JP2013136865A - Active carbon fiber nonwoven fabric and element including the nonwoven fabric - Google Patents

Active carbon fiber nonwoven fabric and element including the nonwoven fabric Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active carbon fiber nonwoven fabric that is configured by using a fiber having a fiber diameter which can reduce pressure loss of an element and has a tensile strength which prevents the active carbon fiber nonwoven fabric from being damaged when the fabric is strongly wound around a cylinder.SOLUTION: The active carbon fiber nonwoven fabric is obtained by spinning and hardening a mixture in which at least one compound selected from the group consisting of fatty acid amide, phosphate ester and cellulose is mixed in a phenol resin to obtain a phenolic fiber, processing the obtained hardened phenolic fiber into a nonwoven fabric, and then carbonizing and activating the nonwoven fabric. The constituent active carbon fiber has a fiber diameter of 21 μm to 40 μm and a toluene absorption rate of 20% to 75%. The nonwoven fabric has a tensile strength of 4 N/cmor more.

Description

本発明は、活性炭素繊維不織布、及び該不織布を用いたエレメントに関するものである。   The present invention relates to an activated carbon fiber nonwoven fabric and an element using the nonwoven fabric.

連続式のガス吸着処理装置には、吸脱着速度が速く小型化できることから、活性炭素繊維不織布を円筒に巻き付けて構成されるエレメントが好適に用いられている。近年、当該装置の設置スペースを減らしたり製造コストを抑えるために、エレメントの小型化が望まれている。   In a continuous gas adsorption processing apparatus, an element constituted by wrapping an activated carbon fiber nonwoven fabric around a cylinder is suitably used because the adsorption / desorption speed is high and the size can be reduced. In recent years, miniaturization of elements has been desired in order to reduce the installation space of the apparatus and to reduce manufacturing costs.

かかるエレメントの小型化の有効な手段として、活性炭素繊維不織布の嵩密度を上げることが挙げられる。しかしながら、活性炭素繊維不織布を構成する繊維について、その単繊維繊度を従前のまま維持して(約2dtex〜3dtex)不織布の嵩密度を上げると、エレメントの圧力損失が大きくなって、エレメントに被処理ガスを送風するための送風機の能力を上げることが必要となる。その結果、エレメントの小型化に伴う利益を十分に享受できない場合があった。   An effective means for reducing the size of such elements is to increase the bulk density of the activated carbon fiber nonwoven fabric. However, with regard to the fibers constituting the activated carbon fiber nonwoven fabric, if the bulk density of the nonwoven fabric is increased while maintaining the single fiber fineness as before (about 2 dtex to 3 dtex), the pressure loss of the element increases, and the element is treated. It is necessary to increase the capacity of the blower for blowing gas. As a result, there are cases where the benefits associated with the miniaturization of the elements cannot be fully enjoyed.

そこで、本発明者らは、単繊維繊度が5dtex以上の繊維を用いて、エレメントの圧力損失を抑制した活性炭素繊維不織布を開発して特許出願し、既に権利を取得している(特許文献1)。   Therefore, the present inventors have developed a patent application for an activated carbon fiber nonwoven fabric using a fiber having a single fiber fineness of 5 dtex or more to suppress the pressure loss of the element, and have already obtained the right (Patent Document 1). ).

その一方で、繊維の繊維径を大きくすると、エレメントの圧力損失は小さくなるものの、当該繊維が硬くなって絡まり難くなり、結果的に得られる活性炭素繊維不織布は引張強度が小さくなる。このため、活性炭素繊維不織布を円筒に強く巻き付けて、嵩密度の高いエレメントを得ようとすると、活性炭素繊維不織布が破損する場合があった。   On the other hand, when the fiber diameter of the fiber is increased, the pressure loss of the element is reduced, but the fiber becomes hard and is not easily entangled, and the resultant activated carbon fiber nonwoven fabric has a reduced tensile strength. For this reason, when the activated carbon fiber nonwoven fabric is strongly wound around the cylinder to obtain an element having a high bulk density, the activated carbon fiber nonwoven fabric may be damaged.

特開2002−161439号公報JP 2002-161439 A

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、エレメントの圧力損失を小さくし得る繊維径を有する繊維を用いて構成され、円筒に強く巻き付けても破損しない引張強度を有する活性炭素繊維不織布を提供することを課題として掲げた。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is composed of fibers having a fiber diameter that can reduce the pressure loss of the element, and has activated carbon having a tensile strength that does not break even when strongly wound around a cylinder. Providing a fiber nonwoven fabric was raised as an issue.

本発明者らは、鋭意検討を進めたところ、所定の繊維径を有するフェノール系繊維を用いて得られた活性炭素繊維不織布は、当該不織布から構成されるエレメントの圧力損失を小さくできるのみならず、十分な引張強度を有して円筒に強く巻き付けることができ、エレメントの嵩密度を高くできることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent investigations, the inventors of the present invention have not only been able to reduce the pressure loss of an element composed of the nonwoven fabric, but the activated carbon fiber nonwoven fabric obtained using a phenol-based fiber having a predetermined fiber diameter can not only reduce the pressure loss of the element. It has been found that it has sufficient tensile strength and can be strongly wound around a cylinder and the bulk density of the element can be increased, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の活性炭素繊維不織布は、フェノール樹脂に、脂肪酸アミド類、リン酸エステル類、セルロース類よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を混合した混合物を紡糸し、硬化して得たフェノール系繊維を不織布加工後、炭化・賦活して得られ、構成する活性炭素繊維が、繊維径21μm〜40μm、トルエン吸着率20%〜75%であり、不織布の引張強度が4N/cm2以上であることを特徴とする活性炭素繊維不織布である。 That is, the activated carbon fiber nonwoven fabric of the present invention is obtained by spinning and curing a mixture in which a phenol resin is mixed with at least one compound selected from the group consisting of fatty acid amides, phosphate esters, and celluloses. The obtained activated carbon fiber is obtained by carbonizing and activating the non-woven fabric after processing the non-woven fabric, the fiber diameter is 21 μm to 40 μm, the toluene adsorption rate is 20% to 75%, and the nonwoven fabric has a tensile strength of 4 N / cm 2. It is the activated carbon fiber nonwoven fabric characterized by the above.

本発明の活性炭素繊維不織布において、目付が200g/m2〜800g/m2であることや、嵩密度が65kg/m3〜100kg/m3であることは、いずれも好ましい実施態様である。 In the activated carbon fiber nonwoven fabric of the present invention, and it basis weight is 200g / m 2 ~800g / m 2 , it bulk density of 65kg / m 3 ~100kg / m 3 are all preferred embodiments.

本発明には、上記活性炭素繊維不織布から構成され、嵩密度が90kg/m3〜170
kg/m3であることを特徴とする活性炭素繊維エレメントが包含される。
In this invention, it is comprised from the said activated carbon fiber nonwoven fabric, and a bulk density is 90 kg / m < 3 > -170.
An activated carbon fiber element characterized by being kg / m 3 is included.

本発明の活性炭素繊維エレメントにおいて、圧力損失が550mmAq以下であることは好ましい実施態様である。   In the activated carbon fiber element of the present invention, it is a preferred embodiment that the pressure loss is 550 mmAq or less.

本発明には、上記活性炭繊維不織布を製造する方法であって、フェノール樹脂に、脂肪酸アミド類、リン酸エステル類、セルロース類よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を混合した混合物を紡糸し、硬化して、フェノール系繊維を作製する工程と、前記フェノール系繊維を不織布加工して、活性炭素繊維不織布前駆体を作製する工程と、前記前駆体を炭化・賦活処理する工程とを含むことを特徴とする活性炭素繊維不織布の製造方法が包含される。   The present invention provides a method for producing the activated carbon fiber nonwoven fabric, which comprises spinning a mixture in which at least one compound selected from the group consisting of fatty acid amides, phosphate esters, and celluloses is mixed with a phenol resin. And curing to produce phenolic fiber, processing the phenolic fiber into a nonwoven fabric to produce an activated carbon fiber nonwoven fabric precursor, and carbonizing and activating the precursor. The manufacturing method of the activated carbon fiber nonwoven fabric characterized by this is included.

本発明の活性炭素繊維不織布は、当該不織布を構成する繊維の繊維径が太いため、圧力損失の低いエレメントを得ることができる。また、本発明の活性炭素繊維不織布は引張強度が大きく、円筒に強く巻き付けても破損し難いため、嵩密度の高いエレメントを得ることができる。   Since the activated carbon fiber nonwoven fabric of the present invention has a large fiber diameter of the fibers constituting the nonwoven fabric, an element with low pressure loss can be obtained. Moreover, since the activated carbon fiber nonwoven fabric of the present invention has a high tensile strength and is not easily damaged even when strongly wound around a cylinder, an element having a high bulk density can be obtained.

本発明の活性炭素繊維不織布は、繊維径が21μm〜40μm、トルエン吸着率が20%〜75%の活性炭素繊維から構成された不織布であって、引張強度が4N/cm2以上であることを特徴とする。以下、本発明の活性炭素繊維不織布について詳細に説明する。なお、活性炭素繊維を、単にACF(Activated Carbon Fiber)と称する場合がある。また以下では、活性炭素繊維不織布を省略して、「ACF不織布」と称することもある。 The activated carbon fiber nonwoven fabric of the present invention is a nonwoven fabric composed of activated carbon fibers having a fiber diameter of 21 μm to 40 μm and a toluene adsorption rate of 20% to 75%, and has a tensile strength of 4 N / cm 2 or more. Features. Hereinafter, the activated carbon fiber nonwoven fabric of the present invention will be described in detail. In some cases, the activated carbon fiber is simply referred to as ACF (Activated Carbon Fiber). Hereinafter, the activated carbon fiber nonwoven fabric may be omitted and referred to as “ACF nonwoven fabric”.

(繊維径)
本発明のACF不織布を構成する繊維の繊維径は、21μm以上(好ましくは22μm以上、より好ましくは23μm以上、さらに好ましくは24μm以上)である。繊維径を21μm以上とすることにより、本発明のACF不織布を用いて得られるエレメントの圧力損失を十分に抑えることができる。繊維径の上限は40μm(好ましくは35μm)である。繊維径が40μmを超えるACF不織布を得るには、単繊維繊度が22dtexを超える原糸(繊維)を不織布加工し、次いで賦活処理する必要があるところ、当該22dtexを超える原糸を不織布加工するのが困難となる場合がある。
(Fiber diameter)
The fiber diameter of the fibers constituting the ACF nonwoven fabric of the present invention is 21 μm or more (preferably 22 μm or more, more preferably 23 μm or more, and further preferably 24 μm or more). By setting the fiber diameter to 21 μm or more, the pressure loss of the element obtained using the ACF nonwoven fabric of the present invention can be sufficiently suppressed. The upper limit of the fiber diameter is 40 μm (preferably 35 μm). In order to obtain an ACF nonwoven fabric having a fiber diameter exceeding 40 μm, it is necessary to process a raw yarn (fiber) having a single fiber fineness exceeding 22 dtex, and then to activate the raw yarn. Then, the raw yarn exceeding 22 dtex is processed into a nonwoven fabric. May be difficult.

(トルエン吸着能)
本発明のACF不織布を構成する活性炭素繊維は、その賦活の程度を表す指標の一つであるトルエン吸着率が20%以上(好ましくは30%以上、より好ましくは40%以上)、75%以下(好ましくは70%以下)である。トルエン吸着率を20%以上とすることにより、円筒へのACF不織布の巻き付け厚みを減らしても十分なガス吸着能を発揮し得ることから、エレメントの小型化を効率的に図ることができる。一方で、トルエン吸着率が75%を超えると、得られるACF不織布は、原糸からの重量収率が極端に小さくなり、ACF不織布の引張強度が低下する傾向がある。
(Toluene adsorption capacity)
The activated carbon fiber constituting the ACF nonwoven fabric of the present invention has a toluene adsorption rate of 20% or more (preferably 30% or more, more preferably 40% or more), 75% or less, which is one of the indices representing the degree of activation. (Preferably 70% or less). By setting the toluene adsorption rate to 20% or more, even if the winding thickness of the ACF nonwoven fabric around the cylinder is reduced, sufficient gas adsorption ability can be exhibited, so that the element can be efficiently downsized. On the other hand, when the toluene adsorption rate exceeds 75%, the weight yield from the raw yarn of the obtained ACF nonwoven fabric becomes extremely small, and the tensile strength of the ACF nonwoven fabric tends to decrease.

(引張強度)
本発明のACF不織布の引張強度は、4N/cm2以上(好ましくは4.5N/cm2以上、より好ましくは5N/cm2以上)である。引張強度が4N/cm2以上であれば、ACF不織布を円筒に強く巻き付ける際の張力を大きくしても、当該不織布が破損し難いため、嵩密度の高いエレメントを得ることができる。当該引張強度の上限は特に限定されるものではないが、繊維径が21μm〜40μmのACF不織布において、20N/cm2を超える引張強度を実現するのは難しい。
(Tensile strength)
Tensile strength of the ACF nonwoven fabric of the present invention, 4N / cm 2 or more (preferably 4.5 N / cm 2 or more, more preferably 5N / cm 2 or more). If the tensile strength is 4 N / cm 2 or more, even if the tension when the ACF nonwoven fabric is strongly wound around the cylinder is increased, the nonwoven fabric is not easily damaged, so that an element with a high bulk density can be obtained. The upper limit of the tensile strength is not particularly limited, but it is difficult to realize a tensile strength exceeding 20 N / cm 2 in an ACF nonwoven fabric having a fiber diameter of 21 μm to 40 μm.

(目付)
本発明のACF不織布は、目付が200g/m2以上(より好ましくは250g/m2以上、さらに好ましくは300g/m2以上)であることが好ましい。目付を200g/m2以上とすることにより、引張強度が4N/cm2以上のACF不織布を得ることができる。目付の上限は800g/m2(より好ましくは750g/m2、さらに好ましくは700g/m2)である。目付が800g/m2を超えるACF不織布は作製が困難となるか、あるいは、たとえ当該不織布を作製できたとしても、引張強度の向上効果は頭打ちになる上、柔軟性に欠けることとなって、エレメントを作製する際に円筒に巻き付け難くなる傾向がある。
(Weight)
The ACF nonwoven fabric of the present invention preferably has a basis weight of 200 g / m 2 or more (more preferably 250 g / m 2 or more, more preferably 300 g / m 2 or more). By setting the basis weight to 200 g / m 2 or more, an ACF nonwoven fabric having a tensile strength of 4 N / cm 2 or more can be obtained. The upper limit of the basis weight is 800 g / m 2 (more preferably 750 g / m 2 , still more preferably 700 g / m 2 ). An ACF nonwoven fabric having a basis weight of more than 800 g / m 2 is difficult to produce, or even if the nonwoven fabric can be produced, the effect of improving the tensile strength has reached its peak and lacks flexibility. When producing an element, it tends to be difficult to wind the element around a cylinder.

(嵩密度)
本発明のACF不織布は、嵩密度が65kg/m3以上(より好ましくは67kg/m3以上、さらに好ましくは70kg/m3以上)であることが好ましい。嵩密度が65kg/m3以上であれば、エレメントを作製する際の円筒へのACF不織布巻き付け張力を低くしても、嵩密度の高いエレメントを得ることができる。嵩密度の上限は100kg/m3(より好ましくは95kg/m3)である。嵩密度が100kg/m3を超えるACF不織布は、引張強度は上がるものの柔軟性に欠けて、円筒に巻き付け難くなる傾向がある。
(The bulk density)
The ACF nonwoven fabric of the present invention preferably has a bulk density of 65 kg / m 3 or more (more preferably 67 kg / m 3 or more, and further preferably 70 kg / m 3 or more). If the bulk density is 65 kg / m 3 or more, an element with a high bulk density can be obtained even if the ACF nonwoven fabric winding tension around the cylinder when producing the element is lowered. The upper limit of the bulk density is 100 kg / m 3 (more preferably 95 kg / m 3 ). An ACF nonwoven fabric having a bulk density exceeding 100 kg / m 3 has a tendency to be difficult to wind around a cylinder due to lack of flexibility although tensile strength is increased.

(ACF不織布の圧力損失)
上記特性を備えた本発明のACF不織布は、圧損係数が0.5mmAq・s/cm2以下となり得るため、圧力損失の低いエレメントを作製することができる。本発明のACF不織布の圧損係数は、0.45mmAq・s/cm2以下(より好ましくは0.40mmAq・s/cm2以下)であることが好ましい。圧損係数が0.5mmAq・s/cm2を超えると、通ガス時の抵抗が高く、通気ブロアの動力損が大きくなる場合がある。
(Pressure loss of ACF nonwoven fabric)
Since the ACF nonwoven fabric of the present invention having the above characteristics can have a pressure loss coefficient of 0.5 mmAq · s / cm 2 or less, an element having a low pressure loss can be produced. Pressure loss coefficient of the ACF nonwoven fabric of the present invention is preferably a 0.45mmAq · s / cm 2 or less (more preferably 0.40mmAq · s / cm 2 or less). When the pressure loss coefficient exceeds 0.5 mmAq · s / cm 2 , the resistance during gas passage is high, and the power loss of the ventilation blower may increase.

(ACF不織布の製造方法)
本発明のACF不織布は、原糸としてフェノール系繊維を用いて不織布加工をして、ACF不織布前駆体を作製した後、当該前駆体を炭化・賦活処理することによって製造することができる。以下、本発明のACF不織布の製造方法について詳細に説明する。
(Method for producing ACF nonwoven fabric)
The ACF nonwoven fabric of the present invention can be produced by processing a nonwoven fabric using phenolic fibers as a raw yarn to produce an ACF nonwoven fabric precursor, and then carbonizing and activating the precursor. Hereinafter, the manufacturing method of the ACF nonwoven fabric of this invention is demonstrated in detail.

[フェノール系繊維]
本発明で用いるフェノール系繊維としては、フェノール樹脂に脂肪酸アミド類、リン酸エステル類、セルロース類よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物(配合物)を混合した混合物を紡糸して得られるフェノール系繊維が好適に用いられる。フェノール樹脂に前記配合物を添加することにより、フェノール系繊維を柔らかく仕上げることができるため、不織布を形成するときに、繊維の交絡性を高めることが可能となる。これにより、炭化・賦活して得られるACF不織布中の繊維の交絡性も向上するため、ACF不織布に所望の引張強度を付与することができる。
[Phenol fiber]
The phenol fiber used in the present invention is obtained by spinning a mixture obtained by mixing a phenol resin with at least one compound (compound) selected from the group consisting of fatty acid amides, phosphate esters, and celluloses. Phenol fiber is preferably used. By adding the compound to the phenolic resin, the phenolic fiber can be finished soft, so that the entanglement of the fiber can be enhanced when forming the nonwoven fabric. Thereby, since the entanglement property of the fiber in the ACF nonwoven fabric obtained by carbonization and activation is improved, desired tensile strength can be imparted to the ACF nonwoven fabric.

<フェノール樹脂>
フェノール樹脂としては、酸性触媒の存在下でフェノール類とアルデヒド類とを反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂、塩基性触媒の存在下でフェノール類とアルデヒド類とを反応させて得られるレゾール型フェノール樹脂、各種変性フェノール樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。
<Phenolic resin>
As the phenol resin, a novolac type phenol resin obtained by reacting phenols and aldehydes in the presence of an acidic catalyst, or a resol type phenol obtained by reacting phenols and aldehydes in the presence of a basic catalyst Examples thereof include resins, various modified phenolic resins, and mixtures thereof.

前記フェノール類としては、酸性又は塩基性触媒の存在下でアルデヒド類と反応させて各フェノール樹脂が得られるものであればよく、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−キシレノール、3,5−キシレノール、m−エチルフェノール、m−プロピルフェノール、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、o−ブチルフェノール、レゾルシノール、ハイドロキノン、カテコール、3−メトキシフェノール、4−メトキシフェノール、3−メチルカテコール、4−メチルカテコール、メチルハイドロキノン、2−メチルレゾルシノール、2,3−ジメチルハイドロキノン、2,5−ジメチルレゾルシノール、2−エトキシフェノール、4−エトキシフェノール、4−エチルレゾルシノール、3−エトキシ−4−メトキシフェノール、2−プロペニルフェノール、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、2−イソプロポキシフェノール、4−プロポキシフェノール、2−アリルフェノール、3,4,5−トリメトキシフェノール、4−イソプロピル−3−メチルフェノール、ピロガロール、フロログルシノール、1,2,4−ベンゼントリオール、5−イソプロピル−3−メチルフェノール、4−ブトキシフェノール、4−t−ブチルカテコール、t−ブチルハイドロキノン、4−t−ペンチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、2−フェニルフェノール、3−フェニルフェノール、4−フェニルフェノール、3−フェノキシフェノール、4−フェノキシフェノール、4−ヘキシルオキシフェノール、4−ヘキサノイルレゾルシノール、3,5−ジイソプロピルカテコール、4−ヘキシルレゾルシノール、4−ヘプチルオキシフェノール、3,5−ジ−t−ブチルフェノール、3,5−ジ−t−ブチルカテコール、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、ジ−sec−ブチルフェノール、4−クミルフェノール、ノニルフェノール、2−シクロペンチルフェノール、4−シクロペンチルフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等が挙げられる。   The phenols are not particularly limited as long as they can be reacted with aldehydes in the presence of an acidic or basic catalyst to obtain each phenol resin. Phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2, 3 -Xylenol, 3,5-xylenol, m-ethylphenol, m-propylphenol, m-butylphenol, p-butylphenol, o-butylphenol, resorcinol, hydroquinone, catechol, 3-methoxyphenol, 4-methoxyphenol, 3-methyl Catechol, 4-methylcatechol, methylhydroquinone, 2-methylresorcinol, 2,3-dimethylhydroquinone, 2,5-dimethylresorcinol, 2-ethoxyphenol, 4-ethoxyphenol, 4-ethylresorcinol, 3-e Xyl-4-methoxyphenol, 2-propenylphenol, 2-isopropylphenol, 3-isopropylphenol, 4-isopropylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, 2-isopropoxyphenol, 4-propoxyphenol, 2-allyl Phenol, 3,4,5-trimethoxyphenol, 4-isopropyl-3-methylphenol, pyrogallol, phloroglucinol, 1,2,4-benzenetriol, 5-isopropyl-3-methylphenol, 4-butoxyphenol, 4-t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, 4-t-pentylphenol, 2-t-butyl-5-methylphenol, 2-phenylphenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, 3-phenoxyv Nord, 4-phenoxyphenol, 4-hexyloxyphenol, 4-hexanoylresorcinol, 3,5-diisopropylcatechol, 4-hexylresorcinol, 4-heptyloxyphenol, 3,5-di-t-butylphenol, 3,5 -Di-t-butylcatechol, 2,5-di-t-butylhydroquinone, di-sec-butylphenol, 4-cumylphenol, nonylphenol, 2-cyclopentylphenol, 4-cyclopentylphenol, bisphenol A, bisphenol F, etc. Can be mentioned.

なかでも、フェノ−ル、o−クレゾール、m−クレゾ−ル、p−クレゾール、ビスフェノールA、2,3−キシレノール、3,5−キシレノール、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、o−ブチルフェノール、4−フェニルフェノール、レゾルシノールが好ましく、フェノールが最も好ましい。前記フェノール類は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   Among them, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, bisphenol A, 2,3-xylenol, 3,5-xylenol, m-butylphenol, p-butylphenol, o-butylphenol, 4- Phenylphenol and resorcinol are preferred, with phenol being most preferred. The said phenols may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

前記アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、トリオキサン、フルフラール、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、メチルヘミホルマール、エチルヘミホルマール、プロピルヘミホルマール、サリチルアルデヒド、ブチルヘミホルマール、フェニルヘミホルマール、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド等が挙げられる。   Examples of the aldehydes include formaldehyde, trioxane, furfural, paraformaldehyde, benzaldehyde, methyl hemiformal, ethyl hemiformal, propyl hemiformal, salicylaldehyde, butyl hemiformal, phenyl hemiformal, acetaldehyde, propylaldehyde, phenylacetaldehyde, α- Phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p -Ethylbenzaldehyde, pn-butylbenzaldehyde, etc. are mentioned.

なかでも、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒドが好ましく、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドが特に好ましい。前記アルデヒド類は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   Of these, formaldehyde, paraformaldehyde, furfural, benzaldehyde, and salicylaldehyde are preferable, and formaldehyde and paraformaldehyde are particularly preferable. The aldehydes may be used alone or in combination of two or more.

前記酸性触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸、蟻酸、酢酸、蓚酸、酪酸、乳酸、ベンゼンスルフォン酸、p−トルエンスルフォン酸、硼酸、又は塩化亜鉛もしくは酢酸亜鉛などの金属との塩等が挙げられる。前記酸性触媒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   Examples of the acidic catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, succinic acid, butyric acid, lactic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, boric acid, and salts with metals such as zinc chloride or zinc acetate. It is done. The said acidic catalyst may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

前記塩基性触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属の水酸化物;水酸化アンモニウム;ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミン類等が挙げられる。前記塩基性触媒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   Examples of the basic catalyst include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and lithium hydroxide; alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide and barium hydroxide; ammonium hydroxide; diethylamine, triethylamine, Examples include amines such as ethanolamine, ethylenediamine, and hexamethylenetetramine. The said basic catalyst may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

各種変性フェノール樹脂としては、ノボラック型又はレゾール型フェノール樹脂を、ホウ素変性、ケイ素変性、重金属変性、窒素変性、イオウ変性、油変性、ロジン変性等の公知の技法により変性させたものが挙げられる。   Examples of the various modified phenol resins include those obtained by modifying a novolak-type or resol-type phenol resin by known techniques such as boron modification, silicon modification, heavy metal modification, nitrogen modification, sulfur modification, oil modification, rosin modification and the like.

本発明では、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂を用いることが好ましい。フェノール樹脂は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   In the present invention, it is preferable to use a novolac type phenol resin or a resol type phenol resin. A phenol resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<配合物>
本発明において配合物として用いられる脂肪酸アミド類とは、アンモニア又はアミンの窒素原子に結合する水素原子の1以上がアシル基によって置換された構造をもつ非重合体を意味し、該窒素原子に水素原子が2つ結合する第1級アミド、該窒素原子に水素原子が1つ結合する第2級アミド、該窒素原子に水素原子が結合していない第3級アミド、ラクタム、及び1分子中にアミンの窒素原子を2個以上有するものを包含する。したがって、本発明における「脂肪酸アミド類」は、ナイロン−6、ナイロン−6,6に代表される所謂、脂肪族ポリアミドのような重合体とは異なる。なお、「脂肪酸アミド類」は脂肪酸アマイド類とも称される。
<Formulation>
The fatty acid amides used as a blend in the present invention means a non-polymer having a structure in which one or more hydrogen atoms bonded to the nitrogen atom of ammonia or amine are substituted with an acyl group. A primary amide in which two atoms are bonded, a secondary amide in which one hydrogen atom is bonded to the nitrogen atom, a tertiary amide in which no hydrogen atom is bonded to the nitrogen atom, a lactam, and one molecule Includes those having two or more amine nitrogen atoms. Therefore, the “fatty acid amides” in the present invention are different from polymers such as so-called aliphatic polyamides typified by nylon-6 and nylon-6,6. “Fatty acid amides” are also referred to as fatty acid amides.

第1級アミドとしては、一般式「R1C(=O)NH2」で表される化合物などが挙げられる。 Examples of the primary amide include compounds represented by the general formula “R 1 C (═O) NH 2 ”.

前記式中R1は、置換基を有していてもよい炭化水素基である。ここでいう「置換基を有していてもよい」とは、炭化水素基の水素原子の一部又は全部が置換基で置換されていてもよいことを意味する。R1の炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、その炭素数は5〜31が好ましく、11〜23がより好ましい。ただし、R1の炭化水素基の炭素数は、後述の置換基中の炭素数を含まないものとする。該炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。該ヒドロキシアルキル基の炭素数は1〜11が好ましい。 In the above formula, R 1 is a hydrocarbon group which may have a substituent. Here, “may have a substituent” means that a part or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be substituted with a substituent. The hydrocarbon group for R 1 may be saturated or unsaturated, and may be linear or branched, and the carbon number thereof is preferably 5 to 31, and more preferably 11 to 23. However, the carbon number of the hydrocarbon group of R 1 does not include the carbon number in the substituent described later. Examples of the substituent that the hydrocarbon group may have include a hydroxy group and a hydroxyalkyl group. The hydroxyalkyl group preferably has 1 to 11 carbon atoms.

第1級アミドとして具体的には、カプロン酸アミド、カプリル酸アミド、ペラルゴン酸アミド、ラウリン酸アミド、ミリスチル酸アミド、パルミチル酸アミド、ステアリン酸アミド、アラキジン酸アミド、ベヘン酸アミド、リグノセリン酸アミド等の飽和脂肪酸モノアミド;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド等の不飽和脂肪酸モノアミドなどが挙げられる。   Specific examples of primary amides include caproic acid amide, caprylic acid amide, pelargonic acid amide, lauric acid amide, myristic acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, arachidic acid amide, behenic acid amide, lignoceric acid amide, etc. Saturated fatty acid monoamides such as oleic acid amide, erucic acid amide, and ricinoleic acid amide.

第2級アミドとしては、一般式「R1C(=O)NHR2」で表される化合物などが挙げられる。 Examples of secondary amides include compounds represented by the general formula “R 1 C (═O) NHR 2 ”.

前記式中R1は、上記第1級アミドについての説明におけるR1と同じである。 In the above formula, R 1 is the same as R 1 in the description of the primary amide.

前記式中R2は、置換基を有していてもよい炭化水素基、又は、−C(=O)R3である。R2における該炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、その炭素数は1〜23が好ましく、1〜17がより好ましい。該炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ヒドロキシ基等が挙げられる。 In the formula, R 2 is a hydrocarbon group which may have a substituent, or —C (═O) R 3 . The hydrocarbon group for R 2 may be saturated or unsaturated, and may be linear or branched, and the carbon number thereof is preferably 1 to 23, and more preferably 1 to 17. Examples of the substituent that the hydrocarbon group may have include a hydroxy group.

3は、上記第1級アミドについての説明におけるR1と同様のものが挙げられ、R1とR3とは互いに同じであっても異なっていてもよい。なお、R2が−C(=O)R3である化合物はイミドとも称する。 R 3 may be the same as R 1 in the description of the primary amide, and R 1 and R 3 may be the same as or different from each other. A compound in which R 2 is —C (═O) R 3 is also referred to as an imide.

第2級アミドとして具体的には、ステアリルステアリン酸アミド、オレイルオレイン酸アミド、ステアリルオレイン酸アミド、オレイルステアリン酸アミド、ステアリルエルカ酸アミド、オレイルパルミチン酸アミド等の置換アミド;メチロールステアリン酸アミド、メチロールベヘン酸アミド等のメチロールアミドなどが挙げられる。   Specific examples of secondary amides include substituted amides such as stearyl stearic acid amide, oleyl oleic acid amide, stearyl oleic acid amide, oleyl stearic acid amide, stearyl erucic acid amide, oleyl palmitic acid amide; methylol stearic acid amide, methylol And methylolamide such as behenic acid amide.

第3級アミドとしては、一般式「R1C(=O)NR45」で表される化合物などが挙げられる。 Examples of the tertiary amide include compounds represented by the general formula “R 1 C (═O) NR 4 R 5 ”.

前記式中R1は、上記第1級アミドについての説明におけるR1と同じである。 In the above formula, R 1 is the same as R 1 in the description of the primary amide.

前記式中R4、R5は、それぞれ、上記第2級アミドについての説明におけるR2と同様のものが挙げられ、R4とR5とは互いに同じであっても異なっていてもよい。 In the formula R 4, R 5 are each like can be mentioned as R 2 in the description of the secondary amide, may be different from one another identical R 4 and R 5.

第3級アミドとして具体的には、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどが挙げられる。   Specific examples of the tertiary amide include N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide and the like.

ラクタムのなかで好適なものとしては、炭素数3〜12のものが挙げられる。具体的には、β−プロピオラクタム、γ−ブチロラクタム(2−ピロリドン)、δ−バレロラクタム(2−ピペリドン)、ε−カプロラクタム、ウンデカラクタム、ドデカラクタム(ラウロ/ラウリロラクタム)などが挙げられる。   Among the lactams, preferred are those having 3 to 12 carbon atoms. Specifically, β-propiolactam, γ-butyrolactam (2-pyrrolidone), δ-valerolactam (2-piperidone), ε-caprolactam, undecaractam, dodecaractam (lauro / laurylactam) and the like can be mentioned. It is done.

1分子中にアミンの窒素原子を2個以上有するものとしては、一般式「R11C(=O)NH−R6−NHC(=O)R12」で表される化合物、一般式「R11NHC(=O)−R7−C(=O)NHR12」で表される化合物が挙げられる。 Examples of compounds having two or more amine nitrogen atoms in one molecule include compounds represented by the general formula “R 11 C (═O) NH—R 6 —NHC (═O) R 12 ”, the general formula “R 11 NHC (═O) —R 7 —C (═O) NHR 12 ”.

前記式中R11、R12は、それぞれ、置換基を有していてもよい炭化水素基であり、上記R1と同様のものが挙げられる。R6、R7は、それぞれ、二価の炭化水素基であり、その炭素数は1〜10が好ましく、1〜8がより好ましい。 In the formula, R 11 and R 12 are each a hydrocarbon group which may have a substituent, and examples thereof include those similar to R 1 described above. R 6 and R 7 are each a divalent hydrocarbon group, and the number of carbon atoms thereof is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 8.

1分子中にアミンの窒素原子を2個以上有するものとして、具体的には、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリル酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、メチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド;N,N−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N−ジステアリルセバシン酸アミドなどが挙げられる。   Specific examples of compounds having two or more amine nitrogen atoms in one molecule include methylenebisstearic acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene biscaprylic acid amide, ethylene bislauric acid amide, and ethylene bisbehenic acid amide. , Methylene bishydroxy stearic acid amide, hexamethylene bis stearic acid amide, hexamethylene bis behenic acid amide, hexamethylene bis hydroxy stearic acid amide; N, N-distearyl adipic acid amide, N, N-distearyl sebacic acid amide, etc. Is mentioned.

上記の脂肪酸アミド類のなかでも、原料混合物の取扱い性、安定性又は紡糸性等の点から、第1級アミド、第2級アミドが好ましく、第1級アミドがより好ましく、飽和脂肪酸モノアミド、不飽和脂肪酸モノアミドが特に好ましく、中でもベヘン酸アミドが最も好ましい。   Among the above fatty acid amides, primary amides and secondary amides are preferable, primary amides are more preferable, saturated fatty acid monoamides, non-volatile amides from the viewpoints of handleability, stability and spinnability of the raw material mixture. Saturated fatty acid monoamides are particularly preferred, with behenamide being most preferred.

また、脂肪酸アミド類としては、その炭素数が少なすぎるとフェノール系繊維の耐熱性が低下するおそれが有り、炭素数が多すぎるとフェノール系繊維の原料に用いるフェノール樹脂との相溶性が低下するおそれがある。そのため、脂肪酸アミド類は、その炭素数が分子全体で12〜30であるものが好ましく、18〜24であるものがより好ましい。脂肪酸アミド類は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   Moreover, as fatty acid amides, if the carbon number is too small, the heat resistance of the phenolic fiber may be reduced, and if the carbon number is too large, the compatibility with the phenol resin used as the raw material for the phenolic fiber is reduced. There is a fear. Therefore, as for fatty acid amides, that whose carbon number is 12-30 by the whole molecule is preferred, and what is 18-24 is more preferred. Fatty acid amides may be used alone or in combination of two or more.

本発明において配合物として用いられるリン酸エステル類の「リン酸」とは、十酸化四リン(P410)が加水分解を受けて生ずる種々のオキソ酸の総称であり、下記化学式で表されるオルトリン酸(a)、ピロリン酸(二リン酸)(b)、三リン酸(c)、四リン酸(d)、メタリン酸(e)等を包含する。 “Phosphoric acid” of the phosphoric acid esters used as a blend in the present invention is a general term for various oxo acids generated by hydrolysis of tetraphosphorus decaoxide (P 4 O 10 ), and is represented by the following chemical formula. Orthophosphoric acid (a), pyrophosphoric acid (diphosphoric acid) (b), triphosphoric acid (c), tetraphosphoric acid (d), metaphosphoric acid (e) and the like.

[式中、mは繰り返し数を示す。] [Wherein m represents the number of repetitions. ]

本発明において「リン酸エステル類」とは、リン酸における−OHの一つ以上が下記一般式(1)で表される基に置換されたもの(リン酸エステル)又はその塩を意味する。   In the present invention, the “phosphate esters” mean those in which one or more of —OH in phosphoric acid is substituted with a group represented by the following general formula (1) (phosphate esters) or salts thereof.

[式中、R13はヘテロ原子(炭素と水素以外の原子)を有していてもよい炭素数4以上の炭化水素基であり、AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基であり、nは平均付加モル数であり、0〜100の数を示す。] [Wherein R 13 is a hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms which may have a hetero atom (atom other than carbon and hydrogen), AO is an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, n Is the average number of moles added and represents a number from 0 to 100. ]

前記式(1)中、R13の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキル基の水素原子の一部がアリール基で置換された基、アルケニル基の水素原子の一部がアリール基で置換された基などが挙げられる。 In the formula (1), as the hydrocarbon group for R 13 , an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with an aryl group, or a part of hydrogen atoms in an alkenyl group Are groups substituted with an aryl group.

13の炭化水素基がアルキル基又はアルケニル基の場合、R13の炭素数は4〜22であることが好ましく、8〜18であることがより好ましい。 When the hydrocarbon group for R 13 is an alkyl group or an alkenyl group, R 13 preferably has 4 to 22 carbon atoms, and more preferably 8 to 18 carbon atoms.

13の炭化水素基がアリール基の場合、R13の炭素数は6〜35であることが好ましく、6〜27であることがより好ましい。具体的には、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基、トリル基、キシリル基などが挙げられる。 When the hydrocarbon group of R 13 is an aryl group, the carbon number of R 13 is preferably 6 to 35, and more preferably 6 to 27. Specific examples include a phenyl group, a naphthyl group, a benzyl group, a tolyl group, and a xylyl group.

13の炭化水素基がいずれの場合も、R13の炭素数が上限値を超えると、前記フェノール樹脂との相溶性が低下しやすくなる。R13がアリール基の場合、R13がアルキル基又はアルケニル基の場合に比べて、比較的フェノール樹脂との相溶性が良好となる。 Regardless of the hydrocarbon group of R 13 , if the number of carbon atoms of R 13 exceeds the upper limit, compatibility with the phenol resin tends to decrease. When R 13 is an aryl group, the compatibility with the phenol resin is relatively better than when R 13 is an alkyl group or an alkenyl group.

前記式(1)中、AOとしては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基が挙げられる。なお、リン原子には、オキシアルキレン基中の酸素原子が結合する。   In the formula (1), examples of AO include an oxyethylene group, an oxypropylene group, and an oxybutylene group. Note that an oxygen atom in the oxyalkylene group is bonded to the phosphorus atom.

前記式(1)中、nは0〜50が好ましく、0〜10がより好ましい。   In said formula (1), 0-50 are preferable and, as for n, 0-10 are more preferable.

リン酸エステル類としては、特に太径のフェノール系繊維とした際に機械的強度が高まりやすいことから、オルトリン酸における−OHの一つ以上が前記式(1)で表される基に置換されたもの(オルトリン酸エステル)又はその塩が好ましい。   As phosphate esters, since mechanical strength is likely to increase particularly when a large-diameter phenolic fiber is used, at least one of —OH in orthophosphoric acid is substituted with the group represented by the above formula (1). (Orthophosphoric acid ester) or a salt thereof is preferred.

オルトリン酸エステルとして、具体的には、下記一般式で表されるオルトリン酸のモノエステル(f)、ジエステル(g)、トリエステル(h)が挙げられる。なかでも、オルトリン酸のモノエステル、ジエステルが好ましい。   Specific examples of the orthophosphoric acid ester include monoesters (f), diesters (g), and triesters (h) of orthophosphoric acid represented by the following general formula. Of these, monoesters and diesters of orthophosphoric acid are preferable.

[式中、R13、AO、nはそれぞれ前記と同じである。ジエステルとトリエステルにおいて、複数存在する−(AO)nOR13は互いに同一でも異なっていてもよい。] [Wherein, R 13 , AO and n are the same as defined above. In the diester and triester, a plurality of — (AO) n OR 13 may be the same or different from each other. ]

リン酸エステルの塩としては、リン酸エステルのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられる。リン酸エステル類は、単独で用いても、二種以上を併用してもよい。   Examples of the phosphate ester salt include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts and amine salts of phosphate esters. Phosphate esters may be used alone or in combination of two or more.

本発明において配合物として用いられるセルロース類としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。セルロース類は、単独で用いても、二種以上を併用してもよい。   Examples of celluloses used as a blend in the present invention include methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like. Cellulose may be used independently or may use 2 or more types together.

[フェノール系繊維を作製する工程]
本発明で用いるフェノール系繊維は、上記方法で得られたフェノール樹脂と、上記の配合物とを混合する原料混合工程と、前記原料混合工程で得られた原料混合物を紡糸して糸条を得る紡糸工程とを経て作製することができる。
[Process for producing phenolic fiber]
The phenolic fiber used in the present invention is a raw material mixing step of mixing the phenol resin obtained by the above method and the above blend, and the raw material mixture obtained in the raw material mixing step is spun to obtain a yarn. It can be produced through a spinning process.

<原料混合工程>
フェノール樹脂と配合物とを溶融混合し、後述の紡糸工程で最も一般的な紡糸方法である溶融紡糸を行う場合、フェノール樹脂としては、ノボラック型又はレゾール型フェノール樹脂のいずれも使用可能である。しかし、レゾール型は、ノボラック型に比べて熱安定性に劣り、溶融時の加熱で容易に重合が進んでしまうために溶融紡糸装置内での固化が避けられず、連続的に安定に紡糸するのが難しい。したがって、工業的に製造する場合の工程の容易さ、汎用性を勘案してノボラック型フェノール樹脂を選択することが特に好ましい。
<Raw material mixing process>
When melt-spinning, which is the most common spinning method in the spinning process described later, is performed by melt-mixing a phenol resin and a blend, either a novolak-type or resol-type phenol resin can be used as the phenol resin. However, the resol type is inferior in thermal stability to the novolak type, and the polymerization proceeds easily by heating during melting, so solidification in the melt spinning apparatus is inevitable, and continuous and stable spinning is performed. It ’s difficult. Therefore, it is particularly preferable to select a novolac type phenol resin in consideration of the ease of the process in industrial production and versatility.

原料混合工程において、フェノール樹脂と配合物とを混合する際、フェノール樹脂の使用量は、得られる原料混合物中のフェノール樹脂の割合が55質量%〜99.9質量%となる量であることが好ましく、70質量%〜99質量%となる量であることがより好ましく、85質量%〜95質量%となる量であることが特に好ましい。   In the raw material mixing step, when the phenol resin and the compound are mixed, the amount of the phenol resin used is such that the proportion of the phenol resin in the obtained raw material mixture is 55% by mass to 99.9% by mass. The amount is preferably 70% by mass to 99% by mass, and more preferably 85% by mass to 95% by mass.

配合物の使用量は、得られる原料混合物中の配合物の割合(配合物を複数種使用する場合には、配合物を合計した量の割合)が、0.1質量%〜45質量%となる量であることが好ましく、1質量%〜30質量%となる量であることがより好ましく、5質量%〜15質量%となる量であることが特に好ましい。配合物の割合が好ましい下限値以上であれば、フェノール系繊維を太径化した際の機械的強度向上の効果が得られやすい。一方、配合物の割合が好ましい上限値以下であれば、フェノール系繊維が有する耐熱性、難燃性及び耐薬品性等の特性を保持しやすい。   The amount of the compound used is such that the ratio of the compound in the raw material mixture obtained (the ratio of the total of the compounds when using a plurality of compounds) is 0.1% by mass to 45% by mass. The amount is preferably 1% by mass to 30% by mass, and more preferably 5% by mass to 15% by mass. If the proportion of the blend is equal to or greater than the preferred lower limit, the effect of improving the mechanical strength when the phenolic fiber is increased in diameter is likely to be obtained. On the other hand, if the proportion of the blend is less than or equal to the preferable upper limit value, it is easy to maintain the characteristics such as heat resistance, flame retardancy, and chemical resistance of the phenol fiber.

具体的に、脂肪酸アミド類の使用量は、例えば、得られる原料混合物中の脂肪酸アミド類の割合が0.1質量%〜45質量%となる量であることが好ましく、1質量%〜30質量%となる量であることがより好ましく、3質量%〜10質量%となる量であることが特に好ましい。   Specifically, the amount of fatty acid amides used is preferably an amount such that the ratio of fatty acid amides in the obtained raw material mixture is 0.1% by mass to 45% by mass, and preferably 1% by mass to 30% by mass. % Is more preferable, and an amount of 3% by mass to 10% by mass is particularly preferable.

リン酸エステル類の使用量は、例えば、得られる原料混合物中のリン酸エステル類の割合が0.1質量%〜45質量%となる量であることが好ましく、1質量%〜30質量%となる量であることがより好ましく、5質量%〜20質量%となる量であることが特に好ましい。   The amount of phosphate esters used is preferably, for example, an amount such that the proportion of phosphate esters in the obtained raw material mixture is 0.1% by mass to 45% by mass, and 1% by mass to 30% by mass. It is more preferable that the amount is 5% by mass to 20% by mass.

また、セルロース類の使用量は、例えば、得られる原料混合物中のセルロース類の割合が0.1質量%〜45質量%となる量であることが好ましく、1質量%〜30質量%となる量であることがより好ましく、5質量%〜20質量%となる量であることが特に好ましい。   The amount of cellulose used is, for example, preferably an amount such that the ratio of cellulose in the obtained raw material mixture is 0.1% by mass to 45% by mass, and an amount of 1% by mass to 30% by mass. It is more preferable that the amount is 5% by mass to 20% by mass.

フェノール樹脂と配合物とを混合する方法としては、両者を溶融混合する方法、溶媒を用いて両者を溶解混合する方法等が挙げられる。なかでも、工程の煩雑さ、環境への負荷、経済性の点から、両者を溶融混合する方法が好ましい。かかる溶融混合として、両者を加熱混練する方法が挙げられる。   Examples of the method of mixing the phenol resin and the compound include a method of melting and mixing the two, a method of dissolving and mixing both using a solvent, and the like. Among these, from the viewpoint of complexity of the process, environmental load, and economical efficiency, a method of melt-mixing both is preferable. An example of such melt mixing is a method of kneading both.

フェノール樹脂と配合物との加熱混練には、公知の混練装置を用いて行うことができ、混練装置としては、押出機型混練機、ミキシングロール、バンバリーミキサー、高速二軸連続ミキサー等が挙げられる。   The heat-kneading of the phenol resin and the compound can be performed using a known kneading apparatus, and examples of the kneading apparatus include an extruder-type kneader, a mixing roll, a Banbury mixer, and a high-speed biaxial continuous mixer. .

加熱混練の温度は、原料の性状等により適宜選択すればよく、200℃以下が好ましく、140℃〜180℃がより好ましい。加熱混練の温度を好ましい上限値以下にすることで、高温に原料を曝すことによる熱変性、劣化を抑制しやすい。加熱混練の温度を好ましい下限値以上にすることで、効率良く両者を混合することが可能となる。   What is necessary is just to select the temperature of heat-kneading suitably with the property of a raw material, etc., 200 degrees C or less is preferable and 140 to 180 degreeC is more preferable. By setting the temperature of the heat-kneading to a preferable upper limit value or less, thermal denaturation and deterioration due to exposure of the raw material to a high temperature can be easily suppressed. By setting the temperature of the heat-kneading to a preferable lower limit value or more, it becomes possible to efficiently mix both.

フェノール樹脂と配合物とを溶媒を用いて溶解混合する方法では、両者を溶解し得る溶媒に両者を溶解混合した後、該溶媒を蒸発除去することにより原料混合物が得られる。   In the method of dissolving and mixing a phenol resin and a blend using a solvent, the raw material mixture is obtained by dissolving and mixing both in a solvent that can dissolve both, and then removing the solvent by evaporation.

両者を溶解し得る溶媒としては、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、含窒素系溶剤、炭化水素系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤等から選択される一種又は二種以上を混合した溶剤が挙げられる。   Examples of the solvent capable of dissolving both include a solvent obtained by mixing one or two or more selected from ketone solvents, ether solvents, nitrogen-containing solvents, hydrocarbon solvents, ester solvents, alcohol solvents, and the like. It is done.

フェノール樹脂と配合物との溶解混合は、溶媒を撹拌しながら、フェノール樹脂と配合物を徐々に加えていくことが好ましい。その際、フェノール樹脂又は配合物が溶媒に溶けにくいようであれば加熱することが有効である。また、加圧することで、常圧での溶媒の沸点以上に加温することが可能となってさらに有効である。但し、高温に原料を曝すことで熱変性、劣化を及ぼすおそれがあることから、加熱は原料が完全溶解するまで限定的に行うことが好ましい。   In the dissolution and mixing of the phenol resin and the blend, it is preferable to gradually add the phenol resin and the blend while stirring the solvent. At that time, heating is effective if the phenol resin or the compound is hardly dissolved in the solvent. Further, by applying pressure, it is possible to heat the solvent at a temperature higher than the boiling point of the solvent at normal pressure, which is further effective. However, since exposure to the raw material at a high temperature may cause thermal denaturation and deterioration, it is preferable to perform the heating limitedly until the raw material is completely dissolved.

溶媒に溶解させるフェノール樹脂と配合物の濃度については、特に限定されるものではなく、原料の性状、後の紡糸工程における紡糸方法を考慮して適宜設定すればよい。また、蒸発除去される溶媒の回収に多大な時間とエネルギーを要する点から、フェノール樹脂と配合物の濃度は、それぞれの溶解度を考慮し、でき得る限り高濃度に設定することが好ましい。   The concentration of the phenol resin and the compound dissolved in the solvent is not particularly limited, and may be set as appropriate in consideration of the properties of the raw materials and the spinning method in the subsequent spinning step. In addition, from the point that it takes a lot of time and energy to recover the solvent to be removed by evaporation, it is preferable to set the concentrations of the phenol resin and the compound as high as possible in consideration of their respective solubilities.

フェノール樹脂と配合物とを混合する方法としては、前記の溶融混合、溶解混合以外の方法でもよい。たとえば、後の紡糸工程における紡糸方法として乾式紡糸、湿式紡糸又は乾・湿式紡糸の方法を用いる場合には、フェノール樹脂と配合物の両者を溶解し得る溶媒に両者を溶解混合した原料混合物溶液を調製してもよい。該原料混合物溶液は、直接、紡糸用原液として用いることができる。   As a method of mixing the phenol resin and the compound, a method other than the melt mixing and dissolution mixing described above may be used. For example, when using a dry spinning, wet spinning or dry / wet spinning method as a spinning method in the subsequent spinning step, a raw material mixture solution obtained by dissolving and mixing both in a solvent capable of dissolving both the phenol resin and the compound is used. It may be prepared. The raw material mixture solution can be used directly as a stock solution for spinning.

また、フェノール樹脂の合成反応を阻害せず、かつ、該合成反応中の温度で原料が劣化しない範囲で、フェノール樹脂の合成反応の途中に配合物を配合して、両者を混合することも有効である。   It is also effective to mix and mix the compound in the middle of the phenol resin synthesis reaction so long as the raw material does not deteriorate at the temperature during the synthesis reaction without inhibiting the synthesis reaction of the phenol resin. It is.

原料混合工程では、原料混合物を得るのにいずれの方法を用いた場合であっても、必要に応じて公知の添加剤、可塑剤、相溶化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、浸透剤、増粘剤、防黴剤、染料、顔料、充填剤などを用いてもよい。   In the raw material mixing step, even if any method is used to obtain the raw material mixture, known additives, plasticizers, compatibilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, penetrants, if necessary. Thickeners, antifungal agents, dyes, pigments, fillers and the like may be used.

特に、フェノール樹脂と脂肪酸アミド類とを溶融混合する場合であって、脂肪酸アミド類の溶融粘度がフェノール樹脂のそれに比べて極端に異なる場合は、相溶化剤を使用することが好ましい。これにより、紡糸時に分離を生じることを防止できる。   In particular, when the phenol resin and the fatty acid amides are melt-mixed and the melt viscosity of the fatty acid amides is extremely different from that of the phenol resin, it is preferable to use a compatibilizing agent. This can prevent separation during spinning.

<紡糸工程>
紡糸工程では、前記原料混合工程で得られた原料混合物を紡糸して糸条を得る。
<Spinning process>
In the spinning step, the raw material mixture obtained in the raw material mixing step is spun to obtain a yarn.

紡糸の方法としては、原料混合物の性状等の点から公知の方法を適宜選択することができ、湿式紡糸、乾式紡糸、乾・湿式紡糸、溶融紡糸、ゲル紡糸、液晶紡糸などの方法が挙げられる。なかでも、装置の簡便さ、経済的に有利なことから、溶融紡糸が好ましい。紡糸の方法として溶融紡糸を用いる場合、一般的な溶融紡糸装置が使用できる。   As the spinning method, a known method can be appropriately selected in view of the properties of the raw material mixture, and examples thereof include wet spinning, dry spinning, dry / wet spinning, melt spinning, gel spinning, and liquid crystal spinning. . Of these, melt spinning is preferred because of the simplicity of the apparatus and economic advantages. When melt spinning is used as a spinning method, a general melt spinning apparatus can be used.

溶融紡糸装置の溶融装置としては、グリッドメルター式、単軸押出し機方式、二軸押出し機方式、タンデム押出し機方式などを使用できる。溶融した原料混合物の酸化を防止するために、溶融紡糸装置内の窒素置換を行ってもよく、又はベントを具備した押出し機を使用して、微量の残留溶媒もしくはモノマー類を除去する操作を行ってもよい。   As a melting apparatus of the melt spinning apparatus, a grid melter type, a single screw extruder method, a twin screw extruder method, a tandem extruder method, or the like can be used. In order to prevent oxidation of the molten raw material mixture, nitrogen substitution in the melt spinning apparatus may be performed, or an operation of removing a trace amount of residual solvent or monomers is performed using an extruder equipped with a vent. May be.

溶融紡糸の際、温度条件は、120℃〜200℃が好ましく、140℃〜170℃がより好ましい。温度条件を好ましい下限値以上とすることで、効率良く紡糸することができる。温度条件を好ましい上限値以下とすることで、熱変性、劣化を抑制しやすく、かつ、フェノール樹脂と配合物とが分離しにくくなる。   In melt spinning, the temperature condition is preferably 120 ° C to 200 ° C, more preferably 140 ° C to 170 ° C. By setting the temperature condition to be equal to or higher than the preferable lower limit, spinning can be performed efficiently. By setting the temperature condition to a preferable upper limit value or less, thermal denaturation and deterioration can be easily suppressed, and the phenol resin and the compound are hardly separated.

紡糸口金としては、通常のものが使用可能であり、孔径は0.05mm以上1mm以下が好ましく、0.07mm以上0.5mm以下がより好ましく、キャピラリー部のL/D(長さ/直径)は0.5以上10以下が好ましく、1以上5以下がより好ましい。孔径とL/Dをそれぞれ前記の好ましい範囲とすることで、安定して紡糸することができる。   As the spinneret, a normal one can be used, and the hole diameter is preferably 0.05 mm or more and 1 mm or less, more preferably 0.07 mm or more and 0.5 mm or less, and the L / D (length / diameter) of the capillary part is 0.5 or more and 10 or less are preferable, and 1 or more and 5 or less are more preferable. By setting the pore diameter and L / D within the above preferred ranges, stable spinning can be achieved.

特別な繊維の製造方法の場合(たとえば並列型複合繊維、芯鞘型複合繊維、海島型複合繊維の場合など)には、サイドバイサイド型もしくはシースコア型、又は第三成分のポリマーを組み合わせるコンジュゲート口金を使用することもできる。   In the case of a special fiber manufacturing method (for example, in the case of side-by-side conjugate fiber, core-sheath type conjugate fiber, sea-island type conjugate fiber, etc.), a conjugate base that combines a side-by-side type or seascore type or a third component polymer. Can also be used.

紡糸速度は、15m/分以上、3000m/分以下が好ましく、30m/分以上、2000m/分以下がより好ましく、50m/分以上、1600m/分以下がさらに好ましい。紡糸速度を好ましい下限値以上とすることで、効率良く紡糸できる。紡糸速度を好ましい上限値以下とすることで、紡糸時の糸切れの発生を抑制できる。   The spinning speed is preferably 15 m / min or more and 3000 m / min or less, more preferably 30 m / min or more and 2000 m / min or less, and further preferably 50 m / min or more and 1600 m / min or less. By setting the spinning speed to a preferable lower limit value or more, spinning can be performed efficiently. By setting the spinning speed to a preferable upper limit value or less, the occurrence of yarn breakage during spinning can be suppressed.

<硬化工程>
フェノール系繊維を作製する工程には、前記紡糸工程で得られた糸条を硬化する硬化工程が含まれることが好ましい。硬化工程で該糸条を硬化することにより、主にフェノール樹脂部分が架橋されるので、太径化されたフェノール系繊維の機械的強度が高まる。
<Curing process>
It is preferable that the step of producing the phenol fiber includes a curing step of curing the yarn obtained in the spinning step. By curing the yarn in the curing step, the phenol resin portion is mainly cross-linked, so that the mechanical strength of the thickened phenol fiber increases.

原料のフェノール樹脂としてノボラック型フェノール樹脂を用いた場合、前記紡糸工程で得られた糸条を硬化する方法としては、ステープル状もしくはトウ状に加工した糸条を反応容器内の処理液に浸漬させてバッチ式で硬化処理する方法、ボビン状もしくはかせ状に加工したものを処理液と接触させて硬化処理する方法、又はトウ状に加工したものを連続的に処理液と接触させて硬化処理する方法などが挙げられる。   When a novolac type phenol resin is used as a raw material phenol resin, a method of curing the yarn obtained in the spinning step is to immerse the yarn processed into a staple shape or a tow shape in the treatment liquid in the reaction vessel. A batch-type curing method, a bobbin-like or skein-like processed product is brought into contact with the treatment liquid, or a tow-like processed product is continuously brought into contact with the treatment liquid and cured. The method etc. are mentioned.

上記処理液は、触媒とアルデヒド類からなる。   The treatment liquid is composed of a catalyst and aldehydes.

触媒としては、フェノール樹脂を製造する際に用い得るものとして例示した酸性触媒や塩基性触媒が挙げられる。また、アルデヒド類としては、フェノール樹脂を製造する際に用い得るものとして例示したアルデヒド類が挙げられる。   As a catalyst, the acidic catalyst and basic catalyst which were illustrated as what can be used when manufacturing a phenol resin are mentioned. Moreover, as aldehydes, the aldehydes illustrated as what can be used when manufacturing a phenol resin are mentioned.

硬化は、液相にて、60℃以上110℃以下の温度で3時間以上30時間以下、加熱して行うことが好ましい。また、本発明においては、気相下で加熱することにより硬化してもよい。   Curing is preferably performed in the liquid phase by heating at a temperature of 60 ° C. to 110 ° C. for 3 hours to 30 hours. Moreover, in this invention, you may harden | cure by heating in a gaseous phase.

本発明では、該加熱の後、水洗乾燥し、窒素、ヘリウム、炭酸ガス等の不活性ガス中、100〜300℃の温度で加熱することによりさらに硬化させる等、公知の後硬化処理を行うことができる。この後硬化処理によって、糸条中のフェノール樹脂部分の架橋がより進行して、充分な強度を備えたフェノール系繊維を得ることができる。   In the present invention, after the heating, washing with water and drying, and performing a known post-curing treatment such as further curing by heating at a temperature of 100 to 300 ° C. in an inert gas such as nitrogen, helium, carbon dioxide, etc. Can do. By this post-curing treatment, the cross-linking of the phenol resin portion in the yarn further proceeds, and a phenol fiber having sufficient strength can be obtained.

一方、原料のフェノール樹脂としてレゾール型フェノール樹脂を用いた場合、湿熱法又は乾熱法で加熱処理を行うことにより糸条を硬化することができる。   On the other hand, when a resol type phenol resin is used as a raw material phenol resin, the yarn can be cured by heat treatment by a wet heat method or a dry heat method.

加熱処理条件として、温度は100〜220℃が好ましく、120〜180℃がより好ましく、処理時間は5〜120分間が好ましく、20〜60分間がより好ましい。   As heat treatment conditions, the temperature is preferably 100 to 220 ° C, more preferably 120 to 180 ° C, and the treatment time is preferably 5 to 120 minutes, more preferably 20 to 60 minutes.

本発明で用いるフェノール系繊維の単繊維繊度は、7dtex以上(より好ましくは8dtex以上)であることが好ましく、22dtex以下(より好ましくは17dtex以下)であることが好ましい。単繊維繊度が7dtex未満のフェノール系繊維を用いて、嵩密度の高いACF不織布を作製すると、エレメントの圧力損失が大きくなる場合がある。フェノール系繊維の単繊維繊度が22dtexを超える場合には、当該繊維を用いて不織布加工することが困難になる場合がある。   The single fiber fineness of the phenolic fiber used in the present invention is preferably 7 dtex or more (more preferably 8 dtex or more), and preferably 22 dtex or less (more preferably 17 dtex or less). When an ACF nonwoven fabric having a high bulk density is produced using a phenol fiber having a single fiber fineness of less than 7 dtex, the pressure loss of the element may increase. When the single fiber fineness of the phenol fiber exceeds 22 dtex, it may be difficult to process the nonwoven fabric using the fiber.

本発明で用いるフェノール系繊維は、引張弾性率が370〜410kgf/mm2(より好ましくは380〜400kgf/mm2)で、かつ伸度が10〜20%(より好ましくは15〜19%)であることが好ましい。当該範囲の引張弾性率、及び伸度を有するフェノール系繊維を用いることにより、その単繊維繊度を7dtex以上にしても不織布加工を容易に行うことができる。 The phenol fiber used in the present invention has a tensile modulus of 370 to 410 kgf / mm 2 (more preferably 380 to 400 kgf / mm 2 ) and an elongation of 10 to 20% (more preferably 15 to 19%). Preferably there is. By using phenolic fibers having a tensile elastic modulus and elongation in this range, the nonwoven fabric can be easily processed even if the single fiber fineness is 7 dtex or more.

フェノール系繊維の繊維長は、35mm以上(より好ましくは50mm以上)であることが好ましく、130mm以下(より好ましくは100mm以下、さらに好ましくは80mm以下)であることが好ましい。繊維長が35mm未満では、繊維間を十分に絡めることができず、得られるACF不織布の引張強度が低くなる場合がある。また、繊維長が130mmを超える場合には、例えばニードルパンチ時の繊維切断や損傷が激しくなり、やはり引張強度が低くなる場合がある。   The fiber length of the phenolic fiber is preferably 35 mm or more (more preferably 50 mm or more), and is preferably 130 mm or less (more preferably 100 mm or less, more preferably 80 mm or less). If the fiber length is less than 35 mm, the fibers cannot be sufficiently entangled, and the resulting ACF nonwoven fabric may have a low tensile strength. When the fiber length exceeds 130 mm, for example, fiber cutting or damage during needle punching becomes severe, and the tensile strength may also be lowered.

フェノール系繊維のクリンプの有無は特に限定されない。繊維の交絡性を高めるために、フェノール系繊維はクリンプを有していてもよい。一方で、配合物を含むフェノール系繊維は、太径であっても繊維自体は柔らかく、交絡性に優れるため、本発明では、捲縮のないフェノール系繊維を使用することができる。   The presence or absence of the crimp of the phenol fiber is not particularly limited. In order to enhance the entanglement of the fiber, the phenolic fiber may have a crimp. On the other hand, the phenolic fiber containing the blend is soft even if it has a large diameter, and is excellent in confounding property. Therefore, in the present invention, a phenolic fiber having no crimp can be used.

[不織布加工]
フェノール系繊維を不織布加工する方法としては、加工時の繊維切れ等を防止することができ、かつ繊維間を十分に絡めることができれば、特に限定されず、例えばニードルパンチ法やウォーターパンチ法が挙げられる。繊維径の変化に応じて針密度、針深度を調整して、得られる不織布の密度を調整できる点からニードルパンチ法が好ましい。
[Nonwoven fabric processing]
The method for processing a phenol-based fiber into a nonwoven fabric is not particularly limited as long as it can prevent fiber breakage at the time of processing and can sufficiently entangle between fibers, and examples thereof include a needle punch method and a water punch method. It is done. The needle punch method is preferable because the density of the nonwoven fabric obtained can be adjusted by adjusting the needle density and the needle depth according to the change in the fiber diameter.

不織布加工をニードルパンチ法で行う場合には、針密度を370本/inch2以上(より好ましくは450本/inch2以上)、針深度を5mm以上(より好ましくは7mm以上)、30mm以下(より好ましくは20mm以下)とすることが好ましい。針密度を370本/inch2以上とすることにより、繊維間の絡みが増加して、それに伴ってACF不織布前駆体の嵩密度が増加する。なお、針密度が高過ぎると繊維切れが発生して、得られるACF不織布の嵩密度や引張強度がかえって低下する場合がある。このため、針密度の上限は700本/inch2とするのが好ましい。また、針深度が5mm未満の場合には、ACF不織布前駆体が嵩高になる場合がある。針深度が30mmを超える場合には、針折れが起き易くなる。また、ACF不織布前駆体に縞が多くなる傾向がある。 When the nonwoven fabric processing is performed by the needle punch method, the needle density is 370 / inch 2 or more (more preferably 450 / inch 2 or more), the needle depth is 5 mm or more (more preferably 7 mm or more), 30 mm or less (more Preferably it is 20 mm or less. By setting the needle density to 370 / inch 2 or more, the entanglement between the fibers increases, and the bulk density of the ACF nonwoven fabric precursor increases accordingly. If the needle density is too high, fiber breakage may occur, and the resulting ACF nonwoven fabric may have a lower bulk density and tensile strength. Therefore, the upper limit of the needle density is preferably 700 / inch 2 . Moreover, when the needle depth is less than 5 mm, the ACF nonwoven fabric precursor may be bulky. When the needle depth exceeds 30 mm, needle breakage is likely to occur. Further, the ACF nonwoven fabric precursor tends to have more stripes.

[炭化・賦活処理]
ACF不織布前駆体の炭化・賦活処理は、例えば、炭化炉にて、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中、400℃〜1000℃で10分〜120分炭化処理し、次いで、賦活炉にて、水蒸気等の賦活ガス雰囲気中、800℃以上で30分〜180分賦活処理することによって行うことができる。
[Carbonization / activation process]
Carbonization and activation treatment of the ACF nonwoven fabric precursor is, for example, carbonized at 400 ° C. to 1000 ° C. for 10 minutes to 120 minutes in an inert atmosphere such as nitrogen and argon in a carbonization furnace, and then in an activation furnace, It can be performed by activation treatment at 800 ° C. or higher for 30 minutes to 180 minutes in an activation gas atmosphere such as water vapor.

(エレメント)
本発明のエレメントは、上記工程を経て得られたACF不織布を円筒に巻き付けることによって製造することができる。不織布の巻き付け張力は、ACF不織布が破損しないように、引張強度の約1/3以下とすることが好ましい。
(element)
The element of the present invention can be produced by winding the ACF nonwoven fabric obtained through the above steps around a cylinder. The winding tension of the nonwoven fabric is preferably about 1/3 or less of the tensile strength so that the ACF nonwoven fabric is not damaged.

(嵩密度)
本発明のACF不織布は、優れた引張強度を有しているため、円筒に当該不織布を巻き付ける際の張力を従来より上げることができる。このため、本発明では、嵩密度が90kg/m3〜170kg/m3のエレメントを得ることができる。
(The bulk density)
Since the ACF nonwoven fabric of this invention has the outstanding tensile strength, the tension | tensile_strength at the time of winding the said nonwoven fabric around a cylinder can be raised conventionally. Therefore, in the present invention, it is possible to bulk density is obtained an element of 90kg / m 3 ~170kg / m 3 .

このように、本発明のエレメントは嵩密度が大きいため、従前のエレメントと同等の吸着能を有するエレメントを、より小型化して作製することができる。また、本発明のエレメントの体積を従前のエレメントの体積と同等にすれば、吸着能が一層優れたエレメントを作製することができる。さらに、本発明のエレメントは嵩密度が大きいため、エレメント作製後、さらに圧縮して嵩密度を調整することを要しないことから、当該圧縮によってACFが脱落したり飛散することを防ぐことができる。   Thus, since the element of the present invention has a large bulk density, an element having the same adsorption ability as that of a conventional element can be manufactured with a smaller size. In addition, if the volume of the element of the present invention is made equal to the volume of the conventional element, an element with even more excellent adsorbability can be produced. Furthermore, since the element of the present invention has a large bulk density, it is not necessary to adjust the bulk density by further compressing the element after the element is manufactured. Therefore, the ACF can be prevented from dropping or scattering due to the compression.

なお、エレメントの嵩密度が170kg/m3を超える場合には、エレメントの圧力損失が大きくなる場合がある。本発明のエレメントの嵩密度は、100kg/m3〜150kg/m3であることが好ましい。 When the bulk density of the element exceeds 170 kg / m 3 , the pressure loss of the element may increase. The bulk density of the element of the present invention is preferably 100kg / m 3 ~150kg / m 3 .

(エレメントの圧力損失)
本発明のエレメントは、繊維径の大きい繊維から構成されるACF不織布を用いて構成されるため、圧力損失が小さく、具体的には550mmAq以下となり得る。したがって、ACF不織布の嵩密度を上げてエレメントを小型化しても、当該エレメントに被処理ガスを送風するための送風機の能力を上げる必要がないため、エレメントの小型化に伴う利益を十分に享受できる。
(Element pressure loss)
Since the element of this invention is comprised using the ACF nonwoven fabric comprised from a fiber with a large fiber diameter, a pressure loss is small, specifically, it can be set to 550 mmAq or less. Therefore, even if the bulk density of the ACF nonwoven fabric is increased to reduce the size of the element, it is not necessary to increase the capacity of the blower for blowing the gas to be processed to the element, so that the benefits associated with the downsizing of the element can be fully enjoyed. .

本発明のエレメントの圧力損失は、500mmAq以下(より好ましくは400mmAq以下)であることが好ましい。圧力損失の下限は特に限定されないが、100mmAq以上(より好ましくは110mmAq以上)であることが好ましい。エレメントの圧力損失を100mmAq未満とするには、ACF不織布を構成する繊維の繊維径をさらに大きくする必要があり、かかる繊維径を有する不織布を作製することは困難である。   The pressure loss of the element of the present invention is preferably 500 mmAq or less (more preferably 400 mmAq or less). The lower limit of the pressure loss is not particularly limited, but is preferably 100 mmAq or more (more preferably 110 mmAq or more). In order to make the pressure loss of the element less than 100 mmAq, it is necessary to further increase the fiber diameter of the fibers constituting the ACF nonwoven fabric, and it is difficult to produce a nonwoven fabric having such a fiber diameter.

以下、実施例および比較例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、前記及び後記の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更して実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples, and can be implemented with appropriate modifications within a range that can be adapted to the above and the gist described below. These are all included in the technical scope of the present invention.

先ず、製造例や実施例等で作製した「フェノール系繊維」の単繊維繊度、引張弾性率、伸度、「ACF不織布を構成する活性炭素繊維」の繊維径、トルエン吸着率、「ACF不織布」の引張強度、目付、嵩密度、圧力損失(圧損)係数、及び、「エレメント」の嵩密度、圧力損失の測定方法について、以下説明する。   First, the single fiber fineness, tensile elastic modulus, elongation, fiber diameter of “activated carbon fiber constituting ACF nonwoven fabric”, toluene adsorption rate, “ACF nonwoven fabric” The tensile strength, basis weight, bulk density, pressure loss (pressure loss) coefficient, and the bulk density and pressure loss measurement method of the “element” will be described below.

(フェノール系繊維の単繊維繊度)
DC11Bデニールコンピューター(サーチ(株)社製)を用いて測定した。
(Single fiber fineness of phenol fiber)
It measured using DC11B denier computer (made by search Co., Ltd.).

(フェノール系繊維の引張弾性率)
RTG−1210テンシロン万能試験機((株)エー・アンド・ディ社製)を用いて、JIS L1015に準拠して測定した。
(Tensile modulus of phenol fiber)
It measured based on JISL1015 using RTG-1210 Tensilon universal testing machine (made by A & D Co., Ltd.).

(フェノール系繊維の伸度)
RTG−1210テンシロン万能試験機((株)エー・アンド・ディ社製)を用いて、JIS L1015に準拠して測定した。
(Elongation of phenolic fiber)
It measured based on JISL1015 using RTG-1210 Tensilon universal testing machine (made by A & D Co., Ltd.).

(ACF不織布を構成する活性炭素繊維の繊維径)
高精細デジタルマイクロスコープ VH−6300(KEYENCE製)を用いて、JIS K1477 5.1(繊維径試験方法)に準拠して、繊維径(繊維直径)を測定した。
(Fiber diameter of activated carbon fiber constituting ACF nonwoven fabric)
The fiber diameter (fiber diameter) was measured using a high-definition digital microscope VH-6300 (manufactured by KEYENCE) in accordance with JIS K1477 5.1 (fiber diameter test method).

(ACF不織布を構成する活性炭素繊維のトルエン吸着率)
JIS K1477 「7.8 トルエン吸着性能」に準拠して、トルエン吸着率を測定した。
(Toluene adsorption rate of activated carbon fiber constituting ACF nonwoven fabric)
The toluene adsorption rate was measured according to JIS K1477 “7.8 Toluene adsorption performance”.

(ACF不織布の引張強度)
ACF不織布の幅方向、及び長さ方向から、それぞれ5つの試験片(幅25mm、長さ100mm)を切り取り、インストロン型引張試験機(例えば、(株)東洋ボールドウィン製「STM−T−200BP」)で試験片の両端をチャックでつかみ、チャックの間隔を50mm、引張速度を20mm/分(伸長率40%/分)として破断強度を測定し、当該値を試験片の断面積(幅×厚み)で除することにより算出した(単位N/cm2)。なお、厚みは、面積4cm2の円盤を用いて、ACF不織布にかかる荷重を9gf/cm2にして測定した。幅方向に切り取った試験片の引張強度の平均値、及び長さ方向に切り取った試験片の引張強度の平均値のうち、小さい値を、本発明のACF不織布の引張強度とした。
(Tensile strength of ACF nonwoven fabric)
Five test pieces (25 mm in width and 100 mm in length) were cut from the width direction and the length direction of the ACF nonwoven fabric, respectively, and an Instron type tensile tester (for example, “STM-T-200BP” manufactured by Toyo Baldwin Co., Ltd.) ), Grip both ends of the test piece with a chuck, measure the breaking strength with a chuck interval of 50 mm and a tensile speed of 20 mm / min (elongation rate 40% / min), and the value is the cross-sectional area of the test piece (width × thickness). ) (Unit N / cm 2 ). The thickness was measured using a disk with an area of 4 cm 2 and a load applied to the ACF nonwoven fabric of 9 gf / cm 2 . Of the average value of the tensile strength of the test piece cut in the width direction and the average value of the tensile strength of the test piece cut in the length direction, the smaller value was taken as the tensile strength of the ACF nonwoven fabric of the present invention.

(ACF不織布の目付)
ACF不織布単位面積あたりの質量を測定して単位g/m2で求めた。なお、質量は100℃での絶乾状態で測定した。
(ACF nonwoven fabric weight)
The mass per unit area of the ACF nonwoven fabric was measured and determined in units of g / m 2 . The mass was measured in a completely dry state at 100 ° C.

(ACF不織布の嵩密度)
嵩密度は目付を厚みで割り、単位kg/m3で求めた。なお、厚みは、面積4cm2の円盤を用いて、ACF不織布にかかる荷重を9gf/cm2にして測定した。
(Bulk density of ACF nonwoven fabric)
The bulk density was determined in units of kg / m 3 by dividing the basis weight by the thickness. The thickness was measured using a disk with an area of 4 cm 2 and a load applied to the ACF nonwoven fabric of 9 gf / cm 2 .

(ACF不織布の圧損係数)
ACF不織布を直径72mmの真円に切り抜き、通気圧損測定治具にセットし、測定面である直径50.5mmの真円と、直径72mmの真円のACF不織布との間を、0.1MPaの圧縮空気で押さえつけ、風速30cm/秒の空気を流した際の圧力損失を測定し、当該値を風速と厚みで除することにより求めた(単位mmAq・s/cm2)。なお、当該測定は、温度25℃、湿度50%で行った。厚みは、嵩密度を測定する際に用いた方法と同様で測定した。
(Pressure loss coefficient of ACF nonwoven fabric)
The ACF nonwoven fabric is cut out into a perfect circle with a diameter of 72 mm and set in a ventilation pressure loss measuring jig. Between the true circle with a diameter of 50.5 mm and the perfect circle with a diameter of 72 mm is 0.1 MPa. The pressure loss was measured by pressing with compressed air and flowing air with a wind speed of 30 cm / sec, and the value was determined by dividing the value by the wind speed and thickness (unit: mmAq · s / cm 2 ). The measurement was performed at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50%. The thickness was measured in the same manner as that used when measuring the bulk density.

(エレメントの嵩密度)
100℃で絶乾した状態で、ACF不織布を巻く前のエレメントの質量と巻いた後の質量を測定し、その差の質量を巻き径から計算されるACF不織布の体積で除することにより求めた。
(Element bulk density)
It was determined by measuring the mass of the element before winding the ACF nonwoven fabric and the mass after winding in a state completely dried at 100 ° C., and dividing the difference mass by the volume of the ACF nonwoven fabric calculated from the winding diameter. .

(エレメントの圧損)
幅1100mmのACF不織布を内径200mm、長さ1100mmの円筒エレメントに所定のエレメント質量、所定のエレメント嵩密度となるよう巻き付け、そのエレメントの内側から外側に風速30cm/秒の空気を流した際の圧力損失を測定した。
(Element pressure loss)
The pressure when an ACF nonwoven fabric having a width of 1100 mm is wound around a cylindrical element having an inner diameter of 200 mm and a length of 1100 mm so as to have a predetermined element mass and a predetermined element bulk density, and air at a wind speed of 30 cm / sec is flowed from the inside to the outside of the element. Loss was measured.

(製造例1 フェノール系繊維1の製造)
フェノール1000質量部と37質量%ホルマリン733質量部とシュウ酸5質量部を、還流冷却器を備えた反応容器に仕込み、40分間で常温から100℃に昇温させ、さらに100℃で4時間反応させた後、200℃まで加熱して脱水濃縮した後、冷却してノボラック型フェノール樹脂を得た。
(Production Example 1 Production of phenol fiber 1)
1000 parts by weight of phenol, 733 parts by weight of formalin 733 parts by weight and 5 parts by weight of oxalic acid were charged into a reaction vessel equipped with a reflux condenser, heated from room temperature to 100 ° C. over 40 minutes, and further reacted at 100 ° C. for 4 hours. Then, the mixture was heated to 200 ° C., dehydrated and concentrated, and then cooled to obtain a novolac type phenol resin.

上記ノボラック型フェノール樹脂475kgとベヘン酸アミド25kgとを、二軸混練機(高速二軸連続ミキサー)に投入して、150℃で混練(溶融混合)を行い、室温まで冷却して、淡黄色透明なブロック状物を得た。なお、ベヘン酸アミドは日本精化社製のベヘン酸アミド(BNT−22H)を用いた。   475 kg of the above-mentioned novolak type phenol resin and 25 kg of behenamide are charged into a biaxial kneader (high-speed biaxial continuous mixer), kneaded (melted and mixed) at 150 ° C., cooled to room temperature, and light yellow transparent A block-like product was obtained. In addition, behenic acid amide (BNT-22H) manufactured by Nippon Seika Co., Ltd. was used as the behenic acid amide.

次に、このブロック状物を粗粉砕し、溶融紡糸装置(グリッドメルター式)を用いて200℃で溶融し、該溶融により得られた溶融物を、170℃に保たれた孔径0.1mm、L/D=3、ホール数10個の紡糸口金から一定吐出量を保ちながら紡糸速度75m/分で紡糸(溶融紡糸)して糸条を得た。   Next, this block-like product is coarsely pulverized and melted at 200 ° C. using a melt spinning apparatus (grid melter type), and the melt obtained by the melting has a pore diameter of 0.1 mm maintained at 170 ° C., A yarn was obtained by spinning (melt spinning) at a spinning speed of 75 m / min while maintaining a constant discharge rate from a spinneret with L / D = 3 and 10 holes.

得られた糸条を、長さ70mmにカットして容器に入れ、塩酸14質量%かつホルムアルデヒド8質量%の水溶液に常温で30分間浸漬した後、2時間で98℃まで昇温し、さらに98℃で2時間保持することにより硬化を行った。   The obtained yarn was cut into a length of 70 mm, placed in a container, immersed in an aqueous solution of 14% by mass hydrochloric acid and 8% by mass formaldehyde for 30 minutes at room temperature, heated to 98 ° C. in 2 hours, and further 98 Curing was performed by holding at 2 ° C. for 2 hours.

次いで、得られた硬化物を、前記容器から取出して十分に水洗した後、3質量%アンモニア水溶液で60℃、30分間の中和を行った。その後、再度十分に水洗し、90℃、30分間乾燥することにより、単繊維繊度11dtex、繊維長70mm、繊維クリンプなしのフェノール系繊維1を得た。
得られたフェノール系繊維1の引張弾性率は395kgf/mm2、伸度は12%であった。
Subsequently, after taking out the hardened | cured material obtained from the said container and fully washing with water, neutralization was performed for 30 minutes at 60 degreeC with 3 mass% ammonia aqueous solution. Thereafter, it was thoroughly washed with water again and dried at 90 ° C. for 30 minutes to obtain a phenol fiber 1 having a single fiber fineness of 11 dtex, a fiber length of 70 mm, and no fiber crimp.
The phenolic fiber 1 obtained had a tensile modulus of 395 kgf / mm 2 and an elongation of 12%.

(製造例2 フェノール系繊維2の製造)
製造例1において、ベヘン酸アミドに代えてオレイン酸アミドを用いた以外は製造例1と同様にして、単繊維繊度11dtex、繊維長70mm、繊維クリンプなしのフェノール系繊維2を得た。なお、オレイン酸アミドは、日本精化社製の「ニュートロン(登録商標)」を用いた。
得られたフェノール系繊維2の引張弾性率は386kgf/mm2、伸度は11%であった。
(Production Example 2 Production of phenolic fiber 2)
In Production Example 1, phenolic fiber 2 having a single fiber fineness of 11 dtex, a fiber length of 70 mm, and no fiber crimp was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that oleic acid amide was used in place of behenamide. As the oleic amide, “Nutron (registered trademark)” manufactured by Nippon Seika Co., Ltd. was used.
The obtained phenol fiber 2 had a tensile modulus of 386 kgf / mm 2 and an elongation of 11%.

(製造例3 フェノール系繊維3の製造)
ブロック状物を紡糸する際の紡糸口金の孔径を0.15mmに変更し、吐出量を増加させた以外は製造例1と同様にして、単繊維繊度17dtex、繊維長70mm、繊維クリンプなしのフェノール系繊維3を得た。
得られたフェノール系繊維3の引張弾性率は402kgf/mm2、伸度は8%であった。
(Production Example 3 Production of phenolic fiber 3)
A single fiber fineness of 17 dtex, a fiber length of 70 mm, and a fiber crimp-free phenol, except that the diameter of the spinneret when spinning the block-like material was changed to 0.15 mm and the discharge rate was increased. A system fiber 3 was obtained.
The obtained phenol fiber 3 had a tensile modulus of 402 kgf / mm 2 and an elongation of 8%.

(製造例4 フェノール系繊維4の製造)
ブロック状物を紡糸する際の紡糸口金の孔径を0.07mmに変更し、吐出量を減少させた以外は製造例1と同様にして、単繊維繊度7.7dtex、繊維長70mm、繊維クリンプなしのフェノール系繊維4を得た。
得られたフェノール系繊維4の引張弾性率は390kgf/mm2、伸度は25%であった。
(Production Example 4 Production of phenolic fiber 4)
A single fiber fineness of 7.7 dtex, a fiber length of 70 mm, and no fiber crimping were carried out in the same manner as in Production Example 1 except that the diameter of the spinneret at the time of spinning the block-like material was changed to 0.07 mm and the discharge amount was reduced. Of phenol fiber 4 was obtained.
The obtained phenol fiber 4 had a tensile modulus of 390 kgf / mm 2 and an elongation of 25%.

(製造例5 フェノール系繊維5の製造)
製造例1において、ノボラック型フェノール樹脂の混合量を450kgとし、ベヘン酸アミド25kgに代えて、下記式で表されるリン酸エステル50kgとした以外は製造例1と同様にして、単繊維繊度11dtex、繊維長70mm、繊維クリンプなしのフェノール系繊維5を得た。リン酸エステルは、「フォスファノール(登録商標)SM−172」(東邦化学工業社製;下記式(1A)のモノエステルと下記式(1B)のジエステルとの質量比が1A/1B=1/1の混合物)を用いた。
(Production Example 5 Production of phenol fiber 5)
In the production example 1, the mixing amount of the novolak type phenol resin was 450 kg, and the single fiber fineness was 11 dtex in the same manner as in the production example 1 except that the phosphate ester represented by the following formula was changed to 50 kg instead of the behenamide 25 kg. A phenol fiber 5 having a fiber length of 70 mm and no fiber crimp was obtained. The phosphoric acid ester is “Phosphanol (registered trademark) SM-172” (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd .; the mass ratio of the monoester of the following formula (1A) to the diester of the following formula (1B) is 1A / 1B = 1. / 1 mixture).

得られたフェノール系繊維5の引張弾性率は427kgf/mm2、伸度は10%であった。 The obtained phenol fiber 5 had a tensile modulus of 427 kgf / mm 2 and an elongation of 10%.

(製造例6 フェノール系繊維6の製造)
製造例1において、ノボラック型フェノール樹脂の混合量を450kgとし、ベヘン酸アミド25kgに代えて二酢酸セルロース50kgを用いた以外は製造例1と同様にして、単繊維繊度11dtex、繊維長70mm、繊維クリンプなしのフェノール系繊維6を得た。
得られたフェノール系繊維6の引張弾性率は380kgf/mm2、伸度は11%であった。
(Production Example 6 Production of phenolic fiber 6)
In Production Example 1, the mixing amount of the novolak-type phenol resin was 450 kg, and the same procedure as in Production Example 1 except that 50 kg of cellulose diacetate was used instead of 25 kg of behenamide, the single fiber fineness 11 dtex, the fiber length 70 mm, the fiber A phenolic fiber 6 without crimp was obtained.
The obtained phenol fiber 6 had a tensile modulus of 380 kgf / mm 2 and an elongation of 11%.

(製造例7 フェノール系繊維7の製造)
製造例1において、ノボラック型フェノール樹脂450kgとベヘン酸アミド25kgに代えて、ノボラック型フェノール樹脂500kgを用いた以外は製造例1と同様にして、単繊維繊度11dtex、繊維長70mm、繊維クリンプなしのフェノール系繊維7を得た。
得られたフェノール系繊維7の引張弾性率は469kgf/mm2、伸度は4%であった。
(Production Example 7 Production of phenol fiber 7)
In Production Example 1, a single fiber fineness of 11 dtex, a fiber length of 70 mm, and no fiber crimping were performed in the same manner as in Production Example 1 except that 450 kg of novolak type phenol resin and 25 kg of behenamide were used instead of 500 kg of novolak type phenol resin. A phenol fiber 7 was obtained.
The obtained phenol fiber 7 had a tensile modulus of 469 kgf / mm 2 and an elongation of 4%.

(実施例1)
製造例1で製造したフェノール系繊維1を使用し、ニードルパンチ機により、針密度500本/inch2、針深度12mm(裏)、7mm(表)の条件で裏表処理を行い、乾燥目付540g/m2、嵩密度82.4kg/m3のACF不織布前駆体を得た。
Example 1
Using the phenolic fiber 1 produced in Production Example 1, the back and front treatment was performed with a needle punch machine under the conditions of a needle density of 500 / inch 2 , a needle depth of 12 mm (back) and 7 mm (front), and a dry basis weight of 540 g / An ACF nonwoven fabric precursor with m 2 and a bulk density of 82.4 kg / m 3 was obtained.

得られたACF不織布前駆体を、不活性雰囲気(窒素雰囲気)中30分かけて、常温から890℃まで加熱して炭化させ、次に水蒸気12質量%を含有する雰囲気中890℃の温度で100分間賦活して、ACF不織布を得た。   The obtained ACF nonwoven fabric precursor was carbonized by heating from normal temperature to 890 ° C. over 30 minutes in an inert atmosphere (nitrogen atmosphere), and then at a temperature of 890 ° C. in an atmosphere containing 12% by mass of water vapor. Activation for a minute gave an ACF nonwoven fabric.

得られたACF不織布を、内径200mm、長さ1100mmの円筒構造体に1.47N/cm2のテンションで、エレメント質量が100kgになるまで巻き付けし、直径1.09m、嵩密度100kg/m3のエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布及びエレメントの特性を表1に示す。 The obtained ACF nonwoven fabric was wound around a cylindrical structure having an inner diameter of 200 mm and a length of 1100 mm with a tension of 1.47 N / cm 2 until the element mass reached 100 kg, and had a diameter of 1.09 m and a bulk density of 100 kg / m 3 . Got the element. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(実施例2)
製造例1で製造したフェノール系繊維1を使用し、ニードルパンチ機により、針密度500本/inch2、針深度12mm(裏)、7mm(表)の条件で裏表処理を行い、乾燥目付520g/m2、嵩密度82.0kg/m3のACF不織布前駆体を得た。
(Example 2)
Using the phenolic fiber 1 produced in Production Example 1, the back and front treatment was performed with a needle punch machine under the conditions of a needle density of 500 / inch 2 , a needle depth of 12 mm (back), and 7 mm (front), and a dry basis weight of 520 g / An ACF nonwoven fabric precursor with m 2 and bulk density of 82.0 kg / m 3 was obtained.

得られたACF不織布前駆体を、不活性雰囲気中36分かけて、常温から890℃まで加熱して炭化させ、次に水蒸気12質量%を含有する雰囲気中890℃の温度で120分間賦活して、ACF不織布を得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布の特性を表1に示す。   The obtained ACF nonwoven fabric precursor was heated from normal temperature to 890 ° C. over 36 minutes in an inert atmosphere to be carbonized, and then activated for 120 minutes at a temperature of 890 ° C. in an atmosphere containing 12% by mass of water vapor. ACF nonwoven fabric was obtained. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber and the ACF nonwoven fabric constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

得られたACF不織布を用いた以外は実施例1と同様にして、本発明のエレメントを得た。得られたエレメントの特性を表1に示す。   Except having used the obtained ACF nonwoven fabric, it carried out similarly to Example 1, and obtained the element of this invention. The characteristics of the obtained element are shown in Table 1.

(実施例3)
製造例1で製造したフェノール系繊維1を使用し、ニードルパンチ機により、針密度500本/inch2、針深度12mm(裏)、7mm(表)の条件で裏表処理を行い、乾燥目付1254g/m2、嵩密度99.6kg/m3のACF不織布前駆体を得た。
(Example 3)
Using the phenolic fiber 1 produced in Production Example 1, the back and front treatment was performed with a needle punch machine under the conditions of a needle density of 500 / inch 2 , a needle depth of 12 mm (back), and 7 mm (front), and a dry basis weight of 1254 g / An ACF nonwoven fabric precursor with m 2 and a bulk density of 99.6 kg / m 3 was obtained.

得られたACF不織布前駆体を用いた以外は実施例1と同様にして、本発明のACF不織布、及びエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。   An ACF nonwoven fabric and an element of the present invention were obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained ACF nonwoven fabric precursor was used. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(実施例4)
実施例1で製造したACF不織布を、内径200mm、長さ1100mmの円筒構造体に2.2N/cm2のテンションで、エレメント質量が100kgになるまで巻き付けた。得られたエレメントの特性を表1に示す。
Example 4
The ACF nonwoven fabric produced in Example 1 was wound around a cylindrical structure having an inner diameter of 200 mm and a length of 1100 mm with a tension of 2.2 N / cm 2 until the element mass reached 100 kg. The characteristics of the obtained element are shown in Table 1.

(実施例5)
製造例1で製造したフェノール系繊維1を使用し、ニードルパンチ機により、針密度650本/inch2、針深度15mm(裏)、10mm(表)の条件で裏表処理を行い、乾燥目付540g/m2、嵩密度129kg/m3のACF不織布前駆体を得た。
(Example 5)
Using the phenolic fiber 1 produced in Production Example 1, the back and front treatment was performed with a needle punch machine under the conditions of a needle density of 650 needles / inch 2 , a needle depth of 15 mm (back) and 10 mm (front), and a dry basis weight of 540 g / An ACF nonwoven fabric precursor with m 2 and bulk density of 129 kg / m 3 was obtained.

得られたACF不織布前駆体を用いた以外は実施例1と同様にして、本発明のACF不織布、及びエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。   An ACF nonwoven fabric and an element of the present invention were obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained ACF nonwoven fabric precursor was used. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(実施例6)
実施例5で得られたACF不織布を、内径200mm、長さ1100mmの円筒構造体に2.2N/cm2のテンションで、エレメント質量が150kgになるまで巻き付けた。得られたエレメントの特性を表1に示す。
(Example 6)
The ACF nonwoven fabric obtained in Example 5 was wound around a cylindrical structure having an inner diameter of 200 mm and a length of 1100 mm with a tension of 2.2 N / cm 2 until the element mass reached 150 kg. The characteristics of the obtained element are shown in Table 1.

(実施例7)
実施例1において、製造例1で製造したフェノール系繊維1に代えて、製造例2で製造したフェノール系繊維2を使用し、かつ、不活性雰囲気中12分かけて、常温から870℃まで加熱して炭化させ、次に水蒸気12質量%を含有する雰囲気中870℃の温度で40分間賦活した以外は実施例1と同様にして、ACF不織布前駆体、ACF不織布、及びエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。
(Example 7)
In Example 1, in place of the phenolic fiber 1 produced in Production Example 1, the phenolic fiber 2 produced in Production Example 2 was used and heated from room temperature to 870 ° C. over 12 minutes in an inert atmosphere. ACF non-woven fabric precursor, ACF non-woven fabric, and element were obtained in the same manner as in Example 1 except that carbonization was performed and then activated for 40 minutes at 870 ° C. in an atmosphere containing 12% by mass of water vapor. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(実施例8)
実施例2において、製造例1で製造したフェノール系繊維1に代えて、製造例3で製造したフェノール系繊維3を使用し、かつ、ニードルパンチ機により、針密度600本/inch2、針深度13mm(裏)、9mm(表)の条件で裏表処理を行い、乾燥目付778g/m2、嵩密度98.3kg/m3のACF不織布前駆体を得、当該ACF不織布前駆体を用いた以外は実施例2と同様にして、ACF不織布、及びエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。
(Example 8)
In Example 2, instead of the phenolic fiber 1 produced in Production Example 1, the phenolic fiber 3 produced in Production Example 3 was used, and the needle density was 600 needles / inch 2 and the needle depth was measured with a needle punch machine. Except that the ACF nonwoven fabric precursor having a dry basis weight of 778 g / m 2 and a bulk density of 98.3 kg / m 3 was obtained by performing the back and front treatment under the conditions of 13 mm (back) and 9 mm (front), except that the ACF nonwoven fabric precursor was used. In the same manner as in Example 2, an ACF nonwoven fabric and elements were obtained. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(実施例9)
実施例1において、製造例1で製造したフェノール系繊維1に代えて、製造例4で製造したフェノール系繊維4を使用し、かつ、ニードルパンチ機により、針密度450本/inch2、針深度12mm(裏)、7mm(表)の条件で裏表処理を行い、乾燥目付535g/m2、嵩密度80.3kg/m3のACF不織布前駆体を得、当該ACF不織布前駆体を用いた以外は実施例1と同様にして、ACF不織布、及びエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。
Example 9
In Example 1, in place of the phenolic fiber 1 produced in Production Example 1, the phenolic fiber 4 produced in Production Example 4 was used, and the needle density was 450 needles / inch 2 and the needle depth by a needle punching machine. Except that the ACF nonwoven fabric precursor having a dry basis weight of 535 g / m 2 and a bulk density of 80.3 kg / m 3 was obtained by performing the back and front treatment under the conditions of 12 mm (back) and 7 mm (front), and the ACF nonwoven fabric precursor was used. In the same manner as in Example 1, an ACF nonwoven fabric and an element were obtained. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(実施例10)
実施例8において、得られたACF不織布前駆体を、不活性雰囲気中18分かけて、常温から870℃まで加熱して炭化させ、次に水蒸気12質量%を含有する雰囲気中870℃の温度で60分間賦活した以外は実施例8と同様にして、ACF不織布及びエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。
(Example 10)
In Example 8, the obtained ACF nonwoven fabric precursor was carbonized by heating from normal temperature to 870 ° C. over 18 minutes in an inert atmosphere, and then at a temperature of 870 ° C. in an atmosphere containing 12% by mass of water vapor. An ACF nonwoven fabric and an element were obtained in the same manner as in Example 8 except that activation was performed for 60 minutes. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(実施例11)
実施例1において、製造例1で製造したフェノール系繊維1を使用し、ニードルパンチ機により、針密度600本/cm2、針深度13mm(裏)、9mm(表)の条件で裏表処理を行い、乾燥目付420g/m2、嵩密度81.7kg/m3のACF不織布前駆体を得た以外は実施例1と同様にして、ACF不織布、及びエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。
(Example 11)
In Example 1, using the phenolic fiber 1 produced in Production Example 1, the back and front treatment was performed with a needle punching machine under the conditions of a needle density of 600 / cm 2 , a needle depth of 13 mm (back), and 9 mm (front). An ACF nonwoven fabric and an element were obtained in the same manner as in Example 1 except that an ACF nonwoven fabric precursor having a dry basis weight of 420 g / m 2 and a bulk density of 81.7 kg / m 3 was obtained. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(実施例12)
実施例1で用いたフェノール系繊維1に代えて、製造例5で得たフェノール系繊維5を用いた以外は実施例1と同様にして、ACF不織布前駆体、ACF不織布、及びエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。
(Example 12)
An ACF nonwoven fabric precursor, an ACF nonwoven fabric, and an element were obtained in the same manner as in Example 1 except that the phenolic fiber 5 obtained in Production Example 5 was used instead of the phenolic fiber 1 used in Example 1. . Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(実施例13)
実施例1で用いたフェノール系繊維1に代えて、製造例6で得たフェノール系繊維6を用いた以外は実施例1と同様にして、ACF不織布前駆体、ACF不織布、及びエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。
(Example 13)
An ACF nonwoven fabric precursor, an ACF nonwoven fabric, and an element were obtained in the same manner as in Example 1 except that the phenolic fiber 6 obtained in Production Example 6 was used instead of the phenolic fiber 1 used in Example 1. . Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(比較例1)
単繊維繊度5.6dtex、繊維長70mm、繊維クリンプなしのフェノール系繊維(群栄化学工業(株)社製、カイノールKF−0570)を使用し、ニードルパンチ機により、針密度500本/inch2、針深度12mm(裏)、7mm(表)の条件で裏表処理を行い、乾燥目付385g/m2、嵩密度83.7kg/m3のACF不織布前駆体を得た。
(Comparative Example 1)
A monofilament fineness of 5.6 dtex, a fiber length of 70 mm, a phenolic fiber (Kinei Chemical Industry Co., Ltd., Kynol KF-0570) without fiber crimp is used, and a needle density of 500 / inch 2 is obtained by a needle punch machine. The back and front treatment was performed under the conditions of needle depth 12 mm (back) and 7 mm (front) to obtain an ACF nonwoven fabric precursor having a dry basis weight of 385 g / m 2 and a bulk density of 83.7 kg / m 3 .

得られたACF不織布前駆体を、不活性雰囲気中18分かけて、常温から890℃まで加熱して炭化させ、次に水蒸気12質量%を含有する雰囲気中890℃の温度で60分間賦活して、ACF不織布を得た。   The obtained ACF nonwoven fabric precursor was heated from normal temperature to 890 ° C. for 18 minutes in an inert atmosphere to be carbonized, and then activated for 60 minutes at a temperature of 890 ° C. in an atmosphere containing 12% by mass of water vapor. ACF nonwoven fabric was obtained.

得られたACF不織布を、内径200mm、長さ1100mmの円筒構造体に1.1N/cm2のテンションで、エレメント質量が100kgになるまで巻き付けし、直径1.26m、嵩密度75kg/m3のエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。 The obtained ACF nonwoven fabric was wound around a cylindrical structure having an inner diameter of 200 mm and a length of 1100 mm with a tension of 1.1 N / cm 2 until the element mass reached 100 kg, and had a diameter of 1.26 m and a bulk density of 75 kg / m 3 . Got the element. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(比較例2)
比較例1で得られたACF不織布を、内径200mm、長さ1100mmの円筒構造体に1.47N/cm2のテンションで、エレメント質量が100kgになるまで巻き付けし、直径1.09m、嵩密度100kg/m3のエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。
(Comparative Example 2)
The ACF nonwoven fabric obtained in Comparative Example 1 was wound around a cylindrical structure having an inner diameter of 200 mm and a length of 1100 mm with a tension of 1.47 N / cm 2 until the element mass reached 100 kg, and had a diameter of 1.09 m and a bulk density of 100 kg. An element of / m 3 was obtained. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

(比較例3)
製造例7で製造したフェノール系繊維7を使用し、ニードルパンチ機により、針密度650本/inch2、針深度15mm(裏)、10mm(表)の条件で裏表処理を行い、乾燥目付580g/m2、嵩密度115.0kg/m3のACF不織布前駆体を得た。
(Comparative Example 3)
Using the phenolic fiber 7 produced in Production Example 7, a back and front treatment was performed with a needle punch machine under the conditions of a needle density of 650 needles / inch 2 , a needle depth of 15 mm (back) and 10 mm (front), and a dry basis weight of 580 g / An ACF nonwoven fabric precursor having a m 2 and a bulk density of 115.0 kg / m 3 was obtained.

得られたACF不織布前駆体を、不活性雰囲気中30分かけて、常温から890℃まで加熱して炭化させ、次に水蒸気12質量%を含有する雰囲気中890℃の温度で100分間賦活して、ACF不織布を得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布の特性を表1に示す。   The obtained ACF nonwoven fabric precursor was heated from normal temperature to 890 ° C. for 30 minutes in an inert atmosphere to be carbonized, and then activated for 100 minutes at a temperature of 890 ° C. in an atmosphere containing 12% by mass of water vapor. ACF nonwoven fabric was obtained. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber and the ACF nonwoven fabric constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

なお、得られたACF不織布について、内径200mm、長さ1100mmの円筒構造体に1.1N/cm2のテンションで巻き付けようと試みたが、ACF不織布の引張強度が低く、破断してしまい、巻き付けることができなかった。 The obtained ACF nonwoven fabric was tried to be wound around a cylindrical structure having an inner diameter of 200 mm and a length of 1100 mm with a tension of 1.1 N / cm 2 , but the tensile strength of the ACF nonwoven fabric was low, and it was broken and wound. I couldn't.

(比較例4)
比較例1において、ニードルパンチ機により、針密度600本/inch2、針深度13mm(裏)、9mm(表)の条件で裏表処理を行い、乾燥目付575g/m2、嵩密度105.1kg/m3のACF不織布前駆体を得た以外は比較例1と同様にして、ACF不織布を得た。
(Comparative Example 4)
In Comparative Example 1, the back and front treatment was performed with a needle punch machine under the conditions of a needle density of 600 / inch 2 , a needle depth of 13 mm (back), and 9 mm (front), a dry basis weight of 575 g / m 2 , a bulk density of 105.1 kg / An ACF nonwoven fabric was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that an m 3 ACF nonwoven fabric precursor was obtained.

得られたACF不織布を、内径200mm、長さ1100mmの円筒構造体に1.47N/cm2のテンションで、エレメント質量が100kgになるまで巻き付けし、直径1.09m、嵩密度100kg/m3のエレメントを得た。得られたACF不織布を構成する活性炭素繊維、ACF不織布、及びエレメントの特性を表1に示す。 The obtained ACF nonwoven fabric was wound around a cylindrical structure having an inner diameter of 200 mm and a length of 1100 mm with a tension of 1.47 N / cm 2 until the element mass reached 100 kg, and had a diameter of 1.09 m and a bulk density of 100 kg / m 3 . Got the element. Table 1 shows the characteristics of the activated carbon fiber, the ACF nonwoven fabric, and the elements constituting the obtained ACF nonwoven fabric.

Claims (6)

フェノール樹脂に、脂肪酸アミド類、リン酸エステル類、セルロース類よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を混合した混合物を紡糸し、硬化して得たフェノール系繊維を不織布加工後、炭化・賦活して得られ、構成する活性炭素繊維が、繊維径21μm〜40μm、トルエン吸着率20%〜75%であり、不織布の引張強度が4N/cm2以上であることを特徴とする活性炭素繊維不織布。 A phenolic fiber obtained by spinning and curing a mixture in which at least one compound selected from the group consisting of fatty acid amides, phosphate esters, and celluloses is mixed with a phenolic resin is processed into a non-woven fabric, and then carbonized. Activated carbon fibers obtained by activation and constituting have a fiber diameter of 21 μm to 40 μm, a toluene adsorption rate of 20% to 75%, and a nonwoven fabric having a tensile strength of 4 N / cm 2 or more. Non-woven fabric. 目付が200g/m2〜800g/m2である請求項1に記載の活性炭素繊維不織布。 Basis weight activated carbon fiber nonwoven fabric according to claim 1 is a 200g / m 2 ~800g / m 2 . 嵩密度が65kg/m3〜100kg/m3である請求項1または2に記載の活性炭素繊維不織布。 Bulk density of 65kg / m 3 ~100kg / m 3 active carbon fiber nonwoven fabric according to claim 1 or 2. 請求項1から3のいずれか一項に記載の活性炭素繊維不織布を用いて構成され、嵩密度が90kg/m3〜170kg/m3であることを特徴とするエレメント。 Is constructed using the activated carbon fiber nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 3, elements, wherein the bulk density of 90kg / m 3 ~170kg / m 3 . 圧力損失が550mmAq以下である請求項4に記載のエレメント。   The element according to claim 4, wherein the pressure loss is 550 mmAq or less. 請求項1から3のいずれか一項に記載の活性炭素繊維不織布を製造する方法であって、
フェノール樹脂に、脂肪酸アミド類、リン酸エステル類、セルロース類よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を混合した混合物を紡糸し、硬化して、フェノール系繊維を作製する工程と、
前記フェノール系繊維を不織布加工して、活性炭素繊維不織布前駆体を作製する工程と、
前記前駆体を炭化・賦活処理する工程と
を含むことを特徴とする活性炭素繊維不織布の製造方法。
A method for producing the activated carbon fiber nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 3,
Spinning a phenol resin and a mixture of at least one compound selected from the group consisting of fatty acid amides, phosphate esters, and celluloses and curing to produce phenolic fibers;
A step of processing the phenolic fiber into a nonwoven fabric to produce an activated carbon fiber nonwoven fabric precursor;
And a step of carbonizing and activating the precursor. A method for producing an activated carbon fiber nonwoven fabric, comprising:
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