JP2015097979A - フィルター - Google Patents

Abstract

【課題】より高濃度の濾過物を濾過することが可能で、粉体の凝集（ブリッジ）が発生しにくく、差圧上昇が生じるまでの時間の長い、すなわち濾過ライフの長いフィルターを提供する。【解決手段】基材層と、濾過層と、表皮層とを有するフィルターであって、基材層は不織布が多重に巻回され、熱圧着されてなる層であり、濾過層は少なくともスルーエア不織布とネットとを積層した積層体が多重に巻回され、かつ、熱圧着されていない層であり、前記表皮層は不織布を含む層であり、前記基材層及び前記表皮層を構成する不織布の平均細孔径は、前記濾過層を構成するスルーエア不織布の平均細孔径よりも大きい、フィルター。前記濾過層を構成する不織布は、０．１〜２００μの平均繊維径を有するスルーエア不織布であり、不織布中の繊維の交点で繊維同士が融着及び／又は接着している。【選択図】図３

Description

本発明は、スラリーや、固形分を含むゲル状流動体を濾過するためのフィルターに関する。

一般に、粉体微粒子を含む流体において、固形分濃度が低く、流動性の高い流体の精製濾過にはフィルターが使用されている。

フィルター性能の指標の一つとして、フィルターを使用できる時間の長さや累積流量を表す、濾過ライフがある。濾過ライフを改善するための試みには、例えば、不織繊維集合体からなるフィルター内に、前濾過層と精密濾過層の少なくとも２層を設け、前濾過層は、構成繊維の繊維径が濾過方向に細くなるように構成し、精密濾過層は、前濾過層の最小繊維径よりも細い繊維を含む不織繊維集合体で構成したものが知られている（特許文献１）。

しかしながら、繊維径が濾過方向に細くなるように前濾過層を構成するためには、平均繊維径が長さ方向に変化した不織繊維集合体を予め準備する必要があった。このような不織繊維集合体を製造するには特殊な紡糸条件を設定しなくてはならないためコスト面で不利であり、また、製造できる不織繊維集合体の最小繊維径には限界があるため、精密濾過性の点でも必ずしも十分なものではなかった。

また形態保持性がよく、フィルター濾過精度と濾過ライフとのバランスに優れた高精度濾過フィルターを得るために、少なくとも２層の不織布が積層されており、上層側の不織布の充填率を０．３〜０．８とし、下層側の不織布の充填率を０．０１〜０．２５としたフィルター用不織布が提案されている（特許文献２）。この発明は、フィルターの下層側に充填率の低い不織布層を配置することによって、不織布層とサポート材との接触面に微小な空間を保持し、またクッション材としても作用させて、フィルターの利用効率と形態保持性を向上させるものである。

しかしながら、上記文献で対象とされている濾過物は０．６μｍのアルミナ粒子が５０ｐｐｍの濃度で分散された水溶液であり、つまり、極めて小粒径かつ低濃度の液体を濾過するものである。

一方で近年では、濾過後の乾燥時間の短縮や揮発した液体の凝縮量の減容化等を図るために、固形分の高濃度化が求められている。
固形分が高濃度になると流体は流動性を失い、固形分である粉体同士の相互作用が強まる。そのため、従来の水用のカートリッジフィルターの場合、たとえフィルターの平均孔径より小さい粉体であっても、粉体の粒子がフィルターを通過する時にラッシュ現象が発生し、粉体の凝集（ブリッジ）が生じて、みかけ粒径が増大し、フィルターの目詰まりを起こす問題が知られている。

特許文献３は、粘性流体の濾過において、濾過精度が差圧により変化したり、フィルター寿命が短くなる問題を解消したりするとともに、脈圧や高差圧が生じても、柔らかいゲル状固形物を捕捉しうるフィルターを提案している。特許文献３の発明は、フィルターの主濾過層において、圧着処理して空隙率５０〜８０％とした第一の主濾過層と、圧着処理していない空隙率８０％以上の第二の主濾過層とを有し、第二の主濾過不織布は、空隙率が第一の主濾過不織布の１．２倍以上となるように構成するものである。

国際公開第９８／１３１２３号パンフレット 特開２０００−２１８１１３号公報 特開２０１０−１３７１２１号公報

上記のとおりフィルターに対して様々な改良が行われてきたが、さらに、より高濃度の濾過物を濾過することが可能で、濾過ライフの長いフィルターが求められている。
すなわち本発明は、粉体の凝集（ブリッジ）が発生しにくく、差圧上昇が生じるまでの時間の長い、すなわち濾過ライフの長いフィルターを提供することを課題とする。

発明者らは濾過層用不織布を含む積層体の層構成を検討する中で、従来考慮されていた繊維径や空隙率等の濾過層用不織布の構成に加えて、フィルターの厚み方向（濾過物の通過方向）の構成を制御することに着想した。そして、フィルターを構成する濾過層用不織布の厚み方向の繊維密度を疎密化すること、すなわち、積層された不織布の間に適度な間隙を付与することで、濾過物に含まれる粉体の分散を図ることが可能で、ブリッジの形成が抑制されることを見出した。さらに、特定の構成によって適切な濾過層が作成できること、他の層の細孔径も制御することで、ブリッジの発生が抑えられ濾過ライフが長く、分級性にも優れたフィルターが得られることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は以下の構成を有する。
［１］ 基材層と、濾過層と、表皮層とを有するフィルターであって、
前記基材層は、不織布が多重に巻回され、熱圧着されてなる層であり、
前記濾過層は、少なくともスルーエア不織布とネットとを積層した積層体が多重に巻回され、かつ、熱圧着されていない層であり、
前記表皮層は、不織布を含む層であり、
前記基材層及び前記表皮層を構成する不織布の平均細孔径は、前記濾過層を構成するスルーエア不織布の平均細孔径よりも大きい、フィルター。
［２］ 前記濾過層を構成する積層体において、前記スルーエア不織布とネットとに加えて、メルトブロー不織布が積層されている、前記［１］に記載のフィルター。
［３］ 前記基材層を構成する不織布は、１０枚重ね時に２００〜３００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃの範囲の通気度を有するメルトブロー不織布又はスルーエア不織布である、前記［１］又は［２］に記載のフィルター。
［４］ 前記濾過層を構成する不織布は、０．１〜２００μｍの範囲の平均繊維径を有するスルーエア不織布である、前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載のフィルター。
［５］ 前記ネットは、１〜５ｍｍの範囲の目合いであり、５０〜３００μｍの範囲の平均繊維径を有する、前記［１］〜［４］のいずれか１つに記載のフィルター。
［６］ 前記濾過層を構成するスルーエア不織布は、不織布中の繊維の交点で繊維同士が融着及び／又は接着している、前記［１］〜［５］のいずれか１つに記載のフィルター。
［７］ 前記［１］〜［６］のいずれか１つに記載のフィルターを有する、円筒型フィルター。

本発明によれば、高濃度で粘性を有する流体に対しても、粉体の凝集（ブリッジ）が発生しにくく、差圧上昇が生じるまでの時間の長い、すなわち濾過ライフの長いフィルターを提供することができる。

本発明の実施例、及び、比較例のフィルターの濾過ライフを比較した試験結果を示すグラフである。 本発明の実施例、及び、比較例のフィルターの初期捕集性能を比較した試験結果を示すグラフである。 本発明の実施例（下段）、及び、比較例２（上段）のフィルターの断面を示す写真である。

本発明のフィルターは、基材層と、濾過層と、表皮層とを有するフィルターであって、前記基材層は不織布が多重に巻回され、熱圧着されてなる層であり、前記濾過層は少なくともスルーエア不織布とネットとを積層した積層体が多重に巻回され、かつ、熱圧着されていない層であり、前記表皮層は不織布を含む層であり、前記基材層及び前記表皮層を構成する不織布の平均細孔径は、前記濾過層を構成するスルーエア不織布の平均細孔径よりも大きい。

上記のとおり本発明のフィルターの濾過層は、少なくともスルーエア不織布とネットとを積層した積層体が巻回され、かつ熱圧着されていない層である。スルーエア不織布は嵩高く、不織布の厚み方向（濾過する流体の流れ方向）にも繊維配向が分布するという特徴を有する。このため流体の圧力損失が低減され、高濃度で粘性を有する流体であっても滞留することなく濾過を行える。また、スルーエア不織布とネットとを積層することで、実質的に濾過機能を担うスルーエア不織布の間に適度な間隙が形成される。そのため濾過層内で流体や流体中の粉体の流動性が向上して、ブリッジの形成が抑制されることから、濾過ライフの長いフィルターを得ることができる。また、不織布の間に間隙を有することで、不織布の重層による細孔の小径化や閉塞が回避されるため、捕集効率及び濾過効率にも優れる。さらに熱圧着を行わないことで、不織布の間の間隙が保持されるとともに、濾過層内で不織布がわずかに動くことができ、流体や流体中の粉体の流動性がさらに向上するとともに、ネットによって濾過層の形態が保持されるため濾過性能が安定的に発揮される。

＜濾過層用不織布＞
濾過層は上記のとおり、少なくともスルーエア不織布とネットとを積層した積層体を用いて形成される。本発明において、スルーエア不織布とは、熱風接着プロセスで得られた不織布をいう。熱風接着プロセスとは、オーブン中にコンベアベルトまたはロータリードラムを備えて、ウェブを通過させた後、一方に吸引することで、接着効果を高め、厚さ方向に均一な不織布を得るための方法で、別名エアスルー方式ともいう。
一般に、熱風接着プロセスは、１）嵩高性を有する不織布の生産、２）比較的、簡単な均一な温度のコントロール、３）収縮のコントロール、ができるなどの長所を持つ。
この長所を利用して、捲縮を有する短繊維をカード機に通してウェブとし、得られたウェブを熱風処理し、短繊維同士の交絡点を熱融着させてスルーエア不織布を得る。交絡点が熱融着された不織布を用いることで、不織布における平均細孔径が一定に保たれ、本来有する濾過性能を安定的に発揮できるため、フィルターとして安定した性能を維持することができる。

スルーエア不織布を構成する短繊維としては、安定した性能を維持するために、短繊維の交点で短繊維同士が融着及び／又は接着していることが好ましい。このことから、短繊維として熱融着性複合繊維が好ましく利用できる。熱融着性複合繊維の種類は、特に限定されず、公知の複合繊維を使用することができる。熱融着性複合繊維としては、融点差を有する２種類以上の成分からなる複合繊維が使用でき、具体的には、高融点成分と低融点成分とからなる複合繊維が例示できる。複合繊維の高融点成分としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６，６、ポリ−Ｌ−乳酸などの熱可塑性樹脂が例示でき、複合繊維の低融点成分としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなどのポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート共重合体、ポリ−ＤＬ−乳酸、プロピレン共重合体、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂が例示できる。熱融着性複合繊維の高融点成分と低融点成分の融点差は、特に限定されないが、熱融着の加工温度幅を広くするためには、１５℃以上であることが好ましく、３０℃以上であることがより好ましい。また、複合の形態は特に限定されないが、同心鞘芯型、偏心鞘芯型、並列型、海島型、放射状型などの複合形態を採用することができる。特に嵩高性を持たせるためには偏心鞘心型複合繊維が好適である。
また、熱融着性複合繊維の断面形状も特に限定されないが、例えば、円、楕円、三角、四角、Ｕ型、ブーメラン型、八葉型などの異型、中空など、いずれの断面形状であってもよい。複合繊維として、例えば、ＰＥ／ＰＰ複合繊維、ＰＥ／ＰＥＴ複合繊維などが挙げられる。また、濾過物の特性や目的によって、フッ素系繊維やガラス繊維などの特殊繊維が混紡されていてもよい。

本発明に用いられる熱融着性複合繊維は、本発明の効果を妨げない範囲で機能剤を含んでいてもよく、機能剤としては、抗菌剤、消臭剤、帯電防止剤、平滑剤、親水剤、撥水剤、酸化防止剤、耐候剤などを例示できる。また、熱融着性複合繊維は、その表面を繊維仕上げ剤で処理されていてもよく、これによって親水性や撥水性、制電制、表面平滑性、耐摩耗性などの機能を付与することができる。

濾過層用不織布を構成する繊維は、０．１〜２００μｍの範囲の繊維径であることが好ましく、１〜１８０μｍの範囲の繊維径であることがより好ましく、１５〜１６０μｍの範囲の繊維径であることが最も好ましい。０．１〜２００μｍの範囲の繊維径とすることで、得られる濾過層用不織布は、嵩高性とクッション性とに優れる。細い繊維径の繊維を使用すれば、捕集効率は向上するが濾過ライフ（寿命）が短くなる傾向がある。そのため、１５〜１６０μｍの範囲の繊維径とすることで、濾過ライフと捕集効率のバランスが特に良好となる。

濾過層用不織布の平均細孔径は、基材層用不織布およびネットの平均細孔径と調整する必要があるが、濾過液の性状や濾過の目的に応じて適宜選択することが可能であり、通常、捕集を目的とする粒子径に併せて設計する。例えば、捕集を目的とする粒子径が５０μｍの場合、平均細孔径は４０〜６０μｍの範囲が好ましく、４５〜５０μｍがより好ましい。また、一般的に、ブリッジ形成限界は粉体粒子径によるが、細孔径（Ｄｅ）と粒子径（Ｄｐ）との関係がＤｅ＞５Ｄｐとなるように設計することが目安とされており、この指標に基づいて平均細孔径を設定することができる。前記式や、フィルターを用いて除去したい大粒径、通過させる小粒径等の物性、及び、求める捕集効率等に応じて細孔径が選択される。

濾過層用不織布の目付は、繊維の材質、繊維径や平均細孔径との関係で、ある程度規定されるが、例えば、５〜４０ｇ／ｍ^２のものを用いることができ、より好ましくは、１０〜３０ｇ／ｍ^２のものである。目付が５〜４０ｇ／ｍ^２であれば、濾過層の厚みと平均細孔径を調整するための選択範囲が広がるので、好ましい。

＜ネット＞
濾過層に挿入されるネットはフィルターの捕集効率には影響しないが、スルーエア不織布間に間隙を作り出すとともに、濾過層の形態を保持し、耐圧を維持・向上させるために用いられる。そのため、ネットは、５０〜３００μｍの範囲の繊維径のモノフィラメントを用いることが好ましく、６０〜２８０μｍの範囲の繊維径のモノフィラメントを用いることがより好ましい。さらに、ネットの目合いは１〜５ｍｍの範囲とすることが好ましく、１〜４ｍｍの範囲とすることがより好ましい。この範囲のネットを用いることで、捕集効率に影響を与えず、かつフィルターの強度が確保されるため、より濾過ライフの長いフィルターを得ることができる。

モノフィラメントは、熱可塑性樹脂から構成されていることが好ましく、単一構成繊維、複合繊維、混繊繊維が利用できる。モノフィラメントに使用できる熱可塑性樹脂は、溶融紡糸可能な熱可塑性樹脂であれば特に限定されないが、例えば、熱融着性複合繊維で例示したような熱可塑性樹脂が使用でき、単一の熱可塑性樹脂を用いても、２種類以上の熱可塑性樹脂の混合物を用いてもよい。モノフィラメントが複合繊維の場合、例えば、熱融着性複合繊維で例示したような熱可塑性樹脂の組み合わせが使用できる。例えば、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，１２等が挙げられ、ＰＰ又はナイロンが特に好ましい。

＜濾過層の構成＞
フィルターの濾過層は、少なくとも上記の濾過層用スルーエア不織布とネットとを積層した積層体を多重に巻回して形成される。スルーエア不織布とネットの積層順は特に制限されないが、スルーエア不織布とネットを各１枚ずつ、すなわち、スルーエア不織布とネットとが１層ずつ交互になるように巻くことが好ましい。このように形成された濾過層は、スルーエア不織布の間に目の粗いネットが挟み込まれた構造になり、スルーエア不織布層同士が密着することなく積層されている。

また、濾過層積層体は熱圧着されておらず、スルーエア不織布の嵩高さが保持されている。但し、「熱圧着されていない」とは、濾過層の全体が熱圧着によって一体的に硬化された形態ではない、という意味であり、フィルターの形態保持性を高める等の目的で濾過層の一部が熱圧着されていてもよい。また、濾過層と基材層の間や、濾過層と表皮層の間が融着ないし接着されていてもよい。

また、必要に応じて、スルーエア不織布とネット以外にもさらなる不織布やネット等が積層されていてもよい。例えば、スルーエア不織布とネットに加えて、スルーエア不織布よりも目の粗いメルトブロー不織布を挿入して、３層構造の積層体を巻回し、濾過層の保形性や捕集効率を向上させることができる。メルトブロー不織布を用いる場合、基材層や表皮層に用いるのと同じメルトブロー不織布を好ましく用いることができる。

捕集効率は、対数透過則から流体が通過する濾過層の厚みによって制御されることが公知であり、濾過層の厚み（積層体の巻き数）は、求める捕集効率に応じて適宜選択することができる。濾過層の厚み（積層体の巻き数）が大きいほど、捕集効率は向上し、粒径の小さい粉体を捕集できる。

＜基材層用不織布＞
本発明に用いる基材層用不織布は、１０枚重ね時に２００〜３００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃの範囲の通気度を有していれば、メルトブロー不織布またはスルーエア不織布のどちらであってもよい。通気度がこの範囲の不織布は、低圧損の点で好ましい。

メルトブロー不織布を用いる場合、メルトブロー不織布を構成する極細繊維の種類や、その製造方法は、特に限定されず、公知の極細繊維や製造方法を使用することができる。例えば、メルトブロー不織布は、熱可塑性樹脂を溶融押出し、メルトブロー紡糸口金から紡出し、さらに高温高速の気体によって極細繊維流としてブロー紡糸し、捕集装置で極細繊維をウェブとして捕集し、得られたウェブを熱処理し、極細繊維同士を熱融着させることで製造できる。メルトブロー紡糸で用いる高温高速の気体は、通常、空気、窒素ガス等の不活性気体が使用される。気体の温度は２００〜５００℃、圧力は０．１〜６．５ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲が一般に用いられる。

メルトブロー不織布を基材層用不織布に用いる場合、その平均繊維径は、１〜１００μｍであることが好ましく、６〜６０μｍであることがより好ましく、８〜３０μｍであることが最も好ましい。メルトブロー不織布の平均繊維径が１μｍ以上であれば、生産性が良好であり、メルトブロー不織布を構成する極細繊維の力学強度が高く、極細繊維の単糸切れや極細繊維層の破れが生じにくくなる。また、メルトブロー不織布を構成する極細繊維の平均繊維径が１００μｍ以下であれば、繊維径の小ささ（細さ）に由来する極細繊維の本来の特性が十分に発揮される。

また、メルトブロー不織布は、単一構成繊維からなるメルトブロー不織布、複合繊維からなるメルトブロー不織布、混繊繊維からなるメルトブロー不織布等が利用できる。また、前記メルトブロー不織布に使用できる樹脂は、溶融紡糸可能な熱可塑性樹脂であれば特に限定されないが、例えば、熱融着性複合繊維で例示したような熱可塑性樹脂が使用でき、単一の熱可塑性樹脂を用いても、２種類以上の熱可塑性樹脂の混合物を用いてもよい。さらに、熱可塑性樹脂には、本発明の効果を妨げない範囲で各種機能剤を含んでいてもよく、具体的には、抗菌剤、消臭剤、親水化剤、撥水化剤、界面活性剤などが例示できる。また、メルトブロー不織布は、その効果を妨げない範囲で機能付与のために二次加工を施されていてもよく、親水化や疎水化のコーティング処理、メルトブロー不織布を構成する極細繊維の表面に特定の官能基を導入する化学処理、滅菌処理などが例示できる。

基材層用不織布に用いる樹脂としては、例えば、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，１２等が挙げられる。また、基材層用不織布にスルーエア不織布を用いる場合、濾過層用不織布で例示した一般的なスルーエア不織布が利用できる。

基材層用不織布の平均細孔径は、濾過液の性状や濾過の目的に応じて適宜選択することが可能であるが、濾過層用のスルーエア不織布の平均細孔径よりも大きいものを用いる。通常、９０μｍ〜１３０μｍの範囲となるようにすることが好ましく、１００μｍ〜１２０μｍの範囲となるようにすることが特に好ましい。基材層用不織布の目付は、繊維の材質、繊維径や平均細孔径との関係で、ある程度規定されるが、例えば、５〜５０ｇ／ｍ^２の目付を用いることができ、３０〜４５ｇ／ｍ^２の目付を用いることがより好ましい。この範囲の目付であれば、フィルターの外径調整及び基材層の強度設計の調節の観点から好適である。

基材層は主にフィルターの強度を確保するための層であり、メルトブロー不織布が積層され、熱圧着により一体化された層であることが好ましい。基材層の厚みや巻き数は、使用するメルトブロー不織布に応じて適切に設定されるが、フィルターの強度が確保され、かつ一定の濾過性能が得られれば特に制限されない。

＜表皮層＞
表皮層はフィルターの最も外側（濾過液の上流側）に位置する層であり、特に大粒径の凝集物や夾雑物が濾過層内に侵入しないようにブロックするほか、濾過層を保護し、フィルター形態を保持することを主な目的とする層である。
表皮層は不織布を含む層であり、不織布からなる層であることが好ましい。表皮層に用いる不織布は特に制限されないが、平均細孔径が、濾過層用不織布の平均細孔径よりも大きい（粗い）不織布であることが好ましい。
不織布の材質も特に制限されないが、例えば、基材層に用いるものと同様のメルトブロー不織布を用いることが好ましい。

表皮層の巻き数や厚みは特に制限されないが、巻き数や厚みが大きくなると、濾過液が濾過層に達する以前に表皮層内でブリッジを形成するという不具合が生じることがあるので、なるべく薄い表皮層とすることが好ましい。例えば、メルトブロー不織布を１〜５回、好ましくは１〜２回巻回して、熱圧着して形成することが好ましい。

＜フィルターの製造方法＞
本発明のフィルターは、基材層用不織布、濾過層用不織布及びネットの順に積層しながら巻回することで製造できる。具体的には、例えば、基材層用不織布であるメルトブロー不織布をまず熱圧着させながら円柱状の鉄棒に巻き上げて、コアとなる基材層を形成する。続いて、濾過層用不織布であるスルーエア不織布及びネットを順に挿入し、加熱することなく巻き上げて濾過層を形成する。最後に、メルトブロー不織布を１〜２回巻回して、熱圧着させて表皮層を形成する。

上記方法において基材層を形成する温度は、巻き取り部分（円柱状の鉄棒）において基材層用不織布が溶融し、圧着される温度であればよい。また製造ラインの速度は特に制限されないが、濾過層の形成時は、不織布にかかるテンションは１０Ｎ以下であることが好ましく、テンションを掛けずに巻き上げることが好ましい。

上記のように製造されるフィルターは、適切な大きさに切断し、両端にエンドキャップを貼付して円筒型フィルターとして好適に用いられる。
また、上記の製造方法は概要のみであり、上記の工程以外に必要に応じて、熱処理、冷却、薬剤処理、成型、洗浄等の公知の工程を実施することができる。

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はそれらによって制限されるものではない。
実施例中に示した物性値の測定方法や定義は次のとおりである。
１）平均細孔径の測定方法
平均細孔径は、バブルポイント法（ＡＳＴＭ Ｆ３１６−８６）に基づきＰＭＩ社製パームポロメーターＣＦＰ−１２００−Ａによって、測定を行った。
２）目付の測定方法
２５０ｍｍ×２５０ｍｍに切断した不織布の重量を測定し、単位面積当たりの重量（ｇ／ｍ^２）を求め、これを目付とした。
３）通気度の測定方法
ＪＩＳ Ｌ １０９６に記載のフラジール形試験機を用いて測定を行った。

［実施例］
（材料）
基材層用不織布として、目付が４２ｇ／ｍ^２であり、１０枚重ね時の通気度が２８０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃであるポリプロピレンメルトブロー不織布を用いた。
濾過層用不織布として、ポリプロピレン／ポリエチレンの偏心鞘芯型複合繊維（平均繊維径３１μｍ）からなる、目付が３０ｇ／ｍ^２であり、平均細孔径が４６μｍ（４枚重ね）であるスルーエア不織布を用いた。
ネットとして、ポリプロピレンモノフィラメント（平均繊維径２５０μｍ）からなる、目合いが２．０ｍｍであるネットを用いた。

（フィルターの製造方法）
中芯（鉄棒）を予め２１５℃に加熱し、この中芯に基材層に用いるメルトブロー不織布を接着させ、巻き取った。このとき、巻取りヒーター（巻取り部直近のヒーター）の出力を概ね７．８ｋＷ程度に設定し、加熱した。
基材層に用いるメルトブロー不織布は全長８．６ｍであり、うち基材層として約５．６ｍを、ヒーター出力７．８ｋＷで加熱し、熱融着させながら、巻き取り、基材層を作成した。
メルトブロー不織布を５．６ｍ分巻取った後、続いて、濾過層を構成するスルーエア不織布とネットの挿入を開始した。挿入長さを２ｍとし、メルトブロー不織布とともに巻き取った。このとき最初の１ｍはヒーター出力７．８ｋＷで加熱することで熱融着させ、残り１ｍはヒーター出力を０ｋＷとし、加熱せず、熱融着させずに巻取り、濾過層を構成した。続いて、ヒーター出力を７．８ｋＷで加熱し、表皮層としてメルトブロー不織布を熱融着させながら１ｍを巻取り、円筒型フィルターを製造した。

実施例のフィルターの断面写真を図３（下段）に示す。

［比較例１］
濾過層用スルーエア不織布を熱圧着させながら巻回すること以外は、実施例と同様に円筒型フィルターを製造した。

［比較例２］（従来品相当）
射出成形などで成形された成形品コア（外径３６ｍｍ、厚み３ｍｍ、長さ２５４ｍｍのポリプロピレン製多孔円筒）に基材となるメルトブロー不織布及びネットを巻取り、製造途中で、基材のメルトブロー不織布よりも目付が小さいメルトブロー不織布を挿入した。その後、基材のメルトブロー不織布のみを巻き取った。熱圧着は行わなかった。
比較例２のフィルターの断面写真を図３（上段）に示す。

［性能試験］
１．濾過ライフ
実施例及び比較例１、２の円筒型フィルターについて、下記の粉体及び方法に従って、累積粉体添加量に対するフィルター前後の差圧変化を測定した。
試験粉体はＪＩＳ Ｚ ８９０１ 試験用粉体に記載の７種を使用した。
循環水量３０Ｌ／ｍｉｎの水中に速度０．３ｇ／ｍｉｎで前記試験粉体を添加した試験流体をフィルターに通液し、累積粉体添加量に対するフィルター前後の圧力差変化を追跡した（参考文献：ユーザーのためのフィルターガイドブック 日本液体清澄化技術工業会）。
結果を図１に示す。

図１に示されるとおり、実施例のフィルターは、差圧上昇が起こるまでの累積粉体添加量が比較例１，２よりも顕著に多い。一定流量で粉体を添加しているので、このことは、差圧上昇が起こるまでの時間が長いこと、すなわち実施例のフィルターは比較例１，２のフィルターよりも濾過ライフが長いことを示している。実施例のフィルターは、嵩高いスルーエア不織布を用い、かつ熱圧着をせずに不織布間に適度な間隙が保持されていることによって、ブリッジの形成が抑制され、濾過ライフに優れるものと考えられる。

２．捕集効率
実施例及び比較例２の円筒型フィルターについて、下記の試験粉体及び方法に従って初期捕集性能として捕集効率を測定した。
試験粉体はＪＩＳ Ｚ ８９０１ 試験用粉体に記載の７種を使用した。
ＪＩＳ７種粉体を速度０．３ｇ／ｍｉｎで水中に添加した試験流体を３０Ｌ／ｍｉｎの流量でフィルターに通し、フィルター前後の粒子数を測定した（参考文献 ユーザーのためのフィルターガイドブック 日本液体清澄化技術工業会）。
粒子数はパーティクルセンサー（ＫＳ−６３ リオン製）を用い、パーティクルカウンター（ＫＬ−１１ リオン製）を使用して測定した。
捕集効率は以下の定義式によって求めた。

捕集効率（％）＝（１−フィルター通過後の粒子径ｘμｍの粒子数／フィルター通過前の粒子径ｘμｍの粒子数）×１００
結果を図２に示す。

図２に示されるとおり、実施例のフィルターは５０μｍ以上の粒子を９０％以上捕集し、かつ３０μｍの粒子のほぼ半数を通過させた。一方、比較例２のフィルターは５０μｍ以上の粒子を９０％以上捕集したが、３０μｍの粒子を７０％捕集した。この結果は、実施例のフィルターは比較例２のフィルターに比べて、除去すべき大粒子を捕集する一方で、通過させるべき小粒子を確実に通過させることが可能であること、すなわち分級性に優れることを示している。

本発明のフィルターは、粉体の凝集（ブリッジ）の発生が抑制されるため濾過ライフが長く、分級性にも優れる。本発明のフィルターは、低濃度〜高濃度（１０ｐｐｍ〜７０％）の微粒子（粉体）を含む懸濁液、スラリー、ゲル状流体から凝集物や夾雑物を除去し、粒径が一定以下の微粒子を得るために用いる濾過フィルターとして好適に用いられる。

Claims (7)

1. 基材層と、濾過層と、表皮層とを有するフィルターであって、
   前記基材層は、不織布が多重に巻回され、熱圧着されてなる層であり、
   前記濾過層は、少なくともスルーエア不織布とネットとを積層した積層体が多重に巻回され、かつ、熱圧着されていない層であり、
   前記表皮層は、不織布を含む層であり、
   前記基材層及び前記表皮層を構成する不織布の平均細孔径は、前記濾過層を構成するスルーエア不織布の平均細孔径よりも大きい、フィルター。
2. 前記濾過層を構成する積層体において、前記スルーエア不織布とネットとに加えて、メルトブロー不織布が積層されている、請求項１に記載のフィルター。
3. 前記基材層を構成する不織布は、１０枚重ね時に２００〜３００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃの範囲の通気度を有するメルトブロー不織布又はスルーエア不織布である、請求項１又は２に記載のフィルター。
4. 前記濾過層を構成する不織布は、０．１〜２００μｍの範囲の平均繊維径を有するスルーエア不織布である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルター。
5. 前記ネットは、１〜５ｍｍの範囲の目合いであり、５０〜３００μｍの範囲の平均繊維径を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルター。
6. 前記濾過層を構成するスルーエア不織布は、不織布中の繊維の交点で繊維同士が融着及び／又は接着している、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルター。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルターを有する、円筒型フィルター。