不織布繊維フィルターの細孔径分布の二次元モデルによる構造シミュレーション

摘要

不織布繊維フィルターを構成している繊維がお互いに重なることなく，ランダムに，かつ平行に配列していると仮定してフィルター断面の二次元シミュレーションを行い，近接する繊維が形成する空隙の内接円直径（D）および繊維間距離（L）の分布（すなわち細孔径分布）を求めた．シミュレーションで得られた細孔径分布とディファレンシャルフロー法（DFM）により求めた細孔径（D_f）の分布およびステンレススチール繊維フィルター断面の顕微鏡観察により求めた繊維間距離（L_M）の分布を比較し，以下の結果が得られた，（1）シミュレーションで得られたDとLの分布はΓ分布で近似できた，（2）D_fとL_Mの分布はある範囲で対数正規分布および，Γ分布で近似できた，（3）D_fの50％径とフィルターの空隙率（ε）の関係はDの50％径とεの関係とほぼ一致した，（4）DFMで求めた平均流細孔径とεの関係はΓ分布におけるDの平均値とεの関係とほぼ一致した，（5）いずれのεにおいてもバブルポイント法で求めたD_fの最大値はDおよびLの最大値とほぼ一致した，および（6）L_Mの50％径とεの関係は上の50％径とεの関係とほぼ一致した．