JP4641408B2 - filter - Google Patents
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Description
本発明は、被処理流体（空気等の気体や水、油等の液体）を浄化するのに有用なフィルターおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a filter useful for purifying a fluid to be treated (a gas such as air or a liquid such as water or oil) and a method for producing the same.
従来のフィルターには、例えば、特開平７−１４８４０８号公報（特許文献１）や特開平８−１０５３９号公報（特許文献２）に開示されているように、吸着剤（活性炭）を容器に直接入れて使用するものがある。すなわち、これらのフィルターは、蓋とケースから成る有底筒状の容器に活性炭を充填し活性炭の脱落を防止したフィルターである。このような構造のフィルターは、活性炭が容器に単に充填されているにすぎないため、容器が破損すると内部の活性炭が外部に飛散する。また、被処理流体との接触効率が低いため、多量の活性炭を必要とし、高価となる。 In conventional filters, for example, as disclosed in JP-A-7-148408 (Patent Document 1) and JP-A-8-10539 (Patent Document 2), an adsorbent (activated carbon) is directly applied to a container. There is something to put in and use. That is, these filters are filters in which activated carbon is filled into a bottomed cylindrical container composed of a lid and a case to prevent the activated carbon from falling off. In the filter having such a structure, the activated carbon is merely filled in the container, and therefore, when the container is broken, the activated carbon inside is scattered to the outside. Further, since the contact efficiency with the fluid to be treated is low, a large amount of activated carbon is required, which is expensive.
また、特許文献２のフィルターは、蓋およびケースの少なくとも一方の材質に化学繊維を使用するとともに、その化学繊維を超音波振動を作用させて融着させることにより、蓋とケースとを接合している。このようなフィルターは通常の使用中に接着剤に含まれる有害成分が溶出する虞はない。しかし、被処理流体が高温である場合、化学繊維が溶出する虞があり、安全性が充分でない。 In addition, the filter of Patent Document 2 uses a chemical fiber as a material of at least one of the lid and the case, and bonds the lid and the case by fusing the chemical fiber by applying ultrasonic vibration. Yes. Such a filter has no risk of leaching of harmful components contained in the adhesive during normal use. However, when the fluid to be treated has a high temperature, chemical fibers may be eluted, and safety is not sufficient.
一方、特開２００２−２１９３１４号公報（特許文献３）では、紙や布などを解繊した繊維に吸着剤（籾殻状各種炭化物など）を分散させて、吸着剤を繊維で固定したフィルターが開示されている。このフィルターは繊維量を適宜調節することで従来の同構造の吸着シートにない厚みを有することを特徴とする。従って、厚みを調節することで被処理流体と吸着剤との適度な接触が図れる。また、吸着剤を分散させることで接触効率が改善し吸着剤の使用量を減少でき、吸着剤の脱落の虞が少なく取り扱いが容易で、接着剤を使用しないため安全性にも優れている。しかし、繊維量を増すため、通気性、通液性が低い。そのため、被処理流体が液体である場合、特に圧力損失が大きく、かえってろ過効率が低下する。 On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-219314 (Patent Document 3) discloses a filter in which an adsorbent (various husk-like carbides) is dispersed in fibers obtained by defibrating paper or cloth, and the adsorbent is fixed with fibers. Has been. This filter is characterized in that it has a thickness that is not found in a conventional adsorption sheet having the same structure by appropriately adjusting the amount of fibers. Therefore, moderate contact between the fluid to be treated and the adsorbent can be achieved by adjusting the thickness. Further, by dispersing the adsorbent, the contact efficiency can be improved and the amount of adsorbent used can be reduced, the adsorbent can be easily removed and handled easily, and since no adhesive is used, the safety is excellent. However, since the amount of fibers is increased, the air permeability and liquid permeability are low. Therefore, when the fluid to be treated is a liquid, the pressure loss is particularly large, and the filtration efficiency is lowered.
また、特許文献３には吸着層をメッシュ地で覆ったフィルターが開示されており、さらに、メッシュ地を繊維で固着することが記載されている。しかし、具体的な固着方法は示されていない。
Further,
特開２００１−２１２４１３号公報（特許文献４）には、パルプを離解して綿状かつ嵩高状の不定形とし、パルプを構成するセルロース繊維の毛羽立ちを利用して流体中の不純物を吸着するろ過材が開示されている。この文献には、ろ過材の密度が０．０６〜０．４０ｇ／ｃｍ3であること、活性炭を含むこと、抄紙工程を経ることなく得ることなども記載されている。しかし、不定形であるため、取り扱いが煩雑となるだけでなく、パルプに対する活性炭の保持性を高めることが困難であり、活性炭が偏析する虞がある。特に、粒径の小さい活性炭を用いる場合、パルプに活性炭粉末を均一に分散させて保持させることが困難であり、ろ過効率が低下する。また、作業工程において活性炭が飛散し易く、作業性及び作業環境を損なう。 JP-A-2001-212413 (Patent Document 4) discloses a filtration in which pulp is disaggregated into a cotton-like and bulky irregular shape, and impurities in the fluid are adsorbed using fluffing of cellulose fibers constituting the pulp. A material is disclosed. This document also describes that the density of the filter medium is 0.06 to 0.40 g / cm 3 , that it contains activated carbon, and that it can be obtained without going through a papermaking process. However, since it is indefinite, handling is not only complicated, but it is difficult to improve the retention of activated carbon with respect to pulp, and activated carbon may be segregated. In particular, when using activated carbon with a small particle size, it is difficult to uniformly disperse and hold the activated carbon powder in the pulp, resulting in a decrease in filtration efficiency. Moreover, activated carbon tends to scatter in a work process, and workability and a work environment are impaired.
特開２００１−３０９９６８号公報（特許文献５）では、吸着剤を繊維で固定した吸着層を、パルプシートで覆ったフィルターを開示している。吸着層を覆い多層構造とすることで、吸着剤が露出せず、取り扱いが一層容易になる。しかし、特許文献５を含めて同構造の従来のフィルターでは、パルプシートと吸着剤を含むシートとを接着剤を用いて接着させており、安全性が疑問視される。
従って、本発明の目的は、粒子径の小さな吸着剤（活性炭など）であっても均一に分散でき、小さな圧力損失で吸着効率が高く、適用分野が広く、かつ耐久性に優れたフィルターを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to provide a filter that can be uniformly dispersed even with an adsorbent (active carbon, etc.) with a small particle size, has a high adsorption efficiency with a small pressure loss, has a wide application field, and has excellent durability. There is to do.
本発明の他の目的は、吸着体を中間層として含む多層構造としても、接着剤を使用することなく、吸着体を確実かつ強固に固定でき、安全性に優れるとともに、取り扱いも容易なフィルターを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a filter that can be securely and firmly fixed without using an adhesive, has excellent safety, and is easy to handle, even in a multilayer structure including an adsorbent as an intermediate layer. It is to provide.
本発明のさらに他の目的は、上記特徴を有するフィルターを、簡便でかつ効率よく製造する方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a method for easily and efficiently producing a filter having the above characteristics.
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、膨張処理などにより、粉粒状吸着剤と繊維とで嵩密度の小さな抄紙構造のフィルターを構成すると、圧力損失が小さく、被処理流体と吸着剤との接触面積が広くでき、高い吸着効率を有することを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive investigations to achieve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have found that when a filter having a paper making structure with a small bulk density is formed by a granular adsorbent and fibers by expansion treatment or the like, the pressure loss is small and the fluid to be treated The present invention has been completed by finding that the contact area between the adsorbent and the adsorbent can be widened and has high adsorption efficiency.
すなわち、本発明のフィルターは、粉粒状吸着剤と繊維とを含む抄紙構造の多孔質吸着体で構成されており、多孔質吸着体が０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ3の嵩密度を有する。この多孔質吸着体は、膨張処理により前記嵩密度が付与されていてもよい。 That is, the filter of the present invention is composed of a porous adsorbent having a paper making structure including a granular adsorbent and fibers, and the porous adsorbent has a bulk density of 0.01 to 0.5 g / cm 3. . The porous density may be imparted to the porous adsorbent by an expansion treatment.
前記粉粒状吸着剤は、平均粒径５〜１００μｍ程度で、平均細孔径１〜１００Å程度の活性炭であってもよい。前記繊維はパルプや爆砕処理によって得られた竹繊維などであってもよい。また、粉粒状吸着剤の割合は、繊維１００重量部に対して５〜２００重量部程度が望ましい。フィルターは、前記吸着体がプレート状又は板状に形成され、かつその少なくとも一方の面に、繊維で構成された繊維層が形成されたフィルターであって、前記吸着体と前記繊維層とが繊維の絡み合いにより密着したフィルターであってもよい。また、フィルターは、吸着体が繊維層の間に介在し、吸着体と各繊維層とが繊維の絡み合いにより密着している多層構造であってもよい。多層構造のフィルターは、吸着体と各繊維層との厚み割合が、前者／後者＝５０／５０〜９５／５であるシート状又は周縁部にフランジ部（鍔部）を有する筒状であってもよく、吸着体と各繊維層だけでなく周縁部においても各繊維層間の繊維が互いに絡み合って密着していてもよい。各繊維層の密度は特に制限されず、例えば、被処理流体の上流側に位置する一方の繊維層の密度が、下流側に位置する他方の繊維層の密度よりも小さくてもよい。フィルターは、側部が、下流側から上流側に向かって外方向に傾斜したテーパー部を有していてもよい。 The granular adsorbent may be activated carbon having an average particle diameter of about 5 to 100 μm and an average pore diameter of about 1 to 100 μm. The fiber may be pulp or bamboo fiber obtained by blasting treatment. The proportion of the particulate adsorbent is desirably about 5 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fiber. The filter is a filter in which the adsorbent is formed in a plate shape or a plate shape, and a fiber layer composed of fibers is formed on at least one surface thereof, and the adsorbent and the fiber layer are fibers. The filter may be in close contact with each other by entanglement. The filter may have a multilayer structure in which the adsorbent is interposed between the fiber layers, and the adsorbent and each fiber layer are in close contact with each other due to the entanglement of the fibers. The filter having a multilayer structure is a sheet shape in which the thickness ratio between the adsorbent and each fiber layer is the former / the latter = 50/50 to 95/5 or a cylindrical shape having a flange portion (a flange portion) at the peripheral portion. In addition, the fibers between the fiber layers may be intertwined with each other not only at the adsorbent and each fiber layer but also at the periphery. The density in particular of each fiber layer is not restrict | limited, For example, the density of one fiber layer located in the upstream of the to-be-processed fluid may be smaller than the density of the other fiber layer located in the downstream. The filter may have a tapered portion whose side portion is inclined outward from the downstream side toward the upstream side.
また、本発明のフィルターは、被処理流体を吸着処理するためのフィルターとして有用であり、被処理流体が液体であっても、油脂であってもよい。さらに、被処理流体が油脂である場合には、例えば、被処理流体の処理方向における上流側の表面に、フィルターの交換を報知させるための交換表示部が形成されており、この交換表示部が水溶性高分子で構成されていてもよい。 Moreover, the filter of the present invention is useful as a filter for adsorbing a fluid to be treated, and the fluid to be treated may be a liquid or an oil. Further, when the fluid to be treated is oil or fat, for example, an exchange display portion for informing the replacement of the filter is formed on the upstream surface in the treatment direction of the fluid to be treated. It may be composed of a water-soluble polymer.
吸着体は粉粒状吸着剤と繊維とを含む懸濁液（又はスラリーもしくは分散液）を湿式抄造し、生成した成形吸着体を湿潤状態で０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ3の嵩密度に膨張させて製造してもよい。また、膨潤は、成形吸着体にマイクロ波又は真空吸引力を作用させる方法であってもよい。 The adsorbent is prepared by wet-making a suspension (or slurry or dispersion) containing a granular adsorbent and fibers, and the formed adsorbent in a wet state has a bulk density of 0.01 to 0.5 g / cm 3. You may inflate and manufacture. The swelling may be a method of applying a microwave or a vacuum suction force to the molded adsorbent.
プレート状吸着体と繊維層とで構成されたフィルターは、抄造により生成した湿潤状態の繊維層と湿潤状態の吸着体とを、接着剤を使用せず、所定形状に成形した後、成形体を湿潤状態で膨張させる方法で製造してもよい。特に、多層構造のフィルターは抄造により生成した湿潤状態の繊維層と湿潤状態の成形吸着体とを重ねた状態で、少なくとも成形吸着体上に繊維を含むスラリーを適用して抄造し、接着剤を使用せず各層を密着させ、所定形状に成形した後、成形体を膨張させる方法で製造してもよい。あるいは、吸引成形により収容凹部を有する形状に繊維を含むスラリーを抄造し、生成した湿潤状態の繊維層の凹部に湿潤状態の成形吸着体を収容した後、前記繊維層の周縁部及び成形吸着体全体に亘り繊維を含むスラリーを適用して吸引成形して抄造し、周縁部にフランジ部（鍔部）を有する成形体（円筒状、多角柱状、逆台形状など）に加圧成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させることにより製造してもよい。 A filter composed of a plate-like adsorbent and a fiber layer is formed by forming a wet fiber layer and a wet adsorbent produced by papermaking into a predetermined shape without using an adhesive, You may manufacture by the method of expanding in a wet state. In particular, a multilayer filter is formed by applying a slurry containing fibers on at least a molded adsorbent in a state where a wet fiber layer produced by paper making and a wet formed adsorbent are stacked. It may be manufactured by a method in which each layer is brought into close contact without being used and formed into a predetermined shape, and then the formed body is expanded. Alternatively, after forming a slurry containing fibers into a shape having an accommodating recess by suction molding, and storing the wet shaped adsorbent in the concave portion of the generated wet fiber layer, the peripheral edge of the fiber layer and the molded adsorbent Applying slurry containing fibers over the whole and making it by suction molding, press forming into a molded body (cylindrical shape, polygonal columnar shape, inverted trapezoidal shape, etc.) having a flange part (saddle part) at the peripheral part, You may manufacture by expanding the molded object of a wet state.
なお、本明細書において、活性炭とは、賦活処理の有無や程度に拘わらず吸着能を有する炭素質物質を意味し、木炭などの炭、軽度に賦活処理した炭素質物質、賦活処理した活性炭などを含む意味に用いる。 In the present specification, activated carbon means a carbonaceous material having an adsorbing ability regardless of the presence or absence and degree of activation treatment, charcoal such as charcoal, lightly activated carbonaceous material, activated carbon activated, etc. Used to mean including
本発明のフィルターによると、小さな圧力損失で効率よく被処理流体を処理できる。また、このフィルターを、吸着体を中間層として含む多層構造としても、接着剤を使用することなく、吸着体を確実かつ強固に固定できる。また、このフィルターは環境に与える負荷が小さく、幅広い温度の被処理流体を処理できる。前述のフィルターは様々な形状にすることができるため、取り扱いが容易で長時間にわたり処理効率がよく、適用分野が広い。さらに、本発明によれば、上記フィルターを簡便かつ効率よく製造することができる。 According to the filter of the present invention, the fluid to be processed can be efficiently processed with a small pressure loss. Moreover, even if this filter is made into the multilayer structure which contains an adsorbent as an intermediate | middle layer, an adsorbent can be fixed reliably and firmly, without using an adhesive agent. In addition, this filter has a small load on the environment, and can process fluids to be processed at a wide temperature range. Since the above-mentioned filter can be formed in various shapes, it is easy to handle, has high processing efficiency over a long period of time, and has a wide range of application fields. Furthermore, according to this invention, the said filter can be manufactured simply and efficiently.
［多孔質吸着体及びフィルター］
本発明のフィルターは、繊維、および繊維に均一に分散した粉粒状吸着剤から構成されており、フィルターの嵩密度は０．５ｇ／ｃｍ3以下である。
[Porous adsorbent and filter]
The filter of this invention is comprised from the granular adsorbent uniformly disperse | distributed to the fiber and the fiber, and the bulk density of a filter is 0.5 g / cm < 3 > or less.
フィルター（吸着フィルター）は少なくとも多孔質吸着体で構成されており、この多孔質吸着体は抄紙又は抄造構造を有している。抄紙又は抄造構造を有するため、被処理流体が均一に通過し、吸着効率が高い。また、粉粒状吸着剤が分散しているため、吸着剤の使用量が少量であっても効率よく吸着できる利点がある。 The filter (adsorption filter) is composed of at least a porous adsorbent, and the porous adsorbent has a papermaking or papermaking structure. Since it has a papermaking or papermaking structure, the fluid to be treated passes uniformly and the adsorption efficiency is high. Moreover, since the granular adsorbent is dispersed, there is an advantage that the adsorbent can be efficiently adsorbed even if the amount of the adsorbent used is small.
多孔質吸着体の構成要素である粉粒状吸着剤は、フィルターの用途に応じて、すなわち被吸着質に依存して適宜選択できる。吸着剤としては、例えば、活性炭、ゼオライト、アモルファスシリカ、ベントナイト、活性アルミナ、活性白土などが挙げられる。これらの吸着剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。好ましい吸着剤は、活性炭である。活性炭としては、例えば、植物系活性炭（ヤシ殻、木粉、素灰などを原料とする活性炭）、鉱物系活性炭（ピート炭、レキ炭、ピッチ、コークスなどを原料とする活性炭）、樹脂系活性炭（フェノール樹脂、アクリル樹脂などを原料とする活性炭）などが挙げられる。これらの活性炭も単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの活性炭のうち、環境負荷の低減という観点からは、植物系活性炭が好ましい。植物系活性炭は、竹、廃材、間伐材、木材チップ等を炭化し、賦活処理することにより得てもよい。この場合、活性炭より安価になる。また、廃材を使えば資源の有効利用につながる。 The particulate adsorbent that is a constituent element of the porous adsorbent can be appropriately selected according to the use of the filter, that is, depending on the adsorbate. Examples of the adsorbent include activated carbon, zeolite, amorphous silica, bentonite, activated alumina, activated clay and the like. These adsorbents can be used alone or in combination of two or more. A preferred adsorbent is activated carbon. Examples of the activated carbon include plant-based activated carbon (activated carbon made from coconut husk, wood powder, raw ash, etc.), mineral-based activated carbon (activated carbon made from peat charcoal, reki charcoal, pitch, coke, etc.), resin-based activated carbon. (Activated carbon made from phenol resin, acrylic resin, etc.). These activated carbons can also be used alone or in combination of two or more. Among these activated carbons, plant-based activated carbon is preferable from the viewpoint of reducing environmental burden. Plant activated carbon may be obtained by carbonizing bamboo, waste wood, thinned wood, wood chips, and the like and activating them. In this case, it becomes cheaper than activated carbon. In addition, the use of waste materials leads to effective use of resources.
賦活処理としては、ガス状賦活剤（酸素、水蒸気、二酸化炭素など）を用いて加熱処理するガス賦活法や、賦活剤（塩化亜鉛やリン酸など）を用いて加熱する化学的賦活法などが例示できる。賦活の程度は比較的低度であってもよく、例えば、ガス賦活法では、４００〜８００℃程度の温度で賦活してもよく、化学的賦活法では、３００〜６００℃程度の温度で賦活してもよい。 Examples of the activation treatment include a gas activation method in which heat treatment is performed using a gaseous activator (oxygen, water vapor, carbon dioxide, etc.), and a chemical activation method in which heating is performed using an activator (zinc chloride, phosphoric acid, etc.). It can be illustrated. The degree of activation may be relatively low. For example, in the gas activation method, activation may be performed at a temperature of about 400 to 800 ° C., and in the chemical activation method, activation is performed at a temperature of about 300 to 600 ° C. May be.
粉粒状吸着剤（活性炭など）の比表面積は、３００〜３０００ｍ2／ｇ、好ましくは５００〜３０００ｍ2／ｇ、さらに好ましくは７００〜２５００ｍ2／ｇ程度である。 The specific surface area of the particulate adsorbent (such as activated carbon) is, 300~3000m 2 / g, preferably 500~3000m 2 / g, more preferably about 700~2500m 2 / g.
粉粒状吸着剤（活性炭など）の平均細孔径は、被処理流体に応じて選択でき、１〜１００Å（０．１〜１０ｎｍ）、好ましくは３〜３０Å、さらに好ましくは５〜２０Å程度である。脱色用に用いる場合、細孔径は３〜５０００Åに幅広く分布していてもよく、複数のピークを有していてもよい。例えば、細孔径のピークが３〜１０Å、４０〜５００Å、５００〜５０００Åに多く分布していてもよい。また、液体（食用油など）をろ過する場合、平均細孔径は、５〜１００Å、好ましくは１０〜５０Å、さらに好ましくは２０〜４０Å程度であってもよい。 The average pore diameter of the particulate adsorbent (such as activated carbon) can be selected according to the fluid to be treated, and is about 1 to 100 mm (0.1 to 10 nm), preferably 3 to 30 mm, and more preferably about 5 to 20 mm. When used for decolorization, the pore diameter may be widely distributed in the range of 3 to 5000 mm, and may have a plurality of peaks. For example, the pore diameter peak may be distributed in a large number of 3 to 10 Å, 40 to 500 Å, and 500 to 5000 Å. Moreover, when filtering liquid (edible oil etc.), an average pore diameter may be 5-100cm, Preferably it is 10-50cm, More preferably, about 20-40cm may be sufficient.
粉粒状吸着剤の平均粒径は、例えば、５〜５００μｍ（例えば、５〜１００μｍ）、好ましくは１０〜１００μｍ、さらに好ましくは特に３０〜４０μｍ程度である。平均粒径が上記範囲を越えると、抄紙構造内での吸着剤の均一分散性が低下し、吸着効率が低下する。粒径が上記範囲内のものは、繊維に均一に絡み、かつ均一に分散されるので、吸着効率が高い。 The average particle diameter of the granular adsorbent is, for example, about 5 to 500 μm (for example, 5 to 100 μm), preferably about 10 to 100 μm, and more preferably about 30 to 40 μm. When the average particle size exceeds the above range, the uniform dispersibility of the adsorbent in the papermaking structure is lowered, and the adsorption efficiency is lowered. Those having a particle size within the above range are uniformly entangled in the fiber and are uniformly dispersed, so that the adsorption efficiency is high.
繊維は、例えば、天然繊維でも化学繊維でもよい。天然繊維としては、羊毛、絹などの動物繊維、パルプ、木綿、麻、ヤシ殻繊維（ココナッツ繊維）などの植物繊維（セルロース繊維）、岩綿などの鉱物繊維でもよい。化学繊維としては、ビスコース人造絹糸（レーヨン）などの再生繊維、アセテート人絹などの半合成繊維、６−ナイロンなどポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、アクリル繊維、ビニロンなどのポリビニルアルコール系繊維などが挙げられる。さらに、金属繊維、炭素繊維などの無機繊維であってもよい。これらの繊維のうち、セルロース繊維、特にパルプや、爆砕処理によって得られた植物繊維が好ましい。 The fibers may be natural fibers or chemical fibers, for example. Natural fibers may be animal fibers such as wool and silk, plant fibers (cellulose fibers) such as pulp, cotton, hemp, coconut fiber (coconut fibers), and mineral fibers such as rock wool. Chemical fibers include recycled fibers such as viscose artificial silk (rayon), semi-synthetic fibers such as acetate silk, polyamide fibers such as 6-nylon, polyester fibers, acrylic fibers, polyvinyl alcohol fibers such as vinylon, etc. Can be mentioned. Furthermore, inorganic fibers such as metal fibers and carbon fibers may be used. Among these fibers, cellulose fibers, particularly pulp and plant fibers obtained by blasting treatment are preferable.
パルプとしては、木材パルプ（針葉樹パルプ、広葉樹パルプ）、リンターパルプ、ワラパルプ、コウゾ、三椏などが例示できる。パルプは叩解処理されたパルプであってもよく、フィブリル化していてもよい。これらの繊維は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。例えば、木材パルプを使用する場合、針葉樹パルプと広葉樹パルプとでは前者の方が長く細い繊維であるため、より硬いフィルターを形成できる。 Examples of the pulp include wood pulp (coniferous pulp, hardwood pulp), linter pulp, straw pulp, mulberry, and three bases. The pulp may be beating-treated pulp or fibrillated. These fibers can be used alone or in combination of two or more. For example, when wood pulp is used, a harder filter can be formed because the former is longer and thinner in softwood pulp and hardwood pulp.
爆砕処理によって得られた植物繊維とは、竹、廃材、間伐材、木材チップなどの植物材料を、高温、高圧で爆砕処理することによって得られた繊維である。このような植物繊維は、資源の有効利用になるとともに、簡便な方法で繊維を製造できる。爆砕処理とは、植物材料（木質材料）に水を加えて加圧下で加熱して、植物材料を蒸煮した後、このような加熱加圧状態を瞬時に非加圧状態（大気圧）に開放することにより、リグニン層を分解して繊維化する方法である。加熱状態の温度としては、例えば、１４０〜２００℃、好ましくは１５０〜１９０℃程度であり、加圧状態の圧力としては、例えば、０．３〜１．５ＭＰａ、好ましくは０．５〜１ＭＰａ程度である。これらの植物繊維の中でも、量産性が高く、抗菌・消臭性や機械的特性にも優れる点から、孟宗竹などの竹を爆砕処理して得られた竹繊維が特に好ましい。 The plant fiber obtained by the blasting treatment is a fiber obtained by blasting plant materials such as bamboo, waste wood, thinned wood, and wood chips at high temperature and high pressure. Such plant fibers can be effectively used as resources and can be produced by a simple method. Explosive treatment means adding water to a plant material (woody material), heating it under pressure, cooking the plant material, and then instantly opening such a heated and pressurized state to a non-pressurized state (atmospheric pressure). In this way, the lignin layer is decomposed and fiberized. The temperature in the heated state is, for example, 140 to 200 ° C., preferably about 150 to 190 ° C. The pressure in the pressurized state is, for example, about 0.3 to 1.5 MPa, preferably about 0.5 to 1 MPa. It is. Among these plant fibers, bamboo fibers obtained by explosive treatment of bamboo such as Soso bamboo are particularly preferred because of their high mass productivity and excellent antibacterial / deodorant properties and mechanical properties.
さらに、パルプや竹繊維などのセルロース繊維と、化学繊維（例えば、レーヨンなどの再生繊維）とを組み合わせると、フィルター強度及び成形性を向上できる。セルロース繊維と化学繊維との割合（重量比）は、例えば、前者／後者＝１００／０〜５０／５０、好ましくは１００／０〜６０／４０、さらに好ましくは１００／０〜７０／３０程度である。 Furthermore, filter strength and moldability can be improved by combining cellulose fibers such as pulp and bamboo fibers and chemical fibers (for example, regenerated fibers such as rayon). The ratio (weight ratio) of cellulose fiber and chemical fiber is, for example, the former / the latter = 100/0 to 50/50, preferably 100/0 to 60/40, and more preferably about 100/0 to 70/30. is there.
平均繊維径は、０．１〜２０μｍ（例えば０．５〜１０μｍ）、好ましくは１〜１０μｍであってもよい。また、平均繊維長は１００μｍ〜３０ｍｍから選択でき、通常、２００μｍ〜２０ｍｍ（好ましくは５００μｍ〜１０ｍｍ）でもよい。 The average fiber diameter may be 0.1 to 20 μm (for example, 0.5 to 10 μm), preferably 1 to 10 μm. Moreover, average fiber length can be selected from 100 micrometers-30 mm, and 200 micrometers-20 mm (preferably 500 micrometers-10 mm) may be sufficient normally.
繊維と粉粒状吸着剤との割合は、繊維１００重量部に対して、粉粒状吸着剤５〜５００重量部（例えば、５〜２００重量部）、好ましくは２０〜２００重量部（例えば、５０〜２００重量部）、さらに好ましくは３０〜１００重量部程度である。 The ratio of the fiber and the granular adsorbent is 5 to 500 parts by weight (for example, 5 to 200 parts by weight), preferably 20 to 200 parts by weight (for example, 50 to 50 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the fiber. 200 parts by weight), more preferably about 30 to 100 parts by weight.
本発明では、特定の嵩密度を有するとともに抄紙構造を有しているので、被処理流体と吸着剤との接触効率がよく、少量の吸着剤でも高い吸着効果を示す。特に、ランダムに絡み合った繊維を伝って被処理流体が流動するためか、被処理流体を均一に分配しながら吸着処理できるとともに、交絡した繊維間に吸着剤が分散しているため、被処理流体と吸着剤との接触効率を大きく向上できる。そのため、従来のフィルターに比べて、吸着剤の使用量（重量基準）が１／２〜１／２０（特に１／５〜１／１５）程度であっても、高い処理効率を実現できる。 In the present invention, since it has a specific paper density and a papermaking structure, the contact efficiency between the fluid to be treated and the adsorbent is good, and even a small amount of adsorbent exhibits a high adsorbing effect. In particular, because the fluid to be treated flows through randomly intertwined fibers or because the fluid to be treated can be adsorbed while being evenly distributed, and the adsorbent is dispersed between the entangled fibers, the fluid to be treated The contact efficiency between the adsorbent and the adsorbent can be greatly improved. Therefore, even when the amount of adsorbent used (weight basis) is about 1/2 to 1/20 (particularly 1/5 to 1/15) compared to the conventional filter, high processing efficiency can be realized.
なお、必要に応じて、繊維に吸着剤を固定させるためのバインダー成分、均一な分散液を得るための分散剤や安定剤を添加してもよい。 In addition, you may add the binder component for fixing an adsorbent to a fiber as needed, and the dispersing agent and stabilizer for obtaining a uniform dispersion liquid.
フィルターは抄紙構造の多孔質吸着体単独で構成してもよく、繊維で構成された繊維層と組み合わせて構成してもよい。例えば、吸着体がプレート状又は板状に形成され、かつこの吸着体の少なくとも一方の面に前記繊維層が形成されていてもよい。 The filter may be composed of a paper-made porous adsorbent alone or in combination with a fiber layer composed of fibers. For example, the adsorbent may be formed in a plate shape or a plate shape, and the fiber layer may be formed on at least one surface of the adsorbent.
具体的には、フィルターは、板状吸着体の両面に繊維層が形成された構造、例えば、吸着体が繊維層（例えば、パルプシート）間に介在する多層構造（特に３層構造）を有していてもよい。吸着体を繊維層で挟持すると、粉粒状吸着剤を保持でき、脱落を防止できる。また、吸着体と各繊維層とを繊維の絡み合いにより密着させると、吸着体と各繊維層間に隙間が生じるのを防止でき、被処理流体のショートパスを防止しつつ、被処理流体を全体に亘り吸着剤と均一に接触させることができる。さらに、夾雑物を含む被処理流体（例えば、使用済み食用油など）を処理する場合、上流側の繊維層で夾雑物を除去し、中間層の吸着体で均一かつ効率よく吸着処理でき、吸着効率を向上できる。 Specifically, the filter has a structure in which fiber layers are formed on both sides of a plate-like adsorbent, for example, a multilayer structure (particularly a three-layer structure) in which the adsorbent is interposed between fiber layers (for example, pulp sheets). You may do it. When the adsorbent is sandwiched between the fiber layers, the particulate adsorbent can be retained and can be prevented from falling off. In addition, when the adsorbent and each fiber layer are brought into close contact with each other by entanglement of the fibers, it is possible to prevent a gap from being formed between the adsorbent and each fiber layer, and to prevent the short path of the fluid to be processed, while the entire fluid to be processed is It is possible to make uniform contact with the adsorbent. Furthermore, when processing a fluid to be treated containing contaminants (for example, used edible oil), the contaminants can be removed by the upstream fiber layer, and the adsorption process can be performed uniformly and efficiently with the adsorbent in the intermediate layer. Efficiency can be improved.
さらに、フィルターは、プレート状吸着体の一方の面に繊維層が形成された構造であってもよい。前記繊維層は、被処理流体の上流側に形成してもよいが、特に、下流側に形成すると、粉粒状吸着剤の脱落を有効に抑制できる。 Further, the filter may have a structure in which a fiber layer is formed on one surface of the plate-like adsorbent. The fiber layer may be formed on the upstream side of the fluid to be treated. In particular, when the fiber layer is formed on the downstream side, dropping of the particulate adsorbent can be effectively suppressed.
なお、フィルターは、吸着体の側部に繊維層が形成された構造であってもよい。特に、両面に繊維層が形成された３層構造のフィルターにおいて、繊維層を吸着体の側部にも形成することにより、吸着体の全体を繊維層で覆ってもよい。 The filter may have a structure in which a fiber layer is formed on the side portion of the adsorbent. In particular, in a filter having a three-layer structure in which fiber layers are formed on both sides, the entire adsorbent may be covered with the fiber layer by forming the fiber layer also on the side of the adsorbent.
多層構造のフィルターは、抄紙構造の多孔質吸着体が積層した多層構造の吸着体で構成してもよい。このような多層構造吸着体の各層は、異なる種類の粉粒状吸着剤及び／又は繊維で構成された層であってもよく、同種類の粉粒状吸着剤及び／又は繊維で構成された層であってもよい。 The multilayer filter may be composed of an adsorbent having a multilayer structure in which a porous adsorbent having a papermaking structure is laminated. Each layer of such a multilayer structure adsorbent may be a layer composed of different types of granular adsorbents and / or fibers, and may be a layer composed of the same types of granular adsorbents and / or fibers. There may be.
なお、接着剤を使用すると、使用中に接着剤が漏出する虞があり、用途が限定される。そのため、接着剤を用いることなく、吸着体と繊維層（例えば、パルプシート）とを、繊維の絡み合いにより密着させるのが好ましい。但し、高い接着強度が必要な場合など、用途によっては、接着剤を使用してもよい。接着剤としては、例えば、安全性の点から、コーンスターチ、デンプン糊などの食品添加物（又は天然由来の接着剤）などを使用してもよい。 In addition, when an adhesive agent is used, there exists a possibility that an adhesive agent may leak during use, and a use is limited. Therefore, it is preferable that the adsorbent and the fiber layer (for example, a pulp sheet) are brought into close contact with each other by entanglement of fibers without using an adhesive. However, depending on the application, such as when high adhesive strength is required, an adhesive may be used. As the adhesive, for example, food additives such as corn starch and starch paste (or naturally-derived adhesive) may be used from the viewpoint of safety.
吸着体の片側又は両側に位置する繊維層（例えば、パルプシート）の密度は、同じであってもよく、異なっていてもよい。特に、吸着体の両側にパルプシートを設ける場合、パルプシートの密度の調整には、例えば、被処理流体の上流側に位置する一方のパルプシートと下流側に位置する他方のパルプシートとは互いに異なる種類のパルプを使用してもよい。また、上流側のパルプシートが下流側のパルプシートよりも密度が大きくてもよいが、小さいのが好ましい。上流側のパルプシートの密度が小さいと、被処理流体（例えば、液体）の処理において、目詰まりを防止でき、長期間に亘り高い吸着能を維持できる。 The density of the fiber layer (for example, pulp sheet) located on one side or both sides of the adsorbent may be the same or different. In particular, when a pulp sheet is provided on both sides of the adsorbent, for example, one pulp sheet located on the upstream side of the fluid to be treated and the other pulp sheet located on the downstream side can be adjusted to adjust the density of the pulp sheet. Different types of pulp may be used. Further, the density of the upstream pulp sheet may be larger than that of the downstream pulp sheet, but it is preferably small. When the density of the upstream pulp sheet is small, clogging can be prevented in the treatment of the fluid to be treated (for example, liquid), and high adsorption ability can be maintained over a long period of time.
吸着体と各繊維層（パルプシート）との厚み割合は、吸着効率を損なわず吸着剤の脱落を防止できる範囲であればよく、例えば、前者／後者＝５０／５０〜９５／５、好ましくは６０／４０〜９０／１０、さらに好ましくは、７０／３０〜８０／２０程度であってもよい。 The thickness ratio between the adsorbent and each fiber layer (pulp sheet) may be in a range that can prevent the adsorbent from dropping without impairing the adsorption efficiency. For example, the former / the latter = 50/50 to 95/5, preferably It may be about 60/40 to 90/10, more preferably about 70/30 to 80/20.
フィルター（多層構造のフィルターを含む）の形状は、特に制限されず、種々の形状が採用でき、通常、二次元的形状（シート状、プレート状など）、三次元形状（例えば、厚みが薄くてもよい筒状（円筒形状、楕円筒形状など）、多角柱状、逆台形状など）である。また、三次元形状のフィルターは、両端開口の中空構造（中空筒状など）であってもよく、一方の端部が閉じた中空構造（例えば、有底中空筒状）であってもよい。フィルターの平面形状は、用途に応じて適当に選択でき、四角形、六角形などの多角形状であってもよく、楕円形状、円形状などであってもよい。また、フィルターは、シート状又は周縁部にフランジ部（鍔部）を有する筒状（又は厚板状）であってもよい。また、多層構造のフィルターでは、周縁部において各パルプシート間の繊維が互いに絡み合って密着していてもよい。このようなフィルターでは、フランジ部を吸着処理装置（又はユニット）の開口端部（又は環状延出端部）に係止することにより、安定に装着又は載置できる。 The shape of the filter (including the multilayer filter) is not particularly limited, and various shapes can be adopted. Usually, a two-dimensional shape (sheet shape, plate shape, etc.), a three-dimensional shape (for example, a thin thickness) It may be a good cylinder shape (cylindrical shape, elliptical cylinder shape, etc.), polygonal column shape, inverted trapezoidal shape, etc.). In addition, the three-dimensional filter may have a hollow structure (such as a hollow cylinder) with both ends open, or may have a hollow structure (for example, a bottomed hollow cylinder) with one end closed. The planar shape of the filter can be appropriately selected according to the application, and may be a polygonal shape such as a square or a hexagon, or may be an elliptical shape or a circular shape. Further, the filter may be in the form of a sheet or a cylinder (or a thick plate) having a flange part (a collar part) at the peripheral part. Moreover, in the filter of a multilayer structure, the fibers between the pulp sheets may be intertwined with each other at the periphery. In such a filter, the flange portion can be stably mounted or placed by being locked to the opening end portion (or the annular extending end portion) of the adsorption processing apparatus (or unit).
上記に加えてフィルターの強度を高めるために、鍔部をフィルターの中央部（又はフィルター本体）よりも緻密で硬質に形成してもよい。また、鍔部は、断面構造において、フィルター本体の厚み方向の中央部から延出していてもよく、上縁部又は下縁部から延出していてもよい。さらに、フィルター本体の中央部などに凹部（直線的又は湾曲した傾斜面を有する凹部など）に形成することにより、縁部の鍔部は、フィルター本体の中央部よりも被処理流体の上流側に位置していてもよい。このような構造のフィルターでは、被処理流体が外方へ漏出するのを防止しつつ、被処理流体を高さの低いフィルター本体の中央域に案内しながら吸着処理でき、濾過効率を向上できる。 In addition to the above, in order to increase the strength of the filter, the flange portion may be formed more densely and harder than the central portion (or filter body) of the filter. Further, in the cross-sectional structure, the flange portion may extend from the center portion in the thickness direction of the filter body, or may extend from the upper edge portion or the lower edge portion. Further, by forming a concave portion (such as a concave portion having a linear or curved inclined surface) in the central portion of the filter body, the flange portion of the edge portion is located upstream of the fluid to be treated from the central portion of the filter main body. May be located. In the filter having such a structure, it is possible to perform the adsorption treatment while preventing the fluid to be treated from leaking to the outside and guiding the fluid to be treated to the central region of the filter body having a low height, thereby improving the filtration efficiency.
なお、フィルターが被装着体（フィルターを装着する吸着処理装置又はユニット）の装着部（又は開口端部）に装着するタイプである場合、フィルターの形状は、通常、筒状や多角柱状などの三次元形状である。このようなフィルターにおいて、側部又は側面（側壁）は、フィルターの下面又は底面（被処理流体の下流側）からフィルターの上面（被処理流体の上流側）に向かって拡がるように、垂直方向（処理方向）に対して外方向に傾斜していてもよい。この側部（側壁）の傾斜角度は、このフィルターの被装着体における装着部の形状に合わせて選択することができる。装着部が傾斜のない構造（例えば、円筒状構造）である場合、垂直方向に対するフィルター側部の傾斜角度は、例えば、１〜１５°、好ましくは１〜１０°、さらに好ましくは１〜８°（特に３〜７°）程度である。フィルターの側部を傾斜させテーパー部とすることにより、フィルターのクッション性を利用して、下面を装着部に向けて押圧するという簡便な操作で、緊密に密着させて装着できる。一方、傾斜角度が大きすぎると、装着部に対するフィルターの反発力が大きくなり、装着が困難となる。 In addition, when the filter is a type that is mounted on the mounting portion (or the opening end) of the mounted body (the adsorption processing apparatus or unit that mounts the filter), the shape of the filter is usually a tertiary shape such as a cylindrical shape or a polygonal column shape. The original shape. In such a filter, the side portion or the side surface (side wall) extends vertically from the lower surface or bottom surface of the filter (downstream of the fluid to be processed) toward the upper surface of the filter (upstream of the fluid to be processed). It may be inclined outward with respect to (processing direction). The inclination angle of the side portion (side wall) can be selected in accordance with the shape of the mounting portion of the filter mounted body. When the mounting portion has a structure without inclination (for example, a cylindrical structure), the inclination angle of the filter side portion with respect to the vertical direction is, for example, 1 to 15 °, preferably 1 to 10 °, more preferably 1 to 8 °. It is about (especially 3-7 degrees). By tilting the side portion of the filter to be a tapered portion, the filter can be mounted in close contact with a simple operation of pressing the lower surface toward the mounting portion using the cushioning properties of the filter. On the other hand, if the inclination angle is too large, the repulsive force of the filter with respect to the mounting portion increases, and mounting becomes difficult.
さらに、このようなフィルターの下面の径は、被装着体の装着部の内径より小さくてもよいが、前記被装着体の装着部の内径よりもわずかに大きいのが好ましい。例えば、フィルターの平均径は、装着部の内径に対して０．１〜１０％、好ましくは０．３〜５％、さらに好ましくは０．５〜３％程度大きいのが好ましい。フィルターの適度な反発力又はクッション性（弾性）により、装着部とフィルターとが密着性が向上する。その結果、装着部とフィルターとの界面における被処理流体の浸透が抑制され、吸着効率が向上する。特に、フィルターの側部を傾斜させ、かつフィルターの平均径を装着部の内径よりも大きくすることにより、フィルターを装着部に容易かつ強固に装着できると共に、吸着効率を向上できる。 Further, the diameter of the lower surface of such a filter may be smaller than the inner diameter of the mounting portion of the mounted body, but is preferably slightly larger than the inner diameter of the mounting portion of the mounted body. For example, the average diameter of the filter is preferably 0.1 to 10%, preferably 0.3 to 5%, more preferably 0.5 to 3% larger than the inner diameter of the mounting portion. Due to the moderate repulsive force or cushioning property (elasticity) of the filter, the adhesion between the mounting portion and the filter is improved. As a result, permeation of the fluid to be treated at the interface between the mounting portion and the filter is suppressed, and the adsorption efficiency is improved. In particular, by tilting the side of the filter and making the average diameter of the filter larger than the inner diameter of the mounting portion, the filter can be easily and firmly attached to the mounting portion, and the adsorption efficiency can be improved.
本発明のフィルター（多層構造のフィルターを含む）は、膨張により嵩密度が小さくなっている。すなわち、本発明のフィルターの嵩密度は、０．５ｇ／ｃｍ3以下（例えば、０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ3）であり、通常、０．０５〜０．４ｇ／ｃｍ3（例えば、０．１〜０．３５ｇ／ｃｍ3）、好ましくは０．０５〜０．３ｇ／ｃｍ3（例えば、０．１〜０．３ｇ／ｃｍ3）、さらに好ましくは０．１〜０．２５ｇ／ｃｍ3（例えば、０．１５〜０．２ｇ／ｃｍ3）程度である。 The filter of the present invention (including a multilayer filter) has a low bulk density due to expansion. That is, the bulk density of the filter of the present invention is 0.5 g / cm 3 or less (for example, 0.01 to 0.5 g / cm 3 ), and usually 0.05 to 0.4 g / cm 3 (for example, 0.1 to 0.35 g / cm 3 ), preferably 0.05 to 0.3 g / cm 3 (for example, 0.1 to 0.3 g / cm 3 ), more preferably 0.1 to 0.25 g / cm 3. cm 3 (e.g., 0.15~0.2g / cm 3) is about.
本発明のフィルターには、フィルターの交換時期を知らせるための交換表示部を形成してもよい。このような交換表示部は、被処理流体に対して親和性の低い物質で構成されるとともに、フィルター表面（被処理流体の処理方向における上流側の表面）の一部に形成される。本発明では、フィルターの汚染が進み、フィルター上流側の表面に被処理流体が沈着すると、被処理流体と親和しない交換表示部が、被処理流体が沈着した表面部分に対して明瞭なコントラストとして表示されるため、フィルターの交換表示時期を指示することとなる。 The filter of the present invention may be provided with a replacement display section for informing the replacement time of the filter. Such an exchange display portion is made of a substance having a low affinity for the fluid to be processed, and is formed on a part of the filter surface (the upstream surface in the processing direction of the fluid to be processed). In the present invention, when the processing fluid is deposited on the surface upstream of the filter as the contamination of the filter progresses, the exchange display unit that does not have affinity with the processing fluid is displayed as a clear contrast to the surface portion on which the processing fluid is deposited. Therefore, the filter replacement display time is instructed.
このような交換表示部は被処理流体を通過しないため、表面における交換表示部の面積が大きすぎると、フィルターの処理能力が低下する。従って、交換表示部は、フィルターの上流側全表面の面積に対して、例えば、０．１〜５０％、好ましくは１〜４０％、さらに好ましくは３〜３０％程度の面積を占めてもよい。交換表示部は、点や線などによって、識別可能な程度に小さい面積で形成するのが好ましい。図５は交換表示部を形成した本発明のフィルターの一例を示す上面図である。このように、フィルターの「交換」という文字を交換表示部４１として形成することにより、使用者に対する利便性を向上できる。 Since such an exchange display part does not pass the fluid to be treated, if the area of the exchange display part on the surface is too large, the processing capacity of the filter is lowered. Therefore, the exchange display unit may occupy an area of, for example, about 0.1 to 50%, preferably 1 to 40%, and more preferably about 3 to 30% with respect to the area of the entire upstream surface of the filter. . The exchange display portion is preferably formed with a small area that can be identified by dots or lines. FIG. 5 is a top view showing an example of the filter of the present invention in which an exchange display portion is formed. Thus, by forming the letters “exchange” of the filter as the exchange display part 41, the convenience for the user can be improved.
例えば、被処理流体が油脂である場合、交換表示部は、撥油性物質で形成できる。撥油性物質としては、油脂に対する親和性が低く、フィルター表面上に安定して付着できる観点から、水溶性高分子が使用される。水溶性高分子は、水溶性の合成高分子（ポリエチレングリコールなどのポリアルキレンオキシド、ポリビニルアルコールやポリビニルピロリドンなどのビニル系重合体、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体など）であってもよいが、安全性やフィルターとの密着性などの点から、食品添加物に属する水溶性の多糖類やタンパク質、例えば、植物由来の多糖類（デンプン、寒天、タラガム、グァーガム、ローカストビーンガム、タマリンドガム、ペクチン、大豆多糖類、コンニャクマンナン、カラギーナンなど）、微生物由来の多糖類（キサンタンガム（ザンサン）、ジェランガム、カードランなど）、動物由来の多糖類（ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、キトサンなど）、水溶性タンパク質（ゼラチン、大豆タンパク質など）などが好ましい。これらの水溶性高分子は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの中でも、植物性多糖類が汎用され、例えば、デンプンは、オブラート、片栗粉、コーンスターチなどの市販品が容易に入手可能である。 For example, when the fluid to be treated is oil or fat, the replacement display portion can be formed of an oil repellent material. As the oil-repellent substance, a water-soluble polymer is used from the viewpoint of low affinity for fats and oils and stable adhesion on the filter surface. Water-soluble polymers include water-soluble synthetic polymers (polyalkylene oxides such as polyethylene glycol, vinyl polymers such as polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, carboxymethylcellulose, etc. Cellulose derivatives, etc.) may be used, but water-soluble polysaccharides and proteins belonging to food additives, such as plant-derived polysaccharides (starch, agar, tara gum, etc. from the viewpoint of safety and adhesion to filters, etc. , Guar gum, locust bean gum, tamarind gum, pectin, soy polysaccharides, konjac mannan, carrageenan, etc.), microorganism-derived polysaccharides (xanthan gum (zansan), gellan gum, curdlan, etc.) Polysaccharides of animal origin (hyaluronic acid, chondroitin sulfate, chitosan, etc.), is preferred and water-soluble proteins (gelatin, soy protein, etc.). These water-soluble polymers can be used alone or in combination of two or more. Among these, vegetable polysaccharides are widely used. For example, starch is easily available as commercial products such as wafers, starch starch, and corn starch.
図１は本発明のフィルターの一例を示す部分切欠概略斜視図である。この例では、フィルターは、繊維と吸着剤とで構成され、かつ抄紙構造を有する厚みのある円板状吸着体１と、この吸着体の上面（又は上流側）を覆う抄紙構造のパルプシート（パルプ層）２と、前記吸着体１の側面（側部）及び下面（又は下流側）を覆う抄紙構造のパルプシート（パルプ層）３とで構成され、多孔質構造を有している。前記吸着体１とパルプシート（パルプ層）２，３とは、それぞれ湿潤状態で積層するとともに、パルプスラリーを流入して上面のパルプシート（パルプ層）２を形成するため、成形過程で繊維が絡み合い、一体化しているとともに、吸着体１とパルプシート（パルプ層）２，３との界面は密着している。
FIG. 1 is a partially cutaway schematic perspective view showing an example of the filter of the present invention. In this example, the filter is composed of a fiber and an adsorbent, and has a thick disc-shaped
このフィルターは、吸着体１の上縁部でパルプシート（パルプ層）２，３が互いに一体化して側方に延びるフランジ部４を有しているとともに、上面では周縁部を余して加圧成形することにより凹部５が形成されている。そのため、フランジ部４は、フィルター本体の上面よりも高く形成されている。
This filter has a
このフィルターにおいて、パルプ層３で構成された側部又は側面（側壁）は、フィルターの下面からフィルターの上面に向かって拡がるように、垂直方向（処理方向）に対して外方向に５°程度傾斜している。さらに、このフィルターの平均径は、装着部の内径に対して１％程度大きい。
In this filter, the side or side surface (side wall) constituted by the
そして、フィルターの嵩密度は、抄紙構造を有する多孔質成形体の膨張処理により、０．１５〜０．２ｇ／ｃｍ3程度に調整されている。 The bulk density of the filter is adjusted to about 0.15 to 0.2 g / cm 3 by the expansion treatment of the porous molded body having a papermaking structure.
このようなフィルターでは、被処理流体（例えば、水性液体や油性液体などの被処理液体）を円滑かつ効率よく処理できる。すなわち、フィルターが多孔質構造を有するとともに繊維がランダムに交絡した抄紙構造を有しているため、被処理流体は繊維（繊維間のランダムな空隙）に沿って流れ、均一に流動する。しかも、吸着剤がフィルターの成形吸着体１に均一に分散しているため、被処理流体との接触効率及び吸着効率を高めることができる。さらに、小さな嵩密度を有するとともに抄紙構造を有しているため、圧力損失を低減しつつ吸着効率を向上できる。
Such a filter can smoothly and efficiently treat a fluid to be treated (for example, a liquid to be treated such as an aqueous liquid or an oily liquid). That is, since the filter has a porous structure and a paper making structure in which fibers are randomly entangled, the fluid to be treated flows along the fibers (random voids between the fibers) and flows uniformly. Moreover, since the adsorbent is uniformly dispersed in the molded
図２は、本発明のフィルターの他の例を示す概略断面図である。この例では、フィルター２０は、円板状吸着体２１と、この両面に形成され、かつ繊維で構成された上部繊維層２２及び底部繊維層２３とで構成されている。また、前記フィルター２０の側部（側壁）において、吸着体２１は、繊維層で被覆されることなく露呈している。さらに、このフィルター２０の側部（テーパー部）２４は、フィルターの厚み方向（処理方向）において、底部繊維層２３から上部繊維層２２に向かって外方向に拡がり、図１示すフィルターと同様の角度で傾斜している。フィルター２０は、吸着体の繊維と繊維層の繊維とが互いに絡み合って密着することにより、吸着体２１と上部繊維層２２及び底部繊維層２３とが一体化している。このフィルター２０も、径の小さい底部繊維層２３が下流側となるように、吸着処理装置の装着部に装着される。このようなフィルター２０は、前記と同様にクッション性が高いため、吸着処理装置の装着部に簡便かつ緊密に装着できる。しかも、吸着体２１の側部（側壁）に繊維層がないため、吸着体２１の側部において、被処理流体が吸着剤で処理されることなく、ショートパスするのを有効に防止できる。すなわち、フィルターの側部２４付近を通過する被処理流体も吸着剤と充分に接触できるため、吸着効率が向上する。従って、フィルター２０は、劣化が激しい被処理流体（業務用食用油など）においても吸着効率が高い。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of the filter of the present invention. In this example, the
図３は、本発明のさらに他の例を示す概略断面図である。この例では、フィルター３０は、円板状吸着体３１と、この底面に形成された底部繊維層３３とで構成されており、側部（側壁）３４が積層方向において、底部繊維層３３から円板状吸着体３１に向かって外方向に傾斜し、図１に示すフィルターと同様の角度を有するテーパー部を形成している。フィルター３０も、吸着体の繊維と繊維層の繊維とが互いに絡み合って密着することにより、吸着体３１と底部繊維層３３とが一体化している。さらに、このフィルター３０でも、フィルター本体の側部において、被処理流体が吸着剤と接触することなく、ショートパスするのを有効に防止できるだけでなく、底部繊維層３３により、吸着剤が脱落するのが抑制できる。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing still another example of the present invention. In this example, the
なお、繊維で構成された繊維層は、吸着体の少なくとも底面（下面）に形成するのが有利であるが、吸着体の上面に形成してもよい。 In addition, although it is advantageous to form the fiber layer composed of fibers on at least the bottom surface (lower surface) of the adsorbent, it may be formed on the upper surface of the adsorbent.
［多孔質吸着体及びフィルターの製造方法］
前記抄紙構造の多孔質吸着体は、例えば、粉粒状吸着剤と繊維とを含む懸濁液（又はスラリー）を湿式抄造し、生成した成形体を湿潤状態で膨張させることにより製造できる。以下、各々の過程をさらに詳しく説明する。
[Method for producing porous adsorbent and filter]
The porous adsorbent having the paper making structure can be produced, for example, by wet-making a suspension (or slurry) containing a granular adsorbent and fibers and expanding the formed body in a wet state. Hereinafter, each process will be described in more detail.
（１）湿式抄造過程
懸濁液（又はスラリー）は、繊維と粉粒状吸着剤とを水性媒体（特に水）に分散することにより調製できる。繊維は、フィルターの使用目的に応じて、一種でまたは二種以上組み合わせて使用でき、必要に応じて、叩解処理してもよい。叩解により、繊維の膨張、フィブリル化を行うことができる。また、スラリーには、必要により、サイズ剤、填料、着色剤などを添加してもよい。
(1) Wet-making process Suspension (or slurry) can be prepared by dispersing fibers and granular adsorbent in an aqueous medium (particularly water). The fibers can be used singly or in combination of two or more according to the purpose of use of the filter, and may be beaten if necessary. By beating, the fibers can be expanded and fibrillated. Moreover, you may add a sizing agent, a filler, a coloring agent, etc. to a slurry as needed.
懸濁液（又はスラリー）の固形分濃度は、０．１〜５重量％、好ましくは０．２〜３重量％、さらに好ましくは０．５〜１．５重量％程度であってもよい。なお、調製した懸濁液は気泡を除去するため脱泡処理してもよい。このような懸濁液（又はスラリー）を用いて湿式抄造によりフィルターを作製すると、使用する吸着剤の粒径が小さくても、水中で処理するため、飛散を防止でき、良好な環境下で製造できる。また、吸着剤として活性炭を使用する場合、賦活処理後に水洗し、繊維と混合すれば、通常の活性炭の調製過程で行われる水洗い後の乾燥過程が省略できる。 The solid content concentration of the suspension (or slurry) may be about 0.1 to 5% by weight, preferably about 0.2 to 3% by weight, and more preferably about 0.5 to 1.5% by weight. The prepared suspension may be defoamed to remove bubbles. When a filter is prepared by wet papermaking using such a suspension (or slurry), even if the particle size of the adsorbent used is small, it can be processed in water, preventing scattering and manufactured in a favorable environment. it can. Moreover, when using activated carbon as an adsorbent, if it wash | cleans with water after an activation process and it mixes with a fiber, the drying process after the water washing performed in the preparation process of a normal activated carbon can be skipped.
抄造（又は抄紙）は、慣用の抄造機（又は抄紙機）を用いて行うことができる。抄造又は抄紙は、フィルターの形状などに応じて、繊維及び吸着剤の通過を規制可能な種々の通水性成形型、例えば、シート状フィルターでは、金網又はメッシュ状の平板状成形型が利用でき、厚板又は筒状フィルターでは、フィルターの形状に対応した凹部又は筒状凹部を有する成形型が利用できる。抄造又は抄紙は、前記通水性成形型に前記懸濁液又はスラリーを供給し、吸引することにより行うことができる。生成した成形体は、必要により脱水してもよい。また、湿潤状態の成形体は、必要により成形（例えば、加圧成形）してもよい。 Papermaking (or papermaking) can be performed using a conventional papermaking machine (or papermaking machine). For papermaking or papermaking, various water-permeable molds that can regulate the passage of fibers and adsorbents according to the shape of the filter, for example, in sheet-like filters, wire mesh or mesh-like flat plate molds can be used, In the thick plate or the cylindrical filter, a mold having a concave portion or a cylindrical concave portion corresponding to the shape of the filter can be used. Papermaking or papermaking can be performed by supplying and sucking the suspension or slurry to the water-permeable mold. The formed body may be dehydrated if necessary. Moreover, you may shape | mold (for example, pressure molding) the molded object of a wet state as needed.
（２）膨潤過程
湿潤状態の成形体にマイクロ波又は真空吸引力を作用させることにより、成形体を膨張させることができる。すなわち、湿潤状態の成形体にマイクロ波を作用させると、成形体の内部から加熱できるので、水蒸気爆発などを利用して成形体を効率よく膨張させることができる。このようなマイクロ波による水の急激な気化により、瞬時に成形体を膨張できるため、成形体の嵩密度が低下する。また、湿潤状態の成形体に真空吸引力を作用させると、吸引力を利用して成形体を膨張できる。なお、成形体の含水量は、繊維の絡み合いを解除して膨張可能な範囲であればよく、例えば、１０〜６０重量％、好ましくは１５〜５０重量％、さらに好ましくは２０〜４０重量％程度である。
(2) Swelling process The molded body can be expanded by applying a microwave or vacuum suction force to the wet molded body. That is, when a microwave is applied to a wet molded body, it can be heated from the inside of the molded body, so that the molded body can be efficiently expanded using a steam explosion or the like. Since the molded body can be instantaneously expanded by such rapid vaporization of water by the microwave, the bulk density of the molded body is reduced. Further, when a vacuum suction force is applied to the wet compact, the compact can be expanded using the suction force. In addition, the water content of the molded body may be in a range that can be expanded by releasing the entanglement of the fiber, for example, 10 to 60% by weight, preferably 15 to 50% by weight, and more preferably about 20 to 40% by weight. It is.
マイクロ波照射は、例えば、出力３００〜７００Ｗ、好ましくは４００〜６００Ｗ、さらに好ましくは４５０〜５５０Ｗ程度で行うことができる。また、マイクロ波の照射時間は、１０秒〜５分、好ましくは３０秒〜４分、さらに好ましくは１分〜３分程度であってもよい。真空吸引力は、真空下に前記湿潤状態の成形体を晒すことにより行うことができる。この方法において、真空度は、例えば、０．１〜０．９Ｐａ、好ましくは０．２〜０．８Ｐａ、さらに好ましくは０．３〜０．７Ｐａ程度であってもよい。 Microwave irradiation can be performed, for example, at an output of 300 to 700 W, preferably 400 to 600 W, and more preferably about 450 to 550 W. The microwave irradiation time may be 10 seconds to 5 minutes, preferably 30 seconds to 4 minutes, and more preferably about 1 minute to 3 minutes. The vacuum suction force can be performed by exposing the wet compact to a wet state. In this method, the degree of vacuum may be, for example, about 0.1 to 0.9 Pa, preferably about 0.2 to 0.8 Pa, and more preferably about 0.3 to 0.7 Pa.
マイクロ波照射などによる膨張処理は、１回に限らず、必要により複数回（例えば、２〜３回）行ってもよい。なお、膨張処理（例えば、マイクロ波照射処理）を複数回行うと、最初の処理で膨張とともに水分の除去を行うことができ、後続する処理では吸着剤の細孔内に存在するガス成分（吸着されたガス成分など）や水分を効率よく除去できる。そのため、吸着剤の吸着能を高めるためには、複数回に亘り膨張処理するのが好ましい。さらに、マイクロ波照射によって乾燥時間が著しく短縮し、高温での急速乾燥過程が短縮あるいは省略できるため、従来しばしば生じていた高温急速乾燥による表面の焦げつきが回避される。 The expansion treatment by microwave irradiation or the like is not limited to once, and may be performed a plurality of times (for example, 2 to 3 times) as necessary. In addition, if expansion processing (for example, microwave irradiation processing) is performed a plurality of times, moisture can be removed along with expansion in the first processing, and gas components (adsorption) present in the pores of the adsorbent in subsequent processing. Gas components etc.) and moisture can be removed efficiently. Therefore, in order to increase the adsorption capacity of the adsorbent, it is preferable to perform the expansion treatment a plurality of times. Further, the microwave irradiation significantly shortens the drying time, and the rapid drying process at high temperature can be shortened or omitted, so that it is possible to avoid scorching of the surface due to high temperature rapid drying, which has often occurred in the past.
特に、図１〜３に示す構造を有するフィルターにおいて、マイクロ波の照射は効果的である。すなわち、例えば、図１に示すフィルターにマイクロ波を照射すると、繊維が膨張してパルプ層３に弾力を付与できるため、厚板状吸着体１とパルプ層３との隙間を埋め密着できる。そのため、吸着体の全周に亘って隙間が埋められ、被処理流体を確実かつ効率よく処理でき、ろ過性能が向上する。
In particular, in the filter having the structure shown in FIGS. That is, for example, when the filter shown in FIG. 1 is irradiated with microwaves, the fibers expand and can impart elasticity to the
このようにして生成した成形体は、必要により乾燥される。また、マイクロ波照射ならびに乾燥（特に高温乾燥）により、殺菌効果がある。なお、膨張処理及び乾燥により繊維が成形体の形状を保持するため、成形体は加圧成形してもよい。 The molded body thus produced is dried as necessary. Moreover, it has a bactericidal effect by microwave irradiation and drying (especially high temperature drying). In addition, since a fiber hold | maintains the shape of a molded object by an expansion process and drying, a molded object may be pressure-molded.
多層構造のフィルターは、例えば、図４に示す工程を経ることにより製造できる。図４は３層構造のフィルターの製造方法を説明するための概略工程図である。なお、この例では、図１に示すフィルターを製造する工程が示されている。 A multilayer filter can be manufactured, for example, through the steps shown in FIG. FIG. 4 is a schematic process diagram for explaining a method for producing a filter having a three-layer structure. In this example, a process for manufacturing the filter shown in FIG. 1 is shown.
図４において、第１のパルプシートの成形工程（Ａ）では、断面コ字状の円形状収容凹部を有する通水性成形型１３ａにパルプ含有スラリーを流入して吸引成形し、成形型に対応した形状を有する第１のパルプシート（第１のパルプ層）１３を成形している。収容工程（Ｂ）では、湿潤状態の第１のパルプシート１３の筒状凹部に、湿潤状態の成形吸着体１１が収容される。この厚肉円筒状の成形吸着体１１は、円筒状凹部を有する通水性成形型１３ａに、繊維と吸着剤とを含む前記懸濁液又はスラリーを注入し、吸引成形することにより調製できる。なお、円筒状成形吸着体１１は第１のパルプシート（第１のパルプ層）１３の筒状凹部に対応したサイズに形成されている。
In FIG. 4, in the first pulp sheet forming step (A), the pulp-containing slurry is flowed into the water-permeable forming die 13 a having a circular accommodating recess having a U-shaped cross section, and suction-molded to correspond to the forming die. A first pulp sheet (first pulp layer) 13 having a shape is formed. In the accommodation step (B), the wet shaped
加圧成形工程（Ｃ）では、第１のパルプシート（第１のパルプ層）１３と成形吸着体１１との積層体が所定形状に加圧される。この加圧成形により、周縁部には予備フランジ部が形成される。また、第１のパルプシート１３と成形吸着体１１とを密着できるとともに、界面での繊維の交絡を促進できる。次いで、第２のパルプシートの成形工程（Ｄ）では、成形吸着体１１を含め上記湿潤状態の積層体の表面全体にパルプ含有スラリーを流入して吸引成形し、第２のパルプシート（第２のパルプ層）１２を成形している。そのため、積層体の表面全体だけでなく、第１のパルプシート１３と成形吸着体１１との界面に空隙があったとしても、パルプを充填できる。しかも、繊維（又はパルプ）の交絡により、第１のパルプシート（第１のパルプ層）１３と第２のパルプシート（第２のパルプ層）１２とを周縁部でも一体化し、フランジ部１４を形成できる。そのため、接着剤を用いることなく、成形体の一体性を向上できる。なお、この図では、第２のパルプシート１２を成形した後、所定の形状に加圧成形し、湿潤状態の成形体の上面中央部には凹部１５が形成されている。
In the pressure molding step (C), the laminated body of the first pulp sheet (first pulp layer) 13 and the molded
そして、膨張工程（Ｅ）では、マイクロ波又は真空吸引力を作用させることにより、湿潤状態の成形体を膨張させ、所定の嵩密度を有するフィルターを形成している。なお、この例では、第１の工程で、マイクロ波を作用させて、水の急激な気化に伴う膨張力（水蒸気爆発など）を利用して成形体を膨張させるとともに水分を除去している。さらに、第２の工程で、マイクロ波を作用させることにより、吸着剤が吸着した吸着成分を脱離させるとともに乾燥させている。なお、膨張工程の後、乾燥工程でフィルターを乾燥させてもよい。また、膨張工程又は乾燥工程の後、必要であれば、フィルター表面の凹凸や不均一部（皺など）を除去するため、加圧成形してもよい。 In the expansion step (E), the wet compact is expanded by applying a microwave or a vacuum suction force to form a filter having a predetermined bulk density. In this example, in the first step, microwaves are applied to expand the molded body and remove moisture using an expansion force (such as a steam explosion) that accompanies rapid vaporization of water. Further, in the second step, the adsorption component adsorbed by the adsorbent is desorbed and dried by applying a microwave. Note that the filter may be dried in a drying step after the expansion step. Further, after the expansion step or the drying step, if necessary, pressure molding may be performed in order to remove irregularities and non-uniform portions (such as wrinkles) on the filter surface.
なお、図４に示す例では周縁部にフランジ部又は鍔部を有する円筒状成形体を示しているが、用途に応じて種々の形態が採用でき、フランジ部又は鍔部は必ずしも必要ではない。また、フィルターや成形体の形状は、用途に応じて、例えば、シート状又はプレート状、多角柱状、断面逆台形状などであってもよい。 In addition, in the example shown in FIG. 4, although the cylindrical molded object which has a flange part or a collar part in the peripheral part is shown, various forms can be employ | adopted according to a use, and a flange part or a collar part is not necessarily required. Further, the shape of the filter or the molded body may be, for example, a sheet shape or a plate shape, a polygonal column shape, a cross-section inverted trapezoid shape, or the like depending on the application.
また、収容工程（Ｂ）では、成形吸着体を第１のパルプシートの収容凹部より少し大きくすると、側面の立ち上がり壁でも収容凹部のパルプと絡み合わせることができ、密着性を高めることができる。そのため、被処理流体の処理において、成形吸着体とパルプシートとの界面の隙間を通って被処理流体がフィルターを通過する虞がなく、吸着剤により確実に処理できる。 Further, in the housing step (B), when the molded adsorbent is made slightly larger than the housing recess of the first pulp sheet, even the rising wall on the side surface can be entangled with the pulp of the housing recess, and the adhesion can be improved. Therefore, in the treatment of the fluid to be treated, there is no possibility that the fluid to be treated passes through the filter through the gap at the interface between the molded adsorbent and the pulp sheet, and the treatment with the adsorbent can be performed reliably.
上記収容工程（Ｂ）では、中間層（成形吸着体）はあらかじめ軽く脱水し、成形した湿潤状態の吸着体を用いているが、吸着体は成形することなく、収容部に収容してもよい。また、膨張工程では、前記と同様に、真空吸引力やマイクロ波による膨張処理を行うことができる。 In the accommodation step (B), the intermediate layer (molded adsorbent) is lightly dehydrated in advance, and a molded adsorbent in a wet state is used. However, the adsorbent may be accommodated in the accommodating portion without being molded. . Further, in the expansion step, similarly to the above, expansion processing using vacuum suction force or microwaves can be performed.
なお、前記３層構造のフィルターは、湿式成形により、湿潤状態のパルプシートと湿潤状態の吸着層と湿潤状態のパルプシートとを順次積層して予備成形体を調製し、必要によりこの予備成形体を所定形状に成形した後、積層体を膨張させることにより調製してもよい。一体性を高めたるため、好ましい態様では、吸着層の周縁部において、第１のパルプシートと第２のパルプシートとは湿潤状態で積層される。中間層の吸着層が厚い場合には、抄造により生成した湿潤状態のパルプシートの上に湿潤状態の吸着体を重ね、少なくとも吸着体上にパルプを適用して抄造し、パルプシート間に成形吸着体が介在する予備成形体を作製し、必要によりこの予備成形体を所定形状に成形した後、成形体を膨張させればよい。 The three-layer structure filter is prepared by sequentially laminating a wet pulp sheet, a wet adsorption layer and a wet pulp sheet by wet molding, and if necessary, this pre-molded body. After forming into a predetermined shape, the laminate may be expanded. In order to improve the integrity, in a preferred embodiment, the first pulp sheet and the second pulp sheet are laminated in a wet state at the peripheral edge of the adsorption layer. When the adsorption layer of the intermediate layer is thick, the wet adsorbent is layered on the wet pulp sheet produced by papermaking, and at least the pulp is applied to the adsorbent to make paper, and the molded adsorbed between the pulp sheets. A preformed body with a body interposed therebetween is produced, and if necessary, the preformed body is molded into a predetermined shape, and then the molded body is expanded.
図２に示すフィルターも、抄造により生成した湿潤状態の繊維層と湿潤状態の吸着体とを所定形状に成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させる方法で製造できる。このような方法としては、例えば、(i)抄造により生成した湿潤状態の繊維層と吸着体と繊維層とを重ねた状態で、所定形状に成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させる方法、(ii)抄造により生成した湿潤状態の繊維層と成形吸着体とを重ねた状態で、湿潤状態の成形吸着体上に繊維を含むスラリーを適用して抄造し、所定形状に成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させる方法、(iii)抄造により生成した湿潤状態の繊維層の上に、粉粒状吸着剤及び繊維を含むスラリーと、繊維を含むスラリーとを順次適用して抄造し、所定形状に成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させる方法などが挙げられる。さらに、これらの方法には、図１で示すフィルターと同様に、必要に応じて、吸引成形工程や加圧成形工程を設けてもよい。 The filter shown in FIG. 2 can also be manufactured by forming a wet fiber layer and a wet adsorbent formed by papermaking into a predetermined shape and then expanding the wet compact. As such a method, for example, (i) a method in which a wet fiber layer formed by papermaking, an adsorbent, and a fiber layer are stacked in a predetermined shape, and then the wet compact is expanded. (Ii) In a state where the wet fiber layer and the molded adsorbent produced by papermaking are overlapped, paper is made by applying a slurry containing fibers on the wet shaped adsorbent, and molded into a predetermined shape. A method of expanding a wet compact, (iii) on a wet fiber layer generated by papermaking, a slurry containing a granular adsorbent and fibers, and a slurry containing fibers are sequentially applied to make paper, Examples of the method include a method of expanding a wet compact after it has been molded into a predetermined shape. Furthermore, these methods may be provided with a suction molding step and a pressure molding step as necessary, as with the filter shown in FIG.
図３に示すフィルターも、図２で示すフィルターと同様の方法で製造できる。具体的には、(i)抄造により生成した湿潤状態の繊維層と吸着体とを重ねた状態で、所定形状に成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させる方法、(ii)抄造により生成した湿潤状態の成形吸着体の上に繊維を含むスラリーを適用して抄造し、所定形状に成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させる方法、(iii)抄造により生成した湿潤状態の繊維層の上に、粉粒状吸着剤及び繊維を含むスラリーを適用して抄造し、所定形状に成形した後、湿潤状態の成形体を膨張させる方法などが挙げられる。 The filter shown in FIG. 3 can also be manufactured by the same method as the filter shown in FIG. Specifically, (i) a method in which a wet fiber layer produced by papermaking and an adsorbent are stacked and formed into a predetermined shape, and then the wet compact is expanded, and (ii) produced by papermaking. Applying a slurry containing fibers onto the wet molded adsorbent and forming it into a predetermined shape and then expanding the wet molded body; (iii) a wet fiber layer produced by papermaking There is a method in which a slurry containing a granular adsorbent and fibers is applied to form a sheet, formed into a predetermined shape, and then expanded in a wet state.
図２及び図３に示すフィルターにおいても、図１に示すフィルターと同様に、マイクロ波の照射は、繊維層と吸着体との絡み合いを向上できるため、効果的である。 In the filters shown in FIGS. 2 and 3, similarly to the filter shown in FIG. 1, microwave irradiation is effective because the entanglement between the fiber layer and the adsorbent can be improved.
本発明では、種々の被処理流体を処理できるので、被処理流体の種類は特に制限されず、気体（空気など）であってもよく、液体であってもよい。被処理気体は、自動車などの各種輸送機などから排出される排気ガスや、室内や冷蔵庫内などの空気であってもよい。本発明のフィルターは、例えば被処理気体に含まれる粉塵、臭気成分、有害ガス成分などを除去するために使用してもよい。本発明のフィルターは、例えば、排気ガス用フィルター、空気清浄機用フィルター、冷蔵庫などの脱臭用フィルター、建造物又は建築部材（例えば天井、壁、床など）の被覆部材（壁紙、カーペットなど）や布帛類又は日用品（カーテン、衣類、寝具、おむつ、生理用ナプキン、靴など）に含まれる部材などとして使用してもよい。被処理液体は、水性液体（水道水、廃水など）であってもよく、油性液体（有機溶媒、油脂（食用油などの植物油脂、動物油脂など）、鉱物油、潤滑油などの油など）であってもよい。本発明のフィルターは、例えば、液体に含まれる有害成分や食品の残渣（例えば、使用済み食用油に含まれる天ぷらかすやパン粉）などを除去するために使用してもよい。本発明のフィルターは、脱色、脱臭効果に優れているため、例えば、浄水器、食用油ろ過器用フィルターとして使用してもよい。なお、本発明のフィルターは、家庭用あるいは業務用のフィルター容器に入れて使用してもよい。 In the present invention, since various fluids to be treated can be treated, the kind of fluid to be treated is not particularly limited, and may be a gas (such as air) or a liquid. The gas to be treated may be exhaust gas discharged from various transport devices such as automobiles, or air in a room or a refrigerator. The filter of the present invention may be used, for example, to remove dust, odor components, harmful gas components and the like contained in the gas to be treated. The filter of the present invention is, for example, an exhaust gas filter, an air purifier filter, a deodorizing filter such as a refrigerator, a covering member (wallpaper, carpet, etc.) of a building or a building member (for example, ceiling, wall, floor). You may use as a member etc. which are contained in cloths or daily necessities (a curtain, clothing, bedding, a diaper, a sanitary napkin, shoes, etc.). The liquid to be treated may be an aqueous liquid (tap water, waste water, etc.), oily liquid (organic solvent, oil (vegetable oil such as edible oil, animal oil), mineral oil, lubricating oil, etc.) It may be. The filter of the present invention may be used, for example, to remove harmful components contained in liquids or food residues (for example, tempura or bread crumbs contained in used cooking oil). Since the filter of this invention is excellent in the decoloring and deodorizing effect, you may use it as a filter for water purifiers and an edible oil filter, for example. The filter of the present invention may be used in a filter container for home use or business use.
被処理流体の処理温度は特に制限されず、フィルターの構成成分の耐熱性に応じて選択できる。繊維としてパルプを用いたフィルターでは、一般的に合成繊維を用いたフィルターよりも耐熱性を向上できるため、加熱状態（例えば、５０〜２００℃、特に７０〜１８０℃程度）の被処理流体を処理できる。そのため、温度の高い状態で濾過処理することの多い被処理流体、例えば、食用油などの油脂であっても効率よく吸着処理できる。 The treatment temperature of the fluid to be treated is not particularly limited and can be selected according to the heat resistance of the constituent components of the filter. Since a filter using pulp as a fiber can generally improve heat resistance as compared with a filter using synthetic fibers, it treats a fluid to be treated in a heated state (for example, about 50 to 200 ° C., particularly about 70 to 180 ° C.). it can. For this reason, even a fluid to be treated that is frequently filtered in a high temperature state, for example, fats and oils such as edible oil, can be adsorbed efficiently.
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例１
固形分換算で、パルプ１００重量部に対して、活性炭（日本エンバイロケミカルズ（株）製、「カルボラフィン」、平均粒径３５μｍ、平均細孔径３０Å）４０重量部を使用し、固形分濃度１．５重量％の水性スラリーを調製した。なお、パルプ（「ハウザンド４００」（キャンフォー・ジョージアパシフィックジャパン社製）は、スプルーフパインファー（針葉樹）６０重量％と、シーダー（杉、針葉樹）４０重量％とで構成されている。このスラリーを、円筒状凹部を有する断面コ字状の通水性成形型に注入して吸引成形し、湿潤状態の成形吸着体を調製した。また、図４に示す工程に従って、上記パルプを含むスラリーを抄造して収容凹部を有するパルプシートを調製し、このシートの収容凹部に前記成形吸着体を収容して所定形状に加圧成形した後、前記上記パルプを含むスラリーを表面全体に適用して抄造し、湿潤状態の積層成形体を調製した。この積層成形体を加圧して所定形状に成形し、水分含有量を２５重量％に調整した後、マイクロ波（出力５００Ｗ）を２分間照射して膨張させた。さらに、同様にしてマイクロ波を照射した後乾燥し、フランジ部を有する３層構造のフィルターを得た。３層構造のフィルターの嵩密度は０．１８５ｇ／ｃｍ3であり、成形吸着体とパルプシート（又はパルプ層）全体との厚み割合は、７５／２５程度であった。なお、フィルターのサイズは、フランジ部の外径９４ｍｍ（フランジの幅８ｍｍ）、フィルター本体の内径８１ｍｍ、フィルター本体の厚み１５ｍｍである。
Example 1
In terms of solid content, 40 parts by weight of activated carbon (manufactured by Nippon Enviro Chemicals Co., Ltd., “Carborafine”, average particle size 35 μm,
実施例２
マイクロ波を照射することなく、実施例１と同様にして、３層構造のフィルターを得た。３層構造のフィルターの嵩密度は０．２２ｇ／ｃｍ3であり、成形吸着体とパルプシート（又はパルプ層）全体との厚み割合は、７５／２５程度であった。
Example 2
A filter having a three-layer structure was obtained in the same manner as in Example 1 without irradiating microwaves. The bulk density of the three-layer structure filter was 0.22 g / cm 3 , and the thickness ratio between the molded adsorbent and the entire pulp sheet (or pulp layer) was about 75/25.
なお、上記操作を５回繰り返したところ、各フィルターの嵩密度は表１に示す範囲で変動した。 When the above operation was repeated 5 times, the bulk density of each filter varied within the range shown in Table 1.
表１から明らかなように、実施例２に比べ実施例１は嵩密度が低く、マイクロ波照射により体積が大きく膨張した。 As is clear from Table 1, the bulk density of Example 1 was lower than that of Example 2, and the volume was greatly expanded by microwave irradiation.
実施例３〜８
パルプと活性炭とを表２に示す割合で用いる以外、実施例１と同様にしてフランジ部を有する３層構造にフィルターを作製した。そして、成形性及び吸着効率を次のような基準で評価した。
Examples 3-8
A filter was produced in a three-layer structure having a flange portion in the same manner as in Example 1 except that pulp and activated carbon were used in the proportions shown in Table 2. The moldability and adsorption efficiency were evaluated according to the following criteria.
［成形性］
◎：吸着層が一体に成形できる
○：吸着層の吸着剤が一部脱落する
×：吸着層が脆く多くの吸着剤が脱落する。
[Formability]
A: The adsorbing layer can be formed integrally. B: A part of the adsorbent in the adsorbing layer falls off.
［吸着効率］
フィルターを濾過ユニットに装着し、使用済み天ぷら油５００ｇを注入し、濾過に要した時間および濾過後の油の色相を評価した。
[Adsorption efficiency]
The filter was attached to a filtration unit, 500 g of used tempura oil was injected, and the time required for filtration and the hue of oil after filtration were evaluated.
（濾過時間）
◎：６時間以内で濾過できる
○：６〜８時間で濾過できる
（ろ過後の色相）
フレッシュな同種の天ぷら油の色相をランク「１」、使用済み油の色相をランク「１０」とし、以下の基準で評価した。
(Filtration time)
◎: Can be filtered within 6 hours ○: Can be filtered in 6-8 hours (Hue after filtration)
The hue of fresh tempura oil of the same kind was ranked “1”, and the hue of used oil was ranked “10”, and the following criteria were used for evaluation.
◎：３未満
○：４〜５。
A: Less than 3 B: 4-5.
結果を表２に示す。 The results are shown in Table 2.
表２から明らかなように、濾過時間が短いだけでなく、パルプに対する活性炭の割合が少なくても高い吸着性が得られた。 As apparent from Table 2, not only the filtration time was short, but also high adsorptivity was obtained even if the ratio of activated carbon to pulp was small.
実施例９〜１０及び比較例１
吸着層に活性炭２ｇを含み、かつマイクロ波照射することなく得られ、実施例３と同様の３層構造のフィルター（実施例９、嵩密度０．２２ｇ／ｃｍ3）と、吸着層に活性炭２ｇを含み、かつマイクロ波照射して膨張させ、実施例３と同様の３層構造のフィルター（実施例１０、嵩密度０．１８５ｇ／ｃｍ3）とを用いた。実施例９および１０においてパルプと活性炭との重量比は１３：２である。
Examples 9 to 10 and Comparative Example 1
The adsorption layer contains 2 g of activated carbon and is obtained without microwave irradiation, and has the same three-layer structure as in Example 3 (Example 9, bulk density 0.22 g / cm 3 ), and the adsorption layer has 2 g of activated carbon. And a filter having a three-layer structure similar to that in Example 3 (Example 10, bulk density 0.185 g / cm 3 ) was used. In Examples 9 and 10, the weight ratio of pulp to activated carbon is 13: 2.
一方、比較例１として、パルプで形成された収容凹部を有するパルプシートと、前記収容凹部に収容された活性炭２０ｇと、前記収容凹部の開口部をパルプシートで封止した容器形状のフィルターを用いた。なお、収容凹部の半径サイズは実施例９及び１０のフィルター本体と同じである。 On the other hand, as Comparative Example 1, a pulp sheet having an accommodation recess formed of pulp, activated carbon 20g accommodated in the accommodation recess, and a container-shaped filter in which the opening of the accommodation recess is sealed with a pulp sheet are used. It was. The radius size of the housing recess is the same as that of the filter main body of Examples 9 and 10.
そして、前記フィルターを用い、使用済み天ぷら油をろ過処理し、油の色、および油の酸価を調べた。なお、使用済み天ぷら油として、サラダ油１．５ｋｇに対し、小麦粉、卵、パン粉で構成された衣をつけた豚肉７５０ｇと、同じ衣をつけた魚（アジ）５匹と、唐揚げ粉をつけた鶏肉７５０ｇとを揚げた油を用いた。また、対照として、使用済み天ぷら油を用いた。 And the used tempura oil was filtered using the filter, and the color of the oil and the acid value of the oil were examined. As used tempura oil, 1.5kg of salad oil, 750g of pork with clothes composed of flour, eggs and bread crumbs, 5 fish (azis) with the same clothes, and deep-fried flour 750 g of fried chicken was used. Moreover, used tempura oil was used as a control.
表３から明らかなように、濾過処理により、Ｒ値及びＹ値が低下した。特に、比較例１に比べて活性炭の使用量が１／１０であるにも拘わらず、実施例９及び実施例１０では極めて高い脱色効果が得られた。また、マイクロ波の照射により、さらに着色度及び酸価を低減でき、吸着効率を向上できた。 As is clear from Table 3, the R value and the Y value were reduced by the filtration treatment. In particular, although the amount of activated carbon used was 1/10 that of Comparative Example 1, Example 9 and Example 10 provided an extremely high decoloring effect. Moreover, the coloring degree and the acid value could be further reduced by microwave irradiation, and the adsorption efficiency could be improved.
実施例１１
パルプを含むスラリーを成形吸着体の底部にのみ適用して抄造する以外は実施例１と同様にしてフィルターを得た。このフィルターは、図３に示す構造を有しており、その側部には底部から吸着体に向かって外方向に拡がるテーパー部が形成され、そのテーパー部の角度は、フィルターの積層方向に対して約５°であった。このフィルターを濾過ユニットに装着し、使用済み天ぷら油５００ｇを注入したところ、フィルター側部からの汚染した油の漏出がなく、清浄化された透明で淡黄色の油が通過した。
Example 11
A filter was obtained in the same manner as in Example 1 except that the slurry containing pulp was applied only to the bottom of the molded adsorbent to make paper. This filter has the structure shown in FIG. 3, and a tapered portion that extends outward from the bottom toward the adsorbent is formed on the side of the filter, and the angle of the tapered portion is relative to the stacking direction of the filters. And about 5 °. When this filter was attached to a filtration unit and 500 g of used tempura oil was injected, there was no leakage of contaminated oil from the side of the filter, and a clean, transparent, pale yellow oil passed through.
１，２１，３１…吸着体
２，３…パルプ層
４…フランジ部
５…凹部下流側のパルプ層
２２…上部繊維層
２３，３３…底部繊維層
２４，３４…側部
４１…交換表示部
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