濾過システム
【課題】微粒子状の吸着材が摩耗するのを抑制し、且つμｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔と微粒子を用いることにより、長期間に渡っての使用を可能にする。
【解決手段】キャリアに含有する異物を濾過する濾過システムであって、μｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔を有する微粒子と、表面領域に撥水処理を施し且つ内部に繊維の積層によるフィルタ機能を有する内外二重構造であって、袋状に形成した不織布２とを有し、前記不織布２の撥水処理を施した内壁２ａに前記微粒子の表面を当てがい、前記不織布２で前記微粒子をブロック状に保形する。
【解決手段】キャリアに含有する異物を濾過する濾過システムであって、μｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔を有する微粒子と、表面領域に撥水処理を施し且つ内部に繊維の積層によるフィルタ機能を有する内外二重構造であって、袋状に形成した不織布２とを有し、前記不織布２の撥水処理を施した内壁２ａに前記微粒子の表面を当てがい、前記不織布２で前記微粒子をブロック状に保形する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば不純物を含んだ湿し水を印刷に適した状態にクリアーにする濾過システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、平版印刷では印刷の非画線部にインキが付着しないように版面を湿し水で湿らせて印刷を行う事が行われている。前記印刷を行う際、紙面に付着した粉末状のごみである紙粉が印刷時に版面やブランケットに付着すると、その紙粉が原因となって印刷部分が白点状にぬけるヒッキーの現象が生じる。したがって、湿し水に含まれる紙粉などの不純物を除去する必要がある。
【０００３】
湿し水を浄化する技術として、特開２００４−９７９６８号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この技術は、容器内に多孔質火山岩を複数収納し、汚れを含む機械水が流入口から流出口に至る間に、機械水中の乳化物や微粉などの汚れを多孔質火山岩中の孔に吸着することにより湿し水を浄化する構成のものである。
【０００４】
前記特許文献１に開示された技術では、容器内に収納する多孔質火山岩の粒径を５ｃｍ〜１５ｃｍになるように多孔質火山岩を整粒している。そして、孔表面に汚れが付着した多孔質火山岩は、前記容器から取り出して加熱するか又は洗浄することによって再使用することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１では、多孔質火山岩の再使用を前提としているため、その多孔質火山岩の大きさが５ｃｍ〜１５ｃｍであるから、多孔質火山岩を容器に充填させた際に、多孔質火山岩同士の隙間が紙粉の粒径の大きさ以上になるため、紙粉がその隙間を擦り抜けてしまい、濾過効果を十分に発揮させることができないという課題がある。
【０００７】
また、静圧の下で紙粉を多孔質火山岩の表面に付着させることも可能であるが、容器内での多孔質火山岩間に紙粉の粒径以上の隙間が存在するため、紙粉が多孔質火山岩間を擦り抜けて容器の底部に滞留する可能性が大であり、濾過効果を十分に発揮することはできないという課題がある。
【０００８】
さらに、印刷に使用する湿し水には、紙粉に加えてパウダーやインキや油分等の汚れも含まれている。パウダーやインキや油分等の汚れは、紙粉の大きさと比較してさらに小さい粒径であるから、これらの汚れを多孔質火山岩で捕捉することは難しいものとなる。
【０００９】
また、吸着材として活性炭が用いられているが、その用法は原材料を砕いて微粒子化して用いるものであり、その微粒子の表面の凹凸構造或いは内部に形成されている連通孔に汚れを付着させるものであり、この活性炭を袋に充填して使用している。この場合、活性炭の表面が異質の袋に接触した状態で袋に充填されている。
【００１０】
本発明者等は、種々の実験を繰り返して次のことを解明した。
すなわち、本発明者等は、
(1)汚水を流動させる際に水圧の変動等によって、袋に当てがわれている活性炭が袋と摩擦して、その摩耗粉が袋の網目を閉塞すること、
(2)袋に当てがわれた活性炭が摩耗すると、それが起因して活性炭同士の摩擦に発展し、大部分の活性炭の粒径を縮小させることとなり、短期間で濾過効果が低下すること、
(3)活性炭の用法が、微粒子状の粉砕した形態のみに止まり、その活性炭の表面に形成されている凹凸や連通孔の寸法に着目しておらず、活性炭の特性を十分に発揮させていないこと、
(4)活性炭の用法が、その活性炭のみによる濾過であって、大きさの異なる汚れに対して十分対処できていないこととを解明した。
【００１１】
本発明の目的は、微粒子状の吸着材が摩耗するのを抑制し、且つμｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔と微粒子を用いることにより、長期間に渡っての使用を可能にした濾過システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明に係る濾過システムは、キャリアに含有する異物を濾過する濾過システムであって、μｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔を有する微粒子と、表面領域に撥水処理を施し且つ内部に繊維の積層によるフィルタ機能を有する内外二重構造であって、袋状に形成した不織布とを有し、前記不織布の撥水処理を施した内壁に前記微粒子の表面を当てがい、前記不織布で前記微粒子をブロック状に保形したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、不織布を内外二重構造とし、その表面領域で微粒子との馴染みを向上させて前記微粒子の鈍りを抑制するとともに、前記不織布が備えているフィルタ機能と、前記微粒子が備えているμｍオーダの凹凸とｎｍオーダの連通孔とにより、キャリアに含まれている異物を捕捉することにより、濾過効果を向上させると共に、その濾過効果を長期間に亘って発揮させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る濾過システムを示す原理図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態に係る濾過システムを正面から撮影した写真、（ｂ）は上面から撮影した写真である。
【図３】従来の用法に基づいて粉砕したままの珪藻土を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子（吸着材）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真、（ｂ）は（ａ）の微粒子（吸着材）を倍率を上げて走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子（吸着材）を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した写真である。
【図６】本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子を横断面方向から走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真である。
【図７】本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した写真である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる袋状不織布を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真、（ｂ）は、（ａ）に示す袋状不織布を高倍率で走査顕微鏡により撮影した写真である。
【図９】（ａ）は本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子（吸着材）のｎｍサイズにおける状態を袋状不織布に充填してブロック状に保形した状態を模式化して示す平面図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子（吸着材）の断面形態を模式化した図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る濾過システムを使って湿し水を濾過した実験の結果を示す写真である。
【図１１】（ａ）は本発明の実施形態に係る濾過システムに用いるμｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔に加工した吸着前の微粒子（吸着材）を示す写真、（ｂ）は本発明の実施形態に係る濾過システムにより捕捉した異物（有機物等）を含んだ微粒子（吸着材）を示す写真である。
【図１２】本発明の実施形態に係る濾過システムにより捕捉した異物（有機物、紙粉など）の残渣をＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光）分析した結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
本発明の実施形態に係る濾過システムは図１及び図２（ａ）（ｂ）に示す様に、キャリア３に含有する異物（有機物，紙粉など）５ａ，５ｂ、５ｃ、５ｄを濾過する濾過システムであって、図４（ａ）（ｂ）に示すμｍオーダの凹凸１ｂ及び図４（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）（ｂ）に示すｎｍオーダの連通孔１ｃ、１ｄを有する微粒子（吸着材）１と、図７（ａ）（ｂ）に示す様に表面領域に撥水処理を施し且つ内部に繊維の積層によるフィルタ機能を有する内外二重構造であって、図２（ａ）（ｂ）に示す様に袋状に形成した不織布２とを有し、図１のＣに拡大したように前記不織布２の撥水処理を施した内壁２ａに前記微粒子１の表面１ａを当てがい、図２（ａ）（ｂ）に示す様に前記不織布２で前記微粒子１をブロック状に保形したことを特徴とするものである。
また、前記袋状の不織布２には、図２（ａ）に示す様に前記キャリア３の取水口４が設けてある。以下の説明では、キャリア３として、印刷業界で用いられている湿し水を用いた例を説明するが、キャリア３としては前記湿し水に限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る濾過システムの原理を図示したものである。図１においては、袋状の不織布２と吸着材として用いた微粒子１との関係を示すために、Ａで示す様に袋状の不織布２をシート状のものとして図示している。なお、以降の説明では、前記微粒子１を吸着材１として表記する。
【００１８】
図２（ａ）の右側の写真に示す様に、本発明の実施形態は、不織布２を袋状に成形し、その袋状の不織布２内に吸着材をなす微粒子１を充填して、吸着材をなす微粒子１を袋状不織布２でブロック状に保形している。図２（ａ）の左側の写真は、内部に吸着材をなす微粒子１を充填した後の不織布２を示している。この状態では、袋状不織布２には取水口４が取り付けられていない。次に、本発明の実施形態では、図２（ａ）に示す袋状不織布２に取水口４を取り付けている。なお、使用前の袋状不織布２の取水口４はキャップ４ａにより栓がされている。
【００１９】
本発明の実施形態では、前記吸着材１として、例えば珪藻土或いは活性炭を粉砕し且つ熱処理などを施した微粒子の単体或いはそれらの混合体を用いているが、吸着材としては、珪藻土や活性炭以外のものであってもよいものである。以下の説明では、吸着材１として珪藻土或いは活性炭の微粒子を単体で用いた例を説明する。
【００２０】
本発明の実施形態では、珪藻土或いは活性炭の構造を変性させることにより、表面１ａにμｍオーダの凹凸１ｂを有し且つ内部にｎｍオーダの連通孔１ｃを有する微粒子に仕上げている。なお、前記微粒子の内、珪藻土の構造を変成させる方法としては、ＮＯｘ雰囲気中で加熱処理を行う方法を採用することが可能である。また、活性炭の場合、その内部構造を変性させる方法としては、アルゴン＋３％水素ガス雰囲気中で加熱する方法を採用することが可能である。これらの方法が有効であることは走査電子顕微鏡による写真及び透過電子顕微鏡による写真に基づいて実証する。なお、これら以外の方法により前記微粒子の構造を変性させてもよいものである。
【００２１】
次に、一般的な珪藻土を単に粉砕した微粒子と、本発明の実施形態のように内部構造の変性処理を施すことによりμｍオーダの凹凸１ｂとｎｍオーダの連通孔１ｂを有する微粒子とを比較して、その違いについて考察する。
【００２２】
一般的な珪藻土を単純に粉砕した場合、これをＳＥＭ観察すると、図３に示す様に表面６が平坦であり、しかも連通孔８はμｍオーダの径を有している。これでは、湿し水３内に含まれる約３μｍオーダの紙粉やｎｍオーダの有機物を捕捉することは不可能であることが走査顕微鏡による写真を用いた観察結果からして明らかである。
【００２３】
これに対して、本発明の実施形態に用いる吸着材をなす微粒子１は図４（ａ）に示す様に、その表面１ａには、μｍオーダの凹凸１ｂが形成されている。更に、倍率を上げてＳＥＭ観察すると、図４（ｂ）に示す様に、μｍオーダの凹凸１ｂより小さな孔径をもつｎｍオーダの連通孔１ｃが形成されていることが分かる。また、連通孔１ｃの内壁には突起１ｄが形成されている。この突起１ｄの構造が有機物（インキ成分、パウダー、油脂）や紙粉などを捕捉するのに有効に寄与するものである。
【００２４】
したがって、本発明の実施形態では、μｍオーダの凹凸１ｂにより、図１に示す様に湿し水に含まれる約３μｍの紙粉５ａを捕捉することが可能であると共に、ｎｍオーダの連通孔１ｃにより、湿し水３に含まれるｎｍオーダの有機物（パウダー５ｂ，インキ成分５ｃ，油分５ｄ等）を捕捉することが可能であることが分かる。また、前記ｎｍオーダの連通孔１ｃの内壁の突起１ｄによっても、前記有機物をさらに有効に捕捉することができる。
【００２５】
さらに、本発明の実施形態において物質内部の構造を変性させた吸着材１をなす珪藻土を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した結果を図５（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図５（ａ）（ｂ）に示す様に、微粒子１の内部に黒縞のコントラスト７が認められ、その幅が５０〜１００ｎｍであって連通孔１ｃとしての形態に形成されている。この場合でも、連通孔１ｃはｎｍオーダである。
【００２６】
また、本発明の実施形態において物質内部の構造を変性させた吸着材１をなす活性炭を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した結果を説明する。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図６に示すＤ領域を透過顕微鏡で観察したＴＥＭ写真である。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）の写真からも連通孔１ｃの痕跡と思われる突起が観察された。図６に示す走査電子顕微鏡によるＳＥＭ観察からは平坦に見えた連通孔１ｃの側面にも、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す様に１０〜１００nmの突起１ｄがあり、この突起１ｄの構造が有機物（インキ成分、パウダー、油脂）や紙粉などを捕捉するのに有効に寄与するものである。
【００２７】
以上のように走査電子顕微鏡及び透過電子顕微鏡を用いた微粒子の観察を考慮すると、本発明の実施形態では、微粒子１の表面１ａにμｍオーダの凹凸１ｂを形成させていると共に、ｎｍオーダの連通孔１ｃを形成させているため、例えば湿し水３に含まれる有機物であるインキ成分，パウダー，油脂などをｎｍオーダの連通孔１ｃで捕捉し、約３μｍの紙粉をμｍオーダの凹凸１ｂで捕捉し、湿し水３の浄化に寄与させるものである。
【００２８】
さらに、本発明の実施形態では、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す様に、連通孔１ｃの内壁にさらにｎｍオーダの突起１ｄを形成させているため、この突起１ｄが連通孔１ｃによる有機物の捕捉に寄与することとなり、連通孔１ｃ及びその内部の突起１ｄにより、有機物の有効な捕捉に寄与させるものである。
【００２９】
さらに、本発明の実施形態では、不織布２の表面領域に撥水処理を施している。具体的に説明すると、本発明の実施形態では、例えば日華化学株式会社の製品名「アデッソＷＲ−１」を用いて不織布２の繊維に撥水処理を施しており、表面領域に形成した撥水層２ｃと内部に繊維の積層によるフィルタ機能２ｄとを有する内外二重構造の不織布２に仕上げている。さらに、前記内外二重構造の不織布２を図２（ａ）（ｂ）に示す様に袋状に形成している。
【００３０】
さらに、本発明の実施形態では図１及び図２に示す様に、前記内外二重構造の不織布２を、その表面領域の撥水層２ｃを袋の内壁として、袋状に成形している。そして、前記袋状の不織布２内に吸着材１をなす微粒子１を充填して、それらの微粒子１を袋状の不織布２でブロック状に保形している。
【００３１】
さらに、本発明の実施形態では、袋状の不織布２の内壁２ａが撥水処理を施した撥水層２ｂであることを応用して、微粒子１と不織布２の内壁２ａとの馴染みを向上させて、ブロック状の表層側に位置する微粒子１と不織布２の内壁２ａとを密着させている。
【００３２】
次に、本発明の実施形態に用いた不織布２を走査電子顕微鏡で観察した結果について説明する。
【００３３】
撥水処理後の不織布２をＳＥＭ観察すると、図８（ａ）に示す様に、不織布２を形成している繊維２ｄの径が約１５〜２０μｍであり、それらの繊維２ｄが積層されているためにフィルタ機能としては実質数μｍと考えられる。また、図８（ｂ）に示す様に、不織布２の表面領域に位置する繊維２ｄを観察するとその繊維２ｄの表面が光っており、不織布２の表面領域に撥水層２ｃが存在していることが分かる。
これらの走査電子顕微鏡による観察結果を考察すると、表面領域に形成した撥水層２ｃと内部に繊維の積層によるフィルタ機能２ｄとを有する内外二重構造の不織布２に形成させていることが分かる。これは、従来の不織布が繊維の積層によるフィルタ機能のみを備えているものと、本発明の実施形態に用いる内外二重構造の不織布２との違いが図７に示すＳＥＭ写真から明らかになった。
【００３４】
本発明の実施形態に用いた不織布２は、慣性作用，衝突作用，分散作用，重力作用，静電作用などによって、有機物や紙粉等を捕捉する。図８（ａ）から分かるように、その不織布２が備えているフィルタ機能が実質数μｍであるから、紙粉などを十分捕捉できることが分かる。
【００３５】
また、本発明の実施形態に用いた不織布２は、その繊維２ｄ特に表面領域の繊維ｂ２ｄに撥水処理が施され、その不織布２の表面領域には撥水層２ｃを備えているため、不織布２と微粒子１との馴染みが改善され、微粒子１は不織布２の内壁２ａに密着して当てがわれることとなる。
そのため、取水口４から供給される湿し水３が水圧の変動などにより吸着材をなす微粒子１が不織布２の内壁２ａと摩擦することが抑制され、その結果、吸着材をなす微粒子１の表面１ａの形状が鈍ることはない。したがって、吸着材をなす微粒子１による濾過効果が長期間維持されることとなる。
【００３６】
次に、本発明の実施形態に係る濾過システムを用いて印刷業界で使用されている湿し水３を浄化する場合を説明する。
【００３７】
袋状の不織布２の取水口４から汚れた湿し水３を不織布２内のブロック状の吸着材をなす微粒子１に供給すると、前記送り込まれた湿し水３は図９（ａ）に太線で示す様に、前記微粒子１の表面１ａに沿って流動し、その湿し水３内に含まれる紙粉５ａが図１のＢに拡大して示す様に、前記微粒子１の表面１ａに図４（ａ）（ｂ）に示す様なμｍオーダの凹凸１ｂで捕捉される。前記ブロック状の外周面に位置する微粒子１は、図８（ｂ）に示す不織布２の撥水層２ｃに密着したままで、その表面１ａの凹凸１ｂで紙粉５ａを捕捉している。
【００３８】
また、湿し水３は図９（ａ）に太線で示す様に微粒子の表面１ａに沿って流動する及び内部浸透する際に、その内部に含まれる異物、具体的には有機物であるパウダー５ｂ，インキ成分５ｃ，油分５ｄが、模式化して示した図９（ｂ）及び図４（ｂ）並びに図５（ａ）（ｂ）で示すｎｍオーダの連通孔１ｃを流動する際に、そのｎｍオーダの連通孔１ｃに捕捉される。この場合、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す様に連通孔１ｃの内壁に突起１ｄが形成されている場合には、前記有機物が前記連通孔１ｃ内の突起１ｄによっても捕捉される。
【００３９】
また、本発明の実施形態では、図１のＣに拡大して示す様に、微粒子１の表面１ａが不織布２の内壁２ａに密着しているため、不織布２のメッシュ２ｂが微粒子２によって閉塞される可能性があるが、不織布２の表面領域には撥水層２ｃが存在するため、浄化された湿し水３は不織布２の撥水層２ｃによって微粒子１の表面１ａと不織布２の内壁２ａとの間を擦り抜けて袋状不織布２の外部に排水される。
【００４０】
また、本発明の実施形態に用いた不織布２は図８（ｂ）に示す様に表面領域に撥水層２ｃを有するが、図８（ｂ）に示す様にその内部に繊維２ｄが積層して形成されるフィルタ機能を有しているため、湿し水３は図９（ａ）に示す微粒子１の表面１ａに沿って流動することに加えて不織布２の繊維２ｄ間を潜って流動し、不織布２の有するフィルタ機能によって不織布２に捕捉される。
【００４１】
以上のように、本発明の実施形態によれば、吸着材をなす微粒子１のμｍオーダの凹凸１ｂとｎｍオーダの連通孔１ｃ、連通孔１ｃの内壁に形成した凹凸１ｄ及び不織布２の有するｎｍオーダのフィルタ機能に基づいて、キャリア３に含まれる異物を除去することができるものである。
【００４２】
次に、本発明の実施形態に係る濾過システムを用いて平版印刷に用いられた湿し水を濾過した結果を説明する。この実験は、連続吸水の湿し水装置（容量１００リットル）の湿し水３を毎分１５リットルで１２ヶ月間、本発明の実施形態に係る濾過システムに循環することにより、紙粉や有機物の捕捉を検証したものである。
【００４３】
図１０の右側に示したビーカ内の湿し水が濾過前のものであり、左側に示したビーカ内の湿し水が濾過したものである。図１０の比較結果から明らかなように、湿し水が濾過されて透明度が増していることが分かる。この実験結果からして、本発明の実施形態は、キャリアに含まれる紙粉や有機物を濾過する事に効果があることが分かる。更に、本発明の実施形態では、連続吸水の湿し水装置（容量１００リットル）の湿し水３を毎分１５リットルで１２ヶ月間浄化しても濾過効果が維持されていた。
【００４４】
これに対して、従来の濾過システムでは、数週間毎のメンテナンスの都度、湿し水を廃棄し、湿し水を貯留するタンク内を清掃した後、新たな湿し水に交換していた。
このことからしても、本発明の実施形態に係る濾過システムでは、吸着材１及び不織布２のみを交換することにより、湿し水を交換することが不要となる。そして、実験の結果からして、本発明の実施形態における吸着材１及び不織布２の交換時期は、吸着材１の充填量を調整することにより、数ヶ月ないし数年の期間に延長させることができる。
【００４５】
図１０に示す実験結果を、吸着材をなす微粒子１の粒径を種々変更しながら行った。その結果によれば、吸着材１をなす微粒子１の粒径を１５μｍ〜３０μｍの範囲に設定し、前記不織布として、前記粒径の吸着材１を袋の内部に坦持するのに必要な透過用隙間をもつ不織布を用いることにより、最も効率的且つ長期間に亘って汚れを浄化できることが分かっている。したがって、不織布２の繊維間に形成される隙間が、吸着材として１５μｍの微粒子１を用いる場合には約１０μｍ〜１４μｍのものを用い、吸着材として３０μｍの微粒子１を用いる場合には約１５μｍ〜２８μｍのものを用いることが最適であるとの結果が出ている。
【００４６】
また、本発明の実施形態に係る濾過システムに用いたμｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔に加工した吸着材をなす微粒子であって、吸着前の微粒子１を図１１（ａ）に、吸着後の紙粉や有機物を含む吸着材をなす微粒子１を図１１（ｂ）に示す。
【００４７】
次に、本発明の実施形態において、図１１（ｂ）に示す吸着後の吸着材をなす微粒子１の珪藻土をＥＤＳ分析した結果を表１および表２に示す。主体はＳｉＯ２（二酸化珪素）であるが、わずかにＡｌ２Ｏ３（アルミナ）などが分析された。
【表１】
【表２】
【００４８】
次に、本発明の実施形態に係る濾過システムによって図１１（ａ）（ｂ）に示す様に捕捉した有機物（残渣）を分析した。
図１１（ａ）（ｂ）に示す捕捉した有機物（残渣）をＥＤＳ分析した結果を表３〜表５に示す。印刷インキの主体はプロピレングリコール（ＣＨ3ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2ＯＨ）やクエン酸（C6H8O7）と言われているが、これらに該当する有機物の詳細な組成は不明である。環境対応型平版インキの生産比率はＵＶインキ４．３%、大豆油インキ７４．２%、ノンＶＯＣインキ０．９%であり、湿し水のうち、インキ成分が占める割合が７９．４%であることから、インキ成分は有機系の組成であると考えられる。特に、酸素（O）、炭素（C）、窒素（N）、硫黄（S）、ナトリウム(Na)、カリウム（K）などの有機物合成に不可欠な成分などが主体である。また、光沢成分としてマグネシウム（Mg）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）なども含まれている。一部に塩素（Cl）なども捕捉していることが判明した。
【表３】
【表４】
【表５】
【００４９】
図１２は捕捉有機物残渣（３）のＥＤＳスペクトルである。このスペクトルから吸着材１及び不織布２上には、かなり多くの有機物質が捕捉されていることが明らかになった。
【００５０】
以上の結果に基づいて、本発明の実施形態に係る濾過システムを考察すると、不織布に撥水処理を施すことにより、不織布と微粒子状の吸着材との馴染みを向上させるとともに、不織布のキャリアに対する流動抵抗を低下させることにより、不織布と吸着材との摩耗を抑制して、濾過効果を長期間に亘って発揮させることができる。
【００５１】
さらに、μｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔を有する微粒子状の吸着材と、撥水処理を施して袋状に成形した不織布とを用いるため、例えば湿し水の汚れの大きさに対処することができ、吸着材と不織布とのいずれか或いは双方を用いて確実に汚れを浄化することができる。
【００５２】
さらに、不織布の撥水処理を施した内壁に前記微粒状の吸着材の表面を当てがい、前記不織布で前記微粒子状の吸着材をブロック状に保形することにより、上述した様に不織布と吸着材との摩擦が抑制でき、微粒子状の吸着材全体に発展する摩擦現象を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、平版印刷の湿し水の浄化ばかりでなく、ｎｍオーダの汚れを含むキャリアを浄化するのに適しており、食品業界などの浄化処理にも適用でき、しかも熱を使わないため、環境に負担をかけることがない濾過方式を提供できる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 吸着材をなす微粒子
１ｂ 凹凸
１ｃ 連通孔
１ｄ 突起
２ 不織布
２ａ 不織布の内壁
２ｃ 撥水層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば不純物を含んだ湿し水を印刷に適した状態にクリアーにする濾過システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、平版印刷では印刷の非画線部にインキが付着しないように版面を湿し水で湿らせて印刷を行う事が行われている。前記印刷を行う際、紙面に付着した粉末状のごみである紙粉が印刷時に版面やブランケットに付着すると、その紙粉が原因となって印刷部分が白点状にぬけるヒッキーの現象が生じる。したがって、湿し水に含まれる紙粉などの不純物を除去する必要がある。
【０００３】
湿し水を浄化する技術として、特開２００４−９７９６８号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この技術は、容器内に多孔質火山岩を複数収納し、汚れを含む機械水が流入口から流出口に至る間に、機械水中の乳化物や微粉などの汚れを多孔質火山岩中の孔に吸着することにより湿し水を浄化する構成のものである。
【０００４】
前記特許文献１に開示された技術では、容器内に収納する多孔質火山岩の粒径を５ｃｍ〜１５ｃｍになるように多孔質火山岩を整粒している。そして、孔表面に汚れが付着した多孔質火山岩は、前記容器から取り出して加熱するか又は洗浄することによって再使用することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１では、多孔質火山岩の再使用を前提としているため、その多孔質火山岩の大きさが５ｃｍ〜１５ｃｍであるから、多孔質火山岩を容器に充填させた際に、多孔質火山岩同士の隙間が紙粉の粒径の大きさ以上になるため、紙粉がその隙間を擦り抜けてしまい、濾過効果を十分に発揮させることができないという課題がある。
【０００７】
また、静圧の下で紙粉を多孔質火山岩の表面に付着させることも可能であるが、容器内での多孔質火山岩間に紙粉の粒径以上の隙間が存在するため、紙粉が多孔質火山岩間を擦り抜けて容器の底部に滞留する可能性が大であり、濾過効果を十分に発揮することはできないという課題がある。
【０００８】
さらに、印刷に使用する湿し水には、紙粉に加えてパウダーやインキや油分等の汚れも含まれている。パウダーやインキや油分等の汚れは、紙粉の大きさと比較してさらに小さい粒径であるから、これらの汚れを多孔質火山岩で捕捉することは難しいものとなる。
【０００９】
また、吸着材として活性炭が用いられているが、その用法は原材料を砕いて微粒子化して用いるものであり、その微粒子の表面の凹凸構造或いは内部に形成されている連通孔に汚れを付着させるものであり、この活性炭を袋に充填して使用している。この場合、活性炭の表面が異質の袋に接触した状態で袋に充填されている。
【００１０】
本発明者等は、種々の実験を繰り返して次のことを解明した。
すなわち、本発明者等は、
(1)汚水を流動させる際に水圧の変動等によって、袋に当てがわれている活性炭が袋と摩擦して、その摩耗粉が袋の網目を閉塞すること、
(2)袋に当てがわれた活性炭が摩耗すると、それが起因して活性炭同士の摩擦に発展し、大部分の活性炭の粒径を縮小させることとなり、短期間で濾過効果が低下すること、
(3)活性炭の用法が、微粒子状の粉砕した形態のみに止まり、その活性炭の表面に形成されている凹凸や連通孔の寸法に着目しておらず、活性炭の特性を十分に発揮させていないこと、
(4)活性炭の用法が、その活性炭のみによる濾過であって、大きさの異なる汚れに対して十分対処できていないこととを解明した。
【００１１】
本発明の目的は、微粒子状の吸着材が摩耗するのを抑制し、且つμｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔と微粒子を用いることにより、長期間に渡っての使用を可能にした濾過システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明に係る濾過システムは、キャリアに含有する異物を濾過する濾過システムであって、μｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔を有する微粒子と、表面領域に撥水処理を施し且つ内部に繊維の積層によるフィルタ機能を有する内外二重構造であって、袋状に形成した不織布とを有し、前記不織布の撥水処理を施した内壁に前記微粒子の表面を当てがい、前記不織布で前記微粒子をブロック状に保形したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、不織布を内外二重構造とし、その表面領域で微粒子との馴染みを向上させて前記微粒子の鈍りを抑制するとともに、前記不織布が備えているフィルタ機能と、前記微粒子が備えているμｍオーダの凹凸とｎｍオーダの連通孔とにより、キャリアに含まれている異物を捕捉することにより、濾過効果を向上させると共に、その濾過効果を長期間に亘って発揮させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る濾過システムを示す原理図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態に係る濾過システムを正面から撮影した写真、（ｂ）は上面から撮影した写真である。
【図３】従来の用法に基づいて粉砕したままの珪藻土を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子（吸着材）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真、（ｂ）は（ａ）の微粒子（吸着材）を倍率を上げて走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子（吸着材）を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した写真である。
【図６】本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子を横断面方向から走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真である。
【図７】本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した写真である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる袋状不織布を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真、（ｂ）は、（ａ）に示す袋状不織布を高倍率で走査顕微鏡により撮影した写真である。
【図９】（ａ）は本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子（吸着材）のｎｍサイズにおける状態を袋状不織布に充填してブロック状に保形した状態を模式化して示す平面図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る濾過システムに用いる微粒子（吸着材）の断面形態を模式化した図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る濾過システムを使って湿し水を濾過した実験の結果を示す写真である。
【図１１】（ａ）は本発明の実施形態に係る濾過システムに用いるμｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔に加工した吸着前の微粒子（吸着材）を示す写真、（ｂ）は本発明の実施形態に係る濾過システムにより捕捉した異物（有機物等）を含んだ微粒子（吸着材）を示す写真である。
【図１２】本発明の実施形態に係る濾過システムにより捕捉した異物（有機物、紙粉など）の残渣をＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光）分析した結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
本発明の実施形態に係る濾過システムは図１及び図２（ａ）（ｂ）に示す様に、キャリア３に含有する異物（有機物，紙粉など）５ａ，５ｂ、５ｃ、５ｄを濾過する濾過システムであって、図４（ａ）（ｂ）に示すμｍオーダの凹凸１ｂ及び図４（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）（ｂ）に示すｎｍオーダの連通孔１ｃ、１ｄを有する微粒子（吸着材）１と、図７（ａ）（ｂ）に示す様に表面領域に撥水処理を施し且つ内部に繊維の積層によるフィルタ機能を有する内外二重構造であって、図２（ａ）（ｂ）に示す様に袋状に形成した不織布２とを有し、図１のＣに拡大したように前記不織布２の撥水処理を施した内壁２ａに前記微粒子１の表面１ａを当てがい、図２（ａ）（ｂ）に示す様に前記不織布２で前記微粒子１をブロック状に保形したことを特徴とするものである。
また、前記袋状の不織布２には、図２（ａ）に示す様に前記キャリア３の取水口４が設けてある。以下の説明では、キャリア３として、印刷業界で用いられている湿し水を用いた例を説明するが、キャリア３としては前記湿し水に限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る濾過システムの原理を図示したものである。図１においては、袋状の不織布２と吸着材として用いた微粒子１との関係を示すために、Ａで示す様に袋状の不織布２をシート状のものとして図示している。なお、以降の説明では、前記微粒子１を吸着材１として表記する。
【００１８】
図２（ａ）の右側の写真に示す様に、本発明の実施形態は、不織布２を袋状に成形し、その袋状の不織布２内に吸着材をなす微粒子１を充填して、吸着材をなす微粒子１を袋状不織布２でブロック状に保形している。図２（ａ）の左側の写真は、内部に吸着材をなす微粒子１を充填した後の不織布２を示している。この状態では、袋状不織布２には取水口４が取り付けられていない。次に、本発明の実施形態では、図２（ａ）に示す袋状不織布２に取水口４を取り付けている。なお、使用前の袋状不織布２の取水口４はキャップ４ａにより栓がされている。
【００１９】
本発明の実施形態では、前記吸着材１として、例えば珪藻土或いは活性炭を粉砕し且つ熱処理などを施した微粒子の単体或いはそれらの混合体を用いているが、吸着材としては、珪藻土や活性炭以外のものであってもよいものである。以下の説明では、吸着材１として珪藻土或いは活性炭の微粒子を単体で用いた例を説明する。
【００２０】
本発明の実施形態では、珪藻土或いは活性炭の構造を変性させることにより、表面１ａにμｍオーダの凹凸１ｂを有し且つ内部にｎｍオーダの連通孔１ｃを有する微粒子に仕上げている。なお、前記微粒子の内、珪藻土の構造を変成させる方法としては、ＮＯｘ雰囲気中で加熱処理を行う方法を採用することが可能である。また、活性炭の場合、その内部構造を変性させる方法としては、アルゴン＋３％水素ガス雰囲気中で加熱する方法を採用することが可能である。これらの方法が有効であることは走査電子顕微鏡による写真及び透過電子顕微鏡による写真に基づいて実証する。なお、これら以外の方法により前記微粒子の構造を変性させてもよいものである。
【００２１】
次に、一般的な珪藻土を単に粉砕した微粒子と、本発明の実施形態のように内部構造の変性処理を施すことによりμｍオーダの凹凸１ｂとｎｍオーダの連通孔１ｂを有する微粒子とを比較して、その違いについて考察する。
【００２２】
一般的な珪藻土を単純に粉砕した場合、これをＳＥＭ観察すると、図３に示す様に表面６が平坦であり、しかも連通孔８はμｍオーダの径を有している。これでは、湿し水３内に含まれる約３μｍオーダの紙粉やｎｍオーダの有機物を捕捉することは不可能であることが走査顕微鏡による写真を用いた観察結果からして明らかである。
【００２３】
これに対して、本発明の実施形態に用いる吸着材をなす微粒子１は図４（ａ）に示す様に、その表面１ａには、μｍオーダの凹凸１ｂが形成されている。更に、倍率を上げてＳＥＭ観察すると、図４（ｂ）に示す様に、μｍオーダの凹凸１ｂより小さな孔径をもつｎｍオーダの連通孔１ｃが形成されていることが分かる。また、連通孔１ｃの内壁には突起１ｄが形成されている。この突起１ｄの構造が有機物（インキ成分、パウダー、油脂）や紙粉などを捕捉するのに有効に寄与するものである。
【００２４】
したがって、本発明の実施形態では、μｍオーダの凹凸１ｂにより、図１に示す様に湿し水に含まれる約３μｍの紙粉５ａを捕捉することが可能であると共に、ｎｍオーダの連通孔１ｃにより、湿し水３に含まれるｎｍオーダの有機物（パウダー５ｂ，インキ成分５ｃ，油分５ｄ等）を捕捉することが可能であることが分かる。また、前記ｎｍオーダの連通孔１ｃの内壁の突起１ｄによっても、前記有機物をさらに有効に捕捉することができる。
【００２５】
さらに、本発明の実施形態において物質内部の構造を変性させた吸着材１をなす珪藻土を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した結果を図５（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図５（ａ）（ｂ）に示す様に、微粒子１の内部に黒縞のコントラスト７が認められ、その幅が５０〜１００ｎｍであって連通孔１ｃとしての形態に形成されている。この場合でも、連通孔１ｃはｎｍオーダである。
【００２６】
また、本発明の実施形態において物質内部の構造を変性させた吸着材１をなす活性炭を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した結果を説明する。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図６に示すＤ領域を透過顕微鏡で観察したＴＥＭ写真である。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）の写真からも連通孔１ｃの痕跡と思われる突起が観察された。図６に示す走査電子顕微鏡によるＳＥＭ観察からは平坦に見えた連通孔１ｃの側面にも、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す様に１０〜１００nmの突起１ｄがあり、この突起１ｄの構造が有機物（インキ成分、パウダー、油脂）や紙粉などを捕捉するのに有効に寄与するものである。
【００２７】
以上のように走査電子顕微鏡及び透過電子顕微鏡を用いた微粒子の観察を考慮すると、本発明の実施形態では、微粒子１の表面１ａにμｍオーダの凹凸１ｂを形成させていると共に、ｎｍオーダの連通孔１ｃを形成させているため、例えば湿し水３に含まれる有機物であるインキ成分，パウダー，油脂などをｎｍオーダの連通孔１ｃで捕捉し、約３μｍの紙粉をμｍオーダの凹凸１ｂで捕捉し、湿し水３の浄化に寄与させるものである。
【００２８】
さらに、本発明の実施形態では、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す様に、連通孔１ｃの内壁にさらにｎｍオーダの突起１ｄを形成させているため、この突起１ｄが連通孔１ｃによる有機物の捕捉に寄与することとなり、連通孔１ｃ及びその内部の突起１ｄにより、有機物の有効な捕捉に寄与させるものである。
【００２９】
さらに、本発明の実施形態では、不織布２の表面領域に撥水処理を施している。具体的に説明すると、本発明の実施形態では、例えば日華化学株式会社の製品名「アデッソＷＲ−１」を用いて不織布２の繊維に撥水処理を施しており、表面領域に形成した撥水層２ｃと内部に繊維の積層によるフィルタ機能２ｄとを有する内外二重構造の不織布２に仕上げている。さらに、前記内外二重構造の不織布２を図２（ａ）（ｂ）に示す様に袋状に形成している。
【００３０】
さらに、本発明の実施形態では図１及び図２に示す様に、前記内外二重構造の不織布２を、その表面領域の撥水層２ｃを袋の内壁として、袋状に成形している。そして、前記袋状の不織布２内に吸着材１をなす微粒子１を充填して、それらの微粒子１を袋状の不織布２でブロック状に保形している。
【００３１】
さらに、本発明の実施形態では、袋状の不織布２の内壁２ａが撥水処理を施した撥水層２ｂであることを応用して、微粒子１と不織布２の内壁２ａとの馴染みを向上させて、ブロック状の表層側に位置する微粒子１と不織布２の内壁２ａとを密着させている。
【００３２】
次に、本発明の実施形態に用いた不織布２を走査電子顕微鏡で観察した結果について説明する。
【００３３】
撥水処理後の不織布２をＳＥＭ観察すると、図８（ａ）に示す様に、不織布２を形成している繊維２ｄの径が約１５〜２０μｍであり、それらの繊維２ｄが積層されているためにフィルタ機能としては実質数μｍと考えられる。また、図８（ｂ）に示す様に、不織布２の表面領域に位置する繊維２ｄを観察するとその繊維２ｄの表面が光っており、不織布２の表面領域に撥水層２ｃが存在していることが分かる。
これらの走査電子顕微鏡による観察結果を考察すると、表面領域に形成した撥水層２ｃと内部に繊維の積層によるフィルタ機能２ｄとを有する内外二重構造の不織布２に形成させていることが分かる。これは、従来の不織布が繊維の積層によるフィルタ機能のみを備えているものと、本発明の実施形態に用いる内外二重構造の不織布２との違いが図７に示すＳＥＭ写真から明らかになった。
【００３４】
本発明の実施形態に用いた不織布２は、慣性作用，衝突作用，分散作用，重力作用，静電作用などによって、有機物や紙粉等を捕捉する。図８（ａ）から分かるように、その不織布２が備えているフィルタ機能が実質数μｍであるから、紙粉などを十分捕捉できることが分かる。
【００３５】
また、本発明の実施形態に用いた不織布２は、その繊維２ｄ特に表面領域の繊維ｂ２ｄに撥水処理が施され、その不織布２の表面領域には撥水層２ｃを備えているため、不織布２と微粒子１との馴染みが改善され、微粒子１は不織布２の内壁２ａに密着して当てがわれることとなる。
そのため、取水口４から供給される湿し水３が水圧の変動などにより吸着材をなす微粒子１が不織布２の内壁２ａと摩擦することが抑制され、その結果、吸着材をなす微粒子１の表面１ａの形状が鈍ることはない。したがって、吸着材をなす微粒子１による濾過効果が長期間維持されることとなる。
【００３６】
次に、本発明の実施形態に係る濾過システムを用いて印刷業界で使用されている湿し水３を浄化する場合を説明する。
【００３７】
袋状の不織布２の取水口４から汚れた湿し水３を不織布２内のブロック状の吸着材をなす微粒子１に供給すると、前記送り込まれた湿し水３は図９（ａ）に太線で示す様に、前記微粒子１の表面１ａに沿って流動し、その湿し水３内に含まれる紙粉５ａが図１のＢに拡大して示す様に、前記微粒子１の表面１ａに図４（ａ）（ｂ）に示す様なμｍオーダの凹凸１ｂで捕捉される。前記ブロック状の外周面に位置する微粒子１は、図８（ｂ）に示す不織布２の撥水層２ｃに密着したままで、その表面１ａの凹凸１ｂで紙粉５ａを捕捉している。
【００３８】
また、湿し水３は図９（ａ）に太線で示す様に微粒子の表面１ａに沿って流動する及び内部浸透する際に、その内部に含まれる異物、具体的には有機物であるパウダー５ｂ，インキ成分５ｃ，油分５ｄが、模式化して示した図９（ｂ）及び図４（ｂ）並びに図５（ａ）（ｂ）で示すｎｍオーダの連通孔１ｃを流動する際に、そのｎｍオーダの連通孔１ｃに捕捉される。この場合、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す様に連通孔１ｃの内壁に突起１ｄが形成されている場合には、前記有機物が前記連通孔１ｃ内の突起１ｄによっても捕捉される。
【００３９】
また、本発明の実施形態では、図１のＣに拡大して示す様に、微粒子１の表面１ａが不織布２の内壁２ａに密着しているため、不織布２のメッシュ２ｂが微粒子２によって閉塞される可能性があるが、不織布２の表面領域には撥水層２ｃが存在するため、浄化された湿し水３は不織布２の撥水層２ｃによって微粒子１の表面１ａと不織布２の内壁２ａとの間を擦り抜けて袋状不織布２の外部に排水される。
【００４０】
また、本発明の実施形態に用いた不織布２は図８（ｂ）に示す様に表面領域に撥水層２ｃを有するが、図８（ｂ）に示す様にその内部に繊維２ｄが積層して形成されるフィルタ機能を有しているため、湿し水３は図９（ａ）に示す微粒子１の表面１ａに沿って流動することに加えて不織布２の繊維２ｄ間を潜って流動し、不織布２の有するフィルタ機能によって不織布２に捕捉される。
【００４１】
以上のように、本発明の実施形態によれば、吸着材をなす微粒子１のμｍオーダの凹凸１ｂとｎｍオーダの連通孔１ｃ、連通孔１ｃの内壁に形成した凹凸１ｄ及び不織布２の有するｎｍオーダのフィルタ機能に基づいて、キャリア３に含まれる異物を除去することができるものである。
【００４２】
次に、本発明の実施形態に係る濾過システムを用いて平版印刷に用いられた湿し水を濾過した結果を説明する。この実験は、連続吸水の湿し水装置（容量１００リットル）の湿し水３を毎分１５リットルで１２ヶ月間、本発明の実施形態に係る濾過システムに循環することにより、紙粉や有機物の捕捉を検証したものである。
【００４３】
図１０の右側に示したビーカ内の湿し水が濾過前のものであり、左側に示したビーカ内の湿し水が濾過したものである。図１０の比較結果から明らかなように、湿し水が濾過されて透明度が増していることが分かる。この実験結果からして、本発明の実施形態は、キャリアに含まれる紙粉や有機物を濾過する事に効果があることが分かる。更に、本発明の実施形態では、連続吸水の湿し水装置（容量１００リットル）の湿し水３を毎分１５リットルで１２ヶ月間浄化しても濾過効果が維持されていた。
【００４４】
これに対して、従来の濾過システムでは、数週間毎のメンテナンスの都度、湿し水を廃棄し、湿し水を貯留するタンク内を清掃した後、新たな湿し水に交換していた。
このことからしても、本発明の実施形態に係る濾過システムでは、吸着材１及び不織布２のみを交換することにより、湿し水を交換することが不要となる。そして、実験の結果からして、本発明の実施形態における吸着材１及び不織布２の交換時期は、吸着材１の充填量を調整することにより、数ヶ月ないし数年の期間に延長させることができる。
【００４５】
図１０に示す実験結果を、吸着材をなす微粒子１の粒径を種々変更しながら行った。その結果によれば、吸着材１をなす微粒子１の粒径を１５μｍ〜３０μｍの範囲に設定し、前記不織布として、前記粒径の吸着材１を袋の内部に坦持するのに必要な透過用隙間をもつ不織布を用いることにより、最も効率的且つ長期間に亘って汚れを浄化できることが分かっている。したがって、不織布２の繊維間に形成される隙間が、吸着材として１５μｍの微粒子１を用いる場合には約１０μｍ〜１４μｍのものを用い、吸着材として３０μｍの微粒子１を用いる場合には約１５μｍ〜２８μｍのものを用いることが最適であるとの結果が出ている。
【００４６】
また、本発明の実施形態に係る濾過システムに用いたμｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔に加工した吸着材をなす微粒子であって、吸着前の微粒子１を図１１（ａ）に、吸着後の紙粉や有機物を含む吸着材をなす微粒子１を図１１（ｂ）に示す。
【００４７】
次に、本発明の実施形態において、図１１（ｂ）に示す吸着後の吸着材をなす微粒子１の珪藻土をＥＤＳ分析した結果を表１および表２に示す。主体はＳｉＯ２（二酸化珪素）であるが、わずかにＡｌ２Ｏ３（アルミナ）などが分析された。
【表１】
【表２】
【００４８】
次に、本発明の実施形態に係る濾過システムによって図１１（ａ）（ｂ）に示す様に捕捉した有機物（残渣）を分析した。
図１１（ａ）（ｂ）に示す捕捉した有機物（残渣）をＥＤＳ分析した結果を表３〜表５に示す。印刷インキの主体はプロピレングリコール（ＣＨ3ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2ＯＨ）やクエン酸（C6H8O7）と言われているが、これらに該当する有機物の詳細な組成は不明である。環境対応型平版インキの生産比率はＵＶインキ４．３%、大豆油インキ７４．２%、ノンＶＯＣインキ０．９%であり、湿し水のうち、インキ成分が占める割合が７９．４%であることから、インキ成分は有機系の組成であると考えられる。特に、酸素（O）、炭素（C）、窒素（N）、硫黄（S）、ナトリウム(Na)、カリウム（K）などの有機物合成に不可欠な成分などが主体である。また、光沢成分としてマグネシウム（Mg）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）なども含まれている。一部に塩素（Cl）なども捕捉していることが判明した。
【表３】
【表４】
【表５】
【００４９】
図１２は捕捉有機物残渣（３）のＥＤＳスペクトルである。このスペクトルから吸着材１及び不織布２上には、かなり多くの有機物質が捕捉されていることが明らかになった。
【００５０】
以上の結果に基づいて、本発明の実施形態に係る濾過システムを考察すると、不織布に撥水処理を施すことにより、不織布と微粒子状の吸着材との馴染みを向上させるとともに、不織布のキャリアに対する流動抵抗を低下させることにより、不織布と吸着材との摩耗を抑制して、濾過効果を長期間に亘って発揮させることができる。
【００５１】
さらに、μｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔を有する微粒子状の吸着材と、撥水処理を施して袋状に成形した不織布とを用いるため、例えば湿し水の汚れの大きさに対処することができ、吸着材と不織布とのいずれか或いは双方を用いて確実に汚れを浄化することができる。
【００５２】
さらに、不織布の撥水処理を施した内壁に前記微粒状の吸着材の表面を当てがい、前記不織布で前記微粒子状の吸着材をブロック状に保形することにより、上述した様に不織布と吸着材との摩擦が抑制でき、微粒子状の吸着材全体に発展する摩擦現象を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、平版印刷の湿し水の浄化ばかりでなく、ｎｍオーダの汚れを含むキャリアを浄化するのに適しており、食品業界などの浄化処理にも適用でき、しかも熱を使わないため、環境に負担をかけることがない濾過方式を提供できる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 吸着材をなす微粒子
１ｂ 凹凸
１ｃ 連通孔
１ｄ 突起
２ 不織布
２ａ 不織布の内壁
２ｃ 撥水層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアに含有する異物を濾過する濾過システムであって、
μｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔を有する微粒子と、
表面領域に撥水処理を施し且つ内部に繊維の積層によるフィルタ機能を有する内外二重構造であって、袋状に形成した不織布とを有し、
前記不織布の撥水処理を施した内壁に前記微粒子の表面を当てがい、前記不織布で前記微粒子をブロック状に保形したことを特徴とすることを特徴とする濾過システム。
【請求項２】
前記連通孔の内壁に突起を有する請求項１に記載の濾過システム。
【請求項１】
キャリアに含有する異物を濾過する濾過システムであって、
μｍオーダの凹凸及びｎｍオーダの連通孔を有する微粒子と、
表面領域に撥水処理を施し且つ内部に繊維の積層によるフィルタ機能を有する内外二重構造であって、袋状に形成した不織布とを有し、
前記不織布の撥水処理を施した内壁に前記微粒子の表面を当てがい、前記不織布で前記微粒子をブロック状に保形したことを特徴とすることを特徴とする濾過システム。
【請求項２】
前記連通孔の内壁に突起を有する請求項１に記載の濾過システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−７９１８１（Ｐ２０１１−７９１８１Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３２０４４（Ｐ２００９−２３２０４４）
【出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（５００１７１３１６）大道産業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（５００１７１３１６）大道産業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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