JPH02191547A - コルゲート加工可能な吸着性シート - Google Patents

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 本発明は活性炭を用いて、空気中の有機溶剤の分離およ
び回収などを行うためのフィルタとして有利に実施する
ことができるコルゲート加工可能な吸着性シートに関す
る。

従来の技術 周知のように、電子・機械・ガラス・食品・医薬品など
の多・ぐの分野で防錆・乾燥・貯蔵・省エネ、ルギとし
て有機溶剤の５）離・回収装置が幅広く使用されている
。

第１図は本発明の一実施例を示し、こび）図面を９四し
て、併せて先行技術をも説明する。吸着能を有するシー
トｌａ、ｌｂをハニカム状に加工し、円筒状に巻き上げ
て、有機溶剤を吸着して説奥するハニカノ、構造体であ
るロータ１を構成する。

第２１２Ｉは本発明の一実施例を示し、この図面を参照
して従来技術をも説明する。ロータｌをモータ・１で矢
印５の方向に連続的に回転さ仕、吸着と再生を同時に行
う。ロータ１は吸着ゾーン２と再生ゾーン３に区別され
、有機溶剤を含む被処理空気Ｗは、吸着ゾーン２を通過
する間に空気中の有機溶剤がロータ１内の活性炭に吸収
され、清浄な空気りになって排気される。有機溶剤を吸
収したロータ１の吸着ゾーン２は回転して再生ゾーン３
に移動し、高熱空気Ｒによって有機溶剤を放出し再生さ
れて再、び吸着ゾーン２で有機溶剤を吸収する。このロ
ータ１はモータ４で低速回転するだけの簡易な構造であ
る。

上述したロータ１を形成する吸着シー［・は、通常、粉
末状或いはｍ雌状活性炭と、この活性炭を担持するため
の繊維材およびこれらを結きするための結き材をもって
厚紙状に形成されている。

粉末活性炭の結き剤としては、溶液型やエマルジョン型
の液状バインダと繊維状バインダの２種類に大きく別れ
る。液状バインダは、活性炭の細孔くボアー）を埋めて
その吸着能力に大きな損失を与えろことになり、繊維状
バインダでは全ての活性炭粒子を付着担持させることが
できないという問題がｉＰ）る。

特に重要であるのは、これらグ）結合剤がＪＴ機バイン
ダであるため高温の熱風に耐え得ず、吸着シートの劣化
を早めていることで、らる。

高い吸着性能と加工適性を備えた吸着性シー）−に′）
いては先に種々検討が行われ、たとえば本発明昔らはセ
ルロースＩ！維、活性炭粉末、然機填月および結き剤か
ら成る吸着性シートを、すでに、完成した。これによれ
ば活性炭の歩留が高く、石綿を含有させずに抄紙するこ
とができ、実際に有機溶剤の分離・回収などのフィルタ
として好適なものであった。しかしながら高温の熱風に
さらされるロータの用途には難があった。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、前記背景技術の問題点を解消し、空気
中の有ａ溶剤の分離・回収などのフィルタとして高い吸
着性能を有し、さらに吸着能の再生が容易にかつ安全に
できる耐熱性、難燃性に優れた活性炭シートの重複積層
物によるフィルタに好適なコルゲート加工可能な吸着性
シートを提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、粉末活性炭５０〜９０重量２ごと、反応性に
富む水酸基を有し、水による湿潤後乾燥したとき自己固
結性を有する繊維状の粘土鉱物５〜・１０重里％と、 空気中３００℃における強度保持率が・＋　Ｏ？、；以
上である耐熱−性人造４Ｐｉ帷２〜２０重Ｍ　？６を主
成分として含有することを特徴とするコルゲート加工可
能な吸着性シートである。

本発明で用いろ粉末活性炭は吸着性能の面から比表面積
の大きいことが好ましく、比！七面積１０Ｑ　Ｏｍ　’
　、−’　ｇ　Ｌｕ上は・ｇ・要である。またその粒径
は平均２０μｍ以下で、好ましくは平均１０μｒｎ以下
が望ましい２粒径が平均２０μｒｎ以上の１％斤は抄紙
時に沈降が早く、不均一なシートになり易くシー［・か
ら脱落してピンホールの原因にもなる。

粉末活性炭の配合］Ｅ５０％直り下では目的とする吸着
能力が得られず、９０％以上では吸着能力の点では良好
であるが充分な加工強度が得られなくなる。

本発明で用いる自己固結性無機繊維でｉＰ、る粘土鉱物
は、含水珪酸マグ木シウムを主成分とし、その表面に反
応性に富む水酸基（−ＯＨ＞を有する天然の粘土鉱物で
ある。具体的にはセビオライト、アタバルシづヤイト、
パリゴルスカイト、ログリナイトをいう。該無１１１！
繊維はコルク状、レザー状、塊状などで産出され、これ
を扮砕、解綿、叩解することで適切な形状にして使用さ
れる。該無機繊維は、アスベストの交替材料として抄紙
にも使用することができるが、その楕ｊ責が持っている
水酸基（−〇　＋＋　）のため、水に分散した時に揺変
性が強く濾過工程でＰ水性を悪くしたり、加圧脱水工程
でホ下方向に紙料が流出しなり、また電荷特性が両性で
１りるため負電荷をも−）検体との吸着接着性が弱いた
め担持率が悪・り、その使用方法は現在でも完全に１＊
朽つくされていないが、本発明では、このような粘土鉱
物を用いて、活性炭杓子をからめてその活性炭精子がＦ
Ｉ下しないように保持する働きを有する。この粘土鉱物
を用いることによって、後述の結き剤の使用量を減少さ
せるかまたは零とすることができ、このような粘土鉱物
自体は柔軟性を有し、吸杓性シートの強度保持に寄与す
る。この粘土鉱物は繊維径が２μｒｎ以下であり、好ま
しくは１μｍ以下であり、繊維長は１０μｍ以上、好ま
しくは３０μｒｎ　”Ｃあり、比表面積は１５０ｍ”／
ε以上であることが望ましい。繊維径が２μｒ口を超−
え、また繊維長が１０μｆｆ１未満であり、また比表面
積が１５０ｒｎ”７ｇ未満であるときには、粉末活性炭
の担持による強度の向上が不充分である。この粘土鉱物
の使用量は、全固形物質に対し前述のように５〜４０重
量％が好ましいけれども、さらに好まし・くけ１０〜２
０重量％である。

本発明で用いる空気中３００℃における強度保持率が４
０％以上である耐熱性人造繊維としてはガラス繊維、セ
ラミック繊維、ロックウール繊維等の無機繊維や芳香族
ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル、ノボ口・イド繊
維、カーボン繊維などの耐熱性合成繊維があり、これら
のＩＰ！または２種以上を用いる。

Ｆｊ耐熱性人造繊維は、粉末活性炭と、自己固結性無機
繊維である粘土鉱１−との固結物を担持、補強するため
のものであり、少なくとも空気中３００℃の雰囲気で１
００時間暴露してもその強度保持率が４０％以上あるも
のでなければならない。

強度保持率が４０％以下の繊維では、吸着能の再生時に
かけられる高温による強度劣化が激しく、長期間の使用
に耐えられな・くなる、またＩｔ熱性繊維といっても、
単に繊維の表面に難燃性を付与しただけの６成繊維など
では高温に長時間さらされるとその効果が持続できず、
本発明には適さない。

該耐熱性繊維の配会量は２〜２０重量２５が好ましく、
２０重量％以上ではできたシートがポーラスになり、ビ
ン・ホール発生の原因になる。また２重量％以下では加
工に必要な強度が得られない。

強度保持率とは、繊維単体または集五体の熱処理前の引
張強度と熱処理後の引張強度の比率をいう。

強度保持率の測定方法を説明ずろ。引張強度試験器にて
試料の引張強度の測定を行い、この測定値により強度保
持率を第１式から算出する。

Ｓ、・未処理品の試Ｙ１の常温での引張強度Ｓ２　・空
気中３００℃にて１００時間処理峡の試料の常温での引
張強度 なお、繊維単体での引張強度の測定ができない場きは、
その〜繊維の太さにきわ仕て５０〜２００本の試１’１
束にして測定を行う。またロックウール繊維やパルプ状
繊維のｊ′％音にはく湿式抄紙法により）ボード状ある
いはベーパ状に成型してこれにより強度の測定を行う。

また補強の目的で必要に応じて結合剤１５重敗＝’、、
　Ｉｌ、下を使用１−ることかできる。この場りにはＳ
Ｂ　Ｉ−ｉ　、Ｎ　Ｂ　Ｒ、アクリル樹脂などの有機高
分子エマルジョンや、コロイダルシリカ、コロイダルア
ルミナなどの無機コロイド液や、デンプン、ｐ■Ａ粉末
などの粉末状有機結な刑、ビニロン繊維、ポリエチレン
繊維などの熱溶融性繊維状結き剤なども使用できる。

その添加量が１５重凰％以上になると、耐熱性能の低下
が激しく、望ましくは１０重置火以下とすべきで１らる
。

上述の配＃’′ｃ得られた吸着性シーｌ−は、さらに吸
着能力を効率良く経済的に刊用するために、被鴇埋空気
と活性炭との接触する面積を大きくする必要がある。こ
のために吸着性シートと平行に処理空気を通過させるの
が最良であるが、これでは装置自体も大きくなるため実
用的でない、ｌＫ位容積当りの接触面積を大きくするた
めに該シートを１１層する第１図、第２０および第３図
の構造が実現される。−ｍ的には、片ダンボールを重層
したような直方体のへ二カッ、構造と第１図、第２０の
如き円筒型のハニカム構造のものがある。

第１図は、本発明の吸着性シートをコルゲート加工して
ハニカノ、構造木をｔａ　１％する工程の説明図であり
、ロータ１を構成するために、コルタート加工して波板
とした吸着性シート１εｔと、ヱ板状の吸着性ジー［−
１１：＋とを、片ダンボール状に構成して巻回し、ロー
タ１を構成する。このロータ１は前述の第２図のように
して使用し、有機溶剤の吸着を行う。

第３図は、コルゲート加工した吸着性シートＩＺ％と平
板状の吸衿性シート１ｂとを示す断面口である。吸着性
シートｌ　ａは波形に屈曲されて、前述のようにコルゲ
ート加工され、その高さト１はたとえば１．５〜２．５
ｍｒ口であり、吸着性シートｌａ、ｌｂの１みは０−　
１−０　、　３　ｍｒｎである。

本発明活性炭フィルタの用途として、たとえば脱臭装置
で用いる構造はハニカム円筒１１を造であって、回転式
とも呼ばれていることは図面によって前述したとおりで
ある。このロータ１は、活性炭シートをコルゲート製膜
機により片ダンボールに加工し、さらにこの片ダンボー
ルを巻き上げて円筒にしたものである。この巻き上げの
回数により所望の寸法、性能く処理部ｉ）を得ることが
できる。これらの加工の際には水ガラス系の無機バイン
ダーを接着剤として使用する。すなち第４図に示される
ように、コルゲート加工されるべきフルー１・原紙７は
、水平軸線に沿って延びる凹凸が形成されたに面を有す
る段ロール８によってコルゲート加工され、ロール９に
よ−）で案内される。コルゲート加工されたシート１　
ａは、糊ロール１０によって先端部１１（第３［Ａ参照
）に接着剤が付着される。平板状のシーｔ−１ｂはライ
ナー原紙】２として供給され、ロール１３に導かれる。

このロール９１３間でシートｌａ、１１：＋が接着剤に
よって接着され、ロール状に巻き取られて除湿ロータ１
が構成される。糊ロール１０には、糊受皿１４に貯留さ
れている接着剤１５がロール１６がら供給される。

本発明の他の実施磐様として、フルート原紙７を構成す
る粘土鉱物が湿潤状態にあるとき、段ロール８によって
コルゲート加工を施して、シート１ｂに接着剤で接着し
、こうして片ダンボールを構成した後に、乾燥を行うよ
うにしてもよい。このようにすれば、粘土鉱物が充分に
大きな柔軟性を有している状態でコルゲート加工が行わ
れるので、そのようなシー１−１５ｔの損傷などを確実
に防ぐことができる。この場な、段ロール８はたとえば
１４０〜１５０℃とし、ここで湿潤状態にある粘土ｆｆ
ｉ　ｆｋを含むシート１ａをコルゲート加工し−）つ乾
燥させ、したがって糊ロール１０によって接着剤を付着
する際に、その接着剤がシート１　ａに浸透することを
防ぐこともできる。接着剤がシートｌ　ｔｔ内に浸透す
ることを防ぐことによって、吸着性能の低下を防ぐこと
ができる。

第１（２１および第３図からも明らかであるようにハニ
カム４１構造体の断面形状はほぼ三角形の空隙の集音体
であり、この三角形を小さくすることで、栄位容積重た
りの面積が大きくなり、効率が高くなる。しかし空気抵
抗による圧力…失も大きくなるので、−鍜的には三角形
び）高さｈは前述のように１　、５〜２　、５　ｍ　ｍ
であり、好ましくは１．６〜１　、９　ｍ　ｍで＋？）
す、開孔率７５−一）０？ご位が適切である。

該ロータ１は断面積の約３／′４を処理部として残りの
１　／　４を再生部として便用しており、ロータ１をゆ
っくり回転く１〜２　ＯＲＰ　Ｍ　）させることで処理
と再生が同時に行われる。

ｆト用 本発明に６℃う吸着性シートは、コルゲート加工を行っ
て、片ダンボールなどを栴成し、フィルタなどとして用
いることができる。粘土鉱物は、活性炭をとり巻いて強
度を向ユして活性炭が落下しないように保持する動きを
有するとともに、その粘土鉱物自体で柔軟性を持ち、シ
ートの強Ｉ２５Ａ侍に寄与し２、さらにまた在来の結き
性を不要にし、または結な剤の一＆要な量を低減する肋
きを果たす。

耐熱＋ｉ織繊維、粉末活性炭と粘土ｉ物との固結物を担
持、ｔｉｌｔ強する働きをする。

実施例 次に実施例および比較例により本発明をシー）と具体的
に説明する。

第１実施例 平均繊維径０．２μｍ、ヱ均繊１４長３０μｒｌ’ｌ、
比表面積３００　ｒ口２／′ｇのセビオライト１６重量
％を水中に分散させたのち、平均粒子径１５μｒｎ、比
表面ｒａ！　１６００ｍ’　　７ｇのヤシガラ活性炭７
５重量５゛３；と、耐熱性に造繊維としてノボロイド繊
維（２デニール×甲均長５　ｍ　ｍ　）　５　ｆｆｉ　
ｌ　？５、ガラス繊維（直径６　ｉｔ　ｒｎ　ｙ平均長
６ｍ　ｍ　）　４重量０Ｊを添りｎ＋分散俺、８０メツ
シユの網を用いた円網抄紙機で抄造し乾燥させて、厚さ
約０．’２６ｍ（口の活性炭シートを（）な、このよう
にして得られた活性炭シー　ト１２１をコルゲート製ｌ
″ｆ機によりフルート径１　、５　ｍ　ｍの片ダンボー
ルに水ガラスを接着剤として用い（加工し、さらにこの
片ダンボールを巻き上げ、ハニカム状の積Ｊ！！物を得
た。

第２実施例 平均繊維径０．１メｔｒｒ＋、平均繊維長５０μｒｎ、
比表面積２５０　ｒｎ　２／　ｇのセビオライト１２重
量％を水中に分散させたのち、第１実施例で使用したも
のと同じ活性炭７５重量％と耐熱性繊維として芳香族ポ
リアミドのバルブ状物４重量％、ノボロイド繊維２デニ
ールＸ　６　ｍ　ｒｎ　）　５重量％、ガラスＩＭｌ（
６）１重６ｍｍ）４重］１２６と他に結き材として熱１
容融ビニロンバインダー〈１デニールメ３ｒｎ　ｒｎ〉
３重量％とアクリル酸エステルエマルジョン３重址％を
混な定着上しめ、６０メツシユの網を用いた長網抄紙機
で抄造し乾燥させて厚さ約０゜２５　ｍ角の活性炭シー
１−を得た。このようにして得られた活性炭シートを第
１実施例と同様にしてハニカム状の積層物を得た。

比較例 セルロースパルプ（Ｌ　Ｂ　Ｋ　Ｐ　　ＣＳ　Ｆ　　２
００Ｃ（）４重Ｊｌ　ｃ′ｌ：）と繊維状チタン酸カリ
ウム１２重量？≦と第１実施例で使用したものと同じ活
性炭７５重堰２５と結訃祠としてノボロイド繊維〈２デ
ニールｘ　６　ｒｎ　ｒｎ　）　５重量２ご、ガラス繊
維（６μＸ　６ｍｒｒ＋）４重Ｉ２イの他に、熱溶融ビ
ニロンバインダ〈１デニールＸ　３　ｍ　ｒｒ亀）Ｂｆ
ｆｉ量％を混きし、さらにアクリル酸エステルエマルジ
ョン３重！　＋’Ｏを添加し、定着剤として硫酸アルミ
ニウム１．５重量％添加した後、８０メツシユの網を用
いた円網抄紙にて抄造し乾燥させて厚さ約０　、２５　
ｍｒｎの活性炭シートを得た。このようにして得られた
活性炭シートを第１実施例と同様にしてハニカム状の積
層物を得た。

上述のようにして得られた吸着性シートについて各種物
性を測定した結果を第１ｋに示した。

なお、該シートの耐熱性は着火温度で良否を判定した。

また強度は２００℃、１０００　ｈ　ｒ′に加熱後、第
１図のＡＢ力方向圧搾して耐圧を比較したものである。

く以下余白） 第１に 第１表におけろ吸着量というのは、トルエン１Ｂ　＋’
）　）］）−１ｍ　ｔ！−倉むガスを供給したときにお
ける口〜り１の単位重量当たりの吸着量を示す。破壊テ
ス１−というのは、第５図のように３０　ｃ：　ｍ角の
立方体の厚み方向にカを作用したとき、上下の平坦なシ
ートが接触するに必要な強度を求める試験である。

第１ｋがら、本発明によれば、シート耐熱性、強度、吸
着量が向上され、破壊テス■・の強度も向上されること
が判る。

第６１１１（１）は前述の第２実施例の６００倍番こ拡
大した顕微鏡写真であり、第６１ＥＩＪ＜２＞はその写
真の主要部分を説明するための図で島ろ。塊状の粉末活
性炭を覆っているのはセビオライトであり、こうしてセ
ビオライトによ−）で、粉末活性炭が強固に保持されて
いることが判る。

第７図（１〉は前述の比較例を示す６００＠に拡大した
顕微鏡写真であり、第７１１１（２）はその主要な構成
を示すための図である。細く■いｍ維がチタン酸カリウ
ム繊維であり、その他の塊が粉末活性炭である。このよ
うな比較例では、粉末活性炭が充分な強度で保持されて
いないことが判る。

除湿を行うためには、シートは塩化リチウムを含浸させ
ればよい。

発明の効果 以上のように本発明に従えば、空気中の有機溶剤の分離
・回収などのフィルタとして高い吸着性能を有し、吸着
の再生が容易にか−）安全にでき、しかも＃＃熱性Ｂよ
び難燃性を向上することができるコルゲート加工可能な
吸着性シートが実現される。

【図面の簡単な説明】

第１０は本発明の一実施例の除湿ロータ１の製造工程を
示す斜視図、第２図は除湿ロータ１の作動原理を示す簡
略化した図、第３図はシート１の拡大断面図、第４図は
片ダンボールを製造して除湿ロータ１を製造する工程を
示す断面図、第５図は本件発明者の破壊テストを説明す
るための斜視図、第６図は第２実施例の実験結果を示ず
顕ｍ鏡写真とその説明を行うための図、第７図は比１ａ
！ｒ！Ａの顕微鏡写真とその説明を行うための図である
。 ■・・・除湿ロータ、ｌａ、ｌｂ・・・吸着性シート、
２・・・吸湿ゾーン、３・・再生ゾーン、Ｗ・・・被処
理空気、Ｄ・・・乾燥空気、Ｒ・・・高温度の空気代理
人　　弁理士　西教　圭一部 手続補正 書（方式） １、事件の表示 特願平１−１１４９１ 、発明の名称 コルゲート加工可能な吸着性シート ３、補正をする者 事件とのｒＷｉ係　　出願人 住所 ６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ７、補正の内容 明細書第１９頁第９行目〜第１１行目を下記のとおりに
訂正する。 記 図、第６図は第２実施例の実験結果の繊維の形状を示す
顕微鏡写真とその説明を行うための図、第７図は比較例
の繊維の形状の顕微鏡写真とその説明を行うための図で
ある。 以　　上 住 所 大阪市西区西本町１丁目１３番３８号　新興産ビル国装
置ＥＸ　０５２５−５９８５　　ＩＮＴＡＰＴ国際ＦＡ
Ｘ　（０６）５３８−０２４７（代表）平成 １年 ４月２５日（発送臼）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 粉末活性炭５０〜９０重量％と、 反応性に富む水酸基を有し、水による湿潤後乾燥したと
   き自己固結性を有する繊維状の粘土鉱物５〜４０重量％
   と、 空気中３００℃における強度保持率が４０％以上である
   耐熱性人造繊維２〜２０重量％を主成分として含有する
   ことを特徴とするコルゲート加工可能な吸着性シート。