JPH0553541B2 - - Google Patents

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【発明の詳細な説明】

本発明は無機収着剤粒子を熱可塑性高分子結合
材料で固定化した構造体を形成する方法に関す
る。さらに詳しくは本発明は、無機粒子の収着特
性を維持しつつ無機収着剤粒子を熱可塑性高分子
結合材料で固定化した自己支持性構造体を形成す
る方法に関する。 商業上および産業上の種々の環境において、流
体、すなわち気体あるいは液体を特定の目的のた
めに使用する前に流体から１種またはそれ以上の
成分を除去することが必要である。例えば、汚染
された水を飲用する前に、あらゆる化学汚染物質
を除去しなければならない。同様に、圧縮空気を
使用する前に、例えば動力機械を駆動するために
あらゆる水分および水蒸気を除去しなければなら
ず、さもないと機械はさびるであろう。 多くのタイプの装置が流体から１種またはそれ
以上の成分を除去するのに役立つ。特に効果的な
ある種の装置は、流体の流れを収着剤材料、すな
わちある成分を吸収あるいは吸着する材料、に送
る装置からなる。この収着剤材料は代表的には、
垂直容器内に粗充填しあるいは圧縮下で充填でき
る収着剤粒子の床の形態である。収着相の期間
中、成分含有流体をある圧力で容器の頂部あるい
は底部に送り次いで収着剤粒子の床を通過させこ
こで成分は収着剤材料に収着される。 これらの収着装置の有効寿命を延ばすために収
着剤床を周期的に再生する、すなわち流体から吸
収しあるいは吸着している成分を除去する。再生
相の期間中、容器は典型的には減圧される。次い
で加熱しおよび／または成分を含まない流体で収
着剤床を洗浄し、収着剤粒子から成分を追い出
す。収着剤床により前に収着された成分を多量に
含むこのページ流体を次いで排出する。収着剤床
が十分に成分を含まなくなると、容器を再加圧し
そして成分を含む流体を再び容器に供給する。再
生された収着剤床は次いで流体から成分を吸収あ
るいは吸着し続ける。 これらの装置が効果的ではあつても、これらの
装置はそれにもかかわらず幾つかの望ましくない
性質を有する。例えば、装置はかなりの量の収着
剤ダスト、すなわち収着剤粒子の小片をしばしば
発生する。極端に研摩性の収着剤ダストは流体と
ともに容器の一端へと流れることができる。この
研摩ダストの破壊的効果に耐えるために、下流に
あるあらゆるパイプおよび弁は、さもなければ必
要であるよりもより特に重規格で作られ、およ
び／または苛酷な条件に適応するように設定され
ている。このようなパイプおよび弁は装置の重量
および価格をかなり上昇させる。これらの収着装
置は代表的には収着剤床の下流に収着剤ダストフ
イルタを有し収着剤ダストの移動を防いでいる。
収着剤ダストフイルタは多くのダストを捕集する
ことができるけれども、装置の機械的複雑さが加
わることになる。フイルターは周期的に洗浄しま
たは取り換えなければならないので、維持費と運
転費の両者も増加する。 収着剤ダストは種々の方法で発生するであろ
う。例えば収着剤粒子を容器に充填するとき、粒
子は互いに摩耗して収着剤ダストを生じる。震収
着剤床が震動するときにも収着剤粒子は互いに摩
耗する。例えば収着装置を輸送するときであると
か、あるいは船上などに積載しなければならない
ときでありここで振動を受けるのである。さらに
一旦充填すると、床底部の収着剤粒子は収着剤床
全体の重量を受けるため荷重により収着剤ダスト
へと粉砕されるかもしれない。収着剤粒子の破砕
あるいは粉砕を避けるために、これらの収着装置
は、使用できる収着剤のタイプをかなり制限する
ことになる極端に硬い粒子を特に使用する。 収着剤床が流動化されれば、すなわち床に入る
流体によつて収着剤の粒子が移動するならば、収
着剤ダクトも再生できるかもしれない。移動する
収着剤粒子は互いに衝突しおよび／または摩耗す
るかもしれず、ダクトを発生する。収着相内での
流動化を避けるために、利用できる収着装置は、
例えばある種の利用においては与えられた時間で
処理できる流体量をかなり制限する非常に低水準
の流体速度を維持する。再生相期間中での流動化
を避けるために、収着装置は代表的には非常に低
水準でパージ流体の速度を維持するのみならず比
較的ゆつくりと容器を減圧しおよび加圧する。こ
れは再生に必要な時間をかなり増加させる。既知
の収着装置は、また収着剤床を圧縮することによ
り、例えば床の頂部と反対に支持するスプリング
荷重機構を用いることにより流動化を避ける。こ
れらの機構はしばしば重くかつ高価であるばかり
か床底部での粒子が受ける荷重に加わる。 既知収着装置の他の望ましくない性質は、当初
は均等に装填されたものであるが、収着剤粒子が
振動あるいは衝撃により床内で沈降するかもしれ
ないので収着剤床が溝を形成するかもしれないこ
とである。これらの溝により流体は収着剤粒子を
バイパスしそして流体から成分を除去するうえで
の収着剤床の有効性を減少させる。チヤンネリン
グを最小にするため、既知収着装置の容器は一般
に垂直に配置されている。しかし、垂直容器は直
立させるために脚などの支持体を必要とする。こ
れらの支持体はまた装置の重量および価格の両者
をかなり上昇させる。さらに、これらの装置は携
帯用であることがしばしば望ましい垂直容器の重
心は水平容器よりもかなり高いため、装置は動か
すときに倒れやすい。 固定化収着剤およびこのような系で用いること
のできるこの種の収着剤を製造する方法の発展は
上記議論した問題および困難性を軽減するのに役
立つであろう。 本発明によれば熱可塑性高分子結合材料で無機
収着剤粒子を固定化しそしてそれから自己支持性
構造体を形成し、それにより無機収着剤粒子の収
着特性を保持しつつ収着剤微粒子の形成を実質的
に除去する方法であつて、(a)無機収着剤微粒子を
昇温下に予備加熱し、(b)加熱した収着剤粒子を熱
可塑性高分子結合材料の粒子と混合して収着剤粒
子に付着した熱可塑性高分子結合材料の粒子から
なる混合物を形成し、そして(c)この混合物を上記
熱可塑性高分子結合材料のほぼ固−液転移温度に
加圧しあるいは加圧せずに加熱して冷却により自
己支持性となつた構造体を形成することからなる
方法を提供する。 本発明によれば熱可塑性高分子結合材料内で無
機収着剤粒子を固定化する方法の改良をも提供
し、この改良は収着剤粒子を熱可塑性高分子結合
材料と混合する前にこの粒子を加熱することであ
る。 本発明の方法により、移動制収着剤微粒子を実
質的に含まずかつ圧力降下が低くそして高収着容
量を有する自己支持性固定化無機収着剤構造体で
あつて、主要部の粒径が約１ないし約10ミリメー
トルの範囲内の無機収剤粒子市と構造体重量に基
づき約１ないし約７重量パーケントの熱可塑性高
分子結合材料からなる構造体が得られる。 さらに本発明の方法により、移動性無機収着剤
微粒子を実質的に含まず圧力降下が低くかつ高収
着容量を有する自己支持性固定化無機収着剤構造
体であつて、無機収着剤粒子と約１ないし約７重
量パーセントの熱可塑性高分子結合材料とからな
り、熱可塑性高分子結合材料のパーセント構造体
の重量に基づいておりそして粒子の主要部は約８
ないし約100マイクロメートルの範囲内の粒径で
ある構造体も得られる。 こうして、本発明はこのような構造体を制御す
る方法を提供し、ここで無機収着剤粒子は構造体
内に固定化されそして微粒子（より大きな移動傾
向を固有に有する収着剤の微細粒子）を形成する
あらゆる傾向は実質的に減少しあるいはさらに実
際に除かれる。本発明は、あらゆる収着剤微粒子
を含む収着剤無機粒子を熱可塑性高分子結合材料
で固定化した自己支持性構造体に向いている。 本発明の方法により得られる構造体は、同種の
非固定化収着剤粒子のほぼ同規模の床と比べて、
構造体を横切る圧力降下の増加が最小で収着剤粒
子の固有の収着特性を実質的に保持する。この自
己支持性構造体はまた、構造上の保全性を実質的
に損うことなくかつ粒子対粒子の摩耗による微粒
子を生成することなく構造体をより容易に取扱い
かつ輸送できる耐圧縮力または耐変形力（この抵
抗は非固定化収着剤粒子にはない）を提供する。
さらに、収着剤が硬い、すなわち、対摩耗性の要
求は否定される、なぜならば本発明の構造体内の
収着剤は熱可塑性高分子結合材料によつて確実に
保持されそれにより摩耗および微細粒子の生成を
ともなう収着剤粒子の相対的移動を実質的に除去
するからである。別の言葉で言えば、収着剤粒子
は固定化されているので、広範囲の収着剤（従来
満足いくものと思われていたものよりもより軟か
いものを含む）を使用できる。こうして、本発明
による自己支持性固定化収着剤構造体は種々の気
体あるいは液体の物質の処理に適している。 加えて、本発明の方法により得られる収着剤構
造体は一般に脱着あるいは再生でき、構造体は再
生可能系での用途に適合する。本発明は次いで、
収着剤粒子を固定化しそしてそれから上記特性、
すなわち収着剤の移動性および損失の実質的除去
ならびに構造体の圧力降下が比較的小さい構造体
を提供するとともに収着剤微粒子の生成を防ぐこ
とおよび収着剤それ自身の収着特性を実質的に保
持すること、を有する自己支持性構造体を形成す
る方法である。 本発明で使用できる収着剤は無機粒状物質、特
にアルミナ、シリカ、マグネシア、モレキユラー
シーブ、ゼオライト、シリカゲル、および活性ア
ルミナなどのアルミニウム、シリコンおよびマグ
ネシウムの無機酸化物である。これらの物質は一
般には、特定の無機酸化物のゲルの熱サイクル
（thermal cycling）によつて製造される。 一般に、主要部の収着剤は約１ないし約10ミリ
メートルの範囲内の粒径を有すべきである。収着
剤を適当に分級すると、一般に主要部は物質の95
ないし99.5パーセントを構成する。最も好ましく
は、収着剤粒子の平均粒子寸法は約２ないし約５
ミリメートルである。収着剤の粒子が細かくなる
ほど、結合に利用される外表面積が増加するので
比較的多くの結合剤が望ましい。逆に、平均粒径
が増加するほど、より少量の結合剤を好適に用い
る。しかし、用いる結合剤の量と構造体により結
合されうる微粒子の量との間には一般的な相関関
係がある、すなわち結合剤の量の低下は固定化で
きる微粒子の量を低下するかもしれない。 収着剤の比表面積は一般に約200ないし約1000
m²／グラム、さらに好ましくは約200ないし約500
m²／グラムである。圧縮工程で圧力を与えると
き、嵩密度の増加、一般に約10％が代表的に生じ
るであろう。 本発明による構造体の製造に用いる好ましい形
態のアルミナは認証DE−４のもとでロネポウレ
ンク社から入手できる活性アルミナである。この
製品は球形でそして主要部の粒子は２ないし５ミ
リメートルの範囲の直径である。これは約317
m²／グラムの表面積を有する。好ましい活性アル
ミナ収着剤に対して、表面積は一般に約200ない
し約500m²／グラムの範囲内である。 好ましくは、収着剤粒子はその表面積を最大に
するように実質的に球形でありその結果得られる
固定化収着剤は比較的低圧力降下と高吸着能力を
組合わせている。しかし、球形のために、収着剤
粒子は熱可塑性高分子結合材料にすぐには接着し
ない。従つて、結合材料との混合の前に収着剤粒
子を加熱することにより、結合剤粒子は混合する
ときに粘着性として収着剤粒子に粘着する。 熱可塑性高分子結合材料 本明細書で用いる用語“熱可塑性高分子結合材
料”あるいは“結合剤”は熱可塑性の物質であ
り、好ましくは合成であり、これは本発明の工程
条件下で形づくることができるものである。 用語“熱可塑性物質”は本発明の好ましい高分
子結合材料を述べておりそして一般には熱可塑性
を有するあらゆる高分子材料を意味しそしてこれ
は合成あるいは半合成のあらゆる縮合または重合
生成物を包含することができる。好ましくは、熱
可塑性物質はポリオレフインのホモポリマーある
いはコポリマーである。最も好ましいものはポリ
エチレンおよびポリプロピレンであり、前者は特
に好ましい。 他の熱可塑性物質はポリスチレン；ポリカーボ
ネート；ポリウレタン；フエノキシ樹脂；ビニル
クロライド、ビニルアセテート、ビニリデンクロ
ライドなどのモノマーから由来するビニル樹脂を
含み、ビニル樹脂はポリ塩化ビニル、ビニルクロ
ライドとアクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、ビニリデンクロライド、アルキルアクリレー
ト、アルキルメタクリレート、アルキルマレエー
ト、アルキルフマレートなどとの１またはそれ以
上のコポリマーを含む。 熱可塑性高分子結合材料の選定は、結合材料か
ら部分的に形成される自己支持性構造体に求めら
れる特性にある程度依存する。すなわち、固定化
収着剤構造体の機械的性質の幾つかは結合材料の
物理的性質により定まる。例えばもし柔軟性ある
いは耐破砕性の構造体が望ましければ、十分には
結晶性でなくあるいは物品の用いる温度でそのガ
ラス転位温度以下である熱可塑性粉末を用いるべ
きである。逆に、剛性の構造体はより結晶性の熱
可塑性あるいは熱硬化性物質を必要とする。 本発明に用いる熱可塑性高分子結合材料として
選ばれる材料の要求は、以下に述べるように材料
が流れて“ブラインデイング”によつて収着剤の
多孔度を低下することがないよう材料が工程温度
において十分高粘度を有することである。また以
下で述べるように、結合剤材料がその本来の形状
を失つてわずかに粘着性となるように熱可塑性高
分子結合材料を軟化させ始める方法で加熱工程を
実施する。しかし、この材料は、流動してブライ
ンデイングが生じる加工温度における粘度を有し
てはいけない。 熱可塑性高分子結合材料の粒子の主要部は約８
ないし約100マイクロメートルの範囲の平均粒径
を有すべきである。粒径がこの範囲の上限よりか
なり大きいとき、粉末は沈降する傾向を示しより
高重量パーセントが要求される。このことはある
場合にはブラインデイングを生じさせるかもしれ
ない。ブラインデイングとは、収着剤粒子のマク
ロ細孔が結合材料で被われそれによりマクロ細孔
を閉塞させそして粒子の内部ミクロ細孔への接近
を妨げる傾向を意味する。かなり小さい結合剤粒
子径を用いると、ブラインデイングが生じる傾向
はまだある。 本発明において熱可塑性物質を用いるとき、特
に好ましいものは認証；マイクロセンFN500、
FN510およびFN524のもとでUSIケミカルズ社か
ら商業的に入手できるものなどの低密度ポリエチ
レン粉末である。これらの粉末状ポリエチレンは
密度とビカツト軟化点がわずかに異なる。マイク
ロセンFN500は幾分結晶性であつてそして約90.6
℃（195〓）のビカツト軟化点を有する。この物
質は実質的に剛性の最終構造体を与える。 加えて、幾分柔軟性の構造体を望む場合、10％
以下の第二エチレン性不飽和物質、例えばビニル
アセテート、をエチレンと共重合して無定形熱可
塑性結合材料を与えてもよい。このタイプのコポ
リマーはブラインデイングする傾向の低下を示し
そしてまた固定化収着剤構造体にエネルギーまた
は衝撃吸収特性を付与し、それにより結晶性ホモ
ポリマーを用いた構造体に必要とするよりも少な
い注意を払つて取扱つた場合に構造体が破砕する
傾向を低下できる。９％のビニルアセテートがポ
リエチレンと共重合したこのタイプの適当な材料
は、マイクロセンFN532としてUSIケミカルズ社
から入手できる。 結合剤は約１ないし約７重量パーセント、好ま
しくは約２ないし約５重量パーセントの量で適切
に含まれ、ここで全てのパーセントは結合剤、収
着剤粒子および好ましくは混合助剤からなる全混
合物の重量に基づく。 抗凝固剤、すなわち混合助剤、例えばヒユーム
ドシリカ、は高分子結合材料間の接着を抑制する
ために好ましく結合剤に添加される。通常は、
0.5重量％以下の混合助剤が使用されるべきであ
る（結合剤と混合助剤の全重量に基づく）。 自己支持性固定化収着剤構造体 本発明の自己支持性固定化収着剤構造体を形成
するために、収着剤粒子を予備加熱し次いで適当
な量の上記熱可塑性高分子結合材料と適当な方法
で混合する。結合材料の粒子と収着剤粒子との接
触を行うとき、幾らかの熱は予備加熱収着剤粒子
から熱可塑性高分子結合材料粒子へと移行し、熱
可塑性高分子結合材料の粒子を粘着性とし、その
結果結合材料の粒子は収着剤粒子に接着する。収
着剤粒子を予備加熱する温度は、結合材料粒子が
軟化してそして半液状粘度となる温度、すなわち
固−液転位温度をあまり大幅に越えてはならない
ことが重要である。 結合材料の粒子の粘着性が低下して互いに接着
しないように（流動性がない）混合物を混合しな
がら冷却する。しかし、熱可塑性高分子結合材料
と収着剤材料の粒子間の接着は温度の低下により
実質的に影響を受けないでいる。抗凝固剤、すな
わちフユームドシリカなどの混合助剤を、結合剤
と収着剤との混合に先立ち結合剤に加えて結合剤
粒子間の接着をさらに抑制してもよい。 実質的に全ての結合材料粒子が収着剤粒子に接
着しているので得られる分散体は実質的に均一で
あり、それ故、たとえ結合材料粒子が一般に収着
剤粒子より小さくても、収着剤粒子への接着によ
り、それら粒子は混合容器の底部に沈降しない。
熱可塑性高分子結合材料は微粒子を保持すること
ができるので、微粒子量を増加させる収着剤の粉
砕を避けるための特定の予防手段であるいは過度
の注意を払うことは通常は不必要である。しか
し、収着剤粒子がすでにかなりの量の微粒子を含
んでいるときは、注意すべきである。 混合を完了して実質的に均一な混合物が得られ
ると、混合物を好ましくは特定の容積および所望
の形状の金型に移動する。別法として成分を混合
する容器を金型として使用することもできる。 次いで金型内容物を加熱して固定化収着剤構造
体を提供する。混合物が昇温下にあるときに圧力
を加えて構造体により大きい圧縮強度を付与して
もよい。収着剤粒子、特に微粒子を固定化するた
めに粒子を結合剤で効果的に固めあるいは捕捉す
べきである。収着剤粒子および微粒子が自己支持
性構造体に一様に分散されると、微粒子の効果的
な捕捉が起り（その結果、収着特性の低下が最小
で構造体の強度の増加）そして圧力降下の増加は
最小となる。これは、各収着剤粒子が熱可塑性高
分子結合材料内に完全に包封されていることを意
味しない。これに反し、各粒子が単に熱可塑性高
分子結合材料により場所に保持されていることが
好ましい。これは、混合物の温度を結合剤のほぼ
固−液転移温度に上昇させて熱可塑性高分子結合
材料に適度の稠度を与えることにより成し遂げる
ことができる。特定の熱可塑性高分子結合材料に
対し適度の温度を用いると、材料が軟化して半固
体あるいは半液体の稠度を形成する。すなわち、
材料が液体のようには流動しないにもかかわらず
固体の物理的性質を有する十分に規定された粒子
が存在しなくなるまで、この材料を軟化させる。
この温度または段階で、これを本明細書では“固
−液転位段階”と言いビカツト軟化点より約19℃
ないし約32℃約50ないし約90〓高いが、熱不塑性
高分子結合材料はその粘着性が増す。この粘着性
は、これは分子鎖の移動性が増加したことによる
と思われるが、粒子間を接着性を改良する。固−
液転位段階を、固相と液相が動的平衡において互
いに存在する融点と混同してはいけない。固−液
転位段階において熱可塑性高分子結合材料は固体
と液体の状態間のハイブリツド状態であると考え
ることができる。この段階において熱可塑性高分
子結合材料と収着剤粒子との混合物を加圧により
十分に圧縮して隣接粒子間接触点の数を増加させ
そして粒子相互間の結合を増大させ、これにより
収着特性を保持しつつ圧縮強度を増加させるので
ある。熱可塑性高分子結合材料の固−液転位段階
は、純粋な結晶性物質の融点ほど明確には定まら
ず、ある場合にはこの段階の温度は幾分幅広いで
あろう。しかし、熱可塑性高分子結合材料は容易
に流れる傾向にある液体の性質を示すので、固−
液転位段階の温度範囲よりかなり高い温度を本方
法で用いるのは望ましくない。これは避けるべき
である、なぜならば収着剤細孔のブラインデイン
グが生じて収着特性およびガス透過性が低下しあ
るいは失なわれた被覆収着剤粒子の団塊あるいは
ブロツクの生成も生じるかもしれないからであ
る。熱可塑性高分子結合材料と収着剤との混合物
の温度を熱可塑性高分子結合材料の固−液転位段
階の温度に上昇させるのに必要な熱は、強制熱風
対流炉、加熱釜付金型、赤外線加熱器、または加
熱ローラーなどの慣用装置で供給できる。試料を
加熱するために用いる装置および金型の体積によ
り、固−液転位段階への加熱は約10分間ないし１
時間あるいはそれ以上を要するかもしれない。 固−液転位段階での形成工程期間中に与える圧
力の大きさが増加するにつれて、自己支持性構造
体の圧縮強度あるいは粉砕強度は増加する。同様
に、構造体の形成期間中に収着剤／熱可塑性高分
子結合材料混合物に与える圧力の大きさが増加す
るにつれて、自己支持性構造体の圧力損失は増大
する。 ２本の加圧ローラー間に配置することにより
（カレンダー加工）、適当な重さを与えることによ
り、水力的手段により、例えばピストンを用いる
ことにより、あるいは型に圧力を与えるその他の
既知装置あるいは方法により、他を加圧すること
ができる。 固−液転位段階に昇温中あるいはその後に圧縮
圧力を与えている間、加圧前には熱可塑性高分子
結合材料が軟かくそして流動しやすい固−液転位
段階あるいはこれに非常に近い温度に上昇させる
ことが好ましい。混合物を固−液転位段階の温度
に上昇させそして熱的平衡に達すると、代表的に
は約１ないし10分間加圧する。圧力を与える最初
の間は混合物の温度を熱可塑性高分子結合材料の
固−液転位段階の範囲内に保持しなければならな
い。 一般には約7.0ないし約14.1Kg／cm²（約100ない
し約200psi）である収着剤圧縮強度までの範囲内
の圧力を用いることができるが、しかしながら実
際的観点から約0.02ないし約3.5Kg／cm²（約0.3な
いし約50psi）が好ましく、さらに好ましくは約
0.02ないし約1.4Kg／cm²（約0.3ないし約20psi）で
ある。すなわち、自己支持性固定化構造体の圧縮
強度は一般に固−液転位段階において与える圧力
に直接関係する。多くの場合、非常に高い圧縮強
度は必要としない。こうして、工程期間中に低圧
を用いることにより、より簡単な装置を用いるこ
とができそして実質的に微粒子の形成を防ぎかつ
すでに存在している微粒子を保持あるいは固定化
するとともに、適度の強度、特に圧縮あるいは粉
砕強度を有し取扱いおよび輸送が容易で構造体の
圧力損失が最小でかつ最大の収着特性を有する自
己支持性構造体が得られる。 得られる構造体は脱着あるいは再生を行うこと
ができ、それ故に収着剤の流出する機会をかなり
低下するとともに収着剤の収着能力を再利用する
ことができる。 本発明は種々の変更および変形が可能である
が、特定の態様を以下の実施例で述べる。しかし
ながらこれらの実施例は本発明を開示した特定の
形態に限定することを意図するものではなく、む
しろ本発明は本発明の精神および範囲内の全ての
変更、等価および別法をカバーしていると理解す
べきである。 実施例 実施例１から６までの一般的製造方法 実施例１−６は以下に示すようにほぼ同様の手
法で行つた。条件または材料の相異を以下に示
す。 100グラム部のローネーポーレンクDE−４活性
アルミナビードを秤量して２ガラスびんに入れ
た。この活性アルミナは一般に直径が約２ないし
５ミリメートルであつた。各開放びんを炉に入
れ、約１時間ポリエチレンの固−液転位温度にほ
ぼ等しい約132℃（約270〓）に予備加熱した。高
分子結合剤粉末を用いた。 U.S.Iケミカルズ社からのミクロセンFN500お
よびFN510ポリエチレン粉末（ミクロセン
FN500およびFN510はともに低密度ポリエチレ
ンであり；FN510はFN500よりもわずかにビカ
ツト軟化点が高い）の別々の部を次いでヒユーム
ドシリカ（デグツサ社からのシパーナツト17）と
混合し、これはポリエチレンの抗凝固剤として作
用し、得られる混合物はヒユームドシリカが全重
量の0.5パーセントであつた。均質に混合した混
合物を次いで適当な部に秤量区分して予備加熱活
性アルミナに添加した。 ガラスびんを次いで炉から取り出しそして各び
んの内容物の熱アルミナを別々の４リツトル混合
容器に移した。ミクロセン／ヒユームドシリカの
適当な予備秤量部分をすぐに熱アルミナ粒子含有
各容器へ配合した。混合物が約70℃に冷却してポ
リエチレン粉末がアルミナに付着するまで攪拌を
続けた。 上記材料を成型するため、所望寸法の円筒金型
をアルミナ／ボリエチレン／シリカ混合物で満し
た。円筒器内に置かれた多孔金属板により金型の
頂部と底部を押えた。このアツセンブリーを成形
温度に予備加熱した炉内に置いてポリエチレンの
ほぼ固−液転位温度にした。この温度を約１時
間、すなわち均一温度が達成されるまで保持した
後、金型を炉から取り去りそして油圧機にかけ
た。次いで約１分間加圧した。各実施例で用いた
組成、成形温度および圧力を第１表に示す。これ
らの実施例により製造された冷却固定化活性アル
ミナ構造体は自己支持性であることがわかつた。

【表】 次の試験は、上記実施例にて形成された固定化
活性アルミナ構造体について行なわれた。 動的水分収着試験−実施例 １−３ この試験では、床に送られた空気流から水蒸
気を除去する収着剤床の能力を測定した。全て
の場合において、粒子および炭化水素ガスの両
者のために過した圧縮空気供給源から同一の
一定流量で気流を与えた。 医学用加湿器（ベネツト社から入手できる）
により所望濃度でこの気流に水蒸気を供給し
た。 床を通る気流の流量をモデル1/2−21−Ｇ−1
０／８０流量計（フイツシヤーアンドポーター社か
ら）で測定した。収着剤試験装置を通る流量か
ら試験装置の線速度と平均ガス滞留時間を求め
た。ハイグロコンモデルＢ（フイズ−ケミカル
リサーチ社から）を用いて収着剤床に入る水
蒸気の濃度を測定した。気流の温度は24℃一定
であつた。 アルノルモデル70004露点計（アルノルイン
ストルメント社から）を用いて収着剤床を出る
水蒸気の濃度を測定した。 試験する収着剤床を、断面積58.1cm²（９平方
インチ）で深さ10.2cm（4.0インチ）の試験装
置内に密封した。 気流の流量を所望値に調整し（試験結果に報
告されている）、そして相対湿度を40％±３％
に設定することによりこれらの試験を開始し
た。試験床の入口に気流を、出口の露点計を接
続した。試験床からの流出流の露点を次いで一
定の時間間隔で記録した。 動的水分収着試験の結果を第２表に示す。

【表】 対照用構造体は、固定化収着剤構造体と同一
寸法（外径8.6センチ3.4インチ）×10.2センチ
（4.0インチ）深さ）の粒状床からなるが、ミク
ロセン結合材料を含んでいなかつた。対照試験
に続いて、活性アルミナを対照床から除き、乾
燥し、そして実施例＃１の固定化構造体を製造
するために使用した。 その結果は、水蒸気の除去効率は対照と固定
化実施例とでほぼ等しいことを示した。 圧縮強度試験 圧縮強度試験により、圧縮力を受けたときに
破損に耐える固定化収着剤床の能力を測定し
た。 試験中に試料に与える力をデジタル測力計に
より測定した。これらの実施例において、チヤ
テイリオンモデルEFG100、これは単位平方イ
ンチ当りのポンドの圧力を直読できるように設
計されているが、を用いて圧縮力を測定した。 直径約2.5センチ（約１インチ）、長さ約3.8
センチ（1.5インチ）の円筒状試料の各端を直
径約2.5センチ（１インチ）の環状板で押え、
一方を可動にし、他方は測力計を付けて固定し
た。可動板を徐々に静止板へと動かして試験試
料へ与える圧力を増加させた。第３表の“圧縮
強度”の見出しで報告している値は、試験試料
の変形が最初に観察されたときの施用圧縮力
Kg／cm²及び（psi）の値である。 上記の一般法に従い実施例４および５の試験
試料を調製して試験した。

【表】 この結果は、成形期間中に与える圧力が高い
ほど固定化収着剤床の圧縮強度は高くなること
を示している。非固定化収着剤の圧縮強度は、
この材料は流動性であつて自己支持性でないた
め測定できない。 ダスト放散試験 ダスト放散試験は、一定の振動を受けたとき
に試料から失なわれる収着剤粒子の量を測定す
るために計画された。 この試験を行うために用いる装置は、直列に
開口部を備えかつ互いにクランプにより固定さ
れた３個のシリンダーからなる。ゴムガスケツ
トを用いて各シリンダーを分離した。第一のシ
リンダーにはポール社により製造された高効率
エムフロン（登録商標）エアーフイルターが含
まれており、そして第三の、すなわち最後のシ
リンダーには絶対細孔0.8μｍのナイロン66捕集
膜を配置した。一般法に従に形成されそして外
径8.6センチ（3.4インチ）で長さ3.3センチ
（1.3インチ）の試料を中間、すなわち第二のシ
リンダー内に置いて試験した。このシリンダー
を、振動力4Gを与えるように調整された振動
用歯科テーブルに固定した。加えて、高効率エ
アーフイルターシリンダーから捕集方向で特定
の流量でシリンダーへと空気を引く抜く真空を
与えた。 ナイロン66膜を秤量しそしてこれを捕集用シ
リンダーに配置した。次いで各シリンダーを互
いに締めてそしてテーブルに固定した。振動と
装置への空気流を同時に開始し、ここで空気流
量を８リツトル／分に調整した。 第４表実施例により調製された試料
収着剤の損失（mg） ６ ＜0.1 対照（非固定化活性アルミナ） 33.2 上記結果は、ゆるい活性アルミナ粒子（対照
試験において）は大量のダストあるいは微粒子
を含みあるいは放出することを示している。一
方、本発明により調製された固定化収着剤床は
かなり少量の微粒子を生じただけであつた。 収着剤粒子を加熱する温度は多くの因子を考
慮することにより求められる。主たる基準は、
予備加熱収着剤粒子へ加えるときの結合剤粒子
を十分高い温度に加熱（伝熱による）して、結
合剤粒子が収着剤粒子を互いに結合し冷却中に
収着剤粒子の自由流動を排除するほどには結合
剤粒子が粘着性とはならず、収着剤粒子を粘着
させるのに十分にこの結合剤粒子が粘着性とな
ることである。すなわち、収着剤粒子を加熱す
る温度は、冷却中に収着剤粒子が自由流動性と
ならないほど結合剤粒子が互いに粘着するよう
な高い温度ではいけない。収着剤粒子を加熱す
る温度は、収着剤との混合前に粒子からのあら
ゆる熱損失を考慮すべきである。例えば、混合
をすぐに開始するならば、熱損失は最小でより
低い温度が要求されるであろう。また、収着剤
と結合材料の相対熱容量並びに収着剤と結合材
料の相対量も考慮する因子である。すなわち、
用いる結合剤が多いほど、結合剤粒子と収着剤
粒子の接着を確保するための必要な粘着水準を
得るために必要な熱量も多くなる。同様に、結
合剤の熱容量が増加しおよび／または収着剤の
熱容量が低下するにつれて、収着剤を加熱する
温度は上昇する。逆に、結合剤の熱容量が減少
しおよび／または収着剤の熱容量が増加する
と、収着剤を加熱する温度は低下する。 好ましい低密度ポリエチレン結合剤について
代表的には、収着剤を約121ないし約138℃（約
250ないし約280〓）の温度に加熱する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機収着剤粒子を熱可塑性高分子結合材料で
   固定化して自己支持性構造体を製造する方法であ
   つて、 (a) 大部分の粒子の粒径が１ないし10ミリメート
   ルである無機収着剤粒子を予備加熱し； (b) 加熱収着剤粒子を熱可塑性高分子結合材料の
   粒子と混合して、収着剤粒子に粘着した熱可塑
   性高分子結合材料の粒子を混合物の重量に基づ
   き１〜７％含む混合物を形成し； (c) 得られる混合物を冷却し； (d) この混合物を前記熱可塑性高分子結合材料の
   固液転位温度付近に加圧しあるいは加圧せずに
   加熱して、これにより冷却中に自己支持性とな
   る構造体であつて、細かい収着剤粒子がほとん
   どなくそして無機収着剤粒子の収着性が実質的
   に保持されている構造体を形成する； 上記各工程からなる方法。 ２ 固液転位温度は熱可塑性高分子結合材料のビ
   カツト軟化点より10ないし32.2℃高い特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３ 前記熱可塑性高分子結合材料の粒子の大部分
   の粒径は８ないし100マイクロメートルの範囲内
   である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 工程(c)で211ないし35125Kg／m²の圧力を加え
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 前記熱可塑性高分子結合材料はポリオレフイ
   ンからなる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 前記ポリオレフインはポリエチレンからなる
   特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７ 前記無機収着剤粒子はアルミナからなる特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ８ 前記熱可塑性高分子結合材料は低密度ポリエ
   チレンであり、この材料の大部分は８ないし100
   マイクロメートルの範囲内の粒径であり、かつこ
   の材料は前記混合物の重量に基づき２ないし５重
   量％の量で含まれており、前記収着剤を前記熱可
   塑性高分子結合材料との混合に先立ち121.1ない
   し137.8℃の温度に加熱し、そして前記混合物が
   前記熱可塑性高分子結合材料のビカツト軟化点よ
   り10ないし32.2℃高い温度である間に211ないし
   14062Kg／m²の圧力を前記混合物に与える特許請
   求の範囲第１項記載の方法。