JP3469296B2

JP3469296B2 - 積層フィルタ

Info

Publication number: JP3469296B2
Application number: JP05284994A
Authority: JP
Inventors: 文紀木村; 彰則南; 匡章阿久沢
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1993-11-01
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 2003-11-25
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: JPH07171317A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体の濾過を行う積層フ
ィルタに関し、とくに２以上の繊維層が積層されたフィ
ルタの積層界面と実質的に平行な方向に被処理液を通液
させて濾過を行う積層フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に示すような２４時間入浴を可能に
する循環風呂や、水槽などにおいては、水などの被処理
液１を循環させ、その循環流路の途中にフィルタ２を設
けることで、被処理液の汚れやにごりなどの原因となっ
ている物質を除去することが行われている。

【０００３】従来、フィルタ２としては、麦飯石層３、
活性炭層４などを積層したものが使用されているが、こ
れら麦飯石層３や活性炭層４は、粒子の吸着や物理的な
濾過だけでなく、長期に使用することにより被処理水に
含まれていた微生物が付着し、増殖することで形成され
る微生物膜を濾過に利用している。微生物膜は微小な粒
子の捕集を可能にするなど濾過に有効に働くため、微生
物膜が形成された後は長期間に渡って安定な濾過性能が
期待できる。しかしながら、上記従来のフィルタには、
微生物膜が形成されるまでの初期の段階において、麦飯
石層３や活性炭層４だけでは、にごりなどの原因となる
微小な粒子の捕集が十分に行えず、風呂の使用などによ
り徐々ににごりがひどくなっていくため、頻繁に水を交
換しなければならないという欠点があった。

【０００４】これを解決するために、微粒子の捕集が可
能な密度の高い繊維フィルタやメンブレンフィルタを併
用することが検討されたが、これらのフィルタを併用す
るとにごりの除去は行えるものの、通液抵抗が高く、大
きな流量を処理することが困難となり、しかも、すぐに
フィルタに目詰りが生じて流路を塞ぐという問題が生じ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来技術の欠点を解消するべくなされたものであり、液
体中の汚れやにごりの原因となる微粒子を捕集すること
ができ、しかも、大量の液体を低い圧力損失で処理する
ことができるフィルタを得ることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記、課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、「２以上の繊維層が積層
されたフィルタの積層界面と実質的に平行な方向に被処
理液が通液される液体用の積層フィルタにおいて、該繊
維層が高密度繊維層と低密度繊維層とからなり、該積層
フィルタの被処理液の流入面から流出面にかけて貫通孔
が形成されており、貫通孔に分配された被処理液は貫通
孔の周囲壁に液中に含まれる粒子が付着する以外の大部
分がそのままフィルタを通過するように用いることを特
徴とする積層フィルタ。」をその要旨とする。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、「最終流量
が初期流量の５０％以上であることを特徴とする請求項
１に記載の積層フィルタ。」をその要旨とする。

【０００８】また、請求項３記載の発明は、「貫通孔の
最も狭い箇所の間隔が２ｍｍ以上であることを特徴とす
る請求項１に記載の積層フィルタ。」をその要旨とす
る。

【０００９】また、請求項４記載の発明は、「被処理液
の通液方向と垂直な断面における貫通孔の開孔面積の総
和が、積層フィルタの断面積の０．５〜３％であること
を特徴とする請求項１に記載の積層フィルタ。」をその
要旨とする。

【００１０】請求項１記載の発明では、２以上の繊維層
が積層されたフィルタの積層界面と実質的に平行な方向
に被処理液が通液されるが、繊維層として高密度繊維層
１１と低密度繊維層２１とが積層されており、しかも積
層フィルタの被処理液の流入面から流出面にかけて貫通
孔３１が形成されているため、被処理液は高密度繊維層
１１と低密度繊維層２１の密度や貫通孔３１の大きさに
応じて、高密度繊維層１１、低密度繊維層２１及び貫通
孔３１に分配されて流れる。この内、貫通孔３１に分配
された被処理液は貫通孔３１の周囲壁に液中に含まれる
粒子が付着する以外は、大部分がそのままフィルタを通
過すると考えられる。一方、低密度繊維層２１に分配さ
れた被処理液は、液中に含まれる比較的大きな粒子が低
密度繊維層２１で捕集されると共に、低密度繊維層２１
の構成繊維と衝突しながら流れるため、層流としては流
れず、乱流となり、隣り合う高密度繊維層１１にも頻繁
に入り込む。高密度繊維層１１は緻密な構造となってお
り、３次元的な小さな空隙を多数有する構造を持つた
め、低密度繊維層２１で捕集できない小さい粒子も効率
よく捕集できる。このため、通液抵抗の高い高密度繊維
層１１に、直接分配される被処理液は少ないが、低密度
繊維層２１に分配される被処理液も高密度繊維層１１に
よる濾過を受けるため、結果として高い効率で粒子の捕
集が行われる。とくに、被処理液体が循環される系で
は、積層フィルタを繰り返し通過する内に捕集効率が高
められていく。

【００１１】上述のように、本発明の積層フィルタでは
通液抵抗の小さな貫通孔３１及び低密度繊維層２１を被
処理液の大部分が通過するように用いるため、全体とし
ても通液抵抗が低く、大量の液体の処理が可能となる。
また、本発明では高密度繊維層１１が粒子を捕集するこ
とで目詰りが進んでも流路は遮断されず、被処理液は低
密度繊維層２１を通ることができるので長期に渡って濾
過機能が期待できる。更には、低密度繊維層２１が目詰
りしても貫通孔３１が流路となって残るため、濾過機能
を失った後も一定の流量が確保できるので、流路から取
り除く必要がない。例えば、活性炭層や麦飯石層などの
フィルタと併用すれば、初期の段階では本発明の積層フ
ィルタが液中の濁りや汚れの原因となる粒子を取り除
き、活性炭層や麦飯石層などのフィルタに微生物膜が形
成された後は、これらのフィルタが液中の濁りや汚れの
原因となる粒子を取り除くため、長期にわたって濁りや
汚れの高い除去能力を利用できるが、この際、本発明の
積層フィルタは繊維層が目詰りしても貫通孔３１によっ
て一定の流量の通過が確保されているため、取り除かず
にそのまま活性炭層や麦飯石層などのフィルタの使用寿
命がくるまで使用することができる。

【００１２】このように、本発明の積層フィルタは液体
中の汚れやにごりの原因となる微粒子を捕集することが
でき、しかも、大量の液体を低い圧力損失で処理するこ
とができる上に、フィルタ交換などの作業が軽減でき
る。

【００１３】請求項２記載の発明では、最終流量が初期
流量の５０％以上となるようにしたため、繊維層が目詰
りしても十分な量の被処理液を通すことができるので、
流路から積層フィルタを取り除く作業を行う必要がな
い。

【００１４】また、請求項３記載の発明では、貫通孔３
１の直径が２ｍｍ以上であるため、貫通孔の壁面に液中
の汚れや濁りの原因となる物質が堆積しても、貫通孔が
塞がれることはなく、一定の流量の通過を確保できる。

【００１５】また、請求項４記載の発明では、被処理液
の通液方向と垂直な断面における貫通孔３１の開孔面積
の総和が、積層フィルタの断面積の０．５〜３％である
ため、貫通孔に被処理液の大部分が流れてしまうことが
ないので、液中の濁りや汚れの除去が効率よく行え、し
かも、一定の流量の確保が可能となる。

【００１６】以下、図面に沿って本発明を更に詳細に説
明する。本発明の積層フィルタは、例えば図１の断面図
に示すように、高密度繊維層１１と低密度繊維層２１と
を積層した構造からなり、フィルタ容器４１内に、矢印
で示す被処理液の通液方向と、繊維層の積層界面とが実
質的に平行となるように配置される。なお、本発明でい
う実質的に平行には、図１のように実際に平行である場
合の他に、図２のように積層界面が通液方向に対して傾
いていても、高密度繊維層が被処理液の流路を完全に遮
っていないものであれば含まれる。また、本発明の積層
フィルタには、被処理液の流入面から流出面にかけて貫
通孔３１が形成される。貫通孔３１は図１のように矢印
で示す被処理液の通液方向と平行に形成してもよいし、
図２のように傾いていてもよい。

【００１７】高密度繊維層１１には、例えば、見かけ密
度０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３の繊維ウェブ、不織布など
の繊維層が使用される。高密度繊維層１１の見かけ密度
が０．４ｇ／ｃｍ３を超えると、通液抵抗が大きくなり
すぎて、被処理液が高密度繊維層内部に入りにくくな
り、粒子の捕集効率が低下する傾向がある。一方、見か
け密度が０．１ｇ／ｃｍ３より小さくなると、小さな粒
子の捕集が困難となるうえに、低密度繊維層との密度差
が小さくなって、被処理液が低密度繊維層に優先的に流
れず、高密度繊維層にも同じように流れてしまう傾向が
ある。とくに望ましい高密度繊維層１１の見かけ密度は
０．１５〜０．３ｇ／ｃｍ３である。

【００１８】高密度繊維層１１は構成繊維が機械的に絡
合されていることが望ましい。これは、構成繊維が三次
元的に絡合されて緻密な層を形成すると、繊維層内に多
数の微小な空間が形成されると共に、繊維層表面に多数
の繊維が突出した構造が形成され、微小な粒子の捕集が
可能となるからである。繊維を機械的に絡合する手段と
してはニードルパンチ法、水流絡合法などが用いられ
る。なお、繊維層の強度を高めるために接着性繊維やバ
インダーによる接着を併用してもよいが、高密度繊維層
表面に突出する繊維（表面の繊維毛羽）を押えたり、高
密度繊維層の空隙を塞がないようにすることが望まし
い。また、高密度繊維層を補強するために編物、織物、
ネット、メッシュなどの補強材と複合してもよく、この
場合、補強材と繊維ウェブとを重ね、機械的な絡合処理
を施すことで一体化できる。高密度繊維層にはバフ処理
などにより表面に起毛処理を施してもよく、このように
すると微細な繊維が被処理液の流路となる低密度繊維層
側に多く突出するため、粒子の捕集能力が増す。

【００１９】高密度繊維層１１を構成する繊維には、平
均繊度が０．００１〜１．５デニールの繊維を用いるこ
とが望ましい。上記範囲の平均繊度の繊維を用いると、
高い密度の繊維層が形成することが可能となり、結果と
して微小な空隙を多数有する構造を持つ繊維層が得られ
る。平均繊度が１．５デニールを超えると、１μｍ未満
の微小な粒子の捕集が難しくなり、平均繊度が０．００
１デニール未満になると均一な構造の繊維層を形成する
ことが困難となる傾向がある。高密度繊維層１１を構成
する繊維の平均繊度は０．０１〜１．０デニールの範囲
にあることがとくに望ましい。

【００２０】なお、上記高密度繊維層１１には、機械
的、熱的又は化学的処理により分割できる分割繊維を、
部分的又は全体的に分割した繊維が含まれているとよ
い。分割繊維を用いると、繊維層を形成する際には取扱
い性の良い太い繊度の状態で取扱え、分割処理によって
より繊度を小さくできるのでよい。分割された微細な繊
維はより小さな粒子の捕集を可能にすると共に、高密度
繊維層の表面積を増大することによって捕集効率を高め
ることができる。分割繊維の含有量は多いほどその効果
が高く、高密度繊維層を構成する繊維の５０％以上、と
くに好ましくは１００％が分割繊維であるのがよい。

【００２１】分割繊維としては、断面形状が２以上の樹
脂成分が所定の配置で貼り合わされた構造のものや、一
方の樹脂成分中に他方の樹脂成分が島状に多数分布した
海島構造のものなどが用いられる。一般に前者は樹脂の
性質の違いを利用して、機械的、熱的又は化学的な衝撃
により各樹脂成分ごとの繊維に分割され、後者は海成分
の樹脂を溶剤などにより抽出し、島成分の樹脂からなる
繊維を残すことで分割される。分割繊維の分割は全面的
に行ってもよいが、繊維の先端部分などの一部分だけを
分割してもよく、機械的衝撃などによって分割させる場
合には、繊維の一部分が分割されるケースが多い。具体
的には、ポリエステル系樹脂成分とポリアミド系樹脂成
分とからなる断面形状がオレンジ型の分割繊維や、海成
分がポリエステル系樹脂成分で島成分がポリアミド樹脂
成分である海島型分割繊維や、海成分がポリスチレン系
樹脂成分で島成分がポリアミド樹脂成分である海島型分
割繊維などが好適に用いられる。例えば、ポリエステル
系樹脂成分とポリアミド系樹脂成分とからなる断面形状
がオレンジ型の分割繊維は、機械的な衝撃により０．０
５〜０．５デニール程度の繊維に分割するため、水流絡
合処理などにより繊維を絡合すると同時に繊維を分割で
きるのでよい。

【００２２】また、高密度繊維層１１を構成する繊維に
は、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、蛋白
質などの親水成分を含む複合繊維、あるいはナイロン
（ポリアミド）繊維、レーヨン繊維、綿、羊毛、絹など
の親水性繊維が含まれていることが望ましい。これは、
高密度繊維層を構成する繊維がすべて疎水性繊維で構成
されている場合、液体とのぬれ性が悪くなり、被処理液
が高密度繊維層内に入りにくくなって、十分な濾過効率
が得られなくなることがあるからである。ただし、被処
理液によって分解したり、大幅に変形したりしない、耐
水性のある繊維を用いることが望ましい。

【００２３】なお、高密度繊維層１１を構成する繊維に
は、繊維表面にカチオン化処理などの粒子の吸着性を高
める処理が施されているとよく、このような処理をして
おけば、より微小な粒子の捕集が可能となり、捕集効率
を高めることができる。繊維の表面処理は、例えば、カ
チオン化処理剤などの表面改質剤を溶剤溶液またはエマ
ルジョン溶液などの形態とし、高密度繊維層に含浸、塗
布、コーティングなどの手段によって付着させることで
行える。カチオン化処理剤としては、ポリエチルポリア
ミン、ポリエチレンイミン、ポリアミド−エピクロルヒ
ドリン、ポリアリルアミン、ポリカチオン−アクリル共
重合体、ポリビニルピリジン−スチレン共重合体四級塩
化物などが好適に用いられる。

【００２４】低密度繊維層２１には、高密度繊維層１１
よりも低い密度のものが用いられ、例えば見かけ密度が
０．０１〜０．１５ｇ／ｃｍ３の繊維ウェブや不織布な
どが用いられる。見かけ密度が０．０１ｇ／ｃｍ３未満
では、低密度繊維層で粒子を捕集することがほとんどで
きない上に、被処理液が通液抵抗を受けずに通過するた
め、高密度繊維層と被処理液との接触機会を高めること
ができないので、捕集効率の低い積層フィルタしか得ら
れなくなる。一方、見かけ密度が０．１５ｇ／ｃｍ３を
超えると、低密度繊維層でも粒子を高い効率で捕集する
ため目詰りが生じやすくなり、大きな流量の処理を長期
に渡って行うことが難しくなる。とくに望ましい低密度
繊維層２１の見かけ密度の範囲は、０．０５〜０．１ｇ
／ｃｍ３である。

【００２５】低密度繊維層２１を構成する繊維として
は、被処理液によって分解したり、大幅に変形したりし
ない耐水性のある繊維を用いることが望ましく、例え
ば、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチ
レン繊維、ナイロン（ポリアミド）繊維、アクリル繊
維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維など
の繊維が好適に用いられる。低密度繊維層２１は上記繊
維を水流絡合法やニードルパンチ法により機械的に絡合
させることにより、または接着性繊維やバインダーによ
って繊維交点で接着結合させることにより、または絡合
と繊維交点での接着結合とを併用することなどにより形
成されるが、密度が低いために、とくに粒子の捕集が進
んで目が詰ってくると液圧によるつぶれを受けることが
あるので、繊維交点が接着結合された耐液圧性のある構
造となっていることが望ましい。

【００２６】高密度繊維層１１と低密度繊維層２１と
は、接合されていても、いなくてもよいが、接合する場
合には、高密度繊維層表面の繊維の毛羽をできるだけ押
えないように、また、繊維層内の空隙を塞がないように
接合することが望ましい。また、各繊維層間には、補強
などの目的でメッシュ、ネット、織物、編物などの層を
形成してもよい。

【００２７】本発明の積層フィルタには、被処理液の流
入面から流出面にかけて貫通孔３１が形成される。貫通
孔３１は、主として高密度繊維層１１と低密度繊維層２
１の目詰りが進んだ際に、流路を塞ぐことなく、一定の
流量の被処理液が積層フィルタを通過できるように設け
られていればよい。例えば、積層フィルタを循環風呂の
フィルタなどとして使用する場合には、繊維層の目が詰
った状態での流量、すなわち最終流量が初期の流量の５
０％以上あれば流路から取り除く必要がないので、最終
流量が初期流量の５０％以上となるように貫通孔を形成
することが望ましい。とくに、最終流量が初期流量の１
００％、すなわち、繊維層の目が詰っても流量が落ちな
いように貫通孔が形成されているとよい。

【００２８】貫通孔３１は、例えば、図１のように、矢
印で示される被処理液の通液方向と平行に形成されてい
てもよいし、図２のように傾いていてもよい。また、貫
通孔３１は真っ直ぐでも曲っていてもよく、長さ方向に
開孔形状や開孔径が変化してもよい。ただし、循環風呂
のフィルタなどとして使用する場合には、貫通孔の壁面
に付着した垢や微生物膜などが堆積して１ｍｍ程度の厚
みとなることがあるので、貫通孔に堆積物が堆積しても
塞がれないように、貫通孔３１は最も狭い箇所でも少な
くとも２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上の間隔で開い
ていることが望ましい。

【００２９】積層フィルタに形成される貫通孔３１の数
はとくに限定されず、図１や図３のように１つだけ設け
てもよいし、図４や図５のように複数個設けてもよい。
また、貫通孔の配置もとくに限定されないが、図１や図
３のように積層フィルタの中心に設けたものや、図５の
ように積層フィルタの中心から等距離に数個の貫通孔を
配置したもののように、対称な配置としたものがよい。

【００３０】なお、積層フィルタは使用の初期の段階で
は繊維層の通液抵抗が低いため、貫通孔３１の開孔面積
がある程度大きくても濾過を行う繊維層に被処理液が流
れるが、貫通孔３１の開孔面積があまり大きくなりすぎ
ると、貫通孔を流れる被処理液の割合が大きくなりすぎ
て繊維層との接触機会が減るため、液中の粒子の捕集が
十分に行えなくなる傾向がある。また、積層フィルタは
長期間使用して繊維層が液中の粒子を捕集すると、目詰
りが生じて通液抵抗が増大し、被処理液が優先的に貫通
孔を流れるため、貫通孔の開孔面積が小さくても多量の
液体を通すことができるが、貫通孔３１の開孔面積があ
まり小さくなりすぎると、十分な流量の確保が行えなく
なる傾向がある。このため、本発明の積層フィルタの被
処理液の通液方向と垂直な断面における貫通孔３１の開
孔面積の総和は、積層フィルタの断面積の０．５〜３％
であることが望ましい。とくに好ましい貫通孔３１の開
孔面積の総和は、積層フィルタの断面積の１〜２％であ
る。

【００３１】上記、貫通孔３１を形成する手段として
は、例えば、高密度繊維層１１と低密度繊維層２１とを
積層した積層フィルタを作成した後、この積層フィルタ
に孔あけ加工を施すか、あるいは所定の径を持つパイプ
やチューブを挿入することにより形成する手段がある。
また、別の手段としては、所定の径のパイプやチューブ
や棒を中心に高密度繊維層１１と低密度繊維層２１とを
積層したものを巻き、そのまま、あるいは棒などの場合
は巻回積層後に抜取ることにより、貫通孔３１を形成す
る手段がある。

【００３２】本発明の積層フィルタを図の例に沿って説
明すると、例えば、図３に示すような積層フィルタの場
合には、高密度繊維層１１のシートと低密度繊維層２１
のシートとを積層したものを、所定の径のパイプを中心
に巻回積層して円柱状に成形することで得られる。ま
た、図４に示すような積層フィルタの場合には、高密度
繊維層１１と低密度繊維層２１とを交互に積層し、その
積層間隙に所定の径のパイプを挿入することによって得
られる。また、図５に示すような積層フィルタの場合に
は、円の直径の幅の長さを持つ高密度繊維層シートと低
密度繊維層シートとを交互に積層し、この積層物を圧縮
しながら中心線に該当する部分に線状のシール部を形成
して各繊維層を結合し、シール部以外の部分の厚みを回
復させた後に、貫通孔を開けることによって得られる。

【００３３】

【実施例】実施例１繊度２デニールのポリアミド／ポリ
エステルのオレンジ型分割繊維（鐘紡株式会社商品名ベ
リーマＸ）１００％からなる繊維ウェブに水流絡合処理
を施して、繊維を平均繊度０．２デニール程度の微細繊
維に分割すると共に、繊維どうしを絡合し、目付９０ｇ
／ｍ２、厚み０．４ｍｍの水流絡合不織布（見かけ密度
０．２３ｇ／ｃｍ３）からなる高密度繊維層Ａを得た。
繊度１５デニールのポリエステル繊維５０％と繊度３０
デニールのポリエステル繊維２０％と繊度１５デニール
の芯鞘型ポリエステル複合繊維（芯：ポリエチレンテレ
フタレート、鞘：融点１１０℃の低融点ポリエステル）
３０％からなる繊維ウェブを、ニードルパンチ処理した
後、温度１４０℃で５秒間加熱加圧処理して複合繊維に
より繊維交点を接着し、目付２５０ｇ／ｍ２、厚み２．
５ｍｍの不織布（見かけ密度０．１ｇ／ｃｍ３）からな
る低密度繊維層Ｓを得た。上記高密度繊維層Ａと低密度
繊維層Ｓとを積層したものを、内径８ｍｍ（開孔率１．
２％）のポリエチレン製パイプを中心に巻き、図３に示
すような直径７２ｍｍ、高さ６０ｍｍの円筒状の積層フ
ィルタを得た。

【００３４】得られた積層フィルタを、被処理液が循環
する系内にある内径７２ｍｍのアクリルパイプに、積層
フィルタの繊維層の積層界面と平行の方向に被処理液が
流れるように設置し、下記の方法により、捕集効率と最
終流量とを測定した。捕集効率は９９．２％（濁度０．
２５）と高く、水はほとんど濁りのない状態となってい
た。また、最終流量は１０リットル／分で、初期流量と
変らず、繊維層が詰っても流量低下が起きなかった。

【００３５】（捕集効率）被処理液として３００メッシ
ュパスのカオリンをホルマジン標準法濁度計にて濁度３
０になるように水道水に分散させた溶液４０リットル
を、流量５リットル／分の条件で７２時間循環させた。
循環後の処理液の濁度を測定し、計算により捕集効率を
求めた。

【００３６】（最終流量）被処理液として３００メッシ
ュパスのカオリンをホルマジン標準法濁度計にて濁度９
００になるように水道水に分散させた溶液４０リットル
を、流量１０リットル／分の条件で循環させた。２４時
間ごとに濁度を測定し、濁度が９００になるようにカオ
リンを添加した。この操作を濁度の減少がなくなるまで
繰り返し、その後、流量の測定を行い、最終流量とし
た。

【００３７】実施例２繊度６デニールのポリエステル繊
維１００％からなる繊維ウェブに、アクリル樹脂エマル
ジョンをスプレーした後、１５０℃で１０分間乾燥し、
目付８０ｇ／ｍ２、厚み８ｍｍのバインダー接着不織布
（見かけ密度０．０１ｇ／ｃｍ３）からなる低密度繊維
層Ｔを得た。実施例１で用いた高密度繊維層Ａと、上記
低密度繊維層Ｔとを積層したものを、内径１２ｍｍ（開
孔率２．８％）のポリエチレン製パイプを中心に巻き、
図３に示すような直径７２ｍｍ、高さ６０ｍｍの円筒状
の積層フィルタを得た。得られた積層フィルタを用い
て、実施例１と同様にして試験を行ったところ、循環後
の捕集効率は９８．６％（濁度＝０．４１）であった。
また、最終流量は１０リットル／分で、初期流量と変ら
ず、繊維層が詰っても流量低下が起きなかった。

【００３８】実施例３繊度６０デニールのポリプロピレ
ン繊維７０％と繊度３０デニールのポリエチレン／ポリ
プロピレン複合繊維３０％とからなる繊維ウェブに、ニ
ードルパンチ処理を施した後、加熱加圧処理して目付３
００ｇ／ｍ２、厚み０．２２ｍｍのニードルパンチ不織
布（見かけ密度０．１４ｇ／ｃｍ３）からなる低密度繊
維層Ｕを得た。実施例１で用いた高密度繊維層Ａと、上
記低密度繊維層Ｕとを積層して平巻きし、円筒状に成形
したものの、繊維層間に内径６ｍｍのポリエチレン製パ
イプを４本（開孔率２．８％）挿入して、積層フィルタ
を得た。得られた積層フィルタを用いて、実施例１と同
様にして試験を行ったところ、循環後の捕集効率は９
８．９％（濁度＝０．３２）であった。また、最終流量
は１０リットル／分で、初期流量と変らず、繊維層が詰
っても流量低下が起きなかった。

【００３９】実施例４繊度１．５デニールのポリエステ
ル繊維からなる繊維ウェブに水流絡合処理を施して、目
付８０ｇ／ｍ２、厚み０．５ｍｍの水流絡合不織布（見
かけ密度０．１６ｇ／ｃｍ３）からなる高密度繊維層Ｂ
を得た。実施例１で用いた低密度繊維層Ｓと、上記高密
度繊維層Ｂとを積層し、内径８ｍｍ（開孔率１．２％）
のポリエチレン製パイプを中心に巻き、図３に示すよう
な直径７２ｍｍ、高さ６０ｍｍの円筒状の積層フィルタ
を得た。得られた積層フィルタを用いて、実施例１と同
様にして試験を行ったところ、循環後の捕集効率は９
９．４％（濁度＝０．１７）であった。また、最終流量
は１０リットル／分で、初期流量と変らず、繊維層が詰
っても流量低下が起きなかった。

【００４０】実施例５繊度１デニールのポリアミド／ポ
リエステルの海島型分割繊維（海成分：ポリエステル、
島成分：ポリアミド）１００％からなる繊維ウェブを水
流絡合処理した後、濃度１０％の水酸化ナトリウム水溶
液で２４時間煮沸して、ポリエステル成分を溶解除去
し、繊度約０．０１デニールのポリアミドからなる微細
繊維に分割し、目付７０ｇ／ｍ２、厚み０．３５ｍｍの
水流絡合不織布（見かけ密度０．２ｇ／ｃｍ３）からな
る高密度繊維層Ｃを得た。実施例１で用いた低密度繊維
層Ｓと、上記高密度繊維層Ｃとを積層し、内径８ｍｍ
（開孔率１．２％）のポリエチレン製パイプを中心に巻
き、図３に示すような直径７２ｍｍ、高さ６０ｍｍの円
筒状の積層フィルタを得た。得られた積層フィルタを用
いて、実施例１と同様にして試験を行ったところ、循環
後の捕集効率は９９．３％（濁度＝０．２０）であっ
た。また、最終流量は１０リットル／分で、初期流量と
変らず、繊維層が詰っても流量低下が起きなかった。

【００４１】実施例６繊度０．７５デニールのナイロン
（ポリアミド）繊維７０％と繊度１．５デニールの芯鞘
型ナイロン複合繊維（芯：ナイロン６６、鞘：融点１４
０℃の共重合ポリアミド）３０％からなる繊維ウェブ
を、１９０℃のカレンダーにより加熱加圧処理して、目
付２５０ｇ／ｍ２、厚み０．６３ｍｍの繊維接着不織布
（見かけ密度０．４ｇ／ｃｍ３）からなる高密度繊維層
Ｄを得た。実施例１で用いた低密度繊維層Ｓと、上記高
密度繊維層Ｄとを積層し、内径８ｍｍ（開孔率１．２
％）のポリエチレン製パイプを中心に巻き、図３に示す
ような直径７２ｍｍ、高さ６０ｍｍの円筒状の積層フィ
ルタを得た。得られた積層フィルタを用いて、実施例１
と同様にして試験を行ったところ、循環後の捕集効率は
９９．４％（濁度＝０．１９）であった。また、最終流
量は１０リットル／分で、初期流量と変らず、繊維層が
詰っても流量低下が起きなかった。

【００４２】実施例７実施例１で用いた内径８ｍｍのパ
イプを、内径６ｍｍのパイプに変えたこと以外は、実施
例１と同様にして積層フィルタを作成した。得られた積
層フィルタを用いて、実施例１と同様にして試験を行っ
たところ、循環後の捕集効率は９９．３％（濁度＝０．
２２）であった。また、最終流量は８．２リットル／分
で、初期流量の８２％と若干の流量低下があったが、繊
維層の目が詰った後も十分に流量確保されていた。

【００４３】実施例８繊度２デニールのポリアミド／ポ
リエステルのオレンジ型分割繊維（鐘紡株式会社商品名
ベリーマＸ）１００％からなる繊維ウェブに水流絡合処
理を施して、繊維を平均繊度０．２デニール程度の微細
繊維に分割すると共に、繊維どうしを絡合し、目付８５
ｇ／ｍ２、厚み０．４ｍｍの水流絡合不織布（見かけ密
度０．２１ｇ／ｃｍ３）を得た。この水流絡合不織布
を、フィックス剤（センカ株式会社商品名：反応性染料
用堅牢度増進剤ＫＣＦ−２１５）によって、カチオン化
処理して高密度繊維層Ｅを得た。目付３５ｇ／ｍ２、目
合６ｍｍ×６ｍｍのポリプロピレン製ネット（日石シー
トパレットシステム株式会社商品名：日石コンウエドネ
ットＯＮ−３０１０）上に、メルトブロー法によって見
かけ平均繊度６０デニールのポリプロピレン繊維からな
るメルトブローウェブを集積して接着させ、目付７５ｇ
／ｍ２、厚み１．５ｍｍのネット複合不織布（見かけ密
度０．０５ｇ／ｃｍ３）からなる低密度繊維層Ｖを得
た。上記高密度繊維層Ｅと低密度繊維層Ｖとを積層した
ものを、内径８ｍｍ（開孔率１．２％）のポリエチレン
製パイプを中心に巻き、図３に示すような直径７２ｍ
ｍ、高さ６０ｍｍの円筒状の積層フィルタを得た。得ら
れた積層フィルタを用いて、実施例１と同様にして試験
を行ったところ、循環後の捕集効率は９９．７％（濁度
＝０．１）と高く、水はほとんど濁りのない状態となっ
ていた。また、最終流量は１０リットル／分で、初期流
量と変らず、繊維層が詰っても流量低下が起きなかっ
た。

【００４４】比較例１実施例１で用いた内径８ｍｍのパ
イプを、ポリエチレン製の棒に変えたこと（貫通孔をな
くしたこと）以外は、実施例１と同様にして積層フィル
タを作成した。得られた積層フィルタを用いて、実施例
１と同様にして試験を行ったところ、循環後の捕集効率
は９９．３％（濁度＝０．２０）と高かったが、最終流
量は１．３リットル／分で、初期流量の１３％と大幅に
低下した。この積層フィルタでは、繊維層の目が詰るま
で長期間使用すると流量低下を起こすため、系内に置い
たままにはできず、適当な時期にフィルタを交換する必
要があった。

【００４５】比較例２実施例１で用いた高密度繊維層Ａ
と低密度繊維層Ｓとを積層し、直径７２ｍｍの円板状に
裁断して積層フィルタを作成した。得られた積層フィル
タを、低密度繊維層側が上流側となるようにアクリルパ
イプにセットし、実施例１と同様にして試験を行ったと
ころ、循環後の捕集効率は９８．７％（濁度＝０．３
８）であったが、循環中に流量は１．５リットル／分ま
で低下した。また、最終流量は０リットル／分で完全に
流路をせき止めてしまった。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、２以上の繊維
層が積層されたフィルタの積層界面と実質的に平行な方
向に被処理液が通液される液体用の積層フィルタであ
り、繊維層として高密度繊維層と低密度繊維層とが積層
されていて、貫通孔が形成されており、貫通孔に分配さ
れた被処理液は貫通孔の周囲壁に液中に含まれる粒子が
付着する以外の大部分がそのままフィルタを通過するよ
うに用いるので、使用の初期の段階では、被処理液は主
として低密度繊維層と貫通孔とに分配されて流れ、繊維
層に液中の粒子が捕集されて目が詰ると主として貫通孔
を流れる。このため、本発明の積層フィルタは通液抵抗
が小さく、大量の液体の処理が可能で、繊維層が目詰り
した後も一定の流量を通すことができる。しかも、低密
度繊維層を流れる被処理液は、低密度繊維層の繊維と衝
突しながら流れるため、層流としては流れず、乱流とな
り、高密度繊維層と頻繁に接触するので、液中の汚れや
濁りの原因となる小さい粒子が効率よく捕集される。こ
のように、本発明の積層フィルタは高い捕集効率と低い
通液抵抗で大量の液体を処理できる。

【００４７】本発明の積層フィルタは、上記の効果を有
するため、大量の水を長期にわたって処理する海水、河
川、湖沼、池などの水の浄化や、風呂、水槽などの水の
濁りや汚れの除去に使用するのに適している。とくに、
本発明の積層フィルタは被処理液を数回通すことで捕集
効率をより高くすることができるので、２４時間入浴で
きる風呂や水槽などのように、水を一定の流路内で循環
し、その循環流路内に設けたフィルタにより塵埃やにご
りなどの粒子を捕集するようにした循環濾過用フィルタ
として用いると良い。

【００４８】なお、本発明の積層フィルタは、繊維層が
目詰りしても流路をせき止めることなく、一定の流量の
液体を通すことができるので、活性炭フィルタや麦飯石
フィルタなどのように長期の使用中に微生物膜を形成す
るフィルタと併用すると、後者のフィルタが微生物膜を
形成するまでの間、本発明の積層フィルタが微小な粒子
の捕集を行い、微生物膜が形成されると後者のフィルタ
で微小な粒子の捕集が行えるので、非常に長期にわたっ
て高い捕集効率で、液体の濁りや汚れを除去することが
できる。

【００４９】また、請求項２に記載の発明では、最終流
量が初期流量の５０％以上となるようにしたため、繊維
層が目詰りしても十分な量の被処理液を通すことができ
るので、流路から積層フィルタを取り除く作業を行う必
要がない。

【００５０】また、請求項３記載の発明では、貫通孔３
１の直径が２ｍｍ以上であるため、貫通孔の壁面に液中
の汚れや濁りの原因となる物質や微生物膜が堆積して
も、貫通孔が塞がれることはなく、一定の流量の通過を
確保できる。

【００５１】また、請求項４記載の発明では、被処理液
の通液方向と垂直な断面における貫通孔３１の開孔面積
の総和が、積層フィルタの断面積の０．５〜３％である
ため、貫通孔に被処理液の大部分が流れてしまうことが
ないので、液中の濁りや汚れの除去が効率よく行え、し
かも、一定の流量の確保が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層フィルタの一例を示す断面図。

【図２】本発明の積層フィルタの別の例を示す断面図。

【図３】本発明の積層フィルタの一例を示す斜視図。

【図４】本発明の積層フィルタの別の例を示す斜視図。

【図５】本発明の積層フィルタの更に別の例を示す斜視
図。

【図６】従来のフィルタを循環風呂に用いた状態を示す
断面図。

【符号の説明】

１１・・・高密度繊維層２１・・・低密度繊維層３１・・・貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 39/00 - 39/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２以上の繊維層が積層されたフィルタの積
層界面と実質的に平行な方向に被処理液が通液される液
体用の積層フィルタにおいて、該繊維層が高密度繊維層
と低密度繊維層とからなり、該積層フィルタの被処理液
の流入面から流出面にかけて貫通孔が形成されており、
貫通孔に分配された被処理液は貫通孔の周囲壁に液中に
含まれる粒子が付着する以外の大部分がそのままフィル
タを通過するように用いることを特徴とする積層フィル
タ。
【請求項２】最終流量が初期流量の５０％以上であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の積層フィルタ。
【請求項３】貫通孔の最も狭い部分の間隔が２ｍｍ以上
であることを特徴とする請求項１に記載の積層フィル
タ。
【請求項４】被処理液の通液方向と垂直な断面における
貫通孔の開孔面積の総和が、積層フィルタの断面積の
０．５〜３％であることを特徴とする請求項１に記載の
積層フィルタ。