JPH081677U - 補強された繊維状活性炭フィルター材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繊維状活性炭の機能性を低下させないように
するとともに圧力損失を減少させずに、また、再生処理
を水蒸気雰囲気下で行うような場所にも好適に使用でき
ながら、良好に補強された繊維状活性炭フィルター材を
提供する。 【解決手段】 開口率80％以上の網目３を有する網１の
両側それぞれに通気性を有するようにピッチ系繊維状活
性炭不織布２ａ，２ｂを配し、両ピッチ系繊維状活性炭
不織布２ａ，２ｂの一部の繊維どうしを、網１の網目３
を通して互いに絡み付かせて繊維状活性炭フィルター材
を構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、各種のフィルターとして用いられる補強された繊維状活性炭フィル ター材に関する。

【０００２】

【従来の技術】

フェルト加工品を得る場合、従来一般に、各種の合成繊維や天然繊維などを反 毛式カード機およびニードルパンチ機によって処理し、必要な引張強度を備えた 各種フェルトを作成している。

【０００３】 ところが、例えば、繊維状活性炭の場合は、その原料繊維の伸度が 5％未満で あるといったように、繊維状活性炭における原料繊維の伸度が小さく、前述の従 来方法と同じようにしてフェルト加工を行っても、その製造されたフェルトにお いて引張強度が不足し、二次加工などによる実用化が困難であった。 そこで、従来では、ポリエステルやアラミド系繊維のように、 5〜15％の伸度 を有する繊維を補強用として混合してフェルト加工品を作成していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、所定の引張強度を備えさせるためには、得られるフェルト加工 品の総重量の20％以上、補強用の繊維を混合する必要がある。そのため、繊維状 活性炭の含有重量が80％未満になってしまい、補強に起因して繊維状活性炭の含 有重量が減少するとともに、得られたフェルト加工品において、外表面に占める 繊維状活性炭の割合も減少し、繊維状活性炭が持っている本来の機能性が低下す る問題があった。

【０００５】 また、上述問題を解消するものとして、実開昭５４−１３９７８２号公報に、 有機質繊維層と繊維状活性炭による活性炭素繊維層とをニードルパンチによって 結合した活性炭素繊維構造体が開示されているが、有機質繊維層で補強するため には、所定の厚みの有機質繊維層を必要とし、それらの活性炭素繊維構造体を通 気する場合に、補強のための有機質繊維層自体での圧力損失が大きく、フィルタ ーとして使用するときに、繊維状活性炭の吸着能力を十分活かすことができない 欠点があった。

【０００６】 本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであって、繊維状活性炭の機 能性を低下させないようにするとともに圧力損失を減少させずに、また、再生処 理を水蒸気雰囲気下で行うような場所にも好適に使用できながら、良好に補強さ れた補強された繊維状活性炭フィルター材を提供できるようにすることを目的と する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の補強された繊維状活性炭フィルター材は、このような目的を達成する ために、開口率80％以上の網目を有する網の両側それぞれに通気性を有するよう に繊維状活性炭を配し、両繊維状活性炭の少なくとも一方の一部の繊維を、網の 網目を通して他方側の繊維状活性炭に絡み付かせてあることを特徴としている。

【０００８】 網としては、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレンなどのプラスチック製 のネット状成形品や、金網のような金属製のネット状成形品、炭素繊維製のネッ ト状成形品、更には、ガラス繊維製のネット状成形品などが使用でき、プラスチ ック製のネット状成形品の場合であれば、得られるフェルト加工品を使用する雰 囲気に適した材質を選択して使用することにより、腐蝕損傷を防止できる利点が あり、一方、金属製のネット状成形品の場合であれば、強度を要求される箇所と か高温雰囲気下において、耐久性高く好適に使用できる利点があり、また、炭素 繊維製のネット状成形品は強度が高く、耐熱性および耐薬品性が有る。また、ガ ラス繊維製のネット状成形品の場合であれば、腐食損傷も無く、かつ、水蒸気雰 囲気下でも縮み変形を生じること無く良好に使用できる利点がある。

【０００９】 繊維状活性炭としては、ピッチ系やポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、セル ロース系などの各種の繊維状活性炭が使用できる。

【００１０】

【作用】

本考案によれば、網を、両側から繊維状活性炭によって挟み、一方側の繊維状 活性炭の繊維の一部を、あるいは、両側の繊維状活性炭それぞれの繊維の一部を ニードルパンチ機などにより網目を通して他方側に移動させ、他方側の繊維に絡 ませ、網を介して繊維状活性炭を補強保持する。

【００１１】 この補強された繊維状活性炭フィルター材でフィルターを構成することにより 、塗装工場等の排気ガス中に含まれる有機溶剤ガスや空気中の悪臭成分などを良 好に吸着することができる。

【００１２】

【考案の実施の形態】

次に、本考案の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

【００１３】 実施例１ 図１は、補強された繊維状活性炭フィルター材の一部展開斜視図であり、ポリ プロピレン製の網（日本石油化学株式会社製ＣＯＮＷＥＤネット、型番ＯＶ3018 、試料サイズ50mm×100 mmで、JIS Ｌ１０９６に準拠して測定した公称引張強度 が縦方向17kg、横方向14kg）１の両側に、目付け量150g／m² (両側で300g／m²) 、比表面積が2000m²/gのピッチ系繊維状活性炭不織布２ａ，２ｂが配設され、そ の一方側のピッチ系繊維状活性炭不織布２ａの一部の繊維が、網１の網目３…を 通して他方側のピッチ系繊維状活性炭不織布２ｂに絡み付かされ、フェルト加工 品Ａが構成されている。

【００１４】 前記ピッチ系繊維状活性炭不織布としては、比表面積が 500〜2500m²/gのもの が使用でき、また、ピッチ系に限らず、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、セ ルロース系などの各種の繊維状活性炭が適用でき、そして、片面それぞれにおい て、単位面積当り目付け量で50〜 200g ／m²の繊維状活性炭で構成される。

【００１５】 前記網１としては、厚みが 0.2mm程度で、単位面積当りに占める網目３の開口 面積の合計の割合（以下、開口率と称する）が、約80％以上のもの、好ましくは 95％以上のものが使用される。なお、開口率の上限値は、用途に応じて要求され る強度を考慮して設定すれば良い。

【００１６】 次に、上記繊維状活性炭によるフェルト加工品Ａの製造方法につき、図２の側 面図を用いて説明する。

【００１７】 （イ）先ず、図２の（ａ）に示すように、水平コンベア４上に網１の端部を載置 し、その網１を搬送しながら、その上方に設けられた反毛式カード機５を構成す るレーキ状回転体６によって繊維状活性炭７を網１上に分散供給する。

【００１８】 （ロ）網１上に繊維状活性炭７を載置した状態で、水平コンベア４から上昇コン ベア８を介してニードルパンチ機９に搬送供給し、針１０…を突き刺す、いわゆ るニードリングによって繊維状活性炭不織布２ａの繊維の一部を、網１の網目３ …を通して突出させ、しかる後に、巻き取りロール１１に巻き取り、網１の片面 側に繊維状活性炭不織布２ａを備えた片面フェルト加工品Ｂを得、前段の工程を 終了する。

【００１９】 （ニ）前述と同じ装置を用い、図２の（ｂ）に示すように、上昇コンベア８の搬 送始端側に設けられた繰り出しロール１２に、前段の工程で得た片面フェルト加 工品Ｂを収容しておき、水平コンベア４を駆動しながら、上方から反毛式カード 機５によって繊維状活性炭７…を分散供給する。

【００２０】 （ホ）繊維状活性炭７…を水平コンベア４から上昇コンベア８に受け渡して上方 に搬送しながら、繰り出しロール１２から、それに巻かれた片面フェルト加工品 Ｂを、網１側が下側になる状態で上昇コンベア８の繊維状活性炭７…上に繰り出 し供給する。

【００２１】 （ヘ）上昇コンベア８からニードルパンチ機９に搬送供給し、前述の場合と同様 にして、再度、ニードリングによって繊維状活性炭不織布２ａの繊維の一部を、 網１の網目３…を通して突出させ、網１の下方の繊維状活性炭不織布２ｂの繊維 に絡み付かせ、両繊維状活性炭不織布２ａ，２ｂを網１に一体化して巻き取りロ ール１１に巻き取り、網１の両面側それぞれに繊維状活性炭不織布２ａ，２ｂを 備えたフェルト加工品Ａを得、後段の工程を終了し、これによって、網で補強さ れた、補強された繊維状活性炭フィルター材の製造を完了する。

【００２２】 上記のものでは、前段の工程と後段の工程とを、同じ装置を用いて行うように しているが、例えば、一方の装置を水平コンベア４上などに設け、それによって 得られる片面フェルト加工品Ｂを他方の装置に供給し、フェルト加工品Ａを連続 的に製造するように構成しても良い。

【００２３】 また、例えば、繰り出しロール１２を水平コンベア４の搬送始端側に設け、水 平コンベア４に、網１が上になる状態で片面フェルト加工品Ｂを供給し、その網 １上に繊維状活性炭７…を分散供給するように構成し、ニードルパンチ機９によ って、先にニードリングを行った繊維状活性炭不織布２ａとは別の繊維状活性炭 不織布２ｂに対してニードリングを行い、両繊維状活性炭不織布２ａ，２ｂそれ ぞれの一部の繊維どうしを互いに絡み付かせるようにしても良い。

【００２４】 比較例１ 目付け量 300g ／m²のピッチ系繊維状活性炭 100％を用いてフェルト加工品を 作成した。

【００２５】 比較例２ 先に従来例で例示したポリエステル繊維を20％混合した目付け量 300g ／m²の ものを用いてフェルト加工品を作成した。

【００２６】 上記実施例１（表中の）、比較例１（表中の）および比較例２（表中の ）それぞれのフェルト加工品を用い、引張強度およびトルエン吸着能それぞれに ついて比較実験したところ、表に示す結果を得た。

【００２７】 引張強度は、JIS Ｌ１０９６に準拠して試料サイズ50mm×100 mmで測定した。 トルエン吸着能（g ／g ）は、溶剤蒸気吸着性能試験装置を用い、JIS Ｋ１４ ７４に準拠して測定した。

【００２８】

【表１】

【００２９】 上記結果から、本考案の実施例１のフェルト加工品Ａによれば、比較例１およ び比較例２それぞれのフェルト加工品に比べ、引張強度およびトルエン吸着能の いずれにおいても優れ、しかも、フェルト加工をしない繊維状活性炭と同じトル エン吸着能が得られており、本来の機能性のひとつである溶剤吸着性能を全く低 下せずに引張強度を向上できることが明らかであった。

【００３０】 実施例２ 前述実施例１のポリプロピレン製の網に代えて、厚みが 0.2mmで、空間率が95 ％のガラス繊維製ネット状成形品（倉敷紡績株式会社製クレネット、型番Ｇ３３ ８０、試料サイズ 100mm×100 mmで、JIS Ｌ１０９６に準拠して測定した公称引 張強度が縦方向75kg、横方向72kg）を用いた。

【００３１】 前述実施例１および実施例２のフェルト加工品それぞれを、試料サイズ 100mm ×100mm にして乾燥炉内に入れ、温度 120℃の高温雰囲気下で 1時間加熱保持し てサイズの変化を求めたところ、実施例２のフェルト加工品では縮み変形が見ら れなかったが、実施例１のフェルト加工品では、縦方向で 7％、横方向で 3％の 縮みが見られた。

【００３２】 この結果から、網をガラス繊維製のネット状成形品で形成することにより、耐 熱性に優れた補強された繊維状活性炭フィルター材を得られることが明らかであ る。

【００３３】 実施例３ 網１の片面側に、比表面積が 700m²/gのピッチ系繊維状活性炭不織布２ａを配 してニードリングを施した後、他方側に、比表面積が1500m²/gのピッチ系繊維状 活性炭不織布２ｂを、前記のものの 2/3の重量分だけ配し、ニードリングを施し てフェルト加工品Ａを作成した。

【００３４】 この実施例３のフェルト加工品によれば、全体としての比表面積は約1000m²/g でありながら、一方側のピッチ系繊維状活性炭不織布２ａにおける細孔半径は小 さくて吸着力を大きくでき、低濃度の溶剤ガスをも良好に吸着でき、それに対し て他方側のピッチ系繊維状活性炭不織布２ｂにおける細孔半径は大きくて吸着量 を大にでき、高濃度の溶剤ガスを多量に吸着でき、吸着しようとする溶剤ガスの 濃度のいかんにかかわらず、溶剤ガスを良好に吸着できる利点を有している。

【００３５】 実施例３のフェルト加工品を用い、天然ガス（都市ガス）中の付臭成分である ジメチルサルファイドを濃度2ppmで流し、その破過吸着量を測定したところ、 9 .1mg/gであり、例えば、細孔半径の小さい比表面積が 700m²/gのピッチ系繊維状 活性炭不織布の場合には破過吸着量が 7.5mg/gであるのに対し、それよりも比表 面積が大きいにもかかわらず破過吸着量を増大でき、全体として良好な吸着性能 を得られることが明らかであった。

【００３６】 実施例３においては、吸着しようとする溶剤ガスの性状に応じて、網１の一方 側のピッチ系繊維状活性炭不織布２ａと他方側のピッチ系繊維状活性炭不織布２ ｂとの比表面積を互いに異ならせるようにすれば良く、また、得ようとする全体 としての比表面積に応じて、両者の重量比を調整すれば良い。

【００３７】 この実施例３に使用する網１としては、プラスチック製、金属製、炭素繊維製 、ガラス繊維製いずれのネット状成形品であっても良い。

【００３８】 本発明品の使用例 次に、実施例１のフェルト加工品Ａを用いて溶剤吸着装置を構成する場合に、 上述高温雰囲気下での縮み変形による性能低下を防止できるように構成した吸着 エレメントについて説明する。

【００３９】 図３は、吸着エレメントを構成する円塔状部材の全体正面図、図４は、吸着エ レメントの全体正面図、図５は、吸着エレメントの全体縦断面図である。

【００４０】 鋼板またはステンレス鋼板により形成した下側凸状部材１３の凸部１３ａの上 面と、鋼板またはステンレス鋼板により形成した上側凸状部材１４の凸部１４ａ の下部とにわたり、筒状に形成した金網１５が溶接によって連接され、両凸部１ ３ａ，１４ａおよび金網１５それぞれの外周面全面を被覆するように、前記フェ ルト加工品Ａが巻き付けられ、溶剤回収のための加熱水蒸気の供給に起因して網 １が縮み変形し、フェルト加工品Ａの上下幅が短くなってフェルト加工品Ａと下 側凸状部材１３および上側凸状部材１４それぞれの平板部分との間に隙間を生じ たとしても、その隙間から溶剤が洩れて吸着不良を生じることを両凸部１３ａ， １４ａによって防止できるように構成されている。

【００４１】 また、フェルト加工品Ａの上下それぞれにおいて、針金１６により両凸部１３ ａ，１４ａに縛り付けられており、溶剤回収のために供給される加熱水蒸気をフ ェルト加工品Ａが吸収し、その重量増大に起因してフェルト加工品Ａがずれ落ち 、フェルト加工品Ａの上端と上側凸状部材１４との間に隙間を生じ、その隙間か ら溶剤が洩れて吸着不良を生じることをより良好に防止できるように構成されて いる。

【００４２】 下側凸状部材１３の凸部１３ａは、有底筒状体を逆向きにして構成され、加熱 水蒸気による処理に際し、水滴が溜まることを防止できるように構成されている 。

【００４３】 一方、上側凸状部材１４の凸部１４ａは、中空筒状体で構成され、フェルト加 工品Ａと金網１５と上側凸状部材１４の凸部１４ａ内空間とを通じて処理ガスや 水蒸気が流されるようになっている。

【００４４】 上記構成の吸着エレメントを水槽中に浸漬し、上側凸状部材１４に配管を介し てエアーポンプを連通接続し、吸着エレメント内にエアーを供給したところ、フ ェルト加工品Ａの全面から気泡が発生し、フェルト加工品Ａの上下端それぞれか らの洩れが無いものであった。

【００４５】 また、水中より取り出して、24時間静置したが、フェルト加工品Ａのずれ落ち は生じなかった。 更に、上記吸着エレメントを溶剤吸着装置に組み込み、濃度が2000ppm のフロ ンガス含有ガスをブロアーによって 3m³/min供給したが、出口側においてフロン ガスは検知されず、フェルト加工品Ａによって良好に吸着されていることが明ら かであった。

【００４６】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、繊維状活性炭で網を挟み、 その網目を利用して繊維状活性炭を補強保持するから、得られたフェルト加工品 の外表面のすべてに繊維状活性炭を露出させることができ、補強構成に影響され ること無く、繊維状活性炭が本来的に持っている機能を 100％発揮させることが 可能になった。

【００４７】 また、繊維状活性炭は炭素繊維の表面に微細な孔を有しており、その強度が非 常に弱いため、丁寧に取り扱わないと、破れなどの損傷を生じやすいが、本考案 によると、その一部の繊維の絡み付きにより、網によって補強するから、得られ たフェルト加工品全体としての強度が高くて容易に取り扱うことができ、例えば 、溶剤吸着装置などに組み込むような場合でも、別途専用の保持具を使用せずに 済み、また、保持具を使用するにしても、その保持具の構成を簡単にできるとい ったように、各種用途に使用する場合において、付随する構成のコストダウンを 図ることができ、経済性を向上できるようになった。

【００４８】 そのうえ、網に、開口率80％以上の網目を備えさせるから、溶剤吸着装置など に使用する場合において、その通気に伴う圧力損失を減少でき、繊維状活性炭の 吸着能力を十分発揮させることができるようになった。 また、網をガラス繊維で形成する場合には、溶剤吸着装置などに組み込み、加 熱水蒸気の雰囲気下に曝して、溶剤の回収と再生とを行うときに、金属製の網の ような腐食損傷を回避でき、また、プラスチック製の網のような縮み変形をも回 避でき、その吸着性能を長期にわたって良好に発揮でき、耐久性に優れた繊維状 活性炭を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】補強された繊維状活性炭フィルター材の一部展
開斜視図である。

【図２】製造方法の説明に供する製造装置の側面図であ
る。

【図３】吸着エレメントを構成する円塔状部材の全体正
面図である。

【図４】吸着エレメントの全体正面図である。

【図５】吸着エレメントの全体縦断面図である。

【符号の説明】

１…網 ２ａ，２ｂ…炭素繊維不織布

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 宮田 一久 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)考案者 伊達 利夫 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)考案者 松下 保夫 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口率80％以上の網目を有する網の両側
   それぞれに通気性を有するように繊維状活性炭を配し、
   前記両繊維状活性炭の少なくとも一方の一部の繊維を、
   前記網の網目を通して他方側の繊維状活性炭に絡み付か
   せてあることを特徴とする補強された繊維状活性炭フィ
   ルター材。