JP3546567B2 - グリスフィルター及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
厨房や機械加工で発生するオイルミスト等の除去を目的として排気ダクト等に使用されるグリスフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、厨房から発生する油脂の蒸気やミストが排気ダクトに付着し、ダクト内に堆積して排気効率を低下させたり、付着した油脂が火災時の伝播を引き起こしたりして、厨房内の環境悪化や火災時の災害拡大に繋がるという心配があり、これを防止するために厨房の排気ダクトにグリスフィルターを設置し、油脂を回収することが行われている。
【０００３】
この厨房用グリスフィルターには、空気中の油脂のミストの捕集効率が大きいこと、一度捕集した油脂の回収効率が高いこと、また通気抵抗の少ないこと、通気抵抗の経時変化が少ないこと等の特性が要求される。更に、使用中グリスフィルターに付着した油脂等を除去してフィルターを再生する為アルカリ溶液等で洗浄するので、グルスフィルターの素材はこれらの洗浄液に対して耐性を有する必要がある。
【０００４】
この場合、捕集効率を表す除去率は以下の式で計算され、グリスフィルターの性能としては一般に除去率は７５％以上であることが必要とされている。
【数１】

【０００５】
一方、捕集した油分の回収は出来るだけ多くかつ迅速であることが望ましい。言い換えればオイルミストの付着している時間が短時間であるほうが良い。
【０００６】
【課題を解決しようとする課題】
従来、このような厨房用グリスフィルターとして、図５に示すようなバッフル型のものが用いられており、このバッフル型のグリスフィルターａは図の矢印のように油脂のミストを含む空気の流れ方向を２枚のバッフルｂ、ｃで急角度で変化させてバッフルｂ、Ｃに空気を衝突させることにより、機械的に排気中の油脂をバッフルｂ、Ｃに付着させ、バッフルｂ、Ｃに沿って油脂を流し、下部の油分回収容器に油脂を回収するものである。
しかし、このようなバッフル型のグリスフィルターは、通気性が大きく、吸引ブロアーに大きな負担がかかるという問題がある。その他、設備自身が大掛かりであり、更にオイルミストを除去・清掃することも必ずしも簡単ではない。
【０００７】
この為、本出願人は、先にバッフルプレートの代わりに三次元網状骨格を有するセラミック多孔体をグリスフィルターとして用いることを提案した（実開昭６３−１１８９１５号公報）。このセラミック多孔体は、セル膜の無い三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームをセラミック材料からなる泥漿に浸漬し、余剰の泥漿を除去し、次いで焼成することにより得られるものである。
このような三次元網状骨格を有するセラミック多孔体を用いたグリスフィルターは、油脂のミストを含んだ空気がセラミックの骨格に衝突し、骨格に沿って油脂が流れて油脂を回収するものであり、その構造的な特徴からバッフルプレートに比べて除去性能が良好である。
【０００８】
しかしながら、セラミック多孔体の表面には微細な気孔があり、吸い込まれたオイルミストが骨格に衝突した際、気孔内に侵入してオイルを抱き込み、使用中に火災が発生した場合この侵入したオイルに着火する危険性もある。その為、骨格表面の気孔を出来るだけなくすべく種々な対策が採られる。例えばスラリー中にアルカリ金属酸化物等によるガラス化剤を添加したり、焼成温度を高めたりしてセラミック多孔体を緻密化させる方法が有効である。しかし、この方法は寸法安定性が保てない欠点を有している。そこで、本発明者らは焼成温度より低い温度で融解する釉薬などをコーティングし骨格表面を緻密化する方法をも提案した。（特開平５−２９３３１９号公報）
【０００９】
しかし、この方法は焼成温度は異なるが２回の焼成、及び釉薬コート工程が必要な為コストが高価となってしまう。そこでコストを下げ、かつ骨格の緻密化を高め、吸油率の良いセラミックグリスフィルターが求められていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、釉薬コートを省き１回の焼成でも釉薬コート処理した前記提案のセラミックフィルター以上に吸油率が少ない、優れた除去性能を有する厨房用などのグリスフィルター及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成する為鋭意検討を重ねた結果、先ずは、該グリスフィルターが、請求項１〜６に記載の如く、即ち、請求項１に記載の如く、厨房や機械加工等で発生するオイルミスト等の除去や回収のために用いられるグリスフィルターにおいて、その表面に金属酸化物系ポリマーを用いて皮膜層を設けたことを特徴とするグリスフィルターであり、請求項２に記載の如く、グリスフィルター基材が、内部連通空間を有する三次元網状骨格構造の合成樹脂発泡体にセラミックスラリーを付着させ、乾燥させ、焼成して得られる三次元網状構造のセラミック多孔体の骨格表面全体あるいは一部に上記金属酸化物系ポリマーの皮膜層を設けたことを特徴とするグリスフィルターであり、請求項３に記載の如く、前記内部空間を有する三次元網状骨格構造の合成樹脂発泡体がポリウレタンであることを特徴とし、更に、請求項４に記載の如く、前記金属酸化物系ポリマーが、金属化合物の溶液から出発し溶液中での化合物の縮合・重合によって溶液を金属酸化物ポリマーとなすことを特徴とするグリスフィルターであり、更に、請求項５に記載の如く、前記金属酸化物系ポリマーとして、アルカリ金属、オルガノポリ金属、オルガノアルコキシ金属、アルコキシ金属、変性アセチルアセテート金属のいずれか１種または２種以上を用いたことを特徴とし、更には、請求項６記載のように、前記金属酸化物系ポリマーが１ｂ族の金属元素を含むことを特徴とするグリスフィルターとしたものである。
【００１１】
そして、本発明の上記グリスフィルターの製造方法としては、請求項７〜１１に記載、即ち、請求項７に記載の如く、該グリスフィルター基材が、内部連通空間を有する三次元網状骨格構造の合成樹脂発泡体にセラミックスラリーを付着させ、乾燥させ、焼成して得られる三次元網状構造のセラミック多孔体の骨格表面全体あるいは一部に上記金属酸化物系ポリマーの皮膜層を設けたことを特徴とするグリスフィルターの製造方法としたものであり、請求項８に記載の如く、前記内部空間を有する三次元網状骨格構造の合成樹脂発泡体がポリウレタンであることを特徴とし、そして、請求項９に記載の如く、前記金属酸化物系ポリマーが、金属化合物の溶液から出発し溶液中での化合物の縮合・重合によって溶液を金属酸化物ポリマーとなすことを特徴とし、更には、請求項１０に記載の如く、前記金属酸化物系ポリマーとして、アルカリ金属、オルガノポリ金属、オルガノアルコキシ金属、アルコキシ金属、変性アセチルアセテート金属のいずれか１種または２種以上を用いたことを特徴とするグリスフィルターの製造方法であり、また、請求項１１に記載の如く、前記金属酸化物系ポリマーが１ｂ族の金属元素を含むことを特徴とするグリスフィルターの製造方法としたことである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
即ち本発明者らは、上記目的を達成させる為に鋭意検討を重ねた結果、オイルミスト等の除去や回収の為に用いられるグリスフィルターにおいて、その表面に金属酸化物系ポリマーで表面全体或いはその一部に皮膜層を設けることにより、グリスフィルター基体がセラミックばかりでなく金属でも吸油率が少ない厨房用グリスフィルターに最適であることを見い出し本発明をなすに至ったものである。
無論、内部連通空間を有する三次元網状骨格構造の合成樹脂発泡体にセラミックスラリーを付着させ、乾燥、焼成して得られる三次元網状骨格構造を有するセラミックフィルターの骨格表面全体或はその一部に金属酸化物系ポリマーの皮膜層を設ければ骨格を釉薬でガラス化した以上の吸油率の低下やグリスフィルターの除去性能の向上が得られる。
【００１３】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明の、特には厨房用グリスフィルターは、上述したように基体に、例えば従来のセラミックフィルターの骨格表面全体または一部に金属酸化物系ポリマーの皮膜層を設けるものである。
この金属酸化物系ポリマーは液体状の金属酸化物系ポリマーを用い、縮合脱水反応によりセラミック皮膜を形成させる。このような液相から出発して得たセラミックの粒は数オングストロームから数十オングストロームの非常に小さい粒が得られる。この小さな粒は基体表面の凹凸を平滑化し、緻密化すると共に皮膜表面は正の電荷を帯びる。
ここに負の電荷を持つオイルミストが衝突すると基体表面の正の電荷が中和されると同時に、更に侵入してくる負の電荷を持ったオイルミストによって基体表面が負の電荷となり、オイルミストは反発して基体に付着しなくなる。
勿論、他の方法で基体表面を予め負の電荷を持つようにしておいても良い。
或は又何等かの方法で予め基体を正電荷・負の電荷を有するものとして、この電荷を正電荷と負の電荷を変えられるようにして、先ずは正電荷として負の電荷であるオイルミストを＋と−荷により捕集し、捕集後に基体を負の電荷にすることによりオイルミストを反発させて基体から離して一挙に回収・除去することも可能となる。
【００１４】
また、金属酸化物系ポリマーにおいて、１ｂ族の金属元素（Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ）が存在するとオイルミストを細分化し、より前記の現象が促進される他、グリスフィルター中のオイルミストが長時間堆積すると酸化が起こり過酸化物となりラジカルを発生するようになる。このような時に１ｂ族の金属元素は基体から生じた過酸化物から発生するラジカルを失活させるので発火の危険性もなくなる。この作用を応用し本発明を完成させた。金属酸化物系ポリマーとしてはアルカル金属、オルガノポリ金属、オルガノアルコキシ金属、アルコキシ金属、変性アセチルアセテート金属等が挙げられる。
【００１５】
皮膜形成状態はフィルター骨格全体あるいは衝突する側の一部でも効果は達せられることも分かった。
なお、本発明はグリスフィルターを目的にして検討を重ねてきたが、塵、排ガス等を反発させて清浄化するのに用いても良い。
【００１６】
本発明の厨房用グリスフィルターは、かさ比重が０．３〜０．７、好ましくは０．４〜０．５であり、空孔数が直線２５ｍｍ当たり６〜２０個、特に９〜１３個であることが好ましい。ここで、かさ比重が０．３より小さいと骨格が細く耐久性に欠ける。また、０．７より大きいと目詰まり割合が多くなって圧力損失が大きくなり、また吸引音も大きくなり作業に支障を来す場合がある。
更に、空孔数が６以下ではミストと骨格の衝突割合が小さく除去性能が劣り、２０以上では圧力損失・吸引音が大きくなり、作業性に支障を来す場合がある。更には、吸引に過大な付加をブロアーに与えるので排気ファン等の故障を誘発し易くなる。
【００１７】
本発明の厨房用セラミックフィルターを得るには、先ず、常法に従いセラミックフィルターを製造した後に、上述の如く金属酸化物系ポリマーにより該フィルター表面に皮膜形成処理を行う。
セラミックフィルターを得るには、合成樹脂発泡体を基材として、これにアルミナ、ムライト、コージライトなどのセラミック粉体や木節粘土、カオリンなどの粘土鉱物をスラリー状にして付着させた後、余剰のスラリーを除去し、乾燥し、焼成して得ることが出来る。この場合、合成樹脂発泡体としてはセル膜の無い網状骨格化した軟質ポリウレタンフォームが好適に用いられる。
【００１８】
また、上記スラリーは、上記セラミック成分に加えポリビニルアルコール、ＣＭＣ等のバインダー、ケブラチオ等の解膠材、及び水等を添加して、目開き性を調整のためにスラリーのチクソトロピック性能を調整することもできる。
上記スラリーの粘度は、目的とするセラミックフィルターのセルの大きさ、或はかさ比重により、水の添加量を加減して調節することが出来、通常１２０〜１６０ポイズに調整されることが望ましい。
このスラリーに合成樹脂発泡体、例えば、直線２５ｍｍ当りの空孔数が６〜２０個のセル膜の無い三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームを浸漬し、該スラリーを付着させた後、余剰のスラリーを除去するが、この除去方法としては、ロールによるプレス、遠心分離、エアー吹き付け等の適宜な方法を採用することが出来る。また、必要に応じて上記スラリーを薄めて、スラリーを付着させた基体上にスプレー等で塗布しても良い。
次いで、スラリーを付着させた後、乾燥し、焼成する。焼成温度は１１００〜１４００℃で焼成する。
【００１９】
このようにして得られたセラミックフィルターを前記金属酸化物系ポリマーをアルコールなどの希釈液により所定濃度にして含浸させ、付着後８０〜１５０℃で乾燥させることにより簡単に皮膜を形成させることが出来る。またはスプレーを用いて骨格表面に塗布しても良い。乾燥中に金属酸化物ポリマーが脱水縮合反応して皮膜形成する。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例、比較例を示して本発明を具体的に示すが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
アルミナ８０部と木節粘土を２０部、ポリビニルアルコール４部、ケブラチオ０．１部に水２３部を加え、粘度１６０ポイズのセラミックスラリーを作成した。このスラリーに直線２５ｍｍ当りのセル数が１０個の２４５×４９５×２５ｍｍのセル膜の無い三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームを含浸した。
余分なスラリーをロールにより除去した後、除去したスラリーを３０ポイズに薄めて、スプレーで骨格表面を被覆割合が含浸後の１０％となるように被覆し、６０℃で１６時間乾燥した。次いで、１２００℃で焼成を行いセラミックフィルターを得た。
そして、本発明である一例、即ち金属酸化物系ポリマーとしてＳｉ、Ａｌを含有するアルコキシ金属の８５％アルコール溶液（（株）日板研究所製セラミカＧ１９２）をセラミックフィルターにスプレ−により塗布した。次いで１２０℃で３時間乾燥を行いグリスフィルターを得た。付着量は２．７％であった。
【００２１】
［比較例１］
比較例１は、念の為上記実施例において得られたセラミックフィルターに本発明の金属酸化物系ポリマーによる基材表皮への皮膜層を行わないものを用いた。
【００２２】
［比較例２］
比較例１のセラミックフィルターに、融点１１００℃のアルミナ系釉薬に含浸し、余剰のスラリーを遠心分離機により除去し、６０℃で８時間乾燥後、１１５０℃で焼成したもので、本例も本発明の金属酸化物系ポリマーによる皮膜形成の為の塗布を行わないものを用いた。（特開平５−２９３３１９号公報）
【００２３】
上記実施例・比較例で得られた各フィルターをオイルミスト除去性能試験を行い、その結果を表１に示した。
【表１】

【００２４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、三次元網状骨格構造を有するセラミックフィルターに本発明の金属酸化物ポリマーを骨格表面に塗布することによりグリスフィルター性能は、捕集したオイルミストを従来の釉薬コーティングした以上に、吸油率が低下し、より素早く除去する除去率の優れた効果を有するグリスフィルターが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミックフィルターを示す斜視図である。
【図２】本発明に使用されるグリスフィルター用三次元網状骨格構造のセラミック多孔体の一部を拡大した図である。
【図３】オイルミスト発生装置（正面図）の該略図である。
【図４】オイルミスト発生装置（側面図）の該略図である。
【図５】従来のバッフル型の厨房用グリスフィルターを示す断面該略図である。
【符号の説明】
１ セラミックグリスター
２ セラミック多孔体
３ ステンレス枠
４ 油分回収孔
２１ オイルミスト発生装置
２２ グリスフィルター
２３ ダクト
２４ 水タンク
２５ 油タンク
２６ ヒーター
２７ オイルパン
２８ 回収油分樋
２９ 回収油分流通管
３０ 回収油分受け
３１ ブロア

Claims (11)

1. 厨房や機械加工等で発生するオイルミスト等の除去や回収のために用いられるグリスフィルターにおいて、その表面に正の電荷を帯びた金属酸化物系ポリマーを用いて皮膜層を設けたことを特徴とするグリスフィルター。
2. グリスフィルター基材が、内部連通空間を有する三次元網状骨格構造の合成樹脂発泡体にセラミックスラリーを付着させ、乾燥させ、焼成して得られる三次元網状構造のセラミック多孔体の骨格表面全体あるいは一部に上記金属酸化物系ポリマーの皮膜層を設けたことを特徴とするグリスフィルター。
3. 前記内部空間を有する三次元網状骨格構造の合成樹脂発泡体がポリウレタンであることを特徴とする請求項２記載のグリスフィルター。
4. 前記金属酸化物系ポリマーが、金属化合物の溶液から出発し溶液中での化合物の縮合・重合によって溶液を金属酸化物ポリマーとなすことを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれか１項に記載のグリスフィルター。
5. 前記金属酸化物系ポリマーとして、アルカリ金属、オルガノポリ金属、オルガノアルコキシ金属、アルコキシ金属、変性アセチルアセテート金属のいずれか１種または２種以上を用いたことを特徴とする請求項１〜４記載のいずれか１項記載のグリスフィルター。
6. 前記金属酸化物系ポリマーが１ｂ族の金属元素を含むことを特徴とする請求項１乃至５項のいずれか１項記載のグリスフィルター。
7. グリスフィルター基材が、内部連通空間を有する三次元網状骨格構造の合成樹脂発泡体にセラミックスラリーを付着させ、乾燥させ、焼成して得られる三次元網状構造のセラミック多孔体の骨格表面全体あるいは一部に上記金属酸化物系ポリマーの皮膜層を設けたことを特徴とするグリスフィルターの製造方法であって、前記金属酸化物系ポリマーの皮膜層を形成するに際し、金属酸化物系ポリマーを溶媒に希釈した希釈液を前記三次元網状構造のセラミック多孔体の骨格表面全体あるいは一部に付着させた後、８０〜１５０℃にて前記溶媒を揮発させることを特徴とするグリスフィルターの製造方法。
8. 前記内部空間を有する三次元網状骨格構造の合成樹脂発泡体がポリウレタンであることを特徴とする請求項７記載のグリスフィルターの製造方法。
9. 前記金属酸化物系ポリマーが、金属化合物の溶液から出発し溶液中での化合物の縮合・重合によって溶液を金属酸化物ポリマーとなすことを特徴とする請求項７及び８記載のグリスフィルターの製造方法。
10. 前記金属酸化物系ポリマーとして、アルカリ金属、オルガノポリ金属、オルガノアルコキシ金属、アルコキシ金属、変性アセチルアセテート金属のいずれか１種または２種以上を用いたことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のグリスフィルターの製造方法。
11. 前記金属酸化物系ポリマーが１ｂ族の金属元素を含むことを特徴とする請求項７乃至１０項のいずれか１項に記載のグリスフィルターの製造方法。

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