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公開番号2025087554
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2024034481,2023201658
出願日2024-03-07,2023-11-29
発明の名称炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備
出願人大阪ガスケミカル株式会社
代理人個人,個人
主分類B01J 20/20 20060101AFI20250603BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】炭素質材料表面で分解可能な遊離残留塩素と、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等との除去性能を高いレベルで両立することが可能な炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備を提供すること。
【解決手段】本発明の炭素質材料は、よう素吸着量が1,300mg/g以上1,800mg/g以下であり、リアクティブブラック5価が1.0g/L以上6.0g/L以下であり、-196℃におけるN₂の吸着等温線からBET法によって求められる比表面積が1,100m²/g以上1,700m²/g以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
よう素吸着量が１，３００ｍｇ／ｇ以上１，８００ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が１．０ｇ／Ｌ以上６．０ｇ／Ｌ以下であり、－１９６℃におけるＮ
２
の吸着等温線からＢＥＴ法によって求められる比表面積が１，１００ｍ
２
／ｇ以上１，７００ｍ
２
／ｇ以下である、炭素質材料。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した１．００ｎｍ以下の細孔容積（Ａ）と、－１９６℃におけるＮ
２
の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められるメソ孔の細孔容積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が１．０以上４．０以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項３】
メソ孔の割合が４．８％以上１５．０％以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項４】
－１９６℃におけるＮ
２
の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められるメソ孔の細孔容積が０．０６ｃｍ
３
／ｇ以上０．３０ｃｍ
３
／ｇ以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項５】
－１９６℃におけるＮ
２
の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められる全細孔容積が０．２５ｃｍ
３
／ｇ以上１．００ｃｍ
３
／ｇ以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項６】
タッピング法により測定される充填密度が０．３０ｇ／ｍＬ以上０．５０ｇ／ｍＬ以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項７】
水中で、少なくとも、遊離残留塩素及び陰イオン界面活性剤の除去に用いられる、請求項１～６のいずれか一項に記載の炭素質材料。
【請求項８】
原料を炭化して炭化物を得る炭化工程と、
前記炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程と、を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の炭素質材料の製造方法。
【請求項９】
前記賦活物を洗浄する洗浄工程を更に含む、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記原料が、ヤシ殻である、請求項８に記載の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
家庭用浄水器は、水道水中の有害物質を除去するために広く利用されている。そのような有害物質のうち、遊離残留塩素が、家庭用浄水器の家庭用品品質表示法にて除去対象物質として指定されており、水道水中から除去されることが望まれている。
【０００３】
遊離残留塩素を除去するために、家庭用浄水器には、通常、活性炭や金属亜硫酸塩が用いられる。例えば、特許文献１において、細孔径が０．６７９ｎｍ以上０．７３３ｎｍ以下である、小さな細孔径を多く有する活性炭が記載されており、そのような細孔径を有することで、活性炭の細孔内に遊離残留塩素を捕捉する性能が向上させることが記載されている。特許文献２には、金属亜酸化物を含む遊離残留塩素の除去剤が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１５７２４２号公報
特開２００４－１１３８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが近年、家庭用浄水器では、浄水器本体の小型化などの要求が高まり、活性炭の高除去性能化が求められている。特に、２０１９年には、家庭用浄水器におけるＪＩＳ試験法が改定され、新たなＪＩＳＳ３２０１：２０１９において、除去対象物質が５品種追加された。これにより、従来よりも多種類の有害物質を除去する家庭用浄水器が望まれている。
【０００６】
特許文献１に記載の活性炭では、細孔径を所定の範囲に設定してミクロ孔の制御を行うことで、遊離残留塩素に対する高い除去性能を実現しているが、大きな細孔については制御されていない。そのため、その活性炭では、新たに追加された陰イオン界面活性剤等の比較的大きな有機物に対して、高い吸着性能を有さず、多種類の有害物質を除去することができない。
【０００７】
また、特許文献２に記載の除去剤では、金属亜硫酸塩が奏する還元作用を利用して、遊離残留塩素に対する高い除去性能を実現しているが、その除去剤は、細孔を持たない。そのため、その除去剤においても、陰イオン界面活性剤等に対する吸着性能を有さず、多種類の有害物質を除去することができない。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、炭素質材料表面で分解可能な遊離残留塩素と、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等との除去性能を高いレベルで両立することが可能な炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を解決するために鋭意研究を重ねた結果、よう素吸着量、リアクティブブラック５価、及び比表面積が、それぞれ特定の範囲にある炭素質材料が、炭素質材料表面で分解可能な遊離残留塩素と、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等との除去性能を高いレベルで両立することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、以下の実施態様を含む。
［１］よう素吸着量が１，３００ｍｇ／ｇ以上１，８００ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が１．０ｇ／Ｌ以上６．０ｇ／Ｌ以下であり、－１９６℃におけるＮ
２
の吸着等温線からＢＥＴ法によって求められる比表面積が１，１００ｍ
２
／ｇ以上１，７００ｍ
２
／ｇ以下である、炭素質材料。
（【００１１】以降は省略されています）

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