JPH08155295A

JPH08155295A - 炭素ボディおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH08155295A
Application number: JP7133914A
Authority: JP
Inventors: Evelyn M Deliso; マックギーデリソーイヴリン; Donald L Guile; ロイドガイルドナルド; Elmer Zaun Kenneth; エルマーザウンケニス
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】成形したままの状態、および熱処理後におい
て、十分な強さを有する炭素ボディを製造する。【構成】活性炭粒子、および炭素の含有量に基づく重
量パーセントで表して、約４％から約12％までの有機結
合剤、無機結合剤として、約５％から約25％までのベン
トナイト粘土と、約５％から約35％までのコロイド状ア
ルミナと、約０％から約25％までの水分散性シリカ前駆
体形状にあるシリカと、並びに約０％から約10％までの
チョップトセルロースからなる水性混合物を調製する。
その水性混合物をボディに造型し、乾燥させる。無機結
合剤を反応させるのに十分な温度と時間に亘り乾燥させ
たボディに熱処理を施して炭素ボディを完成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベントナイト粘土、コ
ロイド状アルミナ、および必要に応じて、無機結合剤と
してのシリカ、および／または細断したセルロースを含
む活性炭ボディおよびその製造方法に関するものであ
る。無機結合剤を組み合わせることにより、その組合せ
物を添加したボディに高温強さを持たせる。さらに詳し
くは、上記ボディは押出しにより成形したハニカム構造
物である。

【０００２】

【従来の技術】気体（通常は空気）および液体中の炭化
水素および他の不純物を吸着するのに通常は活性炭材料
が用いられている。これらの用途には、炭素は一般的に
粒体の形状で用いられる。粒体形状の活性炭は多くの用
途において所望の吸着を行なえるけれども、粒体が欠点
となる用途もいくつかある。流体が曲がりくねった通路
を流動しなければならない場合には、粒体により生じる
背圧が問題となることがある。ある用途では、材料また
はベッドの充填率を減少させる原因である摩擦により、
粒体が著しく磨耗してしまうことがある。さらに、摩擦
の結果として生成した微粒子は流動通路を塞いでしまう
ことがある。

【０００３】別の手法としては、活性炭を気泡ハニカム
の形状に押し出す方法が挙げられる。活性炭の微細な粉
末を適切な結合剤とともに押し出すことにより、ハニカ
ムを容易に成形できる。このような形状をしていること
により、背圧がほとんどない状態で気流がハニカムを容
易に通過することができる。また、除去すべき種を吸着
するために、すべての炭素に気体が容易に接触するよう
な形状にできる。さらに、ハニカムは固体片であるの
で、炭素が摩損することはほとんどまたはまったくな
い。

【０００４】蒸発物の場合には、自動車が動いていない
間に燃料系から放出される蒸気、例えば、温度の変動に
伴なう燃料タンク中のガスの膨脹と収縮により放出され
る蒸気を活性炭は吸着する。燃料の補給中に燃料タンク
から押し出される空気は、いっしょに蒸気としての燃料
を多量に運び出す。将来の空気汚染基準を満たすために
は、この燃料を捕獲しなければならない。吸着された種
はエンジンが作動する間に脱着し、エンジンの吸入口に
再循環して燃焼される。今日のほとんどの自動車は、粒
体が充填された活性炭キャニスタを備えて、蒸気源から
放出された蒸気を処理している。しかしながら、将来の
必要性を満たすためにはこのことだけでは十分ではな
い。

【０００５】放出される蒸気を捕獲する用途に活性炭か
らなるハニカム構造物を使用するために、容積基準の吸
着容量を最大限にすることが望ましい。このことは、そ
の容積における炭素の量を最大限にすることを意味す
る。炭化水素の蒸気を運ぶ気体の流速が遅い場合には、
圧力降下または流動制限がほとんどまたはまったくない
ために、断面積の合計に対する前面の開放面積の比率
は、小さくすることができる。このことを達成するため
には、壁厚が厚いためにセル密度が小さいものを使用す
ればよい。前面の開放面積が25％のものは容易に製造で
きる。これは割当て容積における炭素の充填密度が75％
のものと等しい。これは、今日使用されている粒体に見
られるであろう充填密度よりも大きい。

【０００６】冷温始動の用途において、活性炭は、エン
ジンが始動してから最初の90秒から120 秒の間に放出さ
れる炭化水素を吸着する。この始動期間中、触媒コンバ
ータは、エンジンから放出されている炭化水素を転化す
る温度までには達していない。一度触媒コンバータがそ
の温度に達すると、バイパスモード中の排気系から活性
炭を取り出すことができる。吸着した炭化水素を活性炭
から脱着させて、無害な物質に転化する処理を施す。こ
のように、活性炭は次の冷温始動サイクルにおける炭化
水素の吸着に備えている。

【０００７】冷温始動用途に使用されているハニカム構
造物は、特殊な幾何学形状であることが必要である。迅
速かつ能率的に吸着を行なわなければならないので、幾
何学表面積ができるだけ広くなければならない。それと
同時に、開放前面区域をできるだけ広くして、大容量、
すなわち、排気ガスが高速度で流動することにより生じ
る背圧を最小にしなければならない。このことを達成す
るためには、壁厚が薄い高セル密度のハニカム構造物が
望ましい。このハニカム構造物は、背圧を最小にする一
方で排気ガス中に含まれる炭化水素の吸着効率を最大に
する。開放前面区域を容易に前面区域全体の65％にする
ことができる。

【０００８】バイオフィルトレーション（biofiltratio
n ）においては、活性炭バイオフィルタに付着した微生
物を用いてＶＯＣ汚染物質を二酸化炭素および水のよう
な最終生成物に転化する。粒体の活性炭を使用すること
ができるが、ハニカム形状のもののほうが再生が容易で
ある。バイオフィルタに水を流して無害な生成物および
蓄積する死んだバイオマスを除去することにより再生を
行なう。したがって、この操作によりフィルタを長寿命
にすることができる。この用途における活性炭ハニカム
は、水と接触するときに安定していなければならない。
バイオフィルトレーションを用いて、作業中に生じる気
流を浄化し、例えば、埋め土および化学工程のような危
険な物質から生じる毒性の蒸気を転化することができ
る。

【０００９】上述のように活性炭の用途を記載したが、
その用途は他にもいろいろある。例えば、活性炭を用い
て空気（ＶＯＣ）中に含まれる有機顔料やオゾンまでも
除去することができる。活性炭は、排水処理および流体
中に含まれる重金属の除去と他の分離用途において、並
びに、例えば、ラドン試験のような試験方法において用
いることができる。

【００１０】押出しにより活性炭ハニカムを成形するた
めには、炭素は微粉形状のものでなければならない。こ
のような炭素を水のような液体および適切な可塑剤並び
に結合剤と混合することもできる。このように可塑化し
た混合物をダイに通してハニカム形状に押し出して乾燥
させる。

【００１１】例えば、セルロースエーテルおよびその誘
導体のような有機結合剤を添加するとその混合物が可塑
性を有するようになる。そのような混合物は柔らかく、
乾燥前の押し出されたときの湿った状態で取り扱うのが
難しい。さらに、そのような混合物より形成されたボデ
ィは、特に、自動車の排気ガスを純化するような用途に
おいてさらされる250 ℃といった高温での強度が比較的
小さい。これは有機結合剤がそのような高温で分解する
ためである。

【００１２】さらなる加工と取扱いを行なう前の押出し
状態の押出しハニカムの強度を改良することと、乾燥お
よび熱処理後の強度を改良することの両方が強く望まれ
ている。

【００１３】炭素混合物中に結合剤としての粘土を用い
て、それから形成した炭素ボディに強度を付与すること
が行なわれている。

【００１４】米国特許第4,259,299 号、同第4,518,704
号、および特開昭57-122924 （１９８２）は、例えば、
粘土結合剤のような様々な無機結合剤が用いられている
活性炭ボディに関するものである。

【００１５】米国特許第４，２５９，２９９号には、
活性炭とゼオライトと有機結合剤および／または無機結
合剤との混合物から調製された活性炭生成物を用いてオ
ゾンを除去する方法が記載されている。有機結合剤はリ
グニンであってもよく、無機結合剤はベントナイトであ
ってもよい。このような生成物を350 ℃まで加熱して強
度を高めている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】改良された強度を有
し、自動車の排気ガスを浄化するような高温での用途に
おいて効果的に機能する活性炭ボディを製造する必要性
がある。このようなボディは、取扱い中に変形しないよ
うに、湿っている成形したままの状態で取り扱えるほど
十分な強度を有さなければならない。また、成形用混合
物の取扱適性および二次成形適性を改良する必要性があ
る。

【００１７】本発明はこれらの必要性を満たすものであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベントナイト
粘土およびアルミナ、並びに必要に応じてシリカからな
る無機結合剤により互いに結合した活性炭粒子から作ら
れた活性炭ボディを提供する。炭素の含有量に基づく重
量パーセントで表して、ベントナイトの含有量は約５％
から25％までであり、アルミナの含有量は約５％から35
％までであり、シリカを含有させる場合にはその含有量
は約25％までである。

【００１９】本発明は、上述した活性炭ボディを製造す
る方法であって、活性炭粒子と、炭素の含有量に基づく
重量パーセントで表して、約４％から12％の有機結合剤
と、無機結合剤として、約５％から25％までのベントナ
イト粘土と、約５％から35％のコロイド状アルミナと、
水分散性シリカ前駆体の形状にある０％から約25％まで
のシリカと、０％から約10％までのチョップト（細断し
た）セルロースとからなる水性混合物を調製し、該水性
混合物をボディに成形し、成形したボディを乾燥させ、
無機結合剤を反応させて活性炭ボディを成形するのに十
分な温度と時間に亘り乾燥させたボディに熱処理を施す
各工程からなることを特徴とする方法を提供する。

【００２０】本発明は炭素ボディを製造する方法に関す
るものである。この炭素ボディは、一般的には活性炭ハ
ニカムである。この方法は、活性炭粒子と、ベントナイ
ト粘土、コロイド状アルミナ、および必要に応じてコロ
イド状シリカからなる無機反応性結合剤と、必要に応じ
て添加されるチョップトセルロースとからなる水性出発
混合物を調製する工程を含む。この混合物を例えば押出
しによりボディに成形する。次いで、成形したボディを
乾燥させて熱処理を施す。

【００２１】前記水性混合物中には有機結合剤を含ませ
て、二次成形適性、特に押出適性を高める。有機結合剤
を含有させることにより混合物を可塑化する。この可塑
化により、混合物が靭性および凝集性を有することにな
る。

【００２２】ハニカムの押出しにおいて、上述したよう
な添加剤を加えることにより、セル構造とスキン構造の
良好なボディを押し出すことができる。有機結合剤は乾
燥の際に有機結合（organic bond）として機能する。

【００２３】コロイド状アルミナおよびベントナイト粘
土、特に微細なベントナイト粘土、並びに必要に応じて
のコロイド状シリカの無機結合剤の組合せにより、特に
熱処理後に、ボディに強度が与えられる。無機結合剤は
加熱後に少なくともある程度は互いに反応して強力な結
合を形成して、主成分である活性炭粒子を結合させて保
持する。熱処理したときに高められる強度は、ボディを
空気中で約300 ℃−350 ℃の温度に加熱する場合に維持
されるが、有機結合剤のみを含むボディは、有機結合剤
が分解したり損失したりするために弱くなってしまう
（有機結合剤は約200 ℃までに燃焼し始める）。本発明
のボディに高温強度を持たせるのは、この強力な結合で
ある。ベントナイトのみ（または他の粘土）を使用する
場合、粘土部分のために最終的なボディは水と接触した
ときに不安定になる。粘土から結晶水を解離するのに十
分に高いが、もともとの粘土の構造の板状特性（platy
character ）を破壊するほどは高くない温度まで加熱し
た場合でさえ、このような問題が生じてしまう。本発明
に許容される熱処理温度は、粘土から結晶水を除去する
のに十分なだけではなく、粘土の解離生成物であるＳｉ
Ｏ₂およびＡｌ₂Ｏ₃ _がコロイド状シリカおよびコロイ
ド状アルミナと反応して結合を形成するほど十分な温度
である。この結合はもはや水分解しやすくなく、最終的
なボディは水との接触に長時間に亘り耐えることができ
る。

【００２４】押出しの用意のできた湿った混合物中にチ
ョップトセルロースを含ませると、混合物の靭性、凝集
性および剛性を改良できる。このことにより、押出し特
性と押出し製品の品質を改良できることが分かった。ま
た、押出し製品の剛性は一層大きくなり、変形させずに
一層容易に切断し、取り扱うことができる。

【００２５】反応性無機結合剤とセルロースとを組み合
わせることにより、取扱適性および押出適性が優れたも
のになり、それより形成されたボディは、湿った成形し
たままの状態において良好ななま強さおよび取扱適性を
有し、熱処理後のボディの強さは大きくなって使用温度
が高くなる。

【００２６】ボディは約350 ℃の温度まで使用すること
ができ、それ以上の温度、例えば約400 ℃では炭素自体
が酸化し始めてしまう。

【００２７】炭素の種類活性炭は、加工して多孔質の炭素となった非黒鉛微結晶
性形状の炭素である。活性炭に形成された細孔には、マ
クロ細孔（例えば、約500 オングストロームより大きい
直径を有する細孔）、メソ細孔（例えば、約20オングス
トロームから約500 オングストロームまでの直径を有す
る細孔）、またはミクロ細孔（例えば、約20オングスト
ローム未満の直径を有する細孔）があり得る。活性炭
は、大きな比表面積（例えば、300 ｍ²／ｇから2500ｍ
²／ｇ）により特徴付けられ、吸着容量が大きいことで
知られている。

【００２８】粒径、表面積、炭化水素の吸着容量、吸着
効率、多孔度、細孔径等のような活性炭の性質を、その
用途に応じて変更できる。所定の混合物中に用いられる
炭素は、例えば、前駆体の供給源、粒孔、多孔度等に基
づいて、一種類からなるものでも、複数の種類の混合物
であってもよい。本発明を実施する際に使用する活性炭
の種類には制限がない。例えば、全て微細な炭素粉末、
または全て粗い粉末を用いることができ、もしくは、こ
れら二種類の混合物を用いることもできる。個々の用途
の必要条件に応じて使用する炭素の種類を決定する。

【００２９】本発明の実施に適した活性炭の供給源の１
つとしては、カルゴンカーボンコープから入手できるＢ
ＰＬ−Ｆ３（登録商標）粒状活性炭が挙げられる。この
活性炭においては、いくつかの粒径範囲のものが入手で
きる。この供給者から入手できる活性炭の特に有用な種
類は、「６×16」メッシュサイズのものであり、この種
は、約1050ｍ²／ｇから約1300ｍ²／ｇの表面積を有す
る。

【００３０】様々な粒径を有する活性炭からなる適切な
混合物の１つとしては、微細であり直径で約３マイクロ
メータから約10マイクロメータの範囲の平均粒径を有す
る活性炭粉末、および粗くて直径で約20マイクロメータ
から約50マイクロメータの範囲の平均粒径を有する活性
炭粉末を含むものが挙げられる。本発明を実施するのに
特に適したものとしては、本発明を実施する際に直径で
約４−12マイクロメータの平均粒径に粉砕されるカルゴ
ンカーボンＢＰＬ−Ｆ３（登録商標）、および直径で約
30マイクロメータの平均粒径を有する粗い粉末であるニ
ューチャー（登録商標）ＳＮ−２０（ウエストバコから
入手できる）のような活性炭が挙げられる。

【００３１】有機結合剤有機結合剤を含ませる目的は、可塑性、および乾燥後の
ある程度のなま強さを付与するためである。本発明を実
施する際に使用する有機結合剤は、セルロースエーテル
種の結合剤および／またはそのうちのいくつかが熱によ
りゲル化可能なそれらの誘導体をさす。本発明に使用で
きる一般的な有機結合剤の例としては、メチルセルロー
ス、エチルセルロース、ヒドロキシブチルセルロース、
ヒドロキシブチルメチルセルロース、ヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロースナトリウム、およびそれらの混合物が
挙げられる。本発明を実施する際には、一般的にメチル
セルロースおよび／またはメチルセルロース誘導体を使
用する。メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース、およびそれらの組合せが特に好ましい。セ
ルロースエーテルおよび／またはそれらの誘導体の好ま
しい供給源としては、ダウケミカル社から入手できるメ
トセル（登録商標）Ａ４Ｍ、２０−３３３、Ｆ４Ｍおよ
びＦ４０Ｍが挙げられる。メトセルＡ４Ｍは、ゲル化温
度が50℃−55℃であり、ゲル強さが5000ｇ／ｃｍ²（65
℃での２％溶液に基づく）であるメチルセルロース結合
剤である。メトセル２０−３３３、Ｆ４Ｍ、およびＦ４
０Ｍはヒドロキシプロピルメチルセルロースである。

【００３２】ベントナイト粘土ベントナイトは、必須ミネラルとしてモンモリロン石を
含有する粘土の群をさす。この種類の粘土は、約３−４
重量％のＭｇＯとともにケイ酸アルミニウムを含有して
いる。これは、混合物に可塑性を付与し、成形したまま
のボディおよび乾燥させたボディの両方に結合力を付与
し得る非常に微細な粘土である。異なる供給者から異な
るグレードのベントナイトが入手でき、それらを採取し
た埋蔵物および加工の程度に応じて、それらベントナイ
トは粒径および不純物に関していくぶん変更し得る。混
合物中に均一に分布させるためには、粒径が微細なので
ベントナイト粘土が特に適している。ベントナイトの平
均粒径は一般的に、直径で１マイクロメータ以下であ
る。特に微細な粒径に関して、適切なベントナイト粘土
は、以前にベントライトＬ（登録商標）の名称でサザン
クレイプロダクツ社から供給されていた粘土に同等のす
るものである。別の適切なベントナイト粘土はカオポラ
イト社から入手できるＧ−１２９である。

【００３３】コロイド状アルミナ本発明を実施するには、数種類のコロイド状アルミナが
適しており、それらが好ましく懸濁するためには通常酸
性であるコロイド状懸濁液としてまたは粉末形態でコロ
イド状アルミナを使用することができる。これらは一般
的に仮のベーマイト、すなわち、アルミニウム一水和物
である。粉末形態は変化することがあり、例えば、ＨＣ
ｌまたはＨＮＯ₃のような、使用中に水中で分散しやす
くする種を吸着したはずである。本発明を限定するもの
ではないが、特に有用な種類のコロイド状アルミナの１
つとしては、ナイアコルＡｌ−２０の名称でナイアコル
プロタクツ社から供給されているもののような、平均粒
径が直径で約50ナノメータであるＡｌ₂Ｏ₃としての20
％の固体が挙げられる。

【００３４】コロイド状シリカ前駆体水分散性コロイド状シリカ前駆体は、水中で分散物を形
成し、熱処理または乾燥の際にはコロイド状シリカを生
成する種を意味する。この用語は、好ましくはコロイド
状シリカそれ自体、または例えばケイ酸塩のような他の
種を意味する。

【００３５】コロイド状シリカの有用な供給源の１つと
しては、ルドックスＡＳ−４０の名称でデュポン社によ
り供給されているもののような安定化アンモニウムであ
る、塩基水性媒体中のＳｉＯ₂のような約40％の固体分
散物が挙げられる。他のグレードのコロイド状シリカを
用いることもできる。適切なコロイド状シリカ前駆体
は、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）であ
る。使用するＴＥＯＳはそれ自体で液体であり、生産工
程由来のアルコールを約４％含有している。ＴＥＯＳは
約26％−28％のＳｉＯ₂を含有している。他のＳｉＯ₂
生成材料としてはレメットケミカル社の製品であるシレ
スター（登録商標）ＯＳが挙げられる。これはＴＥＯＳ
とポリケイ酸エチルとの混合物を含有している。レメッ
トケミカル社から供給される、予め加水分解したケイ酸
エチル材料を使用することもできる。

【００３６】チョップトセルロースセルロースは木から細断されて粉砕された材料である。
セルロースは高純度で繊維の形態にある。この繊維は、
類似の繊維から製造されるチメルセルロースのような他
のセルロースに基づく材料とは異なり、水に不溶性であ
る。繊維は、押出工程において押出ダイを閉塞するとい
うような問題を生じないように、十分に短くなければな
らない。一般的に、繊維は100 メッシュ（米国基準）で
ある。特に適したセルロースの１つとして、アルファセ
ルＣ−１００の名称でインターナショナルフィラーコー
ポレーションから市販されているものがある。

【００３７】別記しない限りは、混合物中の成分および
水の重量パーセントは、炭素の含有量に基づくものであ
る。例えば、混合物中のある成分または水の百分率を下
記の式から求める：

【００３８】

【数１】

【００３９】水性混合物を炭素粒子および上述した結合
剤並びに添加剤から形成する。混合物は、約４％から約
12％までの有機結合剤、約５％から約25％までのベント
ナイト粘土、０％から約25％までの水分散性シリカ前駆
体の形態にあるシリカ、および０％から約10％までのチ
ョップトセルロースからなる。

【００４０】無機添加物、すなわち、ベントナイト、コ
ロイド状アルミナ、および必要に応じてのシリカ前駆体
を活性炭混合物に添加することにより、成形ボディに熱
処理を施して有機結合剤を除去した後に炭素の周りに結
合が形成される。

【００４１】無機結合剤の含有量は、少なくともある程
度は連続している活性炭粒子の間に結合を形成するのに
十分でなければならない。ベントナイト、コロイド状ア
ルミナ、およびシリカの比率はいくぶん変動し得るが、
これら無機結合剤成分の合計含有量は上述した接着を達
成するのに十分でなければならない。無機結合剤の含有
量の合計を約65％以下にすることをが好ましい。約35％
の結合剤の含有量では、無機結合剤により付与される結
合効果は明白であり、約35％から約60％までの含有量が
好ましい。約45％から約60％の含有量でも結合効果は改
良されている。

【００４２】無機結合剤の含有量が多いほど、強さも大
きくなる。しかしながら、無機結合剤の含有量が多くな
ると、吸着容量が減少する。したがって、所望の特性に
応じて、無機結合剤の含有量を調節できる。

【００４３】強さに関して、少なくとも約45％の無機結
合剤の含有量が好ましく、最も好ましくは少なくとも約
50％、または少なくとも60％である。

【００４４】ベントナイトの含有量は、基本的には約５
％から約25％までであり、好ましくは約10％から25％ま
でであり、より好ましくは約15％から約25％までであ
る。ある実施例においては、約15％から20％が特に有用
である。

【００４５】全体的には、コロイド状アルミナの含有量
は、好ましくは約10％から約30％までであり、約15％か
ら約30％までが特に有用である。

【００４６】ベントナイトおよびアルミナを含むいくつ
かの組成物は、少なくとも約15％のベントナイト、およ
び少なくとも約15％のコロイド状アルミナを含有してい
る。ベントナイトとアルミナの含有量の合計が少なくと
も約35％の場合、空気中で約４時間に亘り約250 ℃から
約350 ℃で熟成させた後に、少なくとも約500 ｐｓｉの
圧縮強さが達成できた。

【００４７】好ましくはＳｉＯ₂またはＳｉＯ₂前駆体
を加えて、混合物中のＳｉＯ₂の含有量を約25％まで、
好ましくは約５％から約25％まで、より好ましくは約10
％から約20％までにする。

【００４８】有用な組成物は、少なくとも約15％のベン
トナイト粘土、少なくとも約15％のアルミナ、および少
なくとも約５％のコロイド状シリカを含有している。こ
の組成物に関して、無機結合剤の含有量の合計が少なく
とも約45％、強さを大きくするためには少なくとも約50
％であることが特に好ましい。無機結合剤の含有量の合
計が少なくとも約50％の場合には、空気中で約４時間に
亘り約250 ℃から約350 ℃で熟成させたボディの圧縮強
さは少なくとも約1000ｐｓｉであった。無機結合剤の含
有量の合計が少なくとも約60％の場合には、同様に測定
した圧縮強さは少なくとも約1400ｐｓｉであった。

【００４９】例えばハニカムの押出しにおける特に良好
な形状品質のため、ボディの良好なセルおよびスキン構
造のため、さらに乾燥を促進させるために、約12％まで
有機結合剤を含有させることが好ましい。活性炭を押し
出すのに使用する水の含有量が非常に多いために、割れ
が生じないように製品を乾燥させることは難しい。実用
的および経済的な観点から見て、有機結合剤の含有量は
好ましくは約６％から約10％までである。

【００５０】成形したままのボディ、すなわち、有機結
合剤を含有している乾燥前のボディは柔らかくて取扱い
中に容易に変形し得るので、混合物にチョップトセルロ
ースを加えて、混合物のコンシステンシーおよび二次成
形適性を改良することができる。このことは、押出しに
より混合物を成形する場合に特に適切である。このと
き、チョップトセルロースを含有させることにより混合
物に剛性と押出適性が付与されているので、押出製品を
変形させずに取り扱うことができる。チョップトセルロ
ースを添加することは、ボディを乾燥させる際にも役立
ち、ある程度の強化がなされるために割れが生じるのを
防ぐ。

【００５１】添加する場合には、チョップトセルロース
を約10％まで、好ましくは約４％から約10％まで、より
好ましくは約５％から約８％まで含有させる。

【００５２】潤滑剤および界面活性剤のような他の成分
を混合物中に含有させることもできる。

【００５３】固体成分をドライブレンドし、次いで水と
混合することにより混合物を調製する。本発明を限定す
るものではないが、混合技術の１つとして、ミックスマ
ーラー、またはシグマブレードミキサーまたはダブルア
ームミキサーのような他の種類のミキサー中にドライブ
レンドした成分を配することが挙げられる。固体を混合
しながら、水を加える。いったん水を加えたら、バッチ
が圧縮されて可塑化されるまでマーラーまたは他のミキ
サーを作動させる。

【００５４】通常、コロイド状シリカおよび予め懸濁さ
せたアルミナの場合のように、特定の添加剤が水性懸濁
液である場合、水とともに懸濁液を加える。ほとんどの
場合、高剪断ミキサーを用いてコロイド状水性懸濁液を
水と混合し、均質混合物を得る。出発コロイド状懸濁液
の水含有量は、混合物中の水含有量の合計に対する部と
して計算する。水とコロイド状懸濁液との混合物をミッ
クスマーラーまたは他の種類のミキサー中の乾燥成分
（予め混合したもの）に加えて、以下のようにバッチを
磨砕する。

【００５５】予め分散させたＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃
のコロイド状材料を用いる場合、これらの材料と残りの
水とを混合すると、取扱いが困難なゲルが製造させるこ
とがある。このようになるのを避けるために、ＳｉＯ₂
とＡｌ₂Ｏ₃のコロイド状混合物のｐＨを酸、例えば、
硝酸を加えて約3.5 −4.0 のｐＨに調節する。このコロ
イド状懸濁液はゲル化しない。

【００５６】混合物の可塑性および取扱適性を最適にす
るために、混合物中の水含有量を調節することができ
る。混合物を混ぜ合わせ、水を加えているときに、水が
全ての粒子を濡らすのに十分になるときが来る。混合し
続けると粉末を圧縮し、空気を除去し、圧縮された粉末
は塊に凝集し始める。混合し続ける結果、これらの固ま
りは可塑性になる。水が過剰であると、これらの固まり
は成形工程には柔らかすぎてしまう。水の含有量が炭素
の含有量に基づいて一般的に約140 ％から約200％、よ
り一般的には、約145 ％から約160 ％の場合に、混合物
の可塑性および取扱適性が良好になる。使用する活性炭
は構造、多孔性、および表面積に関して大幅に変更され
るので、必要な水の量はその活性炭の種類に応じて変わ
り得る。その量は、上述した量よりも多くてもよい。

【００５７】手またはトルクレオメータにより示された
ように、混合物が一度好ましく可塑化されるのを確認し
たら、その混合物をボディに成形する。

【００５８】本発明により製造したボディはどのような
寸法と形状のものであってもよい。例えば、冷温始動お
よび蒸発物の用途に好ましい形状は、ハニカム構造のよ
うなセルラボディである。

【００５９】本発明の方法により製造するハニカムの例
としては、以下に限定するものではないが、約94セル／
ｃｍ²（約600 セル／ｉｎ²）、約62セル／ｃｍ²（約
400セル／ｉｎ²）、または約47セル／ｃｍ²（約300
セル／ｉｎ²）を有するもの、約31セル／ｃｍ²（約20
0 セル／ｉｎ²）を有するもの、もしくは約15セル／ｃ
ｍ²（約100 セル／ｉｎ²）を有するものが挙げられ
る。本発明により製造したハニカムに典型的な壁厚は、
例えば、約62セル／ｃｍ²（約400 セル／ｉｎ²）のハ
ニカムについては約0.15ｍｍ（約６ミル）であり得る。
壁厚はほとんどの用途で約0.1 ｍｍから約1.3 ｍｍ（約
４ミルから約50ミル）に及ぶが、本発明はこの範囲に限
定されるものではない。ボディの外寸法および外形は用
途によりコントロールでき、上述した数値に限定される
ものではない。例えば、セル密度および壁厚の組合せを
他にかえることもできる。

【００６０】可塑化した混合物を造型する方法であれば
どのような方法を用いて成形を行ってもよい。好ましい
成形方法は押出しである。ラム押出機を一般的に使用す
るが、連続二段脱気オーガーまたは二軸押出機のような
当業者に知られている他の装置を用いることもできる。

【００６１】ハニカム構造物を成形する際に、混合物を
ハニカムダイを通して押し出すことが好ましい。

【００６２】所望であれば、使用目的に応じて、または
取扱いと加工を容易にするために必要なこととして、成
形したボディを様々な寸法の部品に切断できる。

【００６３】得られた成形ボディを約100 ℃以下の温度
で乾燥させる。大部分は炭素粒子の多孔性によりボディ
は比較的多量の水を含有しているので、ボディが割れな
いようにボディをゆっくりと均一に乾燥させるように注
意する。

【００６４】好ましい乾燥技術としては、ボディをアル
ミホイルで包み、約100 ℃以下、一般的には約95℃に設
定した乾燥器中に、水を除去するのに十分な時間に亘り
配置する方法が挙げられる。ホイルを用いると、押出ボ
ディがゆっくりと均一に乾燥し、したがって、割れが生
じないような湿った雰囲気を作ることができる。乾燥時
間はボディの寸法に応じて変えることができる。例え
ば、直径が2.54ｃｍ（１インチ）で長さが22.9ｃｍ（９
インチ）のハニカムの場合、乾燥時間は一般的に約４日
間である。

【００６５】これらのボディは焼成後には、有機結合剤
のみを含有するボディより大きい強さを有する。すなわ
ち、有機結合剤のみを含有するボディを使用中に約200
℃から約350 ℃までの範囲の温度に加熱すると、有機結
合剤および押出助剤が分解して強さが失われるので、そ
の結果、使用温度が低くくなければならない。したがっ
て、無機添加剤を加える目的は、約350 ℃までの使用温
度において安定している結合を形成することにある。

【００６６】したがって、無機結合剤が反応して、ボデ
ィが使用中に空気中で300 ℃から350 ℃の範囲の温度に
加熱されるときに著しくは影響しない比較的強力な結合
を形成するのに十分な温度と時間に亘り、乾燥させたボ
ディに熱処理を施す。一般的な熱処理温度は、少なくと
も約900 ℃、好ましくは、少なくとも約1000℃である。
加熱時間は一般的に、少なくとも約30分間である。熱処
理は、非反応性雰囲気、例えば、窒素中で行なう。

【００６７】有機結合剤を除去して、無機材料を十分に
反応させて炭素粒子の周りに結合を形成させるために、
熱処理を行なう。この結合により、空気中である温度に
さらされるときに活性炭基体が強くなる。この強さは有
機結合剤のみにより結合された基体においては失われて
いる。有機的に結合した基体は、有機結合が分解して酸
化されてしまうので、約200 ℃で強さを失い始める。一
方無機結合は、約400℃に近付くときに炭素自体が酸化
されはじめるまで、比較的強力であり続ける。

【００６８】特に適した熱処理技術の１つを以下に記載
する。炭素体をバキュームインダストリーズの「スーパ
ーＶＩＩジェネラルパーパスメタラージカルバキューム
ファシリティ（Super VII General Purpose Metallurgi
cal Vaccum Facility ）」中で熱処理する。炉の中心に
位置する黒鉛箱内に試料を配置し、その後、黒鉛の蓋を
配置してその箱を閉じる。炉のメインドアを閉じて密封
し、この水冷容器を真空にする。二段羽根型回転ポンプ
（トライバック−Ａ）を用いて、0.1 ｍｍＨｇ未満の真
空にする。試料の種類と炉の装填量に応じて、ポンプ時
間は30分から90分に及ぶ。一度その真空レベルに達した
ら、真空ポンプのスイッチを切って、気圧の1.5 倍まで
この容器に窒素を充填する。この時点で炉の操作を開始
する。全焼成サイクル（冷却期間を含む）に亘り窒素が
存在する。

【００６９】最高温度付近で無機添加剤の反応が始ま
り、保持期間中に完了する。一般的な熱処理は、温度に
応じた時間であるが最も一般的には約４時間までの期間
に亘り約900 ℃から約1200℃までの範囲で行なうことが
できる。一度炉が室温まで冷却されると、炉を開けて、
熱処理したボディを取り出すことができる。

【００７０】強さ、すなわち、本発明の方法により製造
した活性炭ボディの乾燥強さと熱処理強さは、有機結合
剤のみを含有するボディの強さよりも大きい。

【００７１】

【実施例】以下、実施例を参照して本発明を詳細に説明
する。なお、別記しない限り、全ての部、部分、および
百分率は重量基準である。

【００７２】チニウスオルセンにより製造された圧縮テ
スターを用い、約2.54ｍｍ（約0.1インチ）／分のクロ
スヘッド速度で、圧縮強さを測定した。各々の試料番号
について、３−４の異なる片の平均値を示している。別
記しない限り、窒素中約1100℃での約１時間に亘る熱処
理後、試料の強さを室温で測定した。

【００７３】入口と出口のある管状の炉に収容したバイ
カー（登録商標）管中に試験試料を配置してブタンの吸
着容量を測定した。窒素キャリア中1500容積ｐｐｍのブ
タンガス流を約4,000 ｃｃ／分の流速で試料に導入し、
排出されるガス流をフレームイオン化検出器によりモニ
タリングすることにより吸着量を測定した。検量した検
出器の読取値が約95％に達したときに、室温での吸着が
完了したと考えた。この時点で、入口のガス流を窒素に
変えて、室温でのブタンの脱着を測定した。検出器の読
取値が約５％の値に達したときに、炉の温度を上昇させ
ることにより試料の温度を約100 ℃まで上昇させて、試
料が吸着したブタンの残りを除去した。検出器の読取値
を時間に対してプロットし、各々の曲線の面積を積分す
ることにより吸着量と脱着量を測定した。吸着量として
示した値は、ミリグラムで示す吸着したブタンを試験後
の試料の質量または試料の容積で割った値である。

【００７４】実施例１下記に示す実施例は、炭素ハニカムの強さおよび吸着容
量における組成物の影響を示している。

【００７５】表１に示す結合剤組成物を含む活性炭の混
合物を調製した。活性炭は、平均粒径が直径で約６マイ
クロメータのカルゴンＢＰＬ−Ｆ３を80％、および平均
粒径が直径で約30マイクロメータのウエストバコニュー
チャーＳＮ２０を約20％含むものであった。使用した有
機結合剤は、メトセル（登録商標）Ｆ４０ＭまたはＡ４
Ｍであった。ベントナイトはベントライト（登録商標）
Ｌであり、コロイド状アルミナはナイアコルＡＬ−２０
であり、コロイド状シリカはルドックスＡＳ−４０であ
った。各々の混合物をハニカム形状に押し出し、乾燥さ
せ、約１時間に亘り約1100℃で熱処理し、その後、約４
時間に亘り約300 ℃で熟成させて、ある用途での使用状
態をシミュレーションした。各々のハニカムについて、
圧縮強さおよび吸着容量を測定した。その結果を表１に
示す。

【００７６】

【表１】

【００７７】

【表２】

【００７８】１−１の試料と１−２の試料を比較する
と、無機結合剤の含有量の合計が約25％のときに、強さ
においてベントナイトとアルミナとの組合せがアルミナ
のみを越える相乗的な増加が見られることが分かる。１
−６の試料を、１−７、１−８、および１−３の試料と
強さの値について比較すると、この相乗効果が見られ
る。所定のレベルの強さを達成するためには、ベントナ
イトのみを使用する場合に必要とされる結合剤の量より
も、ベントナイトとアルミナの両方を用いる場合（２成
分系）のほうが無機結合剤の量が少なくてすむことも分
かる。例えば、１−３の試料において、合計で30％の無
機結合剤を含有すると、43％のベントナイトのみが必要
とされる１−６の試料の強さと近い強さが得られる。無
機結合剤の量が43％より少ない１−４と１−５の試料
は、１−６の試料よりも強さが著しく大きい。１−９か
ら１−16までの試料を比較すると、ＳｉＯ₂を無機結合
剤組成に加えた場合（３成分系）にも一層著しい相乗効
果が見られる。例えば、１−１０の試料を１−６の試料
と比較すると、ベントナイトのみと対立するものとして
無機結合剤の含有量をベントナイト、アルミナおよびシ
リカに分割する場合に、強さが著しく大きい。３成分系
において、無機結合剤の含有量が大きいほど、強さが大
きいことが明らかに分かる。

【００７９】表１に本発明により製造した試料について
熱処理後の強さが維持されていることが示されているの
で、活性炭ハニカムに有用な温度範囲が室温から約350
℃までに広がったことが分かる。熱処理後の強さが維持
されるのは、無機結合が形成されることにより可能にな
る。表１に示した無機材料の混合物により、ベントナイ
ト粘土のみを含有する混合物により達成できる強さより
も大きい強さを有するハニカムボディが製造される。強
さの大きい組成物は、無機結合剤の合計量を増加させる
ことにより得られるが、このために吸着容量が小さくな
ってしまうことがある。

【００８０】活性炭ボディが吸着できる炭素の合計量
は、ボディ組成物の吸着容量とそのボディの形状に依存
する。例えば、ハニカムに関しては、吸着容量はハニカ
ムセルラ構造の形状に依存する。表１においては、試料
１ｇ当たりに吸着されるブタンをｍｇで示した吸着容量
により、組成物の吸着容量を表している。予期できるよ
うに、無機結合剤の合計含有量が増加する場合には、組
成物の吸着容量は減少する。しかしながら、所定容積に
含まれる固体のパーセントを増加させることにより、ハ
ニカム１ｃｃ当たりに吸着されるブタンをｍｇで表した
容積基準の吸着容量は大きい状態に維持される。所定容
積の固体のパーセントは、壁厚を厚くすることにより、
および／またはハニカムのセル密度を増大させることに
より、増加させることができる。ハニカム構造中の固体
のパーセントは、１からハニカムの開放前面区域を引い
たものに等しい。画像分析技術を用いて、ハニカムの開
放前面区域を特徴付けた。表１に示した固体のパーセン
トは、1.0 からの差をとることにより計算した。

【００８１】実施例２以下の実施例は、炭素体の圧縮強さに対する熱処理温度
の効果を示すものである。

【００８２】約８％のメチルセルロース（Ｆ４０Ｍ）、
約15％のベントナイト粘土（ベントライトＧ−１２
９）、約20％のアルミナ（ナイアコルＡｌ−２０）、お
よび約15％のシリカ（ルドックスＡＳ−４０）からなる
バッチ組成物を調製した。

【００８３】活性炭は実施例１と同じものを使用した。

【００８４】バッチをハニカム形状に押し出し、乾燥さ
せ、窒素中において下記の表２に示した温度で熱処理し
た。圧縮強さを測定し、これを表２に示した。1100℃以
上の熱処理温度において、強さが大きいことが分かる。
強さが減少する前に最高の強さを示す最適な時間と温度
の組合せがある。

【００８５】

【表３】

【００８６】実施例３表１に示した組成物である１−11の試料からなる大きな
ハニカムは、約535 ｃｍ³（直径＝７ｃｍ、長さ＝14ｃ
ｍ）を占める容積において11.7ｇまでのブタンを吸着で
きる。適当な吸着容量を有するこの大きなハニカムの顕
著な特徴は、約350 ℃まで強さが維持されることであ
る。

【００８７】

【実施態様１】炭素ボディを製造する方法であって、ａ）活性炭粒子、炭素の含有量に基づく重量パーセン
トで表して、約４％から約12％までの有機結合剤、無機
結合剤として、約５％から約25％までのベントナイト粘
土と、約５％から約35％までのコロイド状アルミナと、
約０％から約25％までの水分散性シリカ前駆体形状にあ
るシリカと、および約０％から約10％までのチョップト
セルロースからなる水性混合物を調製し、ｂ）該水性混合物をボディに造型し、ｃ）該ボディを乾燥させ、ｄ）前記無機結合剤を反応させるのに十分な温度と時
間に亘り乾燥させたボディに熱処理を施す各工程からなることを特徴とする方法。

【００８８】

【実施態様２】前記無機結合剤の含有量が前記炭素の
含有量に基づいて約35％から約60％までであることを特
徴とする実施態様１記載の方法。

【００８９】

【実施態様３】前記無機結合剤の含有量が前記炭素の
含有量に基づいて約45％から約60％までであることを特
徴とする実施態様２記載の方法。

【００９０】

【実施態様４】前記ベントナイト粘土の含有量が前記
炭素の含有量に基づいて約15％から約25％までであるこ
とを特徴とする実施態様１記載の方法。

【００９１】

【実施態様５】前記ベントナイト粘土の平均粒径が直
径で約１マイクロメータ以下であることを特徴とする実
施態様１記載の方法。

【００９２】

【実施態様６】前記コロイド状アルミナの含有量が前
記炭素の含有量に基づいて約15％から約30％までである
ことを特徴とする実施態様１記載の方法。

【００９３】

【実施態様７】前記無機結合剤がベントナイト粘土お
よびアルミナからなり、前記ベントナイト粘土の含有量
が少なくとも約15％であり、前記コロイド状アルミナの
含有量が少なくとも約15％であることを特徴とする実施
態様１記載の方法。

【００９４】

【実施態様８】前記ベントナイト粘土と前記アルミナ
の含有量の合計が少なくとも約35％であることを特徴と
する実施態様７記載の方法。

【００９５】

【実施態様９】空気中において約４時間に亘り約250
℃から約350 ℃までの範囲の温度で熟成した後の前記ボ
ディの圧縮強さが少なくとも約500 ｐｓｉであることを
特徴とする実施態様８記載の方法。

【００９６】

【実施態様１０】前記水性混合物中にコロイド状シリ
カとしてシリカ前駆体が存在することを特徴とする実施
態様１記載の方法。

【００９７】

【実施態様１１】前記コロイド状シリカの含有量が前
記炭素の含有量に基づいて約５％から約25％までである
ことを特徴とする実施態様１０記載の方法。

【００９８】

【実施態様１２】前記ベントナイト粘土の含有量が少
なくとも約15％であり、前記アルミナの含有量が少なく
とも約15％であり、前記シリカの含有量が少なくとも約
５％であることを特徴とする実施態様１０記載の方法。

【００９９】

【実施態様１３】前記無機結合剤の含有量の合計が少
なくとも約45％であることを特徴とする実施態様１２記
載の方法。

【０１００】

【実施態様１４】前記無機結合剤の含有量の合計が少
なくとも約50％であることを特徴とする実施態様１３記
載の方法。

【０１０１】

【実施態様１５】空気中において約４時間に亘り約25
0 ℃から約350 ℃までの範囲の温度で熟成した後の前記
ボディの圧縮強さが少なくとも約1000ｐｓｉであること
を特徴とする実施態様１４記載の方法。

【０１０２】

【実施態様１６】前記無機結合剤の含有量の合計が少
なくとも約60％であることを特徴とする実施態様１４記
載の方法。

【０１０３】

【実施態様１７】空気中において約４時間に亘り約25
0 ℃から約350 ℃までの範囲の温度で熟成した後の前記
ボディの圧縮強さが少なくとも約1400ｐｓｉであること
を特徴とする実施態様１６記載の方法。

【０１０４】

【実施態様１８】前記水性混合物中に前記チョップト
セルロースが存在し、その含有量が前記炭素の含有量に
基づいて約４％から約10％までであることを特徴とする
実施態様１記載の方法。

【０１０５】

【実施態様１９】前記チョップトセルロースの含有量
が前記炭素の含有量に基づいて約５％から約８％までで
あることを特徴とする実施態様１８載の方法。

【０１０６】

【実施態様２０】前記有機結合剤が、メチルセルロー
ス、エチルセルロース、ヒドロキシブチルセルロース、
ヒドロキシブチルメチルセルロース、ヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロースナトリウム、およびそれらの混合物か
らなる群より選択されることを特徴とする実施態様１記
載の方法。

【０１０７】

【実施態様２１】前記有機結合剤の含有量が前記炭素
の含有量に基づいて約６％から約10％までであることを
特徴とする実施態様２０記載の方法。

【０１０８】

【実施態様２２】前記ボディがハニカム構造物である
ことを特徴とする実施態様１記載の方法。

【０１０９】

【実施態様２３】前記造型の工程が前記水性混合物を
押し出すことにより行なわれることを特徴とする実施態
様１の方法。

【０１１０】

【実施態様２４】前記水性混合物がハニカム構造物の
形状に押し出されることを特徴とする実施態様１記載の
方法。

【０１１１】

【実施態様２５】ベントナイト粘土およびアルミナか
らなる無機結合剤により互いに結合せしめられた炭素粒
子から製造されるボディであって、炭素に基づく重量パ
ーセントで表して、前記ベントナイト粘土の含有量が約
５％から約25％までであり、前記アルミナの含有量が約
５％から約35％までであることを特徴とするボディ。

【０１１２】

【実施態様２６】前記無機結合剤の含有量が前記炭素
の含有量に基づいて約35％から約60％までであることを
特徴とする実施態様２５記載のボディ。

【０１１３】

【実施態様２７】前記無機結合剤の含有量が前記炭素
の含有量に基づいて約45％から約60％までであることを
特徴とする実施態様２６記載のボディ。

【０１１４】

【実施態様２８】前記ベントナイト粘土の含有量が前
記炭素の含有量に基づいて約15％から約25％までである
ことを特徴とする実施態様２７記載のボディ。

【０１１５】

【実施態様２９】前記ベントナイト粘土の平均粒径が
直径で約１マイクロメータ以下であることを特徴とする
実施態様２７記載のボディ。

【０１１６】

【実施態様３０】前記アルミナの含有量が前記炭素の
含有量に基づいて約15％から約30％までであることを特
徴とする実施態様２７記載のボディ。

【０１１７】

【実施態様３１】前記ベントナイト粘土の含有量およ
び前記アルミナの含有量の各々が少なくとも約15％であ
ることを特徴とする実施態様２５記載のボディ。

【０１１８】

【実施態様３２】前記ベントナイトおよび前記アルミ
ナの含有量の合計が少なくとも約35％であることを特徴
とする実施態様３１記載のボディ。

【０１１９】

【実施態様３３】空気中において約４時間に亘り約25
0 ℃から約350 ℃までの範囲の温度で熟成した後の前記
ボディの圧縮強さが少なくとも約500 ｐｓｉであること
を特徴とする実施態様３２記載のボディ。

【０１２０】

【実施態様３４】シリカ、チョップトセルロース、お
よびそれらの混合物からなる群より選択される追加成分
を含むことを特徴とする実施態様２５記載のボディ。

【０１２１】

【実施態様３５】前記追加成分が無機結合剤としての
シリカであることを特徴とする実施態様３４記載のボデ
ィ。

【０１２２】

【実施態様３６】前記シリカの含有量が前記炭素の含
有量に基づいて約５％から約25％までであることを特徴
とする実施態様３５記載のボディ。

【０１２３】

【実施態様３７】前記ベントナイト粘土の含有量が少
なくとも約15％であり、前記アルミナの含有量が少なく
とも約15％であり、前記シリカの含有量が少なくとも約
５％であることを特徴とする実施態様３５記載のボデ
ィ。

【０１２４】

【実施態様３８】前記無機結合剤の含有量の合計が少
なくとも約45％であることを特徴とする実施態様３７記
載のボディ。

【０１２５】

【実施態様３９】前記無機結合剤の含有量の合計が少
なくとも約50％であることを特徴とする実施態様３８記
載のボディ。

【０１２６】

【実施態様４０】空気中において約４時間に亘り約25
0 ℃から約350 ℃までの範囲の温度で熟成した後の前記
ボディの圧縮強さが少なくとも約1000ｐｓｉであること
を特徴とする実施態様３９記載のボディ。

【０１２７】

【実施態様４１】前記無機結合剤の含有量が少なくと
も約60％であることを特徴とする実施態様４０記載のボ
ディ。

【０１２８】

【実施態様４２】空気中において約４時間に亘り約25
0 ℃から約350 ℃までの範囲の温度で熟成した後の前記
ボディの圧縮強さが少なくとも約1400ｐｓｉであること
を特徴とする実施態様４１記載のボディ。

【０１２９】

【実施態様４３】前記追加成分がチョップトセルロー
スであることを特徴とする実施態様３４記載のボディ。

【０１３０】

【実施態様４４】前記チョップトセルロースの含有量
が前記炭素の含有量に基づいて約４％から約10％までで
あることを特徴とする実施態様４３記載のボディ。

【０１３１】

【実施態様４５】前記チョップトセルロースの含有量
が前記炭素の含有量に基づいて約５％から約８％までで
あることを特徴とする実施態様４３記載のボディ。

【０１３２】

【実施態様４６】ハニカム構造を有することを特徴と
する実施態様２５記載のボディ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｄ 53/77 ＺＡＢ (72)発明者ドナルドロイドガイルアメリカ合衆国ニューヨーク州 14845 ホースヘッズストウニーブロックロードイースト 1245 (72)発明者ケニスエルマーザウンアメリカ合衆国ニューヨーク州 14830 コーニングリーロード 3673

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素ボディを製造する方法であって、ａ）活性炭粒子、炭素の含有量に基づく重量パーセン
トで表して、約４％から約12％までの有機結合剤、無機
結合剤として、約５％から約25％までのベントナイト粘
土と、約５％から約35％までのコロイド状アルミナと、
約０％から約25％までの水分散性シリカ前駆体形状にあ
るシリカと、および約０％から約10％までのチョップト
セルロースからなる水性混合物を調製し、ｂ）該水性混合物をボディに造型し、ｃ）該ボディを乾燥させ、ｄ）前記無機結合剤を反応させるのに十分な温度と時
間に亘り乾燥させたボディに熱処理を施す各工程からな
ることを特徴とする方法。
【請求項２】前記水性混合物中の前記無機結合剤の含
有量が前記炭素の含有量に基づいて約35％から約60％ま
でであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】前記ベントナイト粘土の平均粒径が直径
で約１マイクロメータ以下であることを特徴とする請求
項１記載の方法。
【請求項４】前記水性混合物中の前記コロイド状アル
ミナの含有量が前記炭素の含有量に基づいて約15％から
約30％までであることを特徴とする請求項１記載の方
法。
【請求項５】前記水性混合物中にコロイド状シリカと
してシリカ前駆体が存在することを特徴とする請求項１
記載の方法。
【請求項６】前記コロイド状シリカの含有量が前記炭
素の含有量に基づいて約５％から約25％までであること
を特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】前記ベントナイト粘土の含有量が少なく
とも約15％であり、前記アルミナの含有量が少なくとも
約15％であり、前記シリカの含有量が少なくとも約５％
であることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】前記無機結合剤の含有量の合計が少なく
とも約45％であることを特徴とする請求項７記載の方
法。
【請求項９】前記無機結合剤の含有量の合計が少なく
とも約50％であることを特徴とする請求項８記載の方
法。
【請求項１０】前記水性混合物中にチョップトセルロ
ースが含まれ、その含有量が前記炭素の含有量に基づい
て約５％から約８％までであることを特徴とする請求項
１記載の方法。
【請求項１１】前記水性混合物がハニカム構造物の形
状に押し出されることを特徴とする請求項１記載の方
法。
【請求項１２】請求項１から１１いずれか１項記載の
方法により製造されることを特徴とするボディ。
【請求項１３】ベントナイト粘土およびアルミナから
なる無機結合剤により互いに結合せしめられた炭素粒子
から製造されるボディであって、炭素に基づく重量パー
セントで表して、前記ベントナイト粘土の含有量が約５
％から約25％までであり、前記アルミナの含有量が約５
％から約35％までであることを特徴とするボディ。