成形体
【課題】成形体の強度を維持しつつ、成形体の薄肉化・多孔化を図ることができ、吸着性粒子の吸着性能を維持できる、吸着機能を備えた成形体を提供する。
【解決手段】吸着性粒子と、硬化性シリコーン組成物からなるバインダーとを含有してなる成形体であって、前記バインダーが常温にてゴム弾性を有することと、前記吸着性粒子の含有量が、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して６０質量部以上、９０質量部以下であることと、造孔材により多孔化されていることとを特徴とする成形体を提案する。
【解決手段】吸着性粒子と、硬化性シリコーン組成物からなるバインダーとを含有してなる成形体であって、前記バインダーが常温にてゴム弾性を有することと、前記吸着性粒子の含有量が、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して６０質量部以上、９０質量部以下であることと、造孔材により多孔化されていることとを特徴とする成形体を提案する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着機能を有する粒子を含有する成形体に関する。詳しくは、空調装置や分離精製装置などに利用される各種吸着手段として好適に利用することができる、吸着性能を備えた成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゼオライトをはじめとする吸着機能を有する粒子（「吸着性粒子」とも称する）は、ガスの分離精製、フィルター、吸着ヒートポンプ、触媒、調湿、脱臭などに、水分ないしその他成分の吸着材として利用されている。例えば、水分を吸脱着する吸着性粒子として、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、メソポーラスシリカなどを挙げることができる。中でも、水蒸気の吸着が容易であるゼオライトは、細孔径と電荷の制御により、吸脱着特性を制御することができ、吸着ヒートポンプやデシカント空調などへの利用が期待されている。
【０００３】
これらの用途においては、吸着機能を高めるため、吸着性粒子を含有する物質を、セル集合体であるハニカム状に成形して利用されることが多い。例えば、吸着性粒子を薄いシート状に加工したものをハニカム形状の中空構造体に形成したロータ型吸着素子（デジカントロータ）は、空調装置などの吸湿器として知られている。また、ゼオライト粉末を担持したハニカム構造のデシカントロータも、空調装置などの吸湿器として知られている。
【０００４】
このように吸着性粒子を利用したハニカム成形体乃至デシカントロータを作製する方法として、含浸法と押出法を挙げることができる。
【０００５】
含浸法とは、無機繊維ペーパーなどの耐熱性を有する紙を、片段ボール状のコルゲートに加工し、それらを貼り合せてハニカムを作製し、これにゼオライトなどの吸着性粒子のスラリーを含浸し、固着させる方法である。含浸法は、デシカントロータの製造方法では一般的な製造方法であるが、成形体からゼオライト粉末が脱落したり、ゼオライトの高担持が難しかったり、固着量にムラ生じたりするなどの問題があった。また、含浸と乾燥工程を繰り返し行うため、生産性が低いという問題もあった。
【０００６】
他方、押出法は、吸着性粒子を含有する組成物を押出機により口金からハニカム状に押出し、押出されたハニカム状の吸着素子を組み合わせてデシカントロータを製造する方法である。この押出法は、口金の設計により、ハニカムのセル密度、セル壁厚、セル形状が制御可能であるので、得られる押出ハニカムの自由度が高い。また、押出法によって得られるハニカムは、紙などの支持体が不要であるため、吸着性粒子の高担持化が可能であり、固着量のムラや粉落ちが少ない。さらには、連続的に生産可能であるため、生産性に優れるという利点がある。ただし、押出法によって得られたハニカム成形体は、ハニカムのセル壁が平滑であり、吸着速度を高めるためには、ハニカムセル壁の薄肉化や多孔化を図る必要があるが、ハニカムセル壁の薄肉化や多孔化を図ると、ハニカム成形体の強度は低下してしまう。つまり、吸着速度を高めるために成形体の薄肉化若しくは多孔化を図ることと、成形体の強度を維持することとは二律背反の関係にあり、両者を共に高めることは困難な解決課題であった。
【０００７】
ところで、ゼオライトに代表される吸着性粒子は、自己焼結性がないことが多く、焼成してもそれ自身で形状を保つことはできないため、吸着性粒子にバインダーを加えて成形することが行われており、この際に用いるバインダーは、成形体の強度を左右する重要な構成成分である。そのため、従来から成形体の強度向上を目的として様々なバインダーが提案されている。
【０００８】
例えば代表的な無機系のバインダーとして、シリカゾルを挙げることができる。特許文献１には、ゼオライト粉末に、セピオライト繊維及びコロイダルシリカを配合してハニカム状に押出成形し、焼成してなる吸着性ハニカム状セラミック体が開示されている。
【０００９】
特許文献２には、ペンタシル系のゼオライトに、バインダーとしてオルト珪酸テトラメチルと、可塑剤としてヒドロキシエチルセルロースとを加えて、得られた混合物を混練した後、ストランド状に成形し、得られた成形体を乾燥した後、４００℃〜８００℃の温度で２時間焼成して成型体を製造する方法が開示されている。
【００１０】
特許文献３には、バインダーとしてアルキルアルコキシシランのオリゴマーを使用したゼオライト成形体が開示されている。液体のアルコキシシランオリゴマーを使用するため、分散性が良く、焼成後の成形体の圧縮強度は、シリカゾルをバインダーとする成形体よりも高くできる。
【００１１】
特許文献４には、窒素含有基を持ったシラノール基含有ポリシロキサンオリゴマーをバインダーとするゼオライト成形体が公開されている。このようなバインダーは、窒素含有基により水溶性が付与されているため、水系のハニカム押出成形において分散性に優れ、焼成後は強固で連続的なバインダー相を形成する。そのため、焼成体は優れた圧縮強度を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許２６２７４６６号公報
【特許文献２】独国特許出願公開 第３２３１４９８号 明細書
【特許文献３】特表２００２−５０９７８８号公報
【特許文献４】特許４１３１１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示されているように、シリカゾルをバインダーとするゼオライト系ハニカムは、４００〜７００℃で少なくとも１時間焼成されるが、この成形体のシリカゾルバインダーはコロイド粒子であるため、物理的なストレスがかかると、コロイド粒子の接着界面への応力集中が起こることから、脆い成形体しか得られない。そのため、曲げなどの変形に非常に弱く、ハニカムセル壁の薄肉化や多孔化を図ることは困難であった。さらに焼成温度が高く、炉の昇温や冷却に要する時間も長くなるため、製造コストが高いという問題点もあった。
【００１４】
特許文献２〜４に開示されているゼオライト系ハニカムはいずれも、造孔材による多孔化を行わない場合は、結合相が吸着性粒子の表面を被覆するため、成形体の吸着性能及び触媒性能が低下するという問題があった。また、造孔材による多孔化を行った場合は、結合相の連続性が失われ、成形体が脆くなるという問題があった。
さらに特許文献２においては、オルト珪酸テトラメチルは分子が小さいため、ゼオライトの内部に沈積して細孔が閉塞されるという問題があり、特許文献３においては、アルコキシシランオリゴマーの加水分解によってアルコールが大量に副生するため、クラックが発生しやすいという問題もあった。
【００１５】
このように従来技術を検討しても、成形体の強度を維持しつつ、成形体の薄肉化や多孔化を図ることができ、しかも、吸着性粒子の吸着性能を維持することができる技術は存在しなかった。
そこで本発明の目的は、吸着性粒子を含有する成形体に関し、成形体の強度を維持しつつ、成形体の薄肉化若しくは多孔化を図ることができ、しかも、吸着性粒子の吸着性能を維持することができる、新たな成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、吸着性粒子と、硬化性シリコーン組成物からなるバインダーとを含有してなる成形体であって、前記バインダーが常温にてゴム弾性を有することと、前記吸着性粒子の含有量が、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して６０質量部以上、９０質量部以下であることと、造孔材により多孔化されていることとを特徴とする成形体を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の成形体は、バインダーの主成分として所定のポリオルガノシロキサン、すなわちシリコーンを用いることにより、吸着性能を維持しつつ、成形体の薄型化や多孔化を可能としたものである。特に架橋し、硬化することでゴム弾性を発現するような硬化性シリコーン組成物を用いることにより、多孔化されても、十分な強度を維持することができる。つまり、成形体の強度を維持しつつ、造孔材による多孔化により吸着速度を高めることができる。よって、本発明の成形体は、例えばデシカントロータ、フィルター、空調装置、ガス分離精製装置、固定触媒、脱臭装置、熱交換器などに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の成形体の一例において、吸着性粒子間をバインダーが結合している微視的な状態を説明するための図である。
【図２】実施例１にて使用したバインダー単体を硬化させ、動的粘弾性を振動周波数１０Ｈｚで測定したときの、バインダー硬化物の貯蔵弾性率のチャートである。
【図３】各実施例、及び比較例で得られた短冊状成形体の、３点曲げ試験での荷重‐ストローク相関曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態の例について説明する。但し、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
＜吸着性粒子＞
本成形体に用いる吸着性粒子に特に制限はなく、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、イオン交換樹脂、高分子吸着体などの吸着機能を有する従来公知の粒子を用いることができるが、中でも、吸着特性の観点から吸着性粒子は、ゼオライト、シリカゲル、メソポーラスシリカ及び活性炭からなる群の中から選ばれる１種類又は２種類以上であることが好ましい。
例えば水蒸気を吸脱着する用途では、吸着性粒子はゼオライトが好ましく、中でも、低温での水蒸気の脱着が容易なものが種々見出されていることから、アルミノシリケート類及びアルミノフォスフェート類からなる群の中から選ばれる１種類のゼオライト又は２種以上の組み合わせからなるゼオライトであることが好ましい。
【００２１】
（ゼオライト）
ゼオライトとは、結晶中に微細孔を持つアルミノ珪酸塩の総称である。ゼオライトの骨格は、Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−Ｓｉの構造が三次元的に組合わさることによって形成され、この骨格中に分子レベルの細孔を有しており、水や有機分子など各種分子を骨格中に取り込んで吸着することができる。
【００２２】
本成形体に用いるゼオライトは、天然ゼオライト、合成ゼオライトの何れでも構わないが、吸着性能を適宜調整できる点で合成ゼオライトが好ましい。
【００２３】
天然ゼオライトは、結晶構造で分類すると、例えばタチャバサイト、クリノプチロライト、エリオナイト、モルデナイト、ハイドロタルサイト等を挙げることができる。
【００２４】
合成ゼオライトは、成形体において有効なものであるものであれば特に制限はないが、ゼオライトの再生温度や吸着特性の観点から、アルミノシリケート類及びアルミノフォスフェート類からなる群の中から選ばれる１種類のゼオライト又は２種以上の組み合わせからなるゼオライトであることが好ましい。
【００２５】
アルミノシリケート類のゼオライトとしては、国際ゼオライト学会が定めるゼオライト構造のコードで表すと、ＭＦＩ、ＭＥＬ、ＭＴＷ、*ＢＥＡ、ＭＷＷ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＲＨＯ、ＬＥＶなどが挙げられる。
【００２６】
シリカアルミナ比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３のモル比）は５．５以上、好ましくは６以上、さらに好ましくは７以上が良い。
【００２７】
ゼオライトのなかでも、水蒸気の低温での脱着がより容易である、骨格に少なくともＡｌとＰを含む結晶性アルミノフォスフェート類（以下、ＡＬＰＯ類と略することがある）がより好ましい。
【００２８】
結晶性のアルミノフォスフェートは、骨格構造を構成する原子がアルミニウム及びリンであり、その一部が他の原子で置換されていてもよい。中でも、Ｉ）アルミニウムがヘテロ原子（Ｍｅ１：但し、Ｍｅ１は周期表第３または第４周期に属し、２Ａ族、７Ａ族、８族、１Ｂ族、２Ｂ族、３Ｂ族（Ａｌをのぞく）の元素から選ばれる少なくとも一種類の元素を示す。）で一部置換されたＭｅ−アルミノフォスフェート、ＩＩ）リンがヘテロ原子（Ｍｅ２：但し、Ｍｅ２は周期表第３または第４周期に属する４Ｂ族元素）で置換されたＭｅ−アルミノフォスフェート、あるいは、III）アルミニウムとリンの両方がヘテロ原子（それぞれＭｅ１、Ｍｅ２）で置換されたＭｅ−アルミノフォスフェートが吸着特性の点から好ましい。
【００２９】
このような結晶性のアルミノフォスフェートにおいて、骨格構造を構成しているＭｅ、Ａｌ及びＰの構成割合（モル比）は、下記式１−１−３−１のモル比であるのが好ましく、特に下記式１−２−３−２であるの好ましい。
ｘが下記範囲の下限値以上であれば、吸着質の圧力が低い領域での吸着量が小さくなることがなく、合成も比較的容易である。一方、ｘが上記範囲の上限値以下であれば、合成時に不純物が混入し難い傾向がある。又、ｙ、ｚが上記範囲内であれば合成が容易である。
【００３０】
０≦ｘ≦０．３ ・・・式１−１
（ｘは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＭｅのモル比を示す）
０．２≦ｙ≦０．６ ・・・式２−１
（ｙは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＡｌのモル比を示す）
０．３≦ｚ≦０．６ ・・・・式３−１
（ｚは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＰのモル比を示す）
０．０１≦ｘ≦０．３ ・・・式１−２
（ｘは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＭｅのモル比を示す）
０．３≦ｙ≦０．５ ・・・式２−２
（ｙは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＡｌのモル比を示す）
０．４≦ｚ≦０．５ ・・・式３−２
（ｚは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＰのモル比を示す）
【００３１】
Ｍｅは、１種でも２種以上含まれていてもよい。好ましいＭｅ（Ｍｅ１，Ｍｅ２）は、周期表第３、第４周期に属する元素である。
【００３２】
Ｍｅ１は、２価の状態でイオン半径が３以上、０．８ｎｍ以下であるのが好ましく、更に好ましくは２価、４配位の状態でイオン半径が０．４以上、７ｎｍ以下である。上記の中でも、合成の容易さ、吸着特性の点から、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｇ，Ｚｎから選ばれる少なくとも一種類の元素であるのが好ましく、特にＦｅであるのが好ましい。
Ｍｅ２は、周期表第３または第４周期に属する４Ｂ族元素であり、好ましくはＳｉである。
【００３３】
また、本成形体に用いるアルミノフォスフェート類は、そのフレームワーク密度（ＦＤ）が、１３Ｔ／ｎｍ３以上２０Ｔ／ｎｍ３以下であるのが好ましく、特に１３．５Ｔ／ｎｍ３以上であるのがさらに好ましく、中でも１４Ｔ／ｎｍ３以上であるのがより一層好ましく、また、１９Ｔ／ｎｍ３以下であるのがより一層好ましい。
ここで、Ｔ／ｎｍ３は、単位体積ｎｍ３あたり存在するＴ原子（ゼオライトの１ｎｍ３当たりの酸素以外の骨格を構成する元素の数）を意味し、フレームワーク密度：ＦＤを示す単位である。
アルミノフォスフェート類のＦＤが、上記範囲の下限値以上であれば、構造が安定化して耐久性を維持できる一方、上記範囲の上限値以下であれば、吸着容量を維持することができ、吸着材として好適に機能を発揮する。
【００３４】
また、本成形体に用いるアルミノフォスフェート類は、その構造としては、国際ゼオライト学会が定めるコードで、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＥＴ、ＡＦＩ、ＡＦＮ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＣＨＡ、ＥＲＩ、ＬＥＶ、ＶＦＩが挙げられるが、中でも、吸着特性、耐久性の点から、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＦＩ、ＣＨＡ、ＬＥＶから選ばれるいずれかであるのが好ましく、特にＡＦＩ、ＣＨＡが好ましい。
【００３５】
このようなアルミノフォスフェート類として、ＳＡＰＯ−３４（ＣＨＡ型シリカアルミノフォスフェート）、ＦＡＰＯ−５（ＡＦＩ型鉄アルミノフォスフェート）及びＡＬＰＯ−５（ＡＦＩ型アルミノフォスフェート）等が挙げられる。
尚、ＡＬＰＯ類は１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００３６】
ゼオライトの粒径は、吸着効率の観点、詳しくは吸着質蒸気や水蒸気の拡散を促進して吸着・脱着能力をより高める観点、並びに、吸着性粒子の付着強度を向上させる観点などから、できるだけ微小であることが好ましいが、小さ過ぎると、吸着性粒子の周囲がバインダーによって覆われ易くなり吸着性能の低下を招来するため、具体的には平均粒子径（Ｄ５０）が０．３μｍ〜１０μｍであるのが好ましく、特に０．５μｍ〜８μｍ、中でも特に１μｍ〜６μｍであるのが好ましい。
【００３７】
（シリカゲル）
シリカゲルには、緻密な構造(表面積約７００ｍ2／ｇ)のＡ型と、緩やかな構造(表面積約４５０ｍ2／ｇ)のＢ型の２種類がある。Ａ型は表面積が広いため化学的吸着に好都合な構造であり、低湿度の条件下でさらに湿度を下げるのに適している。一方、Ｂ型は、構造が粗いため毛細管現象が働きやすく、高湿度の条件で多量の水分を吸収するのに適している。どちらも、目的に応じて使い分けることが可能である。
【００３８】
（メソポーラスシリカ）
メソポーラスシリカとしては、ＭＣＭ４１、ＭＣＭ４８、ＦＳＭ１６、ＳＢＡ−１、ＨＭＳ、ＭＳＵ−１、ＭＳＵ−３、ＳＢＡ−１２、ＳＢＡ−１５、ＳＢＡ−１６などが挙げられる。
【００３９】
（活性炭）
活性炭は、平均粒子径が０．１μｍ〜３００μｍ、好ましくは５０μｍ〜２５０μｍ、中でも１００μｍ〜２００μｍの粉末活性炭もしくは造粒活性炭である。
活性炭の原料及び賦活法には特に限定はなく、木炭、ヤシの実のカラ、鋸くず、リグニン、牛骨、亜炭、カッ炭、デイ炭、又は石炭を炭化した後、水蒸気賦活又は薬品賦活等したものを使用することができる。
【００４０】
＜バインダー＞
本成形体に用いるバインダー、つまり、硬化性シリコーン組成物からなるバインダーは、硬化後に常温にてゴム弾性を示すことが必要である。
硬化によりゴム弾性を発揮するような硬化性シリコーン組成物をバインダーに用いることにより、バインダーにより形成された結合相が物理的ストレスを緩和できるため、造孔材等により多孔化し、結合相の連続性が失われても、強靭な成形体を得ることが可能となる。つまり、該バインダーを使用することで、成形体の吸着能力と強度を両立することが可能となる。さらに、硬化後のバインダーが常温にてゴム弾性体であることで、切断などの加工時に、成形体にかかる外力を緩和し、歪みを復元できる。そのため、成形体に生じる欠陥を減少させることができ、製造歩留りの向上が可能となる。
【００４１】
ゴム弾性とは個々の高分子鎖のミクロブラウン運動が原因で発生するもので、熱力学第２法則（エントロピー増大則）に則って発生する弾性のことである。ゴム弾性を示すには、分子が十分に長く、自由に動くことができ、互いに適度に結び付いていることが必要である。
バインダーの主成分である反応性のシリコーンが、オリゴマーではなく、ポリマーであることで、架橋点間距離が大きくなり、ゴム弾性を示すことができる。
【００４２】
一般にゴム弾性体の貯蔵弾性率は１ＭＰａ〜１０ＭＰａと言われており、本成形体に用いる硬化性シリコーンからなるバインダーの硬化後の常温での貯蔵弾性率は１ＭＰａ〜１０ＭＰａである。
吸着性粒子を多く含有し、且つ、強靭な成形体を得る為には、バインダーは低弾性である必要があり、上記範囲の中でも、常温での貯蔵弾性率は１ＭＰａ〜３ＭＰａであるのが好ましい。
【００４３】
ゴム弾性体はある一定までの歪みであれば、外力を除くと元の形状に復元するという性質を示す。本発明のようにゴム弾性体であるバインダーが、様々な形状で微小に分散している場合は、バインダーの歪みを正確に表現することは困難であるため、本発明において「ゴム弾性体」とは、ノギスを用いて原寸の８０％の寸法まで圧縮させ、荷重を解いた1分後に、寸法が原寸の９９％以上まで復元するものと定義する。
【００４４】
また、デシカントロータなどの吸脱着を繰り返し行う用途では、ヒートサイクルによる欠陥を防ぐ観点からも、バインダー硬化物は広い温度領域でゴム弾性を示すことが求められる。吸着性粒子の再生温度や、使用時の操作温度によって温度領域は様々であるが、０〜１５０℃でゴム弾性を有することが好ましく、特に０〜２００℃、中でも特に０〜２５０℃でゴム弾性を有することが好ましい。
【００４５】
また、吸着性粒子を再生する場合において、再生温度での耐熱性を要求されるが、バインダーがシリコーンであるため、十分な耐熱性を確保することができる。
【００４６】
本成形体に用いる硬化性シリコーンからなるバインダーは、市販の硬化性シリコーンゴムを主成分として使用することができる。シリコーンゴムは、主鎖がシロキサン結合で構成され、側鎖に有機置換基を有しており、側鎖の構造により、ジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、ビニルメチルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、フェニルメチルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フェニルビニルメチルシリコーンゴム（ＰＶＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）などの種類がある。本成形体に用いるシリコーンゴムは、いずれのシリコーンゴムであってもよい。
【００４７】
シリコーンゴムの種類としては、バンバリーミキサーなどで加硫剤を混練した後、加熱加硫により弾性体となるミラブル型シリコーンゴムと、加硫前は液状である液状シリコーンゴムに分けられる。
本成形体においては、特別な硬化装置を必要としないという観点から、液状シリコーンゴムを用いるのが好ましい。
【００４８】
ミラブル型シリコーンゴムは、重合度３０００〜１００００程度の線状ポリマーを主成分とし、シリカ系補強性充填剤、湿潤剤、各種添加剤を配合したもので、使用時に加硫剤を添加することにより加熱硬化させるタイプのゴムである。
【００４９】
他方、液状シリコーンゴムは、重合度１００〜２０００程度の線状ポリマーを主成分とし、ミラブル型シリコーンゴム同様、各種充填剤、添加剤を配合するが、低粘度の液状で、一般には特別な硬化装置を必要としない。また、室温または加熱することにより硬化するタイプのゴムである。
このような液状シリコーンゴムは、硬化タイプの違いから縮合型と付加型に分類され、それぞれ一液性と二液性とがある。
【００５０】
縮合型液状シリコーンゴムとは、硬化時にアセトン、アルコール、そのほか縮合生成物を生ずるものの総称で、一液型と二液型に分類される。
一液型は、空気中の湿気と反応して表面から硬化し、二液型は、混合と同時に硬化反応が進み、表面および内部が硬化する特徴を有している。
縮合型液状シリコーンゴムは、未硬化時はペースト状を呈し、空気中の湿気と反応し微量の縮合物を放出しながら硬化する。ほとんどの材質とよく接着し、硬化後はゴム弾性体となる。
【００５１】
他方、付加型液状シリコーンゴムは、Ｐｔ系化合物（白金化合物）を触媒とする付加反応によって硬化するものである。
一液型、二液型ともに、深部硬化性に優れる特徴を有している。また、触媒となる白金化合物の量を調節することにより、常温でも十分硬化させることができる。
【００５２】
本発明に用いられるバインダーは、成形前は硬化していないことが好ましい。硬化前のシリコーンゴムを使用することで、より効果的にゴム弾性を付与することができる。さらに、シラノール基等の反応性の置換基を多く有する硬化性シリコーン組成物をバインダーとすれば、吸着性粒子との接着性を十分に確保でき、結合相と吸着性粒子の界面剥離を起こし難く、成形体の強度を向上させることができる。
【００５３】
なお、付加反応により硬化するシリコーンゴムの場合、水が硬化を阻害し、一般的な水系の成形を用いることが困難であるため、縮合型の液状シリコーンゴムを用いることが好ましい。
また、吸着性粒子との接着性向上の観点からも、バインダーはシラノール基等の反応性の置換基を有する縮合型の硬化性シリコーン組成物であることが好ましい。
なお、縮合型液状シリコーンゴムは、上記の如く硬化時にアセトン、アルコール、そのほか縮合生成物などが副生されるが、シリケートの縮合などと比較すると、極めて量が少ないので生産ラインを防爆仕様にする必要が無いばかりか、副成ガスが原因で成形体が割れる心配もない。
【００５４】
本発明に用いられるバインダーは、室温硬化(ＲＴＶ：Room Temperature Vulcanzing）する組成物であることが好ましい。これは硬化装置が不要であり、製造コストを抑えることができるからである。
【００５５】
なお、縮合型室温硬化性シリコーンゴムは、室温で架橋でき、シリコーンゴムの気体透過性を利用して空気中の水分と反応して表面からゴム状に硬化する性質を有している。架橋反応としては、脱アルコール縮合、脱アミン縮合等が利用される。
また、縮合型室温硬化性シリコーンゴムの中には、酸化鉄やカーボンブラックなどの耐熱剤を含み、３００℃程度の耐熱性を備えたものが市販されている。
これらを使用することで、成形体に優れた耐熱性を付与することができる。例えば、信越化学工業株式会社製の商品名：ＫＥ−３４１８や、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製の商品名：ＴＳＥ３９７６−Ｂ、ＴＳＥ３８２６などを挙げることができる。
【００５６】
また、バインダーの極性に特に制限ははいが、吸着性粒子の粒子表面を露出させ、吸着速度を向上させるという観点から、バインダーは疎水性である方が好ましい。
【００５７】
本成形体に用いるバインダーはシリコーンを主成分とするが、その機能を損なわない範囲で、フィラーや繊維を少なくとも1種類を含むことができる。フィラーとしては、シリカ、酸化鉄、アルミナ、チタニア、黒鉛、カーボンブラック、顔料などが挙げられる。フィラーを添加することで、バインダーの耐熱性を高めることができる。
また、本成形体は必要に応じて無機繊維、繊維鉱物のうち少なくとも１種類を添加することができる。繊維を添加することで、成形体に目的の剛性を高めることができるとともに、割れがより一層起こり難くなり、熱ショックで割れ難くなる。
【００５８】
例えば押出成形でハニカムを成形する場合は、繊維長は口金及びメッシュの目よりも短いものが好ましい。そのため、ハニカムの成形では、繊維長の短いセピオライト、またはアタパルジャイトが好適である。
【００５９】
その他、使用可能な無機繊維として、例えばガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、ロックウール、チタニアウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、ステンレス繊維、その他金属繊維などを挙げることができる。また、繊維鉱物としては、例えばワラスナイト、アスベスト等を挙げることができ、その目的に応じて適宜繊維を選択することで、熱伝導性、導電性、光触媒性、難燃性などの様々な機能を付与することができる。
【００６０】
＜配合割合＞
本成形体は、吸着性粒子と、シリコーンを主成分とするバインダーとを含有してなる成形体であって、吸着性粒子の含有量が、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して６０質量部以上、９０質量部以下であることが必要である。すなわち、バインダーの含有量としては、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して１０質量部以上、４０質量部以下であることが必要である。
吸着性粒子の含有量が、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して６０質量部以上であれば、吸着性粒子の量が少な過ぎることがないから、吸着性能を維持することができる。しかも、バインダーが４０質量部以下であれば、吸着性粒子の周りがバインダーで覆われることがなく、吸着性粒子の粒子表面が露出した部分を維持できるため、吸着性粒子が備えている吸着性能が低下するのを防ぐことができる。他方、吸着性粒子の含有量が９０質量部以下であれば、すなわちバインダーが１０質量部以上であれば、成形体の強度を維持することができる。これほど少量のバインダーで強度を維持できる点は本成形体の特徴の一つである。
【００６１】
＜その他の材料＞
（可塑剤）
押出成形などでハニカムを作製する際は、通常水を溶媒として使用するが、その際、流動性、形状保持性等を付与する目的で、可塑剤を添加することがある。
可塑剤としては水溶性のポリマーを挙げることができ、例えばメチルセルロース等のセルロースエーテル類、ポリサッカライド、ポリビニルアルコールなどを挙げることができる。なお、単独又はこれらを任意に混合して使用することができる。
【００６２】
（造孔材）
本成形体においては、造孔材を添加することで多孔化することが可能である。
本成形体に用いる造孔材としては、バインダーがゴム弾性を維持可能な焼成条件で、熱分解する微粒子を用いるのが好ましい。このような造孔材を、バインダー（例えばシリコーンゴム）が硬化した後に焼成することで、割れの無い多孔質のゼオライト成形体を得ることができる。
また、造孔材を溶剤で抽出して気孔形成することも可能であり、その場合は溶剤への溶解度の大きい微粒子であることが好ましい。
【００６３】
造孔材の粒子径によって、本成形体の空孔径をある程度調整することができる。吸着速度を高めるためには成形体の表面積を大きくするのが好ましく、そのためには造孔材の粒子径はなるべく小さい方が好ましい。かかる観点などから、造孔材の平均粒子径は０．１μｍ〜１００μｍが好ましく、より好ましくは０．５μｍ〜５０μｍである。また、造孔材には複数の種類、複数の粒子径分布を持つもの同士を併用してもよい。
【００６４】
造孔材の添加量は、骨材に対して１０ｖｏｌ％以上、９０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。１０ｖｏｌ％以上であれば吸着速度に向上が見られ、９０ｖｏｌ％以下であれば成形体の強度を保つことが可能であることから好ましい。かかる観点から、２０ｖｏｌ％以上の割合で存在するのがさらに好ましく、中でも２５ｖｏｌ％以上の割合で存在するのがより好ましい。他方、７０ｖｏｌ％以下の割合で存在するのがさらに好ましく、中でも６０ｖｏｌ％以下の割合で存在するのがより好ましい。
【００６５】
造孔材の種類は、特に限定はないが、例えば架橋アクリル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル等のポリマー粒子や、甘藷澱粉、コーンスターチ等を挙げることができる。ポリマー粒子は、中空状や、コアシェル型でも使用できる。また、分散性を高める目的で表面を炭酸カルシウム等で無機処理したものでもよい。
【００６６】
＜本成形体の物性・形状＞
本成形体は、次のような物性を備えているのが好ましい。
【００６７】
（微視的構造）
本成形体は、図１に示すように、吸着性粒子と吸着性粒子との間はバインダーにより部分的に結合して、バインダーは不連続結合相を呈し、吸着性粒子の周囲がバインダーによって被覆されず、吸着性粒子の粒子表面が露出していることが好ましい。但し、このような不連続結合相を呈していても、該不連続結合相が弾性を有しており、強度を維持できる点が本成形体の特徴の一つである。
【００６８】
図１のような構造は、水の乾燥や、造孔材、その他添加剤の焼失により形成することが可能であり、バインダーは親水性で無い方が吸着性粒子の表面が露出し易い。
【００６９】
（成形体の貯蔵弾性率）
バインダーとして貯蔵弾性率の小さいシリコーンゴムを使用することで、吸着性粒子を高充填しても、成形体の貯蔵弾性率を低く設定することが可能となる。
本成形体の貯蔵弾性率に関しては、吸着性粒子の含有率や種類などにより幅があるが、成形体の自立可能な剛性を確保する観点から、振動周波数１０Ｈｚで動的粘弾性を測定した、常温での貯蔵弾性率が１．０×１０８Ｐａ以上であるのが好ましい。他方、物理的なストレスを緩和させるという観点からは、５．０×１０９Ｐａ以下であるのが好ましい。
なお、本発明における常温とは５〜３５℃の範囲の温度である。
【００７０】
（空孔径）
本成形体の空孔径は、成形体の形態や空孔率、吸着の対象とする流体の粘度等にもよるが、０．１μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍ以上であれば、成形体の内部に流体を十分に行き渡らせることができる。他方、空孔径が１００μｍ以下であれば、吸着速度に有利であるだけでなく、成形体の強度も維持することができる。
なお、本成形体の空孔径は、造孔材の量、及び粒子径などによって制御することができる。
【００７１】
（空孔率）
本成形体の空孔率は、０．１μｍ以上、１００μｍ以下の空孔が、１０ｖｏｌ％以上、９０ｖｏｌ％以下の割合で存在するのが好ましい。
この空孔率が１０ｖｏｌ％以上であれば吸着速度に向上が見られ、９０ｖｏｌ％以下であれば成形体の強度を保つことが可能であることから好ましい。かかる観点から、本成形体において、０．１μｍ以上、１００μｍ以下の空孔が、２０ｖｏｌ％以上の割合で存在するのがさらに好ましく、中でも２５ｖｏｌ％以上の割合で存在するのがより好ましい。他方、７０ｖｏｌ％以下の割合で存在するのがさらに好ましく、中でも６０ｖｏｌ％以下の割合で存在するのがより好ましい。
なお、本成形体の空孔率は、造孔材の粒子径、添加量などによって制御することができる。
【００７２】
（形状）
本成形体は、例えば管状、円筒状、ビーズ状、タブレット状、ペレット状、シート状、ストランド状、ハニカム状など、任意の形状に製造することができる。中でも、断面形状が円形状、三角形状、四角形状、六角形状などのセルが組み合わさってなるハニカム状に形成すれば、表面積が増大し、吸着性能を向上させることが可能であるため、本成形体はハニカム状であることが好ましい。
【００７３】
例えばハニカム状若しくはハニカムを構成し得るセル状、管状、シート状若しくはストランド状に成形し、これらを複数組み合わせて、ハニカム状とすることもできる。
この際、本成形体によれば、ハニカムのセル壁の厚さを薄くすることができ、例えば３０μｍ〜１０００μｍの厚さとすることができ、中でも４０μｍ〜５００μｍ、その中でも特に５０μｍ〜３００μｍとすることができる。
セル壁の厚さを薄くしていくと、吸着性粒子の絶対量が少なくなり、吸着量の低下が危惧されるが、セルピッチを小さくすることでセル密度を高め、吸着速度と吸着量の両立を図ることができる。成形体の強度が許す限り、セル密度は大きいことが望まれるが、セル密度は２００〜１２００セル／平方インチが好ましい。
【００７４】
＜製造方法＞
次に、本成形体の製造方法について説明する。主として押出成形による製造方法について具体的に説明する。但し、次に説明する製造方法に限定されるものではなく、その他、従来公知の汎用セラミックの成形と同様に行うことができる。
【００７５】
押出成形により本成形体を製造する場合は、先ず、吸着性粒子と、バインダーと、必要に応じて無機繊維などの原料を混合し、骨材を調製する。
次に、この骨材に、造孔材、溶媒、必要に応じて可塑剤などを加えて混練し、可塑化された練土を押出機で成形する。
【００７６】
より具体的には、例えば合成ゼオライト粉末、室温硬化性シリコーンゴム、及び造孔材に、必要に応じて無機繊維を添加し、高速ミキサーで混合し、これに可塑剤と溶媒を添加して造粒する。そして、得られた混合物を、押出機、加圧ニーダー、ロールなどで混練し、練土とした後、押出機に投入して成形すればよい。
溶媒の添加による発熱が大きい場合は、バインダーを添加する前に、予め溶媒を吸着させておくとよい。
【００７７】
この際、溶媒としては水を用いるのが好ましい。
また、可塑剤としては、水溶性のポリマーを用いるのが好ましく、例えばメチルセルロース等のセルロースエーテル類、ポリサッカライド、ポリビニルアルコールなどを挙げることができ、単独又はこれらを任意に混合して使用することができる。
その他、必要に応じて一般的に知られている滑剤、分散剤などを添加することができる。
【００７８】
可塑剤の種類と量、水分量などを調整して、原料粉末に対して良好な可塑性と成形性を与える条件を見つけ出すようにするのが好ましい。そのため、原料粉末により水と可塑剤の処方は違ってくるが、一般に可塑剤は原料粉末に対して２０質量％以下とするのが好ましい。また、水分量が多いと、乾燥時の収縮が大きくなり、それに伴い成形体が反りや割れを起こす可能性が高くなるため、成形可能な範囲内において少ない方がよい。
【００７９】
押出成形の方法については特に限定されないが、例えば、成形体の断面形状と相補的な形状のスリットを有する口金を用いて押出成形する方法等が挙げられる。このような方法は、ハニカム形状やモノリス形状といった複雑形状の成形体を成形する場合でも、スリットの形状を適宜変更することによって、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有するハニカム形状ないしモノリス形状の成形体を簡便に得ることができる。押出成形機についても特に制限はなく、従来公知の押出成形機（例えば、真空土練機、ラム式押出成形機、二軸連続成形機等）を好適に用いることができる。
【００８０】
このようにして得られた成形体は乾燥すればよい。乾燥の方法にも特に限定はなく、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の従来公知の乾燥法を用いることができる。但し、成形体全体を均一かつ欠陥なく乾燥するためには、徐々に乾燥を進行させることが好ましい。このような操作が可能な乾燥法としては、例えば、低温乾燥や調湿乾燥等が挙げられる。また、成形体が円筒状を呈するもの等の場合、ローラーや加圧エアー等を用いて成形体を転動させながら乾燥させることが好ましい。こうすることにより、成形体の自重が一方向に作用するのを防止することができ、成形体の自重による変形を効果的に抑制することができる。
【００８１】
バインダーとして室温硬化性シリコーンゴムを用いた場合は、乾燥後にある程度シリコーンゴムが架橋しているが、高湿度下で熟成することで、架橋が進行し、強度を向上させることができる。このような成形体は、刃物等による切削が容易で、加工時の欠陥の発生を抑えることが可能である。バインダーが硬化に加熱が必要なシリコーンゴムであれば、熱処理を行い架橋させる。
【００８２】
造孔材が熱分解性粒子である場合は、焼成を実施し、多孔化することが可能である。
焼成条件に関しては、造孔材が分解する条件であれば特に制限は無いが、シリコーンゴムは耐熱剤を処方していたとしても、３５０℃を超えると急激な物性の低下を起こすため、本発明の成形体は３５０℃以下の温度で焼成することが好ましく、中でも３００℃以下で焼成することが好ましい。
焼成方法に関しても、従来公知の焼成設備を使用することができる。
【００８３】
なお、ハニカムの製造方法としては、上述のように押出成形機にハニカム用の口金を取り付けて成形する以外に、シートを成形し、このシートをコルゲート加工して貼り合せることでハニカムを製造することもできる。
【００８４】
＜用途＞
本成形体は、ハニカム状とすることで、ロータ型吸着素子（デジカントロータ）や各種フィルターとすることができ、これらを使用して調湿装置や脱臭装置といった、空調装置を製造することができる。
他にも、造粒によりペレット状に成形し、基材に固定することでも、同様の用途への利用が期待できる。
また、吸着性粒子が触媒機能も同時に持つ場合は、固定触媒としての利用も可能である。さらにまた、本成形体を適宜形状に成形し、例えばガス分離精製装置、熱交換器などに好適に利用することができる。
【００８５】
＜用語の説明＞
本発明において、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ，Ｙは任意の数字）と表現した場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意と共に、「好ましくはＸより大きい」及び「好ましくはＹより小さい」の意を包含するものとする。
また、本発明において、「Ｘ以上」（Ｘは任意の数字）と表現した場合、特にことわらない限り、「好ましくはＸより大きい」の意を包含し、「Ｙ以下」（Ｙは任意の数字）と表現した場合、特にことわらない限り、「好ましくはＹより小さい」の意を包含するものとする。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において、部は質量部を示す。
【００８７】
＜評価方法＞
先ず、実施例・比較例で用いた試料の作製方法と、その評価方法について説明する。
【００８８】
（焼成条件）
実施例・比較例の各評価において試料の焼成を行った。この際の焼成条件について説明する。
【００８９】
実施例１および比較例１の焼成条件は、恒温恒湿槽で５０℃、６０％ＲＨにて７日間硬化させ、続いてベーキング試験装置（大栄科学精器製作所、ＤＫＳ−５Ｓ）にて、３００℃で１００分間焼成した。
比較例２および比較例３の焼成条件は、マッフル炉（ヤマト科学、ＦＭ−２７）にて、６００℃で２時間焼成した。
比較例４および比較例５の焼成条件は、ベーキング試験装置（大栄科学精器製作所、ＤＫＳ−５Ｓ）にて２５０℃で１００分間焼成した。
【００９０】
（バインダー硬化物の作製とゴム弾性の評価）
実施例・比較例で用いたバインダーはそれぞれの焼成条件において焼成し、厚さ０．５ｍｍのシート状のバインダー硬化物を作製した。得られたシート状のバインダー硬化物を常温の室内でノギスを用いて厚み方向に圧縮し、厚みが８０％になったところで荷重を解き、１分後に同じ部分の厚みを測定した。この際、厚みが圧縮前の９９％以上まで復元すれば、常温において本発明におけるゴム弾性体であると認めることができる。
【００９１】
（バインダー硬化物の貯蔵弾性率）
実施例・比較例で用いたバインダー硬化物の、各温度での貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置ＤＶＡ−２００（アイティー計測制御（株）製）を使用し、振動周波数１０Ｈｚで測定した。
【００９２】
（練土の調製）
表１に示すように、吸着性粒子として低温再生が可能な合成ゼオライトである、三菱樹脂（株）製、商品名：ＡＱＳＯＡ ＦＡＭ−Ｚ０５（ゼオライト構造ＡＦＩ、アルミノフォスフェート、細孔径７．３Å、平均粒子径Ｄ５０：５μｍ）を７５部、繊維鉱物として、ＴＯＬＳＡ社製、商品名：ＰＡＮＧＥＬ ＡＤ（セピオライト）を１０部、バインダーを固形分にして１５部混合し、骨材配合を調製した。
【００９３】
実施例および比較例において多孔化を行う場合は、骨材配合全体が３０ｇとなるように調製し、溶媒としてイオン交換水を骨材配合１００質量部に対して６２部（１８．６ｇ）、可塑剤として信越化学工業（株）製、商品名：メトローズ９０ＳＨ３００００を骨材配合１００質量部に対して７．３部（２．２ｇ）、造孔材として、ガンツ化成（株）製、商品名：ガンツパールＧＭ−１００１（ポリメチルメタクリレート粒子、平均粒子径Ｄ５０が１０μｍ）を、骨材配合１００質量部に対して５０部添加し、東洋精機製ラボプラストミルにて３０ｒｐｍ、２０〜３０℃の条件で１５分混練し、練土を得た。
一方で、実施例および比較例において多孔化を行なわない場合は、骨材配合全体が４０ｇとなるように調製し、溶媒としてイオン交換水を骨材配合１００質量部に対して４６．５部（１８．６ｇ）、可塑剤として信越化学工業（株）製、商品名：メトローズ９０ＳＨ３００００を骨材配合１００質量部に対して５．５部（２．２ｇ）添加し、東洋精機製ラボプラストミルにて３０ｒｐｍ、２０〜３０℃の条件で１５分混練し、練土を得た。
なお、表１の枠内の数値は質量部を示し、（ ）内の数値は固形分換算した値を示している。また、造孔材、水および可塑剤の質量部は、骨材配合を１００質量部としたときの質量部である。
【００９４】
（焼成済みシートの作製と吸水率および吸着速度評価）
実施例・比較例で得られた練土を、常温にてプレスし、乾燥させ、それぞれの焼成条件で焼成し、厚さ０．９ｍｍの焼成済みシートを得た。得られた焼成済みシートを５０×５０ｍｍの大きさに切断し、２５℃、４８％ＲＨの室内における重量変化を電子天秤で記録した。室内に放置し、飽和状態に達した重量と、乾燥状態の重量の差分を飽和吸水量として、乾燥状態からの重量増加分を飽和吸水量で割ったものを吸水率とした。吸着速度の指標として１０分後の吸水率を求めた。
１０分後の吸水率（％）＝（乾燥状態から１０分後の増加重量）／（室内における飽和吸水量）×１００
ここで、１０分後の吸水率が１５％以上のものを吸着速度評価「○」、１０％以上、１５％未満のものを吸着速度評価「△」、１０％未満のものを吸着速度評価「×」と規定し、表１に記載した。
【００９５】
（焼成済み短冊状成形体の作製と３点曲げ試験）
実施例・比較例で得られた練土を、スリットノズル（リップギャップ１ｍｍ、幅８ｍｍ）を取り付けたフローテスターを用いて、常温下で厚さ１ｍｍのシートを成形し、得られたシートを厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ４０ｍｍの短冊に加工し、それぞれの焼成条件で焼成し、焼成済み短冊状成形体を得た。
このように作製した厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ４０ｍｍの焼成済み短冊状成形体を、電磁力式微小試験機ＭＭＴ−２５０Ｎ（島津製作所製）にて、変位速度１ｍｍ／分、スパン間１６ｍｍにて３点曲げ試験を行い、その結果を図３に示した。
【００９６】
ここで、強度を相対比較する為に、比較例５を強度「△」として、図３の荷重―ストローク曲線の下の領域の面積が、比較例５よりも大きいものを強度「○」、小さいものを「×」と規定し、表１に記載した。
【００９７】
＜実施例１＞
バインダーとして縮合型のシリコーンＲＴＶゴムである、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、商品名：ＴＳＥ３８２６（ベースポリマーとしてポリアルキルシロキサン、架橋剤としてオキシムシラン、触媒としてジアルキルスズ化合物、無機粒子として酸化鉄及びシリカを含む）を用い、多孔化を実施した。配合部数は表１に示すようである。
【００９８】
バインダー硬化物のゴム弾性の評価の結果、実施例１で用いたバインダーは、１００％まで復元していた。よって、実施例１で用いたバインダーは、焼成後も常温にて、本発明で定義するゴム弾性体であることが確認された。
また、バインダー硬化物の貯蔵弾性率を図２に示す。実施例１のバインダー硬化物の２０℃での貯蔵弾性率は１．２６×１０６Ｐａであった。また、０℃での貯蔵弾性率は１．２８×１０６Ｐａ、１５０℃での貯蔵弾性率は１．３１×１０６Ｐａであった。よって、一般にゴム弾性体が示すといわれている１〜１０ＭＰａの常温での貯蔵弾性率の範囲内に入っていた。また、０〜２５０℃の温度範囲で、ほぼ一定の貯蔵弾性率を保っていることが分かった。
【００９９】
吸水率は、１０分後の吸水率が２０．４％であり、吸着速度評価は「○」であった。
【０１００】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験の結果、破壊時のストロークが０．５５ｍｍ、荷重が１Ｎであり、図３の荷重―ストローク曲線の下の領域の面積が、比較例５よりも大きい為、強度「○」と評価した。
以上の結果より、実施例１で得られた成形体は、多孔化により不連続な結合相を有し、硬化性シリコーンからなるバインダー硬化物がゴム弾性を有するため、広い温度範囲において弾性率の変化が少なく、従来技術よりも成形体の強度と、吸着速度の両方を向上させることが可能であると考えることできる。
【０１０１】
＜比較例１＞
実施例１と同じバインダーを用い、多孔化は実施しなかった。配合部数は表１に示すようである。
【０１０２】
バインダーは実施例１と同様であり、バインダー硬化物のゴム弾性の評価および、貯蔵弾性率も実施例１と同様である。
【０１０３】
吸水率は、１０分後の吸水率が８．７％であり、吸着速度評価は「×」であった。
【０１０４】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験の結果、ストロークが０．７ｍｍを超えても破壊されず、図３の荷重―ストローク曲線の下の領域の面積が、比較例５よりも大きい為、強度は「○」と評価した。
以上のように、比較例１で得られた成形体の強度は十分であったが、吸着速度に関してはかなり低いものであった。
【０１０５】
＜比較例２＞
バインダーとして日産化学社製、商品名：スノーテックス Ｎ−４０を固形分にして実施例１と同じ質量部だけ添加した。固形分は４０質量％であった。多孔化を実施した。配合部数は表１に示すようである。
【０１０６】
バインダー硬化物のゴム弾性の評価の結果、９０％に圧縮される前に脆性破壊された。つまり、本発明で定義するゴム弾性体ではなかった。
また、バインダー硬化物の貯蔵弾性率に関しては、シリカゾルの硬化物は非常に脆いため、測定不能であった。
【０１０７】
吸水率は、１０分後の吸水率は２０．６％であり、吸着速度評価は「○」であった。
【０１０８】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験では、曲げ試験可能な短冊が得られなかった。よって、測定が出来ないほど脆かった為、強度は「×」と評価した。
以上のように、比較例２で得られた成形体は、吸着速度は良好であったが、成形体は脆く、強度が不十分であった。
【０１０９】
＜比較例３＞
比較例２と同じバインダーを用い、多孔化は実施しなかった。配合部数は表１に示すようである。
【０１１０】
バインダーは比較例２と同様であり、本発明で定義するゴム弾性体ではなく、貯蔵弾性率も比較例２と同様に測定不能であった。
【０１１１】
吸水率は、１０分後の吸水率は１２．２％であり、吸着速度評価は「△」であった。
【０１１２】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験の結果、破壊時のストロークが０．１０ｍｍであり、破壊時の荷重は１．５Ｎであり、図３の荷重―ストローク曲線の下の領域の面積が、比較例５よりも小さい為、強度は「×」と評価した。
以上のように、比較例３で得られた成形体は、吸着速度、及び成形体の強度に関しても不十分であり、両立はできていなかった。
【０１１３】
＜比較例４＞
バインダーとして旭化成・ワッカーシリコーン（株）製、商品名：ＳＩＬＲＥＳ ＭＳＥ１００を固形分にして実施例１と同じ質量部だけ添加した。多孔化を実施した。配合部数は表１に示すようである。
【０１１４】
なお、ＳＩＬＲＥＳ ＭＳＥ１００は、種々のメチルケイ酸類混合物のメチルエステルオリゴマー体であり、加水分解及び縮合によって反応して硬質のケイ素樹脂を与える。その分子量は約４８０ｇ／ｍｏｌないし約６００ｇ／ｍｏｌである。２５０℃で２時間熱処理した後の固形分は５５質量％であった。
【０１１５】
バインダー硬化物のゴム弾性の評価の結果、９０％に圧縮される前に脆性破壊された。つまり、本発明で定義するゴム弾性体ではなかった。
また、バインダー硬化物の貯蔵弾性率に関しては、非常に脆いため、測定不能であった。
【０１１６】
吸水率は、１０分後の吸水率は１７．８％であり、吸着速度評価は「○」であった。
【０１１７】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験の結果、破壊時のストロークは０．２３ｍｍ、荷重は１．３Ｎであり、図３の荷重―ストローク曲線の下の領域の面積が、比較例５よりも小さい為、強度は「×」と評価した。実施例１よりも高弾性であり、物理的なストレスを吸収、緩和することができないことが分かった。
以上のように、比較例４で得られた成形体は、実施例１と比較すると、吸着速度は若干遅く、成形体の強度も不十分であった。
【０１１８】
＜比較例５＞
比較例４と同じバインダーを用い、多孔化は実施しなかった。配合部数は表１に示すようである。
【０１１９】
バインダーは比較例４と同様であり、本発明で定義するゴム弾性体ではなく、貯蔵弾性率も比較例４と同様に測定不能であった。
【０１２０】
吸水率は、１０分後の吸水率は９．９％であり、吸着速度評価は「×」であった。
【０１２１】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験の結果、破壊時のストロークは０．２ｍｍ、荷重は２．４Ｎである。強度を相対比較する為に、比較例５を強度「△」と評価した。実施例１よりも高弾性であり、物理的なストレスを吸収、緩和することができないことが分かった。
以上のように、比較例５で得られた成形体は、シリカゾルをバインダーとして用いた比較例３よりも、若干の強度向上が見られたものの、吸着速度が不十分であった。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
表１より、本発明で規定する実施例１は、吸着速度と強度の両方とも良好であり、比較例１〜５は吸着速度と強度のどちらかが、不十分であった。
実施例１は、結合相が広い温度領域でゴム弾性であるため、物理的なストレスを緩和でき、成形体の破壊が起こりにくいが、比較例１に示したように、ゴム弾性のバインダーを用いただけで、多孔化を実施しなかった場合は、吸着性粒子の有する吸着能力を十分発揮することが出来ず、吸着速度が低いという問題があった。
比較例２〜５は、結合相が高弾性であり、物理的なストレスを緩和出来ないため、比較例２又は４のように多孔化され、結合相の連続性又は均一性が失われると、応力集中により破壊され易いことが分かった。
【０１２４】
本発明によれば、吸着性粒子が６０質量部以上と高含有であっても、従来技術以上の強度と吸着速度を有する成形体を得ることが可能であることが分かった。また、十分な耐熱性を保持したまま、焼成温度が低い為、製造コストを低減することも可能であることも分かった。さらには、造孔材やバインダーの処方を調整することで、所望の強度や吸着能力を持った成形体を製造することが可能で、設計の自由度を高めることが出来るため、種々の用途に利用可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着機能を有する粒子を含有する成形体に関する。詳しくは、空調装置や分離精製装置などに利用される各種吸着手段として好適に利用することができる、吸着性能を備えた成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゼオライトをはじめとする吸着機能を有する粒子（「吸着性粒子」とも称する）は、ガスの分離精製、フィルター、吸着ヒートポンプ、触媒、調湿、脱臭などに、水分ないしその他成分の吸着材として利用されている。例えば、水分を吸脱着する吸着性粒子として、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、メソポーラスシリカなどを挙げることができる。中でも、水蒸気の吸着が容易であるゼオライトは、細孔径と電荷の制御により、吸脱着特性を制御することができ、吸着ヒートポンプやデシカント空調などへの利用が期待されている。
【０００３】
これらの用途においては、吸着機能を高めるため、吸着性粒子を含有する物質を、セル集合体であるハニカム状に成形して利用されることが多い。例えば、吸着性粒子を薄いシート状に加工したものをハニカム形状の中空構造体に形成したロータ型吸着素子（デジカントロータ）は、空調装置などの吸湿器として知られている。また、ゼオライト粉末を担持したハニカム構造のデシカントロータも、空調装置などの吸湿器として知られている。
【０００４】
このように吸着性粒子を利用したハニカム成形体乃至デシカントロータを作製する方法として、含浸法と押出法を挙げることができる。
【０００５】
含浸法とは、無機繊維ペーパーなどの耐熱性を有する紙を、片段ボール状のコルゲートに加工し、それらを貼り合せてハニカムを作製し、これにゼオライトなどの吸着性粒子のスラリーを含浸し、固着させる方法である。含浸法は、デシカントロータの製造方法では一般的な製造方法であるが、成形体からゼオライト粉末が脱落したり、ゼオライトの高担持が難しかったり、固着量にムラ生じたりするなどの問題があった。また、含浸と乾燥工程を繰り返し行うため、生産性が低いという問題もあった。
【０００６】
他方、押出法は、吸着性粒子を含有する組成物を押出機により口金からハニカム状に押出し、押出されたハニカム状の吸着素子を組み合わせてデシカントロータを製造する方法である。この押出法は、口金の設計により、ハニカムのセル密度、セル壁厚、セル形状が制御可能であるので、得られる押出ハニカムの自由度が高い。また、押出法によって得られるハニカムは、紙などの支持体が不要であるため、吸着性粒子の高担持化が可能であり、固着量のムラや粉落ちが少ない。さらには、連続的に生産可能であるため、生産性に優れるという利点がある。ただし、押出法によって得られたハニカム成形体は、ハニカムのセル壁が平滑であり、吸着速度を高めるためには、ハニカムセル壁の薄肉化や多孔化を図る必要があるが、ハニカムセル壁の薄肉化や多孔化を図ると、ハニカム成形体の強度は低下してしまう。つまり、吸着速度を高めるために成形体の薄肉化若しくは多孔化を図ることと、成形体の強度を維持することとは二律背反の関係にあり、両者を共に高めることは困難な解決課題であった。
【０００７】
ところで、ゼオライトに代表される吸着性粒子は、自己焼結性がないことが多く、焼成してもそれ自身で形状を保つことはできないため、吸着性粒子にバインダーを加えて成形することが行われており、この際に用いるバインダーは、成形体の強度を左右する重要な構成成分である。そのため、従来から成形体の強度向上を目的として様々なバインダーが提案されている。
【０００８】
例えば代表的な無機系のバインダーとして、シリカゾルを挙げることができる。特許文献１には、ゼオライト粉末に、セピオライト繊維及びコロイダルシリカを配合してハニカム状に押出成形し、焼成してなる吸着性ハニカム状セラミック体が開示されている。
【０００９】
特許文献２には、ペンタシル系のゼオライトに、バインダーとしてオルト珪酸テトラメチルと、可塑剤としてヒドロキシエチルセルロースとを加えて、得られた混合物を混練した後、ストランド状に成形し、得られた成形体を乾燥した後、４００℃〜８００℃の温度で２時間焼成して成型体を製造する方法が開示されている。
【００１０】
特許文献３には、バインダーとしてアルキルアルコキシシランのオリゴマーを使用したゼオライト成形体が開示されている。液体のアルコキシシランオリゴマーを使用するため、分散性が良く、焼成後の成形体の圧縮強度は、シリカゾルをバインダーとする成形体よりも高くできる。
【００１１】
特許文献４には、窒素含有基を持ったシラノール基含有ポリシロキサンオリゴマーをバインダーとするゼオライト成形体が公開されている。このようなバインダーは、窒素含有基により水溶性が付与されているため、水系のハニカム押出成形において分散性に優れ、焼成後は強固で連続的なバインダー相を形成する。そのため、焼成体は優れた圧縮強度を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許２６２７４６６号公報
【特許文献２】独国特許出願公開 第３２３１４９８号 明細書
【特許文献３】特表２００２−５０９７８８号公報
【特許文献４】特許４１３１１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示されているように、シリカゾルをバインダーとするゼオライト系ハニカムは、４００〜７００℃で少なくとも１時間焼成されるが、この成形体のシリカゾルバインダーはコロイド粒子であるため、物理的なストレスがかかると、コロイド粒子の接着界面への応力集中が起こることから、脆い成形体しか得られない。そのため、曲げなどの変形に非常に弱く、ハニカムセル壁の薄肉化や多孔化を図ることは困難であった。さらに焼成温度が高く、炉の昇温や冷却に要する時間も長くなるため、製造コストが高いという問題点もあった。
【００１４】
特許文献２〜４に開示されているゼオライト系ハニカムはいずれも、造孔材による多孔化を行わない場合は、結合相が吸着性粒子の表面を被覆するため、成形体の吸着性能及び触媒性能が低下するという問題があった。また、造孔材による多孔化を行った場合は、結合相の連続性が失われ、成形体が脆くなるという問題があった。
さらに特許文献２においては、オルト珪酸テトラメチルは分子が小さいため、ゼオライトの内部に沈積して細孔が閉塞されるという問題があり、特許文献３においては、アルコキシシランオリゴマーの加水分解によってアルコールが大量に副生するため、クラックが発生しやすいという問題もあった。
【００１５】
このように従来技術を検討しても、成形体の強度を維持しつつ、成形体の薄肉化や多孔化を図ることができ、しかも、吸着性粒子の吸着性能を維持することができる技術は存在しなかった。
そこで本発明の目的は、吸着性粒子を含有する成形体に関し、成形体の強度を維持しつつ、成形体の薄肉化若しくは多孔化を図ることができ、しかも、吸着性粒子の吸着性能を維持することができる、新たな成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、吸着性粒子と、硬化性シリコーン組成物からなるバインダーとを含有してなる成形体であって、前記バインダーが常温にてゴム弾性を有することと、前記吸着性粒子の含有量が、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して６０質量部以上、９０質量部以下であることと、造孔材により多孔化されていることとを特徴とする成形体を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の成形体は、バインダーの主成分として所定のポリオルガノシロキサン、すなわちシリコーンを用いることにより、吸着性能を維持しつつ、成形体の薄型化や多孔化を可能としたものである。特に架橋し、硬化することでゴム弾性を発現するような硬化性シリコーン組成物を用いることにより、多孔化されても、十分な強度を維持することができる。つまり、成形体の強度を維持しつつ、造孔材による多孔化により吸着速度を高めることができる。よって、本発明の成形体は、例えばデシカントロータ、フィルター、空調装置、ガス分離精製装置、固定触媒、脱臭装置、熱交換器などに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の成形体の一例において、吸着性粒子間をバインダーが結合している微視的な状態を説明するための図である。
【図２】実施例１にて使用したバインダー単体を硬化させ、動的粘弾性を振動周波数１０Ｈｚで測定したときの、バインダー硬化物の貯蔵弾性率のチャートである。
【図３】各実施例、及び比較例で得られた短冊状成形体の、３点曲げ試験での荷重‐ストローク相関曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態の例について説明する。但し、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
＜吸着性粒子＞
本成形体に用いる吸着性粒子に特に制限はなく、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、イオン交換樹脂、高分子吸着体などの吸着機能を有する従来公知の粒子を用いることができるが、中でも、吸着特性の観点から吸着性粒子は、ゼオライト、シリカゲル、メソポーラスシリカ及び活性炭からなる群の中から選ばれる１種類又は２種類以上であることが好ましい。
例えば水蒸気を吸脱着する用途では、吸着性粒子はゼオライトが好ましく、中でも、低温での水蒸気の脱着が容易なものが種々見出されていることから、アルミノシリケート類及びアルミノフォスフェート類からなる群の中から選ばれる１種類のゼオライト又は２種以上の組み合わせからなるゼオライトであることが好ましい。
【００２１】
（ゼオライト）
ゼオライトとは、結晶中に微細孔を持つアルミノ珪酸塩の総称である。ゼオライトの骨格は、Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−Ｓｉの構造が三次元的に組合わさることによって形成され、この骨格中に分子レベルの細孔を有しており、水や有機分子など各種分子を骨格中に取り込んで吸着することができる。
【００２２】
本成形体に用いるゼオライトは、天然ゼオライト、合成ゼオライトの何れでも構わないが、吸着性能を適宜調整できる点で合成ゼオライトが好ましい。
【００２３】
天然ゼオライトは、結晶構造で分類すると、例えばタチャバサイト、クリノプチロライト、エリオナイト、モルデナイト、ハイドロタルサイト等を挙げることができる。
【００２４】
合成ゼオライトは、成形体において有効なものであるものであれば特に制限はないが、ゼオライトの再生温度や吸着特性の観点から、アルミノシリケート類及びアルミノフォスフェート類からなる群の中から選ばれる１種類のゼオライト又は２種以上の組み合わせからなるゼオライトであることが好ましい。
【００２５】
アルミノシリケート類のゼオライトとしては、国際ゼオライト学会が定めるゼオライト構造のコードで表すと、ＭＦＩ、ＭＥＬ、ＭＴＷ、*ＢＥＡ、ＭＷＷ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＲＨＯ、ＬＥＶなどが挙げられる。
【００２６】
シリカアルミナ比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３のモル比）は５．５以上、好ましくは６以上、さらに好ましくは７以上が良い。
【００２７】
ゼオライトのなかでも、水蒸気の低温での脱着がより容易である、骨格に少なくともＡｌとＰを含む結晶性アルミノフォスフェート類（以下、ＡＬＰＯ類と略することがある）がより好ましい。
【００２８】
結晶性のアルミノフォスフェートは、骨格構造を構成する原子がアルミニウム及びリンであり、その一部が他の原子で置換されていてもよい。中でも、Ｉ）アルミニウムがヘテロ原子（Ｍｅ１：但し、Ｍｅ１は周期表第３または第４周期に属し、２Ａ族、７Ａ族、８族、１Ｂ族、２Ｂ族、３Ｂ族（Ａｌをのぞく）の元素から選ばれる少なくとも一種類の元素を示す。）で一部置換されたＭｅ−アルミノフォスフェート、ＩＩ）リンがヘテロ原子（Ｍｅ２：但し、Ｍｅ２は周期表第３または第４周期に属する４Ｂ族元素）で置換されたＭｅ−アルミノフォスフェート、あるいは、III）アルミニウムとリンの両方がヘテロ原子（それぞれＭｅ１、Ｍｅ２）で置換されたＭｅ−アルミノフォスフェートが吸着特性の点から好ましい。
【００２９】
このような結晶性のアルミノフォスフェートにおいて、骨格構造を構成しているＭｅ、Ａｌ及びＰの構成割合（モル比）は、下記式１−１−３−１のモル比であるのが好ましく、特に下記式１−２−３−２であるの好ましい。
ｘが下記範囲の下限値以上であれば、吸着質の圧力が低い領域での吸着量が小さくなることがなく、合成も比較的容易である。一方、ｘが上記範囲の上限値以下であれば、合成時に不純物が混入し難い傾向がある。又、ｙ、ｚが上記範囲内であれば合成が容易である。
【００３０】
０≦ｘ≦０．３ ・・・式１−１
（ｘは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＭｅのモル比を示す）
０．２≦ｙ≦０．６ ・・・式２−１
（ｙは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＡｌのモル比を示す）
０．３≦ｚ≦０．６ ・・・・式３−１
（ｚは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＰのモル比を示す）
０．０１≦ｘ≦０．３ ・・・式１−２
（ｘは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＭｅのモル比を示す）
０．３≦ｙ≦０．５ ・・・式２−２
（ｙは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＡｌのモル比を示す）
０．４≦ｚ≦０．５ ・・・式３−２
（ｚは、Ｍｅ、Ａｌ、Ｐの合計に対するＰのモル比を示す）
【００３１】
Ｍｅは、１種でも２種以上含まれていてもよい。好ましいＭｅ（Ｍｅ１，Ｍｅ２）は、周期表第３、第４周期に属する元素である。
【００３２】
Ｍｅ１は、２価の状態でイオン半径が３以上、０．８ｎｍ以下であるのが好ましく、更に好ましくは２価、４配位の状態でイオン半径が０．４以上、７ｎｍ以下である。上記の中でも、合成の容易さ、吸着特性の点から、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｇ，Ｚｎから選ばれる少なくとも一種類の元素であるのが好ましく、特にＦｅであるのが好ましい。
Ｍｅ２は、周期表第３または第４周期に属する４Ｂ族元素であり、好ましくはＳｉである。
【００３３】
また、本成形体に用いるアルミノフォスフェート類は、そのフレームワーク密度（ＦＤ）が、１３Ｔ／ｎｍ３以上２０Ｔ／ｎｍ３以下であるのが好ましく、特に１３．５Ｔ／ｎｍ３以上であるのがさらに好ましく、中でも１４Ｔ／ｎｍ３以上であるのがより一層好ましく、また、１９Ｔ／ｎｍ３以下であるのがより一層好ましい。
ここで、Ｔ／ｎｍ３は、単位体積ｎｍ３あたり存在するＴ原子（ゼオライトの１ｎｍ３当たりの酸素以外の骨格を構成する元素の数）を意味し、フレームワーク密度：ＦＤを示す単位である。
アルミノフォスフェート類のＦＤが、上記範囲の下限値以上であれば、構造が安定化して耐久性を維持できる一方、上記範囲の上限値以下であれば、吸着容量を維持することができ、吸着材として好適に機能を発揮する。
【００３４】
また、本成形体に用いるアルミノフォスフェート類は、その構造としては、国際ゼオライト学会が定めるコードで、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＥＴ、ＡＦＩ、ＡＦＮ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＣＨＡ、ＥＲＩ、ＬＥＶ、ＶＦＩが挙げられるが、中でも、吸着特性、耐久性の点から、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＦＩ、ＣＨＡ、ＬＥＶから選ばれるいずれかであるのが好ましく、特にＡＦＩ、ＣＨＡが好ましい。
【００３５】
このようなアルミノフォスフェート類として、ＳＡＰＯ−３４（ＣＨＡ型シリカアルミノフォスフェート）、ＦＡＰＯ−５（ＡＦＩ型鉄アルミノフォスフェート）及びＡＬＰＯ−５（ＡＦＩ型アルミノフォスフェート）等が挙げられる。
尚、ＡＬＰＯ類は１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００３６】
ゼオライトの粒径は、吸着効率の観点、詳しくは吸着質蒸気や水蒸気の拡散を促進して吸着・脱着能力をより高める観点、並びに、吸着性粒子の付着強度を向上させる観点などから、できるだけ微小であることが好ましいが、小さ過ぎると、吸着性粒子の周囲がバインダーによって覆われ易くなり吸着性能の低下を招来するため、具体的には平均粒子径（Ｄ５０）が０．３μｍ〜１０μｍであるのが好ましく、特に０．５μｍ〜８μｍ、中でも特に１μｍ〜６μｍであるのが好ましい。
【００３７】
（シリカゲル）
シリカゲルには、緻密な構造(表面積約７００ｍ2／ｇ)のＡ型と、緩やかな構造(表面積約４５０ｍ2／ｇ)のＢ型の２種類がある。Ａ型は表面積が広いため化学的吸着に好都合な構造であり、低湿度の条件下でさらに湿度を下げるのに適している。一方、Ｂ型は、構造が粗いため毛細管現象が働きやすく、高湿度の条件で多量の水分を吸収するのに適している。どちらも、目的に応じて使い分けることが可能である。
【００３８】
（メソポーラスシリカ）
メソポーラスシリカとしては、ＭＣＭ４１、ＭＣＭ４８、ＦＳＭ１６、ＳＢＡ−１、ＨＭＳ、ＭＳＵ−１、ＭＳＵ−３、ＳＢＡ−１２、ＳＢＡ−１５、ＳＢＡ−１６などが挙げられる。
【００３９】
（活性炭）
活性炭は、平均粒子径が０．１μｍ〜３００μｍ、好ましくは５０μｍ〜２５０μｍ、中でも１００μｍ〜２００μｍの粉末活性炭もしくは造粒活性炭である。
活性炭の原料及び賦活法には特に限定はなく、木炭、ヤシの実のカラ、鋸くず、リグニン、牛骨、亜炭、カッ炭、デイ炭、又は石炭を炭化した後、水蒸気賦活又は薬品賦活等したものを使用することができる。
【００４０】
＜バインダー＞
本成形体に用いるバインダー、つまり、硬化性シリコーン組成物からなるバインダーは、硬化後に常温にてゴム弾性を示すことが必要である。
硬化によりゴム弾性を発揮するような硬化性シリコーン組成物をバインダーに用いることにより、バインダーにより形成された結合相が物理的ストレスを緩和できるため、造孔材等により多孔化し、結合相の連続性が失われても、強靭な成形体を得ることが可能となる。つまり、該バインダーを使用することで、成形体の吸着能力と強度を両立することが可能となる。さらに、硬化後のバインダーが常温にてゴム弾性体であることで、切断などの加工時に、成形体にかかる外力を緩和し、歪みを復元できる。そのため、成形体に生じる欠陥を減少させることができ、製造歩留りの向上が可能となる。
【００４１】
ゴム弾性とは個々の高分子鎖のミクロブラウン運動が原因で発生するもので、熱力学第２法則（エントロピー増大則）に則って発生する弾性のことである。ゴム弾性を示すには、分子が十分に長く、自由に動くことができ、互いに適度に結び付いていることが必要である。
バインダーの主成分である反応性のシリコーンが、オリゴマーではなく、ポリマーであることで、架橋点間距離が大きくなり、ゴム弾性を示すことができる。
【００４２】
一般にゴム弾性体の貯蔵弾性率は１ＭＰａ〜１０ＭＰａと言われており、本成形体に用いる硬化性シリコーンからなるバインダーの硬化後の常温での貯蔵弾性率は１ＭＰａ〜１０ＭＰａである。
吸着性粒子を多く含有し、且つ、強靭な成形体を得る為には、バインダーは低弾性である必要があり、上記範囲の中でも、常温での貯蔵弾性率は１ＭＰａ〜３ＭＰａであるのが好ましい。
【００４３】
ゴム弾性体はある一定までの歪みであれば、外力を除くと元の形状に復元するという性質を示す。本発明のようにゴム弾性体であるバインダーが、様々な形状で微小に分散している場合は、バインダーの歪みを正確に表現することは困難であるため、本発明において「ゴム弾性体」とは、ノギスを用いて原寸の８０％の寸法まで圧縮させ、荷重を解いた1分後に、寸法が原寸の９９％以上まで復元するものと定義する。
【００４４】
また、デシカントロータなどの吸脱着を繰り返し行う用途では、ヒートサイクルによる欠陥を防ぐ観点からも、バインダー硬化物は広い温度領域でゴム弾性を示すことが求められる。吸着性粒子の再生温度や、使用時の操作温度によって温度領域は様々であるが、０〜１５０℃でゴム弾性を有することが好ましく、特に０〜２００℃、中でも特に０〜２５０℃でゴム弾性を有することが好ましい。
【００４５】
また、吸着性粒子を再生する場合において、再生温度での耐熱性を要求されるが、バインダーがシリコーンであるため、十分な耐熱性を確保することができる。
【００４６】
本成形体に用いる硬化性シリコーンからなるバインダーは、市販の硬化性シリコーンゴムを主成分として使用することができる。シリコーンゴムは、主鎖がシロキサン結合で構成され、側鎖に有機置換基を有しており、側鎖の構造により、ジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、ビニルメチルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、フェニルメチルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フェニルビニルメチルシリコーンゴム（ＰＶＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）などの種類がある。本成形体に用いるシリコーンゴムは、いずれのシリコーンゴムであってもよい。
【００４７】
シリコーンゴムの種類としては、バンバリーミキサーなどで加硫剤を混練した後、加熱加硫により弾性体となるミラブル型シリコーンゴムと、加硫前は液状である液状シリコーンゴムに分けられる。
本成形体においては、特別な硬化装置を必要としないという観点から、液状シリコーンゴムを用いるのが好ましい。
【００４８】
ミラブル型シリコーンゴムは、重合度３０００〜１００００程度の線状ポリマーを主成分とし、シリカ系補強性充填剤、湿潤剤、各種添加剤を配合したもので、使用時に加硫剤を添加することにより加熱硬化させるタイプのゴムである。
【００４９】
他方、液状シリコーンゴムは、重合度１００〜２０００程度の線状ポリマーを主成分とし、ミラブル型シリコーンゴム同様、各種充填剤、添加剤を配合するが、低粘度の液状で、一般には特別な硬化装置を必要としない。また、室温または加熱することにより硬化するタイプのゴムである。
このような液状シリコーンゴムは、硬化タイプの違いから縮合型と付加型に分類され、それぞれ一液性と二液性とがある。
【００５０】
縮合型液状シリコーンゴムとは、硬化時にアセトン、アルコール、そのほか縮合生成物を生ずるものの総称で、一液型と二液型に分類される。
一液型は、空気中の湿気と反応して表面から硬化し、二液型は、混合と同時に硬化反応が進み、表面および内部が硬化する特徴を有している。
縮合型液状シリコーンゴムは、未硬化時はペースト状を呈し、空気中の湿気と反応し微量の縮合物を放出しながら硬化する。ほとんどの材質とよく接着し、硬化後はゴム弾性体となる。
【００５１】
他方、付加型液状シリコーンゴムは、Ｐｔ系化合物（白金化合物）を触媒とする付加反応によって硬化するものである。
一液型、二液型ともに、深部硬化性に優れる特徴を有している。また、触媒となる白金化合物の量を調節することにより、常温でも十分硬化させることができる。
【００５２】
本発明に用いられるバインダーは、成形前は硬化していないことが好ましい。硬化前のシリコーンゴムを使用することで、より効果的にゴム弾性を付与することができる。さらに、シラノール基等の反応性の置換基を多く有する硬化性シリコーン組成物をバインダーとすれば、吸着性粒子との接着性を十分に確保でき、結合相と吸着性粒子の界面剥離を起こし難く、成形体の強度を向上させることができる。
【００５３】
なお、付加反応により硬化するシリコーンゴムの場合、水が硬化を阻害し、一般的な水系の成形を用いることが困難であるため、縮合型の液状シリコーンゴムを用いることが好ましい。
また、吸着性粒子との接着性向上の観点からも、バインダーはシラノール基等の反応性の置換基を有する縮合型の硬化性シリコーン組成物であることが好ましい。
なお、縮合型液状シリコーンゴムは、上記の如く硬化時にアセトン、アルコール、そのほか縮合生成物などが副生されるが、シリケートの縮合などと比較すると、極めて量が少ないので生産ラインを防爆仕様にする必要が無いばかりか、副成ガスが原因で成形体が割れる心配もない。
【００５４】
本発明に用いられるバインダーは、室温硬化(ＲＴＶ：Room Temperature Vulcanzing）する組成物であることが好ましい。これは硬化装置が不要であり、製造コストを抑えることができるからである。
【００５５】
なお、縮合型室温硬化性シリコーンゴムは、室温で架橋でき、シリコーンゴムの気体透過性を利用して空気中の水分と反応して表面からゴム状に硬化する性質を有している。架橋反応としては、脱アルコール縮合、脱アミン縮合等が利用される。
また、縮合型室温硬化性シリコーンゴムの中には、酸化鉄やカーボンブラックなどの耐熱剤を含み、３００℃程度の耐熱性を備えたものが市販されている。
これらを使用することで、成形体に優れた耐熱性を付与することができる。例えば、信越化学工業株式会社製の商品名：ＫＥ−３４１８や、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製の商品名：ＴＳＥ３９７６−Ｂ、ＴＳＥ３８２６などを挙げることができる。
【００５６】
また、バインダーの極性に特に制限ははいが、吸着性粒子の粒子表面を露出させ、吸着速度を向上させるという観点から、バインダーは疎水性である方が好ましい。
【００５７】
本成形体に用いるバインダーはシリコーンを主成分とするが、その機能を損なわない範囲で、フィラーや繊維を少なくとも1種類を含むことができる。フィラーとしては、シリカ、酸化鉄、アルミナ、チタニア、黒鉛、カーボンブラック、顔料などが挙げられる。フィラーを添加することで、バインダーの耐熱性を高めることができる。
また、本成形体は必要に応じて無機繊維、繊維鉱物のうち少なくとも１種類を添加することができる。繊維を添加することで、成形体に目的の剛性を高めることができるとともに、割れがより一層起こり難くなり、熱ショックで割れ難くなる。
【００５８】
例えば押出成形でハニカムを成形する場合は、繊維長は口金及びメッシュの目よりも短いものが好ましい。そのため、ハニカムの成形では、繊維長の短いセピオライト、またはアタパルジャイトが好適である。
【００５９】
その他、使用可能な無機繊維として、例えばガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、ロックウール、チタニアウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、ステンレス繊維、その他金属繊維などを挙げることができる。また、繊維鉱物としては、例えばワラスナイト、アスベスト等を挙げることができ、その目的に応じて適宜繊維を選択することで、熱伝導性、導電性、光触媒性、難燃性などの様々な機能を付与することができる。
【００６０】
＜配合割合＞
本成形体は、吸着性粒子と、シリコーンを主成分とするバインダーとを含有してなる成形体であって、吸着性粒子の含有量が、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して６０質量部以上、９０質量部以下であることが必要である。すなわち、バインダーの含有量としては、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して１０質量部以上、４０質量部以下であることが必要である。
吸着性粒子の含有量が、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して６０質量部以上であれば、吸着性粒子の量が少な過ぎることがないから、吸着性能を維持することができる。しかも、バインダーが４０質量部以下であれば、吸着性粒子の周りがバインダーで覆われることがなく、吸着性粒子の粒子表面が露出した部分を維持できるため、吸着性粒子が備えている吸着性能が低下するのを防ぐことができる。他方、吸着性粒子の含有量が９０質量部以下であれば、すなわちバインダーが１０質量部以上であれば、成形体の強度を維持することができる。これほど少量のバインダーで強度を維持できる点は本成形体の特徴の一つである。
【００６１】
＜その他の材料＞
（可塑剤）
押出成形などでハニカムを作製する際は、通常水を溶媒として使用するが、その際、流動性、形状保持性等を付与する目的で、可塑剤を添加することがある。
可塑剤としては水溶性のポリマーを挙げることができ、例えばメチルセルロース等のセルロースエーテル類、ポリサッカライド、ポリビニルアルコールなどを挙げることができる。なお、単独又はこれらを任意に混合して使用することができる。
【００６２】
（造孔材）
本成形体においては、造孔材を添加することで多孔化することが可能である。
本成形体に用いる造孔材としては、バインダーがゴム弾性を維持可能な焼成条件で、熱分解する微粒子を用いるのが好ましい。このような造孔材を、バインダー（例えばシリコーンゴム）が硬化した後に焼成することで、割れの無い多孔質のゼオライト成形体を得ることができる。
また、造孔材を溶剤で抽出して気孔形成することも可能であり、その場合は溶剤への溶解度の大きい微粒子であることが好ましい。
【００６３】
造孔材の粒子径によって、本成形体の空孔径をある程度調整することができる。吸着速度を高めるためには成形体の表面積を大きくするのが好ましく、そのためには造孔材の粒子径はなるべく小さい方が好ましい。かかる観点などから、造孔材の平均粒子径は０．１μｍ〜１００μｍが好ましく、より好ましくは０．５μｍ〜５０μｍである。また、造孔材には複数の種類、複数の粒子径分布を持つもの同士を併用してもよい。
【００６４】
造孔材の添加量は、骨材に対して１０ｖｏｌ％以上、９０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。１０ｖｏｌ％以上であれば吸着速度に向上が見られ、９０ｖｏｌ％以下であれば成形体の強度を保つことが可能であることから好ましい。かかる観点から、２０ｖｏｌ％以上の割合で存在するのがさらに好ましく、中でも２５ｖｏｌ％以上の割合で存在するのがより好ましい。他方、７０ｖｏｌ％以下の割合で存在するのがさらに好ましく、中でも６０ｖｏｌ％以下の割合で存在するのがより好ましい。
【００６５】
造孔材の種類は、特に限定はないが、例えば架橋アクリル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル等のポリマー粒子や、甘藷澱粉、コーンスターチ等を挙げることができる。ポリマー粒子は、中空状や、コアシェル型でも使用できる。また、分散性を高める目的で表面を炭酸カルシウム等で無機処理したものでもよい。
【００６６】
＜本成形体の物性・形状＞
本成形体は、次のような物性を備えているのが好ましい。
【００６７】
（微視的構造）
本成形体は、図１に示すように、吸着性粒子と吸着性粒子との間はバインダーにより部分的に結合して、バインダーは不連続結合相を呈し、吸着性粒子の周囲がバインダーによって被覆されず、吸着性粒子の粒子表面が露出していることが好ましい。但し、このような不連続結合相を呈していても、該不連続結合相が弾性を有しており、強度を維持できる点が本成形体の特徴の一つである。
【００６８】
図１のような構造は、水の乾燥や、造孔材、その他添加剤の焼失により形成することが可能であり、バインダーは親水性で無い方が吸着性粒子の表面が露出し易い。
【００６９】
（成形体の貯蔵弾性率）
バインダーとして貯蔵弾性率の小さいシリコーンゴムを使用することで、吸着性粒子を高充填しても、成形体の貯蔵弾性率を低く設定することが可能となる。
本成形体の貯蔵弾性率に関しては、吸着性粒子の含有率や種類などにより幅があるが、成形体の自立可能な剛性を確保する観点から、振動周波数１０Ｈｚで動的粘弾性を測定した、常温での貯蔵弾性率が１．０×１０８Ｐａ以上であるのが好ましい。他方、物理的なストレスを緩和させるという観点からは、５．０×１０９Ｐａ以下であるのが好ましい。
なお、本発明における常温とは５〜３５℃の範囲の温度である。
【００７０】
（空孔径）
本成形体の空孔径は、成形体の形態や空孔率、吸着の対象とする流体の粘度等にもよるが、０．１μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍ以上であれば、成形体の内部に流体を十分に行き渡らせることができる。他方、空孔径が１００μｍ以下であれば、吸着速度に有利であるだけでなく、成形体の強度も維持することができる。
なお、本成形体の空孔径は、造孔材の量、及び粒子径などによって制御することができる。
【００７１】
（空孔率）
本成形体の空孔率は、０．１μｍ以上、１００μｍ以下の空孔が、１０ｖｏｌ％以上、９０ｖｏｌ％以下の割合で存在するのが好ましい。
この空孔率が１０ｖｏｌ％以上であれば吸着速度に向上が見られ、９０ｖｏｌ％以下であれば成形体の強度を保つことが可能であることから好ましい。かかる観点から、本成形体において、０．１μｍ以上、１００μｍ以下の空孔が、２０ｖｏｌ％以上の割合で存在するのがさらに好ましく、中でも２５ｖｏｌ％以上の割合で存在するのがより好ましい。他方、７０ｖｏｌ％以下の割合で存在するのがさらに好ましく、中でも６０ｖｏｌ％以下の割合で存在するのがより好ましい。
なお、本成形体の空孔率は、造孔材の粒子径、添加量などによって制御することができる。
【００７２】
（形状）
本成形体は、例えば管状、円筒状、ビーズ状、タブレット状、ペレット状、シート状、ストランド状、ハニカム状など、任意の形状に製造することができる。中でも、断面形状が円形状、三角形状、四角形状、六角形状などのセルが組み合わさってなるハニカム状に形成すれば、表面積が増大し、吸着性能を向上させることが可能であるため、本成形体はハニカム状であることが好ましい。
【００７３】
例えばハニカム状若しくはハニカムを構成し得るセル状、管状、シート状若しくはストランド状に成形し、これらを複数組み合わせて、ハニカム状とすることもできる。
この際、本成形体によれば、ハニカムのセル壁の厚さを薄くすることができ、例えば３０μｍ〜１０００μｍの厚さとすることができ、中でも４０μｍ〜５００μｍ、その中でも特に５０μｍ〜３００μｍとすることができる。
セル壁の厚さを薄くしていくと、吸着性粒子の絶対量が少なくなり、吸着量の低下が危惧されるが、セルピッチを小さくすることでセル密度を高め、吸着速度と吸着量の両立を図ることができる。成形体の強度が許す限り、セル密度は大きいことが望まれるが、セル密度は２００〜１２００セル／平方インチが好ましい。
【００７４】
＜製造方法＞
次に、本成形体の製造方法について説明する。主として押出成形による製造方法について具体的に説明する。但し、次に説明する製造方法に限定されるものではなく、その他、従来公知の汎用セラミックの成形と同様に行うことができる。
【００７５】
押出成形により本成形体を製造する場合は、先ず、吸着性粒子と、バインダーと、必要に応じて無機繊維などの原料を混合し、骨材を調製する。
次に、この骨材に、造孔材、溶媒、必要に応じて可塑剤などを加えて混練し、可塑化された練土を押出機で成形する。
【００７６】
より具体的には、例えば合成ゼオライト粉末、室温硬化性シリコーンゴム、及び造孔材に、必要に応じて無機繊維を添加し、高速ミキサーで混合し、これに可塑剤と溶媒を添加して造粒する。そして、得られた混合物を、押出機、加圧ニーダー、ロールなどで混練し、練土とした後、押出機に投入して成形すればよい。
溶媒の添加による発熱が大きい場合は、バインダーを添加する前に、予め溶媒を吸着させておくとよい。
【００７７】
この際、溶媒としては水を用いるのが好ましい。
また、可塑剤としては、水溶性のポリマーを用いるのが好ましく、例えばメチルセルロース等のセルロースエーテル類、ポリサッカライド、ポリビニルアルコールなどを挙げることができ、単独又はこれらを任意に混合して使用することができる。
その他、必要に応じて一般的に知られている滑剤、分散剤などを添加することができる。
【００７８】
可塑剤の種類と量、水分量などを調整して、原料粉末に対して良好な可塑性と成形性を与える条件を見つけ出すようにするのが好ましい。そのため、原料粉末により水と可塑剤の処方は違ってくるが、一般に可塑剤は原料粉末に対して２０質量％以下とするのが好ましい。また、水分量が多いと、乾燥時の収縮が大きくなり、それに伴い成形体が反りや割れを起こす可能性が高くなるため、成形可能な範囲内において少ない方がよい。
【００７９】
押出成形の方法については特に限定されないが、例えば、成形体の断面形状と相補的な形状のスリットを有する口金を用いて押出成形する方法等が挙げられる。このような方法は、ハニカム形状やモノリス形状といった複雑形状の成形体を成形する場合でも、スリットの形状を適宜変更することによって、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有するハニカム形状ないしモノリス形状の成形体を簡便に得ることができる。押出成形機についても特に制限はなく、従来公知の押出成形機（例えば、真空土練機、ラム式押出成形機、二軸連続成形機等）を好適に用いることができる。
【００８０】
このようにして得られた成形体は乾燥すればよい。乾燥の方法にも特に限定はなく、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の従来公知の乾燥法を用いることができる。但し、成形体全体を均一かつ欠陥なく乾燥するためには、徐々に乾燥を進行させることが好ましい。このような操作が可能な乾燥法としては、例えば、低温乾燥や調湿乾燥等が挙げられる。また、成形体が円筒状を呈するもの等の場合、ローラーや加圧エアー等を用いて成形体を転動させながら乾燥させることが好ましい。こうすることにより、成形体の自重が一方向に作用するのを防止することができ、成形体の自重による変形を効果的に抑制することができる。
【００８１】
バインダーとして室温硬化性シリコーンゴムを用いた場合は、乾燥後にある程度シリコーンゴムが架橋しているが、高湿度下で熟成することで、架橋が進行し、強度を向上させることができる。このような成形体は、刃物等による切削が容易で、加工時の欠陥の発生を抑えることが可能である。バインダーが硬化に加熱が必要なシリコーンゴムであれば、熱処理を行い架橋させる。
【００８２】
造孔材が熱分解性粒子である場合は、焼成を実施し、多孔化することが可能である。
焼成条件に関しては、造孔材が分解する条件であれば特に制限は無いが、シリコーンゴムは耐熱剤を処方していたとしても、３５０℃を超えると急激な物性の低下を起こすため、本発明の成形体は３５０℃以下の温度で焼成することが好ましく、中でも３００℃以下で焼成することが好ましい。
焼成方法に関しても、従来公知の焼成設備を使用することができる。
【００８３】
なお、ハニカムの製造方法としては、上述のように押出成形機にハニカム用の口金を取り付けて成形する以外に、シートを成形し、このシートをコルゲート加工して貼り合せることでハニカムを製造することもできる。
【００８４】
＜用途＞
本成形体は、ハニカム状とすることで、ロータ型吸着素子（デジカントロータ）や各種フィルターとすることができ、これらを使用して調湿装置や脱臭装置といった、空調装置を製造することができる。
他にも、造粒によりペレット状に成形し、基材に固定することでも、同様の用途への利用が期待できる。
また、吸着性粒子が触媒機能も同時に持つ場合は、固定触媒としての利用も可能である。さらにまた、本成形体を適宜形状に成形し、例えばガス分離精製装置、熱交換器などに好適に利用することができる。
【００８５】
＜用語の説明＞
本発明において、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ，Ｙは任意の数字）と表現した場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意と共に、「好ましくはＸより大きい」及び「好ましくはＹより小さい」の意を包含するものとする。
また、本発明において、「Ｘ以上」（Ｘは任意の数字）と表現した場合、特にことわらない限り、「好ましくはＸより大きい」の意を包含し、「Ｙ以下」（Ｙは任意の数字）と表現した場合、特にことわらない限り、「好ましくはＹより小さい」の意を包含するものとする。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において、部は質量部を示す。
【００８７】
＜評価方法＞
先ず、実施例・比較例で用いた試料の作製方法と、その評価方法について説明する。
【００８８】
（焼成条件）
実施例・比較例の各評価において試料の焼成を行った。この際の焼成条件について説明する。
【００８９】
実施例１および比較例１の焼成条件は、恒温恒湿槽で５０℃、６０％ＲＨにて７日間硬化させ、続いてベーキング試験装置（大栄科学精器製作所、ＤＫＳ−５Ｓ）にて、３００℃で１００分間焼成した。
比較例２および比較例３の焼成条件は、マッフル炉（ヤマト科学、ＦＭ−２７）にて、６００℃で２時間焼成した。
比較例４および比較例５の焼成条件は、ベーキング試験装置（大栄科学精器製作所、ＤＫＳ−５Ｓ）にて２５０℃で１００分間焼成した。
【００９０】
（バインダー硬化物の作製とゴム弾性の評価）
実施例・比較例で用いたバインダーはそれぞれの焼成条件において焼成し、厚さ０．５ｍｍのシート状のバインダー硬化物を作製した。得られたシート状のバインダー硬化物を常温の室内でノギスを用いて厚み方向に圧縮し、厚みが８０％になったところで荷重を解き、１分後に同じ部分の厚みを測定した。この際、厚みが圧縮前の９９％以上まで復元すれば、常温において本発明におけるゴム弾性体であると認めることができる。
【００９１】
（バインダー硬化物の貯蔵弾性率）
実施例・比較例で用いたバインダー硬化物の、各温度での貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置ＤＶＡ−２００（アイティー計測制御（株）製）を使用し、振動周波数１０Ｈｚで測定した。
【００９２】
（練土の調製）
表１に示すように、吸着性粒子として低温再生が可能な合成ゼオライトである、三菱樹脂（株）製、商品名：ＡＱＳＯＡ ＦＡＭ−Ｚ０５（ゼオライト構造ＡＦＩ、アルミノフォスフェート、細孔径７．３Å、平均粒子径Ｄ５０：５μｍ）を７５部、繊維鉱物として、ＴＯＬＳＡ社製、商品名：ＰＡＮＧＥＬ ＡＤ（セピオライト）を１０部、バインダーを固形分にして１５部混合し、骨材配合を調製した。
【００９３】
実施例および比較例において多孔化を行う場合は、骨材配合全体が３０ｇとなるように調製し、溶媒としてイオン交換水を骨材配合１００質量部に対して６２部（１８．６ｇ）、可塑剤として信越化学工業（株）製、商品名：メトローズ９０ＳＨ３００００を骨材配合１００質量部に対して７．３部（２．２ｇ）、造孔材として、ガンツ化成（株）製、商品名：ガンツパールＧＭ−１００１（ポリメチルメタクリレート粒子、平均粒子径Ｄ５０が１０μｍ）を、骨材配合１００質量部に対して５０部添加し、東洋精機製ラボプラストミルにて３０ｒｐｍ、２０〜３０℃の条件で１５分混練し、練土を得た。
一方で、実施例および比較例において多孔化を行なわない場合は、骨材配合全体が４０ｇとなるように調製し、溶媒としてイオン交換水を骨材配合１００質量部に対して４６．５部（１８．６ｇ）、可塑剤として信越化学工業（株）製、商品名：メトローズ９０ＳＨ３００００を骨材配合１００質量部に対して５．５部（２．２ｇ）添加し、東洋精機製ラボプラストミルにて３０ｒｐｍ、２０〜３０℃の条件で１５分混練し、練土を得た。
なお、表１の枠内の数値は質量部を示し、（ ）内の数値は固形分換算した値を示している。また、造孔材、水および可塑剤の質量部は、骨材配合を１００質量部としたときの質量部である。
【００９４】
（焼成済みシートの作製と吸水率および吸着速度評価）
実施例・比較例で得られた練土を、常温にてプレスし、乾燥させ、それぞれの焼成条件で焼成し、厚さ０．９ｍｍの焼成済みシートを得た。得られた焼成済みシートを５０×５０ｍｍの大きさに切断し、２５℃、４８％ＲＨの室内における重量変化を電子天秤で記録した。室内に放置し、飽和状態に達した重量と、乾燥状態の重量の差分を飽和吸水量として、乾燥状態からの重量増加分を飽和吸水量で割ったものを吸水率とした。吸着速度の指標として１０分後の吸水率を求めた。
１０分後の吸水率（％）＝（乾燥状態から１０分後の増加重量）／（室内における飽和吸水量）×１００
ここで、１０分後の吸水率が１５％以上のものを吸着速度評価「○」、１０％以上、１５％未満のものを吸着速度評価「△」、１０％未満のものを吸着速度評価「×」と規定し、表１に記載した。
【００９５】
（焼成済み短冊状成形体の作製と３点曲げ試験）
実施例・比較例で得られた練土を、スリットノズル（リップギャップ１ｍｍ、幅８ｍｍ）を取り付けたフローテスターを用いて、常温下で厚さ１ｍｍのシートを成形し、得られたシートを厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ４０ｍｍの短冊に加工し、それぞれの焼成条件で焼成し、焼成済み短冊状成形体を得た。
このように作製した厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ４０ｍｍの焼成済み短冊状成形体を、電磁力式微小試験機ＭＭＴ−２５０Ｎ（島津製作所製）にて、変位速度１ｍｍ／分、スパン間１６ｍｍにて３点曲げ試験を行い、その結果を図３に示した。
【００９６】
ここで、強度を相対比較する為に、比較例５を強度「△」として、図３の荷重―ストローク曲線の下の領域の面積が、比較例５よりも大きいものを強度「○」、小さいものを「×」と規定し、表１に記載した。
【００９７】
＜実施例１＞
バインダーとして縮合型のシリコーンＲＴＶゴムである、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、商品名：ＴＳＥ３８２６（ベースポリマーとしてポリアルキルシロキサン、架橋剤としてオキシムシラン、触媒としてジアルキルスズ化合物、無機粒子として酸化鉄及びシリカを含む）を用い、多孔化を実施した。配合部数は表１に示すようである。
【００９８】
バインダー硬化物のゴム弾性の評価の結果、実施例１で用いたバインダーは、１００％まで復元していた。よって、実施例１で用いたバインダーは、焼成後も常温にて、本発明で定義するゴム弾性体であることが確認された。
また、バインダー硬化物の貯蔵弾性率を図２に示す。実施例１のバインダー硬化物の２０℃での貯蔵弾性率は１．２６×１０６Ｐａであった。また、０℃での貯蔵弾性率は１．２８×１０６Ｐａ、１５０℃での貯蔵弾性率は１．３１×１０６Ｐａであった。よって、一般にゴム弾性体が示すといわれている１〜１０ＭＰａの常温での貯蔵弾性率の範囲内に入っていた。また、０〜２５０℃の温度範囲で、ほぼ一定の貯蔵弾性率を保っていることが分かった。
【００９９】
吸水率は、１０分後の吸水率が２０．４％であり、吸着速度評価は「○」であった。
【０１００】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験の結果、破壊時のストロークが０．５５ｍｍ、荷重が１Ｎであり、図３の荷重―ストローク曲線の下の領域の面積が、比較例５よりも大きい為、強度「○」と評価した。
以上の結果より、実施例１で得られた成形体は、多孔化により不連続な結合相を有し、硬化性シリコーンからなるバインダー硬化物がゴム弾性を有するため、広い温度範囲において弾性率の変化が少なく、従来技術よりも成形体の強度と、吸着速度の両方を向上させることが可能であると考えることできる。
【０１０１】
＜比較例１＞
実施例１と同じバインダーを用い、多孔化は実施しなかった。配合部数は表１に示すようである。
【０１０２】
バインダーは実施例１と同様であり、バインダー硬化物のゴム弾性の評価および、貯蔵弾性率も実施例１と同様である。
【０１０３】
吸水率は、１０分後の吸水率が８．７％であり、吸着速度評価は「×」であった。
【０１０４】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験の結果、ストロークが０．７ｍｍを超えても破壊されず、図３の荷重―ストローク曲線の下の領域の面積が、比較例５よりも大きい為、強度は「○」と評価した。
以上のように、比較例１で得られた成形体の強度は十分であったが、吸着速度に関してはかなり低いものであった。
【０１０５】
＜比較例２＞
バインダーとして日産化学社製、商品名：スノーテックス Ｎ−４０を固形分にして実施例１と同じ質量部だけ添加した。固形分は４０質量％であった。多孔化を実施した。配合部数は表１に示すようである。
【０１０６】
バインダー硬化物のゴム弾性の評価の結果、９０％に圧縮される前に脆性破壊された。つまり、本発明で定義するゴム弾性体ではなかった。
また、バインダー硬化物の貯蔵弾性率に関しては、シリカゾルの硬化物は非常に脆いため、測定不能であった。
【０１０７】
吸水率は、１０分後の吸水率は２０．６％であり、吸着速度評価は「○」であった。
【０１０８】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験では、曲げ試験可能な短冊が得られなかった。よって、測定が出来ないほど脆かった為、強度は「×」と評価した。
以上のように、比較例２で得られた成形体は、吸着速度は良好であったが、成形体は脆く、強度が不十分であった。
【０１０９】
＜比較例３＞
比較例２と同じバインダーを用い、多孔化は実施しなかった。配合部数は表１に示すようである。
【０１１０】
バインダーは比較例２と同様であり、本発明で定義するゴム弾性体ではなく、貯蔵弾性率も比較例２と同様に測定不能であった。
【０１１１】
吸水率は、１０分後の吸水率は１２．２％であり、吸着速度評価は「△」であった。
【０１１２】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験の結果、破壊時のストロークが０．１０ｍｍであり、破壊時の荷重は１．５Ｎであり、図３の荷重―ストローク曲線の下の領域の面積が、比較例５よりも小さい為、強度は「×」と評価した。
以上のように、比較例３で得られた成形体は、吸着速度、及び成形体の強度に関しても不十分であり、両立はできていなかった。
【０１１３】
＜比較例４＞
バインダーとして旭化成・ワッカーシリコーン（株）製、商品名：ＳＩＬＲＥＳ ＭＳＥ１００を固形分にして実施例１と同じ質量部だけ添加した。多孔化を実施した。配合部数は表１に示すようである。
【０１１４】
なお、ＳＩＬＲＥＳ ＭＳＥ１００は、種々のメチルケイ酸類混合物のメチルエステルオリゴマー体であり、加水分解及び縮合によって反応して硬質のケイ素樹脂を与える。その分子量は約４８０ｇ／ｍｏｌないし約６００ｇ／ｍｏｌである。２５０℃で２時間熱処理した後の固形分は５５質量％であった。
【０１１５】
バインダー硬化物のゴム弾性の評価の結果、９０％に圧縮される前に脆性破壊された。つまり、本発明で定義するゴム弾性体ではなかった。
また、バインダー硬化物の貯蔵弾性率に関しては、非常に脆いため、測定不能であった。
【０１１６】
吸水率は、１０分後の吸水率は１７．８％であり、吸着速度評価は「○」であった。
【０１１７】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験の結果、破壊時のストロークは０．２３ｍｍ、荷重は１．３Ｎであり、図３の荷重―ストローク曲線の下の領域の面積が、比較例５よりも小さい為、強度は「×」と評価した。実施例１よりも高弾性であり、物理的なストレスを吸収、緩和することができないことが分かった。
以上のように、比較例４で得られた成形体は、実施例１と比較すると、吸着速度は若干遅く、成形体の強度も不十分であった。
【０１１８】
＜比較例５＞
比較例４と同じバインダーを用い、多孔化は実施しなかった。配合部数は表１に示すようである。
【０１１９】
バインダーは比較例４と同様であり、本発明で定義するゴム弾性体ではなく、貯蔵弾性率も比較例４と同様に測定不能であった。
【０１２０】
吸水率は、１０分後の吸水率は９．９％であり、吸着速度評価は「×」であった。
【０１２１】
焼成済み短冊状成形体の３点曲げ試験の結果、破壊時のストロークは０．２ｍｍ、荷重は２．４Ｎである。強度を相対比較する為に、比較例５を強度「△」と評価した。実施例１よりも高弾性であり、物理的なストレスを吸収、緩和することができないことが分かった。
以上のように、比較例５で得られた成形体は、シリカゾルをバインダーとして用いた比較例３よりも、若干の強度向上が見られたものの、吸着速度が不十分であった。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
表１より、本発明で規定する実施例１は、吸着速度と強度の両方とも良好であり、比較例１〜５は吸着速度と強度のどちらかが、不十分であった。
実施例１は、結合相が広い温度領域でゴム弾性であるため、物理的なストレスを緩和でき、成形体の破壊が起こりにくいが、比較例１に示したように、ゴム弾性のバインダーを用いただけで、多孔化を実施しなかった場合は、吸着性粒子の有する吸着能力を十分発揮することが出来ず、吸着速度が低いという問題があった。
比較例２〜５は、結合相が高弾性であり、物理的なストレスを緩和出来ないため、比較例２又は４のように多孔化され、結合相の連続性又は均一性が失われると、応力集中により破壊され易いことが分かった。
【０１２４】
本発明によれば、吸着性粒子が６０質量部以上と高含有であっても、従来技術以上の強度と吸着速度を有する成形体を得ることが可能であることが分かった。また、十分な耐熱性を保持したまま、焼成温度が低い為、製造コストを低減することも可能であることも分かった。さらには、造孔材やバインダーの処方を調整することで、所望の強度や吸着能力を持った成形体を製造することが可能で、設計の自由度を高めることが出来るため、種々の用途に利用可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着性粒子と、硬化性シリコーン組成物からなるバインダーとを含有してなる成形体であって、前記バインダーが常温にてゴム弾性を有することと、前記吸着性粒子の含有量が、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して６０質量部以上、９０質量部以下であることと、造孔材により多孔化されていることとを特徴とする成形体。
【請求項２】
請求項１に記載のバインダーが、縮合型の硬化性シリコーン組成物であることを特徴とする成形体。
【請求項３】
吸着性粒子が、ゼオライト、シリカゲル、メソポーラスシリカ及び活性炭からなる群の中から選ばれる１種類又は２種類以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形体。
【請求項４】
吸着性粒子は、アルミノシリケート類及びアルミノフォスフェート類からなる群の中から選ばれる１種類のゼオライト又は２種以上の組み合わせからなるゼオライトであることを特徴とする請求項1〜３の何れかに記載の成形体。
【請求項５】
ハニカム状であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の成形体。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の成形体を用いてなるデシカントロータ。
【請求項７】
請求項６に記載のデシカントロータを用いてなる空調装置。
【請求項８】
請求項１〜５の何れかに記載の成形体を用いてなるフィルター。
【請求項９】
請求項８に記載のフィルターを用いてなる空調装置。
【請求項１０】
請求項１〜５の何れかに記載の成形体を用いてなる固定触媒。
【請求項１１】
３５０℃以下の温度で焼成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の成形体の製造方法。
【請求項１】
吸着性粒子と、硬化性シリコーン組成物からなるバインダーとを含有してなる成形体であって、前記バインダーが常温にてゴム弾性を有することと、前記吸着性粒子の含有量が、吸着性粒子及びバインダーの合計量１００質量部に対して６０質量部以上、９０質量部以下であることと、造孔材により多孔化されていることとを特徴とする成形体。
【請求項２】
請求項１に記載のバインダーが、縮合型の硬化性シリコーン組成物であることを特徴とする成形体。
【請求項３】
吸着性粒子が、ゼオライト、シリカゲル、メソポーラスシリカ及び活性炭からなる群の中から選ばれる１種類又は２種類以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形体。
【請求項４】
吸着性粒子は、アルミノシリケート類及びアルミノフォスフェート類からなる群の中から選ばれる１種類のゼオライト又は２種以上の組み合わせからなるゼオライトであることを特徴とする請求項1〜３の何れかに記載の成形体。
【請求項５】
ハニカム状であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の成形体。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の成形体を用いてなるデシカントロータ。
【請求項７】
請求項６に記載のデシカントロータを用いてなる空調装置。
【請求項８】
請求項１〜５の何れかに記載の成形体を用いてなるフィルター。
【請求項９】
請求項８に記載のフィルターを用いてなる空調装置。
【請求項１０】
請求項１〜５の何れかに記載の成形体を用いてなる固定触媒。
【請求項１１】
３５０℃以下の温度で焼成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の成形体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−５７８７３（Ｐ２０１１−５７８７３Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０９６５５（Ｐ２００９−２０９６５５）
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
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