活性炭の製造方法
【課題】廃棄処分となったセルロースアシレートフイルムを活性炭の原料として再利用する。
【解決手段】活性炭製造設備６０は炭素化装置６２と賦活装置６９とを備える。炭素化装置６２は加熱炉７１を有し、賦活装置６９はロータリキルン９１とガス供給源９２とを有する。炭素化工程では、炭素化すべきチップ６３を数回に分けて、加熱炉７１にチップ６３を供給する第一工程と、供給されたチップ６３を炭素化する第２工程とを繰り返し行う。前回の第２工程で生成した炭素化物３１が次の供給分の溶融物に取り込まれるように、次回の供給分の量が決定される。炭素化物３１は、砕かれた後、ロータリキルン５１に送り込まれると、羽根５６の回転により攪拌されながら、賦活される。これにより、炭素化物３１は活性炭２２となる。
【解決手段】活性炭製造設備６０は炭素化装置６２と賦活装置６９とを備える。炭素化装置６２は加熱炉７１を有し、賦活装置６９はロータリキルン９１とガス供給源９２とを有する。炭素化工程では、炭素化すべきチップ６３を数回に分けて、加熱炉７１にチップ６３を供給する第一工程と、供給されたチップ６３を炭素化する第２工程とを繰り返し行う。前回の第２工程で生成した炭素化物３１が次の供給分の溶融物に取り込まれるように、次回の供給分の量が決定される。炭素化物３１は、砕かれた後、ロータリキルン５１に送り込まれると、羽根５６の回転により攪拌されながら、賦活される。これにより、炭素化物３１は活性炭２２となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルロースアシレートから活性炭を製造する活性炭の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーフイルムは、優れた光透過性や柔軟性を有し、軽量薄膜化が可能であることから、光学機能性フイルムとして多岐の光学製品に利用されている。中でも、セルロースアシレートからつくられたセルロースアシレートフイルムは、前述の特性に加えて強靭性や低複屈折率を有していることから、写真感光材料のベース材料として多く使われるとともに、近年市場が拡大している液晶表示装置（ＬＣＤ）の表示部材であるパネルに組み込まれた偏光板の保護フイルムとして大量に使用されている。
【０００３】
偏光板を製造する偏光板製造工程では、保護フイルムとして使用されるセルロースアシレートフイルムのうち約３０％が型取りなどにより不要部分とされて廃棄処分となり、廃棄処分とされるセルロースアシレートフイルム（以下「廃棄フイルム」とする）は、産廃処理費を別途支払って焼却処分または埋め立て処分とされている。近年における環境問題や省資源化などの観点からは、廃棄フイルムを再利用することが望ましいが、古紙や廃プラスチックのリサイクルのような多様な技術が廃棄フイルムについては提案されていない。
【０００４】
廃棄フイルムの再利用としては、新たなセルロースアシレートフイルムの原料としての利用が考えられる。このためには、廃棄フイルムからセルロースアシレートを単体として分離すること、つまり単離が必要となる。一方、偏光板に供するセルロースアシレートフイルムには何種類もの添加剤を含ませておく必要があり、そのため廃棄フイルムも当然に添加剤を含んでいる。しかし、このような混合物から添加剤を除去してセルロースアシレートのみを選択的に単離し、回収することは困難であることから、廃棄フイルムを新たなセルロースアシレートフイルムの原料として利用することは望めない。さらに、セルロースアシレートは、ガラス転移点と分解点とが近く、融点は明確ではないことから、溶融するとほぼ同時に分解し始めるという性質をもつ。このために廃棄フイルムを、フイルム以外の成型品の原料として用いることは難しい。
【０００５】
セルロースの再利用方法としては、廃棄物の一つとされる新聞紙などの古紙を活性炭の原料として再利用する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、紙の廃棄物を炭素化させたとしても、一般には、得られる炭素化物は高い吸着性能をもたないことが多いため、活性炭などの吸着剤として使用することは現実的ではなく、ほとんどが土壌改良剤や燃料などにしか使用されないのが実情である。
【０００６】
なお、フェノール樹脂系の廃棄物を活性炭の原料として利用する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）が、セルロースアシレートに関しては、加熱により溶融しながら分解していくことについて知られている。
【０００７】
そこで、本発明者らは、セルロースアシレートを主成分とする有機物から、吸着性能に優れる活性炭を製造する方法を見いだした（特許文献３）。
【特許文献１】特開平１１−１７１５２４号公報
【特許文献２】特開平７−１７２８０８号公報
【特許文献３】特願２００７−０１３５４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３で得られる活性炭は粉状である。粉状の活性炭は、周知のように、例えば、染料とされる物質や化学反応前の原料物質等の各種化合物とともに液体中に入れて、この液体を攪拌し、上記の各種化合物の脱色や不純物の吸着を実施する場合に好ましく利用され、中でもバッチ式で実施する場合に好ましく利用される。このように、活性炭は、粉状のものである方が好ましい場合もあるが、使う目的や使い方によっては粒状のものの方が好ましい場合がある。例えば、セルロースアシレートフイルムの溶液製膜工程で気体となった溶媒を、活性炭に吸着させて蒸気で脱着させる公知の吸着装置では、粒状のものの方が好ましいとされる。これは、粉状の活性炭は粒状の活性炭よりも取り扱いが難しい、すなわちハンドリング性が悪く、吸着装置への収容時や吸着に使用している時、蒸気による脱着時等において、粉状の活性炭が舞ってしまったり流れてしまったりすることがあるからである。また、粒径が小さいほど、単位体積あたりの表面積は大きくなるものの、一方で、吸着装置における活性炭の収容部に、より密に収容されることになってしまい、吸着すべき物質、例えば溶液製膜設備の溶媒ガスの通路を十分に確保することができなくなる。このため、結果として、粒径が大きいものを用いた場合、特に、粉状活性炭をバインダで固めた粒状のものを用いた場合に比べて、吸着すべき物質との接触面積の確保が不十分となること、吸着すべき物質が通過する際の抵抗が増大するなどの不都合が発生しやすくなるという問題も生じる。
【０００９】
粉状の活性炭を粒状に固めるためのバインダ成分として代表的なものには、ＰＶＡやコーンスターチ、石油ピッチがある。しかし、ＰＶＡやコーンスターチを用いると、得られる粒状の活性炭は、耐溶剤性や耐熱性に欠け、溶液製膜設備の吸着装置での使用には適さない。吸着すべき溶剤や、脱着で用いる蒸気により、粒が劣化して砕けてしまうからである。一方、石油ピッチを用いると、ＰＶＡやコーンスターチを用いる場合に比べて、耐溶剤性や耐熱性には優れるが、環境への影響が懸念される。
【００１０】
そこで、本発明は、セルロースアシレートから活性炭をつくる活性炭の製造方法、特に、セルロースアシレートから、吸着性能に優れる粒状の活性炭を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の活性炭の製造方法は、セルロースアシレートを加熱炉の中に入れる第１工程と、前記加熱炉の中で、前記セルロースアシレートを溶融し炭素化して炭素化物とする第２工程とを交互に繰り返す炭素化工程と、前記炭素化物を冷却する冷却工程と、この冷却工程後の炭素化物を砕く砕き工程と、この砕き工程後の炭素化物に微細孔が形成されるまで、炭素化物を酸化する気体の存在下で、炭素化物を加熱する微細孔形成工程とを有することを特徴として構成されている。
【００１２】
２回目以降の前記各第２工程では、溶融させた前記セルロースアシレートで、前回の前記第２工程で生成した前記炭素化物を浸すことが好ましい。そして、２回目以降の前記第１工程を、前回の前記第２工程で気体のカルボン酸が発生している間に開始することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、セルロースアシレートから、吸着性能に優れる粒状の活性炭を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施様態について詳細に説明する。ただし、本発明はここに挙げる実施様態に限定されるものではない。
【００１５】
本発明における活性炭の原料（以下、活性炭原料と称する）は、セルロースアシレートであり、産業廃棄物として多いフイルム形状のものに対しても好ましく用いることができる。フイルム形状のものとしては、セルロースアシレート単層からなる単層の廃棄フイルム（以降、単層廃棄フィルムと称する）と、セルロースアシレート層を有する複層の廃棄フイルム（以降、複層廃棄フィルムと称する）とのいずれをも利用することができる。なお、フイルムの主成分であるセルロースアシレートとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）が好ましいがこれに限定されるものではなく、他の例としてはジアセチルセルロース（ＤＡＣ）やトリプロピルセルロース等があり、アシル基の置換度やアシル基の種類等は特に限定されない。ここで、「主成分」とは、フイルムを構成する成分中で重量割合が最も大きい成分を意味する。
【００１６】
セルロースアシレートの詳細については、例えば、特開２００５−１０４１４８号公報の［０１４０］段落から［０１９５］段落に記載されており、これら記載のセルロースアシレートは、本発明におけるセルロースアシレートであってもよい。また、セルロースアシレートのフイルムを製造するときにフイルム中に含有される可塑剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤（ＵＶ剤）、光学異方性コントロール剤、レタデーション制御剤、染料、マット剤、剥離剤、剥離促進剤等の添加剤についても、同じく、特開２００５−１０４１４８号公報の［０１９６］段落から［０５１６］段落に詳細に記載されており、本発明における活性炭原料としてのセルロースアシレートの中には、これらの添加剤が含まれていてもよい。
【００１７】
複層廃棄フイルムから活性炭を製造する方法を説明する。図１の（Ａ），（Ｂ）は、ともに、活性炭原料とする複層廃棄フイルムの一例の断面図である。図１の（Ａ）と（Ｂ）とにおいて互いに同じ部材、素材については同じ符号を付す。図１の（Ａ）に示す活性炭原料としての複層廃棄フイルム１１は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるＰＶＡ層１２と、このＰＶＡ層１２の両面上に配され、セルロースアシレートからなる第１，第２のセルロースアシレート層１３，１４とを有する。ＰＶＡ層１２と第１，第２のセルロースアシレート層１３，１４とは、それぞれ、単層構造のＰＶＡフイルムと単層構造のセルロースアシレートフイルムとを材料とし、複層廃棄フイルム１１は、これら単層構造のフイルムを貼り合わせることにより製造される。なお、ＰＶＡフイルムとセルロースアシレートフイルムとの製造方法については、公知の方法でよく、特に限定されない。
【００１８】
ＰＶＡ層１２にはヨウ素が含まれていることがある。第１，第２セルロースアシレート層１３，１４は、単層廃棄フイルムと基本的には同じであり、第１，第２セルロースアシレート層１３，１４は、セルロースアシレートの他に、可塑剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤やレタデーション制御剤等の各種化合物を含んでもよい。第１セルロースアシレート層１３と第２セルロースアシレート層１４とは、成分や配合比が同じであっても、あるいは互いに異なっていてもよい。また、第１セルロースアシレート層１３のセルロースアシレートと第２セルロースアシレート層１４のセルロースアシレートとは、アシル基の種類やアシル基の置換度が互いに異なっていてもよい。
【００１９】
図１（Ｂ）に示す活性炭原料としての複層廃棄フイルム１７では、ＰＶＡ層１２とセルロースアシレート層１３，１４との各間に、ＰＶＡ層１２と第１，第２セルロースアシレート層１３，１４との接着力をそれぞれ高めるための接着剤層１８，１９が設けられる。
【００２０】
複層廃棄フイルム１１，１７が偏光板として用いられる場合には、ＰＶＡ層１２は偏光子であり、第１，第２セルロースアシレート層１３，１４は偏光子を保護する保護層である。活性炭原料となる複層廃棄フイルム１１，１７としては、ＰＶＡ層と第１，第２セルロースアシレート層とを有する複層の長尺フイルムから偏光板となる部分をカットした残りの部分や、製造された偏光板のうち品質検査で不良品とされたものもある。なお、本実施形態では、活性炭原料として、ＰＶＡとセルロースアシレートが層構造を成して重なる複層廃棄フイルム１１，１７を用いる場合を例に挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。他の例としては、ＰＶＡからなる単層フイルムと、セルロースアシレートからなる単層フイルムとを共に用いる場合が挙げられる。これは、例えば偏光板を製造する工程において、単層のまま不要部分としてカットされたものがある場合である。
【００２１】
図２には、本発明の活性炭製造工程のフローを示す。なお、単層廃棄フイルムと複層廃棄フイルム１１（図１の（Ａ）参照）と複層廃棄フイルム１７（図１の（Ｂ）参照）とのいずれを活性炭原料とする場合でも製造工程は基本的に同じであるので、以下の説明においては、図１の（Ｂ）に示す複層廃棄フイルム１７を活性炭原料として活性炭２２を製造する方法を説明する。なお、各工程の詳細については、他の図面を参照しながら後述するものとし、ここでは、活性炭製造フローの概略を述べる。
【００２２】
活性炭製造工程２１は、複層廃棄フイルムやこれを細かくしたチップ等を加熱して、溶融及び炭素化させ、炭素化物３１とする炭素化工程３２と、この炭素化物３１を冷却する冷却工程３３と、冷却された炭素化物３１を砕く砕き工程３４とを有する。なお、冷却工程３３における冷却の方法は、冷却手段を用いて積極的に温度を下げる方法と放置して自然に温度を下げるいわゆる自然冷却方法とのいずれでもよい。冷却工程３３を実施することにより、砕き工程３４において炭素化物３１が砕きやすくなる。
【００２３】
砕き工程３４で得られる粒状の炭素化物３１には、粒径にばらつきがあり、しかもそのばらつきが大きい。つまり粒径分布が広い。そして、活性炭の用途によっては、活性炭の粒径が略一定である方が好ましい場合がある。そこで、このような場合を考慮すると、粒径により炭素化物３１を分けるといういわゆる分級の工程（以降、分級工程と称する）３６を実施することがより好ましい。そして、分級工程３６で一定の粒径範囲毎に分けられたそれぞれの炭素化物３１を、微細孔形成工程３７で賦活する。この微細孔形成工程３７で実施する賦活とは、炭素化物３１に微細孔が多数形成されるまで、炭素化物３１を加熱することであり、この工程３７により活性炭２２を得る。なお、分級工程３６を経ずに、砕き工程３４を経た炭素化物３１をそのまま微細孔形成工程３７に供して活性炭としてもよい。
【００２４】
複層廃棄フイルムのセルロースアシレートがセルロースアセテートである場合には、炭素化工程３２で酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨがガス２７として発生する。複層廃棄フイルム１７のＰＶＡ層にヨウ素が含まれている場合には、酢酸に加えて、ヨウ素とヨウ素の酸化物との少なくともいずれか一方が発生するので、ガス２７には酢酸の他にヨウ素やヨウ素酸化物が含まれることになる。そこで、ガス２７については、酢酸やヨウ素、ヨウ素酸化物を含むガスから酢酸、ヨウ素、ヨウ素酸化物を除去する公知の方法を用いて清浄化してから大気に放出することが好ましい。
【００２５】
図３は活性炭製造設備の概略図であり、図４は炭素化を実施する工程の説明図である。活性炭製造設備６０は、偏光板製造設備６１で廃棄対象とされた複層廃棄フイルム１７を炭素化する炭素化装置６２と、複層廃棄フイルム１７を炭素化装置６２に供する前にチップ６３の形状に予め細かくして、このチップ６３を炭素化装置６２に供給するための供給装置６６と、炭素化装置６２での炭素化により得られる炭素化物３１を粒状に砕き、砕いた粒を分級する粒化装置６８と、粒状の炭素化物３１を賦活して活性炭２２とする賦活装置６９とを備える。なお、本発明における炭素化とは、炭素を含む物質を熱分解して加熱処理することにより、ほぼ炭素原子のみからなる物質にすることをいう。
【００２６】
供給装置６６は、ロータリカッタ（図示無し）とホッパ（図示無し）と送出部（図示無し）とを備える。ホッパは、切断刃を備えるロータリカッタの入口部に配され、送出部は、チップ６３を炭素化装置６２に送るためにロータリカッタの下流側に設けられる。
【００２７】
複層廃棄フイルム１７は、ホッパに入れられると、ロータリカッタに案内される。ホッパに入れられる複層廃棄フイルム１７は形状及び大きさが一定で有る必要は無く、細長いリボン状、シート状、短冊状等でもよいし、これらが混ざっていてもよい。そして、複層廃棄フイルム１７は、ロータリカッタにより、約１ｃｍ四方の略矩形に細かく切断されてチップ６３となり、このチップ６３は、ロータリカッタの下流側に設けられた送出部により炭素化装置６２に送られる。なお、複層廃棄フイルム１７は、上記のようにチップ６３に細かくされずともよく、炭素化装置６２に入れることができればよい。ただし、炭素化装置６２において炭素化をより効率的かつ効果的に実施するという点と、炭素化装置６２に供給すべき量をより調整しやすくするという点とを考慮すると、複層廃棄フイルム１７をチップ６３のように細かくする方がより好ましい。
【００２８】
炭素化装置６２はチップ６３を入れて炭素化を行うための加熱炉７１と、この加熱炉７１の内部が所定の温度となるように加熱と冷却とを行う加熱冷却器７２と、この加熱冷却器７２の温度を制御するコントローラ７３とを備える。
【００２９】
加熱炉７１は、チップ６３を収容する加熱炉本体７１ａと着脱自在の底部材７１ｂとを有する。加熱炉本体７１ａの上部には、開閉自在でありチップ６３を供給するための供給口７６と、加熱炉本体７１ａの内部のガスを排出するための開閉自在な排出口７７とが設けられる。排出口７７には、排出されるガス２７における酢酸の濃度を検知する濃度センサ７９が設けられる。濃度センサ７９はコントローラ７３と接続し、排出口７７から出るガスの濃度を検知してこの検知結果の信号をコントローラ７３に送ると、コントローラ７３は送られてきた信号に応じて加熱冷却器７２の加熱のオンオフまたは設定温度の調節を行う。
【００３０】
加熱冷却器７２は、加熱炉本体７１ａの外周を覆う第１部材７２ａと、底部材７１ｂを加熱炉本体７１ａから外す際に第１部材７２ａから取り外すことができる第２部材７２ｂとを有する。加熱冷却器７２の加熱手段としては、電熱ヒータ方式や、バーナー加熱方式などのものが選択的または併用して用いられる。また。チップ６３への加熱は、本実施形態のような加熱炉本体７１ａなどの部材を介した間接的な加熱であってもよいし、このような間接加熱に代えて、または加えて、チップ６３を直接加熱する方法によるものであってもよい。加熱冷却器７２の冷却手段としては、送風や冷却媒体の循環によるものを用いることができる。なお、加熱炉本体７１ａに、加熱中のチップ６３を攪拌するための攪拌機７４を設けてもよい。これにより、炭素化をより効率的かつ均一に進めることができるようになる。攪拌機７４に代えて、または加えて、加熱炉７１の中に送風してチップ６３を風の力により攪拌する送風手段を用いてもよい。攪拌機７４の図示は、図４では略す。
【００３１】
チップ６３は、炭素化すべき全量を加熱炉７１に入れて一度に炭素化するのではなく、数回に分けて逐次的に供給と炭素化とを実施する。すなわち、炭素化すべき全量の一部のみを第１供給分として加熱炉本体７１ａに入れて炭素化し、好ましくは第１供給分の炭素化が完了しないうちに、第１供給分の炭素化物３１にチップ６３の第２供給分を加えてこの第２供給分を炭素化する、というように、炭素化すべき全量を炭素化し終えるまで、加熱炉本体７１ａへの供給（以下、第１工程と称する）と、新たに供給した供給分を溶融して炭素化する工程（以下、第２工程と称する）とを繰り返し実施する。
【００３２】
炭素化すべき全量を加熱炉７１に入れて一度に炭素化する方法は、全量を速く炭素化物にするという単に効率のみの観点では好ましいと考えうるが、一度の炭素化で大量の酢酸が発生してしまい、脆い炭素化物しか得られなくなる。これは、大量の酢酸が一度に発生することにより、加熱により粘性をおびたあるいは液状になったチップ６３の中で酢酸が多数の大きな泡となって、このまま炭素化が完了すると、炭素化物は薄い皮膜状の集まりとなるからである。このような脆い炭素化物を賦活した場合には、得られる活性炭は、粒状であっても荷重をかけると粉状につぶれてしまうものであったり、あるいは粒状ではなく粒径が非常に小さな粉状となる。そこで、本発明では、上記のように、第１工程と第２工程とを繰り返し実施することにより、一度に全量を炭素化する場合に比べて、酢酸を少量ずつ発生させるので、溶融したチップ６３における酢酸の泡がより細かくなる。これにより、密な炭素化物３１が形成されて、一度に全量を炭素化する場合よりも非常に硬い炭素化物３１を得ることができる。結果として、この炭素化物３１から得られる活性炭２２は、一度に全量を炭素化する工程を経た活性炭よりも、硬いものとして得られる。そのため、この方法により得られる活性炭２２は、荷重をかけても容易には粉状につぶれず、例えば、溶液製膜設備における吸着装置に収容されても当初の粒径を維持することができる。そして、得られた当初の硬さが硬い活性炭２２ほど、溶液製膜設備における吸着と蒸気による脱着を経ても、硬さの点で劣化しにくくなり、スチーム耐性が向上する。
【００３３】
なお、活性炭２２の粒の硬さは、粒の耐荷重性を測定することにより評価することができる。耐荷重性の評価では、所定の粒径範囲である粒をサンプリングして、このサンプルに対し荷重をかけて粒が砕けるか否かを確認する。そして、サンプルにかける荷重を変化させて、いくらの荷重まで粒が砕けずに耐えうるかを評価する。このようにして耐荷重性を測定することにより活性炭２２の粒の硬さを評価することができるが、粒の硬さの評価方法はこの方法に限定されない。
【００３４】
第１工程と第２工程とからなる炭素化工程は、具体的には次のように実施することがより好ましい。図４の（Ａ）に示すように、炭素化すべき量の一部のチップ６３を第１供給分として加熱炉７１に入れる。これが１回目の第１工程である。
【００３５】
次に、１回目の第２工程、すなわち第１供給分のチップ６３の炭素化を実施する。第２工程では、図３に示す攪拌機７４を回転させてチップ６３を攪拌することが好ましい。チップ６３は、加熱されて溶融し、ＰＶＡとセルロースアシレートと接着剤とは分解して炭素化する。このとき、チップ６３に含まれていたセルロースアシレートは、溶融しながら分解する。分解が始まると、酢酸が気体で発生し始めるので、第２工程の間には排出口７７を開放しておき、酢酸が含まれるガス２７を排出させる。なお、ヨウ素やヨウ素イオン、ヨウ素酸化物が発生する場合には、酢酸とともにガス２７として排出する。単層廃棄フイルムあるいは複層廃棄フイルム１１から活性炭を作る場合には、セルロースアシレート、あるいは、セルロースアシレートとＰＶＡとが炭素化される。
【００３６】
排出口７７ではガス２７における酢酸の濃度が濃度センサ７９で連続して検知され、検知結果の信号は、コントローラ７３に送られる。酢酸の濃度は、第１供給分の炭素化を開始してから徐々に大きくなり、ピークに達した後、徐々に低下する。酢酸の濃度が、低いままで、所定値以上に大きくならないときには、コントローラ７３は設定温度を上げるように加熱冷却器７２を制御することが好ましい。これにより、分解を促進して、炭素化を効果的かつ効率的にすることができる。
【００３７】
２回目の第１工程を、酢酸濃度が徐々に低下してゼロ、つまり分解が完結した後に、開始することは、得られる炭素化物３１の硬さをより硬くするという観点のみからは好ましいものの、生産効率の点では必ずしも好ましいとはいえない。そこで、得られる炭素化物３１の硬さと生産効率との両方を考慮し、２回目の第１工程は、１回目の第２工程で酢酸が発生している間に開始することが好ましい。これにより、荷重をかけてもつぶれにくい粒状の活性炭２２を、効率よく製造することができる。より好ましくは、酢酸濃度がピークに達した後に２回目の第１工程を開始する。酢酸濃度がピークに達する以前に２回目の第１工程を開始すると、２回目の供給分の第２工程において発生する酢酸の量が、第１供給分から発生する酢酸量と併せると多くなりすぎて、炭素化すべき全量を分けて第１工程と第２工程とを繰り返すという効果が小さくなることがあるからである。したがって、酢酸濃度がピークに達した後であって、ゼロとなる前に２回目の第１工程を開始することが製造効率の点でより好ましいことになる。さらに好ましくは、酢酸濃度がピークに達して徐々に低下しはじめた後であって、酢酸濃度が所定値以下となったときに、２回目の第１工程を開始する。以上のように、１回目の第２工程は、炭素化が完全に終わらないうち、つまり完了しないうちに終了させて、２回目の第１工程を開始することが好ましく、２回目の第１工程の開始のタイミングは、酢酸の単位時間における生成量、簡易的には酢酸濃度に基づいて決めることができる。そして、２回目の第１工程の開始タイミングとする酢酸濃度は、１回目の第２工程の酢酸濃度のピークの略６０％程度とすることが特に好ましい。つまり、前回の第２工程の酢酸濃度のピークを１００としたときに、そのピークから酢酸濃度が略６０にまで低下したときに次回の第１工程を開始することが好ましい。
【００３８】
なお、濃度センサ７９と供給装置６６の送出部とを接続することにより、酢酸濃度がピークに達した後に徐々に低下して所定値以下になった場合には、送出部が濃度センサ７９の信号を受けて次の第１工程のチップ６３を送り出すようにすることができる。
【００３９】
第２工程における炭素化、つまり分解反応は発熱反応であるため、酢酸濃度と発熱量とはほぼ比例し、かつ、酢酸濃度の上昇と発熱量の増加、酢酸濃度の減少と発熱量の減少とはほぼ同期する。したがって、濃度センサ７９を設けずに、加熱炉７１の温度変化を検知しながら、この検知温度に基づいて２回目の第１工程の開始タイミングを決定することができる。このように、ｎ（ただし、ｎは２以上の自然数）回目の第１工程の開始のタイミングは、ｎ−１回目の第２工程における酢酸濃度または加熱炉７１の温度に基づき求めることができる。つまり、前回の第２工程の酢酸濃度または加熱炉７１の温度に基づき、次の第１工程の開始タイミングを決定することができる。
【００４０】
２回目の第１工程では、図４の（Ｂ）に示すように、１回目の第２工程で得られる炭素化物３１の上に、新たなチップ６３、つまり第２供給分が載るように供給している。第２供給分の量は、第２供給分が２回目の第２工程で溶融したときに、第２供給分に含まれるセルロースアシレートが１回目の第２工程で生成した炭素化物３１にしみ入るような程度の量、つまり炭素化物３１の隙間に入り込む程度の量とすることが好ましい。このような量よりも少ない量の第２供給分とすると、２回目の第２工程で発生する酢酸の量がその分少なくなるということの前記の利点はあるものの、炭素化すべき全量を炭素化し終わるまで繰り返さなければならない第１工程と第２工程との回数を増やさざるを得なくなるために製造効率が下がることになる。なお、炭素化物３１の隙間は、１回目の第２工程における酢酸の発生により、炭素化物３１に細かな発泡が起きることにより形成されるものである。そして、この泡については、一度に全量のチップ６３を入れて炭素化する方法において発生する泡のように大きくはならずに、小さく細かいものとして発生させることができる。このような第２供給分の供給によって、溶融したセルロースアシレートがこの隙間に入り込むことにより、１回目の第２工程で生成した炭素化物３１が第２供給分のセルロースアシレートで浸された状態となる。この「浸された状態」とは、炭素化物３１の隙間における露出面の少なくとも一部が、溶融したセルロースアシレートに接触した状態を意味し、溶融したセルロースアシレートで隙間が満たされていなくともよい。すなわち、隙間中に気体が残っている態様も、上記の「浸された状態」に含まれる。ただし、溶融したセルロースアシレートで隙間が満たされる状態であることが特に好ましい。なお、溶融したセルロースアシレートの液の高さが、１回目の第２工程で生成した炭素化物３１の塊の上面を超えるレベルになると、２回目の第２工程における酢酸の発生量が多くなるので、該上面を超えないレベルであることがより好ましい。
【００４１】
２回目の第１工程の後に、第２供給分のチップ６３を炭素化する。この工程でセルロースアシレートを溶融して、１回目の第２工程で生成した炭素化物３１を浸すと、この炭素化物３１は形状が崩れ、溶融したセルロースアシレートの中に取り込まれる。加熱を続けると、第２供給分は炭素化し、これとともに、第２供給分に取り込まれ第１供給分から生成した炭素化物３１は、炭素割合が２回目の第２工程の開始時よりも高くなり、硬くなる。図４の（Ｃ）では、１回目の第２工程で得られる炭素化物３１のレベルを符号Ｌ１の破線で示し、２回目の第２工程後の炭素化物３１のレベルを符号Ｌ２の実線で示す。なお、図４では、２回目の第２工程で得られた炭素化物３１が１回目の第２工程で得られた炭素化物３１の上にあるように図示しているが、２回目の第２工程で新たに生成した炭素化物３１は、実際には、１回目の第２工程で生成した炭素化物３１の中にも含まれている。また、図３に示す攪拌翼７４は、上下方向で変位可能となっており、２回目の第２工程では、第２供給分の中のみならず、第１供給分から生成した炭素化物３１中でも攪拌翼が回転するように、図３の攪拌機７４を配することが好ましい。
【００４２】
３回目の第１工程は、前回つまり２回目の第１工程と同様に、２回目の第２工程でガス２７における酢酸の濃度がゼロとなる前に開始する。３回目の第１工程で新たに供給するチップ６３の量は、前回つまり２回目の第２工程で得られた炭素化物３１を、溶融したときのセルロースアシレートが浸す量とする。なお、この量は、必要とする最低限の量であり、既に得られているすべての炭素化物３１を浸すことができる程の量であることがより好ましい。つまり、少なくともレベルＬ１とＬ２との間の炭素化物３１が３回目の第２工程で溶融したセルロースアシレートに取り込まれることが好ましく、レベルＬ２までのすべての炭素化物３１が３回目の第２工程で溶融したセルロースアシレートに取り込まれることがより好ましい。また、３回目の第２工程では、少なくとも第２供給分から生成した炭素化物３１中で攪拌翼が回転するように、つまり、レベルＬ２以下の範囲で攪拌翼が回転するように、図３の攪拌機７４を配することが好ましい。
【００４３】
以上のようにして、一度生成した炭素化物３１が、後の第２工程で溶融したセルロースアシレートに取り込まれて再び固まることにより、得られる炭素化物３１ないし活性炭２２をより硬くすることができる。すなわち、第１工程と第２工程とを繰り返し行うことが好ましい。なお、第１工程におけるチップ６３の各供給分については、２〜３回目の第１工程までは徐々に増える傾向にあるが、その後略一定にし、最終の２〜３回の第１工程で徐々に減らすことができる。ただし、各供給分が徐々に増えるという第１工程の上記回数ならびに徐々に減らしていく上記回数は、炭素化を実施する加熱炉の容量等により変わりうる。なお、最後の第２工程は、酢酸濃度がピークを越えた後に終了させることが好ましく、終了タイミングを酢酸濃度あるいは加熱炉の温度に基づいて決定してよい。
【００４４】
第２工程におけるチップ６３への加熱処理では、加熱炉７１の内部の温度は、加熱冷却器７２により、３００℃以上、より好ましくは３５０℃以上６００℃以下の範囲、さらに好ましくは４００℃以上６００℃以下の範囲にすることが好ましい。また、各第２工程の時間が１５分以上６０分以下であることが好ましい。この時間内に次の第１工程を開始することができるように、加熱炉７１の内部温度と、各第１工程におけるチップ６３の供給量とを調整するとよい。１５分未満の時間で炭素化しようとすると、分解反応が急速に進みすぎてしまい、泡が加熱炉７１の排出口７７から吹き出してしまうことがあり、一方、６０分よりも長い時間で炭素化することは、生産性が良いとは言えない。
【００４５】
炭素化すべき全量につき炭素化を終えた直後の炭素化物３１は概ね３００℃以上６００℃以下の温度範囲となっている。そして、この炭素化物３１は硬く固まった状態で得られる。そこで、加熱炉７１に入ったままで炭素化物３１を冷却して、底部材７１ｂを外す。そして、加熱炉７１の下方から砕いて炭素化物３１を取り出す。
【００４６】
粒化装置６８は、炭素化物３１を砕く砕き部と、砕き部で砕かれた炭素化物３１を粒径毎に分ける分級部を有する。砕き部で所定の粒径以下、好ましくは平均粒径が２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、より好ましくは２ｍｍ〜１５ｍｍの範囲、さらに好ましくは２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲となるように砕き、粒状にすると、砕かれた炭素化物３１は、粒径が大きく異なる粒が混合した状態となる。つまり、粒径分布が広い。そこで、ある粒径範囲毎に分級することが好ましい。活性炭２２の用途や使い方に応じて、適する粒径が異なる場合があるからである。なお、分級部には、目の大きさが大きいふるいと小さいふるいとが上から順に備えられており、所定の粒径範囲毎に炭素化物３１が分けられる。
【００４７】
なお、分級は賦活工程の後に実施してもよいが、賦活工程の後に代えて、あるいは加えて賦活工程の前に実施することがより好ましい。粒径分布が小さいほど、賦活を効果的かつ効率的に実施することができるからである。
【００４８】
本発明によると、バインダ成分無しで、耐溶剤性や耐熱性に優れ、環境への影響が極めて少ない粒状の活性炭が所望の硬さで得られ、しかも、用途に応じた好ましい粒径の活性炭を容易に得ることができるという利点がある。また、本発明によると、バインダ成分で粉状の活性炭を固めるような造粒工程を実施する必要がないことから、製造効率の点でも粒状活性炭の従来の製造方法よりも優れるという利点がある。さらに、本発明によると、従来は廃棄処分とされていたセルロースアシレートを原料にして活性炭を製造することができるという利点がある。
【００４９】
本実施形態では、炭素化装置６２で排出されたガス２７は、大気に放出することができる状態となるように、ガス処理部（図示無し）で処理される。このガス処理部は、酢酸を燃焼させる燃焼装置８１と、燃焼装置８１での燃焼により生じた燃焼ガス４２を冷却する第１熱交換器８２とを備える。チップ６３の中にヨウ素が含まれる場合には、燃焼ガス４２中にはヨウ素やヨウ素酸化物が含まれるので、このような燃焼ガス４２については、第１熱交換器８２を経た後に洗浄装置８３に送り込んで、洗浄するとよい。この洗浄装置８２には、燃焼ガス４２に含まれるヨウ素やヨウ素酸化物を吸収する吸収液が収容される。そして、洗浄装置８３からの排ガス２８と燃焼装置８１で生じた炭酸ガスとを冷却する第２熱交換器８５を備えることが好ましく、この第２熱交換器８５の下流にはさらに、排ガス２８に含まれる微量のヨウ素やヨウ素酸化物を吸着または吸収して除去するための除去装置が設けられることがより好ましい。
【００５０】
燃焼装置８１は、内部に送られてきたガス２７を燃焼させる燃焼塔を備え、この燃焼塔には、ガス２７の燃焼速度を高める補助熱源としてのバーナーが設けられている。燃焼塔内にガス２７が送られると、酢酸を８５０℃以上１０００℃以下で燃焼させる。この燃焼工程では、酢酸を十分に酸化させて酢酸ガスを炭酸ガスとする。ヨウ素やヨウ素イオン、ヨウ素酸化物（以下、これらをまとめてヨウ素系物質と称する）がガス２７に含まれる場合には、酢酸を上記温度範囲で十分に酸化させる条件下では、ヨウ素系物質も酸化が進む。ガス２７には、他の物質も含まれる場合があるが、そのうち、炭素を含む物質については酢酸と同様に炭酸ガスとする。
【００５１】
炭酸ガスとヨウ素系物質とを含む燃焼ガス４２の温度は、８５０℃〜１０００℃となっているので、洗浄装置２３に供することができる温度になるように第１熱交換器８２で冷却する。
【００５２】
洗浄装置８３は、炭酸ガスとヨウ素系物質とを吸収する吸収液が収容される液槽（図示無し）と、液槽内の吸収液中に燃焼ガス４２を案内する第１パイプ（図示無し）と、液槽の液面よりも高い位置に一端が位置するように設けられ、液槽内のガスを洗浄装置８３の外部へ案内する第２パイプとを備える。第１パイプは、吸収液中に一端が位置するように配され、第１熱交換器８２を出た燃焼ガス４２は、第１パイプから吸収液の中に導かれ、バブリングされる。これにより燃焼ガス４２の中に含まれる炭酸ガスとヨウ素系物質とを吸収液に吸収させる。吸収液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等の一般的なアルカリ性溶液が好ましい。
【００５３】
他の態様としては、液槽に代えて周知のスクラバーを用いる方法がある。スクラバーとしては、例えば、燃焼ガス４２が適宜送り込まれるガス入口と、このガス入口よりも上方から吸収液を液滴として出すシャワーとが備えられたいわゆる吸収塔が挙げられる。
【００５４】
燃焼ガス４２は、吸収液で炭酸ガスとヨウ素系物質とを吸収することにより洗浄されて、大気へ放出される排ガス２８となる。この排ガス２８の熱エネルギーを有効に用いるために、排ガス２８を第２熱交換器８５へ送り、流体である伝熱媒体と熱交換させる。
【００５５】
図５は、賦活装置６９の概略図である。炭素化物３１を賦活する賦活装置６７は、ロータリキルン９１と、このロータリキルン９１の内部に所定のガスを供給するガス供給源９２とを備える。ロータリキルン９１は断面円形のパイプである装置本体９３を備え、この装置本体９３の上流端には炭素化物３１の入口、下流端には活性炭２２の出口が設けられ、これら入口と出口とはシャッタ９７，９８により開閉自在とされる。賦活の際には、シャッタ９７，９８により入口及び出口が閉じられてロータリキルン９１の内部は密閉状態にされる。
【００５６】
また、装置本体９３は、周方向で回転自在となるようにローラ９９により支持される。装置本体９５には、スプロケットホイル１００が取り付けられており、このスプロケットホイル１００が駆動機構１０１により回転し、これにより装置本体９３が回転する。装置本体９３の回転に伴って、装置本体９３の内部に備えられた羽根１０６が回り、入口から入った炭素化物３１が出口方向へ、攪拌されながら送られる。
【００５７】
装置本体９３の内部には電気ヒータ１０３が設置されており、装置本体９３の内部を加熱する。装置本体９３の内部には温度センサ（図示無し）が設けられ、この温度センサは内部温度を検知する。そして、電気ヒータ１０３は、この温度センサによる検知結果に基づいて、装置本体９３の外部に設けられたコントローラ（図示無し）により温度が制御される。
【００５８】
賦活装置６９は、炭素化物３１を賦活し、これにより、炭素化物３１に、より細かく小さな微細孔を多く形成して、その表面積が賦活前よりも大きくなるようにする。装置本体９３に炭素化物３１が入ると、装置本体９３の内部に備えられた羽根１０６が回り、炭素化物３１はこの羽根１０６の駆動により攪拌される。電気ヒータ１０３により装置本体９３の内部は加熱され、これにより、攪拌されている間の炭素化物３１は、所定の温度に加熱される。
【００５９】
装置本体９３では、炭素化物３１の温度を７５０℃以上９５０℃以下の範囲とすることが好ましい。装置本体９３の内部温度を炭素化物３１の温度とみなすことができる場合には、装置本体９３の内部温度が上記範囲となるように電気ヒータ１０３を温度調整するとよい。この装置本体９３による賦活工程では、炭素化物３１を酸化する。より具体的には、炭素化物３１の中に残っている炭素以外の原子や原子団を酸化することにより炭素化物３１から炭素以外の原子を除去することと、炭素化物３１に含まれる炭素の一部だけを酸化することにより炭酸ガスあるいは一酸化炭素として炭素化物３１から一部の炭素を除去することとの両方を行う。これにより、炭素化物３１はより小さな孔径の微細孔が形成されて活性炭２２となる。この賦活工程は、吸熱反応を伴うので、炭素化物３１に所定量の熱エネルギーを与えるには、単位時間あたりの熱エネルギー量が小さい場合ほど要する時間が長くなることになる。したがって、装置本体９３の内部温度を低くするほど、炭素化物３１の賦活に要する時間が長くなり、７５０℃未満では低すぎて賦活そのものができず十分な吸着性能を有する活性炭２２を得ることができなくなる場合がある。一方、炭素化物３１の温度を９５０℃よりも高くすると、ロータリキルン９１の設備コストが極端にかさむことになるのに加え、炭素化物３１に含まれる炭素のうち、炭酸ガスや一酸化炭素等のようにして酸化されて除去される炭素の数が多くなりすぎてしまう。このように酸化されて除去される炭素の数が多くなるほど、活性炭２２の収率が下がってしまう。したがって、装置本体９３における炭素化物３１の適正な温度範囲は上記の範囲である。
【００６０】
ガス供給源９２からの炭酸ガス（ＣＯ２）１０５が、装置本体９３に取り付けられたガス導入管１０７により、装置本体９３の内部に案内される。送り込む炭酸ガスの量は、炭素化物３１の量に応じて決定する。つまり、炭素化物３１の量が多いほど送り込む炭酸ガスの量を多くする。炭酸ガスの送り込みは、賦活の開始時のみでもよいし、賦活中連続して実施してもよいし、また、賦活の間に断続的に実施してもよい。なお、装置本体９３に送り込むガスは炭酸ガスに限られず、炭素化物３１を酸化してそれ自身は還元される性質のガスを意味する。したがって、炭酸ガスに代えて、あるいは加えて、水蒸気、空気、これらのガスの混合物である混合ガスを用いることができる。
【００６１】
賦活を行う時間は、活性炭２２の収率が５０％となるように、調整される。ここで、活性炭２２の収率（％）は、賦活に供した炭素化物３１の重量をＡ、賦活により得られる活性炭の重量をＢとするときに、１００×Ｂ／Ａの式で求める値である。また、賦活を行う時間は、電気ヒータ１０３の加熱能力、装置本体９３の回転速度によっても、調整することができる。
【００６２】
賦活装置６９により、炭素化物３１は賦活され、極微細な粒子等が除去される。このように得られた活性炭２２は、多くの微細孔があることから表面積が非常に大きく、炭素化物３１に比べて吸着性能が格段に高い。また、ロータリキルン９１により炭素化物３１は攪拌されながら賦活されるので、ヤシガラを原料とする活性炭と同等レベルの吸着性能をもつ活性炭を効率的に製造することができる。賦活が終了すると装置本体９３のシャッタ９８により出口が開かれ、活性炭２２は、装置本体９３の外へ出される。このとき、装置本体９３のシャッタ９７により入口を開いて、新たな炭素化物３１を装置本体９３内に送り込んでもよい。
【００６３】
なお、本実施形態では、賦活の際に炭素化物３１を攪拌する手段としてロータリキルン９１を用いるが、本発明はこれに限定されず、炭素化物３１に対する熱伝導効率及び炭酸ガス１０５との接触効果を望める機能をもつものであればよい。例えば、炭素化物３１が入れられた容器内に酸化性のガスを吹き込み、このガスの流れにより炭素化物３１を攪拌する方法や、炭素化物３１が入れられた容器に振動を与えて炭素化物３１を攪拌する方法がある。
【００６４】
以上の方法によると、ＪＩＳ Ｋ１４７４によるジクロロメタンの吸着性能は、概ね０．６ｇ／ｇであり、また、溶液製膜設備の吸着装置における蒸気での脱着による劣化や溶媒による劣化もほとんどない。上記吸着性能は、活性炭１ｇあたりに吸着したジクロロメタンの質量（ｇ）を示す値である。
【００６５】
なお、上記実施形態の炭素化工程において発生するガスは酢酸であるが、これは、複層廃棄フイルム１７（図１参照）の第１，第２セルロースアシレート層におけるセルロースアシレートがアセチルセルロースであるからである。したがって、セルロースアシレートがアセチル基とは異なる他のアシル基をもつ場合には、酢酸とは異なる他のカルボン酸が酢酸に代わりあるいは加わり発生することがある。
【００６６】
なお、本発明において活性炭原料とするセルロースアシレートの形状は、フイルム形状あるいはこれを細かくしたチップ形状に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。他の形状としては、ドープの製造の際にロス分として回収され、乾燥された粒状、粉体等が挙げられる。このように、本発明では、偏光板、偏光板をつくる過程でのセルロースアシレートを含む各廃棄物、偏光板の各材料の廃棄物等を原料として、活性炭を製造することができる。
【実施例１】
【００６７】
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。以下の条件で、本発明である実験１，２と本発明に対する比較実験１，２と参考実験１とを実施した。
【００６８】
［比較実験１］
単層のセルロースアシレートフイルムである単層廃棄フイルムを、ロータリカッタにより１ｃｍ×１ｃｍ程度の大きさのチップとした。このチップを原料として、活性炭を以下の条件で製造した。炭素化工程では、炭素化すべきチップを全量、加熱炉７１に入れて一度に全量を炭素化した。加熱炉７１の内部温度は３５０℃以上６００℃以下の範囲とし、加熱時間は１５分とした。微細孔形成工程３７では、９００℃で９０分間の加熱を実施した。賦活装置６９へはガス供給源９２から炭酸ガス１０５を供給した。炭酸ガス１０５の流量は、１リットル／分とした。また、賦活装置６９における羽根１０６の回転速度は０．７５ｒｐｍとした。
【００６９】
得られた活性炭の評価は、耐荷重性とスチーム耐性とヨウ素吸着性能とジクロロメタンの吸着性能とについて実施した。耐荷重性は、前記の通り活性炭の粒の硬さを評価するために実施するものであり、スチーム耐性は、例えば吸着後に実施する水蒸気による脱着で活性炭が硬さの点で劣化しないか否かを評価するものである。各評価の評価方法は以下である。
（ａ）耐荷重性・・・得られた活性炭から粒径が略一定のものをサンプリングし、このサンプルをガラス板の上に密に広げ、その面積が１ｃｍ２となるようにした。広げたサンプルの上に面積１ｃｍ２のステンレス板を載せ、このステンレス板の上に分銅を１分間載せた。サンプルの粒のつぶれ具合を目視で観察した。そして、細かくつぶれた分の重量割合が０％以上１０％以下である場合を「○」、１０％よりも大きい場合を「×」とし、「○」の評価が得られる分銅の質量の最大値を求めてこれを耐荷重性の評価結果とした。
（ｂ）スチーム耐性・・・得られた活性炭から粒径が略一定のものを約１５ｇサンプリングした。水が透過するように濾紙で作られた箱状容器に、サンプルを入れた。サンプルが飛び散らないように、かつ、サンプルがスチーム（水蒸気）に十分さらされるように、スチーム量を調整し、３０分間スチームをサンプルに吹きつけた。吹きつけの後、サンプルの外観を目視で観察し、サンプルのうち細かくなったものの重量割合が５０％未満である場合を「○」、５０％以上である場合を「×」とした。
（ｃ）ヨウ素の吸着性能・・・ＪＩＳ（Ｋ１４７４）の方法に従って測定した。この値は、活性炭１ｇにつき、吸着されたヨウ素の質量（ｍｇ）を表す。
（ｄ）ジクロロメタンの吸着性能・・・ＪＩＳ（Ｋ１４７４）の方法に従って測定した。この値は、活性炭１ｇにつき、吸着されたジクロロメタンの質量（ｇ）を表す。
なお、吸着と水蒸気による脱着とに供した活性炭につき耐荷重性及び吸着性能を評価する場合には、１５０℃で１時間乾燥したした後に上記（ａ），（ｃ），（ｄ）の方法により評価する。
【００７０】
本比較実験１で得られた活性炭の評価結果を表１に示す。表１の「活性炭原料」欄においては、単層廃棄フイルムを単に「単層フイルム」と記す。表１の「炭素化工程の回数」とは、第１工程と第２工程との繰り返し回数を意味する。本比較実験１のように、炭素化すべきチップを全量加熱炉に入れて一度に炭素化した場合には、表１の欄「炭素化工程の回数」には「１回」と記す。なお、表１における（ａ）〜（ｄ）の符号は上記の評価項目の符号に対応する。本比較実験１の（ａ）耐荷重性については、得られた活性炭は平均粒径が２００μｍ〜３００μｍの粉状であったため、測定せず、このため、表１においては「−」と記す。また、（ｂ）スチーム耐性については、スチームによる外観変化は認められなかったが、もともと粉状であるため本発明との比較という意味ではこの結果を対象外としたので、表１においては「−」と記す。なお、表１にはハンドリング性についても記す。本比較実験１で得られた活性炭は粉状であるために、吸着装置への収容時には活性炭が舞ってしまった。また、粉状であるために、吸着装置の収容部には、隙間がほとんど無いように、すなわち密に収容されてしまい、吸着すべき気体の溶剤との接触面積が粒状のものと比べて少なくなっていた。蒸気による脱着をすると、収容部における圧力が上がり、これにより活性炭の一部が収容部から流れ出す現象が見られた。したがって、表１の「ハンドリング性」では「×」の評価とした。
【００７１】
［実験１］
比較実験１の炭素化工程を、以下の方法に代えて実施した。炭素化工程３２では、炭素化すべきチップ６３を１０回にわけ、第１工程と第２工程とを１０回繰り返し実施してチップ６３を炭素化した。各第２工程における加熱炉９１の内部温度は、各回とも３５０℃以上６００℃以下の範囲とし、また各第２工程の時間は１５分とした。賦活工程３７の条件は比較実験１と同じである。以上の条件により平均粒径が５ｍｍの活性炭を製造した。
【００７２】
本実験１で得られた活性炭２２について、比較実験１と同様に（ａ）〜（ｄ）の評価を実施した。評価結果は表１に示す。なお、本実験１で得られた活性炭は粒状であったので、比較実験１の粉状の活性炭に認められたハンドリング性の悪さはなく、吸着装置への収容や吸着、脱着も良好に実施することができたので、表１の「ハンドリング性」では「○」と評価することができた。
【００７３】
［比較実験２］
比較実験１で得られた粉状の活性炭を、バインダを用いて粒状に固めて平均粒径５ｍｍの粒状活性炭とした。バインダとしてはコーンスターチを用いた。得られた粒状活性炭につき、（ａ）〜（ｄ）の評価を実施した。評価結果は表１に示す。なお、本比較実験２で得られた活性炭は粒状であったので、ハンドリング性はよく「○」と評価した。また、バインダがコーンスターチであるので、環境への悪影響は少ないといえる。
【００７４】
［実験２］
実験１の単層廃棄フイルムを複層廃棄フイルム１７に代えて、この複層廃棄フイルム１７を原料として平均粒径が５ｍｍの活性炭２２を製造した。この複層廃棄フイルム１７は、偏光板の廃棄物である。得られた活性炭２２につき、（ａ）〜（ｄ）の評価を実施した。評価結果は表１に示す。表１の「活性炭原料」欄においては、複層廃棄フイルムを単に「複層フイルム」と記す。なお、本実験２で得られた活性炭は粒状であったので、ハンドリング性に優れており、「○」と評価した。
【００７５】
［参考実験］
ヤシガラを原料にして製造された市販のいわゆるヤシガラ活性炭（商品名；シラサギ，タケダ薬品（株）製）であり、これについて（ａ）〜（ｄ）の評価を実施した。評価結果は表１に示す。なお、本参考実験のヤシガラ活性炭は粒状であったので、ハンドリング性は優れており、このため表１の「ハンドリング性」は「○」と評価したが、このヤシガラ活性炭のバインダは石油ピッチであるので、環境への影響という点で好ましいものとはいえないことは前述の通りである。
【００７６】
【表１】
【００７７】
表１に示すように、本発明による活性炭は、市販のヤシガラ活性炭と同等以上の吸着性を有していることがわかる。これにより、セルロースアシレートを原料にして吸着性能に優れた活性炭を製造することができることがわかる。したがって、大量に廃棄処分されてきたセルロースアシレートのフイルムや偏光板を活性炭にして再利用することができる。また、この活性炭は粒状であるので、ハンドリング性がよい。そして、本発明によると、吸着性能のみならず、スチーム耐性や耐荷重性に優れた活性炭をつくることができることがわかる。さらに、本発明によると、環境への影響が極めて少ない活性炭をつくることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】（Ａ）は活性炭原料となる複層廃棄フイルムの断面図であり、（Ｂ）は別の複層廃棄フイルムの断面図である。
【図２】本発明を実施するための活性炭製造工程を示すフローチャートである。
【図３】活性炭製造設備を示す概略図である。
【図４】炭素化工程の説明図である。
【図５】賦活装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１，１７ 複層廃棄フイルム
２２ 活性炭
２７ ガス
３１ 炭素化物
６０ 活性炭製造設備
６２ 炭素化装置
６８ 粒化装置
６９ 賦活装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルロースアシレートから活性炭を製造する活性炭の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーフイルムは、優れた光透過性や柔軟性を有し、軽量薄膜化が可能であることから、光学機能性フイルムとして多岐の光学製品に利用されている。中でも、セルロースアシレートからつくられたセルロースアシレートフイルムは、前述の特性に加えて強靭性や低複屈折率を有していることから、写真感光材料のベース材料として多く使われるとともに、近年市場が拡大している液晶表示装置（ＬＣＤ）の表示部材であるパネルに組み込まれた偏光板の保護フイルムとして大量に使用されている。
【０００３】
偏光板を製造する偏光板製造工程では、保護フイルムとして使用されるセルロースアシレートフイルムのうち約３０％が型取りなどにより不要部分とされて廃棄処分となり、廃棄処分とされるセルロースアシレートフイルム（以下「廃棄フイルム」とする）は、産廃処理費を別途支払って焼却処分または埋め立て処分とされている。近年における環境問題や省資源化などの観点からは、廃棄フイルムを再利用することが望ましいが、古紙や廃プラスチックのリサイクルのような多様な技術が廃棄フイルムについては提案されていない。
【０００４】
廃棄フイルムの再利用としては、新たなセルロースアシレートフイルムの原料としての利用が考えられる。このためには、廃棄フイルムからセルロースアシレートを単体として分離すること、つまり単離が必要となる。一方、偏光板に供するセルロースアシレートフイルムには何種類もの添加剤を含ませておく必要があり、そのため廃棄フイルムも当然に添加剤を含んでいる。しかし、このような混合物から添加剤を除去してセルロースアシレートのみを選択的に単離し、回収することは困難であることから、廃棄フイルムを新たなセルロースアシレートフイルムの原料として利用することは望めない。さらに、セルロースアシレートは、ガラス転移点と分解点とが近く、融点は明確ではないことから、溶融するとほぼ同時に分解し始めるという性質をもつ。このために廃棄フイルムを、フイルム以外の成型品の原料として用いることは難しい。
【０００５】
セルロースの再利用方法としては、廃棄物の一つとされる新聞紙などの古紙を活性炭の原料として再利用する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、紙の廃棄物を炭素化させたとしても、一般には、得られる炭素化物は高い吸着性能をもたないことが多いため、活性炭などの吸着剤として使用することは現実的ではなく、ほとんどが土壌改良剤や燃料などにしか使用されないのが実情である。
【０００６】
なお、フェノール樹脂系の廃棄物を活性炭の原料として利用する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）が、セルロースアシレートに関しては、加熱により溶融しながら分解していくことについて知られている。
【０００７】
そこで、本発明者らは、セルロースアシレートを主成分とする有機物から、吸着性能に優れる活性炭を製造する方法を見いだした（特許文献３）。
【特許文献１】特開平１１−１７１５２４号公報
【特許文献２】特開平７−１７２８０８号公報
【特許文献３】特願２００７−０１３５４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３で得られる活性炭は粉状である。粉状の活性炭は、周知のように、例えば、染料とされる物質や化学反応前の原料物質等の各種化合物とともに液体中に入れて、この液体を攪拌し、上記の各種化合物の脱色や不純物の吸着を実施する場合に好ましく利用され、中でもバッチ式で実施する場合に好ましく利用される。このように、活性炭は、粉状のものである方が好ましい場合もあるが、使う目的や使い方によっては粒状のものの方が好ましい場合がある。例えば、セルロースアシレートフイルムの溶液製膜工程で気体となった溶媒を、活性炭に吸着させて蒸気で脱着させる公知の吸着装置では、粒状のものの方が好ましいとされる。これは、粉状の活性炭は粒状の活性炭よりも取り扱いが難しい、すなわちハンドリング性が悪く、吸着装置への収容時や吸着に使用している時、蒸気による脱着時等において、粉状の活性炭が舞ってしまったり流れてしまったりすることがあるからである。また、粒径が小さいほど、単位体積あたりの表面積は大きくなるものの、一方で、吸着装置における活性炭の収容部に、より密に収容されることになってしまい、吸着すべき物質、例えば溶液製膜設備の溶媒ガスの通路を十分に確保することができなくなる。このため、結果として、粒径が大きいものを用いた場合、特に、粉状活性炭をバインダで固めた粒状のものを用いた場合に比べて、吸着すべき物質との接触面積の確保が不十分となること、吸着すべき物質が通過する際の抵抗が増大するなどの不都合が発生しやすくなるという問題も生じる。
【０００９】
粉状の活性炭を粒状に固めるためのバインダ成分として代表的なものには、ＰＶＡやコーンスターチ、石油ピッチがある。しかし、ＰＶＡやコーンスターチを用いると、得られる粒状の活性炭は、耐溶剤性や耐熱性に欠け、溶液製膜設備の吸着装置での使用には適さない。吸着すべき溶剤や、脱着で用いる蒸気により、粒が劣化して砕けてしまうからである。一方、石油ピッチを用いると、ＰＶＡやコーンスターチを用いる場合に比べて、耐溶剤性や耐熱性には優れるが、環境への影響が懸念される。
【００１０】
そこで、本発明は、セルロースアシレートから活性炭をつくる活性炭の製造方法、特に、セルロースアシレートから、吸着性能に優れる粒状の活性炭を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の活性炭の製造方法は、セルロースアシレートを加熱炉の中に入れる第１工程と、前記加熱炉の中で、前記セルロースアシレートを溶融し炭素化して炭素化物とする第２工程とを交互に繰り返す炭素化工程と、前記炭素化物を冷却する冷却工程と、この冷却工程後の炭素化物を砕く砕き工程と、この砕き工程後の炭素化物に微細孔が形成されるまで、炭素化物を酸化する気体の存在下で、炭素化物を加熱する微細孔形成工程とを有することを特徴として構成されている。
【００１２】
２回目以降の前記各第２工程では、溶融させた前記セルロースアシレートで、前回の前記第２工程で生成した前記炭素化物を浸すことが好ましい。そして、２回目以降の前記第１工程を、前回の前記第２工程で気体のカルボン酸が発生している間に開始することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、セルロースアシレートから、吸着性能に優れる粒状の活性炭を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施様態について詳細に説明する。ただし、本発明はここに挙げる実施様態に限定されるものではない。
【００１５】
本発明における活性炭の原料（以下、活性炭原料と称する）は、セルロースアシレートであり、産業廃棄物として多いフイルム形状のものに対しても好ましく用いることができる。フイルム形状のものとしては、セルロースアシレート単層からなる単層の廃棄フイルム（以降、単層廃棄フィルムと称する）と、セルロースアシレート層を有する複層の廃棄フイルム（以降、複層廃棄フィルムと称する）とのいずれをも利用することができる。なお、フイルムの主成分であるセルロースアシレートとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）が好ましいがこれに限定されるものではなく、他の例としてはジアセチルセルロース（ＤＡＣ）やトリプロピルセルロース等があり、アシル基の置換度やアシル基の種類等は特に限定されない。ここで、「主成分」とは、フイルムを構成する成分中で重量割合が最も大きい成分を意味する。
【００１６】
セルロースアシレートの詳細については、例えば、特開２００５−１０４１４８号公報の［０１４０］段落から［０１９５］段落に記載されており、これら記載のセルロースアシレートは、本発明におけるセルロースアシレートであってもよい。また、セルロースアシレートのフイルムを製造するときにフイルム中に含有される可塑剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤（ＵＶ剤）、光学異方性コントロール剤、レタデーション制御剤、染料、マット剤、剥離剤、剥離促進剤等の添加剤についても、同じく、特開２００５−１０４１４８号公報の［０１９６］段落から［０５１６］段落に詳細に記載されており、本発明における活性炭原料としてのセルロースアシレートの中には、これらの添加剤が含まれていてもよい。
【００１７】
複層廃棄フイルムから活性炭を製造する方法を説明する。図１の（Ａ），（Ｂ）は、ともに、活性炭原料とする複層廃棄フイルムの一例の断面図である。図１の（Ａ）と（Ｂ）とにおいて互いに同じ部材、素材については同じ符号を付す。図１の（Ａ）に示す活性炭原料としての複層廃棄フイルム１１は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるＰＶＡ層１２と、このＰＶＡ層１２の両面上に配され、セルロースアシレートからなる第１，第２のセルロースアシレート層１３，１４とを有する。ＰＶＡ層１２と第１，第２のセルロースアシレート層１３，１４とは、それぞれ、単層構造のＰＶＡフイルムと単層構造のセルロースアシレートフイルムとを材料とし、複層廃棄フイルム１１は、これら単層構造のフイルムを貼り合わせることにより製造される。なお、ＰＶＡフイルムとセルロースアシレートフイルムとの製造方法については、公知の方法でよく、特に限定されない。
【００１８】
ＰＶＡ層１２にはヨウ素が含まれていることがある。第１，第２セルロースアシレート層１３，１４は、単層廃棄フイルムと基本的には同じであり、第１，第２セルロースアシレート層１３，１４は、セルロースアシレートの他に、可塑剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤やレタデーション制御剤等の各種化合物を含んでもよい。第１セルロースアシレート層１３と第２セルロースアシレート層１４とは、成分や配合比が同じであっても、あるいは互いに異なっていてもよい。また、第１セルロースアシレート層１３のセルロースアシレートと第２セルロースアシレート層１４のセルロースアシレートとは、アシル基の種類やアシル基の置換度が互いに異なっていてもよい。
【００１９】
図１（Ｂ）に示す活性炭原料としての複層廃棄フイルム１７では、ＰＶＡ層１２とセルロースアシレート層１３，１４との各間に、ＰＶＡ層１２と第１，第２セルロースアシレート層１３，１４との接着力をそれぞれ高めるための接着剤層１８，１９が設けられる。
【００２０】
複層廃棄フイルム１１，１７が偏光板として用いられる場合には、ＰＶＡ層１２は偏光子であり、第１，第２セルロースアシレート層１３，１４は偏光子を保護する保護層である。活性炭原料となる複層廃棄フイルム１１，１７としては、ＰＶＡ層と第１，第２セルロースアシレート層とを有する複層の長尺フイルムから偏光板となる部分をカットした残りの部分や、製造された偏光板のうち品質検査で不良品とされたものもある。なお、本実施形態では、活性炭原料として、ＰＶＡとセルロースアシレートが層構造を成して重なる複層廃棄フイルム１１，１７を用いる場合を例に挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。他の例としては、ＰＶＡからなる単層フイルムと、セルロースアシレートからなる単層フイルムとを共に用いる場合が挙げられる。これは、例えば偏光板を製造する工程において、単層のまま不要部分としてカットされたものがある場合である。
【００２１】
図２には、本発明の活性炭製造工程のフローを示す。なお、単層廃棄フイルムと複層廃棄フイルム１１（図１の（Ａ）参照）と複層廃棄フイルム１７（図１の（Ｂ）参照）とのいずれを活性炭原料とする場合でも製造工程は基本的に同じであるので、以下の説明においては、図１の（Ｂ）に示す複層廃棄フイルム１７を活性炭原料として活性炭２２を製造する方法を説明する。なお、各工程の詳細については、他の図面を参照しながら後述するものとし、ここでは、活性炭製造フローの概略を述べる。
【００２２】
活性炭製造工程２１は、複層廃棄フイルムやこれを細かくしたチップ等を加熱して、溶融及び炭素化させ、炭素化物３１とする炭素化工程３２と、この炭素化物３１を冷却する冷却工程３３と、冷却された炭素化物３１を砕く砕き工程３４とを有する。なお、冷却工程３３における冷却の方法は、冷却手段を用いて積極的に温度を下げる方法と放置して自然に温度を下げるいわゆる自然冷却方法とのいずれでもよい。冷却工程３３を実施することにより、砕き工程３４において炭素化物３１が砕きやすくなる。
【００２３】
砕き工程３４で得られる粒状の炭素化物３１には、粒径にばらつきがあり、しかもそのばらつきが大きい。つまり粒径分布が広い。そして、活性炭の用途によっては、活性炭の粒径が略一定である方が好ましい場合がある。そこで、このような場合を考慮すると、粒径により炭素化物３１を分けるといういわゆる分級の工程（以降、分級工程と称する）３６を実施することがより好ましい。そして、分級工程３６で一定の粒径範囲毎に分けられたそれぞれの炭素化物３１を、微細孔形成工程３７で賦活する。この微細孔形成工程３７で実施する賦活とは、炭素化物３１に微細孔が多数形成されるまで、炭素化物３１を加熱することであり、この工程３７により活性炭２２を得る。なお、分級工程３６を経ずに、砕き工程３４を経た炭素化物３１をそのまま微細孔形成工程３７に供して活性炭としてもよい。
【００２４】
複層廃棄フイルムのセルロースアシレートがセルロースアセテートである場合には、炭素化工程３２で酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨがガス２７として発生する。複層廃棄フイルム１７のＰＶＡ層にヨウ素が含まれている場合には、酢酸に加えて、ヨウ素とヨウ素の酸化物との少なくともいずれか一方が発生するので、ガス２７には酢酸の他にヨウ素やヨウ素酸化物が含まれることになる。そこで、ガス２７については、酢酸やヨウ素、ヨウ素酸化物を含むガスから酢酸、ヨウ素、ヨウ素酸化物を除去する公知の方法を用いて清浄化してから大気に放出することが好ましい。
【００２５】
図３は活性炭製造設備の概略図であり、図４は炭素化を実施する工程の説明図である。活性炭製造設備６０は、偏光板製造設備６１で廃棄対象とされた複層廃棄フイルム１７を炭素化する炭素化装置６２と、複層廃棄フイルム１７を炭素化装置６２に供する前にチップ６３の形状に予め細かくして、このチップ６３を炭素化装置６２に供給するための供給装置６６と、炭素化装置６２での炭素化により得られる炭素化物３１を粒状に砕き、砕いた粒を分級する粒化装置６８と、粒状の炭素化物３１を賦活して活性炭２２とする賦活装置６９とを備える。なお、本発明における炭素化とは、炭素を含む物質を熱分解して加熱処理することにより、ほぼ炭素原子のみからなる物質にすることをいう。
【００２６】
供給装置６６は、ロータリカッタ（図示無し）とホッパ（図示無し）と送出部（図示無し）とを備える。ホッパは、切断刃を備えるロータリカッタの入口部に配され、送出部は、チップ６３を炭素化装置６２に送るためにロータリカッタの下流側に設けられる。
【００２７】
複層廃棄フイルム１７は、ホッパに入れられると、ロータリカッタに案内される。ホッパに入れられる複層廃棄フイルム１７は形状及び大きさが一定で有る必要は無く、細長いリボン状、シート状、短冊状等でもよいし、これらが混ざっていてもよい。そして、複層廃棄フイルム１７は、ロータリカッタにより、約１ｃｍ四方の略矩形に細かく切断されてチップ６３となり、このチップ６３は、ロータリカッタの下流側に設けられた送出部により炭素化装置６２に送られる。なお、複層廃棄フイルム１７は、上記のようにチップ６３に細かくされずともよく、炭素化装置６２に入れることができればよい。ただし、炭素化装置６２において炭素化をより効率的かつ効果的に実施するという点と、炭素化装置６２に供給すべき量をより調整しやすくするという点とを考慮すると、複層廃棄フイルム１７をチップ６３のように細かくする方がより好ましい。
【００２８】
炭素化装置６２はチップ６３を入れて炭素化を行うための加熱炉７１と、この加熱炉７１の内部が所定の温度となるように加熱と冷却とを行う加熱冷却器７２と、この加熱冷却器７２の温度を制御するコントローラ７３とを備える。
【００２９】
加熱炉７１は、チップ６３を収容する加熱炉本体７１ａと着脱自在の底部材７１ｂとを有する。加熱炉本体７１ａの上部には、開閉自在でありチップ６３を供給するための供給口７６と、加熱炉本体７１ａの内部のガスを排出するための開閉自在な排出口７７とが設けられる。排出口７７には、排出されるガス２７における酢酸の濃度を検知する濃度センサ７９が設けられる。濃度センサ７９はコントローラ７３と接続し、排出口７７から出るガスの濃度を検知してこの検知結果の信号をコントローラ７３に送ると、コントローラ７３は送られてきた信号に応じて加熱冷却器７２の加熱のオンオフまたは設定温度の調節を行う。
【００３０】
加熱冷却器７２は、加熱炉本体７１ａの外周を覆う第１部材７２ａと、底部材７１ｂを加熱炉本体７１ａから外す際に第１部材７２ａから取り外すことができる第２部材７２ｂとを有する。加熱冷却器７２の加熱手段としては、電熱ヒータ方式や、バーナー加熱方式などのものが選択的または併用して用いられる。また。チップ６３への加熱は、本実施形態のような加熱炉本体７１ａなどの部材を介した間接的な加熱であってもよいし、このような間接加熱に代えて、または加えて、チップ６３を直接加熱する方法によるものであってもよい。加熱冷却器７２の冷却手段としては、送風や冷却媒体の循環によるものを用いることができる。なお、加熱炉本体７１ａに、加熱中のチップ６３を攪拌するための攪拌機７４を設けてもよい。これにより、炭素化をより効率的かつ均一に進めることができるようになる。攪拌機７４に代えて、または加えて、加熱炉７１の中に送風してチップ６３を風の力により攪拌する送風手段を用いてもよい。攪拌機７４の図示は、図４では略す。
【００３１】
チップ６３は、炭素化すべき全量を加熱炉７１に入れて一度に炭素化するのではなく、数回に分けて逐次的に供給と炭素化とを実施する。すなわち、炭素化すべき全量の一部のみを第１供給分として加熱炉本体７１ａに入れて炭素化し、好ましくは第１供給分の炭素化が完了しないうちに、第１供給分の炭素化物３１にチップ６３の第２供給分を加えてこの第２供給分を炭素化する、というように、炭素化すべき全量を炭素化し終えるまで、加熱炉本体７１ａへの供給（以下、第１工程と称する）と、新たに供給した供給分を溶融して炭素化する工程（以下、第２工程と称する）とを繰り返し実施する。
【００３２】
炭素化すべき全量を加熱炉７１に入れて一度に炭素化する方法は、全量を速く炭素化物にするという単に効率のみの観点では好ましいと考えうるが、一度の炭素化で大量の酢酸が発生してしまい、脆い炭素化物しか得られなくなる。これは、大量の酢酸が一度に発生することにより、加熱により粘性をおびたあるいは液状になったチップ６３の中で酢酸が多数の大きな泡となって、このまま炭素化が完了すると、炭素化物は薄い皮膜状の集まりとなるからである。このような脆い炭素化物を賦活した場合には、得られる活性炭は、粒状であっても荷重をかけると粉状につぶれてしまうものであったり、あるいは粒状ではなく粒径が非常に小さな粉状となる。そこで、本発明では、上記のように、第１工程と第２工程とを繰り返し実施することにより、一度に全量を炭素化する場合に比べて、酢酸を少量ずつ発生させるので、溶融したチップ６３における酢酸の泡がより細かくなる。これにより、密な炭素化物３１が形成されて、一度に全量を炭素化する場合よりも非常に硬い炭素化物３１を得ることができる。結果として、この炭素化物３１から得られる活性炭２２は、一度に全量を炭素化する工程を経た活性炭よりも、硬いものとして得られる。そのため、この方法により得られる活性炭２２は、荷重をかけても容易には粉状につぶれず、例えば、溶液製膜設備における吸着装置に収容されても当初の粒径を維持することができる。そして、得られた当初の硬さが硬い活性炭２２ほど、溶液製膜設備における吸着と蒸気による脱着を経ても、硬さの点で劣化しにくくなり、スチーム耐性が向上する。
【００３３】
なお、活性炭２２の粒の硬さは、粒の耐荷重性を測定することにより評価することができる。耐荷重性の評価では、所定の粒径範囲である粒をサンプリングして、このサンプルに対し荷重をかけて粒が砕けるか否かを確認する。そして、サンプルにかける荷重を変化させて、いくらの荷重まで粒が砕けずに耐えうるかを評価する。このようにして耐荷重性を測定することにより活性炭２２の粒の硬さを評価することができるが、粒の硬さの評価方法はこの方法に限定されない。
【００３４】
第１工程と第２工程とからなる炭素化工程は、具体的には次のように実施することがより好ましい。図４の（Ａ）に示すように、炭素化すべき量の一部のチップ６３を第１供給分として加熱炉７１に入れる。これが１回目の第１工程である。
【００３５】
次に、１回目の第２工程、すなわち第１供給分のチップ６３の炭素化を実施する。第２工程では、図３に示す攪拌機７４を回転させてチップ６３を攪拌することが好ましい。チップ６３は、加熱されて溶融し、ＰＶＡとセルロースアシレートと接着剤とは分解して炭素化する。このとき、チップ６３に含まれていたセルロースアシレートは、溶融しながら分解する。分解が始まると、酢酸が気体で発生し始めるので、第２工程の間には排出口７７を開放しておき、酢酸が含まれるガス２７を排出させる。なお、ヨウ素やヨウ素イオン、ヨウ素酸化物が発生する場合には、酢酸とともにガス２７として排出する。単層廃棄フイルムあるいは複層廃棄フイルム１１から活性炭を作る場合には、セルロースアシレート、あるいは、セルロースアシレートとＰＶＡとが炭素化される。
【００３６】
排出口７７ではガス２７における酢酸の濃度が濃度センサ７９で連続して検知され、検知結果の信号は、コントローラ７３に送られる。酢酸の濃度は、第１供給分の炭素化を開始してから徐々に大きくなり、ピークに達した後、徐々に低下する。酢酸の濃度が、低いままで、所定値以上に大きくならないときには、コントローラ７３は設定温度を上げるように加熱冷却器７２を制御することが好ましい。これにより、分解を促進して、炭素化を効果的かつ効率的にすることができる。
【００３７】
２回目の第１工程を、酢酸濃度が徐々に低下してゼロ、つまり分解が完結した後に、開始することは、得られる炭素化物３１の硬さをより硬くするという観点のみからは好ましいものの、生産効率の点では必ずしも好ましいとはいえない。そこで、得られる炭素化物３１の硬さと生産効率との両方を考慮し、２回目の第１工程は、１回目の第２工程で酢酸が発生している間に開始することが好ましい。これにより、荷重をかけてもつぶれにくい粒状の活性炭２２を、効率よく製造することができる。より好ましくは、酢酸濃度がピークに達した後に２回目の第１工程を開始する。酢酸濃度がピークに達する以前に２回目の第１工程を開始すると、２回目の供給分の第２工程において発生する酢酸の量が、第１供給分から発生する酢酸量と併せると多くなりすぎて、炭素化すべき全量を分けて第１工程と第２工程とを繰り返すという効果が小さくなることがあるからである。したがって、酢酸濃度がピークに達した後であって、ゼロとなる前に２回目の第１工程を開始することが製造効率の点でより好ましいことになる。さらに好ましくは、酢酸濃度がピークに達して徐々に低下しはじめた後であって、酢酸濃度が所定値以下となったときに、２回目の第１工程を開始する。以上のように、１回目の第２工程は、炭素化が完全に終わらないうち、つまり完了しないうちに終了させて、２回目の第１工程を開始することが好ましく、２回目の第１工程の開始のタイミングは、酢酸の単位時間における生成量、簡易的には酢酸濃度に基づいて決めることができる。そして、２回目の第１工程の開始タイミングとする酢酸濃度は、１回目の第２工程の酢酸濃度のピークの略６０％程度とすることが特に好ましい。つまり、前回の第２工程の酢酸濃度のピークを１００としたときに、そのピークから酢酸濃度が略６０にまで低下したときに次回の第１工程を開始することが好ましい。
【００３８】
なお、濃度センサ７９と供給装置６６の送出部とを接続することにより、酢酸濃度がピークに達した後に徐々に低下して所定値以下になった場合には、送出部が濃度センサ７９の信号を受けて次の第１工程のチップ６３を送り出すようにすることができる。
【００３９】
第２工程における炭素化、つまり分解反応は発熱反応であるため、酢酸濃度と発熱量とはほぼ比例し、かつ、酢酸濃度の上昇と発熱量の増加、酢酸濃度の減少と発熱量の減少とはほぼ同期する。したがって、濃度センサ７９を設けずに、加熱炉７１の温度変化を検知しながら、この検知温度に基づいて２回目の第１工程の開始タイミングを決定することができる。このように、ｎ（ただし、ｎは２以上の自然数）回目の第１工程の開始のタイミングは、ｎ−１回目の第２工程における酢酸濃度または加熱炉７１の温度に基づき求めることができる。つまり、前回の第２工程の酢酸濃度または加熱炉７１の温度に基づき、次の第１工程の開始タイミングを決定することができる。
【００４０】
２回目の第１工程では、図４の（Ｂ）に示すように、１回目の第２工程で得られる炭素化物３１の上に、新たなチップ６３、つまり第２供給分が載るように供給している。第２供給分の量は、第２供給分が２回目の第２工程で溶融したときに、第２供給分に含まれるセルロースアシレートが１回目の第２工程で生成した炭素化物３１にしみ入るような程度の量、つまり炭素化物３１の隙間に入り込む程度の量とすることが好ましい。このような量よりも少ない量の第２供給分とすると、２回目の第２工程で発生する酢酸の量がその分少なくなるということの前記の利点はあるものの、炭素化すべき全量を炭素化し終わるまで繰り返さなければならない第１工程と第２工程との回数を増やさざるを得なくなるために製造効率が下がることになる。なお、炭素化物３１の隙間は、１回目の第２工程における酢酸の発生により、炭素化物３１に細かな発泡が起きることにより形成されるものである。そして、この泡については、一度に全量のチップ６３を入れて炭素化する方法において発生する泡のように大きくはならずに、小さく細かいものとして発生させることができる。このような第２供給分の供給によって、溶融したセルロースアシレートがこの隙間に入り込むことにより、１回目の第２工程で生成した炭素化物３１が第２供給分のセルロースアシレートで浸された状態となる。この「浸された状態」とは、炭素化物３１の隙間における露出面の少なくとも一部が、溶融したセルロースアシレートに接触した状態を意味し、溶融したセルロースアシレートで隙間が満たされていなくともよい。すなわち、隙間中に気体が残っている態様も、上記の「浸された状態」に含まれる。ただし、溶融したセルロースアシレートで隙間が満たされる状態であることが特に好ましい。なお、溶融したセルロースアシレートの液の高さが、１回目の第２工程で生成した炭素化物３１の塊の上面を超えるレベルになると、２回目の第２工程における酢酸の発生量が多くなるので、該上面を超えないレベルであることがより好ましい。
【００４１】
２回目の第１工程の後に、第２供給分のチップ６３を炭素化する。この工程でセルロースアシレートを溶融して、１回目の第２工程で生成した炭素化物３１を浸すと、この炭素化物３１は形状が崩れ、溶融したセルロースアシレートの中に取り込まれる。加熱を続けると、第２供給分は炭素化し、これとともに、第２供給分に取り込まれ第１供給分から生成した炭素化物３１は、炭素割合が２回目の第２工程の開始時よりも高くなり、硬くなる。図４の（Ｃ）では、１回目の第２工程で得られる炭素化物３１のレベルを符号Ｌ１の破線で示し、２回目の第２工程後の炭素化物３１のレベルを符号Ｌ２の実線で示す。なお、図４では、２回目の第２工程で得られた炭素化物３１が１回目の第２工程で得られた炭素化物３１の上にあるように図示しているが、２回目の第２工程で新たに生成した炭素化物３１は、実際には、１回目の第２工程で生成した炭素化物３１の中にも含まれている。また、図３に示す攪拌翼７４は、上下方向で変位可能となっており、２回目の第２工程では、第２供給分の中のみならず、第１供給分から生成した炭素化物３１中でも攪拌翼が回転するように、図３の攪拌機７４を配することが好ましい。
【００４２】
３回目の第１工程は、前回つまり２回目の第１工程と同様に、２回目の第２工程でガス２７における酢酸の濃度がゼロとなる前に開始する。３回目の第１工程で新たに供給するチップ６３の量は、前回つまり２回目の第２工程で得られた炭素化物３１を、溶融したときのセルロースアシレートが浸す量とする。なお、この量は、必要とする最低限の量であり、既に得られているすべての炭素化物３１を浸すことができる程の量であることがより好ましい。つまり、少なくともレベルＬ１とＬ２との間の炭素化物３１が３回目の第２工程で溶融したセルロースアシレートに取り込まれることが好ましく、レベルＬ２までのすべての炭素化物３１が３回目の第２工程で溶融したセルロースアシレートに取り込まれることがより好ましい。また、３回目の第２工程では、少なくとも第２供給分から生成した炭素化物３１中で攪拌翼が回転するように、つまり、レベルＬ２以下の範囲で攪拌翼が回転するように、図３の攪拌機７４を配することが好ましい。
【００４３】
以上のようにして、一度生成した炭素化物３１が、後の第２工程で溶融したセルロースアシレートに取り込まれて再び固まることにより、得られる炭素化物３１ないし活性炭２２をより硬くすることができる。すなわち、第１工程と第２工程とを繰り返し行うことが好ましい。なお、第１工程におけるチップ６３の各供給分については、２〜３回目の第１工程までは徐々に増える傾向にあるが、その後略一定にし、最終の２〜３回の第１工程で徐々に減らすことができる。ただし、各供給分が徐々に増えるという第１工程の上記回数ならびに徐々に減らしていく上記回数は、炭素化を実施する加熱炉の容量等により変わりうる。なお、最後の第２工程は、酢酸濃度がピークを越えた後に終了させることが好ましく、終了タイミングを酢酸濃度あるいは加熱炉の温度に基づいて決定してよい。
【００４４】
第２工程におけるチップ６３への加熱処理では、加熱炉７１の内部の温度は、加熱冷却器７２により、３００℃以上、より好ましくは３５０℃以上６００℃以下の範囲、さらに好ましくは４００℃以上６００℃以下の範囲にすることが好ましい。また、各第２工程の時間が１５分以上６０分以下であることが好ましい。この時間内に次の第１工程を開始することができるように、加熱炉７１の内部温度と、各第１工程におけるチップ６３の供給量とを調整するとよい。１５分未満の時間で炭素化しようとすると、分解反応が急速に進みすぎてしまい、泡が加熱炉７１の排出口７７から吹き出してしまうことがあり、一方、６０分よりも長い時間で炭素化することは、生産性が良いとは言えない。
【００４５】
炭素化すべき全量につき炭素化を終えた直後の炭素化物３１は概ね３００℃以上６００℃以下の温度範囲となっている。そして、この炭素化物３１は硬く固まった状態で得られる。そこで、加熱炉７１に入ったままで炭素化物３１を冷却して、底部材７１ｂを外す。そして、加熱炉７１の下方から砕いて炭素化物３１を取り出す。
【００４６】
粒化装置６８は、炭素化物３１を砕く砕き部と、砕き部で砕かれた炭素化物３１を粒径毎に分ける分級部を有する。砕き部で所定の粒径以下、好ましくは平均粒径が２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、より好ましくは２ｍｍ〜１５ｍｍの範囲、さらに好ましくは２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲となるように砕き、粒状にすると、砕かれた炭素化物３１は、粒径が大きく異なる粒が混合した状態となる。つまり、粒径分布が広い。そこで、ある粒径範囲毎に分級することが好ましい。活性炭２２の用途や使い方に応じて、適する粒径が異なる場合があるからである。なお、分級部には、目の大きさが大きいふるいと小さいふるいとが上から順に備えられており、所定の粒径範囲毎に炭素化物３１が分けられる。
【００４７】
なお、分級は賦活工程の後に実施してもよいが、賦活工程の後に代えて、あるいは加えて賦活工程の前に実施することがより好ましい。粒径分布が小さいほど、賦活を効果的かつ効率的に実施することができるからである。
【００４８】
本発明によると、バインダ成分無しで、耐溶剤性や耐熱性に優れ、環境への影響が極めて少ない粒状の活性炭が所望の硬さで得られ、しかも、用途に応じた好ましい粒径の活性炭を容易に得ることができるという利点がある。また、本発明によると、バインダ成分で粉状の活性炭を固めるような造粒工程を実施する必要がないことから、製造効率の点でも粒状活性炭の従来の製造方法よりも優れるという利点がある。さらに、本発明によると、従来は廃棄処分とされていたセルロースアシレートを原料にして活性炭を製造することができるという利点がある。
【００４９】
本実施形態では、炭素化装置６２で排出されたガス２７は、大気に放出することができる状態となるように、ガス処理部（図示無し）で処理される。このガス処理部は、酢酸を燃焼させる燃焼装置８１と、燃焼装置８１での燃焼により生じた燃焼ガス４２を冷却する第１熱交換器８２とを備える。チップ６３の中にヨウ素が含まれる場合には、燃焼ガス４２中にはヨウ素やヨウ素酸化物が含まれるので、このような燃焼ガス４２については、第１熱交換器８２を経た後に洗浄装置８３に送り込んで、洗浄するとよい。この洗浄装置８２には、燃焼ガス４２に含まれるヨウ素やヨウ素酸化物を吸収する吸収液が収容される。そして、洗浄装置８３からの排ガス２８と燃焼装置８１で生じた炭酸ガスとを冷却する第２熱交換器８５を備えることが好ましく、この第２熱交換器８５の下流にはさらに、排ガス２８に含まれる微量のヨウ素やヨウ素酸化物を吸着または吸収して除去するための除去装置が設けられることがより好ましい。
【００５０】
燃焼装置８１は、内部に送られてきたガス２７を燃焼させる燃焼塔を備え、この燃焼塔には、ガス２７の燃焼速度を高める補助熱源としてのバーナーが設けられている。燃焼塔内にガス２７が送られると、酢酸を８５０℃以上１０００℃以下で燃焼させる。この燃焼工程では、酢酸を十分に酸化させて酢酸ガスを炭酸ガスとする。ヨウ素やヨウ素イオン、ヨウ素酸化物（以下、これらをまとめてヨウ素系物質と称する）がガス２７に含まれる場合には、酢酸を上記温度範囲で十分に酸化させる条件下では、ヨウ素系物質も酸化が進む。ガス２７には、他の物質も含まれる場合があるが、そのうち、炭素を含む物質については酢酸と同様に炭酸ガスとする。
【００５１】
炭酸ガスとヨウ素系物質とを含む燃焼ガス４２の温度は、８５０℃〜１０００℃となっているので、洗浄装置２３に供することができる温度になるように第１熱交換器８２で冷却する。
【００５２】
洗浄装置８３は、炭酸ガスとヨウ素系物質とを吸収する吸収液が収容される液槽（図示無し）と、液槽内の吸収液中に燃焼ガス４２を案内する第１パイプ（図示無し）と、液槽の液面よりも高い位置に一端が位置するように設けられ、液槽内のガスを洗浄装置８３の外部へ案内する第２パイプとを備える。第１パイプは、吸収液中に一端が位置するように配され、第１熱交換器８２を出た燃焼ガス４２は、第１パイプから吸収液の中に導かれ、バブリングされる。これにより燃焼ガス４２の中に含まれる炭酸ガスとヨウ素系物質とを吸収液に吸収させる。吸収液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等の一般的なアルカリ性溶液が好ましい。
【００５３】
他の態様としては、液槽に代えて周知のスクラバーを用いる方法がある。スクラバーとしては、例えば、燃焼ガス４２が適宜送り込まれるガス入口と、このガス入口よりも上方から吸収液を液滴として出すシャワーとが備えられたいわゆる吸収塔が挙げられる。
【００５４】
燃焼ガス４２は、吸収液で炭酸ガスとヨウ素系物質とを吸収することにより洗浄されて、大気へ放出される排ガス２８となる。この排ガス２８の熱エネルギーを有効に用いるために、排ガス２８を第２熱交換器８５へ送り、流体である伝熱媒体と熱交換させる。
【００５５】
図５は、賦活装置６９の概略図である。炭素化物３１を賦活する賦活装置６７は、ロータリキルン９１と、このロータリキルン９１の内部に所定のガスを供給するガス供給源９２とを備える。ロータリキルン９１は断面円形のパイプである装置本体９３を備え、この装置本体９３の上流端には炭素化物３１の入口、下流端には活性炭２２の出口が設けられ、これら入口と出口とはシャッタ９７，９８により開閉自在とされる。賦活の際には、シャッタ９７，９８により入口及び出口が閉じられてロータリキルン９１の内部は密閉状態にされる。
【００５６】
また、装置本体９３は、周方向で回転自在となるようにローラ９９により支持される。装置本体９５には、スプロケットホイル１００が取り付けられており、このスプロケットホイル１００が駆動機構１０１により回転し、これにより装置本体９３が回転する。装置本体９３の回転に伴って、装置本体９３の内部に備えられた羽根１０６が回り、入口から入った炭素化物３１が出口方向へ、攪拌されながら送られる。
【００５７】
装置本体９３の内部には電気ヒータ１０３が設置されており、装置本体９３の内部を加熱する。装置本体９３の内部には温度センサ（図示無し）が設けられ、この温度センサは内部温度を検知する。そして、電気ヒータ１０３は、この温度センサによる検知結果に基づいて、装置本体９３の外部に設けられたコントローラ（図示無し）により温度が制御される。
【００５８】
賦活装置６９は、炭素化物３１を賦活し、これにより、炭素化物３１に、より細かく小さな微細孔を多く形成して、その表面積が賦活前よりも大きくなるようにする。装置本体９３に炭素化物３１が入ると、装置本体９３の内部に備えられた羽根１０６が回り、炭素化物３１はこの羽根１０６の駆動により攪拌される。電気ヒータ１０３により装置本体９３の内部は加熱され、これにより、攪拌されている間の炭素化物３１は、所定の温度に加熱される。
【００５９】
装置本体９３では、炭素化物３１の温度を７５０℃以上９５０℃以下の範囲とすることが好ましい。装置本体９３の内部温度を炭素化物３１の温度とみなすことができる場合には、装置本体９３の内部温度が上記範囲となるように電気ヒータ１０３を温度調整するとよい。この装置本体９３による賦活工程では、炭素化物３１を酸化する。より具体的には、炭素化物３１の中に残っている炭素以外の原子や原子団を酸化することにより炭素化物３１から炭素以外の原子を除去することと、炭素化物３１に含まれる炭素の一部だけを酸化することにより炭酸ガスあるいは一酸化炭素として炭素化物３１から一部の炭素を除去することとの両方を行う。これにより、炭素化物３１はより小さな孔径の微細孔が形成されて活性炭２２となる。この賦活工程は、吸熱反応を伴うので、炭素化物３１に所定量の熱エネルギーを与えるには、単位時間あたりの熱エネルギー量が小さい場合ほど要する時間が長くなることになる。したがって、装置本体９３の内部温度を低くするほど、炭素化物３１の賦活に要する時間が長くなり、７５０℃未満では低すぎて賦活そのものができず十分な吸着性能を有する活性炭２２を得ることができなくなる場合がある。一方、炭素化物３１の温度を９５０℃よりも高くすると、ロータリキルン９１の設備コストが極端にかさむことになるのに加え、炭素化物３１に含まれる炭素のうち、炭酸ガスや一酸化炭素等のようにして酸化されて除去される炭素の数が多くなりすぎてしまう。このように酸化されて除去される炭素の数が多くなるほど、活性炭２２の収率が下がってしまう。したがって、装置本体９３における炭素化物３１の適正な温度範囲は上記の範囲である。
【００６０】
ガス供給源９２からの炭酸ガス（ＣＯ２）１０５が、装置本体９３に取り付けられたガス導入管１０７により、装置本体９３の内部に案内される。送り込む炭酸ガスの量は、炭素化物３１の量に応じて決定する。つまり、炭素化物３１の量が多いほど送り込む炭酸ガスの量を多くする。炭酸ガスの送り込みは、賦活の開始時のみでもよいし、賦活中連続して実施してもよいし、また、賦活の間に断続的に実施してもよい。なお、装置本体９３に送り込むガスは炭酸ガスに限られず、炭素化物３１を酸化してそれ自身は還元される性質のガスを意味する。したがって、炭酸ガスに代えて、あるいは加えて、水蒸気、空気、これらのガスの混合物である混合ガスを用いることができる。
【００６１】
賦活を行う時間は、活性炭２２の収率が５０％となるように、調整される。ここで、活性炭２２の収率（％）は、賦活に供した炭素化物３１の重量をＡ、賦活により得られる活性炭の重量をＢとするときに、１００×Ｂ／Ａの式で求める値である。また、賦活を行う時間は、電気ヒータ１０３の加熱能力、装置本体９３の回転速度によっても、調整することができる。
【００６２】
賦活装置６９により、炭素化物３１は賦活され、極微細な粒子等が除去される。このように得られた活性炭２２は、多くの微細孔があることから表面積が非常に大きく、炭素化物３１に比べて吸着性能が格段に高い。また、ロータリキルン９１により炭素化物３１は攪拌されながら賦活されるので、ヤシガラを原料とする活性炭と同等レベルの吸着性能をもつ活性炭を効率的に製造することができる。賦活が終了すると装置本体９３のシャッタ９８により出口が開かれ、活性炭２２は、装置本体９３の外へ出される。このとき、装置本体９３のシャッタ９７により入口を開いて、新たな炭素化物３１を装置本体９３内に送り込んでもよい。
【００６３】
なお、本実施形態では、賦活の際に炭素化物３１を攪拌する手段としてロータリキルン９１を用いるが、本発明はこれに限定されず、炭素化物３１に対する熱伝導効率及び炭酸ガス１０５との接触効果を望める機能をもつものであればよい。例えば、炭素化物３１が入れられた容器内に酸化性のガスを吹き込み、このガスの流れにより炭素化物３１を攪拌する方法や、炭素化物３１が入れられた容器に振動を与えて炭素化物３１を攪拌する方法がある。
【００６４】
以上の方法によると、ＪＩＳ Ｋ１４７４によるジクロロメタンの吸着性能は、概ね０．６ｇ／ｇであり、また、溶液製膜設備の吸着装置における蒸気での脱着による劣化や溶媒による劣化もほとんどない。上記吸着性能は、活性炭１ｇあたりに吸着したジクロロメタンの質量（ｇ）を示す値である。
【００６５】
なお、上記実施形態の炭素化工程において発生するガスは酢酸であるが、これは、複層廃棄フイルム１７（図１参照）の第１，第２セルロースアシレート層におけるセルロースアシレートがアセチルセルロースであるからである。したがって、セルロースアシレートがアセチル基とは異なる他のアシル基をもつ場合には、酢酸とは異なる他のカルボン酸が酢酸に代わりあるいは加わり発生することがある。
【００６６】
なお、本発明において活性炭原料とするセルロースアシレートの形状は、フイルム形状あるいはこれを細かくしたチップ形状に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。他の形状としては、ドープの製造の際にロス分として回収され、乾燥された粒状、粉体等が挙げられる。このように、本発明では、偏光板、偏光板をつくる過程でのセルロースアシレートを含む各廃棄物、偏光板の各材料の廃棄物等を原料として、活性炭を製造することができる。
【実施例１】
【００６７】
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。以下の条件で、本発明である実験１，２と本発明に対する比較実験１，２と参考実験１とを実施した。
【００６８】
［比較実験１］
単層のセルロースアシレートフイルムである単層廃棄フイルムを、ロータリカッタにより１ｃｍ×１ｃｍ程度の大きさのチップとした。このチップを原料として、活性炭を以下の条件で製造した。炭素化工程では、炭素化すべきチップを全量、加熱炉７１に入れて一度に全量を炭素化した。加熱炉７１の内部温度は３５０℃以上６００℃以下の範囲とし、加熱時間は１５分とした。微細孔形成工程３７では、９００℃で９０分間の加熱を実施した。賦活装置６９へはガス供給源９２から炭酸ガス１０５を供給した。炭酸ガス１０５の流量は、１リットル／分とした。また、賦活装置６９における羽根１０６の回転速度は０．７５ｒｐｍとした。
【００６９】
得られた活性炭の評価は、耐荷重性とスチーム耐性とヨウ素吸着性能とジクロロメタンの吸着性能とについて実施した。耐荷重性は、前記の通り活性炭の粒の硬さを評価するために実施するものであり、スチーム耐性は、例えば吸着後に実施する水蒸気による脱着で活性炭が硬さの点で劣化しないか否かを評価するものである。各評価の評価方法は以下である。
（ａ）耐荷重性・・・得られた活性炭から粒径が略一定のものをサンプリングし、このサンプルをガラス板の上に密に広げ、その面積が１ｃｍ２となるようにした。広げたサンプルの上に面積１ｃｍ２のステンレス板を載せ、このステンレス板の上に分銅を１分間載せた。サンプルの粒のつぶれ具合を目視で観察した。そして、細かくつぶれた分の重量割合が０％以上１０％以下である場合を「○」、１０％よりも大きい場合を「×」とし、「○」の評価が得られる分銅の質量の最大値を求めてこれを耐荷重性の評価結果とした。
（ｂ）スチーム耐性・・・得られた活性炭から粒径が略一定のものを約１５ｇサンプリングした。水が透過するように濾紙で作られた箱状容器に、サンプルを入れた。サンプルが飛び散らないように、かつ、サンプルがスチーム（水蒸気）に十分さらされるように、スチーム量を調整し、３０分間スチームをサンプルに吹きつけた。吹きつけの後、サンプルの外観を目視で観察し、サンプルのうち細かくなったものの重量割合が５０％未満である場合を「○」、５０％以上である場合を「×」とした。
（ｃ）ヨウ素の吸着性能・・・ＪＩＳ（Ｋ１４７４）の方法に従って測定した。この値は、活性炭１ｇにつき、吸着されたヨウ素の質量（ｍｇ）を表す。
（ｄ）ジクロロメタンの吸着性能・・・ＪＩＳ（Ｋ１４７４）の方法に従って測定した。この値は、活性炭１ｇにつき、吸着されたジクロロメタンの質量（ｇ）を表す。
なお、吸着と水蒸気による脱着とに供した活性炭につき耐荷重性及び吸着性能を評価する場合には、１５０℃で１時間乾燥したした後に上記（ａ），（ｃ），（ｄ）の方法により評価する。
【００７０】
本比較実験１で得られた活性炭の評価結果を表１に示す。表１の「活性炭原料」欄においては、単層廃棄フイルムを単に「単層フイルム」と記す。表１の「炭素化工程の回数」とは、第１工程と第２工程との繰り返し回数を意味する。本比較実験１のように、炭素化すべきチップを全量加熱炉に入れて一度に炭素化した場合には、表１の欄「炭素化工程の回数」には「１回」と記す。なお、表１における（ａ）〜（ｄ）の符号は上記の評価項目の符号に対応する。本比較実験１の（ａ）耐荷重性については、得られた活性炭は平均粒径が２００μｍ〜３００μｍの粉状であったため、測定せず、このため、表１においては「−」と記す。また、（ｂ）スチーム耐性については、スチームによる外観変化は認められなかったが、もともと粉状であるため本発明との比較という意味ではこの結果を対象外としたので、表１においては「−」と記す。なお、表１にはハンドリング性についても記す。本比較実験１で得られた活性炭は粉状であるために、吸着装置への収容時には活性炭が舞ってしまった。また、粉状であるために、吸着装置の収容部には、隙間がほとんど無いように、すなわち密に収容されてしまい、吸着すべき気体の溶剤との接触面積が粒状のものと比べて少なくなっていた。蒸気による脱着をすると、収容部における圧力が上がり、これにより活性炭の一部が収容部から流れ出す現象が見られた。したがって、表１の「ハンドリング性」では「×」の評価とした。
【００７１】
［実験１］
比較実験１の炭素化工程を、以下の方法に代えて実施した。炭素化工程３２では、炭素化すべきチップ６３を１０回にわけ、第１工程と第２工程とを１０回繰り返し実施してチップ６３を炭素化した。各第２工程における加熱炉９１の内部温度は、各回とも３５０℃以上６００℃以下の範囲とし、また各第２工程の時間は１５分とした。賦活工程３７の条件は比較実験１と同じである。以上の条件により平均粒径が５ｍｍの活性炭を製造した。
【００７２】
本実験１で得られた活性炭２２について、比較実験１と同様に（ａ）〜（ｄ）の評価を実施した。評価結果は表１に示す。なお、本実験１で得られた活性炭は粒状であったので、比較実験１の粉状の活性炭に認められたハンドリング性の悪さはなく、吸着装置への収容や吸着、脱着も良好に実施することができたので、表１の「ハンドリング性」では「○」と評価することができた。
【００７３】
［比較実験２］
比較実験１で得られた粉状の活性炭を、バインダを用いて粒状に固めて平均粒径５ｍｍの粒状活性炭とした。バインダとしてはコーンスターチを用いた。得られた粒状活性炭につき、（ａ）〜（ｄ）の評価を実施した。評価結果は表１に示す。なお、本比較実験２で得られた活性炭は粒状であったので、ハンドリング性はよく「○」と評価した。また、バインダがコーンスターチであるので、環境への悪影響は少ないといえる。
【００７４】
［実験２］
実験１の単層廃棄フイルムを複層廃棄フイルム１７に代えて、この複層廃棄フイルム１７を原料として平均粒径が５ｍｍの活性炭２２を製造した。この複層廃棄フイルム１７は、偏光板の廃棄物である。得られた活性炭２２につき、（ａ）〜（ｄ）の評価を実施した。評価結果は表１に示す。表１の「活性炭原料」欄においては、複層廃棄フイルムを単に「複層フイルム」と記す。なお、本実験２で得られた活性炭は粒状であったので、ハンドリング性に優れており、「○」と評価した。
【００７５】
［参考実験］
ヤシガラを原料にして製造された市販のいわゆるヤシガラ活性炭（商品名；シラサギ，タケダ薬品（株）製）であり、これについて（ａ）〜（ｄ）の評価を実施した。評価結果は表１に示す。なお、本参考実験のヤシガラ活性炭は粒状であったので、ハンドリング性は優れており、このため表１の「ハンドリング性」は「○」と評価したが、このヤシガラ活性炭のバインダは石油ピッチであるので、環境への影響という点で好ましいものとはいえないことは前述の通りである。
【００７６】
【表１】
【００７７】
表１に示すように、本発明による活性炭は、市販のヤシガラ活性炭と同等以上の吸着性を有していることがわかる。これにより、セルロースアシレートを原料にして吸着性能に優れた活性炭を製造することができることがわかる。したがって、大量に廃棄処分されてきたセルロースアシレートのフイルムや偏光板を活性炭にして再利用することができる。また、この活性炭は粒状であるので、ハンドリング性がよい。そして、本発明によると、吸着性能のみならず、スチーム耐性や耐荷重性に優れた活性炭をつくることができることがわかる。さらに、本発明によると、環境への影響が極めて少ない活性炭をつくることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】（Ａ）は活性炭原料となる複層廃棄フイルムの断面図であり、（Ｂ）は別の複層廃棄フイルムの断面図である。
【図２】本発明を実施するための活性炭製造工程を示すフローチャートである。
【図３】活性炭製造設備を示す概略図である。
【図４】炭素化工程の説明図である。
【図５】賦活装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１，１７ 複層廃棄フイルム
２２ 活性炭
２７ ガス
３１ 炭素化物
６０ 活性炭製造設備
６２ 炭素化装置
６８ 粒化装置
６９ 賦活装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースアシレートを加熱炉の中に入れる第１工程と、前記加熱炉中で、前記セルロースアシレートを溶融し炭素化して炭素化物とする第２工程とを交互に繰り返す炭素化工程と、
前記炭素化物を冷却する冷却工程と、
前記冷却工程後の前記炭素化物を砕く砕き工程と、
前記砕き工程後の前記炭素化物に微細孔が形成されるまで、前記炭素化物を酸化する気体の存在下で、前記炭素化物を加熱する微細孔形成工程と、
を有することを特徴とする活性炭の製造方法。
【請求項２】
２回目以降の前記各第２工程では、溶融させた前記セルロースアシレートで、前回の前記第２工程で生成した前記炭素化物を浸すことを特徴とする請求項１記載の活性炭の製造方法。
【請求項３】
２回目以降の前記第１工程を、前回の前記第２工程で気体のカルボン酸が発生している間に開始することを特徴とする請求項１または２記載の活性炭の製造方法。
【請求項１】
セルロースアシレートを加熱炉の中に入れる第１工程と、前記加熱炉中で、前記セルロースアシレートを溶融し炭素化して炭素化物とする第２工程とを交互に繰り返す炭素化工程と、
前記炭素化物を冷却する冷却工程と、
前記冷却工程後の前記炭素化物を砕く砕き工程と、
前記砕き工程後の前記炭素化物に微細孔が形成されるまで、前記炭素化物を酸化する気体の存在下で、前記炭素化物を加熱する微細孔形成工程と、
を有することを特徴とする活性炭の製造方法。
【請求項２】
２回目以降の前記各第２工程では、溶融させた前記セルロースアシレートで、前回の前記第２工程で生成した前記炭素化物を浸すことを特徴とする請求項１記載の活性炭の製造方法。
【請求項３】
２回目以降の前記第１工程を、前回の前記第２工程で気体のカルボン酸が発生している間に開始することを特徴とする請求項１または２記載の活性炭の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１３２５５９（Ｐ２００９−１３２５５９Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０９６７０（Ｐ２００７−３０９６７０）
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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