TWI749718B - 碳罐用吸附材 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係提供一種適用於高性能之碳罐的新型吸附材。 作為碳罐用吸附材，係使用包含活性碳之吸附材，並讓吸附材滿足以下要件。 下式1所表示之P0.2/100 在120 %以下： P0.2/100 =X÷Y×100   ･･･（式1） 在該式1中，X表示在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為0.2 kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量；Y表示在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為100 kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量。

Description

碳罐用吸附材
本發明係關於碳罐用吸附材，詳細而言係關於應用活性碳之碳罐用吸附材。
汽車、摩托車（兩輪機動車）或船等搭載有燃燒燃油等蒸散燃料之內燃機的車輛及船舶中，燃料桶內的壓力會隨著外部氣溫變化等而有所變動，讓充滿燃料桶內的蒸散燃料氣體會從燃料桶釋放出來。被釋放出來的蒸散燃料氣體則會成為PM2.5及光化學煙霧的原因物質之一，為了防止其排放至大氣中，而設置具備活性碳等吸附材料的碳罐（亦稱為蒸散燃料抑制裝置）。
隨著近年來環境保護意識高漲，各種氣體的排放規範有逐年強化的傾向，因此對於碳罐要求更高的吸附性能。又，因為怠速熄火（Idling stop）等的普及使汽車之吸氣能力有被抑制的傾向，而有難以使吸附於碳罐內之吸附材上的燃油脫附的傾向。因此要求碳罐中所使用之吸附材的更高性能。碳罐中所使用的吸附材大多係使用活性碳，而有人提出以粒狀、粉狀或成形為蜂巢狀者等作為其形狀（例如，專利文獻1等）。
又，近年來，從提升碳罐性能的觀點來看，開始設置主室與副室等而在複數室中收納吸附材（例如，專利文獻2）。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1 ]日本特開2013-173137號公報 [專利文獻2] 日本特開2019-10880號公報
[發明所欲解決之課題]
相對於以往粉狀、粒狀或顆粒狀的活性碳，有將活性碳纖維（或纖維狀活性碳）稱為第三活性碳的情況。活性碳纖維，據說在廣義的活性碳之中具有在高比表面積下吸附容量較大、吸脫附速度較快的傾向。然而，活性碳纖維尚未發展至實用於碳罐之中，而具有何種特性的活性碳纖維才適合實用於碳罐，目前仍未充分研究、開發。
又，如主室與副室等將吸附材填充至複數收納室的情況下，關於應使用何種吸附材，亦尚未進行充分研究、開發。
鑒於上述狀況，本發明所欲解決之課題之一在於提供一種適用於高性能碳罐的新型吸附材。 [解決課題之手段]
本案發明人等進行詳細研究的結果發現，呈現既定之物性的吸附材，適合用作碳罐之高性能層的吸附材，進而完成本發明。本發明可從多方面掌握，例如包含下述者作為用以解決課題之手段。
[1] 一種吸附材，其係碳罐用吸附材，該吸附材係包含活性碳之吸附材，且下式1所表示之P0.2/100 在18 %以上： P0.2/100 =X÷Y×100   ･･･（式1） 在該式1中，X表示在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為0.2 kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量（單位：重量份）； Y表示在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為100 kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量（單位：重量份）。 [2]如上述[1]之吸附材，其中， 該P0.2/100 在21 %以上。 [3]如上述[1]或[2]之吸附材，其中，下式2所表示之P100/50 在120 %以下： P100/50 =Y÷Z×100   ･･･（式2） 在該式2中，Z表示在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為50 kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量（單位：重量份）； Y與該式1中的Y相同。 [4] 如上述[3]之吸附材，其中，該P100/50 在115 %以下。 [5] 如上述[1]至[4]中任一項之吸附材，其中，該吸附材的比表面積為2500 m2 /g以下。 [6] 如上述[1]至[5]中任一項之吸附材，其中，該吸附材的總細孔容積為0.50～1.20 cm3 。 [7] 如上述[1]至[6]中任一項之吸附材，其中，該吸附材的平均細孔徑在1.50～2.00 nm以下。 [8] 如上述[1]至[7]中任一項之吸附材，其中，該吸附材的密度為0.010～0.200 g/cm3 。 [9] 如上述[1]至[8]中任一項之吸附材，其中，該吸附材為活性碳纖維的成形體。 [10] 如上述[1]至[9]中任一項之吸附材，其中，該吸附材係用於汽車中使用之碳罐。 [11] 一種碳罐，其具備如上述[1]至[10]中任一項之吸附材。 [12]如上述[11]之碳罐，其中，該碳罐係汽車用的碳罐，其具備收納吸附材的主室及副室；該副室，相較於該主室，收納該吸附材的容積較小且配置於更靠近連通至外氣之開口部的位置；該吸附材係收納於該副室。 [發明之效果]
根據本發明的幾個實施形態，可提供一種適用於高性能碳罐或碳罐之高性能層的吸附材。
以下說明本發明之實施形態。另外，若無特別聲明，則關於數值範圍，「AA～BB」之記載係表示「AA以上BB以下」（此處「AA」及「BB」表示任意數值）。又，若無特別聲明，下限及上限的單位，與緊隨後者（亦即，此處為「BB」）其後的單位相同。
在關於本發明的說明中，有時將「吸附」及「脫附」兩者概括性地稱為「吸脫附」。 在關於本發明的說明中，「細孔徑」一詞，若無特別註明，非指細孔的半徑，而係指細孔的直徑或寬度。 1.吸附材
本發明之吸附材可適用於碳罐。碳罐具備吸附材，其係發揮下述作用的裝置：使氣化之蒸散燃料吸附於吸附材，而抑制了釋放至大氣中，或在引擎運作時使吸附於吸附材之蒸散燃料脫附，而供給至引擎。碳罐，大致上係用在具備將高揮發性的蒸散氣體用作燃料之內燃機的設備或裝置，例如配備內燃機之車輛及船舶等。作為車輛，例如可列舉以燃油作為燃料的汽車等。作為船舶，例如可列舉以燃油為燃料的船等。
本發明之較佳實施形態，滿足下述所示之物性或性能的項目中至少1個或任意2個以上的組合所構成之條件。以下說明各項目。
作為本發明之較佳實施形態，可列舉下式1或式2所示的單位壓力之吸附量比例滿足既定要件者。在關於本發明的說明中，例如將式1或2所表示的顯示2種不同氣壓環境下的吸附量之差的百分比稱為單位壓力之吸附量比例（單位：%）。單位壓力之吸附量比例可在各種不同壓力的組合之間求得。式1中，作為一實施形態，顯示使用在0.2 kPa氣體環境下之吸附量與在100 kPa氣體環境下之吸附量的單位壓力之吸附量比例。式2中，作為一實施形態，顯示使用在100 kPa氣體環境下之吸附量與在50 kPa氣體環境下之吸附量的單位壓力之吸附量比例。 ＜式1所求得的單位壓力之吸附量比例：P0.2/100 ＞
作為本發明之較佳一實施形態，可使用下式1所表示的單位壓力之吸附量比例（%）作為第一指標。 P0.2/100 =X÷Y×100   ･･･（式1）
在式1中，X表示在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為0.2 kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量（單位：重量份）。 又，在式1中，Y表示在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為100 kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量（單位：重量份）。
作為本發明之較佳一實施形態，式1所表示的單位壓力之吸附量比例（P0.2/100 ）之下限較佳為18 %以上，更佳為19 %以上，再佳為20、21、22、23、24或25 %以上。 式1所表示的單位壓力之吸附量比例（P0.2/100 ）之上限較佳為80 %，更佳為75 %，再佳為70、65或60 %。 ＜式2所求得的單位壓力之吸附量比例：P100/50 ＞
作為本發明之較佳一實施形態，可使用下式2所表示的單位壓力之吸附量比例（%）作為第二指標。 下式2： P100/50 =Y÷Z×100   ･･･（式2） 在式2中，Z表示在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為50 kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量（單位：重量份）。 又，在式2中，Y與該式1中的Y相同。亦即，在式2中，Y表示在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為100 kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量（單位：重量份）。
式2所表示的單位壓力之吸附量比例（P100/50 ）較佳為120 %以下，更佳為119 %以下，再佳為118、117、116、115、114、112、110、108或106 %。
碳罐一般位於燃料桶與引擎與外氣口之間，氣體在該等之間往返。從燃料桶蒸散之燃料被彌補至碳罐內的吸附材。若突破吸附材的容量，則會導致蒸散氣體從連通碳罐的外氣口釋放至外氣。另一方面，在引擎運作時等，藉由負壓將蒸散氣體從吸附材送至引擎。亦即，碳罐內的吸附材重複蒸散氣體的吸脫附。
具有複數吸附室的碳罐中，較佳係主室（第一室）與副室（第二室以後）中分別採用不同特性的吸附材。主室中，要求大量彌補、去除從燃料桶等流入的高濃度蒸散氣體。亦即，主室較佳係吸附容量較大。
另一方面，氣體從主室流入的副室中，期望可彌補彌補主室中未捕捉的蒸散氣體。亦即，從主室流入副室的氣體，蒸散氣體的濃度相對較低，要求副室的吸附材具有彌補該低濃度蒸散氣體的高性能。因此，更佳係不僅吸附能力要優異，而且在將碳罐內的吸附材沖淨（purge）時還要可輕易地進行氣體置換。
亦即，在碳罐的吸附材，尤其是要求彌補低濃度蒸散氣體的吸附材中，除了優良的吸附能力之外，更佳係具有脫附至充分地恢復吸附能力等級的恢復性。如此，特別是副室中要求更高性能的吸附材。
本案發明人等發現，式1所示的單位壓力之吸附量比例（P0.2/100 ）為既定數值以上的吸附材，可發揮上述高性能。式1的指標（P0.2/100 ）較高，則表示即使在低氣壓環境下，亦即低氣體濃度環境下，吸附蒸散氣體的能力亦較高。低濃度氣體環境中的吸附性能高，適合用作碳罐之高性能層的吸附材。
又，本案發明人等發現，式2所示的單位壓力之吸附量比例（P100/50 ）為既定數值以下的吸附材，可發揮上述高性能。
單位壓力之吸附量比例可針對各種氣壓而求出，但式2所求得的單位壓力之吸附量比例係以百分比表示實質上最大氣壓環境下及其一半氣壓環境下（亦即，約50 %的氣體濃度環境下）的吸附量之差異的指標。
式2所求得的單位壓力之吸附量比例（P100/50 ）為120 %以下，係表示不管蒸散氣體濃度高或低的情況下，吸附量都不會變化太大，進一步換言之，係指其具有濃度相依性低的吸附性能。濃度相依性低至此程度的吸附材，適合作為要求能彌補即使是低濃度蒸散氣體的碳罐之高性能層用吸附材。
作為本發明之吸附材，從得到上述較佳的單位壓力之吸附量比例的吸附材的觀點來看，較佳為包含可調整細孔之活性碳的吸附材。包含活性碳之吸附材中，從容易得到濃度相依性低之吸附材的觀點來看，更佳為活性碳纖維，再者，作為碳罐用吸附材而容易操作的活性碳纖維之成形體（以下亦將這種成形體稱為「活性碳纖維體」），更佳係例示板狀的活性碳纖維，亦即活性碳纖維板以作為理想的形態。
在本發明中可用作吸附材的包含活性碳之吸附材，進一步滿足下述既定項目中至少1個或任意2個以上的條件，藉此可作為更佳的實施形態。 ＜比表面積＞
本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的比表面積之下限較佳為100 m2 /g以上，更佳為200 m2 /g以上，再佳為300、500、700、900、1000、1100或1200 m2 /g以上。 本發明之包含活性碳之吸附材的比表面積之上限約可為2500、2400、2300、2200或2100 m2 /g以下。 藉由使比表面積在上述範圍內，可使其對於蒸散燃料氣體之吸脫附性能更為優良。作為具有這種比表面積的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。
本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的總細孔容積之下限較佳為0.50 cm3 /g以上，更佳為0.55 cm3 /g以上，再佳為0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85或0.90 cm3 /g以上。 本發明的包含活性碳之吸附材的總細孔容積之上限較佳為1.20 cm3 /g以下，更佳為1.15 cm3 /g以下，再佳為1.10、1.05、1.03或1.00 cm3 /g以下。 藉由使總細孔容積在上述範圍內，可形成對於蒸散燃料氣體之吸脫附性能更為優良的包含活性碳之吸附材。作為具有這種總細孔容積的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。 ＜平均細孔徑（平均細孔直徑）＞
本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的平均細孔徑之下限較佳為1.50 nm以上，更佳為1.60 nm以上，再佳為1.70 nm以上。 本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的平均細孔徑之上限可為任意，但較佳為2.50 nm以下，更佳為2.20 nm以下，再佳為2.00或1.90 nm以下。 藉由使平均細孔徑在上述範圍內，可形成對於蒸散燃料氣體之吸脫附性能更為優良的包含活性碳之吸附材。作為具有這種平均細孔徑的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。 ＜超微孔容積：V0.7 ＞
本發明中「超微孔」一詞，係指細孔徑在0.7 nm以下的細孔。 本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的超微孔容積之下限較佳為0.05 cm3 /g以上，更佳為0.10 cm3 /g以上，再佳為0.12或0.14 cm3 /g以上。 本發明中使用的包含活性碳之吸附材的超微孔容積之上限較佳為0.30 cm3 /g以下，更佳為0.29 cm3 /g以下，再佳為0.26、0.24、0.22或0.20 cm3 /g以下。 藉由使超微孔容積在上述範圍內，可形成對於蒸散燃料氣體之吸脫附性能更為優良的包含活性碳之吸附材。作為具有這種超微孔容積的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。 ＜微孔容積：V2.0 ＞
本發明中「微孔」一詞係指細孔徑2.0 nm以下的細孔。 本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的微孔容積之下限較佳為0.50 cm3 /g以上，更佳為0.60 cm3 /g以上，再佳為0.65或0.70 cm3 /g以上。 本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的微孔容積之上限較佳為1.00 cm3 /g以下，更佳為0.90 cm3 /g以下，再佳為0.80 cm3 /g以下。 藉由使微孔容積在上述範圍內，可形成對於蒸散燃料氣體之吸脫附性能更為優良的包含活性碳之吸附材。作為具有這種微孔容積的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。 ＜細孔徑大於0.7 nm且在2.0 nm以下之細孔的細孔容積：V0.7-2.0 ＞
細孔徑大於0.7 nm且在2.0 nm以下之細孔的細孔容積V0.7-2.0 ，可使用超微孔容積的值a與微孔容積的值b而以下式3求得。 V0.7-2.0 =b-a   ･･･（式3）
在本發明中可使用的包含活性碳之吸附材中，細孔徑大於0.7 nm且在2.0 nm以下之細孔的細孔容積V0.7-2.0 之下限較佳為0.30 cm3 /g以上，更佳為0.36 cm3 /g以上，再佳為0.38、0.40或0.50 cm3 /g以上。 在本發明中可使用的包含活性碳之吸附材中，細孔徑大於0.7 nm且在2.0 nm以下之細孔的細孔容積V0.7-2.0 之上限較佳為1.00 cm3 /g以下，更佳為0.90 cm3 /g以下，再佳為0.80、0.75、0.70、0.65或0.60 cm3 /g以下。 藉由使該細孔容積V0.7-2.0 在上述範圍內，可形成對於蒸散燃料氣體之吸脫附性能更為優良的包含活性碳之吸附材。作為具有這種超微孔容積的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。 ＜超微孔容積在微孔容積中所占的存在比例：R0.7/2.0 ＞
細孔徑0.7 nm以下之超微孔的細孔容積在細孔徑2.0 nm以下之微孔的細孔容積中所占的存在比例R0.7/2.0 ，可使用超微孔容積的值a與微孔容積的值b而以下式4求得。 R0.7/2.0 =a/b×100（%）   ･･･（式4）
在本發明中可使用的包含活性碳之吸附材中，超微孔容積在微孔容積中所占的存在比例R0.7/2.0 之下限較佳為15.0 %以上，更佳為18 %以上，再佳為19 %以上。 在本發明中可使用的包含活性碳之吸附材中，超微孔容積在微孔容積中所占的存在比例R0.7/2.0 之上限較佳為60 %以下，更佳為50 %以下，再佳為40、30或25 %以下。 藉由使該超微孔容積的存在比例R0.7/2.0 在上述範圍內，可形成對於蒸散燃料氣體之吸脫附性能更為優良的包含活性碳之吸附材。作為具有這種超微孔容積的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。 ＜平方公尺重量（單位面積重量）＞
本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的平方公尺重量之下限較佳為50.0 g/m2 以上，更佳為60.0 g/m2 以上，再佳為70.0或80.0 g/m2 以上。 本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的平方公尺重量之上限較佳為200 g/m2 以下，更佳為150 g/m2 以下，再佳為120、110或100 g/m2 以下。 藉由使單位面積重量在上述範圍內，可在能夠收納於碳罐內之吸附材的容量範圍內，形成用於碳罐所要求之吸脫附性能更為優良的包含活性碳之吸附材。作為具有這種超微孔容積的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。 ＜板厚度＞
使用板狀的成形體（活性碳板）作為本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的情況，活性碳板的較佳厚度如下。 本發明之一實施形態的活性碳板的厚度之下限較佳為0.10 mm以上，更佳為0.50 mm以上，再佳為1.00、1.50、2.00或2.50 mm以上。 本發明之一實施形態的活性碳板的厚度之上限較佳為50.00 mm以下，更佳為40.00 mm以下，再佳為30.00、20.00或10.00 mm以下。 藉由使板厚度在上述範圍內，可在能夠收納於碳罐內之吸附材的容量範圍內，形成用於碳罐所要求之吸脫附性能更為優良的板。作為活性碳板，例如，較佳為活性碳纖維板。 ＜密度＞
本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的密度之下限較佳為0.010 g/cm3 以上，更佳為0.015 g/cm3 以上，再佳為0.020 g/cm3 以上。 本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的密度之上限較佳為0.200 g/cm3 以下，更佳為0.100 g/cm3 以下，再佳為0.080、0.070、0.060或0.050 g/cm3 以下。
藉由使密度在上述範圍內，可在能夠收納於碳罐內之吸附材的容量範圍內，形成用於碳罐所要求之單位體積的吸脫附性能更為優良的吸附材。又，藉由設為上述下限以上，即使在形成板狀的情況下，亦可避免板的機械特性（例如強度等）降低。又，藉由將密度與板厚度等其他要件一併考量製備，可抑制包含活性碳之吸附材的壓力損失。作為具有這種密度的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。
包含活性碳之吸附材的密度，亦可藉由前驅物的種類及密度等、或壓密化等的處理來調整。 ＜拉伸強度（MD：機器方向（Machine Direction））＞
使用板狀的成形體（活性碳板）作為本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的情況，活性碳板的較佳拉伸強度（MD）如下。 本發明之一實施形態的活性碳板的拉伸強度（MD）之下限較佳為0.005 kN/m以上，更佳為0.007 kN/m以上，更佳為0.009 kN/m以上。 本發明之一實施形態的活性碳板的拉伸強度（MD）之上限無特別限制而可為任意值，但較佳為2.50 kN/m以下，更佳為2.00 kN/m以下，再佳為1.25、1.00、0.75或0.50 kN/m以下。 藉由使拉伸強度（MD）在上述範圍內，可形成具有可撓性的板。因此，可形成加工性優良、不易破損、收納於碳罐之作業等的操作容易的吸收材。作為具有這種拉伸強度（MD）的活性碳板，例如，適合採用活性碳纖維板。 ＜拉伸強度（CD：橫向（Cross Direction））＞
使用板狀的成形體（活性碳板）作為本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的情況，活性碳板的較佳拉伸強度（CD）如下。 本發明之一實施形態的活性碳板的拉伸強度（CD）之下限較佳為0.005 kN/m以上，更佳為0.007 kN/m以上，再佳為0.009 kN/m以上。 本發明之一實施形態的活性碳板的拉伸強度（CD）之上限無特別限制而可為任意值，但較佳為2.50 kN/m以下，更佳為2.00 kN/m以下，再佳為1.25、1.00、0.75或0.50 kN/m以下。 藉由使拉伸強度（CD）在上述範圍內，可形成具有可撓性之板。因此，可形成加工性優良、不易破損、收納於碳罐之作業等的操作容易的吸收材。作為具有這種拉伸強度（MD）的活性碳板，例如，適合採用活性碳纖維板。 ＜水分含量＞
本發明中可使用的包含活性碳之吸附材，較佳係具有既定的水分含量。例如，在23 ℃、相對濕度50 %之條件下的水分含量，其下限較佳為1 %以上，更佳為2 %以上，再佳為3 %以上。 又，在23 ℃、相對濕度50 %的條件下的水分含量，其上限較佳為25 %以下，更佳為20 %以下，再佳為10或8 %以下。 藉由使在上述條件下的水分含量於上述範圍內，可形成作為汽車碳罐用之吸附材更為優良的活性碳。作為具有這種水分含有量的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。 ＜亞甲基藍吸附性能＞
本發明中可使用的包含活性碳之吸附材，作為吸附材，較佳係具有既定的亞甲基藍吸附性能。亞甲基藍吸收性能，可以活性碳纖維板單位重量之亞甲基藍吸附量來表示。本發明之活性碳纖維板所具有之亞甲基藍吸附性能較佳為100 ml/g以上，更佳為150 ml/g以上，再佳為200、250、280或300 ml/g以上。作為具有這種亞甲基藍吸附性能的活性碳，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。 ＜正丁烷吸脫附性能＞
本發明中可使用的包含活性碳之吸附材，作為吸附材，較佳係具有既定的正丁烷吸脫附性能。正丁烷吸脫附性能係成為蒸散氣體之吸脫附性能的指標，因此正丁烷的吸脫附性能優良則適用於汽車碳罐用途。正丁烷吸脫附性能，可將下述吸附量表示為活性碳單位重量之正丁烷的有效吸附量：充分吸收正丁烷而使其貫流後，在放置於既定脫附條件下時，使其從吸附材脫離後反復進行吸附時的吸附量。
作為本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的較佳形態，係以下述實施例中所示之測量方法所求得之正丁烷的有效吸脫附量（第二次吸附量、脫附量的平均）之下限較佳為3.00 wt%以上，更佳為4.00 wt%以上，再佳為5.00 wt%以上。
又，作為本發明中可使用的包含活性碳之吸附材的較佳形態，係以下述實施例中所示之測量方法所求得之正丁烷的有效吸脫附率較佳為20.0 %以上，更佳為25.0 %以上，再佳為30.0、40.0或45.0 %以上。 作為具有這種正丁烷吸附性能的包含活性碳之吸附材，例如，適合採用活性碳纖維板的形態。 2.吸附積層體
作為本發明之另一實施形態，可提供一種用於收納至碳罐之吸附材室的吸附積層體。該吸附積層體可為將活性碳纖維板多片重疊而成的積層體。
圖1中顯示本發明之吸附積層體之一實施形態。另外，其係示意性地顯示板的長度、厚度等的尺寸，而非限定於此。又，板的片數以4片為例，但並非限定於此。
圖1所示之吸附積層體1係將4片活性碳纖維板10重疊而成的積層體。活性碳纖維板10係將板的主面10a互相重疊所形成。
可用任意方式將吸附積層體1收納於碳罐內。作為較佳的一實施形態，較佳係配置成活性碳纖維板的主面10a相對於蒸散氣體等流體F的流動方向為非正交的方向，如圖1所示，更佳可配置成主面a相對於蒸散氣體等流體F的流動方向大致平行。藉由配置成主面a相對於蒸散氣體等流體F的流動方向大致平行，而配置成複數活性碳纖維板的側端面10b面對流體F的流動方向。藉由以此方式配置，可抑制壓力損失。在圖1中，長度短的側端面10b面對流體F的流動方向，但並不限定於此，亦可是較長的側端面10c面對流體F的流動方向。
又，吸附積層體整體可為長方體狀，亦可為立方體狀。又，亦可對應收納活性碳纖維板之吸附材室的形狀而使活性碳纖維板變圓，將吸附積層體形成圓筒狀。 3.碳罐
本發明之活性碳纖維板適合作為收納於汽車碳罐的吸附材。亦即，本發明亦可提供汽車碳罐作為另一實施形態。
本發明之汽車碳罐搭載活性碳纖維板作為吸附材。汽車碳罐的結構無特別限制，可採用一般的結構。例如，作為汽車碳罐，可舉出具有以下結構者。
一種碳罐，具備：框體；吸附材室，於框體內收納吸附材；第一開口部，在吸附材室與引擎之間連通而可使氣體移動；第二開口部，在吸附材室與燃料桶之間連通而可使氣體移動；及第三開口部，在從吸附材室或外氣承受既定壓力時開口，在吸附材室與外氣之間連通而可使氣體移動。
本發明之碳罐中可使用上述本發明之活性碳纖維板作為吸收材。如上所述，上述本發明之活性碳纖維板可減少壓力損失，故即使無間隙地進行填充，亦比以往的活性碳纖維板更能抑制壓力損失。
第一、第二及第三的各開口部係使氣體進出的送出入口。氣體之送出入口的各開口部之配置無特別限制，但外氣之送出入口的第三開口部較佳係配置於下述位置：氣體在第一及/或第二開口部之間移動時，使氣體充分通過吸附材的位置。例如可採用下述實施形態：將第一及第二開口部設於框體的第一側面部，將第三開口部設置在位於第一側面部之對面的第二側面部等。
吸附材室亦可分成多室而設置。例如，亦可以分隔壁將吸附材室分成2個或其以上的區域。作為分隔壁，可使用具有通氣性的多孔板等。又，亦可在第一框體之外，另外設置外接的第二框體，而透過氣體通路使第一框體與第二框體連通，以追加裝設吸附材室。如此設置複數區域或框體的情況，作為較佳一實施形態，係將吸附材或吸附材室配置為下述形態：在各區域或框體單元中，吸附容量從氣體自引擎或燃料桶流入的第一或第二開口部往第三開口部側依序變小。
作為具體的一例，可列舉複合碳罐，其具備：本體碳罐（第一框體）；及第二碳罐（第二框體），相對該本體碳罐附加於外氣的吸入口側。如此，在設置複數區域或框體的情況中，將最初從引擎或燃料桶流入蒸散氣體的區域或框體作為收納容積最大的本體（第一區域或第一框體），而在該本體中收納以往低價的活性碳，另一方面， 在收納容積相對較小的第二區域或第二框體以後，收納本發明之低濃度的吸脫附性能優良的活性碳纖維板，藉此可成為低成本且高性能的碳罐。
具有複數吸附材室的情況，從引擎或燃料桶來看位於更後段的吸附材室（亦即，配置於更接近外氣之送出入口位置的吸附材室）中，從前層流入的蒸散燃料氣體之濃度變得更低。因此，於0.2%左右之低濃度下正丁烷之吸附能力高的活性碳，適合作為從引擎或燃料桶來看位於更後段的第二區域或第二框體或是比其更後段之吸附材室中所收納的吸附材。又，在將活性碳用於接近外氣吸入口之吸附材室的情況，本發明之活性碳纖維板由沖淨（purge）所得之有效吸脫附量高，因此可降低汽車在長時間停車的情況下蒸散燃料氣體的洩漏量，從這樣的觀點來看，亦適合作為用於汽車碳罐的吸附材。
因此，作為較佳的碳罐之一實施形態，例如，可列舉以下形態。 一種碳罐，其中，該碳罐係汽車用的碳罐，其具備收納吸附材的主室及副室；該副室，相較於該主室，收納該吸附材的容積較小且配置於更靠近連通至外氣之開口部的位置；上述本發明之吸附材係收納於該副室。
在上述形態中，主室及副室可為各1個，亦可分別設置2個以上。又，吸附材室為3個以上的情況，本發明之活性碳纖維板，只要收納於副室的至少1個吸附材室即可，較佳可設於最接近連通至外氣之開口部的副室。 4.活性碳纖維板的製造方法
上述本發明之吸附材中可使用的活性碳，可將具有既定之纖維徑的纖維進行碳化、活性化而製造。碳化、活性化可採用一般的方法。 以下列舉使用前驅物板（原料板）來製作活性碳纖維板的實施形態。
另外，本發明中使用的活性碳本身並不限於板狀。可如下述使用前驅物板（原料板）來製作活性碳纖維板，亦可準備既定的活性碳粉末等，使其載持於板等的基材上。 4-1.原料板（前驅物纖維板）的製備 ＜纖維的種類＞
作為構成原料板之纖維，可列舉例如：纖維素系纖維、瀝青系纖維、聚丙烯腈（PAN）系纖維、酚樹脂系纖維等，較佳可列舉纖維素系纖維。 ＜纖維素系纖維＞
纖維素系纖維，係指以纖維素及/或其衍生物作為主成分而構成的纖維。其可源自纖維素、纖維素衍生物、化學合成品、植物、再生纖維素、細菌生產之纖維素等任一種。作為纖維素系纖維，較佳可使用例如，由樹木等所得之植物系纖維素物質所形成之纖維、及對於植物系纖維素物質（綿、紙漿等）實施化學處理而使其溶解所得之長纖維狀的再生纖維素系物質所構成之纖維等。又，該纖維中包含木質素及半纖維素等的成分亦無妨。
作為纖維素系纖維（植物系纖維素物質、再生纖維素物質）的原料，例如，可列舉：綿（短纖維綿、中纖維綿、長纖維綿、超長綿、超･超長綿等）、麻、竹、構樹、結香或香蕉及孢囊類等的植物性纖維素纖維； 銅銨嫘縈、黏液嫘縈、虎木棉（polynosic）嫘縈、以竹為原料的纖維素等的再生纖維素纖維；有機溶劑（N甲基嗎啉N氧化物N-methylmorpholine N-oxide）紡紗的精製纖維素纖維；以及二乙酸酯或三乙酸酯等的乙酸酯纖維等。該等之中，選自銅銨嫘縈、黏液嫘縈、精製纖維素纖維的至少一種因為容易取得而較佳。
構成纖維素系纖維的單纖維徑長較佳為5～75μm，密度為1.4～1.9m3 /g。
纖維素系纖維的形態無特別限定，可配合目的使用製備為原紗（未加工紗）、假撚紗（false-twist yarn）、染色紗、單紗、合撚紗（folded yarn）、包芯紗（covering yarn）等者。又，纖維素系纖維含有2種以上之原料的情況，亦可作為混紡紗、混撚紗等。再者，作為纖維素系纖維，亦可將上述各種形態的原料單獨或組合2種以上使用。該等之中，無撚紗因為兼具複合材料的成型性及機械強度而較佳。 ＜纖維板＞
纖維板係指將複數纖維加工為薄且大片之板狀者，其中包含織物、編物及不織布等。
關於編織纖維素系纖維的方法並無特別限制，可使用一般方法，又，其織體的編織結構亦無特別限制，可使用平紋織、斜紋織、緞紋織的三種基本編織。
由纖維素系纖維所形成之織物，纖維素系纖維的經紗及緯紗彼此的間隙較佳為0.1～0.8 mm，更佳為0.2～0.6 mm，再佳為0.25～0.5 mm。再者，纖維素系纖維所構成之織物的單位面積重量較佳為50～500 g/m2 ，更佳為100～400 g/m2 。
藉由使纖維素系纖維及纖維素系纖維所構成之織物在上述範圍，可使將該織物加熱處理所得之碳纖維織物具有優良的強度。
不織布的製造方法亦無特別限定，例如，可列舉以裁切為適當長度的前述纖維為原料而使用乾式法或濕式法等得到纖維板的方法、以及使用靜電紡絲法等從溶液直接得到纖維板的方法等。再者，以在得到不織布後使纖維彼此結合為目的，亦可施加以樹脂黏結、熱黏結、水針（spunlace）、針軋等所進行之處理。 4-2.觸媒
製法實施形態1中，使觸媒保持於如上述所準備之原料板。使觸媒保持於原料板而進行碳化處理，再使用水蒸氣、二氧化碳及空氣等進行活性化，可得到多孔質的活性碳纖維板。作為觸媒，可使用例如磷酸系觸媒、有機磺酸系觸媒等。 ＜磷酸系觸媒＞
作為磷酸系觸媒，例如，可列舉：磷酸、偏磷酸、焦磷酸、亞磷酸、膦酸、亞膦酸、次膦酸等的磷的含氧酸、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸三銨、二甲基膦醯基丙烷醯胺、聚磷酸銨、聚氯化磷腈及磷酸、肆（羥基甲基）鏻鹽或參（1-氮丙啶基）膦氧化物與脲、硫脲、三聚氰胺、鳥嘌呤、氰胺、聯氨、二氰二胺或該等與羥甲基衍生物的縮合物等，較佳可列舉磷酸氫二銨。磷酸系觸媒可單獨使用1種，亦可併用2種以上。將磷酸系觸媒作為水溶液使用的情況，其濃度較佳為0.05～2.0 mol/L，更佳為0.1～1.0 mol/L。 ＜有機磺酸系觸媒＞
作為有機磺酸，可使用具有1個或複數磺酸基的有機化合物，例如可使用脂肪族系、芳香族系等各種碳骨架上鍵結有磺酸基的化合物。作為有機磺酸系觸媒，從操作的觀點來看，較佳為低分子量者。
作為有機磺酸系觸媒，例如，可列舉以R-SO3 H（式中，R表示碳原子數1～20的直鏈/分支鏈烷基、碳原子數3～20的環烷基或碳原子數6～20的芳基，而烷基、環烷基、芳基分別亦可由烷基、羥基、鹵素基取代）表示的化合物。作為有機磺酸系觸媒，例如，可列舉甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、1-己磺酸、乙烯磺酸、環己烷磺酸、對甲苯磺酸、對苯酚磺酸、萘磺酸、苯磺酸、樟腦磺酸等。其中，較佳可使用甲磺酸。又，有機磺酸系觸媒可單獨使用1種，亦可併用2種以上。
將有機磺酸作為水溶液使用的情況，其濃度較佳為0.05～2.0 mol/L，更佳為0.1～1.0 mol/L。 ＜混合觸媒＞
上述磷酸系觸媒及有機磺酸系觸媒亦可混合而作為混合觸媒使用。混合比可適當調整。 ＜觸媒的保持＞
使觸媒保持於原料板。此處「保持」係指將觸媒保持在與原料板接觸的狀態，可為附著、吸附、含浸等的各種形態。保持觸媒的方法無特別限制，例如，可列舉浸漬於包含觸媒之水溶液的方法、對於原料板噴灑包含觸媒之水溶液的方法、讓其接觸氣化之觸媒蒸氣的方法、在包含觸媒的水溶液中混入原料板之纖維而進行抄紙的方法等。
從充分碳化的觀點來看，較佳可使用將原料板浸漬於包含觸媒之水溶液，而使觸媒含浸至纖維內部的方法。浸漬於包含觸媒之水溶液時的溫度無特別限制，較佳為室溫。浸漬時間較佳為10秒～120分鐘，更佳為20秒～30分鐘。藉由浸漬，使構成原料板的纖維吸附例如1～150 質量%、較佳為5～60 質量%的觸媒。浸漬後，較佳係取出原料板使其乾燥。作為乾燥方法，可為例如於室溫下放置、導入乾燥機等的任何方法。乾燥只要在從包含觸媒之水溶液取出後進行至多於的水分蒸發而樣品重量毫無變化即可。例如，在室溫乾燥中，只要以乾燥時間0.5天以上放置即可。在藉由乾燥而使質量幾乎無變化後，進入將保持觸媒之原料板碳化的步驟。 4-3.碳化處理
在準備保持有觸媒的原料板後，對其進行碳化處理。用以得到活性碳纖維板的碳化處理，可沿用一般活性碳之碳化方法進行，但作為較佳的實施形態，可以下述方法進行。
碳化處理通常係在惰性氣體環境中進行。本發明中，惰性氣體環境係指碳不易發生燃燒反應而進行碳化的無氧或低氧環境，較佳可為例如氬、氮等的氣體環境。
保持有觸媒的原料板，在上述既定的氣體環境中進行加熱處理而碳化。
加熱溫度之下限較佳為300 ℃以上，更佳為350 ℃以上，再佳為400 ℃以上或750 ℃以上。 加熱溫度之上限較佳為1400 ℃以下，更佳為1300 ℃以下，再佳為1200 ℃以下或1000 ℃以下。 藉由設定成這樣的加熱溫度，可得到維持纖維形態的碳纖維板。加熱溫度若在上述之下限以下，則碳纖維的碳含量在80 %以下而容易導致碳化不充分。
加熱處理時間之下限，亦包含升溫的時間，較佳為10分鐘以上，更佳為11分鐘以上，再佳為12分鐘以上，再更佳為30分鐘以上。 加熱處理時間之上限可為任意時間，但較佳為180分鐘以下，更佳為160分鐘以下，再佳為140分鐘以下。 藉由使觸媒充分含浸於原料板、設定為上述較佳的加熱溫度、並且調整加熱處理時間，可調整細孔形成的進行程度，進而可調整比表面積、各種細孔的容積、平均細孔直徑等的作為多孔體的物性。 加熱處理時間若低於上述之下限，則容易導致碳化不充分。
又，作為加熱處理，亦可在進行如上述之加熱處理（有時稱為一次加熱處理）後，再於既定氣體環境中，進一步進行再加熱處理。亦即，碳化處理，亦可將溫度等條件不同的加熱處理分成多階段進行。藉由以既定條件進行一次加熱處理與再加熱處理而調整物性，可更良好地進行碳化、後續活性化，而具有可得到吸脫附性優良之活性碳纖維板的情況。 4-4.活性化處理
作為本發明中的活性化處理，例如可藉由在上述加熱處理後接著供給水蒸氣而以適當的活性化溫度保持既定時間而進行，而可得到活性碳纖維板。
活性化溫度之下限較佳為300 ℃以上，更佳為350 ℃以上，再佳為400或750 ℃以上。 另一方面，活性化溫度之上限較佳為1400 ℃以下，更佳為1300 ℃以下，再佳為1200或1000 ℃以下。 另外，加熱處理後接著進行活性化處理的情況，期望係調整為與加熱處理溫度同等程度。
活性化時間之下限較佳為1分以上，更佳為5分以上。 活性化時間之上限可為任意時間，但較佳為180分鐘以下，更佳為160分鐘以下，再佳為140分鐘以下、100分鐘以下、50分鐘以下、30分鐘以下。 [實施例]
以下舉出實施例具體說明本發明，但本發明之技術範圍不限於下述實施例。
針對與活性碳纖維板及粒狀活性碳的物性及性能相關的各種項目，藉由下述所示的方法進行測量及評價。另外，規定本發明的各種數值可由以下的測量方法及評價方法求得。 ＜比表面積＞
取約30mg的活性碳纖維板，在200 ℃下真空乾燥20小時再進行秤量，使用高精度氣體/蒸氣吸附量測量裝置BELSORP-maxII（MicrotracBEL公司）測量。在相對壓力為10-8 等級～0.990的範圍內測量在液態氮之沸點（77 K）下氮氣的吸附量，製作樣品的吸附等溫線。藉由以吸附等溫線I型（ISO9277）的條件自動決定解析相對壓力範圍的BET法解析該吸附等溫線，求得單位重量的BET比表面積（單位：m2 /g），將其作為比表面積（單位：m2 /g）。 ＜總細孔容積＞
從上述比表面積的項目中所得之等溫吸附線的、相對壓力0.990下的結果，算出在1點法中的總細孔容積（單位：cm3 /g）。 ＜平均細孔徑（平均細孔直徑）單位：nm＞
以下式5計算。 平均細孔直徑=4×總細孔容積×103 ÷比表面積 ･･･（式5） ＜超微孔容積＞
使用高精度氣體/蒸氣吸附量測量裝置BELSORP-maxII（日本麥奇克拜爾公司（MicrotracBEL公司）所附的解析軟體BELMaster，藉由將解析設定為「smoothing（使用細孔分布解析的所有點之中前後1點的移動平均處理）」、「分布函數：No-assumption」、「細孔徑的定義：Solid and Fluid Def.Pore Size」、「Kernel：Slit-C-Adsorption」的GCMC法，解析上述比表面積的項目中所得之等溫吸附線，從所得之吸附時的細孔分布曲線的結果，讀取0.7 nm的累計細孔容積，以作為超微孔容積（單位：cm3 /g）。 ＜微孔容積＞
使用高精度氣體/蒸氣吸附量測量裝置BELSORP-maxII（MicrotracBEL公司）所附的解析軟體BELMaster，藉由使解析設定為「smoothing（使用細孔分布解析的所有點之中前後1點的移動平均處理）」、「分布函數：No-assumption」、「細孔徑的定義：Solid and Fluid Def.Pore Size」、「Kernel：Slit-C-Adsorption」的GCMC法，解析上述比表面積的項目中所得之等溫吸附線，從所得之吸附時的細孔分布曲線的結果，讀取2.0nm的累計細孔容積，以作為微孔容積（單位：cm3 /g）。 ＜板平方公尺重量＞
在溫度23±2 ℃、相對濕度50±5 %的環境下，將活性碳纖維板靜置12小時以上，從重量與縱橫的尺寸求得板的平方公尺重量（單位：g/m2 ）。 ＜板厚度＞
在溫度23±2 ℃、相對濕度50±5 %的環境下，將活性碳纖維板靜置12小時以上，使用數位小型側厚器FS-60DS（大榮科學精器製作所公司），測量施加0.3 kPa的載重時的板厚度（單位：mm）。 ＜板密度：單位：g/cm3 ＞
以下式6計算。 板密度=板平方公尺重量÷板厚度÷103 ･･･（式6） ＜拉伸強度（MD）、拉伸強度（CD）：單位：kN/m＞
在溫度23±2 ℃、相對濕度50±5 %的環境下，將樣品靜置12小時以上，從機械方向（Machine Direction，MD）方向及與其正交的橫向（Cross Direction，CD）方向，以將各方向作為長邊的方式分別裁切出試片（寬度15 mm，長度50～60 mm），使用Tensilon萬能試驗機RTG-1210（A&D公司）以夾持間隔40 mm、拉伸速度100 mm/分鐘進行拉伸，由下式7算出拉伸強度（單位：kN/m）。
＜式7：拉伸強度（單位：kN/m）＞ 拉伸強度=試驗中施加的最大載重÷15 mm  ･･･（式7） 另外，試驗中施加的最大載重（單位：N）。 ＜水分含量＞
在溫度23±2 ℃、相對濕度50±5 %的環境下，將活性碳纖維板靜置12小時以上之後，取0.5～1.0 g的樣品，以乾燥機於115±5 ℃使其乾燥3小時以上，從此時的重量變化求得水分（單位：%）。 ＜亞甲基藍吸附性能＞
依照日本水道協會規格水道用粉末活性碳（JWWA K113）的亞甲基藍脫色力（單位：ml/g）進行測量，將其結果作為亞甲基藍吸附性能（單位：ml/g）。 ＜正丁烷吸脫附性能＞
參考美國試驗材料協會規格Standard Test Method for Determination of Butane Working Capacity of Activated Carbon（ASTM D5228-16），獨立設定正丁烷氣體的濃度、流量、脫附之空氣的流量，並進行試驗。
以乾燥機將吸附體樣品於115±5 ℃乾燥3小時，冷卻後測量乾燥重量。测量空試驗管（內徑1.47 cm、剖面積1.67 cm2 、樣品填充長度10 cm、樣品填充容積16.7 ml的玻璃管）的質量後，將16.7 ml的吸附體樣品填充至吸附管。例如，將活性碳纖維板切成板厚度×長度10 cm×寬度=16.7 ml，揉圓填充。
接著，將試驗管設置於流通裝置中，在試驗溫度25℃、在試驗管中流動以空氣稀釋為0.2 %濃度之正丁烷氣體500 ml/分鐘，使正丁烷吸附於其上。將試驗管從流通裝置拆卸，測量質量。重複此操作至該0.2 %濃度正丁烷氣體的流通達到一定質量為止，亦即吸附量飽和為止。
將試驗管再次設置於流通裝置，於試驗溫度25 ℃，以空氣4.0 L/分鐘在試驗管中流動3分鐘48秒鐘，使正丁烷脫附。將試驗管從流通裝置拆卸，測量質量。
重複該吸附與脫附的操作共2次，使用下式8、9及10算出第1次吸附量、有效吸脫附量、有效吸脫附率。
＜式8＞ 第1次吸附量=第1次正丁烷吸附量÷吸附體樣品乾燥重量×100 另外，各數值的單位如下。 第1次吸附量（單位：wt%） 第1次正丁烷吸附量（單位：g） 吸附體樣品乾燥重量（單位：g）
[數1] 有效吸脫附量=｛第2次正丁烷吸附量 + 第2次正丁烷脫附量｝÷ 2 ÷ 吸附體樣品乾燥重量 × 100
另外，各數值的單位如下。 有效吸脫附量（單位：wt%） 第2次正丁烷吸附量（單位：g） 第2次正丁烷脫附量（單位：g） 吸附體樣品乾燥重量（單位：g）
＜式10＞ 有效吸脫附率=有效吸脫附量÷第1次吸附量×100 另外，各數值的單位如下。 有效吸脫附率（單位：%） 有效吸脫附量（單位：wt%） 第1次吸附量（單位：wt%） ＜單位壓力之吸附量（單位：wt%或g/100g）＞
取約100 mg的吸附材樣品，在200 ℃下真空乾燥20小時再進行秤量，使用高精度氣體/蒸氣吸附量測量裝置BELSORP-maxII（MicrotracBEL公司）測量。在絕對壓力為0.1～105 kPa的範圍內測量25 ℃中的正丁烷氣體之吸附量，製作樣品的正丁烷吸附等溫線（單位：g）。將該正丁烷吸附等溫線除以樣品乾燥重量（單位：g），製作正丁烷吸附等溫線（單位：wt%）。從該吸附等溫線讀取0.2 kPa、0.5 kPa、5 kPa、50 kPa、100 kPa中的正丁烷氣體吸附量。其中，將0.2 kPa、100 kPa、50 kPa中的正丁烷氣體吸附量分別設為X、Y、Z。以下記述說明。 （1）X（單位：wt %或g/100 g）：在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為0.2 kPa的氣體環境下吸附材每100 g的正丁烷氣體之吸附量（單位：g） （2）Y（單位：wt %或g/100 g）：在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為100 kPa的氣體環境下吸附材每100 g的正丁烷氣體之吸附量（單位：g） （3）Z（單位：wt %或g/100 g）：在25 ℃、正丁烷氣體的氣壓為50 kPa的氣體環境下該吸附材每100 g的正丁烷氣體之吸附量（單位：g） ＜單位壓力之吸附量比例（單位：%）＞
從以上述方式所得之測量值X、Y及Z，分別藉由式1計算P0.2/100 ，藉由式2計算P100/50 。 P0.2/100 =X÷Y×100   ･･･（式1） P100/50 =Y÷Z×100  ･･･（式2） ＜實施例1＞
使6～10 %磷酸氫二銨水溶液含浸於嫘縈纖維（17.0 dtex，纖維長度76 mm）所構成之平方公尺重量300 g/m2 的針軋不織布，在擰除液體後進行乾燥，使其附著8～10 重量%。將所得之前處理不織布在氮環境中花費50分鐘升溫至900 ℃，於該溫度保持4分鐘。接著在該溫度下，於含有露點為71 ℃之水蒸氣的氮氣流中進行活性化處理18分鐘。 ＜實施例2＞
除了使用嫘縈纖維（7.8 dtex、纖維長度51 mm）所構成之平方公尺重量300 g/m2 的針軋不織布之外，以與實施例1相同的方法，製作實施例2的活性碳纖維板。 ＜實施例3＞
除了使用嫘縈纖維（1.7 dtex、纖維長度40 mm）所構成之平方公尺重量300 g/m2 的針軋不織布之外，以與實施例1相同的方法，製作實施例3的活性碳纖維板。 ＜實施例4＞
使4～8 %甲磺酸水溶液含浸於嫘縈纖維（17.0 dtex、纖維長度76 mm）所構成之平方公尺重量300 g/m2 的針軋不織布，在擰除液體後進行乾燥，使其附著6～8 重量%。將所得之前處理不織布在氮環境中花費40分鐘升溫至900 ℃，於該溫度保持3分鐘。接著在該溫度下，於含有露點為71 ℃之水蒸氣的氮氣流中進行活性化處理16分鐘。 ＜比較例1＞
使6～10 %磷酸氫二銨水溶液含浸於嫘縈纖維（17.0 dtex，纖維長度76 mm）所構成之平方公尺重量400 g/m2 的針軋不織布，在擰除液體後進行乾燥，使其附著8～10 重量%。將所得之前處理不織布在氮環境中花費50分鐘升溫至950 ℃，於該溫度保持4分鐘。接著在該溫度下，於含有露點為71 ℃之水蒸氣的氮氣流中進行活性化處理18分鐘。 ＜比較例2：粒狀活性碳＞
將填充於市售碳罐中的粒狀活性碳取出，作為比較例2的吸附材使用。使用產品編號：14950-01FOA（日產汽車）的碳罐作為市售碳罐。 ＜比較例3：粒狀活性碳＞
將填充於市售碳罐中的粒狀活性碳取出，作為比較例3的吸附材使用。使用產品編號：77740-48220（Toyota Parts Yamaguchi Kyosho Co., Ltd.）的碳罐作為市售碳罐。
分別針對實施例1～4及比較例1～3的活性碳，藉由上述測量方法求出關於上述項目的測量值。結果顯示於表1-1及1-2。
[表1-1]
表1-1 測量結果
種類 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 參考規格 解析法
ACF板 ACF板 ACF板 ACF板
前驅物 纖度 dtex 17.0 7.8 1.7 17.0
N2 吸附 BET解析 比表面積 m2 /g 2090 1870 2020 1290 JIS K 1477 吸附性能相關的基本物性
總細孔容積 cm3 /g 0.97 0.84 0.93 0.55
平均細孔直徑 nm 1.85 1.80 1.84 1.71
N2 吸附 GCMC解析 a）超微孔容積1 ） cm3 /g 0.15 0.16 0.18 0.32 模擬解析 Grand Canonical Monte Car lo method
b）微孔容積2 ） cm3 /g 0.75 0.68 0.73 0.51
b）— a） cm3 /g 0.59 0.52 0.56 0.19
a）/  b） % 20.8 23.1 24.2 63.1
片材物性 平方公尺重量 g/m2 84.6 96.3 24.2 141.3  
厚度 mm 2.69 2.68 2.21 3.23 以0.3kPa進行壓碎測量
密度 g/cm3 0.031 0.036 0.048 0.044  
片材物性 拉伸強度MD kN/m 0.05 0.09 0.20 0.06  
拉伸強度CD 0.01 0.03 0.17 0.01  
水分（@23℃50%RH） % 4.0 4.1 4.7 10.7 JIS K 1477
亞甲基藍吸附性能 ml/g 330 300 100 100 JIS K 1477、 JWWA K 113
25℃ 正丁烷單位壓力吸附量 0.2kPa wt% （g/100g） 13.0 12.7 12.6 16.2 　
0.5kPa 18.3 17.5 17.7 19.0
5kPa 34.8 30.9 33.0 24.2
50kPa 49.7 40.9 46.4 27.7
100kPa 52.1 42.2 48.4 28.7
25℃正丁烷單位壓力吸附量比例 0.2kPa÷100kPa % 25% 30% 26% 56%
100kPa÷50kPa 105% 104% 104% 104%
0.2%正丁烷吸脫附性能 第1次吸附量 wt% 14.50 14.71 14.48 17.32  
有效吸脫附量3 ） 8.77 7.25 6.07 6.54
有效吸脫附量4 ） % 60.5 49.3 41.9 37.3
1）細孔徑為0.7nm以下      2）細孔徑為2.0nm以下      3）第2次吸附量、第2次脫附量的平均 4）（有效吸脫附量/第1次吸附量）× 100（%）
[表1-2]
表1-2 測量結果
種類 比較例1 比較例2 比較例3 參考規格 解析法
ACF板 ACF板 粒狀活性炭
前驅物 纖度 dtex 17 - -
N2 吸附 BET解析 比表面積 m2 /g 2570 1460 1640 JIS K 1477 吸附性能相關的基本物性
總細孔容積 cm3 /g 1.29 1.05 1.29
平均細孔直徑 nm 2.01 2.88 3.14
N2 吸附 GCMC解析 a）超微孔容積1 ） cm3 /g 0.15 0.13 0.09 模擬解析 Grand Canonical Monte Car lo method
b）微孔容積2 ） cm3 /g 0.81 0.48 0.44
b）— a） cm3 /g 0.66 0.35 0.35
a）/  b） % 17.9 26.2 19.6
片材物性 平方公尺重量 g/m2 72.3 - -  
厚度 mm 2.49 - - 以0.3kPa進行壓碎測量
密度 g/cm3 0.029 0.47 0.26  
片材物性 拉伸強度MD kN/m 0.07 - -  
拉伸強度CD 0.06 - -  
水分（@23℃50%RH） % 2 27.5 11 JIS K 1477
亞甲基藍吸附性能 ml/g 330 0 10 JIS K 1477、 JWWA K 113
25℃ 正丁烷單位壓力吸附量 0.2kPa wt% （g/100g） 11.2 6.4 5.0 　
0.5kPa 16.9 10.0 7.8
5kPa 34.7 19.3 18.9
50kPa 57.7 30.8 37.4
100kPa 64.2 37.4 47.0
25℃正丁烷單位壓力吸附量比例 0.2kPa÷100kPa % 17% 17% 11%
100kPa÷50kPa 111% 122% 126%
0.2%正丁烷吸脫附性能 第1次吸附量 wt% 12.3 4.81 4.62  
有效吸脫附量3 ） 5.92 1.20 1.41
有效吸脫附量4 ） % 48.2 24.9 30.5
1）細孔徑為0.7nm以下 2）細孔徑為2.0nm以下 3）第2次吸附量、第2次脫附量的平均 4）（有效吸脫附量/第1次吸附量）× 100（%）
1:吸附積層體 10:活性碳纖維板 10a:活性碳纖維板的主面 10b:活性碳纖維板的側端面 10c:活性碳纖維板的側端面 F:氣體的流動方向
圖1係示意性地顯示將多片活性碳纖維板重疊而成的吸附積層體之一實施形態以及通過該吸附積層體之流體的流動方向之一例的圖。
1:吸附積層體
10:活性碳纖維板
10a:活性碳纖維板的主面
10b:活性碳纖維板的側端面
10c:活性碳纖維板的側端面
F:氣體的流動方向

Claims (11)

  1. 一種吸附材，其係碳罐用吸附材，該吸附材係包含活性碳之吸附材，下式1所表示之P0.2/100在18%以上且下式2所表示之P100/50在120%以下：P0.2/100=X÷Y×100．．．(式1) P100/50=Y÷Z×100．．．(式2)在該式1中，X表示在25℃、正丁烷氣體的氣壓為0.2kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量(單位：重量份)；Y表示在25℃、正丁烷氣體的氣壓為100kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量(單位：重量份)；在該式2中，Z表示在25℃、正丁烷氣體的氣壓為50kPa的氣體環境下該吸附材每100重量份的正丁烷氣體之吸附量(單位：重量份)；Y與該式1中的Y相同。
  2. 如請求項1之吸附材，其中，該P0.2/100在21%以上。
  3. 如請求項1之吸附材，其中，該P100/50在115%以下。
  4. 如請求項1之吸附材，其中，該吸附材的比表面積在2500m2/g以下。
  5. 如請求項1之吸附材，其中，該吸附材的總細孔容積為0.50~1.20cm3。
  6. 如請求項1之吸附材，其中，該吸附材的平均細孔徑在1.50~2.00nm以下。
  7. 如請求項1之吸附材，其中，該吸附材的密度為0.010~0.200g/cm3。
  8. 如請求項1之吸附材，其中，該吸附材為活性碳纖維的成形體。
  9. 如請求項1之吸附材，其中，該吸附材係用於汽車中使用之碳罐。
  10. 一種碳罐，其具備如請求項1至9中任一項之吸附材。
  11. 如請求項10之碳罐，其中，該碳罐係汽車用的碳罐，其具備收納吸附材的主室及副室；該副室，相較於該主室，收納該吸附材的容積較小且配置於更靠近連通至外氣之開口部的位置；該吸附材係收納於該副室。
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