ホーム > 特許ランキング > 大阪ガスケミカル株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特許7597901炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-02
(45)【発行日】2024-12-10
(54)【発明の名称】炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備
(51)【国際特許分類】
B01J 20/20 20060101AFI20241203BHJP
C01B 32/05 20170101ALI20241203BHJP
C01B 32/184 20170101ALI20241203BHJP
B01J 20/28 20060101ALI20241203BHJP
B01J 20/30 20060101ALI20241203BHJP
C02F 1/28 20230101ALI20241203BHJP
【ＦＩ】
B01J20/20 A
C01B32/05
C01B32/184
B01J20/28 Z
B01J20/30
C02F1/28 G
C02F1/28 D
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2023201659
(22)【出願日】2023-11-29
【審査請求日】2023-11-29
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】591147694
【氏名又は名称】大阪ガスケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100140486
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100108213
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 豊隆
(72)【発明者】
【氏名】千代 健文
(72)【発明者】
【氏名】藤井 典子
(72)【発明者】
【氏名】清家 尚也
(72)【発明者】
【氏名】植田 興
(72)【発明者】
【氏名】小林 綾
(72)【発明者】
【氏名】浅田 拓哉
【審査官】河野 隆一朗
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－０１０４３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２０２００３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１０２６８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／１３１２７０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－１７８７２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１４７２５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５３－０６１５８９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｊ ２０／２０
Ｂ０１Ｊ ２０／２８
Ｂ０１Ｊ ２０／３０
Ｃ０２Ｆ １／２８
Ｃ０１Ｂ ３２／００ － ３２／９９１
Ｊａｐｉｏ－ＧＰＧ／ＦＸ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ3／ｇ以上０．３０ｃｍ3／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１,３４０ｍｇ／ｇ以下であり、
リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上３０．０ｇ／Ｌ以下であり、
－１９６℃におけるＮ 2 の吸着等温線からＢＥＴ法によって求められる比表面積が６１０ｍ 2 ／ｇ以上１，４００ｍ 2 ／ｇ以下である、
炭素質材料。
【請求項2】
窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積（Ａ）と、－１９６℃におけるＮ2の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められるメソ孔の細孔容積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が３．０以上８．０以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項3】
－１９６℃におけるＮ2の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められるメソ孔の細孔容積が０．０３０ｃｍ3／ｇ以上０．１４０ｃｍ3／ｇ以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項4】
タッピング法により測定される充填密度が０．３６ｇ／ｍＬ以上０．６０ｇ／ｍＬ以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項5】
水中で、少なくとも、クロロホルム及び陰イオン界面活性剤の除去に用いられる、請求項１～４のいずれか一項に記載の炭素質材料。
【請求項6】
原料を炭化して炭化物を得る炭化工程と、前記炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程と、を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の炭素質材料の製造方法。
【請求項7】
前記賦活物を洗浄する洗浄工程を更に含む、請求項６に記載の製造方法。
【請求項8】
前記原料が、ヤシ殻である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項9】
請求項１～４のいずれか一項に記載の炭素質材料を含む、吸着フィルター。
【請求項10】
請求項１～４のいずれか一項に記載の炭素質材料を含む、浄水器カートリッジ。
【請求項11】
請求項１～４のいずれか一項に記載の炭素質材料を含む、浄水器。
【請求項12】
請求項１～４のいずれか一項に記載の炭素質材料を備える、水浄化設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備に関する。
【背景技術】
【0002】
家庭用浄水器は、水道水中の有害物質を除去するために広く利用されている。そのような有害物質のうち、水道水中に微量に含まれているクロロホルムをはじめとするトリハロメタンなどの揮発性有機化合物、及び２－メチルイソボルネオ―ル（２－ＭＩＢ）に代表されるかび臭などの有害物質が、家庭用浄水器の家庭用品品質表示法にて除去対象物質として指定されており、水道水中から除去することが望まれている。
【0003】
そのような有害物質を除去するために、家庭用浄水器には、通常、炭素質材料が用いられている。そのような炭素質材料として、例えば、特許文献１には、ベンゼン吸着量が２５％以上４０％以下であり、ビタミンＢ１２吸着量が１３．０ｍｇ／ｇ以上５０．０ｍｇ／ｇ以下であり、かつ、窒素吸着等温線からＢＪＨ法により算出したメソ孔の細孔容積が０．０７０ｃｍ３／ｇ以上０．１５０ｃｍ３／ｇ以下である炭素質材料が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２０２０／２１８３７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の炭素質材料では、分子サイズの比較的小さいクロロホルムをはじめとするトリハロメタンなどよりも、分子サイズの比較的大きい２－ＭＩＢなどを除去できるように細孔容積及び比表面積が設計されている。そのため、２－ＭＩＢなどに対するろ過能力値は高いが、その炭素質材料を用いて、トリハロメタンなどの分子サイズの比較的小さい物質を除去することは難しく、トリハロメタンの中でも分子サイズがより小さいクロロホルムを除去することは非常に困難である。
【0006】
また、２０１９年には、家庭用浄水器におけるＪＩＳ試験法が改定され、新たなＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９において、除去対象物質が５品種追加された。これにより、従来よりも多品種の有害物質を除去する家庭用浄水器が望まれている。
【0007】
追加された５品種のうち、陰イオン界面活性剤は、２－ＭＩＢよりも分子サイズがより大きい。従来の家庭用浄水器に用いられる炭素質材料では、特許文献１のように、２－ＭＩＢくらいの分子サイズを除去するのに適するように細孔容積及び比表面積が設計されている。そのため、従来の炭素質材料では、陰イオン界面活性剤など分子サイズがより大きい有害物質に対しても除去することは困難である。
【0008】
このようにＪＩＳ試験法の改定以降、家庭用浄水器に用いられる炭素質材料には、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等まで幅広い有害物質を同等の性能で除去できることが求められている。
【0009】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等までの幅広い有害物質を同等の性能で除去することが可能な炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、細孔容積、よう素吸着量、及びリアクティブブラック５価がそれぞれ特定の範囲にある炭素質材料が、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等まで幅広い有害物質を同等の性能で除去することが可能あることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
本発明は、以下の実施態様を含む。
［１］窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１,３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である、炭素質材料。
［１］窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１,３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である、炭素質材料。
【0012】
［２］窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積（Ａ）と、－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められるメソ孔の細孔容積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が３．０以上８．０以下である、［１］に記載の炭素質材料。
【0013】
［３］－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められるメソ孔の細孔容積が０．０３０ｃｍ３／ｇ以上０．１４０ｃｍ３／ｇ以下である、［１］に記載の炭素質材料。
【0014】
［４］－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＥＴ法によって求められる比表面積が６１０ｍ２／ｇ以上１，４００ｍ２／ｇ以下である、［１］に記載の炭素質材料。
【0015】
［５］タッピング法により測定される充填密度が０．３６ｇ／ｍＬ以上０．６０ｇ／ｍＬ以下である、［１］に記載の炭素質材料。
【0016】
［６］水中で、少なくとも、クロロホルム及び陰イオン界面活性剤の除去に用いられる、［１］～［５］のいずれかに記載の炭素質材料。
【0017】
［７］原料を炭化して炭化物を得る炭化工程と、前記炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程と、を含む、［１］～［５］のいずれかに記載の炭素質材料の製造方法。
【0018】
［８］前記賦活物を洗浄する洗浄工程を更に含む、［７］に記載の製造方法。
【0019】
［９］前記原料が、ヤシ殻である、［７］に記載の製造方法。
【0020】
［１０］［１］～［５］のいずれかに記載の炭素質材料を含む、吸着フィルター。
【0021】
［１１］［１］～［５］のいずれかに記載の炭素質材料を含む、浄水器カートリッジ。
【0022】
［１２］［１］～［５］のいずれかに記載の炭素質材料を含む、浄水器。
【0023】
［１３］［１］～［５］のいずれか一項に記載の炭素質材料を備える、水浄化設備。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等までの幅広い有害物質を同等の性能で除去することが可能な炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について、詳細に説明する。なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は本実施形態のみに限定されない。
【0027】
［炭素質材料］
本実施形態の炭素質材料は、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である。
本実施形態の炭素質材料は、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である。
【0028】
炭素質材料が、このような要件を備えることにより、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等までの幅広い有害物質を同等の性能で除去することが可能となる。すなわち、炭素質材料は、細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が特定の範囲にあるため、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等に対して高い吸着性能を有することが可能となる。そのうえで、炭素質材料は、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等に適するようにも細孔径が制御されているため、陰イオン界面活性剤等に対しても高い吸着性能を有することができる。
【0029】
炭素質材料は、クロロホルム及び陰イオン界面活性剤を好適に吸着することができる。
なお、２０１９年のＪＩＳ改訂に伴い、クロロホルム以外の揮発性有機化合物（ブロモジクロロメタン、ジブロモクロロメタン、ブロモホルム、シス－１，２－ジクロロエチレン及びトランス－１，２－ジクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、並びにベンゼン）は、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９付属書Ａによる試験方法によって、クロロホルムで代替試験可能となっている。そのため、クロロホルムの除去性能を満たすことができれば、クロロホルム以外の揮発性有機物質についても除去可能であると言える。すなわち、炭素質材料は、クロロホルムと、これらの揮発性有機化合物との１種又は２種以上を好適に吸着することができる。
また、陰イオン界面活性剤としては、例えば、直鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルスルホン酸塩が挙げられる。炭素質材料は、これらの陰イオン界面活性剤の１種又は２種以上を好適に吸着することができる。
なお、２０１９年のＪＩＳ改訂に伴い、クロロホルム以外の揮発性有機化合物（ブロモジクロロメタン、ジブロモクロロメタン、ブロモホルム、シス－１，２－ジクロロエチレン及びトランス－１，２－ジクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、並びにベンゼン）は、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９付属書Ａによる試験方法によって、クロロホルムで代替試験可能となっている。そのため、クロロホルムの除去性能を満たすことができれば、クロロホルム以外の揮発性有機物質についても除去可能であると言える。すなわち、炭素質材料は、クロロホルムと、これらの揮発性有機化合物との１種又は２種以上を好適に吸着することができる。
また、陰イオン界面活性剤としては、例えば、直鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルスルホン酸塩が挙げられる。炭素質材料は、これらの陰イオン界面活性剤の１種又は２種以上を好適に吸着することができる。
【0030】
炭素質材料において、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法で算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ3／ｇ）（以下、単に「細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積」とも称する）が、０．１６ｃｍ3／ｇ以上０．３０ｃｍ3／ｇ以下である。細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が上記範囲にあることで、炭素質材料は、主として、クロロホルム等に対して高い除去性能を発揮する。炭素質材料は、細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ3／ｇ以上であることで、ミクロ孔容積の中で分子サイズの比較的小さいクロロホルム等の除去に有効な小さな細孔容積が十分となり、クロロホルム等に対する吸着性能が著しく向上する。また、細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．３０ｃｍ3／ｇ以下であることで、クロロホルム等の分子サイズよりも小さい物質に適する細孔容積の存在量が少なくなり、その分、クロロホルム等に適する細孔容積が多くなる。そのため、クロロホルム等に対する吸着性能が著しく向上する。
【0031】
本明細書において、炭素質材料が有する細孔は、ＩＵＰＡＣ（国際純正応用化学連合）の分類基準に準拠し、その細孔径（直径）に応じて、細孔径が２．０ｎｍ未満の細孔をミクロ孔とし、細孔径が２．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ以下の細孔をメソ孔とし、細孔径が５０．０ｎｍを超える細孔をマクロ孔と分類する。ミクロ孔は、メソ孔よりも小さな細孔であり、主として、分子サイズの比較的小さなクロロホルム等の吸着に有効である。また、メソ孔は、分子サイズの比較的大きな陰イオン界面活性剤等の吸着に有効である。
【0032】
本明細書おいて、細孔径０．７０ｎｍ以下又は細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積は、ＱＳＤＦＴ法（急冷固体密度汎関数法）によって算出される。ＱＳＤＦＴ法とは、幾何学的・化学的に不規則なミクロポーラス・メソポーラスな炭素の細孔径解析を対象とした、約０．５ｎｍ以上約４０ｎｍ以下の細孔径分布の計算ができる解析手法である。ＱＳＤＦＴ法では、細孔表面の粗さと不均一性による影響が明瞭に考慮されているため、細孔径分布解析の正確さが大幅に向上した手法である。細孔径０．７０ｎｍ以下又は細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0033】
細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積は、好ましくは０．１８ｃｍ3／ｇ以上０．２９ｃｍ3／ｇ以下であり、より好ましく０．２０ｃｍ3／ｇ以上０．２８ｃｍ3／ｇ以下であり、更に好ましく０．２２ｃｍ3／ｇ以上０．２７ｃｍ3／ｇ3以下である。細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積の範囲が上記範囲にあると、陰イオン界面活性剤等に対する除去性能を維持しつつ、クロロホルム等に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料が得られる傾向にある。
【0034】
炭素質材料のよう素吸着量は、７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下である。
よう素吸着量は、炭素質材料に存在する、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等と分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等とを物理吸着することが可能な細孔の表面積の指標である。炭素質材料のよう素吸着量が上記範囲にあることで、炭素質材料は、クロロホルム等に対する除去性能を維持しつつ、陰イオン界面活性剤等に対して高い除去性能を発揮することが可能となる。炭素質材料は、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上であることで、炭素質材料の細孔容積が十分大きくなり、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等との吸着性能が顕著に向上する。炭素質材料は、よう素吸着量が１，３４０ｍｇ／ｇ以下であることで、炭素質材料の細孔が大きくなりすぎず、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等とを吸着する細孔の制御が容易になる。
よう素吸着量は、炭素質材料に存在する、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等と分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等とを物理吸着することが可能な細孔の表面積の指標である。炭素質材料のよう素吸着量が上記範囲にあることで、炭素質材料は、クロロホルム等に対する除去性能を維持しつつ、陰イオン界面活性剤等に対して高い除去性能を発揮することが可能となる。炭素質材料は、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上であることで、炭素質材料の細孔容積が十分大きくなり、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等との吸着性能が顕著に向上する。炭素質材料は、よう素吸着量が１，３４０ｍｇ／ｇ以下であることで、炭素質材料の細孔が大きくなりすぎず、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等とを吸着する細孔の制御が容易になる。
【0035】
よう素吸着量は、ＪＩＳ Ｋ １４７４（２０１４年）に準拠して測定及び算出される。よう素吸着量の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0036】
クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等に対してより高い除去性能を有することから、よう素吸着量は、好ましくは９００ｍｇ／ｇ以上１，３３０ｍｇ／ｇ以下であり、より好ましくは１，０００ｍｇ／ｇ以上１，３１０ｍｇ／ｇ以下である。
【0037】
炭素質材料のリアクティブブラック５価は、６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である。リアクティブブラック５は、下記式（１）で表される染料であり、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック－５とも称される。
【0038】
【化1】
【0039】
リアクティブブラック５は、その分子量が９９５．８８と大きく、嵩高い構造を有するため、リアクティブブラック５価は、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等の吸着特性の指標となる。炭素質材料は、リアクティブブラック５価が上記範囲にあることで、クロロホルム等に対する除去性能を維持しつつ、特に、陰イオン界面活性剤等に対して高い吸着性能を発揮する。リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上であることで、炭素質材料の大きな細孔における累積細孔容積は大きくなりすぎず、炭素質材料は、クロロホルム等に対して有効な小さな細孔も保持できる。そのため、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等に対する除去性能を維持しつつ、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等に対しても高い除去性能を発揮できる。リアクティブブラック５価が６７．０ｇ／Ｌ以下であることで、炭素質材料が有する細孔のうち、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等の吸着に好適な細孔量が多くなる。そのため、陰イオン界面活性剤等に対する吸着性能が顕著に向上する。
【0040】
リアクティブブラック５価は、例えば、次のようにして算出することができる。すなわち、まず、紫外可視分光光度計を用いて、波長５９４ｎｍ及び光路長（セル長）１０ｍｍの条件にて、リアクティブブラック５を含む試験液と、その試験液に炭素質材料を混合し十分にリアクティブブラック５を炭素質材料に吸着させた後に、リアクティブブラック５が吸着した炭素質材料を除去して得られる残液の、それぞれの吸光度を測定する。そして、これらの吸光度を用いて、残液中に含まれるリアクティブブラック５の残存率（％）と、炭素質材料１ｇ当たりのリアクティブブラック５の吸着量（／ｇ）とを算出する。リアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）は、これらの値を用いて、１Ｌの試験液中のリアクティブブラック５を９９％除去するために必要な炭素質材料の量として算出する。なお、リアクティブブラック５価の測定において、炭素質材料としては、体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）が９．０μｍ以上１１．０μｍ以下に調整された炭素質材料を用いることが好ましい。本明細書において、５０％粒子径（Ｄ５０）は、レーザー回折光散乱法粒度分布測定装置を用いて、体積基準のメジアン径として測定される値を称する。リアクティブブラック５価の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0041】
リアクティブブラック５価は、好ましくは６．３ｇ／Ｌ以上５０．０ｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは６．５ｇ／Ｌ以上４０．０ｇ／Ｌ以下であり、更に好ましくは７．０ｇ／Ｌ以上３０．０ｇ／Ｌ以下であり、更により好ましくは７．２ｇ／Ｌ以上２７．０ｇ／Ｌ以下である。リアクティブブラック５価が上記範囲にあると、クロロホルム等に対する除去性能を維持しつつ、陰イオン界面活性剤等に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料が得られる傾向にある。
【0042】
炭素質材料において、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径１．０ｎｍ以下の細孔容積（Ａ）（以下、単に「細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積」とも称する）と、－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められるメソ孔容積（Ｂ）（以下、単に「メソ孔の細孔容積」とも称する）との比（Ａ／Ｂ、以下、単に「メソ孔比」とも称する）は、好ましくは３．０以上８．０以下であり、より好ましくは３．５以上７．５以下であり、更に好ましくは４．０以上７．０以下である。
【0043】
細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積は、主として、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等に対して有効な小さな細孔の指標となる。また、メソ孔の細孔容積は、主として、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等に対して有効な大きな細孔の指標となる。そのため、メソ孔比は、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等との除去性能における性能バランスを示す指標となる。
【0044】
メソ孔比が上記範囲にあると、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等までの幅広い有害物質を同等の性能でより除去することが可能となる。メソ孔比が３．０以上であることで、陰イオン界面活性剤等の除去性能に有効な大きな細孔の割合が十分となり、陰イオン界面活性剤等に対して、高い吸着性能を発揮する傾向にある。メソ孔比が８．０以下であることで、クロロホルム等の除去性能に有効な小さな細孔の割合が十分となり、クロロホルム等に対して、高い吸着性能を発揮する傾向にある。メソ孔比の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0045】
炭素質材料において、－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められるメソ孔の細孔容積（メソ孔の細孔容積）は、好ましくは０．０３０ｃｍ３／ｇ以上０．１４０ｃｍ３／ｇ以下であり、より好ましくは０．０３５ｃｍ３／ｇ以上０．１００ｃｍ３／ｇ以下であり、更に好ましくは０．０４０ｃｍ３／ｇ以上０．０９０ｃｍ３／ｇ以下である。
【0046】
メソ孔の細孔容積が０．０３０ｃｍ３／ｇ以上であることで、炭素質材料は、陰イオン界面活性剤等に対して有効である比較的大きな細孔を多く保有することができる。メソ孔の細孔容積が０．１４０ｃｍ３／ｇ以下であることで、炭素質材料の細孔が大きくなりすぎず、炭素質材料は、クロロホルム等の吸着に対して有効な細孔も多く保有することができる。そのため、メソ孔の細孔容積が上記範囲にあると、クロロホルム等の除去性能と、陰イオン界面活性剤等の除去性能とをより高い水準で実現できる傾向にある。メソ孔の細孔容積の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0047】
炭素質材料において、－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＥＴ法によって求められる比表面積（以下、単に「ＢＥＴ比表面積」とも称する）は、好ましくは６１０ｍ２／ｇ以上１，４００ｍ２／ｇ以下であり、より好ましくは８００ｍ２／ｇ以上１，３００ｍ２／ｇ以下であり、更に好ましくは９００ｍ２／ｇ以上１，３００ｍ２／ｇ以下である。
【0048】
ＢＥＴ比表面積は、炭素質材料の賦活の進行度合を示す指標である。ＢＥＴ比表面積が上記範囲にあることで、炭素質材料は、クロロホルム等の除去性能を維持しつつ、陰イオン界面活性剤等に対して高い除去性能を実現できる傾向にある。ＢＥＴ比表面積が６１０ｍ２／ｇ以上であることで、炭素質材料は、物理吸着に寄与する表面積を十分に有し、クロロホルム等に対する高い吸着性能が得られる傾向にある。ＢＥＴ比表面積が１，４００ｍ２／ｇ以下であることで、炭素質材料の細孔は大きくなりすぎず、炭素質材料は、陰イオン界面活性剤等の吸着に対して有効な細孔を多く有する傾向にある。ＢＥＴ比表面積の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0049】
炭素質材料において、タッピング法により測定される充填密度（以下、単に「充填密度」とも称する）は、好ましくは０．３６ｇ／ｍＬ以上０．６０ｇ／ｍＬ以下であり、より好ましくは０．４０ｇ／ｍＬ以上０．５８ｇ／ｍＬ以下であり、更に好ましくは０．４４ｇ／ｍＬ以上０．５５ｇ／ｍＬ以下である。充填密度が上記範囲にあることで、炭素質材料は、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等までの幅広い有害物質に対する吸着性能をより高いレベルで実現できる傾向にある。充填密度が０．３６ｇ／ｍＬ以上であることで、炭素質材料の細孔が大きくなり過ぎず、クロロホルム等及び陰イオン界面活性剤等に対して有効な細孔を多く保有することができる。そのため、炭素質材料は、クロロホルム等及び陰イオン界面活性剤等に対して高い吸着性能を有する傾向にある。充填密度が０．６０ｇ／ｍＬ以下であることで、物理吸着に寄与する細孔が十分に存在する傾向にある。そのため、炭素質材料は、クロロホルム等及び陰イオン界面活性剤等に対するより高い吸着性能を有する傾向にある。充填密度の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0050】
炭素質材料の形状は、用途によっても異なり、特に限定されない。そのような形状としては、例えば、粉末状、塊状、破砕状、球状、円柱、楕円球状、歪曲状、楕円柱、楕円錐台、並びに三角柱、四角柱、五角柱、及び六角柱などの多角柱などの棒状、糸状、中実ペレット及び中空ペレットなどのペレット状、粉末状等の破砕状、基板状（シート状）、織り布（クロス）状、フェルト状等の繊維状、及びブロック状等が挙げられる。
【0051】
炭素質材料の形状としては、公知の吸着フィルターにおける炭素質材料として適用可能な形状とすることが好ましい。そのような形状としては、例えば、球状、楕円球状、歪曲状、棒状、糸状、ペレット状、粉末状等の破砕状、基板状（シート状）、織り布（クロス）状、繊維状、及びブロック状が挙げられる。これらの形状は、具体的使用態様に応じて適宜選択することできる。これらの中でも、単位体積当たりの吸着性能が高いことから、炭素質材料の形状は、破砕状が好ましく、粉末状がより好ましい。粉末状の炭素質材料である場合、その寸法は特に限定されず、具体的使用態様に応じて適宜粒度等を調整すればよい。
【0052】
本明細書において、破砕状とは、形状が一定ではなく、通常、角のある任意の形状をもつ粒子を称する。また、粉末状とは、例えば、微粉状、粉状、細粒状、及び顆粒状の粉体を称し、通常、体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）は、１μｍ以上１５０μｍ以下である。
【0053】
例えば、炭素質材料を浄水器の吸着フィルターとして用いる場合、用途によっても異なり、特に限定されないが、その形状は、好ましくは円柱、及び基板状（シート状）である。炭素質材料が、そのような形状であると、浄水器の吸着フィルターとして炭素質材料を効率よく使用することができる傾向にある。
【0054】
炭素質材料としては、活性炭であることが好ましい。
【0055】
［炭素質材料の製造方法］
本実施形態の炭素質材料は、公知の製造方法によって得ることができる。
本実施形態の炭素質材料は、公知の製造方法によって得ることができる。
【0056】
そのような方法としては、例えば、熱分解法、賦活法、被覆法、及び蒸着法等を挙げることができる。製造方法としては、賦活法を用いることが好ましい。それらの製造方法を用いることで、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0057】
本実施形態の炭素質材料の製造方法は、原料を炭化して炭化物を得る炭化工程と、炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程と、を含む。本実施形態の炭素質材料の製造方法は、賦活物を洗浄する洗浄工程を含むことが好ましい。
【0058】
（炭化工程）
炭素質材料の製造方法は、原料を炭化して炭化物を得る炭化工程を含む。
原料としては、所望の炭素質材料を得ることができる材料であれば特に限定されない。原料としては、例えば、木材、木粉、ヤシ殻などの果実殻、パーム核、梅、及び桃等の種子、パルプ製造時の副産物、バガス、廃糖蜜、石炭（泥炭、亜炭、褐炭、及び瀝青炭など）、無煙炭、石油蒸留残渣成分、石油ピッチ、コークス、及びコールタールなどの植物系原料又は化石系原料；フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、レゾルシノール樹脂、セルロイド、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、及びポリアミド樹脂などの各種合成樹脂；ポリブチレン、ポリブタジエン、及びポリクロロプレンなどの合成ゴム；その他合成木材；合成パルプなどが挙げられる。これらの原料は、単独で用いることもでき、要求仕様に応じて、２種以上を任意の比率で混合して使用することもできる。
炭素質材料の製造方法は、原料を炭化して炭化物を得る炭化工程を含む。
原料としては、所望の炭素質材料を得ることができる材料であれば特に限定されない。原料としては、例えば、木材、木粉、ヤシ殻などの果実殻、パーム核、梅、及び桃等の種子、パルプ製造時の副産物、バガス、廃糖蜜、石炭（泥炭、亜炭、褐炭、及び瀝青炭など）、無煙炭、石油蒸留残渣成分、石油ピッチ、コークス、及びコールタールなどの植物系原料又は化石系原料；フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、レゾルシノール樹脂、セルロイド、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、及びポリアミド樹脂などの各種合成樹脂；ポリブチレン、ポリブタジエン、及びポリクロロプレンなどの合成ゴム；その他合成木材；合成パルプなどが挙げられる。これらの原料は、単独で用いることもでき、要求仕様に応じて、２種以上を任意の比率で混合して使用することもできる。
【0059】
原料は、天然物であることが好ましく、ヤシ殻であることがより好ましい。そのような原料を用いることで、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を更に容易に製造できる傾向にある。
【0060】
原料は、必要に応じて、添加剤等を含んでもよい。また、添加物等は、必要に応じて、炭化物に加えてもよい。
そのような添加剤等としては、例えば、水、コールタール、無水タール、硬質ピッチ、コールタール系ピッチ、及び石油系ピッチが挙げられる。添加剤等は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
添加剤等は、それぞれ、原料又は炭化物１００質量部に対して、通常１．０質量部以上５０．０質量部以下で配合される。また、添加剤等の合計量は、原料又は炭化物１００質量部に対して、通常１質量部以上１００質量部以下である。原料又は炭化物と、添加剤と、を混合するに際しては、必要に応じて、予め原料又は炭化物中の酸素量を、原料又は炭化物１００質量％に対して、１．０質量％以上２０．０質量％以下の範囲で調節してもよい。酸素量の調節は、例えば、１５０℃以上３００℃以下の加熱下で、原料又は炭化物と、酸素と、を混合することで行うことができる。
そのような添加剤等としては、例えば、水、コールタール、無水タール、硬質ピッチ、コールタール系ピッチ、及び石油系ピッチが挙げられる。添加剤等は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
添加剤等は、それぞれ、原料又は炭化物１００質量部に対して、通常１．０質量部以上５０．０質量部以下で配合される。また、添加剤等の合計量は、原料又は炭化物１００質量部に対して、通常１質量部以上１００質量部以下である。原料又は炭化物と、添加剤と、を混合するに際しては、必要に応じて、予め原料又は炭化物中の酸素量を、原料又は炭化物１００質量％に対して、１．０質量％以上２０．０質量％以下の範囲で調節してもよい。酸素量の調節は、例えば、１５０℃以上３００℃以下の加熱下で、原料又は炭化物と、酸素と、を混合することで行うことができる。
【0061】
炭素質材料の製造方法では、原料を炭化させる前に、原料を粉砕あるいは成型してもよい。そのような方法としては、例えば、原料を炭化させる前に、原料を公知の粉砕機を用いて粉末状に粉砕した後、炭化を行う方法が挙げられる。また、原料を炭化させる前に、原料を公知の方法でペレット状に成型した後、炭化を行う方法が挙げられる。
【0062】
原料の形状を粉末状とした場合、粉末の粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）は、好ましくは１μｍ以上１５０μｍ以下である。
【0063】
原料の炭化方法は、特に限定されず、例えば、無酸素の条件で３００℃以上９００℃以下、好ましくは４００℃以上８００℃以下まで加熱する方法が挙げられる。
【0064】
炭化時間は、原料、及び炭化を行う設備によって適宜設定できる。炭化時間としては、例えば、１５分以上２０時間以下であり、好ましくは３０分以上１０時間以下であり、より好ましくは６０分以上５時間以下である。炭化処理は、例えば、ロータリーキルンなどの公知の製造設備を用いて行うことができる。また、炭化処理は、空気を排除して減圧下で行ってもよく、窒素雰囲気下で行ってもよい。
【0065】
炭素質材料の製造方法では、公知の粉砕機を用いて、炭化物を粉末状に粉砕してもよい。これにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を一層容易に製造できる傾向にある。炭素質材料の製造方法では、炭化物を粉末状に粉砕した後、必要に応じて粉末状の炭化物に添加剤等を加えて公知の方法で混練し、得られた混練物を公知の方法で成型してもよい。
【0066】
炭化物の形状を粉末状とした場合、炭化物の粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）は、好ましくは１μｍ以上１５０μｍ以下である。
【0067】
炭素質材料の製造方法では、公知の方法を用いて、炭化物、粉末状の炭化物、混練物、又は粉末状の混練物を円柱ペレット状に成型してもよい。これにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を一層容易に製造できる傾向にある。
炭化物の形状を円柱ペレット状とした場合、円柱ペレットの直径は、好ましくは０．１ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。また、円柱ペレットのアスペクト比（直径：高さ）は、好ましくは１：１～１：１０である。
炭化物の形状を円柱ペレット状とした場合、円柱ペレットの直径は、好ましくは０．１ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。また、円柱ペレットのアスペクト比（直径：高さ）は、好ましくは１：１～１：１０である。
【0068】
上記炭化工程により、原料の炭化物が得られる。
【0069】
炭素質材料の製造方法は、炭化工程の後に、炭化物を洗浄処理及び／又は乾燥処理等を行う、洗浄工程及び／又は乾燥工程を有してもよい。これらの工程における条件は、特に限定されず、公知の条件を採用できる。また、下記の洗浄工程及び乾燥工程を参照してもよい。
【0070】
（賦活工程）
炭素質材料の製造方法は、炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程を含む。
炭素質材料の製造方法は、炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程を含む。
【0071】
賦活処理としては、公知の方法を採用できる。
【0072】
賦活処理は、ロータリーキルン、流動炉、及びスリープ炉（縦型炉)などの公知の製造設備を用いることができる。また、賦活処理は、空気を排除して減圧下で行ってもよく、窒素雰囲気下で行ってもよい。
【0073】
賦活処理は、ロータリーキルンを用いて行うことが好ましい。ロータリーキルンを用いることにより、炭化物の賦活の進行に伴って質量が軽くなった賦活物は、炉外へと飛散せず、キルン炉内にて留まることが可能となる。そのため、炭化物をより十分に賦活することができるため、ミクロ孔とメソ孔とが十分発達し、それらの孔の割合が好適の範囲に制御された賦活物を得ることできる傾向にある。
【0074】
また、ロータリーキルンを用いることで、炭化物と活性ガスとを効率よく接触させることが可能となる。その結果、クロロホルム等及び陰イオン界面活性剤等に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料を好適に製造できる傾向にある。
【0075】
ロータリーキルンを用いて賦活処理を行う場合、ロータリーキルンに投入される炭化物は、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、好ましくは７０メッシュ（目開き寸法：２４３μｍ）篩上２メッシュ篩下（目開き寸法：１０．７ｍｍ）の粒度を有し、より好ましくは３２メッシュ（目開き寸法：４９０μｍ）篩上２メッシュ篩下（目開き寸法：１０．７ｍｍ）の粒度を有する。炭化物の粒度が上記範囲にあることにより、炭化物の賦活の進行に伴って質量が軽くなった賦活物が、キルン内により留まり、賦活をより効率的に行うことが可能となる。炭化物としては、炭化工程の前に予め所望のサイズに原料を切断することで粒度を調整した炭化物を用いてもよく、炭化物を所望のサイズに破砕分級することで粒度を調整した炭化物を用いてもよい。
【0076】
賦活処理の方法としては、例えば、水蒸気ガス、酸素ガス、及び二酸化炭素ガスなどの活性ガスを用いて炭化物をガス化させるガス賦活法、並びに塩化亜鉛及びリン酸などの薬剤を用いて炭化物を賦活する薬品賦活法が挙げられる。賦活処理の方法としては、ガス賦活法が好ましい。ガス賦活法として活性ガスを用いることで、より十分な反応速度を有し、生産効率をより低下させずに反応速度を制御できる傾向にある。そのため、ミクロ孔及びメソ孔が発達した炭素質材料をより容易に得ることができる傾向にある。その結果、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等までの幅広い有害物質に対する吸着性能をより高いレベルで有する炭素質材料を好適に製造できる傾向にある。なお、活性ガスと共に窒素などの不活性ガスを併用してもよい。
【0077】
活性ガスの分圧は、例えば、１０％以上１００％以下であり、好ましくは３０％以上１００％以下である。
【0078】
活性ガスとしては、水蒸気ガス及び酸素ガスからなる群より選ばれる１種以上を用いることが好ましく、水蒸気ガスと酸素ガスの両方を用いることがより好ましい。
【0079】
水蒸気ガスは、より十分な反応速度を有し、生産効率をより低下させずに反応速度をより制御できる傾向にある。また、水蒸気ガスを用いることで、ミクロ孔及びメソ孔が発達した炭素質材料をより容易に得ることができる傾向にある。そのため、クロロホルム等及び陰イオン界面活性剤等に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料を好適に製造できる傾向にある。
【0080】
また、通常、賦活反応は吸熱反応であるため、賦活反応をより効率的に進行させるためには、一定以上の熱量が必要である。その熱量を維持するため、活性ガスには、水蒸気ガスと共に、酸素ガスを用いることが好ましい。賦活反応時に発生する揮発性ガスが酸素ガスと反応し燃焼することで、賦活に必要な熱量を維持することが可能となる。なお、揮発性ガスとしては、例えば、炭化物を賦活することによって発生する水素ガスや及び一酸化炭素ガスなどの可燃性ガスが挙げられる。
【0081】
活性ガスとして水蒸気ガスと酸素ガスとを用いた場合、水蒸気のガス分圧は、３３．０容量％以上４７．０容量％以下であることがより好ましい。酸素ガス分圧は、３．０容量％以上７．０容量％以下であることがより好ましい。なお、その他のガスとして、窒素などの不活性ガスが含まれていてもよい。その場合、不活性ガスの分圧は、４６．０容量％以上６４．０容量％以下であることがより好ましい。それらの割合が上記範囲にあることにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ3／ｇ以上０．３０ｃｍ3／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を更に容易に製造できる傾向にある。
【0082】
活性ガスとして水蒸気ガスと酸素ガスとを用いた場合、それらの流量は、１分間当たり、合計量で１０リットル（Ｌ）以上３００リットル（Ｌ）以下であることが好ましい。
【0083】
賦活処理の時間は、原料、賦活温度、及び製造設備などの条件によって適宜設定できる。賦活時間としては、例えば、１０分間以上３６時間以下であり、好ましくは３０分間以上２４時間以下であり、より好ましくは６０分間以上１２時間以下であり、更に好ましく１００分間以上３６０分間以下であり、更により好ましく１２０分間以上３００分間以下である。賦活時間が上記範囲にあることにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を更に容易に製造できる傾向にある。
【0084】
賦活処理の温度は、特に限定されないが、好ましくは８００℃以上１，２５０℃以下であり、より好ましくは８５０℃以上１，１５０℃以下である。そのような温度で賦活処理することにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を更に容易に製造できる傾向にある。
【0085】
賦活処理を行うための賦活装置としては、例えば、図１及び２で示すようなロータリーキルンが挙げられる。図１は、ロータリーキルンの断面図Ｉ及び側面図IIである。図２は、ロータリーキルンを説明するための模式断面図である。
【0086】
図１及び２に示すとおり、ロータリーキルンは、通常、管体１と、その管体１の内壁面に配置された攪拌羽Ａ～Ｆとを備える。活性ガスは、通常、一方から他方に、すなわち、図１及び２に示すようなロータリーキルンであれば、管体１の活性ガスの流れ方向２に向かって送気される。
【0087】
管体１の材質は、ロータリーキルンに用いられる材質であれば特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼が挙げられる。
【0088】
図１及び２では、攪拌羽の数は６枚であるが、原料である炭化物５の装入量に応じて、適宜調整できる。攪拌羽の数は、通常１枚以上２０枚以下であり、好ましくは３枚以上１２枚以下であり、より好ましくは５枚以上１０枚以下である。また、攪拌羽は、管体１の中心軸周りに等間隔で設置することが好ましい。例えば、攪拌羽の数が６枚であれば、管体１の中心軸周りに６０°毎に設置することになる。
【0089】
攪拌羽の高さ（管体１の壁から中心に向かう方向における高さ）は、管体１の大きさ及び炭化物５の装入量に応じて適宜設定できるが、攪拌羽が、管体１に装入される炭化物５により覆われず視認できる程度の高さであることが好ましい。具体的には、攪拌羽の高さは、攪拌羽が管体１の最底面に位置（図２の右図における攪拌羽Ｂの位置）する場合、その攪拌羽が、炭化物５により最底面から１／２以上２／３以下覆われる高さであることが好ましい。攪拌羽の高さは、管体１の内半径に対して、１０％以上３０％以下であることがより好ましい。
【0090】
攪拌羽の厚さ（管体１の回転方向３の厚さ）は、管体１の大きさ及び炭化物５の装入量に応じて適宜設定できるが、攪拌羽が、管体１に装入される炭化物５により破損しない程度の強度を有する厚さであることが好ましい。具体的には、攪拌羽の厚さは、管体１の壁厚さに対して、通常１％以上１００％以下であり、２０％以上９０％以下であることが好ましく、３０％以上９５％以下であることがより好ましい。
【0091】
攪拌羽の材質は、ロータリーキルンに用いられる材質であれば特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼が挙げられる。
【0092】
管体１内の攪拌羽が、そのように配置されることで、炭化物５と活性ガスとの接触効率がより向上する傾向にある。このことから、所望の比表面積を有する炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0093】
図２に示すとおり、炭化物５は、管体１の内部に適量装入されている。そして、管体１が管体の回転方向３に回転することで、例えば、攪拌羽Ａに捕集されていた炭化物５は、攪拌羽Ａにより持ち上げられ、その後、炭化物の落下方向４に向って攪拌羽Ａを超えながら混合され、活性ガスと接触して賦活されながら、攪拌羽ＡとＢとの間に捕集される。このように管体１が回転することで、炭化物５は、攪拌羽Ａ～Ｆを超えながら混合されつつ、活性ガスと効率的、かつ均一に接触して賦活される。このことから、所望の細孔径分布を有する炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0094】
このように、賦活装置としてロータリーキルンを用いることで、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0095】
上記賦活工程により、賦活物が得られる。
【0096】
炭素質材料の製造方法は、賦活工程の後に、賦活物を洗浄処理及び／又は乾燥処理等を行う、洗浄工程及び／又は乾燥工程等を有してもよい。これらの工程における条件は、特に限定されず、公知の条件を採用できる。また、下記の洗浄工程及び乾燥工程を参照してもよい。
【0097】
（洗浄工程）
炭素質材料は、賦活工程で得られた賦活物を洗浄する洗浄工程を経て得られることが好ましい。洗浄としては、酸洗浄であることがより好ましい。そのような洗浄工程を経ることで、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を更に容易に製造できる傾向にある。
炭素質材料は、賦活工程で得られた賦活物を洗浄する洗浄工程を経て得られることが好ましい。洗浄としては、酸洗浄であることがより好ましい。そのような洗浄工程を経ることで、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１，３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を更に容易に製造できる傾向にある。
【0098】
酸洗浄に用いる酸の種類は、例えば、塩酸及び硝酸などの鉱酸；ギ酸及び酢酸などの有機酸が挙げられる。これらの酸は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【0099】
酸濃度、及び酸洗浄における温度及び時間は、目的とする炭素質材料が得られるように適宜調整すればよい。
【0100】
（乾燥工程）
炭素質材料は、洗浄工程で得られた洗浄物を乾燥する乾燥工程を経て得られることが好ましい。
炭素質材料は、洗浄工程で得られた洗浄物を乾燥する乾燥工程を経て得られることが好ましい。
【0101】
乾燥方法としては、特に限定されず、自然乾燥、加熱乾燥、及び熱風乾燥などの公知の乾燥方法を用いることができる。乾燥方法としては、加熱及び／又は減圧する方法が好ましい。加熱にて乾燥する方法としては、乾燥ムラがなく、安定して乾燥できる点から、熱風による乾燥方法が好ましい。乾燥条件において、炭素質材料の水分率が２０．０質量％以下になるまで乾燥することが好ましく、１０．０質量％以下になるまで乾燥することがより好ましい。
【0102】
加熱方法としては、例えば、静置型の定温乾燥機；静置型の熱風乾燥機；真空乾燥機；回転式のエバポレーター；コニカルドライヤー、ナウタードライヤー等の混合式の乾燥機等による加熱方法が挙げられる。加熱温度は、炭素質材料が硬化し、かつ、融解しない温度であればよく、例えば、４０℃以上３００℃以下が好ましい。
【0103】
減圧方法としては、例えば、オイルポンプ、オイルレスポンプ、及びアスピレータ等を用いた減圧方法が挙げられる。減圧方法における圧力は、通常０．００００１ＭＰａ以上０．０５ＭＰａ以下である。
【0104】
乾燥時間は、乾燥温度にもよるが、通常１分以上２０時間以下程度である。
【0105】
このようにして得られた炭素質材料は、そのまま用いてもよいし、必要に応じて公知の方法によって、破砕、粉砕、及び分級による粒子サイズの調節；例えば、水、有機溶剤、酸水溶液、及びアルカリ水溶液を用いた、追加の洗浄による高純度化；追加の熱処理を用いた耐久性付与及び構造調整を実施して、炭素質材料を得てもよい。
【0106】
炭素質材料は、その粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が２０μｍ以上５００μｍ以下になるように粒度を調整することが好ましい。炭素質材料の粒度が上記範囲にあることにより、炭素質材料は、例えば、下記に例示するような用途に好適に用いることができる。
【0107】
［用途］
炭素質材料は、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等とを、除去、吸着、濃縮、及び回収する様々な用途に好適に用いることができる。そのような用途は、除去、吸着、濃縮、及び回収の操作を、適宜組み合わせる用途であってもよい。そのような用途としては、例えば、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、充填塔、家庭用飲用水処理、産業プロセスにおける用水処理及び精製、並びに排水処理など含む、水浄化設備などが挙げられる。
炭素質材料は、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等とを、除去、吸着、濃縮、及び回収する様々な用途に好適に用いることができる。そのような用途は、除去、吸着、濃縮、及び回収の操作を、適宜組み合わせる用途であってもよい。そのような用途としては、例えば、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、充填塔、家庭用飲用水処理、産業プロセスにおける用水処理及び精製、並びに排水処理など含む、水浄化設備などが挙げられる。
【0108】
炭素質材料は、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等の除去に好適に用いられる。
【0109】
［クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等との除去方法］
クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等の除去方法は、炭素質材料を用いて、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等を除去する除去工程を含む。クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等は、例えば、炭素質材料に吸着されることで除去される。除去方法では、炭素質材料として本実施形態の炭素質材料を用いること以外に、公知のクロロホルム等と陰イオン界面活性剤等の除去方法、吸着方法、濃縮方法、及び回収方法等と同様の工程を有していてもよい。
クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等の除去方法は、炭素質材料を用いて、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等を除去する除去工程を含む。クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等は、例えば、炭素質材料に吸着されることで除去される。除去方法では、炭素質材料として本実施形態の炭素質材料を用いること以外に、公知のクロロホルム等と陰イオン界面活性剤等の除去方法、吸着方法、濃縮方法、及び回収方法等と同様の工程を有していてもよい。
【0110】
〔吸着フィルター〕
本実施形態の吸着フィルターは、本実施形態の炭素質材料を含む。また、吸着フィルターは、浄水器用であることが好ましい。
本実施形態の吸着フィルターは、本実施形態の炭素質材料を含む。また、吸着フィルターは、浄水器用であることが好ましい。
【0111】
吸着フィルターは、炭素質材料を含むことから、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等までの幅広い有害物質を同等の性能で吸着することが可能となる。そのため、例えば、吸着フィルターを浄水器に設置することで、水中に含まれるクロロホルム等と陰イオン界面活性剤等とを効率よく除去することが可能である。
【0112】
吸着フィルターは、炭素質材料と繊維状バインダーとを含むことが好ましい。
【0113】
繊維状バインダーとしては、例えば、フィブリル化させることによって、炭素質材料を絡めて賦形できるものが挙げられる。そのような繊維状バインダーとしては、合成品であってもよく、天然品であってもよい。繊維状バインダーとしては、例えば、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、及びパルプなどが挙げられる。
【0114】
繊維状バインダーは、１種単独で用いてもよく、２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。繊維状バインダーとしては、ポリアクリロニトリル繊維、及び／又はパルプであることが好ましい。これらの繊維状バインダーを用いることで、吸着フィルターの密度及び吸着フィルターの強度をさらに上げ、性能低下を抑制することができる。
【0115】
クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等との除去性能をより高いレベルで両立できることから、吸着フィルターは、炭素質材料１００質量部に対して、繊維状バインダーを好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下で含む。下限としては、通常、０．０１質量部以上である。
なお、吸着フィルターが、後述する他の機能性成分を含む場合、フィルター組成についていう「炭素質材料１００質量部に対して」は「炭素質材料と他の機能性成分の合計１００質量部に対して」と読み替えて適用すればよい。
なお、吸着フィルターが、後述する他の機能性成分を含む場合、フィルター組成についていう「炭素質材料１００質量部に対して」は「炭素質材料と他の機能性成分の合計１００質量部に対して」と読み替えて適用すればよい。
【0116】
吸着フィルターは、本実施形態の効果が阻害されない限りにおいて、他の機能性成分を含んでもよい。そのような他の機能性成分としては、例えば、溶解性鉛を吸着除去できるチタノシリケート及びゼオライト系粉末などの鉛吸着材；イオン交換樹脂；キレート樹脂；抗菌性を付与するために銀イオン及び／又は銀化合物を含む各種吸着材などが挙げられる。
【0117】
吸着フィルターに通水する場合、その通水は、通常、圧力損失が極度に大きくならないように３００／ｈｒ以上６５００／ｈｒ以下の空間速度（ＳＶ）で実施される。原水及び透過水中の除去対象物質の濃度から計算される各除去率と、通水開始から流した水量（Ｌ）と浄水カートリッジの容積（ｍＬ）の比（累積透過水量Ｌ／ｍＬ）との関係をプロットすることにより、吸着フィルターの性能を確認することができる。
【0118】
（ろ過能力）
本明細書において、ろ過能力は、吸着フィルターに通水した場合、対象となる除去物質の除去率が８０％となるまで通水可能な水量（Ｌ）として定義される。通水は、３０００／ｈｒの空間速度（ＳＶ）で実施される。
本明細書において、ろ過能力は、吸着フィルターに通水した場合、対象となる除去物質の除去率が８０％となるまで通水可能な水量（Ｌ）として定義される。通水は、３０００／ｈｒの空間速度（ＳＶ）で実施される。
【0119】
（クロロホルムろ過能力）
クロロホルムろ過能力は、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９における「家庭用浄水器試験法」に規定された試験方法における揮発性有機化合物除去性能試験を参照して測定することができる。具体的には、試験水をクロロホルム濃度０．０６０±０．０１２（ｍｇ/Ｌ）及び水温２０℃±３℃とし、炭素質材料又は吸着フィルターに通水する。試験原水及びろ過水を、ヘッドスペース－ガスクロマトグラフ法により分析し、試験原水濃度（ｍｇ/Ｌ）と、ろ過水濃度（ｍｇ/Ｌ）とから除去率（％）を求め、積算通水量（Ｌ）に対して除去率（％）をプロットすることでろ過能力を求めることができる。
クロロホルムろ過能力は、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９における「家庭用浄水器試験法」に規定された試験方法における揮発性有機化合物除去性能試験を参照して測定することができる。具体的には、試験水をクロロホルム濃度０．０６０±０．０１２（ｍｇ/Ｌ）及び水温２０℃±３℃とし、炭素質材料又は吸着フィルターに通水する。試験原水及びろ過水を、ヘッドスペース－ガスクロマトグラフ法により分析し、試験原水濃度（ｍｇ/Ｌ）と、ろ過水濃度（ｍｇ/Ｌ）とから除去率（％）を求め、積算通水量（Ｌ）に対して除去率（％）をプロットすることでろ過能力を求めることができる。
【0120】
本実施形態の吸着フィルターはろ過能力に優れるため、通常、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９に準拠して測定したクロロホルムろ過能力が、炭素質材料１ｃｍ３当たり５．０Ｌ以上であり、好ましくは６．５Ｌ以上であり、より好ましくは８．０Ｌ以上である。
【0121】
（陰イオン界面活性剤ろ過能力）
陰イオン界面活性剤ろ過能力は、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９における「家庭用浄水器試験法」に規定された試験方法における陰イオン界面活性剤除去性能試験を用いて測定することができる。具体的には、試験水を陰イオン界面活性剤濃度０．２０±０．０４（ｍｇ／Ｌ）及び水温２０℃±３℃とし、炭素質材料又は吸着フィルターに通水する。試験原水及びろ過水を固相抽出－高速液体クロマトグラフ法により分析し、試験原水濃度（ｍｇ／Ｌ）と、ろ過水濃度（ｍｇ／Ｌ）とから除去率（％）を求め、積算通水量（Ｌ）に対して除去率（％）をプロットすることでろ過能力を求めることができる。
陰イオン界面活性剤ろ過能力は、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９における「家庭用浄水器試験法」に規定された試験方法における陰イオン界面活性剤除去性能試験を用いて測定することができる。具体的には、試験水を陰イオン界面活性剤濃度０．２０±０．０４（ｍｇ／Ｌ）及び水温２０℃±３℃とし、炭素質材料又は吸着フィルターに通水する。試験原水及びろ過水を固相抽出－高速液体クロマトグラフ法により分析し、試験原水濃度（ｍｇ／Ｌ）と、ろ過水濃度（ｍｇ／Ｌ）とから除去率（％）を求め、積算通水量（Ｌ）に対して除去率（％）をプロットすることでろ過能力を求めることができる。
【0122】
本実施形態の吸着フィルターはろ過能力に優れるため、吸着フィルターは、通常、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９に準拠して測定した、陰イオン界面活性剤ろ過能力が、炭素質材料１ｃｍ３当たり５．０Ｌ以上であり、好ましくは８．０Ｌ以上であり、より好ましくは１０．０Ｌ以上である。
【0123】
〔浄水器カートリッジ〕
本実施形態の浄水器カートリッジは、本実施形態の炭素質材料を含む。浄水器カートリッジは、本実施形態の炭素質材料を含む以外、公知の浄水器カートリッジと同様の構成を有してもよい。浄水器カートリッジは、炭素質材料を含むことにより、水中に含まれるクロロホルム等と陰イオン界面活性剤等とを効率よく除去することが可能である。そのため、例えば、浄水器カートリッジを、家庭用浄水器に設置することで、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９における「家庭用浄水器試験法」に記載の多種類の有害物質、特に、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等を効率よく除去することが可能である。
本実施形態の浄水器カートリッジは、本実施形態の炭素質材料を含む。浄水器カートリッジは、本実施形態の炭素質材料を含む以外、公知の浄水器カートリッジと同様の構成を有してもよい。浄水器カートリッジは、炭素質材料を含むことにより、水中に含まれるクロロホルム等と陰イオン界面活性剤等とを効率よく除去することが可能である。そのため、例えば、浄水器カートリッジを、家庭用浄水器に設置することで、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９における「家庭用浄水器試験法」に記載の多種類の有害物質、特に、クロロホルム等と陰イオン界面活性剤等を効率よく除去することが可能である。
【0124】
浄水用カートリッジしては、例えば、炭素質材料をハウジングに充填したカートリッジや、吸着フィルターをハウジングに充填したカートリッジが挙げられる。浄水用カートリッジは、本実施形態に係る炭素質材料又は吸着フィルターに加えて、公知の不織布フィルター、各種吸着材、ミネラル添加材、セラミック濾過材、及び中空糸膜などを組合せて含んでもよい。
【0125】
［装置］
装置は、炭素質材料を備える。装置は、炭素質材料として本実施形態の炭素質材料を用いること以外に、公知の装置と同様の構成を有していてもよい。
装置は、炭素質材料を備える。装置は、炭素質材料として本実施形態の炭素質材料を用いること以外に、公知の装置と同様の構成を有していてもよい。
【0126】
炭素質材料の機能は、これを含む装置によって利用される。装置は、処理装置であることが好ましい。なお、本明細書において、「処理装置」とは、排水、廃液、及び油等の処理対象物に含まれるクロロホルム等と陰イオン界面活性剤等とを、本実施形態の炭素質材料により、除去、吸着、濃縮、及び回収できる装置であれば、特に限定されない。そのような処理装置は、除去、吸着、濃縮、及び回収の操作を、適宜組み合わせる装置であってもよい。そのような処理装置としては、例えば、炭素質材料を含む、吸着フィルター、カラム、タンク又は浴、チューブ、浄水器カートリッジ、ボンベ、及びシート（以下、単に「炭素質材料を含むフィルター等」とも称す）を含む装置、充填塔、並びに浄水器などのろ過装置、吸着措置、及び濃縮装置が挙げられる。そのような装置としては、例えば、家庭用飲用水処理装置、産業プロセスにおける用水処理装置及び精製装置、並びに排水処理装置が挙げられる。
【0127】
装置は、例えば、クロロホルム等及び陰イオン界面活性剤等と、炭素質材料とを接触させるための吸着部を備える。吸着部では、必要に応じて、本実施形態に係る炭素質材料以外の吸着材を含んでもよい。そのような吸着材としては、例えば、本実施形態に係る炭素質材料以外の活性炭、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナ、不織布、及び多孔性有機化合物が挙げられる。
【0128】
ろ過装置としては、例えば、炭素質材料を含む、浄水器、カートリッジ式ろ過装置、膜処理装置、及び限外濾過膜装置が挙げられる。
【0129】
処理装置には、炭素質材料を含む吸着フィルター等と共に、その他の吸着フィルターを備えてもよい。このようなその他の吸着フィルターとしては、例えば、ステンレス製、アルミニウム製、ブロンズ製、銅製、チタン製、及びニッケル製等を使用した金属製フィルター；ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリアミド、及びフッ素系樹脂等を使用した樹脂フィルターが挙げられる。
【0130】
また、処理装置は、バッチ式でも、連続式でもよく、炭素質材料は、どちらの様式にも用いることができる。
【0131】
〔浄水器〕
本実施形態の浄水器は、本実施形態の炭素質材料を含む。
本実施形態の浄水器は、本実施形態の炭素質材料を含む。
【0132】
浄水器は、炭素質材料又は吸着フィルターを用いて製造される。浄水器は、吸着フィルターを含むことにより、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等までの幅広い有害物質を同等の性能で除去することが可能となる。そのため、浄水器は、水栓装置用及びキッチン用に好適に利用することができる。
【0133】
浄水器は、浄水用カートリッジを備え、その浄水用カートリッジが、本実施形態に係る炭素質材料又は吸着フィルターを用いて構成されることが好ましい。そのような浄水用カートリッジの構成としては、例えば、上記の浄水器カートリッジを参照してもよい。
【0134】
（浄水方法）
浄水方法は、特に限定されないが、本実施形態の浄水器を用いることが好ましい。浄水方法は、特に制限がなく、公知の方法を採用できる。
浄水方法は、特に限定されないが、本実施形態の浄水器を用いることが好ましい。浄水方法は、特に制限がなく、公知の方法を採用できる。
【0135】
〔水浄化設備〕
本実施形態の水浄化設備は、本実施形態の炭素質材料を備える。水浄化設備は、炭素質材料を備えることにより、遊離残留塩素と陰イオン界面活性剤等との除去性能を高いレベルで両立することが可能となる。
本実施形態の水浄化設備は、本実施形態の炭素質材料を備える。水浄化設備は、炭素質材料を備えることにより、遊離残留塩素と陰イオン界面活性剤等との除去性能を高いレベルで両立することが可能となる。
【0136】
水浄化設備としては、例えば、純水製造装置、超純水装置、及び浄水場などの浄水設備、産業一般の排水処理設備、並びに医薬・食品における用水精製設備が挙げられる。
【実施例】
【0137】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【0138】
〔評価方法〕
【0139】
（１）細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積
・ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定
比表面積／細孔分布測定装置（マイクロトラック・ベル（株）製ＢＥＬＳＯＲＰ（登録商標）－ＭＡＸ（商品名））を使用し、炭素質材料を真空条件下で３００℃及び３時間加熱した後に、温度７７Ｋの条件下での窒素ガス吸着等温線を測定した。
・ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定
比表面積／細孔分布測定装置（マイクロトラック・ベル（株）製ＢＥＬＳＯＲＰ（登録商標）－ＭＡＸ（商品名））を使用し、炭素質材料を真空条件下で３００℃及び３時間加熱した後に、温度７７Ｋの条件下での窒素ガス吸着等温線を測定した。
【0140】
・細孔容積の測定
窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）は、次のようにして算出した。具体的には、上記の「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定」により得られた窒素ガス吸着等温線の値を使用し、Ｃａｌｕｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌとしてＮ２ ａｔ ７７Ｋ ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ ｐｏｒｅ／ｃｙｌ．ｐｏｒｅ (ＱＳＤＦＴ Ａｄｓ．ｍｏｄｅｌ)］を適用して細孔径分布を計算することで、細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）を算出した。
窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）は、次のようにして算出した。具体的には、上記の「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定」により得られた窒素ガス吸着等温線の値を使用し、Ｃａｌｕｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌとしてＮ２ ａｔ ７７Ｋ ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ ｐｏｒｅ／ｃｙｌ．ｐｏｒｅ (ＱＳＤＦＴ Ａｄｓ．ｍｏｄｅｌ)］を適用して細孔径分布を計算することで、細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）を算出した。
【0141】
（２）よう素吸着量（よう素吸着性能）
炭素質材料のよう素吸着量（ｍｇ／ｇ）を測定及び算出した。
具体的には、よう素吸着量の測定は、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して行った。すなわち、まず、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１に準拠して、４５μｍの網篩を９０％以上通過するまで炭素質材料を粉砕し、１１５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）製ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
炭素質材料のよう素吸着量（ｍｇ／ｇ）を測定及び算出した。
具体的には、よう素吸着量の測定は、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して行った。すなわち、まず、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１に準拠して、４５μｍの網篩を９０％以上通過するまで炭素質材料を粉砕し、１１５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）製ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
【0142】
一方、蒸留水約１Ｌに、よう化カリウム（富士フィルム和光純薬（株）製）２５．０ｇと、よう素（富士フィルム和光純薬（株）製）１３．０ｇとを溶解させ、よう素溶液とした。よう素溶液を０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液（富士フィルム和光純薬（株）製）により滴定し、よう素溶液に適宜蒸留水を加えることで、０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液を調製した。
【0143】
次いで、上記の放冷後の炭素質材料を任意量（下記ろ液の上澄み液中のよう素残留濃度が、およそ２．５ｇ／Ｌとなる量）を秤量し、共栓付き三角フラスコ１００ｍＬに入れ、更に上記の０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液５０ｍＬを全量ピペットで加えた。室温（２０℃以上３０℃以下）にて、振とう機（タイテック（株）製中型振とう機レシプロシェーカーＮＲ－１０（商品名）)）を使用して２００回／分で１５分振とうし、よう素を炭素質材料に吸着させ、混合液を得た。その後、セルロース混合エステルメンブレンフィルター（アドバンテック東洋（株）製Ａ０４５Ａ０２５Ａ（商品名））を用いて、混合液をろ過することにより、ろ液を得た。ろ液の上澄み液１０ｍＬを全量ピペットで採取し、０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液（富士フィルム和光純薬（株）製、ファクター：１．０００）により滴定し、下記式（Ｉ）により、よう素残留濃度を算出した。
よう素残留濃度（ｇ／Ｌ）＝滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター×１２．６９／１０・・・(Ｉ)
よう素残留濃度（ｇ／Ｌ）＝滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター×１２．６９／１０・・・(Ｉ)
【0144】
下記式（II）により、炭素質材料１ｇ当たりのよう素吸着量を算出した。
炭素質材料１ｇ当たりのよう素吸着量＝（１０×０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液のファクター－滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター）×１２．６９×５／炭素質材料の質量（ｇ）・・・(II)
炭素質材料１ｇ当たりのよう素吸着量＝（１０×０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液のファクター－滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター）×１２．６９×５／炭素質材料の質量（ｇ）・・・(II)
【0145】
なお、０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液のファクターは、式（III）により算出した。
０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液のファクター＝（滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター）／１０・・・(III)
０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液のファクター＝（滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター）／１０・・・(III)
【0146】
フロインドリッヒの吸着等温式より、横軸をよう素残留濃度とし、縦軸を炭素質材料１ｇ当たりのよう素吸着量とする吸着等温線を作成し、よう素残留濃度２．５ｇ／Ｌにおける炭素質材料１ｇ当たりのよう素吸着量（ｍｇ／ｇ）を算出した。そのよう素吸着量をよう素吸着性能とした。
【0147】
（３）リアクティブブラック５価
炭素質材料のリアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）を測定した。
具体的には、まず、炭素質材料を、体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）が１０.０μｍ以下程度になるよう粉砕し、１１５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中にて室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
炭素質材料のリアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）を測定した。
具体的には、まず、炭素質材料を、体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）が１０.０μｍ以下程度になるよう粉砕し、１１５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中にて室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
【0148】
一方、次のようにして、リン酸緩衝液とリアクティブブラック５（シグマアルドリッチ製）とを含む試験液Ａを調製した。すなわち、まず、リン酸二水素カリウム（富士フィルム和光純薬（株）製）７．２６gと、リン酸水素二ナトリウム・１２水和物（富士フィルム和光純薬（株）製）２８．６６gとを２Ｌの蒸留水に溶解させて、リン酸緩衝液（ｐＨ：７．０）を調製した。その後、得られたリン酸緩衝液１Ｌに対して、リアクティブブラック５を約０．５ｇ以上１．２ｇ以下の範囲で加えて試験液Ａを調製した。なお、その際、リアクティブブラック５の量は、次のようにして調製した。すなわち、得られた試験液Ａを蒸留水にて２０倍希釈した溶液の吸光度が１．１８以上１．２３以下の範囲に入るようにリン酸緩衝液１Ｌに加えるリアクティブブラック５の量を適宜調整した。吸光度は波長５９４ｎｍの吸光度であり、光路長１０ｍｍのガラスセルを用いて、紫外可視分光光度計（（株）日立ハイテク製ダブルビーム分光光度計Ｕ－２９１０（商品名））にて測定した。なお、上述のようにして得られた試験液Ａを２０倍に希釈した溶液を試験液Ｂとして、その試験液Ｂを下記の吸光度の測定に用いた。
【0149】
次いで、共栓付き三角フラスコ１００ｍＬに、上記の放冷後の炭素質材料を任意の質量（下記式（Ｖ）による、ろ液中に含まれるリアクティブブラック５の残存率が１０％程度となる量）だけ分取し、その炭素質材料を上記で調製した試験液Ａ５０ｍＬに加え、振とう恒温槽（タイテック（株）製ウォーターバスシェーカーＭＭ－１０（商品名））を用いて、４０℃の水浴中にて１５０回／分の速度で５時間振とうし、混合液を得た。その後、メンブレンフィルター（アドバンテック東洋（株）製ＤＩＳＭＩＣ（登録商標）２５ＨＰ０４５ＡＮ（商品名））を用いて、混合液をろ過することにより、ろ液を得た。
【0150】
光路長１０ｍｍのガラスセルを用いて、紫外可視分光光度計（（株）日立ハイテク製ダブルビーム分光光度計Ｕ－２９１０（商品名））にて、得られた試験液Ｂとろ液について、それぞれの波長５９４ｎｍにおける吸光度を測定した。それらの吸光度を用いて、下記式（IV）により、炭素質材料１ｇ当たりのリアクティブブラック５の吸着量（以下、単に「炭素質材料１ｇ当たりのＲＢ５吸着量（／ｇ）」と称する）を算出した。
炭素質材料１ｇ当たりのＲＢ５吸着量（／ｇ）＝（試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０－ろ液の波長５９４ｎｍにおける吸光度）／炭素質材料の質量（ｇ）・・・(IV)
炭素質材料１ｇ当たりのＲＢ５吸着量（／ｇ）＝（試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０－ろ液の波長５９４ｎｍにおける吸光度）／炭素質材料の質量（ｇ）・・・(IV)
【0151】
また、下記式（Ｖ）により、ろ液中に含まれるリアクティブブラック５の残存率（以下、単に「ＲＢ５残存率（％）」と称する）を算出した。
ＲＢ５残存率（％）＝（ろ液の波長５９４ｎｍにおける吸光度／試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０）×１００・・・(Ｖ)
ＲＢ５残存率（％）＝（ろ液の波長５９４ｎｍにおける吸光度／試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０）×１００・・・(Ｖ)
【0152】
次いで、横軸にＲＢ５残存率（％）を、縦軸に炭素質材料１ｇ当たりのＲＢ５吸着量（／ｇ）を用いて累乗近似曲線を作成した。その累乗近似式を用いて、リアクティブブラック５残存率が１％におけるリアクティブブラック５の吸着量（以下、単に「ＲＢ５残存率が１％におけるＲＢ５吸着量（／ｇ）」と称する）を求め、式（VI）により、リアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）を算出した。
リアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）＝（試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０×０．９９／ＲＢ５残存率が１％におけるＲＢ５吸着量（／ｇ））／０．０５（Ｌ）・・・(VI)
なお、式（VI）中の０．０５（Ｌ）は、試験液の量である。
リアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）＝（試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０×０．９９／ＲＢ５残存率が１％におけるＲＢ５吸着量（／ｇ））／０．０５（Ｌ）・・・(VI)
なお、式（VI）中の０．０５（Ｌ）は、試験液の量である。
【0153】
（４）メソ孔比
・細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積の測定
窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）は、次のようにして算出した。具体的には、上記の細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積における「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定」により得られた窒素ガス吸着等温線の値を使用し、Ｃａｌｕｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌとしてＮ２ ａｔ ７７Ｋ ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ ｐｏｒｅ／ｃｙｌ．ｐｏｒｅ (ＱＳＤＦＴ Ａｄｓ．ｍｏｄｅｌ)］を適用して細孔径分布を計算することで、細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）を算出した。
・細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積の測定
窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）は、次のようにして算出した。具体的には、上記の細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積における「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定」により得られた窒素ガス吸着等温線の値を使用し、Ｃａｌｕｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌとしてＮ２ ａｔ ７７Ｋ ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ ｐｏｒｅ／ｃｙｌ．ｐｏｒｅ (ＱＳＤＦＴ Ａｄｓ．ｍｏｄｅｌ)］を適用して細孔径分布を計算することで、細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）を算出した。
【0154】
・メソ孔の細孔容積の測定
－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められる炭素質材料のメソ孔の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）を測定した。具体的には、下記のＢＥＴ比表面積の測定で用いた窒素吸着等温線を使用し、相対圧Ｐ／Ｐ０＝０．３８５以上０．９９以下の領域でＢＪＨ解析により曲線を得た。得られた曲線から、各細孔径に対する累積細孔容積を算出し、細孔径が５０．０ｎｍまでの累積細孔容積から、細孔径が２．０ｎｍまでの累積細孔容積を差し引くことで、細孔径が２．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ以下のメソ孔の細孔容積を算出した。
－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められる炭素質材料のメソ孔の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）を測定した。具体的には、下記のＢＥＴ比表面積の測定で用いた窒素吸着等温線を使用し、相対圧Ｐ／Ｐ０＝０．３８５以上０．９９以下の領域でＢＪＨ解析により曲線を得た。得られた曲線から、各細孔径に対する累積細孔容積を算出し、細孔径が５０．０ｎｍまでの累積細孔容積から、細孔径が２．０ｎｍまでの累積細孔容積を差し引くことで、細孔径が２．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ以下のメソ孔の細孔容積を算出した。
【0155】
・メソ孔比の算出
炭素質材料のメソ孔比を算出した。
具体的には、炭素質材料のメソ孔比（Ａ／Ｂ）は、細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）（Ａ）と、メソ孔の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）（Ｂ）とを用いて、下記式（VII）より算出した。
炭素質材料のメソ孔比（Ａ／Ｂ）＝細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積（Ａ）／メソ孔の細孔容積（Ｂ）・・・(VII)
炭素質材料のメソ孔比を算出した。
具体的には、炭素質材料のメソ孔比（Ａ／Ｂ）は、細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）（Ａ）と、メソ孔の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）（Ｂ）とを用いて、下記式（VII）より算出した。
炭素質材料のメソ孔比（Ａ／Ｂ）＝細孔径１．００ｎｍ以下の細孔容積（Ａ）／メソ孔の細孔容積（Ｂ）・・・(VII)
【0156】
（５）メソ孔の細孔容積
－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められる炭素質材料のメソ孔の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）は、上記のメソ孔比における「メソ孔の細孔容積の測定」により測定し、算出した。
－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＪＨ法によって求められる炭素質材料のメソ孔の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）は、上記のメソ孔比における「メソ孔の細孔容積の測定」により測定し、算出した。
【0157】
（６）ＢＥＴ比表面積
－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＥＴ法によって求められる炭素質材料の比表面積（ｍ２／ｇ）を測定した。
具体的には、ＢＥＴ比表面積（ｍ２／ｇ）を、下記のようにして求めた。すなわち、まず、比表面積／細孔分布測定装置（マイクロトラック・ベル（株）製のＢＥＬＳＯＲＰ（登録商標）－ｍｉｎｉＩＩ（商品名））を使用し、炭素質材料を減圧下（真空度：０．１ｋＰａ以下）にて２５０℃で３時間加熱した後、－１９６℃における炭素質材料の窒素吸着等温線を測定した。得られた窒素吸着等温線を使用し、ＢＥＴ解析により、得られた曲線から多点法により相対圧Ｐ／Ｐ０＝０．０１以上０．１０以下の領域での直線を得て、この直線からＢＥＴ比表面積を算出した。
－１９６℃におけるＮ２の吸着等温線からＢＥＴ法によって求められる炭素質材料の比表面積（ｍ２／ｇ）を測定した。
具体的には、ＢＥＴ比表面積（ｍ２／ｇ）を、下記のようにして求めた。すなわち、まず、比表面積／細孔分布測定装置（マイクロトラック・ベル（株）製のＢＥＬＳＯＲＰ（登録商標）－ｍｉｎｉＩＩ（商品名））を使用し、炭素質材料を減圧下（真空度：０．１ｋＰａ以下）にて２５０℃で３時間加熱した後、－１９６℃における炭素質材料の窒素吸着等温線を測定した。得られた窒素吸着等温線を使用し、ＢＥＴ解析により、得られた曲線から多点法により相対圧Ｐ／Ｐ０＝０．０１以上０．１０以下の領域での直線を得て、この直線からＢＥＴ比表面積を算出した。
【0158】
（７）充填密度
タッピング法により測定される炭素質材料の充填密度（ｇ／ｍＬ）を算出した。
具体的には、まず、１１５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）製ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間、炭素質材料を乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
タッピング法により測定される炭素質材料の充填密度（ｇ／ｍＬ）を算出した。
具体的には、まず、１１５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）製ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間、炭素質材料を乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
【0159】
上記の放冷後の炭素質材料５．０ｇを秤量し、それを概ね３等分し、その一部（約１／３の量）の炭素質材料を１５０ｍＬメスシリンダー（内径：３１ｍｍ、（筒井理化学器械（株））へ入れた。メスシリンダーにゴム栓を施して自動タッピング装置（筒井理化学器械（株）製粉体減少度測定機ＴＰＭ－３Ａ型（商品名））にセットし、振とう幅４５ｍｍ、及び振とう回数３５～３６回／分にて１分間タッピングを行った。タッピング終了後、先に３等分したうちの別の一部（約１／３の量）の炭素質材料を更にメスシリンダーへ加えて、ゴム栓を施して、上記と同様の条件で、１分間タッピングを行った。その後、先に３等分したうちの最後の一部（約１／３の量）の炭素質材料を更にメスシリンダーへ加えて、ゴム栓を施して、上記と同様の条件で、３０分間タッピングを行った。
【0160】
タッピング終了後、ゴム栓を外してメスシリンダー内の試料上面をスパーテル等で平らにし、メスシリンダーの目盛りから試料体積（ｍＬ）を目視で計測した。計測した試料体積を用いて、下記式（VIII）により、タッピング法により測定される充填密度を算出した。
充填密度（ｇ／ｍＬ）＝炭素質材料の質量（ｇ）／計測した試料体積（ｍＬ）・・・(VIII)
充填密度（ｇ／ｍＬ）＝炭素質材料の質量（ｇ）／計測した試料体積（ｍＬ）・・・(VIII)
【0161】
（８）クロロホルムろ過能力
ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９における「家庭用浄水器試験方法」に規定されたクロロホルムろ過能力試験の試験条件で、炭素質材料のクロロホルムろ過能力（Ｌ／ｃｍ３）を算出した。
なお、ろ過能力試験は、ジュラコン（登録商標）（ポリアセタール）製下降流通水カラム（自社設計切削品、内径φ５０ｍｍ、及び高さ６０ｍｍ）に炭素質材料の５０ｃｍ３を充填し、ろ過流量３．０Ｌ／分にて行った。
ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９における「家庭用浄水器試験方法」に規定されたクロロホルムろ過能力試験の試験条件で、炭素質材料のクロロホルムろ過能力（Ｌ／ｃｍ３）を算出した。
なお、ろ過能力試験は、ジュラコン（登録商標）（ポリアセタール）製下降流通水カラム（自社設計切削品、内径φ５０ｍｍ、及び高さ６０ｍｍ）に炭素質材料の５０ｃｍ３を充填し、ろ過流量３．０Ｌ／分にて行った。
【0162】
（９）陰イオン界面活性剤ろ過能力
ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９における「家庭用浄水器試験方法」に規定された陰イオン解明活性剤ろ過能力試験の試験条件で、炭素質材料の陰イオン界面活性剤ろ過能力（Ｌ／ｃｍ３）を算出した。
なお、ろ過能力試験は、ジュラコン（登録商標）（ポリアセタール）製下降流通水カラム（自社設計切削品、内径φ５０ｍｍ、及び高さ６０ｍｍ）に炭素質材料の５０ｃｍ３を充填し、ろ過流量３．０Ｌ／分にて行った。
ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１９における「家庭用浄水器試験方法」に規定された陰イオン解明活性剤ろ過能力試験の試験条件で、炭素質材料の陰イオン界面活性剤ろ過能力（Ｌ／ｃｍ３）を算出した。
なお、ろ過能力試験は、ジュラコン（登録商標）（ポリアセタール）製下降流通水カラム（自社設計切削品、内径φ５０ｍｍ、及び高さ６０ｍｍ）に炭素質材料の５０ｃｍ３を充填し、ろ過流量３．０Ｌ／分にて行った。
【0163】
〔実施例１〕
（炭化工程）
温度６００℃及び約２時間にて、フィリピン産のヤシ殻の炭化を行うことで炭化物を得た。
（炭化工程）
温度６００℃及び約２時間にて、フィリピン産のヤシ殻の炭化を行うことで炭化物を得た。
【0164】
（賦活処理）
得られた炭化物を、図１及び２に示すような、９００℃に加熱した炉内に攪拌羽が搭載されているロータリーキルン中に、ロータリーキルンの容積１ｍ３に対して約０．０６倍にて投入した。その後、回転数３．０ｒｐｍでキルンを回転させながら、ガス（水蒸気４０．０容量％、酸素５．０容量％、及び窒素５５．０容量%）をキルン内に導入し、１３０分間賦活処理を行うことで賦活物を得た。
得られた炭化物を、図１及び２に示すような、９００℃に加熱した炉内に攪拌羽が搭載されているロータリーキルン中に、ロータリーキルンの容積１ｍ３に対して約０．０６倍にて投入した。その後、回転数３．０ｒｐｍでキルンを回転させながら、ガス（水蒸気４０．０容量％、酸素５．０容量％、及び窒素５５．０容量%）をキルン内に導入し、１３０分間賦活処理を行うことで賦活物を得た。
【0165】
なお、用いたロータリーキルンにおいて、攪拌羽は、管体の中心軸周りに６０°毎に、６枚設置されていた。また、攪拌羽の高さは、管体の内半径に対して１５％以上２５％以下であり、攪拌羽の厚さは、管体の厚さに対して４０％以上８０％以下とした。
【0166】
（洗浄工程及び乾燥工程等）
得られた賦活物を希塩酸で洗浄し、次いで残留した塩酸を除去するために水で十分に洗浄及び乾燥させ、乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を粉砕し、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、１４０メッシュの篩（目開き寸法：１０６μｍ、東京スクリーン（株））上６０メッシュの篩（目開き寸法：２３３μｍ、東京スクリーン（株））下とを用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が２１０μｍになるように調整を行うことで、活性炭である粉砕状の炭素質材料１を得た。
得られた賦活物を希塩酸で洗浄し、次いで残留した塩酸を除去するために水で十分に洗浄及び乾燥させ、乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を粉砕し、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、１４０メッシュの篩（目開き寸法：１０６μｍ、東京スクリーン（株））上６０メッシュの篩（目開き寸法：２３３μｍ、東京スクリーン（株））下とを用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が２１０μｍになるように調整を行うことで、活性炭である粉砕状の炭素質材料１を得た。
【0167】
〔実施例２〕
賦活工程において、２００分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料２を得た。
賦活工程において、２００分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料２を得た。
【0168】
〔実施例３〕
賦活工程において、２５０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料３を得た。
賦活工程において、２５０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料３を得た。
【0169】
〔実施例４〕
賦活工程において、２８０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料４を得た。
賦活工程において、２８０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料４を得た。
【0170】
〔比較例１〕
（炭化工程）
温度６００℃及び約２時間にて、フィリピン産のヤシ殻の炭化を行うことで炭化物を得た。
（炭化工程）
温度６００℃及び約２時間にて、フィリピン産のヤシ殻の炭化を行うことで炭化物を得た。
【0171】
（賦活処理）
得られた炭化物を、図１及び２に示すような、９００℃に加熱した炉内に攪拌羽が搭載されているロータリーキルン中に、ロータリーキルンの容積１ｍ３に対して約０．０６倍にて投入した。その後、回転数３．０ｒｐｍでキルンを回転させながら、ガス（水蒸気４０．０容量％、酸素５．０容量％、及び窒素５５．０容量％）をキルン内に導入し、１分間賦活処理を行うことで賦活物を得た。
得られた炭化物を、図１及び２に示すような、９００℃に加熱した炉内に攪拌羽が搭載されているロータリーキルン中に、ロータリーキルンの容積１ｍ３に対して約０．０６倍にて投入した。その後、回転数３．０ｒｐｍでキルンを回転させながら、ガス（水蒸気４０．０容量％、酸素５．０容量％、及び窒素５５．０容量％）をキルン内に導入し、１分間賦活処理を行うことで賦活物を得た。
【0172】
（洗浄工程及び乾燥工程等）
得られた賦活物を希塩酸で洗浄し、次いで残留した塩酸を除去するために水で十分に洗浄及び乾燥させ、乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を粉砕し、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、１４０メッシュの篩（目開き寸法：１０６μｍ、西村金網製作所）上６０メッシュの篩（目開き寸法：２３３μｍ、西村金網製作所）下を用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が２１０μｍになるように調整を行うことで、活性炭である粉砕状の炭素質材料５を得た。
得られた賦活物を希塩酸で洗浄し、次いで残留した塩酸を除去するために水で十分に洗浄及び乾燥させ、乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を粉砕し、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、１４０メッシュの篩（目開き寸法：１０６μｍ、西村金網製作所）上６０メッシュの篩（目開き寸法：２３３μｍ、西村金網製作所）下を用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が２１０μｍになるように調整を行うことで、活性炭である粉砕状の炭素質材料５を得た。
【0173】
〔比較例２〕
賦活工程において、ガス（水蒸気３０．０容量％、酸素２．５容量％、及び窒素６７．５容量％）をキルン内に導入し、２６０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料６を得た。
賦活工程において、ガス（水蒸気３０．０容量％、酸素２．５容量％、及び窒素６７．５容量％）をキルン内に導入し、２６０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料６を得た。
【0174】
〔比較例３〕
賦活工程において、ガス（水蒸気３０．０容量％、酸素２．５容量％、及び窒素６７．５容量％）をキルン内に導入し、３９０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料７を得た。
賦活工程において、ガス（水蒸気３０．０容量％、酸素２．５容量％、及び窒素６７．５容量％）をキルン内に導入し、３９０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料７を得た。
【0175】
【表1】
【産業上の利用可能性】
【0176】
本実施形態の炭素質材料は、分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等までの幅広い有害物質を同等の性能で、除去、吸着、濃縮、及び回収する様々な用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【0177】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ…攪拌羽、１…管体、２…活性ガスの流れ方向、３…管体の回転方向、４…炭化物の落下方向、５…炭化物。
【要約】
【課題】分子サイズの比較的小さいクロロホルム等から、分子サイズの比較的大きい陰イオン界面活性剤等までの幅広い有害物質を同等の性能で除去することが可能な炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備を提供すること。
【解決手段】本発明の炭素質材料は、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１,３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の炭素質材料は、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．７０ｎｍ以下の細孔容積が０．１６ｃｍ３／ｇ以上０．３０ｃｍ３／ｇ以下であり、よう素吸着量が７５０ｍｇ／ｇ以上１,３４０ｍｇ／ｇ以下であり、リアクティブブラック５価が６．０ｇ／Ｌ以上６７．０ｇ／Ｌ以下である。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
