JPH0768169A - 活性複合材料の製造方法 - Google Patents

活性複合材料の製造方法

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JPH0768169A
JPH0768169A JP6045955A JP4595594A JPH0768169A JP H0768169 A JPH0768169 A JP H0768169A JP 6045955 A JP6045955 A JP 6045955A JP 4595594 A JP4595594 A JP 4595594A JP H0768169 A JPH0768169 A JP H0768169A
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Jacques Prosdocimi
ジヤツク・プロドスイミ
Charles Timoney
シヤルル・テイモニー
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Societe National Elf Aquitaine
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大規模製造を可能とし、また担体内での活性
剤の分配の均一性を改善し、更にはより強固な外壁を有
する活性複合材料の製造を可能とする活性複合材料の製
造方法を提供する。 【構成】 −多孔質担体を形成し、 −多孔質担体内に少なくとも１つのキャビティーを形成
し、 −キャビティー内に導かれた活性剤を多孔質担体に導入
する段階からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮担体と活性剤とか
らなる活性複合材料の製造方法に関する。圧縮担体は、
化学的に不活性で熱伝導性の良好な多孔質担体を構成
し、担体内に分散された活性剤と気体流との完全で急速
な相互作用を可能とする。
【０００２】
【従来の技術】ある分野では、例えば固体と気体との反
応熱又は固体上への気体の吸着熱に基づく化学熱ポンプ
の分野では、分割材料（例えば膨張グラファイト）と固
体反応体（例えば塩）又は吸着剤（例えばゼオライト）
との混合物が使用されている。化学反応又は物理吸着の
部位であるこの固体と膨張グラファイトとの混合物は、
固体と気体との化学反応又は物理吸着中に多くの利点を
示した。シート形状の膨張グラファイトは比表面積が非
常に大きく、限定された媒体内でも気体を拡散させるこ
とができる。更には、混合物の熱伝導率が高い。
【０００３】特許出願第ＷＯ ９１／１５２９２号で
は、再圧縮膨張グラファイトブロックによって形成され
る担体を製造し、次いで担体に例えば塩溶液を外側から
含浸させ、次いで含浸した担体を乾燥して、活性複合材
料を製造することからなる活性複合材料の製造方法が提
起されている。このようにして製造した活性複合材料
は、熱伝導率がシート形状の膨張グラファイトよりも著
しく高いと同時に、気体流のために高い多孔度を維持し
ている。
【０００４】特許出願第ＷＯ ９１／１５２９２号に記
載の方法に基づいて製造した活性複合材料は申し分のな
い利点があるが、完全に満足行くものではない。その理
由は一方では、この方法を実施するのに時間がかかり、
また大規模製造への適用が困難なことであり、他方では
担体内で活性剤を均一に分配することが困難なことであ
る。更には、外部から再圧縮膨張グラファイトブロック
を含浸させると、ブロックの外壁が脆くなる。
【０００５】
【発明が解決しようする課題】従って、本発明は、大規
模製造を可能とし、また担体内での活性剤の分配の均一
性を改善する活性複合材料の製造方法を目的とする。
【０００６】本発明は更に、より強固な外壁を有する活
性複合材料の製造を可能とする方法を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このために、本発明は、 −多孔質担体を形成し、 −多孔質担体内に少なくとも１つのキャビティーを形成
し、 −キャビティー内に導かれた活性剤を多孔質担体に導入
する段階からなる活性複合材料の製造方法を提供する。
【０００８】本発明は更に、気体に対して活性の物質と
圧縮担体とからなり、本方法によって製造される活性複
合材料を提供する。
【０００９】このような活性複合材料は、固体／気体型
反応、気体と固体との吸着、固体で飽和させてもさせな
くてもよい溶液中での気体の吸収、固体によって触媒さ
れる気体と液体との反応、又は固体によって触媒される
気体の変換反応を実施するために使用される。従って、
本発明は、本方法を用いて膨張させ、次いで再圧縮させ
たグラファイトブロックを反応媒体として使用して、気
体／固体型反応、気体／固体吸着、固体で飽和させても
させなくてもよい溶液中での気体の吸収、又は最後に気
体の触媒変換を実施するための方法を提供する。
【００１０】
【実施例】添付図面を参照して以下の説明を読めば、本
発明の他の特徴及び利点が更に明白になろう。
【００１１】図１は、例示する実施例では円筒形の圧縮
担体１０を示している。圧縮担体１０は、密度が０．０
２〜１．５の安定した形態の担体を得るために、初期密
度が０．００１〜０．０２の膨張グラファイトを再圧縮
することによって形成される。軸方向通路１２が担体１
０を貫通している。活性剤（例えば塩）を担体１０に含
浸させるために、実質的に類似の一連の半径方向通路１
４が圧縮担体１０に形成されている。図２に示す如く、
例示する実施例では６つの半径方向通路１４が圧縮担体
１０内に対称的に伸びている。
【００１２】軸方向通路１２から離れた、各通路１４の
端部にはギャラリー１６が形成されている。各ギャラリ
ーに粉末状の塩が充填される。このようにして製造され
た活性担体を使用して、固体／気体反応を実施すること
が可能である。あるいは、塩を圧縮担体内に浸透させる
ために、軸方向通路１２の一端から加圧流を送る。他端
は予め閉鎖されている。加圧流がギャラリー１６から圧
縮担体１０の外側の方に移動すると、塩は図１の矢印１
８に示す如く圧縮担体の隙間に浸透する。通路１４及び
ギャラリー１６が対称的に配置されているために、一般
に塩は圧縮担体内に均一に拡散する。加圧流を停止させ
た後に、圧縮担体を加熱して、乾燥する。
【００１３】代替例では、ギャラリー１６に粉末塩を充
填するのではなく、軸方向通路１２から加圧塩溶液を注
入する。圧縮担体は図３に示す如くチャンバー２０内に
収容されており、加圧溶液によって発生する内圧に耐え
る。チャンバー２０は実質的に円筒形の２つの閉鎖端部
２２、２４を含み、これらの端部は加圧溶液を送出させ
得るオリフィス２８を備えた環状壁２６によって連結さ
れている。チャンバー２０の端部２２は、圧縮担体１０
の軸方向通路１２と連通する入口３０を含んでいる。塩
を含浸させた圧縮担体は活性複合材料を形成する。
【００１４】前述した如き圧縮担体１０を使用すると、
塩を圧縮担体内にうまく分配させることができる。以下
で説明する本発明の実施態様によっても、活性複合材料
の大規模製造が容易となる。
【００１５】前述の圧縮担体１０は、直径とほぼ同じ高
さを有する。図４及び図５に圧縮担体を４０を示す。高
さｈは直径Ｄよりもかなり小さい。図４及び図５に示す
如く、圧縮担体４０は、２つの平面４２、４４上にキャ
ビティー４６、４８を含んでいる。例示する実施例で
は、キャビティー４６、４８は類似しており且つ対称的
であり、各々、管５４によって軸方向通路５２に接続さ
れた６つの部分ハウジング５０からなる。
【００１６】圧縮担体４０の代替例を図４Ａに示す。こ
の実施例では、キャビティー５０は圧縮担体４０の一方
の表面４２にのみ配置されている。図４Ｂに示す如く、
他の実施態様では、キャビティー５０は圧縮担体４０内
に伸びて、図６に示すような連続通路を圧縮担体のアセ
ンブリーに形成し得る。
【００１７】好ましい実施態様では、ピストンの下方面
及びシリンダの底部が突出部を含むピストン／シリンダ
ーアセンブリーで膨張グラファイトを再圧縮して、圧縮
担体の再圧縮中にキャビティー４６、４８を形成する。
軸方向通路５２を後で設けることが有利である。
【００１８】図６は、部分ハウジング５０を整列させて
キャビティーを形成するように互いに重ねて配置された
圧縮担体４０のアセンブリー５６を示している。担体４
０同士を互いに正確に整列させ得るために各担体４０が
ノッチ５８を含んでいることが好ましい。例示する実施
例では、アセンブリー５６は３つの圧縮担体４０を含ん
でいる。しかしながら、アセンブリー５６は２つ以上で
あればいくつの担体を含んでいてもよい。
【００１９】圧縮担体４０のアセンブリー５６内への活
性剤の導入による活性複合材料の形成は種々の方法で実
施され得る。
【００２０】第１の実施態様では、各圧縮担体４０の上
面上の部分ハウジング５０に予め活性剤（例えば微粉末
形態の塩）を充填する。次いで圧縮担体４０を重ね合わ
せて、図６に示す如きアセンブリー５６を形成する。管
５４と連通する軸方向通路５２から加圧流を送ると、圧
縮担体４０の材料内に塩が拡散する。最後に担体４０の
アセンブリー５６を乾燥する。
【００２１】しかしながら、加圧流の作用によるこの拡
散手段は、非常に低い蒸気圧を考慮すれば、全ての塩で
使用できるとは言えない。
【００２２】第２の実施態様によれば、圧縮担体４０の
アセンブリー５６内への活性剤の導入は、軸方向通路５
２の一端から塩溶液を注入することからなる。他端は予
め閉鎖しておく。アセンブリー５６が溶液によって生じ
る内圧に耐えるように、アセンブリーを図３のチャンバ
ー２０と同様のチャンバー内に収容しなければならな
い。次いで、前述のアセンブリーと同様に、圧縮担体４
０のアセンブリー５６を乾燥する。
【００２３】チャンバー２０内部を真空にして、アセン
ブリーの含浸を容易にすることが有利であり得る。
【００２４】含浸の第３の実施態様によれば、軸方向通
路５２、管５４及びキャビティー５０に周囲圧力で塩溶
液を充填する。アセンブリー５６はチャンバー２０内に
収容されている。次いで、チャンバー２０及びアセンブ
リー５６を軸方向通路５２の縦軸の周りに回転させる。
回転作用で溶液に遠心力がかかって、溶液がキャビティ
ー５０からアセンブリー５６の材料内部に拡散する。各
圧縮担体１４０は、溶液の拡散を良くするために、図７
に示す如き複数の同軸円形ハウジング５０、５０’、５
０’’を含み得る。ハウジング５０、５０’、５０’’
の横断面は互いに異なり得る。
【００２５】他の実施態様によれば、塩を予め昇華性固
体分散剤と混合してから、アセンブリー５６のキャビテ
ィー５０内に導入する。昇華性固体分散剤は、熱作用に
よって固相から気相に移行する。この昇華によって、微
粉末形態の塩がアセンブリー５６の材料内に拡散する。
再圧縮膨張グラファイトは非常に良好な熱伝導体である
ので、担体４０のアセンブリー５６を外部から加熱し
て、分散剤を昇華させることができる。あるいは軸方向
通路５２及び管５４から熱風を送って、固体分散剤を昇
華させることができる。
【００２６】圧縮担体又は圧縮担体のアセンブリーを外
部から加熱することによりキャビティー内に置かれた活
性剤を溶融することも可能である。溶融した活性剤は圧
縮担体の材料内に浸透し、圧縮担体を冷却すると、活性
剤は熱結晶化する。
【００２７】図８は、アセンブリー５６の一要素を形成
する圧縮担体２４０の代替例を示している。この担体２
４０は軸方向通路５２と、例示する実施例では４つの他
の縦方向通路５２’とを含んでいる。各縦方向通路は、
管５４によって同軸円形ハウジング５０と連通してい
る。
【００２８】図９、図１０及び図１１は、活性剤を収容
するためのキャビティー及び管が異なる圧縮担体内に配
置されている実施例を示している。
【００２９】図９に示す如く、圧縮担体３４０は２つの
部分３６０、３６２から形成され、各部分は一般に半円
形横断面を有し、また多数のキャビティー３５０を備え
ている。例示する実施例では、各キャビティー３５０は
一般に円形横断面を有する。図１０は、一般に半円形状
で、開口部３７２に通じる管３７０を備えた２つの部分
３６６、３６８から形成される、図９と同様の圧縮担体
３６４を示している。圧縮担体３６４、３４０を重ね合
わせたものを図１１に示す。開口部３７２は各々、複数
のキャビティー３５０に連通し得るように配置されてい
ることが分かる。圧縮担体のアセンブリーは複数対の担
体３４０、３６４から形成される。
【００３０】この実施態様では、キャビティー３５０に
活性剤を充填してから、圧縮担体３４０、３６４を重ね
合わせる。このようにして形成したアセンブリーを使用
して、圧縮担体の材料内に活性剤を過度に浸透させるこ
となく固体／気体反応を生起する。この技術は前述した
実施態様に適用してもよい。あるいは、キャビティー３
５０の数を少なくするために、前述した手段のひとつで
活性剤を圧縮担体の材料内に浸透させてもよい。
【００３１】図９〜図１１の実施態様では、圧縮担体の
２つの部分３６０と３６２及び３６６と３６８と間の通
路３７４から反応気体を導入する。
【００３２】本発明の活性複合材料の製造方法は、表Ｉ
に例示的に示す活性剤以外の多くの活性剤を用いて適用
することができる。活性剤とは例えば、反応性固体、固
体吸着剤、飽和であってもなくてもよい液体吸収剤又は
触媒として作用する固体を意味する。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】塩化物の場合について活性剤を溶解するか
又は活性剤を懸濁させる含浸液の種類を表ＩＩに示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】表ＩＩの塩では他にメチルアミン又はアン
モニアとの反応が可能である。
【００３８】気体と反応性固体、固体吸着剤、飽和であ
ってもなくてもよい液体吸収剤、触媒として作用する固
体、又は気体の凝縮／蒸発部位とを使用する物理化学プ
ロセスを実施するための任意の方法で、本発明の方法に
より製造される活性複合材料を使用してもよい。
【００３９】本方法により製造される活性複合材料の圧
縮担体は、１〜９５重量％の再圧縮膨張グラファイト
と、９９〜５重量％の活性剤とを含み得る。
【００４０】本発明の活性複合材料の製造方法によっ
て、活性剤を複合材料内部に向けては多く、外部に向け
ては少なく配置することができる。従って、本発明によ
って、外壁がより強固な活性複合材料を製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のブロック形態の活性複
合材料の透視図である。
【図２】図１の矢印−２−の方向から見た平面図であ
る。
【図３】活性複合材料を含むチャンバーの断面図であ
る。
【図４】第２の実施例のアセンブリー要素形態の活性複
合材料の平面図である。
【図４Ａ】図４の活性複合材料の透視図である。
【図４Ｂ】図４の活性複合材料の透視図である。
【図５】図４の線５−５に沿っての断面図である。
【図６】図５の一連の要素のアセンブリーの断面図であ
る。
【図７】第３の実施例のアセンブリー要素形態の活性複
合材料の平面図である。
【図８】第４の実施例のアセンブリー要素の平面図であ
る。
【図９】他の実施例のアセンブリー要素の平面図であ
る。
【図１０】他の実施例のアセンブリー要素の平面図であ
る。
【図１１】他の実施例のアセンブリー要素の平面図であ
る。
【符号の説明】
１０、４０、１４０、２４０、３４０、３６４ 圧縮担
体 １２、５２ 軸方向通路 １６ ギャラリー ２０ チャンバー ２８ オリフィス

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 −膨張粉末物質を再圧縮して多孔質担体
    を形成し、 −多孔質担体内に少なくとも１つのキャビティーを形成
    し、 −キャビティー内に導かれた活性剤を多孔質担体に導入
    する段階からなる活性複合材料の製造方法。
  2. 【請求項２】 導入段階の前に、少なくとも２つの多孔
    質担体からなる担体アセンブリーを形成する付加的段階
    を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 キャビティーを形成するために、各担体
    に部分ハウジングを形成し、２つの部分ハウジングが対
    応し、一緒になってキャビティーを形成するように担体
    を配置することを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 互いに実質的に類似の一連の多孔質担体
    から担体アセンブリーを形成することを特徴とする請求
    項２又は３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 活性剤をキャビティー内に導入し、キャ
    ビティー内に流れを注入して活性剤を担体内に分散させ
    ることによって多孔質担体内への活性剤の導入を実施す
    ることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 多孔質担体内に活性剤を導入するため
    に、活性剤溶液を調製し、次いでこの溶液をキャビティ
    ー内に注入し、前記方法が更に、含浸多孔質担体を乾燥
    する段階を含んでいることを特徴とする請求項１から４
    のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 多孔質担体内に活性剤を導入するため
    に、活性剤溶液を調製して、キャビティー内に導入し、
    キャビティー内に導入するために多孔質担体を回転させ
    る段階と、溶液を多孔質担体内に浸透させるために多孔
    質担体を回転させる段階と、含浸多孔質担体を乾燥する
    段階とを更に実施することを特徴とする請求項１から４
    のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 多孔質担体内に活性剤を導入するため
    に、熱作用によって活性剤を多孔質担体内に浸透させる
    ための昇華性分散剤と活性剤との混合物をキャビティー
    内に導入することを特徴とする請求項１から４のいずれ
    か一項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 気体に対して活性の物質と圧縮担体とか
    らなり、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法に
    より製造された活性複合材料。
  10. 【請求項１０】 圧縮担体が、密度が０．０２〜１．５
    の再圧縮膨張グラファイトを含み、且つ１〜９５重量％
    の再圧縮膨張グラファイトと９９〜５重量％の活性剤と
    からなることを特徴とする請求項９に記載の活性複合材
    料。
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