JP3007307B2

JP3007307B2 - 中空筒状の成形吸着体

Info

Publication number: JP3007307B2
Application number: JP9000115A
Authority: JP
Inventors: 義貴中東; 純長浜; 弘光上垣; 武士前田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1997-01-06
Publication date: 2000-02-07
Anticipated expiration: 2017-01-06
Also published as: JPH09226038A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗装工場等の排気
ガス中に含まれる有機溶剤ガスや半導体工場等で使用さ
れる超音波洗浄機等から発生するフロンガスなどを回収
する溶剤回収装置とか浄水器などにフィルターなどとし
て使用するために、活性炭素繊維により構成した中空筒
状の成形吸着体に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のようなフィルターとしては、従来
一般に、活性炭素繊維、あるいは、それに補強繊維を含
有したものにより、例えば、図５の斜視図に示すような
中空筒状の成形吸着体０１とか円盤状などに成形し、そ
れらの成形吸着体を有機溶剤ガスやフロンガスや水とい
った各種の被処理流体の流動経路途中に設けて構成され
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ものでは、活性炭素繊維の強度が低いために、フィルタ
ーなどを構成する上で取り扱いにくい欠点があり、ま
た、使用に伴って活性炭素繊維の微粉末が発生し、早期
に減量して頻繁に交換せざるを得ず、不経済になる欠点
があった。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、フィルターなどの構成材料として耐久
性に優れるとともに容易に製作できるものを提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の中
空筒状の成形吸着体は、抄紙法によって一度に作製され
た中空筒状の成形吸着体であって、上述のような目的を
達成するために、接着材により活性炭素繊維どうしが接
着されている抄紙構造の活性炭素繊維の内周面または外
周面のいずれかに不織布を配置し、かつ、前記活性炭素
繊維と前記不織布とを、両者が対向する全面で密接する
状態で前記接着材により付着するとともに、周方向全周
において半径方向での前記活性炭素繊維の厚みが均一な
中空筒状にしてあることを特徴としている。

【０００６】ここにおいて、中空筒状とは、表面的な広
がりだけではなく、深さや厚みをもっているさまをい
う。従って、中空筒状の中には、例えば、薄い板状のも
の、薄いシートを波形に加工したもので構成するような
もの等は除く。

【０００７】活性炭素繊維としては、レーヨン系、ポリ
アクリロニトリル（ＰＡＮ）系、フェノール樹脂系、石
炭ピッチ系、石油ピッチ系など、成形吸着体の使用分野
などに応じて適宜選択して使用すれば良く、そして、通
常、繊維直径が 2〜30μｍ程度、繊維長さが 0.5〜10mm
程度、細孔直径が10〜25Å程度の微細孔を有し、公称比
表面積が 500〜2500m²/g程度のものを使用するのが好ま
しい。この活性炭素繊維の含有量は、成形吸着体の全重
量の50〜95重量％である。50重量％未満では、活性炭素
繊維の量が少なくて、溶剤に対する吸着性能が低下し、
一方、95重量％を超えると、強度が低下するからであ
る。

【０００８】不織布の材料としては、ポリプロピレン系
繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリアクリロニト
リル系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリエステル系繊
維、ポリエチレン系繊維などの合成繊維や、ガラス繊維
などの無機繊維などが用いられる。

【０００９】前記活性炭素繊維どうしの接着性を向上す
るための接着材としては、麻やパルプなどの接着材用繊
維とか熱溶融性合成樹脂などが使用される。麻またはパ
ルプそれぞれとしては、標準離解機によって繊維長さが
0.5〜10mm程度の短いチップに離解し、その後に圧力を
かけ、表面にひだを有するように前処理したもの、いわ
ゆるロスイドが用いられる。これらの麻またはパルプ、
あるいは、両者の混合物それぞれとしては、全重量の 2
〜 6重量％、望ましくは、 3重量％程度含有するのが良
い。

【００１０】また、上述のように、接着材として麻また
はパルプ、あるいは、両者の混合物を用いる場合には、
乾燥時の接着性を高めるために、微量のエポキシ樹脂を
含有しても良い。

【００１１】前述の熱溶融性合成樹脂としては、融点が
50〜 200℃程度のものが好適であり、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニ
トリルなどが使用され、特に、ポリアクリロニトリルが
適している。また、熱溶融性合成樹脂としては、糸状の
ものを使用すると、活性炭素繊維の細孔を塞ぐことが少
なく、糸径が 5〜100 μｍ程度で、長さが 0.5〜10mm程
度のものを使用するのが好ましい。このような糸状の熱
溶融性合成樹脂としては、成形吸着体製造時の加熱温度
で溶融もしくは変質しない高融点繊維糸の表面に熱溶融
性合成樹脂を被覆した構造のものを使用しても良い。

【００１２】活性炭素繊維 100重量部に対する熱溶融性
合成樹脂の配合量は、 5〜40重量部程度にするのが良
い。熱溶融性合成樹脂の配合量が少ないと成形吸着体の
強度が低下し、一方、配合量が多いと、活性炭素繊維の
細孔が塞がれて気孔率が減少し、溶剤吸着性能が低下す
るからである。

【００１３】フィルターとして用いて、活性炭素繊維の
微粉末が被処理流体の流出側に飛散することを防止する
場合には、活性炭素繊維の被処理流体流出側の面にのみ
不織布を付着すれば良い。

【００１４】そして、本発明の中空筒状の成形吸着体
は、吸水面に不織布を当接した状態で、活性炭素繊維を
含有するスラリーを前記吸水面から吸引し、前記不織布
が付着された活性炭素繊維成形体を得た後、その活性炭
素繊維成形体を乾燥して製造される。

【００１５】吸水面としては、中空筒状体の周面に通水
孔を設けて形成されたものなどが有る。

【００１６】水性スラリー中の固形分濃度は、取り扱い
の容易さや成形の容易さなどの観点から、 0.1〜 2重量
％程度とするのが好ましい。水性スラリーの調整は、常
法に従って叩解を行っても良く、また、成形吸着体の性
能を阻害しない限り、分散剤、安定剤、粘度調整剤、紙
力増強剤、歩留まり向上剤等を添加しても良い。

【００１７】また、成形吸着体の強度を高める上で、非
熱溶融性繊維を補強材として使用するのが好ましい。こ
のような非熱溶融性繊維としては、成形吸着体製造時の
乾燥加熱温度で溶融もしくは変質しないものであれば良
く、通常、ガラス繊維、アルミナ繊維等の無機繊維と
か、汎用炭素繊維、ポリアミド繊維、高融点のポリエチ
レン繊維、高融点のポリプロピレン繊維、高融点のポリ
アクリロニトリル繊維等の合成繊維とか、レーヨン等の
半合成繊維、パルプ繊維等が使用され、その使用に際し
て、補強効果面から、糸径を 2〜 100μｍ程度にするの
が好ましく、また、繊維長さを、成形吸着体製造時の水
性スラリーへの分散性および補強効果それぞれの面か
ら、 0.5〜10mm程度にするのが好ましい。そして、活性
炭素繊維 100重量部に対する非熱溶融性繊維の配合量
は、 5〜80重量部程度にするのが好ましい。配合量が少
ないと補強効果が減少し、一方、配合量が多いと、単位
重量当りの成形吸着体に含まれる活性炭素繊維の量が減
少して溶剤吸着性能が低下するからである。水性スラリ
ーに対する吸引は、小さい通水孔を備えた吸水部材を用
いて行われる。

【００１８】

【作用】請求項１に係る発明の中空筒状の成形吸着体の
構成によれば、接着材により活性炭素繊維どうしを接着
した抄紙構造の活性炭素繊維の内周面または外周面のい
ずれかに、活性炭素繊維どうしを接触するのと同じ接着
材により互いに密接するように不織布を付着するととも
に、周方向全周において半径方向での活性炭素繊維の厚
みが均一となる中空筒状に構成し、吸着性能を周方向全
周で均質にできるとともに単位容積当たりの吸着表面積
を大きくできながら、活性炭素繊維を不織布によって補
強するとともに活性炭素繊維の微粉化を防止することが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面を用
いて詳細に説明する。成形吸着体の実施例第１実施例図１は、本発明に係る成形吸着体の第１実施例の全体斜
視図である。この図において、１は、活性炭素繊維を含
んだ中空筒状である円筒状の成形吸着体を示し、この成
形吸着体１の内周面にポリプロピレン製の第１の不織布
２を付着して成形吸着体１Ａが形成されている。前記成
形吸着体１は、公称比表面積１５００m²／ｇのピッチ系
活性炭素繊維（Ａ−１５：株式会社アドール製）を70重
量％、補強材としてのピッチ系汎用炭素繊維を23重量
％、熱溶融性繊維としてのアクリル繊維 7重量％を含有
して構成されている。第２実施例図２は、本発明に係る成形吸着体の第２実施例の全体斜
視図であり、活性炭素繊維を含んだ第１の成形吸着体１
ａの内周面にポリプロピレン製の第１の不織布２が付着
されるとともに、外周面に絶縁性の第２の不織布３が付
着され、更に、第２の不織布３の外周面に活性炭素繊維
を含んだ第２の成形吸着体１ｂが付着されて成形吸着体
１Ｂが形成されている。前記成形吸着体１ａおよび１ｂ
それぞれは、公称比表面積１５００m²／ｇのピッチ系活
性炭素繊維（Ａ−１５：株式会社アドール製）を70重量
％、補強材としてのピッチ系汎用炭素繊維を25重量％、
熱溶融性繊維としてのポリアクリロニトリル系繊維（カ
シミロン：旭化成工業社製)5重量％を含有して構成され
ている。前記第２の不織布３は、ガラス繊維40重量％、
パルプ15重量％、シリカ粉末30重量％、酸化チタン10重
量％、ポリアクリロニトリル系繊維（カシミロン：旭化
成工業社製)5重量％、アラミド系繊維（コーネックス：
帝人株式会社製)1重量％を含有して構成されている。次
に、前述第２実施例の成形吸着体１Ｂを例にして、その
製造方法について説明する。先ず、製造に使用する吸引
成形型について説明すれば、図３の（ａ）の一部切欠側
面図に示すように、筒状の吸水部材１１に鍔１２が連接
されるとともに、その鍔１２にパイプ接続部１３が連接
され、吸水部材１１の周面全面に小さい通水孔１４…が
備えられて吸引成形型１５が構成されている。図３の
（ｂ）に示すように、上述吸引成形型１５に対して、吸
水部材１１に帯状の第１の不織布２を、その幅方向両端
それぞれに所定幅の糊代部分１６，１６を有するように
傾斜させて巻き付ける。その後、公称比表面積１５００
m²／ｇのピッチ系活性炭素繊維（Ａ−１５：株式会社ア
ドール製）を70重量％、補強材としてのピッチ系汎用炭
素繊維を25重量％、熱溶融性繊維としてのポリアクリロ
ニトリル系繊維（カシミロン：旭化成工業社製) 5重量
％を含有するように、それらの合計重量の25倍の重量の
水に分散させ、それぞれの繊維長さが 1〜 5mmになるま
で叩解して均一な水性スラリーを調整した。そして、得
られた水性スラリーを、図３の（ｃ）の縦断面図に示す
ように、スラリー槽１７内に収容し、そのスラリー槽１
７内に、パイプ接続部１３にパイプ１８を介して真空ポ
ンプ（図示せず）に連通接続された吸引成形型１５を浸
漬し、吸引力を付与して水性スラリーを吸引成形型１５
側に流動吸引する。それに伴い、吸引成形型１５の周囲
に前記各繊維を吸引凝集して脱水成形し、湿潤状態の成
形吸着体を得る。その後、スラリー槽１７から取り出
し、図３の（ｄ）に示すように、その湿潤状態の成形吸
着体に、前述同様にして、第２の不織布３を巻き付け、
しかる後、再度スラリー槽１７に浸漬し、第２の不織布
３の周囲に前記各繊維を吸引凝集して脱水成形し、図３
の（ｅ）に示すように、湿潤状態の成形吸着体を得る。
この場合は、第１段の吸引成形型１５で得られた成形吸
着体の表面が吸水面になって吸引成形する。しかる後、
上述成形吸着体をスラリー槽１７から取り出すととも
に、吸引成形型１５から抜き出してから 130℃で 120分
間加熱して乾燥し、前述した第２実施例の成形吸着体１
Ｂを製造する。そして、その成形吸着体１Ｂを、図示し
ないが、多数の通気孔を備えた筒状の吸着塔部材に外嵌
して吸着エレメントとしての浄水器を構成し、水道のカ
ランなどに付設して使用する。前述第１実施例の成形吸
着体１Ａを製造する場合は、上述第２実施例と同じ吸引
成形型１５を用い、第１の不織布２を巻き付け、その第
１の不織布２を通じて各繊維を吸引凝集して脱水成形
し、得られた湿潤状態の成形吸着体をスラリー槽１７か
ら取り出して乾燥処理すると良い。更に、その成形吸着
体の外面に、接着剤を介し、第２の不織布を巻き付けて
接着し、吸引成形型１５から取り外すと内外両面に不織
布の有る成形吸着体が得られる。前述第１実施例の成形
吸着体１Ａにおいて、第２の不織布として熱接着性を有
するものを用いた場合には、湿潤状態の成形吸着体の乾
燥を、第２の不織布を巻き付けた後に行えば、その第２
の不織布の一部を溶解し、その後の冷却に伴って第２の
不織布を成形吸着体１に接着でき、接着剤を不用にでき
る。＜吸引成形型の変形例＞図４の（ａ）は、吸引成形型の変形例を示す一部切欠斜
視図であり、有底筒状で周面全面に小さい通水孔１４…
が備えられた吸水部材１１の上端から連ねて外筒１９が
連接され、吸水部材１１と外筒１９との間に吸引空間Ｓ
が形成されるとともに、外筒１９の下部にパイプ接続部
１３が連接されて吸引成形型１５が構成されている。こ
の吸引成形型１５を用い、図４の（ｂ）の縦断面図に示
すように、吸水面である吸水部材１１の内周面に筒状の
不織布２を当接した状態で、前述の場合と同様にスラリ
ー槽１７に浸漬し、パイプ接続部１３に連通接続された
真空ポンプ（図示せず）により吸引力を付与して水性ス
ラリーを吸引成形型１５側に流動吸引し、それに伴い、
不織布２の内周面に前述した各繊維を吸引凝集して脱水
成形し、不織布２の内周面側に、活性炭素繊維を含んだ
円筒状の成形吸着体１を付着した湿潤状態の成形吸着体
を得るようになっている。本発明に係る中空筒状の成形
吸着体は、浄水器のフィルターとして水道水からの鉄
錆、悪臭物質、遊離塩素等を除去する場合に限らず、空
気清浄機やエアコンディショナーのフィルターとして
煙、悪臭物質を除去したり調湿したりする場合、メッキ
工場、化学工場、クリーニング業等において溶剤を回収
する場合、鉱物油および植物油中の固形分を除去する場
合など、各種の用途に適用できる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係る発明の中空筒状の成形吸着体によれば、抄紙構
造の活性炭素繊維を不織布によって補強するとともに活
性炭素繊維の微粉化を防止できるから、全体としての強
度を向上でき、フィルターなどを構成する上で取り扱い
やすく、製造面で有利になり、また、活性炭素繊維の減
量を抑制できて耐久性に優れ、交換頻度を低減できて経
済的である。また、フィルターとして用いる場合に、活
性炭素繊維の被処理流体流出側に位置させて不織布を付
着すれば、強度向上のみならず、活性炭素繊維の微粉末
の飛散をも防止でき、より一層交換頻度を低減すること
が可能である。しかも、抄紙構造の活性炭素繊維と不織
布とを密接して、活性炭素繊維どうしを接触するのと同
じ接着材により付着するとともに周方向全周において半
径方向での活性炭素繊維の厚みが均一となる耐久性に優
れた中空筒状の成形吸着体が得られるから、単位容積当
たりの吸着表面積を大きくでき、平板状にする場合に比
べ、コンパクトに構成できながら、吸着性能を周方向全
周で均質にできるとともに被処理流体を流動する面積を
増大できるようになった。また、同じ接着材によって活
性炭素繊維どうしを接着するとともに不織布を付着して
あるから、抄紙法によって一度に作製されるものであ
り、工程少なく容易に製作できて経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の成形吸着体の全体斜視図である。

【図２】第２実施例の成形吸着体の全体斜視図である。

【図３】成形吸着体の製造方法の説明図であり、（ａ）
は、製造に使用する吸引成形型の一部切欠側面図、
（ｂ）は、第１の不織布を巻き付けた状態を示す側面
図、（ｃ）は吸引成形状態を示す縦断面図、（ｄ）は、
第２の不織布を巻き付けた状態を示す側面図、（ｅ）
は、第２実施例の湿潤状態の成形吸着体を脱水成形した
状態を示す側面図である。

【図４】（ａ）は、吸引成形型の変形例を示す一部切欠
斜視図、（ｂ）は、吸引成形状態を示す縦断面図であ
る。

【図５】従来例を示す全体斜視図である。

【符号の説明】

１…成形吸着体１ａ…第１の成形吸着体１ｂ…第２の成形吸着体２…第１の不織布３…第２の不織布

フロントページの続き (72)発明者前田武士大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献特開昭61−278319（ＪＰ，Ａ) 実開昭54−101209（ＪＰ，Ｕ) 実開昭55−16880（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−94527（ＪＰ，Ｕ) 実開昭55−6024（ＪＰ，Ｕ) 実公昭63−23942（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 B01D 39/00 - 39/20 B01D 53/00 - 53/36 C02F 1/28 D21J 3/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】接着材により活性炭素繊維どうしが接着
されている抄紙構造の活性炭素繊維の内周面または外周
面のいずれかに不織布を配置し、かつ、前記活性炭素繊
維と前記不織布とを、両者が対向する全面で密接する状
態で前記接着材により付着するとともに、周方向全周に
おいて半径方向での前記活性炭素繊維の厚みが均一な中
空筒状にしてあることを特徴とする抄紙法によって一度
に作製された中空筒状の成形吸着体。
【請求項２】前記接着材が、麻またはパルプまたは熱
溶融性合成樹脂である請求項１に記載の中空筒状の成形
吸着体。
【請求項３】補強材として非熱溶融性繊維を含む請求
項１または請求項２に記載の中空筒状の成形吸着体。