JP3519850B2 - ドライクリーニング用溶剤精製用活性炭 - Google Patents

ドライクリーニング用溶剤精製用活性炭

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JP3519850B2 JP02047696A JP2047696A JP3519850B2 JP 3519850 B2 JP3519850 B2 JP 3519850B2 JP 02047696 A JP02047696 A JP 02047696A JP 2047696 A JP2047696 A JP 2047696A JP 3519850 B2 JP3519850 B2 JP 3519850B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、ドライクリーニン
グ用溶剤精製用活性炭に関するものであり、詳しくは、
ドライクリーニング用溶剤からソープの吸着を抑制して
汚れを選択的に吸着し得る上記活性炭に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】ドライクリーニング用溶剤には、石油系
溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤(パークロロエチレ
ン、トリクロロエチレン、四塩化炭素など)が主として
使用され、洗浄力を高めるためにソープが添加される。
ソープの主成分は、カチオン系界面活性剤、アニオン系
界面活性剤、非イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、
相互溶剤などである。そして、溶剤の着色原因となる汚
れの成分は、蛋白質、炭水化物、油脂、顔料などであ
る。 【0003】ドライクリーニング洗浄機の溶剤循環系に
おいては、活性炭の高い吸着能を利用し、溶剤中の汚れ
の除去(脱色)が行われる。そして、活性炭としては、
脱色性能の高い石炭系活性炭、ヤシ殻活性炭、木質系活
性炭などが使用されている。活性炭の脱色性能に関して
は、50Å以上のマクロ孔が吸着速度の面から重要であ
るとされているが、実際に使用されているドライクリー
ニング用溶剤精製用活性炭の細孔分布は様々である。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところで、ドライクリ
ーニング用溶剤の精製に脱色性能の高い活性炭を使用し
た場合、汚れと共にソープも多量に吸着される。特に、
ソープの吸着量は活性炭を新たに交換した際に顕著であ
る。そのため、従来のドライクリーニング洗浄機におい
ては、活性炭で吸着除去された量見合いのソープを補給
することにより、溶剤中のソープ濃度を一定に維持する
必要があり、ソープのコストが増加して不経済であると
言う問題がある。本発明は、斯かる実情に鑑みなされた
ものであり、その目的は、ソープの吸着を抑制して汚れ
を選択的に吸着し得るドライクリーニング用溶剤精製用
活性炭を提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成すべく活性炭の脱色性能およびソープ吸着能と
細孔分布との関係について検討を重ねた結果、脱色に有
効な細孔は10〜300Åの細孔であり、ソープ吸着に
は20〜50Åの細孔が関係しているとの知見を得た。 【0006】本発明は、上記の知見を基に完成されたも
のであり、その要旨は、窒素吸着法により測定した10
〜300Åの細孔容積が0.19cc/cc以上で且つ
20〜50Åの細孔容積が0.04cc/cc以下であ
ることを特徴とするドライクリーニング用溶剤精製用活
性炭に存する。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の活性炭は、従来公知の種々の原料炭から製造す
ることが出来る。具体的には、原料炭として、石炭(褐
炭、歴青炭、無煙炭、泥炭など)、ヤシ殻炭、木炭、タ
ールピッチ等を単独または混合して使用することが出来
るが、賦活反応性(例えば水蒸気賦活法においては水性
ガス化反応性)の異なる2種類以上の原料炭を混合して
使用するのが好ましい。 【0008】すなわち、例えば、水性ガス化反応を行う
場合には、水性ガス化反応性の比較的高い原料炭(A)
や水性ガス化反応に対して触媒能を有する金属を多く含
有する原料炭(B)と水性ガス化反応性の比較的低い原
料炭(C)とを組み合わせて使用するのが好ましい。上
記の原料炭(A)としては、例えば、褐炭、ヤシ殻炭、
木炭などが挙げられ、原料炭(B)としては、K、Na
等のアルカリ金属、Ca等のアルカリ土類金属、Fe等
の遷移金属などを多く含有する石炭が挙げられ、原料炭
(C)としては、歴青炭や無煙炭などが挙げられる。 【0009】先ず、上記の各原料炭は、リングローラー
ミル、ハンマーミル等を利用した通常の方法で微粉砕さ
れた後に加圧成型される。微粉砕は、通常、325me
sh通過品が50重量%以上、好ましくは70重量%以
上となる様に行われる。加圧成型は、押出成型法、圧縮
成型法などによって行われ、原料炭の粘性が不足する場
合は適宜バインダーを使用する。バインダーとしては、
ピッチ、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリ
ビニルアルコール(PVA)、ベントナイト等が使用さ
れる。 【0010】次いで、加圧成型品は、解砕機を使用して
最終製品の粒径に合わせて解砕されて篩分けされる。製
品粒径は、通常0.5〜3mm程度が適当である。得ら
れた整粒品は、ロータリーキルン、一段炉などを使用
し、不活性雰囲気下、600〜800℃まで昇温するこ
とにより炭化処理される。この際、粘性の高い原料炭の
場合は、発泡防止のため、2〜4℃/min.程度の緩
やかな昇温速度を採用する必要がある。 【0011】次いで、炭化品は、ロータリーキルン、一
段炉などを使用し、通常900〜1100℃、好ましく
は1000℃前後の温度で且つ水蒸気雰囲気下に賦活処
理される。賦活法としては、工業的に主流である水蒸気
賦活法のほか、他の酸化ガス(酸素、二酸化炭素など)
による賦活法、リン酸、塩化亜鉛、水酸化カリウム、水
酸化ナトリウム等の脱水および酸化反応による薬品賦活
法などを適宜採用することが出来る。 【0012】本発明の活性炭は、窒素吸着法により測定
した10〜300Åの細孔容積が0.19cc/cc以
上で且つ20〜50Åの細孔容積が0.04cc/cc
以下であることが重要である。斯かる特性を有すること
により、後述の実施例に示す様に、従来の活性炭に比し
て脱色性能を低下させることなくソープ吸着能を抑制す
ることが出来る。そして、本発明のドライクリーニング
用溶剤精製用活性炭は、ドライクリーニング洗浄機の溶
剤循環系において公知の方法に従って使用され、汚れを
選択的に吸着することが出来る。 【0013】 【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。 【0014】原料炭として歴青炭と褐炭との混合物を使
用し、325mesh通過品が約75重量%となる様に
微粉砕した後、ダブルロール成型機によって加圧成型
し、回転式粉砕機によって適度に解破し、篩分けして
0.5〜2.83mm品を回収し、ロータリーキルンを
使用して800℃まで昇温して炭化し、一段炉を使用し
て1000℃にて水蒸気賦活を行って表1に示す特性の
活性炭(1)を得た。 【0015】次いで、上記の活性炭(1)とドライクリ
ーニング用溶剤精製用活性炭として使用されている表1
及び2に示す従来の活性炭(A)〜(G)について脱色
性能およびソープ吸着能を評価した。何れの活性炭も3
25mesh通過品が90重量%以上となる様に微粉砕
した後、115℃で3時間乾燥し、デシケータ中で室温
まで放冷し、評価用の活性炭試料とした(JIS K
1474参照)。 【0016】脱色性能評価には、各ドライクリーニング
店より入手した種々の実液(汚れた着色液)を使用し
た。上記の実液は、各ドライクリーニング店が選定した
ソープを0.5〜2重量%含有する石油溶剤であり、ソ
ープは、カチオン性ソープの「ハイアリンXOS」(日
華化学社製)又はカチオン性/非イオン性の混合ソープ
の「ホワイトD」(セブンリバー社製)の何れかであ
る。一方、ソープ吸着能評価には、石油溶剤(「ソルエ
イト」シェル社製)に上記のソープを2重量%添加して
吸着液として使用した。 【0017】脱色性能の評価は次の要領で行った。すな
わち、実液40mlと活性炭試料0.1〜2.0gを1
00ml三角フラスコに秤り採り、三角フラスコを振と
う機にセットし、25℃で120回/min.の条件下
に15時間振とうさせて脱色処理を行い、次いで、0.
45μmミリポアフイルターで濾過し、濾液の吸光度
(波長380nm、セル厚10mm)を測定し、吸着処
理前後の吸光度を比較し、活性炭1g当たり(重量ベー
ス)又は1ml当たり(容量ベース)の脱色量を以下の
式で定量化した。そして、それぞれの活性炭の吸着等温
線を求めるため、上記の範囲内で活性炭試料の量を変更
して測定を行った。評価結果を表1及び2に示す。 【0018】 【数1】脱色量指数(重量ベース)=(処理前の吸光度
−理後の吸光度)×液量(ml)/活性炭量(g) 脱色量指数(容量ベース)=(処理前の吸光度−処理後
の吸光度)×液量(ml)/活性炭量(ml) 【0019】ソープ吸着能の評価は次の要領で行った。
すなわち、実液40mlと活性炭試料0.1〜2.0g
を100ml三角フラスコに秤り採り、三角フラスコを
振とう機にセットし、25℃で120回/min.の条
件下に15時間振とうさせてソープの吸着処理を行い、
次いで、0.45μmミリポアフイルターで濾過し、濾
液中のカチオン性界面活性剤および非イオン性界面活性
剤をそれぞれオレンジII法およびチオシアン酸コバルト
法にて定量し、吸着処理前後の界面活性剤の濃度を比較
し、活性炭1g当たり(重量ベース)又は1ml当たり
(容量ベース)の吸着量を以下の式で定量化した。そし
て、それぞれの活性炭の吸着等温線を求めるため、上記
の範囲内で活性炭試料の量を変更して測定を行った。評
価結果を表1及び2に示す。 【0020】 【数2】ソープ吸着量(重量ベース)=(処理前の濃度
−処理後の濃度)×液量(ml)/活性炭量(g) ソープ吸着量(容量ベース)=(処理前の濃度−処理後
の濃度)×液量(ml)/活性炭量(ml) 【0021】そして、窒素吸着等温線から求めた活性炭
の細孔分布より、特定細孔径範囲の細孔容積を求め、上
記で求めた脱色量指数(吸光度0.3における値)との
相関関係を図1(a)及び図1(b)に示した。これら
の図から明らかな様に、10〜300Åの細孔容積と脱
色量指数との間に高い相関関係があることが分かる。一
方、上記で求めたソープ吸着量(ソープ濃度1重量%に
おける値)との相関関係を図2(a)及び図2(b)に
示した。これらの図から明らかな様に、20〜50Åの
細孔容積とソープ吸着量との間に高い相関関係があるこ
とが分かる。 【0022】また、上記で求めた脱色量指数とソープ吸
着量との関係を図3(a)及び図3(b)に示した。こ
れらの図から明らかな様に、概略、脱色量指数が高い活
性炭ほどソープ吸着量が高い傾向を有している。しかし
ながら、本発明の活性炭(1)は、高い脱色性能を有す
るが、ソープ吸着能が従来の活性炭に比して著しく低
い。 【0023】 【表1】 ──────────────────────────────────── 活性炭種類 (1) (A) (B) (C) 原料炭 石炭 石炭 石炭 ヤシカ゛ラ 充填密度(g/ml) 0.47 0.42 0.43 0.37 強熱残分(%) 2.1 4.3 6.8 1.6 比表面積(m2/g) 1100 1260 880 1720 比表面積(m2/cc) 520 530 380 640 細孔容積(cc/g) 0.61 0.69 0.49 0.87 細孔容積(cc/cc) 0.29 0.29 0.21 0.32 10-300Å細孔容積(cc/g) 0.40 0.57 0.33 0.59 10-300Å細孔容積(cc/cc) 0.19 0.24 0.14 0.22 20-50 Å細孔容積(cc/g) 0.09 0.36 0.07 0.16 20-50 Å細孔容積(cc/cc) 0.04 0.15 0.03 0.06 ──────────────────────────────────── 脱色量指数 実液1 :重量ベース 19.1 17.9 9.3 14.1 :容量ベース 9.0 7.5 4.0 5.2 実液2 :重量ベース 7.0 8.6 4.2 7.8 :容量ベース 3.3 3.6 1.8 2.9 ソープ吸着量 吸着液1:重量ベース 340 710 240 510 :容量ベース 160 300 105 190 吸着液2:重量ベース 790 1450 580 1280 :容量ベース 370 610 250 475 ──────────────────────────────────── 実 液1:カチオン性ソーフ゜ 「ハイアリン XOS 」使用 実 液2:カチオン性/非イオン 性混合ソーフ゜ 「ホワイトD 」使用 吸着液1:カチオン性ソーフ゜ 「ハイアリン XOS 」2wt%含有液 吸着液2:カチオン性/非イオン 性混合ソーフ゜ 「ホワイトD 」2wt%含有液 【0024】 【表2】 ──────────────────────────────────── 活性炭種類 (D) (E) (F) (G) 原料炭 石炭 石炭 石炭 ヤシカ゛ラ 充填密度(g/ml) 0.14 0.39 0.27 0.47 強熱残分(%) 0.2 4.8 10.1 1.9 比表面積(m2/g) 1700 1140 740 990 比表面積(m2/cc) 240 440 200 470 細孔容積(cc/g) 1.48 0.67 0.49 0.46 細孔容積(cc/cc) 0.21 0.26 0.13 0.22 10-300Å細孔容積(cc/g) 1.43 0.51 0.26 0.13 10-300Å細孔容積(cc/cc) 0.20 0.20 0.07 0.06 20-50 Å細孔容積(cc/g) 0.64 0.21 0.07 0.04 20-50 Å細孔容積(cc/cc) 0.09 0.08 0.02 0.02 ──────────────────────────────────── 脱色量指数 実液1 :重量ベース 64.3 23.6 10.0 1.5 :容量ベース 9.0 9.2 2.7 0.7 実液2 :重量ベース 12.9 7.2 2.6 0.9 :容量ベース 1.8 2.8 0.7 0.4 ソープ吸着量 吸着液1:重量ベース 2070 640 :容量ベース 290 250 吸着液2:重量ベース 3540 1100 :容量ベース 495 430 ──────────────────────────────────── 実 液1:カチオン性ソーフ゜ 「ハイアリン XOS 」使用 実 液2:カチオン性/非イオン 性混合ソーフ゜ 「ホワイトD 」使用 吸着液1:カチオン性ソーフ゜ 「ハイアリン XOS 」2wt%含有液 吸着液2:カチオン性/非イオン 性混合ソーフ゜ 「ホワイトD 」2wt%含有液 【0025】 【発明の効果】以上説明した本発明によれば、従来の活
性炭に比して脱色性能を低下させることなくソープ吸着
能を抑制し、ドライクリーニング用溶剤精製用として最
適な活性炭が提供される。
【図面の簡単な説明】 【図1】図1(a)及び(b)は、特定細孔径範囲の細
孔容積と脱色量指数との相関関係を示す説明図である。 【図2】図2(a)及び(b)は、特定細孔径範囲の細
孔容積とソープ吸着量との相関関係を示す説明図であ
る。 【図3】図3(a)及び(b)は、脱色量指数とソープ
吸着量との関係を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C11D 7/50 C11D 7/50 (72)発明者 前田 隆 東京都八王子市元本郷町一丁目20番8号 共立工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−80250(JP,A) 特開 昭57−78500(JP,A) 特開 平9−111653(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 20/20 B01D 15/00 B01J 20/28 C01B 31/08 D06F 43/08 C11D 7/50 D01F 9/12

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 窒素吸着法により測定した10〜300
    Åの細孔容積が0.19cc/cc以上で且つ20〜5
    0Åの細孔容積が0.04cc/cc以下であることを
    特徴とするドライクリーニング用溶剤精製用活性炭。
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