JPS6044012A - 清澄濾過用濾材およびその製造方法 - 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】 この発明は微細粒子、特に粒径０．０５〜５ミクロンの
微細粒子を含有するスラリーから微細粒子を消別する清
澄濾過方法に関する。

従来、ｆｆ＆　ｆ１粒子含有スラＩＪ　−全ｑ過するに
は、濾紙、高密度化ニードルパンチングフェルト、カレ
ンダ加工した炉布などが炉材として使用されている。濾
紙は木材形成の短繊維を抄造し、水またはアルカリ性分
散媒によって膨潤ち密化したものであるから微細粒子全
７β別、捕捉するには極めて有効であるが、＃維相互間
の結合がきわめて弱いため、微細粒子、すなわち炉別し
た固形分を製品とする場合には、濾紙表面から短繊維が
剥離されて製品に混入することがあり、捷たシート形態
の維持能力が小さく、１回もしくは２〜３回の使用にて
破損され、従ってケーキを剥落させたのちか紙音再生使
用することはできない。高密度化ニードルパンチングフ
ェルト及びち密に製織した織物にカレンダ加工したゾ戸
布は、これを構成する繊維の太さは軸くても１０ミクロ
ン程度であるから、その繊Ｍｔケたとえ１００％積層し
ても１ミクロン程度の単独あるいは複数個が凝集してな
る微細粒子全捕捉するのに十分な細孔全均一に分布させ
ることは不可能である。

最近発泡合成樹脂の開発により発泡合成樹脂を利ルした
ｌｒｉ材が提案されている。たとえば、連通気泡を有す
るウレタンフオームの生地に糊状物であるカゼモノ捷た
はデンプンを溶液ａｌｌに１−で浸透させたのち予備乾
燥し一次ｊｆ該ウレタンフオームを加熱加圧して復元力
を失わせ、最後に水洗して前記糊状物をウレタンフオー
ム中より除去するウレタンフオームを■いたｆｒｚ材が
知られている（特公昭５６−４４．７６６号公報参照）
。しかじかから上記公知のゾ月材は、異質の糊状高分子
ゲルヶ含浸せしめ、早期に溶媒を飛散、蒸発させ、かつ
加熱加圧して孔の形状ヲ盛平化して固定後、溶媒をもっ
て上記糊状高分子ケ除去するものであるから。

形成された気孔σ）大きさは微細化されたものではなく
１本発明の目的とする０、０５〜５ミクロンのような微
ｆ＋ｌ］１粒子なソ目別することは到底でき庁いもので
ある。

一方、ポリウレタンの有機溶媒溶液に粉末を混合した混
合液ケシート状基体に含浸あるいは塗布し一上記有機溶
媒には相溶性であるがポリウレタンには非溶剤である液
体またはその蒸気で上記シートを処刑してポリウレタン
を凝固させ、さらに残存する有機溶媒全除去することに
よってポリウレタン多孔質皮膜を形成するいわゆるポリ
ウレタン湿式凝活１法が知られている。上記ポリウレタ
ン？こ混合される粉末には、無水ピロリン酸カルシウム
、ホウ酸、尿素、チオ尿素、炭酸ナトリウム。

重炭酸ナトリウム、塩化す１〜リウム、芒硝などのよう
に凝固斉１１に対して溶解性のある粉末と、七メント、
アルミナ、シリカ、マグネシア、炭酸カルシウム、炭酸
マ〃゛ネシウム、グラフフイｌ−＃化チクンがどの凝固
剤に対して非溶解性の粉末とが知られている。上記の湿
式凝固法によるポリウレタン多孔質皮膜は、ポリウレタ
ン凝固ｌこ際して皮膜中に気孔ケ生ずると共に、粉末の
混入による気孔ケ生ずる。すなわち粉末が溶解性の場合
は、ポリウレタンの凝固に際して凝固剤への溶出によっ
て気孔を生ずるものであり、混合する粉末の粒度はせい
ぜい２００メツシュ程度であるので、粉末の溶出によっ
て生ずる気孔の大きさは粉末の粒度より小さくなること
はない。また粉末が非溶解性の場合は、粉末は多孔質皮
膜中に残存し、粉末自体が多孔質性であるとともにポリ
ウレタンと粉末との間に小さな裂は目が生じて多孔質に
なるものと考えられるが、この場合に生ずる気孔径はＩ
Ｏμ程度であり−またこの多孔質シートをもって微細粒
子含有スラＩＪ　−２７ｒｌ過すると、多孔質皮膜に残
存する粒子が脱落してケーキまたは７ｎ液に混合して汚
染する恐れが大きい。上記のように、粉末を混合したポ
リウレタン全湿式凝固法によって製造した従来の多孔質
ポリウレタンシートは、０．０５〜５ミクロンの微細粒
子含有スラリーの濾過になお不十分である。

本発明者らは、００５〜５ミクロンの微細粒子を含有す
るスラリーを清澄濾過する方法、および上記滑過に使用
する炉材について鋭意研究した結果、この発明全達成す
るに至ったのである。

この出願は２発明を含み、第１発明は、繊維基材に含浸
または塗布され湿式凝固によって形成されたポリウレタ
ン多孔質皮膜ケ有する炉材をもって１粒径０．０５〜５
ミクロンの微細粒子を含有するスラリー’１７ｉ別する
ことを特徴とする微細粒子含有スラリーの清澄が過方法
であり、第２発明は。

ポリウレタンもしくはポリウレタン良溶媒に可溶性であ
り、かつポリウレタン非溶媒１こも可溶性である気孔生
成剤を混合したポリウレタン組成液が繊維基材に含浸ま
たは塗布され湿式凝固によって形成された多孔質皮膜を
有することを特徴とする微細粒子含有スラリーの清澄濾
過用炉材である。

この発明において使用する炉材は、繊維基材にポリウレ
タン多孔質皮膜全形成したものであり。

この多孔質皮膜は連続気孔からなり、多孔質皮膜の表面
から厚さ０．１ミクロンの表面層に孔径０．０１〜１ミ
クロンの気孔が集中して散在するものであって、」二記
表面層の厚みより内層には上記の表面層の気孔径より大
きい気孔径の気孔が散在している。

上記の構造の気孔を有する炉材に用いて粒径０．０５〜
５ミクロンの微細粒子を含有するスラリー　ｋ　’ＪＴ
”過すると、スラリー中の微細粒子は、単粒。

復粒の別に関係なく、ｌｒＩ材表薄表面捕捉式れて、誦
過の初期から搾めて清澄なｎ液が得られるのである。も
し０．０１ミクロン以下の微細粒子がｆｒｒ材の気孔中
に侵入することがあっても、該粒子は流出するか、炉材
中の気孔の壁に付着するかであって、目詰１りを起こす
ことはなカ。この全日月の他の効果は、ｆｐ材に付着し
たケーキの剥離が良好なことである。一般に微細粒子が
捕捉されて形成されるケーキは非常に粘稠であって、７
濾過後にケーキヶ高圧脱液しなければケーキは軟弱であ
ってゾ角材刀）ら剥離しにくい。そしてケーキの高圧脱
液の程度が大きいと、ケーキは非常に硬くなり炉材に食
い込むのであるが、この発明によれば、ゾ角材の表面層
に薄い微細孔層を形成し、シ戸材の内部に若干大きい孔
径の気孔を形成した・も）のであるため、高圧脱液が終
了した直後に消イｑ内部にある液が微細孔の毛細管現象
によってｌＥ材表面に移行して炉材表面が湿潤した状態
になり、炉材に密着するケ。

−キ表面も湿潤状態にテるため、ケーキとゾ層材との間
の結合力が弱筐り、ケーキが極めて容易に１角材表面か
ら剥離されるのである。

この発明に使用する短材ケ製造するには一ポリウレタン
良溶媒溶液に、ポリウレタンと相溶性であるがポリウレ
タンの良溶媒に溶解性であり、かつ上記良溶剤と相溶性
を有するが一ポリウレタン°　に非溶解性である凝固剤
に溶解性のある気孔生成剤全混合したポリウレタン組成
液を、基材に含浸あるいは塗布したのち、湿式凝固によ
ってポリウレタン多孔質皮膜ケ形成するもσ）である。

炉材の堰造法ケさらに詳しく説明すると、ポリウレタン
を製造するためのポリオールは、平均分子量２００〜６
０００．好ましくは６００〜４０００にして、両末端に
ＯＨ基奮有するポリエステル又はポリエーテルでありｍ
個エバエチレングリコール、ジエチレングリコール、■
、４−ブクングリコール、プロピレングリコール、１，
６−ヘキサンジオール及びネオペンチルグリコール等の
１ジベーｌ゛や、ラクトンポリオールや、ポリテトラメ
チレンゲリコール、ポリエチレングリコール、ホリプロ
ピレングリコールなどである。上記ポリオールに対する
ジイソシアネートは、２，４−または２，６−のトリレ
ンジイソシアネート、ｐ、ｐ’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、フェニレ
ンジイソシアネート、４−クロロ−１，８−フエニレン
ジイソシアネー１〜及びヘキサメチレンジイソシアネー
トが例示される。鎖伸長剤トシては、エチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、
トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセ
リン等が例示される。

上記のポリオール、ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を
適量に配合し、公知の方法にてポリウレタンを製造する
。ポリウレタンの適当な良溶媒としては、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルヌルホキシト、アセトン、ジオキサ
ン、メチルセロソルブ７士テート、テトラヒドロフラン
などが挙ケラれる。

ポリウレタン良溶媒溶液に混合される気孔生成剤として
は、ポリビニルフルコール、ポリエチレンオキシド、カ
ルボキシメチルセルロース、アルギン酸、ポリアクリル
酸ナトリウム、エチレングリコール、ホリエチレン〃−
リコール、ジエチレングリコール、モノエチレンエーテ
ル、プルラン等のポリウレタン良溶媒に可溶の多糖類が
挙げられ。

有機溶媒及び凝固剤の種類に応じ適当に選択される。ま
た上記気孔生成剤は１種または２種以上混合したものも
使用できる。

この気孔生成剤の混合量は、ポリウレタン組成液全量に
対して１〜６５重量％、好ましくは８〜３０重量％であ
り、混合量が１重量％未満の場合は、形成される多孔質
皮膜の環孔率がきわめて小さくなって多孔質皮膜といい
難いものであり、これと反対に混合量が６５重量％を越
える場合は。

ポリウレタン組成液の粘度が大きくなり過ぎてその取扱
いが困難になり、また多孔質皮膜の強度が著しく小さく
なる。

以下にこの発明の詳細な説明する。

実施例１ 翰炉材の製造 ポリエステルポリオール、エチレングリコール。

ｐｌｐ／−シーｙエニルメタンジイソシアネートを原料
トシてなるポリウレタンをジメチルホルムアミドに溶解
したボリウレクン溶液（固形分３０重量％。

商品名ハイラック１０６１．東洋ポリマー社製９４５重
量部に、さらにジメチルホルムアミド３０重量部、およ
び各種気孔生成剤２５重量部を添加して回転式攪拌機で
２０分間攪拌し−これ全脱泡してポリウレタン組成液を
作成した。このポリウレタン組成液をスパン系織物から
なる基材上に。

厚み０３間に塗布し、この塗布物を２５°Ｃ，８０重量
％ジメチルホルムアミド水溶液中に浸漬してポリウレタ
ンを凝固させ、その後、多量の水にて洗浄して添加’Ｊ
ｆｔｙ＋に除去し、１００’（、５分間で乾燥した。

上記のようにして得られた気孔生成剤の異なるシート上
のポリウレタン皮膜の物性は下記第１表のとおりである
。

（以下空白） 第　１　表 第１表の乾燥密度はＡＳＴＭ−Ｄ２４０６−含水率はＪ
　Ｉ　５−Ｌ１０９６、気孔径はＡＳＴＭ−Ｆ３１６−
７０による測定値である。

上記第１表実験１ｆ＝、　２のポリウレタン皮膜を有す
るか材、および比較のための炉材１丁なわちカレンダ加
工した緯畝織の滑材、およびカレンダ加工シタ二−ドル
パンチングフエルト炉材の物性は第２表のとおりである
。

第　２　表 霞 第２表の通気度はフラジル法を準用して測定し。

その単位はｃｃ／分／ｃｆｔである。′！！：た本発明
（イ）の気孔径は第１表と同じく測定した値であ、す、
比較例（ロ）、（ハ）の気孔径はＪ工５−Ｂ８３５６−
９．１２に準じた濾過粒度の測定値である。

（ｂ）濾過実験 上記第２表の滑材を−１，７８１！＋Ｍ複式フィルクプ
レヌ（濾過面積２１０Ｘ２Ｃ４，ｉ枠厚さ１３朋）に取
付け、第１図に示す重量累積粒度分布ケ有する高ａアゾ
］＊Ｈレーキレッド〕、酸化チタン、磁性酸化鉄全含有
するスラリー全下記第３表に示す条件で濾過した。

第３表 濾過開始０〜３０秒間に濾過されたｐ液中の粒子の粒径
分布を光透過法にょ力測定し、その結果を第２，３．４
図に示した。上記グラフで示したように、この発明にお
いてはいずれもろ液中に０．０５〜０．１ミクロンより
大きい粒子は存在せず微細粒子が捕捉されているが、従
来のが材←）、（ハ）では５ミクロン以下より小さい粒
径の粒子を捕捉することはできない。

（ｃ）実用結果 上記濾過実験にもとづいて、この発明のｌｐ過過方法王
工場て実用化した結果は下記のとおりである。

高級アゾ顔料は、従来比較例（ロ）の炉材で’Ｆｒ過さ
れ、毎回２時間の前シバ過によるケーキが形成された後
にやつと清澄液が得られ、さらに、２時間のＺ濾過後に
ケーキをヘラをもって人力で剥離して取出していたが、
この発明における７目過では１消過開始直後から清澄液
が得られ、２時間か過後のケーキの取出しはケーキが自
然落下して人力全必要としなかった。

酸化チタンは、従来比較例（ハ）の炉材でソｒ−＋過さ
れ、要求される清澄度になるには２週間を必要とし、そ
の間絶えず１濾過を循環させねばならず、またン濾過後
のケーキの剥離が悪く処理取得量ケ低下させていたが、
この発明によれば、要求される消液清澄度には即時に達
成され、ケーキの剥離性が良く。

従って処理量は増加された。

磁性酸化鉄は、オリバーフィルタにおいて、従来比較例
（ハ）の炉材が使用され、目詰りが激しく。

約１０日間でケーキが剥離不良であったが、この発明に
よれば、３０日間使甲しても目詰りが斤く初期のか活性
能を維持し、ケーキ取得量は７２％より８８％に上昇し
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は清適実験に使用した微細粒子の粒度分布のグラ
フ、第２図は高級アゾ顔料、第３図は酸化チタン、第４
図は磁性酸化鉄の各種炉材による１濾過のそれぞれのろ
液中の粒度分布を示すグラフである。 特許出願人　敷島カンバス株式会社 〃　東洋ポリマー株式会社 代卯人　弁理士　坂　野　威　夫 〃　〃　吉田了司 第２図 生立　径　（ミ 第３図 −（ハ） 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕繊維基材に含浸または塗布され湿式凝固によって
   形成されたポリウレタン多孔質皮膜を有する炉材ケもっ
   て、粒径００５〜５ミクロンの微細粒子を含有するスラ
   リーをゾ戸別することを特徴とする微細粒子含有スラリ
   ーの清澄濾過方法。 〔２〕ポリウレタンもしくはポリウレタン良溶媒に可溶
   性であり、かつボリウレクン非溶媒にも可溶性である気
   孔生成剤全混合したポリウレタン組成液が繊維基材に含
   浸または塗布され湿式凝固によって形成された多孔質皮
   膜全有することケ特徴とする微細粒子含有スラリーの清
   澄加適用ゾｎ材。