JPS6331253B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、特定の細孔分布を有する繊維状活性
炭から成るオゾン除去材に関する。 オゾンは、強力な酸化作用を有するため、空気
中や水中の浮遊菌の殺菌、脱臭、浄化剤として各
方面で利用されているが、反面オゾンは特異臭の
ある気体であり、空気中に0.1ppmの濃度で存在
するだけで、息切れ、めまい、頭痛、吐き気など
を催すという人体に有害な作用を及ぼすので大気
中に存在するオゾンは充分に除去する必要があ
る。特に電子写真複写機では、コロナ放電により
オゾンが発生し、環境を汚染するので、これを除
去することが大きな課題となつている。 従来、オゾンを除去する材料としては、二酸化
マンガン、酸化ニツケル、酸化銅等の金属酸化物
が知られているが、これらの金属酸化物は常温で
は分解効率が低く、低温の廃気ガス処理には不向
きである。また従来から粒状または粉状の活性炭
を用いてオゾンを除去することも知られている
が、この手段は除去効率が悪く、寿命が短い欠点
がある。この欠点を解消するためにパラジウム、
白金等の貴金属を担持させた活性炭を用いること
も提案されているが、高価になる欠点があり、し
かもその割に除去効率は向上しない。更に繊維状
活性炭を用いてオゾンを除去することも提案され
ているが、従来の繊維状活性炭は、細孔の直径の
小さい細孔の多いものであつて、このような繊維
状活性炭では満足しうるオゾン除去効率を達成す
ることはできず、かつ寿命が短かく長期間の使用
に耐えないものであつた。 本発明者らは、繊維状活性炭を用いて充分にか
つ安価いオゾンを除去する手段を鋭意研究の結
果、特定の細孔容積分布を有する繊維状活性炭が
オゾンに対して特異的な除去効率を示すことを見
出し、本発明に到達した。 すなわち、本発明は、直径120Å以下の細孔の
容積が0.70c.c.／ｇ以上であり、細孔直径30〜120
Åの細孔の容積が0.18〜0.95c.c.／ｇで、かつ該細
孔直径30〜120Åの細孔容積の細孔直径120Å以下
の細孔容積に対して占める割合が18％以上の繊維
状活性炭を含有するオゾン除去材である。 本発明のオゾン除去材が、きわ立つたオゾン除
去効率を示すことは下記実施例によつて明らかで
あり、従来の繊維状活性炭を用いて同一条件でオ
ゾンを吸着させた場合、実に40倍以上長い破過時
間を示す。 本発明においては繊維状活性炭は細孔直径120
Å以下の細孔の容積が0.70c.c.／ｇ以上であり細孔
直径30〜120Åの細孔の容積が0.18〜0.95c.c.／ｇ
で、かつ該細孔直径30〜120Åの細孔容積の細孔
直径120Å以下の細孔容積に対して占める割合が
18％以上であることが必要である。 更に直径15〜120Åの細孔の容積が0.3〜0.95
c.c.／ｇの範囲のものが除去寿命の点で好ましい。
直径120Å以下の細孔の容積が0.70c.c.／ｇ以下で
あつたり上記細孔容積分布から外れて細孔直径15
Å以下の細孔が大きな比率を占めると、このよう
なオゾンに対する特異な除去力は示さない。 繊維状活性炭の細孔直径および細孔容積は、常
圧下の液体窒素の沸点（−195.8℃）における吸
着側の窒素ガス吸着等温線を用いてクランストン
−インクレー（Cranston−Inkley）の計算法
（慶伊富長「吸着」共立出版）により求めた。但
し、細孔直径300Åに相当する相対圧での窒素ガ
ス吸着量に標準状態における気体窒素の密度と液
体窒素の密度の比（1.584×10^-3）を乗じた値を
全細孔容積とみなし、又細孔直径300Åから細孔
直径30Åまでの累積細孔容積を全細孔容積から差
し引いた値を細孔直径30Å以下の細孔容積とし
た。 なお、多分子吸着層と相対圧との関係は ｔ（Å）＝4.3〔５／ln（Ps／Ｐ）〕^1/3 なるフレンケル−ハルシー（Frenkel−Halsey）
の式（慶伊富長「吸着」共立出版）より計算し
た。 上記繊維状活性炭は、特に下記２点に注意する
ことによつて製造される。 (1) 灰分含有率の低い精製された原料を使用する
こと。 (2) 賦活処理は、水蒸気含有率10容量％以上の活
性ガス雰囲気下で入念に行うこと。 上記(1)の灰分含有率の低い精製された原料を使
用することは、収率よく、高強度の非晶質繊維状
活性炭を得る上にぜひ必要なことであり、具体的
には、再生セルロース繊維、精製された木綿繊
維、木材パルス繊維等の精製セルロース繊維、硬
化フエノール樹脂繊維、ポリアクリロニトリル繊
維等が例挙される。 該原料は、セルロース繊維の場合には、燐酸塩
のような難燃剤を含浸後、フエノール樹脂繊維の
場合にはそのまま不活性ガス雰囲気下で600〜900
℃に加熱することによつて炭化する。 得られた炭化物を上記(2)の賦活処理に付する
が、該賦活処理は、該炭化物を水蒸気含有率10容
量％以上の活性ガス雰囲気下において850〜950℃
で加熱処理する。処理時間は、処理温度、水蒸気
濃度、被処理物の形態等により変動するため、画
一的には決められないが、３〜20時間、好ましく
は、900℃前後で10〜15時間、賦活収率が25〜15
％になるよう長時間活性化処理する。もちろん、
この賦活処理を２度以上に分割して行つてもよ
い。 上記繊維状活性炭は、オゾンガス通路に充填し
て使用することも可能であるが、このような手段
では圧力損失が大きいので、繊維状活性炭に必要
に応じた木材パルス、再生セルロース繊維等を混
合して紙状に抄き、これをハニカム状に成形し
て、これをオゾンガス通路に挿入して使用するの
が好ましい。 本発明のオゾン除去材は、前述のように抜群の
オゾン除去効率を有するのみでなく、繊維状のた
めに振動等の外力によつて脱落することが少く、
しかも紙状に抄いてハニカム状に成形して使用す
れば、圧力損失が小さいので、特に電子写真複写
機に装備した排気ダクトに挿入してもなんら支障
なく運転することができるという特長がある。ま
たオゾン除去効率が大きいためにオゾン除去材の
通路長を短くすることができ、そのために圧力損
失を一層小さくすることができる。 次に実施例について本発明を更に詳細に説明す
る。 実施例 １ 繊維長38mm、繊維径７デニールの再生セルロー
ス繊維をフエルト化後、10重量％の燐酸アンモニ
ウム水溶液を含浸し、300℃で耐炎化処理後、窒
素ガス気流下において、850℃まで２時間を要し
て昇温し、炭化した。その後、水蒸気を20容量％
含有する窒素気流中において850℃で４時間活性
化処理を施し、第１表に示すような細孔容積を持
つ、目付200ｇ／cm²、厚み４mmのフエルト状にさ
れた繊維状活性炭を得た。また比較例として、上
記実施例の製造条件のうち活性化処理を１時間と
した場合の細孔容積も合せて第１表に示した。 該２種類のフエルト状活性炭を直径6.5cmのガ
ラス管に装填し、1ppmのオゾンを含有する空気
を空塔速度50cm／秒で流し、活性炭吸着処理後の
空気中のオゾン含有率が0.05ppmになるまでの時
間を測定した（破過時間）。また、一方、ベンゼ
ン蒸気10ppmを含有する空気を空塔速度が10cm／
秒になるように、上記フエルト状活性炭層に流
し、同様に破過時間を測定した。その結果は第１
表のとおりである。

【表】 第１表の結果から明らかなように実施例の繊維
状活性炭はベンゼンの破過時間においては比較例
と差がないにもかかわらず、オゾンの破過時間で
は実に40倍長くなることが分かる。 実施例 ２ 繊維径1.5デニール、繊維長５mmの不溶融化さ
れたノボラツク型フエノール樹脂繊維を500℃で
３時間窒素ガス雰囲気下において炭化処理を施
し、炭素繊維を得た（収率65％）。 次いで該炭素繊維を、水蒸気を20容量％含有し
た窒素ガス雰囲気下において900℃で５時間賦活
処理を施し、第２表に示す細孔直径の繊維状活性
炭を得た。また比較例として上記賦活処理時間を
２時間にした場合についても第２表に併記した。 これらの繊維状活性炭70重量部と木材パルプ
（叩解度SR30゜）30重量部とごく少量のポリビニ
ルアルコール繊維との３者を通常の湿式抄紙法で
抄紙し、活性炭を含有する紙を作つた。この紙の
坪量に50ｇ／m²、厚みは0.25mmであつた。 この活性炭含有混抄紙を使用してピツチ3.3mm、
山の高さ２mm（断面積約3.3m²）の片面段ボール
シートを作成した。なお、作成の際、接着剤とし
て酢酸ビニル系エマルジヨンを少量使用した。 次にこのようにして得られた段ボールを15mm幅
にスリツトし、円筒状に巻きつけてハニカム構造
のフイルターを製造し、これを複写機の排気ダク
トに挿入し、1.5ppmの濃度のオゾンを含む排気
（20℃）を通過空塔速度70cm／秒で流し、30時間
後の出口濃度は第２表のようになつた。

【表】 第２表に示すように実施例の繊維状活性炭の場
合は破過時間がきわめて長いことが分かる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直径120Å以下の細孔の全容積が0.70c.c.／ｇ
   以上であり、直径30〜120Åの細孔の容積が0.18
   〜0.95c.c.／ｇで、かつ該細孔直径が30〜120Åの
   細孔容積の細孔直径120Å以下の細孔容積に対し
   て占める比率が18％以上である繊維状活性炭を含
   有するオゾン除去材。