JP2022035534A - フィルター製造方法およびフィルター製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設けロール状に巻いて前記フィルターを得る一連の処理工程として、前記フィルター躯体の片面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する補強層形成工程と、前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる乾燥定着工程と、
前記乾燥定着工程で片面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取工程とを含む。
前記補強層形成工程は、前記ロール状に巻いた状態から繰り出し走行する前記フィルター躯体を、水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンク内に導き、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記回転ドラム内に設ける吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する処理する構成である。
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設ける一連の処理工程として、前記フィルター躯体の片面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第1補強層形成工程と、前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第1乾燥定着工程とを含み、前記第1乾燥定着工程での処理後の前記フィルター躯体の他方の面に前記補強層を設けて前記フィルターを得る一連の処理工程として、前記フィルター躯体に形成した前記補強層の反対側の前記他方の面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第2の補強層形成工程と、前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第2乾燥定着工程とを含み、さらに、前記第2乾燥定着工程の処理を終えて前記フィルター躯体の両面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取工程を含んでいる。
前記フィルター躯体を、水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンク内に導き、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記回転ドラム内に設ける吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する処理する構成である。
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設けて乾燥定着し不純物処理装置フィルターに再使用可能なロール状に巻き取り前記フィルターを得る一連の処理手段として、前記フィルター躯体の片面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する補強層形成部と、前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる乾燥定着部と、前記乾燥定着部の処理を終えて片面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取部とを備えた構成である。
水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンクと、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムと、前記円筒網部の内周面に近接する弧状円筒部と、前記回転ドラム内に設けられかつタンク本体に支持され弧状円筒部以外の周囲を閉塞し前記弧状円筒部を保持するボックス本体と、前記ボックス本体と前記タンク本体を貫通して設けられ前記ボックス本体内の液体をタンク外に排出する排液口とを有する吸引ボックスとを備え、前記ロール状に巻いた状態から繰り出す前記フィルター躯体を前記回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する構成である。
前記第1乾燥定着部での処理後の前記フィルター躯体の他方の面に前記補強層を設けて前記フィルターを得る一連の処理手段として、前記フィルター躯体に形成した前記補強層の反対側の前記他方の面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第2補強層形成部と、前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第2乾燥定着部とを備え、さらに、前記第2乾燥定着部の処理を終えて両面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取部とを備えた構成である。
水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンクと、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムと、前記円筒網部の内周面に近接する弧状円筒部と、前記回転ドラム内に設けられかつタンク本体に支持され弧状円筒部以外の周囲を閉塞し前記弧状円筒部を保持するボックス本体と、前記ボックス本体と前記タンク本体を貫通して設けられ前記ボックス本体内の液体をタンク外に排出する排液口とを有する吸引ボックスとを備え、前記ロール状に巻いた状態から繰り出す前記フィルター躯体を前記回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する構成である。
図1は、本発明の実施の形態に係るフィルター製造装置により製造されるフィルターが適用される不純物除去装置をシンボリックな図で表し、かつ処理工程順に並べたブロック図である。不純物除去装置は、例えば、フィルター供給部1と、ろ過タンク部2と、ブラッシング部3と、メッシュ孔目詰り解消部4と、水分除去部5と、フィルター巻取部6とを有する。
図2(A)は、後述する第1,第2の実施の形態に係るフィルターF1,F2のロール形態の斜視図を示す。図2(B)はフィルターを構成するメッシュ孔11aを有するフィルター躯体11(従来のろ紙と同等品)の一部拡大断面図を示し、図2(C)はフィルター躯体11の片面に補強層12を固着してなるフィルターF1の一部拡大断面図を示し、図2(D)はフィルター躯体11の一方の面に補強層12Aを固着し、他方の面に補強層12Bを固着してなるフィルターF2の一部拡大断面図を示す。フィルターF1,F2は、図1に示す不純物除去装置に繰り返し適用するフィルターとして、ろ紙単体に比べて大幅に上回る再使用回数が得られるようろ紙等をベースとして強化されたものである。
[第1のフィルター製造装置]
まず、図3を参照して本発明の第1の実施の形態のフィルター製造装置20の概略の構成を説明する。図3は、各構成要素をシンボリックな図で表し、かつ処理工程順に並べたフィルターF1の製造原理図である。フィルター製造装置20は、フィルター躯体供給部21と、補強層形成部22と、乾燥定着部23と、フィルター巻取部24とを備え、図2(B)に示すロール状に巻かれた状態から繰り出されるフィルター躯体11の片面に図2(C)に示すように補強層12を固着し、図2(A)に示すロール状に巻かれたフィルターF1を製造することができる。
まず、ボビンに巻いたロール形態であるフィルター躯体11をフィルター躯体供給部21の回転軸21bに取り付け、円筒網部22b3の外周面下部、吸水ロール23bに順に巻き付け、電熱ヒータ対23fに通し、アキュムレータ25に掛けてフィルター巻取部24の巻取軸24bに取り付けるボビンに先端部を固着する。しかる後、給液用ポンプ28を稼働し、補強層形成部22内に補強層形成液を液面レベルを所定高さになるよう供給する。これにより、補強層形成液が、回転ドラム22bの円筒網部22b3と吸引ボックス22cの弧状円筒部22c1との僅かな隙間を通して吸引ボックス22c内に充満する(初期充満)。
吸引ボックス22cの液出口22c3に連通接続された吸引管30に設けられた吸引用ポンプ31を稼働すると、吸引ボックス22c内の補強層形成液が吸引され吸引ボックス22c内の液圧が陰圧になり、タンク本体22a1内の補強層形成液が吸引ボックス22cへ向かう流動を開始する。上記の数秒ないし十数秒経過すると、回転ドラム22bが駆動回転され、回転ドラム22bに巻き付けられたフィルター躯体11が走行開始する。
上記のように、補強層形成部22においてセルロースナノファイバー層12が積層されフィルター躯体11は、水を多く含んで厚く膨潤しており、バキュームパイプ23cよりバキュームが行われることにより、ロール表面より内部に向かい吸水作用をする吸水ロール23bに巻き付いて通過する過程でフィルター躯体11のセルロースナノファイバー層12の積層面と反対側の面より吸水される。これにより、セルロースナノファイバー層12がフィルター躯体11の表面に一層強く密着するとともに、次の電熱ヒータ対23fによる加熱乾燥を効果的に行うことができる。
フィルター製造が促進してフィルター躯体供給部21にセットしたロール状のフィルター躯体11の巻き終わり端がボビンから離れる少し前の時点で、ポンプ28,31およびモータ21e,22b2,25c,24cの稼働を停止する。そして、ボビンを回転軸21bから取り外し、次のロール状のフィルター躯体11をフィルター躯体供給部21に当該フィルター躯体のセットし繰り出し端を上記のフィルター躯体11の巻き終わり端と粘着テープで接続する。次いで、再びポンプ28,31およびモータ21e,22b2,25c,24cを稼働する。粘着テープによる継ぎ足し位置がフィルター巻取部24に到達したら、再びポンプ28,31およびモータ21e,22b2,25c,24cの稼働を停止する。そして、継ぎ足しを解除してフィルター巻取部24からロール状のフィルターF1を取り外し、新しいボビンを巻取用回転軸24bに取り付け、このボビンに継ぎ足しを解除した後のフィルターF1の先端を固定して複数回巻き付け、再びポンプ28,31およびモータ21e,22b2,25c,24cを稼働する。以上により、フィルターの継ぎ足し処理を完了する。このようなフィルターの継ぎ足し処理をすれば、フィルター躯体供給部21にセットする新しいロール状のフィルター躯体11を繰り出してフィルター巻取部24までの巻き掛け操作を自動的に行うことができるとともに、フィルターの継ぎ足し処理のための巻き掛け操作タンク本体22a1内の補強層形成液の全量を一時的に排液することを回避することができる。
補強層の厚さを変更するための1つの変形例として、液貯留タンク26を2つ設け、2つのタンク内にはセルロースナノファイバーの分散濃度が異なる補強層形成液をそれぞれ貯留する。すなわち、液貯留タンク26は、補強層形成部に対応して、低濃度用液貯留タンクと、高濃度用液貯留タンクとを備えて切り替え式に給液可能に備えていてもよい。そして、フィルター躯体に層の厚さが小さい補強層形成を形成する際は、セルロースナノファイバーの分散濃度が低い補強層形成液を貯留している液貯留タンク26を選択し、またフィルター躯体に層の厚さが大きい補強層形成を形成する際は、セルロースナノファイバーの分散濃度が高い補強層形成液を貯留している液貯留タンク26を選択し、該選択したタンク内の補強層形成液をファイバー積層用処理タンク22a内に供給しても良い。
[第2のフィルター製造装置]
図5は、本発明の第2の実施の形態のフィルター製造装置40に係り、各構成要素をシンボリックな図で表し、かつ処理工程順に並べた概略のフィルターF2の製造原理図である。フィルター製造装置40は、フィルター躯体供給部41と、第1補強層形成部42と、第1乾燥定着部43と、第2補強層形成部44と、第2乾燥定着部45と、フィルター巻取部46とを備え、図2(B)に示すロール状に巻かれた状態から繰り出されるフィルター躯体11の片面に図2(D)に示すように補強層12A,12Bを固着し、図2(A)に示すロール状に巻かれたフィルターF2を製造することができる。
図2(A),(C)に示すフィルターF1は、図3,図4に示すフィルター製造装置20により製造され、また、図2(A),(D)に示すフィルターF2は、図5,図6に示すフィルター製造装置40により製造され、以下の共通する特徴を有する。
セルロースナノファイバーがフィルター躯体11に含侵し、またロール圧により突き刺さることについては、セルロースナノファイバーは、鉄の5倍程度の強度がある針状体であることに基づくものである。図4では、いずれもセルロースナノファイバーがカチオン性澱粉とともにフィルター躯体11に減圧含侵するものであり、含侵量および含侵深度が大となる。
本願は、上述した実施の形態には以下に列記する発明を包含するものである。
本発明は、いずれも、メッシュ孔を有するフィルター躯体と、前記フィルター躯体の片面に積層された補強層であるセルロースナノファイバー層とがロール状に巻かれてなるフィルターであって、前記フィルターが、前記ロール状に巻かれた状態から繰り出され、微粒子状の固形不純物を含む被処理液の流通路を堰き止めて連続移動する状態において、前記被処理液を前記メッシュ孔に通流させ、前記固形不純物については、通流させずフィルター表面に捕捉するフィルターに関するものである。
第1の発明に係るフィルター製造方法は、
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設けロール状に巻いて前記フィルターを得る一連の処理工程として、
前記フィルター躯体の片面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する補強層形成工程と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる乾燥定着工程と、
前記乾燥定着工程で片面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取工程とを含む構成である。
前記ロール状に巻いた状態から繰り出し走行する前記フィルター躯体を、水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンク内に導き、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記回転ドラム内に設ける吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する処理する構成である。
第2の発明に係るフィルター製造方法は、
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設ける一連の処理工程として、
前記フィルター躯体の片面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第1補強層形成工程と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第1乾燥定着工程とを含み、
前記第1乾燥定着工程での処理後の前記フィルター躯体の他方の面に前記補強層を設けて前記フィルターを得る一連の処理工程として、
前記フィルター躯体に形成した前記補強層の反対側の前記他方の面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第2の補強層形成工程と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第2乾燥定着工程とを含み、
さらに、前記第2乾燥定着工程の処理を終えて前記フィルター躯体の両面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取工程を含む構成である。
前記フィルター躯体を、水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンク内に導き、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記回転ドラム内に設ける吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する処理する構成である。
第1または第2の発明に係るフィルター製造方法における、前記第1の補強層形成工程および前記第2の補強層形成工程は、
前記回転ドラムの外周の補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、一部を前記回転ドラムの円筒網部に巻き付けた前記フィルター躯体に含侵させ、他の一部を前記フィルター躯体に突き刺させ、残り多量部を様々な方向に向いた状態に前記フィルター躯体の表面に積層させかつ前記突き刺した状態のセルロースナノファイバーと絡ませるとともに積層部分のセルロースナノファイバーの繊維と前記フィルター躯体から延びる繊維とを絡ませた状態のセルロースナノファイバー層を形成する構成である。
第1-第3の発明に係るフィルター製造方法における、前記第1の補強層形成工程および前記第2の補強層形成工程は、
前記水にカチオン性澱粉が所要割合で溶解させ、この溶解水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している前記補強層形成液とすることにより、前記セルロースナノファイバー層の網状構造を強化し、平坦化保持力を高め、前記セルロースナノファイバー層と前記フィルター躯体との結合を強化する構成である。
第1-第4の発明に係るフィルター製造方法における、前記第1乾燥定着工程および前記第2乾燥定着工程は、
前記補強層形成工程を終えて導かれる前記セルロースナノファイバー層が形成された前記フィルター躯体に対し、前記セルロースナノファイバー層が形成された面と反対側の面に接触回転して吸水し、次いで、乾燥を行い残りの水分を除去し、次いで、前記セルロースナノファイバー層に押圧力を加えることにより、前記セルロースナノファイバー層の平坦化を図るとともに前記補強層形成工程において前記フィルター躯体に突き刺さった前記セルロースナノファイバーをさらに深く突き刺さるようにする処理する構成である。
第1-第5の発明に係るフィルター製造方法における、前記第1乾燥定着工程および前記第2乾燥定着工程における前記乾燥処理は、伝熱、輻射熱、または熱風を当てるよう処理する構成である。
第1-第6の発明に係るフィルター製造方法における、前記フィルター躯体は、ろ紙、不織布、織布、またはプラスチックフィルムに微細孔を一面に隙間なく分散してなるウエブを用いる。
第8の発明に係るフィルター製造装置は、
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設けて乾燥定着し不純物処理装置フィルターに再使用可能なロール状に巻き取り前記フィルターを得る一連の処理手段として、
前記フィルター躯体の片面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する補強層形成部と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる乾燥定着部と、
前記乾燥定着部の処理を終えて片面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取部とを備えた構成である。
水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンクと、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムと、前記円筒網部の内周面に近接する弧状円筒部と、前記回転ドラム内に設けられかつタンク本体に支持され弧状円筒部以外の周囲を閉塞し前記弧状円筒部を保持するボックス本体と、前記ボックス本体と前記タンク本体を貫通して設けられ前記ボックス本体内の液体をタンク外に排出する排液口とを有する吸引ボックスとを備え、
前記ロール状に巻いた状態から繰り出す前記フィルター躯体を前記回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する構成である。
第9の発明に係るフィルター製造装置は、
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設けて乾燥定着する一連の処理手段として、
前記フィルター躯体の前記一方の面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第1補強層形成部と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第1乾燥定着部とを備え、
前記第1乾燥定着部での処理後の前記フィルター躯体の他方の面に前記補強層を設けて前記フィルターを得る一連の処理手段として、
前記フィルター躯体に形成した前記補強層の反対側の前記他方の面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第2補強層形成部と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第2乾燥定着部とを備え、
さらに、前記第2乾燥定着部の処理を終えて両面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取部とを備えた構成である。
水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンクと、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムと、前記円筒網部の内周面に近接する弧状円筒部と、前記回転ドラム内に設けられかつタンク本体に支持され弧状円筒部以外の周囲を閉塞し前記弧状円筒部を保持するボックス本体と、前記ボックス本体と前記タンク本体を貫通して設けられ前記ボックス本体内の液体をタンク外に排出する排液口とを有する吸引ボックスとを備え、
前記ロール状に巻いた状態から繰り出す前記フィルター躯体を前記回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する構成である。
第8または第9の発明に係るフィルター製造装置における、前記第1補強層形成部および前記第2補強層形成部は、
前記回転ドラムの外周の補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、一部を前記回転ドラムの円筒網部に巻き付けた前記フィルター躯体に含侵させ、他の一部を前記フィルター躯体に突き刺させ、残り多量部を様々な方向に向いた状態に前記フィルター躯体の表面に積層させかつ前記突き刺した状態のセルロースナノファイバーと絡ませるとともに積層部分のセルロースナノファイバーの繊維と前記フィルター躯体から延びる繊維とを絡ませた状態のセルロースナノファイバー層を形成する処理部である構成である。
第8または第9の発明に係るフィルター製造装置における、前記補強層形成部、前記第1補強層形成部および前記第2補強層形成部は、
前記水にカチオン性澱粉が所要割合で溶解させ、この溶解水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している前記補強層形成液とすることにより、前記セルロースナノファイバー層の網状構造を強化し、平坦化保持力を高め、前記セルロースナノファイバー層と前記フィルター躯体との結合を強化するよう処理する構成である。
第11の発明に係るフィルター製造装置における、前記液貯留タンクは、前記補強層形成部、前記第1補強層形成部および前記第2補強層形成部のそれぞれに対応して、かつ、前記補強層形成部、前記第1補強層形成部および前記第2補強層形成部の少なくとも1つには、セルロースナノファイバーの分散濃度が低い前記補強層形成液を貯留する低濃度用液貯留タンクと、セルロースナノファイバーの分散濃度が高い前記補強層形成液を貯留する高濃度用液貯留タンクとを備えて切り替え式に給液可能に備えている構成である。
第8-第12の発明に係るフィルター製造装置における、前記乾燥定着部、前記第1乾燥定着部および前記第2乾燥定着部は、
前記補強層形成部の処理を終えて導かれる前記セルロースナノファイバー層が形成された前記フィルター躯体に対し、前記セルロースナノファイバー層が形成された面と反対側の面に接触回転して吸水し、次いで、乾燥を行い残りの水分を除去し、次いで、前記セルロースナノファイバー層に押圧力を加えることにより、前記セルロースナノファイバー層の平坦化を図るとともに前記補強層形成部において前記フィルター躯体に突き刺さった前記セルロースナノファイバーをさらに深く突き刺さるようにする処理する構成である。
第8-第13の発明に係るフィルター製造装置における、前記第1乾燥定着部および前記第2乾燥定着部における前記乾燥処理は、伝熱、輻射熱、または熱風を当てるよう処理する構成である。
第8-第14の発明に係るフィルター製造装置における、前記フィルター躯体は、ろ紙、不織布、織布、またはプラスチックフィルムに微細孔を一面に隙間なく分散してなるウエブを用いる構成である。
(1)片面コートで、タンクを2つ設けて濃度の異なるCNF分散液を貯留し、膜厚に相違を付けるときに使うタンクを切り替える構成。
(2)両面コートで、上側のCNF形成タンクに対応してCNF分散液貯留タンクを2つ設けて濃度の異なるCNF分散液を貯留し、膜厚に相違を付けるときに使うタンクを切り替えるとともに、下側のCNF形成タンクに対応してCNF分散液貯留タンクを2つ設けて濃度の異なるCNF分散液を貯留し、膜厚に相違を付けるときに使うタンクを切り替える構成。
(3)タンクに供給する一方の面のCNF層の膜厚と他方の面のCNF層の膜厚とに相違を付ける構成。
1…フィルター供給部、
2…ろ過タンク部、
3…ブラッシング部、
4…メッシュ孔目詰り解消部、
5…乾燥定着部、
6…フィルター巻取部、
11…フィルター躯体、
11a…メッシュ孔、
12,12A,12B…補強層(セルロースナノファイバー層)、
20…フィルター製造装置、
21…フィルター躯体供給部、
21a…ブラケット、
21b…回転軸、
21c…ニップロール、
21d…フィルター躯体繰り出しロール、
21e…モータ、
…モータ21e,22b2,25c,24c、
22…補強層形成部、
22a…ファイバー積層用処理タンク、
22a1…タンク本体、
22a2…液導入部、
22a3…液導入口、
22a4…液抜き取り口、
22a5…液抜き取り弁、
22a6…液面高位レベルセンサ、
22a7…液面低位レベルセンサ、
22b…回転ドラム、
22b1…水平軸、
22b2…モータ、
22b3…円筒網部、
22c…吸引ボックス、
22c1…弧状円筒部、
22c2…ボックス本体、
22c3…液出口、
23,23A…乾燥定着部、
23a,23d…ガイドロール、
23b…吸水ロール、
23c…バキュームパイプ、
23e…ガイドロール対、
23f…電熱ヒータ対、
23g…ガイドロール対、
23h,23i…ヒーターロール、
23j…転圧ロール対、
23k,23m,23n…ガイドロール、
24…フィルター巻取部、
24a…ブラケット、
24b…巻取用回転軸、
24c…モータ、
24d…ガイドロール、
25…アキュムレータ、
25a,25d…ガイドロール、
25b…フィルター躯体牽引ロール、
25c…モータ、
25e…段差ロール、
25f…ガイドロール、
26…液貯留タンク、
27…給液管、
28…給液用ポンプ、
29…受液タンク、
30…吸引管、
31…吸引用ポンプ、
40…フィルター製造装置、
41…フィルター躯体供給部、
42…第1補強層形成部、
42a…ファイバー積層用処理タンク、
42b…回転ドラム、
42c…吸引ボックス、
43…第1乾燥定着部、
44…第2補強層形成部、
44a…ファイバー積層用処理タンク、
44b…回転ドラム、
44c…吸引ボックス、
45…第2乾燥定着部、
46…フィルター巻取部、
50…第1フィルター移行部、
50a…牽引用駆動ロール、
50b…モータ、
50c…ニップロール、
50d,50e,50f…ガイドロール、
60…第2のフィルター移行部、
60a…ガイドロール、
60b,60c…ガイドロール。
フィルター製造が促進してフィルター躯体供給部21にセットしたロール状のフィルター躯体11の巻き終わり端がボビンから離れる少し前の時点で、ポンプ28,31およびモータ21e,22b2,25c,24cの稼働を停止する。そして、ボビンを回転軸21bから取り外し、次のロール状のフィルター躯体11をフィルター躯体供給部21にセットし繰り出し端を上記のフィルター躯体11の巻き終わり端と粘着テープで接続する。次いで、再びポンプ28,31およびモータ21e,22b2,25c,24cを稼働する。粘着テープによる継ぎ足し位置がフィルター巻取部24に到達したら、再びポンプ28,31およびモータ21e,22b2,25c,24cの稼働を停止する。そして、継ぎ足しを解除してフィルター巻取部24からロール状のフィルターF1を取り外し、新しいボビンを巻取用回転軸24bに取り付け、このボビンに継ぎ足しを解除した後のフィルターF1の先端を固定して複数回巻き付け、再びポンプ28,31およびモータ21e,22b2,25c,24cを稼働する。以上により、フィルターの継ぎ足し処理を完了する。このようなフィルターの継ぎ足し処理をすれば、フィルター躯体供給部21にセットする新しいロール状のフィルター躯体11を繰り出してフィルター巻取部24までの巻き掛け操作を自動的に行うことができるとともに、フィルターの継ぎ足し処理のための巻き掛け操作タンク本体22a1内の補強層形成液の全量を一時的に排液することを回避することができる。
Claims (15)
- メッシュ孔を有するフィルター躯体と、前記フィルター躯体の片面に積層された補強層であるセルロースナノファイバー層とがロール状に巻かれてなるフィルターであって、前記フィルターが、前記ロール状に巻かれた状態から繰り出され、微粒子状の固形不純物を含む被処理液の流通路を堰き止めて連続移動する状態において、前記被処理液を前記メッシュ孔に通流させ、前記固形不純物については、通流させずフィルター表面に捕捉するものである、前記フィルターの製造方法であって、
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設けロール状に巻いて前記フィルターを得る一連の処理工程として、
前記フィルター躯体の片面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する補強層形成工程と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる乾燥定着工程と、
前記乾燥定着工程で片面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取工程とを含み、
前記補強層形成工程は、
前記ロール状に巻いた状態から繰り出し走行する前記フィルター躯体を、水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンク内に導き、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記回転ドラム内に設ける吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する処理する構成である
ことを特徴とするフィルター製造方法。 - メッシュ孔を有するフィルター躯体と、前記フィルター躯体の両面に積層された補強層であるセルロースナノファイバー層とがロール状に巻かれてなるフィルターであって、前記フィルターが、前記ロール状に巻かれた状態から繰り出され、微粒子状の固形不純物を含む被処理液の流通路を堰き止めて連続移動する状態において、前記被処理液を前記メッシュ孔に通流させ、前記固形不純物については、通流させずフィルター表面に捕捉するものである、前記フィルターの製造方法であって、
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設ける一連の処理工程として、
前記フィルター躯体の片面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第1補強層形成工程と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第1乾燥定着工程とを含み、
前記第1乾燥定着工程での処理後の前記フィルター躯体の他方の面に前記補強層を設けて前記フィルターを得る一連の処理工程として、
前記フィルター躯体に形成した前記補強層の反対側の前記他方の面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第2の補強層形成工程と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第2乾燥定着工程とを含み、
さらに、前記第2乾燥定着工程の処理を終えて前記フィルター躯体の両面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取工程を含み、
前記第1補強層形成工程および前記第2補強層形成工程は、
前記フィルター躯体を、水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンク内に導き、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記回転ドラム内に設ける吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する処理する構成である
ことを特徴とするフィルター製造方法。 - 前記第1の補強層形成工程および前記第2の補強層形成工程は、
前記回転ドラムの外周の補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、一部を前記回転ドラムの円筒網部に巻き付けた前記フィルター躯体に含侵させ、他の一部を前記フィルター躯体に突き刺させ、残り多量部を様々な方向に向いた状態に前記フィルター躯体の表面に積層させかつ前記突き刺した状態のセルロースナノファイバーと絡ませるとともに積層部分のセルロースナノファイバーの繊維と前記フィルター躯体から延びる繊維とを絡ませた状態のセルロースナノファイバー層を形成する処理する構成である
ことを特徴とする請求項1または2に記載のフィルター製造方法。 - 前記第1の補強層形成工程および前記第2の補強層形成工程は、
前記水にカチオン性澱粉が所要割合で溶解させ、この溶解水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している前記補強層形成液とすることにより、前記セルロースナノファイバー層の網状構造を強化し、平坦化保持力を高め、前記セルロースナノファイバー層と前記フィルター躯体との結合を強化する処理する構成である
ことを特徴とする請求項3に記載のフィルター製造方法。 - 前記第1乾燥定着工程および前記第2乾燥定着工程は、
前記補強層形成工程を終えて導かれる前記セルロースナノファイバー層が形成された前記フィルター躯体に対し、前記セルロースナノファイバー層が形成された面と反対側の面に接触回転して吸水し、次いで、乾燥を行い残りの水分を除去し、次いで、前記セルロースナノファイバー層に押圧力を加えることにより、前記セルロースナノファイバー層の平坦化を図るとともに前記補強層形成工程において前記フィルター躯体に突き刺さった前記セルロースナノファイバーをさらに深く突き刺さるようにする処理する構成である
ことを特徴とする請求項1または4いずれか1項に記載のフィルター製造方法。 - 前記第1乾燥定着工程および前記第2乾燥定着工程における前記乾燥処理は、伝熱、輻射熱、または熱風を当てる処理である
ことを特徴とする請求項1または4のいずれか1項に記載のフィルター製造方法。 - 前記フィルター躯体は、ろ紙、不織布、織布、またはプラスチックフィルムに微細孔を一面に隙間なく分散してなるウエブを用いる
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のフィルター製造方法。 - メッシュ孔を有するフィルター躯体と、前記フィルター躯体の片面に積層された補強層であるセルロースナノファイバー層とがロール状に巻かれてなるフィルターであって、前記フィルターが、前記ロール状に巻かれた状態から繰り出され、微粒子状の固形不純物を含む被処理液の流通路を堰き止めて連続移動する状態において、前記被処理液を前記メッシュ孔に通流させ、前記固形不純物については、通流させずフィルター表面に捕捉するものである、前記フィルター製造装置であって、
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設けて乾燥定着し不純物処理装置フィルターに再使用可能なロール状に巻き取り前記フィルターを得る一連の処理手段として、
前記フィルター躯体の片面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する補強層形成部と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる乾燥定着部と、
前記乾燥定着部の処理を終えて片面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取部とを備え、
前記補強層形成部は、
水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンクと、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムと、前記円筒網部の内周面に近接する弧状円筒部と、前記回転ドラム内に設けられかつタンク本体に支持され弧状円筒部以外の周囲を閉塞し前記弧状円筒部を保持するボックス本体と、前記ボックス本体と前記タンク本体を貫通して設けられ前記ボックス本体内の液体をタンク外に排出する排液口とを有する吸引ボックスとを備え、
前記ロール状に巻いた状態から繰り出す前記フィルター躯体を前記回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する構成である
ことを特徴とするフィルター製造装置。 - メッシュ孔を有するフィルター躯体と、前記フィルター躯体の両面に積層された補強層であるセルロースナノファイバー層とがロール状に巻かれてなるフィルターであって、前記フィルターが、前記ロール状に巻かれた状態から繰り出され、微粒子状の固形不純物を含む被処理液の流通路を堰き止めて連続移動する状態において、前記被処理液を前記メッシュ孔に通流させ、前記固形不純物については、通流させずフィルター表面に捕捉するものである、前記フィルター製造装置であって、
前記フィルター躯体をロール状に巻いた状態から繰り出し走行し前記フィルター躯体の一方の面に前記補強層を設けて乾燥定着する一連の処理手段として、
前記フィルター躯体の前記一方の面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第1補強層形成部と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第1乾燥定着部とを備え、
前記第1乾燥定着部での処理後の前記フィルター躯体の他方の面に前記補強層を設けて前記フィルターを得る一連の処理手段として、
前記フィルター躯体に形成した前記補強層の反対側の前記他方の面に前記補強層となる前記セルロースナノファイバーを膜状に形成する第2補強層形成部と、
前記フィルター躯体の走行中に前記積層された前記セルロースナノファイバー層を乾燥し押圧する前記フィルター躯体に定着させる第2乾燥定着部とを備え、
さらに、前記第2乾燥定着部の処理を終えて両面に前記セルロースナノファイバー層を形成した前記フィルター躯体をロール状に巻き取り不純物処理装置フィルターに再使用可能な前記フィルターを得るフィルター巻取部とを備え、
前記第1補強層形成部および前記第2補強層形成部は、
水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している補強層形成液を貯留するファイバー積層用処理タンクと、前記ファイバー積層用処理タンク内に駆動回転されるようにまたは回転可能に備えた円筒網部を有する回転ドラムと、前記円筒網部の内周面に近接する弧状円筒部と、前記回転ドラム内に設けられかつタンク本体に支持され弧状円筒部以外の周囲を閉塞し前記弧状円筒部を保持するボックス本体と、前記ボックス本体と前記タンク本体を貫通して設けられ前記ボックス本体内の液体をタンク外に排出する排液口とを有する吸引ボックスとを備え、
前記ロール状に巻いた状態から繰り出す前記フィルター躯体を前記回転ドラムの前記円筒網部に巻き付けて走行し、前記吸引ボックス内の液をタンク外に排出することにより、前記吸引ボックス内の液圧を前記回転ドラムの外周の補強層形成液の液圧よりも低くなるよう減圧し、この減圧の作用下で前記回転ドラムの外周の補強層形成液の水分を前記フィルター躯体のメッシュ孔に通流させ、かつ補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、通流させず、前記フィルター躯体の表面に積層させてセルロースナノファイバー層を形成する構成である
ことを特徴とするフィルター製造装置。 - 前記第1補強層形成部および前記第2補強層形成部は、
前記回転ドラムの外周の補強層形成液に分散する前記セルロースナノファイバーについては、一部を前記回転ドラムの円筒網部に巻き付けた前記フィルター躯体に含侵させ、他の一部を前記フィルター躯体に突き刺させ、残り多量部を様々な方向に向いた状態に前記フィルター躯体の表面に積層させかつ前記突き刺した状態のセルロースナノファイバーと絡ませるとともに積層部分のセルロースナノファイバーの繊維と前記フィルター躯体から延びる繊維とを絡ませた状態のセルロースナノファイバー層を形成する処理部である
ことを特徴とする請求項8または9に記載のフィルター製造装置。 - 前記補強層形成部、前記第1補強層形成部および前記第2補強層形成部は、
前記水にカチオン性澱粉が所要割合で溶解させ、この溶解水にセルロースナノファイバーが所要割合で分散している前記補強層形成液とすることにより、前記セルロースナノファイバー層の網状構造を強化し、平坦化保持力を高め、前記セルロースナノファイバー層と前記フィルター躯体との結合を強化する処理部である
ことを特徴とする請求項8または9に記載のフィルター製造装置。 - 前記液貯留タンクは、前記補強層形成部、前記第1補強層形成部および前記第2補強層形成部のそれぞれに対応して、かつ、前記補強層形成部、前記第1補強層形成部および前記第2補強層形成部の少なくとも1つには、セルロースナノファイバーの分散濃度が低い前記補強層形成液を貯留する低濃度用液貯留タンクと、セルロースナノファイバーの分散濃度が高い前記補強層形成液を貯留する高濃度用液貯留タンクとを備えて切り替え式に給液可能に備えている
ことを特徴とする請求項11に記載のフィルター製造装置。 - 前記乾燥定着部、前記第1乾燥定着部および前記第2乾燥定着部は、
前記補強層形成部の処理を終えて導かれる前記セルロースナノファイバー層が形成された前記フィルター躯体に対し、前記セルロースナノファイバー層が形成された面と反対側の面に接触回転して吸水し、次いで、乾燥を行い残りの水分を除去し、次いで、前記セルロースナノファイバー層に押圧力を加えることにより、前記セルロースナノファイバー層の平坦化を図るとともに前記補強層形成部において前記フィルター躯体に突き刺さった前記セルロースナノファイバーをさらに深く突き刺さるようにする処理する構成である
ことを特徴とする請求項8ないし12のいずれか1項に記載のフィルター製造装置。 - 前記第1乾燥定着部および前記第2乾燥定着部における前記乾燥処理は、伝熱、輻射熱、または熱風を当てる処理である
ことを特徴とする請求項8ないし13のいずれか1項に記載のフィルター製造装置。 - 前記フィルター躯体は、ろ紙、不織布、織布、またはプラスチックフィルムに微細孔を一面に隙間なく分散してなるウエブを用いる
ことを特徴とする請求項8ないし14のいずれか1項に記載のフィルター製造装置。
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