JP2005021766A - Cartridge filter for removing ion and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently remove a harmful ion by distributing an ion removing powder so as to sufficiently exhibit function in response to a flow of a liquid to be treated and to realize manufacturing even at a large number of kinds and less numbers of lots without reducing manufacturing efficiency of a cartridge filter having different ions to be removed. <P>SOLUTION: The cartridge filter is provided with a pleat type filter medium having a filter material circumferentially attached by clamping and folding in pleat between at least two sheets of support materials on an outer periphery of a cylindrical core having a large number of holes. The ion removing powder fixed to the pleat type filter medium is deposited by suction force from a filter suction direction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種液体の精密濾過に使用されるプリーツ型濾過体を備えたカートリッジフィルタに係り、特に液体中に含まれる有害イオンを捕捉除去するイオン除去用カートリッジフィルタ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、カートリッジフィルタは、図4に示すように、多数の孔を有する円筒形のコア10と、このコアの外周に配したプリーツ型濾過体11と、これらを収納した多孔性の外周カバー12と、外周カバー12の上下端に液密に封着した上エンドプレート13と下エンドプレート14とを備えて成る(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−99307号公報(第2頁第1欄−第2欄)
【0004】
また、イオン除去用カートリッジフィルタは次の方法により製造されている。すなわち、メルトブロー不織布、スパンボンド不織布等からなる濾過材11aに浸漬処理又はコーティング処理などによりイオン交換樹脂を接着バインダーによって固定した後、内面サポート材11bと外面サポート材11cとを重ね合わせた基材シートを形成する(図5)。次に、この基材シートに一定ひだ幅のプリーツ加工を施し、この基材シートをコアの外径に対応する寸法に裁断して、ひだがコアの径方向になるようにコアの外周に配して合わせ目を液密に接着してプリーツ型濾過体11を形成した後、外周カバー12に収納する。そして、外周カバー12の両端に上、下エンドプレート13、14を液密に封着して、イオン除去用カートリッジフィルタを製造している。
【0005】
従来技術によるカートリッジフィルタは、粒子径の異なるイオン交換樹脂粉体15が、図6に示すように、濾過体11aの内部及び両面全体にわたって混在した状態となる。しかし、カートリッジフィルタで処理される液体(以下、被処理液という)は、プリーツ型濾過体の流入側から流出側に均等に流れず、コア側に位置するプリーツの谷部分に集中して最も多く流れる。
よって、プリーツの山部分にあるイオン交換樹脂粉体はその機能を十分に発揮せず、有害イオンの除去効率がイオン交換樹脂粉体の付着量に比例して向上しないという問題がある。
【0006】
また、従来技術の方法によるときは、イオン交換樹脂粉体をプリコートした基材シートでプリーツ型濾過体を成形しているから、同一の有害イオンを除去するカートリッジフィルタを大量に製造する少品種多ロット生産に適している。
しかし、この種カートリッジフィルタは種々の産業分野において広く使用されており、除去対象有害イオンは被処理液によってそれぞれ異なっている。
よって、除去対象有害イオンが異なるカートリッジフィルタを製造する多品種少ロット生産には適さず、生産効率が非常に悪くなるという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、従来技術の問題を解決するためになしたものであり、被処理液の流れに対応して十分に機能を発揮するようにイオン除去粉体を分布して有害イオンを効率的に除去可能にし、また除去対象有害イオンが異なるカートリッジフィルタを生産効率を低下することなく多品種少ロットでも生産可能にすることを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1の発明であるイオン除去用カートリッジフィルタは、多数の孔を有する円筒形のコアの外周に、少なくとも二枚のサポート材間に濾過材を挟んでひだ折りして周着したプリーツ型濾過体を備えたカートリッジフィルタであって、上記プリーツ型濾過体に固定したイオン捕捉粉体が、フィルタ吸引方向からの吸引力によって付着されていることを特徴とする(請求項1)。
【0009】
ここで、イオン捕捉粉体とは、被処理液中の金属イオンを捕捉除去する機能を有する粉体を意味し、具体的には、イオン交換樹脂、活性炭、ゼオライト、光触媒、キレート粉体、帯電物質、有機吸着剤、無機吸着剤などの粉体である。
【0010】
この手段によれば、イオン捕捉粉体が、プリーツ型濾過体を通過する被処理液の流量に対応するように分布しているから、その機能が十分に発揮される。
【0011】
この発明において、濾過材の細孔径分布としては、0.5μm〜50μmの範囲である構成(請求項2)が好適である。というのは、0.5μm未満になるとイオン捕捉粉体の固着による初期圧力損失が大きくなりすぎて実用に不適となり、50μmを越えると被処理液がイオン交換樹脂粉体に接触せずに流れ易くなって、金属イオンの除去効率が低下する傾向になるからであり、より好ましい細孔径分布の範囲としては2μm〜15μmである。なお、細孔径分布はバブルポイント法(JISK3832)に基づいた測定装置(例えば、米国PMI社の製品名Perm−Porometer、以下パームポロメータという)で測定した数値である。
【0012】
また、濾過材の細孔径分布が0.5μm〜50μmの範囲で、かつ流入側から流出側に小さくなる密度勾配であり、イオン捕捉粉体の最小粒子径が濾過材の最小細孔径より大である構成(請求項3)が好適である。このようにすると、比較的大きい粒子径から微小な粒子径のイオン捕捉粉体が濾過体の流入側から流出側にむかってその細孔径分布に対応して固着する。
よって、被処理液が濾過材を略均等に通過して、イオン除去粉体と十分に接触し、有害イオンの除去効率がより一層向上する。また、濾過材が比較的厚いときでも、イオン捕捉粉体を厚さ方向に大から小に整列して固着する。
【0013】
次に、第2の発明であるイオン除去用カートリッジフィルタの製造方法は、多数の孔を有する円筒形のコアの外周に、少なくとも二枚のサポート材間に濾過材を挟んでひだ折りして周着したプリーツ型濾過体を備えたカートリッジフィルタを、処理溶液を入れた液槽内に浸漬して、フィルタ吸引方向から処理溶液を吸引して、プリーツ型濾過体へのイオン捕捉粉体の付着と固着を順次又は同時に行う工程を有して成る(請求項4)。
【0014】
この場合、イオン捕捉粉体の付着と固着を同時に行うときは、工程が削減し、生産効率が向上するという利点がある。しかし、処理溶液中にバインダー樹脂を含有すると粘度が高くなり、イオン捕捉粉体がプリーツ型濾過体の山部分と谷部分に所定量分布して付着し難くなる傾向になる。
よって、イオン捕捉粉体の分布状態や付着量の調整の点を考慮すると、イオン捕捉粉体の濾過体への付着工程と固着工程を順次行うほうがより好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0016】
図1において、カートリッジフィルタFは、多数の孔を有する円筒形のコア1と、このコア1の外周に配したプリーツ型濾過体2と、これらを収納した多孔性の外周カバー3と、外周カバー3の上下端に液密に封着した上エンドプレート4と下エンドプレート5とを備えて成る。なお、図中6は流出口である。
【0017】
上記プリーツ型濾過体2は、濾過材2aの両面に内面サポート材2b(流出側)と外面サポート材2c(流入側)とを重ね合わせて所定寸法に裁断して所定寸法のひだ幅のプリーツ加工を施し、コア1の外径に合わせて必要山数を裁断してひだを径方向にしてコア1の外周に配して合わせ部分を液密に接着して周着して成る。
【0018】
また、プリーツ型濾過体2には、図2に示すように、イオン交換樹脂粉体7が流出側bに位置するプリーツの谷部分の内部及び表面に比較的密の状態に、また流入側aに位置する山部分の内部及び表面に比較的粗の状態に固着して成る。
【0019】
上記濾過材2aとしては、カートリッジフィルタ使用時において、被処理液の流量の減少を抑制して初期圧力損失の上昇を少なくする点を考慮すると、メルトブロー不織布及び/又はスパンボンド不織布が好適である。
また、その細孔径分布は、パームポロメータで測定した数値が0.5μm〜50μmの範囲、好ましくは2μm〜15μmの範囲であり、流入側から流出側に密度勾配でないものでもよいが、イオン交換樹脂粉体の平均粒子径を考慮すると、細孔径が流入側から流出側にかけて漸進的に大から小にした密度勾配のものが好適である。このようにすると、粒子径の異なるイオン交換樹脂粉体がその粒子径に見合った細孔径のところに、濾過材の流入側から流出側にかけて略整列して固定される。
よって、プリーツ型濾過体を通過する被処理液は、流入側から流出側に均整に流れて濾過され、有害イオンの除去効率をより一層高めることができる。
【0020】
内面サポート材2bはスパンボンド不織布で構成し、また外面サポート材2cはネット又はスパンボンド不織布が好適である。外面サポート材はプリーツ加工された濾過材の密着を防止することを目的とするので、その細孔径については特に特に限定されないが、濾過材2aの細孔径分布を考慮すると、外面サポート材2cのスパンボンド不織布の最小細孔径は濾過材2aの流入側の細孔径と同一又は大にするのがより好ましい。
【0021】
メルトブロー不織布、スパンボンド不織布の構成繊維としては、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素、アクリル、ポリ乳酸、ポリ塩化ビニリデンなどを単独で又は適宜選択した複数種類を混合して用いることができるが、極性溶液に対する耐薬品性などを考慮すると、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維やフッ素繊維を用いるのが望ましい。
【0022】
次に、イオン捕捉除去機能を有するプリーツ型濾過体を備えたカートリッジフィルタの製造方法ついて、図3に基づいて説明する。
図3(a)はイオン交換樹脂粉体を付着するのに用いる第一処理溶液の吸引装置の一例を示す概略構成図である。この吸引装置は、溶剤(例えば、トルエン)にイオン交換樹脂粉体を分散した第一処理溶液S1を入れた液槽Aと、第一処理溶液の循環経路となるように配設したて合成樹脂製の管Tと、循環経路の一部に設けた第一処理溶液を吸引するポンプP(例えば、ダイヤフラムポンプ)と、第一処理溶液を攪拌する攪拌機Uとから成る。
まず、所定形状に成型したカートリッジフィルタF1を第一処理溶液S1中に浸漬し、液中で上エンドプレートの流出口6に管Tの一端を直接又は治具を介して接続した後、電源(図示省略)を入れるとポンプPと攪拌機Uとが作動する。そして、液槽A内の第一処理溶液S1が、攪拌機Uによって絶えず攪拌され、ポンプPの吸引力によって液槽A−プリーツ型濾過体−コア−流出口6−管T−液槽Aを循環して流れる。
よって、第一処理溶液S1中に分散したイオン交換樹脂粉体がプリーツ型濾過体を通過する第一処理溶液の流量に応じてプリーツの谷部分と山部分にムラを生ずることなく付着したカートリッジフィルタF2が得られる。なお、ポンプPの吸引量を変化させることによって、プリーツ型濾過体を通過する第一処理溶液の流量を変化させることができる。
【0023】
次に、図3(b)はプリーツ型濾過体に付着したイオン交換樹脂粉体を固着するのに用いる第二処理溶液の吸引装置の一例を示す概略構成図である。この吸引置は、バインダー樹脂を溶媒(例えば、トルエン)で溶解した第二処理溶液S2を入れた液槽Bと、第二処理溶液を回収する回収槽Cと、これらを接続する管Tと、管路の一部に設けた第二処理溶液を吸引するポンプP(例えば、ダイヤフラムポンプ)とから成る。
上記工程で作製したカートリッジフィルタF2を第二処理溶液S2内に浸漬し、流出口6に管Tの一端を直接又は治具を介して接続した後、電源(図示省略)を入れるとポンプPが作動する。
よって、第二処理溶液S2が液槽B−プリーツ型濾過体−コア−流出口6−管T−回収槽Cに流れて、プリーツ型濾過体に付着したイオン交換樹脂粉体をバインダー樹脂で固着したカートリッジフィルタが得られる。
【0024】
上記工程を経て作製されたカートリッジフィルタは、所定温度(例えば、60℃)に調整された乾燥機に入れて、第二処理溶液が偏らないようにして溶剤を蒸発させる。次に、固定したイオン交換樹脂が、陽イオン交換樹脂のときは、塩酸・硫酸などの酸で処理してイオン形をNa形から99.5%以上H形にし、陰イオン交換樹脂のときは、水酸化ナトリウムなどのアルカリで処理してC1形から99.5%以上OH形に再生形にする。その後、純水にて洗浄した後、乾燥処理により水分を除去して、所望のカートリッジフィルタを製造する。
【0025】
ところで、これらの場合において、イオン交換樹脂としては、陽イオン交換樹脂単独又は再生時H形タイプのキレート樹脂との混合もしくは陰イオン交換樹脂単独又は再生時OH形タイプのキレート樹脂との混合を除去対象金属イオンの種類によって適宜選択して用いることができる。また、混合するときの配合比は、被処理液の内容(イオン濃度・除去するイオンの種類など)によって設定し、濾過テストにより決定する。
【0026】
また、粉砕したイオン交換樹脂粉体は,その粒子径の下限が濾過材の最小細孔径より大きくなるように粒子径の範囲を決定し、その平均粒子径としては、細かいほど粉体の表面積が増し、反応性が高くなる点を考慮すると、2μm〜70μm、好ましくは5μm〜40μm、さらに好ましくは10μm〜30μmの範囲である。
【0027】
イオン交換樹脂の種類として、具体的には、次のものを用いることができる。強酸性陽イオン交換樹脂としては、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体でスルホン基(−SO ) を交換基とするタイプである。また、弱酸性陽イオン交換樹脂としては、メタクリル酸・ジビニルベンゼン共重合体でカルボン酸(−COOH)を交換基とするタイプ、アクリル酸・ジビニルベンゼン共重合体でカルボン酸を官能基とするタイプなどである。
キレート樹脂としては、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体にイミノ二酢酸(−N=(CHCOO)M)を持つタイプ、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体に官能基としてポリアミンを持つポリアミンタイプ及びスチレン・ジビニルベンゼン共重合体にグルカミン基を持つグルカミンタイプなどである。
強塩基性陰イオン交換樹脂としては、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体に第四アンモニウム塩基(−N(−CH・X)を持つタイプ及びジメチルエタノールアンモニウム基(−N(−CH−COH・X)を持つタイプなどである。
【0028】
バインダー樹脂としては、一般的に熱可塑性樹脂であるエチレン・ブテン共重合体やエチレン・ヘキセン共重合体、エチレン・アクリル酸エステル・無水マレイン酸3元共重合体、エチレン・グリシジルメタクリレートコポリマー、エチレン・グリシジルメタクリレートターポリマーのようなエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂、フッソ系樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体(SEBS)やスチレン・ブタジエン・スチレン・スチレン(SBBS)のようなスチレン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂(脱オキシムタイプ、脱アルコールタイプ及び付加タイプ)を単独又は2種類以上を混合した状態で用いるのが好適である。
【0029】
これらの樹脂によるときは、有機溶媒に可溶であるから、有機溶媒の蒸発に伴ってバインダー樹脂に多数の微細孔が形成され、被処理液が微細孔を通じてイオン交換樹脂と接触し、イオン交換反応を効率的に行うことができる。
また、上記バインダー樹脂の中でも特にオレフィン系樹脂、中でもポリオレフィン樹脂、その中でもポリエチレン樹脂が有利である。というのは、ポリオレフィン樹脂は、フィルム皮膜の柔軟性の点で優れ、またカートリッジフィルタの洗浄工程などで使用する極性溶媒や電子工業用原料の希釈などに用いる有機溶媒、例えばNMP(Nメチル2ピロリドン)やMEA(モノエタノールアミン)、ハイドロフルオルエーテル(住友スリーエム社製)、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)及びGBL(γ−ブチロラクトン)に対して、溶解や膨潤などの物理変化が殆どなく、安定した性能を発揮することができるからである。
【0030】
第一処理溶液におけるイオン交換樹脂粉末と溶剤(例えば、トルエン、キシレン、メタノール、エタノールなど)との配合比率(重量比)は、溶媒中の粉末の分散性、濾過材への付着均一性、作業性(加工時間)などを考慮すると、イオン交換樹脂粉末を0.5g/l〜3.0g/l、好ましくは1.0g/l〜2.0g/lの範囲である。
また、濾過体に対するイオン交換樹脂粉末の付着量は、プリーツ型濾過体の濾過材の厚み、ピッチ、濾過面積などにより適宜設定するが、実用的な範囲としては、濾過材の繊度や目付によっても異なるが、重量比で、濾過材の不織布100部に対して、イオン交換樹脂粉末を50部〜200部、好ましくは80部〜100部の範囲である。
【0031】
【実施例】
以下、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、各実施例において、プリーツ型濾過体の濾過シートを構成する不織布の細孔径分布は、パームポロメータを用いて測定した。カートリッジフィルタ(径:254mm)は、多孔性コア(径32mm×高さ240mm)、プリーツ型濾過体(ひだ幅10mm、山数125山)、外周カバー(径70mm×高さ230mm)、上部エンドプレート(中央に処理液流出口あり)及び下部エンドプレートとで構成した。
【0032】
(実施例1)
プリーツ型濾過体を次の基材を用いて成形した。
濾過材:目付84g/m、厚さ0.30mm、細孔径分布2〜12μmの密度勾配型ポリプロピレン製メルトブロー不織布
流入側サポート材:目開き縦1.8mm×横1.0mm、目付45g/mのポリプロピレン製ネット
流出側サポート材:繊度3.3dtex、目付20g/mのポリプロピレン製スパンボンド不織布
【0033】
上記プリーツ型濾過体を組み込んだカートリッジフィルタを吸引装置に浸漬して、次の処理を順次施してイオン除去用カートリッジフィルタを作製した。
(1)イオン交換樹脂の付着
第一処理液:平均粒子径22μmの陽イオン交換樹脂(三菱化学製SK1BH、イオン形H形)粉末をトルエン中に均一に分散(濃度:1.5g/l)
通液条件:流量5リットル/分×15分間
イオン交換樹脂付着量:約40g
(2)バインダー樹脂による固着
第二処理溶液:ポリエチレン樹脂+トルエン(濃度:10重量%)
通液条件:流量0.5リットル/分×2分間
ポリエチレン樹脂付着量(ウェット重量):300g
乾燥温度60℃にて溶剤の蒸発
(3)イオン交換樹脂の再生
10%電子工業用塩酸にて洗浄→イオン交換樹脂のイオン形を99.5%以上H形に再生→純水にて洗浄→乾燥処理による水分除去
作製したイオン除去用カートリッジフィルタを、水温20℃、流量10リットル/分の条件で圧力測定を行ったところ、処理前の初期圧力損失が0.010kgf/cmであったのに対し、処理後の初期圧力損失は0.034kgf/cmであった。
【0034】
(実施例2)
プリーツ型濾過体を次の基材を用いて成形した。
濾過材:実施例1と同一
流入側サポート材:実施例1と同一
流出側サポート材:実施例1と同一
【0035】
上記プリーツ型濾過体を組み込んだカートリッジフィルタを吸引装置に浸漬して、次の処理を順次施してイオン除去用カートリッジフィルタを作製した。
(1)イオン交換樹脂の付着
第一処理溶液:平均粒子径25μmの陰イオン交換樹脂(三菱化学製TSA1200、イオン形OH形)粉末をトルエン中に均一に分散(濃度:1.5g/l)
通液条件:流量5リットル/分×15分間
イオン交換樹脂付着量:約40g
(2)バインダー樹脂による固着
第二処理溶液:ポリエチレン樹脂+トルエン(濃度:10重量%)
通液条件:流量0.5リットル/分×2分間
ポリエチレン樹脂付着量(ウェット重量):300g
乾燥温度38℃にて溶剤の蒸発
(3)イオン交換樹脂の再生
10%電子工業用水酸化ナトリウムにて洗浄→イオン交換樹脂のイオン形を99.5%以上OH形に再生→純水にて洗浄→乾燥処理による水分除去
作製したイオン除去用カートリッジフィルタを、実施例1と同一条件で圧力測定を行ったところ、処理前の初期圧力損失が0.010kgf/cmであったのに対し、処理後の初期圧力損失は0.029kgf/cmであった。
【0036】
(実施例3)
プリーツ型濾過体を次の基材を用いて成形した。
濾過材:目付45g/m、厚さ0.22mm、細孔径分布0.5〜6μmの密度勾配型ポリプロピレン製メルトブロー不織布
流入側サポート材:繊度3.3dtex、目付20g/mのポリプロピレン製スパンボンド不織布
流出側サポート材:繊度3.3dtex、目付20g/mのポリプロピレン製スパンボンド不織布
【0037】
上記プリーツ型濾過体を組み込んだカートリッジフィルタを吸引装置に浸漬して、次の処理を順次施してイオン除去用カートリッジフィルタを作製した。
(1)イオン交換樹脂の付着
第一処理溶液:平均粒子径8μmの陽イオン交換樹脂(三菱化学製SK1BH、イオン形H形)粉末をトルエン中に均一に分散(濃度:1.5g/l)
通液条件:流量5リットル/分×15分間
イオン交換樹脂付着量:約40g
(2)バインダー樹脂による固着
第二処理溶液:ポリエチレン樹脂+トルエン(濃度:10重量%)
通液条件:流量0.5リットル/分×2分間
ポリエチレン樹脂付着量(ウェット重量):300g
乾燥温度60℃にて溶剤の蒸発
(3)イオン交換樹脂の再生
10%電子工業用塩酸にて洗浄→イオン交換樹脂のイオン形を99.5%以上H形に再生→純水にて洗浄→乾燥処理による水分除去
作製したイオン除去用カートリッジフィルタを、実施例1と同一条件で圧力測定を行ったところ、処理前の初期圧力損失が0.021kgf/cmであったのに対し、処理後の初期圧力損失は0.118kgf/cmであった。
【0038】
(実施例4)
プリーツ型濾過体を次の基材を用いて成形した。
濾過材:実施例1と同一
流入側サポート材:目開き縦1.8mm×横1.0mm、目付45g/mのポリプロピレン製ネット
流出側サポート材:実施例3と同一
【0039】
上記プリーツ型濾過体を組み込んだカートリッジフィルタを吸引装置に浸漬して、次の処理を順次施してイオン除去用カートリッジフィルタを作製した。
(1)イオン交換樹脂の付着
第一処理溶液:平均粒子径18μmの陽イオン交換樹脂(三菱化学製SK1BH、イオン形H形)粉末50重量%と平均粒子径18μmのキレート樹脂(三菱化学製CR−11、イオン形Na形)粉末50重量%とをトルエン中に均一に分散(濃度:1.5g/l)
通液条件:流量5リットル/分×15分間
イオン交換樹脂付着量:約40g
(2)バインダー樹脂による固着
第二処理溶液:ポリエチレン樹脂+トルエン(濃度:10重量%)
通液条件:流量0.5リットル/分×2分間
ポリエチレン樹脂付着量(ウェット重量):300g
乾燥温度60℃にて溶剤の蒸発
(3)イオン交換樹脂の再生
10%電子工業用塩酸にて洗浄→イオン交換樹脂のイオン形を99.5%以上H形に再生→純水にて洗浄→乾燥処理による水分除去
作製したイオン除去用カートリッジフィルタを、実施例1と同一条件で圧力測定を行ったところ、処理前の初期圧力損失が0.010kgf/cmであったのに対し、処理後の初期圧力損失は0.042kgf/cmであった。
【0040】
次に、実施例1、2のカートリッジフィルタと、濾過材に陽イオン交換樹脂(付着量74g/m) をプレコートした基材シートと、濾過材に陰イオン交換樹脂(付着量74g/m) をプレコートした基材シートとを用いてプリーツ型濾過体を成形した比較例1、2のカートリッジフィルタを用いて、次の評価試験を行った。
【0041】
(評価試験)
試験液Aとして、NMP(N−Methyl−2−pyrrolidone)に鉄イオン(Fe+)と銅イオン(Cu+)を25ppmと22ppmに調整した液を用いた。そして、実施例1と比較例1のフィルタに流量600ml/分の速度で、合計8.4リットルを通液した。出口から200mlをサンプリングし、イオンクロマトグラフィでそれぞれイオン濃度の測定を行った。
また、試験液Bとして、NMPに硝酸イオン(NO3−)、硫酸イオン(SO 2− )塩素イオン(Cl)をそれぞれ30ppm、23ppm、20ppmに調整した液を用いた。そして、実施例2と比較例2のフィルタに流量600ml/分の速度で、合計8.4リットルを通液した。出口から200mlをサンプリングし、イオンクロマトグラフィでそれぞれイオン濃度の測定を行った。
【0042】
上記評価試験の結果、試験液Aについて表1の結果、試験液Bについて表2の結果が得られた。
【0043】
【表1】

Figure 2005021766
【0044】
【表2】
Figure 2005021766
【0045】
表1、2から明らかなように、本発明品は、比較例に比べて有害イオンの除去効率が約20〜30%向上し優れていることが判明した。
【0046】
【発明の効果】
請求項1に記載に発明によれば、イオン捕捉粉体がプリーツ型濾過体を通過する被処理液の流量に対応するように分布するから、従来と同一の付着量でも有害イオンを効率的に除去することができ、除去効率を向上することができる。
【0047】
請求項2に記載の発明によれば、圧力損失の増大と有害イオンの除去効率の低下を防止することができる。
【0048】
請求項3に記載の発明によれば、被処理液が濾過材を略均等に通過して、イオン除去粉体と十分に接触し、有害イオンの除去効率がより一層向上することができ、また濾過材を厚くしてもイオン捕捉粉体を濾過材の密度勾配に応じて付着し、有害イオンの除去効率をより一層向上することができる。
【0049】
請求項4に記載の発明によれば、イオン捕捉粉体を被処理液の流れに対応して固定したイオン除去用カートリッジフィルタを簡単に製造することができ、またユーザーの様々な要望に対応する製品を多品種少ロットでも生産効率を低下することなく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態を示す一部破断斜視図である。
【図2】イオン交換樹脂粉体の付着状態を示す概略拡大模式図である。
【図3】(a)はイオン交換樹脂粉体の付着工程に用いる吸引装置の概略図、(b)はイオン交換樹脂粉体の固着工程に用いる吸引装置の概略図である。
【図4】従来のカートリッジフィルタの一部破断斜視図である。
【図5】基材シートの断面図である。
【図6】従来技術によるイオン交換樹脂の付着状態を示す概略模式図である。
【符号の説明】
1・・・・・コア
2・・・・・プリーツ型濾過体
2a・・・・濾過材
2b・・・・内面サポート材
2c・・・・外面サポート材
3・・・・・外周カバー
4・・・・・上エンドプレート
5・・・・・下エンドプレート
6・・・・・流出口
7・・・・・イオン交換樹脂粉体
A,B・・・液槽
C・・・・・回収槽
F・・・・・カートリッジフィルタ
P・・・・・ポンプ
S1・・・・第一処理槽
S2・・・・第二処理槽
T・・・・・管
U・・・・・攪拌機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cartridge filter including a pleated filter used for microfiltration of various liquids, and more particularly to an ion removal cartridge filter that captures and removes harmful ions contained in a liquid and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In general, as shown in FIG. 4, the cartridge filter includes a cylindrical core 10 having a large number of holes, a pleated filter body 11 disposed on the outer periphery of the core, and a porous outer cover 12 storing these. The upper end plate 13 and the lower end plate 14 are liquid-tightly sealed at the upper and lower ends of the outer peripheral cover 12 (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-99307 (page 2, column 1, column 2)
[0004]
The cartridge filter for removing ions is manufactured by the following method. That is, a base sheet in which an inner surface support material 11b and an outer surface support material 11c are superposed after an ion exchange resin is fixed to the filter material 11a made of a melt blown nonwoven fabric, a spunbond nonwoven fabric or the like by an adhesive treatment or a coating treatment. (FIG. 5). Next, the base sheet is subjected to pleating with a certain pleat width, and the base sheet is cut into a dimension corresponding to the outer diameter of the core and arranged on the outer periphery of the core so as to be in the radial direction of the pleated core. Then, the seams are adhered in a liquid-tight manner to form the pleated filter body 11 and then stored in the outer peripheral cover 12. Then, the upper and lower end plates 13 and 14 are liquid-tightly sealed at both ends of the outer peripheral cover 12 to manufacture an ion removing cartridge filter.
[0005]
In the cartridge filter according to the prior art, as shown in FIG. 6, ion exchange resin powders 15 having different particle diameters are mixed in the filter body 11a and over both surfaces. However, the liquid processed by the cartridge filter (hereinafter referred to as the liquid to be processed) does not flow evenly from the inflow side to the outflow side of the pleated filter body, and is concentrated most in the valley portion of the pleat located on the core side. Flowing.
Therefore, the ion exchange resin powder in the peak portion of the pleat does not sufficiently perform its function, and there is a problem that the removal efficiency of harmful ions is not improved in proportion to the amount of ion exchange resin powder attached.
[0006]
In addition, when the conventional method is used, since the pleated filter body is molded with a base sheet pre-coated with ion exchange resin powder, a large variety of cartridge filters that manufacture a large number of cartridge filters that remove the same harmful ions are used. Suitable for lot production.
However, this type of cartridge filter is widely used in various industrial fields, and harmful ions to be removed differ depending on the liquid to be treated.
Therefore, there is a problem that the production efficiency becomes very poor because it is not suitable for the production of a large variety of small lots for producing cartridge filters having different harmful ions to be removed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the prior art, and the ion-removed powder is distributed so as to fully function in accordance with the flow of the liquid to be treated, thereby eliminating harmful ions efficiently. It is an object of the present invention to make it possible to remove a cartridge filter with different harmful ions to be removed, and to produce a large variety of small lots without reducing the production efficiency.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A cartridge filter for ion removal according to a first aspect of the present invention is a pleated filter body in which a filter medium is sandwiched between at least two support members and folded around the outer periphery of a cylindrical core having a large number of holes. The ion capture powder fixed to the pleated filter is attached by a suction force from the filter suction direction (Claim 1).
[0009]
Here, the ion-trapping powder means a powder having a function of trapping and removing metal ions in the liquid to be treated. Specifically, an ion-exchange resin, activated carbon, zeolite, photocatalyst, chelate powder, charging Powders of substances, organic adsorbents, inorganic adsorbents, etc.
[0010]
According to this means, since the ion trapping powder is distributed so as to correspond to the flow rate of the liquid to be processed passing through the pleated filter, its function is sufficiently exhibited.
[0011]
In the present invention, the pore size distribution of the filter medium is preferably a configuration in the range of 0.5 μm to 50 μm (Claim 2). This is because if it is less than 0.5 μm, the initial pressure loss due to the fixation of the ion-trapping powder becomes too large to be practical, and if it exceeds 50 μm, the liquid to be treated flows easily without contacting the ion-exchange resin powder. This is because the removal efficiency of metal ions tends to decrease, and the more preferable range of pore size distribution is 2 μm to 15 μm. The pore size distribution is a numerical value measured by a measuring device based on the bubble point method (JISK3832) (for example, product name Perm-Porometer, hereinafter referred to as palm porometer).
[0012]
Further, the pore size distribution of the filter medium is in the range of 0.5 μm to 50 μm, and the density gradient becomes smaller from the inflow side to the outflow side, and the minimum particle diameter of the ion trapping powder is larger than the minimum pore diameter of the filter medium. A certain configuration (Claim 3) is preferable. In this way, the ion-trapping powder having a relatively large particle size and a small particle size is fixed in accordance with the pore size distribution from the inflow side to the outflow side of the filter body.
Therefore, the liquid to be treated passes through the filter medium substantially evenly and comes into sufficient contact with the ion-removed powder, and the removal efficiency of harmful ions is further improved. Further, even when the filter medium is relatively thick, the ion trapping powder is fixedly aligned in the thickness direction from large to small.
[0013]
Next, a method for manufacturing a cartridge filter for removing ions according to a second aspect of the present invention includes a method in which a filter medium is sandwiched between at least two support members on the outer periphery of a cylindrical core having a large number of holes and the periphery is folded. The cartridge filter equipped with the pleated filter body is immersed in the liquid tank containing the processing solution, the processing solution is sucked from the filter suction direction, and the ion trapping powder adheres to the pleated filter body. And a step of sequentially or simultaneously performing the fixing (claim 4).
[0014]
In this case, when the ion trapping powder is adhered and fixed at the same time, there are advantages that the number of processes is reduced and the production efficiency is improved. However, when the treatment solution contains a binder resin, the viscosity increases, and the ion trapping powder tends to be distributed in a predetermined amount in the crest and trough portions of the pleated filter body and hardly adhere.
Therefore, in consideration of the distribution state of the ion trapping powder and the adjustment of the amount of adhesion, it is more preferable to sequentially perform the step of attaching the ion trapping powder to the filter body and the fixing step.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
In FIG. 1, a cartridge filter F includes a cylindrical core 1 having a large number of holes, a pleated filter body 2 disposed on the outer periphery of the core 1, a porous outer cover 3 storing these, and an outer cover. 3 is provided with an upper end plate 4 and a lower end plate 5 which are sealed in a liquid-tight manner at the upper and lower ends. In addition, 6 is an outflow port in the figure.
[0017]
In the pleated filter body 2, the inner surface support material 2b (outflow side) and the outer surface support material 2c (inflow side) are overlapped on both sides of the filter medium 2a and cut into a predetermined dimension, thereby pleating with a pleat width of the predetermined dimension. The necessary number of ridges is cut in accordance with the outer diameter of the core 1 and the pleats are arranged in the outer periphery of the core 1 in the radial direction, and the mating portions are adhered in a liquid-tight manner.
[0018]
In addition, as shown in FIG. 2, the pleated filter body 2 has ion exchange resin powder 7 in a relatively dense state inside and on the surface of the pleat valley located on the outflow side b, and also on the inflow side a. It is fixed in a relatively rough state on the inside and on the surface of the crest portion located at.
[0019]
As the filter medium 2a, a melt blown nonwoven fabric and / or a spunbonded nonwoven fabric is preferable in consideration of suppressing a decrease in the flow rate of the liquid to be treated and reducing an increase in initial pressure loss when using a cartridge filter.
In addition, the pore size distribution is a value measured with a palm porometer in the range of 0.5 μm to 50 μm, preferably in the range of 2 μm to 15 μm, and may not be a density gradient from the inflow side to the outflow side. In consideration of the average particle diameter of the resin powder, it is preferable that the pore diameter be gradually increased from small to large from the inflow side to the outflow side. In this way, ion-exchange resin powders having different particle diameters are fixed in a substantially aligned manner from the inflow side to the outflow side of the filter medium at the pore diameters corresponding to the particle diameters.
Therefore, the liquid to be treated that passes through the pleated filter body flows evenly from the inflow side to the outflow side and is filtered, and the removal efficiency of harmful ions can be further enhanced.
[0020]
The inner surface support material 2b is made of a spunbond nonwoven fabric, and the outer surface support material 2c is preferably a net or a spunbond nonwoven fabric. Since the outer surface support material is intended to prevent the pleated filter material from sticking, the pore size is not particularly limited, but considering the pore size distribution of the filter material 2a, the span of the outer surface support material 2c More preferably, the minimum pore diameter of the bonded nonwoven fabric is the same as or larger than the pore diameter on the inflow side of the filter medium 2a.
[0021]
As the constituent fibers of the melt blown nonwoven fabric and the spunbond nonwoven fabric, nylon, polyester, polyethylene, polypropylene, fluorine, acrylic, polylactic acid, polyvinylidene chloride, etc. can be used alone or in combination with a plurality of appropriately selected types. In view of chemical resistance against polar solutions, it is desirable to use polyolefin fibers such as polyethylene and polypropylene, and fluorine fibers.
[0022]
Next, a manufacturing method of a cartridge filter provided with a pleated filter having an ion trapping removal function will be described with reference to FIG.
FIG. 3A is a schematic configuration diagram showing an example of a suction device for a first treatment solution used for adhering ion-exchange resin powder. This suction device has a liquid tank A containing a first treatment solution S1 in which ion-exchange resin powder is dispersed in a solvent (for example, toluene), and a synthetic resin disposed so as to be a circulation path for the first treatment solution. A pipe T, a pump P (for example, a diaphragm pump) for sucking the first processing solution provided in a part of the circulation path, and a stirrer U for stirring the first processing solution.
First, the cartridge filter F1 molded into a predetermined shape is immersed in the first processing solution S1, and one end of the tube T is connected to the outlet 6 of the upper end plate in the liquid directly or via a jig, and then the power source ( When not shown), the pump P and the stirrer U operate. And the 1st process solution S1 in the liquid tank A is continuously stirred by the stirrer U, and it circulates through the liquid tank A-pleat type filter body-core-outlet 6-pipe T-liquid tank A by the suction force of the pump P. Then flow.
Therefore, the cartridge filter in which the ion-exchange resin powder dispersed in the first treatment solution S1 adheres without causing unevenness in the valley portion and the peak portion of the pleat according to the flow rate of the first treatment solution passing through the pleated filter. F2 is obtained. Note that, by changing the suction amount of the pump P, the flow rate of the first treatment solution passing through the pleated filter can be changed.
[0023]
Next, FIG. 3B is a schematic configuration diagram showing an example of a second processing solution suction device used for fixing the ion exchange resin powder adhered to the pleated filter. This suction device includes a liquid tank B containing a second processing solution S2 obtained by dissolving a binder resin in a solvent (for example, toluene), a recovery tank C for recovering the second processing solution, and a pipe T connecting them. It comprises a pump P (for example, a diaphragm pump) that sucks the second processing solution provided in a part of the pipe line.
After the cartridge filter F2 produced in the above process is immersed in the second treatment solution S2, one end of the pipe T is connected to the outlet 6 directly or via a jig, and then the power source (not shown) is turned on, the pump P is turned on. Operate.
Therefore, the second treatment solution S2 flows into the liquid tank B-pleated filter body-core-outlet 6-tube T-recovery tank C, and the ion exchange resin powder adhered to the pleated filter body is fixed with the binder resin. A cartridge filter is obtained.
[0024]
The cartridge filter manufactured through the above steps is put into a drier adjusted to a predetermined temperature (for example, 60 ° C.), and the solvent is evaporated so that the second processing solution is not biased. Next, when the fixed ion exchange resin is a cation exchange resin, it is treated with an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid to change the ion form from Na form to 99.5% or more to H form, and when it is an anion exchange resin. Then, it is treated with an alkali such as sodium hydroxide to regenerate from C1 form to 99.5% or more OH form. Thereafter, after washing with pure water, moisture is removed by a drying process to produce a desired cartridge filter.
[0025]
By the way, in these cases, as the ion exchange resin, a cation exchange resin alone or a mixture with a regenerated H type chelate resin or a mixture of an anion exchange resin alone or a regenerated OH type chelate resin is removed. It can be appropriately selected depending on the type of the target metal ion. The mixing ratio when mixing is set according to the content of the liquid to be treated (ion concentration, type of ions to be removed, etc.) and determined by a filtration test.
[0026]
In addition, for the pulverized ion exchange resin powder, the particle diameter range is determined so that the lower limit of the particle diameter is larger than the minimum pore diameter of the filter medium. In consideration of the point that the reactivity increases and the reactivity becomes high, the range is from 2 μm to 70 μm, preferably from 5 μm to 40 μm, and more preferably from 10 μm to 30 μm.
[0027]
Specifically, the following can be used as the type of ion exchange resin. Strong acid cation exchange resins include styrene / divinylbenzene copolymer, sulfone group (-SO3 ) Is an exchange group type. In addition, as the weakly acidic cation exchange resin, a methacrylic acid / divinylbenzene copolymer type with carboxylic acid (—COOH) as an exchange group, an acrylic acid / divinylbenzene copolymer type with carboxylic acid as a functional group Etc.
As the chelating resin, styrene-divinylbenzene copolymer and iminodiacetic acid (-N = (CH2COO)2M), a polyamine type having a polyamine as a functional group in a styrene / divinylbenzene copolymer, a glucamine type having a glucamine group in a styrene / divinylbenzene copolymer, and the like.
As the strongly basic anion exchange resin, a styrene / divinylbenzene copolymer and a quaternary ammonium base (—N (—CH3)3・ Types having X and dimethylethanolammonium group (—N (—CH3)2-C2H4OH · X).
[0028]
Binder resins are generally thermoplastic resins such as ethylene / butene copolymers, ethylene / hexene copolymers, ethylene / acrylic acid ester / maleic anhydride terpolymers, ethylene / glycidyl methacrylate copolymers, ethylene / Ethylene resin such as glycidyl methacrylate terpolymer, polypropylene resin, fluorine resin, polyester resin, styrene / ethylene / butylene / styrene block copolymer (SEBS) and styrene / butadiene / styrene / styrene (SBBS) It is preferable to use a styrene resin, a urethane resin, or a silicone resin (deoxime type, dealcohol type, and addition type) alone or in a state of mixing two or more kinds.
[0029]
When these resins are used, they are soluble in organic solvents, so as the organic solvent evaporates, a large number of micropores are formed in the binder resin, and the liquid to be treated comes into contact with the ion exchange resin through the micropores. The reaction can be performed efficiently.
Of the above binder resins, olefin resins, particularly polyolefin resins, and particularly polyethylene resins are advantageous. This is because the polyolefin resin is excellent in the flexibility of the film film, and is an organic solvent used for diluting a polar solvent used in the cleaning process of the cartridge filter or a raw material for electronic industry, such as NMP (N-methyl-2-pyrrolidone). ), MEA (monoethanolamine), hydrofluoroether (manufactured by Sumitomo 3M), PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) and GBL (γ-butyrolactone) have almost no physical changes such as dissolution and swelling, and are stable. This is because the performance can be exhibited.
[0030]
The mixing ratio (weight ratio) of the ion-exchange resin powder and the solvent (for example, toluene, xylene, methanol, ethanol, etc.) in the first treatment solution is determined by the dispersibility of the powder in the solvent, the uniformity of adhesion to the filter medium, and the work. In consideration of properties (processing time) and the like, the ion-exchange resin powder is in the range of 0.5 g / l to 3.0 g / l, preferably 1.0 g / l to 2.0 g / l.
In addition, the amount of ion exchange resin powder attached to the filter is appropriately set according to the thickness, pitch, filtration area, etc. of the filter medium of the pleated filter, but the practical range also depends on the fineness and basis weight of the filter medium. Although it is different, the ion exchange resin powder is in a range of 50 parts to 200 parts, preferably 80 parts to 100 parts, by weight, with respect to 100 parts of the nonwoven fabric of the filter medium.
[0031]
【Example】
Hereinafter, although an example is given and explained concretely, the present invention is not limited to these. Moreover, in each Example, the pore diameter distribution of the nonwoven fabric which comprises the filtration sheet | seat of a pleated type filter body was measured using the palm porometer. Cartridge filter (diameter: 254mm) is a porous core (diameter 32mm x height 240mm), pleated filter (10mm pleat width, 125 mountains), outer cover (diameter 70mm x height 230mm), upper end plate It was composed of a processing liquid outlet in the center and a lower end plate.
[0032]
Example 1
A pleated filter was molded using the following substrate.
Filter material: 84 g / m2, Density gradient type polypropylene melt blown nonwoven fabric with a thickness of 0.30 mm and a pore size distribution of 2 to 12 μm
Inflow side support material: Aperture length 1.8mm x width 1.0mm, basis weight 45g / m2Polypropylene net
Outflow side support material: Fineness 3.3dtex, basis weight 20g / m2Polypropylene spunbond nonwoven fabric
[0033]
The cartridge filter incorporating the pleated filter was immersed in a suction device, and the following treatment was sequentially performed to produce an ion removing cartridge filter.
(1) Adhesion of ion exchange resin
First treatment liquid: Cation exchange resin (SK1BH manufactured by Mitsubishi Chemical, ionic form H form) powder having an average particle size of 22 μm is uniformly dispersed in toluene (concentration: 1.5 g / l)
Flow condition: Flow rate 5 liters / minute x 15 minutes
Amount of ion exchange resin: approx. 40 g
(2) Adhesion with binder resin
Second treatment solution: polyethylene resin + toluene (concentration: 10% by weight)
Fluid flow conditions: Flow rate 0.5 l / min x 2 min
Polyethylene resin adhesion (wet weight): 300g
Evaporation of solvent at a drying temperature of 60 ° C
(3) Regeneration of ion exchange resin
Washed with 10% hydrochloric acid for electronics industry → Ion exchange resin is regenerated to 99.5% or more in the H form → Washed with pure water → Removed water by drying
When the pressure of the produced cartridge filter for ion removal was measured under the conditions of a water temperature of 20 ° C. and a flow rate of 10 liters / minute, the initial pressure loss before treatment was 0.010 kgf / cm.3In contrast, the initial pressure loss after the treatment was 0.034 kgf / cm.3Met.
[0034]
(Example 2)
A pleated filter was molded using the following substrate.
Filter medium: same as Example 1
Inflow side support material: same as Example 1
Outflow side support material: same as Example 1
[0035]
The cartridge filter incorporating the pleated filter was immersed in a suction device, and the following treatment was sequentially performed to produce an ion removing cartridge filter.
(1) Adhesion of ion exchange resin
First treatment solution: Anion exchange resin having an average particle size of 25 μm (TSA1200 manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., ionic form OH) is uniformly dispersed in toluene (concentration: 1.5 g / l)
Flow condition: Flow rate 5 liters / minute x 15 minutes
Amount of ion exchange resin: approx. 40 g
(2) Adhesion with binder resin
Second treatment solution: polyethylene resin + toluene (concentration: 10% by weight)
Fluid flow conditions: Flow rate 0.5 l / min x 2 min
Polyethylene resin adhesion (wet weight): 300g
Evaporation of solvent at a drying temperature of 38 ° C
(3) Regeneration of ion exchange resin
Washing with 10% sodium hydroxide for electronics industry → Ion exchange resin is regenerated to 99.5% or more OH form → Washing with pure water → Removing moisture
When the pressure of the produced ion removal cartridge filter was measured under the same conditions as in Example 1, the initial pressure loss before treatment was 0.010 kgf / cm.3In contrast, the initial pressure loss after the treatment was 0.029 kgf / cm.3Met.
[0036]
(Example 3)
A pleated filter was molded using the following substrate.
Filter material: 45 g / m2Density-gradient polypropylene melt blown nonwoven fabric with a thickness of 0.22 mm and a pore size distribution of 0.5 to 6 μm
Inflow side support material: Fineness 3.3dtex, basis weight 20g / m2Polypropylene spunbond nonwoven fabric
Outflow side support material: Fineness 3.3dtex, basis weight 20g / m2Polypropylene spunbond nonwoven fabric
[0037]
The cartridge filter incorporating the pleated filter was immersed in a suction device, and the following treatment was sequentially performed to produce an ion removing cartridge filter.
(1) Adhesion of ion exchange resin
First treatment solution: Cation exchange resin (SK1BH manufactured by Mitsubishi Chemical, ionic form H form) powder having an average particle diameter of 8 μm is uniformly dispersed in toluene (concentration: 1.5 g / l)
Flow condition: Flow rate 5 liters / minute x 15 minutes
Amount of ion exchange resin: approx. 40 g
(2) Adhesion with binder resin
Second treatment solution: polyethylene resin + toluene (concentration: 10% by weight)
Fluid flow conditions: Flow rate 0.5 l / min x 2 min
Polyethylene resin adhesion (wet weight): 300g
Evaporation of solvent at a drying temperature of 60 ° C
(3) Regeneration of ion exchange resin
Washed with 10% hydrochloric acid for electronics industry → Ion exchange resin is regenerated to 99.5% or more in the H form → Washed with pure water → Removed water by drying
When the pressure of the produced ion removal cartridge filter was measured under the same conditions as in Example 1, the initial pressure loss before treatment was 0.021 kgf / cm.3In contrast, the initial pressure loss after the treatment was 0.118 kgf / cm.3Met.
[0038]
Example 4
A pleated filter was molded using the following substrate.
Filter medium: same as Example 1
Inflow side support material: Aperture length 1.8mm x width 1.0mm, basis weight 45g / m2Polypropylene net
Outflow side support material: same as Example 3
[0039]
The cartridge filter incorporating the pleated filter was immersed in a suction device, and the following treatment was sequentially performed to produce an ion removing cartridge filter.
(1) Adhesion of ion exchange resin
First treatment solution: 50% by weight of cation exchange resin (SK1BH, ionic form H form, manufactured by Mitsubishi Chemical) with an average particle diameter of 18 μm and chelate resin (CR-11, ionic form Na form, manufactured by Mitsubishi Chemical) having an average particle diameter of 18 μm 50% by weight of powder is uniformly dispersed in toluene (concentration: 1.5 g / l)
Flow condition: Flow rate 5 liters / minute x 15 minutes
Amount of ion exchange resin: approx. 40 g
(2) Adhesion with binder resin
Second treatment solution: polyethylene resin + toluene (concentration: 10% by weight)
Fluid flow conditions: Flow rate 0.5 l / min x 2 min
Polyethylene resin adhesion (wet weight): 300g
Evaporation of solvent at a drying temperature of 60 ° C
(3) Regeneration of ion exchange resin
Washed with 10% hydrochloric acid for electronics industry → Ion exchange resin is regenerated to 99.5% or more in the H form → Washed with pure water → Removed water by drying
When the pressure of the produced ion removal cartridge filter was measured under the same conditions as in Example 1, the initial pressure loss before treatment was 0.010 kgf / cm.3In contrast, the initial pressure loss after treatment was 0.042 kgf / cm.3Met.
[0040]
Next, a cation exchange resin (adhesion amount 74 g / m) was applied to the cartridge filter of Examples 1 and 2 and the filter medium.2) And an anion exchange resin (adhesion amount 74 g / m) on the filter medium.2The following evaluation test was performed using the cartridge filter of Comparative Examples 1 and 2 in which a pleated filter body was molded using a base sheet pre-coated with).
[0041]
(Evaluation test)
As test solution A, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) and iron ions (Fe2+) And copper ions (Cu2The liquid which adjusted +) to 25 ppm and 22 ppm was used. A total of 8.4 liters was passed through the filters of Example 1 and Comparative Example 1 at a flow rate of 600 ml / min. 200 ml was sampled from the outlet, and each ion concentration was measured by ion chromatography.
Further, as test solution B, nitrate ions (NO) were added to NMP.3-), Sulfate ion (SO4 2-) Chlorine ion (Cl) Were adjusted to 30 ppm, 23 ppm, and 20 ppm, respectively. A total of 8.4 liters was passed through the filters of Example 2 and Comparative Example 2 at a flow rate of 600 ml / min. 200 ml was sampled from the outlet, and each ion concentration was measured by ion chromatography.
[0042]
As a result of the evaluation test, the results of Table 1 for the test solution A and the results of Table 2 for the test solution B were obtained.
[0043]
[Table 1]
Figure 2005021766
[0044]
[Table 2]
Figure 2005021766
[0045]
As is apparent from Tables 1 and 2, it was found that the product of the present invention is superior in that the removal efficiency of harmful ions is improved by about 20 to 30% as compared with the comparative example.
[0046]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the ion trapping powder is distributed so as to correspond to the flow rate of the liquid to be processed passing through the pleated filter, harmful ions can be efficiently removed even with the same amount of adhesion as in the prior art. It can be removed and the removal efficiency can be improved.
[0047]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent an increase in pressure loss and a reduction in harmful ion removal efficiency.
[0048]
According to the third aspect of the present invention, the liquid to be treated passes substantially uniformly through the filter medium and sufficiently comes into contact with the ion-removed powder, and the removal efficiency of harmful ions can be further improved. Even if the filter medium is made thicker, the ion-trapping powder is attached according to the density gradient of the filter medium, and the removal efficiency of harmful ions can be further improved.
[0049]
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to easily manufacture an ion removal cartridge filter in which the ion-trapping powder is fixed corresponding to the flow of the liquid to be processed, and to meet various needs of users. A product can be manufactured even in a large variety and a small lot without reducing the production efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing an embodiment.
FIG. 2 is a schematic enlarged schematic view showing an adhesion state of ion exchange resin powder.
3A is a schematic view of a suction device used in an ion exchange resin powder attaching step, and FIG. 3B is a schematic view of a suction device used in an ion exchange resin powder fixing step.
FIG. 4 is a partially broken perspective view of a conventional cartridge filter.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a base sheet.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the state of adhesion of an ion exchange resin according to the prior art.
[Explanation of symbols]
1 ... Core
2 ... Pleated filter
2a ... Filter material
2b ... Inside support material
2c ... External support material
3 ... Outer cover
4 ... Upper end plate
5: Lower end plate
6 ... Outlet
7 ... Ion exchange resin powder
A, B ... Liquid tank
C ... Recovery tank
F: Cartridge filter
P: Pump
S1 ... First treatment tank
S2 ... ・ Second processing tank
T ... Tube
U: Stirrer

Claims (4)

多数の孔を有する円筒形のコアの外周に、少なくとも二枚のサポート材間に濾過材を挟んでひだ折りして周着したプリーツ型濾過体を備えたカートリッジフィルタであって、上記プリーツ型濾過体に固定したイオン捕捉粉体が、フィルタ吸引方向からの吸引力によって付着されたことを特徴とするイオン除去用カートリッジフィルタ。A cartridge filter comprising a pleated filter body that is folded around the outer periphery of a cylindrical core having a large number of holes with a filter medium sandwiched between at least two support members, the pleated filter A cartridge filter for ion removal, characterized in that an ion-trapping powder fixed to a body is attached by suction force from a filter suction direction. 濾過材の細孔径分布が0.5μm〜50μmである請求項1に記載のイオン除去用カートリッジフィルタ。The cartridge filter for ion removal according to claim 1, wherein the pore size distribution of the filter medium is 0.5 μm to 50 μm. 濾過材の細孔径分布が0.5μm〜50μmで、かつ流入側から流出側に小さくなる密度勾配であり、イオン捕捉粉体の最小粒子径が濾過材の最小細孔径より大である請求項1に記載のイオン除去用カートリッジフィルタ。2. The pore size distribution of the filter medium is 0.5 μm to 50 μm, a density gradient that decreases from the inflow side to the outflow side, and the minimum particle size of the ion trapping powder is larger than the minimum pore size of the filter medium. The cartridge filter for ion removal as described in 2. 多数の孔を有する円筒形のコアの外周に、少なくとも二枚のサポート材間に濾過材を挟んでひだ折りして周着した濾過体を備えたプリーツ型カートリッジフィルタを、処理溶液を入れた液槽内に浸漬して、フィルタ吸引方向から処理溶液を吸引して、濾過体へのイオン捕捉粉体の付着と固着を順次又は同時に行う工程を有することを特徴とするイオン除去用カートリッジフィルタの製造方法。A pleated type cartridge filter comprising a filter body, which has a pleated fold with a filter medium sandwiched between at least two support members on the outer periphery of a cylindrical core having a large number of holes, a liquid containing a processing solution Manufacture of a cartridge filter for ion removal characterized by having a step of immersing in a tank and sucking a treatment solution from the filter suction direction to sequentially and simultaneously adhere and fix the ion-trapping powder to the filter body. Method.
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