JPH0532408A - 活性炭構造物の製造方法 - Google Patents
活性炭構造物の製造方法Info
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- JPH0532408A JPH0532408A JP3188955A JP18895591A JPH0532408A JP H0532408 A JPH0532408 A JP H0532408A JP 3188955 A JP3188955 A JP 3188955A JP 18895591 A JP18895591 A JP 18895591A JP H0532408 A JPH0532408 A JP H0532408A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブロック状活性炭の賦活時の問題である、割
れを発生せず、かつ均一に賦活する方法を開発する。 【構成】 残炭率の高い重合体を炭化、賦活して活性炭
構造物を製造する方法において、賦活する際、被賦活物
を耐熱性を有する材料の多孔質層状物で包み込んで賦活
することを特徴とする活性炭構造物の製造方法。
れを発生せず、かつ均一に賦活する方法を開発する。 【構成】 残炭率の高い重合体を炭化、賦活して活性炭
構造物を製造する方法において、賦活する際、被賦活物
を耐熱性を有する材料の多孔質層状物で包み込んで賦活
することを特徴とする活性炭構造物の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は活性炭構造物の製造方法
に関する。 更に詳しくは本発明は反り、割れの少ない
活性炭構造物の製造方法に関する。
に関する。 更に詳しくは本発明は反り、割れの少ない
活性炭構造物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】活性炭は排水処理や脱臭処理等の用途に
広く使用されている。更に最近では電気二重層コンデン
サの電極として使用されはじめている。この用途に使用
される活性炭は、コンデンサの性能向上、特に高静電容
量と低内部抵抗の２つの性能向上の要求を満たすため、
高密度、ブロック状、かつ電解液の含浸性の良いことが
要求されている。
広く使用されている。更に最近では電気二重層コンデン
サの電極として使用されはじめている。この用途に使用
される活性炭は、コンデンサの性能向上、特に高静電容
量と低内部抵抗の２つの性能向上の要求を満たすため、
高密度、ブロック状、かつ電解液の含浸性の良いことが
要求されている。
【０００３】一般に活性炭を製造する方法としては、石
炭または、椰子殻等の原料を粉砕して、粒状体、あるい
は粉状体とし、必要に応じて更に造粒してペレット状と
した後、炭化、賦活する方法が採られる。このような粉
体では、ロータリーキルンで原料を回転しながら賦活す
る方法等により、品質の安定した製品を得ることができ
る。しかし、ブロック状活性炭の製造はこの様な方法を
とることはできない。
炭または、椰子殻等の原料を粉砕して、粒状体、あるい
は粉状体とし、必要に応じて更に造粒してペレット状と
した後、炭化、賦活する方法が採られる。このような粉
体では、ロータリーキルンで原料を回転しながら賦活す
る方法等により、品質の安定した製品を得ることができ
る。しかし、ブロック状活性炭の製造はこの様な方法を
とることはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとしている問題点】本出願人等は先
にフェノール樹脂発泡体を原料とし、それを炭化、賦活
することにより活性炭構造物を製造する方法を提案して
いる。この様な構造物の場合、粉体の賦活と異なり(1)
賦活が構造物の部位により不均一になる、(2) 反り、割
れを生じ易い、(3)賦活速度が遅い という問題点があ
る。(3) の点を改良する方法としては、賦活温度を高く
する、あるいは水蒸気濃度を上げる等の手段が考えられ
るが、これらの方法では、被賦活物の割れや反りを招い
てしまう。
にフェノール樹脂発泡体を原料とし、それを炭化、賦活
することにより活性炭構造物を製造する方法を提案して
いる。この様な構造物の場合、粉体の賦活と異なり(1)
賦活が構造物の部位により不均一になる、(2) 反り、割
れを生じ易い、(3)賦活速度が遅い という問題点があ
る。(3) の点を改良する方法としては、賦活温度を高く
する、あるいは水蒸気濃度を上げる等の手段が考えられ
るが、これらの方法では、被賦活物の割れや反りを招い
てしまう。
【０００５】本発明者らはブロック状活性炭の賦活時の
問題である、割れを発生せず、かつ均一に賦活する方法
を見出すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
問題である、割れを発生せず、かつ均一に賦活する方法
を見出すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は残炭
率の高い重合体を炭化、賦活して活性炭構造物を製造す
る方法において、賦活する際、被賦活物を耐熱性を有す
る多孔質の層状物で包み込んで賦活することを特徴とす
る活性炭構造物の製造方法である。
率の高い重合体を炭化、賦活して活性炭構造物を製造す
る方法において、賦活する際、被賦活物を耐熱性を有す
る多孔質の層状物で包み込んで賦活することを特徴とす
る活性炭構造物の製造方法である。
【０００７】本発明を更に詳しく説明する。本発明にお
ける残炭率の高い重合体とは、例えば、フェノール樹
脂、フラン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等不活性雰囲気下
で５００℃以上の高温で処理した際、炭素として残存す
る割合が元の重合体の２０％以上ある重合体をいう。本
発明ではそのうちでもフェノール樹脂が好ましく、特に
レゾール型フェノール樹脂を原料とした、樹脂組成物が
好ましく使用できる。
ける残炭率の高い重合体とは、例えば、フェノール樹
脂、フラン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等不活性雰囲気下
で５００℃以上の高温で処理した際、炭素として残存す
る割合が元の重合体の２０％以上ある重合体をいう。本
発明ではそのうちでもフェノール樹脂が好ましく、特に
レゾール型フェノール樹脂を原料とした、樹脂組成物が
好ましく使用できる。
【０００８】この様な樹脂組成物は、例えば、レゾール
型フェノール樹脂と蒸発型発泡剤、硬化剤とを混合後、
発泡、硬化して製造する方法、あるいは、レゾール型フ
ェノール樹脂と、残炭率の低い、液状および／または、
粉末状物とを混合、硬化することにより得ることができ
る。
型フェノール樹脂と蒸発型発泡剤、硬化剤とを混合後、
発泡、硬化して製造する方法、あるいは、レゾール型フ
ェノール樹脂と、残炭率の低い、液状および／または、
粉末状物とを混合、硬化することにより得ることができ
る。
【０００９】本発明における耐熱性を有する材料の多孔
層状物とは、例えば、セラミックス、炭素、金属等の耐
熱性材料の繊維状物を織布、不織布、あるいは紙状にし
て厚みをもたしたもの、あるいは、セラミックスをウレ
タンフォームに含浸したのちに焼成して得られる、いわ
ゆるセラミックフォーム等の構造物をいう。
層状物とは、例えば、セラミックス、炭素、金属等の耐
熱性材料の繊維状物を織布、不織布、あるいは紙状にし
て厚みをもたしたもの、あるいは、セラミックスをウレ
タンフォームに含浸したのちに焼成して得られる、いわ
ゆるセラミックフォーム等の構造物をいう。
【００１０】本発明では樹脂組成物を炭化、賦活して活
性炭構造物を製造する。この際、被賦活物を耐熱性を有
する多孔質の層状物で包み込んで賦活する。多孔質物の
必要厚さとしては、賦活性ガスの濃度、風速にも依る
が、好ましくは、１ないし５０ｍｍの範囲にある。反り
防止を目的とする場合は、多孔層状物は剛性のあるセラ
ミック発泡体を用いるとより好ましい。被賦活物を包み
込む方法としては、多孔質の層状物からなる箱状物を作
製し、被賦活物ををその中におく方法、額縁状物を作製
し、被賦活物をそれで挟み込む方法等が採用できる。
性炭構造物を製造する。この際、被賦活物を耐熱性を有
する多孔質の層状物で包み込んで賦活する。多孔質物の
必要厚さとしては、賦活性ガスの濃度、風速にも依る
が、好ましくは、１ないし５０ｍｍの範囲にある。反り
防止を目的とする場合は、多孔層状物は剛性のあるセラ
ミック発泡体を用いるとより好ましい。被賦活物を包み
込む方法としては、多孔質の層状物からなる箱状物を作
製し、被賦活物ををその中におく方法、額縁状物を作製
し、被賦活物をそれで挟み込む方法等が採用できる。
【００１１】層状物の役割は、酸化性ガスを制限された
速度で透過させる働きをする。従って、層状物があまり
に粗な材料、あるいは、あまりに密な材料は好ましくな
い。一般には、空隙率が２０ないし８０％の範囲のもの
が採用される。
速度で透過させる働きをする。従って、層状物があまり
に粗な材料、あるいは、あまりに密な材料は好ましくな
い。一般には、空隙率が２０ないし８０％の範囲のもの
が採用される。
【００１２】炭化は不活性雰囲気下で行う。非酸化性雰
囲気とは、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ2 ガス、ハ
ロゲンガス、アンモニアガス、ＣＯガス、水素ガス、あ
るいはこれらの混合ガス、水性ガス等をいう。炭化のた
めの温度は、好ましくは、５００℃〜１２００℃、特に
６００〜９００℃の範囲が好ましい。
囲気とは、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ2 ガス、ハ
ロゲンガス、アンモニアガス、ＣＯガス、水素ガス、あ
るいはこれらの混合ガス、水性ガス等をいう。炭化のた
めの温度は、好ましくは、５００℃〜１２００℃、特に
６００〜９００℃の範囲が好ましい。
【００１３】以上のようにして得られた炭素多孔体は、
更に賦活処理を施して活性化する。賦活工程は、炭化工
程に連続していてもよいし、炭化工程と別個の工程とし
てもよい。炭素多孔体の賦活は炭素多孔体を酸化性ガ
ス、または酸化性ガスと不活性ガスとの混合気体の雰囲
気下で加熱して行われる。
更に賦活処理を施して活性化する。賦活工程は、炭化工
程に連続していてもよいし、炭化工程と別個の工程とし
てもよい。炭素多孔体の賦活は炭素多孔体を酸化性ガ
ス、または酸化性ガスと不活性ガスとの混合気体の雰囲
気下で加熱して行われる。
【００１４】重合体を賦活するための酸化性ガスとして
は、公知の酸化性ガス、例えば、空気、水蒸気、炭酸ガ
ス、水性ガス等を採用することができる。重合体を炭
化、賦活して、活性炭を製造する際の温度としては、賦
活ガスの種類、濃度にもよるが、通常は６００ないし１
２００℃、好ましくは７５０ないし１０００℃の範囲が
採用される。
は、公知の酸化性ガス、例えば、空気、水蒸気、炭酸ガ
ス、水性ガス等を採用することができる。重合体を炭
化、賦活して、活性炭を製造する際の温度としては、賦
活ガスの種類、濃度にもよるが、通常は６００ないし１
２００℃、好ましくは７５０ないし１０００℃の範囲が
採用される。
【００１５】
実施例１
レゾール型フェノール樹脂１００重量部、硬化剤として
パラトルエンスルホン酸１０重量部、及び発泡剤として
フロン１２３ｂ１．５重量部とを高速ミキサーで十分に
攪拌、混合した。得られた混合物を木型内に流し込み、
蓋をした後、８０℃のエアーオーブン内に入れて３０分
間加熱して発泡させ発泡体硬化物ブロックを得た。
パラトルエンスルホン酸１０重量部、及び発泡剤として
フロン１２３ｂ１．５重量部とを高速ミキサーで十分に
攪拌、混合した。得られた混合物を木型内に流し込み、
蓋をした後、８０℃のエアーオーブン内に入れて３０分
間加熱して発泡させ発泡体硬化物ブロックを得た。
【００１６】このブロックから、外径寸法が縦１０ｃ
ｍ、横１０ｃｍ、厚さ３ｍｍの板を切削した。この板８
枚をそれぞれ内径が縦１０．５ｃｍ、横１０．５ｃｍ、
巾４ｍｍ厚さが５ｍｍのセラミック繊維ボード（空隙率
８５％）製の額縁状箱に入れ、更にその箱８個ををマッ
フル炉の中央部に入れて、窒素雰囲気下、昇温速度６０
℃／時間で温度９００℃まで昇温させた後、温度を保ち
ながらＮ2ガス／水蒸気の混合モル比が０．８／０．２
である混合ガスを流して６時間処理した。
ｍ、横１０ｃｍ、厚さ３ｍｍの板を切削した。この板８
枚をそれぞれ内径が縦１０．５ｃｍ、横１０．５ｃｍ、
巾４ｍｍ厚さが５ｍｍのセラミック繊維ボード（空隙率
８５％）製の額縁状箱に入れ、更にその箱８個ををマッ
フル炉の中央部に入れて、窒素雰囲気下、昇温速度６０
℃／時間で温度９００℃まで昇温させた後、温度を保ち
ながらＮ2ガス／水蒸気の混合モル比が０．８／０．２
である混合ガスを流して６時間処理した。
【００１７】以上の方法で活性炭素多孔体を得た。この
板の反り、割れの有無、中央部と端部のベンゼン吸着度
を測定した。なお、ベンゼン吸着度は熱天秤を用い、試
料約１００mg、２℃飽和蒸気下の吸着による重量増加量
を試料の重量で割った値（％）として求めた。結果を
表．１に示す。
板の反り、割れの有無、中央部と端部のベンゼン吸着度
を測定した。なお、ベンゼン吸着度は熱天秤を用い、試
料約１００mg、２℃飽和蒸気下の吸着による重量増加量
を試料の重量で割った値（％）として求めた。結果を
表．１に示す。
【００１８】実施例２
実施例１において用いたセラミックス繊維ボードの代わ
りにセラミック発泡体（空隙率８０％）を用い、賦活時
間を４時間とする以外は実施例１と同様に行った。結果
を表．１に示す。
りにセラミック発泡体（空隙率８０％）を用い、賦活時
間を４時間とする以外は実施例１と同様に行った。結果
を表．１に示す。
【００１９】実施例３
賦活温度を８５０℃とし、かつ賦活時間を１０時間とす
る以外は実施例２と同様に行った。結果を表．１に示
す。
る以外は実施例２と同様に行った。結果を表．１に示
す。
【００２０】実施例４
実施例１において用いたセラミックス繊維ボードの代わ
りに炭素繊維不織布（空隙率７５％）の箱を用い、賦活
温度を８５０℃とし、更に賦活時間を５時間とする以外
は、実施例１と同様に行った。結果を表．１に示す。
りに炭素繊維不織布（空隙率７５％）の箱を用い、賦活
温度を８５０℃とし、更に賦活時間を５時間とする以外
は、実施例１と同様に行った。結果を表．１に示す。
【００２１】比較例．１
実施例２において用いたセラミックス繊維ボードの箱を
用いないで発泡体硬化物の板をそのままマッフル炉に入
れ賦活する以外は、実施例２と同様に行った。結果を
表．１に示す。
用いないで発泡体硬化物の板をそのままマッフル炉に入
れ賦活する以外は、実施例２と同様に行った。結果を
表．１に示す。
【００２２】比較例２
比較例１において、賦活温度を８５０℃、賦活時間を５
時間にそれぞれ変更する以外は比較例１と同様に行っ
た。結果を表．１に示す。
時間にそれぞれ変更する以外は比較例１と同様に行っ
た。結果を表．１に示す。
【００２３】比較例３
実施例３において用いたセラミックス発泡体の代わりに
耐熱レンガ製の箱を用いる以外は、実施例３と同様に行
った。結果を表．１に示す。
耐熱レンガ製の箱を用いる以外は、実施例３と同様に行
った。結果を表．１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】本発明の多孔質層状物を用いて活性炭構
造物を製造する方法によれば、従来の層状物を用いない
方法に比べて賦活時の割れが少なく、収率が向上する。
また、構造物全体の賦活度がより均一になり、構造体全
体の吸着性能が向上する。更に、賦活時の反りが少なく
ため、反りの発生しやすい薄い板でも収率よく製造でき
る。また、全体が均一に賦活でき割れの発生が少なくな
ることから賦活温度や水蒸気濃度を上げることができ、
その結果賦活速度を早くすることが出来る。以上の結
果、特に電気二重層コンデンサの電極、脱臭フィルター
として有用な高密度、高吸着性能、かつ液含浸性の優れ
た活性炭構造物を効率よく製造することができる。
造物を製造する方法によれば、従来の層状物を用いない
方法に比べて賦活時の割れが少なく、収率が向上する。
また、構造物全体の賦活度がより均一になり、構造体全
体の吸着性能が向上する。更に、賦活時の反りが少なく
ため、反りの発生しやすい薄い板でも収率よく製造でき
る。また、全体が均一に賦活でき割れの発生が少なくな
ることから賦活温度や水蒸気濃度を上げることができ、
その結果賦活速度を早くすることが出来る。以上の結
果、特に電気二重層コンデンサの電極、脱臭フィルター
として有用な高密度、高吸着性能、かつ液含浸性の優れ
た活性炭構造物を効率よく製造することができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 残炭率の高い重合体を炭化、賦活して活
性炭構造物を製造する方法において、賦活する際、被賦
活物を耐熱性を有する材料の多孔質層状物で包み込んで
賦活することを特徴とする活性炭構造物の製造方法。 - 【請求項２】 多孔質層状物が繊維質の層状物であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 - 【請求項３】 残炭率の高い重合体がフェノール樹脂で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3188955A JPH0532408A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 活性炭構造物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3188955A JPH0532408A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 活性炭構造物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0532408A true JPH0532408A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16232849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3188955A Pending JPH0532408A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 活性炭構造物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0532408A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0936043A2 (de) * | 1998-02-12 | 1999-08-18 | Schröter Profilstab GmbH | Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffteilen sowie Form zur Durchführung des Verfahrens |
| EP1027716A1 (en) * | 1996-12-12 | 2000-08-16 | Corning Incorporated | Activated carbon electrodes for electrical double layer capacitors |
| CN106082212A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 山东欧铂新材料有限公司 | 一种改性酚醛树脂基活性炭的制备方法及超级电容器 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP3188955A patent/JPH0532408A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1027716A1 (en) * | 1996-12-12 | 2000-08-16 | Corning Incorporated | Activated carbon electrodes for electrical double layer capacitors |
| EP1027716A4 (en) * | 1996-12-12 | 2004-12-01 | Corning Inc | ACTIVATED CARBON ELECTRODES FOR DOUBLE LAYERED ELECTRICAL CAPACITORS |
| EP0936043A2 (de) * | 1998-02-12 | 1999-08-18 | Schröter Profilstab GmbH | Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffteilen sowie Form zur Durchführung des Verfahrens |
| EP0936043A3 (de) * | 1998-02-12 | 2001-02-21 | Schröter Profilstab GmbH | Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffteilen sowie Form zur Durchführung des Verfahrens |
| CN106082212A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 山东欧铂新材料有限公司 | 一种改性酚醛树脂基活性炭的制备方法及超级电容器 |
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