WO2018104980A1 - フィルタ部材用素材 - Google Patents

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WO2018104980A1 PCT/JP2016/005061 JP2016005061W WO2018104980A1 WO 2018104980 A1 WO2018104980 A1 WO 2018104980A1 JP 2016005061 W JP2016005061 W JP 2016005061W WO 2018104980 A1 WO2018104980 A1 WO 2018104980A1
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polyamide resin
filter material
porous
resin fiber
fiber
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馬場　由成
義貴 山口
香織 前田
長谷川　亮
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株式会社ロキテクノ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres

Definitions

  • the present invention relates to a filter member material.
  • a filter member in which a porous material such as a nonwoven fabric is formed in a cylindrical shape so as to trap impurities in a part of the pipe line.
  • a porous material such as a nonwoven fabric
  • One method is to make it porous.
  • a method of making the surface of the nonwoven fabric porous by chemical treatment can be considered.
  • a treatment method by hydrolysis of nylon with an inorganic acid can be considered.
  • Patent Document 1 proposes a method of treating nylon with an inorganic acid by hydrolysis, but this is intended to stretch unit fibers and is not intended to be made porous. The performance can be improved by making the surface of the nonwoven fabric porous.
  • a polyamide-based resin fiber filter material in which fiber elements of a crystal part are mainly assembled on a surface from a polyamide-based resin fiber having a crystal part and an amorphous part, and a plurality of pores are formed between the fiber elements of the crystal part. This is solved by the filter material forming the porous portion to be formed.
  • a porous material which is an aggregate of fine pores is formed, and the surface area of the filter material is improved.
  • the polyamide resin fiber having a crystal part and an amorphous part is prepared.
  • the polyamide resin fiber is a fiber assembly such as nylon 6 or nylon 66.
  • the polyamide resin fiber is immersed in a treatment solution of an inorganic acid with a nonwoven fabric having a fiber diameter of 0.1 to 30 micrometers to hydrolyze the non-crystalline part.
  • a method other than immersion can be used.
  • the inorganic acid treatment liquid is a liquid such as nitric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid.
  • the treatment liquid concentration is preferably 1 to 30 percent by weight of the acid concentration.
  • the temperature of the treatment liquid is 15 degrees Celsius to 60 degrees Celsius.
  • the amorphous part is removed on the surface of the polyamide resin fiber, and the elements of the crystal part on the surface of the polyamide resin fiber form a three-dimensional network structure. And the part of the non-crystal part from which the polyamide-type resin fiber was removed becomes a several hole, and forms a porous part.
  • the size of the holes is, for example, a diameter of about 10 nanometers to 200 nanometers, and the number of holes per 100 microsquare meters is about 10,000.
  • FIG. 1 is a SEM photograph of a cross section of nylon fiber taken at 15,000 times when immersed in a nitric acid solution having an acid concentration of 12.5 weight percent and 40 degrees Celsius for 300 minutes.
  • FIG. 2 is an SEM photograph of the surface of a nylon fiber taken at 30,000 magnifications when immersed in a nitric acid solution having an acid concentration of 12.5 weight percent and 40 degrees Celsius for 300 minutes.
  • FIG. 3 is an SEM photograph of the surface of a nylon fiber taken at 30,000 magnifications when immersed in a nitric acid solution having an acid concentration of 12.5 weight percent and 40 degrees Celsius for 300 minutes. ) Is the fiber surface.
  • the element of the crystal part can form a porous part having a three-dimensional network structure on the surface of the cross section of the polyamide resin fiber.
  • the porous structure having a three-dimensional network structure is an embodiment in which a gap is formed between adjacent elements of the crystal part, and a large number of gaps are formed.
  • FIG. 4 shows a polyamide resin fiber filter material (treated product) obtained by dipping in the inorganic acid treatment liquid of the present invention to hydrolyze the non-crystalline portion, and a polyamide resin fiber filter not immersed in the inorganic acid treatment liquid. It shows the difference in adsorption rate when a polystyrene latex particle 0.005 percent solution is passed through each of the raw material (untreated product). As shown in FIG. 4, in the initial stage of liquid flow, the adsorption rate of the polyamide-based resin fiber hydrolyzed from the non-crystalline portion on the filter material is higher than that of the untreated polyamide-based resin fiber filter material. I understand that.
  • a porous porous resin having a three-dimensional network structure can be formed on the surface by immersing the polyamide resin fiber in an inorganic acid treatment solution and hydrolyzing the non-crystalline portion.
  • FIG. 5 shows a polyamide resin fiber filter material (treated product) obtained by dipping in the inorganic acid treatment liquid of the present invention to hydrolyze the non-crystalline portion, and a polyamide resin fiber not immersed in the inorganic acid treatment liquid.
  • 2 shows the difference in adsorption rate when an aqueous solution containing phenol red as a pigment is passed through each of the filter material (untreated product).
  • the surface area of the fiber surface at the beginning of the liquid passing time compared to untreated polyamide resin fibers by forming a porous three-dimensional network structure on the surface.
  • the functional groups accompanying the increase increase, the amount of dye adsorption increases, and the adsorption effect increases.

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Abstract

結晶部と非結晶部とを有するポリアミド系樹脂繊維からなり、結晶部の繊維要素のみを集合化したポリアミド系樹脂繊維のフィルタ素材であって、各ポリアミド系樹脂繊維の表面部において、結晶部の要素の間で複数の孔が形成される多孔質部を形成しているフィルタ素材により解決する。

Description

フィルタ部材用素材
　本願発明は、フィルタ部材用素材に関する。
　流体の濾過を目的とした装置の管路では、その管路の一部に、不純物を捕捉するように不織布等の多孔質素材を円筒形に形成したフィルタ部材が使用される。フィルタ部材は、吸着量を上げるためには、不織布等の吸着部分の表面積を大きくする必要がある。その一つの方法として、多孔質化が挙げられる。
特開昭４３－２２３４９号公報
　多孔質化の一つの方法としては、不織布の表面を化学処理により多孔質化する方法が考えられる。化学処理による多孔質化の方法として、ナイロンを無機酸により加水分解による処理方法が考えられる。特許文献１には、ナイロンを無機酸により加水分解による処理する方法を提案しているが、これは単位繊維の延伸を目的としたものであり、多孔質化を図ろうとするものではない。不織布の表面を多孔質化することにより、性能の向上をはかることができる。
　結晶部と非結晶部とを有するポリアミド系樹脂繊維から表面に主に結晶部の繊維要素を集合化したポリアミド系樹脂繊維のフィルタ素材であって、結晶部の繊維要素の間で複数の孔が形成される多孔質部を形成しているフィルタ素材により解決する。
　本発明により、細かい孔の集合体である多孔質を形成して、フィルタ素材の表面積が向上する。
本発明のフィルタ部材用素材の断面のＳＥＭ写真である。 本発明のフィルタ部材用素材の表面のＳＥＭ写真である。 本発明のフィルタ部材用素材の表面と断面を拡大したＳＥＭ写真である。 本発明のフィルタ部材用素材を用いた場合と、未処理のフィルタ用素材を用いた場合における物理吸着性能の比較を示している。 本発明のフィルタ部材用素材を用いた場合と、未処理のフィルタ用素材を用いた場合における色素の吸着性能の比較を示している。
　まず、結晶部と非結晶部とを有するポリアミド系樹脂繊維を準備する。ポリアミド系樹脂繊維としては、ナイロン６およびナイロン６６等の繊維集合体である。たとえば、繊維径０．１マイクロメータから３０マイクロメータの不織布により、このポリアミド系樹脂繊維を無機酸の処理液に浸漬して、非結晶部を加水分解する。無機酸の処理液がポリアミド系樹脂繊維に十分に触れる限り、浸漬以外の方法もとることができる。無機酸の処理液は、硝酸、塩酸、硫酸等の液体である。処理液濃度は、酸濃度が１重量パーセントから３０重量パーセントが好ましい。処理液の温度は、摂氏１５度から摂氏６０度である。これに、所定時間、たとえば１５分から３００分程度浸漬する。その後、取り出して、純水にて処理液が中性になるまで洗浄する。純水による洗浄後、水分を除去し、乾燥機にて摂氏約６０度で乾燥する。
　この処理を行うことにより、ポリアミド系樹脂繊維の表面において、非結晶部が除去されて、ポリアミド系樹脂繊維の表面の結晶部の要素が三次元網目構造を形成する。そして、ポリアミド系樹脂繊維の除去された非結晶部の箇所が、複数の孔となって多孔質部を形成する。孔の大きさは、たとえば、径が、１０ナノメータから２００ナノメータ程度であって、１００マイクロ平米あたりの孔の個数は、約１０，０００個である。
　図１は、酸濃度が１２．５重量パーセントで摂氏４０度の硝酸液に３００分浸漬した場合のナイロン繊維の断面を１５，０００倍で撮影したＳＥＭ写真である。図２は、酸濃度が１２．５重量パーセントで摂氏４０度の硝酸液に３００分浸漬した場合のナイロン繊維の表面を３０，０００倍で撮影したＳＥＭ写真である。図３は、酸濃度が１２．５重量パーセントで摂氏４０度の硝酸液に３００分浸漬した場合のナイロン繊維の表面を３０，０００倍で撮影したＳＥＭ写真であって、多孔質部(写真右側)が繊維表面である。
　この写真に撮影されているとおり、ポリアミド系樹脂繊維の断面の表面において、結晶部の要素が三次元網目構造の多孔質部を形成できることがわかる。ここで、三次元網目構造の多孔質とは、近接する結晶部の要素同士の隙間が孔を形成し、その隙間が多いことから多孔が形成されている態様である。三次元網目構造の多孔質を形成することにより、約２．２倍の表面積の向上が達成できる。
　図４は、本発明の無機酸の処理液に浸漬して非結晶部を加水分解したポリアミド系樹脂繊維のフィルタ素材（処理品）と、無機酸の処理液に浸漬しないポリアミド系樹脂繊維のフィルタ素材（未処理品）とのそれぞれにポリスチレンラテックス粒子０．００５パーセント液を通液したときの吸着率の差を示したものである。図４に示すように、通液初期の段階において、非結晶部を加水分解したポリアミド系樹脂繊維のフィルタ素材での吸着率が、未処理のポリアミド系樹脂繊維のフィルタ素材よりも向上していることがわかる。すなわち、ポリアミド系樹脂繊維を無機酸の処理液に浸漬して、非結晶部を加水分解することにより、表面に三次元網目構造の多孔質を形成することができる。これにより、未処理のポリアミド系樹脂繊維に比べて、通液時間の初期において、繊維表面においての物理吸着量が向上し、吸着効果が高くなることがわかる。
　また、図５は、本発明の無機酸の処理液に浸漬して非結晶部を加水分解したポリアミド系樹脂繊維のフィルタ素材（処理品）と、無機酸の処理液に浸漬しないポリアミド系樹脂繊維のフィルタ素材（未処理品）とのそれぞれに色素としてフェノールレッドを含有した水溶液を通液したときの吸着率の差を示したものである。図５に示すように、図４と同様に、表面に三次元網目構造の多孔質を形成することで、未処理のポリアミド系樹脂繊維に比べて、通液時間の初期において、繊維表面の表面積増加に伴う官能基が増加して、色素の吸着量が増加し、吸着効果が高くなる。
　すなわち、前記のとおり、この構成とすることにより、機械的に形成される孔よりも細かい孔を形成させることができる。また、細かい孔を形成させることにより、樹脂繊維の表面積を増加させることができる。さらに、形成された細孔により物理吸着を喚起して粒子捕捉性能が向上する。また、さらに、形成された細孔による表面積の増加に伴う表面官能基の増加による色素などの低分子成分の吸着効果が向上する。
 

Claims (4)

  1. 　結晶部と非結晶部とを有するポリアミド系樹脂繊維からなり、表面に主に結晶部の繊維要素を集合化したポリアミド系樹脂繊維のフィルタ素材であって、各ポリアミド系樹脂繊維の表面部において、結晶部の要素の間で複数の孔が形成される多孔質部を形成しているフィルタ素材。
  2. 　請求項１に記載のフィルタ素材であって、
    　前記多孔質部は、前記ポリアミド系樹脂繊維の非結晶部を除去した箇所が前記複数の孔であるフィルタ素材。
  3. 　請求項１または２に記載のフィルタ素材であって、
    　前記多孔質部は、前記結晶部の前記要素が三次元網目構造であるフィルタ素材。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタ素材であって、
    　前記非結晶部は前記ポリアミド系樹脂繊維を無機酸により除去されて、前記複数の孔となるフィルタ素材。
     
     

     
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6049795A (ja) * 1983-08-31 1985-03-19 Kanai Hiroyuki 殺菌性繊維シ−ト
JPH0691105A (ja) * 1991-12-17 1994-04-05 Daiwabo Co Ltd カートリッジフィルター
JPH09323011A (ja) * 1996-06-06 1997-12-16 Kuraray Co Ltd ろ過布
JP2000328449A (ja) * 1999-05-25 2000-11-28 Chubu Kiresuto Kk 金属キレート形成性繊維及びその製法、並びに該繊維を用いた金属イオン捕捉法及び金属キレート繊維
JP2002058922A (ja) * 2000-08-22 2002-02-26 Unitica Fibers Ltd 濾 材
JP2002275740A (ja) * 2001-03-19 2002-09-25 Toray Ind Inc 食品濾過用布帛
JP2010274239A (ja) * 2009-06-01 2010-12-09 Teijin Techno Products Ltd フィルター用スクリム、およびそれを用いたフィルター
JP2012228656A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Teijin Techno Products Ltd フィルター

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6049795A (ja) * 1983-08-31 1985-03-19 Kanai Hiroyuki 殺菌性繊維シ−ト
JPH0691105A (ja) * 1991-12-17 1994-04-05 Daiwabo Co Ltd カートリッジフィルター
JPH09323011A (ja) * 1996-06-06 1997-12-16 Kuraray Co Ltd ろ過布
JP2000328449A (ja) * 1999-05-25 2000-11-28 Chubu Kiresuto Kk 金属キレート形成性繊維及びその製法、並びに該繊維を用いた金属イオン捕捉法及び金属キレート繊維
JP2002058922A (ja) * 2000-08-22 2002-02-26 Unitica Fibers Ltd 濾 材
JP2002275740A (ja) * 2001-03-19 2002-09-25 Toray Ind Inc 食品濾過用布帛
JP2010274239A (ja) * 2009-06-01 2010-12-09 Teijin Techno Products Ltd フィルター用スクリム、およびそれを用いたフィルター
JP2012228656A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Teijin Techno Products Ltd フィルター

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