JP2005306710A - Honeycomb structure and method for manufacturing the same, and canister using the honeycomb structure - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a honeycomb structure which maintains good adsorption performance and is not damaged for a long period of time when used for a sub-canister and can be more inexpensively manufactured, and to provide a method for manufacturing the same, and a canister. <P>SOLUTION: The honeycomb structure contains an active carbon and a clay-like material, has cells 52 to be sectioned and formed by a plurality of partition walls 53 on the inner side of an outer peripheral wall 51. The volumetric ratios of pores of 1 to 6 nm with respect to pores of a diameter 1 to 12 nm existing at the outer peripheral wall 51 and the partition walls 53 is 72 to 83%. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、吸着剤や触媒担体として優れた特性を有する、活性炭と粘土状物質を用いたハニカム構造体とその製造方法、およびこのハニカム構造体を用いた自動車の燃料蒸発防止装置で用いられるキャニスターに関するものである。   The present invention relates to a honeycomb structure using activated carbon and a clay-like substance having excellent characteristics as an adsorbent or a catalyst carrier, a method for manufacturing the honeycomb structure, and a canister used in an automobile fuel evaporation prevention apparatus using the honeycomb structure. It is about.

自動車がエンジンを停止したとき、ガソリンタンクから蒸発した蒸気(以下、ガソリン蒸気という)は、従来回収されることなく大気中に放出されていた。しかし、近年大気汚染に対する配慮から大気中への放出パイプの途中に、ガソリン蒸気の吸着剤として通常粒状活性炭を充填したキャニスターを備えた燃料蒸発防止装置が取り付けられるようになってきている。このキャニスターは、ガソリン蒸気を吸着剤に吸着させ、次の走行時逆方向に空気を流すことで、ガソリン蒸気を吸着剤から脱離させ、エンジンに供給、再使用させるものである。   When the car stops the engine, the vapor evaporated from the gasoline tank (hereinafter referred to as gasoline vapor) has been conventionally released into the atmosphere without being recovered. However, in recent years, in consideration of air pollution, a fuel evaporation prevention device equipped with a canister filled with granular activated carbon as an adsorbent for gasoline vapor has come to be installed in the middle of a discharge pipe into the atmosphere. This canister adsorbs gasoline vapor to the adsorbent and causes air to flow in the reverse direction during the next travel, thereby desorbing the gasoline vapor from the adsorbent and supplying it to the engine for reuse.

このガソリン蒸気の大気中へのリーク量を低減するため、粒状活性炭の吸着性能の向上あるいはキャニスターの構造に対して多くの提案がなされてきた。   In order to reduce the amount of leakage of gasoline vapor into the atmosphere, many proposals have been made for improving the adsorption performance of granular activated carbon or for the structure of a canister.

一方、規制面では自動車排ガス規制として2003年現在、米国カリフォルニア州ではLEV(Amendments to California’ Low−Emission Vehicle regulations)が定められているが、2004年よりさらに厳しい自動車排ガス規制LEV2が施行される予定である。この新しい自動車排ガス規制LEV2では、車両が停止しているときも含めて、ガソリン蒸気の大気中へのリーク量を完全に防止することが要求されているが、吸着剤として粒状活性炭を充填したキャニスターを搭載した自動車では長時間停車した場合、時間の経過とともに、ガソリン蒸気がキャニスター内で拡散することで、大気中へのリーク量も増加して規制値を超えるという問題があり、その対策が必要とされるようになっている。   On the other hand, in terms of regulations, automobile exhaust emission regulations have been set as LEV (Amendments to California 'Low-Emission Vehicle regulations) as of 2003 in California, USA, but the more stringent automobile exhaust emission regulations LEV2 will be enforced in 2004 It is. In this new automobile exhaust gas regulation LEV2, it is required to completely prevent leakage of gasoline vapor into the atmosphere, including when the vehicle is stopped, but a canister filled with granular activated carbon as an adsorbent. When a car equipped with is stopped for a long time, as the time passes, gasoline vapor diffuses in the canister, causing a problem that the amount of leakage into the atmosphere increases and exceeds the regulation value, and countermeasures are necessary It is supposed to be.

この問題を解決するために、特許文献1では上記キャニスターの後に別のキャニスター(以下、サブキャニスターと称す)を直列に配置し、サブキャニスターの吸着剤を活性炭ハニカムとすることにより、長時間停車した場合でもガソリン蒸気のリーク量を抑制できる装置が提案されている。   In order to solve this problem, in Patent Document 1, another canister (hereinafter referred to as a sub-canister) is arranged in series after the canister, and the adsorbent of the sub-canister is an activated carbon honeycomb, thereby stopping for a long time. Even in such a case, an apparatus capable of suppressing the leakage amount of gasoline vapor has been proposed.

また、吸着性能も高めるために、種々の活性炭ハニカム構造体が提案されている。   In addition, various activated carbon honeycomb structures have been proposed in order to enhance the adsorption performance.

例えば、特許文献2では、水銀圧入法で測定した細孔構造を直径4nm以上の細孔容積が0.45ml/g以上で、直径600nm以上の細孔容積が0.20〜0.35ml/gとすることで、ヨードの吸着性能やメチレンブルーの脱色性能を改良した活性炭ハニカム構造体が提案されている。   For example, in Patent Document 2, the pore structure measured by mercury porosimetry is such that the pore volume with a diameter of 4 nm or more is 0.45 ml / g or more and the pore volume with a diameter of 600 nm or more is 0.20 to 0.35 ml / g. Thus, an activated carbon honeycomb structure with improved iodine adsorption performance and methylene blue decolorization performance has been proposed.

また、特許文献3では、活性炭粉末、溶媒(メチルアルコール、エチルアルコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、アセトン、ジエチルケトン、酢酸エチル、アセトニトリル等)及び常温で固体であって前記溶媒に対する可溶成分が50〜95質量%であるフェノール・アルデヒド系樹脂を含有した混練体を成形、乾燥、硬化した後、不活性ガス雰囲気下で焼成した活性炭ハニカム構造体が提案されている。   In Patent Document 3, activated carbon powder, a solvent (methyl alcohol, ethyl alcohol, ethylene glycol monoethyl ether, acetone, diethyl ketone, ethyl acetate, acetonitrile, etc.), and a solid component at room temperature having a soluble component in the solvent of 50. There has been proposed an activated carbon honeycomb structure in which a kneaded body containing ~ 95% by mass of a phenol-aldehyde resin is molded, dried and cured, and then fired in an inert gas atmosphere.

また、特許文献4では、炭素質材料を含む遮蔽材を活性炭ハニカム成形体の周囲に配置して、周囲の酸素との接触を遮断し、この活性炭ハニカム成形体を400〜1000℃で焼成するという活性炭ハニカム構造体の焼成方法が提案されている。   Moreover, in patent document 4, the shielding material containing a carbonaceous material is arrange | positioned around the activated carbon honeycomb molded object, the contact with surrounding oxygen is interrupted | blocked, and this activated carbon honeycomb molded object is baked at 400-1000 degreeC. A method for firing an activated carbon honeycomb structure has been proposed.

さらに、特許文献5では、活性炭ハニカム構造体を薄切りし、重ね合わせて反応系内に装着するという活性炭ハニカム構造体の使用方法が提案されている。
特開平10−37812号公報 特許第3125808号公報 特開2002−301365号公報 特開平11−79724号公報 特開平3−42036号公報
Further, Patent Document 5 proposes a method of using the activated carbon honeycomb structure in which the activated carbon honeycomb structure is sliced and stacked and mounted in the reaction system.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-37812 Japanese Patent No. 3125808 JP 2002-301365 A JP-A-11-79724 JP-A-3-42036

しかしながら、特許文献1では活性炭ハニカム構造体がガソリン蒸気の有効な吸着剤として提案されているものの、活性炭ハニカム構造体を形成する粒子の界面及び内部に存在する細孔の径と容積が制御されておらず、また、実施例で示されている活性炭ハニカム構造体はその形状が直方体であるため、サブキャニスターに装着した場合、サブキャニスターは通常円筒体であることから、スペースロスが発生するという問題があった。   However, although Patent Document 1 proposes an activated carbon honeycomb structure as an effective adsorbent for gasoline vapor, the diameter and volume of pores existing in the interface and inside of the particles forming the activated carbon honeycomb structure are controlled. In addition, since the activated carbon honeycomb structure shown in the examples has a rectangular parallelepiped shape, when mounted on a sub-canister, the sub-canister is usually a cylindrical body, which causes a problem of space loss. was there.

また、特許文献2で提案された活性炭ハニカム構造体の細孔構造の測定方法、即ち水銀圧入法を本発明で提案するハニカム構造体の細孔の直径の測定に用いようとすると、直径が20nm以上の細孔を有する活性炭ハニカム構造体には適しているものの、直径が20nm未満の細孔を有する活性炭ハニカム構造体では測定し難いという問題があった。(「多孔材料ハンドブック」((株)アイピーシー)p27参照)
また、特許文献2で提案された活性炭ハニカム構造体は、燃料成分の主成分であるブタンより分子径の大きいヨードの吸着性能やメチレンブルーの脱色性能を改良したものであって、分子径の小さなブタンあるいはエタンの吸着・脱離性能の向上を目的としたものではなかったため、この性能に寄与する細孔構造は必ずしも調整されてはいなかった。
Further, when the method for measuring the pore structure of the activated carbon honeycomb structure proposed in Patent Document 2, that is, the mercury intrusion method is used for measuring the diameter of the pores of the honeycomb structure proposed in the present invention, the diameter is 20 nm. Although it is suitable for the activated carbon honeycomb structure having the above pores, there is a problem that it is difficult to measure with the activated carbon honeycomb structure having pores having a diameter of less than 20 nm. (See “Porous Material Handbook” (IPC Co., Ltd.) p27)
In addition, the activated carbon honeycomb structure proposed in Patent Document 2 has improved iodine adsorption performance and methylene blue decolorization performance, which have a larger molecular diameter than butane, which is the main component of the fuel component, and has a smaller molecular diameter butane. Or, since it was not aimed at improving the adsorption / desorption performance of ethane, the pore structure contributing to this performance was not necessarily adjusted.

また、特許文献3で提案された活性炭ハニカム構造体では、その作製にフェノール・アルデヒド系樹脂、またその溶媒として水単体ではなくメチルアルコール、エチルアルコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、アセトン、ジエチルケトン、酢酸エチル、アセトニトリル等を用いているが、フェノール・アルデヒド系樹脂自体が高価である上、前記溶媒に対しては、防爆対策を採らねばならず、活性炭ハニカム構造体も高価になってしまうという問題があった。   In addition, in the activated carbon honeycomb structure proposed in Patent Document 3, a phenol / aldehyde resin is used for the production thereof, and the solvent is not water alone but methyl alcohol, ethyl alcohol, ethylene glycol monoethyl ether, acetone, diethyl ketone, acetic acid. Ethyl, acetonitrile, etc. are used, but the phenol-aldehyde resin itself is expensive, and the above-mentioned solvent must take an explosion-proof measure, and the activated carbon honeycomb structure also becomes expensive. there were.

また、特許文献4で提案された活性炭ハニカム構造体の製造方法によれば、遮蔽材を活性炭ハニカム成形体の周囲に配置したことで、酸素との接触が遮断され、可燃性である活性炭ハニカム成形体の燃焼を確かに防止できるものの、焼成温度が400〜1000℃と低いことから、用いる粘土状物質によっては十分焼結させることができず、活性炭ハニカム構造体をサブキャニスターに装着すると、強度が不足するという問題があった。   In addition, according to the method for manufacturing an activated carbon honeycomb structure proposed in Patent Document 4, since the shielding material is disposed around the activated carbon honeycomb molded body, contact with oxygen is blocked and the activated carbon honeycomb molded is flammable. Although the combustion of the body can be surely prevented, the firing temperature is as low as 400 to 1000 ° C., so it cannot be sufficiently sintered depending on the clay-like material used, and when the activated carbon honeycomb structure is attached to the sub-canister, the strength is increased. There was a problem of shortage.

さらに、特許文献5で提案されたように活性炭ハニカム構造体を薄切りし、重ね合わせて反応系内で用いた場合、この反応系の振動が弱ければ、良好な吸着性能が得られるものの、サブキャニスターに装着すると、自動車が走行中に受ける強い振動により、重ね合わせた活性炭ハニカム構造体が干渉し、破損するという問題があった。また、この製造方法で作製した活性炭ハニカム構造体は、製造コストが掛かりすぎるという問題もあった。   Furthermore, when the activated carbon honeycomb structure is sliced and used in the reaction system as proposed in Patent Document 5, if the vibration of the reaction system is weak, good adsorption performance can be obtained, but the sub-canister When mounted on the car, there is a problem that the activated carbon honeycomb structure overlaid interferes with and is damaged by strong vibration that the automobile receives while traveling. Moreover, the activated carbon honeycomb structure manufactured by this manufacturing method has a problem that the manufacturing cost is too high.

また、上記特許文献1〜5では、活性炭ハニカム構造体の出発原料である粉末状の活性炭の細孔構造や活性炭ハニカム構造体を得るための適切な成形助剤も何等示されておらず、吸着・脱離性能の高い活性炭ハニカム構造体が得られないという問題もあった。   In addition, the above Patent Documents 1 to 5 do not show any powdery activated carbon pore structure, which is a starting material of the activated carbon honeycomb structure, nor any suitable forming aid for obtaining the activated carbon honeycomb structure. There was also a problem that an activated carbon honeycomb structure with high desorption performance could not be obtained.

本発明は、良好な吸着・脱離性能を維持するとともに、サブキャニスターに用いた場合、長期間破損することがない上、より安価に製造できるハニカム構造体及びその製造方法並びにキャニスターを提供するものである。   The present invention provides a honeycomb structure that can maintain a good adsorption / desorption performance, and is not damaged for a long period of time when used in a sub-canister, and can be manufactured at a lower cost, its manufacturing method, and a canister. It is.

本発明のハニカム構造体は、活性炭および粘土状物質を含有してなり、外周壁内側に複数の隔壁で区画形成されたセルを備えたハニカム構造体であって、外周壁および隔壁に存在する直径1nm〜12nmの細孔に対する直径1nm〜6nmの細孔の容積比率が、ガス吸着法を用いて測定した場合、72〜83%であることを特徴とするものである。   The honeycomb structure of the present invention is a honeycomb structure including activated carbon and a clay-like substance, and includes a cell that is partitioned and formed by a plurality of partition walls inside the outer peripheral wall, and has a diameter that exists in the outer peripheral wall and the partition walls. The volume ratio of the pores having a diameter of 1 nm to 6 nm to the pores having a diameter of 1 nm to 12 nm is 72 to 83% when measured using a gas adsorption method.

また、外周壁および隔壁に存在する細孔が、ガス吸着法を用いて測定した場合、直径2nmの細孔容積が140mm/g以上、直径3nmの細孔容積が120mm/g以上、および直径4nmの細孔容積が90mm/g以上の構造であることを特徴とするものである。 Further, when the pores existing in the outer peripheral wall and the partition wall are measured using a gas adsorption method, the pore volume with a diameter of 2 nm is 140 mm 3 / g or more, the pore volume with a diameter of 3 nm is 120 mm 3 / g or more, and The pore volume with a diameter of 4 nm has a structure of 90 mm 3 / g or more.

さらに、上記ハニカム構造体が炭化水素系ガスの吸着性能を有し、その炭化水素系ガスの吸着量が3.2g/100ml以上であることを特徴とするものである。   Further, the honeycomb structure has a hydrocarbon gas adsorption performance, and the hydrocarbon gas adsorption amount is 3.2 g / 100 ml or more.

またさらに、外周壁および隔壁に存在する細孔が、ガス吸着法を用いて測定した場合、直径8nmの細孔容積が50mm/g以上、直径10nmの細孔容積が40mm/g以上、および直径12nmの細孔容積が30mm/g以上の構造であることを特徴とする
ものである。
Furthermore, when the pores existing in the outer peripheral wall and the partition wall are measured using a gas adsorption method, the pore volume with a diameter of 8 nm is 50 mm 3 / g or more, the pore volume with a diameter of 10 nm is 40 mm 3 / g or more, In addition, the pore volume of 12 nm in diameter is a structure of 30 mm 3 / g or more.

さらにまた、アルミナ(Al)、シリカ(SiO)、カルシア(CaO)、マグネシア(MgO)、スピネル(MgAl)、フォルステライト(MgSiO)の少なくともいずれか1種が添加されてなることを特徴とするものである。 Furthermore, at least one of alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), magnesia (MgO), spinel (MgAl 2 O 4 ), and forsterite (Mg 2 SiO 4 ) is included. It is characterized by being added.

また、上記ハニカム構造体が炭化水素系ガスの脱離性能を有し、脱離率が50%以上であることを特徴とするものである。   In addition, the honeycomb structure has a hydrocarbon gas desorption performance and a desorption rate of 50% or more.

さらに、上記外周壁の厚みが0.5mm以上、隔壁の厚みが0.35mm以下であるととともに、外周壁と隔壁とが接する箇所の近傍に補強部を形成したことを特徴とするものである。   Furthermore, the thickness of the outer peripheral wall is 0.5 mm or more, the thickness of the partition wall is 0.35 mm or less, and a reinforcing portion is formed in the vicinity of a portion where the outer peripheral wall and the partition wall are in contact with each other. .

またさらに、上記セルは軸方向に垂直な断面形状が六角形であることを特徴とするものである。   Furthermore, the cell is characterized in that the cross-sectional shape perpendicular to the axial direction is a hexagon.

さらにまた、上記活性炭及び粘土状物質の重量比率が60:40〜30:70であることを特徴とするものである。   Furthermore, the weight ratio of the activated carbon and the clay-like substance is 60:40 to 30:70.

また、上記活性炭が木質活性炭であることを特徴とするものである。   Further, the activated carbon is a wood activated carbon.

さらに、上記粘土状物質が木節粘土、蛙目粘土、ボールクレー、ゼオライト、ベントナイト、含水ケイ酸マグネシウム繊維のうちの少なくとも1種であることを特徴とするものである。   Furthermore, the clay-like substance is at least one of Kibushi clay, Sasame clay, ball clay, zeolite, bentonite, and hydrous magnesium silicate fiber.

またさらに、不可避不純物の合計が酸化物換算で2質量%以下であることを特徴とするものである。   Furthermore, the total of inevitable impurities is 2% by mass or less in terms of oxide.

さらにまた、本発明のハニカム構造体の製造方法は、成形助剤として、セルロース誘導体、アルコール系共重合体及びポリエチレングリコール系アクリレートが添加された、活性炭と粘土状物質とを含有する混練体を押出成形する工程と、得られた成形体を温度40〜70℃で乾燥する工程と、乾燥後の成形体を温度600〜1300℃で成形体を焼結する工程と、を有することを特徴とする。   Furthermore, the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention includes extruding a kneaded body containing activated carbon and a clay-like material, to which a cellulose derivative, an alcohol copolymer, and a polyethylene glycol acrylate are added as a forming aid. A step of molding, a step of drying the obtained molded body at a temperature of 40 to 70 ° C., and a step of sintering the molded body at a temperature of 600 to 1300 ° C. after drying. .

また、上記セルロース誘導体がメチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、エチルメチルセルロース、プロピルメチルセルロース、結晶セルロースからなる群から選択された少なくとも1種、アルコール系共重合体がポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコールからなる群から選択された少なくとも1種、ポリエチレングリコール系アクリレートがポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールテトラメチレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールテトラメチレングリコールモノメタクリレートからなる群から選択された少なくとも1種であるとともに、添加するセルロース誘導体、アルコール系重合体及びポリエチレングリコール系アクリレートの比率が、上記混練体に対しそれぞれ2〜6質量%、7〜15質量%、30〜35質量%であることを特徴とする。   The cellulose derivative is at least one selected from the group consisting of methyl cellulose, ethyl cellulose, propyl cellulose, ethyl methyl cellulose, propyl methyl cellulose, and crystalline cellulose, and the alcohol copolymer is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and polyethylene vinyl alcohol. And at least one polyethylene glycol-based acrylate is selected from the group consisting of polyethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol tetramethylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol polypropylene glycol monoacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol tetramethylene glycol monomethacrylate To be one kind Further, the ratio of the cellulose derivative to be added, the alcohol polymer, and the polyethylene glycol acrylate is 2 to 6% by mass, 7 to 15% by mass, and 30 to 35% by mass with respect to the kneaded body, respectively. .

さらに、本発明のハニカム構造体の製造方法は、成形助剤として、ソルビタンモノカプリレート複合エステル、グリコール類、セルロース誘導体からなる群から選択された少なくとも1種及びメチルセルロースが添加された、活性炭と粘土状物質とを含有する混練体を押出成形する工程と、得られた成形体を温度40〜70℃で乾燥する工程と、乾燥後の成形体を温度600〜1300℃で焼結する工程と、を有することを特徴とする。   Furthermore, the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention includes activated carbon and clay to which at least one selected from the group consisting of sorbitan monocaprylate composite ester, glycols, and cellulose derivatives and methylcellulose are added as a forming aid. A step of extruding a kneaded body containing a particulate substance, a step of drying the obtained molded body at a temperature of 40 to 70 ° C, a step of sintering the dried molded body at a temperature of 600 to 1300 ° C, It is characterized by having.

また、上記グリコール類がプロピレングリコール、エチレングリコールからなる群から選択された少なくとも1種、セルロース誘導体がエチルセルロース、プロピルセルロース、エチルメチルセルロース、プロピルメチルセルロース、結晶セルロースから選択された少なくとも1種であるとともに、添加するソルビタンモノカプリレート複合エステル、グリコール類、セルロース誘導体及びメチルセルロースの比率が、上記混練体に対しそれぞれ3〜5質量%、1〜3質量%、1〜3質量%、3〜10質量%であることを特徴とする。   The glycol is at least one selected from the group consisting of propylene glycol and ethylene glycol, and the cellulose derivative is at least one selected from ethyl cellulose, propyl cellulose, ethyl methyl cellulose, propyl methyl cellulose, and crystalline cellulose, and added The ratios of sorbitan monocaprylate composite ester, glycols, cellulose derivative and methylcellulose are 3 to 5% by mass, 1 to 3% by mass, 1 to 3% by mass, and 3 to 10% by mass with respect to the kneaded body, respectively. It is characterized by that.

さらに、本発明のハニカム構造体の製造方法は、炭素質材料を含む遮蔽材を上記成形体の周囲に配置して焼結することを特徴とする。   Furthermore, the method for manufacturing a honeycomb structured body of the present invention is characterized in that a shielding material containing a carbonaceous material is disposed around the molded body and sintered.

またさらに、本発明のキャニスターは、上記ハニカム構造体を装着したことを特徴とするものである。   Furthermore, the canister of the present invention is characterized in that the honeycomb structure is mounted.

本発明は、ハニカム構造体の外周壁および隔壁に存在する直径1nm〜12nmの細孔に対する直径1nm〜6nmの細孔の容積比率を、ガス吸着法を用いて測定した場合、72〜83%としたことで、吸着性能及び脱離性能の均衡を容易に保つことができる。   In the present invention, when the volume ratio of the pores having a diameter of 1 nm to 6 nm to the pores having a diameter of 1 nm to 12 nm existing in the outer peripheral wall and partition walls of the honeycomb structure is measured using a gas adsorption method, it is 72 to 83%. As a result, the balance between the adsorption performance and the desorption performance can be easily maintained.

また、ハニカム構造体の外周壁および隔壁に存在する細孔の構造を、ガス吸着法を用いて測定した場合、直径2nmの細孔容積を140mm/g以上であって、直径3nmの細孔容積を120mm/g以上であるとともに、直径4nmの細孔容積を90mm/g以上の構造としたことで、長期間良好な吸着性能を維持することができる。 Further, when the structure of the pores existing in the outer peripheral wall and the partition walls of the honeycomb structure was measured using a gas adsorption method, the pore volume with a diameter of 2 nm was 140 mm 3 / g or more, and the pores with a diameter of 3 nm Adopting a structure in which the volume is 120 mm 3 / g or more and the pore volume having a diameter of 4 nm is 90 mm 3 / g or more, good adsorption performance can be maintained for a long time.

さらに、上記ハニカム構造体が炭化水素系ガスの吸着性能を有し、その炭化水素系ガスの吸着量を3.2g/100ml以上とすることで、キャニスターの吸着剤として用いることができる。   Furthermore, the honeycomb structure has a hydrocarbon gas adsorption performance, and can be used as an adsorbent for a canister by setting the adsorption amount of the hydrocarbon gas to 3.2 g / 100 ml or more.

またさらに、ハニカム構造体の外周壁および隔壁に存在する細孔の構造を、ガス吸着法を用いて測定した場合、直径8nmの細孔容積を50mm/g以上であって、直径10nmの細孔容積を120mm/g以上であるとともに、直径12nmの細孔容積を90mm/g以上の構造としたことで、長期間良好な脱離性能を維持することができる。 Furthermore, when the structure of the pores existing in the outer peripheral wall and partition walls of the honeycomb structure is measured using a gas adsorption method, the pore volume having a diameter of 8 nm is 50 mm 3 / g or more and the pore volume having a diameter of 10 nm is reduced. With a pore volume of 120 mm 3 / g or more and a pore volume of 12 nm in diameter having a structure of 90 mm 3 / g or more, good desorption performance can be maintained for a long time.

また、アルミナ(Al)、シリカ(SiO)、カルシア(CaO)、マグネシア(MgO)、スピネル(MgAl)、フォルステライト(MgSiO)の少なくともいずれか1種を添加することで、ハニカム構造体の比熱が上昇し、脱離性能が向上する。 In addition, at least one of alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), magnesia (MgO), spinel (MgAl 2 O 4 ), and forsterite (Mg 2 SiO 4 ) is added. As a result, the specific heat of the honeycomb structure is increased, and the desorption performance is improved.

さらに、上記ハニカム構造体は炭化水素系ガスの吸着、脱離性能を有し、脱離率を50%以上とすることで、キャニスターの吸着脱離剤として用いることができる。   Further, the honeycomb structure has the ability to adsorb and desorb hydrocarbon gases, and can be used as an adsorbing and desorbing agent for canisters by setting the desorption rate to 50% or more.

さらにまた、上記ハニカム構造体を区画形成する隔壁の厚みを0.35mm以下、外周壁の厚みを0.5mm以上とするととともに、前記外周壁と隔壁とが接する箇所の近傍に補強部を形成することで、吸着・脱離性能を向上させられるとともに、強度も高くすることができ、より信頼性の高いものとなる。   Furthermore, the thickness of the partition wall for partitioning the honeycomb structure is set to 0.35 mm or less, the thickness of the outer peripheral wall is set to 0.5 mm or more, and a reinforcing portion is formed in the vicinity of the portion where the outer peripheral wall and the partition wall are in contact with each other. As a result, the adsorption / desorption performance can be improved, the strength can be increased, and the reliability becomes higher.

またさらに、軸方向に垂直なセルの断面形状を六角形とすることで、断面形状が正方形の場合よりガソリン蒸気の吸着面積を増やすことができるので、吸着・脱離性能はさらに向上する。   Furthermore, by making the cross-sectional shape of the cell perpendicular to the axial direction a hexagonal shape, the adsorption area of gasoline vapor can be increased as compared with the case where the cross-sectional shape is square, so that the adsorption / desorption performance is further improved.

さらにまた、活性炭及び粘土状物質の重量比率を60:40〜30:70とすることで、ハニカム構造体として要求される強度と吸着・脱離性能を兼備することができる。   Furthermore, by setting the weight ratio of the activated carbon and the clay-like substance to 60:40 to 30:70, it is possible to combine strength and adsorption / desorption performance required for the honeycomb structure.

また、上記活性炭を木質活性炭とすることで、ハニカム構造体の比表面積を増やすことができ、さらに吸着・脱離性能を高めることができる。   Further, by using the activated carbon as a woody activated carbon, the specific surface area of the honeycomb structure can be increased, and the adsorption / desorption performance can be further improved.

さらに、上記粘土状物質を木節粘土、蛙目粘土、ボールクレー、ゼオライト、ベントナイト、含水ケイ酸マグネシウム繊維からなる群から選択された少なくとも1種とすることで、成形時に必要な可塑性が得られるとともに、ハニカム構造体としての強度を容易に確保できる。   Furthermore, the plasticity required at the time of shaping | molding is obtained by making the said clay-like substance into at least 1 sort (s) selected from the group which consists of Kibushi clay, Sasame clay, ball clay, a zeolite, bentonite, and a hydrous magnesium silicate fiber. In addition, the strength as the honeycomb structure can be easily secured.

さらにまた、不可避不純物の合計を酸化物換算で2質量%以下とすることで、ハニカム構造体中の不可避不純物の偏析を低減させることができるため、局部的な強度低下を防止することができる。   Furthermore, since the segregation of inevitable impurities in the honeycomb structure can be reduced by setting the total of inevitable impurities to 2% by mass or less in terms of oxides, local strength reduction can be prevented.

またさらに、成形助剤として、セルロース誘導体、アルコール系共重合体及びポリエチレングリコール系アクリレートが添加された、活性炭と粘土状物質とを含有する混練体を押出成形する工程と、押出成形された成形体を温度40〜70℃で乾燥させる工程と、温度600〜1300℃で前記成形体を焼結させる工程と、を有するハニカム構造体の製造方法とすることで、特に縦型の押出成形機を用いた場合、高い強度のハニカム構造体を得ることができ、良好な吸着性能とすることができる。   Still further, a step of extruding a kneaded body containing activated carbon and a clay-like material, to which a cellulose derivative, an alcohol copolymer and a polyethylene glycol acrylate are added as a molding aid, and an extruded molded body A method for manufacturing a honeycomb structure having a step of drying at a temperature of 40 to 70 ° C. and a step of sintering the molded body at a temperature of 600 to 1300 ° C. If so, a high-strength honeycomb structure can be obtained, and good adsorption performance can be obtained.

また、上記セルロース誘導体がメチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、エチルメチルセルロース、エチルメチルセルロース、プロピルメチルセルロース、結晶セルロースからなる群から選択された少なくとも1種、アルコール系共重合体がポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコールからなる群から選択された少なくとも1種、ポリエチレングリコール系アクリレートがポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールテトラメチレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールテトラメチレングリコールモノメタクリレートからなる群から選択された少なくとも1種であるとともに、添加するセルロース誘導体、アルコール系重合体及びポリエチレングリコール系アクリレートの比率が、上記混練体に対しそれぞれ2〜6質量%、7〜15質量%、30〜35質量%とすることで、成形体の保形性及び押出成形の作業性を向上させられる。   The cellulose derivative is at least one selected from the group consisting of methyl cellulose, ethyl cellulose, propyl cellulose, ethyl methyl cellulose, ethyl methyl cellulose, propyl methyl cellulose, and crystalline cellulose, and the alcohol copolymer is a group consisting of polyvinyl alcohol and polyethylene vinyl alcohol. At least one selected from the group consisting of polyethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol tetramethylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol polypropylene glycol monoacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol tetramethylene glycol monomethacrylate Was At least one kind, and the ratio of the cellulose derivative to be added, the alcohol polymer, and the polyethylene glycol acrylate is 2 to 6% by mass, 7 to 15% by mass, and 30 to 35% by mass with respect to the kneaded body, respectively. By doing so, the shape retention of the molded body and the workability of extrusion molding can be improved.

さらに、成形助剤として、ソルビタンモノカプリレート複合エステル、グリコール類、セルロース誘導体からなる群から選択された少なくとも1種及びメチルセルロースが添加された、活性炭と粘土状物質とを含有する混練体を押出成形する工程と、押出成形された成形体を温度40〜70℃で乾燥させる工程と、温度600〜1300℃で前記成形体を焼結させる工程と、を有するハニカム構造体の製造方法とすることで、特に横型の押出成形機を用いた場合、高い強度のハニカム構造体を得ることができ、良好な吸着性能とすることができる。   Further, as a molding aid, a kneaded body containing activated carbon and a clay-like substance, to which at least one selected from the group consisting of sorbitan monocaprylate complex ester, glycols, and cellulose derivatives and methylcellulose is added is extruded. And a step of drying the extruded molded body at a temperature of 40 to 70 ° C. and a step of sintering the molded body at a temperature of 600 to 1300 ° C. In particular, when a horizontal type extruder is used, a high-strength honeycomb structure can be obtained and good adsorption performance can be obtained.

さらにまた、上記グリコール類がプロピレングリコール、エチレングリコールからなる群から選択された少なくとも1種、セルロース誘導体がエチルセルロース、プロピルセルロース、エチルメチルセルロース、エチルメチルセルロース、プロピルメチルセルロース、結晶セルロースからなる群から選択された少なくとも1種であるともに、添加するソルビタンモノカプリレート複合エステル、グリコール類、セルロース誘導体及びメチルセルロースの比率が、上記混練体に対しそれぞれ3〜5質量%、1〜3質量%、1〜3質量%、3〜10質量%とすることで、成形体の保形性及び押出成形の作業性を向上させることができる。   Furthermore, at least one selected from the group consisting of propylene glycol and ethylene glycol as the glycol, and at least selected from the group consisting of cellulose derivatives such as ethyl cellulose, propyl cellulose, ethyl methyl cellulose, ethyl methyl cellulose, propyl methyl cellulose, and crystalline cellulose. The ratio of the sorbitan monocaprylate complex ester, glycols, cellulose derivative and methylcellulose to be added is 3 to 5% by mass, 1 to 3% by mass, and 1 to 3% by mass, respectively, with respect to the kneaded body. By setting it as 3-10 mass%, the shape-retaining property of a molded object and the workability | operativity of extrusion molding can be improved.

またさらに、炭素質材料を含む遮蔽材を上記成形体の周囲に配置して焼結させることで、大気雰囲気中の酸素は遮蔽材の燃焼に用いられ、成形体の周囲は酸素のない雰囲気となり、成形体の燃焼を効果的に防止させられるとともに、安価に焼成できる。   Furthermore, by arranging and sintering a shielding material containing a carbonaceous material around the molded body, oxygen in the air atmosphere is used for combustion of the shielding material, and the surrounding of the molded body becomes an oxygen-free atmosphere. The molded body can be effectively prevented from burning and fired at a low cost.

また、上記いずれかのハニカム構造体をキャニスターに装着することで、キャニスターの信頼性を向上するとともに、キャニスターの価格を低減することもできる。   In addition, by attaching any of the above honeycomb structures to the canister, the reliability of the canister can be improved and the price of the canister can be reduced.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明のハニカム構造体は、ガソリン蒸気等のガスを吸着・脱離を行うものであり、例えば、図1に示す燃料蒸発防止装置に用いられ、メインキャニスター1、サブキャニスター2及び両者を接続する連結通路3からなり、メインキャニスター1は、例えば直径100mm、長さ127mmの容器に所定の粒度分布を有する活性炭4を充填したもので、本発明のハニカム構造体5を装着したサブキャニスター2が連結通路3を介して直列に接続されている。この燃料蒸発防止装置では、エンジン6の停止中、ガソリンタンク7内で発生したガソリン蒸気はチャージ通路8、連結通路3を介してメインキャニスター1、サブキャニスター2の順に導入される。このガソリン蒸気は、メインキャニスター1、サブキャニスター2を通過する際に、炭化水素(HC)等の燃料成分が活性炭4やハニカム構造体5に吸着された後、大気通路9を介してガソリン蒸気と混ざり合っていた空気が大気中に放出される。また、エンジン6が駆動されると、スロットルバルブ10を備えた吸気通路11内に発生する負圧によって、メインキャニスター1で吸着した炭化水素(HC)等の燃料成分が脱離し、パージ通路12、吸気通路11を介してエンジン6に供給される。   The honeycomb structure of the present invention adsorbs and desorbs gas such as gasoline vapor, and is used, for example, in the fuel evaporation prevention device shown in FIG. 1, and connects the main canister 1, the sub-canister 2, and both. The main canister 1 is composed of a connecting passage 3, and the main canister 1 is, for example, a container having a diameter of 100 mm and a length of 127 mm filled with activated carbon 4 having a predetermined particle size distribution, and the sub canister 2 equipped with the honeycomb structure 5 of the present invention is connected. They are connected in series via the passage 3. In this fuel evaporation prevention device, the gasoline vapor generated in the gasoline tank 7 while the engine 6 is stopped is introduced in the order of the main canister 1 and the sub-canister 2 through the charge passage 8 and the connection passage 3. When this gasoline vapor passes through the main canister 1 and the sub-canister 2, a fuel component such as hydrocarbon (HC) is adsorbed on the activated carbon 4 or the honeycomb structure 5, The mixed air is released into the atmosphere. Further, when the engine 6 is driven, fuel components such as hydrocarbon (HC) adsorbed by the main canister 1 are desorbed by the negative pressure generated in the intake passage 11 provided with the throttle valve 10, and the purge passage 12, It is supplied to the engine 6 through the intake passage 11.

このハニカム構造体5は、図2に示すように、活性炭および木節粘土、蛙目粘度、ボールクレー、ゼオライト、ベントナイト、含水ケイ酸マグネシウム繊維、ハロイサイト粘土、フリントクレー等の粘土状物質からなる外周壁51と、外周壁51の内側に複数の隔壁53で区画形成されたセル52を備え、各セル52を形成する外周壁51、隔壁53によりガソリン蒸気に含まれる炭化水素(HC)等の燃料成分を吸着、脱離するものである。   As shown in FIG. 2, the honeycomb structure 5 has an outer periphery made of a clay-like substance such as activated carbon and knot clay, ball viscosity, ball clay, zeolite, bentonite, hydrous magnesium silicate fiber, halloysite clay, flint clay and the like. A wall 51 and a cell 52 defined by a plurality of partition walls 53 are provided inside the outer peripheral wall 51, and fuel such as hydrocarbon (HC) contained in gasoline vapor by the outer peripheral wall 51 and the partition walls 53 forming each cell 52. Adsorbs and desorbs components.

この燃料成分は、主にブタン、n−ペンタン、i−オクタン、n−ペンテン、シクロヘキサン、トルエン等の各種炭化水素(HC)から構成される。   This fuel component is mainly composed of various hydrocarbons (HC) such as butane, n-pentane, i-octane, n-pentene, cyclohexane and toluene.

上記活性炭はこれら燃料成分の吸着、脱離に、また粘土状物質はハニカム構造体としての形状の維持に寄与するものであり、活性炭や粘土状物質を含有するハニカム構造体とすることで、粒状活性炭でサブキャニスター2を充填した場合に比べ、サブキャニスター2の内部で発生する圧力損失を大幅に低減することができる。   The activated carbon contributes to the adsorption and desorption of these fuel components, and the clay-like substance contributes to the maintenance of the shape of the honeycomb structure. By making the honeycomb structure containing activated carbon and the clay-like substance, a granular structure is obtained. Compared with the case where the sub-canister 2 is filled with activated carbon, the pressure loss generated inside the sub-canister 2 can be greatly reduced.

ここで、本発明のハニカム構造体5は、外周壁51および隔壁53に存在する直径1nm〜12nmの細孔に対する直径1nm〜6nmの細孔の容積比率をガス吸着法を用いて測定した場合、72〜83%とすることが重要である。   Here, in the honeycomb structure 5 of the present invention, when the volume ratio of the pores having a diameter of 1 nm to 6 nm to the pores having a diameter of 1 nm to 12 nm existing in the outer peripheral wall 51 and the partition wall 53 is measured using a gas adsorption method, It is important to set it as 72 to 83%.

直径1nm〜6nmの細孔は主に燃料成分の吸着に、直径6nmより大きく、直径12nm以下の細孔は主に燃料成分の脱離に寄与する。上記容積比率を72〜83%としたのは、72%未満では、ブタン、n−ペンタン、n−ペンテン、シクロヘキサン、トルエン、i−オクタン等各種炭化水素(HC)の分子径が0.43〜0.74nmと広範囲に亘っているため、これら燃料成分を効率的に吸着させることができないからである。一方、上記容積比率が83%を超えると、吸着性能が著しく増加する反面、脱離性能が低下する。したがって、吸着性能及び脱離性能の均衡を保つとともに、両性能とも有するハニカム構造体とするためには上記容積比率を72〜83%とすることが重要である。   The pores having a diameter of 1 to 6 nm mainly contribute to the adsorption of the fuel component, and the pores having a diameter larger than 6 nm and a diameter of 12 nm or less mainly contribute to the desorption of the fuel component. The volume ratio was set to 72 to 83% when less than 72%, the molecular diameter of various hydrocarbons (HC) such as butane, n-pentane, n-pentene, cyclohexane, toluene and i-octane was 0.43 to 0.43. This is because these fuel components cannot be adsorbed efficiently because of the wide range of 0.74 nm. On the other hand, if the volume ratio exceeds 83%, the adsorption performance is remarkably increased, but the desorption performance is lowered. Therefore, in order to maintain a balance between the adsorption performance and the desorption performance and to obtain a honeycomb structure having both performances, it is important to set the volume ratio to 72 to 83%.

なお、上述のようなハニカム構造体5を得るには、詳細は後述するが、出発原料となる粉末状の活性炭の細孔構造が重要であり、例えば、ガス吸着法を用いて測定した場合、直径1nm〜12nmの細孔の容積が1000mm/gであって、直径1nm〜6nmの細孔の容積が720〜830mm/gである構造の粉末状の活性炭を用いればよい。 In order to obtain the honeycomb structure 5 as described above, the pore structure of the powdered activated carbon used as a starting material is important, as will be described later. For example, when measured using a gas adsorption method, a volume of pores is 1000 mm 3 / g with a diameter 1Nm~12nm, the volume of pores having a diameter 1nm~6nm may be used powdered activated carbon structure is a 720~830mm 3 / g.

また、本発明のハニカム構造体は、直径1nm未満の細孔や直径12nmを超える細孔を除外するものではなく、これら細孔が存在しても何等差し支えない。   Further, the honeycomb structure of the present invention does not exclude pores having a diameter of less than 1 nm or pores having a diameter of more than 12 nm, and there is no problem even if these pores are present.

さらに、吸着性能及び脱離性能の均衡を保つため、直径1nm〜12nmの細孔の容積は、国際純正応用化学連合(IUPAC)で定義されるミクロ孔(直径0.8nm〜2nmの細孔)及びメゾ孔(直径2nm〜50nmの細孔)を合わせた容積に対し、84〜96%の割合で存在することが好適である。   Furthermore, in order to maintain a balance between adsorption performance and desorption performance, the pore volume with a diameter of 1 nm to 12 nm is defined as a micropore (pore with a diameter of 0.8 nm to 2 nm) as defined by the International Genuine Applied Chemical Association (IUPAC). And 84 to 96% of the total volume of the mesopores (pores having a diameter of 2 nm to 50 nm).

また、本発明のハニカム構造体5は、外周壁51および隔壁53に存在する細孔が、ガス吸着法を用いて測定した場合、直径2nmの細孔容積が140mm/g以上、直径3nmの細孔容積が120mm/g以上、および直径4nmの細孔容積が90mm/g以上の構造とすることが好ましく、これにより、長期間にわたってより高い吸着性能を維持することができる。 Further, in the honeycomb structure 5 of the present invention, when the pores existing in the outer peripheral wall 51 and the partition wall 53 are measured using a gas adsorption method, the pore volume with a diameter of 2 nm is 140 mm 3 / g or more and the diameter is 3 nm. It is preferable to have a structure with a pore volume of 120 mm 3 / g or more and a pore volume with a diameter of 4 nm of 90 mm 3 / g or more, so that higher adsorption performance can be maintained over a long period of time.

これは、上記燃料成分の主成分が分子径0.43nmのブタン、分子径0.63nmのn−ペンタン及びn−ペンテン、分子径0.67nmのシクロヘキサン、分子径0.69nmのトルエン、分子径0.74nmのi−オクタン等であり、分子運動論によれば、ハニカム構造体5の細孔径は吸着分子径の約4〜5倍程度が適正であり、本件出願人がハニカム構造体5の細孔構造を鋭意検討した結果、直径2nm、3nm、4nmの各細孔の細孔容積を上述のように規定することで、分子径の大きさに略応じて、吸着性能を発揮できることを見つけ出した。   The main components of the fuel component are butane having a molecular diameter of 0.43 nm, n-pentane and n-pentene having a molecular diameter of 0.63 nm, cyclohexane having a molecular diameter of 0.67 nm, toluene having a molecular diameter of 0.69 nm, molecular diameter. I-octane of 0.74 nm or the like, and according to the molecular kinetic theory, the pore diameter of the honeycomb structure 5 is appropriate to be about 4 to 5 times the adsorption molecular diameter. As a result of diligent investigation of the pore structure, it was found that the adsorption capacity can be exhibited almost according to the size of the molecular diameter by defining the pore volume of each pore of diameter 2 nm, 3 nm and 4 nm as described above. It was.

即ち、上記いずれの主成分も各細孔に吸着されるものの、分子径0.43nmのブタンの吸着は直径2nmの細孔による吸着の比率が高く、分子径0.63nmのn−ペンタン及びn−ペンテン、分子径0.67nmのシクロヘキサン及び分子径0.69nmトルエンの吸着は直径3nmの細孔による吸着の比率が高くなる。また、分子径0.74nmのi−オクタンの吸着は直径4nmの細孔の比率が高くなる。   That is, although any of the above main components is adsorbed to each pore, the adsorption ratio of butane having a molecular diameter of 0.43 nm is high in the ratio of adsorption by the pore having a diameter of 2 nm, and n-pentane and n having a molecular diameter of 0.63 nm. -Adsorption of pentene, cyclohexane with a molecular diameter of 0.67 nm and toluene with a molecular diameter of 0.69 nm increases the ratio of adsorption by pores with a diameter of 3 nm. Further, the adsorption of i-octane having a molecular diameter of 0.74 nm increases the ratio of pores having a diameter of 4 nm.

なお、上記ガス吸着法としては窒素吸着法、ヘリウム吸着法、フッ素吸着法、アルゴン吸着法等が挙げられるが、費用の点から窒素吸着法が好適である。   Examples of the gas adsorption method include a nitrogen adsorption method, a helium adsorption method, a fluorine adsorption method, and an argon adsorption method. The nitrogen adsorption method is preferable from the viewpoint of cost.

また、極端に大きな直径の細孔が存在すると、ハニカム構造体の吸着性能が低下するため、細孔の直径は600nm未満であることが好適である。   In addition, if pores having an extremely large diameter are present, the adsorption performance of the honeycomb structure is deteriorated. Therefore, the pore diameter is preferably less than 600 nm.

ここで、上記細孔径や細孔容積を測定するには、ハニカム構造体を粉砕した粉末状の活性炭を容器に入れた後、先ず前処理として、真空脱気を行い、150℃に加熱して、活性炭に付着している不純物や水等の異物を除去する。その後、容器ごと液体窒素で液体窒素温度(77K)まで冷却し、圧力を変化させながら既知量の窒素ガスを容器に注入する。そして、Kelvin式に従って発生する毛管凝縮現象(小さい細孔内部ほど入り込んだ窒素が低い圧力で飽和し、凝集する現象)を利用して、相対圧(=吸着平衡圧/飽和蒸気圧)を横軸に、活性炭への窒素吸着量を縦軸にプロットした吸着等温線から上記細孔径や細孔容積を算出すればよい。容積比率については、直径1nm〜12nmの細孔容積を例えば直径1nm毎に測定し、直径1nm〜12nm及び直径1nm〜6nmの各範囲で細孔容積を集計した後、比率を算出すればよい。また、出発原料である活性炭の粉末の細孔径や細孔容積の測定についても、上述の方法に従って算出すればよい。   Here, in order to measure the pore diameter and pore volume, after putting powdered activated carbon obtained by pulverizing the honeycomb structure into a container, first, as a pretreatment, vacuum deaeration is performed, and the mixture is heated to 150 ° C. Remove foreign substances such as impurities and water adhering to the activated carbon. Thereafter, the entire container is cooled with liquid nitrogen to a liquid nitrogen temperature (77 K), and a known amount of nitrogen gas is injected into the container while changing the pressure. Then, using the capillary condensation phenomenon that occurs according to the Kelvin equation (a phenomenon in which nitrogen entering the smaller pores saturates and aggregates at a lower pressure), the relative pressure (= adsorption equilibrium pressure / saturated vapor pressure) is plotted on the horizontal axis. In addition, the pore diameter and the pore volume may be calculated from an adsorption isotherm in which the amount of nitrogen adsorbed on the activated carbon is plotted on the vertical axis. Regarding the volume ratio, the pore volume having a diameter of 1 nm to 12 nm may be measured, for example, every 1 nm in diameter, and the ratio may be calculated after counting the pore volume in each range of diameter 1 nm to 12 nm and diameter 1 nm to 6 nm. Moreover, what is necessary is just to calculate according to the above-mentioned method also about the measurement of the pore diameter and pore volume of the powder of the activated carbon which is a starting material.

また、炭化水素系ガスの吸着性能を有し、その炭化水素系ガスの吸着量を3.2g/100ml以上とすることが好ましく、大気中へのリークを低減できるためキャニスターの吸着剤として用いることができる。さらに、炭化水素系ガスの吸着量が4.0g/100ml以上であることがより好ましい。   Also, it has adsorption performance of hydrocarbon gas, and the adsorption amount of hydrocarbon gas is preferably 3.2 g / 100 ml or more, and it can be used as an adsorbent for canisters because it can reduce leakage into the atmosphere. Can do. Furthermore, the adsorption amount of the hydrocarbon-based gas is more preferably 4.0 g / 100 ml or more.

なお、上述のようなハニカム構造体5を得るには、出発原料となる粉末状の活性炭の細孔構造が重要であり、例えば、ガス吸着法を用いて測定した場合、直径2nmの細孔容積が400mm/g以上であって、直径3nmの細孔容積が300mm/g以上であるとともに、直径4nmの細孔容積が30mm/g以上である構造の粉末状の活性炭を用いればよい。 In order to obtain the honeycomb structure 5 as described above, the pore structure of the powdered activated carbon used as a starting material is important. For example, when measured using a gas adsorption method, the pore volume having a diameter of 2 nm is used. Is 400 mm 3 / g or more, the pore volume of 3 nm in diameter is 300 mm 3 / g or more, and the powdery activated carbon having a structure in which the pore volume of 4 nm in diameter is 30 mm 3 / g or more may be used. .

さらに、外周壁51および隔壁53に存在する細孔が、ガス吸着法を用いて測定した場合、直径8nmの細孔容積が50mm/g以上、直径10nmの細孔容積が40mm/g以上、および直径12nmの細孔容積が30mm/g以上の構造とすることが好ましく、このような細孔構造とすることで、長期間良好な脱離性能を維持することができる。 Furthermore, when the pores existing in the outer peripheral wall 51 and the partition wall 53 are measured using a gas adsorption method, the pore volume with a diameter of 8 nm is 50 mm 3 / g or more, and the pore volume with a diameter of 10 nm is 40 mm 3 / g or more. In addition, it is preferable to have a structure with a pore volume of 12 mm in diameter and 30 mm 3 / g or more. By using such a pore structure, good desorption performance can be maintained for a long time.

ハニカム構造体5の細孔径は吸着分子径の約4〜5倍程度が適正であることは先に述べた通りであるが、本件出願人がハニカム構造体5の脱離性能の向上について検討した結果、直径8nm、10nm、12nmの各細孔の細孔容積を上述のように規定することで、脱離性能を発揮できることを見出した。   As described above, it is appropriate that the pore diameter of the honeycomb structure 5 is about 4 to 5 times the adsorbed molecular diameter. However, the applicant of the present application has studied improvement of the desorption performance of the honeycomb structure 5. As a result, it was found that desorption performance can be exhibited by defining the pore volume of each pore having a diameter of 8 nm, 10 nm, and 12 nm as described above.

即ち、上記燃料成分が各細孔に吸着した後、脱離する場合、分子径0.43nmのブタンの脱離は主に直径8nmの細孔、分子径0.63nmのn−ペンタン及びn−ペンテン、分子径0.67nmのシクロヘキサン及び分子径0.69nmトルエンの脱離は主に直径10nmの細孔、分子径0.74nmのi−オクタンの脱離は直径12nmの細孔が寄与するため、特にガソリン用のキャニスターとして用いた際の脱理性能を高いものとすることができる。   That is, when the fuel component is adsorbed in each pore and then desorbed, butane having a molecular diameter of 0.43 nm is mainly desorbed from a pore having a diameter of 8 nm, n-pentane having a molecular diameter of 0.63 nm, and n- The elimination of pentene, cyclohexane with a molecular diameter of 0.67 nm and toluene with a molecular diameter of 0.69 nm mainly contributes to pores with a diameter of 10 nm, and the elimination of i-octane with a molecular diameter of 0.74 nm contributes to pores with a diameter of 12 nm. In particular, the removal performance when used as a canister for gasoline can be made high.

また、本発明のハニカム構造体5は、アルミナ(Al)、シリカ(SiO)、カルシア(CaO)、マグネシア(MgO)、スピネル(MgAl)、フォルステライト(MgSiO)(以下添加剤と称す)の少なくともいずれか1種を添加されてなることが好ましい。 The honeycomb structure 5 of the present invention includes alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), magnesia (MgO), spinel (MgAl 2 O 4 ), forsterite (Mg 2 SiO 4). ) (Hereinafter referred to as an additive) is preferably added.

これら添加剤の比熱は760J/(kg・K)以上であって、活性炭の比熱400J/(kg・K)より高いため、活性炭の熱を吸収、蓄熱しやすく、ガソリン蒸気の脱離時にはこれら添加剤に予め蓄えられていた熱によって活性炭の温度低下が抑えられ、活性炭からのガソリン蒸気の脱離量を増大させることができる。添加剤及び活性炭の比熱は、JIS R 1611−1997に準拠して測定すればよく、さらに上記添加剤は、ハニカム構造体中に20〜50質量%含まれていることがより好適である。   The specific heat of these additives is 760 J / (kg · K) or higher and higher than the specific heat of activated carbon 400 J / (kg · K), so it easily absorbs and stores the heat of activated carbon. The decrease in the temperature of the activated carbon is suppressed by the heat previously stored in the agent, and the amount of gasoline vapor desorbed from the activated carbon can be increased. What is necessary is just to measure the specific heat of an additive and activated carbon based on JISR1611-1997, and it is more suitable that the said additive is further contained 20-50 mass% in a honeycomb structure.

さらに、炭化水素系ガスの吸着、脱離性能を有し、その脱離率が50%以上であることが好ましく、キャニスターの吸着脱離剤としてより好適に用いることができる。   Furthermore, it has a hydrocarbon gas adsorption / desorption performance, and its desorption rate is preferably 50% or more, and can be more suitably used as an adsorption / desorption agent for canisters.

特に、分子径が0.4〜0.74nmである炭化水素系ガス、例えばプロパン、ブタン、エタン、プロピレン、ブテン、n−ペンタン、n−ペンテン、シクロヘキサン、トルエン、i−オクタン等の吸着、脱離に好適である。   In particular, the adsorption and desorption of hydrocarbon gases having a molecular diameter of 0.4 to 0.74 nm, such as propane, butane, ethane, propylene, butene, n-pentane, n-pentene, cyclohexane, toluene, i-octane, etc. It is suitable for separation.

ここで、脱離率とは、炭化水素系ガスの吸着脱離繰り返し試験によって決められる特性値である。具体的にはハニカム構造体の軸方向から50%濃度の炭化水素系ガスを流入し、飽和するまで吸着させた後、窒素ガスを同じく軸方向から流して脱離するというサイクルを1サイクルとして、40サイクル目の炭化水素系ガス飽和吸着後のハニカム構造体の質量(W1)、40サイクル終了時における炭化水素系ガス脱離後のハニカム構造体の質量(W2)を測定し、以下の数式により求めればよい。   Here, the desorption rate is a characteristic value determined by a repeated adsorption / desorption test of hydrocarbon gas. Specifically, a cycle in which a hydrocarbon-based gas having a concentration of 50% is introduced from the axial direction of the honeycomb structure, adsorbed until saturation, and then nitrogen gas is also flowed from the axial direction to desorb, is defined as one cycle. The mass (W1) of the honeycomb structure after saturated adsorption of hydrocarbon gas at the 40th cycle and the mass (W2) of the honeycomb structure after desorption of hydrocarbon gas at the end of the 40th cycle were measured by the following formula: Find it.

脱離率(%)=(W1−W2)/W1×100
また、図3は本発明に係るハニカム構造体5を示すものであり、ハニカム構造体5を区画形成する隔壁53が軸方向に形成され、その厚みが0.35mm以下、外周壁51の厚みが0.5mm以上であるとともに、外周壁51と隔壁53とが接する箇所の近傍に補強部54を形成することが好ましい。
Desorption rate (%) = (W1-W2) / W1 × 100
FIG. 3 shows a honeycomb structure 5 according to the present invention, in which partition walls 53 defining the honeycomb structure 5 are formed in the axial direction, the thickness thereof is 0.35 mm or less, and the outer peripheral wall 51 has a thickness. In addition to being 0.5 mm or more, it is preferable that the reinforcing portion 54 is formed in the vicinity of a portion where the outer peripheral wall 51 and the partition wall 53 are in contact with each other.

一般に、セルの個数を一定にした場合、隔壁の厚みを薄くして、セルの開口率を上げれば圧力損失を低減したり、吸着性能を向上させたりすることができるものの、圧縮強度等機械的強度は低下するというトレードオフの関係が存在する。ここで、開口率とは前記ハニカム構造体5の軸方向に垂直な断面の面積に対する開口したセルの面積の比率をいう。上記ハニカム構造体5を例えばサブキャニスターに装着する場合、前記トレードオフの関係を満足させるために、ハニカム構造体5を区画形成する隔壁53の厚みが0.35mm以下、外周壁51の厚みが0.5mm以上であるとともに、外周壁51と隔壁53とが接する箇所の近傍に補強部54を形成することが好ましく、セル52の開口率は50%以上であることが好適である。   In general, when the number of cells is constant, reducing the partition wall thickness and increasing the cell aperture ratio can reduce pressure loss and improve adsorption performance. There is a trade-off relationship that strength decreases. Here, the aperture ratio refers to the ratio of the area of the opened cells to the area of the cross section perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure 5. When the honeycomb structure 5 is mounted on, for example, a sub-canister, in order to satisfy the trade-off relationship, the partition wall 53 defining the honeycomb structure 5 has a thickness of 0.35 mm or less, and the outer peripheral wall 51 has a thickness of 0. It is preferable that the reinforcing portion 54 is formed in the vicinity of the portion where the outer peripheral wall 51 and the partition wall 53 are in contact with each other, and the opening ratio of the cell 52 is preferably 50% or more.

また、外周壁51の厚みが薄いと、自動車が走行中に悪路等で受ける振動によってはハニカム構造体として強度が不足するために破損することがあり、外周壁51の厚みを0.5mm以上とすることで自動車が走行中に強い振動を受けても必要な強度が維持できているため、破損することがない。   Further, if the outer peripheral wall 51 is thin, it may be damaged due to insufficient strength as a honeycomb structure depending on vibrations that the automobile receives on a rough road or the like, and the outer peripheral wall 51 has a thickness of 0.5 mm or more. As a result, the required strength can be maintained even when the vehicle is subjected to strong vibrations while the vehicle is running, and therefore, the vehicle is not damaged.

上述のようなハニカム構造体5を得るには、焼結に到るまでの収縮率及び補強部の大きさ、配置を考慮して、押出成形機に装着する金型を設計する必要がある。より具体的には、外周壁や隔壁の厚みは、金型に設けた溝の幅によって決定され、例えば、前記収縮率が10%になるような焼成条件を設定した場合には、外周壁や隔壁の厚みに対して、溝の幅を10%大きく設定すればよい。また、セルの開口率は、上記ハニカム構造体の軸方向に垂直な断面の面積に対する開口したセルの面積の比率として定義されるので、外周壁や隔壁の厚みと同様、開口したセルや補強部の収縮率を考慮して、金型の形状を設定すればよい。   In order to obtain the honeycomb structure 5 as described above, it is necessary to design a mold to be attached to the extruder in consideration of the shrinkage rate before the sintering and the size and arrangement of the reinforcing portion. More specifically, the thickness of the outer peripheral wall and the partition wall is determined by the width of the groove provided in the mold. For example, when firing conditions are set such that the shrinkage rate is 10%, What is necessary is just to set the width | variety of a groove | channel large 10% with respect to the thickness of a partition. In addition, since the cell opening ratio is defined as the ratio of the area of the open cell to the area of the cross section perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure, the open cell and the reinforcing part as well as the thickness of the outer peripheral wall and the partition wall The shape of the mold may be set in consideration of the shrinkage rate.

また、軸方向に垂直なセルの断面形状は図4に示すように六角形であることが好ましく、ハニカム構造体の外周壁の径が一定の場合、軸方向に垂直なセルの断面形状を六角形にすると、セルの断面形状を正方形にした場合に比べ、セル内を通過するガソリン蒸気が隔壁と接触する面積を増やすことができ、短時間でガソリン蒸気を吸着することができるからである。   Further, the cross-sectional shape of the cell perpendicular to the axial direction is preferably a hexagon as shown in FIG. 4, and when the diameter of the outer peripheral wall of the honeycomb structure is constant, the cross-sectional shape of the cell perpendicular to the axial direction is six. This is because when the rectangular shape is used, the area in which the gasoline vapor passing through the cell contacts the partition wall can be increased and the gasoline vapor can be adsorbed in a short time compared to the case where the cell has a square cross-sectional shape.

また、ハニカム構造体の外周壁の径が一定の場合、軸方向に垂直なセルの断面形状を三角形、円形、楕円形のいずれかにすると、セルの断面形状を正方形にした場合に比べ、隔壁断面の面積を増やすことができ、強度を高くすることができる。   In addition, when the diameter of the outer peripheral wall of the honeycomb structure is constant, when the cross-sectional shape of the cell perpendicular to the axial direction is any of a triangle, a circle, and an ellipse, the partition wall is smaller than when the cross-sectional shape of the cell is a square. The area of the cross section can be increased and the strength can be increased.

なお、セルの断面形状を上述のような形状にするには、セルの断面形状と同一の形状となるように上記金型に溝を設ければよい。   In addition, what is necessary is just to provide a groove | channel in the said metal mold | die so that it may become the same shape as the cross-sectional shape of a cell, in order to make the cross-sectional shape of a cell into the above shapes.

また、上記活性炭及び粘土状物質の重量比率が60:40〜30:70であることが好ましい。活性炭が60重量部を超える(粘土状物質が30重量部未満である)と、ハニカム構造体が大型である場合、ハニカム構造体の強度が不足することがあるからであり、逆に、活性炭が30重量部未満(粘土状物質が70重量部を超える)では、ハニカム構造体における活性炭の量が少なくなり、吸着剤としての使用可能な時間が減少することがあるからである。   Moreover, it is preferable that the weight ratio of the said activated carbon and a clay-like substance is 60: 40-30: 70. If the activated carbon exceeds 60 parts by weight (the clay-like substance is less than 30 parts by weight), the honeycomb structure may have insufficient strength when the honeycomb structure is large. This is because if the amount is less than 30 parts by weight (the amount of clay-like material exceeds 70 parts by weight), the amount of activated carbon in the honeycomb structure is reduced, and the usable time as an adsorbent may be reduced.

また、上記活性炭は木質活性炭であることが好ましい。ヤシガラ活性炭を用いたハニカム構造体では、有機化合物の吸着に寄与する比表面積は900〜1300m/g程度と大きく吸着性能は良好であるが、ガソリン蒸気等有機化合物の脱離に寄与する平均細孔径は1.75nm程度と小さく脱離性能は劣る。また、カーボンブラックを用いたハニカム構造体では、平均細孔径は3nmと大きく脱離性能は良好であるが、比表面積は300〜650m/g程度と小さく吸着性能は劣る。一方、本発明に係る木質活性炭のハニカム構造体では、比表面積を900〜1300m/g、直径2nm、3nm、4nmの細孔容積をそれぞれ140mm/g以上、120mm/g以上、90mm/g以上とすることができ、有機化合物の吸着性能・脱離性能とも優れたものとすることができるからである。 The activated carbon is preferably woody activated carbon. In the honeycomb structure using coconut husk activated carbon, the specific surface area contributing to the adsorption of the organic compound is as large as about 900 to 1300 m 2 / g, and the adsorption performance is good, but the average fine particle contributing to the desorption of the organic compound such as gasoline vapor. The pore diameter is as small as about 1.75 nm and the desorption performance is inferior. Moreover, in the honeycomb structure using carbon black, the average pore diameter is as large as 3 nm and the desorption performance is good, but the specific surface area is as small as about 300 to 650 m 2 / g and the adsorption performance is inferior. On the other hand, the wood activated carbon honeycomb structure according to the present invention has a specific surface area of 900 to 1300 m 2 / g, diameters of 2 nm, 3 nm, and 4 nm of pore volumes of 140 mm 3 / g or more, 120 mm 3 / g or more, and 90 mm 3, respectively. This is because the organic compound adsorption performance and desorption performance can be improved.

また、上記粘土状物質は、成形体の細孔形成の容易性、価格、入手の容易性を考慮すると、木節粘土、蛙目粘土、ボールクレー、ゼオライト、ベントナイト、含水ケイ酸マグネシウム繊維からなる群から選択された少なくとも1種であることが好ましい。   In addition, the above clay-like substance is composed of Kibushi clay, Sasame clay, Ball clay, Zeolite, Bentonite, Hydrous magnesium silicate fiber, considering the ease of pore formation, cost, and availability of the compact. It is preferably at least one selected from the group.

ハニカム構造体に高強度が要求される場合、SiOを45〜57質量%、Alを26〜37質量%含む木節粘土、蛙目粘土、ボールクレーの少なくとも1種の粘土状物質を用いることが好ましい。この粘土状物質に含まれるSiOを45〜57質量%、Alを26〜37質量%とすることで、液性限界と塑性限界との差として定義される塑性指数を44以上と高くすることができるため、成形時に必要な可塑性が得られるとともに、ハニカム構造体としての強度を容易に確保できるからである。 When high strength is required for the honeycomb structure, at least one kind of clay-like material of Kibushi clay, Sasame clay, and ball clay containing 45 to 57% by mass of SiO 2 and 26 to 37% by mass of Al 2 O 3 Is preferably used. The SiO 2 contained in the clayey material 45-57 wt%, by the Al 2 O 3 and 26-37 wt%, and the plasticity index 44 or more, which is defined as the difference between the liquid limit and plastic limit This is because the plasticity required for molding can be obtained and the strength of the honeycomb structure can be easily secured.

また、ハニカム構造体に高い脱離性能が要求される場合、ゼオライト、ベントナイト、含水ケイ酸マグネシウム繊維からなる群から選択された少なくとも1種であることがより好ましい。   Moreover, when high desorption performance is required for the honeycomb structure, it is more preferable that the honeycomb structure is at least one selected from the group consisting of zeolite, bentonite, and hydrous magnesium silicate fiber.

この粘土状物質として、ゼオライトを選択した場合、天然ゼオライト、合成ゼオライト、人工ゼオライトのうち、燃料成分の吸着性能が高い人工ゼオライトや合成ゼオライトが好ましい。なお、ゼオライトの吸着性能に影響を及ぼす因子は、2つあり、SiO/Alモル比および細孔径である。ゼオライトは、SiO/Alモル比(5〜800)により異なった吸着特性を持つという性質がある。SiO/Alモル比を小さくすれば親水性になり、水や極性物質を強く吸着する。逆に、モル比を大きくすれば疎水性になり、水よりも有機分子を選択的に吸着する。このような特性から合成ゼオライトの中でも、SiO/Alモル比が10以上のハイシリカゼオライトが特に好適である。 When zeolite is selected as the clay-like substance, among natural zeolite, synthetic zeolite, and artificial zeolite, artificial zeolite or synthetic zeolite having high fuel component adsorption performance is preferable. There are two factors that affect the adsorption performance of zeolite, the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio and the pore diameter. Zeolite has a property of having a different adsorption characteristics by SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio (5 to 800). If the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 is reduced, it becomes hydrophilic and strongly adsorbs water and polar substances. Conversely, if the molar ratio is increased, it becomes hydrophobic and adsorbs organic molecules more selectively than water. Because of these characteristics, among the synthetic zeolites, high silica zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 10 or more is particularly suitable.

また、含水ケイ酸マグネシウム繊維としては、セピオライト、アタパルジャイトまたはパリゴルスカイトなどの天然の粘土質繊維状鉱物を用いることができる。   In addition, as the hydrous magnesium silicate fiber, a natural clay-like fibrous mineral such as sepiolite, attapulgite or palygorskite can be used.

なお、不可避不純物としてFeを1.4質量%以下、KOを1.8質量%以下、NaOを1.1質量%以下、灼熱減量(Ig.Loss)を17質量%以下含んでいてもよい。 As inevitable impurities, Fe 2 O 3 is 1.4% by mass or less, K 2 O is 1.8% by mass or less, Na 2 O is 1.1% by mass or less, and loss on ignition (Ig. Loss) is 17% by mass. The following may be included.

また、不可避不純物の合計が酸化物換算で2質量%以下であることが好ましく、ハニカム構造体中の不可避不純物の偏析を低減させることができ、局部的な強度低下を防止できる。ここで、不可避不純物としては、例えば、Fe、Co、Ni等強磁性物質を始め、Ca,Ti,Cr,Mn,Y,Zr,Nb,Sr,Fe,Cr,MnO,NiO,CuO等弱磁性物質があげられ、この不可避不純物の検出には蛍光X線分析を用いればよい。 In addition, the total of inevitable impurities is preferably 2% by mass or less in terms of oxide, segregation of inevitable impurities in the honeycomb structure can be reduced, and local strength reduction can be prevented. Here, as inevitable impurities, for example, ferromagnetic materials such as Fe, Co, Ni, Ca, Ti, Cr, Mn, Y, Zr, Nb, Sr, Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , MnO, Examples thereof include weak magnetic substances such as NiO and CuO, and fluorescent X-ray analysis may be used to detect these inevitable impurities.

次に、本発明のハニカム構造体の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the honeycomb structure of the present invention will be described.

本発明のハニカム構造体を得るには、先ず、粉末状の活性炭9〜18g及び木節粘土、蛙目粘土、ゼオライト、ベントナイト、含水ケイ酸マグネシウム繊維等の粘土状物質21〜12gを調合したものに、縦方向の押出成形に好適な各種助剤、メチルセルロース0.6〜1.8g、ポリビニルアルコール2.1〜4.5g及びポリエチレングリコールモノアクリレート9.0〜10.5gと所定量の水を添加し、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行う。ハニカム構造体に高い脱離性能が求められる場合には、アルミナ(Al)、シリカ(SiO)、カルシア(CaO)、マグネシア(MgO)、スピネル(MgAl)、フォルステライト(MgSiO)の少なくともいずれか1種を合計5〜15g添加することもできる。 In order to obtain the honeycomb structure of the present invention, first, powdery activated carbon 9 to 18 g and clay-like materials 21 to 12 g such as Kibushi clay, Sasame clay, zeolite, bentonite, hydrous magnesium silicate fiber were prepared. In addition, various auxiliary agents suitable for longitudinal extrusion molding, methylcellulose 0.6 to 1.8 g, polyvinyl alcohol 2.1 to 4.5 g and polyethylene glycol monoacrylate 9.0 to 10.5 g and a predetermined amount of water. Add, and mix, stir and knead in a kneader (Needer). When high desorption performance is required for the honeycomb structure, alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), magnesia (MgO), spinel (MgAl 2 O 4 ), forsterite ( A total of 5 to 15 g of at least one of Mg 2 SiO 4 ) can also be added.

ここで、不可避不純物の合計を酸化物換算で2.0質量%以下とするには、上記粉末状の活性炭及び粘土状物質に所定量の水を添加、調合したものを電磁石または永久磁石で形成される磁界に通して不可避不純物を除去した後、メチルセルロース0.6〜1.8g、ポリビニルアルコール2.1〜4.5g及びポリエチレングリコールモノアクリレート9.0〜10.5gを添加し、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行えばよい。混練体に含有される活性炭と粘土状物質の重量比率は60:40〜30:70であり、前記混練体に対し、添加するメチルセルロース、ポリビニルアルコール及びポリエチレングリコールモノアクリレートの比率はそれぞれ2〜6質量%、7〜15質量%、30〜35質量%であり、この範囲が好適である。この範囲の下限より添加量が少なければ、成形体の大きさによっては保形性が不十分となる場合があり、上限より多ければ、粘度が高くなり過ぎ、作業性が悪くなる場合があるからである。成形体の保形性、作業性両面より、成形助剤の添加量の範囲は上記範囲が好ましい。   Here, in order to make the total of inevitable impurities 2.0% by mass or less in terms of oxide, a predetermined amount of water is added to the powdered activated carbon and the clay-like substance, and a mixture is formed with an electromagnet or a permanent magnet. After removing inevitable impurities through a magnetic field, 0.6 to 1.8 g of methyl cellulose, 2.1 to 4.5 g of polyvinyl alcohol and 9.0 to 10.5 g of polyethylene glycol monoacrylate are added, and a kneader ( Mixing, stirring, and kneading may be performed using a Needer. The weight ratio of activated carbon and clay-like substance contained in the kneaded body is 60:40 to 30:70, and the ratio of methylcellulose, polyvinyl alcohol and polyethylene glycol monoacrylate to be added to the kneaded body is 2 to 6 masses, respectively. %, 7 to 15% by mass, and 30 to 35% by mass, and this range is preferable. If the addition amount is less than the lower limit of this range, the shape retention may be insufficient depending on the size of the molded body, and if it is more than the upper limit, the viscosity becomes too high and workability may be deteriorated. It is. From the viewpoint of both shape retention and workability of the molded article, the range of the amount of the molding aid added is preferably within the above range.

なお、得られたハニカム構造体において、直径2nmの細孔容積が140mm/g以上、直径3nmの細孔容積が120mm/g以上、直径4nmの細孔容積が90mm/g以上の構造とするには、上記活性炭として、ガス吸着法を用いて測定した場合に直径2nmの細孔容積が400mm/g以上、直径3nmの細孔容積が300mm/g以上、および直径4nmの細孔容積が30mm/g以上である粉末状のものを用いればよい。 In the obtained honeycomb structure, the pore volume with a diameter of 2 nm is 140 mm 3 / g or more, the pore volume with a diameter of 3 nm is 120 mm 3 / g or more, and the pore volume with a diameter of 4 nm is 90 mm 3 / g or more. To measure the activated carbon, the pore volume with a diameter of 2 nm is 400 mm 3 / g or more, the pore volume with a diameter of 3 nm is 300 mm 3 / g or more, and the diameter is 4 nm when measured using a gas adsorption method. What is necessary is just to use the powdery thing whose pore volume is 30 mm < 3 > / g or more.

また、直径8nmの細孔容積が50mm/g以上、直径10nmの細孔容積が40mm/g以上、および直径12nmの細孔容積が30mm/g以上の構造とするには、
上記活性炭として、ガス吸着法を用いて測定した場合に直径8nmの細孔容積が300mm/g以上、直径10nmの細孔容積が250mm/g以上、および直径12nmの細孔容積が200mm/g以上である粉末状のものを用いればよい。
In order to obtain a structure in which the pore volume of 8 nm in diameter is 50 mm 3 / g or more, the pore volume of 10 nm in diameter is 40 mm 3 / g or more, and the pore volume of 12 nm in diameter is 30 mm 3 / g or more,
As the activated carbon, when measured by a gas adsorption method, the pore volume of 8 nm in diameter is 300 mm 3 / g or more, the pore volume of 10 nm in diameter is 250 mm 3 / g or more, and the pore volume of 12 nm in diameter is 200 mm 3. / Powder or more in powder form may be used.

また、活性炭の平均粒径は20〜30μmとし、粘土状物質は5μm以下の粒径のものが90質量%以上含まれ、75μm以上の粒径のものが含まれないものを用いればよい。   The activated carbon may have an average particle diameter of 20 to 30 μm, and the clay-like substance may contain 90% by mass or more of particles having a particle diameter of 5 μm or less, and may not include particles having a particle diameter of 75 μm or more.

粒径が5μm以下の粘土状物質を90質量%以上とするとともに、75μm以上の粒径の粘土状物質を除くことで、粘土状物質の粒子間に生じる粘着力が大きくなり、成形体の保形性を維持することができるからである。   By making the clay-like material having a particle size of 5 μm or less 90% by mass or more and removing the clay-like material having a particle size of 75 μm or more, the adhesive force generated between the particles of the clay-like material is increased, and the molded product is maintained. This is because the shape can be maintained.

なお、縦方向の押出成形に好適な各種助剤として、メチルセルロースの代用としてエチルセルロース、プロピルセルロース、エチルメチルセルロース、プロピルメチルセルロース、結晶セルロースのうち少なくとも1種、ポリビニルアルコールの代用としてポリエチレンビニルアルコール、ポリエチレングリコールモノアクリレートの代用としてポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールテトラメチレングリコールモノメタクリレートからなる群から選択された少なくとも1種を用いてもよい。   As various auxiliary agents suitable for longitudinal extrusion, at least one of ethyl cellulose, propyl cellulose, ethyl methyl cellulose, propyl methyl cellulose, and crystalline cellulose is used as a substitute for methyl cellulose, and polyethylene vinyl alcohol and polyethylene glycol mono are used as substitutes for polyvinyl alcohol. As a substitute for acrylate, at least one selected from the group consisting of polypropylene glycol monomethacrylate and polypropylene glycol tetramethylene glycol monomethacrylate may be used.

次に、得られた混練体をハニカム状に所定の金型が装着された押出成形機に投入し、圧力を加えてハニカム状の成形体とする。ここで、押出成形の方法としては、ピストン方式とオーガー方式の2つの方法が挙げられる。   Next, the obtained kneaded body is put into an extrusion molding machine equipped with a predetermined die in a honeycomb shape, and pressure is applied to obtain a honeycomb-shaped formed body. Here, there are two methods of extrusion molding, a piston method and an auger method.

ピストン方式は、図5に示すように押出成形機の下部に金型13を固定した縦型のジャケット14に、押出成形機の上部より棒状の混練体15を供給し、上部より油圧ピストン16等にて押し出す方式で、通常縦型の押出成形機であるため、成形体21の側面方向の変形が抑えられ、複雑な形状品や比較的大型製品の成形に適している。   In the piston system, as shown in FIG. 5, a rod-shaped kneaded body 15 is supplied from the upper part of the extruder to a vertical jacket 14 having a mold 13 fixed to the lower part of the extruder, and a hydraulic piston 16 or the like is provided from the upper part. Since this is a vertical extrusion molding machine, deformation in the side surface direction of the molded body 21 is suppressed, and it is suitable for molding complex shapes and relatively large products.

また、混練体15の供給が不安定な場合、成形体21の外周壁にささくれ状の欠陥や皮切れ状の欠陥が発生することもあるが、金型13の前面に、ドーナツ状のリング22を配置し、その内径を調節することで、原料を安定供給するとともに補強部54を形成し、上記欠陥を防ぐことが好ましい。   Further, when the supply of the kneaded body 15 is unstable, a claw-like defect or a cut-off defect may occur on the outer peripheral wall of the molded body 21, but a donut-shaped ring 22 is formed on the front surface of the mold 13. And adjusting the inner diameter thereof to stably supply the raw material and form the reinforcing portion 54 to prevent the above defects.

また、オーガー方式では、図6に示すような横型の押出成形機が多く用いられ、混練体15または調合原料を投入口17から投入した後、パッグスクリュー18を回転、加圧することにより混練して真空室19に押し出される。真空室19で真空を引いて脱気した後、移送され、さらにオーガースクリュー20を加圧、回転することにより混練して、押出成形機の先端部に固定された金型13より成形体21として押し出される。この方式でも金型13の前面に、ドーナツ状のリング(不図示)を配置し、その内径を調節することで、原料を安定供給するとともに補強部54を形成し、ささくれ状の欠陥や皮切れ状の欠陥を防ぐことが好ましい。   In the auger system, a horizontal extruder as shown in FIG. 6 is often used. After the kneaded body 15 or the mixed raw material is introduced from the inlet 17, the pug screw 18 is rotated and pressurized to knead. It is pushed out into the vacuum chamber 19. After vacuuming in the vacuum chamber 19 and degassing, it is transferred, and further, the auger screw 20 is kneaded by pressurizing and rotating to form a molded body 21 from the mold 13 fixed to the tip of the extruder. Extruded. Even in this method, a donut-shaped ring (not shown) is arranged on the front surface of the mold 13 and the inner diameter thereof is adjusted to stably supply the raw material and to form the reinforcing portion 54. It is preferable to prevent defects in the shape.

なお、この方式はピストン方式に比べ、連続成形が可能であるため量産性に優れている。   In addition, this method is superior to the piston method in that it can be continuously formed and is excellent in mass productivity.

但し、成形体が横方向へ押し出されるため、混練体が軟らか過ぎると自重が保てずに変形するおそれがあり、上記成形助剤をソルビタンモノカプリレート複合エステル、プロピレングリコール、結晶セルロースからなる群から選択された少なくとも1種及びメチルセルロースに変更して成形体の保形性を高める必要がある。特に、メチルセルロースは押出成形時に発生しやすい外周壁表面のめくれや亀裂の防止、流動性の向上等に有効に作用する。   However, since the molded body is extruded in the lateral direction, if the kneaded body is too soft, there is a risk of deformation without maintaining its own weight, and the molding aid is a group consisting of sorbitan monocaprylate composite ester, propylene glycol, and crystalline cellulose. It is necessary to improve the shape retention of the molded body by changing to at least one selected from the above and methylcellulose. In particular, methylcellulose is effective in preventing the turning and cracking of the outer peripheral wall surface, which tends to occur during extrusion, and improving fluidity.

なお、混練体に対し、添加するソルビタンモノカプリレート複合エステルは0.9〜1.5g(3〜5質量%)、プロピレングリコールは0.3〜0.9g(1〜3質量%)、結晶セルロースは0.3〜0.9g(1〜3質量%)、メチルセルロースは0.9〜3g(3〜10質量%)であることが好適であり、これら成形助剤の下限より添加量が少なければ、成形体の大きさによっては保形性が不十分となる場合があり、上限より添加量が多ければ、粘度が高くなり過ぎ、作業性が悪くなる場合がある。成形体の保形性、作業性両面より、成形助剤の添加量の範囲は上記範囲が好適である。   The sorbitan monocaprylate complex ester to be added to the kneaded body is 0.9 to 1.5 g (3 to 5% by mass), propylene glycol is 0.3 to 0.9 g (1 to 3% by mass), crystals It is preferable that cellulose is 0.3 to 0.9 g (1 to 3% by mass) and methyl cellulose is 0.9 to 3 g (3 to 10% by mass), and the addition amount should be less than the lower limit of these molding aids. For example, depending on the size of the molded body, the shape retention may be insufficient. If the amount added is larger than the upper limit, the viscosity becomes too high, and the workability may deteriorate. From the viewpoint of shape retention and workability of the molded product, the above range is preferable as the range of the amount of the molding aid added.

また、横方向の押出成形に好適な各種助剤として、プロピレングリコールの代用としてエチレングリコール、結晶セルロースの代用としてエチルセルロース、プロピルセルロース、エチルメチルセルロース、エチルメチルセルロース、プロピルメチルセルロースからなる群から選択された少なくとも1種を用いてもよい。   Further, as various auxiliary agents suitable for extrusion in the transverse direction, at least one selected from the group consisting of ethylene glycol as a substitute for propylene glycol and ethylcellulose, propylcellulose, ethylmethylcellulose, ethylmethylcellulose, propylmethylcellulose as a substitute for crystalline cellulose Seeds may be used.

次に、押し出された成形体は、水分等を多く含んでいるために乾燥工程が必要であり、その温度は40〜70℃とすることが重要である。   Next, since the extruded molded body contains a lot of moisture and the like, a drying step is necessary, and the temperature is important to be 40 to 70 ° C.

乾燥させる温度を40〜70℃としたのは、40℃未満では成形体を乾燥させるのに長時間を要するため、非効率となるからであり、一方70℃を超えると成形体にクラックが入りやすくなるからである。生産性、クラック防止の両面から、40〜70℃で乾燥させることが必要である。   The reason why the drying temperature is 40 to 70 ° C. is that if it is less than 40 ° C., it takes a long time to dry the molded body, which is inefficient. On the other hand, if the temperature exceeds 70 ° C., the molded body cracks. This is because it becomes easier. It is necessary to dry at 40-70 degreeC from both sides of productivity and crack prevention.

また、一般的にバルク状の成形体は、成形体の外部から電気ヒーターやガスヒーター等による熱風乾燥や、マイクロ波を併用した乾燥が行われる。ハニカム状の成形体は、外周壁内側に複数の隔壁で区画形成されており、外部からの加熱による乾燥のみでは、外周壁のみが先に乾燥するため、外周壁の乾燥収縮率と、隔壁の乾燥収縮率との間に差が生じ、クラックなどの不具合が発生する。このため、外周壁と隔壁とが一様に乾燥するように、隔壁で区画形成されたセル内部に、熱風を通して乾燥することが好ましい。特に、以下のような手順で乾燥させれば、細孔を埋めている成形助剤の揮発、放出作用を促すことが容易にできるという点でより好適である。   In general, a bulk-shaped molded body is subjected to hot air drying using an electric heater, a gas heater, or the like from the outside of the molded body, or drying using a microwave in combination. The honeycomb-shaped formed body is partitioned and formed with a plurality of partition walls inside the outer peripheral wall. Since only the outer peripheral wall is dried first only by drying by external heating, the drying shrinkage rate of the outer peripheral wall and the partition wall A difference arises between the drying shrinkage rate and defects such as cracks occur. For this reason, it is preferable to dry with hot air inside the cell defined by the partition walls so that the outer peripheral wall and the partition walls are uniformly dried. In particular, drying by the following procedure is more preferable in that it can facilitate the volatilization and release action of the molding aid filling the pores.

先ず、一端からセル内部に40〜45℃の熱風を30〜40秒通した後、他端からも同じ温度、同じ時間で熱風を通す。次に、常温にて1〜2時間の自然乾燥を行った後、一端からセル内部に45〜70℃の熱風を15〜25分通した後、他端からも同じ温度、同じ時間で熱風を通す。   First, after passing hot air of 40 to 45 ° C. from one end to the inside of the cell for 30 to 40 seconds, hot air is passed from the other end at the same temperature and for the same time. Next, after performing natural drying for 1 to 2 hours at room temperature, after passing hot air of 45 to 70 ° C. from one end to the inside of the cell for 15 to 25 minutes, hot air is also supplied from the other end at the same temperature and the same time. Pass through.

また、成形助剤にメチルセルロースを含む場合、メチルセルロースはゲル化して硬化する温度が50〜80℃程度と比較的低い温度であるため、50〜80℃程度の熱水へ投入して表面を硬化させ、その後に熱風乾燥するなどの方法も好適である。   In addition, when methylcellulose is included in the molding aid, methylcellulose gelates and cures at a relatively low temperature of about 50 to 80 ° C. Therefore, it is poured into hot water of about 50 to 80 ° C to cure the surface. Thereafter, a method such as hot air drying is also suitable.

乾燥した成形体は、所定の長さに切断される。切断の方法としては、乾燥前または乾燥途中にピアノ線などを用いて切断する方法や、乾燥したものをカッター刃により切断する方法等がある。   The dried molded body is cut into a predetermined length. As a cutting method, there are a method of cutting using a piano wire or the like before or during drying, a method of cutting a dried one with a cutter blade, and the like.

次に、乾燥・切断された成形体は、電気炉、ガス炉、真空炉等の焼成炉で焼成され、その温度は、600〜1300℃で焼成することが重要である。600℃未満では、ハニカム構造体の焼結が不十分なため、その強度は著しく低くなるからであり、1300℃を超えるとハニカム構造体の細孔が十分に形成されず、吸着性能が低くなるからである。ハニカム構造体として必要な強度、吸着性能を得るためには、600〜1300℃で焼成することが必要である。   Next, it is important that the dried and cut shaped body is fired in a firing furnace such as an electric furnace, a gas furnace, a vacuum furnace, and the temperature is fired at 600 to 1300 ° C. If the temperature is lower than 600 ° C., the honeycomb structure is not sufficiently sintered, so that the strength is remarkably reduced. If the temperature exceeds 1300 ° C., the pores of the honeycomb structure are not sufficiently formed and the adsorption performance is lowered. Because. In order to obtain the strength and adsorption performance required for the honeycomb structure, it is necessary to fire at 600 to 1300 ° C.

粘土状物質として木節粘土、蛙目粘土、ボールクレーのうちの少なくとも1種を選んだ場合、1000〜1300℃で焼成することが好適であり、ゼオライト、ベントナイト、含水ケイ酸マグネシウム繊維のうちの少なくとも1種を選んだ場合、600〜1000℃で焼成することが好適である。   When at least one of Kibushi clay, Sasame clay, and ball clay is selected as the clay-like substance, it is preferably calcined at 1000 to 1300 ° C., among zeolite, bentonite, and hydrous magnesium silicate fiber. When at least one type is selected, firing at 600 to 1000 ° C. is preferable.

ここで、上記焼成の雰囲気としては、非酸化性雰囲気、例えば、窒素雰囲気、不活性ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気のいずれかであることが好ましいが、製造コストを考慮して、大気雰囲気中で炭素質材料を含む遮蔽材を上記成形体の周囲に配置して焼結させてもよい。炭素質材料を含む遮蔽材を成形体の周囲に配置することで、大気雰囲気中の酸素は炭素質材料の燃焼に用いられ、成形体の周囲は酸素のない雰囲気となり、成形体の燃焼が効果的に防止できるからであり、成形体を炭素質材料の中で埋め焼きしてもよい。上記炭素質材料とは、粉粒状等の活性炭、コークス、木炭、アンスラサイト、素灰、カーボンブラック等をいうが、その組成が炭素を80%以上含み、着火温度が500°以上のものが耐久性にも優れており好ましい。また、上記遮蔽材は、灰化するまで何度でも繰り返し使用することができる。   Here, the firing atmosphere is preferably a non-oxidizing atmosphere, for example, a nitrogen atmosphere, an inert gas atmosphere, or a nitrogen gas atmosphere. A shielding material containing a quality material may be disposed around the molded body and sintered. By arranging a shielding material containing a carbonaceous material around the molded body, oxygen in the atmosphere is used for combustion of the carbonaceous material, and the atmosphere around the molded body becomes an oxygen-free atmosphere, and the combustion of the molded body is effective. This is because the molded body may be buried in a carbonaceous material. The above-mentioned carbonaceous material refers to activated carbon such as granular powder, coke, charcoal, anthracite, elementary ash, carbon black, etc., whose composition contains 80% or more of carbon and whose ignition temperature is 500 ° or more is durable. It is also excellent in properties. Moreover, the said shielding material can be used repeatedly many times until it incinerates.

上述したような製造方法を用いて本発明のハニカム構造体を作製すれば、良好な吸着性能を維持できるとともに、長期間破損することがない上、安価なハニカム構造体を得ることができる。   If the honeycomb structure of the present invention is manufactured using the manufacturing method as described above, it is possible to maintain good adsorption performance, and to obtain an inexpensive honeycomb structure without being damaged for a long time.

以上、本発明のハニカム構造体をキャニスターに用いた場合で説明したが、本発明のハニカム構造体はオゾン、窒素、水素、一酸化炭素、炭酸ガス、塩化水素、フッ化水素等の吸着分離、沸騰水型原子炉により発生する放射性のクリプトン、キセノン等稀ガスの吸着、メタン等天然ガスの吸蔵、メタノールあるいはエタノール吸着式冷凍機、電気二重層キャパシター、浄水器等に用いることもできる。   As described above, the case where the honeycomb structure of the present invention is used for a canister has been described, but the honeycomb structure of the present invention is separated by adsorption of ozone, nitrogen, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen chloride, hydrogen fluoride, etc. It can also be used for adsorption of rare gas such as radioactive krypton and xenon generated by boiling water reactor, occlusion of natural gas such as methane, methanol or ethanol adsorption refrigerator, electric double layer capacitor, water purifier and the like.

以下本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
所定の細孔径及び細孔容積を有する粉末状の木質活性炭及び表1に示す粘土状物質を重量比率45:55で調合したものに、表1に示す添加剤35質量%と、所定量のメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール及び水を添加して、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行った。但し、表1の添加剤の欄に横線を施した試料には、添加剤を添加しなかった。次に、得られた混練体を金型が装着された縦型の押出成形機に投入し、所定の圧力を加えることで、軸方向に垂直なセルの断面形状が正方形であって、その個数が200個/(inch)であるハニカム状の成形体を得た。
(Example 1)
Powdered wood activated carbon having a predetermined pore diameter and pore volume and a clay-like substance shown in Table 1 prepared at a weight ratio of 45:55, 35% by mass of additives shown in Table 1, and a predetermined amount of methylcellulose Polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and water were added, and the mixture was mixed, stirred and kneaded with a kneader (Needer). However, the additive was not added to the sample in which a horizontal line was given in the column of additive in Table 1. Next, the obtained kneaded body is put into a vertical extruder equipped with a mold, and by applying a predetermined pressure, the cross-sectional shape of the cell perpendicular to the axial direction is square, Of 200 / (inch) 2 was obtained.

得られた成形体のセル内部に55℃の熱風を通して成形体を乾燥させた後、カッター刃により長さ5.5mmに切断した。切断された成形体を電気炉に投入し、この成形体の周囲にコークスを配置した後、表1に示す温度で、保持時間2時間にて焼成し、外周壁および隔壁に存在する直径1nm〜12nmの細孔に対する直径1nm〜6nmの細孔の容積比率や直径2nm,3nm,4nm,8nm,10nm,12nmの各細孔の細孔容積が表1に示されるハニカム構造体を得た。また、これらハニカム構造体の隔壁の厚みは0.3mm、外周壁の厚みは0.75mm、外径は30mmであった。   The molded body was dried by passing hot air at 55 ° C. into the cell of the obtained molded body, and then cut to a length of 5.5 mm with a cutter blade. The cut compact was put into an electric furnace, and coke was placed around the compact, and then fired at a temperature shown in Table 1 for a holding time of 2 hours. A honeycomb structure having a volume ratio of pores having a diameter of 1 to 6 nm to pores having a diameter of 12 nm and pore volumes of pores having diameters of 2 nm, 3 nm, 4 nm, 8 nm, 10 nm, and 12 nm shown in Table 1 was obtained. Moreover, the thickness of the partition walls of these honeycomb structures was 0.3 mm, the thickness of the outer peripheral wall was 0.75 mm, and the outer diameter was 30 mm.

ここで、窒素吸着法により上記細孔の細孔径及び細孔容積を測定した。具体的には、日本ベル(株)製高精度全自動ガス吸着装置(BELSORP 36)を用い、上記ハニカム構造体を粉砕した粉末を容器に入れた後、真空脱気を行い、150℃に加熱して、粉砕した粉末に付着している不純物や水等の異物を除去した。その後、容器ごと液体窒素で液体窒素温度(77K)まで冷却し、圧力を変化させながら既知量の窒素ガスを容器に注入した。そして、Kelvin式に従って発生する毛管凝縮現象(小さい細孔内部ほど入り込んだ窒素が低い圧力で飽和し、凝集する現象)を利用して、相対圧(=吸着平衡圧/飽和蒸気圧)を横軸に、活性炭への窒素吸着量を縦軸にプロットした吸着等温線から上記細孔径や細孔容積を算出した。   Here, the pore diameter and pore volume of the pores were measured by a nitrogen adsorption method. Specifically, using a high-precision fully automatic gas adsorption device (BELSORP 36) manufactured by Nippon Bell Co., Ltd., the powder obtained by pulverizing the honeycomb structure was put into a container, vacuum degassed, and heated to 150 ° C. Then, foreign matters such as impurities and water adhering to the pulverized powder were removed. Thereafter, the entire container was cooled with liquid nitrogen to a liquid nitrogen temperature (77 K), and a known amount of nitrogen gas was injected into the container while changing the pressure. Then, using the capillary condensation phenomenon that occurs according to the Kelvin equation (a phenomenon in which nitrogen entering the smaller pores saturates and aggregates at a lower pressure), the relative pressure (= adsorption equilibrium pressure / saturated vapor pressure) is plotted on the horizontal axis. The pore diameter and pore volume were calculated from an adsorption isotherm in which the amount of nitrogen adsorbed on the activated carbon was plotted on the vertical axis.

得られたハニカム構造体の吸着性能の評価には、ASTM(アメリカ合衆国標準試験規格)D5228−92(Reapproved2002)を用いて、ガソリン蒸気の主成分であるブタンの吸着量を測定した。ブタン吸着量が多ければハニカム構造体によるガソリン蒸気の吸着性能が高く、ブタン吸着量が少なければガソリン蒸気の吸着性能は低いことを意味する。ブタン吸着量の測定結果を表1に示す。   For the evaluation of the adsorption performance of the obtained honeycomb structure, ASTM (United States Standard Test Standard) D5228-92 (Reapproved 2002) was used to measure the adsorption amount of butane which is the main component of gasoline vapor. If the butane adsorption amount is large, the gasoline vapor adsorption performance by the honeycomb structure is high, and if the butane adsorption amount is small, the gasoline vapor adsorption performance is low. Table 1 shows the measurement results of the butane adsorption amount.

また、得られたハニカム構造体の脱離性能は、エタンの吸着脱離繰り返し試験にて評価した。より具体的には、ハニカム構造体の軸方向から50%濃度のエタンを流入し、飽和するまで吸着させた後、窒素ガスを同じく軸方向から流して脱離するというサイクルを1サイクルとして、40サイクル目のエタン飽和吸着後及び40サイクル終了時におけるエタン脱離後のハニカム構造体の質量をそれぞれ測定し、脱離率を算出した。脱離率が高ければ、エタン及びエタンと同程度の分子径を有するブタンの脱離性能、即ちガソリン蒸気の脱離性能が高いことを意味する。エタンの脱離率の測定結果を表1に示す。

Figure 2005306710
Further, the desorption performance of the obtained honeycomb structure was evaluated by repeated adsorption and desorption tests of ethane. More specifically, a cycle in which 50% concentration of ethane is introduced from the axial direction of the honeycomb structure, adsorbed until saturation, and then desorbed by flowing nitrogen gas in the same axial direction, is regarded as one cycle. The mass of the honeycomb structure after ethane saturation adsorption at the cycle and after ethane desorption at the end of the 40th cycle was measured, and the desorption rate was calculated. A high desorption rate means that ethane and butane having the same molecular diameter as ethane have high desorption performance, that is, gasoline vapor desorption performance. The measurement results of the ethane desorption rate are shown in Table 1.
Figure 2005306710

表1より上記容積比率が72%未満である試料No.1,2は、ブタン吸着量が2.2g/100ml以下と低く、容積比率が83%を超えた試料No.8は、エタン脱離率が40%と低かった。一方、容積比率が72〜83%である本発明の試料No.3〜7,9〜11はブタン吸着量が3.0g/100ml以上、エタン脱離率が45%以上とともに良好であることがわかる。   From Table 1, the sample No. whose volume ratio is less than 72% is shown. Sample Nos. 1 and 2 have a butane adsorption amount as low as 2.2 g / 100 ml or less and a volume ratio exceeding 83%. No. 8 had a low ethane elimination rate of 40%. On the other hand, Sample No. of the present invention having a volume ratio of 72 to 83%. 3 to 7 and 9 to 11 show that the butane adsorption amount is 3.0 g / 100 ml or more and the ethane desorption rate is 45% or more, which is favorable.

特に、直径2nmの細孔容積が140mm/g以上、直径3nmの細孔容積が120mm/g以上、および直径4nmの細孔容積が90mm/g以上の構造である試料No3〜7は、ブタン吸着量が3.2g/100ml以上とさらに高く、吸着性能が良好である。 Particularly, sample Nos. 3 to 7 having a structure in which the pore volume of 2 nm in diameter is 140 mm 3 / g or more, the pore volume of 3 nm in diameter is 120 mm 3 / g or more, and the pore volume of 4 nm in diameter is 90 mm 3 / g or more. The butane adsorption amount is even higher at 3.2 g / 100 ml or more, and the adsorption performance is good.

また、上記試料No.3〜7及びNo.11は、直径8nmの細孔容積が50mm/g以上、直径10nmの細孔容積が40mm/g以上、および直径12nmの細孔容積が30mm/g以上の構造であるので、エタン脱離率が50%以上とさらに高く良好である。 In addition, the above sample No. 3-7 and no. 11 has a structure in which the pore volume of 8 nm in diameter is 50 mm 3 / g or more, the pore volume of 10 nm in diameter is 40 mm 3 / g or more, and the pore volume of 12 nm in diameter is 30 mm 3 / g or more. The separation rate is as high as 50% or more and good.

さらに、添加剤を加えた試料No.12〜17はエタンの脱離率が60%以上と高く、添加剤を加えなかった試料No.1〜11より脱離性能が優れていることがわかる。   Furthermore, Sample No. with additive added. Nos. 12 to 17 have a high ethane desorption rate of 60% or more, and sample No. 1 to 11 show that the desorption performance is superior.

(実施例2)
粉末状の木質活性炭及び木節粘土を重量比率45:55で調合したものに、所定量のメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール及び水を添加して、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行った。次に、得られた混練体を金型が装着された縦型の押出成形機に投入し、所定の圧力を加えることで、ハニカム構造体の外周壁と隔壁とが接する箇所の近傍に補強部を形成したハニカム状の成形体と、補強部のないハニカム状の成形体を作製した。なお、いずれの成形体も軸方向に垂直なセルの断面形状を正方形とし、セルの個数は200個/(inch)とした。得られた成形体のセル内部に55℃の熱風を通して成形体を乾燥させた後、カッター刃により長さ5.5mmに切断した。切断された成形体を電気炉に投入し、この成形体の周囲にコークスを配置した後、温度1200℃、保持時間2時間で焼成し、隔壁や外周壁の厚みが表4に示されるハニカム構造体を得た。直径2nm,3nm,4nmの細孔容積については実施例1で示した方法で測定した結果、それぞれ250mm/g,210mm/g,150mm/gであった。
(Example 2)
Powdered wood activated carbon and Kibushi clay are mixed at a weight ratio of 45:55, and a predetermined amount of methylcellulose, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and water are added and mixed, stirred and kneaded by a kneader (Needer). went. Next, the obtained kneaded body is put into a vertical extruder equipped with a mold, and a predetermined pressure is applied so that the reinforcing portion is located near the portion where the outer peripheral wall of the honeycomb structure and the partition wall are in contact with each other. A honeycomb-shaped formed body having the above and a honeycomb-shaped formed body having no reinforcing portion were produced. In any of the molded bodies, the cross-sectional shape of the cells perpendicular to the axial direction was square, and the number of cells was 200 / (inch) 2 . The molded body was dried by passing hot air at 55 ° C. into the cell of the obtained molded body, and then cut to a length of 5.5 mm with a cutter blade. The cut molded body was put into an electric furnace, coke was placed around the molded body, and then fired at a temperature of 1200 ° C. and a holding time of 2 hours. Got the body. The pore volumes of 2 nm, 3 nm, and 4 nm in diameter were measured by the method shown in Example 1, and were found to be 250 mm 3 / g, 210 mm 3 / g, and 150 mm 3 / g, respectively.

また、得られたハニカム構造体のガソリン蒸気の吸着性能に評価については実施例1と同様、ASTM(アメリカ合衆国標準試験規格)D5228−92(Reapproved2002)を用いて、ブタン吸着量を測定した。   As for the evaluation of the gasoline vapor adsorption performance of the obtained honeycomb structure, the butane adsorption amount was measured using ASTM (United States Standard Test Standard) D5228-92 (Reapproved 2002) in the same manner as in Example 1.

また、ハニカム構造体の強度については、軸に垂直かつ隔壁と平行な方向よりハニカム構造体に荷重を加え、破壊する強度(B軸圧縮強度、以下単に圧縮強度という。)を測定した。

Figure 2005306710
Further, regarding the strength of the honeycomb structure, a strength was applied to the honeycomb structure in a direction perpendicular to the axis and parallel to the partition walls to break the honeycomb structure (B-axis compression strength, hereinafter simply referred to as compression strength).
Figure 2005306710

表2からわかるように補強部を形成した試料No.18〜26は、補強部のない試料No.27〜35に対し、同じ厚みの隔壁と外周壁を有するハニカム構造体で比べると、圧縮強度が高く、良好である。   As can be seen from Table 2, the sample No. Nos. 18 to 26 are sample Nos. Having no reinforcing portion. Compared with 27 to 35, a honeycomb structure having partition walls and outer peripheral walls having the same thickness has a high compressive strength and is good.

また、試料No.30〜32あるいは試料No.33〜35の圧縮強度をみればわかるように、外周壁の厚みが0.5mm未満の試料No.30,33の圧縮強度は1.1MPa以下と低いのに対し、0.5mm以上の試料No.31,32,34,35の圧縮強度は1.2MPa以上と高く、良好である。   Sample No. 30-32 or sample no. As can be seen from the compression strength of 33 to 35, the sample No. The compressive strength of 30 and 33 is as low as 1.1 MPa or less, whereas the sample No. The compressive strength of 31, 32, 34, and 35 is as high as 1.2 MPa or more, which is good.

また、隔壁の厚みが0.35mmを超える試料No.27〜29のブタン吸着量は3.5g/100ml以下であるのに対し、隔壁の厚みが0.35mm以下の試料No.30〜35は、吸着に有効な面積が大きいため、ブタン吸着量は5.4g/100ml以上と多く、良好である。   In addition, Sample No. with a partition wall thickness exceeding 0.35 mm. 27-29 butane adsorption amount is 3.5 g / 100 ml or less, whereas the partition wall thickness is 0.35 mm or less. Since 30 to 35 have a large effective area for adsorption, the butane adsorption amount is as large as 5.4 g / 100 ml or more, which is favorable.

(実施例3)
粉末状の木質活性炭及び木節粘土を重量比率45:55で調合したものに、所定量のメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール及び水を添加して、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行った。次に、得られた混練体を金型が装着された縦型の押出成形機に投入し、所定の圧力を加えることで、いずれもセルの個数が200個/(inch)であって、軸方向に垂直なセルの断面形状が正方形であるハニカム状の成形体と、六角形であるハニカム状の成形体とを得た。得られた成形体のセル内部に55℃の熱風を通して前記成形体を乾燥させた後、カッター刃により長さ5.5mmに切断した。切断された成形体を電気炉に投入し、この成形体の周囲にコークスを配置した後、温度1200℃、保持時間2時間で焼成してハニカム構造体を得た。直径2nm、3nm、4nmの細孔容積については実施例1で示した方法で測定した結果、いずれのハニカム構造体もそれぞれ250mm/g,210mm/g,150mm/gであった。また、これらハニカム構造体の隔壁の厚みは0.3mm、外周壁の厚みは0.75mm、外径は30mmであった。
(Example 3)
Powdered wood activated carbon and Kibushi clay are mixed at a weight ratio of 45:55, and a predetermined amount of methylcellulose, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and water are added and mixed, stirred and kneaded by a kneader (Needer). went. Next, the obtained kneaded body was put into a vertical extrusion molding machine equipped with a mold, and by applying a predetermined pressure, the number of cells was 200 / (inch) 2 , A honeycomb-shaped formed body having a square cell cross-sectional shape perpendicular to the axial direction and a honeycomb-shaped formed body having a hexagonal shape were obtained. The molded body was dried by passing hot air of 55 ° C. into the cell of the obtained molded body, and then cut to a length of 5.5 mm with a cutter blade. The cut formed body was put into an electric furnace, and coke was placed around the formed body, and then fired at a temperature of 1200 ° C. and a holding time of 2 hours to obtain a honeycomb structure. The pore volume of 2 nm, 3 nm, and 4 nm in diameter was measured by the method shown in Example 1. As a result, all honeycomb structures were 250 mm 3 / g, 210 mm 3 / g, and 150 mm 3 / g, respectively. Moreover, the thickness of the partition walls of these honeycomb structures was 0.3 mm, the thickness of the outer peripheral wall was 0.75 mm, and the outer diameter was 30 mm.

得られたハニカム構造体のガソリン蒸気の吸着性能に評価については実施例1と同様、ASTM(アメリカ合衆国標準試験規格)D5228−92(Reapproved2002)を用いて、ブタン吸着量を測定した。   About the evaluation of the gasoline vapor adsorption performance of the obtained honeycomb structure, the butane adsorption amount was measured using ASTM (United States Standard Test Standard) D5228-92 (Reapproved 2002) as in Example 1.

また、ハニカム構造体の強度についても、実施例2と同様、B軸圧縮強度(以下単に圧縮強度という。)を測定した。

Figure 2005306710
As for the strength of the honeycomb structure, the B-axis compressive strength (hereinafter simply referred to as compressive strength) was measured in the same manner as in Example 2.
Figure 2005306710

表3からわかるように軸方向に垂直なセルの断面形状が正方形である試料No.37に比べ、六角形である試料No.36はブタン吸着量が多い上、圧縮強度も高く、良好である。   As can be seen from Table 3, the sample No. 1 in which the cross-sectional shape of the cell perpendicular to the axial direction is square is shown. Compared to Sample No. 37, sample No. No. 36 has a good butane adsorption amount and a high compressive strength.

(実施例4)
粉末状の活性炭及び粘土状物質を表4に示す種類、重量比率で調合したものに、所定量のメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール及び水を添加して、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行った。次に、得られた混練体を金型が装着された縦型の押出成形機に投入し、所定の圧力を加えることで、軸方向に垂直なセルの断面形状が正方形であって、その個数が200個/(inch)であるハニカム状の成形体を得た。得られた成形体のセル内部に55℃の熱風を通して前記成形体を乾燥させた後、カッター刃により長さ5.5mmに切断した。切断された成形体を電気炉に投入し、この成形体の周囲にコークスを配置した後、温度1200℃、保持時間2時間で焼成してハニカム構造体を得た。直径2nm、3nm、4nmの細孔容積については実施例1で示した方法で測定した結果を表5に示す。また、これらハニカム構造体の隔壁の厚みは0.3mm、外周壁の厚みは0.75mm、外径は30mmであった。
Example 4
Powdered activated carbon and clay-like substances prepared in the types and weight ratios shown in Table 4 are added with a predetermined amount of methylcellulose, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and water, mixed with a kneader (Needer), stirred, Kneading was performed. Next, the obtained kneaded body is put into a vertical extruder equipped with a mold, and by applying a predetermined pressure, the cross-sectional shape of the cell perpendicular to the axial direction is square, Of 200 / (inch) 2 was obtained. The molded body was dried by passing hot air of 55 ° C. into the cell of the obtained molded body, and then cut to a length of 5.5 mm with a cutter blade. The cut formed body was put into an electric furnace, and coke was placed around the formed body, and then fired at a temperature of 1200 ° C. and a holding time of 2 hours to obtain a honeycomb structure. Table 5 shows the results of measuring the pore volume of 2 nm, 3 nm, and 4 nm in diameter by the method shown in Example 1. Moreover, the thickness of the partition walls of these honeycomb structures was 0.3 mm, the thickness of the outer peripheral wall was 0.75 mm, and the outer diameter was 30 mm.

得られたハニカム構造体のガソリン蒸気の吸着性能に評価については実施例1と同様、ASTM(アメリカ合衆国標準試験規格)D5228−92(Reapproved2002)を用いて、ブタン吸着量を測定した。   About the evaluation of the gasoline vapor adsorption performance of the obtained honeycomb structure, the butane adsorption amount was measured using ASTM (United States Standard Test Standard) D5228-92 (Reapproved 2002) as in Example 1.

また、ハニカム構造体の強度についても、実施例2と同様、圧縮強度を測定した。

Figure 2005306710
Further, the compressive strength was also measured for the strength of the honeycomb structure in the same manner as in Example 2.
Figure 2005306710

表4からわかるように木質活性炭を用いた試料No.38〜42は、ヤシガラ活性炭を用いた試料No.43〜47に比べ、ブタン吸着量が多く、良好である。また、試料No.38〜42あるいは試料No.43〜47では活性炭の重量比率が上がるとブタン吸着量が多くなるが、圧縮強度も低下する。活性炭及び木節粘土の重量比率が60:40〜30:70である試料No.39〜41,No.44〜46が好適である。   As can be seen from Table 4, sample No. using wood activated carbon. Nos. 38 to 42 are sample Nos. Using coconut shell activated carbon. Compared with 43 to 47, the butane adsorption amount is large and good. Sample No. 38-42 or sample no. In 43 to 47, when the weight ratio of the activated carbon increases, the butane adsorption amount increases, but the compressive strength also decreases. Sample No. in which the weight ratio of activated carbon and Kibushi clay is 60:40 to 30:70. 39-41, no. 44-46 is preferred.

なお、本実施例では粘土状物質として木節粘土を用いて説明したが、蛙目粘土、ボールクレー、ゼオライト、ベントナイト、含水ケイ酸マグネシウム繊維あるいはこれらの混合体を用いても良好なハニカム構造体が得られることは言うまでもない。   In this example, Kibushi clay was used as the clay-like substance, but a honeycomb structure that is good even when using a clay mesh, ball clay, zeolite, bentonite, hydrous magnesium silicate fiber, or a mixture thereof. It goes without saying that can be obtained.

(実施例5)
粉末状の木質活性炭及び木節粘土を重量比率60:40として、水を添加、調合したものに、電磁石で強度が適宜調整された磁界に通して不可避不純物を減少させた。次に、メチルセルロース0.6〜1.8g、ポリビニルアルコール2.1〜4.5g及びポリエチレングリコールモノアクリレート9.0〜10.5gを添加し、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行った。得られた混練体を金型が装着された縦型の押出成形機に投入し、所定の圧力を加えることで、軸方向に垂直なセルの断面形状が正方形であって、その個数が200個/(inch)であるハニカム状の成形体を得た。得られた成形体のセル内部に55℃の熱風を通して成形体を乾燥させた後、カッター刃により長さ5.5mmに切断した。切断された成形体を電気炉に投入し、この成形体の周囲にコークスを配置した後、温度1200℃、保持時間2時間で焼成し、ハニカム構造体を得た。直径2nm、3nm、4nmの細孔容積については実施例1で示した方法で測定した結果、いずれのハニカム構造体もそれぞれ250mm/g,210mm/g,150mm/gであった。また、これらハニカム構造体の隔壁の厚みは0.3mm、外周壁の厚みは0.75mm、外径は30mmであった。
(Example 5)
Powdered woody activated carbon and Kibushi clay were added at a weight ratio of 60:40, and water was added and blended to reduce the inevitable impurities through a magnetic field whose strength was appropriately adjusted with an electromagnet. Next, 0.6 to 1.8 g of methyl cellulose, 2.1 to 4.5 g of polyvinyl alcohol, and 9.0 to 10.5 g of polyethylene glycol monoacrylate are added, and mixing, stirring, and kneading are performed using a kneader (Needer). Mixing, stirring, and kneading were performed with a machine (Needer). The obtained kneaded body is put into a vertical extruder equipped with a mold, and by applying a predetermined pressure, the cross-sectional shape of the cells perpendicular to the axial direction is square, and the number thereof is 200 pieces. A honeycomb-shaped formed body having / (inch) 2 was obtained. The molded body was dried by passing hot air at 55 ° C. into the cell of the obtained molded body, and then cut to a length of 5.5 mm with a cutter blade. The cut molded body was put into an electric furnace, coke was placed around the molded body, and then fired at a temperature of 1200 ° C. and a holding time of 2 hours to obtain a honeycomb structure. The pore volume of 2 nm, 3 nm, and 4 nm in diameter was measured by the method shown in Example 1. As a result, all honeycomb structures were 250 mm 3 / g, 210 mm 3 / g, and 150 mm 3 / g, respectively. Moreover, the thickness of the partition walls of these honeycomb structures was 0.3 mm, the thickness of the outer peripheral wall was 0.75 mm, and the outer diameter was 30 mm.

得られたハニカム構造体に存在する不可避不純物の量については、蛍光X線分析で測定し酸化物に換算した数値を表5に示す。また、不可避不純物の偏析については走査電子顕微鏡を用いて、倍率3000倍で観察し、偏析が観察されなかったものを○、偏析が観察されたものを×で表5に示す。

Figure 2005306710
Regarding the amount of inevitable impurities present in the obtained honeycomb structure, Table 5 shows numerical values measured by fluorescent X-ray analysis and converted into oxides. Further, segregation of inevitable impurities was observed with a scanning electron microscope at a magnification of 3000 times. Table 5 shows that no segregation was observed, and x that segregation was observed.
Figure 2005306710

不可避不純物の合計が酸化物換算で2質量%以下の試料No.48〜50は、偏析が観察されず良好であった。   Sample No. in which the total of inevitable impurities is 2% by mass or less in terms of oxide. 48 to 50 were good because no segregation was observed.

不可避不純物の合計が酸化物換算で2質量%を超える試料No.51,52は、部分的な強度低下を招くおそれがあり、信頼性の面からキャニスターへの装着は不適となる。   Sample No. in which the total of inevitable impurities exceeds 2% by mass in terms of oxide. 51 and 52 may cause a partial reduction in strength, and mounting to a canister is inappropriate from the viewpoint of reliability.

(実施例6)
粉末状の木質活性炭及び木節粘土を重量比率45:55で調合したものに、所定量のメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール及び水を添加して、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行った。次に、得られた混練体を金型が装着された縦型の押出成形機に投入し、所定の圧力を加えることで、軸方向に垂直なセルの断面形状が正方形であって、その個数が200個/(inch)であるハニカム状の成形体を得た。得られた成形体のセル内部に表6に示す温度の熱風を通して前記成形体を乾燥させた後、カッター刃により長さ5.5mmに切断した。切断された成形体を電気炉に投入し、この成形体の周囲に各種遮蔽材を配置した後、表6に示す温度で2時間焼成してハニカム構造体を得た。直径2nm、3nm、4nmの細孔容積については実施例1で示した方法で測定した結果、いずれのハニカム構造体もそれぞれ250mm/g,210mm/g,150mm/gであった。また、これらハニカム構造体の隔壁の厚みは0.3mm、外周壁の厚みは0.75mm、外径は30mmであった。
(Example 6)
Powdered wood activated carbon and Kibushi clay are mixed at a weight ratio of 45:55, and a predetermined amount of methylcellulose, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and water are added and mixed, stirred and kneaded by a kneader (Needer). went. Next, the obtained kneaded body is put into a vertical extruder equipped with a mold, and by applying a predetermined pressure, the cross-sectional shape of the cell perpendicular to the axial direction is square, Of 200 / (inch) 2 was obtained. The molded body was dried by passing hot air at a temperature shown in Table 6 inside the cell of the obtained molded body, and then cut to a length of 5.5 mm with a cutter blade. The cut formed body was put into an electric furnace, and various shielding materials were arranged around the formed body, and then fired at a temperature shown in Table 6 for 2 hours to obtain a honeycomb structure. The pore volume of 2 nm, 3 nm, and 4 nm in diameter was measured by the method shown in Example 1. As a result, all honeycomb structures were 250 mm 3 / g, 210 mm 3 / g, and 150 mm 3 / g, respectively. Moreover, the thickness of the partition walls of these honeycomb structures was 0.3 mm, the thickness of the outer peripheral wall was 0.75 mm, and the outer diameter was 30 mm.

得られたハニカム構造体のガソリン蒸気の吸着性能に評価については実施例1と同様、ASTM(アメリカ合衆国標準試験規格)D5228−92(Reapproved2002)を用いて、ブタン吸着量を測定した。   About the evaluation of the gasoline vapor adsorption performance of the obtained honeycomb structure, the butane adsorption amount was measured using ASTM (United States Standard Test Standard) D5228-92 (Reapproved 2002) as in Example 1.

また、ハニカム構造体のクラックの有無についても観察した。

Figure 2005306710
In addition, the presence or absence of cracks in the honeycomb structure was also observed.
Figure 2005306710

表6からわかるように、70℃を超えて乾燥させた試料No.68はクラックが発生していたのに対し、本発明の試料No.53〜67,69,70,72〜76はクラックがなく、良好である。また、1300℃を超えて焼成した試料No.71は、細孔が十分に形成されなかったため、ブタン吸着量が1.2g/100mlと少なかったのに対し、本発明の試料No.53〜67,69,70,72〜76は、焼結が良好であって、ブタン吸着量も5.9g/100ml以上と多かった。   As can be seen from Table 6, the sample No. No. 68 had cracks, whereas sample No. 68 of the present invention. 53-67, 69, 70, 72-76 are good without cracks. Sample No. baked above 1300 ° C. No. 71 had a small butane adsorption amount of 1.2 g / 100 ml because the pores were not sufficiently formed. 53-67, 69, 70, 72-76 had good sintering, and the butane adsorption amount was as high as 5.9 g / 100 ml or more.

(実施例7)
粉末状の木質活性炭及びベントナイトをそれぞれ質量比率45:55で調合したものに、所定量のメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール及び水を添加して、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行った。次に、得られた混練体を金型が装着された縦型の押出成形機に投入し、所定の圧力を加えることで、軸方向に垂直なセルの断面形状が正方形であって、その個数が200個/(inch)であるハニカム状の成形体を得た。得られた成形体のセル内部に表7に示す温度の熱風を通して前記成形体を乾燥させた後、カッター刃により長さ5.5mmに切断した。切断された成形体を電気炉に投入し、この成形体の周囲に各種遮蔽材を配置した後、表7に示す温度で2時間焼成してハニカム構造体を得た。直径8nm、10nm、12nmの細孔容積については実施例1で示した方法で測定した結果、いずれのハニカム構造体もそれぞれ60mm/g,50mm/g,40mm/gであった。また、これらハニカム構造体の隔壁の厚みは0.3mm、外周壁の厚みは0.75mm、外径は30mmであった。
(Example 7)
A predetermined amount of methylcellulose, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and water are added to powdery wood activated carbon and bentonite prepared at a mass ratio of 45:55, and mixed, stirred, and kneaded with a kneader (Needer). It was. Next, the obtained kneaded body is put into a vertical extruder equipped with a mold, and by applying a predetermined pressure, the cross-sectional shape of the cell perpendicular to the axial direction is square, Of 200 / (inch) 2 was obtained. The molded body was dried by passing hot air at a temperature shown in Table 7 inside the cell of the obtained molded body, and then cut to a length of 5.5 mm with a cutter blade. The cut molded body was put into an electric furnace, and various shielding materials were arranged around the molded body, and then fired at the temperature shown in Table 7 for 2 hours to obtain a honeycomb structure. The pore volume of 8 nm, 10 nm, and 12 nm in diameter was measured by the method shown in Example 1. As a result, all the honeycomb structures were 60 mm 3 / g, 50 mm 3 / g, and 40 mm 3 / g, respectively. Moreover, the thickness of the partition walls of these honeycomb structures was 0.3 mm, the thickness of the outer peripheral wall was 0.75 mm, and the outer diameter was 30 mm.

得られたハニカム構造体の脱離性能についてはエタンの吸着脱離繰り返し試験にて評価した。評価方法は実施例1で示した方法と同じ方法である。   The desorption performance of the obtained honeycomb structure was evaluated by repeated adsorption and desorption tests of ethane. The evaluation method is the same as the method shown in Example 1.

また、ハニカム構造体のクラックの有無についても観察した。

Figure 2005306710
In addition, the presence or absence of cracks in the honeycomb structure was also observed.
Figure 2005306710

表7からわかるように、70℃を超えて乾燥させた試料No.92はクラックが発生していたのに対し、本発明の試料No.77〜91,94,95,96〜100はクラックがなく、良好である。また、600℃未満で焼成した試料No.93は焼結不十分であったのに対し、本発明の試料No.77〜91,94,95,96〜100は、焼結が良好であって、エタンの脱離率も50%以上と高かった。   As can be seen from Table 7, sample no. No. 92 had cracks, whereas sample No. 92 of the present invention. Nos. 77 to 91, 94, 95 and 96 to 100 have no cracks and are good. Sample No. baked at less than 600 ° C. No. 93 was insufficiently sintered, whereas Sample No. 77 to 91, 94, 95, 96 to 100 had good sintering, and the ethane desorption rate was as high as 50% or more.

(実施例8)
粉末状の木質活性炭及び木節粘土を重量比率45:55で調合したものに、所定量のソルビタンモノカプリレート複合エステル、プロピレングリコール、結晶セルロース、メチルセルロース及び水を添加して、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行った。次に、得られた混練体を金型が装着された横型の押出成形機に投入し、所定の圧力を加えることで、軸方向に垂直なセルの断面形状が正方形であって、その個数が200個/(inch)であるハニカム状の成形体を得た。得られた成形体のセル内部に熱風を通して前記成形体を乾燥させた後、カッター刃により長さ5.5mmに切断した。切断された成形体を電気炉に投入し、この成形体の周囲に各種遮蔽材を配置した後、表8に示す温度で2時間焼成してハニカム構造体を得た。直径2nm、3nm、4nmの細孔容積については実施例1で示した方法で測定した結果、いずれのハニカム構造体もそれぞれ250mm/g,210mm/g,150mm/gであった。また、これらハニカム構造体の隔壁の厚みは0.3mm、外周壁の厚みは0.75mm、外径は30mmであった。
(Example 8)
A predetermined amount of sorbitan monocaprylate composite ester, propylene glycol, crystalline cellulose, methylcellulose and water are added to a powdery wood activated carbon and Kibushi clay prepared at a weight ratio of 45:55, and a kneader (Needer) Were mixed, stirred and kneaded. Next, the obtained kneaded body is put into a horizontal extrusion molding machine equipped with a mold, and a predetermined pressure is applied, so that the cross-sectional shape of the cells perpendicular to the axial direction is square, and the number thereof is A honeycomb-shaped formed body of 200 / (inch) 2 was obtained. The molded body was dried by passing hot air inside the cell of the obtained molded body, and then cut to a length of 5.5 mm with a cutter blade. The cut formed body was put into an electric furnace, and various shielding materials were arranged around the formed body, and then fired at a temperature shown in Table 8 for 2 hours to obtain a honeycomb structure. The pore volume of 2 nm, 3 nm, and 4 nm in diameter was measured by the method shown in Example 1. As a result, all honeycomb structures were 250 mm 3 / g, 210 mm 3 / g, and 150 mm 3 / g, respectively. Moreover, the thickness of the partition walls of these honeycomb structures was 0.3 mm, the thickness of the outer peripheral wall was 0.75 mm, and the outer diameter was 30 mm.

得られたハニカム構造体のガソリン蒸気の吸着性能に評価については実施例1と同様、ASTM(アメリカ合衆国標準試験規格)D5228−92(Reapproved2002)を用いて、ブタン吸着量を測定した。   About the evaluation of the gasoline vapor adsorption performance of the obtained honeycomb structure, the butane adsorption amount was measured using ASTM (United States Standard Test Standard) D5228-92 (Reapproved 2002) as in Example 1.

また、ハニカム構造体の強度についても、実施例2と同様、圧縮強度を測定した。さらに、ハニカム構造体のクラックの有無についても観察した。

Figure 2005306710
Further, the compressive strength was also measured for the strength of the honeycomb structure in the same manner as in Example 2. Furthermore, the presence or absence of cracks in the honeycomb structure was also observed.
Figure 2005306710

表8からわかるように70℃を超えて乾燥させた試料No.110はクラックが発生していたのに対し、本発明の試料No.101〜109,111,112,114〜120,122〜130はクラックがなく、良好である。また、メチルセルロースを添加しなかった試料No.121は、成形体を得ることができなかった。さらに、1300℃を超えて焼成した試料No.113は、細孔が十分形成されなかったため、ブタン吸着量が1.7g/100mlと少なかったのに対し、本発明の試料No.101〜109,111,112,114〜120,122〜130は、焼結が良好であって、ブタン吸着量も5.9g/100ml以上と多かった。   As can be seen from Table 8, sample no. No. 110 had cracks, whereas sample No. 110 of the present invention. 101-109, 111, 112, 114-120, 122-130 are good without cracks. Sample No. in which methylcellulose was not added was used. No. 121 could not obtain a molded product. Furthermore, sample No. 1 fired above 1300 ° C. No. 113 had a small butane adsorption amount of 1.7 g / 100 ml because the pores were not sufficiently formed. 101-109, 111, 112, 114-120, 122-130 had good sintering, and the butane adsorption amount was as high as 5.9 g / 100 ml or more.

(実施例9)
粉末状の木質活性炭及びゼオライトを質量比率45:55で調合したものに、所定量のソルビタンモノカプリレート複合エステル、プロピレングリコール、結晶セルロース、メチルセルロース及び水を添加して、混練機(Needer)で混合、撹拌、混練を行った。次に、得られた混練体を金型が装着された横型の押出成形機に投入し、所定の圧力を加えることで、軸方向に垂直なセルの断面形状が正方形であって、その個数が200個/(inch)であるハニカム状の成形体を得た。得られた成形体のセル内部に熱風を通して前記成形体を乾燥させた後、カッター刃により長さ5.5mmに切断した。切断された成形体を電気炉に投入し、この成形体の周囲に各種遮蔽材を配置した後、表9に示す温度で2時間焼成してハニカム構造体を得た。直径8nm、10nm、12nmの細孔容積については実施例1で示した方法で測定した結果、いずれのハニカム構造体もそれぞれ60mm/g,50mm/g,40mm/gであった。また、これらハニカム構造体の隔壁の厚みは0.3mm、外周壁の厚みは0.75mm、外径は30mmであった。
Example 9
Add a specified amount of sorbitan monocaprylate composite ester, propylene glycol, crystalline cellulose, methylcellulose and water to a mixture of powdery wood activated carbon and zeolite at a mass ratio of 45:55, and mix with a kneader (Needer) , Stirring and kneading. Next, the obtained kneaded body is put into a horizontal extrusion molding machine equipped with a mold, and a predetermined pressure is applied, so that the cross-sectional shape of the cells perpendicular to the axial direction is square, and the number thereof is A honeycomb-shaped formed body of 200 / (inch) 2 was obtained. The molded body was dried by passing hot air inside the cell of the obtained molded body, and then cut to a length of 5.5 mm with a cutter blade. The cut formed body was put into an electric furnace, and various shielding materials were arranged around the formed body, and then fired at a temperature shown in Table 9 for 2 hours to obtain a honeycomb structure. The pore volume of 8 nm, 10 nm, and 12 nm in diameter was measured by the method shown in Example 1. As a result, all the honeycomb structures were 60 mm 3 / g, 50 mm 3 / g, and 40 mm 3 / g, respectively. Moreover, the thickness of the partition walls of these honeycomb structures was 0.3 mm, the thickness of the outer peripheral wall was 0.75 mm, and the outer diameter was 30 mm.

得られたハニカム構造体の脱離性能についてはエタンの吸着脱離繰り返し試験にて評価した。評価方法は実施例2で示した方法と同じ方法である。   The desorption performance of the obtained honeycomb structure was evaluated by repeated adsorption and desorption tests of ethane. The evaluation method is the same as the method shown in Example 2.

また、ハニカム構造体の強度についても、実施例2と同様、圧縮強度を測定した。さらに、ハニカム構造体のクラックの有無についても観察した。

Figure 2005306710
Further, the compressive strength was also measured for the strength of the honeycomb structure in the same manner as in Example 2. Furthermore, the presence or absence of cracks in the honeycomb structure was also observed.
Figure 2005306710

表9からわかるように70℃を超えて乾燥させた試料No.140はクラックが発生していたのに対し、本発明の試料No.131〜139,142,143,144〜150,152〜160はクラックがなく、良好である。また、600℃未満で焼成した試料No.141は焼結不十分、メチルセルロースを添加しなかった試料No.151は、成形体を得ることができなかったのに対し、本発明の試料No.131〜139,142,143,144〜150,152〜160は、焼結が良好であって、エタンの脱離率も50%以上と高かった。   As can be seen from Table 9, the sample no. No. 140 had cracks, whereas Sample No. 140 of the present invention. 131-139, 142, 143, 144-150, 152-160 are good without cracks. Sample No. baked at less than 600 ° C. No. 141 was insufficiently sintered and no sample No. methylcellulose was added. No. 151 could not obtain a molded body, whereas sample No. 151 of the present invention. 131-139, 142, 143, 144-150, 152-160 had good sintering, and the ethane desorption rate was as high as 50% or more.

本発明のハニカム構造体を用いた燃料蒸発防止装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the fuel evaporation prevention apparatus using the honeycomb structure of this invention. 本発明のハニカム構造体の一実施形態を示す概略図である。1 is a schematic view showing an embodiment of a honeycomb structure of the present invention. 本発明のハニカム構造体の他の実施形態を示す軸方向に垂直な断面図の一部である。FIG. 5 is a part of a cross-sectional view perpendicular to the axial direction showing another embodiment of a honeycomb structure of the present invention. 本発明のハニカム構造体の他の実施形態を示す軸方向に垂直な断面図の一部である。FIG. 5 is a part of a cross-sectional view perpendicular to the axial direction showing another embodiment of a honeycomb structure of the present invention. 本発明のハニカム構造体の製造に用いる縦型の押出成形機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vertical type extrusion molding machine used for manufacture of the honeycomb structure of this invention. 本発明のハニカム構造体の製造に用いる横型の押出成形機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the horizontal type extrusion molding machine used for manufacture of the honeycomb structure of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:メインキャニスター
2:サブキャニスター
3:連結通路
4:活性炭
5:ハニカム構造体
6:エンジン
7:ガソリンタンク
8:チャージ通路
9:大気通路
10:スロットルバルブ
11:吸気通路
12:パージ通路
13:金型
14:ジャケット
15:混練体
16:油圧ピストン
17:投入口
18:パッグスクリュー
19:真空室
20:オーガースクリュー
21:成形体
22:リング
51:外周壁
52:セル
53:隔壁
54:補強部
1: Main canister 2: Sub-canister 3: Connection passage 4: Activated carbon 5: Honeycomb structure 6: Engine 7: Gasoline tank 8: Charge passage 9: Air passage 10: Throttle valve 11: Intake passage 12: Purge passage 13: Gold Mold 14: Jacket 15: Kneaded body 16: Hydraulic piston 17: Input port 18: Pag screw 19: Vacuum chamber 20: Auger screw 21: Molded body 22: Ring 51: Outer wall 52: Cell 53: Partition wall 54: Reinforcement part

Claims (18)

活性炭および粘土状物質を含有してなり、外周壁内側に複数の隔壁で区画形成されたセルを備えたハニカム構造体であって、ガス吸着法を用いて測定した外周壁および隔壁に存在する直径1nm〜12nmの細孔に対する直径1nm〜6nmの細孔の容積比率が72〜83%であることを特徴とするハニカム構造体。 A honeycomb structure comprising activated carbon and a clay-like substance and having cells formed by partitioning a plurality of partition walls inside the outer peripheral wall, the diameter existing in the outer peripheral wall and the partition walls measured using a gas adsorption method A honeycomb structure having a volume ratio of pores having a diameter of 1 nm to 6 nm to pores having a diameter of 1 nm to 12 nm of 72 to 83%. ガス吸着法を用いて測定した直径2nmの細孔容積が140mm/g以上、直径3nmの細孔容積が120mm/g以上、および直径4nmの細孔容積が90mm/g以上の構造であることを特徴とする請求項1に記載のハニカム構造体。 With a structure in which the pore volume of 2 nm in diameter measured by the gas adsorption method is 140 mm 3 / g or more, the pore volume of 3 nm in diameter is 120 mm 3 / g or more, and the pore volume of 4 nm in diameter is 90 mm 3 / g or more. The honeycomb structure according to claim 1, wherein the honeycomb structure is provided. 炭化水素系ガスの吸着量が3.2g/100ml以上であることを特徴とする1または2に記載のハニカム構造体。 The honeycomb structure according to 1 or 2, wherein an adsorption amount of the hydrocarbon gas is 3.2 g / 100 ml or more. ガス吸着法を用いて測定した直径8nmの細孔容積が50mm/g以上、直径10nmの細孔容積が40mm/g以上、および直径12nmの細孔容積が30mm/g以上の構造であることを特徴とする請求項1〜3のいづれかに記載のハニカム構造体。 With a structure in which the pore volume of 8 nm in diameter measured by gas adsorption method is 50 mm 3 / g or more, the pore volume of 10 nm in diameter is 40 mm 3 / g or more, and the pore volume of 12 nm in diameter is 30 mm 3 / g or more. The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the honeycomb structure is provided. アルミナ(Al)、シリカ(SiO)、カルシア(CaO)、マグネシア(MgO)、スピネル(MgAl)、フォルステライト(MgSiO)の少なくともいずれか1種が添加されてなることを特徴とする請求項4に記載のハニカム構造体。 At least one of alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), magnesia (MgO), spinel (MgAl 2 O 4 ), and forsterite (Mg 2 SiO 4 ) is added. The honeycomb structure according to claim 4, wherein: 炭化水素系ガスに対する脱離率が50%以上であることを特徴とする請求項4または5に記載のハニカム構造体。 The honeycomb structure according to claim 4 or 5, wherein a desorption rate with respect to the hydrocarbon gas is 50% or more. 上記外周壁の厚みが0.5mm以上、隔壁の厚みが0.35mm以下であるととともに、外周壁と隔壁とが接する箇所の近傍に補強部を形成したことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のハニカム構造体。 The thickness of the outer peripheral wall is 0.5 mm or more, the thickness of the partition wall is 0.35 mm or less, and a reinforcing portion is formed in the vicinity of a portion where the outer peripheral wall and the partition wall are in contact with each other. The honeycomb structure according to any one of the above. 上記セルは軸方向に垂直な断面形状が六角形であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のハニカム構造体。 The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the cell has a hexagonal cross-sectional shape perpendicular to the axial direction. 上記活性炭及び粘土状物質の重量比率が60:40〜30:70であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のハニカム構造体。 The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 8, wherein a weight ratio of the activated carbon and the clay-like substance is 60:40 to 30:70. 上記活性炭が木質活性炭であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のハニカム構造体。 The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 9, wherein the activated carbon is wood activated carbon. 上記粘土状物質が木節粘土、蛙目粘土、ボールクレー、ゼオライト、ベントナイト、含水ケイ酸マグネシウム繊維のうちの少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のハニカム構造体。 The honeycomb according to any one of claims 1 to 10, wherein the clay-like substance is at least one of Kibushi clay, Sasame clay, ball clay, zeolite, bentonite, and hydrous magnesium silicate fiber. Structure. 不可避不純物の合計が酸化物換算で2質量%以下であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のハニカム構造体。 The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 11, wherein a total of inevitable impurities is 2% by mass or less in terms of oxide. 請求項1〜12のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法であって、成形助剤として、セルロース誘導体、アルコール系共重合体及びポリエチレングリコール系アクリレートが添加された、活性炭と粘土状物質とを含有する混練体を押出成形する工程と、得られた成形体を温度40〜70℃で乾燥する工程と、乾燥後の成形体を温度600〜1300℃で焼結する工程と、を有することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of claims 1 to 12, wherein activated carbon and a clay-like substance, to which a cellulose derivative, an alcohol copolymer, and a polyethylene glycol acrylate are added as a forming aid, And a step of extruding the kneaded body containing the material, a step of drying the obtained molded body at a temperature of 40 to 70 ° C., and a step of sintering the dried molded body at a temperature of 600 to 1300 ° C. A method for manufacturing a honeycomb structured body. 上記セルロース誘導体がメチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、エチルメチルセルロース、プロピルメチルセルロース、結晶セルロースからなる群から選択された少なくとも1種、アルコール系共重合体がポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコールからなる群から選択された少なくとも1種、ポリエチレングリコール系アクリレートがポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールテトラメチレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールテトラメチレングリコールモノメタクリレートからなる群から選択された少なくとも1種であるとともに、添加するセルロース誘導体、アルコール系重合体及びポリエチレングリコール系アクリレートの比率が、上記混練体に対しそれぞれ2〜6質量%、7〜15質量%、30〜35質量%であることを特徴とする請求項13に記載のハニカム構造体の製造方法。 The cellulose derivative is at least one selected from the group consisting of methyl cellulose, ethyl cellulose, propyl cellulose, ethyl methyl cellulose, propyl methyl cellulose, crystalline cellulose, and at least the alcohol copolymer is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and polyethylene vinyl alcohol. At least one selected from the group consisting of polyethylene glycol acrylates, polyethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol tetramethylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol polypropylene glycol monoacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol tetramethylene glycol monomethacrylate; And The ratio of the cellulose derivative to be added, the alcohol polymer and the polyethylene glycol acrylate is 2 to 6% by mass, 7 to 15% by mass, and 30 to 35% by mass with respect to the kneaded body, respectively. 14. A method for manufacturing a honeycomb structured body according to 13. 請求項1〜12のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法であって、成形助剤として、ソルビタンモノカプリレート複合エステル、グリコール類、セルロース誘導体からなる群から選択された少なくとも1種及びメチルセルロースが添加された、活性炭と粘土状物質とを含有する混練体を押出成形する工程と、得られた成形体を温度40〜70℃で乾燥する工程と、乾燥後の成形体を温度600〜1300℃で焼結する工程と、を有することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of claims 1 to 12, wherein at least one selected from the group consisting of sorbitan monocaprylate composite ester, glycols, and cellulose derivatives as a forming aid and methylcellulose The step of extruding a kneaded body containing activated carbon and a clay-like substance to which is added, the step of drying the obtained molded body at a temperature of 40 to 70 ° C., and the molded body after drying at a temperature of 600 to 1300 And a step of sintering at 0 ° C. 上記グリコール類がプロピレングリコール、エチレングリコールからなる群から選択された少なくとも1種、セルロース誘導体がエチルセルロース、プロピルセルロース、エチルメチルセルロース、プロピルメチルセルロース、結晶セルロースからなる群から選択された少なくとも1種であるとともに、添加するソルビタンモノカプリレート複合エステル、グリコール類、セルロース誘導体及びメチルセルロースの比率が、上記混練体に対しそれぞれ3〜5質量%、1〜3質量%、1〜3質量%、3〜10質量%であることを特徴とする請求項15に記載のハニカム構造体の製造方法。 The glycol is at least one selected from the group consisting of propylene glycol and ethylene glycol, and the cellulose derivative is at least one selected from the group consisting of ethyl cellulose, propyl cellulose, ethyl methyl cellulose, propyl methyl cellulose, crystalline cellulose, The ratio of the sorbitan monocaprylate composite ester, glycols, cellulose derivative and methylcellulose to be added is 3 to 5% by mass, 1 to 3% by mass, 1 to 3% by mass, and 3 to 10% by mass with respect to the kneaded body, respectively. The method for manufacturing a honeycomb structured body according to claim 15, wherein the method is provided. 炭素質材料を含む遮蔽材を上記成形体の周囲に配置して焼結することを特徴とする請求項13〜16のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of claims 13 to 16, wherein a shielding material containing a carbonaceous material is disposed around the molded body and sintered. 請求項1〜12のいずれかに記載のハニカム構造体をガソリン蒸気の流れる通路に吸着剤として装着したことを特徴とするキャニスター。 A canister comprising the honeycomb structure according to any one of claims 1 to 12 mounted as an adsorbent in a passage through which gasoline vapor flows.
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