JPH11165009A - 液体用フィルター材および放電加工機用フィルターエレメント - Google Patents

液体用フィルター材および放電加工機用フィルターエレメント

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JPH11165009A
JPH11165009A JP33587097A JP33587097A JPH11165009A JP H11165009 A JPH11165009 A JP H11165009A JP 33587097 A JP33587097 A JP 33587097A JP 33587097 A JP33587097 A JP 33587097A JP H11165009 A JPH11165009 A JP H11165009A
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JP
Japan
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filter material
melting point
nonwoven fabric
liquid
point component
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JP33587097A
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Inventor
Taira Omori
平 大森
Toshiaki Kadota
敏明 門田
Takehiko Mitsuyoshi
威彦 三吉
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、環境に悪影響を及ぼさずに高捕集性
能、長寿命を有し、さらに水での湿潤時での高破裂強力
を満足する液体用フィルター材および放電加工機用フィ
ルターエレメントを提供せんとするものである。 【解決手段】本発明の液体用フィルター材は、高融点成
分と低融点成分とからなる熱可塑性連続フィラメントか
らなる不織布であって、該不織布のポアサイズのピーク
値が10〜80μmで、かつ、水での湿潤時の破裂強力
が5kgf/cm2 以上となるように部分的に熱圧着さ
れていることを特徴とするものである。また、本発明の
放電加工機用フィルターエレメントは、かかる液体用フ
ィルター材から構成されていることを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体中に含まれる
微粒子を分離捕集する液体用フィルター材およびフィル
ターエレメントに関するものであり、特に金属の型彫
り、切断加工等に使用される放電加工機の加工液の濾過
に好適に用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、放電加工機等の加工液のフィルタ
ー材としては、天然パルプと有機繊維の混抄シートにフ
ェノール樹脂等を含浸処理したフィルター材が一般的に
用いられている。しかし、フェノール樹脂等を含浸処理
したフィルター材では、フィルターエレメントを製作す
る際にフェノール樹脂等を硬化させる工程が必須とな
り、その工程でフェノール樹脂等の臭気が発生し作業環
境に悪影響を及ぼす問題や、水中での長時間の使用によ
り天然パルプが膨潤し、フィルター材の強度が低下する
ため使用中にフィルター材が破れるといった問題があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、環境に悪影
響を及ぼさずに高捕集性能、長寿命を有し、さらに水で
の湿潤時での高破裂強力を満足する液体用フィルター材
および放電加工機用フィルターエレメントを提供せんと
するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用する。すなわ
ち、本発明の液体用フィルター材は、高融点成分と低融
点成分とからなる熱可塑性連続フィラメントからなる不
織布であって、該不織布のポアサイズのピーク値が10
〜80μmで、かつ、水での湿潤時の破裂強力が5kg
f/cm2 以上となるように部分的に熱圧着されている
ことを特徴とするものである。また、本発明の放電加工
機用フィルターエレメントは、かかる液体用フィルター
材から構成されていることを特徴とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり、環
境に悪影響を及ぼさずに高捕集性能、長寿命を有し、さ
らに水での湿潤時での高破裂強力を満足する液体用フィ
ルター材について、鋭意検討したところ、ポアサイズと
水での湿潤時の破裂強力を特定な範囲のものとなるよう
に、不織布を部分的に熱圧着したところ、かかる課題を
一挙に解決する不織布を提供することができることを究
明したものである。
【0006】本発明でいうポアサイズとは、ASTM−
F−316−80のバブルポイント法によって得られる
細孔径のことであり、ポアサイズのピーク値が10μm
以下であった場合には、衝突や遮りといった捕集機構に
より捕集性能は向上するが、そのために速くフィルター
材の目詰まりが起こり、濾過液の通過抵抗が著しく増大
する。したがって、ポアサイズのピーク値が10μm以
下であったフィルター材は、液体用フィルター材、特に
放電加工機用フィルター材においては、放電加工機の予
め設定されたフィルターエレメントの交換設定圧力まで
の到達時間が速くなり非常に寿命が短くなる。通常ミク
ロポアの流れは、一般的に層流でありハーゲンポアズイ
ユの法則で成立すると考えられ、その場合ミクロポアを
流れる液の流量は、ポア径の4乗に比例し、そのポアの
捕集性能に対する効果は極めて大きくなる。そのため、
ポアサイズのピーク値が80μmを越える場合はそのポ
アを通過する流速が速くなり、ブラウン運動によって支
配されている放電加工機で発生する細かな金属スラッ
ジ、すなわち微細粒子の捕集性能を著しく低下させるこ
とになり、初期漏れといわれる放電加工機においてフィ
ルターエレメントの使用初期段階でスラッジの捕集され
ない時間が長くなり、実用上問題となる。したがって、
放電加工機用フィルター材においては、発生するスラッ
ジ粒径が数μmから数十μmの広範囲であることより、
ポアサイズのピーク値を10〜80μmの範囲、より好
ましくは20〜60μmの範囲にするのが重要である。
【0007】本発明の液体用フィルター材としては、か
かるポアサイズのピーク値と同時に該不織布の水での湿
潤時の破裂強力が大きいこと、つまり5kgf/cm2
以上であることが重要である。かかる水での湿潤時の破
裂強度が、5kgf/cm2未満であった場合には、フ
ィルター材表面の繊維が発生する金属スラッジによって
擦過され、使用中に徐々に強度が低下し、ついには使用
中の負荷に耐えきれずにフィルター材に破れが生じるな
どの問題が発生する。
【0008】かかるポアサイズのピーク値および水での
湿潤時の破裂強力は、部分的に熱圧着の条件によって、
制御される。すなわち、使用する不織布の目付と、エン
ボスロールの温度、ロール圧力、さらに熱可塑性連続フ
ィラメントの低融点成分の比率とのバランスをとること
によって、ポアサイズのピーク値を10〜80μmとす
ると同時に水での湿潤時の破裂強力を5kgf/cm2
以上に制御するものである。
【0009】かかる不織布においては、該部分的に熱圧
着された面積は、該不織布全体の好ましくは35%以
下、さらに好ましくは30%以下であるものがよい。す
なわち、熱圧着面積が35%を超えると、不織布内部の
繊維の融着面積が増大し、フィルター材として働きのな
いデッドスペースを生じたり、濾過液の通過抵抗が著し
く増大するという問題を発生し、実使用上好ましくない
ことが明らかになった。本発明の液体用フィルター材を
構成する不織布を構成するフィラメントは、エンボスロ
ールにて熱圧着するため、高融点成分と低融点成分の2
成分系のものが採用される。すなわち、高融点成分のみ
であった場合、エンボスロールで熱圧着する際、温度お
よび圧力アップのみでは、不織布内部の繊維の融着面積
が増大し、デッドスペースが多くなるといった問題や接
着が不充分で不織布内部で層間剥離が発生するといった
問題が発生し、フィルター性能やフィルターエレメント
製作時の加工性に問題があり、実用上好ましくない。
【0010】また、高融点成分と低融点成分のフィラメ
ントの形態は、高融点フィラメントと低融点フィラメン
トが各々独立して存在する混繊形態、あるいは、高融点
成分のまわりを低融点成分が被覆してなる芯鞘形態など
があるがいずれの形態でも良いが、不織布を均一にエン
ボスロールにて熱圧着するためには、不織布内部におい
て高融点成分と低融点成分がより均一に存在する芯鞘形
態が最も好ましい。また、放電加工機用フィルター材
は、水中で長時間使用されるため一般的に水分で膨潤す
る天然繊維を用いたフィルター材より水での湿潤時に強
力低下の少ない合成繊維を用いたフィルター材がより好
ましい。したがって、フィラメントに使用する高融点お
よび低融点成分は、ポリエステル、ナイロン、ポリプロ
ピレンあるいはこれらの共重合樹脂、これらの樹脂中に
第三成分を添加したものなど、いずれの樹脂をも採用す
ることができる。ここでいう低融点成分は、高融点成分
に対して、20℃以上低い融点を有するポリマが、破裂
強度、ポアサイズ等の特性の上から好ましく採用され
る。
【0011】本発明においては、低融点成分の比率が全
繊維重量に対して5〜30重量%の範囲にあることが好
ましく、低融点成分の比率が5重量%未満であった場
合、フィラメントの形態が混繊形態では、低融点フィラ
メントの混繊効果が不足し、高融点フィラメント単一で
あった場合と同様の傾向を示す。また、フィラメントの
形態が芯鞘形態では、低融点成分が高融点成分のまわり
を完全に被覆できない部分が発生し、該非被覆部分で紡
糸中に糸切れが発生しやすく製品欠点となるなど問題が
惹起する。また、逆に30重量%を越える場合には、エ
ンボスロールにて熱圧着する際にエンボスロールに低融
点成分が付着しエンボスロールが汚れやすくなるといっ
た欠点や、不織布内部で融着面積が多くなり内部の空隙
率が減少し、ポアサイズのピーク値が小さくなりフィル
ター材として働きのないデッドスペースを生じるといっ
た問題が発生する。
【0012】かかる不織布を構成するフィラメントの繊
度は、1〜10デニールの範囲にあるのが好ましく、1
デニール未満であった場合には、紡糸性不調により製品
採取が困難であるばかりか生産性も低く採算にあわない
ものとなるなど問題が多い。また、10デニールを越え
る場合には不織布の繊維構成本数不足により捕集性能が
低下する問題がありフィルター材として不適なものとな
りやすい。
【0013】本発明の液体用フィルター材、特に放電加
工機用フィルター材は、環境に悪影響を及ぼさずに高捕
集性能、長寿命を有し、さらに湿潤時での高破裂強力を
有する。
【0014】
【実施例】以下に本発明を実施例により説明するが、実
施例中に示す特性値の測定方法は次の通りである。
【0015】(ポアサイズのピーク値)コールター社製
コールターポロメーターIIを用いASTM F−316
−80のバブルポイント法に基づき測定した。
【0016】(目付)一般長繊維不織布試験方法(JI
S L 1906)に基づき測定した。
【0017】水での湿潤時の破裂強度)水中に15分以
上浸漬したサンプルを用い、水から取り出して1分以内
に一般長繊維不織布試験方法(JIS L 1906)
に基づき測定した。
【0018】(圧着面積)走査型電子顕微鏡にて該フィ
ルター材の表裏面の拡大写真を観察し、該フィルター材
の凹部圧着面積を単位面積当たりの百分率で表したもの
とした。なお、凹部は、フィルター材の圧着部分を走査
型電子顕微鏡にて観察し、圧着部の厚みが非圧着部の厚
みの75%以下に圧着されている部分とした。
【0019】(捕集性能)JIS Z 8901試験用
ダスト8種を水に100g/m3 の濃度で分散させた試
験用液0.01m3 を入れた水槽、ポンプ、流量計およ
び試験フィルター材からなる循環式濾過試験装置を用い
て、0.005m3 /minの流量で試験フィルターに
循環供給し、測定を行った。測定前の濾液の透過率と試
験フィルター材の圧力が2kgf/cm2 に到達したと
きの濾液の透過率を測定し、式1にて捕集性能を計算し
た。なお、透過率は(株)堀場製作所製堀場超遠心式自
動粒度分布測定装置CAPA−700にて測定した。
【0020】 捕集性能(%)=[1−(B/A)]×100 … 式1 A:測定前の濾液の透過率 B:2kgf/cm2 に到達したときの濾液の透過率 (寿命)捕集性能を測定した装置と同一装置を用い、濾
過流体も捕集性能の測定の際に調製した試験液を用い
て、試験フィルター材の圧力が2kgf/cm2 に到達
するまでの時間を寿命とした。
【0021】(実機評価)実施例1〜4および比較例
1、2で得られた不織布をそれぞれフィルター材として
製作した放電加工機用フィルターエレメントをソディッ
ク社製の放電加工機であるA500に組み込み、フィル
ター圧力が1kgf/cm2 に到達するまでの稼働時間
を評価比較した。その際の加工物としては、ステンレス
鋼(SUS)や合金金型鋼(SKD)を主に用いた。
【0022】実施例1、2 固有粘度が0.66、融点が262℃であるポリエチレ
ンテレフタレートと固有粘度が0.68、融点が228
℃であるイソフタル酸共重合ポリエステルを別々の押出
機で溶融した後、フィラメントのデニールが2デニール
であって全繊維中に低融点成分の比率が15%となるよ
うに吐出量を調整し、芯鞘紡糸可能な口金より紡出し
た。引き続き紡出フィラメントをエアサッカーで約50
00mの高速牽引し、鉛を主体とした衝突版に衝突さ
せ、フィラメントを開繊し移動するネットコンベアー上
に噴射、捕集し不織布ウェブとした。
【0023】この際、ネットコンベアーの速度を調整
し、目付が130g/m2 、260g/m2 の不織布と
し、彫刻深さが0.8mm、圧着部の面積が15%であ
るエンボスロールを用い、ロール温度が220℃、ロー
ル圧力を70kg/cmとし熱圧着を行い、ポアサイズ
のピーク値を10〜80μmの範囲の不織布を得た。そ
れぞれ得られた不織布の特性を表1に示す。
【0024】実施例3 彫刻深さが0.8mm、圧着部の面積が9%であるエン
ボスロールを用いた以外は実施例1と全く同じ方法で目
付が130g/m2 の不織布を得た。それぞれ得られた
不織布の特性を表1に示す。
【0025】実施例4 彫刻深さが0.8mm、圧着部の面積が18%であるエ
ンボスロールを用いた以外は実施例2と全く同じ方法で
目付が260g/m2 の不織布を得た。それぞれ得られ
た不織布の特性を表1に示す。
【0026】比較例1 エンボスロールの温度を210℃、圧力を60kg/c
mとした以外は、実施例1と全く同じ方法で目付が13
0g/m2 の不織布を得た。しかし、得られた不織布
は、ポアサイズのピーク値が大きく放電加工機用フィル
ター材としては捕集性能の低い不充分のものであった。
得られた不織布の特性を表1に示す。
【0027】比較例2 全繊維重量に対する低融点成分の比率を40%となるよ
う吐出量を調整した以外は実施例2と全く同じ方法で目
付が260g/m2 の不織布を得た。しかし、得られた
不織布は、ポアサイズのピーク値が小さく放電加工機用
フィルター材としては寿命の短く不充分のものであっ
た。得られた不織布の特性を表1に示す。
【0028】
【表1】 表1からも明らかなように実施例1〜4で得られた放電
加工機用フィルター材は、高捕集性能かつ長寿命である
のに対し、比較例1のものはポアサイズのピーク値が大
きいため長寿命であるが、極めて捕集性能が低く、放電
加工機用フィルター材としての機能を果たし得ないこと
がわかった。また、比較例2のものは、ポアサイズのピ
ーク値が小さいため高捕集性能であるが、極めて寿命が
短く、実機評価では放電加工機用フィルター材として実
用し得ないものであった。
【0029】
【発明の効果】本発明の放電加工機用フィルター材によ
れば、環境に悪影響を与えず、高捕集性能、かつ、長寿
命のものを提供することができる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高融点成分と低融点成分とからなる熱可
    塑性連続フィラメントからなる不織布であって、該不織
    布のポアサイズのピーク値が10〜80μmで、かつ、
    水での湿潤時の破裂強力が5kgf/cm2 以上となる
    ように部分的に熱圧着されていることを特徴とする液体
    用フィルター材。
  2. 【請求項2】 該不織布が、該不織布全体の35%以下
    の熱圧着面積を有するものであることを特徴とする請求
    項1記載の液体用フィルター材。
  3. 【請求項3】 該熱可塑性連続フィラメントが、高融点
    成分のまわりを低融点成分が被覆してなる芯鞘型のフィ
    ラメントであることを特徴とする請求項1記載の液体用
    フィルター材。
  4. 【請求項4】 該高融点成分が、ポリエチレンテレフタ
    レートであって、該低融点成分が共重合ポリエステルで
    あることを特徴とする請求項1または3記載の液体用フ
    ィルター材。
  5. 【請求項5】 該低融点成分の比率が、全繊維重量に対
    して5〜30%であることを特徴とする請求項1、3お
    よび4のいずれかに記載の液体用フィルター材。
  6. 【請求項6】 該熱可塑性連続フィラメントが、1〜1
    0デニールの範囲であることを特徴とする請求項1また
    は3記載の液体用フィルター材。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の液体用
    フィルター材から構成されていることを特徴とする放電
    加工機用フィルターエレメント。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006008828A1 (ja) 2004-07-21 2006-01-26 Hokuetsu Paper Mills, Ltd. 液体濾過用フィルタ濾材及びその製造方法
JP2021521000A (ja) * 2018-04-16 2021-08-26 アールストローム − ムンクショー オーワイジェイ ワイヤ放電加工(wedm)プロセスに関連する流体の濾過に特に有用な濾過媒体

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006008828A1 (ja) 2004-07-21 2006-01-26 Hokuetsu Paper Mills, Ltd. 液体濾過用フィルタ濾材及びその製造方法
US8662316B2 (en) 2004-07-21 2014-03-04 Hokuetsu Paper Mills, Ltd. Filter medium for liquid filtration and process for producing the same
JP2021521000A (ja) * 2018-04-16 2021-08-26 アールストローム − ムンクショー オーワイジェイ ワイヤ放電加工(wedm)プロセスに関連する流体の濾過に特に有用な濾過媒体

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