JPS5824340A - フイルタ− - Google Patents

フイルタ−

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JPS5824340A
JPS5824340A JP56122710A JP12271081A JPS5824340A JP S5824340 A JPS5824340 A JP S5824340A JP 56122710 A JP56122710 A JP 56122710A JP 12271081 A JP12271081 A JP 12271081A JP S5824340 A JPS5824340 A JP S5824340A
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filter
fibrous activated
ozone
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Kazuo Izumi
泉　和雄
Kenji Shimazaki
賢司 島崎
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Toho Rayon Co Ltd
Toho Beslon Co Ltd
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249986—Void-containing component contains also a solid fiber or solid particle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
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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】 本発明は、有害ガスの除去に適したフィルター、眸しく
は繊維状活性炭を特定の長さに粉砕したもの、又は金属
化合物若しくは金属キレート化合物を担持した繊維状活
性炭な特定の長さに粉砕したものを網状＃ｌＩ造体に添
着させたフィルターに関する。
近時、各種の有害ガスが環境衛生上問題となっている。
＠にオゾンは大気中のＮＯｘとともにオキシダント生成
物質として存在し大気汚染の一因となりχいる。また、
オゾンは、旅客機が飛行する際に成層圏に存在し、更に
電子写真機、オゾン殺菌装置などコロナ放電灯を利用す
る装置から発生し、オゾンの除去が問題となつ又いる。
これらのオゾンの影響については、例えば重化学工業通
信社出版［活性炭工業Ｊ　　（１９７４年）に報告され
ている。
従来、有害ガス、特に大気中及び排ガス中に含まれるオ
ゾンを吸着又は分解により除去する材料は幾つか提案さ
れているが、顕著な効果を有するものはまだ見当らない
。例えば、オゾン除去剤又はオゾン分解剤とし壬、励。
Ｖ　、　Ｆａ　、　Ｃｕ、　Ｎｌ、　Ｃｒ＊　Ｃｏ、　
Ｚａ等の酸化物又はこれらの塩を粒状や粒状の活性炭に
担持させた触媒、或は、これら金属の単体からなる分解
触媒が知られているが、これらはいずれも除去効率が悪
く優れた材料とはいえない。また、ｐｄ　父はＡｇ　　
を粒状活性炭に担持させた手 もの跡提案されているが、このものはオゾン除去率が低
く寿命も短く、しかも金属自体が高価であるという欠点
を有する。更に、粉炭、粒状炭をそのまま充填した材料
もあるが、このものはガスの線速か高いとき活性炭粉末
の飛散、吹き上げ、チャンネリング等を生じて、活性炭
の損耗、系内の汚染を起し好ましくない。
そこで、本発明者らは、有効な有害ガス除去剤と更にこ
れをフィルター基体に添着させることにつき検討した結
果、繊維状活性炭の１０〜１０００μの粉砕物、又は、
金属化合物若しくは金属キレート化合物を担持した繊維
状活性炭のｌＯ〜１０００μの粉砕物をそれぞれ網状構
造体に添着させたフィルターが、有害ガス特にオゾンの
除去に適し、寿命が兼く活性炭の損耗もないことを見出
し、本発明に達した。
すなわち、本発明は、比表面積５００ｍ”／２以上、ぺ
／ゼン吸着速度恒数０．２７−以上、長さ１０〜１００
０μの繊維状活性炭を網状溝′造体からなる基体に添着
させてなるフィルターである。
また、本発明は、元素周期律表１ｂ族、■ｂ族、■ａ族
、■ａ族、■族から選ばれた１種又は２種以上の金属か
ら、なる金属化合物又は金属キレート化合物を０．Ｏ１
〜３０１１量チ担持した比表面積５００ｍ’／ｆ以上、
ベンゼン吸着速度恒数０．２７−以上、長さｌＯ〜１０
００μの繊維状活性炭を、網状構造体力・らなる基体、
特にウレタンフオームに添着させてなるフィルターであ
る。
本発明に用いられる繊維状活性炭は従来公知の方法によ
つ１作られる。ｇｎ４えば、ポＩＪア　　　　１゜クリ
ロニトリル繊維、セルロース系繊維、ピッチ系繊維、又
はフェノール樹脂系繊維な酸化処理した後、賦活ガス、
１＋ＩＩえば水蒸気、二酸化炭素、アンモニアガス、又
はこれらの混合物を用い℃約７００〜１３００℃で賦活
して作られる。この際、賦活ガスの濃度は５０容量ｅｓ
以上、好ましくは８０容量チであり、処理時間は一般に
１分〜３時間である。ポリアクリロニトリル繊維から得
られる繊維状活性炭か最も好ましく、このものの製造の
詳細は、例えば英国特許第１５４９７５９号、ドイツ特
許第２７１５４１３６号の各明細書に記載され１いる。
繊維状活性炭は取扱上繊維強度１０Ｋｆ／−以上、繊維
径３〜２５μのものが好ましい。
本発明における繊維状活性炭はＢＥＴ法にて測定した比
表面積が５００ｒｒ？／ｆ以上であり、通常は２０００
ｗ？／ｌまでのものである。
好ましくは８００〜１５００扉／ｌである。
５ｏＯｉ／ｆ未満ではオゾン除去効果が十分でなく、ま
た金属化合物、金属キレート化合物が担持されにくい。
ポリアクリロニトリル系繊維から得た上Ｆ比表面積を有
するゆ錐状活性炭は、一般に細孔構造として半径１００
八以下Ω細孔が７０−以上を占め、更に半径１０Ａ付近
に単分散的な大きいピークを示す細孔分布図をもってい
る。
本発明における鞭維状活性炭はベンゼン吸着速度恒数が
０．２／−以上のものであることが必畳である。好まし
くは０．４〜０．６／ｍである。
ここにベンゼン吸着速度恒数とは、下６ｅ式（Ｂｏｈａ
ｒｔ　ａｎｄ　Ａｄａｍｓ　　の式）ＫおけるｋＣｏ　
Ｋて示されるものである。
ｌａｇ　（Ｃｏ／ｅ−１〕＝　Ｃｏｗ　−（ｋＣｏｔ／
２．３０３）式中Ｃｏ：ガス中のベンゼン処理前の１１
度（−？） （’：ｔｓｅｅ経過後の処理されたガス中のベンゼン濃
度 ｋ　：吸着速度 Ｃｏｎ　：定数 ｔ　：時間（Ｓ龜Ｃ１ ｋＣｏ　：吸着速度恒数 ４１！維状活性炭のベンゼン吸着速度恒数は、ベンゼン
１００　ｐｐｍ　（Ｃｏ　ｌ　　を含む９票ガスを厚み
２０ｍの繊維状活性炭層に通気速度１０　ｃｍ　／−８
ｅｃ常温く２５℃）で通過させたときの破過曲線から上
記式に従って求められる。
本発明における繊維状活性炭は前記のようにベンゼン吸
着速度恒数が０．２／−功、上でなければならない。０
．２／−未満の場合は繊維状活性炭の粉体においても、
また金属化合物又は金属キレート化合物な押打させたも
のにおいてもオゾン除去効果が小さい。ベンゼン吸着速
度恒数は繊維状活性炭の細孔の大きさ、細孔の分布、細
孔の形等に関係するが、骸恒数が異なる場合には細孔の
性状にも何らかの相違があり、０．２−未満の場合には
金属化合物又は金属キレート化合物力″ｙ肉−微細に付
着することが妨げられオゾン除去効果が低下すると考え
られる。
なお、一般の繊維状活性炭はベンゼン吸着速度恒数が０
．０５／ｍ以上であって、この数値は予備酸化において
噴化な充分に行うと上昇する。通常の粒状活性炭、シリ
カゲル、活性アルミナ等のベンゼン吸着速度恒数は０．
００２　／−位である。
本発明で金属化合物又は金属キレート化合物を構成する
金属は、元素周期律表１ｂ族、１１ｂ族、■ａ族、■ａ
族、１族から選ばれた金属である。特に、Ｃｕ、　Ａｇ
、　Ｚｎ　、　Ｃｄ、　Ｃｒ、　Ｍｎ。
Ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｐｄ、　Ｆａの１ｆｉｌ又は２種以上
が好ましい。金属化合物としてはこれら金属の各種の塩
である。これらの金属をキレート剤と配位結合させて金
属キレート化合物とする。
キレート剤は上記の金属と配位結合し得ろものであれば
よい。例えば、エチレンソアミン四酢酸（ＥＤＴＡＩ、
二）　ＩＪ口三酢酸（ＮＴＡ）、トランス−１，２−シ
クロヘキサジアミン四酢ｅｌｌ　（Ｃｙ−Ｄ　Ｔ　Ａ　
ｌ、ジエチレントリアミン五酢＠（ＤＴＰＡ）、トリエ
チレンテトラはン六酢酸（ＴＴＴ（Ａ）、グリコールエ
ーテルジアミン四酢ｅ、（ＧＥＴＡＩ、イミノニ酢酸（
ＩＤＡＩ、Ｎ、Ｎ−エチレンビスＩ　７　、　ｏ−ヒト
９０キシフエニル）グリシン（ＥＨＰＧ）、その他のコ
ンプレクサンがある。
金属化合物又は金属キレート化合物は繊維状活性炭に対
し０．０１〜３０重′Ｊｔ％、好ましくは２〜２０１Ｊ
ｒ量チ担持させろ。０．０１ｉｋ景チ未満ではオゾン除
去効果が不充分であり３０重１１％を越えると見掛けの
比表面積が小さくなりオゾン効果が急激に低下する。
本発明における繊維状活性炭は長さ１０〜１０００μの
ものである。フィルター基体の目づまりを起さず、フィ
ルター基体での付着状態を良好にする点から特に５０μ
以下のものが好ましい。かがるものは、例えばトウ、フ
ェルト、ウェッ！状の繊維状活性炭をクラッシャーで粉
砕しＣ（ｉることかできる。
本発明の特徴の−っは、基体として網状構造体を用いる
点にある。網状Ｗｓ構造体網目構造を有し、その網目構
造の表面に繊維状活性炭粉体が添着されて本発明の目的
が達成されるものである。各種合成樹脂からなる発泡体
例えばウレタンフオーム及び各種繊維からなる轍物、編
物、不織布、フェルト、メツシュ、例えばガラスメツシ
ュを挙げることができへ特に連続気泡を有するウレタン
フオームが好ましい。これら網状構造体に繊維状活性炭
を添着させると、活性炭内へのガスの通過速度が大とな
〜つても飛散やチャンネリングを生ずることがなく、ま
゛た、活性炭とガスとの接触状態を均一に保ち接触効率
を著しく向上させて、オゾン除去効果を高めることがで
きる。
更に本発明のものを用いると、損耗が少１ｃ　（糸内の
汚染を起すこともない。
本発明において繊維状活性炭を基体に添着させるには次
のようにして行うことができる。
繊維状活性炭を粉砕して得た粉体を糊、でんぷん、ＣＭ
Ｃ，親水性高分子物質等の粘結剤とともに水中に分散さ
せ、この分散液につレタンフオーム、ガラスメツシュ等
の網状構造体を浸漬し、これを引上げ乾燥する。分散液
において繊維状活性炭の粉体は２〜５０重量−１粘結剤
は０．５〜３０重量饅含有させるのが好ましい。粘結剤
が３０重量−を越えると活性炭の比表面積が減少してオ
ゾン除去効果が低下する。網状１１１造体の分散液への
浸漬時間は通常約５分〜３時間である。乾燥温度は、金
属キレート化合物を用いた場合にはその分解温度以下で
、かつ基体の軟化、溶融温度以下であり、一般には２０
０℃以下が好ましい。活性炭の基体への添着量は、本発
明の目的に沼って違宜決めることができ、通常約５〜１
００重量％である。過度に添着させると、活性炭の脱落
、損耗、圧損等を増大させ不都合である。
次に、本発明フィルターの損耗率、粉塵発生状態、圧損
を金属キレート化合物を用いた場合について比較例と対
比して述べる。ポリアクリロニトリル系繊維から得られ
た繊維状活性炭をＥＤＴＡ−Ｃｕ　　（Ｉｌｌキレート
化合物の水溶液で処理し、活性炭をクラッシャーで粉砕
し、粉体をＣＭＣ５−溶液に分散した後、分散液に厚さ
２ｍのウレタンフオームを浸漬し乾燥させた。乾燥物を
ガラスカラムＫを 充填［７、オゾンガス２　ｐｐｍを含に空気（相対湿度
６５１ｉ、ｆｉ度２５℃）を線速度（ＬＶ）０−４５　
ｍ　／　ｓ＠ｅ　、空塔速度（Ｓ　Ｖ　）　５００００
ｈｒ−Ｉで通過させた。比較のため市販の粉末炭粒状炭
及び基体を用いない繊維状活性炭（Ｃｕ　ｌ　　キレー
ト）Ｋついても同様の操作をした調査結果を第１表に示
す。
号 第１表 また、ガラスカラムにおける接触時間を種々変化させる
ほかは、前６ヒと同様にしてオゾン除去率（分解率）を
調べた。結果は第２表のとおりである。
第２表 第１〜２表に示す結果から明らかなように、本発明のフ
ィルターは従来の粉末炭や粒状炭はもちろん基体を用い
ない金属キレート化合物担持繊維状活性炭と比較して優
れたオゾン除去効果を示し、寿命も長く、また損耗率も
小さく粉塵発生、圧損も少ない。
本発明のフィルターは用途忙より適当な形状、大きさの
ものにすることができ、一定形状のフィルターを複数個
用いゐ場合には、これらを重ねてコンパクト化すること
が有利である。
次に、本発明の実施例を比較例ととも、Ｋ示す。
実施例１ アクリロニトリル９２．０％、アクリル酸メチル４．５
％、アクリルアミド３．５チからなるアクリロニトリル
系瞭維を２４０〜２７０℃で空気中−４゛時間、２５チ
の収縮率を与える張力下で酸化処理し、次いで９５０℃
で水蒸気と窒素の混合ガス（Ｉ（ｔＯ：Ｎｚ＝４＋ｌ容
斎比）にて３分間処理し、比表面積１１００ｍ”／ｒの
繊維状活性炭を得た。得られた繊維状活性炭は窒素含有
率５．７　％％僚維強度３０Ｋｆ、’ｊ、直径９．８μ
、ベンゼン吸着速度恒数０．５／ｍであった。
得られた繊維状活性炭′をクラッシャーにより長さ３０
μ以下の粉体にした。この粉体をでんぷんとともに水に
分散させ２０チ水分声　。
液として、これにウレタンフオームを浸ｆｆした。浸漬
処理後ウレタンフオームを８０℃で４０分間乾課して繊
維状活性炭粉体添着フィルｐ−を得た。このものをガラ
スカラムに充填し二酸化硫黄に対する吸着実験を行なっ
た。
吸着ガスは５　ｏ　ｏ　ｐｐｍのＢｏｇ、　５１０．、
（Ｊ９６％Ｏ，残りが凡の混合ガスで、吸着ガスの空塔
速度は０．３　ｍ　／　ｓｅｃ、吸着温度３５℃、吸着
時間５時間後の吸着率は１００’ｌであった。
実施例２ アクリロニトリル９２．０％、アクリル酸メチル４．５
５６、アクリルアミド３．５　％からなるアクリロニト
リル系繊維を２４０〜２７０Ｃで空気中４時間、２５９
Ｇの収縮率を与える張力下で酸化処理し、次いで９５０
Ｃで水蒸気と窒素の混合ガス（為０：〜；４：ｌ容負比
）Ｋで３分間処理し、比表面積１１００ｔｔ？／ｆの繊
維状活性炭を得た。
得られた繊維状活性炭は窒素含有率５．７−１Ｉｌ維強
度３０１’ｌ／Ｊ、直径９．８μ、ベンゼン吸着速度恒
数０．５／−であった。
このａ線状活性炭にＥＤＴＡ−ムキレート化合物を５］
ｉ［量Ｓ担持させ、これをクラッシャーにより長さ２０
μ以下の粉体とした。この粉体なでんぷんとともに水に
分散さゼ２５チ水分散液とし、これにガラスメツシュを
浸漬させた後１００℃で乾燥後フィルターを得た。この
フィルターをガラスカラムに充填し、充填層にオゾンガ
ス２　ｐｐｍ含有空気（相対湿度６５％、温度２５Ｃ）
を４１速度（ＬＶＩＯ，４５ｍ　／　ｓｓｃ　％空塔速
度（ＳＶ　）５００００ｈｒ”’で通過させた。吸着分
解開始から２時間後のオゾン分解率（除去率）は１ｏｏ
ｓ。
２４時間後のそれは９５％であった。
この結果を下ｌピの比較例のそれと対比すると、本発明
のフィルターはオゾン除去性能に優れ寿命も長いことが
わかる。
比較例１ ■　実施？ｌｌ　２において金属キレート化合物な、　
担持した繊維状活性炭を粉砕せず、そのままガラスカラ
ムに充填し、ｒＷｌ−条件でオゾン！分解゛を行・つた
。吸着開始時より２間抜目のオゾン分解率は１００％で
あったが、２．４時間後のそれは３２嘩と大＠に低下し
た。
（ｊＡ）ｍＷをｇ科とする８〜１０メツシユの粒状−（
比表面積１１００ｍ’／ｆ）にＥＤＴＡ−ムキレート化
合物を５１１１チ担持させ、これをガラスカラムにつめ
上記と同一条件でオゾン分解を行った。吸着分解開始か
ら３０分間はオゾン分Ｓ′！＄は１００％であったが、
その後急激に低下し６０分間で２３チであった。
実施例３ ポリノジック繊維をリン酸ニアンモニウム水沼液に浸漬
し、乾燥後空気中２７５０で酸化処理し、次いで８５０
℃まで昇温し、水蒸気を導入して２０分間賦活処理をし
た。得られた繊維状活性炭は比表面積ｔｉ００ｉ／ｊ’
、Ｉ１ｍ強度１５匂／−１直径１５μ、ベンゼン吸Ｍ速
度恒数０．５　／　ｍであった。
この繊維状活性炭にＥＤＴＡ−−キレート化合物を５菖
′Ｊｌｌ饅担持させ、更にクラッシャーにより長さ３０
μ以下の微粒子になるよう粉砕し、ＣＭＣとともに５チ
水分散液とし、これにウレタンフオームを１０分間浸漬
させた。浸漬処理したウレタンフオームを８５’Ｃで６
０分間乾燥して、フィルターを得た。
このものをガラスカラムに充填し、充填１−にオゾンガ
ス２　ｐｐｍ含有空気（相対湿匿６５チ、温度２５℃）
をＬ　Ｖ　＝　０．４５　ｍ／　ｓｅｅ　５ＳＶ＝５０
００・Ｏｈｒ″で超過させた。成層分解開始から２４時
間でオゾン分解率か１００チであった、 比較例２ （１）　　実施例２の稙維伏活性炭なそのまま（基体を
用いない）カラムに充填し、同一条件でオゾン分解除去
性能を測定したところ、２４峙Ｉｖ１後で分解率は３７
％であった。
■　市販のビーズ状活性炭をそのままカラムにつめ、実
施ｆｌ１２と同一条件でオゾン分解除去性能ン聞」定し
たところ、吸着分解開始時より１時期では分解率が９７
＋％であったが、徐々に性能は低下し３時間後は２７チ
であった。
実施例４ 実施例２におけると同様にして、繊ｍ状活性炭に下記第
３表記載の金属化合物及び金属キレート化合物？それぞ
れ５１ｎ＊担持させ、この繊維状活性炭を粉砕後ウレタ
ンフオーム、ガラスメツシュに添着させた。得らハたフ
ィルターについて実施例２で示したと同様にして吸着開
始後３０時間後のオゾン除去率（９））を測定した。比
較のため繊維状活性ＦＡＫ金概キレート化合物を担持さ
せただけのもの（基体を用いない）、更に粒状炭、粉末
炭についてもオゾン除去率を同様に調べた。　　　　　
　　　　ｌ結果な＠３表に示す。
第３表 注　ＡＣＦ：繊維状活性炭

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　比表面積５００ｖｔ？／ｆ以上、ベンゼン吸
    着速度恒数０．２７−以上、長さｌＯ〜１０００μの繊
    維状活性炭を網状構造体からなる基体に添着させてなる
    フィルター。
  2. （２）元累周期律表１ｂ族、ｌｂ族、■ａ族、■１族、
    ■族から選ばれた１種又は２種以上の金属化合物あるい
    は金属キレート化合物を０．０１〜３０重量％担持した
    比表面積５００ｍ”／１以上、ベンゼン吸着速度恒数０
    ．２／麿以上、長さｌＯ〜１０００μの繊維状活性炭を
    、網状構造体からなる基体に添着させてなるフィルター
    。
JP56122710A 1981-08-05 1981-08-05 フイルタ− Granted JPS5824340A (ja)

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DE3217299A DE3217299C2 (de) 1981-08-05 1982-05-07 Filter zur Entfernung von Giftstoffen aus Gasen und Verfahren zu dessen Herstellung
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