(57)【要約】【課題】流動性が改善されて充填性能が向上した活性炭を提供する。【解決手段】粒状活性炭の表面に該粒状活性炭よりも小さな粒子径のマイクロカプセルが付着してなる高充填性活性炭；および、粒状活性炭と該粒状活性炭よりも小さな粒子径のマイクロカプセルとを均一に混合する高充填性活性炭の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状活性炭の表面に該粒状活性炭よりも小さな粒子径のマイクロカプセルが付着してなる高充填性活性炭。
【請求項２】
マイクロカプセルの付着量が粒状活性炭の０．５〜２重量％である請求項１に記載の高充填性活性炭。
【請求項３】
マイクロカプセルの平均粒子径が、粒状活性炭の平均粒子径の１／１０００〜１／１０である請求項１または２に記載の高充填性活性炭。
【請求項４】
マイクロカプセルの平均粒子径が１〜１００μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の高充填性活性炭。
【請求項５】
マイクロカプセルが平均粒子径８〜５０μｍのメラミン−ホルムアルデヒド重合体の壁膜を有する請求項１〜４のいずれかに記載の高充填性活性炭。
【請求項６】
粒状活性炭と該粒状活性炭よりも小さな粒子径のマイクロカプセルとを均一に混合する高充填性活性炭の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充填性の優れた高充填性活性炭およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
活性炭を利用した技術として、ＰＳＡによるガス分離やＶＯＣなどの不純物の分離除去、ガスの吸着貯蔵などが挙げられる。
【０００３】
一定容積の容器に活性炭を充填する場合に、その充填性能が重要となる。高密度充填を行うための従来の方法としては、活性炭を球状に成形することにより、流動性および充填率を高める方法などがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、粒状の活性炭を充填した場合には、充填性能が低いという欠点があり、改善の必要がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−５２１１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、流動性が改善されて充填性能が向上した活性炭を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
紛体の充填性を決定する要因として、粒子形状と流動性があるが、本発明は、流動性を向上させることにより、充填性を向上させるものである。
【０００８】
本発明者は、活性炭表面に球状の微粒子であるマイクロカプセルを付着させて表面性状を変化させることにより流動性が向上すること、そしてその結果、充填性も向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記に示すとおりの高充填性活性炭およびその製造方法を提供するものである。
項１．  粒状活性炭の表面に該粒状活性炭よりも小さな粒子径のマイクロカプセルが付着してなる高充填性活性炭。
項２．  マイクロカプセルの付着量が粒状活性炭の０．５〜２重量％である項１に記載の高充填性活性炭。
項３．  マイクロカプセルの平均粒子径が、粒状活性炭の平均粒子径の１／１０００〜１／１０である項１または２に記載の高充填性活性炭。
項４．  マイクロカプセルの平均粒子径が１〜１００μｍである項１〜３のいずれかに記載の高充填性活性炭。
項５．  マイクロカプセルが平均粒子径８〜５０μｍのメラミン−ホルムアルデヒド重合体の壁膜を有する項１〜４のいずれかに記載の高充填性活性炭。
項６．  粒状活性炭と該粒状活性炭よりも小さな粒子径のマイクロカプセルとを均一に混合する高充填性活性炭の製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の高充填性活性炭は、粒状活性炭の表面に該粒状活性炭よりも小さな粒子径のマイクロカプセルが付着してなる。
【００１１】
本発明に使用されるマイクロカプセルは、形状が真球に近く、粒子径が十分に小さいものであるのが好ましい。
【００１２】
マイクロカプセルは、外側の壁膜とそれに封入されてなる核物質とからなる。
【００１３】
壁膜は皮質で形成されており、皮質としては公知の材料を使用することができ、例えば、樹脂などの高分子化合物を例示することができる。高分子化合物としては、例えば、ホルムアルデヒド−尿素樹脂、尿素樹脂、尿素−ホルムアルデヒド−ポリアクリル酸共重合体、複素環状アミン−アルデヒド共重合体、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリブチルメタクリレート、ゼラチンなどを例示することができる。
【００１４】
核物質は、皮質と反応したり、皮質を溶解しない限り特に制限されない。核物質としては、例えば、相変化に伴って潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質を例示することができる。相変化として、例えば、固体−液体間の相変化などを例示することができる。相変化物質としては、例えば、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンイコサン、ドコサンなどの直鎖の脂肪族炭化水素；天然ワックス；石油ワックス；ＬｉＮＯ３・３Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＨＰＯ４・１２Ｈ２Ｏなどの無機化合物の水和物などを例示できる。相変化物質は、１種を単独で用いてもよいが、２種類以上を併用してもよい。
【００１５】
必要に応じて、相変化物質が相変化を生じる温度より高い融点の化合物（高融点化合物）を、相変化物質と共にマイクロカプセルに封入してもよい。高融点化合物としては、例えば、芳香族化合物、エステル類、カルボン酸類、アルコール類、アマイド類などを例示できる。高融点化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。例えば、ヒマシ油などの混合物でもよい。
【００１６】
マイクロカプセルの皮質と核物質との重量比（皮質：核物質）は、特に制限されないが、好ましくは４：６〜２：８程度である。
【００１７】
マイクロカプセルを製造する方法は、特に制限されず、例えば、コアセルベーション法、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ法（界面反応法）、酵母菌を用いる方法などの公知の方法を用いることが可能である。例えば、核物質を懸濁（分散）媒体中で乳化剤などを用いて乳化し、これに所望の樹脂に対応する初期縮合物（プレポリマー）を添加した後、昇温し、重合反応を進めることによって、樹脂壁膜を有し核物質を含有するマイクロカプセルの懸濁液（分散液）を調製することができる。マイクロカプセルの製造に用いる懸濁媒体、乳化剤などは、製造方法、壁膜（皮質）材料などに応じて公知のものを適宜選択することができる。懸濁（分散）媒体としては、水；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール；アセトンなどが使用できる。マイクロカプセルの粒子径は、例えば、製造する際の乳化剤の種類と濃度、乳化時の温度および時間、乳化方法などの因子に応じて適宜設定することができる。
【００１８】
本発明に使用される粒状活性炭の比表面積、平均細孔径および細孔容積は、それぞれ特に制限されないが、比表面積は、好ましくは１００〜３０００ｍ２／ｇ程度である。細孔容積は、好ましくは０．１〜２ｍｌ／ｇ程度である。
【００１９】
マイクロカプセルの平均粒子径は、粒状活性炭の平均粒子径よりも小さければ特に制限されないが、好ましくは粒状活性炭の平均粒子径の１／１０００〜１／１０程度であり、より好ましくは１／５００〜１／５０程度である。マイクロカプセルの平均粒子径は、好ましくは１〜１００μｍ程度であり、より好ましくは８〜５０μｍ程度である。
【００２０】
マイクロカプセルと粒状活性炭の平均粒子径を上述のようにコントロールすることにより、単にマイクロカプセルと粒状活性炭を均一になるまで混合しただけであっても、マイクロカプセルが粒状活性炭の表面に静電的に付着（吸着）する。
【００２１】
粒状活性炭に対するマイクロカプセルの付着量は、特に制限されないが、活性炭の０．５〜２重量％程度であるのが好ましい。
【００２２】
本発明の高充填性活性炭においては、粒状活性炭の表面にこの粒状活性炭よりも小さな粒子径のマイクロカプセルが付着しており、活性炭の流動性が向上している。そしてその結果、活性炭の充填性も向上している。
【００２３】
本発明の高充填性活性炭を製造するには、例えば、上述の方法などにより得られたマイクロカプセル懸濁液（分散液）と粒状活性炭とを均一になるまで混合し、その混合物を乾燥させることにより、粉末状の高充填性活性炭を得ることができる。或いは、マイクロカプセル懸濁液（分散液）を乾燥させることにより得た粉末状のマイクロカプセルと粒状活性炭とを均一になるまで混合し、粉末状の高充填性活性炭を製造することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、粒状活性炭の充填性能が改善されるので、従来の粒状活性炭と比較して、一定容積により多くの活性炭を充填することが可能である。
【００２５】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
【００２６】
実施例１
ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法によりメラミン−ホルムアルデヒド樹脂系のマイクロカプセルを作製した。メラミン粉末５ｇに３７％ホルムアルデヒド水溶液６．５ｇと水１０ｇを加え、ｐＨを８に調整した後、約７０℃まで加熱し、メラミン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液を得た。ｐＨを４．５に調整したスチレン無水酸共重合体のナトリウム塩水溶液１００ｇ中に、核物質であるｎ−オクタデカン７０ｇと硬化ひまし油１．４ｇを激しく撹拌しながら添加し、ｎ−オクタデカンの粒子径が約１０μｍになるまで乳化を行った。上記乳化液に上記メラミン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液全量を添加し、７０℃で２時間撹拌を行った後、ｐＨを９に調整し、マイクロカプセル化を行った。反応終了後、マイクロカプセルを吸引ろ過し、乾燥することにより約１５μｍの平均粒子径を有するマイクロカプセルを得た。
【００２７】
このマイクロカプセルと、比表面積９４１ｍ２／ｇ、細孔容積０．３７ｃｍ３／ｇ、平均細孔径８．５Å、粒子径０．２１２〜４．７５ｍｍ（平均粒子径：１．１５ｍｍ）の椰子殻活性炭（活性炭Ａ）とを、混合比率が活性炭に対してマイクロカプセルの量が１．０重量％になるように均一に混合し、乾燥させることにより、目的物である高充填性活性炭を得た。
【００２８】
実施例２
実施例１により製造された高充填性活性炭について、ＪＩＳ規格Ｚ−２５０２に基づき、図１に示す装置を用いて、以下の方法で流動性を測定した。
【００２９】
上記活性炭２００ｇを真空乾燥機に入れ、真空にて１００℃で１時間保持した。この試料を３分割し、各々から５０ｇの測定試料を量りとり、漏斗底部のオリフィスをふさいだ後、漏斗に移した。次いで、オリフィスを開いた瞬間からストップウォッチを作動させ、最後の活性炭粒子がオリフィスを離れる瞬間に止め、その時間を読み取った。上記測定を、３分割した試料に対して３回ずつ行った。
【００３０】
その結果、本装置により測定した５０ｇの活性炭粒子が全て流れ落ちるのに要する時間は、平均で４．８秒であった。
【００３１】
比較例１
実施例１により製造された高充填性活性炭の代わりに活性炭Ａを用いた以外は実施例２と同様にして流動性の測定を行ったところ、５０ｇの活性炭粒子が全て流れ落ちるのに要する時間は、平均で５．２秒であった。
【００３２】
以上の結果から明らかなように、活性炭の表面にマイクロカプセルを分散付着させることにより流動性が向上した。
【００３３】
実施例３
実施例２により流動性の向上が確認された高充填性活性炭の充填性を、図２に示す装置を用いて、ＪＩＳ規格Ｚ−２５０４に基づいて測定した。
【００３４】
実施例１により製造された高充填性活性炭２００ｇを乾燥機に入れ、１００℃で１時間保持した。この試料を３分割し、各々から５０ｇの測定試料を量りとり、図２に示す漏斗に注ぎ、流れ落ちた測定試料が容器に一杯になってあふれ出るまで流し込んだ。測定試料があふれ出始めた後、直ちに流入を止め、振動を与えないようにして、容器の上に盛り上がった試料を容器の上端に沿って平らにかき取り、容器の側面を軽くたたいて、試料を沈ませた。容器の外側に付着した試料を除去して、粉末試料の重量を測定した。測定は、３分割した試料について各々１回ずつ行った。
【００３５】
その結果、高充填性活性炭の充填密度は、平均で０．６３ｇ／ｃｍ３であった。
【００３６】
比較例２
実施例１により製造された高充填性活性炭の代わりに活性炭Ａを用いた以外は実施例３と同様にして充填性の測定を行ったところ、活性炭Ａの充填密度は平均で０．５６ｇ／ｃｍ３であった。
【００３７】
以上の結果から明らかなように、活性炭の表面にマイクロカプセルを分散付着させることにより充填性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】流動性を測定する装置を示す概略図である。
【図２】充填性を測定する装置を示す概略図である。
【図１】
2004277190.tif 000002
【図２】
2004277190.tif 000003