JPH0567325B2

JPH0567325B2 -

Info

Publication number: JPH0567325B2
Application number: JP61152632A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Fujii
Original assignee: Ebara Research Co Ltd
Current assignee: Ebara Research Co Ltd
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1993-09-24
Also published as: JPS6312315A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、気体中の粒子状物質、酸性ガス、ア
ルカリ性ガス、臭気性ガス等の汚染物質の捕集・
除去を行うための気体浄化装置用フイルタに関す
るものである。〔従来の技術〕従来、汚染した空気を浄化するに際しては微粒
子等の粒子状物質の除去と酸性ガス、アルカリ性
ガス、臭気性ガス等の汚染ガスの除去とを別々の
捕集・除去装置で行つている。例えば、粒子状物質は放電による予備電荷後、
帯電フイルタで捕集・除去を行い、次いでガス状
汚染物質を活性炭で構成された脱臭フイルタによ
り捕集・除去している。〔発明が解決しようとする問題点〕このため従来の気体浄化装置にあつては、装置
が大型化、複雑化するだけでなく、電力の消費量
が比較的多くなり、また保守・管理が面倒である
等の問題点があつた。このような問題点を解消するべく、本発明者は
イオン交換繊維を用いることにより、これらの粒
子状物質及び汚染ガスを同時に捕集・除去できる
方法を既に提案した。しかしながら、前記イオン交換繊維のみを用い
た方法では、粗大粒子や汚染ガスの同時捕集・除
去は高効率であるが微細粒子（例、0.1μm）の捕
集は十分でなく（一部捕集されず通過する）、改
良の必要があることが判明した。また、本発明者はイオン交換繊維は、長時間の
使用で充填容積が減少する（形状が変化し、空〓
を生ずる）ことがあり、この様な場合、気流の一
部はイオン交換繊維に接触せずに通過するため、
汚染物質の捕集・除去性能が低下する問題点があ
ることも知見した。本発明者は、これらの問題点に鑑して鋭意研究
の結果、イオン交換繊維にガラス繊維を混在させ
るこことで汚染物質の捕集・除去効果を著しく高
ることが出来ることを見い出し本発明に到達した
ものである。〔問題点を解決するための手段〕本発明は、天然繊維または合成繊維に放射線照
射法により、イオン交換基を有するモノマーをグ
ラフト重合させるか、あるいはイオン交換基を導
入しうる基を有するモノマーをグラフト重合させ
た後イオン交換基を導入することにより得られた
アニオン交換繊維とカチオン交換繊維とガラス繊
維とを混在せしめてなる気体浄化装置用フイルタ
である。本発明のフイルタにより捕集・除去しうる気体
中の汚染物質には、微粒子やH₂S、SO₂、HCl、
O₃、NH₃、メルカプタン類、サルフアイド類、
アミン類、各種溶媒・溶剤類、タール状物質、ア
ルデヒド類等の化学物質が含まれる。また、本発
明のフイルタを適用した気体浄化装置の具体例と
しては、家庭、事業所、病院等における空気清浄
器（装置）や、各種産業、工業における気体の清
浄器（装置）等が挙げられる。本発明で用いるイオン交換繊維は、天然繊維も
しくは人造繊維（化学繊維もしくは合成繊維）ま
たはそれらの混紡糸もしくは混合糸等の支持体に
放射線照射法によりイオン交換基を有するモノマ
ーをグラフト重合させるか、あるいはイオン交換
基を導入しうる基を有するモノマーをグラフト重
合させた後イオン交換基を導入した繊維状イオン
交換体である。前記合成繊維としては炭化水素系重合体を素材
とするもの、含フツ素系重合体を素材とするもの
などを用いうる。前記炭化水素系重合体としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリブテ
ン、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、ポ
リビニルシクロヘキサン、ポリビニルアルコー
ル、ポリアミド、セルロース、酢酸セルロース、
ポリエステル、ポリアクリル酸誘導体、ポリウレ
タン等の脂肪族系、芳香族系もしくは脂環式系の
重合体またはこれらの共重合体が用いられる。また、前記含フツ素重合体としては、ポリ四フ
ツ化エチレン、ポリフツ化ヒニリデン、エチレン
−四フツ化エチレン共重合体、四フツ化エチレン
−六フツ化プロピレン共重合体、フツ化ビニリデ
ン−六フツ化プロピレン共重合体等が用いられ
る。さらに、上記素材を適宜組合せ、適宜の混合比
で混合したものも使用できる。これらの素材すなわち前記支持体は、空〓性材
料として用いられるものであり、前記支持体とし
ては容易にグラフト化が行え、機械的強度が大
で、安価な材料であれば良く、フイルタの構造、
効果、経済性を考慮して適宜に選択出来る。次に、前記イオン交換体としては、特に限定さ
れることなく種々の陽イオン交換体または陰イオ
ン交換体が使用できる。例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン
酸基、フエノール性水酸基などの陽イオン交換基
含有体、第一級〜第三級アミノ基、第四アンモニ
ウム基、スルホニウム基、ホスホニウム基などの
陰イオン交換基含有体、あるいは上記陽及び陰両
者のイオン交換基を併有するイオン交換体が挙げ
られる。具体的には、前記繊維上に例えばアクリル酸、
メタクリル酸、ビニルベンゼンスルホン酸、スチ
レン、ハロメチルスチレン、アシルオキシスチレ
ン、ヒドロキシスチレン、アミノスチレン等のス
チレン化合物、ビニルピリジン、２−メチル−５
−ビニルピリジン、２−メチル−５−ビニルイミ
ダゾール、アクリロニトリルをグラフト重合させ
た後、必要に応じ硫酸、クロルスルホン酸、スル
ホン酸などを反応させることにより陽又は陰イオ
ン交換基を有する繊維状イオン交換体が得られ
る。また、これらのモノマーはジビニルベンゼン、
トリビニルベンゼン、ブタジエン、エチレングリ
コール、ジビニルエーテル、エチレングリコール
ジメタクリレートなどの２個以上の２重結合を有
するモノマーの共存下に繊維上にグラフト重合さ
せてもよい。次に、支持体にイオン交換体を支持させる方法
としては、例えば、繊維にα線、β線、電子線、
γ線などの電離放射線を照射した後イオン交換基
を有するモノマーをグラフト重合させるか、また
はイオン交換体を導入しうる基を有するモノマー
をグラフト重合させた後イオン交換基を導入する
方法がある。放射線照射の線源としては電子線、コバルト60
による方法が効果的で好ましい。具体的には例えば、ポリエステル繊維（支持
体）に電離性放射線を照射した後、アクリル酸及
び／又はメタクリル酸水溶液を反応させてグラフ
ト重合体を得、これを水酸化ナトリウム水溶液で
処理することでイオン交換繊維が得られる。これらのイオン交換繊維の直径は１〜1000μm、
好ましくは５〜200μmでありフイルタの形状、構
造、用途、効果等で適宜決めることが出来る。一方、ガラス繊維は、イオン交換繊維と混在さ
せることで汚染物質の内、特に微細粒子（例、
0.1μm程度の微細な粒子）を捕集・除去でき、か
つフイルタの形状を長長時間維持しうる利点があ
る。ガラス繊維の繊維径は、0.1〜100μm好ましく
は0.5〜50μmであるが、フイルタの形状、用途、
効果、経済性等で適宜選択して決めることが出来
る。例えば、微細粒子を効率良く捕集・除去するた
めには、ガラス繊維の繊維径は一般に細い程効果
的である。ガラス繊維の使用方法としては、繊維径がイオ
ン交換繊維に比較し太い繊維と、細い繊維を適宜
混在させて用いても良い。例えば、主に太い繊維
をフイルタの形状を維持するために用い、細い繊
維を微細粒子の捕集・除去に用いる方法がある。汚染物質、特に微細粒子の効果的な捕集・除去
のためには、通常の繊維の繊維径は、イオン交換
繊維に比べて細い方が好ましい。使用するイオン交換繊維（アニオン交換繊維及
びカチオン交換繊維）とガラス繊維の混在割合、
使用量は、汚染の種類、濃度、フイルタの形状、
構造、用途、効果、経済性等で適宜選択して決め
ることが出来る。例えば、アニオン交換繊維は、負荷電の微粒子
や酸性ガス（例、H₂S、SO₂）の捕集・除去に、
また、カチオン交換繊維は、正荷電の微粒子やア
ルカリ性ガス（例、NH₃）の捕集・除去に効果
的である。ガラス繊維の混在による効果は、ガラス繊維の
イオン交換繊維に対する混在割合が多い程、メカ
ニカルな捕集効果（機械的なろ過による捕集効
果）が向上し、微細粒子の捕集・除去が効果的と
なる。また、フイルタの形状が長時間にわたり変
化することなく安定する。ガラス繊維とイオン交換繊維を混在させる方法
は、これらの繊維を周知の方法で、例えば織物状
又は不織布状等に交織又は混紡したり、あるい
は、これらの繊維同志、または織物同志等を混合
することで行うことができる。〔実施例〕本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、
第１図は、汚染物質の捕集フイルタとして本発明
のフイルタを用いた、事業所における空気清浄器
を示す概略図である。第２図は前記捕集フイルタ
の要部拡大斜視図である。前記空気清浄器は、汚染空気ａが流過する方向
に、粗フイルタ１、前記捕集フイルタ２、シロツ
コフアン３の順に直列に配備して構成されてい
る。粗フイルタ１の材質は、空気中の汚染物質の
内、比較的大きな粒子状物質を捕集・除去出来る
ものであれば良く、通常、ガラス繊維や繊維状の
炭化水素系重合体、例えば繊維状ポリプロピレン
等が用いられる。一方、本発明に係る捕集フイルタ２は、空気流
から汚染物質を捕集・除去するためのもので、ア
ニオン交換繊維２₁とカチオン交換繊維２₂と、こ
れらのイオン交換繊維よりも細いガラス繊維２₃
とを適宜の割合で混在させたもであり、アニオン
交換繊維２₁及びカチオン交換繊維２による捕集
効果と、ガラス繊維２₃によるメカニカルな捕集
効果のそれぞれの長所、及びこれらの相乗効果を
持つものである。なお、上記各繊維の容積比は、アニオン交換繊
維：カチオン交換繊維：ガラス繊維＝１：１：１
である。しかして、室内の汚染空気ａはシロツコフアン
３により空気清浄器内に吸引され、まず粗い粒子
等が粗フイルタ１により捕集・除去される。粗フ
イルタ１を通過した微粒子及び室内の汚染ガス等
（例、タバコの煙、作業等で発生する臭気及び微
粒子）の汚染物質は、捕集フイルタ２で捕集・除
去され、高度に清浄な浄化空気ｂが室内に排出さ
れる。〔試験例〕 (1) 条件下記の手段で製造したイオン交換繊維をガラ
ス繊維（直径5μm）と交織し、第１図に示した
装置を製作した。試験は、ガラス繊維の有、無の各場合につい
て下記の発生ガスを１／minの流量で吸引
し、シロツコフアン出口における汚染物質等の
濃度を測定した。発生ガス；線香の煙97mg／m³（微粒子が52mg／
m³、タール分が45mg／m³）にH₂S及び
NH₃をそれぞれ10ppmになる様に添
加した。捕集フイルタ；アニオン繊維：カチオン繊維：
ガラス繊維＝１：１：１（容積比）粗フイルタ；市販の空気清浄器で使用されてい
るフイルタ。装置の大きさ；200×200×300mm 結果を表１に示す。

〔発明の効果〕

(1) 天然繊維または合成繊維にイオン交換基を有
するモノマーをグラフト重合させるか、あるい
はイオン交換基を導入しうる基を有するモノマ
ーをグラフト重合させた後イオン交換基を導入
することにより得られたイオン交換繊維を用い
るため、イオン交換基の繊維表面における密度
が大であるので気体浄化作用が大であるばかり
でなく、繊維自体の強度が大である。 (2) イオン交換繊維とガラスとを混在せしめたた
め表１から判るように、本発明の気体浄化装置
用フイルタは微粒子の除去率及びタールの除去
率において、イオン交換繊維のみを用いた場
合、あるいはイオン交換繊維とポリプロピレン
繊維を用いた場合に比し優れた性能を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフイルタを汚染物質の捕集フ
イルタとして組み込んだ空気清浄器の概略図、第
２図はこのフイルタにおけるイオン交換繊維とガ
ラスの繊維の混在状態を示す拡大斜視図である。１…粗フイルタ、２…捕集フイルタ、２₁…ア
ニオン交換繊維、２₂…カチオン交換繊維、２₃…
ガラス繊維、３…シロツコフアン、ａ…汚染空
気、ｂ…浄化空気。

Claims

【特許請求の範囲】

１天然繊維または合成繊維に放射線照射法によ
り、イオン交換基を有するモノマーをグラフト重
合させるか、あるいはイオン交換基を導入しうる
基を有するモノマーをグラフト重合させた後イオ
ン交換基を導入することにより得られたアニオン
交換繊維とカチオン交換繊維とガラス繊維とを混
在せしめてなる気体浄化装置用フイルタ。