JP2836785B2 - Biodegradable filter unit - Google Patents
Biodegradable filter unitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気又は液体中の粒子を除去するために、
工場、ビル等の空調用、自動車用、空気清浄器用、清掃
機用等各種分野において使用されるフィルターユニット
に関し、特に、使用後土壌中で微生物により分解、消失
する生分解性フィルターユニットに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION INDUSTRIAL APPLICATION The present invention is directed to removing particles in air or liquid,
It relates to filter units used in various fields such as air conditioners for factories and buildings, automobiles, air purifiers, and cleaners, and particularly to biodegradable filter units that decompose and disappear by microorganisms in soil after use. is there.
従来、濾過を目的として各種分野で使用されているフ
ィルターユニットは、フィルターエレメントとして、合
成繊維、半合成繊維又は天然繊維からなる繊維集合体を
熱可塑性バインダーや熱硬化性バインダーで固定した不
織布や紙を、所定形状に折りたたんだものが使用され、
例えば、実開昭60−161417号公報に示されているよう
に、ハウジングとして木又はプラスチックの枠体が使用
され、フィルターエレメントをハウジング内部に装着固
定して構成されている。Conventionally, a filter unit used in various fields for the purpose of filtration is a nonwoven fabric or paper in which a fiber aggregate made of synthetic fibers, semi-synthetic fibers or natural fibers is fixed with a thermoplastic binder or a thermosetting binder as a filter element. Is folded into a predetermined shape,
For example, as shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 161417/1985, a wooden or plastic frame is used as a housing, and a filter element is mounted and fixed inside the housing.
従来のフィルターユニットは、土壌中で分解しないた
め、土壌汚染の原因となる埋立て処分ができず、使用後
は産業廃棄物や一般廃棄物と同様燃えるゴミとして焼却
炉で処分されている。しかし、このフィルターユニット
の焼却処分は、他の使い捨てプラスチック製品と同様
に、焼却炉の傷みや排ガス中の有害成分の発生を伴い、
社会問題となりつつある。Conventional filter units do not decompose in the soil, so they cannot be landfilled, which causes soil pollution. After use, they are disposed of in incinerators as burnable garbage like industrial waste and general waste. However, the incineration of this filter unit, like other disposable plastic products, involves damage to the incinerator and the generation of harmful components in the exhaust gas.
It is becoming a social problem.
本発明は、上記従来技術に鑑みてなしたもので、フィ
ルターユニットとして、濾過性能を維持し、使用後土壌
中で微生物により分解、消失可能にすると共に、十分な
強度、耐水性、耐油性を具備することを課題とする。さ
らに、フィルターエレメントの折り曲げ成型加工性を向
上し、ハウジングに靭性を付与することを課題とする。The present invention has been made in view of the above conventional technology, and as a filter unit, while maintaining filtration performance, enabling decomposition and disappearance by microorganisms in soil after use, and having sufficient strength, water resistance, and oil resistance. The task is to provide. It is another object of the present invention to improve the bending processability of the filter element and impart toughness to the housing.
上記課題を解決するために、本発明に係るフィルター
ユニットは、天然繊維、再生維持又は半合成繊維から選
択した少なくとも１種類以上のセルロース系繊維で構成
した繊維ウェブ又は繊維マットからなるフィルターエレ
メントと、この周囲に固定したハウジングとから成り、
フィルターエレメントの戦域間結合剤とハウジング成型
材が、直径１μｍ以下の微細セルロース繊維混合キトサ
ン塩水溶液であることを特徴とする。In order to solve the above problems, the filter unit according to the present invention is a filter element comprising a fiber web or a fiber mat composed of at least one or more cellulosic fibers selected from natural fibers, regenerated and semi-synthetic fibers, And a housing fixed around this,
The inter-war binder of the filter element and the housing molding material are chitosan salt aqueous solutions mixed with fine cellulose fibers having a diameter of 1 μm or less.
本発明において、フィルターエレメントの繊維間結合
剤に、可塑剤としてグリセリン又は澱粉を含有すると、
フィルターエレメントの風合いが軟らかくなり、折り曲
げ加工が容易になるので、好ましい。この可塑剤の混合
比率は、耐水性を損なわない程度であればよく、50〜75
％の範囲が好適である。In the present invention, when the fiber-to-fiber binder of the filter element contains glycerin or starch as a plasticizer,
This is preferable because the texture of the filter element is softened and the bending process is facilitated. The mixing ratio of the plasticizer may be an extent that does not impair the water resistance, and is 50 to 75.
% Is preferred.
また、ハウジング成型材にも可塑剤としてグリセリン
又は澱粉を含有すると、ハウシングとしての枠体に適度
な靭性を付与することができるので、好ましい。In addition, it is preferable that the housing molding material also contains glycerin or starch as a plasticizer, since a suitable toughness can be imparted to the housing as a housing.
ところで、上記セルロース系繊維としては、セルロー
ス構造体を有する綿、麻等の天然繊維、ビスコースレー
ヨン、キュプラレーヨン等の再生繊維又はアセテート、
アセチルセルロース等の半合成繊維であればよく、これ
らを単独又は混合して使用することができる。By the way, as the cellulosic fibers, cotton having a cellulose structure, natural fibers such as hemp, viscose rayon, recycled fibers or acetate such as cupra rayon,
Any semi-synthetic fiber such as acetyl cellulose may be used, and these can be used alone or in combination.
また、繊維ウェブ又は繊維マットしては、上記セルロ
ース系繊維を公知のウェブ形成機を用いてパラレルウェ
ブ、クロスウェブ又はランダムウェブに形成したもの
か、或いはこれらを積層したものである。これらの繊維
ウェブ又は繊維マットにはニードルパンチ加工又はウオ
ーターパンチ加工等の繊維を交絡する物理的結合手段を
施すこともある。The fibrous web or fiber mat is obtained by forming the above-mentioned cellulosic fibers into a parallel web, a cross web or a random web using a known web forming machine, or laminating these. These fiber webs or fiber mats may be subjected to physical bonding means for entanglement of fibers, such as needle punching or water punching.
本発明において、直径１μｍ以下の微細セルロース繊
維混合キトサン塩水溶液は、酢酸又はクエン酸、乳酸の
ような有機酸の0.5〜1.0％水溶液中にキトサンを0.5〜
1.0％濃度になるように溶解したキトサン塩水溶液に、
パルプを叩解等して得た直径１μｍ以下の微細セルロー
ス繊維を混合したものである。In the present invention, the aqueous solution of chitosan salt mixed with fine cellulose fibers having a diameter of 1 μm or less is prepared by adding 0.5 to 1.0% aqueous solution of an organic acid such as acetic acid or citric acid or lactic acid to 0.5 to 1.0% of chitosan.
In a chitosan salt aqueous solution dissolved to a concentration of 1.0%,
It is obtained by mixing fine cellulose fibers having a diameter of 1 μm or less obtained by beating pulp or the like.
フィルターエレメントは、前記繊維ウェブ又は繊維マ
ットに、繊維間結合剤として直径１μｍ以下の微細セル
ロース繊維混合キトサン塩水溶液を、浸漬法又はスプレ
ー法等で以て付着し、繊維100部（固形分）に対して、
繊維結合剤の付着量を所定量になるように調製後、加熱
乾燥して形成したものである。The filter element is prepared by adhering an aqueous solution of chitosan salt mixed with fine cellulose fibers having a diameter of 1 μm or less as a fiber-to-fiber binder to the fiber web or fiber mat by a dipping method or a spraying method, and forming 100 parts of fibers (solid content). for,
It is formed by adjusting the amount of the fiber binder attached to a predetermined amount and then drying by heating.
また、ハウジングは、直径１μｍ以下の微細セルロー
ス繊維混合キトサン塩水溶液を用いて造膜成型すること
により、所定の枠体形状に成型したものである。The housing is formed into a predetermined frame shape by forming a film using an aqueous solution of chitosan salt mixed with fine cellulose fibers having a diameter of 1 μm or less.
ところで、キトサン塩水溶液は乾燥すると固化するこ
とが知られている。しかし、この固化物は、キトサン塩
であるため、アルカリ固定処理しなければ、オイル中で
は強度を保持するが、水中では膨潤し、さらには溶解し
てしまう。By the way, it is known that an aqueous solution of chitosan salt solidifies when dried. However, since the solidified product is a chitosan salt, if it is not subjected to an alkali fixing treatment, it retains its strength in oil but swells in water and further dissolves.
これに対して、本発明においては、セルロース系繊維
からなるフィルターエレメントの繊維間結合剤及びハウ
ジング成型材を直径１μｍ以下の微細セルロース繊維混
合キトサン塩水溶液で構成したから、加熱乾燥によっ
て、キトサンの有するアミノ基と微細セルロース繊維及
び／又はセルロース系繊維の表面に存在する水酸基（O
H）やカルボニル基（CO）との間で架橋反応が生じて、
アルカリ固定処理が省略可能となり、湿潤状態における
形態保持力及び耐水強度が付与されるものである。On the other hand, in the present invention, the fiber-to-fiber binder and the housing molding material of the filter element made of cellulosic fibers are composed of an aqueous solution of chitosan salt mixed with fine cellulose fibers having a diameter of 1 μm or less. Amino groups and hydroxyl groups (O) existing on the surface of fine cellulose fibers and / or cellulosic fibers
H) and a carbonyl group (CO)
The alkali fixation treatment can be omitted, and the form holding power in a wet state and the water resistance are imparted.
次に、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（実施例１） 一般に市販されているビスコースレーヨン繊維3d×51
mmをセルロース系繊維として使用し、公知のカード及び
クロスラッパーを用いて、ビスコースレーヨン繊維１を
所定角度で交差積層した、目付100g/m2のクロスウェブ
２を形成する。このクロスウェブ２をニードルパンチ機
にかけて、50P/cm2のニードルパンチ処理を施して、ニ
ードルパンチ処理３によって仮止めされたニードルパン
チウェブを形成した。(Example 1) A commercially available viscose rayon fiber 3d x 51
mm is used as a cellulosic fiber, and a cross card 2 having a basis weight of 100 g / m 2 is formed by cross-laminating the viscose rayon fibers 1 at a predetermined angle using a known card and a cross wrapper. The cross web 2 to the needle punch machine, subjected to needle punching of 50P / cm 2, to form the temporary fixing has been needle punched web by needle punching process 3.
次に、キトサン：酢酸＝1:0.5（重量比）で濃度１％
に調製したキトサン塩水溶液中に、直径１μｍ以下の微
細セルロース繊維を濃度１％に調整した水懸濁液を、微
細セルロース繊維：キトサン塩＝30:70（重量比）とな
るように混合し、濃度が１％の微細セルロース繊維混合
キトサン塩水溶液を調整した。そして、この微細セルロ
ース繊維混合キトサン塩水溶液を繊維間結合剤として、
固形分で4g/m2になるように、上記仮止めニードルパン
チウェブを浸漬加工した後、熱風乾燥機中で100℃×７
分間乾燥処理を行って、仮止めニードルパンチウェブの
繊維間相互の交差、接触する部分が微細セルロース繊維
−キトサン−セルロース系繊維の三者の架橋反応によっ
て結合固定した、生分解性のフィルターエレメントを作
製した。なお、図中、４は水不溶化したキトサン塩であ
る。Next, chitosan: acetic acid = 1: 0.5 (weight ratio) and concentration 1%
An aqueous suspension obtained by adjusting fine cellulose fibers having a diameter of 1 μm or less to a concentration of 1% in the aqueous solution of chitosan salt prepared in (1) is mixed so that the fine cellulose fibers: chitosan salt = 30: 70 (weight ratio), An aqueous solution of chitosan salt mixed with fine cellulose fibers having a concentration of 1% was prepared. And, using this fine cellulose fiber mixed chitosan salt aqueous solution as an interfiber binder,
After immersing the above temporarily fixed needle punch web so that the solid content becomes 4 g / m 2 , 100 ° C. × 7 in a hot air drier.
A biodegradable filter element, which has been subjected to a drying treatment for a minute, and the crossing and contacting portions of the fibers of the temporarily fixed needle punch web are fixed by the cross-linking reaction of the fine cellulose fiber-chitosan-cellulosic fiber. Produced. In the figure, reference numeral 4 denotes a water-insoluble chitosan salt.
（実施例２） 実施例１で用いた繊維間結合剤に可塑剤としてグリセ
リンを、微細セルロース繊維：キトサン塩：グリセリン
＝30:50:20（重量比）となるように添加して、濃度１％
に調製した微細セルロース繊維−キトサン塩−グリセリ
ン水溶液からなる繊維間結合剤と、実施例１と同じ仮止
めニードルパンチウェブとを用いて、実施例１と同様に
含浸処理及び乾燥加熱処理を行って、生分解性のフィル
ターエレメントを作製した。(Example 2) Glycerin was added as a plasticizer to the inter-fiber binder used in Example 1 so that the ratio of fine cellulose fiber: chitosan salt: glycerin was 30:50:20 (weight ratio), and the concentration was 1 %
Using an inter-fiber binder composed of fine cellulose fiber-chitosan salt-aqueous glycerin solution prepared as described above, and the same temporary fixing needle punch web as in Example 1, performing impregnation and drying and heating in the same manner as in Example 1. A biodegradable filter element was produced.
（比較例１） 実施例１と同一繊維、目付のクロスウェブを用いて、
結合剤としてアクリル酸エステルエマルジョンを固形分
で20g/m2になるように浸漬加工した後、熱風乾燥機中に
150℃×５分間乾燥処理してフィルターエレメントを作
製した。(Comparative Example 1) Using the same fiber and basis weight cross web as in Example 1,
After the binder was immersed processed to have 20 g / m 2 of acrylic acid ester emulsion solids, in a hot air dryer
Drying was performed at 150 ° C. for 5 minutes to prepare a filter element.
（比較例２） 実施例１と同一繊維、目付のクロスウェブを用いて、
結合剤としてSBRエマルジョンを固形分で20g/m2になる
ように浸漬加工を施した後、比較例１と同様に処理して
フィルターエレメントを作製した。(Comparative Example 2) Using the same fiber and basis weight cross web as in Example 1,
After subjecting the SBR emulsion as a binder to immersion processing so as to have a solid content of 20 g / m 2 , the same treatment as in Comparative Example 1 was performed to prepare a filter element.
次に、このようにして絵られた実施例1,2及び比較例
1,2の４種類のフィルターエレントを所要の寸法に裁断
し、愛２図に示すように、夫々高さ20mm,ピーチ９山/10
cmの折り曲げ加工５を施して、金型６に装着した。Next, Examples 1 and 2 and a comparative example drawn in this manner
Cut the four types of filter elents of 1,2 to the required size, as shown in Fig.2, 20mm high, 9 peaches / 10
The sheet was subjected to a bending process 5 of cm and mounted on a mold 6.
そして、ハウジング成型材Ａとして、キトサン塩：微
細セルロース繊維：酢酸＝70:30:35（重量比）の配合よ
りなる濃度３％に調整した直径１μｍ以下の微細セルロ
ース繊維混合キトサン塩水溶液を、上記金型６の内部に
注入、充填して100℃で30分間熱風乾燥した。その後、
金型を取外して、第３図に示すように、フィルターエレ
メントの長手方向の側面７がフィルターエレメントと微
細セルロース繊維−キトサンが一体に複合したフィルタ
ーエレメント複合ハウジング８となり、フィルターエレ
メントの巾方向の側面９が微細セルロース繊維−キトサ
ンからなるハウジング10で固定した所望のフィルターユ
ニットを構成した。Then, as the housing molding material A, an aqueous solution of chitosan salt mixed with fine cellulose fibers having a diameter of 1 μm or less and adjusted to a concentration of 3% composed of a mixture of chitosan salt: fine cellulose fibers: acetic acid = 70: 30: 35 (weight ratio) was used. It was poured into the mold 6, filled, and dried with hot air at 100 ° C. for 30 minutes. afterwards,
After removing the mold, as shown in FIG. 3, the longitudinal side surface 7 of the filter element becomes a filter element composite housing 8 in which the filter element and the fine cellulose fiber-chitosan are integrally composited, and the lateral side of the filter element in the width direction. A desired filter unit 9 was fixed with a housing 10 made of fine cellulose fiber-chitosan.
また、ハウジング成型材Ｂとしてウレタン樹脂を用い
て、上記と同じく、４種類のフィルターエレントを金型
に装着後、ウレタン樹脂を金型の内部に注入、充填して
100℃で５分間熱風乾燥後、金型を取外して、夫々周囲
にハウジングを成型したフィルターユニットを作製し
た。Also, using a urethane resin as the housing molding material B, as described above, after attaching four types of filter elents to the mold, the urethane resin is injected and filled into the mold.
After drying with hot air at 100 ° C. for 5 minutes, the molds were removed, and filter units each having a housing molded therearound were produced.
次に、上記８種類のフィルターユニットを土壌中（地
面より10cm内部）に埋没して、６ケ月後に分解の程度を
観察したところ、第１表に示す結果を得た。Next, the above-mentioned eight types of filter units were buried in the soil (10 cm inside the ground), and the degree of decomposition was observed after 6 months. The results shown in Table 1 were obtained.
第１表から明らかなように、本発明のフィルターユニ
ットは、フィターエレメント及びハウジングが土壌中で
微生物により完全に分解された。 As is clear from Table 1, in the filter unit of the present invention, the filter element and the housing were completely decomposed by microorganisms in the soil.
本発明によるときは、フィルターエレメントをセルロ
ース系繊維で構成し、かつその繊維間結合剤及びハウジ
ング成型材を直径１μｍ以下の微細セルロース繊維混合
キトサン塩水溶液で構成したから、土壌中の微生物によ
って分解されて完全に消失するから、使用後の焼却処分
が不要となり、廃棄物処理問題に伴う公害問題を解消す
ることができる。According to the present invention, the filter element is composed of cellulosic fibers, and the interfiber binder and the housing molding material are composed of an aqueous solution of chitosan salt mixed with fine cellulose fibers having a diameter of 1 μm or less. As a result, the incineration disposal after use becomes unnecessary, and the pollution problem associated with the waste disposal problem can be solved.
また、フィルターエレメントが微細セルロース繊維−
キトサン−セルロース系繊維の三者の架橋反応によって
結合固定され、ハウジング成型材も同様に、微細セルロ
ース繊維−キトサン間の架橋反応によって所定形状に成
型される共に、フィルターエレメントを構成するセルロ
ース系繊維とも反応して、ハウジングとフィルターエレ
メントとが結合固定されているから、濾過性能を維持し
ながら、湿潤状態における形態保持力と耐水強度を向上
することができる。The filter element is made of fine cellulose fibers.
The chitosan-cellulosic fiber is bonded and fixed by a cross-linking reaction of the three members, and the housing molding material is similarly molded into a predetermined shape by a cross-linking reaction between the fine cellulose fiber and chitosan, and the cellulosic fiber constituting the filter element is also formed. Since the housing and the filter element are bonded and fixed in response to each other, it is possible to improve shape retention in a wet state and water resistance while maintaining filtration performance.
さらに、直径１μｍ以下の微細セルロース繊維混合キ
トサン塩水溶液にグリセリン又は澱粉を可塑剤として添
加したときは、フィルターエレメントの折り曲げ成形加
工性を向上し、ハウジングに靭性を付与することができ
る等の効果を奏するものである。Further, when glycerin or starch is added as a plasticizer to an aqueous solution of chitosan salt mixed with fine cellulose fibers having a diameter of 1 μm or less, the bendability of the filter element can be improved, and effects such as imparting toughness to the housing can be obtained. To play.
第１図は本発明の一実施例を示す生分解性フィルターエ
レメントの概略構成断面図、第２図はフィルターユニッ
トの断面図、第３図はフィルターユニットの斜視図であ
る。 １……ビスコースレーヨン繊維 ２……クロスウェブ ３……ニードルパンチ処理 ４……水不溶化したキトサン塩 ５……折り曲げ加工 ６……金型 ７……フィルターエレメントの長手方向の側面 ８……フィルターエレメント複合ハウジング ９……フィルターエレメントの巾方向の側面 10……ハウジングFIG. 1 is a schematic sectional view of a biodegradable filter element showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a filter unit, and FIG. 3 is a perspective view of the filter unit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Viscose rayon fiber 2 ... Cross web 3 ... Needle punching 4 ... Water insolubilized chitosan salt 5 ... Bending process 6 ... Mold 7 ... Longitudinal side of filter element 8 ... Filter Element composite housing 9: Width side of filter element 10: Housing
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉原 一年 香川県高松市花の宮町２丁目３番３号 工業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者 中川 睦夫 兵庫県宝塚市売布１丁目21番15号 (72)発明者 小松 輝弘 兵庫県尼崎市武庫豊町２丁目４番地 審査官 新居田 知生 (56)参考文献 特開 昭63−49212（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 39/00 - 39/20──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Kazunori Yoshihara 2-3-3 Hana no Miyamachi, Takamatsu City, Kagawa Prefecture Inside Shikoku Industrial Technology Laboratory (72) Inventor Mutsuo Nakagawa 1 Mefu, Takarazuka-shi, Hyogo Chome 21-15 (72) Inventor Teruhiro Komatsu 2-4, Muko Toyocho, Amagasaki City, Hyogo Pref.Examiner Tomoo Niida (56) References JP-A-63-49212 (JP, A) (58) Int.Cl. 6 , DB name) B01D 39/00-39/20
Claims (2)
たハウジングとから成るフィルターユニットであって、
フィルターエレメントが、天然繊維、再生繊維又は半合
成繊維から選択した少なくとも１種類以上のセルロース
系繊維で構成した繊維ウェブ又は繊維マットであり、か
つフィルターエレメントの繊維間結合剤及びハウジング
成型材が、直径１μｍ以下の微細セルロース繊維混合キ
トサン塩水溶液であることを特徴とする生分解性フィル
ターユニット。1. A filter unit comprising a filter element and a housing fixed around the filter element,
The filter element is a fibrous web or fiber mat composed of at least one or more cellulosic fibers selected from natural fibers, regenerated fibers or semi-synthetic fibers, and the inter-fiber binder and the housing molding material of the filter element have a diameter of A biodegradable filter unit comprising a chitosan salt aqueous solution mixed with fine cellulose fibers of 1 μm or less.
ち、少なくとも繊維間結合剤に、可塑剤としてグリセリ
ン又は澱粉を含有した請求項１に記載の生分解性フィル
ターユニット。2. The biodegradable filter unit according to claim 1, wherein at least the inter-fiber binder among the inter-fiber binder and the housing molding material contains glycerin or starch as a plasticizer.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP15350590A JP2836785B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Biodegradable filter unit |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP15350590A JP2836785B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Biodegradable filter unit |
Publications (2)
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| JPH0445814A JPH0445814A (en) | 1992-02-14 |
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ID=15564021
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Families Citing this family (3)
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-
1990
- 1990-06-11 JP JP15350590A patent/JP2836785B2/en not_active Expired - Lifetime
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