JPS58130110A - 繊維状活性炭の製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維状活性炭の製造法、さらに詳しくは、水溶
性塩基性アルミニウム複合塩を付着させたアクリ［１ニ
トリル系繊維を酸化処理後、賦活することからなる高収
率で高性能の繊維状活性炭を製造する方法に関する。

繊維状活性炭（ＡＣＦ）は、セルロース系繊維、フェノ
ール樹脂繊維またはアクリロニトリル系繊維などを原料
としてこれを炭化、次いで賦活することにより製造され
、トウ、織物またはフェルト状等の形態で吸着材、フィ
ルター等として例えば溶剤回収装獣において使用され、
その需要は近年増大しつつある。

特に、アクリロニトリル系繊維を原料とする八〇Ｆは含
有する窒素原子による特異な吸着性能と優れた機械的強
度により種々な用途が期待されている。

一般に、アクリロニトリル系繊維を原料とするＡＣＦは
次のようにして顎通される。

すなわち、第１段階の酸化工程においてアクリロ二トリ
ル系繊維を酸素等の酸化性雰囲気中２００〜３００℃で
処理して酸化を行ない、次いで第２段階の賦活工程にお
いて酸化繊維を水蒸気、炭酸ガス等の雰囲気中１００〜
１０００℃で賦活処理する。

通常、フェルト、織物、ヤーン等の形態にするには第１
段階終了後の酸化繊維束を加工するか、あるいは第２段
階終了後のＡＣＦを加工するかのいずれかの方法がとら
れる。

ＡＣＦを加工する場合、特に充分な強度とクリンプ性が
要求されるが、このようなＡＣＦの加工性は第１段階の
酸化繊維の性能に依存する。

従っていずれの段階で加工する場合でも、酸化繊維が加
工に必要な高い強度と優れたクリンプ性を具備していな
ければならない。

しかしながら、従来よりこの酸化１１ＡＨはクリンプが
かかり難く、このため糸とする際に糸切れが多発し、作
業の効率を著しく悪くする傾向があった。また、フェル
ト等にする場合は落綿が多く収率の低下、作業性の悪化
を招き、フェルトの強度を低下させる等の問題があった
。このような酸化繊維の加工性を高めるために従来法で
は第１段階の酸化工程は、アクリロニトリル系繊維束の
急激な発熱を抑えて繊維の開繊性を良好に保つとともに
繊維強変の低下を防止する目的で低温で相当長時間の加
熱処理を行なうことを余儀なくされているが、加工性の
点でなお問題がある。

また、このような長時間の加熱処理を要する酸化工程に
ＡＣＦ製造の全所要時間の約８割が費やされており、コ
スト高の要因となっている。

本発明者等は、このような問題について検討の結果、水
溶性の塩基性アルミニウム複含塩をアクリロニトリル系
繊維束に付着させることにより、上記の如き問題のない
酸化繊維が幽能率で得られ、ひいては高収率かつ高性能
のＡＣＦが得れることを見出し、本発明に至ったもので
ある。

すなわち、本発明は下記一般式で示される水溶性の塩基
性アルミニウム複含塩を繊維重量に対たアクリロニトリ
系繊維を酸化性雰囲気中で酸化処理した後、賦活ガス中
７００℃で処理することを特徴とするＡＣＦの製造法で
ある。

ＡＲｚ　　（ＯＨ）Ｘ　ｃｉｙ　　（ＰＯ−）２式中　
Ｘ、Ｖ、Ｚ　：整数または小数 ×＋ｖ＋□≦６ Ｏ１４≦　　　　　≦０．９ Ｘ　　＋Ｖ　　＋Ｚ 本発明によればＡＣＦの酸化工程における所要ｗ８間を
従来法の約１７２以下に短縮することができ、それでい
て良好な吸着性能および機械的性能を有するＡＣＦを高
収率で＠造することができる。

本発明について更に詳述する。

本発明において、アクリロニトリル系繊維とはアクリロ
ニトリルを少なくとも８５重量％以上好ましくは９０〜
９８重量％含有するポリアクリロニトリルよりなるｍＮ
またはアクリロニトリルと共重合可能な不飽和化合物と
の２種以上の共重合体よりなる繊維あるいはこれらの共
重合体を混合してできた重合体よりなる繊維をいう。

該繊維に付着させる水溶性の塩基性アルミニウム複合塩
は例えば特開昭４９−１３０３８１号、特開昭５０−１
５３７９９号公報で知られ、前記一般式で示されるごと
きものである。これに代えて水酸化アルミニウム、硫酸
アルミニウム、燐酸アルミニウムなどを用いた場合には
全く効果がなく、逆に繊維のクリンプ付与が困難となる
。

本発明に使用される複合塩は水酸基を含有しかつ水溶性
の複合塩であるため、繊維に斑なく付与しうるだけでな
く、アクリロニトリル系繊維を酸化する過程で生ずる発
熱を程よく吸収して、過度の蓄熱や湯度上昇を防ぐこと
ができるため、均質な酸化繊維をつくりうるうえ繊維へ
のクリンプ付与を容易となすのに有効である。

本発明に用いられる複合塩をアクリロニトリル系繊維束
に付着させるには、複合塩の水溶液をつくり、この液に
繊維束を浸漬するか、もしくは該水溶液をスプレーする
などの通常使われる付着方法が用いられる。

アクリロニトリル系繊維束に対するこれらの複合塩の付
着量は後掲第２表、第３表から明らかな如く繊維重量に
対しアルミニウムとしてｏ、０１〜５！量％の範囲であ
ることが必要である。

この範囲未満では本発明の効果が発揮されず、この範囲
を越えると酸化処理時にｍＨ強度の低下および賦活収率
の低下を招来する。

以上の如き水溶性の塩基性アルミニウムを付着させたア
クリロニトリル系繊維は酸素等の酸化性雰囲気中で酸化
処理される。この場合処理温度は原料繊維のコモノマー
量によって興なり、適宜最適条件が選択されるが、本発
明の水溶性塩基性アルミニウム複合塩を付着させた繊維
は従来のアクリロニトリル系繊維に比較し、より高温短
時間で酸化処理することができる。本発明の大きな利点
は、従来のアクリロニトリル系繊維に水溶性の塩基性ア
ルミニウム複合塩を付着させることにより次のような効
果が発現することにある。

すなわち（１）、従来方法より酸化処理温度を高くして
もｌｌＡｌ１束の燃焼を惹起せず、したがって酸化時間
を大巾に短縮することができる。

（２）、従来方法と同一酸化処理温度においても従来方
法より酸化速度が速く処理時間が短縮される。（３）、
従来方法より高い強度と優れたクリンプ性を有する酸化
繊維が得られる。

（４）、従来方法より賦活時間が短縮され賦活収率が向
上する。（５）、従来方法より高い強度と加工性を有す
るＡＣＦが得られる。

以上のように、本発明方法によれば特に酸化工程の生産
性および品質の向上が顕著である。

例えば、アクリロニトリル９２重量％、アクリル酸メチ
ル８重量％からなる共重合繊維にＡＱｔ（ＯＨ）ｓ　Ｃ
Ｊ２＋　、ｙ　　（Ｐｏｔ　）ｏ　、ｙの組成からなる
水溶性の塩基性アルミニウム複合塩をアルミニウムとし
て０．０５重量％付着せしめて２段階で酸化処理した場
合について従来法のアルミニウムを含まないものと比較
して示すと第１表の通りである。

第　　１　　表 （注）、１）クリンプのついた状態の長さ２５■中にあ
るクリンプ数（ケ）２）クリンプのついた状態の長さ２
５ｍを荷重２ａ／ｄをかけて伸びたときの伸び率（％） ３）酸化繊維の酸化程度を示す尺度として測定された値
であって絶乾した酸第１表の結果より明らかなように水
溶性の塩基性アルミニウム複合塩を付着させたアクリロ
ニトリル系繊維は初期温度を高くしても糸条の燃焼を惹
起せず、しかも酸化速度が速いため酸化工程に要する時
間を従来法の約１／　２Ｌｘ下に短縮し得て、それでい
て加工性に優れた酸化繊維を得ることができる。

本発明において水溶性の塩基性アルミニウム複合塩を付
着させたアクリロニトル系繊雛は酸化繊維の平衡水分率
が１０〜１３％の範囲に達するまで処理されるのが、得
られるＡＣＦの賦活収率、繊維強度が高いので望ましい
。

以上の酸化処理を終えた酸化繊維は続いて賦活処理に付
される。賦活化は公知の方法で行なうことができ水蒸気
、炭酸ガス、アンモニア等の雰囲気中７００℃以上、好
ましくは８００〜９５０’Ｃの温度で数秒から２時間加
熱して行なわれる。

この工程では酸化繊維中に残存するアルミニウムとリン
化合物が賦活反応を促進して従来方法より賦活時間を短
縮し賦活収率を向上させる。

本発明の特徴はこのように水溶性の塩基性アルミニウム
複合塩を付着させたアクリロニトリル系１１ｉ１１１を
使用することによって酸化工程、賦活工程が同時に改善
されるため従来法より著しくＡＣＦの製造コストを低減
できることにある。

以下に本発明を実施例によって説明するが、本発明はこ
れらにより限定されるものではない。

実施例１゜ 水酸化アルミニウム微粉末に塩酸と燐酸とさらに適量の
水とを加えてオートクレーブ中１１０℃で加熱すること
により組成が　ＡＪ２２（ＯＨ）ｔ　、＋　ＣＲｔ　、
＋　　（ＰＯ＊　）ｏ　、ｓからなる塩基性アルミニウ
ム複合塩の水溶液を調製した。

この水溶液を適宜希釈してアクリロニトリル９４．７重
量％、アクリル酸メチル５．３重量％からなる＊ｉ＊、
ｗｍ度３デニール、トータルデニール５４万の共重合繊
維トウを室温で浸漬して繊維重量に対しアルミニウムと
して０．０１〜６．５重量％付着するように調製した。

これらの繊維束を空気中で初期２５０℃で１時間、なっ
た。

比較のため上記と同一繊維でアルミニウムを付着しない
場合についても同様の処理を行なった。

この結果を第２表に示す。上記の酸化繊維を次いで９１
０℃で過熱水熱気中賦活処理して、比表面積が９００ｍ
”／！ＩｔのＡＣＦを得る場合について賦活収率および
性能をまとめて第３表に示す。

第　　２　　表 クリンプ数：クリンプの付いた状態の長さ２５ｍ中にあ
るクリンプ数第　　３　　表 以上の結果より明らかなように水溶性の塩基性アルミニ
ウム複合塩を付着させることにより酸化工程、品質を著
しく改善し、しかも高収率でＡＣＦを得ることができる
。

実施例２゜ アクリロニトリル９１重量％、アクリル酸メチル９重鏝
％からなる単＠Ｍ　３デニール、トータルデニール５６
万デニールの共重合体繊維トウを実施例１と同一の塩基
性アルミニウム複合塩水溶液に浸漬した後、乾燥してア
ルミニウムとじて０．０３重量％付着させた繊維を得た
。

この繊維を第４表に記載の条件下空気中で酸化処理した
。得られた酸化繊維トウを、クリンパ−にニップ圧２に
！ＩＩ　／ＣＩ”、スタフィング圧１Ｋｏ　／ｃ　１．
供給速度８０１　／ｈｒで通してクリンプを付与した後
、線長が１０２１ｍになるようにカッターで切断した。

次いでこの酸化繊維ステーブルを不織布製造装置に供給
して目付５００Ｇ／ｌ”の酸化繊維フェルトに加工した
。

比較のため上記と同一組成でアルミニウムを付着してな
い場合についても同様の処理を行なった。

酸化繊維およびそのフェルトの特性等についての結果を
まとめて第４表に示す。

さらに、これらの酸化繊維フェルトを９３０℃で水魚気
中賦活処理した。得られたＡＣＦフェルトの収率、性能
を第５表に示す。

以上のように、本発明例では、酸化温度を烏くできるた
めに、酸化時間を短縮しうると同時に酸化速度も速くな
り、また得られた酸化繊維のクリンプ状態が優れ、した
がって最終製品のＡＣＦの強度も高いことがわかる。

実施例３゜ アクリロニトリル９２重量％、酢酸ビニル８重饅％から
なる共重合繊維トウ（単繊維繊度２デニール、構成本数
２８０，０００本）にＡＱ２　（ＯＨ）ｔ　、　ｓ　Ｃ
Ｑ＋・７　（８０％）０．５の組成からなる水溶性塩基
性アルミニウム複合塩をアルミニウムとして０．２重量
％付着させた。

このトウを空気中にて、２４５℃で１．５時間、次いで
２６５℃で２時開連続して酸化処理した後クリンパ−に
通してクリンプを付与した。得られた酸化繊維のクリン
プ数は１３．８ケ、引張強度２６．３ＫＯ／ｍｓ’　、
伸１１５．６％、平衡水分率１１．３％で良好なりリン
ブ特性と優れた繊維性能を有していた。

さらに、この酸化繊維を水蒸気中９００℃で１０分間処
理して賦活収率２５％で比表面積１０００ｍ”／ｇ、引
張強度２５．８Ｋｇ　／ｓｍ’　、クリンプ数６．３ケ
の良好なＡＣＦを得た。

比較のため、上記と同一組成の繊維トウにアルミニウム
化合物として同一量となるように付着させて同様な酸化
処理を行なった。得られた酸化ＩＩＨの性能は、クリン
プ数４．１ケ、引張強度１０．２Ｋ（１／１ｍ’　、伸
度８．２％、平衡水分率１０．１％であり、加工性、酸
化時間の短縮に全く効果が認められなかった。

さらに同一条件下賦活して得たＡＣＦは賦活収率２３％
、比表面積９００ｍ”／ｇ、引張強度１５，１Ｋｇ７１
ｍ２、クリンプ数３．８ケといずれの性能も本発明の場
合に比し劣っていた。

特許出願人　　　東邦ベスロ′／榊六会社代理人弁理士
　　土　居　三　部 手続補正口（方式） 昭和５７年５月１３ 特許庁長官　殿 １、事件の表示 昭和５６年特許願第２１４０８９号 ２、発明の名称 繊維状活性炭の製ｉ法 ３、補正をする者　〒１０３ 事件との関係　特許出願人 居　所　　　東京都中央区日本橋三丁目３番９号名　称
　　　東邦ベスロン株式会社 代表者　　　湯　浅　誠　也 ４、代理人　〒１０５ 住　所　　　東京都港区西新橋１丁目１０番８号５、補
正命令の日付 昭和５７年４月９日（発送日　昭和５７年４月２７日６
、補正の対象　　願書および明細書 手続補正歯 日　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　昭和５８
年３月１４日特許庁長官　殿 １、事件の表示 昭和５６年特許願第２１４０８９号 ２、発明の名称 繊維状活性炭の製造法 ３、補正をする者　〒１０３ 事件との関係　　特許出願人 居　所　　東余部中央区日本橋三丁目３番９号名　称　
　東邦さスロン林式会社 代表者　　湯　浅　誠　也 ４、代理人〒１０５ 住　所　　東京都港区西新橋１丁目１０番８号５、補正
命令の日付　　自発補正 ） ６、補正の対象　　　　明細書の特許請求の範囲および
発明の詳細な説明の欄 （１）明細書第１頁特許請求の範囲を下記のとおり訂正
する。

［２、特許請求の範囲 下記一般式 ％式％） 式中ｘ１ｙ、Ｚ　：整数または小数 ５．６≦ｘ＋ｙ十と≦６ Ｏ，４≦□≦０．９ ｘ　＋ｙ　十ｚ で示される水溶性の塩基性アルミニウムして０．０１〜
５重量％付着させたアク１−ロニトリル系繊維を酸化性
雰囲気中で酸化処理した後、賦活ガス中７００℃以上で
処理することを特徴とする１１紺状活性炭の製造法。」 （２）同第５頁７行の式を下記のとおり訂正する。

「　５．６≦ｘ＋ｙ＋３２≦　６」 （３）同第６頁７行１１３０３８１Ｊをｒ１３０３８７
Ｊと訂正する。

（４）同第６頁８行「知られ、」を「知られた方法に準
じて製造される」と訂正する。

（５）同第１１頁下２行に「ただし５重量％を越える場
合は比較例である。」を加入する。

（６）同第１２頁末行に改行して下記を加入する。

［実験ＮＯ６，１３，１４：比較例」 （７〉同第１３頁表の下に下記を加入する。

「（注）実験ＮＯ６，１３，１４：比較例」（８）同第
１５頁表の下に下記を加入する。

「（注）比較例２０．２１．２２：アルミニラｌい付ｒ
（２）　　：Ｎｏ２０．２１は比較例くアルミニウム付
着なし）を示す。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式 ％式％） 式中　ｘ、ｙ、ｚ　：整数または小数 ｘ　＋ｙ　＋□≦６ ０．４≦□≦０．９ ｘ　＋ｙ　＋ｚ で示される水溶性の塩基性アルミニウム複合塩を繊維重
   量に対しアルミニウムとして０．０１〜５重鐙％付着さ
   せたアクリロニトリル系繊維を酸化性雰囲気中で酸化処
   理した後、賦活ガス９７００℃以上で処理することを特
   徴する繊維状活性炭の製造法。