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ろ紙は、液体または空気の流れに対して 垂直に配置された半透性の紙製バリアです。液体または気体から微細な固体粒子を分離するために使用されます。
原料は通常、さまざまな紙パルプで、針葉樹、広葉樹、繊維作物、鉱物繊維から作られます。
プロパティ
ろ紙にはさまざまな特性があります。重要なパラメータは、湿潤強度、多孔度、粒子保持率、体積流量、適合性、効率、容量です。
濾紙による濾過には、容積濾過と表面濾過の 2 つのメカニズムがあります。容積濾過では、粒子は濾紙の大部分に捕捉されます。表面濾過では、粒子は濾紙の表面で捕捉されます。濾紙は、小さな濾紙で大量の液体を吸収できるため、最もよく使用されます。
製造
原料はさまざまな紙パルプです。パルプは、針葉樹、広葉樹、繊維作物、鉱物繊維から作られます。高品質のフィルターには、 溶解パルプとシルケットパルプが使用されます。ほとんどのフィルター紙は、小型の製紙機で作られています。実験室用フィルターの場合、機械の幅は 50 cm ほど小さい場合があります。紙は、多孔性を高めるためにクレープ加工されることがよくあります。フィルター紙は、適切な特性を得るために 試薬や含浸処理で処理されることもあります。
種類
エアフィルター
エアフィルターの主な用途は、エンジンの燃焼空気です。フィルター紙はフィルターカートリッジに加工され、ホルダーに取り付けられます。カートリッジの構造では、紙が自立できるほど硬いことがほとんどです。エアフィルター用の紙は、非常に多孔質で、重量が100～200 g/m 2である必要があります。通常、これらの特性を得るには、シルケット加工された特に長い繊維のパルプが使用されます。紙は通常、耐湿性を向上させるために含浸処理されます。[1] ：113 一部の高耐久性品質のものはすすぎ洗いできるように作られており、それによってフィルターの寿命が延びます。
コーヒーと紅茶
歴史的には、フィルターコーヒーを抽出するために 吸い取り紙や布が使用されていました。
現代の紙製コーヒーフィルターは、約100 g/m 2 の縮れた紙で作られています。縮れていることで、コーヒーがフィルターと濾過漏斗の間を自由に流れることができます。[2]フィルター紙の原材料（パルプ）は、粗く長い繊維で、成長の早い木から採取されることが多いです。たとえば、メリタは1998年以来、フィルターに最大60％の竹を使用しています。 [3]漂白済みと未漂白の両方の品質のものがあります。[1] ：114 コーヒーフィルターは、さまざまなホルダーに収まるように、さまざまな形とサイズで作られています。最も有名なのは、メリタ（1908、1932、1936、1965）、ケメックス（1941）、ハリオ（2004）によって導入された（紙製の）コーヒーフィルターシステムです。
重要なパラメータは、強度、互換性、効率、容量です。
ティーバッグは、紙フィルターとしても機能します。非常に細く長い繊維のマニラ麻であるアバカ繊維から作られています。紙には少量の合成繊維が加えられていることがよくあります。ティーバッグの紙は非常に多孔質で薄く、高い耐湿性を備えています。[1] : 114
燃料フィルター
燃料フィルターに使用される紙は、多孔度が制御されたクレープ紙で、プリーツ加工されてカートリッジに巻き取られます。燃料フィルターに使用される濾紙の原材料は、広葉樹と針葉樹の繊維の混合物で作られています。紙の坪量は50～80 g/m 2です。[1] : 114
水平プレートフィルター
水平プレートろ紙は、工業処理でよく使用されます。ろ紙は通常、メーカーの仕様に合わせて設計されます。絶対ミクロン保持は 1 ～ 100 ミクロンの範囲ですが、サブミクロンのろ過を実現するために、ろ紙とともに珪藻土が使用されることがよくあります。活性炭やその他のろ過助剤をろ紙とともに使用して、ろ過ケーキを形成し、特定の結果を得ることができます。ろ紙には、DE または活性炭を含浸させることができます。
オイルフィルター
エンジンオイルは不純物を取り除くために濾過される。オイルの濾過は通常、体積濾過で行われる。潤滑油用の濾紙は高温に耐えられるように含浸されている。[1] : 113
実験室グレードの紙フィルター
ろ紙は生物学から化学まで、さまざまな分野の実験で広く使用されています。使用するフィルターの種類は、手順の目的と関連する化学物質によって異なります。一般的に、ろ紙は重力ろ過や真空ろ過などの実験技術で使用されます。[4]
歴史的には、 charta emporeticaと呼ばれる柔らかく多孔質の紙が、薬局ではフィルターや包装紙として使われていました。 [5]
定性ろ紙
定性ろ紙は、物質を判定するための定性分析技術で使用されます。定性ろ紙には、孔径の違いによって異なるグレードがあります。定性ろ紙には合計13のグレードがあります。最大の孔径はグレード4、最小の孔径はグレード602hです。最も一般的に使用されるグレードはグレード1からグレード4です。[6]
グレード1の定性濾紙の孔径は11μmです。このグレードの濾紙は、農業分析、大気汚染モニタリング、その他の同様の実験など、さまざまな分野で広く使用されています。[6]
グレード2の定性濾紙の孔径は8μmです。このグレードの濾紙は、グレード1の濾紙よりも長い濾過時間を必要とします。この濾紙は、大気中の特定の汚染物質のモニタリングや土壌検査に使用されます。[6]
グレード3の定性濾紙は孔径が6μmです。このグレードの濾紙は、濾過後のサンプルを運ぶのに非常に適しています。[6]
グレード4の定性濾紙の孔径は20～25μmです。このグレードの濾紙は、すべての標準定性濾紙の中で最も大きな孔径を持っています。実験中の地質学的流体や有機抽出物のクリーンアップのための迅速なフィルターとして非常に有用です。[6]
グレード602h定性濾紙の孔径は2μmです。このグレードの濾紙は、すべての標準的な定性濾紙の中で最も小さい孔径を持っています。微粒子の収集や除去に使用されます。[6]
定量ろ紙
定量ろ紙は無灰ろ紙とも呼ばれ、定量分析や重量分析に使用されます。製造工程では、酸を使用してろ紙を無灰化し、高純度を実現します。[7] [8]
クロマトグラフィー紙
クロマトグラフィーは、化学者が化合物を分離するために使用する方法です。このタイプのろ紙は、紙クロマトグラフィーの結果を最大化するために、特定の水流量と吸収速度を持っています。このタイプのろ紙の吸収速度は6cmから18cmで、厚さは0.17mmから0.93mmです。[9]
抽出用シンブル
抽出用濾紙は、ソックスレー抽出器や霧化抽出器でよく使用される棒状の濾紙です。非常に高感度な検出に理想的で、性能は内径の厚さに依存します。また、食品管理や環境モニタリングの分野でも使用されます。[10]
ガラス繊維フィルター
ガラス繊維フィルターの孔径は1μmで、汚染度の高い溶液や濾過が難しい溶液を濾過するのに適しています。また、ガラス繊維フィルターはフィルター寿命が長く、粒子負荷の範囲が広く、サンプルの汚染を防ぐことができます。[11]さらに、異なるタイプのガラス繊維フィルターは異なる濾過状況に適しています。ガラス繊維フィルターには7種類あり、主な違いは厚さです。
石英繊維フィルター
石英繊維ろ紙は耐薬品性が高く、NOxやSOxの二酸化窒素を吸収せず、湿度の影響を受けず、殺菌も容易であるため、大気汚染分析に多く使用されています。[12]
PTFEフィルター
ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）フィルターは、広い動作温度範囲（-120℃～260℃）と高い通気性を備えています。高温耐性があるため、PTFEフィルター紙はオートクレーブでの使用に適しています。高温の油や強い溶剤のろ過や、空気中の微粒子の収集によく使用されます。[12]
参照
ウィキメディア・コモンズには、紙フィルターに関連するメディアがあります。
- フィルター
- ウラックスフィルター
参考文献
- ^ abcde Paulapuro, Hannu Viljami [フィンランド語] (2000). 「5」.紙と板紙の等級. 製紙科学技術. 第18巻. フィンランド: Fapet Oy. pp. 113–114. ISBN 952-5216-18-7。
- ^ ガニェ、ジョナサン[ウィキデータにて] (2020).ジーン・ジマー（編）。フィルターコーヒーの物理学(第 1 版)。スコット・ラオ。ISBN 978-0-578-24608-6。[1] （xvi+249+3ページ）
- ^ 「111 Jahre Melitta Zeitstrahl Allgemein」(PDF) (ドイツ語)。メリタ。2023-03-10 にオリジナルからアーカイブ(PDF)されました。2023-06-08に取得。
- ^ 「濾過技術」(PDF)。濾過技術。 2015年5月1日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2015年11月21日閲覧。
- ^ チェンバーズ、エフライム編 (1728)。。Cyclopædia 、または芸術と科学の普遍的な辞典(第 1 版)。ジェームズとジョン・ナプトン、他。
- ^ abcdef 「フィルターペーパーと膜」（PDF）。フィルターペーパーと膜。 2015年11月22日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF）。2015年11月21日閲覧。
- ^ 「実験室および産業用フィルターペーパー」(PDF)。実験室および産業用フィルターペーパー。Sartorius Stedim。2015年11月22日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2015年11月21日閲覧。
- ^ 「ラボろ過ペーパー」。ラボろ過ペーパー。
- ^ 「Laboratory Filter Paper」（PDF） . Laboratory Filter Paper . 2016年3月9日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） . 2015年11月21日閲覧。
- ^ 「セルロース抽出用シンブル」。Hahnemuehle 。 2015年11月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年11月21日閲覧。
- ^ 「グラスファイバーフィルター」。グラスファイバーフィルター。Pall Corporation。2015年11月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年11月21日閲覧。
- ^ ab 「Laboratory Filter Paper」（PDF） . Laboratory Filter Paper . 2016年3月9日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） . 2015年11月21日閲覧。