JPH0312208A - 液体濾過用フィルター濾材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体中に含有される粒子を効率良く除去し、
清浄な液体を得るための液体濾過用フィルター濾材（以
下濾材という）に関するものである。更に詳細には、金
属の型彫、切断加工等に使用されている放電加工機の加
工液中に含まれる加工クズやＩＣ生産に置ける基板のウ
ェハの切断、研磨、エツチング等の工程で使用される超
純水中に含まれる加工クズを効率よく除去し、清浄な液
体を得るための濾材に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、放電加工機やＩＣ生産工程で使用されている液体
濾過用フィルターには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シート、ポリエス
テル不織布（スパンボンド）等が使用されているが、除
去効率が低く、寿命が短い等の問題がある。又、高性能
のフィルターとしてフッ素樹脂等の多孔質シートがある
が、高価なため特殊用途に限定され、放電加工機やＩＣ
生産工程のように多量の液体を処理する濾材としては不
適当である。

これらの問題点を解決する方法として、フィブリル化さ
れた有機繊維を用いた濾材が開発されている（特開昭５
９−９２０１１号公報）。しかしながらこのような繊維
を単独で用いて通常の湿式抄紙法により製造しようとし
た場合には、ワイヤーからの流失が大きく、またワイヤ
ーの目づまりを生じる等の製造上の問題が避けられない
。たとえ濾材が得られたとしても、繊維が微細であるた
めに得られる濾材は非常に緻密な濾材となり、その結果
高い捕集効率は得られるものの濾過抵抗が高く実用に適
さない。更に、濾過抵抗を下げようとして比較的径の太
いモノフィラメントの繊維を含有した場合には、抄造工
程での微細繊維の流失がより多くなり捕集効率の低下が
著しく、十分な性能が得られない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記欠点や問題点を解決し、濾過抵抗が小さく
、捕集効率の高い濾材を提供することを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

これらの課題を解決する方法として種々の繊維のフィル
ターへの応用を検討した結果、今迄に無い良好なフィル
ター特性が得られることを見出し本発明を完成させた。

すなわち本発明は、 繊維径が１μｍ以下にフィブリル化された有機繊維５〜
４０重量％と繊維径１〜５μｍの極細有機繊維５〜６０
重量％及び繊維径５μｍ以上の有機繊維２０〜７０重量
％からなり、且該繊維径５μｍ以上の有機繊維のうち１
部又は全部が繊維状有機バインダーであり、濾材密度が
０．２５〜０．８ｇ／ｃｍ’であることを特徴とする液
体濾過用フィルター濾材である。

本発明でいう繊維の一部分又は全部が繊維径１μｍ以下
にフィブリル化された有機繊維とは、例えば、 １）　合成高分子溶液を該高分子の貧溶媒中にせん断力
をかけながら流下させ、繊維状フィブリルを沈澱させる
方法（フィブリッド法、特公昭３５−１１８５１号公報
）、 ２）　合成モノマーを重合させなからせん断をかけフィ
ブリルを析出させる方法（重合せん新法、特公昭４７−
２１８９８号公報）、 ３）　二種以上の非相溶性高分子を混合し、溶融押し出
し又は紡糸し、切断後機械的な手段で繊維状にフィブリ
ル化する方法（スプリット法、特公昭３５−９６５１号
公報）、 ４）　二種以上の非相溶性高分子を混合し、溶融押し出
し又は紡糸し、切断後溶剤に浸漬して一方の高分子を溶
解し、繊維状にフィブリル化する方法（ポリマーブレン
ド溶解法、米国特許３．３８２，３０５号）、 ５）　合成高分子をその溶媒の沸点以上でかつ高圧側か
ら低圧側へ爆発的に噴出させた後、繊維状にフィブリル
化する方法（フラッシュ紡糸法、特公昭３６−１６４６
０号公報）、 ６）　ポリエステル系高分子に該ポリエステルに非相溶
のアルカリ可溶成分をブレンドし、成形後アルカリによ
り減量加工後叩解し、繊維状にフィブリル化する方法（
アルカリ減量叩解法、特開昭５６−３１５号公報）、 ７）　ケブラー繊維等の高結晶性、高配向性繊維を適当
な繊維長に切断後、水中に分散させ、ホモジェナイザー
、叩解機等を用いて、フィブリル化する方法（特開昭５
６−１００８０１号公報、特開昭５９−９２０１１号公
報）等の方法によって得られる繊維であり、具体的な例
としては、ケブラー繊維を均質化装置でフィブリル化し
たもの（ＭＦ　Ｃ−４００，ダイセル社製）、アルカリ
減量叩解法によって得られたポリエステルバルブ等が挙
げられる。これらフィブリル化された有機繊維の配合量
は、５〜４０重量％が適当であり、より好ましくは１０
〜３０重量％であり、５重量％未満では十分な捕集効率
が得られず、また４０重量％を越えると濾過抵抗が大き
く実用に適さない。

本発明でいう繊維径１〜５μｍの極細有機繊維とは、た
とえば５μｍ以下のポリエステル繊維、ＰＶＡ繊維、ア
クリル繊維等の繊維が挙げられる。

これら繊維の配合量は５〜６０重量％が適当であり、よ
り好ましくは１０〜４０重量％である。５重量％未満で
は１μｍ以下の微細繊維のワイヤーからの流失が多く十
分な捕集効率が得られず、又湿紙のワイヤーからの剥が
れが悪い等の製造上の問題を生じ、６０重量％を越える
と濾過抵抗が高くなり実用に適さない。

本発明でいう繊維径５μｍ以上の有機繊維とは、ポリオ
レフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリルア
ミド、ビニロンなどの合成繊維のほか、バルブ、リンタ
ー　リントおよびその誘導体などが挙げられる。又、繊
維状有機バインダーとは、皮膜を形成し難い複合接着性
繊維（例えば芯鞘タイプ）、即ち繊維内部が高融点で、
外皮が低融点のポリマーで構成される複合接着性繊維で
、ポリエステル系、ポリオレフィン系、塩ビ酢酸ビニル
系等が挙げられる。低融点のみで構成される繊維状バイ
ンダー（金融タイプ）やポリビニルアルコール系のよう
な熱水溶性バインダーは濾材の乾燥工程で皮膜を形成し
易く、濾過抵抗が大きくなり好ましくないが、特性を阻
害しない範囲で使用することはできる。繊維径５μｍ以
上の有機繊維の配合量は２０〜７０重量％であるが、こ
れらのうち繊維状有機バインダーの配合量は全繊維量の
２０重量％以上が好ましく、より好ましくは３０重量％
以上である。２０重量％未満では濾材強度が弱く、フィ
ルターユニットの加工性の点で実用上問題が有る。

本発明の濾材は、一般紙や湿式不織布を製造するための
抄紙機、例えば長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜ワイヤー
式抄紙機等により製造される。

本発明の濾材には、必要に応じ濾材の特性を阻害しない
範囲でアクリル系エマルジョン等のバインダーや、撥水
剤、分散剤、歩留り向上剤、染料等の添加剤を配合する
ことができる。本発明の濾材の目付は特に限定されない
が、フィルターユニットの加工性の点から１０ｇ／ｎｆ
以上が好ましく、より好ましくは１５ｇ／ｄ以上である
。１０ｇ／ｄ未満ではピンホールができ信頼性の点で問
題があり、また加工性の点でも実用上問題が有る。

本発明の濾材の密度は０．２５ｇ〜０．８ｇ／ｅｌｌ’
が適当であり、好ましくは０．４〜０．７ｇ／Ｃ１３で
ある。密度が０．２５ｇ／ｃ１未満では加工性が悪くな
り、また濾材内部に粒子がはいり目詰まりにより寿命が
短くなる等の問題が生じる。

密度が０．８ｇ／Ｃｍ３を越えると濾過抵抗が大きくな
−り実用上の問題が有る。密度のコントロールはスーパ
ーカレンダー、熱カレンダー等で加熱加圧処理すること
により達成できる。カレンダー温度は特に限定しないが
、濾材表面のケバ立ち繊維を熱セットし、濾材表面の平
滑性をより高める点で、複合接着性繊維の低融点ポリマ
ーの融点以上の温度で、且主繊維の融点以下でカレンダ
ー処理することが好ましい。

〔作　用〕

本発明の濾材が高い捕集効率と低い濾過抵抗の両者を同
時に満足するのは、繊維径１μｍ以下の繊維と、繊維径
１〜５μｍの極細有機繊維および、繊維径５μｍ以上の
有機繊維を組み合わせることで、繊維径１μｍ以下の繊
維の凝集が押さえられ、又繊維径１μｍ以下の微細繊維
と１〜５μｍの繊維が良く絡み合い、より均質なネット
ワークを形成し、繊維径１μｍ以下の有機繊維の単独、
繊維径１μｍ以下の有機繊維と５μｍ以上の有機繊維の
組み合わせ、および繊維径１μｍ以下の有機繊維と繊維
径１〜５μｍの極細有機繊維の組み合わせでは得られな
い特性が引き出されること、更にカレンダー処理による
濾材−密度のコントロールにより濾材表面の平滑性を上
げることになり、液体中の粒子を濾材表面で濾過すると
いう表面濾過機能を有するためと推定される。即ち、比
較的粗い粒子は濾材に捕捉されず濾材表面で自重により
沈降し、微細な粒子のみ選択的に捕捉されるためと推定
される。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
らに同等限定されるものではない。なお、実施例及び比
較例における坪量、厚さ、密度、濾過抵抗（濾過速度で
評価した）及び粉塵捕集性能は以下の方法で測定した。

坪　　Ｉｌ［： ＪＩＳ　　Ｐ８１２４の方法により求めた。

但し試験片の面積は１００ｃｄで測定した。

厚　　さ　： ＪＩＳ　　Ｂ１２Ｏ３に規定する外側マイクロメ−タを
用いて１枚厚さを測定した。

密　　度： 得られた坪量、厚さを用いて下記の計算により求めた。

密度（ｇ　／　ｃ■′）− 坪量（ｇ／ｒｒｉ”）＋（厚さ（ａｍ）Ｘ１００ＯＩ濾
過速度、粉塵捕集性能の測定にはＪＩＳ第８第８休粉０
．０５％濃度になるように水で希釈したものを試験用液
体として用い、以下の方法でｎ１定した。

粉塵捕集性能： 濾材を水で湿潤した後、試験用液体１００　ｍｌを濾過
面積１４ｃｄ、差圧ΔＰ　−３２０ｓａｌｌｇで濾過し
、濾液の濁りの程度から目視により捕集性能を判定した
。

濾過速度： 上記粉塵捕集性能試験時の濾過時間から濾過速度を得た
。

（実施例１〜５） ケブラー微細繊維（ＭＦ　Ｃ−４００，ダイセル化学社
製）と、極細ポリエステル繊維（旭化成社製、０．１デ
ニールＸ３ｍｍ、直径約３μｍと）、熱接着性（芯鞘タ
イプ）ポリエステル繊維（ユニチカ社製４０８０．２デ
ニ一ルＸ５ｍｍ、直径約１５μｍ）とを混合して水性ス
ラリーを作成し、これらのスラリーから標準角形手抄き
抄紙機を用いて坪ｆＩＬ２０　ｇ　／　ｎｆとなるよう
にシートを形成した後、プレス、乾燥してシートを得た
。該シートを温度１００℃の熱ロールで加熱加圧処理し
て、実施例１〜５の濾材を得た。これらの濾材の繊維配
合、物性、及び捕集性能を第１表に示す。

（実施例６） ケブラー微細繊維（ＭＦＣ−４００，ダイセル化学社製
）１５重量％と、極細ポリエステル繊維（旭化成社製、
０．１デニ一ルＸ３ｍｍ、直径約３μｍ）２０重量％と
、熱接着性（芯鞘タイプ）ポリエステル繊維（ユニチカ
社製４０８０．２デニ一ルＸ５ｍｍ、直径約１５μｍ）
４０重量％と、ポリエステル繊維（音大社製、２デニ一
ルＸ５ｍｍ、直径約１５μｍ）２５重量％とを混合して
水性スラリーを作成し、このスラリーから標準角形手抄
き抄紙機を用いて坪量２０　ｇ　／　ｒｄとなるように
シートを形成した後、プレス、乾燥してシートを得た。

該シートを温度１００℃の熱ロールで加熱加圧処理して
、実施例６の濾材を得た。この濾材の物性、及び捕集性
能を第１表に示す。

（実施例７） ケブラー微細繊維（ＭＦＣ−４００，ダイセル化学社製
）１５重量％と、極細アクリル繊維（三菱レーヨン社製
０．１デニ一ルＸ３ｍｍ、直径約３μｍ）２０重量％と
、熱接着性（芯鞘タイプ）ポリエステル繊維（ユニチカ
社製４０８０．２デニ一ルＸ５ｍｍ、直径約１５ｕｍ）
４０重量％と、ポリエステル繊維（音大社製、２デニ一
ルＸ５ｍｍ、直径１５μｍ）２５重量％とを混合して水
性スラリーを作成し、このスラリーから標準角形手抄き
抄紙機を用いて秤量２０ｇ／ｄとなるようにシートを形
成した後、プレス、乾燥してシートを得た。該シートを
温度１００℃の熱ロールで加熱加圧処理して、実施例７
の濾材を得た。この濾材の物性、及び捕集性能を第１表
に示す。

（実施例８） ケブラー微細繊維（ＭＦＣ−４００，ダイセル化学社製
）１５重量％と、極細ポリエステル繊維（旭化成社製０
．１デニールＸ３ｍｍ、直径約３μｍ）２０重量％と、
熱接着性（芯鞘タイプ）ポリエステル繊維（ユニチカ社
製４０８０．２デニ一ルＸ５ｍｍ、直径約１５μｍ）３
０重量％と、ポリエステル繊維（音大社製、２デニ一ル
Ｘ５ｍｍ、直径１５μｍ）３０重量％と、熱接着性（金
融タイプ）ポリエステル繊維（ユニチカ社製、４０００
．２デニ一ルＸ５ｍｍ、直径１５μｍ）５重量％とを混
合して水性スラリーを作成し、このスラリーから標準角
形手抄き抄紙機を用いて坪量２０　ｇ　／　ｎｆとなる
ようにシートを形成した後、プレス、乾燥してシートを
得た。該シートを温度１００℃の熱ロールで加熱加圧処
理して、実施例８の濾材を得た。この濾材の物性、及び
捕集性能を第１表に示す。

（実施例９） 実施例７と同じ配合のスラリーを調製、手抄きし、１０
０℃の熱ロールで実施例７より加圧を弱め、カレンダー
処理して実施例９の濾材を得た。

この濾材の物性、及び捕集性能を第１表に示す。

（実施例１０） 実施例７と同じ配合のスラリーを調製、手抄きし、１０
０℃の熱ロールで実施例７より加圧を強め、カレンダー
処理して実施例１０の濾材を得た。

この濾材の物性、及び捕集性能を第１表に示す。

（比較例１） ケブラー微細繊維（ＭＦ　Ｃ−４００，ダイセル化学社
製）１００％の水性スラリーを用いて坪量２０　ｇ　／
　ｒｄのシートを実施例６と同様にして試作したが、ワ
イヤー下への抜けが多く、又ワイヤーからの剥がれが悪
くシートが得られなかった。

（比較例２） ケブラー微細繊維（ＭＦＣ−４００，ダイセル化学社製
）１５重量％と、熱接着性（芯鞘タイプ）ポリエステル
繊維（ユニチカ社製４０８０．２デニ一ルＸ５ｍｍ、直
径約１５μｍ）８５重量％とを混合して水性スラリーを
作成し、この水性スラリーから実施例６と同様の方法で
手抄き、カレンダー処理して比較例２のシートを得た。

このシートの物性、及び捕集性能を第２表に示す。得ら
れたシートは手抄き時ケブラー微細繊維のワイヤー下へ
の抜けが多く、捕集性能が低く実用に適さない物であっ
た。

（比較Ｆ！４３） ケブラー微細繊維（ＭＦ　Ｃ−４００，ダイセル化学社
製）１５重量％と、ポリエステル繊維（今人社製、０．
５デニ一ルＸ５ｍｍ、直径約７μｍ）３０重量％と、熱
接着性（芯鞘タイプ）ポリエステル繊維（ユニチカ社製
４０８０．２デニ一ル×５ｍｍ、直径約１５μｍ）５５
重量％と、を混合して水性スラリーを作成し、この水性
スラリーから実施例６と同様の方法で手抄き、カレンダ
ー処理をして比較例３のシートを得た。このシートの物
性、及び捕集性能を第２表に示す。得られたシートはケ
ブラー微細繊維のワイヤー下への抜けが多く、捕集性能
が低く実用に適さない物であった。

（比較例４） ケブラー微細繊維（ＭＦＣ−４００，ダイセル社製）１
５重量％と、極細ポリエステル繊維（旭化成社製、０．
１デニ一ルＸ３ｍｍ、直径約３μｍ）７０％と、熱接着
性（芯鞘タイプ）ポリエステル繊維（ユニチカ社製４０
８０．２デニ一ルＸ５ｍｍ、直径約１５μｍ）１５重量
％とを混合して水性スラリーを作成し、この水性スラリ
ーを用いて実施例６と同様の方法で手抄き、カレンダー
処理をして比較例４のシートを得た。このシートの物性
、及び捕集性能を第２表に示す。得られたシートは濾過
抵抗が高く実用に適さなかった。

（比較例５） ケブラー微細繊維（ＭＦ　Ｃ−４００，ダイセル化学社
製）４５重量％と、極細ポリエステル繊維（旭化成社製
、０．１デニ一ルＸ３ｍｍ、直径約３μｍ）２０重量％
と、熱接着性（芯鞘タイプ）ポリエステル繊維（ユニチ
カ社製４０８０．２デニ一ルＸ５ｍｍ、直径約１５ミク
ロン）３５重量％とを混合して水性スラリーを作成し、
この水性スラリーを用いて実施例６と同様の方法で手抄
き、カレンダー処理をして比較例５のシートを得た。

このシートの物性、及び捕集性能を第２表に示す。

得られたシートは、濾過抵抗が高く実用に適さなかった
。

（比較例６） ケブラー微細繊維（ＭＦＣ−４００，ダイセル化学社製
）１５重量％と、極細ポリエステル繊維（旭化成社製、
０．１デニ一ルＸ３ｍｍ、直径約３μｍ）２０重量％と
、熱接着性（芯鞘タイプ）ポリエステル繊維（ユニチカ
社製４０８０．２デニ一ルＸ５ｍｍ、直径約１５μｍ）
４０重量％と、ポリエステル繊維（今人社製、２デニ一
ルＸ５ｍｍ、直径約１５μｍ）２５ｆｆｉ量％とを混合
して水性スラリーを作成し、このスラリーを用いて実施
例６と同様の方法で手抄きして比較例６のシートを得た
。このシートはカレンダー処理による加熱加圧処理をし
ていないので、濾材密度は０．２３ｇ／ｃｓ’であった
。このシートの物性、及び捕集性能を第２表に示す。得
られたシートは捕集性能が低く実用に適さない物であっ
た。

（比較例７） ケブラー微細繊維（ＭＦＣ−４００，ダイセル化学社製
）１５重量％と、極細ポリエステル繊維（旭化成社製、
０．１デニ一ルＸ３ｍｍ、直径約３μｍ）２０重量％と
、熱接着性（芯鞘タイプ）ポリエステル繊維（ユニチカ
社製４０８０．２デニ一ルＸ５ｍｍ、直径約１５μｍ）
４０重量％と、ポリエステル繊維（音大社製、２デニ一
ル×５ｍｍ、直径約１５μｍ）２５重量％とを混合して
水性スラリーを作成し、このスラリーを用いて実施例６
と同様の方法で手抄きし、温度１００℃の熱ロールで実
施例１０より更に加圧を強めて、カレンダー処理して実
施例７のシートを得た。このシートはカレンダー処理に
よる加圧を強めたので濾材密度は０．８２ｇ／Ｃｍ’と
なった。このシートの物性、及び捕集性能を第２表に示
す。得られたシートは濾過抵抗が高（実用に適さない物
であった。

（比較例８） 現在、放電加工機に使用されているフィルターユニット
の濾材（三菱電気社製放電加工機用フィルターユニット
：三菱ダイアフイルバ、ＤＰ−４３１内圧用）の物性、
濾過速度、捕集性能を第２表に示す。この濾材は第２表
に示されるように捕集性能の低い濾材であった。

発明の効果〕 本発明の濾材は薄くて、液体中の粒子の除去効率が良く
、且濾過抵抗が小さく、取り扱い性の良い産業上有用な
高性能濾材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維径が１μｍ以下にフィブリル化された有機繊維５〜
   ４０重量％と繊維径１〜５μｍの極細有機繊維５〜６０
   重量％及び繊維径５μｍ以上の有機繊維２０〜７０重量
   ％からなり、且該繊維径５μｍ以上の有機繊維の１部又
   は全部が繊維状有機バインダーであり、濾材密度が０．
   ２５〜０．８ｇ／ｃｍ＾３であることを特徴とする液体
   濾過用フィルター濾材。