JPH0280313A - 着色活性炭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 活性炭の機能をそこなわずに着色することにより、多様
な外観を持たせて用途拡大すると共に、着色剤の性質に
よっては活性炭の機能とあいまって複合機能を賦与する
ものである。

〔従来の技術〕

活性炭の吸着性をそこなわずに着色したものは知られて
いない。

〔発明が解決しようとしている問題点〕活性炭は脱臭剤
、浄水剤等の一般消費材とじて広く使用されている。し
かしその表面が黒色で外観、光沢も美麗でないため、活
性炭が外部から直接見えるような状態で使用する障害と
なシまた手でふれた場合、手が黒くなシ、または動かし
たとき摩擦による磨耗で黒いほこりがでるため向夏であ
る。従って、活性炭を使用者の嗜好に合せて着色できれ
ば更に用途の拡大がはかれると考えられる。しかし、普
通の方法で着色すれば、表面の多孔性構造がふさがれて
、活性炭本来の吸着機能が失われる。

従って、いかにして活性炭の吸着機能をそこなわずに着
色するかが、重要な課題となる。また黒いほこりが出や
すいのを改善することも同様に重要な課題である・ 更に着色物質を選択することにより、その物質と活性炭
の複合機能を賦与することができれば、更に新しい用途
の展開が可能となる。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明者は微粉末状の活性炭をスボンヂに塗布する研究
において、ラテックスのような分散液中に活性炭微粉末
を混入分散させて、スボンヂに含浸させた後乾燥させる
ことにより、活性炭の吸着性をそこなわずに基材に活性
炭微粉末を接着できることを見出した。本発明はこれに
ヒントを得て活性炭の吸着性をそこなわずにその表面に
着色、物質を添着させる方法を研究して完成したもので
ある。

すなわち、活性炭にその吸着性をそこなわぬように着色
剤を添着せしめてなる着色活性炭及び活性炭に着色物質
をエマルジョンにより添着させることを特徴とする着色
活性炭の製法である。

上記において、着色物質とは着色の原因となる物質でそ
れだけでは活性炭表面に堅牢に添着できない場合が多い
。例えば顔料或いは色彩を有する化合物のようなもので
ある。着色剤とは活性炭表面に堅牢に付着して活性炭を
着色させるような材料をいう。例えば、顔料を含んだ接
着剤のようなものである。

ここで使用する活性炭は、通常１ｇあたり数１００ｍ或
いはそれ以上の大きな表面積を有し、高い吸着性を示す
炭素材料であれば広範囲に使用できる。

活性炭の原料は通常ヤシ殻または木材等の炭化物或いは
石炭が使用されるが何れでもよい、また賦活法も水蒸気
或いは二酸化炭素により高温でまたは塩化亜鉛、リン酸
、濃硫酸処理等いずれの方法により得られたものでもよ
い。

また形状は破砕炭、造粒炭、顆粒炭或いは活性炭繊維、
活性炭フェルト、活性炭織物、活性炭シート等の何れの
形態の活性炭でも使用することができる。圧損失及び入
替等取扱い上造粒炭または活性炭を添着したシート状吸
ｉ＃Ａｂｌが便利な場合もある。造粒炭は常法に従って
炭素材料１００部に３０〜６０部の石油ピッチ或いはコ
ールタール等をバインダーとして加え混和成形後賦活し
て調整される。

本発明に使用する着色物質は活性炭表面に添着した場合
、活性炭に着色した外観を与える原因となるような物質
であれば広く使用できる。例えば、有機化合物、無機化
合物の顔料または第３の物質と共に添着発色せしめるこ
とができる染料等である。更に通常顔料として使用され
ることが殆んどない色彩を有する化合物も活性炭表面に
安定な状態で添着できるものであれば使用できる例えば
ヨウ化第１銅、リン酸第２銅、硫化鋼等である。また種
々の色に染色し、た短繊維或いは微粉末を着色したもの
例えば、着色したシリカゲル微粉末等も着色物質として
使用できる。

また本発明に使用する着色剤は活性炭表面に堅牢に付着
して活性炭を着色させることができるような材料であれ
ば広く使用できる。着色物質でそのまま活性炭表面に堅
牢に付着できるような性質を有するものであれば、その
まま着色剤として使用できる。顔料晶化チタン等と混合
して添着させることにより一層鮮明な着色効果がえられ
る。

しかし、多くの場合着色物質単独では活性炭表面に添着
できないので、例えば、接着剤に着色物質を含有させて
活性炭表面に添着せしめるような方法が考えられる。活
性炭表面に堅牢に添着できるものでさえあれば着色剤は
このようなものに限定されない。

本発明においては活性炭に着色剤を添着せしめる場合、
活性炭の重要な特性である吸着性をそこなわぬように添
着せしめる必要がある。活性炭の吸着性は通常一定温度
のベンゼン或いはアセトンの飽和蒸気を平衡吸着せしめ
た場合の吸着量で表示される（ＪＩＳＫ１４７４）、　
　ｒ吸着性をそこなわぬように」とは着色活性炭を吸着
剤として使用した場合使用できる程度にとの意味である
。活性炭に着色剤を添着する場合、その吸着性を全くそ
こなうことなしに添着することが望ましいが、実際には
困難な場合が多い。しかし、吸着量が未添着活性炭の約
５０％以上あれば通常の目的には充分使用可能であり、
用途によっては更に低くても使用できる。活性炭に添着
せしめた場合、上記のような活性炭の吸着性が保持でき
るように添着できるものであればどのような着色剤でも
よい。

特許請求の範囲第２項においては、着色物質をエマルシ
ヨンにより添着せしめることが必要である。ここでエマ
ルジョンとは液体中に液体粒子をコロイド状またはそれ
よりもやや粗大な粒子を懸濁せしめたもので接着性を有
するものであればよい。通常の溶液型接着剤により着色
物質を活性炭表面に添着した場合は活性炭の吸着性が著
しく低下する。エマルジョンで添着した場合は溶液型接
着剤とくらべて著しく吸着量低下の度合が低い。

これは着色物質を担持したエマルジョン粒子が活性炭表
面に点接着されるため、新しい活性炭表面が相号高い割
合で残存するためと考えられる。

溶液型接着剤の場合は活性炭表面が全面的に糊剤により
カバーされ易いため吸着量の低下が大きくなると考えら
れる。

活性炭に着色物質を添着するために使用するエマルジョ
ンとしては分散媒が水で、分散質は分散媒が蒸発した場
合接着性を示す高分子ポリマーまたはラテックスが好適
である。高分子ポリマーとしてはポリアクリル系、ポリ
ブタジェン系、ポリアクリレート系、ポリ塩ビ系、ポリ
酢ビ系及びその共重合物である。更にＣＭＣ（ｃａｒｂ
ｏｘｙｌ　ｍｅｔｈｙｌ　ｃｅｌｌｕ−１ｏｓｅ）を加
えた系はエマルジョンの安定性が著しく高まり、多量の
不溶性着色物質を加えても安定で、着色物質の均一な添
着が可能である。

高分子ラテックス固形分１〜３０部、ＣＭＣ１〜３０部
、水１０〜２００部、不溶性着色物質１〜１００部を含
む分散液を活性炭に添着せしめた場合、広範囲の着色物
質について安定した着色効果が得られ特に好適である。

また上記のように着色物質をエマルジョンに担持させて
添着させる方法のみならず、先づ着色物質を含まないエ
マルジョンを活性炭に添着せしめた後に１着色した微粉
末或いは染色した短繊維（長さ：０．５〜１．２ｍｍ程
度）を静電塗装と同様な方法で相互に符号が異る静電気
を帯電させた後吹付法により添着することができる。鮮
明な染色をしたステープルファイバーを使用した場合は
ビロード状の均一な植毛と鮮明な色彩が相まってすぐれ
た装飾効果を呈する。

活性炭は吸着剤として使用される場合が多いが着色物質
を選択することＫよシ、着色と同時に活性炭だけの吸着
性以上の高い相乗的吸１効果を示す場合が屡々ある０例
えばヨウ化第１鋼を５〜１０部添着した活性炭は未添着
活性炭とくらべて、遥かに高い硫化水素ガスの吸着性を
示す。リン酸第２銅添着炭でアンモニアガスを吸着させ
た場合も同様である。

また着色物質の性質により他の物質を吸着する場合変色
することがある。このような場合は活性炭本体も含めた
全体の吸着の度合を示すインデイケータ−（指示薬）と
して、使用できる。例えばヨウ化第１銅添着活性炭に硫
化水素ガスを吸着させれば白色から茶色に変色し、リン
酸第２銅添着炭に硫化水素を吸着させれば青色から黒色
く変色する。またヨウ化第１銅添看炭、リン酸第２銅添
看炭はアンモニアガスを吸着した場合共に濃紺色に変る
。更に活性炭ｉ化チタン及びメチルオレンジ、フェノー
ルフタレイン等の指示薬を合せて添着することにより指
示薬と同様の効果が得られる。

活性炭自体は種々の物質を吸着した場合、平衡吸着量に
対してどの程度吸着しているか使用中は検出できない場
合が多いので、このような着色活性炭は簡便なインデイ
ケータ−として有効である。

添着は吸着剤全体に適用してもよいが、吸着剤の中に少
量これらの添着炭を混入してインデイケータ−として使
用することもできる。

着色活性炭に更に第３の物質を添着せしめることもでき
それによる複合作用を示すこともできる。

例えばヨウ化第１銅添着活性炭にアニＩＪンを加えてヨ
ウ化第１銅とアニリンを配位結合させて添着した活性炭
はヨウ化第１銅添着活性炭の作用の他アルデヒドを含ん
だガスの吸着除去に適する等の複合効果を示す。

〔発明の効果〕

本発明による着色活性は活性炭の吸着性をそこなわずに
活性炭表面に着色物質を添着することによりいろいろな
美麗な色彩を与えることができるのみならず表面の性状
も平滑面、ビロード状等いろいろな外観をもたせること
ができる。また活性炭表面に着色物質を添着することに
より、活性炭使用時直接ふれても手が黒くな及７”、或
いは摩擦による磨耗で黒いほこシの発生を大巾に防止Ｉ
ることができる。これによって、活性炭が黒色で外観、
光沢も美麗でなく、また黒いほこシが出やすいため直接
外部から見えるような状態で使用したシ或いは手〈ふれ
るような状態では使用できなかったのが本発明によ）使
用可能になシ、脱臭剤、吸着材等広範な用途に使用でき
るようになる。更に着色物質の性質によっては活性炭基
材との相乗効果による高い吸着性、吸着の度合を示すイ
ンデイケータ−としての効果、或いは更に第３の物質を
添着させて特殊な効果を奏することは前述したようであ
る。

〔実施例〕

以下実施例をあげて更に本発明の詳細な説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。

実施例１ 通常の吸着能力をもつ８〜２０メツシユの粒状活性炭１
００部に対し、水３５部にヨウ化第１銅の粉末１０部を
分散させ、接着剤として３％ＣＭＣ２部と４５％アクリ
ロニトリルブタジェン系ラテックス３部を加えた懸濁液
を作シ、活性炭をよくかきまぜながら一度にふシかけた
６Ｍ濁液の水分が活性炭に吸収されるまでよく混合した
後全体がさらさら状態になってから、添着した活性炭を
温度１２０℃の乾燥器中で３時間乾燥した。乾燥品は白
色に着色した活性炭が得られた。これは添着前と異なシ
、手を触れても手が黒くならなかった。

この着色活性炭試料５ｇを容量１１の三角フラスコに入
れ、真空ポンプで脱気したのちアンモニアガスを入れる
と白色の活性炭が濃紺色に変色した。つぎに同様にして
試料を取シ硫化水素ガスを入れると茶色に変色した。

実施例２ 実施例１と同様の活性炭１００部に対し、水４２部にリ
ン酸第２銅の粉末１０部を分散させ接着剤として３％Ｃ
ＭＣ３部と４５％アクリロニトリルフタジエン系ラテッ
クス５部を加えた懸濁液を作り、活性炭をよくかきまぜ
ながら一度にふシかけた。

実施例１と同様に操作して乾燥すると水色に着色した活
性炭が得られた。

この着色活性炭試料を用いて実施例１と同様にガスを接
触させると、アンモニアガスの場合ａ紺色に変色し、硫
化水素ガスでは黒色に変った。

実施例３ 実施例１と同様の活性炭１００部に対し水４２部に２酸
化チタン１６部とメチルオレンジ粉末１部を分散させ、
接着剤として３％ＣＭＣ４部と４５％アクリレート系ラ
テックス６部を加えた懸濁液を作り、活性炭をよくかき
まぜながら一度にふりかけた。実施例１と同様にして乾
燥すると黄色に着色した活性炭が得られ喪。ガラス容器
に入れて強く振動させた場合も粉末は全く出なかった。

この着色活性炭試料を用いて実施例１と同様にガスを接
触させると、アンモニアガスでは変色は見られないが、
塩化水素ガスでは赤色に変る事が目視できた。

実施例４ 実施例１〜３で調整した着色活性炭をＪＩＳＫ１４７４
粒状活性炭試験方法のＰＨ試験法に準じて操作し水中強
度を調べた。試料３ｇを容量３００　ｍｌの三角フラス
コに入れ、水１００ｍ／を加えて静かに沸騰が続くよう
に５分間加熱し、冷却した。

いずれの試料も強固に接着されておシ、接着した微粉の
脱落は全くみられず、又水の着色も無かった。試料のう
ちヨウ化第１銅を接着させたものは水中で茶色に変色し
たが、リン酸第２銅を接着させたものは変色しなかった
。

実施例５ 実施例１〜３で調整した着色活性炭をＪＩＳＫ１４７４
粒状活性炭試験方法に準じ、ベンゼンガスの平衡吸着性
能を調べた。又、対象として活性炭のみをテストし第１
表に吸着量を示した。着色した場合も活性炭の吸着性能
が高く、接着による能力低下は全く無い。

実施例６ 実施例１で調整し六ヨウ化第１ｍ添着炭の硫化水素ガス
の吸着性能を調べた・ ガラス管吸着塔（直径４０ｍｍｘ高さ１６０ｍｍ）の下
部にステンレス表金属網（２０メツシユ）を敷き、充て
ん層（直径４０ｍｍＸ高さ１００ｍｍ）を設けた。試料
５０１を充てんし吸着塔の下部より６００ｐｐｍの硫化
水素ガスを温度２５°Ｃ１湿度ＲＨ９０％の状態で、６
　ｔ７分の速度で通し、その入口と出口のガス濃度をＦ
ＰＤ（Ｆｌａｍｅ　Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ　
Ｄｅｔｅｃｔｅｒ）付きガスクロマトグラフィーで測定
した。また活性炭のみについても同様にテストした。

結果を第１図に示す。ヨウ化第１銅添着炭及び活性炭の
みの除去率を示す。第１図から明らかなようにヨウ化第
１銅添着炭は活性炭のみの場合より除去率は長時間にわ
たり高い値に維持できた。

実施例７ ヨウ化第１銅とアニリンを添着した活性炭を次のように
して調整した。実施例１で調整したヨウ化第１銅添着炭
をよくかきまぜながらアニリン８部をふりかけ、密閉状
態で温度４０″Ｃの恒温槽に４０時間放置し、アニ＋７
ンを添着炭全体に平均に添着させた。

なお比較のために活性炭のみ１００部にアニリン８部を
同様に添着したものについてもアニリンガスの脱離性を
調べた。

温度５０°Ｃの恒温槽内にセットした５　０　ｍｍｐの
ガラス製カラムに試料１００ｇを充てんし、温度５０℃
の７レツシユ空気を流速４７０　ｍ１７分で通し、出口
ガス中のアニリンガス濃度をＦＩＤ付高感度ガスクロマ
トグラフ弓で分析した。

結果を第２図に示す。ヨウ化第１銅とアニリンの添着炭
及びアニリンのみ）の添着炭のアニリン脱離量を示す。

第２図から明らかなようにヨウ化第１銅とアニリンの添
着炭はアニリン添着炭の場合よシ脱離濃度が低い。

実施例８ ４５％ポリブタジェン系ラテックス３部と３％ＣＭＣＺ
部をよく混合してエマルジョンを調製し、これを直径４
ｍｍ１長さ３　ｍｍの造粒活性炭１００部に均一にふシ
かけた後金網上に広げプラスの静電圧をかける。鮮明な
赤色に染色した太さ１２０　ｄ　１長さ０．３ｍｍのレ
ーヨン糸にマイナスの静電圧をかけて上から均一にふシ
かけ、金網上の粒状炭をころがしながら表面全体に均一
に接着させた後乾燥すると赤色ビロード状の表面を有す
る美麗な活性炭が得られる。

第１回 は殆んどなく、吸着剤としても未添着炭と同様に使用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例６で得られた着色活性炭と未添着活性炭
で硫化水素ガスを吸着せしめた場合の吸着時間と除去率
の関係を示したものである。 第２図は実施例７で得られた着色活性炭とアニリンのみ
を添着させた活性炭と同一条件で放置した場合のｇｍｖ
ｉアニリンガス濃度を示したものである。 特許出願人　　クラレケミカル株式会社代理人　弁理士
　小出中　壽　雄 がスミ＠縛間（）Ｉ、）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）活性炭にその吸着性をそこなわぬように着色剤を
   添着せしめてなる着色活性炭。
2. （２）活性炭にその吸着性をそこなわぬように着色物質
   をエマルジョンにより添着させることを特徴とする着色
   活性炭の製法。