JPH0248286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繰返し使用しても表面の平滑性及び捕
集したケーキの剥離性が低下しないフイルタープ
レス用濾材の製造方法に関するものである。

従来よりフイルタープレス用濾材として、編・
織布の片面又は両面に天然繊維、合成繊維等の繊
維ウエブを重ね合せ、ニードルパンチを施してな
るニードルフエルトが用いられている。ニードル
フエルトは構成繊維が三次元的に配列されて内部
に非常に多数の微細な空隙を立体的に有している
ため、濾液の透過速度の低下を起こさずに固体粒
子の捕集効率が向上するという利点を有してい
る。これが織物のみよりなる濾材にあつては、捕
集効率を向上させるようとすると濾液の透過速度
の低下をきたす。しかしながらニードルフエルト
は表面に多数の毛羽を有しているため、ケーキが
剥離しにくいという欠点を有している。更には繊
維ウエブの構成繊維相互間は単に絡合しているの
みであるため、繰り返し使用するとこの絡合がゆ
るみ、構成繊維が脱落したり、内部の微細な空隙
が次第に大きくなるという欠点を有している。こ
のような欠点の存在はフイルタープレス用濾材と
して長期の使用に耐えないことを意味している。

そこで特にケーキの剥離性を改良するために
種々のフイルタープレス用濾材が提案されてい
る。例えば1979年ロンドンで行なわれた
“Second world filtration co−ngress”におい
て発表された“Needle Filter Media、for
Solid／Liquid Separation”という論文の中で、
ニードルフエルトの少くとも原液供給面に存在す
る毛羽をガス焼きすることによつて得られる濾材
やニードルフエルトを加熱プレスロールによつて
カレンダー加工して得られる濾材が提案されてい
る。しかしながらこのような濾材は単に表面のみ
を平滑にしたものにすぎず、内部においては従来
のニードルフエルトと何ら変わらず、それ故次の
ような欠点を有している。ガス焼きによる濾材は
第１図に示すように、毛羽部分が溶融されてでき
た偏平なフイルム状部分１と繊維のみからなる繊
維集合部分２とから、その表面が形成されてい
る。従つて繰り返し使用されると、フイルム状部
分１がこすり落され、結局ニードルフエルトの場
合と同様の欠点が出ることになるのである。また
このことは加熱プレスロールによる濾材について
も言えることである。

そこで本発明者は鋭意検討した結果、加熱プレ
スロールによる方法に改良を施し、本発明に至つ
たものである。即ち本発明は、加熱プレスロール
による方法は、表面に液体透過性及び平滑性を与
えようとすると内部の構成繊維相互間が接着され
ず、逆に内部に接着を与えようとすると表面の液
体透過性が損なわれるという欠点に鑑みなされた
ものであり、特定の繊維より繊維ウエブを形成し
かつ加熱（熱処理）工程とプレス（加圧）工程と
を特定の条件下で分離したことを特徴とするもの
である。

つまり本発明は、ポリエチレンを主体とする低
融点接着成分とポリプロピレンを主体とする高融
点骨格成分とよりからなり、少なくとも表面の一
部は前記低融点接着成分で形成されているポリオ
レフイン系複合繊維を50％以上含有する繊維ウエ
ブと、編・織布とを重ね合せ、ニードルパンチを
施し、次いで無押圧下で前記複合繊維の低融点接
着成分の融点以上、高融点骨格成分の融点以下の
温度で熱処理し、その後直ちに前記複合繊維の低
融点接着成分の軟化点以上融点以下の温度条件で
少なくとも前記繊維ウエブの片面を均一に加圧す
ることを特徴とするフイルタープレス用濾材の製
造方法に関するものである。以下本発明を詳述す
る。

本発明の繊維ウエブを形成するポリオレフイン
系複合繊維は、ポリエチレンを主体とする低融点
接着成分とポリプロピレンを主体とする高融点骨
格成分とよりなつている。ポリプロピレンを主体
とする部分は骨格成分であるのでポリエチレンが
軟化、溶融する温度では顕著な影響を受けるもの
ではない。ポリエチレンを主体とする部分は接着
成分であるので、複合繊維の少なくとも表面の一
部を形成する。例えばポリプロピレンを芯としポ
リエチレンをさやとする芯一さや型複合繊維若し
くは半月状のポリプロピレンとポリエチレンとを
貼り合せたサイドバイサイド型複合繊維が好まし
い。ポリオレフイン系繊維は耐酸、耐アルカリ、
耐薬品性に優れているので、種々の濾液に対して
安定であり、フイルタープレス用濾材の材料とし
ては好適である。

ポリオレフイン系複合繊維は繊維ウエブ中に50
重量％以上含有される。その他の繊維としては公
知の種々のものを用いることができるが、特にポ
リエチレンの融点では影響を受けないポリエステ
ル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ビニロン
繊維、コツトン繊維、羊毛繊維、レーヨン繊維、
炭素繊維、アスベスト繊維等が用いられるが、特
に耐酸、耐アルカリ性で耐薬品性に優れ、ポリエ
チレンによる接着力の高いポリプロピレン繊維が
好ましい。ポリオレフイン系複合繊維が50重量％
未満であると構成繊維間の接着点が相対的に少な
くなり、強度低下が起こるので好ましくない。

本発明に使用される編・織布としては、種々の
糸で編組、織成されたものであればどのようなも
のでも用いられるが、特にポリエチレンの融点で
は影響を受けないポリプロピレン繊維、ポリエス
テル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ビニロ
ン繊維、コツトン繊維、羊毛繊維、レーヨン繊
維、炭素繊維、ガラス繊維、アスベスト繊維等か
ら得られる糸又はこれらの成分よりなるフイラメ
ント糸を適宜編組、織成した布が、フイルタープ
レス用濾材の製造工程上において有害な影響を受
けないので好ましい。特にポリプロピレン糸を用
いた編・織布はポリエチレンとの接着力が大であ
るため最も好ましい材料である。この編・織布は
フイルタープレス用濾材の伸び止めのために用い
られるものである。

編・織布の両面又は片面に繊維ウエブが重ね合
され、これにニードルパンチが施される。ニード
ルパンチは繊維ウエブ中の構成繊維を絡合させる
と共に構成繊維と編・織布とを絡合させるために
施されるものであり、これにより内部に微細な空
隙が多数形成され、固体粒子の捕集効率が上昇す
るのである。またこの絡合により構成繊維相互間
の接触点が増大し、後に施こす加熱（熱処理）工
程、加圧工程により構成繊維１本当りの接着点が
増大する。この接着点の増大は本発明によつて得
られるフイルタープレス用濾材の毛羽立ち防止に
有効に作用する。

ニードルパンチを施した後、無押圧かつ一定の
温度条件で繊維ウエブ中の複合繊維を熱処理す
る。温度条件は複合繊維の低融点接着成分（ポリ
エチレン）の融点以上、高融点骨格成分（ポリプ
ロピレン）の融点以下である。この条件下で低融
点接着成分は接着性を発現する。熱処理が無押圧
下で行なわれるのは、溶融した低融点接着成分が
強制的に流動せしめられ、空隙を塞ぐのを防止す
るためである。無押圧下における熱処理として
は、例えば編・織布と絡み合つて重合せられた繊
維ウエブ中に加熱された空気を貫通させる方法が
好適である。

次いで直ちに、すなわち前記の加熱（熱処理）
工程で発現された低融点接着成分の接着性が完全
に損なわれる前に、一定の温度条件下で編・織布
と絡み合つて重合せられた繊維ウエブが均一に加
圧される。温度条件は複合繊維の低融点接着成分
（ポリエチレン）の軟化点以上融点以下である。

この条件下における加圧で低融点接着成分は構
成繊維相互間に形成された空隙を塞ぐような強制
的な流動を生ぜず、かつ加圧表面の毛羽を伏せる
と共にこの毛羽を繊維ウエブの内部の構成繊維に
接着させる。従つて加圧表面は優れた平滑性が得
られる。フイルタープレス用濾材においては原液
供給側つまりケーキが形成される側に平滑性が要
求されるのであるから、少なくとも編・織布と絡
み合つて重合せられた繊維ウエブの片面が一定の
温度条件下において加圧されればよい。この加圧
工程は例えば常温のゴムロール或いは一定の温度
に加熱されたスチールロールと常温のゴムロール
との間を通すことによつてなされるのが都合がよ
い。勿論一定の温度に加熱された二本のスチール
ロール間を通すことによつてもなされる。この工
程によつて前記した毛羽伏せ作用と共に加熱（熱
処理）工程において生じた構成繊維相互間の接着
点を強固にするという作用が生じる。

以上説明した本発明の方法により得られるフイ
ルタープレス用濾材は、表面が第２図に示すよう
に各構成繊維の接触点が接着されていると共に平
滑化されており、更に第３図に示すように構成繊
維間の接着は繊維ウエブの内部にまで及んでい
る。それ故本発明の方法により得られるフイルタ
ープレス用濾材は、初期のケーキ剥離性が良好で
あると共に繰り返し使用により表面の構成繊維が
破断されたとしても繊維ウエブの内部においても
構成繊維が接着されており、しかも構成繊維１本
当りの接着点が多い（つまり接着点間の距離が短
い）ので毛足の長い毛羽の発生がなく、いつまで
もケーキ剥離性の良好なものである。また複合繊
維の低融点接着成分は強制的な流動を起こさずに
構成繊維の接触点のみを接着しているので、構成
繊維間に形成された多数の空隙を塞いでいない。
それ故本発明のフイルタープレス用濾材は、濾液
の透過速度が速くかつ固体粒子の捕集効率が良好
なことは言うまでもない。

次に本発明を実施例に基いて説明する。

実施例 １ 1.5デニール、51mm長のポリエチレン成分（融
点130℃）とポリプロピレン成分（融点165℃）よ
りなるサイドバイサイド型ポリオレフイン系複合
繊維80％と２デニール、6.4mm長のポリプロピレ
ン繊維20％とを混合し気流により開繊してスクリ
ーン上に集積して重量250g／m²の繊維ウエブを
形成した。次いでこの繊維ウエブを25番双子のポ
リプロピレン紡績糸を経緯とも27本／インチに打
込んで織成した重量100g／m²の織布の片面に重
ね合せ繊維ウエブ面より250本／cm²のニードルパ
ンチを行い重量350g／m²厚み2.5mmのニードルフ
エルトを形成した。得られたニードルフエルトを
熱風ドライヤーにて140℃で３分間熱処理しその
後直ちに115℃に加熱した金属ロール間を線圧４
Kg／cmの圧力下で3m／minのスピードで通過さ
せ重量350g／m²、厚み１mm、通気度４c.c.／cm²秒
（フラジール型通気度試験器により圧力差12.7mm
水柱にて測定した値）引張強度縦方向120Kg／５
cm巾、横方向125Kg／５cm巾の表面平滑なフイル
タープレス用濾材を得た。使用したポリプロピレ
ン紡績糸よりなる織布のニードルパンチを行う前
の引張強度は縦方向、横方向とも100Kg／５cm巾
であり、熱処理前のニードルフエルトの引張強度
はニードルパンチにより織布を構成する紡績糸が
損傷を受け縦方向72Kg／５cm巾、横方向78Kg／５
cm巾と低下していたが熱処理後の引張強度は織布
のニードルパンチ前の引張強度よりも高くなつて
いた。これは繊維ウエブ内部の構成繊維と織布の
紡績糸との交点でも繊維間接着が行なわれている
為である。また濾材の断面を顕微鏡観察したとこ
の濾材内部まで繊維間接着が形成されていた。得
られたフイルタープレス用濾材を繊維ウエブ層面
が原液供給側に向くように圧搾機構を持つセンタ
ーフイード型フイルタープレス（濾板面積1000mm
×1000mm、濾室数50室）に取りつけ、濾過圧５
Kg／m²にて固形分として2μ以下の炭酸カルシウ
ム14％を含む濾液を2t／バツチで濾過し、その後
10Kg／cm²で圧搾した。濾過工程中のパツキング性
は良好で、濾枠からの液もれはなかつた。圧搾
後、開枠したところ濾材表面上のケーキの剥離性
は極めて良好であり開枠と同時にケーキは自然落
下し、濾材表面上にケーキの沈積はほとんどなか
つた。この為400バツチまで濾材の洗浄なしで使
用する事ができた。得られたケーキ中の固形分は
平均54％であつた。さらに12バツチ／日で、400
バツチ毎に洗浄しながら１年間使用しても濾材の
表面には実質的変化は見られず、ケーキの剥離性
は良好であつた。

比較例 １ ２デニール、51mm長のポリプロピレン繊維50％
と３デニール、64mm長のポリプロピレン繊維50％
を混合し、気流により開繊してスクリーン上に集
積して重量120g／m²の繊維ウエブを形成した。
この繊維ウエブ２枚の間に300デニールのポリプ
ロピレンフイラメント糸を経緯とも35本／インチ
に打込んで織成した重量90g／m²の織布を入れ、
上下両面より合計350本／cm²のニードルパンチを
行い重量330g／m²、厚み2.3mmのニードルフエル
トを形成した。得られたニードルフエルトを160
℃に加熱した金属ロール間を間隙0.5mm、線圧200
Kg／cmの圧力下で1m／minのスピードで通過さ
せてカレンダー処理し重量330Kg／m²、厚み1.2
mm、通気度４c.c.／cm²／sec、引張強度縦方向110
Kg、横方向120Kg／５cm巾の表面平滑なフイルタ
ープレス用濾材を得た。使用したポリプロピレン
フイラメント糸よりなる織布のニードルパンチ前
の引張強度は縦・横方向とも150Kg／５cm巾であ
り、ニードルパンチによつて、強度低下がおこ
り、カレンダー処理によつても、強度の向上は見
られなかつた。濾材の断面を顕微鏡観察したとこ
ろ濾材の両表面では繊維が若干偏平化し、繊維間
接着が行なわれていたが、内部では、繊維間接着
は行なわれていなかつた。

得られた濾材を実施例１と同様な条件にて濾過
テストを行つたところ、初めの400バツチまでは
実施例１の濾材とほぼ同様の結果が得られたが、
洗浄したところ表面に若干の毛羽立ちがみられ、
２回目の使用では濾材表面上にケーキの沈積が毛
羽の部分から少しづつ発生し、320のバツチにて
洗浄が必要となつた。２回目の洗浄を行つたとこ
ろ、濾材表面上の毛羽は増加しており、３回目の
使用ではケーキの剥離性が除々に低下して、剥離
作業に時間がかかるようになりかつ目詰りも目立
つて来たために200バツチにて使用を中止した。

実施例 ２ 1.5デニール、51mm長のポリエチレン成分（融
点130℃）とポリプロピレン成分（融点165℃）よ
りなるサイドバイサイド型ポリオレフイン系複合
繊維60％と３デニール64mm長のポリプロピレン繊
維40％とを混合しカード機にて重量150g／m²の
繊維ウエブを形成した。この繊維ウエブ２枚の間
に実施例１に使用したと同様なポリプロピレン紡
績糸よりなる織布を入れ、上下両面より合計300
本／cm²のニードルパンチを行い、重量400g／m²
のニードルフエルトを形成した。得られたニード
ルフエルトをサクシヨンドラム、ドライヤーにて
145℃で２分間熱処理し、その後直ちに130℃に加
熱した金属ロール間を線圧５Kg／cmの圧力下で、
3m／minのスピードで通過させ重量400g／m²、
厚み1.3mm、通気度５c.c.／cm²／sec、引張強度縦方
向110Kg／５cm巾、横方向115Kg／５cm巾の表面平
滑なフイルタープレス用濾材を得た。濾材の断面
を顕微鏡観察したところ繊維間接着は濾材内部に
も形成されていた。得られた濾材を日本工業規格
Ｌ−0849に示される学振形摩擦試験機に取りつ
け、摩擦子に180番のエメリーペーパーをとりつ
け、又摩擦子上に600gの荷重錘をのせて耐摩擦
性の試験を行つたところ1000回の摩擦によつても
表面には目立つ毛羽の発生はなくフイルタープレ
ス用濾材として摩擦を受けながら使用しても、毛
羽立たない事が予想された。

比較例 ２ 比較例１で得られた濾材を学振型摩擦試験機を
使用し、実施例２と同様な条件にて耐摩擦試験を
行つたところ、約300回の摩擦により表面の平滑
層は破壊され表面に毛羽立ちがみられ、約500回
の摩擦によつて、表面全体が毛羽でおおわれた。

【図面の簡単な説明】

第１図はニードルフエルトを毛焼きして得られ
たフイルタープレス用濾材の表面の拡大図、第２
図は本発明の方法により得られたフイルタープレ
ス用濾材の表面の拡大図であり、第３図は厚み方
向の拡大断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリエチレンを主体とする低融点接着成分と
   ポリプロピレンを主体とする高融点骨格成分とよ
   りからなり、少なくとも表面の一部は前記低融点
   接着成分で形成されているポリオレフイン系複合
   繊維を50％以上含有する繊維ウエブと、編、織布
   とを重ね合せ、ニードルパンチを施し、次いで無
   押圧下で前記複合繊維の低融点接着成分の融点以
   上、高融点骨格成分の融点以下の温度で前記複合
   繊維を熱処理し、その後直ちに前記複合繊維の低
   融点接着成分の軟化点以上融点以下の温度条件下
   で少なくとも前記編、織布と重合せられた繊維ウ
   エブの片面を均一に加圧することを特徴とするフ
   イルタープレス用濾材の製造方法。