JP2005281895A - 吸着材の製造方法および吸着材 - Google Patents

Abstract

【課題】 袋体の破損という問題がなく、取り扱いが容易で、かつ、廃棄処理も簡単にできるものを提供する。
【解決手段】 ゼオライトの粒子を天然繊維に担持させる工程と、該天然繊維を含む素材から不織布を形成する工程と、該不織布に撚りを加えて紐状体１０にする工程と、前記紐状体を円柱状に巻いて吸着体２００にする工程とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ゼオライトを使用したフィルターや土壌内の特定の物質を吸着する吸着材の製造方法に関する。

水槽内で熱帯魚などの観賞魚を飼育する場合、魚の排泄物や餌の食べ残しなどにより水が濁る。これを放置すると、魚の生存に悪影響を与えることになるので、水槽中に活性炭やゼオライトを投入し、これらの吸着作用を利用して濁りや溶出物を除去することが行われている。この場合、活性炭やゼオライトを直接水中に投入すると水槽内の清掃が煩雑になるので、袋体に入れるのが一般的である。

活性炭やゼオライトは粒度を小さくする方が吸着面積が大きくなるので望ましい。しかし、活性炭やゼオライトの粒度を小さくすると、袋体の目から流出してしまう。そのため、粒度を袋体の目より大きくする必要がある。そこで、特許文献１では、袋体を不織布で形成することによって、目を小さくし、活性炭やゼオライトの粒度を小さくできるようにしている。

また、特許文献２では、銀抗菌剤及び適宜の生体活性のミネラル成分を内包する多孔質シリカとポリマーとを予め混合したペレットを作り、このペレットと活性炭及びゼオライトよりなる混合物を、繊維や不織布などの通液性素材の間に入れ、シート状に熱成形して適宜の形状にしたフィルターを使用している。

しかし、特許文献１に記載のものは、活性炭やゼオライトの粒度を、不織布等にできる編目状の孔径より小さくすることはできない。また、袋体が破損すると、中の活性炭やゼオライトが水中に漏れだし、後始末が大変になるという問題がある。

また、特許文献２に記載のものは、樹脂成形品なので、使用済みのフィルターの廃棄処理が困難という問題がある。
特開２０００−２３６７７４ 特開平７−３０３８０９

本発明は、ゼオライトを用いたフィルターなどの吸着材であって、袋体の破損という問題がなく、取り扱いが容易で、かつ、廃棄処理も簡単にできるものを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本願の請求項１記載の吸着材の製造方法は、ゼオライトの粒子を天然繊維に担持させる工程と、該天然繊維を含む素材から不織布を形成する工程と、該不織布に撚りを加えて紐状体にする工程と、を有することを特徴としている。

本願の請求項２記載の吸着材の製造方法は、前記紐状体を２本以上撚り合わせ縄状体にしたことを特徴としている。

本願の請求項３記載の吸着材の製造方法は、前記紐状体又は縄状体を円柱状に巻く工程を付加したことを特徴としている。

本願の請求項４記載の吸着材の製造方法は、前記ゼオライトの粒子を天然繊維に担持させる工程が、天然繊維の分子間にゼオライトを結晶化させることにより行われることを特徴としている。

本願の請求項５記載の吸着材は、ゼオライトを担持した天然繊維により不織布を形成し、該不織布に撚りを加えて紐状体としたことを特徴としている。

本願の請求項６記載の吸着材は、前記ゼオライトの含有量が１０〜４０重量％であることを特徴としている。

本発明の吸着体は、天然繊維を不織布にして、これに撚りをかけて紐状にしているので、水や空気は紐状体内に自由に浸透できる。浸透した水や空気に含まれている悪臭の原因となる各種のガスや、水に溶存している有害物質は、天然繊維に担持されているゼオライトに吸着され、吸着体を通過した水や空気はこれらが除去され、清浄なものとなる。

特に、吸着体を紐状体にしているので、これを巻いたり、蛇行させたりすることで、所望の形状にすることができる。また、紐状にすることで、巻いたり、折り曲げて重ねたりしたときも、適当な隙間を確保することができ、必要な通気性や通水性を確保することができる。

紐状体を２本以上撚り合わせて縄状体にすることで、太い吸着体を得ることができる。また、縄状体を土壌中で蛇行させることで、土壌改良材として使用することができ、土壌中の水分やアンモニア等をゼオライトに吸着することができる。

紐状体又は縄状体を円柱状に巻くことで、最もポピュラーな形状の円柱形状のフィルターを作ることができる。外径、内径も簡単に変更でき、任意の大きさのフィルターを作ることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。

図１は、紐状体１０の斜視図である。紐状体１０は、細幅で長尺の不織布１０ａを適当に折り畳んで撚りを加え、長い紐状にしたものである。不織布１０ａは、ゼオライトを担持した綿繊維よりなる不織布（日清紡績株式会社製：商品名「ガイアコット」）である。ただし、綿繊維１００％に限定されるものではなく、適宜、他の天然繊維や合成繊維を混紡してもよい。

ゼオライトは、アルミニウム、珪素及びナトリウムとからなる結晶性鉱物であり、多数の微小な孔を有する。この多孔性構造からゼオライトには、優れたガス吸着能力と、イオン交換能力とがあり、具体的には、次のような性能を有する。

（１） 活性炭より優れた消臭性能
４大悪臭成分（アンモニア、硫化水素、トリメチルアミン、メチルメルカプタン）等に対し、優れた消臭性能を示す。たとえば、濃度１００ｐｐｍのアンモニアガス５リットルに対し、含有量３重量％の１０ｃｍ×１０ｃｍの不織布１０ａを曝した場合、１０分経過後で２０ｐｐｍ以下、３０分経過後では刺激臭が殆どしない状態になる。これは、同量の活性炭に比べて約２倍の能力に相当するものである。

（２） 抗菌性能
ゼオライトには、陽イオン交換能力がある。この能力を利用して銅や銀、亜鉛等の金属イオンを吸着させることによって、「抗菌防臭効果」と、「制菌効果」のいずれをも持たせることができる。抗菌ゼオライトを２７％以上含有した生地は、各種ウィルスの不活性化性（感染力をなくさせる性質）を示すことが分かっている。また、カビに対する抵抗性も実証されている。

（３） 安全性
ゼオライトそのものは、家畜の飼料にも使用されているものであり、経口毒性や変異原性、魚毒性、皮膚感作性など、安全性は確認されている。

これらの性能から、ゼオライトは、除臭・除湿材、生鮮物の鮮度保持材、有毒ガスの吸着材、抗菌材などとしての多様な用途を有するものである。

ゼオライトと繊維との結合は、カード等で繊維を解繊してウェブを形成し、このウェブにゼオライトの粒子をサーマルボンド工法で接着する方法と、コットン繊維又は不織布をゼオライトの原料液に浸漬し、繊維の分子間領域に合成ゼオライトを結晶化させ、ゼオライトの結晶を物理的な力で保持する方法とがある。前者の方法では、ゼオライトの粒子が接着されたウェブを複数枚重ねて不織布１０ａにする。後者の方法では、このウェブを数枚重ねて不織布１０ａにする。不織布１０ａは、一定の幅の長尺サイズに裁断され、撚りが加えられて紐状体１０となる。なお、いずれの方法も、ウェブを形成する際に、コットン以外の繊維を混紡することが可能である。

実施例では、不織布１０ａのゼオライトの含有量は２０重量％としたが、１０〜４０重量％が適当な範囲である。１０重量％未満では、前記したように抗菌能力が不足するからであり、４０重量％を越えるものは、結晶化に時間が掛かり、困難になるからである。

図２は、吸着材１００の斜視図である。吸着材１００は、紐状体１０を巻いて中空の円柱状に形成したものである。図２に示す吸着材１００は、中央に孔１００ａが形成されている。このような吸着材１００を所定の容器に収容してカートリッジにして使用する。１つのカートリッジに１つの吸着材１００という場合もあるが、複数の吸着材１００を重ねて入れてもよい。

吸着材の作り方としては、平らな不織布１０ａを円形や四角等の所定の形状に切断し、これを多数枚重ねて所望の高さ（厚さ）にして吸着材とすることも可能である。しかし、その場合、吸着材の密度が上がり過ぎ、空気や水などの液体が通過し難くなってしまう。これに対し、ゼオライトの粒子は非常に小さく、表面積は反比例して非常に大きくなっているので、大量の空気や水の処理が可能になる。すなわち、非常に効率の悪い使い方になってしまう。

これに対し、図２に示す吸着材１００は、紐状体１０を円柱状に巻いて形成したもので、特に、紐状体１０は隣接する紐状体１０同士が密着しないように紐状体１０の径前後の隙間Ｓを保って巻き付けられている。また、紐状体１０自身も空間の多い構造であるから、円柱状の吸着材１００は、内部に多くの空間を有する構造となる。また、紐状体１０は、空間が多い構造に拘わらず、簡単には潰れないような適当な堅さがあり、空間を確保し易い構造である。

このような構成の吸着材１００を空気フィルターや水の濾過フィルターとして使用すると、不織布１０ａを重ねて作ったフィルターよりも単位時間あたりの通過流量の大きいフィルターを得ることができ、効率のよりフィルタリングが可能となる。水の濾過に使用した場合には、水中に固体として浮遊している有害物質に限らず、水に溶存している有害成分や特定のイオンなども除去することができる。

図３は、本発明の第２実施例を示す図である。この図に示す吸着材２００は、２本の紐状体１０’と１０”とを撚り合わせた構成である。実施例では２本を撚り合わせたが２本に限定されず、１本だけ（この場合は紐状体１０そのものとなる）でもよく、３本以上を撚り合わせてもよい。

このように縄状に構成された吸着材２００は、図２のように円柱状に巻いたり、適当に丸めたりしてフィルターとして使用しても良いが、土壌中に埋めて温床として使用することもできる。その場合、丸めて埋めるのではなく、土壌中を蛇行させるなど、縄状のままで使用した方が多くの土壌と接触でき、土壌中に気体や液体の状態で含まれる種々の有害物質をゼオライトに吸着して土壌を改良することができる。

また、本発明の吸着材１００，２００は、天然繊維にゼオライトを担持させた構成が基本となっている。したがって、廃棄する場合も、処理が簡単である。また、土壌中に埋める場合は、天然繊維の部分が腐食して無くなってしまうので、掘り返して回収する必要もない。

紐状体の斜視図である。 吸着材の斜視図である。 本発明の第２実施例を示す図である。

符号の説明

１０ａ 不織布
１０ 紐状体
１００，２００ 吸着材

Claims (6)

1. ゼオライトの粒子を天然繊維に担持させる工程と、該天然繊維を含む素材から不織布を形成する工程と、該不織布に撚りを加えて紐状体にする工程と、を有することを特徴とする吸着材の製造方法。
2. 前記紐状体を２本以上撚り合わせ縄状体にしたことを特徴とする請求項１記載の吸着材の製造方法。
3. 前記紐状体又は縄状体を円柱状に巻く工程を付加したことを特徴とする請求項１又は２記載の吸着材の製造方法。
4. 前記ゼオライトの粒子を天然繊維に担持させる工程が、天然繊維の分子間にゼオライトを結晶化させることにより行われることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の吸着材の製造方法。
5. ゼオライトを担持した天然繊維により不織布を形成し、該不織布に撚りを加えて紐状体としたことを特徴とする吸着材。
6. 前記ゼオライトの含有量が１０〜４０重量％であることを特徴とする請求項５記載の吸着材。

Images