JPH08164317A - Adsorption filter - Google Patents
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- JPH08164317A JPH08164317A JP6333050A JP33305094A JPH08164317A JP H08164317 A JPH08164317 A JP H08164317A JP 6333050 A JP6333050 A JP 6333050A JP 33305094 A JP33305094 A JP 33305094A JP H08164317 A JPH08164317 A JP H08164317A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は，優れた吸着能力を長期
間発揮することができる，吸着フィルタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adsorption filter capable of exhibiting excellent adsorption ability for a long period of time.
【０００２】[0002]
【従来技術】従来より，吸着フィルタの吸着剤としては
活性炭が用いられている。この活性炭は中性ガスの吸着
性には優れているが，酸性ガス又は塩基性ガスのように
極性があり，低分子量で閾値が低い臭気成分に対しては
吸着性が不十分である。そこで，従来においては，活性
炭に種々の薬剤又は金属化合物を担持させた添着活性炭
が提案されている。この添着活性炭は，従来吸着困難な
ガスを多量に吸着することによって，吸着性能の向上を
図ろうとするものである。2. Description of the Related Art Conventionally, activated carbon has been used as an adsorbent for an adsorption filter. This activated carbon is excellent in the adsorptivity of neutral gas, but has polarities such as acidic gas or basic gas, and is insufficient in adsorptivity for odorous components having a low molecular weight and a low threshold value. Therefore, conventionally, impregnated activated carbon in which various agents or metal compounds are supported on activated carbon has been proposed. This impregnated activated carbon aims to improve the adsorption performance by adsorbing a large amount of gas that has been difficult to adsorb by conventional methods.
【０００３】[0003]
【解決しようとする課題】しかしながら，上記添着活性
炭は，吸着初期段階において必要以上にガスを吸着する
ため，寿命が短い。そこで，活性炭の細孔をポリビニル
アルコール等によりマイクロカプセル化して選択吸着能
力及び吸着速度を調節する吸着層（特開昭５３─１１３
２８９号公報）が提案されている。しかし，活性炭の細
孔がポリビニルアルコールにより被覆されるため，吸着
容量が低下する。そのため，活性炭本来の高い吸着能力
を発揮することができない。[Problems to be Solved] However, the impregnated activated carbon has a short life because it adsorbs more gas than necessary in the initial stage of adsorption. Therefore, an adsorption layer for controlling the selective adsorption capacity and adsorption rate by microcapsulating the pores of activated carbon with polyvinyl alcohol or the like (JP-A-53-113).
No. 289) has been proposed. However, since the pores of activated carbon are covered with polyvinyl alcohol, the adsorption capacity decreases. Therefore, the high adsorption capacity of activated carbon cannot be exhibited.
【０００４】また，活性炭の表面に物質透過性高分子か
らなるコーティング膜を設けた吸着剤が提案されている
（特開平５─２６９９１０号公報）。しかし，この吸着
剤は，液相において特定物質を選択的に吸着させるもの
であり，気相中において用いるには不適切である。Further, an adsorbent has been proposed in which a coating film made of a substance-permeable polymer is provided on the surface of activated carbon (JP-A-5-269910). However, this adsorbent selectively adsorbs a specific substance in the liquid phase, and is not suitable for use in the gas phase.
【０００５】ここで，吸着フィルタの吸着性能について
考察する。吸着フィルタは，元来，被吸着物を一定濃度
以下とすることを目的として用いられる。例えば，図６
に示すごとく，吸着フィルタの目的は，ガス除去率５０
％を１年間維持することであるとする。Here, the adsorption performance of the adsorption filter will be considered. Originally, the adsorption filter is used for the purpose of keeping the concentration of the adsorbed substance below a certain level. For example, in FIG.
As shown in, the purpose of the adsorption filter is 50
% To be maintained for one year.
【０００６】これに対し，現状の吸着フィルタのガス除
去率は，図６（ａ）に示す曲線９１のようになってい
る。この場合，まずは，吸着フィルタの吸着容量を増加
させることが考えられる。これにより，吸着フィルタの
ガス除去率は図６（ｂ）の曲線９２に示すごとく増加
し，ある程度は持続する。しかし，初期に必要以上に大
量にガスを吸着するため，早期に飽和状態となる。従っ
て，吸着フィルタは，依然として，吸着性能の持続性が
なく，早期にガス除去率が低下してしまう。On the other hand, the gas removal rate of the current adsorption filter is as shown by the curve 91 in FIG. 6 (a). In this case, first, the adsorption capacity of the adsorption filter may be increased. As a result, the gas removal rate of the adsorption filter increases as shown by the curve 92 in FIG. 6B and continues to some extent. However, since it adsorbs a large amount of gas in the initial stage, it becomes saturated soon. Therefore, the adsorption filter still does not have a long adsorption performance, and the gas removal rate is reduced at an early stage.
【０００７】そこで，本発明者らは，上記問題点に鑑
み，鋭意研究を重ね，吸着フィルタの吸着性能をその使
用目的に合わせて設計することに着目した。そして，図
６（ｃ）の直線９３に示すごとく，吸着フィルタの吸着
速度を制御することにより，吸着初期のガス除去率を目
標値に近づけるように調整して，吸着性能の長寿命化を
図らんとした。更に，かかる吸着速度制御対策により，
改良された吸着フィルタの吸着容量を低下させないよう
にした。In view of the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive studies and paid attention to designing the adsorption performance of the adsorption filter according to its intended use. Then, as shown by a straight line 93 in FIG. 6C, the adsorption rate of the adsorption filter is controlled to adjust the gas removal rate in the initial stage of adsorption so as to approach the target value, thereby extending the life of the adsorption performance. It was easy. Furthermore, due to such adsorption rate control measures,
The improved adsorption filter was designed not to reduce the adsorption capacity.
【０００８】本発明は上記従来の問題点に鑑み，優れた
吸着能力を長期間発揮することができる，吸着フィルタ
を提供しようとするものである。In view of the above conventional problems, the present invention is to provide an adsorption filter capable of exhibiting an excellent adsorption ability for a long period of time.
【０００９】[0009]
【課題の解決手段】本発明は，流体通路内に表面を露出
させて配置する吸着フィルタにおいて，上記吸着フィル
タは，上記流体内の被吸着物を吸着するための吸着剤を
含有する吸着層と，該吸着層の表面に設けられ吸着層の
内部への被吸着物の拡散速度を制御するための拡散制御
層とを有してなることを特徴とする吸着フィルタにあ
る。According to the present invention, in an adsorption filter having a surface exposed in a fluid passage, the adsorption filter includes an adsorption layer containing an adsorbent for adsorbing an object to be adsorbed in the fluid. And a diffusion control layer provided on the surface of the adsorption layer for controlling the diffusion speed of the substance to be adsorbed into the adsorption layer.
【００１０】本発明において最も注目すべきことは，吸
着層の表面に拡散制御層を設け，吸着剤そのものの吸着
能力を発揮させつつ，吸着剤への被吸着物の拡散速度を
制御するものである。What is most noticeable in the present invention is that a diffusion control layer is provided on the surface of the adsorption layer to control the diffusion speed of the adsorbed substance to the adsorbent while exhibiting the adsorption ability of the adsorbent itself. is there.
【００１１】拡散制御層による拡散速度の制御は，例え
ば，拡散制御層の空隙率の調整により行う。上記空隙率
は，以下の拡散制御層の形成方法を行う中で調整する。
かかる拡散制御層としては，例えば，自己接着による方
法，揮発性物質を用いる方法，又は急熱乾燥による方法
がある。以下，それぞれの方法につき分説する。The diffusion rate is controlled by the diffusion control layer by adjusting the porosity of the diffusion control layer, for example. The porosity is adjusted during the following method for forming the diffusion control layer.
Examples of such a diffusion control layer include a method by self-adhesion, a method using a volatile substance, and a method by rapid thermal drying. Below, I will explain each method separately.
【００１２】（自己接着による方法）まず，上記コーテ
ィング材料を繊維状等の形状とし，これを液中に浸漬し
膨潤させてスラリーとする。次いで，このスラリーに，
予め作製した吸着層を含浸し，乾燥する。これにより，
上記コーティング材料は，上記吸着層の表面に自己接着
して，拡散制御層が形成される。この方法において，拡
散制御層の空隙率は，吸着層の含浸時間，スラリー濃
度，コーティング材料の形状を適宜調整することによ
り，幅広く調整することができる。(Method by Self-Adhesion) First, the coating material is formed into a fibrous shape or the like, which is dipped in a liquid to be swollen to form a slurry. Then, in this slurry,
The previously prepared adsorption layer is impregnated and dried. By this,
The coating material self-adheres to the surface of the adsorption layer to form a diffusion control layer. In this method, the porosity of the diffusion control layer can be widely adjusted by appropriately adjusting the impregnation time of the adsorption layer, the slurry concentration, and the shape of the coating material.
【００１３】また，繊維状のコーティング材料を水中で
混合し，湿式抄紙法により吸着層の表面に付着させる方
法，或いは，繊維状のコーティング材料を湿式抄紙法に
よりペーパー状となし，これを吸着層の表面に貼り合わ
せる方法によっても，拡散制御層を形成することができ
る。更に，上記湿式抄紙工程の後に更に上記スラリーに
上記吸着層を含浸してもよい。この方法において，拡散
制御層の空隙率は，例えば，コーティング材料の担持量
の増減により，幅広く調整することができる。Further, a method of mixing a fibrous coating material in water and adhering it to the surface of the adsorption layer by a wet papermaking method, or forming a fibrous coating material into a paper by a wet papermaking method, The diffusion control layer can also be formed by a method of attaching the diffusion control layer to the surface of the. Further, the slurry may be further impregnated with the adsorption layer after the wet papermaking step. In this method, the porosity of the diffusion control layer can be widely adjusted by, for example, increasing or decreasing the amount of the coating material carried.
【００１４】（揮発性物質を用いる方法）上記吸着層の
表面に揮発性物質を予め塗布し，その表面にコーティン
グ材料を塗布し，上記揮発性物質を揮発させる。これに
より，揮発性物質の抜け孔が残り，多孔質の拡散制御層
が形成される。この方法によれば，揮発性物質により吸
着層の表面が被覆されるため，吸着層の内部にコーティ
ング材料が侵入することを防止でき，吸着剤の吸着容量
をそのまま維持することができる。上記揮発性物質とし
ては，例えば，ヨウ素，ショウノウ，ナフタリン等があ
る。この方法において，拡散制御層の空隙率は，例え
ば，揮発性物質の塗布量を増減することにより，幅広く
調整することができる。(Method Using Volatile Substance) A volatile substance is applied to the surface of the adsorption layer in advance, and a coating material is applied to the surface to volatilize the volatile substance. As a result, volatile substance escape holes remain, and a porous diffusion control layer is formed. According to this method, since the surface of the adsorption layer is covered with the volatile substance, the coating material can be prevented from entering the inside of the adsorption layer, and the adsorption capacity of the adsorbent can be maintained as it is. Examples of the volatile substance include iodine, camphor, and naphthalene. In this method, the porosity of the diffusion control layer can be widely adjusted by increasing or decreasing the coating amount of the volatile substance, for example.
【００１５】（急熱乾燥による方法）上記吸着層にコー
ティング材料を含浸し，急熱乾燥により上記コーティン
グ材料を上記吸着層の表面に析出させる。この方法は，
急熱乾燥により，コーティング材料が，マイグレーショ
ン作用により吸着層の表面に析出して，拡散制御層が形
成される。この方法において，コーティング材料として
は，一般に，後述する有機系材料が用いられる。この方
法において，拡散制御層の空隙率は，例えば，コーティ
ング材料の使用量の増減により，幅広く調整することが
できる。(Method by rapid thermal drying) The adsorption layer is impregnated with a coating material, and the coating material is deposited on the surface of the adsorption layer by rapid thermal drying. This method
Due to the rapid thermal drying, the coating material is deposited on the surface of the adsorption layer due to the migration action to form the diffusion control layer. In this method, as a coating material, an organic material described later is generally used. In this method, the porosity of the diffusion control layer can be widely adjusted by, for example, increasing or decreasing the amount of the coating material used.
【００１６】次に，拡散制御層は，被吸着物に対して不
活性な多孔質層であることが好ましい。これにより，非
選択的に，あらゆる被吸着物を吸着層の内部へ拡散さ
せ，吸着剤に吸着させることができる。Next, the diffusion control layer is preferably a porous layer which is inactive with respect to the substance to be adsorbed. As a result, all the substances to be adsorbed can be non-selectively diffused into the adsorption layer and adsorbed to the adsorbent.
【００１７】例えば，被吸着物が，トルエン等の非極性
ガスと，硫化水素，アセトアルデヒド等の極性ガスとを
混在したものである場合に，拡散制御層にガス選択性が
あると，特定のガスだけが全く吸着されない場合が生じ
て，吸着効果が不十分となる場合がある。そのため，拡
散制御層は，上記のように被吸着物に対して不活性であ
ることが好ましい。For example, when the substance to be adsorbed is a mixture of a nonpolar gas such as toluene and a polar gas such as hydrogen sulfide or acetaldehyde, if the diffusion control layer has gas selectivity, a specific gas is obtained. In some cases, only the carbon is not adsorbed at all, and the adsorption effect may be insufficient. Therefore, it is preferable that the diffusion control layer is inactive with respect to the substance to be adsorbed as described above.
【００１８】かかる拡散制御層としては，ビニロン，ア
クリル，エチレン─酢酸ビニル共重合体のいずれかの有
機系材料からなるコーティング材料を用いることが好ま
しい。拡散制御層のコーティング材料としては，上記有
機系材料の他に，例えばアククリルエマルジョン，ポリ
ビニルアルコール，塩化ビニル，アクリル─エチレン共
重合体，エーテル─エステル系ポリウレタン樹脂，ポリ
エステル─ウレタン，ウレタン系レジン，メチルセルロ
ース，ヒドロキシプロピルメチルセルロース，ホットメ
ルトポリエステル，酢酸ビニルエマルジョン等の有機系
材料を用いることができる。上記のヒドロキシプロピル
メチルセルロースは，ＮＨ4 塩，Ｎａ塩等の塩であるこ
とが好ましい。For the diffusion control layer, it is preferable to use a coating material made of an organic material such as vinylon, acrylic, or ethylene-vinyl acetate copolymer. As the coating material for the diffusion control layer, in addition to the above organic materials, for example, acryl emulsion, polyvinyl alcohol, vinyl chloride, acryl-ethylene copolymer, ether-ester polyurethane resin, polyester-urethane, urethane resin, Organic materials such as methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hot melt polyester, vinyl acetate emulsion and the like can be used. The above hydroxypropylmethyl cellulose is preferably a salt such as NH 4 salt or Na salt.
【００１９】また，拡散制御層は，無機系材料からなる
コーティング材料により形成することもできる。かかる
無機系材料としては，カルシウム，ウィスカー等のセラ
ミック短繊維等，或いはアエロジル，セラミック粒子等
がある。無機系材料には，上記有機系材料をバインダー
として用いることができる。The diffusion control layer can also be formed of a coating material made of an inorganic material. Examples of the inorganic material include ceramic short fibers such as calcium and whiskers, or aerosil, ceramic particles and the like. As the inorganic material, the above organic material can be used as a binder.
【００２０】上記無機系材料からなる拡散制御層は，吸
着層よりも空隙率が小さいことが好ましい。また，上記
有機系材料からなる拡散制御層の空隙率についても，吸
着層よりも小さいことが好ましい。これにより，吸着層
内部への被吸着物の拡散速度を制御することができる。The diffusion control layer made of the above-mentioned inorganic material preferably has a smaller porosity than the adsorption layer. The porosity of the diffusion control layer made of the organic material is preferably smaller than that of the adsorption layer. This makes it possible to control the diffusion speed of the substance to be adsorbed into the adsorption layer.
【００２１】次に，上記吸着層は，多数の吸着剤の集合
体であり，その表面は流体通路に露出している。少なく
とも，この露出面には，上記拡散制御層が設けられてい
る。吸着層は，比表面積が大きいほど吸着性能が向上す
る。しかし，比表面積が２０００ｍ2 ／ｇ以上になる
と，細孔容積が大きくなり，吸着剤自体の充填密度が低
下する。そのため，吸着層の比表面積は８００〜２００
０ｍ2 ／ｇとすることが好ましい。Next, the adsorption layer is an aggregate of a large number of adsorbents, the surface of which is exposed in the fluid passage. At least the exposed surface is provided with the diffusion control layer. The larger the specific surface area of the adsorption layer, the better the adsorption performance. However, when the specific surface area is 2000 m 2 / g or more, the pore volume increases and the packing density of the adsorbent itself decreases. Therefore, the specific surface area of the adsorption layer is 800 to 200
It is preferably 0 m 2 / g.
【００２２】上記吸着剤は，活性炭，シリカゲル，又は
ゼオライト等である。吸着剤には，酸性ガス又は塩基性
ガスに適応した添着剤を混合することが好ましい。これ
により，各被吸着物に適した吸着層の吸着容量を増加さ
せることができる。The adsorbent is activated carbon, silica gel, zeolite or the like. It is preferable to mix an adsorbent with an adsorbent adapted to an acidic gas or a basic gas. As a result, the adsorption capacity of the adsorption layer suitable for each substance to be adsorbed can be increased.
【００２３】酸性ガス適応型添着剤としては，例えば，
３─アミノプロピルトリハイドロシラン，γ─アミノプ
ロピルトリエトキシシラン，γ─グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン，Ｎ−β（アミノエチル）─γ─ア
ミノプロピルトリメトキシシラン，ジメチルトリメチル
─シリルアミン，Ｎ−（β─アミノエチル）─γ─アミ
ノプロピル─トリメトキシシラン，ベンゼナミンハイド
ロクロライド，ピリジン，トルイジン，リン酸アニリ
ン，塩酸アニリン，及びアントラニル酸のグループから
選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。Examples of the acidic gas adaptive type adhesive include, for example,
3-aminopropyltrihydrosilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, dimethyltrimethylsilylamine, N- ( One or more selected from the group of β-aminoethyl) -γ-aminopropyl-trimethoxysilane, benzenamine hydrochloride, pyridine, toluidine, aniline phosphate, aniline hydrochloride, and anthranilic acid can be used. .
【００２４】塩基性ガス適応型添着剤としては，例え
ば，Ｌ−酒石酸，サリチル酸，ピコリン酸，安息香酸，
フタル酸，Ｌ─グルタミン酸，コハク酸，マレイン酸，
クエン酸，グルコン酸，リンゴ酸，フマル酸，グルタル
酸，イタコン酸，ピメリン酸，アジピン酸，グリセリン
酸，及び没食子酸のグループから選ばれる１種又は２種
以上を用いることができる。Examples of the basic gas adaptive type adhesive include, for example, L-tartaric acid, salicylic acid, picolinic acid, benzoic acid,
Phthalic acid, L-glutamic acid, succinic acid, maleic acid,
One or more selected from the group of citric acid, gluconic acid, malic acid, fumaric acid, glutaric acid, itaconic acid, pimelic acid, adipic acid, glyceric acid, and gallic acid can be used.
【００２５】吸着層は，例えば，ハニカム状，ウレタン
フォーム，又はプリーツ状のものがある。また，所望の
形状を有する担体の表面に吸着剤をバインダと共に結合
させた活性炭結合体，吸着剤を所望の形状に押出成形又
は加圧成形したものがある。上記担体としては，ペーパ
ハニカム，段ボールハニカム，セラミックハニカム等が
ある。The adsorption layer has, for example, a honeycomb shape, a urethane foam shape, or a pleated shape. In addition, there are an activated carbon binder in which an adsorbent is bound together with a binder on the surface of a carrier having a desired shape, and an adsorbent extruded or pressure-molded into a desired shape. Examples of the carrier include paper honeycomb, corrugated board honeycomb, ceramic honeycomb, and the like.
【００２６】[0026]
【作用及び効果】本発明の吸着フィルタにおいては，吸
着層の表面に，拡散制御層を設けている。拡散制御層
は，被吸着物の拡散速度を制御して，被吸着物を吸着剤
へ徐々に拡散させる。従って，吸着剤の吸着能力は，短
期間で飽和に達することなく，長期間に渡って持続す
る。In the adsorption filter of the present invention, the diffusion control layer is provided on the surface of the adsorption layer. The diffusion control layer controls the diffusion rate of the adsorbate to gradually diffuse the adsorbate to the adsorbent. Therefore, the adsorbing ability of the adsorbent does not reach saturation in a short period of time and continues for a long period of time.
【００２７】また，拡散制御層は，吸着層の表面を被覆
するものであり，その内部の吸着剤を被覆するものでは
ない。そのため，吸着剤は，本来の高い吸着容量を発揮
することができる。また，吸着剤に上記の添着剤を添着
することにより，更に吸着剤の吸着容量を高めることも
できる。The diffusion control layer covers the surface of the adsorption layer and does not cover the adsorbent therein. Therefore, the adsorbent can exhibit its original high adsorption capacity. In addition, the adsorption capacity of the adsorbent can be further increased by adhering the above-mentioned adsorbent to the adsorbent.
【００２８】それ故，本発明の吸着フィルタによれば，
従来の吸着フィルタ（図６（ａ））よりも，吸着容量を
増加させ（図６（ｂ）），且つ吸着剤の吸着速度を制御
することができる（図６（ｃ））。従って，被吸着物を
その目標値程度の濃度に維持したまま，長期間高い吸着
能力を発揮することができる。Therefore, according to the adsorption filter of the present invention,
The adsorption capacity can be increased (FIG. 6 (b)) and the adsorption rate of the adsorbent can be controlled (FIG. 6 (c)) compared to the conventional adsorption filter (FIG. 6 (a)). Therefore, it is possible to exhibit a high adsorption ability for a long period of time while maintaining the concentration of the substance to be adsorbed at the target value.
【００２９】本発明によれば，優れた吸着能力を長期間
発揮することができる，吸着フィルタを提供することが
できる。According to the present invention, it is possible to provide an adsorption filter capable of exhibiting an excellent adsorption ability for a long period of time.
【００３０】[0030]
実施例１ 本発明の実施例に係る吸着フィルタについて，図１〜図
５を用いて説明する。本例の吸着フィルタは，図１に示
すごとく，ペーパハニカム構造であり，流体通路２０内
に表面を露出させて配置されている。吸着フィルタ３
は，図２に示すごとく，吸着層２と，吸着層２の表面に
設けられた拡散制御層１とを有している。Example 1 An adsorption filter according to an example of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the adsorption filter of this example has a paper honeycomb structure, and is arranged in the fluid passage 20 with its surface exposed. Adsorption filter 3
As shown in FIG. 2, it has an adsorption layer 2 and a diffusion control layer 1 provided on the surface of the adsorption layer 2.
【００３１】拡散制御層１は，吸着層２の内部への被吸
着物の拡散速度を制御するためのものである。拡散制御
層１は，空隙率５０％，厚み０．１ｍｍの多孔質体であ
る。拡散制御層１は，被吸着物に対して不活性な多孔質
層である。拡散制御層１は，長さ０．１〜０．５ｍｍ，
２デニールのビニロン短繊維を用いたものである。The diffusion control layer 1 is for controlling the diffusion speed of the substance to be adsorbed into the adsorption layer 2. The diffusion control layer 1 is a porous body having a porosity of 50% and a thickness of 0.1 mm. The diffusion control layer 1 is a porous layer which is inactive with respect to the adsorbed substance. The diffusion control layer 1 has a length of 0.1 to 0.5 mm,
2 denier vinylon short fibers are used.
【００３２】吸着層２は，上記流体内の被吸着物を吸着
するための多数の吸着剤を含有している。吸着剤は，比
表面積１２００ｍ2 ／ｇ，平均粒径１００μｍの粉末状
活性炭と，レーヨン繊維と，ビニロン繊維とを用いたも
のである。The adsorption layer 2 contains a large number of adsorbents for adsorbing the substances to be adsorbed in the fluid. The adsorbent uses powdered activated carbon having a specific surface area of 1200 m 2 / g and an average particle size of 100 μm, rayon fiber, and vinylon fiber.
【００３３】次に，上記吸着フィルタの製造方法につい
て説明する。まず，上記粒状活性炭とレーヨン繊維とビ
ニロン繊維とを，それぞれ６０：２０：１０の割合で水
中で混合し，通常の湿式抄紙法によりペーパ状に成形す
る。これを，図２に示すごとく，コルゲート加工機によ
り，平板２１と波板２２とにそれぞれ加工し，両者を貼
り合わせて積層する。これにより，各ペーパ２１の間に
流体通路２０を有するペーパハニカム構造の吸着層２
（図１）を得る。Next, a method of manufacturing the adsorption filter will be described. First, the above-mentioned granular activated carbon, rayon fiber and vinylon fiber are mixed in water at a ratio of 60:20:10, and formed into a paper by an ordinary wet papermaking method. As shown in FIG. 2, this is processed into a flat plate 21 and a corrugated plate 22 by a corrugating machine, and both are laminated and laminated. As a result, the adsorption layer 2 having a paper honeycomb structure having the fluid passage 20 between the papers 21 is formed.
(Fig. 1) is obtained.
【００３４】次に，上記ビニロン短繊維を１０重量％含
有するスラリーの中に，上記吸着層２を１０〜３０秒間
含浸する。ビニロン短繊維は，水により膨潤して，吸着
層２の表面に自己接着する。その後，水切りをして乾燥
する。これにより，上記拡散制御層１（図２）が形成さ
れ，吸着フィルタ３が得られる。Next, the adsorption layer 2 is impregnated for 10 to 30 seconds into the slurry containing 10% by weight of the vinylon short fibers. The vinylon short fibers swell with water and self-adhere to the surface of the adsorption layer 2. Then, drain and dry. As a result, the diffusion control layer 1 (FIG. 2) is formed and the adsorption filter 3 is obtained.
【００３５】尚，本例においては，スラリーに含浸する
方法により拡散制御層を形成したが，湿式抄紙工程によ
りペーパー状としたビニロン短繊維を，吸着層の表面に
貼り合わせ，これを乾燥することによっても形成するこ
とができる。また，上記湿式抄紙工程の後に，ビニロン
短繊維を含むスラリーの中に含浸し，乾燥してもよい。In this example, the diffusion control layer was formed by a method of impregnating with a slurry. However, vinylon short fibers made into a paper form by a wet papermaking process were attached to the surface of the adsorption layer and dried. Can also be formed by. After the wet papermaking process, the slurry containing vinylon short fibers may be impregnated and dried.
【００３６】次に，上記本例の吸着フィルタ（発明品）
について，トルエンガスの吸着量を測定した。測定は，
ＪＩＳＫ１４７４の“４．４ １／ｎ溶剤蒸気平衡吸着
性能”により行った。溶剤としてはトルエンを使用し，
１／ｎ＝１／１０の蒸気濃度において行った。その結
果，発明品のガス吸着量は，２９．８重量％であった。Next, the adsorption filter of the above example (invention product)
Then, the adsorption amount of toluene gas was measured. The measurement is
The measurement was performed according to "4.4 1 / n solvent vapor equilibrium adsorption performance" of JISK1474. Toluene is used as the solvent,
It was carried out at a vapor concentration of 1 / n = 1/10. As a result, the gas adsorption amount of the invention product was 29.8% by weight.
【００３７】一方，比較のために，拡散制御層のない吸
着層のみからなる吸着フィルタ（比較品）について，同
様の測定を行った。その結果，比較品のガス吸着量は，
３０．１重量％であった。このことから，拡散制御層の
有無は，吸着層の吸着能力に影響しないことがわかる。On the other hand, for comparison, the same measurement was carried out for an adsorption filter (comparative product) having only an adsorption layer without a diffusion control layer. As a result, the gas adsorption amount of the comparative product is
It was 30.1% by weight. This indicates that the presence or absence of the diffusion control layer does not affect the adsorption capacity of the adsorption layer.
【００３８】次に，発明品である吸着フィルタのガス除
去率について，上記比較品と共に測定した。これらの吸
着フィルタは，共に直径３１ｍｍ，厚み２０ｍｍの円柱
状に切断して，測定に供した。測定用ガスとしては，ト
ルエン，アセトアルデヒド，アンモニアを用いた。ガス
濃度は，それぞれ３ｐｐｍ，３０ｐｐｍ，９０ｐｐｍと
した。そして，流速４５ｃｍ／ｓｅｃにより上記各測定
用ガスを連続的に通過させ，通過後のガス濃度を経時的
に測定した。ガス濃度の測定については，アンモニアは
検知管により，その他のガスはガスクロマトグラフ（日
立製）により行った。Next, the gas removal rate of the adsorption filter of the invention was measured together with that of the comparative product. Each of these adsorption filters was cut into a cylindrical shape having a diameter of 31 mm and a thickness of 20 mm and used for the measurement. Toluene, acetaldehyde, and ammonia were used as the measurement gas. The gas concentrations were 3 ppm, 30 ppm and 90 ppm, respectively. Then, each of the above-mentioned measurement gases was continuously passed at a flow rate of 45 cm / sec, and the gas concentration after the passage was measured over time. Regarding the measurement of gas concentration, ammonia was detected with a detector tube and other gases were measured with a gas chromatograph (manufactured by Hitachi).
【００３９】ガス除去率は，以下の式により求めた。 （ガス除去率）（％）＝１００×（入口濃度─通過後濃
度）／（入口濃度） 上記測定結果につき，トルエン除去率は図３に，アセト
アルデヒド除去率は図４に，アンモニア除去率は図５に
示した。The gas removal rate was calculated by the following formula. (Gas removal rate) (%) = 100 x (inlet concentration-after-passage concentration) / (inlet concentration) The above measurement results show the toluene removal rate in Figure 3, the acetaldehyde removal rate in Figure 4, and the ammonia removal rate in Figure 4. 5 shows.
【００４０】図３〜図５より知られるように，発明品
は，いずれのガスに対しても長時間高い吸着能力を維持
した。一方，比較品は，吸着初期には高い吸着能力を示
したが，短時間で吸着能力が著しく減少した。また，ガ
ス通過開始後１０分経過した後には，比較品よりも高い
値を示した。このことから，発明品は，吸着能力の寿命
が著しく長いことがわかる。また，発明品を，自動車の
外気フィルタとして用いたところ，ディーゼル排ガスの
車内浸入に対し，臭気低減効果が，比較品に比べて数倍
の時間に渡って長く持続したことが確認できた。As can be seen from FIGS. 3 to 5, the invention product maintained a high adsorption ability for any gas for a long time. On the other hand, the comparative product showed a high adsorption capacity in the initial stage of adsorption, but the adsorption capacity decreased remarkably in a short time. Moreover, after 10 minutes from the start of gas passage, the value was higher than that of the comparative product. From this, it is understood that the invention product has a remarkably long life of adsorption ability. Further, when the invention product was used as an outside air filter of an automobile, it was confirmed that the effect of reducing odor against the infiltration of diesel exhaust gas into the vehicle lasted several times longer than that of the comparative product.
【００４１】実施例２ 本例の吸着フィルタは，吸着剤としての活性炭を担体に
担持させたものを吸着層としたものである。活性炭は粒
子状のバインダと混合し，スラリーとなし，その後担体
の表面に担持させた。担体としては，ウレタンフォー
ム，段ボールハニカム，又はセラミックハニカムを用い
た。上記粒子状のバインダとしては，ポリビニルアルコ
ール，ポリエステル等を用いた。Example 2 The adsorption filter of this example has an adsorption layer in which activated carbon as an adsorbent is supported on a carrier. Activated carbon was mixed with a particulate binder to form a slurry, which was then loaded on the surface of the carrier. As the carrier, urethane foam, corrugated cardboard honeycomb, or ceramic honeycomb was used. Polyvinyl alcohol, polyester, or the like was used as the particulate binder.
【００４２】上記吸着層を乾燥した後，実施例１と同様
にして拡散制御層を形成して，吸着フィルタを得た。こ
の吸着フィルタについて，実施例１と同様の測定を行っ
たところ，実施例１と同様の効果が得られた。尚，上記
担体の表面に，まず上記バインダを被覆させ，次に上記
活性炭を付着させ，その後，実施例１と同様にして拡散
制御層を形成した場合にも，実施例１と同様の効果が得
られた。After the adsorption layer was dried, a diffusion control layer was formed in the same manner as in Example 1 to obtain an adsorption filter. When this adsorption filter was measured in the same manner as in Example 1, the same effect as in Example 1 was obtained. Even when the surface of the carrier is first coated with the binder, then the activated carbon is adhered thereto, and then the diffusion control layer is formed in the same manner as in Example 1, the same effect as in Example 1 is obtained. Was obtained.
【００４３】実施例３ 本例の吸着フィルタは，実施例１の粒状活性炭の替わり
に，活性炭素繊維粉末，シリカゲル，ゼオライト等の吸
着剤を用いたものである。この活性炭素繊維は，繊維状
のためボールミル等により粉砕して用いた。上記吸着フ
ィルタについて実施例１と同様にガス除去率を測定した
ところ，実施例１の粒状活性炭を用いた場合よりも除去
率が２０％程度，更に向上することが確認できた。これ
は，活性炭素繊維からなる拡散制御層が，粒状活性炭か
らなる拡散制御層よりも多くの微細孔を有するためであ
ると考えられる。Example 3 The adsorption filter of this example uses an adsorbent such as activated carbon fiber powder, silica gel, or zeolite instead of the granular activated carbon of Example 1. Since this activated carbon fiber is fibrous, it was crushed with a ball mill or the like before use. When the gas removal rate of the adsorption filter was measured in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the removal rate was further improved by about 20% as compared with the case where the granular activated carbon of Example 1 was used. This is considered to be because the diffusion control layer made of activated carbon fibers has more fine pores than the diffusion control layer made of granular activated carbon.
【００４４】実施例４ 本例の吸着フィルタにおいては，実施例１の粒状活性炭
の替わりに，酸性ガス適応型添着活性炭或いは塩基性ガ
ス適応型添着活性炭を，単独又は混合して用いた。酸性
ガス適応型添着活性炭に用いる添着剤としては，３─ア
ミノプロピルトリハイドロシラン，γ─アミノプロピル
トリエトキシシラン，γ─グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン，Ｎ−β（アミノエチル）─γ─アミノプ
ロピルトリメトキシシラン，ジメチルトリメチル─シリ
ルアミン，Ｎ−（β─アミノエチル）─γ─アミノプロ
ピル─トリメトキシシラン，ベンゼナミンハイドロクロ
ライド，ピリジン，トルイジン，リン酸アニリン，塩酸
アニリン，又はアントラニル酸を用いた。Example 4 In the adsorption filter of this example, in place of the granular activated carbon of Example 1, acid gas adaptive type impregnated activated carbon or basic gas adaptive type impregnated activated carbon was used alone or in combination. Adhesives used for the acidic gas adaptive impregnated activated carbon include 3-aminopropyltrihydrosilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and N-β (aminoethyl) -γ-amino. Propyltrimethoxysilane, dimethyltrimethyl-silylamine, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyl-trimethoxysilane, benzenamine hydrochloride, pyridine, toluidine, aniline phosphate, aniline hydrochloride, or anthranilic acid was used. .
【００４５】また，塩基性ガス適応型添着活性炭に用い
る添着剤としては，例えば，Ｌ−酒石酸，サリチル酸，
ピコリン酸，安息香酸，フタル酸，Ｌ─グルタミン酸，
コハク酸，マレイン酸，クエン酸，グルコン酸，リンゴ
酸，フマル酸，グルタル酸，イタコン酸，ピメリン酸，
アジピン酸，グリセリン酸，又は没食子酸を用いた。上
記添着剤は，いずれも活性炭の吸着容量を高める効果が
確認された。Examples of the binder used in the basic gas adaptive type impregnated activated carbon include, for example, L-tartaric acid, salicylic acid,
Picolinic acid, benzoic acid, phthalic acid, L-glutamic acid,
Succinic acid, maleic acid, citric acid, gluconic acid, malic acid, fumaric acid, glutaric acid, itaconic acid, pimelic acid,
Adipic acid, glyceric acid, or gallic acid was used. It was confirmed that each of the above-mentioned adhesives has an effect of increasing the adsorption capacity of activated carbon.
【００４６】実施例５ 本例の吸着フィルタにおいては，実施例１のビニロン短
繊維の替わりに，以下のコーティング材料を用いた。コ
ーティング材料としては，アクリルエマルジョン，ポリ
ビニルアルコール，塩化ビニル，アクリル─エチレン共
重合体，エーテル─エステル系ポリウレタン樹脂，ポリ
エステル─ウレタン，ウレタン系レジン，メチルセルロ
ース，ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＮＨ
4 塩，Ｎａ塩），ホットメルトポリエステル，エチレン
─酢酸ビニル共重合エマルジョン，又は酢酸ビニルエマ
ルジョンのいずれかからなる有機系材料を用いた。Example 5 In the adsorption filter of this example, the following coating materials were used instead of the vinylon short fibers of Example 1. Coating materials include acrylic emulsion, polyvinyl alcohol, vinyl chloride, acrylic-ethylene copolymer, ether-ester polyurethane resin, polyester-urethane, urethane resin, methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose (NH
4 salt, Na salt), hot melt polyester, ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion, or vinyl acetate emulsion was used as the organic material.
【００４７】上記有機系材料により拡散制御層を形成す
るに当たっては，まず，吸着層の表面に揮発性物質を塗
布する。揮発性物質としては，ヨウ素，ショウノウ，又
はナフタリンを用いた。次に，その表面に拡散制御層形
成用の上記有機系材料を塗布する。その後，揮発性物質
を昇華，揮発させる。これにより，多孔質の拡散制御層
が形成される。また，揮発性物質により吸着層の表面が
被覆されるため，吸着層の内部に有機系材料が侵入する
ことを防止でき，吸着剤の吸着容量をそのまま高く維持
することができる。In forming the diffusion control layer from the above organic material, first, a volatile substance is applied to the surface of the adsorption layer. Iodine, camphor, or naphthalene was used as the volatile substance. Next, the above-mentioned organic material for forming the diffusion control layer is applied to the surface thereof. Then, the volatile substance is sublimated and volatilized. As a result, a porous diffusion control layer is formed. In addition, since the surface of the adsorption layer is covered with the volatile substance, it is possible to prevent the organic material from entering the inside of the adsorption layer and maintain the adsorption capacity of the adsorbent as it is.
【００４８】本例の吸着フィルタについて，実施例１と
同様の測定を行ったところ，同様に優れた効果が得られ
た。When the adsorption filter of this example was measured in the same manner as in Example 1, the same excellent effect was obtained.
【００４９】尚，上記拡散制御層形成方法の他に，上記
のコーティング材料の水溶液に吸着層を含浸し，急熱乾
燥して，マイグレーション作用により拡散制御層を吸着
層の表面に析出させることによっても，同様の優れた拡
散制御層が形成された。In addition to the method for forming the diffusion control layer, an aqueous solution of the coating material may be impregnated into the adsorption layer, followed by rapid thermal drying to deposit the diffusion control layer on the surface of the adsorption layer by a migration action. Also, a similar excellent diffusion control layer was formed.
【００５０】実施例６ 本例の吸着フィルタにおいては，無機系材料を拡散制御
層として用いた。無機系材料としては，カルシウム或い
はウィスカーからなるセラミック短繊維，アエロジル，
又はセラミック粒子を用いた。無機系材料のバインダと
しては，実施例５の有機系材料を用いた。拡散制御層
は，実施例５と同様の揮発性物質を用いる方法により形
成した。Example 6 In the adsorption filter of this example, an inorganic material was used as the diffusion control layer. As inorganic materials, short ceramic fibers made of calcium or whiskers, Aerosil,
Alternatively, ceramic particles were used. The organic material of Example 5 was used as the binder of the inorganic material. The diffusion control layer was formed by the same method as in Example 5 using a volatile substance.
【００５１】無機系材料は，吸着剤よりも細かい粒子と
した（粒径２〜５０μｍ）。これにより，拡散制御層の
空隙率を吸着層よりも小さくし，吸着層内部へのガス拡
散速度を制御した。本例においても，実施例１と同様の
優れた効果が得られた。その他は，実施例１と同様であ
る。本例においても，実施例１と同様に優れた効果が得
られた。The inorganic material was finer particles than the adsorbent (particle diameter 2 to 50 μm). As a result, the porosity of the diffusion control layer was made smaller than that of the adsorption layer, and the gas diffusion rate inside the adsorption layer was controlled. Also in this example, the same excellent effects as in Example 1 were obtained. Others are the same as in the first embodiment. In this example as well, the same excellent effects as in Example 1 were obtained.
【００５２】実施例７ 本例の吸着フィルタにおいては，吸着剤自身を拡散制御
層として用いた。上記吸着剤としては，実施例３，４，
又は添着処理をしたもののいずれかを用いた。拡散制御
層には，母体の吸着層よりも細かい粒子（粒径２〜５０
μｍ）の吸着剤を用いた。拡散制御層の空隙率は吸着層
よりも小さくして，吸着層内部へのガス拡散速度を制御
した。その他は，実施例６と同様である。本例において
も，実施例６と同様の優れた効果が得られた。Example 7 In the adsorption filter of this example, the adsorbent itself was used as the diffusion control layer. Examples of the adsorbent include those of Examples 3, 4,
Alternatively, either one that was impregnated was used. The diffusion control layer has finer particles (particle size 2 to 50) than the adsorption layer of the matrix.
μm) adsorbent was used. The porosity of the diffusion control layer was made smaller than that of the adsorption layer to control the gas diffusion rate inside the adsorption layer. Others are the same as in the sixth embodiment. Also in this example, the same excellent effects as in Example 6 were obtained.
【００５３】実施例８ 本例の吸着フィルタは，実施例１のペーパハニカム構造
の替わりに，バインダにより結合した活性炭結合体，吸
着剤をハニカム状に押出して成形した押し出しハニカム
タイプ，又はフィルタ形状にプレス成形したもの，又は
活性炭ペーパをプリーツ状にヒダ折りしたものである。
その他は，実施例１と同様である。本例においても，実
施例１と同様の効果を得ることができた。このことか
ら，吸着フィルタは，ペーパハニカム構造に限らず，あ
らゆる形状の場合にも，同様に優れた効果が得られるこ
とがわかる。Example 8 The adsorption filter of this example is, instead of the paper honeycomb structure of Example 1, an activated carbon bonded body combined with a binder, an extruded honeycomb type formed by extruding an adsorbent into a honeycomb shape, or a filter shape. It is a press-molded product or a pleated fold of activated carbon paper.
Others are the same as in the first embodiment. Also in this example, the same effect as in Example 1 could be obtained. From this, it can be seen that the suction filter is not limited to the paper honeycomb structure and can have the same excellent effect in any shape.
【図１】実施例１の吸着フィルタの斜視図。FIG. 1 is a perspective view of an adsorption filter according to a first embodiment.
【図２】実施例１の吸着フィルタの拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the adsorption filter according to the first embodiment.
【図３】実施例１の吸着フィルタについての，トルエン
の除去率を示す線図。FIG. 3 is a diagram showing the removal rate of toluene for the adsorption filter of Example 1.
【図４】実施例１の吸着フィルタについての，アセトア
ルデヒドの除去率を示す線図。FIG. 4 is a diagram showing the removal rate of acetaldehyde for the adsorption filter of Example 1.
【図５】実施例１の吸着フィルタについての，アンモニ
アの除去率を示す線図。FIG. 5 is a diagram showing the ammonia removal rate of the adsorption filter of Example 1.
【図６】従来例の吸着フィルタについて，問題点を解決
するための着眼点を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the points of interest for solving the problems in the adsorption filter of the conventional example.
１．．．拡散制御層， ２．．．吸着層， ３．．．吸着フィルタ， ２０．．．流体通路， 1. . . Diffusion control layer, 2. . . Adsorption layer, 3. . . Adsorption filter, 20. . . Fluid passage,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 俊明 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 加藤 健一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Toshiaki Fukuda 1-1, Showa-machi, Kariya city, Aichi Prefecture Nihon Denso Co., Ltd. (72) Inventor Ken-ichi Kato 1-1-cho, Showa town, Kariya city, Aichi prefecture Within the corporation
Claims (5)
吸着フィルタにおいて，上記吸着フィルタは，上記流体
内の被吸着物を吸着するための吸着剤を含有する吸着層
と，該吸着層の表面に設けられ吸着層の内部への被吸着
物の拡散速度を制御するための拡散制御層とを有してな
ることを特徴とする吸着フィルタ。1. An adsorption filter having a surface exposed in a fluid passage, wherein the adsorption filter includes an adsorption layer containing an adsorbent for adsorbing an object to be adsorbed in the fluid, and an adsorption layer of the adsorption layer. An adsorption filter, comprising: a diffusion control layer provided on the surface of the adsorption layer for controlling the diffusion rate of an adsorbate into the adsorption layer.
ビニロン，アクリル，又はエチレン─酢酸ビニル共重合
体のいずれかのコーティング材料を用いてなることを特
徴とする吸着フィルタ。2. The diffusion control layer according to claim 1,
An adsorption filter comprising a coating material of vinylon, acrylic, or ethylene-vinyl acetate copolymer.
層は，コーティング材料を液中に浸漬してスラリーとな
し，その後上記吸着層を上記スラリーに含浸し，乾燥し
て形成したものであることを特徴とする吸着フィルタ。3. The diffusion control layer according to claim 1, wherein the diffusion control layer is formed by immersing a coating material in a liquid to form a slurry, and then impregnating the adsorption layer into the slurry and drying. An adsorption filter characterized by the above.
層は，上記吸着層の表面に揮発性物質を塗布し，該揮発
性物質の表面にコーティング材料を塗布し，上記揮発性
物質を揮発させて形成したものであることを特徴とする
吸着フィルタ。4. The diffusion control layer according to claim 1, wherein the surface of the adsorption layer is coated with a volatile substance, the surface of the volatile substance is coated with a coating material, and the volatile substance is volatilized. An adsorption filter characterized by being formed by the above.
層は，上記吸着層にコーティング材料を含浸し，急熱乾
燥により上記吸着層の表面に析出させて形成したもので
あることを特徴とする吸着フィルタ。5. The diffusion control layer according to claim 1, wherein the diffusion control layer is formed by impregnating the adsorption layer with a coating material and depositing it on the surface of the adsorption layer by rapid thermal drying. Adsorption filter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6333050A JPH08164317A (en) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | Adsorption filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6333050A JPH08164317A (en) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | Adsorption filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08164317A true JPH08164317A (en) | 1996-06-25 |
Family
ID=18261714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6333050A Pending JPH08164317A (en) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | Adsorption filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08164317A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263024A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Tokyo Roki Co Ltd | Hc filter, hc filter fixing frame, and air cleaner |
-
1994
- 1994-12-13 JP JP6333050A patent/JPH08164317A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263024A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Tokyo Roki Co Ltd | Hc filter, hc filter fixing frame, and air cleaner |
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