JPH06335632A

JPH06335632A - 成形吸着体

Info

Publication number: JPH06335632A
Application number: JP5151181A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Hayashi; 隆文林
Original assignee: HAYASHI SEISAKUSHO YUGEN
Current assignee: HAYASHI SEISAKUSHO YUGEN
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1994-12-06
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JP3396057B2

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、耐湿熱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、
フィブリル化されたアラミド繊維を結着材とし、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、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。この繊維の絡
み合いによる結合構造であるために、ウエット強度、乾
燥強度ともに高い。また、寸法安定性もよく、比較的低
比率の結着材でたりる。耐湿熱性にも優れているため
に、スチーム処理による再生に向き、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、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、フィブリル化されたアラミド繊維
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、乾燥後の収縮も数％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、アラミド繊
維であってもフィブリル化されていないものを結着材と
して用いた場合には、ウエット時、乾燥時ともに強度が
低く、形状保持性において著しく問題があった。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、しかも寸法安定性にも優れた
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、活性炭を主成分として成形されてなる成
形吸着体において、フィブリル化されたアラミド繊維を
結着材とし、この結着材の絡み合いで前記活性炭を結合
させてなることにある。ここに、フィブリル化とは、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。この場合、フィブリル化され
たアラミド繊維は、このアラミド繊維を除く成形吸着体
の全重量に対して、０．５〜１５重量％とするとよい。

【０００６】

【作用】本発明は、上記の構成により、結着材としての
アラミド繊維が、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、フィブリル化されたアラミド繊
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、繊維の絡み合
いで結合させてなる構造であるから、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。その上に、アラミド繊維は、通常
熱溶融せず、熱分解開始温度も４００℃以上あるため
に、耐熱性にも優れた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ラ
ミド繊維は、フィブリル化されたものであるために結着
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、０．５〜１５重量％程度とすることができ、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た。
しかも、アラミド繊維は、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。さらにアラミド繊維
は、耐熱性が極め高く、耐湿熱性にも優れるといった特
性を持っている。したがって、成形体に高温のスチーム
を当てたり通過させたりして吸着物を分離、除去するこ
とで再生（活性）をする場合にも、問題がないから、成
形体の寿命延長を図る場合に好適である。また、アラミ
ド繊維は、耐溶剤性にも優れるから、溶剤吸着用の成形
体としても好適である。

【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、成形体の残留水中
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。

【０００９】一方、本例における結着材（バインダ
ー）、すなわち、フィブリル化されたアラミド繊維は、
発達した微細な樹枝状構造をもつメタ型のもので、その
粒子の径（幅）は１〜２００μｍの範囲に分布し、長さ
は平均１〜３ｍｍ程度に調整されたものである。ただ
し、この量は、本例では前記の全重量（アラミド繊維を
除く成形体全重量）に対して５重量％とされている。

【００１０】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、フィブリル化されたアラミド繊維が、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ラミド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、本
例では１００℃の下、３時間、乾燥させた。かくして、
アラミド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。

【００１１】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。

【００１２】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
炭として用いる場合にも具体化できる。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〜
３０μｍ、繊維長が０．１〜１０ｍｍ、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１５０
０〜２５００ｍ2 ／ｇ程度のものを用いるのが好まし
い。

【００１３】上記実施例では、フィブリル化されたアラ
ミド繊維としてメタ型のものを使用したが、フィブリル
化されたものであればパラ型のものを用いることもでき
る。なお、メタ型、パラ型にかかわらず、アラミド繊維
は絡み合い性を高めるために、十分にフィブリル化され
たものがよいが、メタ型、パラ型いずれにおいても、フ
ィブリル化された状態において、その繊維が、粒子の径
（幅）が１〜２００μｍの範囲で、長さが平均０．２〜
３ｍｍ程度のものが、成形体の強度保持の点から好まし
い。

【００１４】また、フィブリル化されたアラミド繊維の
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、一般的にはアラミド繊維を除く成形吸
着体全重量に対して、０．５〜１５重量％、好ましくは
１〜１０重量％程度がよい。０．５〜１重量％より小さ
いと、吸着能力は高く通水抵抗も小さくなるが、ウエッ
ト強度、乾燥強度ともに低下するからである。また、１
０〜１５重量％を超えると、強度は増大するが、吸着能
力が低下し通水抵抗も大きくなり過ぎるからである。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重量％程度が適当である。ただし、
乾燥にともなう収縮の低減のためには、配合比はなるべ
く小さい方がよい。この比率を上記の実施例においてア
ラミド繊維を除く成形吸着体全重量に対して、１０重量
％とした場合には０．７〜２．０％程度、また、３重量
％とした場合には０．１〜０．６％程度の収縮率であっ
た。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）、さらには、通水性能を高
めるための繊維状物質（材料）を混合することができ
る。なお、本発明においては、フィブリル化されたアラ
ミド繊維の他に、適宜の他の結着材を含んだものとして
も具体化することができる。例えば、フィブリル化した
アクリル繊維を適量加えることもできる。

【００１５】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。

【００１６】

【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、活性炭をフィブリル化されたア
ラミド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、アラミド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、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、結着強度も高く、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。しか
も、アラミド繊維は、耐熱性、耐湿熱性に優れているた
めに、スチーム処理による再生にも問題がなく、したが
って、本発明に係る成形体は、その寿命の延長が極めて
容易となる。また、アラミド繊維の耐溶剤性や耐薬品性
により、本発明に係る成形体は溶剤の吸着（回収）用に
も好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｄ 53/04 ＺＡＢＡＣ０１Ｂ 31/08 ＺＣ０２Ｆ 1/28 ＧＤ０１Ｆ 6/60 ３１１Ｚ 7199−3ＢＤ２１Ｈ 13/26 21/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性炭を主成分として成形されてなる成
形吸着体において、フィブリル化されたアラミド繊維を
結着材とし、この結着材の絡み合いで前記活性炭を結合
させてなることを特徴とする成形吸着体。
【請求項２】フィブリル化されたアラミド繊維が、こ
のアラミド繊維を除く成形吸着体の全重量に対して、
０．５〜１５重量％である請求項１記載の成形吸着体。