JPH0536364B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、活性炭としての機能も、また、成形
物としての強度も、ともに十分に兼ね備えた活性
炭成形物を製造する方法に関する。 活性炭を成形物としたものは、粒状物や粉末状
物に比べて取扱いが極めて容易であるという大き
な長所を有するが、活性炭機能と成形物強度の両
方を満足させたものを得るのは困難である。即
ち、活性炭そのものの成形物は機能的に優れたも
のとなり得ても強度が著しく劣つたものとなりが
ちであり、また、連通気孔を有する何らかの骨格
中に粉末状活性炭を分散含有させたものは、強度
的に優れたものとなり得ても機能が著しく劣つた
ものとなりがちである。 本発明は上述したことに鑑みなされたものであ
り、粘土などの無機結合材を使用して得る骨格に
比べると十分な量の活性炭を分散含有することが
できる炭素骨格に、粉末状活性炭が十分に機能を
発揮できるよう分散含有させることによつて、ま
た、粉末状活性炭の材料に解重合型有機物による
被覆を予めなしておき、この被覆した解重合型有
機物が炭化処理時に気散消耗することにより、得
られた成形物中の粉末状活性炭の表面凹凸部に結
合材の炭化物が入り込んで活性炭機能が損なわれ
るのを抑制せんとすることによつて、機能的にも
強度的にも優れた活性炭成形物たらしめるための
方法を提供するものである。即ち、本発明は、粉
末状活性炭の材料と炭素骨格の材料たる有機結合
材とを少くとも主材とし、混練、成形後、炭化処
理を施して、粉末状活性炭が連通気孔を有する炭
素骨格中に分散含有されてなる活性炭成形物を製
造する方法であつて、前記粉末状活性炭の材料と
して、解重合型有機物で予め被覆したものを使用
することを特徴とする活性炭成形物の製造方法を
要旨とする。 本発明で使用される粉末状活性炭の材料は、粉
末状活性炭そのものをまず第１に挙げることがで
きるが、その他、粉末状でないものや活性炭の前
駆体のようなものも挙げることができる。ロール
機による混練とか炭化処理や賦活処理といつたよ
うに、製造過程で粉末状化、活性炭化がなされる
こともあるからである。要は、活性炭成形物とし
て、炭素骨格中に分散含有されるものであればよ
く、従つて、繊維状物なども使用できる。但し、
炭素骨格中に分散含有されればよいとはいえ、あ
まりに径の大きなものであると成形物強度を損う
原因にもなりかねない。それゆえ、製造過程での
粉末状化を期待しないならば100μｍ以下、より
好ましくは50μｍ以下の径のものを準備するのが
望ましい。 上述した粉末状活性炭の材料を被覆する解重合
型有機物としては、例えば、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレ
ン、ポリスチレン、ナイロン、ポリメタメチルス
チレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリ
ル酸エチル、ポリ−ａ−ドイテロスチレンなどを
挙げることができる。天然ゴムの中にも解重合型
のものがある。これらの中で特に好ましいのはポ
リメタクリル酸メチルであり、解重合の程度が極
めて高い。 解重合型有機物による粉末状活性炭の材料の被
覆方法は、エマルジヨンやサスペンジヨンにして
なす方法とか粉床法などマイクロカプセルの製造
方法として公知の種々方法を採用することもでき
るが、最も簡単と思われるのは、可塑剤や溶剤な
どを必要に応じて使用しながら混練することであ
る。使用量の相対的割合が容易に変化できる長所
もある。尚、解重合型有機物の被覆量は粉末状活
性炭の材料の種類などによつても異なるが、仮に
活性炭に換算した場合、重量割合で活性炭100に
対し、５〜100、より好ましくは10〜40の範囲と
するのがよい。 上述のようにして得たものを炭素骨格の材料で
ある有機結合材とともに３本ロール、ヘンシエル
ミキサー、加圧ニーダーなどで混練するのであ
る。解重合型有機物と粉末状活性炭の材料との混
練が続いているところへ有機結合材を添加するこ
とで工程の一連化を図ることもできる。ここで、
有機結合材との混練においても、可塑剤や溶剤な
ど必要に応じて使用されるものを併用することは
勿論できるし、用途によつては他の機能を向上す
るために使用される物質、例えば、導電性向上の
ための黒鉛なども、当該工程で加えればよい。 また、有機結合材は、天然、合成の樹脂、ゴ
ム、熱硬化性初期縮合体、ピツチ、タール、アス
フアルトなど種々選択でき、一例としては、スチ
ロール樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、メラミン
樹脂、ポリエステル樹脂、フラン樹脂、フエノー
ル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアクリロア
ミド、ブチルゴム、塩素化ポリ塩化ビニル、塩素
化ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化
ビニルなどを挙げることができるが、混練に際し
て、解重合型有機物と完全に相溶してしまうよう
な使用は避けるべきである。解重合型有機物によ
る活性炭成形物の材料の被覆が折角なされたにも
かかわらず、これを解除することになりかねない
からである。それゆえ、被覆を複層としたり、あ
るいは、解重合型有機物や有機結合材をそれぞれ
１種のみ使用するのではなく、いずれか一方もし
くは両者を複数種の組み合わせで使用したり、ま
た、可塑剤や溶剤など、特に溶剤について、その
選択に留意することが望まれる。 上述のようにして得た混練物を射出、押出など
適宜方法で成形し、炭化のために少くとも高温に
おいては不活性ガス雰囲気、還元雰囲気、真空雰
囲気といつた非酸化性雰囲気における熱処理（十
分な炭化と強度低下を考慮すると、最高温度は
500°〜900℃位にするのがよい）を施し、また、
必要に応じて賦活処理を施して活性炭成形物を得
る。 以下、実施例に基づいて詳述する。 実施例 １ アクリシラツプSY−103（三菱レイヨン(株)製の
ポリメタクリル酸メチル）10重量部をメチルエチ
ルケトン50重量部で希釈した溶液にクラレコール
PK（クラレケミカル(株)製の粉末状活性炭、40〜
100メツシユ）50重量部を加え、開放型ニーダー
で十分に混練した。得たものを、アラビアゴム30
重量部とメチルセルロース30重量部とを水300重
量部で溶液としたものとともに３本ロールで混練
し、水分がある程度揮発し、賦形性が高まつた混
練物を押出成形して直径約１mmの棒状成形物を得
た。これを室温で十分に乾燥させた後、窒素雰囲
気中で、脹れや割れなどの不要な変形を抑制する
ために160℃〜300℃間が５℃／時以下の昇温速度
となるよう徐々に加熱し、更に５時間かけて850
℃まで昇温し１時間維持した。 実施例 ２ 実施例１において、アクリシラツプSY−103の
使用量を10重量部から20重量部に変えた以外はす
べて実施例１と同様にした。 実施例 ３ アクリシラツプSY−401（三菱レイヨン(株)製の
ポリメタクル酸メチル）20重量部をアクリエステ
ルＭ（三菱レイヨン(株)製のメタクリル酸メチルモ
ノマー）30重量部で希釈し、木炭粉末（200メツ
シユ以下）100重量部を加えニーダーで十分に混
練し、次に、フラン樹脂40重量部とフエノール樹
脂10重量部とともに３本ロールで混練し、押出成
形して直径約１mmの棒状成形物を得、70℃で３日
間乾燥硬化後、800℃までの熱処理を施した。 比較例 １−１ 実施例１において、アクリシラツプSY−103の
溶液による混練をなすことなく、直接クラレコー
ルPKをアラビアゴムとメチルセルロースとの溶
液とともに３本ロールで混練した以外はすべて実
施例１と同様にした。 比較例 １−２ 実施例１において、アクリシラツプSY−103
の溶液による混練と、アラビアゴムとメチルセル
ロースとの溶液による混練とを独立になさず、ク
ラレコールPKを、アクリシラツプSY−103の溶
液及びアラビアゴムとメチルセルロースとの溶液
ととともに３本ロールで混練した以外はすべて実
施例１と同様にした。 比較例 ２ 実施例３において、アクリシラツプSY−401の
溶液による混練をなすことなく、直接木炭粉末を
フラン樹脂及びフエノール樹脂とともに３本ロー
ルで混練した以外はすべて実施例３と同様にし
た。 以上の各例で得たものの試験結果を表−１に示
す。

【表】

【表】 実施例 ４ アクリコンAC（三菱レイヨン(株)製のポリメタク
リル酸メチル）10重量部をメチルエチルケトン
100重量部で希釈した溶液にニツタンＹ（日立炭素
工業(株)製の粉末状活性炭、150メツシユ以下）50
重量部を加えニーダーで十分に混練した。次に、
ポリ塩化ビニル35重量部、ジオクチルフタレート
25重量部、ステアリン酸塩２重量部、黒鉛50重量
部とともに３本ロールで混練し、押出成形して直
径約15mmの棒状物を得、これに約８mmの孔を形成
して有底の中空状物とし、室温から300℃まで20
時間かけて昇温後、850℃までの熱処理を施した。
冷却取出後、表面をパラフインで溌水処理し、空
気電池用電極とした。 比較例 ３ 実施例４において、アクリコンACの溶液によ
る混練をなすことなく、直接ニツタンＹをポリ塩
化ビニルのどとともに混練した以外はすべて実施
例４と同様にした。 実施例４、比較例３で得たものを、99.9％亜鉛
陰極、30％水酸化ナトリウム水溶液（電解液）を
用いての湿式空気電池に構成し、負荷抵抗25Ωで
特性測定した結果を表−２に示す。

【表】 以上の結果より明らかなとおり、本発明によつ
て得られる活性炭成形物は活性炭機能も成形物強
度も、ともに優れたもので種々用途に有効利用す
ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉末状活性炭の材料と炭素骨格の材料たる有
   機結合材とを少なくとも主材とし、混練、成形
   後、炭化処理を施して、粉末状活性炭が連通気孔
   を有する炭素骨格中に分散含有されてなる活性炭
   成形物を製造する方法であつて、前記粉末状活性
   炭の材料として、解重合型有機物で予め被覆した
   ものを使用することを特徴とする活性炭成形物の
   製造方法。