JP2542285B2 - 多孔質成形体の製造方法 - Google Patents
多孔質成形体の製造方法Info
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- JP2542285B2 JP2542285B2 JP25363590A JP25363590A JP2542285B2 JP 2542285 B2 JP2542285 B2 JP 2542285B2 JP 25363590 A JP25363590 A JP 25363590A JP 25363590 A JP25363590 A JP 25363590A JP 2542285 B2 JP2542285 B2 JP 2542285B2
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- activated carbon
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気相および液相において優れた吸着性能を
発揮する多孔質成形体の製造方法に関する。
発揮する多孔質成形体の製造方法に関する。
現在、吸着剤として各種用途に汎用されている活性炭
は、粉末、粒状、繊維状等の形態で製造されている。こ
のうち粉末および粒状の活性炭は、本質的に微細なカー
ボン粒子またはその集合体により構成されているため、
汚染性があって取扱いに不便である。この点炭素繊維を
活性化して得られる繊維状の活性炭は、汚染性が少ない
うえに可撓性があるためハンドリングに至便であるが、
吸着容量が小さいという性能上の欠点がある。
は、粉末、粒状、繊維状等の形態で製造されている。こ
のうち粉末および粒状の活性炭は、本質的に微細なカー
ボン粒子またはその集合体により構成されているため、
汚染性があって取扱いに不便である。この点炭素繊維を
活性化して得られる繊維状の活性炭は、汚染性が少ない
うえに可撓性があるためハンドリングに至便であるが、
吸着容量が小さいという性能上の欠点がある。
このような背景から、吸着容量の大きな粉末活性炭を
繊維状物質と共に成形化する試みがなされている。
繊維状物質と共に成形化する試みがなされている。
例えば、陽イオン無機繊維、活性炭粉末およびアニオ
ン性バインダーを必須成分とし、必要に応じて適宜な副
材料を添加して調製した分散スラリーを湿式抄紙法によ
り抄造する方法（特開昭56−48242号公報）、あるいは
粉末活性炭を極細繊維編物層の中間に不離一体構造とし
て介在させたシート構造物およびその製造方法（特開昭
62−289659号公報）などが提案されている。しかしなが
ら、前者の方法による抄造シートは粉末活性炭の含有量
が少ない関係で破過（吸着平衡）寿命が短く、また後者
のシート構造物はガス臭気や有害蒸気の吸着を対象とし
ているため液相での使用に難点がある。
ン性バインダーを必須成分とし、必要に応じて適宜な副
材料を添加して調製した分散スラリーを湿式抄紙法によ
り抄造する方法（特開昭56−48242号公報）、あるいは
粉末活性炭を極細繊維編物層の中間に不離一体構造とし
て介在させたシート構造物およびその製造方法（特開昭
62−289659号公報）などが提案されている。しかしなが
ら、前者の方法による抄造シートは粉末活性炭の含有量
が少ない関係で破過（吸着平衡）寿命が短く、また後者
のシート構造物はガス臭気や有害蒸気の吸着を対象とし
ているため液相での使用に難点がある。
本発明者は、これら先行技術に代わる気液両相で優れ
た吸着性能を発揮する非汚染性の成形活性炭として、活
性炭粉末とフイブリル化性のフッ素樹脂を混練したのち
シート化する方法を既に開発し、提案している（特願平
１−260896号、同２−23384号）。
た吸着性能を発揮する非汚染性の成形活性炭として、活
性炭粉末とフイブリル化性のフッ素樹脂を混練したのち
シート化する方法を既に開発し、提案している（特願平
１−260896号、同２−23384号）。
前記の先願技術によれば粉末活性炭と同等の吸着性能
を備えるハンドリング性の良好なシート状活性炭を得る
ことができるが、概して組織が高密度化する傾向が強
く、気孔の調整とくに10〜40μｍ程度のマクロ的細孔を
制御しながら形成することができない難点があった。
を備えるハンドリング性の良好なシート状活性炭を得る
ことができるが、概して組織が高密度化する傾向が強
く、気孔の調整とくに10〜40μｍ程度のマクロ的細孔を
制御しながら形成することができない難点があった。
本発明の目的は、先願技術に改良を加え、シート組織
に容易にマクロ的細孔を制御可能に形成することがで
き、圧力損失が小さく且つ高吸着性能を備える多孔質成
形体の製造方法を提供することにある。
に容易にマクロ的細孔を制御可能に形成することがで
き、圧力損失が小さく且つ高吸着性能を備える多孔質成
形体の製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明による多孔質成形
体の製造方法は、粒度50μｍ以下の活性炭粉末100重量
部にフイブリル化性フッ素樹脂のディスパージョン２〜
50重量部を配合し、グリセリンを混練助剤として前記フ
ッ素樹脂がフイブリル化するまで混練してロール成形に
よりシート化し、該シートからグリセリン成分を溶出除
去して乾燥したのち一軸方向に50〜300％の範囲で延伸
処理を施すことを構成上の特徴とする。
体の製造方法は、粒度50μｍ以下の活性炭粉末100重量
部にフイブリル化性フッ素樹脂のディスパージョン２〜
50重量部を配合し、グリセリンを混練助剤として前記フ
ッ素樹脂がフイブリル化するまで混練してロール成形に
よりシート化し、該シートからグリセリン成分を溶出除
去して乾燥したのち一軸方向に50〜300％の範囲で延伸
処理を施すことを構成上の特徴とする。
本発明の吸着基材となる活性炭粉末には、例えば椰子
殻、おが屑、パルプ、石炭、カーボンブラックなどの原
料炭を賦活して微粉砕したものが用いられる。これら活
性炭粉末は粒径50μｍ以下の微粉状態で適用する必要が
あり、50μｍを越す粒径になるとフッ素樹脂の円滑なフ
イブリル化が阻害されて成形シートが脆弱となる。
殻、おが屑、パルプ、石炭、カーボンブラックなどの原
料炭を賦活して微粉砕したものが用いられる。これら活
性炭粉末は粒径50μｍ以下の微粉状態で適用する必要が
あり、50μｍを越す粒径になるとフッ素樹脂の円滑なフ
イブリル化が阻害されて成形シートが脆弱となる。
フイブリル化性のフッ素樹脂とは、混練処理によって
繊維状に転化するフッ素樹脂を指し、このような性質を
もつフッ素樹脂の種類としてはポリテトラフルオロエチ
レン、ポリトリフルオロエチレン、ポリ弗化ビニリデン
などが挙げられる。このうち、本発明の目的にはポリテ
トラフルオロエチレン（PTFE）が最も有効に適用され
る。
繊維状に転化するフッ素樹脂を指し、このような性質を
もつフッ素樹脂の種類としてはポリテトラフルオロエチ
レン、ポリトリフルオロエチレン、ポリ弗化ビニリデン
などが挙げられる。このうち、本発明の目的にはポリテ
トラフルオロエチレン（PTFE）が最も有効に適用され
る。
これらフイブリル化性のフッ素樹脂は、通常、ファイ
ンパウダー状または界面活性剤の存在下に水に分散（分
散度60％）させたサスペンションの形態として市販され
ているが、本発明では混練工程で微細な繊維に転化する
ディスパージョンが選択使用される。
ンパウダー状または界面活性剤の存在下に水に分散（分
散度60％）させたサスペンションの形態として市販され
ているが、本発明では混練工程で微細な繊維に転化する
ディスパージョンが選択使用される。
該フイブリル化性フッ素樹脂のディスパージョンは、
活性炭粉末100重量部に対し２〜50重量部の範囲で配合
する。この配合量が２重量部未満であると繊維網による
絡合形成が不十分となってシートが成形できなくなり、
また50重量部を上廻ると後工程で延伸操作を加えても緻
密組織の多孔質化が円滑に進行せず、そのうえシート表
面が撥水性となって濡れを悪化させる。
活性炭粉末100重量部に対し２〜50重量部の範囲で配合
する。この配合量が２重量部未満であると繊維網による
絡合形成が不十分となってシートが成形できなくなり、
また50重量部を上廻ると後工程で延伸操作を加えても緻
密組織の多孔質化が円滑に進行せず、そのうえシート表
面が撥水性となって濡れを悪化させる。
上記の原料成分は、混練助剤と共に混練される。混練
助剤には、活性炭粉末に吸着され難く、また後工程での
溶出除去が容易なグリセリンを用い、好ましくは活性炭
粉末100重量部当たり100〜150重量部の割合で配合す
る。混練処理に使用される装置には限定はないが、例え
ばプラストミルのような高い剪断応力が付加されるブレ
ンダーを適用してフイブリル化性のフッ素樹脂成分が微
細な繊維状態に転化するまで混練する。
助剤には、活性炭粉末に吸着され難く、また後工程での
溶出除去が容易なグリセリンを用い、好ましくは活性炭
粉末100重量部当たり100〜150重量部の割合で配合す
る。混練処理に使用される装置には限定はないが、例え
ばプラストミルのような高い剪断応力が付加されるブレ
ンダーを適用してフイブリル化性のフッ素樹脂成分が微
細な繊維状態に転化するまで混練する。
混練物は、等速ロール間を通過させるロール成形手段
を用いてシート化する。引き続き、成形シートを水中に
浸漬して混練助剤であるグリセリン成分を組織内から溶
出除去する。
を用いてシート化する。引き続き、成形シートを水中に
浸漬して混練助剤であるグリセリン成分を組織内から溶
出除去する。
次いでシートを乾燥したのち、一軸方向の延伸処理を
施す。延伸装置は、乾燥シートを変速二本ロール間に挿
入し、剪断力を掛けながら伸長することによっておこな
うことができる。
施す。延伸装置は、乾燥シートを変速二本ロール間に挿
入し、剪断力を掛けながら伸長することによっておこな
うことができる。
延伸処理によるシートの延伸度は、50〜300％の範囲
に設定され、この範囲で伸長度を変更することによっ
て、10〜40μｍ程度のマクロ的細孔の形成度合を制御し
てシート組織の嵩密度、比表面積等を調整することがで
きる。しかし、この延伸度が50％未満では組織の多孔質
化が進行せず、他方300％を越える延伸を与えるとシー
トの破断が生じるようになる。
に設定され、この範囲で伸長度を変更することによっ
て、10〜40μｍ程度のマクロ的細孔の形成度合を制御し
てシート組織の嵩密度、比表面積等を調整することがで
きる。しかし、この延伸度が50％未満では組織の多孔質
化が進行せず、他方300％を越える延伸を与えるとシー
トの破断が生じるようになる。
延伸処理後の多孔質シートは、更にこれを積層し、温
度200〜300℃、圧力５〜15kg/cm2の条件で熱圧処理をお
こなうことにより組織を一層強固にすることができ、ま
た残存するグリセリン成分を完全に分解揮散させること
ができる。
度200〜300℃、圧力５〜15kg/cm2の条件で熱圧処理をお
こなうことにより組織を一層強固にすることができ、ま
た残存するグリセリン成分を完全に分解揮散させること
ができる。
このようにして得られる多孔質成形体は、実質的に炭
素成分とフイブリル化フッ素樹脂とから構成された圧さ
2mm程度のマクロ的細孔を備えるシート形態を呈してお
り、その嵩密度は0.6g/cc未満の粗密構造を備えるもの
である。
素成分とフイブリル化フッ素樹脂とから構成された圧さ
2mm程度のマクロ的細孔を備えるシート形態を呈してお
り、その嵩密度は0.6g/cc未満の粗密構造を備えるもの
である。
本発明の製造プロセスによれば、原料成分をグリセリ
ン混練助剤とともに混練する過程でフイブリル化性フッ
素樹脂のディスパージョンが直径0.1〜0.15μｍ、長さ1
00〜200μｍ程度の微細繊維に転化し、この繊維が次の
成形過程において絡合網目組織を形成して活性炭粉末を
捕捉した状態で一体にシート成形される。この段階のシ
ートは組織が緻密で高吸着性を発揮する多孔質構造を備
えていないが、その後の工程でおこなわれる延伸処理に
よって10〜40μｍのマクロ的細孔を含む均一に分布した
微細な気孔が形成される。
ン混練助剤とともに混練する過程でフイブリル化性フッ
素樹脂のディスパージョンが直径0.1〜0.15μｍ、長さ1
00〜200μｍ程度の微細繊維に転化し、この繊維が次の
成形過程において絡合網目組織を形成して活性炭粉末を
捕捉した状態で一体にシート成形される。この段階のシ
ートは組織が緻密で高吸着性を発揮する多孔質構造を備
えていないが、その後の工程でおこなわれる延伸処理に
よって10〜40μｍのマクロ的細孔を含む均一に分布した
微細な気孔が形成される。
このような作用を介して、活性炭粉末がもつ本来的な
高吸着気孔と延伸処理で形成されるマクロ的細孔を含む
微細気孔とが混在する特有の多孔質組織が付与される。
したがって、常に取扱いに至便な非汚染性で、あらゆる
条件で優れた吸着性能を示し、圧力損失が小さく、耐高
温性ならびに耐薬品性を備える粗密組織のシート状多孔
質成形体を簡易なプロセスで製造することができる。
高吸着気孔と延伸処理で形成されるマクロ的細孔を含む
微細気孔とが混在する特有の多孔質組織が付与される。
したがって、常に取扱いに至便な非汚染性で、あらゆる
条件で優れた吸着性能を示し、圧力損失が小さく、耐高
温性ならびに耐薬品性を備える粗密組織のシート状多孔
質成形体を簡易なプロセスで製造することができる。
そのうえ、マクロ的細孔の形成度合はシート延伸度を
50〜300％の範囲で制御することにより調整化すること
ができるから、所望の嵩密度および比表面積を備える多
孔質組織を容易に形成することが可能となる。
50〜300％の範囲で制御することにより調整化すること
ができるから、所望の嵩密度および比表面積を備える多
孔質組織を容易に形成することが可能となる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１〜４ 30〜40μｍの粒径範囲を有する椰子殻系の活性炭粉末
〔大三工業（株）製、「花−Ｂ」〕100重量部に対し、
フイブリル化性のポリテトラフルオロエチレン（PTFE）
のディスパージョン〔ダイキン工業（株）性、「Ｄ−
１」、粒子分散度60％〕45重量部を配合した。これに混
練助剤として活性炭粉末100重量部当たり140重量部のグ
リセリンを添加して軽く撹拌混合したのち、パブミル難
混練機に投入してポリテトラフルオロエチレンが繊維化
するまで混練した。
〔大三工業（株）製、「花−Ｂ」〕100重量部に対し、
フイブリル化性のポリテトラフルオロエチレン（PTFE）
のディスパージョン〔ダイキン工業（株）性、「Ｄ−
１」、粒子分散度60％〕45重量部を配合した。これに混
練助剤として活性炭粉末100重量部当たり140重量部のグ
リセリンを添加して軽く撹拌混合したのち、パブミル難
混練機に投入してポリテトラフルオロエチレンが繊維化
するまで混練した。
混練物を等速二本ロールを通過させてロール成形によ
りシートに成形し、引き続き循環水中に浸漬してグリセ
リン成分を溶出除去し、乾燥した。
りシートに成形し、引き続き循環水中に浸漬してグリセ
リン成分を溶出除去し、乾燥した。
ついで、乾燥シートを変速二本ロールにかけ、剪断力
を与えながら延伸度50％、100％、200％および300％の
４段階条件で延伸処理を施した。
を与えながら延伸度50％、100％、200％および300％の
４段階条件で延伸処理を施した。
最後に各延伸シートを積層し、温度250℃、圧力10kg/
cm2の条件で熱圧処理して、厚さ約2mmの多孔質成形体を
製造した。
cm2の条件で熱圧処理して、厚さ約2mmの多孔質成形体を
製造した。
得られた多孔質成形体は、いずれも容易に破壊粉化す
ることのない強固な成形組織を備えており、ハンドリン
グに対する十分な非汚染性を有するものであった。
ることのない強固な成形組織を備えており、ハンドリン
グに対する十分な非汚染性を有するものであった。
表１に各多孔質成形体の各種特性を対比して示した。
各成形体は、性状、物性および吸着性能ともに良好であ
ることが認められたが、実施例１の場合には延伸度が50
％と低い条件であったため、十分な多孔質組織が形成さ
れず、また濡れ性にも問題が残った。
各成形体は、性状、物性および吸着性能ともに良好であ
ることが認められたが、実施例１の場合には延伸度が50
％と低い条件であったため、十分な多孔質組織が形成さ
れず、また濡れ性にも問題が残った。
実施例５ 実施例１と同一の原料を用い、同一条件により混練、
シート成形および延伸処理（50％）をおこない、最終的
な熱圧処理を施さない多孔質成形体を製造した。
シート成形および延伸処理（50％）をおこない、最終的
な熱圧処理を施さない多孔質成形体を製造した。
このようにして得られた多孔質成形体につき同様に各
種特性を測定したところ、性状としては実施例１に比べ
て成形性、濡れ性ともに減退し、物性は嵩密度0.55g/c
c、引張り強さ8.2kg/cm2、圧力損失0.53kg/cm2であり、
吸着特性は比表面積752m2/g、MB数311mg/g、Ｉ数1142mg
/gと、実施例１よりも物性、吸着性能ともに若干低下す
る結果を示したが、実用的には十分に通用するものであ
った。
種特性を測定したところ、性状としては実施例１に比べ
て成形性、濡れ性ともに減退し、物性は嵩密度0.55g/c
c、引張り強さ8.2kg/cm2、圧力損失0.53kg/cm2であり、
吸着特性は比表面積752m2/g、MB数311mg/g、Ｉ数1142mg
/gと、実施例１よりも物性、吸着性能ともに若干低下す
る結果を示したが、実用的には十分に通用するものであ
った。
以上のとおり、本発明に従えば粉末活性炭に劣らない
優れた吸着性能を備え、気相、液相、高低温下の条件下
で圧力損失が小さい状態での使用が可能であり、取扱い
に至便な非汚染性の多孔質成形体を製造することができ
る。
優れた吸着性能を備え、気相、液相、高低温下の条件下
で圧力損失が小さい状態での使用が可能であり、取扱い
に至便な非汚染性の多孔質成形体を製造することができ
る。
したがって、上下水をはじめとする各種液体の浄化精
製、排ガスに含有されるSOX、NOXほかの有毒成分を対象
とする吸着除去処理等の用途に有用が期待される。
製、排ガスに含有されるSOX、NOXほかの有毒成分を対象
とする吸着除去処理等の用途に有用が期待される。
Claims (2)
- 【請求項１】粒径50μｍ以下の活性炭粉末100重量部に
フイブリル化性フッ素樹脂のディスパージョン２〜50重
量部を配合し、グリセリンを混練助剤として前記フッ素
樹脂がフイブリル化するまで混練してロール成形により
シート化し、該シートからグリセリン成分を溶出除去し
て乾燥したのち一軸方向に50〜300％の範囲で延伸処理
を施すことを特徴とする多孔質成形体の製造方法。 - 【請求項２】延伸処理後のシートを積層し、温度200〜3
00℃、圧力５〜15kg/cm2の条件で熱圧処理する請求項１
記載の多孔質成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25363590A JP2542285B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 多孔質成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25363590A JP2542285B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 多孔質成形体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04132649A JPH04132649A (ja) | 1992-05-06 |
| JP2542285B2 true JP2542285B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=17254083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25363590A Expired - Lifetime JP2542285B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 多孔質成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2542285B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6346408B2 (ja) * | 2013-05-17 | 2018-06-20 | 日本バルカー工業株式会社 | 吸着シートおよびその製造方法 |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP25363590A patent/JP2542285B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04132649A (ja) | 1992-05-06 |
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