JP4926336B2

JP4926336B2 - 活性炭多孔体の製造方法

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Publication number: JP4926336B2
Application number: JP2001165033A
Authority: JP
Inventors: 和靖中根; 敏博山本
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: JP2002356318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス賦活法によって賦活を行う活性炭多孔体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、空気中の有害物質の吸着や液体中の有機溶剤の吸着等に活性炭多孔体が多用されている。この活性炭多孔体の製造方法として、特開平６−３２６７９号公報には、連続気孔を有するメラミン樹脂発泡体、ウレタン樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体等の発泡体にポリカルボジイミド樹脂を含浸させた樹脂含浸発泡体を、炭化させた後にガス賦活法によって賦活させることにより、あるいは炭化前の前記樹脂含浸発泡体に対してガス賦活法によって炭化及び賦活を同時に行うことにより活性炭多孔体を製造する方法が示されている。前記ガス賦活法においては、炭化後の樹脂含浸発泡体又は炭化前の樹脂含浸発泡体を、賦活用ガスとしての水蒸気、炭酸ガス、空気等の酸化性ガス中で５００〜１２００℃で所要時間加熱処理している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記ガス賦活処理により得られた活性炭多孔体において、良好な吸着性を得るには、活性炭多孔体を所要の厚みにする必要がある。しかし、従来の活性炭多孔体の製造方法では、酸化性ガス雰囲気中の炉内に、炭化前あるいは炭化後の樹脂含浸発泡体を単に収容してガス賦活処理を行うものであるため、樹脂含浸発泡体の厚みを大にすると、酸化性ガスが樹脂含浸発泡体内部まで侵入しにくくなって、得られる活性炭多孔体は内部中央が賦活の不完全なものになりやすかった。特に樹脂含浸発泡体は、発泡体の連続気孔に樹脂が付着して気孔の開口部分が小さくなっているために元の発泡体よりも通気抵抗が高くなっており、酸化性ガスが侵入し難くなっている。そのため、従来では、厚みが大きく、吸着性の高い活性炭多孔体を得るのが容易ではなかった。
【０００４】
この発明は前記の点に鑑みなされたものであり、厚みの大きな賦活対象物に対しても内部中心まで確実に賦活でき、吸着性の高い活性炭多孔体を容易に得ることのできる活性炭多孔体の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、連続気孔を有する樹脂製の多孔質発泡体に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させた含浸多孔質発泡体に対し、又は前記含浸多孔質発泡体を炭化させた多孔質炭化物に対し、ガス賦活処理を行うことにより活性炭多孔体を製造する方法において、前記ガス賦活処理の際に、一側がガス流入口に通じ他側がガス流出口に通じるガス通路を備えて該ガス通路が加熱可能となったガス流動装置を用い、前記ガス通路の途中を塞ぐようにして前記含浸多孔質発泡体又は多孔質炭化物からなる賦活対象物をガス通路内に収容し、前記ガス通路を加熱しながらガス流入口からガス通路内にガス賦活用ガスを供給してガス流入口から賦活対象物間までのガス圧力を増大させ、該ガス圧力によってガスを賦活対象物内に強制的に通してガス流出口側へ流動させることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、連続気孔を有する樹脂製の多孔質発泡体に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させた含浸多孔質発泡体に対し、又は前記含浸多孔質発泡体を炭化させた多孔質炭化物に対し、ガス賦活処理を行うことにより活性炭多孔体を製造する方法において、前記ガス賦活処理の際に、一側がガス流入口に通じ他側がガス流出口に通じるガス通路を備えて該ガス通路が加熱可能となったガス流動装置を用い、前記含浸多孔質発泡体又は多孔質炭化物からなる賦活対象物をガス通路内に収容し、前記ガス通路を加熱しながらガス流入口からガス通路内にガス賦活用ガスを供給すると共に前記ガス流出口側からガス通路内の真空吸引を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、連続気孔を有する樹脂製の多孔質発泡体に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させた含浸多孔質発泡体に対し、又は前記含浸多孔質発泡体を炭化させた多孔質炭化物に対し、ガス賦活処理を行うことにより活性炭多孔体を製造する方法において、前記ガス賦活処理の際に、一側がガス流入口に通じ他側がガス流出口に通じるガス通路を備えて該ガス通路が加熱可能となったガス流動装置を用い、前記含浸多孔質発泡体又は多孔質炭化物からなる賦活対象物をガス通路内に収容し、前記ガス流出口を閉じた状態で前記ガス通路内を加熱しながらガス流入口からガス通路に賦活用ガスを供給するガスの圧入供給と、前記ガス流入口を閉じた状態で前記ガス通路内を加熱しながらガス流出口からガス通路内を真空吸引するガスの吸引排出とを、交互に少なくとも一回行うことにより、前記ガスを賦活対象物内に通してガス流出口側へ流動させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、ガス賦活処理後に、賦活処理済品を不活性ガス雰囲気下加熱処理することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１はこの発明の活性炭多孔体の製造方法における製造工程の例を示す図、図２はこの発明の一実施例におけるガス賦活処理時を示す装置の概略断面図、図３は他の実施例におけるガス賦活処理時を示す装置の概略断面図、図４はさらに他の実施例におけるガス賦活処理時を示す装置の概略断面図である。
【００１１】
この発明による活性炭多孔体の製造方法は、図１に示すように、まず多孔質発泡体から含浸多孔質発泡体の形成工程を行う。次に第１のルートＲ１では独立した工程として炭化工程を行い、その後にガス賦活処理工程を行って活性炭多孔体を得る。それに対し、第２のルートＲ２では前記含浸多孔質発泡体の形成工程後、独立した炭化工程を行うことなくガス賦活処理工程を行い、このガス賦活処理時に炭化と賦活処理を同時に行って活性炭多孔体を得る。さらに、第３のルートＲ３では、前記第１のルートあるいは第２のルートによるガス賦活処理工程後、賦活処理済品に対して不活性ガス雰囲気下加熱処理工程を行うことにより、所望の活性炭多孔体を得る。
【００１２】
この発明で使用する多孔質発泡体は、連続気孔を有する樹脂製のものからなり、メラミン樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体及びウレタン樹脂発泡体等、種々の樹脂製発泡体が用いられる。それらの中でも連続気孔を有するウレタン発泡体が好ましい。特には、気孔径が２０〜５００μｍ、連続気孔率９０％以上のウレタン発泡体が好ましい。
【００１３】
含浸多孔質発泡体の形成工程では、前記多孔質発泡体に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させ乾燥させる。この工程によって前記多孔質発泡体の骨格は熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂で被覆される。
【００１４】
前記熱硬化性樹脂としては、フェノール系樹脂、フラン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。また熱可塑性樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。
【００１５】
前記含浸は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂をメタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン等の溶媒を用いて熱硬化性樹脂溶液又は熱可塑性樹脂溶液とし、その樹脂溶液を満たした容器に多孔質発泡体を浸す浸漬（ディッピング）法等によって、簡単に行うことができる。また、前記熱硬化性樹脂溶液又は熱可塑性樹脂溶液から取り出した多孔質発泡体をロール等で圧縮して余分な樹脂溶液を絞り出すことにより、多孔質発泡体中の樹脂含浸量を調節することができ、所望の含浸多孔質発泡体を得ることができる。なお、前記含浸に使用される熱硬化性樹脂溶液又は熱可塑性樹脂溶液は、多孔質発泡体への含浸を容易とするため、２５℃の粘度が５〜３００ｃｐとなるように溶媒量を調節するのが好ましい。
【００１６】
第１のルートＲ１における炭化工程では、前記含浸多孔質発泡体を窒素、アルゴン等の非酸化性雰囲気下５００〜１２００℃の温度で、１〜１０時間焼成して炭化し、多孔質炭化物を得る。
【００１７】
ガス賦活処理工程では、前記多孔質炭化物又は含浸多孔質発泡体からなる賦活対象物を、図２〜図４に示すガス流動装置１０Ａ〜１０Ｃに収容し、水蒸気、炭酸ガス、空気等の酸化性ガス（賦活用ガス）雰囲気下、５００〜１２００℃の温度で０．５〜４時間処理する。符号Ｆは賦活対象物を示す。このガス賦活処理工程により、第１のルートＲ１では前記多孔質炭化物が賦活処理されて所望の活性炭多孔体となり、また前記第２のルートＲ２では含浸多孔質発泡体の炭化及び賦活処理が同時に行われて所望の活性炭多孔体になる。
【００１８】
図２に示すガス流動装置１０Ａは、セラミックス製の筒状体からなる装置本体１１と、該装置本体１１の両端開口部１２，１３に着脱可能に嵌着される流入側筒状蓋体３１と、流出側筒状蓋体２５とよりなる。
【００１９】
前記装置本体１１は、内部の中空部分が賦活対象物Ｆの収容部を兼ねたガス流通路１４とされ、そのガス通路１４を加熱するためのヒーター等からなる加熱手段１５が周壁１６に配設されている。加熱手段１５は、この装置１０Ａ外の電源装置等に接続される。また、この装置本体１１のサイズは、前記両端開口部１２，１３の少なくとも一方から賦活対象物Ｆをガス流通路１４内に収容できる寸法とされる。
【００２０】
前記流入側筒状蓋体２１及び流出側筒状蓋体３１は、前記装置本体１１の両端開口部１２，１３に嵌着された際に装置本体１１内側となる内端２２，３２側がガス通路１４と連通するように開口し、外端２３，３３側がガス流入口２４，ガス流出口３４を残して封止されている。また、前記流入側筒状蓋体２１及び流出側筒状蓋体３１には、連続気孔を有するポリウレタン発泡体等からなる通気性を有する断熱材２５，３５が内部に嵌着されており、その断熱材２５によって流入側筒状蓋体２１と流出側筒状蓋体３１間のガス通路１４からの放熱を減らし、前記加熱手段１５による効率のよい加熱を可能にしている。なお、前記流入側筒状蓋体２１のガス流入口２４は、酸化性ガス供給装置（図示せず）と接続され、該酸化性ガス供給装置から供給される酸化性ガスが、流入側筒状蓋体２５内の断熱材２５を通って装置本体１１内のガス通路１４に至るようになっている。
【００２１】
前記ガス流動装置１０Ａを用いるガス賦活処理工程では、まず、前記装置本体１１におけるガス通路１４の内周面の横断面形状とほぼ等しい断面形状にした賦活対象物Ｆを、前記ガス通路１４の中央部に収容してガス通路１４の途中を塞ぐ。そして、前記、装置本体１１の両端に流入側筒状蓋体２１及び流出側筒状蓋体３１を嵌着し、前記加熱手段１５によってガス通路１４を加熱し、前記ガス流入口２４から酸化性ガスを連続的に供給する。前記ガス流入口２４から装置本体１１内に供給された酸化性ガスは、前記断熱材２５を通ってガス通路１４に至り、該ガス通路１４途中を塞ぐ賦活対象物Ｆを通ってガス流出口３４側へ移動しようとする。
【００２２】
しかし、前記ガス通路途中を塞ぐ該賦活対象物Ｆは、炭化した気孔によって、あるいは樹脂の含浸した気孔によって通気抵抗が高くなっているため、酸化性ガスの自由な通過を阻害し、ガス流入口２４から連続的に供給される酸化性ガスが賦活対象物Ｆと断熱材３５あるいはガス流入口２４との間に溜まるようになる。その結果、前記賦活対象物Ｆからガス流入口２４間の圧力が、前記賦活対象物Ｆからガス流出口３４間の圧力よりも高くなり、その圧力差によって、酸化性ガスが賦活対象物Ｆ内に強引に侵入し、その賦活対象物Ｆ内通過時に賦活対象物Ｆを賦活してガス流出口３４側へ至る。そのため、前記賦活対象物Ｆ内部まで酸化性ガスによって確実に賦活することができる。なお、前記第２のルートＲ２にあっては、賦活と同時に炭化も賦活対象物Ｆ内部まで確実に行われる。
【００２３】
その後、加熱の停止及び酸化性ガスの供給停止を行い、前記流入側筒状蓋体２１あるいは流出側筒状蓋体３１の少なくとも一方を装置本体１１から外し、賦活処理済品、すなわち所望の活性炭多孔体を得る。
【００２４】
図３に示すガス流動装置１０Ｂは、前記ガス流動装置１０Ａと同じ構成からなる。前記ガス流動装置１０Ａと同一の部分は同一の符号を用いて表す。このガス流動装置１０Ｂのガス流入口２４には酸化性ガス供給装置（図示せず）が接続され、またガス流出口３４には真空吸引装置（図示せず）と接続される。
【００２５】
前記ガス流動装置１０Ｂを用いるガス賦活処理工程では、まず、所要サイズにされた賦活対象物Ｆを前記ガス通路１４に収容し、前記加熱手段１５によってガス通路１４を加熱し、前記ガス流入口２４から酸化性ガスをガス通路１４に連続的に供給すると共に前記真空吸引装置によってガス流出口３４からガス通路１４内の真空吸引を行う。
【００２６】
それによって、前記ガス通路１４内の圧力勾配はガス流入口２４側で高く、ガス流出口３４側で低くなるため、流速が速くなり、しかも前記ガス通路１４に収容された賦活対象物Ｆにおいてはガス上流側外面Ｆ１よりもガス下流側外面Ｆ２で雰囲気圧力が低くなるという、圧力差を生じる。したがって、前記ガス流入口２４からガス通路１４に供給された酸化性ガスは、増大した流速及び前記賦活対象物Ｆのガス上流側外面Ｆ１とガス下流側外面Ｆ２との圧力差によって、ガス上流側外面Ｆ１から賦活対象物Ｆ内にスムーズに酸化性ガスが侵入し、賦活対象物Ｆ内を通ってガス下流側外面Ｆ２から賦活対象物Ｆ外へ至るため、酸化性ガスが賦活対象物Ｆ内に効率よく接触し、第１のルートＲ１では賦活が効率良く、また第２のルートＲ２では賦活と炭化が同時にかつ効率良く行われる。その後、賦活処理済品、すなわち所望の活性炭多孔体を、前記ガス流動装置１０Ｂから取り出す。
【００２７】
図４に示すガス流動装置１０Ｃは、前記ガス流動装置１０Ａとほぼ同じ構成からなる。前記ガス流動装置１０Ａと同一の部分は同一の符号を用いて表す。このガス流動装置１０Ｃのガス流入口２４には流入口開閉バルブ２６を介して酸化性ガス供給装置（図示せず）が接続され、またガス流出口３４には流出口開閉バルブ３６を介して真空吸引装置（図示せず）が接続される。
【００２８】
前記ガス流動装置１０Ｃを用いるガス賦活処理工程では、まず、所要サイズにされた賦活対象物Ｆを前記ガス通路１４に収容し、前記、装置本体１１の両端に流入側筒状蓋体２１及び流出側筒状蓋体３１を嵌着し、前記加熱手段１５によってガス通路１４を加熱する。そして、前記流出口開閉バルブ３６を締めてガス流出口３４を閉じると共に、前記流入口開閉バルブ２６を開放してガス流入口２４を開いた状態にして、ガス流入口２４から酸化性ガスをガス通路１４内に供給するガスの圧入供給と、前記ガス流入口開閉バルブ２６を締めてガス流入口２４を閉じると共に、前記流出口開閉バルブ３６を開放してガス流出口を開いた状態にして、真空吸引装置によりガス通路１４内のガスを吸引するガスの吸引排出とを、交互に少なくとも１回行う。
【００２９】
前記ガスの圧入供給時、ガス流出口３４を閉じた状態でガス流入口２４から酸化性ガスが供給されるため、ガス通路１４内に酸化性ガスが充満してガス通路１４内の圧力が増大し、その圧力増大によって酸化性ガスがガス通路１４内の賦活対象物Ｆ内の中心まで侵入する。そして、次に行われる前記ガス流入口２４を閉じた状態で行われるガスの吸引排出によってガス通路１４内が減圧になり、前記ガス通路１４の賦活対象物Ｆ内部で圧力が大、賦活対象物Ｆ外で圧力が小になる。そのため、前記圧力差によって賦活対象物Ｆ内の酸化性ガスが、賦活対象物Ｆ外へ強引に吸い出されてその際に賦活対象物Ｆ内に満遍なく接触し、酸化性ガスによる賦活あるいは賦活と同時に炭化が効率良く行われる。その後、前記ガス流動装置１０Ｂから賦活処理済品、すなわち所望の活性炭多孔体を取り出す。
【００３０】
第３のルートにおける不活性ガス雰囲気下の加熱処理工程では、前記第１のルートＲ１あるいは第２のルートＲ２におけるガス賦活処理工程によって得られたガス賦活処理済品を、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、所要温度で加熱し、再度炭化もしくは黒鉛化を行って所望の活性炭多孔体を得る。その際の加熱温度は５００〜３０００℃の範囲、加熱時間は０．５〜６時間が好ましい。この不活性ガス雰囲気下の加熱処理工程を行うことによって、得られる活性炭多孔体は強度の高いものとなる。
【００３１】
【実施例】
以下具体的な実施例について説明する。
・実施例１
気孔径２００〜３００μｍ、連続気孔率９５％の軟質ウレタン発泡体（商品名：ＭＦ−１００、イノアックコーポレーション製）を直径５０ｍｍ、厚み１０ｍｍにカットし、フェノール樹脂原液（商品名：フェノライト５９００、大日本インキ化学工業製）をエタノールで６０重量％に希釈した樹脂溶液に浸漬して含浸多孔質発泡体を形成した。その際、含浸量（目付量）が０．０３ｇ／ｃｍ³となるようにローラで絞った。この含浸多孔質発泡体を１３０℃で１時間乾燥させた後、アルゴン雰囲気中１０００℃で２時間焼成し、炭化させて多孔質炭化物を形成した。
【００３２】
前記多孔質炭化物からなる賦活対象物を、図２に示すようにガス流動装置１０Ａのガス通路１４に収容して該ガス通路１４の中央を塞ぎ、前記ガス流動装置１０Ａのガス通路１４を加熱手段１５によって８００℃に加熱し、５０℃で飽和した蒸留水を酸化性ガスとして窒素ガス（純度９９．９％）と共に前記ガス流入口２４からガス通路１４内に供給し、２時間賦活処理を行い、実施例１の活性炭多孔体を得た。
【００３３】
・実施例２
気孔径２００〜３００μｍ、連続気孔率９５％の軟質ウレタン発泡体（商品名：ＭＦ−１００、イノアックコーポレーション製）を１００×１００×５ｍｍにカットし、フェノール樹脂原液（商品名：フェノライト５９００、大日本インキ化学工業製）をエタノールで６０重量％に希釈した樹脂溶液に浸漬して含浸多孔質発泡体を形成した。含浸量（目付量）は０．０３ｇ／ｃｍ³となるようにした。この含浸多孔質発泡体を１３０℃で１時間乾燥させた後、アルゴン雰囲気中１０００℃で２時間焼成し、炭化させて多孔質炭化物を形成した。この多孔質炭化物からなる賦活対象物を、図３に示すようにガス流動装置１０Ｂのガス通路１４に収容し、前記ガス流動装置１０Ｂのガス通路１４を加熱手段１５によって８００℃に加熱し、５０℃で飽和した蒸留水を酸化性ガスとして窒素ガス（純度９９．９％）と共に前記ガス流入口２４からガス通路１４内に供給し、前記ガス流出口３４からガス通路１４を真空吸引しながら、２時間賦活処理を行い、実施例２の活性炭多孔体を得た。
【００３４】
・実施例３
実施例２と同様にして多孔質炭化物からなる賦活対象物を形成し、その賦活対象物を、図４に示すように、ガス流動装置１０Ｃのガス通路１４に収容し、前記ガス流動装置１０Ｃのガス通路１４を加熱手段１５によって８００℃に加熱し、前記ガス流出口３４を閉じて５０℃で飽和した蒸留水を酸化性ガスとして窒素ガス（純度９９．９％）と共に前記ガス流入口２４からガス通路１４内に供給するガス圧入供給と、前記ガス流入口２４を閉じ、前記ガス流出口３４を開いて真空吸引装置によりガス通路１４内のガスを吸引するガスの吸引排出とをこの順に３０分間隔で交互に行いながら、２時間賦活処理を行い、実施例３の活性炭多孔体を得た。
【００３５】
・実施例４
実施例１と同様にして含浸多孔質発泡体を形成した。この含浸多孔質発泡体を、図２に示すようにガス流動装置１０Ａのガス通路１４に収容して該ガス通路１４の中央を塞ぎ、前記ガス流動装置１０Ａのガス通路１４を加熱手段１５によって８００℃に加熱し、５０℃で飽和した蒸留水を酸化性ガスとして窒素ガス（純度９９．９％）と共に前記ガス流入口２４からガス通路１４内に供給し、２時間賦活処理を行った。このガス賦活処理によって、炭化と賦活を同時に行い、実施例４の活性炭多孔体を得た。
【００３６】
・実施例５
実施例２と同様にして含浸多孔質発泡体を形成した。この含浸多孔質発泡体からなる賦活対象物を、図３に示すようにガス流動装置１０Ｂのガス通路１４に収容し、前記ガス流動装置１０Ｂのガス通路１４を加熱手段１５によって８００℃に加熱し、５０℃で飽和した蒸留水を酸化性ガスとして窒素ガス（純度９９．９％）と共に前記ガス流入口２４からガス通路１４内に供給し、前記ガス流出口３４からガス通路１４を真空吸引しながら、２時間賦活処理を行い、その際に炭化と賦活を同時に行って実施例５の活性炭多孔体を得た。
【００３７】
・実施例６
実施例２と同様にして多孔質炭化物からなる賦活対象物を形成し、その賦活対象物を、図４に示すように、ガス流動装置１０Ｃのガス通路１４に収容し、前記ガス流動装置１０Ｃのガス通路１４を加熱手段１５によって８００℃に加熱し、前記ガス流出口３４を閉じて５０℃で飽和した蒸留水を酸化性ガスとして窒素ガス（純度９９．９％）と共に前記ガス流入口２４からガス通路１４内に供給するガスの圧入供給と、前記ガス流入口２４を閉じ、前記ガス流出口３４を開いて真空吸引装置によりガス通路１４内のガスを吸引するガスの吸引排出とをこの順に３０分間隔で交互に行いながら、２時間賦活処理を行い、その際に炭化と賦活を同時に行って実施例６の活性炭多孔体を得た。
【００３８】
・実施例７
実施例２と同様にしてガス賦活処理まで行った後、ガス賦活処理済品を、アルゴンガス雰囲気中に移し、１０００℃で２時間炭化を行い、実施例７の活性炭多孔体を得た。
【００３９】
・実施例８
実施例２と同様にしてガス賦活処理まで行った後、ガス賦活処理済品を、アルゴンガス雰囲気中に移し、２８００℃で２時間黒鉛化を行い、実施例８の活性炭多孔体を得た。
【００４０】
・実施例９
気孔径２００〜３００μｍ、連続気孔率９５％の軟質ウレタン発泡体（商品名：ＭＦ−１００、イノアックコーポレーション製）を１９５±５℃で８０秒間かけて５分の１に圧縮し、得られた圧縮発泡体を１５×１０×０．１ｃｍにカットし、フェノール樹脂原液（商品名：フェノライト５９００、大日本インキ化学工業製）をエタノールで６０重量％に希釈した樹脂溶液に浸漬して含浸多孔質発泡体を形成した。その際、含浸量（目付量）が０．６０〜０．７０ｇ／ｃｍ³となるようにローラで絞った。この含浸多孔質発泡体を１３０℃で１時間乾燥させた後、アルゴン雰囲気中１０００℃で２時間焼成し、炭化させて多孔質炭化物を形成した。
【００４１】
前記多孔質炭化物からなる賦活対象物を、図４に示すように、ガス流動装置１０Ｃのガス通路１４に収容し、前記ガス流動装置１０Ｃのガス通路１４を加熱手段１５によって８００℃に加熱し、前記ガス流出口３４を閉じて、５０℃で飽和した蒸留水を酸化性ガスとして窒素ガス（純度９９．９％）と共に前記ガス流入口２４からガス通路１４内に供給するガスの圧入供給と、前記ガス流入口２４を閉じ、前記ガス流出口３４を開いて真空吸引装置によりガス通路１４内のガスを吸引するガスの吸引排出とをこの順に３０分間隔で交互に行いながら、２時間賦活処理を行い、その際に炭化と賦活を同時に行って実施例９の活性炭多孔体を得た。
【００４２】
【比較例１】
・比較例１
気孔径２００〜３００μｍ、連続気孔率９５％の軟質ウレタン発泡体（商品名：ＭＦ−１００、イノアックコーポレーション製）を１００×１００×５ｍｍにカットし、フェノール樹脂原液（商品名：フェノライト５９００、大日本インキ化学工業製）をエタノールで６０重量％に希釈した樹脂溶液に浸漬して含浸多孔質発泡体を形成した。その際、含浸量（目付量）が０．０３ｇ／ｃｍ³となるようにローラで絞った。この含浸多孔質発泡体を１３０℃で１時間乾燥させた後、アルゴン雰囲気中１０００℃で２時間焼成し、炭化させて多孔質炭化物を形成した。
【００４３】
前記多孔質炭化物からなる賦活対象物を、図３に示すようなガス流動装置１０Ｃのガス通路１４に収容し、前記ガス流動装置１０Ｃのガス通路１４を加熱手段１５によって８００℃に加熱し、５０℃で飽和した蒸留水を酸化性ガスとして窒素ガス（純度９９．９％）と共に前記ガス流入口２４からガス通路１４内に供給し、ガス流出口３４を開放した状態で２時間賦活処理を行い、比較例の活性炭多孔体を得た。
【００４４】
このようにして得られた実施例及び比較例に対して、賦活による重量減（％）、曲げ強度（ＭＰａ）、比表面積（ｍ³／ｇ）、平均孔径（μｍ）を以下の方法で測定した。測定結果は表１のとおりである。
重量減（％）＝{１−（最終製品の重量）／（賦活対象物の賦活前
の重量）}×１００
曲げ強度（ＭＰａ）：ＪＩＳＲ１６０１にしたがい測定。
比表面積（ｍ³／ｇ）：ＢＥＴ法により測定。
平均孔径（μｍ）：最終製品に対してＡＳＴＭＦ３１６にしたがい測定。
【００４５】
【表１】

【００４６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ガス賦活法による処理の際に、一側からガス賦活処理用のガスが流入して他側から前記ガスが流出するガス通路の途中を塞ぐようにして賦活対象物をガス通路内に収容し、ガス通路を加熱しながらガス流入口からガス通路内にガスを供給してガス流入口から賦活対象物間までのガス圧力を増大させ、該ガス圧力によってガスを賦活対象物内に強制的に通してガス流出側へ流動させるため、厚みの大きい賦活対象物に対しても内部まで満遍なく賦活用ガスが侵入して確実に賦活を行うことができるので、吸着性の高い活性炭多孔体を得ることができる。
【００４７】
請求項２の発明によれば、ガス賦活法による処理の際に、一側からガス賦活処理用のガスが流入して他側から前記ガスが流出するガス通路内に賦活対象物を収容し、ガス通路を加熱しながらガス流入側からガスを供給すると共に、ガス流出側からガス通路内の真空吸引を行うため、ガス通路内を通過するガスの流速が大になり、厚みの大きい賦活対象物に対しても内部まで満遍なくガスが侵入して確実に賦活を行うことができるので、吸着性の高い活性炭多孔体を得ることができる。
【００４８】
請求項３の発明によれば、ガス賦活法による処理の際に、ガス流出側を閉じた状態でガス通路内を加熱しながらガス流入側からガス通路にガスを供給するガスの圧入供給により、ガス通路内に酸化性ガスが充満してガス通路内の圧力が増大し、その圧力増大によって酸化性ガスがガス通路の賦活対象物内の中心まで侵入し、次に行われるガス流入側を閉じた状態でのガス流出側からのガスの吸引排出によってガス通路内が減圧になり、前記ガス通路の賦活対象物内部で圧力が大、賦活対象物外で圧力が小になるため、前記圧力差によって賦活対象物内の酸化性ガスが、賦活対象物外へ強引に吸い出されるように流動して賦活対象物内と満遍なく接触し、厚みの大なる賦活対象物でも内部まで確実に賦活を行うことができ、吸着性の高い活性炭多孔体を得ることができる。
【００４９】
請求項４の発明によれば、ガス賦活処理の後に不活性ガス雰囲気下加熱処理を行うため、吸着性のみならず、強度の高い活性炭多孔体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の活性炭多孔体の製造方法における製造工程の例を示す図である。
【図２】一実施例におけるガス賦活処理時を示す装置の概略断面図である。
【図３】他の実施例におけるガス賦活処理時を示す装置の概略断面図である。
【図４】さらに他の実施例におけるガス賦活処理時を示す装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：ガス流動装置
１１：装置本体
１４：ガス通路
２４：ガス流入口
３４：ガス流出口
Ｆ：賦活対象物

Claims

連続気孔を有する樹脂製の多孔質発泡体に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させた含浸多孔質発泡体に対し、又は前記含浸多孔質発泡体を炭化させた多孔質炭化物に対し、ガス賦活処理を行うことにより活性炭多孔体を製造する方法において、
前記ガス賦活処理の際に、一側がガス流入口に通じ他側がガス流出口に通じるガス通路を備えて該ガス通路が加熱可能となったガス流動装置を用い、
前記ガス通路の途中を塞ぐようにして前記含浸多孔質発泡体又は多孔質炭化物からなる賦活対象物をガス通路内に収容し、
前記ガス通路を加熱しながらガス流入口からガス通路内に賦活用ガスを供給してガス流入口から賦活対象物間までのガス圧力を増大させ、該ガス圧力によってガスを賦活対象物内に強制的に通してガス流出口側へ流動させることを特徴とする活性炭多孔体の製造方法。
連続気孔を有する樹脂製の多孔質発泡体に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させた含浸多孔質発泡体に対し、又は前記含浸多孔質発泡体を炭化させた多孔質炭化物に対し、ガス賦活処理を行うことにより活性炭多孔体を製造する方法において、
前記ガス賦活処理の際に、一側がガス流入口に通じ他側がガス流出口に通じるガス通路を備えて該ガス通路が加熱可能となったガス流動装置を用い、
前記含浸多孔質発泡体又は多孔質炭化物からなる賦活対象物をガス通路内に収容し、
前記ガス通路を加熱しながらガス流入口からガス通路内に賦活用ガスを供給すると共に前記ガス流出口側からガス通路内の真空吸引を行うことを特徴とする活性炭多孔体の製造方法。
連続気孔を有する樹脂製の多孔質発泡体に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させた含浸多孔質発泡体に対し、又は前記含浸多孔質発泡体を炭化させた多孔質炭化物に対し、ガス賦活処理を行うことにより活性炭多孔体を製造する方法において、
前記ガス賦活処理の際に、一側がガス流入口に通じ他側がガス流出口に通じるガス通路を備えて該ガス通路が加熱可能となったガス流動装置を用い、
前記含浸多孔質発泡体又は多孔質炭化物からなる賦活対象物をガス通路内に収容し、
前記ガス流出口を閉じた状態で前記ガス通路内を加熱しながらガス流入口からガス通路に賦活用ガスを供給するガスの圧入供給と、前記ガス流入口を閉じた状態で前記ガス通路内を加熱しながらガス流出口からガス通路内を真空吸引するガスの吸引排出とを、交互に少なくとも一回行うことにより、前記ガスを賦活対象物内に通してガス流出口側へ流動させることを特徴とする活性炭多孔体の製造方法。
ガス賦活処理後に、賦活処理済品を不活性ガス雰囲気下加熱処理することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載された活性炭多孔体の製造方法。