(57)【要約】【課題】微細な繊維径からなるろ過層を有し、厚みが小さく、かつプリーツ加工のために充分な剛性を有する液体用フィルター材、例えば、放電加工によって発生する数ミクロン程度の微細な粒子に対する捕集性能を向上させながら、高寿命となる放電加工機用フィルターに好適な液体用フィルター材を提供すること。【解決手段】ろ過層と支持層が積層された液体用フィルター材であって、該ろ過層が、平均繊維径０．４〜１．２μｍ、目付２０〜７０ｇ／ｍ２の合成繊維不織布からなり、そして該液体用フィルター材の曲げ強度が０．５ｍＮ以上、厚みが０．４５ｍｍ以下、通気度が０．８〜６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする前記液体用フィルター材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過層と支持層が積層された液体用フィルター材であって、該ろ過層が、平均繊維径０．４〜１．２μｍ、目付２０〜７０ｇ／ｍ２の合成繊維不織布からなり、そして該液体用フィルター材の曲げ強度が０．５ｍＮ以上、厚みが０．４５ｍｍ以下、通気度が０．８〜６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする前記液体用フィルター材。
【請求項２】
前記ろ過層における合成繊維不織布がナイロン不織布である、請求項１に記載の液体用フィルター材。
【請求項３】
前記支持層が、芯部がポリエステル、鞘部がナイロンからなる不織布素材からなる、請求項１又は２に記載の液体用フィルター材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体用フィルター材を構成要素の１つとして含む放電加工機用フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体用フィルター材に関する。より詳しくは、本発明は、該液体用フィルター材を構成要素の内の１つとして含む放電加工機の加工液のろ過用フィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体用フィルターに用いられるフィルター材は各種公知である。なかでも、放電加工機の加工液をろ過するための放電加工機用フィルターとして、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を用いたものが一般に使用されている。該フィルター材は水中で長時間使用されるため、パルプを使用した場合、強度低下からくる破れなどの問題があった。かかる問題を解決するものとして、以下の特許文献１、２には、合成繊維を使用したフィルター材が開示されている。
【０００３】
一方、近年、放電加工機による微細加工を行う必要性から、より微細な粒子の捕集性能向上が求められるようになってきている。
このためにはフィルター材のろ過層に繊維径がより小さい合成繊維不織布ろ過材を使用することが求められている。しかしながら、ろ過材に用いる合成繊維不織布の繊維径が小さくなればなる程、ろ過層の剛性が低下するなるためプリーツの加工が困難になるという問題がある。また、大量の加工粉体をろ過し、長いフィルター寿命を得るためには、大きなろ過面積を得る必要がある。このためには、フィルター材の厚みをより小さくする必要が有り、かつ剛性をもたせるという相反する機能を持つことが求められている。
【０００４】
以下の特許文献３には、ポリブチレンテレフタレート又はポリトリメチレンテレフタレートを含む平均繊維径が１〜８μｍのポリエステル系繊維からなるメルトブロー不織布と、平均繊維径が１０〜３０μｍのポリエステル系繊維からなるスパンボンド不織布が積層一体化されてなるフィルター用不織布が開示されている。
【０００５】
しかしながら、ろ過層に相当するポリエステル系繊維メルトブロー不織布の製造技術上、繊維径を更に小さくすることが困難であり、また該繊維が疎水性であるために通液抵抗が高くなりやすく、捕集性能及びフィルター寿命が低下するという問題があった。また、該構成において、フィルター材の厚みを小さくするための検討は行われておらず、充分に長いフィルター寿命をもつものは得られていない。
このように、微細な繊維径からなるろ過層を有し、厚みが小さく、かつプリーツ加工のために充分な剛性を有する、液体用フィルター材は未だ得られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−５９８５９号公報
【特許文献２】特開平１１−１６５００９号公報
【特許文献３】特開２００７−１２５５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、微細な繊維径からなるろ過層を有し、厚みが小さく、かつプリーツ加工のために充分な剛性を有する液体用フィルター材、例えば、放電加工によって発生する数ミクロン程度の微細な粒子に対する捕集性能を向上させながら、高寿命となる放電加工機用フィルターに好適な液体用フィルター材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意検討し、実験を重ねた結果、以下の構成を有するフィルター材が課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の通りである。
【０００９】
［１］ろ過層と支持層が積層された液体用フィルター材であって、該ろ過層が、平均繊維径０．４〜１．２μｍ、目付２０〜７０ｇ／ｍ２の合成繊維不織布からなり、そして該液体用フィルター材の曲げ強度が０．５ｍＮ以上、厚みが０．４５ｍｍ以下、通気度が０．８〜６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする前記液体用フィルター材。
【００１０】
［２］前記ろ過層における合成繊維不織布がナイロン不織布である、前記［１］に記載の液体用フィルター材。
【００１１】
［３］前記支持層が、芯部がポリエステル、鞘部がナイロンからなる不織布素材からなる、前記［１］又は［２］に記載の液体用フィルター材。
【００１２】
［４］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の液体用フィルター材を構成要素の１つとして含む放電加工機用フィルター。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る液体用フィルター材は、捕集性能に優れ、寿命の長い液体用フィルター材であり、例えば、微細加工により大量の微細粒子が存在する加工液をろ過するための放電加工機用フィルターの構成要素として好適に使用されうる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る液体用フィルター材は、ろ過層と支持層が積層された液体用フィルター材であって、該ろ過層が、平均繊維径０．４〜１．２μｍ、目付２０〜７０ｇ／ｍ２の合成繊維不織布からなり、そして該液体用フィルター材の曲げ強度が０．５ｍＮ以上、厚みが０．４５ｍｍ以下、通気度が０．８〜６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る液体用フィルター材のろ過層は、平均繊維径が０．４〜１．２μｍ、目付２０〜７０ｇ／ｍ２の合成繊維不織布からなる。
このような細い繊維径の合成繊維不織布の製法としては、メルトブロー法、エレクトロスピング法、フラッシュスパン法、抄造法などが挙げられるが、低圧力損失とするため嵩高く、大きな目付けを得ることができ、脱落する繊維を少なくするという点で、メルトブロー法によって得られた不織布が好適である。
【００１６】
ろ過層に用いられる合成繊維の種類は特に限定されないが、ナイロン不織布であることが親水性を有するため好ましい。ナイロンの種類としては、特に限定されるものではないがナイロン６、６６、４６、ＭＸＤ６などが挙げられる。特に繊維径を細くし、ろ過性能の高いフィルターでは、通液抵抗を下げ、フィルター寿命を向上させることが重要であり、親水性を有するナイロンは、ポリプロピレンや、ポリエステル素材と比較してフィルターの通液抵抗が低いものとなるため好ましい。また、メルトブロー法によるナイロン不織布は、繊維径を小さくできるため好ましい。
【００１７】
ろ過層を構成する合成繊維不織布の繊維径は、０．４〜１．２μｍであり、好ましくは、０．４〜０．９５μｍである。０．４μｍ未満ではフィルター材として必要な強度が得られず、張り合わせ工程時に破損する可能性が高く、高性能な捕集性能が得られず、一方、１．２μｍを超えると強度上の問題はないが、粒子捕捉性能が低下する。
【００１８】
ろ過層を構成する合成繊維不織布の目付は、２０〜７０ｇ／ｍ２であり、好ましくは２５〜５０ｇ／ｍ２である。２０ｇ／ｍ２未満では、不織布の斑や積層時の強度がないため、高性能な捕集性能が得られず、一方、７０ｇ／ｍ２を超えるとフィルター材の厚みが大きくなり、これを積層したろ材全体の厚みも大きくなるため、必要なフィルターのろ過面積が得られない。
【００１９】
本発明に係る液体用フィルター材においては、前記したろ過層と支持層が積層されてなる。支持層は、フィルター材の強度を確保し、プリーツ加工を可能にするためのものである。支持層の材質は、特に限定されるものではないが、ろ過層と積層一体化するためには、ろ過層との部分的な融着を行うことが望ましいため、ろ過層と接する面においてろ過層と同じ材質であることが好ましく、ろ過層がナイロン不織布であれば支持層の表面が主としてナイロンから構成されていることが好ましい。また、フィルター材の曲げ強度を高くするためには支持層の少なくとも一部がポリエステルからなることが好ましい。したがって、支持層としては、特に好ましくは、芯部がポリエステル、鞘部がナイロンからなる鞘芯型複合繊維からなる布帛、特に不織布が好適である。
【００２０】
ろ過層と支持層は積層されて用いられる。単に重ねるだけでもよいが、接合一体化されていることが好ましい。接合一体化させる方法としては、圧力により一体化させる方法や各種接着剤や熱溶融樹脂をバインダーとし接着する方法等が挙げられ、例えば、不織布数枚を熱カレンダー機やエンボス機により圧縮一体化させる方法や熱融着ネットをバインダーとし熱プレスすることで複合する方法などが挙げられる。積層状態としては、支持層の片面にろ過層を積層する場合や、支持層の両面に積層する場合、支持層の片面にろ過層を複数枚積層する場合がある。好ましいのは、支持層の片面にろ過層を１枚積層するのが厚みを薄くし、積層工程が容易になるために望ましい。また、エンボス加工においては、熱融着比率は１０〜２０％で行い、加工温度を１５０〜２２０℃にすることで、フィルター厚みがより薄いものを製造することができる。
【００２１】
本発明に係る液体用フィルター材の曲げ強度は０．５ｍＮ以上、厚みは０．４５ｍｍ以下、通気度は０．８〜６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃである。
フィルター材の曲げ強度は０．５ｍＮ以上であることが必要である。曲げ強度が０．５ｍＮ未満であると、成型したプリーツが柔らかくなりプリーツしたろ材同士がくっつくことによりフィルターの寿命が短くなる。曲げ強度の上限は特にないが１５ｍＮを超えるとプリーツ成型が困難になるためカートリッジ製作が事実上困難となる。したがって、より好ましい曲げ強度の範囲は１〜１２ｍＮである。
【００２２】
本発明に係る液体用フィルター材の厚みは０．４５ｍｍ以下であることが必要である。厚みが０．４５ｍｍを超えるとカートリッジ内に挿入できるフィルター材の面積が減少し、フィルター寿命が短くなり、一方、０．１ｍｍ未満となると曲げ強度が得られなくなり、プリーツした濾材が密着することとなる。したがって、フィルター材の厚みは、より好ましくは０.１〜０．３５ｍｍである。
【００２３】
本発明に係る液体用フィルター材の通気度は、０．８〜６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであることが必要である。通気度が０．８ｃc／ｃｍ２／ｓｅｃ未満では、通液性が得られず、フィルター寿命が短くなり、一方６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃを超えると必要な捕集性能が得られなくなる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例における測定方法及び評価方法として、以下の通りのものを使用した。
【００２５】
（１）平均繊維径（μｍ）
不織布の表面を顕微鏡写真で拡大しその繊維径を２０点実測し、その平均値で示す。
【００２６】
（２）目付（ｇ／ｍ２）
ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準じて測定する。
【００２７】
（３）曲げ強度（ｍＮ）
ガーレー式柔軟度試験機（安田精機製作所ＮＯ．３１１）にてＭＤ／ＣＤ方向にて５点測定し、平均値を求める。
【００２８】
（４）厚み（ｍｍ）
ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準じて１０点測定し平均値を求める。圧力は２ｋＰａとする。
【００２９】
（５）通気度（ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ）
ＪＩＳ−Ｌ−１０９６（フラジール試験法）に準じて測定する。
５回測定した時の平均値を求める。
【００３０】
（６）捕集性能評価試験
（ｉ）市販のフィルターホルダー（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製  フィルターホルダーＫＳ２５）にフィルター材をセットする。
（ｉｉ）ＪＩＳダスト７種を蒸留水に０．２ｍｇ／Ｌにて分散させ、定量ポンプにて８０ｃｃ／minの流速で通液する。
（ｉｉｉ）通液前後の液をサンプリングし、パーティクルカウンタ（ＰＰＳ社  ＡｃｃｕＳｉｚｅｒ７８０／ＳＩＳ）にて粒径２〜３μｍの粒子個数をカウントする。通液前後の粒子個数差より捕集性能（％）を算出する。
【００３１】
（７）寿命性能試験
フィルター材をプリーツ加工し、外径１５０ｍｍ、内径７６ｍｍ、高さ１００ｍｍにてカートリッジエレメントを作製する。ダストＪＩＳ７種を６０ｍｇ／Ｌの濃度で試験液を作製し、流量１０Ｌ／ｍｉｎにて、カートリッジエレメントにダスト液を通液して１００ｋＰａまでの圧損上昇の時間（分）を計測することにより寿命性能とする。
【００３２】
［実施例１］
ろ過層としてナイロンを公知のメルトブロー法により、平均繊維径が０．８μｍ、目付が３０ｇ／ｍ２の不織布を得た。また、支持層として芯がポリエステル、鞘がナイロンの鞘芯構造複合糸からなる目付が７５ｇ／ｍ２、厚みが０．４ｍｍの不織布（ＣＯＬＢＯＮＤ社製  ＷＡ−７５）を用いて、エンボス加工によりろ過層側が１７０℃、支持層側が２１０℃のロール温度でろ過層と支持層とを積層複合化した。得られたフィルター材の物性及びフィルター性能評価結果を以下の表１に示す。
【００３３】
［実施例２］
ろ過層として、実施例１と同様の製造方法にて平均繊維径が０．８μｍ、目付が５０ｇ／ｍ２の不織布を得た以外は実施例１と同様の条件でフィルター材を作製した。得られたフィルター材の物性及び性能評価結果を以下の表１に示す。
【００３４】
［比較例１］
ろ過層として、実施例１と同様の製造方法にて平均繊維径が０．８μｍ、目付が２５ｇ／ｍ２の不織布を製造し、これを３層積層して複合化した目付７５ｇ／ｍ２の不織布を得た。他は実施例１と同様の条件でフィルター材を作製した。物性及び性能評価結果を以下の表１に示す。比較例１のフィルター材はフィルター厚みが大きいため、濾過面積が小さくなくなるため、実施例１と２に比較して、フィルター捕集性能が低く、フィルター寿命が短いものとなった。
【００３５】
［実施例３、４］
ろ過層として、実施例１と同様の製造方法にて平均繊維径が０．４５μｍ（実施例３）、１．２μｍ（実施例４）で、目付３０ｇ／ｍ２の不織布を得た。他は実施例１と同様の条件でフィルター材を作製した。得られたフィルター材の物性及び性能評価結果を以下の表１に示す。
【００３６】
［比較例２］
ろ過層として、実施例１と同様の製造方法にて平均繊維径が１．７μｍ、目付が７５ｇ／ｍ２の不織布を得た以外は実施例１と同様の条件でフィルター材を作製した。得られたフィルター材の物性及び性能評価結果を以下の表１に示す。比較例２のフィルター材は、繊維径が大きく、さらに厚みが大きいためにフィルター面積が小さくなるため、実施例１〜４に比較して捕集性能が劣るうえにフィルター寿命の短いものであった。
【００３７】
［比較例３］
３〜１５μｍの繊維径をもつパルプにて抄紙法により得られたろ過材を用い、他は実施例１と同様の方法でフィルター材を作製した。得られたフィルター材の物性及び性能評価結果を以下の表１に示す。比較例３のフィルター材は、繊維径が太く、捕集性能が低く、また表面で目詰まりし易く寿命性能の悪いものとなった。
【００３８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る液体用フィルター材は、捕集性能に優れ、寿命の長い液体用フィルター材であり、例えば、微細加工により大量の微細粒子が存在する加工液をろ過するための放電加工機用フィルターの構成要素として好適に使用されうる。