KR100875842B1 - 필터 카트리지 - Google Patents

Abstract

열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 부직포를 원통체 형상으로 되도록 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지에 있어서, 1. 두 종류의 여과층을 사용하며, 2. 개공부를 갖는 부직포를 사용하며, 3. 카트리지의 양 단부에 말단면 밀봉부를 설치하고, 4. 설편부를 설치한 부직포를 사용하거나, 5. 2개 이상의 부직포를 동시에 감아 붙임으로써 통액성, 여과 수명, 여과 정밀도의 안정성 등의 특성에서 균형이 잡힌 필터 카트리지를 제공할 수 있다.

필터 카트리지, 열가소성 섬유, 부직포, 개공부, 밀봉부

Description

필터 카트리지{Filter cartridge}

본 발명은 액체 여과에 유용한 필터 카트리지에 관한 것이며, 보다 상세하게는 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 적어도 일부가 접착되어 있는 띠 모양의 부직포를 원통체(cylinder) 형상으로 되도록 능직 모양으로 감아 붙여 제조된, 정밀도가 우수하며 여과 수명이 긴 필터 카트리지에 관한 것이다.

현재, 유체를 정화하기 위한 다양한 필터가 개발, 생산되고 있다. 이 중에서도 여과재의 교환이 용이한 카트리지형 필터(이하, 필터 카트리지라고 약칭한다)는 공업용 액체 원료 중의 현탁 입자의 제거, 케이크 여과장치로부터 유출된 케이크의 제거, 도금액이나 에칭액에 발생하는 현탁 입자의 제거, 도료중에 발생하는 응집물의 제거 또는 공업용수나 풀장의 물의 정화 등의 산업상의 폭넓은 분야에서 사용되고 있다.

필터 카트리지의 구조는 종래부터 몇개의 종류가 제안되어 있다. 이중에서도 가장 전형적인 것은 실패형 필터 카트리지(bobbin winder-type filter cartridge)이다. 이것은 여과재로 되는 방적사를 구멍이 있는 원통체 코어에 능직 모양으로 감아 붙인 다음, 방적사를 털을 세워 만든 원통체의 필터 카트리지이며 제조가 용이하고 저렴한 점으로부터 옛날부터 이용되고 있다. 별도의 구조로서 부직포 적층형 필터 카트리지가 있다. 이것은 구멍이 있는 원통체 코어에 카딩 부직포 등의 부직포를 수종류, 단계적으로 동심원 모양으로 감아 돌려 만든 원통체의 필터 카트리지이며 최근의 부직포 제조기술의 발달에 따라 몇 종류가 실용화되고 있다.

그러나, 이들 필터 카트리지에도 몇 가지 결점이 있다. 예를 들면, 실패형 필터 카트리지의 이물(異物) 포집방법은 방적사로부터 발생하는 잔털로 이물을 포집하고, 또한 방적사끼리의 간극에 입자를 얽어서 잡는다는 것이지만 잔털 및 간극의 크기나 형의 조정이 어려우므로 포집할 수 있는 입자의 크기나 양에 한계가 있다는 결점이 있다.

또한, 종래의 실패형 필터 카트리지의 말단면은 말하자면 방적사를 나란히 늘어 놓은 상태로 되어 있는 점으로부터 평활성이 떨어진다. 또한, 실이 풀리는 것을 방지하기 위해서는 실을 단단히 감는 것이 필요하므로 말단면도 단단해져서 하우징의 가장자리를 파고 들기가 나빠지며 말단면의 밀봉성도 떨어진다.

이러한 결점을 해소하기 위해 종래부터 몇가지 연구가 이루어지고 있다. 한 가지 방법은 필터의 말단면을 열접착하는 것이다. 이러한 말단면의 열접착에 의해 필터 카트리지의 실이 풀리지 않게 되지만 이것은 어디까지나 실이 풀리는 것을 방지하는 효과가 주이며 상기한 바와 같은 말단면의 평활성이나 밀봉성에는 여전히 문제가 남아 있다.

일본 공개실용신안공보 제(평)4-87717호는 필터의 외주면 양 단부에 감아 붙인 합성 수지 필름을 결합제로 한다는 방법이며 도료의 여과에서 쿠션재의 박리를 방지하고 있지만 본 방법은 방적사의 감아 올릴 때에 생기는 유리섬유 부직포가 말려 올라가는 문제를 해결하기 위한 것이며 상기한 바와 같은 문제의 전체를 해결하는 것은 아니다.

별도의 방법으로서 필터의 말단면에 쿠션재를 붙이는 방법이 있다. 이것은 발포 폴리에틸렌, 발포 폴리프로필렌, 에틸렌 프로필렌 고무 등의 쿠션재를 저밀도 폴리에틸렌 필름, 저분자량 폴리프로필렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 수지 등의 결합제를 사용하여 접착한다는 것이다. 본 방법을 사용하면 말단면의 평활성이나 밀봉성의 문제는 해결된다. 그러나, 이와 같이 새로운 소재를 부가하면 필터의 사용조건, 예를 들면, 온도조건이나 내약품성 등이 필터 재질과 쿠션재 재질과 쿠션재 결합제 재질의 세 가지로부터 제약되는 것으로 되므로 사용할 수 있는 분야가 한정되어 버린다는 결점이 있다. 특히, 결합제는 내열성이나 내약품성이 떨어지는 경우가 많으므로 사용조건에 따라서는 결합제가 박리되는 경우가 있다. 또한, 이러한 용도로 사용되는 결합제는 일반적으로 저분자량 성분을 함유하는 경우가 많으므로 의약이나 식품은 물론, 일반 공업용으로 사용하는 경우에도 문제가 있는 물질이다.

일본 특허공보 제(평)8-29206호에는 열가소성 합성 섬유로 이루어진 필터 엘레멘트의 말단면에 열가소성 시트상 물체를 보온기로 접착하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 본 방법은 원래의 필터 엘레멘트의 말단부의 밀봉성을 최대한으로 끌어내기 위한 방법이며 원래의 필터 엘레멘트가 잠재적 밀봉성(예: 유연함)이 결핍되어 있는 경우에는 반드시 만족할 만한 것은 아니다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같은 유공 원통체의 주위에 광폭의 부직포를 그대로 층상으로 감아 붙인 구조의 필터 카트리지, 소위 부직포 적층형 필터 카트리지는 그 성능이 부직포에 따라 결정된다. 부직포의 제조는 단섬유를 카드기나 에어레이드기로 교락시킨 다음, 필요에 따라 열풍 가열기나 가열 롤 등으로 열처리를 하여 만드는 방법 또는 멜트 블로우법, 스펀 본드법 등의 직접 부직포로 하는 방법에 따라 실시되는 경우가 많다. 그러나, 카드기, 에어레이드기, 열풍 가열기, 가열 롤, 멜트 블로우기, 스펀 본드기 등의 부직포 제조에 사용되는 어느 기계도 기계폭 방향으로 단위면적당 중량 등의 부직포 물성의 불균일이 생기는 경우가 많다. 따라서 필터 카트리지가 품질 불량으로 된다.

또한, 일본 실용실안공보 제(평)6-7767호에는 다공성을 갖는 테이프 모양의 종이에 가연(加撚)하면서 눌러 압착하고 이의 직경을 3mm 정도로 규제한 여과 소재를 다공성 내통에 밀접 능직으로 감아 돌린 형 필터 카트리지가 제안되고 있다. 이러한 방법에는 감아 돌린 권취 피치를 다공성 내통에서 외부로 향함에 따라 크게 할 수 있다는 특징이 있다. 그러나, 여과 소재를 눌러 압착하는 것이 필요하며 따라서 이물의 포집은 주로 여과 소재의 권취 피치 사이에서 실시되므로 종래의 방적사를 사용하는 실패형 필터가 이의 잔털로 이물을 포집하도록 하는 여과 소재 그 자체에 의한 이물 포집을 기대하기 어렵다. 이에 따라 필터가 표면 폐색하여 여과 수명이 짧아지거나 통액성이 떨어지는 경우가 있다.

별도의 방법으로서 일본 공개특허공보 제(평)1-115423호에는 미세공의 다수의 미세하게 천공된 보빈에 셀룰로스·스펀 본드 부직포를 띠 모양 물체로 재단하여 좁은 구멍을 통과시켜 가연한 끈 모양 물체를 감아 돌린 형 필터가 제안되고 있다. 이러한 방법을 사용하면 종래의 침엽수 펄프를 정제한 α-셀룰로스를 박엽지로 하여 이것을 롤상으로 감아 붙인 롤 티슈 필터와 비교하여 기계 강도가 높으며 물에 의한 용해나 결합제의 용출이 없는 필터를 만들 수 있다고 생각된다. 그러나, 이러한 필터에 이용되는 셀룰로스·스펀 본드 부직포는 종이 모양의 형태를 하고 있으므로 강성이 과도하게 있으며 액중에서 팽윤되기 쉬우며 팽윤에 따라 필터 강도의 감소, 여과 정밀도의 변화, 통액성의 악화, 여과 수명의 감소 등의 여러 가지 문제가 생길 가능성이 있다. 또한, 섬유 교점의 접착은 화학적인 처리 등으로 실시되는 것이 많지만 이의 접착은 불충분해지는 경우가 많으며 여과 정밀도의 변화의 원인으로 되거나 섬유 부스러기의 탈락의 원인으로 되는 경우가 많으므로 안정적인 여과 성능을 얻는 것이 어렵다.

또한, 일본 공개특허공보 제(평)4-45810호에는 구성 섬유의 10중량% 이상이 0.5데니어 이하로 분할되어 있는 복합섬유로 이루어진 슬리트 부직포를 다공성 코어 통 위에 섬유 밀도가 0.18 내지 0.30(g/cm³)으로 되도록 감아 붙인 필터가 제안되고 있다. 이러한 방법을 이용하면 섬도(纖度)가 작은 섬유에 의해 액체 중의 미세한 입자를 포착할 수 있다고 되어 있다. 그러나, 복합섬유를 분할시키기 위해 고압수 등의 물리적 응력을 사용하는 것이 필요하며 고압수 가공에서는 부직포 전체에 걸쳐 균일하게 분할시키는 것이 어렵다. 또한, 불균질한 분할에 의해 부직포 강도가 저하되는 경우가 있으므로 만들어진 필터의 강도가 저하되어 사용중에 변형되기 쉬워지거나 필터의 공극율이 변화하여 통액성이 저하될 가능성이 있다.

한편, 이들 연구와는 별도로 여과재를 다층 구조로 하여 필터 성능을 올리고자 하는 시도가 있다. 예를 들면, 일본 공개실용신안공보 제(평)4-131412호, 제(평)4-131413호, 제(평)5-2715호에 분할형 복합섬유를 분할함으로써 수득하는 극세 섬유를 포함하는 부직포를 이용하여 수개 층으로 이루어진 원통체 카트리지 필터를 만드는 방법이 개시되어 있다. 이러한 층 구조는 극세 섬유를 포함하는 부직포를 감아 돌린 층과 방적사층으로 이루어진 것[참조: 일본 공개실용신안공보 제(평)4-131412호], 극세 섬유를 포함하는 슬리트 부직포를 감아 붙인 층과 슬리트 부직포와 실을 병합하여 감아 붙인 층과 방적사를 감아 붙인 층으로 이루어진 것[참조: 일본 공개실용신안공보 제(평)4-131413호], 극세 섬유를 포함하는 슬리트 부직포를 감아 붙인 층과 이의 2배 이상의 섬유 직경을 갖는 슬리트 부직포를 감아 붙인 층으로 이루어진 것[참조: 일본 공개실용신안공보 제(평)5-2715호] 등이다. 이들 필터는 어느 것이나 다층 구조로 되어 있으므로 단층 구조로 이루어진 필터보다 여과 수명이 길어지는 것이 기대되지만 상기한 바와 같은 분할섬유를 이용하는 것에 따른 문제점이 해결되어 있지 않다.

또한, 일본 공개실용신안공보 제(평)4-30007호에는 다수의 유통공(流通孔)을 갖는 코어와 이의 외주의 표면 여과재를 다수회 접어 쌓아 엔드레스로 한 주름 필터와 이의 외주의 실패 필터를 구비하고 있는 2층 구조의 필터 엘레멘트가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 필터 엘레멘트에는 방적사가 사용되고 있으므로 상기한 바와 같은 방적사를 사용하는 것에 따른 문제점이 해결되어 있지 않다.

본 발명의 과제는 통액성, 여과 정밀도 및 여과 수명 등의 여과 성능이 양호하며 여액 중에 여과재 탈락물, 기타 이물이 혼입되지 않고 말단면의 평활성과 밀봉시의 탄력성의 부족에 따른 밀봉성 불량을 해결하는 필터 카트리지를 제공하는 것이다.

발명의 개시

본 발명자들은 예의 검토한 결과 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 부직포를 원통체 형상으로 되도록 능직 모양으로 감아 붙이는 것을 기본으로 하여 제조한 필터 카트리지에 의해 상기한 과제를 해결할 수 있는 것을 밝혀내고 본 발명에 도달했다.

본 발명은 대별하면 다음 다섯 가지 발명으로 구성된다.

제1 발명은 하기의 항목으로 구성된다.

(1) 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 부직포를 원통체 형상으로 되도록 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지로서, 여과층이 제1 여과층과 제2 여과층으로 이루어지고 제1 여과층이 장섬유 부직포로 이루어지고, 또한 제2 여과층의 초기 80% 포집 입자 직경이 제1 여과층의 초기 80% 포집 입자 직경의 O.05 내지 0.9배인 필터 카트리지.

(2) 띠 모양의 장섬유 부직포를 4 내지 50개의 주름을 갖는 주름 모양 물체로 하고 이것을 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙인 (1)항에 기재된 필터 카트리지.

(3) 주름 모양 물체의 주름의 일부 또는 전부가 비평행인 (2)항에 기재된 필터 카트리지.

(4) 주름 모양 물체의 공극율이 60 내지 95%인 (2)항에 기재된 필터 카트리지.

(5) 필터 카트리지의 제1 여과층의 공극율이 65 내지 90%인 (1) 내지 (4)항 중의 어느 한 항에 기재된 필터 카트리지.

(6) 제2 여과층이 유공 원통체의 주위에 유공 시트가 층상으로 감아 돌려 제조된, (1)항에 기재된 필터 카트리지.

(7) 제2 여과층이 유공 원통체의 주위에 열가소성 섬유로 이루어지고 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 장섬유 부직포를 능직 모양으로 감아 붙인 여과층(a)과 유공 시트를 층상으로 감아 들게 하면서 여과층(a)으로부터 연속하여 띠 모양의 장섬유 부직포가 능직 모양으로 감아 붙여진 여과층(b)으로 이루어진 2층 구조이며 제1 여과층이 제2 여과층으로부터 연속하여 띠 모양의 장섬유 부직포를 능직 모양으로 감아 붙인 여과층인 (1)항에 기재된 필터 카트리지.

(8) 제2 여과층이 유공 원통체의 주위에 유공 시트를 주름 모양으로 절곡하여 원통체로 성형한 (1)항에 기재된 필터 카트리지.

제2의 발명은 하기의 항목으로 구성된다.

(9) 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 개공부(開孔部)를 갖는 띠 모양의 부직포를 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지.

(10) 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포가 4 내지 50개의 주름을 갖는 주름 모양 물체인 (9)항에 기재된 필터 카트리지.

(11) 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포의 전체 면적에 대한 개공부의 면적율이 5 내지 60%인 (9) 또는 (10)항에 기재된 필터 카트리지.

(12) 필터 카트리지의 여과층의 일부에 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포 이외의 다공성 재료가 사용된 (9) 내지 (11)항 중의 어느 한 항에 기재된 필터 카트리지.

제3의 발명은 하기의 항목으로 구성된다.

(13) 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 부직포를 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지에서 이의 양 단부에 말단면 밀봉부가 설치된 필터 카트리지.

(14) 말단면 밀봉부가 필터 카트리지의 양 단부를 구성하는 띠 모양의 부직포를 용융하거나 연화시켜 일체화시킴으로써 형성되는 (13)항에 기재된 필터 카트리지.

(15) 말단면 밀봉부가 필터 카트리지의 양 단부 표면에 양 단부를 구성하는 띠 모양의 부직포에 사용되는 열가소성 수지 중의 하나 이상과 동일한 수지로 이루어진 시트를 붙여 용융하거나 연화시킴으로써 부직포와 일체화시켜 형성되는 (13)항에 기재된 필터 카트리지.

제4의 발명은 하기의 항목으로 구성된다.

(16) 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 부직포를 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지에서 이러한 부직포가 설편부(舌片部; tongue section part)를 갖는 필터 카트리지.

(17) 설편부를 갖는 띠 모양의 부직포의 전체 면적에 대한 설편부의 면적율이 10 내지 80%인 (16)항에 기재된 필터 카트리지.

(18) 필터 카트리지의 여과층의 일부에 설편부를 갖는 띠 모양의 부직포 이외의 다공성 재료가 사용되는 (16)항 또는 (17)항에 기재된 필터 카트리지.

제5의 발명은 하기의 항목으로 구성된다.

(19) 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 부직포를 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지에서 열가소성 섬유를 함유하는 띠 모양의 부직포를 2개 이상 동시에 유공 원통체에 감아 붙여 제조된 필터 카트리지.

(20) 띠 모양의 부직포의 폭을 L₁, L₂, L₃, …, L_n(mm)으로 하고 각각의 폭의 띠 모양의 부직포를 감아 붙인 개수를 N₁, N₂, N₃, …, N_n으로 할 때에 다음 수학식 A의 관계에 있는 (19)항에 기재된 필터 카트리지.
[수학식 A]

7≤(L₁×N₁)+(L₂×N₂)+…+(L_n×N_n)≤ 150

위의 수학식 A에서,

N₁+N₂+…+N_n의 합계는 2 이상의 정수이다.

또한, 이들 발명에 공통되는 사항으로서 하기에 기재된 항목이 있다.

(21) 열가소성 섬유가 저융점 수지와 고융점 수지로 이루어지고 이들 양쪽 수지의 융점차가 10℃ 이상인 열접착성 복합섬유인 (1), (9), (13), (16) 또는 (19)항에 기재된 필터 카트리지.

(22) 저융점 수지가 선형 저밀도 폴리에틸렌이며 고융점 수지가 폴리프로필렌인 (21)항에 기재된 필터 카트리지.

(23) 띠 모양의 부직포가 열 엠보싱 롤에 의한 열압착에 의해 이의 섬유 교점이 접착되어 있는 (1), (9), (13), (16) 또는 (19)항에 기재된 필터 카트리지.

(24) 띠 모양의 부직포가 열풍에 의해 이의 섬유 교점이 접착되어 있는 (1), (9), (13), (16) 또는 (19)항에 기재된 필터 카트리지.

(25) 띠 모양의 부직포에 꼬임이 가해진 (1), (9), (13), (16) 또는 (19)항에 기재된 필터 카트리지.

(26) 필터 카트리지의 여과층의 공극율이 65 내지 90%인 (9), (13), (16) 또는 (19)항에 기재된 필터 카트리지.

(27) 띠 모양의 부직포가 열가소성 섬유를 30중량% 이상 함유하는 부직포인 (9), (13), (16) 또는 (19)항에 기재된 필터 카트리지.

(28) 띠 모양의 부직포의 폭이 0.5cm 이상이며 띠 모양의 부직포의 폭(cm)과 단위면적당 중량(g/m²)의 곱이 200 이하인 (1), (9), (13), (16) 또는 (19)항에 기재된 필터 카트리지.

(29) 띠 모양의 부직포가 장섬유 부직포인 (9), (13), (16) 또는 (19)항에 기재된 필터 카트리지.

도 1은 부직포가 층상으로 감긴 상태를 도시한 것이다.

도 2는 스펀 본드 부직포의 개념도이다. 부호 (13)은 스펀 본드 부직포를 구성하는 장섬유, (14)는 입자이다.

도 3은 단섬유 부직포의 개념도이다. 부호 (14)는 입자, (15)는 단섬유 부직포를 구성하는 단섬유이다.

도 4는 본 발명의 필터 카트리지의 외관을 도시하는 설명도이다. 부호 (1)은 필터 카트리지, (2)는 유공 원통체, (4)는 말단부 융착부, (5)는 실 간격을 나타낸다.

도 5는 띠 모양 부직포를 능직 진동으로 권취하는 모양을 도시한 설명도이다. 부호 (1)은 필터 카트리지, (2)는 유공 원통체, (3)은 집속된 띠 모양 부직포, (10)은 띠 모양 부직포, (11)은 보빈, (12)는 트래버스 가이드이다.

도 6은 본 발명에 따른 필터 카트리지의 절단 사시도이다. 부호 (1)은 제1 여과층, (2)는 제2 여과층, (3)은 필터 카트리지, (4)는 띠 모양 장섬유 부직포 집속물, (32)는 어떤 띠 모양 장섬유 부직포와 이의 하나 아래 층에 감긴 띠 모양 장섬유 부직포의 간격이다.

도 7은 부직포의 엠보싱 패턴에 의한 이물 포집상황을 도시한 설명도이다. 부호 (5)는 엠보싱 패턴에 의한 강한 열압착이 있는 부분, (6)은 엠보싱 패턴되어 있지 않고 약한 열압착만이 있는 부분, (7)은 입자, (8)은 엠보싱 패턴되어 있지 않고 약한 열압착만이 있는 부분을 통과한 입자이다.

도 8은 띠 모양 장섬유 부직포를 가공하지 않고 그대로 감아 붙이는 모양을 도시한 설명도이다. 부호 (2)는 제2 여과층, (9)는 띠 모양 장섬유 부직포 또는 이의 집속물, (10)은 세폭공(細幅孔)의 트래버스 가이드, (11)은 보빈, (12)는 필터 카트리지이다.

도 9는 띠 모양 장섬유 부직포에 가연하면서 감아 붙이는 모양을 도시한 설명도이다. 부호 (2)는 제2 여과층, (9)는 띠 모양 장섬유 부직포 또는 이의 집속물, (11)은 보빈, (12)는 필터 카트리지, (13)은 트래버스 가이드이다.

도 10은 띠 모양 장섬유 부직포를 주름 형성 가이드로 주름 모양 물체로 가공하는 모양을 도시한 도면이다. 부호 (9)는 띠 모양 장섬유 부직포 또는 이의 집속물, (15)는 외부 규제 가이드, (16)은 내부 규제 가이드, (17)은 작은 구멍, (18)은 주름 모양 물체, (19)는 주름 형성 가이드이다.

도 11은 본 발명에서 사용하는 주름 형성 가이드의 한 가지 예를 도시한 단면도이다. 부호 (9)는 띠 모양 장섬유 부직포 또는 이의 집속물, (15)는 외부 규제 가이드, (16)은 내부 규제 가이드, (19)는 주름 형성 가이드이다.

도 12는 본 발명에서 사용되는 주름 형성 가이드의 한 가지 예를 도시하는 단면도이다. 부호 (9)는 띠 모양 장섬유 부직포 또는 이의 집속물, (15)는 외부 규제 가이드, (16)은 내부 규제 가이드, (19)는 주름 형성 가이드이다.

도 13은 주름이 비평행인 주름 모양 물체의 단면 형상의 한 가지 예를 도시한 설명도이다.

도 14는 주름이 평행한 주름 모양 물체의 단면 형상의 한 가지 예를 도시한 설명도이다.

도 15는 주름 형성 가이드, 좁은 직사각형 구멍, 작은 구멍의 위치관계를 도시하는 설명도이다. 부호 (17)는 작은 구멍, (20)은 빗 형태의 주름 형성 가이드, (21)은 좁은 직사각형 구멍이다.

도 16은 본 발명에 따른 띠 모양 장섬유 부직포 집속물의 한 가지 예를 도시한 일부 절단 사시도이다. 부호 (4)는 띠 모양 장섬유 부직포 집속물, (22)는 띠 모양 장섬유 부직포 집속물을 내포하는 최소 면적의 계란형이다.

도 17은 본 발명에 따른 필터 카트리지의 한 가지 예를 도시한 사시도이다. 부호 (1)은 제1 여과층, (3)은 필터 카트리지, (4)는 띠 모양 장섬유 부직포 집속물, (26)은 유공 원통체, (27)은 유공 시트이다.

도 18은 본 발명에 따른 필터 카트리지의 한 가지 예를 도시한 사시도이다. 부호 (1)은 제1 여과층, (3)은 필터 카트리지, (4)는 띠 모양 장섬유 부직포 집속물, (26)은 유공 원통체, (27)은 유공 시트, (28)은 능직 모양으로 감아 붙인 여과층, (29)는 유공 시트이다.

도 19는 본 발명에 따른 필터 카트리지의 한 가지 예를 도시한 사시도이다. 부호 (1)은 제1 여과층, (3)은 필터 카트리지, (4)는 띠 모양 장섬유 부직포 집속물, (26)은 유공 원통체, (30)은 주름 접기 가공된 유공 시트이다.

도 20은 본 발명에 따른 필터 카트리지의 한 가지 예를 도시한 사시도이다. 부호 (1)는 제1 여과층, (3)은 필터 카트리지, (4)는 띠 모양 장섬유 부직포 집속물, (31)은 원통체의 성형체이다.

도 21은 개공부를 갖는 띠 모양 부직포의 개공 상태를 설명하기 위한 도면이며 ○표시의 부분이 개공부를 나타낸다. 부호 (1)는 개공부를 갖는 띠 모양 부직포, (2)는 개공부이다.

도 22는 개공부를 갖는 띠 모양 부직포의 개공 상태를 설명하기 위한 도면이며 ○ 및 △표시의 부분이 개공부를 나타낸다. 부호 (1)은 개공부를 갖는 띠 모양 부직포, (2)는 개공부이다.

도 23은 개공부을 갖는 띠 모양 부직포에 주름이 형성된 상태의 예를 설명하기 위한 사시도이다. 부호 (2)는 개공부, (3)은 개공부 함유 띠 모양 부직포의 집속물 또는 주름 모양 물체이다.

도 24는 말단부가 융착된 필터 카트리지의 말단부의 단면 확대도이다. 부호 (2)는 유공 원통체, (3)은 집속된 띠 모양 부직포, (4)는 융착된 말단부, (7)은 융착된 말단부에 접착되어 있는 집속한 띠 모양 부직포이다.

도 25는 말단부가 융착된 필터 카트리지의 일부 절단 사시도이다. 부호 (1)은 필터 카트리지, (2)는 유공 원통체, (3)은 집속한 띠 모양 부직포, (4)는 융착된 말단부, (5)는 실 간격이다.

도 26은 방적사를 이용한 실패형 필터 카트리지의 말단부의 단면 확대도이다. 부호 (2)는 유공 원통체, (8)은 방적사이다.

도 27은 말단부가 융착된 방적사를 이용하는 실패형 필터 카트리지의 말단부의 단면 확대도이다. 부호 (2)는 유공 원통체, (8)은 방적사, (9)는 방적사를 이용한 실패형 필터 카트리지의 말단부의 융착부이다.

도 28은 본 발명의 측면 외주까지 융착된 필터 카트리지의 개관을 도시한 설명도이다. 부호 (1)은 필터 카트리지, (2)는 유공 원통체, (4)는 융착된 말단부, (5)는 실 간격, (6)은 측면 외주 융착부이다.

도 29는 본 발명의 측면 외주까지 융착된 필터 카트리지의 일부 절단 사시도이다. 부호 (1)은 필터 카트리지, (2)는 유공 원통체, (3)은 집속한 띠 모양 부직포, (4)는 융착된 말단부, (5)는 실 간격, (6)은 측면 외주 융착부이다.

도 30은 본 발명의 측면 외주까지 융착된 필터 카트리지의 말단부의 단면 확대도이다. 부호 (2)는 유공 원통체, (3)은 집속한 띠 모양 부직포, (4)는 융착된 말단부, 6은 측면 외주 융착부, 7은 말단부 융착부에 접착되어 있는 집속한 띠 모양 부직포이다.

도 31은 본 발명에서 사용되는 설편부를 갖는 띠 모양 부직포의 설편부의 예를 도시한 도면이다. 부호 (1)은 설편부 함유 띠 모양 부직포, (2)는 절단(부직포를 제거하여 형성하는 경우도 포함한다), (3)은 설편부, (4)는 띠 모양 부직포의 가장자리이다.

도 32는 본 발명에서 사용되는 설편부를 갖는 띠 모양 부직포의 설편부의 예를 도시한 도면이다. 부호 (1)은 설편부 함유 띠 모양 부직포, (2)는 절단(부직포를 제거하여 형성하는 경우도 포함한다), (3)은 설편부, (4)는 띠 모양 부직포의 가장자리이다.

도 33은 도 31에서 도시한 설편부의 면적을 도시한 도면이다. 부호 (1)은 설편부 함유 띠 모양 부직포, (2)는 절단(부직포를 제거하여 형성하는 경우도 포함한다), (3)은 설편부, (4)는 띠 모양 부직포의 가장자리이다.

도 34는 도 32에서 도시한 설편부의 면적을 도시한 도면이다. 부호 (1)은 설편부 함유 띠 모양 부직포, (2)는 절단(부직포를 제거하여 형성하는 경우도 포함한다), (3)은 설편부, (4)는 띠 모양 부직포의 가장자리이다.

도 35는 2개 이상의 띠 모양 부직포를 가공하지 않고 그대로 감아 붙이는 모양을 도시한 설명도이다. 부호 (1)은 띠 모양 부직포 또는 이의 집속물, (2)는 트래버스 가이드, (3)은 보빈, (4)는 유공 원통체, (5)는 필터 카트리지이다.

도 36은 2개 이상의 띠 모양 부직포에 가연하면서 감아 붙이는 모양을 도시한 설명도이다. 부호 (1)은 띠 모양 부직포 또는 이의 집속물, (2)는 트래버스 가이드, (3)은 보빈, (4)는 유공 원통체, (5)는 필터 카트리지이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

하기에 본 발명의 양태를 구체적으로 설명한다.

본 발명에 사용되는 띠 모양의 부직포는 단섬유 부직포 또는 장섬유 부직포이다. 이중에서는 장섬유 부직포, 특히 스펀 본드법에 의해 수득된 부직포가 바람직하다. 스펀 본드법은 노즐로부터 토출된 열가소성 섬유를 에어 건 등으로 흡인 연신하여 컨베이어 위에 전개한 다음, 열접착하는 부직포 제조기술이다. 스펀 본드법으로 수득된 열가소성 수지로 이루어진 장섬유 부직포는 도 2에 도시된 바와 같이 섬유 방향이 기계 방향과 일치하므로 섬유(13)로 구성되는 구멍이 가늘고 길어지며 최대 통과 입자(14)가 작은 것으로 된다. 이에 대하여 카드법 등으로 수득된 단섬유로 이루어진 부직포의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 섬유 방향이 일정하지 않으므로 섬유(15)로 구성된 구멍은 원 또는 정방형에 가까운 형으로 되며 스펀 본드법 등에 의해 만들어진 장섬유 부직포와 개공율이 동일해도 최대 통과 입자 직경(14)가 큰 물체로 된다. 여과재의 통수성은 섬유 직경이 동일하면 개공율로 거의 결정되므로 스펀 본드법 등에 의해 만들어진 장섬유 부직포를 사용함으로써 통수성이 우수한 필터가 수득된다. 이러한 효과는 접착제 등의 여과재의 구멍을 막도록 하는 결합제를 사용하는 경우에는 작아지므로 셀룰로스 스펀 본드 부직포의 사용은 바람직하지 않다. 또한, 셀룰로스 스펀 본드 부직포를 사용하면 부직포의 강도가 약해지므로 필터의 눈이 막히는 등의 원인으로 여과 압력이 오른 경우에는 섬유로 구성된 구멍이 변형되기 쉬워진다는 문제가 있다.

그래서, 본 발명자들은 장섬유 부직포를 비롯한 많은 부직포의 특성을 연구하고 그 결과 부직포의 불균일은 기계폭 방향에서는 발생하기 쉽지만 부직포의 유동 방향으로는 비교적 적은 것을 밝혀냈다. 본 발명자들은 그 결과를 다시 고찰하고 폭이 넓은 부직포를 0.5cm 내지 수 센티미터 정도의 띠 모양으로 절단하면 이의 각각의 띠의 폭 내에서는 부직포 불균일이 무시할 수 있을 정도로 작아진다는 점을 알아차렸다. 하기하는 본 발명 방법을 사용하면 여과재의 성형방법에 따라서도 여과 성능을 변경할 수 있으므로 띠 모양 부직포의 물성마다 성형방법의 조정을 하면 만들어진 필터의 성능 불균일은 거의 없어진다. 이에 따라 생산성이나 원단위의 대폭적인 개선을 기대할 수 있다.

광폭의 장섬유 부직포를 슬리트하여 띠 모양 장섬유 부직포로 하는 경우의 폭은 사용하는 부직포의 단위면적당 중량에 따라서도 상이하지만 0.5cm 이상이 바람직하다. 이러한 폭이 0.5cm 미만이면 슬리트할 때에 부직포가 절단될 염려가 있으며, 또한 이후에 띠 모양의 부직포를 능직 모양으로 권취할 때에 장력의 조정이 어려워지며, 또한 동일한 공극율의 필터를 만드는 경우에는 권취 시간이 길어지고서 생산성이 저하된다. 한편, 폭의 상한은 단위면적당 중량에 따라서 상이하며 폭(cm)×단위면적당 중량(g/m²)의 값이 200 이하인 것이 바람직하다. 예를 들면, 단위면적당 중량이 20g/m²일 때에는 상한은 10cm이다. 이러한 값이 200을 초과하면 부직포의 강성이 너무 커지므로 이후에 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙이기 어려워지며, 또한 섬유량이 너무 많아지므로 밀접하게 감아 붙이는 것이 어려워진다. 또한, 방사 폭을 조절하여 직접 띠 모양의 부직포를 만드는 경우에도 바람직한 단위면적당 중량 및 부직포 폭의 범위는 슬리트하여 띠 모양으로 하는 경우와 동일하다. 일반적으로 띠 모양의 부직포의 폭은 0.5 내지 20cm가 바람직하며 보다 바람직하게는 1 내지 10cm이다.

띠 모양의 부직포의 단위면적당 중량, 즉 부직포 단위면적당 중량은 5 내지 200g/m²이 바람직하다. 이러한 값이 5g/m²보다 작아지면 섬유량이 적어지므로 부직포의 불균일이 커지거나 부직포의 강도가 저하되거나 섬유 교점의 열접착이 어려워지는 경우가 있다. 한편, 이러한 값이 200g/m²보다 커지면 띠 모양의 부직포의 강성이 너무 커지므로 이후에 능직 모양으로 감아 붙이는 등의 가공이 곤란해진다.

본 발명에서 말하는 유공 원통체란 도 4에서 도시한 필터 카트리지의 코어재의 역할을 하는 (2)의 부분이며 이의 재질이나 형상은 여과할 때에 외압에 견디는 강도를 가지며 압력 손실이 현저하게 높지 않으면 특별히 한정되지 않으며 예를 들면, 통상적인 필터 카트리지에 사용되고 있는 코어재와 같이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌을 망형(網型)의 원통체로 가공한 사출성형품일 수 있으며 또한, 세라믹이나 스텐레스 등을 동일하게 가공한 것이라도 지장이 없다. 또는 유공 원통체로서 주름 접기 가공한 필터 카트리지나 부직포 권회(卷回)형 필터 카트리지 등의 기타 필터 카트리지를 사용할 수 있다.

다음에 띠 모양의 부직포를 유공 원통체에 감아 붙이는 방법에 관해 설명한다. 이러한 제조방법의 한 가지 예를 도 5에 도시한다. 권취기에는 통상적인 실패형 필터 카트리지에 사용되는 와인더를 사용할 수 있다. 이러한 와인더의 보빈(11)에 직경 약 10 내지 40mm, 길이 100 내지 1000mm 정도의 유공 원통체(2)를 장착하고 유공 원통체에 와인더의 사도 및 트래버스 가이드(12)의 구멍을 통해서 집속된 띠 모양의 부직포(3)를 1 내지 2바퀴 정도 감아 붙인다. 권취를 확실하게 실시하기 위해 유공 원통체와 띠 모양의 부직포의 말단부를 열접착 등으로 접착시킬 수 있다. 와인더의 사도는 보빈에 평행하게 설치된 트래버스 가이드(12)에 의해 능직 모양으로 진동되므로 보빈의 회전에 따라 유공 원통체에 띠 모양의 부직포가 능직 모양으로 진동되어 감아 붙여진다. 트래버스 가이드(12)에 설치된 구멍의 직경은 사용하는 띠 모양의 부직포의 단위면적당 중량이나 폭에도 따르지만 3mm 내지 10mm의 범위가 바람직하다. 이러한 직경이 3mm보다 작아지면 띠 모양의 부직포와 구멍의 마찰이 커져서 권취 장력이 너무 높아진다. 또한, 이러한 값이 10mm보다 커지면 띠 모양의 부직포의 집속 크기가 안정되지 않게 된다.

띠 모양의 부직포를 감아 붙이는 조건도 통상적인 실패형 필터 카트리지 제조시에 준하여 설정하면 양호하며 예를 들면, 보빈 초속 1000 내지 2000rpm로 하고 풀어 내는 속도를 조절하여 적당한 장력을 걸면서 감아 붙이면 양호하다. 이때에 장력에 따라 필터 카트리지의 공극율을 변경할 수 있다. 감아 붙일 때에 장력을 조절하여 필터 카트리지의 내측의 공극율을 조밀하게 하고 중층, 외층과 서서히 장력을 가볍게 하여 감아 붙임으로써 여과층의 공극율이 변화되는 밀도 구배형 필터 카트리지도 수득할 수 있다. 특히 개공부 함유 띠 모양의 부직포를 주름 모양 물체로 하고 나서 유공 원통체에 감아 붙이는 경우에는 주름 모양 물체에 의한 여과 면적의 증가와 아울러 외층, 중층, 내층으로 형성되는 조밀(粗密) 구조차에 따른 심층 여과에 의해 이상적인 여과 구조를 갖는 필터 카트리지를 제공할 수 있다. 또한, 여과 정밀도는 트래버스 가이드의 능직 진동 속도와 보빈의 회전속도의 비율을 조정하여 감아 붙인 패턴을 변화시킴으로써 변경할 수 있다. 이러한 패턴 부착 방법은 이미 공지된 통상적인 실패형 필터 카트리지 방법을 사용할 수 있으며 필터의 길이가 일정한 경우에는 이의 패턴을 와인드수로 나타낼 수 있다. 또한, 와인드수란 트래버스 가이드(12)가 보빈(11)의 한쪽 말단으로부터 다른 말단까지 이동하기까지의 보빈(11)의 회전수를 가리킨다. 또한, 어떤 실(본 발명의 경우에는 띠 모양의 부직포)과 이의 하나 아래의 층에 감긴 실의 간격이 넓은 경우에는 여과 정밀도는 조잡해지며 반대로 좁은 경우에는 세밀해진다. 이들 방법에 따라 띠 모양의 부직포를 유공 원통체 2의 외부직경의 1.5 내지 3배 정도의 외부직경까지 감아 붙여 필터 카트리지 형상으로 한다. 이것을 그대로 필터로서 사용할 수 있으며 말단면에 두께 3mm 정도의 발포 폴리에틸렌의 가스켓을 붙여 붙이는 등으로 말단면과 하우징의 밀착성을 올릴 수 있다.

본 발명에서 원통체 필터의 여과층의 공극율은 65 내지 90%의 범위인 것이 바람직하다. 공극율이 65%보다 작아지면 섬유 밀도가 너무 높아지므로 통액성이 저하된다. 공극율이 90%보다 커지면 원통체 필터의 강도가 저하되며 여과 압력이 높은 경우에 변형되는 등의 문제가 생긴다. 공극율을 조정하는 방법으로서 띠 모양의 부직포를 유공 원통체에 감아 돌릴 때에 장력의 조정, 주름 형성 가이드의 간극 조정 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 띠 모양의 부직포를 구성하는 열가소성 섬유에는 용융방사를 할 수 있는 모든 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 이의 예로서 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 공중합 폴리프로필렌(예: 프로필렌을 주체로 하여 에틸렌, 부텐-1, 4-메틸펜텐-1 등과의 2원 또는 다원 공중합체) 등을 비롯한 폴리올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 산 성분을 테레프탈산 이외에 이소프탈산을 가하여 공중합한 이들의 저융점 폴리에스테르를 비롯한 폴리에스테르계 수지, 나일론6, 나일론66 등의 폴리아미드계 수지, 폴리스티렌계 수지(어택틱 폴리스티렌, 신디오택틱 폴리스티렌), 폴리우레탄 탄성중합체, 폴리에스테르 탄성중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 열가소성 수지를 제시할 수 있다. 또한, 락트산계 폴리에스테르 등의 생분해성 수지를 사용하여 필터 카트리지에 생분해성을 갖게 하는 등의 기능성 수지를 사용할 수 있다. 또한, 폴리올레핀계 수지나 폴리스티렌 등의 메탈로센 촉매로 중합할 수 있는 수지를 사용하는 경우, 메탈로센 촉매로 중합한 수지를 사용하면 부직포 강도의 향상, 내약품성의 향상, 생산 에너지의 감소 등의 메탈로센 수지의 특성을 필터 카트리지에 살리므로 바람직하다. 또한, 부직포의 열접착성이나 강성을 조정하기 위해 이들 수지를 배합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 필터 카트리지를 상온의 수계의 액의 여과에 사용하는 경우에는 내약품성과 가격의 점에서 폴리프로필렌을 비롯한 폴리올레핀계 수지가 바람직하며 비교적 고온의 액에 사용하는 경우에는 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지 또는 신디오택틱 폴리스티렌 수지 등이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 열가소성 섬유는 융점차가 10℃ 이상, 바람직하게는 15℃ 이상의 어떤 저융점 수지와 고융점 수지로 이루어진 열접착성 복합섬유인 것이 바람직하다. 열접착성 복합섬유를 사용함으로써 열접착할 때에 단섬유의 일부만을 융해시키므로 접착점의 형상이 매끈하고 부직포의 섬유 접합점의 열접착을 안정적으로 실시할 수 있으며 수득되는 부직포를 필터 카트리지에 사용하는 경우, 여과 압력이나 통수량이 올라갈 때에 섬유 접합점 부근에서 포착된 입자가 유출될 가능성이 작아지며, 또한 필터 카트리지의 변형이 작아지며 다시 여액 중에 함유된 물질에 의해 설사 섬유가 약화되는 경우에도 섬유가 탈락할 확률이 작아지며 접착점의 붕괴에 따른 여액에 수지가 혼입될 위험성이 보다 적어진다.

융점차의 상한은 특별히 정해지지 않지만 용융방사할 수 있는 열가소성 수지 중에서 최고 융점의 수지와 최저 융점의 수지의 온도차에 해당된다. 또한, 융점이 존재하지 않는 수지의 경우에는 유동 개시온도를 융점이라고 간주한다.

상기한 열접착성 복합섬유의 저융점 수지와 고융점 수지의 조합은 융점차가 10℃ 이상, 바람직하게는 15℃ 이상이면 특별히 한정하지 않으며 선형 저밀도 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 프로필렌과 기타 α-올레핀의 공중합체/폴리프로필렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌/고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌/고밀도 폴리에틸렌, 각종 폴리에틸렌/열가소성 폴리에스테르, 폴리프로필렌/열가소성 폴리에스테르, 공중합 폴리에스테르/열가소성 폴리에스테르, 각종 폴리에틸렌/나일론6, 폴리프로필렌/나일론6, 나일론6/나일론66, 나일론6/열가소성 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 이중에서도 선형 저밀도 폴리에틸렌/폴리프로필렌의 조합을 사용하면 부직포의 강성이나 공극율의 조정을 부직포 제조시의 섬유 교점의 접착 공정에서 용이하게 조절을 할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 비교적 고온의 액에 사용하는 경우에는 산 성분을 테레프탈산 이외에 이소프탈산을 가하여 공중합한 저융점 폴리에스테르/폴리에틸렌테레프탈레이트의 조합도 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 복합섬유 중의 어떤 성분 또는 양쪽 성분에 두 종류 이상의 혼합섬유를 사용해도 상관없다.

본 발명에 사용되는 띠 모양의 부직포에는 열가소성 섬유가 30중량% 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다. 물론, 이러한 열가소성 섬유가 100중량%일 수 있다. 띠 모양의 부직포에 함유되어 있는 열가소성 섬유가 30중량% 미만이면 열압착 처리나 스루에어 열처리 등으로 열접착할 때에 부직포 강력이 저하되므로 여과할 때에 섬유가 탈락되기 쉬워지며 여액에 혼입될 염려가 있다. 띠 모양의 부직포에는 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서 열가소성 섬유 이외의 섬유를 사용할 수 있으며 열가소성 섬유 이외의 예로서는 레이욘, 큐프라, 면, 삼, 펄프, 탄소섬유 등을 예시할 수 있다.

본 발명에서 띠 모양의 부직포에 사용되는 장섬유 부직포는 스펀 본드법 등에 따라 수득되는 장섬유 부직포이다. 열가소성 섬유로 이루어지고 이의 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 장섬유 부직포는 대부분의 단섬유 부직포와 상이하며 섬유표면제(예: 계면활성제)와 같은 저분자 성분을 함유하지 않으며 장섬유이므로 섬유의 말단부가 대단히 적어서 여과재의 탈락이 거의 없으므로 이것을 여과재에 사용하면 다른 재료와 비교하여 여액이 오염될 가능성이 대단히 적다.

본 발명에서 사용되는 띠 모양의 부직포가 장섬유 부직포인 경우, 이의 평균 단사(單絲) 섬도는 필터 카트리지의 용도나 수지의 종류에 따라 상이하므로 일률적으로는 규정하기 어렵지만 0.6 내지 3000dtex의 범위가 바람직하다. 섬도가 3000dtex를 초과하면 단순히 연속사를 집속한 것을 사용하는 경우와 차이가 없어지며 장섬유 부직포를 사용하는 의미가 없어진다. 또한, 0.6dtex 이상으로 함으로써 충분한 부직포 강도를 수득할 수 있으므로 하기하는 방법에 의해 이러한 부직포를 주름 모양 물체로 가공하는 것을 용이하게 할 수 있으며, 또한 만들어진 필터 카트리지의 강도도 커지며 바람직하다. 또한, 현행의 스펀 본드법으로 O.6dtex 1미만의 섬도의 섬유를 방사하고자 하려는 생산성이 저하된다.

띠 모양의 부직포의 형성에 사용되는 섬유가 단섬유인 경우, 이의 단사 섬도 는 필터 카트리지의 용도나 요구되는 여과 정밀도 등에 따라 상이하지만 0.01 내지 500dtex가 적절하다.

열가소성 섬유에 의해 형성되는 부직포로서는 장섬유 부직포, 단섬유 부직포 이외에 장섬유와 단섬유가 혼합된 부직포, 이들 부직포를 조합한 적층 부직포 등을 예시할 수 있으며 모두 본 발명의 필터 카트리지의 소재로서 사용할 수 있다.

제법별에 의한 부직포의 종류로서는 스펀 본드법 부직포, 멜트 블로우법 부직포, 토우 개섬(開纖) 부직포, 습식법 부직포, 에어레이드법 부직포, 카드법 부직포, 고합수 교락 합사 부직포 등을 예시할 수 있으며 모두 본 발명의 필터 카트리지의 소재로서 사용할 수 있다. 그러나, 이들 부직포 중에서 바람직하게는 띠 모양 멜트 블로우 부직포이며 보다 바람직하게는 띠 모양 장섬유 부직포이다. 또한, 이들 부직포는 활성탄, 이온교환 수지, 살균제 등을 결합제나 열접착법, 수지 혼련법 등으로 함유할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 유공 원통체는 필터 카트리지의 코어재의 역할을 하는 것이며 이의 재질이나 형상은 여과할 때에 외압에 견디는 강도를 가지며 압력 손실이 현저하게 높지 않으면 특별히 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 폴리프로필렌 등의 열가소성 수지를 유공 원통체로 가공한 것, 세라믹이나 스텐레스 등을 동일하게 가공한 것 등이라도 양호하다. 또한, 여과재가 주름 접기 가공된 주름형 필터 광폭 부직포를 감아 돌린 필터 등의 외부직경이 작은 다른 종류의 필터를 사용할 수 있다.

상기한 부직포의 섬유 교점의 접착은 열 엠보싱 롤, 열 플래트 캘린더 롤과 같은 장치를 사용하고 열압착하는 것이나 열풍 순환형, 열 스루에어형, 적외선 히터형, 상하 방향 열풍 분출형 등의 열처리기를 사용하여 열접착한 것 등을 예시할 수 있다. 또한, 상기한 부직포가 열 엠보싱 롤 압착 부직포인 경우, 부직포 부분의 전체 면적에 대한 엠보싱 열압착 면적의 비율인 열압착 면적율은 5 내지 25%로 하는 것이 바람직하다. 열압착 면적율이 5% 미만이면 부직포 강력이 저하되며 또한, 열압착 면적율이 25%를 초과하면 필터 카트리지의 통액성이나 여과 수명 등이 저하된다. 5 내지 25%로 함으로써 부직포 강력을 유지하는 동시에 강성이 너무 커지는 것을 억제할 수 있거나 이물이 장섬유 부직포를 어느 정도 통과하는 것을 용이하게 하며 통과한 이물은 필터 내부에서 포착함으로써 필터 수명을 연장할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 부직포의 구성 섬유는 반드시 원형 단면일 필요는 없으며 이형 단면사를 사용할 수 있다. 이러한 경우, 미소 입자의 포집은 필터의 표면적이 클수록 많아지므로 원형 단면의 섬유를 사용하는 경우보다 동일한 통액성에서 고정밀도의 필터 카트리지를 만들 수 있다.

또한, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 부직포의 원료 수지에 폴리비닐알콜 등의 친수성 수지를 혼합하거나 부직포 표면에 플라즈마 가공하는 등으로서 부직포를 친수화하면 수계의 액에 사용하는 경우에는 통액성이 향상되므로 수용액을 여과하는 경우에는 이러한 친수화한 부직포 필터가 바람직하다.

또한, 부직포를 제조할 때에 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 입상 활성탄이나 이온교환 수지 등을 혼재시켜 가공할 수 있다. 이러한 경우에 입상 활 성탄이나 이온교환 수지 등을 고정하는 데는 띠 모양 장섬유 부직포를 집속하거나 주름 모양 물체으로 가공하기 전 또는 가공한 후에 적당한 결합제 등으로 접착할 수 있으며 입상 활성탄이나 이온교환 수지 등을 혼재시킨 후에 가열하여 부직포의 구성 섬유와 열접착할 수 있다.

우선 상기한 본 발명의 제1 발명으로부터 구체적으로 기재한다.

본 발명의 필터 카트리지의 실시 양태의 제1은 열가소성 섬유로 이루어지고 이의 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 장섬유 부직포(이하, 띠 모양 장섬유 부직포라고 한다)를 원통체 형상으로 되도록 능직 모양으로 감아 붙여 이루어진 제1 여과층과 초기 80% 포집 입자 직경이 제1 여과층의 초기 80% 포집 입자 직경의 0.05 내지 O.9배인 제2 여과층의 2층 이상으로 이루어진 필터 카트리지이다. 제2 여과층은 제1 여과층보다 하류측(보다 여과액에 가까운 측)에 위치한다. 도 6은 원통의 외측에서 내측으로 유체를 유동하는 경우에 관한 예이며 제1 여과층(1)은 제2 여과층(2)의 외주측에 위치한다. 제2 여과층의 내압 강도가 약한 경우에는 강도 유지를 위한 유공 코어를 설치할 수 있으며 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 제3 여과층을 설치한 3층 구조 또는 그 이상의 복층 구조로 해도 물론 상관없다. 3층 이상의 구조로 하는 경우, 활성탄층 등의 입자 포집 이외를 목적으로 하는 층을 설치할 수 있거나 제3 여과층의 초기 80% 포집 입자 직경을 제2 여과층의 초기 80% 포집 입자 직경의 0.05 내지 0.9배로 하여 더 나은 여과 수명의 연장을 도모할 수 있다.

여기서 우선, 초기 80% 포집 입자 직경에 관해서 설명한다. 어떤 필터의 초기 80% 포집 입자 직경이란 당해 입자 직경에서 입자 포집효율이 정확하게 80%로 되는 입자 직경이다. 이를 구하는 방법에는 여러 가지 방법이 있지만 ASTM F795-88에 기재된 방법이 신뢰성이 있는 방법이라고 말하고 있다. 이의 개요는 순환식 여과 성능 시험기 등에 필터를 장치하고 펌프로 통수 순환하여 필터에 AC 파인 테스트 더스트 등의 케이크를 혼탁시킨 액(여과전 액)을 통과시켜 여과액을 수득하고 여과전 액과 여과액을 소정의 배율로 희석한 후에 각각의 액에 함유된 입자의 수를 광차단식 입자 검출기로 계측하여 각 입자 직경에서 초기 포집효율을 산출한다는 것이다. 본 명세서 중에는 이의 값을 내삽하여 포집 효율이 80%를 나타내는 입자 직경을 초기 80% 포집 입자 직경이라고 정의하고 있다. 초기 포집효율은 대부분의 경우, 입자 직경에 대하여 단조롭게 증가하므로 그 경우에는 초기 80% 포집 입자 직경은 각 필터에서 일의적으로 구한다. 드물게 초기 포집효율 곡선이 단조증가로 되지 않으며 입자 포집효율이 정확하게 80%로 되는 입자 직경이 2개 이상 존재하는 경우가 있지만 이때에는 이중에서 가장 작은 입자 직경을 당해 필터의 80% 포집 입자 직경으로 한다.

또한, 본 발명의 필터 카트리지는 제1 여과층과 제2 여과층으로 이루어진 구조이므로 필터 카트리지의 형상을 유지한 채로 각각의 층마다 초기 80% 포집 입자 직경을 그대로 측정하는 것은 곤란하다. 그래서 다음 두 가지 방법으로 구한다.

제1의 방법은 제1 여과층과 제2 여과층을 각각 별도로 제조하는 방법이다. 각각의 층의 제조 조건을 알고 있는 경우에는 본 방법을 사용할 수 있다. 각각의 층만으로는 형상을 유지할 수 없는 경우에는 적당한 더미(dummy), 예를 들면, 가운데가 공동(空洞)인 유공 플라스틱 성형품 등을 사용하면 좋다.

제2의 방법은 측정 데이터를 해석하여 구하는 방법이다. 각각의 층의 제조 조건을 알 수 없는 경우에는 본 방법을 사용하면 양호하다. 우선, 각각의 입자 직경에서 필터 카트리지의 포집 효율을 측정한다. 다음에 필터 카트리지로부터 제1 여과층을 제거하여 제2 여과층 만으로 한다. 제1 여과층, 제2 여과층, 필터 카트리지의 포집 효율의 관계는 다음 수학식 2에 따른다.
[수학식 2]

(1-필터 카트리지의 포집 효율)= (1-제1 여과층의 포집효율)×(1-제2 여과층의 포집 효율)

따라서, 필터 카트리지와 제2 여과층의 포집 효율을 구하면 해석적으로 제1 여과층의 포집 효율을 구할 수 있다. 본 방법을 응용하면 층이 3층 이상으로 되어 있는 경우에도 구할 수 있는 것은 명백할 것이다. 본 방법으로 각각의 층의 각 입자 직경에서 포집 효율을 산출하고 당해 값을 내삽하여 초기 80% 포집 입자 직경을 산출하면 양호하다. 또한, 제1 여과층을 제거하는 것이 곤란하면 제2 여과층을 제거하여 측정해도 동일하게 구할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 열 엠보싱 롤을 사용하는 방법으로 만들어진 장섬유 부직포는 엠보싱 패턴에 의한 강한 열압착이 있는 부분(5)과 엠보싱 패턴으로부터 벗어남으로써 약한 열압착 만이 있는 부분(6)이 존재한다. 이러한 점에 따라 강한 열압착이 있는 부분(5)에서는 많은 이물(7), (8)을 포집할 수 있다. 한편, 약한 열압착 만이 있는 부분(6)에서는 이물의 일부는 포집되지만 나머지 이물은 장섬유 부직포를 통과하여 다음 층으로 이동할 수 있으므로 여과재 내부까지 이용하는 심층 여과구조로 되며 바람직하다.

또한, 이후에 기재된 방법에서 필터 카트리지의 형상으로 가공한 다음, 적외선이나 스팀 처리 등에 의해 섬유 교점을 열접착시켜도 상관없다. 또는 에폭시 수지 등의 접착제를 사용하여 섬유 교점을 화학적으로 접착할 수 있지만 열접합한 경우와 비교하면 개공율이 낮아지므로 통액성이 저하되는 경우가 있다.

본 발명에서 사용하는 장섬유 부직포는 통상적으로는 스펀 본드 부직포이다. 이것을 이미 기재한 방법으로 띠 모양 장섬유 부직포로 하고 하기하는 바와 동일한 방법으로 가공하고 나서 제2 여과층(제2 여과층에 관한 상세한 것은 하기에 기재)에 능직 모양으로 감아 붙일 수 있지만 가공하지 않고 그대로 감아 붙일 수 있다. 이 경우의 제조방법의 한 가지 예를 도 8에 도시한다. 권취기에는 통상적인 실패형 필터 카트리지에 사용되는 와인더를 사용할 수 있다. 와인더의 형상 여하에 따라 각종 형상의 필터를 수득할 수 있지만 통상적으로는 원통체이다. 공급된 띠 모양 장섬유 부직포(9)는 능직 진동을 하면서 움직이는 세폭공의 트래버스 가이드(10)를 통과한 다음, 보빈(11)에 장치된 제2 여과층(2)에 권취되어 필터 카트리지(12)로 된다. 본 방법으로 만들어진 필터 카트리지는 대단히 조밀해지므로 정밀도가 세밀한 필터 카트리지로 된다. 단, 본 방법으로는 제조 조건을 변경하여 여과 정밀도를 조정하는 것이 어렵다.

한편, 띠 모양 장섬유 부직포에 가연하고 나서 권취할 수 있다. 이 경우의 제조방법의 한 가지 예를 도 9에 도시한다. 이러한 경우에도 권취기에는 통상적인 실패형 필터 카트리지에 사용되는 와인더를 사용할 수 있다. 부직포는 꼬임에 의해 외관상 굵어지므로 트래버스 가이드(13)는 도 8의 경우보다 구멍 직경이 큰 것이 바람직하다. 부직포에 가연하면 단위 길이당의 꼬임 수 또는 트위스트 강도에 따라 부직포의 외관 공극율을 변화시킬 수 있으므로 여과 정밀도를 조정할 수 있다. 이때의 꼬임 수는 띠 모양 장섬유 부직포 1m당 50 내지 1000회의 범위가 바람직하다. 이러한 값이 50회 미만이면 가연하는 효과가 거의 얻어지지 않는다. 또한, 이러한 값이 1000회를 초과하면 만들어진 필터 카트리지가 통액성이 조잡한 것으로 되므로 바람직하지 않다.

또한, 띠 모양 장섬유 부직포를 적당한 방법으로 집속시키고 나서 유공 원통체에 감아 붙이면 보다 바람직하다. 이러한 방법으로서는 띠 모양 장섬유 부직포를 단순히 적당한 작은 구멍 등을 통해서 집속시켜도 양호하며 띠 모양 장섬유 부직포를 적당한 주름 형성 가이드로 단면 형상을 예비성형한 후에 작은 구멍 등을 통해서 주름 모양 물체로 가공할 수 있다. 본 방법을 사용하면 트래버스 가이드의 능직 진동 속도와 보빈의 회전속도의 비율을 조절하여 감는 패턴을 변경할 수 있으므로 동일한 종류의 띠 모양 장섬유 부직포로부터 다양한 성능의 필터 카트리지를 만들 수 있다.

띠 모양 장섬유 부직포를 집속시키는 방법으로서 단순히 적당한 작은 구멍을 통과시키는 경우의 제조방법의 한 가지 예를 도 5에 도시한다. 이 경우에도 권취기에는 통상적인 실패형 필터 카트리지에 사용되는 와인더를 사용할 수 있다. 도 5에서는 트래버스 가이드(12)의 구멍을 작은 구멍으로 함으로써 띠 모양 장섬유 부직포를 집속시키고 있지만 트래버스 가이드(12)보다 바로 앞의 사도에 작은 구멍의 가이드를 설치해도 상관없다. 작은 구멍의 직경은 사용하는 띠 모양 장섬유 부직포의 단위면적당 중량이나 폭에 따르지만 3mm 내지 10mm의 범위가 바람직하다. 이 직경이 3mm보다 작아지면 띠 모양 부직포와 작은 구멍의 마찰이 커져서 권취 장력이 너무 높아진다. 또한, 이러한 값이 10mm를 초과하면 띠 모양 부직포의 집속 크기가 안정되지 않게 된다.

다음에 띠 모양 부직포를 적당한 주름 형성 가이드로 단면 형상을 예비성형한 후에 작은 구멍 등을 통해서 주름 모양 물체로 가공하는 경우에 제조방법의 한 가지 예의 일부 절단 사시도를 도 10에 도시한다. 이 경우에도 권취기에는 통상적인 실패형 필터 카트리지에 사용되는 와인더를 사용할 수 있다. 이러한 방법을 채용하는 경우, 띠 모양 장섬유 부직포(9)는 주름 형성 가이드(19)를 통해 단면 형상이 예비성형되며 계속해서 작은 구멍(17)을 통해 주름 모양 물체18로 되며 이러한 주름 모양 물체(18)를 도면의 A 방향으로 인수하고 트래버스 가이드를 통과시켜 제2 여과층에 권취하면 필터 카트리지로 된다.

다음에 주름 형성 가이드에 관해 설명한다. 주름 형성 가이드는 통상적으로 외부직경 3mm 내지 10mm 정도의 환봉을 가공하지만 표면에 부직포와의 마찰을 방지하기 위한 불소 수지가공을 실시하여 만든다. 이러한 형상의 한 가지 예를 도 11 내지 12에 도시한다. 여기에 열거한 예에서는 주름 형성 가이드(19)는 외부 규제 가이드(15)와 내부 규제 가이드(16)으로 이루어진다. 이러한 주름 형성 가이드(19)의 형상은 특별히 한정되지 않지만 이러한 가이드로부터 만들어진 주름 모양 물체의 단면 형상이 주름이 평행으로 되지 않도록 집속하게 하는 형이면 바람직하다. 이와 같이 하여 만들어진 주름 모양 물체의 단면 형상의 한 가지 예를 도 13(A)(B)(C)에 도시하지만 이들로 한정되지 않는다. 본 발명의 이들의 양태에서 주름의 일부 또는 전부가 비평행으로 되도록 집속된 주름 모양 물체를 형성시킨 것은 본 발명의 가장 바람직한 양태이다. 즉, 도 13의 단면 형상과 같이 주름의 일부가 비평행으로 되어 있는 경우에는 도 14(A)(B)에 도시된 바와 같이 주름의 대부분이 평행인 경우와 비교하여 여과 압력이 주름에 화살표와 같이 수직한 방향에서 걸릴 때라도 주름 모양 물체의 형상 유지력이 강하고 원래의 주름 형상으로서 여과기능을 유지할 수 있다. 요컨대, 주름이 비평행한 경우에는 주름이 평행한 경우와 비교하여 필터 카트리지의 압력 손실을 억제하는 능력이 우수하므로 주름 모양 물체의 단면 형상은 주름이 비평행한 것은 특히 바람직하다. 또한, 가이드는 반드시 1개일 필요는 없으며 형이나 크기가 상이한 수개의 가이드를 직렬로 나란히 세움으로써 띠 모양 장섬유 부직포의 단면 형상을 서서히 변경하도록 하면 주름 모양 물체의 단면 형상이 장소에 따라 일정해지므로 품질의 불균일이 없어지고서 바람직하다.

본 발명에서 띠 모양 장섬유 부직포를 주름 모양 물체로 하고 나서 제2 여과층에 감아 붙이는 경우, 주름 모양 물체의 최종적인 주름 수는 4 내지 50개, 보다 바람직하게는 7 내지 45개이다. 주름 수가 4개 미만에서는 주름 부여에 따른 여과 면적확대에 의한 효과가 모자란다. 한편, 주름 수가 50개를 초과하면 주름이 너무 작아져서 제조 곤란하며, 또한 여과 기능 저하에 대한 영향이 생기기 쉬워진다.

또한, 예를 들면, 도 15에 도시된 바와 같은 빗 형태의 주름 형성 가이드(20)를 사용하여 장섬유 부직포에 다수의 주름을 부여한 다음, 보다 좁은 직사각형 구멍21을 통과시키는 것으로 보다 주름수가 많아지도록 변형시키고, 또한 주름을 애트랜덤한 비평행으로 할 수 있다.

또한, 앞에 기재한 작은 구멍(17)을 통과시킨 후에 주름 모양 물체18을 열풍 또는 적외선 히터 등으로 가열 가공함으로써 주름 모양 물체의 단면 형상을 고정화할 수 있다. 이러한 공정은 반드시 필요하지 않지만 주름 모양 물체의 단면 형상을 복잡하게 하거나 띠 모양 부직포로서 강성이 높은 것을 사용하는 경우에는 단면 형상이 설계한 형으로부터 붕괴되는 경우가 있으므로 이러한 가열 가공을 하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명에서 사용하는 집속된 띠 모양 부직포 또는 주름 모양 물체(이하, 합쳐서 띠 모양 장섬유 부직포 집속물이라고 약칭한다)의 공극율에 관해서 설명한다. 우선, 띠 모양 장섬유 부직포 집속물의 단면적은 도 16에 도시된 바와 같이 띠 모양 장섬유 부직포 집속물(4)을 내포하는 최소 면적의 계란형(22)(계란형이란 당해 각 내각 각각이 모두 180도 이내인 다각형을 의미한다)의 면적으로 정의한다. 그리고, 띠 모양 장섬유 부직포 집속물을 적당한 길이, 예를 들면, 단면적의 평방근의 100배의 길이로 절단하여 하기하는 바와 같이 띠 모양 장섬유 부직포 집속물의 공극율을 정의한다.

이와 같이 정의된 띠 모양 부직포 집속물의 공극율은 60 내지 95%가 바람직하며 보다 바람직하게는 85 내지 92%이다. 이러한 값을 60% 이상으로 함으로써 띠 모양 장섬유 부직포 집속물이 필요 이상으로 밀접해지는 것을 억제하고 필터 카트리지로서 사용할 때의 압력 손실을 충분하게 억제할 수 있거나 띠 모양 부직포 집속물 중의 이물 포집효율을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 값을 95% 이하로 함으로써 이후에 감아 붙이는 것이 용이해지며, 또한 필터 카트리지로서 사용할 때에 이의 부하 압력에 따른 여과재의 변형을 보다 작게 할 수 있다. 이것을 조정하는 방법의 예로서 권취 장력의 조정, 주름 형성 가이드 등의 가이드 형상의 조정을 들 수 있다.

다음에 앞에 기재한 방법으로 만들어진 띠 모양 장섬유 부직포 집속물은 단면 형상이 붕괴되지 않도록 연구를 하면 반드시 연속공정으로 할 필요는 없으며 한번 적당한 보빈에 감고 이후에 와인더로 권취할 수 있다. 띠 모양 장섬유 부직포의 권취하는 이미 기재한 방법에 따라 실시한다.

이와 같이 수득된 제1 여과층의 공극율은 65 내지 90%의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 값이 65% 미만이면 섬유 밀도가 너무 높아지므로 통액성이 저하된다. 반대로 이러한 값이 90%를 초과하면 필터 카트리지 강도가 저하되며 여과 압력이 높은 경우에 필터 카트리지가 변형되는 등의 문제가 생기기 쉬워진다.

본 발명에서는 띠 모양 장섬유 부직포에 틈을 넣거나 구멍을 개방하거나 함으로써 통액성을 개선할 수 있다. 이 경우, 틈의 수는 띠 모양 부직포 10cm당 5 내지 l00개 정도가 적당하며 구멍을 개방하는 경우에는 개공(개공)부 면적의 비율을 10 내지 80% 정도로 하는 것이 적당하다. 권취할 때에 띠 모양 장섬유 부직포의 개수를 복수로 하거나 방적사 등의 다른 실과 아울러 감아 붙게 하여 여과 성능을 조정할 수 있다.

다음에 본 발명에서 사용되는 제2 여과층에 관해서 설명한다.

종래의 기술로 만들어진 복층의 필터는 이의 상류측의 층(본 발명의 제1 여과층에 상당하는 층)에 문제가 있으므로 정밀도 안정성이나 여과 수명에 문제가 있거나 여액중에 여과재 탈락물, 기타 이물이 혼입하는 것이다. 본 발명에서서는 앞에 기재한 바와 같이 제1 여과층을 연구하는 것으로 이들 문제를 해결하고 있으므로 제2 여과층은 제1 여과층보다 고정밀도의 필터이면 기본적으로는 문제가 없지만 제2 여과층의 초기 80% 포집 입자 직경이 제1 여과층의 초기 80% 포집 입자 직경의 0.05 내지 0.9배의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 값이 0.05미만이면 제1 여과층과 제2 여과층의 포집능력에 차이가 지나치게 되므로 대부분의 입자가 제1 여과층에서 잡히지 않으며 제2 여과층의 표면에서 막힐 가능성이 있으므로 바람직하지 않다. 반대로, 이러한 값이 0.9배를 초과하면 제1 여과층과 제2 여과층의 포집능력에 차이가 너무 없으므로 복수의 층으로 나누는 의미가 거의 없어지게 된다. 또한, 이러한 값의 최적치는 여과전 액중의 입도분포에 따르므로 일률적으로는 말할 수 없지만 일반적으로는 여과전 액중에 다양한 크기의 입자가 함유되는 경우에는 이러한 값을 작게 하는 것이 바람직하며 반대로 여과전 액중과 비교적 크기가 일치되는 입자가 함유되어 있는 경우에는 이러한 값을 크게 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 이하, 제2 여과층으로서 유용한 여과층의 예를 든다.

제2 여과층으로서 유용한 것의 하나로서 유공 원통체의 주위에 유공 시트를 층상으로 감아 돌린 것을 사용할 수 있다. 유공 시트로서 부직포, 직포, 멤브레인 시트, 여과지, 철망 등을 들 수 있다. 이러한 필터의 구조를 도 17에 도시한다. 유공 원통체(26)에는 사출성형한 유공 플라스틱 코어나 스텐레스 등의 금속 가공품 등을 사용할 수 있지만 여과 압력에 견디는 정도의 강도를 갖는 것이면 특별히 한정하지 않는다. 유공 시트(27)은 층상으로 감아 돌려 초기 80% 포집 입자 직경을 달성할 수 있으면 문제가 없으며 이러한 부직포의 단위면적당 중량, 섬유 직경 등의 결정에는 공지된 방법, 예를 들면, 멜트 블로우 부직포를 사용하는 것이면, 일본 공개특허공보 제(평)10-174822호에 기재된 방법을 응용할 수 있다. 또한, 유공 원통체에 직접 유공 시트을 감으면 유공 시트의 표면적이 작아지므로 유공 원통체의 주위에 필터 카트리지 전체의 외부직경의 5 내지 20% 정도의 크기로 제1 여과층과 동일한 구조의 제3 여과층을 설치한 3층 구조로 해도 양호하다. 또한, 층상으로 감으면 제조방법에 따라서는 공수가 많아지므로 미리 부직포를 원통체로 성형하고 이것을 단순히 코어에 덮는 것만으로도 양호하다. 또한, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 두 종류 이상의 섬유 직경이나 공극율 등이 상이한 부직포를 단계적으로 감아도 상관없다.

제2 여과층의 별도의 유용한 것의 하나로서 도 18에 도시된 바와 같은 구조의 것이 있다. 즉, 유공 원통체(26)의 주위에 열가소성 섬유로 이루어지고 이의 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양 장섬유 부직포를 능직 모양으로 감아 붙인 여과층(28)과 유공 시트(27)을 층상으로 감아들게 하면서 여과층(28)으로부터 연속하여 띠 모양 장섬유 부직포가 능직 모양으로 감아 붙여진 여과층(29)로 이루어진 2층 구조의 것을 사용할 수 있다. 이러한 필터는 앞에 기재한 도 17에 도시한 필터와 일견 유사해 보이지만 도 17의 제2 여과층(27)은 유공 시트만이 감긴 데 대해 도 18의 필터의 제2 여과층의 일부인 여과층(29)는 당해 제법용의 유공 시트와 유공 시트 사이에 와인드한 띠 모양 장섬유 부직포가 들어간다는 차이가 있다.

제2 여과층의 별도의 유용한 한 가지로서 유공 원통체의 주위에 유공 시트를 주름 모양으로 절곡하여 원통체로 성형한 것을 들 수 있다. 이러한 필터의 구조를 도 19에 도시한다. 유공 시트로서는 동일하게 부직포, 직포, 멤브레인 시트, 여과지, 철망 등을 들 수 있다. 이들 유공 시트의 가공에는 공지된 방법, 예를 들면, 일본 공개특허공보 제(평)6-262013호에 기재되어 있는 방법을 사용할 수 있다. 이를 사용하는 경우에는 여과재의 표면적이 크므로 통수성이 우수한 필터로 된다. 제2 여과층의 별도의 유용한 한 가지로서 융점차가 10℃ 이상의 두 종류의 열가소성 수지로 이루어진 열접착성 복합섬유로 이루어지고, 또한 열접착성 복합섬유의 교점이 접착된 원통체의 성형체를 들 수 있다. 이러한 필터의 구조를 도 20에 도시한다. 이러한 여과재를 사용하는 경우에는 제2 여과층(31)의 섬유 교점이 접착되어 있으므로 여과 압력이 올라가도 포집된 입자가 유출되는 경우가 적은 우수한 것으로 된다. 이러한 원통체 성형체의 성형방법은 공지된 방법, 예를 들면, 일본 특허공보 제(소)56-43139호, 공개특허공보 제(평)4-126508호에 기재된 방법을 사용할 수 있다.

다음에 본 발명에서 제2 발명에 관해서 구체적으로 말한다.

필터 카트리지의 제2 실시 양태는 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되며, 또한 도 21에 도시된 바와 동일한 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포가 집속된 다음, 도 4에 도시된 바와 같은 유공 원통체(2)에 능직 모양으로 감아 돌려 이루어진 필터 카트리지(1)이다. 즉, 필터 카트리지의 여과층의 소재로서 섬유로 구성되는 미세 다공질 이외에 이러한 미세 다공질보다 충분하게 큰 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포가 사용되고 있으며 이러한 개공부가 있는 것에 따라 집속된 띠 모양의 부직포의 통수 저항이 감소되며 또한, 집속된 띠 모양의 부직포 내부에 적절한 공간이 형성되므로 포집 입자의 포집량이 많아짐으로써 필터 카트리지의 통액성, 여과 수명 등이 우수해진다.

본 발명의 필터 카트리지의 소재로서는 상기한 바와 같이 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착된 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포(이하, 개공부 함유 띠 모양의 부직포라고 한다)가 사용된다.

개공부 함유 띠 모양의 부직포는 미처리의 부직포(이하, 원단 부직포라고 한다)에 펀칭 등에 의해 개공부를 설치하고 슬리트 등에 의해 원하는 폭으로 함으로써 수득된다.

또한, 하기의 설명에서 단순히 부직포라는 경우에는 개공부 함유 띠 모양의 부직포와 원단 부직포의 총칭을 의미한다.

원단 부직포의 공극율은 60 내지 95%, 보다 바람직하게는 70 내지 92%이다. 공극율 60% 내지 95%의 원단 부직포로부터 수득되는 개공부 함유 띠 모양 부직포를 사용하는 경우, 원통체 필터의 여과층은 필요 이상으로 조밀(稠密)해지는 것이 억제되며 필터로서 사용할 때에 압력 손실이 충분하게 억제되며 입자 포집효율을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 원단 부직포의 공극율을 95% 이하로 함으로써 개공부 함유 띠 모양 부직포의 유공 원통체로 감아 돌리는 것이 용이해지며 수득된 원통체 필터의 부하 압력에 따른 변형을 보다 작게 할 수 있다.

개공부 함유 띠 모양의 부직포의 개공부를 설치하는 방법에 관해서 설명한다. 또한, 본 발명에서 개공부의 구멍의 정의는 원단 부직포를 구성하는 섬유로 형성되는 미세 다공질과 상이하며 도 21에 도시된 개공부(2)와 같은 거대 구멍이며 개공부 하나의 면적은 1 내지 400mm²의 것을 말한다. 개공방법의 예로서는 원단 부직포를 펀칭 칼로 펀칭하여 완전하게 제거하는 방법, 니들이나 고압수류 등으로 주위로 섬유를 이동시키는 것으로 개공하는 방법, 가열침으로 섬유를 용융 개공하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 개공부 주변이 융착된 상태나 개공부 내측으로 잔털이 생긴 상태일 수 있다. 또한, 개공부의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 원형, 타원형, 능형, 직사각형, 정방형, 삼각형 등의 여러 가지가다. 또한, 도 22에 도시된 바와 같이 상기한 형상의 것이 혼재된 것 등일 수 있다.

개공부의 전체 면적은 개공부를 포함하는 개공부 함유 띠 모양의 부직포의 전체 면적에 대하여 5 내지 60%이다. 개공부의 면적율이 5% 미만이면 통수성이나 여과 수명의 향상이 충분하지 않다. 또한, 개공부의 면적율이 60%를 초과하면 개공부 함유 띠 모양의 부직포를 유공 원통체에 감아 돌릴 때에 개공부 함유 띠 모양의 부직포의 파단이나 신장 등이 발생하며 여과 성능이 안정적인 필터 카트리지를 제조하는 것이 곤란하다.

본 발명의 필터 카트리지에 사용되는 개공부 함유 띠 모양의 부직포는 도 23과 같이 주름을 갖는 것(이하, 주름 모양 물체라고 한다)이 바람직하게 사용된다. 주름은 이미 기재된 방법에 따라 형성시킬 수 있다. 주름 형성 가이드의 다른 예로 서는 이의 단면 형상이 대략 파형 간극을 가지고 성형된 것, 복수의 이형 가이드류를 조합한 것, 도 11에 도시된 바와 같은 가이드와 기타 주름 형성 가이드 등을 병용한 것 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서는 개공부 함유 띠 모양의 부직포에 가연한 다음, 유공 원통체에 감아 붙인 필터 카트리지로 할 수 있다. 개공부 함유 띠 모양의 부직포에 가연하면 개공부 함유 띠 모양의 부직포가 집속된 상태인 집속물의 굵기나 외관상의 공극율을 변화시킬 수 있으므로 꼬임 수에 의한 여과 정밀도의 조절할 수 있게 된다. 또한, 주름 형상이 꼬임에 의한 장력으로 고정되며 여과시의 압력에 대하여 붕괴되기 어려워지며 여과 성능이 안정된다. 이러한 꼬임 수는 개공부 함유 띠 모양의 부직포 1m당 15 내지 150회의 범위가 바람직하다. 꼬임 수가 15회/m보다 작아지면 꼬임에 의한 효과가 거의 얻어지지 않는다. 또한, 150회/m를 초과하면 개공부 함유 띠 모양의 부직포가 강하게 교락되며 섬유가 막힌 상태로 되며 입자 포착성이 나빠지므로 바람직하지 않다. 필터 카트리지의 제조방법은 이미 기재된 방법에 따라 실시한다.

본 발명에서는 필터 카트리지의 여과층의 일부에 개공부 함유 띠 모양의 부직포 이외의 다공성 재료를 사용해도 상관없다. 이의 예로서는 폴리에틸렌/폴리프로필렌 복합섬유 부직포, 멜트 블로우법 극세 섬유 부직포, 폴리에틸렌 미세 다공질막, 폴리테트라플루오로에틸렌 미세 다공질막, 활성탄 섬유, 항균성 섬유 등을 혼합한 부직포, 부직포 중에 이온교환 수지, 활성탄 입자 등을 담지한 부직포 등을 예시할 수 있다. 이러한 개공부 함유 띠 모양의 부직포 이외에 다공성 재료의 사 용에 의해 여과 정밀도의 조절, 항균성이나 금속 이온 흡착성 등의 기능 부여 등의 효과가 얻어진다.

본 발명에서 제3의 발명에 관해 구체적으로 말한다.

본 발명의 제3의 실시 양태는 열가소성 섬유로 이루어진 띠 모양의 부직포를 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지의 양 단부에 평활하면서, 또한 밀봉할 때에 탄력성을 갖는 말단면 밀봉부가 설치된 필터 카트리지이다.

본 발명에서 말단면 밀봉부는 필터 카트리지의 양 단부에 일체화하여 설치된 평활한 필름상의 부분이다. 이러한 말단면 밀봉부를 설치함으로써 하우징과의 밀착성이 우수한 액체 여과용 원통체 필터 카트리지가 수득된다.

본 발명에서 말단면 밀봉부는 필터 카트리지의 양 단부(이하, 필터 양 단부라고 약칭한다)를 구성하는 띠 모양의 부직포가 용융되거나 연화에 의해 형성되는 것이 바람직하며 수득된 말단면 밀봉부는 필터 카트리지와 일체화되어 있으므로 박리 등의 문제가 발생하지 않는다. 이의 한 가지 예를 도 4에 도시한다.

다음에 필터 양 단부의 말단면 밀봉부를 형성시키는 방법에 관해서 설명한다.

말단면 밀봉부는 필터 양 단부를 구성하는 띠 모양의 부직포를 열, 용매, 초음파 등에 의해 용융하거나 연화시킨 다음, 평활한 말단면으로 되도록 형을 갖추면서 고화시킴으로써 형성된다. 본 발명에서는 열가소성 섬유로 이루어진 띠 모양의 부직포를 사용하고 있으므로 열을 사용하는 방법이 바람직하다. 이러한 경우의 가열방법은 열풍이나 적외선 등으로 가열을 실시하는 방법, 열판에 접촉시켜 직접 가열을 실시하는 방법을 들 수 있다. 어느 방법이라도 가열할 수 있지만 말단면의 평활성과 가열조건 설정이 용이성을 고려하면 열판에 접촉시켜 직접 가열을 실시하는 방법이 바람직하다. 이와 같이 만들어진 필터 카트리지의 한 가지 예를 도 4에 도시한다.

이의 가열 정도는 필터 양 단부의 융착 부분의 두께가 10 내지 1000㎛로 되도록 하는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 융착 부분의 두께란 융착에 의해 원래의 띠 모양의 부직포의 섬유가 필름화하고 있는 부분의 두께를 가리킨다. 이의 한 가지 예를 도 24의 A에 도시한다. 이러한 가열이 약하면 띠 모양의 부직포의 융착 부족에 의해 필터 양 단부의 평활성이 적어지므로 가열을 실시하는 의미가 없어진다. 반대로 이러한 가열이 강하면 필터 양 단부가 경화되므로 밀봉할 때에 탄력성이 떨어지므로 바람직하지 않다. 가열조건은 사용할 수지나 가열방법에 따라 상이하므로 일률적으로는 말할 수 없지만 사용하는 열가소성 수지의 융점(2성분 이상으로 이루어진 재료를 사용하는 경우에는 이중의 저융점 성분의 융점)보다 5 내지 20℃ 정도 높은 온도에서 1 내지 10초 동안 가열하는 정도이다.

이러한 가공에 의해 필터 양 단부에 평활한 말단면 밀봉부가 형성되므로 밀봉성은 향상된다. 이 효과는 필터 양 단부가 단순히 필름화되는 것만에 의해 얻어지는 것은 아니다. 도 25에 본 방법에 따라 수득된 필터 카트리지의 일부 절단도, 도 24에 이의 말단부의 확대도를 도시한다. 이러한 필터 카트리지는 도 25에 도시된 바와 같이 이의 내부에 집속된 띠 모양의 부직포(3)가 밀집된 형상으로 되어 있다. 이와 같이 집속된 띠 모양의 부직포(3)는 하나 하나가 방적사 등과 비교하여 적절한 탄력을 갖는다. 따라서 이러한 필터 카트리지는 말단면의 융착 없이도 방적사로부터 만들어진 필터 카트리지와 비교하면 말단부의 밀봉성이 우수한 것으로 된다. 또한, 본 발명의 필터 카트리지는 말단부 부근의 집속된 띠 모양의 부직포(7)가 도 24에 도시된 바와 같이 말단부의 융착부(4)와 일체화된 구조를 취하고 있으므로 보다 평활성과 탄력성이 우수하다. 한편, 종래의 방적사를 사용하는 실패형 필터 카트리지 말단부의 단면 확대도를 도 26에 도시한다. 이러한 필터 카트리지의 말단부는 방적사가 단순히 병렬되어 있을 뿐이므로 요철이 많으며 밀봉성이 결핍된다. 또한, 방적사를 사용하는 실패형 필터 카트리지 말단부를 열융착해도 방적사는 부직포와 비교하여 열접착성이 떨어지므로 도 27에 도시된 바와 같이 인접한 방적사끼리 접착할 뿐이며 말단부의 요철은 평활화되지 않는다. 이때에 다시 온도를 올려도 용융한 방적사에 의해 경화 필름이 형성될 뿐이며 본 발명과 같이 적절한 탄력성이 있는 말단면 밀봉부는 되지 않는다.

이와 같이 필터 양 단부를 구성하는 띠 모양의 부직포 만을 융착해도 평활한 말단면 밀봉부가 형성되어 밀봉성은 향상되지만 도 28에 도시된 바와 같이 필터 카트리지의 말단부에서 필터 측면 외주까지를 구성하는 띠 모양의 부직포를 융착할 수 있다. 이에 따라 필터 카트리지의 형상 안정성이 한층 향상된다. 융착의 길이B는 필터 카트리지의 통액성을 극도로 억제하지 않는 범위로 한다. 이러한 필터 카트리지의 일부 절단도와 이의 말단부의 확대도를 각각 도 29 및 도 30에 도시한다.

한편, 말단면 밀봉부는 필터 양 단부를 구성하는 띠 모양의 부직포를 그대로 가열 등에 의해 융착하는 것은 아니며 필터 양 단부 표면에 상기한 양 단부를 구성하는 띠 모양의 부직포에 사용되는 열가소성 섬유의 성분인 열가소성 수지의 하나 이상과 동일한 수지로 이루어진 시트를 붙이고 필요에 따라 융착하여 형성할 수 있다. 여기서, 예를 들면, 프로필렌 단독중합체와 프로필렌-α-올레핀 공중합체과 같이 동일한 수지로 간주할 수 있다.

붙이는 방법으로서는 결합제를 사용하는 방법, 열접착법 등을 예시할 수 있지만 박리 등의 문제가 적은 열접착법이 바람직하다.

상기한 시트는 필름, 부직포, 직포 등의 시트상으로 되어 있으면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 상기 시트에 사용하는 수지가 띠 모양의 부직포에 사용되는 열가소성 섬유의 성분인 열가소성 수지와 상이한 수지라도 상용성이 높으면 사용할 수 있다.

띠 모양의 부직포를 구성하는 섬유에 저융점 수지와 고융점 수지로 이루어진 복합섬유를 사용하면 융착 정도를 조절하기 쉬워지므로 말단부의 공극율의 조정도 용이하게 된다.

본 발명에서 제4의 발명에 관해서 구체적으로 기재한다.

본 발명의 제4의 실시 양태는 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되며 또한, 도 31, 도 32에 도시된 바와 같은 설편(舌片)부를 갖는 띠 모양의 부직포가 집속된 다음, 도 4에 도시된 바와 같은 유공 원통체(2)에 능직 모양으로 감아 돌려 이루어진 필터 카트리지(1)이다. 필터 카트리지의 여과층의 소재로서 설편부를 갖는 띠 모양의 부직포를 사용하는 것으로 띠 모양의 부직포의 집속물로 형성되는 간극에 설편부가 존재하므로 종래에는 공극을 통과하여 포집할 수 없었던 입자가 설편부에 포집되며 포집 효율이 향상되며, 또한 설편부의 요철에 의한 입자 포집 면적의 증가에 의해 입자의 포집량이 많아짐으로써 필터 카트리지의 여과 정밀도, 여과 수명 등이 우수해진다.

본 발명의 필터 카트리지의 소재로서는 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착된 설편부를 갖는 띠 모양의 부직포(이하, 설편부 함유 띠 모양의 부직포라고 한다)가 사용된다.

설편부 함유 띠 모양의 부직포는 미처리 부직포(이하, 원단 부직포라고 한다)를 슬리트 등에 의해 원하는 폭으로 한 다음, 가압된 칼 부착 롤과 고무 롤 사이에 통과시켜 절단하는 방법 등으로 수득된다. 슬리트 등은 원단 부직포에 절단을 가한 후에 실시해도 상관없다.

원단 부직포의 공극율은 60 내지 95%, 보다 바람직하게는 65 내지 92%이다. 공극율 60 내지 95%의 원단 부직포로부터 수득되는 설편부 함유 띠 모양 부직포를 사용하는 경우, 원통체 필터의 여과층은 필요 이상으로 조밀해지는 것이 억제되며 필터로서 사용할 때에 압력 손실이 충분하게 억제되며 입자 포집효율을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 원단 부직포의 공극율을 95% 이하로 함으로써 설편부 함유 띠 모양 부직포의 효과적인 원통체로 감아 돌리는 것이 용이해지며 수득되는 원통체 필터의 부하 압력에 따른 변형을 보다 작게 할 수 있다.

다음에 설편부에 관해서 설명한다. 설편부는 띠 모양의 부직포의 일부에 절단을 가하거나 부직포의 일부를 제거하는 것으로 형성된다. 설편부의 예로서는 도 31(A)(B)(C)와 같이 띠 모양의 부직포의 가장자리(4)로부터 설편부(3)로 되는 절단(2)을 가한 형상이나 도 32(A)(B)(C)와 같이 띠 모양의 부직포의 면내에 설편부(3)로 되는 형상의 절단(2)을 가한 형상이 기재된다. 띠 모양의 부직포에 형성되는 설편부(3)의 길이나 크기는 모두 동일하지 않아도 양호하며 절단(2)의 방향, 형상, 형상의 방향 등에 관해서도 상이한 것이 혼재하거나 도 31과 도 32의 형상을 조합한 것이라도 상관없다. 또한, 띠 모양의 부직포(1)에서 설편부(3)의 위치가 길이 방향에 대하여 좌우 대칭이 아니라도 양호하며, 또한 한쪽에만 배치시켜도 양호하다. 단, 설편부 함유 띠 모양의 부직포(1)가 미리 유공 원통체에 감기는 방향을 상류, 역방향을 하류로 하는 경우, 도 31과 같은 형상에 관해서는 상류측에서 하류측을 향하여 절단이 가해지는 형상, 도 32의 형상에 관해서는 띠 모양의 부직포와 연결되는 부분이 하류측에 있는 편이 유공 원통체에 감아 붙일 때, 와인더의 가이드를 통해 띠 모양의 부직포가 압착될 때에 설편부(3)가 서기 쉬우며 설편부(3)에 의한 효과가 보다 현저하게 나타나므로 바람직하다.

띠 모양의 부직포에 설편부를 형성하는 방법예로서는 설편부로 되는 절단을 넣기 위한 칼을 가지는 프레스용 금형을 사용하고 이러한 금형을 고정한 테이프용 연속 프레스기에 띠 모양의 부직포를 통과시키는 방법, 한쪽에 설편부로 되는 절단을 넣기 위한 칼을 가지는 롤과 플래트 롤로 가압하는 동안에 띠 모양의 부직포를 통과시키는 방법, 고압수류에 의해 절단하는 방법이나 가열된 칼을 압박하거나 레이저 광선에 의해 용융 제거하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 원단 부직포에 설편부를 가공한 다음, 슬리트하여 설편부 함유 띠 모양의 부직포로 해도 좋다.

상기한 설편부의 전체 면적은 설편부 함유 띠 모양의 부직포의 전체 면적에 대하여 10 내지 80%이다. 또한, 부직포가 제거되어 있는 경우에는 그 부분의 면적은 계산에 포함되지 않는다. 설편부의 면적율이 10% 미만이면 설편부에 의한 여과 정밀도나 여과 수명의 향상이 나타나지 않으며 80%를 초과하면 설편부 함유 띠 모양의 부직포의 강도가 저하되어 필터 카트리지에 대한 가공이 곤란해진다. 또한, 여기서 말하는 설편부의 면적이란 도 31과 같은 형상에 관해서는 도 33(A) 또는 (B)에 도시된 바와 같이 띠 모양의 부직포의 가장자리(4)와 절단(2) 및 절단(2)의 양 단부끼리 연결한 선(파선으로 나타낸다)으로 포위한 사선의 부분, 도 32와 같은 형상에 관해서는 도 34(A) 또는 (B)에 도시한 바와 같이 절단(2)과 절단(2)의 말단끼리를 연결한 선(파선으로 나타낸다)으로 포위한 사선 부분이 해당된다.

상기한 설편부 함유 띠 모양의 부직포를 가연한 다음, 유공 원통체에 감아 붙이는 방법도 바람직하게 사용된다. 설편부 함유 띠 모양의 부직포에 가연하면 설편부 함유 띠 모양의 부직포에 대하여 설편부가 일어서고 그 상태가 확실하게 유지되므로 가연할 때와 비교하여 설편부에 의한 효과가 향상된다. 또한, 단위 길이당 꼬임 수에 의해 설편부 함유 띠 모양의 부직포의 공극율을 변화시킬 수 있으므로 여과 정밀도를 조정할 수 있다. 또한, 바람직한 꼬임 수는 이미 기재한 바와 같다. 필터 카트리지의 제조방법은 이미 기재한 방법에 따른다.

본 발명에서 제5의 발명에 관해서 구체적으로 기재한다.

본 발명의 제5의 실시 양태는 열가소성 섬유를 함유하는 띠 모양의 부직포를 2개 이상 동시에 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙인 것이다.

본 발명의 필터 카트리지는 띠 모양의 부직포를 2개 이상 동시에 유공 원통체에 감아 붙임으로써 띠 모양의 부직포를 1개 단독으로 감아 붙이는 경우보다 통수성, 수명이 우수한 필터 카트리지로 된다. 또한, 감아 붙이는 띠 모양의 부직포의 폭과 개수를 조정하는 것으로 권취 조건을 변경하는 보다 간단하게 필터 카트리지의 여과 정밀도를 조정할 수 있다.

이 경우, 동시에 감아 붙이는 띠 모양의 부직포의 폭 ×단위면적당 중량의 합계치는 200cm·g/m² 이하인 것이 바람직하다. 이러한 값이 200cm·g/m²보다 커지면 띠 모양 부직포의 강성이 너무 강해지므로 이후에 구멍이 있는 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙이기 어려워지며, 또한 섬유량이 너무 많아지므로 밀접하게 감아 붙이는 것이 어려워진다. 또한, 방사폭을 조절하여 직접 띠 모양의 부직포를 만드는 경우에도 바람직한 단위면적당 중량 및 부직포 폭의 범위는 슬리트하여 띠 모양으로 하는 경우와 동일하다.

또한, 띠 모양의 부직포의 폭을 L₁, L₂, L₃,…, L_n(mm)으로 하고 각각의 폭의 띠 모양의 부직포의 감아 붙이는 개수를 N₁, N₂, N₃,…, N_n으로 할 때에 다음 수학식 A의 관계에 기재된 바와 같이 폭×감아 붙이는 개수의 값의 합계치는 7 내지 150인 것이 바람직하다. 단, N₁+N₂+…+N_n의 합계는 2 이상의 정수이다.
수학식 A

7≤(L₁×N₁)+(L₂×N₂)+…+(L_n×N_n)≤150

이러한 값이 7보다 작아지면 섬유량이 너무 적어지므로 여과 정밀도의 조정이 어려워지며 150보다 커지면 섬유량이 너무 많아지므로 밀접하게 감아 붙이는 것이 어려워진다. 또한, 방사폭을 조절하여 직접 띠 모양의 부직포를 만드는 경우에도 위의 수학식 A의 범위는 슬리트하여 띠 모양으로 하는 경우와 동일하다.

띠 모양의 부직포는 하기하는 바와 동일한 방법으로 가공하고 나서 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙일 수 있지만 가공하지 않고 그대로 감아 붙일 수 있다. 이 경우의 제조방법의 한 가지 예를 도 35에 도시한다. 권취기에는 통상적인 실패형 필터 카트리지에 사용되는 와인더를 사용할 수 있다. 공급되는 띠 모양의 부직포(1)는 능직 진동을 하면서 움직이는 세폭공의 트래버스 가이드(2)를 통과한 다음, 보빈(3)에 장치한 유공 원통체(4)에 권취하여 필터 카트리지(5)로 된다. 이러한 트래버스 가이드(2)는 세폭공을 갖는 각종의 것을 이용할 수 있다. 예를 들면, 세폭공이 대략 원형의 것, 대략 타원형의 것, 대략 편평형(扁平形) 등의 형상을 갖는 것을 사용할 수 있다. 또한, 세폭공의 일단에 개구부를 갖는 것 등도 사용할 수 있다.

한편, 띠 모양의 부직포는 가연하거나 집속시켜 주름 모양 물체 등(이하, 띠 모양의 부직포 집속물)으로 하고 나서 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 권취할 수 있다. 가연하는 경우의 제조방법의 한 가지 예를 도 36에 도시한다. 이 경우에도 권취기에는 통상적인 실패형 필터 카트리지에 사용되는 와인더를 사용할 수 있다. 띠 모양의 부직포는 꼬임에 의해서 외관상 굵어지므로 이러한 트래버스 가이드(2)는 도 35의 경우보다 구멍 직경이 큰 것이 바람직하다. 띠 모양의 부직포에 가연하면 단위 길이당의 꼬임 수 또는 트위스트 강도에 따라 띠 모양의 부직포의 외관의 공극율을 변화시킬 수 있으므로 여과 정밀도를 조정할 수 있다. 이때의 꼬임 수는 띠 모양의 부직포 1m당 50 내지 1000회의 범위가 바람직하다. 이러한 값이 50회보다 작아지면 가연하는 효과가 거의 얻어지지 않는다. 또한, 이러한 값이 1000회보다 많아지면 만들어진 필터 카트리지가 통액성이 떨어지게 되므로 바람직하지 않다.

또한, 띠 모양의 부직포에 틈을 넣거나 구멍을 개방하거나 함으로써 통액성을 개선할 수 있다. 이 경우, 틈의 수는 띠 모양의 부직포 10cm당 5 내지 100개 정도가 적당하며 구멍을 개방하는 경우에는 개공부 면적의 비율을 10 내지 80% 정도로 하는 것이 적당하다. 또한, 동시에 복수의 띠 모양의 부직포를 유공 원통체에 감아 붙일 때에 방적사 등의 다른 실을 아울러 감아 붙이는 것으로도 여과 성능을 조정할 수 있다. 또한, 동시에 복수의 띠 모양의 부직포를 능직 진동으로 감아 붙일 때에 광폭의 부직포를 감아들게 하여 조잡한 정밀도의 필터 카트리지를 만들 때의 입자 최대 유출직경을 조정할 수 있다.

하기에 실시예, 비교예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다. 또한, 각 예에서 여과재의 물성이나 여과 성능 등의 평가는 하기에 기재하는 방법으로 실시한다. 또한, 평가결과를 표 1 및 2에 기재한다.

와인더

트래버스 폭(능직 진동의 폭)이 250mm이며 트래버스 가이드(도 5의 12)의 구 멍 직경이 5mm인 와인더를 사용한다. 스핀들 초속은 1500rpm에 설정한다.

부직포의 단위면적당 중량 및 두께

부직포의 면적이 625cm²로(말단면 밀봉부가 설치된 카트리지 필터의 경우, 500cm²)로 되도록 부직포를 잘라내고 이의 중량을 측정하여 1m²당 중량으로 환산하여 단위면적당 중량으로 한다. 또한, 잘라낸 부직포의 두께를 임의로 10점 측정하고 이의 최대치와 최소치를 제외한 8점의 평균을 부직포의 두께(㎛)로 한다.

개공부 함유 띠 모양의 부직포 및 설편부를 갖는 띠 모양의 부직포의 경우, 부직포로부터 개공부를 함유하는 전체 면적이 400cm²로 되는 길이의 부분을 절취하고 이의 중량을 측정하고 1m²당의 중량으로 환산하여 단위면적당 중량(g/m²)으로 한다.

부직포의 섬도

부직포로부터 무작위로 5개소 샘플링하여 이들을 주사형 전자현미경으로 촬영하여 1개소에 대해 20개의 섬유를 무작위로 선택하여 이들 섬유 직경을 측정하고 이의 평균치를 당해 부직포의 섬유 직경(㎛)으로 한다. 또한, 섬도(dtex)는 수득된 섬유 직경과 부직포 원료 수지의 밀도(g/cm³)를 사용하여 다음 수학식으로부터 구한다. 또한, 두 종류 이상의 섬유가 혼면되어 있는 경우에는 각각의 섬유에 대해 상기한 측정을 실시하고 각 섬유의 섬도를 환산한다.

(섬도) = π(섬유 직경)²×(밀도)/400

주름 모양 물체의 단면 형상을 접착제로 고정한 다음, 임의 위치에서 5개소 절단하고 이의 단면을 현미경으로 사진 촬영한다. 이러한 사진으로부터 띠 모양 장섬유 부직포의 접은 금의 수를 산 절곡 또는 곡(谷) 절곡의 어느 경우에도 하나로서 계수하고 절단된 5개소의 2분의 1을 주름 수로 한다.

띠 모양 부직포 집속물의 단면적과 공극율

띠 모양 부직포 집속물의 단면 형상을 접착제로 고정한 다음, 임의의 위치에서 5개소 절단하고 이의 단면을 현미경으로 사진 촬영한다. 이러한 사진을 화상 해석하여 띠 모양 부직포 집속물의 단면적을 구한다. 또한, 이것과는 별도의 장소의 띠 모양 부직포 집속물을 길이 10cm로 절단하고 이의 중량과 먼저 구한 단면적으로부터 다음 수학식을 사용하여 공극율을 구한다.

(띠 모양 부직포 집속물의 외관 체적)= (띠 모양 부직포 집속물의 단면적×띠 모양 부직포 집속물의 절단장)

(띠 모양 부직포 집속물의 진체적)= (띠 모양 부직포 집속물의 중량)/(띠 모양 부직포 집속물의 원료 밀도)

(띠 모양 부직포 집속물의 공극율)= [1-(띠 모양 부직포 집속물의 진체적)/( 띠 모양 부직포 집속물의 외관 체적)]×10O(%)

개공부 함유 띠 모양 부직포의 개공부 면적율

개공부 함유 띠 모양의 부직포로부터 개공부를 함유하는 전체 면적이 400cm²로 되는 길이의 띠 모양의 부직포를 절취하고 이의 개공부의 전체 면적(단위 cm²)을 측정하고 다음 수학식으로부터 개공부 면적율(%)을 산출한다.

(개공부 면적율)= [(개공부의 전체 면적)/400cm²)×100(%)

설편부 함유 띠 모양 부직포의 설편부 면적율

설편부 함유 띠 모양의 부직포로부터 설편부를 함유하는 전체 면적이 400cm²로 되는 길이의 띠 모양의 부직포를 절취하고 이의 설편부의 전체 면적(단위 cm²)을 측정하고 다음 수학식으로부터 설편부 면적율(%)을 산출한다.

(설편부 면적율)= [(설편부의 전체 면적)/400cm²)×100(%)

주름 모양 물체의 주름수

주름 모양 물체를 접착제로 고정한 다음, 5개소 절단하고 이의 단면을 현미경으로 사진 촬영한다. 이러한 사진으로부터 개공부 함유 띠 모양 부직포의 접은 금의 수를 주름의 높은 곳 또는 주름의 낮은 곳의 어느 경우에도 1개로서 계수하고 절단한 5개소의 접은 금의 수를 평균하고 이러한 값의 2분의 1을 주름 수로 한다.

실 간격

표층에 있는 띠 모양 부직포와 인접하는 띠 모양 부직포와의 간격(도 6의 32에 도시한다)을 1개의 필터 카트리지에 관하여 10개소 측정하여 이의 평균을 실 간격으로 한다. 또한, 설편부로서 나온 부분은 제외하고 측정한다.

필터 카트리지의 여과층의 공극율

필터 카트리지의 외부직경, 길이, 중량을 측정하고 공극율을 구한다. 또한, 여과층 그자체의 공극율을 구하기 위해 내부직경의 값에는 구멍이 있는 원통체의 외부직경을 사용하고 중량 값에는 필터 카트리지의 중량으로부터 구멍이 있는 원통체의 중량을 뺀 값을 사용한다.

(필터의 외관 체적)= π[(필터의 외부직경)²-(필터의 내부직경)²]×(필터 길이)/4

(여과층의 진체적)= (여과층의 중량)/(여과층의 원료 수지의 밀도)

(여과층의 공극율)= [1-(여과층의 진체적)/여과층의 외관 체적)]×100(%)

초기 포집 입자 직경, 초기 압력 손실, 여과 수명

순환식 여과 성능시험기의 하우징에 필터 카트리지 1개를 장치하고 펌프로 유량을 매분 30리터로 조절하여 통수 순환한다. 이때, 필터 카트리지 전후의 압력 손실을 초기 압력 손실로 한다. 다음에, 순환하는 물에 JIS Z8901에 정해진 시험용 분체 I의 8종류(JIS 8종류라고 약칭한다. 중위 직경= 6.6 내지 8.6㎛)와 상기 7종류(JIS 7종류라고 약칭한다. 중위 직경: 27 내지 31㎛)를 중량비 1:1로 혼합한 케이크를 매분 0.4g/분으로 연속 첨가하고 첨가 개시로부터 5분후에 여과전 액과 여과액을 채취하여 소정의 배율로 희석한 후에 각각의 액에 함유되는 입자의 수를 광차단식 입자검출기로 계측하여 각 입자 직경에서의 초기 포집효율을 산출한다. 다시 이의 값을 내삽하여 포집 효율 80%를 나타내는 입자 직경을 구한다. 또한, 추가로 계속하여 케이크를 첨가하고 필터 카트리지의 압력 손실이 0.2MPa에 도달할 때에도 동일하게 여과전 액과 여액을 채취하여 0.2MPa일 때의 포집 입자 직경을 구한다. 또한, 케이크 첨가 개시로부터 O.2MPa에 도달하기까지의 시간을 여과 수명으로 한다. 또한, 여과 수명이 1000분에 도달해도 압 차이가 0.2MPa에 도달하지 않는 경우에는 그 시점에서 측정을 중단한다. 각 층의 초기 80% 포집 입자 직경은 앞에 기재한 바와 같이 가운데가 공동인 유공 플라스틱 성형품을 더미(dummy)로서 사용하고 각각의 층만을 동일 조건으로 만들어 측정한다. 설편부를 갖는 띠 모양의 부직포의 경우, 채취한 액을 소정의 배율로 희석한 후에 각각의 액에 함유되는 입자 직경마다의 입자수를 광차단식 입자검출기를 사용하여 입자 직경마다의 포집 효율을 산출한다. 다음에 이러한 값을 내삽하여 포집 효율 80%와 98%를 나타내는 입자 직경을 구하고 각각을 여과 정밀도①, 여과 정밀도②(㎛)로 한다.

최대 통과 입자 직경과 말단면의 밀봉성

상기한 초기 포집 입자 직경을 측정할 때와 동일하게 케이크를 매분 0.4g/분으로 연속 첨가하고 첨가 개시로부터 5분후에 여액을 채취한다. 이러한 여액중의 입자를 여액 50cm³을 5mm 간격 격자의 괘선이 들어간 구멍 직경 O.8㎛의 니트로셀룰로스 멤브레인 여과지로 여과 분리한다. 이러한 여과지에 사용된 격자를 임의로 10매스 선택하고 이중에 존재하는 최대 입자의 원 상당 직경을 당해 필터의 최대 통과 입자 직경으로 한다. 한편, 동일 조건에서 만든 필터 카트리지의 말단면을 접착제로 완전히 밀봉한 다음, 하우징과 필터 카트리지를 접착제로 완전히 접착하는 것으로 말단면에서 누출이 전혀 없도록 하여 동일한 측정을 실시하고 전번의 결과와 비교하여 밀봉성을 평가한다.

초기 여액의 기포 및 섬유 탈락

순환식 여과 성능시험기의 하우징에 필터 카트리지 1개를 장치하고 펌프로 유량을 매분 10리터로 조절하여 이온교환수를 통수한다. 초기 여액을 1리터 채취하고 이중에서 25cm³를 비색병에 채취하여 격렬하게 교반하고 교반 정지 10초 후에 기포를 발견했다. 그리고 기포의 체적(액면에서 기포의 정점까지의 체적)이 10cm³ 이상인 경우를 ×, 10cm³ 미만인 동시에 직경 1mm 이상의 기포가 5개 이상 보이는 경우를 △, 직경 1mm 이상의 기포가 5개 미만의 경우를 ○로 하여 기포 생성을 판정한다. 또한, 초기 여액 500cm³를 구멍 직경 O.8㎛의 니트로셀룰로스 여과지에 통과시키고 여과지 1cm²당 길이 1mm 이상의 섬유가 4개 이상인 경우를 ×, 1 내지 3개의 경우를 △, 0개의 경우를 ○으로 하여 섬유 탈락을 판정한다.

본 발명의 제 1 발명에 따른 제1 여과층과 제2 여과층으로 이루어진 필터 카트리지의 경우의 실시예는 이하에 나타낸다.

실시예 1

제2 여과층으로서 내부직경 30mm, 외부직경 34mm, 길이 250mm이며 6mm 각의 구멍이 180개 개방되어 있는 폴리프로필렌제 사출성형품인 유공 원통체의 주위에 단위면적당 중량 50g/m², 두께 300㎛, 섬유 직경 2㎛의 폴리프로필렌제 멜트 블로우 부직포를 1.1바퀴의 층상으로 감아 돌린 것을 사용한다. 또한, 띠 모양 장섬유 부직포용의 장섬유 부직포로서 단위면적당 중량 22g/m², 두께 200㎛, 섬도 2dtex이며 섬유 교점이 열 엠보싱 롤로 열압착된 폴리프로필렌제 스펀 본드 부직포를 사용한다. 이러한 장섬유 부직포를 폭 50mm로 슬리트하여 띠 모양 장섬유 부직포로 한다. 그리고 와인더의 보빈에 제2 여과층을 설치하고 와인더까지의 사도에 직경 5mm의 원형 구멍의 가이드를 설치하여 띠 모양 장섬유 부직포를 직경 약 5mm로 집속시켜 제2 여과층에 스핀들 초속 1500rpm에서 띠 모양 장섬유 부직포의 간격이 1mm로 되도록 와인드수를 조정하여 유공 원통체에 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 도 18에 기재된 바와 같은 필터 카트리지(3)를 수득한다.

실시예 2

장섬유 부직포를 폭 10mm로 슬리트하고 ,또한 실 간격이 1mm로 되도록 와인드수를 조정하는 이외에는 모두 실시예 1과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 1과 동일한 정도의 성능의 필터로 된다. 그러나, 권취에 요하는 시간은 실시예 1의 시간보다 길어진다.

실시예 3

장섬유 부직포의 구성 섬유로서 저융점 성분이 선형 저밀도 폴리에틸렌(융점 125℃), 고융점 성분이 폴리프로필렌으로서 중량비 5:5인 쉬쓰 코어(sheath-core)형 복합섬유를 사용하는 이외에는 전부 실시예 1과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 1에 기재한 필터보다 여과 수명이 긴 필터로 된다. 이것은 제1 여과층의 섬유 교점이 견고하게 접착되어 있으므로 제1 여과층의 포집능력이 안정적이며 제2 여과층에 이러한 부담이 감소되기 때문이라고 생각된다.

실시예 4

섬유 교점의 열접착 방법을 열 엠보싱 롤로부터 열풍순환식 가열장치로 변경하는 이외에는 전부 실시예 3과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 3에 기재된 필터보다 약간 여과 수명이 짧은 필터로 된다. 이것은 제1 여과층의 섬유 교점의 접착이 실시예 3만큼은 견고하지 않기 때문이라고 생각된다.

실시예 5

장섬유 부직포의 섬도를 10dtex로 변경하는 이외에는 전부 실시예 1과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 1에 기재된 필터보다 여과 수명이 짧은 필터로 된다.

실시예 6

띠 모양 장섬유 부직포를 집속하지 않고 대신에 1m당 100회 가연하는 이외에는 전부 실시예 1과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 1에 기재된 필터와 동일한 정도의 성능의 필터로 된다.

실시예 7

띠 모양 장섬유 부직포를 도 13(A)에 도시된 바와 같은 단면 형상으로 가공하여 주름 수 4의 주름 모양 물체를 수득한다. 이러한 주름 모양 물체를 집속한 띠 모양 장섬유 부직포를 대신에 사용하는 이외에는 전부 실시예 1과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 1에 기재된 필터보다 약간 여과 수명이 긴 필터로 되지만 압력 손실은 커진다. 실시예 1에 기재된 필터와 비교하여 압력 손실이 커진 것은 주름 모양 물체의 주름이 평행하므로 주름에 수직한 방향에서 여과 압력이 걸려 여과재의 공극율이 작아지기 때문이다.

실시예 8

띠 모양 장섬유 부직포를 도 13(B)에 기재된 바와 같은 단면 형상으로 가공하여 주름 수 7의 주름 모양 물체를 수득한다. 이러한 주름 모양 물체를 사용하는 이외에는 전부 실시예 7과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 1에 기재된 필터보다 수명이 긴 필터임에도 불구하고 통수성은 실시예 1에 기재된 필터와 동등한 우수한 필터로 된다.

실시예 9

띠 모양 장섬유 부직포를 도 13(C)에 도시된 바와 같은 단면 형상으로 가공하여 주름 수 15의 주름 모양 물체를 수득한다. 이러한 주름 모양 물체를 사용하는 이외에는 전부 실시예 7과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 8에 기재된 필터보다 더욱 수명이 긴 필터임에도 불구하고 통수성은 실시예 1에 기재된 필터와 동등한 우수한 필터로 된다.

실시예 10

별도의 주름 형성 가이드를 사용하여 띠 모양 장섬유 부직포의 주름 수를 41로 하는 이외에는 모두 실시예 9와 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 9에 기재된 필터보다 더욱 수명이 긴 필터임에도 불구하고 통수성은 실시예 1에 기재된 필터와 동등한 우수한 필터로 된다.

실시예 11

띠 모양 장섬유 부직포를 밀접하게 집속하여 주름 모양 물체의 공극율을 72%로 하는 이외에는 전부 실시예 9와 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 9보다 수명이 짧은 필터로 된다.

실시예 12

감아들게 하기 위한 부직포로서 실시예 1과 동일한 멜트 블로우 부직포를 사용한다. 띠 모양 장섬유 부직포도 실시예 1과 동일한 것을 사용한다. 그리고 실시예 1과 동일한 유공 원통체의 주위에 띠 모양 장섬유 부직포를 실시예 1과 동일한 조건으로 외부직경 45mm로 될 때까지 능직 모양으로 감아 붙인다. 다음에 계속하여 띠 모양 장섬유 부직포를 능직 모양으로 감아 붙이는 동시에 감아들게 하기 위한 부직포를 층상으로 1.1바퀴 감아 붙인다. 다시 계속하여 띠 모양 장섬유 부직포 만을 능직 모양으로 외부직경 62mm로 될 때까지 감아 붙여 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 실시예 1과 동일한 정도의 정밀도의 필터로 되지만 통수성이 약간 우수한 것으로 된다. 이것은 층상의 부직포가 실시예 1보다 외주측에 오므로 부직포 표면적이 증대하기 때문이라고 생각된다.

실시예 13

섬유 직경 1㎛, 단위면적당 중량 30g/m²이며 플래트 롤에 의해 공극율 50%로 될 때까지 압축된 폴리프로필렌제 멜트 블로우 부직포를 준비한다. 이러한 멜트 블로우 부직포의 양측에 단위면적당 중량 22g/m²이며 섬도 2dtex의 폴리프로필렌제 스펀 본드 부직포를 중첩하고 산 높이 8mm에서 주름 접기 가공하고 산의 수 75로 절단하여 양 단부를 연결하여 원통체로 하고 실시예 1과 동일한 유공 원통체의 주위에 배치하여 제2 여과층으로 한다. 그 주위에 실시예 1과 동일한 방법으로 제1 여과층을 만들고 도 19에 도시된 바와 같은 원통체 필터 카트리지를 수득한다.

실시예 14

섬도 2dtex, 섬유 길이 64mm이며 고밀도 폴리에틸렌과 폴리프로필렌으로 이루어진 쉬쓰 코어형 복합섬유를 카드기로 웹으로 하고 원적외선 가열기로 145℃로 가열하고 1m당 1.5kg의 스텐레스제 심봉에 외부직경 45mm로 될 때까지 감아 붙이고 냉각시킨 후에 심봉을 빼내어 원통체를 수득한다. 이러한 원통체를 제2 여과층으로 하는 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다.

비교예 1

띠 모양 부직포 대신에 섬도 3dtex의 섬유를 방적한 직경 2mm의 폴리프로필렌제 방적사를 사용하여 실 간격을 1mm로 하는 이외에는 전부 실시예 1과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터 카트리지는 여과 수명이 실시예 1보다 짧아진다. 또한, 초기 여액에는 기포가 있다.

비교예 2

띠 모양 부직포 대신에 폭 50mm로 절단한 JIS P3801에 규정된 여과지 1종류를 사용하는 이외에는 전부 실시예 1과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터 카트리지는 초기 포집 입자 직경이 실시예 1과 동일한 정도로 되지만 초기 압력손실이 크고 또한, 여과 수명이 극단적으로 짧다.

비교예 3

섬도 5dtex에서 단위면적당 중량 50g/m²의 장섬유 부직포를 25cm 폭으로 슬리트하고 실시예 1과 동일하게 제2 여과층의 주위에 층상으로 방법으로 선압 1.5kg/m에서 감아 붙여 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터의 초기 포집직경은 실시예 1과 동일한 정도이지만 통수성이 나쁘며 여과 수명이 짧다.

	감아 올림		제1 여과층	제2 형과층		필터 여과 성능
	실간격 (mm)	필터 공극률 (%)	초기포집 입자 직경(㎛)	형태	초기포집 입자 직경(㎛)	초기포집 입자 직경(㎛)	초기압력 손실(MPa)	0.2MPa시 포집입자 직경(㎛)	여과 수명(분)	기포	섬유탈락
실시예 1	1	82	13	층상	5	5	0.003	5	20	O	O
실시예 2	1	81	12	층상	5	5	0.003	5	20	O	O
실시예 3	1	81	12	층상	5	5	0.003	5	30	O	O
실시예 4	1	82	13	층상	5	5	0.003	5	25	O	O
실시예 5	1	83	30	층상	5	5	0.003	5	15	O	O
실시예 6	1	81	13	층상	5	5	0.003	5	20	O	O
실시예 7	1	82	11	층상	5	5	0.004	5	20	O	O
실시예 8	1	82	11	층상	5	5	0.003	5	25	O	O
실시예 9	1	82	10.5	층상	5	5	0.003	5	27	O	O
실시예 10	1	82	10.0	층상	5	5	0.003	5	30	O	O
실시예 11	1	83	30	층상	5	5	0.003	5	15	O	O
실시예 12	1	82	13	감아 들어감	5	5	0.002	5	20	O	O
실시예 13	1	82	13	주름접기	1	1	0.001	5	20	O	O
실시예 14	1	82	13	원통체	10	10	0.001	5	35	O	O
비교예 1	1	76	18	층상	5	5	0.003	5	10	×	△
비교예 2	1	72	11	층상	5	5	0.006	5	8	O	△
비교예 3	-	80	12	층상	5	5	0.004	5	10	O	O

본 발명의 제2 발명에 따른 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포를 감아 붙여 제조된 필터 카트리지의 실시예는 하기에 기재한다.

실시예 15

원단 부직포로서 섬도 3.1dtex, 섬유 길이 51mm의 폴리프로필렌 섬유 60중량%와 섬도 1.8dtex, 섬유 길이 38mm의 레이욘 40중량%를 혼합한 카드 웹을 형성한 후, 열 엠보싱 롤 프레스기에 의해 열압착부의 면적율을 15%로 하는 것을 사용한다. 원단 부직포를 펀칭법으로 원형의 개공부를 형성한 다음, 슬리트하여 폭 45mm, 단위면적당 중량 30g/m², 개공부 면적율 7%의 개공부 함유 띠 모양의 부직포를 수득한다. 개공부 함유 띠 모양의 부직포를 도 11에 도시된 바와 같은 주름 형성 가이드를 통과시켜 내부직경 30mm, 외부직경 34mm, 길이 250mm의 폴리프로필렌제 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙여서, 외부직경 63mm, 길이 250mm, 여과층의 공극율 82%, 주름 수 5, 실 간격 1.0mm의 필터 카트리지를 제조한다.

여과 성능의 측정 결과를 표 3에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 포착 입자 직경이 약 15㎛이며 통수성, 기타 여과 성능이 양호하다. 특히 압력 상승시의 여과 정밀도의 저하가 적으며 여과 수명이 우수한 필터이다.

실시예 16

원단 부직포로서 섬도 3.2dtex, 섬유 길이 51mm의 고밀도 폴리에틸렌을 쉬쓰 성분, 폴리프로필렌을 코어 성분으로 하는 쉬쓰 코어형 복합섬유 70중량%와 섬도 2.2dtex, 섬유 길이 18 내지 36mm의 면섬유 30중량%를 혼합한 카드 웹을 형성한 후, 니들을 찌르는 것으로 부분적으로 원형의 개공부를 형성하고 열풍 스루 에어형 가열기로 섬유 교점을 열접착한 개공부 함유 부직포를 사용한다. 개공부 함유 부직포를 슬리트하여 폭 45mm, 단위면적당 중량 28g/m², 개공부 면적율 10%의 개공부 함유 띠 모양의 부직포를 수득한다. 개공부 함유 띠 모양의 부직포에 30회/m의 가연을 한 다음, 실시예 15와 동일한 제법으로 외부직경 63mm, 길이 250mm, 여과층의 공극율 81%, 주름 수 8, 실 간격 1.2mm의 필터 카트리지를 제조한다.

여과 성능의 측정결과를 표 3에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 포착 입자 직경이 약 14㎛이며 통수성, 기타 여과 성능이 양호하다. 특히 압력 상승시의 여과 정밀도의 저하가 적으며 여과 수명이 우수한 필터이다.

실시예 17

원단 부직포로서 저밀도 폴리에틸렌을 쉬쓰 성분, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 코어 성분으로 하는 쉬쓰 코어형 복합섬유로 이루어지고 섬도 2.8dtex, 엠보싱 열압착 면적율 12%의 스펀 본드법 부직포를 사용하여 실시예 15와 동일한 개공방법으로 슬리트 폭 40mm, 단위면적당 중량 21g/m², 개공부 면적율 15%의 개공부 함유 띠 모양의 부직포로 한다. 또한, 실시예 15와 동일한 제법 및 유공 원통체를 사용하고 외부직경 63mm, 길이 250mm, 여과층 공극율 81%, 주름 수 10, 실 간격 1.1mm의 필터 카트리지를 제조한다.

여과 성능의 측정결과를 표 3에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 띠 모양의 부직포의 개공부 면적율과 주름 수의 증가에 따라 실시예 15 및 실시예 16보다 더욱 여과 수명이 우수하고 기포를 싫어하는 용도에 적합한 필터이다.

실시예 18

원단 부직포로서 선형 저밀도 폴리에틸렌을 쉬쓰 성분, 폴리프로필렌을 코어 성분으로 하는 쉬쓰 코어형 복합섬유로 이루어지고 섬도 2.Odtex, 엠보싱 열압착 면적율 14%의 스펀 본드법 부직포를 사용하여 실시예 15와 동일한 개공 방법으로 슬리트 폭 50mm, 단위면적당 중량 18g/m², 개공부 면적율 28%의 개공부 함유 띠 모양의 부직포로 한다. 개공부 함유 띠 모양의 부직포에 25회/m의 가연을 한 다음, 실시예 15와 동일한 제법 및 유공 원통체를 사용하고 외부직경 63mm, 길이 250mm, 여과층 공극율 80%, 주름 수 14, 실 간격 1.5mm의 필터 카트리지를 제조한다.

여과 성능의 측정결과를 표 3에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 17과 동일하게 여과 수명이 우수하고 기포를 싫어하는 용도에 적합한 필터이다.

실시예 19

원단 부직포로서 섬도 2.4dtex, 단위면적당 중량 15g/m²의 폴리프로필렌제 스펀 본드법 부직포와 섬도 0.16dtex, 단위면적당 중량 10g/m²의 폴리프로필렌제 멜트 블로우법 부직포가 엠보싱 열압착(열압착 면적율 14%)된 적층 부직포를 사용하여 실시예 15와 동일한 개공방법으로 슬리트 폭 45mm, 단위면적당 중량 20g/m², 개공부 면적율 20%의 개공부 함유 띠 모양의 부직포로 한다. 개공부 함유 띠 모양의 부직포에 25회/m의 가연을 한 다음, 실시예 15와 동일한 제법 및 유공 원통체를 사용하고 외부직경 63mm, 길이 250mm, 여과층 공극율 80%, 주름 수 14, 실 간격 1.4mm의 필터 카트리지를 제조한다.

여과 성능의 측정결과를 표 3에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 섬유 직경이 미세한 멜트 블로우법 부직포에 의해 여과 정밀도가 높아지지만 통수성, 여과 수명이 우수하고 기포를 싫어하는 용도에 적합한 필터이다.

실시예 20

섬도 0.10dtex, 단위면적당 중량 20g/m², 폭 250mm의 폴리프로필렌제 멜트 블로우법 부직포를 실시예 15와 동일한 유공 원통체에 2바퀴 감아 붙인다. 이의 외측에 실시예 18과 동일한 띠 모양의 부직포를 25회/m의 가연을 한 다음, 실시예 15와 동일한 제법으로 능직 모양으로 감아 붙이고 외부직경 63mm, 길이 250mm, 여과층 공극율 79%, 주름 수 14, 실 간격 1.6mm의 필터 카트리지를 제조한다.

여과 성능의 측정결과를 표 3에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 광폭의 멜트 블로우법 부직포가 내층에 감기어 있음으로써 여과 정밀도가 높아지지만 통수성, 여과 수명이 우수하고 기포를 싫어하는 용도에 적합한 필터이다.

비교예 4

섬도 3dtex, 섬유 길이 51mm의 단섬유를 방적한 직경 2mm의 폴리프로필렌제 방적사를 실시예 15와 동일한 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙이며 외부직경 63mm, 길이 250mm, 여과층 공극율 80%, 실 간격 1.5mm의 필터 카트리지를 제조한다.

여과 성능의 측정결과를 표 3에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 통수성은 양호하지만 0.2MPa일 때의 여과 정밀도가 조잡해지며, 또한 기포, 섬유 탈락의 점에서 떨어진다.

비교예 5

실시예 16과 동일한 원단 부직포를 개공부를 설치하지 않고 폭 45mm로 슬리트하여 200회/m의 꼬임을 건 다음, 실시예 1과 동일한 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙이고 외부직경 63mm, 길이 250mm, 여과층 공극율 79%, 실 간격 1.2mm의 필터 카트리지를 제조한다.

여과 성능의 측정결과를 표 3에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 16과 비교하여 여과 정밀도 기포, 섬유 탈락 등은 거의 동일하지만 통수성과 여과 수명의 점에서 떨어진다.

비교예 6

실시예 19와 동일한 원단 부직포를 개공부를 설치하지 않고 폭 250mm로 슬리트하여 실시예 15와 동일한 유공 원통체에 광폭 그대로 감아 붙이는 것으로 외부직경 63mm, 길이 250mm, 여과층 공극율 76%의 필터 카트리지를 제조한다.

여과 성능의 측정결과를 표 3에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 20과 비교하여 초기 포집 입자 직경, 기포, 섬유 탈락 등은 거의 동일하지만 통수성과 여과 수명의 점에서 떨어진다.

실시예 번호	초기 압력 손실(MPa)	초기포집입자 직경(㎛)	0.2Mpa시 포집입자 직경	여과 수명	기포	섬유탈락
실시예 15	0.003	15	17	322	×	O
실시예 16	0.003	14	15	336	×	O
실시예 17	0.002	14	16	369	O	O
실시예 18	0.003	13	14	357	O	O
실시예 19	0.004	12	14	318	O	O
실시예 20	0.005	10	11	287	O	O
비교예 4	0.003	16	23	295	×	×
비교예 5	0.005	14	18	283	×	O
비교예 6	0.007	11	12	231	O	O

본 발명의 제3의 발명에 따른 말단면 밀봉부가 설치된 필터 카트리지의 경우에 실시예는 하기에 기재한다.

실시예 21

부직포로서 단위면적당 중량 22g/m², 두께 200㎛, 섬도 2dtex이며 섬유 교점이 열 엠보싱 롤로 열압착된 폴리프로필렌제의 스펀 본드법에 의해 얻어진 장섬유 부직포를 사용한다. 또한, 유공 원통체로서 내부직경 30mm, 외부직경 34mm, 길이 250mm이며 6mm 각의 구멍이 180개 개방되어 있는 폴리프로필렌제의 사출성형품를 사용한다. 이러한 장섬유 부직포를 폭 50mm로 슬리트하여 띠 모양의 부직포로 한다. 그리고 와인더의 트래버스 가이드의 구멍을 통해서 띠 모양의 부직포를 집속시키고 유공 원통체에 와인드수 3.955로 외부직경 60mm로 될 때까지 감아 붙여 원통체 필터 카트리지 형상으로 한다. 이러한 말단면을 표면 온도 175℃의 열판으로 5초 동안 융착하여 도 4에 도시된 바와 같은 필터 카트리지를 수득한다.

실시예 22

쉬쓰 코어형 복합 노즐의 스펀 본드 방사기를 사용하여 저융점 성분으로서 산 성분을 테레프탈산 이외에 이소프탈산을 가하여 공중합한 저융점 폴리에스테르, 고융점 성분으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 쉬쓰 코어형 복합 스펀 본드 섬유를 섬도 2dtex에서 방사하고 섬유 교점을 열 엠보싱 롤로 열압착하여 단위면적당 중량 22g/m², 두께 200㎛의 공중합 폴리에스테르/폴리에틸렌 테레프탈레이트제 쉬쓰 코어형 스펀 본드 부직포를 만든다. 이것을 폭 5cm로 슬리트하여 띠 모양의 부직포로 하고 유공 원통체는 실시예 21과 동일한 것을 사용하고 실시예 21과 동일한 조건에서 유공 원통체에 권취하여 원통체 필터 카트리지 형상으로 한다. 이의 말단면을 표면 온도 165℃의 열판으로 5초 동안 융착하여 도 4와 동형 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 21의 필터 카트리지와 비교하여 보다 밀봉성이 우수한 것이다. 이것은 섬유에 쉬쓰 코어형 복합섬유를 사용하고 있으므로 부직포의 접착성이 향상되어 말단면의 밀봉시의 탄력성이 보다 높아지기 때문이라고 생각된다.

실시예 23

저융점 성분으로서 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고융점 성분으로서 폴리프로필렌을 사용하는 섬도 2dtex, 단위면적당 중량 22g/m², 두께 200㎛의 쉬쓰 코어형 복합 스펀 본드 부직포를 사용하고 이것을 폭 5cm로 슬리트하여 띠 모양의 부직포로 하고 유공 원통체는 실시예 21과 동일한 것을 사용하여 실시예 21과 동일한 조건으로 유공 원통체에 권취하여 원통체 필터 카트리지 형상으로 한다. 이의 말단면을 표면 온도 150℃의 열판으로 3초 동안 융착하여 도 4와 동형 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 21 및 22의 필터 카트리지와 비교하여 보다 밀봉성이 우수한 것이다. 이것은 선형 저밀도 폴리에틸렌/폴리프로필렌의 쉬쓰 코어형 복합 스펀 본드 부직포의 접착성이 우수하므로 말단면의 밀봉시의 탄력성이 보다 높아지기 때문이라고 생각된다.

실시예 24

통상적인 용융방사를 사용하여 섬도 2dtex, 절단장 51mm, 권축수(捲縮數) 14의 선형 저밀도 폴리에틸렌/폴리프로필렌의 쉬쓰 코어형 복합 단섬유를 제조한다. 이러한 단섬유를 카드기로 단위면적당 중량 22g/m²의 웹으로 가공하여 섬유 교점을 열 엠보싱 롤로 열압착하여 두께 200㎛의 단섬유 부직포를 만든다. 이러한 부직포를 사용하는 이외에는 모두 실시예 23과 동일한 방법으로 권취와 말단면 융착을 실시하여 도 4와 동형 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터는 초기 여액에 약간의 기포가 보이며, 또한 최대 통과 입자 직경이 실시예 23보다 약간 크지만 기타는 실시예 23과 거의 동일한 성능의 필터로 된다.

실시예 25

띠 모양의 부직포의 폭을 1cm로 하고 와인드수를 3.964로 하는 이외에는 모두 실시예 23과 동일한 방법으로 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터 카트리지의 여과 성능은 실시예 23과 거의 동등하지만 필터의 권취 시간이 길어진다.

실시예 26

띠 모양의 부직포의 폭을 8cm로 하고 와인드수를 3.929로 하는 이외에는 모두 실시예 23과 동일한 방법으로 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터 카트리지는 최대 통과 입자 직경이 실시예 23보다 약간 커지지만 말단면의 밀봉성은 양호하다.

실시예 27

저융점 성분으로서 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고융점 성분으로서 폴리프로필렌을 사용하는 섬도 2dtex, 단위면적당 중량 22g/m², 두께 200㎛의 쉬쓰 코어형 복합 스펀 본드 부직포를 사용하고 이것을 폭 5cm로 슬리트하여 띠 모양의 부직포로 하고 유공 원통체는 실시예 21과 동일한 것을 사용하여 실시예 21과 동일한 조건으로 유공 원통체에 권취하여 원통체 필터 카트리지 형상으로 한다. 이의 말단면에 띠 모양의 부직포와 동일한 부직포(슬리트 전의 물체)를 표면 온도 150℃의 열판으로 3초 동안 융착하여 도 4와 동형 필터 카트리지를 수득한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 23와 거의 동일한 성질을 갖고 있다.

비교예 7

통상적인 용융방사를 사용하여 섬도 2dtex, 절단장 51mm, 권축수 14의 폴리프로필렌의 단섬유를 만들고 이것을 방적하여 방적사를 수득한다. 이러한 방적사를 와인드수 3.098로 실시예 21과 동일한 유공 원통체에 권취하여 필터 카트리지 형상으로 한다. 이의 말단면을 표면 온도 150℃의 열판으로 5초 동안 융착하여 필터 카트리지로 한다. 이러한 필터 카트리지는 말단면에 요철이 많으며 말단면을 밀봉할 때에 탄력성이 결핍된 물체이다. 따라서 말단면의 밀봉성이 떨어지는 물체이다.

이들 결과는 표 4에 정리하여 기재한다.

통상적인 용융방사를 사용하여 섬도 2dtex, 절단장 51mm, 권축수 14의 선형 저밀도 폴리에틸렌/폴리프로필렌의 쉬쓰 코어형 복합 단섬유를 만들고 이것을 방적하여 방적사를 수득한다. 이러한 방적사를 와인드수 3.098로 실시예 21과 동일한 유공 원통체에 권취하여 필터 카트리지 형상으로 한다. 이의 말단면을 표면 온도 150℃의 열판으로 3초 동안 융착하여 필터 카트리지로 한다. 이러한 필터 카트리지는 비교예 7보다 우수하지만 말단면에 요철이 많으며 말단면을 밀봉할 때에 탄력성이 결핍된 물체이다. 따라서 말단면의 밀봉성이 떨어지는 물체이다.

	부직포폭	부직포 종류	섬유단면 구조	필더 공극률	최대통과 입자 직경(㎛)		밀봉성
					밀봉제 없음	밀봉제 있음
실시예 21	5	SB	pp단성분	79	15	15	O
실시예 22	5	SB	CoPET/PET S/c	71	15	15	O
실시예 23	5	SB	LLDPE/PP S/c	78	15	15	O
실시예 24	5	카드	LLDPE/PP S/c	78	17	17	O
실시예 25	1	SB	LLDPE/PP S/c	78	14	14	O
실시예 26	8	SB	LLDPE/PP S/c	78	15	15	O
실시예 27	5	SB	LLDPE/PP S/c	78	16	16	O
비교예 7	방적사	-	pp 단성분	79	23	15	×
비교예 8	방적사	-	LLDPE/PP S/c	78	22	15	×

SB: 스펀 본드 부직포

PP: 폴리프로필렌

coPET: 저융점의 공중합 폴리에스테르

PET: 폴리에틸렌 테레프탈레이트

LLDPE: 저밀도 폴리에틸렌

S/C: 복합섬유

본 발명의 제4의 발명에 따른 설편부(tongue section part)를 갖는 띠 모양의 부직포를 감아 붙여 제조된 필터 카트리지의 경우의 실시예는 하기에 기재한다.

실시예 28

원단 부직포로서 섬도 2.1dtex의 폴리프로필렌 섬유 70%와 섬도 2.4dtex의 레이욘 섬유 30%로 이루어지고 단위면적당 중량 28.1g/m², 부직포 면적의 20%가 열 엠보싱 롤로 열압착된 카드법에 의한 부직포를 사용한다. 이러한 원단 부직포를 폭 4cm로 슬리트한 다음, 가압된 칼 부착 롤과 고무 롤 사이로 통과시키는 것으로 도 32(A)에 도시된 바와 같은 V자형의 절단을 1m당 80개소 넣고 설편부 면적율 20%의 설편부 함유 띠 모양의 부직포로 한다. 또한, 유공 원통체로서 내부직경 30mm, 외부직경 34mm, 길이 250mm의 폴리프로필렌제 사출성형품을 사용한다. 설편부 말단이 권취 방향을 향하도록 설편 함유 띠 모양의 부직포를 풀어 내고 스핀들 회전수 800rpm에서 유공 원통체에 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 실 간격 1.2mm, 여과층 공극율 81%의 필터 카트리지를 수득한다. 여과 성능의 측정결과를 표 5에 기재한다. 방적사를 사용하는 비교예 9와 비교하면 여과 정밀도②가 오르고 있으며 여과 수명도 향상된다. 또한, 섬유 탈락도 감소하고 있다.

실시예 29

원단 부직포로서 섬도 2.2dtex, 고밀도 폴리에틸렌을 쉬쓰 성분, 폴리프로필렌을 코어 성분으로 하는 쉬쓰 코어비 5:5의 쉬쓰 코어형 복합섬유 40%와 섬도 2.1dtex의 면 섬유 60%로 이루어지고 단위면적당 중량 25.3g/m², 섬유 교점이 열풍 관류식 가열기로 열접착된 카드법에 의한 부직포를 사용한다. 이러한 원단 부직포를 폭 4cm로 슬리트한 다음, 실시예 28과 동일한 장치로 칼 부착 롤을 교환하는 것으로 도 32(A)에 도시된 바와 같은 V자형의 절단을 1m당 100개소 넣고 설편부 면적율 35%의 설편부 함유 띠 모양의 부직포로 한다. 또한, 유공 원통체로서 실시예 1과 동일한 것을 사용한다. 설편부 말단이 권취 방향을 향하도록 설편 함유 띠 모양의 부직포를 풀어 내고 스핀들 회전수 800rpm에서 유공 원통체에 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 실 간격 1.0mm, 여과층 공극율 83%의 필터 카트리지를 수득한다. 여과 성능의 측정결과를 표 5에 기재한다. 설편부 면적율수가 증가한 것으로 여과재의 포집 면적이 증가하고 실시예 28에 기재한 필터보다 여과 수명이 향상된다. 또한, 열풍 관류식 가열기로 가공한 것으로 열접합점이 증가하므로 실시예 28과 비교하여 섬유의 탈락이 감소된다.

실시예 30

원단 부직포로서 섬도 2.4dtex, 고밀도 폴리에틸렌을 쉬쓰 성분, 폴리에스테르를 코어 성분으로 하는 쉬쓰 코어비 5:5의 쉬쓰 코어형 복합섬유 100%로 이루어지고 단위면적당 중량 20.3g/m², 부직포 면적의 15%가 열 엠보싱 롤로 열압착된 스펀 본드법에 의한 부직포를 사용한다. 이러한 원단 부직포를 폭 5cm로 슬리트한 다음, 실시예 28과 동일한 장치로 칼 부착 롤을 교환하는 것으로 도 31(B)에 도시된 바와 같은 부직포 양쪽 사이드에서의 절단을 1m당 양측에서 100개소 넣고 설편부 면적율 40%의 설편부 함유 띠 모양의 부직포로 한다. 또한, 유공 원통체로서 실시예 28과 동일한 것을 사용한다. 설편부 말단이 권취 방향을 향하도록 설편 함유 띠 모양의 부직포를 풀어 내고 스핀들 회전수 800rpm에서 유공 원통체에 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 실 간격 1.3mm, 여과층 공극율 82%의 필터 카트리지를 수득한다. 여과 성능의 측정결과를 표 5에 기재한다. 스펀 본드법에 의한 장섬유 부직포를 사용하는 것으로 기포가 없어지며 실시예 28과 비교하여 섬유의 탈락이 감소한다.

실시예 31

원단 부직포로서 섬도 2.0dtex, 선형 저밀도 폴리에틸렌을 쉬쓰 성분, 폴리프로필렌을 코어 성분으로 하는 쉬쓰 코어비 5:5의 쉬쓰 코어형 복합섬유 100%로 이루어지고 단위면적당 중량 22.3g/m², 부직포 면적의 12%가 열 엠보싱 롤로 열압착된 스펀 본드법에 의한 부직포를 사용한다. 이러한 원단 부직포를 폭 5cm로 슬리트한 다음, 실시예 30과 동일한 장치로 동일한 절단을 넣고 설편부 면적율 40%의 설편부 함유 띠 모양의 부직포로 한다. 다음에 이러한 설편부 함유 띠 모양의 부직포를 가연기에 걸어 권취하는 것으로 꼬임 수 80회/m의 집속물로 한다. 또한, 유공 원통체로서 실시예 28와 동일한 것을 사용한다. 설편부 말단이 권취 방향을 향하도록 설편부 함유 띠 모양의 부직포 집속물을 풀어 내고 스핀들 회전수 800rpm에서 유공 원통체에 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 실 간격 1.5mm, 여과층 공극율 83%의 필터 카트리지를 수득한다. 여과 성능의 측정결과를 표 5에 기재한다. 가연하는 것으로 설편부에 의한 효과가 향상되며 실시예 30보다 여과 수명이 향상된다.

실시예 32

원단 부직포로서 섬도 0.O6dtex의 폴리프로필렌 섬유 100%로 이루어지고 단위면적당 중량6g/m²의 멜트 블로우법에 의한 부직포의 양면에 섬도 2.4dtex의 폴리프로필렌 섬유 100%로 이루어지고 단위면적당 중량 12g/m²의 스펀 본드법에 의한 부직포가 적층되며 이러한 적층 부직포 면적의 12%가 열 엠보싱 롤로 열압착된 부직포를 사용한다. 이러한 원단 부직포를 폭 5cm로 슬리트한 다음, 실시예 29와 동일한 장치로 동일한 절단을 넣고 설편부 면적율 35%의 설편부 함유 띠 모양의 부직포로 한다. 다음에 이러한 설편부 함유 띠 모양의 부직포를 가연기에 걸어 권취하는 것으로 꼬임 수 60회/m의 집속물로 한다. 또한, 유공 원통체로서 실시예 1과 동일한 것을 사용한다. 설편부 말단이 권취 방향을 향하도록 설편부 함유 띠 모양의 부직포를 풀어 내고 스핀들 회전수 800rpm에서 유공 원통체에 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 실 간격 1.3mm, 여과층 공극율 82%의 필터 카트리지를 수득한다. 여과 성능의 측정결과를 표 5에 기재한다. 부직포에 미세 섬도의 섬유가 함유되는 것으로 실시예 30보다 여과 정밀도가 오르고 있으며 꼬임을 가하는 것으로 설편부의 효과가 올라가며 실시예 30에 가까운 여과 수명을 나타낸다.

실시예 33

실시예 31과 동일한 설편부 함유 띠 모양의 부직포를 사용한다. 다음에 이러한 설편부 함유 띠 모양의 부직포를 가연기에 걸어 권취하는 것으로 꼬임 수 80회/m의 집속물로 한다. 또한, 유공 원통체로서 실시예 28과 동일한 것을 사용한다. 우선, 섬도 0.1dtex, 단위면적당 중량 24.8g/m²의 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 멜트 블로우법에 의한 광폭의 부직포를 유공 원통체에 2바퀴 감아 붙인 다음, 그 위에 실시예 31에서 수득한 설편 함유 띠 모양의 부직포 집속물을 말단이 권취 방향을 향하도록 풀어 내고 스핀들 회전수 800rpm에서 유공 원통체에 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 실 간격 1.5mm, 여과층 공극율 83%의 필터 카트리지를 수득한다. 여과 성능의 측정결과를 표 5에 기재한다. 내층에 미세 섬도의 부직포를 삽입하는 것으로 여과 정밀도가 오르고 있음에도 불구하고 가연한 설편부 함유 띠 모양의 부직포를 사용하는 것으로 설편부의 효과에 의해 여과 정밀도가 상당히 낮은 비교예 9와 동등한 여과 수명을 나타낸다.

비교예 9

설편부 함유 띠 모양의 부직포 대신에 섬도 2.2dtex의 폴리프로필렌 섬유 100%로 이루어진 1078tex의 방적사를 사용하여 스핀들 회전수 800rpm에서 실시예 28과 동일한 유공 원통체에 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 실 간격 1.Omm, 여과층 공극율 82%의 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 여과 성능의 측정결과를 표 5에 기재한다. 여과 정밀도①, 여과 정밀도② 모두 낮으며 그 차가 크므로 분별성이 떨어진다. 또한, 기포와 여과재의 탈락이 대단히 많다.

비교예 10

실시예 28의 원단 부직포를 4cm 폭으로 슬리트하여 실시예 28과 동일한 유공 원통체에 스핀들 회전수 800rpm에서 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 실 간격 1.0mm, 여과층 공극율 80%의 필터 카트리지를 수득한다. 여과 성능의 측정결과를 표 5에 기재한다. 실시예 28과 비교하여 여과 정밀도①는 동등하지만 분별성이 떨어지고 여과 수명도 떨어진다.

비교예 11

원단 부직포로서 쉬쓰측이 고밀도 폴리에틸렌, 코어측이 폴리프로필렌으로 이루어지고 쉬쓰 코어비 5:5로서 섬도 2.2dtex의 쉬쓰 코어형 복합섬유 20%와 섬도 2.1dtex의 면 섬유 80%로 이루어지고 단위면적당 중량 24.5g/m², 섬유 교점이 열풍 관류식 가열기로 열접착된 카드법에 의한 부직포를 사용한다. 이러한 원단 부직포를 실시예 29와 동일한 제법으로 가공하는 것으로 동일한 설편부 면적율의 설편부 함유 띠 모양의 부직포로 한다. 다음에 이러한 설편부 함유 띠 모양의 부직포를 가연기에 걸어 권취하는 것으로 꼬임 수 180회/m의 집속물로 한다. 또한, 유공 원통체로서 실시예 28과 동일한 것을 사용한다. 설편부 말단이 권취 방향을 향하도록 설편부 함유 띠 모양의 부직포를 풀어 내고 스핀들 회전수 800rpm에서 유공 원통체에 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 실 간격 1.7mm, 여과층 공극율 77%의필터 카트리지를 수득한다. 여과 성능의 측정결과를 표 5에 기재한다. 꼬임을 과도하게 가하는 것으로 집속물의 공극율이 저하되며 실시예 29보다 초기 압력 손실이 적어지며 여과 정밀도②가 저하된다. 또한, 여과 수명도 떨어진다. 또한, 열가소성 섬유의 비율이 적으므로 섬유 탈락이 많아지고 면 섬유에 함유된 섬유 가공제의 영향으로 기포도 많아진다.

실시예 번호	초기 압력 손실(MPa)	여과정도 ①(㎛)	여과정도 ②(㎛)	여과 수명(분)	기포	섬유탈락
실시예 28	0.003	15	28	186	△	O
실시예 29	0.003	14	25	197	△	◎
실시예 30	0.003	16	22	211	O	◎
실시예 31	0.003	16	20	220	O	◎
실시예 32	0.004	12	19	208	O	O
실시예 33	0.005	8	15	152	O	O
비교예 9	0.003	17	41	158	×	×
비교예 10	0.004	16	35	154	△	O
비교예 11	0.005	14	37	167	×	×

본 발명의 제5의 발명에 따른 띠 모양의 부직포를 동시에 2개 이상 감아 붙여 제조된 필터 카트리지의 경우의 실시예는 하기에 기재한다.

실시예 34

장섬유 부직포로서 단위면적당 중량 22g/m², 두께 200㎛, 섬도 2dtex이며 섬유 교점이 열 엠보싱 롤로 열압착된 폴리프로필렌제 스펀 본드 부직포를 사용한다. 또한, 유공 원통체로서 내부직경 30mm, 외부직경 34mm, 길이 250mm이며 6mm 각의 구멍이 180개 개방된 폴리프로필렌제의 사출성형품을 사용한다. 이러한 장섬유 부직포를 폭 30mm와 20mm로 슬리트하여 띠 모양 장섬유 부직포로 한다. 그리고, 와인더를 사용하여 띠 모양 장섬유 부직포를 각 1개 동시에 그대로 유공 원통체에 감아 붙여 스핀들 초속 1500rpm에서 띠 모양 장섬유 부직포의 간격이 0mm로 되도록 와인드수를 3.273으로 조정하여 유공 원통체에 외부직경 62mm로 될 때까지 권취하고 도 36에 도시된 바와 같은 원통체 필터 카트리지(5)를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 포착 입자 직경이 약 8㎛이며 통수성, 기타 여과 성능이 양호하다. 특히 압력 상승시의 여과 정밀도의 저하가 적으며 여과 수명이 우수한 필터 카트리지이다.

실시예 35

폭 30mm과 20mm의 띠 모양 장섬유 부직포를 와인드수가 3.714가 되도록 조정하여 각각 2개 계4개 동시에 그대로 유공 원통체에 감아 붙인 이외에는 전부 실시예 34와 동일한 방법으로 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지의 여과 성능은 띠 모양 장섬유 부직포의 수를 증가시키는 것으로 실시예 34보다 정밀도가 조잡한 것으로 된다.

실시예 36

와인드수를 4.429으로 조정하는 이외에는 실시예 34와 동일한 방법으로 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지의 여과 성능은 와인드 조건을 변경하는 것으로 실시예 34보다 정밀도가 조잡한 것으로 된다.

실시예 37

와인드수를 4.273으로 조정하여 폭 40mm의 띠 모양 장섬유 부직포를 4개 동시에 그대로 유공 원통체에 감아 붙인 이외에는 실시예 34와 동일한 방법으로 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지의 여과 성능은 띠 모양 장섬유 부직포의 폭을 확대하여 수를 증가시키는 것으로 실시예 34보다 정밀도가 조잡한 것으로 된다.

실시예 38

와인드수를 3.476으로 조정하여 폭 3mm의 띠 모양 장섬유 부직포를 2개 동시에 그대로 유공 원통체에 감아 붙인 이외에는 실시예 34와 동일한 방법으로 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지의 여과 성능은 실시예 34와 비교하여 대차는 없지만 권취에 요하는 시간은 실시예 34의 시간보다 길어진다.

실시예 39

장섬유 부직포의 원료 수지를 나일론66으로 하는 이외에는 전부 실시예 36과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 36의 경우와 거의 동일한 정도의 여과 성능을 나타낸다.

실시예 40

장섬유 부직포의 원료 수지를 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 하는 이외에는 전부 실시예 36과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 36의 경우와 거의 동일한 정도의 여과 성능을 나타낸다.

실시예 41

장섬유 부직포의 구성 섬유로서 저융점 성분이 고밀도 폴리에틸렌(융점: 133℃), 고융점 성분이 폴리프로필렌(융점: 165℃)으로서 중량비 5:5인 쉬쓰 코어형 복합섬유를 사용하는 이외에는 전부 실시예 36과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 36의 경우보다 정밀도가 세밀해지며, 또한 O.2MPa일 때에 포집 입자 직경이 초기 포집 입자 직경로부터 거의 변화되지 않는 여과 정밀도의 안정성이 우수한 필터 카트리지로 된다.

실시예 42

저융점 성분으로서 선형 저밀도 폴리에틸렌(융점: 122℃)을 사용하는 이외에는 전부 실시예 41과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 41의 경우와 동일한 정도의 여과 정밀도를 가지며, 또한 실시예 41보다 통수성이 우수하다.

실시예 43

섬유 교점의 열압착 방법을 열 엠보싱 롤을 사용하는 방법으로부터 스루 에어 가열기를 사용하는 방법으로 변경하는 이외에는 전부 실시예 42와 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 42의 경우보다 약간 정밀도가 조잡한 것으로 된다.

실시예 44

장섬유 부직포의 섬도를 10dtex로 변경하는 이외에는 전부 실시예 36과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 36의 경우보다 정밀도가 조잡한 것으로 된다.

실시예 45

장섬유 부직포의 단위면적당 중량을 44g/m²로 변경하는 이외에는 전부 실시예 36과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지의 정밀도는 실시예 36의 경우보다 조잡하며 실시예 35의 경우와 동일한 정도이다.

비교예 12

폭 50mm의 띠 모양 장섬유 부직포를 1개 그대로 유공 원통체에 감아 붙인 이외에는 전부 실시예 34와 동일한 방법으로 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지의 여과 정밀도는 실시예 34와 동등하지만 통수성이 떨어지고 여과 수명도 떨어지는 것으로 된다.

비교예 13

와인드수를 4.429로 조정하는 이외에는 전부 비교예 12와 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 비교예 12의 경우와 거의 동일한 정도의 여과 성능을 나타낸다.

비교예 14

띠 모양 장섬유 부직포 대신에 섬도 3dtex의 섬유를 방적한 직경 2mm의 폴리프로필렌제 방적사를 사용하여 실시예 36과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 초기 포집 입자 직경이 실시예 36보다 상당히 조잡해지며 실시예 35의 경우와 동일한 정도로 된다. 그러나, 실시예 35의 경우보다 통수성이 떨어지며 여과 수명도 떨어지는 것으로 된다. 또한, 초기 여액에는 기포가 있으며 여과재의 탈락도 보인다.

비교예 15

띠 모양 장섬유 부직포 대신에 폭 30mm와 20mm로 절단한 JIS P3801에 규정된 여과지 1종류를 사용하는 이외에는 전부 실시예 36과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 초기 포집 입자 직경이 실시예 36의 경우보다 세밀하며 실시예 34의 경우보다 조잡하게 되지만 초기압력 손실이 크며 또한, 압력 상승시의 포집 입자 직경도 초기와 크게 변하고 있다. 또한, 여과 수명이 극단적으로 짧다. 또한, 초기 여액에는 여과재의 탈락이 보이다.

비교예 16

폴리프로필렌(융점: 165℃)과 고밀도 폴리에틸렌(융점: 133℃)으로 이루어진 섬도 4 dtex, 8분할 타입의 분할 단섬유를 카드기로 웹화하고 고압수 가공으로 섬유 분할 및 섬유 교락을 시켜 단위면적당 중량 22g/m²의 분할 단섬유 부직포를 수득한다. 이러한 부직포를 전자현미경으로 관찰하고 화상 해석한 결과, 전체 섬유 중에서 50중량%가 섬도 0.5dtex로 분할되어 있다. 이러한 부직포를 폭 30mm와 20mm로 절단하여 띠 모양 장섬유 부직포 대신에 사용하는 이외에는 전부 실시예 36과 동일한 방법으로 원통체 필터 카트리지를 수득한다. 필터 카트리지의 구성과 여과 성능의 측정결과를 표 6에 기재한다. 이러한 필터 카트리지는 실시예 36의 경우보다 초기 포집 입자 직경이 작은 것으로 되지만 0.2MPa일 때에 포집 입자 직경은 동일한 정도이다. 또한, 초기여액에는 약간의 기포가 보이며 섬유의 탈락도 보인다.

	띠모양 부직포의 성질					필터 카트리지의 구조		필터 카트리지의 여과 성능
	단위면적당 중량 (g/m2)	두께 (㎛)	섬도 (dtex)	섬유 교점의 접착법	섬유용 수지 *1	띠모양 부직포의 슬리트폭 ×개수(mm)	와인드 수(회)	초기 포집 입자 공극 (㎛)	초기 압력 손실 (MPa)	0.2MPa 시 포집 입자 직경 (㎛)	여과 수명 (분)	기포	섬유탈락
실시예 34	22	200	2	엠보싱	PP	30×1 20×1	3.273	8	0.010	9	75	O	O
실시예 35	22	200	2	엠보싱	PP	30×2 20×2	3.714	18	0.003	19	660	O	O
실시예 36	22	200	2	엠보싱	PP	30×1 20×1	4.429	13	0.003	14	225	O	O
실시예 37	22	200	2	엠보싱	PP	40×4	3.273	30	0.001	30	> 1000	O	O
실시예 38	22	200	2	엠보싱	PP	3×2	3.476	9	0.011	9	80	O	O
실시예 39	22	200	2	엠보싱	나일론 66	30×1 20×1	4.429	13	0.003	14	225	O	O
실시예 40	22	200	2	엠보싱	PET	30×1 20×1	4.429	13	0.003	14	225	O	O
실시예 41	22	200	2	엠보싱	HDPE/PP	30×1 20×1	4.429	12	0.003	12	230	O	O
실시예 42	22	200	2	엠보싱	LLDPE/PP	30×1 20×1	4.429	12	0.002	12	230	O	O
실시예 43	22	200	2	스루에어	LLDPE/PP	30×1 20×1	4.429	13	0.001	13	250	O	O
실시예 44	22	200	10	엠보싱	PP	30×1 20×1	4.429	30	0.001	30	> 1000	O	O
실시예 45	44	400	2	엠보싱	PP	15×1 10×1	4.429	17	0.003	18	650	O	O
비교예 12	22	200	2	엠보싱	PP	50×1	3.273	8	0.013	9	60	O	O
비교예 13	22	200	2	엠보싱	PP	50×1	4.429	8	0.013	9	55	O	O
비교예 14	방적사 사용				PP		4.429	18	0.005	22	300	×	×
비교예 15	90	200	-	-	셀룰로스	30×1 20×1	4.429	11	0.022	20	30	O	×
비교예 16	22	200	0.5	-	HKPE/PP	30×1 20×1	4.429	10	0.010	13	80	△	×

상기와 같이 본 발명의 필터 카트리지는 통액성, 여과 수명, 여과 정밀도의 안정성 등의 특성에서 균형이 잡힌 것이다. 또한, 여액에 기포가 보이지 않는다는 특징이 있다.

Claims (29)

1. 융점차가 있는 저융점 수지와 고융점 수지로 이루어진 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착된 띠 모양의 부직포를 원통체(cylinder) 형상으로 되도록 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지로서,

   여과층이 제1 여과층과 제2 여과층으로 이루어지며,

   제1 여과층이 장섬유 부직포로 이루어지고,

   제2 여과층의 초기 80% 포집 입자 직경이 제1 여과층의 초기 80% 포집 입자 직경의 O.05 내지 0.9배이며,

   제2 여과층이, 유공 시트를 유공 원통체 주위에 층상으로 감아 돌림으로써 제조됨을 특징으로 하는, 필터 카트리지.
2. 제1항에 있어서, 띠 모양의 장섬유 부직포를 4 내지 50개의 주름을 갖는 주름 모양 물체로 하고 이를 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙인 필터 카트리지.
3. 제2항에 있어서, 주름 모양 물체의 주름의 일부 또는 전부가 평행하지 않은 필터 카트리지.
4. 제2항에 있어서, 주름 모양 물체의 공극율이 60 내지 95%인 필터 카트리지.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 필터 카트리지의 제1 여과층의 공극율이 65 내지 90%인 필터 카트리지.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 제2 여과층이 유공 원통체의 주위에 열가소성 섬유로 이루어지고 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 장섬유 부직포를 능직 모양으로 감아 붙인 여과층(a)과 유공 시트를 층상으로 감아 돌리면서 여과층(a)으로부터 연속하여 띠 모양의 장섬유 부직포가 능직 모양으로 감아 붙인 여과층(b)으로 이루어진 2층 구조이며 제1 여과층이 제2 여과층으로부터 연속하여 띠 모양의 장섬유 부직포를 능직 모양으로 감아 붙인 여과층인 필터 카트리지.
8. 제1항에 있어서, 제2 여과층이, 유공 시트를 유공 원통체의 주위에 주름 모양으로 절곡하고 원통체로 성형함으로써 제조되는 필터 카트리지.
9. 융점차가 있는 저융점 수지와 고융점 수지로 이루어진 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포를 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지.
10. 제9항에 있어서, 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포가 4 내지 50개의 주름을 갖는 주름 모양 물체인 필터 카트리지.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포의 전체 면적에 대한 개공부의 면적율이 5 내지 60%인 필터 카트리지.
12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 필터 카트리지의 여과층의 일부에 개공부를 갖는 띠 모양의 부직포 이외의 다공성 재료가 사용되는 필터 카트리지.
13. 융점차가 있는 저융점 수지와 고융점 수지로 이루어진 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 부직포를 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지로서, 양 단부에 말단면 밀봉부가 설치되는 필터 카트리지.
14. 제13항에 있어서, 말단면 밀봉부가 필터 카트리지의 양 단부를 구성하는 띠 모양의 부직포를 용융시키거나 연화시켜 일체화시킴으로써 형성되는 필터 카트리지.
15. 제13항에 있어서, 말단면 밀봉부가 필터 카트리지의 양 단부 표면에 양 단부를 구성하는 띠 모양의 부직포에 사용되고 있는 열가소성 수지 중의 하나 이상과 동일한 수지로 이루어진 시트를 붙이고 용융시키거나 연화시킴으로써 부직포와 일체화시켜 형성되는 필터 카트리지.
16. 융점차가 있는 저융점 수지와 고융점 수지로 이루어진 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 부직포를 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지로서, 부직포가 설편부(舌片部; tongue section part)를 갖는 필터 카트리지.
17. 제16항에 있어서, 설편부를 갖는 띠 모양의 부직포의 전체 면적에 대한 설편부의 면적율이 10 내지 80%인 필터 카트리지.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 필터 카트리지의 여과층의 일부에 설편부를 갖는 띠 모양의 부직포 이외의 다공성 재료가 사용되는 필터 카트리지.
19. 융점차가 있는 저융점 수지와 고융점 수지로 이루어진 열가소성 섬유를 함유하며 당해 섬유 교점의 일부 또는 전부가 접착되어 있는 띠 모양의 부직포를 유공 원통체 주위에 능직 모양으로 감아 붙여 제조된 필터 카트리지에 있어서, 열가소성 섬유를 함유하는 띠 모양의 부직포를 2개 이상 동시에 유공 원통체에 감아 붙여 제조된 필터 카트리지.
20. 제19항에 있어서, 띠 모양의 부직포의 폭을 L₁, L₂, L₃, …, L_n(mm)으로 하고 각각의 폭의 띠 모양의 부직포를 감아 붙인 개수를 N₁, N₂, N₃, …, N_n으로 할 때, 다음 수학식 A의 관계에 있는 필터 카트리지.

    수학식 A

    7≤(L₁×N₁)+(L₂×N₂)+…+(L_n×N_n)≤ 150

    위의 수학식 A에서,

    N₁+N₂+…+N_n의 합계는 2 이상의 정수이다.
21. 제1항, 제9항, 제13항, 제16항 또는 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 융점차가 있는 저융점 수지와 고융점 수지로 이루어진 열가소성 섬유가, 융점차가 10℃ 이상인 저융점 수지와 고융점 수지로 이루어진 열접착성 복합섬유인 필터 카트리지.
22. 제21항에 있어서, 저융점 수지가 선형 저밀도 폴리에틸렌이며 고융점 수지가 폴리프로필렌인 필터 카트리지.
23. 제1항, 제9항, 제13항, 제16항 또는 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 띠 모양의 부직포가 열 엠보싱 롤에 의한 열압착에 의해 이의 섬유 교점이 접착되어 있는 필터 카트리지.
24. 제1항, 제9항, 제13항, 제16항 또는 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 띠 모양의 부직포가 열풍에 의해 이의 섬유 교점이 접착되어 있는 필터 카트리지.
25. 제1항, 제9항, 제13항, 제16항 또는 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 띠 모양의 부직포에 꼬임이 가해지는 필터 카트리지.
26. 제9항, 제13항, 제16항 또는 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 필터 카트리지의 여과층의 공극율이 65 내지 90%인 필터 카트리지.
27. 제9항, 제13항, 제16항 또는 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 띠 모양의 부직포가 열가소성 섬유를 30중량% 이상 함유하는 필터 카트리지.
28. 제1항, 제9항, 제13항, 제16항 또는 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 띠 모양의 부직포의 폭이 0.5 내지 20cm이며 띠 모양의 부직포의 폭(cm)과 단위면적당 중량(g/m²)의 곱이 2.5 내지 200인 필터 카트리지.
29. 제9항, 제13항, 제16항 또는 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 띠 모양의 부직포가 장섬유 부직포인 필터 카트리지.

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