JPH03146750A - 易崩壊性の繊維成形体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水により容易に崩壊する繊維成形体及びその製
造方法に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕活性炭
素繊維はその優れた吸着能により気相及び液相用の吸着
材として広く利用されている。

例えば空気の清浄化、脱臭、気相中の溶剤の回収及び水
の浄化、脱色、溶解不純物の除去、あるいはガス分離な
どに使用されている。

これらの用途において、フィルター等として容器に活性
炭素繊維や炭素繊維を充填する場合がしばしばあるが、
所定量の綿状活性炭素繊維や炭素繊維を緻密に充填する
作業は煩雑であり、簡単に操作できて、しかも一定量の
活性炭素繊維や炭素繊維を均一に緻密に充填し得る方法
が強く望まれていた。

この様な活性炭素繊維や炭素繊維の充填法の一つとして
、所定量の活性炭素繊維や炭素繊維繊維を予め充填すべ
き容器の形状に合わせて成形しておき、この成形体を容
器に装填した後、注水することにより成形体が崩壊して
活性炭素繊維や炭素繊維のみを残すカートリッジ方式が
考えられる。しかしながら、成形体として取り扱う時は
適度の機械的強度を有し、水と接触すると容易に均一崩
壊を起こし、不純物を残さす又活性炭素繊維や炭素繊維
の性能を阻害することなく元の繊維状に戻る様な易崩壊
性の繊維成形体はこれまで得られておらず、従って実用
化されていなかった。

本発明は活性炭素繊維又は炭素繊維の新しい充填法を開
発するという目的を達成するための、易崩壊性の繊維成
形体及びその製造方法を提供することを目的とする。

また、炭素繊維又は黒鉛繊維のフェルトに炭化可能な樹
脂を含浸させ、含浸フェルトを積層圧縮しつつ所望の厚
さと嵩密度を有する成形体とした後、その成形体を焼成
する成形断熱材の製造方法が提案されている（特開昭５
０−３５９３０号公報）。

しかし、この方法で得られる成形体はそのままの形態で
断熱材として使用するため、被断熱機器が複雑な形状を
している場合、成形断熱材が被断熱機器の複雑な形状に
なじまず、被断熱機器と断熱材の間に空隙ができるとい
う欠点があった。このため、複雑な形状の被断熱機器に
もなじみが良く、空隙を作らない断熱材が望まれていた
。

本発明はかかる課題を解決する成形断熱材を提供するこ
とも目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した
結果、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、活性炭素繊維、炭素繊維及び黒鉛繊
維のうち、少なくとも１種類の繊維が絡み合っており、
且つ絡み合った繊維の交点に水溶性糊剤が付着している
ことを特徴とする易崩壊性の繊維成形体、及び活性炭素
繊維、炭素繊維及び黒鉛繊維のうち、少なくとも１種類
の繊維を水溶性糊剤の水溶液に分散懸濁させ、充分繊維
を絡ませた後、脱水成形し乾燥することを特徴とする上
記易崩壊性の繊維成形体の製造方法を提供するものであ
る。

本発明に用いる活性炭素繊維、炭素繊維及び黒鉛繊維は
その出発物質によって限定されるものではなく、レーヨ
ン系、ポリアクリロニトリル系、フェノール系、石炭ピ
ッチ系、石油ピッチ系等のいずれの繊維を用いることも
できる。

これらの繊維の断面の形状（円形、楕円形、多角形等）
、長さは問わないが、繊維直径が２〜３０−１繊維の長
さが０．２〜２０＋ｎｍのものが好ましい、繊維が長す
ぎる場合は成形がスムーズに行なえない。また、活性炭
素繊維の場合、比表面積も問わないが、通常３００〜２
５００ｍ／ｇ程度のものが使用される。

本発明では炭素繊維、活性炭素繊維、黒鉛繊維以外に補
強材としてガラス繊維、アルミナ繊維等の無機繊維、ボ
リア逅ド繊維、高融点ポリエチレン繊維、高融点ポリプ
ロピレン繊維、高融点ポリアクリロニトリル繊維等の合
成繊維、レーヨン等の半合成繊維、パルプ繊維等を目的
に応じて適当量配合することもできる。

本発明に用いる水溶性糊剤としては、グアーガム、トラ
ガントガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム、
アルギン酸ナトリウム等の天然ガム類、デンプン及びカ
ルボキシメチルデンプン等のデンプン誘導体類、ポリア
クリル酸ナトリウム等の水溶性高分子類並びに各種の水
溶性セルロースエーテル類を挙げることができるが、こ
れらのうち、水溶性セルロースエーテル類を使用するの
が好ましい。

水溶性セルロースエーテルとしてはメチルセルロース等
のアルキルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース
、ヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシアルキ
ルセルロース類、ヒドロキシプロピルメチルセルロース
等のヒドロキシアルキルアルキルセルロース類、カルボ
キシメチルセルロースナトリウム等のカルボキシアルキ
ルセルロース類、カルボキシメチルヒドロキシエチルセ
ルロース等のカルボキシアルキルヒドロキシアルキルセ
ルロース１１　等ヲ挙Ｖることかできる。

水溶性糊剤水溶液の濃度は一般に１〜ｌＯ重量％、好ま
しくは２〜５重量％である。１重量％以下では、十分な
バインダー効果がなく、１０重量％以上では水溶液の粘
度が高く、繊維を分散懸濁させるのが困難である。

繊維（補強繊維を使用するときは補強繊維を含む）の水
溶性糊剤水溶液に対する割合は１〜２０重量％、好まし
くは５〜１５重量％の範囲である。

成形は公知の吸引脱水成形法が好ましい。

具体的には水溶性糊剤水溶液に所定量の活性炭素繊維、
炭素繊維、黒鉛繊維のうちの少なくとも１種類の繊維を
分散懸濁させる。補強繊維を使用する場合は補強繊維も
分散懸濁させる。

この分散懸濁液の中に、多孔板を備えた成形器を浸漬し
、多孔板から分散懸濁液を吸引して多孔板表面に繊維成
形体を形成させる。

或いは、多孔板を有する回転形成機に分散懸濁液を流し
込みつつ、遠心力を利用して繊維成形体を形成させても
良いし、成形に時間がかかることを認容すれば多孔板を
有する成形器に分散懸濁液を流し込み、自然脱水で繊維
成形体を形成させても良いし、また多孔板を有する成形
器に分散懸濁液を流し込みつつ多孔板から分散懸濁液を
吸引し繊維成形体を形成させても良い。

特開昭６３−２８３７４９号公報は吸引脱水成形法の一
例を開示しており、この方法を用いることもできる。

成形器又は成形機（以下成形器という）で成形された繊
維の成形体はそのまま又は成形器から取り出して乾燥す
る。乾燥は自然乾燥、強制乾燥のいずれでもよいが、８
０〜１２０°Ｃで強制乾燥することが好ましい。１２０
″Ｃを超えると水溶性セルロースが熱分解を起こしたり
、架橋反応を起こして一部水不溶性となるので好ましく
ない。乾燥時間は通常０．５〜４時間程度である。

これ以上長時間乾燥するとやはり一部分解、架橋等を起
こすので好ましくない。

〔発明の効果〕

本発明の易崩壊性の繊維成形体は、絡み合った繊維を水
溶性糊剤で固着しであるため、乾燥状態では適度の強度
を有しており、多少の振動や外力を与えても容易に崩れ
ることがなく取扱いも容易である。

更に、本発明の易崩壊性の繊維成形体は繊維の機能を活
用するための機器の所定の空間に挿入された後、水を加
えるだけで容易に崩壊し、前記の空間の形状に再成形さ
れるため、？１雑な空間に対しても空隙を作ることなく
繊維を充填することができる。また、その充填密度が高
いため、高温用断熱材として使用する場合は断熱効果が
より大きくなる。

かかる易崩壊性の繊維成形体は本発明の製造方法によっ
て容易に得ることができる。

〔実　施　例〕

以下実施例にてさらに詳しく説明するが、本発明はこの
実施例に限定されるものではない。

実施例１ ５％水溶液粘度（２５’Ｃ，Ｂ型粘度計、６Ｑｒｐｍ　
）が５０〜１００ｃｐｓの粉末状カルボキシメチルセル
ロースナトリウム塩（ダイセル化学工業■製ＣＭＣダイ
セル＜１１０５＞　）を水に溶解して、２％の水溶液を
調製した。このカルボキシメチルセルロースナトリウム
塩水溶液１０００ｄを業務用カッターミキサーにとり、
これに綿状活性炭繊維（繊維径１０〜１５ｉＩｍ、比表
面積７００〜２５００ｒｔｆ／ｇ、ピッチ系）３５ｇ及
び炭素繊維（繊維径１３ｍ、引張り強度８０　ｋｇ　／
　ｍｖａ　２、比重１．６５、ピッチ系）６５ｇを投入
し、業務用カッター兆キサ−を攪拌して繊維長がｌ〜５
餉となるよう叩解しつつ、カルボキシメチルセルロース
ナトリウム塩水溶液中に分散懸濁させ均一なスラリーを
得た。次いでこのスラリーを底部に吸引脱水用の多孔板
を備えた円筒状の成形用型（外径５０φ、内径４６φ、
高さ３００Ｍ）に注入した後、底部より吸引脱水して成
形した。成形した湿潤状態の円柱体を型から抜き取り、
１００℃で４時間、加熱乾燥した。

得られた炭素繊維配合活性炭繊維成形体の寸法は、外径
４５．６５ｍ、長さ４０＋ｎｏ＋で、嵩密度０．２１ｇ
／ｃｃ、空孔率８７．４％であり、その圧縮強度は３．
５　ｋｇ／ｃ４であった。水崩壊性は無加圧時は３０秒
で崩壊し、水道水圧１ｋｇ／ｃｆｆ１時の水道水圧下で
は瞬時に崩壊した。

実施例２ 実施例１で使用したカルボキシメチルセルロースナトリ
ウム塩の２％水溶液５０００ｄに黒鉛繊維（繊維径９〜
１４−１繊維長１〜５閣）を１００ｇ投入し、実施例１
と同様に攪拌懸濁した。

次いで、図１に示す筒が多孔板でできた成形器１（外径
４６φ、長さ２００＋＋＋ｍ）でこの分散懸濁液２を吸
引成形した後、取り出して乾燥機に入れ１００’Ｃで乾
燥し、易崩壊性の円筒状の黒鉛繊維の成形断熱材３　（
図２）を得た。

この成形断熱材３を空間部の外側直径が６０φ、内側直
径が４０φ、長さが２１０　ｍｍで一端面が細かい穴の
あるフランジでできている型４（図３）に入れ、水を加
えたところ成形断熱材３は崩壊し、型４になじんだもの
となった。乾燥後、これを取り出してその嵩密度を測定
すると０．２４　ｇ／　ｃｌであり、高温真空炉用の断
熱材として十分使用できるものであった。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の易崩壊性の繊維成形体の製造に用いる成
形器の一例を示す略示図、図２は得られた易崩壊性の黒
鉛繊維の成形体を示す斜視図、図３は黒鉛繊維の成形体
の崩壊性を試験するために用いた型の断面略示図である
。 ・・・多孔板付成形器 ・・・分散懸濁液 ・・・黒鉛繊維成形体 ・・・型

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　活性炭素繊維、炭素繊維及び黒鉛繊維のうち、少な
   くとも１種類の繊維が絡み合っており、且つ絡み合った
   繊維の交点に水溶性糊剤が付着していることを特徴とす
   る易崩壊性の繊維成形体。 ２　活性炭素繊維、炭素繊維及び黒鉛繊維のうち、少な
   くとも１種類の繊維を水溶性糊剤の水溶液に分散懸濁さ
   せ、充分繊維を絡ませた後、脱水成形し乾燥することを
   特徴とする易崩壊性の繊維成形体の製造方法。