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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024144214
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】カートリッジフィルタ及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
B01D 39/14 20060101AFI20241003BHJP
D01F 6/04 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
B01D39/14 D
B01D39/14 C
D01F6/04 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024039941
(22)【出願日】2024-03-14
(31)【優先権主張番号】P 2023053494
(32)【優先日】2023-03-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000120010
【氏名又は名称】宇部エクシモ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003753
【氏名又は名称】弁理士法人シエル国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】木暮 勇
(72)【発明者】
【氏名】松田 篤典
【テーマコード（参考）】
4D019
4L035
【Ｆターム（参考）】
4D019AA01
4D019AA03
4D019BA03
4D019BA04
4D019BA12
4D019BA13
4D019BB20
4D019BD02
4D019CA03
4D019CB06
4D019DA02
4D019DA03
4L035FF01
(57)【要約】
【課題】高濾過効率で、かつ、通気抵抗や通液抵抗が低いフィラメントワインド型カートリッジフィルタ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】有孔芯材１と、有孔芯材１上にフィラメントを巻回して形成された濾過層２とを有するカートリッジフィルタについて、濾過層２を、有孔芯材１上に形成された第１濾過層２１と、第１濾過層２１上に形成された第２濾過層２２と、第２濾過層２２上に形成された第３濾過層２３と備える構成にし、第２濾過層２２の糸密度を第１濾過層２１及び第３濾過層２３の糸密度よりも高くする。
【選択図】図１
【解決手段】有孔芯材１と、有孔芯材１上にフィラメントを巻回して形成された濾過層２とを有するカートリッジフィルタについて、濾過層２を、有孔芯材１上に形成された第１濾過層２１と、第１濾過層２１上に形成された第２濾過層２２と、第２濾過層２２上に形成された第３濾過層２３と備える構成にし、第２濾過層２２の糸密度を第１濾過層２１及び第３濾過層２３の糸密度よりも高くする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
有孔芯材と、
前記有孔芯材上にフィラメントを巻回して形成された濾過層と、
を有し、
前記濾過層は、前記有孔芯材上に形成された第１濾過層と、該第１濾過層上に形成された第２濾過層と、該第２濾過層上に形成された第３濾過層と、を備え、
前記第２濾過層は、前記第１濾過層及び前記第３濾過層よりも糸密度が高い
カートリッジフィルタ。
前記有孔芯材上にフィラメントを巻回して形成された濾過層と、
を有し、
前記濾過層は、前記有孔芯材上に形成された第１濾過層と、該第１濾過層上に形成された第２濾過層と、該第２濾過層上に形成された第３濾過層と、を備え、
前記第２濾過層は、前記第１濾過層及び前記第３濾過層よりも糸密度が高い
カートリッジフィルタ。
【請求項2】
前記第２濾過層の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、前記第１濾過層及び前記第３濾過層の糸密度は０．９ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下である
請求項１に記載のカートリッジフィルタ。
請求項１に記載のカートリッジフィルタ。
【請求項3】
前記第２濾過層の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、前記第１濾過層及び前記第３濾過層の糸密度は０．７ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下である
請求項２に記載のカートリッジフィルタ。
請求項２に記載のカートリッジフィルタ。
【請求項4】
前記第１濾過層の糸密度は０．１～０．４ｇ／ｃｍ３であり、
前記第２濾過層の糸密度は０．２～０．７ｇ／ｃｍ３であり、
前記第３濾過層の糸密度は０．１～０．４ｇ／ｃｍ３である
請求項１～３のいずれか１項に記載のカートリッジフィルタ。
前記第２濾過層の糸密度は０．２～０．７ｇ／ｃｍ３であり、
前記第３濾過層の糸密度は０．１～０．４ｇ／ｃｍ３である
請求項１～３のいずれか１項に記載のカートリッジフィルタ。
【請求項5】
有孔芯材上にフィラメントを巻回して濾過層を形成する濾過層形成工程を有し、
前記濾過層形成工程では、前記有孔芯材上にフィラメントを巻きつけて第１濾過層を形成し、前記第１濾過層上に該第１濾過層よりも糸密度が高くなるようフィラメントを巻きつけて第２濾過層を形成し、更に前記第２濾過層上に該第２濾過層よりも糸密度が低くなるようフィラメントを巻きつけて第３濾過層を形成するカートリッジフィルタの製造方法。
前記濾過層形成工程では、前記有孔芯材上にフィラメントを巻きつけて第１濾過層を形成し、前記第１濾過層上に該第１濾過層よりも糸密度が高くなるようフィラメントを巻きつけて第２濾過層を形成し、更に前記第２濾過層上に該第２濾過層よりも糸密度が低くなるようフィラメントを巻きつけて第３濾過層を形成するカートリッジフィルタの製造方法。
【請求項6】
前記濾過層形成工程では、前記第２濾過層を構成するフィラメントの繊度を、前記第１濾過層及び前記第３濾過層を構成するフィラメントの繊度よりも大きくする請求項５に記載のカートリッジフィルタの製造方法。
【請求項7】
前記第２濾過層の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、前記第１濾過層及び前記第３濾過層の糸密度を０．７ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にする請求項６に記載のカートリッジフィルタの製造方法。
【請求項8】
前記濾過層形成工程では、前記第１～３濾過層を繊度が同じであるフィラメントで構成し、巻き取り条件を変更することにより前記第２濾過層の糸密度を前記第１濾過層及び第３濾過層の糸密度よりも高くする請求項５に記載のカートリッジフィルタの製造方法。
【請求項9】
前記第２濾過層の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、前記第１濾過層及び前記第３濾過層の糸密度を０．９ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にする請求項８に記載のカートリッジフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有孔芯材にフィラメントを巻きつけた構造のフィラメントワインド型カートリッジフィルタに関する。
【背景技術】
【0002】
液体や気体の濾過に用いられるカートリッジフィルタには、筒状の有孔芯材に紡績糸やマルチフィラメントを巻きつけたもの、シート状又は糸状の不織布を筒状の有孔芯材に巻きつけもの、芯材を用いずに不織布シート自体を筒状に加工したものなどがある。また、融点の異なる２成分からなる熱接着性複合繊維ウェブを円筒状に成形した筒状濾過材の外周に、スライバー又はマルチフィラメントを巻回して、筒状濾過材よりも繊維密度が粗な濾過層を形成したカートリッジフィルタも提案されている（特許文献１参照）。
【0003】
これらのカートリッジフィルタは、用途や要求される性能に応じて適宜選択して使用されているが、特に、フィラメントワインド型カートリッジフィルタは、大掛かりな設備を必要とせず、低コストで製造できることから、幅広い用途に使用されている。例えば、従来、ポリオレフィン製であって、繊維油剤が実質上付着しておらず、かつ流体による捲縮が付与されたマルチフィラメントを用いて製造されたフィラメントワインド型カートリッジフィルタが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開平３－３２９１７号公報
【特許文献2】特開２００２－１３８３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来のフィラメントワインド型カートリッジフィルタは、濾過効率（粒子除去効率）を向上させるためにフィラメントを密に巻きつけると、通気抵抗や通液抵抗が高くなり、一度に処理できる量が限られたり、フィルタの寿命が短くなったりするという問題点がある。
【0006】
そこで、本発明は、高濾過効率で、かつ、通気抵抗や通液抵抗が低いフィラメントワインド型カートリッジフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係るカートリッジフィルタは、有孔芯材と、前記有孔芯材上にフィラメントを巻回して形成された濾過層とを有し、前記濾過層は、前記有孔芯材上に形成された第１濾過層と、該第１濾過層上に形成された第２濾過層と、該第２濾過層上に形成された第３濾過層とを備え、前記第２濾過層は、前記第１濾過層及び前記第３濾過層よりも糸密度が高い。
本発明のカートリッジフィルタでは、前記第２濾過層の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、前記第１濾過層及び前記第３濾過層の糸密度は、例えば０．９ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下とすればよく、また、０．７ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にしてもよい。
また、本発明のカートリッジフィルタは、例えば、前記第１濾過層の糸密度を０．１～０．４ｇ／ｃｍ３とし、前記第２濾過層の糸密度を０．２～０．７ｇ／ｃｍ３とし、前記第３濾過層の糸密度を０．１～０．４ｇ／ｃｍ３とすることができる。
本発明のカートリッジフィルタでは、前記第２濾過層の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、前記第１濾過層及び前記第３濾過層の糸密度は、例えば０．９ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下とすればよく、また、０．７ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にしてもよい。
また、本発明のカートリッジフィルタは、例えば、前記第１濾過層の糸密度を０．１～０．４ｇ／ｃｍ３とし、前記第２濾過層の糸密度を０．２～０．７ｇ／ｃｍ３とし、前記第３濾過層の糸密度を０．１～０．４ｇ／ｃｍ３とすることができる。
【0008】
本発明に係るカートリッジフィルタの製造方法は、有孔芯材上にフィラメントを巻回して濾過層を形成する濾過層形成工程を有し、前記濾過層形成工程では、前記有孔芯材上にフィラメントを巻きつけて第１濾過層を形成し、前記第１濾過層上に該第１濾過層よりも糸密度が高くなるようフィラメントを巻きつけて第２濾過層を形成し、更に前記第２濾過層上に該第２濾過層よりも糸密度が低くなるようフィラメントを巻きつけて第３濾過層を形成する。
前記濾過層形成工程では、前記第２濾過層を構成するフィラメントの繊度を、前記第１濾過層及び前記第３濾過層を構成するフィラメントの繊度よりも大きくしてもよい。その場合、前記第２濾過層の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、前記第１濾過層及び前記第３濾過層の糸密度は、例えば０．７ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にすることができる。
又は、前記濾過層形成工程では、前記第１～３濾過層を繊度が同じであるフィラメントで構成し、巻き取り条件を変更することにより前記第２濾過層の糸密度を前記第１濾過層及び第３濾過層の糸密度よりも高くすることもできる。その場合は、前記第２濾過層の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、前記第１濾過層及び前記第３濾過層の糸密度は、例えば０．９ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にすればよい。
また、前記第１濾過層の糸密度を０．１～０．４ｇ／ｃｍ３、前記第２濾過層の糸密度を０．２～０．７ｇ／ｃｍ３、前記第３濾過層の糸密度を０．１～０．４ｇ／ｃｍ３にすることもできる。
前記濾過層形成工程では、前記第２濾過層を構成するフィラメントの繊度を、前記第１濾過層及び前記第３濾過層を構成するフィラメントの繊度よりも大きくしてもよい。その場合、前記第２濾過層の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、前記第１濾過層及び前記第３濾過層の糸密度は、例えば０．７ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にすることができる。
又は、前記濾過層形成工程では、前記第１～３濾過層を繊度が同じであるフィラメントで構成し、巻き取り条件を変更することにより前記第２濾過層の糸密度を前記第１濾過層及び第３濾過層の糸密度よりも高くすることもできる。その場合は、前記第２濾過層の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、前記第１濾過層及び前記第３濾過層の糸密度は、例えば０．９ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にすればよい。
また、前記第１濾過層の糸密度を０．１～０．４ｇ／ｃｍ３、前記第２濾過層の糸密度を０．２～０．７ｇ／ｃｍ３、前記第３濾過層の糸密度を０．１～０．４ｇ／ｃｍ３にすることもできる。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、フィラメントワインド型カートリッジフィルタについて、高濾過効率を維持しつつ、通気抵抗や通液抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係るカートリッジフィルタの構成を模式的に示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照して、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【0012】
図１は本発明の実施形態に係るカートリッジフィルタの構成を模式的に示す横断面図である。本実施形態のカートリッジフィルタは、芯材に濾材となる紡績糸（フィラメント）を巻きつけたフィラメントワインド（糸巻き）型のカートリッジフィルタであって、図１に示すように、有孔芯材１と、濾過層２とを有する。
【0013】
［有孔芯材１］
有孔芯材１は、側面に多数の孔が形成された筒状部材であり、孔の大きさ、形状、数及び位置は特に限定されず、カートリッジフィルタの用途や要求される性能に応じて適宜選択することができる。また、有孔芯材１の材質も特に限定されるものではなく、例えば、ステンレスなどの金属材料、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂材料により形成することができる。
有孔芯材１は、側面に多数の孔が形成された筒状部材であり、孔の大きさ、形状、数及び位置は特に限定されず、カートリッジフィルタの用途や要求される性能に応じて適宜選択することができる。また、有孔芯材１の材質も特に限定されるものではなく、例えば、ステンレスなどの金属材料、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂材料により形成することができる。
【0014】
［濾過層２］
濾過層２は、有孔芯材１上にフィラメントを巻回することにより形成されている。濾過層２を構成するフィラメントには、例えば、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維及びナイロン繊維などの合成繊維、綿（コットン）繊維などの天然繊維、炭素繊維、ガラス繊維などを用いることができるが、性能やコストの面から、ポリオレフィン繊維が好ましい。
濾過層２は、有孔芯材１上にフィラメントを巻回することにより形成されている。濾過層２を構成するフィラメントには、例えば、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維及びナイロン繊維などの合成繊維、綿（コットン）繊維などの天然繊維、炭素繊維、ガラス繊維などを用いることができるが、性能やコストの面から、ポリオレフィン繊維が好ましい。
【0015】
濾過層２を構成するフィラメントには、例えばエチレン、プロピレン、１－ブテン、３－メチル－１－ブテン、３－メチル－１－ペンテン、４－メチル－１－ペンテンなどのα－オレフィンの単独重合体やこれらの共重合体、又は、これらと他の共重合可能な不飽和単量体との共重合体などを用いることができる。これらの中でも、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン及び低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－アクリル酸エチル共重合体などのポリエチレン類、プロピレン単独重合体、プロピレン－エチレンブロック共重合体やランダム共重合体、プロピレン－エチレン－ジエン化合物共重合体などのポリプロピレン類、ポリ１－ブテン、ポリ（４－メチル－１－ペンテン）などが好ましい。
【0016】
特に、耐化学薬品性、機械特性及び紡糸性などの観点から、ポリプロピレン類が好ましく、結晶性ポリプロピレン系樹脂がより好ましい。ここで、結晶性ポリプロピレン系樹脂としては、例えば結晶性を有するアイソタクチックプロピレン単独重合体、エチレン単位の含有量の少ないエチレン－プロピレンランダム共重合体、プロピレン単独重合体からなるホモ部とエチレン単位の含有量の比較的多いエチレン－プロピレンランダム共重合体からなる共重合部とから構成されたプロピレンブロック共重合体、そのプロピレンブロック共重合体における各ホモ部又は共重合部が１－ブテンなどのα－オレフィンを共重合したものからなる結晶性のプロピレン－エチレン－α－オレフィン共重合体などが挙げられる。
【0017】
また、本実施形態のカートリッジフィルタの濾過層２は、有孔芯材１上に、第１濾過層２１、第２濾過層２２及び第３濾過層２３がこの順に積層された３層構造となっており、中間層である第２濾過層２２の糸密度が、他の層（第１濾過層２１及び第３濾過層２３）よりも高くなっている。このように、濾過層２の糸密度を粗／密／粗とすることにより、通気抵抗や通液抵抗を低く抑えつつ、濾過効率（粒子除去効率）を高めることができる。
【0018】
具体的には、第２濾過層２２の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、第１濾過層２１及び前記第３濾過層２３の糸密度を０．９（ｇ／ｃｍ３）以下にすることが好ましく、０．７ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にすることがより好ましい。これにより、各層で捕集する粒子径の役割分担がより明確になり、通気抵抗や通液抵抗を低く抑えつつ濾過効率（粒子除去効率）をさらに高めることができる。
【0019】
各層の糸密度の値は、用途や要求される濾過性能に応じて適宜選択することができ、例えば、飲料、工業薬品類及び工業用水などに用いられるカートリッジフィルタの場合は、第１濾過層の糸密度を０．１～０．４ｇ／ｃｍ３、第２濾過層の糸密度を０．２～０．７ｇ／ｃｍ３、第３濾過層の糸密度を０．１～０．４ｇ／ｃｍ３とすればよい。なお、各層の糸密度は、第１濾過層を０．１５～０．３５ｇ／ｃｍ３、第２濾過層を０．２５～０．６５ｇ／ｃｍ３、第３濾過層を０．１５～０．３５ｇ／ｃｍ３とすることが好ましく、第１濾過層を０．２～０．３ｇ／ｃｍ３、第２濾過層を０．３～０．６ｇ／ｃｍ３、第３濾過層を０．２～０．３ｇ／ｃｍ３とすることがより好ましい。
【0020】
なお、第１濾過層及び第３濾過層の糸密度は、第２濾過層よりも低ければ、同じにしてもよく、異なっていてもよい。また、第１～第３濾過層の厚さも、特に限定されるものではなく、要求される濾過性能に応じて適宜選択することができる。更に、本実施形態のカートリッジフィルタは、濾過層２が３層構造のものに限定されるものではなく、隣接する層の糸密度が相互に異なり、かつ、中間に位置する層の糸密度が、最内層及び最外層の糸密度よりも高くなっていれば、４層以上で構成されていてもよい。
【0021】
［製造方法］
次に、前述したカートリッジフィルタの製造方法について説明する。本実施形態のカートリッジフィルタは、有孔芯材１上に、糸密度が粗になるようフィラメントを巻きつけて第１濾過層２１を形成し、その上に第１濾過層２１よりも糸密度が高くなるようフィラメントを巻きつけて第２濾過層２２を形成し、更にその上に第２濾過層２２よりも糸密度が低くなるようフィラメントを巻きつけて第３濾過層２３を形成すればよい。
次に、前述したカートリッジフィルタの製造方法について説明する。本実施形態のカートリッジフィルタは、有孔芯材１上に、糸密度が粗になるようフィラメントを巻きつけて第１濾過層２１を形成し、その上に第１濾過層２１よりも糸密度が高くなるようフィラメントを巻きつけて第２濾過層２２を形成し、更にその上に第２濾過層２２よりも糸密度が低くなるようフィラメントを巻きつけて第３濾過層２３を形成すればよい。
【0022】
第１～第３濾過層の糸密度は、例えばフィラメントを構成する繊維の太さを変更することで調整してもよく、また、同一フィラメントを使用して巻取り条件を変更することにより調整してもよい。具体的には、第２濾過層２２を構成するフィラメントの繊度を、第１濾過層２１及び第３濾過層２３を構成するフィラメントの繊度よりも大きくすることで、第２濾過層２２の糸密度を第１濾過層２１及び第３濾過層２３の糸密度よりも高くすることができる。その場合、第２濾過層２２の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、第１濾過層２１及び第３濾過層２３の糸密度を０．７ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にすることができる。
【0023】
また、例えば、第１～３濾過層２１～２３を同繊度のフィラメントで構成し、巻き取り条件を変更することにより、第２濾過層２２の糸密度を第１濾過層２１及び第３濾過層２３の糸密度よりも高くしてもよい。その場合、第２濾過層２２の糸密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）としたとき、第１濾過層２１及び第３濾過層２３の糸密度を０．９ｄ（ｇ／ｃｍ３）以下にすることができる。
【0024】
以上詳述したように、本実施形態のカートリッジフィルタは、濾過層を少なくとも３層構造とし、糸密度が高い第２濾過層を、糸密度が低い第１濾過層と第３濾過層で挟む構成にしているため、第２濾過層により濾過効率を高めつつ、第１濾過層及び第３濾過層により通気抵抗や通液抵抗を低減することができる。その結果、高濾過効率で、かつ、通気抵抗や通液抵抗が低いフィラメントワインド型カートリッジフィルタを実現できる。
【実施例0025】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。
【0026】
＜第１実施例＞
本発明の第１実施例として、下記の方法・条件で実施例及び比較例のカートリッジフィルタを作製し、その性能を評価した。
本発明の第１実施例として、下記の方法・条件で実施例及び比較例のカートリッジフィルタを作製し、その性能を評価した。
【0027】
〔実施例１〕
先ず、内径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのポリプロピレン（ＰＰ）製多孔管に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．２７ｇ／ｃｍ３になるように長さ１２４ｍに亘って巻きつけて、第１濾過層を形成した。次に、第１濾過層上に、単糸繊度が０．２ｄＴｅｘで、鞘材がポリエチレン（ＰＥ）、芯材がポリプロピレン（ＰＰ）である鞘芯複合繊維（鞘：芯＝５０：５０）を４２，４００本束ねたフィラメントを、糸密度が０．５３ｇ／ｃｍ３になるように長さ１０ｍに亘って巻きつけて、第２濾過層を形成した。
先ず、内径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのポリプロピレン（ＰＰ）製多孔管に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．２７ｇ／ｃｍ３になるように長さ１２４ｍに亘って巻きつけて、第１濾過層を形成した。次に、第１濾過層上に、単糸繊度が０．２ｄＴｅｘで、鞘材がポリエチレン（ＰＥ）、芯材がポリプロピレン（ＰＰ）である鞘芯複合繊維（鞘：芯＝５０：５０）を４２，４００本束ねたフィラメントを、糸密度が０．５３ｇ／ｃｍ３になるように長さ１０ｍに亘って巻きつけて、第２濾過層を形成した。
【0028】
引き続き、第２濾過層上に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．２７ｇ／ｃｍ３になるように長さ１７１ｍに亘って巻きつけて、第３濾過層を形成し、実施例１のカートリッジフィルタを得た。この実施例１のカートリッジフィルタは、粒径７．５μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は５０％、粒径１０μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は１００％であり、通気抵抗は３４０ｍｍＡｑであった。
【0029】
〔比較例１〕
実施例１で用いたものと同じ多孔管に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を２４０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．３１３ｇ／ｃｍ３になるように長さ６１９ｍに亘って巻きつけて、濾過層が単層構造の比較例１のカートリッジフィルタを得た。この比較例１のカートリッジフィルタは、粒径７．５μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は６０％、粒径１０μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は１００％であり、通気抵抗は６４０ｍｍＡｑであった。
実施例１で用いたものと同じ多孔管に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を２４０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．３１３ｇ／ｃｍ３になるように長さ６１９ｍに亘って巻きつけて、濾過層が単層構造の比較例１のカートリッジフィルタを得た。この比較例１のカートリッジフィルタは、粒径７．５μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は６０％、粒径１０μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は１００％であり、通気抵抗は６４０ｍｍＡｑであった。
【0030】
〔比較例２〕
実施例１で用いたものと同じ多孔管に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．２９４ｇ／ｃｍ３になるように長さ２９１ｍに亘って巻きつけて、濾過層が単層構造の比較例２のカートリッジフィルタを得た。この比較例２のカートリッジフィルタは、粒径７．５μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は１０％、粒径１０μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は３０％であり、通気抵抗は２２０ｍｍＡｑであった。
実施例１で用いたものと同じ多孔管に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．２９４ｇ／ｃｍ３になるように長さ２９１ｍに亘って巻きつけて、濾過層が単層構造の比較例２のカートリッジフィルタを得た。この比較例２のカートリッジフィルタは、粒径７．５μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は１０％、粒径１０μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は３０％であり、通気抵抗は２２０ｍｍＡｑであった。
【0031】
以上の結果を、下記表１にまとめて示す。なお、下記表１に示す実施例１及び比較例１，２の各カートリッジフィルタの捕集効率は、リオン株式会社製 微粒子計測器 ＫＳ－４２Ｄにより測定した。また、通気抵抗は、Ｕ字管マノメータ法により測定した。
【0032】
【表1】
【0033】
上記表１に示すように、濾過層を３層構造にし、その中間層の糸密度を他の層よりも高くした実施例１のカートリッジフィルタは、濾過効率（捕集効率）が高く、通気抵抗も低かった。これに対して、濾過層を比較的糸密度が高い単層構造にした比較例１のカートリッジフィルタは、粒径７．５μｍの粒子の濾過効率（捕集効率）は向上したが、通気抵抗が実施例１の２倍近くまで大幅に増加した。一方、濾過層を比較的糸密度が低い単層構造にした比較例２のカートリッジフィルタは、通気抵抗は低下したが、粒子の濾過効率（捕集効率）が著しく低下した。
【0034】
＜第２実施例＞
本発明の第２実施例として、下記の方法・条件で実施例及び比較例のカートリッジフィルタを作製し、その性能を評価した。
本発明の第２実施例として、下記の方法・条件で実施例及び比較例のカートリッジフィルタを作製し、その性能を評価した。
【0035】
〔実施例２〕
実施例１で用いたものと同じ多孔管に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．２６ｇ／ｃｍ３になるように長さ２３ｍに亘って巻きつけて、第１濾過層を形成した。次に、第１濾過層上に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．３１ｇ／ｃｍ３になるように長さ２６８ｍに亘って巻きつけて、第２濾過層を形成した。
実施例１で用いたものと同じ多孔管に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．２６ｇ／ｃｍ３になるように長さ２３ｍに亘って巻きつけて、第１濾過層を形成した。次に、第１濾過層上に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．３１ｇ／ｃｍ３になるように長さ２６８ｍに亘って巻きつけて、第２濾過層を形成した。
【0036】
引き続き、第２濾過層上に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．２６ｇ／ｃｍ３になるように長さ４４ｍに亘って巻きつけて、第３濾過層を形成し、実施例２のカートリッジフィルタを得た。この実施例２のカートリッジフィルタは、粒径７μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は６２％、粒径１０μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は９２％であり、通気抵抗は５４２ｍｍＡｑであった。
【0037】
〔比較例３〕
実施例１で用いたものと同じ多孔管に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．３１ｇ／ｃｍ３になるように長さ３４０ｍに亘って巻きつけて、濾過層が単層構造の比較例３のカートリッジフィルタを得た。この比較例３のカートリッジフィルタは、粒径７μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は４５％、粒径１０μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は８５％であり、通気抵抗は５７６ｍｍＡｑであった。
実施例１で用いたものと同じ多孔管に、単糸繊度が１１．１ｄＴｅｘのポリプロピレン（ＰＰ）繊維を４８０本束ねたフィラメントを、糸密度が０．３１ｇ／ｃｍ３になるように長さ３４０ｍに亘って巻きつけて、濾過層が単層構造の比較例３のカートリッジフィルタを得た。この比較例３のカートリッジフィルタは、粒径７μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は４５％、粒径１０μｍの粒子の捕集効率（濾過効率）は８５％であり、通気抵抗は５７６ｍｍＡｑであった。
【0038】
以上の結果を、下記表２にまとめて示す。なお、下記表２に示す実施例２及び比較例３のカートリッジフィルタの捕集効率は、リオン株式会社製 微粒子計測器 ＫＳ－４２Ｄにより測定した。また、通気抵抗は、Ｕ字管マノメータ法により測定した。
【0039】
【表2】
【0040】
上記表２に示すように、濾過層を３層構造にし、その中間層の糸密度を他の層よりも高くした実施例２のカートリッジフィルタは、濾過効率（捕集効率）が比較的高く、通気抵抗も低かった。これに対して、濾過層を糸密度が高い単層構造にした比較例３のカートリッジフィルタは、粒子の濾過効率（捕集効率）が低下した上、通気抵抗が実施例２よりも増加した。
【0041】
以上の結果から、本発明によれば、高濾過効率で、かつ、通気抵抗や通液抵抗が低いフィラメントワインド型カートリッジフィルタを実現できることが確認された。
【符号の説明】
【0042】
１ 有孔芯材
２ 濾過層
２１ 第１濾過層
２２ 第２濾過層
２３ 第３濾過層
２ 濾過層
２１ 第１濾過層
２２ 第２濾過層
２３ 第３濾過層
【図1】
【手続補正書】
【提出日】2024-03-18
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
本発明は、有孔芯材にフィラメントを巻きつけた構造のフィラメントワインド型カートリッジフィルタ及びその製造方法に関する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
そこで、本発明は、高濾過効率で、かつ、通気抵抗や通液抵抗が低いフィラメントワインド型カートリッジフィルタ及びその製造方法を提供することを目的とする。