JPH048523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は炭素繊維の賦活処理に関する。更に詳
しくは連続して供給される炭素繊維層に対して均
一な賦活処理を可能にする方法並びに装置に関す
る。

従来技術 たとえば溶融したピツチ原料を紡糸ノズルから
吐出して得られたピツチ系繊維などの炭素繊維を
空気清浄器などに用いられる活性炭素繊維となす
ためには、不融化処理を施こした繊維に対してバ
ーナから噴出する燃焼ガス中の水蒸気を作用せし
め、繊維中の炭素の一部を炭素ガス、一酸化炭
素、水素などのガスとして放出して多孔質とな
し、比表面積の増大を図つている。この賦活処理
の際、処理炉の雰囲気中に酸素が混在していると
前述の反応が急激に進行し、必要以上に繊維部分
がガス化して収率が低下したり、被処理繊維層の
表面と中心部の繊維においてその反応に差を生じ
て、得られた活性炭素繊維の比表面積の大きなバ
ラツキをもたらしたりする。これを防止するため
に従来から処理炉の入口、出口に隣接して外気を
隔離する予備室を設けることが行なわれている
が、それでもなお若干の外気の混入は避けられ
ず、しかもその他にも燃焼ガスを生成するための
空気と燃料との混合比を厳密に管理することが不
可欠であつた。

発明の目的及び構成 本発明はかかる従来技術の欠点に鑑みなされた
ものであり、多少の外気の混入にもかかわらず、
収率の高い且つ層間の繊維品質のバラツキのない
炭素繊維の賦活処理方法並びに装置を提案するこ
とを目的とする。

即ち本発明は被処理繊維層を連続的に処理炉内
に進行せしめつつ、賦活ガス中の水蒸気に接触せ
しめて賦活化する炭素繊維の賦活処理方法であつ
て、処理炉内を進行中の前記繊維層の上面を全面
穿孔された多孔板で被覆し、以つて賦活ガス流が
直接に繊維層上面に沿つて流動することを防止し
つつ処理することを特徴とする炭素繊維の賦活処
理方法であり、又この方法を実施するのに好適
な、入口から出口へ向つて走行するネツトコンベ
アと、該入口及び出口が実質的に気密にシールさ
れ、且つ炉内に賦活ガスを噴射するバーナを具え
た処理炉とからなる炭素繊維の賦活のための連続
処理装置であつて、前記ネツトコンベアの走行経
路の上方に全面に穿孔された多孔板を設けて前記
処理炉内の上下に区分したことを特徴とする炭素
繊維の賦活処理装置である。

実施例 以下図面に示す実施例に基いて本発明を更に詳
細に説明する。

第１図には本発明の処理装置の概略側断面図が
示されている。この装置においては、処理炉１中
にその中央部を貫通してネツトコンベア２が張設
されており、その入口３、出口４に夫々一対のロ
ーラ３ａ，４ａがコンベア２を挟持するように設
けられている。このローラ３ａ，４ａによつて処
理炉１の内部は実質的に外気からシールされてい
る。

処理炉１の出口側の壁面にはバーナ５が設けら
れ、炉内に賦活ガスとして水蒸気を含む灯油又は
プロパンガスの燃焼ガスを噴射する。６はガスの
排出孔である。

賦活処理される繊維はネツトコンベア２上に適
当な厚さの層７をなすように積載された状態で入
口３から処理炉１内に連続して供給される。

本発明装置の特徴とする所は炉内のネツトコン
ベア２の走行経路の上方に繊維層７の上面と若干
の間隙をあけて、全面に多数の開口９を穿たれた
多孔板８を設けて繊維層上の炉内空間を上下両部
Ａ，Ｂに区分したことにある。

この多孔板８が設けられていない従来装置の場
合にはバーナ５から噴射した燃焼ガスは炉内を出
口側から入口側に向つて流動し、その途中繊維層
７の上面に露出している繊維と接触して、該繊維
中の炭素をガス中の水蒸気によつて一酸化炭素又
は炭酸ガスに変化して気化せしめ、多孔質構造に
なす。この表面繊維に接触する燃焼ガス中にはシ
ール部から漏洩した空気が混じていることが多
く、又対流によつて常に新鮮なものと入れ替わる
ため前記反応は急激に進行し、必要以上の炭素が
気化する。一方、繊維層７の中心部の繊維に対し
ては表面繊維に捕捉された燃焼ガスが拡散によつ
て徐徐に侵透したもののみが到達して反応を起す
のでその作用は表面繊維の場合に比し緩慢なもの
となる。このため層の表面と中心部とで燃焼ガス
との反応によつてもたらされる繊維中の微細孔の
数及び孔径に大きな差が生じ、得られた活性炭素
繊維の品質に変動を生ずる。

本発明においてはこの繊維層７の上方に若干の
空間Ｂを距てて多孔板８を設置したのでバーナ５
から噴射されたガス流は直接に繊維層７の表面に
接触して層流を形成することなく、多孔板８の開
口９から減速されて空間Ｂに流入し緩やかに表面
繊維と反応する。この流入ガスは次いで繊維層７
の中心部に拡散して内部繊維と反応するが、前述
のように表層において既に減速されているため従
来装置の場合よりも拡散が容易である。

この賦活化反応によつて繊維からは一酸化炭
素、水素等のガスが放出されるがこれらの放出ガ
スは多孔板８によつて区切られた空間Ｂ内に滞留
し、炉１の出入口３，４のシールを洩れて必然的
に該空間Ｂに侵入する微量の空気中の酸素と反応
してこれが繊維と接触する前にこれを除去する。
従つて賦活化反応は酸素の存在しない雰囲気下で
行なわれることとなり、前述のような急激な反応
の進行が避けられる。

これら一連の効果によつて繊維層の各部におい
てむらのない賦活処理が可能となり、均質な活性
炭繊維が得られる。

多孔板８の材質としては当然のことながら燃焼
ガスの温度及び化学作用に耐えることを要するの
でステンレススチール等の耐蝕金属又はコージエ
ライト等の鉱物材料で作られることが好ましい。

又多孔板８の設置高さは繊維層の上面から0.5
mm〜200mmの範囲が好ましい。

以下本発明の効果を次に示す実施例によつて明
らかにする。

実施例 １ 第１図に示す装置において、巾２ｍ50cm、長さ
12ｍ、高さ60cmの処理炉１中にSUS310のステン
レススチール（巾２ｍ10cm、長さ10ｍ、厚さ３
mm）に50メツシユの孔を具えたパンチングメタル
板からなる多孔板８を設けた。溶融ピツチ原料を
回転紡糸して繊維化した後、不融化処理した炭素
繊維を20mmの繊維層７としてネツトコンベア２上
に積載し、３ｍ／時の速度でこの装置に供給し
た。バーナ５から二酸化炭素と水蒸気とを含む燃
焼ガスを噴射し、炉の中央部におけるガスの流速
が線速度で60cm／分、有効加熱温度が900℃とな
るように設定した。廃ガスは排出孔６から系外に
排出された。なお多孔板８と繊維層７の上面との
空間Ｂの間隔は20mmであつた。

得られた活性炭素繊維の収率は47％であり、又
比表面積は800〜900m²／ｇと均一であり、ベンゼ
ン吸着量は30重量％に達した。

比較例 １ 第１実施例において使用した装置の多孔板８を
取外した以外は全く同じ条件で賦活処理を行なつ
た。得られた活性炭素繊維の比表面積は700m²／
ｇ〜1000m²／ｇと変動し、そのベンゼン吸着量は
28重量％であつた。またその収率は32％と低かつ
た。

実施例 ２ 第１実施例において使用した装置のステンレス
の多孔板８を100メツシユの孔を具えたハニカム
形状のコージエライト板（巾２ｍ10cm、長さ10
ｍ、厚さ５cm）に置換えて同じような賦活処理を
行なつた。但し燃焼ガスの流速は線速度で167
cm／分であつた。

得られた活性炭素繊維の比表面積は900m²／ｇ
〜1000m²／ｇと均一であり、ベンゼン吸着量は35
重量％に達した。またその収率は35％であつた。

以上の実施例においては賦活用媒体として、燃
焼ガスを用いたものを示したが、これに更に水蒸
気を追加したものや、又は水蒸気のみでも同様の
効果が得られる。また反応温度も800℃から950℃
までの間で目的とする活性炭素繊維の比表面積に
合わせて調節することができる。

本発明はピツチ系炭素繊維のみならず、再生繊
維素繊維、アクリル系繊維を原料とする炭素繊維
に対しても適用することができる。

発明の効果 以上詳述した通り、本発明によれば処理炉内に
被処理繊維層の走行経路の上方に多孔板を設置し
て、賦活ガスが繊維層の表面に沿つて層流をなし
て流動しないようにすることによつて層内へのガ
スの拡散を補助し、且つ賦活化反応によつて繊維
層から発生する揮発性ガス、一酸化炭素、水素等
を繊維層の表面近傍に滞留させることによつて、
侵入して来る空気中の酸素をこれと反応させて除
去するようになしたので、繊維層の表面と中心部
との繊維の間の賦活反応の程度の差が減少し、均
質な製品を得ることが可能である。

又たとえ処理炉内に多少の空気が侵入しても前
述の如く空気中の酸素は繊維に到達する以前に発
生ガスと反応して除去されて障害とならないので
シールに関して装置の設計は容易となり、又バー
ナにおける空気と燃料との比の厳密な設定条件も
緩和される利点がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明装置の一実施例を示す側断面図であ
る。 １……処理炉、２……ネツトコンベア、３……
入口、４……出口、３ａ，４ａ……ローラ、５…
…バーナ、６……排出孔、７……繊維層、８……
多孔板、９……開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理繊維層を連続的に処理炉内に進行せし
   めつつ、賦活ガス中の水蒸気に接触せしめて賦活
   化する炭素繊維の賦活処理方法であつて、処理炉
   内を進行中の前記繊維層の上面を全面的に穿孔さ
   れた多孔板で空間を隔てて被覆し、以て賦活ガス
   が直接に該繊維層上面に達してこれに沿つて流動
   することを防止し、代わりに賦活ガスが前記多孔
   板の孔のみを進入路として前記空間に入つて前記
   繊維層上面に暫時滞留するようになすことを特徴
   とする炭素繊維の賦活処理方法。 ２ 前記炭素繊維がピツチ系炭素繊維である特許
   請求の範囲第１項に記載された方法。 ３ 処理炉の入口から出口に向かつて走行するネ
   ツトコンベアと、該入口及び出口が実質的に気密
   にシールされ、且つ炉内に賦活ガスを噴射するバ
   ーナを具えた処理炉とからなる炭素繊維の賦活の
   ための連続処理装置であつて、前記ネツトコンベ
   アの走行経路の上方に全面に穿孔された多孔板を
   配置して、前記ネツトコンベア上に積載される炭
   素繊維層の上面と該多孔板との間に所定の空間を
   維持するようになし、前記賦活ガスが前記多孔板
   の孔のみを経て前記空間内に進入し、炭素繊維層
   の上面に暫時滞留するように構成したことを特徴
   とする炭素繊維の賦活処理装置。