(57)【要約】【課題】  空隙率が高く、濾過効率に優れた濾材及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の濾材の製造方法は、繊維１１（合成繊維等）と接合用樹脂（合成樹脂等からなる。）とを含有し且つ気泡が内在する気泡内在エマルション３２（攪拌して空気を混入させ、起泡させる等の手段による。）を用いて所定形状のエマルション構造体を形成し、その後、該エマルション構造体を乾燥させて、該気泡内在エマルションに含有される水を除去し、所定形状の濾材を形成することを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維と接合用樹脂とを含有し且つ気泡が内在する気泡内在エマルションを用いて所定形状のエマルション構造体を形成し、その後、該エマルション構造体を乾燥させて、該気泡内在エマルションに含有される水を除去し、所定形状の濾材を形成することを特徴とする濾材の製造方法。
【請求項２】
上記繊維が樹脂製繊維であり、該樹脂製繊維を形成する樹脂と上記接合用樹脂とが同種の樹脂である請求項１に記載の濾材の製造方法。
【請求項３】
上記気泡内在エマルションは、上記繊維及び上記接合用樹脂を含有するエマルションを起泡させて得られたものである請求項１又は２に記載の濾材の製造方法。
【請求項４】
上記エマルションの２５℃における粘度が０．３〜１０Ｐａ・秒である請求項３に記載の濾材の製造方法。
【請求項５】
上記エマルションが、更に界面活性剤及び熱分解型発泡剤のうちの少なくとも一方を含有する請求項３又は４に記載の濾材の製造方法。
【請求項６】
上記気泡内在エマルションの体積（Ｖｐ）と、起泡前の上記エマルションの体積（Ｖｅ）との比（Ｖｐ／Ｖｅ）が、１．５〜１０である請求項３乃至５のうちのいずれか１項に記載の濾材の製造方法。
【請求項７】
上記濾材の体積（Ｖｆ）と、上記気泡内在エマルションの体積（Ｖｐ）との比（Ｖｆ／Ｖｐ）が、１〜１０である請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の濾材の製造方法。
【請求項８】
上記気泡内在エマルションと成形型の型面とを接触させた状態で上記乾燥を行う請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の濾材の製造方法。
【請求項９】
上記気泡内在エマルションと成形型の型面とを接触させた状態で上記乾燥を行い、その後、発泡させる請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の濾材の製造方法。
【請求項１０】
上記気泡内在エマルションと成形型の型面とを接触させた状態で上記乾燥と同時に発泡させる請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の濾材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維間が接合用樹脂により接合され、空隙率が高く、濾過効率に優れた濾材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹脂多孔体に繊維を分散させた濾材（例えば、特許文献１、２参照。）、及び繊維からなるウェブを形成し、このウェブに更に気泡を内在させた濾材（例えば、特許文献３参照。）等が知られている。特許文献１に記載された濾材は、発泡ウレタン等の連通孔を有する発泡性樹脂を繊維のバインダとして用いており、バインダが抵抗とならないため圧力損失が少なく、かつ長期的に安定な濾材とすることができる。また、特許文献２に記載された濾材は、発泡ウレタン等の連通孔を有する発泡性樹脂に繊維が不規則に混入されており、ライフ性能が良好で、かつ形状の自由度があり、製造工程が少なく、濾過効率をも向上させた濾材とすることができる。更に、特許文献３に記載された濾材は、極細繊維、骨格繊維及び発泡性粒子からなる水性分散液を用いて抄造したウェブに、発泡性粒子により空隙が形成されており、低圧力損失、高濾過効率、高強度等を備える濾材とすることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２９３２８号公報
【特許文献２】２００１−１９０９１３号公報
【特許文献３】特開平９−１５５１２７号公報特開
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１、２に記載の濾材では、繊維間に空隙を形成するとともに、バインダである連通孔を有する樹脂多孔体が濾材の目詰まりを減らし、圧力損失を低下させるものである必要があり、濾材全体として十分な空隙を有する濾材とするのは容易ではない。また、特許文献３に記載の濾材では、発泡性粒子により、ウェブに十分な空隙を均等に形成する必要があり、更なる改良が望まれる。
本発明は、上記の従来技術の問題を解決するものであり、繊維間が接合用樹脂により十分に接合され、空隙率が高く、濾過効率に優れた濾材を簡易な操作、工程によって製造する濾材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下のとおりである。
１．繊維と接合用樹脂とを含有し且つ気泡が内在する気泡内在エマルションを用いて所定形状のエマルション構造体を形成し、その後、該エマルション構造体を乾燥させて、該気泡内在エマルションに含有される水を除去し、所定形状の濾材を形成することを特徴とする濾材の製造方法。
２．上記繊維が樹脂製繊維であり、該樹脂製繊維を形成する樹脂と上記接合用樹脂とが同種の樹脂である上記１．に記載の濾材の製造方法。
３．上記気泡内在エマルションは、上記繊維及び上記接合用樹脂を含有するエマルションを起泡させて得られたものである上記１．又は２．に記載の濾材の製造方法。
４．上記エマルションの２５℃における粘度が０．３〜１０Ｐａ・秒である上記３．に記載の濾材の製造方法。
５．上記エマルションが、更に界面活性剤及び熱分解型発泡剤のうちの少なくとも一方を含有する上記３．又は４．に記載の濾材の製造方法。
６．上記気泡内在エマルションの体積（Ｖｐ）と、起泡前の上記エマルションの体積（Ｖｅ）との比（Ｖｐ／Ｖｅ）が、１．５〜１０である上記３．乃至５．のうちのいずれか１項に記載の濾材の製造方法。
７．上記濾材の体積（Ｖｆ）と、上記気泡内在エマルションの体積（Ｖｐ）との比（Ｖｆ／Ｖｐ）が、１〜１０である上記１．乃至６．のうちのいずれか１項に記載の濾材の製造方法。
８．上記気泡内在エマルションと成形型の型面とを接触させた状態で上記乾燥を行う上記１．乃至７．のうちのいずれか１項に記載の濾材の製造方法。
９．上記気泡内在エマルションと成形型の型面とを接触させた状態で上記乾燥を行い、その後、発泡させる上記１．乃至７．のうちのいずれか１項に記載の濾材の製造方法。
１０．上記気泡内在エマルションと成形型の型面とを接触させた状態で上記乾燥と同時に発泡させる上記１．乃至７．のうちのいずれか１項に記載の濾材の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の濾材の製造方法によれば、樹脂接合部の強度が大きく且つ軽量であり、濾過効率に優れる濾材を、簡易な操作及び装置により容易に製造することができる。
また、繊維が樹脂製繊維であり、樹脂製繊維を形成する樹脂と接合用樹脂とが同種の樹脂である場合は、繊維間を接合用樹脂によって確実に接合することができる。
更に、繊維及び接合用樹脂を含有するエマルションを起泡させて気泡内在エマルションを調製した場合は、発泡剤を用いなくても十分な気泡が内在する気泡内在エマルションとすることができ、濾過効率に優れた濾材とすることができる。
また、エマルションの２５℃における粘度が０．３〜１０Ｐａ・秒である場合は、気泡内在エマルションを容易に調製することができる。
更に、エマルションが、更に界面活性剤及び熱分解型発泡剤のうちの少なくとも一方を含有する場合は、より空隙率が高く、濾過効率に優れた濾材とすることができる。
また、気泡内在エマルションの体積（Ｖｐ）と、起泡前のエマルションの体積（Ｖｅ）との比（Ｖｐ／Ｖｅ）が、１．５〜１０である場合は、樹脂接合部の強度が大きく且つ軽量な濾材とすることができる。
更に、気泡内在エマルションの体積（Ｖｐ）と、濾材の体積（Ｖｆ）との比（Ｖｐ／Ｖｆ）が、１〜１０である場合は、各々の繊維の交絡点の接合強度を大きく、濾過効率に優れる濾材とすることができる。
また、気泡内在エマルションと成形型の型面とを接触させた状態で乾燥を行う場合は、得られた濾材をそのまま製品とすることができ、後加工を必要とせず、コストの面でも有利である。
更に、気泡内在エマルションと成形型の型面とを接触させた状態で乾燥を行い、その後、発泡させる場合、及び気泡内在エマルションと成形型の型面とを接触させた状態で乾燥と同時に発泡させる場合は、得られた濾材はより空隙率が高く、濾過効率に優れ且つそのまま製品とすることができ、後加工を必要とせず、コストの面でも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の方法により製造された濾材及び本発明の濾材の製造方法について詳しく説明する。
［１］濾材
濾材は、図１のように、繊維（例えば、１１、１１、１１）と、各々の繊維の交絡点を接合している樹脂接合部（例えば、１２）とを備える。この濾材１は、各々の繊維間及び繊維と樹脂接合部との間に空隙が形成された三次元構造を備え、この空隙が流路となって濾材として機能するものである。
上記「繊維」は、繊維間が樹脂接合部により接合され、各々の繊維間及び繊維と樹脂接合部との間に空隙が形成され、濾材として機能するものであればよく特に限定されない。この繊維としては、樹脂製繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維等のセラミック繊維及びステンレス鋼繊維等の金属繊維などが挙げられる。これらの繊維は１種のみでもよく、２種以上でもよい。
【０００８】
繊維としては、樹脂接合部における接合が容易であり、適度に柔軟であって後加工し易く、且つ十分な強度を有する濾材とすることができる樹脂製繊維が好ましい。この樹脂製繊維としては、合成繊維、天然繊維及び再生繊維からなる繊維が挙げられる。合成繊維としては、ポリエチレン繊維及びポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維及びビニロン繊維等が挙げられる。また、天然繊維としては、綿、亜麻、大麻等の麻、セルロース、ジュート、羊毛及び絹等が挙げられる。更に、再生繊維としては、レーヨン及びアセテート等が挙げられる。また、ポリ乳酸、ポリグリコール酸及びポリエチレンサクシネート等の生分解性樹脂からなる繊維を用いることもできる。この生分解性樹脂からなる繊維を用いれば、使用後の濾材の廃棄処理が容易となるため好ましい。これらの樹脂製繊維は１種のみでもよく、２種以上でもよい。
【０００９】
繊維は短繊維でも長繊維を所定長さに切断した繊維でもよい。また、モノフィラメント（単繊維）を所定長さに切断した繊維でもマルチフィラメント（集束繊維）を所定長さに切断した繊維でもよい。更に、複合繊維でもよく、この複合繊維としては、芯鞘型繊維及び経方向において異なった材質の繊維が接合された繊維等が挙げられる。芯鞘型繊維は、融点の高い熱可塑性樹脂等からなる芯と、この芯を被覆し、且つ融点の低い熱可塑性樹脂からなる鞘と、により形成され、例えば、高融点ポリエステル繊維からなる芯と、低融点ポリエステル繊維からなる鞘と、により形成されるもの等が挙げられる。濾材を形成するための繊維の径及び長さは特に限定されず、短繊維であるとき、長繊維を所定長さに切断した繊維であるとき、及びモノフィラメントを所定長さに切断した繊維であるとき、のいずれの場合も、径が１〜５０μｍ、特に１０〜３０μｍ、長さが０．１〜５．０ｍｍ、特に０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。マルチフィラメントを所定長さに切断した繊維であるときは、このマルチフィラメントを構成するモノフィラメントの線径が１〜５０μｍ、特に１０〜３０μｍ、長さが０．１〜５．０ｍｍ、特に０．５〜２．０ｍｍであり、本数が１８〜１４４本、特に３６〜７２本であることが好ましい。また、マルチフィラメントを構成するモノフィラメントは、すべて同じ材質であってもよく、２種以上の異なる材質であってもよい。
【００１０】
上記「樹脂接合部」は、各々の繊維の交絡点を接合している部分である。この接合部の形成に用いる樹脂は特に限定されない。この樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−アクリレート共重合体及びエチレン−酢酸ビニル共重合体等のエチレン系共重合樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂等が挙げられる。更に、ポリ乳酸、ポリグリコール酸及びポリエチレンサクシネート等の生分解性樹脂を用いることもできる。この生分解性樹脂からなる繊維を用いれば、使用後の濾材の廃棄処理が容易となるため好ましい。樹脂接合部は、これらの樹脂のうちの１種のみからなっていてもよく、２種以上からなっていてもよい。尚、繊維は交絡点において樹脂により覆われているが、濾過効率が大きく低下しなければ、繊維の表面の他の部分、特に接合部の周縁部の繊維表面に樹脂が付着していてもよい。
【００１１】
繊維が樹脂製繊維である場合、この樹脂製繊維と樹脂接合部とは同種の樹脂により形成されていることが好ましい。樹脂製繊維と樹脂接合部とが同種の樹脂により形成されておれば、繊維間を、樹脂接合部においてより確実に接合することができる。尚、この同種の樹脂とは、各々の樹脂の単量体単位の１０質量％以上、特に５０質量％以上（１００質量％も含む。）が同一の単量体からなる単量体単位であることを意味する。また、多くの繊維が確実に接合され、且つ均質な濾材とするためには、樹脂製繊維及び樹脂接合体は各々１種の樹脂からなり、且つそれらが同種の樹脂であることがより好ましい。
【００１２】
［２］濾材の製造方法
繊維と接合用樹脂とを含有し、且つ気泡が内在する気泡内在エマルションを乾燥させて、水を除去することにより所定形状の濾材を形成することができる。
上記「繊維」は、濾材の場合における前記の記載をそのまま適用することができる。また、上記「接合用樹脂」は特に限定されないが、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−アクリレート共重合体及びエチレン−酢酸ビニル共重合体等のエチレン系共重合樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂などが挙げられる。更に、ポリ乳酸、ポリグリコール酸及びポリエチレンサクシネート等の生分解性樹脂を用いることもできる。この生分解性樹脂からなる繊維を用いれば、使用後の濾材の廃棄処理が容易となるため好ましい。これらの接合用樹脂は１種のみを用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００１３】
繊維として樹脂製繊維を用いる場合、この樹脂製繊維を形成する樹脂と接合用樹脂とは同種の樹脂であることが好ましい。繊維を形成する樹脂と接合用樹脂とが同種の樹脂であれば、繊維間を、接合用樹脂により確実に接合することができる。尚、この同種の樹脂の意味は前記のとおりである。また、多くの繊維の交絡点を確実に接合し、濾過効率に優れた均質な濾材とするためには、樹脂製繊維及び接合用樹脂として各々１種の樹脂を使用し、且つ同種の樹脂を用いることがより好ましい。
【００１４】
上記「気泡内在エマルション」は、繊維及び接合用樹脂を含有するエマルションを起泡させることにより調製することができる。
上記「エマルション」に含有される接合用樹脂は、接合用樹脂と媒体である水との合計を１００質量％とした場合に、１０〜７０質量％とすることができ、２０〜６０質量％、特に３０〜５０質量％であることが好ましい。接合用樹脂の含有量が３０〜５０質量％であれば、接合用樹脂からなる粒子が水に均一に分散され、均質な濾材とすることができる。更に、繊維は、繊維と接合用樹脂との合計を１００質量％とした場合に、１０〜９０質量％とすることができ、２０〜８０質量％、特に３０〜７０質量％であることが好ましい。繊維の含有量が３０〜７０質量％であれば、繊維間が接合用樹脂により確実に接合され、空隙率が高く、十分な強度を有する濾材とすることができる。
尚、エマルションは、水に接合用樹脂の粒子が懸濁した分散液であればよく、乳化重合及び懸濁重合等により接合用樹脂を重合させた分散液でもよく、接合用樹脂の粒子を乳化剤等を用いて水に懸濁させた分散液でもよい。また、硬化前の前駆体樹脂（未硬化エポキシ樹脂等）を乳化剤等を用いて水に懸濁させた分散液でもよい。
【００１５】
エマルションを起泡させる方法は特に限定されず、エマルションを攪拌して空気を導入し、分散させて起泡させる方法、及びエマルションに気体を吹き込み起泡させる方法等が挙げられる。この気体としては空気及び窒素ガス等を用いることができる。また、エマルションに気体を吹き込みながら攪拌して起泡させることもできる。起泡時のエマルションの温度は特に限定されず、５℃から室温（１５〜２５℃、特に２２〜２５℃）の範囲とすることができる。この温度は室温でよく、特に加熱は必要としないが、粘度を調整する等の目的で４０〜６０℃に加熱してもよい。
【００１６】
十分に起泡させ、嵩高い気泡内在エマルションとするためには、エマルションの２５℃における粘度が０．３〜１０Ｐａ・秒、特に０．３〜５Ｐａ・秒、更に０．３〜２Ｐａ・秒であることが好ましい。この粘度が０．３〜２Ｐａ・秒であれば、攪拌により起泡させる、及び気体を吹き込んで起泡させる等、のいずれの方法であっても、エマルションを容易に起泡させることができ、嵩高い気泡内在エマルションとすることができる。
尚、この粘度は、Ｂ型粘度計を使用し、ローター番号４、ローター回転数６０ｒｐｍの条件で測定した値である。
【００１７】
エマルションを起泡させることにより、嵩高くなり、含有される繊維が分散されてランダムな方向に配置され、且つ繊維間に空隙が形成される。気泡内在エマルションの起泡前のエマルションに対する体積比は特に限定されないが、気泡内在エマルションの体積（Ｖｐ）と、エマルションの体積（Ｖｅ）との比（Ｖｐ／Ｖｅ）は、１．５〜１０であることが好ましく、１．５〜５、特に１．５〜３であることがより好ましい。（Ｖｐ／Ｖｅ）が１．５〜３であれば、繊維をランダムな方向に配置することができ、且つ繊維間に十分な空隙を形成することができる。それにより、空隙率が高く、優れた濾過効率を有し、後加工も容易な濾材とすることができる。この比（Ｖｐ／Ｖｅ）は、エマルションを起泡させるときに用いる容器に体積目盛りを付しておくこと等で、容易に確認することができる。
【００１８】
エマルションには、気泡を安定化させる作用を有する上記「界面活性剤」を含有させることが好ましい。この界面活性剤としては、カルボン酸塩、スルホン酸塩及びリン酸エステル塩等の陰イオン界面活性剤、並びに脂肪族４級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤などを用いることができる。界面活性剤としては、気泡を安定化させる作用等に優れるカルボン酸塩が好ましく、このカルボン酸塩としては、パルミチン酸、ステアリン酸及びオレイン酸等の高級脂肪酸のアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。更に、より嵩高い気泡内在エマルション及びより空隙率の高い濾材とするためには、気泡安定化の作用とともに起泡を促進させる作用にも優れる界面活性剤を用いることが好ましい。このような界面活性剤としては、パルミチン酸アンモニウム、ステアリン酸アンモニウム及びオレイン酸アンモニウム等が多く用いられ、特に、ステアリン酸アンモニウムが好ましい。
【００１９】
界面活性剤の配合量は特に限定されないが、エマルションを１００質量％とした場合に、０．１〜２０質量％とすることができ、０．５〜１０質量％、特に０．５〜５質量％とすることが好ましい。界面活性剤の配合量が０．５〜５質量％であれば、気泡を十分に安定化することができ、嵩高い気泡内在エマルションとすることができる。この嵩高い気泡内在エマルションを用いることにより、空隙率が高く、優れた濾過効率を有する濾材とすることができる。
【００２０】
エマルションには、更に他の添加剤を配合することができる。この添加剤は樹脂の種類等によっても異なるが、発泡剤、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤、可塑剤及び顔料等の添加剤を所要量配合することができる。特に、後記の乾燥時の加熱よって、より多くの気泡が内在する気泡内在エマルションとし、より空隙率の高い濾材とするために水以外の発泡剤を配合することもできる。この発泡剤としては、熱分解型発泡剤、揮発型発泡剤、中空粒子型発泡剤等が挙げられる。これらの発泡剤は１種のみを用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。この熱分解型発泡剤としては、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム及び重炭酸アンモニウム等の無機系熱分解型発泡剤を用いることができる。また、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル及びジニトロソペンタメチレンテトラミン等の有機系熱分解型発泡剤を用いることもできる。更に、揮発型発泡剤としては、プロパン、ブタン等の脂肪族炭化水素類、クロロジフルオロメタン、ジフルオロメタン等のハロゲン化炭化水素類、二酸化炭素及び窒素などを用いることができる。発泡剤の配合量は特に限定されないが、接合用樹脂を１００質量部とした場合に、１〜５０質量部とすることができ、１〜３０質量部、特に２〜２５質量部とすることが好ましい。
【００２１】
気泡内在エマルションを乾燥させて、含有される水を除去することにより、所定形状の濾材が形成される。
この乾燥は、水を除去することができればよく、乾燥に用いる装置、乾燥温度、乾燥時間等は特に限定されない。例えば、恒温槽等を用いて、４０〜１００℃、特に６０〜８０℃の温度範囲で乾燥させることができる。また、槽内を減圧にすることにより、より短時間で乾燥させることもできる。槽内を減圧にしたときは、乾燥温度をより低温とすることもでき、室温（２０〜３５℃）であっても十分に乾燥させることができる。このように比較的穏やかな条件で乾燥した場合、気泡内在エマルションは、それ以上の体積増加はない、又は体積増加は少なく、気泡内在エマルションの形状、寸法に近似の濾材が形成される。
【００２２】
一方、電子線の照射等により急激に８０〜１３０℃、特に１００〜１３０℃の高温に昇温させて発泡させた場合は、濾材の体積はより大きくなる。特に、エマルションにステアリン酸アンモニウム等の起泡の作用に優れる界面活性剤が配合されているときは、濾材の体積はより大きくなる。この体積の大きい濾材は、空隙率が高く、濾過効率が向上する。一方、過度に膨張又は発泡させた場合は、強度が低下する。従って、目的、用途等に応じて、膨張率又は発泡率を設定することが好ましい。
【００２３】
更に、エマルションに前記の熱分解型発泡剤が配合されているときも、より体積の大きい濾材とすることができる。熱分解型発泡剤が配合されているときは、水を発泡剤とする場合のように特に急激に高温に昇温させる必要はなく、熱分解型発泡剤が分解する温度で加熱すればよい。この場合、４０〜１００℃、特に６０〜８０℃の温度範囲で乾燥させ、分解温度が１００℃未満の発泡剤の場合は乾燥と同時に発泡させることができる。また、分解温度が１００℃を越える発泡剤の場合は、乾燥の後、発泡剤が分解する温度にまで更に昇温させて発泡させることができる。また、当初より熱分解型発泡剤が分解する温度に昇温させ、乾燥と同時に発泡させることもできる。尚、発泡させる温度は各々の熱分解型発泡剤により調整することが好ましい。
【００２４】
濾材の体積（Ｖｆ）と、気泡内在エマルションの体積（Ｖｐ）との比（Ｖｆ／Ｖｐ）は、１〜１０であることが好ましく、１〜８、特に１〜５あることがより好ましい。（Ｖｆ／Ｖｐ）が１〜５であれば、十分な空隙率を有し、濾過効率が高く、且つ強度が大きい濾材とすることができる。この比（Ｖｆ／Ｖｐ）は、空隙率及び濾過効率等の観点からは、２〜１０、特に２〜５であることが好ましく、強度等の観点からは１〜４、特に１〜２であることが好ましい。（Ｖｆ／Ｖｐ）は、濾材が単純な形状であるときは、実際の製品により確認することができ、濾材が複雑な形状であるときは、同一の気泡内在エマルションを体積目盛りが付された容器に投入し、同一の条件で乾燥させ、このときの体積比を（Ｖｆ／Ｖｐ）とすることができる。
【００２５】
前記のように比較的穏やかな条件で乾燥して得られる濾材の場合、（Ｖｆ／Ｖｐ）は、１〜４であることが多く、特に１〜２であることが好ましい。この濾材は、濾過効率が高く、且つ強度が大きい。一方、前記のように急激に昇温させ、水を発泡剤として得られる濾材、及び発泡剤を配合し、発泡させて得られる濾材の場合、（Ｖｆ／Ｖｐ）は、２〜１０であることが多く、特に２〜５であることが好ましい。この濾材は、より空隙率が高く、優れた濾過効率を有する。気泡は連泡と独泡とがあるが、連泡であることが好ましい。
【００２６】
気泡内在エマルションを乾燥させ、所定形状の濾材を形成する方法は特に限定されないが、気泡内在エマルションと成形型の型面とを接触させた状態で乾燥して水を除去し、所定形状の濾材をすることができる。このような方法であれば、特に複雑形状の濾材であっても、得られた濾材をそのまま製品として特定の用途において用いることができ、切削、研削、折り曲げ等の後加工を必ずしも必要としない。この成形型は特に限定されず、所定形状の凸状又は凹状等の型面を有し、この型面に気泡内在エマルションを付着させて用いるもの（図３乃至５参照）、及び上型と下型との間に所定形状のキャビティを有し、このキャビティに気泡内在エマルションを充填して用いるもの（図６参照）などを使用することができる。
【００２７】
この成形型を用いた濾材の製造方法の具体例としては、例えば、以下の方法等が挙げられる。
（１）気泡内在エマルションに、凸状及び／又は凹状等の所定形状の型面を有する成形型を浸漬し、型面に気泡内在エマルションを付着させ、その後、乾燥させ、次いで、離型することで特定形状の製品とする（実施例１参照）。尚、図３乃至５のような成形型の場合、気泡内在エマルションを付着させた後、この型面に、同形状の型面を有する他の型を押し当て、両型面間に形成された所定厚さの空間に気泡内在エマルションが充填された状態にして濾材を形成することが好ましい。また、隣り合う凸状部のなす角度が６０°、特に９０°以上と大きいときは、必ずしも他の成形型を用いる必要はない。
（２）凸状又は凹状等の所定形状の型面を有する成形型の型面に気泡内在エマルションを塗布し、型面に気泡内在エマルションを付着させ、その後、乾燥させ、次いで、離型することで特定形状の製品とする。
（３）気泡内在エマルションを成形型の所定形状のキャビティに充填し、その後、乾燥させ、その後、脱型することで特定形状の製品とする。
（４）気泡内在エマルションに、凸状及び／又は凹状等の所定形状の型面を有する成形型を浸漬し、型面に気泡内在エマルションを付着させ、又は凸状及び／又は凹状等の所定形状の型面を有する成形型の型面に気泡内在エマルションを塗布し、型面に気泡内在エマルションを付着させ、その後、乾燥させ、次いで、発泡させ、その後、離型することで特定形状の製品とする。
（５）気泡内在エマルションに、凸状及び／又は凹状等の所定形状の型面を有する成形型を浸漬し、型面に気泡内在エマルションを付着させ、又は凸状又は凹状等の所定形状の型面を有する成形型の型面に気泡内在エマルションを塗布し、型面に気泡内在エマルションを付着させ、その後、乾燥と同時に発泡させ、次いで、離型することで特定形状の製品とする。
（６）気泡内在エマルションを成形型の所定形状のキャビティに充填し、その後、乾燥させ、次いで、発泡させ、その後、脱型することで、又は気泡内在エマルションを成形型の所定形状のキャビティに充填し、その後、乾燥と同時に発泡させ、次いで、脱型することで、特定形状の製品とする。
これらの方法であれば、特に複雑形状の濾材であっても、得られた濾材をそのまま製品として特定の用途において用いることができ、切削、研削、折り曲げ等の後加工を必ずしも必要としない。
【００２８】
濾材の形成方法としては、気泡内在エマルションを乾燥させて特定の製品形状を有さない濾材とし、この濾材を特定形状に切削、研削し、又は折り曲げ加工等を施して製品とすることもできる。この方法は後工程を必要とし、効率は低いかもしれないが、切削、研削、又は折り曲げ加工等により複雑な形状の濾材とすることができる。更に、樹脂製等であり、特定形状の空間を有する部材、例えば、円筒形等の部材の空間部に気泡内在エマルションを投入し、乾燥させて、部材と濾材とが一体となった製品とすることもできる。濾材は、補強材等により支持された形態で用いられることも多いが、この部材と濾材とが一体となった製品は補強材等による支持がなくても用いることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、図２〜８を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
図２のように、攪拌翼２１１を備える容積５リットルのガラス製の容器２１に、５０質量％のポリ乳酸が分散され、含有されているエマルション３１（ポリ乳酸の数平均分子量は１３０，０００）を１リットル投入し、このエマルションに分散され、含有されているポリ乳酸と同量のポリ乳酸繊維１１（モノフィラメントを所要長さに切断したものであり、平均径は２０μｍ、平均長さは１ｍｍである。）を配合し、攪拌翼を５００ｒｐｍで高速回転させ、１０分間攪拌し、エマルションに空気を混入させて、図３のように、気泡内在エマルション３２を調製した。前記の方法により測定したエマルションの粘度は０．５Ｐａ・秒であった。また、容器の内壁に設けられた体積目盛りより読み取った気泡内在エマルションの体積は２リットルであり、この体積（Ｖｐ）と投入したエマルションの体積（Ｖｅ）とから算出したＶｐ／Ｖｅは２であった。
【００３０】
その後、図３のように、複数の凸状部４１を有するステンレス鋼製の成形型４［山状凸状部の高さ（図３におけるａ）は３０ｍｍ、凸状部の長さ方向の寸法（紙面と直角の方向、即ち、成形型の長さでもある。）は７０ｍｍである。］の凸状部４１を、気泡内在エマルション３２に５秒間浸漬した。次いで、図４のように、気泡内在エマルションから成形型を取り出し、凸状部４１に気泡内在エマルション３２が付着した成形型を、６０℃に調温された恒温槽に５時間静置し、水を除去し、濾材を形成した。その後、図５のように、形成された濾材を成形型４から剥離し、蛇腹構造の濾材１０１を得た。尚、気泡内在エマルションからなる塗膜の厚さは５ｍｍであり、乾燥後、室温にまで冷却した濾材の厚さは５ｍｍであった。面積に変化はないため、これらの厚さから濾材の体積（Ｖｆ）と、気泡内在エマルションからなる塗膜の体積（Ｖｐ）との比を算出することができ、Ｖｆ／Ｖｐは１であった。このようにＶｆとＶｐとは近似しており、この実施例１では、気泡内在エマルションの構造がほぼそのまま濾材の構造となっていた。このように複雑形状の濾材を後加工を必要とすることなく得ることができた。
【００３１】
実施例２
図６のように、上型５１と下型５２との間に形成され、蛇腹構造の濾材を得るためのキャビティ［山状凸状部の高さは３０ｍｍ、凸状部の長さ方向の寸法（紙面と直角の方向、即ち、成形型の長さでもある。）は７０ｍｍ、上型の型面と下型の型面との間隔は５ｍｍである。］内に、実施例１において調製した気泡内在エマルション３２を充填し、この成形型を６０℃に調温された恒温槽に５時間静置し、水を除去し、濾材を形成した。尚、図示はしないが、この成形型には水を型外に導出させるための細管が設けられている。その後、脱型し、蛇腹構造の濾材１０２を得た。また、キャビティに充填した気泡内在エマルションの体積は１２６０ｍｌであり、乾燥後、室温にまで冷却した濾材の厚さは５ｍｍであった。この厚さと面積とから算出される濾材の体積（Ｖｆ）と、充填した気泡内在エマルションの体積（Ｖｐ）との比Ｖｆ／Ｖｐは約１であった。このようにＶｆとＶｐとは近似しており、この実施例２においても、キャビティの形状に近似の複雑形状の濾材を後加工を必要とすることなく得ることができた。
【００３２】
実施例３
図７のように、容積０．５リットルのガラス製の容器２２に、実施例１において調製した気泡内在エマルション３２を０．１リットル投入し、これを電子レンジに入れて電子線を照射し、気泡内在エマルションを急激に昇温させるとともに水を除去し、発泡させた。その結果、気泡内在エマルションは図８のように発泡し、濾材１０３が形成された。この濾材の体積（Ｖｆ）と、気泡内在エマルションの体積（Ｖｐ）との比（Ｖｆ／Ｖｐ）は約４であった。このように気泡内在エマルションは膨張しており、より空隙率が高い濾材が得られた。この濾材１０３は、切削、研削、折り曲げ等の後加工により、所要形状の製品とすることができる。尚、この実施例３では、乾燥と発泡とを同時に行ったが、乾燥した後、更に昇温させて発泡させることもできる。また、この実施例３では、コップ状の容器を用いたが、筒状の容器を用いれば、筒の内部全体が濾材で充満されることになり、濾過機能を持った空気流路管を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１の濾材の一部を拡大して模式的に示す説明図である。
【図２】容器にエマルションを投入し、繊維を配合して攪拌し、空気を混入させている様子を示す模式図である。
【図３】攪拌後、繊維が配合された気泡内在エマルションに成形型の凸状部を浸漬している様子を示す模式図である。
【図４】容器から取り出した成形型に付着した気泡内在エマルションを乾燥し、水を除去した後の様子を示す模式図である。
【図５】成形型から濾材を脱型させた様子を示す模式図である。
【図６】成形型のキャビティ内で形成された濾材を示す模式図である。
【図７】調製された気泡内在エマルションを少量他の容器に移した様子を示す模式図である。
【図８】電子線を照射して気泡内在エマルションを発泡させ、空隙率の高い濾材を得た様子を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１；濾材、１１；繊維、１２；樹脂接合部、２１、２２；容器、２１１；攪拌翼、３１；エマルション、３２；気泡内在エマルション、４；凸状成形型、４１；凸状部、５１上型、５２；下型、；１０１、１０２；蛇腹構造の濾材、１０３；気泡内在エマルションが発泡してなる空隙率の高い濾材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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