JPH0354109A - 活性炭及びその製造方法 - Google Patents
活性炭及びその製造方法Info
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- JPH0354109A JPH0354109A JP1190298A JP19029889A JPH0354109A JP H0354109 A JPH0354109 A JP H0354109A JP 1190298 A JP1190298 A JP 1190298A JP 19029889 A JP19029889 A JP 19029889A JP H0354109 A JPH0354109 A JP H0354109A
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Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、活性炭及びその製造方法に関するものであり
、更に詳しくは、優れた吸着能を有する活性炭及びその
製造方法に関するものである. 〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点] 従来より活性炭は、その強い吸着性を利用して、水処理
、溶剤回収、空気浄化、触媒架体等の用途に用いられて
おり、その用途は現在でも大きく伸びつつある. この活性炭は、通常、粉状或は粉状のものを粒状に形成
した形状で利用されてきたが、この形状故に取扱い性の
面で、又、用途によっては性能面でも、必ずしも満足す
べきものではなく、更にその応用範囲も比較的限定され
るという難点のあることが指摘されていた. 一方、最近になってアクリル繊維を原籾とした繊維状の
活性炭が開発され、これまで利用できなかった分野への
応用が期待されているが、未だこのような新しいタイプ
の活性炭はわずかしか提供されていない. 本発明の発明者らは、このような現状に鑑みて鋭意研究
した結果、従来の活性炭より優れた脱吸着能を有し、且
つ、取扱いも極めて容易な活性炭及びその製造方法に係
る本発明に到達した。
、更に詳しくは、優れた吸着能を有する活性炭及びその
製造方法に関するものである. 〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点] 従来より活性炭は、その強い吸着性を利用して、水処理
、溶剤回収、空気浄化、触媒架体等の用途に用いられて
おり、その用途は現在でも大きく伸びつつある. この活性炭は、通常、粉状或は粉状のものを粒状に形成
した形状で利用されてきたが、この形状故に取扱い性の
面で、又、用途によっては性能面でも、必ずしも満足す
べきものではなく、更にその応用範囲も比較的限定され
るという難点のあることが指摘されていた. 一方、最近になってアクリル繊維を原籾とした繊維状の
活性炭が開発され、これまで利用できなかった分野への
応用が期待されているが、未だこのような新しいタイプ
の活性炭はわずかしか提供されていない. 本発明の発明者らは、このような現状に鑑みて鋭意研究
した結果、従来の活性炭より優れた脱吸着能を有し、且
つ、取扱いも極めて容易な活性炭及びその製造方法に係
る本発明に到達した。
[問題点を解決するための手段]
即ち、本発明は、主として、少なくとも熱処理による耐
炎化と常法による賦活化とを施されたポリカルボジイミ
ド樹脂からなることを特徴とする活性炭、及び、ポリカ
ルボジイミド樹脂を主成分として含む原料体を熱処理す
ることにより耐炎化した後、常法により賦活することを
特徴とする活性炭の製造方法に関するものである. 上記構或の本発明活性炭において、熱処理による耐炎化
は、例えば150℃〜400℃で行なわれる.又、上記
構戊の本発明活性炭の製造方法において、ポリカルボジ
イミド樹脂を主成分として含む原料体は、例えば繊維状
又はフィルム状のものであり、熱処理による耐炎化は、
例えば150℃〜400℃で行なわれる.以下本発明に
ついて更に詳細に説明する.本発明において使用される
ポリカルボジイミド樹脂それ自体は、既知のもの或は既
知のものと同様にして製造することができるものであっ
て[米国特許第2.941,966号明細書;特公昭4
7−33297号公報; J. Org. Chem.
, 28. 2069−2075 (1963) ;
Chemical Review,1981,Vo1
.8+,No.4,619−621等参照]、例えば、
有機ジイソシアネートの脱二酸化炭素を伴う縮合反応に
より容易に製造することができる.このポリカルボジイ
ミド樹脂の製造に使用される有機ジイソシアネートは、
脂肪系、脂環式系、芳香族系、芳香一脂肪族系等いずれ
のタイプのものであってもよく、これらは単独で用いて
も、又、2種以上組合せて用いて共重合体としてもよい
. 而して、本発明の方法において使用されるポリカルボジ
イミド樹脂には式 −R−N=C=N− (I) (式中、Rは有機ジイソシアネート残 基を表わす) で示される少なくとも1種の繰り返し単位からなる単独
共重合体又は共重合体が包含される.上記式(I)にお
ける有機ジイソシアネート残基Rとしては、数あるもの
の中でもとりわけ芳香族ジイソシアネート残基が好適で
ある[ここで有機ジイソシアネート残基とは、有機ジイ
ソシアネート分子から2つのイソシアネート基(NCO
)を除いた残りの部分をいう].このようなポリカルボ
ジイミド樹脂の具体例としては次のものを挙げることが
できる. (本頁以下余白) 上記各式において、重合度nは10−10, 000の
範囲内、好ましくは50−5. 000の範囲である.
尚、前記ポリカルドイミド樹脂の端末は、モノイソシア
ネート等を用いて封止されていてもよく、以上説明した
ポリ力ルドイミド樹脂は、溶液のままの状態で、或は、
溶液から沈殿させた粉末として得ることができる. 次に、このようにして得たポリ力ルドイミド樹脂を所望
の形状に戊形する.或形するには、ポリ力ルドイミド樹
脂を重合終了後の溶液のまま、或は一旦粉末として得て
から、溶媒に溶解した溶液とし、この溶液を、例えば平
滑なガラス板上等にキャストした後、溶媒を除去する方
法等を採ればよい.この溶媒としては、テトラクロ口エ
チレン,トリクロロエチレン、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジ
メチルホルムアミド、N−メチル−2−ビロリドン、ジ
メチルアセトアミド、ジメチルスルフオキシド等を使用
することができる. 又、粉末の場合は、圧縮戊形、ロール成形、射出成形、
トランスアー成形等によってもよい.これらにより成形
体として厚み0.1mm−3mm程度のものを容易に得
ることができる。
炎化と常法による賦活化とを施されたポリカルボジイミ
ド樹脂からなることを特徴とする活性炭、及び、ポリカ
ルボジイミド樹脂を主成分として含む原料体を熱処理す
ることにより耐炎化した後、常法により賦活することを
特徴とする活性炭の製造方法に関するものである. 上記構或の本発明活性炭において、熱処理による耐炎化
は、例えば150℃〜400℃で行なわれる.又、上記
構戊の本発明活性炭の製造方法において、ポリカルボジ
イミド樹脂を主成分として含む原料体は、例えば繊維状
又はフィルム状のものであり、熱処理による耐炎化は、
例えば150℃〜400℃で行なわれる.以下本発明に
ついて更に詳細に説明する.本発明において使用される
ポリカルボジイミド樹脂それ自体は、既知のもの或は既
知のものと同様にして製造することができるものであっ
て[米国特許第2.941,966号明細書;特公昭4
7−33297号公報; J. Org. Chem.
, 28. 2069−2075 (1963) ;
Chemical Review,1981,Vo1
.8+,No.4,619−621等参照]、例えば、
有機ジイソシアネートの脱二酸化炭素を伴う縮合反応に
より容易に製造することができる.このポリカルボジイ
ミド樹脂の製造に使用される有機ジイソシアネートは、
脂肪系、脂環式系、芳香族系、芳香一脂肪族系等いずれ
のタイプのものであってもよく、これらは単独で用いて
も、又、2種以上組合せて用いて共重合体としてもよい
. 而して、本発明の方法において使用されるポリカルボジ
イミド樹脂には式 −R−N=C=N− (I) (式中、Rは有機ジイソシアネート残 基を表わす) で示される少なくとも1種の繰り返し単位からなる単独
共重合体又は共重合体が包含される.上記式(I)にお
ける有機ジイソシアネート残基Rとしては、数あるもの
の中でもとりわけ芳香族ジイソシアネート残基が好適で
ある[ここで有機ジイソシアネート残基とは、有機ジイ
ソシアネート分子から2つのイソシアネート基(NCO
)を除いた残りの部分をいう].このようなポリカルボ
ジイミド樹脂の具体例としては次のものを挙げることが
できる. (本頁以下余白) 上記各式において、重合度nは10−10, 000の
範囲内、好ましくは50−5. 000の範囲である.
尚、前記ポリカルドイミド樹脂の端末は、モノイソシア
ネート等を用いて封止されていてもよく、以上説明した
ポリ力ルドイミド樹脂は、溶液のままの状態で、或は、
溶液から沈殿させた粉末として得ることができる. 次に、このようにして得たポリ力ルドイミド樹脂を所望
の形状に戊形する.或形するには、ポリ力ルドイミド樹
脂を重合終了後の溶液のまま、或は一旦粉末として得て
から、溶媒に溶解した溶液とし、この溶液を、例えば平
滑なガラス板上等にキャストした後、溶媒を除去する方
法等を採ればよい.この溶媒としては、テトラクロ口エ
チレン,トリクロロエチレン、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジ
メチルホルムアミド、N−メチル−2−ビロリドン、ジ
メチルアセトアミド、ジメチルスルフオキシド等を使用
することができる. 又、粉末の場合は、圧縮戊形、ロール成形、射出成形、
トランスアー成形等によってもよい.これらにより成形
体として厚み0.1mm−3mm程度のものを容易に得
ることができる。
本発明に用いられるポリ力ルポジイミド樹脂の原料体は
、前述の方法によって得られるポリカルボジイミド樹脂
を繊維化等することによって得られる.即ち、分子量一
万乃至数十万のポリカルボジイミド樹脂を、従来既知の
乾式法、湿式法によるか又は溶融紡糸することによって
、例えば繊維状或はフィルム状とするのである. かくして得られたポリカルボジイミド樹脂のフィルム状
或は繊維状等の原料体を本発明の活性炭に変換するには
、まず酬炎化処理を施す必要がある.この耐炎化処理は
、フィルム状或は繊維状等の原料体を熱処理することに
より行ない、この熱処理の温度は、好ましくは150℃
〜400℃であり、熱処理時間は、好ましくは20時間
以内である. 次に、このようにして耐炎化したフィルム状或は繊維状
等の原料体を賦活するのであり、この賦活処理は、従来
知られている方法のいずれかによればよく、例えば、上
記耐炎化したフィルム状或は繊維状等の原料体を700
〜i,ooo℃、好ましくは800〜900℃の水蒸気
中で加熱する方法を例として挙げることができる.この
際、700℃以下の温度では十分に賦活化が進まず、又
、1.○○O℃より高い温度では、得られた活性炭の強
度が下がり好ましくない.尚、賦活時間は、−Mに10
〜200分の範囲で決定すればよい。
、前述の方法によって得られるポリカルボジイミド樹脂
を繊維化等することによって得られる.即ち、分子量一
万乃至数十万のポリカルボジイミド樹脂を、従来既知の
乾式法、湿式法によるか又は溶融紡糸することによって
、例えば繊維状或はフィルム状とするのである. かくして得られたポリカルボジイミド樹脂のフィルム状
或は繊維状等の原料体を本発明の活性炭に変換するには
、まず酬炎化処理を施す必要がある.この耐炎化処理は
、フィルム状或は繊維状等の原料体を熱処理することに
より行ない、この熱処理の温度は、好ましくは150℃
〜400℃であり、熱処理時間は、好ましくは20時間
以内である. 次に、このようにして耐炎化したフィルム状或は繊維状
等の原料体を賦活するのであり、この賦活処理は、従来
知られている方法のいずれかによればよく、例えば、上
記耐炎化したフィルム状或は繊維状等の原料体を700
〜i,ooo℃、好ましくは800〜900℃の水蒸気
中で加熱する方法を例として挙げることができる.この
際、700℃以下の温度では十分に賦活化が進まず、又
、1.○○O℃より高い温度では、得られた活性炭の強
度が下がり好ましくない.尚、賦活時間は、−Mに10
〜200分の範囲で決定すればよい。
次に本発明を実施例により説明する.
[実施例]
実施例1
2.4−トリレンジイソシアネート/2.6−トリレン
ジイソシアネート(80/20)の混合物54gを、テ
トラクロ口エチレン5 0 0 ,n l中で,カルボ
ジイミド化触媒(l−フLニルー3−メチルホスフオレ
ンオキサイド)0.12gと共に120℃で4時間反応
させ、ポリ力ルポジイミド溶液を得た.この溶液より乾
式法により厚さ50μmのポリカルボジイミドフィルム
を作成した.次いで、このフィルムを空気中250℃で
5時間耐炎化処理を行ない.次いで800℃の温度で1
00分間、水蒸気量を20g/分の割合に供給して、炭
素化賦活処理をした.得られた活性炭フィルムの比表面
積は、!. . O O Om”/gであった.この活
性炭フィルムについて、JIS K−1412に準じて
ベンゼン吸着量を測定したところ、吸着j!150%と
非常に良好であった. 実施例2 実施例lで作成したポリカルボジイミド溶液を用いて、
乾式紡糸により、ポリカルボジイミドta維(直径10
μm)を作成した.この繊維を、実施例1と同様の方法
で耐炎化及び賦活化を行ない、活性炭繊維を作成した. 得られた活性炭繊維の比表面積は、1.020m27g
で、ベンセンの吸着量は55%と非常に良好であった. 実施例3 メチレンジフエニルジイソシアネート 150gを、テトラクロロエチレン820ml中で、カ
ルボジイミド化触媒(1−フエニルー3−メチルホスフ
オレンオキサイド)0.13gと共に、120℃で6時
間反応させた.この溶液を室温に冷却することでポリカ
ルボジイミドが沈殿した.この沈殿物を濾過し、1.
O O℃で2時間乾燥し、ポリカルボジイミド粉末を得
た.この粉末を、プレス温度 100℃、プレス圧8 0 Kg/am2でプレス成形
し、厚さ50μmのフィルムを得た.このフィルムから
、実施例lと同様の条件で活性炭フィルムを作成した. このフィルムの比表面積は1 . 0 5 0m”/g
であった.又、ベンゼンの吸着量は52%と良好であっ
た. 実施例4 実施例3で作戊した、ポリカルボジイミド粉末を用いて
溶融紡糸を行ない、直径10μmのポリカルボジイミド
繊維を得、更に、実施例lと同様の方法で活性炭繊維を
得た. この繊維の表面積1 , 1 0 0m”/gであっ
た.又、ベンゼンの吸着量は57%と良好であった. 実施例5 実施例lで作或したポリカルボジイミドフィルムを用い
て、空気中で、室温から昇温速度(H.R)1”C/分
で300℃まで加熱した後、300℃で30分間熱処理
し、耐炎化処理を行なった. 次いで、実施例1と同様の方法で賦活化を行なった. 得られた活性炭フィルムの比表面積は、1。100m”
/gで、ベンセンの吸着量は51%と良好であった. 実施例6 実施例1で作成したポリカルボジイミドフィルムを用い
て、空気中で、室温から昇温速度(H.R)1’C/分
で200℃まで加熱した後、200℃のまま12時間熱
処理し、耐炎化処理を行なった. 次いで、実施例lと同様の方法で賦活化を行なった. 得られた活性炭フィルムの比表面積は 9 9 0 m”/gで、ベンセンの吸着量は49%と
良好であった. 実施例7 実施例lで作成したポリカルボジイミドフィルムを用い
て、空気中で、150℃で3時間、200℃で3時間、
250℃で3時間、300℃で30分間、360℃で1
0分間熱処理し、耐炎化処理を行なった. 次いで、実施例1と同様の方法で賦活化を行なった. 得られた活性炭フィルムの比表面積は1150m”/g
で2ベンセンの吸着量は52%と非常に良好であった. [発明の効果] このようにして得られた本発明活性炭は、他の材料を用
いて作成した活性炭に比較して優れた吸着能を有し、且
つ、形状も繊維状或はフィルム状等と、所望の形状に成
形して使用することができるという利点を有している.
ジイソシアネート(80/20)の混合物54gを、テ
トラクロ口エチレン5 0 0 ,n l中で,カルボ
ジイミド化触媒(l−フLニルー3−メチルホスフオレ
ンオキサイド)0.12gと共に120℃で4時間反応
させ、ポリ力ルポジイミド溶液を得た.この溶液より乾
式法により厚さ50μmのポリカルボジイミドフィルム
を作成した.次いで、このフィルムを空気中250℃で
5時間耐炎化処理を行ない.次いで800℃の温度で1
00分間、水蒸気量を20g/分の割合に供給して、炭
素化賦活処理をした.得られた活性炭フィルムの比表面
積は、!. . O O Om”/gであった.この活
性炭フィルムについて、JIS K−1412に準じて
ベンゼン吸着量を測定したところ、吸着j!150%と
非常に良好であった. 実施例2 実施例lで作成したポリカルボジイミド溶液を用いて、
乾式紡糸により、ポリカルボジイミドta維(直径10
μm)を作成した.この繊維を、実施例1と同様の方法
で耐炎化及び賦活化を行ない、活性炭繊維を作成した. 得られた活性炭繊維の比表面積は、1.020m27g
で、ベンセンの吸着量は55%と非常に良好であった. 実施例3 メチレンジフエニルジイソシアネート 150gを、テトラクロロエチレン820ml中で、カ
ルボジイミド化触媒(1−フエニルー3−メチルホスフ
オレンオキサイド)0.13gと共に、120℃で6時
間反応させた.この溶液を室温に冷却することでポリカ
ルボジイミドが沈殿した.この沈殿物を濾過し、1.
O O℃で2時間乾燥し、ポリカルボジイミド粉末を得
た.この粉末を、プレス温度 100℃、プレス圧8 0 Kg/am2でプレス成形
し、厚さ50μmのフィルムを得た.このフィルムから
、実施例lと同様の条件で活性炭フィルムを作成した. このフィルムの比表面積は1 . 0 5 0m”/g
であった.又、ベンゼンの吸着量は52%と良好であっ
た. 実施例4 実施例3で作戊した、ポリカルボジイミド粉末を用いて
溶融紡糸を行ない、直径10μmのポリカルボジイミド
繊維を得、更に、実施例lと同様の方法で活性炭繊維を
得た. この繊維の表面積1 , 1 0 0m”/gであっ
た.又、ベンゼンの吸着量は57%と良好であった. 実施例5 実施例lで作或したポリカルボジイミドフィルムを用い
て、空気中で、室温から昇温速度(H.R)1”C/分
で300℃まで加熱した後、300℃で30分間熱処理
し、耐炎化処理を行なった. 次いで、実施例1と同様の方法で賦活化を行なった. 得られた活性炭フィルムの比表面積は、1。100m”
/gで、ベンセンの吸着量は51%と良好であった. 実施例6 実施例1で作成したポリカルボジイミドフィルムを用い
て、空気中で、室温から昇温速度(H.R)1’C/分
で200℃まで加熱した後、200℃のまま12時間熱
処理し、耐炎化処理を行なった. 次いで、実施例lと同様の方法で賦活化を行なった. 得られた活性炭フィルムの比表面積は 9 9 0 m”/gで、ベンセンの吸着量は49%と
良好であった. 実施例7 実施例lで作成したポリカルボジイミドフィルムを用い
て、空気中で、150℃で3時間、200℃で3時間、
250℃で3時間、300℃で30分間、360℃で1
0分間熱処理し、耐炎化処理を行なった. 次いで、実施例1と同様の方法で賦活化を行なった. 得られた活性炭フィルムの比表面積は1150m”/g
で2ベンセンの吸着量は52%と非常に良好であった. [発明の効果] このようにして得られた本発明活性炭は、他の材料を用
いて作成した活性炭に比較して優れた吸着能を有し、且
つ、形状も繊維状或はフィルム状等と、所望の形状に成
形して使用することができるという利点を有している.
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 主として、少なくとも熱処理による耐炎化と常法に
よる賦活化とを施されたポリカルボジイミド樹脂からな
ることを特徴とする活性炭。 2 熱処理による耐炎化は、150℃〜350℃で行な
われた請求項1記載の活性炭。 3 ポリカルボジイミド樹脂を主成分として含む原料体
を熱処理することにより耐炎化した後、常法により賦活
することを特徴とする活性炭の製造方法。 4 ポリカルボジイミド樹脂を主成分として含む原料体
は、繊維状又はフィルム状のものである請求項3記載の
活性炭の製造方法。 5 熱処理による耐炎化は、150℃〜400℃で行な
う請求項3記載の活性炭の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1190298A JPH0354109A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 活性炭及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1190298A JPH0354109A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 活性炭及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0354109A true JPH0354109A (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=16255839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1190298A Pending JPH0354109A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 活性炭及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0354109A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-07-21 JP JP1190298A patent/JPH0354109A/ja active Pending
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