JP2005161308A - フィルター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 粉粒状吸着剤(活性炭など)と繊維(パルプなど)とを含むスラリーを抄造し、湿潤状態の成形体にマイクロ波又は真空吸引力を作用させて膨張させ、嵩密度0.01〜0.5g/cm3の多孔質吸着体で形成されたフィルターを得る。多層構造のフィルターは、湿潤状態のパルプシート3と湿潤状態の前記多孔質吸着体1とを重ねた状態で、成形吸着体上にパルプを適用して抄造して湿潤状態のパルプシート2を形成して成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させることにより得ることができる。
【選択図】 図1
Description
本発明のフィルターは、繊維、および繊維に均一に分散した粉粒状吸着剤から構成されており、フィルターの嵩密度は0.5g/cm3以下である。
前記抄紙構造の多孔質吸着体は、例えば、粉粒状吸着剤と繊維とを含む懸濁液(又はスラリー)を湿式抄造し、生成した成形体を湿潤状態で膨張させることにより製造できる。以下、各々の過程をさらに詳しく説明する。
懸濁液(又はスラリー)は、繊維と粉粒状吸着剤とを水性媒体(特に水)に分散することにより調製できる。繊維は、フィルターの使用目的に応じて、一種でまたは二種以上組み合わせて使用でき、必要に応じて、叩解処理してもよい。叩解により、繊維の膨張、フィブリル化を行うことができる。また、スラリーには、必要により、サイズ剤、填料、着色剤などを添加してもよい。
湿潤状態の成形体にマイクロ波又は真空吸引力を作用させることにより、成形体を膨張させることができる。すなわち、湿潤状態の成形体にマイクロ波を作用させると、成形体の内部から加熱できるので、水蒸気爆発などを利用して成形体を効率よく膨張させることができる。このようなマイクロ波による水の急激な気化により、瞬時に成形体を膨張できるため、成形体の嵩密度が低下する。また、湿潤状態の成形体に真空吸引力を作用させると、吸引力を利用して成形体を膨張できる。なお、成形体の含水量は、繊維の絡み合いを解除して膨張可能な範囲であればよく、例えば、10〜60重量%、好ましくは15〜50重量%、さらに好ましくは20〜40重量%程度である。
固形分換算で、パルプ100重量部に対して、活性炭(日本エンバイロケミカルズ(株)製、「カルボラフィン」、平均粒径35μm、平均細孔径30Å)40重量部を使用し、固形分濃度1.5重量%の水性スラリーを調製した。なお、パルプ(「ハウザンド400」(キャンフォー・ジョージアパシフィックジャパン社製)は、スプルーフパインファー(針葉樹)60重量%と、シーダー(杉、針葉樹)40重量%とで構成されている。このスラリーを、円筒状凹部を有する断面コ字状の通水性成形型に注入して吸引成形し、湿潤状態の成形吸着体を調製した。また、図4に示す工程に従って、上記パルプを含むスラリーを抄造して収容凹部を有するパルプシートを調製し、このシートの収容凹部に前記成形吸着体を収容して所定形状に加圧成形した後、前記上記パルプを含むスラリーを表面全体に適用して抄造し、湿潤状態の積層成形体を調製した。この積層成形体を加圧して所定形状に成形し、水分含有量を25重量%に調整した後、マイクロ波(出力500W)を2分間照射して膨張させた。さらに、同様にしてマイクロ波を照射した後乾燥し、フランジ部を有する3層構造のフィルターを得た。3層構造のフィルターの嵩密度は0.185g/cm3であり、成形吸着体とパルプシート(又はパルプ層)全体との厚み割合は、75/25程度であった。なお、フィルターのサイズは、フランジ部の外径94mm(フランジの幅8mm)、フィルター本体の内径81mm、フィルター本体の厚み15mmである。
マイクロ波を照射することなく、実施例1と同様にして、3層構造のフィルターを得た。3層構造のフィルターの嵩密度は0.22g/cm3であり、成形吸着体とパルプシート(又はパルプ層)全体との厚み割合は、75/25程度であった。
パルプと活性炭とを表2に示す割合で用いる以外、実施例1と同様にしてフランジ部を有する3層構造にフィルターを作製した。そして、成形性及び吸着効率を次のような基準で評価した。
◎:吸着層が一体に成形できる
○:吸着層の吸着剤が一部脱落する
×:吸着層が脆く多くの吸着剤が脱落する。
フィルターを濾過ユニットに装着し、使用済み天ぷら油500gを注入し、濾過に要した時間および濾過後の油の色相を評価した。
◎:6時間以内で濾過できる
○:6〜8時間で濾過できる
(ろ過後の色相)
フレッシュな同種の天ぷら油の色相をランク「1」、使用済み油の色相をランク「10」とし、以下の基準で評価した。
○:4〜5。
吸着層に活性炭2gを含み、かつマイクロ波照射することなく得られ、実施例3と同様の3層構造のフィルター(実施例9、嵩密度0.22g/cm3)と、吸着層に活性炭2gを含み、かつマイクロ波照射して膨張させ、実施例3と同様の3層構造のフィルター(実施例10、嵩密度0.185g/cm3)とを用いた。実施例9および10においてパルプと活性炭との重量比は13:2である。
パルプを含むスラリーを成形吸着体の底部にのみ適用して抄造する以外は実施例1と同様にしてフィルターを得た。このフィルターは、図3に示す構造を有しており、その側部には底部から吸着体に向かって外方向に拡がるテーパー部が形成され、そのテーパー部の角度は、フィルターの積層方向に対して約5°であった。このフィルターを濾過ユニットに装着し、使用済み天ぷら油500gを注入したところ、フィルター側部からの汚染した油の漏出がなく、清浄化された透明で淡黄色の油が通過した。
2,3…パルプ層
4…フランジ部
5…凹部下流側のパルプ層
22…上部繊維層
23,33…底部繊維層
24,34…側部
41…交換表示部
Claims (19)
- 粉粒状吸着剤と繊維とを含む抄紙構造の多孔質吸着体で構成されたフィルターであって、多孔質吸着体が0.01〜0.5g/cm3の嵩密度を有するフィルター。
- 粉粒状吸着剤が平均粒径5〜100μmの活性炭である請求項1記載のフィルター。
- 粉粒状吸着剤が平均細孔径1〜100Åの活性炭である請求項1記載のフィルター。
- 繊維がパルプで構成されている請求項1記載のフィルター。
- 繊維が、爆砕処理によって得られた竹繊維である請求項1記載のフィルター。
- 繊維100重量部に対する粉粒状吸着剤の重量割合が5〜200重量部である請求項1記載のフィルター。
- 請求項1記載の吸着体がプレート状に形成され、かつこの吸着体の少なくとも一方の面に、繊維で構成された繊維層が形成されたフィルターであって、前記吸着体と前記繊維層とが繊維の絡み合いにより密着しているフィルター。
- 吸着体が繊維層間に介在する多層構造を有する請求項7記載のフィルター。
- シート状又は周縁部にフランジ部を有するプレート状に成形され、かつ吸着体と各繊維層との厚み割合が、前者/後者=50/50〜95/5であり、多孔質吸着体と各繊維層とが、周縁部を含めて界面で繊維が互いに絡み合って密着している請求項8記載のフィルター。
- 被処理流体の上流側に位置する一方のパルプシートの密度が、下流側に位置する他方のパルプシートの密度よりも小さい請求項8記載のフィルター。
- 側部が、下流側から上流側に向かって外方向に傾斜したテーパー部を有している請求項1記載のフィルター。
- 被処理流体を吸着処理するためのフィルターであって、被処理流体が液体である請求項1記載のフィルター。
- 被処理流体が油脂である請求項12記載のフィルター。
- 被処理流体の処理方向における上流側の表面に、フィルターの交換を報知させるための交換表示部が形成されており、この交換表示部が水溶性高分子で構成されている請求項13記載のフィルター。
- 粉粒状吸着剤と繊維とを含む懸濁液を湿式抄造し、生成した成形吸着体を湿潤状態で膨張させた後、乾燥し、嵩密度0.01〜0.5g/cm3のフィルターを製造する方法。
- 成形吸着体にマイクロ波又は真空吸引力を作用させて膨張させる請求項15記載の製造方法。
- 接着剤を用いることなく、プレート状吸着体の少なくとも一方の面に繊維層が形成されたフィルターを製造する方法であって、抄造により生成した湿潤状態の繊維層と湿潤状態の吸着体とを所定形状に成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させる請求項15記載の製造方法。
- 接着剤を用いることなく、吸着体が繊維層間に介在した構造のフィルターを製造する方法であって、抄造により生成した湿潤状態の繊維層と湿潤状態の成形吸着体とを重ねた状態で、少なくとも成形吸着体上に繊維を含むスラリーを適用して抄造し、所定形状に成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させる請求項15記載の製造方法。
- 吸引成形により収容凹部を有する形状に繊維を含むスラリーを抄造し、生成した湿潤状態の繊維層の凹部に湿潤状態の成形吸着体を収容した後、前記繊維層の周縁部及び成形吸着体全体に亘り繊維を含むスラリーを適用して吸引成形して抄造し、周縁部にフランジ部を有する成形体に加圧成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させる請求項15記載の製造方法。
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