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WO2006019013A1 - 蒸散燃料ガス吸着材とその製造方法 - Google Patents

蒸散燃料ガス吸着材とその製造方法 Download PDF

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WO2006019013A1
WO2006019013A1 PCT/JP2005/014582 JP2005014582W WO2006019013A1 WO 2006019013 A1 WO2006019013 A1 WO 2006019013A1 JP 2005014582 W JP2005014582 W JP 2005014582W WO 2006019013 A1 WO2006019013 A1 WO 2006019013A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel gas
gas adsorbent
activated carbon
vaporized fuel
transpiration
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2005/014582
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshifumi Egawa
Takanori Kitamura
Susumu Abe
Shizuo Ishimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Chemical Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Chemical Co Ltd filed Critical Kuraray Chemical Co Ltd
Priority to US11/572,195 priority Critical patent/US20070277788A1/en
Priority to JP2006531653A priority patent/JPWO2006019013A1/ja
Publication of WO2006019013A1 publication Critical patent/WO2006019013A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0854—Details of the absorption canister
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
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    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
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    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3291—Characterised by the shape of the carrier, the coating or the obtained coated product
    • B01J20/3293—Coatings on a core, the core being particle or fiber shaped, e.g. encapsulated particles, coated fibers

Definitions

  • the present invention relates to a transpiration fuel gas adsorbent and a method for producing the same. More specifically, a vaporized fuel gas adsorbent formed by mixing microcapsules encapsulating substances that absorb and release heat due to phase change and activated carbon, and having an average pore diameter of 50 nm or more. lOOOnm volume of pores is not less 0.3 ml (mL) / g or more, and the half width of G band peak of D-band and 1580 cm _ 1 near 1360 cm _ 1 near the Raman spectroscopy, respectively 100Cm- 1 or more Relates to a transpiration fuel gas adsorbent and a method for producing the same.
  • Background art
  • a vaporized fuel gas is adsorbed using a porous adsorbent such as activated carbon, and is used as a canister mounted on an automobile.
  • a porous adsorbent such as activated carbon is used.
  • a vaporized fuel collecting device in which a solid heat storage material having a specific heat larger than that of the activated carbon is dispersed and mixed in the activated carbon.
  • the solid heat storage material a metal material, various ceramics, and glass are used. Inorganic materials are used (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 the evaporative fuel collector described here utilizes sensible heat. Therefore, since it is thermally disadvantageous compared with the amount of heat required to improve adsorption / desorption, it is necessary to mix a large amount of solid heat storage material in order to increase the effect. As a result, there is a problem that the ratio of activated carbon is relatively lowered, and even if the temperature problem during adsorption / desorption is solved, the total adsorption amount is not improved.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-36962
  • Patent Document 2 an evaporative fuel collecting device using an adsorbent that combines a porous material containing a latent heat storage material that preferably operates at a temperature of 50 to 70 ° C. and an active charcoal is known ( Patent Document 2
  • Patent Document 3 It is also known to use a latent heat storage type adsorbent made of a heat storage material and an adsorbent in which a substance that absorbs and releases latent heat in response to temperature changes is enclosed in a microcapsule.
  • Patent Documents 2 and 3 it is possible to prevent performance degradation due to heat entering and exiting due to adsorption / desorption, that is, temperature increase due to heat generation during adsorption and temperature decrease due to heat absorption during desorption. Therefore, it is expected to be useful for improving the performance of canisters that generate heat in and out with adsorption and desorption.
  • Patent Document 2 Japanese Utility Model Publication No. 63-057351
  • Patent Document 3 International Publication WO 03/106833 A1 Publication
  • the adsorbents using the microcapsules described in Patent Documents 2 and 3 use a phase change material that absorbs and releases latent heat according to temperature as the heat storage material, so a small amount of heat storage material is used. It is expected to produce an effect by mixing. However, even if the liquid in which the microcapsules are dispersed and the adsorbent are uniformly mixed and dried, the pores of the adsorbent are blocked during use, reducing the adsorption performance, and encapsulating the heat storage material by vibration, etc. There is a practical problem such that the microphone mouth capsule and the adsorbent are separated and the original heat-absorbing / heating capability cannot be achieved.
  • Patent Document 3 proposes a method in which a microcapsule enclosing a powdered heat storage material and an adsorbent are mixed and compression-molded. According to this method, the heat storage material and the adsorbent are in close contact with each other. It seems to be effective from the viewpoint of heat transfer efficiency. However, when compression molding The capsule may be destroyed and the heat storage component may leak out.Therefore, it is necessary to lower the molding pressure in order to mold the microcapsule without destroying it. As a result, the temperature problem during adsorption / desorption is solved. Even so, the amount of activated carbon per unit volume will decrease, so the total amount of adsorption will not increase.
  • the object of the present invention is to prevent the temperature increase and temperature decrease associated with the absorption and desorption of the vaporized fuel gas, maintain the adsorption / desorption performance of the adsorbent stably, and leak the heat storage component.
  • An object of the present invention is to provide a high-density vaporized fuel gas adsorbent and a method for producing the same. Means for solving the problem
  • the present inventors diligently pay attention to the pore volume of a specific pore diameter of activated carbon that achieves the above object and the half-value widths of the D band and G band peak of a specific wavelength in Raman spectroscopic analysis.
  • the present invention has been reached through repeated studies. That is, the present invention is a vaporized fuel gas adsorbent formed by integrally mixing a micro cab cell enclosing a substance that absorbs and releases heat by phase change (hereinafter abbreviated as a latent heat storage body) and activated carbon. Te, the average pore diameter of 50nm or more lOOOnm or less of the pore volume of the activated carbon is not less 0.
  • l SeOcnT 1 near the Raman spectroscopy D band and ⁇ ⁇ 1 near the G band peak half of It is a vaporized fuel gas adsorbent characterized by a value range of lOOcnT 1 or more.
  • granular or powdery microcapsules encapsulating powdered activated carbon and a latent heat storage are mixed in a solution mainly composed of latex, carboxymethylcellulose and water. This is a method for producing a vaporized fuel gas adsorbent that is wet-formed and dried.
  • a microcapsule enclosing a latent heat storage element, a pore volume of an average pore diameter of 50 nm or more and lOOOnm or less is 0.3 mLZg or more, and in the vicinity of l SeOcnT 1 in Raman spectroscopic analysis.
  • D-band and ⁇ ⁇ 1 half-value width near the G band peak each LOOcnT 1 or more activated carbon and molded integrally by mixing the an evaporated fuel gas adsorbent can provide a manufacturing method thereof.
  • the transpiration fuel gas adsorbent of the present invention the heat generated with the absorption and desorption of the transpiration fuel gas can be efficiently managed. It is possible to maintain the performance of the dressing material at a high level, and it is preferably used for a canister or the like.
  • the latent heat storage body used in the present invention is 10 ° C ⁇ 100 ° C, more preferably
  • organic compound that changes phase at 20 ° C to 70 ° C.
  • organic compounds include hydrocarbon compounds such as decane, dodecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, octadecane, eicosane, and paraffin, and higher alcohols such as laurinolic alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, eicosanol, and seryl alcohol.
  • Higher fatty acids such as lauric acid, myristic acid, stearic acid, oleic acid and behenic acid, glycerides, amides such as propionamide, polyethylene glycols such as PEG400, PEG600, PEG1000, PEG2000, PEG4000, PEG600 0, phenol Examples thereof include phenols, and mixtures thereof.
  • a compound having a melting point higher than the melting point of the heat storage body may be included in the heat storage body.
  • the content of such a high melting point compound is preferably 0.5 to 30% by weight, more preferably 1 to 15% by weight, based on the heat storage body.
  • the high melting point compound include aliphatic hydrocarbon compounds, aromatic compounds, sterols, carboxylic acids, alcohols, amides and the like.
  • the combination of the latent heat storage body and the high melting point compound are as follows.
  • the high melting point compound is cetyl alcohol, stearyl alcohol, eicosanol, myristic acid, behen. It may contain acid and stearamide. Two or more of these high melting point compounds may be used in combination.
  • Substances other than the above that may be included to prevent the supercooling phenomenon of the latent heat storage body include fine particles of inorganic compounds such as talc, silica, titanium dioxide, calcium silicate, antimony trioxide, Examples thereof include fine particles of organic acid salts such as magnesium stearate and sodium benzoate.
  • inorganic compounds such as talc, silica, titanium dioxide, calcium silicate, antimony trioxide
  • organic acid salts such as magnesium stearate and sodium benzoate.
  • a known microcapsule may be used for enclosing the latent heat storage body. However, it should be used that the latent heat storage body easily leaks when the latent heat storage body reaches the melting temperature. It is.
  • a microcapsule manufactured by Mitsubishi Paper Industries Co., Ltd. or Osaka Gas Co., Ltd. can be used as the microcapsule in which the latent heat storage body is enclosed, but other heat storage materials are microcapsulated with a polymer film material. It is also possible to use a heat storage capsule in which an organic latent heat storage material is absorbed in polyolefin and the surface is coated with a resin.
  • the latent heat of a micropower cell encapsulating a latent heat storage body is preferably 80 mj / mg or more, more preferably 100 mj / mg or more.
  • the latent heat here means that the apparent latent heat of the entire microcapsule enclosing the latent heat accumulator can be easily measured with a Les, Les, or differential scanning calorimeter.
  • the microcapsules enclosing the latent heat storage body are mixed with activated carbon and formed into a single piece.
  • the carbonaceous material used as the raw material for the activated carbon can be widely selected from plant-based, mineral-based, natural and synthetic materials that are not particularly limited as long as activated carbon is formed by activation.
  • plant-based carbonaceous materials include timber, charcoal, and coconut shells, mineral-based carbonaceous materials such as petroleum-based and / or coal-based pitches, coatas, and natural materials such as cotton and hemp.
  • Natural fibers such as rayon, regenerated fibers such as rayon and viscose rayon, semi-synthetic fibers such as acetate and triacetate, and synthetic materials such as polyamides such as nylon, polybulal alcohols such as vinylon, polyacrylonitriles such as talyl, Examples thereof include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyurethanes, phenolic resins, and salt-bullable resins.
  • the shape of the carbonaceous material and the activated carbon obtained by activating the carbonaceous material is not particularly limited, and various shapes such as a granular shape, a powdery shape, a fibrous shape, and a sheet shape can be used.
  • Examples of carbonaceous materials in the form of fibers or sheets include natural cellulose fibers such as cotton, regenerated cellulose fibers such as viscose rayon and polynosic rayon, pulp fibers, polyvinyl alcohol fibers, ethylene vinyl alcohol fibers, and phenol fibers. Examples thereof include woven or non-woven fabrics such as synthetic fibers, films, felts, and sheet-like materials.
  • the carbonaceous material is carbonized and activated to become activated carbon, and as the carbonization conditions, for example, conditions such as processing at 300 ° C or higher while flowing a small amount of inert gas through a batch rotary kiln should be adopted. Can do.
  • the activation method any activation method such as gas activation or drug activation may be used. Examples of the gas used in the gas activation method include water vapor, carbon dioxide gas, oxygen, LPG combustion exhaust gas, or a mixed gas thereof. These activation temperatures are usually performed by raising the temperature to 300 ° C to 1200 ° C, preferably 900 ° C.
  • Drugs used in the method based on drug activation include acids such as sulfuric acid, phosphoric acid and nitric acid, and metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, calcium hydroxide and magnesium hydroxide. And metal salt such as calcium chloride and zinc chloride.
  • acids such as sulfuric acid, phosphoric acid and nitric acid
  • metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, calcium hydroxide and magnesium hydroxide.
  • metal salt such as calcium chloride and zinc chloride.
  • Activated carbon obtained from various carbonaceous materials is mixed with a microcapsule enclosing a latent heat storage body and molded integrally.
  • the central particle size of the activated carbon is 1 to 100 ⁇ . It is desirable to be.
  • the method for pulverizing the activated carbon is not particularly limited, and a known pulverization means may be used.
  • the activated carbon the same kind of activated carbon may be used alone or different kinds of activated charcoal may be used in combination as long as the above pore volume and Raman spectroscopic analysis values are satisfied. Further, activated carbons obtained by different activation methods may be mixed and used. When using a mixture of different activated carbons, it is recommended to use at least 50% of the activated carbons made from plant carbonaceous materials.
  • significant feature of the present invention has an average pore diameter of 50nm or more lOOOnm following pore volume measured by mercury porosimetry as activated carbon 0. 3 mL / g or more, and of 1360 cm _ 1 near the Raman spectroscopic analysis D half-width of the band and 1580 cm _ 1 near the G-band peak is on the use of each 100Cm- 1 or activated carbon.
  • activated carbon By using such activated carbon, a vaporized fuel gas adsorbent that is in close contact with the latent heat storage body can be obtained, and compression can be performed without leaking the heat storage body from the microcapsules enclosing the latent heat storage body. Since it can be shaped, a transpiration fuel gas adsorbent with excellent heat transfer efficiency can be obtained.
  • the activated carbon used in the present invention should have a high butane working capacity (BWC). If the BWC is too small, the heat generation during adsorption of the vaporized fuel gas and the heat absorption during desorption are low. Since the effect of the latent heat accumulator may be difficult to develop, it is desirable that the value measured according to ASTM-D5228 is 9 or more. In the following, BWC measured in accordance with ASTM-D5228 is referred to as BWC / ASTM to distinguish it from BWC described later.
  • the method of mixing and molding the microcapsules encapsulating the latent heat storage body and activated carbon is not particularly limited, and it may be formed using a normal briquette machine, extrusion molding machine, etc., but the share is more than necessary. Since the microcapsules may break, it is better to mold using a tableting machine, ring die separator, or plunger type extruder.
  • the binder used at the time of molding has a high adhesive ability and does not inhibit the adsorption performance of activated carbon, and the amount of binder used is as small as possible.
  • the transpiration fuel gas adsorbent of the invention can be obtained.
  • emulsions include, but are not limited to, butyl emulsion of acetate, butyl acetate, ethylene copolymer emulsion, polybutadiene emulsion, polychlorinated butadiene emulsion, NBR latex, copolymer nylon and copolymer polyester emulsion. Among them, those having resistance to fuel are preferable. These emulsions may be used alone or in combination of two or more. Of these, NBR latex is preferred. In order to improve the lubricity at the time of molding, it is preferable to use carboxymethyl cellulose (CMC) or the like together.
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • the mixing ratio of the emulsion is as small as possible if sufficient strength can be maintained, but preferably 65 parts by weight to 85 parts by weight of activated carbon / 80 parts by weight to 150 parts by weight of water and 5 parts by weight of Z latex.
  • the vaporized fuel gas adsorbent of the present invention can be obtained by mixing at 30 to 30 parts by weight / CMC 0.5 to 5 parts by weight and drying at 80 to 120 ° C.
  • the content of the latent heat storage body is not sufficient, and if it is too large, the amount of activated carbon is insufficient, resulting in insufficient adsorption. Even if this temperature problem is solved, the amount of adsorption does not increase as a whole. Therefore, the content is preferably 5% by weight to 40% by weight, preferably 10% by weight to 30% by weight.
  • the apparent latent heat as a molded vaporized fuel gas adsorbent is 20 mj / mg or more, more preferably 30 mj / mg. The above is preferred.
  • the latent heat here refers to the apparent latent heat of the entire vaporized fuel gas adsorbent in which the microcapsules enclosing the latent heat storage body and activated carbon are integrally formed, and can be easily measured by a differential scanning calorimeter. it can.
  • the average particle size of the transpiration fuel gas adsorbent is preferably 0.5 to 5 mm because it is practical and easy to handle.
  • the pore volume of activated carbon of 50 nm or more and lOOOnm or less was measured in the range of mercury pressure 1.35 psia to 60,000 psia with a pore size distribution measuring device (AUTOPORE IV) manufactured by Shimadzu Corporation.
  • West bacon one company made of wood-based activated carbon BAX1500 (macropore volume 0. 5mLZg, D bands of half width 236cm _ 1, G band half width 125cm _1, BWC / ASTM 15) manufactured by a metal lined with a heat insulating material Filled into a canister, 99% n-butane was supplied at 25 ° C at 1 L / min up-flow, adsorbed on the vaporized fuel gas adsorbent, and stopped when the n-butane concentration at the outlet reached 3 OOOppm . Next, air was flowed down at 15 L / min for 20 minutes at room temperature, and n-butane was desorbed.
  • BAX1500 macropore volume 0. 5mLZg, D bands of half width 236cm _ 1, G band half width 125cm _1, BWC / ASTM 15
  • This adsorption / desorption operation was repeated 10 times, and the BWC was calculated from the average value of the 8th to 10th n-butane adsorption amount and desorption amount, and found to be 60.0 g /.
  • the packing density was 0.310 g / mL.
  • a mixture of Westwood Co., Ltd.'s wood-based activated carbon BAX1500 used in Reference Example 1 is mixed with 100g, 120g of water, Emarzillon (Nihon Carbite Industries Co., Ltd. Nifengsol sol FX— 6074) and CMC3g.
  • the activated carbon pellets having a diameter of 2 to 3 mm0> were obtained by extrusion molding with a jar type extruder.
  • the obtained activated carbon pellets were dried at 120 ° C, filled in a canister as in Reference Example 1 and measured for BWC, and the result was 62. lg / L.
  • the packing density was 0.393 g / mL.
  • Pika's wood activated carbon FX1135 (macro pore volume 0.35mL / g, D band half width 216cm—G band half width 105cm—BWC / ASTM 10.8) was filled into the canister as in Reference Example 1. It was 45.6 gZL when BWC was measured. The packing density was 0.226 g / mL.
  • the BWC of the activated carbon pellet obtained in the same manner as in Reference Example 2 after pulverizing the Pika wood activated carbon FX1135 used in Reference Example 3 was 47.0 g / L.
  • the filling density was 0.298 g / mL.
  • Reference Example 5 Coal-based activated carbon 3GX manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd. (macropore volume 0.5 ml / g, D band half width 82 cm—G band half width 62 cm—BWC / ASTM 14.9) was used as the activated carbon Reference Example 1
  • the canister was filled and the BWC was measured to be 58.5 g ZL.
  • the packing density was 0.338 g / mL.
  • the BWC of the activated carbon pellets obtained by pulverizing the coal-based activated carbon 3GX manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd. used in Reference Example 5 and molding in the same manner as in Reference Example 2 was 54.7 g / L.
  • the packing density was 0.340 g / mL.
  • the microcapsule-containing transpiration fuel gas adsorbent having a diameter of 2 to 3 mm ⁇ was obtained by extrusion molding.
  • the resulting transpiration fuel gas adsorbent had a latent heat of 35 mj / mg and a packing density of 0.387 g / mL.
  • a transpiration fuel gas adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1 except that 35 g of microcapsules 35 g of Mitsubishi Paper Industries, Ltd. used in Example 1 and 65 g of BAX1500 were ground.
  • the resulting vaporized fuel gas adsorbent had a latent heat of 55 mjZmg, a packing density of 0.393 g / mL, BWC of 66.8 gZL, and BWC improved by 8%.
  • Example 3 A vaporized fuel gas adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1 except that 15 g of microcapsules manufactured by Mitsubishi Paper Industries, Ltd. used in Example 1 and 85 g of BAX1500 were ground.
  • the resulting vaporized fuel gas adsorbent had a latent heat of 24 mjZmg, a packing density of 0.371 g / mL, a BWC of 68.4 g / L, and a 10% improvement in BWC.
  • a vaporized fuel gas adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1, except that Pika wood activated carbon FX1135 was used as the activated carbon.
  • the resulting vaporized fuel gas adsorbent had a latent heat of 33 mj / mg, a packing density of 0 ⁇ 318 g / mL, a BWC of 55.6 g / L, and an increase of 18% in BWC.
  • a vaporized fuel gas adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1 except that the activated carbon 3GX produced by Kuraray Chemical Co., Ltd. was used as the activated carbon.
  • the obtained vaporized fuel gas adsorbent had a latent heat of 29.9 mj / mg, a packing density of 0-368 g / mL, and a BWC of 56.5 g / L.
  • the improvement of BWC was at most about 3%, which was rather lower than the activated carbon before pulverization.
  • the present invention it is possible to provide a vaporized fuel gas adsorbent that is excellent in volumetric efficiency and can exhibit stable performance.
  • the transpiration fuel gas adsorbent of the present invention the heat generated as a result of adsorption / desorption of the transpiration fuel gas can be efficiently managed, so that extra equipment for temperature adjustment and expensive additives are used. Therefore, it is possible to achieve high-efficiency evaporative fuel gas absorption with low volume.
  • the adsorbent of the present invention has a high function as an adsorbent for preventing transpiration fuel, and is particularly suitable for use in canisters and ORVR because it can efficiently prevent transpiration fuel from vehicles.

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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

　蒸散燃料ガスの吸脱着に伴う温度上昇及び温度降下を防止し、吸着材の吸脱着性能を安定に維持することができ、蓄熱成分が漏れ出すことのない高密度の蒸散燃料ガス吸着材とその製造方法を提供すること。相変化により熱の吸収及び放出を生じる物質を封入したマイクロカプセルと、平均細孔直径５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の細孔容積が０．３ミリリットル／ｇ以上であり、且つラマン分光分析における１３６０ｃｍ－１近傍のＤバンド及び１５８０ｃｍ－１近傍のＧバンドピークの半値幅が各々１００ｃｍ－１以上の活性炭とを混合して一体成形した蒸散燃料ガス吸着材とその製造方法により上記課題を達成することができる。    

Description

明 細 書
蒸散燃料ガス吸着材とその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は蒸散燃料ガス吸着材とその製造方法に関する。さらに詳しくは、相変化に より熱の吸収及び放出を生じる物質を封入したマイクロカプセルと活性炭とを混合し て一体成形した蒸散燃料ガス吸着材であって、該活性炭の平均細孔直径 50nm以 上 lOOOnm以下の細孔容積が 0. 3ミリリットル (mL) /g以上であり、且つラマン分光 分析における 1360cm_ 1近傍の Dバンド及び 1580cm_ 1近傍の Gバンドピークの半 値幅が各々 100cm—1以上である蒸散燃料ガス吸着材とその製造方法に関する。 背景技術
[0002] 従来から、活性炭等の多孔質吸着材を用いて蒸散燃料ガスを吸着させることが知 られており、キヤニスターとして自動車に搭載して使用されているが、活性炭等の多 孔質吸着材を蒸散燃料ガス吸着材として使用した場合には本質的に次のような問題 がある。すなわち、蒸散燃料ガスに対する吸着材の吸着性能は吸着材の温度が低 レ、ほど向上し、一方脱着性能は吸着材温度が高いほど向上する。
[0003] しかしながら、 自動車などにおいて生じる蒸散燃料ガスを活性炭等の多孔質吸着 材で吸着すると吸着熱により発熱するため吸着性能は低下傾向となり、逆に脱着す る際は吸熱するため脱着性能は低下傾向となる。したがって、活性炭等の多孔質吸 着材をそのまま蒸散燃料ガス吸着材として使用すると、活性炭の吸脱着性能が充分 に発揮されず非効率的である。 このような問題を解決する一つの方法として、水等 の媒体を流すことにより温度をコントロールする方法がある。
[0004] し力しながら、この方法によれば、媒体の近傍は温度コントロールが容易であるが、 吸着材の熱伝導率は低いため吸着材の内部まで温度をコントロールするには時間を 要する。また、媒体を流すための設備及び運転のためのユーティリティーも必要であ る。
[0005] また、活性炭内に活性炭よりも比熱の大きい固体蓄熱材を分散して混入させた蒸 発燃料捕集装置が知られており、固体蓄熱材として金属材料や各種セラミック、ガラ ス、無機材料が使用されている（特許文献 1)。しかしながら、ここに記載の蒸発燃料 捕集装置は顕熱を利用するものである。したがって、吸脱着を改善するために要する 熱量に比べて熱的に不利となるので、効果を上げるためには多量の固体蓄熱材を混 入させる必要がある。その結果、相対的に活性炭の比率が低下し、吸脱着時の温度 の問題は解決してもトータルとしての吸着量は改善されないという問題がある。
特許文献 1 :特開昭 64— 36962号公報
[0006] 更に、好ましくは 50〜70°Cの温度で動作する潜熱蓄熱材を含ませた多孔質体と活 性炭を組み合わせた吸着材を用いた蒸発燃料捕集装置が知られており（特許文献 2
)、温度変化に応じて潜熱の吸収及び放出を生じる物質をマイクロカプセルに封入し た蓄熱材と吸着材からなる潜熱蓄熱型吸着材をキヤニスターに使用することも知られ ている（特許文献 3)。特許文献 2及び 3に開示された吸着材によれば、吸脱着に伴う 熱の出入りによる性能低下、すなわち吸着時の発熱による温度上昇及び脱着時の吸 熱による温度降下を防止することができるので、吸脱着に伴い熱の出入りを生じるキ ヤニスターの性能向上に有用であることが想定される。
特許文献 2 :実開昭 63— 057351号公報
特許文献 3 :国際公開 WO 03/106833 A1公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 特許文献 2及び 3に記載されたマイクロカプセルを用いた吸着材は、温度に応じて 潜熱の吸収及び放出を生じる相変化物質を蓄熱材として使用しているため少量の蓄 熱材を混入させることにより効果を発現することが期待される。し力しながら、マイクロ カプセルを分散させた液と吸着材とを均一に混合し乾燥しただけでは使用時に吸着 材の細孔が閉塞され、吸着性能が減少したり、振動等により蓄熱材を封入したマイク 口カプセルと吸着材が分離してしまい本来の吸発熱能力を発揮できなくなるなど実用 上の問題がある。
[0008] 特許文献 3には粉末状の蓄熱材を封入したマイクロカプセルと吸着材を混合して圧 縮成形する方法も提案されており、この方法によれば蓄熱材と吸着材が密着すること により伝熱効率の観点から有効であると思われる。しかながら、圧縮成形時にマイクロ カプセルが破壊され蓄熱成分が漏れ出す恐れがあり、したがって、マイクロカプセル を破壊しなレ、ように成形するためには成形圧力を低下させる必要があり、結果として 吸脱着時の温度の問題は解決しても単位体積あたりの活性炭量が減少するためトー タルとしての吸着量は依然として増加しない。
[0009] したがって、本発明の目的は、蒸散燃料ガスの吸脱着に伴う温度上昇及び温度降 下を防止し、吸着材の吸脱着性能を安定に維持することができ、蓄熱成分が漏れ出 すことのない高密度の蒸散燃料ガス吸着材とその製造方法を提供することにある。 課題を解決するための手段
[0010] 本発明者らは上記目的を達成すベぐ活性炭の特定の細孔直径における細孔容 積とラマン分光分析における特定波長の Dバンド及び Gバンドピークの半値幅に着 目して鋭意検討を重ね本発明に到達した。すなわち、本発明は、相変化により熱の 吸収及び放出を生じる物質（以下、潜熱蓄熱体と略記する）を封入したマイクロカブ セルと活性炭とを混合して一体成形した蒸散燃料ガス吸着材であって、該活性炭の 平均細孔直径 50nm以上 lOOOnm以下の細孔容積が 0. 3mL/g以上であり、且つ ラマン分光分析における l SeOcnT1近傍の Dバンド及び Ι δδΟοπ 1近傍の Gバンド ピークの半値幅が各々 lOOcnT1以上であることを特徴とする蒸散燃料ガス吸着材で ある。
[0011] また、本発明のもう一つの発明は、粉末状の活性炭と潜熱蓄熱体を封入した粒状 又は粉状のマイクロカプセルをラテックス、カルボキシメチルセルロース及び水を主成 分とする溶液中で混合して湿式成形し乾燥する蒸散燃料ガス吸着材の製造方法で ある。
発明の効果
[0012] 本発明により、潜熱蓄熱体を封入したマイクロカプセルと、平均細孔直径 50nm以 上 lOOOnm以下の細孔容積が 0. 3mLZg以上であり、且つラマン分光分析におけ る l SeOcnT1近傍の Dバンド及び Ι δδΟοπ 1近傍の Gバンドピークの半値幅が各々 lOOcnT1以上の活性炭とを混合して一体成形した蒸散燃料ガス吸着材とその製造 方法を提供することができる。本発明の蒸散燃料ガス吸着材によれば、蒸散燃料ガ スの吸脱着に伴って生じる熱を効率的に管理することができるので蒸散燃料ガス吸 着材の性能の高度保持が可能となり、キヤニスターなどに好ましく使用される。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 本発明において使用される潜熱蓄熱体としては、 10°C〜100°C、より好ましくは
20°C〜70°Cで相変化する有機化合物を使用するのがエネルギー効率の点から好 ましい。このような有機化合物としてはデカン、ドデカン、テトラデカン、ペンタデカン、 へキサデカン、ォクタデカン、エイコサン、パラフィンなどの炭化水素化合物、ラウリノレ アルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、エイコ サノール、セリルアルコールなどの高級アルコール、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリ ン酸、ォレイン酸、ベヘン酸などの高級脂肪酸やこのグリセリド、プロピオンアミドなど のアミド類、 PEG400, PEG600、 PEG1000、 PEG2000、 PEG4000、 PEG600 0などのポリエチレングリコール類、フエノールなどのフエノール類、これらの混合物等 を例示することができる。
[0014] 潜熱蓄熱体の過冷却現象を防止する為、その蓄熱体の融点よりも高い融点を有す る化合物を蓄熱体に含有させてもよい。このような高融点化合物の含有割合は、蓄 熱体に対して 0. 5〜30重量％とするのが好ましぐ 1〜： 15重量％とするのがさらに好 ましい。高融点化合物としては、例えば脂肪族炭化水素化合物、芳香族化合物、ヱ ステル類、カルボン酸類、アルコール類、アミド類などを挙げることができる。
[0015] さらに潜熱蓄熱体と高融点化合物との組み合わせの具体例を示すと、例えば潜熱 蓄熱体としてォクタデカンを用いた場合、高融点化合物としてセチルアルコール、ス テアリルアルコール、エイコサノール、ミリスチン酸、ベヘン酸、ステアリン酸アミドを含 有させるとよレ、。これらの高融点化合物は 2種類以上組み合わせて使用しても構わな い。
[0016] 潜熱蓄熱体の過冷却現象を防止するために含有させてもよい上記以外の物質とし ては、タルク、シリカ、二酸化チタン、珪酸カルシウム、三酸化アンチモン等の無機化 合物の微粒子、ステアリン酸マグネシウムや安息香酸ナトリウム等の有機酸塩の微粒 子等を例示することができる。潜熱蓄熱体としてポリエチレングリコール類を用いた場 合は特に降温結晶化温度の低下が著しいため、結晶化促進のためこれら過冷却現 象を防止する物質を添加することが好ましレヽ。 [0017] 潜熱蓄熱体を封入するためのマイクロカプセルは公知の物を使用すればよいが、 潜熱蓄熱体が溶融温度に達したときに容易に漏れ出さなレ、ものを使用すべきことは 勿論である。潜熱蓄熱体が封入されたマイクロカプセルとしては、例えば三菱製紙株 式会社製ゃ大阪瓦斯株式会社製のマイクロカプセルが使用可能であるが、その他 蓄熱材を高分子膜材料でマイクロカプセルィ匕したものや、ポリオレフイン等に有機系 潜熱蓄熱体を吸収させ表面を樹脂コートした蓄熱カプセルのようなものも使用可能で ある。
[0018] 実用上充分な熱量を吸収、放出する必要性から、潜熱蓄熱体を封入したマイクロ力 プセルの潜熱は 80mj/mg以上が好ましぐ 100mj/mg以上がさらに好ましい。こ こでいう潜熱とは潜熱蓄熱体を封入したマイクロカプセル全体の見かけ上の潜熱を レ、レ、、示差走査熱量計により容易に測定することができる。
[0019] 本発明において、潜熱蓄熱体を封入したマイクロカプセルは活性炭と混合して一 体成形される。活性炭の原料となる炭素質材料としては、賦活することによって活性 炭を形成するものであればとくに制限はなぐ植物系、鉱物系、天然素材及び合成 素材などから広く選択することができる。具体的には、植物系の炭素質材料として、 木材、木炭、ヤシ殻などの果実殻、鉱物系の炭素質材料として、石油系及び/又は 石炭系ピッチ、コータス、天然素材として、木綿、麻などの天然繊維、レーヨン、ビスコ ースレーヨンなどの再生繊維、アセテート、トリアセテートなどの半合成繊維、合成素 材として、ナイロンなどのポリアミド系、ビニロンなどのポリビュルアルコール系、アタリ ルなどのポリアクリロニトリル系、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフイン系、 ポリウレタン、フエノール系樹脂、塩ィ匕ビュル系樹脂などを例示することができる。な かでも、マクロ孔を原料段階で多く有する点で植物系の炭素質材料を使用するのが 好ましい。
[0020] 炭素質材料及び該炭素質材料を賦活して得られる活性炭の形状はとくに限定され るものではなぐ粒状、粉状、繊維状、シート状など種々の形状のものを使用すること ができる。繊維状又はシート状の炭素質材料としては、木綿などの天然セルロース繊 維、ビスコースレーヨン、ポリノジックレーヨンなどの再生セルロース繊維、パルプ繊維 、ポリビエルアルコール繊維、エチレンビニルアルコール繊維、フエノール繊維などの 合成繊維などの織布又は不織布、フィルム、フェルト、シート状物を例示することがで きる。
[0021] 炭素質材料は炭化、賦活されて活性炭となるが、炭化条件としては、例えば回分式 ロータリーキルンに少量の不活性ガスを流しながら 300°C以上で処理するなどの条 件を採用することができる。賦活方法としては、ガス賦活、薬剤賦活など如何なる賦 活方法を使用しても構わない。ガス賦活による方法において使用するガスとしては、 水蒸気、炭酸ガス、酸素、 LPG燃焼排ガス、又はこれらの混合ガスなどを挙げること ができる。これらの賦活温度は、通常 300°C〜1200°C、好ましくは 900°Cまで昇温 することによって実施される。
[0022] 薬剤賦活による方法において使用される薬剤としては、硫酸、燐酸、硝酸などの酸 、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化カルシウム、水酸化マ グネシゥムなどの金属水酸化物、塩ィヒカルシウム、塩化亜鉛などの金属塩ィヒ物など を挙げることができる。これらの賦活温度としては、使用する薬剤にもよる力 通常、 3 00°C〜800°Cの範囲で実施される。
[0023] 各種炭素質材料から得られた活性炭は潜熱蓄熱体を封入したマイクロカプセルと 混合され一体成形されるが、均一な混合を得るために活性炭の中心粒径は 1〜： 100 μ ηιであることが望ましい。活性炭を粉砕する方法については特に限定されず、公知 の粉砕手段を使用すればよい。活性炭としては前記した細孔容積及びラマン分光分 析値を満足すればよ 同一種類の活性炭を単独で使用してもよく異なる種類の活 性炭を混合して使用してもよい。また、異なる賦活方法によって得られた活性炭を混 合して使用しても構わない。異なる活性炭を混合して使用する場合は少なくとも 50% 以上を植物系の炭素質材料を原料とした活性炭とするのがよい。
[0024] 本発明における大きな特徴は、活性炭として水銀圧入法により測定された平均細 孔直径 50nm以上 lOOOnm以下の細孔容積が 0. 3mL/g以上で、且つラマン分光 分析における 1360cm_ 1近傍の Dバンド及び 1580cm_ 1近傍の Gバンドピークの半 値幅が各々 100cm—1以上の活性炭を使用することにある。このような活性炭を使用 することにより、潜熱蓄熱体と密着した蒸散燃料ガス吸着材とすることができるとともに 、潜熱蓄熱体を封入したマイクロカプセルから蓄熱体を漏れ出させること無く圧縮成 形できるので伝熱効率に優れた蒸散燃料ガス吸着材とすることができる。
[0025] 特定の細孔容積及びラマン分光分析値を満足する活性炭を用いることにより、伝熱 効率に優れた蒸散燃料ガス吸着材を得ることができる要因を必ずしも明確に説明す ることはできないが、炭素質材料自身が軟ら力べ圧縮成形時にマクロ孔をつぶすこと により密度が向上し且つ潜熱蓄熱体を封入したマイクロカプセルに必要以上の力が 力からないため蓄熱体を漏れ出させること無く圧縮成形できることが推定される。
[0026] 本発明に用いられる活性炭はブタンワーキングキャパシティ（BWC)が高いものが 望ましぐ BWCがあまり小さいと蒸散燃料ガス吸着時の発熱や脱着時の吸熱が少な レ、ことに起因して潜熱蓄熱体の効果が発現しにくいことがあるので、 ASTM— D522 8に準拠し測定された値が 9以上であるのが望ましい。以下、 ASTM— D5228に準 拠して測定した BWCを後述する BWCと区別して BWC/ASTMと記載する。
[0027] 次に蒸散燃料ガス吸着材の製造方法について説明する。潜熱蓄熱体を封入した マイクロカプセルと活性炭とを混合し成形する方法は特に限定されず、通常のブリケ ットマシン、押出成形機などを用いて成形すればよいが、必要以上にシェア一がかか るとマイクロカプセルが割れることがあるので、打錠成形機やリングダイスペレツター、 プランジャー式押出機を使用して成形するのがよい。
[0028] 成形時に使用するバインダーとしては接着能力が高ぐしかも活性炭の吸着性能を 阻害しないものが望ましぐバインダーの使用量は出来るだけ少量であることが好まし レ、。具体的には中心粒径力 S1〜： L00 x mの活性炭と、潜熱蓄熱体を封入した粒状又 は粉状のマイクロカプセル、バインダーとしてのェマルジヨン水溶液中で混合し湿式 成形して乾燥することにより本発明の蒸散燃料ガス吸着材を得ることができる。
[0029] ェマルジヨンとしては、例えば酢酸ビュルェマルジヨン、酢酸ビュル.エチレン共重 合体ェマルジヨン、ポリブタジエンェマルジヨン、ポリ塩化ビュルェマルジヨン、 NBR 系ラテックスや共重合ナイロンや共重合ポリエステル系ェマルジヨンなどが挙げられ るが燃料に対し耐性を持つものが好ましい。また、これらェマルジヨンは単独で使用 してもよいし 2種類以上組み合わせて使用しても構わなレ、。なかでも NBR系ラテック スが好ましレ、。成形時の潤滑性を向上させるためにカルボキシメチルセルロース（C MC)などを併用するのが好ましい。 [0030] ェマルジヨンの混合比率は十分な強度を保持できれば極力少量の使用に止めるの が望ましいが、好ましくは、活性炭 65重量部〜 85重量部/水 80重量部〜 150重量 部 Zラテックス 5重量部〜 30重量部/ CMC0. 5重量部〜 5重量部で混合し 80〜1 20°Cで乾燥することにより本発明の蒸散燃料ガス吸着材を得ることができる。
[0031] 本発明の蒸散燃料ガス吸着材において、潜熱蓄熱体の含有量は、あまり少ないと 蓄熱能力が十分ではなぐまたあまり多いと活性炭量が不十分であることにより結果と して吸脱着時の温度の問題は解決してもトータルとして吸着量は増加しないので、 5 重量％以上 40重量％以下、好ましくは 10重量％以上 30重量％以下とするのがよい 。また、蒸散燃料ガス吸着時の発熱や脱着時の吸熱を抑え吸脱着性能を向上させる ためには成形した蒸散燃料ガス吸着材としての見かけ上の潜熱が 20mj/mg以上、 更に好ましくは 30mj/mg以上が好ましレ、。
[0032] ここでいう潜熱とは潜熱蓄熱体を封入したマイクロカプセルと活性炭とを一体成形し た蒸散燃料ガス吸着材全体の見かけ上の潜熱をいい、示差走査熱量計により容易 に測定することができる。蒸散燃料ガス吸着材の平均粒径は 0· 5〜5mmとするのが 実用的で扱いやすく好ましい。以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する 力 本発明はこれらに限定されるものではない。
[0033] 潜熱蓄熱体の融点、融解熱、降温結晶化温度、結晶化熱はセイコーインスツルメン ッ株式会社、示差走查熱量計（EXSTAR6000 RDC220U)で昇温速度、降温速 度とも 5°CZ分で測定した。潜熱としては融解熱と結晶化熱の平均値で表示した。
[0034] 活性炭の 50nm以上 lOOOnm以下の細孔容積は株式会社島津製作所製細孔径 分布測定装置 (AUTOPORE IV)で水銀圧 1. 35psia〜6万 psiaの範囲で測定し た。
[0035] ラマンスぺタトノレの測定はカイザー製ラマン分光光度計 Holoprobe532を用いて 行レヽ（励起光： 532nmの Nd3+ :YAGレーザー、検出器： charge coupled device 、レーザーパワー： 4mW〜： 10mW)、 1360cm_ 1近傍の Dノ ンドピーク及び 1580c mcm_1近傍の Gバンドピークの半値幅を求めた。なお、 BWCは活性炭の種類に依 存する固有値であるので、以下の実施例及び比較例においては参考例と比較した 向上割合で示した。また、参考例 1、参考例 3、参考例 4及び参考例 5は各々活性炭 そのものの BWC及び充填密度であり、参考例 2、参考例 4及び参考例 6はこれらの 活性炭を粉砕後成形して BWC及び充填密度の変化を見たものである。
[0036] 参考例 1
ウェストベーコ一社製の木質系活性炭 BAX1500 (マクロ孔容積 0. 5mLZg、 Dバ ンドの半値幅 236cm_ 1、 Gバンドの半値幅 125cm_1、 BWC/ASTM 15)を断熱 材で内張りした金属製のキヤニスターに充填し、 25°Cで 99%の n—ブタンを 1L/分 、アップフローで供給し蒸散燃料ガス吸着材に吸着させ、出口の n—ブタン濃度が 3 OOOppmに達した時点で停止した。次いで、室温で空気を 15L/分、 20分ダウンフ ローで流し、 n—ブタンを脱着させた。この吸脱着操作を繰り返し 10回行い、第 8〜1 0回目の n—ブタンの吸着量及び脱着量の平均値力ら BWCを求めたところ 60. 0g/ であった。また、充填密度は 0. 310g/mLであった。
[0037] 参考例 2
参考例 1で使用したウェストベーコ一社製の木質系活性炭 BAX1500を粉碎したも のを 100g、水 120g、ェマルジヨン（日本カーバイト工業株式会社製二力ゾール FX— 6074) 20g及び CMC3gを混合しプランジャー式押出機で押出し成形し 2〜3mm0> の直径を有する活性炭ペレットを得た。得られた活性炭ペレットを 120°Cで乾燥後、 参考例 1と同様にキヤニスターに充填し BWCを測定したところ 62. lg/Lであった。 また、充填密度は 0. 393g/mLであった。
[0038] 参考例 3
ピカ社製の木質系活性炭 FX1135 (マクロ孔容積 0. 35mL/g、 Dバンドの半値幅 216cm— Gバンドの半値幅 105cm— BWC/ASTM 10. 8)を参考例 1と同様 にキヤニスターに充填し BWCを測定したところ 45. 6gZLであった。また、充填密度 は 0. 226g/mLであった。
[0039] 参考例 4
参考例 3で使用したピカ社製の木質系活性炭 FX1135を粉砕し参考例 2と同様に して得られた活性炭ペレットの BWCを測定したところ 47. 0g/Lであった。また、充 填密度は 0. 298g/mLであった。
[0040] 参考例 5 活性炭としてクラレケミカル株式会社製の石炭系活性炭 3GX (マクロ孔容積 0. 5m L/g、 Dバンドの半値幅 82cm— Gバンドの半値幅 62cm— BWC/ASTM 14 . 9)を使用し参考例 1と同様にキヤニスターに充填し BWCを測定したところ 58. 5g ZLであった。また、充填密度は 0. 338g/mLであった。
[0041] 参考例 6
参考例 5で使用したクラレケミカル株式会社製の石炭系活性炭 3GXを粉砕し参考 例 2と同様にして成形し得られた活性炭ペレットの BWCを測定したところ 54. 7g/L であった。また、充填密度は 0. 340g/mLであった。
[0042] 実施例 1
潜熱蓄熱体としてパラフィン系炭化水素を封入した三菱製紙株式会社製のマイクロ カプセル（融点 40. 2°C、降温結晶化温度 16. 7°C、潜熱 162mj/mg) 25gと、活性 炭として参考例 1で使用したウェストベーコ一社製木質系活性炭 BAX1500を粉砕し たもの 75g、水 120g、ェマルジヨン（日本カーバイト工業株式会社製二力ゾール FX — 6074) 20g及び CMC3gを混合しプランジャー式押出機で押出し成形し 2〜3mm φの直径を有するマイクロカプセル含有蒸散燃料ガス吸着材を得た。得られた蒸散 燃料ガス吸着材の潜熱は 35mj/mg、充填密度は 0. 387g/mLであった。
[0043] 該蒸散燃料ガス吸着材 1Lを断熱材で内張りした金属製キヤニスタ—に充填し、 25 °Cで 99%の n—ブタンを 1L/分、アップフローで供給し蒸散燃料ガス吸着材に吸着 させ、出口の n—ブタン濃度が 3000ppmに達した時点で停止した。次いで、室温で 空気を 15L/分、 20分ダウンフローで流し、 n—ブタンを脱着させた。この吸脱着操 作を繰り返し 10回行レ、、第 8〜： 10回目の n_ブタンの吸着量及び脱着量の平均値 力も BWCを求めたところ 70. Og/Lであり、 BWCが 13%向上した。
[0044] 実施例 2
実施例 1で使用した三菱製紙株式会社製のマイクロカプセル 35gと BAX1500を粉 砕したもの 65gを使用する以外は実施例 1と同様にして蒸散燃料ガス吸着材を調製 した。得られた蒸散燃料ガス吸着材の潜熱は 55mjZmg、充填密度は 0. 393g/m L、 BWCは 66. 8gZLであり、 BWCが 8%向上した。
[0045] 実施例 3 実施例 1で使用した三菱製紙株式会社製のマイクロカプセル 15gと BAX1500を粉 砕したもの 85gを使用する以外は実施例 1と同様にして蒸散燃料ガス吸着材を調製 した。得られた蒸散燃料ガス吸着材の潜熱は 24mjZmg、充填密度は 0. 371g/m L、 BWCは 68. 4g/Lであり、 BWCが 10%向上した。
[0046] 実施例 4
活性炭としてピカ社製の木質系活性炭 FX1135を使用する以外は実施例 1と同様 にして蒸散燃料ガス吸着材を調製した。得られた蒸散燃料ガス吸着材の潜熱は 33 mj/mg、充填密度は 0· 318g/mL、 BWCは 55. 6g/Lであり BWCが 18%向上 した。
[0047] 比較例 1
活性炭としてクラレケミカル株式会社製の石炭系活性炭 3GXを使用する以外は実 施例 1と同様にして蒸散燃料ガス吸着材を調製した。得られた蒸散燃料ガス吸着材 の潜熱は 29· 9mj/mg、充填密度は 0· 368g/mL、 BWCは 56. 5g/Lであった 。また、 BWCの向上は高々 3%程度であり、粉砕前の活性炭に比べるとむしろ低下 していた。以上の結果から本発明の効果は明らかである。
産業上の利用可能性
[0048] 本発明により、容積効率にすぐれ、安定した性能を発揮できる蒸散燃料ガス吸着材 を提供することが出来る。本発明の蒸散燃料ガス吸着材によれば、蒸散燃料ガスの 吸脱着に伴って生じる熱を効率的に管理することができるので温度調整のための余 分な設備や高価な添加剤を使用することなく低容積で高い効率の蒸散燃料ガス吸 収を実現することができる。本発明の吸着材は蒸散燃料防止用吸着材として高い機 能を有し、特に車輛などからの蒸散燃料を効率よく防止できるのでキヤニスター用途 や ORVR用として好適である。

Claims

請求の範囲
[1] 相変化により熱の吸収及び放出を生じる物質を封入したマイクロカプセルと活性炭と を混合して一体成形した蒸散燃料ガス吸着材であって、該活性炭の平均細孔直径 5 Onm以上 lOOOnm以下の細孔容積が 0. 3ミリリットノレ/ g以上であり、且つラマン分 光分析における 1360cm_ 1近傍の Dバンド及び 1580cm_ 1近傍の Gバンドピークの 半値幅が各々 100cm—1以上であることを特徴とする蒸散燃料ガス吸着材。
[2] 該相変化により熱の吸収及び放出を生じる物質が— 10°C〜10
0°Cで相変化する物質である請求項 1記載の蒸散燃料ガス吸着材。
[3] 該相変化により熱の吸収及び放出を生じる物質を封入したマイクロ
カプセルの潜熱が 80mj/mg以上である請求項 1又は 2記載の蒸散燃料ガス吸着 材。
[4] 該活性炭の少なくとも 50。/0以上が植物系の炭素質材料を原料とする活性炭である 請求項 1〜3いずれかに記載の蒸散燃料ガス吸着材。
[5] 該活性炭の ASTM _ D 5228に準拠して測定したブタンワーキング
キャパシティが 9以上である請求項 1〜4いずれかに記載の蒸散燃料ガス吸着材。
[6] 該蒸散燃料ガス吸着材において、相変化により熱の吸収及び放出を生じる物質を封 入したマイクロカプセルの割合が 5重量％以上 40重量％以下である請求項 1〜5レヽ ずれかに記載の蒸散燃料ガス吸着材。
[7] 該蒸散燃料ガス吸着材の潜熱が 20mjZmg以上である請求項 1〜6いずれかに記 載の蒸散燃料ガス吸着材。
[8] 該蒸散燃料ガス吸着材の平均粒径が 0. 5〜5mmである請求項 1〜7いずれかに記 載の蒸散燃料ガス吸着材。
[9] 粉末状の活性炭と、相変化により熱の吸収及び放出を生じる物質を封入した粒状又 は粉状のマイクロカプセルをラテックス、カルボキシメチルセルロース及び水を主成分 とする溶液中で混合し湿式成形して乾燥する蒸散燃料ガス吸着材の製造方法。
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