JP2746393B2 - 円筒状多層フィルター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はたとえば飲用水の濾過処理や小型純水製造装
置の前置濾過処理や後置濾過処理等の用水の濾過処理に
好適に用いることができる液体処理用の円筒状多層フィ
ルターに関するものである。

＜従来の技術＞ 従来から用水中の懸濁物を除去するために、繊維状シ
ートをプリーツ状に折って円筒状にしたフィルターや、
セラミックス、合成樹脂等で成形した多孔性円筒状のフ
ィルターをハウジング内に装着した濾過装置を用い、被
処理水を前記フィルターの外側から流入して、フィルタ
ー層に被処理水を通過させ、濾過水をフィルターの内側
から取り出すことが行われている。

当該フィルターは被処理水中の懸濁物を除去すること
ができるが、被処理水中の色、有機物、臭味成分等の有
機成分あるいは残留塩素を除去することができず、した
がって前記有機成分等も除去したい場合は、たとえば粒
状活性炭を充填した濾過装置を併用する必要がある。

しかしながら前述したごとく、懸濁物除去用の濾過装
置と前記有機成分等の吸着除去用の濾過装置との二種類
の濾過装置を用いる場合は、コストの上昇あるいは設置
スペースの増大等の問題があるので、従来からたとえば
粒状活性炭を接着剤等を用いて円筒状に成形したフィル
ターも用いられている。

当該フィルターは粒状活性炭が接着されて成形されて
いるので、当該フィルターを被処理水が通過する際に被
処理水中の懸濁物は濾過により、また前記有機成分等は
粒状活性炭の吸着により除去されるが、以下のような欠
点がある。

すなわち当該フィルターの被処理が通過する部分の厚
みが粒状活性炭を充填するタイプの濾過装置と比較する
とかなり薄く、また接着剤によって一部の活性炭粒子が
被覆されるため色、有機物、臭味成分等の有機成分を吸
着する能力が小さい。したがってこれらを充分に除去す
る必要がある場合は比較的低流速で濾過せねばならずフ
ィルターが大型となる傾向となり、設置コストがそれ程
低下しない。

また粒状活性炭を接着剤で固めているとは言え、フィ
ルターの表面は比較的粗く、取り扱い中に活性炭粒子が
剥がれ、周囲を汚したり、あるいは機械的ショックを受
けた場合は、破壊したりする場合もある。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明は上述した従来技術を解決するもので、比較的
小型であっても懸濁物の濾過除去と、色、有機物、臭味
成分等の有機成分、残留塩素等の吸着除去を同時に行う
ことができ、かつ取り扱い中に活性炭粒子によって周囲
を汚したりせず、かつ堅牢なフィルターを提供すること
を目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 上述した目的を実現するためになされた本発明よりな
るフィルターは、活性炭素繊維と熱可塑性合成繊維とが
混合されてなる一枚のシートをスパイラル状に巻き、多
層に巻かれて接触するシート面の合成繊維の表面が熱融
着する程度に加熱処理することにより、一体化したこと
を特徴とする液体処理用の円筒状多層フィルターであ
る。

＜作用＞ 活性炭素繊維は粒状活性炭と比較して、単位容積当た
りの接触面積が極めて大きく、したがって残留塩素の除
去能力が大きいとともに色、有機物、臭味成分等の有機
成分を含む被処理水を比較的高流速で接触させても、当
該有機成分を効果的に吸着除去することができる。

本発明は活性炭素繊維の有する上記能力を最大限に生
かし、かつこれを使い易いように円筒状に一体成形した
ものである。

以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の実施態様の一例を示す縦断面図であ
り、第２図は第１図のＥ−Ｅ線の横断面図である。

本発明のフィルターは、活性炭素繊維と熱可塑性合成
繊維の混合物からなるシート1Aを多孔性中空支持体２の
周囲に幾重にもスパイラル状に巻き、この巻き体を仮止
めした後、加熱容器内に入れて、たとえば熱風等により
適度に加熱処理し、前記合成繊維同士を熱融着すること
により、一体成形して円筒状多層フィルター3Aとしたも
のである。

なお使用する熱可塑性合成樹脂としては、ポリプロピ
レンポリエステルあるいはポリエチレン等を用い、また
前記シート1Aとしては1mm前後あるいはそれ以下の厚み
に圧縮成形したいわゆる不織布を用いる。活性炭素繊維
は熱を加えても融解することなく、したがって活性炭素
繊維を円筒状に成形した場合は、従来では適当な接着剤
を必要としていた。しかしながら接着剤を用いると、活
性炭素繊維の表面を接着剤で被覆することとなり、接触
面積を著しく低下させ好ましくない。

本発明は接着剤を用いる代わりに熱可塑性合成繊維を
用い、かつ当該熱可塑性合成繊維をあらかじめ活性炭素
繊維に混合して不織布からなるシート1Aを形成してお
き、これを比較的強固にスパイラル状に巻き、前述した
ようにこの巻き体に熱を加えて、熱可塑性合成繊維の表
面部を融解し、次いで冷却することにより、シート1Aの
内部およびシート1A間の接触している部分の熱可塑性合
成繊維を熱融着させるもので、このような成形によって
活性炭素繊維の吸着性能を損なうことなく強固に固着さ
れた第１図に示したような円筒状多層フィルター3Aが成
形できる。なお、熱融着成形後、中空支持体２を成形体
から抜き取ることもできる。

本発明に用いるシート1Aの活性炭素繊維と熱可塑性合
成繊維の混合比は1:0.3〜３が適当で、熱可塑性合成繊
維の混合比0.3以下になると成形が困難となり、また当
該混合比が３以上になると有機成分等の吸着量が低下す
るので好ましくない。

またシート1Aをスパイラル状に巻いた後に加える熱
は、熱可塑性合成繊維全体を融解させるものでなく、そ
の表面を融解させるに足りる熱でよく、熱可塑性合成繊
維を過度に融解させるような高温で処理すると、活性炭
素繊維の吸着性能を損なうので好ましくない。

したがって加熱温度、加熱時間等については、使用す
る熱可塑性合成繊維の融点温度あるいは太さ等により、
適宜決定するとよい。

なお活性炭素繊維にはその細孔径の相違等から、臭味
成分の吸着に特に優れているもの等種々のものがある。
したがって成形した円筒状多層フィルターの使用目的に
応じてあらかじめ最も適した活性炭素繊維を用いればよ
いが、第３図に示したごとく、それぞれ吸着性能が異な
る活性炭素繊維と熱可塑性合成繊維を用いたシート1Aお
よびシート1Bの二枚あるいはそれ以上のシート１の複数
枚を重ね合わせ、これを多孔性中空支持体２の周囲にス
パイラル状に巻いて、前述のごとく加熱処理して複合的
な吸着能力を有する円筒状多層フィルターを成形するこ
ともできる。

なお本発明の円筒状多層フィルターを製作する場合、
第１図に示したような縦断面を有する比較的長尺のフィ
ルターを前述したごとく加熱処理して成形した後、これ
を適当な長さに切断して、その一つ一つを円筒状多層フ
ィルターとすることもできる。

第４図は本発明の円筒状多層フィルターを用いた濾過
装置の一例を示す縦断面図であって、第１図に示したよ
うな本発明の円筒状多層フィルター３の下部に下部仕切
り円盤６を固着するとともに、当該フィルター３の上部
にノズル７を有する上部仕切り円盤８を固着し、別に製
作した流入ノズル９と流出ノズル10を有するハウジング
キャップ11の前記流入ノズル10に前記ノズル７をネジ込
んで、当該フィルター３を固定した後、ハウジング本体
12の上部開口部から当該フィルター３を挿入しパッキン
グ13と締めつけリング（図示せず）によってハウジング
キャップ11とハウジング本体12とを固定する。

第４図に示したものは、いわゆるカートリッジタイプ
の濾過装置であって、被処理水を濾過する場合は流入ノ
ズル９から被処理水を流入、当該フィルター３の幾重に
もスパイラル状に巻かれた各シートを被処理水か通過す
る際に、被処理水中の懸濁物はシートの濾過作用で、
色、有機物、臭味成分等の有機成分あるいは残留塩素は
シート内の活性炭素繊維の吸着作用で除去され、濾過水
が多孔性中空支持体２の内部に得られる。次いで当該濾
過水はノズル７、流出ノズル10を介して外部に取り出さ
れる。

なお本発明の円筒状多層フィルターは上述したカート
リッジタイプの濾過装置の他、ハウジングとフィルター
とが一体となったいわゆる使い捨てタイプの濾過器にも
使用することができる。

＜効果＞ 以上説明したごとく、本発明の円筒状多層フィルター
は、活性炭素繊維を接着剤を用いて成形したものではな
く、活性炭素繊維にあらかじめ混合した熱可塑性合成繊
維の熱融着によって成形したものであるので、活性炭素
繊維の有する吸着能力を損なうことなく、懸濁物の濾過
除去は言うまでもなく、色、有機物、臭味成分等の有機
成分あるいは残留塩素を効果的に吸着除去することがで
きる。

また細孔径の異なる活性炭素繊維を用いることによ
り、複合的な吸着能力を有する円筒状多層フィルターで
懸濁物および残留塩素の除去と、色、有機物、臭味成分
等のあらゆる有機成分を効果的に除去することができ
る。

さらに本発明の液体処理用の円筒状多層フィルター
は、活性炭素繊維と熱可塑性合成繊維の混合物からなる
シートをスパイラル状に巻いてこれを熱融着させたもの
であるから、活性炭素繊維が偏在せずに多層の全範囲に
渡って分散含有されて大きな吸着容量を確保でき、また
取扱中に活性炭粒子等が離脱して周囲を汚したりせず、
かつ強度的にも極めて堅牢である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はいずれも本発明の実施態様を示す
もので、第１図は円筒状多層フィルターの縦断面図、第
２図は第１図のＥ−Ｅ線の横断面図、第３図はスパイラ
ル状に巻く前の活性炭素繊維と熱可塑性合成繊維の混合
物からなるシートを二枚重ね合わせた部分的な縦断面図
を示す。 また第４図は本発明の円筒状多層フィルターを用いた濾
過装置の一例の縦断面図である。 １……活性炭素繊維と熱可塑性合成繊維の混合物からな
るシート ２……多孔性中空支持体 ３……円筒状多層フィルター ６……下部仕切り円盤、７……ノズル ８……上部仕切り円盤、９……流入ノズル 10……流出ノズル 11……ハウジングキャップ 12……ハウジング本体、13……パッキング

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】活性炭素繊維と熱可塑性合成繊維とが混合
   されてなる一枚のシートをスパイラル状に巻き、多層に
   巻かれて接触するシート面の合成繊維の表面が熱融着す
   る程度に加熱処理することにより、一体化したことを特
   徴とする液体処理用の円筒状多層フィルター。