JP4604351B2

JP4604351B2 - Filter cartridge

Info

Publication number: JP4604351B2
Application number: JP2000607734A
Authority: JP
Inventors: 修山口; 重則福田
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: KR20010110463A; DE10084397T1; WO2000057989A1

Description

技術分野
本発明は、液体濾過用フィルターカートリッジ、詳しくはメルトブローされた熱可塑性繊維（以下メルトブロー繊維と略する）からなる帯状の不織布（以下帯状メルトブロー不織布と略する）、あるいはメルトブローされた熱可塑性繊維からなる不織繊維集合体と長繊維不織繊維集合体とを少なくとも各１層ずつ積層して結合した帯状の不織布（以下帯状積層メルトブロー不織布と略する）を、有孔筒状体の周りに綾振りで筒状に巻き付けたフィルターカートリッジに関する。
背景技術
現在、流体を浄化するためのさまざまなフィルターが開発、生産されている。中でも、濾材の交換が容易であるカートリッジ型のフィルター（以下フィルターカートリッジと略す）は、工業用液体原料中の懸濁粒子の除去、ケーク濾過装置から流出したケークの除去、工業用水の浄化など産業上の幅広い分野で使用されている。
フィルターカートリッジの構造は従来からいくつかの種類が提案されている。中でも最も典型的なのは糸巻き型フィルターカートリッジである。これは濾材となる紡績糸を有孔円筒状のコアに綾状に巻き付けた後、紡績糸を毛羽立たせて作られる円筒形状のフィルターカートリッジであり、製造が容易で安価なことから古くから利用されている。それ以外には不織布積層型フィルターカートリッジがある。これは有孔円筒状のコアにカーディング不織布などの不織布を数種類、段階的に同心円状に巻回して作られる円筒形状のフィルターカートリッジであり、最近の不織布製造技術の発達により数種が実用化されている。
しかしながら、これらのフィルターカートリッジにもいくつかの欠点がある。例えば、糸巻き型フィルターカートリッジの粒子捕集方法は、紡績糸から発生する毛羽で粒子を捕集し、また、紡績糸同士の間隙に粒子をからめ取るというものであるが、手羽および間隙の大きさや形の調整が難しいため、捕集できる粒子の大きさや量に限界があるという欠点がある。また、紡績糸は短繊維から作られるため、フィルターカートリッジに流体が流れると紡績糸の構成繊維が脱落するという欠点がある。さらには、紡績糸を製造する際には、原料となる短繊維が紡績機に静電気等の原因で付着することを防ぐため、表面に微量の界面活性剤を塗布することが多い。このような界面活性剤を塗布した紡績糸から作られたフィルターカートリッジで液体を濾過した場合、液の泡立ち、ＴＯＣ（全有機炭素量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、電気伝導度の増加など液の清浄度に悪影響を与えることがある。また、紡績糸は先述したように短繊維を紡績して作るため、短繊維の紡糸、紡績という少なくとも２段階の工程を要するため、結果として価格が高くなることがある。
また、図１に示すような、有孔筒状体の周りに広幅の不織布をそのままのり巻き状に巻き付けた構造のフィルター、いわゆる不織布積層型フィルターカートリッジは、その性能が不織布によって決まる。不織布の製造は、短繊維をカード機やエアレイド機で交絡させた後、必要に応じて熱風加熱機や加熱ロールなどで熱処理をして作る方法、あるいはメルトブロー法、スパンボンド法などの直接不織布にする方法により行なわれることが多い。しかし、カード機、エアレイド機、熱風加熱機、加熱ロール、メルトブロー機、スパンボンド機など不織布製造に使われるいずれの機械も機械幅方向で目付などの不織布物性のむらが生じることが多い。そのためにフィルターカートリッジが品質不良となったり、あるいはむらをなくすために高度な製造技術を使用すると製造コストが高くなることがある。また、不織布積層型フィルターカートリッジには１品種につき２〜６種類程度の不織布を使用する必要があり、さらにはフィルターカートリッジの品種に応じて異なる不織布を使用する必要があるため、そのことによっても製造コストが高くなることがある。
そのような従来のフィルターカートリッジの問題点を解決するため、いくつかの方法が提案されている。例えば実公平６−７７６７号公報には、多孔性を有するテープ状の紙に撚りを加えながら押し潰して絞り込みその直径を３ｍｍ程度に規制した濾過素材を、多孔性内筒に密接綾で巻回した形のフィルターカートリッジが提案されている。この方法には巻回の巻きピッチを多孔性内筒より外に向かうに従って大きくすることができるという特長がある。しかし、濾過素材を押し潰して絞り込む必要があり、そのため粒子の捕集は主として濾過素材の巻きピッチ間で行われるので、従来の紡績糸を使用した糸巻き型フィルターがその毛羽で粒子を捕集していたような、濾過素材そのものによる粒子捕集が期待しにくい。それにより、フィルターが表面閉塞して濾過ライフが短くなったり、あるいは通液性に劣ることがある。
別の方法として、特開平１−１１５４２３号公報には、細孔の多細穿設されたボビンに、セルロース・スパンボンド不織布を帯状体に裁断して狭孔を通し撚りを加えたひも状体を巻回させた形のフィルターが提案されている。この方法を使えば従来の針葉樹パルプを精製したα−セルロースを薄葉紙にしてそれをロール状に巻き付けたロールティッシュフィルターに比べて機械強度が高く、水による溶解やバインダの溶出がないフィルターを作ることが出来ると考えられる。しかしながら、このフィルターに利用されるセルロース・スパンボンド不織布は、紙状の形態をしているため剛性がありすぎ、従来の糸巻き型フィルターがその毛羽で粒子を捕集していたような、濾過素材そのものによる粒子捕集が期待しにくい。また、セルロース・スパンボンド不織布は紙状の形態をしているため液中で膨潤し易く、膨潤によりフィルター強度の減少、濾過精度の変化、通液性の悪化、濾過ライフの減少などさまざまな問題が生じる可能性がある。また、セルロース・スパンボンド不織布の繊維交点の接着は化学的な処理などで行われることが多いが、その接着は不十分になることが多く、濾過精度の変化の原因となったり、あるいは繊維屑の脱落の原因となることが多いため、安定した濾過性能を得ることが難しい。
別の方法として、特開平４−４５８１０号公報には、構成繊維の１０重量％以上が０．５デニール以下に分割されている複合繊維からなるスリット不織布を、多孔性芯筒上に繊維密度が０．１８〜０．３０（ｇ／ｃｍ^３）となるように巻き付けたフィルターが提案されている。この方法を利用すると、繊度の小さい繊維によって液体中の細かな粒子を捕捉できるとされている。しかしながら、複合繊維を分割させるために高圧水などの物理的応力を使用する必要があり、高圧水加工では不織布全体にわたって均一に分割させることが難しい。均一に分割されない場合、不織布中のよく分割された箇所と分割が不十分な箇所とで捕集粒子径に差が生じるため、濾過精度が粗くなる可能性がある。また、分割する際に用いる物理的応力により不織布強度が低下することがあるため、作られたフィルターの強度が低下して使用中に変形しやすくなったり、あるいはフィルターの空隙率が変化して通液性が低下する可能性がある。更には不織布強度が小さいと、多孔性芯筒上に巻き付ける際の張力の調整が難しくなるため、微妙の空隙率の調整が難しくなることがある。さらには、易分割繊維を作るために要求される紡糸技術や製造時の運転コストの増大によりフィルターの製造コストが高くなるため、先述したような濾過性能上の課題を解決すれば製薬工業や電子工業のような高度の濾過性能が要求される分野の一部には使用できると考えられるが、プール水の濾過やメッキ工業用のメッキ液の濾過のようにフィルターが安価であることが求められる用途には使用が難しいと思われる。
前記課題を解決するために検討した結果、メルトブロー繊維からなる不織繊維集合体、またはメルトブロー繊維からなる不織繊維集合体と長繊維不織繊維集合体を、有孔筒状体に綾状に巻き付けたフィルターカートリッジにより、通液性、濾過ライフ、濾過精度の安定性等に優れた筒状フィルターカートリッジを得ることが可能であることを見出し、本発明に到達した。
発明の開示
本発明は下記の構成を有する。
（１）メルトブローされた熱可塑性繊維からなる帯状の不織布を、有孔筒状体に綾状に巻き付けてなるフィルターカートリッジ。
（２）メルトブローされた熱可塑性繊維からなる不織繊維集合体と、長繊維不織繊維集合体とを少なくとも各１層ずつ積層して結合した帯状の不織布を、有孔筒状体に綾状に巻き付けてなるフィルターカートリッジ。
（３）該メルトブローされた熱可塑性繊維が低融点樹脂と高融点樹脂からなり、それらの両樹脂の融点差が１０℃以上である、混繊若しくは複合繊維である（１）若しくは（２）項に記載のフィルターカートリッジ。
（４）該長繊維不織繊維集合体を構成する熱可塑性繊維が低融点樹脂と高融点樹脂からなり、それらの両樹脂の融点差が１０℃以上である熱接着性複合繊維である（２）項に記載のフィルターカートリッジ。
（５）該低融点樹脂が、線状低密度ポリエチレンであり、該高融点樹脂がポリプロピレンである（３）若しくは（４）項に記載のフィルターカートリッジ。
（６）該不織布の通気度が１〜５００ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃの範囲である（１）〜（５）項に記載のフィルターカートリッジ。
（７）該不織布の結合が、熱エンボスロールで熱圧着されている（１）〜（５）項に記載のフィルターカートリッジ。
（８）該不織布の結合が、熱風で熱接着されている（２）項に記載のフィルターカートリッジ。
（９）該帯状の不織布に捻りが加えられた（１）〜（５）項に記載のフィルターカートリッジ。
（１０）該フィルターカートリッジの空隙率が６５〜８５％である（１）〜（５）項に記載のフィルターカートリッジ。
（１１）該帯状の不織布を４〜５０のひだを有するひだ状物とし、有孔筒状体に綾状に巻き付けた（１）〜（５）項に記載のフィルターカートリッジ。
（１２）該ひだ状物のひだの少なくとも一部が非平行である（１１）項に記載のフィルターカートリッジ。
（１３）該ひだ状物の空隙率が６０〜９５％である（１１）項に記載のフィルターカートリッジ。
（１４）該帯状の不織布のスリット幅が０．５ｃｍ以上であり、スリット幅（ｃｍ）と目付（ｇ／ｍ^２）の積が２００以下である（１）〜（５）項に記載のフィルターカートリッジ。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の態様を具体的に説明する。
本発明に使用されるメルトブロー繊維とは、メルトブロー法により得られる繊維のことのである。メルトブロー法とは紡糸孔より押し出された溶融した熱可塑性樹脂を、紡糸孔の周囲より吹き出される高温高速気体により捕集コンベアネット等に吹き付け、繊維ウェブを得る方法であり、例えば米国特許第３，５３２，８００号に開示されている。
本発明に用いられる熱可塑性繊維には、溶融紡糸が可能なあらゆる熱可塑性樹脂を使用することができる。その例として、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、共重合ポリプロピレン（例えば、プロピレンを主体として、エチレン、ブテン−１，４−メチルペンテン−１等との二元または多元共重合体）等をはじめとするポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、酸成分をテレフタル酸以外にイソフタル酸をも加えて共重合したこれらの低融点ポリエステルをはじめとするポリエステル系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂（アタクチックポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン）、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリテトラフルオロエチレン等の熱可塑性樹脂が提示できる。また、乳酸系ポリエステルなどの生分解性樹脂を使用してフィルターカートリッジに生分解性を持たせるなど、機能性の樹脂を使用することもできる。また、ポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂などメタロセン触媒で重合できる樹脂を使用する場合、メタロセン触媒で重合した樹脂を使用すれば、不織布強度の向上、耐薬品性の向上、生産エネルギーの減少などメタロセン樹脂の特性がフィルターカートリッジに活かされるために好ましい。また、長繊維不織布の熱接着性や剛性を調整するためにこれらの樹脂をブレンドして使用しても良い。これらの中でも、フィルターカートリッジを常温の水系の液の濾過に使用する場合には耐薬品性と価格の点からポリプロピレンをはじめとするポリオレフィン系樹脂が好ましく、比較的高温の液に使用する場合にはポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、或いはシンジオタクチックポリスチレン樹脂が好ましい。
また、本発明で使用するメルトブロー繊維は、融点差が１０℃以上である低融点樹脂と高融点樹脂の２成分からなるものであってもよい。もちろん、本発明の効果を妨げない範囲であれば３成分以上の樹脂からなるものであってもよい。なお、融点が存在しない樹脂の場合には流動開始温度を融点と見なす。メルトブロー繊維を２成分とする方法としては、各繊維を鞘芯型や並列型などの断面形状をもつ２成分複合繊維としてもよいし、メルトブローノズルの各孔から２成分の樹脂を交互に吐出させて混繊状態にしてもよい。これらの具体的な方法は例えば特開平７−８２６４９号公報、特開平４−１２６５０８号公報などに開示されている。繊維接合点の熱接着が安定すると、フィルターカートリッジとして使用する場合、濾過圧力や通水量が上がった際に繊維接合点付近で捉えられた粒子が流出する可能性が小さくなり、またフィルターカートリッジの変形が小さくなり、さらには濾液中に含まれた物質によって仮に繊維が劣化した場合にも繊維が脱落する確率が小さくなるために好ましい。
この複合繊維の低融点樹脂と高融点樹脂の組み合わせは、融点差１０℃以上好ましくは１５℃以上あれば特に限定されるものではなく、線状低密度ポリエチレン／ポリプロピレン、高密度ポリエチレン／ポリプロピレン、低密度ポリエチレン／ポリプロピレン、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体／ポリプロピレン、線状低密度ポリエチレン／高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン／高密度ポリエチレン、各種のポリエチレン／熱可塑性ポリエステル、ポリプロピレン／熱可塑性ポリエステル、共重合ポリエステル／熱可塑性ポリエステル、各種のポリエチレン／ナイロン６、ポリプロピレン／ナイロン６、ナイロン６／ナイロン６６、ナイロン６／熱可塑性ポリエステルなどをあげることができる。中でも線状低密度ポリエチレン／ポリプロピレンの組み合わせを用いると、長繊維不織布の剛性や空隙率の調整を不織布製造時の繊維交点の融着の工程で容易に調節ができるために好ましい。また、比較的高温の液に使用する場合にはエチレングリコールに対してテレフタル酸とイソフタル酸を共重合した低融点ポリエステル／ポリエチレンテレフタレートの組合せも好適に用いることができる。
本発明に使用されるメルトブロー繊維の平均繊維径は、フィルターカートリッジの用途や樹脂の種類によって異なるので一概には規定しがたいが、０．５〜１０００μｍの範囲が望ましい。繊度が０．５μｍ未満の場合、本発明のフィルターカートリッジに使用することは理論的には可能だが、実際には製造が困難である。一方、繊維径が１０００μｍを超えると、後に不織布とした場合に繊維径や不織布の地合にむらができることがある。なお、平均繊維径が５０μｍを超えると隣接する繊維同士が融着することがあるが、本発明の効果を妨げない範囲であれば特に問題とはならない。
また、メルトブロー繊維はかならずしも円形断面である必要はなく、異型断面形状であってもよい。その場合、微小粒子の捕集はフィルターの表面積が大きいほど多くなるため、円形断面の繊維を使う場合よりも同一の通液性で高精度のフィルターカートリッジを得ることができる。
また、メルトブロー繊維の原料樹脂にポリビニルアルコールなどの親水性樹脂を混ぜたり、あるいはプラズマ加工するなどして、メルトブロー繊維を親水化すると、水系の液に使用する場合には通液性が向上するので好ましい。
また、通常メルトブロー繊維は、捕集コンベアネット等に吹き付けられた時点で繊維自身の持つ余熱により繊維交点が弱く接合しているが、その後に適当な熱処理をして熱接合をさらに強くしてもよい。その方法としては、熱エンボスロール、熱フラットカレンダーロールのような装置を使って熱圧着する方法や熱風循環型、熱スルーエアー型、赤外線ヒーター型、上下方向熱風噴出型などの熱処理機を使う方法等をあげることができる。中でも熱スルーエアー型熱処理機を使う方法は、製造速度の向上ができ、生産性が良く、コストを安価にでき好ましい。
一方、本発明で使用する第一の不織布はメルトブロー不織布である。メルトブロー不織布は先述したように精密濾過と言う点では優れた不織布では有るが他の不織布と比べると不織布強力が弱いという欠点が有り、そのため経時変化により濾過性能が低下する（捕捉する粒子の粒径の経時変化が大である。後述する比較例４を参照）。その点においては有孔筒状体に綾状に巻き付けることにより濾過ライフは改善されている（実施例１）。単に、濾過ライフを延ばそうとする場合フィルターの空隙率を増大させることが考えられるが、そうすることによりフィルター強度が低下し、濾過精度が低下するために好ましくない。
しかし、メルトブロー不織布の特徴である濾過精度を維持したまま、更に大きな濾過圧力にも耐えるためにメルトブローされた熱可塑性繊維からなる不織繊維集合体を長繊維不織繊維集合体と積層し、両者を結合させてなる不織布（即ち、帯状積層メルトブロー不織布）という本発明で使用する第二の不織布がある。ここで言う不織繊維集合体とは、繊維交点が接着された不織布と、繊維同士が違いに絡まっている場合はあっても接着はされていない繊維集合体（ウェブ）を含めた概念である。不織布としないで不織繊維集合体としたのは帯状積層メルトブロー不織布を製造する際に、異種の不織繊維集合体を構成する繊維間での結合のみならず、同種の不織繊維集合体を構成する繊維間の結合も行なわれるため、予め不織布にしておくことは必ずしも必要ではないためである。尚、ここで結合とは好ましくは熱接着による繊維交点の結合である。
本発明に使用される長繊維不織布は、スパンボンド法などにより得られた長繊維不織布である。スパンボンド法で得られた長繊維は捕集コンベア上で分散して長繊維ウェブとなる。この長繊維にも先述したメルトブロー繊維と同様に溶融紡糸可能なあらゆる熱可塑性樹脂を使用することができ、メルトブロー繊維と同様に２成分を複合繊維あるいは混繊の形にすることができる。この樹脂はメルトブロー繊維と同じ成分にしても構わないし、異なる成分にしても構わないが、メルトブロー繊維の樹脂（メルトブロー不織布に２成分を使用する場合にはその低融点樹脂）と相溶性の高い樹脂を使用すると、後の工程でメルトブロー繊維と結合する際に繊維交点が安定して接着するために望ましい。
スパンボンド法などにより作られた長繊維不織布は図１５に示すように繊維方向が機械方向に揃っているため、繊維２５で構成される孔が細長くなり、最大通過粒子２６が小さいものとなる。それに対して、カード法等で得られた短繊維からなる不織布の場合、図１６に示すように繊維方向が一定ではないので、繊維２７で構成される孔は円あるいは正方形に近い形となり、スパンボンド法などにより作られた長繊維不織布と開孔率が同じであっても、最大通過粒子径２６が大きいものとなる。濾材の通水性は繊維径が同じであれば開孔率でほぼ決まるため、スパンボンド法などにより作られた長繊維不織布を使うことにより、通水性に優れたフィルターが得られるのである。この効果は接着剤など濾材の孔を塞ぐようなバインダーを使用した場合には小さくなるため、セルローススパンボンド不織布の使用は好ましくない。また、セルローススパンボンド不織布を使用すると、不織布の強度が弱くなるため、フィルターの目詰まり等の原因で濾過圧力が上がった場合には繊維で構成される孔が変形し易くなるという問題がある。
また、本発明で長繊維を使用する場合の長繊維の繊維径は、フィルターカートリッジの用途や樹脂の種類によって異なるので一概には規定しがたいが、単糸繊度０．６ｄｔｅｘ〜１００ｄｔｅｘの範囲が望ましい。繊度が１００ｄｔｅｘを越えると、後に積層不織布とした場合に不織布強度が小さくなる。逆に、単糸繊度０．６ｄｔｅｘ未満であっても本発明の使用には問題ないと考えられるが、現行のスパンボンド法で０．６ｄｔｅｘより小さい繊度の繊維を紡糸する場合には、生産効率が低下し、実用的でない。
また、長繊維の断面形状はかならずしも円形断面である必要はなく、異型断面形状であってもよい。
次に、本発明の帯状不織布に帯状積層メルトブロー不織布を使う場合に、メルトブローされた熱可塑性繊維からなる不織繊維集合体と、長繊維不織繊維集合体とを少なくとも各１層ずつ積層して結合する方法について説明する。
まず、積層する方法について説明する。積層する方法は特に限定されるものではなく、適当な方法でメルトブロー不織繊維集合体と長繊維不織繊維集合体とを別々の工程で製造してその後にそれらを重ね合わせても良いし、長繊維不織布あるいは長繊維ウェブの上に熱可塑性樹脂を直接メルトブローして積層させても良い。積層する組合せとしてはメルトブロー繊維／長繊維の２層、あるいは長繊維／メルトブロー繊維／長繊維の３層、あるいは異なる繊維径のメルトブロー不織布を２種使ってメルトブロー繊維／メルトブロー繊維／長繊維の３層、あるいは長繊維／メルトブロー繊維／メルトブロー繊維／長繊維の４層などを例示できるがこれらに限定されるものではない。この層数の上限は特に限定されるものではないが、層数が増えると製造コストが高くなるため、それに見合った効果が必要とされる。
次に、積層された不織布あるいはウェブを結合して積層メルトブロー不織布とする方法について説明する。結合する方法としては、熱接着あるいは化学接着などを例示できるが、耐薬品性にすぐれかつ低分子成分の流出等のない熱接着が好ましい。この熱接着をする方法としては、熱エンボスロール、熱フラットカレンダーロールのような装置を使って熱圧着する方法や熱風循環型、熱スルーエアー型、赤外線ヒーター型、上下方向熱風噴出型などの熱処理機を使う方法等を挙げることができる。中でも熱エンボスロールを使う方法は、不織布の製造速度の向上ができ、生産性が良く、コストを安価にでき好ましい。さらに、図２に示すように、熱エンボスロールを使う方法でつくられた不織布は、エンボスパターンによる強い熱圧着がある部分１と、エンボスパターンされてなく弱い熱圧着のみがある部分２とが存在する。このことにより、強い熱圧着がある部分１では多くの粒子３，４を捕集することができる。一方、弱い熱圧着のみがある部分２では粒子の一部は捕集されるが、残りの粒子は不織布を通過して次の層に移動することができるので、濾材の内部まで利用した深層濾過構造となり好ましい。この場合、エンボスパターンの面積は５〜２５％とすることが望ましい。この面積を５％以上とすることにより、先述したような繊維交点の熱接合による効果を向上させることができ、２５％以下とすることにより不織布の剛性を抑えることができ、あるいは粒子が不織布を通過するのを容易にすることができる。
また、メルトブロー不織布あるいは積層メルトブロー不織布の通気度は、１〜５００ｃｍ^３／ｃｍ^２／秒の範囲が望ましい。通気度が１ｃｍ^３／ｃｍ^２／秒よりも小さくなると、不織布の通液性が極端に悪くなるため、製造されたフィルターカートリッジの通液性が悪くなることがある。逆に、通気度が５００ｃｍ^３／ｃｍ^２／秒よりも大きいと、メルトブロー不織布を使用しなくてもスパンボンド不織布、短繊維不織布などで代用が可能となり、その方が一般には低コストであるのでメルトブロー不織布を使う意味が小さくなる。
また、メルトブロー不織布あるいは積層メルトブロー不織布の目付、すなわち不織布単位面積当たり重量は、５〜２００ｇ／ｍ^２が好ましい。この値が５ｇ／ｍ^２よりも小さくなると、繊維量が少なくなるために、不織布のむらが大きくなったり、あるいは不織布の強度が低下し、あるいは先述したような繊維交点の熱接合が難しくなることがある。一方、この値が２００ｇ／ｍ^２よりも大きくなると、不織布の剛性が大きくなりすぎるために、後に有孔筒状体に綾状に巻き付けることが困難になることもある。
次にこのメルトブロー不織布あるいは積層メルトブロー不織布を帯状にする。帯状にするには、紡糸幅を調節して直接帯状の不織布を作る方法も使用できるが、広い幅の不織布を帯状にスリットする方法が安価でかつ均一な製品を得られるために好ましい。この時のスリット幅は、使用する不織布の目付によっても異なるが、０．５ｃｍ以上が好ましい。この幅が５ｃｍよりも小さくなると、スリット時に不織布が切断する恐れがあり、また、後に帯状不織布を綾状に巻き取る際の張力の調整が難しくなり、また、同じ空隙率のフィルターを作る場合には巻き取り時間が長くなり生産性が低下する。一方、スリット幅の上限は目付によって異なり、スリット幅×目付の値が２００ｃｍ・ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。この値が２００ｃｍ・ｇ／ｍ^２を越えると、不織布の剛性が強くなりすぎるために、後に有孔筒状体に綾状に巻き付けにくくなり、さらには繊維量が多くなりすぎるために密に巻き付けることが難しくなることもある。なお、紡糸幅を調節して直接帯状の不織布を作る場合にも、好ましい目付および不織布幅の範囲はスリットして帯状にする場合と同じである。
このようにして作られた帯状のメルトブロー不織布あるいは積層メルトブロー不織布（以後、帯状不織布と略する）を、後述するような方法で加工してから綾状に巻き付けても良いが、加工せずにそのまま巻き付けてもよい。この場合の製造法の一例を図３に示す。巻き取り機には通常の糸巻き型フィルターカートリッジに使われるワインダーを使用できる。供給された帯状不織布５は、綾振りをしながら動く細幅孔のトラバースガイド６を通った後、ボビン７に取り付けられた有孔筒状体８に巻き取られてフィルターカートリッジ９となる。この方法で作られたフィルターカートリッジは非常に密になるため、精度の細かいフィルターカートリッジとなる。ただし、この方法では製造条件を変更して濾過精度を調整することが難しい。
一方、この帯状不織布に捻りを加えてから巻き取ることもできる。この場合の製造法の一例を図４に示す。この場合にも巻き取り機には通常の糸巻き型フィルターカートリッジに使われるワインダーを使用できる。帯状不織布は捻りによって見かけ上太くなるため、トラバースガイド１０は図３に示したのものよりも孔径の大きなものが好ましい。帯状不織布に捻りを加えると、単位長さ当たりの捻りの数、あるいは捻る強さによって不織布の見かけの空隙率を変化させることができるので、濾過精度を調整することができる。この時の捻りの数は、帯状不織布１ｍあたり５０〜１０００回の範囲が好ましい。この値が５０回よりも小さくなると、捻りを加える効果がほとんど得られない。また、この値が１０００回よりも多くなると、作られたフィルターカートリッジが通液性に劣るものとなるため好ましくない。
また、先述した帯状不織布を、適当な方法で集束させてから有孔筒状体に巻き付けると、さらに好ましい。その方法としては、帯状の不織布を単に小孔等を通して集束させてもよいし、帯状不織布をひだ形成ガイドで断面形状を予備成形した後に小孔等を通してひだ状物に加工してもよい。この方法を使用すると、トラバースガイドの綾振り速度とボビンの回転速度の比率を調節して、巻パターンを変更できるので、同じ種類の帯状不織布からさまざまな性能のフィルターカートリッジを作ることができる。
帯状不織布を集束させる方法として単に小孔を通す場合の製造法の一例を図５に示す。この場合にも巻き取り機には通常の糸巻き型フィルターカートリッジに使われるワインダーを使用できる。図５ではトラバースガイド１１の孔を小孔にすることによって帯状不織布を集束させているが、トラバースガイド１１よりも手前の糸道に小孔のガイドを設けてもかまわない。小孔の直径は、使用する帯状不織布の目付や幅にもよるが、３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲が好ましい。この直径が３ｍｍよりも小さくなると帯状不織布と小孔との摩擦が大きくなって巻き取り張力が高くなりすぎる。また、この値が１０ｍｍよりも大きくなると、帯状不織布の集束サイズが安定しなくなる。
次に、帯状不織布をひだ形成ガイドで断面形状を予備成形した後に小孔等を通してひだ状物に加工する場合の製造法の一例の一部切り欠き斜視図を図６に示す。この場合にも巻き取り機には通常の糸巻き型フィルターカートリッジに使われるワインダーを使用できる。この方法を採る場合、帯状不織布５はひだ形成ガイド１６を通って断面形状が予備成形され、続いて小孔１４を通ってひだ状物１５となり、そのひだ状物１５を図のＡの方向に引き取り、トラバースガイドを通して有孔筒状体に巻き取るとフィルターカートリッジとなる。
次に、前記ひだ形成ガイドついて説明する。ひだ形成ガイドは通常外径３ｍｍ〜１０ｍｍ程度の丸棒を加工したものの表面に不織布との摩擦を防ぐためのフッ素樹脂加工をほどこして作る。その形状の１例を図７〜８に示す。ここに挙げた例では、ひだ形成ガイド１６は外部規制ガイド１２と内部規制ガイド１３からなる。このひだ形成ガイド１６の形状は特に限定されないが、このガイドから作られるひだ状物の断面形状がひだが平行とならないように集束されたものになる形であれば好ましい。そのようにして作られたひだ状物の断面形状の１例を図９（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すが、これらに限定されるものではない。本発明のこれらの態様において、ひだの少なくとも一部が非平行になるように集束されたひだ状物を形成させたものは、本発明の最も好ましい態様である。すなわち、図９の断面形状のようにひだの一部が非平行となっている場合には、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すようにひだのほとんどが平行である場合に比べて、濾過圧力がひだに矢印のように垂直な方向からかかった時でもひだ状物の形状保持力が強く、本来のひだ形状としての濾過機能を保持することができる。つまり、ひだが非平行の場合はひだが平行である場合と比較してフィルターカートリッジの圧力損失を抑える能力に優れているため、ひだ状物の断面形状はひだが非平行であることは特に好ましい。なお、ガイドは必ずしも１つである必要はなく、形や大きさの異なる数個のガイドを直列に並べることによって帯状不織布の断面形状を徐々に変えていくようにすれば、ひだ状物の断面形状が場所によって一定となるために品質のむらが無くなり好ましい。
本発明において、帯状不織布をひだ状物としてから有孔筒状体に巻き付ける場合、ひだ状物の最終的なひだ数は、４〜５０個、より好ましくは７〜４５個である。ひだ数が４個未満では、ひだ付与による濾過面積拡大による効果に乏しい。一方、ひだ数が５０個を超えると、ひだが小さくなりすぎて製造困難であり、かつ濾過機能低下への影響が生じやすくなる。
また、例えば図１１に示すような櫛形のひだ形成ガイド１７を用いて帯状不織布に多数のひだを付与した後、より狭い矩形孔１８を通過させることでさらにひだ数が数多くなるよう変形させ、かつひだをアトランダムな非平行とすることができる。
また、先述した小孔１４を通した後のひだ状物１５を、熱風あるいは赤外線ヒーター等で加熱加工することにより、ひだ状物の断面形状を固定化することができる。この工程は必ずしも必要ではないが、ひだ状物の断面形状を複雑にしたり、あるいは帯状不織布として剛性が高いものを使用する場合には、断面形状が設計した形から崩れてしまうことがあるため、このような加熱加工をすることが好ましい。
次に、本発明で使用される集束された帯状不織布、あるいはひだ状物（以下、あわせて帯状不織布集束物と略する）の空隙率について説明する。まず、帯状不織布集束物の断面積は、図１２に示すように、帯状不織布集束物２４を内包する最小面積の卵形１９（卵形とはその各内角それぞれがすべて１８０度以内である多角形を意味する）の面積と定義する。そして帯状不織布集束物を所定の長さ、例えば断面積の平方根の１００倍の長さに切断し、次式で定義する。
（帯状不織布集束物の見かけ体積）＝（帯状不織布集束物の断面積×帯状不織布集束物の切断長）
（帯状不織布集束物の真体積）＝（切断した帯状不織布集束物の重量）／（帯状不織布集束物の原料の密度）
（帯状不織布集束物の空隙率）＝｛１−（帯状不織布集束物の真体積）／（帯状不織布集束物の見かけ体積）｝×１００（％）
この式で定義された帯状不織布集束物の空隙率は６０〜９５％が好ましく、より好ましくは８５〜９２％である。この値を６０％以上とすることにより、帯状不織布集束物が必要以上に密になることを抑え、フィルターカートリッジとして使用したときの圧力損失を十分抑えることができ、あるいは帯状不織布集束物中の粒子捕集効率をより向上させることができる。また、この値を９５％以下とすることにより、後での巻き付けが容易となり、またフィルターカートリッジとして使用したときにその負荷圧力による濾材の変形をより小さくすることができる。これを調整する方法の例として、巻き取り張力の調整、ひだ形成ガイドなどのガイド形状の調整が挙げられる。
また該帯状不織布集束物を作るときに、本発明の効果を妨げない範囲で粒状活性炭やイオン交換樹脂などを混在させて加工しても良い。その場合に粒状活性炭やイオン交換樹脂などを固定するには、帯状不織布を集束あるいはひだ状物に加工する前、あるいは加工した後に適当なバインダーなどで接着しても良いし、粒状活性炭やイオン交換樹脂などを混在させた後に加熱して帯状不織布の構成繊維と熱接着しても良い。
次に、先述した方法で作られた帯状不織布集束物は、断面形状が崩れないように工夫をすれば、必ずしも連続工程にする必要はなく、一度適当なボビンに巻いておき、後にワインダーで巻き取ってもよい。
次に、帯状不織布の巻き取り方法について説明する。このワインダーのボビンに、直径約１０〜４０ｍｍ、長さ１００〜１０００ｍｍ程度の有孔筒状体を装着し、有孔筒状体の端部にワインダーの糸道を通した帯状不織布（あるいは帯状不織布集束物）を固定する。有孔筒状体はフィルターカートリッジの芯材の役目をするものであり、その材質や形状は、濾過時の外圧に耐えられる強度を持ち、圧力損失が著しく高くなければ特に限定されるものではなく、例えば、通常のフィルターカートリッジに使用されている芯材のようにポリエチレン、ポリプロピレンを網型の筒状に加工した射出成形品でもよく、また、セラミックやステンレス等を同様に加工したものでも差し支えない。あるいは、有孔筒状体としてひだ折り加工したフィルターカートリッジや不織布巻回型のフィルターカートリッジなど他のフィルターカートリッジを使用してもよい。ワインダーの糸道はボビンに平行に設置されたトラバースカムによって綾状に振られるため、有孔筒状体には帯状不織布が綾状に振られて巻き付けられる。その時の巻き付け条件も通常の糸巻き型フィルターカートリッジ製造時に準じて設定すれば良く、例えばボビン初速１０００〜２０００ｒｐｍにし、繰り出し速度を調節して張力をかけながら巻き付ければよい。なお、この時の張力によってもフィルターカートリッジの空隙率を変えることができる。さらに巻き付け時の張力を調整して内層の空隙率を密にし、中層、外層と巻き付けるにつれて空隙率を粗くすることができる。特に帯状不織布をひだ状物としてから有孔筒状体に巻き付ける場合には、ひだ状物が具備するひだ形成による深層濾過構造と併せて外層、中層、内層で形成される粗密構造差により理想的な濾過構造をもつフィルターカートリッジが提供できる。また、濾過精度は、トラバースカムの綾振り速度とボビンの回転速度の比率を調整して巻き付けパターンを変えることによっても変更することができる。そのパターンの付け方はすでに公知である通常の糸巻き型フィルターカートリッジの方法を使用でき、フィルターの長さが一定の場合にはそのパターンをワインド数で表すことができる。なお、ある糸（本発明の場合は帯状不織布）とその１つ下の層に巻かれた糸との間隔２０が広い場合には濾過精度は粗くなり、逆に狭い場合には細かくなる。これらの方法により帯状不織布を有孔筒状体８の外径の１．５倍〜３倍程度の外径まで巻き付けてフィルターカートリッジ形状にする。これをそのままフィルターカートリッジ９として使用しても良いし、端面に厚さ３ｍｍ程度の発泡ポリエチレンのガスケットを貼り付けるなどしてフィルターカートリッジ端面のハウジングとの密着性を上げても良い。
このようにしてできたフィルターの空隙率は６５〜８５％の範囲であることが好ましい。この値が６５％よりも小さくなると、繊維密度が高くなりすぎるために通液性が低下してくる。逆に、この値が８５％よりも大きくなると、フィルターカートリッジ強度が低下し、濾過圧力が高い場合にフィルターカートリッジが変形するなどの問題が生じ易くなる。
なお、帯状不織布に切れ目を入れたり穴を開けたりすることによって、通液性を改善することができる。この場合、切れ目の数は帯状不織布１０ｃｍ当たりで５〜１００個程度が好ましく、穴を開ける場合には開孔部面積の割合を１０〜８０％程度にするのが好ましい。巻き取るときの帯状不織布の本数を複数としたり、あるいは紡績糸など他の糸と併せて巻き付かせることでも、濾過性能を調整することができる。また、図１４に示すように、有孔筒状体８に帯状不織布５をある程度の径になるまで綾振りで巻き付けて内層２１を形成し、続いて幅広の不織布をその内層の周りにのり巻き状に巻きつけて精密濾過層２２を形成し、続いてその周りに帯状不織布５を再び綾振りで巻き付けて外層２３を形成し、不織布を巻き込んだ形でのフィルターカートリッジを作ることもできる。幅広不織布をのり巻き状に巻き付けない場合には、糸間隔を広くして粗い精度のフィルターカートリッジを作った時に粒子最大流出径が極端に大きくなる場合があるが、幅広不織布をのり巻き状に巻き付けると、粒子最大流出系を必要に応じて微調整することが出来る。
実施例
以下に実施例、比較例により、本発明を更に詳細に説明するが本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、各例において濾過材の物性や濾過性能等の評価は以下に記載する方法で行った。
不織布の目付及び厚さ
不織布の面積が６２５ｃｍ^２となるように不織布を切り取り、その重量を測定して１平方メートル当たりの重量に換算して目付（ｇ／ｍ^２）とした。また、切り取った不織布の厚さを任意に１０点測定し、その最大値と最小値を除いた８点の平均を不織布の厚さ（μｍ）とした。なお、本発明の不織布として積層メルトブロー不織布を使用する場合、製造方法によっては積層する前のそれぞれの層の目付を計算することができないため、その時は樹脂吐出量と機械幅および生産速度から計算した理論値を使用した。
不織布の繊維径あるいは繊度
不織布あるいは積層前のウェブから無作為に５箇所サンプリングしてそれらを走査型電子顕微鏡で撮影し、１箇所につきメルトブロー繊維の場合は１００本、その他の繊維の場合は２０本の繊維を無作為に選んでそれらの繊維径を測定し、その平均値をその不織布の繊維径（μｍ）とした。また、繊度（ｄｔｅｘ）は得られた繊維径と不織布原料樹脂の密度（ｇ／立方センチメートル）を使って次式から求めた。なお、２成分以上使用している場合には、その密度は各成分の密度の重量平均値を使用した。
（繊度）＝π（繊維径）^２×（密度）／４００
不織布の通気度
スリットする前の不織布の通気度をＪＩＳＬ１０９６−Ａ法に準拠して各不織布につき２０点測定して、その平均値を求めた。（単位ｃｍ^３／ｃｍ^２／秒）
ひだ状物のひだ数
ひだ状物の断面形状を接着剤で固定した後、任意の位置で５箇所切断し、その断面を顕微鏡で写真撮影した。その写真から帯状不織布の折り目の数を山折りまたは谷折りのいずれの場合も１つとして数え、切断した５箇所の平均数の２分の１をひだ数とした。
帯状不織布集束物の断面積と空隙率
帯状不織布集束物の断面形状を接着剤で固定した後、任意の位置で５箇所切断し、その断面を顕微鏡で写真撮影した。その写真を画像解析して帯状不織布集束物の断面積を求めた。また、これとは別の箇所の帯状不織布集束物を長さ１０ｃｍに切断し、その重量と先に求めた断面積とから次式を使って空隙率を求めた。
（帯状不織布集束物の見かけ体積）＝（帯状不織布集束物の断面積×帯状不織布集束物の切断長）
（帯状不織布集束物の真体積）＝（帯状不織布集束物の重量）／（帯状不織布集束物の原料の密度）
（帯状不織布集束物の空隙率）＝｛１−（帯状不織布集束物の真体積）／（帯状不織布集束物の見かけ体積）｝×１００（％）
糸間隔
表層にある帯状不織布集束物（あるいは帯状不織布、紡績糸など以下の実施例において有孔筒状体に巻き付けられたもの）と隣接する帯状不織布集束物との間隔（図１３の２０に示す）を１つのフィルターカートリッジにつき１０箇所測定し、その平均を糸間隔とした。
フィルターカートリッジの空隙率
フィルターカートリッジの外径、内径、長さ、重量を測定し、次式を使って空隙率を求めた。なお、濾材そのものの空隙率を求めるため、内径の値には有孔筒状体の外径を使用し、重量の値にはフィルターカートリッジの重量から有孔筒状体の重量を引いた値を用いた。
（フィルターの見かけ体積）＝π｛（フィルターの外径）^２−（フィルターの内径）^２｝×（フィルター長さ）／４
（フィルターの真体積）＝（フィルターの重量）／（フィルターの原料の密度）
（フィルターの空隙率）＝｛１−（フィルターの真体積）／フィルターの見かけ体積）｝×１００（％）
初期捕集粒径、初期圧力損失、濾過ライフ
循環式濾過性能試験機のハウジングにフィルターカートリッジ１つを取り付け、ポンプで流量を毎分３０リットルに調節して通水循環する。このときのフィルターカートリッジ前後の圧力損失を初期圧力損失とした。次に循環している水にＪＩＳＺ８９０１に定められた試験用粉体Ｉの８種（ＪＩＳ８種と略す。中位径：６．６〜８．６μｍ）と同７種（ＪＩＳ７種と略す。中位径：２７〜３１μｍ）を重量比１：１で混合したケーキを毎分０．４ｇ／分で連続添加し、添加開始から５分後に原液と濾液を採取し、所定の倍率に希釈した後にそれぞれの液に含まれる粒子の数を光遮断式粒子検出器で計測して各粒径における初期捕集効率を算出した。さらにその値を内挿して、捕集効率８０％を示す粒径を求めた。また、さらに続けてケーキを添加し、フィルターカートリッジの圧力損失が０．２ＭＰａに達したときにも同様に原液と濾液を採取して、０．２ＭＰａ時の捕集粒径を求めた。また、ケーキ添加開始から０．２ＭＰａに達するまでの時間を濾過ライフとした。なお、濾過ライフが１０００分に達しても差圧が０．２ＭＰａに達しない場合にはその時点で測定を中断した。
初期濾液の泡立ちおよび繊維脱落
循環式濾過性能試験機のハウジングにフィルターカートリッジ１つを取り付け、ポンプで流量を毎分１０リットルに調節してイオン交換水を通水する。初期濾液を１リットル採取し、そのうち２５立方センチメートルを比色びんに採取して激しく攪拌し、攪拌停止１０秒後に泡立ちを見た。そして、泡の体積（液面から泡の頂点までの体積）が１０立方センチメートル以上ある場合を×、１０立方センチメートル未満でかつ直径１ｍｍ以上の泡が５個以上見られる場合を△、直径１ｍｍ以上の泡が５個未満の場合を○、として泡立ちを判定した。また、初期濾液５００立方センチメートルを孔径０．８μｍのニトロセルロース濾紙に通し、濾紙１平方センチメートルあたりに長さ１ｍｍ以上の繊維が４個以上ある場合を×、１〜３個の場合を△、０個の場合を○、として繊維脱落を判定した。
実施例１
メルトブロー不織布として、目付２０ｇ／ｍ^２、平均繊維径３μｍ、厚さ２００μｍ、通気度３７ｃｍ^３／ｃｍ^２／秒で、紡糸の余熱により繊維交点が弱く接着しているポリプロピレン製メルトブロー不織布を使用した。また、有孔筒状体として、内径３０ｍｍ、外径３４ｍｍ、長さ２５０ｍｍであり、６ｍｍ角の穴が１８０個開けられているポリプロピレン製の射出成型品を使用した。そのメルトブロー不織布を幅５０ｍｍにスリットして帯状不織布とした。そして、ワインダーを使用して帯状不織布を集束等せずそのまま有孔筒状体に巻き付けて、スピンドル初速１５００ｒｐｍで、帯状不織布の間隔が０ｍｍとなるようにワインド数を調整して有孔筒状体に外径６２ｍｍになるまで巻き取り、図１３に示すような円筒状フィルターカートリッジ９を得た。
実施例２
ワインド数を変更して帯状不織布の間隔が１ｍｍとなるようにした他はすべて実施例１と同じ方法でフィルターカートリッジを得た。しかし、そのフィルターの濾過性能は実施例１で示したフィルターと大差なかった。実施例１で示したフィルターと差がなかったのは、帯状不織布を集束等していないために、ワインド数の影響がでなかったためと考えられる。
実施例３
帯状不織布、有孔筒状体は実施例１と同じものを使用した。そして、ワインダーまでの糸道に直径５ｍｍの円形孔のガイドを設置して帯状不織布を直径約５ｍｍに集束させ、実施例１と同様に有孔筒状体に巻き取って円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターの濾過性能はほぼ実施例１で示したフィルターと同じであった。
実施例４
帯状不織布の間隔が１ｍｍとなるようにワインド数を調整した他は、すべて実施例３と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例３で示したフィルターよりも精度が粗く、通水性がよく、濾過ライフが長いフィルターとなった。
実施例５
帯状不織布の間隔が２ｍｍとなるようにワインド数を調整した他は、すべて実施例３と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例４で示したフィルターよりもさらに粗いフィルターとなった。
実施例６
帯状不織布の間隔が２ｍｍとなるようにワインド数を調整した他は、すべて実施例３と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例５で示したフィルターよりもさらに粗いフィルターとなった。
実施例７
メルトブロー不織布として実施例１と同じ不織布を使用した。また、長繊維不織布として、目付２２ｇ／ｍ^２、厚さ２００μｍ、繊度２ｄｔｅｘであり、繊維交点が熱エンボスロールで熱圧着されたポリプロピレン製スパンボンド不織布を使用した。そのメルトブロー不織布と長繊維不織布の各１枚を重ね合わせ、エンボスロールで不織布交点を接着させて積層メルトブロー不織布を作った。この積層メルトブロー不織布を幅５０ｍｍにスリットして帯状不織布とした。その他はすべて実施例４と同様の方法で円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターの初期捕集粒径は実施例４で示したフィルターと同程度のものであったが、精度変化が少ないすぐれたものであった。
実施例８
メルトブロー不織布として実施例１で使用した不織布と同じ不織布を使用した。また、長繊維不織布として、目付２２ｇ／ｍ^２、厚さ２００μｍ、繊度２ｄｔｅｘであり、繊維交点が熱エンボスロールで熱圧着されたポリプロピレン製スパンボンド不織布を使用した。それを長繊維不織布／メルトブロー不織布／長繊維不織布の順に重ね合わせ、エンボスロールで不織布交点を接着させて積層メルトブロー不織布を作った。この積層メルトブロー不織布を幅５０ｍｍにスリットして帯状不織布とした。その他はすべて実施例４と同様の方法で円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターの初期捕集粒径は実施例４で示したフィルターと同程度のものであったが、精度変化が実施例７で示したフィルターよりもさらに少ないすぐれたものであった。
実施例９
メルトブロー不織布として実施例１で使用した不織布と同じ不織布と、平均繊維径を５μｍとした他は実施例１と同じ不織布の２種類を使用した。また、長繊維不織布として、目付２２ｇ／ｍ^２、厚さ２００μｍ、繊度２ｄｔｅｘであり、繊維交点が熱エンボスロールで熱圧着されたポリプロピレン製スパンボンド不織布を使用した。それを長繊維不織布／平均繊維径５μｍのメルトブロー不織布／平均繊維径３μｍのメルトブロー不織布／長繊維不織布の順に重ね合わせ、エンボスロールで不織布交点を接着させて積層メルトブロー不織布を作成した。この積層メルトブロー不織布を幅５０ｍｍにスリットして帯状不織布とした。その他はすべて実施例４と同様の方法で円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターの初期捕集粒径は実施例４で示したフィルターと同程度のものであったが、精度変化が実施例８で示したフィルターよりもさらに少なく、すぐれたものであった。また、濾過ライフも実施例８で示したフィルターより長いものとなった。
実施例１０
メルトブロー不織布、および長繊維不織布の原料樹脂をナイロン６６にした他はすべて実施例８と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例８のフィルターとほぼ同程度の濾過性能を示した。
実施例１１
メルトブロー不織布、および長繊維不織布の原料樹脂をポリエチレンテレフタレートにした他はすべて実施例８と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例８のフィルターとほぼ同程度の濾過性能を示した。
実施例１２
積層メルトブロー不織布を幅１０ｍｍにスリットし、さらに糸間隔が１ｍｍとなるようワインド数を調整した他は全て実施例８と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例８と同程度の性能のフィルターになった。しかしながら、巻き取りに要した時間は実施例４で示したフィルターの時よりも長くなった。
実施例１３
積層メルトブロー不織布を幅１００ｍｍにスリットし、さらに糸間隔が０ｍｍとなるようワインド数を調整した他は全て実施例８と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例８で示したフィルターよりも精度の粗いフィルターとなった。糸間隔を０ｍｍにしたにもかかわらず精度の粗いフィルターとなったのは、帯状不織布集束物が極度に太くなったためである。
実施例１４
メルトブロー不織布として、１ホール毎に交互に異なる樹脂を吐出できるノズルを使用し、低融点成分に高密度ポリエチレン、高融点成分にポリプロピレンを重量比５：５で使用した混繊メルトブロー不織布を使用した。一方、長繊維不織布は実施例７で示したフィルターと同じ不織布を使用した。その他はすべて実施例８と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例８よりも精度の細かいフィルターとなり、精度変化が少ない優れたフィルターとなった。
実施例１５
低融点成分として線状低密度ポリエチレン（融点１２５℃）を用いた他はすべて実施例１４と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例１４で示したフィルターと同程度の濾過精度のフィルターとなり、さらには実施例１４で示したフィルターよりも通水性に優れていた。
実施例１６
メルトブロー不織布として、実施例１と同じものを使用した。そして、長繊維不織布の構成繊維として、低融点成分が高密度ポリエチレン、高融点成分がポリプロピレンで重量比５：５である鞘芯型複合繊維を用いた。その他はすべて実施例８と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例８で示したフィルターと同程度の濾過精度のフィルターとなり、さらには実施例８で示したフィルターよりも精度変化が少なかった。
実施例１７
メルトブロー不織布として、実施例１５で使用した不織布と同じものを使用した。そして、長繊維不織布として、実施例１６と同じものを使用した。その他はすべて実施例８と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例１５および１６で示したフィルターと同程度の濾過精度のフィルターとなり、さらには実施例１５および１６で示したフィルターよりも精度変化が少なかった。
実施例１８
フィルターカートリッジ巻き取り時に強い線圧をかけて、フィルター空隙率を６３％にした他は、すべて実施例１６と同じ方法で円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターの濾過性能は、後述する比較例よりは優れていたが、実施例１６のフィルターよりも初期圧力損失が大きくかつ濾過ライフの短いフィルターとなった。この理由は、フィルター空隙率が低く、繊維密度が大きくなりすぎたためと考えられる。
実施例１９
帯状不織布集束物を極端に低張力で巻き取ることにより、フィルター空隙率を８８％にした他は、すべて実施例１６と同じ方法で円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターの濾過性能は、後述する比較例で示したフィルターよりは優れていたが、実施例１６のフィルターよりも濾過ライフの短いフィルターとなった。この理由は、フィルター空隙率が高いために、濾過圧力が高くなると濾材が圧搾されて、急激に圧力損失が上昇するためと考えられる。
実施例２０
ワインダーの糸道に設置する円形孔のガイドの直径を１ｍｍにすることにより、帯状不織布集束物の空隙率を５８％にした他は、すべて実施例１６と同じ方法で円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターの濾過性能は、後述する比較例よりは優れていたが、実施例１６で示したフィルターよりも初期圧力損失が高くかつ濾過ライフの短いフィルターとなった。この理由は、帯状不織布集束物の空隙率が低く、繊維密度が高くなりすぎたためと考えられる。
実施例２１
ワインダーの糸道に設置する円形孔のガイドの直径を１０ｍｍにし、さらに帯状不織布集束物を極端に低張力で巻き取ることにより、帯状不織布集束物の空隙率を９７％にした他は、すべて実施例１６と同じ方法で円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターの濾過性能は、後述する比較例で示したフィルターよりは優れていたが、実施例１６で示したフィルターよりも濾過ライフの短いフィルターとなった。この理由は、帯状不織布集束物の空隙率が高いために、濾過圧力が高くなると濾材が圧搾されて、急激に圧力損失が上昇するためと考えられる。
実施例２２
繊維交点の熱圧着方法を熱エンボスロールから熱風循環式加熱装置に変更した他はすべて実施例１６と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例１６で示したフィルターと同程度の性能を有していた。
実施例２３
帯状不織布を集束せず、代わりに１ｍあたり１００回の捻りを加えた他はすべて実施例１６と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例８で示したフィルターと同程度の性能のフィルターとなった。
実施例２４
帯状不織布を図９（Ａ）に示すような断面形状に加工して、ひだ数４のひだ状物を得た。そのひだ状物を集束した帯状不織布の代わりに用いた他は、すべて実施例１６と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例１６で示したフィルターと同程度の精度だが、精度変化は実施例１６で示したフィルターと比較して少なくなった。
実施例２５
帯状不織布を図８（Ａ）に示すような断面形状に加工して、ひだ数７のひだ状物を得た。そのひだ状物を用いた他は、すべて実施例１６と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例１６で示したフィルターと同程度の初期捕集粒径であったが、精度の変化は少なかった。
実施例２６
帯状不織布を図８（Ｃ）に示すような断面形状に加工して、ひだ数１５のひだ状物を得た。そのひだ状物を用いた他は、すべて実施例１６と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例１６で示したフィルターと同程度の初期捕集粒径であったが、精度の変化は少なく、かつ圧力損失も少ないものであった。
実施例２７
帯状不織布のひだ数を４１にした他は全て実施例１６と同じ方法で、円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例１６で示したフィルターと同程度の初期捕集粒径であったが、精度の変化は実施例２５で示したフィルターよりもさらに少なく、かつ圧力損失も少ないものであった。
比較例１
帯状不織布の代わりに繊度３ｄｔｅｘの繊維を紡績した直径２ｍｍのポリプロピレン製紡績糸を使用し、糸間隔を０ｍｍにした他は、すべて実施例３と同様の方法で円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターカートリッジは初期捕集粒径が実施例３で示したフィルターよりもかなり粗くなり、実施例６で示したフィルターと同程度になった。しかしながら、実施例６で示したフィルターよりも濾過ライフが短くなり、精度変化も大きかった。また、初期濾液には泡立ちがあり、濾材の脱落も見られた。
比較例２
帯状不織布の代わりに幅５０ｍｍに切断したＪＩＳＰ３８０１に定められた濾紙１種を使用した他はすべて実施例３と同様の方法で円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターカートリッジは初期捕集粒径が実施例３で示したフィルターよりも粗く、実施例５で示したフィルターと同程度になったが、初期圧力損失が大きく、また、圧力上昇時の捕集粒径も初期と大きく変わっていた。さらには濾過ライフが極端に短かった。また、初期濾液には濾材の脱落が見られた。
比較例３
ポリプロピレンと高密度ポリエチレンとからなる繊度４ｄｔｅｘ、８分割タイプの分割短繊維をカード機でウェブ化し、高圧水加工で繊維分割および繊維交絡をさせて目付２２ｇ／ｍ^２の分割短繊維不織布を得た。この不織布を電子顕微鏡で観察し、画像解析した結果、全繊維のうち５０重量％が繊度０．５ｄｔｅｘに分割されていた。この不織布を幅５０ｍｍに切断して帯状不織布の代わりに用いた他は、すべて実施例３と同様の方法で円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターは実施例３で示したフィルターよりも粗いフィルターとなり、精度の変化も大きかった。また、初期濾液には若干の泡立ちが見られ、繊維の脱落も見られた。
比較例４
実施例１で使われたメルトブロー不織布を２５ｃｍ幅にスリットし、図１に示すように有孔筒状体にのり巻き状に線圧１．５ｋｇ／ｍで巻き付けて円筒状フィルターカートリッジを得た。このフィルターの初期捕集粒径は実施例１と同程度であったが、０．２ＭＰａ時捕集粒径が大きかった。また、濾過ライフも実施例１と比較してやや短かった。
実施例及び比較例の結果は表１、表２及び、表３に示す。

産業上の利用可能性
本発明のフィルターカートリッジは、上述したように、メルトブロー不織布の長所である濾過精度の優秀さを維持したまま、その弱点である繊維強度の弱さに基づく濾過能力の経時変化を、綾状に捲回させることにより、或いは長繊維不織繊維集合体と貼り合せた不織布とした後綾状に捲回させることにより低減させ、また、不織布をのり巻き状に巻くことにより発生する幅方向の不織布むらを帯状の不織布を綾状に捲回することにより低減させたフィルターである。
従って、従来の糸巻き型フィルターカートリッジと比べて、細かい粒子まで捕捉でき、濾過ライフが長く、初期捕集粒径の変化がほとんど見られず、圧力損失が低いものである。また、ひだの少なくとも一部が非平行となるように集束させた帯状不織布のひだ状物を使用した場合には、ひだが平行なひだ状物に比較してもひだと垂直方向の濾過圧力を受けにくいのでひだ状物が潰れることなく安定して濾過性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、不織布がのり巻き状に巻かれた状態を図示したものである。
図２は、長繊維不織布のエンボスパターンによる粒子捕集状況を示す説明図である。
図３は、帯状長繊維不織布を加工せずにそのまま巻き付ける様子を示す説明図である。
図４は、帯状長繊維不織布に捻りを加えながら巻き付ける様子を示す説明図である。
図５は、帯状長繊維不織布を小孔に通して集束させてから巻き付ける様子を示す説明図である。
図６は、帯状長繊維不織布をひだ形成ガイドでひだ状物に加工する様子を示した図面である。
図７は、本発明で用いられるひだ形成ガイドの一例を示す断面図である。
図８は、本発明で用いられるひだ形成ガイドの一例を示す断面図である。
図９は、ひだが非平行なひだ状物の断面形状の一例を示す説明図である。
図１０は、ひだが平行なひだ状物の断面形状の一例を示す説明図である。
図１１は、ひだ形成ガイド、狭矩形孔、小孔の位置関係を示す説明図である。
図１２は、本発明に係るひだ状物の一例を示す一部切り欠き斜視図である。
図１３は、本発明に係るフィルターカートリッジの斜視図である。
図１４は、本発明に係るフィルターカートリッジの横断面図である。
図１５は、スパンボンド不織布の概念図である。
図１６は、短繊維不織布の概念図である。
符号の説明を以下に行う。
１エンボスパターンによる強い熱圧着がある部分
２エンボスパターンされてなく弱い熱圧着のみがある部分
３粒子
４エンボスパターンされてなく弱い熱圧着のみがある部分を通過した粒子
５帯状長繊維不織布もしくはその集束物
６細幅孔のトラバースガイド
７ボビン
８有孔筒状体
９フィルターカートリッジ
１０トラバースガイド
１１トラバースガイド
１２外部規制ガイド
１３内部規制ガイド
１４小孔
１５ひだ状物
１６ひだ形成ガイド
１７櫛形のひだ形成ガイド
１８狭矩形孔
１９帯状長繊維不織布集束物を内包する最小面積の卵形
２０ある帯状長繊維不織布集束物とその１つ下の層に巻かれた帯状長繊維不織布集束物との間隔
２１内層
２２精密濾過層
２３外層
２４帯状長繊維不織布集束物
２５スパンボンド不織布を構成する長繊維
２６粒子
２７短繊維不織布を構成する短繊維Technical field
The present invention relates to a filter cartridge for liquid filtration, more specifically, a strip-shaped nonwoven fabric (hereinafter abbreviated as a melt-blown nonwoven fabric) made of melt-blown thermoplastic fibers (hereinafter abbreviated as melt-blown fibers) or a melt-blown thermoplastic fiber. A strip-shaped nonwoven fabric (hereinafter abbreviated as a strip-laminated melt blown nonwoven fabric) in which at least one non-woven fiber assembly and a long-fiber nonwoven fiber assembly are laminated and bonded together is traversed around a perforated tubular body. It relates to a filter cartridge wound in a cylindrical shape.
Background art
Currently, various filters for purifying fluids have been developed and produced. In particular, cartridge type filters (hereinafter abbreviated as filter cartridges) that allow easy replacement of filter media are used in industries such as removal of suspended particles in industrial liquid raw materials, removal of cake that has flowed out of cake filtration equipment, and purification of industrial water. Used in a wide range of fields above.
Conventionally, several types of filter cartridge structures have been proposed. The most typical of these is a pincushion filter cartridge. This is a cylindrical filter cartridge that is made by winding spun yarn as a filter medium in a twill shape around a perforated cylindrical core and then fuzzing the spun yarn, and it has been used for a long time because it is easy and inexpensive to manufacture. ing. Other than that, there is a non-woven laminated filter cartridge. This is a cylindrical filter cartridge that is made by winding several types of non-woven fabrics such as carded non-woven fabric around a perforated cylindrical core in a stepwise concentric manner. Has been.
However, these filter cartridges also have some drawbacks. For example, a method for collecting particles of a spool-type filter cartridge is to collect particles with fluff generated from spun yarn, and entangle the particles in the gap between the spun yarns. Since it is difficult to adjust the shape, there is a drawback that there is a limit to the size and amount of particles that can be collected. Further, since the spun yarn is made from short fibers, there is a drawback that the constituent fibers of the spun yarn fall off when a fluid flows through the filter cartridge. Furthermore, when producing a spun yarn, a small amount of a surfactant is often applied to the surface in order to prevent short fibers as a raw material from adhering to the spinning machine due to static electricity or the like. When a liquid is filtered with a filter cartridge made from spun yarn coated with such a surfactant, liquid foaming, TOC (total organic carbon content), COD (chemical oxygen demand), increase in electrical conductivity The liquid cleanliness may be adversely affected. In addition, since the spun yarn is made by spinning short fibers as described above, it requires at least two steps of spinning and spinning short fibers, and as a result, the price may increase.
Further, the performance of a filter having a structure in which a wide nonwoven fabric is wound around a perforated cylindrical body as shown in FIG. 1, that is, a so-called nonwoven laminate filter cartridge, is determined by the nonwoven fabric. Nonwoven fabrics can be produced by tangling short fibers with a card machine or airlaid machine and then heat-treating them with a hot air heater or heating roll as necessary, or by using a direct nonwoven fabric such as a melt blow method or a spunbond method. It is often done by the method of doing. However, any machine used for nonwoven fabric production such as card machines, air laid machines, hot air heaters, heated rolls, melt blow machines, and spunbond machines often has uneven nonwoven fabric properties such as fabric weight in the machine width direction. As a result, the quality of the filter cartridge may be poor, or the use of advanced manufacturing techniques to eliminate unevenness may increase the manufacturing cost. In addition, it is necessary to use about 2 to 6 types of non-woven fabrics for each type of non-woven fabric laminated filter cartridge, and furthermore, it is necessary to use different non-woven fabrics depending on the type of filter cartridge. Cost can be high.
In order to solve the problems of such a conventional filter cartridge, several methods have been proposed. For example, in Japanese Utility Model Publication No. 6-7767, a filter material, which is squeezed and squeezed while twisting a porous tape-like paper to regulate its diameter to about 3 mm, is tightly wound around the porous inner cylinder. A shaped filter cartridge has been proposed. This method has the feature that the winding pitch of the winding can be increased as it goes outward from the porous inner cylinder. However, it is necessary to crush and narrow down the filtering material, so that the particles are collected mainly between the winding pitches of the filtering material, so that a conventional pincushion filter using spun yarn collects the particles with the fluff. It is difficult to expect particle collection by the filtering material itself. Thereby, the surface of the filter may be clogged and the filtration life may be shortened, or the liquid permeability may be poor.
As another method, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-115423 discloses a string-like body in which a cellulose / spunbond nonwoven fabric is cut into a strip-like bobbin and twisted through a narrow hole. A filter in the form of a spiral is proposed. If this method is used, a filter with higher mechanical strength and no dissolution by water or binder elution will be produced compared to a roll tissue filter in which α-cellulose obtained by purifying conventional softwood pulp is used as a thin paper and wound into a roll. It is thought that can be done. However, the cellulose spunbond nonwoven fabric used for this filter has a paper-like form, so it is too rigid, and a filtration material that a conventional pincushion filter collects particles with its fluff It is difficult to expect particle collection by itself. In addition, cellulose spunbonded nonwoven fabrics are easily swelled in the liquid because they are in the form of paper. Swelling causes various problems such as reduced filter strength, changes in filtration accuracy, poor liquid permeability, and reduced filtration life. May occur. Adhesion at the fiber intersection of cellulose / spunbond nonwoven fabric is often performed by chemical treatment, etc., but the adhesion is often inadequate, which may cause changes in filtration accuracy or fiber waste. In many cases, it is difficult to obtain stable filtration performance.
As another method, Japanese Patent Laid-Open No. 4-45810 discloses a slit nonwoven fabric made of a composite fiber in which 10% by weight or more of the constituent fibers are divided into 0.5 denier or less, and the fiber density on the porous core cylinder is 0.18-0.30 (g / cm³) Has been proposed. If this method is used, it is said that fine particles in the liquid can be captured by fibers having a small fineness. However, it is necessary to use physical stress such as high-pressure water in order to divide the composite fiber, and it is difficult to divide the entire nonwoven fabric uniformly in high-pressure water processing. In the case where the particles are not uniformly divided, there is a difference in the collected particle diameter between the well-divided portion and the insufficiently divided portion in the nonwoven fabric, so that the filtration accuracy may be coarse. In addition, the strength of the nonwoven fabric may decrease due to the physical stress used when dividing, so that the strength of the produced filter will decrease and it will be easily deformed during use, or the porosity of the filter will change. Liquidity may be reduced. Furthermore, if the strength of the nonwoven fabric is small, it is difficult to adjust the tension when winding on the porous core tube, and thus it may be difficult to adjust the fine porosity. Furthermore, since the manufacturing cost of the filter increases due to the increase in spinning technology required for making easily split fibers and the operating cost at the time of manufacturing, if the above-mentioned problems in filtration performance are solved, the pharmaceutical industry and electronics Although it can be used in some fields where high filtration performance is required such as in industry, it is required that the filter be inexpensive, such as filtration of pool water or plating solution for plating industry. It seems to be difficult to use for the purpose.
As a result of studying to solve the above-mentioned problems, a non-woven fiber assembly composed of meltblown fibers, or a non-woven fiber assembly composed of meltblown fibers and a long-fiber non-woven fiber assembly in a perforated tubular body in a twill shape. The inventors have found that a cylindrical filter cartridge excellent in liquid permeability, filtration life, stability of filtration accuracy, and the like can be obtained by using the wound filter cartridge, and the present invention has been achieved.
Disclosure of the invention
The present invention has the following configuration.
(1) A filter cartridge formed by winding a band-shaped nonwoven fabric made of melt blown thermoplastic fibers in a twill shape around a perforated cylindrical body.
(2) A strip-shaped non-woven fabric in which at least one non-woven fiber assembly made of melt-blown thermoplastic fibers and a long-fiber non-woven fiber assembly are laminated and bonded to each other in a porous shape. Filter cartridge that is wound around.
(3) Item (1) or (2), wherein the melt blown thermoplastic fiber comprises a low melting point resin and a high melting point resin, and the melting point difference between the two resins is 10 ° C. or more. The filter cartridge described in 1.
(4) The thermoplastic fiber constituting the long-fiber nonwoven fiber assembly is a low-melting resin and a high-melting resin, and is a heat-adhesive conjugate fiber having a melting point difference of 10 ° C. or higher between the two resins (2 The filter cartridge according to the item.
(5) The filter cartridge according to (3) or (4), wherein the low melting point resin is linear low density polyethylene, and the high melting point resin is polypropylene.
(6) Air permeability of the nonwoven fabric is 1 to 500 cm³/ Cm²The filter cartridge according to any one of (1) to (5), which is in a range of / sec.
(7) The filter cartridge according to any one of (1) to (5), wherein the nonwoven fabric is bonded by thermocompression with a hot embossing roll.
(8) The filter cartridge according to (2), wherein the nonwoven fabric is bonded by hot air.
(9) The filter cartridge according to any one of (1) to (5), wherein a twist is applied to the belt-shaped nonwoven fabric.
(10) The filter cartridge according to any one of (1) to (5), wherein the filter cartridge has a porosity of 65 to 85%.
(11) The filter cartridge according to any one of (1) to (5), wherein the belt-shaped nonwoven fabric is a pleated material having 4 to 50 pleats and is wound around the perforated tubular body in a twill shape.
(12) The filter cartridge according to (11), wherein at least a part of the pleats of the pleats is non-parallel.
(13) The filter cartridge according to (11), wherein the pleats have a porosity of 60 to 95%.
(14) The slit width of the strip-shaped nonwoven fabric is 0.5 cm or more, and the slit width (cm) and basis weight (g / m²The product of (1) to (5), wherein the product of
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
The melt blown fiber used in the present invention is a fiber obtained by a melt blow method. The melt blow method is a method in which a molten thermoplastic resin extruded from a spinning hole is sprayed onto a collection conveyor net or the like by a high-temperature and high-speed gas blown from the periphery of the spinning hole to obtain a fiber web. , 532,800.
As the thermoplastic fiber used in the present invention, any thermoplastic resin capable of melt spinning can be used. Examples thereof include polypropylene, low-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and copolymerized polypropylene (for example, binary or multiple with propylene as the main component, ethylene, butene-1,4-methylpentene-1, etc. Copolymers) and other polyolefin resins, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester resins including these low-melting polyesters copolymerized by adding isophthalic acid in addition to terephthalic acid, nylon 6. Thermoplastic resins such as polyamide resin such as nylon 66, polystyrene resin (atactic polystyrene, syndiotactic polystyrene), polyurethane elastomer, polyester elastomer, polytetrafluoroethylene, etc. can be presented. . A functional resin such as a biodegradable resin such as lactic acid-based polyester can be used to make the filter cartridge biodegradable. In addition, when using a resin that can be polymerized with a metallocene catalyst, such as a polyolefin resin or a polystyrene resin, using a resin polymerized with a metallocene catalyst can improve the strength of the nonwoven fabric, improve chemical resistance, reduce production energy, etc. These characteristics are preferable because they are utilized in the filter cartridge. Further, these resins may be blended and used in order to adjust the thermal adhesiveness and rigidity of the long fiber nonwoven fabric. Among these, when the filter cartridge is used for filtering aqueous liquid at room temperature, polyolefin resin such as polypropylene is preferable from the viewpoint of chemical resistance and cost, and when used for relatively high temperature liquid. Polyester resins, polyamide resins, or syndiotactic polystyrene resins are preferred.
The meltblown fiber used in the present invention may be composed of two components, a low-melting resin and a high-melting resin, having a melting point difference of 10 ° C. or more. Of course, as long as the effect of the present invention is not hindered, the resin may be composed of three or more components. In the case of a resin having no melting point, the flow start temperature is regarded as the melting point. As a method of using melt blown fibers as two components, each fiber may be a bicomponent composite fiber having a cross-sectional shape such as a sheath core type or a parallel type, or two component resins are alternately discharged from each hole of a melt blow nozzle. May be mixed. These specific methods are disclosed in, for example, JP-A-7-82649 and JP-A-4-126508. When the thermal bonding at the fiber joint becomes stable, when used as a filter cartridge, the possibility that particles captured near the fiber joint will flow out when the filtration pressure and water flow rate increase is reduced, and the filter cartridge may be deformed. This is also preferable because the probability that the fiber will fall off is reduced even if the fiber is deteriorated by a substance contained in the filtrate.
The combination of the low melting point resin and the high melting point resin of the composite fiber is not particularly limited as long as the difference in melting point is 10 ° C. or more, preferably 15 ° C. or more. Linear low density polyethylene / polypropylene, high density polyethylene / polypropylene, low Density polyethylene / polypropylene, copolymers of propylene and other α-olefins / polypropylene, linear low density polyethylene / high density polyethylene, low density polyethylene / high density polyethylene, various polyethylene / thermoplastic polyester, polypropylene / thermoplastic Examples thereof include polyester, copolymerized polyester / thermoplastic polyester, various polyethylene / nylon 6, polypropylene / nylon 6, nylon 6 / nylon 66, nylon 6 / thermoplastic polyester, and the like. Among these, a combination of linear low density polyethylene / polypropylene is preferable because the rigidity and porosity of the long-fiber nonwoven fabric can be easily adjusted in the process of fusing the fiber intersection during the production of the nonwoven fabric. Further, when used in a relatively high temperature liquid, a combination of a low melting point polyester / polyethylene terephthalate obtained by copolymerizing terephthalic acid and isophthalic acid with ethylene glycol can be suitably used.
The average fiber diameter of the meltblown fibers used in the present invention varies depending on the use of the filter cartridge and the type of the resin, and thus cannot be generally specified, but is preferably in the range of 0.5 to 1000 μm. When the fineness is less than 0.5 μm, it is theoretically possible to use the filter cartridge of the present invention, but it is actually difficult to manufacture. On the other hand, if the fiber diameter exceeds 1000 μm, unevenness may be caused in the fiber diameter or the formation of the nonwoven fabric when the nonwoven fabric is used later. In addition, when an average fiber diameter exceeds 50 micrometers, adjacent fibers may fuse | melt, but if it is a range which does not prevent the effect of this invention, it will not become a problem in particular.
Moreover, the melt blown fiber does not necessarily have a circular cross section, and may have an irregular cross section. In this case, since the collection of fine particles increases as the surface area of the filter increases, a filter cartridge with the same liquid permeability and high accuracy can be obtained as compared with the case of using a fiber having a circular cross section.
In addition, if the meltblown fiber is made hydrophilic by mixing a hydrophilic resin such as polyvinyl alcohol with the raw material resin of the meltblown fiber or plasma processing, the liquid permeability is improved when used in an aqueous liquid. preferable.
In addition, normally melt blown fibers are bonded weakly at the fiber intersections due to the residual heat of the fibers themselves when they are sprayed onto a collection conveyor net, etc. Good. As a method for this, a method of thermocompression bonding using a device such as a heat embossing roll or a heat flat calender roll, or a method using a heat treatment machine such as a hot air circulation type, a heat through air type, an infrared heater type, or a vertical hot air jet type Etc. Among them, the method using a heat-through-air heat treatment machine is preferable because it can improve the production speed, improve the productivity, and reduce the cost.
On the other hand, the first nonwoven fabric used in the present invention is a melt blown nonwoven fabric. As mentioned above, melt blown nonwoven fabrics are excellent nonwoven fabrics in terms of microfiltration, but they have the disadvantage of weak nonwoven fabric strength compared to other nonwoven fabrics, so the filtration performance decreases with time (particle size of particles to be captured). (See Comparative Example 4 to be described later). In that respect, the filtration life is improved by winding the perforated tubular body in a twill shape (Example 1). It is conceivable to simply increase the porosity of the filter when extending the filtration life. However, doing so is not preferable because the filter strength is lowered and the filtration accuracy is lowered.
However, in order to withstand even higher filtration pressures while maintaining the filtration accuracy that is characteristic of melt blown nonwoven fabrics, non-woven fiber assemblies made of melt blown thermoplastic fibers are laminated with long fiber non-woven fiber assemblies. There is a second non-woven fabric used in the present invention called a non-woven fabric (that is, a belt-like laminated melt blown non-woven fabric) formed by bonding the two. The non-woven fiber assembly referred to here is a concept including a non-woven fabric to which fiber intersections are bonded and a fiber assembly (web) that is not bonded even if fibers are entangled with each other. . Non-woven fabrics were used as non-woven fiber aggregates to produce not only non-woven non-woven fiber aggregates but also bonds between different non-woven fiber aggregates. This is because it is not always necessary to make a non-woven fabric in advance because the constituent fibers are also bonded. Here, the term “bond” is preferably a connection of fiber intersections by thermal bonding.
The long fiber nonwoven fabric used in the present invention is a long fiber nonwoven fabric obtained by a spunbond method or the like. Long fibers obtained by the spunbond method are dispersed on a collecting conveyor to form a long fiber web. Any thermoplastic resin that can be melt-spun like the melt blown fiber described above can be used for the long fiber, and the two components can be made into a composite fiber or mixed fiber form like the melt blown fiber. This resin may be the same component as the meltblown fiber, or may be a different component, but a resin that is highly compatible with the resin of the meltblown fiber (low melting point resin when two components are used in the meltblown nonwoven fabric) Is desirable in order to stably bond the fiber intersection when it is combined with the meltblown fiber in a later step.
The long fiber nonwoven fabric made by the spunbond method or the like has the fiber direction aligned in the machine direction as shown in FIG. 15, so that the holes formed by the fibers 25 are elongated and the maximum passing particles 26 are small. On the other hand, in the case of a nonwoven fabric made of short fibers obtained by the card method or the like, the fiber direction is not constant as shown in FIG. Even if the open area ratio is the same as that of the long-fiber nonwoven fabric made by the bond method or the like, the maximum passing particle diameter 26 is large. If the fiber diameter is the same, the filter medium is almost determined by the hole area ratio. Therefore, a filter having excellent water permeability can be obtained by using a long-fiber nonwoven fabric made by a spunbond method or the like. Since this effect is reduced when a binder such as an adhesive that closes the pores of the filter medium is used, it is not preferable to use a cellulose spunbonded nonwoven fabric. In addition, when a cellulose spunbonded nonwoven fabric is used, the strength of the nonwoven fabric is weakened. Therefore, there is a problem that pores made of fibers are easily deformed when the filtration pressure increases due to clogging of the filter or the like.
In addition, the fiber diameter of the long fiber when using the long fiber in the present invention varies depending on the use of the filter cartridge and the type of resin, and thus it is difficult to define it in general, but the range of the single yarn fineness 0.6 dtex to 100 dtex is desirable. When the fineness exceeds 100 dtex, the strength of the nonwoven fabric is reduced when a laminated nonwoven fabric is used later. Conversely, even if the single yarn fineness is less than 0.6 dtex, it is considered that there is no problem in the use of the present invention. However, when spinning fibers having a fineness smaller than 0.6 dtex by the current spunbond method, the production efficiency Is not practical.
Further, the cross-sectional shape of the long fiber is not necessarily a circular cross-section, and may be an irregular cross-sectional shape.
Next, when a belt-like laminated meltblown nonwoven fabric is used for the belt-like nonwoven fabric of the present invention, at least one layer of each of a nonwoven fiber assembly made of meltblown thermoplastic fibers and a long fiber nonwoven fiber assembly is laminated. A method of combining will be described.
First, a method of stacking will be described. The method of laminating is not particularly limited, and a melt-blown nonwoven fiber assembly and a long-fiber nonwoven fiber assembly may be manufactured in separate steps by an appropriate method, and then they may be overlapped, A thermoplastic resin may be directly melt blown and laminated on the long fiber nonwoven fabric or long fiber web. The combination to be laminated is 2 layers of melt blown fibers / long fibers, 3 layers of long fibers / melt blow fibers / long fibers, or 3 layers of melt blow fibers / melt blow fibers / long fibers using two types of melt blown nonwoven fabrics of different fiber diameters. Alternatively, four layers of long fiber / melt blow fiber / melt blow fiber / long fiber can be exemplified, but the invention is not limited thereto. The upper limit of the number of layers is not particularly limited, but as the number of layers increases, the manufacturing cost increases, and an effect commensurate with that is required.
Next, a method for forming a laminated meltblown nonwoven fabric by bonding laminated nonwoven fabrics or webs will be described. Examples of the bonding method include thermal bonding and chemical bonding, but thermal bonding is preferable because it has excellent chemical resistance and does not flow out low molecular components. The heat bonding method includes heat bonding using a device such as a heat embossing roll and a heat flat calender roll, and a heat treatment such as a hot air circulation type, a heat through air type, an infrared heater type, and a vertical hot air jet type. You can list how to use the machine. Among them, the method using a hot embossing roll is preferable because it can improve the production rate of the nonwoven fabric, has good productivity, and can reduce the cost. Furthermore, as shown in FIG. 2, the nonwoven fabric made by the method using a hot embossing roll has a portion 1 where there is a strong thermocompression bonding due to the embossing pattern and a portion 2 where there is only a weak thermocompression bonding that is not embossed pattern. To do. As a result,

many particles

3 and 4 can be collected in the portion 1 where there is strong thermocompression bonding. On the other hand, in the portion 2 where there is only weak thermocompression bonding, some of the particles are collected, but the remaining particles can pass through the non-woven fabric and move to the next layer, so the depth filtration using the inside of the filter medium A structure is preferable. In this case, the area of the embossed pattern is desirably 5 to 25%. By making this area 5% or more, the effect of thermal bonding at the fiber intersection as described above can be improved, and by making it 25% or less, the rigidity of the nonwoven fabric can be suppressed, or the particles can be made of nonwoven fabric. It can be made easier to pass.
The air permeability of the melt blown nonwoven fabric or laminated melt blown nonwoven fabric is 1 to 500 cm.³/ Cm²A range of / sec is desirable. Air permeability is 1cm³/ Cm²When it is less than 1 second, the liquid permeability of the nonwoven fabric is extremely deteriorated, and the liquid permeability of the manufactured filter cartridge may be deteriorated. Conversely, the air permeability is 500cm³/ Cm²If it is greater than / sec, it is possible to substitute a spunbond nonwoven fabric or a short fiber nonwoven fabric without using a meltblown nonwoven fabric, and the cost is generally low, so that the meaning of using a meltblown nonwoven fabric is reduced.
Further, the basis weight of the melt blown nonwoven fabric or the laminated melt blown nonwoven fabric, that is, the weight per unit area of the nonwoven fabric is 5 to 200 g / m.²Is preferred. This value is 5 g / m²If it becomes smaller than this, the amount of fibers decreases, so that the unevenness of the nonwoven fabric increases, the strength of the nonwoven fabric decreases, or it becomes difficult to thermally bond the fiber intersections as described above. On the other hand, this value is 200 g / m.²If it is larger than this, the rigidity of the nonwoven fabric becomes too large, and it may be difficult to wind it around the perforated tubular body in a twill shape later.
Next, the melt blown nonwoven fabric or the laminated melt blown nonwoven fabric is formed into a strip shape. In order to form a belt-like shape, a method of directly forming a belt-like nonwoven fabric by adjusting the spinning width can be used. However, a method of slitting a wide-width nonwoven fabric into a belt shape is preferable because an inexpensive and uniform product can be obtained. The slit width at this time varies depending on the basis weight of the nonwoven fabric to be used, but is preferably 0.5 cm or more. If this width is smaller than 5 cm, the nonwoven fabric may be cut at the time of slitting, and it becomes difficult to adjust the tension when winding the belt-shaped nonwoven fabric in a twill shape later, and when making a filter with the same porosity. Increases the winding time and decreases the productivity. On the other hand, the upper limit of the slit width depends on the basis weight, and the slit width × weight per unit area is 200 cm · g / m.²The following is preferable. This value is 200 cm · g / m²If it exceeds 1, the non-woven fabric becomes too rigid, so that it becomes difficult to wind it around the perforated tubular body in a twill shape later, and furthermore, the amount of fibers becomes too large to make it difficult to wind tightly. In addition, also when adjusting a spinning width and producing a strip-shaped nonwoven fabric directly, the preferable range of a fabric weight and a nonwoven fabric width is the same as the case where it slits and makes a strip | belt shape.
The belt-shaped meltblown nonwoven fabric or laminated meltblown nonwoven fabric (hereinafter abbreviated as belt-shaped nonwoven fabric) thus produced may be wound in a twill shape after being processed by the method described later, but without being processed. It may be wound. An example of the manufacturing method in this case is shown in FIG. The winder can be a winder that is used for a normal spool filter cartridge. The supplied strip-shaped nonwoven fabric 5 passes through a traverse guide 6 having a narrow hole that moves while traversing, and is then wound around a perforated tubular body 8 attached to a bobbin 7 to form a filter cartridge 9. Since the filter cartridge made by this method is very dense, it becomes a filter cartridge with high precision. However, with this method, it is difficult to change the manufacturing conditions and adjust the filtration accuracy.
On the other hand, the belt-shaped nonwoven fabric can be wound after being twisted. An example of the manufacturing method in this case is shown in FIG. In this case, the winder can be a winder that is used for an ordinary thread-wound filter cartridge. Since the belt-like nonwoven fabric is apparently thickened by twisting, the traverse guide 10 preferably has a larger hole diameter than that shown in FIG. When twisting is applied to the belt-shaped nonwoven fabric, the apparent porosity of the nonwoven fabric can be changed depending on the number of twists per unit length or the twisting strength, so that the filtration accuracy can be adjusted. The number of twists at this time is preferably in the range of 50 to 1000 times per 1 m of the strip-shaped nonwoven fabric. When this value is smaller than 50 times, the effect of applying twist is hardly obtained. On the other hand, if this value exceeds 1000 times, the produced filter cartridge is inferior in liquid permeability, which is not preferable.
Further, it is more preferable that the above-described belt-shaped nonwoven fabric is converged by an appropriate method and then wound around a perforated tubular body. As the method, the belt-shaped nonwoven fabric may be simply focused through small holes or the like, or the belt-shaped nonwoven fabric may be processed into a pleat through the small holes after the cross-sectional shape is preformed with a pleat forming guide. When this method is used, the winding pattern can be changed by adjusting the ratio of the traverse guide traverse speed and the bobbin rotation speed, so that filter cartridges having various performances can be made from the same type of belt-shaped nonwoven fabric.
FIG. 5 shows an example of a manufacturing method in which small holes are simply passed as a method for bundling the belt-shaped nonwoven fabric. In this case, the winder can be a winder that is used for an ordinary thread-wound filter cartridge. In FIG. 5, the belt-shaped nonwoven fabric is focused by making the holes of the traverse guide 11 into small holes, but a guide with small holes may be provided on the yarn path in front of the traverse guide 11. Although the diameter of a small hole is based also on the fabric weight and width of the strip | belt-shaped nonwoven fabric to be used, the range of 3 mm-10 mm is preferable. When this diameter is smaller than 3 mm, the friction between the belt-like nonwoven fabric and the small holes becomes large, and the winding tension becomes too high. Moreover, when this value becomes larger than 10 mm, the convergence size of a strip-shaped nonwoven fabric will become unstable.
Next, FIG. 6 shows a partially cutaway perspective view of an example of a manufacturing method in the case where a belt-shaped nonwoven fabric is processed into a pleated material through a small hole after the cross-sectional shape is preformed with a pleat formation guide. In this case, the winder can be a winder that is used for an ordinary thread-wound filter cartridge. When this method is adopted, the belt-shaped nonwoven fabric 5 is preliminarily formed in a cross-sectional shape through a pleat formation guide 16 and then becomes a pleat 15 through a small hole 14, and the pleat 15 is moved in the direction of A in the figure. When taken up and wound around a perforated tubular body through a traverse guide, a filter cartridge is obtained.
Next, the pleat formation guide will be described. The pleat formation guide is usually made by processing a round bar having an outer diameter of about 3 mm to 10 mm with a fluororesin process for preventing friction with the nonwoven fabric. An example of the shape is shown in FIGS. In the example given here, the pleat formation guide 16 comprises an external restriction guide 12 and an internal restriction guide 13. The shape of the pleat formation guide 16 is not particularly limited, but it is preferable if the cross-sectional shape of the pleats made from this guide is constricted so as not to be parallel to the pleats. One example of the cross-sectional shape of the pleated material thus made is shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C, but is not limited thereto. In these embodiments of the present invention, the most preferred embodiment of the present invention is the formation of folds that are focused so that at least a portion of the pleats are non-parallel. That is, when a part of the pleats is non-parallel as in the cross-sectional shape of FIG. 9, filtration is performed compared to the case where most of the pleats are parallel as shown in FIGS. Even when the pressure is applied to the pleats from the vertical direction as shown by the arrow, the pleat-like object has a strong shape retaining force, and the filtration function as the original pleat shape can be maintained. That is, when the pleats are not parallel, the filter cartridge is superior in ability to suppress pressure loss compared to when the pleats are parallel. Therefore, it is particularly preferable that the cross-sectional shape of the pleats is not parallel. . Note that the number of guides is not necessarily one, and if the cross-sectional shape of the strip nonwoven fabric is gradually changed by arranging several guides of different shapes and sizes in series, the cross-section of the pleated material Since the shape is constant depending on the location, quality unevenness is eliminated, which is preferable.
In the present invention, when the belt-like nonwoven fabric is made into a pleated material and then wound around a perforated tubular body, the final number of pleats is 4 to 50, more preferably 7 to 45. If the number of pleats is less than 4, the effect of expanding the filtration area by applying pleats is poor. On the other hand, if the number of pleats exceeds 50, the pleats become too small to be difficult to manufacture, and the filter function tends to be affected.
Further, for example, a comb-shaped pleat formation guide 17 as shown in FIG. 11 is used to apply a large number of pleats to the belt-shaped nonwoven fabric, and then the woven fabric is deformed so as to have a larger number of pleats by passing through a narrower rectangular hole 18. The pleats can be at random and non-parallel.
Moreover, the cross-sectional shape of the pleat can be fixed by heating the pleat 15 after passing through the small holes 14 described above with hot air or an infrared heater. This step is not always necessary, but if the cross-sectional shape of the pleated material is complicated, or when using a highly rigid band-shaped nonwoven fabric, the cross-sectional shape may collapse from the designed shape, It is preferable to perform such heat processing.
Next, the porosity of the bundled strip-like nonwoven fabric or pleats (hereinafter abbreviated as a strip-like nonwoven fabric bundle) used in the present invention will be described. First, as shown in FIG. 12, the cross-sectional area of the belt-shaped nonwoven fabric bundle is an egg shape 19 having the smallest area that encloses the belt-like nonwoven fabric bundle 24 (an egg shape is a polygon whose inner angles are all within 180 degrees). Is defined as an area. The band-shaped nonwoven fabric bundle is cut into a predetermined length, for example, 100 times the square root of the cross-sectional area, and is defined by the following equation.
(Appearance volume of the striped nonwoven fabric bundle) = (Cross sectional area of the strip nonwoven fabric bundle × Cut length of the strip nonwoven fabric bundle)
(True volume of the band-shaped nonwoven fabric bundle) = (weight of the cut band-shaped nonwoven fabric bundle) / (density of the raw material of the band-shaped nonwoven fabric bundle)
(Porosity of band-like nonwoven fabric bundle) = {1- (true volume of band-like nonwoven fabric bundle) / (apparent volume of band-like nonwoven fabric bundle)} × 100 (%)
The porosity of the band-shaped nonwoven fabric bundle defined by this formula is preferably 60 to 95%, more preferably 85 to 92%. By setting this value to 60% or more, it is possible to prevent the band-shaped nonwoven fabric aggregate from becoming denser than necessary, and to sufficiently suppress pressure loss when used as a filter cartridge, or particles in the band-shaped nonwoven fabric aggregate. The collection efficiency can be further improved. Further, by setting this value to 95% or less, subsequent winding becomes easy, and deformation of the filter medium due to the load pressure when used as a filter cartridge can be further reduced. Examples of methods for adjusting this include adjustment of winding tension and adjustment of guide shapes such as pleat formation guides.
Moreover, when making this strip | belt-shaped nonwoven fabric bundling thing, you may process by mixing granular activated carbon, an ion exchange resin, etc. in the range which does not prevent the effect of this invention. In that case, granular activated carbon or ion exchange resin may be fixed with a suitable binder before or after processing the banded nonwoven fabric into a bundle or pleats, or granular activated carbon or ion exchange. After mixing resin etc., you may heat and heat-bond with the constituent fiber of a strip | belt-shaped nonwoven fabric.
Next, the belt-like nonwoven fabric bundle made by the above-mentioned method does not necessarily have to be a continuous process if it is devised so that the cross-sectional shape does not collapse, once wound around a suitable bobbin and later wound by a winder. You may take it.
Next, the winding method of a strip | belt-shaped nonwoven fabric is demonstrated. A belt-shaped nonwoven fabric (or a belt-shaped nonwoven fabric) in which a perforated tubular body having a diameter of about 10 to 40 mm and a length of about 100 to 1000 mm is attached to the bobbin of the winder, and the winder thread path is passed through the end of the perforated tubular body. Fix the focusing object. The perforated cylindrical body serves as the core material of the filter cartridge, and its material and shape are not particularly limited as long as it has strength to withstand external pressure during filtration and the pressure loss is not extremely high. For example, it may be an injection-molded product obtained by processing polyethylene or polypropylene into a net-shaped cylinder like a core material used in a normal filter cartridge, or a ceramic or stainless steel processed in the same manner. . Or you may use other filter cartridges, such as a filter cartridge which carried out the fold process as a perforated cylindrical body, and a nonwoven fabric winding type filter cartridge. Since the yarn path of the winder is swung in a twill shape by a traverse cam installed in parallel with the bobbin, a belt-like non-woven fabric is swung in a twill shape and wound around the perforated tubular body. The winding conditions at that time may be set in accordance with the production of a normal thread-wound filter cartridge. For example, the bobbin initial speed may be 1000 to 2000 rpm, and the winding speed may be adjusted while applying tension. The porosity of the filter cartridge can also be changed by the tension at this time. Furthermore, the tension at the time of winding can be adjusted to increase the porosity of the inner layer, and the porosity can be increased as the inner layer and the outer layer are wound. In particular, when wrapping a strip-shaped nonwoven fabric as a pleated material and then winding it around a perforated tubular body, it is ideal due to the difference in the density structure formed by the outer layer, the middle layer, and the inner layer together with the deep filtration structure by the pleat formation provided in the pleated material A filter cartridge having a simple filtration structure can be provided. The filtration accuracy can also be changed by changing the winding pattern by adjusting the ratio of the traverse cam traverse speed and the bobbin rotation speed. The pattern can be applied by using a known conventional spool-type filter cartridge method. When the filter length is constant, the pattern can be expressed by the number of winds. In addition, when the space | interval 20 of a certain thread | yarn (in the case of this invention, a strip | belt-shaped nonwoven fabric) and the thread | yarn wound by the layer under it is wide, filtration accuracy will become coarse, and conversely when it is narrow, it will become fine. By these methods, the belt-like nonwoven fabric is wound to an outer diameter of about 1.5 to 3 times the outer diameter of the perforated tubular body 8 to form a filter cartridge. This may be used as it is as the filter cartridge 9, or the adhesiveness of the end face of the filter cartridge to the housing may be improved by attaching a foamed polyethylene gasket having a thickness of about 3 mm to the end face.
The porosity of the filter thus formed is preferably in the range of 65 to 85%. When this value is less than 65%, the fiber density becomes too high, and the liquid permeability is lowered. On the other hand, when this value exceeds 85%, the strength of the filter cartridge decreases, and problems such as deformation of the filter cartridge tend to occur when the filtration pressure is high.
In addition, liquid permeability can be improved by making a cut | interruption or making a hole in a strip | belt-shaped nonwoven fabric. In this case, the number of cuts is preferably about 5 to 100 per 10 cm of the strip-shaped nonwoven fabric, and when the hole is formed, the ratio of the area of the opening is preferably about 10 to 80%. Filtration performance can also be adjusted by using a plurality of strip-shaped nonwoven fabrics when winding or by winding together with other yarns such as spun yarns. Further, as shown in FIG. 14, the strip-shaped nonwoven fabric 5 is wound around the perforated tubular body 8 by traversing until a certain diameter is formed to form the inner layer 21, and the wide nonwoven fabric is then wound around the inner layer. It is also possible to form the microfiltration layer 22 by winding the belt-shaped nonwoven fabric 5 around the belt-shaped nonwoven fabric 5 and then forming the outer layer 23 by traversing the belt-shaped nonwoven fabric 5 around the belt-shaped nonwoven fabric 5 again. When a wide nonwoven fabric is not wound in a roll shape, the maximum particle diameter may become extremely large when a coarse filter cartridge is made by widening the thread interval, but the wide nonwoven fabric is wound in a roll shape. Then, the maximum particle outflow system can be finely adjusted as necessary.
Example
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In each example, the physical properties and filtration performance of the filter medium were evaluated by the methods described below.
Non-woven fabric weight and thickness
Nonwoven fabric area is 625cm²Cut the non-woven fabric so that the weight of the non-woven fabric is measured and converted to the weight per square meter (g / m)²). Moreover, the thickness of the cut nonwoven fabric was arbitrarily measured at 10 points, and the average of 8 points excluding the maximum value and the minimum value was defined as the thickness (μm) of the nonwoven fabric. In addition, when using a laminated meltblown nonwoven fabric as the nonwoven fabric of the present invention, the basis weight of each layer before lamination cannot be calculated depending on the production method, and at that time, it was calculated from the resin discharge amount, the machine width, and the production speed. Theoretical values were used.
Fiber diameter or fineness of nonwoven fabric
Randomly sample 5 points from a non-woven fabric or web prior to lamination and photograph them with a scanning electron microscope. Randomly select 100 fibers for melt-blown fibers and 20 fibers for other fibers. These fiber diameters were selected and measured, and the average value was defined as the fiber diameter (μm) of the nonwoven fabric. Moreover, the fineness (dtex) was calculated | required from following Formula using the density (g / cubic centimeter) of the obtained fiber diameter and nonwoven fabric raw material resin. In addition, when using 2 or more components, the density used the weight average value of the density of each component.
(Fineness) = π (Fiber diameter)²× (Density) / 400
Air permeability of nonwoven fabric
The air permeability of the nonwoven fabric before slitting was measured at 20 points for each nonwoven fabric in accordance with JIS L 1096-A method, and the average value was obtained. (Unit: cm³/ Cm²/ Sec)
Number of pleats
After fixing the cross-sectional shape of the pleated material with an adhesive, 5 sections were cut at arbitrary positions, and the cross-section was photographed with a microscope. From the photograph, the number of folds of the belt-shaped nonwoven fabric was counted as one in both the mountain fold and the valley fold, and one half of the average number of the five cut portions was taken as the number of folds.
Cross-sectional area and porosity of banded nonwoven fabric bundle
After fixing the cross-sectional shape of the belt-shaped nonwoven fabric bundle with an adhesive, five sections were cut at arbitrary positions, and the cross section was photographed with a microscope. The photograph was subjected to image analysis to determine the cross-sectional area of the belt-shaped nonwoven fabric bundle. Further, a band-like nonwoven fabric bundle at a different location from this was cut into a length of 10 cm, and the porosity was obtained from the weight and the cross-sectional area obtained previously using the following equation.
(Appearance volume of the striped nonwoven fabric bundle) = (Cross sectional area of the strip nonwoven fabric bundle × Cut length of the strip nonwoven fabric bundle)
(True volume of the strip-shaped nonwoven fabric bundle) = (weight of the strip-like nonwoven fabric bundle) / (density of the raw material of the strip-like nonwoven fabric bundle)
(Porosity of band-like nonwoven fabric bundle) = {1- (true volume of band-like nonwoven fabric bundle) / (apparent volume of band-like nonwoven fabric bundle)} × 100 (%)
Thread spacing
The distance (shown at 20 in FIG. 13) between the band-shaped nonwoven fabric aggregates in the surface layer (or the band-shaped nonwoven fabrics, spun yarns, etc. wound around the perforated cylindrical body in the following examples) and the adjacent band-shaped nonwoven fabric aggregates. Ten points were measured per filter cartridge, and the average was taken as the thread interval.
Porosity of filter cartridge
The outer diameter, inner diameter, length, and weight of the filter cartridge were measured, and the porosity was determined using the following equation. In order to determine the porosity of the filter medium itself, the outer diameter of the perforated tubular body is used as the inner diameter value, and the weight value is obtained by subtracting the weight of the perforated tubular body from the weight of the filter cartridge. Using.
(Appearance volume of filter) = π {(Outer diameter of filter)²-(Inner diameter of filter)²} X (filter length) / 4
(True volume of filter) = (weight of filter) / (density of raw material of filter)
(Porosity of filter) = {1− (true volume of filter) / apparent volume of filter)} × 100 (%)
Initial collection particle size, initial pressure loss, filtration life
One filter cartridge is attached to the housing of the circulating filtration performance tester, and the water flow is circulated by adjusting the flow rate to 30 liters per minute with a pump. The pressure loss before and after the filter cartridge at this time was defined as the initial pressure loss. Next, in the circulating water, eight types of test powder I specified in JIS Z 8901 (abbreviated as JIS type 8; medium diameter: 6.6 to 8.6 μm) and the same seven types (abbreviated as JIS type 7). (Medium diameter: 27-31 μm) mixed at a weight ratio of 1: 1 is continuously added at a rate of 0.4 g / min, and after 5 minutes from the start of addition, the stock solution and the filtrate are collected and diluted to a predetermined magnification. After that, the number of particles contained in each liquid was measured with a light blocking particle detector, and the initial collection efficiency at each particle size was calculated. Further, the value was interpolated to obtain a particle size showing a collection efficiency of 80%. Further, the cake was further added, and the stock solution and the filtrate were similarly collected when the pressure loss of the filter cartridge reached 0.2 MPa, and the collected particle size at 0.2 MPa was obtained. The time from the start of cake addition to 0.2 MPa was defined as the filtration life. When the differential pressure did not reach 0.2 MPa even when the filtration life reached 1000 minutes, the measurement was interrupted at that time.
Initial filtrate foaming and fiber shedding
Attach one filter cartridge to the housing of the circulating filtration performance tester, adjust the flow rate to 10 liters per minute with a pump, and pass ion-exchanged water. One liter of the initial filtrate was collected, 25 cubic centimeters of which was collected in a colorimetric bottle and stirred vigorously, and foaming was observed 10 seconds after stirring was stopped. And the case where the volume of the foam (volume from the liquid surface to the top of the foam) is 10 cubic centimeters or more x: the case where 5 or more bubbles having a diameter of less than 10 cubic centimeters and a diameter of 1 mm or more are seen Δ, a foam having a diameter of 1 mm or more Was less than 5 and was judged as foaming. In addition, the initial filtrate of 500 cubic centimeters is passed through a nitrocellulose filter paper having a pore diameter of 0.8 μm, and when there are four or more fibers having a length of 1 mm or more per square centimeter of the filter paper, ×, The case where the case was ○ was evaluated as fiber dropout.
Example 1
As a melt blown nonwoven fabric, the basis weight is 20 g / m.², Average fiber diameter 3μm, thickness 200μm, air permeability 37cm³/ Cm²A melt blown nonwoven fabric made of polypropylene, which has weakly bonded fiber intersections due to the residual heat of spinning at a speed of / second. Further, as the perforated cylindrical body, an injection molded product made of polypropylene having an inner diameter of 30 mm, an outer diameter of 34 mm, a length of 250 mm, and 180 180 mm 6 mm square holes was used. The meltblown nonwoven fabric was slit into a width of 50 mm to form a strip-shaped nonwoven fabric. Then, the belt-like non-woven fabric is wound around the perforated cylindrical body without using a winder, and the number of winds is adjusted so that the interval between the belt-like non-woven fabrics becomes 0 mm at an initial spindle speed of 1500 rpm. Was wound up to an outer diameter of 62 mm to obtain a cylindrical filter cartridge 9 as shown in FIG.
Example 2
A filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 1 except that the number of winds was changed so that the interval between the strip-shaped nonwoven fabrics was 1 mm. However, the filtration performance of the filter was not much different from the filter shown in Example 1. The reason why there was no difference from the filter shown in Example 1 is probably because the number of winds was not affected because the band-like nonwoven fabric was not focused.
Example 3
The same thing as Example 1 was used for the strip | belt-shaped nonwoven fabric and the perforated cylindrical body. Then, a circular hole guide with a diameter of 5 mm is installed on the yarn path to the winder to focus the belt-shaped nonwoven fabric to a diameter of about 5 mm, and wound around a perforated cylindrical body in the same manner as in Example 1 to obtain a cylindrical filter cartridge. It was. The filter performance of this filter was almost the same as the filter shown in Example 1.
Example 4
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 3 except that the number of winds was adjusted so that the interval between the strip-shaped nonwoven fabrics was 1 mm. This filter was more accurate than the filter shown in Example 3, had good water permeability, and had a long filtration life.
Example 5
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 3 except that the number of winds was adjusted so that the interval between the strip-shaped nonwoven fabrics was 2 mm. This filter was a coarser filter than the filter shown in Example 4.
Example 6
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 3 except that the number of winds was adjusted so that the interval between the strip-shaped nonwoven fabrics was 2 mm. This filter was a coarser filter than the filter shown in Example 5.
Example 7
The same nonwoven fabric as Example 1 was used as the melt blown nonwoven fabric. Moreover, as a long-fiber non-woven fabric, the basis weight is 22 g / m.²A spunbonded nonwoven fabric made of polypropylene having a thickness of 200 μm and a fineness of 2 dtex and having a fiber intersection point heat-pressed with a hot embossing roll was used. The melt blown nonwoven fabric and the long fiber nonwoven fabric were superposed one on the other, and the nonwoven fabric intersection was bonded with an embossing roll to make a laminated melt blown nonwoven fabric. This laminated meltblown nonwoven fabric was slit into a width of 50 mm to form a strip-shaped nonwoven fabric. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 4 except for the above. The initial collected particle diameter of this filter was about the same as that of the filter shown in Example 4, but the accuracy change was excellent.
Example 8
The same nonwoven fabric as the nonwoven fabric used in Example 1 was used as the melt blown nonwoven fabric. Moreover, as a long-fiber non-woven fabric, the basis weight is 22 g / m.²A spunbonded nonwoven fabric made of polypropylene having a thickness of 200 μm and a fineness of 2 dtex and having a fiber intersection point heat-pressed with a hot embossing roll was used. The laminate was laminated in the order of long fiber nonwoven fabric / melt blown nonwoven fabric / long fiber nonwoven fabric, and the nonwoven fabric intersection was adhered with an embossing roll to form a laminated melt blown nonwoven fabric. This laminated meltblown nonwoven fabric was slit into a width of 50 mm to form a strip-shaped nonwoven fabric. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 4 except for the above. The initial collection particle size of this filter was similar to that of the filter shown in Example 4, but the accuracy change was much smaller than that of the filter shown in Example 7.
Example 9
Two types were used as the melt blown nonwoven fabric, the same nonwoven fabric as the nonwoven fabric used in Example 1, and the same nonwoven fabric as in Example 1 except that the average fiber diameter was 5 μm. Moreover, as a long-fiber non-woven fabric, the basis weight is 22 g / m.²A spunbonded nonwoven fabric made of polypropylene having a thickness of 200 μm and a fineness of 2 dtex and having a fiber intersection point heat-pressed with a hot embossing roll was used. It was laminated in the order of long fiber nonwoven fabric / melt blow nonwoven fabric with an average fiber diameter of 5 μm / melt blow nonwoven fabric with an average fiber diameter of 3 μm / long fiber nonwoven fabric, and a nonwoven fabric intersection was adhered with an embossing roll to form a laminated melt blown nonwoven fabric. This laminated meltblown nonwoven fabric was slit into a width of 50 mm to form a strip-shaped nonwoven fabric. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 4 except for the above. The initial collected particle diameter of this filter was almost the same as that of the filter shown in Example 4, but the accuracy change was much smaller than that of the filter shown in Example 8 and was excellent. Further, the filtration life was longer than that of the filter shown in Example 8.
Example 10
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 8 except that nylon 66 was used as the raw material resin for the melt blown nonwoven fabric and the long fiber nonwoven fabric. This filter showed almost the same filtration performance as the filter of Example 8.
Example 11
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 8 except that polyethylene terephthalate was used as the raw material resin for the melt blown nonwoven fabric and the long fiber nonwoven fabric. This filter showed almost the same filtration performance as the filter of Example 8.
Example 12
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 8 except that the laminated meltblown nonwoven fabric was slit to a width of 10 mm and the winding number was adjusted so that the yarn interval was 1 mm. This filter was a filter having the same performance as in Example 8. However, the time required for winding was longer than that for the filter shown in Example 4.
Example 13
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 8 except that the laminated meltblown nonwoven fabric was slit to a width of 100 mm and the wind number was adjusted so that the yarn interval was 0 mm. This filter was a coarser filter than the filter shown in Example 8. The reason why the filter has a coarse accuracy despite the fact that the yarn interval is set to 0 mm is that the band-shaped nonwoven fabric bundle is extremely thick.
Example 14
As the melt blown nonwoven fabric, a nozzle capable of discharging different resins alternately for each hole was used, and a mixed fiber melt blown nonwoven fabric using high density polyethylene as a low melting point component and polypropylene as a high melting point component at a weight ratio of 5: 5 was used. On the other hand, the same nonwoven fabric as the filter shown in Example 7 was used as the long fiber nonwoven fabric. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 8 except for the above. This filter was a finer filter than Example 8, and was an excellent filter with little change in accuracy.
Example 15
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 14 except that linear low density polyethylene (melting point: 125 ° C.) was used as the low melting point component. This filter was a filter having the same degree of filtration accuracy as the filter shown in Example 14, and was more excellent in water permeability than the filter shown in Example 14.
Example 16
The same melt blown nonwoven fabric as in Example 1 was used. And as a constituent fiber of the long-fiber nonwoven fabric, a sheath core type composite fiber having a low melting point component of high density polyethylene and a high melting point component of polypropylene and a weight ratio of 5: 5 was used. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 8 except for the above. This filter was a filter with the same degree of filtration accuracy as the filter shown in Example 8, and the change in accuracy was smaller than that of the filter shown in Example 8.
Example 17
The same melt blown nonwoven fabric as that used in Example 15 was used. And the same thing as Example 16 was used as a long-fiber nonwoven fabric. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 8 except for the above. This filter was a filter having the same degree of filtration accuracy as the filters shown in Examples 15 and 16, and the accuracy change was smaller than that of the filters shown in Examples 15 and 16.
Example 18
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 16 except that a strong linear pressure was applied during winding of the filter cartridge so that the filter porosity was 63%. Although the filtration performance of this filter was superior to the comparative example described later, the filter had a larger initial pressure loss and a shorter filtration life than the filter of Example 16. This is probably because the filter porosity is low and the fiber density is too high.
Example 19
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 16 except that the band-shaped nonwoven fabric bundle was wound at an extremely low tension to make the filter porosity 88%. Although the filtration performance of this filter was superior to the filter shown in the comparative example described later, the filter had a shorter filtration life than the filter of Example 16. The reason for this is considered to be that, because the filter porosity is high, when the filtration pressure increases, the filter medium is squeezed and the pressure loss increases rapidly.
Example 20
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 16 except that the diameter of the guide of the circular hole installed on the yarn path of the winder was set to 1 mm, so that the porosity of the belt-shaped nonwoven fabric bundle was 58%. . Although the filtration performance of this filter was superior to the comparative example described later, the filter had a higher initial pressure loss and a shorter filtration life than the filter shown in Example 16. The reason for this is considered to be that the porosity of the band-shaped nonwoven fabric bundle is low and the fiber density is too high.
Example 21
Except that the diameter of the guide of the circular hole installed on the yarn path of the winder is 10 mm, and the band-shaped nonwoven fabric bundle is wound at an extremely low tension, so that the porosity of the band-shaped nonwoven fabric bundle is 97%. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 16. Although the filtration performance of this filter was superior to the filter shown in the comparative example described later, the filter had a shorter filtration life than the filter shown in Example 16. The reason for this is considered to be that the filter medium is squeezed when the filtration pressure is high due to the high porosity of the band-shaped nonwoven fabric bundle, and the pressure loss rapidly increases.
Example 22
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 16 except that the method of thermocompression bonding at the fiber intersection was changed from a hot embossing roll to a hot air circulation type heating device. This filter had the same performance as the filter shown in Example 16.
Example 23
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 16 except that the belt-shaped nonwoven fabric was not focused and instead 100 twists per meter were added. This filter had the same performance as the filter shown in Example 8.
Example 24
The belt-shaped nonwoven fabric was processed into a cross-sectional shape as shown in FIG. 9A to obtain a pleated material having 4 pleats. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 16, except that the pleated material was used in place of the banded nonwoven fabric. This filter has the same accuracy as the filter shown in Example 16, but the change in accuracy is smaller than that of the filter shown in Example 16.
Example 25
The strip-shaped nonwoven fabric was processed into a cross-sectional shape as shown in FIG. 8A to obtain a pleated material having 7 pleats. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 16 except that the pleated material was used. This filter had an initial collected particle size comparable to that of the filter shown in Example 16, but the change in accuracy was small.
Example 26
The belt-shaped nonwoven fabric was processed into a cross-sectional shape as shown in FIG. 8C to obtain a pleated material with 15 pleats. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 16 except that the pleated material was used. This filter had an initial collected particle size comparable to that of the filter shown in Example 16, but the change in accuracy was small and the pressure loss was small.
Example 27
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 16 except that the number of pleats in the belt-like nonwoven fabric was 41. This filter had an initial collected particle size comparable to that of the filter shown in Example 16, but the change in accuracy was much smaller than that of the filter shown in Example 25 and the pressure loss was small.
Comparative Example 1
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 3 except that a polypropylene spun yarn having a diameter of 2 mm obtained by spinning a fiber having a fineness of 3 dtex was used instead of the belt-shaped nonwoven fabric, and the yarn interval was 0 mm. This filter cartridge was considerably coarser than the filter shown in Example 3 in the initial collection particle size, and was about the same as the filter shown in Example 6. However, the filtration life was shorter than that of the filter shown in Example 6, and the accuracy change was large. Further, the initial filtrate had foaming, and the filter medium was also dropped.
Comparative Example 2
A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 3 except that one type of filter paper defined in JIS P 3801 cut to a width of 50 mm was used instead of the strip-shaped nonwoven fabric. This filter cartridge is coarser than the filter shown in Example 3 and has the same initial particle size as the filter shown in Example 5. However, the initial pressure loss is large, and the collection at the time when the pressure rises is increased. The particle size also changed greatly from the initial stage. Furthermore, the filtration life was extremely short. In addition, the filter medium was observed to fall off in the initial filtrate.
Comparative Example 3
A finer 4dtex, 8-part split fiber made of polypropylene and high-density polyethylene is made into a web with a card machine, and the fiber is split and entangled by high-pressure water processing, giving a basis weight of 22g / m.²Obtained were obtained. As a result of observing this nonwoven fabric with an electron microscope and analyzing the image, 50% by weight of all the fibers were divided into fineness of 0.5 dtex. A cylindrical filter cartridge was obtained in the same manner as in Example 3 except that this nonwoven fabric was cut into a width of 50 mm and used instead of the strip-shaped nonwoven fabric. This filter was a coarser filter than the filter shown in Example 3, and the change in accuracy was large. In addition, some bubbling was observed in the initial filtrate, and fibers were dropped.
Comparative Example 4
The melt blown nonwoven fabric used in Example 1 was slit to a width of 25 cm, and wound around a perforated tubular body in a wound shape at a linear pressure of 1.5 kg / m as shown in FIG. 1 to obtain a cylindrical filter cartridge. The initial collected particle size of this filter was about the same as in Example 1, but the collected particle size at 0.2 MPa was large. Also, the filtration life was slightly shorter than that of Example 1.
The results of Examples and Comparative Examples are shown in Table 1, Table 2, and Table 3.

Industrial applicability
As described above, the filter cartridge of the present invention can be used to observe the change in filtration capacity over time based on the weakness of fiber strength, which is a weak point, while maintaining the excellent filtration accuracy that is an advantage of the melt blown nonwoven fabric. Non-woven fabric unevenness in the width direction, which is reduced by winding or winding the nonwoven fabric into a non-woven fabric laminated with a long-fiber nonwoven fiber aggregate, and by winding the nonwoven fabric in a wound shape Is a filter that is reduced by winding a band-shaped nonwoven fabric in a twill shape.
Therefore, as compared with the conventional pincushion type filter cartridge, fine particles can be captured, the filtration life is long, the initial collected particle diameter is hardly changed, and the pressure loss is low. In addition, when using a strip-like nonwoven fabric fold that is focused so that at least a portion of the fold is non-parallel, the filtration pressure in the direction perpendicular to the fold is higher than that of a fold parallel to the fold. Since it is not easily received, the filtration performance can be stably maintained without the pleats being crushed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 illustrates a state in which a nonwoven fabric is wound in a paste form.
FIG. 2 is an explanatory view showing a state of collecting particles by an emboss pattern of the long fiber nonwoven fabric.
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which a belt-like long fiber nonwoven fabric is wound as it is without being processed.
FIG. 4 is an explanatory view showing a state where the belt-like long fiber nonwoven fabric is wound while being twisted.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which the belt-like long fiber nonwoven fabric is wound through a small hole and then wound.
FIG. 6 is a view showing a state in which a strip-like long-fiber non-woven fabric is processed into a pleat with a pleat formation guide.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a pleat formation guide used in the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a pleat formation guide used in the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a cross-sectional shape of a pleated material that is not parallel to the folds.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a cross-sectional shape of a pleat parallel to the folds.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a positional relationship between the pleat formation guide, the narrow rectangular hole, and the small hole.
FIG. 12 is a partially cutaway perspective view showing an example of a pleated material according to the present invention.
FIG. 13 is a perspective view of a filter cartridge according to the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a filter cartridge according to the present invention.
FIG. 15 is a conceptual diagram of a spunbond nonwoven fabric.
FIG. 16 is a conceptual diagram of a short fiber nonwoven fabric.
Reference numerals will be described below.
1 Part with strong thermocompression bonding due to embossed pattern
2 Parts that are not embossed and have only weak thermocompression bonding
3 particles
4 Particles that have passed through the part that is not embossed and has only weak thermocompression bonding
5 Strip long fiber nonwoven fabric or its bundling
6 Narrow hole traverse guide
7 Bobbins
8 Perforated tubular body
9 Filter cartridge
10 Traverse Guide
11 Traverse Guide
12 External regulation guide
13 Internal Regulation Guide
14 Small hole
15 pleats
16 Fold formation guide
17 Comb-shaped fold formation guide
18 Narrow rectangular hole
19 Oval shape of the minimum area including a strip-shaped long fiber nonwoven fabric bundle
20 Interval between a strip-like long-fiber nonwoven fabric bundle and a strip-like long-fiber nonwoven fabric bundle wound on the next lower layer
21 Inner layer
22 Microfiltration layer
23 Outer layer
24 Banded long fiber nonwoven fabric
25 Long fibers constituting spunbond nonwoven fabric
26 particles
27 Short fiber composing short fiber nonwoven fabric

Claims

A filter cartridge in which a strip-shaped nonwoven fabric made of melt blown thermoplastic fibers is formed into a pleated material having 4 to 50 pleats having a porosity of 60 to 95%, and is wound around a perforated tubular body in a twill shape.

A belt-shaped nonwoven fabric obtained by laminating and bonding at least one non-woven fiber assembly composed of melt-blown thermoplastic fibers and a long-fiber non-woven fiber assembly, and having a porosity of 60 to 95% is 4 to A filter cartridge made of a pleated material having 50 pleats and wound in a twill shape around a perforated cylindrical body.

The filter cartridge according to claim 1 or 2, wherein the melt blown thermoplastic fiber is a mixed fiber or a composite fiber composed of a low melting point resin and a high melting point resin, and a difference in melting point between the two resins is 10 ° C or more.

The thermoplastic fiber constituting the long-fiber nonwoven fiber assembly is a heat-adhesive conjugate fiber composed of a low-melting resin and a high-melting resin, and a difference in melting point between the two resins is 10 ° C or more. Filter cartridge.

The filter cartridge according to claim 3 or 4, wherein the low melting point resin is linear low density polyethylene, and the high melting point resin is polypropylene.

Filter cartridge according to any one of claims 1 to 5, the air permeability of the nonwoven fabric is in the range of 1~500cm ³ / ^cm 2 / sec.

The filter cartridge according to any one of claims 1 to 5 , wherein the nonwoven fabric is bonded by thermocompression with a hot embossing roll.

The filter cartridge according to claim 2, wherein the nonwoven fabric is bonded by hot air.

The filter cartridge according to any one of claims 1 to 5 , wherein a porosity of the filter cartridge is 65 to 85%.

The filter cartridge according to any one of claims 1 to 5, wherein at least a part of the pleats of the pleats is non-parallel.

Belt-shaped slit width of the nonwoven fabric is not less 0.5cm above, filter cartridge according to any one of claims 1 to 5 the product of the slit width (cm) and basis weight (g / ^{m 2)} is 200 or less .