JPH04100540A

JPH04100540A - 吸着剤成型体とその製法

Info

Publication number: JPH04100540A
Application number: JP2215239A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Fujii; 洋一藤井; Eiji Tanaka; 栄治田中; Takeshi Tanii; 谷井　健
Original assignee: Kuraray Chemical Co Ltd
Current assignee: Kuraray Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-08-14
Filing date: 1990-08-14
Publication date: 1992-04-02
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH0741166B2

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〕本発明は吸着剤成形体に関するもので、特に少量のバイ
ンダー量で、成形体の強度が高く且つ吸着容量が大きい
、吸着剤成型体を提供するものである。

〔従来の技術〕

ここで、単分散とは粒度分布において、中心粒子径を２
８ｍとしたとき、粒子径Ｒ０＠〜Ｒ”の範囲に全粒子を
含む分散を指すが、従来から、このような単分散の吸着
剤粒子を成型する方法は知られていた。しかし、１〜１
００００μの微粉末を成型する場合、成形体にかなりの
強度を付与するためには、大量のバインダー、すなわち
、吸着剤１００部に対して３０部以上が必要であった。

大量のバインダーを使用するため、吸着能力の低下が大
きくなる欠点があった。

〔発明が解決しようとした課題〕

複数の単分散の吸着剤の混合物をプラスチック微粒子を
バインダーとして成形する場合、相当な強度を付与しよ
うとすれば、かなり多くのバインダーを添加する必要が
あり、そのため吸着能力が相当低下することは避けがた
い。

従って、吸着剤の吸着性能低下を伴わずに、バインダー
使用量を大幅に減少させ、且つ強度の大きい吸着剤成型
体が求められていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は複数の単分散の吸着剤をプラスチック粒子
をバインダーとして成形する場合、混合比率、吸着剤及
びバインダーの平均粒径の関係について検討した結果、
これらの値が特定の関係を有する場合には、比較的少量
のバインダーで成形しても、高い強度が得られ、且つ吸
着能力の低下も著しく小さいことを見出した。これに基
づいてさらに成形体の組成について研究した結果、本発
明に到達した。　すなわち、（１）複数の単分散吸着剤
粒子Ａ１、Ａ２・・・Ａｎとバインダーとしてプラスチ
ックを含み、単分散吸着剤粒子の数平均粒子径が０．１
　μｍ　〜１００００　μｍであり、ＡｉとＡｉ＋１の
数平均粒子径の比がＡｉ／Ａｉ＋Ｉ−０，００１／１．
０〜０．０３／１．０であり、且つＡｉが吸着剤の全重
量に対してｌ／２０〜１８／２０である吸着剤成型体、
（２）上記組成物に、更に繊維状補強剤を加えたもの及
び、（３）バインダーのプラスチックの粒子径が０．５
〜５０μｍの微粉末である、吸着剤成型体である。

以下本発明について詳しく説明する。

本発明に使用する吸着剤はとくに限定しない。

通常、吸着剤として使用されるもの、例えば、活性炭、
ゼオライト、シリカゲル、アルミナ等広く使用可能であ
る。

本発明に使用する吸着剤の粒度は、複数の単分散の粒子
の混合物よりなっている。ここで単分散とは、粒度分布
において、中心粒子径をＲμｍとしたとき、粒子径Ｒ０
６〜Ｒ１４の範囲に全粒子を含む分散をいう。また、そ
れぞれの単分散の数平均粒子径は、０．１　μｍ−１０
０００μｍとする必要がある。

成形された板状吸着剤は、その機能的な制約から厚さは
通常５０〜１００　ｍｍが限度となっている。

このような成形吸着剤では、単分散の数平均粒子径が１
００００μｍ以上の粒子を使用すると、成形体の強度が
著しく低下するためである。また、平均粒子径が０．１
　μｍになるとガスの成形体内部への浸透速度が著しく
低下して、吸着速度が低下するため使用できない。平均
粒子径は、数μｍ〜数ｍｍ位まで種々の粒径が使用可能
である。また複数の単分散吸着剤は同一種類であっても
、異なる吸着剤であっても、また混合物であってもよい
。

本発明において、複数の単分散の隣接する平均粒子径の
比率は、Ａ　ｉ　／Ａ　ｉ　＋　Ｉ　＝０．００１　／
１．０〜０．０３／１．０とする必要がある。これは大
粒子の隙間に、小粒子が容易に充填されるような関係を
指している。Ａ　ｉ　／　Ａ　ｉ　＋　１が０．０３以
上になると、大粒子の間隙に小粒子の充填がされにくく
なるため、成形圧を高くしないと成形体密度が高くなら
ず、また、強度も低下する。この関係は実施例１と比較
例１より明かである。Ａｉ／Ａｉ＋１が０．００１以下
になると、バインダーの所要量が増加し、吸着能力も低
下する。

本発明において、それぞれの単分散の吸着剤の全重量に
対する比率は、１／２０〜１８／２０とする必要がある
。Ｉ／２Ｇ以下になると、成形体の密度が低くなり、ま
た　１８／２０以上になると、バインダーの所要量が増
加し、吸着能力が低下する。

本発明には、プラスチックを使用する必要がある。プラ
スチックの種類は特に限定しない。例えば、熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂、親水性樹脂、導電性樹脂、メゾフェ
ーズ−ピッチ等、水や有機溶剤を用いずに加熱融着でき
るものが適当である。

熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、
ＡＢＳ、ＰＥＴ、ナイロン、ＰＢＴ、エチレンアクリル
樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、メゾフェーズピッチ等が可能であ
る。

熱硬化性樹脂としてはフラン樹脂、フェノール樹脂が使
用可能である。

親水性樹脂としてはポリビニルアルコール樹脂、エバー
ル樹脂が使用可能である。

導電性樹脂としてはポリビニルピロール、ポリアセチレ
ン等が使用可能である。

これらのプラスチック樹脂は、使用目的に応じて使い分
けるのが好ましい。すなわち、水溶液での吸着に用いる
場合は親水性ポリマーを接着剤とするのが最適で、また
油、有機溶剤などの濾過に用いる場合は、疎水性ポリマ
ーを接着剤にするのが、その対象物質に対する親和性の
点で好ましい。

プラスチックの粒子径としては０．５〜５０μｍが好ま
しく、５〜３０μｍがより好ましい。

本発明には、複数の単一分散の吸着剤粒子、プラスチッ
クの他、繊維状補強剤を使用することが出来る。

補強材としては、例えば、金属、無機または有機のモノ
フィラメント、マルチフィラメントの繊維が使用可能で
ある。ポリプロピレン、ビニロン、ポリエステル、ナイ
ロン、ガラス繊維、ポリエステル−ポリエチレンのコン
ジュゲート繊維などが使用可能である。

補強材の形態は、例えば、線状、モノフィラメント、マ
ルチフィラメントの繊維が使用可能である。線状補強材
は、成型体の中にいれたり、外に巻いたりする事により
強度を向上できる。いずれも使用可能であるが、マルチ
フィラメントの方が強度の大きいものが得られる。

平面状成型体は、網状、紙状、不織布状、布状なとの形
態てして使用することがで出来る。

次に本発明の成型体の具体的製法について述べる。

混合方法としては、通常の工業的混合方法、例えばミキ
サー、リボンミキサー、スタティックミキサー、ボール
ミル、サンプルミル、ニーダ−等が使用できるがこの限
りでない。混合の際、混合のみでも付着させることがで
きるが、プラスチックと吸着剤の接着をより強固にする
ために、簡単な加熱を行うのがよい。熱源としては静電
気の発生下あるいは、マイクロ波、赤外線、遠赤外線、
高周波等を混合の際、同時に照射することにより成形体
の強度をより高くすることができる。このような操作に
より、剥離が起こらない程度の強度で付着せしめる事が
できる。

必要に応じて線状補強材として、種々の短繊維を添加し
ても良い。又、面状補強材として使用する場合は型枠の
中にあらかじめ敷き詰めておくのが好ましい。所望の型
枠内に前述の吸着剤、バインダー、補強材の混合物を流
し込み、加熱しながら０．１〜ｌｏｋｇ／ｃｉの圧力を
かけて圧縮成型した後、冷却する。単分散の吸着剤粒子
のみを成型する場合に比較して圧力は著しく低下した。

〔発明の効果〕

本発明は、特定の関係にある複数の単分散の吸着剤の混
合物をプラスチック微粒子をバインダーとした成形物で
ある。これにより、吸着剤の吸着性能低下を伴わずに、
バインダー使用量を大幅に減少させ、且つ強度の大きい
吸着剤成型体を得ることが出来た。

またこれにより、バインダー使用量が低下した他、成形
圧力が低下するため、設備費及びエネルギー節約の効果
もある。

〔実施例〕

以下実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。

実施例１、比較例１中心粒子径３０μｍ、粒径１２μｍ〜８０μｍの範囲の
重量分率が８０％である、単分散の粉末活性炭へを３０
部及び中心粒子径が１．５ｍｍ、粒径０．５０〜３．０
−の範囲の重量が７５ａ６である単分散の粒状活性炭Ｂ
を７０部及び粒子径２０μｍのポリエチレン粉末１０部
をＶプレンダーでよく混合し、厚み２闘の型枠に流し込
み、１２０°Ｃに加熱し、２ｋｇで加圧成型した。

この活性炭成型板を用いて、破断強度、平衡吸着量、吸
着速度を測定した。比較のため、粒状活性炭Ｂの代わり
に中心粒子径が０．８μｍ、粒径０，３０〜１．６ｍｍ
の範囲の重量が７５％である単分散の粒状活性炭を同量
用いて成型した（比較例１）。その結果を第１表に示す
。

実施例２、比較例２中心粒子径３０μｍ、粒径１２μｍ〜８０μｍの範囲の
重量分率が８０％である単分散粉末活性炭へを３０部、
中心粒子径が１．５ｍｍで粒径０．５〜３．０　ｔｍｎ
の範囲の重量が７５％である単分散粒状活性炭Ｂを７０
部及び粒子径２０μｍのポリエチレン粉末１０部をＶブ
レンダーでよく混合し、厚み２閣の型枠に流し込み、１
２０℃に加熱し、２ｋｇで加圧成型した。

この活性炭成型板を用いて、破断強度、平衡吸着量、吸
着速度を測定した。比較のため、粉末活性戻入を３部、
粒状活性炭Ｂを９７部として、その他同−条件で成形し
た（比較例２）。その結果を第１表に示す。

実施例３、比較例３中心粒子径３０μｍ、粒径１２μｍ〜８０μｍの範囲の
重量分率が８０％である単分散ゼオライト粒子Ａを３０
部、中心粒子径が１．５ｏｎで粒径０．５〜３．０　ｃ
ｍの範囲の重量が７５％である単分散粒状活性炭Ｂを７
０部及び粒子径２０μｍのポリエチレン粉末１０部およ
び長さ２ｍｍのポリプロピレン繊維を２部をＶブレンダ
ーでよく混合し、厚み２ｍｍの型枠に流し込み、１２０
°Ｃに加熱し、２ｋｇで加圧成型した。

この活性炭成型板を用いて、破断強度、平衡吸着量、吸
着速度を測定した。比較のため、バインダーとして粒子
径５０μｍのポリエチレン粉末を使用して成形した（比
較例３）。その結果を第１表に示す。

実施例４、比較例４．５中心粒子径３０μｍ、粒径１２μｍ〜８０μｍの範囲の
重量分率が８０％である単分散粉末活性炭Ａを１５部、
中心粒子径３０μｍ、粒径１２μｍ〜８０μｍの範囲の
重量分率が８０９６である単分散粉末ゼオライトＡを１
５部、及び中心粒子径が１ｆｆ［［１１で０．５〜３．
０　ｔｒｍの範囲の重量が７５９６である単分散シリカ
ゲル粒子Ｂを７０部および粒子径２０μｍのポリエチレ
ン粉末１０部および長さ２關のポリプロピレン繊維を２
部をＶブレンダーでよく混合し、厚み２ｍｍの型枠に流
し込み、１２０°Ｃに加熱し、２ｋｇで加圧成型した。

この活性炭成型板を用いて、破断強度、平衡吸着量、吸
着速度を測定した。比較のため、これらの活性炭及びゼ
オライトの混合比率を適宜変えて成型した。結果を第１
表に示す。

以下余白

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の単分散吸着剤粒子Ａ１、Ａ２・・・Ａｎと
バインダーとしてプラスチックを含み、単分散吸着剤粒
子の数平均粒子径が０．１μｍ〜１００００μｍであり
、ＡｉとＡｉ＋１の数平均粒子径の比がＡｉ／Ａｉ＋１
＝０．００１／１．０〜０．０３／１．０であり、且つ
Ａｉが全重量に対して１／２０〜１８／２０である吸着
剤成型体。
（２）複数の単分散吸着剤粒子Ａ１、Ａ２・・・Ａｎと
バインダーとしてプラスチック及び繊維状補強剤を含み
、単分散吸着剤粒子の数平均粒子径が０．１μｍ〜１０
０００μｍであり、ＡｉとＡｉ＋１の数平均粒子径の比
がＡｉ／Ａｉ＋１＝０．００１／１．０〜０．０３／１
．０であり、且つＡｉが吸着剤の全重量に対して１／２
０〜１８／２０である吸着剤成型体。
（３）バインダーが粒子径０．５〜５０μｍのプラスチ
ック微粉末である、特許請求範囲第１項及び第２項記載
の吸着剤成型体。