JPH04131413U - カートリツジフイルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体濾過用のカートリッジフィルターに関
し、深層濾過効果を発揮させ、濾過ライフを向上させ
る。 【構成】 多孔性芯筒の上に極細繊維使いのスリット不
織布を巻き付けて第一濾過層を形成し、その上にスリッ
ト不織布と糸とを併合して巻き付けて第二濾過となし、
更にその外側に糸を巻き付け第三濾過層を形成して筒状
のカートリッジフィルターを３層構造となし、濾過液中
の粒子をその大きさの順に段階的に除去できるように構
成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、液体の濾過に好適な円筒状のカートリッジタイプのフィルターに関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

円筒状のカートリッジタイプのフィルターは、製薬工業、電子工業等で使用さ れる精製水の濾過や食品工業でのアルコール飲料の製造工程における濾過あるい は自動車工業での塗装材の濾過等の様々な分野で使用されている。

【０００３】 例えば多層構造のカートリッジフィルターとしては、実開平１−６９６１６号 公報に記載されているように加撚したマルチフィラメントを用いて内層は高密度 にし、外層は低密度に巻き付けたものがある。これは外層の部分で粗い粒子を除 いて内層の部分で細かな粒子を除去するものである。

【０００４】

【考案が解決すべき課題】

従来の内外層に密度差をつけて段階的に濾過をし、効率良く濾過することによ り濾過精度と濾過ライフの向上を目的としたものであるが、巻き密度による濾過 精度の向上を計っているため、あまり強く巻くことができず濾過精度にも限界が あり、しかも高い精度のものではない。本考案の目的も従来技術と同様の考え方 で、内外層に密度差をつけて段階的に濾過を行うものであるが、巻き量を変えて 巻き密度を変えるということをせずに繊維の仕上がり形状を変えることにより従 来よりもかなり精度の高い濾過作用を行い、濾過ライフの延長が達成されるカー トリッジフィルターを提供するにある。

【０００５】

【課題が解決するための手段】

本考案は、多孔性芯筒上に０．５デニール以下の極細繊維を少なくとも５０重 量％含有した幅５〜１５mmのスリット不織布を巻回して第一濾過層とし、該第一 濾過層上に該スリット不織布と０．５デニールより太い繊維からなる綿番手０． ５〜３^S の糸を重ね合わせて同時に巻回して第二濾過層とし、更に該第二濾過層 上に該糸を巻回して第三濾過層を形成し、密度差のある３層構造のカートリッジ フィルターとなした。

【０００６】 多孔性芯筒としては、ポリプロピレン製などのプラスチック、金属、セラミッ クスなど任意のものを使用できるが、コストの点からポリプロピレン製等のプラ スチック製成形品が好ましい。大きさや形状は、濾過装置のサイズや形式に合わ せて作ることができる。孔の大きさは一例として３〜５mm角の矩形とすることが できる。

【０００７】 前記多孔性芯筒上に第一濾過層として０．５デニール以下の極細繊維を５０重 量％以上含んだ幅５〜１５mmのスリット不織布を巻き付ける。０．５デニール以 下の極細繊維は、分割型複合繊維を分割することによって得ることができる。構 成成分としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ４−メチルペンテ ン−１、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体 等のポリオレフィン系重合体もしくは共重合体、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等のポリエステル系重合体もしくは共重合体、ナイ ロン６、ナイロン６６、ナイロン１２等のポリアミド系重合体もしくは共重合体 等の中から適宜選択することができるが上記に限定するものではない。また、繊 維断面形状も種々考えられ、特に限定するものではないが、放射線状型が好まし い。

【０００８】 上記繊維をカード法、クロスレイヤー法、ランダムウェバー法、湿式抄造法、 乾式または湿熱接着法、ニードルパンチ法、高圧液流法等により不織布となすが 、この時点で分割が不十分のものは更にニードルパンチ処理、高圧液流処理、超 音波処理等の処理を施す。また、不織布には５０重量％未満の他繊維を混綿する ことができるが、他繊維としては綿、麻等の天然繊維、レーヨン等の半合成繊維 、上記重合体もしくは共重合体等を用いた合成繊維の中から適宜選択することが できる。

【０００９】 スリット不織布となる不織布の目付および第一濾過層のスリット不織布の巻き 付け量は使用用途に応じて決定すればよいが、好ましくは目付が５０〜１５０g/ m²、巻き付け量が濾過層全体の２０〜３０重量％であり、目付が１５０g/m²、巻 き付け量が３０重量％を超えると濾過精度は向上するが、濾過ライフの低下を招 いてしまい、目付が５０g/m²、巻き付け量が２０重量％未満であると濾過ライフ は長くなるが濾過精度が低下したりする。スリット不織布は上記不織布を長手方 向にスリッターなどを用いて幅５〜１５mmに細断したものを使用するとよい。こ のスリット不織布の幅が５mm未満であると細すぎ、１５mmを超えると巻回時に不 織布が不規則に折れ曲がり濾過精度の向上が期待できない。

【００１０】 次に第一濾過層の上に上記のスリット不織布と０．５デニールより太い繊維か らなる綿番手０．５〜３^S の糸を重ね合わせて同時に巻き付けて第二濾過層とす る。糸としては天然繊維、半合成繊維、合成繊維の中から適宜選択したものをリ ング紡績あるいはパーロック紡績によって得ることができる。糸の太さが０．５ ^S より太くなると濾過精度が期待できず、３^S より細くなると濾過ライフが期待 できない。このスリット不織布と糸を重ね合わせて同時に巻き付ける場合、糸が 外側となるようにして巻き付けると少なくとも一部は糸がスリット不織布に包み 込まれた状態となる。巻き付け量は濾過層全体の２０〜３０重量％となるように する。巻き付け量が２０重量％未満であると濾過精度の向上が期待できず、３０ 重量％を超えると濾過ライフ性能の向上が期待できない。

【００１１】 次に第二濾過層上に上記の糸を巻き付けて第三濾過層とする。巻き付け量は濾 過層全体の６０〜４０重量％となるようにする。巻き付け量が６０重量％を超え ると濾過精度の向上が期待できず、４０重量％未満であると濾過ライフ性能の向 上が期待できない。

【００１２】

【作用】 本考案のカートリッジフィルターは、不織布と糸を組み合わせた３層構造であ り、外側の第三濾過層で濾過液中の比較的大きな粒子を捕集し、次に第二濾過層 で濾過液中の比較的中程度の粒子を捕集し、最後に第一濾過層で濾過液中の比較 的小さな粒子を捕集するという段階的な深層濾過作用を奏する。そして前の濾過 層で比較的大きな粒子を捕集しているため後の濾過層の目詰まりが起こりにくい というように濾過ライフを損なうことなく濾過精度を向上させることができる。 この濾過ライフと濾過精度の向上は第二濾過層の作用、即ち糸によって不織布に 空隙を設けて濾過液の通りをよくし、糸と不織布の双方の中間の濾過性能による ところが大きい。

【００１３】

【実施例】

［実施例１］ 不織布として図３に示すような繊維断面（但し、１６分割）を 有し、図中(9) のＡ成分としてポリプロピレン、図中(10)のＢ成分としてポリ４ −メチルペンテン−１コポリマーを配し、溶融複合押出紡糸し、延伸後、切断を 行い、３デニール、４５mmの分割型複合繊維(8) を得、この分割型複合繊維(8) を１００重量％用いてカード機によりカードウェブとし、水圧１５０kg/cm²で表 裏各３回高圧液体流処理し、目付６０g/m²のものを得た。この時、複合繊維(8) は各成分が０．１９デニールに分割されていた。この不織布を長手方向に幅１０ mmにスリットし、スリット不織布(5) を得た。

【００１４】 次に糸(6) としてポリプロピレン繊維２デニール、７６mmを１００重量％用い て紡毛紡績により綿番手１．２^S 、撚り数９０T/m のものを得た。

【００１５】 次に外径３２mm、長さ２５０mmのポリプロピレン製多孔性芯筒(11)の上に上記 スリット不織布(5) 外径が４１mm（巻き付け量２０．５重量％、層厚４．５mm） になるまで巻き付けて第一濾過層(2) とした。この第一濾過層(2) 上に上記スリ ット不織布(5) と上記糸(6) 重ね合わせて外径が４９mm（巻き付け量２２．５重 量％、層厚４mm）になるまで巻き付けて第二濾過層(3) とした。更にこの上に上 記糸(6) を外径が６５mm（巻き付け量５７．０重量％、層厚８mm）になるまで巻 き付けて第三濾過層(4) を形成して図１に示すようなカートリッジフィルター(1 ) となした。この時の第二濾過層(3) の形態は図２のようになり、糸(6) をスリ ット不織布(5) が包み込むような形で空隙(7) を有している。

【００１６】 ［実施例２］ 実施例１の多孔性芯筒に実施例１のスリット不織布(5) からな る第一濾過層(2) の外径を４４mm（巻き付け量２８．５重量％、層厚６mm）、実 施例１のスリット不織布(5) と糸(6) とからなる第二濾過層(2) の外径を５３mm （巻き付け量２７．３重量％、層厚４．５mm）、実施例１の糸(6) からなる第三 濾過層(4) の外径を６５mm（巻き付け量４４．２重量％、層厚６mm）とした３層 構造のカートリッジフィルター(1) となした。

【００１７】 ［比較例１］ 実施例１の多孔性芯筒に実施例１のスリット不織布(5) を外径 ５２mmになるまで巻き付け（巻き付け量５２．５重量％、層厚１０mm）、その上 に実施例１の糸(6) を外径が６５mmになるまで巻き付けた（巻き付け量４７．５ 重量％、層厚６．５mm）２層構造のカートリッジフィルターを作成した。

【００１８】 ［比較例２］ 実施例１の多孔性芯筒に実施例１のスリット不織布(5) を巻き 付け（巻き付け量１００重量％、層厚１６．５mm）、外径が６５mmのカートリッ ジフィルターを作成した。

【００１９】 ［比較例３］ 実施例１の糸(6) を実施例１の多孔性芯筒に巻き付け、外径６ ５mm（巻き付け量１００重量％）の糸巻きカートリッジフィルターを作成した。

【００２０】 上記実施例１、実施例２、比較例１〜３の各カートリッジフィルターの濾過性 能評価結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】 なお、濾過性能については下記の方法で評価した。 濾過ライフ（ｌ）：濃度２００ｐｐｍに調整された試験用ダスト（ＪＩＳ１１ 種、関東ローム、平均粒径２μｍ）の懸濁液を均一に攪拌しながら各カートリッ ジフィルターの外側から中空部に向かって１０l/min を維持するための通水圧力 が２．０kg/cm²となった時の総通水量(l) で評価する。 初期濾過効率（％）：上記懸濁液１ｌを採取し、乾燥後のダスト重量をＡとし 、濾過開始１分経過後の清浄水を１ｌ採取し、乾燥後のダスト重量をＢとして次 式により算出する。 初期濾過効率（％）＝［（Ａ−Ｂ）／Ａ］×１００ 濾過精度（μｍ）：上記清浄水を採取し、超遠心式自動粒度分布装置（堀場製 作所株式会社製）で狭雑粒子の径を測定し、その最大粒径とした。

【００２３】

【考案の効果】

本考案のカートリッジフィルターは、０．５デニール以下の極細繊維からなる スリット不織布を巻き回した第一濾過層、該スリット不織布と０．５デニールよ り太い繊維からなる綿番手０．５〜３^S の糸を同時に巻き回した第二濾過層、該 糸を巻き回した第三濾過層とからなり、濾過層における繊維密度が内部より段階 的に粗に形成されてなるものであり、被濾過液を外表面から中心部に向かって通 液濾過するフィルターに適用すれば、被濾過液中の比較的粒径の大きい固形物は 、第三濾過層の部分において捕集され、第二濾過層の部分で微細な固形物を捕集 し、極微細な固形物は第一濾過層の部分で捕集されることになり、いわゆる深層 濾過効果が達成される。また、第二濾過層は、糸によって不織布内に空隙が設け られて濾液の流路が確保されているために、不織布が有効に濾過に作用し、不織 布に目詰まりが生じてもスリット不織布であるため、濾液の流れが止まることな く濾過ライフも向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のカートリッジフィルターを示した部分
破断側面図である。

【図２】第二濾過層の軸方向断面拡大図である。

【図３】複合繊維の一例を示した繊維断面図である。

【符号の説明】

１ カートリッジフィルター ２ 第１濾過層 ３ 第２濾過層 ４ 第３濾過層 ５ スリット不織布 ６ 糸 ７ 空隙 ８ 分割型複合繊維 ９ Ａ成分 １０ Ｂ成分 １１ 多孔性芯筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０４Ｈ 1/42 Ｘ 7199−3Ｂ 1/70 Ａ 7199−3Ｂ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔性芯筒上に０．５デニール以下の極
   細繊維を少なくとも５０重量％含有した幅５〜１５mmの
   スリット不織布を巻き回し第一濾過層とし、該第一濾過
   層上に該スリット不織布と０．５デニールよりも太い繊
   維からなる綿番手０．５〜３^S の糸を重ね合わせて同時
   に巻き回し第二濾過層とし、更に該第二濾過層上に該糸
   を巻き回し第三濾過層とした３層構造であることを特徴
   とするカートリッジフィルター。