(57)【要約】新規な成形活性炭及びそれの製造方法を開示している。本発明は、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）ナトリウムなどのポリマーセルロースを、炭素ボディを成形した後でその内部で架橋させ、そのＣＭＣを活性炭のためのバインダーとして使用する点にある。高温熱処理を使用するのではなく、架橋によって製品の機械的強度及び水安定性を得ようとするこのアプローチは、従来技術の開示からは自明ではない。この架橋反応は２７０℃未満の温度で起きる。さらに、この新規なバインダー技術によれば、他のバインダーによってこれまでに達成された最高のレベルを超える主特性を有する成形炭素ボディを製造することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭と、フェノール樹脂を含まないポリマーバインダーとを有する成形活性炭ボディであって、炭素ボディが９０％を超える水安定性及び０．５mg/dl/分未満のダスト摩耗速度を示す成形活性炭ボディ。
【請求項２】
ポリマーバインダーがカルボキシメチルセルロース及びその誘導体及び金属塩、グアーゴムセルロース、デンプン、リグニン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、スチレンブタジエン樹脂（ＳＢＲ）、ポリスチレンアクリル酸樹脂、及びポリアクリル酸とグリセリン、ポリビニルアルコール、リグニン及びヒドロキシエチルセルロースから選択されるポリオールとの反応生成物から選択される請求項１に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項３】
ポリマーバインダーがカルボキシメチルセルロース及びその誘導体及び金属塩からなる群から選択される請求項２に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項４】
活性炭が木材、石炭、ココヤシ、堅果殻及びオリーブの種からなる前駆体材料の群から調製される請求項１に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項５】
前駆体材料が酸、アルカリ又は熱賦活によって賦活される請求項４に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項６】
水安定性が９５％を超えることによってさらに特徴付けられる請求項１に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項７】
粒状、円筒ペレット状、三葉状、球状、シート状、リボン状、ハニカム状、モノリス状及びブロック状からなる群から選択される形状に成形される請求項１に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項８】
円筒ペレット状の形状に成形される請求項１に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項９】
０．２５〜０．３５g/ccの見かけ密度、１０mg/dL以下の初期ダスト、０．５gm/dL/分以下のダスト摩耗速度及び７５〜１００の摩耗硬度値によってさらに特徴付けられる請求項１に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項１０】
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムからなる群から選択される官能性プロモーターをさらに有する請求項１に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項１１】
粒状、円筒ペレット状、球状、シート状、リボン状、三葉状、ハニカム状、モノリス状及びブロック状からなる群から選択される形状に成形される請求項１０に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項１２】
円筒ペレット状の形状に成形される請求項１１に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項１３】
５〜３０％の官能性プロモーター、０．３〜０．５g/ccの見かけ密度、１０mg/dL以下の初期ダスト、０．５gm/dL/分以下のダスト摩耗速度及び６５〜１００の摩耗硬度によってさらに特徴付けられる請求項１２に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項１４】
１０〜２５％の官能性プロモーター、０．３５〜０．４５g/ccの見かけ密度、５mg/dL以下の初期ダスト、０．２gm/dL/分以下のダスト摩耗速度及び７５〜１００の摩耗硬度によってさらに特徴付けられる請求項１２に記載の成形活性炭ボディ。
【請求項１５】
ボディが転動ステップにかけられることによってさらに特徴付けられる請求項１２に記載の成形活性炭ボディ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は活性炭に関する。さらに、本発明は粉末化活性炭から成形した成形活性炭に関する。本発明は、また、粉末化活性炭及びバインダー材料から成形した成形活性炭に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性炭は、飲料水の精製、脱色、脱臭、塩素除去及び解毒、人の出入りするレストラン、食品加工工業及び化学工業などでの溶媒回収及び空気浄化、多くの化学品及び食品の精製、及び各種のガス相への適用に広く使用されている。活性炭は多くの経済分野で関心を持たれ、食品加工、医薬品、化学品、石油、採鉱、原子力、自動車及び真空装置など幅広い各種の産業に関連している。特に、表面反応、吸着、脱ガス、表面処理などの表面で起きたり開始されるプロセスのための定量的なデータが必要な場合には、常に、表面の化学組成、細孔径分布及び表面積に関する炭素の表面及びその細孔構造のキャラクタリゼーションが極めて重要である。
【０００３】
成形炭素ボディ(carbon bodies)は、通常、粉末化した炭素粒子を有機又は無機バインダーと組み合わせて製造する。炭素粉末、バインダー、水及びその他の成分を混合して、材料を形成し、その後、その材料を成形する。湿潤状態の炭素／バインダー混合物の成形体は、高温で熱処理して、製品強度及び水安定性を向上させねばならない。たとえば、従来技術はバインダーとしてクレー及びフェノール樹脂ポリマーを使用することを開示している。特に、マッキュー(McCue)外の米国特許第4,677,086号は、粉末化炭素のためのバインダーとしてベントナイトクレーを使用することを初めて開示した。この開示内容はここにおいて文献援用される。この技術に関するその後の改良は、米国特許第5,204,310号、第5,206,207号、第5,238,470号、第5,250,491号、第5,276,000号、第5,304,527号、第5,538,932号、第5,691,270号、第5,736,481号、第5,736,485号及び第5,863,858号に開示されている。これらはすべてウェストヴァコ・コーポレイション(WestvacoCorporation)に譲渡されたもの（以下、「ウェストヴァコ特許」）である。それらの開示内容はここにおいて文献援用される。
【０００４】
この従来技術におけるバインダー技術では、高価なプラント装置を必要とし、高コストの高温熱処理ステップを強いられ、また、得られる製品は、ある種の用途に対して要求される全ての特性を満たさない場合がある。
【０００５】
さらに、その他の活性炭バインダー技術は、ブックビンダー(Bookbinder)外の米国特許第5,389,325号に記載されている。そこには、フェノール樹脂バインダーを有する活性炭ボディが記載され、そして、耐水性の押出しハニカムを製造する方法が記載されている。活性炭粉末は、５〜３５％のフェノール樹脂及び押出し加工補助剤としての４〜１０％の有機可塑剤と混合されている。この可塑剤は各種のセルロース誘導体から選択される。したがって、ここでブックビンダー外は、バインダー材料としてのフェノール樹脂と組み合わせて、押出し補助剤としてのみセルロース誘導体を加えることを開示している。
【０００６】
リッター(Ritter)外の米国特許第4,866,023号は、粒子状固形分のアグロメレーションを形成するプロセス及びそのプロセスで製造された固化物を開示している。この特許の特許権者たちは、金属粉末、不溶性金属塩及び活性炭などの固体粉末を粒状化するための２段プロセスを権利主張している。最初に、固体粉末がポリマーバインダー及び水と混合され、粘着性の物質が形成され、それを成形して液滴(droplets)とされている。液滴は直ちにＣａ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｕ２＋などなどの多価カチオンを含む溶液に浸漬させられる。金属カチオンがポリマーバインダーと反応して水不溶性の塩を形成したときに、水安定性が得られる。
【０００７】
リッター外の米国特許第4,920,090号は、粒子状固体から成形アグロメレートを形成させるためのプロセスを開示しており、米国特許第4,866,023号よりも製品の熱安定性が改良されたバインダーシステムを権利主張している。それまでのセルロース系バインダーはジカルボン酸の無水物を含むポリマーと置き換えられている。金属カチオンは無水物に対する反応性を有するポリアミンに置き換えられている。同様の２段製造プロセスが使用されている。
【０００８】
いずれの場合においても、従来技術の成形炭素ボディの水安定性は、高温処理することなく、ポリマーバインダーを不溶化させることによって得られたものである。さらに、バインダー、架橋剤又は製造プロセスは本明細書に開示された発明で採用されているものとは別なものが使用されている。
【０００９】
最後に、シンハ(Sinha)外の米国特許第4,215,096号は、酸及び酸前駆体ガス及び蒸気で汚染されたガス流の精製に使用するために、活性炭に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含浸させることを開示している。
【特許文献１】
米国特許第４，６７７，０８６号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，２０４，３１０号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，２０６，２０７号明細書
【特許文献４】
米国特許第５，２３８，４７０号明細書
【特許文献５】
米国特許第５，２５０，４９１号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，２７６，０００号明細書
【特許文献７】
米国特許第５，３０４，５２７号明細書
【特許文献８】
米国特許第５，５３８，９３２号明細書
【特許文献９】
米国特許第５，６９１，２７０号明細書
【特許文献１０】
米国特許第５，７３６，４８１号明細書
【特許文献１１】
米国特許第５，７３６，４８５号明細書
【特許文献１２】
米国特許第５，８６３，８５８号明細書
【特許文献１３】
米国特許第５，３８９，３２５号明細書
【特許文献１４】
米国特許第４，８６６，０２３号明細書
【特許文献１５】
米国特許第４，９２０，０９０号明細書
【特許文献１６】
米国特許第４，２１５，０９６号明細書
【発明の開示】
【００１０】
高コストの高温熱処理ステップを必要としない成形活性炭のためのバインダー及びその製造方法が見いだされた。成形活性炭を製造するための本発明のバインダー及び本発明の方法は、成形された後に活性炭ボディ内で、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）及びその誘導体の塩などのポリマーバインダーを架橋させることを含む。高温熱処理を使用せずに、架橋によって製品の機械的強度及び水安定性を得ようとするこのアプローチは、従来技術からは自明ではない。架橋反応は約２７０℃までの温度で起きる。多くの場合、この架橋反応は約２００℃又はそれ以下の温度で起きる。さらに、この新規なバインダー技術によれば、これまでに他のバインダーによって達成された最高のレベルを超える特性を示す成形炭素ボディを製造することができる。
【実施の形態の説明】
【００１１】
図２及び３で表される本発明の実施形態に見られるように、粉末化活性炭及び重合性有機バインダーは、混合チャンバーに添加して、水、塩基又は酸、及び架橋剤と混合することができる。そのような混合によって得られたブレンド物は成形によってペレットとされ、さらに、約２７０℃までの温度で乾燥及び硬化される。プロモーターが混合ステップで加えられるか（図２）、あるいは成形されたペレットに含浸させられる（図３）。
【００１２】
本発明のバインダーは、クレーのバインダーを使用して得られた周知の成形活性炭で達成された最高レベルを超える優れた性能を成形活性炭に与え、しかも、その他の特性でも同等の値を維持している。ウェストヴァコの木材ベースの活性炭から作った２mm×５mmの押出し成形したペレットを説明のための例示する。同じサイズの周知（従来技術）のクレー結合ペレットと比較して、本発明の方法によって形成された本発明のポリマーバインダーで結合されたペレットは以下のような特性を示した。
【００１３】
・より大きな重量ブタン活性(gravimetricbutane activity)の保持（前駆体炭素ブタン活性の６０〜７０％に対して７５〜８５％）。
・見かけ密度の低下（０．３０〜０．４０g/ccに対して０．２５〜０．３５g/cc）。そのため、同一の容積を充填するための重量が軽量化される。
・より大きな圧潰強度（２〜４kg/ペレットに対して２〜８kg/ペレット）及び摩耗硬度（６０〜８５に対して７５〜１００の硬度値＊）。
【００１４】
＊摩耗硬度は、標準のＡＳＴＭ  ３８０２−７９の方法に当業者が容認可能な変更を施した方法によって評価した。２mmのペレットの強度に特化させたこの改良方法では、１００ｇのサンプルを３０個のステンレススチールボール（２０個は直径１／２インチ(1.27cm)、１０個は直径３／４インチ(1.91cm)）と混合した。この混合物を２０分間振とうした。ペレット強度は元の平均粒子直径に対する振とうした材料の平均粒子直径の比として表される。
【００１５】
・初期ダスト(initial dust)の低下（１５〜４０mg/dlに対して２〜１０mg/dl）及びダスト摩耗速度(dustattrition rate)の低下（１〜３mg/dl/分に対して０．１〜０．５mg/dl/分）。
・灰分含有率の低下（〜２０％に対して＜１０％）。
・等価容量(equivalentvolumetric)ブタン処理能力(butane workingcapacity, BWC)は前駆体炭素のブタン吸着能力(butaneadsorption capacity)に依存する。
・＞９５％の等価優良水安定性(waterstability)＊＊。
【００１６】
＊＊水安定性は、１０グラムの乾燥ペレットを１００mlの１００℃の脱イオン水中で１５分間煮沸した後に、炭素ペレットの重量損失を測定することによって求められる。
【００１７】
この新規バインダー技術の利点は、ポリマーセルロース（たとえば、ＣＭＣ）などの重合性バインダー原料を成形した後で成形炭素ボディの内部で架橋させるところにある。そのような架橋によって、たとえば水溶性のＣＭＣは、水、及びガソリン、トルエン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）及びホルムアミドなどの多くの有機溶媒に不溶性になる。この炭素ボディはこれらの液体に長時間浸漬させておいても損なわれることはない。重合性バインダー、たとえば、ＣＭＣの架橋は、多官能性架橋剤（ＣＬＡ）との反応によって達成される。架橋剤は、限定的ではないが、ジメチロール尿素メラミンホルムアルデヒド、尿素ホルムアルデヒド、及びポリアミド−エピクロロヒドリンなどである。活性炭中に含まれる多価鉱物も、ある種の条件下では、事実上の架橋種として働く。（それらはｐＨ＜７で最も有効と思われる）。塩基（たとえば、水酸化ナトリウム）又は酸（たとえば、リン酸）を混合ステップで添加してｐＨを調節してもよく、それによって、炭素ボディの水安定性及び架橋剤添加の好適性が決まる。典型的な調合は以下のとおりである（パーセントはすべて活性炭、バインダー及びＣＬＡの重量を基準にしたものである）。
【００１８】
・ポリマーバインダー：  典型的には、全乾燥固形分重量を基準にして、少なくとも約３％が使用できる。ポリマーバインダー含有率の上限は製品に要求される特性に依存する。一般的には、ポリマーバインダー含有率を増やすと製品の機械的特性は向上するが、吸着量が減少する可能性がある。たとえば、自動車用の吸着用途のための成形活性炭を製造する場合には、典型的には、２〜１５％のポリマーバインダー含有率で使用される。４〜８％の含有率で使用するのが好適である。
・ＣＬＡ：  ＣＬＡ含有率は５．０％まで使用できるが、完全に架橋させるためには通常は０．５〜１．５％の含有率とされる。
・水：  重合性バインダーを溶解させ、炭素の細孔を満たすのに充分な水を添加する。活性炭の全細孔容積及び重合性バインダー含有率によって、最終の混合物での水分含有率を変化させ、次の成形に好適な混合物を得る。
・塩基：  リン酸賦活で製造されたものなどのような酸性を有する活性炭を結合させる場合には、ｐＨを上げるために、水酸化ナトリウムなどの塩基を十分に添加することができる。このｐＨは４〜１０、典型的には５〜９、最も好ましくは、６〜８の範囲である。
・酸：  塩基性を有する活性炭を結合させる場合には、ｐＨを低下させるために、リン酸などの酸を十分に添加することができる。
【００１９】
有用な有機重合性バインダー（すなわち、同一のタイプの架橋剤によって架橋可能なもの）としては、限定的ではないが、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）及びその誘導体及びその金属塩、グアーゴムセルロース、デンプン、リグニン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、スチレンブタジエン樹脂（ＳＢＲ）及びポリスチレンアクリル酸樹脂などがある。水に安定な炭素ボディも架橋したポリエステルネットワークで作ることができるが、そのようなものとしては、限定的ではないが、ポリアクリル酸又はクエン酸と各種のポリオール、たとえば、グリセリン、ポリビニルアルコール、リグニン及びヒドロキシエチルセルロースとの反応で得られるものがある。
【００２０】
異なったタイプに成形された炭素ボディもこの本発明のポリマーバインダー技術で実施された。それらは、限定的ではないが、粒状、円筒ペレット状、球状、シート状、リボン状、三葉状及びハニカム状などを含む。原則的には、どのような形状の炭素ボディでも適当な装置を使用すれば成形することができる。したがって、モノリス状、ブロック状その他モジュラー形状も同様に考えられる。この新規なバインダー技術は実質的にはすべてのタイプの活性炭に適用することができ、そのようなものとしては、酸、アルカリ又は加熱賦活によって、各種の前駆体原料、たとえば、木材、石炭、ココヤシ、堅果殻及びオリーブの種などから形成されたものがある。
【００２１】
本発明のバインダーは各種の混合、成形及び熱処理装置で使用することができる。例示的なプロセスの概略が図２及び３に示されている。（官能性プロモーター(functional promoter)を必要としないような用途に対しては、図２では、それは添加されず、図３では、後含浸する必要はない。）各種の混合装置、たとえば、低剪断の粉砕機、中剪断のパドルミキサー及び高剪断のピンミキサーなどは、次の成形に好適な原料を生成することを実証している。成形装置としては、たとえば、用途に応じて、オーガー押出し機(auger extruders)、ラム押出し機(ramextruders)、造粒機、ローラーペレタイザー、球状化機及び成形機(tabletting presses)などが適している。湿潤状態の炭素ボディの乾燥及び硬化は２７０℃までの温度で実施することができるが、そのための装置としては、対流トレーオーブン、振動流動床乾燥機及びロータリーキルンなど各種のものがある。これとは対照的に、従来技術のクレー結合炭素及びフェノール樹脂結合炭素の熱処理では、通常ロータリーキルンを使用して、約５００〜１０００℃の高温を使用しなければならない。
【００２２】
製品の用途が官能性プロモーターを添加した方が有利となるような本発明の一実施形態の場合においては、そのような官能性プロモーターは、成形の前、活性炭粉末、バインダー及びその他の成分の混合中に添加することができる。したがって、先に引用した米国特許第4,215,096号の開示内容とは異なり、別途の後含浸の必要がない。このプロセスの実施形態の概略を図２に例示されている。このプロセスの実施形態においては、このバインダーシステムは高温での熱処理は必要としない。高温での熱処理は、プロモーターを分解させたり、プロモーターを不活性化したり、あるいは、プロモーターと炭素又はバインダーそのものとの間に好ましくない相互作用を形成させる可能性がある。本発明のバインダー技術によって形成されたペレットは水安定性があるので、本発明の別の実施形態においては、従来から行われている後含浸法で官能性プロモーターを添加してもよい（図３）。
【００２３】
開示した本発明によって得られるメリットは、以下の実施例から明らかになるが、これらに限定されるわけではない。
【００２４】
実施例１
既存の商業プロセスにおいては、活性炭の吸着容量やその他の機能を増進させるような活性成分は、通常、予備成形した炭素ボディの上に後含浸される。そのような商業的な後含浸プロセスの例が以下に示される。
【００２５】
１．炭素ペレットを製造するための商業的プロセスでは、官能性プロモーターはフェノール樹脂バインダーを使用して製造されたペレット上に含浸される。含浸に先だって、押出し成形したペレットを非常な高温（≧８５０℃）で熱処理して、所望の特性を得るようにしなければならない。（たとえば、図１参照。）
２．先に引用した米国特許第4,215,096号に開示されているような、空気流から酸性の夾雑物を除去するための水酸化ナトリウムを含浸させたカルゴン(Calgon)粒状炭素。
【００２６】
プロモーターを添加するための既存の商業的方法の１つの欠点は、後含浸をするために、炭素ボディが水溶液中で安定で、その後の乾燥の後にもその強度を維持しなければならないということである。さらに、後含浸によって製造プロセスにもう１つの操作ステップが加わることとなり、製造コストが上昇してしまう。
【００２７】
本発明による例を下の表に示す。この例では、Ｈ２Ｓなどの酸性の夾雑物を捕捉することが可能なセルロースポリマー結合ペレットを製造するための官能性プロモーターとして、ナトリウム塩を使用している。ナトリウム塩は、１つの例では、混合中に添加され（図２）、他の例では、後含浸によって添加された（図３）。
【００２８】
ＣＭＣ結合炭素のサンプルは、木材ベースの活性炭を粉砕し、その粉砕した炭素をバインダー及び架橋剤としてのＣＭＣと混合することによって調製された。ｐＨを調整するために、水酸化ナトリウムを添加した。１つの実験では、官能性プロモーターが先に示したような粉砕機へ添加された。充分な水が添加され、その混合物にスクリューオーガー押出しをするのに好適な粘弾性が付与された。最終的な混合物を、パイロットスケールのボノ押出し機(Bonnot extruder)を用いて４．６mmのペレットに成形した。この未乾燥ペレットは１００〜２００℃で転動、乾燥及び硬化された。プロモーターが粉砕機に添加されない場合には、硬化させた後のペレットには水溶液中でプロモーターが含浸された。これはフェノール樹脂結合ペレットへの含浸と同じ手順で行われた。
【００２９】
2004536757.tif 000002
【００３０】
プラントで製造した従来からのフェノール樹脂結合炭素と比較すると、本発明のセルロース系ポリマー結合対応物は、ａ）同等又はやや良好なＨ２Ｓ吸着性能、ｂ）初期ダスト及びダスト摩耗速度の大幅な低下、及びｃ）同等の密度及び機械的強度を示した。
【００３１】
実施例２
この実施例は、バインダー添加剤として重合体セルロース(polymerizable cellulose)を使用した本発明の製品及びプロセスの利点（フェノール樹脂を使用しない場合）を示すためのものである。比較の対象は、先に引用した米国特許第5,389,325号に記載のものであり、活性炭バインダーとしてフェノール樹脂を使用し、カルボキシメチルセルロースを単に可塑化用押出し助剤として使用したものである。それらの利点を図４及び５にグラフで示す。
【００３２】
図４及び５にグラフで示したデータには、本明細書に開示した本発明の利点が明らかに示されている。フェノール樹脂含有率を増やすにつれて、ＢＷＣが顕著に減少し、密度が増加していた。たった５％のフェノール樹脂が存在するだけでも、そのＢＷＣが本発明の製品でのＢＷＣの数値よりも０．５g/dLも低くなっていた。
【００３３】
実施例３
ウェストヴァコ・コーポレイションから製造販売されている自動車排気ガス抑制用の成形活性炭（２mm）はバインダーとしてベントナイトクレーを使用して（先に引用したウェストヴァコ特許の１つ又は複数に開示されている方法で）製造されている。それらの特許では、非常な高温で処理する必要性が説かれている。同様の炭素サンプルが、図２の概略図に従いながら、官能性プロモーターをまったく加えることなく製造された。市販されているサンプルと本発明のサンプルについて灰分を測定した結果を表ＩＩに示す。
【００３４】
2004536757.tif 000003
【００３５】
表ＩＩに見られるように、ＣＭＣ結合炭素サンプルでは、平均灰分含有率が約７．０％であるのに対し、クレー結合炭素では、それが２４．１％であった。したがって、この新規なＣＭＣのバインダーによれば、クレーのバインダーの場合よりも灰分の少ない（＜１０％）製品が得られる。灰分含有率はマッフル炉中で約６５０℃で３時間灼熱した後の重量減少から求められた（ＡＳＴＭ  Ｄ２８６６−９４ [１９９９]）。
【００３６】
実施例４
ＣＭＣ結合成形活性炭ボディ（ペレット）と同一サイズの従来技術の成形活性炭ボディ（ペレット）との間の性能比較をする目的で、それぞれのバインダー原料を使用して成形活性炭ペレットのサンプルが形成され、それらの性能を測定された。クレー結合サンプルは、先に述べた米国特許第4,677,086号に記載されたプロセスに従って調製された。フェノール樹脂系のサンプルは、先に述べた米国特許第5,736,485号に記載されたプロセスに従って調製されたが、このプロセスには、初期ダスト及びペレットダスト化速度を減少させるために、グリーンペレット(green pellet)（新しく形成されたペレット）の転動ステップ(tumbling step)が含まれている。本発明のＣＭＣ結合サンプルは本明細書及び特許請求の範囲にしたがって調製された（ただし、官能性プロモーターは添加されていない）。それぞれのサンプルについて測定した特性を以下の表ＩＩＩに示す。
【００３７】
2004536757.tif 000004
【００３８】
ポリマーセルロース系バインダーを使用して得られたサンプルの特性は、従来技術に従って調製したサンプルと実質的に同等又はそれ以上であった。ＣＭＣ結合成形活性炭ペレットは、許容可能な見かけ密度（ＡＤ）、ｐＨ、水安定性及び硬度を有しており、改良された活性（ブタン活性及びブタン処理能力（ＢＷＣ）の両方）を示した。初期ダスト及びダスト化速度の数値は実質的にはフェノール樹脂結合サンプルとは同等であったけれども、クレー結合サンプルと比較すれば、それらの数値は大幅に改良されていた。
【００３９】
ここに開示されたプロセスの利点は、活性炭製品におけるそのような活性が望まれる場合（及び別途の後処理ステップを回避する場合）には、最初の混合ステップで各種の官能性プロモーターを任意に添加することができる点にあるけれども、開示された発明には、成形活性炭製品を特定の用途に適合させるために、各種の任意の後処理が含まれる。そのような後処理の例としては、特に、以下のようなものがある。
【００４０】
（１）塩素又は珪素ハロゲン誘導体などの反応剤の存在下で熱処理。湿潤空気中の化学種を捕捉するために、炭素の表面に疎水性を与える。（たとえば、呼吸用マスク、溶媒回収、自動車排ガスなどへの使用のため）
（２）窒素含有反応剤（アンモニア、複素環化合物、シアン化水素、窒素、尿素）の存在下での熱処理。炭素構造の中に窒素を導入し、それによって、電子交換反応のための触媒活性を付与する。（たとえば、グリホサート除草剤の製造）
（３）逆に、水素中での熱処理。端部の炭素原子をブロックし(block edge carbon atoms)、それによって、炭素表面の反応性を大幅に減少させる。
（４）リン酸及び／又はリン酸誘導体を含浸及びその後の熱処理。水素化脱ハロゲン及び水素化脱硫反応のための触媒製品を製造するため。
（５）アルカリ、アルカリ塩、硫黄などの化学反応種の結合炭素への含浸。化学反応及び／又は化学吸着によって汚染物質を捕捉（たとえば、ＶＯＣ、Ｈ２Ｓ、メルカプタン類、水銀などの捕捉）するための活性を付与するため。
（６）貴金属の塩（たとえば、白金、パラジウムの塩）の含浸及びその後の熱処理。広い範囲の用途に使用できる炭素担持触媒を製造するため。バナジウム、モリブデンの塩を用いた同様の処理。
（７）オゾン中での熱処理。表面を酸化させ、疎水性及び反応性を付与するため。同様の目的のための処理として、ＨＮＯ３及びＨ２Ｏ２など他の酸化剤を用いた処理。
（８）炭化水素（たとえば、ベンゼン、トルエン）の存在下でＣＭＣ結合炭素を熱処理することによるモレキュラーシーブ製品の製造。炭化水素を分解させ、バインダーで結合させた活性炭の細孔の中に炭素を析出させ、それによって、細孔径を小さくするため。
（９）尿素、カリウム及び／又はリン酸塩の含浸及びその後の選択的な熱処理。徐放性(controlled release)の肥料を製造するため。同様に、徐放性の殺虫剤を製造するため。
【００４１】
ここまで本発明について、その特定の実施形態を参照しながら記述してきたが、当業者には自明のことであるが、開示された本発明の基本概念となっている原理から逸脱することなく本明細書に記載された本発明の細部に対して多少の変化、修正及び変更を加えることは可能である。それには、たとえば、各種の置き換え、たとえば、ｐＨ調節のための酸及び／又は塩基の置き換えなども含まれる。しかしながら、本発明の範囲は特許請求の範囲の示す範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】蒸気を吸着させる用途に使用するためのクレー結合成形活性炭及びフェノール樹脂結合成形活性炭の従来技術による調製方法の一般的な概略図である。
【図２】蒸気を吸着させる用途に使用するための有機バインダーを使用した成形活性炭の調製方法の一般的な概略図である。この方法では、混合ステップに官能性プロモーターが選択的に添加される。
【図３】蒸気を吸着させる用途に使用するための有機バインダーを使用した成形活性炭の調製方法の一般的な概略図である。この方法では、官能性プロモーターの後含浸がされる場合もされない場合もある。
【図４】バインダーとしてのフェノール樹脂の含有率を増加させたときに、成形活性炭のブタン処理能力（ＢＷＣ）への影響を示すグラフである。
【図５】バインダーとしてのフェノール樹脂の含有率を増加させたときに、成形活性炭の見かけ密度（ＡＤ）への影響を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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