JPS5825043B2 - 繊維状活性炭の連続的製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、繊維状活性炭を連続的に製造する方法に関す
るものである。

更に詳しくは、有機質繊維、例えばポリアクリロニトリ
ル、セルローズ、フェノール系等の繊維を耐炎化して得
られた耐炎化繊維を連続的に賦活処理して、繊維状活性
炭を得る方法に関するものである。

従来、前記有機質繊維から繊維状活性炭を得ることは知
られている。

これらの一般的方法は、有機質繊維を５００℃以下の温
度で耐炎化処理し、次いで７００〜ｉ、ｏｏｏ℃の温度
にて水蒸気、炭酸ガス等の賦活剤で賦活処理し、繊維状
活性炭を得ている。

このようにして得られた繊維状活性炭は、溶剤ガス、悪
臭ガス等の吸着力に優れ、溶剤回収装置、悪臭ガス除去
装置、空気清浄装置等の吸着剤として有効に利用でき、
しかもその形状が従来のものと異り、取扱性に優れてい
る。

この繊維状活性炭を工業的に製造する方法としては、耐
炎化繊維を高温炉に入れ、水蒸気や炭酸ガスの雰囲気中
、一定の条件のもとて温度を昇降させて賦活させる回分
式と、水蒸気又は炭酸ガス雰囲気中高温下で連続的に耐
炎化繊維を通し、賦活する連続式とが考えられ、工業的
方法さしては生産能率、熱ロスなどを考慮すると、連続
方式の方が好ましい。

しかし、連続方式とすると、雰囲気条件のコントロール
、シール方法等技術的問題が多い。

我々は、これらの問題について検討の結果、連続的に繊
維状活性炭を得る方法として、本発明に至った。

すなわち本発明は、耐炎化繊維を、加熱機構を有するた
て型チューブ中にシール機構を有する導入口より供給し
、７００〜１０００℃の賦活剤と向流接触させつつ連続
的に賦活処理を行い、次いで該チューブ下端の液体シー
ル機構を介して系外に取出すことにより連続的に繊維状
活性炭を製造するものである。

このような本発明の方法を実施するには、被処理物であ
る耐炎化繊維が、中央部をほぼ垂直に通過するに充分な
空間と、加熱機構を有するたて型チューブに、賦活剤の
供給口及び排出口を、賦活剤流が、被処理繊維の移動方
向と向流する位置関係に設け、且つ上端にシール機構を
有する当該繊維の導入口、下端に液体シールされた取出
口を有する装置を使用することができる。

このような発明によって処理中繊維の切断もなく多孔板
上を移動させつつ賦活する方式に比較し、均一な処理を
行うことができる。

本発明において、耐炎化繊維とは、ポリアクリロニトリ
ル、セルローズ、フェノール樹脂系等の有機質繊維を、
既知の方法で耐炎化処理、すなわち２００〜４００℃の
酸化性雰囲気中で熱処理（予備炭化処理）した繊維であ
る。

耐炎化繊維の形体としては、−フィラメント状、トウ、
フェルト、編織物の何れも含む。

単繊維をフェルトや編織物等の連続帯とする段階は任意
である。

賦活剤は炭酸ガス、水蒸気、過熱水蒸気等既知の賦活剤
が使用され、賦活剤と耐炎化繊維とは、処理工程中肉流
方向にて接触させることが必要である。

平行流とすると、糸切れや収率の低下を生じ易い。

又向流接触すると温度調整が容易である。このように本
発明の方法では繊維を装置の上部より供給しこれを賦活
剤と向流接触させるが、かくすることにより高い吸着性
を有する繊維状活性炭を高収率で、かつ繊維切断のない
良好な賦活状態で得ることができる。

下表の実験結果はこのことを示している。

（注）＊：本発明 不良：賦活床あり、所々切断あり 良好：賦活床なし、切断なし 上記の結果は下記の実験条件により得られたものである
。

賦活炉 長径２１４朋、短径４０ｍｍで長さ３４５０ｍｍの楕円
形の円筒状で、上部シールは、厚さ２０ｍｍのウレタン
ホームで被覆された一対の金属ローラーからなり、下部
シールは水でシールされたたて型炉であり、有効加熱部
は１５００ｍｒ／Ｌである。

賦活温度 炉の上部９００℃、中央部９００°Ｃ１下部９００℃ 賦活ガス 水蒸気 １２０ ｋｇ／ Ｈｒ 原料耐炎化繊維 アクリロニトリル繊維を空気中２６０℃で耐炎化処理し
た平衡水分率１０％（室温ＲＨ８０％）の耐炎化繊維ト
ウ（３６０，０００フイラメント）原料繊維投入速度 ５ ｍ ／ ｈｒ 又被処理繊維である耐炎化繊維は、実質的に垂直で上か
ら下に向って順次賦活するようにする。

更に、賦活炉への導入口は、シールされていることが必
要で、シール機構はローラーシール、スリットシール、
ベルトでの狭窄シール等が採用されている。

このように繊維を上から下に向って順次賦活することに
より、■、賦活後の繊維にかかる荷重を軽くし繊維の切
断を防止する。

■、賦活後の繊維と炉内通過ガス（分解ガスと繊維状活
性炭）との接触をなくする。

■、高温繊維がシール機構で他と接触するのを防止する
。

■、賦活出口での液体シールにより炉内への酸素の吸入
を防止し繊維の燃焼を防止することができる。

賦活炉より処理後の繊維を取出すための取出口は、完全
にシールされていることが必要である。

これは炉下端からは、空気の混入がより容易であること
による。

このため下端の取出口は、液体シールとする。

これによって、ローラーの加熱防止と処理繊維の冷却効
果をもたせることもできる。

液体シールに用いられる液体は、水が最も好ましいが、
活性炭の吸着特性に影響を与えない様な液体、例えば塩
酸、カセイソーダ液等の無機塩水溶液などを用いること
もできる。

このようにして賦活された繊維は、連続体であり、取扱
性もよく、繊維状活性炭固有の吸着特性を有している。

以下に本発明の方法を図面によって具体的に説明する。

原料である耐炎化繊維１は装置の上方から供給される。

原料はトウ状、織物状、フェルト状などシート状集合体
の形態で供給されることが望ましい。

上方から供給された原料は導入口（スリット、）８を通
って順次落下し加熱ジャケット３によって加熱された賦
活炉７に入る。

賦活炉内部の温度は加熱ジャケット３によってコントロ
ールされ場合によっては温度分布をつけることもできる
。

温度は温度検出部４によって測定される。

原料は、賦活炉７の下部の賦活剤吹込口６から導入され
る水蒸気又は過熱水蒸気などと７００℃〜ｉ、ｏｏｏ℃
の温度雰囲気中で反応し賦活される。

賦活によって生じた水素ガス、二酸化炭素ガス等を含む
混合ガスは排気口２より外部へ排気される。

原料は賦活炉７の上方から順次下方へ移る間に賦活され
、液体シール部５の液体中に没している引取ローラーを
経て引き取られる。

液体シール部５は賦活炉７の内部に酸素ガスが混入しな
い様、又賦活炉内部を均一な水蒸気雰囲気にするため必
要である。

酸素ガスが混入すると耐炎化繊維の消失が起る。

液体シール部５は窒素ガスなどの不活性ガスによってシ
ールすることも考えられるが、賦活炉がたて型炉のため
ドラフト効果が大きく、そのため酸素ガス等が吸入しや
すくなり、ガスシールとすることは非常に困難である。

この様にして工業的に効率よく繊維状活性炭が製造でき
ることが判った。

以下に本発明の方法を実施例により説明する。

実施例 １ 長径２１４ｍｍ、短径４０ｍｍで長さ４５０ｍｍの楕円
形の円筒状で、上部シールは、厚さ２０ｍｍのウレタン
ホームで被覆された一対の金属ローラーからなり、下部
シールは水でシールされたたて型炉であり、有効加熱部
は１５００ｍｍである。

父上部導入部の予熱部では、３０℃より７００℃まで加
熱され、下部冷却部では８００℃より順次温度は低下し
て３０℃位になっている。

賦活炉の有効加熱部の上部は７５０℃、中央部及び下部
は８００℃に設定され、水蒸気は冷却部の中間から２０
０１／ｈｒの速度で供給される。

賦活原料は、アクリル繊維を２６０℃で４時間空気中で
熱処理して耐炎化繊維を作り、これをニードルパンチに
より巾２００ｍｍのフェルト（目付４００ｆ／ｍ）にし
たものを１．５ｍ／ｈｒの速度にて上部シールローラー
を介して連続的に供給し、フェルト状活性炭素繊維とし
た。

得られたフェルト状活性炭は目付１ｏｏｏｙ／ｍでＢＥ
Ｔ法による表面積は１０５０ ｒｒｒ’／ｆ？で、ベン
ゼン吸着量は４９重量％であった。

実施例 ２ 実施例１の装置を用い、原料としてアクリル繊維を２６
０°Ｃ４時間空気中で耐炎化した耐炎化繊維トウを同様
に連続的に賦活炉上部より供給し、トウ状の繊維状活性
炭を製造した。

得られた繊維状活性炭の表面積は１０００ｒｒＶｆｆ。

ベンゼン吸着量は４８．５ ｗｔ％であった。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明方法を実施するための装置の１例を示す
概略断面図である。 １：耐炎化繊維、２：排気口、３：加熱ジャケット、４
：温度検出部、５：液体シール部、６：賦活剤吹込口、
７：賦活炉、８：導入口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐炎化繊維を加熱機構を有するたて型チューブ中に
   上部シール機構を有する導入口より供給し、７００〜１
   ０００℃の賦活剤と向流接触させつつ連続的に賦活処理
   を行い、次いで該チューブの下端の液体シール機構を介
   して系外に取出すことを特徴とする繊維状活性炭の連続
   的製造法。