JPH0660401U - 液相吸着フィルター - Google Patents

液相吸着フィルター

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JPH0660401U
JPH0660401U JP842393U JP842393U JPH0660401U JP H0660401 U JPH0660401 U JP H0660401U JP 842393 U JP842393 U JP 842393U JP 842393 U JP842393 U JP 842393U JP H0660401 U JPH0660401 U JP H0660401U
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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 (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【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。
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