JPH0248015A - 活性炭担持ハニカム構造体およびその製造方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、活性炭を担持し、ガス吸着能やオゾン分解能
を有するハニカム構造体およびその製造方法に関するも
のである。

（従来の技術と技術的課題） 特定の成分の吸着または分解のための気体活性炭処理に
おいて、被処理気体の流量が大である場合、活性炭は極
力圧力損失が低くなるような状態で処理に供することが
望ましい。このような観点から、特開昭６Ｃ１−９０８
０８号公報の発明では、活性炭素材をハニカム状に押出
成形した後、炭素化し賦活したものを、オゾン分解用活
性炭ハニカム構造体として提案している。

このハニカム構造体は、単位体積当たりの活性炭量が３
００ｇ／Ｉｌｌであり、ベンゼン、メタノールなど吸着
量が５０■／Ω、８０時間経過後のオゾン分解効率は８
５％と、性能が高い。

しかしながら、押出成形によって大型かつ強固なハニカ
ム構造体を製造することは困難であるから、この型のハ
ニカム構造体としては小形のものしか使えないという問
題があった。

また、このようにほとんど活性炭からなるノ＼ニカム構
造体は、吸着能は大きくても、押出し中に活性炭が固ま
るため、活性炭全体を吸着面として有効に用いていると
は言えないほか、成形後に賦活処理するなどの面倒な処
理を必要とし、高価で割れやすいため取扱が面倒である
という問題もあった。

これに対して、パルプ等からなる有機繊維と活性炭との
混合物から紙を抄造し、得られた活性炭含有紙から活性
炭担持ノ＼ニカム構造体を製造する方法も知られている
。

しかし、この方法では紙の抄造工程で活性炭を抄きこむ
ため、活性炭含有率を高くできず、最大限で単位体積当
たりの活性炭量が６５ｇ／ｊ！、ベンゼンなどの吸着量
が２３ｍｇ／Ω、８０時間経過後のオゾン分解効率が４
８％程度にしか出来ないため、このハニカム構造体の初
期オゾン分解能は一応実用程度には得られるが、寿命の
点で満足できるものではなく、前記押出成形体からなる
ハニカム構造体に比べて寿命性能上の落差かおおきかっ
た。

そこで本発明は、必要に応じていかなる大きなハニカム
構造体でも容易に製作でき、従来の活性炭担持ハニカム
構造体に比較して活性炭の含有量が飛躍的に大きく、ま
たその吸着能を最大限利用することが可能な活性炭担持
ハニカム構造体、およびその製造方法を提供することを
目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明は、繊維空隙率８５〜
９５％の高空隙率無機繊維製紙および該紙の繊維間間隙
に１２０〜１５０ｇ／Ａの割合で充填固定された吸着量
４０■／Ω以上の活性炭よりなるハニカム構造体を提供
するものである。

さらに本発明では、以下にのべるハニカム構造体の製造
方法を提供するものである。

すなわち、本発明の製造方法は、微粉末状活性炭および
この活性炭重量の１／９〜１／１０の量のアクリル系バ
インダー、塩化ビニリデン系／くインダー、コロイダル
シリカから選ばれた結合剤の懸濁液に、繊維空隙率８５
〜９５％の無機繊維製紙を浸漬するか、または前記懸濁
液を無機繊維製紙に塗布したのちに乾燥することにより
、前記紙の繊維間間隙に１２０〜１５０ｇ／１２の割合
で活性炭を充填し、該活性炭が充填された紙およびそれ
をコルゲート加工したものを交互に重ねて接着し、通気
方向に対して所定の開口率のノ＼ニカム構造体を形成す
ることを特徴とする。

次に、本発明のさらに好ましい製造方法について詳述す
る。

紙を抄造する無機繊維としては、ＥガラスまたはＣガラ
スからなる太さ６〜９μｍ程度、長さ８〜１２ｍｍ程度
のガラス繊維が用いられる。

ただし、これらガラス繊維に限定されるわけてはない。

無機繊維の抄造は、常法により行い、その結果繊維間空
隙率か８５〜９５％、かつ厚さが０．１０〜０．３０ｍ
ｍ、好ましくは０．１５〜０．２５Ｔｌ１ｍの紙に形成
される。

得られた紙に活性炭を充填するが、その除用いる活性炭
は、平均粒径５〜４０μｍ、吸着量１１７０ｍｇ／ｇの
微粉末が用いられる。

充填方法は以下の工程で行なわれる。

まず、前記活性炭を活性炭重量に対して１／９〜１／１
０量の結合剤とともに水に懸濁させる。

結合剤としては、例えばアクリル系、塩化ビニリデン系
、コロイダルシリカなど乾燥後も柔軟性を維持するもの
が、以下にのべるコルゲート加工を容易にする。

そして、この懸濁液を浸漬または塗布により、紙に吸収
させる。

なお、以上の活性炭懸濁液に有機含リン含窒素化合物、
三酸化アンチモン等の難燃剤を加えておくと、難燃性の
製品が得られる。これの適量は活性炭重量の１１５０〜
１／１５量であり、これを下回ると難燃効果がなく、ま
た上回った場合にはその分活性炭含有量か低くなり分解
能に影響を勾えるので、上記の範囲内の添加量が好まし
い。

次いて乾燥によって、活性炭は繊維間隙に充填された状
態で結合剤を介して繊維間隙に固定される。

紙の空隙率か８５％以上あれば、この方法により１２０
〜１５０　ｇ　／　Ａの活性炭を紙に充填することがで
き、これだけの量の活性炭を充填すると繊維の重量に対
して１００〜４００％の量の活性炭か付着させられる。

得られた活性炭充填紙の一部を常法によりコルゲート加
工する。

そして、第１図に示すように、コルゲート加工した紙１
と無加工の平らな紙２とを交互に重ね合わせ、それらの
接点において接着することにより、第２図に示すハニカ
ム構造体を得られる。

両者の接着に用いる接着剤としては、前記と同様アクリ
ル系バインダー　コロイダルシリカを使用できる。

以上の製造方法によって得られた製品は、あらためて賦
活処理を施すことなしに気体処理に供することができる
。

（作用、効果） 本発明の活性炭担持ハニカム構造体は、上述のように高
空隙率の無機質繊維製紙の繊維間間隙に多量の活性炭を
充填したものであるから、押出成形法による活性炭ハニ
カム構造体に比べて、とうてい製造不可能な大型のもの
も容易に製造することができる。また、活性炭量と吸着
量の比率か押出成形体が３００　：　５０であるのに対
し、本発明が１３６：４０であり、活性炭量の割りには
吸着能か高い。

また、かさばるハニカム構造体に成形してからの賦活処
理が不要であるから、安価に製造できるばかりでなく、
寸法精度のよい製品を容易に得ることができる。さらに
無機繊維が骨格となっているため、湿度による寸法変化
が小さく、耐薬品性や耐久性も良好である。

本発明を、従来の活性炭を漉きこんだ紙をハニカム構造
体にしたものと比べた場合には、従来の活性炭担持量の
最大値が紙体積の約６５　ｇ　／　Ｊ２であるのに比べ
、本発明では１２０〜１５０　ｇ　／　Ａとはるかに多
くすることができ、またベンゼン。

アルコールなどの吸着量が従来のものが２３ｍｇ／ｇで
あるのに対し、本発明が、４０ｍｇ／Ｎ以上と、約２倍
の値を示し、また、８０時間経過後のオゾン分解効率が
従来が４８％であるのに対し、７２％となり、分解性能
にすぐれる。

また、活性炭を漉きこむ場合、従来では抄造工程におけ
る高価な活性炭の損失が避けられないが、紙の抄造後に
活性炭を充填する本発明の製造方法では、活性炭の損失
かほとんど無い。

担持される活性炭が抄造性や、押出成形性などによって
制限されず、その種類、特性の選択に自由度が高いこと
も本発明の有利な点である。

さらに、活性炭とともに難燃剤を担持させたものは、無
機繊維が骨格となっていることもあって、高度の難燃性
を示す。

上述する特徴を生かして、本発明のハニカム構造体は例
えば電子複写機その他の機器のオゾン分解用フィルター
、各種脱臭用フィルター、触媒担持体などに有効に利用
できる。

（実　施　例） 以下、本発明の詳細な説明する。ただし、本発明は以下
の実施例のみに限定されるものではない。

実施例Ｉ Ｅガラス繊維（繊維径９μｍ、繊維長８ｍｎ＋）を用い
て常法により厚さ０．２順、繊維間空隙率９４％の紙を
抄造し、この紙に粒度５〜４０μｍ１比表面積１３００
ゴ／ｇ（吸着量１１７０ｍｇ／ｇ）の活性炭と、活性炭
重量の１／１０量のアクリル系バインダーとを含む懸濁
液を塗布した後、乾燥した。

得られた活性炭充填紙（活性炭充填量１３６ｇＺｇ紙体
積１重量９０ｇ／ｒ１ｆ）の一部をコルゲート加工した
。そして、第１図に示すように、コルゲート加工した紙
１と無加工の平らな紙２とを交互に重ね合わせ、それら
の接点において増粘剤を加えたアクリル系バインダーで
接着することにより、第２図に示すハニカム構造体を得
た。

このハニカム構造体のピッチ（セル幅）は３゜２關、セ
ル高さは１．２ｍｍ、開口率は６３％であった。

以上の方法によって得た活性炭担持ハニカム構造体につ
いて、下記の条件でオゾン分解性能を調べた。

通気風速：　１．　　Ｏｍ／Ｓｅｅ 通気オゾン濃度：１．２ｐｐｍ 通気方向のハニカム構造体厚さ：２０ｍｍその結果を第
３図に示す。

比較例 比較のため、はぼ限界量の活性炭を漉きこんだ有機繊維
からなる紙から製造した前記と同一寸法の活性炭担持ハ
ニカム構造体（活性炭量６５　ｇ　／ｉｔ）についても
同様の試験を行った。

この結果も第３図に示す。

実施例２ 実施例１と同様のハニカム構造体製造例において、塗布
用活性炭含有スラリー中に活性炭重量の１０％の有機含
リン含窒素化合物からなる難燃剤を添加した。得られた
活性炭担持ハニカム構造体は、当然ながら高度の難燃性
を示した。

マタこのハニカム構造体についても実施例１と同様の試
験を行った。

その結果も第３図中に示されている。

そして、図からも明らかなように実施例１，２で示す本
発明のハニカム構造体のオゾン分解率は、比較例に比し
て初期状態ではほとんど同じであるが、処理時間の経過
に対するベンゼンなどの有機溶媒の吸着能の低下勾配が
小さく、持続的な効果があることが判明している。

また、従来の押出成形体のものと有機繊維を抄造したハ
ニカム構造体、および本発明のハニカム構造体の特性を
比較したものを以下の表に一括して示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維空隙率８５〜９５％の高空隙率無機繊維製紙
   と該紙の繊維間間隙に１２０〜１５０ｇ／ｌの割合で充
   填固定された活性炭とからなることを特徴とする活性炭
   担持ハニカム構造体。
2. （２）微粉末状活性炭およびこの活性炭重量の１／９〜
   １／１０の量のアクリル系バインダー、塩化ビニリデン
   系バインダー、コロイダルシリカから選ばれた結合剤の
   懸濁液に、繊維空隙率８５〜９５％の無機繊維製紙を浸
   漬するか、または前記懸濁液を無機繊維製紙に塗布した
   のちに乾燥することにより、前記紙の繊維間間隙に１２
   ０〜１５０ｇ／ｌの割合で活性炭を充填し、該活性炭が
   充填された紙およびそれをコルゲート加工したものを交
   互に重ねて接着し、通気方向に対して所定の開口率のハ
   ニカム構造体を形成することを特徴とする活性炭担持ハ
   ニカム構造体の製造方法。