JPH0824637A

JPH0824637A - 吸着材

Info

Publication number: JPH0824637A
Application number: JP6183949A
Authority: JP
Inventors: Naoki Sakai; 直樹酒井; Tetsuo Shigei; 哲郎繁井; Takayuki Tanaka; 孝之田中
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1994-07-13
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1996-01-30
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JP3067080B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ＡＣＦ本来の吸着活性を失うことなく、引張
強度、引張伸度が高く、成形性に優れ、圧力損失が少な
く、成形時及び吸着材としての使用時にＡＣＦの黒粉が
発生することが防止された吸着材を提供する。【構成】本発明の吸着材は、ＡＣＦを含む炭素材（又
はＡＣＦと粉末炭を含む炭素材）がＰＴＦＥのフィブリ
ルで相互に結合されたものであり、その引張強度は５〜
1000gf/mm²、引張伸度は１０％以上、充填密度は０．４
〜1.0g/cm³である。本発明の吸着材の製造方法は、粉砕
ＡＣＦを含む炭素材（又は粉砕ＡＣＦと粉末炭を含む炭
素材）とＰＴＦＥを混合し、液体成分が４０重量％以下
になるまで乾燥し、次いで圧縮剪断応力を吸着材の引張
強度が５gf/mm²以上に増大するまで与えて、ＰＴＦＥを
フィブリル化して網目構造を発達させるプロセスからな
る。図１において、１はＡＣＦ、２はフィブルリ化ＰＴ
ＦＥである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、活性炭素繊維（以下、
ＡＣＦという）及びフィブリル化性ポリテトラフルオロ
エチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥという）を含む吸着材に
関する。詳しくは、本発明は、高い嵩密度（充填密度と
同じ）、高い機械的強度と高い伸度を持ち、高い吸着活
性と気体透過性を有し、取扱い時に黒粉の発生が少な
く、種々の形状に成形可能な吸着材に関する。さらに本
発明は、吸着材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、活性炭は、吸着材として使用する
ことが知られており、その形態は粉末状又は粒状（以
下、粉末状と略す）が主体であった。これらの活性炭
は、吸着活性を保ったまま成形体とすること、及びその
取扱や加工することが困難であり、その用途の拡大を阻
んでいた。粉末状活性炭を成形したものとして、ハニカ
ム状成形体に成形することや、粉末状活性炭をウレタン
のスポンジに担持させることが提案されているが、これ
らの製品は、脆く且つ破砕による微粉末の発生が生ずる
という問題があった。

【０００３】粉末状活性炭の取扱性を改善し、更に用途
の拡大を図るため、近年、粉末状活性炭と樹脂とを組み
合わせる試みがなされている。例えば、粉末状活性炭に
フィブリル化性フッ素樹脂を配合したシート状活性炭
が、特開平３−１２２００８号公報、特開平３−２２８
８１３号公報、特開平３−２２８８１４号公報により知
られている。これらの方法によれば、ＰＴＦＥをフィブ
リル化して網目構造を形成させ、その網目構造に活性炭
の粒子を採り込ませることにより、活性炭表面をコーテ
ィングすることをできるだけ防止してその活性を保持さ
せている。

【０００４】これに対し、近年開発されたＡＣＦは、外
表面積が大きいうえ、吸着に関与する細孔が直接表面に
開孔しているため吸着速度が速く、単位重量あたりの吸
着容量においても粉末状活性炭より優れている。しか
も、ＡＣＦは繊維状であるため粉末状又は粒状のものに
比べて加工性に優れ、ＡＣＦ単独でフエルト、織物、あ
るいは木材パルプ、合成パルプ、有機合成繊維等と混抄
して紙等のシート状ＡＣＦとして利用することが知られ
ており、活性炭の用途拡大に貢献している。例えば、有
機合成繊維のミクロフィブリル化繊維とＡＣＦとを混抄
したシート状ＡＣＦは、特開平３−２０２１０８号公報
により知られている。

【０００５】活性炭を吸着材として利用したものとし
て、例えば、次のような吸着エレメントがある。汚染さ
れている大気中にはＳＯｘやＮＯｘなどの腐食性成分が
含まれており、この汚染大気が電気機器内部に侵入する
と、コンピューターなどの電子回路や、配線及び接点の
腐食を引き起こし、故障や誤作動の原因となるので、そ
の対策として、粉末状活性炭を充填した吸着エレメント
を、電気機器の通気孔や、電気機器の内部に設置し、汚
染物質の侵入を防いだり、侵入した汚染物質を吸着によ
り除去することが行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の粉末状活性炭にフィブリル化性のフッ素樹脂を配合
してシート状にしたものは、シート状に加工する際に粉
末状活性炭の充填密度が急激に上がるため、製造される
シート状活性炭の充填密度は高くなり、そのために成形
されたシート状活性炭の圧力損失が大きくなるという不
都合が発生した。そのような不都合を除去するためにシ
ート状活性炭における充填密度を下げるようコントロー
ルするための特別な手段が必要であった。

【０００７】例えば、特開平３−２２８８１３号公報に
開示の粉末状活性炭を用いたシート状活性炭は、粉末状
活性炭をフィブリル化性のフッ素樹脂及び易水溶性の無
機塩粉体とアルコール系混練助剤とともに混練し、シー
ト状に成形し、次いでこのシート状活性炭から無機塩を
溶出することにより、充填密度を低下させるものであ
る。該公報によれば、このような易水溶性の無機塩粉体
を添加して製造したシート状活性炭の嵩密度（充填密度
と同義）は０．３５ｇ／ｃｃであること、このような処
理をしないと嵩密度が高くなり、圧力損失が大きくなる
ことが示されている。

【０００８】さらに、特開平３−２２８８１４号公報に
記載の粉末活性炭を用いたシート状活性炭は、抄紙法に
より製造されたシート状活性炭をさらに温度２５０℃以
上、圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上の熱圧処理すること
が、シート状活性炭の充填密度を低下させるために必須
であった。該公報によれば、このようにして製造された
シート状活性炭の嵩密度（充填密度と同義）は概ね０．
５ｇ／ｃｍ³未満であるのに対し、このような熱圧処理
を行なわないで製造したシート状活性炭の嵩密度は０．
６５ｇ／ｃｍ³であり、圧力損失も大きいことが示され
ている。

【０００９】上記これらの粉末状活性炭を用いたシート
状活性炭において、充填密度を低下させる工程では活性
炭に塩や樹脂による汚染が生じやすく、得られる成形物
の多孔性にも限界があった。また、得られるシート状活
性炭は、強度が低いうえ、特に伸度が１０％未満と低い
ため取扱性や加工性に劣り汎用性に問題があった。また
活性炭粒子が密に充填された構造を有するため、得られ
るシート状活性炭は充填密度が極めて高く、気体透過性
の低下や、吸着材内部への気体拡散の悪化が生じ、吸着
特性の発揮を困難にする傾向があった。

【００１０】一方、前記従来のシート状ＡＣＦは、ＡＣ
Ｆ自体が嵩高いことから充填密度が低く、シート状ＡＣ
Ｆの充填密度は０．１ｇ／ｃｍ³前後であった。このよ
うに、ＡＣＦを成形したものは充填密度が低すぎるた
め、嵩高くなるという欠点があった。さらに、ＡＣＦ自
体は繊維強度が低く、脆いために、シート状ＡＣＦとし
た場合においても繊維が折れて微粉末化し黒粉として脱
落しやすいという欠点があった。

【００１１】例えば、ＡＣＦを抄紙した紙においては、
吸着材として吸着能力を高めるためにはＡＣＦの含有率
が高いことが望まれるが、ＡＣＦの含有率を上げると黒
粉の発生量が増大し、紙の強度も低下するため、シート
状物中のＡＣＦの含有率は７０〜８０重量％が限界であ
った。

【００１２】さらに例えば、前記有機合成繊維のミクロ
フィブリル繊維とＡＣＦとを抄紙したシート状ＡＣＦ
は、ＡＣＦとミクロフィブリル化繊維とを予め混合し、
次いで抄紙するもので、基本的には混抄紙であり、汎用
加工性に欠けるものであった。また、前記従来の粉末状
活性炭を吸着材としてそのまま充填した前記吸着エレメ
ントは、電気伝導性の粉塵が生じやすく、このような粉
塵が電気機器内に混入すると回路の短絡を誘発し、さら
に、粉末状活性炭を単にケースに充填して吸着エレメン
トとしたものは、汚染物質を十分に除去するためにはそ
の充填量を多く必要とし、それゆえ、そのような吸着エ
レメントは嵩高くなってしまうという問題があった。

【００１３】このような欠点を改善するために、粉末状
活性炭を吸着材として電気機器用吸着エレメントとする
場合には、例えば、多孔性のメンブレンフィルターでこ
れらの吸着材の周囲を厳重にシールすることにより、電
気機器内へ粉塵や脱落繊維の混入を防ぐ等の特別の処理
加工が必要であった。また、粉塵の発生を防止したり、
吸着性能をあげるために、粉末状活性炭を樹脂で固めた
り、薬品を含浸させることが提案されたが、樹脂で固め
た粉末状活性炭は、圧力損失が大きく、薬品を含浸させ
たものは薬品が溶出するという欠点があった。

【００１４】そこで本発明は、前記した従来技術の問題
点を解決し、ＡＣＦをシート状吸着材に成形しても、圧
力損失が小さく、しかもＡＣＦの本来の吸着活性を殆ど
失うことなく、成型時及び成形物の取扱時に黒粉の発生
が極めて少なく、粉末状活性炭を用いて製造したシート
状活性炭の製造のように、圧力損失を小さくする目的で
シート状活性炭の充填密度を低下させるために特別な手
段を用いる必要がなく、ＡＣＦ自体の汚染の問題や吸着
材からの薬品の溶出の問題がなく、吸着材自体の伸度が
高く柔軟性に優れ、且つ任意の形状に自由に成形できる
成形性に優れたＡＣＦを含む吸着材、及びその製造方法
を提供することを目的とする。

【００１５】さらに、本発明は、回路の短絡の原因とな
る黒粉の発生がなく、しかもコンパクトで体積効率の優
れた電気機器等に使用さる吸着エレメント用の吸着材を
提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記した問題点を解決す
るために、本発明の吸着材は、活性炭素繊維を含む炭素
材がポリテトラフルオロエチレン樹脂のフィブリルで相
互に結合されて形成されたものであり、且つ得られた吸
着材は、引張強度５〜１０００ｇｆ／ｍｍ²、引張伸度
の下限が１０％以上、好ましくは２０％以上、引張伸度
の上限が１００％以下、好ましくは７０％以下、充填密
度０．４〜１．０ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする。

【００１７】別の本発明の吸着材は、活性炭素繊維及び
粉末炭を含む炭素材がポリテトラフルオロエチレン樹脂
のフィブリルで相互に結合されていることを特徴とす
る。

【００１８】本発明の吸着材の製造方法は、粉砕された
活性炭素繊維を含む炭素材及びポリテトラフルオロエチ
レン樹脂を混合し、液体成分が４０重量％以下、好まし
くは１０％以下になるまで乾燥し、次いで圧縮剪断応力
を吸着材の引張強度が５ｇｆ／ｍｍ²以上に増大するま
でその混合物に与えてポリテトラフルオロエチレン樹脂
をフィブリル化することを特徴とする。

【００１９】本発明に係る吸着素材は、ＡＣＦ本来の活
性を少しも損なうことなく、種々の形状に成形でき、高
い成形加工性を有し、液体や気体に対し適度な透過性を
発揮でき、優れた強度を持つ吸着物質である。

【００２０】本発明の吸着材は、特別な処理工程を導入
することなく多孔質であり、且つ吸着材として使用した
場合には圧力損失の低いものとすることができる。

【００２１】本発明において、用語「ＡＣＦ」とは、通
常の意味で用いられる活性炭素繊維を意味し、例えば、
有機繊維を不融化、炭素化、賦活処理によって、多孔質
の炭素繊維としたものである。

【００２２】ＡＣＦは、原料の種類によって、ポリアク
リロニトリル系（以下、ＰＡＮ系と略す）、フェノール
系、ピッチ系、レーヨン系等のＡＣＦに分類されるが、
ＡＣＦであればいずれの種類に対しても本発明は好適に
適用できる。ＡＣＦのなかでは、ＰＡＮ系ＡＣＦが最も
高い強度を持ち汎用性に富む点において本発明には特に
好ましい。

【００２３】ＰＡＮ系ＡＣＦの製造法は、例えば、特開
昭５１−１３７６９４号公報、米国特許明細書第４，２
５６，６０７号、同４，２８５，８３１号、同４，３６
２，６４６号、同４，３６６，０８５号、同４，４１
２，９３７号、同４，４６０，６５０号、同４，５０
８，８５１号、同４，５２０，６２３号による方法を使
用することができる。

【００２４】ＳＯ_X及びＮＯ_X吸収性を考慮に入れれ
ば、１８０ｍｇ／ｇ以上の塩基性基を持つアクリル系活
性炭素繊維は、特開昭５４−８６４９０号公報に開示さ
れるようにその塩基性基による優れたＳＯ_X吸収特性を
有し、かつ４〜１５重量％の窒素含有量を持つアクリル
系活性炭素繊維は、特公昭５６−３７８６５号公報に開
示されるように窒素含有機能基による優れたＮＯ_X吸収
特性を有する。

【００２５】本発明に使用されるＡＣＦは、その比表面
積が好ましくは４００ｍ²／ｇ以上、さらに好ましくは
６００ｍ²／ｇ以上、最も好ましくは８００ｍ²／ｇ以
上であり、その引張強度は、好ましくは１０ｋｇｆ／ｍ
ｍ²以上、さらに好ましくは２０ｋｇｆ／ｍｍ²以上、
最も好ましくは３０ｋｇｆ／ｍｍ²以上であり、その平
均直径は、好ましくは２〜５０μｍ、より好ましくは３
〜２０μｍ、最も好ましくは５〜１５μｍである。その
平均直径が２μｍより少ない場合、その充填密度は極端
に大きくなる傾向がある。一方、その直径が５０μｍを
越えると、ＰＴＦＥのフィブリルが絡みにくくなるため
繊維相互の結合が弱くなり、充分な引張強度を持つ吸収
シートを得るのが困難となる。

【００２６】本発明において用語「フィブリル化性ＰＴ
ＦＥ」とは、剪断応力を与えることにより直径１μｍ以
下の極めて微細なフィブリルを生ずることのできる特種
のＰＴＦＥである。そのようなフィブリル化性ＰＴＦＥ
は、乳化重合によって得られる公知の高分子量のＰＴＦ
Ｅのホモポリマーを含んでいる。米国特許明細書第３，
２８１，５１１号、同３，８６４，１２４号、同４，１
９４，０４０号、同５，２７７，７２９号、特開平３−
１２２００８号公報、特開平３−２２８８１３号公報、
特開平３−２２８８１４号公報及び特公昭５２−３２８
７７号公報に開示されるＰＴＦＥ材料は、本発明に使用
することができる。三井・デュポンフロロケミカル社か
ら防塵添加剤として市販されているテフロンＫ１０−Ｊ
（商品名、三井・デュポンフロロケミカル社製）および
テフロンＫ２０−Ｊ（商品名、三井・デュポンフロロケ
ミカル社製）が、本発明の目的にかなう商業的に利用可
能なフィブリル化ＰＴＦＥとして、好適に使用される。
このテフロンＫ１０−Ｊ（商品名、三井・デュポンフロ
ロケミカル社製）とは平均粒径５００μｍの粉末であ
り、テフロンＫ２０−Ｊ（商品名、三井・デュポンフロ
ロケミカル社製）とは平均粒径０．２μｍの水性懸濁液
である。このように、ＡＣＦと均一に混合することがで
きる分散性のよい微粒子からなるフィブリル化性ＰＴＦ
Ｅを用いることが重要である。

【００２７】本発明において用語「結合」とは、ＡＣＦ
がフィブリルによって、絡まれた状態で一体性を有して
いる状態をいう。図１に本発明のシート状吸着材の走査
型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。図１の走査型電子
顕微鏡写真中の矢印１で示した繊維がＡＣＦであり、矢
印２で示した相互のＡＣＦを絡めて結合している微細な
フィブリルがＰＴＦＥからなるフィブリルである。図１
の走査型電子顕微鏡写真から分かるように、ＡＣＦが蜘
蛛の糸のようなＰＴＦＥのフィブリルによって、相互に
結合されている状態が明瞭に認識できる。また、ＡＣＦ
の表面の殆どの部分は露出しており、ＰＴＦＥがＡＣＦ
表面のごく一部に付着しているのみであるので、ＡＣＦ
の吸着活性等の活性は殆ど失われないことが理解され
る。

【００２８】本発明の吸着材は、次の方法により製造す
ることができる。

【００２９】吸着材の生産に使用されるＡＣＦの長さは
厳密に限定されない。しかしながら、生産操作を単純に
し、且つＡＣＦの吸収特性を保持するためには、ＰＴＦ
Ｅと混合されるべきＡＣＦは、生産される吸着材中に含
まれるＡＣＦの長さとほぼ等しい短い長さに破砕され
る。

【００３０】吸着材中におけるＡＣＦの長さは、好まし
くは１０〜１，０００μｍの範囲内であり、より好まし
くは２０〜５００μｍであり、最も好ましくは、３０〜
２００μｍである。本発明において、ＡＣＦの平均直径
（Ｄ）に対する長さ（Ｌ）の率（Ｌ／Ｄ）が３以上であ
るＡＣＦの量は、吸着材におけるＡＣＦの総量の好まし
くは２０以上重量％、より好ましくは３０〜６０重量
％、最も好ましくは４０〜５０重量％である。

【００３１】３以上のＬ／Ｄ率を持つＡＣＦの含量が２
０重量％未満である場合、充填密度があまりにも大きく
なり、またその含量が８０重量％を越える場合、機械的
強度が弱くなる。

【００３２】３以上のＬ／Ｄ率を持つＡＣＦの含量は、
破砕されたＡＣＦとＰＴＦＥとの混合物に対する剪断応
力の適用条件を調整することによって制御される。その
条件は実験を繰り返すことによって容易に見いだすこと
ができる。

【００３３】吸着材におけるＰＴＦＥの含量は、吸着材
の全重量に基づき、好ましくは０．５〜５０重量％、よ
り好ましくは２〜３０重量％、最も好ましくは、５〜２
０重量％である。その理由は、フィブリル化性ＰＴＦＥ
樹脂が０．５重量％未満である場合、ＡＣＦ間の結合は
あまりにも弱くなり、充分な賦型性を得ることができな
いからである。またフィブリル化性ＰＴＦＥ樹脂が５０
重量％を越えると容積密度及び圧力損失が増加し、一
方、吸着能力が減少するからである。シートに成形され
る場合に、充分な引張強さを持つ吸着材を得る目的のた
めには、ＰＴＦＥの量は好ましくは２重量％以上であ
る。

【００３４】一般的に、粉砕されたＡＣＦとフィブリル
化性ＰＴＦＥは８０℃以下の温度で混合される。好まし
くはフィブリル化性ＰＴＦＥの粒子が集合して塊を作ら
ないようにするために、５０℃以下で混合される。混合
には、湿式混合または乾式混合があるが、いずれの方法
を用いてもよい。

【００３５】湿式混合の場合には、水中に所定量の粉砕
されたＡＣＦと、フィブリル化性ＰＴＦＥ粉末又はその
水分散液を加え均一に混合するまでよく攪拌する。清浄
な水を使用することが望まれる。その理由は、水中の不
純物はＡＣＦ表面に吸収されその吸着能力を減じること
になるからである。分散媒として、フィブリル化性ＰＴ
ＦＥが不溶な水以外の無機水溶液や有機溶媒（例えば、
エチルアルコールやプロピルアルコールのようなアルコ
ール）等の液体媒体を用いることも可能であるが、ＡＣ
Ｆの汚染や変性を招きやすく、人体に対して有害なもの
も多い点から避けることが好ましい。混合物中の液体媒
体は、ＡＣＦの全重量に基づき通常１００〜５００重量
％である。

【００３６】湿式混合では、混合の終了後に乾燥を行
う。分散媒として水が用いられる場合、その乾燥は、８
０〜１２０℃にて行うのがよく、剪断応力をかける際の
余熱を兼ねることができる。乾燥は、混合物中の水又は
他の液体含量が混合物の全重量の４０重量％未満、より
好ましくは１０重量％未満になるまで行うことが望まし
い。

【００３７】乾式混合の場合は、ＡＣＦとフィブリル化
性ＰＴＦＥ粉末を単に所定量混ぜ合わせ、均一になるま
で攪拌するだけでよい。次いで、得られたＡＣＦとフィ
ブリル化性ＰＴＦＥ粉末の均一な混合物に対して剪断応
力が与えられる。ここで、用語「剪断応力」とは、剪断
作用をＡＣＦとフィブリル化性ＰＴＦＥに加えて剪断作
用を引き起こさせるのに必要な力をこの明細書では意味
する。用語「剪断作用」とは、ＰＴＦＥを通して互いに
接触しあう繊維間における、速度差に基づいて緊密に接
触して相互に擦り合わされるＡＣＦとフィブリル化性Ｐ
ＴＦＥの作用をいう。ＡＣＦとフィブリル化性ＰＴＦＥ
の混合物に圧縮剪断応力（本発明において用語「圧縮剪
断応力」と用語「剪断応力」は、同一の意味で使用され
る）を与えると、フィブリル化性ＰＴＦＥがフィブリル
化され、ＡＣＦがＰＴＦＥのフィブリルによって結合す
る。

【００３８】剪断応力は通常２０℃〜３２０℃の温度で
与えられる。小さい剪断応力を与えることが望ましい場
合、剪断応力を与える際、加熱することは、フィブリル
の生成を容易にし、ＡＣＦの細粉化の防止に対して有効
である。好ましい加熱温度は、５０℃〜２５０℃、より
好ましくは８０〜２００℃が好適である。３２０℃を越
える温度では軟化したフィブリル繊維の切断が生じやす
くなり、結合の状態が充分ではない。

【００３９】上記混合物に剪断応力を加えるために用い
られる装置は、圧縮下で、ＡＣＦの粉砕、粉砕されたＡ
ＣＦとＰＴＦＥ（粉末あるいは分散状態における）の混
合、その混合物の撹拌、練り合わせを行うことのできる
装置であればよい。例えば、乳鉢を使用することができ
る。工業的規模で圧縮剪断応力を実行するために適した
装置には、自動乳鉢、スクリューニーダー、ボールミ
ル、ロールミル（少なくとも２個以上のローラーを持
つ）、回転羽根付き攪拌機が含まれる。ローラー手段に
よる回転や、押出機における練り合わせは、剪断応力の
付与とともに成形をも促進するため効果的である。

【００４０】適切な剪断応力がＡＣＦ−フィブリル化性
ＰＴＦＥ混合物に与えられたときに、ＰＴＦＥのフィブ
リルが形成し始める。この時点において、混合物は凝集
しやすくなり、湿ったようにみえ、次いで粘度状の可塑
性材料となる。剪断応力は可塑性が生ずるまで与えれば
充分である。

【００４１】処理時間は、攪拌や混合の条件にもよる
が、通常、１〜１０分で充分である。また、ＰＴＦＥ−
繊維で形成された網目構造は、使用される個々のＡＣＦ
によって異なる。直径、長さ、及び上記したように適切
なＬ／Ｄ率を持つＡＣＦの量に関して、ＡＣＦが絡みに
適した条件である場合、網目構造は直ちに発達する。こ
のために、ＡＣＦを混合の前に適宜切断しておくことも
できる。ＰＴＦＥのフィブリル化と同時にＡＣＦの最適
繊維長あるいはその最適繊維長分布になるまで破砕を行
ってもよい。

【００４２】ＡＣＦ及びＰＴＦＥの混合物に対し圧縮剪
断応力を与えるのにローラーが使用される場合、一対の
ローラーのニップサイズ（二個のローラー間の隙間のサ
イズ）は、好ましくはＡＣＦの直径の少なくとも５倍〜
４０倍までである。ＡＣＦにフィブリル化を効果的に進
行させるため、且つＡＣＦが破砕されて長さが短くなる
のを防ぐためには、そのニップサイズは、より好ましく
は、１０倍〜２０倍である。その２個のローラー表面の
線速度率は、好ましくは１．０〜３．０である。フィブ
リル化を効率的に進行させるためには、その率は１．５
以上である。その率が３．０を越えると、ＡＣＦは折れ
るようになる。その率があまりにも大きくなると、ＡＣ
Ｆは破砕されて短い長さになる。

【００４３】この混合物に対する剪断応力の付加は、Ｐ
ＴＦＥの充分なフィブリル化が行われ、生産物に望まし
い引張強度、引張伸度が得られるまで行われる。本発明
において適切な程度に剪断応力を与えることにより、十
分に高い引張強度及び伸度を持った吸着材が得られる。
この混合物に対し剪断応力を与え続けることにより、そ
の材料の引張強度及び引張伸度は次第に増加する。しか
しながら、その材料の最高引張強度及び最高引張伸度に
到達した後は、剪断応力の付加により形成されたフィブ
リルの切断が原因で、その強度及び伸度は次第に減少し
始める。その最高引張強度及び最高引張伸度は、一連の
実験を行うことによって容易に決定できる。

【００４４】望まれる引張強度及び引張伸度を得るため
には、引張強度が好ましくは５ｇｆ／ｍｍ²以上、さら
に好ましくは１０ｇｆ／ｍｍ²以上、最も好ましくは２
０ｇｆ／ｍｍ²以上になるまで、剪断応力が与えられ
る。本発明によれば、引張強度が約５００ｇｆ／ｍｍ²
或いはそれ以上の吸着材を得ることができる。

【００４５】引張強度の増加とともに引張伸度も増加す
る。引張伸度は、その下限は好ましくは約１０％以上、
より好ましくは２０％以上、最も好ましくは３０％以上
であり、その上限は好ましくは１００％以下、より好ま
しくは７０％以下である。本発明によれば、下記に詳細
に説明するように、引張伸度６０％以上（ほぼ７０％）
が得られる。

【００４６】例えばロールミルを用いて、剪断応力を与
えた後、その混合物はＡＣＦがＰＴＦＥフィブリルと結
合した薄片状となる。本発明の吸着材は、高い引張伸度
及びフィブリルの発達の後でさえも良好な熱可塑性を示
す。一般的に、ロールミルを用いたフィブリル化の方法
は、薄片状材料を約５回〜１０回、ロールミルを通過さ
せて繰り返し行われる。

【００４７】薄片状材料は、集合化され、次いで、例え
ば、シート等に成形される。薄片状材料の集合化は、特
に限定されないが、通常、薄片状材料を重ね、その薄片
状材料を同じ線速度の加熱ロール間を通過させることに
より行う。

【００４８】ＡＣＦの長さ分布は、圧縮剪断応力を与え
ることにより短い長さの分布範囲に移行する。充分なフ
ィブリル化を達成するためと同様に、優れた引張強度及
び引張伸度を得る目的のためには、その混合物に剪断応
力を与える段階は、好ましくは、ＡＣＦ長さ分布が前述
したように適正な長さ分布に制御される。

【００４９】このようにして得られた混合物は、通常、
シートを得るために同一の表面線速度を持つ少なくとも
二個のローラーを含むプレスローラーを使用して成形さ
れる。この方法で成形を行うと、その材料に剪断応力を
与えることによって、材料の引張強度及び引張伸度はさ
らに増大する。成形時の温度は、好ましくは２０〜３２
０℃、より好ましくは５０〜２５０℃、最も好ましくは
８０〜２００℃である。温度が２０℃未満である場合、
材料の可塑性は、材料を成形するのに充分ではない。他
方、温度が３２０℃より高い場合、ＰＴＦＥフィブリル
は切断されやすくなる。材料温度が８０℃以上である場
合、材料の引張伸度は高い。操作の容易性の観点から、
最も好ましい温度は、８０℃〜２００℃である。

【００５０】図２及び図３の各々は、各々吸着材シート
の表面及び切断面のＳＥＭ写真を示す。そのシートは多
孔質であるが、短繊維のクラスターで構成されており、
従って高い充填密度を持つことが理解される。そのよう
なシート構造は本発明に特有なものであり従来の紙又は
樹脂フィルムとは異なる。

【００５１】シート状吸着材の生産において、ＡＣＦの
配向は、圧縮剪断応力を与える方向及び／又はロール加
圧の方向を調整することによって制御される。ＡＣＦは
これらの条件下における剪断応力により、同一の方向に
配向するようになる。一方向に繰り返し処理を行うこと
により、一方向に高度に配向したＡＣＦを含むシートが
得られる。他方、様々な方向、例えば、互いに直角にク
ロスした二方向になるように処理することによって、所
望に配向したＡＣＦを有するシートが得られる。ＡＣＦ
の大部分がほぼ一方向に配向しているシートである場
合、引張強度はその方向には、直角方向における引張強
度よりも大きい。他方、前者の方向における引張伸度
は、後者の方向における引張伸度よりも小さい。

【００５２】ランダムに配向されたＡＣＦを含むシート
である場合、如何なる方向の引張強度もほぼ同程度であ
り、且つそのどの方向にも高い引張伸度が得られる。す
なわち、そのようなシートにおいて、引張強度及び引張
伸度は全ての方向に高く、且つ均一であり、優れた加工
性が得られる。

【００５３】そのシートの厚みは、所望の厚さに制御す
ることができる。吸着材シートの厚みは、加工性の観点
から好ましくは１〜０．１ｍｍであるが、０．０２ｍｍ
程度に薄くしてもよい。

【００５４】本発明の吸着材の充填密度は所望の値にコ
ントロールすることができる。その好ましい値は、０．
３〜１．０ｇ／ｃｍ³、より好ましくは０．４〜１．０
ｇ／ｃｍ³、最も好ましくは０．６〜０．８ｇ／ｃｍ³
である。その密度が０．３ｇ／ｃｍ³より少ない場合、
充分な引張強度及引張伸度を得ることが困難である。他
方、その密度が１．０ｇ／ｃｍ³を越える場合、圧力損
失が増大する。

【００５５】このようにして得られたシートは吸着材シ
ートとして利用することができる。そのシートは、切
断、孔明け、ハニカム構造へ成形を行うことによって、
特別なガス、液体、細かい固体粒子の吸着のための所望
の形状にさらに製造してもよい。本発明の吸着材は、従
来のＡＣＦの活性と同じ活性を有するので、例えば、オ
ゾン或いは、水道水中のＣｌ₂、ＨＣｌＯのような活性
塩素の分解のための触媒として使用することができる。

【００５６】本発明の吸着材がガスのフィルターとして
使用される場合、圧力損失を１，０００ｍｍＨ₂Ｏ以下
にすることができ、さらには５００ｍｍＨ₂Ｏ以下にま
で減じることが可能である。

【００５７】本発明の吸着材において、ＡＣＦに混合す
ることのできる粉末炭としては、粉末状活性炭、粉末状
黒鉛、カーボンブラックなどが好適であり、また、ＡＣ
Ｆ、炭素繊維及び黒鉛繊維を繊維直径以下に粉砕したも
のも用いることができる。より高い吸着活性能を得るた
めには、粉末状活性炭を使用することが望まれる。

【００５８】グラファイト、カーボンブラック、炭素繊
維、及び黒鉛繊維のような炭素質導電性材料が、化学的
抵抗物に対して導電性材料を与えるために、且つ、例え
ば、電極を製造するために好ましく使用される。

【００５９】ＡＣＦに対する前記粉末炭の混合割合は、
所望の性質に従って選択される。一般的に、添加物はＡ
ＣＦと添加物の総重量に基づいて８０重量％以下、さら
に好ましくは５０重量％以下の量で使用される。前記の
炭素系粉末或いは粉砕炭素系繊維等の各粉末炭は、５０
μｍ未満の平均粒子径或いは繊維直径を持つ。より大き
い径の炭素系粉末或いは粉砕炭素系繊維は、ＰＴＦＥの
フィブリルの長さと比較してあまりにも大きくなり過ぎ
て、充分に結合されない。

【００６０】本発明の吸着材の引張伸度を増加させるた
めには、粉末炭の存在下にＡＣＦとＰＴＦＥを混合する
際に圧縮剪断応力を効果的に与える。幾つかのケースに
おいて、例えば、吸着材の調製条件が限定される場合、
或いは充分なＰＴＦＥフィブリル化を達成するために適
切なＡＣＦの長さ分布が容易に達成できない場合（その
原因が、例えば、ＡＣＦの比較的大きな長さ或いは大き
な直径による場合、又は引張強度、引張伸度或いは脆さ
のようなＡＣＦの特性による場合）、フィブリルの充分
な網目構造を形成することが困難となり、１０％を越え
る引張伸度を持つ吸着材を得ることはできない。しかし
ながら、このような場合には、上述のように粉末炭を使
用することによって、より高い引張伸度が容易に得られ
る。

【００６１】粉末炭の粒子は、本発明の吸着材を構成す
るＡＣＦの繊維直径よりも大きくない平均サイズ（より
大きな軸、例えば、より長い軸の平均サイズ）が好まし
い。その理由は、粉末炭の粒子サイズがＡＣＦ繊維直径
よりも小さいと、その粉末炭はＡＣＦ繊維間の隙間を満
たし、剪断応力を伝えやすいからである。このことは、
ＡＣＦ繊維間のＰＴＦＥフィブリルの形成を加速する。
また、２μｍ以上で且つ５０μｍより少ない繊維直径を
持ち、粉砕後にＡＣＦ繊維直径よりも小さいサイズの粉
末になるＡＣＦ又はカーボン繊維を使用することも望ま
れる。炭素粉末の平均サイズは、好ましくは０．１〜２
０μｍであり、より好ましくは１〜１０μｍである。そ
のサイズは０．１μｍより小さい場合、炭素粒子とＡＣ
Ｆとの接触効率は充分ではなく、他方、その平均サイズ
が５０μｍを越えると、引張伸度が低くなる。その粒子
形状は好ましくは球体、不定形、或いは平板状である。

【００６２】図４は、ＡＣＦ及びＰＴＦＥを含むシート
状吸着材の断面のＳＥＭ写真を示す。矢印１によって示
される繊維はＡＣＦであり、矢印２で示される細かいフ
ィブリルは、相互にＡＣＦを絡めるＰＴＦＥフィブリル
である。

【００６３】図５は、ＡＣＦ、ＰＴＦＥ及び粉末炭を含
む吸着材から得られたシート状吸着材の断面のＳＥＭ写
真を示す。そのシート状吸着材において、ＡＣＦ（矢印
１）と炭素粉末（矢印３）はＰＴＦＥフィブリル（矢印
２）によって一緒に結合している。図４に示されるよう
な単にＡＣＦ（矢印１）とＰＴＦＥフィブリル（矢印
２）を含むシート状吸着材と比較して、図５のシート状
吸着材には、ＰＴＦＥフィブリル（矢印２）のさらなる
発達による網状構造、及び粉末炭（矢印３）を経由した
ＡＣＦ（矢印１）とによる密度の高い結合が見られる。
図５において示される本発明のシート状吸着材は、粉末
炭（矢印３）の量を適正に限定することによって、多孔
性を充分に保持することができる。比較のために、粉末
状活性炭及びＰＴＦＥフィブリルを含む従来のシート状
吸着材の断面のＳＥＭ写真を図６に示す。図６は、炭素
材料として粉末状活性炭のみの使用が、シート状吸着材
の内部構造において、ＰＴＦＥフィブリル（矢印２）と
共に粉末炭（矢印３）が濃密に充填される構造になって
しまうことを示す。このために得られた従来のシート状
吸着材は、多孔性に劣り、且つ図５に示されるようなＡ
ＣＦ及び粉末炭を炭素材として含む本発明のシート状吸
着材よりもガス透過性が低い。

【００６４】本発明のシート状吸着材において、ＡＣＦ
に添加される粉末炭の好ましい量は、ＡＣＦ及び粉末炭
の総重量に基づいて５〜５０重量％、より好ましくは１
０〜４０重量％、最も好ましくは１５〜３０重量％であ
る。この割合がこの範囲にある場合、得られたシート状
吸着材の引張伸度は２０〜６０％にコントロールするこ
とができる。もし粉末炭の量が５重量％未満ならば、引
張伸度を改善する充分な効果は得られない。もし粉末炭
の量が５０重量％超ならば、高い引張伸度は得られず、
多孔性は減少し、充填密度は１ｇ／ｃｍ³を越え、且つ
圧力損失は高くなる。添加されるべきフィブリル化性Ｐ
ＴＦＥの適切な量（吸着材の総重量に基づき）は、粉末
炭を含まない吸着材として上記に説明したものと同じで
ある。

【００６５】ＡＣＦ、粉末炭、フィブリル化性ＰＴＦＥ
を含む本発明の吸着材は、上記に説明した別の本発明の
吸着材、即ち、ＡＣＦとフィブリル化性ＰＴＦＥとの混
合物から得られた吸着材と同じ方法で調製することがで
きる。ＡＣＦ、粉末炭及びＰＴＦＥの混合は、どのよう
な順番でも行うことができるが、ＡＣＦと粉末炭は好ま
しくは最初に混合される。

【００６６】最終製品としてのシート状吸着材の充填密
度は、ＡＣＦの繊維直径と長さ分布、粉末炭の粒子サイ
ズと量、及び剪断応力の適用とローラーをかける条件を
変更することによって調製することができる。これらの
条件は、ここに述べた条件の範囲内の実験を行うことに
よって容易に決定される。粉末炭を含む吸着材は増大さ
れた引張強度を持ち、その吸着材は、粉末炭を含まない
前述の吸着材と同様に高引張強度、適正な充填密度、及
び吸着特性を保持している。さらに言えば、粉末炭を含
む吸着材の引張伸度は高い引張伸度、即ち高い可塑性を
有するので、ローラーをかけることによってシートに容
易に成形できる。

【００６７】本発明の吸着材において粉末炭を使用する
ことによって得られたシート状吸着材は高い引張伸度を
有するので、複雑に形づくられた物品さえも装置の表面
とぴったりと接触できるように製造できる。さらに言え
ば、装置の取付けにおいて自由度が増加する。付け加え
るならば、そのシート状吸着材は高い引張伸度を持つの
で、９０°以上にまげても折れない。かくして、紙のよ
うに折り曲げることによって所望の形状を得ることがで
きる。

【００６８】上述したように、本発明によるシート状吸
着材は優れた生産性及び取扱特性を有し、高い引張強度
及び高い引張伸度を達成し、従来、達成されていないよ
うな高い吸収性及びガス透過性を有する。

【００６９】本発明の吸収材料はシート以外の形に成形
することもできる。その材料を型内にホットプレスし
て、成形物品にすることができる。ホットプレスのため
の温度は、好ましくは８０〜３２０℃、さらに好ましく
は８０〜２００℃である。この場合、その材料はエクス
トルーダーにより、或いは打ち抜かれた複数のシートを
ラミネートすることによって、その成形材料を型に供給
することができる。その材料はペレットの形態で供給し
てもよい。その材料はいかなる形態、例えば、タブレッ
ト、ハニカム構造、円柱状の形態にでも成形できる。エ
キストルーダを使用して、ストリング、パイプ、テープ
等の形状にすることも可能である。材料を繊維状材料に
成形することもでき、さらに一緒に絡まった綿毛ボール
のように成形されてもよい。

【００７０】ＡＣＦの表面は実質的に被覆されていない
ので、高レベルの吸着活性が維持されている。それは多
孔質であるので、本発明の吸着材は良好なガス及び液体
に対する透過性を有し、且つ小さい体積で高い吸着特性
を有する。その吸着材は滑らかな表面を有する。本発明
の吸着材は優れた加工特性を有し、薄いフィルム或いは
非常に小さい片に容易に成形できる。成形物品は柔らか
く且つハウジングにピッタリとフィットする。本発明の
吸着材は耐熱性及び薬品耐性に優れている。さらに言え
ば、本発明の成形材料を使用することによって得られた
吸着材は、ＡＣＦの脱落や黒粉塵の発生が殆どなく、触
っても快適である。

【００７１】したがって、本発明の吸着材は、高性能及
びコンパクト化が要求される電気機器においての使用に
有利である。その吸着エレメントは、外部の汚染物質を
吸着し、その侵入を阻止しするために電気機器の内側に
吸着材を配置することによって、電気回路を保護するた
めの吸着材として有用である。そのような吸着材は安全
に用いることができる。その理由は、黒粉塵が発生しな
いからである（電気伝導性の粉塵は電気回路に添着して
短絡の原因となる）。

【００７２】本発明の吸着材は、特にシートの形態で、
好ましくは３μｍ以下の孔サイズを持つメンブレンフィ
ルターでカバーされていてもよい。

【００７３】上述した構成の採用は、特に、電気機器で
の使用に好適なコンパクトで高性能な吸着エレメントを
提供することを可能にする。活性炭素繊維は、ＰＴＦＥ
フィブリルで密接に一緒に結合するので、本発明のシー
ト状吸着材は殆ど粉塵を発生せず、或いは繊維を脱落せ
ず、それゆえ、電気機器におけるハウジング用の吸着エ
レメントとして好適である。したがって、エレメントを
封止するための労力は、軽減される。

【００７４】本発明の吸着材によって取り除くことがで
きる汚染物質には、主として、ＳＯ_x、ＮＯ_x、硫化水
素、及びアンモニアのような空気中の汚染ガス、及び付
け加えるならば、塩素ガスのような無機酸性ガス、カル
ボン酸のような有機酸、炭化水素、及びオゾン等が挙げ
られる。一般の活性炭で吸着又は分解で取り除けるもの
ならば、上記以外の他の物質も取り除くことができる。

【００７５】本発明による電気機器内設用の吸着エレメ
ントの特別な例を図７、８及び９に示す。図１０は、電
気機器内設用の円柱状吸着エレメントの一例である。こ
れらの電気機器内設用の吸着エレメントの各々は、シー
ト状吸着材４の片側又は両側にメンブレンフィルター５
で圧着することによって調製され、ついで打ち抜きによ
り円板が得られる。シート状吸着材４の打ち抜きはメン
ブレンフィルター５圧着の後に行われる。シート状吸着
材４はこのようにメンブレンフィルター５で封止され、
ケース６に装着される。

【００７６】接着剤やガスケット等の封止材７によっ
て、シート状吸着材４をケース６と緊密に接触させてシ
ート状吸着材４の周囲を封止することが好ましい。封止
材の例は、単に、接着剤の塗布による他、両面粘着テー
プを使用する接着によって、或いは樹脂リングの溶融に
よって、或いは図９におけるシート状吸着材４の両側に
くっついた上下のメンブレンフィルター５の溶着（矢印
８）によって行うことができる。

【００７７】各々の吸着エレメントに使用されるメンブ
レンフィルター５の孔サイズは、好ましくは活性炭素繊
維の繊維直径よりも大きくない。この方法で、仮に活性
炭素繊維が脱落したとしても、シート状吸着材４の活性
炭素繊維はこの孔から通過しない。その孔サイズは、好
ましくは３μｍ以内である。メンブレンフィルター５の
材料は、好ましくは、セルロース、ニトロセルロース、
セルロースアセテート、ポリスチレン、ポリエチレン、
アクリロニトリル及びＰＴＦＥである。これらは３μｍ
以下の均一な孔を持つメンブレンフィルターを提供する
ために好適である。特に、ＰＴＦＥ製のメンブレンフィ
ルターは、その孔の細かさ及び均一性、高い機械強度、
及び高い耐薬品性の面において好適である。

【００７８】本発明は、以下の実施例を参照して更に詳
細に説明されているが、当業者にとってこの発明の精神
及び範囲を逸脱することなく、これらの実施例の種々の
変更及び修正が可能であることは明白である。

【００７９】

【実施例】本発明の次の実施例において記述される種々
の特性は、以下に述べる方法によって測定した。

【００８０】本発明において粉砕されたＡＣＦの長さ分
布は、レーザー光を使用した光散乱法による粒子サイズ
分布の測定方法により測定した。質量或いは体積に基づ
いたＡＣＦのサイズ分布は、ＡＣＦ粒子（粉砕されたＡ
ＣＦ）の形状を球体とし仮定して得たものである。ＡＣ
Ｆ粒子は均一な密度を持つので、分布パターンは、測定
が質量又は体積に基づいて行われようとも同じパターン
である。

【００８１】水中でのＡＣＦの配向を避けながら、０．
１％ヘキサメタりん酸ナトリウムの水溶液に粉砕された
ＡＣＦを均一に分散させることによって測定を行った。
上記のように測定されたサイズは、ＡＣＦの直径及び実
際の長さの平均である。したがって、実際のＡＣＦの長
さ分布は、図２のＳＥＭ写真で見られたようなこの測定
の特徴によって得られた値よりも、より長い繊維長を有
する。

【００８２】粉砕されたＡＣＦの実際の長さ分布を正確
に決定することは不可能であるので、本発明におけるそ
の長さは、粒子サイズ分布の決定のためにこの分野にお
いて最も広く使用されている上記の技術によって測定す
る。粒子サイズの測定のため好ましく使用される多くの
装置は、商業的に利用可能であり、粉砕されたＡＣＦの
平均サイズはその装置を使用して優れた再現可能性で得
られる。

【００８３】本発明において、堀場製作所製のモデルＬ
Ａ−５００レーザー回折−散乱式粒度分布が、粉砕され
たＡＣＦの長さの測定に使用された。０．１〜２００μ
ｍのＡＣＦのサイズ分布を測定し、この分布から、ＡＣ
Ｆの総量に対してＬ／Ｄ≧３であるＡＣＦ量の割合を計
算した。シート状吸着材に含まれるＡＣＦの長さは、シ
ートを６００〜８００℃、１時間、窒素雰囲気中で加熱
してＰＴＦＥを分解することにより、ＰＴＦＥを取り除
いた後に、測定した。

【００８４】本実施例において出発材料として使用され
るＡＣＦの平均長は、顕微鏡を使用して肉眼で決定し
た。

【００８５】出発材料として使用されるＡＣＦにおける
率Ｌ／Ｄ≧３であるＡＣＦ量は、６０重量％以上であっ
た（上記の光散乱法によって測定）。ＡＣＦの直径は、
ＡＣＦの生産用のポリアクリロニトリル繊維のような出
発材料の直径を選択することにより制御できる。平均直
径はＡＣＦで均一であり、ＡＣＦの断面のＳＥＭ写真か
ら測定することができる。

【００８６】引張強度シート状吸着材は２．５ｃｍ幅で、且つ１０ｃｍ長さの
短冊型に切断した。その細片の引張強度は引張試験機
（テンシロン−ＵＴＭ III：東洋測器株式会社製）で引
張速度３ｃｍ／分で測定した。引張強度（ｇｆ／ｍ
ｍ²）は強力（ｇ）をそのシートの断面積で割って求め
た。引張伸度は、シートの破断時の、元のシート長さに
対する最大に伸びた分の長さの百分率によって示した。
これらの試験はローラー方向と同一の方向、及び直角の
方向で行われた。実施例での値は、いずれかの方向の最
大値で示した。

【００８７】比表面積比表面積は窒素吸着によるＢＥＴ法により測定した。

【００８８】トルエン飽和吸着量このパラメーターはＪＩＳＫ−１４７４の活性炭試験
法に従って測定した。トルエン濃度は１／１０飽和、試
料重量は２．５ｇ、測定温度は２５℃とした。飽和水分含量２５℃、相対湿度８０％のデシケーター中にシート状吸
着材を放置し、その水分含量を測定した。材料中の水分
含量は、１２０℃、２時間に乾燥された材料の重量に基
づき示した。

【００８９】圧力損失２５ｍｍの直径で、０．２ｍｍの厚みを持つ円板を、シ
ート状吸着材から打ち抜き、この円板をフィルターホル
ダー内に装着した。圧力損失を測定するために乾燥空気
を流量率０．２リットル／分で通過させた（ただし、下
記の実施例１０のみは流量率２０ミリリットル／分で行
った。）。

【００９０】本発明の実施例において（下記の実施例１
２を除き）圧縮剪断応力の適用方向は、ランダムに圧延
は同一方向で行われた。

【００９１】〔実施例１〕ＡＣＦとしては、アクリル系
活性炭素繊維であるファインガードＦＣ３００（商品
名：東邦レーヨン株式会社製、平均繊維直径８μｍ、比
表面積８９０ｍ²／ｇ）をヘンシルミキサーで粉砕して
平均繊維長が１５０μｍのミルドファイバーとしたもの
を使用した。そのミルドファイバー９５重量部を容器に
とり水３００重量部を加えてスラリーとした。このスラ
リーにＰＴＦＥ水性懸濁液としてテフロンＫ２０−Ｊ
（商品名、三井・デュポンフロロケミカル社製、平均粒
径０．２μｍ）をＰＴＦＥ換算で５重量部加えて、室温
でよく攪拌した。

【００９２】次いで、この混合物を、１２０℃で水分含
量が１０重量％未満になるまで乾燥させた。乾燥後の混
合物を、１２０℃に保温したロール直径３０ｃｍの２軸
式ロールミルにかけ、剪断応力を与えた。各々のローラ
ーの回転数は、それぞれ１４ｒｐｍと２８ｒｐｍであ
り、ロール間隔は０．１ｍｍ（ＡＣＦの径の１２．５
倍）であった。ロールミルの通過後、その混合物は薄片
状材料となった。その薄片状材料をさらにロールミルに
７回通過させて、シートを得た。

【００９３】得られたシートを、ロール直径３０ｃｍ、
１ｒｐｍの等速２連ロールで、ロール間隙０．５ｍｍの
１２０℃に保たれたロールに通過させ、厚さ約１ｍｍの
シートを得た。そのシートをさらに繰り返しそのロール
に通過させて、ロール間隙を次第に０．５ｍｍから０．
１ｍｍに狭めることによって厚さ０．２ｍｍのシートを
得た。かくして得られたシート状吸着材は、５重量％の
ＰＴＦＥを含み、Ｌ／Ｄ率が３を越えるＡＣＦが４１重
量％であった。このようにして得られたシート状吸着材
の特性を次の表１に示す。

【００９４】

【表１】表１によれば、本実施例１の材料から製造されたシート
状吸着材は、原料であるＡＣＦに極めて近い吸着能力を
発揮することがわかる。また、シートの厚みは、そのシ
ートが高い引張強度及び高い引張伸度を持つため継続的
な圧延により、０．０５ｍｍまで薄くすることができ
た。

【００９５】図２は、本実施例１で得られたシート状吸
着材の表面のＳＥＭ写真であり、図３はそのシート状吸
着材の断面のＳＥＭ写真である。

【００９６】〔実施例２〕本実施例２はＡＣＦとＰＴＦ
Ｅの混合量を変化させて得た成形素材を用いて成形した
シート状吸着材についてのものである。前記実施例１に
準じて各種のシート状吸着材を成形し、その諸特性を測
定した。その結果を次の表２に示す。

【００９７】

【表２】前記表２によれば、本発明の成形素材であるシート状吸
着材は優れた特性を示す。このシート状吸着材の吸着性
はＰＴＦＥ含量の増加にしたがい減少する。これはＡＣ
Ｆ含量が相対的に減少したためであって、ＡＣＦ含有率
１００重量％あたりに換算して統一して比較すると、Ａ
ＣＦとしての能力の低下はいずれも軽微なものである。
このように、本発明のシート状吸着材は、そのＰＴＦＥ
含量が増加しても、ＡＣＦ活性の満足できるレベルを保
持している。このことはＰＴＦＥの添加によっても、Ａ
ＣＦの表面は実質的に覆われることなく、吸着性能はほ
とんど変化がないことを示している。さらに本発明のシ
ート状吸着材は優れた取扱性を有し、且つ黒粉の発生も
殆どない。

【００９８】〔実施例３〕本実施例３は本発明のシート
状吸着材の液体中における吸着性能を示すために行っ
た。

【００９９】ＡＣＦとしては、アクリル系活性炭素繊維
であるファインガードＦＣ５１０（商品名：東邦レーヨ
ン株式会社製、平均繊維直径５μｍ、比表面積１４００
ｍ²／ｇ）をヘンシルミキサーで粉砕して平均繊維長が
１５０μｍのミルドファイバーとしたものを使用した。
前記実施例１の方法と同様にして、ＰＴＦＥ含量が２重
量％であって、厚み０．２ｍｍ及び厚み０．４ｍｍの２
枚のシートを得た。

【０１００】厚み０．４ｍｍのシートから直径２．５ｃ
ｍの円板を打ち抜き、それをフィルターホルダー中に配
置した。（リン酸緩衝液を用いてｐＨを７に調整した）
メチレンブルー３００ｐｐｍの１００ｍｌを流速１ミリ
リットル／分でシートを通過させた。メチレンブルーの
吸着量は、そのシートを通過する前後において、溶液濃
度を測定することによって得た。ビタミンＢ₁₂（シアノ
コバラミン）の吸着量も、メチレンブルーと同様な方法
で測定した。

【０１０１】比較のため、上記に述べた同じ試験をカラ
ム中にファインガードＦＣ５１０（商品名：東邦レーヨ
ン株式会社製）を充填して行った。得られた結果及びそ
の他のこれらの吸着材の特徴は次の表３に示す。

【０１０２】

【表３】表３によれば、本発明のシート状吸着材は、液体中にお
いて優れた性能を有することが分かる。

【０１０３】〔実施例４〕ＡＣＦとしては、アクリル系
活性炭素繊維であるファインガードＦＣ４００（商品
名：東邦レーヨン株式会社製、平均繊維直径７μｍ、比
表面積１０００ｍ²／ｇ）をヘンシルミキサー（回転羽
を持つ混合機）で粉砕して平均繊維長が０．１ｍｍのミ
ルドファイバーとしたものを使用した。そのミルドファ
イバー８０重量部を容器にとり水３００重量部を加えて
ペーストとした。このペーストにＰＴＦＥ水性懸濁液と
してテフロンＫ２０−Ｊ（商品名、三井・デュポンフロ
ロケミカル社製、平均粒径０．２μｍ）をＰＴＦＥ換算
で２０重量部加えて、室温でよく攪拌した。

【０１０４】次いで、この混合物を、１２０℃で水分含
量が１０重量％未満になるまで乾燥させた。乾燥後の混
合物を、１２０℃に保温したロール直径３０ｃｍの２軸
式ロールミルにかけ、剪断応力を与えた。各々のローラ
ーの回転数は、それぞれ１４ｒｐｍと２８ｒｐｍであ
り、ロール間隔は０．１ｍｍであった。ロールミルを７
回通過させ、シート状の薄片材料を得た。

【０１０５】その薄片材料を集め、（３０ｃｍの直径を
持ち、１ｒｐｍで回転する）１２０℃に保たれている一
対のローラーを通し、厚みが約１ｍｍのシートにした。
得られたシートは、さらに１２０℃で同じスピードで回
転しているローラーに通し、０．３ｍｍの厚さのシート
を得た。このシートは、２０重量％のＰＴＦＥを含み、
且つ０．８５ｇ／ｃｍ³の充填密度であった。

【０１０６】各々幅１５ｍｍの２個のシートを、このシ
ートから切り出した。その一つにひだ付加工を施した。
処理されたシートと他方のシートが１２０℃でプレスに
より接合され、図１１に示されるハニカム状の吸着材を
得た。１．５ｇのハニカム状シートを螺旋状に巻き上
げ、これを内径が２２ｍｍのステンレススチール製カラ
ム内に充填した。

【０１０７】典型的な大気汚染物質であるＳＯ₂を含む
ガスを、ハニカムの方向（同じ方向のシートの長さは１
５ｍｍ）と平行な方向に、１リットル／分のスピードで
カラムに通過させた。圧力損失は１０ｍｍＨ₂Ｏ以下で
あった。そのガスは５０ｐｐｍのＳＯ₂（相対湿度５０
％、２５℃）を含む空気であった。ＳＯ₂濃度は自動赤
外線分析機を使用して連続的に測定した。テスト開始直
後のカラムの出口におけるＳＯ₂濃度は０ｐｐｍであっ
た。このことは、ＡＣＦの速やかな吸収特性による。テ
スト開始後１０時間目に、ＳＯ₂が漏れ始めた。その漏
れ開始までの吸着量は、シート状吸着材の重量に基づい
て５．７重量％であった。この値は、ＡＣＦの代わりに
従来の粉末状活性炭から製造されたシート状吸着材の値
よりも高いものであった。

【０１０８】〔実施例５〕ＡＣＦとしては、アクリル系
活性炭素繊維であるファインガードＦＣ４１０（商品
名：東邦レーヨン株式会社製、平均繊維直径６μｍ、比
表面積１１００ｍ²／ｇ）をヘンシルミキサーで粉砕し
て平均繊維長が０．２ｍｍのミルドファイバーとしたも
のを使用した。この粉砕ＡＣＦを用いて前記実施例１と
同じ方法及び装置でシート状吸着材Ａを得た。引続き、
異なったＰＴＦＥ含量のシート状吸着材Ｂ、Ｃ、Ｄ及び
Ｅは、ＰＴＦＥ含量を変えた以外はシート状吸着材Ａと
同様な方法で得た。５重量％のＰＴＦＥ含量のシート状
吸着材Ｆは、平均粒径１０μｍの粉末活性炭である「特
選白鷺」（商品名：武田薬品工業株式会社製、比表面積
１０００ｍ²／ｇ）を使用することを除いて、シート状
吸着材Ａと同じ方法で得た。

【０１０９】比較のため、ファインガードＦＷ４１０
（商品名：東邦レーヨン株式会社製、平均繊維直径６μ
ｍ、比表面積１１００ｍ²／ｇ）の織物を調製した。得
られたシート状吸着材Ａ〜Ｆ及び織物（ＦＷ４１０）の
特性を表４に示す。

【０１１０】

【表４】表４によれば、本発明のシート状吸着材Ａ〜Ｅは、比較
の織物よりも高い充填密度を有し、高い体積効率を示
す。これらのシート状吸着材の引張強度は、ＰＴＦＥ含
量が２重量％で実用的な使用レベルに到達しており、Ｐ
ＴＦＥ含量が５重量％以上で比較の織物（ＦＷ４１０）
と同等或いはそれ以上になる。

【０１１１】圧力損失に関し、本発明のシート状吸着材
Ａ〜Ｅは、満足できるものであったが、粉末活性炭を使
用する比較のシート状吸着材Ｆは、際立った圧力損失が
あり、実用には適さなかった。

【０１１２】〔実施例６〕直径２５ｍｍの円板を、前記
実施例５で調製した各々のシート状吸着材Ａ、Ｃ、Ｄ及
び織物（ＦＷ４１０）から打ち抜いた。これらの円板
を、フィルターケース内に装着した。亜硫酸ガス（ＳＯ
₂）の体積で５０ｐｐｍを含み、相対湿度で５０％の空
気を、この円板状吸着材に通過させた。ＳＯ₂が漏れ始
めるのに必要な時間を測定し、このＳＯ₂が漏れ始める
までの時間から吸着量を計算した。同様な方法で、一酸
化窒素（ＮＯ）吸着、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）吸収、アンモ
ニア（ＮＨ₃）吸収を測定した。さらに１／１０飽和の
トルエン中で飽和吸着をＪＩＳ−Ｋ−１４７４に規定さ
れた測定法に従い測定した。その結果を次の表５に示
す。

【０１１３】

【表５】表５によれば、本発明のシート状吸着材Ａ、Ｃ及びＤ
は、ＳＯ₂、ＮＯ、Ｈ₂Ｓ、ＮＨ₃のような腐食性物
質、及びトルエンのような有機溶媒の高い吸着を示し、
空気から種々の汚染物質を除去できる優れた性能を有す
ることを証明している。活性炭繊維からの織物（ＦＷ４
１０）と比較した場合、本発明のシート状吸着材は、何
れも満足できる吸着活性を維持していることがわかる。

【０１１４】〔実施例７〕直径２５ｍｍの円板を、前記
実施例６で調製したシート状吸着材Ａ〜Ｅ及び織物（Ｆ
Ｗ４１０）の各々から打ち抜いた。個々のサンプルにつ
き３０個の円板を、１００ｒｐｍ、３０分間、アルキル
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの０．０１重量
％を含む水中で撹拌した。撹拌後、水溶液を蒸発させて
乾燥し、脱落した活性炭素繊維の量（生成した黒粉の
量）を測定した（メンブレンフィルターを装着していな
い）。

【０１１５】次に、直径２５ｍｍの円板を、前記実施例
６で調製したシート状吸着材Ａ〜Ｅ及び織物（ＦＷ４１
０）の各々から打ち抜いた。そのディスクを、ＰＴＦＥ
製の一対のメンブレンフィルター（東洋濾紙株式会社
製）の間に挟み、そしてディスクの周辺は熱可塑性樹脂
リングで融着封止して、吸着エレメントを得た。２種の
メンブレンフィルター、即ち、一方が０．２μｍ孔径を
持ち、他方が１μｍであるメンブレンフィルターを使用
して、各シート状吸着材のサンプルにつきメンブレンフ
ィターの種類の異なる各２種の吸着エレメントを得た。
さらに、３μｍの孔径を持つニトロセルロース製のメン
ブレンフィルター（東洋濾紙株式会社製）或いは１０μ
ｍの孔径を持つポリエステル−セルロースアセテート製
のメンブレンフィルターを用いて、吸着エレメントを調
製した。

【０１１６】このようにして、それぞれのサンプルにつ
き得られた３０個の吸着エレメントを、界面活性剤とし
てアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの０．０１重
量％を含む水中で３０分間撹拌した。撹拌後、水溶液を
蒸発させて乾燥し、脱落した活性炭素繊維の量（生成し
た黒粉の量）を測定した。得られた結果を次の表６に示
す。

【０１１７】

【表６】表６によれば、本発明のシート状吸着材は、５ｇ／ｍｍ
²以上の引張強度及び２％以上のＰＴＦＥ含量であり、
黒粉の発生が殆どなく、メンブレンフィルターなしでも
取扱性がよい。このように本発明の吸着材は電気機器に
使用するのに有利である。孔径３μｍ以下のメンブレン
フィルターを使用して調製した吸着材エレメントは実質
的にダストの発生がなく、電気機器での使用に最適であ
る。

【０１１８】〔実施例８〕前記実施例７（サンプルＡか
ら調製した）で製造した吸着エレメントの各々、及び織
物（ＦＷ４１０）を、５０ｐｐｍ濃度のＳＯ₂を含む、
且つ相対湿度５０％の４リットルのバッグ中に放置し
た。５ｐｐｍ以下に減少されるＳＯ₂濃度となるのに必
要な時間を測定した。得られた結果を次の表７に示す。

【０１１９】

【表７】表７に示すように、本発明のシート状吸着材を使用した
吸着エレメントは、活性炭素繊維織物（ＦＷ４１０）を
含む比較の織物吸着材と同じ速さでＳＯ₂を除去するこ
とができ、且つそれより小さいサイズである（織物吸着
材のほんの１／１０の厚み）。

【０１２０】〔実施例９〕ＡＣＦとしては、アクリル系
活性炭素繊維ファインガードＦＣ３００（商品名、東邦
レーヨン（株）製、平均繊維直径８μｍ、比表面積８３
０ｍ²／ｇ）をヘンシルミキサーにて平均繊維長０．１
ｍｍのミルドファイバーとしたものを使用した。粉末炭
としては、粉末状活性炭である白鷺ＲＭ（商品名、武田
薬品工業（株）製、比表面積１０００ｍ²／ｇ）をボー
ルミルにより粉砕し、平均粒径を４μｍにそろえたもの
を使用した。フィブリル化性ＰＴＦＥとしては、水性デ
スパージョンであるテフロンＫ２０−Ｊ（商品名、三井
・デュポンフロロケミカル社製、平均粒子径０．２μ
ｍ）を使用した。

【０１２１】まず、ＦＣ３００のミルドファイバー８０
重量部に粉末炭２０重量部を容器にとり水を加えてペー
スト状とした。これにＫ２０−ＪをＰＴＦＥ換算で２．
１重量部加えよく攪拌した。このペースト状混合物をス
テンレスのバットにあけ、水分率が１０重量％となるま
で１２０℃で乾燥した。

【０１２２】次いで、乾燥した混合物を１２０℃に加熱
したロールミルにあけ、剪断応力を与えた。ロールミル
は２軸式であり、ロール回転数は２５ｒｐｍおよび５０
ｒｐｍ、ロール間隔は０．１ｍｍであった。ロールミル
を通すことにより、混合物は薄片状の成形素材となっ
た。この薄片状の成形素材を滑らかな表面となるまで３
回繰り返してロールミルに通し、ＰＴＦＥのフィブリル
化を促進した。

【０１２３】さらに、薄片状の成形素材を１２０℃に加
熱した５ｒｐｍの等速ローラーに重ねて通して集成し、
厚み１ｍｍのシート状吸着材を得た。さらに、このシー
ト状吸着材を、等速ローラーの間隔をより狭めて繰り返
し加熱圧延する方法で順次薄膜化し、厚み０．２ｍｍの
シート状吸着材を得た。この本発明のシート状吸着材を
Ｇとする。

【０１２４】一方、シート状吸着材Ｇの作成方法に準
じ、本実施例９との比較のために、ＦＣ３００のミルド
ファイバー４０重量部と粉末炭６０重量部とＰＴＦＥ換
算で２．１重量部のＫ２０−Ｊを原料としたシート状吸
着材Ｈ、及びＦＣ３００のミルドファイバー１００重量
部とＰＴＦＥ換算で２．１重量部のＫ２０−Ｊを原料と
して、粉末炭を添加しないシート状吸着材Ｉを作製し
た。

【０１２５】シート状吸着材Ｇ、Ｈ、Ｉの特性を次の表
８に示す。

【０１２６】

【表８】表８によれば、実施例９のＡＣＦと粉末炭から成る炭素
材全体に対する粉末炭含有率２０重量％のシート状吸着
材Ｇは、特に、高い引張伸度と、低い圧力損失を両立し
ていることがわかる。これに比較して、粉末炭含有率６
０重量％のシート状吸着材Ｈは引張伸度が低く、且つ圧
力損失が高い。また、本発明の別の吸着材である粉末炭
を加えないシート状吸着材Ｉでは、圧力損失は低く、引
張伸度は１０％未満であった。

【０１２７】〔実施例１０〕本実施例１０は、粉末炭の
量を変化させて製造したシート状吸着材に関する。ＡＣ
Ｆとしては、アクリル系活性炭素繊維であるファインガ
ードＦＣ４１０（商品名：東邦レーヨン株式会社製、平
均繊維直径６μｍ、比表面積１０００ｍ²／ｇ）をヘン
シルミキサーで粉砕して平均繊維長が０．２ｍｍのミル
ドファイバーとしたものを使用した。

【０１２８】粉末炭としては、粉末活性炭である「白鷺
ＲＭ」（商品名：武田薬品工業（株）製、比表面積は１
０００ｍ²／ｇ）をボールミルで粉砕し、その平均粒径
４μｍのものを使用した。

【０１２９】フィブリル化性ＰＴＦＥとしては、水性分
散液であるテフロンＫ２０−Ｊ（商品名：三井・デュポ
ンフロロケミカル社製、平均粒径は０．２μｍ）を使用
した。まず、ＡＣＦ（ＦＣ４１０のミルドファイバー）
と、粉末炭である白鷺ＲＭ（商品名、武田薬品工業株式
会社製）をそれぞれ単独に採取したもの、及び種々の混
合割合で混合したものを原料として用意した。これらの
各原料９５重量部に、それぞれ、水２００重量部とテフ
ロンＫ２０−ＪをＰＴＦＥ換算で５重量部加えて、ペー
スト状になるまで完全に混合した。このペースト状混合
物をステンレスのバットにあけ、水分率が１０重量％と
なるまで１２０℃で乾燥した。

【０１３０】次いで、乾燥した各混合物を１２０℃に加
熱したロールミルにあけ、剪断応力を与えた。ロールミ
ルは２軸式であり、ロールの回転数は２５ｒｐｍおよび
５０ｒｐｍ、ロール間隔は０．１ｍｍであった。ロール
ミルを通すことにより、混合物は薄片状の成形素材とな
った。この薄片状の成形素材を滑らかな表面となるまで
５回繰り返してロールミルに通し、ＰＴＦＥのフィブリ
ル化を促進した。

【０１３１】さらに、薄片状の成形素材を１２０℃に加
熱した５ｒｐｍの等速ローラーに重ねて通して集成し、
厚み１ｍｍのシート状吸着材を得た。このシート状吸着
材を、等速ローラーの間隔をより狭めて繰り返し加熱圧
延する方法で順次薄膜化し、厚み０．２ｍｍのシート状
吸着材を得た。このものはＰＴＦＥ５重量％を含むシー
ト状吸着材であり、いずれもシート状吸着材としての比
表面積は８５０〜９５０ｍ²／ｇの範囲内にあり、吸着
特性はよく保たれていた。

【０１３２】得られたそれぞれのシート状吸着材につい
て、引張強度、引張伸度、圧力損失（空気のフロー率は
２０ミリリットル／分）、充填密度を測定し、ＡＣＦ−
粉末炭の混合比率との関係を調べ、結果を図１２、図１
３にまとめた。

【０１３３】図１２によれば、ＡＣＦと粉末炭からなる
炭素材全体に対する粉末炭含有率２０重量％において、
引張伸度は最大の約６０％に達することが分かる。さら
に言えば、粉末炭含有率５〜５０重量％を有する本発明
の吸着材は、本発明の粉末炭を含まない吸着材と比較し
て２０％以上の高い引張伸度と、５ｇｆ／ｍｍ²以上の
高い引張強度の得られることがわかる。なお、粉末炭添
加量が５０重量％を越えると引張伸度が低いため、極め
てひび割れしやすく圧延困難であった。

【０１３４】図１３によれば、ＡＣＦと粉末炭から成る
炭素材全体に対する粉末炭含有率が５〜５０重量％を越
えると、吸着材における充填密度が１ｇ／ｃｍ³を越
え、圧力損失が急速に増大し、吸着材として実用に適さ
ないことがわかる。このように、本発明の吸着材は、炭
素材全体に対する粉末炭含有率５〜５０重量％において
のみ、高い引張伸度と低い圧力損失となる。

【０１３５】〔実施例１１〕本実施例１１は、ＡＣＦと
粉末炭の混合物に対するＰＴＦＥの添加量を変化させて
製造したシート状吸着材についてのものである。

【０１３６】前記実施例１０に準じた方法により、ＡＣ
Ｆ（ＦＣ４１０のミルドファイバー）に８０重量部に対
し粉末炭である「白鷺ＲＭ」（商品名：武田薬品工業
（株）製、比表面積は１０００ｍ²／ｇ）の粉末を２０
重量部加えたものを原料として用意した。次いで、前記
実施例１０に準じた方法により、ＰＴＦＥ添加量のみ変
化させてそれぞれのシート状吸着材を得た。得られた各
シートの引張強度と引張伸度を測定した結果を図１４に
示す。

【０１３７】図１４によれば、ＡＣＦと粉末炭からなる
炭素材全体に対する粉末炭含有率が２０重量％である本
実施例１１のシート状吸着材は、ＰＴＦＥ含有率２重量
％以上において、引張強度５ｇｆ／ｍｍ²以上、引張伸
度２０％以上の優れた特性を示すことがわかる。

【０１３８】〔実施例１２〕前記実施例１に準じた原
料、製造装置、運転条件を使用し、原料およびシートの
ロール通過方向をすべて同一方向とすることにより、同
一方向に圧縮剪断及び圧延され、下記の表９に示された
ＰＴＦＥ含有率を有するシート状吸着材Ｊ、Ｋ、Ｌ及び
Ｍを得た。さらに、すべての圧縮剪断及び圧延が直角方
向に交互に繰り返し行われたこと以外はシート状吸着材
Ｋと同じ方法で、シート状吸着材Ｎを得た。

【０１３９】同一方向に剪断及び圧延して得られたシー
ト状吸着材Ｊ、Ｋ、Ｌ及びＭのＡＣＦの配向は、ほぼ同
一方向であった。例えば、得られたシート状吸着材Ｋの
表面の顕微鏡写真（理由：図１５、１６のみＳＥＭでな
く、光学顕微鏡による写真であるため）を図１５に示
す。図１５の目視計測によれば、シート状吸着材Ｋの圧
延方向±４５°以内に配向したＡＣＦの数は、ＡＣＦ全
数に対し８２％（配向度）であった。

【０１４０】一方、直角方向に交互に剪断及び圧延して
得られたシート状吸着材Ｎの表面の顕微鏡写真を図１６
に示す。図１６によれば、ＡＣＦの配向はランダムであ
り、上記の計測法による圧延方向±４５°以内のＡＣＦ
配向度は６０％であった。

【０１４１】上記のようにして得られたシート状吸着材
の機械的性質を下記の表９に示す。

【０１４２】

【表９】

【０１４３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の吸着材
は次の優れた特徴を有する。

【０１４４】（１）本発明の吸着材は、ＡＣＦがＰＴＦ
Ｅのフィブリルによって一緒に密接に結合され、多孔質
の網目構造が発達しており、そのＡＣＦの表面は殆どが
露出しているので、高い吸着特性、低い圧力損失、高い
引張強度（５〜１０００ｇｆ／ｍｍ²）、高い引張伸度
（１０％以上）、高いガス透過性を示し、また吸着材と
して適度な充填密度（０．４〜１．０ｇ／ｃｍ³）を持
つ。

【０１４５】（２）別の本発明の吸着材は、ＡＣＦ及び
粉末炭がＰＴＦＥのフィブリルによって一緒に密接に結
合され、多孔質の網目構造が発達しており、そのＡＣ
Ｆ、及び粉末炭の表面は殆どが露出しているので、別の
本発明のシート状吸着材は、上記（１）の優れた性質に
加えて、さらに高い引張伸度（２０％以上）を持ち、高
い柔軟性を示す。

【０１４６】（３）本発明の吸着材は、高い引張伸度を
有し、柔軟性があるので、小さい容器に配置される場合
に、本発明の吸着材は、成形における大きな自由度や応
力変形時の大きな引張強度で容器に緊密に接触し、今ま
で達成されなかったような高性能な吸着材物品となる。
また、極めて薄いシート状に成形することが可能であ
る。

【０１４７】（４）本発明の吸着材の充填密度は、０．
４〜１．０ｇ／ｃｍ³にコントロールでき、その値は従
来の紙或いはフエルト状成形物品の充填密度よりも高
く、しかも一方においては、高いガス透過性を併せ持っ
ている。したがって、本発明の吸着材は体積効率におい
て優れている。

【０１４８】（５）上記のように、本発明の吸着材は、
高い吸収性及び高い透過性を有するだけでなく、非常に
薄い厚みが可能で、しかも適度な密度ゆえに、優れた体
積効率を示す。したがって、電気機器内に装備される非
常に薄いタイプの吸着材として、さらには、リチウム電
池のような電池の電極として、或いは鮮度保持材料とし
て好適に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシート状吸着材を構成する、活性炭素
繊維とＰＴＦＥフィブリルの結合状態を示し、特にその
「繊維の形状」を表す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真
である。

【図２】実施例１で得られたシート状吸着材の表面につ
いての結合状態を示し、特にその「繊維の形状」を表す
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。

【図３】実施例１で得られたシート状吸着材の断面につ
いての結合状態を示し、特にその「繊維の形状」を表す
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。

【図４】本発明のＡＣＦ及びＰＴＦＥを含んだシート状
吸着材の断面についての結合状態を示し、特にその「繊
維の形状」を表す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真であ
る。

【図５】本発明のＡＣＦ、ＰＴＦＥ及び粉末炭を含んだ
シート状吸着材の断面についての結合状態を示し、特に
その「繊維の形状」を表す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
写真である。

【図６】粉末状活性炭及びＰＴＦＥを含んだ従来のシー
ト状吸着材の断面を示し、特にその粉末状活性炭の「粒
子構造」を表す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真であ
る。

【図７】本発明の電気機器内設用吸着エレメント（コイ
ン型）の一つの例の斜視断面図である。

【図８】本発明の電気機器内設用吸着エレメント（コイ
ン型）の別の例の斜視断面図である。

【図９】本発明の電気機器内設用吸着エレメント（コイ
ン型）の別の例の断面図である。

【図１０】本発明の電気機器内設用吸着エレメント（円
筒型）の斜視断面図である。

【図１１】ハニカム構造を持つ本発明の吸着材の斜視図
である。

【図１２】本発明のＡＣＦ−粉末炭の混合比率に対す
る、シート状吸着材の引張強度及び引張伸度との関係を
示すグラフである。

【図１３】本発明のシート状吸着材のＡＣＦ−粉末炭の
混合比率に対する、圧力損失（空気のフロー率は２０ミ
リリットル／分）及び充填密度との関係を示すグラフで
ある。

【図１４】本発明のシート状吸着材のＰＴＦＥ含有量に
対する、機械的強度（引張強度及び引張伸度）との関係
を示すグラフである。

【図１５】ＡＣＦがほぼ一方向に配向した本発明のシー
ト状吸着材の表面を示し、特にその「繊維の形状」を表
す光学顕微鏡写真である。

【図１６】ＡＣＦがランダムに配向した本発明のシート
状吸着材の表面を示し、特にその「繊維の形状」を表す
光学顕微鏡写真である。

【符号の説明】

１ＡＣＦ２ＰＴＦＥフィブリル３粉末炭４シート状吸着材５メンブレンフィルター６ケース７封止材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０４Ｈ 1/42 Ｅ 1/44 1/60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性炭素繊維を含む炭素材がポリテトラ
フルオロエチレン樹脂のフィブリルで相互に結合されて
形成されたものであり、且つ得られた吸着材は、引張強
度５〜１０００ｇｆ／ｍｍ²、引張伸度１０％以上、充
填密度０．４〜１．０ｇ／ｃｍ³であることを特徴とす
る吸着材。
【請求項２】前記引張伸度が２０％以上である請求項
１記載の吸着材。
【請求項３】活性炭素繊維及び粉末炭を含む炭素材が
ポリテトラフルオロエチレン樹脂のフィブリルで相互に
結合されていることを特徴とする吸着材。
【請求項４】前記粉末炭の平均径が、前記活性炭素繊
維の繊維直径以下である請求項３記載の吸着材。
【請求項５】前記粉末炭が前記炭素材全体に対し５〜
５０重量％配合されている請求項３又は４記載の吸着
材。
【請求項６】前記吸着材に含まれる前記ポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂の含有率が０．５〜５０重量％であ
る請求項１、２、３、４又は５記載の吸着材。
【請求項７】前記活性炭素繊維の平均径に対するレー
ザー光散乱技術によって測定された活性炭素繊維の長さ
の比が３以上である活性炭素繊維の含量が、吸着材に含
まれるＡＣＦの活性炭素繊維の総量の２０重量％以上で
ある請求項１、２、３、４、５又は６記載の吸着材。
【請求項８】前記活性炭素繊維の繊維直径が２〜２０
μｍである請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の
吸着材。
【請求項９】前記活性炭素繊維がポリアクリロニトリ
ル系活性炭素繊維である請求項１、２、３、４、５、
６、７又は８記載の吸着材。
【請求項１０】前記吸着材が、シート状である請求項
１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の吸着材。
【請求項１１】前記吸着材中に含まれる活性炭素繊維
がランダムに配向されている請求項１０記載の吸着材。
【請求項１２】前記吸着材中に含まれる活性炭素繊維
が一方向に配向されている請求項１０記載の吸着材。
【請求項１３】粉砕された活性炭素繊維を含む炭素材
及びポリテトラフルオロエチレン樹脂を混合し、液体成
分が４０重量％以下になるまで乾燥し、次いで圧縮剪断
応力を吸着材の引張強度が５ｇｆ／ｍｍ²以上に増大す
るまで与えてポリテトラフルオロエチレン樹脂をフィブ
リル化することを特徴とする吸着材の製造方法。
【請求項１４】前記炭素材が粉砕された活性炭素繊維
及び粉末炭を含むものである請求項１３記載の吸着材の
製造方法。
【請求項１５】前記粉末炭は、活性炭素繊維及び粉末
炭の総重量の５〜５０重量％の量である請求項１４記載
の吸着材の製造方法。
【請求項１６】前記圧縮剪断応力が、異なった線速度
で回転する２個のロールを含むロールミルを使用するこ
とによって与えられる請求項１３、１４及び１５記載の
吸着材の製造方法。
【請求項１７】前記圧縮剪断応力が、異なった線速度
で回転する２個のロールを含むロールミルを使用するこ
とによって与えられ、次いで吸着材が、同じ線速度で回
転する２個以上のロールを含むロールミルを使用するこ
とによってシートに成形される請求項１３、１４及び１
５記載の吸着材の製造方法。
【請求項１８】前記圧縮剪断応力を与えるステップ
が、前記混合物を、一個以上のロールミル、及び互いに
直角にクロスする方向に２個以上のプレスロールに通過
させることにより活性炭素繊維がランダムに配向したシ
ートを形成するステップを含むことを特徴とする請求項
１７記載の吸着材の製造方法。
【請求項１９】前記圧縮剪断応力を与えるステップ
が、前記混合物を繰り返して同一方向にロールプレスし
て活性炭素繊維が主として一方向に配向されたシートを
形成するステップを含む請求項１７記載の吸着材の製造
方法。
【請求項２０】前記ロールミルは、その隙間サイズが
活性炭素繊維の平均直径の５〜４０倍である請求項１７
記載の吸着材の製造方法。
【請求項２１】前記吸着材はメンブレンフィルターで
覆われている請求項１、２、３、４、５、６、７、８、
９、１０、１１又は１２記載の吸着材。