JPS5930132B2 - 「ろ」過方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はｐ過方法に関する。

諸工業におし・て、液体と固体とを分離するためのｒ過
操作では、沢材と共にｆ過助剤を使用することが一般化
している。

この沢過助剤として、ケイソウ土とかパーライトが主に
用いられ、これに繊維質の石綿とかセルローズを混合し
て使用している。

この繊維質濾過助剤として当初石綿が用も・られた。

この石綿はこの目的に適した有効な性能を有するが、衛
生上に大きな問題があり、また含有成分の溶出等の欠点
もあり、他の材料への切換が要望され、現在セルローズ
繊維が使用されつつあるが、石綿に比して性能が劣るた
めに、全面的に石綿の使用を中止するには至って℃・な
い。

セルローズ質沢過助剤は、木材パルプを薬品処理して非
結晶部分を除去して、結晶部分の割合を高めると共に、
可溶性成分を除去することにより、本来パルプの持って
℃・る高℃・膨潤性と可溶性成分の溶生性を低くするよ
うに改良しであるが、精製処理が繁雑であり、しかもこ
の精製処理によっても性能が充分に改善できず、また、
天然品であるために微生物による変化を受は易し・が、
これらの欠点はほとんど改良されていなし・。

また、従来提案された合成繊維質沢過助剤においても種
々の欠点をもって℃・るのである。

この発明は、優れた効果を発揮すると共に、衛生上にお
いても問題のない沢過助剤を使用するｆ過方法を提供す
るものである。

更に具体的に述べれば、この発明ではｆ過助剤またはそ
の一部として、石綿とかセルローズ繊維または従来提案
された合成繊維に代えて、親水性化処理を施したポリオ
レフィン系（たとえばポリエチレン、ポリプロピレン）
の合成繊維からなる枝分かれしたフィブリル状の短繊維
体を使用するものであり、たとえば、ケイソウ土質沢過
助剤またはパーライト質沢過助剤もしくはそれを含む混
合物に、前記の親水性化処理を施したポリオレフィン系
の枝分かれしたフィブリル状の短繊維体である合成樹脂
繊維状体を混合して使用するかまたはこの合成樹脂繊維
状体のみを使用するものである。

場合によっては従来の繊維質沢過助剤にこの合成樹脂繊
維状体を混合して使用することもできる。

この発明に使用するポリオレフィン系合成繊維の材料で
あるポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン
などの単独重合体のみならず、他の単量体との共重合体
および２種以上の重合体の混合物も使用出来る。

このポリオレフィン系合成繊維からなる枝分かれしたフ
ィブリル状繊維は、次の様にして調製出来る。

目的のポリオレフィン樹脂を溶媒に溶解した樹脂溶液と
か分散液を激しく攪拌しながら繊維状に析出させるか、
又は樹脂溶液とか分散液をより低温・低圧下に噴出させ
て溶媒を気化させると繊維状物を得ることができる。

得られた繊維状物は、長さ方向に複数に解裂し枝分かれ
したフィブリル状となって（・るのである。

若し、枝分かれしたフィブリル状解裂の程度が不十分で
あれば、これに公知の叩解方法を実施することにより、
目的を十分達することができる。

又、性質が少しは低下するが、別の方法として、方向性
を有する繊維又は種類の異る２種の樹脂よりの繊維を十
分叩解する事によっても得ることが出来る。

ポリオレフィン繊維に親水性を付与する方法としては、
次の方法があげられる。

（１）繊維形成前の原料配合物に、親水性化合物たとえ
ば界面活性剤とか親水性高分子化合物または親水性低分
子化合物を配合しておく。

（１１）得られた繊維状体を親水性化合物にて処理する
。

（ｉｉｉ） 原料である合成ポリオレフィン樹脂を、
共重合またはグラフト重合等により親水性化しておく。

（ｉＶ） 得られた繊維状体を共重合またはグラフト
重合等により親水性化する。

（■）使用直前に、親水性化合物たとえば界面活性剤と
か親水性の低分子または高分子化合物等にて処理する。

特に好まし℃・方法は、繊維形成前の原料配合物に親水
性高分子化合物（例えばポリビニルアルコール）を配合
しておく事である。

この方法によれば、フィブリル化が促進され、しかも親
水性が永続的で使用に際して水分散性が極めて良好であ
る。

この発明に使用される親水性化されたポリオレフィン系
の合成樹脂繊維状体は寸法が小さく、かつ親水性を有す
る枝分かれしたフィブリル状短繊維体であるため、それ
自体水中で均一に分散すると共に不溶性であり、かつ同
時に混合使用されるケイソウ士やパーライト等の沈澱し
易℃・粒子の分散を助長する特長がある。

そして、これらより得られた沢過層（Ｐ材上に存在する
もの）は、ケイソウ士、パーライト等の粒子とよくから
みあってこれを包み込み、架橋して、均一性があって崩
壊性の少な℃・、しかも沢過性に優れた性能を発揮する
のである。

この総合的にすぐれた性能は、公知の石綿、セルローズ
質および従来提案された合成繊維質沢過助剤では到底得
られなし・ものである。

従来提案された合成繊維沢過助剤例えばポリアクリロニ
トリルとかポリアミド繊維の粉砕物は十分な枝分かれし
たフィブリル状となって居らず、しかも親水性に劣るた
め水中分散性が劣り、得られた沢過層は、繊維同志のか
らみ合し・が少く又、ケイソウ十粒子との抱合性に劣る
ため不均質であり崩壊しやす℃・のである。

さらに、この親水性化されたポリオレフィン系合成繊維
はエステル結合、アミド結合其他の加水分解亭れ易℃・
構造をもたないため、ｒ液のｐＨの高低に関係なく分解
されず安定であり、さらにまた、構造中に窒素原子や硫
黄原子をもたなし・ために、金属酸化物等の製造工程に
使用した場合の焼成処理時に窒素化物とか硫化物の副生
もなく、また焼却にあたって有毒ガスの発生もな℃・特
長をもって℃・る。

このｐ過助剤を使用することを特徴とする本発明のｐ過
方法は、従来の沢過方法と同じ分野で利用され得るもの
であるが、特に、衛生上とか、沢過助剤よりの溶出分に
よる変色変質が問題となる食品工業、飲料水、医薬品等
の分野、微量の無機溶出物を避けたし・ボイラー等の分
野、沢過ケーキを焼成して製品化する冶金、顔料工業分
野等におし・て大きな効果を発揮するのである。

この沢過方法の利用分野の若干の例を以下に示す。

食品工業（清酒、ビール、ぶどう酒、精糖）：上水、工
業用水、汚泥処理； ボイラー水： 顔料（酸化チタン、水酸化アルミニウム）；金属冶金工
業（アルミニウム、マグネシウム、メッキ液）； 発酵工業、特に医薬品工業。

このｒ過助剤は２つの使用態様で使用でき、すわちボデ
ィフィードとプリコートとの２つの使用態様がある。

ボディフィード：濾過するとき、原液に少量のｒ過助剤
を添加するが、これをボディフィードと称し、原液中に
始めから存在する固形分粒子と共に沢村上にケーキを形
成し、このケーキの沢過抵抗を減少させるのである。

グリコート：濾過に先立って、沢過助剤だけを分散させ
た液を沢過して沢村上に沢過助剤のみからなる層を形成
させるが、これをう°リコートと称し、沢過にあたって
即席に形成される沢材と℃・う性格をもっている。

ボディフィードまたはプリコートの単独使用の他に、両
署を併用することも可能である。

両者併用の場合には、ボディフィード用沢過助剤はプリ
コート用沢過助剤と同一または相異なるものであってよ
し・。

また、沢過助剤としての本来の効果の他に、原液中の溶
存有害物質の吸着除去を併せて行なうことも可能である
。

次に、本発明に従って清酒の沢過を行なう方法の一例に
つ℃・て説明する。

白米をコウジ菌と酵母により主として糖化とアルコール
発酵を行℃・、これを圧搾して酒粕と新酒を得る。

次いで滓引、沢過を経たものが清酒となり、火入れ、貯
蔵、瓶詰されて出荷される。

この沢過工程が不完全であれば、次の如き障害が発生す
る。

（１） 混濁する。

すなわち蛋白質等の析出により、貯蔵中の瓶中にて透明
度が悪くなり、混濁に至る。

（２） 火落菌による混濁が生じ、かつ酸味が強くな
り、商品価値が低下する。

（３）着色がひどくなる。

これは、原料に由来するフラビン化合物、チロシンやプ
ロカテキュ酸の酸化反応によるメラニン色素の生成、水
、米、活性炭、沢材、タンクやパイプより溶出せる有色
物質（主として鉄分）の存在、アミン・カルボニノウ范
によるメラノイジンの生成、未知の含窒素化物とか酸性
物質が原因となる着色等によるものである。

その上、日光による着色促進等もある。

（４）味も、酸味が強くなったり、雑味、℃・や味が強
くなる。

（５）匂も、火落香とか腐造臭等が発生する。

これらにより清酒の商品価値が著しく低下するのである
。

したがって清酒の清澄化、脱色、着色防止、過熱防止、
欠落防止、香味調整を行なうため、効果的な沢過を実施
するのである。

先ず、沢過前に活性炭を添加して前記の如き種線の有害
成分の吸着を行なわしめると共に、この活性炭がボディ
フィードともなる。

沢過にあたっては沢過機を用℃・る。

Ｐ材として沢布とか沢紙を用℃・、これにケイソウ土質
沢過助剤と本発明の合成樹脂繊維状体沢過助剤とを混用
してプリコートを行なって、次に主目的の沢過を減圧法
または加圧法にて行なうことにより、有害物質が効果的
に沢別できる。

本発明による濾過方法により、石綿質沢過助剤を使用し
たときの清酒中への石綿粒子の混入とか、石綿中の鉄分
を始めとする可溶性成分の溶出が確実に防止できると共
に、沢過効率が大きく向上するのである。

また、セルローズ質沢過助剤を使用する場合における膨
潤等による沢過効率の低下とか、微生物の発生等の欠点
も確実に改善できるのである。

そして又、従来提案されている合成繊維沢過助剤の分散
性不良とか、プリコートに長時間を要するとか、グリコ
ート沢過層の不良などの欠点を改良することもできるの
である。

次に、ビールの沢過につ（・て説明する。

麦芽の糖化、ホップの添加後の麦汁の沢過と、発酵、貯
蔵後の瓶詰め操作の直前の仕上げ沢過とがあるが、特に
、仕上げ沢過の工程が非常に重要である。

この発明に従えば、たとえばケイソウ土質沢過助剤とポ
リオレフィンｐ過助剤とを混用して、沢材にプリコート
を行な（・、次いで沢過を行なう。

従来、プリコートとして石綿またはセルローズ質ｒ過助
剤を、ケイソウ土質沢過助剤と混用して使用して℃・た
が、この発明の方法により衛生上、涙過効果上とも大巾
な改善が達成されるのである。

次に、ボイラー水の沢過につし・て述べる。

火力発電所等ではボイラーとして、主に質流ボイラーが
使用されて℃・る。

一般のボイラーもそうであるが、特にこの型式のものは
スケール発生を防止することが重要である。

このため水の沢過にあたっては、石綿質とかケイソウ土
質の沢過助剤は、スケールの原因となる物質の溶出があ
るため使用されず、現在は主にセルローズ質沢過助剤が
使用されて℃・る。

この発明によれば、先ず沢材として焼成多孔質沢材とか
金網リーフを用い、これにポリオレフィン沢過助剤をプ
リコートして沢過を行なうのである。

この方法によれば、スケール原因物質の溶出もなく、ま
た、水温が高いためにセルローズ質沢過助剤であれば膨
潤性が大きくｐ過性能の低下が起るのに対し、この発明
の方法ではこのような不都合もなく大巾な改良が行なわ
れるのである。

次に、浄水場における汚泥の沢過につし・て説明する。

河川や井戸からの原水には、無機質、有機質の種々の不
純物が含まれて℃・る。

これを凝集、沈降処理後に、発生した汚泥の脱水の目的
で沢過するのである。

この沢過工程では、回転ドラム型グリコートフィルター
を用℃・て、ケイソウ土質沢過助剤とポリオレフィン沢
過助剤とを混合したものをプリコートし、沢過層にてｐ
過する。

その一例を示す。

凝集剤として硫酸バンドを用℃・、ケイソウ土とポリオ
レフィン沢過助剤とを約９０ ： １０の割合で混合し
たものを沢過助剤として用℃・て約１００ｍｍの厚さに
プリコート層シて沢過を行なった。

含水量的２５％の脱水汚泥が得られた。

プリコート層はひび割れや崩壊もなく安定であり、沢過
性も良好であった。

次に、酸化チタン製造時におけるｐ過につし・て説明す
る。

原料を濃硫酸で処理して、その未溶解部分を除去するた
めｐ過が行なわれる。

沢液である硫酸チタン溶液を加水分解すると水酸化チタ
ンの結晶が得られる。

この結晶を回収するため再びｐ過を行なう。

得られたケーキを焼成して酸化チタンを得る。

この後者の沢過工程にお℃・て、ケイソウ士等の無機質
沢過助剤を用℃・た場合には、焼成後の製品中に不純物
が多量混入するので、必ず、焼成により消失する材料を
使用しなければならなし・。

このため有機質沢過助剤が用℃・られ、一般にセルロー
ズ質沢過助剤が用℃・られる。

しかしながら、セルローズ質沢過助剤のみでは、ケイソ
ウ士との混用の場合に比し沢過性能がかなり悪℃・ので
あるが、ケイソウ土が上記の理由で使用できな℃・ため
、従来はセルローズ質沢過助剤のみを単独で使用せざる
を得なかった。

この発明の方法を用（・ることにより、セルローズ質沢
過助剤の場合に比して犬１コな１過効果の改善が達成で
きるのである。

次に本発明に使用するポリオレフィン沢過助剤の製造例
を示す。

製造例 １ 容量２０００ｍ１の電磁誘導攪拌機付オートクレーブを
用℃・、高密度ポリエチレン５．０り、ｎ−ペンタン５
００ｍ１と共に水１０００ＴＬｌおよび活性剤０．５２
を使用した。

１６０℃まで加熱したとき、全圧は２３気圧であった。

１０気圧の水蒸気とともに二流体ノズルから噴霧して長
さ２〜５ｍｍの繊維状構造物が得られた。

これをその濃度が２％になる量の水に分散して直径３０
σ、フレアランス０、１ ｍｍのディスクリアイナーで
処理し、これを乾燥して親水性化されたフィブリル化繊
維体を得た。

このものは水中分散性が非常に良好であった。

製造例 ２ ポリプロピレン及びヘプタンを密閉容器に入れ、２００
℃に昇温して濃度５％の溶液を作った。

次（・でポリビニルアルコール水溶液と前記樹脂溶液と
を等容量づつ加え、激しく攪拌してから直径１ｍｍのノ
ズルから大気中にフラッシュした。

得られた繊維体をパルプ用リファイナーにかけて叩解し
た。

長さ１〜３７ｎｒＩＬで、ポリビニルアルコールの付着
した親水性フィブリル化ポリプロピレン繊維体が得られ
た。

このものは水中分散性が犬であった。製造例 ３ ポリプロピレン６０％と部分鹸化ポリビニルアルコール
４０％とのブレンド品に、水１００ＣＣ。

塩化メチレン５０ＣＣ１活性剤０．！ｌを加えて、オー
トクレーブ中で１０００ ｒｐｍの攪拌速度で攪拌しな
がら、１８０℃に昇温し、直径１ｍｍのノズルを用いて
、４０ｋｙ／ｍ”の圧力で吐出させた。

長さ２〜３朋の表面積１ ｍ／ ？のフィブリル化した
短繊維が得られた。

このものは水中に分散すると短時間内に均一な分散液が
得られた。

製造例 ４ １００部の高密度ポリエチレンと５部の無水マレイン酸
と０．５部の第３級プチムパーオキサイドを含有する混
合物を調製した。

この混合物を、攪拌機を備えたタンクに導入し、４０℃
の温度でヘキサン中に懸濁させた。

この懸濁液をタンクから連続的に取出し８０ｋｇ／ｃｒ
Ａの圧力下に圧し、次（・で２００℃に加熱した。

この溶液を沢過し、次℃・で細断用の紡糸口金を通すこ
とにより膨張させ、フィブリッド化短繊維を得た。

このものをアルカリ液にて処理することにより親水性繊
維が得られた。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 １ 原液として、０．２％の粉末活性炭を分散させた水を用
意し、真空吸引式リーフ型沢過機を使用し、〉※沢材と
してと布（綿布）を用℃・、沢過助剤としてプリコート
用ケイソウ土と各種繊維を併用した。

ケイソウ士５ｋｇ、繊維５００グを真水１０００１中に
分散し、流速５０１／ｒｒ？・ｉにてグリコートした。

グリコート完了後、上記原液の沢過に切換え涙液の濁り
がなくなると本番のｐ過に入る。

各沢過助剤である繊維の分散性・プリコート時間・プリ
コート層の安定性及び涙液の清澄性を観察した。

繊維として、本発明に従った親水性化ポリオレフィン繊
維４種と、市販セルローズ質濾過助剤であるＫＣ−フロ
ック及び調製されたアクリル繊維及びポリアミド繊維の
粉砕物を用℃・た。

アクリル繊維、ポリアミド繊維の粉砕物は、径１０μ、
長さ３ｍｍの短繊維を十分にクラッシュしたものを用℃
・た。

結果は次の通りであった。

実施例 ２ 清酒の沢過を行った。

火入れ前のものを試料として用℃・、先づ０．２％の粉
末活性炭を添加し、種々の有害成分の吸着を行なわしめ
ると共に、この活性炭をボディフィードとしても用℃・
た。

吸引式リーフ型沢過機に沢材として綿布を用℃・、ケイ
ソウ±５ｋｇ、製造例３の繊維１００グを沢過助剤とし
た。

グリコート５分で終り、本沢過は１００００１が６０分
で終了した。

途中活性炭の透過もなく涙液は清澄性に優れてし・た。

製造例３の繊維の代りにＫＣフロック（対照）を用℃・
た場合、グリコート形成時間約１時間、本沢過９０分で
清澄性に劣って℃・た。

実施例 ３ 貫流ボイラーの復水の沢過実験を行った。

復水な処理するために設けた復水バイパス処理装置は、
前置フィルター、温床式イオン交換樹脂含有処理装置、
後置フィルターからなり、前置フィルターには従来セル
ローズ質沢過助剤のプリコートを行って℃・た。

このセルローズ質沢過助剤の代りに、使用量（１ｋｙ／
ｍ： ）を同一にして本発明に従った製造例３の繊維
を使用する事により、沢過助剤の寿命が５倍となった。

銹粒子、ケイ酸質粒子などの粒子の透過は認められなか
った。

実施例 ４ 浄水場における汚泥の沢過に関する実験を行った。

実験室用の回転ドラム型グリコートフィルターを用し・
て、ケイソウ士と製造例２の繊維とを沢過助剤として９
対１に混合し、これをプリコートとして用（・た。

硫酸バンドと塩素を用℃・て沈降させた汚泥（約２％の
固形分を含む）をグリコート脱水工程へ送った。

プリコート層は厚さ７０ＴｒＬｒｒＬより出発したが、
目詰りなく順調な沢過が行なわれ、又、プリコート層の
ひび割れや崩壊もなく安定であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 親水性化処理を施したポリオレフィン系の合成繊維
   からなる枝分れしたフィブリル状短繊維体を、沢過助剤
   またはその一部として用いることを特徴とする沢過方法
   。