(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、エレメントの両端側に沿って幅１０〜６０ｍｍのベース金属付着部と、前記金属付着部のエレメント両端側から幅５〜５０ｍｍに金属を含浸させた電極金属含浸部とを形成してなる活性炭素繊維エレメント。
【請求項２】
電極金属含浸部の内周及び／又は外周に沿って電極金属板を接合してなる請求項１に記載の活性炭素繊維エレメント。
【請求項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端部側に、電解めっき、無電解めっき、又は真空蒸着を利用してベース金属付着部を形成し、次いでこの活性炭素繊維フェルトを巻回して円筒に形成し、その後この円筒の端部側に形成したベース金属付着部を溶融電極金属に浸漬して円筒端部側に電極金属を含浸させて円筒端部側に沿って幅５〜５０ｍｍに電極金属含浸部を形成する活性炭素繊維エレメントの製造方法。
【請求項４】
活性炭素繊維フェルトを円筒に形成した後、活性炭素繊維フェルトを嵩密度９０〜１００ｋｇ／ｍ3まで圧縮する請求項３に記載の活性炭素繊維エレメントの製造方法。
【請求項５】
円筒の端部側に形成したベース金属付着部を溶融電極金属に浸漬して円筒端部側に電極金属を含浸させて円筒端部側に沿って幅５〜５０ｍｍに電極金属含浸部を形成し、次いでこの電極金属含浸部に円筒状電極金属板を嵌合する請求項３に記載の活性炭素繊維エレメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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、及びその製造方法に関し、特に通電加熱による再生に適した活性炭素繊維エレメント、及びその製造方法に関する。
【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通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通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通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、通電電極と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、通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通電を行うと、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、５ｇｆ／ｃｍ2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フェルトを通電加熱して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、従来の方法では板状金属（Ｃｕ）をＡＣＦフェルト端部側に貼付けて巻き込むか、ＡＣＦフェルトを巻き付ける時に板状金属を同時に巻き込むことになる。
【００１１】
しかし、ＡＣＦフェルトと板状金属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、圧縮荷重を掛けてＡＣＦフェルトを一定の嵩密度に圧縮すると、上記の板状金属が大きく異常変形してエレメント端部より、はみ出したり、最悪の場合、板状金属の破断を起こしたりするので、良好な活性炭素繊維エレメントの作製には多大な労力を要する問題がある。
【００１２】
【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、両端を平行に形成したシート状のＡＣＦフェルトの端部側に、電解めっき、無電解めっき、又は真空蒸着等を利用してベースとなる金属を付着させてベース金属付着部を形成し、次いでこのＡＣＦフェルトを巻回して円筒形状に形成し、その後この円筒の端部側を溶融金属に浸漬することにより、円筒端部側のベース金属付着部に電極金属が含浸されたＡＣＦフェルトからなるＡＣＦエレメントが得られ、このＡＣＦエレメントは、その作製に際しては多大な労力を要することなく、しかも、通電加熱による再生に際してはＡＣＦフェルト全体を有効に加熱することができ、長時間通電を行っても、ＡＣＦフェルト内にショートパスを生ずることなく、ＡＣＦフェルトに損傷を与えることもないことを知得し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
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、及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【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。
【００１５】
〔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、エレメントの両端側に電極金属含浸部を形成してなる活性炭素繊維エレメント。
【００１６】
〔２〕  電極金属含浸部の内周及び／又は外周に沿って電極金属板を接合してなる〔１〕に記載の活性炭素繊維エレメント。
【００１７】
〔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端部側に、電解めっき、無電解めっき、又は真空蒸着を利用してベース金属付着部を形成し、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し、その後この円筒の端部側を溶融電極金属に浸漬して円筒端部側のベース金属付着部に電極金属を含浸する活性炭素繊維エレメントの製造方法。
【００１８】
〔４〕  活性炭素繊維フェルトを円筒形状に形成した後、活性炭素繊維フェルトを嵩密度９０〜１００ｋｇ／ｍ3まで圧縮する〔３〕に記載の活性炭素繊維エレメントの製造方法。
【００１９】
〔５〕  円筒の端部側を溶融電極金属に浸漬して円筒端部側のベース金属付着部に電極金属を含浸した後、この電極金属含浸部に円筒状電極金属板を嵌合する〔３〕に記載の活性炭素繊維エレメントの製造方法。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
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、エレメントの両端側５〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜２０ｍｍは電極金属を含浸して電極金属含浸部を形成している。
【００２２】
この電極金属含浸部は、ＡＣＦと含浸された電極金属との一体化が高いレベルで実現し、ＡＣＦと電極金属との間の電気抵抗が低くなっているものである。そのため、上記エレメントの両端側の電極金属含浸部にそれぞれリード線を接続して電圧を印加してＡＣＦエレメントを通電加熱する際には、この電極金属含浸部は導電性の高い良好な電極として作用する。
【００２３】
なお、上記円筒両端側の電極金属含浸部にそれぞれリード線を接続する際、必要により電極金属含浸部の内周及び／又は外周に沿って電極金属板を接合することにより、電極金属含浸部を更に導電性の高い良好な電極として作用させることができる。上記電極金属板としては、導電性金属板、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ合金、Ｎｉ合金等の金属板を用いることができる。
【００２４】
電極金属含浸部の長さが５ｍｍ未満の場合は、電極金属含浸部の導電性が低下するので好ましくない。電極金属含浸部の長さが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。
【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、その製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば以下の製造方法により製造することができる。
【００２６】
（ＡＣＦフェルト）
本発明のＡＣＦエレメントの形状は円筒形状であるため、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フェルトの厚さは３０〜２００ｍｍが好ましく、５０〜１５０ｍｍが更に好ましい。
【００２７】
（ＡＣＦフェルトへの金属の付着）
上記シート状ＡＣＦフェルトの端部側１０〜６０ｍｍ、好ましくは２０〜３０ｍｍに、電解めっき、無電解めっき、又は真空蒸着等を利用してベース金属を付着してベース金属付着部を形成させる。
【００２８】
ＡＣＦフェルトの端部側に付着させるベース金属は、付着方式に応じて適宜選択して用いることができる。具体的には、電解めっきの場合はＣｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎ等を用いることができ、無電解めっきの場合はＮｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｇ等を用いることができ、真空蒸着の場合はＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ等を用いることができる。
【００２９】
このように、ＡＣＦフェルトの端部側にベース金属を付着させているので、後工程の円筒端部側への電極金属の含浸を容易なものにしている。
【００３０】
ベース金属の付着は、フェルト端部側のフェルト表面を完全に覆うことが好ましいが、通常表面積の３０％以上を被覆することが好ましい。
【００３１】
（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。本発明のＡＣＦエレメントの製造方法は、その製造工程において特にエレメント形状への加工工程において、多大な労力を要することが無いので好ましいものである。というのは、上記ＡＣＦフェルトのみをエレメント形状の円筒形状に加工すれば良いからであり、即ち板状金属をＡＣＦフェルト端部側に貼付けて巻き込む必要も無く、ＡＣＦフェルトを巻き付ける時に板状金属を同時に巻き込む必要も無いからである。
【００３２】
なお、ＡＣＦフェルトの嵩密度分布を均一なものにするには、前述のようにＡＣＦフェルトを１５〜７０層に巻付けて円筒形状に加工するすることが好ましい。
【００３３】
また、吸着処理、脱着再生処理時におけるＡＣＦフェルトの強度及び通気性を適したものにするため、ＡＣＦフェルトを円筒形状に加工した後、ＡＣＦフェルトは嵩密度９０〜１００ｋｇ／ｍ3まで圧縮することが好ましい。
【００３４】
（円筒端部側への金属の含浸）
上記円筒端部側を溶融した電極金属に浸漬して円筒端部側のベース金属付着部に電極金属を含浸する。この含浸する電極金属としては、ハンダ等の低融点金属が好ましい。このように電極金属が含浸された円筒端部側（電極金属含浸部）は、前述したようにＡＣＦと含浸された電極金属との一体化が高いレベルで実現されている。
【００３５】
次いで、前述したように上記円筒両端側の電極金属含浸部にそれぞれリード線を接続する際、電極金属含浸部に直接リード線を接続しても良く、又は電極金属含浸部の内周及び／又は外周に沿って電極金属板を嵌合してこれにリード線を接続しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のＡＣＦエレメントは、ＡＣＦフェルトを円筒状に巻回しており、且つ円筒の両端側には電極金属が含浸されて電極金属含浸部を形成しており、必要に応じて円筒端部側の内周及び／又は外周に沿って電極金属板が接合されているので、通電加熱による再生に際してはＡＣＦフェルト全体を有効に加熱することができ、長時間通電を行っても、ＡＣＦフェルト内にショートパスを生ずることなく、ＡＣＦフェルトに損傷を与えることもないＡＣＦエレメントである。
【００３７】
また、本発明のＡＣＦエレメントの製造方法においては、両端を平行に形成したシート状のＡＣＦフェルトの端部側に、電解めっき、無電解めっき、又は真空蒸着等を利用してベース金属を付着させ、このＡＣＦフェルトを円筒形状に加工し、この円筒の端部側を溶融金属に浸漬することにより、ＡＣＦエレメントを製造しているので、その製造工程において特にエレメント形状への加工工程において、多大な労力を要することがなくＡＣＦエレメントを製造することができる。