JP3677385B2 - Filter material and filter using the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体(気体や液体など)の濾過材、特には、粗塵フィルタから高性能フィルタまでの性能を1枚で有する濾過材に関する。また、この濾過材を使用したフィルタにも関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、中・高性能フィルタ用の濾過材として、メルトブロー法により製造された平均繊維径が数μmの極細繊維からなる不織布が知られている。この極細繊維からなる濾過材は微細な塵埃を捕集するためには適しているものの、粗大な塵埃も一緒に捕集すると、すぐに圧力損失が増加してしまい、長期間使用することができないものであった。そのため、この極細繊維よりも太い繊維からなり、厚さが10〜30mm程度の嵩高な濾過材を、この極細繊維からなる濾過材よりも処理流体の上流側に配置して、粗大な塵埃を捕集していた。
【0003】
しかしながら、このような嵩高な濾過材を併用した場合、嵩高な濾過材の占める空間と極細繊維からなる濾過材の占める空間との2つの空間を必要とするため、広い空間を必要とするという問題があった。
【0004】
また、これら2つの濾過材を併用する場合、極細繊維からなる濾過材を枠材などに固定してフィルタを製造し、このフィルタを設置する作業と、嵩高な濾過材を枠材などに固定してフィルタを製造し、このフィルタを設置する作業の2つの作業を必要とし、フィルタの製造上及び設置上、非常に煩雑であった。
【0005】
更には、上記極細繊維からなる濾過材は極細繊維から構成されているが故に圧力損失が高くなる。そのため、圧力損失を低くするためや、濾過面積を広くして使用寿命を長くするために、折り加工を行ったり袋状に加工していた。この場合、濾過材の折り加工や袋状物への加工という工程を必要とするため、煩雑であるという問題もあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、1枚の濾過材で粗大な塵埃から微細な塵埃まで捕集することができ、長期間使用できる濾過材、及びこの濾過材を使用したフィルタを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の濾過材は、メルトブロー法によって製造された平均繊維径が0.1〜10μmの極細繊維5mass%以上、50mass%未満と、平均繊維径が10〜100μmの熱融着性繊維50mass%以上、95mass%以下とが混在し、この熱融着性繊維が、実質的に加圧しない加熱処理によって融着した不織布からなり、かつ見掛密度が0.001〜0.1g/cm であることを特徴としている。
【0008】
このように、本発明の濾過材は平均繊維径が10〜100μmと太く、剛直な熱融着性繊維を主体として構成され、この熱融着性繊維によって比較的粗い空間が形成されるため、粗大な塵埃を捕集することができ、しかも圧力損失を低くすることができるため、長期間使用することができる。しかもこの熱融着性繊維以外にメルトブロー法によって製造された平均繊維径0.1〜10μmの極細繊維が混在しているため、微細な塵埃も捕集することができる。したがって、本発明の濾過材は1枚の濾過材で粗大な塵埃から微細な塵埃まで捕集することができ、しかも長期間使用できるものである。
【0009】
本発明のフィルタの1つは、上記濾過材の濾過面が、処理流体の流入方向に対して、90゜の角度で配置されている。したがって、狭い空間で粗大な塵埃から微細な塵埃まで捕集することができ、長期間使用できるフィルタである。
【0010】
本発明の別のフィルタは、上記濾過材の濾過面が、処理流体の流入方向に対して、90゜ではない角度で配置されている。したがって、より低圧損となるため、より長期間使用することができるフィルタである。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の濾過材は微細な塵埃を捕集することができるように、メルトブロー法によって製造された平均繊維径0.1〜10μmの極細繊維を5mass%以上、50mass%未満含んでいる。
【0012】
このメルトブロー法により極細繊維を製造する条件は特に限定するものではないが、例えば、次のような条件で製造することができる。つまり、オリフィス径0.1〜0.5mmで、ピッチ0.3〜1.2mmで配置されたノズルピースを温度220〜370℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.02〜1.5g/minの割合で繊維を吐出する。この吐出した繊維に対して、温度220〜400℃、かつ質量比で繊維吐出量の5〜2,000倍量の空気を作用させて、極細繊維を製造することができる。
【0013】
このようにして製造される極細繊維は平均繊維径0.1〜10μmである。この極細繊維の平均繊維径が0.1未満であると、圧力損失が高くなる傾向があるため、長期間使用できる濾過材を製造することが困難になり、他方、平均繊維径が10μmを越えると、微細な塵埃を捕集することが困難になる傾向があるためで、平均繊維径0.25〜5μmの極細繊維であるのが好ましい。
【0014】
なお、本発明における平均繊維径とは、繊維(例えば、極細繊維)200点における繊維径の平均値をいう。この繊維径は、例えば、濾過材を厚さ方向に裁断した裁断面における電子顕微鏡写真から容易に計測することができる。なお、繊維の断面形状が非円形である場合には、その繊維断面積と同じ面積を有する円の直径を繊維径とみなす。
【0015】
このメルトブロー法により製造される極細繊維を構成する樹脂成分としては、例えば、ポリプロピレン系やポリエチレン系などのポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂など1種類以上からなることができる。これらの中でも、極細繊維を製造しやすく、しかもエレクトレット化しやすいポリオレフィン系樹脂を極細繊維表面に含んでいるのが好ましく、ポリプロピレン系樹脂を極細繊維表面に含んでいるのがより好ましい。
【0016】
このような極細繊維の濾過材に占める比率は5mass%以上、50mass%未満である必要がある。極細繊維が5mass%未満であると、極細繊維の量が少な過ぎて微細な塵埃を捕集することができない傾向があり、他方、50mass%以上であると、粗大な塵埃によってすぐに目詰まりしてしまう傾向があるためで、7〜40mass%であるのが好ましく、10〜30mass%であるのがより好ましい。
【0017】
本発明の濾過材は上述のような極細繊維以外に、平均繊維径10〜100μmの熱融着性繊維を50mass%以上、95mass%以下含み、この熱融着性繊維が実質的に加圧しない加熱処理によって融着している。そのため比較的粗い空間、即ち見掛密度が前述した0.001〜0.1g/cm を形成でき、粗大な塵埃を捕集できるとともに、圧力損失を低くすることができるため、長期間使用することが可能となった。
【0018】
この熱融着性繊維の平均繊維径は10〜100μmである必要があり、平均繊維径が10μm未満であると、比較的粗い空間を形成できないため圧力損失が高くなり、長期間使用できない傾向があり、他方、平均繊維径が100μmを越えると、熱融着性繊維によって形成される空間が大き過ぎて、極細繊維を混在させたとしても微細な塵埃を捕集することができない傾向があるためで、20〜50μmであるのがより好ましい。
【0019】
この熱融着性繊維は、例えば、ポリプロピレン系やポリエチレン系などのポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂など1種類からなる全溶融型、又はこれら樹脂を2種類以上含む複合型であることができる。これらの中でも、後者の複合型であると、融着しない樹脂成分によって繊維形状を維持することができ、熱融着性繊維により形成する空間の保持性に優れているため、好適に使用できる。
【0020】
この好適である複合型熱融着性繊維としては、例えば、(1)高融点の樹脂成分を芯成分とし、この高融点の樹脂成分よりも低融点の樹脂成分を鞘成分(融着成分)とする芯鞘型又は偏芯型のもの、(2)高融点の樹脂成分とこの高融点の樹脂成分よりも低融点の樹脂成分(融着成分)とを貼り合わせたサイドバイサイド型のもの、(3)低融点の樹脂成分(海成分であり融着成分)中に、この低融点の樹脂成分よりも高融点の樹脂成分が多数点在する海島型のもの、などを使用できる。これらの中でも、熱融着する際の熱によって空間を小さくしたり、形態安定性を低下させにくい芯鞘型、偏芯型、或いは海島型の熱融着性繊維を好適に使用できる。
【0021】
なお、複合型熱融着性繊維の高融点成分と低融点成分(融着成分)との融点差は、いずれの樹脂成分も溶融しないように10℃以上あるのが好ましく、20℃以上あるのがより好ましい。また、この熱融着性繊維を融着させる際に極細繊維も融着させてしまうと、微細な塵埃の捕集ができなくなるため、熱融着性繊維の低融点成分(融着成分)は極細繊維の融点(極細繊維が複数の樹脂成分からなる場合には、最も低い融点を有する樹脂成分を基準)よりも10℃以上低いのが好ましく、20℃以上低いのがより好ましい。例えば、前述のように、極細繊維が好適であるポリプロピレン樹脂からなる場合、熱融着性繊維の融着成分の融点は150℃以下であるのが好ましく、140℃以下であるのがより好ましい。この場合、熱融着性繊維の融着成分がポリエチレン樹脂からなるのが好ましい。
【0022】
この熱融着性繊維は長繊維であっても短繊維であっても良いが、極細繊維と均一に混合した状態で存在できるように、短繊維であるのが好ましい。短繊維である場合、繊維長は5〜160mmであるのが好ましく、極細繊維と絡まりやすいように25〜110mmであるのがより好ましい。
【0023】
また、この熱融着性繊維は延伸されたものであると、強度的及び剛性的に優れており、熱融着性繊維によって形成する比較的粗い空間を維持することができるため好適に使用できる。
【0024】
この熱融着性繊維は比較的粗い空間を形成できるように、濾過材の50mass%以上を占め、極細繊維を混合する必要があることから、95mass%占めている。好ましくは濾過材の60〜93mass%を占め、より好ましくは70〜90mass%を占めている。
【0025】
また、この熱融着性繊維は1種類からなる必要はなく、繊維径、組成、或いは繊維長などの点で相違する2種類以上の熱融着性繊維を混合しても良い。特に、繊維径の異なる熱融着性繊維を2種類以上混合することにより、より適当な空間を形成できるため好適であり、平均繊維径の点において、10〜50μm程度の差がある熱融着性繊維を2種類以上混合するのが好適である。
【0026】
本発明の濾過材は極細繊維と熱融着性繊維とを主体として構成されているが、これら繊維以外に、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリウレタン繊維などの合成繊維や、様々な特性を付与するために機能性繊維を混合することができる。
【0027】
この機能性繊維としては、例えば、難燃性を付与するためにビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリクラール繊維、或いは変性アクリル繊維を混合したり、抗菌性を付与するために銀や銅などを含む繊維を混合することができる。この他にも、帯電防止性、脱臭性、消臭性、吸湿性などの機能を有する機能性繊維を混合することができる。なお、これらの機能を有する機能性物質を前記極細繊維中及び/又は熱融着性繊維中に混入させても良い。
【0028】
なお、ポリオレフィン系繊維とアクリル繊維及び/又は変性アクリル繊維とを混合すれば、摩擦により帯電させることができる。
【0029】
この極細繊維と熱融着性繊維以外の繊維(以下、「他の繊維」という)は、極細繊維による微細な塵埃の捕集、及び熱融着性繊維による比較的粗い空間の形成を妨げないように、濾過材の45mass%以下である必要がある。
【0030】
なお、この他の繊維は長繊維であっても短繊維であっても良いが、極細繊維や熱融着性繊維と均一に混合した状態で存在できるように、短繊維であるのが好ましい。短繊維である場合、繊維長が5〜160mmであるのが好ましく、25〜110mmであるのがより好ましい。
【0031】
更に、この他の繊維は熱融着性繊維を融着させる際の熱によって溶融しないように、熱融着性繊維の融着成分の融点よりも10℃以上高い融点を有するのが好ましく、20℃以上高い融点を有するのがより好ましい。
【0032】
本発明の濾過材は上述のような繊維が混在、好適には均一に混在しており、熱融着性繊維が融着した不織布からなる。なお、本発明の濾過材は上述のような有機繊維のみから構成することができ、濾過材の使用寿命がきた時点で焼却処理することができるため廃棄上も好適である。
【0033】
本発明の濾過材(つまり不織布)の厚さは5〜50mmであるのが好ましい。濾過材の厚さが5mm未満であると、熱融着性繊維によって比較的粗い空間を形成できないため圧力損失が高く、長期間使用できない傾向があり、厚さが50mmを越えると、濾過材が緻密であっても粗くても濾過に関与しない部分が多くなる傾向があり、また、ユニット加工する場合にはその加工が困難になる傾向があるためで、厚さ5〜25mmであるのがより好ましい。なお、この厚さは単位面積1cm2あたり1g荷重時の値をいう。
【0034】
また、濾過材の面密度は50〜500g/m2であるのが好ましい。面密度が50g/m2未満であると、繊維の密度が低くなり過ぎて微細な塵埃を捕集することが困難になる傾向があり、他方、500g/m2を越えると、繊維の密度が高くなり過ぎて、粗大な塵埃によりすぐに目詰まりを生じ、長期間使用できなくなる傾向があるためで、100〜300g/m2であるのがより好ましい。
【0035】
更に、濾過材の見掛密度は0.001〜0.1g/cmである必要がある。見掛密度が0.001g/cm未満であると、微細な塵埃を捕集することが困難になる傾向があり、他方、0.1g/cmを越えると、粗大な塵埃によってすぐに目詰まりを生じ、長時間使用できなくなる傾向があるためで、0.01〜0.05g/cmであるのがより好ましい。
【0036】
このような本発明の濾過材は例えば次のようにして製造することができる。まず、図1に示すように、前述のような条件でメルトブロー装置1から吐出される極細繊維2の流れに対して、開繊機3により開繊した熱融着性繊維4(場合により他の繊維も含む)を供給し、両者を混合した後、この混合した繊維をコンベアなどの捕集体5で捕集して繊維ウエブ6を形成する。次いで、この繊維ウエブ6を実質的に加圧しない加熱処理によって熱処理することにより熱融着性繊維4のみを融着させて、本発明の不織布8、つまり濾過材を製造することができる。
【0037】
この熱融着性繊維4を供給する開繊機3としては、カード機やガーネット機などを例示できるが、図2に示すような複数の開繊シリンダ31をハウジング32内に収納した開繊機3は、極細繊維2の流れに対して勢い良く熱融着性繊維4を衝突させることができ、繊維ウエブ6の厚さ方向に対しても極細繊維2と均一に混合することができるため好適に使用できる。また、この開繊機3は本発明において好適である繊維長が25〜110mm程度の繊維であっても均一に開繊することができる。
【0038】
また、開繊機3によって熱融着性繊維4を供給する際に、極細繊維2とより均一に混合できるように、極細繊維2の流れに対して、できるだけ直角方向から供給するのが好ましい。例えば、メルトブロー装置1から吐出される極細繊維2の流れが水平方向に形成される場合には、この極細繊維2の流れよりも上方から熱融着性繊維4を自然落下させて供給しても良いが、一般的にメルトブロー装置1から吐出される極細繊維2の流れは重力の働く方向と同じであるため、開繊機3から供給される熱融着性繊維4は、重力の働く方向に対して直角な方向から供給するのが好ましい。図2の開繊機3においては、このような角度で熱融着性繊維4を供給できるように、エアを供給することのできるエアノズル33を設けている。
【0039】
なお、極細繊維2に対して熱融着性繊維4を供給する角度を調節することによって、繊維ウエブ6の厚さ方向における熱融着性繊維4の存在比率を変えて、厚さ方向に粗密構造を形成させることもできる。
【0040】
この極細繊維2と熱融着性繊維4とが混合した繊維ウエブ6を捕集する捕集体5はロール状のものであっても、ネット状のものであっても良いが、これら繊維を搬送する気流との衝突によって繊維ウエブ6が乱れたり飛散しないように、捕集体5は通気性であるのが好ましく、しかも捕集面とは反対側に気流を吸引除去できる装置を備えているのが好ましい。
【0041】
本発明における熱処理は、熱融着性繊維4の融着成分の融点以上、かつ極細繊維2(場合によっては他の繊維も含む)の融点より低い温度で、実質的に加圧しない状態で加熱処理する必要がある。このようにすることにより、極細繊維2がフィルム化せず、本来の捕集性能を発揮することができ、しかも熱融着性繊維により形成される比較的粗な空間、即ち見掛密度が前述した0.001〜0.1g/cm である濾過材の構造が損なわれず、圧力損失が高くならないので、長期間使用できる濾過材8を製造することができる。また、融着が濾過材8の表面近傍に偏ったりせず、濾過材8の内部においてもしっかりと融着した嵩高な濾過材8を製造することができる。
【0042】
このような加熱処理を行うことのできる熱処理装置7としては、例えば、熱風循環型ドライヤー、サクション型エアスルードライヤーなどがある。例えば、極細繊維がポリプロピレン樹脂からなり、熱融着性繊維の融着成分がポリエチレン樹脂からなる場合、熱処理装置7の雰囲気温度を140〜150℃に設定して融着するのが好ましい。
【0043】
なお、この熱処理後に濾過材の厚さを調整するために、濾過材8を構成するいずれの繊維の融点よりも低い温度下にてロール間を通したり、平板プレス間を通しても良い。また、捕集効率をより高めるために、融着処理の後にエレクトレット化処理を実施しても良い。なお、エレクトレット化処理する場合には、その効率をより高めるために、水洗や湯洗などにより熱融着性繊維の繊維油剤をできるだけ少なくするのが好ましい。
【0044】
また、熱処理の前、同時、或いは後に、エマルジョンやラテックスなどの接着剤により繊維同士の接着を実施しても良いが、これら接着剤によって形成される皮膜によって濾過性能が低下する場合があるため、これら接着剤によって接着しない場合が多い。なお、熱処理の前或いは後に、ニードルや流体流によって絡合させても良い。
【0045】
本発明のフィルタは上述の濾過材の濾過面が、処理流体の流入方向に対して、90゜の角度で配置されているか、90゜ではない角度で配置されている。前者のフィルタは前述の濾過材を使用しているため、狭い空間で粗大な塵埃から微細な塵埃まで捕集することができ、しかも長期間使用できるものであり、後者のフィルタも前述の濾過材を使用しているため、粗大な塵埃から微細な塵埃まで捕集することができ、しかもより低圧損となるためより長期間使用できるものである。
【0046】
なお、濾過材の「濾過面」とは、濾過材の厚さ方向に対して直角で、しかも処理流体の流入側の面をいう。また、「濾過面が処理流体の流入方向に対して、90゜の角度で配置」とは、処理流体の流入方向を示す直線と平滑な平面であると仮定した濾過面(以下、同様)のたて方向となす角度が90゜、かつ処理流体の流入方向を示す直線と濾過面のよこ方向となす角度が90゜であることを意味し、「濾過面が処理流体の流入方向に対して、90゜ではない角度で配置」とは、処理流体の流入方向を示す直線と濾過面のたて方向となす角度が90゜ではないか、処理流体の流入方向を示す直線と濾過面のよこ方向となす角度が90゜ではないか、或いはいずれの角度も90゜ではない場合をいう。
【0047】
より具体的には、前者のフィルタは図3に示すように、前述の濾過材8を平板状のまま枠材9で固定したものであり、後者のフィルタは図4に示すように、前述の濾過材8を袋状に成形したもの1つ以上を枠材9で固定したものや、図5に示すように、前述の濾過材8をジグザグ状に折ったものを枠材9で固定したものなどがある。
【0048】
なお、枠材9としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、或いは各種樹脂からなるものを使用することができる。また、図4や図5に示すような濾過材8同士の固定は、熱シールや縫製により行うことができる。更に、濾過材8と枠材9との一体化は、例えば、ポリ酢酸ビニルなどの熱可塑性のホットメルト樹脂を枠材9と濾過材8との間に介在させることにより行うことができる。
【0049】
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0050】
【実施例】
(実施例1)
オリフィス径0.2mm、ピッチ0.8mmで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、ポリプロピレン繊維を吐出した。この吐出したポリプロピレン繊維に対して、温度340℃、質量比75倍量の空気を作用させて、重力の働く方向と同じ方向に平均繊維径1.5μmの極細繊維2の流れを形成した。
【0051】
この極細繊維2の流れに対して直角に、図2に示すような2本の開繊シリンダ31をハウジング32内に収納し、エアノズル33を備えた開繊機3から、芯成分がポリプロピレン樹脂(融点160℃)からなり、鞘成分がポリエチレン樹脂(融点135℃)からなる、繊維径31μm、繊維長102mmの延伸された芯鞘型熱融着性繊維70mass%と、芯成分がポリプロピレン樹脂(融点160℃)からなり、鞘成分がポリエチレン樹脂(融点135℃)からなる、繊維径52μm、繊維長102mmの延伸された芯鞘型熱融着性繊維30mass%とを供給し、ポリブロピレン極細繊維2と混合した。この混合した繊維をメッシュ状コンベアにより捕集して繊維ウエブ6を形成した。なお、コンベアの捕集面とは反対側から空気を吸引除去し、繊維ウエブ6の乱れを防いだ。
【0052】
次いで、この繊維ウエブ6を温度145℃雰囲気のドライヤー中に3分間通すことにより、芯鞘型熱融着性繊維の鞘成分(ポリエチレン成分)のみを融着させて、面密度250g/m2、厚さ25mm、見掛密度0.01g/cm3の濾過材8を製造した。なお、この濾過材8はポリプロピレン極細繊維2を50g/m2(20mass%)含んでおり、芯鞘型熱融着性繊維を200g/m2(80mass%)含んでいた。この濾過材8の面速50cm/sにおける圧力損失を、JIS B 9908に規定する圧力損失測定機(形式1)により測定したところ、115Paであった。また、0.3μm大気塵に対する捕集効率は29%であり、1μm大気塵に対する捕集効率は91%であった。
【0053】
(実施例2)
オリフィス径0.2mm、ピッチ0.8mmで配置されたノズルピースを温度340℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.07g/minの割合で、ポリプロピレン繊維を吐出した。この吐出したポリプロピレン繊維に対して、温度360℃、質量比で40倍量の空気を作用させて、重力の働く方向と同じ方向に平均繊維径1.5μmの極細繊維2の流れを形成した。次いで、この極細繊維2の流れに対して直角に、実施例1と全く同じ配合の芯鞘型熱融着性繊維4を全く同様にして供給して、繊維ウエブ6を形成した。
【0054】
次いで、実施例1と全く同様にして、芯鞘型熱融着性繊維の鞘成分(ポリエチレン成分)のみを融着させて、面密度220g/m2、厚さ10mm、見掛密度0.022g/cm3の濾過材8を製造した。なお、この濾過材8はポリプロピレン極細繊維2を100g/m2(45.5mass%)含んでおり、芯鞘型熱融着性繊維を120g/m2(54.5mass%)含んでいた。この濾過材8の面速10cm/sにおける圧力損失を、JIS B 9908に規定する圧力損失測定機(形式1)により測定したところ、92Paであった。また、0.3μm大気塵に対する捕集効率は75%であり、1μm大気塵に対する捕集効率は99%であった。
【0055】
(比較例)
オリフィス径0.2mm、ピッチ0.8mmで配置されたノズルピースを温度340℃に加熱し、1つのオリフィスあたり0.07g/minの割合で、ポリプロピレン繊維を吐出した。この吐出したポリプロピレン繊維に対して、温度360℃、質量比で40倍量の空気を作用させて、重力の働く方向と同じ方向に平均繊維径1.5μmの極細繊維2の流れを形成した。次いで、この極細繊維2の流れに対して直角に、実施例1と全く同じ配合の芯鞘型熱融着性繊維4を全く同様にして供給して、繊維ウエブ6を形成した。
【0056】
次いで、実施例1と全く同様にして、芯鞘型熱融着性繊維の鞘成分(ポリエチレン成分)のみを融着して、面密度220g/m2、厚さ10mm、見掛密度0.022g/cm3の濾過材8を製造した。なお、この濾過材8はポリプロピレン極細繊維2を140g/m2(63.6mass%)含んでおり、芯鞘型熱融着性繊維を80g/m2(36.4mass%)含んでいた。この濾過材8の面速10cm/sにおける圧力損失を、JIS B 9908に規定する圧力損失測定機(形式1)により測定したところ、135Paであった。また、0.3μm大気塵に対する捕集効率は85%であり、1μm大気塵に対する捕集効率は99.5%であった。
【0057】
【発明の効果】
本発明の濾過材は、メルトブロー法によって製造された平均繊維径0.1〜10μmの極細繊維5mass%以上、50mass%未満と、平均繊維径10〜100μmの熱融着性繊維50mass%以上、95mass%以下とが混在し、この熱融着性繊維が、実質的に加圧しない加熱処理によって融着した不織布からなり、かつ見掛密度が0.001〜0.1g/cm である。このように、本発明の濾過材は平均繊維径が10〜100μmと太く、剛直な熱融着性繊維を主体として構成され、この熱融着性繊維によって上述した見掛密度に相当する比較的粗い空間が形成されるため、粗大な塵埃を捕集することができ、しかも圧力損失を低くすることができるため、長期間使用することができる。しかもこの熱融着性繊維以外にメルトブロー法によって製造された平均繊維径0.1〜10μmの極細繊維が混在しているため、微細な塵埃も捕集することができる。したがって、本発明の濾過材は1枚の濾過材で粗大な塵埃から微細な塵埃まで捕集することができ、しかも長期間使用できるものである。
【0058】
本発明のフィルタの1つは、上記濾過材の濾過面が、処理流体の流入方向に対して、90゜の角度で配置されている。したがって、狭い空間で粗大な塵埃から微細な塵埃まで捕集することができ、長期間使用できるフィルタである。
【0059】
本発明の別のフィルタは、上記濾過材の濾過面が、処理流体の流入方向に対して、90゜ではない角度で配置されている。したがって、より低圧損となるため、より長期間使用することができるフィルタである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 濾過材の製造工程の一例を表す工程図
【図2】 開繊機の一例の断面模式図
【図3】 フィルタの一例の斜視図
【図4】 別のフィルタの一例の斜視図
【図5】 更に別のフィルタの一例の斜視図
【符号の説明】
1 メルトブロー装置
2 極細繊維
3 開繊機
31 開繊シリンダ
32 ハウジング
33 エアノズル
4 熱融着性繊維
5 捕集体
6 繊維ウエブ
7 熱処理装置
8 不織布(濾過材)
9 枠材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a filter medium for fluid (gas, liquid, etc.), and more particularly to a filter medium having a performance from a coarse dust filter to a high performance filter in a single sheet. The present invention also relates to a filter using the filter medium.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a nonwoven fabric made of ultrafine fibers having an average fiber diameter of several μm manufactured by a melt blow method is known as a filtering material for medium and high performance filters. This ultrafine fiber filter medium is suitable for collecting fine dust, but if coarse dust is also collected, pressure loss immediately increases and cannot be used for a long time. It was a thing. For this reason, a bulky filter medium made of fibers thicker than the ultrafine fibers and having a thickness of about 10 to 30 mm is arranged upstream of the treatment fluid from the filter medium made of the ultrafine fibers to collect coarse dust. I was gathering.
[0003]
However, when such a bulky filter medium is used in combination, a space occupied by the bulky filter medium and a space occupied by the filter medium made of ultrafine fibers are required, so that a large space is required. was there.
[0004]
When these two filter media are used in combination, a filter is manufactured by fixing the filter media made of ultrafine fibers to a frame material, and the operation of installing this filter and fixing the bulky filter material to the frame material etc. In other words, the manufacturing of the filter and the installation of the filter require two operations, which are very complicated in manufacturing and installing the filter.
[0005]
Furthermore, since the filter medium made of the above-mentioned ultrafine fibers is composed of ultrafine fibers, the pressure loss becomes high. Therefore, in order to reduce the pressure loss, or to widen the filtration area and extend the service life, the material has been folded or processed into a bag shape. In this case, there is a problem that it is complicated because a process of folding the filter medium and processing into a bag-like material is required.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and a filter medium that can collect coarse dust to fine dust with a single filter medium and can be used for a long time, and the filter medium. It is an object to provide a filter using the.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The filter medium of the present invention is produced by a melt blow method, the average fiber diameter is 0.1 to 10 μm ultrafine fiber 5 mass% or more, less than 50 mass%, and the average fiber diameter is 10 to 100 μm heat-fusible fiber 50 mass% or more. , 95 mass% or less, and this heat-fusible fiberBy heat treatment that does not substantially pressurizeFrom a fused non-woven fabricAnd an apparent density of 0.001 to 0.1 g / cm 3 It is characterized by beingThe
[0008]
Thus, the filter medium of the present invention has a mean fiber diameter as thick as 10 to 100 μm, and is mainly composed of rigid heat-fusible fibers, and a relatively coarse space is formed by the heat-fusible fibers. Coarse dust can be collected and the pressure loss can be reduced, so that it can be used for a long time. Moreover, since fine fibers having an average fiber diameter of 0.1 to 10 μm produced by the melt blow method are mixed in addition to the heat-fusible fibers, fine dust can also be collected. Therefore, the filter medium of the present invention can collect from coarse dust to fine dust with a single filter medium and can be used for a long time.
[0009]
In one of the filters of the present invention, the filtration surface of the filter medium is disposed at an angle of 90 ° with respect to the inflow direction of the processing fluid. Therefore, it is a filter that can collect from coarse dust to fine dust in a narrow space and can be used for a long time.
[0010]
In another filter of the present invention, the filtration surface of the filter medium is disposed at an angle other than 90 ° with respect to the inflow direction of the processing fluid. Therefore, the filter can be used for a longer period because of lower pressure loss.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The filter medium of the present invention contains 5% by mass or more and less than 50% by mass of ultrafine fibers having an average fiber diameter of 0.1 to 10 μm produced by a melt blow method so that fine dust can be collected.
[0012]
Although the conditions for producing ultrafine fibers by this melt blowing method are not particularly limited, for example, they can be produced under the following conditions. That is, nozzle pieces arranged with an orifice diameter of 0.1 to 0.5 mm and a pitch of 0.3 to 1.2 mm are heated to a temperature of 220 to 370 ° C., and 0.02 to 1.5 g / min per orifice. The fiber is discharged at a rate of. An ultrafine fiber can be produced by applying air at a temperature of 220 to 400 ° C. and an amount of air that is 5 to 2,000 times the fiber discharge amount at a mass ratio.
[0013]
The ultrafine fibers thus produced have an average fiber diameter of 0.1 to 10 μm. If the average fiber diameter of the ultrafine fibers is less than 0.1, the pressure loss tends to increase, making it difficult to produce a filter material that can be used for a long time. On the other hand, the average fiber diameter exceeds 10 μm. Then, since it tends to be difficult to collect fine dust, an ultrafine fiber having an average fiber diameter of 0.25 to 5 μm is preferable.
[0014]
In addition, the average fiber diameter in this invention means the average value of the fiber diameter in 200 fibers (for example, ultrafine fiber). This fiber diameter can be easily measured from, for example, an electron micrograph of a cut surface obtained by cutting the filter medium in the thickness direction. When the cross-sectional shape of the fiber is non-circular, the diameter of a circle having the same area as the cross-sectional area of the fiber is regarded as the fiber diameter.
[0015]
Examples of the resin component constituting the ultrafine fiber produced by the melt blowing method include one or more types such as polyolefin resins such as polypropylene and polyethylene, polyester resins, polyamide resins, polycarbonate resins, and urethane resins. Can be. Among these, it is preferable to include a polyolefin-based resin on the surface of the ultrafine fiber, and more preferable to include a polypropylene-based resin on the surface of the ultrafine fiber, which makes it easy to produce ultrafine fibers and easily electretize.
[0016]
The ratio of such ultrafine fibers to the filter medium needs to be 5 mass% or more and less than 50 mass%. If the ultrafine fiber is less than 5 mass%, the amount of the ultrafine fiber tends to be too small to collect fine dust. Therefore, it is preferably 7 to 40 mass%, more preferably 10 to 30 mass%.
[0017]
The filter medium of the present invention contains 50 mass% or more and 95 mass% or less of heat-fusible fibers having an average fiber diameter of 10 to 100 μm in addition to the ultrafine fibers as described above.By heat treatment that does not substantially pressurizeFused. Therefore, a relatively rough spaceThat is, the apparent density is 0.001 to 0.1 g / cm as described above. 3 Since it is possible to collect coarse dust and reduce pressure loss, it can be used for a long time.
[0018]
The average fiber diameter of this heat-fusible fiber needs to be 10 to 100 μm. If the average fiber diameter is less than 10 μm, a relatively rough space cannot be formed, resulting in a high pressure loss and a tendency that the fiber cannot be used for a long time. On the other hand, if the average fiber diameter exceeds 100 μm, the space formed by the heat-fusible fiber is too large, and even if ultrafine fibers are mixed, there is a tendency that fine dust cannot be collected. And more preferably 20 to 50 μm.
[0019]
This heat-fusible fiber is made of, for example, a one-type all-melt type, such as a polyolefin resin such as polypropylene or polyethylene, a polyester resin, a polyamide resin, a polycarbonate resin, or a urethane resin, or two of these resins. It can be a composite type containing more than one type. Among these, the latter composite type can be preferably used because the fiber shape can be maintained by the resin component that is not fused and the space formed by the heat-fusible fiber is excellent.
[0020]
As this suitable composite-type heat-fusible fiber, for example, (1) a resin component having a high melting point is used as a core component, and a resin component having a lower melting point than this resin component having a high melting point is a sheath component (fusion component). (2) Side-by-side type in which a high melting point resin component and a resin component having a lower melting point than this high melting point resin component (fusion component) are bonded together ( 3) A sea-island type resin in which many low-melting point resin components are scattered in the low-melting point resin component (sea component and fusion component). Among these, a core-sheath type, an eccentric type, or a sea-island type heat-fusible fiber that can reduce the space by heat at the time of heat-sealing or hardly reduce the form stability can be suitably used.
[0021]
The melting point difference between the high melting point component and the low melting point component (fusing component) of the composite heat-fusible fiber is preferably 10 ° C. or higher and 20 ° C. or higher so that neither resin component is melted. Is more preferable. In addition, if the ultrafine fiber is also fused when the heat fusible fiber is fused, it becomes impossible to collect fine dust. Therefore, the low melting point component (fusion component) of the heat fusible fiber is It is preferably 10 ° C. or more lower than the melting point of the ultrafine fiber (when the ultrafine fiber is composed of a plurality of resin components, the resin component having the lowest melting point is used as a reference), more preferably 20 ° C. or more. For example, as described above, when the ultrafine fiber is made of a suitable polypropylene resin, the melting point of the fusion component of the heat-fusible fiber is preferably 150 ° C. or less, and more preferably 140 ° C. or less. In this case, the fusion component of the heat-fusible fiber is preferably made of a polyethylene resin.
[0022]
The heat-fusible fiber may be a long fiber or a short fiber, but is preferably a short fiber so that it can be present in a state of being uniformly mixed with the ultrafine fiber. In the case of a short fiber, the fiber length is preferably 5 to 160 mm, and more preferably 25 to 110 mm so as to be easily entangled with the ultrafine fiber.
[0023]
Further, when the heat-fusible fiber is drawn, it is excellent in strength and rigidity, and can be suitably used because it can maintain a relatively rough space formed by the heat-fusible fiber. .
[0024]
This heat-fusible fiber occupies 50 mass% or more of the filter medium so that a relatively rough space can be formed, and 95 mass% occupies since it is necessary to mix ultrafine fibers. Preferably it occupies 60-93 mass% of a filter medium, More preferably, it occupies 70-90 mass%.
[0025]
Moreover, this heat-fusible fiber does not need to consist of one type, and two or more types of heat-fusible fibers that differ in terms of fiber diameter, composition, fiber length, etc. may be mixed. Particularly, it is preferable to mix two or more kinds of heat-fusible fibers having different fiber diameters so that a more appropriate space can be formed. In terms of average fiber diameter, there is a difference of about 10 to 50 μm. It is preferable to mix two or more types of hydrophilic fibers.
[0026]
The filter medium of the present invention is mainly composed of ultrafine fibers and heat-fusible fibers. Besides these fibers, nylon fibers, vinylon fibers, polyester fibers, acrylic fibers, polyethylene fibers, polypropylene fibers, polyurethane fibers, etc. Synthetic fibers and functional fibers can be mixed to impart various properties.
[0027]
As this functional fiber, for example, vinylidene fiber, polyvinyl chloride fiber, polyclar fiber, or modified acrylic fiber is mixed to impart flame retardancy, or silver or copper is included to impart antibacterial properties. Fibers can be mixed. In addition, functional fibers having functions such as antistatic properties, deodorizing properties, deodorizing properties, and hygroscopic properties can be mixed. In addition, you may mix the functional substance which has these functions in the said ultrafine fiber and / or a heat-fusible fiber.
[0028]
In addition, if polyolefin fiber and acrylic fiber and / or modified acrylic fiber are mixed, it can be charged by friction.
[0029]
These ultrafine fibers and fibers other than the heat-fusible fibers (hereinafter referred to as “other fibers”) do not interfere with the collection of fine dust by the ultrafine fibers and the formation of a relatively coarse space by the heat-fusible fibers. Thus, it is necessary to be 45 mass% or less of the filter medium.
[0030]
The other fibers may be long fibers or short fibers, but are preferably short fibers so that they can exist in a state of being uniformly mixed with ultrafine fibers or heat-fusible fibers. In the case of short fibers, the fiber length is preferably 5 to 160 mm, and more preferably 25 to 110 mm.
[0031]
Furthermore, it is preferable that the other fibers have a melting point higher by 10 ° C. or more than the melting point of the fusion component of the heat-fusible fiber so as not to be melted by heat when fusing the heat-fusible fiber. It is more preferable to have a melting point higher by at least ° C.
[0032]
The filter medium of the present invention is made of a nonwoven fabric in which the above-mentioned fibers are mixed, preferably uniformly mixed, and heat-fusible fibers are fused. In addition, since the filter medium of this invention can be comprised only from the above organic fibers and can be incinerated when the filter medium has reached the end of its useful life, it is also suitable for disposal.
[0033]
The thickness of the filter medium (that is, non-woven fabric) of the present invention is preferably 5 to 50 mm. If the thickness of the filter medium is less than 5 mm, a relatively rough space cannot be formed by the heat-fusible fiber, so that there is a tendency that the pressure loss is high and cannot be used for a long period of time. Even if it is dense or rough, there is a tendency to increase the number of parts that do not participate in filtration, and in the case of unit processing, the processing tends to be difficult, so the thickness is more preferably 5 to 25 mm. preferable. This thickness is 1cm in unit area2The value at 1 g load per unit.
[0034]
The surface density of the filter medium is 50 to 500 g / m.2Is preferred. Areal density is 50 g / m2If it is less than 1, the density of the fibers tends to be too low, and it tends to be difficult to collect fine dust, while 500 g / m.2If it exceeds 1, the density of the fiber becomes too high, and the dust tends to become clogged immediately due to coarse dust and cannot be used for a long time.2It is more preferable that
[0035]
Furthermore, the apparent density of the filter medium is 0.001 to 0.1 g / cm.3IsThere is a need. Apparent density is 0.001 g / cm3If it is less than 1, it tends to be difficult to collect fine dust, while 0.1 g / cm.3If it exceeds, the clogging will soon occur due to coarse dust, and there is a tendency that it cannot be used for a long time, so 0.01-0.05 g / cm3It is more preferable that
[0036]
Such a filter medium of the present invention can be manufactured, for example, as follows. First, as shown in FIG. 1, the heat-fusible fiber 4 opened by the fiber spreader 3 with respect to the flow of the ultrafine fiber 2 discharged from the melt blow apparatus 1 under the above-described conditions (in some cases, other fibers) And the both are mixed, and the mixed fiber is collected by a collecting body 5 such as a conveyor to form a fiber web 6. Next, this fiber web 6 isBy heat treatment that does not substantially pressurizeOnly the heat-fusible fiber 4 can be fused by heat treatment to produce the nonwoven fabric 8 of the present invention, that is, the filter medium.
[0037]
Examples of the spreader 3 that supplies the heat-fusible fiber 4 include a card machine and a garnet machine, but a spreader 3 that houses a plurality of spreader cylinders 31 as shown in FIG. The heat-fusible fiber 4 can collide with the flow of the ultrafine fiber 2 vigorously and can be mixed with the ultrafine fiber 2 evenly in the thickness direction of the fiber web 6. it can. In addition, the spreader 3 can evenly spread even a fiber having a fiber length of about 25 to 110 mm which is suitable in the present invention.
[0038]
Moreover, when supplying the heat-fusible fiber 4 with the fiber spreader 3, it is preferable to supply from the direction as perpendicular as possible with respect to the flow of the ultrafine fiber 2 so that it can mix with the ultrafine fiber 2 more uniformly. For example, when the flow of the ultrafine fiber 2 discharged from the melt blow apparatus 1 is formed in the horizontal direction, the heat-fusible fiber 4 may be naturally dropped and supplied from above the flow of the ultrafine fiber 2. Although the flow of the ultrafine fiber 2 discharged from the melt blow apparatus 1 is generally the same as the direction in which the gravity works, the heat-fusible fiber 4 supplied from the fiber opening machine 3 is generally in the direction in which the gravity works. It is preferable to supply from a perpendicular direction. In the fiber opening machine 3 of FIG. 2, the air nozzle 33 which can supply air is provided so that the heat-fusible fiber 4 can be supplied at such an angle.
[0039]
In addition, by adjusting the angle at which the heat-fusible fiber 4 is supplied to the ultrafine fiber 2, the abundance ratio of the heat-fusible fiber 4 in the thickness direction of the fiber web 6 is changed, and the density is increased and decreased in the thickness direction. A structure can also be formed.
[0040]
The collector 5 that collects the fiber web 6 in which the ultrafine fibers 2 and the heat-fusible fibers 4 are mixed may be in a roll shape or in a net shape. The collector 5 is preferably air-permeable so that the fiber web 6 is not disturbed or scattered due to a collision with the flowing air, and a device capable of sucking and removing the air flow is provided on the side opposite to the collecting surface. preferable.
[0041]
The heat treatment in the present invention is carried out at a temperature not lower than the melting point of the fusion component of the heat-fusible fiber 4 and lower than the melting point of the ultrafine fiber 2 (including other fibers in some cases) in a substantially non-pressurized state. ProcessThere is a need.By doing so, the ultrafine fiber 2 is not formed into a film, can exhibit its original collection performance, and is a relatively rough space formed by heat-fusible fibers.That is, the apparent density is 0.001 to 0.1 g / cm as described above. 3 Filter media structureIs not impaired, and the pressure loss does not increase, so that the filter medium 8 that can be used for a long time can be manufactured. Further, the bulky filter material 8 can be manufactured in which the fusion is not biased to the vicinity of the surface of the filter material 8 and the filter material 8 is firmly fused even inside the filter material 8.
[0042]
Examples of the heat treatment apparatus 7 that can perform such heat treatment include a hot air circulation dryer and a suction air through dryer. For example, when the ultrafine fiber is made of polypropylene resin and the fusion component of the heat-fusible fiber is made of polyethylene resin, it is preferable to fuse the heat treatment apparatus 7 by setting the atmospheric temperature to 140 to 150 ° C.
[0043]
In addition, in order to adjust the thickness of the filter medium after this heat treatment, it may be passed between rolls or between flat plate presses at a temperature lower than the melting point of any fiber constituting the filter medium 8. Moreover, in order to raise collection efficiency more, you may implement an electretization process after a fusion process. In addition, when electret-ized, in order to further increase the efficiency, it is preferable to reduce the fiber oil agent of the heat-fusible fiber as much as possible by washing with water or hot water.
[0044]
In addition, before or simultaneously with heat treatment, or after the fiber may be adhered to each other with an adhesive such as an emulsion or latex, because the filtration performance may be reduced by a film formed by these adhesives, In many cases, these adhesives do not adhere. In addition, you may make it intertwined with a needle | hook or a fluid flow before or after heat processing.
[0045]
In the filter of the present invention, the filtration surface of the filter medium is disposed at an angle of 90 ° or not at an angle of 90 ° with respect to the inflow direction of the processing fluid. Since the former filter uses the above-mentioned filter medium, it can collect from coarse dust to fine dust in a narrow space, and can be used for a long time. The latter filter is also used for the above-mentioned filter medium. Therefore, it is possible to collect from coarse dust to fine dust, and it can be used for a longer period of time because of lower pressure loss.
[0046]
The “filter surface” of the filter medium is a surface perpendicular to the thickness direction of the filter medium and on the inflow side of the processing fluid. Further, “the filtration surface is arranged at an angle of 90 ° with respect to the inflow direction of the processing fluid” means that the filtration surface (hereinafter the same) is assumed to be a straight line and a smooth plane indicating the inflow direction of the processing fluid. This means that the angle between the vertical direction is 90 ° and the angle between the straight line indicating the inflow direction of the processing fluid and the horizontal direction of the filtration surface is 90 °. ”Arranged at an angle other than 90 °” means that the angle between the straight line indicating the inflow direction of the processing fluid and the vertical direction of the filtration surface is not 90 °, or the straight line indicating the inflow direction of the processing fluid and the side of the filtration surface. This means that the angle formed with the direction is not 90 °, or any angle is not 90 °.
[0047]
More specifically, as shown in FIG. 3, the former filter is obtained by fixing the above-mentioned filter medium 8 with a frame material 9 in a flat shape, and the latter filter is as described above with reference to FIG. One in which one or more filter media 8 formed into a bag shape are fixed with a frame material 9, or the above-mentioned filter material 8 folded in a zigzag shape is fixed with a frame material 9 as shown in FIG. and so on.
[0048]
In addition, as the frame material 9, what consists of aluminum, aluminum alloy, stainless steel, or various resin can be used, for example. Moreover, fixing of the filter media 8 as shown in FIGS. 4 and 5 can be performed by heat sealing or sewing. Further, the filtering material 8 and the frame material 9 can be integrated by, for example, interposing a thermoplastic hot melt resin such as polyvinyl acetate between the frame material 9 and the filtering material 8.
[0049]
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
[0050]
【Example】
Example 1
Nozzle pieces arranged with an orifice diameter of 0.2 mm and a pitch of 0.8 mm were heated to a temperature of 320 ° C., and polypropylene fibers were discharged at a rate of 0.04 g / min per orifice. A flow of ultrafine fibers 2 having an average fiber diameter of 1.5 μm was formed in the same direction as the direction of gravity by applying air having a temperature of 340 ° C. and a mass ratio of 75 times to the discharged polypropylene fibers.
[0051]
Two opening cylinders 31 as shown in FIG. 2 are accommodated in a housing 32 at right angles to the flow of the ultrafine fibers 2, and the core component is made of polypropylene resin (melting point) from the opening machine 3 provided with an air nozzle 33. 160 ° C.), the sheath component is made of polyethylene resin (melting point: 135 ° C.), the fiber diameter is 31 μm, the fiber length is 102 mm, the stretched core-sheath type fusible fiber is 70 mass%, and the core component is polypropylene resin (melting point: 160 ) And a sheath component made of polyethylene resin (melting point: 135 ° C.), with a fiber diameter of 52 μm and a fiber length of 102 mm, stretched core-sheath type heat-fusible fiber 30 mass% is supplied and mixed with polypropylene ultrafine fiber 2 did. The mixed fibers were collected by a mesh conveyor to form a fiber web 6. In addition, air was sucked and removed from the side opposite to the collecting surface of the conveyor to prevent the fiber web 6 from being disturbed.
[0052]
Next, the fiber web 6 is passed through a dryer at a temperature of 145 ° C. for 3 minutes to fuse only the sheath component (polyethylene component) of the core-sheath type heat-fusible fiber, and the surface density is 250 g / m.2, Thickness 25mm, apparent density 0.01g / cmThreeThe filter material 8 was manufactured. In addition, this filtering material 8 is 50 g / m of polypropylene extra fine fiber 2.2(20 mass%) and 200 g / m of core-sheath type heat-fusible fiber2(80 mass%). The pressure loss at a surface speed of 50 cm / s of the filter medium 8 was measured by a pressure loss measuring machine (type 1) specified in JIS B 9908, and found to be 115 Pa. Moreover, the collection efficiency with respect to 0.3 μm atmospheric dust was 29%, and the collection efficiency with respect to 1 μm atmospheric dust was 91%.
[0053]
(Example 2)
Nozzle pieces arranged with an orifice diameter of 0.2 mm and a pitch of 0.8 mm were heated to a temperature of 340 ° C., and polypropylene fibers were discharged at a rate of 0.07 g / min per orifice. A 40-fold amount of air was applied to the discharged polypropylene fiber at a temperature of 360 ° C. and a mass ratio to form a flow of ultrafine fibers 2 having an average fiber diameter of 1.5 μm in the same direction as the direction of gravity. Next, a core-sheath type heat-fusible fiber 4 having exactly the same composition as in Example 1 was supplied in the same manner at right angles to the flow of the ultrafine fiber 2 to form a fiber web 6.
[0054]
Subsequently, in the same manner as in Example 1, only the sheath component (polyethylene component) of the core-sheath type heat-fusible fiber was fused, and the surface density was 220 g / m.2, Thickness 10mm, apparent density 0.022g / cmThreeThe filter material 8 was manufactured. In addition, this filter material 8 is 100 g / m of polypropylene extra fine fiber 2.2(45.5 mass%) and 120 g / m of core-sheath type heat-fusible fiber.2(54.5 mass%). The pressure loss of the filter medium 8 at a surface speed of 10 cm / s was measured by a pressure loss measuring machine (Type 1) specified in JIS B 9908, and found to be 92 Pa. Further, the collection efficiency for 0.3 μm atmospheric dust was 75%, and the collection efficiency for 1 μm atmospheric dust was 99%.
[0055]
(Comparative example)
Nozzle pieces arranged with an orifice diameter of 0.2 mm and a pitch of 0.8 mm were heated to a temperature of 340 ° C., and polypropylene fibers were discharged at a rate of 0.07 g / min per orifice. A 40-fold amount of air was applied to the discharged polypropylene fiber at a temperature of 360 ° C. and a mass ratio to form a flow of ultrafine fibers 2 having an average fiber diameter of 1.5 μm in the same direction as the direction of gravity. Next, a core-sheath type heat-fusible fiber 4 having exactly the same composition as in Example 1 was supplied in the same manner at right angles to the flow of the ultrafine fiber 2 to form a fiber web 6.
[0056]
Subsequently, in the same manner as in Example 1, only the sheath component (polyethylene component) of the core-sheath type heat-fusible fiber was fused, and the surface density was 220 g / m.2, Thickness 10mm, apparent density 0.022g / cmThreeThe filter material 8 was manufactured. In addition, this filter material 8 is 140 g / m of polypropylene extra fine fiber 2.2(63.6 mass%) and 80 g / m of core-sheath type heat-fusible fiber2(36.4 mass%). The pressure loss at a surface speed of 10 cm / s of the filter medium 8 was measured with a pressure loss measuring machine (Type 1) specified in JIS B 9908, and found to be 135 Pa. Moreover, the collection efficiency with respect to 0.3 μm atmospheric dust was 85%, and the collection efficiency with respect to 1 μm atmospheric dust was 99.5%.
[0057]
【The invention's effect】
The filter medium of the present invention is produced by a melt blow method, with an average fiber diameter of 0.1 to 10 μm of ultrafine fibers of 5 mass% or more and less than 50 mass%, and an average fiber diameter of 10 to 100 μm heat-fusible fibers of 50 mass% or more and 95 mass%. % Or less, and this heat-fusible fiberBy heat treatment that does not substantially pressurizeFrom a fused non-woven fabricAnd an apparent density of 0.001 to 0.1 g / cm 3 InThe Thus, the filter medium of the present invention has an average fiber diameter of 10 to 100 μm and is mainly composed of rigid heat-fusible fibers.Corresponds to the apparent density mentioned aboveSince a relatively coarse space is formed, coarse dust can be collected and the pressure loss can be reduced, so that it can be used for a long time. Moreover, since fine fibers having an average fiber diameter of 0.1 to 10 μm produced by the melt blow method are mixed in addition to the heat-fusible fibers, fine dust can also be collected. Therefore, the filter medium of the present invention can collect from coarse dust to fine dust with a single filter medium and can be used for a long time.
[0058]
In one of the filters of the present invention, the filtration surface of the filter medium is disposed at an angle of 90 ° with respect to the inflow direction of the processing fluid. Therefore, it is a filter that can collect from coarse dust to fine dust in a narrow space and can be used for a long time.
[0059]
In another filter of the present invention, the filtration surface of the filter medium is disposed at an angle other than 90 ° with respect to the inflow direction of the processing fluid. Therefore, the filter can be used for a longer period because of lower pressure loss.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing an example of a filter material manufacturing process
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of a spreader
FIG. 3 is a perspective view of an example of a filter.
FIG. 4 is a perspective view of an example of another filter.
FIG. 5 is a perspective view of an example of still another filter.
[Explanation of symbols]
1 Melt blow equipment
2 Extra fine fiber
3 Opening machine
31 Opening cylinder
32 Housing
33 Air nozzle
4 heat-fusible fiber
5 collector
6 Fiber web
7 Heat treatment equipment
8 Nonwoven fabric (filter material)
9 Frame material

Claims (4)

メルトブロー法によって製造された平均繊維径が0.1〜10μmの極細繊維5mass%以上、50mass%未満と、平均繊維径が10〜100μmの熱融着性繊維50mass%以上、95mass%以下とが混在し、この熱融着性繊維が、実質的に加圧しない加熱処理によって融着した不織布からなり、かつ見掛密度が0.001〜0.1g/cm であることを特徴とする濾過材。5 mass% or more and less than 50 mass% of ultrafine fibers having an average fiber diameter of 0.1 to 10 μm produced by the melt blow method and 50 mass% or more and 95 mass% or less of heat-fusible fibers having an average fiber diameter of 10 to 100 μm are mixed. , filtered to the heat-fusible fibers, Ri Do a nonwoven fabric was fused by a substantially pressureless heat treatment, and apparent density, characterized in that a 0.001 to 0.1 g / cm 3 Wood. 前記不織布の厚さ5〜50mmであり、前記不織布の面密度は50〜500g/m であることを特徴とする、請求項1記載の濾過材。 The thickness of the nonwoven fabric is 5 to 50 mm, wherein the surface density of the nonwoven fabric is 50 to 500 g / m 2, claim 1 filtration material according. 請求項1又は請求項2記載の濾過材の濾過面が、処理流体の流入方向に対して、90°の角度で配置されていることを特徴とするフィルタ。  The filter according to claim 1 or 2, wherein the filter surface is disposed at an angle of 90 ° with respect to the inflow direction of the processing fluid. 請求項1又は請求項2記載の濾過材の濾過面が、処理流体の流入方向に対して、90°ではない角度で配置されていることを特徴とするフィルタ。  The filter according to claim 1 or 2, wherein the filter surface is disposed at an angle other than 90 ° with respect to the inflow direction of the processing fluid.
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