(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベンゼン吸着量が２５〜４０％であり、ビタミンＢ１２吸着量が１３．０〜５０．０ｍｇ／ｇであり、かつ、窒素吸着等温線からＢＪＨ法により算出したメソ孔の細孔容積が０．０７０〜０．１５０ｃｍ３／ｇである、炭素質材料。
【請求項２】
窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出した比表面積が９００〜１５００ｍ２／ｇである、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項３】
窒素吸着等温線から算出した平均細孔径が１．７９〜１．８８ｎｍである、請求項１又は２に記載の炭素質材料。
【請求項４】
窒素吸着等温線における相対圧Ｐ／Ｐ０＝０．９９のときの窒素吸着量により算出した全細孔容積に対する、窒素吸着等温線からＭＰ法により算出されるミクロ孔の細孔容積の割合が９６％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭素質材料。
【請求項５】
荷重１２ｋＮにおける粉体抵抗測定による導電率が５〜１２Ｓ／ｃｍである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の炭素質材料。
【請求項６】
植物系の炭素質前駆体に由来する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭素質材料。
【請求項７】
植物系の炭素質前駆体がヤシ殻である、請求項６に記載の炭素質材料。
【請求項８】
流動炉を用いた炭素質材料の製造方法であって、炉床から導入する流動ガスとは別に、酸素含有ガスを、流動ガスと酸素含有ガスを合計したガス中の酸素濃度が０．００４〜１容量％となるように流動炉に導入すること、及び、
前記流動ガスが水蒸気及び二酸化炭素を含むことを特徴とする、炭素質材料の製造方法。
【請求項９】
前記炉床から導入する流動ガス中の水蒸気濃度が１０〜４０容量％である、請求項８に記載の炭素質材料の製造方法。
【請求項１０】
前記流動炉が、流動ガスの流れ主方向Ｚでみて流動炉内の上流側にガス分散部を備えており、
前記方向Ｚにおけるガス分散部の上流端位置を０（ｍ）、下流端位置をｔ１（ｍ）とし、前記酸素含有ガスを導入する位置をｔ２（ｍ）としたとき、０．５ｔ１≦ｔ２の関係を満たすように、前記酸素含有ガスを導入する、請求項８又は９に記載の炭素質材料の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の炭素質材料と繊維状バインダーを含む浄水用フィルターであって、前記繊維状バインダーのＣＳＦ値が１０〜１５０ｍＬであり、炭素質材料１００質量部に対して、繊維状バインダーを４〜１０質量部含む、浄水用フィルター。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の炭素質材料を含む、浄水器。
【請求項１３】
請求項１１に記載の浄水用フィルターを含む、浄水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素質材料に関する。さらには、炭素質材料の製造方法、炭素質材料を用いた浄水用フィルター及び浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道水の水質に関する安全衛生上の関心が高まってきており、水道水中に含まれる遊離残留塩素、トリハロメタン類などのＶＯＣ（揮発性有機化合物）、２−クロロ−４，６−ビスエチルアミノ−１，３，５−トリアジン（ＣＡＴ）に代表される農薬、２−メチルイソボルネオール（２−ＭＩＢ）に代表されるかび臭などの有害物質を除去することが望まれている。【０００３】
家庭用品品質表示法においては、浄水器について、遊離残留塩素、濁り、クロロホルム、ブロモジクロロメタン、ジブロモクロロメタン、ブロモホルム、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、総トリハロメタン（ＴＨＭ）、ＣＡＴ、２−ＭＩＢ（２−メチルイソボルネオール）、及び溶解性鉛の１３項目の除去対象物質が規定されている。【０００４】
これら除去対象物質を、炭素質材料を用いて除去する種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、粉粒状活性炭と繊維状活性炭の組み合わせによりかび臭物質を除去する技術が開示されている。特許文献２には、繊維状活性炭と無機吸着剤の組み合わせにより各除去対象物質を除去する技術が開示されている。特許文献３〜５においても、特定の表面構造を有する活性炭を用いた除去対象物質の除去技術が提案されている。【０００５】
除去対象物質のうち、濁りと溶解性鉛以外は、活性炭を用いて除去することが可能であるものの、分子サイズの小さいトリハロメタン等のＶＯＣと、分子サイズの大きい２−ＭＩＢとを単独の活性炭で効率よく除去することは困難であった。浄水器に求められる有害物質除去能力は年々高まっており、トリハロメタンと２−ＭＩＢの除去を単独種で両立させることのできる活性炭が求められている。【０００６】
本発明の課題は、トリハロメタンと２−ＭＩＢの除去を単独種で両立させることのできる炭素質材料を提供することにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−５２３４７号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４５４３号公報
【特許文献３】特開２００３−２９０６５４号公報
【特許文献４】特開２０１３−２２０４１３号公報
【特許文献５】特開２００６−２８２４４１号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記構成を有する炭素質材料によって上記課題を解決できることを見出し、その知見に基づいて更に検討を重ねることによって本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明の一局面に関する炭素質材料は、ベンゼン吸着量が２５〜４０％であり、ビタミンＢ１２吸着量が１３．０〜５０．０ｍｇ／ｇであり、かつ、窒素吸着等温線からＢＪＨ法により算出したメソ孔の細孔容積が０．０７０〜０．１５０ｃｍ３／ｇであることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の局面に関する炭素質材料の製造方法は、流動炉を用いた炭素質材料の製造方法であって、炉床から導入する流動ガスとは別に、酸素含有ガスを、流動ガスと酸素含有ガスを合計したガス中の酸素濃度が０．００４〜１容量％となるように流動炉に導入することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における、流動炉を用いた炭素質材料の製造方法を説明するための模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における、流動炉を用いた炭素質材料の製造方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態について具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００１３】
［炭素質材料］
本発明の一実施形態に係る炭素質材料は、ベンゼン吸着量が２５〜４０％であり、ビタミンＢ１２吸着量が１３．０〜５０．０ｍｇ／ｇであり、かつ、窒素吸着等温線からＢＪＨ法により算出したメソ孔の細孔容積が０．０７０〜０．１５０ｃｍ３／ｇであることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、トリハロメタンと２−ＭＩＢの除去を単独種で両立させることのできる炭素質材料を提供することができる。
【００１５】
先述のとおり、家庭用品品質表示法において規定される１３項目の除去対象物質のうち、濁りと溶解性鉛以外は、活性炭等の炭素質材料を用いて除去することが可能である。しかしながら、分子サイズの小さいトリハロメタン等のＶＯＣと、分子サイズの大きい２ＭＩＢとを単独種の炭素質材料で効率よく除去することは困難であった。これに対し、ベンゼン吸着量、ビタミンＢ１２吸着量、及びメソ孔容積が上記特定の範囲にある本発明の一実施形態に係る炭素質材料は、分子サイズの小さいトリハロメタン等のＶＯＣと、分子サイズの大きい２−ＭＩＢとを単独種で効率よく除去することが可能である。
【００１６】
（ベンゼン吸着量）
ベンゼン吸着量は、炭素質材料の賦活の進行度合いを示す指標である。分子サイズの小さいトリハロメタンを吸着するには、一般的に、ミクロ孔の発達した炭素質材料が適する傾向にある。本実施形態に係る炭素質材料は、ベンゼン吸着量が２５〜４０％の範囲にあり、優れたトリハロメタン吸着性能を有する。
【００１７】
優れたトリハロメタン吸着性能を実現する観点から、炭素質材料のベンゼン吸着量は、２５〜４０％の範囲にあり、上限は、好ましくは３９％以下、３８％以下、３７％以下、３６％以下、又は３５％以下であり、下限は、好ましくは２６％以上、２７％以上、２８％以上、２９％以上、又は３０％以上である。
【００１８】
炭素質材料のベンゼン吸着量は、後述の［ベンゼン吸着量の測定］に記載の方法により測定することができる。
【００１９】
（ビタミンＢ１２吸着量）
ビタミンＢ１２（シアノコバラミン）は分子量が約１３５５と大きく、ビタミンＢ１２吸着量は、分子サイズの大きい物質に対する吸着特性の指標となる。本実施形態に係る炭素質材料は、ビタミンＢ１２吸着量が１３．０ｍｇ／ｇ以上であり、分子サイズの大きい２−ＭＩＢに対し優れた吸着性能を呈する。
【００２０】
優れた２−ＭＩＢ吸着性能を実現する観点から、炭素質材料のビタミンＢ１２吸着量は、１３．０ｍｇ／ｇ以上であり、好ましくは１５．０ｍｇ／ｇ以上、より好ましくは１６．０ｍｇ／ｇ以上、１７．０ｍｇ／ｇ以上、１８．０ｍｇ／ｇ以上、１９．０ｍｇ／ｇ以上、又は２０．０ｍｇ／ｇ以上である。ビタミンＢ１２吸着量の上限は、特に限定はされないが、ベンゼン吸着量等の他の物性値とのバランスから、通常、５０．０ｍｇ／ｇ以下であり、好ましくは４８．０ｍｇ／ｇ以下、４６．０ｍｇ／ｇ以下、４５．０ｍｇ／ｇ以下、４４．０ｍｇ／ｇ以下、４３．０ｍｇ／ｇ以下、４２．０ｍｇ／ｇ以下、４１．０ｍｇ／ｇ以下、又は４０．０ｍｇ／ｇ以下である。
【００２１】
炭素質材料のビタミンＢ１２吸着量は、後述の［ビタミンＢ１２吸着量の測定］に記載の方法により測定することができる。
【００２２】
（メソ孔容積）
炭素質材料が有する細孔は、その直径に応じて、ミクロ孔（直径２ｎｍ未満）、メソ孔（直径２〜５０ｎｍ）、マクロ孔（直径５０ｎｍ超）に分類することができる（括弧内はＩＵＰＡＣの分類基準を示す）。メソ孔はミクロ孔に比して大きく、斯かるメソ孔の容積は、主として、分子サイズの大きい２−ＭＩＢの吸着特性の指標となり得る。本実施形態に係る炭素質材料は、メソ孔容積が０．０７０〜０．１５０ｃｍ３／ｇの範囲にあり、分子サイズの大きい２−ＭＩＢに対し優れた吸着性能を有する。
【００２３】
トリハロメタンに対する吸着特性を維持しつつ優れた２−ＭＩＢ吸着性能を実現する観点から、炭素質材料のメソ孔容積は、０．０７０〜０．１５０ｃｍ３／ｇの範囲にあり、下限は、好ましくは０．０７２ｃｍ３／ｇ以上、０．０７４ｃｍ３／ｇ以上、０．０７５ｃｍ３／ｇ以上、０．０７６ｃｍ３／ｇ以上、０．０７７ｃｍ３／ｇ以上、０．０７８ｃｍ３／ｇ以上、０．０７９ｃｍ３／ｇ以上、０．０８０ｃｍ３／ｇ以上である。また、上限は、好ましくは０．１４８ｃｍ３／ｇ以下、０．１４６ｃｍ３／ｇ以下、０．１４５ｃｍ３／ｇ以下、０．１４４ｃｍ３／ｇ以下、０．１４３ｃｍ３／ｇ以下、０．１４２ｃｍ３／ｇ以下、０．１４１ｃｍ３／ｇ以下、又は０．１４０ｃｍ３／ｇ以下である。
【００２４】
炭素質材料のメソ孔容積は、窒素吸着等温線からＢＪＨ（Ｂａｒｒｅｔｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ）法を用いて算出することができる。窒素吸着等温線の測定及びメソ孔容積の算出は、後述の［窒素吸着等温線の測定］及び［ＢＪＨ法によるメソ孔細孔容積の測定］に記載の方法により実施することができる。
【００２５】
以上、本発明におけるベンゼン吸着量、ビタミンＢ１２吸着量及びメソ孔容積の各々について技術的意義の説明を試みたが、炭素質材料（吸着媒）の構造と吸着質に対する吸着特性の関係は複雑であり、ベンゼン吸着量、ビタミンＢ１２吸着量及びメソ孔容積は別個独立に吸着質に対する吸着特性と直ちに相関しない場合もある。トリハロメタンと２−ＭＩＢとを単独種で効率よく除去することが可能な炭素質材料を実現するには、それらベンゼン吸着量、ビタミンＢ１２吸着量及びメソ孔容積のバランスが重要であることに留意されたい。後述のとおり、本実施形態においては、流動炉を用いた特定の製造方法によって、上記特性を兼ね備えた炭素質材料の製造に成功した。
【００２６】
（比表面積）
炭素質材料は、浄水器に求められる吸着除去性能を高いレベルで実現する観点から、比表面積が９００〜１５００ｍ２／ｇの範囲にあることが好ましい。比表面積の下限は、好ましくは９５０ｍ２／ｇ以上、又は１０００ｍ２／ｇ以上であり、上限は、好ましくは１４００ｍ２／ｇ以下、又は１３００ｍ２／ｇ以下である。
【００２７】
炭素質材料の比表面積は、窒素吸着等温線からＢＥＴ法を用いて算出することができる。窒素吸着等温線の測定及び比表面積の算出は、後述の［窒素吸着等温線の測定］及び［比表面積の測定］に記載の方法により実施することができる。
【００２８】
（平均細孔径）
トリハロメタンと２−ＭＩＢとを単独種でより一層効率よく除去し得る観点から、炭素質材料は、平均細孔径が１．７９〜１．８８ｎｍの範囲にあることが好ましい。平均細孔径の下限は、好ましくは１．８０ｎｍ以上であり、上限は、好ましくは１．８７ｎｍ以下又は１．８６ｎｍ以下である。
【００２９】
炭素質材料の平均細孔径は、窒素吸着等温線から算出することができる。窒素吸着等温線の測定及び平均細孔径の算出は、後述の［窒素吸着等温線の測定］及び［全細孔容積・平均細孔径の測定］に記載の方法により実施することができる。
【００３０】
（全細孔容積に対するミクロ孔の細孔容積の割合（ミクロ孔比率））
トリハロメタンと２−ＭＩＢとを単独種でより一層効率よく除去し得る観点から、炭素質材料は、全細孔容積に対するミクロ孔の細孔容積の割合（ミクロ孔比率）が９６％以下であることが好ましい。より好ましくは、９５％以下である。ミクロ孔比率の下限は、特に限定されないが、優れたトリハロメタン吸着性能を実現する観点から、通常、９０％以上であることが好ましく、９２％以上であることが好ましい。
【００３１】
炭素質材料の全細孔容積は、窒素吸着等温線における相対圧Ｐ／Ｐ０＝０．９９のときの窒素吸着量から算出でき、また、ミクロ孔の細孔容積は、窒素吸着等温線からＭＰ（Ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ）法を用いて算出できる。窒素吸着等温線の測定、全細孔容積及びミクロ孔の細孔容積の算出は、後述の［窒素吸着等温線の測定］、［全細孔容積・平均細孔径の測定］及び［ＭＰ法によるミクロ孔細孔容積の測定］に記載の方法により実施することができる。
【００３２】
（導電率）
本実施形態に係る炭素質材料は、荷重１２ｋＮにおける粉体抵抗測定による導電率が５〜１２Ｓ／ｃｍの範囲にあることが好ましい。導電率がこの範囲にあると、詳細には、導電率が前記範囲にあるような構造を有すると、炭素質材料は、浄水器に求められる吸着除去性能を高いレベルで実現し得る。導電率の上限は、好ましくは１１Ｓ／ｃｍ以下、１０Ｓ／ｃｍ以下、又は９Ｓ／ｃｍ以下であり、下限は、好ましくは５．５Ｓ／ｃｍ以上、６Ｓ／ｃｍ以上、又は６．５Ｓ／ｃｍ以上である。
【００３３】
炭素質材料の上記導電率は、後述の［導電率の測定］に記載の方法により測定することができる。
【００３４】
炭素質材料の形状は、特に限定されず、例えば、粒子状、繊維状（糸状、織り布（クロス）状、フェルト状）などのいずれの形状でもよく、具体的使用態様に応じて適宜選択できるが、単位体積当たりの吸着性能が高いため、粒子状が好ましい。粒子状の炭素質材料である場合、その寸法は特に限定されず、具体的使用態様に応じて適宜粒度等を調整すればよい。
【００３５】
炭素質材料の原料（炭素質前駆体）は、特に限定されない。例えば植物系の炭素質前駆体（例えば、木材、鉋屑、木炭、ヤシ殻やクルミ殻などの果実殻、果実種子、パルプ製造副生成物、リグニン、廃糖蜜などの植物由来の材料）、鉱物系の炭素質前駆体（例えば、泥炭、亜炭、褐炭、瀝青炭、無煙炭、コークス、コールタール、石炭ピッチ、石油蒸留残渣、石油ピッチなどの鉱物由来の材料）、合成樹脂系の炭素質前駆体（例えば、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、アクリル樹脂などの合成樹脂由来の材料）、天然繊維系の炭素質前駆体（例えば、セルロースなどの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維などの天然繊維由来の材料）などが挙げられる。中でも、家庭用品品質表示法で規定される除去対象物質の吸着性能に優れる炭素質材料とし易いことから、植物系の炭素質前駆体が好ましい。したがって好適な一実施形態において、炭素質材料は、植物系の炭素質前駆体に由来する。トリハロメタンと２−ＭＩＢをより一層効率よく除去し得る炭素質材料を実現し得る観点から、ヤシ殻を原料とすることが好ましい。したがって特に好適な一実施形態において、植物系の炭素質前駆体として、ヤシ殻を用いる。
【００３６】
本実施形態に係る炭素質材料は、分子サイズの小さいトリハロメタン等のＶＯＣと、分子サイズの大きい２−ＭＩＢとを単独系で効率よく除去することが可能である。したがって、本実施形態の炭素質材料は、浄水するための炭素質材料（浄水用炭素質材料）として好適に使用することができ、水道水を浄水するための炭素質材料（水道水の浄水用炭素質材料）としてより好適に使用することができる。
【００３７】
［炭素質材料の製造方法］
本発明の一実施形態に係る炭素質材料は、先述の炭素質前駆体を賦活することによって製造される。なお、賦活に先立ち、炭化を必要とする場合、通常、酸素又は空気を遮断して、例えば、４００〜８００℃（好ましくは５００〜８００℃、さらに好ましくは５５０〜７５０℃）で炭化すればよい。この場合、炭素質前駆体の炭化により得られた原料炭を賦活して炭素質材料を製造する。
【００３８】
ベンゼン吸着量、ビタミンＢ１２吸着量及びメソ孔容積が特定範囲にある炭素質材料を実現するにあたって、賦活の方法が重要である。本実施形態に係る炭素質材料の製造方法（以下、単に「本実施形態の製造方法」ともいう。）は、賦活炉として流動炉（流動賦活炉）を用い、炉床から導入する流動ガスとは別に、酸素含有ガスを流動炉に導入することを特徴とする。これにより、賦活炉としてロータリーキルンを用いる従来法や、流動炉に専ら流動ガスを炉床から導入する従来法では実現困難であった、ベンゼン吸着量が２５〜４０％であり、ビタミンＢ１２吸着量が１３．０〜５０．０ｍｇ／ｇであり、窒素吸着等温線からＢＪＨ法により算出したメソ孔の細孔容積が０．０７０〜０．１５０ｃｍ３／ｇである、炭素質材料を実現することができる。
【００３９】
流動ガスは、原料炭を流動賦活する作用を有する限り特に限定されず、従来公知のものを用いてよい。工業的には、水蒸気や二酸化炭素を適度に含むことから、炭化水素（例えば、メタン、プロパン、ブタン等の軽質ガス、軽油、灯油、重油等の液体燃料）の燃焼ガスが好ましく用いられる。
【００４０】
原料炭を効率よく賦活し得る観点から、流動ガス中の水蒸気濃度は、１０〜４０容量％であることが好ましい。上限は、より好ましくは３５容量％以下、又は３０容量％以下であり、下限は、より好ましくは１２容量％以上、１４容量％以上、又は１５容量％以上である。
【００４１】
本実施形態の製造方法において、炉床から導入する流動ガスとは別に、酸素含有ガスが流動炉に導入される。酸素含有ガスは、流動ガスと酸素含有ガスを合計したガス中の酸素濃度が０．００４〜１容量％となるように流動炉に導入される。トリハロメタンと２−ＭＩＢとを単独種でより一層効率よく除去し得る炭素質材料を得る観点から、流動ガスと酸素含有ガスを合計したガス中の酸素濃度は、好ましくは０．００５容量％以上、０．０１容量％以上、０．０２容量％以上、０．０３容量％以上、０．０４容量％以上、又は０．０５容量％以上である。該酸素濃度の上限は、好ましくは０．９５容量％以下、０．９容量％以下、０．８５容量％以下、又は０．８容量％以下である。本実施形態において、流動ガスと酸素含有ガスを合計したガス中の酸素濃度は、流動ガスの組成と導入量、酸素含有ガスの組成と導入量に基づき算出される仕込み換算の濃度である。
【００４２】
酸素含有ガスは、酸素を含有する限りにおいて特に限定されず、例えば、空気、及び、空気を他のガス（例えば、窒素等の不活性ガス）で希釈したガスを用いることができる。酸素含有ガス中の酸素濃度は、流動ガスと酸素含有ガスを合計したガス中の酸素濃度が０．００４〜１容量％の範囲となる限りにおいて特に限定されないが、好ましくは２０容量％以下、より好ましくは１５容量％以下、１０容量％以下、８容量％以下、６容量％以下、５容量％以下、４容量％以下、３容量％以下、又は２容量％以下である。酸素含有ガス中の酸素濃度の下限は、通常、０．１容量％以上、０．２容量％以上などとすることができる。なお、炉床から導入する流動ガス中に酸素が含まれていてもよいが、流動ガスに燃焼ガスを用いる場合、燃焼ガス中の微量の酸素濃度を制御することは一般的に困難であるため、酸素含有ガス由来の酸素により、酸素濃度を制御することが好適である。
【００４３】
以下、図面を参照しつつ、本実施形態の製造方法を説明する。各図面における主な符号は、以下を示す：１  流動ガス入口、２  酸素含有ガス入口、３  ガス出口、４  ガス分散層、５  原料炭、６  原料炭（流動賦活時）、７  流動ガス、８  酸素含有ガス、９  排出ガス、１０  ガス分散部、２０  流動床部、１００  流動炉（流動賦活炉）。
【００４４】
図１に、本実施形態の製造方法に用いられる流動炉（流動賦活炉）１００の模式図を示す。流動炉１００は、流動ガス入口１、酸素含有ガス入口２、ガス出口３、ガス分散層４を含む。流動ガス入口１は、一般に炉床に配置され、流動炉１００に導入された流動ガス（図示せず）は、ガス分散層４を通過して、原料炭５と接触し原料炭の流動賦活に供される。その後、流動ガスは、一般に炉天井に配置されるガス出口３から炉外に排出される。図１では、前記流動ガスの流れ主方向（すなわち、炉床から炉天井への流れ方向）を方向Ｚとして表している。
【００４５】
ガス分散層４は、流動ガス入口１から導入された流動ガスの流れを分散させて原料炭５に均一に流動ガスを接触させる機能を有する限り特に限定されず、従来公知のものを使用してよい。例えば、孔空き板を用いて流動ガスを分散させる場合、炉床から孔空き板までの緩衝領域を含めてガス分散層４と称する。図１に示すように、ガス分散層４は、流動ガスの流れ主方向Ｚでみて、流動炉内の上流側に配置される。本実施形態において、ガス分散層４からなる領域をガス分散部１０と称する。したがって、流動炉１００は、流動ガスの流れ主方向Ｚでみて流動炉内の上流側にガス分散部１０を備える。
【００４６】
流動炉１００はまた、流動ガスの流れ主方向Ｚでみて流動炉内の下流側に、流動床部２０を備える。流動床部２０において、原料炭５と流動ガスとが接触して原料炭５の流動賦活が行われる。
【００４７】
先述のとおり、本実施形態の製造方法は、炉床から導入する流動ガスとは別に、酸素含有ガスを流動炉に導入することを特徴とする。そしてベンゼン吸着量、ビタミンＢ１２吸着量及びメソ孔容積が特定範囲にある炭素質材料を実現するにあたって、酸素含有ガスの導入位置が重要である。すなわち、流動ガスの流れ主方向Ｚにおけるガス分散部の上流端位置を０（ｍ）、下流端位置をｔ１（ｍ）とし（ｔ１＞０である。）、酸素含有ガスを導入する位置をｔ２（ｍ）としたとき、０．５ｔ１≦ｔ２の関係を満たすことが好ましい。０．５ｔ１＞ｔ２の場合、ベンゼン吸着量、ビタミンＢ１２吸着量及びメソ孔容積が特定範囲にある本実施形態に係る炭素質材料を実現することは困難である。好ましくは０．７ｔ１≦ｔ２、より好ましくは０．８ｔ１≦ｔ２、０．９ｔ１≦ｔ２、又はｔ１≦ｔ２、特に好ましくはｔ１＜ｔ２、１．２ｔ１≦ｔ２、１．４ｔ１≦ｔ２、又は１．５ｔ１≦ｔ２である。ｔ２の上限は、酸素含有ガスが流動賦活中の原料炭と接触し得る限り特に限定されず、炉天井までの任意の位置とし得るが、方向Ｚでみて流動床部２０の高さ（厚さ）をＴ（ｍ）とした場合（すなわち、Ｔ＝（炉天井高さ−ｔ１））、ｔ２≦０．８Ｔ、ｔ２≦０．７Ｔ、ｔ２≦０．６Ｔ、又はｔ２≦０．５Ｔであることが好ましい。なお、酸素含有ガスの導入位置ｔ２とは、方向Ｚでみて酸素含有ガス入口２が幅（厚さ）を有する場合、その幅（厚さ）の中心位置を指す。
【００４８】
図２に、図１記載の流動炉を用いて原料炭を流動賦活する様子を表す模式図を示す。図２において、図１と同じ符号で表した部材・部分は図１と同じ部材・部分を表す。
【００４９】
図２において、炉床から流動ガス７が、炉側部から酸素含有ガス８がそれぞれ流動炉１００に導入される。流動ガス７は、ガス分散層４からなるガス分散部１０を通過して、流動床部２０において原料炭と接触し原料炭の流動賦活に供される。また、酸素含有ガス８（詳細には、ガス中の酸素）は、流動賦活中の原料炭６と接触し原料炭の局所的な賦活に供される。このような酸素含有ガスによる原料炭の局所的な賦活によりミクロ孔を保ったまま局所的にメソ孔を発達させることが可能となり、その結果、ベンゼン吸着量、ビタミンＢ１２吸着量及びメソ孔容積が特定範囲にある炭素質材料が有利に製造されると推察される。
【００５０】
原料炭の賦活の条件は、流動ガスとは別に酸素含有ガスを導入する点を除いて、従来公知の条件を採用してよい。例えば、賦活時の温度は７００〜１０００℃（好ましくは８００〜１０００℃、８５０〜９５０℃）であってよく、賦活の時間は所期のベンゼン吸着量（所期の賦活の進行度合い）が達成される任意の時間としてよい。
【００５１】
本実施形態の製造方法では、流動ガスとは別に導入した酸素含有ガスの作用によって、ベンゼン吸着量、ビタミンＢ１２吸着量及びメソ孔容積が特定範囲にある所期の炭素質材料を製造できることは先述のとおりである。ここで、流動ガス中の水蒸気や二酸化炭素による原料炭の賦活が吸熱反応であるのに対し、酸素含有ガス中の酸素による原料炭の賦活は急激な発熱反応である。したがって、流動賦活中の原料炭に酸素含有ガスを接触させる本実施形態の製造方法では、原料炭の賦活を維持するのに必要となる外部からの熱供給を減少させることができ、エネルギーバランスの観点からも、極めて有利である。
【００５２】
原料炭の賦活に供された後、流動ガス７と酸素含有ガス８は、ガス出口より炉外に排出される（図２における排出ガス９）。排出ガスの一部または全部を循環したり、熱交換したりすることより、排出ガスの熱エネルギーを再利用してもよい。
【００５３】
図１及び図２には、流動ガス入口１、酸素含有ガス入口２、ガス出口３をそれぞれ１つ備えた流動炉を示したが、図１及び図２は模式図にすぎず、流動炉は、流動ガス入口１、酸素含有ガス入口２、ガス出口３をそれぞれ複数備えてもよい。酸素含有ガス入口２を複数備える場合、流動ガスの流れ主方向Ｚでみて、互いに同じ位置（高さ）に配置してもよく、異なる位置（高さ）に配置してもよい。
【００５４】
賦活後の炭素質材料は、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び遷移金属などの不純物を含むヤシ殻などの植物系の炭素質前駆体や鉱物系の炭素質前駆体を用いた場合、灰分や薬剤を除去するために洗浄する。したがって一実施形態において、本発明の製造方法は、賦活後の炭素質材料を洗浄する工程を含んでもよい。その場合、洗浄には鉱酸や水が用いられ、鉱酸としては洗浄効率の高い塩酸が好ましい。塩酸等の鉱酸を用いて炭素質材料を洗浄（酸洗）する場合には、酸洗後に水洗等を行い、脱酸処理をすることが好ましい。
【００５５】
洗浄の後、得られた炭素質材料に対して乾燥、必要に応じて粉砕・篩分を実施して、炭素質材料の製品を得ることができる。
【００５６】
［浄水用フィルター］
炭素質材料を用いて浄水用フィルターを製造することができる。以下に、好適な実施形態に係る浄水用フィルターを説明する。
【００５７】
好適な一実施形態において、浄水用フィルターは、上述したような本実施形態に係る炭素質材料と繊維状バインダーを含む。
【００５８】
繊維状バインダーは、フィブリル化させることによって、炭素質材料を絡めて賦形できるものであれば、特に限定されず、合成品、天然品を問わず幅広く使用可能である。このような繊維状バインダーとしては、例えば、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、パルプなどが挙げられる。繊維状バインダーの繊維長は４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５９】
繊維状バインダーは２種以上を組み合わせて使用してもよい。特に好ましくは、ポリアクリロニトリル繊維又はパルプをバインダーとして使用することである。それにより、成型体密度及び成型体強度をさらに上げ、性能低下を抑制することができる。
【００６０】
好適な一実施形態において、繊維状バインダーの通水性は、ＣＳＦ値で１０〜１５０ｍＬ程度である。本実施形態において、ＣＳＦ値はＪＩＳ  Ｐ８１２１「パルプの濾水度試験方法」カナダ標準ろ水度法に準じて測定した値である。また、ＣＳＦ値は、例えば繊維状バインダーをフィブリル化させることによって調整できる。繊維状バインダーのＣＳＦ値が１０ｍＬ未満となると、通水性が得られず、成型体の強度が低くなり、圧力損失も高くなるおそれがある。一方で、前記ＣＳＦ値が１５０ｍＬを超える場合は、粉末状の活性炭を十分に保持することができず、成型体の強度が低くなる上、吸着性能に劣る可能性がある。
【００６１】
浄水用フィルターは、除去対象物質の除去性能、成型性などの点から、炭素質材料１００質量部に対して、繊維状バインダーを好ましくは４〜１０質量部、より好ましくは４．５〜６質量部含む。したがって、好適な一実施形態において、浄水用フィルターは、本実施形態に係る炭素質材料と繊維状バインダーを含み、繊維状バインダーのＣＳＦ値が１０〜１５０ｍＬであり、炭素質材料１００質量部に対して、繊維状バインダーを４〜１０質量部含む。なお、浄水用フィルターが、後述する他の機能性成分を含む場合、フィルター組成についていう「炭素質材料１００質量部に対して」は「炭素質材料と他の機能性成分の合計１００質量部に対して」と読み替えて適用すればよい。
【００６２】
浄水用フィルターは、本発明の効果が阻害されない限りにおいて、他の機能性成分を含んでもよい。他の機能性成分としては、例えば、溶解性鉛を吸着除去できるチタノシリケートやゼオライト系粉末などの鉛吸着材やイオン交換樹脂又はキレート樹脂、あるいは抗菌性を付与するために銀イオン及び／又は銀化合物を含んだ各種吸着材などが挙げられる。
【００６３】
本実施形態に係る浄水用フィルターは、本実施形態に係る炭素質材料を含むことから、分子サイズの小さいトリハロメタン等のＶＯＣと、分子サイズの大きい２−ＭＩＢとを効率よく除去することが可能である。通水条件は特に限定されないが、圧力損失が極度に大きくならないように３００〜６５００／ｈｒの空間速度（ＳＶ）で実施される。原水及び透過水中の除去対象物質の濃度から計算される各除去率と、通水開始から流した水量（Ｌ）と浄水カートリッジの容積（ｍＬ）の比（累積透過水量Ｌ／ｍＬ）との関係をプロットすることにより、浄水用フィルターの性能を確認することができる。
【００６４】
［浄水器］
炭素質材料又は浄水用フィルターを用いて浄水器を製造することができる。好適な実施形態において、浄水器は、上述したような本実施形態に係る炭素質材料又は浄水用フィルターを含む。
【００６５】
好適な一実施形態において、浄水器は浄水用カートリッジを備え、その浄水用カートリッジが、本実施形態に係る炭素質材料又は浄水用フィルターを用いて構成される。例えば、本実施形態に係る炭素質材料をハウジングに充填して浄水用カートリッジを構成してもよく、また、本実施形態に係る浄水用フィルターをハウジングに充填して浄水用カートリッジを構成してもよい。浄水用カートリッジは、本実施形態に係る炭素質材料又は浄水用フィルターに加えて、公知の不織布フィルター、各種吸着材、ミネラル添加材、セラミック濾過材、中空糸膜などを組合せて含んでもよい。
【００６６】
本明細書は、上述したように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
【００６７】
本発明の一局面に関する炭素質材料は、ベンゼン吸着量が２５〜４０％であって、ビタミンＢ１２吸着量が１３．０〜５０．０ｍｇ／ｇ、窒素吸着等温線からＢＪＨ法により算出したメソ孔の細孔容積が０．０７０〜０．１５０ｃｍ３／ｇであることを特徴とする。
【００６８】
このような構成により、トリハロメタンと２−ＭＩＢの除去を単独種で両立させることのできる炭素質材料を提供することができる。
【００６９】
また、前記炭素質材料において、窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出した比表面積が９００〜１５００ｍ２／ｇであることが好ましい。それにより、浄水器に求められる吸着除去性能を高いレベルで実現することができると考えられる。
【００７０】
さらに、前記炭素質材料において、窒素吸着等温線から算出した平均細孔径が１．７９〜１．８８ｎｍであることが好ましい。それにより、トリハロメタンと２−ＭＩＢとを単独種でより一層効率よく除去できると考えられる。
【００７１】
また、前記炭素質材料において、窒素吸着等温線における相対圧Ｐ／Ｐ０＝０．９９のときの窒素吸着量により算出した全細孔容積に対する、窒素吸着等温線からＭＰ法により算出されるミクロ孔の細孔容積の割合が９６％以下であることが好ましい。それにより、トリハロメタンと２−ＭＩＢとを単独種でより一層効率よく除去できると考えられる。
【００７２】
さらに、前記炭素質材料において、荷重１２ｋＮにおける粉体抵抗測定による導電率が５〜１２Ｓ／ｃｍであることが好ましい。それにより、浄水器に求められる吸着除去性能を高いレベルで実現できると考えられる。
【００７３】
また、前記炭素質材料が植物系の炭素質前駆体に由来することが好ましい。それにより、家庭用品品質表示法で規定される除去対象物質の吸着性能に優れる炭素質材料としやすいと考えられる。さらに、前記植物系の炭素質前駆体がヤシ殻であることが好ましく、それによりトリハロメタンと２−ＭＩＢをより一層効率よく除去し得る炭素質材料を実現できると考えられる。
【００７４】
本発明の他の局面に関する炭素質材料の製造方法は、流動炉を用いることと、炉床から導入する流動ガスとは別に、酸素含有ガスを、流動ガスと酸素含有ガスを合計したガス中の酸素濃度が０．００４〜１容量％となるように流動炉に導入することを特徴とする。このような構成により、上述したような優れた炭素質材料を得ることができる。
【００７５】
また、前記製造方法において、前記炉床から導入する流動ガス中の水蒸気濃度が１０〜４０容量％であることが好ましい。それにより、原料炭を効率よく賦活し得ると考えられる。
【００７６】
さらに、前記製造方法において、前記流動炉が、流動ガスの流れ主方向Ｚでみて流動炉内の上流側にガス分散部を備えており、前記方向Ｚにおけるガス分散部の上流端位置を０（ｍ）、下流端位置をｔ１（ｍ）とし、酸素含有ガスを導入する位置をｔ２（ｍ）としたとき、０．５ｔ１≦ｔ２の関係を満たすように、前記酸素含有ガスを導入することが好ましい。それにより、上述したような優れた炭素質材料をより確実に得ることができると考えられる。
【００７７】
本発明のさらに他の局面に関する浄水用フィルターは、上述したような炭素質材料と繊維状バインダーを含むこと、繊維状バインダーのＣＳＦ値が１０〜１５０ｍＬであること、及び、炭素質材料１００質量部に対して、繊維状バインダーを４〜１０質量部含むことを特徴とする。また、本発明には、上述したような炭素質材料を含む浄水器；並びに、前記浄水用フィルターを含む浄水器も包含される。
【実施例】
【００７８】
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。【００７９】
＜評価方法＞
実施例における各物性値は、以下に示す方法により測定した。【００８０】
［ベンゼン吸着量の測定］
実施例及び比較例で調製した炭素質材料を、１１５℃の恒温乾燥器中で３時間乾燥した後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷した。次いで、２０℃の恒温槽内において、炭素質材料に、飽和濃度の１／１０の濃度のベンゼンを含む乾燥空気を通した。吸着平衡に達した炭素質材料の質量と、吸着前の炭素質材料の質量（すなわち、乾燥・放冷後の炭素質材料の質量）から、次の式（１）に従いベンゼン吸着量（質量％）を求めた。【００８１】
［式（１）］
ベンゼン吸着量（質量％）＝［｛（ベンゼン吸着後の試料質量）−（ベンゼン吸着前の試料質量）｝／（ベンゼン吸着前の試料質量）］×１００【００８２】
［ビタミンＢ１２吸着量の測定］
実施例及び比較例で調製した炭素質材料を、炭素質材料の体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）が９〜１１μｍ程度になるよう粉砕し、１１５℃の恒温乾燥器中で３時間乾燥した後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷した。なお、粉砕した炭素質材料の粒径はレーザー回折測定法により測定した。すなわち、測定対象である炭素質材料を界面活性剤と共にイオン交換水中に入れ、超音波振動を与え均一分散液を作製し、マイクロトラック・ベル（株）製のＭｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３２００を用いて測定した。界面活性剤には、富士フイルム和光純薬（株）製の「ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル」を用いた。分析条件を以下に示す。【００８３】
（分析条件）
測定回数：１回
測定時間：３０秒
分布表示：体積
粒径区分：標準
計算モード：ＭＴ３０００
溶媒名：ＷＡＴＥＲ
測定上限：１４０８μｍ、測定下限：０．２６５μｍ
残分比：０．００
通過分比：０．００
残分比設定：無効
粒子透過性：透過
粒子屈折率：１．８１
粒子形状：非球形
溶媒屈折率：１．３３３ＤＶ値：０．０１００〜０．０５００
透過率（ＴＲ）：０．７５０〜０．９２０
流速：５０％【００８４】
得られた炭素質材料約０．０５ｇ〜０．３０ｇに、約３２０ｐｐｍに調整したビタミンＢ１２（Ｃ６３Ｈ８８Ｎ１４Ｏ１４ＰＣｏ：分子量１３５５．４）水溶液１００ｍＬを加え、２５℃、１６０回／分で２時間振とうし、ビタミンＢ１２を吸着させ、炭素質材料をろ過したろ液を回収した。吸着試験に用いた約３２０ｐｐｍの吸着前のビタミンＢ１２試験水と、吸着処理後のビタミンＢ１２ろ液について、３３０ｎｍにおける吸光度を測定し、予め作成しておいた検量線に基づいてビタミンＢ１２の濃度を算出した。得られたビタミンＢ１２の濃度から、以下の式（２）によって炭素質材料１ｇあたりのビタミンＢ１２の吸着量を算出した。【００８５】
［式（２）］
ビタミンＢ１２吸着量（ｍｇ／ｇ）＝｛吸着前のビタミンＢ１２濃度（ｐｐｍ）−吸着処理後のビタミンＢ１２濃度（ｐｐｍ）｝×０．１／炭素質材料の質量（ｇ）【００８６】
吸着処理後のビタミンＢ１２の濃度が３００ｐｐｍを超える濃度と下回る濃度におけるビタミンＢ１２吸着量を計算した。そして、累乗近似式により、吸着処理後のビタミンＢ１２の濃度が３００ｐｐｍとなる時の吸着処理後のビタミンＢ１２の吸着量を計算し、それをビタミンＢ１２吸着量とした。【００８７】
［窒素吸着等温線の測定］
マイクロトラック・ベル（株）製のＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉを使用し、炭素質材料を窒素気流下（窒素流量：５０ｍＬ／分）にて３００℃で３時間加熱した後、７７Ｋにおける炭素質材料の窒素吸脱着等温線を測定した。【００８８】
［比表面積の測定］
上記方法により得られた窒素吸着等温線からＢＥＴ式により多点法による解析を行い、得られた曲線の相対圧Ｐ／Ｐ０＝０．０１〜０．１の領域での直線から比表面積を算出した。【００８９】
［全細孔容積・平均細孔径の測定］
上記方法により得られた窒素吸着等温線における相対圧Ｐ／Ｐ０＝０．９９での窒素吸着量からＧｕｒｖｉｓｈ法により全細孔容積を算出した。平均細孔径に関しては、全細孔容積及び先に記載したＢＥＴ法から求めた比表面積より、以下の式（３）に基づいて算出した。【００９０】
［式（３）］
平均細孔径（ｎｍ）＝全細孔容積（ｃｍ３／ｇ）／比表面積（ｍ２／ｇ）×４０００【００９１】
［ＭＰ法によるミクロ孔細孔容積、ミクロ孔比率の測定］
上記方法により得られた窒素吸着等温線に対し、ＭＰ法を適用し、ミクロ孔の細孔容積を算出した。このＭＰ法により得られたミクロ孔の細孔容積が、上記方法により算出した全細孔容積に対して占める割合をミクロ孔比率とした。なお、ＭＰ法での解析にあたってはマイクロトラック・ベル（株）から提供された基準曲線『ＮＧＣＢ−ＢＥＬ．ｔ』を用いた。【００９２】
［ＢＪＨ法によるメソ孔細孔容積の測定］
上記方法により得られた窒素吸着等温線に対し、ＢＪＨ法を適用し、メソ孔の細孔容積を算出した。なお、ＢＪＨ法での解析にあたってはマイクロトラック・ベル（株）から提供された基準曲線『ＮＧＣＢ−ＢＥＬ．ｔ』を用いた。【００９３】
［導電率の測定］
粉体抵抗率測定ユニット（（株）三菱ケミカルアナリテック製、ＭＣＰ−ＰＤ５１）を使用し、炭素質材料の導電率を測定した。導電率の測定には、測定試料の粒径が大きく影響するため、炭素質材料の体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）が５〜８μｍ程度になるよう粉砕し、荷重を１２ｋＮかけた際の炭素質材料ペレットの導電率を測定した。なお、粉砕した炭素質材料の粒径はレーザー回折測定法により測定した。炭素質材料の粒径の測定手順・分析条件は、先の［ビタミンＢ１２吸着量の測定］において記載したとおりである。【００９４】
＜実施例１＞
フィリピン産のヤシ殻を炭化したヤシ殻炭を１０ｍｅｓｈ（１．７ｍｍ）から３０ｍｅｓｈ（０．５ｍｍ）に粒度調整した。このヤシ殻炭１ｋｇを９００℃に加熱した流動賦活炉に投入し、炉床から水蒸気１５容量％、二酸化炭素１１容量％の流動ガス５０Ｌ／分、炉側部から酸素０．５容量％、窒素９９．５容量％の酸素含有ガス５Ｌ／分を導入し、ベンゼン吸着量が約３５重量％となるまで賦活処理を行った（流動賦活炉に導入する合計ガス中の酸素濃度は約０．０４５容量％）。流動賦活炉には、流動ガスの流れ主方向Ｚでみて炉内の上流側にガス分散層を備える炉を用いた。また、方向Ｚにおける酸素含有ガスの導入位置ｔ２とガス分散層の下流端ｔ１とはｔ１＜ｔ２の関係を満たした。すなわち、酸素含有ガスは流動賦活炉の流動床部に導入した。【００９５】
得られた賦活処理炭を希塩酸で洗浄し、次いで残留した塩酸を除去するためイオン交換水で十分に洗浄、乾燥させることにより、炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【００９６】
＜実施例２＞
賦活処理前のヤシ殻炭を３０ｍｅｓｈ（０．５ｍｍ）から６０ｍｅｓｈ（０．２５ｍｍ）に粒度調整した以外は、実施例１と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【００９７】
＜実施例３＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスの濃度を、酸素０．０５容量％、窒素９９．９５容量％に変更した以外は、実施例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【００９８】
＜実施例４＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスの濃度を、酸素１容量％、窒素９９容量％に変更した以外は、実施例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【００９９】
＜実施例５＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスの濃度を、酸素５容量％、窒素９５容量％に変更した以外は、実施例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１００】
＜実施例６＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスの濃度を、酸素１０容量％、窒素９０容量％に変更した以外は、実施例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１０１】
＜実施例７＞
賦活処理炭のベンゼン吸着量が約２８重量％となるまで賦活処理を行った以外は、実施例４と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１０２】
＜実施例８＞
賦活処理前のヤシ殻炭を５０ｍｅｓｈ（０．３ｍｍ）から１００ｍｅｓｈ（０．１５ｍｍ）に粒度調整した以外は、実施例１と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１０３】
＜比較例１＞
フィリピン産のヤシ殻を炭化したヤシ殻炭を１０ｍｅｓｈ（１．７ｍｍ）から３０ｍｅｓｈ（０．５ｍｍ）に粒度調整した。このヤシ殻炭１ｋｇを９００℃に加熱したロータリーキルンに投入し、水蒸気１５容量％、二酸化炭素１１容量％の賦活ガス１０Ｌ／分と酸素０．５容量％、窒素９９．５容量％の追加ガス１Ｌ／分を導入し、ベンゼン吸着量が約３５重量％となるまで賦活処理を行った。【０１０４】
得られた賦活処理炭を希塩酸で洗浄し、次いで残留した塩酸を除去するためイオン交換水で十分に洗浄、乾燥させることにより、炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１０５】
＜比較例２＞
賦活処理前のヤシ殻炭を３０ｍｅｓｈ（０．５ｍｍ）から６０ｍｅｓｈ（０．２５ｍｍ）に粒度調整した以外は、比較例１と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１０６】
＜比較例３（参考例）＞
賦活処理炭のベンゼン吸着量が約４５質量％となるまで賦活処理を行った以外は、実施例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。なお、本比較例３は、流動炉を用いた炭素質材料の製造方法において、流動ガスとは別に酸素含有ガスを供給していることから、従来技術に係る態様ではなく、参考例として示したものである。後記の比較例４及び６も同様である。【０１０７】
＜比較例４（参考例）＞
賦活処理炭のベンゼン吸着量が約２５質量％となるまで賦活処理を行った以外は、実施例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１０８】
＜比較例５＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスを、酸素不含の窒素ガスに変更した以外は、実施例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１０９】
＜比較例６（参考例）＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスを、空気に変更した以外は、実施例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１１０】
＜比較例７＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスを、酸素不含の窒素ガスに変更した以外は、比較例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１１１】
＜比較例８＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスの濃度を、酸素１容量％、窒素９９容量％に変更した以外は、比較例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１１２】
＜比較例９＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスの濃度を、酸素５容量％、窒素９５容量％に変更した以外は、比較例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１１３】
＜比較例１０＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスの濃度を、酸素１０容量％、窒素９０容量％に変更した以外は、比較例２と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１１４】
＜比較例１１＞
賦活処理時に導入する酸素含有ガスを、酸素不含の窒素ガスに変更した以外は、比較例３と同様にして炭素質材料を得た。処理条件及び得られた炭素質材料の物性値を表１に示す。【０１１５】
＜比較例１２＞
粉末状活性炭である株式会社クラレ製ＰＧＷ−１００ＭＤの粉砕前の活性炭を入手し、３０ｍｅｓｈ（０．５ｍｍ）から６０ｍｅｓｈ（０．２５ｍｍ）に粒度調整し、比較例１２の炭素質材料とした。その物性値を表１に示す。【０１１６】
【表１】
0006829796.tif 000002
【０１１７】
［炭素質材料のろ過能力評価］
実施例１〜８及び比較例１〜１２で調製した炭素質材料を直径３４ｍｍ、高さ６７ｍｍ、内容積６０ｍＬの浄水カートリッジに充填し、ＪＩＳ  Ｓ  ３２０１（２０１０）に規定された家庭用浄水器試験方法に準拠して、下記に示す手順に従い、トリハロメタン及び２−ＭＩＢのろ過能力試験を実施した。なお、実施例１及び比較例１の炭素質材料については、３０ｍｅｓｈ（０．５ｍｍ）〜６０ｍｅｓｈ（０．２５ｍｍ）に粒度調製した後に本試験を実施した。【０１１８】
［総トリハロメタンろ過能力試験］
クロロホルム濃度４５±９ｐｐｂ、ブロモジクロロメタン濃度３０±６ｐｐｂ、ジブロモクロロメタン濃度２０±４ｐｐｂ、ブロモホルム濃度５±１ｐｐｂに調整した水を試験水に用い、１Ｌ／分、空間速度（ＳＶ）＝１０００ｈｒ−１の条件にて、除去率８０％を下回った点を破過点として、ろ過能力試験を実施した。本試験では、ろ過能力が７．０（Ｌ／ｍＬ）以上であるものを合格とした。通水試験条件及び結果を表２に示す。【０１１９】
［２−ＭＩＢろ過能力試験］
２−ＭＩＢ濃度５０±１０ｐｐｔに調整した水を試験水に用い、１Ｌ／分、空間速度（ＳＶ）＝１０００ｈｒ−１の条件にて、除去率８０％を下回った点を破過点として、ろ過能力試験を実施した。本試験では、ろ過能力が３０．０（Ｌ／ｍＬ）以上であるものを合格とした。通水試験条件及び結果を表２に示す。【０１２０】
【表２】
0006829796.tif 000003
【０１２１】
（考察）
表２の結果から明らかなように、本発明に関する実施例の炭素質材料はいずれも、分子サイズの小さいトリハロメタンと、分子サイズの大きい２−ＭＩＢとを両方除去できることが示された。【０１２２】
これに対し、ベンゼン吸着量、ビタミンＢ１２吸着量、および／またはメソ孔容積の少なくともいずれかが本発明の規定を満たしていない比較例１〜１２では、トリハロメタンまたは２−ＭＩＢのいずれか一方のみしか除去できず、実施例の炭素質材料のように両方を除去することができなかった。【０１２３】
この出願は、２０１９年４月２６日に出願された日本国特許出願特願２０１９−０８５５１４を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。【０１２４】
本発明を表現するために、前述において具体例や図面等を参照しながら実施形態を通して本発明を適切かつ十分に説明したが、当業者であれば前述の実施形態を変更及び／又は改良することは容易にできることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明の炭素質材料は特に家庭用品品質表示法における除去対象物質の除去に有用である。よって、本発明は、浄水用フィルター、浄水器等の浄水技術において幅広い産業上の利用可能性を有する。
【要約】
本発明の一局面は、ベンゼン吸着量が２５〜４０％であって、ビタミンＢ１２の吸着量が１３．０〜５０．０ｍｇ／ｇ、窒素吸着等温線からＢＪＨ法により算出したメソ孔の細孔容積が０．０７０〜０．１５０ｃｍ３／ｇである、炭素質材料に関する。【図１】
0006829796.tif 000004
【図２】
0006829796.tif 000005