JPH0576754A - 成形複合吸着剤及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機成分特に低沸点の気化燃料の吸着性と脱
着性に優れた組合わせ機能を持つ活性炭−水和アルミナ
複合成形吸着剤並びにその製法を提供する。 【構成】 ３０乃至８０重量％の平均細孔半径１３Å未
満の粉末活性炭と、２０乃至７０重量％の擬ベーマイト
型水和アルミナとの均質混合物の成形体から成り、該成
形体は９００ｍ² ／ｇよりも大きいＢＥＴ比表面積と、
１０Å以上１３Å未満の平均細孔半径とを有することを
特徴とする成形複合吸着剤。 【効果】 ガソリン等の気化燃料に含まれるＣ3 乃至Ｃ
4 等の低沸点成分やメタノールを吸着する能力に優れて
おり、且つ改善された飽和吸着量と有効脱着率との組み
合わせを有し、しかも長期使用中における吸着並びに脱
着性能の劣化に対して著しい耐性を有する活性炭と水和
アルミナの複合成形吸着剤を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、活性炭と水和アルミナ
との混合物の成形体から成る複合吸着剤及びその製法に
関するもので、より詳細には、有機成分特に低沸点の気
化燃料の吸着性と脱着性との組み合わせに優れた複合成
形吸着剤及びその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気中の有機溶剤蒸気や各種炭化
水素蒸気等を吸着させるため吸着剤としては粒状活性炭
が広く使用されている。この粒状活性炭は、有機成分に
対して高い吸着性を示すが、一旦吸着した成分を脱着さ
せるのが必ずしも容易ではなく、脱着に際しては、例え
ば粒状活性炭の充填層を加熱してスチームを通す方法
や、該充填層を加熱して気体を通す方法が採用されてい
る。

【０００３】しかしながら、再生に際して吸着剤を加熱
すると、吸着成分が燃焼する危険性もあり、通常の大気
中でしかも室温で吸着成分の脱着を行うことは、作業性
の点でも、安全性の点でも大いに望まれることである。
また、粒状活性炭は機械的強度や耐磨耗性が概して低
く、粉塵発生の問題があると共に、その色も黒色である
ことから、装着や環境に対する汚染の問題もある。

【０００４】本発明者等の提案に係わる特開平１−２９
３１３４号公報には、粉末活性炭３０乃至７０重量％
と、擬ベーマイト型水和アルミナ３０乃至７０重量％と
の均質混合物の成形体から成り、５００乃至７００ｇ／
ｌの充填密度及び１３乃至２１Åの平均細孔半径を有す
ることを特徴とする複合吸着剤が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記活性炭−水和アル
ミナ複合成形体吸着剤は、有機成分等の吸着すべき成分
に対する吸着性と脱着性との組み合わせ、特に有効脱着
量に顕著に優れており、また室温及び大気の空気の使用
により吸着成分の脱着を容易に行うことができ、しかも
機械的強度や耐摩耗性に顕著に優れているという利点を
有するが、ガソリン等の気化燃料等の内でもＣ3 乃至Ｃ
4成分等の低沸点成分に対する吸着性能に劣るという欠
点を有している。

【０００６】また、最近自動車用のアルコール系燃料と
して、メタノール８５％及びガソリン１５％の組成の所
謂Ｍ−８５が検討されているが、上記提案の複合成形体
吸着剤は、メタノールに対する吸着性能においても未だ
改善すべき点がある。

【０００７】本発明者は、粉末活性炭と擬ベーマイトと
の混合物から平均細孔半径が小さく、しかもＢＥＴ比表
面積の大きい成形複合吸着剤と製造することに成功し、
このものは、Ｃ3 乃至Ｃ4 の低沸点成分やメタノール等
に対する吸着性に優れしかも向上した飽和吸着量と脱着
剤との組み合わせを有すること、及びこの複合吸着剤は
ガソリンどぶずけ等による強制劣化に対して著しい耐性
があり、吸着並びに脱着性能の劣化が著しく少ないこと
を見出した。

【０００８】即ち、本発明の目的は、空気中に含まれる
Ｃ3 乃至Ｃ4 等の低沸点成分やメタノールを吸着する能
力に優れており、且つ改善された飽和吸着量と有効脱着
率との組み合わせを有し、しかも長期使用中における吸
着並びに脱着性能の劣化に対して著しい耐性を有する活
性炭−水和アルミナ複合成形吸着剤並びにその製法を提
供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、３０乃
至８０重量％の平均細孔半径１３Å未満の粉末活性炭
と、２０乃至７０重量％の擬ベーマイト型水和アルミナ
との均質混合物の成形体から成り、該成形体は９００ｍ
² ／ｇよりも大きいＢＥＴ比表面積と、１０Å以上１３
Å未満の平均細孔半径とを有することを特徴とする成形
複合吸着剤が提供される。

【００１０】本発明の成形複合剤は、成形助剤として、
全体当たり、０．１乃至１０重量％の合成或いは天然の
スメクタイト型粘土鉱物を含有することができる。

【００１１】本発明によればまた、３０乃至８０重量％
の平均細孔半径１３Å未満の粉末活性炭と、２０乃至７
０重量％の擬ベーマイト型水和アルミナとを、水分の存
在下に均質に混練し、得られた混練物を、５０乃至５５
重量％の含水率と０．５乃至１．５ｍｍの径とを有する
球状乃至円柱状の成形体に成形し、該成形体を転動条件
下に丸め処理に賦し、次いで１００乃至１２０℃で乾燥
後、２００乃至４００℃の温度で仮焼することを特徴と
する成形複合吸着剤の製法が提供される。

【００１２】

【作用】本発明の複合吸着剤は、粉末活性炭と擬ベーマ
イト型水和アルミナとの均質混合物の成形体から成る
が、この成形体が、９００ｍ² ／ｇよりも大きいＢＥＴ
比表面積と、１０Å以上１３Å未満の平均細孔半径とを
有することが第一の特徴である。

【００１３】一般に、吸着剤におけるガソリンやメタノ
ール等に対する吸着量と脱着量は、その吸着剤の平均細
孔半径と密接に関連している。粒状活性炭のように平均
細孔半径が１０乃至１３Åと小さいものは、上記有機成
分に対する吸着量が大きい反面、吸着された有機成分の
有効脱着量が小さい。一方、活性アルミナ等の平均細孔
半径が大きいものは、上記有効成分に対する吸着量が小
さい反面、吸着された有機成分の有効脱着量が大きい。
このように、用いる吸着剤の平均細孔半径に関して、有
効吸着量と有効脱着量とは相いれない関係にあり、これ
ら両者を共に増大させることは、一般に困難である。

【００１４】前述した先行技術では、活性炭−アルミナ
系複合吸着剤の平均細孔半径を、粒状活性炭の平均細孔
半径１０乃至１３Åに比して、１３乃至２０Å、特に１
４乃至１８Åとむしろ増大させることにより、吸着され
た有機成分の有効脱着量を増大させているものである。
しかしながら、複合吸着剤における平均細孔半径の増大
は、ガソリン等の気化燃料等の内でもＣ3 乃至Ｃ4 成分
等の低沸点成分に対する吸着性能や、自動車用のアルコ
ール系燃料の内のメタノール成分に対する吸着性能がど
うしても低下することになる。

【００１５】本発明では、活性炭−アルミナ系複合吸着
剤の平均細孔半径を、粒状活性炭並の１０Å以上１３Å
未満の小さい範囲とし、しかもＢＥＴ比表面積も９００
ｍ² ／ｇよりも大きい範囲に増大させることにより、有
機成分、特に気化燃料のＣ3乃至Ｃ4 成分やメタノール
成分等の低沸点成分に対する吸着性能を顕著に向上させ
ながら、吸着された上記成分の有効脱着量を増大させる
ことが可能となる。

【００１６】本発明の複合吸着剤が、上記低沸点成分に
対する吸着性能に優れていながら、優れた有効脱着量を
示すという事実は、実験結果として見出されたものであ
るが、その根拠としては、活性炭と共存する擬ベーマイ
ト型水和アルミナからのアルミナ成分が活性炭に吸着さ
れた有機成分の脱着を促進すると共に、前述した低沸点
成分では、より重質な成分に比して、吸脱着そのものが
容易であるためと推定される。

【００１７】次に、複合吸着剤のＢＥＴ比表面積を９０
０ｍ² ／ｇよりも大きい範囲及び平均細孔半径を１０Å
以上１３Å未満の小さい範囲とするために、活性炭成分
として、平均細孔半径を１４Å未満の粉末活性炭を選択
使用し、これを擬ベーマイト型水和アルミナと均質混合
して粒状化したことが第二の特徴である。

【００１８】活性炭成分として、平均細孔半径１４Å未
満のものは勿論公知のものであり、実際上記範囲の平均
細孔半径の粒状活性炭を、キャニスター用吸着剤として
使用することも既に知られている。しかしながら、上記
平均細孔半径の活性炭は、吸着量が大きい反面として、
有効脱着量が小さいという欠点があったのに対して、本
発明では、吸着量を大きいレベルに維持しながら、有効
脱着量を著しく高いレベルにまで向上させることに成功
したものである。

【００１９】

【発明の好適態様】

（複合吸着剤）本発明の複合吸着剤は、粉末活性炭と擬
ベーマイト型水和アルミナとの均質混合物の成形体から
なる。擬ベーマイト型水和アルミナは、粉末活性炭の成
形に際して顕著に優れた賦形成を示すと共に、成形体の
熱処理（仮焼）に際しても、それ自体の収縮により強固
で緻密な成形体を与え、しかもそれ自体吸着性能に優れ
た活性アルミナとなる。

【００２０】本発明の複合吸着剤では、粉末活性炭が３
０乃至８０重量％、特に４０乃至６０重量％及び擬ベー
マイト型水和アルミナが２０乃至７０重量％、特に４０
乃至６０重量％の量で夫々存在する。粉末活性炭の量が
上記範囲よりも少ないか或いは擬ベーマイト型水和アル
ミナの量が上記範囲よりも多いと、吸着量や有効脱着量
が本発明の場合よりも低下する傾向があり、一方粉末活
性炭が上記範囲よりもやや多いか、或いは擬ベーマイト
型水和アルミナが上記範囲よりも少ないと、成形体の強
度が低下したり、有効脱着量が低下する傾向が見られ
る。

【００２１】好適な配合組成は、用途に依存する。例え
ば、ガソリン車キャニスター用吸着剤としては、活性炭
リッチなもの、即ち粉末活性炭が５０乃至７０重量％及
び擬ベーマイト型水和アルミナが５０乃至３０重量％の
量のもの、一方アルコール燃料車キャニスター用吸着剤
としては、アルミナリッチなもの、即ち粉末活性炭が４
０乃至５０重量％及び擬ベーマイト型水和アルミナが６
０乃至５０重量％の量のものが好ましい。

【００２２】本発明の複合吸着剤は、９００ｍ² ／ｇよ
りも大きいＢＥＴ比表面積、特に１０００乃至３０００
ｍ² ／ｇのＢＥＴ比表面積を有し、１０Å以上１３Å未
満の平均細孔半径、特に１０乃至１２Åの平均細孔半径
を有する。また、この複合吸着剤は、好ましくは、０．
４乃至０．６ｇ／ｃｃ，特に０．４５乃至０．５ｇ／ｃ
ｃの充填密度を有し、粒状活性炭の充填密度が一般に
０．３乃至０．４ｇ／ｃｃであるのに比して大きな充填
密度であり、単位容積当たりの吸着量や有効脱着量を増
大するのに役立つ。

【００２３】本発明の吸着剤は、一般に０．５乃至１．
５ｍｍの径を有する球状乃至円柱状の成形体からなって
いることが望ましい。一般に粒径が小さい程、燃料気体
が吸着されずに漏れて来始める破過時間が長くなる。一
方、吸着剤の粒径があまりにも小さいと、充填層通過時
の圧力損失が増大する。上記粒度範囲では、比較的小さ
い圧損で、燃料気体の吸着を有効に行うことができる。
また、上記の粒子形状では、粒子の強度が高く、耐摩耗
性にも優れている。ガソリン車キャニスター用吸着剤と
しては、粒径が０．５乃至１．１ｍｍと比較的小さいも
の、一方アルコール燃料車キャニスター用吸着剤として
は、粒径が１．１乃至１．５ｍｍと比較的大きいものが
好ましい。

【００２４】更に、この複合吸着剤は、機械的強度及び
耐摩耗性に優れており、木屋式硬度計で測定して０．５
ｋｇ以上、特に１ｋｇ以上の圧潰強度を示す。このた
め、この複合吸着剤は、吸着−脱着のサイクルを反復し
て行った場合にも、また機械的振動が加わる運動条件下
においても、粉塵等を発生することなく、長期にわたっ
て安定して使用し得るという特徴を有する。

【００２５】本発明の複合吸着剤は、上記粉末活性炭及
び擬ベーマイト型水和アルミナに加えて全体当たり１．
０乃至１０重量％、特に２乃至５重量％の天然又は合成
のスメクタイトを含有していることが望ましい。即ちス
メクタイトを配合すると、前述した吸着−脱着性能を実
質上低下させることなしに、その機械的強度や耐摩耗性
を顕著に向上させることが可能となる。

【００２６】（原料）既に指摘した通り、本発明ではア
ルミナ吸着剤成分として擬ベーマイト型水和アルミナを
使用する。水酸化アルミニウム乃至水和アルミナとして
は、ギブサイト、バイアライト、ベーマイト、ダイアス
ポアの外にベーマイトゲル（擬ベーマイト）が知られて
いる。本発明では、これらの内でも、擬ベーマイトをア
ルミナ原料として使用する。

【００２７】本発明に用いる水和アルミナは、一般に５
μｍ以下、特に３μｍ以下の粒径と２００乃至４００ｍ
² ／ｇのＢＥＴ比表面積及び０．３乃至０．６ｍｌ／ｇ
の細孔容積を有するものが好ましい。一般に擬ベーマイ
ト型水和アルミナは、アルミン酸ナトリウムを、硫酸等
の鉱酸類と反応させるか、或いは、硫酸アルニミウム等
のアルミニウム塩を苛性ソーダ等のアルカリと反応させ
ることにより製造されるが、このような公知の一般的製
造法で製造される水和アルミナでも、上記要件を満足す
るものは本発明の目的に用いることができる。本発明の
目的に有利に使用される水和アルミナは、特公昭５６−
１３６５２号公報に記載され且つ同公報に記載の方法で
製造されたものである。原料に用いる水和アルミナは式

【化１】Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ｘＨ₂ Ｏ 式中、ｘは１．０乃至２．０、特に１．４乃至１．８の
数である。の組成を有することが好ましい。

【００２８】もう一方の原料として使用する粉末活性炭
は、１３Å未満の平均細孔半径を有するものである。こ
の活性炭は、一般に１０μｍ以下、特に８μｍ以下の粒
径、１３００ｍ² ／ｇ以上、特に１４００ｍ² ／ｇ以上
のＢＥＴ比表面積と、０．８乃至１．５ｍｌ／ｇ、特に
０．９乃至１．３ｍｌ／ｇの細孔容積とを有することが
好ましい。

【００２９】本発明で選択使用する粉末活性炭は、小平
均細孔半径を有するもの、換言すると、高比表面積、高
細孔容積を有するものであり、一般に石炭類を高度に賦
活するグラファイト層の単層化と言われており、ＢＥＴ
比表面積が３０００乃至４０００ｍ² ／ｇに達するもの
（活性炭の比表面積理論最大値は２６００ｍ² ／ｇであ
ることからＢＥＴ式を適用することに問題があるかもし
れない）も既に製造され、市販されている。

【００３０】この様な高細孔容積活性炭の適当な例は、
大阪ガス（株）製スーパー活性炭、関西熱化学（株）製
高表面積活性炭（ミクロソーブ）、三菱化成（株）製高
表面積活性炭（例えばＣＱＮ−２）等である。

【００３１】所望により、第三成分として使用される天
然又は合成のスメクタイト型粘土鉱物としては、モンモ
リロナイト、バイデライト、ノントロナイト等のジオク
タヘドラル型スメクタイトや、サポナイト、ヘクトライ
ト、ソーコナイト、スチブンサイト等のトリオクタヘド
ラル型スメクタイトを用いることができる。これらのス
メクタイト族粘土鉱物は、それ自体吸着性を有すると共
に、無機バインダーとして成形物の機械的強度や耐摩耗
性を向上させる作用も有している。特に好適なものとし
て、モンモリロナイトに属する酸性白土乃至活性白土、
特開昭６１−１００２０号公報記載の合成層状フィロケ
イ酸マグネシウム、特開昭６１−１００２１号公報記載
の合成フライポンタイト、特開昭６３−５０３１０号公
報記載の活性ベントナイト、特願昭６２−２０４７６号
公報の合成スチブンサイト等を挙げることができる。こ
れらの粘土鉱物は、一般に１０μｍ以下、特に３μｍ以
下の粒径と、２００乃至６００ｍ² ／ｇ、特に２００乃
至５００ｍ² ／ｇのＢＥＴ比表面積とを有することが好
ましい。

【００３２】（複合吸着剤の製法）本発明によれば、上
記複合吸着剤は、３０乃至８０重量％の平均細孔半径１
４Å未満の粉末活性炭と、２０乃至７０重量％の擬ベー
マイト型水和アルミナとを、水分の存在下に均質に混練
し、得られた混練物を、５０乃至５５重量％の含水率と
０．５乃至１．５ｍｍの径とを有する球状乃至円柱状の
成形体に成形し、該成形体を転動条件下に丸め処理に賦
し、次いで１００乃至１２０℃で乾燥後、２５０乃至４
００℃の温度で仮焼することにより製造される。

【００３３】先ず、前述した原料を前述した組成比で、
水分の存在下に、全体が均質化するように混合する。均
質混合のために、粉末活性炭を含水率が３０乃至５０％
の水性組成物とし、擬ベーマイト型水和アルミナを含水
率が５乃至１０％の水性組成物として、両者を不活性雰
囲気、例えば水蒸気中、窒素雰囲気中等で、充分に混合
する。この混合物を水分の存在下に均質化のための混練
を行った後、所定の形状に成形する。混練操作にはニー
ダー、スーパーミキサー、一軸又は二軸押出機等を用い
ることができ、必要あれば更に真空式土練機を用いるこ
ともできる。粒状物の成形には、それ自体公知の各種成
形機、例えば、押出成形機、打錠機、転動造粒機等を用
いることができる。一般に、混練成形は、押出機により
行うのが好ましく、混練は少なくとも一段、好適には多
段で行うのが望ましい。多段の混練成形に際しては、押
出成形の粒径を徐々に小さくしていくことができる。

【００３４】本発明方法において、混練物の成形に際し
て、５０乃至５５重量％の限定された含水率と０．５乃
至１．５ｍｍの径とを有する球状乃至円柱状の成形体に
成形することが重要である。含水率が上記範囲よりも低
い場合には、成形物が粉化する傾向があり、高い充填密
度と高い粒子強度とを有する複合吸着剤を製造すること
が困難となる。一方、含水率が上記範囲よりも高い場合
には、成形物が塊状化する傾向があり、明確な粒子形状
と均整な粒度とを有し、高い粒子強度を有する複合吸着
剤を製造することが困難となる。

【００３５】一般には必要でないが、所望により、混練
組成物に形態保持性を付与するために、組成物中に、そ
れ自体公知の有機バインダー、例えばカルボキシメチル
セルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコー
ル、デンプン、シアノエチル化デンプン、トラガントゴ
ム、各種合成樹脂や合成ゴムのラテックスを、固形分基
準で０．１乃至３重量％の量で配合することができる。

【００３６】本発明によれば、このように成形された成
形体を、転動条件下に丸め処理に賦する。この丸め処理
により、成形後の粒状成形体に対して、角取りが行われ
ると共に、粒状成形体中の空隙部分が圧縮され、緻密化
された一様な組織となる。成形体を転動させるときの回
転数は、上記の処理が有効に行われるものであれば、特
に制限を受けないが、一般に回転数は、１０乃至５００
ｒｐｍの範囲に有るのがよい。

【００３７】丸め処理された粒状成形体を、１００乃至
１２０℃の温度で乾燥処理に賦し、次いで２００乃至４
００℃の温度で仮焼する。仮焼に先だって上記温度での
乾燥を行うことが緻密で諸特性に優れた複合吸着剤を得
る上で重要であり、上記範囲よりも低い温度では、水分
の除去が十分に行われないために仮焼時に発泡する傾向
があり、上記範囲よりも高い温度では、水分の除去が急
激に行われるために乾燥時に発泡する傾向がある。仮焼
の目的は、組成物の焼き締りによる緻密化、高強度化が
行われるようにすると同時に、擬ベーマイト型水和アル
ミナを高活性アルミナに転化することにある。尚、本発
明の複合吸着剤では、高活性アルミナに転化後にも、擬
ベーマイト型構造が温存されている。熱処理の温度が上
記範囲よりも低い場合には、焼き締りによる緻密化が不
十分であり、高活性アルミナへの転化が不十分で、耐久
性に劣るようになる。一方、熱処理の温度が上記範囲よ
りも高い場合には、吸着剤の表面活性が低下する傾向が
ある。仮焼処理は、一般に６０乃至３６０分間、特に１
２０乃至２４０分間加熱することにより行うことができ
る。

【００３８】

【用途】本発明の複合吸着剤は、後述する実施例記載の
測定法で測定して、気化燃料（ｎ−Ｃ4 ）の初期飽和吸
着量が２０ｇ／３００ｃｃ以上、特に２０乃至２４ｇ／
３００ｃｃであり且つ吸着燃料の有効脱着率が５０％以
上、特に５２乃至６０％であるという顕著な特徴を有し
ている。

【００３９】この特徴の故に、本発明の複合吸着剤は、
各種燃料用のキャニスター用吸着剤、特にガソリンやア
ルコール燃料を使用する車両のキャニスター用吸着剤と
して特に有用である。また、本発明の複合吸着剤は、各
種雰囲気から有機溶剤蒸気、炭化水素蒸気、フロン系ハ
ロゲン化炭化水素等を吸着により除去し且つ回収するた
めの用途に広く使用することができ、また各種溶液や分
散液から有臭成分、有色成分等を吸着により除去するた
めの吸着剤の用途にも使用される。

【００４０】

【実施例】以下に、実施例で本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。尚、実施例及び比較例における吸着剤等の粉末物性
測定は次の試験方法によった。

【００４１】（１）試験方法 １．Ｘ線回折 本実施例においては、理学電気（株）製Ｘ線回折装置
（Ｘ線発生装置４０３６Ａ１，ゴニオメーター２１２５
Ｄ１，計数装置５０７１）を用いた。回折条件は下記の
通りである。 ターゲット Ｃｕ フィルター Ｎｉ 検出器 ＳＣ 電圧 ３５ｋＶ 電流 １５ｍＡ カウント・フルスケール ８０００ｃ／ｓ 時定数 １ｓｅｃ 走査速度 ２°／ｍｉｎ チャート速度 ２ｃｍ／ｍｉｎ 放射角 １° スリット巾 ０．３

【００４２】２．ＢＥＴ法比表面積（ＳＡ） カルロエルバ（ＣＡＲＬＯ−ＥＲＢＡ）社製の自動Ｎ₂
吸着装置（Ｓｏｒｐｔｏｍａｔｉｃ Ｓｅｒｉｅｓ １
８００）を用い、ＢＥＴ式で算出した。

【００４３】３．細孔容積 カルロエルバ（ＣＡＲＬＯ−ＥＲＢＡ）社製の自動Ｎ₂
吸着装置（Ｓｏｒｐｔｏｍａｔｉｃ Ｓｅｒｉｅｓ １
８００）を用い１０^-2ｍｍＨｇ、２５０℃で２ｈｒ脱気
後、液体窒素温度下、Ｎ₂ 圧力７３５ｍｍＨｇでのＮ₂
吸着量から標準状態のＮ₂ 吸着量（Ｖ１）を算出し、下
記式から細孔容積を求めた。

【数１】 細孔容積（ＰＶ）＝Ｖ１×１．５５５×１０^-3（ｍｌ／ｇ）

【００４４】４．平均細孔半径（ｒ） 細孔を円筒状と仮定して下記式より平均細孔半径（ｒ）
を求めた。

【数２】 平均細孔半径（ｒ）Å＝２×細孔容積(PV)×１０⁴ ／ＢＥＴ比表面積(SA)

【００４５】５．充填密度 １５０℃で、３時間乾燥した所定重量（Ｗｇ）の試料を
５００ｍｌのメスシリンダーに入れ、よくたたき込みを
したあと、試料の充填容積（Ｖｍｌ）を測り、下記式よ
り充填密度（ＢＤ）を求めた。

【数３】 充填密度（ＢＤ）＝Ｗ／Ｖ×１０００（ｇ／ｌ）

【００４６】６．粒子強度 木屋式硬度計（１０ｋｇ計）を用いて、２５０℃で２時
間乾燥した試料２０個の圧壊強度を測定し、その平均値
を粒子強度とした。

【００４７】７．耐摩耗性 関係湿度７５％の条件下で４８時間吸湿処理させた試料
４０ｇを浸とう器（Ｒｅｄ Ｄｅｖｉｌ社製，５４１０
型）にセットされたガラス容器（４５ｍｍ径×７５ｍ
ｍ）に入れ、３０分間浸とうさせた後、４２メッシュの
篩で分級し、その通過重量（Ｗ１）を測定し下記式より
耐摩耗率を求めた。

【数４】 耐摩耗率＝（４０−Ｗ１）×１００／４０（％）

【００４８】８．平均粒径 コールターカウンター法（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔ
ｅｒ，Ｍｏｄｅｌ ＴＡ−２型）によって得られた累積
粒度曲線の体積分布５０％点から求められる粒径を平均
粒径とした。

【００４９】（２）擬ベーマイト型水和アルミナ 本発明に用いた擬ベーマイト型水和アルミナは、以下に
記載する方法により調製した。７０°乃至１２０℃の加
温攪拌条件下にある炭酸カルシウムの濃度７０乃至３０
０ｇ／ｌスラリー（以後炭カルスラリーと記す）中に、
Ａｌ₂ Ｏ₃ として５０乃至１００ｇ／ｌ濃度の微酸性
（ｐＨ２乃至３）の硝酸アルミニウム溶液を１００乃至
１０００ｍｌ／ｍｉｎの速度で注加し、注加終了後の反
応スラリーのｐＨが６乃至８、温度９０℃以下の条件で
ゆっくり攪拌しながら約１時間の熟成処理をして、水和
アルミナとした。次いでろ過、水洗をし１１０℃乃至１
５０℃で乾燥をして本発明に用いる水和アルミナの微粉
末とし、その性状を表１に示した。

【００５０】

【表１】

【００５１】（３）粉末活性炭 本発明に用いる活性炭は、市販品の中でも特に比表面積
が１３００ｍ² ／ｇ以上のものが好適に使用される。本
発明に用いた粉末活性炭（関西熱化学（株）製、三菱化
成（株）製を用いてその性状を表２に示した。

【００５２】

【表２】

【００５３】（４）成形助剤 本発明は、バインダー特性を持つ天然又は合成のスメク
タイト型粘土鉱物を成形助剤として用いることができ
る。本発明に用いた成形助剤を表３に示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】（実施例１）粉末活性炭と擬ベーマイト型
水和アルミニウム及び成形助剤を表１及び表２に示した
配合量で乾式混合した後、ニーダーを用いて調湿しなが
ら混練、混練物の含水率が５０乃至６０重量％となるよ
うに均質に混練した後、粒径が０．５乃至１．５ｍｍ径
に押出造粒（不二パウダル製ＥＸＤ−６０型）、得られ
た円柱状を１００ｒｐｍの条件で２分間転動処理した
後、１００乃至１５０℃で一次乾燥させ、次いで２００
乃至４００℃で２次乾燥させて、含水率０乃至５重量％
の本発明による成形複合体吸着剤を調製した。尚、表４
に上記試験方法で得られた該１．０ｍｍ径吸着剤の性状
を示した。

【００５６】（実施例２）実施例１により得られた本発
明による複合吸着剤を用いて下記の方法よりメタノール
８５ｖｏｌ％（市販ガソリン１５ｖｏｌ含有、以下Ｍ−
８５とする）及びｎ−ブタンガス（純度９９％）の吸
着、脱離試験を行った。

【００５７】（試験方法−１）複合吸着剤を充填した３
００ｍｌの充填層に０．５Ｌ／ｍｉｎのｎ−ブタンガス
を通し、ｎ−ブタンガスの破過量０．２ｇに達したとき
の複合吸着剤の重量増より吸着量を求めた。次いで流量
５Ｌ／ｍｉｎの大気を２０分間吸着剤充填層に流したあ
と、重量減を測定し脱着量を求め、この吸着、脱離を６
回繰り返し、その結果において１回目の吸着量及び６回
目（６サイクル）の吸着量、脱離量を表５に示した。
尚、吸着、脱離６サイクル目における脱離率の計算は下
記式で求めた。

【数５】 脱離率（％）＝脱離量／（脱離量＋残存量）×１００ ＝（Ｄ／Ｅ）×１００

【００５８】（試験方法−２）複合吸着剤を充填した３
００ｍｌの充填層に０．５Ｌ／ｍｉｎのＭ−８５蒸気を
飽和した大気を通しＭ−８５の破過量０．２ｇに達した
ときの複合吸着剤の重量増より吸着量を求めた。次いで
流量５Ｌ／ｍｉｎの大気を２０分間吸着剤充填層に流し
たあと、重量減を測定し脱着量を求め、この吸着、脱離
を６回繰り返し、その結果において１回目の吸着量及び
６回目（６サイクル）の吸着量、脱離量を表５に示し
た。尚、吸着、脱離６サイクル目における脱離率の計算
は上記「数５」で求めた。

【００５９】

【表４】

【００６０】

【表５】

【００６１】

【表６】

【００６２】（試験方法−３）表４のＲｕｎ Ｎｏ．６
の複合吸着剤（円柱状品）において成形粒子径の異なる
複合吸着剤を試作し、試験方法−１にもとずき吸着性能
比較を行った。結果を表７に示す。

【００６３】

【表７】

【００６４】（実施例３）実施例１により得られた本発
明による複合吸着剤を用いて前述の測定方法より物性を
測定した。結果を表８に示す。

【００６５】

【表８】

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、３０乃至８０重量％の
平均細孔半径１３Å未満の粉末活性炭と、２０乃至７０
重量％の擬ベーマイト型水和アルミナとの均質混合物の
成形体から成り、９００ｍ² ／ｇよりも大きいＢＥＴ比
表面積と、１０Å以上１３Å未満の平均細孔半径とを有
するものを、成形された粒状複合吸着剤として使用する
ことにより、空気中に含まれるＣ3 乃至Ｃ4等の低沸点
成分やメタノールを吸着する能力に優れており、且つ改
善された飽和吸着量と有効脱着率との組み合わせを有
し、しかも長期使用中における吸着並びに脱着性能の劣
化に対して著しい耐性を有する活性炭と水和アルミナの
複合成形吸着剤を提供することができた。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３０乃至８０重量％の平均細孔半径１３
   Å未満の粉末活性炭と、２０乃至７０重量％の擬ベーマ
   イト型水和アルミナとの均質混合物の成形体から成り、
   該成形体は９００ｍ² ／ｇよりも大きいＢＥＴ比表面積
   と、１０Å以上、１３Å未満の平均細孔半径とを有する
   ことを特徴とする成形複合吸着剤。
2. 【請求項２】 成形助剤として、全体当たり１．０乃至
   １０重量％の合成或いは天然のスメクタイト型粘土鉱物
   を含有する請求項１記載の成形複合吸着剤。
3. 【請求項３】 気化燃料ｎ−ブタンの初期飽和吸着量が
   ２０ｇ／３００ｍｌ以上であり且つ吸着燃料の有効脱着
   率が５０％以上である請求項１記載の成形複合吸着剤。
4. 【請求項４】 ３０乃至８０重量％の平均細孔半径１３
   Å未満の粉末活性炭と、２０乃至７０重量％の擬ベーマ
   イト型水和アルミナとを、水分の存在下に均質に混練
   し、得られた混練物を、５０乃至５５重量％の含水率と
   ０．５乃至１．５ｍｍの径とを有する球状乃至円柱状の
   混合物の成形体に成形し、該成形体を転動条件下に丸め
   処理に賦し、次いで１００乃至１２０℃で乾燥後、２０
   ０乃至４００℃の温度で仮焼することを特徴とする成形
   複合吸着剤の製法。
5. 【請求項５】 擬ベーマイト型水和アルミナが５μｍ以
   下の粒径、２００乃至４００ｍ² ／ｇのＢＥＴ比表面積
   及び０．３乃至０．６ｍｌ／ｇの細孔容積を有するもの
   であることを特徴とする請求項４記載の成形複合吸着剤
   の製法。
6. 【請求項６】 粉末活性炭が１３００ｍ² ／ｇ以上のＢ
   ＥＴ比表面積及び０．８乃至１．５ｍｌ／ｇの細孔容積
   を有するものであることを特徴とする請求項４記載の成
   形複合吸着剤の製法。