JPH02119909A - 円筒状多層フィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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水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等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
汚したすせず、かつ堅牢なフィルターを提供することを
目的とする。

く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
合されてなる少なくとも一枚のシートをスパイラル状に
巻き、これを加熱処理することにより、前記合成繊維同
士を熱融着させて一体成形したことを特徴とする円筒状
多層フィルターであり、また活性炭素繊維と熱可塑性合
成繊維とが混合されてなるシートと、熱可塑性合成繊維
単体からなるシートを重ね合わせた少なくとも一組の二
層シートをスパイラル状に巻き、これを加熱処理するこ
とにより、前記合成繊維同士を熱融着させて一体成形し
たことを特徴とする円筒状多層フィルターであり、また
活性炭素繊維単体からなるシートを熱可塑性合成繊維単
体からなるシートで挟み込んだ少なくとも一組の三層シ
ートをスパイラル状に巻き、これを加熱処理することに
より、前記合成繊維同士を熱融着させて一体成形したこ
とを特徴とする円筒状多層フィルターである。

く作用〉 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′！ＩＡ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ｌＡ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繊維としては、ポリプロピレ
ンあるいはポリエチレン等を用い、また前記シー）ＩＡ
としては１ｆ１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い場合は、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）ＩＡ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ｌＡの
内部およびシー）ＩＡ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１ 本発明に用いるシートＩＡ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
成繊維の混合比が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ＩＡ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ＩＡお
よびシートＩＢ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。

第４図は本発明の他の実施態様の一例を示す縦断面図で
あり、活性炭素繊維と熱可塑性合成繊維とが混合されて
なる前述したシートＩＡと熱可塑性合成繊維単体からな
るシート４を重ね合わせた一組の二層シートを多孔性中
空支持体２の周囲に幾重にもスパイラル状に巻き、同じ
ように加熱処理して、円筒状多層フィルター３Ｂを成形
したものである。

シート４としては、通常、シートＩＡとほぼ同じ程度の
密集度からなる熱可塑性合成繊維単体からなる不織布を
用いるが、たとえばシート４としてシートＩＡよりやや
密集度の粗い熱可塑性合成繊維の不織布を用いることに
より、特に懸濁物を当該シート４によって体積的に濾過
することができ、懸濁物の濾過能力を上昇させることが
できる。

なお使用するシートＩＡは前述したものと同様なものを
用い、またシート４の厚みはシー）ＩＡとほぼ同じか、
あるいはそれ以上とする。

第４図に示したようなシートＩＡおよびシート４からな
る一組の二層シートをスパイラル状に巻き、これを加熱
すると前述したように、シートＩＡ１シート４の内部あ
るいはシートＩＡとシート４間の接触している部分の熱
可塑性合成繊維が熱融着するので、前述したと同様に活
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
た円筒状多層フィルター３Ｂが得られる。

なお第５図に示したごとく、活性炭素繊維と熱可塑性合
成繊維とが混合されてなるシー）ＩＡと熱可塑性合成繊
維単体とからなるシート４とを重ね合わせた一組の二層
シートに、当該シートＩＡに用いたものと異なる吸着性
能を有する他の活性炭素繊維と熱可塑性合成繊維とが混
合されてなるシートＩＢと熱可塑性合成繊維単体からな
るシート４を重ね合わせた他の一組の二層シートを、さ
らに重ね合わせた二組の二層シート、あるいはそれぞれ
吸着性能が異なる活性炭素繊維を用いた三組以上の二層
シートを、多孔性中空支持体２の周囲にスパイラル状に
巻いて、前述した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
。

第６図は本発明の他の実施態様の一例を示す縦断面図で
あり、活性炭素繊維単体からなるシート５Ａを熱可塑性
合成繊維単体からなるシート４で挟み込んだ一組の三層
シートを、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、同じように加熱処理して、円筒状多層フ
ィルター３０を成形したものである。

第６図に示したものは前述したように活性炭素繊維と熱
可塑性合成繊維との混合シートをあらかじめ用意する必
要がなく、両者の単独シートをそれぞれ用いることがで
きるという利点がある他、−組のシート内に熱可塑性合
成繊維のシートを二枚用いるので、当該シートの密集度
を相違させることができ、懸濁物の濾過により重点を置
く場合に適している。なお当該三層シートをスパイラル
状に巻いて、これを加熱処理した場合、前述したごとく
熱可塑性合成繊維の表面が融解し、特にシート４とシー
ト４とが接触している部分が強固に固着し、前述したと
同様に活性炭素繊維の吸着性能を損なうことなく強固な
円筒状多層フィルターが得られる。

なお第７図に示したごとく、活性炭素繊維単体よりなる
シー）５Ａを用いた前記−組の三層シートに、当該三層
シートに用いられている活性炭素繊維と異なる吸着性能
を有する活性炭素繊維を用いたその単体よりなるシー）
５Ｂを用いた他の一組の三層シートを重ね合わせた二組
の三層シート、あるいはそれぞれ吸着性能が異なる活性
炭素繊維を用いた三組以上の三層シートを多孔性中空支
持体２の周囲にスパイラル状に巻いて、前述したごと（
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、第４図、第６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（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８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、第４図ある
いは第６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
ＩＯを有するハウジングキャップ１１の前記流出ノズル
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を挿入しバッキング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８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し、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や
活性炭素繊維を挟み込むようにして配置した熱可塑性合
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。

さらに本発明の円筒状多層フィルターは活性炭素繊維か
らなるシート、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、熱可塑性合成繊維からなるシート等
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、取り扱い中に活性炭粒子等が離脱して周囲を汚し
たすせず、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８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図および第６図は他の実施態様を示す円筒状多
層フィルターの縦断面図、第５図はスパイラル状に巻（
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
シートと熱可塑性合成繊維単体からなるシートの二層シ
ートを重ね合わせて二組の二層シートとした場合の部分
的な縦断面図を示し、第７図はスパイラル状に巻く前の
活性炭素繊維単体からなるシートを熱可塑性合成繊維単
体からなるシートで挟み込んだ三層シートを重ね合わせ
て二組の三層シートとした場合の部分的な縦断面図であ
り、また第８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 ４・・・熱可塑性合成繊維単体からなるシート５・・・
活性炭素繊維単体からなるシート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・・・ハウジングキャンプ １２・・・ハウジング本体　　１３・・・バッキング第
１図 第２図 第３図 Ａ 第４ 第５ 第８ 第６図 第７ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、活性炭素繊維と熱可塑性合成繊維とが混合されてな
   る少なくとも一枚のシートをスパイラル状に巻き、これ
   を加熱処理することにより、前記合成繊維同士を熱融着
   させて一体成形したことを特徴とする円筒状多層フィル
   ター。 ２、活性炭素繊維と熱可塑性合成繊維とが混合されてな
   るシートと、熱可塑性合成繊維単体からなるシートを重
   ね合わせた少なくとも一組の二層シートをスパイラル状
   に巻き、これを加熱処理することにより、前記合成繊維
   同士を熱融着させて一体成形したことを特徴とする円筒
   状多層フィルター。 ３、活性炭素繊維単体からなるシートを熱可塑性合成繊
   維単体からなるシートで挟み込んだ少なくとも一組の三
   層シートをスパイラル状に巻き、これを加熱処理するこ
   とにより、前記合成繊維同士を熱融着させて一体成形し
   たことを特徴とする円筒状多層フィルター。