JP2006327915A - Device for removing magnetic material in fine carbon fiber, and method for removing magnetic material - Google Patents

Device for removing magnetic material in fine carbon fiber, and method for removing magnetic material Download PDF

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Hirosuke Kawaguchi
宏輔 河口
Yasuyuki Yamaji
安之 山地
Fuminori Munekane
史典 宗兼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for effectively removing magnetic materials, such as iron, from fine carbon fibers after being manufactured. <P>SOLUTION: A device 1 for removing magnetic materials in fine carbon fibers is provided with an inflow part 20, which makes manufactured carbon fibers flow in together with air, a magnetic material removing vessel 2, which removes magnetic materials being present in the air; and an outflow part 30 making the fine carbon fibers, from which the magnetic materials are removed, flow out. Magnets are arranged in the current of the air, which contains the fine carbon fibers, inside the magnetic material removing vessel 2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、生成された微細炭素繊維に混合された磁性体を除去する微細炭素繊維の磁性体除去装置及び磁性体除去方法に関する。   The present invention relates to a fine carbon fiber magnetic body removing device and a magnetic body removing method for removing a magnetic substance mixed in a produced fine carbon fiber.

カーボンナノチューブに代表される微細炭素繊維を生成する代表的な方法として、特許文献１に開示の気相成長法が知られている。気相成長法は、ベンゼン等の炭素源を気相中で熱分解させて、遷移金属化合物に含まれる鉄などの金属微粒子を触媒として成長させる生成方法である。かかる気相成長法には、熱分解帯域に配された基板上に金属微粒子を散布し、そこから微細炭素繊維を成長させる基板法、浮遊する金属微粒子から微細炭素繊維を成長させる浮遊法などがある。   As a typical method for producing fine carbon fibers typified by carbon nanotubes, a vapor phase growth method disclosed in Patent Document 1 is known. The vapor phase growth method is a production method in which a carbon source such as benzene is thermally decomposed in a gas phase, and metal fine particles such as iron contained in a transition metal compound are grown as a catalyst. Such vapor phase growth methods include a substrate method in which fine metal fibers are dispersed on a substrate disposed in a pyrolysis zone and fine carbon fibers are grown therefrom, and a floating method in which fine carbon fibers are grown from floating fine metal particles. is there.

近時、用途によっては、生成された微細炭素繊維から黒鉛質以外の成分を極力除去した微細炭素繊維を入手したいとの要請が高まってきており、かかる要請は、気相成長法により生成された微細炭素繊維についても例外ではない。   Recently, there has been an increasing demand for obtaining fine carbon fibers obtained by removing components other than graphite from the produced fine carbon fibers as much as possible depending on the use, and such requests have been generated by a vapor deposition method. Fine carbon fibers are no exception.

ところが、気相成長法は、上記のように触媒として金属微粒子、特に鉄微粒子を使用するため、生成された微細炭素繊維には触媒として使用した鉄分が繊維内に残存する。この繊維内に残存する鉄分は、例えば２４００℃以上の高温熱処理により繊維外へと昇華させることが可能であるが、昇華した鉄分を気体のまま排出することは困難であるため、生成された微細炭素繊維においては、再凝固した鉄分が単体で存在するか、微細炭素繊維の表面に付着した状態で存在することとなってしまう。   However, since the vapor phase growth method uses metal fine particles, particularly iron fine particles, as described above, iron used as a catalyst remains in the produced fine carbon fibers. The iron content remaining in the fiber can be sublimated outside the fiber by, for example, a high-temperature heat treatment of 2400 ° C. or more, but it is difficult to discharge the sublimated iron as a gas. In the carbon fiber, the re-solidified iron content is present alone or attached to the surface of the fine carbon fiber.

したがって、磁性体としての鉄分単体および鉄分の付着した微細炭素繊維を同時に除去する方法が求められていた。   Therefore, there has been a demand for a method of simultaneously removing the iron simple substance and the fine carbon fiber to which the iron is attached as a magnetic material.

特開平６−１４６１１６号公報JP-A-6-146116

しかしながら、従来、生成された後の微細炭素繊維から磁性体を除去する手法については、今まで研究されておらず、有効な磁性体除去手法が存在しないのが実状である。   However, conventionally, the technique for removing the magnetic material from the fine carbon fiber after being produced has not been studied so far, and there is no effective magnetic substance removal technique.

そこで、本件発明の発明者は、生成後の微細炭素繊維から、磁性体を除去する手法を思案した。本件発明の発明者は、当初既存の磁選機を使用して磁性体を除去することを思案した。   Therefore, the inventor of the present invention has conceived a method for removing the magnetic material from the fine carbon fiber after generation. The inventor of the present invention first thought to remove the magnetic material using an existing magnetic separator.

例えば、磁石面を流下させ、磁性体を磁石に保持させる方法である。この場合、磁選機としては、ドラム式、グリッド式、スクリーン式又はストレーナ式を使用することが考えられる。また、他の手法として、微細炭素繊維を、磁石面の下側を通過させ、通過の際に磁性体をピックアップする手法も思案した。この場合、使用する磁選機としては、リフティングマグネット又は吊り下げ式のものが考えられる。さらに、微細炭素繊維を、磁石と磁石の間を通過させる手法も思案した。この場合、対極式ドラムセパレータを使用する。   For example, the magnet surface is caused to flow down and the magnet is held by the magnet. In this case, it is conceivable to use a drum type, grid type, screen type or strainer type as the magnetic separator. As another method, a method of passing a fine carbon fiber under the magnet surface and picking up a magnetic material during the passage was considered. In this case, a lifting magnet or a suspended type can be considered as the magnetic separator used. Furthermore, a method of passing fine carbon fibers between magnets was also conceived. In this case, a counter electrode type drum separator is used.

しかしながら、当初思案した手法は、次のような不都合な点が種々ある。   However, the method originally conceived has various disadvantages as follows.

第１に磁石面を流下させて磁性体のみを保持させる手法では、着磁させるために必要な磁力と、その後に微細炭素繊維を離脱させる磁力のバランスを取ることが困難で、このバランスを取ろうとすれば、装置が極めて高価となる。加えて、着磁後に微細炭素繊維のみを離脱させる工程では、磁石を空中で高速移動させ、このときの空気抵抗を利用して微細炭素繊維を離脱させることになるが、高速移動させるためのコストが嵩む。   First, in the technique in which only the magnetic material is held by flowing down the magnet surface, it is difficult to balance the magnetic force necessary for magnetization and the magnetic force to subsequently release the fine carbon fiber. Attempting to do so would make the device extremely expensive. In addition, in the process of releasing only the fine carbon fiber after magnetization, the magnet is moved at high speed in the air, and the fine carbon fiber is released using the air resistance at this time. Is bulky.

この点、磁石と磁石の間を通過させる、対極式ドラムセパレータを使用する手法についても、ほぼ同様の不都合がある。   In this regard, the method of using a counter-polar drum separator that passes between magnets has substantially the same disadvantages.

また、リフティングマグネット又は吊り下げ式の磁選機を使用する手法にあっては、磁性体のみを着磁させるための磁力を得ることが極めて困難である。即ち、磁力を強くしすぎれば、微細炭素繊維も着磁させ、磁石の着磁力を即低下させてしまう。   Moreover, in the method using a lifting magnet or a suspended magnetic separator, it is extremely difficult to obtain a magnetic force for magnetizing only the magnetic material. That is, if the magnetic force is increased too much, the fine carbon fiber is also magnetized and the magnetized magnetic force of the magnet is immediately reduced.

そこで、本発明では、生成された後の微細炭素繊維から効果的に鉄分などの磁性体を除去することができる微細炭素繊維の磁性体除去装置及び磁性体除去方法を提供する。   Therefore, the present invention provides a magnetic body removing apparatus and a magnetic body removing method for fine carbon fiber that can effectively remove a magnetic substance such as iron from the produced fine carbon fiber.

本発明では、第１に上記課題を解決するため、生成後の微細炭素繊維に混在される磁性体を除去する磁性体除去装置であって、生成された微細炭素繊維をエアと共に流入させる流入部と、前記流入部より流入された微細炭素繊維及びエア中に存する磁性体を除去処理する磁性体除去槽と、磁性体が除去された微細炭素繊維を流出させる流出部と、を備え、前記磁性体除去槽には、微細炭素繊維を含むエアの気流中に磁石が配置されている磁性体除去装置を採用した。   In the present invention, first, in order to solve the above-mentioned problem, a magnetic body removing device that removes a magnetic body mixed in the generated fine carbon fiber, the inflow section for flowing the generated fine carbon fiber together with air A magnetic body removal tank that removes the fine carbon fibers introduced from the inflow part and the magnetic substance existing in the air, and an outflow part that causes the fine carbon fibers from which the magnetic substance has been removed to flow out. The body removing tank employs a magnetic body removing device in which magnets are arranged in an air stream containing fine carbon fibers.

なお、ここでいう磁性体とは、鉄分などの磁性物その物の他、表面に磁性物が所定の量以上に付着した微細炭素繊維を含んでいる。即ち、前記磁性体除去装置は、磁性物その物を除去の対象としていることに加え、所定量以上に磁性物が付着した微細炭素繊維をも除去の対象としている。   The magnetic material referred to here includes magnetic materials such as iron and the like, as well as fine carbon fibers having a magnetic material adhered to the surface in a predetermined amount or more. That is, in addition to the magnetic substance itself being the object to be removed, the magnetic substance removing device is also intended to remove fine carbon fibers to which the magnetic substance has adhered to a predetermined amount or more.

かかる磁性体除去装置において、本発明では、前記磁性体除去槽は、その内部に流入されたエアの気流を渦状に形成させるサイクロンであり、前記流入部は、前記磁性体除去槽の外周壁にその略接線方向に延出して設けられ、前記流出部は、周方向に沿って排出口の形成された円筒体を前記磁性体除去槽の半径方向の中心部に配置され、エアの気流中に含まれる微細炭素繊維を、前記排出口から前記円筒体の内側に排出させている。   In this magnetic body removing apparatus, in the present invention, the magnetic body removing tank is a cyclone that forms a stream of air flowing into the inside thereof in a spiral shape, and the inflow portion is formed on an outer peripheral wall of the magnetic body removing tank. The outflow part is disposed in the central part in the radial direction of the magnetic substance removal tank, and the outflow part is provided in the air stream. The contained fine carbon fiber is discharged from the discharge port to the inside of the cylindrical body.

また、本発明では、前記流出部の円筒体には、エアの気流中に含まれる微細炭素繊維を前記排出口へ案内するガイド部が周方向に複数配置され、これらガイド部は、前記円筒体の外周面から外側方、かつ、周方向におけるエアの気流の上流側に向けて延びていることを特徴としている。   Further, in the present invention, the cylindrical body of the outflow portion is provided with a plurality of guide portions in the circumferential direction for guiding the fine carbon fibers contained in the air stream to the discharge port, and the guide portions are formed in the cylindrical body. It is characterized by extending from the outer peripheral surface of the outer side toward the upstream side of the air flow in the circumferential direction.

さらに、本発明では上記の磁性体除去装置において、前記磁性体除去槽には、前記磁石を抜き差しさせる差込孔が形成されていることを特徴としている。   Furthermore, the present invention is characterized in that, in the magnetic body removing apparatus, an insertion hole for inserting and removing the magnet is formed in the magnetic body removing tank.

そして、本発明では上記磁性体除去装置において、前記磁石が複数設けられ、これら磁石は、前記磁性体除去槽の外部にて連結部材を介して一体的に連結されて磁石ユニットが構成されている。   And in this invention, in the said magnetic body removal apparatus, the said magnet is provided with two or more, These magnets are integrally connected through the connection member outside the said magnetic body removal tank, and the magnet unit is comprised. .

また、第２に、本発明では上記課題を解決するために、生成後の微細炭素繊維に混在される磁性体を除去する磁性体除去方法であって、前記微細炭素繊維を含むエアの気流中に磁石を配置させ、前記微細炭素繊維に混合された磁性体を前記磁石に着磁させて磁性体を除去する磁性体除去方法を採用した。なお、当該磁性体除去方法においても、除去の対象としているのは、鉄分などの磁性物その物の他、表面に磁性物が所定の量以上に付着した微細炭素繊維である。   Secondly, in the present invention, in order to solve the above-described problem, a magnetic body removing method for removing a magnetic body mixed in the fine carbon fiber after generation, wherein the air contains the fine carbon fiber. A magnetic material removing method was adopted in which a magnet was placed on the magnetic material and the magnetic material mixed with the fine carbon fiber was magnetized on the magnet to remove the magnetic material. In this magnetic body removal method, the object of removal is a fine carbon fiber having a magnetic material adhered to the surface in a predetermined amount or more in addition to a magnetic material such as iron.

そして、この磁性体除去方法において、前記磁石を所定の時間毎にエアの気流から取り出して、前記磁石に着磁された磁性体を前記磁石から排除する磁性体排除工程を備えたことを特徴としている。   And in this magnetic body removal method, the magnetic body is removed from the air flow every predetermined time, and the magnetic body removing step of removing the magnetic body magnetized by the magnet from the magnet is provided. Yes.

本発明によれば、気流中に磁石を配置するという構成を取るので、装置の構造を簡素にできる。また、磁性体除去槽として、サイクロンを使用することで、限られたスペースでエアの流路を長く形成でき、装置をコンパクトにできる。これにより、低廉なコストで、微細炭素繊維から磁性体を除去できる。   According to the present invention, since the magnet is disposed in the airflow, the structure of the apparatus can be simplified. Further, by using a cyclone as the magnetic material removal tank, the air flow path can be formed long in a limited space, and the apparatus can be made compact. Thereby, a magnetic body can be removed from fine carbon fiber at low cost.

また、サイクロンへの流入部を、略接線方向に延出して設けることで、流入されたエアはサイクロン内で周方向に流動することに加えて、流出部をサイクロンの中心部に設けることで、自然にサイクロン内部に渦状の気流を形成できる。   In addition, by providing the inflow portion to the cyclone extending in a substantially tangential direction, in addition to flowing in the circumferential direction in the cyclone, the inflow portion is provided in the center of the cyclone, Naturally, a spiral airflow can be formed inside the cyclone.

そして、流出部を、周方向に沿って排出口の形成された円筒体として、エアの気流中に含まれる微細炭素繊維を排出口から円筒体の内側に排出させるように構成することで、サイクロンの軸方向に、微細炭素繊維をエアと共に取り出すことができる。しかも、円筒体の外周面に本発明にかかるガイド部を設けることで、形成された渦を乱すことなく効果的に排出させる。なお、流入部、流出部をこのように設けることで、当該磁性体除去装置をエア回路の一部に組み込むことが可能となる。   Then, the outflow part is configured as a cylindrical body in which discharge ports are formed along the circumferential direction, and the fine carbon fibers contained in the air stream are discharged from the discharge port to the inside of the cylindrical body, thereby providing a cyclone. In the axial direction, fine carbon fibers can be taken out together with air. Moreover, by providing the guide portion according to the present invention on the outer peripheral surface of the cylindrical body, the formed vortex is effectively discharged without being disturbed. In addition, it becomes possible to incorporate the said magnetic body removal apparatus in a part of air circuit by providing an inflow part and an outflow part in this way.

また、磁石に磁性体が着磁すると、次第に着磁力が低下する。本発明では、磁石を磁性体除去槽に対して抜き差し可能とすることで着磁した磁性体を除去することができ、磁性体除去機能を維持させることができる。   Further, when a magnetic material is magnetized on the magnet, the magnetizing force gradually decreases. In the present invention, the magnetized magnetic body can be removed by allowing the magnet to be inserted into and removed from the magnetic body removing tank, and the magnetic body removing function can be maintained.

なお、磁石として、軸方向の中間部分に複数の着磁部を備えた棒磁石を採用することで、容易に磁性体除去の効果を高めることができる。   In addition, as a magnet, the effect of removing a magnetic material can be easily enhanced by adopting a bar magnet having a plurality of magnetized portions in an intermediate portion in the axial direction.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の磁性体除去装置１の平面図であり、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す磁性体除去装置１の縦断面図である。さらに、図３は、磁性体除去装置１を磁性体除去槽２の軸方向における中間位置で切断した磁性体除去装置１の横断面図である。   FIG. 1 is a plan view of a magnetic body removing apparatus 1 of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the magnetic body removing apparatus 1 showing a II-II section in FIG. Further, FIG. 3 is a cross-sectional view of the magnetic body removing apparatus 1 obtained by cutting the magnetic body removing apparatus 1 at an intermediate position in the axial direction of the magnetic body removing tank 2.

これら図１〜図３において、磁性体除去装置１は、生成されたカーボンナノチューブ等の微細炭素繊維から、鉄分等の磁性物や、磁性物が所定量以上に表面に付着した微細炭素繊維を除去するための装置である。なお、以下では、鉄分等の磁性物その物に加え、このような磁性物が表面に付着した微細炭素繊維を含めて磁性体として説明する。   1 to 3, the magnetic body removing device 1 removes magnetic materials such as iron and fine carbon fibers having a magnetic material adhering to the surface more than a predetermined amount from the produced fine carbon fibers such as carbon nanotubes. It is a device for doing. In addition, below, in addition to the magnetic substance itself, such as iron, it demonstrates as a magnetic body including the fine carbon fiber which such a magnetic substance adhered to the surface.

この磁性体除去装置１は、内部に流入された微細炭素繊維から磁性体を除去する筒状の磁性体除去槽２と、磁性体除去槽２の外周壁３に配されて、当該磁性体除去槽２の内部にエアと共に微細炭素繊維を流入せしめる流入部２０と、その半径方向の中心部に配置され、エアと共に磁性体除去槽２から微細炭素繊維を流出させる流出部３０とを備えている。さらに、磁性体除去装置１は、複数の棒磁石４１から構成され、微細炭素繊維に混在する磁性体を微細炭素繊維から選別して着磁させる磁石ユニット４０を具備している。   This magnetic body removing device 1 is arranged on a cylindrical magnetic body removing tank 2 for removing magnetic bodies from fine carbon fibers that have flowed inside, and an outer peripheral wall 3 of the magnetic body removing tank 2, and the magnetic body removing apparatus 1 An inflow portion 20 that allows fine carbon fibers to flow into the tank 2 together with air, and an outflow portion 30 that is disposed at the center in the radial direction and flows out of the magnetic material removal tank 2 together with air. . Furthermore, the magnetic body removing apparatus 1 includes a plurality of bar magnets 41 and includes a magnet unit 40 that selects and magnetizes a magnetic body mixed in the fine carbon fiber from the fine carbon fiber.

磁性体除去槽２は、その内部にて、導入されたエアの気流を渦状に形成させるサイクロンであり、図２に示すように、上部４Ａ及び下部４Ｂが開放された円筒状に形成されている。磁性体除去槽２の開放された上部４Ａには、外周壁３から外側方に張り出すフランジ部９が形成されている。そして、上部４Ａは、天面板５がその全周にわたってフランジ部９とボルト６及びナット７で締め付けられて、密閉されている。一方、磁性体除去槽２には、開放された下部４Ｂから下方に向けて延びる接続部１０が、磁性体除去槽２と一体に形成されている。この接続部１０は、下方に向けて先細りとなる逆円錐状に形成され、下端に接続用のフランジ１１が形成されている。接続部１０は、このフランジ部１１が、その下流に配された配管１２と、そのフランジ部１３にボルト６とナット７により締め付けられて接続される。   The magnetic substance removal tank 2 is a cyclone that forms an air stream of air introduced therein in a spiral shape, and is formed in a cylindrical shape in which the upper part 4A and the lower part 4B are opened as shown in FIG. . A flange portion 9 that protrudes outward from the outer peripheral wall 3 is formed on the opened upper portion 4 </ b> A of the magnetic body removing tank 2. The top 4A is hermetically sealed by tightening the top plate 5 with the flange 9, bolts 6 and nuts 7 over the entire circumference. On the other hand, a connecting portion 10 extending downward from the opened lower part 4 </ b> B is formed integrally with the magnetic body removing tank 2 in the magnetic body removing tank 2. The connecting portion 10 is formed in an inverted conical shape that tapers downward, and a connecting flange 11 is formed at the lower end. The connecting portion 10 is connected to the flange portion 11 by being fastened by a bolt 6 and a nut 7 to a pipe 12 disposed downstream thereof and the flange portion 13.

磁性体除去槽２の外周壁３に設けられた流入部２０は、外周壁３の略接線方向に向けて延びる配管により構成されている。そして、流入部２０の先端にはその外側方に張り出すフランジ部２１が形成されている。流入部２０は、このフランジ部２１が、上流側の配管２５のフランジ部２６とボルト６及びナット７で締め付けられて配管２５と接続される。なお、この流入部２０はその高さが、図２に示すように、磁性体除去槽２の高さとほぼ同寸に形成されている。   The inflow portion 20 provided on the outer peripheral wall 3 of the magnetic body removing tank 2 is constituted by a pipe extending toward the substantially tangential direction of the outer peripheral wall 3. A flange portion 21 is formed at the tip of the inflow portion 20 so as to project outward. The inflow part 20 is connected to the pipe 25 by fastening the flange part 21 with the flange part 26 of the upstream pipe 25, the bolt 6 and the nut 7. In addition, as shown in FIG. 2, the height of the inflow portion 20 is formed to be approximately the same as the height of the magnetic body removal tank 2.

一方、流出部３０は、内部が空洞の円筒体３１を磁性体除去槽２の半径方向の中心部に配置して構成した部位である。流出部３０を構成する円筒体３１の周面には、この円筒体３１の内外を貫通する複数の排出口３２が周方向に関して均等に配されるようにして形成されている。そして、磁性体除去槽２の内部側をなす円筒体３１の外周面には、微細炭素繊維を含むエアを排出部へ案内するガイド板３３が各排出口３２同士の間にそれぞれ配置されている。これらガイド板３３は、円筒体３１の外周面から半径方向外側に延び、しかも、磁性体除去槽２内にて形成される、渦状のエアの上流側に若干湾曲しつつ傾けられている。なお、この流出部３０の上部の開口部は、円盤状の蓋材３５により周縁がボルト６及びナット７で締め付けられて、密閉されている。   On the other hand, the outflow part 30 is a part configured by arranging a hollow cylindrical body 31 in the center of the magnetic body removal tank 2 in the radial direction. A plurality of discharge ports 32 penetrating the inside and outside of the cylindrical body 31 are formed on the circumferential surface of the cylindrical body 31 constituting the outflow portion 30 so as to be evenly arranged in the circumferential direction. And the guide plate 33 which guides the air containing a fine carbon fiber to a discharge part is arrange | positioned between each discharge port 32 on the outer peripheral surface of the cylindrical body 31 which makes the inside of the magnetic body removal tank 2, respectively. . The guide plates 33 extend radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical body 31 and are inclined while being slightly curved toward the upstream side of the spiral air formed in the magnetic body removal tank 2. The opening at the top of the outflow portion 30 is hermetically sealed by a disc-like lid member 35 with the periphery being fastened by a bolt 6 and a nut 7.

さらに、磁性体除去槽２の天面板５には、外周壁３と、流出部３０をなす円筒体３１との間の領域に、磁性体除去槽２の内外を貫通させた複数の差込孔８が形成されている。これら差込孔８は、当該所鉄槽の全周にわたり等間隔に配されるようにして、半径方向の内外に２重に形成されている。これら差込孔８には、磁石ユニット４０を構成している棒磁石４１がそれぞれ挿入される。   Further, the top plate 5 of the magnetic body removal tank 2 has a plurality of insertion holes that penetrate the inside and outside of the magnetic body removal tank 2 in a region between the outer peripheral wall 3 and the cylindrical body 31 forming the outflow portion 30. 8 is formed. These insertion holes 8 are formed in a double manner inside and outside in the radial direction so as to be arranged at equal intervals over the entire circumference of the iron tank. The bar magnets 41 constituting the magnet unit 40 are inserted into the insertion holes 8 respectively.

磁石ユニット４０は、図４に示すように、複数の棒磁石４１と、これら棒磁石４１の軸方向の一端側に接合されたリング状の連結部材４３により構成されている。各棒磁石４１は、連結部材４３の外縁側及び内縁側の双方において、全周にわたって等間隔をなして配されている。そして、各棒磁石４１は、連結部材４３と直交するようにしてその一面側から相互に平行に延びている。なお、棒磁石４１の周方向における棒磁石４１同士のピッチは、磁性体除去槽２の天面板５に形成された差込孔８のピッチと同寸に形成されている。   As shown in FIG. 4, the magnet unit 40 includes a plurality of bar magnets 41 and a ring-shaped connecting member 43 joined to one end side in the axial direction of the bar magnets 41. The bar magnets 41 are arranged at equal intervals over the entire circumference on both the outer edge side and the inner edge side of the connecting member 43. And each bar magnet 41 is mutually extended in parallel from the one surface side so as to be orthogonal to the connection member 43. In addition, the pitch between the bar magnets 41 in the circumferential direction of the bar magnet 41 is formed to be the same size as the pitch of the insertion holes 8 formed in the top plate 5 of the magnetic body removing tank 2.

磁石ユニット４０を構成する各棒磁石４１は、この図４に示すように、円柱状の単位棒磁石４５を、これらの軸方向に複数接合させて形成されたものである。各単位棒磁石４５は、Ｎ極同士、及びＳ極同士がそれぞれ接合されている。このように単位棒磁石４５の同極同士を接合して棒磁石４１を形成することで、棒磁石４１の軸方向においてＮ極とＳ極とが交互に配置される。これにより、図４に示した棒磁石４１のように、Ｎ極からＳ極に向かう磁界が棒磁石４１の全長の中に複数形成される。そして、棒磁石４１の軸方向について複数の各Ｎ極及びＳ極を設けることにより、磁性体を着磁させる複数の着磁部４２を棒磁石４１の全長に形成させている。なお、この棒磁石４１の長さは、磁性体除去槽２の高さと少なくとも同寸に形成され、磁性体除去槽２の高さ方向に関し、棒磁石４１の長さに不足が無いように形成されている。   As shown in FIG. 4, each bar magnet 41 constituting the magnet unit 40 is formed by joining a plurality of cylindrical unit bar magnets 45 in the axial direction. Each unit bar magnet 45 has N poles and S poles joined together. Thus, by joining the same poles of the unit bar magnets 45 to form the bar magnets 41, N poles and S poles are alternately arranged in the axial direction of the bar magnets 41. Thereby, a plurality of magnetic fields from the N pole to the S pole are formed in the entire length of the bar magnet 41 as in the bar magnet 41 shown in FIG. 4. Then, by providing a plurality of N poles and S poles in the axial direction of the bar magnet 41, a plurality of magnetized portions 42 that magnetize the magnetic material are formed over the entire length of the bar magnet 41. The length of the bar magnet 41 is at least as large as the height of the magnetic body removal tank 2, and the length of the bar magnet 41 is not short with respect to the height direction of the magnetic body removal tank 2. Has been.

かかる磁石ユニット４０は、各棒磁石４１が磁性体除去槽２の天面板５に形成された差込孔８に抜き差し可能であり、磁性体除去槽２に対し自在に着脱できるように構成されている（図５参照）。各棒磁石４１を天面板５の差込孔８から挿入させて、磁石ユニット４０を磁性体除去槽２に装着させると、各棒磁石４１は、磁性体除去槽２の軸方向に対して平行となる。また、磁石ユニット４０を装着させると、リング状の連結部材４３が磁性体除去槽２の天面板５に突き当てられ、磁性体除去槽２の内部で、各棒磁石４１が磁性体除去槽２の軸方向に関し、その全域を占めるように配置される。そして、各棒磁石４１が磁性体除去槽２の軸方向に関して、複数の着磁部４２を配置させる。   The magnet unit 40 is configured such that each bar magnet 41 can be inserted into and removed from the insertion hole 8 formed in the top plate 5 of the magnetic body removal tank 2 and can be freely attached to and detached from the magnetic body removal tank 2. (See FIG. 5). When each bar magnet 41 is inserted from the insertion hole 8 of the top plate 5 and the magnet unit 40 is attached to the magnetic body removal tank 2, each bar magnet 41 is parallel to the axial direction of the magnetic body removal tank 2. It becomes. When the magnet unit 40 is mounted, the ring-shaped connecting member 43 is abutted against the top plate 5 of the magnetic body removal tank 2, and each bar magnet 41 is placed inside the magnetic body removal tank 2. It is arrange | positioned so that the whole region may be occupied regarding the axial direction of. Then, each bar magnet 41 has a plurality of magnetized portions 42 arranged in the axial direction of the magnetic body removing tank 2.

以上の構成を備えた磁性体除去装置１は、以下のようにして微細炭素繊維に混在する磁性体を除去する。   The magnetic body removing apparatus 1 having the above configuration removes the magnetic body mixed in the fine carbon fiber as follows.

磁性体除去処理の対象となる微細炭素繊維をエアと共に流入部２０から磁性体除去槽２の内部に流入させる。この流入部２０は、磁性体除去槽２の外周壁３においてその略接線方向に延びているため、磁性体除去槽２に流入されたエアは、磁性体除去槽２内部で自然と周方向に流動する。さらに、この磁性体除去槽２では、半径方向の中心部に排出口３２の形成された流出部３０が形成されているため、エアの流入された外周壁３側の圧力が相対的に高く、中心側の圧力が低くなる。このため、図６に示すように、磁性体除去槽２に流入されたエアの気流は、中心に向けて渦状に形成される。   The fine carbon fiber to be subjected to the magnetic substance removal treatment is caused to flow into the magnetic substance removal tank 2 from the inflow portion 20 together with air. Since the inflow portion 20 extends in the substantially tangential direction on the outer peripheral wall 3 of the magnetic body removal tank 2, the air flowing into the magnetic body removal tank 2 naturally extends in the circumferential direction inside the magnetic body removal tank 2. To flow. Furthermore, in this magnetic body removal tank 2, since the outflow part 30 in which the discharge port 32 is formed is formed in the center part in the radial direction, the pressure on the outer peripheral wall 3 side into which the air has flowed is relatively high, The pressure on the center side decreases. For this reason, as shown in FIG. 6, the airflow of the air that has flowed into the magnetic body removal tank 2 is formed in a spiral shape toward the center.

そして、上述したように流入部２０の高さは、磁性体除去槽２の高さとほぼ同寸に形成されているため、磁性体除去槽２の内部で形成される渦状の気流は、磁性体除去槽２の軸方向に関し、その内部に配置された棒磁石４１の長さと同寸の範囲か又は、棒磁石４１の長さよりも狭い範囲を占めるように形成される。即ち、図７に示すように、渦状の気流の占める領域Ｒは、棒磁石４１の長さＬに対応する、磁性体除去槽２の天面板５と、棒磁石４１の下端との間に含まれる範囲に形成される。このように渦状の気流を形成させることにより、微細炭素繊維を含むエアが棒磁石４１の下側を素通りすることを防止し、磁性体を棒磁石４１に確実に着磁させている。   And since the height of the inflow part 20 is formed substantially the same dimension as the height of the magnetic body removal tank 2 as mentioned above, the spiral airflow formed inside the magnetic body removal tank 2 is a magnetic body. With respect to the axial direction of the removal tank 2, the removal tank 2 is formed so as to occupy a range that is the same as the length of the bar magnet 41 disposed therein or a range narrower than the length of the bar magnet 41. That is, as shown in FIG. 7, the region R occupied by the spiral airflow is included between the top plate 5 of the magnetic material removal tank 2 and the lower end of the bar magnet 41 corresponding to the length L of the bar magnet 41. It is formed in the range. By forming a spiral airflow in this way, air containing fine carbon fibers is prevented from passing under the bar magnet 41, and the magnetic material is reliably magnetized in the bar magnet 41.

磁性体を含むエアは、複数の棒磁石４１の配された磁性体除去槽２の内部で渦状の気流に形成されることで、流入部２０の配された外周壁３から流出部３０の設けられた中心部へ流れる途中で、棒磁石４１の着磁部４２に幾度にもわたり接触する。そして、エアが棒磁石４１の着磁部４２に接触する毎に、エアに含まれている磁性体は、着磁部４２に着磁されてエアから取り除かれる。   The air containing the magnetic body is formed into a spiral airflow inside the magnetic body removing tank 2 where the plurality of bar magnets 41 are arranged, so that the outflow portion 30 is provided from the outer peripheral wall 3 where the inflow portion 20 is arranged. In the middle of flowing to the center portion, the magnetized portion 42 of the bar magnet 41 is contacted several times. Each time the air contacts the magnetized portion 42 of the bar magnet 41, the magnetic material contained in the air is magnetized by the magnetized portion 42 and removed from the air.

なお、微細炭素繊維自体も僅かに磁性を帯びており、流動過程で棒磁石４１に着磁される。しかし、微細炭素繊維の棒磁石４１への着磁力は、磁性体のそれに比して遙かに小さい。このため着磁された微細炭素繊維は、渦状の気流により着磁部４２から離脱させられ、棒磁石４１には、磁性体のみが着磁される。   The fine carbon fiber itself is slightly magnetized and is magnetized by the bar magnet 41 during the flow process. However, the magnetizing force of the fine carbon fiber on the bar magnet 41 is much smaller than that of the magnetic material. For this reason, the magnetized fine carbon fiber is separated from the magnetized portion 42 by a spiral airflow, and only the magnetic material is magnetized on the bar magnet 41.

また、微細炭素繊維は、その表面に鉄分などの磁性物が付着しているものも存在する。このような微細炭素繊維のうち、所定量以上の磁性物が表面に付着した微細炭素繊維も除去しなければならないことがある。表面に磁性物の付着した微細炭素繊維は、磁性物の付着量に応じて棒磁石４１へ着磁される力が異なる。即ち、付着量が多ければ、着磁される力は大きく、少なければ、着磁される力は小さい。磁性物が表面に比較的多く付着した微細炭素繊維は、エアにより磁石から離脱されることはなく、棒磁石４１に着磁されたまま維持される。一方、磁性体が少量しか付着されていない微細炭素繊維は、エアによって棒磁石４１から離脱され、エアと共に排出口３２へ送られる。   In addition, there are fine carbon fibers in which a magnetic material such as iron is attached to the surface. Among such fine carbon fibers, there may be a case where fine carbon fibers having a predetermined amount or more of a magnetic substance attached to the surface must be removed. A fine carbon fiber having a magnetic material attached to the surface has different magnetizing forces depending on the amount of magnetic material attached to the bar magnet 41. That is, if the adhesion amount is large, the magnetized force is large, and if it is small, the magnetized force is small. The fine carbon fiber having a relatively large amount of magnetic material attached to the surface is not separated from the magnet by air, and is maintained magnetized by the bar magnet 41. On the other hand, the fine carbon fiber to which only a small amount of magnetic material is attached is separated from the bar magnet 41 by air and sent to the discharge port 32 together with air.

かかる作用により、磁性物その物の他、所定量以上の磁性物が表面に付着した微細炭素繊維をも除去している。   By this action, in addition to the magnetic substance itself, fine carbon fibers having a predetermined amount or more of the magnetic substance attached to the surface are also removed.

その後、磁性体除去槽２の中心部に配された流出部３０まで到達すると、円環部の外周面に配された複数のガイド板３３により、微細炭素繊維を含むエアは、排出口３２へ案内される。そして、微細炭素繊維を含むエアは排出口３２を通って磁性体除去槽２から円筒体３１の内側へ流出される。流出した微細炭素繊維を含むエアは、接続部１０を介して下流側の配管１２へ流される。以上の作用を通じて、磁性体を含まない微細炭素繊維を得ることができる。   After that, when reaching the outflow part 30 arranged at the center of the magnetic substance removal tank 2, the air containing the fine carbon fibers is discharged to the discharge port 32 by the plurality of guide plates 33 arranged on the outer peripheral surface of the annular part. Guided. Then, the air containing the fine carbon fibers flows out from the magnetic body removing tank 2 to the inside of the cylindrical body 31 through the discharge port 32. The air containing the fine carbon fiber that has flowed out flows through the connecting portion 10 to the downstream pipe 12. Through the above operation, fine carbon fibers not containing a magnetic material can be obtained.

なお、下流側の配管１２から接続部１０を介して磁性体除去槽２へエアを流入させると、流出部２０から流出された微細炭素繊維を再度磁性体除去槽へ送り込むことができ、磁性体除去槽２にて繰り返し磁性体除去作用を付与させることができ、さらに効果的に磁性体を除去することができる。   In addition, if air is made to flow in into the magnetic body removal tank 2 from the downstream pipe 12 via the connection part 10, the fine carbon fiber which flowed out from the outflow part 20 can be again sent into a magnetic body removal tank, and a magnetic body The removal tank 2 can be repeatedly given a magnetic substance removing action, and more effectively remove the magnetic substance.

また、この磁性体除去装置１は、磁性体除去槽２内のエアの流速を調節すれば、流速に応じた、磁性物の付着量の異なる微細炭素繊維を除去することができる。すなわち、流速を大きくすることで、これに伴い着磁力の大きな微細炭素繊維を棒磁石４１から離脱させることができる一方で、流速を小さくすれば、これに伴い着磁力の小さな微細炭素繊維しか棒磁石４１から離脱させることができない。かかる作用を利用して除去させたい磁性体を選択することができる。   Moreover, this magnetic body removal apparatus 1 can remove the fine carbon fiber from which the adhesion amount of a magnetic substance differs according to the flow rate, if the flow speed of the air in the magnetic body removal tank 2 is adjusted. That is, by increasing the flow velocity, fine carbon fibers having a large magnetizing force can be detached from the bar magnet 41 along with this. On the other hand, if the flow velocity is decreased, only fine carbon fibers having a small magnetizing force can be attached to the rod. The magnet 41 cannot be detached. A magnetic substance to be removed can be selected using such an action.

以上に説明した磁性体除去装置１では、時間の経過と共に、着磁部４２に着磁される磁性体の量が多くなる。着磁部４２に着磁される磁性体が一定以上となると、この磁性体が磁界の形成を阻害する。このため、棒磁石４１の着磁力が時間の経過と共に低下する。   In the magnetic body removing apparatus 1 described above, the amount of the magnetic body magnetized by the magnetized portion 42 increases with time. When the magnetic material magnetized by the magnetized portion 42 exceeds a certain level, this magnetic material inhibits the formation of a magnetic field. For this reason, the coercive force of the bar magnet 41 decreases with time.

この磁性体除去装置１では、かかる不都合を次のようにして回避している。   In the magnetic body removing apparatus 1, such inconvenience is avoided as follows.

上述したように、磁石ユニット４０は、差込孔８から抜き出すことができるように構成されている。一定時間磁性体除去作用を行った後、磁石ユニット４０を抜き出し、図８に示すように、磁石ユニット４０の棒磁石４１を除磁器５０に挿入させる。   As described above, the magnet unit 40 is configured to be extracted from the insertion hole 8. After performing the magnetic substance removing action for a certain time, the magnet unit 40 is extracted, and the bar magnet 41 of the magnet unit 40 is inserted into the demagnetizer 50 as shown in FIG.

この除磁器５０は、磁石ユニット４０に設けられた棒磁石４１の数に対応する除磁孔が形成されている。除磁器５０はオーステナイトステンレスで形成され、棒磁石４１を除磁孔に挿入すると、棒磁石４１の磁界が分断され、挿入している間だけ、棒磁石４１から磁気を消去する。このため、棒磁石４１を除磁器５０の除磁孔に挿入すると、着磁部４２に着磁された磁性体は着磁部４２から排除される。   The demagnetizer 50 has demagnetization holes corresponding to the number of bar magnets 41 provided in the magnet unit 40. The demagnetizer 50 is formed of austenitic stainless steel. When the bar magnet 41 is inserted into the demagnetization hole, the magnetic field of the bar magnet 41 is divided, and the magnetism is erased from the bar magnet 41 only during the insertion. For this reason, when the bar magnet 41 is inserted into the demagnetization hole of the demagnetizer 50, the magnetic material magnetized by the magnetized portion 42 is excluded from the magnetized portion 42.

本磁性体除去装置１では、磁性体除去作用の途中で、棒磁石４１から磁性体を排除させる工程を設けることができるため、磁石ユニット４０の各棒磁石４１の磁力を常に維持させることができ、確実に磁性体を除去できる。   In the present magnetic body removing device 1, a step of removing the magnetic body from the bar magnet 41 can be provided in the middle of the magnetic body removing action, so that the magnetic force of each bar magnet 41 of the magnet unit 40 can always be maintained. The magnetic material can be removed reliably.

なお、以上に説明した磁性体除去装置１では、磁石ユニット４０に棒磁石４１を２重に設けたものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、１重に設けたもの、又は３重以上に設けたものを用いてもよい。また、周方向に設ける棒磁石４１の数も、この例では、内側及び外側いずれも２４本の棒磁石４１を配置した場合について説明したが、棒磁石４１の数は、磁性体除去槽２としてのサイクロンの径に応じて、適宜のピッチとなるように設ければよい。また、内側と外側の棒磁石４１の数も相互に異なるように設けても構わない。例えば、外側と内側の周方向における棒磁石４１間のピッチをそろえるために、外側に多くの棒磁石４１を配置する場合である。   In addition, in the magnetic body removal apparatus 1 demonstrated above, although what demonstrated the magnet unit 40 which provided the bar magnet 41 in double was demonstrated to the example, it is not limited to this, What was provided in single, Or what provided in triple or more may be used. Further, in this example, the number of bar magnets 41 provided in the circumferential direction has been described in the case where 24 bar magnets 41 are arranged on both the inner side and the outer side. Depending on the diameter of the cyclone, an appropriate pitch may be provided. Further, the number of the inner and outer bar magnets 41 may be different from each other. For example, in order to align the pitch between the bar magnets 41 in the outer and inner circumferential directions, a large number of bar magnets 41 are arranged on the outer side.

本発明の磁性体除去装置の平面図。The top view of the magnetic body removal apparatus of this invention. 図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す磁性体除去装置の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the magnetic body removal apparatus which shows the II-II cross section in FIG. 磁性体除去装置を、その磁性体除去槽の軸方向における中間位置で切断した磁性体除去装置１の横断面図。The cross-sectional view of the magnetic body removal apparatus 1 which cut | disconnected the magnetic body removal apparatus in the intermediate position in the axial direction of the magnetic body removal tank. 磁石ユニットをその連結部材の周方向に対して直交する方向で切断した部分断面図。The fragmentary sectional view which cut | disconnected the magnet unit in the direction orthogonal to the circumferential direction of the connection member. 磁石ユニットを磁性体除去槽に対して着脱可能であることを示す説明図。Explanatory drawing which shows that a magnet unit can be attached or detached with respect to a magnetic body removal tank. 磁性体除去槽内に形成される渦状の気流を磁性体除去槽の上からみた状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which looked at the spiral airflow formed in a magnetic body removal tank from the magnetic body removal tank. 磁性体除去槽内に形成される渦状の気流を側方からみた状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which looked at the spiral airflow formed in a magnetic body removal tank from the side. 除磁器に磁石ユニットを挿入した状態を示す除磁器の断面図。Sectional drawing of the demagnetizer which shows the state which inserted the magnet unit in the demagnetizer.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・・・・磁性体除去装置
２・・・・・・磁性体除去槽
３・・・・・・外周壁
５・・・・・・天面部
８・・・・・・差込孔
１０・・・・・接続部
２０・・・・・流入部
３０・・・・・流出部
３１・・・・・円筒体
３２・・・・・排出口
３３・・・・・ガイド板
４０・・・・・磁石ユニット
４１・・・・・棒磁石
４２・・・・・着磁部
４３・・・・・連結部材
４５・・・・・単位棒磁石
５０・・・・・除磁器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 .... Magnetic body removal apparatus 2 .... Magnetic body removal tank 3 .... Outer peripheral wall 5 .... Top surface part 8 .... Insertion hole DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Connection part 20 ... Inflow part 30 ... Outflow part 31 ... Cylindrical body 32 ... Discharge port 33 ... Guide plate 40- ··· Magnet unit 41 ··· Bar magnet 42 ··· Magnetized portion 43 ··· Connection member 45 ··· Unit bar magnet 50 · · · Demagnetizer

Claims (7)

生成後の微細炭素繊維に混在される磁性体を除去する磁性体除去装置であって、
生成された微細炭素繊維をエアと共に流入させる流入部と、
前記流入部より流入された微細炭素繊維及びエア中に存する磁性体を除去処理する磁性体除去槽と、
磁性体が除去された微細炭素繊維を流出させる流出部と、を備え、
前記磁性体除去槽には、微細炭素繊維を含むエアの気流中に磁石が配置されていることを特徴とする磁性体除去装置。 A magnetic body removing device for removing a magnetic body mixed in fine carbon fibers after generation,
An inflow portion for allowing the produced fine carbon fiber to flow in along with air;
A magnetic substance removing tank for removing the fine carbon fibers introduced from the inflow part and the magnetic substance existing in the air;
An outflow part for allowing the fine carbon fiber from which the magnetic material has been removed to flow out, and
In the magnetic substance removing tank, a magnet is arranged in an air stream containing fine carbon fibers. 前記磁性体除去槽は、その内部に流入されたエアの気流を渦状に形成させるサイクロンであり、
前記流入部は、前記磁性体除去槽の外周壁にその略接線方向に延出して設けられ、
前記流出部は、周方向に沿って排出口の形成された円筒体を前記磁性体除去槽の半径方向の中心部に配して設け、エアの気流中に含まれる微細炭素繊維を、前記排出口から前記円筒体の内側に排出させていることを特徴とする請求項１に記載の磁性体除去装置。 The magnetic substance removal tank is a cyclone that forms a stream of air flowing into the inside thereof in a spiral shape,
The inflow portion is provided to extend in an approximately tangential direction on the outer peripheral wall of the magnetic body removal tank,
The outflow portion is provided with a cylindrical body having a discharge port formed in a circumferential direction at a central portion in the radial direction of the magnetic body removal tank, and the fine carbon fibers contained in the air stream are discharged. The magnetic body removing device according to claim 1, wherein the magnetic body is discharged from an outlet to the inside of the cylindrical body. 前記流出部の円筒体には、エアの気流中に含まれる微細炭素繊維を前記排出口へ案内するガイド部が周方向に複数配置され、
これらガイド部は、前記円筒体の外周面から外側方、かつ、周方向におけるエアの気流の上流側に向けて延びていることを特徴とする請求項２に記載の磁性体除去装置。 In the cylindrical body of the outflow portion, a plurality of guide portions for guiding the fine carbon fibers contained in the air stream to the discharge port are arranged in the circumferential direction,
The magnetic body removing device according to claim 2, wherein the guide portions extend outward from the outer peripheral surface of the cylindrical body and toward the upstream side of the air flow in the circumferential direction. 前記磁性体除去槽には、前記磁石を抜き差しさせる差込孔が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の磁性体除去装置。   The magnetic body removing apparatus according to claim 3, wherein the magnetic body removing tank is formed with an insertion hole through which the magnet is inserted and removed. 前記磁石が複数設けられ、
これら磁石は、前記磁性体除去槽の外部にて連結部材を介して一体的に連結されて磁石ユニットが構成されていることを特徴とする請求項４に記載の磁性体除去装置。 A plurality of the magnets are provided,
5. The magnetic body removing device according to claim 4, wherein the magnets are integrally connected to each other via a connecting member outside the magnetic body removing tank. 生成後の微細炭素繊維に混在される磁性体を除去する磁性体除去方法であって、
前記微細炭素繊維を含むエアの気流中に磁石を配置させ、
前記微細炭素繊維に混合された磁性体を前記磁石に着磁させて磁性体を除去することを特徴とする磁性体除去方法。 A magnetic substance removal method for removing a magnetic substance mixed in fine carbon fibers after generation,
A magnet is placed in an air stream containing the fine carbon fibers,
A magnetic material removal method comprising removing a magnetic material by magnetizing the magnetic material mixed in the fine carbon fiber to the magnet. 前記磁石を所定の時間毎にエアの気流から取り出して、前記磁石に着磁された磁性体を前記磁石から排除する磁性体排除工程を備えたことを特徴とする請求項６に記載の磁性体除去方法。   The magnetic body according to claim 6, further comprising: a magnetic body removing step of removing the magnet from the air flow at predetermined time intervals to exclude the magnetic body magnetized by the magnet from the magnet. Removal method.
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