JP2003064535A - Active carbon cloth or active carbon sheet of polyvinyl alcohol, and method for manufacturing the same - Google Patents

Active carbon cloth or active carbon sheet of polyvinyl alcohol, and method for manufacturing the same

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JP2003064535A
JP2003064535A JP2001257110A JP2001257110A JP2003064535A JP 2003064535 A JP2003064535 A JP 2003064535A JP 2001257110 A JP2001257110 A JP 2001257110A JP 2001257110 A JP2001257110 A JP 2001257110A JP 2003064535 A JP2003064535 A JP 2003064535A
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activated carbon
cloth
pva
fiber
sheet
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JP2001257110A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Oki
弘之 大木
Shinichi Rokusha
慎一 六車
Yoichi Yamamoto
洋一 山本
Hideki Kamata
英樹 鎌田
Yutaka Miyaguchi
裕 宮口
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture fibrous active carbon cloth or a fibrous active carbon sheet free from shrinkage unevenness and quality unevenness by using a PVA fiber in an industrially advantageous method. SOLUTION: A polyvinyl alcohol fiber is subjected to a hydration treatment, the dehydrated fiber is processed into a cloth or a sheet, and subsequently, it is carbonized and activated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリビニルアルコ
ール系の活性炭布又は活性炭シート及びそれらの製造法
に関する。本発明による活性炭布又は活性炭シートは、
浄水、空気浄化、ガス吸着、水処理、脱色、タバコフィ
ルター、クリーンルーム用フィルターなどの用途に好適
であり、二次電池用、電解コンデンサー用、電気二重層
キャパシタ用などの電極材料としても有用である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyvinyl alcohol-based activated carbon cloth or activated carbon sheet and a method for producing them. The activated carbon cloth or activated carbon sheet according to the present invention,
It is suitable for applications such as water purification, air purification, gas adsorption, water treatment, decolorization, cigarette filters, clean room filters, etc., and also useful as an electrode material for secondary batteries, electrolytic capacitors, electric double layer capacitors, etc. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、活性炭は、食品工業、化学工業、
医薬工業、その他各種工業にわたって広く使用されてい
る。このような用途へ使用される活性炭としては、ヤシ
殻、木粉、石炭などの炭素質材料を水蒸気、ガスなどで
賦活したものが一般的であるが、吸着剤の分野において
は、吸着速度が速く、かつ圧力損失が小さい理由で、繊
維状活性炭が多く使用されている。この場合、用途によ
って繊維状活性炭の形状は適宜選択されるが、例えば気
体の吸着等には、シート状の繊維状活性炭が好適に用い
られており、具体的には、NOx、SOxなどの気体を吸
着するのに、ポリアクリロニトリル系の繊維状活性炭シ
ートを使用する例が特開昭53−133591号公報に
開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, activated carbon has been used in food industry, chemical industry,
Widely used in the pharmaceutical industry and various other industries. As the activated carbon used for such an application, coconut shell, wood powder, activated carbonaceous materials such as coal with steam, gas, etc. are generally used, but in the field of adsorbents, the adsorption rate is Fibrous activated carbon is often used because of its speed and small pressure loss. In this case, the shape of the fibrous activated carbon is appropriately selected depending on the application, but for example, for the adsorption of gas, a sheet-shaped fibrous activated carbon is preferably used, and specifically, gas such as NOx and SOx is used. An example of using a polyacrylonitrile-based fibrous activated carbon sheet to adsorb is disclosed in JP-A-53-133591.

【0003】一方、近年、バックアップ電源、補助電源
として電気二重層キャパシタが注目を集めており、活性
炭の電気二重層キャパシタの電極としての性能に着目し
た開発が広くなされており、工業化もされている。 従
来、電気二重層キャパシタ電極用の活性炭としては、
(1)樹脂材料、椰子殻、ピッチ及び石炭などを水蒸
気、ガスなどで賦活した活性炭(大容量キャパシタ技術
と材料、シーエムシー社刊行(1998) 参照)、
(2)フェノール樹脂発泡体を炭化、賦活することによ
り得られる活性炭成形体(特開平2−297915号公
報)等が報告されているが、抵抗が低い等の理由から繊
維状活性炭布が用いられることも多く、例えば、特開昭
64−82514号公報には、フェノール繊維布やピッ
チ繊維布を炭化賦活した活性炭繊維布からなる電極が開
示されている。
On the other hand, in recent years, electric double layer capacitors have been attracting attention as a backup power source and an auxiliary power source, and development focusing on the performance of activated carbon as an electrode of the electric double layer capacitor has been widely made and industrialized. . Conventionally, as activated carbon for electric double layer capacitor electrodes,
(1) Activated carbon obtained by activating resin material, palm shell, pitch, coal, etc. with steam, gas, etc. (See Large-capacity capacitor technology and materials, CMC Publishing (1998)),
(2) Activated carbon moldings obtained by carbonizing and activating a phenol resin foam (Japanese Patent Laid-Open No. 2-279915) and the like have been reported, but a fibrous activated carbon cloth is used because of its low resistance. In many cases, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-82514 discloses an electrode made of activated carbon fiber cloth in which phenol fiber cloth or pitch fiber cloth is activated by carbonization.

【0004】繊維状活性炭シートの製造法としては、予
め原料となる繊維をフェルト又はシート状に加工した
後、炭化、賦活する方法が一般的である。例えば、特開
昭49−125665号公報にはピッチ系の繊維状活性
炭シートが開示されており、特開昭51−19818号
公報にはセルロース系の繊維状活性炭シートが開示され
ており、特開昭53−133591号公報にはポリアク
リロニトリル系の繊維状活性炭シートが開示されてい
る。
As a method for producing a fibrous activated carbon sheet, a method in which a raw material fiber is preliminarily processed into a felt or sheet shape and then carbonized and activated is generally used. For example, JP-A-49-125665 discloses a pitch-based fibrous activated carbon sheet, and JP-A-51-198118 discloses a cellulose-based fibrous activated carbon sheet. JP-A-53-133591 discloses a polyacrylonitrile-based fibrous activated carbon sheet.

【0005】このうち、ピッチ系繊維状活性炭シートに
関しては、そもそもピッチの溶融紡糸による原料シート
又は原料フェルト(以下、シート又はフェルトをシート
等ということがある)を製造する方法が煩雑であり、と
くに薄いシートを製造する際、均一かつ均質なシートを
製造するのが困難である。原料シート等の均一性及び均
質性はそのまま最終製品である繊維状活性炭シート等に
反映されるため、とくに均一性及び均質性が影響する用
途に使用する場合、この方法は採用し難い。また、原料
シート等の製造コストは比較的高く、結果的に最終製品
となる繊維状活性炭シート等がコスト高になる一因とな
る。
Among these, as for the pitch-based fibrous activated carbon sheet, the method for producing a raw material sheet or a raw material felt by melt spinning of pitch (hereinafter, the sheet or felt may be referred to as a sheet, etc.) is complicated, and particularly, When producing thin sheets, it is difficult to produce uniform and homogeneous sheets. Since the homogeneity and homogeneity of the raw material sheet and the like are directly reflected in the fibrous activated carbon sheet and the like as the final product, this method is difficult to adopt, particularly when it is used in applications where the homogeneity and homogeneity affect. Further, the manufacturing cost of the raw material sheet and the like is relatively high, and as a result, the cost of the fibrous activated carbon sheet and the like, which is the final product, becomes high.

【0006】一方、セルロース系又はポリアクリロニト
リル系繊維状活性炭を製造する場合、原料シート等の製
造はピッチに比較して容易であるが、一般に炭化、賦活
時の重量収率が低く、その結果、最終的な繊維状活性炭
シート等のコスト高を招く。また、炭化、賦活時の収縮
が激しいため、原料シート等が均質でも、最終的に得ら
れる繊維状活性炭シート等の厚み斑や品質斑を招きやす
い。
On the other hand, in the case of producing a cellulosic or polyacrylonitrile-based fibrous activated carbon, the production of raw material sheets and the like is easier than that of pitch, but generally the weight yield during carbonization and activation is low, and as a result, This will increase the cost of the final fibrous activated carbon sheet. Further, since the shrinkage at the time of carbonization and activation is severe, even if the raw material sheet or the like is homogeneous, the fibrous activated carbon sheet or the like finally obtained is likely to have thickness unevenness or quality unevenness.

【0007】繊維状活性炭布の製造法としては、予め原
料となる繊維を布状に加工した後、これを炭化、賦活す
る方法が知られている(例えばポリアクリロニトリル系
に関しては特開昭62−133124号公報、フェノー
ル樹脂系に関しては特開昭60−35509号公報)。
しかしながら、ポリアクリロニトリル系に関しては、シ
ートと同様、炭化、賦活時の収縮による最終製品の厚み
斑や品質斑を生じやすく、また、ピッチ系の場合、そも
そも原料布を作製することが非常に困難である。また、
フェノール樹脂系繊維状活性炭の場合、一般に原料繊維
の強度が弱く、布状に加工するのが困難であり、また、
原料布が非常に高価なため、最終的に得られる繊維状活
性炭布が高価になるという問題がある。以上述べたよう
に、安価で品質に優れる繊維状活性炭シート又は繊維状
活性炭布を工業的に有利に製造するための方法は十分確
立されていないのが現状である。
As a method for producing a fibrous activated carbon cloth, there is known a method in which a raw material fiber is preliminarily processed into a cloth shape and then carbonized and activated (for example, regarding a polyacrylonitrile-based material, Japanese Patent Laid-Open No. 62- No. 133124, and JP-A No. 60-35509 for phenol resin).
However, regarding the polyacrylonitrile-based, like the sheet, carbonization, it is likely to cause uneven thickness and quality unevenness of the final product due to shrinkage during activation, and in the case of the pitch-based, it is very difficult to produce the raw material cloth in the first place. is there. Also,
In the case of phenolic resin type fibrous activated carbon, the strength of the raw material fiber is generally weak and it is difficult to process it into a cloth.
Since the raw material cloth is very expensive, there is a problem that the fibrous activated carbon cloth finally obtained becomes expensive. As described above, at present, a method for industrially producing an inexpensive and excellent quality fibrous activated carbon sheet or fibrous activated carbon cloth has not been established.

【0008】繊維状活性炭の原料としては、上述したよ
うに、セルロース系繊維、フェノール樹脂系繊維、ポリ
アクリロニトリル系繊維などが知られているが、近年、
安価かつ高性能な繊維状活性炭原料としてポリビニルア
ルコール系繊維を用いた例が報告されている。ポリビニ
ルアルコール系繊維(以下、ポリビニルアルコールをP
VAと略称する)は、強度、価格、風合い、吸着性能な
どの点で新たな活性炭の原料として有望であり、注目さ
れている。これまで、PVA系繊維を原料とした繊維状
活性炭は主として、特開昭53−114925、同59
−187624、同61−47827号各公報に開示さ
れているとおり、PVA系繊維に脱水触媒を塗布又は含
浸せしめて熱処理した後、賦活する方法によって得られ
ている。
As mentioned above, as the raw material of the fibrous activated carbon, cellulose type fiber, phenol resin type fiber, polyacrylonitrile type fiber and the like are known.
An example using a polyvinyl alcohol fiber as an inexpensive and high performance fibrous activated carbon raw material has been reported. Polyvinyl alcohol fiber (hereinafter, polyvinyl alcohol is referred to as P
(Abbreviated as VA) is promising as a raw material for a new activated carbon in terms of strength, price, texture, adsorption performance, and the like, and is drawing attention. Up to now, fibrous activated carbon made from PVA-based fibers has been mainly used in JP-A-53-114925 and 59-59.
As disclosed in JP-A-187624 and JP-A-61-47827, it is obtained by a method of activating after applying or impregnating a dehydration catalyst to a PVA-based fiber and heat-treating it.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】PVA系繊維を原料と
した繊維状活性炭は、従来シート又は布で使用されてい
なかったが、近年電気二重層キャパシタ用の電極として
の用途が注目されるにつれて、シート化又は布化の要望
が高まっている。しかしながら、以上述べたように、工
業的に有用な繊維状活性炭からなるシート又は布につい
ての報告は多くなされているが、高価格あるいは工業的
製造法の煩雑さといった問題を抱えており、一方、強
度、価格、風合い、吸着性能などの点で新たな繊維状活
性炭の原料としてPVA系繊維を原料とする繊維状活性
炭も知られているが、これからなる布又はシートに関し
ては全く報告されていないのが実状である。したがっ
て、本発明の目的は、安価かつ工業的に製造容易なPV
A系繊維を原料とした繊維状活性炭布又は繊維状活性炭
シート及びそれらの製造法を提供することにある。
The fibrous activated carbon made of PVA-based fiber has not been used in a sheet or cloth in the past, but as its use as an electrode for an electric double layer capacitor has recently received attention, There is an increasing demand for sheets or fabrics. However, as described above, although there are many reports on sheets or cloths made of industrially useful fibrous activated carbon, they have problems such as high price or complexity of industrial manufacturing method, while, Fibrous activated carbon made of PVA fiber is known as a raw material for new fibrous activated carbon in terms of strength, price, texture, adsorption performance, etc., but no report has been made on a cloth or sheet made of this. Is the actual situation. Therefore, an object of the present invention is to manufacture PV that is inexpensive and industrially easy to manufacture.
It is intended to provide a fibrous activated carbon cloth or a fibrous activated carbon sheet made of A-based fibers as a raw material and a method for producing them.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、PVA系
繊維を原料とする繊維状活性炭からなるシート又は布を
製造する際に、予め原料であるPVA系繊維を、好まし
くは脱水処理した後、布状又はシート状に成形した後、
これを炭化、賦活することで、効率よく、目的とする繊
維状活性炭布又はシートを容易に得ることができること
を見出した。すなわち、本発明は、PVA系繊維を原料
として製造した繊維状活性炭からなる活性炭布又は活性
炭シートである。
Means for Solving the Problems In producing a sheet or cloth made of fibrous activated carbon using PVA-based fiber as a raw material, the present inventors have preferably dehydrated the PVA-based fiber as a raw material in advance. After that, after forming into a cloth or sheet,
It has been found that the target fibrous activated carbon cloth or sheet can be efficiently and easily obtained by carbonizing and activating this. That is, the present invention is an activated carbon cloth or activated carbon sheet made of fibrous activated carbon produced by using PVA-based fibers as a raw material.

【0011】また、本発明のもうひとつの発明は、PV
A系繊維を布状又はシート状に加工した後、炭化、賦活
することを特徴とする活性炭布又は活性炭シートの製造
法である。 さらに本発明のもうひとつの発明は、この
ような製造法により得られた活性炭布又は活性炭シート
である。
Another invention of the present invention is PV.
A method for producing an activated carbon cloth or activated carbon sheet, which comprises carbonizing and activating after processing an A-based fiber into a cloth or sheet. Still another invention of the present invention is an activated carbon cloth or activated carbon sheet obtained by such a production method.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明に使用するPVA系繊維
は、通常PVAの製造に使用されるポリ酢酸ビニル又は
その共重合体をケン化して得られるPVA系樹脂から得
られるものである。また、ピバリン酸ビニル、蟻酸ビニ
ルのごとき側鎖の嵩高いビニルエステルや極性の高いビ
ニルエステル、t−ブチルビニルエーテルやトリメチル
シリルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテルのごと
きビニルエーテルの単独重合体又は共重合体の分解によ
って得られるPVA系樹脂を使用してもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The PVA-based fiber used in the present invention is obtained from a PVA-based resin obtained by saponifying polyvinyl acetate or a copolymer thereof which is usually used in the production of PVA. Further, it can be obtained by decomposing a bulky vinyl ester having a side chain such as vinyl pivalate or vinyl formate or a highly polar vinyl ester, or a homopolymer or copolymer of vinyl ether such as t-butyl vinyl ether, trimethylsilyl vinyl ether or benzyl vinyl ether. You may use PVA type resin.

【0013】ここで、共重合体のコモノマー単位は、ケ
ン化又は分解によってビニルアルコール単位を生成する
単位とそれ以外の単位とに分けることができるが、後者
のコモノマー単位は、主として変性を目的に共重合され
るものであり、本発明の趣旨を損なわない範囲で使用さ
れる。このような単位としては、例えば、エチレン、プ
ロピレン、1−ブテン、イソブテン等のオレフィン類、
アクリル酸及びその塩、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロ
ピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、
アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル等の
アクリル酸エステル類、メタクリル酸及びその塩、メタ
クリル酸メチル、メ夕クリル酸エチル、メタクリル酸n
−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸
n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸t
−ブチル、メ夕クリル酸2−エチルヘキシル、メタクリ
ル酸ドデシル、メ夕クリル酸オクタデシル等のメタクリ
ル酸エステル類、アクリルアミド、N−メチルアクリル
アミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチル
アクリルアミド、ジアセ卜ンアクリルアミド、アクリル
アミドプロパンスルホン酸及びその塩、アクリルアミド
プロピルジメチルアミン及びその塩と4級塩、N−メチ
ロールアクリルアミド及びその誘導体等のアクリルアミ
ド誘導体、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルア
ミド、N−エチルメタクリルアミド、N,N−ジメチル
メタクリルアミド、ジアセ卜ンメタクリルアミド、メタ
クリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩、メタクリ
ルアミドプロピルジメチルアミン及びその塩と4級塩、
N−メチロールメタクリルアミド及びその誘導体等のメ
タクリルアミド誘導体、メチルビニルエーテル、エチル
ビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プ
ロピルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t
−ブチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ド
デシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等の
ビニルエーテル類、アクリロニトリル、メタクリロニト
リル等のニトリル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フ
ッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル
類、酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物、マレイ
ン酸及びその塩とエステル、イタコン酸及びその塩とエ
ステル、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化
合物、酢酸イソプロペニル等をあげることができる。
Here, the comonomer unit of the copolymer can be divided into a unit which produces a vinyl alcohol unit by saponification or decomposition and a unit other than the unit. The latter comonomer unit is mainly used for modification. It is copolymerized and is used within a range not impairing the gist of the present invention. Examples of such a unit include olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, and isobutene,
Acrylic acid and its salts, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate,
Acrylic esters such as t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, octadecyl acrylate, methacrylic acid and its salts, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n methacrylate
-Propyl, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-methacrylic acid
-Methacrylic acid esters such as butyl, 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate, octadecyl methacrylate, acrylamide, N-methyl acrylamide, N-ethyl acrylamide, N, N-dimethyl acrylamide, diacetyl acrylamide Acrylamidopropanesulfonic acid and its salts, acrylamidopropyldimethylamine and its salts and quaternary salts, acrylamide derivatives such as N-methylolacrylamide and its derivatives, methacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N, N-dimethyl methacrylamide, diacetone methacrylamide, methacrylamide propane sulfonic acid and its salts, methacrylamide propyldimethylamine and its salts and quaternary salts,
Methacrylamide derivatives such as N-methylol methacrylamide and its derivatives, methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t
-Butyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, vinyl ethers such as stearyl vinyl ether, acrylonitrile, nitriles such as methacrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, vinyl halides such as vinylidene fluoride, allyl acetate, Examples thereof include allyl compounds such as allyl chloride, maleic acid and salts and esters thereof, itaconic acid and salts and esters thereof, vinylsilyl compounds such as vinyltrimethoxysilane, and isopropenyl acetate.

【0014】PVA系樹脂のケン化度としては、70モ
ル%以上が好ましく、90〜99.99モル%がさらに
好ましい。ここで、ケン化度とは、酢酸ビニルの単独重
合体又は共重合体中のケン化によりビニルアルコール単
位に変換され得る単位に対するケン化後のビニルアルコ
ール単位の割合であり、残基は酢酸ビニル単位である。
PVA系樹脂の重合度は、好ましくは1000以上で
あり、さらに好ましくは1700以上である。但し、重
合度30000を超えるようなPVA系樹脂は一般的に
製造が困難であり、工業的生産という観点からは必ずし
も適したものとはいえない。
The degree of saponification of the PVA resin is preferably 70 mol% or more, more preferably 90 to 99.99 mol%. Here, the degree of saponification is the ratio of vinyl alcohol units after saponification to units that can be converted to vinyl alcohol units by saponification in a vinyl acetate homopolymer or copolymer, and the residue is vinyl acetate. It is a unit.
The degree of polymerization of the PVA-based resin is preferably 1000 or more, more preferably 1700 or more. However, PVA-based resins having a degree of polymerization of more than 30,000 are generally difficult to produce, and are not necessarily suitable from the viewpoint of industrial production.

【0015】PVA系繊維の製造方法についてはとくに
限定されないが、公知の湿式紡糸法、乾湿式紡糸法又は
乾式紡糸法を採用することができる。湿式紡糸法とは、
PVA系樹脂を有機溶剤に溶解して得られるポリマー溶
液又はPVA系樹脂を水に溶解して得られる水溶液から
なる紡糸原液を紡糸ノズルから直接凝固浴に紡出する方
式であり、乾湿式紡糸法とは、紡糸ノズルと凝固浴間に
空気や不活性ガスなどの気体空間(エア−ギャップ)を
設け、該気体中を特定の距離走行させた後、凝固浴中へ
紡出する紡糸方法である。
The method for producing the PVA fiber is not particularly limited, but a known wet spinning method, dry wet spinning method or dry spinning method can be adopted. What is the wet spinning method?
This is a method in which a spinning solution containing a polymer solution obtained by dissolving a PVA-based resin in an organic solvent or an aqueous solution obtained by dissolving the PVA-based resin in water is directly spun from a spinning nozzle into a coagulation bath, which is a dry-wet spinning method. Is a spinning method in which a gas space (air-gap) such as air or an inert gas is provided between a spinning nozzle and a coagulation bath, the gas is run for a specific distance, and then spun into the coagulation bath. .

【0016】紡糸ノズルを直接凝固浴に接触させて紡出
を行う湿式紡糸法は、ノズル孔ピッチを狭くしても繊維
同士が膠着せずに紡糸できるため、多孔ノズルを用いた
紡糸に適しており、一方、凝固浴と紡糸ノズルの間にエ
アギャップを設け、紡糸ノズルから気体中を経由して紡
出する乾湿式紡糸法の場合は、エアギャップ部での伸び
が大きいことにより高速紡糸に適している。また、乾式
紡糸法とは、PVA系樹脂を水に溶解して得られる水溶
液などからなる紡糸原液を紡糸ノズルから直接気体中に
紡出するものであり、凝固浴を必要としない紡糸方式で
ある。目的や用途に応じて以上述べたような紡糸方式を
適宜選択して採用すればよい。
The wet spinning method in which the spinning nozzle is brought into direct contact with the coagulation bath for spinning is suitable for spinning using a multi-hole nozzle because fibers can be spun without sticking even if the nozzle hole pitch is narrowed. On the other hand, in the case of the dry-wet spinning method in which an air gap is provided between the coagulation bath and the spinning nozzle, and spinning is performed from the spinning nozzle through the gas, high elongation is achieved due to the large elongation in the air gap. Are suitable. The dry spinning method is a spinning method in which a spinning dope, which is an aqueous solution obtained by dissolving a PVA-based resin in water, is spun directly into a gas from a spinning nozzle, and does not require a coagulation bath. . The spinning method as described above may be appropriately selected and adopted according to the purpose and use.

【0017】PVA系繊維の製造方法のうち、先ず紡糸
原液として、PVA系樹脂を有機溶剤に溶解したポリマ
ー溶液を使用する溶剤系によるPVA系繊維の製造方法
についてさらに詳しく説明する。紡糸原液を構成するP
VA系樹脂の溶剤としては、例えば、グリセリン、エチ
レングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、ブタンジオールなどの多価アルコール類や
ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムア
ミド、ジエチレントリアミン等から選ばれる有機溶剤、
又はこれら2種以上の混合溶剤、さらにこれら有機溶剤
と水との混合溶剤をあげることができる。
Among the methods for producing PVA-based fibers, the method for producing PVA-based fibers by a solvent system using a polymer solution prepared by dissolving a PVA-based resin in an organic solvent as a spinning stock solution will be described in more detail. P that constitutes the spinning solution
Examples of the solvent for the VA-based resin include polyhydric alcohols such as glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, butanediol, and organic solvents selected from dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide, diethylenetriamine, and the like.
Alternatively, a mixed solvent of two or more kinds of these, and a mixed solvent of these organic solvents and water can be used.

【0018】紡糸性、繊維性能等の点からは、紡糸原液
中のPVA系樹脂の濃度は5〜25重量%とするのが好
ましく、紡糸原液の温度は80〜230℃が一般的であ
る。また、本発明の効果を損わない範囲で、ホウ酸、界
面活性剤、分解抑制剤、染料、顔料などを紡糸原液に添
加しても構わない。このようにして調製した紡糸原液を
紡糸ノズルを通して凝固浴中に湿式紡糸又は乾湿式紡糸
する。
From the viewpoint of spinnability, fiber performance, etc., the concentration of the PVA resin in the spinning dope is preferably 5 to 25% by weight, and the temperature of the spinning dope is generally 80 to 230 ° C. Further, boric acid, a surfactant, a decomposition inhibitor, a dye, a pigment and the like may be added to the spinning dope, as long as the effects of the present invention are not impaired. The spinning dope thus prepared is wet-spun or dry-wet spun in a coagulation bath through a spinning nozzle.

【0019】紡糸原液を凝固させ、繊維化させるための
凝固液としては、メタノール、エタノールなどのアルコ
ール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類
などのようにPVAに対して凝固能を有する有機溶媒が
好ましい。紡糸性、繊維性能等の点から、凝固浴には、
上記凝固液に紡糸原液と同じ溶剤を含ませるのがよく、
例えば、紡糸原液の溶剤にDMSOを使用した場合、凝
固浴として、メタノール、エタノールなどのアルコール
類にDMSOを含有させるのがよい。この場合、凝固浴
中の紡糸原液溶剤の濃度を20〜70重量%とするのが
好ましく、25〜65重量%とするのがさらに好まし
い。また、凝固液/紡糸原液に使用した溶剤の割合は重
量比で25/75〜85/15とするのが好ましい。本
発明の効果を損わない範囲であれば他の添加物が配合さ
れていても構わない。
As the coagulating liquid for coagulating the spinning dope and making it into fibers, alcohols such as methanol and ethanol, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone are preferred organic solvents having a coagulating ability for PVA. . From the viewpoint of spinnability, fiber performance, etc., the coagulation bath is
It is preferable to include the same solvent as the spinning solution in the coagulating liquid,
For example, when DMSO is used as the solvent of the spinning dope, it is preferable that DMSO is contained in alcohol such as methanol or ethanol as a coagulation bath. In this case, the concentration of the spinning dope solution solvent in the coagulation bath is preferably 20 to 70% by weight, more preferably 25 to 65% by weight. Further, the ratio of the solvent used in the coagulating liquid / spinning stock solution is preferably 25/75 to 85/15 in weight ratio. Other additives may be added as long as the effects of the present invention are not impaired.

【0020】さらに凝固反応速度を小さくして繊維内部
まで十分に均一ゲル構造を形成させる点からは凝固浴の
温度を30℃以下とするのが好ましく、20℃以下とす
るのがより好ましく、15℃以下とするのがさらに好ま
しい。かかる方法を採用することによって、ゲル化が断
面方向に均一となり、熱処理等を施さなくても結晶化度
の高い繊維を得ることができる。繊維間の膠着を少なく
し、その後の乾熱延伸を容易にする点からは、凝固浴か
ら離浴した糸篠を有機溶剤を含んだ状態で20〜60℃
の温度で2〜10倍の湿熱延伸をするのが好ましい。
Further, from the viewpoint of reducing the coagulation reaction rate to form a sufficiently uniform gel structure inside the fiber, the temperature of the coagulation bath is preferably 30 ° C. or lower, more preferably 20 ° C. or lower, and 15 It is more preferable that the temperature is not higher than ° C. By adopting such a method, gelation becomes uniform in the cross-sectional direction, and a fiber with high crystallinity can be obtained without heat treatment or the like. From the viewpoint of reducing the sticking between fibers and facilitating the subsequent dry heat drawing, the Shinobu that has been separated from the coagulation bath contains the organic solvent at 20 to 60 ° C.
It is preferable to carry out wet heat stretching at a temperature of 2 to 10 times.

【0021】次いで、繊維を抽出浴に浸漬して溶剤の抽
出を行う。抽出剤としては、メタノール、エタノール、
プロパノールなどのアルコール類やアセトン、メチルエ
チルケトン、エーテル、水などが使用できる。続いて、
必要に応じ、油剤などを付与して乾燥すればよい。活性
炭の原料であるPVA系繊維の強度を高める点からはさ
らに乾熱延伸を行うのが好ましく、とくに総延伸倍率が
6倍以上、好ましくは8倍以上、さらに好ましくは9倍
以上となるように乾熱延伸するのが好ましい。なお、総
延伸倍率は湿熱延伸倍率と乾熱延伸倍率の積で表され
る。
Next, the fiber is immersed in an extraction bath to extract the solvent. As the extractant, methanol, ethanol,
Alcohols such as propanol, acetone, methyl ethyl ketone, ether and water can be used. continue,
If necessary, an oil agent or the like may be added and dried. From the viewpoint of increasing the strength of the PVA-based fiber that is the raw material of the activated carbon, it is preferable to further carry out dry heat drawing, and especially the total draw ratio is 6 times or more, preferably 8 times or more, more preferably 9 times or more. It is preferable to stretch by dry heat. The total draw ratio is represented by the product of the wet heat draw ratio and the dry heat draw ratio.

【0022】PVA系繊維の製造方法として、紡糸原液
にPVA系樹脂水溶液を用いる水溶液系によるPVA系
繊維の製造方法を採用してもよい。すなわち、PVA系
樹脂水溶液からなる紡糸原液を、濃厚電解質水溶液から
なる凝固浴に湿式紡糸又は乾湿式紡糸し、水洗、乾燥及
び乾熱延伸を経てPVA系繊維を製造する方法も好適に
用いられる。必要に応じて、湿式紡糸の場合と同様に湿
熱延伸を行ってもよく、油剤を付与してもよい。
As a method for producing PVA-based fibers, a method for producing PVA-based fibers by an aqueous solution system in which an aqueous solution of PVA-based resin is used as a spinning stock solution may be adopted. That is, a method of producing a PVA-based fiber by wet spinning or dry-wet spinning a spinning stock solution containing a PVA-based resin aqueous solution in a coagulation bath containing a concentrated electrolyte aqueous solution, and washing with water, drying, and dry heat drawing to produce a PVA-based fiber is also suitably used. If necessary, wet heat drawing may be performed as in the case of wet spinning, or an oil agent may be added.

【0023】この場合、紡糸原液におけるPVA系樹脂
の濃度は、PVA系樹脂の重合度によって異なるが5〜
30重量%、とくに10〜20重量%とするのが好まし
い。PVA系樹脂の濃度があまり高すぎると原液粘度が
増加し、安定した紡糸が困難となることがあり、また、
濃度があまり低すぎると生産性が低下し、また単繊維太
さのバラツキ(デニ−ル斑)が発生しやすくなるので、
PVA系樹脂の濃度を上記範囲に調整するのがよい。
In this case, the concentration of the PVA-based resin in the spinning dope varies depending on the degree of polymerization of the PVA-based resin, but is 5 to 5.
It is preferably 30% by weight, especially 10 to 20% by weight. If the concentration of the PVA-based resin is too high, the viscosity of the undiluted solution may increase, which may make stable spinning difficult.
If the concentration is too low, the productivity will decrease, and the variation in single fiber thickness (denier unevenness) is likely to occur.
It is preferable to adjust the concentration of the PVA resin within the above range.

【0024】紡糸原液には、必要に応じて他の添加剤を
配合してもかまわない。例えば、紡糸時の口金寿命延長
や延伸工程の安定性を高めるために、紡糸原液に1種又
は2種以上の界面活性剤や無機物を添加してもよい。添
加剤は、糸篠の脱水凝固不良等を抑制するために20重
量%以下、とくに0.1〜5重量%で添加するのが好ま
しい。界面活性剤の種類は、ノニオン系、アニオン系、
カチオン系、両性系いかなるものを用いてもよいが、2
種類以上を併用して使用する場合には、沈殿が生じるよ
うな組み合わせ(例えば、アニオン系とカチオン系)は
避けた方がよい。とくにノニオン系界面活性剤を使用す
るのが好ましい。
If desired, other additives may be added to the spinning dope. For example, one or more surfactants or inorganic substances may be added to the spinning dope in order to extend the life of the spinneret during spinning and enhance the stability of the drawing process. The additive is preferably added in an amount of 20% by weight or less, particularly 0.1 to 5% by weight in order to suppress defective dehydration and coagulation of Ishino. The types of surfactants are nonionic, anionic,
Any cation type or amphoteric type may be used, but 2
When more than one kind is used in combination, it is better to avoid a combination that causes precipitation (for example, anionic and cationic). It is particularly preferable to use a nonionic surfactant.

【0025】また、紡糸の口金からポリマー溶液を凝固
浴中に吐出する際に架橋構造を形成させ、繊維横断面の
構造を均一化することも可能であり、例えば、原液へホ
ウ酸やホウ酸塩類を添加することでこのような架橋構造
を形成することが出来る。この場合、紡糸原液中のホウ
酸やホウ酸塩類の合計添加量は、0.03〜0.2重量
%/紡糸原液全重量、とくに0.05〜0.15重量%
/紡糸原液全重量とするのが好ましい。
It is also possible to form a crosslinked structure when the polymer solution is discharged from the spinneret into the coagulation bath to make the structure of the fiber cross section uniform. For example, boric acid or boric acid may be added to the stock solution. Such a crosslinked structure can be formed by adding a salt. In this case, the total addition amount of boric acid and borate salts in the spinning dope is 0.03 to 0.2% by weight / total weight of the spinning dope, particularly 0.05 to 0.15% by weight.
The total weight of the spinning dope is preferably.

【0026】水溶液系により紡糸を行う場合の凝固液と
しては、紡糸原液に対して凝固能を有するものであれば
とくに限定されないが、工程性及びコスト等の点から、
水を溶媒とする凝固液を用いるのが好ましい。具体的に
は、硫酸ナトリウム(芒硝)、硫酸アンモニウム、炭酸
ナトリウムなど脱水能を有する塩類の水溶液を例示する
ことができる。水溶液の濃度は300g/リットル以上
から飽和濃度まで選択できるが、なるべく飽和濃度に近
い方が脱水凝固能が高く好ましい。なかでも工程性、コ
スト等の点から飽和水溶液凝固浴を用いるのが好まし
い。凝固浴の温度は20〜70℃、とくに30〜50℃
とするのが好ましい。また紡糸原液にホウ酸やホウ酸塩
類を添加した場合には、凝固浴中をアルカリ性にするた
めに水酸化ナトリウムなどの物質を含有させる必要があ
る。例えば水酸化ナトリウムを使用する場合、凝固浴中
の濃度は0.5〜3重量%とするのが好ましい。
The coagulating liquid for spinning using an aqueous solution system is not particularly limited as long as it has a coagulating ability with respect to the spinning dope, but in view of processability and cost.
It is preferable to use a coagulating liquid using water as a solvent. Specifically, an aqueous solution of a salt having a dehydrating ability such as sodium sulfate (Glauber's salt), ammonium sulfate and sodium carbonate can be exemplified. The concentration of the aqueous solution can be selected from 300 g / liter or more to a saturated concentration, but it is preferable that the concentration is as close to the saturated concentration as possible because the dehydration coagulation ability is high. Among them, it is preferable to use a saturated aqueous solution coagulating bath from the viewpoints of processability and cost. The temperature of the coagulation bath is 20 to 70 ° C, especially 30 to 50 ° C
Is preferred. Further, when boric acid or a borate is added to the spinning dope, it is necessary to contain a substance such as sodium hydroxide in order to make the coagulation bath alkaline. For example, when sodium hydroxide is used, the concentration in the coagulation bath is preferably 0.5 to 3% by weight.

【0027】口金から凝固浴中に吐出された紡糸原液
は、凝固浴中で脱水凝固されて糸を形成し、しかる後、
凝固浴から離浴させて、1〜4倍程度のローラー延伸を
行う。紡糸原液にホウ酸などを添加し、凝固浴へ水酸化
ナトリウム等を含有させて架橋構造を発現させる場合に
は、糸篠に付着含有するアルカリ化合物を中和除去する
ため、例えば硫酸などの酸を含有する中和浴を通過させ
ることが必要である。この場合、硫酸の濃度は5〜10
重量%程度とするのが好ましい。次いで、糸篠の形態安
定化を高めるため、凝固浴と同じ脱水能を有する塩類か
らなる高温の飽和水溶液浴中で、湿熱延伸するとよい。
飽和水溶液浴の温度は90℃以上が好ましく、湿熱延伸
倍率は1〜4倍程度とするのがよい。また、湿潤状態で
の総延伸倍率は凝固浴からの離浴ローラー速度基点とし
て2倍以上、好ましくは3倍以上、8倍以下となるよう
延伸設定するのが好ましい。8倍以上になると糸篠にか
かる張力が高くなり過ぎ、毛羽発生や断糸が起こること
がある。
The spinning dope discharged from the spinneret into the coagulation bath is dehydrated and coagulated in the coagulation bath to form a yarn.
The bath is separated from the coagulation bath, and a roller stretching of about 1 to 4 times is performed. When boric acid or the like is added to the spinning dope and sodium hydroxide or the like is added to the coagulation bath to develop a crosslinked structure, an acid such as sulfuric acid is added to neutralize and remove the alkaline compound attached to the thread. It is necessary to pass a neutralization bath containing In this case, the concentration of sulfuric acid is 5-10
It is preferable to set the content to about% by weight. Next, in order to enhance the morphological stabilization of the thread, it is preferable to perform wet heat drawing in a high temperature saturated aqueous solution bath of salts having the same dehydrating ability as the coagulation bath.
The temperature of the saturated aqueous solution bath is preferably 90 ° C. or higher, and the wet heat stretching ratio is preferably about 1 to 4 times. The total draw ratio in the wet state is preferably set to 2 times or more, preferably 3 times or more and 8 times or less as the base point of the speed of the separating roller from the coagulation bath. When it is 8 times or more, the tension applied to the thread becomes too high, and fluffing or thread breakage may occur.

【0028】次いで、糸篠に付着含有した塩類、酸、ホ
ウ酸などを洗浄除去するため、糸篠を水洗槽へ導き、流
水で繊維中のこれら含有物を洗浄除去する。かかる洗浄
工程においては、繊維表面及び繊維内部の無機塩類を選
択的に除去できる点及び繊維の膨潤をより効果的に抑制
できる点からは、糸篠を緊張下で洗浄するのが好まし
く、この場合、張力を一定に保つのが好ましい。より速
やかに繊維表面の無機塩類を選択的に除去するために、
浴中で糸篠に超音波振動を加えたり、糸篠を浴中で上下
に移動させても構わない。洗浄液の温度は10〜70℃
とするのがよく、とくに20〜50℃で一定の温度に制
御することにより、繊維の膨潤・膠着発生を効果的に防
止することができる。
Next, in order to remove the salts, acids, boric acid, etc. adhering to the Shinoshino by washing, the Shinoshino is introduced into a water washing tank, and these contents in the fiber are washed away by running water. In such a washing step, it is preferable to wash the thread under tension from the viewpoint that the inorganic salts on the fiber surface and inside the fiber can be selectively removed and the swelling of the fiber can be suppressed more effectively. It is preferable to keep the tension constant. In order to more quickly and selectively remove inorganic salts on the fiber surface,
It is also possible to apply ultrasonic vibration to Itoshino in the bath or move it up and down in the bath. The temperature of the cleaning solution is 10 ~ 70 ℃
The swelling and sticking of the fibers can be effectively prevented by controlling the temperature to a constant temperature of 20 to 50 ° C.

【0029】次いで、乾燥工程以降で発生しやすい繊維
間膠着を抑制するため、所望により水洗工程後に膠着防
止用の油剤を糸篠へ付着させてもよい。その付着方法は
従来公知の方法、すなわち油剤槽へ糸篠を含浸させて付
与する方法や、油剤の付いたローラー表面に糸篠を接触
させる方法などが採用できる。油剤成分としてはPVA
系繊維と接着性がよくかつ乾燥温度(100〜150
℃)でも凝固せず、しかもPVA系繊維の繊維間摩擦係
数を上げないものが好ましい。このような油剤として
は、例えばパラフィン系の油剤を例示することができ
る。油剤の付着率は1.2重量%以下/PVA、さらに
0.8重量%以下、とくに0〜0.5重量%/PVAと
するのが好ましい。
Next, in order to suppress inter-fiber sticking that tends to occur after the drying step, an oil agent for preventing sticking may be attached to the thread after the washing step if desired. A conventionally known method, such as a method of impregnating and applying a thread on the oil agent tank, a method of contacting the thread on the surface of the roller with the oil agent, or the like can be adopted as the method of adhesion. PVA as the oil component
Good adhesion to the base fibers and drying temperature (100-150
Those that do not solidify even at (° C.) and do not increase the inter-fiber friction coefficient of PVA-based fibers are preferable. As such an oil agent, for example, a paraffin oil agent can be exemplified. The oil agent adhesion rate is preferably 1.2% by weight or less / PVA, more preferably 0.8% by weight or less, and particularly preferably 0 to 0.5% by weight / PVA.

【0030】次いで、湿潤糸篠を乾燥する。乾燥は80
〜150℃、とくに100〜140℃程度の熱風加熱に
よって行うのが好ましい。糸篠は乾燥後延伸されて巻き
取られる。乾燥工程に導入される糸篠の水分含有量は8
0〜300重量%/PVA程度、とくに90〜200重
量%/PVA、さらに100〜150重量%とするの
が、膠着防止及び乾燥効率の点で好ましい。そして乾燥
工程を経た糸篠の含有水分率は1%/PVA以下となる
まで乾燥を行うのが好ましい。
Next, the wet thread is dried. 80 drying
It is preferably carried out by hot air heating at about 150 to 150 ° C., especially about 100 to 140 ° C. After drying it, it is stretched and wound up. The water content of Itoshino introduced in the drying process is 8
About 0 to 300% by weight / PVA, particularly 90 to 200% by weight / PVA, and more preferably 100 to 150% by weight is preferable from the viewpoint of prevention of sticking and drying efficiency. Then, it is preferable to perform drying until the water content of the shinobi that has undergone the drying step becomes 1% / PVA or less.

【0031】PVA系繊維は、乾燥工程を経た後、さら
に延伸を施して機械的性能に優れたPVA系繊維とす
る。その方法はとくに限定されず、一般的に適用される
延伸工程で延伸することができる。全延伸倍率は6倍以
上、とくに7倍以上、さらに8倍以上とするのが好まし
い。さらに、延伸後、必要に応じて熱処理、収縮処理、
油剤付与処理、アセタール化処理等の諸処理を施しても
よい。
The PVA fiber is subjected to a drying step and then further stretched to obtain a PVA fiber having excellent mechanical performance. The method is not particularly limited, and the stretching can be performed in a generally applied stretching step. The total draw ratio is preferably 6 times or more, more preferably 7 times or more, further preferably 8 times or more. Furthermore, after stretching, if necessary, heat treatment, shrinkage treatment,
Various treatments such as oiling treatment and acetalization treatment may be performed.

【0032】次に、凝固浴を使用しない乾式紡糸法につ
いて説明する。PVA系樹脂を濃度40〜60重量%の
含水チップ状とし、押出し機にて加熱溶解し、脱泡す
る。紡糸原液の温度としては90〜140℃の範囲が好
ましい。このようなPVA紡糸原液を加圧してノズル孔
から空気中に吐出して乾式紡糸する。ノズル孔は円形の
ものであっても、円形以外の異形、例えば偏平状、十字
型、T字型、Y字型、L字型、三角型、四角型、星型等
いずれでもよい。ただし上記T字型やY字型やL字型等
の異形断面繊維は製造の途中で繊維が割れることがある
が、割れても本発明の目的や効果が大きく損なわれるこ
とはない。
Next, a dry spinning method which does not use a coagulation bath will be described. A PVA-based resin is made into a water-containing chip having a concentration of 40 to 60% by weight, heated and melted by an extruder, and defoamed. The temperature of the spinning dope is preferably 90 to 140 ° C. Such a PVA spinning dope is pressurized and discharged from the nozzle hole into the air for dry spinning. The nozzle hole may have a circular shape or any other shape other than the circular shape, such as a flat shape, a cross shape, a T shape, a Y shape, an L shape, a triangular shape, a square shape, or a star shape. However, the above-mentioned T-shaped, Y-shaped, L-shaped and other modified cross-section fibers may be broken during the production, but even if the fibers are broken, the purpose and effect of the present invention are not significantly impaired.

【0033】しかる後、ほぼ絶乾状態まで乾燥する。乾
燥時に発泡が生じるのを防ぐために、乾燥を100℃以
下の温度で行い、ある程度まで乾燥が行われた時点でさ
らに100℃以上の温度で乾燥を完全に行うのが好まし
い。乾燥後に延伸を施す。延伸は、200〜250℃、
好ましくは220〜240℃の温度で実施される。延伸
倍率は5倍以上、好ましくは6倍以上とするのがよい。
延伸は、熱風式延伸炉内で約20秒〜3分の時間をかけ
て行われる。このように延伸された繊維は、必要により
定長熱処理を実施したり、収縮をいれて熱処理を行う。
このようにして得られた繊維に必要により捲縮を付与し
たり、油剤を付与する。
After that, it is dried to almost dryness. In order to prevent foaming during drying, it is preferable that the drying is performed at a temperature of 100 ° C. or less, and when the drying is performed to some extent, the drying is further performed at a temperature of 100 ° C. or more. Stretching is performed after drying. The stretching is 200 to 250 ° C.,
It is preferably carried out at a temperature of 220 to 240 ° C. The draw ratio is 5 times or more, preferably 6 times or more.
Stretching is performed in a hot-air type stretching furnace for about 20 seconds to 3 minutes. The fiber thus stretched is subjected to a fixed length heat treatment or a shrinkage treatment, if necessary.
If necessary, crimps or oils may be added to the fibers thus obtained.

【0034】次に、PVA系繊維は、以下の要領で布状
又はシート状に成形される。まず、布状に成形する方法
について述べる。PVA系繊維は、一般的な合成繊維で
あるポリエステル繊維やナイロン繊維などが織物や編み
物に加工されるのと同じ手法で加工することが出来るた
め、特別な製法による加工方法は必要なく、従来の手法
で加工することができる。織物や編み物へ加工する際に
用いる糸篠の形態は、一般的なフィラメントの状態から
行う場合や、糸篠を所定長にカットして製造した紡績糸
を使用して行う場合など、必要に応じて適宜対応するこ
とが可能である。例えば、織物の場合、織り組織として
は平織、斜文織、綾織などいずれの組織を用いてもかま
わない。また、編み物の場合も同じであり、よこ編みや
たて編み(例えばラッシェル編み、トリコット編みな
ど)の各種の編み方から適宜選択することが可能であ
る。
Next, the PVA fiber is formed into a cloth or a sheet in the following manner. First, a method for forming a cloth will be described. Since PVA-based fibers can be processed by the same method as general synthetic fibers such as polyester fibers and nylon fibers are processed into woven fabrics and knits, there is no need for a special manufacturing method, It can be processed by the method. The shape of the thread used when processing into woven fabric or knitting is as required, such as when performing from a general filament state or when using a spun yarn manufactured by cutting the thread into a predetermined length. It is possible to respond appropriately. For example, in the case of a woven fabric, the weave design may be any of a plain weave, a twill weave, a twill weave, and the like. The same applies to knitting, and it is possible to appropriately select from various knitting methods such as weft knitting and warp knitting (for example, Raschel knitting and tricot knitting).

【0035】シート状に成形する方法については、織物
や編み物と同様に一般的な加工法が利用できる。例え
ば、水流絡合法による乾式不織布(所定長に切断した原
綿をカードなどで、所定の幅、長さ、重さのラップを形
成させ、その後高圧の水流をラップの厚み方向へ射出し
て短繊維を絡める方法で製造)やフェルト(乾式不織布
の場合と同様な方法で所定のラップを作り、ニードルパ
ンチ工程を通過させて短繊維が絡合させる方法で製造)
などの加工法が採用される。ここで、当発明の趣旨を損
なわない範囲において、シート形状を保持するために各
種の当該繊維以外のバインダーを用いても一向に差し支
えない。
As a method for forming a sheet, a general processing method can be used as in the case of woven or knitted fabric. For example, a dry non-woven fabric produced by the hydroentanglement method (raw cotton cut into a predetermined length is formed into a wrap with a predetermined width, length, and weight using a card, and then high-pressure water is injected in the thickness direction of the wrap to produce short fibers. (Manufactured by the method of entanglement) or felt (manufactured by the method of making a predetermined wrap in the same manner as in the case of dry non-woven fabric and passing through a needle punching step to entangle short fibers)
The processing method such as is adopted. Here, as long as the gist of the present invention is not impaired, various binders other than the fibers may be used to maintain the sheet shape.

【0036】PVA系繊維を織物もしくは編み物(クロ
ス)又はシート状に成形する場合、成形物の繊維密度を
必要に応じて制御するのが好ましい。この理由は、上記
製造法で得られた成形物を、炭化、賦活処理して活性炭
とする際、重量減少が起こり、同時に体積収縮も起こる
ため、単位体積あたりの繊維密度が増加するのを防ぐた
めである。炭化処理前の成形体の状態で短繊維同士の強
固な絡み合いは、この収縮運動を妨げることになり、場
合によっては収縮により発生する張力によって、炭化、
賦活処理中に短繊維が切断や膠着することがあるので、
それぞれ妥当な短繊維の絡合(拘束)条件を設定するの
が好ましい。また、単位体積あたりの繊維密度も同様で
あるので、その繊維仕様や成形方法によって適正な条件
に設定するのがよい。
When the PVA-based fiber is formed into a woven or knitted (cloth) or sheet form, it is preferable to control the fiber density of the formed product as necessary. The reason for this is that when the molded product obtained by the above-mentioned production method is carbonized and activated to be activated carbon, a weight reduction occurs, and at the same time volume contraction also occurs, so that an increase in the fiber density per unit volume is prevented. This is because. The strong entanglement of short fibers in the state of the molded body before carbonization hinders this contraction movement, and in some cases, due to the tension generated by contraction, carbonization,
Since the short fibers may be cut or stuck during the activation process,
It is preferable to set appropriate entanglement (constraint) conditions for the short fibers. Further, since the fiber density per unit volume is the same, it is preferable to set appropriate conditions depending on the fiber specifications and the molding method.

【0037】例えば、賦活処理後の成形体をキャパシタ
用電極に使用する場合、賦活処理後の成形体の体積密度
は0.1g/cc以上が好ましく、炭化、賦活処理の段
階で成形時の重量減少と体積収縮の関係を予め求めてお
き、所定の繊維状活性炭になるよう平面体成形時に条件
設定しておくのがよい。
For example, when a molded product after activation treatment is used for a capacitor electrode, the volume density of the molded product after activation treatment is preferably 0.1 g / cc or more, and the weight at the time of molding at the stage of carbonization and activation treatment. It is preferable that the relationship between the decrease and the volume shrinkage is obtained in advance, and the conditions are set at the time of molding the flat body so as to obtain a predetermined fibrous activated carbon.

【0038】予め脱水処理を施したPVA系繊維を用い
てこれを布状又はシート状に成形したものを炭化処理及
び賦活処理に供すると、炭化処理及び/又は賦活処理時
の繊維の収縮を抑制することができ、最終的に得られる
繊維状活性炭布又は繊維状活性炭シートの厚み斑、形状
斑、品位の低下等を抑制することができるので好まし
い。本発明でいうこれらの斑とは、布状又はシート状物
の密度斑に現れることとなり、布状又はシート状物とし
ての活性炭性能のバラツキに繋がることになる。また品
位斑とは、繊維の毛羽や毛玉などによる布状又はシート
状物の表面の乱れ及び繊維膠着等を指す。本発明の活性
炭布又は活性炭シートにおいて、密度斑は平均密度の±
7%以内とするのが好ましく、品位斑は極力少ないか皆
無にするのが望ましい。
When PVA-based fibers that have been dehydrated in advance are molded into a cloth or sheet and subjected to carbonization treatment and activation treatment, shrinkage of the fibers during carbonization treatment and / or activation treatment is suppressed. This is preferable because it can suppress unevenness in thickness, unevenness in shape, deterioration of quality, etc. of the finally obtained fibrous activated carbon cloth or fibrous activated carbon sheet. In the present invention, these spots appear in the density spots of the cloth-like or sheet-like material, which leads to variations in the performance of the activated carbon as the cloth-like or sheet-like material. Further, the unevenness of quality refers to disturbance of the surface of a cloth-like or sheet-like material due to fiber fluffs or pills, and fiber sticking. In the activated carbon cloth or activated carbon sheet of the present invention, the density unevenness is ±± of the average density.
It is preferable to be within 7%, and it is desirable to minimize or eliminate the grade unevenness.

【0039】PVA系繊維の脱水処理は通常、熱処理に
よって実施される。脱水処理の温度は、原料繊維の形
態、脱水触媒添加の有無、最終的に得られる繊維状活性
炭布又はシートの用途によって適宜選択されるが、15
0℃以上300℃以下とするのが好ましく、160℃以
上290℃以下とするのがより好ましく、180℃以上
280℃以下とするのがさらに好ましい。脱水処理は、
1段階で実施してもよく、2段階以上に分割して実施し
てもよい。また、緊張下で実施してもよく、無緊張下で
実施してもよく、連続式で実施してもバッチ式で実施し
てもよい。脱水処理の生産性の観点からは、原料である
PVA系繊維を連続的に緊張下にて脱水処理するのが好
ましい。
The dehydration treatment of PVA fiber is usually carried out by heat treatment. The temperature of the dehydration treatment is appropriately selected depending on the form of the raw material fibers, the presence / absence of addition of a dehydration catalyst, and the intended use of the fibrous activated carbon cloth or sheet finally obtained.
The temperature is preferably 0 ° C or higher and 300 ° C or lower, more preferably 160 ° C or higher and 290 ° C or lower, and further preferably 180 ° C or higher and 280 ° C or lower. The dehydration process is
It may be carried out in one step or may be carried out in two or more steps. Further, it may be carried out under tension, may be carried out under no tension, and may be carried out continuously or batchwise. From the viewpoint of the productivity of the dehydration treatment, it is preferable to continuously dehydrate the raw material PVA fiber under tension.

【0040】脱水処理時間は、原料繊維の形態、脱水触
媒添加の有無、最終的に得られる繊維状活性炭シートあ
るいは布の用途等によって適宜決定されるが、処理時間
があまり短いと重量減少が十分ではないことがあり、ま
たあまり長いと、生産性が低下するばかりでなく、重量
減少に伴って副反応である熱分解反応が併発し、結果と
して最終的に得られる繊維状活性炭の重量収率が低下す
ることがあるので、20秒から2時間で実施するのが好
ましい。脱水処理の雰囲気は、酸化性ガスの雰囲気下で
も非酸化性ガスの雰囲気下でもよい。
The dehydration treatment time is appropriately determined depending on the form of the raw material fibers, the presence or absence of addition of a dehydration catalyst, and the intended use of the finally obtained fibrous activated carbon sheet or cloth, but if the treatment time is too short, the weight loss will be sufficient. If it is too long, not only the productivity decreases, but also the pyrolysis reaction, which is a side reaction, accompanies the decrease in weight, and as a result, the weight yield of the finally obtained fibrous activated carbon is increased. May decrease, so it is preferable to carry out in 20 seconds to 2 hours. The atmosphere of the dehydration treatment may be an oxidizing gas atmosphere or a non-oxidizing gas atmosphere.

【0041】脱水反応を加速するため、PVA系繊維に
脱水触媒を添加、混合、表面塗布することも有効であ
る。脱水触媒としてはとくに規定されないが、例えば各
種酸性化合物が好適に用いられる。酸性化合物としては
公知の化合物から適宜選ぶことができ、このような化合
物の具体例としては、各種金属ルイス酸、硫酸、硫酸
塩、塩酸、塩酸塩、リン酸、リン酸塩等を例示すること
ができる。
In order to accelerate the dehydration reaction, it is also effective to add a dehydration catalyst to the PVA fiber, mix it, and apply it on the surface. The dehydration catalyst is not particularly limited, but various acidic compounds are preferably used, for example. The acidic compound can be appropriately selected from known compounds, and specific examples of such compounds include various metal Lewis acids, sulfuric acid, sulfates, hydrochloric acid, hydrochlorides, phosphoric acid, phosphates and the like. You can

【0042】脱水処理は、原料繊維に対する脱水処理繊
維の重量収率が60〜85%、好ましくは62〜82
%、より好ましくは65〜80%になるように実施する
のがよい。重量収率をあまり低くすると副反応である熱
分解反応が避け難くなり、結果として得られる繊維状活
性炭の重量収率も低下することになる。一方、重量収率
をあまり高くすると、反応を停止させた場合、後述する
炭化処理及び/又は賦活処理工程において、PVA繊維
が容易に溶融、融解、膠着することがある。
In the dehydration treatment, the weight yield of the dehydrated fibers to the raw material fibers is 60 to 85%, preferably 62 to 82.
%, More preferably 65 to 80%. If the weight yield is too low, the thermal decomposition reaction, which is a side reaction, becomes difficult to avoid, and the weight yield of the resulting fibrous activated carbon also decreases. On the other hand, if the weight yield is too high, when the reaction is stopped, the PVA fiber may be easily melted, melted, or stuck in the carbonization treatment and / or activation treatment step described later.

【0043】PVA系繊維の脱水処理は、いわゆるフィ
ラメントや紡績糸などの糸篠形状、またはトウ形状で実
施した後、布状又はシート状に成形してもよい。他に予
め所定長にカットした綿形状で脱水処理を施した後、こ
れをシート状に成形してもよく、または紡績して布状又
はシート状に成形してもよい。以上のようにして得られ
た、脱水処理されたPVA系繊維からなる布又はシート
を炭化処理し、次いで賦活処理することにより、求める
繊維状活性炭布又は繊維状活性炭シートを得ることがで
きる。
The PVA-based fibers may be dehydrated by a so-called filament, spun yarn or the like, or a tow shape, and then formed into a cloth or sheet. Alternatively, the cotton shape cut in advance to a predetermined length may be dehydrated and then formed into a sheet shape, or may be spun into a cloth shape or a sheet shape. The desired fibrous activated carbon cloth or fibrous activated carbon sheet can be obtained by carbonizing the cloth or sheet made of the dehydrated PVA-based fibers obtained as described above and then activating the cloth or sheet.

【0044】炭化処理は、PVA系繊維からなる布又は
シートが賦活時に激しく重量減少しないためにある程度
芳香環構造を形成させる条件であればとくに限定されな
いが、350〜650℃まで加熱することが好ましい。
一旦200〜250℃の間で1時間ほど保持し、脱水反
応を進行させるとさらに好ましい。この理由は、PVA
が220〜240℃付近に軟化点を有しているためであ
り、いきなり高温で加熱処理すると、PVAが融解し、
最終的に得られる活性炭性能に斑が生じることがある。
400℃〜500℃で1時間保持することも効果的であ
る。この理由は、かかる操作により脱水素反応が促進さ
れるためである。熱処理を300℃以下で止めると脱水
素反応が進行しないので、賦活後の収率が低くなること
がある。
The carbonization treatment is not particularly limited as long as the cloth or sheet made of PVA-based fibers does not undergo a significant weight reduction during activation so long as it forms an aromatic ring structure to some extent, but heating to 350 to 650 ° C. is preferable. .
It is more preferable to hold the temperature between 200 and 250 ° C. for about 1 hour to allow the dehydration reaction to proceed. The reason for this is PVA
Has a softening point around 220 to 240 ° C., and when heat treatment is suddenly performed at a high temperature, PVA melts,
The activated carbon performance finally obtained may vary.
It is also effective to hold at 400 ° C to 500 ° C for 1 hour. The reason is that the dehydrogenation reaction is promoted by such an operation. If the heat treatment is stopped at 300 ° C. or lower, the dehydrogenation reaction does not proceed, so the yield after activation may be low.

【0045】炭化処理は酸化性ガス雰囲気下で実施して
も非酸化性ガス雰囲気下で実施してもよいが、酸化性ガ
ス雰囲気下で実施するのが好ましい。炭化処理の雰囲気
を酸化性ガスとすることが効果的である理由は必ずしも
明らかではないが、何らかの架橋構造が導入されると考
えられる。酸化性ガスの雰囲気としては、繊維に十分な
架橋構造を導入できる雰囲気であればとくに限定されな
いが、通常酸素ガス含有雰囲気が好ましく使用される。
この場合、酸素濃度としては通常3〜30体積%、好ま
しくは5〜25体積%の中から適宜選択される。
The carbonization treatment may be carried out in an oxidizing gas atmosphere or a non-oxidizing gas atmosphere, but it is preferably carried out in an oxidizing gas atmosphere. The reason why it is effective to use an oxidizing gas as the atmosphere for carbonization is not necessarily clear, but it is considered that some kind of crosslinked structure is introduced. The atmosphere of the oxidizing gas is not particularly limited as long as it is an atmosphere capable of introducing a sufficient crosslinked structure into the fiber, but an atmosphere containing oxygen gas is usually preferably used.
In this case, the oxygen concentration is usually selected from the range of 3 to 30% by volume, preferably 5 to 25% by volume.

【0046】PVA繊維は炭化処理された後、賦活処理
される。炭化処理の工程から賦活処理の工程に移行する
場合、一旦冷却した後、賦活処理に移行してもよく、連
続的に移行しても構わない。賦活は酸化性ガスによって
賦活を行なう。使用する酸化性ガスとしては、水蒸気、
二酸化炭素、LPGなどの燃焼ガス、これらの混合ガス
などをあげることができるが、混合ガスの成分比率はと
くに限定されない。
The PVA fiber is carbonized and then activated. When the process of carbonization is transferred to the process of activation, it may be cooled once and then transferred to activation or continuously. The activation is performed with an oxidizing gas. The oxidizing gas used is water vapor,
Carbon dioxide, combustion gas such as LPG, and mixed gas thereof can be used, but the component ratio of the mixed gas is not particularly limited.

【0047】賦活温度はとくに制限されるものではな
く、これによって、比表面積を制御することができる。
通常、600℃〜1500℃の範囲、得られるPVA系
繊維状活性炭布又は繊維状活性炭シートの炭素収率、強
度を考慮して、通常800℃〜1200℃の範囲で実施
される。賦活温度までの昇温速度は、とくに制限される
ものではないが、急激な昇温は、繊維布の収縮に伴うひ
ずみ等を起こすため、通常毎分0.01℃〜50℃の範
囲、より好ましくは毎分0.1℃〜30℃の範囲で実施
するのが好ましい。賦活時の酸化性ガスの流速(線速
度)は、使用する反応設備によって異なるが、通常0.
001m〜200m/秒の範囲で実施される。、経済
性、熱伝達を考慮して、0.01m〜100m/秒の範
囲で実施するのが好ましい。この処理により比表面積を
500m2/g以上、好ましくは500〜3000m2
gまで向上させることが出来る。
The activation temperature is not particularly limited, and the specific surface area can be controlled by this.
Usually, it is carried out in the range of 600 ° C. to 1500 ° C., and usually in the range of 800 ° C. to 1200 ° C. in consideration of the carbon yield and strength of the obtained PVA-based fibrous activated carbon cloth or fibrous activated carbon sheet. The rate of temperature increase up to the activation temperature is not particularly limited, but a rapid temperature increase usually causes strain due to shrinkage of the fiber cloth, etc. It is preferably carried out in the range of 0.1 ° C. to 30 ° C. per minute. The flow rate (linear velocity) of the oxidizing gas at the time of activation varies depending on the reaction equipment used, but is usually 0.
It is carried out in the range of 001 m to 200 m / sec. In consideration of economical efficiency and heat transfer, it is preferable to carry out in the range of 0.01 m to 100 m / sec. The specific surface area 500 meters 2 / g or more by this process, preferably 500~3000m 2 /
It can be improved to g.

【0048】賦活温度からの降温速度もとくに制限され
るものではなく、放冷することも、強制的に冷却するこ
とも可能である。バッチ式においても連続式において
も、冷却は、通常0.01℃〜100℃/分の範囲、よ
り好ましくは、0.1℃〜50℃/分の範囲で実施され
る。冷却時には、賦活ガス雰囲気下でも、窒素、アルゴ
ンなどの不活性雰囲気下でも行なうことができるが、安
全性を考慮して、また、得られる活性炭布の酸化を抑制
するために、不活性ガス雰囲気下で実施することが好ま
しい。以下、実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
The rate of temperature decrease from the activation temperature is not particularly limited either, and it is possible to allow it to cool or to forcibly cool it. In both the batch system and the continuous system, cooling is usually performed in the range of 0.01 ° C. to 100 ° C./min, and more preferably in the range of 0.1 ° C. to 50 ° C./min. The cooling can be performed in an activated gas atmosphere or in an inert atmosphere such as nitrogen or argon, but in consideration of safety, and in order to suppress the oxidation of the activated carbon cloth obtained, an inert gas atmosphere is used. It is preferably carried out below. Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0049】[0049]

【実施例】参考例1 重合度1700、ケン化度99.9モル%以上のPVA
を水に投入し、窒素ガス気流下80℃で攪拌溶解し、P
VA濃度16重量%の紡糸原液を調製した。該紡糸原液
を、孔径0.12mm、孔数300の紡糸ノズルを通し
て30重量%の硫酸ナトリウム水溶液よりなる40℃の
凝固浴中に紡出し、湿式紡糸した。得られたPVA繊維
を同じ凝固浴に1分間浸漬して2.5倍延伸し、次いで
20℃の35重量%硫酸ナトリウム水溶液に1分間浸漬
し、さらに90℃の飽和硫酸ナトリウム水溶液中で全延
伸倍率が4.5倍となるよう延伸し、同じ浴に30秒間
定長で浸漬した。10℃の水で2分間流水洗して硫酸ナ
トリウムを洗浄除去した後、130℃の熱風で乾燥し、
捲き取った。次いで、乾燥させたPVA繊維を170℃
の第1炉、235℃の第2炉からなる熱風炉中で全延伸
倍率が17倍となるよう熱延伸して、繊度920dte
xの糸篠を得た。
EXAMPLES Reference Example 1 PVA having a degree of polymerization of 1700 and a degree of saponification of 99.9 mol% or more.
Is added to water, and the mixture is stirred and dissolved at 80 ° C under a nitrogen gas stream,
A spinning dope having a VA concentration of 16% by weight was prepared. The spinning solution was spun through a spinning nozzle having a pore size of 0.12 mm and a number of holes of 300 into a coagulating bath of 40% by weight of a 30 wt% sodium sulfate aqueous solution, and wet spinning was performed. The PVA fiber obtained is immersed in the same coagulation bath for 1 minute and stretched 2.5 times, then immersed in a 35 wt% sodium sulfate aqueous solution at 20 ° C. for 1 minute, and further fully stretched in a saturated sodium sulfate aqueous solution at 90 ° C. The film was stretched to a magnification of 4.5 and immersed in the same bath for 30 seconds at a fixed length. After washing with water at 10 ° C for 2 minutes to remove sodium sulfate, and then drying with hot air at 130 ° C,
I rolled it up. Then, the dried PVA fiber is heated to 170 ° C.
No. 1 furnace and No. 2 furnace at 235 ° C. in a hot-air oven so that the total draw ratio is 17 times, and the fineness is 920 dte.
Got x Itoshino.

【0050】実施例1 参考例1で得られたPVA系繊維を用いて、1.0m四
方の平織りクロス(繊維構成4本/cm、目付け80g
/m、厚み0.5mm)を作製した。得られたPVA
クロスを空気中で50℃〜300℃まで直線的に1℃/
分の速度で昇温し、炭化処理を施した。得られた黒色ク
ロスの繊維長は40cm四方まで収縮しており、収縮斑
及び品位斑が見られた。また、重量収率は原料に対して
70重量%であった。次いで、得られた黒色クロスを、
プロパンの燃焼ガス(HO、COが主成分)により
930℃に調整された賦活炉の中に仕込み、30分間賦
活処理をした。賦活後、該クロスを流水で洗浄し、乾燥
して繊維状活性炭クロスとした。得られた繊維状活性炭
クロスの繊維長は20cm四方であり、収縮斑及び品位
斑が見られた。また、原料クロスに対する重量収率は1
0重量%、窒素吸着量で測定したBET比表面積は15
00m/g、JIS K 1474に準拠して測定し
たI吸着量は1540mg/gであった。得られた繊
維状活性炭クロスから2cm×2cmの面積で任意に5
点サンプリングし、マイクロメーターで厚みをまた精密
天秤で重さを測定し密度を計算した。密度のバラツキは
平均密度の±15%以内であった。
Example 1 Using the PVA fiber obtained in Reference Example 1, a 1.0 m square plain weave cloth (fiber structure: 4 fibers / cm, basis weight: 80 g)
/ M 2 , thickness 0.5 mm). Obtained PVA
Cloth in air linearly from 50 ℃ to 300 ℃ 1 ℃ /
The temperature was raised at a rate of minutes to carry out carbonization treatment. The fiber length of the obtained black cloth was shrunk to 40 cm square, and shrinkage unevenness and quality unevenness were observed. The weight yield was 70% by weight based on the raw materials. Then, the obtained black cloth,
The mixture was charged into an activation furnace adjusted to 930 ° C. by a combustion gas of propane (mainly composed of H 2 O and CO 2 ) and subjected to activation treatment for 30 minutes. After activation, the cloth was washed with running water and dried to obtain a fibrous activated carbon cloth. The fiber length of the obtained fibrous activated carbon cloth was 20 cm square, and shrinkage unevenness and quality unevenness were observed. The weight yield based on the raw material cloth is 1
0 wt%, BET specific surface area measured by nitrogen adsorption amount is 15
00 m 2 / g, I 2 adsorption amount measured according to JIS K 1474 was 1540 mg / g. From the obtained fibrous activated carbon cloth, an area of 2 cm × 2 cm is arbitrarily set to 5
Point sampling was performed, and the thickness was measured with a micrometer and the weight was measured with a precision balance to calculate the density. The density variation was within ± 15% of the average density.

【0051】実施例2 参考例1で得られたPVA系繊維に機械的捲縮処理を行
い、次いで54mm繊維長に切断してフェルトを作るた
めの原綿とした。そして公知の製法によりフェルトを成
形し、1.0m四方のフェルト(厚み2mm、密度0.
07g/cc、目付140g/m)に切断した。次い
で、得られたPVAフェルトを空気中で50℃〜300
℃まで直線的に1℃/分の速度で昇温し、炭化処理を施
した。得られた黒色フェルトの繊維長は50cm四方ま
で収縮しており、収縮斑及び品位斑が見られた。また、
重量収率は原料に対して70重量%であった。
Example 2 The PVA-based fiber obtained in Reference Example 1 was mechanically crimped and then cut into 54 mm fiber length to obtain a raw cotton for making felt. Then, a felt was formed by a known manufacturing method, and a 1.0 m square felt (thickness 2 mm, density 0.
07 g / cc and basis weight 140 g / m 2 ) were cut. Then, the obtained PVA felt is heated in air at 50 ° C to 300 ° C.
The temperature was linearly increased to 1 ° C / min at a rate of 1 ° C / min for carbonization. The fiber length of the obtained black felt was shrunk to 50 cm square, and shrinkage unevenness and quality unevenness were observed. Also,
The weight yield was 70% by weight based on the raw materials.

【0052】次いで、得られた黒色フェルトを、プロパ
ンの燃焼ガス(HO、COが主成分)により930
℃に調整された賦活炉の中に仕込み、30分間賦活処理
をした。賦活後、繊維を流水で洗浄し、乾燥して繊維状
活性炭フェルトとした。得られた繊維状活性炭フェルト
の繊維長は27cm四方であり、収縮斑及び品位斑が見
られた。また、原料フェルトに対する重量収率は12重
量%、窒素吸着量で測定したBET比表面積は1400
/g、JIS K 1474に準拠して測定したI
吸着量は1435mg/gであった。得られた繊維状
活性炭フェルトから2cm×2cmの面積で任意に5点
サンプリングし、マイクロメーターで厚みをまた精密天
秤で重さを測定し密度を計算した。密度のバラツキは平
均密度の±13%以内であった。
Then, the obtained black felt was treated with propane combustion gas (mainly composed of H 2 O and CO 2 ) 930.
The mixture was placed in an activation furnace adjusted to 0 ° C. and activated for 30 minutes. After activation, the fibers were washed with running water and dried to give a fibrous activated carbon felt. The fiber length of the obtained fibrous activated carbon felt was 27 cm square, and shrinkage unevenness and quality unevenness were observed. Further, the weight yield with respect to the raw material felt was 12% by weight, and the BET specific surface area measured by the nitrogen adsorption amount was 1400.
m 2 / g, I measured according to JIS K 1474
The amount of 2 adsorption was 1435 mg / g. From the obtained fibrous activated carbon felt, 5 points were arbitrarily sampled in an area of 2 cm × 2 cm, the thickness was measured with a micrometer, and the weight was measured with a precision balance to calculate the density. The density variation was within ± 13% of the average density.

【0053】参考例2 重合度1700、ケン化度99.9モル%のPVAを水
に投入し、窒素ガス気流下80℃で攪拌溶解し、PVA
濃度16重量%の紡糸原液を調製した。該紡糸原液を、
孔径0.12mm、孔数1000の紡糸ノズルを通して
30重量%の硫酸ナトリウム水溶液よりなる40℃の凝
固浴中に紡出し、湿式紡糸した。得られたPVA繊維を
同じ凝固浴に1分間浸漬して2.5倍延伸し、次いで2
0℃の35重量%硫酸ナトリウム水溶液に1分間浸漬
し、さらに90℃の飽和硫酸ナトリウム水溶液中で全延
伸倍率が4.5倍となるよう延伸し、同じ浴に30秒間
定長で浸漬した。
Reference Example 2 PVA having a degree of polymerization of 1700 and a degree of saponification of 99.9 mol% was poured into water and dissolved under stirring at 80 ° C. under a nitrogen gas stream to obtain PVA.
A spinning dope having a concentration of 16% by weight was prepared. The spinning solution is
It was spun through a spinning nozzle having a pore diameter of 0.12 mm and a number of pores of 1000 into a coagulation bath of 40 wt. The PVA fiber obtained was immersed in the same coagulation bath for 1 minute and stretched 2.5 times, then 2
It was dipped in a 35 wt% sodium sulfate aqueous solution at 0 ° C. for 1 minute, further stretched in a saturated sodium sulfate aqueous solution at 90 ° C. so that the total stretching ratio was 4.5 times, and dipped in the same bath for a fixed length of 30 seconds.

【0054】10℃の水で2分間流水洗して硫酸ナトリ
ウムを洗滌除去した後、25℃、5重量%(硫酸と水の
総量に占める硫酸の割合)の硫酸水溶液浴へ導いて1.
5分滞留させ、PVA繊維表面及び内部に硫酸を含浸さ
せた後、100℃の熱風で乾燥し、捲き取った。次い
で、乾燥させたPVA繊維を170℃の第1炉、200
℃の第2炉からなる熱風炉中で全延伸倍率が10倍とな
るよう熱延伸した。得られた糸篠の繊度は1100dt
exであり、繊維中の、PVA原料100重量部に対す
る硫酸の含有量は3重量部であった。該繊維を窒素下、
50℃〜180℃まで直線的に5℃/分の速度で昇温
し、さらに180℃の温度で30分間保持し、脱水処理
を施した。得られた繊維は黒褐色であり、PVAを基準
とした重量収率は75重量%、長さ方向への収縮率は4
0%であり、繊度は1380dtexであった。
After washing with water at 10 ° C. for 2 minutes under running water to remove sodium sulfate, the solution is introduced into a sulfuric acid aqueous solution bath at 25 ° C. and 5% by weight (sulfuric acid and sulfuric acid in the total amount of water) of sulfuric acid.
After being retained for 5 minutes, the surface and inside of the PVA fiber were impregnated with sulfuric acid, dried with hot air at 100 ° C., and wound up. Then, the dried PVA fiber was heated to 170 ° C. in a first furnace, 200
In a hot air oven consisting of a second oven at 0 ° C., hot stretching was performed so that the total stretching ratio was 10 times. The fineness of the obtained Itoshino is 1100 dt.
ex, and the content of sulfuric acid in the fiber was 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the PVA raw material. The fiber under nitrogen,
The temperature was linearly increased from 50 ° C. to 180 ° C. at a rate of 5 ° C./min, and the temperature was further maintained at 180 ° C. for 30 minutes for dehydration treatment. The obtained fiber was blackish brown, the weight yield based on PVA was 75% by weight, and the shrinkage in the length direction was 4
It was 0% and the fineness was 1380 dtex.

【0055】実施例3 参考例2で得られた脱水処理繊維を用いて、1.0m四
方の平織りクロス(繊維構成6本/cm、目付け170
g/m、厚み0.5mm)を作製した。得られたPV
Aクロスを空気中で50℃〜300℃まで直線的に1℃
/分の速度で昇温し、炭化処理を施した。得られた黒色
クロスの繊維長は83cm四方まで収縮していたが、収
縮斑及び品位斑は殆ど見られなかった。また、重量収率
は原料に対して55重量%であった。次いで、得られた
黒色クロスを、プロパンの燃焼ガス(HO、CO
主成分)により930℃に調整された賦活炉の中に仕込
み、30分間賦活処理をした。賦活後、繊維を流水で洗
浄し、乾燥して繊維状活性炭クロスとした。得られた繊
維状活性炭クロスの繊維長は67cm四方まで収縮して
いたが、収縮斑及び品位斑は殆ど見られなかった。ま
た、原料クロスに対する重量収率は15重量%、窒素吸
着量で測定したBET比表面積は1600m/g、J
IS K 1474に準拠して測定したI吸着量は1
645mg/gであった。得られた繊維状活性炭クロス
から2cm×2cmの面積で任意に5点サンプリング
し、マイクロメーターで厚みをまた精密天秤で重さを測
定し密度を計算した。密度のバラツキは平均密度の±5
%以内であった。
Example 3 Using the dehydrated fiber obtained in Reference Example 2, a plain weave cloth of 1.0 m square (fiber structure: 6 fibers / cm, fabric weight: 170)
g / m 2 , thickness 0.5 mm) was produced. PV obtained
A-Cross linearly 1 ℃ from 50 ℃ to 300 ℃ in air
The temperature was raised at a rate of / minute to carry out a carbonization treatment. The fiber length of the obtained black cloth was shrunk up to 83 cm square, but shrinkage unevenness and quality unevenness were hardly seen. The weight yield was 55% by weight based on the raw materials. Next, the obtained black cloth was charged into an activation furnace adjusted to 930 ° C. with a combustion gas of propane (H 2 O and CO 2 were the main components), and activated for 30 minutes. After activation, the fibers were washed with running water and dried to obtain fibrous activated carbon cloth. The fiber length of the obtained fibrous activated carbon cloth was shrunk up to 67 cm square, but shrinkage unevenness and quality unevenness were hardly seen. Further, the weight yield based on the raw material cloth is 15% by weight, the BET specific surface area measured by the nitrogen adsorption amount is 1600 m 2 / g, J
The amount of I 2 adsorption measured according to IS K 1474 is 1
It was 645 mg / g. From the obtained fibrous activated carbon cloth, 5 points were arbitrarily sampled in an area of 2 cm × 2 cm, the thickness was measured with a micrometer, and the weight was measured with a precision balance to calculate the density. Density variation is ± 5 of average density
It was within%.

【0056】実施例4 参考例2で得られたPVA系繊維に機械的捲縮処理を行
い、次いで54mm繊維長に切断してフェルトを作るた
めの原綿とした。そして公知の製法によりフェルトを成
形し、1.0m四方のフェルト(厚み2mm、密度0.
1g/cc、目付200g/m)に切断した。次い
で、得られたPVA系フェルトを空気中で50℃〜30
0℃まで直線的に1℃/分の速度で昇温し、炭化処理を
施した。得られた黒色フェルトの繊維長は83cm四方
まで収縮していたが、収縮斑及び品位斑は殆ど見られな
かった。また、重量収率は原料に対して55重量%であ
った。次いで、得られた黒色フェルトを、プロパンの燃
焼ガス(HO、COが主成分)により930℃に調
整された賦活炉の中に仕込み、30分間賦活処理をし
た。賦活後、繊維を流水で洗浄し、乾燥して繊維状活性
炭フェルトとした。得られた繊維状活性炭フェルトの繊
維長は73cm四方まで収縮していたが、収縮斑及び品
位斑は殆ど見られなかった。また、原料フェルトに対す
る重量収率は16重量%、窒素吸着量で測定したBET
比表面積は1550m/g、JIS K1474に準拠
して測定したI吸着量は1550mg/gであった。
得られた繊維状活性炭クロスから2cm×2cmの面積
で任意に5点サンプリングし、マイクロメーターで厚み
をまた精密天秤で重さを測定し密度を計算した。密度の
バラツキは平均密度の±4%以内であった。
Example 4 The PVA fiber obtained in Reference Example 2 was mechanically crimped and then cut into 54 mm fiber length to obtain a raw cotton for making a felt. Then, a felt was formed by a known manufacturing method, and a 1.0 m square felt (thickness 2 mm, density 0.
It was cut to 1 g / cc and a basis weight of 200 g / m 2 . Then, the obtained PVA-based felt is heated in air at 50 ° C to 30 ° C.
The temperature was linearly increased to 0 ° C. at a rate of 1 ° C./minute to perform carbonization treatment. The fiber length of the obtained black felt was shrunk up to 83 cm square, but shrinkage unevenness and quality unevenness were hardly seen. The weight yield was 55% by weight based on the raw materials. Next, the obtained black felt was charged into an activation furnace adjusted to 930 ° C. by a combustion gas of propane (H 2 O and CO 2 were the main components), and activated for 30 minutes. After activation, the fibers were washed with running water and dried to give a fibrous activated carbon felt. The fiber length of the obtained fibrous activated carbon felt was shrunk up to 73 cm square, but shrinkage unevenness and quality unevenness were hardly seen. Further, the weight yield with respect to the raw material felt was 16% by weight, and the BET measured by the nitrogen adsorption
The specific surface area was 1550 m / g, and the I 2 adsorption amount measured according to JIS K1474 was 1550 mg / g.
From the obtained fibrous activated carbon cloth, 5 points were arbitrarily sampled in an area of 2 cm × 2 cm, the thickness was measured with a micrometer, and the weight was measured with a precision balance to calculate the density. The variation in density was within ± 4% of the average density.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明により、PVA系繊維を原料とし
て、工業的に有利にPVA系繊維状活性炭布又は繊維状
活性炭シートを製造することができる。本発明によって
得られるPVA系繊維状活性炭布又は繊維状活性炭シー
トは、浄水器用途、空気洗浄器用途、ガス吸着用途、水
処理用途、脱色用途、たばこフィルター用、クリーンル
ーム用フィルター、2次電池用電極材料、電解コンデン
サー用電極材料、電気2重層キャパシター用電極材料等
として有用である。
Industrial Applicability According to the present invention, a PVA-based fibrous activated carbon cloth or a fibrous activated carbon sheet can be industrially produced from PVA-based fibers as a raw material. The PVA-based fibrous activated carbon cloth or fibrous activated carbon sheet obtained by the present invention is used for water purifiers, air purifiers, gas adsorption, water treatment, decolorization, tobacco filters, clean room filters, and secondary batteries. It is useful as an electrode material, an electrode material for electrolytic capacitors, an electrode material for electric double layer capacitors, and the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) D01F 6/14 D01F 6/14 Z 9/21 531 9/21 531 (72)発明者 鎌田 英樹 岡山県岡山市海岸通1丁目2番1号 株式 会社クラレ内 (72)発明者 宮口 裕 岡山県岡山市海岸通1丁目2番1号 株式 会社クラレ内 Fターム(参考) 4D019 AA01 BA03 BB02 BB03 BC05 4G046 HA03 HB01 HB03 HC09 HC10 4G066 AA05B AC12A BA03 BA16 CA02 FA18 FA23 FA37 4L035 BB03 BB06 BB15 BB16 BB66 BB69 BB72 BB79 BB82 BB85 BB94 DD20 FF01 FF05 FF10 HH10 4L037 AT18 CS06 FA12 FA15 FA17 PA46 PC03 PC05 UA15 UA20─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) D01F 6/14 D01F 6/14 Z 9/21 531 9/21 531 (72) Inventor Hideki Kamata Okayama, Okayama Prefecture Ichikaidori 1-2-1 Kuraray Co., Ltd. (72) Inventor Yu Miyaguchi 1-2-1 Kaigandori, Okayama-shi, Okayama F-Term Co., Ltd. Kuraray 4D019 AA01 BA03 BB02 BB03 BC05 4G046 HA03 HB01 HB03 HC09 HC10 4G066 AA05B AC12A BA03 BA16 CA02 FA18 FA23 FA37 4L035 BB03 BB06 BB15 BB16 BB66 BB69 BB72 BB79 BB82 BB85 BB94 DD20 FF01 FF05 FF10 HH10 4L037 AT18 CS06 FA12 FA15 FA17 PA46 PA46

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリビニルアルコール系繊維を原料とし
て製造した繊維状活性炭からなる活性炭布又は活性炭シ
ート。
1. An activated carbon cloth or activated carbon sheet made of fibrous activated carbon produced by using polyvinyl alcohol fiber as a raw material.
【請求項2】 該繊維状活性炭の比表面積が500〜3
000m2/gである請求項1記載の活性炭布又は活性
炭シート。
2. The specific surface area of the fibrous activated carbon is 500 to 3
The activated carbon cloth or activated carbon sheet according to claim 1, which has an amount of 000 m 2 / g.
【請求項3】 該活性炭布又は活性炭シートの密度斑
が、平均密度の±7%以内である請求項1又は2記載の
活性炭布又は活性炭シート。
3. The activated carbon cloth or activated carbon sheet according to claim 1, wherein the density unevenness of the activated carbon cloth or activated carbon sheet is within ± 7% of the average density.
【請求項4】 ポリビニルアルコール系繊維を布状又は
シート状に加工した後、炭化、賦活することを特徴とす
る活性炭布又は活性炭シートの製造法。
4. A method for producing an activated carbon cloth or activated carbon sheet, which comprises carbonizing and activating after processing polyvinyl alcohol fibers into a cloth shape or a sheet shape.
【請求項5】 該ポリビニルアルコール系繊維が、予め
脱水処理したポリビニルアルコール系繊維である請求項
4記載の活性炭布又は活性炭シートの製造法。
5. The method for producing an activated carbon cloth or activated carbon sheet according to claim 4, wherein the polyvinyl alcohol fibers are polyvinyl alcohol fibers that have been dehydrated in advance.
【請求項6】 脱水処理後のポリビニルアルコール系繊
維の重量収率が、原料繊維に対して60〜85重量%で
ある請求項4又は5記載の活性炭布又は活性炭シートの
製造法。
6. The method for producing an activated carbon cloth or activated carbon sheet according to claim 4, wherein the weight yield of the polyvinyl alcohol-based fibers after the dehydration treatment is 60 to 85% by weight based on the raw material fibers.
【請求項7】 請求項4〜6いずれかに記載の製造法に
より得られた活性炭布又は活性炭シート。
7. An activated carbon cloth or activated carbon sheet obtained by the production method according to claim 4.
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