JP2018075506A - 炭素材の粉砕装置、および粉砕炭素材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉砕ばらつきの抑制が可能であり、簡便かつ効率良く炭素材を粉砕できる装置、および粉砕炭素材の製造方法を提供する。【解決手段】炭素材および粉砕媒体を装入する密閉式容器と、前記密閉式容器を上下方向に振動させる加振体とを有する炭素材の粉砕装置。炭素材および粉砕媒体を装入した密閉式容器を、加振体を用いて上下方向に振動させる粉砕炭素材の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、炭素材を粉砕するための装置、および炭素材を粉砕して粉砕炭素材を製造する方法に関する。

炭化物、その賦活物質（活性炭）などの炭素材は、社会の様々な用途に用いられている。特に活性炭は、細孔構造が発達し、比表面積が高いため、従来から各種吸着材として用いられている。近年では、活性炭の導電性や電子授受機能を有する性質、または活性炭の細孔内表面に触媒を分散担持できるなどの性質に着目し、活性炭は、電気二重層キャパシタの炭素電極の素材、燃料電池、空気電池、またはリチウムイオン電池などの電池の炭素電極の素材、炭素系触媒、各種金属触媒の担体としても用いられている。

本出願人は、特許文献１に、活性炭の物性を改善する技術を提案している。特許文献１に開示した活性炭は、活性表面積が８０ｍ²／ｇ以上であり、表面積が大きいため、吸着性能に優れている。

前記活性炭の形状としては、粉末状活性炭、粒状活性炭、繊維状活性炭などが知られている。これらのうち繊維状活性炭は、例えば、セルロース、アクリル繊維、ビニロンなどの有機質高分子繊維を高温で焼成することによって得られ、強度、ヤング率が高く、耐熱性も大きいため、繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）の強化材として用いられている。

国際公開第２０１４／０１７５８８号

前記炭素材は、粉砕して使用されることがある。またその製造工程中では工程管理の為に、また製造後は品質管理の為に粉砕して分析されることがある。しかし、炭化物や活性炭の分析結果がばらつく場合があり、特に繊維状活性炭などの活性炭での分析ばらつきが大きく、炭化物や活性炭から分析用試料を適切に採集することが求められている。さらには、分析結果のばらつき原因を追求していく中で、炭素材を簡便かつ効率よく均一に粉砕することが難しいことが判明した。炭素材は、比重が軽いため、粉砕が進むほど粉塵として舞いやすく、粉砕の為の衝撃力を均等に作用させるのが難しいためと思われる。

本発明は、上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、粉砕ばらつきの抑制が可能であり、簡便かつ効率良く炭素材を粉砕できる装置、および粉砕炭素材の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできた本発明に係る炭素材の粉砕装置とは、炭素材および粉砕媒体を装入する密閉式容器と、前記密閉式容器を上下方向に振動させる加振体とを有する点に要旨を有する。

前記粉砕媒体としては、球体を用いることが好ましい。前記密閉式容器の内装は樹脂によって形成されており、前記粉砕媒体の表面は、メノウ製であることが好ましい。前記密閉式容器の外側には、該密閉式容器全体を覆う外筒を更に有することが好ましい。

上記課題を解決することのできた本発明に係る粉砕炭素材の製造方法とは、炭素材および粉砕媒体を装入した密閉式容器を、加振体を用いて上下方向に振動させる点に要旨を有する。

前記炭素材としては、繊維状炭素材を用いることが好ましい。

本発明によれば、炭素材および粉砕媒体を装入した密閉式容器を、加振体を用いて上下方向に振動させることによって、簡便かつ効率的に、粉砕ばらつきが抑制された粉砕炭素材を製造できる炭素材の粉砕装置を提供できる。またこの様にして粉砕された炭素材（特に活性炭）を測定試料とすれば、炭素材（特に活性炭）の分析ばらつきを抑制できる。

図１は、本発明に係る粉砕装置の構成例を示す模式図である。 図２は、粉砕活性炭の粒度分布を測定した結果を示すグラフである。 図３は、粉砕活性炭の表面官能基量を算出した結果を示すグラフである。 図４は、粉砕活性炭の粒度分布を測定した結果を示すグラフである。 図５は、粉砕活性炭の表面官能基量を算出した結果を示すグラフである。

本発明者らは、炭素材（特に活性炭）の分析結果は、その試料粉砕手段に応じてばらつくことを見つけた。例えば、繊維状活性炭は嵩高く、分析容器に入りにくい、試験液に沈まない、攪拌子による回転が困難などの分析上の問題を有している。これらの問題を解消するために前処理として粉砕されることがあるが、粉砕手段によってはそもそも粉砕不可やコンタミなどの本質的な不具合が生じることがあり、こうした不具合を回避可能な粉砕手段を採用しても、分析ばらつきが生じることがあった。例えば、ディスクミル粉砕は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒなどの不純物が増大したり、表面官能基量の分析値が増大したりする不具合があり、パワーミル粉砕では、粉砕自体が不十分でダマが形成される不具合があり、ミルサー粉砕では軸部に粉が入り込む不具合があり、マイクロストレングスやトロンメルでは粉砕自体ができないという不具合がある。一方、乳鉢を用いて粉砕する方法では、粉砕自体は可能であるものの、時間がかかるため、作業効率が悪いという不具合がある。更には、粉砕が可能であっても粉砕後の粒度を一定の範囲に揃えることができず、分析結果にばらつきが生じることがあった。

これらに対して、以下に示す特定の粉砕手段を採用すれば、簡便かつ効率的に炭素材（特に繊維状活性炭などの活性炭）を粉砕でき、粉砕後の粒度を一定の範囲に揃えることができ、その結果、分析結果のばらつきを抑制した粉砕炭素材が提供可能になる事を見出した。さらにこの粉砕手段を炭素材の粉砕手段として採用すれば、粉砕物が粉塵化し易いにも拘わらず、粉砕ばらつきの抑制が可能であり、簡便かつ効率良く炭素材を粉砕できる事も見出し、本発明を完成した。以下、本発明に係る炭素材の粉砕装置、および粉砕炭素材の製造方法を用いれば、炭素材の分析結果のばらつきを抑制できることを中心に説明するが、本発明に係る炭素材の粉砕装置、および粉砕炭素材の製造方法は、分析以外の目的で炭素材を粉砕する場合にも適用でき、その場合には簡便かつ効率的に、粉砕ばらつきが抑制された粉砕炭素材を得ることができる。

本発明では、炭素材および粉砕媒体を装入した密閉式容器を、加振体を用いて上下方向（好ましくは垂直方向）に振動させる必要がある。上記密閉式容器を上下方向に振動させることによって、炭素材と粉砕媒体の接触頻度を高めることができるため、炭素材を均一に粉砕できる。本発明者らが検討したところ、上記密閉式容器を左右方向（即ち、水平方向）に振動させた場合は、炭素材を均一に粉砕できず、装入した炭素材の一部が粉砕媒体の上に浮き上がり、所望の粒径に粉砕されない炭素材が含まれ、上記密閉式容器を上下方向に振動させたときと比べて、炭素材の粉砕率が低いことが分かった。また、加振体を用いずに上記密閉式容器を手で持って上下方向に振動させると、作業者に過度の負担がかかり、また作業者によって炭素材の粉砕状態にばらつきが生じるため、炭素材試料を精度良く粉砕できなかったが、上記密閉式容器を、加振体を用いて上下方向に振動させると、炭素材試料を精度良く粉砕できることが分かった。

上記加振体とは、上記密閉式容器を上下方向に振動させることができる機構であれば特に限定されず、例えば、クランク機構、電磁振動により加振する機構、エアシリンダ、油圧シリンダ等のシリンダやラック・ピニオン機構により加振する機構、カムとバネとを用いた機構等を用いることができる。

なお、本明細書において、上下方向とは、水平方向を除く意味であり、垂直方向に対して斜め方向に振動させても構わない。

上記密閉式容器とは、炭素材および粉砕媒体を装入した後、蓋をし、密閉できる容器であり、形状および大きさは特に限定されない。

上記密閉式容器の材料も特に限定されず、特に、上記密閉式容器の内装としては、例えば、樹脂（例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂など）を用いることができ、粉砕媒体の種類によっては密閉式容器の内装に金属（例えば、鋼、アルミ、銅、チタンなど）を用いることもできる。本発明では、上記密閉式容器の内装が、樹脂によって形成されていることが好ましい。また内装のみならず、容器全体が、前記材料で形成されていてもよい。

上記密閉式容器は、不透明や半透明であってもよいが、炭素材の粉砕状態を観察できるように、透明であることが好ましい。

上記密閉式容器に装入する上記炭素材の種類は特に限定されず、例えば、粉末状炭素材、即ち、オガ屑、木材チップ、木炭、ピートなどを原料とする粉末状炭化物、粉末状活性炭；粒状炭素材、即ち、木炭、ヤシ殻炭、石炭、オイルカーボン、フェノールなどを原料とする粒状炭化物、粒状活性炭；繊維状炭素材、即ち、炭素質物質（例えば、石油ピッチ、石炭ピッチ、コールタールピッチ、およびこれらの複合物など）、合成樹脂（例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド、フラン樹脂など）、セルロース系繊維（例えば、紙、綿繊維など）などを原料とする繊維状炭化物、繊維状活性炭（活性炭素繊維と呼ばれることもある）；が挙げられる。本発明では、活性炭を用いることが好ましく、より好ましくは繊維状活性炭である。

上記密閉式容器に装入する上記粉砕媒体とは、密閉式容器に装入した炭素材に衝撃を付与し、炭素材を粉砕できる媒体であり、粉砕媒体を密閉式容器内で上下方向に振動させることによって炭素材を粉砕できる。

上記粉砕媒体の大きさは、密閉式容器に入れば特に限定されないが、密閉式容器内に装入する粉砕媒体の数が１個となる大きさではなく、複数個となる大きさであることが好ましい。また、上記密閉式容器に装入する上記粉砕媒体の大きさは、全て同じであることが好ましいが、大小異なっていてもよい。

上記粉砕媒体の形状は特に限定されず、例えば、球体、ラグビーボール状、直方体、立方体、多面体、円柱、三角柱、四角柱、多角柱、円錐、三角錐、四角錐、多角錐等が挙げられる。本発明では、球体を用いることが好ましい。

上記粉砕媒体の表面の材料も特に限定されず、例えば、メノウ、樹脂（例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂など）、ジルコニア、アルミナ、タングステンカーバイド、窒化ケイ素、および金属（例えば、鉄、鋼、アルミ、銅、チタンなど）等を用いることができる。上記粉砕媒体の表面の材料としては、炭素材試料に不純物を混入させないものが好ましい。本発明では、メノウを用いることが好ましい。また表面のみならず、粉砕媒体全体が、前記材料で形成されていてもよい。

上記密閉式容器に装入する炭素材と粉砕媒体の量は特に限定されず、炭素材を効率良く、精度良く粉砕できるように適宜調整すればよい。

上記密閉式容器に装入した炭素材を粉砕する雰囲気は特に限定されないが、密閉式容器内雰囲気を、例えば、不活性ガス雰囲気としてもよい。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴンなどを用いることができる。

上記密閉式容器に装入した炭素材は、適度な粒度範囲に粉砕することが好ましく、炭素材の物性の分析ばらつきを抑制する観点では、具体的には、上記炭素材は、例えば、全体の９７質量％以上、好ましくは９８質量％以上、より好ましくは全体の９９質量％以上が、目開き２５０μｍの篩を通過するまで粉砕されているのが望ましい。また上記炭素材は、例えば、全体の６０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上が、目開き７５μｍの篩を通過するまで粉砕されているのが望ましい。目開き７５μｍの篩を通過する炭素材量は、例えば９０質量％以下、好ましくは８５質量％以下であってもよい。

上記炭素材を分析目的で粉砕するときの条件は、上記炭素材を上記粒度範囲に粉砕可能な範囲で適宜設定できる。具体的には、次の通りである。

加振体の回転数は、例えば、５００ｒｐｍ以上、好ましくは６００ｒｐｍ以上、より好ましくは６５０ｒｐｍ以上、更に好ましくは７５０ｒｐｍ以上、特に好ましくは８００ｒｐｍ以上、最も好ましくは８５０ｒｐｍ以上である。加振体の回転数の上限は、加振体の能力によるが、例えば、２０００ｒｐｍ以下、好ましくは１５００ｒｐｍ以下、より好ましくは１１００ｒｐｍ以下、更に好ましくは１０００ｒｐｍ以下である。加振体の振幅は、例えば、２０ｍｍ以上、好ましくは３０ｍｍ以上、より好ましくは３５ｍｍ以上、更に好ましくは４０ｍｍ以上、特に好ましくは４５ｍｍ以上である。加振体の振幅の上限は装置の構成によって決定されるが、例えば、１００ｍｍ以下、好ましくは８０ｍｍ以下、より好ましくは６０ｍｍ以下である。

粉砕時間は、上記炭素材を適度な粒度範囲に粉砕できれば特に限定されず、一律に規定できないが、例えば、１分以上、好ましくは２分以上、より好ましくは３分以上、更に好ましくは３．５分以上、特に好ましくは４分以上である。粉砕時間の上限は特に限定されないが、粉砕時間が長くなると効率が悪くなるため、例えば、２０分以下、好ましくは１８分以下、より好ましくは１５分以下、特に好ましくは１０分以下である。

密閉式容器の容量も特に限定されないが、例えば、１００ｍＬ以上、好ましくは２００ｍＬ以上、より好ましくは３００ｍＬ以上、更に好ましくは３５０ｍＬ以上、特に好ましくは４００ｍＬ以上であり、上限は、例えば、１０００ｍＬ以下、好ましくは８００ｍＬ以下、より好ましくは７００ｍＬ以下、更に好ましくは６５０ｍＬ以下、特に好ましくは６００ｍＬ以下である。

粉砕媒体の直径は、例えば、１ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上、更に好ましくは６ｍｍ以上、特に好ましくは７ｍｍ以上であり、上限は、例えば、３０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以下、更に好ましくは１４ｍｍ以下、特に好ましくは１３ｍｍ以下である。

密閉式容器に装入する粉砕媒体の個数は、密閉式容器の形状、容量、粉砕媒体の大きさ、形状などを考慮して決定すればよいが、例えば、１０個以上、好ましくは２０個以上、より好ましくは３０個以上、更に好ましくは４０個以上、特に好ましくは４５個以上であり、上限は、例えば、１００個以下、好ましくは８０個以下、より好ましくは７０個以下、更に好ましくは６５個以下、特に好ましくは６０個以下である。

密閉式容器に装入する炭素材量は、例えば、１ｇ以上、好ましくは３ｇ以上、より好ましくは５ｇ以上であり、上限は、例えば、１００ｇ以下、好ましくは７０ｇ以下、より好ましくは５０ｇ以下、更に好ましくは２０ｇ以下である。

上記炭素材を粉砕して得られた粉砕炭素材は、炭素材製品としてもよく、炭素材の物性を分析する際の試料として用いてもよい。上記炭素材の物性（分析項目）とは、炭素材が活性炭である場合は、例えば、水分、強熱残分、ｐＨ、比表面積、金属不純物量、表面官能基量などである。強熱残分とは、試料を電気炉中で強熱灰化したときの残分を意味する。表面官能基とは、活性炭の表面に存在するカルボキシル基、フェノール性水酸基、アミド基などの官能基を意味する。上記炭素材が炭化物である場合、分析項目（炭素材の物性）には、例えば、水分、強熱残分などが含まれる。

なお、炭化物から活性炭を製造する一連の製造工程、例えば、原料炭化物受け入れ、賦活、洗浄・乾燥、熱処理、梱包・出荷などの工程のどこかで、上記分析を行って規定外であることが分かった場合、規定内となるまで処理を継続してもよく、規定外品を廃棄してもよく、規定外品を工程中の適切な箇所に戻して規定内品に作り替えてもよい。例えば、製品活性炭の表面官能基量が規定より多い場合は、不活性雰囲気（例えば、Ｎ₂など）で熱処理すればよく、製品活性炭の表面官能基量が規定より少なすぎる場合は、表面官能基を再付与するか、或いは廃棄すればよい。表面官能基を再付与する方法としては、例えば、酸化性雰囲気で熱処理する方法や、酸で再洗浄する方法が挙げられる。

上記炭素材の粉砕は、例えば、図１に示す粉砕装置を用いて実施可能である。なお、本発明の粉砕装置は、図１に限定されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲で適宜設計変更しても構わない。

図１に示す粉砕装置は、粉砕用炭素材を収容するための密閉式容器１と、この密閉式容器１に接続するピストン２１を有しており、図示例ではこのピストン２１が加振体に該当する。ピストン２１が上下動することで、密閉式容器１を上下方向に振動させることができる。特に本発明例では、この加振体（ピストン）２１が、機械力（好ましくは電気的または化学的エネルギーを源にする動力、或いは水力などの自然エネルギーを源にする動力；特に好ましくは電力）によって動作可能になっている。具体的には、前記ピストン２１は、回転体２２と図示しないクランク機構を介して接続しており、回転体２２の回転運動がピストン２１の上下動に変換可能になっていると共に、前記回転体２２とモーター２３との間にベルト２４が掛け渡されている。そのため、モーター２３を動作させると、ベルト２４、回転体２２、及びピストン２１に機械力が伝わり、密閉式容器１を上下方向に振動させることができる。密閉式容器１を上下方向に振動させる装置としては、例えば、エアコンプレッサなどを用いることができる。

上記モーター２３は、必要に応じて制御装置に接続されていてもよく、加振体の回転数、密閉式容器１の振幅、密閉式容器１を振動させる時間（以下、粉砕時間ということがある。）などが調整可能であってもよい。

上記密閉式容器１の外側には、図１に示すように、該密閉式容器１の全体を覆う外筒５を設けてもよい。外筒５は、側壁５１および蓋５２で構成されており、外筒５を設けることにより、密閉式容器１が上下方向に振動したときに発生する騒音を低減できる。また、密閉式容器１内で炭素材を粉砕したときに発生した粉塵が、万が一、密閉式容器１から漏れ出たとしても、外筒５を設けることにより、粉塵が外筒５よりも外部へ飛散することを防止できる。

上記外筒５の素材は、上記密閉式容器１と同じであってもよいし、異なっていても良く、具体的な素材は、密閉式容器１の素材として例示したものを用いることができる。外筒５の素材は、樹脂製であることが好ましく、外筒５は、透明であることが好ましい。

上記粉砕装置は、例えば、台車に取り付けてもよい。台車に取り付けることで、粉砕装置を任意の場所へ移動できる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、前記および後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

［実験例１］
市販されている粉砕装置を用い、炭素材を粉砕した。粉砕は、吉田製作所製の回転機にてマイクロストレングス法による粉砕、またはＮＩＴＴＯ ＫＡＧＡＫＵ社製のポットミル回転台（トロンメル）（「ＡＮＺ−１０Ｓ」（装置名））を用いて行った。

マイクロストレングス法による粉砕は、炭素材として活性炭素繊維を５ｇと、粉砕媒体としてφ１０ｍｍの剛球を５０個およびφ３ｍｍの剛球を３８０個とを内径φ２４ｍｍ、高さ３３０ｍｍの円筒ステンレス容器に入れ、粉砕時間を約１０分間として行った。

トロンメルを用いたときの粉砕は、炭素材として活性炭繊維を１０ｇと、粉砕媒体としてφ１０ｍｍのメノウボール１００個とを入れたポリプロピレン製のＪＰボトル（「ＪＰ−５００」、胴寸φ７７．０ｍｍ×全高１６１．０ｍｍ）を回転台に置き、回転数を最大とし、粉砕時間は約２５分間として行った。

マイクロストレングス法によって炭素材を粉砕またはトロンメルを用いて炭素材を粉砕した結果、粉砕前後において粒度分布はほとんど変らず、ほとんど粉砕できないことが分かった。

［実験例２］
炭素材および粉砕媒体を装入したポリプロピレン製のＪＰボトル（「ＪＰ−５００」、胴寸φ７７．０ｍｍ×全高１６１．０ｍｍ）の密閉式容器を手で持って上下方向に振動させ、得られた粉砕炭素材の粒度分布と表面官能基量を測定した。炭素材としては、繊維状活性炭を１０ｇ用いた。粉砕媒体としては、φ１０ｍｍのメノウ製ボールを５０個用いた。密閉式容器の内容量は５００ｍＬである。

炭素材および粉砕媒体を装入した密閉式容器を手で持って上下方向に振動させ、粉砕状態を目視で確認しながら、粉砕後の繊維状活性炭のほぼ全量が、目開き２５０μｍの篩を通過するまで粉砕を行った。上記密閉式容器の振幅は約１００ｍｍ程度、粉砕時間は約６分間であった。試験数は３つとした（Ｎｏ．１−１〜１−３）。

得られた粉砕活性炭は、ほぼ全量が目開き２５０μｍの篩を通過しており、この粉砕活性炭を、目開き１５０μｍの篩と目開き７５μｍの篩を用いて篩い分けを行った。粒度分布を下記表１および図２に示す。下記表１および図２において、「２５０＜」は目開き２５０μｍの篩上に残った粉末の質量、「１５０−２５０」は目開き２５０μｍの篩を通過し、目開き１５０μｍの篩上に残った粉末の質量、「７５−１５０」は目開き１５０μｍの篩を通過し、目開き７５μｍの篩上に残った粉末の質量、「＜７５」は目開き７５μｍの篩を通過した粉末の質量をそれぞれ示している。

次に、得られた粉砕活性炭の表面官能基量を下記手順で測定した。

（表面官能基量の測定方法）
表面官能基の量は、Ｂｏｅｈｍ法（文献「H.P.Boehm, Adzan. Catal, 16,179(1966)」参照）に従って測定した。具体的には、粉砕活性炭２ｇに、ナトリウムエトキシド水溶液（０．１ｍｏｌ／Ｌ）を５０ｍＬ加え、２時間、５００ｒｐｍで撹拌した後、２４時間放置した。２４時間経過後、３０分間撹拌してから濾過分離した。得られた濾液２５ｍＬに対して０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸を滴下し、ｐＨ４．０になるときの塩酸滴定量を測定した。ブランクテストとして、前記ナトリウムエトキシド水溶液（０．１ｍｏｌ／Ｌ）２５ｍＬに対して０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸を滴下し、ｐＨ４．０になるときの塩酸滴定量を測定した。そして、下記式（Ａ）により表面官能基量を算出した。
表面官能基量（ｍｅｑ／ｇ）＝［（ａ−ｂ）×０．１］／［Ｓ×（２５／５０）］ ・・・（Ａ）

上記式（Ａ）において、ａはブランクテストにおける塩酸滴定量（ｍＬ）、ｂは粉砕活性炭を反応させたときの塩酸滴定量（ｍＬ）、Ｓは粉砕活性炭の質量（ｇ）をそれぞれ示す。算出結果を下記表１および図３に示す。

得られた粉砕活性炭の粒度分布を下記表１および図２、表面官能基量を下記表１および図３に示す。

表１および図２から明らかなように、密閉式容器を手で持って上下方向に振動させて粉砕活性炭を粉砕した場合は、目開きが１５０μｍの篩を通過しない大きな粉末が多くなることが分かる。

表１、図２、図３から明らかなように、密閉式容器を手で持って上下方向に振動させて得られた粉砕活性炭では、粒度分布がばらつき、その結果、表面官能基量の分析結果もばらついた。

また、上記密閉式容器を手で持って振動させて繊維状活性炭を粉砕した場合は、粉砕時に発生した粉塵が密閉式容器から漏れて、作業者が吸引したり、作業者に付着し、作業環境が悪かった。

［実験例３］
炭素材および粉砕媒体を装入したポリプロピレン製のＪＰボトル（「ＪＰ−５００」、胴寸φ７７．０ｍｍ×全高１６１．０ｍｍ）の密閉式容器を、手で持って上下方向に振動させる代わりに、図１に示した粉砕装置を用いて上下方向に振動させる以外は、上記実験例２と同じ条件で粉砕炭素材を粉砕した。

上記密閉式容器の振幅は、約４５ｍｍ程度とし、加振体の回転数は９００ｒｐｍ、粉砕時間は約７分間とした。試験数は３つとした（Ｎｏ．２−１〜２−３）。

測定した粉砕活性炭の粒度分布の結果を下記表１および図４に示す。

また、算出した粉砕活性炭の表面官能基量の結果を下記表１および図５に示す。

表１、図４、図５から明らかなように、加振体を用いて密閉式容器を上下方向に振動させて得られた粉砕活性炭は、粒度分布を揃えることができ、その結果、表面官能基量の分析結果のばらつきが少なくなった。しかも加振体を用いて密閉式容器を振動させて繊維状活性炭を粉砕すると、粉砕時に発生した粉塵が密閉式容器から漏れても、作業者と離れているため、作業者が吸引したり、作業者に付着することはなく、作業環境は良好であった。特に、図１に示した粉砕装置では、密閉式容器の外側に、該密閉式容器全体を覆う外筒を更に設けているため、粉塵の吸引や付着が抑えられている。

１ 密閉式容器
２１ ピストン
２２ 回転体
２３ モーター
２４ ベルト
５ 外筒
５１ 側壁
５２ 蓋

Claims (6)

1. 炭素材および粉砕媒体を装入する密閉式容器と、
   前記密閉式容器を上下方向に振動させる加振体と
   を有することを特徴とする炭素材の粉砕装置。
2. 前記粉砕媒体として、球体を用いる請求項１に記載の粉砕装置。
3. 前記密閉式容器の内装が樹脂によって形成されており、前記粉砕媒体の表面がメノウ製である請求項１または２に記載の粉砕装置。
4. 前記密閉式容器の外側に、該密閉式容器全体を覆う外筒を更に有する請求項１〜３のいずれかに記載の粉砕装置。
5. 炭素材および粉砕媒体を装入した密閉式容器を、加振体を用いて上下方向に振動させることを特徴とする粉砕炭素材の製造方法。
6. 前記炭素材として、繊維状炭素材を用いる請求項５に記載の製造方法。

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