(57)【要約】      （修正有）【課題】プリーツ加工可能で、高温濾過用途に用いたとき剛性及び機能性を保つ簡単な経済的に望ましいフィルター媒体およびその製造方法の提供。【解決手段】高温濾過操作用のフィルター媒体は、多数のポリマー繊維を含有するとともに物理的構造を有する不織布基材を含み、多数のポリマー繊維の少なくとも一部がベースポリマーを含有し、多数のポリマー繊維の少なくとも一部が第２ポリマーを含有し、前記ベースポリマー及び／又は第２ポリマーがポリマー繊維の少なくとも一部を互いに結合し、不織布基材が１３５℃を超える濾過温度で物理的構造を保持することができる。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のポリマー繊維を含有するとともに物理的構造を有する不織布基材を含む高温濾過操作用のフィルター媒体であって、多数のポリマー繊維の少なくとも一部がベースポリマーを含有し、多数のポリマー繊維の少なくとも一部が第２ポリマーを含有し、多数のポリマー繊維の少なくとも一部が上記ベースポリマー、第２ポリマー及びこれらの組合せから選択されるポリマー部分で互いに結合しており、不織布基材が１３５℃を超える濾過温度で物理的構造を保持することができる、フィルター媒体。
【請求項２】
前記ベースポリマーを含有する多数のポリマー繊維の部分が多数のベースポリマーステープル繊維を含み、第２ポリマーを含有する多数のポリマー繊維の部分が多数の第２ポリマーステープル繊維を多数のベースポリマーステープル繊維内に分散した状態で含む、請求項１記載のフィルター媒体。
【請求項３】
前記多数のポリマー繊維がベースポリマー及び第２ポリマーを含有する二成分繊維少なくとも１つを含む、請求項１記載のフィルター媒体。
【請求項４】
前記ベースポリマーが、ポリフェニレンスルフィド、アラミド、ポリアリーレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ガラス又はこれらの組合せを含有する、請求項１記載のフィルター媒体。
【請求項５】
第２ポリマーが、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアラミド、ガラス、酸化アクリル（カーボン）、ガラス転移温度２００℃超のポリマー又はこれらの組合せを含有する、請求項１記載のフィルター媒体。
【請求項６】
前記ベースポリマーが不織布基材中に不織布基材の約６０重量％〜約８０重量％の範囲の量で存在する、請求項１記載のフィルター媒体。
【請求項７】
第２ポリマーが不織布基材中に不織布基材の約２０重量％〜約４０重量％の範囲の量で存在する、請求項１記載のフィルター媒体。
【請求項８】
前記物理的構造がプリーツ構造である、請求項１記載のフィルター媒体。
【請求項９】
前記不織布基材が、ＴＡＰＰＩ−Ｔ５４３に準拠して測定して２３００ｍｇを超える縦方向剛性度及び２６００ｍｇを超える横方向剛性度を有する、請求項１記載のフィルター媒体。
【請求項１０】
前記多数のポリマー繊維が多数のステープル繊維を含み、前記ステープル繊維の少なくとも一部が多数のベースポリマーステープル繊維を含み、ステープル繊維の少なくとも一部が多数の第２ポリマーステープル繊維を多数のベースポリマーステープル繊維の少なくとも一部内に分散した状態で含み、ベースポリマー及び／又は第２ポリマーが多数のポリマー繊維の少なくとも一部を相互に結合し、不織布基材の物理的構造がプリーツ構造である、請求項１記載のフィルター媒体。
【請求項１１】
フィルターに流体流を通過させて流体流を濾過する方法であって、
フィルターが多数のポリマー繊維を含有するとともに物理的構造を有する不織布基材を含み、多数のポリマー繊維の少なくとも一部がベースポリマーを含有し、多数のポリマー繊維の少なくとも一部が第２ポリマーを含有し、上記ベースポリマー及び／又は第２ポリマーが多数のポリマー繊維の少なくとも一部を互いに結合し、不織布基材が１３５℃を超える濾過温度で物理的構造を保持することができる、方法。
【請求項１２】
濾過操作に用いるフィルター媒体の製造方法であって、
第１密度を有する不織布基材を形成し、この不織布基材は多数のポリマー繊維を含み、多数のポリマー繊維の少なくとも一部がベースポリマーを含有し、また多数のポリマー繊維の少なくとも一部が第２ポリマーを含有し、
上記不織布基材を圧縮して不織布基材に第１密度より大きい第２密度を与え、
上記不織布基材を結合温度に加熱してベースポリマーの少なくとも一部及び／又は第２ポリマーの少なくとも一部を溶融し、こうしてベースポリマー及び／又は第２ポリマーでポリマー繊維の少なくとも一部を互いに結合し、不織布基材が１３５℃を超える濾過温度で物理的構造を保持することができるようにする、方法。
【請求項１３】
前記ベースポリマーを含有する多数のポリマー繊維の部分が多数のベースポリマーステープル繊維を含み、第２ポリマーを含有する多数のポリマー繊維の部分が多数の第２ポリマーステープル繊維を多数のベースポリマーステープル繊維内に分散した状態で含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記ベースポリマーが、ポリフェニレンスルフィド、アラミド、ポリアリーレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ガラス又はこれらの組合せを含有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
第２ポリマーが、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアラミド、ガラス、酸化アクリル（カーボン）、ガラス転移温度２００℃超のポリマー又はこれらの組合せを含有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記ベースポリマーが不織布基材中に不織布基材の約６０重量％〜約８０重量％の範囲の量で存在する、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記加熱工程で約２６０℃超の温度の空気を不織布基材に通過させる、請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
第２密度が約０．３５ｇ／ｃｍ３超である、請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
さらに、不織布基材をプリーツ加工して不織布基材に物理的構造を付与する工程を含む、請求項１２記載の方法。
【請求項２０】
前記不織布基材が、ＴＡＰＰＩ−Ｔ５４３に準拠して測定して２３００ｍｇを超える縦方向剛性度及び２６００ｍｇを超える横方向剛性度を有する、請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルター媒体に関し、特に高温濾過製品及び高温濾過製品の製造方法に関する。
【０００２】
例えば燃焼、セメント製造、アスファルト製造などの種々の工業及びプロセスでは、流体流から望ましくない粒状物を除去するか、流体流から微粒子を捕捉するために高温濾過が必要である。このような工業で用いられる濾過装置の一例にバッグハウス・フィルターがある。最高温度濾過用途では、布製フィルター媒体を約１３５℃〜２００℃の範囲の操作温度で使用する。従来のダスト濾過材料は、織物又は不織布媒体から製造されている。より表面積の大きいプリーツ媒体などの新しいフィルターは、スパンボンドその他の不織布媒体、例えばニードルパンチ又はハイドロエンタングル不織布技術から製造されている。このような高温で使用可能なフィルター媒体には、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）（例えば、大阪府所在の東レ（株）のトルコン（登録商標）又はオーストリア国レンツィン所在のＩｎｓｐｅｃ  Ｆｉｂｅｒｓ社のＰｒｏｃｏｎ（登録商標））や、アラミド系繊維（例えば、米国デラウェア州ウィルミントン所在のデュポン社のＮＯＭＥＸ（登録商標））製の媒体がある。ＰＰＳとアラミドのどちらを使うかは、濾過すべきガス流の化学組成に応じて決まる。
【０００３】
フィルター媒体は、プリーツ加工して、バッグハウス内の占有空間を同一又は小さくしながら、有効濾過面積を増加することが可能である。しかし、普通のポリマーフィルター媒体は、これを剛化剤（スチッフニング）樹脂系で処理することにより、媒体をプリーツ加工し、かつ媒体が所望の用途温度でその形状と機能を保持することを可能にする必要な特性を付与しなければならない。例えば、スチッフニング樹脂で処理していないＰＰＳ系フィルター媒体は、ＰＰＳのガラス転移温度（Ｔｇ）が９０℃と低いため、高温用途温度で軟らかくなり、プリーツ加工を失う。プリーツ加工が失われると、フィルターが機能しなくなる。
【０００４】
したがって、スチッフニング樹脂をフィルター基材に含浸させて高い操作温度で使用するフィルター媒体を強化、安定化する。スチッフニング樹脂のフィルター媒体への含浸は、多工程二次プロセスにより行い、具体的にはフィルター媒体を樹脂溶液の浴に浸漬した後、ニップロールで絞って過剰な溶液を除去し、乾燥する。樹脂の乾燥後、フィルター媒体は剛性になる。
【０００５】
しかし、従来のスチッフニング樹脂であるエポキシ又はフェノール樹脂は、布上で初期乾燥した時点で完全には架橋も硬化もしていない。このため、媒体が、濾過操作中などその後の高圧高温プロセス中に再軟化するおそれがあり、この場合フィルター媒体は数時間までの間完全には硬化、再剛性化しない。完全に硬化すると、フィルター媒体は濾過プロセスに耐えられるようになる。しかし、硬化前に材料が軟らかい間にプリーツの潰れや狭窄（ピンチング）が起こったりすることがあり、この結果フィルター媒体が潰れた状態で再剛性化することになりうる。フィルター媒体が高圧高温濾過プロセスに使用されているときにこのような潰れや再剛性化が起こると、潰れたフィルター媒体は部分的に又は完全に機能不全になる。
【０００６】
これまでに、アラミドフィルター媒体を剛性にするのに、ポリアミド−イミド（ＰＡＩ）樹脂を用いてうまくいっている。米国特許第６７５２８４７号参照（その全体を本発明の先行技術として援用する）。適度に剛性の高温フィルター媒体を製造することができるが、樹脂及び複雑な多工程プロセスを使用しなければならず、これらは共に費用がかさむ。スチッフニング樹脂はプリーツフィルター媒体を製造するのに用いるもっとも高価な材料（単位面積当たりの重量を基準として）であるので、スチッフニング樹脂のコストが法外な値となり得る。プリーツ状要素が通常等価な寸法の普通のフィルターバッグにおけるフィルター媒体の量の２．３〜３倍のフィルター媒体を使用すると仮定すると、スチッフニング樹脂の使用量及びコストが重要になる。スチッフニング樹脂の必要量はフィルター媒体の使用量に比例し、したがってスチッフニング材料のコストがかなりになる。
【特許文献１】米国特許第６７５２８４７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、プリーツ加工可能で、高温濾過用途に用いたとき剛性及び機能性を保つ簡単な経済的に望ましいフィルター媒体及びかかるフィルター媒体の簡単な経済的な製造方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様では、多数のポリマー繊維を含有するとともに物理的構造を有する不織布基材を含むフィルター媒体であって、多数のポリマー繊維の少なくとも一部がベースポリマーを含有し、多数のポリマー繊維の少なくとも一部が第２ポリマーを含有する、濾過操作に用いるフィルター媒体が提供される。ベースポリマー、第２ポリマー又はこれらの両方でポリマー繊維の少なくとも一部を互いに結合する。不織布基材は１３５℃を超える濾過温度で物理的構造を保持することができる。
【０００９】
本発明の別の態様では、第１密度を有する不織布基材を形成し、この不織布基材は多数のポリマー繊維を含み、多数のポリマー繊維の少なくとも一部がベースポリマーを含有し、また多数のポリマー繊維の少なくとも一部が第２ポリマーを含有し、前記不織布基材を圧縮して不織布基材に第１密度より大きい第２密度を与え、前記不織布基材を結合温度に加熱してベースポリマーの少なくとも一部及び／又は第２ポリマーの少なくとも一部を溶融する工程を含む、濾過操作に用いるフィルター媒体の製造方法が提供される。こうしてベースポリマー及び／又は第２ポリマーでポリマー繊維の少なくとも一部を互いに結合する。不織布基材は１３５℃を超える濾過温度で物理的構造を保持することができる。
【００１０】
本発明の他の目的、特徴及び利点は以下の詳細な説明、図面及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、１３５℃を超える濾過温度で物理的構造を保持することができるフィルター媒体及びかかるフィルター媒体の製造方法を包含する。特に、第１の発明は、高温濾過中に物理的構造を保持することを可能にする均一な剛性と耐熱性を有するフィルター媒体を提供する。フィルター媒体は、高温で長期の露出期間にわたって物理的一体性を保持しなければならず、また流体流が通過する際に必要な耐薬品性と引張強さを維持しなければならない。その上、フィルター媒体は高温での耐延伸性又は耐クリープ性をもち、また難燃性でなければならない。本発明のフィルター媒体及びフィルター媒体の製造方法を以下に詳細に説明し、図１及び図２に図解する。
【００１２】
フィルターカートリッジ１０（図１Ａ及び図１Ｂ）はフィルター媒体１２を含む。フィルター媒体１２は多数のプリーツを含み、フィルターカートリッジ１０内にほぼチューブ形状に配置されている。プリーツは、フィルターカートリッジ１０内に形成された中央通路を画定する内側スクリーン２０に当接する。フィルター媒体１２及び内側スクリーン２０は上部キャップ１４及び下部キャップ１８により整列され、所定位置に保持される。フィルターカートリッジはさらに保持装置１６（例えば布ストラップ）で補強されている。作動時には、濾過すべき流体がフィルター媒体１２を通ってスクリーン２０に向かって移動し、フィルターカートリッジ１０内の中央通路内に入る。こうして粒子をフィルター媒体１２の外面又は内部に捕捉する。
【００１３】
フィルター媒体１２はプリーツ加工され、チューブ状であるが、適当な設計のフィルター媒体カートリッジ及び／又は保持装置のいずれを使用してもよい。フィルターカートリッジ１０の構成要素及びフィルターカートリッジの種々の用途については、米国特許第６７５２８４７号に記載されている。また、フィルター媒体１２は他の濾過構造にも使用できる。
【００１４】
フィルター媒体１２は不織布基材を含む。不織布基材は、カーディング加工不織布、ニードルパンチ加工不織布、又はこれらの組合せを含むが、これらに限定されない。不織布基材は多数のポリマー繊維（ファイバ）を含む。ポリマー繊維の一部がベースポリマーを含有し、ポリマー繊維の別の部分が第２ポリマー（「支持ポリマー」とも言う）を含有する。例えば、不織布基材は多数のベースポリマーステープル繊維（ファイバ）と多数の第２ポリマーステープル繊維（ファイバ）を含有することができる。或いは、基材は、１成分がベースポリマーであり、他の成分が第２ポリマーである、二成分繊維を含有することができる。例えば、不織布基材は多数の芯鞘（シース・コア）型二成分繊維又は横並び二成分繊維を含有することができる。
【００１５】
ベースポリマーは、約１３５℃〜約２００℃の範囲の濾過操作温度でフィルター媒体として用いるのに適当な任意のポリマーを含有することができる。例えば、ベースポリマーには、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）（例えば、大阪府所在の東レ（株）製トルコン（登録商標））、アラミド（例えば、米国デラウェア州ウィルミントン所在のデュポン社のＮｏｍｅｘ（登録商標））、ポリアリーレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、カーボン、ガラス及びこれらの混合物又はブレンドがあるが、これらに限らない。
【００１６】
本発明の少なくとも１つの態様では、ベースポリマーはポリマー繊維の少なくとも一部を互いに結合して交絡した不織ウェブを生成することができる。例えば、不織布基材がベースポリマーステープル繊維及び第２ポリマーステープル繊維を含有する場合、ベースポリマーステープル繊維は基材内に分散され、ベースポリマーステープル繊維及び第２ポリマーステープル繊維を互いにバインドする。不織布基材が二成分繊維を含有する別の実施形態では、ベースポリマーを軟化又は溶融して二成分繊維を互いにバインドし、不織ウェブを形成することができる。
【００１７】
他の実施形態では、ベースポリマーがポリマー繊維同士を結合せず、その代わりに第２ポリマーがポリマー繊維同士をバインドする。例えば、ベースポリマーは融点をもたないアラミドを含有し、第２ポリマーは、溶融してポリマー繊維同士をバインドすることのできるポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含有することができる。
【００１８】
さらに他の実施形態では、ベースポリマー及び第２ポリマー両方がポリマー繊維同士の結合を促進する。多数のポリマー繊維を相互にバインドするベースポリマー及び／又は第２ポリマーの（制御された）軟化及び溶融並びにベースポリマー及び第２ポリマーの選択は、以下に、フィルター媒体１２の製造方法との関連で詳しく説明する。
【００１９】
理論に縛られことはないが、制御された温度環境に露呈された後、ベースポリマーは、フィルター媒体１２が高温での比較的長期の濾過操作期間中に物理的構造を保持するように、フィルター媒体１２に剛性を付与することが知られている。例えば、本発明の特定の実施形態では、フィルター媒体１２を形成するプロセスは、以下に詳述するが、ベースポリマーを軟化又は溶融して、ポリマー繊維を互いにバインドし、またベースポリマー繊維の結晶構造を再配列して高温濾過中のフィルター媒体に剛性を付与する。特に、ベースポリマーの熱記憶は、ベースポリマーがその通常のもしくは特定のガラス転移温度（Ｔｇ）で実質的に軟化するのを防止し、またフィルター媒体１２が高温操作条件で剛性を保持するのを可能にする。
【００２０】
つまり、このような実施形態のベースポリマーは、不織布基材が高温での比較的長期の操作期間中にその物理的構造を保持し、機能を保つことを可能にする耐熱性を有する。本発明のこれらの実施形態に用いるのに適当なベースポリマーの例には、ＰＰＳがあるが、これに限らない。別の実施形態では、ベースポリマーは、ポリマー結晶性を再配向させることなく、高温濾過条件下で剛性を付与する。その例には、アラミドを含有するベースポリマーを用いる本発明の実施形態にしたがって作成されたフィルター媒体がある。
【００２１】
本発明の特定の実施形態では、ベースポリマーが不織布基材中に、不織布基材の約６０重量％〜約８０重量％の範囲の量で存在することができる。
【００２２】
第２ポリマーは、約１３５℃〜約２００℃の範囲の濾過操作温度でフィルター媒体１２に用いるのに適当な任意のポリマーを含有することができる。この第２ポリマーはフィルター媒体１２内で支持（サポート）作用をなす。例えば、特定の実施形態では、第２ポリマーとして高いガラス転移温度（Ｔｇ）をもつものを選んで、第２ポリマーが高温濾過中に実質的に軟化せず、フィルター媒体１２内での支持作用をなすようにする。例えば、第２ポリマーのＴｇを操作温度より高くして、第１ポリマーと第２ポリマーの組合せで作成した媒体が操作温度で軟らかくならないようにすることができる。さらに、別の実施形態では、第２ポリマーとして、高温での濾過操作中にベースポリマーの軟化に影響されないものを選ぶ。特定の実施形態では、約１３５℃〜約２００℃の温度で操作する濾過用途において、Ｔｇが約２１７℃であるＵｌｔｅｍ（登録商標、米国マサチューセッツ州ピットフィールド所在のＧＥプラスチック社製のポリエーテルイミド系繊維）を第２ポリマーとして使用できる。本発明のこれらの実施形態に適当な他の第２ポリマーの例には、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド、ポリアラミド、ガラス、酸化アクリル（カーボン）、ＰＰＳ、これらの混合物もしくはブレンド、又はＴｇが操作温度より高いあらゆるポリマー、又はこれらの組合せがあるが、これらに限定されない。フィルター媒体１２に支持作用をなすことに加えて、第２ポリマーは単独で又はベースポリマーとの組合せで、前述したようにまた後述するように、ポリマー繊維を互いにバインドすることができる。
【００２３】
第２ポリマーは不織布基材中に、不織布基材の約２０重量％〜約４０重量％の範囲の量で存在することができる。さらに特定すると、第２ポリマーは不織布基材中に、不織布基材の約３０重量％〜約４０重量％の範囲の量で存在することができる。
【００２４】
したがって、ベースポリマー及び／又は第２ポリマーが不織布基材に付与する強度と剛性は、基材が高温での濾過操作中にその物理的構造を保持するのを可能にする。このような物理的構造の例に、プリーツ構造があるが、これに限らない。
【００２５】
不織布基材は厚さ約２．００ｍｍ以下とすることができる。特に、不織布基材は厚さ約０．５ｍｍ〜約１．５０ｍｍの範囲とすることができる。さらに特定すると、不織布基材は厚さ約０．５ｍｍ〜約１．００ｍｍの範囲とすることができる。
【００２６】
さらに、本発明の特定の実施形態では、不織布基材は面重量（坪量）約１３５ｇ／ｍ２〜約４７５ｇ／ｍ２とすることができる。特に、不織布基材は面重量約２７０ｇ／ｍ２〜約３４０ｇ／ｍ２とすることができる。さらに特定すると、不織布基材は面重量約３００ｇ／ｍ２〜約３４０ｇ／ｍ２とすることができる。本発明の好適な実施形態では、不織布基材の密度は約０．３５ｇ／ｃｍ３超えであるべきで、０．４０ｇ／ｃｍ３超の密度がより好ましい。
【００２７】
本発明の実施形態では、不織布基材の通気度は約２５立方フィート／分（ｃｆｍ）〜５０ｃｆｍの範囲とすることができ、不織布基材の孔径は約１５μｍ〜約２５μｍの範囲とすることができ、ポリマー繊維の繊度は約１．５デニール〜約４．０デニールの範囲とすることができる。
【００２８】
本発明の特定の実施形態では、不織布基材は、ＴＡＰＰＩ−Ｔ５４３に準拠して測定して、縦（Ｍ）方向の剛性度が２３００ｍｇ〜約４７００ｍｇとすることができる。さらに特定すると、不織布基材は、ＴＡＰＰＩ−Ｔ５４３に準拠して測定して、縦方向の剛性度が２５００ｍｇ〜約３５００ｍｇとすることができる。不織布基材は、ＴＡＰＰＩ−Ｔ５４３に準拠して測定して、横方向の剛性度が２６００ｍｇ〜約６４００ｍｇとすることができる。さらに特定すると、不織布基材は、ＴＡＰＰＩ−Ｔ５４３に準拠して測定して、横方向の剛性度が３０００ｍｇ〜約５０００ｍｇとすることができる。
【００２９】
フィルター媒体１２を製造するには、まず第１密度を有する不織布基材を形成する。不織布基材は多数のポリマー繊維を含有し、その多数のポリマー繊維の少なくとも一部がベースポリマーを含有し、多数のポリマー繊維の少なくとも一部が第２ポリマーを含有する。次に不織布基材を圧縮して不織布基材に第１密度より大きい第２密度を与え、さらに不織布基材を結合温度に加熱してベースポリマーの少なくとも一部又は第２ポリマーの少なくとも一部又は両方を溶融する。つまり、フィルター媒体１２の製造方法は、ベースポリマーでポリマー繊維の少なくとも一部を互いに結合する熱緻密化工程を含む。本方法は、不織布基材がプリーツ加工可能で、かつ１３５℃を超える温度での濾過操作中に剛性度を保つのに必要な剛性度を不織布基材に付与する。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態に係るフィルター媒体の製造方法を実施するのに用いるシステム２０の概略図である。この実施形態では、本方法によれば、まず多数のポリマー繊維をチャンバ２２内を移動する空気流に同伴させる。ポリマー繊維の一部はベースポリマーステープル繊維を含み、ポリマー繊維の別の部分は第２ポリマーステープル繊維を含む。なお、別の態様では、多数のポリマー繊維が他のタイプの繊維、例えば二成分繊維を含有することができる。
【００３１】
次に、ポリマー繊維を移動する成形表面２４上に捕集して不織マットを形成する。次に繊維をカーディング機２６によりカーディング（そ線）してカーディング処理ウェブを形成する。次にカーディング処理ウェブをニードルパンチ機２８でニードルパンチしてポリマー繊維を機械的に絡ませ、ニードルパンチ処理不織布を形成する。
【００３２】
次に、ニードルパンチ処理不織布をニップロール３０でカレンダー加工して不織布基材３２を生成する。この緻密化により不織布基材３２に、フィルター媒体として用いるのに適当な厚さと密度を与える。厚さ、密度、その他の特性の値はフィルター媒体１２に関して前述した値と同様である。図示したように、カレンダー加工は１組のカレンダーロールにより行う。しかし、不織布基材を緻密化するのに、当業界で知られた他の方法を用いてもよい。例えば、ニードルパンチ処理不織布を数個の連続カレンダーロールやＳラップ構造にてカレンダー加工してもよい。別の態様では、カレンダー機３０を表示温度に加熱することができる。さらに、ニードルパンチ処理不織布をカレンダー機３０により点結合（ポイントボンド）又は面結合（フラットボンド）することができる。
【００３３】
緻密化後、ニードルパンチ処理不織布をオーブン３４にてスルーエア融着する。オーブン３４は当業界で周知のどのようなタイプのスルーエア融着オーブンでもよい。オーブン３４内で、加熱空気をニードルパンチ処理不織布に通してベースポリマーの少なくとも一部、第２ポリマーの少なくとも一部又は両方を軟化又は溶融し、こうしてポリマー繊維同士を結合する。したがって、オーブン温度は、ベースポリマーの少なくとも一部、第２繊維の少なくとも一部又は両方を溶融するのに有効な温度に設定すべきである。当業者であれば、温度及び滞留時間が繊維ブレンドに応じて変わることを簡単に確認できる。例えば、Ｕｌｔｅｍ（登録商標）を第２ポリマーとして用いる本発明のフィルター媒体１２の実施形態において、オーブン温度は、Ｕｌｔｅｍを溶融するために約２２０℃〜約２８５℃に設定することができる。本発明の特定の態様では、オーブン温度は、得られるフィルター媒体が所望の剛性度を有するように、ベースポリマー繊維を軟化もしくは溶融しその結晶性を再配列するのに有効な温度に設定することができる。例えば、ベースポリマーがＰＰＳである場合、ポリマー繊維を結合し、かつ不織布基材３２を補剛するために、オーブン温度を約２６０℃（５００°Ｆ）〜約３１６℃（６００°Ｆ）とすることができる。オーブンから出るときには、不織布基材のポリマー繊維は互いに結合され、基材はフィルター媒体に用いることを可能にする均一な剛性を有する。
【００３４】
特に、不織布基材３２はこの後プリーツ加工することができる。不織布基材３２のプリーツ加工は、不織布基材３２を予熱オーブン３６で予熱して基材を軟化し、不織布基材３２をプリーツ加工機３８でプリーツ折りしてプリーツフィルター媒体４０を形成し、次いで後加熱オーブン４２で後加熱する。後加熱工程でプリーツフィルター媒体４０を加熱し、縦方向に背圧をかけてプリーツを固定する。ベースポリマーがＰＰＳを含有し、第２ポリマーがＵｌｔｅｍ（登録商標）を含有する実施形態では、予熱温度を約１５０℃〜約２５０℃の範囲とし、後加熱温度を約２２５℃〜約２５０℃の範囲とすることができる。
【００３５】
なお、装置２０は連続製造ラインを図解しているが、本方法の工程は工程毎に区分された或いは別々の製造ラインで実施することができる。
【００３６】
本発明の別の態様を以下に実施例によりさらに説明するが、実施例はいかなる意味でも本発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。反対に、本明細書の記載を読んだ後、特許請求の範囲から逸脱することなく、当業者が自ずと想起できる種々の他の態様、変更及び均等物も採用できることが明らかに理解できるはずである。
【実施例】
【００３７】
実施例では、トルコン（登録商標）ＰＰＳベースポリマーステープル繊維（大阪府所在の東レ（株）製）及びＰ８４（登録商標）ポリイミド第２ポリマーステープル繊維を含有するポリマー繊維を用いてカーディング処理ウェブを形成した。トルコン（登録商標）はカーディング処理ウェブ中にその約７０重量％の量で存在していた。Ｐ８４（登録商標）はカーディング処理ウェブ中にその約３０重量％の量で存在していた。カーディング処理ウェブをカレンダー加工し、次いで温度２７０℃でスルーエア融着して不織布基材を生成した。この不織布基材は約１３５℃〜約２００℃の範囲の温度でフィルター媒体として使用できる。
【００３８】
不織布基材は、面重量９．５ｏｚ／ｙｄ２、通気度約２５．６〜３６．５ｆｔ３／ｍｉｎ、厚さ０．０４インチ、密度０．３２ｇ／ｃｃ、ＴＡＰＰＩ−Ｔ５４３に準拠した縦方向剛性度３５５６ｍｇ、ＴＡＰＰＩ−Ｔ５４３に準拠した横方向剛性度３７３３ｍｇであった。
【００３９】
以上の説明は特定の実施形態に関するもので、特許請求の範囲に規定される本発明の要旨から逸脱することなく種々の変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係るフィルターカートリッジの斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係るフィルターカートリッジの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るフィルター媒体の製造方法を実施するのに用いるシステムの概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  フィルターカートリッジ
１２  フィルター媒体
１４  上部キャップ
１６  保持装置
１８  下部キャップ
２０  スクリーン
２２  チャンバ
２４  成形表面
２６  カーディング機
２８  ニードルパンチ機
３０  ニップロール
３２  不織布基材
３４  オーブン
３６  予熱オーブン
３８  プリーツ加工機
４０  プリーツ加工フィルター媒体
４２  後加熱オーブン
【図１Ａ】
2008142697.tif 000003
【図１Ｂ】
2008142697.tif 000004
【図２】
2008142697.tif 000005
【外国語明細書】
2008142697000001.pdf