JPS6025170B2 - 濾材及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炉材に関するものであり、更に詳しく言えば空
気又は炭化水素油又燃料用のひだ付フィル夕に特に有効
な炉材に関するものである。

従来、マクナブ（ＭｏＮａｂｂ）他の米国特許３，１１
０ ２４５号にて先ず、特に選定された高純度のセルロ
ース繊維を使用し、例えば最網式抄紙機のような所謂湿
式抄紙法にてウヱブ（以後「湿式抄紙ウェブ」という。
）を作り、次いで樹脂をワイヤ側から前記湿式抄紙ウェ
ブに含浸させ、前記樹脂がウェブの大略半分の厚さに浸
透するようにした炉材を提供することが提案された。又
ブリツグス（Ｂｒｉ鍵ｓ）の米国特許３，０９０ ２３
０号にては、紙にその厚さの大略１／３まで熱硬化性樹
脂と袷圧縮ひまし油とを含浸させることによって炉材を
提供することが提案された。又キードウェル（Ｋｅｅｄ
ｗｅｌｌ）の米国特許３，５２０，４１６号にては、繊
維フィルタシートに該シぶト全体にわたってのびる或る
模様にて樹脂を含有する選定された諸物質を含浸させ、
それによってシートの或る帯域は液体をはじき残りの帯
城は液体で湿潤されるようにし、結果的に該含浸シート
は液体含浸後でさえもガス透過性とされるということを
提案した。

更にその上、特に電気的絶縁体として有効な繊維シート
製品の場合には、フオード（Ｆｏｒｄ）の米国特許第２
，３９９，３斑号にて繊維シートの一面に縦模様に積層
接着材を付与することが提案され、又グリムス（Ｃｒｉ
ｍｅｓ）の米国特許３，２０３，８２６号、レオナルド
（比ｏｎａｒｄ）他の米国特許３，０７１，８４５号及
びフオードの米国特許第３，２４６，２７１号にては電
気的絶縁材である繊維シートの片側又は両側に種々の模
様で綾着剤樹脂を付与することが提案された。本発明は
特に冷し、気候の時に且つ高粘度の油を使用する場合に
極めて改良された効率と異物（汚染物）保持能力とを有
した炉材を提供するものである。

炉材は少なくとを重量で７０％のセルロース繊維を持っ
た繊維から成る湿式抄紙ゥェプを有し、前記ウェブは３
５〜１８０１ｂ（３００皿２を一連とする重量）の重量
（ｒｅａｍｗｅｉ熱ｔ）（０．０５７〜０．２９３ｋ９
／〆）を有し、又前記ウェプは該ウヱブの全厚さの１５
〜４５％の深さまでその網側に或る模様で樹脂が含浸さ
れており、前記樹脂の量はゥェブの重量で９〜１５％と
され、前記模様は樹脂がない第１の帯城と、樹脂が含浸
された他の帯城とを有し、前記第１の各帯域の少なくと
も一つの表面寸法は０．１〜４脚であり、前記第１の帯
域の全面積は網側の全表面積の３５〜６０％であり、そ
して含浸されたウェブの多孔度はフレィザ−多孔度計（
ＦｒａｚｉｅｒＰｍｏｓｉｔｙＴｅｓにｒ）にて０．５
インチ水（１２．７ｋ９／〆）の圧力降下にて１〜２０
０ＦＭ／ｆｔ２（０．３０〜６１．０〆／分／〆）であ
ることを特徴とする。

多孔度の単位はゥェブの単位面積当り１分間に通過する
空気量で表わされる。本発明に係るウヱブは長網式抄紙
機又はロトフオーマ（Ｒｏｔｏｆｏｎｎｅｒ）抄紙機に
て作ることができ（所謂、湿式抄紙ウヱブであって）、
いずれの場合においても、樹脂が含浸されるのは、臨機
応変に「絹側」と呼ばれる、長網又はロトフオーマ網に
隣接した側である。

ウェブを作るのに使用される完成紙料中の繊維は重量で
少なくとも７０％のセルロース繊維を包含している。セ
ルロース繊維が７０％よりも少なくなると、紬孔容積が
一定の範囲から外れる。セルロース繊維は複雑にからみ
合って炉過に必要な充填率と細孔容積を与えるが、ポリ
エステル、ナイロン、レーヨン等の合成繊維は直線状の
模様であり、細孔は一定にならない。しかし、３０％ま
での合成繊維の使用は寸法安定性、耐熱性、強度の保持
に欠かせない。これら繊維は所望に応じ高純度のアルフ
ァセルロース繊維とすることもできるが、（平均アルフ
ァセルロース含有量が重量で９０％以下の低純度のもの
も又使用することができる。又このような低純度の繊維
で作られた炉材は特に重量である。何故ならば、本発明
は比較し得る繊維から作られた従釆技術の炉材に比較し
て、前記繊縦を有した炉材の異物保持能力を極めて顕著
に増大せしめ得るからである。例えば、本発明のセルロ
ース繊維として、コットンリンタからの繊維、木材バル
ブ、再生紙繊維及び他の同様な供給源からのセルロース
繊維が、漂白したり又は漂白しないで使用され得る。又
種々の合成繊維も又全ファイバの重量で３ぴ０まで存在
させることができ、適当な合成繊維としては、ガラス、
レーヨン、ナイロン、ポリエステル又はアクリル組成物
及び同等物から成る繊維がある。前記合成繊維は存在す
るとしたら好ましくは３．２〜１２．７側の長さで切断
された０．５〜２０デニールの寸法のものがよい。繊維
から成る湿式抄紙ゥェブは３５〜１８ｂの蓬量（３，０
０ｍｔ２）（０．０５７〜０．２＄ｋ９／枕）を有する
べきである。

蓮重量はゥェブの繊維のかさ密度に相当し、炉村の孔率
を規定する。空気及び油の能率的な炉週には上記範囲の
運重量が好適である。所望に応じ、任意の湿潤紙力増強
用樹脂を通常の量だけ、例えば酸性コロイド状メラミン
樹脂、又はァニオン又はカチオン性尿素樹脂がビータに
て添加される場合は全繊維含有量に基づき０．５〜２．
５％の通常の量で、又はサチュレー夕にて添加される場
合はゥェプの硬化重量４ｃｕｒｅｄｗｅｉ熱ｔ）に基づ
き５〜７％の通常量で存在することができる。この比較
的少量の湿潤紙力増強用樹脂は、存在する場合、ウェブ
全体に均一に分配されそして最終製品ウヱブにおける繊
維の移行量を最小限とする働きを補助する。繊維から成
る湿式抄紙ウェプは、形成された後、樹脂がゥェブの網
側に或る模様にてウェブの全厚みの１５〜４５％の深さ
まで含浸される。

一般に含浸深さは浅い程炉過に使用される紬孔が多くな
り好ましい。しかし、浅過ぎると汚染物の保持能力が減
じる。従って、細孔を十分に大きくし且つ汚染物保持能
力を大きく保つには１５〜４５％の深さまで含浸させる
必要がある。下限１５％はさらに炉紙をひだ付けして用
いる場合に十分な強度を有する点も考慮して定められた
。上限４５％以上では炉過効率が低下し始める。使用さ
れる樹脂はバィンダ又は補強剤として作用し得る熱可塑
性又は熱硬化性の樹脂の任意所望のものとすることがで
き、これら樹脂としてはフェノールホルムアルデヒド樹
脂、ュリアフオルムアルデヒド樹脂、メラミンフオルム
アルデヒド樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポ
リアクリル酸ェステル及びこれら諸樹脂の１つ又はそれ
以上の組合せたものが掲げられる。これら液状熱硬化性
樹脂の中、特にフェノールホルムアルデヒド樹脂がいま
しば選ばれる。樹脂は有機溶媒中に樹脂が溶解したよう
な液状ピヒクルによってウェブに付与することもできる
が、水は好ましいピヒクルであり、樹脂は水性混合物の
形態で付与される。前記両方の場合において、ウェブの
絹側からの所望浸透深さを得るためには、樹脂溶液又は
樹脂混合物の粘度を８，０００〜５０，０００センチボ
アズの範囲に調整するのが好ましい。このように高い粘
度により高い全固形分樹脂溶液又は混合物の使用が可能
となり、従って蒸発される液体ビヒクルの量を最小限と
し又製造価格を最小限とする。ウェプに或る模様にて含
浸される樹脂の量（乾燥固形分含有量）はそれが付与さ
れるウヱブの重量で９〜１５％とすべきである（ウェブ
の重量は繊維に添加されてゥェブ中に存在する任意の湿
潤紙力増強用樹脂を含めたものである）。

この値は前記の含浸深さにほぼ比例するもので紬孔の数
、汚染物の保持能力及び機械的強度に必要な値である。
表１に示すように、炉過効率はこの範囲外で減じ、また
強度はこの限より低いと減じる。この値が１５％を超え
ると保持能力が減じる。樹脂が付与される模様は、樹脂
が含浸される他の帯域を提供するものであるべきである
。

樹脂が存在しない帯城の全面積はウェブの網側の全表面
積の３５〜６０％とすべきである。模様は含浸された帯
城又は含浸されない帯城のいずれかが縞状に又は不連続
分離城を有するようにすることができ前記両帯域の一方
は他方の帯城によって、例えば格子状に園緩されている
。第１図に図示される実施態様において、領域１０は樹
脂で含浸され、一方その間の空間１２は樹脂を有さない
。各帯城は、単に各含浸されていない表面域が０．１〜
４肋の少なくとも一つの表面寸法を持つことを条件とし
て例えば円形、楕円、環状、矩形、三角形、正多角形、
不等辺多角形、又は例えばモノグラム、語又は絵のよう
な情報を有した美的価値を有するような複雑な所望の幾
何学形状とすることができる。これらの非含浸部の面積
３５〜６０％及び非含浸表面城の寸法０．１〜４肌は、
木材バルブ（紙）のように０．７脚等の最小寸法の繊維
同志でも互に結合しうるために必要である。また木綿の
ように２肋以上の繊維の場合にはこれらの範囲の上限に
偏ったものを用いうる。また含浸樹脂が乾燥につれて非
含浸城へ移動する。従って、このような場合にも低い炉
過抵抗と十分な数の紬孔を確保するには上記下限寸法０
．１肋以上が必要である。このために各帯城は互いに直
角に測定されるわずか２つの表面寸法を持つように考慮
される。他の言い方をすれば樹脂を有さない各表面帯域
の寸法及び形状は各帯城の表面の任意の点から該帯域の
最も近い縁までの距離が０．０５〜２脚になるようにさ
れねばならない。樹脂のない帯城の一寸法が４岬より大
きく他方が４肌又はこれより小さいような模様の場合、
模様は長い方の寸法がウヱブの機械方向を機断してのび
、短い方の寸法がゥェブの機械方向に平行か又はほぼ平
行にのびるように配列されるのが好ましい。例えば直線
の平行線模様様の場合、各綿は好ましくはウェプ機械方
向に対し３ｙ〜９０ｏの角度でのびる。或る模様でウェ
ブに樹脂を含浸させた後、この樹脂含浸ゥェプは乾燥の
ために、且つ樹脂が熱硬化性樹脂である場合には所望に
応じて樹脂の硬化を部分的に進めるために加熱すること
ができる。

この状態でウェブは貯蔵されたり又は船積みされる。ウ
ェプが引き続き折り畳まれたり又はハウジングに鉄着さ
れるように或る形状にされる場合には、即ち例えば潤滑
油のためのひだ付フィルタカートリッジの場合には、該
炉材はひだ付けを助長するために引き続き加熱され、そ
の後ゥェブは熱硬化性樹脂を使用したり場合には最終的
に硬化される。ウェブにフェノールホルムアルデヒド樹
脂が含浸された場合、該樹脂は平たい状態でウェブと一
緒に８段階まで硬化が行なわれ、その後ウヱブは或る寸
法に切断され、ひだ付けしそして或る形状にされ、次い
で樹脂は所望のＣ段階へと硬化される。本発明に従って
作られた炉材は、Ｊ．ＲｅｓｅａｒｃｈＮａｔ．Ｂｕｒ
．ＳｔａｎＭｒ船，Ｖｏｌ．２８，６３７〜６４２（１
９４２）にシーフア（Ｓｃｈｉｅｆｅｒ）他によって記
載された、標準状態でのフレィザ−多孔度計にて０．５
インチ（１２．７側）水の圧力降下における１〜２０に
ＦＭ／ｎ２（０．３〜６１．０〆／分／め）の多孔度又
は透過性を示し、空気フィル夕としても又液体フィル夕
としても有効である。

この多孔度は炉材の能率を表わすもので、上記構成が互
に作用して与える結果である。本発明に係る炉村を使用
するに当り、ウェブの含浸された側又は絹側は下流側に
位置すべきである。

実施例 一連の繊維シート又はゥヱプは以下の表１に掲げるよう
な種々の蓮量を持つた１００％コットンリンタ繊維（繊
維長２〜４肌）を有する水性紙料からロトフオーマ抄紙
機にて準備された（繊維の乾燥重量に基づく０．７％の
）湿潤紙力増強用樹脂が繊維スラリーへと導入された。

通常態様でウェブを形成しそして乾燥した後、種々のサ
ンプルの網側には２０，００比ｐｓの粘度を提供するた
めにポリアクリル酸ェステル（ＲｈｏｐｌｅｘＡＳＥ６
０）にて増粘された４５重量％のフェノ−ルホルムアル
デヒド樹脂（Ａｅｒｏｔａｎ５５７）と５５％のポリ酢
酸ビニルとの水性混合物が或る模様で含浸せられた。樹
脂混合物は各サンプルの網側に第１図に示される格子模
様でグラビアロールにて付与され、乾燥されそしてフェ
ノールホルムアルデヒド樹脂をＢ段階まで進めるために
１〜３分間１３０℃で加熱した。最終製品の断面を取っ
てみると樹脂は絹側からウェプの全厚みの大略３０％だ
け浸透していることが分った。格子模様は正方形を配列
して設けた含浸帯域から成り、各正方形は片側で２脚で
あり、各隣り合う正方形とは０．７脚離隔されており、
各正方形の列は第１図に図示されるようにウェブの機械
方向に対し４５ｏで延在した。（ウェブ全体に均一に分
配された湿潤紙力増強用樹脂以外の）樹脂を持たない帯
城域は互いに直角に交差する２組の平行縞から成る模様
を形成した。他のサンプルは樹脂が或る模様で含浸され
ていない種々の蓮量の同じ繊維完成紙料にて準備され、
又他のサンプルは網側を完全に覆うように同じ樹脂が網
側に含浸され樹脂はウェブ厚みの約５０％まで浸透せら
れた。各サンプルはひだ付が施され、樹脂は１５０こ０
で１５分間加熱することによってＣ段階まで硬化されそ
して能力及び効率を決定するためにこれらサンプルを標
準油フィルタテスト手順、即ちＳＡＥＪ−８０飴（Ｒｅ
ｖ．１９７２）、に従って汚染物としてＡＣテストダス
トを含有した潤滑油の流れに露呈することによってテス
トされた。その結果は次の如くである。表 １ 合成の汚染物ＳＯＦＴＣ２Ａを使用し同じテスト手順に
よって行なわれた他のテストによる網側の全面にウェブ
の厚みの約５０％の深さまで樹脂を含浸させた頚以のウ
ェブよりも本発明に係る樹脂を或る模様にて含浸させた
ゥェブの能力は極めて高いことを示したし又効率も幾分
高いことを示した。

更に他のウェブが木材バルブ完成紙料（８９％又はこれ
以下のアルファセルロース）から準備された、これらウ
ェブの或るサンプルは上述と同じ模様、樹脂配合及び含
浸又は浸透深さを持って本発明に従って樹脂が含浸され
た。一方他のサンプルは網側の全面積に樹脂が含浸され
且つワェブの全厚みにわたって含浸されるように樹脂に
て完全に飽和された。これらサンプルは次でＡＣダスト
汚染物を使用し同じテスト手順によって能力及び効率が
テストされた。結果は次の通りである。表 １１合
成スラッジ汚染物（ＳＯＦＴＣ４泌）をテスト汚染物と
して使用したテストにおいても同様の結果が得られた。

テストされた炉材は全て未飽和ウェブを除いてフィルタ
要素当り５の９以下という繊維移行量に対する合格工業
標準を満足した。

【図面の簡単な説明】

第１図はゥェブの絹側から見た本発明に係る一実施態様
の平面拡大図であり、ウェブの機械方向は矢印で示され
る。 第２図は第１図の線２−２に沿って取った横断面図であ
る。図中主要な符号は次の通りである。 １０：樹脂を含浸させた帯城、１２：樹脂が含浸されて
いない帯城。 ＦＩＧＩ ＦＩＧ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも７０重量％のセルロース繊維を持つた繊
   維から成る湿式抄紙ウエブを具備し、該ウエブは３５〜
   １８０ｌｂの速量（０．０５７〜０．２９３ｋｇ／ｍ＾
   ２）を有し、又該ウエブはその全厚みの１５〜４５％の
   深さまでその網側に或る模様で樹脂が含浸されて構成さ
   れた濾材であつて：前記樹脂の量はウエブの９〜１５重
   量％であり、前記模様は樹脂が含浸されていない第１の
   帯域と、樹脂が含浸された他の帯域とを有し、前記各第
   １の帯域の少なくとも一つの表面寸法は０．１〜４ｍｍ
   とされ、前記第１の帯域の全面積は前記網側の全表面積
   の３５〜６０％であり、そして前記含浸されたウエブの
   多孔度はフレイザー多孔度計（ＦｒａｚｉｅｒＰｏｒｏ
   ｓｉｔｘＴｅｓｔａｒ）にて圧力降下０．５インチ水（
   １２．７ｋｇ／ｍ＾２）における１〜２００ＣＦＭ／ｆ
   ｔ＾２（０．３０〜６１．０ｍ＾３／分／ｍ＾２）であ
   ることを特徴とする前記濾材。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の濾材において、前記第
   １の帯域は４ｍｍ以上の第２寸法を有しそして前記第２
   の寸法は前記ウエブの機械方向を横断してのびることを
   更に特徴とする前記濾材。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の濾材において、前記第
   １の帯域は連続縞形状であることを更に特徴とする前記
   濾材。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の濾材において、前記第
   １の帯域は分離された複数個の閉鎖領域から成ることを
   更に特徴とする前記濾材。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の濾材において、前記セ
   ルロース繊維はコツトンリンタであることを更に特徴と
   する前記濾材。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の濾材において、前記セ
   ルロース繊維は９０重量％以下の平均アルフアセルロー
   ス含有量を有することを特徴とする前記濾材。 ７ 特許請求の範囲第１項記載の濾材において、前記樹
   脂はフエノールホルムアルデヒドを有することを特徴と
   する前記濾材。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の濾材において、前記第
   １の帯域寸法及び形状は各帯域の表面の任意の点から該
   帯域の最も近い縁までの距離が０．０５〜２ｍｍとなる
   ようにされたことを更に特徴とする前記濾材。 ９ 少なくとも７０重量％のセルロース繊維を持つた繊
   維から成り且つ３５〜１８０ｌｂの連量（０．０５７〜
   ０．２９３ｋｇ／ｍ＾２）を持つた湿式抄紙ウエブを準
   備すること；前記ウエブの網側を樹脂とビヒクルとを含
   有した液状組成物と或る模様にて接触させ、前記組成物
   を前記ウエブの全厚みの１５〜４５％の深さまで前記ウ
   エブに浸透させること；前記ビヒクルを除去しそして前
   記樹脂を前記ウエブの９〜１５重量％の量だけ前記模様
   にて残留させるために前記ウエブを加熱すること；を特
   徴とする濾材の製造方法。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の濾材の製造方法にお
   いて、前記液体組成物は８，０００〜５０，０００セン
   チボアズの粘度を有することを更に特徴とする前記濾材
   の製造方法。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載の濾材の製造方法に
   おいて、前記液状組成物はフエノールホルムアルデヒド
   樹脂を有する水性混合物であることを特徴とする前記濾
   材の製造方法。