JP2565770B2 - 活性炭素繊維およびその製造方法 - Google Patents
活性炭素繊維およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は強度および耐久性に優れ、吸脱着特性の優れ
た活性炭素繊維およびその製造方法に関する。本発明の
活性炭素繊維は高弾性率、高強度の芯を有しているた
め、繊維単体として強いばかりでなく、布等の集合体と
して引っ張り、引き裂き、衝撃、磨耗、折り曲げ等に強
く、圧縮や振動等に対する形態安定性に優れている。
た活性炭素繊維およびその製造方法に関する。本発明の
活性炭素繊維は高弾性率、高強度の芯を有しているた
め、繊維単体として強いばかりでなく、布等の集合体と
して引っ張り、引き裂き、衝撃、磨耗、折り曲げ等に強
く、圧縮や振動等に対する形態安定性に優れている。
本発明の活性炭素繊維は織物、不織布等の布構造の形
態で、一般の吸着剤として使用することが出来る。吸着
する物質としては種々の気体、液中に溶解する種々の溶
質等である。活性炭素繊維の使用される形態としては、
種々の工業用吸着剤、ガスマスク、浄水器、冷蔵庫の靴
等の脱臭剤、空調設備用の脱臭フィルターである。
態で、一般の吸着剤として使用することが出来る。吸着
する物質としては種々の気体、液中に溶解する種々の溶
質等である。活性炭素繊維の使用される形態としては、
種々の工業用吸着剤、ガスマスク、浄水器、冷蔵庫の靴
等の脱臭剤、空調設備用の脱臭フィルターである。
本発明の活性炭素繊維はそのほかに、触媒担体、炭素
分子に対するイオンのインターカレーション電位を利用
する蓄電池、キャパシター、コンデンサー等に用いられ
る。
分子に対するイオンのインターカレーション電位を利用
する蓄電池、キャパシター、コンデンサー等に用いられ
る。
（ロ）従来の技術 活性炭素繊維は、PAN、セルロース、フェノール樹
脂、PVA、ピッチ等の繊維から作られた炭素繊維を水蒸
気、二酸化炭素を含有する雰囲気中、あるいは酸化性の
雰囲気中で賦活することにより製造される。
脂、PVA、ピッチ等の繊維から作られた炭素繊維を水蒸
気、二酸化炭素を含有する雰囲気中、あるいは酸化性の
雰囲気中で賦活することにより製造される。
セルロース系の活性炭素繊維について特公昭38−1237
6号等に開示されている方法は、250〜500゜F（121〜260
℃）の不活性気体中で８分以上熱処理して再生セルロー
ス繊維を軽度に炭化させた後、高温の水蒸気中で賦活す
るものである。この方法は賦活に高温、長時間を要する
ので、特公昭53−30810号に開示されているように、リ
ン化合物をあらかじめ付着させておく方法が広く行なわ
れる。
6号等に開示されている方法は、250〜500゜F（121〜260
℃）の不活性気体中で８分以上熱処理して再生セルロー
ス繊維を軽度に炭化させた後、高温の水蒸気中で賦活す
るものである。この方法は賦活に高温、長時間を要する
ので、特公昭53−30810号に開示されているように、リ
ン化合物をあらかじめ付着させておく方法が広く行なわ
れる。
PAN系の活性炭素繊維の場合には、PANの融着を防ぐた
め、まず不融化処理が必要である。不融化、炭化処理の
間の寸法変化や製品品質に対して、処理時の張力の影響
が大きいため、通常ある程度の緊張下で処理される。こ
の条件については特公昭58−36095号等に開示されてい
る。
め、まず不融化処理が必要である。不融化、炭化処理の
間の寸法変化や製品品質に対して、処理時の張力の影響
が大きいため、通常ある程度の緊張下で処理される。こ
の条件については特公昭58−36095号等に開示されてい
る。
ピッチ類からの活性炭素繊維の場合にも、PANK系と同
様に、不融化処理が必要である。ピッチ繊維の不融化、
炭化処理時に緊張を与えることは困難であるため、通常
の場合には無緊張処理される。この場合にはピッチ類の
品質に問題があり、良好な製品品質を与える原料ピッチ
の品質、製法が特公昭62−15644号、特開昭60−167929
号に開示されている。
様に、不融化処理が必要である。ピッチ繊維の不融化、
炭化処理時に緊張を与えることは困難であるため、通常
の場合には無緊張処理される。この場合にはピッチ類の
品質に問題があり、良好な製品品質を与える原料ピッチ
の品質、製法が特公昭62−15644号、特開昭60−167929
号に開示されている。
このような活性炭素繊維は賦活処理により、極度に多
孔質になるため強度が低下し、特に非常に脆くなる傾向
がある。また圧縮により形態が変化し易くなり、摩耗に
も弱くなる傾向がある。また、摩耗、振動、衝撃の繰り
返しにより粉化する傾向があり、粉末が繊維集合体から
離れて移動し、種々のトラブルを起こす。また繊維重量
の減少を生じ、活性炭素繊維の能力低下を起こす。
孔質になるため強度が低下し、特に非常に脆くなる傾向
がある。また圧縮により形態が変化し易くなり、摩耗に
も弱くなる傾向がある。また、摩耗、振動、衝撃の繰り
返しにより粉化する傾向があり、粉末が繊維集合体から
離れて移動し、種々のトラブルを起こす。また繊維重量
の減少を生じ、活性炭素繊維の能力低下を起こす。
このため強度の大きい繊維を混合して布を作り、活性
炭素繊維の低強度をカバーする事が行われているが、補
強用に用いた繊維の吸着している成分が活性炭素繊維に
移行し、吸着能力を減殺することが多く、また多くの補
強用繊維が活性炭素繊維より耐熱性が低いため、特に活
性炭素繊維の再生条件に関して制約を与えることが多
い。
炭素繊維の低強度をカバーする事が行われているが、補
強用に用いた繊維の吸着している成分が活性炭素繊維に
移行し、吸着能力を減殺することが多く、また多くの補
強用繊維が活性炭素繊維より耐熱性が低いため、特に活
性炭素繊維の再生条件に関して制約を与えることが多
い。
この問題を解決するために、特開昭60−231843号には
活性化特性の異なる炭素繊維２種の混合物からなる布を
作り、賦活の容易な方の炭素繊維のみを活性化する技術
が開示されている。
活性化特性の異なる炭素繊維２種の混合物からなる布を
作り、賦活の容易な方の炭素繊維のみを活性化する技術
が開示されている。
この方法は炭素繊維の混合物を作る際に、最も混合物
が容易な段階を選択出来るため、他種の補強用繊維を混
合するよりも繊維の損傷が少ない利点があるが、例示さ
れている補強用繊維は元来強度の小さいタイプの炭素繊
維であり、賦活処理により更に多くの欠陥部を生じるた
め繊維が脆く、補強効果が不十分である。
が容易な段階を選択出来るため、他種の補強用繊維を混
合するよりも繊維の損傷が少ない利点があるが、例示さ
れている補強用繊維は元来強度の小さいタイプの炭素繊
維であり、賦活処理により更に多くの欠陥部を生じるた
め繊維が脆く、補強効果が不十分である。
（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は従来の活性炭素繊維が、極度に多孔質である
ため強度が低く、特に非常に脆い傾向がある欠点を改善
することを目的とする。従来の活性炭素繊維は圧縮によ
り形態が変化し易く、摩耗にも弱い傾向を持つ。また摩
耗、振動、衝撃の繰り返しにより粉化する傾向があり、
粉末が繊維集合体から離れて移動し、種々のトラブルを
起こす。また粉化により繊維重量の減少を生じ、活性炭
素繊維の能力低下を起こす。
ため強度が低く、特に非常に脆い傾向がある欠点を改善
することを目的とする。従来の活性炭素繊維は圧縮によ
り形態が変化し易く、摩耗にも弱い傾向を持つ。また摩
耗、振動、衝撃の繰り返しにより粉化する傾向があり、
粉末が繊維集合体から離れて移動し、種々のトラブルを
起こす。また粉化により繊維重量の減少を生じ、活性炭
素繊維の能力低下を起こす。
本発明はまた、活性炭素繊維の持つ非常に脆い欠点を
改善するために、補強用繊維を混合する方法の問題点で
ある、補強用繊維が吸着している成分が活性炭素繊維に
移行し、吸着能力を減殺する欠点、ならびに多くの補強
用繊維が活性炭素繊維より耐熱性が低いため、特に活性
炭素繊維の再生条件に関して制約を与える欠点を改善す
ることを目的とする。
改善するために、補強用繊維を混合する方法の問題点で
ある、補強用繊維が吸着している成分が活性炭素繊維に
移行し、吸着能力を減殺する欠点、ならびに多くの補強
用繊維が活性炭素繊維より耐熱性が低いため、特に活性
炭素繊維の再生条件に関して制約を与える欠点を改善す
ることを目的とする。
（ニ）課題を解決する手段 本発明は実質的に気体を吸着する気孔を有しない芯部
と、多孔質で気体等を吸着するように賦活された鞘部と
を有することを特徴とする活性炭素繊維である。
と、多孔質で気体等を吸着するように賦活された鞘部と
を有することを特徴とする活性炭素繊維である。
本発明の活性炭素繊維は、好ましい実施態様は第１図
に示すような、気孔を有しない芯部が繊維断面積の10〜
90％を占める単一の芯であるものである。鞘１と芯２と
の位置関係は、第１図に示すように同心円状であっても
良く、芯２が鞘１に対して偏心していても良い。
に示すような、気孔を有しない芯部が繊維断面積の10〜
90％を占める単一の芯であるものである。鞘１と芯２と
の位置関係は、第１図に示すように同心円状であっても
良く、芯２が鞘１に対して偏心していても良い。
芯部の断面積が繊維断面積に対して大きい割合を占め
る場合、活性炭素繊維としての有効な体積が少なくなる
ので好ましくない。また小さい割合を占める場合、芯部
の存在による強度の改善効果が小さくなるので好ましく
ない。
る場合、活性炭素繊維としての有効な体積が少なくなる
ので好ましくない。また小さい割合を占める場合、芯部
の存在による強度の改善効果が小さくなるので好ましく
ない。
本発明において繊維の断面形状は、通常実質的に円形
であることが望ましいが、円形に限定するものではな
い。また繊維内に存在する芯部の形状は円形であって
も、多葉形あるいはその他の異形であっても良い。また
第２図に示すように、気孔を有しない芯部が多数に分れ
て繊維断面内に存在するものであっても良い。芯部の断
面積は好ましくは総合計で繊維断面積の10〜90％を占め
るものである。芯２は第２図に示すように３個に分かれ
ていても良いが、２個あるいは４個以上であっても良
い。芯２の鞘１に対する位置関係は、第２図に示すよう
に点対称の関係にあっても良く、また不規則に存在して
いても良い。また芯２の大きさは均一であっても良い
が、種々の大きさのものが混在していても良い。
であることが望ましいが、円形に限定するものではな
い。また繊維内に存在する芯部の形状は円形であって
も、多葉形あるいはその他の異形であっても良い。また
第２図に示すように、気孔を有しない芯部が多数に分れ
て繊維断面内に存在するものであっても良い。芯部の断
面積は好ましくは総合計で繊維断面積の10〜90％を占め
るものである。芯２は第２図に示すように３個に分かれ
ていても良いが、２個あるいは４個以上であっても良
い。芯２の鞘１に対する位置関係は、第２図に示すよう
に点対称の関係にあっても良く、また不規則に存在して
いても良い。また芯２の大きさは均一であっても良い
が、種々の大きさのものが混在していても良い。
芯部の形状が多葉形である場合には、特に繊維側面か
らの圧縮や衝撃に強く、耐久性にも富んでいる。本発明
に好適に用いられる繊維およびその芯部の断面形状を、
第１図ないし第８図に例示する。
らの圧縮や衝撃に強く、耐久性にも富んでいる。本発明
に好適に用いられる繊維およびその芯部の断面形状を、
第１図ないし第８図に例示する。
芯部の総合計の断面積が繊維断面積に対して大きい割
合を占める場合、活性炭素繊維としての有効な体積が小
さくなるので好ましくない。また小さい割合を占める場
合、芯部の存在による強度の改善効果が小さくなるので
好ましくない。
合を占める場合、活性炭素繊維としての有効な体積が小
さくなるので好ましくない。また小さい割合を占める場
合、芯部の存在による強度の改善効果が小さくなるので
好ましくない。
本発明の活性炭素繊維は、光学異方性ピッチもしくは
軽度の熱処理により容易に光学異方性に転化するピッチ
を芯成分とし、等方性ピッチを鞘成分として複合紡糸
し、少なくともその鞘成分が不融化する条件で不融化処
理し、賦活処理することにより製造する。不融化処理の
後好ましくは炭化処理を実施する。炭化処理の温度はあ
まり高温である場合、コストが上昇するうえ、賦活処理
が進み難くなり、あまり低温である場合や省略した場
合、コスト的には有利であるが、繊維強度が低く賦活処
理時に損傷を受け易い。炭化処理の温度は600〜1200℃
であることが好ましい。
軽度の熱処理により容易に光学異方性に転化するピッチ
を芯成分とし、等方性ピッチを鞘成分として複合紡糸
し、少なくともその鞘成分が不融化する条件で不融化処
理し、賦活処理することにより製造する。不融化処理の
後好ましくは炭化処理を実施する。炭化処理の温度はあ
まり高温である場合、コストが上昇するうえ、賦活処理
が進み難くなり、あまり低温である場合や省略した場
合、コスト的には有利であるが、繊維強度が低く賦活処
理時に損傷を受け易い。炭化処理の温度は600〜1200℃
であることが好ましい。
芯成分の、光学異方性ピッチもしくは軽度の熱処理に
より容易に光学異方性に転化するピッチは、繊維化した
後、不融化および炭化処理を行うことにより、易黒鉛炭
素繊維を生成するものである。このようなピッチとして
は通常の流れ模様を持つ光学異方性ピッチのほか、重質
油やピッチ類から溶剤抽出により、容易に光学異方性に
転化する成分を集めたもの、あるいは光学異方性ピッチ
を還元して、容易に光学異方性に転化する等方性ピッチ
としたもの等である。この光学異方性ピッチもしくは軽
度の熱処理により容易に光学異方性に転化するピッチは
石油系のものであっても、石炭系のものであっても良
い。
より容易に光学異方性に転化するピッチは、繊維化した
後、不融化および炭化処理を行うことにより、易黒鉛炭
素繊維を生成するものである。このようなピッチとして
は通常の流れ模様を持つ光学異方性ピッチのほか、重質
油やピッチ類から溶剤抽出により、容易に光学異方性に
転化する成分を集めたもの、あるいは光学異方性ピッチ
を還元して、容易に光学異方性に転化する等方性ピッチ
としたもの等である。この光学異方性ピッチもしくは軽
度の熱処理により容易に光学異方性に転化するピッチは
石油系のものであっても、石炭系のものであっても良
い。
このようなピッチから作られた炭素繊維は賦活を行な
う際に反応速度が小さく、なかなか活性化が達成されな
いが、反面、強度や伸度や弾性率の低下が少ない傾向が
ある。
う際に反応速度が小さく、なかなか活性化が達成されな
いが、反面、強度や伸度や弾性率の低下が少ない傾向が
ある。
鞘成分の等方性ピッチは、好ましくは軟化点が120℃
以上の高軟化点ピッチである。
以上の高軟化点ピッチである。
通常の高分子物の場合は、一方の成分が固化したとき
に、固化した成分が液状を保っている他方の成分を空中
に支えることができる。ところがピッチの場合は固化し
たときの強度が極めて小さいため、液状を保っている成
分を空中に支えることが難しい。そのため本発明の複合
紡糸を行う際には、芯成分と鞘成分のピッチは軟化点が
近いことが好ましい。
に、固化した成分が液状を保っている他方の成分を空中
に支えることができる。ところがピッチの場合は固化し
たときの強度が極めて小さいため、液状を保っている成
分を空中に支えることが難しい。そのため本発明の複合
紡糸を行う際には、芯成分と鞘成分のピッチは軟化点が
近いことが好ましい。
鞘成分のピッチとしては、石油系、石炭系のいずれも
が用い得るが、高軟化点の等方性ピッチは概して、一般
的に石炭系の方が作り易い。その理由は恐らく次のよう
である。
が用い得るが、高軟化点の等方性ピッチは概して、一般
的に石炭系の方が作り易い。その理由は恐らく次のよう
である。
石油系の重質油は熱処理により軟化点を上げて行く
と、ある程度上昇した段階で、光学異方性化の開始と同
時に急速に軟化点が高くなる現象が認められ、軟化点が
高い等方性ピッチを製造する条件はかなり厳しく限定さ
れる。一方石炭系の重質油は光学異方性化の速度が遅
く、軟化点の高い等方性ピッチを製造する条件は比較的
幅広く選択出来る。
と、ある程度上昇した段階で、光学異方性化の開始と同
時に急速に軟化点が高くなる現象が認められ、軟化点が
高い等方性ピッチを製造する条件はかなり厳しく限定さ
れる。一方石炭系の重質油は光学異方性化の速度が遅
く、軟化点の高い等方性ピッチを製造する条件は比較的
幅広く選択出来る。
（ホ）作用 本発明は強度および耐久性に優れ、吸脱着特性の優れ
た活性炭素繊維およびその製造方法に関する。本発明の
活性炭素繊維は高弾性率、高強度の芯を有しているた
め、繊維単体として強いばかりでなく、布等の集合体と
して引っ張り、引き裂き、衝撃、摩耗、折り曲げ等に強
く、圧縮や振動等に対する形態安定性に優れている。
た活性炭素繊維およびその製造方法に関する。本発明の
活性炭素繊維は高弾性率、高強度の芯を有しているた
め、繊維単体として強いばかりでなく、布等の集合体と
して引っ張り、引き裂き、衝撃、摩耗、折り曲げ等に強
く、圧縮や振動等に対する形態安定性に優れている。
本発明の活性炭素繊維は二成分から成る単一の複合繊
維であるため、補強用繊維の混合などの余分な加工工程
を必要とせず、均一性が高い利点を有する。
維であるため、補強用繊維の混合などの余分な加工工程
を必要とせず、均一性が高い利点を有する。
（ヘ）実施例 次に本発明を、実施例により具体的かつ詳細に説明す
る。
る。
実施例 １ 芯成分として軟化点285℃、光学異方性分率100％の石
油系ピッチ、鞘成分とし軟化点245℃の石炭系の等方性
ピッチを用い、第１図に示すような同心円状の形態に複
合紡糸した。紡糸口金の直径は0.2mm、紡糸温度は305
℃、複合比率は50:50であった。
油系ピッチ、鞘成分とし軟化点245℃の石炭系の等方性
ピッチを用い、第１図に示すような同心円状の形態に複
合紡糸した。紡糸口金の直径は0.2mm、紡糸温度は305
℃、複合比率は50:50であった。
得られたピッチ繊維を昇温速度0.3℃／分で300℃まで
昇温させつつ不融化処理した。得られた繊維をさらに不
活性気体としてのN2ガス中で昇温速度５℃／分で900℃
まで昇温させつつ熱処理し、炭化を行なった。
昇温させつつ不融化処理した。得られた繊維をさらに不
活性気体としてのN2ガス中で昇温速度５℃／分で900℃
まで昇温させつつ熱処理し、炭化を行なった。
得られた直径17μｍの炭素繊維3000本からなるフィラ
メントを、折込み本数12本/inchで平織りに製織した。
メントを、折込み本数12本/inchで平織りに製織した。
この炭素繊維織物を850℃の水蒸気中で１時間処理
し、賦活を行なった。得られた活性炭素繊維の断面より
計測した芯鞘比率は55:45、鞘成分の比表面積1630m2/
g、JIS Ｋ 1470によるメチレンブルー脱色試験では鞘
成分換算で225mg/gであった。（55vol％の芯成分は比表
面積にも吸着にも関与しないとして計算した） 実施例 ２ 芯成分として軟化点283℃、光学異方性分率93％の石
油系ピッチ、鞘成分として軟化点238℃の石炭系の等方
性ピッチを用い、芯鞘型の複合紡糸口金で、管状ノズル
の周辺から加熱空気を噴出させる紡糸孔を有する口金に
より、紡糸を行った。管状ノズルの内径は0.25mm、紡糸
温度は340℃、複合比率は芯：鞘＝35:65であった。
し、賦活を行なった。得られた活性炭素繊維の断面より
計測した芯鞘比率は55:45、鞘成分の比表面積1630m2/
g、JIS Ｋ 1470によるメチレンブルー脱色試験では鞘
成分換算で225mg/gであった。（55vol％の芯成分は比表
面積にも吸着にも関与しないとして計算した） 実施例 ２ 芯成分として軟化点283℃、光学異方性分率93％の石
油系ピッチ、鞘成分として軟化点238℃の石炭系の等方
性ピッチを用い、芯鞘型の複合紡糸口金で、管状ノズル
の周辺から加熱空気を噴出させる紡糸孔を有する口金に
より、紡糸を行った。管状ノズルの内径は0.25mm、紡糸
温度は340℃、複合比率は芯：鞘＝35:65であった。
紡出したピッチ繊維を直ちにネットコンベヤーの上に
採取し、不融化および賦活を行った。得られた活性炭素
繊維ウェブをパンチ密度25回/cm2のニードルパンチを行
なった。
採取し、不融化および賦活を行った。得られた活性炭素
繊維ウェブをパンチ密度25回/cm2のニードルパンチを行
なった。
得られた活性炭素繊維不織布は優れた吸着性能および
耐久性を有していた。
耐久性を有していた。
実施例 ３ 芯成分として軟化点287℃、光学異方性分率96％の石
油系ピッチ、鞘成分として軟化点243℃の石炭系の等方
性ピッチを用い第２図に示すような多芯芯鞘型の複合紡
糸を行なった。紡糸温度は290℃、複合比率は芯：鞘＝3
0:70であった。
油系ピッチ、鞘成分として軟化点243℃の石炭系の等方
性ピッチを用い第２図に示すような多芯芯鞘型の複合紡
糸を行なった。紡糸温度は290℃、複合比率は芯：鞘＝3
0:70であった。
得られたピッチ繊維を、昇温速度0.5℃／分で300℃ま
で昇温させつつ不融化処理した。得られた繊維を、さら
に不活性気体としてのN2ガス中で昇温速度10℃/minで95
0℃まで昇温させつつ熱処理し、炭化を行なった。
で昇温させつつ不融化処理した。得られた繊維を、さら
に不活性気体としてのN2ガス中で昇温速度10℃/minで95
0℃まで昇温させつつ熱処理し、炭化を行なった。
得られた直径14mmの炭素繊維3000本からなるフィラメ
ントを、折込み本数10.5本/inchで平織りに製織した。
ントを、折込み本数10.5本/inchで平織りに製織した。
この炭素繊維織物を800℃の水蒸気中で１時間処理
し、賦活を行なった。得られた活性炭素繊維織物は優れ
た吸着性能および耐久性を有していた。
し、賦活を行なった。得られた活性炭素繊維織物は優れ
た吸着性能および耐久性を有していた。
実施例 ４ 芯成分として軟化点296℃、光学異方性分率100％の石
炭系ピッチ、鞘成分として軟化点245℃の石炭系の等方
性ピッチを用い、第５図に示すような三葉形の芯を、円
形の外形横断面と同一の対称中心を有する形態に複合紡
糸した。紡糸口金は直径0.4mmの紡糸孔の中にＹ字形の
中空断面を有する中空針を圧入したものを用い、中空針
の中から芯成分を押し出した。紡糸温度は312℃、複合
比率は芯：鞘＝60:40であった。
炭系ピッチ、鞘成分として軟化点245℃の石炭系の等方
性ピッチを用い、第５図に示すような三葉形の芯を、円
形の外形横断面と同一の対称中心を有する形態に複合紡
糸した。紡糸口金は直径0.4mmの紡糸孔の中にＹ字形の
中空断面を有する中空針を圧入したものを用い、中空針
の中から芯成分を押し出した。紡糸温度は312℃、複合
比率は芯：鞘＝60:40であった。
得られたピッチ繊維を、昇温速度0.3℃／分で300℃ま
で昇温させつつ不融化処理した。得られた繊維をさらに
不活性気体としてのN2ガス中で昇温速度５℃／分で950
℃まで昇温させつつ熱処理し、炭化を行なった。
で昇温させつつ不融化処理した。得られた繊維をさらに
不活性気体としてのN2ガス中で昇温速度５℃／分で950
℃まで昇温させつつ熱処理し、炭化を行なった。
得られた直径17μｍの炭素繊維3000本からなるフィラ
メントを、折込み本数12本/inchで平織りに製織した。
メントを、折込み本数12本/inchで平織りに製織した。
この炭素繊維織物を850℃の水蒸気中で１時間処理
し、賦活を行った。得られた活性炭素繊維の断面より計
測した芯鞘比率は65:35、鞘成分の比表面積1630m2/g、J
IS Ｋ 1470によるメチレンブルー脱色試験では鞘成分
換算で225mg/gであった。（65vol％の芯細分は比表面積
にも吸着にも関与しないとして計算した） 実施例 ５ 芯成分として軟化点283℃、光学異方性分率93％の石
油系ピッチ、鞘成分として軟化点238℃の石油系の等方
性ピッチを用い、第６図に示すような五葉形の芯を、円
形の外形横断面と同一の対称中心を有する形態に複合紡
糸した。使用した芯鞘型の複合紡糸口金は、二重の管状
ノズルから芯鞘型に２種のピッチを吐出させ、該管状ノ
ズルの周辺から加熱空気を噴出させる紡糸孔を有する口
金により、紡糸を行なった。二重の管状ノズルの外管の
内径は0.5mm、内径は0.2mmの等しい長さのスリットを72
゜間隔で、回転対称を有するように放射状に配置した、
異形の中空針であった。紡糸温度は340℃、複合比率は
芯：鞘＝35:65であった。
し、賦活を行った。得られた活性炭素繊維の断面より計
測した芯鞘比率は65:35、鞘成分の比表面積1630m2/g、J
IS Ｋ 1470によるメチレンブルー脱色試験では鞘成分
換算で225mg/gであった。（65vol％の芯細分は比表面積
にも吸着にも関与しないとして計算した） 実施例 ５ 芯成分として軟化点283℃、光学異方性分率93％の石
油系ピッチ、鞘成分として軟化点238℃の石油系の等方
性ピッチを用い、第６図に示すような五葉形の芯を、円
形の外形横断面と同一の対称中心を有する形態に複合紡
糸した。使用した芯鞘型の複合紡糸口金は、二重の管状
ノズルから芯鞘型に２種のピッチを吐出させ、該管状ノ
ズルの周辺から加熱空気を噴出させる紡糸孔を有する口
金により、紡糸を行なった。二重の管状ノズルの外管の
内径は0.5mm、内径は0.2mmの等しい長さのスリットを72
゜間隔で、回転対称を有するように放射状に配置した、
異形の中空針であった。紡糸温度は340℃、複合比率は
芯：鞘＝35:65であった。
紡出したピッチ繊維を直ちにネットコンベヤーの上に
採取し、実施例１と同様にして不融化および炭化を行っ
た。得られた炭素繊維ウェブをパンチ密度25回/cm2のニ
ードルパンチを行った後、実施例１と同様にして賦活を
行なった。
採取し、実施例１と同様にして不融化および炭化を行っ
た。得られた炭素繊維ウェブをパンチ密度25回/cm2のニ
ードルパンチを行った後、実施例１と同様にして賦活を
行なった。
得られた活性炭素繊維不織布は優れた吸着性能および
耐久性を有していた。
耐久性を有していた。
（ト）発明の効果 本発明の活性炭素繊維は織物、不織布等の布構造の形
態で、一般の吸着剤として使用することが出来る。吸着
する物質としては種々の気体、液中に溶解する種々の溶
質等である。活性炭素繊維の使用される形態としては、
種々の工業用吸着剤、ガスマスク、浄水器、冷蔵庫や靴
等の脱臭剤、空調設備用の脱臭フィルター等である。
態で、一般の吸着剤として使用することが出来る。吸着
する物質としては種々の気体、液中に溶解する種々の溶
質等である。活性炭素繊維の使用される形態としては、
種々の工業用吸着剤、ガスマスク、浄水器、冷蔵庫や靴
等の脱臭剤、空調設備用の脱臭フィルター等である。
本発明の活性炭素繊維はそのほかに、触媒担体、炭素
分子に対するイオンのインターカレーション電位を利用
する蓄電池、キャパシター、コンデンサー等に用いられ
る。
分子に対するイオンのインターカレーション電位を利用
する蓄電池、キャパシター、コンデンサー等に用いられ
る。
第１図は本発明の活性炭素繊維の横断面図を示す略図で
ある。第２図は本発明の別の実施態様である多数の芯を
有する活性炭素繊維の横断面を示す略図である。第３図
ないし第８図は本発明の更に別の実施態様である非円形
断面の芯を有する活性炭素繊維の横断面を示す略図であ
る。 1:鞘 2:芯
ある。第２図は本発明の別の実施態様である多数の芯を
有する活性炭素繊維の横断面を示す略図である。第３図
ないし第８図は本発明の更に別の実施態様である非円形
断面の芯を有する活性炭素繊維の横断面を示す略図であ
る。 1:鞘 2:芯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０３Ｄ 15/00 Ｄ０３Ｄ 15/00 Ａ Ｄ０４Ｈ 1/42 Ｄ０４Ｈ 1/42 Ｅ
Claims (4)
- 【請求項１】実質的に気体を吸着する気孔を有しない芯
部と、多孔質で気体等を吸着するように賦活された鞘部
とを有することを特徴とする、活性炭素繊維。 - 【請求項２】請求項１において気孔を有しない芯部が繊
維断面積の10〜90％を占める単一の芯であることを特徴
とする請求項１に記載の活性炭素繊維。 - 【請求項３】請求項１において気孔を有しない芯部が多
数に分れて繊維断面内に存在することを特徴とする請求
項１に記載の活性炭素繊維。 - 【請求項４】光学異方性ピッチもしくは軽度の熱処理に
より容易に光学異方性に転化するピッチを芯成分とし、
等方性ピッチを鞘成分として複合紡糸し、少なくともそ
の鞘成分が不融化する条件で不融化処理し、賦活処理す
ることを特徴とする活性炭素繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1041882A JP2565770B2 (ja) | 1988-12-02 | 1989-02-23 | 活性炭素繊維およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-304063 | 1988-12-02 | ||
| JP30406388 | 1988-12-02 | ||
| JP1041882A JP2565770B2 (ja) | 1988-12-02 | 1989-02-23 | 活性炭素繊維およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02264018A JPH02264018A (ja) | 1990-10-26 |
| JP2565770B2 true JP2565770B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=17928587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1041882A Expired - Lifetime JP2565770B2 (ja) | 1988-12-02 | 1989-02-23 | 活性炭素繊維およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2565770B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02216221A (ja) * | 1989-02-13 | 1990-08-29 | Unitika Ltd | 高強度，高弾性率活性炭繊維 |
| JPH03152218A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-06-28 | Agency Of Ind Science & Technol | ピッチ系複合炭素繊維及びその製造方法 |
| JPH03199426A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-30 | Kawasaki Steel Corp | 球状繊維塊活性炭およびその製造方法 |
| US6485811B1 (en) * | 1994-09-28 | 2002-11-26 | Toray Industries, Inc. | Nonwoven fabric for pleated filters, and a production process therefor |
| KR100420046B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2004-05-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬전지용복합형탄소섬유및그제조방법 |
| WO2007034873A1 (ja) * | 2005-09-22 | 2007-03-29 | Honda Motor Co., Ltd. | 分極性電極および電気二重層キャパシタ |
| CN112522810A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 湖南东映碳材料科技有限公司 | 一种沥青基炭纤维及其制备方法 |
| CN115948821B (zh) * | 2023-02-21 | 2023-09-22 | 江南大学 | 一种中空、多孔、多层级聚丙烯腈基碳纤维及其制备方法 |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP1041882A patent/JP2565770B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02264018A (ja) | 1990-10-26 |
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