JP7627205B2 - Filter material for liquid filters and method for producing same - Google Patents
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Description
本開示は、液体に含まれる固体粒子を除去して清浄な液体を得るために使用される、液体フィルタ用濾材及びその製造方法に関する。 This disclosure relates to a filter medium for liquid filters, which is used to remove solid particles contained in a liquid to obtain a clean liquid, and a method for manufacturing the same.
液体に含まれる固体粒子を除去するために使用される濾材としては、天然繊維、有機合成繊維または無機繊維等から構成される紙または不織布からなる濾材が広く用いられている。濾過効率の高い濾材を得るためには、細径の繊維が緻密に充填された濾材を用いることが有効であるが、繊維径が細すぎたり繊維の充填が緻密すぎたりすると、圧力損失が上昇して、通液量を確保しにくくなるとともに、濾過寿命すなわち所定の圧力損失に達するまでの濾過時間が低下する問題がある。 Filter media used to remove solid particles contained in liquids are generally made of paper or nonwoven fabric composed of natural fibers, organic synthetic fibers, or inorganic fibers. To obtain a filter medium with high filtering efficiency, it is effective to use a filter medium densely packed with fine fibers. However, if the fiber diameter is too fine or the fiber packing is too dense, the pressure loss increases, making it difficult to ensure the amount of liquid passing through, and there is a problem that the filter life, i.e., the filtering time until a certain pressure loss is reached, is reduced.
液体フィルタ用濾材を構成する繊維としては、高い濾過効率が得られることから、フィブリル化されたリヨセル繊維が広く用いられており、例えば、繊維径1μm以下のフィブリル化リヨセル繊維と繊維径1~30μmの有機繊維を含有する濾材(例えば、特許文献1を参照。)や、約20~約80重量%の二成分ステープル繊維と約10~約50質量%のフィブリル化リヨセルステープル繊維を含有する濾材(例えば、特許文献2を参照。)が提案されている。しかしながら、低い圧力損失を維持しつつ、さらに高い濾過効率と長い濾過寿命を有する濾材が望まれている。 Fibrillated lyocell fibers are widely used as fibers constituting filter media for liquid filters because they provide high filtration efficiency. For example, filter media containing fibrillated lyocell fibers with a fiber diameter of 1 μm or less and organic fibers with a fiber diameter of 1 to 30 μm (see, for example, Patent Document 1) and filter media containing about 20 to about 80% by weight of bicomponent staple fibers and about 10 to about 50% by mass of fibrillated lyocell staple fibers (see, for example, Patent Document 2) have been proposed. However, there is a demand for filter media that have even higher filtration efficiency and longer filtration life while maintaining low pressure loss.
前記の通り、低い圧力損失を維持しつつ、液体に含まれる固体粒子を高効率で濾過するとともに、長い濾過寿命を有する濾材が求められているが、従来の技術では、これらの特性を兼ね備えた濾材を得ることが難しかった。したがって、本開示の課題は、低い圧力損失、高い濾過効率及び長い濾過寿命を兼ね備えた液体フィルタ用濾材及びその製造方法を提供することである。 As described above, there is a demand for a filter medium that can efficiently filter solid particles contained in liquids while maintaining low pressure loss and that has a long filtration life. However, with conventional technology, it has been difficult to obtain a filter medium that combines all of these characteristics. Therefore, the objective of this disclosure is to provide a filter medium for liquid filters that combines low pressure loss, high filtration efficiency, and a long filtration life, and a method for manufacturing the same.
本発明に係る液体フィルタ用濾材は、フィブリル化リヨセル繊維と、繊維径が35μm以上である熱融着繊維と、を含み、少なくとも前記フィブリル化リヨセル繊維がネットワーク構造を形成している湿式不織布を有することを特徴とする。 The filter medium for liquid filters according to the present invention is characterized in that it contains fibrillated lyocell fibers and heat-fused fibers having a fiber diameter of 35 μm or more, and has a wet-laid nonwoven fabric in which at least the fibrillated lyocell fibers form a network structure.
本発明に係るエアフィルタ用濾材では、前記フィブリル化リヨセル繊維は、平均繊維径が0.3μm以上、最大繊維径が8μm以下、かつ、長さ加重平均繊維長が1mm以上であることが好ましい。これにより、高い濾過効率を得ることができる。 In the air filter medium of the present invention, it is preferable that the fibrillated lyocell fiber has an average fiber diameter of 0.3 μm or more, a maximum fiber diameter of 8 μm or less, and a length-weighted average fiber length of 1 mm or more. This allows for high filtration efficiency.
本発明に係る液体フィルタ用濾材では、前記湿式不織布が、フィブリル化されていない非熱融着繊維を含む形態を包含する。これにより、物性バランスの良い濾材を得ることができる。 In the liquid filter medium of the present invention, the wet nonwoven fabric includes a form that contains non-thermally fused fibers that are not fibrillated. This makes it possible to obtain a filter medium with a good balance of physical properties.
本発明に係る液体フィルタ用濾材では、前記フィブリル化リヨセル繊維の配合量は、濾材を構成する全繊維質量100部に対して20~80部であることが好ましい。十分な濾過効率を確保しつつ、圧力損失を低減することができる。 In the liquid filter medium according to the present invention, the amount of fibrillated lyocell fiber is preferably 20 to 80 parts per 100 parts of the total fiber mass constituting the filter medium. This allows pressure loss to be reduced while ensuring sufficient filtration efficiency.
本発明に係る液体フィルタ用濾材では、前記熱融着繊維の配合量は、濾材を構成する全繊維質量100部に対して20~80部であることが好ましい。濾材の強度を確保しつつ十分な濾過効率を得ることができる。 In the liquid filter medium according to the present invention, the blending amount of the heat-sealing fibers is preferably 20 to 80 parts per 100 parts of the total fiber mass constituting the filter medium. This allows sufficient filtering efficiency to be obtained while ensuring the strength of the filter medium.
本発明に係る液体フィルタ用濾材では、前記熱融着繊維は、加熱により溶融しない非熱融着成分と加熱により溶融する熱融着成分とを有する複合型熱融着繊維であることが好ましい。フィブリル化リヨセル繊維が形成するネットワーク構造中に複合型熱融着繊維も加わって、濾材の強度を確保しつつ十分な濾過効率を得ることができる。 In the liquid filter medium according to the present invention, the heat-sealing fibers are preferably composite heat-sealing fibers having a non-heat-sealing component that does not melt when heated and a heat-sealing component that melts when heated. The composite heat-sealing fibers are also added to the network structure formed by the fibrillated lyocell fibers, so that sufficient filtering efficiency can be obtained while maintaining the strength of the filter medium.
本発明に係る液体フィルタ用濾材では、前記非熱融着繊維の配合量は、濾材を構成する全繊維質量100部に対して最大70部であることが好ましい。これにより、物性バランスの良い濾材を得ることができる。また、前記濾材を構成する繊維として、前記フィブリル化リヨセル繊維及び前記繊維径が35μm以上である熱融着繊維だけを含むこととしてもよい。 In the liquid filter medium according to the present invention, the blending amount of the non-thermal fusion fiber is preferably up to 70 parts per 100 parts of the total fiber mass constituting the filter medium. This allows a filter medium with a good balance of physical properties to be obtained. In addition, the fibers constituting the filter medium may only include the fibrillated lyocell fiber and the thermal fusion fiber having a fiber diameter of 35 μm or more .
本発明に係る液体フィルタ用濾材では、前記非熱融着繊維は、繊維径が5μm以上の繊維であることが好ましい。圧力損失が高くなりすぎることを防止することができる。 In the liquid filter material according to the present invention, it is preferable that the non-thermal fusion fibers have a fiber diameter of 5 μm or more. This can prevent the pressure loss from becoming too high.
本発明に係る液体フィルタ用濾材の製造方法は、フィブリル化リヨセル繊維と、繊維径が35μm以上である熱融着繊維と、を含む原料スラリーを準備する工程と、前記原料スラリーを抄紙して、湿潤シートを形成する工程と、前記湿潤シートを乾燥させて液体フィルタ用濾材となる乾燥シートを得る工程と、を有することを特徴とする。前記熱融着繊維は、前記乾燥シートを得る工程における加熱により溶融する熱融着成分を含む繊維であることが好ましい。 The method for producing a filter medium for liquid filters according to the present invention is characterized by comprising the steps of: preparing a raw material slurry containing fibrillated lyocell fibers and heat-sealed fibers having a fiber diameter of 35 μm or more; forming a wet sheet by papermaking the raw material slurry; and drying the wet sheet to obtain a dry sheet to be a filter medium for liquid filters . The heat-sealed fibers are preferably fibers containing a heat-sealing component that melts when heated in the step of obtaining the dry sheet.
本開示により、低い圧力損失、高い濾過効率及び長い濾過寿命を兼ね備えた液体フィルタ用濾材を得ることができる。 This disclosure makes it possible to obtain a filter medium for liquid filters that combines low pressure loss, high filtration efficiency, and a long filtration life.
次に、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。 Next, the present invention will be described in detail with reference to an embodiment, but the present invention should not be interpreted as being limited to these descriptions. Various modifications of the embodiment may be made as long as the effects of the present invention are achieved.
本実施形態におけるリヨセル繊維は、溶剤としてN-メチルモルホリン-N-オキシドを用いた有機溶剤紡糸法によって紡糸された再生セルロース繊維である。有機溶剤紡糸法は、セルロースをそのまま有機溶剤に溶解させて紡糸するため、分子の切断が少なく、平均重合度が他の再生セルロース繊維に比べて高く、繊維の剛直性が高いとともに、繊維の断面形状が円形に近い特徴を有する。この剛直性と断面形状により、濾材中の空隙を維持し易くなる。また、叩解後のフィブリル化リヨセル繊維も、前記の剛直性と断面形状の特徴を維持する。さらに、叩解によりフィブリル化されると、粒子捕集に寄与する繊維の表面積が大きくなるため、濾過効率が上昇する。 The lyocell fiber in this embodiment is a regenerated cellulose fiber spun by an organic solvent spinning method using N-methylmorpholine-N-oxide as a solvent. In the organic solvent spinning method, cellulose is dissolved in an organic solvent as it is and spun, so there is little molecular breakage, the average degree of polymerization is higher than other regenerated cellulose fibers, the fiber has high rigidity, and the cross-sectional shape of the fiber is close to circular. This rigidity and cross-sectional shape make it easier to maintain the voids in the filter medium. In addition, the fibrillated lyocell fiber after beating also maintains the above-mentioned characteristics of rigidity and cross-sectional shape. Furthermore, when fibrillated by beating, the surface area of the fiber that contributes to particle collection increases, thereby increasing the filtration efficiency.
リヨセル繊維をフィブリル化するための叩解方法としては、ナイヤガラビーター、PFIミル、シングルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー等の叩解機を使用できる。叩解においては、リヨセルの繊維長を短くしすぎないように、強すぎる負荷をかけずに叩解することが好ましい。 Beating machines such as Niagara beaters, PFI mills, single disc refiners, and double disc refiners can be used to fibrillate lyocell fibers. During beating, it is preferable to beat without applying too strong a load so as not to shorten the fiber length of the lyocell too much.
リヨセル繊維の叩解を進めると、繊維が切断されて繊維長が短くなる。繊維長が短くなりすぎると、シート形成後の空隙を埋めてしまうため、圧力損失が高くなるおそれがある。本実施形態で使用するフィブリル化リヨセル繊維は、長さ加重平均繊維長が1mm以上であることが好ましく、1~3mmであることがより好ましく、1~2mmであることがさらに好ましい。 As the beating of the lyocell fibers proceeds, the fibers are cut and the fiber length shortens. If the fiber length becomes too short, it may fill voids after the sheet is formed, resulting in high pressure loss. The fibrillated lyocell fibers used in this embodiment preferably have a length-weighted average fiber length of 1 mm or more, more preferably 1 to 3 mm, and even more preferably 1 to 2 mm.
なお、フィブリル化リヨセル繊維の長さ加重平均繊維長は、ISO 16065-2:2007「Determination of fibre length by automated optical analysis-Part2」にしたがって測定した。 The length-weighted average fiber length of fibrillated lyocell fibers was measured according to ISO 16065-2:2007 "Determination of fiber length by automated optical analysis - Part 2."
リヨセル繊維は、叩解によりフィブリル化が進行して繊維径が細くなる。本実施形態で使用するフィブリルリヨセル繊維の平均繊維径は0.3μm以上であることが好ましく、0.3~1.0μmであることがより好ましく、0.3~0.8μmであることがさらに好ましい。平均繊維径が0.3μm未満であると、フィブリル化の進行にともなって繊維が切断され、濾材中の空隙を維持することができなくなり、圧力損失が上昇するおそれがある。一方、平均繊維径が1.0μmを超えると、粒子捕集に寄与する繊維の表面積が小さくなり、濾過効率が低下するおそれがある。 When the lyocell fiber is beaten, fibrillation progresses and the fiber diameter becomes smaller. The average fiber diameter of the fibrillated lyocell fiber used in this embodiment is preferably 0.3 μm or more, more preferably 0.3 to 1.0 μm, and even more preferably 0.3 to 0.8 μm. If the average fiber diameter is less than 0.3 μm, the fibers may be cut as the fibrillation progresses, making it impossible to maintain voids in the filter medium, and pressure loss may increase. On the other hand, if the average fiber diameter exceeds 1.0 μm, the surface area of the fiber that contributes to particle collection may become smaller, and filtration efficiency may decrease.
フィブリル化リヨセル繊維の最大繊維径は8μm以下であることが好ましく、6μm以下であることがより好ましく、4μm以下であることがさらに好ましい。最大繊維径が8μmを超えると、粒子捕集に寄与する繊維の表面積が小さくなり、濾過効率が低下するおそれがある。 The maximum fiber diameter of the fibrillated lyocell fiber is preferably 8 μm or less, more preferably 6 μm or less, and even more preferably 4 μm or less. If the maximum fiber diameter exceeds 8 μm, the surface area of the fiber that contributes to particle collection will be small, and the filtration efficiency may decrease.
なお、本実施形態における繊維径は、電子顕微鏡を用いて濾材の表面の写真撮影を行い、得られた電子顕微鏡写真に横方向に直線を1本引き、その直線と繊維との交点における繊維径を計測した。平均繊維径は、測定200点の算術平均値とした。 In this embodiment, the fiber diameter was measured by taking a photograph of the surface of the filter medium using an electron microscope, drawing a line horizontally on the obtained electron microscope photograph, and measuring the fiber diameter at the intersection of the line and the fiber. The average fiber diameter was calculated as the arithmetic mean value of 200 measurement points.
本実施形態におけるフィブリル化リヨセル繊維の配合量は、濾材に必要とされる物性に応じて適宜調整できるが、濾材を構成する全繊維質量を100部とした場合に、20~80部であることが好ましく、30~70部であることがより好ましい。フィブリル化リヨセル繊維の配合量が少なすぎると、十分な濾過効率を得ることが難しい場合がある。フィブリル化繊維の配合量が多すぎると、濾材の構造が緻密になり圧力損失が高くなる場合がある。 The amount of fibrillated lyocell fiber in this embodiment can be adjusted as appropriate depending on the physical properties required for the filter medium, but is preferably 20 to 80 parts, and more preferably 30 to 70 parts, assuming that the total fiber mass constituting the filter medium is 100 parts. If the amount of fibrillated lyocell fiber is too small, it may be difficult to obtain sufficient filtration efficiency. If the amount of fibrillated fiber is too large, the structure of the filter medium may become dense, resulting in high pressure loss.
本実施形態における熱融着繊維は、湿式不織布の製造工程における加熱により溶融する熱融着成分を含む繊維である。熱融着繊維を添加することで溶融接着により湿式不織布の強度を付与することができる。溶融接着には、熱融着繊維がフィブリル化リヨセル繊維に点接着する形態が包含される。熱融着繊維の例としては、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維等が挙げられる。熱融着繊維の形態としては、溶融する部分と溶融しない部分とが隣り合わせで複合化されたサイドバイサイド型熱融着繊維、溶融しない芯部と溶融する鞘部を有する芯鞘型熱融着繊維、全体が溶融してガラス繊維等の主体繊維同士の接着に寄与する全融型熱融着繊維などがある。このうち、サイドバイサイド型熱融着繊維及び芯鞘型熱融着繊維を含む、加熱により溶融しない非熱融着成分と加熱により溶融する熱融着成分からなる複合型熱融着繊維であることが好ましく、非熱融着成分を芯部として熱融着成分を鞘部とした芯鞘型熱融着繊維であることがより好ましい。非熱融着成分の例としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、セルロース系ポリマー等があり、その中でも、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましい。熱融着成分の例としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ(エチレン-酢酸ビニル)、ポリ(エチレン-ビニルアルコール)等があり、その中でも、共重合ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン等のポリオレフィンが好ましい。 The heat-sealing fiber in this embodiment is a fiber containing a heat-sealing component that melts when heated in the manufacturing process of the wet nonwoven fabric. By adding the heat-sealing fiber, the strength of the wet nonwoven fabric can be imparted by melt adhesion. The melt adhesion includes a form in which the heat-sealing fiber is point-bonded to the fibrillated lyocell fiber. Examples of the heat-sealing fiber include polyvinyl alcohol fiber, polyester fiber, polyolefin fiber, etc. The form of the heat-sealing fiber includes a side-by-side type heat-sealing fiber in which a melting part and a non-melting part are combined side by side, a core-sheath type heat-sealing fiber having a non-melting core part and a melting sheath part, and a full melt type heat-sealing fiber in which the entire fiber melts and contributes to the adhesion between the main fibers such as glass fibers. Among these, composite heat-fusible fibers, including side-by-side heat-fusible fibers and core-sheath heat-fusible fibers, are preferred, which are made up of a non-heat-fusible component that does not melt when heated and a heat-fusible component that melts when heated, and core-sheath heat-fusible fibers, which have a non-heat-fusible component as the core and a heat-fusible component as the sheath, are more preferred. Examples of non-heat-fusible components include polyesters, polyolefins, polyamides, polyurethanes, polyacrylonitrile, cellulose-based polymers, etc., and among these, polyesters such as polyethylene terephthalate and polyolefins such as polypropylene are preferred. Examples of heat-fusible components include polyesters, polyolefins, poly(ethylene-vinyl acetate), poly(ethylene-vinyl alcohol), etc., and among these, polyesters such as copolymerized polyethylene terephthalate and polyolefins such as polyethylene are preferred.
熱融着繊維は、サイドバイサイド型熱融着繊維、芯鞘型熱融着繊維及び全融型熱融着繊維のうち、いずれか一種を湿式不織布に含ませる形態のほか、2種又は3種を含ませてもよい。2種を含ませる例としては、サイドバイサイド型熱融着繊維と芯鞘型熱融着繊維の組み合わせ、サイドバイサイド型熱融着繊維と全融型熱融着繊維の組み合わせ、又は芯鞘型熱融着繊維と全融型熱融着繊維の組み合わせがある。 The heat-sealing fibers may be any one of side-by-side type heat-sealing fibers, core-sheath type heat-sealing fibers, and full-melt type heat-sealing fibers, or may be two or three types. Examples of two types include a combination of side-by-side type heat-sealing fibers and core-sheath type heat-sealing fibers, a combination of side-by-side type heat-sealing fibers and full-melt type heat-sealing fibers, or a combination of core-sheath type heat-sealing fibers and full-melt type heat-sealing fibers.
熱融着繊維は、湿潤状態のシートのときは、配合時の形状を維持しているが、加熱乾燥工程において熱融着繊維が加熱されると、一部又は全体が溶融して、主体繊維であるフィブリル化リヨセル繊維又はフィブリル化されていない非熱融着繊維と結合する若しくは熱融着繊維同士で結合する。加熱乾燥工程を経た濾材に含まれる溶融済みの熱融着繊維は、繊維の形状を維持しているか、または、途切れている部分はあるものの繊維の形状が観察でき、点又は線の形状のみが観察される。より具体的には、全融型熱融着繊維が加熱されると、全体が溶融して、フィブリル化リヨセル繊維又はフィブリル化されていない非熱融着繊維と結合する、若しくは全融型熱融着繊維同士で結合する。溶融済みの全融型熱融着繊維は、途切れ、潰れ、曲がり等変形している部分が存在している場合があるものの繊維の形状が観察でき、線状又は点状の形状のみが観察される。本実施形態では、全融型熱融着繊維は、加熱乾燥工程の前後で繊維状であることに対して繊維状であった痕跡があることの差異があるだけなので、溶融前の全融型熱融着繊維と溶融済み全融型熱融着繊維とを「全融型熱融着繊維」と表記する。また、サイドバイサイド型熱融着繊維又は芯鞘型熱融着繊維が加熱されると、サイドバイサイド型熱融着繊維の溶融する部分又は芯鞘型熱融着繊維の鞘部が溶融して、フィブリル化リヨセル繊維と結合する、サイドバイサイド型熱融着繊維同士で結合する又は芯鞘熱融着繊維同士で結合する。溶融済みのサイドバイサイド型熱融着繊維又は溶融済みの芯鞘熱融着繊維は、サイドバイサイド型熱融着繊維の溶融しない部分又は芯鞘熱融着繊維の芯部が繊維の形状を維持している。本実施形態では、サイドバイサイド型熱融着繊維又は芯鞘型熱融着繊維は、加熱乾燥工程の前後でいずれも繊維状であることから、溶融前のサイドバイサイド型熱融着繊維又は芯鞘型熱融着繊維と、溶融済みのサイドバイサイド型熱融着繊維又は芯鞘型熱融着繊維のいずれも「サイドバイサイド型熱融着繊維又は芯鞘型熱融着繊維」と表記する。なお、バインダー樹脂は、加熱乾燥工程等によって、バインダー樹脂が加熱されると、溶融するか又はエマルジョン粒子同士が融合することにより皮膜を形成し、濾材全体に広がって平面状に分布する。 When the heat-sealed fiber is in a wet state, it maintains the shape it had when it was mixed, but when the heat-sealed fiber is heated in the heat-drying process, it melts in part or in whole and bonds with the fibrillated Lyocell fiber or the non-fibrillated non-heat-sealed fiber, which is the main fiber, or bonds with each other. The melted heat-sealed fiber contained in the filter material that has been subjected to the heat-drying process maintains its fiber shape, or although there are some broken parts, the fiber shape can be observed, and only the shape of a dot or line is observed. More specifically, when the fully melted heat-sealed fiber is heated, it melts in its entirety and bonds with the fibrillated Lyocell fiber or the non-fibrillated non-heat-sealed fiber, or bonds with each other. The fully melted heat-sealed fiber that has been melted may have broken, crushed, bent, or other deformed parts, but the fiber shape can be observed, and only the shape of a line or dot is observed. In this embodiment, the only difference between the fully melted heat-fusible fibers is that they are fibrous before and after the heating and drying process, whereas the fully melted heat-fusible fibers have traces of fibrous form, so the fully melted heat-fusible fibers before melting and the melted fully melted heat-fusible fibers are referred to as "fully melted heat-fusible fibers". When the side-by-side heat-fusible fibers or the core-sheath type heat-fusible fibers are heated, the melting part of the side-by-side heat-fusible fibers or the sheath part of the core-sheath type heat-fusible fibers melts and bonds with the fibrillated lyocell fibers, or the side-by-side heat-fusible fibers bond with each other, or the core-sheath type heat-fusible fibers bond with each other. In the melted side-by-side heat-fusible fibers or the melted core-sheath type heat-fusible fibers, the unmelted part of the side-by-side heat-fusible fibers or the core part of the core-sheath type heat-fusible fibers maintain the shape of the fibers. In this embodiment, since the side-by-side type heat-fused fiber or the core-sheath type heat-fused fiber is in a fibrous form both before and after the heat drying process, both the side-by-side type heat-fused fiber or the core-sheath type heat-fused fiber before melting and the melted side-by-side type heat-fused fiber or the core-sheath type heat-fused fiber are referred to as "side-by-side type heat-fused fiber or the core-sheath type heat-fused fiber." When the binder resin is heated by the heat drying process or the like, it melts or the emulsion particles fuse together to form a film, which spreads over the entire filter medium and is distributed in a flat shape.
本実施形態における熱融着繊維は、繊維径が35μm以上の繊維であり、繊維径が35~80μmであることが好ましく、38~50μmであることがより好ましい。繊維径が35μm以上であることにより、これよりも細い熱融着繊維に比べて、同じ圧力損失で比較した場合に、高い濾過効率と長い濾過寿命を有する濾材を得ることができる。この理由は定かではないが、フィブリル化リヨセル繊維によって形成される微細なネットワーク構造に及ぼす影響の違いによるものであると推定される。一方、繊維径が80μmを超えると、十分な濾材の強度が得られない恐れがある。本実施形態において液体フィルタ用濾材に含まれる熱融着繊維のうち、繊維径が35μm以上の熱融着繊維は80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることがさらに好ましい。 The heat-sealed fibers in this embodiment have a fiber diameter of 35 μm or more, preferably 35 to 80 μm, and more preferably 38 to 50 μm. By having a fiber diameter of 35 μm or more, a filter medium having a high filtration efficiency and a long filtration life can be obtained when compared with a heat-sealed fiber having a smaller diameter at the same pressure loss. The reason for this is unclear, but it is presumed to be due to the difference in the effect on the fine network structure formed by the fibrillated lyocell fiber. On the other hand, if the fiber diameter exceeds 80 μm, there is a risk that sufficient strength of the filter medium cannot be obtained. Of the heat-sealed fibers contained in the filter medium for liquid filters in this embodiment, the heat-sealed fibers having a fiber diameter of 35 μm or more are preferably 80 mass% or more, more preferably 90 mass% or more, and even more preferably 100 mass%.
本実施形態に係る液体フィルタ用濾材は、フィブリル化リヨセル繊維と、繊維径が35μm以上である熱融着繊維と、を含み、少なくとも前記フィブリル化リヨセル繊維がネットワーク構造を形成している湿式不織布を有する。ここで、「少なくとも」と規定したのは、次に示すいくつかの態様において、フィブリル化リヨセル繊維がネットワーク構造を構成する繊維として必ず含まれているからである。第1の態様として、熱融着繊維が全融型熱融着繊維であり、全体的に溶融して結着の役割をしている場合、フィブリル化リヨセル繊維のネットワーク構造が湿式不織布において存在する。ここで溶融した熱融着繊維によって繊維同士が結着させられている。第2の態様として、熱融着繊維が全融型熱融着繊維であり、部分的に溶融して結着の役割を果たしつつ、繊維形状を残している場合、フィブリル化リヨセル繊維と一部の繊維形状を維持している熱融着繊維とが形成しているネットワーク構造が湿式不織布において存在する。ここで残りの溶融した熱融着繊維によって繊維同士が結着させられている。第3の態様として、フィブリル化されていない非熱融着繊維が配合され、熱融着繊維が全融型熱融着繊維であり、全体的に溶融して結着の役割をしている場合、フィブリル化リヨセル繊維と非熱融着繊維とが形成しているネットワーク構造が湿式不織布において存在する。ここで溶融した熱融着繊維によって繊維同士が結着させられている。第4の態様として、フィブリル化されていない非熱融着繊維が配合され、熱融着繊維が全融型熱融着繊維であり、部分的に溶融して結着の役割を果たしつつ、繊維形状を残している場合、フィブリル化リヨセル繊維と非熱融着繊維と一部の繊維形状を維持している熱融着繊維とが形成しているネットワーク構造が湿式不織布において存在する。ここで残りの溶融した熱融着繊維によって繊維同士が結着させられている。第5の態様として、熱融着繊維が複合型熱融着繊維である場合、フィブリル化リヨセル繊維と複合型熱融着繊維とが形成しているネットワーク構造が湿式不織布において存在する。第6の態様として、フィブリル化されていない非熱融着繊維が配合され、熱融着繊維が複合型熱融着繊維である場合、フィブリル化リヨセル繊維と非熱融着繊維と複合型熱融着繊維とが形成しているネットワーク構造が湿式不織布において存在する。なお、熱融着繊維の繊維径は、繊維の形状を維持している場合、途切れている部分はあるものの繊維の形状が観察でき、点又は線の形状のみが観察される場合のいずれにおいても、溶融前と比較して、同じであるか又は+40%以内で大きくなっている。 The liquid filter medium according to this embodiment includes fibrillated lyocell fibers and heat-sealed fibers having a fiber diameter of 35 μm or more, and has a wet nonwoven fabric in which at least the fibrillated lyocell fibers form a network structure. Here, the word "at least" is defined because in the following several aspects, fibrillated lyocell fibers are always included as fibers that constitute the network structure. In the first aspect, when the heat-sealed fibers are full-melt heat-sealed fibers and are melted as a whole to serve as binding, a network structure of fibrillated lyocell fibers exists in the wet nonwoven fabric. Here, the fibers are bonded together by the melted heat-sealed fibers. In the second aspect, when the heat-sealed fibers are full-melt heat-sealed fibers and are partially melted to serve as binding while retaining their fiber shape, a network structure formed by fibrillated lyocell fibers and heat-sealed fibers that maintain some of the fiber shape exists in the wet nonwoven fabric. Here, the fibers are bonded together by the remaining melted heat-sealed fibers. As a third aspect, when non-thermal fusion fibers that are not fibrillated are blended, and the thermal fusion fibers are full-melt type thermal fusion fibers that melt as a whole and play a role of binding, a network structure formed by fibrillated lyocell fibers and non-thermal fusion fibers exists in the wet nonwoven fabric. Here, the fibers are bonded to each other by the melted thermal fusion fibers. As a fourth aspect, when non-thermal fusion fibers that are not fibrillated are blended, and the thermal fusion fibers are full-melt type thermal fusion fibers that melt partially and play a role of binding while retaining the fiber shape, a network structure formed by fibrillated lyocell fibers, non-thermal fusion fibers, and thermal fusion fibers that maintain a part of the fiber shape exists in the wet nonwoven fabric. Here, the fibers are bonded to each other by the remaining melted thermal fusion fibers. As a fifth aspect, when the thermal fusion fibers are composite type thermal fusion fibers, a network structure formed by fibrillated lyocell fibers and composite type thermal fusion fibers exists in the wet nonwoven fabric. In the sixth embodiment, when non-fibrillated non-thermal fusion fibers are blended and the thermal fusion fibers are composite thermal fusion fibers, a network structure formed by fibrillated lyocell fibers, non-thermal fusion fibers, and composite thermal fusion fibers exists in the wet-laid nonwoven fabric. The fiber diameter of the thermal fusion fibers is the same or has increased by up to +40% compared to before melting, in all cases where the fiber shape is maintained, the fiber shape can be observed although there are interrupted parts, and only the dot or line shape is observed.
本実施形態における熱融着繊維の配合量は、濾材に必要とされる物性に応じて適宜調整できるが、濾材を構成する全繊維質量を100部とした場合に、20~80部であることが好ましく、30~70部であることがより好ましい。熱融着繊維の配合量が少なすぎると、加工時及び使用時に必要される濾材の強度を得ることが難しい場合がある。熱融着繊維の配合量が多すぎると、フィブリル化リヨセルの配合量が少なくなり、十分な濾過効率を得ることが難しい場合がある。 The amount of heat-sealed fibers in this embodiment can be adjusted as appropriate depending on the physical properties required for the filter medium, but is preferably 20 to 80 parts, and more preferably 30 to 70 parts, assuming that the total fiber mass constituting the filter medium is 100 parts. If the amount of heat-sealed fibers is too small, it may be difficult to obtain the strength of the filter medium required during processing and use. If the amount of heat-sealed fibers is too large, the amount of fibrillated lyocell will be small, and it may be difficult to obtain sufficient filtration efficiency.
本実施形態においては、フィブリル化されていない非熱融着繊維を用いることができる。ここで言う非熱融着繊維は、湿式不織布の製造工程における加熱により溶融しない非熱融着成分からなる繊維である。非熱融着繊維の例としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル等の合成繊維、木材パルプ、コットンリンターパルプ、麻パルプ、ケナフパルプ、木材パルプをアルカリ処理して得られるマーセル化パルプ等の天然繊維、セルロースを原料として、ビスコース法により紡糸されたビスコースレーヨン繊維や、有機溶媒紡糸法により紡糸されたリヨセル繊維等の再生繊維がある。 In this embodiment, non-fibrillated non-thermal fusion fibers can be used. The non-thermal fusion fibers referred to here are fibers made of non-thermal fusion components that do not melt when heated during the manufacturing process of the wet nonwoven fabric. Examples of non-thermal fusion fibers include synthetic fibers such as polyester, polyolefin, polyamide, polyurethane, and polyacrylonitrile; natural fibers such as wood pulp, cotton linter pulp, hemp pulp, kenaf pulp, and mercerized pulp obtained by alkali treatment of wood pulp; and regenerated fibers such as viscose rayon fibers spun by the viscose method using cellulose as a raw material, and lyocell fibers spun by the organic solvent spinning method.
本実施形態における非熱融着繊維は、繊維径が5μm以上の繊維であることが好ましく、5~30μmであることがより好ましく、8~25μmであることがさらに好ましい。繊維径が細すぎると圧力損失が高くなりすぎるおそれがある。繊維径が太すぎると濾過効率を低下させるおそれがある。 In this embodiment, the non-thermally fusible fibers preferably have a fiber diameter of 5 μm or more, more preferably 5 to 30 μm, and even more preferably 8 to 25 μm. If the fiber diameter is too small, the pressure loss may become too high. If the fiber diameter is too large, the filtration efficiency may decrease.
本実施形態における非熱融着繊維の配合量は、濾材に必要とされる物性に応じて適宜調整できるが、濾材を構成する全繊維質量を100部とした場合に、0~70部であることが好ましく、5~50部であることがより好ましい。 The amount of non-thermally fusible fibers in this embodiment can be adjusted as appropriate depending on the physical properties required for the filter medium, but it is preferably 0 to 70 parts, and more preferably 5 to 50 parts, assuming that the total fiber mass constituting the filter medium is 100 parts.
本実施形態においては、本発明の効果を妨げない範囲で、フィブリル化リヨセル繊維の粉体保持能力を利用して、珪藻土、セライト、パーライト等の濾過助剤を配合してもよい。これらの濾過助剤は、フィブリル化リヨセル繊維に対して1~40質量%程度含有させることができる。 In this embodiment, a filter aid such as diatomaceous earth, celite, or perlite may be blended to take advantage of the powder retention ability of the fibrillated lyocell fiber, as long as it does not impede the effects of the present invention. These filter aids can be contained in an amount of about 1 to 40% by mass relative to the fibrillated lyocell fiber.
本実施形態における濾材の坪量は、特に限定するものではないが、好ましくは20~400g/m2、より好ましくは30~300g/m2である。 The basis weight of the filter medium in this embodiment is not particularly limited, but is preferably 20 to 400 g/m 2 , and more preferably 30 to 300 g/m 2 .
本実施形態の濾材は、湿式抄紙法を用いて製造される。ここで、濾材を構成する繊維をパルパー等の分散機を用いて水中に分散させて、得られた原料スラリーをワイヤー上に堆積及び脱水してシートを形成し、得られた湿潤シートを熱風ドライヤーやシリンダードライヤー等の乾燥機を用いて乾燥させて、液体フィルタ用濾材となる乾燥シートとしての濾材を得る。乾燥温度は80~180℃であることが好ましく、100~160℃であることがより好ましい。 The filter medium of this embodiment is manufactured using a wet papermaking method. Here, the fibers that make up the filter medium are dispersed in water using a dispersing machine such as a pulper, and the resulting raw material slurry is deposited on a wire and dehydrated to form a sheet. The resulting wet sheet is dried using a dryer such as a hot air dryer or a cylinder dryer to obtain the filter medium as a dry sheet that will become the filter medium for liquid filters. The drying temperature is preferably 80 to 180°C, and more preferably 100 to 160°C.
本実施形態においては、本発明の効果を妨げない範囲で、湿式抄紙法を用いた製造において、分散剤、消泡剤、粘剤、歩留向上剤、紙力増強剤等の製紙助剤を用いてもよい。 In this embodiment, papermaking aids such as dispersants, defoamers, viscosity agents, retention aids, and paper strength agents may be used in the production using the wet papermaking method as long as they do not impede the effects of the present invention.
本実施形態に係る液体フィルタ用濾材は、得られた湿式不織布単体で濾材として使用することが可能であるが、湿式不織布に不織布等の補強材が貼り合わせされていてもよい。 The liquid filter medium according to this embodiment can be used as a filter medium using the wet nonwoven fabric alone, but a reinforcing material such as a nonwoven fabric may also be bonded to the wet nonwoven fabric.
本実施形態に係る液体フィルタ用濾材の製造方法では、次の形態を包含する。
(1)前記フィブリル化リヨセル繊維が、平均繊維径が0.3μm以上、最大繊維径が8μm以下、かつ、長さ加重平均繊維長が1mm以上である形態、
(2)前記湿式不織布が、フィブリル化されていない非熱融着繊維を含む形態、
(3)前記フィブリル化リヨセル繊維の配合量が、濾材を構成する全繊維質量100部に対して20~80部である形態、
(4)前記熱融着繊維の配合量が、濾材を構成する全繊維質量100部に対して20~80部である形態、
(5)前記熱融着繊維が、加熱により溶融しない非熱融着成分と加熱により溶融する熱融着成分とを有する複合型熱融着繊維である形態、
(6)前記非熱融着繊維の配合量が、濾材を構成する全繊維質量100部に対して0~70部である形態、又は
(7)前記非熱融着繊維が、繊維径が5μm以上の繊維である形態。
The method for producing a filter material for liquid filters according to the present embodiment includes the following aspects.
(1) The fibrillated lyocell fiber has an average fiber diameter of 0.3 μm or more, a maximum fiber diameter of 8 μm or less, and a length-weighted average fiber length of 1 mm or more;
(2) The wetlaid nonwoven fabric contains non-thermofusible fibers that are not fibrillated.
(3) The amount of the fibrillated lyocell fiber is 20 to 80 parts per 100 parts of the total fiber mass constituting the filter medium;
(4) The amount of the heat-fusible fiber is 20 to 80 parts per 100 parts of the total fiber mass constituting the filter medium.
(5) The heat-fusible fiber is a composite heat-fusible fiber having a non-heat-fusible component that does not melt when heated and a heat-fusible component that melts when heated.
(6) A form in which the blending amount of the non-thermal fusion fibers is 0 to 70 parts per 100 parts of the total fiber mass constituting the filter medium, or (7) a form in which the non-thermal fusion fibers are fibers having a fiber diameter of 5 μm or more.
以下に本発明について具体的な実施例を示して説明するが、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。なお、例中の「部」は、原料スラリー中の繊維の固形分質量比率を示し、全ての繊維の合計量を100部とした。 The present invention will be described below with specific examples, but the present invention is not limited to these descriptions. In the examples, "parts" indicates the solid mass ratio of the fibers in the raw material slurry, and the total amount of all fibers is 100 parts.
<実施例1>
リヨセル繊維(繊度1.7dtex(繊維径12μm)、繊維長4mm、製造元:Lenzing AG)に対して、ナイヤガラビーターを用いて叩解処理を行い、平均繊維径が0.7μm、最大繊維径3.5μm、長さ加重平均繊維長が1.1mmであるフィブリル化リヨセル繊維を得た。
次に、原料繊維として、得られたフィブリル化リヨセル繊維50部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度17dtx(繊維径40μm)、繊維長10mm、製造元:ユニチカ(株))50部を用いて、標準離解機において水中で離解して原料スラリーを得た。得られた原料スラリーを、手抄装置において抄紙して湿紙を得た。得られた湿紙を130℃のロータリードライヤーで乾燥し、坪量140g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
Example 1
Lyocell fiber (fineness 1.7 dtex (fiber diameter 12 μm), fiber length 4 mm, manufacturer: Lenzing AG) was beaten using a Niagara beater to obtain fibrillated lyocell fiber with an average fiber diameter of 0.7 μm, a maximum fiber diameter of 3.5 μm, and a length-weighted average fiber length of 1.1 mm.
Next, 50 parts of the obtained fibrillated lyocell fiber and 50 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 17 dtx (fiber diameter 40 μm), fiber length 10 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.) were used as raw fiber, and disintegrated in water in a standard disintegrator to obtain raw material slurry. The obtained raw material slurry was made into paper in a manual papermaking device to obtain wet paper. The obtained wet paper was dried in a rotary dryer at 130 ° C. to obtain a liquid filter medium with a basis weight of 140 g / m 2 .
<実施例2>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維50部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度17dtx(繊維径40μm)、繊維長10mm、製造元:ユニチカ(株))40部と、フィブリル化されていない非熱融着繊維として非熱融着PET繊維(製品名:N081、繊度1.6dtx(繊維径12μm)、繊維長5mm、製造元:ユニチカ(株))10部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量141g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
Example 2
As raw fibers, 50 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1, 40 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 17 dtx (fiber diameter 40 μm), fiber length 10 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.), and 10 parts of non-heat-fused PET fiber (product name: N081, fineness 1.6 dtx (fiber diameter 12 μm), fiber length 5 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.) as non-heat-fused fiber that is not fibrillated are used, and otherwise, by the same method as in Example 1, a filter material for liquid filters with a basis weight of 141 g/ m2 is obtained.
<実施例3>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維50部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度17dtx(繊維径40μm)、繊維長10mm、製造元:ユニチカ(株))40部と、フィブリル化されていない非熱融着繊維としてリヨセル繊維(繊度1.7dtx(繊維径12μm)、繊維長4mm、製造元:Lenzing AG)10部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量142g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
Example 3
As raw fibers, 50 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1, 40 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 17 dtx (fiber diameter 40 μm), fiber length 10 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.), and 10 parts of lyocell fiber (fineness 1.7 dtx (fiber diameter 12 μm), fiber length 4 mm, manufacturer: Lenzing AG) as non-fibrillated non-heat-fused fiber were used, and otherwise, a filter material for liquid filters with a basis weight of 142 g/ m2 was obtained by the same method as in Example 1.
<実施例4>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維25部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度17dtx(繊維径40μm)、繊維長10mm、製造元:ユニチカ(株))75部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量142g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
Example 4
As raw material fibers, 25 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1 and 75 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 17 dtx (fiber diameter 40 μm), fiber length 10 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.) are used, and otherwise, by the same method as in Example 1, a filter material for liquid filters with a basis weight of 142 g/ m2 is obtained.
<実施例5>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維75部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度17dtx(繊維径40μm)、繊維長10mm、製造元:ユニチカ(株))25部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量140g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
Example 5
As raw material fibers, 75 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1 and 25 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 17 dtx (fiber diameter 40 μm), fiber length 10 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.) were used, and otherwise, the same method as in Example 1 was used to obtain a filter medium for liquid filters with a basis weight of 140 g/ m2 .
<実施例6>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維20部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度17dtx(繊維径40μm)、繊維長10mm、製造元:ユニチカ(株))20部と、フィブリル化されていない非熱融着繊維としてリヨセル繊維(繊度1.7dtx(繊維径12μm)、繊維長4mm、製造元:Lenzing AG)60部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量140g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
Example 6
As raw fibers, 20 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1, 20 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 17 dtx (fiber diameter 40 μm), fiber length 10 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.), and 60 parts of lyocell fiber (fineness 1.7 dtx (fiber diameter 12 μm), fiber length 4 mm, manufacturer: Lenzing AG) as non-fibrillated non-heat-fused fiber were used, and otherwise, a filter medium for liquid filters with a basis weight of 140 g/ m2 was obtained by the same method as in Example 1.
<比較例1>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維50部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度1.7dtx(繊維径13μm)、繊維長5mm、製造元:ユニチカ(株))50部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量140g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
<Comparative Example 1>
As raw material fibers, 50 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1 and 50 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 1.7 dtx (fiber diameter 13 μm), fiber length 5 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.) are used, and otherwise, by the same method as in Example 1, a filter medium for liquid filters with a basis weight of 140 g/ m2 is obtained.
<比較例2>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維50部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度1.7dtx(繊維径13μm)、繊維長5mm、製造元:ユニチカ(株))40部と、フィブリル化されていない非熱融着繊維として非熱融着PET繊維(製品名:N081、繊度1.6dtx(繊維径12μm)、繊維長5mm、製造元:ユニチカ(株))10部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量141g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
<Comparative Example 2>
As raw fibers, 50 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1, 40 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 1.7 dtx (fiber diameter 13 μm), fiber length 5 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.), and 10 parts of non-heat-fused PET fiber (product name: N081, fineness 1.6 dtx (fiber diameter 12 μm), fiber length 5 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.) as non-heat-fused fiber that is not fibrillated are used, and otherwise, by the same method as in Example 1, a filter material for liquid filters with a basis weight of 141 g/ m2 is obtained.
<比較例3>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維50部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度1.7dtx(繊維径13μm)、繊維長5mm、製造元:ユニチカ(株))40部と、フィブリル化されていない非熱融着繊維としてリヨセル繊維(繊度1.7dtx(繊維径12μm)、繊維長4mm、製造元:Lenzing AG)10部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量140g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
<Comparative Example 3>
As raw fibers, 50 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1, 40 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 1.7 dtx (fiber diameter 13 μm), fiber length 5 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.), and 10 parts of lyocell fiber (fineness 1.7 dtx (fiber diameter 12 μm), fiber length 4 mm, manufacturer: Lenzing AG) as non-fibrillated non-heat-fused fiber were used, and otherwise, a filter medium for liquid filters with a basis weight of 140 g/ m2 was obtained by the same method as in Example 1.
<比較例4>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維25部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度1.7dtx(繊維径13μm)、繊維長5mm、製造元:ユニチカ(株))75部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量141g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
<Comparative Example 4>
As raw material fibers, 25 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1 and 75 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 1.7 dtx (fiber diameter 13 μm), fiber length 5 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.) are used, and otherwise, by the same method as in Example 1, a filter material for liquid filters with a basis weight of 141 g/ m2 is obtained.
<比較例5>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維75部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度1.7dtx(繊維径13μm)、繊維長5mm、製造元:ユニチカ(株))25部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量142g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
<Comparative Example 5>
As raw material fibers, 75 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1 and 25 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 1.7 dtx (fiber diameter 13 μm), fiber length 5 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.) were used, and otherwise, the same method as in Example 1 was used to obtain a liquid filter medium with a basis weight of 142 g/ m2 .
<比較例6>
原料繊維として、実施例1で得られたフィブリル化リヨセル繊維20部と、芯鞘型熱融着PET繊維(製品名:メルティ4080、繊度1.7dtx(繊維径13μm)、繊維長5mm、製造元:ユニチカ(株))20部と、フィブリル化されていない非熱融着繊維としてリヨセル繊維(繊度1.7dtx(繊維径12μm)、繊維長4mm、製造元:Lenzing AG)60部を用いて、それ以外は実施例1と同様の方法により、坪量140g/m2の液体フィルタ用濾材を得た。
<Comparative Example 6>
As raw fibers, 20 parts of fibrillated lyocell fiber obtained in Example 1, 20 parts of core-sheath type heat-fused PET fiber (product name: Melty 4080, fineness 1.7 dtx (fiber diameter 13 μm), fiber length 5 mm, manufacturer: Unitika Co., Ltd.), and 60 parts of lyocell fiber (fineness 1.7 dtx (fiber diameter 12 μm), fiber length 4 mm, manufacturer: Lenzing AG) as non-fibrillated non-heat-fused fiber were used, and otherwise, a filter medium for liquid filters with a basis weight of 140 g/ m2 was obtained by the same method as in Example 1.
実施例及び比較例において得られた液体フィルタ用濾材の評価は、以下に示す方法を用いて行った。 The liquid filter media obtained in the examples and comparative examples were evaluated using the methods described below.
<坪量[g/m2]>
坪量は、JIS P 8124:2011にしたがって測定した。
<Basic weight [g/m 2 ]>
The basis weight was measured according to JIS P 8124:2011.
<厚さ[mm]>
厚さは、JIS P 8118;1998にしたがって、デジタル厚さ計(製造元:(有)佐川製作所)を用いて測定した。なお、測定圧力は50kPaとした。
<Thickness [mm]>
The thickness was measured using a digital thickness gauge (manufacturer: Sagawa Corporation) in accordance with JIS P 8118; 1998. The measurement pressure was 50 kPa.
<密度[g/cm3]>
密度は、JIS P 8118;1998にしたがって測定した。
<Density [g/cm 3 ]>
The density was measured in accordance with JIS P 8118;1998.
<圧力損失[Pa]>
圧力損失は、有効面積100cm2の液体フィルタ用濾材に、面風速5.3cm/secで通風した時の差圧を、差圧計(製品名:マノスターゲージ、製造元:(株)山本電機製作所)を用いて測定した。
<Pressure loss [Pa]>
The pressure loss was measured by using a differential pressure gauge (product name: Manostar Gauge, manufacturer: Yamamoto Electric Works, Ltd.) to measure the differential pressure when air was passed through a liquid filter medium having an effective area of 100 cm2 at a face velocity of 5.3 cm/sec.
<濾過効率[%]>
濾過効率は、有効面積12.5cm2の液体フィルタ用濾材に、試験粒子(製品名:グリーンデンシックGC#8000、製造元:昭和電工(株))の質量濃度100ppmの水分散液(以下、原液と称する。)を濾過流量20ml/minで通液させて濾過し、通液開始1分後の濾液を50ml採取した。原液及び濾液の濁度[%]を、濁度計(製品名:COH400、製造元:日本電色工業(株))を用いて測定し、濾過効率を数1に示す式を用いて計算した。
<Filtration efficiency [%]>
Filtration efficiency is measured by passing the aqueous dispersion (hereinafter referred to as "raw solution" ) of test particles (product name: Green Densic GC#8000, manufacturer: Showa Denko Co., Ltd.) with a mass concentration of 100 ppm through a filter material for liquid filters with an effective area of 12.5 cm2 at a filtration flow rate of 20 ml/min, and filtrate 50 ml after 1 minute of passing the liquid through the filter material. The turbidity [%] of the raw solution and the filtrate is measured using a turbidity meter (product name: COH400, manufacturer: Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd.), and filtration efficiency is calculated using the formula shown in Math.
(数1)
濾過効率[%]=(原液濁度[%]‐濾液濁度[%])/(原液濁度[%])×100
(Equation 1)
Filtration efficiency [%] = (raw solution turbidity [%] - filtrate turbidity [%]) / (raw solution turbidity [%]) × 100
<濾過寿命[min]>
前記の濾過効率の測定において、濾材の上流側圧力を、圧力計(製品名:KDM30、製造元:(株)クローネ)を用いて測定し、通液開始から100kPaに達するまでに要した時間を測定した。
<引張強度[kN/m]>
引張強度は、JIS P 8113-2006「紙及び板紙-引張特性の試験方法―第2部:定速伸張法」にしたがって、万能試験機(製品名:オートグラフAGS-X、製造元:(株)島津製作所)を用いて測定した。
<Filtration life [min]>
In the measurement of the filtration efficiency, the upstream pressure of the filter medium was measured using a pressure gauge (product name: KDM30, manufacturer: Krone Co., Ltd.), and the time required for the pressure to reach 100 kPa from the start of liquid passage was measured.
<Tensile strength [kN/m]>
The tensile strength was measured using a universal testing machine (product name: Autograph AGS-X, manufacturer: Shimadzu Corporation) in accordance with JIS P 8113-2006 "Paper and paperboard-Testing methods for tensile properties-Part 2: Constant speed extension method."
前記の方法で行った液体フィルタ用濾材の評価結果を表1及び表2に示した。また、実施例1~6及び比較例1~6の結果を基にして、圧力損失と濾過効率の関係を図1に、圧力損失と濾過寿命の関係を図2に示した。 The evaluation results of the filter media for liquid filters performed using the above-mentioned method are shown in Tables 1 and 2. Based on the results of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6, the relationship between pressure loss and filtration efficiency is shown in Figure 1, and the relationship between pressure loss and filtration life is shown in Figure 2.
表1、表2、図1及び図2の結果より、圧力損失と濾過効率及び圧力損失と濾過寿命の関係において、実施例は比較例に比べて、高い濾過効率及び長い濾過寿命を有していることがわかった。 The results in Tables 1 and 2 and Figures 1 and 2 show that, in terms of the relationship between pressure loss and filtration efficiency, and between pressure loss and filtration life, the Examples have higher filtration efficiency and longer filtration life than the Comparative Examples.
Claims (11)
前記原料スラリーを抄紙して、湿潤シートを形成する工程と、
前記湿潤シートを乾燥させて液体フィルタ用濾材となる乾燥シートを得る工程と、を有することを特徴とする液体フィルタ用濾材の製造方法。 A step of preparing a raw material slurry containing fibrillated lyocell fiber and a heat-fusible fiber having a fiber diameter of 35 μm or more;
forming a wet sheet from the raw slurry;
and drying the wet sheet to obtain a dry sheet which will become a filter material for liquid filters.
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