JP2001149721A - Filter element and method for manufacturing the same - Google Patents

Filter element and method for manufacturing the same

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JP2001149721A JP33747499A JP33747499A JP2001149721A JP 2001149721 A JP2001149721 A JP 2001149721A JP 33747499 A JP33747499 A JP 33747499A JP 33747499 A JP33747499 A JP 33747499A JP 2001149721 A JP2001149721 A JP 2001149721A
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perforation
pores
sheet
natural organic
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Kiyoshi Inoue
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter element hardly clogging and capable of adsorbing and removing a harmful material. SOLUTION: Many narrow pores are provided by applying a thermal perforation work to a sheet consisting essentially of a natural organic fiber to hardly cause clogging, and the circumference of the perforation part is converted to activated carbon at need to adsorb and remove a water dissolved harmful material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は天然有機質繊維を主
原料とするフィルタエレメント及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter element mainly composed of natural organic fibers and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】天然有機質繊維を主原料とするフィルタ
エレメントは従来から広く用いられており、このような
材料としては、綿、木綿、カボック、麻類、亜麻、苧
麻、大麻、黄麻、マニラ麻、サイザル麻、椰子繊維、藺
麻、藁、毛、羊毛、アルパカ、アンゴラ、絹類、羽毛な
どが利用されており、これらは平織り、綾織り、シスコ
織りなどにしてシート状にされ、フィルタエレメントと
して利用されている。このような従来のフィルタエレメ
ントは、主に、有機質繊維の間にできる隙間で粒体を濾
し取る作用を利用したものであり、目詰まりが発生しや
すいという問題があった。また、このようなフィルタエ
レメントでは、有機化合物などの有害物を吸着、除去で
きないという問題があった。
2. Description of the Related Art Filter elements made from natural organic fibers as main raw materials have been widely used, and such materials include cotton, cotton, kabok, hemp, flax, ramie, hemp, jute, manila hemp, Sisal, coconut fiber, seaweed, straw, wool, wool, alpaca, angora, silk, feathers, etc. are used. It's being used. Such a conventional filter element mainly uses an action of filtering out particles in gaps formed between organic fibers, and has a problem that clogging is likely to occur. Further, such a filter element has a problem that harmful substances such as organic compounds cannot be adsorbed and removed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決するためなされたものであり、その目的は、天然有
機質繊維を主原料とする有孔シートを用いたフィルタエ
レメントを目詰まりし難いようにし、また、有害物を吸
着、除去できるようにすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to prevent a filter element using a perforated sheet mainly made of natural organic fibers from being easily clogged. And to be able to adsorb and remove harmful substances.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、天然有機
質繊維を主原料とするフィルム状の有孔シートに熱穿孔
加工により、使用目的に応じた孔径の多数の細孔を設
け、目詰まりし難くし、必要に応じて穿孔部分の周縁
に、パワー密度が制御されたレーザを所定時間照射し、
その周縁部分を脱水素反応結晶化させ、ろ過すべき流体
中に混在する有害物を吸着除去できるようにすることに
より達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a film-shaped perforated sheet mainly made of natural organic fibers by providing a large number of pores having a diameter corresponding to the purpose of use by hot perforation. Irradiate a laser whose power density is controlled to the periphery of the perforated portion for a predetermined time, if necessary,
This is achieved by crystallizing the peripheral portion by a dehydrogenation reaction so that harmful substances mixed in the fluid to be filtered can be adsorbed and removed.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明に係るフィルタエレメント
は、天然有機質繊維をシート状したものに、熱穿孔加工
により多数の細孔を設けたものである。なお、本明細書
中、天然有機繊維を主原料とする有孔シートは、織布、
不織布の何れでもよく、また、フィルム状のものであっ
てもよいものとする。細孔は、シートに、例えば、エキ
シマレーザのような、エネルギーが極端に高く、かつ、
波長300nm以下、好ましくは、193〜395nm程度の光を照
射してアブレーション加工を施すことにより設けられ、
この加工時には蒸発により穿孔が行われる。NC制御で
アブレーション加工の後、アブレーション加工を施して
得られた細孔の位置に、NC制御によって位置が正確に
制御されたエネルギー密度106Joule/cm2以下の光を照
射し、必要に応じて照射時間を制御し、孔内壁面に所要
の活性度を有するグラファイトの結晶を得るようにする
ことが推奨される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The filter element according to the present invention is a filter element in which natural organic fibers are formed into a sheet and a large number of pores are provided by thermal perforation. In the present specification, a perforated sheet mainly composed of natural organic fibers is a woven fabric,
Any of non-woven fabrics and films may be used. The pores have extremely high energy in the sheet, for example, like an excimer laser, and
A wavelength of 300 nm or less, preferably provided by performing ablation processing by irradiating light of about 193 to 395 nm,
During this processing, perforation is performed by evaporation. After ablation processing by NC control, the position of the pores obtained by ablation processing is irradiated with light having an energy density of 10 6 Joule / cm 2 or less whose position is accurately controlled by NC control, and if necessary. It is recommended that the irradiation time be controlled to obtain graphite crystals having the required activity on the inner wall surface of the hole.

【0006】また、細孔は、場合によってはエキシマレ
ーザを使用せず、より長い波長の光線を照射して熱加工
することにより設けてもよい。このような加工は、特別
な賦活処理を必要としないという利点から、一般的に水
中で行われるが、水蒸気等の不活性ガス雰囲気中で行う
ようにしてもよい。このような熱加工による天然有機繊
維を脱水素により、シートの加工面をカーボン化、グラ
ファイト化させることができ、これによって、吸着作用
を有する細隙を加工し、さらに、グラファイト結晶間の
間隙によって層間吸着作用効果を高めることもできる。
また、吸着作用を利用して、種々の物質を合成すること
もできる。この熱加工にレーザを用いれば、孔内面の物
質を高結晶化、高配向性化グラファイトとすることがで
き、利用範囲が広いフィルタエレメントを得ることがで
きる。また、グラファイト結晶層間の隙間を利用して、
インターカラントゲスト物質、グラファイトホスト物質
及び細隙を持ったグラファイトの間で起きる吸着現象の
利用も期待できる。
In some cases, the pores may be formed by irradiating a longer wavelength light beam and performing thermal processing without using an excimer laser. Such processing is generally performed in water because it does not require a special activation treatment, but may be performed in an inert gas atmosphere such as steam. By dehydrogenating the natural organic fibers by such thermal processing, the processed surface of the sheet can be carbonized and graphitized, thereby processing the slits having an adsorption action, and further, by the gaps between the graphite crystals. It is also possible to enhance the interlayer adsorption effect.
Also, various substances can be synthesized by utilizing the adsorption action. If a laser is used for this thermal processing, the material on the inner surface of the hole can be made highly crystalline and highly oriented graphite, and a filter element with a wide range of use can be obtained. In addition, utilizing the gap between graphite crystal layers,
It can also be expected to utilize the adsorption phenomenon that occurs between the intercalant guest material, the graphite host material, and the graphite having pores.

【0007】シートは、天然の有機質繊維を主原料と
し、これを織布としたものでもよいが、例えば、ビスコ
ースレーヨンフィルムなどに木綿繊維、麻繊維、再生セ
ルロース繊維等を一体化させ、不織布としたものでよ
い。また、この繊維には、種々の改質剤、着色料、安定
剤、バインダー等を添加したり、フェノール等の含浸を
行うことができる。このフィルムをベースとした不織布
のシートは、平均孔径10〜20μm程度の孔を有し、その
気孔率が30〜40%程度であるが、このシートに、上記の
穿孔加工により、直径10〜150μm程度の細孔を設け、
その気孔率を70〜85%に上昇させるが、このとき、破裂
強度が2〜10kg/cm2程度になるようにする。本発明で
は、例えば水蒸気中で加熱時間と加熱温度が制御された
熱穿孔加工により、脱水素−結晶化−活性層を有する穿
孔が形成され、、穿孔周縁に形成された炭化層により、
有害物を吸着しやすくなるよう活性度が高く、また、層
間吸着作用により、有機物を除去できる。
The sheet may be made of a natural organic fiber as a main material and a woven cloth. For example, a sheet of viscose rayon film may be made by integrating cotton fiber, hemp fiber, regenerated cellulose fiber or the like into a nonwoven fabric. It is fine. Further, various modifying agents, coloring agents, stabilizers, binders, and the like can be added to the fibers, and the fibers can be impregnated with phenol or the like. The nonwoven fabric sheet based on this film has pores with an average pore diameter of about 10 to 20 μm, and the porosity is about 30 to 40%. About a few pores,
The porosity is raised to 70-85%, at which time the burst strength is about 2-10 kg / cm 2 . In the present invention, for example, a perforation having a dehydrogenation-crystallization-active layer is formed by thermal perforation processing in which the heating time and the heating temperature are controlled in steam, and a carbonized layer formed on the perimeter of the perforation,
The activity is high so that harmful substances can be easily adsorbed, and organic substances can be removed by interlayer adsorption.

【0008】以下、熱穿孔加工について説明する。レー
ザによる穿孔加工を行ったとき、被加工体の穿孔部の温
度勾配をψとすれば、
[0008] Hereinafter, the heat drilling process will be described. When drilling by laser, if the temperature gradient of the drilled part of the workpiece is 体,

【数1】 となるので、波長を変化させれば、穿孔部の温度勾配を
制御できることになるので、波長が短ければアブレーシ
ョンが起きるようになる。温度勾配ψを変化させて脱水
素化及びグラファイト化の程度を制御することにより、
穿孔部を結晶化、活性化し、穿孔部周縁に優れた吸着特
性を付与することができる。本発明では、ψ=10
3〜6[k/cm]程度にできるので、脱水素の程度と、結
晶化、活性度(細隙成形、結晶サイズ)を変化させるこ
とによって、結晶化部分の所要の吸着特性を有するよう
制御できる。
(Equation 1) Therefore, if the wavelength is changed, the temperature gradient of the perforated portion can be controlled, and if the wavelength is short, ablation will occur. By controlling the degree of dehydrogenation and graphitization by changing the temperature gradient ψ,
The perforated portion can be crystallized and activated, and excellent adsorption characteristics can be imparted to the periphery of the perforated portion. In the present invention, ψ = 10
Since it can be about 3-6 [k / cm], by controlling the degree of dehydrogenation and the crystallization and activity (gap formation, crystal size), it is controlled to have the required adsorption characteristics of the crystallized part. it can.

【0009】また、穿孔の径を制御する場合、レーザに
よる穿孔の孔径をrとしたとき、
Further, when controlling the diameter of the perforation, when the diameter of the perforation by the laser is r,

【数2】 (Equation 2)

【0010】E/Em>eの場合、穿孔径を最小とする
ことができる。レーザビームの開き角(グランシングア
ングル)が約1mrad程度であるので、rは、10〜150μ
m程度の範囲で容易に制御できることが解かる。
When E / E m > e, the diameter of the perforation can be minimized. Since the opening angle (glance angle) of the laser beam is about 1 mrad, r is 10 to 150 μm.
It can be seen that control can be easily performed within a range of about m.

【0011】穿孔の中心の最高温度は焦点の中心の位置
であり、その最高温度をTmとすれば、
The maximum temperature at the center of the hole is the position of the center of the focal point. If the maximum temperature is T m ,

【数3】 となり、被加工体の熱特性が同じであれば、最高温度T
Mは、
(Equation 3) If the thermal characteristics of the workpieces are the same, the maximum temperature T
M is

【数4】 となるり、照射時間の1/2乗で作用することになる。(Equation 4) Therefore, it works at a half power of the irradiation time.

【0012】従って、レーザ照射時間を制御することに
より、穿孔径は制御できる。穿孔を設ける部分をアブレ
ーション加工した場合、そこには炭化層はほとんど形成
されないが、更に別波長で照射を行い、孔内壁面に熱加
工を施せば、有機質繊維は炭化し、その炭化の度合いに
応じてカーボンからグラファイトまでの様々な炭化層を
設けることができる。被加工体の材料としては、セルロ
ース(リグニン)、ヘミセルロース(リグリセルロー
ス)などの多糖類の天然有機質繊維を用いることもでき
る。
Therefore, the diameter of the hole can be controlled by controlling the laser irradiation time. When the part where the perforation is provided is ablated, a carbonized layer is hardly formed there, but if irradiation is performed at another wavelength and the inner wall surface of the hole is subjected to thermal processing, the organic fibers are carbonized and the degree of carbonization is reduced. Various carbonized layers from carbon to graphite can be provided accordingly. As the material for the workpiece, natural organic fibers of polysaccharides such as cellulose (lignin) and hemicellulose (liglycellulose) can also be used.

【0013】天然物リグニンを利用する場合、触媒とし
てFe23、Fe34、Al23、CrCuO等を用いて、高温高
圧下で反応させることにより、所望の分子量とすること
ができる。一方、アリル化木材をセルロース誘導体や、
リグニンを可塑化させるジメチルフタレートと混練し、
熱圧成形してシートとしたものや、有機フィルムなどを
フィルターエレメントに加工することもできる。
When natural product lignin is used, a desired molecular weight can be obtained by reacting under high temperature and high pressure using Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , Al 2 O 3 , CrCuO or the like as a catalyst. it can. On the other hand, allylated wood is converted to cellulose derivatives,
Knead with dimethyl phthalate to plasticize lignin,
A sheet formed by hot pressing or an organic film can be processed into a filter element.

【0014】図1は穿孔の部分拡大断面図、図2は図1
に示した炭化層の拡大断面図である。図中、hはシート
の厚さ、Lは加工径、rは穿孔径、lは穿孔のピッチ、
uは照射光半径、Cは炭化層、Aは活性化層部、Bはグ
ラファイト層部、Dはカーボン層部である。このシート
は、厚さ1mmで、平均径40〜60μ程度の孔を有するセル
ロース繊維製のものであり、これにレーザ照射径15μφ
程度のレーザを照射し、70〜100μφの細孔を設けたも
のである。
FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of the perforation, and FIG.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the carbonized layer shown in FIG. In the figure, h is the thickness of the sheet, L is the processing diameter, r is the hole diameter, l is the hole pitch,
u is the irradiation light radius, C is the carbonized layer, A is the activated layer, B is the graphite layer, and D is the carbon layer. This sheet is made of cellulose fiber having a thickness of 1 mm and having pores having an average diameter of about 40 to 60 μm.
About 100 to 100 μφ.

【0015】このシートを水中距離約1mmに保持し、波
長808nm、焦点距離40mm、パワー密度5×108W/cm2
レーザを照射した。この炭化層Cは、図2に示したよう
に、活性化層部a、グラファイト層部b及びカーボン層
部dとからなり、それぞれその性質が異なる。それぞれ
の層の体積比率を平均値とした場合、寸法比率を百分率
で示すと、活性化層部aが51.9%、グラファイト層部b
が44.3%、カーボン層部dが3.5%であった。この各層
のベンゼンの吸着能を求めれば、活性化層部aが約44
%、グラファイト層部bが約18%、カーボン層部dが約
5%以下であった。
The sheet was held at a water distance of about 1 mm, and irradiated with a laser having a wavelength of 808 nm, a focal length of 40 mm, and a power density of 5 × 10 8 W / cm 2 . As shown in FIG. 2, the carbonized layer C includes an activation layer a, a graphite layer b, and a carbon layer d, and has different properties. When the volume ratio of each layer is an average value, when the dimensional ratio is expressed in percentage, the activation layer part a is 51.9% and the graphite layer part b
Was 44.3% and the carbon layer part d was 3.5%. When the benzene adsorption capacity of each layer is determined, the activated layer portion a is about 44
%, The graphite layer part b was about 18%, and the carbon layer part d was about 5% or less.

【0016】一般的に吸着は、Generally, the adsorption is

【数5】 この〔数5〕に示されるように、いずれも各層に吸着さ
れてバランスするものである。吸着ポテンシャルξ
2と、lnXは、直線でプロットされることになり、吸着
特性は定まる。活性化グラファイト、グラファイト炭素
部は、それぞれこの特性を有する。
(Equation 5) As shown in this [Equation 5], all are adsorbed to each layer and balanced. Adsorption potentialξ
2 and l n X will be plotted as a straight line, and the adsorption characteristics will be determined. Activated graphite and the graphite carbon part each have this property.

【0017】このような条件で穿孔したときの各層の吸
着能は、天然有機質繊維からの脱水素の速度と量、及
び、結晶化度、更に、グラファイトの結晶化速度と量に
より、穿孔加工部分で起こるCO、CO2化により生ず
る細隙孔により定まる。活性化層部a及びグラファイト
層部bの結晶面間隔は、好ましくは、それぞれ活性化層
部aは4Å、グラファイト層部bは3.5Å程度となる。
The adsorbing ability of each layer when perforated under such conditions depends on the rate and amount of dehydrogenation from natural organic fibers, the degree of crystallinity, and the crystallization rate and amount of graphite. Determined by the pores generated by CO and CO 2 conversion. Preferably, the crystal plane spacing between the activation layer part a and the graphite layer part b is about 4 ° for the activation layer part a and about 3.5 ° for the graphite layer part b, respectively.

【0018】細孔を測定するとき、この細孔の半径をu
とすれば、
When measuring the pore, the radius of the pore is u
given that,

【数6】 として求めることができる。(Equation 6) Can be obtained as

【0019】測定結果は、直径10nmの細孔は、0.4ml/
gであり、本発明によるときは、穿孔することにより、
有機質がレーザの加工条件によって結晶化し、その結晶
化と細隙生成の程度により、その部分は加工されていな
い部分と異なった吸着特性を持つようになることが解か
る。
The measurement results show that a pore having a diameter of 10 nm is 0.4 ml /
g, and according to the present invention, by piercing,
It can be seen that the organic material crystallizes according to the processing conditions of the laser, and the portion has different adsorption characteristics from the unprocessed portion depending on the degree of crystallization and generation of the gap.

【0020】吸着特性を制御する場合、穿孔加工には、
図3に示したように、パワー密度を異にし、加熱特性の
異なる二種類のレーザを用いるとよい。図4に炭素特性
を示す分布図を示した。天然の有機質は熱硬化性であ
り、例えば、セルロースのH−C結合の結合エネルギー
は、78〜104kcal/molであり、また、C−C結合の結合
エネルギーは、50から230kcal/molであり、この値の最
大値は、H−Cで4.4ev/atm、C−Cで9.8ev/atmとな
る。
When controlling the adsorption characteristics, the drilling process includes:
As shown in FIG. 3, two types of lasers having different power densities and different heating characteristics may be used. FIG. 4 shows a distribution diagram showing the carbon characteristics. Natural organic substances are thermosetting, for example, the binding energy of the HC bond of cellulose is 78 to 104 kcal / mol, and the binding energy of the CC bond is 50 to 230 kcal / mol; The maximum value of this value is 4.4 ev / atm for HC and 9.8 ev / atm for CC.

【0021】この電子ボルト相当の温度(レナルドジョ
ーンズポテンシャル)を求めれば、1ev=11596Kとな
り、極めて高い温度に相当する条件下で有機質の脱水素
結晶化現象が発生することが解かり、現実に、図2に示
したように熱硬化型有機質繊維が脱水素結晶化及び活性
化する。これによれば、炭素化時(脱水素時)に300〜5
00℃の範囲では脱水素反応が、約500〜1000℃で炭素の
結晶間隔が狭まって次第に結晶化が進み、1500〜3000℃
の範囲で炭素が結晶化してグラファイトになり、結晶層
間反応を利用できるようになる。
When the temperature corresponding to this electron volt (Lenald-Jones potential) is obtained, 1ev = 11596 K, which indicates that an organic dehydrogenation crystallization phenomenon occurs under conditions corresponding to extremely high temperatures. As shown in FIG. 2, the thermosetting organic fibers are dehydrogenated and crystallized and activated. According to this, 300 to 5 carbonization (dehydrogenation)
In the range of 00 ° C, the dehydrogenation reaction proceeds at about 500 to 1000 ° C, and the crystallization of carbon gradually narrows at 1500 to 3000 ° C.
In the range, the carbon is crystallized to become graphite, and a crystal interlayer reaction can be used.

【0022】この間、グラファイトにH2O及び/又は
COを反応させると、表面に細隙が形成され、グラファ
イトは活性化され、表面エネルギーが高くなるが、この
ような有機質の高速微細結晶化、脱水素化にはパワー密
度が高いレーザを使用しなければならず、また、脱水
素、結晶化、細隙成形の程度は、供給されるパワー密度
によって制御できる。特に、エネルギー密度(波長を考
慮)が高いときは、アブレーションを起こし、温度勾配
がきわめて高くなり、炭化層は小さくなる。
In the meantime, when H 2 O and / or CO reacts with graphite, fine pores are formed on the surface and the graphite is activated and the surface energy becomes high. A laser with a high power density must be used for dehydrogenation, and the degree of dehydrogenation, crystallization, and slit formation can be controlled by the supplied power density. In particular, when the energy density (considering the wavelength) is high, ablation occurs, the temperature gradient becomes extremely high, and the carbonized layer becomes small.

【0023】活性化されたグラファイトの吸着特性を
〔表1〕に示す。
The adsorption characteristics of the activated graphite are shown in Table 1.

【表1】 このように、グラファイトの吸着特性は、吸着分子の性
質によって異なり、これら以外にもアルヒド類、アミン
類、グリコール類、エーテル類、ケトン類等の有機化合
物も吸着する。
[Table 1] As described above, the adsorption characteristics of graphite vary depending on the nature of the adsorbed molecules, and in addition, organic compounds such as aldehydes, amines, glycols, ethers, and ketones are also adsorbed.

【0024】[0024]

【実施例】〔実施例1〕長さ1m、幅50mm、厚さ1mmの
セルロース綿シートにフェノール20wt%を含ませ、150
℃で10分間加熱して、気孔率40%の試材1と、気孔率60
%の試材2を得た。これら試材1及び2の漉き孔の最大
径は40μm、最小径は20μmであった。試材1及び2の
一組は、それぞれ水深約1mmの位置で水中に保持され、
後述するように45折りされるときにのりしろとなる辺縁
から5mmの領域を除いた全面に、NC制御により、波長
がYAGで1.06μm、出力100W、焦点径40mm、パワー密度
1×108W/cm2のレーザを使用し、孔径80μm、孔ピッ
チ0.4mmの穿孔加工を行い、これらをそれぞれ45折りし
て丸め、外径6cm、内径20mmの筒状に成形し、試材1か
らフィルターエレメントAを、試材2からフィルターエ
レメントBを得た。
[Example 1] A cellulose cotton sheet 1 m in length, 50 mm in width and 1 mm in thickness contains phenol 20 wt%,
Specimen 1 with a porosity of 40% and a porosity of 60
% Sample 2 was obtained. The maximum diameter of the piercing holes of these test materials 1 and 2 was 40 μm, and the minimum diameter was 20 μm. One set of test materials 1 and 2 is held in water at a depth of about 1 mm, respectively.
As described later, the wavelength is 1.06 μm in YAG, the output power is 100 W, the focal diameter is 40 mm, and the power density is 1 × 10 8 W by NC control over the entire surface excluding the region 5 mm from the margin where the margin is formed when folded in 45. Using a laser of / cm 2 , drill holes with a hole diameter of 80 μm and a hole pitch of 0.4 mm, fold each of them into 45 folds, form them into a cylindrical shape with an outer diameter of 6 cm and an inner diameter of 20 mm. A obtained a filter element B from sample 2.

【0025】別の試材1及び2の一組には、それぞれフ
ィルターエレメントA及びBと同様の条件で、エキシマ
レーザ(ArF)でレーザ加工を施し、それぞれ45折りし
て筒状に丸め、試材1からフィルターエレメントCを、
試材2からフィルターエレメントDを得た。また、更に
別の試材1及び2の一組には、フィルターエレメントの
それぞれを水蒸気を60%含む窒素ガス中に保持し、フィ
ルターエレメントA及びBに施したものと同様の穿孔加
工を行った。パワー密度3.8×108W/cm2を用い熱加工
を施し、それぞれ上記のものと同様に45折りして丸め、
試材1からフィルターエレメントEを、試材2からフィ
ルターエレメントFを得た。
Another set of test materials 1 and 2 was subjected to laser processing with an excimer laser (ArF) under the same conditions as those of the filter elements A and B, respectively, and folded 45 times to form a tube. Filter element C from material 1
Filter element D was obtained from sample 2. Further, a pair of still further samples 1 and 2 were subjected to the same perforation as that performed on the filter elements A and B while holding each of the filter elements in a nitrogen gas containing 60% of water vapor. . Thermal processing using a power density of 3.8 × 10 8 W / cm 2 , 45 folds and rounding in the same manner as above,
A filter element E was obtained from sample 1 and a filter element F was obtained from sample 2.

【0026】各フィルターエレメントに対し、濃度50pp
mの二酸化硫黄を含む気体を圧力3hPa、速度0.15m3/s
ecで1時間に渡り供給して通過させ、各フィルターエレ
メントに作用する気圧と吸着量を測定した。供給から1
時間経過後、各フィルターエレメントを取り出し、それ
ぞれ蒸留水で洗浄してフィルターエレメントに吸着して
いた硫化物を抽出し、1/10規定のNaOHで滴定測定
してその吸着量を測定し、その結果を〔表2〕に示し
た。
For each filter element, a concentration of 50 pp
gas containing sulfur dioxide at a pressure of 3 hPa and a velocity of 0.15 m 3 / s
The pressure and the amount of adsorption acting on each filter element were measured by supplying and passing through ec for 1 hour. 1 from supply
After a lapse of time, each filter element is taken out, washed with distilled water to extract the sulfide adsorbed on the filter element, and titrated with 1 / 10N NaOH to measure the amount of adsorption. Are shown in [Table 2].

【0027】[0027]

【表2】 この結果、アブレーションによる穿孔加工を施した後、
その穿孔位置にYAGレーザによるレーザ加工を施したフ
ィルターエレメントに作用する気圧が下がり、通気性が
高くなると共に、硫化物の吸着量が大幅に増加したこと
が判明した。また、必要に応じてアブレーションによる
穿孔加工のみを施すことにより、通気量や吸着量を制御
できることも判明した。
[Table 2] As a result, after perforating by ablation,
It was found that the pressure acting on the filter element which had been subjected to laser processing by a YAG laser at the perforation position was reduced, the air permeability was increased, and the sulfide adsorption amount was significantly increased. In addition, it was also found that the ventilation amount and the adsorption amount can be controlled by performing only the perforation process by ablation as needed.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので、
本発明によるときは、フィルターエレメントが目詰まり
し難いようになり、また、有害物を除去できるようにな
る。
Since the present invention is configured as described above,
According to the present invention, the filter element is less likely to be clogged, and harmful substances can be removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るフィルターエレメントに設けられ
た穿孔の部分拡大断面図である。
FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a perforation provided in a filter element according to the present invention.

【図2】図1に示した炭化層の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the carbonized layer shown in FIG.

【図3】エネルギー条件図である。FIG. 3 is an energy condition diagram.

【図4】炭素特性を示す分布図である。FIG. 4 is a distribution diagram showing carbon characteristics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

h シートの厚さ L 加工径 r 穿孔径 l 穿孔のピッチ u 光線半径 c 炭化層 a 活性化層部 b グラファイト層部 d カーボン層部 h Sheet thickness L Working diameter r Drilling diameter l Drilling pitch u Ray radius c Carbonized layer a Activation layer part b Graphite layer part d Carbon layer part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 天然有機質繊維を主原料とした有孔シー
トに熱による穿孔加工により多数の細孔を設けてなるフ
ィルタエレメント。
1. A filter element comprising a perforated sheet made of natural organic fibers as a main raw material and provided with a large number of pores by perforation by heat.
【請求項2】 天然有機質繊維を主原料とした有孔シー
トに樹脂を含浸、硬化させた後、熱による穿孔加工によ
り多数の細孔を設けてなるフィルタエレメント。
2. A filter element comprising a perforated sheet mainly made of natural organic fibers impregnated with a resin, cured, and then provided with a large number of pores by perforation by heat.
【請求項3】 天然有機質繊維を主原料とし、これをシ
ート状の有孔シートに成形する工程と、その有孔シート
の所要位置にアブレーション加工及び熱的加工をほぼ重
ねて穿孔加工を施して多数の細孔を形成する工程とから
なるフィルタエレメントを製造する方法。
3. A process of forming a natural organic fiber as a main raw material into a perforated sheet in the form of a sheet, and subjecting the perforated sheet to perforation by substantially overlapping ablation processing and thermal processing at required positions. Forming a large number of pores.
【請求項4】 天然有機質繊維を主原料とし、これをシ
ート状の有孔シートに成形する工程と、穿孔加工により
形成された細孔周縁に加熱温度を制御することにより所
要の炭素特性を有する炭化層を形成する工程工程とから
なるフィルタエレメントを製造する方法。
4. A process of forming a natural organic fiber as a main raw material into a sheet-shaped perforated sheet, and controlling a heating temperature at the periphery of the pores formed by the perforation process to obtain a required carbon property. Forming a carbonized layer.
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JP2007225499A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Japan Atomic Energy Agency Exhaust gas filter under radiation environment
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