TW201808431A - 液體過濾器用濾材及液體過濾器 - Google Patents

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Abstract

本發明課題在於提供一種為低基重，且具有高強度、高捕集性、長壽命的液體過濾器用濾材及液體過濾器；解決手段為，使用纖維徑為4.0μm以下且長寬比為100~2500的主體纖維、與纖維徑為3.0μm以下且長寬比為100~2500的黏合纖維，而得到前述黏合纖維的重量比率相對於濾材重量為10~50重量%且基重為5~80g/m2之範圍內的液體過濾器用濾材及液體過濾器。

Description

液體過濾器用濾材及液體過濾器
本發明係有關於一種為低基重，且具有高強度、高捕集性、長壽命的液體過濾器用濾材及液體過濾器。
於食品‧飲料‧製藥‧電子等工業製品的製程中，過濾步驟為重要的步驟。過濾步驟不僅在提升過濾後的液體品質或生產性方面，在製品的保護或環保方面亦為重要者。
傳統上，作為在製程的過濾步驟中使用的液體過濾器，有精密過濾濾器、超過濾濾器、逆滲透膜等。以精密過濾濾器為對象之粒子的粒徑為0.5~10μm。
作為所述精密過濾濾器用濾材，向來係使用紡黏不織布或熔噴不織布，而就紡黏不織布或熔噴不織布來說，存有以下問題：由於纖維的直徑較大而不織布的孔徑較大；由於纖維的直徑不均，以致不織布的孔徑不均。
為解決所述問題，有人提出以下對策：製作基重較大的不織布後，藉由在軋光加工等的熱處理步驟等朝厚度方向壓縮，使孔徑縮小，並使孔徑呈均等(例如參 照專利文獻1)。
然而，在所述方法中，有基重增加的問題、及由於欲藉由壓縮使較大的孔徑縮小，雖可提升捕集性能但壓力損失(壓力損耗)增加的問題。其結果，有過濾器壽命減短、由於以高壓力進行過濾使得凝膠狀物變形而通過濾器、甚或塵埃粒子朝不織布內擠入而堵塞等問題。
又，也有人提出縮小熔噴法的噴嘴來縮小孔徑的對策(例如參照專利文獻2)，但仍無法充分解決問題。
又，作為製作由極細纖維構成的濾材之方法，有靜電紡絲法(例如參照專利文獻3)，但以所述方法得到的濾材，其濾材的強度較弱，製作濾芯匣的加工性極低。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2014-159033號公報
專利文獻2：日本特開2013-147771號公報
專利文獻3：日本特開2005-218909號公報
本發明係有鑑於上述背景而完成者，其目的 在於提供一種為低基重，且具有高強度、高捕集性、長壽命的液體過濾器用濾材及液體過濾器。
本案發明人等為達成上述課題而致力進行研究的結果發現，透過使用纖維徑較小的纖維作為主體纖維及黏合纖維，可獲得一種為低基重，且具有高強度、高捕集性、長壽命的液體過濾器用濾材，並進一步重複多次研究而終至完成本發明。
如此，根據本發明，可提供「一種液體過濾器用濾材，其特徵為包含纖維徑為4.0μm以下且長寬比為100~2500的主體纖維、與纖維徑為3.0μm以下且長寬比為100~2500的黏合纖維，而且前述黏合纖維的重量比率相對於濾材重量為10~50重量%，且基重為5~80g/m2之範圍內。」。
此時，前述主體纖維較佳由聚酯纖維或聚苯硫醚纖維或聚烯烴纖維或尼龍纖維所構成。又，前述黏合纖維較佳由複合纖維或未延伸纖維所構成。再者，液體過濾器用濾材較佳由濕式不織布所構成。
於本發明之液體過濾器用濾材中，厚度較佳為10~100μm之範圍內。又，孔隙率較佳為50~90%之範圍內。又，拉伸強度較佳為MD方向8N/15mm以上且CD方向3N/15mm以上。又，拉伸伸度較佳為MD方向10%以上、且CD方向10%以上。再者，平均孔徑較佳為 2.0μm以下。
又，根據本發明，可提供一種液體過濾器，其係使用前述之液體過濾器用濾材而成，且為濾芯匣型。
根據本發明，可得到一種為低基重，且具有高強度、高捕集性、長壽命的液體過濾器用濾材及液體過濾器。
1‧‧‧芯材
2‧‧‧濾材
3‧‧‧保護層
第1圖為示意性表示在本發明中可採用之濾芯匣型液體過濾器的橫切面的圖。
第2圖為褶襉之折痕間距(山與谷的距離)的說明圖。
實施發明之形態
以下，就本發明實施形態詳細加以說明。首先，本發明之液體過濾器用濾材係包含纖維徑為4.0μm以下(較佳為0.1~4.0μm，更佳為0.1~2.0μm，特佳為0.1~0.8μm)且長寬比為100~2500的主體纖維、與纖維徑為3.0μm以下(較佳為0.1~3.0μm，更佳為0.1~1.8μm，特佳為1.0~1.8μm)且長寬比為100~2500的黏合纖維。
於此，前述纖維徑可利用穿透型電子顯微鏡 TEM，以倍率30000倍拍攝單纖維剖面照片來測定。此時，若為具有微距量測機能的TEM，可活用微距量測機能來測定。又，若為無微距量測機能的TEM，只要將攝得之照片放大複製，斟酌比例尺後以量尺來測定即可。當單纖維的橫切面形狀為圓形剖面以外的特殊形狀剖面時，纖維徑係採用單纖維的橫切面之外接圓的直徑。
又，長寬比係指纖維長L對纖維徑D的比L/D。
於前述主體纖維中，纖維徑若大於4.0μm，濾材的孔徑較大且不均等，捕集性能變差而不佳。反之，該纖維徑若小於0.1μm(100nm)，抄紙時，有纖維容易從抄紙網的網孔中脫落之虞。又，前述主體纖維的長寬比若大於2500，抄紙時，有纖維彼此交纏而導致結塊之虞。反之，前述主體纖維的長寬比若小於100，由於纖維不易裁切，有參差不齊更顯著而導致分散性變差、或、纖維容易從抄紙網脫落而導致抄紙性變差之虞。
就前述主體纖維的纖維種類而言不特別限定，較佳為聚酯纖維或聚苯硫醚(PPS)纖維或聚烯烴纖維或尼龍(Ny)纖維。
作為形成聚酯纖維之聚酯，較佳為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、以此等為主要重複單元之與間苯二甲酸或5-磺酸基間苯二甲酸金屬鹽等的芳香族二羧酸或己二酸、癸二酸等的脂肪族二羧酸或ε-己內酯等的羥 基羧酸縮合物、二乙二醇或三亞甲二醇、四亞甲二醇、六亞甲二醇等的二醇成分等的共聚物。亦可為經物料再循環或經化學再生之聚酯、或使用以日本特開2009-091694號公報所記載之以生質，即來自生物之物質為原材料所得之單體成分而成的聚對苯二甲酸乙二酯。再者，也可為如日本特開2004-270097號公報或日本特開2004-211268號公報所記載之使用包含特定之磷化合物及鈦化合物的觸媒所得之聚酯。
就形成聚苯硫醚(PPS)纖維的聚芳硫醚樹脂而言，只要是屬於所稱聚芳硫醚樹脂之範疇者，則其中任何皆可使用。就聚芳硫醚樹脂而言，作為其構成單元，可舉出由例如對伸苯基硫化物單元、間伸苯基硫化物單元、鄰伸苯基硫化物單元、伸苯基硫化物碸單元、伸苯基硫化物酮單元、伸苯基硫化物醚單元、二伸苯基硫化物單元、含有取代基之伸苯基硫化物單元、含有分支結構之伸苯基硫化物單元等所構成者。其中，較佳為含有70莫耳%以上，尤為90莫耳%以上的對伸苯基硫化物單元者，再更佳為聚(對苯硫醚)。
又，聚烯烴纖維係包含聚丙烯纖維與聚乙烯纖維。
又，尼龍纖維係包含尼龍6纖維與尼龍66纖維。
就前述主體纖維的製造方法而言，不特別限定，較佳為國際公開第2005/095686號小冊所揭示的方 法。亦即，以纖維徑及其均勻性而言，較佳為對具有：由纖維形成性熱塑性聚合物所構成之島成分、與由比前述纖維形成性熱塑性聚合物更容易溶解於鹼水溶液的聚合物(以下亦有稱為「易溶解性聚合物」)所構成之海成分的複合纖維實施鹼減量加工，再溶解去除前述海成分而成者。
於此，形成海成分之鹼水溶液易溶解性聚合物相對於形成島成分之纖維形成性熱塑性聚合物的溶解速度比若為100以上(較佳為300~3000)，則島分離性良好而較佳。溶解速度未達200倍時，在溶解纖維剖面中央部之海成分的期間，分離之纖維剖面表層部的島成分因纖徑較小而被溶解，由此，儘管海的對應量減少，但仍無法完全溶解去除纖維剖面中央部的海成分，導致島成分的粗細不均或島成分本身的溶劑侵蝕，而有無法獲得均等纖維徑的纖維之虞。
作為形成海成分之易溶解性聚合物，尤其可舉出纖維形成性良好的聚酯類、脂肪族聚醯胺類、聚乙烯或聚苯乙烯等的聚烯烴類作為較佳實例。如進一步舉出具體實例，聚乳酸、超高分子量聚烯化氧縮合系聚合物、聚烯烴二醇系化合物與間苯二甲酸-5-磺酸鈉之共聚合聚酯，易溶於鹼水溶液而較佳。此處所稱鹼水溶液，係指氫氧化鉀、氫氧化鈉水溶液等。除此之外，作為海成分、與溶解該海成分之溶液的組合，尚可舉出尼龍6或尼龍66等的脂肪族聚醯胺與甲酸、聚苯乙烯與三氯乙烯等或聚乙烯(尤為高壓法低密度聚乙烯或直鏈狀低密度聚乙烯)與熱 甲苯或二甲苯等的烴系溶削、聚乙烯醇或乙烯改質乙烯醇系聚合物與熱水作為實例。
聚酯系聚合物當中，較佳為共聚合6~12莫耳%之間苯二甲酸-5-磺酸鈉與3~10重量%之分子量4000~12000的聚乙二醇之固有黏度為0.4~0.6的聚對苯二甲酸乙二酯系共聚合聚酯。於此，間苯二甲酸-5-磺酸鈉有助於提升親水性與熔融黏度，聚乙二醇(PEG)則可提升親水性。又，PEG其分子量愈大，一般認為起因於其高次構造的親水性增加作用愈明顯，但反應性變差而形成摻混系統，因此，就耐熱性或紡絲穩定性而言有發生問題之可能。再者，共聚合量若為10重量%以上，則有熔融黏度降低之虞。
另一方面，作為形成島成分之難溶解性聚合物，可舉出聚醯胺類、聚酯類、聚苯硫醚類、聚烯烴類等作為較佳實例。具體而言，在需要機械強度或耐熱性的用途中，就聚酯類而言，較佳為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、以此等為主要重複單元之與間苯二甲酸或5-磺酸基間苯二甲酸金屬鹽等的芳香族二羧酸或己二酸、癸二酸等的脂肪族二羧酸或ε-己內酯等的羥基羧酸縮合物、二乙二醇或三亞甲二醇、四亞甲二醇、六亞甲二醇等的二醇成分等的共聚物。又，就聚醯胺類而言，較佳為尼龍6(Ny-6)、尼龍66(Ny-66)等的脂肪族聚醯胺類。又，聚烯烴類有不易被酸或鹼等侵蝕、因熔點較低而能夠作為 以極細纖維取出後的黏合劑成分使用等特徵，可舉出高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高壓法低密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚乙烯、同排聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、馬來酸酐等的乙烯基單體之乙烯共聚物等作為較佳實例。尤其是因聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、間苯二甲酸共聚合率為20莫耳%以下的聚對苯二甲酸間苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等的聚酯類、或者尼龍6、尼龍66等的脂肪族聚醯胺類具備由高熔點所衍生的耐熱性或力學特性，與由聚乙烯醇/聚丙烯腈混合紡絲纖維構成的極細單纖化纖維相比，更可適用於需要耐熱性或強度的用途而較佳。此外，島成分不限於圓形剖面，亦可為三角剖面或扁平剖面等的特殊形狀剖面。
就形成前述海成分之聚合物及形成島成分之聚合物而言，在不對製絲性及萃取後之主體纖維的物性造成影響的範圍內，亦可視需求含有消光劑、有機填充劑、抗氧化劑、熱穩定劑、光穩定劑、難燃劑、潤滑劑、抗靜電劑、防鏽劑、交聯劑、發泡劑、螢光劑、表面平滑劑、表面光澤改良劑、氟樹脂等脫模改良劑等的各種添加劑。
於前述海島型複合纖維中，熔融紡絲時之海成分的熔融黏度係以大於島成分聚合物的熔融黏度為佳。處於所述關係時，海成分的複合重量比率即使未達40%而偏少，也不易發生島彼此接合、或島成分的大部分接合而形成有別於海島型複合纖維者的情形。
較佳之熔融黏度比(海/島)為1.1~2.0，尤為 1.3~1.5之範圍的此比未達1.1倍時，於熔融紡絲時島成分容易接合；另一方面，超過2.0倍時，則因黏度差過大而使紡絲狀況變差。
其次，島數較佳為100以上(更佳為300~1000)。又，其海島複合重量比率(海：島)較佳為20：80~80：20之範圍。若為所述範圍，可減薄島間之海成分的厚度，而容易溶解去除海成分，易使島成分轉換成極細纖維，因而較佳。於此，海成分的比例超過80%時，海成分的厚度過厚；另一方面，若未達20%時則海成分的量過少，而容易於島間發生接合。
作為用於熔融紡絲的金屬口，可使用具有用來形成島成分之中空銷群或微細孔群者等任意者。例如，可為藉由使由中空銷或微細孔擠出的島成分與以埋沒於其間之形式設計其流道的海成分流會聚，並將其壓縮而形成海島剖面等的紡嘴。排出之海島型複合纖維係經由冷卻風固化，並藉由設定為既定牽引速度的旋轉輥或者噴射器牽引，而得到未延伸絲。此牽引速度不特別限定，較佳為200~5000m/分。若為200m/分以下，有生產性變差之虞。又，若為5000m/分以上則有紡絲穩定性變差之虞。
所得纖維可依據對海成分進行萃取後所得之極細纖維的用途‧目的而直接供予至裁切步驟或者其後之萃取步驟；為了符合目標強度‧伸度‧熱收縮特性，亦可經由延伸步驟或熱處理步驟，供予至裁切步驟或者其後之萃取步驟。延伸步驟可為在個別步驟中進行紡絲與延伸的 個別延伸方式，亦可採用於一步驟內進行紡絲後隨即進行延伸的直接延伸方式。
其次，以纖維長L對島徑D的比L/D為100~2500之範圍內的方式裁切所述複合纖維。所述裁切係以作成數十根~數百萬根單位成束的纖維束後以裁斷機或旋轉切刀等予以裁切為佳。
具有前述纖維徑D的纖維可藉由對前述複合纖維實施鹼減量加工而得。此時，於鹼減量加工中，纖維與鹼液的比率(浴比)較佳為0.1-5%，更佳為0.4~3%。若未達0.1%，纖維與鹼液雖較多接觸，但有不易實施排水等的步驟性之虞。另一方面，若為5%以上，因纖維量過多，於鹼減量加工時有發生纖維彼此的交纏之虞。此外，浴比係以下式定義。
浴比(%)=(纖維質量(gr)/鹼水溶液質量(gr)×100)
又，鹼減量加工的處理時間較佳為5~60分鐘，更佳為10~30分鐘。若未達5分鐘，有鹼減量不充分之虞。另一方面，若為60分鐘以上，則有連島成分亦受減量之虞。
又，於鹼減量加工中，鹼濃度較佳為2~10%。若未達2%，鹼較為不足，有減量速度變得極為緩慢之虞。另一方面，若超過10%則鹼減量過度進行，有連島部分亦受減量之虞。
於如此所得之主體纖維中，當主體纖維為經延伸之聚酯纖維時，則雙折射率(An)大於0.05。
此外，亦可顛倒前述裁切步驟與鹼減量步驟之順序，先進行鹼減量加工後，再進行裁切。
另一方面，於前述黏合纖維中，纖維徑若大於3.0μm，濾材的孔徑較大且不均等，有捕集性能變差之虞而不佳。反之，該纖維徑若小於0.1μm(100nm)，於抄紙時有纖維容易從抄紙網的網孔中脫落之虞。又，前述黏合纖維的長寬比若大於2500，於抄紙時有纖維彼此交纏而導致結塊(纖維塊)之虞。反之，前述主體纖維的長寬比若小於100，則纖維不易裁切，有參差不齊更顯著而導致分散性變差、或、纖維容易從抄紙網脫落而導致抄紙性變差之虞。
就所述黏合纖維而言，較佳為複合纖維或未延伸纖維。若為未延伸纖維時，雙折射率An通常為0.05以下。又，未延伸纖維的伸度通常為100%以上(較佳為100~800%)。
於此，就複合纖維而言，較佳為藉由在抄紙後實施之80~170℃的熱處理彼此熔接而展現接著效果的聚合物成分(例如非晶性共聚合聚酯)配設於鞍部、熔點比此等聚合物高20℃以上的其他聚合物(例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等一般的聚酯)配設於芯部的芯鞘型複合纖維。
此外，黏合纖維亦可為黏合劑成分(低熔點成 分)形成單纖維之表面的全部或一部分的周知之黏合纖維。可例示例如芯鞘型複合纖維、偏心芯鞘型複合纖維、並列型複合纖維等。
於此，上述非晶性共聚合聚酯係形成對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷酸、1,4-環己烷二羧酸等的酸成分、與乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、1,4-環己烷二醇、1,4-環己烷二甲醇等的二醇成分之隨機或嵌段共聚物而得。其中，由成本方面言之，較佳使用向來廣用之對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇及二乙二醇作為主成分。此種共聚合聚酯，其玻璃轉移點為50~100℃之範圍，未顯示明確的結晶熔點。
又，作為未延伸纖維，可舉出以紡絲速度較佳為800~1500m/分(更佳為900~1150m/分)經紡絲而成的未延伸纖維。於此，未延伸纖維較佳為使用用於前述海島型複合纖維之島成分或海成分的聚酯作為至少一成分之未延伸纖維。尤以使用聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯作為至少一成分之未延伸聚酯纖維、使用聚苯硫醚(PPS)作為至少一成分之未延伸聚苯硫醚(PPS)黏合纖維、使用尼龍6或尼龍66等尼龍作為至少一成分之未延伸尼龍纖維、或使用聚丙烯或聚乙烯等聚烯烴作為至少一成分之未延伸聚烯烴纖維為佳。亦可使用海島型複合纖維的未延伸絲。
就形成未延伸聚苯硫醚(PPS)黏合纖維的聚芳硫醚樹脂而言，只要是屬於所稱聚芳硫醚樹脂之範疇者，則其中任何皆可使用。就聚芳硫醚樹脂而言，作為其構成單元，可舉出由例如對伸苯基硫化物單元、間伸苯基硫化物單元、鄰伸苯基硫化物單元、伸苯基硫化物碸單元、伸苯基硫化物酮單元、伸苯基硫化物醚單元、二伸苯基硫化物單元、含有取代基之伸苯基硫化物單元、含有分支結構之伸苯基硫化物單元等所構成者；其中，較佳為含有70莫耳%以上，尤為90莫耳%以上的對伸苯基硫化物單元者，再更佳為聚(對苯硫醚)。
於本發明之液體過濾器用濾材中，其構造及製法不特別限定，較佳為濕式不織布。又，亦可進一步使用前述主體纖維及前述黏合纖維以外的纖維。
此時，重要的是前述黏合纖維的重量比率相對於濾材重量為10~50重量%之範圍內。該黏合纖維的重量比率若小於10重量%，強度‧伸度較小，在褶襉等組裝加工步驟中，有發生處理速度降低等問題之虞。反之，該黏合纖維的重量比率若大於50重量%，主體纖維的含量相對變少，而有捕集性能變差之虞。
作為製造濕式不織布之方法，較佳為組合一般的長網抄紙機、短網抄紙機、圓網抄紙機、或者多台此等機器，採用多層抄造等進行抄紙後，再進行熱處理的製造方法。此時，就熱處理步驟而言，於抄紙步驟後，可採楊克式烘缸、空氣穿透乾燥機任一種。又，熱處理之後， 亦可實施金屬/金屬輥、金屬/紙滾筒、金屬/彈性輥等的軋光加工或壓花加工。尤其是，如對不織布實施軋光加工或壓花加工，可發揮提升表面平滑性(厚度之均勻化)、因形成接著點而使強度上升之效果。又，使用由未延伸纖維構成的黏合纖維時，由於熱壓接步驟極為重要，因此所述軋光加工或壓花加工亦極為重要。
於如此所得之液體過濾器用濾材中，重要的是基重為5~80g/m2(較佳為5~40g/m2)之範圍內。基重會大幅影響液體過濾器之濾材的有效面積、通水量、捕集效率、壓力損失等。基重未達5g/m2時，濾材的強度較弱，有更不易形成薄片本身及使用其作為濾材的液體過濾器之虞。反之，基重若大於80g/m2，則有厚度變厚、或壓力損失變大，甚而，使用液體過濾器用濾材構成濾芯匣型液體過濾器時，有可配載之濾材面積變小之虞。
再者，就液體過濾器用濾材的厚度而言較佳為10~100μm(更佳為10~60μm)之範圍內。厚度未達10μm時，濾材的強度較弱，有更不易形成薄片本身及使用其作為濾材的液體過濾器之虞。反之，厚度大於100μm時，則有液體穿透時的壓力損失(壓力損耗)變大，甚而，使用液體過濾器用濾材構成濾芯匣型液體過濾器時，有可配載之濾材面積變小之虞。
又，液體過濾器用濾材的孔隙率較佳為50~90%之範圍內。該孔隙率未達50%時，有液體穿透時的壓力損失(壓力損耗)變大之虞。反之，該孔隙率大於90% 時，則有厚度變厚，可配載於濾芯匣之濾材面積變小之虞。
又，液體過濾器用濾材的哥雷透氣度較佳為10sec/100cc以下。哥雷透氣度若大於10sec/100cc，有不易排出充分的處理流量之虞，甚而有壓力損失變大之虞。
再者，於液體過濾器用濾材中，拉伸強度若為MD方向8N/15mm以上(更佳為8~50N/15mm)，且CD方向3N/15mm以上(更佳為8~50N/15mm)，可提升操作性及組裝性而較佳。又，拉伸伸度若為MD方向10%以上(較佳為10~50%)，且CD方向10%以上(較佳為10~50%)，可提升操作性及組裝性而較佳。當強度或伸度小於該範圍時，於構成濾芯匣型液體過濾器之際，有因褶襉形成程序時的張力而發生龜裂、或需降低折疊速度而使步驟性變差之虞。
又，於液體過濾器用濾材中，平均孔徑若為2.0μm以下(較佳為0.1~2.0μm)，則可捕集微細的粒子，此時，因高孔隙率性及低基重(厚度小)而達成低壓力損失，在捕集微細粒子時，無法使存留期間長或會發生變形的凝膠化物穿通，可予以捕集而較佳。
於本發明之液體過濾器用濾材中，不僅主體纖維，且黏合纖維其纖維徑亦小，因此，雖為低基重(厚度小)，但具有高強度、高捕集性、長壽命。
其次，本發明之液體過濾器為使用前述液體過濾器用濾材而成的濾芯匣型液體過濾器。由於所述液體 過濾器係使用前述液體過濾器用濾材，而具有高強度、高捕集性、長壽命，因此，在食品‧飲料‧製藥‧電子等工業製品的製程等適合使用。
就所述濾芯匣型液體過濾器而言，其形狀不特別限定，如第1圖示意性地表示，較佳將濾芯匣型液體過濾器作成圓筒狀，並將前述液體過濾器用濾材以褶狀配置於最內層的芯材與最外層的保護層之間。
此時，就褶襉之折痕間距(山與谷的距離)而言，較佳為5~30mm之範圍內。又，就芯材的直徑而言，較佳為10~200mm之範圍內。
實施例
其次詳述本發明之實施例及比較例，惟本發明不受此等所限定。此外，實施例中的各測定項目係以下述方法測定。
(1)纖維徑
使用穿透型電子顯微鏡TEM(附微距量測機能)，以倍率30000倍拍攝纖維剖面照片來測定。惟，纖維徑係採用單纖維橫切面上其外接圓的直徑(n數5的平均值)。
(2)纖維長
藉由掃描型電子顯微鏡(SEM)，形成使海成分溶解去除前的極細短纖維(短纖維A)平置於基盤上的狀態，以20 ~500倍測定纖維長L(n數5的平均值)。此時，活用SEM的微距量測機能來測定纖維長L。
(3)基重
基於JIS P8124(紙的每平方公尺重量測定方法)來測定基重。
(4)厚度
基於JIS P8118(紙及板紙的厚度與密度的測定方法)來測定厚度。測定負載係取75g/cm2，以n=5進行測定，求出平均值。
(5)孔隙率
係由上述基重、厚度、纖維密度以下式來計算。此外，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維的纖維密度為1.36g/cm3。
孔隙率(%)=100-((基重)/(厚度)/纖維密度×100)
(6)拉伸強度
基於JIS P8113(紙及板紙的拉伸強度與試驗方法)來實施。
(7)平均孔徑
藉由PMI公司製Perm-Porometer來測定。
(8)哥雷透氣度
基於JIS P8117(紙及板紙的透氣度試驗方法)來實施。
(9)熔融黏度
將乾燥處理後的聚合物固定於設定為紡絲時之擠製機溫度的限流孔進行5分鐘熔融保持後，施加數水準的負載予以擠出，對此時的剪切速度與熔融黏度作圖。以此數據為基礎，作成剪切速度-熔融黏度曲線，讀取剪切速度為1000sec-1時的熔融黏度。
(10)鹼減量速度比
將分別由具有24個直徑0.3mm、長度0.6mm之圓孔的金屬口排出海成分及島成分之聚合物，並以1000~2000m/分的紡絲速度牽引而得之未延伸絲，以殘留伸度為30~60%之範圍的方式進行延伸而製成83dtex/24絲的複絲。對其使用1.5wt%NaOH(氫氧化鈉)水溶液80℃，設浴比100，由溶解時間與溶解量算出減量速度。
[實施例1]
島成分使用在285℃之熔融黏度為120Pa‧sec的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、海成分使用在285℃之熔融黏度為135Pa‧sec之共聚合4重量%之平均分子量4000的聚 乙二醇、9mol%之間苯二甲酸-5-磺酸鈉的改質聚對苯二甲酸乙二酯，以海：島=10：90的重量比率使用島數400的金屬口進行紡絲，以紡絲速度1500m/分牽引。鹼減量速度差為1000倍。將其延伸3.9倍後，以裁斷機裁切成0.5mm，得到海島型複合纖維。將其以4%NaOH水溶液於75℃減量10%，將本纖維作為主體纖維1(經延伸之聚酯纖維、纖維徑700nm、纖維長0.5mm、長寬比714、圓形剖面、雙折射率△n大於0.05)。
另一方面，準備將聚對苯二甲酸乙二酯藉由常用方法進行紡絲而得的未延伸聚酯纖維，作為黏合纖維1(纖維徑1.2μm、纖維長0.4mm、長寬比333、圓形剖面、雙折射率△n為0.05以下、伸度為200~400%)。
其次，將前述主體纖維1(60wt%)與黏合纖維1(40wt%)混合攪拌後，以傾斜短網抄紙機進行濕式抄紙，再以楊克式烘缸140℃加以乾燥而得到濕式不織布。對此濕式不織布於185℃實施軋光熱處理，而製成過濾器用濾材。將評定結果示於表1。
其次，使用該過濾器用濾材製得如第1圖所示之濾芯匣型液體過濾器(折痕間距P為11mm、芯材直徑為40mm)的結果，具有高強度、高捕集性、長壽命。
[實施例2]
島成分使用在285℃之熔融黏度為120Pa‧sec的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、海成分使用在285℃之熔融黏度 為135Pa‧sec之共聚合4重量%之平均分子量4000的聚乙二醇、9mol%之間苯二甲酸-5-磺酸鈉的改質聚對苯二甲酸乙二酯，以海：島=10：90的重量比率使用島數400的金屬口進行紡絲，以紡絲速度1500m/分牽引。鹼減量速度差為1000倍。將其延伸3.9倍後，以裁斷機裁切成0.4mm，得到海島型複合纖維。將其以4%NaOH水溶液於75℃減量10%，將本纖維作為主體纖維2(經延伸之聚酯纖維、纖維徑400nm、纖維長0.4mm、長寬比1000、圓形剖面、雙折射率△n大於0.05)。
另一方面，準備與實施例1相同的黏合纖維1。又，準備將聚對苯二甲酸乙二酯藉由常用方法進行紡絲而得的未延伸聚酯纖維，作為黏合纖維2(單纖維纖度0.2dtex、纖維徑4.3μm、纖維長3mm、長寬比697、圓形剖面、雙折射率△n為0.05以下、伸度為200~400%)。
其次，將前述主體纖維2(60wt%)與黏合纖維1(30wt%)與黏合纖維2(10wt%)混合攪拌後，以與實施例1同樣的方式製成過濾器用濾材。將評定結果示於表1。
[實施例3]
準備將聚對苯二甲酸乙二酯藉由常用方法進行紡絲‧延伸而得的延伸聚酯纖維，作為主體纖維3(單纖維纖度0.1dtex、纖維徑3.05μm、纖維長3mm、長寬比983、圓形剖面、雙折射率△n大於0.05)。
其次，將前述主體纖維3(60wt%)及與實施例 1相同的黏合纖維1(40wt%)混合攪拌後，以與實施例1同樣的方式製成過濾器用濾材。將評定結果示於表1。
[實施例4]
將與實施例1相同的主體纖維1(30wt%)、與實施例2相同的主體纖維2(30wt%)、與實施例3相同的主體纖維3(20wt%)及與實施例1相同的黏合劑主體纖維1(20wt%)混合攪拌後，以與實施例1同樣的方式製成過濾器用濾材。將評定結果示於表1。
[實施例5]
島成分使用在295℃之熔融黏度為130Pa‧sec的聚苯硫醚(PPS)、海成分使用在295℃之熔融黏度為145Pa‧sec之共聚合4重量%之平均分子量4000的聚乙二醇、9mol%之間苯二甲酸-5-磺酸鈉的改質聚對苯二甲酸乙二酯，以海：島=30：70的重量比率使用島數400的金屬口進行紡絲，以紡絲速度1500m/分牽引。鹼減量速度差為1000倍。將其延伸3.5倍後，以裁斷機裁切成0.5mm，得到海島型複合纖維。將其以4%NaOH水溶液於75℃減量10%，將本纖維作為主體纖維4(經延伸之聚苯硫醚纖維、纖維徑700nm、纖維長0.5mm、長寬比714、圓形剖面、雙折射率△n大於0.05)。
另一方面，準備將聚苯硫醚藉由常用方法進行紡絲而得的未延伸聚苯硫醚纖維，作為黏合纖維3(纖維 徑1.2μm、纖維長0.4mm、長寬比333、圓形剖面、雙折射率An為0.05以下)。
其次，將前述主體纖維4(60wt%)與黏合纖維2(40wt%)混合攪拌後，以傾斜短網抄紙機進行濕式抄紙並以楊克式烘缸150℃加以乾燥而得到濕式不織布。對此濕式不織布實施軋光加工(熱處理溫度200℃)，製成過濾器用濾材。將評定結果示於表1。
其次，使用該過濾器用濾材製得濾芯匣型液體過濾器的結果，具有高強度、高捕集性、長壽命。
[實施例6]
島成分使用在285℃之熔融黏度為125Pa‧sec的尼龍6(Ny-6)、海成分使用在285℃之熔融黏度為135Pa‧sec之共聚合4重量%之平均分子量4000的聚乙二醇、9mol%之間苯二甲酸-5-磺酸鈉的改質聚對苯二甲酸乙二酯，以海：島=30：70的重量比率使用島數800的金屬口進行紡絲，以紡絲速度1500m/分牽引。鹼減量速度差為1000倍。將其延伸3.2倍後，以裁斷機裁切成0.5mm，得到海島型複合纖維。將其以4%NaOH水溶液於75℃減量10%，將本纖維作為主體纖維5(經延伸之尼龍6纖維、纖維徑400nm、纖維長0.5mm、長寬比714、圓形剖面、雙折射率△n大於0.05)。
另一方面，準備將尼龍6藉由常用方法進行紡絲而得的未延伸尼龍6纖維，作為黏合纖維4(纖維徑 1.2μm、纖維長0.4mm、長寬比333、圓形剖面、雙折射率△n為0.05以下、伸度為200~400%)。
其次，將前述主體纖維5(60wt%)與黏合纖維4(40wt%)混合攪拌後，以傾斜短網抄紙機進行濕式抄紙並以楊克式烘缸130℃加以乾燥而得到濕式不織布。對此濕式不織布實施軋光加工(熱處理溫度180℃)，製成過濾器用濾材。將評定結果示於表1。
其次，使用該過濾器用濾材製得濾芯匣型液體過濾器的結果，具有高強度、高捕集性、長壽命。
[比較例1~8]
如表1所示，選出主體纖維與黏合纖維並加以混合攪拌後，以與實施例1同樣的方式製成過濾器用濾材。將評定結果示於表1。
就比較例1~3，由於未含有纖維徑為3.0μm以下的極細黏合纖維，強度‧伸度較小，在褶襉等組裝加工步驟中，有處理速度降低等問題。就比較例4，由於纖維徑為3.0μm以下之極細黏合纖維的量較少，強度‧伸度較小，在褶襉等組裝加工步驟中，有處理速度降低等問題。就比較例5，由於基重較小，而無法形成均勻的薄片。又，就比較例6，由於基重為90g/m2而較大，因此具有微細孔徑，且強度‧伸度亦顯示出較大的值；然，哥雷透氣度較大，且厚度亦較大，因此，在製作過濾器濾芯匣時，不易排出充分的處理流量，甚而，由於壓力損失較 大，以致微粒子或凝膠化物等不易穿透。就比較例7，由於主體纖維的長寬比較大，結果抄紙漿液中的分散性不佳，形成均勻性差之薄片，且強度‧伸度較小。又，就比較例8，極細黏合纖維的長寬比較小，推測此為由抄紙網脫落的成因；與投入纖維量相比，基重較小，且強度‧伸度均不充分。
此外，表中的()內為長寬比。
產業上可利用性
根據本發明，可提供一種為低基重，且具有高強度、高捕集性、長壽命的液體過濾器用濾材及液體過濾器，其工業上的價值極大。
1‧‧‧芯材
2‧‧‧濾材
3‧‧‧保護層

Claims (10)

  1. 一種液體過濾器用濾材，其係包含纖維徑為4.0μm以下且長寬比為100~2500的主體纖維、與纖維徑為3.0μm以下且長寬比為100~2500的黏合纖維，而且前述黏合纖維的重量比率相對於濾材重量為10~50重量%，且基重為5~80g/m2之範圍內。
  2. 如請求項1之液體過濾器用濾材，其中前述主體纖維係由聚酯纖維或聚苯硫醚纖維或聚烯烴纖維或尼龍纖維所構成。
  3. 如請求項1或請求項2之液體過濾器用濾材，其中前述黏合纖維係由複合纖維或未延伸纖維所構成。
  4. 如請求項1~3中任一項之液體過濾器用濾材，其中液體過濾器用濾材係由濕式不織布所構成。
  5. 如請求項1~4中任一項之液體過濾器用濾材，其厚度為10~100μm之範圍內。
  6. 如請求項1~5中任一項之液體過濾器用濾材，其孔隙率為50~90%之範圍內。
  7. 如請求項1~6中任一項之液體過濾器用濾材，其拉伸強度為MD方向8N/15mm以上，且CD方向3N/15mm以上。
  8. 如請求項1~6中任一項之液體過濾器用濾材，其拉伸伸度為MD方向10%以上，且CD方向10%以上。
  9. 如請求項1~8中任一項之液體過濾器用濾材，其平均孔徑為2.0μm以下。
  10. 一種液體過濾器，其係使用如請求項1~9中任一項之液體過濾器用濾材而成，且為濾芯匣型。
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