DE69411632T2

DE69411632T2 - Filtermaterial und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69411632T2
Application number: DE69411632T
Authority: DE
Inventors: Kazue Yasu-Gun Shiga-Ken Nishio; Satoshi Moriyama-Shi Shiga-Ken Ogata
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1993-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2014-05-27
Also published as: KR100323320B1; US5503745A; DE69411632D1; EP0626187B1; EP0626187A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Filtermedium, welches für Präzisionsfiltration wie als ein zum Waschen von elektronischen Vorrichtungen verwendetes Filter für Flüssigkeit, oder als ein zum Herstellen von Arzneimitteln verwendetes Vorfilter für Flüssigkeit oder Gas verwendet wird. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Filtermedium für Präzisionsfiltration, das durch Heißschmelzkleben eines Faservlieses erhalten worden ist, das aus mikrofeinen Fasern zusammengesetzt ist, dessen Schnittpunkte an ein aus Schmelzkleberfasern hergestelltes Netz heißschmelzgeklebt sind, wobei das Medium keine Änderung in Bezug auf den Porendurchmesser aufgrund von Erhitzen und eine überlegene Verarbeitbarkeit in Bezug auf Faltenform, etc. hat, und auf ein Verfahren zum Herstellen des zuvor beschriebenen Filtermediums.

2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

In jüngsten Jahren sind verschiedene auf Elektronik, Biochemikalien, etc. gerichtete Industrien entwickelt worden, und die Gelegenheit, ein gereinigtes Gas oder Flüssigkeit zum Herstellen dieser Materialien zu verwenden, hat zugenommen. Vormals ist Faservlies aus Glasfaser, Faservlies aus synthetischer Faser, zusammengesetzt aus mikrofeinen Fasern, als ein Filtermedium für eine Präzisionsfiltration verwendet worden. Jedoch haben die zuvor beschriebenen Faservliese aus Glasfaser solche Probleme wie, daß die Stoffe schwach in Bezug auf Alkalibeständigkeit sind, und daß sie bei Verarbeitung in eine Faltenform, um einen großen Oberflächenbereich für Filtration zu ergeben, oder bei Verarbeitung in verschiedene sterische Formen vermindert im Hinblick auf die sogenannte Formbarkeit sind, und so weiter. Andererseits haben die zuvor beschriebenen Faservliese aus synthetischer Faser derartige Vorteile, daß sie ein geringeres spezifisches Gewicht und ein leichteres Gewicht im Vergleich zu den Faservliesen aus Glasfaser aufweisen; die Formbarkeit ist besser als diejenige der Glasfaserfaservliese: sie sind billiger: das Material zerstreut sich nicht zum Zeitpunkt des Verarbeitens des Filtermediums wie im Falle von Glasfasern, so daß leicht mit ihm umgegangen werden kann, und so weiter. Somit ist das Filtermedium aus Faservlies aus synthetischer Faser schnell umfassend verwendet worden.
Beispielsweise offenbart das Dokument JP-A-2091262 ein Präzisionsfiltermedium, welches beispielsweise als eine Bakterienbarriere verwendbar ist, die aus einem Faservlies besteht, das aus einer Mischung von 20 bis 80 Gew.-% von Konjugatfasern mit niedrigerem Schmelzpunkt, gemischt mit mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt mit einem Schmelzpunkt von 10ºC oder höher als derjenige der Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt, zusammengesetzt ist. Die unterschiedlichen Fasern sind durch Schmelzadhäsion der Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt aneinander heißschmelzgeklebt.
Für das Filtermedium aus synthetischen Faservliesen sind spinngebundene Polyesterfaservliese, schmelzgeblasene Faservliese aus Polypropylen, etc. verwendet worden, aber es besteht das Problem, daß Maschenöffnungen der Faservliese sich aufgrund von Erhitzen, Vibration, Abrieb, etc. unter Vergrößern der Porengröße vergrößern, wodurch somit die Stabilität der Porengröße vermindert ist.
Als ein Material, das die Formbarkeit des Filtermediums von Faservlies verbessert hat, ist ein Filtermedium, das durch Heißschmelzkleben eines Faservlieses auf eine Netzformlage erhalten ist, bekannt. Die Japanische Patentanmeldung JP-A-1-194912 offenbart ein Filter, erhalten durch Heißschmelzkleben eines in ein Elektrit gebrachten Faservlieses auf ein Netzformmaterial, und die Japanische Patentanmeldung JP-A-4-346805 offenbart ein Filtermedium, erhalten durch Heißschmelzkleben eines Faservlieses aus mikrofeiner Faser auf ein aus Schmelzkleberfilamenten und Metallmeßdrähten zusammengesetztes Netz.
Es sind im Fall irgendeines der zuvor beschriebenen Produkte, die durch Heißschmelzkleben eines Faservlieses auf eine Netzformlage erhalten sind, reguläre Fasern wie diejenigen aus schmelzgeblasenem Polypropylen, schmelzgeblasenen Polyestern, etc. verwendet worden. Das heißt, ein Produkt, erhalten durch Heißschmelzkleben der mikrofeinen Faserbahn, so daß die Kreuzungsstellen der Fasern nicht heißschmelzgeklebt worden sind, ein Produkt, erhalten durch Heißschmelzkleben der mikrofeinen Faserbahn, so daß die Kreuzungsstellen der Fasern teilweise mithilfe einer Stanzrolle (emboss roll). Kalanderwalze oder dergleichen heißschmelzgeklebt worden sind, ein Produkt, erhalten durch Laminieren eines Netzes auf eine Bahn oder ein warmpreßgeklebtes Faservlies, gefolgt von Heißschmelzkleben des Faservlieses auf ein Netz mithilfe eines Heizmittels wie beispielsweise Kalanderwalze, Trockner oder dergleichen.
Wenn jedoch das Heißschmelzkleben des Faservlieses vom Mikrostandpunkt aus betrachtet wird, ist es schwierig für das zuvor beschriebene Filtermedium aus Faservliesen, ausreichend durch die Kreuzungspunkte der Fasern heißschmelzzukleben, ohne den Luftpermeationswiderstand des Mediums zu schädigen. Beispielsweise sind im Fall der Stanzrolle andere Teile als die warmgepreßten Teile nicht heißgeschmolzen worden. Im Fall der Kalanderwalze sind die oberen und unteren Oberflächen des Faservlieses meistenteils heißschmelzgeklebt worden, aber die heißschmelzgeklebten Teile sind wenige an den Zentralteilen in Richtung der Dicke, oder sogar, wenn es viele heißschmelzgeklebten Teile gibt, neigen derartige Teile dazu, schwach zu sein. Im Fall derartiger Faservliese mit schwachen Heißschmelzadhäsionszuständen der Fasern, wie zuvor beschrieben, neigen die Maschenöffnungen in dem Faservlies dazu, aufgrund des Erhitzens zur Zeit des Verarbeitens des Faservlieses in Faltenbindung oder in eine zylindrische Form, Hitzeverschließens beider Endoberflächen eines Zylinders mit einem Endoberflächenglied eines synthetischen Harzes oder Erhitzens eines Filtermediums für Hitzesterilisation, oder wegen Vibration, Impuls, Vibration des Gehäuses zur Filtrationszeit. etc. vergrößert zu werden. Somit gibt es den Nachteil, daß die maximale Porengröße des Faservlieses größer wird, das heißt den Nachteil, daß die Porengrößenstabilität minderwertig ist. Insbesondere neigt ein Produkt mit einem Basisgewicht so hoch wie etwa 25 g/m² oder mehr dazu, unzureichend bei der Heißschmelzadhäsion der Fasern in der Nachbarschaft des Zwischengliedteils in der Dickerichtung des Faservlieses zu sein und ist im Hinblick auf die Porengrößenstabilität minderwertig und wies oft eine, um 25% oder mehr, erhöhte maximale Porengröße nach Erhitzen auf.
Darüber hinaus ist das durch Heißschmelzkleben bei einer hohen Temperatur und unter einem hohen Druck gemäß dem Kalanderwalzverfahren oder dergleichen erhaltene filternde Medium etwas in der Porengrößenstabilität verbessert, aber weil die Gesamtheit der Fasern geschmolzen und in eine Filmform geändert wird, ist ein Problem entstanden, daß der Luftpermeationswiderstand bemerkenswert hoch wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Filtermedium zur Verfügung zu stellen, welches nicht die Änderung in dessen maximaler Porengröße aufgrund von Erhitzen. Vibration, etc., welches im Stand der Technik entstanden ist, bewirkt, und eine hohe Zähigkeit hat und auch leicht in eine Faltenform oder andere komplizierte Formen verarbeitet werden kann.
Die Erfinder haben umfangreiche Forschung durchgeführt, um die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen, und als ein Ergebnis festgestellt, daß die Aufgabe durch die folgenden Aspekte (1) bis (6) der vorliegenden Erfindung gelöst werden kann:
(1) ein Filtermedium mit (i) einem Faservlies, zusammengesetzt aus einer Mischung aus 20 bis 80 Gew.-% von mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt und 80 bis 20 Gew.-% von mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt, die einen Schmelzpunkt um 10ºC oder höher als denjenigen der mikrofeinen Fasern mit dem niedrigeren Schmelzpunkt haben, wobei die mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt und die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt mithilfe eines Schmelzblasspinnverfahrens erhalten worden sind und mittels Schmelzadhäsion der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt aneinander heißschmelzgeklebt worden sind. heißschmelzgeklebt auf (ii) ein Schmelzkleber-Fasernetz, wobei die maximale Porengröße des sich ergebenden Filtermediums 120 um oder weniger beträgt.
(2) Ein Filtermedium nach Punkt (1), wobei die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt einen Faserdurchmesser von 10 um oder weniger haben und zusammengesetzt sind aus einzelnen Komponentenfasern oder Komponenten von konjugierten Fasern:
wobei die mikrofeinen Fasern mit höheren Schmelzpunkt einen Faserdurchmesser von 10 um oder weniger haben und zusammengesetzt. sind aus einzelnen Komponentenfasern oder Komponenten von konjugierten Fasern;
wobei das Schmelzkleber-Fasernetz zusammengesetzt ist aus Schmelzkleber- Fasern mit einer Feinheit von 30 bis 4000 Deniers und erhalten ist durch Stricken oder Weben konjugierter Fasern, zusammengesetzt aus der Komponente mit niedrigerem Schmelzpunkt und der Komponente mit höherem Schmelzpunkt;
wobei die Komponente mit niedrigerem Schmelzpunkt der Konjugatfasern des Schmelzkleber-Fasernetzes und die Komponente der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt zu der gleichen Art gehören, und wobei der Prozentsatz an Änderung in der maximalen Porengröße nach Hitzebehandeln 20% oder weniger ist.
(3) Ein Filtermedium nach einem der Punkte (1) oder (2), das einem Plissierverfahren ausgesetzt wird.
(4) Ein Filtermedium nach einem der Punkte (1) bis (3), hergestellt in einen Elektrit und mit einem Luftpermeationsgrad von 0,1 bis 100 cc/cm² · sec und einer Zugfestigkeit von 2 bis 100 kg/5 cm.
(5) Ein Verfahren zum Herstellen eines Filtermediums, welches umfaßt Verspinnen mithilfe eines Schmelzblasspinnverfahrens einer Vielzahl von Harzen durch eine Spinndüse unter Erhalten einer Bahn, zusammengesetzt aus 20 bis 80 Gew.-% von mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt und 80 bis 20 Gew.-% von mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt mit einem Schmelzpunkt um 10ºC höher oder höher als derjenige der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt, Hitzebehandeln der Bahn unter Erhalten eines Faservlieses mit Fasern, die durch die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt aneinander heißschmelzgeklebt sind, Verspinnen eines Harzes durch eine Spinndüse unter Erhalten von Fasern gefolgt von Verbinden oder Weben der Fasern unter Erhalten eines Schmelzkleber- Fasernetzes.
Laminieren des Faservlieses auf das Schmelzkleber-Fasernetz und Hitzebehandeln des sich ergebenden Laminats unter Erhalten eines Filtermediums mit einer maximalen Porengröße von 120 um oder weniger.
(6) Ein Verfahren zum Herstellen eines Filtermediums nach Punkt (5). wobei das Faservlies durch Hitzebehandeln einer mikrofeinen Faserbahn erhalten wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Das Filtermedium der vorliegenden Erfindung ist ein Produkt, erhalten durch Heißschmelzkleben eines Faservlieses, zusammengesetzt aus heißschmelzgeklebten mikrofeinen Fasern auf ein Fasernetz, und das sich ergebende heißschmelzgeklebte Filtermedium hat eine maximale Porengröße von 120 um oder weniger; das Faservlies ist zusammengesetzt aus 20 bis 80 Gew.-% der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt und 80 bis 20 Gew.-% der mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt, und diese mikrofeinen Fasern sind schmelzblasgesponnene Fasern, aneinandergeheftet durch Heißschmelzadhäsion der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt, und der Unterschied zwischen den Schmelzpunkten der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt und der mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt beträgt 10ºC oder höher.
Das Verfahren zum Herstellen des Filtermediums der vorliegenden Erfindung umfaßt die folgenden Stufen. Zwei oder mehrere Arten von thermoplastischen Harzen mit einem Schmelzpunktunterschied von 10ºC oder höher werden durch eine Spinndüse gemäß verschiedener Verfahren schmelzblasgesponnen, und die sich ergebenden Fasern werden unter Bilden einer Bahn gemischt. Die Bahn wird auf die Heißschmelzadhäsionstemperatur oder höher der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt erhitzt, wodurch diese mikrofeinen Fasern an den Kreuzungspunkten davon unter Herstellen eines Faservlieses heißschmelzgeklebt werden.
Ein Harz wird durch eine Spinndüse unter Erhalten von Fasern gesponnen gefolgt von Verbinden oder Weben der Fasern unter Erhalten eines Netzes, Laminieren des zuvor beschriebenen Faservlieses auf das Netz und Hitzebehandeln und Heißschmelzkleben des Laminats unter Herstellen eines Filtermediums mit einer maximalen Porengröße von 120 um oder weniger.
Das Spinnverfahren der mikrofeinen Fasern kann durchgeführt werden, indem die niedriger schmelzende Komponente und die höher schmelzende Komponente getrennt extrudiert werden, wobei zwei oder mehrere Spinndüsen für diese unterschiedlichen Komponenten verwendet werden, welches ein sogenanntes Einzelkomponenten-kombiniertes-Spinnverfahren ist, oder indem zwei oder mehrere Konjugatkomponenten in eine Spinndüse eingebracht und diese Komponenten als eine Konjugatfaser durch jedes einzelne Loch der Spinndüse unter Bilden von Konjugatfasern extrudiert werden.
Ferner kann das Spinnverfahren das eine sein, bei dem die erste Spinndüse für Konjugatverspinnen verwendet wird, und die zweite Spinndüse aus zwei Arten von Spinndüsen zum Verspinnen einzelner Komponenten besteht, oder die eine, wobei sowohl die erste Spinndüse wie auch die zweite Spinndüse zwei Arten von Spinndüsen für Konjugatverspinnen sind, oder die eine, wobei eine Spinndüse Konjugatspinnteile und Einzelkomponente-Spinnteile enthält, d. h. das sogenannte Einzelkomponente/Konjugatkomponenten-Misch-Verspinnen.
Das Verfahren zum Verspinnen mikrofeiner Fasern ist ein Schmelzblasverfahren. Gemischtes Spinnverfahren gemäß Schmelzblasverfahren ist besonders bevorzugt, weil Fasern gut gemischt sind. Ferner wird eine Spinndüse bevorzugt bei der die Komponenteneinführkanäle der Spinndüse für die entsprechenden Komponenten geändert werden können, weil die Anteile der entsprechenden Komponenten (niedriger schmelzende Komponente und höher schmelzende Komponente) geändert werden können. Als Konjugatspinndüse können verschiedene Spinndüsen wie diejenigen des Seite-an-Seite Typs, Hülle-und-Kern Typs, Multi-Divisions Typs, Insel-in-See Typs, etc. verwendet werden. Ferner kann ein Verfahren des einmaligen Verspinnens zweier Arten von mikrofeinen Fasern durch getrennte Spinndüsen unter Bilden zweier Bahnen, gefolgt von Laminieren der sich ergebenden Bahnen, und dann gemischt mithilfe von Nadeln, Wassernadel, etc. unter Erhalten eines Faservlieses bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Weil die Verwendungsanwendungen bei der vorliegenden Erfindung auf ein Filtermedium für Präzisionsfiltration gerichtet sind, werden mikrofeine Fasern mit einem Durchmesser von 20 um oder weniger, vorzugsweise 0,1 bis 10 um, bevorzugter 0.2 bis 8 um verwendet.
Die mikrofeinen Fasern, die bei dem Faservlies der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind eine Mischung aus niedriger schmelzenden mikrofeinen Fasern mit mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt. Diese Mischung bedeutet gemischte Fasern aus mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Einzelkomponente) mit mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Einzelkomponente), jene aus mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Einzelkomponente) mit mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente), jene aus mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) mit mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Einzelkomponente) oder jene aus mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) mit mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente). In dieser Anmeldung ist der Schmelzpunkt der Konjugatkomponentenfasern definiert als der Schmelzpunkt der Komponente mit niedrigerem Schmelzpunkt, weil die niedriger schmelzende Komponente heißschmelzgeklebt wird. Ferner können als Konjugatkomponentenfasern jene mit kombinierten Komponenten, die keinen Schmelzpunktunterschied aber unterschiedliche Molekulargewichte und Kristallinitäten haben, verwendet werden. Als Rohmaterialien der mikrofeinen Fasern verwendbare thermoplastische Harze umfassen Harze wie beispielsweise Polypropylen, Polyethylen, Poly-4- methylpenten, Bipolymer oder Terpolymer von Propylen mit anderen α-Olefinen, Polyethylenterepthalat, Polyamide. Polycarbonate, etc. Der Schmelzpunktunterschied zwischen dem Schmelzpunkt der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt und demjenigen der mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt beträgt 10ºC oder mehr, vorzugsweise 15º bis 150ºC, bevorzugter 20º bis 100ºC. Kombiniertes Verspinnen oder dergleichen wird durchgeführt, indem verschiedene Kombinationen dieser Harze mit dem zuvor angegebenen bevorzugten Schmelzpunktunterschied verwendet werden.
Beispiele von Harzkombinationen für eine Mischung aus Fasern von mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Einzelkomponente) mit mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Einzelkomponente) sind Polyethylen: Polypropylen, Propylen-Ethylen-Buten-1 Terpolymer: Polypropylen, Polypropylen: Polyethylenterephthalat, niedrig schmelzender Polyester: Polyethylenterephthalat. Polyamid: Polyethylenterephthalat, etc.
In dem Fall einer Fasermischung aus mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Einzelkomponente) mit mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) wird beispielhaft ein lineares Polyethylen niedriger Dichte für die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt angegeben, und Polypropylen (Hülle)/Polyamid (Kern) wird beispielhaft für die mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) genannt.
In dem Fall einer Fasermischung von mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) mit mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Einzelkomponente) wird beispielhaft ein lineares Niedrigdichte Polyethylen/Polypropylen (Seite an Seite) für die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt angegeben, und Polyethylenterephthalat wird beispielhaft für die mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Einzelkomponente) genannt. In dem Fall einer Fasermischung von mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) mit mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) wird beispielhaft lineares Niedrigdichte Polyethylen/Polypropylen (Seite an Seite) für die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) genannt, und Polypropylen/Polyethylenterephthalat (Seite an Seite) wird beispielhaft für die mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) angegeben, oder Hochdichte Polyethylen (Hülle)/Polyethylenterephtalat (Kern) wird beispielhaft für die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) angegeben, und Polypropylen (Hülle)/Polyethylenterephthalat (Kern) wird beispielhaft für die mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) angegeben.
Zwei Arten von mikrofeinen Fasern mit unterschiedlichen Schmelzpunkten werden gemäß dem Schmelzblasverfahren versponnen, und die sich ergebenden beiden Arten von Bahnen werden bis zu dem Schmelzpunkt oder höher der Komponente der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt unter Erhalten eines Faservlieses erhitzt, wobei die Kreuzungspunkte der Fasern heißschmelzgeklebt sind.
In dem Fall, wo der Gehalt der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt geringer als 20 Gew.-% ist, sind die heißschmelzgeklebten Punkte der Fasern wenige, selbst wenn die Bahnen der im nachfolgenden beschriebenen Hitzebehandlung ausgesetzt werden, und somit kann ein Produkt mit guter Stabilität der Porengröße nicht erhalten werden, und es gibt noch Probleme des Abschleifens, ungenügender Zähigkeit, etc. Andererseits treten in dem Fall, wo der Gehalt der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt 80 Gew.-% überschreitet, wenn die im nachfolgenden beschriebene Hitzebehandlung durchgeführt wird, solche Probleme auf, daß die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt vollständig geschmolzen sind, wodurch die Faser an Form verliert, Umwandlung in Film, Schrumpfen der Fasern in Kugeln auftreten, und der Luftpermeationswiderstand zunimmt, wobei ein Produkt mit minderwertiger Filtrationsgenauigkeit erhalten wird.
Die Hitzebehandlung wird unter Verwenden eines Heizmittels wie beispielsweise eines Trockners vom Trockenhitzezirkulationstyp, Trockner vom Durchlufttyp. Kalanderwalze, Stanzrolle, etc. durchgeführt. Bei derartigen Heizmitteln hat das sich ergebende Faservlies in dem Fall, wo die Hitzebehandlung unter Verwenden eines Mittels wie beispielsweise eines Durchluftkalariders durchgeführt wird, welcher sich zum Heißschmelzkleben in einem Zustand eignet, wo Druck nicht so viel auf das Faservlies angewendet wird, einen hohen Luftpermeationsgrad. Ferner wird in dem Fall, wo Heißschmelzadhäsion unter Verwenden eines Mittels vom Heißpreßadhäsionstyp durchgeführt wird, ein Faservlies mit einer geringen maximalen Porengröße erhalten.
Die zuvor genannte Behandlung ist auf Heißschmelzadhäsion des Faservlieses auf das Netz anwendbar.
Das bei dem Filtermedium der vorliegenden Erfindung verwendete Faservlies umfaßt mikrofeine Heißschmelzadhäsivfasern mit niedrigerem Schmelzpunkt, welche durch die Hitzebehandlung geschmolzen werden, und die Kreuzungspunkte der Fasern sind nicht heißschmelzgeklebt worden. Wenn somit die Hitzebehandlung bei einer höheren Temperatur als der Erweichungstemperatur der Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt und niedriger als der Schmelzpunkt der höher schmelzenden Fasern durchgeführt wird, dann werden die Fasern mit höherem Schmelzpunkt unter Zurückhalten der Form der Fasern nicht geschmolzen, und die Kreuzungspunkte der Fasern werden durch die Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt unter Bilden eines stabilen Faservlieses heißschmelzgeklebt. Somit werden die Maschenöffnungen des Filtermediums nicht durch Sterilisationsbehandlung, Hochtemperaturfiltration, Vibration, etc. bei den folgenden Stufen vergrößert, wodurch ein Produkt mit einer stabilen Porengröße geliefert wird. Ferner tritt eine Art des Filmbildens aufgrund vollständigen Schmelzens der Fasern nicht auf, und falls überhaupt, ist das Filmbilden sehr gering. Demgemäß wird ein Produkt mit einem großen Luftpermeationsgrad und dennoch einer geringen Porengröße erhalten.
Wohingegen im Falle des Faservlieses, welches aus 100% mikrofeinen Einzelkomponentenfasern hergestellt ist, welche gemäß dem konventionellen Schmelzblasverfahren erhalten worden sind, nicht heißschmelzgeklebte Fasern in einer großen Menge in der Nachbarschaft des Zentralteils in Richtung der Dicke des Stoffes gefunden werden, und die Bindung des heißschmelzgeklebten Teils in der Nachbarschaft des Zentralteils ist so schwach, daß, wenn der Stoff, der durch Heißschmelzkleben des Faservlieses auf ein Netz, im nachfolgenden erwähnt, Hitzesterilisierungsbehandlung, Hochtemperaturfiltration ausgesetzt wird oder Vibration durchmacht, die Maschenöffnungen des Stoffes vergrößert werden. Darüber hinaus werden im Falle des Materials, das durch Erhitzen eines derartigen Faservlieses bei hohen Temperaturen mithilfe einer Kalanderwalze oder dergleichen erhalten ist, die Fasern vollständig geschmolzen, wodurch sie die Faserform verlieren und was auf eine Filmform hinausläuft. Im Falle eines Materials, das durch Erhitzen eines derartigen Faservlieses bei hohen Temperaturen mithilfe eines Heizgerätes vom Durchlauftyp erhalten worden ist, schmelzen und schrumpfen die Fasern, wobei sie in Kugelform agglomerieren. Ein derartiges Material hat einen geringen Permeationsgrad und eine große maximale Porengröße.
Was das für das Filtermedium verwendete Faservlies anbelangt, so sind diejenigen mit einem Basisgewicht von 3 bis 1000 g/m², vorzugsweise 4 bis 700 g/m² verwendbar. Ferner, was darüber hinaus das Faservlies anbelangt, so ist es durch Variieren des Basisgewichts und der Verarbeitungsbedingungen wie beispielsweise Heiztemperatur, linearer Druck der Kalanderwalze, Behandlungszeit, etc. möglich, die Porengröße (Durchmesser) des Faservlieses zu variieren. Wenn das Material unter Bedingungen der kleineren Faserfeinheit, des größeren Basisgewichts und des höheren linearen Drucks der Kalanderwalze hergestellt wird, hat das sich ergebende Faservlies eine geringere Porengröße.
Das Filtermedium der vorliegenden Erfindung ist ein Produkt mit dem zuvor genannten auf ein Netz heißschmelzgeklebten Faservlies, und das Netz ist ein Material, welches durch Verbinden oder Weben von ein thermoplastisches Harz enthaltenden Fasern erhalten worden ist.
Die Fasern für das Netz sind ausreichend, daß sie jene sind, die mindestens 30 Gew.-% thermoplastische Fasern enthalten, und sie sind diejenigen, welche durch Hitzebehandlung Heißschmelzadhäsiv werden. Beispiele derartiger Fasern sind Multifilament, Monofilament, gesponnenes Garn, etc. Die Fasern können einzelne Komponentenfasern, Konjugatfasern, gemischte Fasern oder Mischung von thermoplastischen Fasern mit Baumwolle sein. Insbesondere sind Konjugatfasern, welche durch Aussetzen von mindestens zwei Arten von thermoplastischen Harzen mit einem Schmelzpunktunterschied von 10ºC oder höher einem Konjugatspinnverfahren erhalten worden sind, bevorzugt.
Als ein Netzprodukt werden ein Produkt, welches durch Stricken oder Weben von Heißschmelzadhäsivkonjugatmonofilamenten in eine Netzform erhalten worden ist, ein Produkt, welches durch Erhitzen des Netzes auf eine Heißschmelzadhäsionstemperatur oder höher und Heißschmelzkleben der Kreuzungspunkte der Fasern, etc. erhalten worden ist, verwendet. Die für das Heißschmelzadhäsivnetz verwendeten Konjugatkomponenten haben einen Unterschied der Schmelzpunkte von 10ºC oder höher, vorzugsweise 15º bis 150ºC, bevorzugter von 20ºC bis 100ºC. Ferner wird als das Netz ein Produkt, welches durch Weben von Fasern für das Netz mit der Gesamtfeinheit von etwa 30 bis 4000 Deniers (das heißt mit einem Gewicht von etwa 30 bis 4000 g in 9000 m) mit einer Webdichte von etwa 0,5 bis 25 Enden/25 mm erhalten worden ist, bevorzugt.
Als Harze für die Konjugatform der Fasern für das Netz, Harze, welche gebräuchlich für die Fasern für das Netz sind, kann eine Kombination der Harze, etc., eine entsprechende Kombination von Harzen, welche an das zuvor angegebene Faservlies heißschmelzgeklebt werden kann, gewählt werden. Insbesondere, wenn der Temperaturunterschied zwischen dem Schmelzpunkt des niedriger schmelzenden Harzes aus mikrofeinen Fasern und demjenigen des in dem Netz enthaltenen niedriger schmelzenden Harzes 15ºC oder geringer ist, wird eine Struktur gebildet, wobei die entsprechenden niedriger schmelzenden Harze ineinander an den Kreuzungsabschnittsteilen der Fasern mithilfe von Hitzebehandlung eingedrungen sind; somit ist dieses insofern bevorzugt, als daß das Faservlies stark auf das Netz heißschmelzgeklebt ist, und die Harze werden kaum an der Grenzoberfläche davon abgezogen. Insbesondere wird ein Produkt bevorzugt, bei dem das Harz der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt und das niedriger schmelzende Harz des Netzes zu der gleichen Art gehören, wie beispielsweise Polyolefin/Polyolefin, Polyester/Polyester, etc.
Das zuvor angegebene Faservlies wird laminiert wie in der Reihenfolge von Faservlies/Netz. Netz/Faservlies/Netz, etc., oder die sich ergebenden Schichten werden weiterhin in zwei Stufen laminiert, und derartige Schichten werden unter Herstellen eines Filtermediums heißschmelzgeklebt. Das Verfahren kann auch mithilfe einer Walzbehandlung nach dem Erhitzen oder mithilfe von Heißschmelzkleben mithilfe einer Heizwalze durchgeführt werden. Natürlich kann ein spinngebundenes Faservlies, ein Heißschmelzadhäsiv-Faservlies von Stapelfasern oder dergleichen mit einer relativ großen Feinheit auf die zuvor angegebenen Schichten laminiert werden.
Obwohl das Filtermedium, so wie es ist, auf ein Gehäuse oder einen Träger fixiert werden kann, kann es in eine beliebige Form wie beispielsweise eine Faltenform, eine genaue Wellenform, U-Form, Überhangs- und Depressionsform, etc. mithilfe einer Faltenbildungsmaschine, Formmaschine, etc. geformt und anschließend auf ein zu verwendendes Gehäuse fixiert werden. Weiterhin kann das Filtermedium nach Formen in verschiedene Formen ferner in eine zylindrische Form, eine Ebbeform, etc. geformt werden. In dem Fall, wo das Medium in eine zylindrische Form hergestellt worden ist, können die Endteile davon mithilfe von Heißschmelzadhäsion, einem Bindemittel, etc. geklebt werden.
Als das Gehäuse sind Materialien mit verschiedenen Formen in Abhängigkeit von ihren Verwendungsanwendungen für Filtration gebräuchlich. Beispiele davon sind ein zylindrisches Kernmaterial mit einer großen Anzahl von Öffnungen auf seiner Seitenoberfläche, ein poröses zylindrisches Außenrahmenmaterial, ein zylindrisches Gehäuse mit Endverschlußgliedern, ein Gehäuse mit tetragonaler Rahmenform, ein tetragonales Gehäuse, zusammengesetzt aus einem Metallnetz oder dergleichen, ein boxartiges Gehäuse, wobei das Filtermedium in einer Vielschichtform aufgehäuft ist, oder ein Gehäuse mit einer beliebigen Form, welche an einen Platz für Filtration angepaßt werden kann.
Ferner kann das Filtermedium ein in ein Elektrit hergestelltes Produkt sein. Beispiele sind ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrits zwischen einer Spinndüse und der Sammeloberfläche von Fasern zur Zeit des Verspinnens und Sammelns von Fasern, ein Elektrit-Herstellungsverfahren während des Aufnehmens einer Bahn oder dergleichen nach Verspinnen, und daneben Verfahren zum Herstellen in ein Elektrit, Faservlies, ein Produkt mit einem auf ein Heißschmelzadhäsivnetz heißschmelzgeklebten Faservlies, ein Faltenform-Filtermedium, ein an ein Gehäuse angepaßtes Filtermedium, etc. Für die Elektritherstellung wird Behandlung mit einer direkten Koronaentladung von etwa 1 bis 30 Kilovolt durchgeführt. Ferner ist es bevorzugt, daß das behandelte Faservlies oder dergleichen eine Oberflächenentladungsdichte von etwa 10 bis 45 Coulomb/cm² hat.
Was das Filtermedium der vorliegenden Erfindung anbelangt, so können die mikrofeinen Fasern mit einem Faserdurchmesser von 10 um oder weniger einen Dichtegradienten haben. Ferner kann das Filtermedium der vorliegenden Erfindung ein Produkt sein, welches durch weiteres Laminieren anderer Faservliese, Lagen oder dergleichen mit unterschiedlichen Faserstämmen. Faserdurchmessern, etc. erhalten ist. Beispiele derartiger anderer Faservliese sind ein Faservlies mit einem Faserdurchmesser von etwa 50 um oder weniger, hergestellt mithilfe des Konjugatschmelzblasverfahrens, ein Heißschmelzadhäsiv-Konjugatfaservlies mit einem Faserdurchmesser von 100 um oder weniger, eine auf ein Heißschmelzadhäsivnetz laminierte Lage des Faservlieses.

(Beispiel)

Die vorliegende Erfindung wird detaillierter mithilfe von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben. Daneben wurden in diesen Beispielen die Bewertungen der physikalischen Eigenschaften, Filtrierbarkeit, etc. des Filtermediums gemäß den folgenden Verfahren durchgeführt:
Faserdurchmesser des Faservlieses und dergleichen:
Zehn kleine Stücke wurden aus einer Bahn, einem Faservlies oder einem Filtermedium abgeschnitten, gefolgt von Aufnehmen einer Fotographie mit einer 100- bis 5000-fachen Verstärkung mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops und Messens der Faserdurchmesser von 100 Enden unter Herstellen des Durchschnittswerts (um) des Faserdurchmessers des Faservlieses und dergleichen.
Zugfestigkeit:
Die Bruchstärke (kgf/5 cm) mit 5 cm Breite wurde mithilfe eines Zugfestigkeitstestgerätes festgestellt.
Luftpermeationsgrad:
Der Luftpermeationsgrad wurde gemäß einem in JIS-L1006A definierten Verfahren mithilfe eines Luftpermeationstestgerätes vom Bruchtyp (Einheit: cc/cm²~sec) festgestellt.
Maximale Porengröße:
Die maximale Porengröße (um) wurde gemäß dem in ASTM-F-316-86 definierten Verfahren mithilfe eines Blasenpunkttestgerätes gemessen.
Prozentsatz an Änderung in der maximalen Porengröße nach dem Erhitzen:
Die maximale Porengröße vor dem Erhitzen (A) und die maximale Porengröße nach 10-minütigem Erhitzen bei 80ºC (F) wurden gemäß dem gleichen Verfahren wie dem obigen mithilfe des gleichen Blasenpunkttestgerätes festgestellt, gefolgt von Berechnen des Prozentsatzes gemäß der folgenden Gleichung:
Prozentsatz an Änderung in der maximalen Porengröße nach Erhitzen (%):
100 (F-A)/A
Filtrationsgenauigkeit:
Es wurde ein Filtrationstestgerät vom Zirkulationstyp, zusammengesetzt aus einem 50 l Wasser enthaltenden Wasserkessel, versehen mit einer Pumpe, einem Gehäuse für ein Filtrationsmedium und einer Filtrationsvorrichtung verwendet. Ein Filtermedium wurde auf das Gehäuse der Filtrationsvorrichtung befestigt, gefolgt von Hinzugeben von 5 g eines Kuchens (Carborandom #4000) in den Wasserkessel, während Wasser in einer Menge von 30 l/Min zirkuliert wurde. Filtern des filtrierten Wassers (100 cc). welches eine Minute nach der Kuchenzugabe gesammelt war, mithilfe eines Membranfilters und Messen der Größe der Teilchen, die auf dem Membranfilter gesammelten waren, mithilfe eines Geräts zum Messen der Verteilung der Teilchengröße unter Herstellen der größten Porengröße (der maximale Ausflußdurchmesser, Einheit: um), der Filtrationsgenauigkeit des Filtermediums. Druckverlust:
Bei dem zuvor beschriebenen Filtrationsgenauigkeitstest vom Zirkulationstyp wurde kein Kuchen hinzugegeben, sondern es wurde nur Wasser mit einer Fließgeschwindigkeit von 30 l/Min zirkuliert. Der Druckverlust (kg/cm² oder Pa) wurde eine Minute nach Zirkulationsbeginn festgestellt.

BEISPIELE 1-3 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1-3

Mischfaserverspinnen wurde mithilfe einer Schmelzblasvorrichtung vom Mischfasertyp durchgeführt, welche hauptsächlich aus zwei Extrudern und einer Schmelzblasspinndüse mit einem Düsendurchmesser von 0,3 mm und einer Anzahl von Düsen 501 zusammengesetzt war. Die Spinndüse war so konstruiert, daß zwei Arten von aus zwei Extrudern extrudierten geschmolzenen Harzen nicht in den entsprechenden Löchern gemischt werden konnten, aber aus jedem Loch extrudiert wurden, aber dennoch konnten die entsprechenden Löcher, aus denen die zwei Arten der geschmolzenen Harze extrudiert wurden, in verschiedenen Lochzahlverhältnissen variiert werden.
Einlineares Niedrigdichtepolyethylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 120 (MFR, g/10 Min, 190ºC) und einem Schmelzpunkt von 121ºC als einer ersten Komponente und ein Polypropylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 120 (MFR, g/10 Min, 230ºC) und einem Schmelzpunkt von 164ºC als einer zweiten Komponente wurden schmelzextrudiert und Schmelzblasverspinnen ausgesetzt. Was die Verspinnungsbedingungen anbelangt, so wurde die Verspinnungstemperatur der ersten Komponente auf 260ºC und die der zweiten Komponente auf 280ºC gehalten, und die Komponenten wurden extrudiert, während das Lochzahlverhältnis, aus denen die zwei Arten der Komponenten extrudiert wurden, variiert wurde. Die aus den Spinndüsen extrudierten Fasern wurden auf ein Transportanlagennetz, welches mit einer mit einer Tülle versehenen Lufteinsaugvorrichtung ausgestattet war, geblasen, während Luft bei 360ºC unter einem Druck von 1,2 kg/cm² G (etwa 1, 2105 PaG) eingeführt wurde. Der Faserdurchmesser der sich ergebenden mikrofeinen Fasern betrug etwa 3 um. Die sich ergebende Bahn wurde 15 Sekunden lang bei 135ºC mithilfe eines Heizgerätes vom Durchlufttyp erhitzt. Ein Faservlies, bei dem die Kreuzungspunkte der Faser heißschmelzgeklebt waren, und mit einem Basisgewicht von etwa 100 g/m² wurde erhalten.
Ein Heißschmelzadhäsivkonjugatmonofilament, zusammengesetzt aus einer Hüllenkomponente, im wesentlichen bestehend aus einem linearen Niedrigdichtepolyethylen mit einem MFR 18 (g/10 Min, 190ºC) und einem Schmelzpunkt von 124ºC, und einer Kernkomponente, bestehend aus einem Polypropylen mit einem MFR 8 (g/10 Min, 230ºC) und einem Schmelzpunkt von 164ºC, und in einem Konjugatverhältnis von 50/50 (Gewichtsverhältnis) und mit einer Feinheit von 250 d/f (250d entspricht einem Gewicht von 250 g/9000 m) wurde in eine Leinenbindung mit einer Webdichte von 17 Ketten · 17 Schüsse/25 mm gewebt, gefolgt von Erhitzen des sich ergebenden Netzes bei 135ºC mithilfe eines Bahnenheizgeräts unter Erhalten eines Netzes, das an den Kreuzungspunkten von Fasern heißschmelzgeklebt war.
Das sich ergebende Material wurde laminiert, wobei drei Schichten in der Reihenfolge von Netz/Faservlies/Netz erhalten wurden, gefolgt von 15 Sekunden andauerndem Erhitzen bei 140ºC mithilfe eines Heizgerätes vom Durchlufttyp und direkt danach Behandeln mithilfe einer Kalanderwalze bei 30ºC unter Erhalten eines Filtermediums, bei dem das Faservlies auf das Netz heißschmelzgeklebt war. Das Filtermedium wurde mithilfe einer Faltenbildungsmaschine in Falten gebildet, wobei ein Filtermedium mit einer Faltenhöhe von 20 mm und einer Faltenform von W-Form erhalten wurde.
Das in Falten gebildete Filtermedium wurde auf einen Hohlmetallkern mit einer großen Anzahl von Löchern auf seiner Seitenfläche und mit einem Außendurchmesser von 30 mm und einer Höhe von 250 mm aufgewunden, wobei ein Filtermedium mit einem Innendurchmesser von 30 mm und einem Außendurchmesser von 70 mm erhalten wurde, die beiden Endteile des Mediums wurden heißgeschmolzen, ferner wurde ein Metallendoberflächenverschlußglied mit einem Öffnungsteil von einem Durchmesser von 30 mm an beide Endteile mit einem Bindemittel unter Erhalten eines zylindrischen Filtermediums geklebt. Dieses Medium hatte einen Oberflächenbereich auf etwa das 9.1-fache vergrößert im Vergleich zu demjenigen eines Produktes mit einem Außendurchmesser von 70 mm und keine Faltenform. Tabelle 1 zeigt physikalische Eigenschaften des Filtermediums vor und nach dem Erhitzen, Filtrierbarkeit des in eine hohle und zylindrische Form faltengeformten und verarbeiteten Filtermediums, etc.
Wie aus Tabelle 1 gesehen, haben die Filtermedien der vorliegenden Erfindung (Beispiele 1 bis 3) einen Prozentsatz an Änderung in der maximalen Porengröße nach dem Erhitzen von 10% oder weniger, eine gute Stabilität der Porengröße gegenüber Erhitzen, und dennoch hat das Produkt nach Faltenformverarbeiten eine gute Filtrationsgenauigkeit von etwa 4 bis 5 um.
Wohingegen es in dem Fall, wo der Gehalt der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt geringer als 20% ist (Vergleichsbeispiele 1 und 2), gesehen wird, daß durch Erhitzen Maschenöffnungen vergrößert werden, die maximale Porengröße zunimmt, und die Filtrationsgenauigkeit auch vermindert ist. Ferner wird es gesehen, daß das Produkt mit 100% von mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Vergleichsbeispiel 3) eine gute Filtrationsgenauigkeit aber einen verminderten Permeationsgrad und Druckverlust hat.

BEISPIEL 4

Die gemäß dem Schmelzblasverfahren vom Mischfasertyp erhaltene mikrofeine Bahn in Beispiel 2 wurde bei 140ºC mithilfe eines Heizgerätes vom Durchlufttyp behandelt, wobei ein Faservlies erhalten wurde, dessen Faserkreuzungsstellen heißschmelzgeklebt waren und ein Basisgewicht von 98 g/m² hat.
Andererseits wurde unter Verwenden eines Filaments vom Hüllen- und Kerntyp, zusammengesetzt aus einem Hochdichtepolyethylen mit Schmelzpunkt von 133ºC als einer Hüllenkomponente und Polypropylen als einer Kernkomponente, und welches aus Multifilamenten mit einer Einzelfaserfeinheit von 6d/f und 60 Filamenten besteht, ein Stoff mit Leinenbindung aus 3 Ketten und 3 Schüssen/25 mm gewebt, gefolgt von Erhitzen des Stoffes bei 135ºC mithilfe eines Heizgerätes vom Bahntyp, wobei ein Netz mit heißschmelzgeklebten Faserkreuzungspunkten erhalten wurde.
Das zuvor genannte Faservlies und das zuvor genannte Netz wurden in eine Oreischichtform aus Netz/Faservlies/Netz laminiert, gefolgt von Behandeln des Laminats bei 120ºC mithilfe einer Kalanderwalze unter Erhalten, eines Filtermediums mit dem auf das Netz heißschmelzgeklebten Netz.
Dieses Filtermedium wurde Faltenformverarbeiten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ausgesetzt, gefolgt von Verarbeiten des sich ergebenden Materials in ein zylindrisches Filtermedium. Der Oberflächenbereich dieses Filtermediums erhöhte sich um etwa das 9,1-fache im Vergleich zu einem Produkt mit einem Außendurchmesser von 70 mm aber mit keiner Faltenform. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, hatte das Filtermedium einen Prozentsatz an Änderung in einer maximalen Porengröße nach dem Erhitzen von 0% und eine gute Stabilität der Porengröße, und das Produkt nach Verarbeiten in Faltenform hatte eine gute Filtrationsgenauigkeit von 1,1 um.

BEISPIEL 5

Das in Beispiel 2 erhaltene Filtermedium mit dem auf das Netz heißschmelzgeklebten Faservlies wurde direkt auf eine geerdete Elektrode gesetzt, gefolgt von Behandeln des Mediums in einem hoch elektrischen Feld mit einem darein gelegten Gleichstrom von 14 KV/cm von einer über der zuvor genannten Elektrode angeordneten Entladungselektrode, wobei ein in ein Elektrit hergestelltes Filtermedium erhalten wurde. Ein aus dem Filtermedium abgeschnittenes Stück von 30 cm · 30 cm Größe wurde auf einen Tisch in einem Büro gestellt, welches häufig von Besuchern frequentiert wurde, und schwebende Stäube wurden natürlich auf das Filtermedium adsorbiert. Nach 60 Tagen wurde der Kontaminationszustand auf der Oberfläche des Filtermediums mithilfe einer grauen Kontaminationsskala, spezifiziert in JIS-L0805 bewertet (Bewertungsklasse 1: viel Kontamination; Bewertungsklasse 5: geringe Kontamination). Als ein Ergebnis gehörte die Kontamination zur Bewertungsklasse 2.5. Andererseits wurde der Kontaminationszustand des nicht in ein Elektrit hergestellten Filtermaterials, welches in Beispie l 2 erhalten war, gleichzeitig beobachtet. Als ein Ergebnis gehörte die Kontamination zur Bewertungsklasse 4, 5.

BEISPIEL 6

Ein Hochdichtepolyethylen mit einem MFR 43 (g/10 Min., 190ºC) und einem Schmelzpunkt von 133ºC als einer ersten Komponente und ein Polyethylenterephthalat mit einer spezifischen Viskosität von 0.60 und einem Schmelzpunkt von 253ºC als einer zweiten Komponente wurden durch eine Seite an Seite Schmelzblasspinndüse mit einer Porengröße von 0.3 mm und 501 Löchern konjugatschmelzblasgesponnen, wobei niedriger schmelzende mikrofeine Konjugatfasern erhalten wurden. Diese Komponenten wurden unter Verspinnungsbedingungen (Konjugatverhältnis: 40 (erste Komponente)/60 (zweite Komponente)(Gewichtsverhältnis) extrudiert, wobei die Verspinnungstemperatur des Hochdichtepolyethylens 260ºC betrug und diejenige des Polyethylenterephthalats 280ºC. Die aus den Spinndüsen extrudierten Fasern wurden auf ein Transportanlagennetz geblasen, welches mit mit einer Tülle versehenen Lufteinsaugausrüstung ausgestattet war, während Luft bei 390ºC und unter einem Druck von 1.5 kg/cm² (etwa 5 105 PaG) eingeführt wurde. Die sich ergebende Bahn aus mikrofeinen Konjugatfasern mit niedrigem Schmelzpunkt hatte ein Basisgewicht von 40 g/m² und einen Faserdurchmesser von 4.0 um.
Diese Bahn und die in dem zuvor angegebenen Vergleichsbeispiel 1 erhaltene Bahn, die aus den mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt zusammengesetzt war, die aus 100% Polypropylen bestanden, und mit einem Basisgewicht von 101 g/m² und von einem Faserdurchmesser von 3.3 um wurden laminiert, gefolgt von Wassernadelbehandlung unter der Bedingung von einem Druck von 70 kg/cm² G (etwa 69 105 PaG). Das sich ergebende Faservlies wurde bei 80ºC getrocknet, gefolgt von 20 Sekunden andauerndem Hitzebehandeln bei 145ºC mithilfe eines Heizgerätes vom Durchlauftyp und direkt danach Behandeln bei 30ºC mithilfe einer Kalanderwalze unter Erhalten eines Faservlieses, wobei die Kreuzungspunkte der Fasern heißschmelzgeklebt waren.
Dieses Faservlies und das in Beispiel 1 verwendete Netz wurden in der Reihenfolge Netz/Faservlies/Netz laminiert, gefolgt von Behandeln des sich ergebenden Laminats bei 120ºC mithilfe einer Kalanderwalze, wobei ein Filtermedium mit einem auf ein Netz heißschmelzgeklebten Faservlies erhalten wurde.
Dieses Filtermedium wurde Faltenformverarbeiten in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgesetzt, gefolgt von Verarbeiten des sich ergebenden Materials in ein zylindrisches Filtermedium. Der Oberflächenbereich dieses Filtermediums erhöhte sich um etwa das 9.1-fache im Vergleich zu einem Produkt mit einem Außendurchmesser von 70 mm aber keiner Faltenform.
Dieses Filtermedium hatte eine Zugfestigkeit vor Erhitzen von 46,3 kgf/5 cm und eine maximale Porengröße von 26 um. Nach 10minütigem Erhitzen bei 80ºC hatte das Medium eine maximale Porengröße von 27 um, einen Prozentsatz an Änderung in der maximalen Porengröße von 3,9% und einen Luftpermeationsgrad von 18,8 cc/cm². Darüber hinaus hatte ein Produkt nach Faltenformverarbeiten eine Filtrationsgenauigkeit von 3 um und einen Druckverlust von 0,04 kg/cm² (etwa 0,04 105 PaG).

BEISPIEL 7

Mischfaserverspinnen wurde gemäß dem Schmelzblasspinnverfahren unter Verwenden von zwei Extrudern und einer Spinndüse für Schmelzblasen durchgeführt, welche Einzelkomponentenlöcher und Konjugatkomponentenlöcher (Düsendurchmesser: 0.3 mm) enthielt, zusammengesetzt aus 167 Löchern für die niedriger schmelzende Einzelkomponente. 167 Löchern der Konjugatkomponente (Seite an Seite) der niedriger schmelzenden Komponente und höher schmelzenden Komponente und 167 Löcher für die höher schmelzende Komponente. Ein lineares. Niedrigdichtepolyethylen, das Gleiche wie in Beispiel 1 verwendet, wurde als die niedriger schmelzende Komponente verwendet, und das gleiche wie in Beispiel 1 verwendete Polypropylen wurde als die höher schmelzende Komponente verwendet. Was die Verspinnungsbedingungen anbelangt, so betrug die Verspinnungstemperatur der niedriger schmelzenden Komponente 245ºC, und diejenige der höher schmelzenden Komponente betrug 260ºC. und diese Komponenten wurden in einem Compositeverhältnis der niedriger schmelzenden Komponente und der höher schmelzenden Komponente von 1 : 1 (Gew.-%) extrudiert. Die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Einzelkomponente). die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) und die mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (eine Einzelkomponente) wurden in einem Verhältnis von 1 : 1 : 1 (Gew.-%) extrudiert. Die aus den Spinnlöchern extrudierten resultierenden Fasern wurden auf das gleiche wie in Beispiel 1 verwendete Transportanlagennetz geblasen, während Luft bei 330ºC und unter einem Druck von 1,2 kg/cm² G (etwa 1, 2 105 PaG) eingeführt wurde. Der Faserdurchmesser der sich ergebenden mikrofeinen Fasern betrug etwa 4 um. Die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Einzelkomponente) hatten einen Durchmesser von 3.6 um, die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt (Konjugatkomponente) hatten den von 4.5 um, und die mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt (Einzelkomponente) hatten denjenigen von 3,7 um.
Die sich ergebende Bahn wurde 30 Sekunden lang bei 145ºC mithilfe des gleichen Heizgerätes wie in Beispiel 1 erhitzt, wobei ein Faservlies erhalten wurde, dessen Faserknotenpunkte heißschmelzgeklebt waren und das ein Basisgewicht von etwa 100 g/m² hatte.
Dieses Faservlies und das gleiche Netz wie in Beispiel 1 wurden in drei Schichten in der Reihenfolge Netz/Faservlies/Netz laminiert, gefolgt von 15 Sekunden andauerndem Erhitzen des Laminats bei 135ºC mithilfe eines Heizgerätes vom Durchlufttyp und direkt danach Behandeln bei 30ºC mithilfe einer Kalanderwalze unter Erhalten eines Filtermediums mit auf das Netz heißschmelzgeklebtem Faservlies.
Das Filtermedium wurde Faltenformverarbeiten in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgesetzt, gefolgt von Anfügen eines Metalls und Oberflächenabdichtungsgliedes unter Erhalten eines zylindrischen Filtermediums. Der Oberflächenbereich dieses Mediums erhöhte sich um etwa das 9.1-fache im Vergleich zu einem Produkt mit einem Außendurchmesser von 70 mm aber ohne Faltenform
Das Filtermedium hatte vor dem Erhitzen eine Zugfestigkeit von 31.8 kgf/5 cm und eine maximale Porengröße von 40 um. Ferner hatte das Medium nach 10 minütigem Erhitzen bei 80ºC eine maximale Porengröße von 41 um, einen Prozentsatz an Änderung in der Porengröße von 2.5% und einen Luftpermeationsgrad von 30 cc/cm² sec. Ferner hatte das Produkt nach Faltenformverarbeiten eine Filtrationsgenauigkeit von 5,2 um und einen Druckverlust von 0.04 kg/cm² (etwa 0, 04105 PaG).
Das Filtermedium hatte einen dickeren Faserdurchmesser als diejenigen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 aber eine gute Filtrationsgenauigkeit und einen guten Prozentsatz an Änderung in der maximalen Porengröße nach Erhitzen von 10% oder weniger. TABELLE 1
erste Faser : lineares Niedrigdichtepolyethylen
zweite Faser: Polypropylen

WIRKSAMKEIT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Das Filtermedium der vorliegenden Erfindung ist ein Produkt, welches durch Schmelzkleben eines Faservlieses erhalten ist, wobei die Knotenpunkte der mikrofeinen Fasern auf ein Schmelzkleber-Fasernetz mit einer größeren Feinheit heißschmelzgeklebt sind. Somit hat das Filtermedium überlegene Zugfestigkeit, einen geringen Druckverlust, eine überlegene Fähigkeit, feine Teilchen von 5 um oder weniger aufzunehmen, eine überlegene Filtrationsgenauigkeit, einen hohen Luftpermeationsgrad, eine gute Stabilität der Porengröße gegenüber Erhitzen und kein Vergrößern von Maschenöffnungen aufgrund von Erhitzen, etc. Weil darüber hinaus das Filtermedium eine gute Stabilität der Porengröße gegenüber Erhitzen hat, ist es möglich, Filtration mit einer stabilisierten hohen Genauigkeit durchzuführen, selbst wenn Erhitzungssterilisation, Hochtemperaturfiltration. etc. benötigt werden.
Ferner ist es möglich, das Filtermedium in eine Faltenform oder eine Vorsprungsform und Vertiefungsform und dergleichen herzustellen. Weil das Faltenformverarbeiten ausgesetzte Filtermedium einen großen Filtrationsbereich hat, hat es die Wirkung einer Langfiltrationsdauer neben den zuvor genannten Wirkungen.
Darüber hinaus ist im Falle eines Produkts, das eine Bahn gemäß dem Schmelzblasverfahren als die Bahn des Faservlieses verwendet, kein Appreturmittel wie beispielsweise ein antistatisches Mittel auf die Faser gefügt; somit ist es auch möglich, es als ein Filtermedium für Präzisionsfiltration im Bereich von Nahrungsmittel zu verwenden.

Claims

1. Ein Filtermedium mit (i) einem Faservlies, zusammengesetzt aus einer Mischung aus 20 bis 80 Gew.-% von mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt und 80 bis 20 Gew.-% von mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt, die einen Schmelzpunkt um 10ºC höher oder höher als derjenige der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt haben, wobei die mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt und die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt mithilfe eines Schmelzblasspinnverfahrens erhalten worden sind und mittels Schmelzadhäsion der mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt aneinander heißschmelzgeklebt worden sind, heißschmelzgeklebt auf (ii) ein Heißschmelzkleber-Fasernetz, wobei die maximale Porengröße des sich ergebenden Filtermediums 120 um oder weniger ist.

2. Ein Filtermedium nach Anspruch 1,

wobei die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt einen Faserdurchmesser von 10 um oder weniger haben und zusammengesetzt sind aus einzelnen Komponentenfasern oder Komponenten von konjugierten Fasern;

wobei die mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt einen Faserdurchmesser von 10 um oder weniger haben und zusammengesetzt sind aus einzelnen Komponentenfasern oder Komponenten von konjugierten Fasern;

wobei das Heißschmelzkleber-Fasernetz zusammengesetzt ist aus heißschmelzkleber-Fasern mit einer Feinheit von 30 bis 4000 Denier und erhalten ist durch Stricken oder Weben konjugierter Fasern, zusammengesetzt aus der Komponente mit niedrigerem Schmelzpunkt und der Komponente mit höherem Schmelzpunkt;

wobei die Komponente mit niedrigerem Schmelzpunkt aus den Konjugatfasern des Heißschmelzkleber-Fasernetzes und die Komponente aus den mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt zu der gleichen Art gehören, und wobei der Prozentsatz an Änderung in der maximalen Porengröße nach Hitzebehandeln 20% oder weniger ist.

3. Ein Filtermedium nach einem der Ansprüche 1 oder 2, das einem Plissierverfahren ausgesetzt wird.

4. Ein Filtermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, hergestellt in einen Elektrit und mit einem Luftpermeationsgrad von 0.1 bis 100 cc/cm² · sec und einer Zugfestigkeit von 2 bis 100 kg/5 cm.

5. Ein Verfahren zum Herstellen eines Filtermediums, welches umfaßt Verspinnen mithilfe eines Schmelzblasspinnverfahrens einer Vielzahl von Harzen durch eine Spinndüse unter Erhalten einer Bahn, zusammengesetzt aus 20 bis 80 Gew.-% von mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt und 80 bis 20 Gew.-% von mikrofeinen Fasern mit höherem Schmelzpunkt mit einem Schmelzpunkt um 10ºC höher oder höher als derjenige der mikrofeinen. Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt, Hitzebehandeln der Bahn unter Erhalten eines Faservlieses mit Fasern, die durch die mikrofeinen Fasern mit niedrigerem Schmelzpunkt aneinander heißschmelzgeklebt sind,

Verspinnen eines Harzes durch eine Spinndüse unter Erhalten von Fasern, gefolgt von Stricken oder Weben der Fasern unter Erhalten eines Heißschmelzkleber-Fasernetzes;

Laminieren des Faservlieses auf das Heißschmelzkleber-Fasernetz und Hitzebehandeln des sich ergebenden Laminats unter Erhalten eines Filtermediums mit einer maximalen Porengröße von 120 um oder weniger.

6. Ein Verfahren zum Herstellen eines Filtermediums nach Anspruch 5, wobei das Faservlies durch Hitzebehandeln einer mikrofeinen Faserbahn erhalten wird.