JPH0790168B2 - 吸着材 - Google Patents

吸着材

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JPH0790168B2
JPH0790168B2 JP1054679A JP5467989A JPH0790168B2 JP H0790168 B2 JPH0790168 B2 JP H0790168B2 JP 1054679 A JP1054679 A JP 1054679A JP 5467989 A JP5467989 A JP 5467989A JP H0790168 B2 JPH0790168 B2 JP H0790168B2
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健 谷井
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、脱臭剤、浄水剤等として使用することのでき
る活性炭吸着材に関する。
[従来の技術] 活性炭吸着材は脱臭剤、浄水剤等の一般消費剤として広
く使用されている。しかし、その表面は外観が悪く、色
調も白や黒色などの味気ない色をしている。
活性炭は、黒色で外観、光沢共に美麗でないために、活
性炭が外部から直接見えるような状態で使用することに
対する障害となり、また手で触れた場合手が黒くなり、
または動かしたとき摩擦による摩耗で黒いほこりが出る
等の問題がある。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は上記のような問題を解決し、更に用途の拡大を
はかることを課題としている。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するために、本発明は活性炭吸着材にそ
の吸着性を損なわないようにプラスチックをコーティン
グした吸着材およびその好適な製法を提供する。以下、
これについて詳細に説明する。
(吸着材) 本発明に用いる活性炭の粒子はどのようなものでもよ
く、粒子径が数μm〜数mmまで種々の粒径が使用可能で
あるが、これに限定されるものではない。
ここで使用する活性炭は、通常1g当たり数100m2或いは
それ以上の大きな表面積を有し、高い吸着性を示す炭素
材料であれば広範囲に使用できる。
活性炭の材料は通常椰子殻または木材等の炭化物或は石
炭が使用されるがいずれでもよい。また賦活法も水蒸気
或は二酸化炭素により高温または塩化亜鉛、燐酸、農硫
酸処理のいずれの方法により得られたものでもよい。
また形状は破砕炭、造粒炭、顆粒炭或は吸着材繊維、吸
着材フェルト、吸着材織物、吸着材シート等のいずれの
形態の吸着材も使用することができる。圧損および入替
えなどの取扱上、造粒炭、または吸着材を添着したシー
ト状吸着材が便利な場合がある。
造粒炭は常法に従って炭素材料100部に30〜60部の石油
ピッチ或はコールタール等をバインダーとして加え混和
成形後、賦活して調整される。
(接着材) 活性炭吸着材の表面をコートするために使用するプラス
チックとしては、水や有機溶剤を用いずに加熱融着でき
るものが適している。
本発明において活性炭粒子表面のコーティング及び表面
をコートした活性炭粒子の成形については、後述の実施
例1〜7に水や有機溶剤を使用せず加熱融着による態様
が詳述されている様に、熱可塑性樹脂が好ましいがコー
ト剤及び成形剤の軟化温度及び溶融温度の点から熱可塑
性樹脂の中、ポリオレフィン樹脂が適している。その
他、摩擦強度が必要とされる場合はポリアミド樹脂が使
用可能である。
ポリオレフィン樹脂としては例えばポリエチレン及びポ
リプロピレン樹脂等であり、ポリアミド樹脂としては例
えば6−ナイロン或いは6,6ナイロン樹脂等である。
本発明の活性炭粒子は表面をこれらの樹脂でコートし更
に成形して吸着剤として使用するものであるから、粒子
表面をコート或いは成形した場合吸着性を阻害しない様
にする必要がある。このためコート剤として使用する樹
脂の粒径は出来るだけ小さくし、また活性炭粒子に対す
る使用量も出来るだけ少なくすることが好ましいが、後
述の実施例1〜4に示す様に本発明のコート剤及び成形
剤として使用する樹脂の粒径は中心粒径を1μm以上、
30μm以下の微粒子とする必要がある。また、活性炭10
0重量部に対するこれらの樹脂の添加量は2〜40重量部
とする必要がある。
これらの実施例に示す様に粒径及び添加率がこの範囲内
の微粒子を使用すれば、コート剤及び成形剤として使用
した場合においても、活性炭の吸着性の低下は未コート
或いは未成形の場合に較べて数%程度となり、実用的に
は吸着性の低下が殆ど問題とならない範囲に抑えられる
ことが示されている。
更に、コート剤としてこれらの樹脂の中心粒径を1μm
以上、30μm以下の微粒子を使用した場合、活性炭粒子
と樹脂の微粒子を激しく撹拌することにより活性炭及び
樹脂の粒子表面に符号が相反する強い静電気が発生す
る。この静電気による樹脂微粒子の活性炭表面への付着
効果が、摩擦熱により粒子に付着していた水分が蒸発に
よって消失するため一層高められ、活性炭表面に厚さが
均一で通常の操作では容易に剥離しない程度の強度を有
する皮膜層が形成される。これらの詳細は実施例1〜4
に具体的に記載されている。また、活性炭粒子の形状が
不規則な場合にも静電気の作用により、その表面に厚さ
が均一な薄層が容易に形成される。
(製法) 活性炭粒子の表面を被覆するためには活性炭に所定の比
率でこれらの樹脂の微粉末を加えて混和し、活性炭粒子
の表面に樹脂の微粒子で薄いコート層を形成させること
により調製可能である。
以下、具体的なコーティング吸着材の製法について述べ
る。
活性炭に対するこれらの樹脂微粒子の混合割合は顔料ま
たは導電性物質を含む場合の他、活性炭100重量部に対
して樹脂微粉末2〜40重量部とする必要があるが、吸着
能力の低下を防ぐ点から必要最低限とするのがよい。
添着する方法は、混合することにより添着できるが、そ
の混合方法としては、通常の工業的混合方法、例えばミ
キサー、リボンミキサー、スタティックミキサー、ボー
ルミル、サンプルミル、ニーダー等が使用できるがこの
限りではない。先に述べた様に活性炭粒子にこれらの樹
脂の微粒子をコートする場合、活性炭粒子と樹脂の微粒
子を激しく撹拌することにより発生する静電気を利用し
て、活性炭粒子の表面に樹脂の微粒子を極めて薄く均一
にコートできるのみならず、この様にして形成されたコ
ート層の強度はかなり高く一旦形成されると、通常の操
作では容易に剥離しない。尚、撹拌時その他熱源として
マイクロ波、赤外線、遠赤外線または高周波等を照射す
ることもできる。
このような方法でプラスチック成分を吸着材表面にコー
ティングすることにより、後述の実施例1〜4に示す様
に活性炭粒子の表面をコートした後、更に加圧成型して
得られた活性炭成型体でも吸着能力の低下は数パーセン
ト程度に止まっていることが分かる。
活性炭の吸着性は通常一定温度のベンゼン或はアセトン
の飽和蒸気を平衡吸着せしめた場合の吸着量で表示され
る(JIS K1474)。ここで、「吸着生を損なわないよう
に」とは、プラスチックコーティング活性炭を吸着材と
して使用した場合使用できる程度に、との意味である。
吸着材をまったく損なうことなしに添着することが望ま
しいが、実際には困難な場合が多い。しかし、吸着量が
未添着活性炭の約50%以上あれば、通常の目的には充分
使用可能であり、用途によっては更に低くても使用でき
る。
このようにして得られたプラスチックをコーティングし
た活性炭は、堅牢にプラスチック成分が固着され、摩擦
してもプラスチックは剥げず堅牢であった。また、吸着
性能の低下も殆どなかった。
なお、後述の実施例1〜7で詳述する様にこれらの樹脂
微粉末で表面をコートした粒子を型枠に封入して、加熱
しながら加圧圧着して成形体を得ることも可能であり、
さらには多層構造とすることも可能である。
[発明の効果] 本発明によるプラスチック微粒子をコートした活性炭は
吸着材の吸着性を損なわずに吸着材の外観を良くするこ
とができるもので、吸着材表面に着色物質を添着するこ
とにより、いろいろな美麗な色彩を与えることができる
のみならず、表面の性状も平滑面、ビロード状等いろい
ろな外観をも持たすとができる。
また、活性炭粒子の表面にプラスチック微粒子をコート
することにより吸着材に直接触れても手が黒くならず、
或は摩擦による摩耗で黒いほこりが発生することを大幅
に防止することができる。これによって、従来の活性炭
吸着材が黒色で外観、光沢も美麗でなく、また黒いほこ
りが出やすいため、直接外部から見えるような状態で使
用したり、或は手に触れるような状態で使用できなかっ
たのが、本発明により使用可能となり、脱臭剤、吸着材
等広範囲な用途に使用できるようになる。
更に着色物質の性質によっては活性炭基材との相乗効果
による高い吸着性、吸着の度合を示すインジケーターと
しての効果、或は更に第3の物質を添着させて特殊な効
果を期待することができる。
[実施例] (実施例1) 中心粒子径20μmのポリエチレン20重量部と粒子径10〜
32メッシュの椰子殻活性炭(ベンゼン吸着能58wt%)10
0重量部をミキサーに入れ10分間撹拌した後取り出す
と、プラスチックは殆んど付着していて剥離がなかっ
た。これを熱風中流動加熱すると白い粉が透明になり、
冷却するとツルツルした被覆活性炭が得られた。これを
摩擦しても炭塵は発生しなかった。
これを内寸が50mmφ×10mmHの型枠内に流し込み、100℃
で30分間、10kg/cm2の加圧下で圧着した。
これを冷却後取り出して、吸着性能と強度を測定した。
ベンゼン吸着能は55wt%/で、圧縮強度は20kgであっ
た。
比較のため、同じ活性炭に酢ビエマルジョンを10重量%
混合して成形し、これを乾燥後吸着性能と強度を測定し
た。ベンゼン吸着性能は40%で、強度は0.1kgであっ
た。
(実施例2) 中心粒子径20μmのポリエチレン8重量部と赤色のカラ
ーセラミックス粉末3重量部、10〜32メッシュの椰子殻
活性炭(ベンゼン吸着能45wt%)100重量部をロータリ
ーミキサーに入れ30分間撹拌した後取り出すと、プラス
チックと着色成分が殆んど活性炭に付着していて剥離が
なかった。これを熱風中流動加熱すると着色成分が強固
に接着され、冷却すると美麗な赤色活性炭が得られた。
これを摩擦しても炭塵は発生しなかった。
これを内寸が50mmφ×10mmHの型枠内に流し込み、100℃
で30分間、10kg/cm2の加圧下で圧着した。
これを冷却後取り出して、吸着性能と強度を測定した。
ベンゼン吸着能は42wt%で、圧縮強度は20kgであった。
比較のため、同じ活性炭に酢ビエマルジョンを10%用い
て成形し、これを乾燥後吸着性能、強度を測定した。ベ
ンゼン吸着性能は28%、強度は0.1kgであった。
(実施例3) 中心粒子径5μmのナイロン10重量部と酸化チタン粉末
10重量部と10〜32メッシュの活性炭(ベンゼン吸着能48
wt%)100重量部をロータリミキサーに入れ30分間撹拌
した後取り出すと、プラスチックと着色成分が殆んど付
着していて剥離がなかった。これを熱風中流動加熱する
と着色成分が強固に接着され、冷却すると美麗な白色活
性炭が得られた。炭塵は発生しなかった。
これを内寸が50mmφ×10mmHの型枠内に流し込み、100℃
で30分間、10kg/cm2の加圧下で圧着した。白いブロック
状の活性炭が得られた。
これを冷却後取り出して、吸着性能と強度を測定した。
ベンゼン吸着能は40wt%で、圧縮強度は25kgであった。
比較のため、同じ活性炭にアクリルエマルジョンを10%
用いて成形し、これを乾燥後吸着性能、強度を測定し
た。ベンゼン吸着性能は32%、強度は0.1kgであった。
(実施例4) 中心粒子径10μmのポリエチレン12.5重量部と中心粒径
10μの黒鉛粉末40重量部と10〜32メッシュの粒状活性炭
100重量部をロータリーミキサーに入れ30分間撹拌した
後取り出すと、プラスチックと導電性成分が殆んど付着
していて剥離がなかった。これを熱風中流動加熱すると
導電成分が強固に接着され、冷却すると通電発熱性を有
する活性炭が得られた。炭塵は発生しなかった。
これを内寸が50mmφ×10mmHの型枠内に流し込み、100℃
で30分間、10kg/cm2の加圧下で圧着した。ブロック状の
活性炭が得られた。
これを冷却後取り出して、吸着性能等を測定した。ベン
ゼン吸着能は38wt%であった。この成形体に電気を通し
たところ、40Vで2.5Aの電流が流れ、60℃まで温度を上
げることができた。また、圧縮強度は15kgであった。
比較のため、同じ活性炭にアクリルエマルジョンを10%
添加して成形し、これを乾燥後強度を測定した。強度は
0.1kgであった。
(実施例5) プラスチックコーティングした10/32メッシュの活性炭
(ベンゼン吸着能45wt%)を25mmφ×70mmφ×250mmHの
筒に成形し、カートリッジに入れて圧損を測定した。こ
のブロックのベンゼン吸着能は40%であった。
(実施例6) 中心粒子径20μmのポリエチレン10重量部と10〜32メッ
シュの椰子殻活性炭100重量部をミキサーに入れ10分間
撹拌した後取り出すと、プラスチックは殆んど付着して
いて剥離がなかった。これを熱風中流動加熱すると白い
粉が透明になり、冷却するとツルツルした被覆活性炭が
得られた。
中心粒子径10μmのポリエチレン10重量部と300μmの
ゼオライト100重量部をボールミルに入れ60分間撹拌し
た後取り出すと、プラスチックは殆んど付着していて剥
離がなかった。これを熱風中流動加熱すると白い粉が透
明になり、冷却するとツルツルしたゼオライトが得られ
た。
これら二つのプラスチックコーティング吸着材を内寸が
50mmφ×10mmHの型枠内に流し込み、120℃で30分間、10
kg/cm2の加圧下で圧着した。アンモニアもベンゼンも吸
着できる吸着材ブロックが得られた。
(実施例7) 中心粒子径1.5mmφの球状活性炭(ベンゼン吸着能35
%)100重量部に中心粒径3μのゼオライト[モノキュ
ラーシーブ3A](アンモニア吸着能15%)50重量部およ
び中心粒径10μのポリエチレン微粉末20重量部をよく混
合した後、加熱しながら転動造粒法により造粒した。球
形炭の表面にゼオライト粉末が強固に結合された吸着材
が得られた。
この吸着材の破壊強度は15kg/mm2で、ベンゼン吸着能が
20wt%、アンモニア吸着量は5wt%であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−96985(JP,A) 特開 昭56−97539(JP,A) 特公 昭42−7363(JP,B1) 実願 昭60−74716号(実開 昭59− 101586号)の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム(J P,U)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】活性炭粒子100重量部の表面に中心粒径1
    μm以上、30μm以下のポリオレフィン樹脂またはポリ
    アミド樹脂の微粒子2重量部以上、40重量部以下で薄い
    コート層を形成した後、加圧成形せしめてなる吸着性を
    有する活性炭成形体。
  2. 【請求項2】活性炭粒子の表面に顔料を含んだ、ポリオ
    レフィン樹脂またはポリアミド樹脂の微粒子で薄いコー
    ト層を形成した後、加圧成形せしめてなる吸着性を有す
    る着色活性炭成形体。
  3. 【請求項3】活性炭粒子の表面に導電性物質を含んだ、
    ポリオレフィン樹脂またはポリアミド樹脂の微粒子で薄
    いコート層を形成した後、加圧成形せしめてなる吸着性
    を有する導電性活性炭成形体。
  4. 【請求項4】活性炭粒子100重量部と、要すれば顔料ま
    たは/及び導電性物質を含んだ、中心粒径1μm以上、
    30μm以下のポリオレフィン樹脂またはポリアミド樹脂
    の微粒子2重量部以上、40重量部以下とを撹拌すること
    により、活性炭粒子の表面をこれらの樹脂の微粒子の薄
    層でコートした後、加圧成形せしめることを特徴とする
    吸着性を有する活性炭成形体。
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