JP2006224007A - 濾過材及びそれを用いた筒状フィルタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の濾過材は、多孔質シートに多数の凹凸を形成した濾過材であり、非直線状に延びる凸部端部を備えている。好ましくは濾過材全体がフィルム化しておらず、多数の凹凸がマジョリカプリーツ加工により形成されている。本発明のフィルタは上記の濾過材が多孔筒の周囲に巻回されたものである。
【選択図】 図1
Description
(1)混在不織布の作製;
オリフィス径0.2mm、ピッチ0.8mmでオリフィスが配置されたノズルピースを温度320℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.06g/min.の割合でポリプロピレン樹脂を吐出し、この吐出したポリプロピレン樹脂に対して、温度330℃、かつ質量比で樹脂吐出量の70倍量の空気を作用させ、重力の作用方向と同じ方向に平均繊維径1.8μmのポリプロピレン製メルトブロー繊維2(融点:160℃)の流れを形成した。
オリフィス径0.2mm、ピッチ0.8mmでオリフィスが配置されたノズルピースを温度320℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.04g/min.の割合でポリプロピレン樹脂を吐出し、この吐出したポリプロピレン樹脂に対して、温度340℃、かつ質量比で樹脂吐出量の80倍量の空気を作用させ、重力の作用方向と同じ方向に平均繊維径1.5μmのポリプロピレン製メルトブロー繊維2(融点:160℃)の流れを形成した。
前述の(1)混在不織布をマジョリカプリーツ加工機により凹凸を形成し、凹凸混在不織布Aを製造した。この凹凸混在不織布Aは多数の凸部を備えており、各凸部の両端部大部分が湾曲した状態で延びていた。なお、凸部は凹凸混在不織布Aの上端部から下端部まで独立しておらず、上端部から下端部へ延びるにしたがって、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを約1cmごとに繰り返しながら、全体として凹凸混在不織布Aの上端部から下端部方向へ延びていた。また、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを繰り返す境界には、凹凸が延びる方向に対して直交する方向に一直線状に連続して延びる、凹部よりも深さの浅い交差凹部を備えていた。なお、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを規則的に繰り返していたため、2つ以上の凸部が合流した領域は凸部の数が少なく、合流した凸部が2つ以上に分岐した領域は凸部の数が多いため、2つ以上凸部が合流した領域は合流した凸部が2つ以上に分岐した領域よりも凸部の高さが高く、1.1mmであった。更に、凹凸混在不織布Aは全体がフィルム化していなかった。
前述の(1)混在不織布をエンボスロールとフラットロールとからなる一対のロール間(温度:80℃、線圧:0.6kN/cm)を通過させることにより、凹凸混在不織布Bを製造した。この凹凸混在不織布Bは菱形形状の凹部を千鳥状に備えており、総凹部面積比率は28%であった。また、凸部の厚さは0.33mmであり、凹部はフィルム化していた。
前述の(2)加圧混在不織布をマジョリカプリーツ加工機により凹凸を形成し、凹凸加圧混在不織布を製造した。この凹凸加圧混在不織布は多数の凸部を備えており、各凸部の両端部大部分が湾曲した状態で延びていた。なお、凸部は凹凸加圧混在不織布の上端部から下端部まで独立しておらず、上端部から下端部へ延びるにしたがって、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを約1cmごとに繰り返しながら、全体として凹凸加圧混在不織布の上端部から下端部方向へ延びていた。また、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを繰り返す境界には、凹凸が延びる方向に対して直交する方向に一直線状に連続して延びる、凹部よりも深さの浅い交差凹部を備えていた。なお、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを規則的に繰り返していたため、2つ以上の凸部が合流した領域は凸部の数が少なく、合流した凸部が2つ以上に分岐した領域は凸部の数が多いため、2つ以上凸部が合流した領域は合流した凸部が2つ以上に分岐した領域よりも凸部の高さが高く、1.0mmであった。更に、凹凸加圧混在不織布は全体がフィルム化していなかった。
オリフィス径0.3mm、ピッチ0.8mmでオリフィスが配置されたノズルピースを温度330℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.33g/min.の割合でポリプロピレン樹脂を吐出し、この吐出したポリプロピレン樹脂に対して、温度330℃、かつ質量比で樹脂吐出量の240倍量の空気を作用させて形成したメルトブロー繊維をコンベア上に集積させて(ノズルピースとコンベアとの距離:49cm)メルトブロー繊維ウエブを製造した。
前述の(6)加圧メルトブロー不織布Aをマジョリカプリーツ加工機により凹凸を形成し、凹凸加圧メルトブロー不織布Aを製造した。この凹凸加圧メルトブロー不織布Aは多数の凸部を備えており、各凸部の両端部大部分が湾曲した状態で延びていた。なお、凸部は凹凸加圧メルトブロー不織布Aの上端部から下端部まで独立しておらず、上端部から下端部へ延びるにしたがって、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを約1cmごとに繰り返しながら、全体として凹凸加圧メルトブロー不織布Aの上端部から下端部方向へ延びていた。また、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを繰り返す境界には、凹凸が延びる方向に対して直交する方向に一直線状に連続して延びる、凹部よりも深さの浅い交差凹部を備えていた。なお、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを規則的に繰り返していたため、2つ以上の凸部が合流した領域は凸部の数が少なく、合流した凸部が2つ以上に分岐した領域は凸部の数が多いため、2つ以上凸部が合流した領域は合流した凸部が2つ以上に分岐した領域よりも凸部の高さが高く、0.7mmであった。更に、凹凸加圧メルトブロー不織布Aは全体がフィルム化していなかった。
オリフィス径0.3mm、ピッチ0.8mmでオリフィスが配置されたノズルピースを温度330℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.33g/min.の割合でポリプロピレン樹脂を吐出し、この吐出したポリプロピレン樹脂に対して、温度330℃、かつ質量比で樹脂吐出量の230倍量の空気を作用させて形成したメルトブロー繊維をコンベア上に集積させて(ノズルピースとコンベアとの距離:49cm)メルトブロー繊維ウエブを製造した。
オリフィス径0.3mm、ピッチ0.8mmでオリフィスが配置されたノズルピースを温度330℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.33g/min.の割合でポリプロピレン樹脂を吐出し、この吐出したポリプロピレン樹脂に対して、温度330℃、かつ質量比で樹脂吐出量の200倍量の空気を作用させて形成したメルトブロー繊維をコンベア上に集積させて(ノズルピースとコンベアとの距離:49cm)、目付80g/m2、厚さ0.9mm、平均繊維径2.1μm、平均流量孔径5.0μmのメルトブロー不織布Aを製造した。
オリフィス径0.3mm、ピッチ0.8mmでオリフィスが配置されたノズルピースを温度315℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.33g/min.の割合でポリプロピレン樹脂を吐出し、この吐出したポリプロピレン樹脂に対して、温度315℃、かつ質量比で樹脂吐出量の150倍量の空気を作用させて形成したメルトブロー繊維をコンベア上に集積させて(ノズルピースとコンベアとの距離:49cm)、目付80g/m2、厚さ1.0mm、平均繊維径3.9μm、平均流量孔径10.2μmのメルトブロー不織布Bを製造した。
オリフィス径0.3mm、ピッチ0.8mmでオリフィスが配置されたノズルピースを温度320℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.33g/min.の割合でポリプロピレン樹脂を吐出し、この吐出したポリプロピレン樹脂に対して、温度320℃、かつ質量比で樹脂吐出量の200倍量の空気を作用させて形成したメルトブロー繊維をコンベア上に集積させて(ノズルピースとコンベアとの距離:49cm)、目付80g/m2、厚さ1.0mm、平均繊維径3.2μm、平均流量孔径7.9μmのメルトブロー不織布Cを製造した。
オリフィス径0.3mm、ピッチ0.8mmでオリフィスが配置されたノズルピースを温度300℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.33g/min.の割合でポリプロピレン樹脂を吐出し、この吐出したポリプロピレン樹脂に対して、温度300℃、かつ質量比で樹脂吐出量の120倍量の空気を作用させて形成したメルトブロー繊維をコンベア上に集積させて(ノズルピースとコンベアとの距離:49cm)、目付80g/m2、厚さ1.0mm、平均繊維径7.6μm、平均流量孔径20.2μmのメルトブロー不織布Dを製造した。
ポリプロピレン製ネット(目付:34g/m2、厚さ:0.25mm、目合:1mm×2mm)を準備した。
常法のスパンボンド法により製造した、目付15g/m2、厚さ0.2mm、平均繊維径37μm、平均流量孔径50μmのポリプロピレン製スパンボンド不織布を用意した。
前述の(14)M−S複合不織布をマジョリカプリーツ加工機により凹凸を形成し、凹凸M−S複合不織布を製造した。この凹凸M−S複合不織布は多数の凸部を備えており、各凸部の両端部大部分が湾曲した状態で延びていた。なお、凸部は凹凸M−S複合不織布の上端部から下端部まで独立しておらず、上端部から下端部へ延びるにしたがって、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを約1cmごとに繰り返しながら、全体として凹凸M−S複合不織布の上端部から下端部方向へ延びていた。また、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを繰り返す境界には、凹凸が延びる方向に対して直交する方向に一直線状に連続して延びる、凹部よりも深さの浅い交差凹部を備えていた。なお、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを規則的に繰り返していたため、2つ以上の凸部が合流した領域は凸部の数が少なく、合流した凸部が2つ以上に分岐した領域は凸部の数が多いため、2つ以上凸部が合流した領域は合流した凸部が2つ以上に分岐した領域よりも凸部の高さが高く、1.2mmであった。更に、凹凸M−S複合不織布は全体がフィルム化していなかった。
ポリ−L−乳酸からなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が25個存在する、複合紡糸法により得た海島型繊維(繊度:1.65dtex、繊維長:3mm)を用意した。次いで、この海島型繊維を、温度80℃、10mass%の水酸化ナトリウム水溶液中に30分間浸漬し、海島型繊維の海成分であるポリ−L−乳酸を抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維(平均繊維径:1.8μm、融点:172℃、切断繊維長:3mm)を得た。
前述の(16)加圧湿式不織布をマジョリカプリーツ加工機により凹凸を形成し、凹凸加圧湿式不織布を製造した。この凹凸加圧湿式不織布は多数の凸部を備えており、各凸部の両端部大部分が湾曲した状態で延びていた。なお、凸部は凹凸加圧湿式不織布の上端部から下端部まで独立しておらず、上端部から下端部へ延びるにしたがって、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを約1cmごとに繰り返しながら、全体として凹凸加圧湿式不織布の上端部から下端部方向へ延びていた。また、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを繰り返す境界には、凹凸が延びる方向に対して直交する方向に一直線状に連続して延びる、凹部よりも深さの浅い交差凹部を備えていた。なお、2つ以上の凸部が合流することと、合流した凸部が2つ以上に分岐することを規則的に繰り返していたため、2つ以上の凸部が合流した領域は凸部の数が少なく、合流した凸部が2つ以上に分岐した領域は凸部の数が多いため、2つ以上凸部が合流した領域は合流した凸部が2つ以上に分岐した領域よりも凸部の高さが高く、0.7mmであった。更に、凹凸加圧湿式不織布は全体がフィルム化していなかった。
前述の(3)凹凸混在不織布(220cm長)の左端から40cmの所と、前述の(6)加圧メルトブロー不織布A(40cm)の左端とが一致するように、(6)加圧メルトブロー不織布Aを積層し、次いで、前記(6)加圧メルトブロー不織布Aの右端と(8)加圧メルトブロー不織布Bの左端とが一致するように、前記(3)凹凸混在不織布上に(8)加圧メルトブロー不織布Bを積層し、次いで、前記(8)加圧メルトブロー不織布Bの右端と(9)メルトブロー不織布Aの左端とが一致するように、前記(3)凹凸混在不織布上に(9)メルトブロー不織布Aを積層し、そして、前記(9)メルトブロー不織布Aの右端と(10)メルトブロー不織布Bの左端とが一致するように、前記(3)凹凸混在不織布上に前記(10)メルトブロー不織布Bを積層して、濾過材積層体を製造した。以下、濾過材積層体を長さが220cm長のベースとなる不織布、ベースとなる不織布の左端側から順に積層する不織布の順に表記する。上記の濾過材積層体の場合、(3)凹凸混在不織布−(6)加圧メルトブロー不織布A−(8)加圧メルトブロー不織布B−(9)メルトブロー不織布A−(10)メルトブロー不織布B、と表記する。
濾過材積層体として、(1)混在不織布−(7)凹凸加圧メルトブロー不織布A−(8)加圧メルトブロー不織布B−(9)メルトブロー不織布A−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと、(1)混在不織布の長さを320cm長としたこと、及び(1)混在不織布の左端から80cmの所と(7)凹凸加圧メルトブロー不織布Aの左端とが一致するように積層したこと以外は実施例1と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
濾過材積層体として、(13)ネット−(6)加圧メルトブロー不織布A−(8)加圧メルトブロー不織布B−(9)メルトブロー不織布A−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと以外は、実施例2と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
濾過材積層体として、(12)メルトブロー不織布D−(6)加圧メルトブロー不織布A−(8)加圧メルトブロー不織布B−(9)メルトブロー不織布A−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと以外は、実施例1と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
濾過材積層体として、(1)混在不織布−(6)加圧メルトブロー不織布A−(8)加圧メルトブロー不織布B−(9)メルトブロー不織布A−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと以外は、実施例2と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
濾過材積層体として、(4)凹凸混在不織布B−(6)加圧メルトブロー不織布A−(8)加圧メルトブロー不織布B−(9)メルトブロー不織布A−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと以外は、実施例2と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
濾過材積層体として、(15)凹凸M−S複合不織布−(2)加圧混在不織布−(8)加圧メルトブロー不織布B−(9)メルトブロー不織布A−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと以外は、実施例1と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
濾過材積層体として、(14)M−S複合不織布−(5)凹凸加圧混在不織布−(8)加圧メルトブロー不織布B−(9)メルトブロー不織布A−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと以外は、実施例2と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
濾過材積層体として、(14)M−S複合不織布−(2)加圧混在不織布−(8)加圧メルトブロー不織布B−(9)メルトブロー不織布A−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと以外は、実施例1と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
濾過材積層体として、(15)凹凸M−S複合不織布−(16)加圧湿式不織布−(9)メルトブロー不織布A−(11)メルトブロー不織布C−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと以外は、実施例1と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
濾過材積層体として、(14)M−S複合不織布−(17)凹凸加圧湿式不織布−(9)メルトブロー不織布A−(11)メルトブロー不織布C−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと以外は、実施例2と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
濾過材積層体として、(14)M−S複合不織布−(16)加圧湿式不織布−(9)メルトブロー不織布A−(11)メルトブロー不織布C−(10)メルトブロー不織布Bを使用したこと以外は、実施例2と全く同様にして、内径30mm、外径70mm、長さが250mmの円筒状フィルタを製造した。
(イ)通水抵抗
各円筒状フィルタを用いて、流量25L/minで通水したときの圧力損失を測定して通水抵抗とした。
JIS試験用粉体(11種;関東ローム)を水に分散させた濃度10ppmの試験液を準備し、攪拌しながら各々の円筒状フィルタに流量10L/min.(実施例1〜4、比較例1〜5)、又は25L/min.(実施例5〜6、比較例6)で外側から内側へ通水し、通水1分後の濾液を採取した。この濾液と濾過前の試験液に含まれる粉体について、粒度分布測定器(COULTER社製 Coulter Multisizer ll)を用いて、粒径別に粒子数を測定した。
濾過効率(%)={(Bn−An)/Bn}×100
ここで、Bnは濾過前試験液中の粒子数を意味し、Anは濾液の粒子数をそれぞれ意味する。
JIS試験用粉体(8種;関東ローム)を水に分散させた濃度10ppm(実施例1〜4、比較例1〜5)、又は100ppm(実施例5〜6、比較例6)の試験液を準備し、攪拌しながら各々の円筒状フィルタに流量10L/min(実施例1〜4、比較例1〜5)、又は25L/m(実施例5〜6、比較例6)で通水させ、圧力損失を測定した。初期の圧力損失との差圧が100kPa(実施例1〜4、比較例1〜5)、又は200kPa(実施例5〜6、比較例6)になるまでに処理された総通水量を濾過寿命とした。
2 メルトブロー繊維
3 開繊機
4 延伸繊維
5 捕集体
6 混在不織布
7 加熱加圧処理装置
8 融着混在不織布
31 開繊シリンダ
32 ハウジング
33 エアノズル
CV1〜CVn 凸部
EnL 凸部CVnの向かって左側の端部
EnR 凸部CVnの向かって右側の端部
CC1〜CCn−1 凹部
CCC1〜CCCm 交差凹部
R1 濾過材の上端部から交差凹部CCC1までの領域
Rn 交差凹部CCC(n−1)から交差凹部CCCnまでの領域
L 凸部の延びる方向
Claims (8)
- 多孔質シートに多数の凹凸を形成した濾過材であり、非直線状に延びる凸部端部を備えている濾過材。
- 多数の凹凸が延びる方向に対して交差する方向に延びる交差凹部を更に備えていることを特徴とする、請求項1記載の濾過材。
- 濾過材全体がフィルム化していないことを特徴とする、請求項1又は請求項2記載の濾過材。
- 多数の凹凸がマジョリカプリーツ加工により形成されたものであることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の濾過材。
- 多孔質シートが、メルトブロー不織布、湿式不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー繊維と延伸繊維とが混在する混在不織布の中から選ばれる不織布からなることを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の濾過材。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の濾過材が多孔筒の周囲に巻回されていることを特徴とする筒状フィルタ。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の多孔質シートと平均流量孔径の異なる多孔質シートからなる異孔径濾過材も巻回されていることを特徴とする、請求項6記載の筒状フィルタ。
- 濾過材が襞折り加工された領域を更に有することを特徴とする、請求項6又は請求項7に記載の筒状フィルタ。
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