JP6726893B2 - カートリッジフィルター - Google Patents

Description

本発明は、飲料、薬液、油脂、塗料、並びに電子部品及び半導体製品の洗浄水等の工業用洗浄水等の液体のろ過に適したプリーツタイプのカートリッジフィルターに関する。

流体をろ過し、異物を捕集するカートリッジフィルターとして、ろ過材をプリーツ状に折り畳んだプリーツタイプのカートリッジフィルターや繊維集合物を筒状に巻き回した筒状フィルターなどが用いられている。プリーツタイプのカートリッジフィルターや筒状フィルターなどの各種フィルターは、ろ過の対象となる流体（液体や気体）に含まれる異物を効率よく捕捉するために、サイズの大きい異物から順に捕捉するように設計されている。具体的には、不織布や織編物、モノフィラメントで構成されたネットなどの繊維集合物を数種類組みあわせて各種フィルターを製造するが、平均繊維径や平均孔径のより大きい、すなわち目の粗い繊維集合物をろ過対象物が流入する側（上流側、一次側、又は単に流入側とも称される。）に配置し、ろ過対象物が流出する側（下流側、二次側、又は単に流出側とも称される。）に平均繊維径や平均孔径のより小さい、すなわち目の細かい、密な繊維集合物を配置する。このように、異なる繊維集合物を数種類組みあわせたフィルターでは、ろ過対象物が流入する側から流出する側に向けて、平均繊維径や平均孔径が徐々に小さくなるように繊維集合物を配置し、平均繊維径や平均孔径の最も小さい繊維集合物を実質的な最終ろ過層とする。このような構造にすることで、異物の捕捉も大きい異物から順に捕捉されるようになり、各繊維集合物において、その平均繊維径や平均孔径に応じて異物が捕捉されると考えられてきた。例えば、特許文献１には、プリーツタイプのろ過材を形成する繊維に表層部から裏層部にかけて繊維径勾配を付与したプリーツフィルターが記載されている。また、特許文献２には、上流側が低密度で下流側が高密度のフィルター用濾材に山折りと谷折りを交互に繰り返して折り曲げ加工を施したフィルタエレメントが記載されている。

特開平１１−９０１３５公報 特開２００９−２９７６５６号公報

しかし、特許文献１〜２に記載のフィルターは、異物の捕捉効率をさらに改善することが求められている。中でも塗料、特に、各種ディスプレーを構成するカラーフィルターに使用するカラーレジストは、色素を合成した後、残渣や副生成物、混入した異物を除去するが、残渣や副生成物の中にはゲル状の異物が存在する。ゲル状の異物はろ過時の圧力によって変形するため、ろ過材に一度捕捉された後でも、圧力を受けて変形し、ろ過材の網目構造をすり抜けて、ろ過処理後の流体に再度混入することがある。ゲル状の異物が混入したカラーレジストはカラーフィルター製造時に工程性を悪化させたり、完成したカラーフィルター及びそれを用いたディスプレーの不具合を引き起こしたりするため、より高い精度でゲル状の異物を除去するフィルターが求められている。

本発明は、上記従来の問題を解決するため、異物の捕捉効率が向上し、ろ過性能が高いカートリッジフィルターを提供する。

本発明は、ろ過材がプリーツ状に折り畳まれたカートリッジフィルターであって、上記ろ過材は、第１繊維層を有し、第１繊維層の流入側には、第２繊維層、第１ネット、及び第１ネットと第２繊維層の積層体からなる群から選ばれるいずれか一つが配置されており、第１繊維層の流入側に第１ネットと第２繊維層の積層体が配置される場合、流入側から、第１ネット、第２繊維層の順で配置され、第１繊維層の流出側には第３繊維層が配置されており、第１繊維層の平均孔径は０．５〜２０μｍであり、第３繊維層の平均孔径は３〜２５μｍであり、第３繊維層の平均孔径が第１繊維層の平均孔径の１．１〜８倍であり、上記ろ過材を構成する全ての繊維層において、平均孔径が最も小さい繊維層が第１繊維層であるカートリッジフィルターに関する。

上記カートリッジフィルターにおいて、第３繊維層の流出側には、さらに第４繊維層が配置されていることが好ましく、第４繊維層の平均孔径は５〜６０μｍであり、第４繊維層の平均孔径が、第３繊維層の平均孔径の１．０５〜４倍であることが好ましい。また、ろ過材が第２ネットを有し、第２ネットは、上記ろ過材を構成する繊維集合物の中で最も流出側に配置されていることが好ましい。

上記カートリッジフィルターにおいて、上記ろ過材を構成する繊維層の数が２〜６層であり、第１繊維層の流入側に配置されている繊維層が０〜２層であり、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層が１〜３層であり、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層の数と第１繊維層の流入側に配置されている繊維層の数が等しいか、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層の数が第１繊維層の流入側に配置されている繊維層の数よりも多いことが好ましい。

上記カートリッジフィルターにおいて、第１繊維層の流入側は、第２繊維層、第１ネット、及び第１ネットと第２繊維層の積層体からなる群から選ばれるいずれか一つのみが配置されていることが好ましい。

上記カートリッジフィルターにおいて、第１繊維層の流入側には第２繊維層、又は第１ネットと第２繊維層の積層体が配置されており、第２繊維層の平均孔径は５〜６０μｍであり、第２繊維層の平均孔径が、第１繊維層の平均孔径の３〜１０倍であることが好ましい。また、第２繊維層の平均孔径は、第３繊維層の平均孔径の１．０５〜４倍であることが好ましい。

本発明は、異物の捕捉効率が向上し、ろ過性能が高いプリーツタイプのカートリッジフィルターを提供することができる。

一般的に、プリーツタイプのカートリッジフィルターや繊維集合物を筒状に巻き回した筒状フィルターでは、流入側から流出側に向けて、平均繊維径や平均孔径が徐々に小さくなるように繊維集合物を積層して配置し、平均繊維径や平均孔径が最も小さい繊維集合物を最終ろ過層として使用する。本発明の発明者は、従来のプリーツタイプのカートリッジフィルターを使用した際、異物がろ過液中に残存してしまう現象について鋭意検討した結果、平均孔径が最も小さい繊維層（以下、最細繊維層とも称す。）を最終ろ過層とせず、最細繊維層をある程度上流側に配置したうえで、最細繊維層の流入側及び流出側に最細繊維層の平均孔径より大きい繊維層、ネット、又はそれらの積層体を配置することで、異物の捕捉効率が向上し、ろ過性能が向上することを見出し本発明に至った。

本発明は、ろ過材がプリーツ状に折り畳まれたプリーツタイプのカートリッジフィルターである。上記ろ過材は、第１繊維層を有し、第１繊維層の流入側には、第２繊維層、第１ネット、及び第１ネットと第２繊維層の積層体からなる群から選ばれるいずれか一つが配置されており、第１繊維層の流出側には、第３繊維層が配置されている。本発明において、第１繊維層の流入側に第１ネットと第２繊維層の積層体が配置される場合、流入側から、第１ネット、第２繊維層の順で配置されることになる。第１繊維層の平均孔径は０．５〜２０μｍであり、第３繊維層の平均孔径は３〜２５μｍであり、第３繊維層の平均孔径は第１繊維層の平均孔径に対し１．１〜８．０倍である。後述するように、上記ろ過材は、第１繊維層、第２繊維層、第３繊維層に加えて他の繊維層を含んでもよく、上記ろ過材を構成する全ての繊維層において、第１繊維層の平均孔径が最も小さい。

本発明において、繊維層とは、平均繊維径が５００μｍ以下の繊維又は糸で構成されている繊維集合物をいう。また、本発明において、ネットとは、繊維長１２０ｍｍ以上の繊維（実質的に連続した繊維、すなわちモノフィラメントやマルチフィラメントを含む）で構成された繊維集合物であって、構成繊維によって規則的な空隙が形成されており、後述する測定方法で測定した厚みが１２０μｍ以上の繊維集合物を意味する。例えば、ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社が販売するミライフ（登録商標）、ワリフ（登録商標）などを含む長繊維を縦方向、横方向に配向させた繊維集合物であっても、厚みが１２０μｍ未満のものは本発明のネットには該当せず、構成繊維の平均繊維径が５００μｍ以下のものは繊維層に該当する。また、長繊維で構成される不織布、例えばスパンボンド不織布やメルトブローン不織布は、厚みが１２０μｍ以上のものが存在するが、規則的な空隙は形成されていないため、本発明のネットには該当しない。なお、繊維集合物が、繊維層及びネットの両方の要件を満たす場合は、ネットとみなす。

本発明のカートリッジフィルターにおいて、ろ過精度をより高めるという観点から、第３繊維層の流出側に、第４繊維層を配置していることが好ましい。そして第４繊維層の平均孔径が５〜６０μｍであり、第４繊維層の平均孔径が第３繊維層の平均孔径の１．０５〜４倍であることが好ましい。また、強度を付与する観点から、ろ過材を構成する繊維集合物の中で、最も流出側に第２ネットが配置されていることが好ましい。

本発明のカートリッジフィルターが、第１繊維層の流入側に第２繊維層を含むとき、第２繊維層の平均孔径は５〜６０μｍであり、第２繊維層の平均孔径が第１繊維層の平均孔径の３〜１０倍であることが好ましい。そして、第２繊維層の平均孔径は第３繊維層の平均孔径の１．０５〜４倍であることがより好ましい。

本発明のプリーツタイプのカートリッジフィルターを用いたろ過では、ろ過対象物がろ過材を構成する繊維層の中で最も平均孔径が小さい第１繊維層を通過するときに異物の大半が捕捉されると推測される。ろ過対象物に含まれる異物の中には第１繊維層を通過する異物や一度第１繊維層に捕捉されるが変形することで第１繊維層を通過するゲル状異物が存在する。しかし、異物を含むろ過対象物は第１繊維層を通過する際、その圧力が緩衝され、流速が減少する。その結果、第１繊維層の流出側に配置される、第１繊維層より平均孔径が大きいが、十分な異物捕捉性を有する第３繊維層によって、第１繊維層を通過した異物が捕捉されることにより異物の抜けが抑制され、異物の捕捉性能が向上すると考えられる。第１繊維層の上流側に、平均孔径が第１繊維層の平均孔径より大きい第２繊維層、または平均孔径が第１繊維層の平均孔径より大きい第２繊維層と第１ネットの積層体が配置されていると、異物の捕捉性能がより向上する。

第２繊維層は第１繊維層の上流側に配置される繊維層であり、第２繊維層単独、あるいは第１ネットと積層させて使用する。第２繊維層と第１ネットの両方を第１繊維層の上流側に配置する場合、ろ過材の流入側から順に第１ネット、第２繊維層となるように配置させ、かつ第２繊維層は第１繊維層と隣接するように配置することが好ましい。第２繊維層は必要に応じて設けられる繊維層であり、場合によっては第２繊維層を使用せず、第１ネットのみを第１繊維層の上流側に設けてもよい。第２繊維層は、流体に含まれている比較的大きい異物を捕捉する役割がある。そのため、第２繊維層の平均孔径は、第１繊維層の平均孔径より大きければよく、特に限定されないが、第１繊維層の平均孔径に対し３〜１０倍であることが好ましく、３〜８倍であることがより好ましく、３．４〜８倍であることがさらに好ましく、３．４〜６．８倍であることがさらにより好ましく、３．５〜６．８倍であることがさらにより好ましく、４〜６．８倍であることがさらにより好ましい。

第３繊維層は第１繊維層の下流側に配置される繊維層であり、第１繊維層を通過した異物を捕捉する役割がある。そのため、第３繊維層の平均孔径は第１繊維層の平均孔径よりは大きいが、異物を捕捉しうる平均孔径、すなわち、平均孔径がある程度小さいことが求められる。第３繊維層の平均孔径は、第１繊維層の平均孔径に対し１．１〜８倍であればよいが、１．４〜８倍であることが好ましく、２〜６倍であることがより好ましく、２．３〜５．８倍であることがさらに好ましく、３〜５．６倍であることがさらにより好ましい。

第４繊維層は必要に応じて設けられる繊維層であり、第３繊維層の流出側に第３繊維層に隣接するように配置される。プリーツタイプのカートリッジフィルターにおいて、下流側に平均孔径の小さすぎる繊維層が存在すると、圧力損失が大きくなる可能性があるだけでなく、ろ過する流体の流量が極端に低下するおそれがある。従って、第４繊維層の平均孔径は第１繊維層の平均孔径より大きく、ろ過材を構成する繊維層の中で、比較的平均孔径が大きいものであることが好ましい。第４繊維層の平均孔径は第１繊維層の平均孔径の３〜１０倍であることが好ましく、３〜８倍であることがより好ましく、３．２〜８倍であることがさらに好ましく、３．２〜６．８倍であることがさらにより好ましく、３．５〜６．８倍であることがさらにより好ましく、４〜６．８倍であることがさらにより好ましい。また、第４繊維層の平均孔径は、第３繊維層の平均孔径より大きいことが好ましい。

上記ろ過材において、第１繊維層、第２繊維層、第３繊維層、及び第４繊維層等の繊維層は、繊維層を構成する繊維又は糸の平均繊維径が５００μｍ以下である繊維集合物であればよく、特に限定されない。繊維層としては、例えば、不織布、編物、織物等が挙げられる。繊維層を構成する繊維同士が三次元的なネットワーク構造を形成しており、厚みによる深層ろ過機構によって異物の捕捉性能が向上しやすい不織布であることが好ましい。

以下において、各繊維層が不織布の場合を例示して説明する。

上記不織布は、特に限定されず、スパンボンド不織布、ニードルパンチ不織布、水流交絡不織布、熱接着不織布（サーマルボンド不織布、エアスルー不織布とも称す。）、湿式不織布、メルトブローン不織布、エレクトロスピニング法（静電紡糸法）を用いて製造した不織布等のあらゆる不織布が使用可能であるが、メルトブローン不織布であることが好ましい。メルトブロー法で製造するメルトブローン不織布は、他の不織布より、孔径が小さい不織布が得られやすく、目付の均一性が高い。

上記メルトブローン不織布は、使用する樹脂が限定されず、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリトリメチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ナイロン６やナイロン-６,６などのポリアミド系樹脂等、メルトブローン不織布を製造できる樹脂であれば、いずれの種類の樹脂も使用可能である。中でも、ポリオレフィン系樹脂を使用したポリオレフィン系繊維からなるメルトブローン不織布であることが好ましく、ポリプロピレン系繊維からなるメルトブローン不織布であることがより好ましく、ポリプロピレン単一繊維（ＰＰ繊維）からなるメルトブローン不織布であることがさらに好ましいが、複合繊維であっても特に問題ない。ポリプロピレンは耐薬品性が高いため、様々な種類の液体のろ過に使用可能であるだけでなく、軟化点、融点が低いため、熱加工性に優れていることから好ましい。

第１繊維層は、メルトブローン不織布であることが好ましく、メルトブローン不織布の少なくとも片方の表面が平滑化されていることがより好ましく、両表面が平滑化されていることが特に好ましい。ここでいう平滑化とは、メルトブローン不織布の少なくとも片方の表面に、例えば熱ロールを使用したカレンダー加工を施すことで、不織布の表面が平滑化され、多孔膜状になることを指す。メルトブローン不織布の少なくとも片方の表面、特に好ましくは両表面を熱ロールでカレンダー加工することで、平滑化されたメルトブローン不織布の表面が多孔膜状になるとともに、メルトブローン不織布全体が緻密なものとなり、平均孔径を小さくすることができる。少なくとも片方の表面を平滑化したメルトブローン不織布は、上述の通り、第１繊維層として好ましく用いることができる。また、平滑化の条件を調整することにより、他の繊維層、例えば第３繊維層としても用いることができる。

第１繊維層は、平均孔径が０．５〜２０μｍであるが、１〜１４μｍであることが好ましく、１．５〜９μｍであることがより好ましく、１．８〜７．５μｍであることがさらに好ましく、１．８〜５．４μｍであることがさらにより好ましい。第１繊維層の平均孔径は、所望するろ過精度を考慮して選択でき、高いろ過精度を求められる用途に使用する場合、第１繊維層の平均孔径は１．８〜５μｍであることが好ましく、１．８〜４．５μｍであることがより好ましく、１．８〜４μｍであることがさらに好ましい。また、高いろ過精度を必要としない用途であれば、第１繊維層の平均孔径は３〜６．５μｍであってもよく、３．５〜６．５μｍであってもよい。第１繊維層の平均孔径が上記範囲内であると、第１繊維層を通過した後のろ過対象物の圧力が低くなりやすく、カートリッジフィルターのろ過精度が高くなる。

第１繊維層は、最大孔径が１〜７０μｍであることが好ましく、２〜３０μｍであることがより好ましく、２〜２０μｍであることがさらに好ましく、３〜１８μｍであることがさらにより好ましく、４〜１６μｍであることがさらにより好ましい。第１繊維層の最大孔径は、所望するろ過精度を考慮して選択でき、高いろ過精度を求められる用途に使用する場合、第１繊維層の最大孔径は４〜１０μｍであることが好ましい。また、高いろ過精度を必要としない用途であれば、第１繊維層の最大孔径は１０〜１８μｍであってもよい。また、第１繊維層は、最多孔径が０．５〜２８μｍであることが好ましく、１．０〜２０μｍであることがより好ましく、１．５〜１２μｍであることがさらに好ましく、１．８〜８μｍであることがさらにより好ましい。また、第１繊維層は、最小孔径が０．１〜２７μｍであることが好ましく、０．３〜２０μｍであることがより好ましく、０．５〜１０μｍであることがさらに好ましく、０．８〜６μｍであることがさらにより好ましい。第１繊維層の最大孔径、最多孔径及び最小孔径が上記範囲内であると、第１繊維層を通過した後のろ過対象物の流速が減少し、カートリッジフィルターのろ過精度がより高くなる。

第２繊維層及び第４繊維層は、平均孔径が５〜６０μｍであることが好ましく、８〜５０μｍであることがより好ましく、１０〜３２μｍであることがさらに好ましく、１２〜２５μｍであることがさらにより好ましい。第２繊維層及び第４繊維層の平均孔径が上記範囲内であると、第２繊維層は第１繊維層の前ろ過層としての効果が高くなり、第４繊維層はある程度の異物を捕捉する能力を維持しつつ、ろ過する流体の圧力や流量に与える影響を抑えることができる。また、第２繊維層及び第４繊維層の最大孔径は１５〜８０μｍであることが好ましく、２０〜５０μｍであることがより好ましく、２５〜３５μｍであることがさらに好ましく、２６〜３２μｍであることがさらにより好ましい。第２繊維層及び第４繊維層の最多孔径は５〜３０μｍであることが好ましく、８〜２８μｍであることがより好ましく、１２〜２４μｍであることがさらに好ましく、１４〜２０μｍであることがさらにより好ましい。第２繊維層及び第４繊維層の最小孔径は５〜２５μｍであることが好ましく、８〜２０μｍであることがより好ましく、１０〜１６μｍであることがさらに好ましく、１２〜１５μｍであることがさらにより好ましい。第２繊維層及び第４繊維層の最大孔径、最多孔径及び最小孔径がそれぞれ上記範囲内であると、上述した第２繊維層、及び第４繊維層の効果が高くなり、カートリッジフィルターのろ過精度がより高くなる。

第３繊維層の平均孔径は３〜２５μｍであればよいが、５〜２０μｍであることが好ましく、８〜１８μｍであることがより好ましく、１０〜１６μｍであることがさらにより好ましい。第３繊維層の平均孔径が上記範囲内であると、第３繊維層が異物を捕捉しやすく、またろ過対象物の圧力や流速の低下といった影響も少ない。また、第３繊維層の最大孔径は１０〜５０μｍであることが好ましく、１５〜３０μｍであることがより好ましく、１８〜２６μｍであることがさらに好ましく、２０〜２４μｍであることがさらにより好ましい。第３繊維層の最多孔径は３〜２０μｍであることが好ましく、５〜１８μｍであることがより好ましく、８〜１５μｍであることがさらに好ましく、９〜１３μｍであることがさらにより好ましい。第３繊維層の最小孔径は１〜２０μｍであることが好ましく、３〜１５μｍであることがより好ましく、５〜１２μｍであることがさらに好ましく、６〜１０μｍであることがさらにより好ましい。第３繊維層の最大孔径、最多孔径及び最小孔径がそれぞれ上記範囲内であると、第３繊維層がろ過する流体の圧力や流量に与える影響を抑えつつ、異物の捕捉効率が高くなりやすい。

第２繊維層及び第４繊維層の平均孔径は、第３繊維層の平均孔径に対し、１．０５〜４倍であることが好ましく、１．１〜３倍であることがより好ましく、１．１５〜２．５倍であることがさらに好ましく、１．２〜２．２倍であることがさらにより好ましい。第２繊維層及び第４繊維層の平均孔径が、第３繊維層の平均孔径に対し上記の比率になることで、本発明のプリーツタイプのカートリッジフィルターはろ過寿命の長いものとなる。第２繊維層、第３繊維層、及び第４繊維層の平均孔径が、第１繊維層の平均孔径に対する倍率として上記の範囲を満たすものであると、異物の捕捉効率が向上し、カートリッジフィルターのろ過性能がより高くなる。不織布の平均孔径、最大孔径、最多孔径及び最小孔径の測定方法は後述する。

第１繊維層、第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層は、平均繊維径が０．５〜２０μｍであることが好ましく、１〜１０μｍであることがより好ましく、１．５〜８．５μｍであることがさらに好ましく、１．８〜５μｍであることがさらにより好ましい。特に、第１繊維層の平均繊維径は、所望するろ過精度を考慮して選択でき、高いろ過精度を求められる用途に使用する場合、第１繊維層の平均繊維径は１．８〜５μｍであることが好ましい。また、高いろ過精度を必要としない用途であれば、第１繊維層の平均繊維径は３〜９．５μｍであってもよい。第１繊維層、第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層は、最小繊維径が０．０３〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜３μｍであることがより好ましく、０．０５〜２μｍであることがさらに好ましく、０．０８〜１．５μｍであることがさらにより好ましく、０．０８〜１μｍであることがさらにより好ましく０．１〜０．８μｍであることがさらにより好ましい。第１繊維層、第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層は、最大繊維径が３〜５０μｍであることが好ましく、３〜３０μｍであることがより好ましく、５〜２５μｍであることがさらに好ましく、５〜２０μｍであることがさらにより好ましい。第１繊維層、第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層の平均繊維径、最小繊維径及び最大繊維径が上記の範囲を満たすと、カートリッジフィルターのろ過性能がより高くなる。平均繊維径、最小繊維径及び最大繊維径の測定方法は後述する。

本発明のカートリッジフィルターにおいて、ろ過材を構成する第１繊維層及び第３繊維層は、カートリッジフィルターのろ過精度、すなわち、カートリッジフィルターがどれだけ小さいサイズの異物を十分に捕捉するかを左右する繊維層である。従って、第１繊維層及び第３繊維層は、平均孔径の小さい繊維層が容易に得られる高目付の繊維層であることが好ましい。第１繊維層及び第３繊維層の目付は３０〜１５０ｇ/ｍ²の範囲内であることが好ましく、３５〜１２０ｇ/ｍ²の範囲内であることがより好ましく、４０〜１００ｇ/ｍ²の範囲内であることがさらに好ましい。第１繊維層及び第３繊維層の目付が上記の範囲を満たすことで、得られるカートリッジフィルターのろ過性能を高めることができる。なお、第１繊維層の目付は６０〜９０ｇ/ｍ²の範囲内であることが特に好ましく、第３繊維層の目付は４０〜７０ｇ/ｍ²の範囲内であることが特に好ましい。

本発明のカートリッジフィルターにおいて、ろ過材を構成する第２繊維層及び第４繊維層は、第１繊維層の前ろ過層（第２繊維層）であったり、比較的下流側に位置する繊維層（第４繊維層）であったりするため、平均孔径の大きい繊維層が容易に得られる低目付の繊維層であることが好ましい。第２繊維層及び第４繊維層の目付は５〜１００ｇ/ｍ²の範囲内であることが好ましく、２０〜８０ｇ/ｍ²の範囲内であることがより好ましく、２５〜７０ｇ/ｍ²の範囲内であることがさらに好ましい。第２繊維層及び第４繊維層の目付が上記の範囲を満たすことで、得られるカートリッジフィルターのろ過性能を高めることができるだけでなく、ろ過処理を長時間行える、いわゆるろ過寿命の長いカートリッジフィルターを得ることができる。なお、第２繊維層の目付は２０〜４０ｇ/ｍ²の範囲内であることが特に好ましく、第４繊維層の目付は４０〜７０ｇ/ｍ²の範囲内であることが特に好ましい。

ろ過の対象となる液体の流速を適度に低減させることで、異物の捕捉効率が向上し、ろ過性能が高いカートリッジフィルターが容易に得られるという点から、第１繊維層の目付がろ過材を構成する繊維層の中で最も大きいことが好ましい。また、ろ過の対象となる液体に対し、流量や圧力の急激な低下を招くことなく比較的大きい異物を捕捉するという観点から、第２繊維層の目付がろ過材を構成する繊維層の中で最も小さいことが好ましい。目付の測定方法は後述する。

第１繊維層の厚みは特に限定されない。しかし、第１繊維層がろ過精度を左右すること、また平均孔径の小さい繊維集合物を第１繊維層として用いるという観点から、第１繊維層の厚みが０．０８〜０．８ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．１〜０．４ｍｍの範囲内であることがより好ましく、０．１５〜０．３５ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。第１繊維層の厚みが０．０８ｍｍ以上であると、第１繊維層が薄くなりすぎることがなく、カートリッジフィルターを生産する際やカートリッジフィルターの使用時に第１繊維層が破損しにくくなるだけでなく、繊維集合物の厚みが確保されることで平均孔径の小さい繊維層になりやすく、カートリッジフィルターのろ過性能をより高めることができる。また、これらの繊維集合物の厚みが０．８ｍｍ以下であると、第１繊維層が過度に厚くない、すなわち平均孔径の小さい、密度の大きい繊維集合物になるため、これもまたカートリッジフィルターのろ過性能を高めることができる。不織布の厚みの測定方法は後述する。

第１繊維層が上記の目付及び厚みの範囲を満たすことで、密度の大きい繊維層となる。第１繊維層の密度がある程度大きいことで、不織布の構造が密になり、平均孔径が小さい繊維層となる。これを用いたカートリッジフィルターは、ろ過精度の高いものとなる。第１繊維層の密度は０．１２〜０．８ｇ/ｃｍ³であることが好ましく、０．１６〜０．５ｇ/ｃｍ³であることがより好ましく、０．１８〜０．４５ｇ/ｃｍ³であることがさらに好ましい。

第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層は、厚みが０．１〜１．２ｍｍであることが好ましく、０．２〜１．０ｍｍであることがより好ましく、０．２５〜０．８ｍｍであることがさらに好ましく、０．３〜０．６ｍｍであることがさらにより好ましい。これらの繊維層の厚みが０．１ｍｍ以上であると、ろ過性能をより高めることができる。また、これらの繊維層の厚みが１．２ｍｍ以下であると、各繊維層を構成する繊維集合物が過度に厚くならないためろ過寿命が低下することもない。

ろ過を行う際にろ過対象物の流速を適度に調整し、異物の捕捉効率を効果的に向上させるという点から、第１繊維層の厚みは、カートリッジフィルターのろ過材を構成する全ての繊維層の中で最も小さいことが好ましい。また、第２繊維層の厚みはプリーツフィルターのろ過材を構成する全ての繊維層の中で最も大きいことが好ましい。

第１繊維層は、縦方向（ＭＤ方向、機械方向とも称す。）において、引張強度が、２０〜１００Ｎ/５ｃｍであることが好ましく、２５〜９５Ｎ/５ｃｍであることがより好ましく、３０〜９０Ｎ/５ｃｍであることがさらに好ましく、４０〜８０Ｎ/５ｃｍであることがさらにより好ましい。また、横方向（ＣＤ方向、幅方向とも称す。）において、引張強度が、１５〜９０Ｎ/５ｃｍであることが好ましく、１５〜８０Ｎ/５ｃｍであることがより好ましく、２５〜７５Ｎ/５ｃｍであることがさらに好ましく、３０〜７０Ｎ/５ｃｍであることがさらにより好ましい。第１繊維層の縦方向及び横方向の引張強度が上記の範囲内であると、第１繊維層の縦方向、横方向の強度が十分に高くなり、ろ過の際、第１繊維層が破損されにくくなる。

第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層は、縦方向において、引張強度が５〜１００Ｎ/５ｃｍであることが好ましく、７〜９５Ｎ/５ｃｍであることがより好ましく、１０〜９０Ｎ/５ｃｍであることがさらに好ましく、１５〜８０Ｎ/５ｃｍであることがさらにより好ましい。また、第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層は、横方向において、引張強度が５〜１００Ｎ/５ｃｍであることが好ましく、７〜９５Ｎ/５ｃｍであることがより好ましく、１０〜９０Ｎ/５ｃｍであることがさらに好ましく、１２〜８０Ｎ/５ｃｍであることがさらにより好ましい。第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層の縦方向及び横方向の引張強度が上記の範囲内であると、これらの繊維集合物の縦方向、横方向の強度が十分に高くなり、ろ過の際、各繊維層が破損されにくくなる。本発明において不織布をはじめとする繊維集合物の引張強度は、ＪＩＳ Ｌ １０９６に基づいて測定する。

第１繊維層は、縦方向において、引張伸度が５〜１５０％であることが好ましく、１０〜１２０％であることがより好ましく、１５〜１００％であることがさらに好ましい。また、第１繊維層は、横方向において、引張伸度が５〜２００％であることが好ましく、７〜１００％であることがより好ましく、１０〜８０％であることがさらに好ましく、１０〜４０％であることがさらにより好ましい。第１繊維層の縦方向及び横方向の引張伸度が上記の範囲内であると、第１繊維層がある程度の伸度を有するようになり、第１繊維層が破損しにくくなる。本発明において、不織布を始めとする繊維集合物の引張伸度は、ＪＩＳ Ｌ １０９６に基づいて測定する。

第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層は、縦方向において、引張伸度が５〜１５０％であることが好ましく、１０〜１２０％であることがより好ましく、１５〜１００％であることがさらに好ましい。また、第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層は、横方向において、引張伸度が５〜２００％であることが好ましく、２０〜１５０％であることがより好ましく、３０〜１２０％であることがさらに好ましく、４０〜１００％であることがさらにより好ましい。第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層の縦方向並びに横方向の引張伸度が上記の範囲内であると、各繊維層がある程度の伸度を有するようになり、ろ過液の圧力に対し伸びることで圧力を吸収するため、使用時に各繊維層が破損されにくくなる。

第１繊維層の通気度は特に限定されない。第１繊維層がカートリッジフィルターのろ過精度を左右すること、また平均孔径の小さい繊維集合物を第１繊維層として用いるという観点から、第１繊維層の通気度はある程度小さいことが好ましい。第１繊維層の通気度は０．０５〜５０(ｃｍ³/ｃｍ²/秒)の範囲内であることが好ましく、０．１〜２０(ｃｍ³/ｃｍ²/秒)の範囲内であることがより好ましく、０．２〜１５(ｃｍ³/ｃｍ²/秒)の範囲内であることがさらに好ましく、０．３〜５(ｃｍ³/ｃｍ²/秒)の範囲内であることがさらにより好ましい。通気度が上記の範囲内であると、第１繊維層が異物を捕捉する効率が高くなり、ろ過精度の高いカートリッジフィルターとなる。

第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層は、通気度が１〜１００(ｃｍ³/ｃｍ²/秒)の範囲内であることが好ましく、５〜５０(ｃｍ³/ｃｍ²/秒)の範囲内であることがより好ましく、通気度が８〜４０(ｃｍ³/ｃｍ²/秒)の範囲内であることがさらに好ましく、１０〜３０(ｃｍ³/ｃｍ²/秒)の範囲内であることがさらにより好ましい。通気度が上記の範囲内であると、捕捉対象物に対して繊維層の組み合わせに対応した捕捉性能が得られるカートリッジフィルターとなる。不織布の通気度の測定方法は後述する。

本発明の効果を妨げない範囲において、本発明のプリーツタイプのカートリッジフィルターを構成するろ過材は、第１繊維層、第２繊維層、第３繊維層及び第４繊維層に加えて、他の繊維層を含んでもよい。ろ過材を構成する繊維層が増えることでろ過材の製造工程が煩雑になるだけでなく、プリーツ状に折り曲げる際、加工性が低下するおそれがあることから、本発明のカートリッジフィルターを構成するろ過材は、２〜６層の繊維層で構成されていることが好ましい。ろ過材を構成する繊維層の数が上記範囲を満たすことでろ過材の生産性が高く、ろ過性能の高いカートリッジフィルターが容易に得られる。本発明のカートリッジフィルターを構成するろ過材は３〜５層の繊維層で構成されていることがより好ましく、３層又は４層の繊維層で構成されていることがさらに好ましい。

本発明のプリーツタイプのカートリッジフィルターを構成するろ過材は、ろ過材を構成する繊維層の中で最も平均孔径が小さい繊維層、すなわち第１繊維層が比較的流入側にあるだけでなく、第１繊維層の下流側にも繊維層を設けることを特徴としている。本発明のカートリッジフィルターを構成するろ過材において、第１繊維層の流入側に配置されている繊維層が０〜２層であり、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層が１〜３層であり、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層の数と第１繊維層の流入側に配置されている繊維層の数が等しいか、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層の数が第１繊維層の流入側に配置されている繊維層の数よりも多いことが好ましい。上記ろ過材において、第１繊維層の流出側により多くの繊維層を配置することでろ過精度が高められる。上記ろ過材において、第１繊維層の流入側に配置されている繊維層が０〜１層であり、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層が１〜３層であることが好ましく、第１繊維層の流入側に配置されている繊維層が０〜１層であり、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層が１〜２層であることがより好ましく、第１繊維層の流入側に配置されている繊維層が１層であり、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層が１〜２層であることがさらに好ましい。

第１繊維層の流入側に２層以上の繊維層が存在する場合、流入側からみて第１繊維層の直前に位置し、第１繊維層に接触している繊維層が第２繊維層となる。また、第１繊維層の流出側に３層以上の繊維層が存在する場合、ろ過材を構成する繊維集合物を流入側から順に並べ、第１繊維層の次に位置する繊維層、言い換えるならば、第１繊維層の流出側表面に接触している繊維層が第３繊維層となる。そして、第３繊維層の流出側に位置し、第３繊維層の直後に位置する繊維層、言い換えるならば、第３繊維層の流出側表面に接触している繊維層が第４繊維層となる。この場合、第１繊維層の流入側に配置されている繊維層が２層であり、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層が２〜３層であり、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層の数と第１繊維層の流入側に配置されている繊維層の数が等しいか、第１繊維層の流出側に配置されている繊維層の数が第１繊維層の流入側に配置されている繊維層の数よりも多いことが好ましい。

第１ネット及び第２ネットは、繊維長が１２０ｍｍ以上の繊維、又はモノフィラメントやマルチフィラメントなどの連続繊維で構成された繊維集合物であり、構成繊維（以下において、繊条とも記す。）によって規則的な空隙が形成されており、１ｃｍ²当たり２．９４ｃＮの荷重下で測定した厚みが１２０μｍ以上となっているネットである。ここでいう規則的な空隙が形成されているとは、繊条によって形成されている空隙の面積や形状がバラバラでなく、実質的に同じ面積かつ実質的に同じ形状の空隙が繰り返されていることを指す。上記ネットは実質的に同一形状の空隙が繰り返されていれば、ネットの空隙部分の形状は限定されず、例えば、空隙部分が三角形、四角形、六角形を始めとする多角形の空隙等のいずれの形状でも良い。ネットは、好ましくは格子状に繊条が配置されているネットであり、より好ましくは空隙部分が正方形のネットである。本発明において好ましく用いられるネットとしてはＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社より購入可能なコンウェッド（登録商標）ネット、三井化学産資株式会社より購入可能なネトロン（登録商標）シート、三晶株式会社より購入可能なデルネット（登録商標）などがある。

第１ネット及び第２ネットにおいて、繊条の材質は特に限定されず、ろ過を行う環境に応じた材質からなるネットを使用することができる。例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂といった合成樹脂製のネットを使用したりすることが可能である。この中でもポリオレフィン系樹脂からなる繊条で構成されたネットを使用することが好ましく、さらに好ましいのはポリプロピレンの単一成分で構成される繊条、例えばポリプロピレン単一成分のモノフィラメント（ＰＰモノフィラメント）などで構成されたネットである。ポリプロピレンは耐薬品性が高いため、様々な液体のろ過に使用可能であり、軟化点及び融点が低く、熱加工性に優れているため、ろ過材をケースに収めて両端をヒートシールする際、優れたヒートシール性を示す。

第１ネットの線径（繊条の太さ）、厚み、空隙面積、目付は特に限定されないが、線径（繊条の太さ）が０．２５〜２ｍｍであることが好ましく、０．３〜２ｍｍであることがより好ましく、０．４〜１．５ｍｍであることがさらに好ましい。線径が上記の範囲内であると、使用中に変形せず、プリーツ加工性も良好になる。厚みが０．２５〜２ｍｍであることが好ましく、０．３〜２ｍｍであることがより好ましく、０．４〜１．５ｍｍであることがさらに好ましい。厚みが上記の範囲内であると、使用中に変形せず、プリーツ加工性も良好になる。空隙面積が０．５〜４０ｍｍ²であることが好ましく、０．５〜２５ｍｍ²であることがより好ましく、１〜２０ｍｍ²であることがさらに好ましい。ネットの空隙面積が上記の範囲内であると、圧力損失や目詰まりを軽減することができ、プリーツ加工性も良好になる。目付が１０〜２００ｇ/ｍ²であることが好ましく、３０〜１５０ｇ/ｍ²であることがより好ましく、５０〜１００ｇ/ｍ²であることがさらに好ましい。目付が上記の範囲内であると、ろ過材全体の強度が高くなる。

第２ネットの線径（繊条の太さ）、厚み、空隙面積、目付は特に限定されないが、線径が０．１〜０．６ｍｍであることが好ましく、０．１２〜０．５ｍｍであることがより好ましく、０．１５〜０．５ｍｍであることがさらに好ましい。線径が上記の範囲内であると、使用中に変形せず、圧力損失も低減することができ、プリーツ加工性も良好になる。厚みが０．１２〜０．６ｍｍであることが好ましく、０．１４〜０．５ｍｍであることがより好ましく、０．１５〜０．５ｍｍであることがさらに好ましい。厚みが上記の範囲内であると、使用中に変形せず、圧力損失も低減することができ、プリーツ加工性も良好になる。空隙面積が１〜１７０ｍｍ²であることが好ましく、１〜１５０ｍｍ²であることがより好ましく、２〜１００ｍｍ²であることがさらに好ましい。ネットの空隙面積が上記の範囲内であると、圧力損失や目詰まりを軽減することができ、ろ過材全体の強度を保つことができる。目付が１０〜２００ｇ/ｍ²であることが好ましく、２０〜１５０ｇ/ｍ²であることがより好ましく、３０〜１００ｇ/ｍ²であることがさらに好ましい。目付が上記の範囲内であると、第２ネットが各繊維層を支えるようになり、ろ過材全体の強度が高められる。

上記ろ過材をプリーツ状に折り畳み、ろ過材の両端をヒートシール加工し、ろ過材の両端にエンドキャップを施し、カートリッジフィルターを得ることができる。なお、上記ろ過材をプリーツ状に折り畳み、プロテクター（ケース）に入れた後、両端にエンドキャップを装着し、ろ過材の両端をヒートシール加工してもよい。例えば、ろ過材に対しひだ状に折りたたむプリーツ加工を施し、ろ過材の両端をヒートシール加工して接着させ、各種プラスチック製のプロテクターに収め、両端にエンドキャップを装着させて、カートリッジフィルターを得ることができる。本発明のカートリッジフィルターの形状は、特に限定されるものではなく、円筒状、三角形、四角形、六角形等の角柱状等いずれの形状であっても問題ないが、円筒状のカートリッジフィルターであることが好ましい。

上記カートリッジフィルターは、ろ過寿命を向上する観点から、プリーツ加工されたろ過材のプリーツ折りの山数は、ろ過材の外周部分の長さ５０ｍｍ当たり８個以上であることが好ましい。ここでいうろ過材の外周部分の長さとは、カートリッジフィルターを切断した断面において、プリーツ折りされたろ過材が収められている形状における、フィルター材の外側部分の外周長さのことである。上記カートリッジフィルターにおいて、プリーツ加工されたろ過材のプリーツ折りの山数は、ろ過材の外周部分の長さ５０ｍｍ当たりの山数が８〜４０個であることがより好ましく、ろ過材の外周部分の長さ５０ｍｍ当たりの山数が１２〜３５個であることがさらに好ましい。ろ過寿命の測定方法は後述する。

上記カートリッジフィルターは、ろ過精度が高く、粒子径が１μｍの粒子の捕集率が９９％以上であることが好ましく、９９．５％以上であることがより好ましい。ろ過精度の測定方法は後述する。

以下、本発明を実施例により説明する。本発明は以下の実施例に限られたものではない。

使用した不織布及びネットの物性の測定方法、並びにカートリッジフィルターの物性及びろ過性能の測定方法を下記に示した。

（目付）
不織布又はネットから、１辺が２０ｃｍの正方形（面積０．０４ｍ²）の試料を切り出し、その試料の質量（ｇ）を測定し、目付（ｇ/ｍ²）を算出した。

（厚み）
厚み測定機（商品名「ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＧＡＵＧＥ モデルＣＲ−６０Ａ」、（株）大栄科学精器製作所製）を用い、試料１ｃｍ²あたり２．９４ｃＮの荷重を加えた状態で測定した。

（最小孔径、平均孔径、最大孔径及び最多孔径）
ＡＳＴＭ Ｆ ３１６−８６（バブルポイント法）に準じ、ポーラス・マテリアルズ社製「パーム・ポロメーター」を用いて測定した。

（引張強度及び引張伸度）
ＪＩＳ Ｌ １０９６ ６．１２．１ Ａ法（ストリップ法）に準じて、定速緊張形引張試験機を用いて、試料片の幅５ｃｍ、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度３０±２ｃｍ/分の条件で引張試験を行い、切断時の荷重値（引張強度）及び引張伸度を測定した。引張試験は、不織布の縦方向（ＭＤ方向）及び横方向（ＣＤ方向）をそれぞれ引張方向として実施した。評価結果はいずれも３点の試料について測定した値の平均で示している。

（最小繊維径、平均繊維径及び最大繊維径）
不織布の走査型電子顕微鏡写真から、任意の１００本の繊維を選択してそれらの繊維の繊維径を測定し、最小値、平均値、最大値をそれぞれ、最小繊維径、平均繊維径、最大繊維径とした。

（通気度）
フラジール型試験機を用いて、ＪＩＳ Ｌ １０９６に準じて測定した。

（通水圧力損失）
水道水をカートリッジフィルターの外側から中空部に向かって３０リットル/分の流量で通水した時の、カートリッジフィルターの入口とカートリッジフィルターの出口との圧力差を測定した。

（ろ過精度）
ＪＩＳ Ｚ ８９０１に準ずる試験用ダスト（ＪＩＳ１１種［中位径２μｍ］とＪＩＳ８種［中位径６．６〜８．６μｍ］を１：１の質量割合で混合したもの）の試験用水懸濁液（濃度：５０ｐｐｍ）を、均一に攪拌しながらカートリッジフィルターの外側から中空部に向かって２０リットル/分の流量で流し、ろ過液１００リットルを採集して評価した。評価方法は、ろ過前の試験用懸濁液１００リットルに含まれるダストの粒子径別の個数（Ｍ）と、ろ過した後のろ過液１００リットルに残るダストの粒子径別の個数（Ｎ）を粒度分布測定器（ベックマンコールター社製、商品名「コールターカウンターマルチサイザー２」）を用いて測定し、下記に示す式に基づいて、各粒子径別の捕集率を算出した。そして、粒子径が１μｍの粒子の捕集率及び捕集率９０％の粒子径を、それぞれ、ろ過精度Ａ及びろ過精度Ｂとした。
捕集率（％）＝｛（Ｍ−Ｎ）/Ｍ｝×１００

（ろ過寿命）
ＪＩＳ Ｚ ８９０１に準ずる試験用ダスト（ＪＩＳ１１種［中位径２μｍ］とＪＩＳ８種［中位径６．６〜８．６μｍ］を１：１の質量割合で混合したもの）の試験用水懸濁液（濃度：５０ｐｐｍ）を、均一に攪拌しながらカートリッジフィルターの外側から中空部に向かって２０リットル/分の流量で流し続け、カートリッジフィルターの流入側と流出側の圧力差（圧力損失）が０．２ＭＰａになるまで流し、圧力差が０．２ＭＰａに到達した時点の総通液量を求め、ろ過寿命とした。

実施例及び比較例では、下記表１に示す不織布及び表２に示すネットを用いた。表１及び表２において、不織布及びネットの各物性は、上記のように測定評価した。表１において、「＊＊＊」は、未測定を意味する。

不織布２〜６は、メルトブローン不織布であり、不織布１は、不織布２を下記の条件でカレンダー加工し、両表面を平滑化した不織布である。不織布７は、ポリプロピレン繊維からなるメルトブローン不織布Ａ（目付５５ｇ／ｍ²、厚み０．７６ｍｍ、通気度１９．９ｃｍ³／ｃｍ²／秒、平均孔径１６．１μｍ、最大孔径２６．０μｍ）を下記の条件でカレンダー加工したものである。不織布８は、ポリプロピレン繊維からなるメルトブローン不織布Ｂ（目付７０ｇ／ｍ²、厚み０．８２ｍｍ、通気度３０．５ｃｍ³／ｃｍ²／秒、平均孔径２２．２μｍ、最大孔径４１．１μｍ）を下記の条件でカレンダー加工したものである。

＜カレンダー加工＞
不織布２、メルトブローン不織布Ａ及びメルトブローン不織布Ｂのそれぞれに対し、加熱温度７０℃、線圧３〜５ＭＰａ／ｃｍの条件下、金属熱ロールで不織布の両表面に対しカレンダー加工を行い、不織布１、不織布７及び不織布８を得た。

（実施例１）
不織布６、不織布１、不織布２、不織布３及びネット１を、この順番でろ過対象物の流入側（外側）から流出側（中空部）に配置されるように積層して重ねた状態でプリーツ状に加工し、４層の繊維層を有するろ過材とした。そして、両端を一括してヒートシール加工を施し、プロテクターに収め、端面にエンドキャップを接着させて、カートリッジフィルターを得た。

（参考例１）
ネット１、不織布１、不織布２、不織布３及びネット２を、この順番でろ過対象物の流入側（外側）から流出側（中空部）に配置されるように積層して重ねた状態でプリーツ状に加工し、３層の繊維層を有するろ過材とした。そして、両端を一括してヒートシール加工を施し、プロテクターに収め、端面にエンドキャップを接着させて、カートリッジフィルターを得た。

（実施例３）
不織布６、不織布１、不織布４、不織布５及びネット１を、この順番でろ過対象物の流入側（外側）から流出側（中空部）に配置されるように積層して重ねた状態でプリーツ状に加工し、４層の繊維層を有するろ過材とした。そして、両端を一括してヒートシール加工を施し、プロテクターに収め、端面にエンドキャップを接着させて、カートリッジフィルターを得た。

（参考例２）
ネット１、不織布１、不織布４、不織布５及びネット２を、この順番でろ過対象物の流入側（外側）から流出側（中空部）に配置されるように積層して重ねた状態でプリーツ状に加工し、３層の繊維層を有するろ過材とした。そして、両端を一括してヒートシール加工を施し、プロテクターに収め、端面にエンドキャップを接着させて、カートリッジフィルターを得た。

（実施例５）
不織布６、不織布７、不織布２、不織布３及びネット１を、この順番でろ過対象物の流入側（外側）から流出側（中空部）に配置されるように積層して重ねた状態でプリーツ状に加工し、４層の繊維層を有するろ過材とした。そして、両端を一括してヒートシール加工を施し、プロテクターに収め、端面にエンドキャップを接着させて、カートリッジフィルターを得た。

（実施例６）
不織布６、不織布８、不織布２、不織布３及びネット１を、この順番でろ過対象物の流入側（外側）から流出側（中空部）に配置されるように積層して重ねた状態でプリーツ状に加工し、４層の繊維層を有するろ過材とした。そして、両端を一括してヒートシール加工を施し、プロテクターに収め、端面にエンドキャップを接着させて、カートリッジフィルターを得た。

（比較例１）
ネット１、不織布１及びネット１を、この順番でろ過対象物の流入側（外側）から流出側（中空部）に配置されるように積層して重ねた状態でプリーツ状に加工し、１層の繊維層を有するろ過材とした。そして、両端を一括してヒートシール加工を施し、プロテクターに収め、端面にエンドキャップを接着させて、カートリッジフィルターを得た。

（比較例２）
ネット１、不織布３、不織布２、不織布１及びネット２を、この順番でろ過対象物の流入側（外側）から流出側（中空部）に配置されるように積層して重ねた状態でプリーツ状に加工し、３層の繊維層（メルトブローン不織布からなる繊維層を３層有し、各繊維層は平均孔径が徐々に小さくなるように配置されており、平均孔径が最も小さい繊維層の流出側には繊維層が存在しない。）を有するろ過材とした。そして、両端を一括してヒートシール加工を施し、プロテクターに収め、端面にエンドキャップを接着させて、カートリッジフィルターを得た。

（比較例３）
ネット１、不織布７及びネット１を、この順番でろ過対象物の流入側（外側）から流出側（中空部）に配置されるように積層して重ねた状態でプリーツ状に加工し、１層の繊維層を有するろ過材とした。そして、両端を一括してヒートシール加工を施し、プロテクターに収め、端面にエンドキャップを接着させて、カートリッジフィルターを得た。

（比較例４）
ネット１、不織布８及びネット１を、この順番でろ過対象物の流入側（外側）から流出側（中空部）に配置されるように積層して重ねた状態でプリーツ状に加工し、１層の繊維層を有するろ過材とした。そして、両端を一括してヒートシール加工を施し、プロテクターに収め、端面にエンドキャップを接着させて、カートリッジフィルターを得た。

実施例１、３、５、６、参考例１〜２及び比較例１〜４で得られたカートリッジフィルターのろ過性能の測定結果を下記表３及び表４に示した。

表３から分かるように、実施例１、３のカートリッジフィルターは、粒子径が１μｍの粒子の捕集率が９９％以上であり、粒子径が１μｍの粒子の捕集率で示されるろ過精度が極めて高かった。また、捕集率が９０％である粒子の粒子径は、０．７μｍ未満であり、捕集率が９０％である粒子の粒子径で示されるろ過精度も良好であった。一方、比較例１〜２のカートリッジフィルターは、粒子径が１μｍの粒子の捕集率は７５％未満であり、捕集率が９０％である粒子の粒子径は１．５０μｍ以上であり、ろ過精度が低かった。

表４のデータにおいて、実施例５、６と比較例３、４を比較すると、本発明のカートリッジフィルターにおいて、ろ過精度を中程度に設定した場合でもその効果が発揮されることがわかる。即ち、カレンダー加工を行ったメルトブローン不織布のみを繊維層として用いている比較例３と、比較例３で用いた繊維層を使用し、その繊維層よりも平均孔径の大きい繊維層を下流側に配置させた実施例５では、各種ろ過精度が向上していることが確認できる。同様の結果が比較例４と実施例６の対比でも確認できる。これらの結果から、中程度のろ過精度、具体的には１〜５μmほどの粒子を補足するカートリッジフィルターにおいても、最も平均孔径の小さい繊維層の下流側に平均孔径の範囲を調整した繊維層を配置することで、流速の落ちた、サイズの小さい粒子を補足できるようになり、ろ過精度が高められる。

本発明のカートリッジフィルターは、飲料、薬液、油脂、塗料、並びに電子部品及び半導体製品の洗浄水等の工業用洗浄水等の液体のろ過に好適に用いることができる。

Claims (5)

1. ろ過材がプリーツ状に折り畳まれたカートリッジフィルターであって、
   前記ろ過材は、第１繊維層を有し、
   第１繊維層の流入側には、第２繊維層、又は第１ネットと第２繊維層の積層体が配置されており、第１繊維層の流入側に第１ネットと第２繊維層の積層体が配置される場合、流入側から、第１ネット、第２繊維層の順で配置され、
   第１繊維層の流出側には第３繊維層が配置され、前記第３繊維層の流出側に、さらに第４繊維層が配置されており、
   第１繊維層の平均孔径は１．５〜９μｍであり、
   第２繊維層の平均孔径は１０〜３２μｍであり、
   第３繊維層の平均孔径は８〜１８μｍであり、
   第４繊維層の平均孔径は１０〜３２μｍであり、
   第３繊維層の平均孔径が第１繊維層の平均孔径の１．１〜６倍であり、
   第２繊維層の平均孔径が第１繊維層の平均孔径の３〜８倍であり、
   第４繊維層の平均孔径が第３繊維層の平均孔径の１．２〜２．２倍であり、
   前記ろ過材を構成する全ての繊維層において、平均孔径が最も小さい繊維層が第１繊維層であるカートリッジフィルター。
2. 前記ろ過材が第２ネットを有し、第２ネットは、前記ろ過材を構成する繊維集合物の中で最も流出側に配置されている請求項１に記載のカートリッジフィルター。
3. 前記ろ過材を構成する繊維層の総数が４〜５層であり、
   前記第１繊維層の流入側に配置されている繊維層が第２繊維層のみであり、
   第１繊維層の流出側に配置されている繊維層が２〜３層である請求項１または２に記載のカートリッジフィルター。
4. 前記第１繊維層の流入側には、第１ネットと第２繊維層の積層体のみが配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のカートリッジフィルター。
5. 第２繊維層の平均孔径が、第３繊維層の平均孔径の１．２〜２．２倍である請求項１〜４のいずれか１項に記載のカートリッジフィルター。