JPH03151012A - 吸着性フィルター - 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〕 本発明は吸着性フィルタ→こ係わり、詳しくは吸着能お
よび強度がともに大きい吸着性フィルタよ関する。

〔従来の技術〕

粉末状や、破砕状の吸着剤は、取扱上の便宜のため、通
常、袋、ケース等の容器に入れて販売、使用されている
が、容器に吸着剤を充填する作業は煩雑であるとともに
、容器を誤って破損した場合、内容物たる吸着剤が散逸
して周囲を汚染するという問題があった。

このため、近時、吸着剤自体を筒状、平板状、円柱状な
どに成形加工した、容器を必要としない吸着性フィルタ
→く実用されている。

而して、従来の吸着性フィルターは、例えば吸着剤粒子
を、バインダとしてのラテックスを用いて結着した後、
押出成形法により所定形状に成形することにより作製さ
れていた。

［発明が解決しようとする課題〕 ところで、少量のラテックスを配合して吸着剤粒子を結
着したのでは、実用に耐え得る強度を有する吸着性フィ
ルターを得ることは困難である。大型の吸着性フィル外
の場合、特にこの傾向が強い。

また、強度が小さいと、連続生産の点でも問題がある。

すなわち、例えば厚さｌＱｍｍ、１ｍ幅Ｘ１ｍ長の平板
状吸着性フィル外の場合、自重で壊れてしまうことがあ
る。

二のため、用いるラテックスを増量する必要があった。

しかしながら、ラテックスの増量により吸着性フィルタ
ーの硬度を維持することはできても、可撓性に冨む破壊
強度の大きいものを得ることは困難であった。このこと
は、大型の吸着性フィルターの場合、特に問題となって
いた。

また、多量のラテックスを用いた場合、吸着剤粒子の表
面をラテックスが包み込むため、吸着能の低下を招くと
ともに、吸着剤粒子間の間隙をラテックスが埋めてしま
う傾向があるので、粒径の大きい吸着剤粒子を原料とし
て用いたときには、被吸着材を効率良く通流させ得る圧
損の小さい吸着性フィルターを得難いという問題があっ
た。

その他、成形時の成形圧力を大きくすることにより強度
の大きい吸着性フィルタ（得る工夫もなされているが、
成形圧力を大きくすると吸着剤粒子が破砕により微小化
して粒子間の隙間が小さくなるため、被吸着材通流時の
圧損が大きくなって吸着効率が低下してしまうという問
題があった。

本発明は、以上の事情に鑑みなされたものであって、そ
の目的とするところは、吸着能および強度がともに大き
く、しかも用途に応じて、吸着剤を大型ブロック状、筒
状、パイプ状、円柱状等の任意の形状に成形することに
より、空調用フィルタへ浄水器、濾過筒などに容器を用
いずそのまま装填し得る、連続生産に適した吸着性フィ
ルターを提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明に係る吸着性フィルタ
ーは、吸着剤、微粉状バインダおよび補強用繊維からな
る。

本発明における吸着剤は特に限定されず、例えば活性炭
、天然または合成ゼオライト、シリカゲル、アルミナゲ
ルなどを用いることができる。通常、１ｇあたり数１０
０Ｍ以上の表面積を有する吸着剤が好適である。

吸着剤の粒度についても特に限定されず、吸着剤フィル
ターの使用目的に応じて適宜選択される。

通常、粒径数μｍ〜数日程度のものが好適である。

また、破砕状、ペレット状、顆粒状、繊維状、フェルト
状、織物状、シート状など、種々の形状のものを用いる
ことができる。

格別小さい圧填を有し、且つ、入れ替え時の作業性に優
れた吸着性フィルターを所望の場合は、造粒炭を結着し
てシート状に成形して得たシート状吸着剤が好適である
。

上記造粒炭は、例えば炭素材料１００部に常法によりバ
インダーとして石油ピッチ、コールタール等を３０〜６
０部加えて混練した後、成形し、さらにこの成形体を賦
活することにより得られる。

本発明における補強用繊維としては、ポリエステル、ナ
イロン、ガラス繊維、ポリエステル−ポリエチレンの複
合繊維などが好適なものとして例示される。なかでも、
ガラス繊維が特に好適である。

ガラス繊維は、モノフィラメントおよびマルチフィラメ
ントのいずれをも用いることができるが、バインダの含
浸性が良いマルチフィラメントが好適である。なお、ガ
ラス繊維にコーティング処理、シランカップリング処理
等の前処理を施して、バインダとのなじみ性が改良され
たものを用いることが好ましい、なじみ性を改良するこ
とにより、成形が容易になるとともに、補強材の補強効
果が効率よく発現される。この場合のコーティング処理
用のプラスチックとしては、水や有機溶剤を用いずに加
熱融着できるものが好ましく、熱可塑性プラスチック、
メソフェーズピッチが例示される。

なお、バインダーとしてポリエチレン微粉末を用いる場
合には、同じポリエチレン微粉末を用いてコーティング
処理を行うことが好ましい。

補強用繊維は、線状；板状、パンチング状、二次元網目
状体等の面状；三次元網目状、セル抜き発泡体状等のブ
ロック状など、種々の形態のものを用いることができる
。

なお、ブロック状補強用繊維は、面状補強用繊維を複数
枚積層することによって容易に得ることができ、積層枚
数を増やすことにより、容易により大型のものを作製す
ることができる。

補強用繊維は、吸着剤成型体の内部に組み込んでもよく
、吸着剤成型体の外表面を被覆するように配してもよい
。例えば、補強用繊維を二次元または三次元網目状のネ
ットに成形し、そのネット上にバインダとしてのプラス
チック微粉末をふりかけ、さらにその上に粒状活性炭を
付着させてもよい。このようにすれば、ネット上のみに
吸着剤が付着した圧損の極めて小さい吸着性フィルター
得ることができる。

本発明におけるバインダは、微粉状のものであれば特に
限定されず、例えばプラスチックをバインダとして用い
る場合、熱可塑性プラスチックおよび熱硬化性プラスチ
ックのいずれを用いてもよい。粒径１００μｍ以下のも
のが好適である０粒径が１００μｍを越えると圧損が大
きくなるからである。

熱可塑性プラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ＡＢＳ、ＰＥＴ、ナイロン、ＰＢＴ、エチレ
ンアクリル樹脂、ＰＭＭＡ樹脂およびメソフェーズピッ
チが例示される。

熱硬化性プラスチックとしては、フラン樹脂およびフェ
ノール樹脂が例示される。

その他、バインダとして、吸着剤に着色性、接着性、導
電性などを付与するために、親水性樹脂、導電性樹脂な
どを用いてもよい。

親水性樹脂としてはポリビニルアルコール樹脂およびエ
バール樹脂が例示され、また導電性樹脂としてはポリビ
ニルピロールおよびポリアセチレンが例示される。

バインダとしてのプラスチックは、吸着性フィル久０使
用目的に応じて選択することが好ましい。

例えば、吸着性フィルターを水溶液中で用いる場合は、
親水性ポリマーを用いることが好ましく、また油、有機
溶剤などの濾過用として用いる場合は、疏水性ポリマー
を用いることが好ましい。

次に、本発明に係る吸着性フィル外の具体的な製造方法
について説明する。

本発明に係る吸着性フィルターは、例えば下記ｌ）〜３
）のいずれかに示す方法により製造することができる。

ｌ）プラスチック微粉末を予めコーティングした吸着剤
と補強用繊維とを混合した後、成形する方法。

２）プラスチック微粉末、吸着剤および補強用繊維を同
時に混合した後、成形する方法。

３）プラスチック微粉末と吸着剤とで吸着剤成型体を作
製し、その成型体の外表面を不織布、ネット等の補強用
繊維で被覆する方法。

上記プラスチック微粉末の使用割合は、吸着剤の粒径や
比重によって異なるが、吸着剤１００重量部（以下、「
部」と略記する）に対して、プラスチック微粉末１〜１
０部、好ましくは２〜５部である。吸着能の低下を防止
する点から必要最少量用いることが好ましいことはもと
よりである。

混練方法は特に限定されず、従来汎用されている混合機
、例えばミキサー、リボンミキサー、スタティックミキ
サー、ボールミル、サンプルミル、ニーダ−などを用い
ることができる。

混練の際、混練のみでも微粉状プラスチックを吸着剤に
付着させることができるが、両者の付着をより強固にす
るためには、加熱しつつ混練することが好ましい。この
場合の熱源としてはマイクロ波、赤外線、遠赤外線、高
周波などが例示されるが、プラスチック微粉末に効率良
く吸収される波長のエネルギー線を発生する熱源を用い
るのが好ましい。

なお、静電気を利用すれば、プラスチック微粉末を均一
に吸着剤に付着させることができる。

本発明に係る吸着性フィルターは、例えば上記プラスチ
ック微粉末を予めコーティングした吸着剤を補強用繊維
とともに、型枠内に充填し、次いでこれを熱圧着するこ
とにより得られる。この場合の熱源としては、マイクロ
波、赤外線、遠赤外線、高周波などを利用することがで
きる。

なお、加熱により接着剤から発生する低沸点有機化合物
が吸着剤に付着して吸着性フィルターの吸着能が低下す
るのを防止するため、減圧換気しつつ加熱することが好
ましい。

また、成形は、プラスチック微粉末は溶けるが、補強用
繊維は溶けない温度で行う必要がある。

以下、各種形状の吸着性フィルターを作製する場合の具
体的方法について説明する。

〔平板状吸着性フィルターの製造方法〕ガラス繊維製ネ
ット上に平板状の型枠を載置し、次いでその型枠内にプ
ラスチック微粉末をコーティングした吸着剤、または、
吸着剤とプラスチック微粉末との混練物を充填し、さら
にその上にガラス繊維製ネットを重ねて、加熱しつつ加
圧成形すると、平板状吸着性フィルターが得られる。

得られる平板状吸着性フィルターは、強度が大きく、例
えば厚さ１０ｆｆＩｌ、１ｍ幅Ｘａｍ長の大きさのもの
でも、自重により壊れることはない。

〔ブロック状吸着性フィル外の製造方法〕プラスチック
微粉末と吸着剤とを混練し、これをブロック体に成形す
る６次いで、このブロック体を熱収縮性の不織布で被覆
し、加熱すると不織布が収縮し不織布により補強された
ブロック状吸着性フィル外が得られる。

〔筒状、円筒状吸着性フィルターの製造方法〕微粉状バ
インダで吸着剤を円筒状に成形後、その外周を袋状のガ
ラス繊維製ネットまたは熱収縮性の不織布で被覆し、こ
れを加熱すると、円筒の外周部が補強された円筒状吸着
性フィル外が得られる。

また、成形の際、熱可塑性不織布、熱可塑性ネット等の
補強用繊維が巻き付けられた心材を、上記円筒内に嵌合
させて成形してもよい。このようにすると、筒の外周部
とともに内周部も補強された円筒状吸着性フィルターが
得られる。この際、不熾布、ネットなどが離型剤的機能
を果たす。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は
下記実施例に何隻限定されるものではなく、その要旨を
変更しない範囲において適宜変更して実施することが可
能なものである。

１、吸着性フィル外の製造および破壊強度測定〔実施例
１〕 下記の方法により、平板状吸着性フィルターを作製した
。

粒度分布１０〜３２メツシエの粒状活性炭に粒径２５μ
ｍのポリエチレンを３部混合し、コーティングした。

次いで、ポリプロピレン製ネット上に厚さ５ｍ、１０Ｃ
１ｌＸ２０Ｃ１１の大きさの型枠を載置し、この型枠内
に上記ポリエチレンコーティングした粒状活性炭を充填
した後、さらにその上にポリエチレン製ネットを重ねて
圧力１ｋｇ／ｃｄ、温度１２０°Ｃで成形し、平板状吸
着性フィル外壬得た。

この吸着性フィルターの破壊強度を３点支持法により測
定したところ、１００ｋｇ／ｃｄであった。

〔実施例２〕 下記の方法により、円筒状吸着性フィルトモ作製した。

直径２５ｍｍの芯材にＥＶＡ製のネットを巻き付けたも
のを、内径６０ｍの円筒の中心に配し、芯と円筒との間
にゼオライ）１００部および粒径３０μｍのポリプロピ
レン３部からなる混合物を充填し、１３０　’Ｃで加熱
成形した。冷却後、円筒状成型体を取り出し、その外周
を熱収縮性の不織布で被覆した後、これを再度加熱して
円筒状吸着性フィルターを得た。

上記吸着性フィル外にその外周部から力を加え、そのと
きの破壊強度を測定したところ、７０ｋｇ／Ｃ艷であっ
た。

〔実施例３］ 下記の方法により、ブロック状吸着性フィルターを作製
した。

直径４Ｍのペレット状活性炭１００部および粒径４０μ
ｍのポリメチルメタクリレート３部を混合し、ｌ　Ｏｃ
＋ｓＸ　２０ｃ＋ａＸ　５ｃｍの直方体状のブＣ１７り
体を作成した。

このブロック体の表面を熱可塑性の不織布で被覆した後
、これを加熱してブロック状吸着性フィルターを得た。

この吸着性フィルターの破壊強度を測定したところ、８
０ｋｇ／ｃｄであった。

〔実施例４〕 直径４ｍｍのペレット状活性炭１００部および平均粒径
２０１Ｉｍのポリエチレン３部を混合し、表面にポリエ
チレンが付着した活性炭を作製した。

この活性炭の上下両面に、ポリエチレンコーテインクし
た１０メツシユのガラス繊維製のネット（ポリエチレン
膜の厚みはネットの厚みの１１５０）を重ねて、圧力５
　ｇ　／　ｃｄ、温度１２０°Ｃで成形し、厚さ１０１
１１１１％　　ｌ　Ｏｃ＋ａＸ　２０ａｌの大きさの板
状吸着性フィルターを得た。

この吸着性フィルターの破壊強度を測定したところ、８
０ｋｇ／ｃｄであった。

〔比較例１］ ポリプロピレン製ネットおよびポリエチレン製ネットで
補強しなかったこと以外は実施例１と同様にして平板状
吸着性フィルター得た。

この吸着性フィルターの破壊強度を３点支持法により測
定したところ、５　ｋｇ　／　ｃ−であった。

〔比較例２］ 熱収縮性の不織布にて補強しなかったこと以外は実施例
２と同様にして円筒状吸着性フィルタ４得た。

この吸着性フィルターに外周部から力を加えたときの破
壊強度を測定したところ、７　ｋｇ　／　ｃ−であった
。

〔比較例３］ 熱可塑性の不織布にて補強しなかったこと以外は実施例
３と同様にしてブロック状吸着性フィルターを得た。

この吸着性フィルターの破壊強度を測定したところ、１
０ｋｇ／ｃｊであった。

〔比較例４〕 ガラス繊維製のネットにて補強しなかったこと以外は実
施例４と同様にしてブロック状吸着性フィル外を得た。

この吸着性フィル外の破壊強度を測定したところ、３　
ｋｇ／ｃｄであった。

以上より、本発明に係る吸着性フィルターは、極めて大
きな破壊強度を有することが分かる。

■、吸着能の測定 ＪＩＳ　　Ｋ１４７４に準拠して、実施例１で用いた粒
状活性炭のベンゼン吸着能を測定したところ、３５％で
あった。

また、実施例１および比較例１で得た各吸着性フィルタ
の粒状活性炭あたりのベンゼン吸着能をそれぞれ測定し
たところ、３４．３％、３４．５％であった。

以上より、ネットを用いて補強しても吸着能は実質上低
下しないことが分かる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明に係る吸着性フィ
ルターは、吸着能および強度がともに大きい等、本発明
は優れた特有の効果を奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸着剤、微粉状バインダおよび補強用繊維からなる
   吸着性フィルター。 ２、前記補強用繊維は不織布または網目状に成形された
   ガラス繊維である請求項１記載の吸着性フィルター。 ３、前記微粉状バインダは粒径１００μｍ以下のポリエ
   チレン微粉末である請求項１または２記載の吸着性フィ
   ルター。