JPS621428A - フイルタ− - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は流体中の異種物質を選択的に捕集・分離するフ
ィルターに関し、更に詳しくは、磁性流体を用いた新規
なフィルターに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来から、ある流体中に混在する異種物質を選択的に捕
集してそれを分離Φ除去するために、各種のフィルター
が使用されている。

例えば、紙、金属１合成繊維、ガラスウール等の繊維若
しくは織布を成形したフィルターやコークス粒子のよう
な粒状物質の充填層などである。

これらのフィルターは、気相の流体中に固体微粒子が存
在するような場合の該微粒子の捕集・除去に関しては優
れた濾過機能を有しているが、しかし液体微粒子の捕集
効果は小さい。

とくに、液体微粒子とともに流体中に固体微粒子が混在
する場合には、固体微粒子がフィルターに付着すること
により液体微粒子にたいする捕集効果は一層低下する。

しかも、このフィルターの目詰まり等によってフィルタ
ーの濾過機能が低下したときに捕集微粒子の払落し、洗
浄等の再生処理を行なっても、その７濾過機能が完全に
回復することはなく、その結果、新しいフィルターに交
換することがしばしば必要になる。

一方、液相の流体中から異種液相成分のみを捕集・除去
する場合、例えば微量の油が混入した水から油分を捕集
・除去したり又は水が混入した油から水分を選択的に捕
集曇除去したりする場合に使用されるフィルターとして
、各種の多孔質焼結体が知られている。

これら多孔質焼結体フィルターの選枳的濾過機能は、焼
結体の流通気孔表面と各液相成分との濡れ性の相違に基
づいて発現する機能である。それゆえ、これら多孔質焼
結体フィルターの濾過機能はそのフィルター流通気孔表
面の性状に大きく左右されることになる。

このようなことから、流通気孔表面に、流体中の捕集対
象物である異種物質にだいして濡れ性が優れる特性の金
属例えば、メッキによってカドミウム、すす、ニッケル
等を被覆せしめることにより、該流通気孔表面の濡れ性
を変化させ全体としての濾過機能の向上が画られている
。

しかしながら、このようなフィルターであっても、異種
液相成分の捕集はあくまでもフィルター流通気孔表面で
進行するのであるから、ひとたび該表面が捕集対象の異
種物質で全面覆われてしまった時点ではその捕集効果は
著減し全体の濾過機能は低下する。とりわけ、処理すべ
き流体の流量が多い場合には、短時間で上記事態が生起
して選択的濾過機能は極めて不充分となる。

このように、従来のフィルターにあっては、優れた濾過
機能を長時間に亘って保持し、しかも再生処理による濾
過機能の回復が容易である、という点で問題があり、そ
の解決は強く望まれていることである。

［発明の目的］ 本発明は、上記した従来フィルターの有する問題点を解
消し、長時間に亘って濾過機能を保持し、かつ再生処理
によって容易にろ過機能を回復する新規なフィルターの
提供を目的とする。

［発明の概要］ 本発明のフィルターは、一部又は全部が磁性を有する多
孔質体と、該多孔質体の流通気孔表面にろ過能を保持し
た状態で担持された磁性流体から成ることを特徴とする
。

まず、本発明でいう磁性流体とは、強磁性体の微粒子を
液相媒体に分散せしめて成るコロイド溶液であって、そ
れ自身が見掛は主磁性を有するかのように挙動する流体
をいう。

具体的には、強磁性体の微粒子としてマグネタイト（Ｆ
ｅ３０４）、７７ガン亜鉛酸化鉄ＣＨｎ−Ｚｎ−０−Ｆ
ｅ４０５）などを用い、液相媒体として水９ケロシン、
ジエステル、アイコシルナフタリン、リン酸エステルな
どを用いて、これらを適宜に組合わせのものを例示する
ことができる。

本発明フィルターの基材は、一部又は全部が磁性体から
成る多孔質体である。この多孔質体を構成する材料は、
ニッケル、鉄、コバルトのような強磁性金属；次式＝Ｍ
Ｏ・Ｆｅ２Ｏ３（ただし、式中舅はＭｎ、　Ｆｅ、　Ｎ
ｉ、　Ｚｎ、　Ｂａ、　Ｇｏ、　Ｇｕ、　Ｍｇ、　Ｃｄ
などを表わす）で示されるフェライト、各種の永久磁石
材料をあげることができる。

永久磁石材料以外で多孔質体を構成した場合には、その
使用に際しては多孔質体の周囲に永久磁石や電磁石を配
置して外部からの磁場を形成することが必要である。

多孔質体は、その一部つまりは捕集対象物質が通流する
部分は少なくとも上記した材料で構成されていればよい
が、しかし、全体を上記材料で構成することのほうが好
ましい。

この多孔質体は、上記した材料の鉛重から常法により所
定の気孔率を有する焼結体として、又は上記材料のｔａ
維、織布等を例えばプレス成形して所定気孔率の多孔質
体として製造することができる。この場合、多孔質体の
気孔率は、捕集対象物質の粒子径、流体の通流量又はそ
の速度９通流前後の圧力損失などの因子を勘案し、また
多孔質体の気孔表面に担持された後述の磁性粒体と捕集
対象物質を含む流体との接触面積がその捕集効果に与え
る影響は大であることを勘案して、適宜に設定される０
通常、気孔率は５〜９５％であることが好ましい。後者
の繊維、織布から成形した多孔質体は、焼結体の製造の
場合に比べて、気孔率の制御が容易でありしかも気孔の
形状も単純となるので有用である。

本発明のフィルターは、上記多孔質体内の気孔表面に磁
性流体が相持されている。

この磁性流体は、流体と接触したとき、流体内捕集対象
物質の該磁性流体にたいする慣性衝突、接触、濡れ、拡
散、溶解などの作用により、捕集対象物質を効果的に捕
集して濾過機能を発揮する。

したがって、多孔質体に担持せしめる磁性流体は、対象
とする流体の種類によって適宜に選定されることになる
０例えば、油が混入した水から油を捕集する場合には、
この袖が移行して吸収されるように、親油性の媒体（例
えば油）をベースとした磁性流体を担持せしめればよく
、また水が混入した油から水を捕集する場合には、親水
性の媒体（例えば水）をベースにした磁性流体を担持せ
しめればよい。

このように、捕集対象物質との濡れ性が良好であり、ま
たは捕集対象物質を溶解せしめるような媒体を構成成分
とする磁性流体を担持せしめると、その捕集効果は増大
してフィルターの濾過機能は向上する。

また、気相中の固体微粒子、液体微粒子が磁性粒体にた
いして濡れにくい性状の場合であっても、これら微粒子
は磁性流体との衝突・接触効果や狭小な気孔路による篩
効果によって磁性流体に捕集されるが、しかし、その場
合でも捕集対象の微粒子物資との濡れ性が良好、又は溶
解せしめるような磁性流体を用いれば一層その捕集効果
は増大する。

多孔質体への磁性流体の担持は次のようにして行なわれ
る。

まず、所定気孔率の多孔質体を磁性流体の中に浸漬する
。多孔質体が永久磁石でない場合には、この多孔質体の
外周に永久磁石や電磁石を配置して磁化すればよい、多
孔質体の気孔内には磁性流体が浸透して気孔を満たす、
その後、この多孔質体を取出し一方から例えば高圧窒素
ガスを吹き当てて気孔内に充満する過剰の磁性流体を流
出せしめ、気孔表面のみを磁性流体で被覆してその膜を
形成する。なお、この過程で、気孔内で磁性流体が凝集
したりして流体流路を閉塞することなく磁性流体を均一
分布せしめるために、磁性流体は予め帯磁させてから使
用することが好適である。

気孔表面の磁性流体の膜の厚み、粘性の大小。

付着力の多寡等は、気孔の孔径・表面積、磁性流体の量
、磁場の強さその勾配等を適宜に調整することにより、
フィルターの目的・用途に応じて変化させることができ
る。

フィルターの再生処理は例えば次のようにして行なわれ
る。処理すべきフィルターを、担持させた磁性流体と同
一の磁性流体に浸漬し、全体を強力な磁場中で振動させ
ればよい。磁性流体に不溶な捕集物質が離脱して浮上し
てくる。そしてフィルターを引きあげると多孔質体内に
存在していた磁性流体は、帯磁している磁性流体の側に
移行して多孔質体から除去されることになる。得られた
多孔質体に新たな磁性流体を担持せしめればフィルター
が再生されたことになる。

［発明の実施例］ 実施例１ 直径約５０−のニッケル繊維から成るネットを重ね合わ
せ全体をプレス成形して厚み約１０ｈａの多孔質体を製
作した。ネットの網目間隙の直径は平均５Ｐであった。

この多孔質体の外周側面にＢａミツエライトの永久磁石
（１０００００ｅ）を貼りつけ、これを、磁性粉が粒径
ｏ、ｏｉ−のマグネタイトであり、媒体がアイコシルナ
フタリンである磁性流体に浸漬した。

多孔質体を取出したのち、ネット面に圧力５ｋｇ／ａｍ
２の窒素ガスを吹きつけて余剰の磁性流体を除去した。

ネット表面には均一に厚み約　ＩＢの磁性流体膜が形成
された。

ついで、得られたフィルターを、粒径　１〜３−のケイ
砂が混入している窒素気流中にセットし、フィルターの
入口側と出口側の塵埃濃度を比色法で測定し、入口側濃
度Ｃｅ、出口側濃度Ｃｉとしたとた。比較のため、磁性
流体を担持せしめない場合についても同様にして除塵率
η。を算出した。

ηｌ／η０の経時変化を第１図に示した。

第１図から明らかなように、本発明フィルターは、磁性
流体を担持しない比較例フィルターに比べて、その除塵
率が大きく、しかも時間経過とともにその差は大きくな
っており、高い除塵効果を長時間維持することができる
。

実施例２ 平均粒径３０−のニッケル粉末を常法により焼結して気
孔平均径が５μで気孔率的３５％の多孔質体を製作し、
これを用いたことを除いては実施例１と同様にしてフィ
ルターを製造した。

このフィルターを用いて実施例１と同様に除塵率の経時
変化を調べ、その結果を第２図に示した。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明のフィルターは、
■捕集対象物質に適合した磁性流体を選定することによ
り流体が液相であっても気相であってもその中から対象
とする異種物質を効果的に捕集・除去することができる
、■しかも、上記異種物質の捕集は多孔質体の気孔表面
に形成された磁性流体膜の表面のみで行なわれるのでは
なく、厚みを含めて該膜全体が行なうことであるため、
その捕集効果は長時間に亘って保持されることになりフ
ィルター寿命は長くなる、■また、捕集物質を多孔質体
の内部に残留させることなく全て多孔質体の外に除去す
ることができるので、再生処理は完全に行なうことがで
きる、などの効果を奏しその工業的利益は大である。更
には、捕集物質はその除去過程で飛散することなく回収
できるので、例えば、放射性物質の取扱施設などにおい
て、放射性物質を選択的に捕集し分離し除去する除染工
程のフィルターとして有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ実施例１．実施例２の本発明
フィルターの除塵効果を表わす図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一部又は全部が磁性を有する多孔質体と、該多孔質体の
   流通気孔表面にろ過能を保持した状態で担持された磁性
   流体から成ることを特徴とするフィルター。