JPH0660401U

JPH0660401U - 液相吸着フィルター

Info

Publication number: JPH0660401U
Application number: JP842393U
Authority: JP
Inventors: 智子米原
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1993-02-04
Publication date: 1994-08-23
Anticipated expiration: 2008-02-04
Also published as: JP2602632Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】広範囲の物質が吸着可能で，優れた吸着性能
と濾過性能を有する液相吸着フィルターを提供する。【構成】繊維状活性炭，粉末活性炭，バインダー及び
熱融着性繊維の４つの成分を必須構成成分とする抄紙を
円筒状に巻き上げ，熱処理により固定して成形した液相
吸着フィルター。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，広範囲の物質が吸着可能で，優れた吸着性能と濾過性能を有する液相吸着フィルターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

活性炭は，粉末，粒状，繊維状等の形態のものが使用されているが，それぞれに特性を有している。粉末及び粒状活性炭は，その表面の細孔特性により，比較的高分子量の物質が吸着可能であり，しかも充填密度が高いので，単位容積当たりの吸着量が大きい。しかしながら，定形性がなく，充填密度が高いので，圧力損失が大きい。また，取扱い性や加工性に劣り，活性炭の一部が流出したり脱落しやすいという欠点がある。

【０００３】一方，繊維状活性炭は吸着速度が速く，比較的低分子量の物質に対する吸着性に優れている。また，取扱い性や加工性がよく，圧力損失もそれほど大きくはならない。しかしながら，その表面の細孔特性により，分子量の高い化合物の吸着性が劣る。また，充填密度が低いので，単位容積当たりの吸着量が小さいという欠点がある。

【０００４】以上のような繊維状活性炭，粉末及び粒状活性炭を各々単独で使用する場合の欠点を解消するため，実公平２-33862号公報には，有機及び又は無機の繊維と活性カーボン繊維と活性炭微粒子とバインダーとを混合し，厚さ0.１〜0.３mm，見掛け比重0.２〜0.３ｇ／cm³に抄紙して得られた紙よりなる波長２〜４mm，波高１〜２mmの片波成形体を積層し，小透孔の長さが６〜40mmになるように成形したオゾン分解用エレメントが提案されている。このエレメントは，気体中のオゾンを分解するのが目的であり，圧力損失を少なくするためにオゾンを含む気体を小透孔に送入するように使用するものであった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記の実公平２-33862号公報記載のエレメントは，気相吸着処理には適するものであったが，液相処理には不適であった。すなわち，気相に比較して拡散速度の遅い液相吸着において液体を６〜40mmの短い小透孔に送入するだけでは，液体中にある分子は小透孔を素通りするだけで，小透孔を作っている抄紙の中の活性炭表面で吸着されることは困難であった。また，バインダーだけの力では，粉末あるいは粒状の活性炭微粒子を抄紙内に留めることができず，液体を流したときに脱落し，液中に流出することが避けられない。液相処理においては，液中に溶解している分子を吸着除去する以外に，例えば，硫酸銅メッキ液中の硫化銅等の沈殿物のように，不溶解性固形物を除去する必要性が生じてくるが，上記のような吸着フィルターでは十分な濾過性能が得られなかった。さらに，小透孔を作るために，全体としての活性炭量が少なくなるという欠点があった。また，複雑な形態であるため，成形するのに手間がかかるという欠点もあった。

【０００６】本考案は，上記の課題を解決し，繊維状活性炭と粉末あるいは粒状活性炭の各々の長所を生かすとともに，短所を解消し，広範囲の物質が吸着可能で，優れた吸着性能と濾過性能とを有する液相吸着フィルターを提供することを技術的な課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案者らは，このような課題を解決するために鋭意検討の結果，本考案に到達した。すなわち，本考案は，繊維状活性炭，粉末あるいは粒状活性炭，バインダー及び熱融着性繊維の少なくとも４つの成分を構成成分とする抄紙を円筒状に巻き上げ，熱処理により固定してなることを特徴とする液相吸着フィルターを要旨とするものである。

【０００８】以下, 本考案について詳細に説明する。本考案の液相吸着フィルターは，繊維状活性炭，粉末あるいは粒状活性炭，バインダー及び熱融着性繊維の４つの成分を必須構成成分とする抄紙を円筒状に巻き上げ，熱処理により固定したものであるが，図２は，前記４成分を混合した抄紙１を円筒状に巻き上げる状態を示す斜視図である。

【０００９】巻き上げ時の加工性がよく，また，優れた濾過性能を有し, 圧力損失が小さい液相吸着フィルターとするには，抄紙１の目付は20〜 800ｇ／ｍ², 嵩密度は， 0.01〜0.５ｇ／cm³が好ましい。

【００１０】抄紙１に含まれる繊維状活性炭の原料としては，再生セルロース繊維，アクリル繊維，フェノール繊維，石炭ピッチ等いずれでもよい。また，良好な吸着性能を付与するためには, 繊維状活性炭の比表面積は300ｍ²/ｇ以上, 特に500〜2500 ｍ²／ｇが好ましい。

【００１１】抄紙１に含まれる粉末あるいは粒状活性炭の原料としては，ヤシ殻，石炭，木粉等いずれでもよいが，良好な吸着性能を付与するためには比表面積 300ｍ²／ｇ以上, 特に 500〜1500ｍ²／ｇのものが好ましい。また，繊維状活性炭の欠点である比較的高分子量の物質の吸着能力不足を補うためには，細孔径20Å以上の細孔容積が全細孔容積の15％以上で, 粒径は0.５mm以下のものが90％以上であるものが好ましい。また，抄紙１には，繊維状活性炭と粉末あるいは粒状活性炭を各々５重量％以上含有していることが好ましい。

【００１２】繊維状活性炭や粉末あるいは粒状活性炭が抄紙１から脱落するのを防止するために，抄紙１には活性炭以外にポリビニルアルコール等のバインダーとポリエチレン等の熱融着性繊維を含有させる必要があるが，それらの材質については，特に限定されるものではない。

【００１３】抄紙１には，繊維状活性炭，粉末あるいは粒状活性炭，バインダー，熱融着性繊維の４つの成分以外の成分を含んでもよく，その成分としては，例えば各種繊維やパルプ等がある。

【００１４】抄紙１を円筒状に巻き上げた後，熱処理を施すことにより，抄紙１は互いに固定されて本考案の液相吸着フィルターとなり，同時に繊維状活性炭と熱融着性繊維で３次元的な網目が形成される。

【００１５】本考案の液相吸着フィルターを使用する場合，被処理液体を抄紙１の面に対して垂直に強制的に通過させれば，液体中の分子は必ず活性炭と接触することになり，優れた吸着効果と濾過効果を得ることができる。その際，被処理液体を円筒の外側から流しても，内側から流してもよいが，より抵抗の少なくなる外側から内側に流して処理するのが好ましい。

【００１６】本考案の液相吸着フィルターは，抄紙１だけで構成されていてもよいが，図１のように，織物あるいは不織布等の補助フィルター２で側面を覆えば，さらに濾過性能を向上させることができる。補助フィルター２は，濾過性に優れ，かつある程度の通気性のあるものとするために，ヒートシール性のある材質で形成され，目付10〜 100ｇ／ｍ²のものが好ましい。

【００１７】本考案の液相吸着フィルターは，流動性のある粉末あるいは粒状活性炭があらかじめ抄紙にて円筒状に作り上げられているので，粉末あるいは粒状活性炭を均一に全体に分散させ，固定させることができる。このように簡単に繊維状活性炭と粉末あるいは粒状活性炭を組み合わせることができるので，他の方法に比較して製造の手間もコストもかからず，また，非常にコンパクトなものとなる。

【００１８】

【作用】

本考案の液相吸着フィルターは，繊維状活性炭と熱融着性繊維が重なり合い，それらが熱処理により部分的に接着されることにより３次元的な網目が形成されているので，優れた濾過性を発揮することができる。また，粉末あるいは粒状活性炭は，バインダーと熱融着性繊維により移動が抑えられるので，脱落して液中に流出することがない。抄紙を何層も巻き上げれば，濾過能力を増大することができる。

【００１９】また，吸着特性の異なる繊維状活性炭と粉末あるいは粒状活性炭によって，低分子量から高分子量の広範囲に及ぶ物質を吸着することができる。この場合，吸着速度の速い繊維状活性炭の効率のよい吸着能力と充填密度の高い粉末あるいは粒状活性炭によって単位容積当たりの吸着量を補うことにより，定められた容積内で十分な吸着能力を発揮することができる。しかも，圧力損失は大きくならず，活性炭の一部の流出，脱落がない。

【００２０】さらに，抄紙の段階で構成成分の混合比や抄紙の目付，嵩密度を変えることにより，繊維状活性炭，粉末あるいは粒状活性炭の量，単位容積当たりの量，濾過精度等を自由に調節することができる。

【００２１】

【実施例】

次に，本考案を実施例により具体的に説明する。

【００２２】実施例１繊維状活性炭として，石炭ピッチを原料とし，５mmにカットしたものを準備した。この繊維状活性炭の比表面積をカンタクロム社製「オートソーブ６」自動ガス吸着測定装置により低温窒素吸着法で測定したところ，1000ｍ²/ｇであり，また, 同様の方法で細孔容積を調べたところ，全細孔容積は0.52cm³/ｇ，そのうち細孔径20Å以上のものが２％であった。

【００２３】また，粉末活性炭として,ヤシ殻を原料としたもので,100〜325メッシュが35.5 ％,325メッシュ以下が59.0％のものを準備した。繊維状活性炭と同じ方法で測定したこの粉末活性炭の比表面積は 912ｍ²/ｇ, 全細孔容積は0.66cm³/ｇ，そのうち細孔径20Å以上のものが42％であった。

【００２４】上記の繊維状活性炭28重量％，上記の粉末活性炭28重量％，平均繊維長1.３mm のポリエチレン合成パルプ37重量％及びポリビニルアルコール７重量％の割合で混合したスラリーを用いて湿式法で抄紙した。得られた抄紙の目付は60ｇ／ｍ² ，嵩密度は0.２ｇ／cm³であった。

【００２５】上記で得られた抄紙を, あらかじめ不織布を巻いた鉄芯に巻いて円筒状物を作り，その上からさらに不織布を巻いた後，熱処理して円筒状に成形した。得られた液相吸着フィルターは, 円筒状をした抄紙の内外層が不織布からなる補助フィルターで覆われており，外径60mm，内径30mmのものであった。なお，上記で使用した不織布は，ポリエチレンテレフタレートを芯とし，ポリエチレンを鞘とした複合繊維からなり，目付30ｇ／ｍ²のものであった。

【００２６】得られた長さ 250mmの液相吸着フィルターを用いて行った吸着試験結果を表１に示す。

【００２７】比較例１実施例１で用いた繊維状活性炭70重量％，ポリエチレン合成パルプ30重量％の割合で混合して湿式抄紙し，得られた目付80ｇ／ｍ²，嵩密度0.11ｇ／cm³の抄紙を用いて外側と内側を不織布で覆った円筒状に成形した。得られたフィルターを用いて行った吸着試験結果を表１に示す。

【００２８】比較例２比表面積1000ｍ²／ｇ，30〜60メッシュのヤシ殻系粒状活性炭を実施例１のフィルターと同じ大きさになるように充填し，その外側と内側を不織布で覆った。得られたフィルターを用いて行った吸着試験結果を表１に示す。

【００２９】比較例３ポリエチレン合成パルプの代わりに麻を使用する以外は，実施例１と同様にしてフィルターを成形した。得られたフィルターを用いて行った吸着試験結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１において，活性炭充填量とは，繊維状活性炭と粉末もしくは活性炭の含有量の合計を示す。また，圧損は，５リットル／min で10分間通水した後の圧力損失を示す。次に，吸着試験は，分子量 400のFast Red A及び分子量1357のビタミンＢ₁₂をイオン交換水にて100mg／リットルに調整した液を各々１リットル/min で通液し，10分間通水した後に出口にて着色が認められないものを○，認められるものを×として評価した。さらに，活性炭の流出については,５リットル/min で通水した直後に，出口でサンプリングした水を孔径0.45μｍのメンブランフィルターで濾過して確認した。

【００３２】表１から明らかなように，実施例１で得られたフィルターの場合，活性炭の流出がなく，Fast Red AもビタミンＢ₁₂もよく吸着することができた。また，活性炭充填量も比較例１より多くすることができた。さらに，濾過性能を調べるために,10ppm水酸化鉄水溶液を流量４リットル／min で流し，濾過前後の液の粒子数をコールターカウンターで測定したところ，2.52μｍ以上の粒子は95％除去されていた。

【００３３】一方，比較例１では，圧損，Fast Red Aの吸着及び活性炭の流出については問題はないが，分子量の大きいビタミンＢ₁₂を吸着する能力が劣っており，活性炭の充填量も少なかった。比較例２では，活性炭充填量は多いが，活性炭の流出が認められ，さらに，粒状活性炭であるため，吸着速度が遅く，上記の通液条件では吸着能を十分に発揮することができなかった。比較例３では，吸着性能は実施例１と同等であったが，粉末活性炭が脱落しやすい状態にあるため，活性炭の流出が認められた。

【００３４】

【考案の効果】

本考案によれば，広範囲の物質が吸着可能で，繊維状活性炭と粉末あるいは粒状活性炭の各々の長所を生かすとともに，短所を解消し，広範囲の物質が吸着可能で，優れた吸着性能と濾過性能とを有し，浄水処理，メッキ浴の浄化，醸造酒の精製等，種々多様な分野における液相処理用に好適な液相吸着フィルターを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の液相吸着フィルターの一実施態様を示
す斜視図である。

【図２】抄紙を円筒状に巻き上げる状態を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１抄紙２補助フィルター

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】繊維状活性炭，粉末あるいは粒状活性
炭，バインダー及び熱融着性繊維の少なくとも４つの成
分を構成成分とする抄紙を円筒状に巻き上げ，熱処理に
より固定してなることを特徴とする液相吸着フィルタ
ー。