JPH02139036A

JPH02139036A - 成形吸着体の製造方法およびそれに使用する吸引成形型

Info

Publication number: JPH02139036A
Application number: JP63293199A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Nakahigashi; 中東　義貴; Takeshi Maeda; 武士前田; Yasuo Matsushita; 松下　保夫; Toshio Date; 伊達　利夫
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1990-05-29
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JP2670116B2

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、塗装工場等の排気ガス中に含まれる有機溶剤
ガスや半導体工場等で使用される超音波洗浄機等から発
生するフロンガス（例えば、Ｒ１１３）などを回収する
溶剤回収装置において、その吸着エレメントを構成する
活性炭素繊維使用の成形吸着体を製造する方法およびそ
れに使用する吸引成形型に関する。

〈従来の技術〉活性炭素繊維を使用した吸着エレメントを製造する場合
、従来では、金網などにより形成した円筒部材の長手方
向両端それぞれに鍔体を連接して同浴状の保持部材を形
成し、その保持部材に、所定の厚みになるように活性炭
素繊維フェルトを巻き付けて吸着エレメントを製造して
いた。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、上述した製造方法では、活性炭素繊維フ
ェルトを巻き付けるのに多大な手間を要する欠点があり
、また、その巻き付けに際して付与する巻き付は力の変
動に伴い、保持部材の周方向および長手方向それぞれに
おいて、活性炭素繊維の密度が不均一になり、溶剤に対
する吸着性能が低下する欠点があった。

そこで、上述の不均一性を回避するために、次のような
ことも考えられた。

すなわち、吸着剤としての活性炭素繊維や、それらを接
合して一体化させる熱熔融性合成樹脂などの接着材を、
それぞれの長さが０．１〜５ｍ程度になるまで叩解して
均一な水性スラリーを得る。

一方、筒軸芯方向の一端側が閉塞された筒体に、その全
面にわたって活性炭素繊維や接着材などよりも小さい多
数の通水孔を形成して吸引成形部材を構成し、その吸引
成形部材を前述した水性スラリー中に浸漬し、真空ポン
プなどにより吸引力を付与して、吸引成形部材の周囲に
活性炭素繊維や接着材を凝集させ、その脱水成形により
中空筒状体を得、その中空筒状体を吸引成形部材から取
り外して乾燥することにより成形吸着体を製造する。

このような製造方法によれば、吸引成形部材の外周面に
吸引付着する活性炭素繊維や接着材の量を増加するため
には、真空ポンプによる吸引力を大きくすれば良いが、
その吸引力の増大に伴い、吸引成形部材の通水孔部分で
は活性炭素繊維や接着材が高密度で凝集されるものの、
通水孔の周りの部分では密度が低くなり、均一性を保つ
ことができない。一方、真空ポンプによる吸引力を小さ
くすると、均一性を向上できるものの活性炭素繊維や接
着材の吸引付着量が減少し、吸着エレメントを構成する
成形吸着体としての厚みを確保できず、改善が望まれて
いた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、本発明の成形吸着体の製造方法は、活性炭素繊維や
接着材の密度が均一でありながら、大きな厚みの高品質
の成形吸着体を容易に製造できるようにすることを目的
とし、そして、本発明の成形吸着体の吸引成形型は、成
形吸着体の製造を行う上で、取り扱いやすいものを提供
することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉本発明の成形吸着体の製造方法は、上述のような目的を
達成するために、活性炭素繊維および接着材を含む水性
スラリー中において、柱状の内周ガイドとその内周ガイ
ドの外周面に対して所定間隔を隔てた内周面を有する筒
状の外周ガイドとにより中空筒状の成形空間を形成した
状態で、前記外周ガイドの筒軸芯方向の一端側に吸引力
を作用させ、その他端側から前記成形空間内に前記活性
炭素繊維および接着材を吸引凝集して脱水成形した後、
成形された中空筒状体を乾燥して成形吸着体を製造する
ことを特徴としている。

活性炭素繊維としては、レーヨン系、ポリアクリロニト
リル（ＰＡＮ）系、フェノール樹脂系、石炭ピッチ系、
石油ピッチ系など、吸着材の使用分野などに応じて適宜
選択して使用すれば良く、そして、通常、繊維直径が２
〜３０μｍ程度、繊維長さが０．５〜ｌ０ｍ５程度、細
孔半径が８〜２０人程度の微細孔を存し、公称比表面積
が５００〜２５０Ｏｎｆ／ｇ程度のものを使用するのが
好ましい。

接着材としては、麻やパルプなどの接着材用繊維とか熱
溶融性合成樹脂が使用される。熱溶融性合成樹脂として
は、融点が５０〜２００°Ｃ程度のものが好適であり、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール
、ポリアクリロニトリルなどが使用され、特に、ポリア
クリロニトリルが適している。また、熱溶融性合成樹脂
としては、糸状のものを使用すると、活性炭素繊維の細
孔を塞ぐことが少なく、糸径が５〜１１００ＩＩ程度で
、長さが０．５〜１０鴫程度のものを使用するのが好ま
しい。このような糸状の熱溶融性合成樹脂としては、成
形吸着体製造時の加熱温度で溶融もしくは変質しない高
融点繊維糸の表面に熱溶融性合成樹脂を被覆した構造の
ものを使用しても良い。

活性炭素繊維１００重量部に対する熱熔融性合成樹脂の
配合量は、５〜４０重量部程度にするのが良い、熱溶融
性合成樹脂の配合量が少ないと成形吸着体の強度が低下
し、一方、配合量が多いと、活性炭素繊維の細孔が塞が
れて気孔率が減少し、溶剤吸着性能が低下するからであ
る。

水性スラリー中の固形分濃度は、取り扱いの容易さや成
形の容易さなどの観点から、０．１〜２重量％程度とす
るのが好ましい。水性スラリーの調整は、常法に従って
叩解を行っても良く、また、成形吸着体の性能を阻害し
ない限り、分散側、安定剤、粘度調整剤、紙力増強剤、
歩留まり向上剤等を添加しても良い。

また、成形吸着体の強度を高める上で、非熱溶融性繊維
を補強材として使用するのが好ましい。

このような非熱溶融性繊維としては、成形吸着体製造時
の乾燥加熱温度で溶融もしくは変質しないものであれば
良く、通常、ガラス繊維、アルミナ繊維等の無機繊維と
か、汎用炭素繊維、ポリアミド繊維、高融点のポリエチ
レン繊維、高融点のポリプロピレン繊維、高融点のポリ
アクリロニトリル繊維等の合成繊維とか、レーヨン等の
半合成繊維、バルブ繊維等が使用され、その使用に際し
て、補強効果面から、糸径を２〜１００μｍ程度にする
のが好ましく、また、繊維長さを、成形吸着体製造時の
水性スラリーへの分散性および補強効果それぞれの面か
ら、０．５〜１ＯＩＩｎ程度にするのが好ましい、そし
て、活性炭素繊維１００重量部に対する非熱溶融性繊維
の配合量は、５〜８０重量部程度にするのが好ましい、
配合量が少ないと補強効果が減少し、一方、配合量が多
いと、単位重量当りの成形吸着体に含まれる活性炭素繊
維の量が減少して溶剤吸着性能が低下するからである。

また、上記製造方法の実施に使用する本発明の成形吸着
体の吸引成形型は、前述した目的を達成するために、活
性炭素繊維および接着材よりも小さい通水孔を備えた吸
水部材に、柱状の内周ガイドと筒状の外周ガイドとを、
前記内周ガイドの外周面と前記外周ガイドの内周面とを
所定間隔隔てて対向する状態で連接し、前記内周ガイド
の外周面と前記外周ガイドの内周面との間に、前記通水
孔が臨む状態で前記活性炭素繊維および接着材を吸引凝
集する中空筒状の成形空間を形成して構成する。

く作用〉本発明の成形吸着体の製造方法の構成によれば、成形空
間を形成した所定の吸引成形型を水性スラリー中に浸漬
し、吸水用の真空ポンプなどによって吸引力を付与する
ことにより、水性スラリー内に成形空間側に向かう流れ
を発生させ、活性炭素繊維や接着材を成形空間内に吸引
凝集して、活性炭素繊維と接着材とがランダムに接合さ
れた中空筒状体を脱水成形し、その後に乾燥して中空筒
状の成形吸着体を得ることができる。こうして得られた
成形吸着体を、多数の通気孔を備えた筒状の吸着塔部材
に外嵌して吸着エレメントを構成することができる。

そして、本発明の成形吸着体の吸引成形型の構成によれ
ば、それにパイプやホースなどの配管を介して吸水用の
真空ポンプなどを連通接続し、吸引力を付与することに
より、上記中空筒状体を得ることができる。

〈実施例〉以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

先ず、水性スラリーについて説明すれば、公称比表面積
１５００ｎ（／ｇのピッチ系活性炭素繊維（Ａ−１５：
大阪瓦斯株式会社製）を６０重量％、補強材としてのピ
ッチ系汎用炭素繊維を３５重量％、そして、接着材とし
ての高融点ポリアクリロニトリル繊維を５重量％含有す
るように、各繊維を、それらの合計重量の２５倍の重量
の水に分散させ、それぞれの繊維長さが１〜５ＩＩＩ１
１になるまで叩解して均一な水性スラリーを調整した。

の　　　法の第１図の（ａ）の縦断面図に示すように、上述の水性ス
ラリーを収容したスラリー槽１内に、バイブ２を介して
真空ポンプ（図示せず）に連通接続された吸引成形型３
を浸漬し、下方側から吸引力を付与し、水性スラリーを
吸引成形型３側に流動吸引する。

それに伴い、第１図の（ｂ）の縦断面図に示すように、
吸引成形型３において、内周ガイド４と外周ガイド５と
により形成された中空筒状の成形空間Ｓ内に前記各繊維
を吸引凝集して脱水成形し、湿潤状態の中空筒状体６を
得る。

その湿潤状態の中空筒状体６を吸引成形型３から抜き出
した後、１３０℃で１２０分間加熱して乾燥し、第１図
の（ｃ）の斜視図に示すように、高さが１５０ｍ＋、内
径が１５０ｍｍ、外径が４５０Ｍの中空筒状の成形吸着
体６ａを製造した。そして、第１図の（ｄ）の斜視図に
示すように、前述成形吸着体６ａの二個を重ね合わせ、
それらを、図示しないが、多数の通気孔を備えた筒状の
吸着塔部材に外嵌して吸着エレメントを構成する。

の　　　　　　　の第２図は吸引成形型の縦断面図、第３図は第２図の■−
■線断面図であり、柱状の内周ガイド４と筒状の外周ガ
イド５とが、内周ガイド４の外周面と前記外周ガイド５
の内周面とが所定間隔を隔てて対向される状態で吸水部
材７に連接されている。

吸水部材７の両ガイド４，５とは反対側に、真空ポンプ
に連通接続されるバイブ２を連通接続するーパイプ接続
部８が連接されている。

前記吸水部材７には、活性炭素繊維および接着材よりも
小さい通水孔９・・・が多数備えられ、内周ガイド４の
内周面と外周ガイド４の外周面との間に、水性スラリー
の吸引に伴って活性炭素繊維および接着材を吸引凝集す
る中空筒状の成形空間Ｓが形成されている。

この吸引成形型３を用いて吸引するに際し、第１図に示
すように、吸水部材７を下側に位置させ、下側から水性
スラリーを吸引することにより、吸引凝集される活性炭
素繊維や接着材の重量ならびに水性スラリーの水圧その
ものを、充填密度を高める側に有効に作用させることが
でき、より均一で充填密度の高い成形吸着体６ａを製造
できるが、吸引成形型３を横向きにして、水性スラリー
を水平方向に吸引するようにしても良い。

また、内周ガイド４の外周面と外周ガイド５の内周面の
一方あるいは両方に真空ポンプによる通水孔を形成し、
二面または三面から水性スラリーを吸引するようにして
も良い、この場合、通水孔として、例えば、前記吸水部
材７側程大径に形成するなどして均質化を図るようにし
ても良い。

次に、上述のようにして製造した成形吸着体を用いて構
成される吸着エレメント１０の使用例につき、第４図の
概略構成図に基づいて説明する。

吸着エレメント１０をフィルターとして取り付けた吸着
塔１１が並列状態で設置され、両吸着塔１１．１１の下
部側空間それぞれに、第１の電磁弁１２を介して溶剤含
有ガスを供給するプロワ−１３が連通接続されるととも
に、第２の電磁弁１４を介してコンデンサー１５とセパ
レータ１６とが連通接続されている。

吸着塔１１．１１それぞれの上部開口には、エアシリン
ダ１７によって開閉動作される弁体１８が設けられ、か
つ、その弁体１８により閉じられた状態の空間に連通接
続するように、第３の電磁弁１９を介装したスチーム供
給管２０が連通接続されている。

以上の構成により、前記第１ないし第３のｉｕｔ弁１２
，１２．１４，１４．１９，１９、および、弁体１Ｂ、
１Ｂそれぞれを背反的に開閉し、一方の吸着塔１１に溶
剤含有ガスを供給して吸着エレメント１０を通過させ、
溶剤を成形吸着体６ａに吸着しながら、他方の吸着塔１
１においては、スチームを供給して成形吸着体６ａに吸
着された溶剤を加熱脱着し、コンデンサー１５を経てセ
パレータ１６に供給し、溶剤を分離回収するようになっ
ている。

且ｌし１１比較例として、筒軸芯方向の一端側が閉塞された筒体に
、その全面にわたって活性炭素繊維や接着材などよりも
小さい多数の通水孔を形成して構成した吸引成形部材を
用い、前述実施例と同じ厚みの成形吸着体を製造しよう
としたところ、せいぜい厚みが３０ｍのものしか製造で
きなかった。

なお、本発明の実施例による成形吸着体によるベンゼン
吸着量を測定したところ、活性炭素繊維Ｉｇに対して０
．５３５　ｇと高い値が得られ、溶剤を良好に吸着回収
できるものであった。また、充填密度は３００ｋｇ／ｎ
（であり、活性炭素繊維の含有率が６０重量％とじても
１８０ｋｇ／ｒｒ！であり、活性炭素繊維フェルトの充
填密度１００ｋｇ／ｎ（に比べて、その密度を高くでき
ている。

麦長班前述吸引成形型として、内周ガイド３の外径が１５０Ｉ
ＩＩ１１で、外周ガイド４の内径が３５０ａ＋ａの第１
の吸引成形型、内周ガイド３の外径が３５０ｍｍで、外
周ガイド４の内径が５５０−の第２の吸引成形型、およ
び、内周ガイド３の外径が５５０ｍｍで、外周ガイド４
の内径が７５０閣の第３の吸引成形型それぞれを作製し
、それらの第１ないし第３の吸引成形型により、第１な
いし第３の成形吸着体２１ａ。

２１ｂ、２１ｃそれぞれを製造し、それら第１ないし第
３の成形吸着体２１ａ、２１ｂ、２１ｃを、第５図の（
ａ）に示すように順に外嵌し、全体として、高さが１５
０＋＋ｕ＊、内径が１５０−１外径が７５０閣の成形吸
着体２１を製造し、その成形吸着体２１の二個を、第５
図の（ｂ）に示すように、上下に重ねて、全体として高
さが３００ｍの成形吸着体を作製した。

この変形例によれば、均一で厚みの大きい成形吸着体２
１をも比較的簡単に製造できる利点がある。

本発明によって製造される成形吸着体は、浄水器のフィ
ルターとして水道水からの鉄錆、悪臭物質、遊離塩素等
を除去する場合、空気清浄機やニアコンディショナーの
フィルターとして煙、悪臭物質を除去したり調湿したり
する場合、化学工場、クリーニング業等において溶剤を
回収する場合、鉱物油および植物油中の固形分を除去す
る場合など、各種の用途に適用できる。

〈発明の効果〉以上の説明から明らかなように、本発明の成形吸着体の
製造方法によれば、吸引力を作用して水性スラリーに成
形空間側に向かう流れを発生させるだけで、成形空間に
より活性炭素繊維や接着材を保持させながら、活性炭素
繊維や接着材を吸引凝集できるから、活性炭素繊維や接
着材に対する保持を吸引力だけでもって行わずに済み、
比較的小さい吸引力であっても活性炭素繊維や接着材を
多量に凝集して脱水成形でき、周方向および筒軸芯方向
のいずれにおいても均一な密度を有しながら、厚みの大
きい高品質の成形吸着体を容易に製造できるようになっ
た。

そして、本発明の成形吸着体の吸引成形型の構成によれ
ば、通水孔を備えた吸水部材と内周ガイドと外周ガイド
とを一体化しているから、この吸引成形型にパイプやホ
ースなどの配管を介して吸水用の真空ポンプなどを連通
接続し、吸引成形型を水性スラリー中に浸漬して吸引力
を付与するだけで、上述のような高品質の成形吸着体を
製造でき、例えば、活性炭素繊維フェルトを巻き付けた
り、通水孔を備えた吸水部材に内周ガイドや外周ガイド
を取り付けるといった面倒な作業をせずに済み、成形吸
着体の製造を行う上で、取り扱いやすい吸引成形型を提
供できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の成形吸着体の製造方法の工程を説明
する図であり、第１図の（ａ）および（ｂ）は、それぞ
れ吸引成形状態を示す縦断面図、第１図の（Ｃ）および
（ｄ）は、それぞれ成形吸着体の斜視図、第２図は、吸
引成形型の全体縦断面図、第３図は、第２図の■−■線
断面図、第４図は、溶剤回収装置の概略構成図、第５図
の（ａ）および（ｂ）は、それぞれ成形吸着体の変形例
を示す斜視図である。３・・・吸引成形型４・・・内周ガイド５・・・外周ガイド６・・・中空筒状体６ａ・・・成形吸着体Ｓ・・・成形空間７・・・吸水部材９・・・通水孔

Claims

【特許請求の範囲】

（１）活性炭素繊維および接着材を含む水性スラリー中
において、柱状の内周ガイドとその内周ガイドの外周面
に対して所定間隔を隔てた内周面を有する筒状の外周ガ
イドとにより中空筒状の成形空間を形成した状態で、前
記外周ガイドの筒軸芯方向の一端側に吸引力を作用させ
、その他端側から前記成形空間内に前記活性炭素繊維お
よび接着材を吸引凝集して脱水成形した後、成形された
中空筒状体を乾燥して成形吸着体を製造することを特徴
とする成形吸着体の製造方法。
（２）活性炭素繊維および接着材よりも小さい通水孔を
備えた吸水部材に、柱状の内周ガイドと筒状の外周ガイ
ドとを、前記内周ガイドの外周面と前記外周ガイドの内
周面とを所定間隔隔てて対向する状態で連接し、前記内
周ガイドの外周面と前記外周ガイドの内周面との間に、
前記通水孔が臨む状態で前記活性炭素繊維および接着材
を吸引凝集する中空筒状の成形空間を形成したことを特
徴とする成形吸着体の吸引成形型。