專利名稱:液體過濾用過濾器濾材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以分離捕集液體中含有的微粒的液體過濾用過濾器濾材及濾材的制備方法。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種用于高效地除去加工屑、得到凈化液體的濾材及此濾材的制備方法，所述加工屑存在于用于金屬的刻模、切斷加工等的線電極電火花加工機(jī)床的加工液中或在IC生產(chǎn)中基盤晶圓的切斷、研磨、浸蝕等工序中所用的超純水中。
背景技術(shù)：
目前，將利用線電極電火花加工機(jī)床進(jìn)行加工應(yīng)用于金屬的刻模、切斷加工等。使用線電極電火花加工機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)，加工屑懸浮在加工液中，為了除去此加工屑，分離凈化的液體與加工屑，設(shè)置了組裝有經(jīng)折褶加工的濾材的濾材元件。此濾材元件中設(shè)置了壓力表，對通過濾材元件的加工液的壓力進(jìn)行管理。加工液進(jìn)入濾材元件中時(shí)的壓力約為195kPa時(shí)，此壓力表向線電極電火花加工機(jī)床本體輸送信號，使操作自動中斷，從而更換濾材元件。
另外，如果在加工液的壓力不足195kPa時(shí)，組裝到元件中的濾材不能耐受壓力而破裂，造成不能過濾加工屑的狀態(tài)，則自動地中斷操作。
組裝到元件中的濾材在195kPa以下的壓力下破裂時(shí)，會產(chǎn)生刻模的精度降低、由線電極電火花加工機(jī)床停止所致的操作時(shí)間延長等不良狀況，操作效率顯著降低。為了防止上述問題發(fā)生，作為濾材所要求的物性，在30℃、水中濕潤30分鐘以上的狀態(tài)下JIS L 1096記載的破裂強(qiáng)度在200kPa以上為指標(biāo)之一。
然而，最近通過提高線電極電火花加工機(jī)床的能力，使加工液的壓力達(dá)到297kPa，已報(bào)道了因現(xiàn)有的過濾器濾材破裂而產(chǎn)生的問題。
另外，作為線電極電火花加工機(jī)床等的加工液的過濾器濾材，一般使用聚酯無紡布等。然而，由于上述聚酯無紡布等的單位面積重量高，片材厚度較厚，因此，在進(jìn)行折褶加工，將濾材組裝到元件中時(shí)，存在整體濾材有效面積少的問題。
另一方面，在市場中濾材的單位面積重量以110g/m2～300g/m2為主流，但正在向如下所述的方向發(fā)展通過使片材的厚度變薄、降低單位面積重量，對濾材進(jìn)行折褶加工、組裝到元件中，增加整體的濾材面積，由此延長濾材壽命。然而，片材厚度變薄、單位面積重量降低導(dǎo)致被水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度降低。另外，如果單位面積重量不變，片材的厚度變薄，則導(dǎo)致濾材變得非常致密，過濾阻力增加，濾材壽命縮短。
另外，聚酯無紡布等通常由熱粘接纖維和主體纖維構(gòu)成。此種情況下，與熱粘接纖維接觸的主體纖維之間的交點(diǎn)被粘接，除此之外的不存在熱粘接纖維的交點(diǎn)未被粘接。因此，存在未被粘接的部分的強(qiáng)度變得非常弱、用水潤濕時(shí)的濾材整體的破裂強(qiáng)度降低的問題。
為了解決上述問題，公開了將濾材部分地?zé)釅航?，使被水潤濕時(shí)的破裂強(qiáng)度在5.0kgf/cm2以上的方案(例如，專利文獻(xiàn)1)。然而，存在熱壓接導(dǎo)致濾材的空隙被壓壞、濾過效率降低的缺點(diǎn)。另外，由于采用干式制備法，因此存在單位面積重量非常不均勻、濾過效率各異的問題。
另外，公開了利用將濾材和支撐體層組合一體化形成的液體過濾用過濾器濾材，并賦予支撐體層粘合劑，從而使橫向的濕潤拉伸強(qiáng)度在0.98kN/m以上的方案(例如，專利文獻(xiàn)2)。然而，由于只賦予支撐體粘合劑，因此使濾材的空隙結(jié)構(gòu)不均勻，在濾材內(nèi)不能均一地進(jìn)行過濾，初期過濾精度的差異變大。
另外，公開了采用濕式抄紙法抄紙有機(jī)化合纖維時(shí)，使用表面活性劑、增粘劑使質(zhì)地優(yōu)異的內(nèi)容(專利文獻(xiàn)3)，但使用表面活性劑時(shí)，表面活性劑殘留在片材上，作為液體過濾用過濾器濾材使用時(shí)，雖然片材的潤濕性提高，但使強(qiáng)度顯著地降低。同時(shí)由于此表面活性劑游離，引起發(fā)泡，因此對加工精度等產(chǎn)生很大影響。另外，較多地使用增粘劑時(shí)，難以從抄紙機(jī)的金屬絲上剝離，導(dǎo)致片材不均一化，片材內(nèi)的疏密變大，因此初期的過濾精度的差異變大。由于稀疏的部分強(qiáng)度低，因此，發(fā)生在達(dá)到規(guī)定的壓力前被破壞等問題。
并且，也公開了干燥后在聚酯無紡布等上涂布酚醛樹脂，提高水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度的方案(例如，專利文獻(xiàn)4)。然而，涂布酚醛樹脂時(shí)，只對基材進(jìn)行涂布干燥，不能提高水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度。為了提高水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度，通常情況下必須在涂布酚醛樹脂并干燥后，采用其他工序在100℃以上加熱數(shù)分鐘。因此，必須增設(shè)進(jìn)行加熱的熟化加工工序或?qū)σ言O(shè)工序進(jìn)行改造，需要大量設(shè)備和時(shí)間。
另外，公開了一種使用原纖化有機(jī)纖維的濾材，但使用上述纖維時(shí)，為了維持水中的強(qiáng)度，濾材變得非常致密，導(dǎo)致過濾阻力升高，濾材壽命縮短。為了解決此問題，采用了貼合的2層結(jié)構(gòu)，使致密部分的厚度變薄，以期解決問題(專利文獻(xiàn)5)，但由于進(jìn)行貼合，因此容易出現(xiàn)粘合不良導(dǎo)致的層間剝離，另外貼合加工工序等的增設(shè)或改造也是十分必要的。
專利文獻(xiàn)1特開平11-165009號公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2003-38918號公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開平9-155127號公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開平7-26499號公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開平4-313313號公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種液體過濾用過濾器濾材，該濾材能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)或問題，質(zhì)地非常優(yōu)異，水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度降低程度較小，過濾特性優(yōu)異，其目的在于簡化液體過濾用過濾器濾材的后加工工序、大幅度地降低與制備工序的增設(shè)或改造相關(guān)的成本。
本發(fā)明的上述課題通過一種液體過濾用過濾器濾材得到解決，該過濾器濾材為單位面積重量在100g/m2以下的液體過濾用過濾器濾材，其特征為，根據(jù)該濾材的JIS L 1096中記載的常態(tài)破裂強(qiáng)度和30℃、水濕潤30分鐘時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度求出的強(qiáng)度降低率在30％以下，并且濕潤破裂強(qiáng)度在300kPa以上。
并且，本發(fā)明還涉及一種上述液體過濾用過濾器濾材的制備方法，其特征為，進(jìn)行濕式抄紙使單位面積重量在100g/m2以下，形成片材，之后在此片材上附加合成樹脂粘合劑，然后，使其干燥。
根據(jù)本發(fā)明，在對濾材實(shí)施折摺加工、加工成過濾器時(shí)，能夠使濾材的折疊數(shù)增加，能夠延長過濾器的壽命，通過全部地粘合纖維交點(diǎn)，能夠提供一種過濾特性優(yōu)異的液體過濾用過濾器濾材，該濾材具有單位面積重量在100g/m2以下的低單位面積重量，同時(shí)減少片材內(nèi)單位面積重量的疏密，片材質(zhì)地良好，被水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度增強(qiáng)，片材內(nèi)的孔徑分布均一化，濾過精度顯著提高。另外，由于本發(fā)明的濾材為單層結(jié)構(gòu)，因此能夠簡化過濾器濾材制備時(shí)的后加工，顯著降低與制備工序的增設(shè)、改造等相關(guān)的成本。
具體實(shí)施方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案之一為一種濾材，該濾材采用β射線質(zhì)地分析儀測定的歸一化的標(biāo)準(zhǔn)偏差值在0.8以下。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案之一為一種濾材，該濾材在水潤濕30分鐘時(shí)的濕潤拉伸強(qiáng)度在縱向上為2.0kN/m以上，并且在橫向上為1.0kN/m以上，縱向和橫向的比值為1.0～4.0。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案之一為一種濾材，該濾材為單層結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案之一為一種濾材，該濾材含有0.5～40重量％纖維直徑在70μm以下的未經(jīng)打漿的天然纖維，作為其他基材，含有纖維直徑低于5μm的極細(xì)有機(jī)纖維及極細(xì)無機(jī)纖維、和纖維直徑在5μm以上的有機(jī)合成纖維及無機(jī)纖維，一部分纖維直徑在5μm以上的有機(jī)合成纖維為纖維狀有機(jī)粘合劑，并且相對于上述全部基材賦予5～20重量％的合成樹脂類粘合劑。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案之一為，一種濾材，其中，片材的最大孔徑為10μm～50μm，頻數(shù)最多的孔徑為4μm～30μm。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案為，一種濾材，該濾材的最大孔徑與頻數(shù)最多的孔徑之比在1.0～5.0以下。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案為，一種濾材，該濾材密度為0.20～0.40g/cm3。
本發(fā)明最重要的因素為濾材的質(zhì)地。濾材的質(zhì)地對強(qiáng)度、過濾精度有很大影響。因此，對濾材的質(zhì)地進(jìn)行管理是最重要的。作為以數(shù)值方式表示濾材質(zhì)地的測定器，有稱為質(zhì)地分析儀的測定器，但能夠直接地測定測定點(diǎn)單位面積重量的變化的測定器只有β射線質(zhì)地分析儀。另外，能夠?qū)挝幻娣e重量不同的濾材的質(zhì)地進(jìn)行比較的測定器也只有β射線質(zhì)地分析儀。因此，發(fā)現(xiàn)了采用此質(zhì)地分析儀求得的歸一化標(biāo)準(zhǔn)偏差(Normalized Standard Deviation，以下簡稱N.S.D)與被水濕潤時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度、濾材內(nèi)的均一孔徑分布、過濾精度的關(guān)系。即，通過使采用β射線質(zhì)地分析儀計(jì)算出的N.S.D在0.8以下，能夠使作為液體過濾用過濾器濾材的重要因素的濾材內(nèi)單位面積重量的疏密變少，使被水濕潤時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度的降低率達(dá)到最小限度，還能夠使濾材內(nèi)的孔徑分布均一化，提高過濾精度。
不僅被水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度也是液體過濾用過濾器濾材的重要強(qiáng)度物性。拉伸強(qiáng)度低時(shí)，水壓會導(dǎo)致過濾器破裂。所以濾材的濕潤拉伸強(qiáng)度優(yōu)選縱向在2.0kN/m以上，橫向在1.0kN/m以上。但是，如果縱向與橫向的比值過大，則被水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度的降低程度增加。所以，濕潤拉伸強(qiáng)度的縱向與橫向的比值優(yōu)選為1.0～4.0?？v向與橫向的比值小于1.0或大于4.0時(shí)，濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度的降低率變大。
濾材內(nèi)的細(xì)孔徑分布也對液體過濾用過濾器濾材的性能有很大影響。濾材內(nèi)的細(xì)孔徑過大，最大孔徑大于50μm時(shí)，初期過濾精度顯著降低，強(qiáng)度顯著降低。另外，小于10μm時(shí)，雖然強(qiáng)度降低程度小，但由于細(xì)孔徑過小，易于堵塞，因此濾材的壽命顯著縮短。頻數(shù)最多的孔徑為大于30μm時(shí)，初期過濾精度降低。另外，低于4μm時(shí)，由于細(xì)孔徑過小，因此雖然初期過濾良好，但由于易發(fā)生堵塞，所以顯著縮短濾材的壽命。因此，優(yōu)選片材內(nèi)的最大孔徑值為10～50μm，頻數(shù)最多的孔徑值為4～30μm，且最大孔徑值與頻數(shù)最多的孔徑值的比值優(yōu)選為1.0～5.0。更優(yōu)選為1.0～3.0。最大孔徑與頻數(shù)最多的孔徑的比值大于5.0時(shí)，濾材的初期過濾精度極低。此外，該比值為1.0表示細(xì)孔徑完全均一的濾材。但是，此細(xì)孔徑分布受質(zhì)地的N.S.D值的影響很大。N.S.D超過0.8時(shí)，最大孔徑與頻數(shù)最多的孔徑的比值超過5.0。但是，即使最大孔徑與頻數(shù)最多的孔徑的比值在1.0～5.0的范圍內(nèi)時(shí)，采用與濾材濾過的粒子的大小相符的細(xì)孔徑分布的濾材，形成過濾元件也是有必要的。
本發(fā)明中使用的未經(jīng)過打漿的天然纖維，可以舉出紙漿、麻、棉籽絨、棉、稻秸等天然纖維及其衍生物等，較優(yōu)選天然纖維中的紙漿、麻，對于紙漿，特別優(yōu)選平均纖維直徑為30～70μm的針葉樹紙漿，為了維持30℃下水潤濕30分鐘以上時(shí)的破裂強(qiáng)度及在未使用表面活性劑、增粘劑時(shí)使質(zhì)地良好，配合上述天然有機(jī)纖維是必不可少的。
基材中配合的未經(jīng)過打漿的天然纖維為0.5～40重量％是必要的，優(yōu)選為3～30重量％。低于0.5重量％時(shí)，幾乎無使質(zhì)地優(yōu)良的效果，另外，超過40重量％時(shí)，質(zhì)地雖然良好，但被水濕潤時(shí)的強(qiáng)度降低程度變大。
對本發(fā)明中使用的未經(jīng)過打漿的天然纖維以外的纖維及構(gòu)成進(jìn)行說明。
本發(fā)明中使用的未經(jīng)過打漿的天然纖維以外的纖維優(yōu)選構(gòu)成如下的纖維，即，相對于片材的單位面積重量，使纖維直徑低于5μm的極細(xì)有機(jī)纖維及極細(xì)無機(jī)纖維的配合量在1～60重量％的范圍內(nèi)，纖維直徑在5μm以上的有機(jī)合成纖維及無機(jī)纖維的配合量在10～60重量％的范圍內(nèi)，而全部纖維的比例為100％。
本發(fā)明中使用的纖維直徑低于5μm的極細(xì)有機(jī)纖維，例如可以舉出低于5μm的聚酯纖維、PVA纖維、丙烯酸纖維等。
本發(fā)明中使用的纖維直徑低于5μm的極細(xì)無機(jī)纖維，例如可以舉出玻璃纖維、碳纖維、巖石纖維(Rock Fiber)、不銹鋼纖維等，但優(yōu)選玻璃纖維。
上述纖維相對于片材的配合率優(yōu)選為1～60重量％。低于1重量％時(shí)，破裂強(qiáng)度的降低率較大，超過60重量％時(shí)壓力損失升高，濾材壽命縮短。
本發(fā)明中使用的纖維直徑在5μm以上的有機(jī)合成纖維，可以舉出聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚丙烯酰胺、維尼綸等合成纖維，及纖維狀有機(jī)粘合劑。
本發(fā)明中使用的纖維直徑在5μm以上的纖維狀有機(jī)粘合劑，可以舉出聚烯烴類復(fù)合纖維、維尼綸粘合纖維等。纖維狀有機(jī)粘合劑，作為粘合劑單獨(dú)使用時(shí)，對濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度的效果較低，但與膠乳狀、溶液狀、乳濁液狀等液狀或粘稠性的合成樹脂類粘合劑、特別優(yōu)選與膠乳狀粘合劑合用時(shí)，濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度的增強(qiáng)效果進(jìn)一步提高。
作為本發(fā)明中使用的聚烯烴類復(fù)合纖維的形態(tài)，可以舉出芯鞘型(core shell type)、并列型(side by side type)，但并不僅限于此。作為代表性的復(fù)合纖維，例如可以舉出聚丙烯(芯)與聚乙烯(鞘)的組合(商品名Daiwabo NBF-H大和紡織制)、聚丙烯(芯)與乙烯乙烯醇(鞘)的組合(商品名Daiwabo NBF-E大和紡織制)、聚丙烯(芯)與聚乙烯(鞘)的組合(商品名Chisso ESCChisso制)、聚酯(芯)與聚乙烯(鞘)的組合(商品名Melty 4080Unitika制)等。
本發(fā)明使用的維尼綸粘合纖維與其他纖維混合抄紙后得到的片材，進(jìn)入干燥工序，片材保持的水的溫度達(dá)到維尼綸粘合纖維的融解溫度時(shí)，維尼綸粘合纖維粘附在混合的其他纖維之間的交點(diǎn)上，在片材的水分蒸發(fā)的同時(shí)固化，發(fā)揮強(qiáng)度。
纖維狀有機(jī)粘合劑的纖維直徑無特殊的限定，但優(yōu)選6～25μm。纖維直徑低于6μm時(shí)，濾材的壓力損失變高，過濾器的濾材壽命縮短。另外，超過25μm時(shí)，與其他纖維的交點(diǎn)數(shù)減少，因此，不能提高濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度。
另外，也可以使用2種以上組成不同的纖維狀有機(jī)粘合劑。
本發(fā)明使用的纖維直徑在5μm以上的無機(jī)纖維，可以舉出玻璃纖維、碳纖維、巖石纖維、不銹鋼纖維等，但優(yōu)選玻璃纖維。
上述纖維相對于片材的配合率優(yōu)選為10～60重量％。低于10重量％時(shí)，由于纖維直徑小于5μm的纖維或未經(jīng)過打漿的天然纖維增多，因此強(qiáng)度雖然提高但壓力損失也增加。另外，超過60重量％時(shí)，由于結(jié)合點(diǎn)減少，因此強(qiáng)度降低。
本發(fā)明的濾材在濕式抄紙后進(jìn)行干燥時(shí)，被水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度低。通過賦予粘合劑，能夠維持濕潤強(qiáng)度。作為賦予粘合劑的方法，有在形成片材前將粘合劑添加到原料中的方法、在片材形成后含浸或涂布粘合劑的方法等，本發(fā)明為了進(jìn)一步提高被水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度，在進(jìn)行濕式抄紙、形成片材后，含浸或涂布合成樹脂類粘合劑。
該粘合劑為了滲透到濕式抄紙得到的片材內(nèi)，具有使纖維的各交織點(diǎn)結(jié)合的特征。特別是當(dāng)配合纖維直徑在5μm以下的極細(xì)有機(jī)纖維及極細(xì)無機(jī)纖維時(shí)，纖維交織點(diǎn)數(shù)急劇增多，因此濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度成倍地增高。
所謂合成樹脂類粘合劑，可以舉出膠乳狀、溶液狀、乳濁液狀等液狀或粘稠性的合成樹脂類粘合劑，特別優(yōu)選膠乳狀粘合劑，例如丙烯酸類膠乳、乙酸乙烯酯類膠乳、氨基甲酸酯類膠乳、環(huán)氧類膠乳、SBR類膠乳、NBR類膠乳、烯烴類膠乳等，上述粘合劑可以單獨(dú)使用或2種以上混合使用，但應(yīng)選擇與基材的粘合性良好、被水濕潤時(shí)粘合劑被膜劣化少的粘合劑。
賦予基材的合成樹脂類粘合劑的量優(yōu)選為5～20重量％，更優(yōu)選為7～15重量％。低于5重量％時(shí)，壓力損失低，但被水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度不能提高。另外，超過20重量％時(shí)，被水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度雖然顯著提高，但壓力損失增高，濾材的空隙變小，容易被加工屑，過濾器濾材的壽命縮短。
本發(fā)明的濾材，在賦予合成樹脂類粘合劑進(jìn)行干燥時(shí)，被水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度良好，根據(jù)用途的不同，為了進(jìn)一步使其提高，可以并用合成樹脂類粘合劑和交聯(lián)劑。
作為向本發(fā)明濾材賦予的交聯(lián)劑，例如可以舉出蜜胺類交聯(lián)劑、環(huán)氧類交聯(lián)劑、異氰酸酯類交聯(lián)劑等。
與各種粘合劑合用的交聯(lián)劑，通常優(yōu)選相對于合成樹脂類粘合劑固體成分添加1～10重量％，更優(yōu)選為3～7重量％。少于1重量％時(shí)，不能得到充分的交聯(lián)密度，即使添加超過10重量％時(shí)，也不能發(fā)揮比其更強(qiáng)的效果。
本發(fā)明的濾材，能夠采用用于制備普通紙或濕式無紡布的抄紙機(jī)，例如，長網(wǎng)抄紙機(jī)、圓網(wǎng)抄紙機(jī)、傾斜金屬絲式抄紙機(jī)等濕式抄紙機(jī)進(jìn)行制備。干燥時(shí)，可以使用筒式干燥器、穿流干燥器(throughdryer)、紅外線干燥器等干燥器。另外，也可以使用2種以上的干燥器對本發(fā)明的濾材進(jìn)行干燥。
但是，干燥溫度優(yōu)選在80～170℃的范圍內(nèi)。更優(yōu)選為100～150℃。低于80℃時(shí)，易引起基材間或基材與合成樹脂類粘合劑間的粘合不良，片材密度降低，從而導(dǎo)致強(qiáng)度降低。另外，在高于170℃的溫度下，基材的纖維狀有機(jī)粘合劑及合成樹脂類粘合劑的膜增多，密度或壓力損失增高，因此濾材的空隙變得過小，容易被加工屑堵塞，濾材壽命縮短。
另外，制成的濾材的密度必須為0.2～0.4g/cm3。低于0.2g/cm3時(shí)，被水濕潤時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度降低率增大。另外，超過0.4g/cm3時(shí)，雖然被水濕潤時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度提高，但壓力損失升高，濾材的空隙減小，容易被加工屑堵塞，濾材壽命縮短。另外，為了控制密度，可以對濕紙使用濕壓機(jī)，干燥后使用熱壓機(jī)等。但是，優(yōu)選在對強(qiáng)度或細(xì)孔徑分布無不良影響的前提下使用。
實(shí)施例下面，舉出實(shí)施例，具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限定于本實(shí)施例。此外，實(shí)施例及比較例中的單位面積重量、片材厚度、破裂強(qiáng)度、及用水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、片材內(nèi)的細(xì)孔徑分布，按照以下的方法進(jìn)行測定。
本發(fā)明中進(jìn)行測定的單位面積重量、片材的厚度、密度、破裂強(qiáng)度，根據(jù)JIS L 1096進(jìn)行。此外，對于用水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度，根據(jù)JIS L 1096進(jìn)行，在30℃下，在水中濕潤30分鐘，進(jìn)行測定。水濕潤時(shí)的拉伸強(qiáng)度，根據(jù)JIS P 8135、JIS P 8113進(jìn)行測定，但在30℃下用水濕潤30分鐘，試樣寬15mm、長100mm。壓力損失(Pa)根據(jù)JIS B 9908進(jìn)行測定，測定以5.3cm/秒的風(fēng)速向?yàn)V材中通入空氣時(shí)的通氣阻力。片材內(nèi)的細(xì)孔徑分布，使用Porous Materials社制微孔測徑儀(Perm-Porometer)，以ASTM F316-86為基準(zhǔn)進(jìn)行測定。使用LumberTech社制β射線質(zhì)地分析儀(型號BFT-1)計(jì)算N.S.D。
計(jì)算方法N.S.D＝STD÷(單位面積重量)1/2此時(shí)，STD為根據(jù)單位面積重量求出的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)偏差。該N.S.D值越小表示質(zhì)地越好。
實(shí)施例1作為纖維直徑小于5μm的極細(xì)纖維，使用聚酯纖維(帝人社制TK04N 0.1旦尼爾×3mm、纖維直徑約為3.2μm)、和纖維直徑約為0.65μm的玻璃纖維(#106 Johns-Manville社制)，作為纖維直徑在5μm以上的纖維，使用纖維直徑約40μm的未經(jīng)過打漿的漂白針葉木硫酸鹽漿(下面簡稱為NBKP)、維尼綸粘合纖維(Kuraray制、Fibribond343、1.0旦尼爾×5mm纖維直徑約為10.5μm)、和纖維直徑約為10μm的聚酯纖維(Unitika社制<131>1.0旦尼爾×5mm)，將上述纖維以重量比分別為25∶15∶10∶15∶35的纖維配合進(jìn)行混合，制成水性紙漿，采用抄紙機(jī)，用上述紙漿制成單層結(jié)構(gòu)的片材，使單位面積重量為76g/m2。
此片材在濕紙狀態(tài)時(shí)，賦予13重量％的合成樹脂類粘合劑，在130℃下使其干燥，得到密度為0.290g/cm3、N.S.D為0.55的液體過濾用過濾器濾材。下面，至比較例4的測定結(jié)果如表1所示。
作為向該濕紙賦予的合成樹脂類粘合劑，可以使用丙烯酸類膠乳(bonkote SFA-33大日本油墨化學(xué)工業(yè)制，下面簡稱為合成樹脂類粘合劑A)，通過涂布賦予該粘合劑。
實(shí)施例2作為纖維直徑小于5μm的極細(xì)纖維，使用聚酯纖維(帝人社制TK04N 0.1旦尼爾×3mm、纖維直徑約為3.2μm)、和纖維直徑約為0.65μm的玻璃纖維(#106 Johns-Manville社制)，作為纖維直徑在5μm以上的纖維，使用纖維直徑約40μm的未經(jīng)過打漿的NBKP、維尼綸粘合纖維(Kuraray制、Fibribond343、1.0旦尼爾×5mm纖維直徑約為10.5μm)、和纖維直徑約為10μm的聚酯纖維(Unitika社制<131>1.0旦尼爾×5mm)，將上述纖維以重量比分別為10∶15∶35∶15∶25的纖維配合進(jìn)行混合，制成水性紙漿，除此之外與實(shí)施例1相同，得到密度為0.310g/cm3、N.S.D為0.66的液體過濾用過濾器濾材。
比較例1作為纖維直徑小于5μm的極細(xì)纖維，使用聚酯纖維(帝人社制TK04N 0.1旦尼爾×3mm、纖維直徑約為3.2μm)、和纖維直徑約為0.65μm的玻璃纖維(#106 Johns-Manville社制)，作為纖維直徑在5μm以上的纖維，使用纖維直徑約為40μm的未經(jīng)過打漿的NBKP、維尼綸粘合纖維(Kuraray制、Fibribond 3431.0旦尼爾×5mm纖維直徑約為10.5μm)、和纖維直徑約10μm的聚酯纖維(Unitika社制<131>1.0旦尼爾×5mm)，將上述纖維以重量比分別為25∶15∶10∶15∶35的纖維配合進(jìn)行混合，制成水性紙漿，采用抄紙機(jī)，用上述紙漿制成單層結(jié)構(gòu)的片材，使單位面積重量為76g/m2。
除不使用合成樹脂類粘合劑之外，與實(shí)施例1相同地得到液體過濾用過濾器濾材。
比較例2作為纖維直徑小于5μm的極細(xì)纖維，使用聚酯纖維(帝人社制TK04N 0.1旦尼爾×3mm、纖維直徑約為3.2μm)、和纖維直徑約為0.65μm的玻璃纖維(#106 Johns-Manville社制)，作為纖維直徑在5μm以上的纖維，使用纖維直徑約40μm的未經(jīng)過打漿的NBKP、維尼綸粘合纖維(Kuraray制、Fibribond343)、和聚酯纖維(Unitika社制<131>1.0旦尼爾×5mm纖維直徑約10μm)，將上述纖維以重量比分別為25∶15∶10∶15∶35的纖維配合進(jìn)行混合，制成水性紙漿，采用抄紙機(jī)，用上述紙漿制成單層結(jié)構(gòu)的片材，使單位面積重量為76g/m2。
此片材在濕紙狀態(tài)時(shí)，賦予13重量％合成樹脂類粘合劑A，在50℃下使其干燥，得到液體過濾用過濾器濾材。
比較例3作為纖維直徑小于5μm的極細(xì)纖維，使用聚酯纖維(帝人社制TK04N 0.1旦尼爾×3mm、纖維直徑約為3.2μm)、和纖維直徑約為0.65μm的玻璃纖維(#106 Johns-Manville社制)，作為纖維直徑在5μm以上的纖維，使用纖維直徑約40μm的未經(jīng)過打漿的NBKP、維尼綸粘合纖維(Kuraray制、Fibribond343)、和聚酯纖維(Unitika社制<131>1.0旦尼爾×5mm纖維直徑約10μm)，將上述纖維以重量比分別為25∶15∶10∶15∶35的纖維配合進(jìn)行混合，制成水性紙漿，采用抄紙機(jī)，用上述紙漿制成單層結(jié)構(gòu)的片材，使單位面積重量為76g/m2。
此片材在濕紙狀態(tài)時(shí)，賦予13重量％合成樹脂類粘合劑A，在180℃下使其干燥，得到液體過濾用過濾器濾材。
比較例4除改變抄紙機(jī)的條件，使水濕潤時(shí)的拉伸強(qiáng)度的縱橫比為4.92之外，與實(shí)施例1相同地得到密度為0.330g/cm3、N.S.D為0.58的濾材。
表1
實(shí)施例1、2中制備的過濾器濾材的單位面積重量在100g/m2以下，被水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度在300kPa以上，根據(jù)常態(tài)破裂強(qiáng)度和濕潤破裂強(qiáng)度計(jì)算出的降低率在30％以下。
比較例1由于完全沒有使用合成樹脂類粘合劑A，因此，被水濕潤時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度在300kPa以下，根據(jù)常態(tài)破裂強(qiáng)度和濕潤破裂強(qiáng)度計(jì)算出的降低率在30％以上。
比較例2，雖然使用的纖維配合、合成樹脂類粘合劑A與實(shí)施例1相同，但由于密度低，因此被水濕潤時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度在300kPa以下，根據(jù)常態(tài)破裂強(qiáng)度和濕潤破裂強(qiáng)度計(jì)算出的降低率在30％以上。
比較例3，雖然使用的纖維配合、合成樹脂類粘合劑A與實(shí)施例1相同，但由于干燥溫度低、密度也低，因此，雖然被水濕潤時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度在300kPa以上，根據(jù)常態(tài)破裂強(qiáng)度和濕潤破裂強(qiáng)度計(jì)算出的降低率在30％以上，但壓力損失非常高。
比較例4，雖然使用的纖維配合、合成樹脂類粘合劑A與實(shí)施例1相同，但由于濕潤時(shí)拉伸強(qiáng)度的縱橫比為4.92，較大，因此，破裂強(qiáng)度的降低率增至35％。
比較例5
作為纖維直徑小于5μm的極細(xì)纖維，使用聚酯纖維(帝人社制TK04N 0.1旦尼爾×3mm、纖維直徑約為3.2μm)、和纖維直徑約為0.65μm的玻璃纖維(#106 Johns-Manville社制)，作為纖維直徑在5μm以上的纖維，使用維尼綸粘合纖維(Kuraray制、Fibribond343)、和纖維直徑約10μm的聚酯纖維(Unitika社制<131>1.0旦尼爾×5mm)，將上述纖維以重量比分別為25∶15∶0∶15∶45的纖維配合進(jìn)行混合，制成水性紙漿，采用抄紙機(jī)，用上述紙漿制成片材，使單位面積重量為76g/m2，除此之外，按照與實(shí)施例1相同的方法，得到N.S.D為1.50的液體過濾用過濾器濾材。
比較例6作為纖維直徑小于5μm的極細(xì)纖維，使用纖維直徑約為0.65μm的玻璃纖維(#106 Johns-Manville社制)，作為纖維直徑在5μm以上的纖維，使用纖維直徑約40μm的未經(jīng)過打漿的NBKP、維尼綸粘合纖維(Kuraray制、Fibribond343)、和纖維直徑約10μm的聚酯纖維(Unitika社制<131>1.0旦尼爾×5mm)，將上述纖維以重量比分別為0∶15∶60∶15∶10的纖維配合進(jìn)行混合，制成水性紙漿，采用抄紙機(jī)，用上述紙漿制成片材，使單位面積重量為76g/m2，除此之外，按照與實(shí)施例1完全相同的方法，得到N.S.D為0.43的液體過濾用過濾器濾材。
表2
實(shí)施例1的N.S.D為0.55，質(zhì)地非常好，被水濕潤時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度在300kPa以上，根據(jù)常態(tài)破裂強(qiáng)度和濕潤破裂強(qiáng)度計(jì)算出的降低率在30％以下。
比較例5由于沒有配合未經(jīng)過打漿的天然纖維NBKP，所以，N.S.D為1.50，質(zhì)地非常差，因此，被水濕潤時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度在300kPa以下，根據(jù)常態(tài)破裂強(qiáng)度和濕潤破裂強(qiáng)度計(jì)算出的降低率在30％以上。另外，因質(zhì)地變差導(dǎo)致細(xì)孔徑分布的最大孔徑和頻數(shù)最多的孔徑的比值也變大為5.7。
比較例6的N.S.D為0.43，質(zhì)地非常好，但由于配合了過多的未經(jīng)過打漿的天然纖維NBKP，因此，被水濕潤時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度在300kPa以下，根據(jù)常態(tài)破裂強(qiáng)度和濕潤破裂強(qiáng)度計(jì)算出的降低率在30％以上。
權(quán)利要求
1.一種液體過濾用過濾器濾材，為單位面積重量在100g/m2以下的液體過濾用過濾器濾材，其特征為，根據(jù)該濾材的JIS L 1096中記載的常態(tài)破裂強(qiáng)度和30℃下水濕潤30分鐘時(shí)的濕潤破裂強(qiáng)度求出的強(qiáng)度降低率在30％以下，并且濕潤破裂強(qiáng)度在300kPa以上。
2.如權(quán)利要求
1所述的液體過濾用過濾器濾材，其特征為，所述濾材的用β射線質(zhì)地分析儀測定的歸一化標(biāo)準(zhǔn)偏差值在0.8以下。
3.如權(quán)利要求
1或2所述的液體過濾用過濾器濾材，其特征為，所述濾材水濕潤30分鐘時(shí)的濕潤拉伸強(qiáng)度在濾材縱向?yàn)?.0kN/m以上，并且在橫向?yàn)?.0kN/m以上，縱向和橫向的比值為1.0～4.0。
4.如權(quán)利要求
1～3中任一項(xiàng)所述的液體過濾用過濾器濾材，其特征為，所述濾材為單層結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求
1～4中任一項(xiàng)所述的液體過濾用過濾器濾材，其特征為，在所述濾材中，含有0.5～40重量％纖維直徑在70μm以下的未經(jīng)過打漿的天然纖維，作為其他基材，含有纖維直徑小于5μm的極細(xì)有機(jī)纖維及極細(xì)無機(jī)纖維、和纖維直徑在5μm以上的有機(jī)合成纖維及無機(jī)纖維，纖維直徑在5μm以上的有機(jī)合成纖維中的一部分為纖維狀有機(jī)粘合劑，并且相對于所述全部基材賦予5～20重量％的合成樹脂類粘合劑。
6.如權(quán)利要求
1～5中任一項(xiàng)所述的液體過濾用過濾器濾材，其特征為，在所述濾材中，所述濾材的最大孔徑為10μm～50μm，頻數(shù)最多的孔徑為4μm～30μm。
7.如權(quán)利要求
1～6中任一項(xiàng)所述的液體過濾用過濾器濾材，其特征為，在所述濾材中，所述濾材的最大孔徑與頻數(shù)最多的孔徑的比值為1.0～5.0。
8.如權(quán)利要求
1～7中任一項(xiàng)所述的液體過濾用過濾器濾材，其特征為，在所述濾材中，濾材密度為0.20～0.40g/cm3。
9.權(quán)利要求
1～8中任一項(xiàng)所述的液體過濾用過濾器濾材的制備方法，其特征為，用濕式抄紙法制成單位面積重量在100g/m2以下的片材之后，賦予此片材合成樹脂粘合劑，然后使其干燥。
專利摘要
本發(fā)明提供一種由濕式無紡布構(gòu)成、質(zhì)地良好、用水潤濕時(shí)的強(qiáng)度較強(qiáng)的液體過濾用過濾器濾材。本發(fā)明的液體過濾用過濾器濾材由濕式無紡布構(gòu)成，其特征為，通過配合0.5～40重量％的未經(jīng)過打漿的天然纖維，質(zhì)地非常優(yōu)異、根據(jù)常態(tài)的破裂強(qiáng)度和用水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度求出的降低率在30％以下，并且用水濕潤時(shí)的破裂強(qiáng)度在300kPa以上。
文檔編號B01D39/10GK1993165SQ200480043630
公開日2007年7月4日 申請日期2004年7月21日
發(fā)明者坂爪信之, 目黑榮子, 楚山智彥 申請人:北越制紙株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan