特許ウォッチ

公開番号2025010104
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024107769
出願日2024-07-03
発明の名称筒状フィルター及びその製造方法
出願人大和紡績株式会社
代理人弁理士法人池内アンドパートナーズ
主分類B01D 39/16 20060101AFI20250109BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】生産コストが低く、かつ基本的なろ過効率及びろ過寿命を有する筒状フィルター及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、筒状繊維集合体で形成されたろ過層を含む筒状フィルターであって、前記ろ過層は、第1の繊維シート51と第2の繊維シート52を交互に筒状に巻き回した筒状繊維集合体B50で形成されたろ過層B5を含み、ろ過層Bの厚み方向において、第1の繊維シートと第2の繊維シートは交互に配置されており、第1の繊維シートは第2の繊維シートを介して接着しており、下記(a)及び(b)の少なくとも一方の要件を満たす筒状フィルターを提供する。
(a)第1の繊維シートの厚みH1は第2の繊維シートの厚みH2より大きい
(b)第1の繊維シートの密度D1は第2の繊維シートの密度D2よりも大きい
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
筒状繊維集合体で形成されたろ過層を含む筒状フィルターであって、
前記ろ過層は、第１の繊維シートと第２の繊維シートを交互に筒状に巻き回した筒状繊維集合体Ｂで形成されたろ過層Ｂを含み、
ろ過層Ｂの厚み方向において、第１の繊維シートと第２の繊維シートは交互に配置されており、第１の繊維シートは第２の繊維シートを介して接着しており、
下記（ａ）及び（ｂ）の少なくとも一方の要件を満たす、筒状フィルター。
（ａ）第１の繊維シートの厚みＨ１は第２の繊維シートの厚みＨ２より大きい
（ｂ）第１の繊維シートの密度Ｄ１は第２の繊維シートの密度Ｄ２より大きい
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
第１の繊維シートの厚みＨ１と第２の繊維シートの厚みＨ２の比Ｈ１/Ｈ２は１．１以上１５．０以下である、請求項１に記載の筒状フィルター。
【請求項３】
第１の繊維シートの密度Ｄ１と第２の繊維シートの密度Ｄ２の比Ｄ１/Ｄ２は１．１以上１０．０以下である、請求項１に記載の筒状フィルター。
【請求項４】
第１の繊維シートは、幅が１５ｍｍ以上７０ｍｍ以下である、請求項１に記載の筒状フィルター。
【請求項５】
第１の繊維シートは、平均繊維径ｄ１が０．３μｍ以上２０μｍ以下である、請求項１に記載の筒状フィルター。
【請求項６】
第１の繊維シートは、目付Ｗ１が１５ｇ/ｍ
2
以上１００ｇ/ｍ
2
以下である、請求項１に記載の筒状フィルター。
【請求項７】
第２の繊維シートは、平均繊維径ｄ２が０．３μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１に記載の筒状フィルター。
【請求項８】
第２の繊維シートは、目付Ｗ２が２ｇ/ｍ
2
以上１５ｇ/ｍ
2
以下である、請求項１に記載の筒状フィルター。
【請求項９】
第１の繊維シートの平均繊維径ｄ１と第２の繊維シートの平均繊維径ｄ２の比ｄ１／ｄ２は０．０１以上２．０以下である、請求項１に記載の筒状フィルター。
【請求項１０】
第１の繊維シートの目付Ｗ１と第２の繊維シートの目付Ｗ２の比Ｗ１／Ｗ２は１．１以上５０以下である、請求項１に記載の筒状フィルター。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体のろ過、特に異物を含む液体のろ過に適した筒状フィルター及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
繊維集合体を筒状に巻き回した筒状フィルターは、取扱性に優れることから、飲料、薬液、油脂、塗料、並びに電子部品及び半導体製品の洗浄水等の工業用洗浄水等といった各種液体のろ過に広く用いられている。筒状フィルターは、通常、不織布といった各種繊維シートを心棒（マンドレルとも称される。）に巻き回すことで製造される円筒状の繊維集合物をろ過層としている。例えば、特許文献１には、細繊度不織布と、該細繊度不織布の構成繊維より太い繊度の熱接着性繊維を含む構成繊維からなり、かつ該構成繊維が相互に交絡し少なくともその一部が熱接着している太繊度スパンレース不織布とが互いに実質的に熱接着されていない状態で積層されて筒状に巻き付けられたろ過層を含む筒状フィルターが記載されている。
【０００３】
筒状フィルターを製造する他の方法として、樹脂を繊維化し、繊維を直接心棒に巻き付けることで、繊維をシート状にする工程を省いて筒状フィルターを製造する方法が知られている。例えば、特許文献２には、不織布デプスフィルター要素において、管状の部材を備え、前記管状の部材は、この部材の長さ全体にわたって軸方向に伸長する中空の内部と、実質的に連続して絡み合い、合成樹脂材料から成る複数のフィラメントから構成されるフィルター部分とを有し、前記フィルター部分が、中央のサポートゾーン及びろ過ゾーンを有しており、前記中央のサポートゾーンは、前記中空の内部を形成する内側面を有すると共に、前記ろ過ゾーンに対するサポートをもたらすに十分な大きさの直径を有する複数のサポートゾーンのフィラメントから構成されており、前記ろ過ゾーンは、前記中央のサポートゾーンの半径方向外方に位置すると共に、複数のろ過フィラメントから構成される少なくとも１つのろ過レベルを備え、前記サポートゾーンのフィラメント及び前記ろ過フィラメントが、互いに別々であることを特徴とする不織布デプスフィルター要素が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４－０００８５１号公報
特表平８－５０１９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、２種以上の不織布を用いてろ過層を製造し、これを含む筒状フィルターを開示している。このように各種繊維シートを巻き回して製造される筒状フィルターでは、ろ過の対象物に含まれている異物を段階的に捕集、除去することで、ろ過効率を高め、かつ、ろ過寿命をより長くするため、ろ液の流入側（一次側とも称される。）からろ液の流出側（二次側とも称される。）に向けて、ろ過層を構成する繊維の平均繊維径を徐々に小さくする、或いは、ろ液の流入側からろ液の流出側に向けて、ろ過層を構成する繊維シートの平均孔径を徐々に小さくすることが知られている。このような製造方法で製造された筒状フィルターはろ過層の平均繊維径や平均孔径が徐々に小さくなることで、ろ過効率やろ過寿命に優れた筒状フィルターとなる一方で、それらの性能をより高めるために繊維シートの平均繊維径や平均孔径を多段的に変化させようとすると、平均繊維径や平均孔径が異なる繊維シートを複数用意したうえ、巻き回す繊維シートを変えるときは一度機械を停止させ、巻き回す繊維シートを交換する作業が必要となる。そのため、このような筒状フィルターは生産性が低く、生産コストが高い傾向があった。特許文献２に記載の筒状フィルターは、メルトブローン法で製造された繊維（メルトブローン繊維）を回転する心棒に向けて紡出すると同時に心棒表面に集積、巻き取ることで、紡出された繊維を直接筒状フィルターとしているため、生産効率に優れ、低コストで筒状フィルターを製造できるが、メルトブローン法で製造された繊維を直接円筒状に成型して巻きとる方法は、フィルター全体、特に、フィルターを構成するろ過層の厚み方向（言い換えるならば、ろ過対象物の流入側から流出側へとろ過対象物の流れる方向）における繊維径や孔径に差をつけることが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するため、生産効率が高いことから生産コストが低く、かつ基本的なろ過効率及びろ過寿命を有する筒状フィルター及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、筒状繊維集合体で形成されたろ過層を含む筒状フィルターであって、前記ろ過層は、第１の繊維シートと第２の繊維シートを交互に筒状に巻き回した筒状繊維集合体Ｂで形成されたろ過層Ｂを含み、ろ過層Ｂの厚み方向において、第１の繊維シートと第２の繊維シートは交互に配置されており、第１の繊維シートは第２の繊維シートを介して接着しており、下記（ａ）及び（ｂ）の少なくとも一方の要件を満たす、筒状フィルターに関する。
（ａ）第１の繊維シートの厚みＨ１は第２の繊維シートの厚みＨ２より大きい
（ｂ）第１の繊維シートの密度Ｄ１は第２の繊維シートの密度Ｄ２より大きい
【０００８】
本発明は、筒状繊維集合体で形成されたろ過層を含む筒状フィルターの製造方法であって、溶融した熱可塑性樹脂を紡糸ノズルの吐出孔から吐出すると同時に前記吐出孔の周囲から噴出する高温の気体流によって引き延ばしたメルトブローン繊維を一定の速度で回転する回転軸の表面に吹き付けながら、前記回転軸の表面に第１の繊維シートを巻き回し、前記メルトブローン繊維を第１の繊維シートの表面に集積させてメルトブローンウェブにして巻き回すことで、第１の繊維シートとメルトブローンウェブが交互に巻き回された筒状繊維集合体Ｂを得る工程Ｂを含む、筒状フィルターの製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、生産効率が高いことから生産コストが低く、基本的なろ過効率及びろ過寿命を有する筒状フィルターを提供することができる。
また、本発明の製造方法によれば、基本的なろ過効率及びろ過寿命を有する筒状フィルターの生産性を高め、生産コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の１例の筒状フィルターの模式的部分断面斜視図である。
本発明の１例の筒状フィルターのろ過層Ｂの部分断面図である。
本発明で用いる１例の筒状フィルター製造装置の概略斜視図である。
本発明の１例の筒状フィルターのろ過層Ａとろ過層Ｂの配置関係を説明する概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許