JPH04271833A - 成形吸着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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上水などを吸着処理す
る上で有用な成形吸着体に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸着剤として粉末状活性炭が知られてい
るが、粉末状であるため、取扱いが煩雑である。また、
バインダーを用いて造粒した造粒活性炭も知られている
。しかしながら、この造粒活性炭も、浄水器などの吸着
装置への充填、取出し作業が煩雑化し、取扱い性が劣る
。

【０００３】そこで、前記粉末状活性炭と多量のバイン
ダーとを混合し、成形した成形吸着体が提案されている
。しかしながら、この成形吸着体は、一体性を高めるた
めには、バインダーの含有量を多くする必要がある。 バインダーの含有量を多くすると、活性炭のミクロポア
が閉塞され、塩素成分などに対する吸着能及び吸着除去
効率が低下する。

【０００４】一方、本発明者らは、特開平２−１６００
４４号公報において、吸着能を有する光学異方性多孔質
炭素微小粒体が熱接着性樹脂繊維に接合保持された、抄
紙構造を有する成形吸着体を提案した。この成形吸着体
は、抄紙構造とするため、前記成分を含むスラリー中で
、吸引成形型を用いて吸引成形することにより製造され
ている。しかしながら、吸引成形法においては、粉末状
活性炭が吸引成形型を通過し易いので、成形体中の粉末
状活性炭の含有量が低下し、吸着能を高めるには限界が
ある。また、繊維を用いるため、表面が毛羽だった成形
体しか得られず、表面均一性が十分でない。この場合、
表面の不均一性に起因して、浄水器などへの装着性が損
われ易い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、粉末状活性炭の含有量が多くても、一体に成形され
、取扱い性に優れると共に、表面均一性が高い成形吸着
体およびその製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明は、少なくとも、粉末状活性炭およびバインダ
ーを含む成形吸着体であって、前記粉末状活性炭１００
重量部に対するバインダーの割合が、１〜１１重量部で
ある成形吸着体を提供する。

【０００７】また、本発明は、吸湿性鋳型に、粉末状活
性炭、バインダー、および溶媒を含むスラリーを注入し
、前記溶媒を鋳型に吸収させる成形吸着体の製造方法を
提供する。

【０００８】本明細書において、「粉末状活性炭」とは
、特に断わりがない限り、通常の粉末状活性炭のみなら
ず、粉末状活性炭の粒径と同様な繊維径を有する活性炭
素繊維も含む意味に用いる。

【０００９】粉末状活性炭としては、例えば粒径１５０
μｍ未満、好ましくは０．１〜１００μｍ程度の活性炭
が使用できる。粉末状活性炭の比表面積は、例えば、５
００〜１５００ｍ２　／ｇ程度である。粉末状活性炭は
、賦活処理した光学的異方性のメソカーボンマイクロビ
ーズであってもよい。この賦活処理されたメソカーボン
マイクロビーズの比表面積は、通常５００〜４６００ｍ
２　／ｇ程度である。

【００１０】活性炭素繊維は、例えば、ポリアクリロニ
トリル、フェノール樹脂、セルロース、レーヨン、ピッ
チなどの炭素繊維を賦活処理することにより得られる。 前記活性炭素繊維の比表面積は、例えば、５００〜２５
００ｍ２　／ｇ程度であり、その特異なミクロポアの構
造に起因して、吸着速度および吸着能が大きいという特
徴を有し、成形吸着体の吸着能を高めると共に、成形吸
着体を補強する。活性炭素繊維は、通常、短繊維のミル
ドファイバーとして使用される。

【００１１】前記粉末状活性炭は活性炭素繊維と併用す
るのが好ましい。粉末状活性炭と活性炭素繊維とを併用
する場合、粉末状活性炭と活性炭素繊維との割合は、広
い範囲、例えば、粉末状活性炭：活性炭素繊維＝５０〜
１００：５０〜０（重量％）、好ましくは７０〜１００
：３０〜０（重量％）程度である。

【００１２】粉末状活性炭は、さらに粒状活性炭と併用
してもよい。粒状活性炭としては、例えば、粒径１５０
μｍ以上、好ましくは２００μｍ以上、さらに好ましく
は３００μｍ〜５ｍｍ程度の活性炭が使用できる。粒状
活性炭の比表面積は、例えば、５００〜２５００ｍ２　
／ｇ程度である。

【００１３】バインダーとしては、例えば、パルプ、木
綿、麻などの天然繊維；熱溶融性繊維；熱溶融性樹脂な
どが挙げられる。前記熱溶融性繊維には、例えば、ポリ
エチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系繊維、ポ
リエステル系繊維、アクリル系繊維、ポリアクリロニト
リル繊維や複合繊維などが含まれる。熱溶融性樹脂には
、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフ
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、ナイロン、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熱可塑
性ポリマーが使用できる。また、バインダーには、澱粉
、カゼイン、ゼラチン、寒天、アルギン酸、カルボキシ
メチルセルロースなどの天然物やその誘導体も含まれる
。バインダーの形態は、成形吸着体の製造方法に応じて
選択でき、粉末状、粒状、繊維状などのいずれであって
もよい。これらのバインダーは、一種又は二種以上使用
できる。

【００１４】粉末状活性炭とバインダーとの割合は、粉
末状活性炭１００重量部にして、バインダー１〜１１重
量部、好ましくは１〜５重量部程度である。バインダー
の含有量が１重量部未満では、粉末状活性炭を一体化す
るのが困難であり、１１重量部を越えると、活性炭の細
孔が閉塞され、吸着能が低下し易い。

【００１５】前記吸着成形体は、吸着能及び強度に悪影
響を及ぼさない範囲で、分散剤、安定剤、粘度調整剤、
沈降防止剤、増粘剤、充填剤、紙力増強剤、凝集作用を
有する界面活性剤、特に高分子凝集剤や歩留り向上剤な
どの種々の添加剤を含有していてもよい。

【００１６】このような成形吸着体は、多量の粉末状活
性炭を含んでいるにも拘らず、一体性、取扱い性に優れ
ている。また、粉末状活性炭の含有量を高めることがで
きるので、吸着能に優れている。

【００１７】成形吸着体の形状は、用途に応じて適宜決
定でき、例えば、シート状、中空筒状などであってもよ
い。また、シート状の成形吸着体は、エンボス加工が施
されていたり、ハニカム構造に加工されていてもよい。

【００１８】本発明の成形吸着体は、少なくとも、粉末
状活性炭、バインダー、および溶媒を含むスラリーを吸
湿性鋳型に注入し、前記溶媒を鋳型に吸収させ除去する
ことにより製造できる。

【００１９】前記吸湿性鋳型は、水などの溶媒を吸収す
る材料で形成されていればよく、例えば、石膏製鋳型、
吸湿性又は吸水性プラスチック製鋳型、砂型、紙製鋳型
などが挙げられる。好ましい鋳型は石膏製鋳型である。

【００２０】スラリーの固形分濃度は、スラリーの調製
及び吸湿性鋳型による成形性を損わない範囲、例えば、
５〜５０重量％、好ましくは２０〜４０重量％程度であ
る。スラリーの調製に際しては、繊維状バインダーなど
を叩解するのが好ましい。

【００２１】前記吸湿性鋳型に前記スラリーを注入する
ことにより、スラリー中の溶媒が吸湿性鋳型に吸収除去
され、成形体が得られる。この成形において、鋳型が吸
湿性であるため、前記粉末状活性炭が鋳型内に残留し、
ロスがなく、粉末状活性炭の含有量を高めることができ
る。成形効率を高めるため、吸湿性鋳型のキャビティ内
を減圧系としてもよい。

【００２２】得られた成形体を加熱乾燥することにより
、粉末状活性炭とバインダーとが接合し、一体性および
取扱い性に優れた成形吸着体が得られる。特に、バイン
ダーとして熱溶融性繊維、熱溶融性樹脂を用いる場合に
は、加熱乾燥により、一体性の高い成形吸着体が得られ
る。湿潤状態の成形吸着体の加熱乾燥は、例えば、１０
０〜２００℃程度の温度で行なうことができる。

【００２３】本発明の製造方法においては、粉末状活性
炭含有量が広い範囲で変化した成形吸着体を得ることが
でき、例えば、粉末状活性炭１００重量部に対するバイ
ンダーの割合が１〜１１重量部の成形吸着体を得ること
ができる。なお、成形吸着体中の粉末状活性炭の含有量
が少ない場合、前記バインダーなどの量は適宜設定でき
る。

【００２４】得られた成形吸着体は、表面が均一であり
、粉末状活性炭の含有量を高めることができる。また、
バインダーとして繊維状バインダーを用いる場合や、活
性炭素繊維を用いる場合には、通水性及び通気性に優れ
た抄紙構造を有する成形吸着体が得られ、成形吸着体は
、吸着能及び吸着除去効率が高い。

【００２５】本発明の成形吸着体は、上水中の塩素成分
などの除去、液体の脱臭脱色、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
に使用できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の成形吸着体は、表面均一性が高
く、粉末状活性炭の含有量が多くても、一体に成形され
、取扱い性に優れている。

【００２７】また、本発明の製造方法では、上記の如き
成形吸着体を容易に製造できる。

【００２８】

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明する。

【００２９】実施例１ 石膏１００重量部に対して水８０重量部を加え、−７５
ｃｍＨｇの減圧下、４分間撹拌し、石膏スラリーを調製
した。次いで、高さ１００ｍｍ×１００ｍｍφの木枠に
２５ｍｍの厚みに石膏スラリーを流し込み、その中央部
に、高さ５０ｍｍ×５０ｍｍφの木製の型を載置した。 木枠と型との周辺に石膏スラリーを厚み５０ｍｍに流込
み、４０分間放置し、木枠及び型することにより、吸湿
性鋳型を作製した。

【００３０】比表面積１０００ｍ２　／ｇの粉末活性炭
９８重量部、酸化澱粉１．８重量部、ポリアクリロニト
リル樹脂０．２重量部を水２００重量部に加え、混練し
て均一なスラリーを調製した。このスラリーを前記吸湿
性鋳型に流し込み、２時間放置し、スラリー中の水分を
脱水した後、成形体を取出した。成形体を１４０℃で２
時間加熱乾燥し、前記型に対応する形状の成形吸着体を
得た。得られた成形吸着体の比表面積は９００ｍ２　／
ｇ、密度は０．３ｇ／ｃｃであった。

【００３１】実施例２ 実施例１の粉末活性炭７８重量部、１〜３ｍｍに切断し
た比表面積１０００ｍ２　／ｇのピッチ系活性炭素繊維
［（株）アドール製、商品名Ａ−１０］２０重量部、澱
粉１．８重量部、ポリアクリロニトリル樹脂０．２重量
部を水２００重量部を用いる以外、実施例１と同様にし
て成形吸着体を得た。得られた成形吸着体の比表面積は
９５０ｍ２　／ｇ、密度は０．２２ｇ／ｃｃであった。

【００３２】比較例１ 実施例１で調製したスラリーを含むスラリー槽に、実施
例１の吸湿性鋳型に対応し、多数の小孔と吸引部が形成
された吸引成形型を浸漬し、吸引成形したところ、スラ
リー成分が吸引成形型表面に堆積することなく通過し、
成形吸着体を得ることができなかった。

【００３３】比較例２ 実施例１の粉末活性炭７８重量部、１〜３ｍｍに切断し
たガラス繊維２０重量部、澱粉１．８重量部、ポリアク
リロニトリル樹脂０．２重量部を水４０００重量部に加
えて撹拌し、スラリーを調製した。このスラリーを用い
て、比較例１と同様にして吸引成型し、成形体を１４０
℃で２時間加熱乾燥し、成形吸着体を得た。得られた成
形吸着体中に残留する粉末活性炭の量を調べたところ、
スラリーに含まれる活性炭の約３０重量％にすぎなかっ
た。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも、粉末状活性炭およびバイ
   ンダーを含む成形吸着体であって、前記粉末状活性炭１
   ００重量部に対するバインダーの割合が、１〜１１重量
   部である成形吸着体。
2. 【請求項２】　　吸湿性鋳型に、粉末状活性炭、バイン
   ダー、および溶媒を含むスラリーを注入し、前記溶媒を
   鋳型に吸収させる成形吸着体の製造方法。