JPH04122402A - 成形体およびその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、成形体およびその製造方法に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］水道水中
の塩素臭などを除去するため、家庭用、業務用等の浄水
器には、活性炭、活性炭素繊維などの吸着体が使用され
ている。

この吸着体の製造方法として、多数の透過孔が形成され
、一端が開口した吸引成形型を、活性炭素繊維、バイン
ダーなとを含む水性スラリーに浸漬し、吸引成形型の開
口部から吸引して、成形型の表面に前記ｌ；ζ性炭素繊
維及びバインダーを堆積させる吸引成形法か知られてい
る。この吸引成形法では、通常、第３図に示されるよう
な吸引成形型が使用されている。すなわち、吸引成形型
は、円筒状で多数の透過孔＜２２）を有する全網製の中
空筒体（２１）と、この筒体（２１）の一方の開口部を
閉塞する閉塞板（２３）と、他方の開口部を閉塞する閉
塞板（２４）と、この閉塞板（２４）に、前記筒体（２
１）の中空部と連通して形成された接続バイブ（２５）
とで構成されている。接続バイブ（２５）には、吸引用
の吸引パイプ（２６）か接続される。前記筒体（２１）
は、多数の透過孔（２２）が形成された金網の両端部を
溶接することにより形成されているので、筒体（２１）
には、溶接部（２７）か存在する。

このような構造の吸引成形型を用いて吸引成形する場合
には、均一な組織の中空筒状の成形吸着体を得ることか
困難である。すなわち、前記吸弓成形型による吸引成形
は、第３図に示されるような径大の筒体く２８）内に吸
引成形型の前記筒体（２１）を配して吸引し、前記筒体
（２８）と筒体（２Ｉ）との間の空間に、スラリー中の
活性炭素繊維などを吸引して堆積充填することにより行
なわれる。その際、前記溶接部（２７）では透過孔（２
２）が閉塞されているので、吸引成形しても、溶接部（
２７）には吸引力が作用しない。従って、得られた成形
吸着体のうち溶接部（２７）にＲ＝ｌ応する部位は組織
か粗で密度が小さく、他の部位では、用織糸度か大きく
なる。このような中空筒状の成形吸着体の外側から中空
部へ上水を供給して、上水を処理する場合には、」−水
の水圧が、前記組織か粗で、機械的強度の小さな部位に
集中し、前記溶接部（２７）に対応する部位から成形吸
着体か破壊する場合かある。特に、浄化速度を高めるた
めに、高圧で上水を処理する場合には、」二記問題か生
じ品い。

また、炭素繊維やバインダーを用いて、吸引成形法によ
り成形断熱祠をｆ′［製すると、成形断熱祠のうぢ前記
溶接部（２７）に対応する部位の嵩密度が小さくなり、
断熱性か低下する。

従って、本発明の「１的は、大きな圧力が作用しても破
壊することかなく、円泪に吸着処理できる吸着体として
有用な成形体を提供することにある。

また、本発明の他の［−１的は、均一な組織を有すると
共に、前記の如き優れた特性を有する成形体の製造方法
を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、嵩密度か均一で、成形断熱
祠として有用な成形体の製造方／ｌ：を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明は、吸
む剤を含む中空筒状の吸着体と、この吸着体の中空部に
配設され、透水性材料て形成された中空の補強筒とて構
成されている成形体を提供する。

この成形体は、外部から大きな圧力が作用しても、前記
吸着体の中空部に配設された中空の補強筒により吸着体
を補強できる。また、補強筒が透水性材料で形成されて
いるので、吸管処理を妨げることがない。

また、本発明は、吸着剤とバインダーとを含むスラリー
中に、一端が開口し、透水性材料で形成された中空の補
強筒を配し、補強筒の開口部がら吸引し、前記補強筒の
表面に吸着剤とバインダとを堆積させる成形体の製造方
法を提供する。さらに、前記スラリーに代えて、炭素繊
維又は炭素繊維化可能な繊維と、炭化又は黒鉛化可能な
バインダーとを含むスラリーを用い、前記補強筒を中空
の吸引成形型として用い、脱型した予備成形体を真空中
又は不活性ガス雰囲気中で焼成する成形体の製造方法も
提供する。

この製造方法では、中空の補強筒が透水性を有するので
、吸引により、前記吸着剤などをバインダーと共に補強
筒の表面に堆積させ、吸引成形することかできる。しか
も、補強筒が透水性材料で形成されているので、吸引む
らか生しる虞かなく、均一な成形体か得られる。

［実施例］ 以下に、ｍ（・１図面に基ついて本発明をより詳細に説
明する。

第１図は本発明の成形体の一実施例を示す概略断面斜視
図である。

成形吸着体としての成形体は、通水性に優れた抄紙構造
を有する中空筒状の吸着体（１）と、該吸着体（１）の
中空部に配設された中空の補強筒（２）とで構成されて
いる。また、吸着体（１）及び補強筒（２）の一方の端
面開口部は、全面に亘りシール部材（３）で閉塞されて
いる。

前記吸着体（１）は、吸着剤、例えば、粉状、粒状、顆
粒状活性炭、光学異方性のメソカーボンマイクロビーズ
を賦活処理した活性炭、活性炭素繊維なとを含んでいる
。これらの活性炭は少なくとも一種使用される。吸着剤
は少なくとも活性炭素繊維を含むのか好ましい。活性炭
素繊維は、特異なミクロボアの構造に起因して、吸着速
度が大きく吸着能に優れる。活性炭素繊維は、例えば、
ポリアクリロニ！・リル、フェノール樹脂、セルロース
系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維な
との炭素繊維を賦話処理することにより得られる。吸着
剤の比表面積は、その種類によって異なるが、通常５０
０−４６００　ｍ２／　ｇ　、好ましくは８００〜４０
００　ｍ’　／　ｇ程度である。吸着剤の比表面積が５
００　ｍ２／　ｇ未満であると吸着能が十分てなく、４
６００　ｍ２／　ｇを越えると一般に経済的でない。な
お、活性炭素繊維の比表面積は、通常、５００−２５０
０　ｍ’　／　ｇ程度である。

吸着体（１〉は、前記吸む剤と共に、通常、バインダー
を含んでいる。バインダーとしては、例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレンなとのオレフィン系ポリマー、ポ
リ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリエステル、
アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、スチレン系ポリ
マーなどの慣用のポリマーが使用できる。バインダーの
形態は、粉末状、粒状等であってもよいか、吸引成形性
に優れる繊維状であるのか好ましい。また、バインダー
は、吸着能の低下を抑制するため、熱接若性を有するの
が好ましい。

吸着剤とバインダーとの割合は、成形性などに応して設
定できるか、通常、吸着剤／バインダー　１００　／　
５〜１００　（重量比）程度である。

前記バインダーに代えて、麻又はパルプと紙力増強剤と
を用いてもよい。

さらに、吸着体（１）は、強度を高めるため、補強繊維
を含有してもよい。補強繊維としては、例えば、バルブ
；木綿、麻等の天然繊維：芳香族ポリアミド繊維、芳香
族ポリエステル繊維等の合成繊維；レーヨン等の２１′
−合成繊維：ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、金
属繊維等の無機繊維か例示される。

なお、吸着体（１）は、吸着能及び強度に悪影響を及は
さない範囲で、分散剤、安定剤、粘度調整剤、充填剤等
の添加剤を含有していてもよい。

そして、前記中空の補強筒（２）は、透水性飼料で形成
されている。補強筒（２）は、透水性を有し、かつ機械
的強度の大きなオイ料で形成されていればよい。このよ
うな飼料としては、例えば、素焼などのポーラスなセラ
ミック、多孔質の高分子−などが挙げられる。多孔質の
高分子としては、例えば、パールコーン［ダイセル化学
王業■商品名コなとが挙げられる。なお、補強ｆｒ’１
ｉ（２）の透水速度は、上水などの吸着処理速度に応し
て選択できる。

前記補強筒（２）は、前記吸着体（１）の中空部に嵌入
し、緊密に一体化しているのが好ましい。

前記吸着体（１）及び補強筒（２）は、断面方形状、多
角形状などの中空体であってもよいが、中空円筒状であ
るのか好ましい。

さらに、前記吸む体（１）および補強筒（２）の厚みや
大きさは、用途に応して適宜選択できる。

このような構造の成形体では、吸着体（１）の【１空部
に前記中空の補強筒（２）が配設されているので、中空
筒状の吸着体（１）の外方から補強筒（２）の中空部へ
」二本なとを高い圧力で供給し、吸着処理しても、吸着
体（１）が水圧により破壊することかない。また、補強
筒（２）か透水性を有するので、吸着処理を円滑に行な
うことかできる。

なお、中空の補強筒（２）か配設されているので、前記
吸着体（１）としては、従来の吸引成形法により得られ
た、組織か用な部位を有する吸着体を用いることもてき
る。好ましい吸着体（１）は、均一な組織を有する中空
筒状の成形吸着体である。

均一な組織を有する成形吸着体は、前記吸着剤やバイン
ダーなとを含むスラリー中に、一端が開口した前記中空
の補強筒を浸漬し、この補強筒の開口部から吸引し、前
記吸着剤およびバインダなとを補強筒の表面に何１積さ
せることにより得ることができる。なお、スラリーの調
製に際しては、叩解するのか好ましい。

第２図は吸引成形−Ｌ程を示す概略図である。

前記吸着剤及びバインダーなとを含むスラリ（１２）が
貯溜された槽（ＩＩ）内に、透水性材料で形成された中
空の補強筒（１３）を浸漬する。中空の補強筒（１３）
の一方の開口部は、非透水性材料からなる平板状閉塞部
材（１４）で閉塞され、他方の開口部は、接続パイプ（
１６）が接続された平板状閉塞部＋４’（＋５）で閉塞
されている。前記接続パイプ（１６）には吸引パイプ（
１７）が接続され、この吸引パイプ（１７）ｉ；ｉ、吸
引ポンプ（図示せず）に接続されている。

そして、前記吸引ポンプにより補強筒（＋３）の中空部
を減圧状態にすると、補強筒の（１３）の表面にスラリ
ー（１２）中の吸着剤及びバインダーなどが堆積する。

その際、補強筒（１３）が透水性材料で形成されている
ので、従来の吸引成形型を用いる場合と異なり、吸着剤
及びバインダーなどが均一に堆積する。さらには、前記
平板状閉塞部材’（＋４）が非透水性材料で形成されて
いるので、吸引成形とその後の乾燥、閉塞部材（１５）
の脱着により、前記第１図に示されるように、吸着体（
１）と補強筒（２）とが一体化した成形吸着体を作製で
きる。なお、吸引成形後の湿潤状態の成形吸着体の加熱
乾燥は、１］ 例えば、１００〜２００°Ｃ程度の温度で行なうことが
できる。また、バインダーが熱接着性を有する場合には
、加熱乾燥により、吸着剤とバインダとを接合するのか
好ましい。

なお、前記中空の補強筒（１３）の一方の開口部を閉塞
する平板状閉塞部材（１４）は、透水性材料で形成され
ていてもよく、透過孔か形成された平板で形成されてい
てもよい。このような平板状閉塞部＋４’（＋４）で開
口部を閉塞する場合には、閉塞部材」二にも吸着剤など
が堆積する。従って、吸引成形により補強筒（１４）と
一体化した成形体のうち前記開口部側の端部を切断し、
切断による開口部をシル部）イ（３）で閉塞することに
より、第１図に示されるような成形吸着体を作製できる
。

また、前記吸着剤に代えて、炭素繊維又は炭素繊維化可
能な繊維を用いると共に、前記バインダに代えて、炭化
又は黒鉛化可能なバインダーを用い、前記補強筒を吸引
成形型として用いる場合には、嵩密度か均一な成形断熱
材を得ることかできる。なお、炭素繊維とは炭化又は黒
鉛化した繊］２ 維を言う。すなわち、炭素繊維又は炭素繊維化可能な繊
維と、炭化又は黒鉛化可能なバインダーとを含むスラリ
ーを調製し、前記と同様にして吸弓成形し、中空の補強
筒からなる吸引成形型の表面に炭素繊維及びバインダー
を堆積させる。次いで、脱型した予備成形体を真空中又
は不活性ガス雰囲気中で焼成し、炭化又は黒鉛化するこ
とにより成形断熱材が得られる。なお、炭化とは、例え
ば４５０〜１５００℃程度の温度で焼成処理することを
言い、黒鉛化とは、例えば１５００〜３０００℃程度の
温度で焼成処理することを言い。結晶構造が黒鉛化して
いないときでも黒鉛化の概念に含める。

炭素繊維化可能な繊維としては、前記炭素繊維の原料と
なる繊維が使用できる。この炭素繊維化可能な繊維は、
酸素存在下、例えば２００〜４５０℃程度の温度で加熱
して表面に耐熱層を形成する耐炎化処理又は不融化処理
が施されていてもよい。炭化又は黒鉛化可能なバインダ
ーとしては、例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニ
トリル、］＋ ３油又は石炭ピッチなどか挙げられる。バインダーは、
前記と同様に、繊維状であるのか好ましい。

このようにして断熱材としての成形体を吸引成形により
作製すると、吸引力や吸引時間等を調整することにより
、成形体の嵩密度、厚みなとを容易に制御できる。さら
には、吸引成形型として、透水性材料からなる中空の補
強筒を用いるので、吸引むらがなく、その後の焼成によ
り、均一な嵩密度を有し、断熱性に優れた成形体が得ら
れる。

本発明の成形体は、上水中の塩素成分の除去、脱臭脱色
、溶剤や有用物などの回収、気体及び液体中の不純物の
除去・精製などの吸着処理用吸着剤：真空蒸着炉、セラ
ミック焼成炉、半導体単結晶成長炉などの断熱材として
使用できる。

［発明の効果］ 本発明の成形体は、吸着体の中空部に中空の補強筒が配
設されているので、大きな圧力が作用しても破壊するこ
とかなく、円滑に吸着処理できる。

また、本発明の成形体の製造方法では、均一な組織を有
すると共に、前記の如き優れた特性を有する成形体を得
ることができる。

さらに本発明の成形体の製造方法では、嵩密度が均一で
、成形断熱材として有用な成形体を得ることができる。

［実験例コ 以下に、実験例に基づいて本発明をより詳細に説明する
。

ピッチ系活性炭素繊維（■アドール製、商品名Ａ−１５
、比表面積１５００　ｍ’　／　ｇ　）　７０重量％、
ピッチ系汎用炭素繊維（■ドナツク製）２５重量９６、
及びアクリロニトリル繊維５重量％の割合からなる固形
分１重量％の水性スラリーを調製した。

なお、水性スラリーの調製に際しては、それぞれの繊維
長が０．１〜５　ｍｍとなるまで叩解した。

次いて、透水性材料からなる中空円筒状の補強筒［ダイ
セル化学工業■製、商品名パールコーン、内径１５ｍｍ
、厚み２ｍｍ］の一方の開口部を閉塞して吸引成形型と
して用い、成形型の他方の開口部から吸引しながら、成
形型の周面に水性スラリを６１着堆積させた。次いて、
湿潤状態の中空円筒体を成形型と共に、１４０℃で２時
間加熱乾燥し、外径４５ｍｍの吸着体と前記補強筒とが
一体化した抄紙ｊｒＩ造の成形吸着体を得た。

水道水の蛇口に装着される浄水器に、得られた成形吸着
体を装若し、蛇口を全開して上水を処理したところ、前
記吸着体が破壊することなく、円滑に吸着処理すること
ができた。

比較例 実験例の吸引成形型に代えて、第３図に示す吸引成形型
を用い、実験例と同様にして成形吸着体を作製した。得
らた成形吸着体を浄水器に装着し、実施例と同様にして
、上水を処理したところ、成形吸着体のうち吸引成形型
の溶接部に対応する箇所から破壊した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の成形体の一実施例を示す概略断面斜視
図である。 第２図は吸引成形二り程を示す概略図、第３図は、従来
の吸引成形型を示す概略斜視図である。 ・・吸着体、 補強筒、 （１２）・・スラ リ （１３）・・ 補強筒 出 願 人 大 阪 瓦 斯 株 式 第 図 第 図 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸着剤を含む中空筒状の吸着体と、この吸着体の中
   空部に配設され、透水性材料で形成された中空の補強筒
   とで構成されている成形体。 ２、吸着剤が活性炭素繊維である請求項１記載の成形体
   。 ３、吸着剤とバインダーとを含むスラリー中に、一端が
   開口し、透水性材料で形成された中空の補強筒を配し、
   補強筒の開口部から吸引し、前記補強筒の表面に吸着剤
   とバインダーとを堆積させる成形体の製造方法。 ４、炭素繊維又は炭素繊維化可能な繊維と、炭化又は黒
   鉛化可能なバインダーとを含むスラリー中に、一端が開
   口し、透水性材料で形成された中空の吸引成形型を配し
   、吸引成形型の開口部から吸引し、前記補強筒の表面に
   炭素繊維とバインダーとを堆積させた後、脱型した予備
   成形体を真空中又は不活性ガス雰囲気中で焼成する成形
   体の製造方法。