(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面の一端から他端まで達する貫通孔を有する円筒形状の活性炭において、
植物由来活性炭であり、
前記貫通孔が、底面から反対側の底面まで達する貫通孔であり、
細孔容積が０．３０〜１．４０ｃｃ／ｇであり、且つ、細孔径３０ｎｍ以下の範囲の細孔容積が０．２９〜１．３７ｃｃ／ｇであり、
ＢＥＴ比表面積が、９００〜２０００ｍ2／ｇである、活性炭。
【請求項２】
前記貫通孔が１個である、請求項１に記載の活性炭。
【請求項３】
外径Ｄが１．８〜１０ｍｍである、請求項１又は２に記載の活性炭。
【請求項４】
前記貫通孔の直径ｄが、外径Ｄの０．２〜０．６倍である、請求項１〜３のいずれかに記載の活性炭。
【請求項５】
ＪＩＳ  Ｋ  １４７４に準拠して測定した充填密度における圧力損失が、空塔速度ＬＶ＝１．０ｍ／ｓにおいて８ｋＰａ／ｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の活性炭。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の活性炭の製造方法であって、
メジアン径が５〜１５０μｍの植物系炭素物質１００重量部に対して、７〜４０重量部のバインダーを混練成形する工程と、炭化処理及び賦活処理する工程とを備え、
前記炭化処理は、窒素ガス雰囲気又は窒素ガス以外の不活性ガス雰囲気下、５００〜８００℃で行われ、
前記賦活処理は、水蒸気雰囲気、二酸化炭素雰囲気、酸素雰囲気又はこれらの混合ガス雰囲気下、８００〜１１００℃で行われる、製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の活性炭からなる溶剤吸着剤。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載の活性炭からなる脱臭剤。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれかに記載の活性炭、又は請求項７に記載の溶剤吸着剤を用いて溶剤を吸着することを特徴とする、溶剤吸着方法。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれかに記載の活性炭、又は請求項８に記載の脱臭剤を用いて溶剤を吸着することを特徴とする、脱臭方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性炭に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境社会において、気相用途及び液相用途を問わず、排ガス処理、排水処理、溶剤吸着、脱臭等の様々な分野で活性炭が利用されている。
【０００３】
これら活性炭の形状としては、粒状、粉末状、ハニカム状、繊維状等、用途に合わせた形状で利用されている。なかでも、粒状活性炭は、破砕状、ペレット状、球状に分けられる。ペレット状活性炭は、棒状（円筒状）の活性炭が一般的であり、貫通孔を設けた中空状の活性炭も知られている（例えば、特許文献１及び２等）。
【０００４】
活性炭内部に空間を設けることにより、単位充填容積当たりの活性炭の外表面積が大きくなり、対象吸着物質との接触効率が上がるため、吸着性能を向上させることができる。また、活性炭の構造上、貫通孔により圧力損失が低減するため、より多くの流量を処理することができる。しかしながら、これらの形状を有する中空状活性炭は実用には至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２４４６８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８０２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、その構造上の問題から、強度を上げるために多種のバインダーを混合する必要があった。また原料中のバインダー量が多いため、賦活が進みにくく、比表面積が増加しにくい。比表面積を増加させるためには、より高い温度で賦活する必要があり、それに耐えうる強度を維持するため、主原料を樹脂粉末にしなければ製造できない等の問題があった。
【０００７】
特許文献２では、出発原料はリグニンを含む有機粉末がよいとされているが、ヤシ殻、石炭等に比べて粘結性が低く、強度を上げるためには、製品外径を大きくせざるを得ない。外径が大きくなると、棒状の一般的なペレット活性炭に比べて、単位容積当たりの充填量が少なくなり、結果的に中空形状のメリットが全く生かされない問題があった。また、炭化工程において、グルコースを分解させるために、一定時間毎に段階的に昇温する工程が取られるため非常に時間がかかる問題もあった。
【０００８】
そこで本発明は、外径が小さくても実用に耐える強度を有し（成形しやすく）、比表面積を向上させることができる中空活性炭を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題に鑑み、鋭意研究を重ねてきた。その結果、所定のメジアン径を有する多孔性物質とバインダーとを所定比率で混練成形することで、断面の一端から他端まで達する貫通孔を有する円筒形状の活性炭を得ることができ、当該活性炭は、外径が小さくても実用に耐える強度を有し（成形しやすく）、比表面積を向上させることができることを見出した。本発明は、このような知見に基づきさらに研究を重ね完成させたものである。すなわち、本発明は、以下の発明を包含する。
項１．断面の一端から他端まで達する貫通孔を有する円筒形状の活性炭。
項２．前記貫通孔が、底面から反対側の底面まで達する貫通孔である、項１に記載の活性炭。
項３．前記貫通孔が１個である、項１又は２に記載の活性炭。
項４．植物由来活性炭である、項１〜３のいずれかに記載の活性炭。
項５．外径Ｄが１．８〜１０ｍｍである、項１〜４のいずれかに記載の活性炭。
項６．前記貫通孔の直径ｄが、外径Ｄの０．２〜０．６倍である、項１〜５のいずれかに記載の活性炭。
項７．細孔容積が０．３０〜１．４０ｃｃ／ｇであり、且つ、細孔径３０ｎｍ以下の範囲の細孔容積が０．２９〜１．３７ｃｃ／ｇである、項１〜６のいずれかに記載の活性炭。
項８．ＢＥＴ比表面積が、６００〜２２００ｍ２／ｇである、項１〜７のいずれかに記載の活性炭。
項９．ＪＩＳ  Ｋ  １４７４に準拠して測定した充填密度における圧力損失が、空塔速度ＬＶ＝１．０ｍ／ｓにおいて８ｋＰａ／ｍ以下である、項１〜８のいずれかに記載の活性炭。
項１０．項１〜９のいずれかに記載の活性炭の製造方法であって、
メジアン径が５〜１５０μｍの多孔性物質１００重量部に対して、７〜４０重量部のバインダーを混練成形する工程
を備える、製造方法。
項１１．前記多孔性物質が、植物系炭素物質である、項１０に記載の製造方法。
項１２．項１〜９のいずれかに記載の活性炭からなる溶剤吸着剤。
項１３．項１〜９のいずれかに記載の活性炭からなる脱臭剤。
項１４．項１〜９のいずれかに記載の活性炭、又は項１２に記載の溶剤吸着剤を用いて溶剤を吸着することを特徴とする、溶剤吸着方法。
項１５．項１〜９のいずれかに記載の活性炭、又は項１３に記載の脱臭剤を用いて溶剤を吸着することを特徴とする、脱臭方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外径が小さくても実用に耐える強度を有し（成形しやすく）、比表面積を向上させることができる中空活性炭を提供することができる。このため、溶剤の吸着に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の中空ペレット活性炭の形状を示す概略図である。
【図２】試験例１（トルエン蒸気に対する吸着性能評価）の結果を示す棒グラフである。
【図３】試験例２（再生試験）の結果を示す棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．活性炭及びその用途
本発明の活性炭は、断面の一端から他端まで達する貫通孔を有する円筒形状の活性炭であり、以下、「本発明の中空ペレット活性炭」とも言う。
【００１３】
本発明の中空ペレット活性炭としては、特に制限はなく、木炭、竹炭、ヤシ殻等の植物系炭素物質を主原料とする植物由来活性炭であってもよいし、褐炭、歴青炭等の鉱物系炭素物質を主原料とする鉱物由来活性炭であってもよいし、ゼオライト、シリカ等の無機多孔性物質由来活性炭であってもよい。なかでも、外径が小さくて実用に耐える強度を有しやすく（成形しやすく）、より環境に配慮できる観点から、植物由来活性炭又は鉱物由来活性炭が好ましく、植物由来活性炭がより好ましい。
【００１４】
本発明の中空ペレット活性炭は、上記のとおり、円筒形状の活性炭である。本発明の中空ペレット活性炭は、完全な円柱状であってもよいし、不安定な円柱状（楕円柱状、いびつな形状の円柱状等）であってもよい。
【００１５】
また、本発明の中空ペレット活性炭は、上記のとおり、断面の一端から他端まで達する貫通孔を有する。この貫通孔は、断面の一端から他端まで達する貫通孔であれば特に制限されないが、成形の容易さ、強度、比表面積等の観点から、図１に示されるように、底面から反対側の底面まで達する貫通孔であることが好ましい。
【００１６】
本発明の中空ペレット活性炭は、この貫通孔を１個のみ有していてもよいし、複数有していてもよいが、複数の場合、その形状特性から１個のみに比べて外径が大きくなり単位容積当たりの充填量がより少なくなって中空形状のメリットが生かしにくい観点から、貫通孔は１個のみ有することが好ましい。なお、本発明の中空ペレット活性炭は、この貫通孔以外に、細孔等の非貫通孔を１個又は複数個有していてもよい。
【００１７】
このような本発明の中空ペレット活性炭の外径Ｄは、１．８〜１０．０ｍｍが好ましく、２．０〜６．０ｍｍがより好ましい。外径Ｄをこの範囲とすることにより、中空状の活性炭を成形しやすくするとともに、単位充填容積当たりの活性炭の外表面積をより向上させて吸着性能をより向上させることができる。なお、本発明の中空ペレット活性炭の外径Ｄは、ノギス又はマイクロスコープで測定する。
【００１８】
本発明の中空ペレット活性炭の貫通孔の直径ｄは、０．３６〜６．０ｍｍが好ましく、０．４〜３．６ｍｍがより好ましい。また、本発明の中空ペレット活性炭の貫通孔の直径ｄは、平均で、上記外径Ｄの０．２〜０．６倍が好ましく、０．３〜０．５倍がより好ましい。貫通孔の直径ｄをこの範囲とすることにより、本発明の中空ペレット活性炭の肉厚を適切な範囲とすることができ、より強度を向上させることができ、割れにくくなるため収率をより向上させることができるとともに、単位充填容積当たりの活性炭の外表面積をより向上させて吸着性能をより向上させることができ、圧力損失をより向上させることができる。なお、本発明の中空ペレット活性炭の貫通孔の直径ｄは、断面をマイクロスコープで測定する。
【００１９】
また、本発明の中空ペレット活性炭の長さは、特に制限されず、通常、２ｍｍ以上（特に３〜３０ｍｍ程度、さらに５〜２０ｍｍ程度）とすることができる。これらの本発明の中空ペレット活性炭の長さは、ノギスで測定する。
【００２０】
本発明の中空ペレット活性炭の細孔容積は、０．３０〜１．４０ｃｃ／ｇが好ましく、０．３２〜１．２５ｃｃ／ｇがより好ましい。本発明の中空ペレット活性炭の細孔容積をこの範囲とすることにより、吸着性能をより向上させるとともに、強度をより向上させて割れにくくすることができる。本発明の中空ペレット活性炭の細孔容積は、窒素吸着法により測定する。
【００２１】
また、一般に、活性炭の有効な吸着サイトは、ミクロ孔（細孔径２ｎｍ以下）〜メソ孔（細孔径５０ｎｍ程度）の細孔であることが知られており、特に、細孔径３０ｎｍ以下の範囲の細孔容積を所望の範囲にすることで、吸着性能をより向上させることができる。具体的には、本発明の中空ペレット活性炭の細孔径３０ｎｍ以下の範囲の細孔容積は、０．２９〜１．３７ｃｃ／ｇが好ましく、０．３０〜１．２０ｃｃ／ｇがより好ましい。本発明の中空ペレット活性炭の細孔径３０ｎｍ以下の範囲の細孔容積をこの範囲とすることにより、吸着性能をより向上させるとともに、細孔径の大きい細孔が増えすぎないために、充填密度が軽くなることを抑制し、強度をより向上させて割れにくくすることができ、さらに、吸着された物質が脱着されにくくなる。本発明の中空ペレット活性炭の細孔径３０ｎｍ以下の範囲の細孔容積は、窒素吸着法により測定する。
【００２２】
本発明の中空ペレット活性炭のＢＥＴ比表面積は、６００〜２２００ｍ２／ｇが好ましく、９００〜２０００ｍ２／ｇがより好ましい。ＢＥＴ比表面積をこの範囲とすることにより、より吸着性能と硬さを最適化することができる。本発明の中空ペレット活性炭のＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ法により測定する。
【００２３】
このような本発明の中空ペレット活性炭は、ＪＩＳ  Ｋ  １４７４に準拠して測定した充填密度における圧力損失を、空塔速度ＬＶ＝１．０ｍ／ｓにおいて、８ｋＰａ／ｍ以下、特に５．０〜７．５ｋＰａ／ｍとすることができる。このため、従来のペレット状活性炭と比較しても、単位充填容積当たりの活性炭の外表面積をより向上させて吸着性能をより向上させることができ、圧力損失をより向上させることができる。
【００２４】
このような条件を満たす本発明の中空ペレット活性炭は、外径が小さくても実用に耐える強度を有し（成形しやすく）、比表面積を向上させることができる。また、吸着性能を向上させることができ、また、圧力損失を小さく抑えることができる。さらに、成形品の強度が高くなると、活性炭の硬さが増すため、摩耗による微粉化や割れの低減に繋がり、活性炭の再生可能回数を向上させることができることから、本発明の中空ペレット活性炭は、繰り返し使用に耐えることができる活性炭である。なお、再生とは、使用済み多孔質担体を熱処理することにより、多孔質担体の劣化を抑制しつつ、吸着剤に含まれる吸着物質を短時間で除去させ（脱離させる、又は飛ばす、ともいう）、再び新品同様の性能を発現させることをいう。このため、種々の用途に好適に使用することができ、例えば、溶剤吸着用途（溶剤吸着剤等）又は脱臭用途（脱臭剤等）に好適に使用することができる。
【００２５】
この際、吸着する溶剤は、特に制限されず、ケトン（アセトン等）、芳香族炭化水素（ベンゼン、トルエン、キシレン、フェノール等）、有機塩素系炭化水素（塩化メチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、塩化メチル、クロロホルム、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロエチレン等）、脂肪族炭化水素（ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等）、アルコール（メタノール、エタノール、イソプロパノール等）、エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、二硫化炭素、Ｎ−メチルピロリドン等の種々様々な溶剤を吸着することができる。なかでも、ケトン、芳香族炭化水素等が好ましく、アセトン、トルエン等がより好ましい。
【００２６】
２．本発明の中空ペレット活性炭の製造方法
本発明の中空ペレット活性炭の製造方法は、特に制限されず、
メジアン径が５〜１５０μｍの多孔性物質１００重量部に対して、７〜４０重量部のバインダーを混練成形する工程
を備える。この混練成形工程の後、炭化及び賦活処理する工程を行うことができる。
【００２７】
本発明において、主原料として使用する多孔性物質としては、特に制限されず、木炭、竹炭、ヤシ殻等の植物系炭素物質；褐炭、歴青炭等の鉱物系炭素物質；ゼオライト、シリカ等の無機多孔性物質等が挙げられる。なかでも、得られる中空ペレット活性炭が外径が小さくて実用に耐える強度を有しやすく（成形しやすく）、より環境に配慮できる観点から、炭素物質（植物系炭素物質又は鉱物系炭素物質）が好ましく、植物系炭素物質がより好ましい。これら多孔性物質は、あらかじめ、常法により炭化処理が施された材料であってもよい。また、多孔性物質の形状としては、成形性の観点から、粉末状のものが好ましい。これらの多孔質材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を組合せて用いてもよい。
【００２８】
本発明において、主原料として使用する多孔性物質のメジアン径は、５〜１５０μｍ、好ましくは６〜９０μｍ、より好ましくは７〜５０μｍである。多孔性物質のメジアン径が５μｍ未満では、多孔質性物質としての機能を有している物質の割合が少なく、粉末状態からスラリー状態に近くなるため非常に成形が困難である。また、多孔性物質のメジアン径が１５０μｍをこえると、バインダーとの接触効率が低下して固まりにくくなるため、やはり成形が困難になる。仮に成形できたとしても、炭化・賦活工程で割れやすく、製造に耐える硬さを有していない。なお、多孔性物質のメジアン径は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定する。
【００２９】
本発明においては、主原料として使用する多孔性物質の粒子径は、後述する混練及び成形において大きな影響を与えるため、メジアン径で管理する。メジアン径とは粒度分布において、頻度の累積が５０％になる粒子径を意味する。通常、粒度分布にはある程度の偏りがあるため、平均粒子径では、対象となる粒子群の真の粒度分布及び粒子径を示しているとは言えない。上記のメジアン径の範囲では、バインダーとのなじみがよくなるため、樹脂系バインダーを添加せずとも（又は樹脂系バインダーの添加量を少なくしても）、十分に成形が可能であり、さらにバインダー添加量を低減することができるとともに、比表面積を大きくすることが可能である。これにより、成形時の圧密が高くなるため、成形品の強度が高くなり、従来のペレット状活性炭と同程度の小さい外径でも、中空ペレット活性炭の成形が可能である。この点は、従来は外径を大きくしなければ中空活性炭の成形ができなかったことと比較して優れた効果である。また成形品の強度が高くなると、活性炭の硬さが増すため、摩耗による微粉化や割れの低減に繋がり、活性炭の再生可能回数を向上させることができる。再生とは、使用済み多孔質担体を熱処理することにより、多孔質担体の劣化を抑制しつつ、吸着剤に含まれる吸着物質を短時間で除去させ（脱離させる、又は飛ばす、ともいう）、再び新品同様の性能を発現させることをいう。
【００３０】
本発明において使用するバインダーとしては、樹脂系バインダー以外の材料が好ましく、具体的には、タール、ピッチ等の粘結剤が挙げられる。これらのバインダーは、単独で用いてもよいし、２種以上を組合せて用いてもよい。
【００３１】
上記の多孔性物質とバインダーとの使用量としては、多孔性物質１００重量部に対して、バインダーは７〜４０重量部、好ましくは１０〜３５重量部、より好ましくは１３〜３０重量部である。バインダーの使用量が７重量部未満では、粘結力が低いため成形が困難である。また、バインダーの使用量が４０重量部をこえると、粘度が高く粘りが出てくるため、やはり成形が困難である。また、活性炭としての吸着性能はバインダーの割合が影響するため、バインダーの使用量が多いと満足な吸着性能が得られない。
【００３２】
多孔性物質とバインダーとは、そのまま混練してもよいし、水、有機溶媒等の溶媒の存在下で混練してもよい。溶媒の存在下で混練を行う場合、溶媒中に多孔性物質及びバインダーを添加して混練してもよいし、溶媒中に多孔性物質を添加してバインダーと混練してもよいし、溶媒中にバインダーを添加して多孔性物質と混練してもよい。溶媒の存在下で混練を行う場合、溶媒の使用量は、多孔性物質１００重量部に対して、５〜４０重量部が好ましく、７〜３０重量部がより好ましい。
【００３３】
混練する際には、上記多孔性物質、バインダー、溶媒以外にも、必要に応じて、油分等を添加してもよい。その使用量は、本発明の効果を損なわない範囲（例えば、多孔性物質１００重量部に対して０〜５重量部程度）とすることができる。
【００３４】
混練方法は、特に限定はなく、パドルミキサー、ニーダ―ミキサー、スクリューミキサー等で混練することができる。混練温度は特に制限はなく、例えば、５〜５０℃とすることができ、混練時間も特に制限はなく、例えば、５〜６０分とすることができる。
【００３５】
この後、得られた混練物は、単軸又は２軸の押出型造粒機、バスケット型造粒機、フラットダイス式造粒機等により成形することができる。これら造粒機のダイスノズルを、所定の外径及び内径（つまり、貫通孔の直径）の円筒状ダイス孔を持つものを使用し、中空状に成形することができる。
【００３６】
このようにして得られた中空状の成形品は、所望の条件で炭化後、所望の条件で賦活を行うことができる。
【００３７】
炭化処理としては、常法にしたがって行うことができる。例えば、炭化雰囲気としては、窒素ガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気等の不活性ガス雰囲気を採用することができる。
【００３８】
炭化温度は特に制限されず、所望の性能（特に強度、吸着性能、圧力損失等）に応じて設定すればよく、５００〜８００℃が好ましく、６００〜７００℃がより好ましい。炭化温度をこの範囲とすることにより、より適切な性能（特に強度、吸着性能等）を有する中空ペレット活性炭を得ることができる。
【００３９】
炭化時間も特に制限されず、所望の性能（特に強度、吸着性能、圧力損失等）に応じて設定すればよく、５〜１２０分が好ましく、１０〜１００分がより好ましい。炭化時間をこの範囲とすることにより、より適切な性能（特に強度、吸着性能等）を有する中空ペレット活性炭を得ることができる。
【００４０】
賦活処理としては、常法にしたがって行うことができる。例えば、賦活雰囲気としては、水蒸気ガス雰囲気、二酸化炭素ガス雰囲気、酸素ガス雰囲気、これらの混合ガス雰囲気等を採用することができる。なお、混合ガス雰囲気とする場合は、各成分の流量比は、いずれも１０〜９０％程度とすることができる。
【００４１】
賦活温度は特に制限されず、所望の性能（特に強度、吸着性能、圧力損失等）に応じて設定すればよく、８００〜１１００℃が好ましく、８５０〜１０００℃がより好ましい。賦活温度をこの範囲とすることにより、より適切な性能（特に強度、吸着性能等）を有する中空ペレット活性炭を得ることができる。
【００４２】
賦活時間も特に制限されず、所望の性能（特に強度、吸着性能、圧力損失等）に応じて設定すればよく、３０〜３００分が好ましく、６０〜２４０分がより好ましい。賦活時間をこの範囲とすることにより、より適切な性能（特に強度、吸着性能等）を有する中空ペレット活性炭を得ることができる。
【００４３】
なお、本発明においては、上記のようにして得られた中空状の成形品に、塩化亜鉛、リン酸、水酸化カリウム等を添着後、賦活をすることによっても中空状の活性炭を製造することができる。
【００４４】
このようにして得られる本発明の中空ペレット活性炭は、上記のとおり、外径が小さくても実用に耐える強度を有し（成形しやすく）、比表面積を向上させることができる。また、吸着性能を向上させることができ、また、圧力損失を小さく抑えることができる。さらに、成形品の強度が高くなると、活性炭の硬さが増すため、摩耗による微粉化や割れの低減に繋がり、活性炭の再生回数を向上させることができることから、本発明の中空ペレット活性炭は、繰り返し使用に耐えることができる活性炭である。このため、種々の用途に好適に使用することができ、例えば、溶剤吸着用途（溶剤吸着剤等）又は脱臭用途（脱臭剤等）に好適に使用することができる。吸着できる溶剤は、例えば、上記したものが挙げられる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって制限されるものではない。
【００４６】
実施例１〜１１及び比較例１〜５
多孔性物質として、ヤシ殻炭化粉末を粉砕機にて粉砕し粒度分布をそれぞれ調整した。得られたヤシ殻炭化粉末を１００重量部、ピッチを所定量、さらに水を１５重量部加えて混練した。混練品は所定の孔形状を有するダイスを用いて成形し、表１に示す中空状成形品（実施例１〜１１及び比較例１〜４の中空状成形品）を得た。
【００４７】
得られた成型品について、メジアン径について、以下のようにして測定した。また、成型品状態は、以下のように判断した。
【００４８】
＜メジアン径＞
レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（マイクロトラックベル（株）製  ＭＴ３０００ＩＩ）。
【００４９】
＜成形品状態＞
Ａ：使用に問題がなく、表面が平滑で光沢を有している。
Ｂ：使用に問題はないが、表面が平滑でないものが一部ある。
Ｃ：成形はできるものの、ヒビが入っていたり、強度が低かったりして、使用に耐えられない。
Ｄ：全く成形できなかった。
【００５０】
【表１】
0006723717.tif 000002
【００５１】
比較例１はピッチ量が少なすぎるため、全く成形することができなかった。比較例２は主原料であるヤシ殻粉末のメジアン径が小さすぎるため、粉末状というよりスラリー状にやや近く、やはり全く成形することができなかった。比較例３は主原料であるヤシ殻粉末のメジアン径が大きすぎるため、成形品の表面にヒビがあるものが多く、使用に耐えるものではなかった。比較例４はピッチ量が多すぎため、混練品の粘度が高く、成形が困難であった。また、できた成形品は他の試料と比べて柔らかく、明らかに強度が低かった。
【００５２】
成型品状態がＡ又はＢであった実施例１〜１１について、小型精密炉を使用し、窒素雰囲気下、６５０℃及び６０分の条件で炭化後、水蒸気ガス雰囲気下、９２０℃及び１５０分で水蒸気賦活を行った。得られた中空ペレット活性炭の物性を表２に示す。なお、表２には、比較例５として、貫通孔を有さない従来のペレット状活性炭（中実活性炭；大阪ガスケミカル（株）製  Ｇ２ｘ４／６）の物性もあわせて示す。
【００５３】
なお、得られた活性炭の各種物性は、以下のようにして測定した。
【００５４】
＜外径及び貫通孔の直径＞
外径はノギスで測定し、貫通孔の直径は断面をマイクロスコープにて測定した。
【００５５】
＜充填密度、硬さ及びアセトン吸着性能＞
ＪＩＳ  Ｋ  １４７４に準拠して測定した。
【００５６】
＜比表面積、細孔容積、及び細孔径３０ｎｍ以下の範囲の細孔容積＞
高効率比表面積／細孔分布測定装置（（株）島津製作所製  アサップ２４００）を用いて測定した。
【００５７】
＜圧力損失＞
内径５０ｍｍΦのカラムに活性炭を、ＪＩＳ  Ｋ  １４７４に準拠して測定した充填密度となるように層高１００ｍｍに充填した（試験の特性上、密に充填した場合と、粗に充填した場合では大きく試験結果に差が出るため）。カラム上部よりドライエアーを流通させ、空塔速度１．０ｍ／ｓ時のカラム上部と下部との圧力差を測定し、圧力損失を算出した。
【００５８】
【表２】
0006723717.tif 000003
【００５９】
成型品状態がＡ又はＢであった実施例１〜１１は、優れた物性を得ることができた。比較例５と比較して、中空状による外表面積の増加により賦活が促進され、細孔径３０ｎｍ以下の範囲の細孔容積は増加傾向が見られ、吸着性能を示すアセトン吸着性能も実施例１〜１１の全てにおいて向上効果が見られた。また、中空状でありながら、実施例１〜１１は比較例５と同等の硬さを示しており、圧力損失は大きく低減した。
【００６０】
実施例１２〜１６及び比較例５
最も吸着性能に優れていた実施例７と同様の処方にて、外径及び内径の異なる成型品を得た。なお、実施例１２〜１４は前記と同じ賦活条件、実施例１５は９２０℃及び２００分、実施例１６は９２０℃及び１００分に変更し、新たに中空ペレット活性炭を得た。得られた中空ペレット活性炭について、上記と同様の物性を測定した。結果を表３に示す。
【００６１】
【表３】
0006723717.tif 000004
【００６２】
実施例１８のように、賦活時間を若干長くした場合にも、細孔が十分発達しており、かつ実用に耐えうる強度を有していた。
【００６３】
試験例１：トルエン蒸気に対する吸着性能評価
実施例７及び比較例５の試料について、内径４０ｍｍΦのガラスカラムに、得られた上記各吸着剤（実施例７又は比較例５の活性炭）１２５ｍＬを充填し、２５℃、トルエン蒸気３００ｐｐｍ、湿度６０％に調製したトルエン含有ガスを、ＬＶ（線速度）は０．２ｍ／ｓで通気させた。一定時間経過毎にガラスカラムの入口と出口のトルエン濃度（ｐｐｍ）をガスクロマトグラフィーによって分析し、破過率（％）を算出した。また、上記測定されたトルエン濃度を基に、初期破過（破過率５％時）、及び平衡（破過率８０％時）における質量当たりの吸着量（ｍｇ/ｇ）を算出した。なお、ガスクロマトグラフィーにおけるトルエン濃度測定は、ＧＣ−ＦＩＤ（ＧＣ−１４Ｂ、（株）島津製作所製）及び分離カラム（直径３ｍｍ×長さ２ｍ、ＵｎｉｐｏｒｔＨＰ）を使用した。
【００６４】
また、上記破過率は、次式：
破過率（％）＝Ｃ／Ｃ０×１００
Ｃ０：入口トルエン濃度（ｐｐｍ）
Ｃ  ：出口トルエン濃度（ｐｐｍ）
により算出した。試験結果を図２に示す。
【００６５】
図２から理解できるとおり、従来のペレット状活性炭（貫通孔なし）と比較して、本発明の中空ペレット活性炭のほうが吸着性能がよい。これは、外表面積増加による接触効率の向上により、ガス吸着量が増加したためである。また、平衡時と比較して初期のほうがその差が大きいことから、ガスの吸着速度が速いことがわかる。
【００６６】
試験例２：再生試験
実施例７及び比較例５について、硫化水素を平衡に達するまで吸着させたものを所定量、小型精密炉に投入し、９００℃６０分で熱処理再生をおこなった。取り出し後、自然冷却させ、開口４．７５０ｍｍ（４ｍｅｓｈ）〜３．３５０ｍｍ（５．５ｍｅｓｈ）で篩い、篩通過量（熱負荷や炉内での摩耗により粉砕してしまった活性炭）と炉内投入量から再生収率を算出した。また、それを最大４回繰り返した。結果を図３に示す。また再生回数４回後の物性を表４に示す。
【００６７】
【表４】
0006723717.tif 000005
【００６８】
図３及び表４から理解できるとおり、従来のペレット状活性炭と変わりない再生収率が得られ、また再生前と比較して大きく物性に差がない。すなわち、ペレット状活性炭と比較して、中空状から想像される強度低下や再生負荷による物性への影響はなく、同じように再生利用することができる。しかも、比較例５では圧力損失が若干大きくなっているのに対し、実施例７ではほとんど維持できていることから、ペレット状活性炭と比較して、本発明の中空ペレット活性炭のほうが繰り返し使用に耐えることができることが示唆されている。
【図１】
0006723717.tif 000006
【図２】
0006723717.tif 000007
【図３】
0006723717.tif 000008