JPH08229317A - 濾 材 - Google Patents

濾 材

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JPH08229317A
JPH08229317A JP4287195A JP4287195A JPH08229317A JP H08229317 A JPH08229317 A JP H08229317A JP 4287195 A JP4287195 A JP 4287195A JP 4287195 A JP4287195 A JP 4287195A JP H08229317 A JPH08229317 A JP H08229317A
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JP
Japan
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fibers
fiber
filter medium
shiogusa
cellulose
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Pending
Application number
JP4287195A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Yoshida
光男 吉田
Eisuke Yamaya
英輔 山屋
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シオグサセルロース繊維の特徴である繊維径
の細さを利用して、捕集効率が高い濾材を提供する。 【構成】 シオグサの細胞壁から得られたシオグサセル
ロース繊維と平均繊維径0.1〜3μmのマイクロガラ
ス繊維からなる濾材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、従来使われていたマイ
クロガラス繊維よりもさらに繊維径が細いシオグサの細
胞壁から得られるシオグサセルロース繊維の特徴を生か
した捕集効率が高い濾材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、空気中の粒子や液体中の粒子を効
率よく捕集する濾材には、繊維径が1μm以下のマイク
ロガラス繊維やエレクトレット化した繊維などが用いら
れている。特に、マイクロガラス繊維は、繊維の剛直
性、繊維径の細さに起因して、低い圧力損失で高い捕集
効率が得られることから頻繁に使用されている。
【0003】しかし、マイクロガラス繊維は、最も細い
ものでも繊維径が0.1μmでありこれ以上細いものを
安定して生産することは困難であり、現在上市されてい
ない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、マイクロガ
ラス繊維とマイクロガラスより繊維径の太い有機繊維な
どで構成された従来の濾材では得られないより細かな空
隙構造を構築させることができ、捕集効率が高い濾材を
提供するものである。
【0005】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、天然のシ
オグサの細胞壁から得られるシオグサセルロース繊維を
有効に活用し上記課題を克服するために種々検討し、本
発明の濾材を発明するに至った。即ち、本発明の濾材
は、シオグサの細胞壁から得られるシオグサセルロース
繊維と平均繊維径0.1〜3μmのマイクロガラス繊維
からなることを特徴とするものである。
【0006】以下、本発明の濾材について、詳細に説明
する。
【0007】本発明の濾材に使用する「シオグサ」と
は、例えば、川村日本淡水生物学(株式会社図鑑の北隆
館、1973発行)の79〜80頁に記載されている。
シオグサは、緑藻植物の中の緑藻類シオグサ目に属する
ものである。シオグサは、海岸の岩や石に付着してお
り、淡水の渓流や湖岸の石面にも付着している。植物体
は糸状で盛んに分枝し樹枝状をなし、一端で着生する。
着生部は仮根状である。細胞は大きく多核で葉緑体は網
目状をなし、多数のピレノイドがある。細胞の分裂は、
細胞膜の内壁に輪状に厚みを生じてこれが次第に内部に
及んで仕切り、細胞膜を新生する。生長は糸状体の先端
のみならず、糸状体の細胞が随時行う。細胞膜は3層か
らなり、外層はキチン質、中層はペクチン質、内層はセ
ルロースである。
【0008】上述したシオグサから、本発明に使用され
るシオグサセルロース繊維を得る方法としては、例え
ば、水洗したシオグサの細胞壁をヒスコトロンで解繊し
た後、2N−H2SO4で30分100℃に加熱すること
により灰分を除去すると同時に、ミクロフィブリルを細
断して微結晶のシオグサセルロース繊維得る方法などが
ある。
【0009】得られたシオグサセルロース繊維は、高重
合度で、結晶性が高く、高弾性率であり、繊維の断面が
正方形に近く、マイクロガラス繊維のような剛直な様子
を呈しており、繊維径が約20〜50nmと非常に細い
ことが特長である。
【0010】従来、濾材には、圧力損失と捕集効率のバ
ランスを取るためにマイクロガラス繊維、マイクロガラ
スより繊維径の太い有機繊維などの素材が繊維径の順に
段階的に配合されている。その中で最も繊維径の細い素
材がマイクロガラス繊維であり、最も繊維径の細いもの
でも約0.1μmであった。
【0011】それに対して、シオグサの細胞壁から得ら
れるシオグサセルロース繊維の繊維径は約20〜50n
mであり、ガラス繊維のように剛直であるにもかかわら
ず、マイクロガラス繊維よりも非常に細いことに着目し
て濾材への適用を考案した。
【0012】しかし、シオグサセルロース繊維単独で濾
材を作製しようとした場合、濾材が非常に高密度とな
り、通気性が悪化してしまう。また、通気性を良くする
ために、マイクロガラスより繊維径の太い有機繊維との
混合のみで濾材を作製しようとした場合、繊維径20〜
50nm(0.02〜0.05μm)のシオグサセルロ
ース繊維と繊維径3μmを超える有機繊維との繊維径の
差が大きすぎるために両素材のネットワークが形成され
ず、濾材を作製する段階で湿式抄紙機の抄紙ワイヤーか
らシオグサセルロース繊維が脱落してしまい、良好な捕
集効率を得ることができない。
【0013】この問題を克服するために、シオグサセル
ロース繊維と平均繊維径が近似している0.1〜3μm
のマイクロガラス繊維を混合することにより、両素材の
ネットワークを形成させ、従来のマイクロガラス繊維と
マイクロガラスより繊維径の太い有機繊維などで構成さ
れた濾材では得られないより細かな空隙を構築できるこ
とにより捕集効率が高い濾材を提供するものである。
【0014】濾材を作製する方法としては、特に限定さ
れないが、水に分散したシオグサセルロース繊維と0.
1〜3μmのマイクロガラス繊維を混合したスラリーを
湿式抄紙法により抄紙して作製する方法などが挙げられ
る。
【0015】また、シオグサセルロース繊維とマイクロ
ガラス繊維の混合スラリーには、それ以外の他の繊維、
粉体、紙力剤などを混合することもできる。混合できる
繊維としては特に限定しないが、例えば、叩解パルプ、
未叩解パルプ、リンター、リント、マーセル化パルプ、
麻パルプ、レーヨン繊維、ポリエステル繊維、ビニロン
繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレ
ン繊維、メタ系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、ナ
イロン繊維などの有機繊維、ガラス繊維、マイクロガラ
ス繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミックス繊維、ロ
ックウール繊維、アルミナ繊維、酸化ベリウム繊維、カ
ーボン繊維、炭化ホウ素繊維、炭化珪素繊維、窒化ケイ
素繊維、活性炭繊維、金属繊維などの無機繊維、酸化チ
タン、炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、活性炭、タ
ルクなどの粉体、でんぷん、ポリアクリルアミド、ラテ
ックスなどの紙力剤、染料、顔料、撥水剤、難燃剤など
を、一種、または二種以上を性能を阻害しない範囲内で
配合することは可能である。
【0016】本発明のシオグサの細胞壁から得られるシ
オグサセルロース繊維と平均繊維径0.1〜3μmのマ
イクロガラス繊維からなる濾材の強度、腰(硬さ)を向
上させる目的で、各種バインダーを付与することが可能
である。用いられるバインダーとしては、例えば、アク
リル系、エポキシ系、酢酸ビニル系、ポリエステル系、
NBR系、SBR系などのラテックス、PVA、でんぷ
ん、フェノール樹脂などを単独、または2種以上併用で
きる。
【0017】
【作用】シオグサセルロース繊維と平均繊維径が近似し
ている平均繊維径0.1〜3μmのマイクロガラス繊維
を混合することにより、両素材のネットワークを形成さ
せ、従来のマイクロガラス繊維とマイクロガラスより繊
維径の太い有機繊維などで構成された濾材では得られな
いより細かな空隙を構築できることにより捕集効率が高
い濾材を提供できる。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明するが、
本発明はこれらに何等限定されるものではない。なお、
実施例および比較例における圧力損失、捕集効率は、以
下に示す評価方法により測定した。
【0019】[圧力損失]圧力損失(mmH2O)は、
シート状成形体に空気を流速5.3cm/秒で通気させ
たときの通気抵抗を水柱マノメーターのより求めた。
【0020】[捕集効率]捕集効率(%)は、平均粒径
0.3μmのジオクチルフタレート粒子を発生させ、こ
の粒子を含有する空気を流速5.3cm/秒でシート状
成形体を通気(濾過)させ、シート状成形体の前後で空
気をサンプリングし、それぞれの粒子数をマルチダスト
カウンターで測定し、下記数2より算出した。
【0021】
【数2】捕集効率={(濾過前の粒子数−濾過後の粒子
数)/濾過前の粒子数}×100
【0022】実施例1 [シオグサセルロース繊維の調製]水洗したシオグサの
細胞壁をヒスコトロンで解繊した後、2N−H2SO4
30分100℃に加熱することにより灰分を除去すると
同時に、ミクロフィブリルを細断して微結晶のシオグサ
セルロース繊維懸濁液を得た。
【0023】上記により調製したシオグサセルロース繊
維懸濁液と平均繊維径約0.3μmのマイクロガラス繊
維(CODE100、シュラー社製)、繊維径0.5デ
ニール(約7μm)×5mmのポリエステル繊維(帝人
社製)、繊維径2デニー(約14μm)×5mmのポリ
エステルバインダー繊維(メルテイ4080、ユニチカ
社製)との固形分の重量比率が20:10:30:40
になるように混合して水性スラリーを作製した。
【0024】乾燥重量70g/m2に相当する水性スラリー
を分取し、角型手抄き装置(金網80メッシュ、金網寸
法25×25cm)でシートを抄紙した後、濡れた状態
のシートをリンターパルプシートの間に挟み、シートプ
レス装置により10kg/cmの圧力で5分間プレスし
てシート中の水分を減少させた後、1m/分で回転する
表面温度120℃のシリンダードライヤーとフェルトの
間にシートを挟んで乾燥させ、実施例1の濾材を得た。
【0025】実施例2 [シオグサセルロース繊維の調製]水洗したシオグサの
細胞壁をヒスコトロンで解繊した後、2N−H2SO4
30分100℃に加熱することにより灰分を除去すると
同時に、ミクロフィブリルを細断して微結晶のシオグサ
セルロース繊維懸濁液を得た。
【0026】上記により調製したシオグサセルロース繊
維懸濁液と平均繊維径約0.65μmのマイクロガラス
繊維(CODE106、シュラー社製)、繊維径0.5
デニール(約7μm)×5mmのポリエステル繊維(帝
人社製)、繊維径2デニー(約14μm)×5mmのポ
リエステルバインダー繊維(メルテイ4080、ユニチ
カ社製)との固形分の重量比率が20:10:30:4
0になるように混合して水性スラリーを作製した。
【0027】乾燥重量70g/m2に相当する水性スラリー
を分取し、角型手抄き装置(金網80メッシュ、金網寸
法25×25cm)でシートを抄紙した後、濡れた状態
のシートをリンターパルプシートの間に挟み、シートプ
レス装置により10kg/cmの圧力で5分間プレスし
てシート中の水分を減少させた後、1m/分で回転する
表面温度120℃のシリンダードライヤーとフェルトの
間にシートを挟んで乾燥させ、実施例2の濾材を得た。
【0028】実施例3 [シオグサセルロース繊維の調製]水洗したシオグサの
細胞壁をヒスコトロンで解繊した後、2N−H2SO4
30分100℃に加熱することにより灰分を除去すると
同時に、ミクロフィブリルを細断して微結晶のシオグサ
セルロース繊維懸濁液を得た。
【0029】上記により調製したシオグサセルロース繊
維懸濁液と平均繊維径約0.3μmのマイクロガラス繊
維(CODE100、シュラー社製)、平均繊維径約
2.7μmのマイクロガラス繊維(CODE110、シ
ュラー社製)、繊維径0.5デニール(約7μm)×5
mmのポリエステル繊維(帝人社製)、繊維径2デニー
(約14μm)×5mmのポリエステルバインダー繊維
(メルテイ4080、ユニチカ社製)との固形分の重量
比率が20:5:5:30:40になるように混合して
水性スラリーを作製した。
【0030】乾燥重量70g/m2に相当する水性スラリー
を分取し、角型手抄き装置(金網80メッシュ、金網寸
法25×25cm)でシートを抄紙した後、濡れた状態
のシートをリンターパルプシートの間に挟み、シートプ
レス装置により10kg/cmの圧力で5分間プレスし
てシート中の水分を減少させた後、1m/分で回転する
表面温度120℃のシリンダードライヤーとフェルトの
間にシートを挟んで乾燥させ、実施例3の濾材を得た。
【0031】比較例1 平均繊維径約0.3μmのマイクロガラス繊維(COD
E100、シュラー社製)、繊維径0.5デニール(約
7μm)×5mmのポリエステル繊維(帝人社製)、繊
維径2デニー(約14μm)×5mmのポリエステルバ
インダー繊維(メルテイ4080、ユニチカ社製)との
固形分の重量比率が20:30:50になるように混合
して水性スラリーを作製した。
【0032】乾燥重量70g/m2に相当する水性スラリー
を分取し、角型手抄き装置(金網80メッシュ、金網寸
法25×25cm)でシートを抄紙した後、濡れた状態
のシートをリンターパルプシートの間に挟み、シートプ
レス装置により10kg/cmの圧力で5分間プレスし
てシート中の水分を減少させた後、1m/分で回転する
表面温度120℃のシリンダードライヤーとフェルトの
間にシートを挟んで乾燥させ、比較例1の濾材を得た。
【0033】比較例2 平均繊維径約0.65μmのマイクロガラス繊維(CO
DE106、シュラー社製)、繊維径0.5デニール
(約7μm)×5mmのポリエステル繊維(帝人社
製)、繊維径2デニー(約14μm)×5mmのポリエ
ステルバインダー繊維(メルテイ4080、ユニチカ社
製)との固形分の重量比率が20:30:50になるよ
うに混合して水性スラリーを作製した。
【0034】乾燥重量70g/m2に相当する水性スラリー
を分取し、角型手抄き装置(金網80メッシュ、金網寸
法25×25cm)でシートを抄紙した後、濡れた状態
のシートをリンターパルプシートの間に挟み、シートプ
レス装置により10kg/cmの圧力で5分間プレスし
てシート中の水分を減少させた後、1m/分で回転する
表面温度120℃のシリンダードライヤーとフェルトの
間にシートを挟んで乾燥させ、比較例2の濾材を得た。
【0035】比較例3 [シオグサセルロース繊維の調製]水洗したシオグサの
細胞壁をヒスコトロンで解繊した後、2N−H2SO4
30分100℃に加熱することにより灰分を除去すると
同時に、ミクロフィブリルを細断して微結晶のシオグサ
セルロース繊維懸濁液を得た。
【0036】上記により調製したシオグサセルロース繊
維懸濁液と繊維径0.5デニール(約7μm)×5mm
のポリエステル繊維(帝人社製)、繊維径2デニー(約
14μm)×5mmのポリエステルバインダー繊維(メ
ルテイ4080、ユニチカ社製)との固形分の重量比率
が20:30:50になるように混合して水性スラリー
を作製した。
【0037】乾燥重量70g/m2に相当する水性スラリー
を分取し、角型手抄き装置(金網80メッシュ、金網寸
法25×25cm)でシートを抄紙した後、濡れた状態
のシートをリンターパルプシートの間に挟み、シートプ
レス装置により10kg/cmの圧力で5分間プレスし
てシート中の水分を減少させた後、1m/分で回転する
表面温度120℃のシリンダードライヤーとフェルトの
間にシートを挟んで乾燥させ、比較例3の濾材を得た。
【0038】
【表1】
【0039】上記表1より、実施例1〜3のシオグサセ
ルロース繊維とマイクロガラス繊維を配合した濾材は捕
集効率が高かった。
【0040】比較例1および比較例2のシオグサセルロ
ース繊維を配合しない濾材の捕集効率は、実施例1〜3
の濾材よりマイクロガラス繊維の配合比率が多いにもか
かわらず、捕集効率は低いものであった。
【0041】比較例3の濾材は、濾材に配合されている
シオグサセルロース繊維とその他の繊維との繊維径の違
いが大きすぎて、良好なネットワークが形成できず、抄
紙ワイヤーからのシオグサセルロース繊維の流出が多
く、捕集効率は低いものであった。
【0042】
【発明の効果】シオグサセルロース繊維と平均繊維径が
近似している0.1〜3μmのマイクロガラス繊維を混
合することにより、両素材のネットワークを形成させ、
従来のマイクロガラス繊維とマイクロガラスより繊維径
の太い有機繊維などで構成された濾材では得られないよ
り細かな空隙を構築できるため捕集効率が高い濾材を提
供できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シオグサの細胞壁から得られるシオグサ
    セルロース繊維と平均繊維径0.1〜3μmのマイクロ
    ガラス繊維からなる濾材。
JP4287195A 1995-03-02 1995-03-02 濾 材 Pending JPH08229317A (ja)

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JP4287195A JPH08229317A (ja) 1995-03-02 1995-03-02 濾 材

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009119054A1 (ja) * 2008-03-25 2009-10-01 北越製紙株式会社 エアフィルタ用濾材
US11253821B2 (en) 2015-03-18 2022-02-22 Nvigorea Ab Preparation and use of cellulose nanofiber membrane

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