JP5203656B2

JP5203656B2 - Ｖｏｃガス除去用フイルター及びその製造方法

Info

Publication number: JP5203656B2
Application number: JP2007233580A
Authority: JP
Inventors: 栄治長山; 毅史辻本
Original assignee: Amano Corp
Current assignee: Amano Corp
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2027-09-10
Also published as: JP2009061433A

Description

本発明は、塗装工事等で使用する塗料とベンゼン、及び、トルエン等の可燃性の揮発性有機化合物（以下単にＶＯＣガスという）とが混合されたガスを吸着して除去することができるＶＯＣガス除去用フイルターと、このフイルターの製造方法に関するものである。

ＶＯＣガス除去用フイルターに関しては、本出願人によって提案された特願２００６−２２９３１３号の明細書（以下単に特許出願という）に記載の「ＶＯＣガス除去用フイルター」と、特許文献１に記載の「吸着性エレメント」が存在する。

上記特許出願に記載の「ＶＯＣガス除去用フイルター」は、内層と外層の２層から成り、一方の層に合成ゼオライトが担持されていて、塗料とＶＯＣガスが混入されている空気のガスを吸引して除去できるように構成されている。

また、上記特許文献１に記載の「吸着性エレメント」は、活性炭を添着したシートを、表面に凹凸のある通気性の高いシートと重ねて巻いて円柱状に成形するか、又は、これ等を積層して使用することにより、溶剤を回収できるように構成されている。
実開平４−９９２１３号公報

しかし、上記特許出願に記載のＶＯＣガス除去用フイルターは、フィルターの基材中に合成ゼオライトを担持させる場合に、水槽内に合成ゼオライトを入れて分散させた状態でフィルターの基材に担持させるので、合成ゼオライトが表面に偏ってしまう問題があり、加えて、フィルターの基材として内層用の円柱状の基材と、外層用のマット状基材の双方を用意しなければならないといった煩わしさがあった。

また、上記特許文献１に記載の「吸着性エレメント」は、活性炭を添着したシートを、表面に凹凸があり通気性の高いシートと重ねて巻いて円柱状にしたものであるため、２種類のシートが必要となることと、２種類のシートを重ねて巻くには工数が掛かるといった、製作上の問題点を有していた。

そこで本発明の技術的課題は、１枚のシート状基材をロール状に巻き形成するだけで、合成ゼオライトが均一に担持され、且つ、吸引した塗料をフイルターの外周側で捕捉でき、ＶＯＣガスをフイルターの中心側で捕捉できるように工夫したＶＯＣガス除去用フイルターと、その製造方法を提供することである。

（１）上記の技術的課題を解決するために、本発明の請求項１に係るＶＯＣガス除去用フイルターは、塗料やＶＯＣガスが混入されている空気中のガスを吸引して除去するＶＯＣガス除去用フイルターであって、前記フイルターが無機質の繊維から成り、且つ、先端部から全幅に亘って所定の長さまで合成ゼオライトを担持させ、残りの部分には合成ゼオライトを担持させていないシート状基材を、上記合成ゼオライトが担持されている先端部側から、中心部長手方向に空気の流通路を形成した状態で、断面略渦巻き状に幾層にも巻いて全体をロール状に巻き形成する一方、当該ロール状に巻き形成した上記フイルターの少なくとも最外周部分を、上記合成ゼオライトが担持されていない無地の素材によって構成すると共に、上記合成ゼオライトが担持されていないフィルターの最外周部分側より上記のＶＯＣガスを吸引し、且つ、この吸引したＶＯＣガスを、上記合成ゼオライトが担持されている上記のシール基材に通過させて、上記合成ゼオライトに当該ＶＯＣガスを吸着させ、上記フィルターの中心部長手方向に形成された流通路より、上記ＶＯＣガスが除去された清浄空気が排出するように構成したことを特徴としている。

（２）また、本発明の請求項２に係るＶＯＣガス除去用フイルターは、前記フイルターの基材である無機質の繊維が、シリカ・アルミナ系繊維であることを特徴としている。

（３）また、本発明の請求項３に係るＶＯＣガス除去用フイルターは、前記フイルターの中心部に形成した流通路の部分に、芯材として円筒状に加工した金網を挿通せしめ、この金網を構成する針金の一部を切断して形成した係止部に、前記シート状基材の先端部を係止して、当該基材が上記金網を芯材にして断面略渦巻き形状に巻き形成されることを特徴としている。

（４）また、本発明の請求項４に係るＶＯＣガス除去用フイルターは、前記フイルターを構成するシート状基材として平坦状の繊維が使用され、且つ、円筒状に巻き形成された基材の巻き終わりの最終端部が、無機質の接合剤を用いてロール面に接合されることを特徴としている。

（５）更に、本発明の請求項５に係るＶＯＣガス除去用フイルターの製造方法は、合成ゼオライトが担持されていないフィルターの最外周部分側より、合成ゼオライトが担持されている当該フィルターの中心部に向けてＶＯＣガスを吸引し、且つ、この吸引したＶＯＣガスを、上記合成ゼオライトが担持されている上記のシート状基材に通過させることにより、上記合成ゼオライトに当該ＶＯＣガスを吸着させると共に、上記フィルターの中心部長手方向に形成された流通路より、上記ＶＯＣガスが吸着除去された清浄空気を排出するように構成することにより、塗料やＶＯＣガスが混入されている空気中のガスを吸引して除去するＶＯＣガス除去用フイルターの製造方法であって、ロール状に巻いた無機質の繊維から成る上記シート状基材を引出して搬送しながら、タンクに収容した上記合成ゼオライトと水とを混合し、この混合水をノズルから上記のシート状基材に噴射して当該繊維中に浸漬させて担持させる噴射担持工程と、上記シート状基材の搬送と上記混合水の噴射を一定時間行った後、搬送中の上記シート状基材に対する上記ノズルからの上記混合水の噴射を一定時間停止して、上記シート状基材に上記合成ゼオライトが担持されていない無地の素材部分を作る素材部作成工程と、上記混合水が噴射された上記シート状基材を乾燥することで、上記繊維を収縮させて、その繊維の中に浸入した上記合成ゼオライトを当該繊維に密着させる乾燥工程と、上記合成ゼオライトが担持されている上記シート状基材の先端部分を中心にして、上記シート状基材の全体を断面略渦巻き状のロール形状に巻き取ることにより、中心部の長手方向に空気の流通路を形成し、且つ、巻き始めからこれに続く内側層に上記合成ゼオライトが担持され、外側層から少なくとも最外周層に上記合成ゼオライトが担持されていないロール形状のフイルターを成形するフイルター成形工程と、上記ロール形状に巻いた基材の最終端部を、無機質の接合剤を用いてロール面に接合する接合工程と、から成ることを特徴としている。

上記（１）で述べた請求項１に係る手段によれば、合成ゼオライトを担持させたシート状基材をフィルターの中心側から幾層にも巻いてロール状に成形したので、合成ゼオライトが均一に担持される。また、シート状基材は単一の原反から加工するので、一種類の材料だけ用意すればよい。更に、完成したフィルターは、塗料とＶＯＣガスが混入した空気をフィルターの外周面側から、当該フィルターの中心部に向けて吸引して、先ず外周部の繊維（素材）の部分で塗料を吸着する。次いで、ＶＯＣガスは更にフィルターの中心部に進入して合成ゼオライトに吸着されるので、合成ゼオライトの孔に塗料が詰まることがなく、充分な吸着作用が発揮されて、塗料を確実に捕捉することが可能になる。

上記（２）で述べた請求項２に係る手段によれば、フィルターを構成するシート状基材である無機質の繊維として、例えば、直径１〜１０μｍで長さ１０ｃｍのシリカ・アルミナ系繊維（ＳｉＯ_２Ａｌ_２Ｏ_３）を用いるため、高温に耐えて微細な塗料等の粒子を十分に捕捉することを可能にする。

上記（３）と（４）で述べた請求項３と４に係る手段によれば、フィルターの巻き始めを金網にしっかり固定できるので、シール状基材の緩みを防止することができる。また、腰の弱い無機質の繊維でも剛性が向上し、運搬時等にも形状が崩れず、当初の形状を維持できる。さらには、金網は目が粗いので（大きい）、ＶＯＣガスの成分を除去した後の清浄空気が、フィルター中心部の空気の通路に通過し易くなる。

上記（５）で述べた請求項５に係る製造方法によれば、シート状基材を供給し、シート状基材の先端側から所定の位置まで合成ゼオライトと水を混合させた混合水を噴射し、その後、この混合水の噴射を停止した状態でシート状基材を供給し、ロール状に巻き付けてフイルターを成形する。従って、合成ゼオライトをシート状基材に担持させて幾層にもロール状に巻くことができるため、合成ゼオライトの分布が均一であり、最外周には合成ゼオライトを担持しない部分を形成でき、しかもフイルターを１種類の基材から形成することができる。

以上述べた次第で、本発明に係るＶＯＣガス除去用フイルター及びその製造方法によれば、フイルターに均一に担持された合成ゼオライトによってＶＯＣガスを確実に除去することができ、また、フイルターに担持されている合成ゼオライトの孔に塗料が詰まって、捕捉機能を低下させることもなく、且つ、高温に耐えて微細な塗料等の粒子を十分に捕捉可能にした、優れたＶＯＣガス除去機能を備えたフイルターを、比較的簡単に、且つ、低コストにて提供できる経済性を発揮できるものであって、例えば、特開２００６−２８１０８９号公報に開示されているような「可燃性ＶＯＣガス処理装置」に使用して好適なフイルターを提供することができる。

以下に、上述した本発明に係るＶＯＣガス除去用フイルター及びその製造方法の実施の形態を図面と共に説明すると、図１は本発明に係るＶＯＣガス除去用フイルターの全体を示した斜視図、図２はその側面図であって、図中、符号ＲＦで全体的に示したのはロール状に巻き形成された本発明に係るＶＯＣガス除去用フイルター（以下単にフイルターと略称する）であって、このフイルターＲＦを構成するシート状基材１として無機質の繊維、具体的には、シリカ・アルミナ系繊維が使用される。

上記のシート状基材１には、先端部１Ｔから全幅に亘って所定の長さまで合成ゼオライトＺＡ…を担持させ、残りのシート状基材１には、最終端部１Ｅに至るまで全幅に亘って合成ゼオライトＺＡを担持させないようにして、１枚のシート状基材１に、その長手方向に合成ゼオライトＺＡ…が担持されている基材部分１Ｖと、合成ゼオライトＺＡが担持されていない無地の素材部分１Ｗが分布形成された仕組みに成っていて、その分布の割合は例えば３：１〜５：１に成っている。

以上の如く構成したシート状基材１を、合成ゼオライトＺＡが担持されている先端部１Ｔから、中心部長手方向に空気の流通路２（図２参照）を形成した状態で、断面略渦巻き状に幾層にも巻き重ねて、全体をロール状に巻き形成すると共に、上記素材部分１Ｗの最終端部１Ｅを無機質の接合剤Ｋにてロール面に接合すると共に、上記流通路２にシート状基材１の横幅と同じ長さ寸法に作り、且つ、円筒状に丸めて溶接した金網３を、芯材として介在させることによって、内層（内側）に合成ゼオライトＺＡ…が担持され、外層（外側）には斯る合成ゼオライトＺＡが担持されていない構成の、本発明に係るフイルターＲＦが組立て形成（巻き形成）される仕組みに成っている。

図３（１）は、上記金網３の一部を示した斜視図であって、図中、３Ａ…は円筒状の金網３を構成する針金の一部を切断して曲げ起こすことによって構成した係止部であって、上記フイルターＲＦを巻き形成する際には、図３（２）に示すようにシート状基材１の先端部１Ｔの内側面をこれ等曲げ起こした係止部３Ａ…に引っ掛けると共に、この金網３を芯材にして、シート状基材１を図１並びに図２の如く略渦巻状に幾層にも緩まないように巻き重ねればよい。

合成ゼオライトＺＡをシート状基材１の繊維に担持させる方法は、合成ゼオライトＺＡと水を１対２の割合で混合させ、これをシート状基材１の繊維に対し噴射する方法であり、当該繊維の中に進入した合成ゼオライトＺＡは、その後の乾燥工程で繊維が収縮するので密着する。

以上の如く構成されたフイルターＲＦに対して、塗料とＶＯＣガスが混入した空気中のガスが外周側から吸引されると、外周側の繊維層の素材部分１Ｗで塗料を捕捉し、中心側の合成ゼオライトＺＡ…が担持されている基材部分１Ｖでは、塗料を除去したＶＯＣガスのみを捕捉できるので、中心側に担持させた合成ゼオライトＺＡ…に塗料による目詰まりがなく、有効にＶＯＣガスを吸着することが出来る。

また、本発明のフィルターＲＦは再生して使用が可能である。再生法はフィルターＲＦの外周の方向から１３０〜１５０℃の熱風を吹き込むと、例えば沸点が約１１０℃であるトルエンのようなＶＯＣガスを沸騰させて、合成ゼオライトＺＡの孔から放出できる。合成ゼオライトＺＡは中心側に担持されているので、孔から放出されたＶＯＣガスは中心部の流通路２まで近いため、フィルターＲＦから外に出易い。

次に、５００〜６００℃の高温空気をフイルターＲＦの内外何れの部分を問わず吹き込むと、繊維層に付着した塗料の成分は高熱で昇華し、顔料の部分だけが残り５％程度に減量する。ある程度この吸着及び再生操作を繰り返したら、蓄積した塗料の残渣を掃除機等で吸い取れば、ほとんど新品同様のフィルターＲＦとして再生できる。

尚、合成ゼオライトＺＡをフィルターＲＦの全体に担持した場合は、外周部の合成ゼオライトＺＡに塗料が付着し、再生時に塗料の残渣が合成ゼオライトＺＡから剥離しにくい欠点がある。

従って、ゼオライトは高温に弱いが、本発明で用いた合成ゼオライトは５００〜６００℃の高温に十分耐えうるので、本発明のフィルターＲＦを再生機能付の装置に使用すれば、自動的にフィルターＲＦの再生が出来、長期間交換することなく使用可能である。またセラミックハニカムタイプのフィルターは重いが、本発明の無機質のフィルターＲＦは軽いので、前述のようなＶＯＣガス除去装置の回転部に収納するには好都合である。

次に、上述した本発明に係るＶＯＣガス除去用フイルターの製造工程を図４と共に説明すると、図中、符号ＲＸで全体的に示したのは供給側リール２０に巻装されたシート状基材１のロール、１０Ａ．１０Ｂ．１０Ｃ，１０Ｄは一定間隔でシート状基材１を図面上右方向に搬送する搬送装置、１１は合成ゼオライトＺＡと水を混合した混合水が収容された収容槽、１２は収容されたこの混合水を、図面上右方向に搬送されるシート状基材１に対して一定間隔で噴射することによって、シート状基材１の全幅に亘ってその繊維層に合成ゼオライトＺＡ…を付着させる噴射ノズル、１３は合成ゼオライトＺＡ…を付着しながら図面上右方向に搬送されるシート状基材１を乾燥して、付着した合成ゼオライトＺＡ…をシート状基材１の繊維層に担持させる乾燥炉で、上記の噴射ノズル１２はこの乾燥炉１３の入口側に設けられている。

更に図中、１４は上記乾燥炉１３の出口側に設けた切断装置で、この切断装置１４は、前記噴射ノズル１２による前記混合水の間隔的な噴射と、搬送装置１０Ａ〜１０Ｄの搬送作用により、合成ゼオライトＺＡが担持されている基材部分１Ｖと、合成ゼオライトＺＡが担持されていない無地の素材部分１Ｗを、長手方向に交互に繰り返し形成しながら図面上右方向に搬送されるシート状基材１を、先ず、合成ゼオライトＺＡが担持されている基材部分１Ｖが始まる先端部１Ｔで切断し、その後、上記無地の素材部分１Ｗが終わる最終端部１Ｅ（具体的には上記先端部１Ｔと同じ位置）で切断することにより、上記合成ゼオライトＺＡが担持されている基材部分１Ｖの次に、合成ゼオライトＺＡが担持されていない無地の素材部分１Ｗが連続する一枚のシート状基材１が作られる仕組みに成っている。

次いで、以上の如く作られた一枚のシート状基材１は、搬送装置１０Ｄによって巻取側リール３０に送り込まれて、図示の如く合成ゼオライトＺＡが担持された先端部１Ｔから略渦巻き状に幾層にも巻いたロール形状に形成され、次いで、接合剤供給装置１５から無機質の接合剤Ｋを滴下して最終端部１Ｅをロール面に接合することにより、本発明に係るフイルターＲＦが形成される。

尚、上記巻取側リール３０に対する上記シート状基材１の先端部１Ｔの巻き付けに際しては、巻取側リール３０に対して前述した円筒状の金網３が予め装着されていて、上記先端部１Ｔを金網３の係止部３Ａに係止した後、この金網３を芯材にしてシート状基材１のロール成形を行うことは、前述の如くである。また、上記巻取側リール３０を引き抜いた後の前記金網３の内部が、空気の流通路２に成る。

本発明の実施例に係るＶＯＣガス除去用フイルターの斜視図。本発明の実施例に係るＶＯＣガス除去用フイルターの断面図。（１）は円筒形に加工した金網の一部を示した斜視図、（２）はこの金網を芯材にしてシート状基材を巻き始めた状態を示した側面図。請求項５のＶＯＣガス除去用フイルターの製造方法を実施する製造装置の一側を説明した構成図。

１シート状基材
１Ｔ先端部
１Ｅ最終端部
ＺＡ合成ゼオライト
１Ｖ合成ゼオライトが担持されている基材部分
１Ｗ合成ゼオライトが担持されていない無地の素材部分
２流通路
３円筒状に形成した金網
３Ａ係止部

Claims

塗料やＶＯＣガスが混入されている空気中のガスを吸引して除去するＶＯＣガス除去用フイルターであって、
前記フイルターが無機質の繊維から成り、且つ、先端部から全幅に亘って所定の長さまで合成ゼオライトを担持させ、残りの部分には合成ゼオライトを担持させていないシート状基材を、上記合成ゼオライトが担持されている先端部側から、中心部長手方向に空気の流通路を形成した状態で、断面略渦巻き状に幾層にも巻いて全体をロール状に巻き形成する一方、
当該ロール状に巻き形成した上記フイルターの少なくとも最外周部分を、上記合成ゼオライトが担持されていない無地の素材によって構成すると共に、
上記合成ゼオライトが担持されていないフィルターの最外周部分側より、合成ゼオライトが担持されている当該フィルターの中心部に向けて上記のＶＯＣガスを吸引し、且つ、この吸引したＶＯＣガスを、上記合成ゼオライトが担持されている上記フィルターのシート状基材に通過させることにより、上記合成ゼオライトに当該ＶＯＣガスを吸着させると共に、上記フィルターの中心部長手方向に形成された流通路より、上記ＶＯＣガスが吸着除去された清浄空気を排出するように構成したことを特徴とするＶＯＣガス除去用フイルター。
前記フイルターの基材である無機質の繊維が、シリカ・アルミナ系繊維であることを特徴とする請求項１に記載のＶＯＣガス除去用フイルター。
前記フイルターの中心部に形成した流通路の部分に、芯材として円筒状に加工した金網を挿通せしめ、この金網を構成する針金の一部を切断して形成した係止部に、前記シート状基材の先端部を係止して、当該基材が上記金網を芯材にして断面略渦巻き形状に巻き形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＶＯＣガス除去用フイルター。
前記フイルターを構成するシート状基材として平坦状の繊維が使用され、且つ、円筒状に巻き形成された基材の巻き終わりの最終端部が、無機質の接合剤を用いてロール面に接合されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のＶＯＣガス除去用フイルター。
合成ゼオライトが担持されていないフィルターの最外周部分側より、合成ゼオライトが担持されている当該フィルターの中心部に向けてＶＯＣガスを吸引し、且つ、この吸引したＶＯＣガスを、上記合成ゼオライトが担持されている上記フィルターの中心部側のシート状基材に通過させることにより、上記合成ゼオライトに当該ＶＯＣガスを吸着させると共に、上記フィルターの中心部長手方向に形成された流通路より、上記ＶＯＣガスが吸着除去された清浄空気を排出するように構成することにより、塗料やＶＯＣガスが混入されている空気中のガスを吸引して除去するＶＯＣガス除去用フイルターの製造方法であって、
ロール状に巻いた無機質の繊維から成る上記シート状基材を引出して搬送しながら、タンクに収容した上記合成ゼオライトと水とを混合し、この混合水をノズルから上記のシート状基材に噴射して当該繊維中に浸漬させて担持させる噴射担持工程と、
上記シート状基材の搬送と上記混合水の噴射を一定時間行った後、搬送中の上記シート状基材に対する上記ノズルからの上記混合水の噴射を一定時間停止して、上記シート状基材に上記合成ゼオライトが担持されていない無地の素材部分を作る素材部作成工程と、
上記混合水が噴射された上記シート状基材を乾燥することで、上記繊維を収縮させて、その繊維の中に浸入した上記合成ゼオライトを当該繊維に密着させる乾燥工程と、
上記合成ゼオライトが担持されている上記シート状基材の先端部分を中心にして、上記シート状基材の全体を断面略渦巻き状のロール形状に巻き取ることにより、中心部の長手方向に空気の流通路を形成し、且つ、巻き始めからこれに続く内側層に上記合成ゼオライトが担持され、外側層から少なくとも最外周層に上記合成ゼオライトが担持されていないロール形状のフイルターを成形するフイルター成形工程と、
上記ロール形状に巻いた基材の最終端部を、無機質の接合剤を用いてロール面に接合する接合工程と、から成ることを特徴とするＶＯＣガス除去用フイルターの製造方法。