JP2545265B2 - 複合繊維を用いたフィルターエレメント - Google Patents

複合繊維を用いたフィルターエレメント

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は見掛ヤング率の低いポリオレフィン／ポリエ
ステル系複合繊維及びこれを用いたフイルターエレメン
トに関する。
〔従来の技術とその問題点〕
ポリオレフイン系の複合繊維からなるウエブを加熱し
ながら巻芯に巻き取り、中空円筒状のフイルターエレメ
ントを製造する方法が特公昭56-43139号公報に開示され
ている。この方法によれば巻き取り時の圧力を加減する
ことにより所望の空隙率のフイルターエレメントを得る
ことができるが、素材がポリオレフイン系複合繊維であ
ることから使用温度の上限が80〜90℃と低いという欠点
があり、過する液体によつてはフイルターエレメント
が膨潤するという問題もあつた。
また、高温での使用に耐えるフイルターエレメントを
得る目的で、前記ポリオレフイン系複合繊維に代えて、
低融点の非晶質ポリエステルを鞘成分とし、高融点の結
晶質ポリエステルを芯成分とするポリエステル系複合繊
維を用いる試みもあるが、低融点ポリエステルがガラス
質であるため紡糸・延伸工程あるいはフイルターエレメ
ントの製造・使用の工程で粉状に剥離するという問題が
生ずる。更にポリエチレンを鞘成分とし結晶性のポリエ
ステルを芯成分とするポリオレフイン／ポリエステル系
の複合繊維を用いた場合、ポリエステルの見掛けヤング
率が高いことに起因して、フイターエレメントは嵩高で
低密度のものとなり微粒子の捕捉が困難となるのみなら
ず、硬度の低い柔軟なものとなるため実用に耐えないと
いう欠点を有する。
〔問題を解決するための手段〕
本発明者等は従来のフイルターエレメントの上記諸欠
点を解消すべく鋭意検討の結果、 ポリオレフインを鞘成分とし、ポリエステルを芯成分
として複合紡糸した未延伸糸を、ポリエステルの二次転
移点より20℃以上高くかつポリオレフインの融点より低
い温度で２倍以上に延伸し、該二次転移点より20℃以上
高くかつポリオレフィンの融点より低い温度範囲内で30
秒間以上アニーリングして得られる、ポリオレフイン／
ポリエステル系の複合繊維は見掛ヤング率が210kg/mm2
以下と小さく、この複合繊維を用いて特公昭56-43139号
公報記載の方法でフイルターエレメントを製造すること
により、所望の空隙率に調整され硬度が高く、使用温度
の上限が140℃と高く、かつ液体による膨潤の少いフイ
ルターエレメントが得られることを知り本発明を完成す
るに到つた。
本発明で用いるポリオレフインは、従来公知の高密度
ポリエチレン、低密度ポリエチレン、結晶性ポリプロピ
レン等のポリオレフインであり、ポリエチレンではメル
トインデツクスが５以上、特には10以上のものが好まし
く、結晶性ポリプロピレンではメルトフローレートが10
以上のものが好ましく用いられる。
本発明で用いるポリエステルは融点が200℃以上で、
エチレンテレフタレート単位が分子の50重量％以上を占
める繊維グレードのポリエステルである。
これらポリオレフインとポリエステルは従来公知の方
法で鞘芯型に複合紡糸される。得られた未延伸糸はポリ
エステルの二次転移点より20℃以上、好ましくは30℃以
上高温でかつポリオレフインの融着温度以下の温度で２
倍以上に延伸され、かつポリエステルの二次転移点より
20℃以上高くかつポリオレフインの融点より低い温度の
範囲で30秒以上アニーリングされる。延伸温度が上記温
度より低いと、得られる複合繊維は見掛ヤング率の高い
ものとなり、これを用いてフイルターエレメントを製造
した場合、前述のような従来技術に基く欠点を有するも
のしか得られない。また、延伸温度がポリエステルの二
次転移温度以下になると得られる延伸糸はフイルターエ
レメント製造の際の加工温度で大きな熱収縮率が発生す
るものとなり、得られるフイルターエレメントは表面に
凹凸が生じ内部も空隙率が不均一なものとなる。アニー
リング温度が上記範囲以下であつたり、アニーリング時
間が30秒未満では得られる複合繊維は見掛ヤング率の高
いものとなり、これを用いたフイルターエレメントは空
隙率の大きなものとなり精密過には不適当である。
〔実施例〕
実施例及び比較例によつて本発明を更に具体的に説明
する。
なお各例で用いた測定方法を一括して以下に示す。
見掛ヤング率： JIS L1013（化学繊維フイラメント糸試験方法）第7.10
項に拠つて求めた（初期引張抵抗度）より次式によつて
算出する。
但し、ρはPP/PETでは1.15、PE/PETでは1.17を用いた。
見掛ヤング率（kg/mm2）＝９×ρ×初期引張抵抗度（g/
d） 過試験： 研摩微粉（FO＃1200、粒径５〜15μm 90％）20grを50l
の水に懸濁させた液を２m3/hrの割でフイルターエレメ
ントの外表面から中空部へ循環通水し、２分後に採取し
た過水100ml中の粒子を粒径１μｍまで捕集できるメ
ンブレンフイルター上に捕集し3000個の粒子の粒径を
（株）ニレコ社製“ルーゼツクス450"を用いて計測す
る。
膨潤試験： 沸騰水（100℃、２時間）、トルエン（20℃、５日
間）、熱風（120℃、５日間）の条件で処理したフイル
ターエレメントの外径（ｄ′）と長さ（ｌ′）を測定
し、処理前の外径（ｄ）と長さ（ｌ）に対する比率を下
式で算出する。
実施例１ ポリエステル（極限粘度0.65、融点255℃）を芯成分
とし高密度ポリエチレン（メルトインデツクス20、融点
130℃）を鞘成分として、複合比1/1で複合紡糸して単糸
繊度10デニールの未延伸糸とし、次いで110℃で３倍に
延伸した後、90℃で３分間アニーリングして単糸繊度3.
5デニールの延伸糸を得た。この延伸糸を繊維長51mmに
切断して得たステープルフアイバーをカード機を用いて
目付20g/m2のウエブとし、このウエブを水平に送りなが
ら端から逐次遠赤外線ヒーターにより140〜150℃で20秒
間加熱して高密度ポリエチレンのみを融解させた状態
で、1m当り4kgのステンレス製の中芯（外径30mm）にそ
の自重で加圧しながら所定重量だけ巻き取つた。冷却後
中芯を抜き取り、切断し、外径70mm、内径30mm、長さ25
0mm、重量240gのフイルターエレメントを得た。
このフイルターエレメントは非常に固く、内外面共に
皺や歪は無く、切断面を観察したところ均一な空隙率を
有していた。
延伸糸の延伸条件及び見掛ヤング率ならびにフイルタ
ーエレメントの過試験及び膨潤試験の結果を第１表に
示した。
実施例２ 鞘成分を結晶性ポリプロピレン（メルトフローレート
15、融点160℃）とした他は実施例１と同様に複合紡糸
して得た未延伸糸（単糸繊度10デニール）を140℃で3.5
倍に延伸し、135℃で５分間アニーリングした後切断
し、単糸繊度３デニール、繊維長51mmのステープルフア
イバーとした。このステープルフアイバーを用い実施例
１と同様にして、但し加熱温度は170〜180℃として、フ
イルターエレメントを得た。このフイルターエレメント
は実施例１のものと同様に、硬くかつ均質であつた。評
価の結果を第１表に示した。
比較例１、２ 実施例１で得た未延伸糸を用い、延伸温度を70℃（比
較例１）または90℃（比較例２）として各々３倍に延伸
した他は実施例１と同様の工程でステンレス製の中芯に
所定量巻き取り、冷却、切断してフイルターエレメント
を得た。得られたフイルターエレメントはいずれも柔軟
で締りがなく、空隙率も不均一であつた。これらの評価
結果を第１表に併せ示した。
参考例 結晶性ポリプロピレン（メルトフローレート８、融点
160℃）を芯成分とし、高密度ポリエチレン（メルトイ
ンデツクス20、融点130℃）を鞘成分として、複合比1/1
で複合紡糸して得た未延伸糸を90℃で3.5倍に延伸し、1
00℃で３分間アニーリングした後切断して、単糸繊維３
デニール、繊維長51mmのステープルフアイバーを得た。
このステープルフアイバーを用い実施例１と同様にし
て、但し加熱温度は130〜140℃として、フイルターエレ
メントを得た。このものは良質のフイルターエレメント
ではあつたが耐熱性および耐溶剤性が実施例１のものよ
り劣つていた。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ポリオレフィンを鞘成分とし、ポリエステ
    ルを芯成分として複合紡糸した未延伸糸を、ポリエステ
    ルの二次転移点より20℃以上高くかつポリオレフィンの
    融点より低い温度範囲で２倍以上に延伸し、ポリエステ
    ルの二次転移点より20℃以上高くかつポリオレフィンの
    融点より低い温度の範囲内で30秒以上アニーリングして
    えられる、見掛ヤング率が210kg/mm2以下のポリオレフ
    ィン／ポリエステル系の複合繊維を、該複合繊維の鞘成
    分の融着温度に加熱しながら巻芯に巻き取り、所望の空
    隙率とした後、冷却し、巻芯を抜き取ることによって得
    られるフィルターエレメント。
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