JPS6287797A - 充填塔用の充填材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ５産業上の利用分野〕 本発明は、冷却塔、凝縮基、脱臭塔、除塵塔などの如く
、水又は水を溶媒の生体とする／８液と空気との間で熱
移動及び／又は物質移動を行う充填塔に充填される充填
材であって、合成樹脂を基材とするものに関するもので
ある。

〔従来技術〕

この種の充填材として、例えば水を冷却媒体とする冷却
塔用の充填材として、安価であり、また成されずにムラ
を生し、従って十分な茎発作用が行われず、冷却効果が
ｔ員なねれる、という問題点を有するものであった。

本発明は、従来のものの上記の問題点を解決し、充填材
のほぼ全表面に水膜又は／８液膜が形成され、効率のよ
い執移動及び／又は物質移動が行われる充填塔用の充填
材を提供することを目的とするものである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 発明者らは上記の問題点を解決するために実験、研究を
重ね、その折に得た知見に基づき本発明がなされたので
ある。

本発明は、上記の従来のものの問題点を解決する手段と
して、充填塔の中に充填され、水又は水を溶媒の生体と
する溶液と空気との間の鎮移動及び／又は物質移動に与
かる充填十ＡＳこおいて、合成樹脂製のノ、（材の表面
に高吸水性樹脂を含有する塗キー［による現水性塗膜を
形成したことを１．￥、徴とする充填塔用の充填材を提
Ｕｋせんとするものである。

本発明は、上記の構成を有することによって、成形、加
工が容易であるところから合成樹脂、特に熱可塑性合成
樹脂を基材とする充填材が広く使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、−Ｃに熱可塑性樹脂は疎水性であるため
、該樹脂を基材とする充填材の表面は水をはじき、その
表面に全体にわたって十分な水膜を形成することができ
ないため、部分的に乾いた面が現れ伝熱面のムラを生じ
、熱交換性能が十分とならない場合がある、という問題
点があった。

例えば冷却塔の場合に、充填材は第４図の如く、多数の
基材１が間隔を置いて平行に、垂直に配備されて形成さ
れ、その間に上方から水流２が、下方から気流３が通過
するようになっており、基材１の表面を伝わって流下す
る水４に気流が触れて蒸発が生し、その際に気化の潜熱
が奪われて水４が冷却され下方から流出するようになっ
ている。

基材１が熱可塑性樹脂で作られている場合は、その表面
は水をはじき易く、部分的に濡れずに乾いている部分５
が発生し、水膜が平均に全体に形親水性の塗膜により水
が保持され、充填材の全表面が水で濡れた状態となり全
表面にて広い面積で、比較的長い時間気液の接触が行わ
れ効率の高い熱移動及び／又は物質移動を行うことがで
きる。

本発明において、充填材の基材を形成するための合成樹
脂としては特に制限されず、例えば、成形性が良好なる
ために多く用いられる熱可塑性樹脂としては、塩化ビニ
ル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン
、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ナイロン樹脂、ウレ
タン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル酸エステル
などが用いられるが、安価であり、成形性や耐久性にす
くれていることで塩化ビニル樹脂を用いることが好まし
い。

また、耐熱性、耐薬品性が要求される場合には、熱硬性
樹脂として、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、などが用
いられる。

本発明に使用される塗料は、基本的には高吸水性樹脂、
塗料用ビヒクル及び有機溶剤から構成されるが、その他
必要に応じて反応性希釈剤、無機充填材、バインダー、
接着剤、各種安定剤、着色剤などが配合されていてもよ
い。

ここで、間吸水性樹脂としては特に制限されることなく
、従来より公知の各種のものが使用され、具体的には酢
酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体ケン化物、イソ
ブチレン−無水マレイン酸共重合体変性物の架橋物、架
橋構造を有するポリアクリル酸（塩）、デンプン−アク
リル酸（塩）グラフト重合体などが例示されるが、これ
らのうちでも分子中にカルボン酸塩を含む高分子化合物
（例えば酢酸ビニル−アクリル酸メチル共重合体ケン化
物、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体変性物の架
橋物）、は耐久性にすぐれているため、特に好ましく使
用される。

このような高吸水性樹脂は１種のみでもよく、２種以上
を併用してもよい。

これら高吸水性樹脂は吸水性能の点からは吸水量２０ｇ
／ｇ以上、特に１００　ｇ／ｇ以上であることが好まし
く、高吸水性樹脂の平均粒径は小さい程好ましく、一般
には平均粒径が１００μｍ以下、特に３０μｍ以下であ
ることがより好ましい。

平均粒径が１００μｍを越えると、形成された塗膜から
高吸水性樹脂が脱落し易くなる。

また、塗料のビヒクル成分としては有ａ溶剤に可溶なも
のであれば特に制限なく使用され、例えばアクリル系樹
脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸
共重合体、塩素化ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン
、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂などを挙げること
ができる。

本発明に使用される■料において、各成分の配合割合は
使用される充填材の種類、形状、使用方法などの条件に
より種々異なり、特に限定されるものではない力ぐ、高
吸水性樹脂含量としては、少なくとも形成された塗膜が
長期にわたって親水性を有する程度は配合すべきである
。

かかる塗膜１）を製造するにあたり、高吸水性樹脂は塗
料中に十分に分＋ｌｋさせることが必要であり、必要あ
れば塗料成分を混合後、ミキンングロール、ボールミル
、ホモジナイザー、ペイントシェーカー等を使用して均
一分散される。

かかる塗料を充填材表面に塗布する方法としては、浸漬
法、噴霧法、ローラーコート法、カーテンフローコート
法、刷毛塗法、ローラー塗り法、静電塗装法など任意の
方法が選ばれ、具体的には充填材の種類、形状、塗膜の
厚さなどを考慮して選ばれる。

なお、塗膜の厚さは充填材の種類、形状、使用条件など
によって決められ、特に制限されないが、樹脂粒子の脱
落を防ぐためには粒径に対して薄過ぎない方がよく、例
えば粒径が１０μｍ程度のものに対しては塗膜の厚さは
１５μｍ以上必要であり、３０μｍ以上あるのが好まし
い。

塗料塗布後、通常の乾燥手段、例えば赤外線乾燥、加熱
熱風乾燥、加熱ロール、風乾、紫外線乾燥などの方法に
より塗布面を乾燥させるのが好ましい。

合成樹脂基材の表面に親水性被膜を設けて基材全面の広
い面積に水膜を保持形成し、効果的な気液接触を行わし
めて熱移動及び／又は物質移動を行わしめる本発明の技
（イ・ｉは、冷却塔用に適用できるほかに、保持された
水膜により気体を冷却して凝縮を行う凝縮基、保持され
た水膜により濡れ装作用にて除塵又は脱臭を行う除塵塔
、脱臭塔などの充填塔用の充填材にも適用できる。

基材の形状は、平板或いは波形のプレートのほか、ハニ
カム形、パイプ状、棒状、或いはランヒリング状など種
々な形状を用いることができる。

〔実施例〕

本発明の実施例として冷却塔用の場合につき図面を用い
て説明する。

充填材の基材の形状は特に制限されず、従来から冷却塔
に用いられている公知の各種の形状のものでよく、例え
ば、第１図の如き波形の断面の基材１が用いられる。こ
の場合に基材１の表意全面に高吸水性樹脂を含有する塗
料を塗布して親水性塗膜を形成してもよい。

また、第１図、第２図に示す如く、下の方に向いている
下向き部分６に親水性塗膜７を帯状に形成し、上の方に
向いている上向き部分８には形成しないようにしてもよ
い。上向き部分８には水流２の水膜ができ易いが、下向
き部分６に水が付着するのは極めて困難であるので、こ
の部分に親水性塗膜７を形成し、充填材基材１の表面に
水膜を保持し、さらにその上に、流下する水膜を形成し
易くする。

このようにして充填材の基材１全面にわたって一様な水
膜を形成せしめ、上向する気流３と、広い面積にわたっ
て比較的長時間接触することを可能となし、十分な蒸発
作用を生し、橿めて大なる冷却効果を生ずるので、ある
。

第３図は別の実施例であり、基材１の表面に、高吸水性
樹脂を含有する塗料により、親水性塗膜を多数の斑点９
として形成せしめてもよい。このような部分的な塗布で
あって、熱可塑性樹脂の地肌が現れていても、冷却塔の
使用時には、水の表面張力のために親水性の斑点以外の
部分にも水膜が連続して形成され、基材１の殆ど全面に
水ｎ々を形成することができ、効率の裔い冷却効果をも
たらすことができる。

本発明による充填材の親水性について行った多くの実験
のうちの若干例を以下に示す。

（実験例１）塩素下ポリプロピレン（５０％キシレン溶
液）５０ｇ、スミカゲル（住友化学社商４Ｍ）ＳＰ−５
１０（酢酸ビニル−アクリル酸Ｓステル共重合体ケン化
物系高吸水性樹脂、平均粒径１５μｍ、住友化学社品）
７ｇ、デキシークレー２０ｇ、ノニオン系界面活性剤１
ｇ、キシレン５　Ｑｍｌ及び赤色着色剤０．５ｇを栓つ
きポリエチレン製ビンに入れ、更にガラスピーズ（３ｍ
ｍφ）２０ｇを追加したのちペイントシェーカーでよく
振３うする。その後ガラスピーズを除去し、塗料を得た
。

この塗料を厚さ５ｍｍの硬質ポリ塩化ビニル製シートの
表面に刷毛で塗布し、風乾した。

塗膜の厚さは約１２０μｍであった。

得られた上記シートの表面は親水性となり、その表面に
水を流したところきれいな水膜を形成した。

（実験例２） 硬質ポリ塩化ビニル製シートの代わりにポリプロピレン
製シートを用いる以外は実験例１と同様に処理してその
表面に塗膜を形成させた。このときの塗膜は約１．００
μｍであった。

得られたシートの表面は親水性となり、その表面に水を
流したところきれいな水膜を形成した。

（実験例３） スミカゲル（住友化学社商標）ＳＰ−５１０の代わりに
クラレイソプレンゲルＫｒ２０１Ｋ（イソブチレン−無
水マレイン酸共重合体変性物の架橋物系高吸水性樹脂、
平均粒１５０μｍ、クラレイソプレン社商標）を平均粒
径１０μｍに粉砕した高吸水性樹脂を用いる以外は実験
例１と同様にして塗料を作成した。

この塗料を厚さ５ｍｍの硬質ポリ塩化ビニル製シートの
表面に５ｍｍ間隔で１ｃｆｌＩ巾となるように帯状に１
１１毛で塗布し、風乾した。

塗膜の平均ｊ７さは杓１００μｍであった。

得られたノートの表面は帯状に親水性塗膜が形成された
が、この表面に水を流したところ、殆どムラなくきれい
な水膜を形成した。

（比較実験例） スミカゲル（住友化学社商標）ＳＰ−５１０を使用しな
い以外は実験例１と同様にして塗料を作成したに の塗料を実験例１と同様に硬質ポリ塩化ビニル製シート
の表面に塗布した。塗膜の厚さは約９０μｍであった。

得られたシートの表面に水を流したところ、塗膜は水を
はじき、水膜にムラを生じて均一な水膜を得ることがで
きなかった。

（発明の効果〕 本発明により、疏水性の合成樹脂を使用するにも拘わら
ず、充填材の基材全面にわたって均一な連続的な水膜を
形成せしめることができ、伝熱効果が向上し、高性能の
熱移動及び／又は物質移動を行うことができる充填塔用
の充填材を提供することができ、実用上極めて大なる効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図はその垂直面
による一部の断面図、第３図は別の実施例の斜視図、第
４図は従来例の斜視図である。 ■・・・基材、２・・・水流、３・・・気流、４・・・
水、５・・・乾いている部分、６・・・下向き部分、７
・・・親水性塗膜、８・・・上向き部分、９・・・斑点
。 特許出願人　　　株式会社荏原総合研究所同　　　　　
　　住友化学工業株式会社同　　　　　信和産業株式会
社 代理人弁理士　　高　　木　　正　　行間　　　　　　
　　　薬　　　師　　　　　　　　捻回　　　依１）孝
次部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、充填塔の中に充填され、水又は水を溶媒の主体とす
   る溶液と空気との間の熱移動及び／又は物質移動に与か
   る充填材において、 合成樹脂製の基材の表面に高吸水性樹脂を含有する塗料
   による親水性塗膜を形成したことを特徴とする充填塔用
   の充填材。