(57)【要約】【課題】本発明は水分の吸着が極めて少なく、よって被処理ガスに水蒸気が混合していても十分な吸着性能を発揮できるとともに、水分の脱着に余計なエネルギーを消費されない有機ガス吸着素子を提供しようとするものである。【解決手段】本発明は以上のような課題を解決するため、吸着剤を担持したハニカム体をシランカップリング剤でコートするようにしたもので、これによって有機ガス吸着素子１を構成するハニカム体を疎水化するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤を担持したハニカム体をシランカップリング剤でコートした有機ガス吸着素子。
【請求項２】
シランカップリング剤でコートしたハニカム体に吸着剤を担持した有機ガス吸着素子。
【請求項３】
吸着剤とバインダーとを混合したスラリーにシランカップリング剤を混合し、これにハニカム体をディッピングして作られた有機ガス吸着素子。
【請求項４】
ハニカム体の重量に対する表面処理濃度が１％（重量％）以上となる濃度のシランカップリング剤にディッピングすることによってハニカム体をシランカップリング剤でコートした請求項１、請求項２あるいは請求項３に記載の有機ガス吸着素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばゼオライトや活性炭などの吸着剤を用いた有機ガス吸着素子に関するもので、特に強力な疎水処理を安価に実施可能なものを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ガス吸着素子はゼオライトや活性炭などの吸着剤を有するハニカム状のものであって、この有機ガス吸着素子によって希薄な有機ガスを吸着し、それを濃縮するために用いられ、濃縮後の有機ガスは燃焼処理などによって無害化される。
【０００３】
このような有機ガス吸着素子は、例えば印刷工場や塗装工場など多くの有機ガスを排出する工場などに設置され、そこから排出される有機ガスを無害化する装置に用いられ、環境問題の解決手段として急速に普及している。
【０００４】
現在普及している一般的な有機ガス吸着素子について図４に沿って説明する。有機ガス吸着素子１はロータ状であり、セラミック・ペーパーなどの耐熱性の高い材料をハニカム状に形成したハニカム体にゼオライトや活性炭などの有機ガス吸着剤をバインダーで担持したものである。
【０００５】
有機ガス吸着素子１はシール手段によって、吸着ゾーン２と脱着ゾーン３とに分割されている。そして被浄化ガスは処理ファン４によって吸着ゾーン２へ送られ、ヒータ（図示せず）によって加熱された高温空気は脱着ファン５によって脱着ゾーン３へと送られる。
【０００６】
被処理ガス中の有機ガスは吸着ゾーン２で吸着素子１に吸着され、脱着ゾーン３で高温空気によって脱着される。この時に処理ファン４で送られる被処理ガスの量と脱着ファン５で送られる高温空気の量との比の分だけ被処理ガス中の有機ガスが濃縮される。有機ガスはこのようにして濃縮されるため、燃焼処理などの後処理が容易になる。
【０００７】
このような有機ガス吸着素子は、次第に多種の有機ガスを処理することが求められ、場合によっては極性物質の吸着性能の高いものの開発が求められている。このような技術として例えば特許文献１に開示されたものがある。
【特許文献１】特許出願公開平成１０年−１８００９０号公報
【特許文献２】特許出願公開平成８年−２８１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
有機ガス吸着素子は一般に無機繊維紙に吸湿性の少ない無機バインダーを選定使用し、疎水性ゼオライトを含浸担持しているにもかかわらず、無機繊維紙や無機バインダーの吸湿性は少なくなく高湿度側で吸湿量が増加する傾向は避けられないため、吸湿した水分の脱着により再生エネルギーのロスが生じると言う問題がある。
【０００９】
例えば排ガスの前処理としてスクラバーを通すことがあるが、そのような場合排ガスの相対湿度が高くなり、特に相対湿度８０％以上では有機ガスの除去効率は急激に低下し、経済的な排ガス処理が困難であった。
【００１０】
特許文献１に開示されたものは、有機ガスの吸着剤の改良に関するもので段落００２５に記載のとおりゼオライトなどの吸着剤をシランカップリング剤やメチルリチウムを使って改質し改良することが開示されている。
【００１１】
しかし特許文献１に記載のものは、吸着剤そのものの改良について記載があるものの、有機ガス吸着素子全体の性能をどのようにして向上させるかという点についての記載は見られない。
【００１２】
吸着剤そのものは既に多くの改良がなされているのであるが、有機ガス吸着素子の性能は吸着剤の性能だけでなく、ハニカム体を構成するペーパーや吸着剤をペーパーに担持するためのバインダーなどによっても大きく作用されるという問題がある。
【００１３】
特許文献２に開示されたものは有機溶剤蒸気吸着ローターの改良に関するもので、バインダーの吸湿性を少なくするためにバインダーを改善したものである。つまりバインダーとして従来はシリカゾルを用いポーラスで吸湿性が高いため、これに代わって細孔のほとんどないリチウムシリケートを用いたものである。
【００１４】
しかしながら特許文献２に開示されたものは、バインダーがポーラスでないため、バインダーが吸着剤の細孔を塞ぎ、吸着剤の性能を阻害してしまうという問題がある。これに対してバインダーの量を少なくすると、吸着剤を強固に担持することができなくなる。
【００１５】
本発明は安価に製造が可能で、脱着エネルギーが少なく、かつ高湿度域においても高性能な有機ガス吸着素子を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本件発明は以上のような課題を解決するため、吸着剤を担持したハニカム体をシランカップリング剤でコートするようにした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の有機ガス吸着素子は上記の如く構成したので、吸着剤だけでなくハニカム体全体の疎水化処理を行うことができ、有機ガスの吸着性能を高めることができる。
【００１８】
また本発明の有機ガス吸着素子は疎水性が高く、水分の吸着が少ないため、吸着した有機ガスの脱着に際し有機ガスとともに吸着された水分の脱着量が少なく、水分の脱着によって消費されるエネルギーが少ない。このため本発明の有機ガス吸着素子を用いた有機ガス処理装置の消費エネルギーが小さくなる。
【００１９】
また本発明の有機ガス吸着素子は、吸着剤を担持するバインダーやハニカム体を構成する際に用いるバインダーに親水性のものを用い、吸着剤を水系スラリーにしてハニカム体に担持することができ、生産が容易である。
【００２０】
さらに、ハニカム体を構成するペーパーや接着剤などに、特殊な疎水加工を行ったものを用いる必要がなく、一般的な安価なものを用いることが可能で安価な有機ガス吸着素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の請求項１に記載の発明は、吸着剤を担持したハニカム体をシランカップリング剤でコートした有機ガス吸着素子であり、ハニカム体を構成するペーパーや接着剤あるいは吸着剤を担持するバインダーも全て疎水化することができるという作用を有する。
【実施例１】
【００２２】
以下本発明の有機ガス吸着素子の実施例について図１〜図３に沿って詳細に説明する。先ず図１に示すとおり、ステップ１でセラミックペーパー、ガラス繊維・セラミック繊維混抄ペーパーあるいはアラミド繊維ペーパーなどの耐熱ペーパーをコルゲート（波付け）加工する。
【００２３】
ステップ２でこのコルゲート加工された耐熱ペーパーと、原反のままの平坦なものとを重ねて巻回し、ハニカム体を構成する。
【００２４】
ステップ３で疎水性ゼオライトや活性炭粉末などの吸着剤をシリカゾルなどのバインダー中に分散しスラリーにする。そしてステップ４で、このスラリー中に上記ハニカム体をディッピングして上記ハニカム上に吸着剤を担持する。
【００２５】
次にステップ５で、このようにして吸着剤の担持されたハニカム体を一般に市販されているシランカップリング剤例えばビニルトリメトキシシランやγ-クロロプロピルトリメトキシシランあるいはγ-アミノプロピルトリエトキシシランなどの原液及び濃度を種々調整したアルコール溶液、あるいはアルキルアルコキシシランの原液及び水溶液にディッピングする。それら全てをステップ６で乾燥炉に入れて乾燥させた。
【００２６】
この結果、シランカップリング剤がハニカム体に対してどの程度付着したか測定した。つまりシランカップリング剤を付ける前のハニカム体の重量に対して、付着後の重量を測定し付着量を表面処理濃度（重量％）として図１に示す。
【００２７】
ハニカム体の吸湿性を測定した結果を図２に示す。この図はハニカム体を恒湿度室に入れ、相対湿度を上げながらハニカム体の重量変化を測定して、その吸湿量を測定したものである。図２によると、表面処理濃度が１％より高いものから吸湿性が顕著に改善されていることが判る。
【００２８】
次にハニカム体にトルエン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、水蒸気をそれぞれどの程度吸着するか測定した。水蒸気の吸着試験は相対湿度９３％の雰囲気中に放置して吸着率を測定した。そしてその測定結果を図３に示す。
【００２９】
図３から明らかなように水蒸気の吸着は表面処理濃度が１％より濃度が高いものにあっては、顕著に減少している。一方、トルエンやＩＰＡなどの有機ガスの吸着については、シランカップリング剤の表面処理濃度が上がっても実用性を損なう程、損なわれていない。
【００３０】
以上の実験よりシランカップリング剤を表面処理濃度が１％より濃度が高くし、その溶液にハニカム体をディッピングしたものは、湿気の吸着が極めて少なく、かつ有機ガスの吸着性能は実用上で問題になるほど低下しない。
【００３１】
ここで図４の従来のものと同一の構成部材については同一の番号を付与して、重複した説明を省略する。つまり有機ガス吸着素子１、吸着ゾーン２、脱着ゾーン３、処理ファン４、脱着ファン５は従来のものと共通であり、重複した説明は省略する。
【００３２】
上記のように作られたハニカム体で有機ガス吸着素子１を構成した場合、高湿度領域においても水分の吸着が少ないため、脱着ゾーン３で水分の脱着にエネルギーが奪われることが少なく、有機ガス処理装置全体の消費エネルギーが少なくなる。
【００３３】
さらに、有機ガス吸着素子１は水分の吸着が少ないため、吸着剤が水分で満たされることがなく、被処理ガスに極性物質と水分とが混在している状態であっても、例えばメタノールなどの極性物質も有機ガス吸着素子１に十分に吸着させることができる。
【００３４】
以上の実施例では、吸着剤のスラリーへハニカム体をディッピングした後にシランカップリング剤をディッピングする例を示したが、シランカップリング剤にハニカム体をディッピングした後に吸着剤のスラリーへディッピングしてもよい。
【００３５】
あるいは吸着剤をペーパーの抄紙の際に漉き込むことによって担持してもよい。さらに、吸着剤とバインダーと混合したスラリー中にシランカップリング剤を混合し、できたスラリーにハニカム体をディッピングすることによってハニカム体をシランカップリング剤でコートするようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は以上のように有機ガス吸着素子を構成するハニカム体全体の疎水処理がなされ、水分の吸着が極めて少なく、よって被処理ガスに水蒸気が混合していても十分な吸着性能を発揮できるとともに、水分の脱着に余計なエネルギーを消費されない有機ガス吸着素子を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の有機ガス吸着素子の製造方法の実施例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の有機ガス吸着素子の特性を測定したグラフである。
【図３】本発明の有機ガス吸着素子の特性を測定したグラフである。
【図４】本発明および従来の有機ガス吸着素子を用いた有機ガス処理装置の空気流れ図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    吸着素子
２    吸着ゾーン
３    脱着ゾーン
４    処理ファン
５    脱着ファン
【図１】
2005074298.tif 000003
【図２】
2005074298.tif 000004
【図３】
2005074298.tif 000005
【図４】
2005074298.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月29日(2003.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
この結果、シランカップリング剤がハニカム体に対してどの程度付着したか測定した。つまりシランカップリング剤を付ける前のハニカム体の重量に対して、付着後の重量を測定し付着量を表面処理濃度（重量％）とした。