專利名稱：空氣凈化用過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣凈化用過濾器，具體說是涉及一種用于家庭或工廠內(nèi)使用的空調(diào)或空氣凈化器上的空氣凈化用過濾器。
上述活性碳材料都呈粒狀或纖維狀，因此若要應(yīng)用于過濾器必須借助于無紡織物或毛氈等載體，或?qū)⒗w維編織成特定的形狀。例如，特開平7-136502公報(bào)上介紹了粒狀活性碳或直徑為10～100埃、細(xì)孔容積為0.25～1.1cm3/g的纖維狀活性碳的用途。
本發(fā)明中的空氣凈化用過濾器以RB陶瓷或/和CRB陶瓷作為吸附及過濾介質(zhì)，該RB陶瓷或/和CRB陶瓷的細(xì)孔直徑為10～2000埃、細(xì)孔容積為0.1～1.1cm3/g。另外本發(fā)明還涉及到應(yīng)用該空氣凈化用過濾器的防塵罩。
另外，只要具備熱固化的性質(zhì)，任何一種熱固樹脂都適用，常用的有酚醛樹脂，鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂，不飽和聚酯樹脂，環(huán)氧樹脂，三嗪樹脂，聚酰亞胺樹脂等，其中優(yōu)選酚醛樹脂。
在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，也可以同時(shí)用聚酰胺等熱塑性樹脂。
脫脂米糠和熱固性樹脂的混合比例為50～90∶50～10重量比，優(yōu)選70～80∶30～20重量比。
采用上述方法時(shí)，加壓成型體與再經(jīng)惰性氣體中燒成后的完成品相比，其尺寸的收縮比率高達(dá)25％，因此很難制造出尺寸精確的產(chǎn)品。針對這一問題本發(fā)明人又開發(fā)出了改性陶瓷(稱為CRB陶瓷)。
本發(fā)明中所指的CRB陶瓷是指對上述的RB陶瓷進(jìn)行改性處理后所得的產(chǎn)物，具體制備方法如下混合由米糠提取的脫脂米糠和熱固性樹脂并進(jìn)行混煉，再在700～1000℃的惰性氣體中經(jīng)過一次燒成后粉碎成60目以下的碳化粉末?；旌显撎蓟勰┖蜔峁绦詷渲M(jìn)行混煉，在20～30Mp的壓力條件下使之加壓成型，再將其成型體在500～1100℃惰性氣體中進(jìn)行熱處理后可得到CRB陶瓷。
CRB陶瓷是多孔性物質(zhì)，具有無數(shù)多個(gè)的細(xì)孔。CRB陶瓷上的細(xì)孔可根據(jù)其形成過程分為以下3種第一種如

圖1a所示，CRB陶瓷微粒相重疊后，各微粒間會形成孔徑大于5μm的比較大的細(xì)孔，此類細(xì)孔的峰值為約15μm。
第二種如圖1b所示，由米糠本身的纖維構(gòu)造形成的孔徑小于5μm的細(xì)孔，此類細(xì)孔的峰值為約1.8μm。
第三種如圖1c所示，高分子聚合物(酚醛樹脂)在高溫碳化時(shí)在分子鏈與分子鏈之間會形成孔徑小于0.2μm的小的細(xì)孔。此類細(xì)孔的峰值為約0.05μm。
以上三種細(xì)孔可分別過濾相應(yīng)大小的微粒，起到過濾器的作用。
與RB陶瓷相比，CRB陶瓷最大的優(yōu)點(diǎn)就是成型體和完成品尺寸收縮比由RB陶瓷的25％降至3％以下。CRB陶瓷和RB陶瓷的通性如下所示。·硬度高?！づ蛎浵禂?shù)非常小?！そM織構(gòu)造具有多孔性?！ぞ哂袑?dǎo)電性能?！に杀戎匦《p。耐磨性能優(yōu)良。易于加工成型?？梢约庸こ煞勰??！び捎谝悦卓窞樵?，因此可以減少地球環(huán)境污染，并且利于節(jié)約資源。
本發(fā)明中由RB陶瓷或/和CRB陶瓷直接制備空氣凈化用過濾器時(shí)，為了得到尺寸精確的成型體，使用CRB陶瓷為宜。但這并不等于排除使用RB陶瓷的實(shí)施方式。因?yàn)橄扔幂^大的模具作出成型體，然后再經(jīng)過切削等二次加工后，也可得到所需尺寸的產(chǎn)品。
RB陶瓷或/和CRB陶瓷較突出的優(yōu)點(diǎn)是可基本上通過改變燒成條件，來控制其多孔性。通常認(rèn)為處理溫度越高，多孔性越好。
在本發(fā)明中由RB陶瓷或/和CRB陶瓷直接制備空氣凈化用過濾器成型體時(shí)，其成型體中形成的細(xì)孔直徑可達(dá)10～2000埃、細(xì)孔容積為0.1～1.1cm3/g。
在本發(fā)明中如果用陶瓷粉末，則不論是RB陶瓷或CRB陶瓷粉末都能滿足要求。粉末的大小可根據(jù)目的進(jìn)行選擇，通常用平均粒徑為0.1～500μm左右的粉末。
對本發(fā)明中的RB陶瓷或/和CRB陶瓷來講，多孔性是非常重要的特性，其主要影響因素有RB陶瓷的一次燒成溫度，CRB陶瓷的一次燒成溫度和二次熱處理溫度。當(dāng)一次燒成溫度和二次熱處理溫度為800～1000℃時(shí)，RB陶瓷或/和CRB陶瓷成型體的多孔性能最佳。
在本發(fā)明中采用RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末時(shí)，以無紡織物或毛氈作為載體為宜，另外除了該RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末也可添加常用的活性碳粉末。
RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末常用活性碳粉末的重量比以50～90∶50～10為宜。
RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末的硬度較大，其表面凹凸不平，易于以粉末狀態(tài)存在，也不容易被流體帶走。
無紡織物或毛氈可以是碳纖維，也可以是至少其中一部分為碳纖維的材料。例如椰子皮活性碳等粒狀活性碳、瀝青類、酚醛類、聚丙烯腈類或纖維素等活性碳纖維等等。
無紡織物可采用玻璃纖維或石棉等無機(jī)材料或者聚酯、聚酰胺等合成聚合物或者纖維素、麻、棉等天然材料，其中任何一種都適用于本發(fā)明。
本發(fā)明中以無紡織物或毛氈作為載體的RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末的空氣凈化用過濾器，同樣可以作為防塵罩使用。
本發(fā)明的實(shí)施方式匯總?cè)缦隆?br> (1)一種空氣凈化用過濾器，其特征在于該空氣凈化用過濾器以RB陶瓷或/和CRB陶瓷作為吸附及過濾介質(zhì)，該RB陶瓷或/和CRB陶瓷的細(xì)孔直徑為10～2000埃、細(xì)孔容積為0.1～1.1cm3/g。
(2)根據(jù)1所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于由該RB陶瓷或/和CRB陶瓷制成的過濾器呈薄板狀。
(3)根據(jù)2所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于由多個(gè)薄板狀過濾器疊置而成。
(4)根據(jù)1所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于由該RB陶瓷或/和CRB陶瓷制成的過濾器呈圓筒狀。
(5)根據(jù)4所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于由多個(gè)不同直徑的薄圓筒狀過濾器疊置而成。
(6)根據(jù)1所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于由該RB陶瓷或/和CRB陶瓷制成的過濾器呈實(shí)心圓筒狀。
(7)一種空氣凈化用過濾器，其特征在于以無紡織物或毛氈作為載體承載RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末，該RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末的平均粒徑為0.1～500μm，細(xì)孔直徑為10～2000埃、細(xì)孔容積為0.1～1.1cm3/g。
(8)根據(jù)7所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于無紡織物或者毛氈載體上除了RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末外，還承載有常用的活性碳粉末。
(9)根據(jù)8所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末與活性碳粉末的重量比為50～90∶50～10.
(10)根據(jù)7所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于該無紡織物或毛氈為由瀝青類、酚醛類、聚丙烯腈類、纖維素中選取的活性碳纖維。
(11)一種防塵罩，其特征在于以無紡織物或毛氈作為載體，承載有平均粒徑為0.1～500μm，細(xì)孔直徑為10～2000埃、細(xì)孔容積為0.1～1.1cm3/g的RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末。
下面根據(jù)實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
取75千克該碳化粉末與固態(tài)酚醛樹脂(可溶酚醛樹脂)25千克在100～150℃下邊加熱邊混煉，得到具有可塑性的均質(zhì)混合物-CRB陶瓷前驅(qū)體的可塑物。(空氣凈化用過濾器的成型)如圖2所示，制出與寬25cm，長50cm、厚0.5cm的板狀1相匹配的模具，將具可塑性的CRB陶瓷前驅(qū)體注入其中，在22Mpa壓力下加壓成型，此時(shí)模具的溫度為150℃。
從模具中取出加壓成型體，在氮?dú)鈿夥障路秩竭M(jìn)行加工。首先以1℃/分的速度升溫至500℃，然后在500℃保持60分鐘，再在1000℃進(jìn)行120分鐘熱處理。
隨后，2～3℃/分的冷卻速度冷卻至500℃，然后進(jìn)行自然冷卻即可得到圖2所示的CRB陶瓷成型體1。(空氣凈化用過濾器的特性)CRB陶瓷成型體1的細(xì)孔平均直徑為300埃、細(xì)孔的容積為0.68cm3/g。
將混合物放入旋轉(zhuǎn)窯爐中，在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行60分鐘的一次燒成，燒成溫度為900℃。將碳化燒成產(chǎn)物用200目的篩子進(jìn)行篩選，得到粒徑為50～120μm的碳化粉末。
取75千克該碳化粉末與固態(tài)酚醛樹脂(可溶酚醛樹脂)25千克在100～150℃下邊加熱邊混煉，得到具有可塑性的均質(zhì)混合物-CRB陶瓷前驅(qū)體的可塑物。(空氣凈化用過濾器的成型)如圖2所示，制出與寬25cm，長50cm、厚0.25cm的板狀2相匹配的的模具，將具可塑性的CRB陶瓷前驅(qū)體注入其中，在22Mpa壓力下加壓成型，此時(shí)模具的溫度為150℃。
從模具中取出加壓成型體，在氮?dú)鈿夥障路秩竭M(jìn)行加工。首先以1℃/分的速度升溫至500℃，然后在500℃保持60分鐘，再在1000℃進(jìn)行150分鐘熱處理。
隨后，2～3℃/分的冷卻速度冷卻至500℃，然后進(jìn)行自然冷卻即可得到圖2所示的CRB陶瓷成型體2。(空氣凈化用過濾器的特性)CRB陶瓷成型體2的細(xì)孔平均直徑為480埃、細(xì)孔的容積為0.62cm3/g。
圖2中成型體1和成型體2可以組合使用。
從模具中取出加壓成型體，在氮?dú)鈿夥障路秩竭M(jìn)行加工。首先以1℃/分的速度升溫至500℃，然后在800℃進(jìn)行120分鐘熱處理。
隨后，2～3℃/分的冷卻速度冷卻至500℃，然后進(jìn)行自然冷卻。(空氣凈化用過濾器的特性)CRB陶瓷成型體2的尺寸有所縮小，細(xì)孔平均直徑為400埃、細(xì)孔的容積為0.50cm3/g。
重疊兩張?jiān)摪鍫钸^濾器2可以組合成一空氣凈化用過濾器。
取75千克該碳化粉末與固態(tài)酚醛樹脂(可溶酚醛樹脂)25千克在100～150℃下邊加熱邊混煉，得到具有可塑性的均質(zhì)混合物-CRB陶瓷前驅(qū)體的可塑物。(空氣凈化用過濾器的成型)如圖3所示，制出與外徑為15cm，內(nèi)徑為14.5cm，長度為30cm的圓筒3相匹配的模具，將具可塑性的CRB陶瓷前驅(qū)體注入其中，在22Mpa壓力下加壓成型，此時(shí)模具的溫度為150℃。
從模具中取出加壓成型體，在氮?dú)鈿夥障路秩竭M(jìn)行加工。首先以1℃/分的速度升溫至500℃，然后在500℃保持60分鐘，再在950℃進(jìn)行120分鐘熱處理。
隨后，2～3℃/分的冷卻速度冷卻至500℃，然后進(jìn)行自然冷卻即可得到圖1所示的CRB陶瓷成型體1。(空氣凈化用過濾器的特性)CRB陶瓷成型體3的細(xì)孔平均直徑為450埃、細(xì)孔的容積為0.49cm3/g。
取75千克該碳化粉末與固態(tài)酚醛樹脂(可溶酚醛樹脂)25千克在100～150℃下邊加熱邊混煉，得到具有可塑性的均質(zhì)混合物。(粉末的制備)將具有可塑性的均質(zhì)混合物在20Mpa壓力下加壓成型成直徑為3cm的球體，此時(shí)模具的溫度為150℃。
從模具中取出加壓成型體，在氮?dú)鈿夥障路秩竭M(jìn)行加工。首先以1℃/分的速度升溫至500℃，然后在500℃保持60分鐘，再在900℃進(jìn)行120分鐘燒結(jié)處理。
隨后，2～3℃/分的冷卻速度冷卻至500℃，然后進(jìn)行自然冷卻。
用粉碎機(jī)粉碎直徑為3cm的球體，然后再用球磨機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的粉碎即可得到平均粒徑為1～3μm的CRB陶瓷微粒。(空氣凈化用過濾器的成型)將平均粒徑為1μm的CRB陶瓷微粒，以500g/m2的密度鋪設(shè)于瀝青類活性碳纖維毛氈(FN-300GF·10大阪氣體化學(xué)株式會社制)上。(空氣凈化用過濾器的特性)平均粒徑為1μm的CRB陶瓷微粒的細(xì)孔容積為0.87cm3/g。
本發(fā)明空氣凈化用過濾器因采用RB陶瓷和CRB陶瓷，可以制造成各種不同的形狀，并保持原來的性能。另外確認(rèn)了RB陶瓷和CRB陶瓷粉末也具有適于空氣凈化用過濾器的性質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種空氣凈化用過濾器，其特征在于該空氣凈化用過濾器以RB陶瓷或/和CRB陶瓷作為吸附及過濾介質(zhì)，該RB陶瓷或/和CRB陶瓷的細(xì)孔直徑為10～2000埃、細(xì)孔容積為0.1～1.1cm3/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于由該RB陶瓷或/和CRB陶瓷制成的過濾器呈薄板狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于由多個(gè)薄板狀過濾器疊置而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于由該RB陶瓷或/和CRB陶瓷制成的過濾器呈圓筒狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于由多個(gè)不同直徑的薄圓筒狀過濾器疊置而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于由該RB陶瓷或/和CRB陶瓷制成的過濾器呈實(shí)心圓筒狀。
7.一種空氣凈化用過濾器，其特征在于以無紡織物或毛氈作為載體承載RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末，該RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末的平均粒徑為0.1～500μm，細(xì)孔直徑為10～2000埃、細(xì)孔容積為0.1～1.1cm3/g。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于無紡織物或者毛氈載體上除了RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末外，還承載有常用的活性碳粉末。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末與活性碳粉末的重量比為50～90∶50～10。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣凈化用過濾器，其特征在于該無紡織物或毛氈為由瀝青類、酚醛類、聚丙烯腈類、纖維素中選取的活性碳纖維。
11.一種防塵罩，其特征在于以無紡織物或毛氈作為載體，承載有平均粒徑為0.1～500μm，細(xì)孔直徑為10～2000埃，細(xì)孔容積為0.1～1.1cm3/g的RB陶瓷或/和CRB陶瓷粉末。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以制成各種不同形狀的空氣凈化用過濾器，其采用細(xì)孔直徑為10～2000埃、細(xì)孔的容積為0.1～1.1cm
文檔編號B01J20/22GK1390620SQ0212191
公開日2003年1月15日 申請日期2002年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者堀切川一男, 秋山元治, 吉村典之 申請人:美蓓亞株式會社