专利名称：用纤维素跨结的非编织布制作过滤体的方法
技术领域：
本发明涉及一种制作厚层型过滤器的方法。具体地说，本发明叙述一种上面提到过的方法，在该方法中纤维素跨结(SPANBOND)非编织布被用来构成过滤体，这种过滤体与先有技术制作的各种至今经常使用的纤维素构成的厚层型过滤体相比大大地改进了机械和化学性能以及能高可靠地净化流体。
厚层过滤作为有效地阻止大量含在流体中的杂质的一种方法是大家都知道的，并且有各种过滤器是根据这种原理的。我们还知道，当一个过滤器用作阻挡并除去含在像油这样的流体中的杂质时，过滤器的性能受到杂质的大小和种类的影响，尤其是受到同样是流体的水的混合物的影响。按照现在在这个领域里广泛使用的作法，含在油中的水与其他颗粒性杂质一起除去。作为构成满足上述要求的过滤体的过滤材料，纤维素材料例如纸粕或者棉花的棉绒纤维被加工成，例如，薄棉纸或者粗织物后被使用。作为一个实际例子，将滚轧织品或薄棉纸精细做成很小的片，这些片在压力下被压制，从而获得这样的一种过滤体。作为另一个实例，纤维素的松软的纤维制品在压力下压制而成这样的过滤体。尤其是，用精制的针叶树的纸粕制造的α-纤维素，加工α-纤维素的纤维成薄棉纸，并且缠绕薄棉纸成滚筒的滚筒形过滤体广泛地被用来过滤流体例如润滑油。
然而，用α-纤维素构成的过滤体具有下列缺点
(1)α-纤维素的机械强度，特别是压缩强度，抗拉强度，湿强度等等都是低的。因此，过滤体经不住流体流过那里时产生的压力。
(2)因为纸粕是一种天然材料，所以纸粕的质量是不均匀的，而是取决于包括生产地方和天气等因素，因此，α-纤维素的质量必然是不均匀的。
(3)由于α-纤维素的固有的吸湿度，过滤体的强度和形状的变化很大程度上取决于含在流体内的水份。特别是，过滤材料强度的降低是一个致命的缺点。
(4)在α-纤维素成形为例如薄棉纸的过程中是必然要使用粘合剂的。这种粘合剂会溶解在流体中，特别当流体中有水的时候。结果是，薄棉纸局部地被溶化以及流体被粘合剂所污染。
(5)α-纤维素并不总是均匀地被压制的，而且压成的过滤体的性能也不总是均匀的。
纤维素跨结(SPANBOND)非编织布是一种替代α-纤维素的过滤材料。不像α-纤维素，纤维素跨结非编织布不用天然纤维构成。这种纤维素跨结非编织布是通过溶解纸粕，从喷嘴中挤压溶解的纸粕并且冷却被挤压后的溶解的纸粕从而得到连续的丝，再在加热下用化学处理的方法将丝连成一片的方法制成的。那样，纤维素跨结非编织布的质量完全能控制。
用上述方式生产的一片纤维跨结的非编织布当与薄棉纸α-纤维素相比具有下列特点(1)机械强度非常高。
(2)它不直接用加工天然纤维的方法生产的。因此，它的质量总是固定的。
(3)不管将它放在干燥的地方还是潮湿的地方，它的吸湿性总是不变的。它的吸水和水化性能是α-纤维素的大约2.5倍。
(4)在将丝加工成片的过程中并不使用粘合剂。因此，片不会溶解在水中，并且以前工艺的流出粘合剂的问题不复存在。
虽然片状纤维素跨结的非编织布具有如上所说的优良性能，但它的极高的弹性是做厚层型过滤器的过滤体的一个缺点。
厚层型的过滤器的过滤体的一个基本要求是其备用密度(sparedensity)应在流体流经过滤器的方向上连续地从低到高改变。这样的空间密度分布可以通过把一片纤维素跨结的非编织布破碎成松软的纤维并且将松软的纤维模压成过滤体形状而获得。然而，由于纤维素跨结的非编织布的固有的弹性，过滤体的备用密度被由通过过滤体的流体的流动产生的压力所改变。结果是，与厚层过滤的理论相反的空间密度分布将建立起来。那就是现在空间密度将沿着流体的流动方向从高到低改变，而过滤器所要求的功能将失去了。为了过滤体的空间密度分布可以不被流过过滤体的流体的压力所变化，这片纤维素跨结的非编织布可以紧密地缠绕到这种程度以至纤维之间没有空间存在，例如，当这片纤维素跨结的非编织布被成形为滚筒时。然而，当用上面叙述过的方法制造过滤体的时候，所要求的过滤空间就不能保证。
本发明的目的是提供一种用弹性纤维素跨结的非编织布制作液筒形过滤体的方法。在用本发明的方法制作的过滤体中，从里面的园周面朝外面的园周面空间密度分布，连续地从高到低改变，而这种空间密度分布不会被流过过滤体的流体的压力所。
根据达到上述目的的本发明，提供了一种制作厚层型过滤器的过滤体的方法，这种方法是将过滤材料的带子螺旋地绕到一筒管上，该筒管有许多螺孔，并在其旋转的同时在其轴向上前后移动。其中纤维素跨结的非编织布用作带子的材料，并且在筒管来回移动期间的一个方向上带子顺时钟地围绕筒管缠绕，而在筒管来回移动期间的另外一个方向上是反时针地围绕筒管缠绕，所以它们彼此交叉，在一个周期中顺时针缠绕的带子和反时针缠绕的带子连续地斜着堆起来而使彼此重迭的部分形成屋顶型结构，由每一个以后的周期中形成的屋顶结构的高度从过滤体的里面的园周面朝外面的园周面逐渐地增加以便建立空间密度分布，在这种分布中空间密度从过滤体的外面的园周面朝里面的园周面逐渐地增加。
图1是根据本发明的方法的一个具体实例制作的过滤体的剖视简图。
图2是纤维素跨结的非编织布做的带子如何堆叠在筒管上的示意图。
图3是正在螺旋形地围绕筒管缠绕的带子的透视图。
图4是筒管的透视图。
图5显示纤维素跨结的非编织布的坯料如何转变成带子。
图6是图5中沿IV-IV线取的剖视图。
当将一片纤维素跨结的非编织布打碎成尽可能小的单元，其最小的单元就是单纤维。然而，事实上要处理这样小的单纤维是困难的。因此，将一片纤维素跨结的非编织布分割成一定宽度例如30毫米的连续的坯料。确定坯料的宽度最好要考虑到估计由流体流过过滤材料所给于的压力的变化。由于该坯料1具有不均匀的厚度，连续的坯料1通过一个比坯料1的宽度狭的架子2以形成带子3如图5所示。该带子3除了具有比较大的厚度外还有比较大的宽度，如图6所示。虽然从保证充分的机械强度的方面来说扭曲的带子3是有利的，但是从保证所需要的空间方面来说必需仔细选择扭曲的量。这是因为，当如以后要介绍的那样缠绕带子3时，带子3过度的扭曲将形成一个不必要大的空间。虽然对于带子3扭曲并不是必需的，但带子3最好还是每米扭曲10圈。
这样的带子3围绕如图4所示的筒管4缠绕以制作过滤体。如图4所示，筒管4上具有许多允许流体畅通流过的螺孔5，筒管4是由金属材料、陶瓷材料、树脂材料或其它类似的材料制成。缠绕开始时带子3绕在筒管4上，带子3在很大的拉力下缠绕，因此带子3紧紧地与筒管4接触。在本发明的过滤体中，空间或者空腔的体积必须从过滤体的里面的园周边朝外面的园周边逐渐地增加。当带子3在低拉力下缠绕时，能够保证视在空腔。然而，这些空腔将被流过过滤体的流体压力的改变而压缩。为了避免这种情况，本发明一种新颖的堆叠或者迭加带子3的方法。即如图3所示，筒管4旋转，并且带子3围绕筒管4缠绕的位置在筒管4的轴向上来回移动，从而带子3围绕筒管4螺旋形的缠绕。带子3围绕筒管4缠绕的位置的来回移动可以用筒管4旋转的同时来回移动来代替。一个方向上的第n次来回移动与筒管4旋转的同时来回移动来代替。当通过改变带子3的缠绕方向将带子绕在筒管4上时，则在一个方向上的、在第n次来回移动中绕在筒管4上的带子3，是与在另一个方向上的、第n次来回移动中绕在筒管4上的带子不同的。前者称为顺时针缠绕带5-n，后者称为反时针缠绕带6-n、术语“顺时针”和“反时针”的使用只是为了方便起见，并不以任何方式来规定来回移动和旋转运动组合的缠绕模式，这些运动都是相对运动。顺时针缠绕的带子在筒管上形成5-n以后反时针缠绕的带子在筒管4的相反方向5形成6-n。因此，带子5-n和6-n在筒管4上的许多位置彼此交叉。在图3中，符号B标记的是反时针缠绕带6-n的终端位置，也就是顺时针缠绕带5-n+1的起始位置，而A标记的是顺时针缠绕的带子5-n的起始位置。位置B是从位置A稍微的移动过来的。如同所示，结果是下一个顺时针缠绕的带子5-n+1部分地斜着重叠在顺时针缠绕的带子5-n上。同样地，下一个反时针缠绕的带子6-n+1部分地斜着重叠在反时针缠绕的带子6-n上。这种堆叠顺时针和反时针缠绕的带子的方法重复进行。因此，一组螺旋地旋转的并且部分重叠的顺时针缠绕的带子5-n，5-n+1，…和类似的一组反时针缠绕的带子6-n，6-n+1，…联合起来相互支撑成如图2所示的方式，从而构成许多屋顶状的堆7。每一个屋顶状堆7确定一个内部的空腔，而且其具有的机械强度大到足以明显地抵抗造成它变形的流体压力。在此方式中，这些带子连续地缠绕成屋顶状结构7-1，7-2，7-3和7-4如图1所示。图1示出这些屋顶状结构7-1到7-4的高度从过滤体里面的圆周边朝外面的园周边逐渐地增加。屋顶状结构的高度越高它们的内部空腔就越大。因此，空腔的体积从过滤体的里面的园周边朝外面的园周边缘逐渐增大。换句话说，用上面叙述的方法制作的过滤体具有空间密度分布，在这种分布中备用密度从过滤体的外面的园周边朝里面的园周边逐渐增加。
所以，当含有杂质的流体从过滤体的外面的园周边朝里面的园周边通过时，屋顶状结构7并不变形并且不管该流体流过过滤体造成的压力变化它们总保持它们的内部空腔，结果是根据厚层过滤的原理有效地将杂质从流体中阻止并除去。
从上述的详细说明将明白本发明提供了制作一个高可靠的过滤体的一种方法，在这种方法中具有高弹性的纤维素跨结的非编织布用作过滤材料，以及用这种过滤材料构成的带子围绕一个筒管缠绕以形成屋顶状结构，为了建立所要求的径向方向的空间密度分布，这种屋顶状结构是由逐渐改变体积的内部空腔确定的。
权利要求
1.一种制造厚层形过滤器的过滤体的方法，该方法通过将过滤材料带螺旋地缠绕在具有许多螺孔的筒管上，该筒芤槐咝槐 在其轴向上作来回移动，其中，纤维素跨结的非编织布用作所述的带子的材料以及其中所述带子在一个方向上的来回移动期间顺时针方向缠绕在筒管上而在另一个方向上的来回移动期间所述的带子反时针方向缠绕在所述的筒管上，结果它们相互交叉，所述的顺时针缠绕的带子和所述的反时针缠绕的带子连续地斜着堆叠而彼此部分重叠以在一圈中构成屋顶状结构，以后的每一圈中构成的所述的屋顶状结构的高度从所述过滤体的里面的园周边朝外面的园周边逐渐增加，以便建立一种空间密度分布，在这种分布中备用密度从过滤体的外面的园周边朝里面的园周边逐渐增加。
2.根据权利要求1制作过滤体的方法，其中，可以用围绕所述的筒管的带子的缠绕位置沿着所述的筒管的长度方向来回移动来代替所述的筒管产生的来回移动。
全文摘要
制作一个厚层型过滤器的过滤体的方法包括围绕一个具有许多螺孔并当它旋转时在它的轴线方向上来回移动的筒管螺旋形地缠绕用纤维素跨结的非编织布做的带子。在这种方法中该带子围绕筒管在它来回移动的一个方向上作顺时针缠绕而在筒管来回移动的另外一个方向上反时针地围绕筒管缠绕，使得它们彼此交叉，顺时针缠绕的带子和反时针缠绕的带子连续地斜着堆叠而互相部分重叠以在一圈上形成屋顶形结构。
文档编号B01D29/21GK1035058SQ8810744
公开日1989年8月30日 申请日期1988年10月29日 优先权日1987年10月30日
发明者和田米二, 铃木正 申请人:株式会社高野