JPH0967749A - 活性炭繊維成形体とその製造方法及び装置 - Google Patents

活性炭繊維成形体とその製造方法及び装置

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JPH0967749A
JPH0967749A JP7258057A JP25805795A JPH0967749A JP H0967749 A JPH0967749 A JP H0967749A JP 7258057 A JP7258057 A JP 7258057A JP 25805795 A JP25805795 A JP 25805795A JP H0967749 A JPH0967749 A JP H0967749A
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fibers
activated carbon
carbon fiber
mixed
molding die
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Shin Sudo
伸 須藤
Takeshi Sudo
健 須藤
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SUDO DENKI KOGYO KK
SUDOU DENKI KOGYO KK
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SUDO DENKI KOGYO KK
SUDOU DENKI KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】活性炭繊維の成形体の成形に際して、従来の技
術の水を使用することなく、活性炭繊維と熱溶融性繊維
の結合による単一成形体の全部分における活性炭繊維の
密度と吸着性能を均質化し、機械的強度が高くて破壊し
難く且つ吸着性能も向上し、短時間に形成可能な肉厚且
つ大型の立体構造の活性炭繊維成形体とその製造方法及
び装置とを提供することを目的とする。 【解決手段】活性炭繊維とそれよりも少量の熱溶融性繊
維とをして、密閉した混合容器中において液体を添加す
ることなく混入し外部から噴入する圧力空気により分散
しながら均等に混合し、成形型中において圧縮し、密閉
した成形型中において両繊維が相互に接着するまで加熱
してから、常温まで冷却した後に、成形型から取り出す
ように順次に作業する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この特許出願に係る発明(以
下、本願発明、と略称する)は、活性炭繊維の成形体に
関する。一般に活性炭繊維は、粒や粉状のものにくらべ
て、単位重量比においては、表面積が広く、細孔直径が
小さく且つ分布が緻密であって、良好な吸着性能を有す
るので、気相においては空気の脱臭・不純物除去・ガス
分離などの浄化に利用し、液相においても脱色・脱臭・
不純物除去などの浄化にも利用している。上記の用途に
採用するためには、通気・通液性が均質な緻密構造と適
度の機械的強度と良好な耐水性とを有する活性炭繊維の
立体的構造体が要請される。本願発明は、上記の要請を
充足するために立体的構造とした活性炭繊維の成形体と
その製造方法及び装置とに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、活性炭繊維を成形体に成形するに
際しては、特公平5−55183特許 としての熱溶融性繊維及び紙力増強剤などの水性スラリ
ーをして、容器中に沈漬した円筒且つ外周面に多数の細
孔を有する成形型の外周面の細孔から内孔を通り一端へ
と水分を吸引して、水性スラリー中の繊維を成形型の外
周面に円筒形に付着させて成形した後に脱水−加熱−乾
燥−冷却して成形体を得ていた。
【0003】しかし、前記の製造方法・装置により得ら
れた活性炭繊維の成形体は、成形型の外周面の細孔付近
の繊維が高密度となり、細孔から遠さかるに従って次第
に低密度となって、単一成形体の全体の活性炭繊維の密
度の均一性が失はれて粗密が混在し、単一成形体の各部
の吸着能力の均質性が失はれる欠陥を生じていた。
【0004】また、水性スラリーを吸引する圧力は、成
形型の細孔を通り吸引される水分の量と速度と細孔外周
面への付着量とを考慮すると制約があって、過大な圧力
は使用できないから、機械的強度の低い活性炭繊維の成
形体が得られるのみであって、成形体を吸着体として利
用するための機器への装着時や使用時や取扱時には破壊
し易く、機械的強度の高い成形体を得るためには接着材
と紙力増強剤などの量を活性炭繊維に対して相対的に増
加しなければならないが、そのようにすると活性炭繊維
の表面を接着材と増強剤が過度に覆うから、活性炭繊維
はその比表面積が低下するので、気相・液相の吸着能力
が低下する欠陥をも生じていた。
【0005】さらに、水性スラリーの吸引には過大圧力
を使用できないから、肉厚且つ大型の成形体を形成する
ことは極めて困難であって、肉厚且つ大型の成形体を形
成するためには、長時間を要するという不便・非能率・
高経費となる欠陥をも生じていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、前記の従
来の技術の欠陥を解消するために、活性炭繊維成形体の
成形に際して、水を使用することなく、活性炭繊維と熱
溶融性繊維の結合による単一の成形体の全部分における
活性炭繊維の密度と吸着性能とを均質とし、機械的強度
が高くて破壊し難く且つ吸着性能が高く、短時間に形成
可能な肉厚且つ大型の活性炭繊維の立体構造の成形体と
その製造方法及び装置とを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】活性炭繊維とそれよりも
少量の熱溶融性繊維とをして、密閉した混合容器中にお
いて液体を添加することなく混入して外部から噴入する
圧力空気により分散しながら均等に混合し、成形型中に
おいて加圧して圧縮し、密閉した成形型中において両繊
維が相互に接着するまで加熱してから、常温まで冷却し
た後に、成形型から取り出すように順次に作業する。
【0008】
【発明の実施の形態】
(1)活性炭繊維 本願発明において使用するものとしては、レーヨン系,
ポリアクリロニトリル系,フェノール系,石油・石炭系
の合成樹脂製の炭素繊維を前駆体として活性炭化したも
のであり、繊維の長さは1〜20mmのものを使用する
が、長さが短か過ぎると容器中における接着材繊維との
分散混合時に一部が流出して分留りが悪く、過長である
と接着材繊維との分散混合時や加熱時には両者が均等に
混合,成形されない。
【0009】また繊維の太さは直径6〜40μmのもの
を使用するが、細過ぎると接着材との成形体の機械的強
度が低下して取扱による破壊が生じて炭塵が発生し易
く、大過ぎると成形体の通気・通水性能が低下する。な
お、断面形状や細孔直径や比表面比は特に間はないが適
宜のものを採択する。
【0010】(2)接着材繊維 本願発明において使用するものとしては、フェノール
系,ポリエチレン系,ポリプロピレン系,ポリビニール
アルコール系,ポリエステル系,ポリアクリルニトリル
系の熱溶融性合成樹脂製の繊維であって、融点50〜2
00℃,直径5〜10μm,長さ0.5〜10mmのう
ちの一または複数種を混合して使用すると、活性炭繊維
の細孔を閉塞しないのでその吸着性能を阻害しない。
【0011】(3)混合比 本願発明における前記両繊維の混合比は、活性炭繊維の
100重量部に対して、熱溶融性繊維の含有量・混合比
を0.1乃至8重量部とするものであって、0.1重量
部未満であると両繊維により得られる成形体の機械的強
度が低下して破壊し易くなり、8重量部超であると活性
炭繊維の比表面積が低下して成形体の吸着性能も低下す
るので、いずれも好ましくない。
【0012】(4)製造の工程と装置 a.前記の乾燥した活性炭繊維と熱溶融性繊維とを前記
の混合比となる重量部の重量によって用意する。 b.開閉可能で球形を成す混合容器の開放した内部空間
へ、水などの液体を注入することなく、前記の両繊維の
みを封入してから混合容器を密閉する。 c.混合容器の外部から内部空間へ圧力空気を噴入し、
前記両繊維を分散しながら均等に混合して混合体を形成
した後に、圧力空気を停止してから混合体を取り出す。 d.開閉可能で筒状を成す成形型の開放した内部空間へ
混合体を封入して、外圧力により圧縮して圧縮体を形成
した後に外圧力を解除する。 e.圧縮体の長手方向へ等間隔とし基部を一体とした複
数の分離板を圧縮体へ挿入し、成形型の長手方向両端を
支持板で閉塞し治具により挟持する。 f.成形型を圧縮体と共に、両繊維が相互に接着するま
で加熱した後に加熱を解除して加熱体を形成する。 g.成形型を加熱体と共に、常温空気中に放置するか冷
却空気・液体中において常温になるまで冷却して冷却体
を形成する。 h.治具による挟持を解除してから、成形型の支持板を
開放し分離板を冷却体から抜去した後に、各別に分離し
形成された複数の前記両繊維の冷却体を成形体として取
り出す。
【0013】
【実施例】
(1)乾燥した活性炭繊維として、例えば、日本カイノ
ール株式会社製のノボロイド繊維(登録商標カイノー
ル,ACF−1603−20)を重量6.6g用意し、
乾燥した接着材繊維として、例えば株式会社カネボウ製
の熱溶融性合成樹脂繊維(登録商標ベルコンビ,408
0,2デニール,5ミリカット)、または低融点熱接着
性複合繊維(EAC,2デニール,3・5ミリカット)
の一種または混合物を用意する。
【0014】(2)網1または板を開閉可能にした球状
を成す混合容器2の内部空間3へ、水などの液体を注入
することなく、前記の両繊維4のみを挿入してから、網
1または板を開塞する。
【0015】(3)混合容器2の外部から内部空間3
へ、発生源で0.5kg/cmに圧縮した圧力空気を
パイプ5と圧力調整弁6と圧力メータ7とを介して3分
間にわたり噴入し、両繊維を分散しながら均等に混合し
て混合体8を形成した後に、圧力空気を停止してから混
合体8を取り出す。
【0016】(4)両端を支持板9により開閉可能とし
た内径47mm,長さ90mmの円筒状の成形型10の
上の支持板9を開放した内部空間11へ混合体8を挿入
してから、電磁力による1kg/cmの圧力をもつシ
リンダ12の下降により混合体8を長さ60mmに圧縮
して圧縮体13を形成した後にシリンダ12を上昇して
開放する。
【0017】(5)直径46mm,長さ2mmの円板状
の15枚の分離板14を成形型10の長手方向へ等間隔
に圧縮体13の中へ挿入した後に、上の支持板9を開塞
してから上下支持板9を治具15により挟みつける。
【0018】(6)治具15,支持板9,成形型10,
分離板14と共に、圧縮体13を電熱ヒータ容器の加熱
器の中に収容してから、通電付勢し200〜300℃の
温度で10分間にわたって加熱して加熱体13bとして
から消勢した後に、それらを電熱ヒータ容器から大気中
へ取り出して常温になるまで20分間にわたって放置し
て冷却するか、それらを空冷容器中において常温まで急
冷して、冷却体16を形成する。
【0019】(7)治具15の挟持を解除し、上下支持
板9を開放し、分離板14を抜去した後に、各別に分離
して形成された冷却体16から成り直径47mmの複数
の前記両繊維の成形体17を成形型10から取り出す。
【0020】前記のほかの実施例−活性炭繊維を6.6
gまたは65.3gとし、熱接着性繊維を0.033g
または0.522gとし、成形型10をその直径を45
mmまたは120mm,長さを60mmまたは100m
mとし、分離板14をその直径を44mmまたは119
mm,厚さを3.2mmとし枚数を18枚とし、成形体
17をその直径を45mmまたは120mmとし、その
他の条件を前記実施例と同様とするものであり、また、
成形型10と分離板14の形状を三角形、四角形とする
ことができる。
【0021】
【発明の効果】本願発明は、前記の構成から成るので、
水を利用する従来の活性炭繊維の成形 性スラリーをして、容器中の円筒形且つ外周面に多数の
細孔をもつ成形型の一端から吸引して、外周面に円筒状
に付着させた後に脱水,加熱,冷却して成形する)と対
比して、下記の効果を奏する。
【0022】a.単一の成形体17の全部分において、
活性炭繊維と接着材繊維の分散混合は、球状を成す混合
容器2中の圧力空気によるのでその密度が均等となって
粗密がないから、気相と液相における吸着性能が均等化
する。
【0023】b.成形体17の成形のための加圧は、吸
着内圧力によることなくシリンダ12による外圧力であ
るから、所望の外圧力を採択できるので、成形体17の
機械的強度が向上するから、成形体17はその手による
取り扱い時や吸着体として利用するため機器装置に対す
る着脱時に破壊するおそれがなく、また、短時間に肉厚
且つ大型の成形体17が得られる。
【0024】c.得られた成形体17は、所望の機械的
強度を得るために紙力増強剤を添加混合したり接着材繊
維の混合比を増加する必要がないから、それらによる活
性炭繊維の表面を過度に覆うことによる比表面積の低下
が生じないので、気相・液相における吸着性能が向上す
る。
【0025】
【図面の簡単な説明】
第1図は一部を切断面とした混合容器2とそれの関連す
る諸構成体を示す側面図、第2図は一部を切断面とした
成形型10とそれに関連するシリンダ12等を示す側面
図、第3図は一部を切断面とした成形型10とそれに関
連する治具15等を示す側面図である。
【0026】
【符号の説明】
1 ……… 網または板 2 ……… 混合容器 3 ……… 内部空間 4 ……… 両繊維 5 ……… パイプ 6 ……… 圧力調整弁 7 ……… 圧力メータ 8 ……… 混合体 9 ……… 支持板 10 ……… 成形型 11 ……… 内部空間 12 ……… シリンダ 13 ……… 圧縮体 13b……… 加熱体 14 ……… 分離板 15 ……… 治具 16 ……… 冷却体 17 ……… 成形体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】活性炭繊維とそれよりも少量の熱溶融性繊
    維とをして、密閉した混合器中において液体を添加する
    ことなく混入して外部から噴入する圧力空気により分散
    しながら均等に混合し、成形型中において加圧して圧縮
    し、密閉した成形型中において両繊維が相互に接着する
    まで加熱してから、常温まで冷却した後に、成形型から
    取り出すように順次に作業する、活性炭繊維成形体の製
    造方法。
  2. 【請求項2】活性炭繊維の100重量部に対する熱溶融
    性繊維の混合比を0.1乃至8重量部とする、請求項1
    に記載した活性炭繊維成形体の製造方法。
  3. 【請求項3】熱溶融繊維をして、フェノール系,ポリエ
    チレン系,ポリプロピレン系,ポリビニールアルコール
    系,ポリエステル系,ポリアクリルニトリル系の合成樹
    脂繊維の一種または複数種の混合物とした、請求項1ま
    たは請求項2に記載した活性炭繊維成形体の製造方法。
  4. 【請求項4】活性炭繊維とそれよりも少量の熱溶融性繊
    維とをして液体を添加することなく混入し外部から噴入
    する圧力空気により分散しながら均等に混合して混合体
    とするための球状の混合容器と、混合体を挿入し圧縮体
    とするための筒状の成形型及び加圧シリンダと、成形型
    を開塞するための支持板及び支持板を成形型へ挟みつけ
    るための治具と、成形型と支持板と治具とを収容し両繊
    維が相互に接着するまで圧縮体を加熱して加熱体とする
    ための加熱器、とを備えた、活性炭繊維成形体の製造装
    置。
  5. 【請求項5】活性炭繊維とそれよりも少量の熱溶融性繊
    維とを密閉した混合容器中において液体を添加すること
    なく混入し外部から噴入する圧力空気により分散しなが
    ら均等に混合して混合体を形成し、混合体を成形型中に
    おいて加圧し圧縮して圧縮体を形成し、圧縮体を密閉し
    た成形型中において両繊維が相互に接着するまで加熱し
    て加熱体を形成し、加熱体と成形型を常温まで冷却して
    冷却体を形成し、冷却体を成形型から取り出して形成さ
    れた成形体とする、活性炭繊維成形体。
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