专利名称：圆筒形产品及其制备方法
技术领域：
本发明涉及圆筒形产品及其制备方法。更具体地讲，本发明涉及用下述方法获得的成形产品按照共轭纺粘法纺长纤维，将该纤维热熔粘合并使所得的纤维成圆筒形，此产品适宜于过滤器、排液材料等；本发明还涉及该模压产品的生产方法。
使用热熔性粘合纤维的圆筒形产品具有优良的可滤性、硬度和质轻的特性，已用作筒式过滤器、排液材料等，迄今已知的这类圆筒形产品有用以下方法获得的产品由并列热熔粘合共轭纤维定长短纤维按照梳理工艺制备纤维网，然后在加热下将该定长短纤维卷绕在芯上(日本专利公告昭56-43139号)；按下述方法获得的产品由热熔粘合多分丝型(multi-dividedtype)稳定共轭纤维制备非织造织物，然后将该织物卷绕在多孔芯上(日本专利申请公开平4-108506号和平6-091105号)等。
但是，在上述日本专利公告昭56-43139号中披露的圆筒形产品的生产程序是非常复杂的。该生产程序如下进行将纤维在共轭纺丝时拉伸，接着用卷曲机使纤维产生卷曲，干燥，用切割机切割，得到所谓短纤维的定长纤维。使此定长短纤维经过梳理步骤等，并在加热下将该纤维网卷绕成圆筒形；因此，这样的生产程序的生产率是非常低的。
此外，这样的共轭纤维通常带有上油剂用于在纺丝时改善梳理通过性(card-passing property)和定长短纤维开松性(staple-opening property)。因此，当将这样的圆筒形产品用于过滤器等时，会带来这样的问题在过滤时上油剂鼓泡，上油剂混入滤液中等。因此该圆筒形产品在食品、饮用水、化学品等领域中的使用受到了限制。此外，由于该产品使用定长短纤维，因此在该纤维层的内部和产品的表面易于起毛。
该绒毛能有效地在过滤时容易地粘附颗粒，但另一方面，该产品具有下列缺点该产品被使用后和当用所谓反洗等再用时，难于除去附着的颗粒，因此该产品不能再利用。
此外，当使用粗细度纤维时，共轭纤维在梳理时出现分层而且其中易出现原纤化纤维。在梳理时，该原纤化纤维被切成粉末状物，此物混入纤维网中并危害环境。此外，此粉末状物堆积在梳理机、加热器、成形机等的各部件上，固结成颗粒或絮状物形式，并易于落到纤维网中并混入其中。因此，用这样的定长短纤维获得的产品会出现过滤精度被分散、即过滤精度变差的问题。
此外，使用上述分丝型共轭纤维定长短纤维的圆筒形产品需要特定结构的喷丝头和多余的步骤例如针刺、水针刺加工(Water needleprocessing)等。该产品的生产率很低且产品很贵。此外，由于使用了定长短纤维，会出现上述由上油剂、起毛等产生的问题。设计分丝型共轭纤维以便可将它们容易地借助针刺、水针刺、梳理等作用分成多丝束(multi-division)例如三丝束或三丝束以上。因此，即使当使用分丝后的单纤维细度细至约1d/f或之下的纤维时，该共轭纤维的一部分在梳理时仍被分丝，因此原纤维形式的纤维易于形成。此外，具有互相缠结的原纤维形式的单纤维或剥离纤维(peeld fibers)的粉末状物的散纤维易于形成。另外，细度粗的无分丝纤维以混合物的形式大量存在。此外还形成由于用于分丝的针刺、水针刺等的针孔等。于是产生这样一个问题即便在分丝后的单纤维是细度细的纤维时，上述的过滤精度、过滤精度的稳定性等也较差。
日本专利申请公开平2-14582号披露了一种按照皮芯型共轭纺粘法的热熔性粘合非织造织物，其中皮组分由聚丙烯组成，而芯成分由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。日本专利申请公开平5-263353号披露了一种按照皮芯型共轭纺粘法的热熔性粘合非织造织物，其中皮组分由高密度聚乙烯组成，而芯组分由乙烯-丙烯无规共聚物组成。此外，日本专利公开平-2-182963号披露了一种具有潜在卷曲性和热收缩性的非织造织物，其制法如下将具有不同的热收缩性的聚合物按照纺粘法纺丝成为并列型、偏心皮芯型等的纤维，然后对所得到的纤维网进行超声粘合。
上面的将两种具有不同的熔点的组分用共轭纺粘法处理得到的非织造织物具有高生产率、作为非织造织物具有高强度等优点。因此，这种织物被认为适宜用作用可弃尿布的表面材料、各种包装材料等。但上述公开的专利申请根本未提将该产品应用于圆筒形产品。
本发明的目的是提供能解决上述问题的圆筒形产品，也就是说，该产品在地下水的排液性能方面具有良好的可滤性，并具有良好的过滤精度、过滤精度的稳定性、过滤寿命、耐压力等，而且不鼓泡；并提供高效率地制备该圆筒形产品的方法。此外，本发明的另一个目的是提供一种圆筒形产品，该产品作为过滤器使用后容易洗涤所形成的滤饼，并在某些情况下可重新使用。
本发明具有下列(1)至(20)个方面的内容(1)通过将由至少低熔点树脂组分和高熔点树脂组分两种组分组成的多组分共轭纺粘长纤维粘在一个芯体周围获得的圆筒形产品；所述的至少两种组分之间的温度之差不低于10℃，并且所述的至少两种组分是由所述的低熔点树脂组分热熔粘合的。(2)按照项(1)的圆筒形产品，其中所述的多组分共轭纺粘长纤维由10-90％(重量)所述低熔点树脂组分和90-10％(重量)所述高熔点树脂组分组成，并且所述的低熔点树脂组分至少构成该纤维的表面的一部分。(3)按照项(1)或项(2)的圆筒形产品，其中所述的多组分共轭纺粘长纤维的最粗细度与最细细度之比不低于1.5，并且这些长纤维沿所述圆筒形产品的厚度方向排列。(4)按照项(1)至(3)之任一项的圆筒形产品，其中所述物体的过滤精度的分散指数(dispersion index)不高于0.7。(5)按照项(1)至(3)之任一项的圆筒形产品，其中，将其它纤维层压至所述共轭纺粘长纤维上或混入其中。(6)按照项(1)至(3)之任一项的圆筒形产品，其中所述的多组分共轭纺粘长纤维的细度为0.2-70000d/f。(7)按照项(1)至(3)之任一项的圆筒形产品，其中所述的低熔点树脂组分是选自聚乙烯、丙烯与另一种α-烯烃的结晶共聚物和低熔点聚酯的树脂，而所述高熔点组分是聚丙烯。(8)按照项(1)至(3)之任一项的圆筒形产品，其中所述低熔点树脂组分树脂是选自聚乙烯、丙烯与另一种α-烯烃的结晶共聚物和低熔点聚酯的树脂，而所述的高熔点树脂组分是聚对苯二甲酸乙二醇酯。(9)按照项(1)至(3)之任一项的圆筒形产品，其中所述圆筒形产品的表面或内侧部分被轧花，结果形成凸出或凹陷。(10)制备圆筒形产品的方法，包括按照多组分共轭纺粘法将至少由低熔点树脂组分和高熔点树脂组分两种组分组成的共轭长纤维纺丝，得到纤维网，这些组分的温度之差不低于10℃，接着将此纤维网在一个芯上卷绕，同时将该纤维网在所述低熔点树脂的粘合温度或此温度之上加热，以将所述共轭长纤维热熔粘合。(11)按照项(10)的制备圆筒形产品的方法，其中所述的多组分共轭纺粘长纤维由10-90％(重量)低熔点树脂组分和90-10％(重量)高熔点树脂组分组成，而且该低熔点树脂组分至少构成该纤维的表面的一部分。(12)按照项(10)或项(11)的圆筒形产品的制备方法，其特征在于在纺丝时通过改变共轭纤维的挤出量或其卷绕速度将其纺丝，以制备该共轭长纤维的相同纤维的最大细度与最小细度之比不低于1.5的纤维网，接着将该纤维网卷绕在一个芯上，同时在其热熔粘合温度或高于此温度将其加热，以将该长纤维的低熔点树脂组分热熔粘合，由此将细度改变不低于1.5倍的长纤维沿其厚度方向排列。(13)按照项(10)至(12)之任一项的圆筒形产品的制备方法，其特征在于在纺丝后将共轭纤维送入空气吸入器式牵引装置(air-sucker type pulling means)中，同时将其以0.1-5m/秒的空气速度骤冷，接着将纤维在500-20000m/分的气流的高速下纺丝，制得细度为0.2-300d/f的长纤维。(14)按照项(10)至(12)之任一项的圆筒形产品的制备方法，其特征在于在纺丝时，将共轭纤维以其自重或用拉伸辊纺丝，同时使纤维骤冷或不这样做，以制备细度为17-70000d/f的长纤维。(15)按照项(10)至(12)之任一项的圆筒形产品的制备方法，其中，在从纺丝起直至该圆筒形产品的制备这段时间中进行1.2至9倍的拉伸。(16)按照项(10)至(12)之任一项的圆筒形产品的制备方法，其中所述的低熔点树脂组分是选自聚乙烯、丙烯与另一种α-烯烃的结晶共聚物和低熔点聚酯的树脂，而且所述的高熔点树脂组分是聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。(17)按照项(10)至(12)之任一项的圆筒形产品的制备方法，其特征在于在从纺丝起直至该圆筒形产品的制备这段时间中将其它纤维与该共轭纺粘长纤维网一起层压为层状或将其它纤维与其混合。(18)按照项(10)至(12)之任一项的圆筒形产品的制备方法，其特征在于在使该圆筒形产品成形时，将轧花滚筒与纤维网或圆筒形产品接触，使该圆筒形产品的表面或内侧形成凸出和凹陷。(19)使用按照项(1)至(3)之任一项的圆筒形产品的过滤器。(20)使用按照项(1)至(3)之任一项的圆筒形产品的排液材料。
用于本发明的圆筒形产品的纤维网是按照多组分共轭纺粘法获得的长纤维网。该长纤维是通过将至少两种熔化温度之差不低于10℃的树脂组分按照共轭纺粘法共轭纺丝获得的纤维。当所述温度之差低于10℃时，则难于在下面所述的热处理时进行温度控制；因此该纤维网的热熔粘合不充分，使得无法获得具有高硬度的成形产品；或者与之相反，纤维熔融过度不能形成薄膜，或者由于纤维网或非织造织物不正常的收缩而形成皱纹。结果，无法获得具有作为过滤介质的良好的过滤性和均匀性的圆筒形产品。
作为树脂组分，实际上可以使用2至4种树脂。最高熔点与最低熔点温度之差可以是不低于10℃。但在大多数应用中，使用两种树脂可能已经足够了。
关于该共轭长纤维，低熔点树脂组分足以至少构成该纤维表面的一部分。此外，对于该共轭纤维来说，可以使用皮芯型、偏心皮芯型、并列型、海岛型等的纤维。
在共轭长纤维中，至于低熔点树脂组分与高熔点树脂组分之共轭比(conjugate ratio)，低熔点树脂组分的比例为10-90％(重量)，而高熔点树脂组分的比例为90-10％(重量)。若低熔点树脂组分的比例低于10％(重量)，则在圆筒形成形的热处理时热熔粘合不充分，从而得到硬度不够且耐压力较差的圆筒形产品。此外可能会起毛。因此，当将该成形产品用作过滤器时，在过滤时，由于压力、振动等，易出现过滤层松开的情况，而且过滤精度亦较差。此外，当将其用作排液材料时，易产生变形。另一方面，若该共轭长纤维的低熔点树脂组分的比例超过90％(重量)，则该低熔点树脂组分由于在圆筒成形时的热处理而熔融，因而使纤维网形成薄膜；该圆筒形产品内部的孔被堵塞；在该成形产品的表面出现皱纹，并且成形产品由于在热熔时收缩而变形。为克服以上不足之处，低熔点树脂与高熔点树脂的重量比优选在30/70至70/30范围内。
另外，长纤维的细度取决于目标圆筒形产品的应用，在用于过滤器的情况下，细度为约0.2-10000d/f，而在用作排液材料的情况下，为约3-70000d/f。此外，对纤维网或非织造织物的基重无特别限制，但从在将该圆筒形产品加热时热熔粘合容易等角度考虑，它为约4-2000g/m2。
可作为本发明中的树脂组分使用的树脂是聚酰胺，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，通过二元醇与对苯二甲酸/间苯二甲酸等共聚所获得的低熔点聚酯，聚酯例如聚酯弹性体，聚丙烯，高密度聚乙烯，中等密度聚乙烯，低密度聚乙烯，线型低密度聚乙烯，聚烯烃例如丙烯或另一种α-烯烃的结晶共聚物或三元共聚物，氟树脂，上述树脂等的混合物，或其它可熔纺树脂等。
共轭纺丝用树脂的组合是熔化温度之差不低于10℃的树脂的组合，其实例为高密度聚乙烯/聚丙烯，低密度聚乙烯/丙烯·乙烯·丁烯-1结晶共聚物，高密度聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯，尼龙-6/尼龙-66，低熔点聚酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚偏氟乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯，线型低密度聚乙烯与高密度聚乙烯/聚丙烯的混合物等。
优选的组合的实例是聚烯烃/聚烯烃、聚烯烃/聚酯和聚酯/聚酯的组合，例如高密度聚乙烯/聚丙烯，低密度聚乙烯/丙烯·乙烯·丁烯-1结晶共聚物，高密度聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯，低熔点聚酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯，等。此外，当考虑到耐化学性时，特别优选聚烯烃/聚烯烃的组合。
共轭纺粘法是指用于制备尚未热熔粘合的纤维网、热熔粘合的非织造织物等的方法，该方法包括将多种树脂组分由多个挤出机中熔体挤出，使多组分共轭纤维通过共轭纺丝用喷丝帽纺丝，用气流拉伸设备例如空气吸入器将初生纤维拉伸，用纤维网收集设备例如网状运输带随气流收集纤维，和若有必要，用熔体粘合等方法处理该纤维网。在本发明中，当目标是细度细的长丝时，纺丝通过引入高压气流进行，但当目标是细度粗的长丝时，纺丝可在阻断该气流的条件下进行，也就是说，纺丝可基本上靠纤维的自重来进行。此外，纤维可用拉伸辊或摩擦辊(pinch roll)拉伸。另外，对于气流拉伸型设备，在拉伸辊的前部或后部等可以配置两套或多套气流拉伸型设备。
关于用在本发明中的多组分共轭纺粘长纤维，纤维的优选细度在0.2-70000d/f范围内。制备这样的纤维的纺丝速率可以是适宜于所需细度的速率。若细度为约0.2-300d/f、优选0.5-100d/f，则纺丝速率为约500-20000m/分。此外，若细度为约17-70000d/f、优选30-60000d/f，利用空气吸入器的吸入几乎可以停止，靠纤维的自重纺丝，或者纺丝可以通过用拉伸辊拉伸进行。另外，高速气流拉伸设备可安置在拉伸辊后，或者在低速纺丝的情况下，该设备基本上可以取消。至于喷丝头，可以使用皮芯型的，并列型的，海岛型的，偏心皮芯型的等。这样的喷丝头、空气吸入器等可以有多个。
此外，对于纺丝后纤维，可以使用拉伸辊，摩擦辊，装配有拉伸装置例如气流型拉伸装置的设备等。这样的拉伸装置可以装配在喷丝头和空气吸入器之间、或空气吸入器与网状运输带之间、或网状运输带与成形机之间等。当然，这样的装置可以在多处安置。当使用拉伸装置时，纤维和非织造织物的强度得以改善，而且能改善所形成的圆筒形产品的耐压力、压实度等。此外，由于拉伸，出现所得到的圆筒形产品的空间卷曲(steric crimps)，以改善该圆筒形产品的微孔性。
此外，带有加热装置的设备可以在由喷丝头至各装置的任何位置使用。对于带有加热装置的设备，当加热条件被充分建立时，可以制备热熔粘合非织造织物或展现卷曲等。
另外，在本发明中，可以使用在喷丝头与成形设备之间的带有其它的收集辅助装置的设备。所述辅助装置的实例有丝骤冷装置、针刺装置、水流缠结装置等。在骤冷装置的情况下，可以使用气体、水等。针刺、水流缠结装置等可存在于除纺丝设备以外的其它设备中。
带有拉伸装置的设备的实例有许多，例如位于喷丝头与气流型拉伸装置之间的带有多个拉伸辊的设备，或者在具有下列功能的一对旋转式摩擦辊之间的收集初生纤维的设备定时收集，接着将所形成的纤维网拉伸，同时将其在一对装在上述辊之下的摩擦辊之间夹紧，并将所得到的纤维网收集在装在其下的网状运输带上。作为上述具有定时收集功能等的摩擦辊，可举出下列摩擦辊的实例具有多个用于排出吹入气体的孔的金属辊；在一对网形旋转物之间夹紧的同时具有收集功能的辊；具有多个拉伸辊的辊等。
上述具有定时收集功能等的辊可以是具有一对上辊和一对下辊并且还具有其它功能例如加热以及拉伸功能的设备。
另外，纤维网一旦被收集在网状运输带等上可被送入具有与网状运输带等联在一起的辊的拉伸装置中。
此外，在纺丝后，通常将吹入的气流连同纤维网一同用抽吸去除装置除去。当然，在靠纤维的自重或在低速率未使用气流下纺丝的情况下，无需上述去除步骤。
本发明的圆筒形产品通过使按照上述的纺丝法收集到的纤维网或热熔粘合非织造织物成形为圆筒形来获得。作为用于此的设备，可以使用制备圆筒形产品的设备，具有加热器、圆筒成形装置等作为主要的构成部件。例如可以使用装有红外加热器和金属芯的卷绕式成形设备，可参见日本专利公告昭56-43139号中所述。
作为加热器，可以使用任何一种通空气加热器、红外加热器、加热辊、加热轧花辊等。此外，作为圆筒成形机，可以使用任何一种成形后拔出金属芯类型的机器，在多孔芯周围有卷绕芯的机器等。
对于圆筒形产品，按照上述纺粘法的纺丝和圆筒成形操作可连续或分开进行。在连续进行的情况下，可以在纤维网收集装置的上游使用装有加热器、绕芯卷绕类型的成形机等的设备。在不连续进行的情况下，一旦纺丝，可将尚未热熔粘合的纤维网、热熔粘合非织造织物等用装有加热装置、绕芯卷绕类型的成形机等的设备成形，与纺丝分开。此外，按照使圆筒形产品与表面刻有凸出和凹陷的金属辊在旋转下接触的方法恰在卷绕后或卷绕时，在该圆筒形产品的表面或内侧可以产生凸出和凹陷。在此情况下，该圆筒形产品的表面积增加，并且由于在该成形体的内侧形成旁通路，因此过滤寿命得到改善。
将收集的纤维网或热熔粘合非织造织物按下述方法成形为圆筒形使用上述圆筒成形设备，并将纤维网或非织造织物卷绕在芯上，同时在高于所述低熔点树脂组分熔点的温度和低于所述高熔点树脂组分熔点的温度将其加热，由此在其交会处由于低熔点树脂组分的热熔粘合而将纤维热熔粘合，然后，将该成形产品由芯中拔出，若有必要，还可以对最终表面按照例如热熔粘合法、热熔法、粘合法等方法进行最终表面熔接处理，将最终表面粘到薄膜或金属板等上。
此外，关于圆筒形产品，其厚度方向的细度可以相同或不同。在细度不同的情况下，例如沿待过滤流体的流动方向细度由粗变细的产品、细度由粗变细又变粗的产品等在过滤精度、过滤寿命、耐压力等方面均较佳。
为进一步改善可滤性，优选最大细度与最小细度之比不低于1.5、最好是不低于1.8的产品。
具有改变的细度的产品可按下列方法制备该产品例如这样获得在纺丝期间，在相应于一件圆筒形产品的纺丝时间中使卷绕速度恒定，并随着纺丝时间的推移，例如以大量、中量和小量的顺序或以大量、小量和大量的顺序改变由喷丝帽挤出的量，或者如上所述使挤出量恒定，而改变卷绕速度。
在本发明的圆筒形产品中，其它纤维可被层压至所述共轭纺粘长纤维上或与之混合。作为所述其它纤维，可以使用具有与该共轭长纤维不同的细度的纤维、树脂等，可提及例如普通纤维如聚酰胺纤维，活性碳纤维，聚酯纤维，人造纤维等以及具有粗细度的单丝等。当其它纤维被层压或混合时，可以改善气体吸附性，过滤精度，成形产品的硬度等。至于所述其它纤维，可以提及纤维网，单丝，机织织物或针织物，非织造织物，网状物，分散有单纤维的产物等。例如，当层压纤维直径为0.1-8微米的膜过滤器等用薄片时，过滤精度得以改善。层压了含碳纤维的非织造织物、织造织物等的产品具有气体吸附性。
在共轭纺粘长纤维的纺丝之时或之后，可将其它纤维由除共轭纺丝装置之外的装置提供。可能的方法有例如，在纺丝时将其它纤维在与长纤维的纺丝方向斜交的方向与空气一同供给的方法，在纺丝后将其它纤维层压至收集在网状运输带上的长纤维纤维网上的方法等。此外，在本发明中，对混入的其它纤维的量无特别限制，但从该圆筒形产品的硬度、过滤精度等方面考虑，其它纤维的混入量可以为1-50％(重量)。
使用所述圆筒形产品的本发明的过滤器和排液材料显示出优良的实际特性。详细情况将在下列实施例中描述。
实施例下面用实施例和对比例更详细地描述本发明。此外，所述圆筒形产品的物理性质、可滤性等的评价按下列方法进行(过滤精度)使用由具有含水(301)的水箱的过滤器、泵和壳构成的循环式过滤测试器。
将一片过滤介质固定在过滤器的壳上，当使水以301/分的流量循环时，向水箱中加入5g固定的滤饼。将加入饼后1分钟收集的过滤水(100cc)用膜滤器过滤。膜滤器上捕获的颗粒的大小用粒度分布测定装置测定，并测定最大颗粒的尺寸(μm)。使用5片过滤介质，按相同的方式测定，并将各最大值的平均值的平均值认作过滤精度(μm)。
(过滤精度分散指数)此指数用基于在上述过滤精度试验中用5片过滤介质测定的最大颗粒直径的数据按下面的等式计算过滤精度分散指数＝(A-B)/X式中X指5片过滤介质各最大值的平均值(μm)；A表示5片过滤介质的最大直径颗粒中最大颗粒的直径(μm)；B指5片过滤介质的最大直径颗粒中最小颗粒的直径(μm)。
此外，当过滤精度的分散指数低于0.7时，将此情况评价为属于小分散。
(过滤寿命和耐压力)在上述循环式过滤精度测试中，以20g的量加入火山灰粉(平均粒径12.9微米，粒径在1.0-30微米的粉末在总灰粉中的含量不低于99％(重量))作为滤饼，并继续进行循环过滤。当水箱中的水变澄清时，测定过滤前和过滤后压力间的压力差。重复加入所述灰粉和测定压力差直至该过滤器变形或该过滤器的入口压力与出口压力间的差达到10kg/cm2。从第一次加入灰粉直至过滤器变形的这段时间被称作“过滤寿命”(分钟)，这时的压力差被称作“耐压力”(Kg/cm2)。
(鼓泡)在上述过滤精度试验中，在加入滤饼前使单纯的水循环1分钟，接着观察水箱中的鼓泡情况，若在水箱的总表面上出现鼓泡，则将此种情况判定为有鼓泡，而当几乎无鼓泡出现时，将此情况判定为无鼓泡。
实施例1用下列设备制备圆筒形产品装配有共轭纺丝机、空气吸入器、网状运输带等的共轭纺粘纺丝设备和装配有网状运输带、运红外线加热器、金属芯卷绕型成形机等的圆筒成形设备。所用的喷丝帽是孔直径为0.4mm的皮芯型共轭喷丝帽。
在皮侧使用mp.133℃且MFR 22(190°，g/10分钟)的高密度聚乙烯作为第一组分，在芯侧使用mp.164℃且MFR 60(230°，g/10分钟)的聚丙烯作为第二组分，在共轭比为50/50(％(重量))和第一组分的纺丝温度为290℃而第二组分的纺丝温度为310℃的条件下进行纺丝，接着用空气吸入器以3000m/分钟的速率抽吸所形成的纤维，并将该纤维随着空气吹至网状运输带上。用装在网状运输带下面的吸入装置抽吸去除吹入的空气。所形成的纤维是细度为1.5d/f的皮芯型长纤维，基重为20g/m2。将所得到的纤维网在145℃加热，同时将其用网状运输带转移至圆筒成形机上，接着在加热下将其卷绕在外径为30mm的金属芯上至得到一定的外径，冷却至25℃，拔出芯，切割，得到内径为30mm、外径为60mm和长度为250mm的圆筒形过滤器。此过滤器包含热熔粘合纤维，并是一种硬质产品。
该圆筒形过滤器的可滤性等测试结果见表1。此过滤器表现出优良的过滤精度、过滤精度分散指数、过滤寿命等性能。在过滤时未出现鼓泡现象。此外，与使用定长短纤维的方法相比较，不需要诸如卷曲机、切割机等设备。再有由于纺丝和成形可按照连续法进行，因此可以良好的生产率制备过滤器。
实施例2利用空气吸入器以1500m/分钟的速率纺丝。其它纺丝条件、成形条件等与实施例1中的相同。制得内径为30mm、外径为60mm、长度为250mm的圆筒形过滤器。所得到的纤维网的细度为3d/f。
此过滤器具有热熔粘合纤维，并且是硬质产品。
该圆筒形过滤器的可滤性等的测试结果见表1。
此过滤器表现出优良的过滤精度、过滤精度分散指数、过滤寿命等性能，并且在过滤时未出现鼓泡现象。此外，与使用定长短纤维的方法相比较，不需要诸如卷曲机、切割机等设备。而且，由于纺丝和成形可按照连续法进行，因而生产率良好。
对比例1和对比例2使用下列定长短纤维按照梳理法制备基重为20g/m的纤维网由高密度聚乙烯作皮组分和聚丙烯作芯组分组成、共轭比为50/50(％重量))、细度为1.4d/f、纤维长度为51mm和12卷曲/25mm的定长短纤维(对比例1)和由上述组分组成并且细度为3.0d/f、纤维长度为51mm和12卷曲/25mm的另一种定长短纤维(对比例2)。将这些纤维网按实施1中所述转移至圆筒成形机上，接着将其在145℃加热，将其绕在金属芯上，冷却，切割等，得到两种各与实施例1中的尺寸相同的圆筒形过滤器。
该圆筒形过滤器的可滤性等测试结果见表1。这些过滤器均具有优良的过滤精度、过滤精度分散指数、过滤寿命等性能。但这两种产品在过滤时均导致鼓泡；因而被判定不能将其用于食品领域的液体过滤。
对比例3和对比例4将在上述对比例1和2中使用的两种HDPE/PP共轭纤维用60℃的热水洗涤1小时，接着用水洗涤之以洗除附着的上油剂，对所得到的纤维进行离心脱水，于105℃干燥，并按与上述对比例1和2相同的方法制备基重为20g/m2的纤维网。
在梳理时该纤维网的均匀性很差；纤维的开松性能差；并且许多直径为3-8cm的大体积形式的纤维网被混入上述纤维网中。此外，在梳理时出现显著的静电现象；因而在通过成形获得圆筒形产品的同时常常停止梳理。
将该纤维网转移至实施例1中所述的圆筒成形机上，接着在145℃将其加热，将其绕在金属芯上，冷却，切割等，得到两种尺寸与实施例1的相同的圆筒形过滤器。
该圆筒形过滤器的过滤性能等的测试结果见表1。关于该过滤器，鼓泡问题在对比例3(细度14d/f)和对比例4(细度3.0d/f)中均得到改善，但过滤精度、过滤寿命等性能均比实施例1和2的差。而且，该过滤器的过滤的分散指数大且均匀性差。
该过滤器的性能等见表1。
实施例3使用均在实施例1中用过的按照共轭纺粘法的纺丝设备和用于圆筒形产品的生产设备，使在厚度方向上具有不同的细度的过滤器成形。但将实施例1的喷丝帽换成孔直径为0.4mm的并列型共轭喷丝帽。
使用丙烯·乙烯·丁烯-1无规共聚物(MFR65(g/10分钟，230℃)；熔点138℃；乙烯4.0％(重量)；和丁烯-14.5％(重量))作为第一组分，和聚丙烯(MFR75(g/10分钟，230℃)和熔点163℃)作为第二组分。两组分的纺丝温度均为290℃。共轭比为50/50(％(重量))。改变空气吸入器的吸入速度，在开始卷绕过滤器时为1125m/分钟，在其中期变为2667m/分钟，而在其结束时变为750m/分钟，得到密度梯度型圆筒形过滤器，其细度变为4d/f，1.7d/f和6d/f。此外，纤维网的基重为20g/m2，加热温度为148℃。此过滤器含有热熔粘合纤维，并为硬质产品。该圆筒形过滤器的内径为30mm，外径为60mm，长度为250mm，该圆筒形过滤器的过滤性能的测试结果见表1。此过滤器具有优良的过滤精度和过滤精度分散指数。此外，它在过滤时无鼓泡现象。另外，与对比例1和2比较，无需卷曲机、切割机等设备，并且由于纺丝和成形按照连续法进行，因而能以良好的生产率制备该过滤器。
实施例4用实施例1中使用的用于共轭纺粘法的纺丝设备和圆筒形产品的制造设备使过滤器成形。但使用了在喷丝帽和空气吸入器之间装配有拉伸辊的设备。此外，该设备在喷丝帽和拉伸辊之间装配有冷空气进给式骤冷装置。作为喷丝帽，使用与实施例3的相同的孔径为0.4mm的并列型喷丝帽。
使用两种与实施例3中的相同的树脂，纺丝在与实施例3相同的共轭比、纺丝温度等条件下进行。在用空气吸入器抽吸前，将纤维用拉伸辊于80℃拉伸至原长度的两倍。接着用空气吸入器以1500m/分钟的速率抽吸拉伸的长丝并将其吹至网状运输带上。此外，在纺丝时，将纤维由喷丝头和拉伸辊之间的纤维的旁侧于24℃用空气以0.3m/秒的速度骤冷。该纤维的细度为3.2d/f，比其理论值略大，大概是由于拉伸所致的滑移。该纤维网的基重为21g/m2。将收集到的纤维网加热至150℃，得到内径为30mm、外径为60mm、长度为250mm的圆筒形过滤器。此过滤器是含有热熔粘合纤维的产品并且是硬质的。此圆筒形过滤器的过滤性能等见表1。此过滤器表现出比用定长短纤维的对比例2的过滤器佳的过滤寿命、耐压力等，所述对比例2的细度几乎与实施例4的相同。此外，在过滤时未出现鼓泡现象。另外，与对比例1和2相比较，无需使用诸如卷曲机、切割机等设备，并且由于纺丝和成形连续进行，因而可以良好的生产率制备过滤器。
实施例5使用实施例1中的按照共轭纺粘法的纺丝设备和圆筒形产品用制造设备使过滤器成形。但使用了在喷丝头和空气吸入器之间装有拉伸辊的设备。此外，该纺丝设备装配有位于喷丝头和拉伸辊之间的冷空气进给式骤冷装置。
使用特性粘度为0.56且熔点为190℃的聚(对苯二甲酸乙二醇酯-co-间苯二甲酸乙二醇酯)和特性粘度为0.65且熔点为254℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯。使用在皮侧的低熔点树脂和在芯侧的高熔点树脂以50/50(％(重量))的共轭比进行共轭纺丝，纺丝温度在低熔点树脂的情况下为280℃，而在高熔点树脂的情况下为290℃。在纺丝时，将纤维用上述的拉伸辊于90℃拉伸至原长度的两倍，接着用空气吸入器以750m/分钟的速度将拉伸的纤维吹至网状运输带上。此外，在纺丝时，将纤维由位于喷丝头和拉伸辊之间的纤维的旁侧用26℃的空气以0.4m/秒的空气速率骤冷。得到的纤维的细度为6.2g/f，比理论值略大，这大概是由于拉伸滑移造成的。此外，该纤维网的基重为21g/m2。然后使此纤维网按与实施例1相同的方式于195℃形成圆筒形，得到内径为30mm、外径为60mm、长度为250mm的圆筒形过滤器。此过滤器含有热熔粘合纤维，并为硬质产品。该圆筒形过滤器的过滤性能等见表1。此过滤器显示出优良的过滤精度分散指数、耐压力等，此外，在过滤时无鼓泡现象发生。
实施例6使用实施例1中的按照共轭纺粘法的纺丝设备和圆筒形产品的制造设备。但使用了孔直径为0.6mm的皮芯型喷丝头，并使用外径为100mm的金属芯作为圆筒成形装置的芯。
使用在皮侧的MFR 22(190℃，g/10分钟)且熔点为132℃的高密度聚乙烯和在芯侧的MFR 18(230℃，g/10分钟)且熔点为164℃的聚丙烯以40/60(％(重量))的复合比在下列条件下进行纺丝纺丝温度在皮侧为285℃，而在芯侧为300℃，以及纺丝速率为300m/分钟，以将该纤维挟在一对摩擦辊之间，接着用安置在所述摩擦辊下方的空气吸入器抽吸所得到的纤维，并将纤维以338m/分钟的速率吹至网状运输带上。该纤维的细度为32d/f。然后将所得到的长纤维纤维网按与实施例1相同的方式加热至147℃并卷绕在外径为100mm的金属芯上以得到一定的外径。然后将纤维网冷却至28℃，接着拔出芯，并用切割机切割所得材料，得到内径为100mm、外径为150mm、长度为1000mm的排液材料。将此排液材料的5个用长度为12cm的聚氯乙烯管连接起来，得到长度为5m的排液材料。接着仅将该材料的一端热熔粘合至厚度为1.2mm的聚丙烯树脂片上以将此端密封。使用30个该连接好的排液材料，使端表面密封的一端为上游端，并使未密封的一端朝混凝土的废水排放沟敞开，将它们以2m的间隔放置于高尔夫球场的斜地面上用作排水材料。结果表明，使用该排液材料的区域在排水性能方面比未使用排液材料的区域好。
实施例7使用实施例1中的按照共轭纺粘法的纺丝设备和圆筒形产品的制造设备。但使用了孔径为1.0mm的皮芯型喷丝头。
纺丝用与实施例3中相同的聚丙烯·乙烯·丁烯-1无规共聚物和聚丙烯来进行，并且在皮侧使用所述无规共聚物，而在芯侧使用聚丙烯，各自的纺丝温度均为280℃。纺丝不用空气吸入的手段而靠初生纤维的自重来进行，接着将所得到的纤维网收集至网状运输带上。得到的纤维的细度为480d/f。然后将该长纤维纤维网按与实施例1相同的方式卷绕在外径为80mm的金属芯上，同时于150℃加热直至达到指定的外径。接着将卷绕好的材料冷却至28℃，由芯中拔出，用切割机切割，得到内径为80mm、外径为180mm、长度为1000mm的排液材料。此排液材料具有热熔粘合纤维，并为硬质产品。将2个此排液材料连接起来，接着将150mm宽的可渗水非织造织物绕在连接部，并用金属丝捆扎该部分，得到长度为2m的排液材料。然后仅将此材料的一端用1.2mm厚的聚丙烯树脂片热熔粘合密封。使用40个如此连接的排液材料，使端表面密封的一端为上游端，并使未密封的一端朝混凝土的排水沟敞开。将此材料以1.5m的间隔放置于新垦松土地的法向上用作排水材料。使用了此材料的土地表明具有良好的排水性能。
实施例8将过滤寿命试验后的过滤器按照反向洗涤法用水洗涤，进行再过滤试验。使用上述的过滤精度用测试装置作为试验装置。作为圆筒形过滤器，使用实施例1和对比例1的圆筒形过滤器。对所述圆筒形过滤器在与上述过滤寿命试验相同的条件下实施过滤寿命试验，当压力差达到3kg/cm2时，立即停止该试验。接着以61/分钟的速率沿该过滤器的内侧向外侧送水20分钟，以反向洗涤所形成的滤饼。然后将饼再加至水箱中并进行与上述相同的过滤寿命试验。
对于实施例1的过滤器，反洗前的总过滤时间和反洗后的总过滤时间是62分钟(34分钟达到3kg/cm2的压力差，和反洗后的28分钟过滤寿命)。此外，反洗后的耐压力为6.7kg/cm2。
对于对比例1的过滤器，反洗前的总过滤时间和反洗后的总过滤时间是46分钟(25分钟达到3kg/cm2的压力差，和21分钟的反洗后的过滤寿命)。此外，反洗后的耐压力为5.9kg/cm2。
在本发明的过滤器的情况下，通过反洗可以延长过滤寿命，其再利用是可能的。而在对比例1的过滤器的情况下。利用反洗途径延长过滤寿命的时间非常短。
本发明的功效本发明的圆筒形产品表现出诸如优良的可滤性、优良的耐压力、水通过时不鼓泡、高硬度、优良的透水性、能进行反洗等特性。因而该圆筒形产品可适于用作过滤器或排液材料。
此外，就本发明的圆筒形产品的制备方法而言，可以通过利用简单的设备高效率且容易地制备从细的细度至粗的细度的圆筒形产品。关于所形成的纤维，由于未使用任何纺丝用上油剂，因而无所述试剂附着在纤维上的现象发生。
表1
共轭SB共轭纺粘#600金刚砂 #600(其80％或80％(重量)以上的粒径为10-33微米)火山灰火山灰土(平均粒径12.9微米；其99％或99％(重量)以上具有1.0-30微米的粒径)
权利要求
1.通过将由至少低熔点树脂组分和高熔点树脂组分两种组分组成的多组分共轭纺粘长纤维粘在一个芯体周围获得的圆筒形产品；所述的至少两种组分之间的温度之差不低于10℃，并且所述的至少两种组分是由所述的低熔点树脂组分热熔粘合的。
2.按照权利要求1的圆筒形产品，其中所述的多组分共轭纺粘长纤维由10-90％(重量)所述低熔点树脂组分和90-10％(重量)所述高熔点树脂组分组成，并且所述的低熔点树脂组分至少构成该纤维的表面的一部分。
3.按照权利要求1或权利要求2的圆筒形产品，其中所述的多组分共轭纺粘长纤维的最粗细度与最细细度之比不低于1.5，并且这些长纤维沿所述圆筒形产品的厚度方向排列。
4.按照权利要求1至3之任一项的圆筒形产品，其中所述物体的过滤精度的分散指数不高于0.7。
5.按照权利要求1至3之任一项的圆筒形产品，其中，将其它纤维层压至所述共轭纺粘长纤维上或混入其中。
6.按照权利要求1至3之任一项的圆筒形产品，其中所述的多组分共轭纺粘长纤维的细度为0.2-70000d/f。
7.按照权利要求1至3之任一项的圆筒形产品，其中所述的低熔点树脂组分是选自聚乙烯、丙烯与另一种α-烯烃的结晶共聚物和低熔点聚酯的树脂，而所述高熔点组分是聚丙烯。
8.按照权利要求1至3之任一项的圆筒形产品，其中所述低熔点树脂组分树脂是选自聚乙烯、丙烯与另一种α-烯烃的结晶共聚物和低熔点聚酯的树脂，而所述的高熔点树脂组分是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
9.按照权利要求1至3之任一项的圆筒形产品，其中所述圆筒形产品的表面或内侧部分被轧花，结果形成凸出或凹陷。
10.制备圆筒形产品的方法，包括按照多组分共轭纺粘法将至少由低熔点树脂组分和高熔点树脂组分两种组分组成的共轭长纤维纺丝，得到纤维网，这些组分的温度之差不低于10℃，接着将此纤维网在一个芯上卷绕，同时将该纤维网在所述低熔点树脂的粘合温度或此温度之上加热，以将所述共轭长纤维热熔粘合。
11.按照权利要求10的制备圆筒形产品的方法，其中所述的多组分共轭纺粘长纤维由10-90％(重量)低熔点树脂组分和90-10％(重量)高熔点树脂组分组成，而且该低熔点树脂组分至少构成该纤维的表面的一部分。
12.按照权利要求10或权利要求11的圆筒形产品的制备方法，其特征在于在纺丝时通过改变共轭纤维的挤出量或其卷绕速度将其纺丝，以制备该共轭长纤维的相同纤维的最大细度与最小细度之比不低于1.5的纤维网，接着将该纤维网卷绕在一个芯上，同时在其热熔粘合温度或高于此温度将其加热，以将该长纤维的低熔点树脂组分热熔粘合，由此将细度改变不低于1.5倍的长纤维沿其厚度方向排列。
13.按照权利要求10至12之任一项的圆筒形产品的制备方法，其特征在于在纺丝后将共轭纤维送入空气吸入器式牵引装置中，同时将其以0.1-5m/秒的空气速度骤冷，接着将纤维在500-20000m/分的气流的高速下纺丝，制得细度为0.2-300d/f的长纤维。
14.按照权利要求10至12之任一项的圆筒形产品的制备方法，其特征在于在纺丝时，将共轭纤维以其自重或用拉伸辊纺丝，同时使纤维骤冷或不这样做，以制备细度为17-70000d/f的长纤维。
15.按照权利要求10至12之任一项的圆筒形产品的制备方法，其中，在从纺丝起直至该圆筒形产品的制备这段时间中进行1.2至9倍的拉伸。
16.按照权利要求10至12之任一项的圆筒形产品的制备方法，其中所述的低熔点树脂组分是选自聚乙烯、丙烯与另一种α-烯烃的结晶共聚物和低熔点聚酯的树脂，而且所述的高熔点树脂组分是聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
17.按照权利要求10至12之任一项的圆筒形产品的制备方法，其特征在于在从纺丝起直至该圆筒形产品的制备这段时间中将其它纤维与该共轭纺粘长纤维网一起层压为层状或将其它纤维与其混合。
18.按照权利要求10至12之任一项的圆筒形产品的制备方法，其特征在于在使该圆筒形产品成形时，将轧花滚筒与纤维网或圆筒形产品接触，使该圆筒形产品的表面或内侧形成凸出和凹陷。
19.使用按照权利要求1至3之任一项的圆筒形产品的过滤器。
20.使用按照权利要求1至3之任一项的圆筒形产品的排液材料。
全文摘要
本发明提供具有优良的可滤性、渗水性等的圆筒形产品，还提供高效率地制备所述产品的方法和使用所述产品的过滤器和排液材料。所述圆筒形产品通过卷绕多组分共轭纺粘长纤维获得的，所述长纤维由至少低熔点树脂组分和高熔点树脂组分两种组分组成，其间熔化温度之差不低于10℃；而且所述圆筒形产品是用所述低熔点树脂组分热熔粘合的。
文档编号B01D29/21GK1136466SQ9512039
公开日1996年11月27日 申请日期1995年12月22日 优先权日1994年12月22日
发明者寺川泰树, 绪方智 申请人:智索股份有限公司