(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り、前記フェルトの嵩密度が７０〜１２０ｋｇ／ｍ3である活性炭素繊維エレメントであって、前記エレメントの各端部側は、導電性の台座と長さ２０〜７０ｍｍの導電性の挿入体とが接合された取付け電極の挿入体が挿入されて給電用導電部を形成し、前記台座は中央に孔を有する円盤であり、前記挿入体は前記台座の片面に複数突設された挿入体である活性炭素繊維エレメント。
【請求項２】
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を巻回して円筒に形成した後、前記フェルトを嵩密度７０〜１２０ｋｇ／ｍ3まで圧縮し、中央に孔を有する円盤を導電性の台座とし、この台座上に長さ２０〜７０ｍｍの導電性の挿入体を接合して台座と挿入体とからなる取付け電極を形成し、前記円筒の各端部側に、前記取付け電極の挿入体を挿入して給電用導電部を形成させる活性炭素繊維エレメントの製造法。
【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各端部側に、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する請求項２に記載の活性炭素繊維エレメントの製造法。
【請求項４】
活性炭素繊維フェルトを巻回して形成した円筒の内側にエレメントコアを嵌合し、円筒の外側に締付け用の網を嵌合し、活性炭素繊維フェルトを締付ける請求項２又は３に記載の活性炭素繊維エレメントの製造法。
【請求項５】
エレメントコア及び締付け用の網が非導電性である請求項４に記載の活性炭素繊維エレメントの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着処理用活性炭素繊維エレメント、及びその製造法に関し、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、及びその製造法に関する。
【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、水蒸気や熱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以上の圧縮荷重を負荷して、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、従来の方法では銅製電極テープを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電極テープを同時に巻き込むことになる。
【００１１】
しかし、ＡＣＦフェルトと電極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、圧縮荷重を加えてＡＣＦフェルトを一定の嵩密度に圧縮している為に、円筒形状に加工する工程における操作は非常に煩雑で難しいものである。
【００１２】
しかも、上記電極テープに給電するに際しては、上記電極テープへ直接ハンダ付けするなどによる電線の取付けが必要になり、取り付けた電線が切断などにより離脱しやす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フェルトを巻回して円筒形状に形成しておき、一方において、台座上に複数の挿入体を突設した取付け電極を形成しておき、前記円筒の各端部側に、前記取付け電極の挿入体を挿入することにより、前記円筒状ＡＣＦフェルトの端部側に給電用導電部を簡単に形成できることを知得した。
【００１４】
この方法によれば、従来のようにＡＣＦフェルトを巻回して円筒形状に形成し、圧縮荷重を掛けて同エレメントを作製するに際しては、電極テープを同時に巻き込む操作が必要ではなくなる。しかも電極を取付けるに際しては、電極の挿入体を挿入するだけで、簡素かつ容易、一瞬で電極を形成できることを知得した。
【００１５】
更に、上記ＡＣＦエレメントの各端部側における給電用電線などの取付けは、上記取付け電極の台座の部分に行えばよいので、確実に取付けが可能であることを知得し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
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、及びその製造法を提供することにある。
【００１７】
【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。
【００１８】
〔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、前記エレメントの各端部側は、台座と挿入体とからなる取付け電極の挿入体が挿入されて給電用導電部を形成し、前記台座は中央に孔を有する円盤であり、前記挿入体は前記台座の片面に複数突設された挿入体である活性炭素繊維エレメント。
【００１９】
〔２〕  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を巻回して円筒形状に形成し、中央に孔を有する円盤を台座とし、この台座上に挿入体を接合して台座と挿入体とからなる取付け電極を形成し、前記円筒の各端部側に、前記取付け電極の挿入体を挿入して給電用導電部を形成させる活性炭素繊維エレメントの製造法。
【００２０】
〔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、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する〔２〕に記載の活性炭素繊維エレメントの製造法。
【００２１】
〔４〕  活性炭素繊維フェルトを巻回して形成した円筒の内側にエレメントコアを嵌合し、円筒の外側に締付け用の網を嵌合し、活性炭素繊維フェルトを締付ける〔２〕又は〔３〕に記載の活性炭素繊維エレメントの製造法。
【００２２】
〔５〕  エレメントコア及び締付け用の網が非導電性である〔４〕に記載の活性炭素繊維エレメントの製造法。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明のＡＣＦエレメントの一例を示す平面図である。図２は、図１におけるＡ〜Ａ切断面を示す部分正面断面図である。
【００２５】
本発明の活性炭素繊維（ＡＣＦ）エレメントは、図１及び２に示すようにＡＣＦフェルト２を複数回円筒状に巻回してなる。図２において、エレメント４の両端側には、取付け電極６の挿入体１０が挿入されて給電用導電部が形成されている。
【００２６】
この取付け電極６は、図２に示すように中央に孔１２を有する円盤状の台座８と、前記台座８に突設した複数の先端のとがった針状の挿入体１０とからなる。
【００２７】
挿入体１０の長さは２０〜７０ｍｍ、好ましくは３０〜５０ｍｍである。
【００２８】
挿入体１０の長さが２０ｍｍ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。挿入体１０の長さが７０ｍｍ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】
図３は針状挿入体の一例を示す概略図であり、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【００３０】
上記取付け電極の台座及び挿入体の材質としては、導電性の金属、例えばＣｕ、Ｔｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ合金、Ｔｉ合金等の金属を用いることができる。
【００３１】
なお、挿入体は、一端が台座上に接合され、他端がＡＣＦエレメントの端部側に挿入できる形状のものが好ましく、例えば、針状挿入体に限られず、平板状挿入体等を用いることができる。
【００３２】
図４は平板状挿入体の一例を示す概略図であり、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその側面図である。なお、図４において平板状挿入体の長手方向が正面を向いているが、この長手方向は台座円盤の円周方向と平行である。
【００３３】
更に、上記ＡＣＦエレメントの各端部側における給電用電線などの取付けは、上記取付け電極の台座の部分に行えばよいので、確実に取付けが可能である
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、例えば以下の製造法により製造することができる。
【００３４】
（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、１５〜１５０ｍｍ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。
【００３５】
（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には、必要に応じ、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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た場合は、給電用導電部においてＡＣＦと取付け電極との間の電気抵抗を更に低くできる。
【００３８】
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。
【００３９】
（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。
【００４０】
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７０〜１２０ｋｇ／ｍ3まで圧縮することが好ましい。これにより、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が適したものになる。
【００４１】
このＡＣＦフェルトの圧縮は、ＡＣＦフェルトを巻回して形成した円筒の内側にエレメントコアを嵌合し、円筒の外側に締付け用の網を嵌合し、活性炭素繊維フェルトを締付けることにより、圧縮することができる。
【００４２】
なお、エレメントコア及び締付け用の網が非導電性であることが好ましい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のＡＣＦエレメントを作製するに際しては、電極テープを同時に巻き込む操作が必要ではなくなる。しかも電極を取付ける操作は、電極の挿入体を挿入する操作だけであり、簡素、容易、かつ一瞬で可能な操作である。
【００４４】
更に、上記ＡＣＦエレメントの各端部側における給電用電線などの取付けは、上記取付け電極の台座の部分に行えばよいので、確実に取付けが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡＣＦエレメントの一例を示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ〜Ａ切断面を示す部分正面断面図である。
【図３】本発明のＡＣＦエレメントに用いる取付け電極の針状挿入体の一例を示す概略図であり、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図４】本発明のＡＣＦエレメントに用いる取付け電極の平板状挿入体の一例を示す概略図であり、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
２    ＡＣＦフェルト
４    ＡＣＦエレメント
６    取付け電極
８    台座
１０    挿入体
１２    台座の孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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