JPH10314520A

JPH10314520A - 濾過材及びこれを用いたフィルタ

Info

Publication number: JPH10314520A
Application number: JP9143191A
Authority: JP
Inventors: Koji Imai; 孝次今井
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】濾過材としての性能、生分解性ともに優れる
濾過材、及びこれを用いたフィルタを提供すること。【解決手段】本発明の濾過材は、平均繊維径０．１〜
１０μｍの生分解性繊維からなる不織布Ａと、平均繊維
径１０〜７０μｍの生分解性繊維からなる不織布Ｂと
が、一体化した層を有するものである。本発明のフィル
タは上記のような濾過材が枠に固定されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は気体又は液体から固
体を分離できる濾過材、及びこれを用いたフィルタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から濾過材を構成する繊維として、
例えば、ポリプロピレン繊維、ポリクラール繊維、ポリ
塩化ビニル繊維などを使用していた。これら繊維からな
る濾過材を使用した後は、焼却処理したり、埋め立てる
などの方法により処分していた。

【０００３】しかしながら、前者の焼却処理する場合に
は多額の費用が必要となり、また、焼却による排煙によ
って環境を汚染するという問題があった。他方、埋め立
て処理する場合には、濾過材を構成する繊維に自己分解
性がないか、きわめて低く、半永久的にその形状を維持
するため、限りなく広い廃棄場所が必要となるが、近い
将来には、その廃棄場所がなくなるという問題があっ
た。

【０００４】そのため、近年開発された生分解性樹脂を
使用した濾過材が提案されている（例えば、特開平７−
１６３８２１号）。しかしながら、単純に生分解性樹脂
を使用して濾過材を形成したのでは、給塵量が少ない、
剛性がない、強度がない、或いは捕集効率が悪いなど、
濾過材本来の性能が損なわれるという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するためになされたものであり、濾過材としての
性能、生分解性ともに優れる濾過材、及びこれを用いた
フィルタを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の濾過材は、平均
繊維径０．１〜１０μｍの生分解性繊維からなる不織布
Ａと、平均繊維径１０〜７０μｍの生分解性繊維からな
る不織布Ｂとが、一体化した層を有するものである。こ
のように、本発明は不織布Ａによる捕集効率の高さと、
不織布Ｂによる給塵量の多さ、剛性、及び強度とを組み
合わせることにより、濾過材としての性能を維持し、か
つ不織布Ａ、不織布Ｂ共に生分解性繊維から構成するこ
とにより、濾過材使用後の廃棄の問題も解決したのであ
る。

【０００７】本発明のフィルタは上記のような濾過材が
枠に固定されたものであるため、フィルタ使用後に濾過
材のみを廃棄すれば、自然に還元することができる。な
お、枠も生分解性樹脂から構成すれば、フィルタ全体を
自然に還元することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の不織布Ａは濾過材におけ
る捕集効率を高める働きと、廃棄して自然に還元できる
ように、平均繊維径０．１〜１０μｍの生分解性繊維か
らなる。好ましい平均繊維径は０．２〜８μｍであり、
より好ましい平均繊維径は０．４〜６μｍである。この
ように不織布Ａを構成する繊維の平均繊維径が小さく、
繊維表面積が広いため、より生分解しやすいという特長
も生じる。

【０００９】他方、不織布Ｂは給塵量を多くし、剛性、
及び強度を濾過材に付与できるように、また、廃棄して
自然に還元できるように、平均繊維径１０〜７０μｍの
生分解性繊維からなる。好ましい平均繊維径は１３〜５
８μｍであり、より好ましい平均繊維径は１５〜３０μ
ｍである。このように不織布Ｂを構成する繊維は比較的
平均繊維径の大きい生分解性繊維から構成され、不織布
Ｂの空隙も比較的大きいため、微生物等が侵入しやす
く、不織布Ｂの全体から生分解しやすいという特長も生
じる。

【００１０】本発明における平均繊維径とは、不織布を
構成する繊維が短繊維の場合には、５０本の短繊維にお
ける繊維径の平均値をいい、長繊維の場合には、５０点
における繊維径の平均値をいう。なお、繊維断面形状が
非円形である場合には、繊維断面積と同じ面積を有する
円の直径を繊維径とみなす。

【００１１】本発明の不織布Ａ又は不織布Ｂを構成する
生分解性繊維として、例えば、ポリ乳酸系、脂肪族ポリ
エステル系、ラクトン樹脂、澱粉／ポリビニルアルコー
ル、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリアミノ酸など
単独、又は混合したもの、或いはレーヨン繊維などのセ
ルロース系繊維、綿や麻などの植物繊維、羊毛などの動
物繊維を使用できる。これらの中でもポリ乳酸系、脂肪
族ポリエステル系、又はラクトン樹脂は熱融着性に優れ
ており、不織布Ａと不織布Ｂとを融着により一体化しや
すいため、好適に使用できる。特に、不織布Ｂは強度や
剛性を必要とするため、引張強さ等の力学的特性に優
れ、しかも吸湿性がなく、濾過材の使用中における生分
解の心配のないポリ乳酸系生分解性繊維から構成される
のが好ましい。なお、これら生分解性樹脂又は生分解性
繊維は市販されているため、容易に入手できる。また、
生分解性繊維中に難燃剤などの各種機能性物質を練り込
むことによって、各種機能を濾過材に付加することがで
きる。

【００１２】このような生分解性繊維からなる不織布Ａ
及び不織布Ｂは、例えば、カード法、エアレイ法などの
乾式法、湿式法、或いはスパンボンド法、メルトブロー
法などの直接法により繊維ウエブを形成した後、水流絡
合法、ニードルパンチ法、ケミカルボンド法、サーマル
ボンド法を単独で、又は併用することにより形成でき
る。なお、直接法により繊維ウエブを形成した場合に
は、必ず結合手段を講じる必要はない。

【００１３】不織布Ａは前述のような平均繊維径からな
るため、生分解性樹脂成分のみからなる外力により分割
可能な複合繊維から繊維ウエブを形成し、水流絡合法及
び／又はニードルパンチ法により、絡合すると同時に分
割して形成したり、生分解性樹脂成分を含む、抽出によ
り分割可能な複合繊維から繊維ウエブを形成し、前述の
方法により結合した後に、少なくとも１つの樹脂成分を
抽出除去することにより生分解性成分からなる繊維を発
生させて形成したり、或いは、メルトブロー法により形
成するのが好ましい。これらの中でも、メルトブロー法
により形成すると、結晶化度が低く、より生分解しやす
いため、より好適である。この好適であるメルトブロー
法は、前記平均繊維径を有する生分解性繊維を紡出でき
れば良く、常法により紡出することができる。

【００１４】他方、不織布Ｂを水流絡合法及び／又はニ
ードルパンチ法により形成すると、強度、給塵量に優
れ、しかも生分解性繊維同士を結合するための樹脂を必
要としないので、好適である。この水流絡合やニードル
パンチは、３０Ｎ／５ｃｍ幅程度以上の強度を付与でき
る条件で行なえば良く、常法により行なうことができ
る。

【００１５】本発明の濾過材はこのような不織布Ａと不
織布Ｂとが一体化した層を有するものである。この一体
化の方法としては、水流による方法、ニードルパンチに
よる方法、接着剤による方法、熱融着による方法、或い
はこれらを併用する方法がある。これらの中でも熱融着
による方法は少ない融着面積で十分に一体化することが
でき、しかも圧力損失の上昇が少なく、また捕集効率の
低下がないため、好適な一体化方法である。なお、いず
れか一方の不織布（Ａ又はＢ）上に他方の不織布（Ｂ又
はＡ）となる繊維ウエブを積層し、一体化と同時に他方
の不織布（Ｂ又はＡ）を形成しても良いし、繊維ウエブ
の状態で積層し、一体化と同時に両方の不織布（Ａ及び
Ｂ）を形成しても良いし、更には、一方の不織布（Ａ又
はＢ）上に、直接法により形成する繊維ウエブ（不織布
Ｂ又は不織布Ａ）を吹き付けても良い。

【００１６】この好適である熱融着の中でも、超音波に
よる融着一体化は、圧力損失を低く抑えることができ、
しかも結晶化度を向上させない程度の圧力下で行うこと
ができるため、生分解性の低下を抑えることができ、好
適である。この超音波による融着は不織布Ａ及び不織布
Ｂの全体にわたって部分的に、つまり点状及び／又は線
状に行うのが好ましい。この融着状態は、格子状、千鳥
状、ランダムであっても良いし、或は融着部分によって
正方形、正六角形などの多角形状を形成するように融着
しても良い。なお、融着面積が広くなると、圧力損失が
高くなるので、融着面積は５％以下であるのが好まし
い。

【００１７】この超音波発生装置としては、例えば、磁
ワイ形振動子、圧電形振動子、電ワイ形振動子、電磁形
振動子、サイレン形発振子、空洞共振形発振子、クサビ
共振形発振子などを使用でき、また、工具ホーンの押圧
力は０．１ＭＰａ〜０．２ＭＰａ、印加時間０．０１〜
０．０２秒程度で行うことができる。

【００１８】本発明の濾過材は不織布Ａと不織布Ｂとを
一体化した層を有するものであるが、更に、織物、編
物、ネット、不織布などの繊維シートを積層しても良
い。なお、これら繊維シートも不織布Ａや不織布Ｂと同
様に、不織布Ａや不織布Ｂを構成する生分解性繊維と同
様の生分解性樹脂から構成されるのが好ましい。

【００１９】このような不織布Ａと不織布Ｂとを一体化
した層を有する濾過材は、平板状の状態で使用すること
もできるが、プリーツ加工することにより、濾過面積を
より広くでき、捕集効率を高くすることができるため、
好適な実施態様である。このプリーツ加工方法として
は、例えば、レシプロ方式、ロータリー方式などのプリ
ーツ加工機による方法や、ジグザグ形状に成形された押
型でプレスする方法などがある。

【００２０】本発明の濾過材は上述のような構成からな
るが、この濾過材を枠に固定することにより、より取り
扱いやすいものとすることができる。この枠としては、
繰り返し使用できるアルミニウム、アルミニウム合金、
ステンレス、非生分解性樹脂から構成することもできる
し、濾過材と一緒に廃棄できるように、濾過材を構成す
る生分解性繊維と同様の生分解性樹脂から構成すること
もできる。なお、濾過材を枠に密着させる場合には、例
えば、ポリ酢酸ビニルなどの熱可塑性のホットメルト樹
脂を、枠と濾過材との間に介在させれば良い。

【００２１】本発明の濾過材又はフィルタは、不織布Ｂ
が処理流体の上流側に位置するように設置して使用し、
使用後は自然界に廃棄することにより、自然に還元する
ことができる。

【００２２】以下に、本発明の実施例を記載するが、本
発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）常法のメルトブロー法により、ポリブチレ
ンサクシネート共重合体（昭和高分子（株）製、登録商
標：ビオノーレ＃１０２０）を紡出して、平均繊維径
２．７μｍの生分解性繊維からなる、面密度２０ｇ／ｍ
²、厚さ０．１１ｍｍの不織布Ａを形成した。

【００２４】他方、繊維径１８．３μｍ、繊維長５１ｍ
ｍのポリ乳酸生分解性繊維（鐘紡（株）製、製品名：ラ
クトロン）を１００％使用し、カード機により形成した
一方向性繊維ウエブを、クロスレイヤーにより、繊維ウ
エブの流れ方向に対して交差させ、交差繊維ウエブを形
成した。次いで、この交差繊維ウエブを水流で絡合し
て、面密度１１５ｇ／ｍ²、厚さ０．７ｍｍ、引張強度
１００Ｎ／５ｃｍ幅の不織布Ｂを形成した。

【００２５】次いで、不織布Ａと不織布Ｂとを積層した
後、不織布Ｂ側から超音波発生装置（日光テクノ（株）
製）により、押圧力０．１７ＭＰａ、印加時間０．０１
秒で、不織布Ａと不織布Ｂとを融着一体化して濾過材を
形成した。なお、不織布Ａと不織布Ｂとの融着状態は、
点状の融着部によって、対角が１５ｍｍの亀甲パターン
が形成された状態にあった。また、融着面積は濾過材の
３％であった。この濾過材は剛性、強度ともに優れてい
た。

【００２６】次いで、この濾過材をレシプロ方式プリー
ツ加工機によりプリーツ加工し、山高さ５８ｍｍ、山数
１００山の濾過材を形成した。

【００２７】他方、ポリエステル繊維８５ｍａｓｓ％及
びレーヨン繊維１５ｍａｓｓ％からなる粗繊維ウエブ、
ポリエステル繊維６０ｍａｓｓ％及びレーヨン繊維４０
ｍａｓｓ％からなる中間繊維ウエブ、及びポリプロピレ
ン芯成分をポリエチレン鞘成分で被覆した芯鞘型複合繊
維３０ｍａｓｓ％及びレーヨン繊維７０ｍａｓｓ％から
なる密繊維ウエブとを積層した積層繊維ウエブ（面密度
１５５ｇ／ｍ²）に対して、ニードルパンチ処理し、次
いでアクリル系ラテックスを付与した後、乾燥した、面
密度２００ｇ／ｍ²、厚さ２．８ｍｍ、引張強度９８Ｎ
／５ｃｍ幅以上の枠材を形成した。

【００２８】そして、前記プリーツ加工した濾過材を上
記枠材にホットメルト接着剤により固定して、たて６１
０ｍｍ、よこ６１０ｍｍ、高さ６０ｍｍの外寸を有する
フィルタを形成した。

【００２９】（実施例２）不織布Ａとして、常法のメル
トブロー法により、ポリブチレンサクシネート共重合体
（昭和高分子（株）製、登録商標：ビオノーレ＃１０２
０）を紡出した、平均繊維径２．４６μｍの生分解性繊
維からなる、面密度２５ｇ／ｍ²、厚さ０．１７ｍｍの
不織布を使用したこと以外は、実施例１と全く同様にし
て、不織布Ａと不織布Ｂとを積層、超音波による融着一
体化して、濾過材を形成した。この濾過材は剛性、強度
ともに優れていた。

【００３０】次いで、実施例１と全く同様に枠で固定し
て、たて６１０ｍｍ、よこ６１０ｍｍ、高さ６０ｍｍの
外寸を有し、濾過材の山高さ５８ｍｍ、１００山のフィ
ルタを形成した。

【００３１】（実施例３）不織布Ａとして、常法のメル
トブロー法により、ポリブチレンサクシネート共重合体
（昭和高分子（株）製、登録商標：ビオノーレ＃１０２
０）を紡出した、平均繊維径２．１μｍの生分解性繊維
からなる、面密度４０ｇ／ｍ²、厚さ０．２４ｍｍの不
織布を使用したこと以外は、実施例１と全く同様にし
て、不織布Ａと不織布Ｂとを積層、超音波による融着一
体化して、濾過材を形成した。この濾過材は剛性、強度
ともに優れていた。

【００３２】次いで、実施例１と全く同様に枠で固定し
て、たて６１０ｍｍ、よこ６１０ｍｍ、高さ６０ｍｍの
外寸を有し、濾過材の山高さ５８ｍｍ、１００山のフィ
ルタを形成した。

【００３３】（圧力損失の測定）実施例１〜３の濾過材
及び実施例１〜３における不織布Ａのみの、面速１０ｃ
ｍ／ｓにおける圧力損失をＪＩＳＢ９９０８に規定
する圧力損失測定機（形式１）により測定した。この結
果は表１に示す通りであった。

【００３４】

【表１】

【００３５】（捕集効率及び塵埃保持量の測定）実施例
１〜３のフィルタにおける捕集効率及び塵埃保持量をＡ
ＳＨＲＡＥ比色法により測定した。この結果は表２に示
す通りであった。なお、風量は５６ｍ³／ｍｉｎ、最終
圧力損失は３００Ｐａとした。また、初期圧力損失はＡ
ＳＨＲＡＥ比色法により測定した値である。

【００３６】

【表２】

【００３７】（生分解性試験）実施例３の濾過材を５ｃ
ｍ×４ｃｍに裁断した後、コンポスト中に埋設し、６
日、１２日、及び４０日経過後の重量減少率を測定し
た。この結果は表３に示す通りであった。

【００３８】

【表３】

【００３９】このように表１〜３の結果から、本発明の
濾過材又はフィルタは給塵量が多く、捕集効率に優れ、
しかも生分解性にも優れていることがわかる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の濾過材は、平均繊維径０．１〜
１０μｍの生分解性繊維からなる不織布Ａと、平均繊維
径１０〜７０μｍの生分解性繊維からなる不織布Ｂと
が、一体化した層を有するものである。このように、本
発明は不織布Ａによる捕集効率の高さと、不織布Ｂによ
る給塵量の多さ、剛性、及び強度とを組み合わせること
により、濾過材としての性能を維持し、かつ不織布Ａ、
不織布Ｂ共に生分解性繊維から構成することにより、濾
過材使用後の廃棄の問題も解決したのである。

【００４１】本発明のフィルタは上記のような濾過材が
枠に固定されたものであるため、フィルタ使用後に濾過
材のみを廃棄すれば、自然に還元することができる。な
お、枠も生分解性樹脂から構成すれば、フィルタ全体を
自然に還元することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均繊維径０．１〜１０μｍの生分解性
繊維からなる不織布Ａと、平均繊維径１０〜７０μｍの
生分解性繊維からなる不織布Ｂとが、一体化した層を有
することを特徴とする濾過材。
【請求項２】超音波により融着一体化していることを
特徴とする、請求項１記載の濾過材。
【請求項３】不織布Ａがメルトブロー法により形成さ
れたものであることを特徴とする、請求項１又は請求項
２記載の濾過材。
【請求項４】不織布Ｂが水流絡合法及び／又はニード
ルパンチ法により形成されたものであることを特徴とす
る、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の濾過材。
【請求項５】プリーツ加工されていることを特徴とす
る、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の濾過材。
【請求項６】請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
濾過材が枠に固定されていることを特徴とするフィル
タ。