JPH06312133A

JPH06312133A - 成形吸着体

Info

Publication number: JPH06312133A
Application number: JP12540593A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Hayashi; 隆文林
Original assignee: HAYASHI SEISAKUSHO YUGEN
Current assignee: HAYASHI SEISAKUSHO YUGEN
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【目的】ウエット強度、乾燥強度ともに高く、しかも
寸法安定性にも優れた成形吸着体を、比較的低比率の結
着材で得る。【構成】活性炭を主成分とする成形吸着体において、
アクリル繊維をフィブリル化したものを結着材とし、こ
の結着材の絡み合いで活性炭を結合させる。ここにフィ
ブリル化とは、アクリル繊維の単位（糸状体）を、絡み
合いやすい微細な樹枝状構造のものにすることをいう。
フィブリル化したアクリル繊維の絡み合いで活性炭を結
合させた構造であるために、ウエット状態、乾燥状態と
もに強度が高い。また、アクリル繊維を加熱溶融させる
ことにより結合させたものでないから、寸法安定性もよ
く、比較的低比率の結着材でたりる。浄水器の吸着材と
して、とくに好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気相或いは液相中に含
まれる着色物質、臭気成分、その他の有害物質などを吸
着除去するために使用される成形吸着体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の成形吸着体（以下単に「成形体」
ともいう）としては、結着材（バインダー）に熱溶融性
の合成樹脂を用い、これを熱溶融させることで活性炭相
互を結合（接着）させてなる構造のものが知られてい
た。そして、このものは次のようにして製造されてい
た。すなわち、例えば、繊維状の活性炭を主成分とする
成形体にあっては、その全重量に対し、熱溶融性の合成
樹脂を１０〜２５重量％混合して均一な水性スラリーと
して調製し、この液中に成形型を浸漬して型面に固形分
を所定量、吸引法により積層して液中から取出し、脱水
処理してウエット（湿潤時）状成形体とした後、これを
成形型より取り出して所定温度に加熱し、結着剤を熱溶
融させることで活性炭相互を結合、乾燥させるというも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の技術に
あっては、ウエット状成形体の段階では形状保持強度が
著しく低く、手で把持する場合には、よほど慎重に行わ
ないと変形や形崩れを起してしまうなど、ハンドリング
に難点があった。したがって、その分、生産効率ないし
歩留まりが悪いといった問題があった。一方、ハンドリ
ング強度を上げるために、結着材の比率を増すと、その
分、成形吸着体の通水性能や吸着能力の低下を招いてし
まう。また、所定の温度まで加熱して溶融することで活
性炭相互を結合させるものであるために、必然的に、加
熱溶融の工程（生産設備）が必要となる。しかも、結着
剤として一般的な、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどを用
いた場合には、いずれの場合にも、成形体の乾燥後の収
縮が、１０〜１５％と大きく、したがって成形吸着体
（製品）の寸法の高精度化を期待できないといった問題
もあった。

【０００４】こうした中、本願発明者は、活性炭を主成
分とする成形体について、結着材として種々の材料を用
いて各種の試料を製作したところ、次のような事実を見
出だした。すなわち、アクリル繊維をフィブリル化した
ものを結着材として適量用い、その繊維の絡み合いで活
性炭を結合させたものにあっては、成形体のウエット
（湿潤時）強度が極めて高く、しかも、アクリル繊維を
溶融させることなく、その絡み合いで結合、乾燥させた
ものは収縮も数％以内に止まり、寸法安定性が極めて高
く、さらに、乾燥後（製品）の強度も高いことが解っ
た。なお、フィブリル化してないアクリル繊維を結着材
として用いた場合には、ウエット時、乾燥時の強度を持
たせるために、成形吸着体の全重量に対して、それが１
５〜２５重量％も必要となるために、吸着能力の低下が
大きく、また、縮みも１０〜１５％と依然、大きいこと
が解った。本発明は、こうした知見に基づいて上記した
従来技術の持つ問題点を解消すべく案出したものであっ
て、ウエット強度、乾燥強度ともに高く、しかも寸法安
定性の点においても優れた成形吸着体を、比較的低比率
の結着材で得ることを、その目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、活性炭を主成分とする成形吸着体におい
て、アクリル繊維をフィブリル化したものを結着材と
し、この結着材の絡み合いで前記活性炭を結合させて成
形してなることにある。ここに、フィブリル化とは、ア
クリル繊維の単位（糸状体）を、絡み合いやすい微細な
樹枝状構造のものにすることをいう。

【０００６】

【作用】本発明は、上記の構成により、結着材としての
アクリル繊維がフィブリル化されており、その樹枝状構
造による絡み合いにより活性炭を結合させてなるもので
あるために、結着力ないしウエット状成形体における形
状保持力が高く、しかもその強度は乾燥時にも保持され
る。したがって、ハンドリング（取扱い）性がよく、そ
の分生産効率を向上させることができる。また、フィブ
リル化されているアクリル繊維が、水性スラリー中の活
性炭などの物質を凝集させる作用を成すために、成形体
の均質化が図られ、したがって、製品の高品質化が期待
される。また、アクリル繊維を熱溶融により結合した構
造とすることなく、フィブリル化された繊維の絡み合い
で結合させてなる構造であるから、その熱溶融温度以下
の比較的低温での乾燥で得ることができる。したがっ
て、工程（設備）の簡略化が図られ、製造コストが低減
されるとともに、乾燥にともなう収縮を小さくでき、寸
法安定性の高い成形体を得ることができる。

【０００７】なお、本発明における結着材すなわちアク
リル繊維は、フィブリル化されているために結着力が強
く、したがって、従来における熱溶融による結合の場合
に比べ、その使用量（組成比率）を格段に少なくでき、
活性炭その他の添加物の合計１００重量％に対して、１
〜１０％程度とすることができた。このために、フィブ
リル化されてないアクリル繊維を結着材として成形した
ものに比べて、成形吸着体としての通水性能や吸着能力
の高度化も図られる。しかも、アクリル繊維は、パルプ
や麻などの有機物と異なり、水中（湿潤状態）で使用す
る場合にも腐敗やそれに起因する形崩れを起こしにくい
など耐水性にも優れており、したがって本発明は、浄水
器の吸着材（フィルター）として、とりわけ好適であ
る。

【０００８】

【実施例】本発明を具体化した実施例及びその製法につ
いて詳細に説明する。本例の成形吸着体は、活性炭が粒
状活性炭と繊維状活性炭を混合したものであり、また添
加物として抗菌材を付加したものであるが、その具体的
な内容（組成）、配合比率は次のようである。ただし、
本例における成形吸着体は浄水器用のもので、中空円筒
状に形成されるもので、外径が６５ｍｍ、肉厚が１５ｍ
ｍ、そして長さが２５０ｍｍに設定されている。すなわ
ち、粒状活性炭は、ミクロポアが主体のヤシ殻系粒状活
性炭で、粒度は０．１８〜０．３６ｍｍのものとし、比
表面積は１５５０ｍ2 ／ｇ以上のものである。因みに、
このものは、臭気成分等の吸着能力が高く、浄水器用に
好適とされている。また、繊維状活性炭は、本例では石
炭ピッチ系のもので、繊維太さが１０μｍ〜１５μｍ
で、比表面積が１５００ｍ2 ／ｇ以上のものであって、
長さが０．５ｍｍ程度に調製されている。なお、このも
のは繊維状活性炭としては比較的安価で吸着性能（速
度）も高く、また粒（粉）状活性炭より小さい分子径を
もつ物質を吸着できるものである。そして、抗菌材は、
ゼオライトに抗菌性金属イオンが付与された抗菌性ゼオ
ライト（粉体）である。このものは、活性炭中の残留水
中の細菌の繁殖を防ぐ作用がある上に、安全性も高いの
で浄水器用に好適とされている。なお、本例におけるこ
れらの混合比（重量）は、４５：４５：１０（ｗｔ％）
に設定されている。一方、結着材（バインダー）として
のアクリル繊維は、これら全重量に対して、本例では５
重量％であって、３デニール、３ｍｍカット品をリファ
イナー及びビーターにより、十分にフィブリル化させ、
繊維を絡み合いやすい微細な樹枝状構造としたものに調
製されている。

【０００９】しかして、こうして調製された材料は、パ
ルパーに溜められた水中に、攪拌しながら順次、投入し
て水性スラリーとし、次いでスラリー濃度調整用タンク
に流送し、水量を加減してその濃度を０．５％の均一な
水性スラリーとし、要すれば、適宜の添加材（薬剤）を
添加し、成形用タンクに流送する。なお、こうした過程
においては、フィブリル化したアクリル繊維が、スラリ
ー中の活性炭および抗菌材を凝集する作用がある。そし
て、成形用タンク内におけるスラリー中に所定の成形型
を浸漬し、型面に固形分を所定量、吸引（バキューム成
形）法により積層し、これを液中から取出して脱水処理
し、脱型してウエット状成形体を得るのである。なお、
こうして得られた本例におけるウエット状成形体は、フ
ィブリル化されたアクリル繊維の絡み合いにより活性炭
を結合し、形状を保持しているために、ハンドリング強
度が極めて高く、脱型時の変形ないし形崩れも殆どな
く、したがって、その取扱いが極めて容易となった。さ
て、次にこのウエット状成形体を、所定温度（アクリル
繊維の融点以下）、本例では１００℃の下、３時間、乾
燥させた。かくして、フィブリル化されたアクリル繊維
の絡み合いにより活性炭を結合した状態のものから、水
分のみ蒸発により除去された高強度のドライ状成形体す
なわち成形吸着体を得ることができた。なお本例におい
ては、乾燥時の縮みが０．５〜１％程度に保持された。

【００１０】本例では、加熱乾燥させた場合を例示した
が、本発明における成形吸着体は、自然乾燥によっても
得ることができる。なお、本例では、低廉な粒（粉）状
活性炭を適量比、混合したために、著しい低コスト化が
可能となった。当然のことながら、この混合比は適宜の
ものに設定することができる。ただし、活性炭に粒体を
使用する場合には、本例におけるように、粒径が０．１
８〜０．３６ｍｍ（嵩密度；０．１ｇ／ｃｃ〜０．３ｇ
／ｃｃ）のものとするとよい。この範囲のものとする
と、バキューム成形が可能であり、しかも通水性能の低
下を招くこともなく、また十分な比表面積（活性炭の吸
着面積）を保持できるからである。

【００１１】上記実施例では、活性炭は、粒状活性炭と
繊維状活性炭を混合したものとしたが、本発明において
は、粒（粉）状活性炭または、繊維状活性炭のみを活性
炭として用いることもできる。なお、フレーク状などこ
れら以外の形態をなす活性炭を用いることもできる。ま
た活性炭は、石油ピッチ系など成形吸着体の用途などに
応じて、適宜のものを選択、使用すればよい。因みに、
繊維状活性炭にあっては、その繊維直径が２〜３０μ
ｍ、繊維長が０．５〜１０ｍｍ、半径が８〜２０オング
ストローム程度の細孔を有し、比表面積が１５００〜２
５００ｍ2 ／ｇ程度のものを用いるのが好ましい。な
お、成形吸着体の用途などによっては、耐水剤や凝集剤
などの添加材（薬剤）を混合したものとしても具体化で
きることはいうまでもない。

【００１２】一方、結着材としてのアクリル繊維のフィ
ブリル化は、絡み合い性を高めるために、ビーターなど
でなるべく長時間、１０〜４０時間以上行うのが好まし
い。長時間行うほど、成形体の強度が高くなり、しかも
収縮率が低下する。なお、フィブリル化するアクリル繊
維は、１〜５デニール程度のものが好適である。ただ
し、この範囲のものに限定されるものでないことは言う
までもない。また、その繊維の長さは、１〜１０ｍｍ程
度のものが、ビーティングの作業性の点から好ましい。
また、フィブリル化させたアクリル繊維の配合比は、成
形吸着体の用途などに応じて適宜に設定することになる
が、前記したように一般的には成形吸着体全重量に対し
て、１〜１０％程度とされる。因みに、水を精製、濾過
するための浄水器用の吸着材に使用する場合には、５％
程度が適当である。なお、この配合比率が大きい程、強
度が増大するが、吸着能力は低下する。反面、この配合
比率が小さいと、逆に強度が低下するが、吸着能力は向
上する。ただし、乾燥にともなう収縮の低減のためには
小さい方がよい。この比率を上記の実施例において成形
吸着体全重量に対して、１０重量％とした場合には０．
７〜１．５％程度、また、３重量％とした場合には０．
２〜０．５％程度の収縮率であった。

【００１３】本発明に係る成形吸着体は、飲料水の脱
臭、脱色、塩素成分の除去に使用される浄水器用の吸着
材（フィルター）、空気清浄器用の吸着材、或いは、化
学工場における溶剤などの回収に使用される吸着材な
ど、種々の用途に適用できる。なお、成形吸着体は、両
端が開口された円筒形のみならず、多角形断面の角筒形
や、一端部が閉鎖された筒形（コップ形）、或いは、平
坦な板状など、適宜の形状のものとして具体化できる。

【００１４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
における成形吸着体は、活性炭を主成分とし、アクリル
繊維をフィブリル化したものを結着材とし、活性炭をそ
のアクリル繊維の絡み合いで結合させてなるものである
ために、ウエット時ないし乾燥時における成形体の強度
を高くすることができる。したがって、従来において
は、脱型に際して極めて慎重に取り扱わないと形崩れを
起し易いなど、ハンドリング（作業性）に著しい困難さ
があったが、本発明における成形吸着体においては、取
扱における損傷や変形の発生を著しく低減できるため
に、作業性ないし生産性の向上に極めて有効である。ま
た、熱溶融によることなく、フィブリル化された繊維の
絡み合いで結合させてなる構造であるから、常温又は比
較的低温乾燥で得ることができ、格別の溶融工程（設
備）を不要とできるから、その面でも生産効率の向上な
いし低コスト化が期待され、しかも、乾燥時の収縮が小
さいから、寸法安定性の高い成形体となすことができ
る。さらに、結着材がフィブリル化されているために結
着力が強く、結着材の使用量（組成比率）を低減できる
分、成形吸着体としての通水性能や吸着能力の向上も期
待される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性炭を主成分とする成形吸着体におい
て、アクリル繊維をフィブリル化したものを結着材と
し、この結着材の絡み合いで前記活性炭を結合させて成
形してなることを特徴とする成形吸着体。