JPH03242217A - 気孔を含有する収着剤パッド - 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】 本発明は空気濾過装置、より詳しくは気流から特定の気
体成分を取り除（ことを目的とした濾過装置に係わるも
のである。再循環空気システムを有する場所では粒状物
質を取り除（為に再循環された空気を更に濾過すること
が望ましいことは周知のとおりである。濾過装置の中に
は非常に効果的なものがありそれらはタバコの煙の成分
のようなエアゾール液体粒子を取り除（ことが可能であ
る。但し、大気汚染物質のうち成る物は気体であり、空
気によって運ばれる粒子をしゃ断したり、閉じこめたり
することを主たる働きとするフィルターでは簡単に除去
することができない。こうした問題は、乗客に不快な思
いなさせることを嫌って異臭を含む空気の再循環が検討
されることのない航空機内などの閉鎖された環境におい
ては一段と深刻である。又、化学兵器をまきこんだ戦争
下や、毒性のガスが事故的に漏れ出してしまったという
ような有害ガスの係わる状況下では更に重大かつ致命的
な問題となって（る。

更に、上記よりは深刻でないレベルにおいても、気流に
含まれる湿気や二酸化炭素の量を減らすことはしばしば
望まれていることである。

物質の中には望ましからざる気体（すなわちここでは毒
性−有毒・異臭ガスやその他の好ましくない気体を含む
ものと定義する）を除去するにあたり非常に有効である
ものが知られている。又、再循環・濾過された空気を、
再循環操作の終了前に上記のような有効な物質から作ら
れたパッドに通過させることも提案されている。しかし
ながら、収着剤物質が飽和し、ガス漏出が起こるときに
問題は発生する。つまり、望ましからざる気体を含まな
い流れから望ましからざるレベルの汚染への変化は非常
にすばやい。これは気流ができるだけパッドのすべての
部分にわたって均等であるようにパッドが設計されてい
るからである。従って漏出は事実上すべての場所で同時
に発生する。漏出の接近を予想・予測することは容易で
ない為、不都合な時又は危険をともなう時に漏出の発生
をむかえるというリスクを避けるべ〈従来技術では不必
要にひんばんにパッドを交換しなければならない。

従来技術による収着剤床を使用することに伴なうもう１
つの問題点はパッド全体にわたり激しい圧力降下が生じ
ることである。これを避ける為、より強い空気循環ファ
ンを使用することが必要となり、これによってより多く
の動力が必要となるだげでなぐ騒音も増え、かつより広
いスペースが必要となる。こうした問題は特に航空機キ
ャビンの空気再循環システムにあってはかなり深刻なも
のである。

現在では、突然の漏出といった問題を最小限とし、同時
にパッドの圧力降下を大幅に抑えることのできる収着剤
床が開発されており、更にパッドの有効寿命も伸びてき
ている。

本発明は、パッドの向かいあう２つの面がそれぞれ流入
面と流出面であり、該パッドが収着剤材料から成り、か
つ該収着剤材料の中に複数の連続気泡フオームの層が分
散されており、これらの層が上記流入面と流出面の間の
パッドの局部厚の４〜％を占めることを特徴とする収着
剤パッドを提供するものである。

本発明は更に、活性アルミニウム収着剤材料から成る気
流から望ましからざる成分を除き、該収着剤材料の中に
複数の硬質連続気泡ポリマーフオームの球体が分散され
ておりかつ気流の方向にパッドの厚みを貫通する線の長
さの５０％未満が上記球体の内部を通るような形でこの
貫通する線がフオーム球体と交差することを特徴とする
収着剤パッドを提供するものである。

望ましからざる気体を吸着する為のパッドは、その望ま
しからざる気体を含む空気を第１の表面から第２の表面
へとパッド内を通過させることによって機能するもので
あり、従ってこれら２つの面の間の距離とはパッドの厚
さに相当する。

本発明のパッドは収着剤材料から成り、該収着剤材料の
中に複数の連続気泡フオームの層が分散されており、こ
れらの層が気流方向のパッドの局部厚のＶ−Ｖ、好まし
くは約火を占めることを特徴とするものである。

もつともひんばんに使用される収着剤材料は収着剤炭素
であるが、木炭、活性炭素などその他の炭素も使用する
ことができる。これまでに効果のあることが判明した収
着剤材料としては活性シリカ、活性アルミニウム、成る
種のゼオライト及び人工ゼオライトなどが挙げられる。

又、収着剤材料は過マンガン酸カリウムのような酸化剤
又は水酸化ナトリウムのような苛性アルカリで含浸して
もよい。含浸の目的は、望ましからざる気体が収着剤の
表面に吸着される際にこれを許容可能な物質に化学的に
変化させることである。

吸着は周知のとおり界面現象である為、いかなる材料を
選ぶにしてもその材料の気体にふれる表面面積が大きい
こと、かつ気体を保持する能力を有することが大切であ
る。逆に、上記のような特徴さえ有していればいかなる
物質でも吸着パッドの収着剤材料として使用可能である
ということができる。

上記収着パッド内には複数の連続気泡フオームの層が分
散している。これらの層は空気がより早い速度で通過で
きるような通路を提供するものである。このような層が
提供されることにより、ノ（ラドの圧力降下は大幅に軽
減される。層は収着パッド総容量の約１０〜５０％を占
めてよいが、望ましくは約２０〜３０％である。層の分
散はしばしばランダムであるが、パッドを通過する気体
の約３０〜６０％、望ましくは約４０〜５０％が、層の
１つ以上の横断線を含む通路に溜って通過することが好
ましい。こうしてパッドを通過した気体の一部は収着剤
材料のより少量部分を更に通過し、この量がパッドの残
部に在る収着剤より前に飽和する。これが結果的にはパ
ッドの減損を警告することとなる。この点も本発明が従
来技術にまさる点である。

上記のとおり、気体の中には比較的速くパッドを横断す
るものがある為、同じ寸法と収着剤から成る均質パッド
に比ベパッド全体の圧力降下の降下度にはそれに応じた
軽減が見られる。又、航空機キャビンの空気濾過システ
ムのように空気が再循環される場合にも、漏出する望ま
しからざる気体は少な（とも次のサイクルで吸着される
部分にのみ存在するため、収着パッドの有効寿命も長（
なる。

収着バッドの分散層を占める物質は連続気泡フオーム材
としてあられすことができるが、実は複数の連続気泡を
定義する比較的硬質のマトリックス構造を提供するとい
う点から考えると必らずしもこの物質は連続気泡フオー
ム材である必要はない。”フオーム”という用語は、空
気が自由に通過することのできる硬質の境界によって定
義される事実上空気の充填された層を意味することを意
図シたものである。従ってフオーム層は硬質で空気透過
性のいかなる中空体から構成されてもかまわない。中空
体は空気透過性でなければならない為、外殻の気孔は収
着剤材料の粒子よりも小さいものであることが必要であ
る。もし粒子よりも大きいと収着剤材料が中空外殻に流
れ出しこれを埋めてしまうことになる。

フオーム層は球状、円筒状、立方体、四角形又は不規則
形などいかなる形状であってもよい。但し、望ましい形
状は球体である。

本発明の一具体例において、収着バッドの一部、例えば
−隅セグメントにはパッドの厚みの中で層の数が変わる
部分が設けられている。これにより、一部分は厚みの２
０％が層により提供され、別の部分は厚みの４０％が、
そして更に別の部分は厚み０６０％が層により提供され
るといった状態となる。更に、この部分には望ましから
ざる気体の漏出が発生した場合に色の変化等によりこれ
を知らせる表示装置が提供される。こうして床の残りの
部分の減損の進行状況をチエツクすることができる。

フオームのマトリックス材料としてはポリスチレ／のよ
うなポリマー、スチレン／アクリルニトリルの共重合体
、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン／、オ
レフィン共重合体などが挙げられる；又は特に高温が予
想されるような場合には金属フオーム又はセラミックフ
オームなどの耐火性フオームを使用することができる。

航空機キャビンの空気テ過のような通常の空気濾過の場
合にはスチレン／アクリルニトリルの共重合体のような
ポリマー、ネオプレンフオーム又はポリウレタンフォー
ムなどが望ましい。

７オームは１００％連続気泡（すなわち独立気泡を１つ
も含まない）である必要はないが、本発明の利点が生か
される為には少なくとも７５％連続気泡であることが望
ましい。

以下、本発明を横断面略図にて具体的に表した図１〜４
により更に詳述する。いづれの図についても、収着パッ
ド１にはパッド内にランダムに分散された気孔２が存在
する。

各図において通路Ａは低速度通路を、一方、通路Ｂは高
速度通路を表わす。これは１通路Ｂが１つ以上の７オ一
ム層と交差することによるものである。

層は連続気泡フオームから構成されている為、収着剤材
料のみを通る通路の場合と比べ空気ははるかに早く通過
することができるのである。

図１は層２がパッド１内でランダムに分散されている本
発明の基本的概念を表わすものである。

図２では層を含むパッド１が層を含まない同−又は異な
る収着剤材料から成るパッド３と結合されている。この
２つ目のパッドは５層を含まない部分に吸着された気体
と異なる気体を吸着させる為に使用してもかまわない。

図３では本発明を具体化する概念が収着剤床の減損度を
示す為に使用されている。層を含むパッド１は、層を含
まないパッドの末端部として示されている。この場合、
流路はＣ，Ｄ％Ｅ％Ｆの４つが考えられこのうち流路Ｃ
が最も早く、Ｆが最も遅い。

流路Ｃ，Ｄ、Ｈの出口の上部に位置しているのが表示層
３で、ガスの漏出が発生するとこの部分の色が変わる。

こうしてイ減損すると表示層３のうち４の部分の色がま
づ変わり、×減損すると５の部分が、そしてパッドのイ
が減損すると６の部分の色が変わるというしくみになっ
ている。

図３においてパッドの層を含む部分はパッドの一端にの
み位置しているが、言うまでもなく同じ形状がパッド全
体の幅にわたってもかまわない。

図４では、同一のハウジング内に位置することの可能な
完全な濾過システムを提供できるよう、層を含むパッド
ｌが粒子フィルター７と結合されている。

はとんどの場合、収着剤パッドは粒子フィルターの近（
に位置している方が便利である。その際には双方の部品
を１つの共通の）・ウジフグに密封した方が都合が良く
、パッドの端部における空気漏れを防ぎ、これにより、
収着剤床の通過を避けることができる。

収着剤床は微細物質でてきているので５粒子材料の封じ
込め手段を提供することが必要である。

これの望ましい例としてはナイロンフィラメントの不織
布ウェブで被った細目金属が挙げられる。

但し、この手段の目的はフィルターの圧力降下の大幅な
増加に屈することな（、収着剤材料と７オ一ム層を封じ
込めることに在る。従って、この目的さえ達成できるも
のであれば上記細目金属以外のいかなる手段であっても
かまわない。例えば収着剤材料の粒子同志の相互付着を
ひきおこしたり、又は粒子ケ圧縮して凝集固体にするこ
とにより内部支持構造を提供することも１つの可能な手
段と言える。

但しこれらの処置はしばしば収着剤床の気孔率を下げて
しまう為圧力降下度を増加させてしまう結果となりがち
である。先に指摘のとおりこれは本発明の収着剤床を使
用する上では望ましくないことである。

【図面の簡単な説明】

〕 第１図〜第４図は本発明の収着剤パッドの断面図である
。 （外４名） 手 続 補 正 書（ｊ５幻 平成 ５月−３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流入面と流出面が向いあう収着剤パッドであつて、
   該パッドが収着剤材料から成り、かつ該収着剤材料の中
   に複数の連続気泡フォームの層が分散されており、これ
   らの層が上記流入面と流出面の間のパッドの局部厚の１
   ／８〜１／２を占めることを特徴とする収着剤パッド。 ２、フォームの層が大体において同一の直径を有するほ
   ぼ球状であることを特徴とする請求項１項記載の収着剤
   パッド。 ３、フオームの層がパッド内でランダムに分散されてい
   ることを特徴とする上記いづれかの請求項に記載の収着
   剤パッド。 ４、フォームの層がポリ塩化ビニルポリマーであること
   を特徴とする上記いづれかの請求項に記載の収着剤パッ
   ド。 ５、パッド内の収着剤が異なる速度で減損される部分と
   、このパッド内の収着剤の減損状態を示す為にパッドの
   流出面に取り付けられた指示手段とを有することを特徴
   とする上記いづれかの請求項に記載の収着剤パッド。 ６、フォーム層が球状、円筒状、立方体及び不規則形状
   のうちから選択されたいづれかの形状を有することを特
   徴とする上記１、３、４又は５項の請求項に記載の収着
   剤パッド。７、収着剤材料が望ましくない気体を化学的
   に許容可能な物質に変える物質を含有することを特徴と
   する上記いづれかの請求項に記載の収着剤パッド。 ８、収着剤物質が活性形態のアルミニウム、シリカ、炭
   素のうちから選ばれた物であることを特徴とする上記い
   づれかの請求項に記載の収着剤パッド。 ９、収着剤材料が活性アルミニウムから成り、かつ連続
   気泡フオームの層が硬質連続気泡ポリマーの球体を複数
   含有し、更に気流の方向にパッドの厚みを貫通する線の
   長さの５０％未満が上記球体内を通る様な形でこの線が
   フォーム球体と交差することを特徴とする請求項１項記
   載の収着剤パッド。 １０、複数の層が収着剤パッドの総容量の１０％〜５０
   ％を占めることを特徴とする上記いづれかの請求項に記
   載の収着剤パッド。 １１、複数の層が収着剤パッドの総容量の２０％〜３０
   ％を占めることを特徴とする請求項１０項記載の収着剤
   パッド。 １２、ハウジングから成り、かつ該ハウジング内に、上
   記いづれかの請求項に記載の収着剤パッドと粒子フィル
   ターとを密封したことを特徴とするろ過装置。