TW201803637A

TW201803637A - 可逆洗深層過濾器

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Publication number: TW201803637A
Application number: TW106125200A
Authority: TW
Inventors: 尾座本孝一; 中村健登; 二瀬勇; 小島巧実
Original assignee: 捷恩智股份有限公司; 捷恩智濾材股份有限公司
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2018-02-01
Also published as: CN109562312A; JPWO2018021426A1; WO2018021426A1; US11141686B2; KR20190022645A; EP3492158A4; US20190160406A1; EP3492158A1

Abstract

本發明的課題在於提供一種可逆洗深層過濾器。一種深層過濾器，其為包含熱塑性樹脂的纖維、且濾材的壁厚為5 mm～25 mm的中空圓筒狀深層過濾器，所述濾材於施加有0.5 MPa的負荷的情況下的壓縮比為0.2以下，所述濾材自流體流入側朝向流出側具有至少三層纖維層，流體流入側的第1層的孔隙率為0.70～0.85的範圍，流體流入側的第2層的孔隙率為0.60～0.80的範圍，流體流入側的第3層的孔隙率為0.70～0.85的範圍，為第1層的孔隙率＞第2層的孔隙率的關係，且為第3層的孔隙率＞第2層的孔隙率的關係，構成所述濾材的纖維的交點結合在一起，所述纖維交點的平均間隔相對於纖維的長度方向而為平均纖維直徑的2倍～100倍，所述濾材的上游側表面的平均纖維直徑與下游側表面的平均纖維直徑的比率為0.9倍～1.2倍。

Description

可逆洗深層過濾器

本發明是有關於一種過濾材，其於用以對含有生物或異物等的大量的水進行過濾的水處理裝置中，用於有效率地捕捉去除水中所含的生物、尤其是最小尺寸50 μm以上的生物。

水處理裝置中一般安裝著過濾器殼體（filter housing），於安裝於其中的筒式過濾器（cartridge filter）中，捕集水中的微生物或異物。藉由對該筒式過濾器進行逆洗，可實現多次異物捕集。

先前，可逆洗筒式過濾器限定於金屬製。認為樹脂製等脆弱，因此一般使用堅固的金屬製。例如專利文獻1中，作為用於海水處理裝置的過濾材，揭示了一種包括內層與外層的筒狀的金屬篩網過濾器（mesh filter），且內層的開口為30 μm～100 μm，外層的開口為300 μm～3000 μm。關於專利文獻1中揭示的過濾材，揭示了內層過濾器及外層過濾器包含鎳基合金或耐海水性不鏽鋼等金屬，內層與外層可藉由燒結進行一體化。然而，金屬製過濾器的成本高昂，另外廢棄亦困難，進而難以兼顧捕集性能與逆洗的容易性，因此謀求利用金屬以外的廉價原料製造、且可進行逆洗的過濾器。

另一方面，作為樹脂製的筒狀的過濾器，例如專利文獻2中揭示了一種適合液體過濾的筒狀過濾器，其特徵在於，至少一層不織布為相對於筒狀過濾器的圓周方向具有30度以下的平均配向角度的熔噴（melt-blow）不織布。關於專利文獻2的發明，於包含不織布的過濾器中，於使由纖維構成的開孔部捕集作為過濾對象的粒子的情況下，粒子的通過性因開孔部的形狀而不同，著眼於此，將構成不織布的纖維的配向方向設為一定範圍內，藉此提供一種通水阻力低、過濾壽命長的過濾器。然而，假設此種過濾器僅於一方向通水，若進行逆洗，則存在尤其對過濾器的最外層施加逆壓而無法維持過濾器形狀這一問題。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2014-4570號公報 [專利文獻2]WO01/52969號公報

[發明所欲解決的課題] 鑒於所述實際情況，本發明的課題在於提供一種於水處理裝置中使用的可逆洗樹脂製過濾器。 [解決課題之手段]

本發明者等人為了解決所述課題，對採用包含熱塑性樹脂的纖維的深層過濾器作為濾材反覆進行了努力研究。而且，發現將深層過濾器設為至少三層的構成，進而將三層的孔隙率分別調整為特定的範圍，另外設為具有特定物性的構成，藉此可解決課題，基於該見解完成了本發明。

本發明的構成如下。 [1]一種深層過濾器，其為包含熱塑性樹脂的纖維、且濾材的壁厚為5 mm～25 mm的中空圓筒狀深層過濾器，該濾材於施加有0.5 MPa的負荷的情況下的壓縮比為0.2以下，該濾材自流體流入側朝向流出側具有至少三層纖維層，流體流入側的第1層的孔隙率為0.70～0.85的範圍，流體流入側的第2層的孔隙率為0.60～0.80的範圍，流體流入側的第3層的孔隙率為0.70～0.85的範圍，為第1層的孔隙率＞第2層的孔隙率的關係，為第3層的孔隙率＞第2層的孔隙率的關係，構成該濾材的纖維的交點結合在一起，該交點的平均間隔相對於纖維的長度方向而為平均纖維直徑的2倍～100倍，該濾材的上游側表面的平均纖維直徑與下游側表面的平均纖維直徑的比率為0.9倍～1.2倍。 [2]如[1]的深層過濾器，其中，逆洗時的變形程度不足0.05。 [3]如[1]或[2]的深層過濾器，其中，過濾精度為5 μm～60 μm。 [4]如[1]～[3]中任一項的深層過濾器，其中，所述纖維為熱熔接性纖維。 [5]如[4]的深層過濾器，其中，所述熱熔接性纖維為包含具有10℃以上的熔點差的2種熱塑性樹脂的複合纖維。 [6]如[4]所述的深層過濾器，其中，所述熱熔接性纖維為具有10℃以上的熔點差的2種熱塑性纖維的混纖。 [7]如[1]的深層過濾器，其中，圓筒的外層部與其內側相比接著更牢固。 [發明的效果]

本發明的深層過濾器具有耐逆洗的強度，於水處理裝置中使用時，可藉由對以過濾捕捉到的異物進行逆洗而將其排出。亦即本發明的深層過濾器藉由逆洗、再生，可實現多次過濾。另外，本發明的深層過濾器為樹脂製，於成本方面比現有的金屬製的過濾器更有利。

＜深層過濾器＞本發明的深層過濾器為包含熱塑性樹脂的纖維、濾材的壁厚為5 mm～25 mm的中空圓筒狀，該濾材於施加有0.5 MPa的負荷的情況下的壓縮比為0.2以下，該濾材自流體流入側朝向流出側具有至少三層纖維層，流體流入側的第1層的孔隙率為0.70～0.85的範圍，流體流入側的第2層的孔隙率為0.60～0.80的範圍，流體流入側的第3層的孔隙率為0.70～0.85的範圍，為第1層的孔隙率＞第2層的孔隙率、且第3層的孔隙率＞第2層的孔隙率的關係，構成該濾材的纖維的交點結合在一起，該交點的平均間隔相對於纖維的長度方向而為平均纖維直徑的2倍～100倍，該濾材的上游側表面的平均纖維直徑與下游側表面的平均纖維直徑的比率為0.9倍～1.2倍。本發明的深層過濾器具有至少三層纖維層，只要可發揮本案發明的效果，則亦可於該三層纖維層的表層或內層設置其他層。

本發明的深層過濾器具有如下特徵：自濾材的流體流入側朝向流出側具有第1層、第2層、第3層的至少三層纖維層，流體流入側的第1層的孔隙率為0.70～0.85的範圍，流體流入側的第2層的孔隙率為0.60～0.80的範圍，流體流入側的第3層的孔隙率為0.70～0.85的範圍。此處，所謂孔隙率，有以百分率表示每單位體積的間隙的比例者，測定及算出方法的詳細情況示於後述的實施例中。為了設為此種構成，只要使第2層的孔隙率低於第1層，使第3層的孔隙率高於第2層，且使第3層與第1層的孔隙率大致相等即可。第1層與第3層的孔隙率可相同亦可不同，於不同的情況下，彼此的孔隙率之差較佳為0.15以內。為了控制孔隙率，只要適當調整構成各纖維層時的加工條件即可。藉由使第2層的孔隙率比第1層低，由濾材捕捉到的異物等主要積存於第1層，而難以積存於作為濾材內部的第2層，因此容易利用逆洗將粒子沖洗掉。另外，藉由使第3層的孔隙率與第1層一致，即使於使用海水進行逆洗的情況下，亦可防止第2層自第3層側堵塞。於除了第1層～第3層之外進而設置其他層的情況下，例如可於第1層的更外側（過濾器的最表層）設置網（net）層。或者亦可於第1層與第2層之間、及/或第2層與第3層之間進一步設置孔隙率不同的過濾層。

深層過濾器的濾材中使用的纖維由熱塑性樹脂構成。作為熱塑性樹脂，只要可構成具有本發明的構成的過濾器，則並無特別限制，例如可例示：聚醯胺、聚酯、低熔點共聚聚酯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚胺基甲酸酯彈性體、聚酯彈性體、聚丙烯、聚乙烯、共聚聚丙烯等。熱塑性樹脂可單獨使用，亦可使用2種以上的熱塑性樹脂的混合物。進而，亦可於不妨礙本發明的效果的範圍內於熱塑性樹脂中含有各種功能劑，具體而言，可例示抗菌劑、除臭劑、親水化劑、撥水化劑、界面活性劑等。

纖維可為由單一的樹脂成分構成的單一成分纖維，亦可為由雙成分以上的樹脂成分構成的複合纖維。另外，亦可為將選自由單一成分纖維及複合纖維所組成的群組中的至少兩種纖維混合而成的混合纖維。於構成複合纖維及混合纖維的雙成分以上的樹脂成分中，各成分之間的熔點差較佳為至少10℃以上。若熔點差為10℃以上，則於過濾器濾材的製造中將熱接合部成形、亦即使纖維的交點結合（熔接）時，高熔點成分軟化或熔融以致膜化的可能性低，不會發生過濾器膜化以致孔徑崩壞的情況，且不會發生通水性降低等對過濾精度產生大的影響的情況，從而較佳。纖維的剖面形狀並無限定，可為圓形、非圓形等。

此處提及的纖維成分的熔點一般可利用示差掃描熱量計（Differential Scanning Calorimeter，DSC）進行測定，於DSC測定圖表中，是指作為吸熱峰值出現的溫度。於非晶性的低熔點共聚聚酯等的情況下，熔點未必明確出現，因此以一般所說的軟化點來代替，測定中利用示差熱分析（Differential Thermal Analysis，DTA）等。

於採用混合纖維或複合纖維作為構成濾材的纖維的情況下，作為構成混合纖維及複合纖維的各個樹脂成分的組合，例如可例示熔點不同的兩種聚丙烯、聚乙烯與聚丙烯、低熔點共聚聚酯與聚酯、聚乙烯與聚酯等，但並不限定於該些。

就纖維彼此的接著性及過濾器的成形性的方面來看，於混合纖維的情況下，低熔點成分的比率較佳為30 wt%以上、不足70 wt%，於複合纖維的情況下，低熔點成分的比率較佳為30 wt%以上、不足70 wt%。複合纖維的形態並無限定，可為同心鞘芯、偏心鞘芯、並列結構等的任一種。

本發明的深層過濾器的特徵在於，濾材的壁厚為5 mm～25 mm。若濾材的壁厚為5 mm以上，則於容易出現設置第1層至第3層的效果的方面良好，若為25 mm以內，則於無需過度提高用於逆洗的壓力的方面較佳。更佳為濾材的壁厚為7 mm～20 mm，若為該範圍，則於成為可充分地捕集粒子且容易以人手進行交換的大小的方面成為進而佳者。

於濾材中，成為最細的平均纖維直徑的部分理想為設置於第2層。該最細的平均纖維直徑的範圍為0.1 μm～100 μm。若該值為0.1 μm以上，則可防止由水中所含的生物以外的粒子引起的過濾壽命的降低。另外，若該值為100 μm以下，則可適當地將用於達成必要的過濾精度的孔隙率設定得高，因此可防止過濾壽命的降低。若該值為30 μm～70 μm，則於去除水中所含的最小尺寸50 μm以上的生物的情況下，可兼顧捕集效率與通液性，因此較佳。另外，最細的平均纖維直徑的部分的壁厚理想為存在2 mm以上。此處提及的所謂「最細的平均纖維直徑的部分」，是指平均纖維直徑為最細的平均纖維直徑的1倍～1.2倍的範圍的部分。藉由該壁厚存在2 mm以上，於可確實地捕集所欲捕集的生物的方面較佳。

另外本發明的深層過濾器的特徵在於，濾材的上游側表面的平均纖維直徑與下游側表面的平均纖維直徑的比率為0.9倍～1.2倍。所謂上游側表面的平均纖維直徑，是指利用顯微鏡觀察濾材的液體流入側的表面而求出的平均纖維直徑，所謂下游側表面的平均纖維直徑，是指利用顯微鏡觀察濾材的液體流出側的表面而求出的平均纖維直徑。關於本發明的深層過濾器，典型而言，以液體自圓筒的外側流入且自圓筒的內側表面流出的態樣進行過濾，因此上游側表面為中空圓筒形狀的外側表面，下游側表面成為中空圓筒形狀的內壁側表面。平均纖維直徑的比率是藉由將上游側表面的平均纖維直徑的值除以下游側表面的平均纖維直徑的值而算出，該值較佳為0.9～1.2。換言之，上游側表面的平均纖維直徑的值與下游側表面的平均纖維直徑的值理想為接近。於過濾對象為海水的情況下，大多使用海水進行逆洗，藉由將平均纖維直徑的比率設為該範圍，於可防止逆洗時下游側的表面因海水中的粒子而阻塞、或者相反海水中的大粒子進入至濾材內部的方面較佳。

本發明的深層過濾器另外具有如下特徵：於濾材中，構成濾材的纖維的交點結合在一起，該交點的平均間隔相對於纖維的長度方向而為平均纖維直徑的2倍～100倍。纖維交點的結合例如可藉由熱熔接來形成。纖維交點的平均間隔為表示於過濾器濾材中所構成的孔的牢固的程度的指標。若該值為100倍以下，則由過濾壓力或逆洗時的壓力引起的孔的變形小。另外，藉由該值大於2倍，成為具有充分的通液性與粒子保持能力的過濾器。纖維交點的平均間隔可利用後述的實施例中詳細敘述的方法算出。

進而，本發明的深層過濾器具有如下特徵：對濾材施加0.5 MPa的負荷的情況下的壓縮比為0.2以下。濾材的壓縮比為表示濾材相對於來自外部的持續負荷的易變形性的指標，若施加有0.5 MPa的負荷的情況下的壓縮比為0.2以下，則幾乎不存在過濾壓及逆洗時的壓力下的變形，因此較佳。

另外本發明的深層過濾器較佳為逆洗時的變形程度不足0.05。所謂逆洗時的變形程度，為於與通常使用時方向相反（典型而言，自過濾器內側朝向外側方向）地對過濾器進行通水時過濾器變形的程度，具體的測定方法如後述的實施例那樣。若變形程度不足0.05，則於逆洗時濾材不會損壞且可維持穩定的過濾性能的方面較佳。若為0.05以上，則除了濾材損壞之外，亦存在如下情況：過濾器自安裝位置暫時地或永久地脫落而無法進行有效率的逆洗，或者即使於恢復為通常使用的情況下，亦對過濾性能產生影響。

另外本發明的深層過濾器較佳為過濾精度為5 μm～60 μm。本申請案中提及的所謂過濾精度，是指於對具有特定的粒徑分佈的粉體進行過濾時捕集效率成為90%的粒徑，具體的測定方法示於後述的實施例中。本發明的過濾器於水處理裝置中較佳地使用時，若考慮到對水處理裝置要求的過濾性能，則過濾精度適合為5 μm～60 μm。過濾精度可藉由控制濾材的厚度、孔隙率、纖維交點的間隔等來進行調整。

＜深層過濾器的製造方法＞本發明的深層過濾器例如可以如下方式來製造。於使用熔噴纖維作為構成濾材的纖維的情況下，其種類或製造方法並無特別限定，可使用公知的熔噴不織布的製造方法。例如，關於熔噴不織布，將熱塑性樹脂熔融擠出，且自熔噴紡絲模口紡出，進而藉由高溫高速的氣體以纖維流的形式吹製紡絲（blow spinning），利用捕集裝置將纖維捕集為網（web），對所得的網進行熱處理而使纖維彼此熱熔接。熔噴紡絲中使用的高溫高速的氣體通常使用空氣、氮氣等氣體。氣體的溫度一般使用200℃～500℃的範圍，壓力一般使用0.01 MPa～0.65 MPa的範圍。

熔噴不織布可使用包含單一構成纖維的熔噴不織布、包含複合纖維的熔噴不織布、包含混纖纖維的熔噴不織布等，較佳為包含熱熔接性複合纖維或混纖纖維者。另外熔噴不織布於不妨礙其效果的範圍內為了賦予功能，亦可施以二次加工，可例示親水化或疏水化的塗佈處理、對構成熔噴不織布的纖維的表面導入特定官能基的化學處理、滅菌處理等。

於使用熱熔接性複合纖維或混纖纖維的情況下，以比低熔點成分的纖維的熔點高的溫度對利用熔噴法製造的纖維的網進行加熱，使低熔點成分熱熔接，藉此可將中空圓筒狀的深層過濾器成形。網的成形有如下方法：使用具有傳送機、加熱機及捲取機的成形裝置，於紡絲後一面將網連續加熱一面捲繞於芯而進行熱接合成形；將網捲取於芯之後不斷抽出網並捲繞於另一芯且進行熱接合成形；對網進行加熱熔融，暫時以不織布的形式捲取，之後再次以加熱熔融狀態將該不織布捲繞於芯且進行熱接合成形。再者，於成形後將金屬製的中芯等拔出。

如此，暫時製成不織布的方法為如下方法：藉由對網的熔噴法的纖維進行熱接合而製成面狀的不織布，之後再次對該不織布進行加熱，以熔融狀態捲繞於芯，且對被捲繞的不織布與被捲繞的不織布進行熱接合成形，而製成中空圓筒狀。網的加熱方法有熱壓花法、熱壓延法、熱風法、超音波接合法、遠紅外加熱法等。

為了製成具有三層纖維層的深層過濾器，將藉由熔噴法獲得的纖維製成網，一面使其熱壓接一面纏繞於圓柱狀的金屬棒，從而形成作為芯的第3層。繼而，變更捲取條件，比第3層更高密度地纏繞而形成第2層（過濾層）。最後，將捲取條件恢復為與第3層相同，可進行纏繞而形成第1層（表皮層）。

本案發明的過濾器為一面對不織布進行熱壓接一面纏繞於圓柱狀的金屬棒而製作。此時，較佳為使圓筒形狀的過濾器的外側表面、內側表面的接著牢固地、且對除此之外的部位以相對低的接著強度進行捲繞。此處提及的所謂「以相對低的接著強度進行捲繞」，是指於欲再次使經熱壓接的濾材強制剝離時，與不織布自身的接著強度相比層間的接著強度更低，可於不織布不會破損的情況下剝離的程度的強度。相反所謂「使接著牢固地」，是指即使欲再次使經熱壓接的濾材強制剝離，與不織布自身的接著強度相比層間的接著強度亦同等程度地強，難以以不織布不會破損的方式進行剝離的程度的強度。如上所述，於防止濾材變形的意義上接著強度越高越佳，但若接著強度過剩，則有時通液性受到阻礙，或者過濾壽命變短。因此，較佳為使發生變形時的影響大的濾材表面的接著強度牢固，且為了確保通液性而使濾材內部的接著強度相對減弱。該接著牢固的部位理想為設置於自外側表面起至0.5 mm～3 mm左右的厚度為止。藉由該厚度為0.5 mm以上，可達成抑制濾材表面的變形這一目的。另外，藉由將該厚度設為3 mm以下，可抑制由過剩的接著引起的濾材的通液性的阻礙。接著的強弱可藉由壓接時的負荷、加熱溫度、加熱時間等進行控制，例如於以壓接時的負荷進行調整的情況下，負荷越大可使接著越強，負荷越小可使接著越弱。

於使用熱熔接性纖維作為構成不織布的纖維的情況下，為了使濾材的內側表面牢固地接著，較佳為對所述圓柱狀的金屬棒提前加熱。該加熱溫度較佳為設為不會使纖維形狀過度破壞，且提供充分的接著強度的條件。於使用具有10℃以上的熔點差的2種熱塑性樹脂的情況下，所設定的溫度理想為設定於兩個熔點中間。為了使接著進一步牢固，亦可於拔出金屬棒之後使熱風穿過來進一步加熱。另外，於使用熱熔接性纖維的情況下，為了使濾材的外側表面牢固地接著，理想為對表面進行加熱。作為對表面進行加熱的方法，可自表面吹熱風、或者短時間放入熱模具中、或者使圓筒於熱板之上旋轉。

以所述方式製造的過濾器濾材切斷為合適的大小而適宜地用作中空圓筒狀的深層過濾器。深層過濾器通常成形為內徑25 mm～160 mm、外徑55 mm～200 mm、厚度5 mm～25 mm左右的中空圓筒狀。另外，所述製造方法僅為概要，除所述步驟之外，視需要可實施熱處理、冷卻、藥劑處理、成型、清洗等公知的步驟。

另外，於上文中，若利用熔噴法製作纖維直徑粗的纖維，則有時發生纖維彼此過度纏結的現象（一般稱為「條痕（roping）」），所獲得的不織布成為孔隙率過高者。於熔噴法中發生條痕雖亦依存於所使用的樹脂或製造條件，但大致為平均纖維直徑成為20 μm以上的情況。另外，一般而言，將熔噴不織布捕集於傳送網（conveyor net）或抽吸鼓（suction drum）等具有通氣性的多孔體之上，所以大多為不織布表面亦轉印有多孔體的凹凸花紋，從而進一步變厚。若捲繞此種不織布來製作過濾器，則有時最終的孔隙率亦變高，且過濾器的耐壓變低，或者逆洗時的變形變大。

因此，於紡絲模口與捕集熱塑性纖維的抽吸傳送機或者抽吸鼓之間設置具有平滑面的旋轉圓筒體，於經紡絲的熱塑性纖維的所有纖維中的一部分為半固化狀態時，使其直接抵接並接觸旋轉圓筒體的斜面部分後，於下方的抽吸傳送機上使熱塑性纖維移動並將其捕集，藉此不織布的表面變平滑，同時不織布的孔隙率降低。這是由於纖維於半固化狀態下被捕集，因此不織布因自重而崩壞，孔隙率得以抑制，並且不織布表面轉印有旋轉圓筒體的平滑花紋，藉此孔隙率進一步變低。可利用此種方法進行不織布的平滑化或者孔隙率的控制。 [實施例]

下述實施例僅以例示為目的。本發明的範圍不限定於本實施例。再者，本發明中的物性評價為利用以下所示的方法進行。

＜孔隙率＞自過濾器將各層切取為圓筒狀，測定其外徑（cm）、內徑（cm）、長度（cm）、重量（g）。根據該些值並利用下式算出所述層的表觀體積。（外徑×外徑-內徑×內徑）÷4×3.14×長度···（X）其次，根據重量與樹脂的比重（g/cm³ ），算出構成濾材的樹脂的體積。重量÷比重···（Y）使用該些值並利用下式算出孔隙率。（1-Y/X）×100%

＜單一纖維的平均纖維直徑＞利用電子顯微鏡計測100根纖維的直徑，將算數平均值作為平均纖維直徑。該計算使用世恩公司（Scion Corporation）公司的圖像處理軟體「世恩影像（Scion Image）」來進行。

＜纖維交點的間隔＞自過濾器切取第2層（對於比較例的一層結構的過濾器，切取該層），利用電子顯微鏡拍攝濾材表面，測定纖維交點與纖維交點之間的纖維長，將該纖維長除以該纖維交點與纖維交點之間的纖維的纖維直徑所得的值設為纖維交點的間隔。對100點計測該值，將其算數平均值作為纖維交點的平均間隔。

＜過濾精度＞於循環式過濾性能試驗機的殼體上安裝1根過濾器，利用泵自50升用水槽中進行通水循環以使水自圓筒的外側流向內側。將流量調節為每分鐘30升後，以每分鐘0.2 g連續添加作為基礎物性用標準粉體的7種日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）粉體來作為水槽的試驗粉體，自添加開始起5分鐘後，採取原液與濾液，使用光阻擋式粒子檢測器計測原液中所含的粒子的個數（A），並與針對各粒徑的粒子而過濾器所捕集到的粒子的個數（B）進行比較，將藉由式=（B/A×100%）算出的值作為捕集效率。對該值進行解析，將捕集效率成為90%的粒徑作為過濾精度。

＜逆洗時的變形程度＞於循環式過濾性能試驗機的殼體上安裝著過濾精度測定後的過濾器，於調節為流量每分鐘30升以使水自圓筒的內側流向外側的狀態下，測定過濾器的外徑，並將該值作為逆洗時的外徑。利用該值與下述式測定逆洗時的變形程度。逆洗時的變形程度=（逆洗時的外徑-最初的外徑）÷最初的外徑

＜壓縮比＞將濾材切斷為20 mm×20 mm並測定最初的厚度，繼而，測定對該小片施加有0.5 MPa的負荷時的小片的厚度。利用所測定的厚度與下述式算出壓縮比。壓縮比=（初始厚度-施加有負荷時的厚度）÷（初始厚度）

（實施例1）使用以孔數比1：1將孔徑0.3 mm的高熔點成分紡絲孔與孔徑0.3 mm的低熔點成分紡絲孔交替配置而成的混纖熔噴用紡絲模口，分別以紡絲溫度290℃、270℃、混纖比50：50將作為高熔點成分的聚丙烯（溶體流動速率（melt flow rate，MFR）68 g/10分鐘（230℃）、熔點（melting point，mp.）165℃）、作為低熔點成分的丙烯/乙烯/丁烯-1三元系共聚體（MFR 73 g/10分鐘（190℃）、mp. 135℃）擠出。以壓力0.08 MPa吹製380℃的加熱空氣，使抽吸傳送網直接捕集，而製造單位面積重量40 g/m² 的混纖熔噴不織布A。所獲得的不織布A為平均纖維直徑50 μm。其次，以與不織布A相同的條件吹製，使細纖化的纖維堆積於與噴嘴平行地設置於噴嘴下的外徑120 mm的不鏽鋼製旋轉輥的表面後，使抽吸傳送網捕集，而製造單位面積重量40 g/m² 的混纖熔噴不織布B。所獲得的不織布B為平均纖維直徑50 μm。其次，利用空氣穿透（airthrough）型烘乾機對不織布A進行加熱，於將低熔點成分熔化的狀態下，捲繞於外徑30 mm的不鏽鋼管至外徑成為40 mm。其次，利用空氣穿透型烘乾機對不織布B進行加熱，於將低熔點成分熔化的狀態下，於剛才捲繞的不織布A的更外側的位置進行捲繞至外徑成為52 mm。其次，利用空氣穿透型烘乾機對不織布A進行加熱，於將低熔點成分熔化的狀態下，於剛才捲繞的不織布B的更外側的位置進行捲繞至外徑成為62 mm。之後，將捲取於不鏽鋼管的不織布置於加熱為溫度150℃的輥之上，使不鏽鋼管與加熱的輥此兩者旋轉，藉此對捲取的不織布進行了加熱。之後，於拔出不鏽鋼管後切斷為長度250 mm，藉此製成外徑62 mm、內徑30 mm、長度250 mm的中空圓筒狀的過濾器。

（比較例1）利用與實施例1相同的方法製作不織布A，利用空氣穿透型烘乾機進行加熱，於將低熔點成分熔化的狀態下，捲繞於外徑30 mm的不鏽鋼管至外徑成為62 mm。其後，將捲取於不鏽鋼管的不織布置於加熱為溫度150℃的輥之上，使不鏽鋼管與加熱的輥此兩者旋轉，藉此對捲取的不織布進行了加熱。之後，於拔出不鏽鋼管後切斷為長度250 mm，藉此製成外徑62 mm、內徑30 mm、長度250 mm的中空圓筒狀的筒式過濾器。該過濾器相對柔軟，逆洗時的變形大。

（比較例2）使用孔徑0.3 mm的單成分用熔噴用紡絲模口，以紡絲溫度290℃將聚丙烯（MFR 68 g/10分鐘（230℃）、mp. 165℃）擠出。以壓力0.08 MPa吹製383℃的加熱空氣，使抽吸傳送網直接捕集，而製造單位面積重量40 g/m² 的混纖熔噴不織布。所獲得的不織布為平均纖維直徑50 μm。另外，幾乎看不到纖維交點，交點的間隔明顯超過100倍。其次，利用空氣穿透型烘乾機對該不織布進行加熱，捲繞於內徑30 mm、外徑35 mm的聚丙烯製多孔筒至外徑成為62 mm。利用熱封（heat seal）將捲繞結束部分接著，將其切斷為長度250 mm，藉此製成外徑62 mm、內徑30 mm、長度250 mm的中空圓筒狀的筒式過濾器。該過濾器非常柔軟，逆洗時的變形非常大。

（實施例2）除將紡絲溫度設為300℃、280℃，將加熱空氣的溫度設為390℃之外，以與實施例1相同的條件製作過濾器。不織布A、不織布B的平均纖維直徑均為30 μm。

（實施例3）除了省略於加熱為溫度150℃的輥之上進行加熱的步驟之外，利用全部與實施例1相同的方法製作外徑62 mm、內徑30 mm、長度250 mm的中空圓筒狀的筒式過濾器。該過濾器於逆洗時捲繞於過濾器的最外層的不織布的一部分雖剝離，但可進行逆洗。

將實施例1～實施例3、比較例1、比較例2的過濾器的物性評價結果示於表1。

[表1] [產業上之可利用性]

本發明的深層過濾器不使用金屬而僅由包含熱塑性樹脂的纖維構成，因此可以低成本製成可逆洗的樹脂性的過濾器。另外，與金屬性過濾器相比，樹脂性的過濾器的重量輕，因此可減輕施加至過濾裝置或設備整體的重量負荷。本發明的深層過濾器可適宜地用作淡水處理裝置及海水處理裝置的過濾過濾器。

無

Claims

一種深層過濾器，其為包含熱塑性樹脂的纖維、且濾材的壁厚為5 mm～25 mm的中空圓筒狀深層過濾器，所述濾材於施加有0.5 MPa的負荷的情況下的壓縮比為0.2以下，所述濾材自流體流入側朝向流出側具有至少三層纖維層，流體流入側的第1層的孔隙率為0.70～0.85的範圍，流體流入側的第2層的孔隙率為0.60～0.80的範圍，流體流入側的第3層的孔隙率為0.70～0.85的範圍，為第1層的孔隙率＞第2層的孔隙率的關係，為第3層的孔隙率＞第2層的孔隙率的關係，構成所述濾材的纖維的交點結合在一起，所述交點的平均間隔相對於纖維的長度方向而為平均纖維直徑的2倍～100倍，所述濾材的上游側表面的平均纖維直徑與下游側表面的平均纖維直徑的比率為0.9倍～1.2倍。
如申請專利範圍第1項所述的深層過濾器，其中，逆洗時的變形程度不足0.05。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的深層過濾器，其中，過濾精度為5 μm～60 μm。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的深層過濾器，其中，所述纖維為熱熔接性纖維。
如申請專利範圍第4項所述的深層過濾器，其中，所述熱熔接性纖維為包含具有10℃以上的熔點差的2種熱塑性樹脂的複合纖維。
如申請專利範圍第4項所述的深層過濾器，其中，所述熱熔接性纖維為具有10℃以上的熔點差的2種熱塑性纖維的混纖。
如申請專利範圍第1項所述的深層過濾器，其中，圓筒的外層部與其內側相比接著更牢固。