JPH04108506A - カートリッジフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野） 本発明は筒状のカートリッジフィルター、特に製薬工業
や食品工業等のように濾過液に油分（油剤）の混入の回
避が要求される精製液の濾過器用に好適なカートリッジ
フィルターに関するものである。

（従来の技術） 筒状のカートリッジフィルターは例えば製薬工業、電子
工業等での精製水の濾過、あるいは食品工業におけるア
ルコール飲料の製造工程における液体の濾過、さらに自
動車工業における塗装剤の濾過等各種の業界において広
く利用されている。

通常筒状カートリッジフィルターの濾過層は繊維不織布
シートや繊維糸を多孔性芯部に捲回して形成されている
。そして濾過層を構成する繊維には綿繊維、合成繊維等
積々なものが用いられているが、耐蝕性の面から合成繊
維が汎用され、才な均質な濾過層は不織布シートの捲回
によって容易に得られることから、近年においては不織
布シートを捲回して筒状となしたカートリッジフィルタ
−が好んで使用されるに至っている。

上記カートリッジフィルターの筒状濾過層を形成する不
織布シートとしては、熱接着繊維を含有するカードウェ
ブを加熱し繊維間を熱接着した不織布、スパンボンド不
織布、湿式不織布等が挙げられるが、熱接着繊維を含有
するカードウェブを加熱しながら捲回されて形成された
濾過層は、接着剤が不要であって眉間剥離が起こりにく
いという利点があり、このことから熱接着性繊維を使用
したカートリッジフィルターの需要が増加しているのが
実情である。

（発明が解決しようとする課題） ところが合成繊維をカードに通しウェブとして紡出する
ためには合成繊維に油剤の付与が必要となり、したがっ
てこのカードウェブから形成された不織布シートを捲回
したカートリッジフィルターの濾過層には上記繊維油剤
が残留しており、これを液体の濾過に供したときには濾
過した清浄液中に油剤が溶は入り、濁りや泡立ちが生じ
るという不都合が起きる。このため使用分野に適合した
油剤を選定するなとの工夫かなされているか、食品工業
や薬品工業用としては不向きとされ、これらの業界にお
いては油剤溶出のないカートリッジフィルターか強く要
望されている。

濾過作用時に油剤溶出のない、または殆とない濾過層を
有するカートリッジフィルターは例えは特開平２−２１
９１８号公報に記載されているように、不織布シートを
湿式抄紙法またはエアレイ法に作られたウェブあるいは
スパンホント法によって形成された不織布シートを用い
ることによって得ることができる。しかしながら前者の
方法ではカードウェブから形成した不織布シートと同程
度の均整な濾過層を得ることが困難であり、また後者の
方法では濾過層の眉間剥離が生じやすいという難点があ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は少なくとも１部に熱接着性繊維を含む合成繊維
のカードウェブから形成された不織布シートが捲回され
て筒状濾過層が形成されなるカートリッジフィルターに
おいて、該濾過層の油剤付着率が０．０２％以下である
ことを特徴とするものである。

本発明に適用される熱接着性繊維については特に限定を
ようするものではないが、融点の異なる２成分の複合繊
維が好ましい。

また熱接着性繊維と共用する他の合成繊維としては、分
割後の太さが０．５デニール以下の分割型複合繊維が望
ましく、このような２種の合成繊維を用いることにより
、筒状濾過層がそれぞれ濾過精度の異なる内層と外層と
により形成することができる。該内層は分割型複合繊維
が分割された太さ０．５デニール以下の極細繊維を５０
重量％以上含有している不織布シートの捲回によって形
成し、該外層は太さ０．５デニール以上の熱接着性繊維
の不織布シートの捲回によって形成するとよく、かくし
て上記内外層共油剤付着率が０．０２％以下である深層
濾過機能を有するカートリッジフィルターとなすことが
できる。

カード機を円滑に通過させるために上記した繊維素材に
は通常０．２％前後の油剤が付与されている。このよう
なカードウェブを用いて油剤付着率が０，０２％以下の
不織布シートとなすには、カードウェブに高圧液体流処
理を施すとよい。そしてカードウェブを適正な条件のも
とに高圧液体流処理することにより確実に油付着率を０
．０２％以下にすることができるとともに、ウェブ繊維
の交絡度合を向上させることができ、さらに分割型複合
繊維を分割して極細化することもできる。高圧液体流処
理の条件としては、圧力が１０〜２００ｋｇ／ｃＩ１１
２、処理シートを移送するコンベア速度が５〜２０ｍ／
ｍｍ程度が好琥しい、圧力が１０ｋｇ／ｃ履２未満であ
ると油剤付着量が０．０２％以下になりに＜＜、圧力が
２００ｋｇ／−より高くなると不織布シートの繊維分布
が乱れたり不織布シートが切断される恐れが生じる。ま
たコンベア速度が５腸／−未満では生産効率が悪くなっ
たり速度が２０鳳／−より速くなると油剤を除去率が低
下する。

油剤は完全に除去することがより望ましいが少なくとも
０．０２％以下となすことが肝要である。

油剤付着率が０．０２％以上となると油剤が濾過後の清
浄水へ溶は出して濁りや泡立ちが目立ちはじめ前記した
業界の用途には不向きとなる。

不織布シートの目付は２０〜１５０　ｇ／ｍ２程度か好
ましく、目付か２０ｇ／ｍ”未満であると上記高圧流体
処理時に不織布シートが一部において切断される場合か
あり、目付か１５０　ｇ／ｍ２より大きくなると油剤の
除去がしにくくなる。

上記高圧流体処理後の不織布シートを用いてカートリッ
ジフィルターの濾過層を作るには、該不織布シートを乾
燥させ、熱接着性繊維の融着温度に加熱しながら多孔性
芯筒あるいは鉄芯に捲回するとよい。

（実施例１） 以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明す
ると、第２図に示したような繊維断面を有し、成分（１
１）がポリプロピレン、成分（１２）がポリ４−メチル
ペンテン−１である１６分割型の複合縁Ｍ　（１０）を
溶融紡糸し熱水浴中で延伸して３デニールの太さとなし
、次いでこの繊維を多価アルコール脂肪酸エステルとア
ルキルホスフェートカリウム塩を７．３の割合で混合し
たところの油剤浴（油剤濃度２．５％）に浸漬し、しか
るのちスタッファホックスにより機械捲縮を施して乾燥
し、４５ｍｍに切断して不織布用の分割型複合繊維（以
下Ａ繊維という〉を得た。他方、芯成分がポリプロピレ
ン、鞘成分がポリエチレンの芯鞘型熱接着性繊維を溶融
紡糸し、上記同様に熱水浴中で延伸して２デニールの太
さとなしたのち上記の油剤浴に浸漬し、機械捲縮を施し
たのち乾燥し、５１■に切断して熱接着性繊維（以下Ｂ
繊維という）を得た。

このときのＡ繊維とＢ繊維の油剤付着率はそれぞれ０．
２５％であった。

得られた上記ＡＪＩＩ維８０重量％とＢ繊維２０重量％
とを混綿し、カード機に通して開繊して目付３０ｇ／Ｉ
２のカードウェッブとなした。このカードウェブを孔径
０．１３＋ｇｍのノズルが１■間隔で５５０個並設され
たノズル列を用い、水圧８Ｑｋｇ／ｃｍ２、コンベア速
度１　ｍ／ｍｍの条件で表裏各４回の高圧流体流処理を
施して不織布シートとなした。この後、該不縁布シート
を９０℃にて乾燥し、１４０℃の熱風にて加熱処理して
上記Ｂ繊維のポリエチレン成分を溶融しながら長さ３５
ｃｍ、重量１．５ｋｇ、直径３０ｍｍの鉄芯に繊維密度
が平均０．２８ｇ／ｃｍ”となるように加圧しながら巻
き径が５５＋ｇｍに達するまで巻き取り、冷却して鉄芯
を抜き、筒状濾過層（２）の内層（２Ａ）を形成した０
次いで該筒状濾過層（２）の外周に上記熱接着性のＢ繊
維１００重量％をカード機に通して開繊し目付３０ｇ／
ｍ”としたカードウェッブを上記同様の条件にて表裏各
４回の高圧流体流処理をし、不織布シートとなした。こ
の後、該不縁布シートを９０℃で乾燥し、１５０℃の熱
風にて加熱処理してポリエチレン成分の溶融により繊維
間を融着させて一旦冷却し、この不織布シートを上記内
層（２Ａ）の上に巻き径６５１Ｉｌになるまで巻き付け
て巻き終り端を熱接着して繊維密度が平均０．１８ｇ／
ｃｍ３の外層（２Ｂ）を形成した。続いて両端を切断仕
上げして第１図に示したような長さ２５ｃｍの２層構造
の筒状カートリッジフィルター（１）となした。

（実施例２） 実施例１において紡糸した３デニールの１６分割型複合
繊維（１０）と２デニールの熱接着性繊維を、ポリオキ
シエチレンステアリルエーテルとポリオキシエチレンラ
ウリルエーテルホスフェートカリウム塩およびラウリル
ホスフェートカリウム塩を３．５　：　１．５　：　１
の割合で混合したところの油剤浴（油剤濃度を２．１％
）に浸漬し、実施例１同様に機械捲縮を施したのち切断
してＡ繊維とＢ繊維とを得た。このときのＡ繊維とＢ繊
維の油剤付着率は０，２８％であった。このＡ繊維とＢ
繊維とをそれぞれ５０重量％ずつ混合してカードウェブ
となしなのち、実施例１と同様高圧液休演処理を施して
乾燥し、不織布シートとなした。そしてこの不織布シー
トを実施例１同様に加熱処理しながら筒状濾過層（２）
の内層（２Ａ）を形成した。また筒状濾過層（２〉の外
層（２Ｂ）には実施例１と同じＢｌｌａＭの不織布シー
トを用いて実施例１と同形のカートリッジフィルター（
１）となした、。

（実施例３） 実施例１において紡糸した３デニールの１６分割型複合
繊Ｍ　（１０）を、ポリオキシエチレンステアリルエー
テルとポリオキシエチレンラウリルエーテルホスフェー
トカリウム塩およびラウリルホスフェートカリウム塩を
３．５　：　１．５　：　１の割合て混合したところの
油剤浴（油剤濃度を２，１％）に浸漬し、実施例１同様
に機械捲縮を施したのち切断してＡ繊維となした。この
Ａ繊維の油剤付着率は０．２３％であった。そしてこの
Ａ繊維１００重量％をカード機に通して開繊し、目付３
０ｇ／ｍ２のカードウェブとなしたのち実施例１と同様
高圧液体処理を施して不織布シートとなしたのち、１６
０℃にて熱処理を施して成分（１１）でもって熱接着し
、この不織布シートでもって筒状濾過層（２）の内層（
２Ａ）を形成した。外層（２Ｂ）には実施例１と同じＢ
繊維の不織布シートを用いて実施例１と同形のカートリ
ッジフィルター（１）となした。

（比較例１） 実施例１のＡ繊維８０重量％と８１１１Ｍ２０重量％を
混合したカードウェブを高圧液体演処理することなく熱
風加工機でもって熱風処理（１４０℃）してＢ繊維のポ
リエチレン成分を溶融し、実施例１同様に鉄芯に巻き取
って筒状濾過層（２）の内層（２Ａ）を形成し、上記Ｂ
繊維１００重量％のカートウェブを高圧液体演処理する
ことなく熱風加工機でもって熱風処理（１５０℃）した
不織布シートで外層（２Ｂ）を形成し、実施例と同形の
カートリッジフィルター（１）となした。

〈比較例２） スパンボンド法により得られたポリプロピレン繊維不織
布（太さ０，７デニール、目付３０ｇ／ｍ２）を用い、
繊維密度が平均０．２０ｇ／ｃｍ３となるようにポリプ
ロピレン製の多孔性芯材上に捲回して巻径が６５ｍｍに
達するまで巻き取り、筒状濾過層（２）としたカートリ
ッジフィルター（１）となした。

上記実施例１〜３および比較例１〜２のカートリッジフ
ィルター各５個の濾過性能、濾過水（清浄水）の油剤含
有率、泡立ち性の測定結果は次表の通りであった。

以下余白 なお上表各項目の測定値は下記の方法によって算出した
。

油剤付着率（％）：水分既知の試料５ｇを正確に秤り、
ソックスレー抽出器に円筒濾紙を用いずに入れた後、付
属フラスコ１００−のメチルアルコールを入れ、水浴上
にのせて抽出液が弱く沸騰を保つ程度に３時間加熱した
のち試料部に溜った溶剤をフラスコにもどしフラスコ内
容物５７以下に濃縮したのちあらかじめ１０５±２℃で
恒量を求めな秤瓶に移す。抽出フラスコはメチルアルコ
ールで洗浄し、洗液を秤瓶に合わせ溶剤を揮発させたの
ち１０５±２℃の恒温乾燥雑巾に１．５時間放置し。

デシゲータ中で冷却し質量を秤る。抽比分はメチルアル
コール抽出量の絶乾試料質量に対する百分率で表す、但
しメチルアルコールに含まれている残留物の分を補正す
る必要がある。

濾過ライフ（Ｊ）：濃度２００ｐｐｍに調整された試験
用ダスト（Ｊ　Ｉ　Ｓ８種、関東ローム′、平均粒径８
μｍ）の懸濁液を均一に撹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がって１０１；ｌ／ｍｉｎ
の割合で強制通水を行い、通水量１０．＆／ｍ１１１を
維持するための通水圧力か２．０ｋｇ／ｃｍ２となった
ときの経通水量。

ｍ過精度（μｍ）二上記のようにして通水して得られた
濾過水（通ｆＪ、開始１分後）を採取し、超遠心式自動
粒度分布測定装Ｗ（板場製作所製）で通過粒子の径を測
定したときの各試料の最大粒径を示す。

初期Ｍ過動率（％）：上記懸濁液１！２の乾燥後のダス
ト重量をＡとし、濾過開始後１分経過後の濾過水１ｊの
乾燥後のダスト重量をＢとして、Ｃ（Ａ−Ｂ）÷Ａ］Ｘ
１００より算出した。

濾過水の油剤含有率（％）：１０５±２℃で恒量を求め
たはかり瓶に水道水４（ｌを循環濾過し、１分経過後の
濾過水を約１ｇ採取し、正確に秤り、水分を蒸発させた
のち１０５±２°Ｃの恒温乾燥話中に１．５時間数１し
、デシケータ中で冷却し質量を秤り、濾過水約１ｊ質量
に対する百分率で表す。

但し、水道水中に含愛れている残留物の分を補正する必
要がある。

濾過水の泡立ち（ｃｍ）　：目盛りのある蓋付き試験管
に２０−の濾過水を入れ、試験管を逆さにし、清浄水か
移動し終わった時にもとの状態にもどす作業を２０回繰
り返した後、１分間放置し、泡の量を試験管の目盛りか
ら読み取った。

（発明の効果） このように本発明によるカートリッジフィルターは、少
なくとも１部に熱接着性繊維を含む合成繊維のカードウ
ェブから形成された不織布シートか捲回されて筒状濾過
層が形成されてなるカートリッジフィルターにおいて、
該濾過層を形成している不織布シートがあらかじめ高圧
液体演処理されて該濾過層の油剤付着率が０，０２％以
下となっているから、このカートリッジフィルターで濾
過した濾過水は濁ったり、泡立ったりしない透明度の高
いものを得ることができ、埜な１部に熱接着性繊維を含
む合成繊維のカードウェブから形成された不織布シート
が用いられているから層間剥離のない均整な濾過層（４
）が得られる。したがって本発明のカートリッジフィル
ターは特に製薬工業や食品工業等のように濾過液に油分
（油剤）の混入の回避が要求される精製液の濾過器用に
好適となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、円筒状カートリッジフィルターの部分断面斜
視図、そして第２図は分割型複合繊維の断面図の一例を
示したものである。 １、カートリッジフィルター　２二部状濾過層２Ａ：内
層　２Ｂ＝外層。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも１部に熱接着性繊維を含む合成繊維のカ
   ードウェブから形成された不織布シートが捲回されて筒
   状濾過層が形成されてなるカートリッジフィルターにお
   いて、該濾過層の油剤付着率が０．０２％以下であるこ
   とを特徴とするカートリッジフィルター。 ２）上記筒状濾過層がそれぞれ濾過精度の異なる内層と
   外層とにより形成され、該内層は分割型複合繊維が分割
   された太さ０．５デニール以下の極細繊維を５・０重量
   ％以上含有している不織布シートの捲回によって形成さ
   れ、該外層は太さ０．５デニール以上の熱接着性繊維の
   不織布シートの捲回によって形成され、上記内外層共油
   剤付着率が０．０２％以下であることを特徴とする請求
   項１記載のカートリッジフィルター。