JP2936427B2 - 複合吸着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微細な浮遊粉じんと悪臭を併せて除去しうる
機能を有する吸着剤に関するものであり、圧損失が低
く、微細な浮遊粉じん除去機能が長期間低下しない特徴
を有する複合吸着剤である。

〔従来の技術〕

微細な浮遊粉じんと悪臭を併せて除去する機能を有す
る吸着剤は、従来から空気清浄器や、エアコンに広く使
用されている。このため、集塵用には不織布のエレクト
レットフィルター、悪臭除去用には活性炭吸着剤を併用
される場合が最も多かった。

エレクトレットフィルターは吸着剤自身に浮遊粉じん
を除去する能力が無いため併用されているが、２種類の
フィルターを同時に使用するため圧損失が上昇し易く、
ファンの動力アップや発熱、騒音の発生など問題が多
い。また、エレクトレットフィルターに付与された電荷
が経時的に低下することも問題になっていた。

また悪臭を除去するためには従来主としてフィルター
に活性炭充填層が使用されていたが、悪臭物質の吸着速
度がおそいため、活性炭の粒径が小さいものを使用する
かまたは充填層を厚くしたものが使用されていた。しか
し、圧損失が大きく充分な風量を確保しようとするとフ
ァンの騒音が問題となった。特開昭58−175560号公報に
はエレクトレットフィルターと活性炭を含むハニカム型
シートを組み合わせた低圧損失型空気浄化用フィルター
が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

エレクトレットフィルターは圧損失が高くなり易いこ
と及び付与した電荷が経時的に低下する問題があり、更
に浮遊粉じん除去用フィルターと悪臭除去用フィルター
を同時に使用する必要があるため、一層圧損失が上昇
し、騒音問題も発生した。

従って、吸着剤に吸着性能の低下を伴わずに集塵機能
を付与し、更に、集塵能力が長期間低下せず、且つ、圧
損失が低い脱臭除塵フィルターが求められていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、融点が異なる複数の高分子プラスチック
粉末の混合物に同一符号の電荷を付与したときは、単一
の高分子プラスチック粉末と較べて電荷の経時的低下が
遥かに少ないことを考慮し、更に、圧損失を低下させる
ために吸着剤の表面に高分子プラスチック粉末の混合物
を付着せしめた後、分極せしめる方法について検討した
結果本発明に到達した。

すなわち、（１） 吸着剤の表面に、同じ符号に荷電
した、融点が異なる複数の高分子プラスチック微粉末を
付着せしめてなる複合吸着剤及び、（２） シート状吸
着剤と、表面が同じ符号に荷電した、融点が異なる複数
の高分子プラスチックでつくられた繊維からなるシート
状物を複合せしめてなる複合吸着剤、及び（３） 吸着
剤と、融点が異なる複数の高分子プラスチック微粉末を
混合することにより、その摩擦で発生した静電気で、微
粉末を吸着剤の表面に均一に付着せしめた後、エレクト
レット化処理をすることにより、微粉末に電荷を付与す
ると共に、シートの表面に強固に付着させることを特徴
とする複合吸着剤の製法である。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明に用いる吸着剤は悪臭を除去できるものならば
全て使用できる。特に、活性炭、ゼオライト、シリカゲ
ル、アルミナゲル、水酸化亜鉛等が好適である。

ゼオライトは、天然ゼオライト、合成ゼオライトの何
れも使用可能である。

ここで使用する吸着剤は通常1gあたり、例えば、活性
炭のように数100m²或いはそれ以上の大きな表面積を有
し、高い吸着性を示す材料であれば広範囲に使用でき
る。

また吸着剤の形状は破砕状、ペレット状、顆粒状或い
は繊維状、フェルト状、織物状、シート状等の、いづれ
の形態の吸着剤でも使用することができる。

本発明には広範囲の粒度の吸着剤が使用出来るが、通
常粒子径0.1μｍ〜6mm位までの範囲のものが使用される
ことが多い。

本発明に用いる吸着剤成型体は、吸着剤を適当なバイ
ンダーを用いて板状あるいはシート状に成型した物であ
れば何れも使用可能である。

また吸着剤の形状は破砕状、ペレット状、顆粒状或い
は繊維状、フェルト状、織物状、シート状等に成型した
物が使用可能である。特にこれらをプラスチックバイン
ダーを用いて成型したものが実用的である。

本発明に用いる高分子プラスチックは有機性高分子で
も無極性高分子でも使用可能である。

高分子プラスチックとしては、ポリ弗化ビニリデン、
ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、エ
チレン−テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフル
オロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体、アクリル酸、メタクリル酸、またはマレイン酸
とエチレンまたはスチレンの共重合体、ポリエチレンナ
フタレート、芳香族ポリカーボネート、ABS、PET、ナイ
ロン、PBT、エチレン−アクリル樹脂、メソフェーズピ
ッチ等が使用可能である。

また、プラスチックの粉末の粒度は、吸着剤への付着
性、粒子に電荷を付与する場合の分極性等を考慮すれ
ば、一般に粒子径0.1〜100μｍが好ましい。

吸着剤に対するプラスチックの使用割合は特に限定し
ないが、本発明では吸着剤の表面に付着したエレクトレ
ット粉末で浮遊粉じんを除去し、更に、その基質の吸着
剤で悪臭を吸着除去する構造になっているので、プラス
チック粉末層を余り厚くするのは好ましくない。一般
に、吸着剤100重量部に対して、プラスチック１〜５重
量部が適当であるが、処理するガスの組成にあわせて、
必要最低限とすることが、吸着低下を防ぐ点から望まし
い。

本発明の吸着剤を調整するには、高分子プラスチック
微粉末と吸着剤を混合して撹拌すると、摩擦により、プ
ラスチック微粉末の表面に発生した静電気により、吸着
剤の表面はプラスチック微粉末で、均一にカバーされ
る。次に、エレクトレット化加工のため加熱することに
より、吸着剤に強固に付着させることが出来る。

本発明に用いるシート状物には広範囲な材質を使用す
ることが出来るが、次のようなポリマーを原料とした繊
維状材料からなる紙または不織布状で通気性のある材質
が適当である。

すなわち、ポリ弗化ビニリデン、ポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフ
ルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、アクリル
酸、メタクリル酸またはマレイン酸とエチレンまたはス
チレンの共重合体、ポリエチレンナフタレート、芳香族
ポリカーボネート、ABS、PET、ナイロン、PBT、エチレ
ン−アクリル樹脂、メゾフェーズピッチ等が使用可能で
ある。

これらの有機性高分子または無極性高分子からなるシ
ート状物を板状吸着剤成型体に張り付ける方法として
は、ラテックスやエマルジョンなどのバインダーを塗布
する方法や、ポリエチレンやプリプロピレンなどの熱可
塑性プラスチック微粉末を表面に散布後、熱接着する方
法などが利用可能である。或いは、プラスチック粉末を
撹拌して静電気を付与し、シートの表面に散布して揉む
ことにより、粉末を表面に均一に付着させることが出来
る。更に、エレクトレット化処理等により、粉末を表面
に強固に付着さえることが出来る。

本発明の無極性プラスチック微粉末を表面に付着せし
めた吸着剤や、高分子ポリマーのシート状物を表面に付
着せしめた吸着剤成型体に、エレクトレット化処理して
電荷を付与する方法としては、直流高電圧中でポリマー
の溶融温度まで加熱したのち、徐冷する熱エレクトレッ
ト法、コロナ放電によるエレクトロエレクトレット法、
光を照射しながら電圧を印加するフォトエレクトレット
法、γ線などの高エネルギー放射線を照射するラジオエ
レクトレット法、等が使用可能である。

融点が異なる複数の高分子プラスチック微粉末の混合
物を使用する場合は、単一成分の場合に較べてシビヤー
な条件でエレクトレット化処理することが可能となるた
め、付与した電荷の経時的低下の度合を相当低くするこ
とが出来る。尚、ここで複数のプラスチックとは、２種
類以上多数を含む意味であるが、通常は２種類のプラス
チックの混合物が使用されることが多い。

〔効果〕

本発明による複合吸着剤を使用すれば、浮遊粉じんと
悪臭除去の目的が同一の吸着剤で達成できるため、圧損
失が低く、従って、騒音の発生を防止することが出来
る。

更に、融点が異なる複数の高分子プラスチック微粉末
の混合物を使用したため高度なエレクトレット化が可能
となり、付与した電荷の経時的低下の度合が相当低くな
るため、吸着剤の寿命を相当延長することが可能であ
る。

〔実施例〕

以下実施例により、本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ 直径3mmのペレット状活性炭100重量部に対して粒子径
30μｍのポリプロピレン粉末２重量部、粒子径20μのポ
リエチレン微粉末２重量部を添加し、Ｖ型ブレンダーで
混合し、コーティングした後、直流1500Vの電界下に入
れ150℃まで20分で昇温し、150℃で１時間電界中で処理
し、２時間で室温まで冷却して、エレクトレット化処理
を行った。この様にして得られた吸着剤のベンゼン吸着
量は27.4％、表面電荷密度は30cgs esu/cm²であった。

尚、ペレット状活性炭原料のベンゼン吸着量は30.1
％、また、本実施例で得られた吸着剤を30℃で湿度60％
の空気中に１ケ月放置した後の表面電荷密度は、29.9cg
s esu/cm²であった。

比較例１ 比較のため、直径3mmのペレット状活性炭100重量部に
対し、粒子径30μｍのポリプロピレン粉末４重量部を添
加、Ｖ型ブレンダーでコーティングし、実施例１と同様
の方法でエレクトレット化処理を行った。このようにし
て得られた活性炭の表面電荷密度は32cgs esu/cm²であ
った。

また、30℃、湿度60％の空気中に１ケ月放置した後の
活性炭の表面電荷密度は12.7cgs esu/cm²であった。

実施例２ 直径2mmの球状ゼオライト100重量部に対し、粒子径10
μｍのポリ弗化ビニリデン粉末３重量部と粒子径20μの
ポリエチレン微粉末２重量部を添加し、Ｖ型ブレンダー
で混合し、コーティング後150℃まで20分で昇温し冷却
後、コロナ放電によりゼオライト粒子を帯電させた。こ
の様にして得られたゼオライトの表面電荷密度は37cgs
esu/cm²であった。

実施例３ 粒子径0.5mmの活性炭50重量部、粒子径50μｍのゼオ
ライト50重量部、及び粒子径15μｍのポリエチレン12重
量部をよく混合した後、加圧成型法で厚さ2mmの板状に
成型した。この板状吸着剤の両面に、ポリメチルメタク
リレート60部、ポリスチレン40部から成る繊維を原料と
した目付50g/m²の不織布を熱接着した。この板状吸着剤
をイオン注入装置により、加速電圧30KV、イオン電流10
μＡで１分間照射処理をした。この様にして得られた板
状複合吸着剤の表面電荷密度は73cgs esu/cm²であっ
た。

実施例４ 実施例３で得られたエレクトレット化された板状吸着
剤を巾10mmの短冊状に裁断し、第１図に示すように正方
形の枠３に、多数の短冊状の吸着剤２を、一定の間隙を
置いて平行に取り付けてフィルターを作成した。短冊状
の吸着剤と吸着剤の間は空隙となっている。フィルター
の枠３で囲まれた容積に対する活性炭及びゼオライトの
含有量はそれぞれ150g/であった。

このフィルターは、濃度15mg−NaCl/m³のヘテロ分散
エアロゾルを流してその捕集効率及び圧損失をしらべ
た。

比較例２ 実施例３の中間生成物として得られた厚さ2mmの板状
吸着剤の両面に、実施例３で使用した不織布を熱接着せ
ず、同様にエレクトレット化して重ね、短冊状に切断し
た後、第１図と同様な構造のフィルターを作成した。

上記と同じ条件でエアロゾルを流して、その捕集効率
及び圧損失をしらべた。

実施例４及び比較例２の結果を第１表に示す。

実施例４の構造のフィルターは比較例２の構造のフィ
ルターと較べて、圧損失が著しく低くことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例４で作成したフィルターの正面図を示
す。 １……フィルターユニット ２……シート状複合吸着剤 ３……フィルターユニットの枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01J 20/00 - 20/34 A61L 9/16 B01D 53/04 B01D 39/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着剤の表面に、同じ符号に荷電した、融
   点が異なる複数の高分子プラスチック微粉末を付着せし
   めてなる複合吸着剤。
2. 【請求項２】吸着剤が繊維からなるシート状物である特
   許請求の範囲第１項記載の複合吸着剤。
3. 【請求項３】高分子プラスチック微粉末の粒子径が、0.
   1〜100μｍである特許請求の範囲第１項及び第２項記載
   の複合吸着剤。
4. 【請求項４】吸着剤と、融点が異なる複数の高分子プラ
   スチック微粉末を混合することにより、その摩擦で発生
   した静電気で、微粉末を吸着剤の表面に均一に付着せし
   めた後、エレクトレット化処理をすることにより、微粉
   末に電荷を付与すると共に、シートの表面に強固に付着
   させることを特徴とする複合吸着剤の製法。
5. 【請求項５】シート状吸着剤と、表面が同じ符号に荷電
   した、融点が異なる複数の高分子プラスチックでつくら
   れた繊維からなるシート状物を複合せしめてなる複合吸
   着剤。