JPH04243543A

JPH04243543A - 活性炭成型体の製法

Info

Publication number: JPH04243543A
Application number: JP2529591A
Authority: JP
Inventors: Takeo Eto; 恵藤　健夫; Tetsuya Tsushima; 津島　哲也; Eiji Tanaka; 栄治田中
Original assignee: Kuraray Chemical Co Ltd
Current assignee: Kuraray Chemical Co Ltd
Priority date: 1991-01-25
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 1992-08-31
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JP3090277B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一定の形状に成型した吸
着剤に関するもので、更に詳しく述べるならば液層特に
水溶液の吸着処理、脱塩素処理等に適している吸着剤で
ある。

【０００２】

【従来の技術】本発明者等は特開平２−２３４１４０号
公報において、吸着剤の表面をプラスチック粉末でコー
ティングした後、型枠に充填し、プラスチック粉末をバ
インダーとして加熱し、加圧成型した吸着剤を開示して
いる。これは従来、吸着剤を成型するためバインダーに
主として使用されていたエマルジョン或いはラテックス
に較べて少量も少なく、吸着容量の低下が僅かでまた成
型物の機械的性質も優れてきる特徴が認められる。しか
し、プラスチック粉末は通常ポリエチレンやポリプロピ
レンのように疎水性のものが多く、水溶液中で使用する
場合はバインダーが水を弾くため、吸着剤と水溶液の接
触が不充分となって吸着剤の機能が充分に発揮されなか
った。

【０００３】親水性のバインダーとして酢ビエマルジョ
ン系接着剤を使用する方法もあるが、バインダーの使用
量が増加し、吸着容量の低下が大きいのみならず、水溶
性のため徐々に水溶液中に溶出するので、飲料水等に使
用する場合は衛生上の問題もある。また成型物の強度も
小さいため実際に使用するためには解決せねばならぬ多
くの問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プラスチック粉末をバ
インダーとして成型した吸着剤は吸着容量の低下も極め
て少なく、機械的性質も優れている特徴も兼ね備えてい
るので、その疎水性を改善して水溶液中でも充分その吸
着性能を発揮出来る吸着剤成型物を開発して提供しよう
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、プラスチ
ック粉末をバインダーとして成型した吸着剤は吸着容量
の低下も極めて少なく、機械的性質も優れた成型物が得
られることに着目し、水溶液中で吸着剤が溶液と充分に
接触出来るようにするため、プラスチック粉末の表面を
親水性にする方法について鋭意研究した結果本発明に到
達した。

【０００６】すなわち、吸着剤及び要すれば繊維状また
は板状補強材を、プラズマ処理、及びまたはオゾン処理
、及びまたはグラフト重合処理、及びまたは過酸化水素
処理をしたプラスチック粉末をバインダーとして成型せ
しめてなる吸着剤成型体である。また、プラスチック粉
末をバインダーとして、吸着剤及び要すれば繊維状また
は板状補強材を成型する工程において、プラスチック粉
末を吸着剤と混合する前、及びまたは吸着剤と混合と混
合した状態で、及びまたは吸着剤と混合して加熱成型し
た後、プラズマ処理、及びまたはオゾン処理、及びまた
はグラフト重合処理、及びまたは過酸化水素処理をする
ことを特徴とする吸着剤成型体の製法である。

【０００７】以下本発明について詳しく説明する。本発
明に使用する吸着剤は特に限定せず、広範囲な吸着剤が
使用可能である。例えば、活性炭、ゼオライト、シリカ
ゲル、イオン交換樹脂等であり、その形態は粉末状、粒
子状、繊維状、ペレット状等何れも使用可能である。

【０００８】本発明の吸着剤成型体は吸着剤とプラスチ
ック粉末の他、要すれば成型体の強度を高めるために補
強材を加えることが出来る。補強材は繊維状または板状
の形状を有するもので、繊維状補強材としては種々の材
質及び形状の繊維が使用出来るが、ポリエステル、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ナイロン、アルミニウム、
ステンレス、ガラスの繊維で直径０．１　〜１ｍｍ、長
さ１　〜１０ｍｍの単繊維が好ましい。

【０００９】また板状補強材としてはその材料は広範囲
に選択出来るが、金属、プラスチック、紙等からなる厚
さ０．２　〜５．０ｍｍ　の板状物が好ましい。

【００１０】更に、補強材として金属やガラスの繊維を
使用する場合は、これらの材質は一般にプラスチックと
の親和性が高くないので、予めプラスチックでコーティ
ングしたから使用することが好ましい。

【００１１】本発明においてバインダーに使用するプラ
スチック粉末は特に限定しないが、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、アクリルニトリル・ブタジエン・
スチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、エチレン
アクリル樹脂、メゾフェースピッチ、フラン樹脂、フェ
ノール樹脂、エバール樹脂、ポリビニルピロール、ポリ
アセチレン等が使用可能である。

【００１２】更にポリビニルアルコール、ＣＭＣ　等の
親水性樹脂も使用可能である。これらの相当高い親水性
を有するが、プラズマ処理、オゾン処理、グラフト重合
処理、または過酸化水素処理により更に親水性を高める
ことが可能であり、とくに親水性が高い吸着剤を必要と
する場合には有効である。

【００１３】プラスチック粉末の粒子径は特に限定しな
いが、中心粒子径が１μｍ以下の場合には吸着剤の表面
の相当菜部分が被覆されるため吸着性能の低下が大きく
、また中心粒子径が１００　μｍを越える場合は成型体
の強度低下が大きい。従って、プラスチック粉末の中心
粒子径は１〜１００　μｍの範囲が特に好ましい。

【００１４】次に本発明に使用するプラスチック粉末は
、プラズマ処理、及びまたはオゾン処理、及びまたはグ
ラフト重合処理、及びまたは過酸化水素処理をする必要
がある。これらの処理は主としてプラスチック粉末の表
面に親水性を付与するためになされるものである。

【００１５】プラズマ処理は例えば、放電管にプラスチ
ック粉末を入れた後、酸素、窒素、空気、水蒸気等を導
入して圧力を０．０１〜１．０　Ｔｏｒｒに保持し、周
波数２〜４０ＭＨｚ　の高周波電圧をかけて管内に低温
プラズマを発生させ、プラスチック粉末に照射すること
により、プラスチック粉末の表面が親水性とすることが
出来る。

【００１６】オゾン処理は例えば、プラスチック粉末を
オゾン濃度５〜１０００ｐｐｍ　、温度２０〜１００　
℃で１〜１０分処理することにより、粒子の表面が酸化
されて親水性を示す。

【００１７】また、プラスチック粒子に酢酸ビニル、ア
クリル酸メチル、メタクリル酸メチル等の親水性を有す
るモノマーを加えてグラフト重合させ、プラスチック粒
子の表面にこれらのモノマーを結合させることにより親
水性を付与することも出来る。或いは過酸化水素水で処
理した場合にもオゾン処理とほぼ同様な効果だ得られる
。その他、硝酸や硫酸で処理しても粒子に親水性を付与
することが可能である。これらの処理方法は何れもプラ
スチック粒子の表面に親水性を付与する効果を有するが
、それらの反応機構はそれぞれ異なるためその効果も若
干ことなっる点がある。従って、プラスチックの種類、
性状及び使用目的に応じて処理方法を選択する必要があ
る。またこれらの複数の処理を併用してもよい。

【００１８】吸着剤成型体の親水性を高めるため、バイ
ンダーとして水溶性のプラスチック、例えばプリビニル
アルコール等を使用することも考えられるが、長時間水
溶液中で使用すると次第に膨潤して水溶液中に溶解する
ため、飲料水の処理等に使用する場合は衛生上の問題も
あり、好ましくない。成型体のバインダーとして、粒子
の表面のみに親水性を付与した疎水性のプラスチック粉
末を含むことが、本発明の要部の一つである。

【００１９】本発明の吸着剤成型体は、吸着剤及び要す
れば補強材とプラスチック粉末を混合し、型枠に充填し
た後プラスチック粒子の軟化温度以上に加熱し、加圧成
型することにより得られる。尚この工程において、プラ
スチック粒子は吸着剤及び要すれば補強材と混合する前
、または混合した状態で、或いは成型後上記で述べた方
法により、プラズマ処理、及びまたはオゾン処理、及び
またはグラフト重合処理、及びまたは過酸化水素処理を
する必要がある。

【００２０】バインダーとして使用するプラスチック粉
末は一般に疎水性であるから、このようなバインダーを
含む吸着剤成型体を水溶液の処理に使用すると、バイン
ダーが水を弾くため、吸着剤と水溶液との接触が不充分
となり吸着剤の機能が充分に発揮されない。しかし、本
発明の方法により、吸着材成型体の親水性が高まり、水
または水溶液と充分に接触することが出来るようにする
ことが出来る。

【００２１】従って、本発明の吸着剤成型体は飲料水の
脱塩素処理に極めて適しているが、その他、砂糖及び異
性化糖の脱色、酒、ウイスキー、焼酎等の精製脱色等に
使用した場合にも大きな効果がえられる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。

【００２３】（実施例１）中心粒子径２０μｍ　のポリ
エチレン粉末を、プラズマ処理により親水化した。プラ
ズマの発生条件は周波数１３．５６ＭＨｚの放電管に、
空気が圧力０．５　Ｔｏｒｒ存在する状態で５分間処理
した。

【００２４】このポリエチレン粉末５重量部を、２０〜
４０メッシュの活性炭１００　重量部に添加した後、寸
法５×１００　×１００　ｍｍの型枠に充填し、１２０
　℃で０．２ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で成型し、冷却後、
ベンゼン吸着能力及び親水性を測定した。

【００２５】その結果、ベンゼン吸着能力は３５ｗｔ％
、親水性は１０秒であった。

【００２６】ここで親水性とは、１００ｃｃ　のメスシ
リンダーに常温の水を入れ、０．１ｇの試料を水面に散
布し、試料全部が底部に沈降するに要する時間を言う。沈降時間が短い程親水性が高いことを示している。

【００２７】（比較例１）ポリエチレン粉末をプラズマ
処理せずに使用した他は、実施例１と同一の条件で成型
し、冷却後、ベンゼン吸着能力及び親水性を測定した。

【００２８】その結果、ベンゼン吸着能力は３４．３ｗ
ｔ％であったが、親水性の試験では２４時間経過しても
沈降しなかった。

【００２９】（実施例２）２重量部の中心粒子径３０μ
ｍ　のポリプロピレン粉末をオゾンで酸化処理して、比
表面積１５００ｍ２／ｇフェノール系繊維状活性炭１０
０　重量部及び０．５　部の直径０．３ｍｍ　、長さ３
ｍｍ　のポリエステル単繊維に添加し、ミキサーでよく
混合し、これを外径８０ｍｍ、内径４０ｍｍ、長さ２０
０ｍｍ　の筒形の型枠に充填し、１５０　℃で圧力０．
５ｋｇ／ｃｍ２　で加圧成型した。

【００３０】この筒形成型体を使用して空間速度１０ｈ
ｒ−１で砂糖液の脱色試験をしたところ、脱色力７０％
以上の処理量が３ｍ３　であった。

【００３１】（比較例２）ポリプロピレン粉末をオゾン
で酸化処理しないで使用した他は実施例２と同一の条件
で筒形成型体を成型した。

【００３２】この成型体を使用して空間速度１０ｈｒ−
１で砂糖液の脱色試験をしたところ、脱色力７０％以上
の処理量は０．４ｍ３　であった。

【００３３】（実施例３）中心粒子径５ｍｍのゼオライ
トＭＳ−５Ａ　、１００　重量部に対して、中心粒子径
３０μｍのポリプロピレン粉末を２重量部添着した後、
この混合物をプラズマで酸化処理した。

【００３４】プラズマの発生条件は周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚの放電管に、酸素が圧力０．５　Ｔｏｒｒ存在する
状態で３分間処理した。この混合物を寸法５×１００　
×１００ｍｍ　の型枠に充填し、１６０　℃で０．２ｋ
ｇ／ｃｍ２　の圧力で成型した。冷却後、親水性を測定
した。

【００３５】その結果、成型体の親水性は４秒であった
。

【００３６】（比較例３）ゼオライトとポリプロピレン
粉末の混合物をプラズマで処理しないで使用した他は実
施例３と同一の条件で吸着剤を成型し、冷却後、親水性
を測定した。その結果、成型体の親水性は２３０　秒で
あった。

【００３７】（実施例４）中心粒子径２５μｍのポリエ
チレン粉末をプラズマで親水化処理した。プラズマの発
生条件は周波数１３．５６ＭＨｚの放電管に、窒素が圧
力０．５　Ｔｏｒｒ存在する状態で５分間処理した。

【００３８】このポリエチレン粉末５重量部を粒度４０
〜８０メッシュの活性炭１００　重量部に添着した後、
外径８０ｍｍ、内径４０ｍｍ、長さ２００ｍｍ　の筒形
の型枠に充填し、１５０　℃で圧力０．５ｋｇ／ｃｍ２
　で加圧成型した。

【００３９】この筒形成型体を日本浄水器協会の規格に
基づいて脱塩素能力をテストしたところ、処理能力は２
６トンであった。

【００４０】（比較例４）中心粒子径２５μｍのポリエ
チレン粉末５重量部をプラズマ処理せずに粒度４０〜８
０メッシュの活性炭１００　重量部にて添着した他は実
施例４と同一条件で筒形成型体を成型した。

【００４１】この筒形成型体を日本浄水器協会の規格に
基づいて脱塩素能力をテストしたところ、処理能力は８
．５　トンであった。

【００４２】（比較例５、６）中心粒子径が０．１　μ
ｍ（　比較例５）及び２００　μｍ（　比較例６）のポ
リエチレン粒子を使用した他は実施例１と同一の条件で
吸着剤を成型した。

【００４３】中心粒子径が０．１　μｍのポリエチレン
粒子を使用した吸着剤のベンゼン吸着能力は２８重量％
で親水性は２３秒であった。

【００４４】中心粒子径が２００　μｍのポリエチレン
粒子を使用した吸着剤のベンゼン吸着能力は３４．８重
量％で親水性は８時間であった。

【００４５】（実施例５）比較例３で得られた吸着剤成
型体を比較例２と同一の条件でオゾン酸化した。吸着剤
の親水性は１２秒であった。

【００４６】

【発明の効果】本発明の吸着剤成型体はプラスチック粉
末をバインダーに使用しているため、吸着能力の低下が
僅少で、機械的性質も優れているが、更にプラスチック
粉末の表面の親水性を著しく高めてある特徴をもってい
る。

【００４７】従って、水または水溶液中で使用した場合
吸着剤と溶液が充分に接触出来るため、飲料水の脱塩素
処理に極めて適しているが、その他、砂糖及び異性化糖
の脱色、酒、ウイスキー、焼酎等の精製脱色等に使用し
た場合にも大きな効果がえられる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　吸着剤及び要すれば繊維状または板状
補強材を、プラズマ処理、及びまたはオゾン処理、及び
またはグラフト重合処理、及びまたは過酸化水素処理を
したプラスチック粉末をバインダーとして成型せしめて
なる吸着剤成型体。
【請求項２】　　プラスチック粉末の中心粒子径が１　
〜１００　μｍである請求項１記載の吸着剤成型体。
【請求項３】　　プラスチック粉末をバインダーとして
、吸着剤及び要すれば繊維状または板状補強材を成型す
る工程において、プラスチック粉末を吸着剤と混合する
前、及びまたは吸着剤と混合と混合した状態で、及びま
たは吸着剤と混合して加熱成型した後、プラズマ処理、
及びまたはオゾン処理、及びまたはグラフト重合処理、
及びまたは過酸化水素処理をすることを特徴とする吸着
剤成型体の製法。
【請求項４】　　吸着剤及び要すれば繊維状または板状
補強材を、プラズマ処理、及びまたはオゾン処理、及び
またはグラフト重合処理、及びまたは過酸化水素処理を
したプラスチック粉末をバインダーとして成型した吸着
剤成型体を使用することを特徴とする水の脱塩素方法。