JP3771482B2 - 活性炭素繊維エレメント、及びその製法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性炭素繊維エレメント、及びその製法に関し、特に給電加熱による再生に適した活性炭素繊維エレメント、及びその製法に関する。
【0002】
【従来の技術】
汚染物質等を吸着処理した後の使用済みの活性炭素繊維(ACF)フェルトを再生させるためには、吸着物質がACFフェルトから脱着する温度(例えば、100〜150℃)に加熱して再生する方法が通常採られている。
【0003】
この温度に加熱する方法としては、水蒸気や温風により加熱する方法が実用化されている。しかし、この加熱方法は加熱効率が低い。そこで、ACFフェルトの自己加熱による再生方法が、高い加熱効率が得られる再生方法として検討されている。
【0004】
このACFフェルトの自己加熱による再生方法としては、マイクロ波加熱による再生方法、ACFフェルトを抵抗発熱体とする給電加熱による再生方法等がある。
【0005】
マイクロ波加熱による再生方法は、マイクロ波がACFフェルトに吸収されるので加熱効率が高い。しかし、ACFフェルトの繊維の毛羽で火花放電が起こり、しかもこの火花放電の防止は困難である。そのため、引火性の有機溶剤の脱着を要するACFフェルトの再生には問題がある。
【0006】
これに対し、ACFフェルトを抵抗発熱体として給電加熱を行う再生方法では、上述の火花放電の問題は起こらない。
【0007】
しかし、このACFフェルトを抵抗発熱体として給電加熱を行う再生方法は、ACFフェルトを高い効率で加熱する再生方法として従来から検討されている方法であるにも拘らず実用には至っていない。その理由としては、給電電極とACFフェルトとを接触させただけでは両者間の接触抵抗を小さくすることができないので、給電による発熱の大部分が電極とACFフェルトとの接触部で発生し、ACFフェルト全体を有効に加熱することが困難だからである。
【0008】
また、このような方法で長時間給電を行うと、ACFフェルト内に極めて温度の高い電流通路、いわゆるショートパスが生じ、ACFフェルトに損傷を与える。
【0009】
以上の問題を解決する方法として、ACFフェルトをCuの電極で挟み込み、0.5kPa以上の圧縮荷重を掛けて、このCu電極から電力を供給する事によりACFフェルトを給電加熱してACFフェルトを再生する方法が開示されている(Fiber Preprints,Japan,Vol.55(2000),No.2(Symposia))。
【0010】
なお、汚染物質等の吸着処理用のエレメントとしては、フェルト等の通気性材料からなり内部が中空である円筒形状の形態のエレメントが多い。この円筒形状のエレメントに上記のACFフェルトとCu電極とを組込む場合、従来の方法では銅(導電性)テープをACFフェルト端部側に貼付けて巻き込んで締め付けるか、ACFフェルトを巻き付ける時に導電性テープを同時に巻き込んで締め付けることになる。
【0011】
ACFフェルトと導電性テープとをエレメントと同じ形状の円筒形状に加工する工程において、ACFフェルトと導電性テープとの接触抵抗は、締付け圧に大きく影響を受け、締付け圧への依存性が高いので、両者間の接触抵抗を小さくするには、締付け圧を高くしなければならなくなる。そのため、ACFフェルトの巻付け操作は非常に煩雑で難しいものとなる。
【0012】
しかも、締付け圧を高くすると、導電性テープがズレ易くなり、高品質の導電性テープ挟み込み部を得るのは難しいと言う問題がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記問題を解決すべく鋭意検討した結果、ACFフェルトの各端部側に、金属繊維を縫い付け、次いでこのACFフェルトを巻回して円筒形状のACFエレメントを形成させることにより、エレメントの各端部側に、エレメントへの高い給電効率が得られ、エレメントの安定した発熱が得られる給電用導電部が形成されることを知得した。
【0014】
しかも、縫い付けられた金属繊維はズレが生ずることがない。また、ACFフェルトの巻付け操作は、締付け操作が不要であり、簡素かつ容易であることを知得し、本発明を完成するに至った。
【0015】
従って、本発明の目的とするところは、上記問題を解決した、活性炭素繊維エレメント、及びその製法を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【0017】
〔1〕 活性炭素繊維フェルトを円筒状に巻回してなる活性炭素繊維エレメントであって、エレメントの各端部側に金属繊維が縫い付けられて給電用導電部を形成してなる活性炭素繊維エレメント。
【0018】
〔2〕 給電用導電部の金属密度が0.1〜1.0g/cm3である〔1〕に記載の活性炭素繊維エレメント。
【0019】
〔3〕 両端を平行に形成したシート状の活性炭素繊維フェルトの各端部側に、金属繊維を縫い付け、次いでこの活性炭素繊維フェルトを巻回して円筒形状に形成させる活性炭素繊維エレメントの製法。
【0020】
〔4〕 金属繊維を幅10〜50mmに縫い付ける〔3〕に記載の活性炭素繊維エレメントの製法。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0022】
本発明の活性炭素繊維(ACF)エレメントは、ACFフェルトを円筒状に巻回してなるACFエレメントであって、エレメントの各端部側は金属繊維が縫い付けられて給電用導電部を形成している。
【0023】
この給電用導電部の金属密度は0.1〜1.0g/cm3が好ましい。金属密度が0.1g/cm3未満の場合は給電用導電部の導電性が低下するので好ましくない。金属密度が1.0g/cm3を超える場合は、給電用導電部の強度が低下するので好ましくない。
【0024】
上記金属繊維の材質としては、導電性の金属、例えばCu、Ag、Ni、Al等の金属、並びに、導電性の合金、例えばCu合金、Ag合金、Ni合金、Al合金等の合金を用いることができる。この金属繊維の直径は50〜500μmが好ましい。
【0025】
本発明のACFエレメントは、その構成が上記範囲内にあれば、その製法としては、特に限定されるものではないが、例えば図1に示す製法により製造することができる。
【0026】
(ACFフェルト)
図1は、本発明のACFエレメントの製法に用いるACFフェルトの一例を示す概略図である。
【0027】
本発明のACFエレメントの形状は円筒形状であるため、図1に示すように本発明のACFエレメントに用いる加工前のシート状ACFフェルト2の両端は平行である。後工程のエレメント形状への加工において、ACFフェルト2の巻回回数に制限はないが、15〜70層に巻付けて円筒形状に加工する場合、ACFフェルト2の厚さは30〜200mmが好ましく、50〜150mmが更に好ましい。これにより、ACFフェルトの嵩密度分布は均一なものになる。
【0028】
(ACFフェルトへの金属繊維の縫付け)
上記シート状ACFフェルト2の各端部側4、6に、金属繊維8、10を縫い付けて金属繊維縫付け部を形成させる。この金属繊維縫付け部の幅Xは、10〜50mmが好ましい。金属繊維縫付け部の幅Xが10mm未満の場合は、ACFエレメント各端部側の給電用導電部の導電性が低下するので好ましくない。金属繊維縫付け部の幅Xが50mmを超える場合は、ACFエレメントの大きさが必要以上に大きくなって重くなるので好ましくない。
【0029】
ACFフェルトへの金属繊維の縫付け方法は、ジグザグに縫う方法、隙間なく密着して縫う方法等、任意の方法を選択することができる。
【0030】
(エレメント形状への加工)
上記ACFフェルトをエレメント形状の円筒形状に加工する。これにより、エレメントの各端部側に、エレメントへの高い給電効率が得られ、エレメントの安定した発熱が得られる給電用導電部が形成された本発明のACFエレメントが得られる。
【0031】
このようにして製造したACFエレメントの給電用導電部と、給電用電線との接続は、ハンダ付、金属片の接触等、任意の方法が採用できる。
【0032】
【実施例】
図1に示す縦5000mm、横700mm、厚さ2.5mmのACFフェルト2の各端部側4、6に、金属繊維8、10を幅30mmでジグザグに縫い付けた。これを円筒形状に複数枚巻回して内径155mm、外径320mmのACFエレメントを製造した。
【0033】
これに20Vの電圧を掛けて給電したところ、均一に発熱し、200℃になった。
【0034】
【発明の効果】
本発明のACFエレメントは、エレメントの各端部側に金属繊維が縫い付けられた給電用導電部を形成しているので、給電加熱に際しては、エレメントへの高い給電効率が得られ、エレメントの安定した発熱が得られる。
【0035】
本発明のACFエレメントを作製するに際しては、縫い付けられた金属繊維はズレが生ずることがない。また、ACFフェルトの巻付け操作は、締付け操作が不要であり、簡素かつ容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のACFエレメントの製法に用いるACFフェルトの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
2 ACFフェルト
4、6 ACFフェルトの各端部側
8、10 金属繊維
X 金属繊維縫付け部の幅
Claims (4)
- 活性炭素繊維フェルトを円筒状に巻回してなる活性炭素繊維エレメントであって、エレメントの各端部側に金属繊維が縫い付けられて給電用導電部を形成してなる活性炭素繊維エレメント。
- 給電用導電部の金属密度が0.1〜1.0g/cm3である請求項1に記載の活性炭素繊維エレメント。
- 両端を平行に形成したシート状の活性炭素繊維フェルトの各端部側に、金属繊維を縫い付け、次いでこの活性炭素繊維フェルトを巻回して円筒形状に形成させる活性炭素繊維エレメントの製法。
- 金属繊維を幅10〜50mmに縫い付ける請求項3に記載の活性炭素繊維エレメントの製法。
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