JPS60199922A - 活性炭素繊維の製造方法 - Google Patents
活性炭素繊維の製造方法Info
- Publication number
- JPS60199922A JPS60199922A JP59056785A JP5678584A JPS60199922A JP S60199922 A JPS60199922 A JP S60199922A JP 59056785 A JP59056785 A JP 59056785A JP 5678584 A JP5678584 A JP 5678584A JP S60199922 A JPS60199922 A JP S60199922A
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- Japan
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- fibers
- heat treatment
- fiber
- activated carbon
- treatment
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は空気清浄器、溶剤吸着装置等に用いる活性炭素
繊維の製造方法に関するものである。
繊維の製造方法に関するものである。
従来、活性炭素繊維は、再生七ルロース繊維、ポリアク
リロニトリル繊維を耐炎化処理後、炭化処理、賦活化処
理をすることによシ製造されている。このうち特に賦活
化処理は水蒸気、次酸ガス、酸素等の活性ガス中でｓｏ
ｏ’ｃ〜１１００°Ｃという高温加熱をするため、多大
のエネμギを要する他、装置を耐熱かつ高度の耐腐食性
のものにする必要があり、装置の設計に困難を伴う。ま
た、従来の賦活処理は非常に高温での化学反応であるた
め活性ガスに若干の不均一があると活性炭素繊維の比表
面積に大きなバラツキが生じる。従って、活性炭素繊維
の製造において、賦活処理を省略し、あるいは従来より
も緩和された温度条件での賦活処理によシ均一かつ充分
に活性化された活性炭素繊維を得ることができれば、そ
の効果は絶大である。
リロニトリル繊維を耐炎化処理後、炭化処理、賦活化処
理をすることによシ製造されている。このうち特に賦活
化処理は水蒸気、次酸ガス、酸素等の活性ガス中でｓｏ
ｏ’ｃ〜１１００°Ｃという高温加熱をするため、多大
のエネμギを要する他、装置を耐熱かつ高度の耐腐食性
のものにする必要があり、装置の設計に困難を伴う。ま
た、従来の賦活処理は非常に高温での化学反応であるた
め活性ガスに若干の不均一があると活性炭素繊維の比表
面積に大きなバラツキが生じる。従って、活性炭素繊維
の製造において、賦活処理を省略し、あるいは従来より
も緩和された温度条件での賦活処理によシ均一かつ充分
に活性化された活性炭素繊維を得ることができれば、そ
の効果は絶大である。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明
は賦活処理を行なうことなく比表面積が大きくかつ均一
な活性炭素繊維を製造し得る方法を提供することを目的
とする。また本発明は従来法よシも緩和された温度条件
での賦活処理で比表面積の大きな活性炭素繊維を製造し
得る方法を提供することを目的とする。
は賦活処理を行なうことなく比表面積が大きくかつ均一
な活性炭素繊維を製造し得る方法を提供することを目的
とする。また本発明は従来法よシも緩和された温度条件
での賦活処理で比表面積の大きな活性炭素繊維を製造し
得る方法を提供することを目的とする。
〔発明の４＋４成〕
上記の目的を達成する本発明の特徴は、繊維自体が含１
する酸素の化学反応によシ賦活処理を行なうことを特徴
とする。即ち本発明は原料としてピッチを用い、先ず溶
−紡糸された繊維を１ａ雄中の酸素含有量がユ０−２５
重景％（以下、単に％という）に至るまで加熱処理（第
１の加熱処理）を行なう。高強度用のピッチ系炭素繊維
の不溶化処理後の酸素含有量は一般に２〜４Ｘ程度であ
る。この繊維を４５０℃前後まで酸化性雰囲気中で加熱
することによシ繊維中の酸素含有量を増加せしめること
ができる。酸素含有量１０％未満の繊維からは比表面槓
が３００ｆｉ”／ｇｌｃ達する活性炭素繊維は得られな
い。一方、酸素含有量を２５％を越えて増加せしめよう
とすると繊維が燃焼する。加熱温度および時間は繊維中
の酸素含有量の目的値により異る。先ず２６０〜２８０
’Ｃ程度に加熱して数時間保持し、更に４５０℃程度ま
で加熱する二段加熱は繊維中の酸素含有量を増加せしめ
るのに有利な方法である。また繊維を先ずオゾン中で１
００°Ｃ以下の比較的低温で３０分程度予備加熱すれば
、以後の熱処理時間を短縮することができる。
する酸素の化学反応によシ賦活処理を行なうことを特徴
とする。即ち本発明は原料としてピッチを用い、先ず溶
−紡糸された繊維を１ａ雄中の酸素含有量がユ０−２５
重景％（以下、単に％という）に至るまで加熱処理（第
１の加熱処理）を行なう。高強度用のピッチ系炭素繊維
の不溶化処理後の酸素含有量は一般に２〜４Ｘ程度であ
る。この繊維を４５０℃前後まで酸化性雰囲気中で加熱
することによシ繊維中の酸素含有量を増加せしめること
ができる。酸素含有量１０％未満の繊維からは比表面槓
が３００ｆｉ”／ｇｌｃ達する活性炭素繊維は得られな
い。一方、酸素含有量を２５％を越えて増加せしめよう
とすると繊維が燃焼する。加熱温度および時間は繊維中
の酸素含有量の目的値により異る。先ず２６０〜２８０
’Ｃ程度に加熱して数時間保持し、更に４５０℃程度ま
で加熱する二段加熱は繊維中の酸素含有量を増加せしめ
るのに有利な方法である。また繊維を先ずオゾン中で１
００°Ｃ以下の比較的低温で３０分程度予備加熱すれば
、以後の熱処理時間を短縮することができる。
次に、このようにして酸素含有量を高くした繊維に常法
による炭化処理加熱（第２の加熱処理）を施す。第２の
加熱処理温度は７００〜１１００℃程度で、窒素等の不
活性ガス雰囲気で行なう。これによυ繊維中の酸素と炭
素が反応し繊維よシ脱離し、繊維は多孔状となって活性
化が達成される。この場合、炭素化温度は９００°Ｃ１
酸素含有量１５Ｘ程度で約５００ ｍｉ、２２％程度で
約８００ ｍ’／ ｇの比表面積が得られる。
による炭化処理加熱（第２の加熱処理）を施す。第２の
加熱処理温度は７００〜１１００℃程度で、窒素等の不
活性ガス雰囲気で行なう。これによυ繊維中の酸素と炭
素が反応し繊維よシ脱離し、繊維は多孔状となって活性
化が達成される。この場合、炭素化温度は９００°Ｃ１
酸素含有量１５Ｘ程度で約５００ ｍｉ、２２％程度で
約８００ ｍ’／ ｇの比表面積が得られる。
以上、第１および第２の加熱処理によシ本発明の目的は
達成されるが、更に活性ガス中で賦活処理（第３の加熱
処理）を行なってもよい。
達成されるが、更に活性ガス中で賦活処理（第３の加熱
処理）を行なってもよい。
但し、この加熱処理は９００℃程度ないしそれ以下でよ
い。この加熱処理で雰囲気中の酸素と繊維中のＲ累とが
反応し更に活性化が増大し、１５００ ｍ”／ ｇない
しそれ以上という高い活性化が達成される。
い。この加熱処理で雰囲気中の酸素と繊維中のＲ累とが
反応し更に活性化が増大し、１５００ ｍ”／ ｇない
しそれ以上という高い活性化が達成される。
第２０熱処理において、燃焼ガスの如く低温域では不活
性であシ、それ以上の温度（例えば８００℃）で活性で
あるような雰囲気で行なえば、第２の加熱処理（膨化処
理）および第３の加熱処理（賦活処理）は同じ雰囲気で
行なうことができる。
性であシ、それ以上の温度（例えば８００℃）で活性で
あるような雰囲気で行なえば、第２の加熱処理（膨化処
理）および第３の加熱処理（賦活処理）は同じ雰囲気で
行なうことができる。
以下、本発明を実施例によシ説明する。
実施例１゜
ピッチを溶融紡糸して得た生繊維１００ｇを本発明によ
り空気中、昇温速度２°（／ ｍｉｎで２７０℃まで昇
温して２時間保持し、更に昇温速度３°Ｃ／ ｍｉｎで
４５０°Ｃまで昇温して酸素付与処理をした。この熱処
理によシ得られた繊維の酸素含有率は２２％であった。
り空気中、昇温速度２°（／ ｍｉｎで２７０℃まで昇
温して２時間保持し、更に昇温速度３°Ｃ／ ｍｉｎで
４５０°Ｃまで昇温して酸素付与処理をした。この熱処
理によシ得られた繊維の酸素含有率は２２％であった。
次に上記繊維を更に窒素雰囲気中、９００°Ｃまで４℃
／ｍｉｎの昇温速度で加熱し１０分間保持して炭素化を
行なった。得られた活性炭素繊維の比表面槓は８５０
ｆｎ”／ ｇであった。
／ｍｉｎの昇温速度で加熱し１０分間保持して炭素化を
行なった。得られた活性炭素繊維の比表面槓は８５０
ｆｎ”／ ｇであった。
一方、上記と同じ生繊維１００ｇを従来法によシ先ず２
７０℃、２時間保持の不融化処理を施した。繊維の酸素
含有量は８．５％であった。
７０℃、２時間保持の不融化処理を施した。繊維の酸素
含有量は８．５％であった。
次に窒素雰囲気中で１０℃／ｍｉｎの昇温速度で９００
℃まで昇温、燃焼ガス（Ｃｏ１：１０体槓Ｘ、Ｈ意０：
１３体積％、Ｎ！ニア７体積Ｘ）雰囲気中で９００°Ｃ
で２時間保持の賦活処理を行なった。得られた活性炭素
繊維の比表面積は上記とほぼ同様のａｑｏｍ’／ｇであ
った。
℃まで昇温、燃焼ガス（Ｃｏ１：１０体槓Ｘ、Ｈ意０：
１３体積％、Ｎ！ニア７体積Ｘ）雰囲気中で９００°Ｃ
で２時間保持の賦活処理を行なった。得られた活性炭素
繊維の比表面積は上記とほぼ同様のａｑｏｍ’／ｇであ
った。
このように本発明では高温の賦活処理を行なうことなく
、賦活処理を行なう従来法と同程度の活性化が可能であ
ることが確認された。また本発明によシ得た活性炭素繊
維は、高温の賦活性処理を含む従来法によシ得た活性炭
素繊維と同等の溶剤吸着特性を有することを確認した。
、賦活処理を行なう従来法と同程度の活性化が可能であ
ることが確認された。また本発明によシ得た活性炭素繊
維は、高温の賦活性処理を含む従来法によシ得た活性炭
素繊維と同等の溶剤吸着特性を有することを確認した。
実施例２゜
ピッチを溶融紡糸した生繊維１００ｇをオゾン濃度１０
００ ｐｐｍの雰囲気中で、処理温度７０℃にて３０分
間オゾン処理をし、空気中で昇温速度１０℃／ ｍｉｎ
で４５０℃まで昇温した。そして実施例１．と同様、窒
素雰囲気中、９００°Ｃまで４°（／ｍｉ、ｎの昇温速
度で加熱して炭素化を行なった。得られた活性炭素繊維
の比表面積はａｘｏｍ’／ｇであった。
００ ｐｐｍの雰囲気中で、処理温度７０℃にて３０分
間オゾン処理をし、空気中で昇温速度１０℃／ ｍｉｎ
で４５０℃まで昇温した。そして実施例１．と同様、窒
素雰囲気中、９００°Ｃまで４°（／ｍｉ、ｎの昇温速
度で加熱して炭素化を行なった。得られた活性炭素繊維
の比表面積はａｘｏｍ’／ｇであった。
生繊維に先ずオゾン処理をすることによシ、続いて行な
う熱処理時間を短縮しても繊維中の酸素含有量を充分に
増加せしめることができることが確認された。
う熱処理時間を短縮しても繊維中の酸素含有量を充分に
増加せしめることができることが確認された。
実施例３゜
溶融紡糸した生繊維１０Ｊ１９に実施例１．０本発明の
処理と同一の処理を施した。得られた活性炭素繊維の比
表面積は８１０〜８９０ｔｎ！／ｇの範囲のバラツキが
あった。
処理と同一の処理を施した。得られた活性炭素繊維の比
表面積は８１０〜８９０ｔｎ！／ｇの範囲のバラツキが
あった。
一方、上記生繊維１０Ｊ１９に、実施例１．に示したと
同様の従来法による処理を施したところ、得られた活性
炭素繊維の比表面積は７８０〜１０２０ｍ″／ｇの範囲
のバラツキがあった。
同様の従来法による処理を施したところ、得られた活性
炭素繊維の比表面積は７８０〜１０２０ｍ″／ｇの範囲
のバラツキがあった。
これによシ本発明により得られた活性炭素繊維の表面活
性化は、品温の賦活処理を含む従来法によるものよシも
均一になされることが確認された。
性化は、品温の賦活処理を含む従来法によるものよシも
均一になされることが確認された。
実施例４゜
ピッチを浴融紡糸して得られた生繊維１００ｇを、本発
明によシ実施例１．と同様の酸素付与処理をし、続いて
燃焼ガス（Ｃｏｔ ：１０体積％、Ｈｌｏ：１３体槓Ｘ
、Ｎ！ニア７体積％）を用い１０”（／ ｍｉｎの昇温
速度で８５０°Ｃまで昇温、２時間保持して炭化、賦活
処理を行なった。得られた活性炭素繊維の比表面積はｌ
６ａ ｏ ｍ”／ ｇであった。
明によシ実施例１．と同様の酸素付与処理をし、続いて
燃焼ガス（Ｃｏｔ ：１０体積％、Ｈｌｏ：１３体槓Ｘ
、Ｎ！ニア７体積％）を用い１０”（／ ｍｉｎの昇温
速度で８５０°Ｃまで昇温、２時間保持して炭化、賦活
処理を行なった。得られた活性炭素繊維の比表面積はｌ
６ａ ｏ ｍ”／ ｇであった。
一方、上記と同様の生繊維を従来法によシネｔ、独化処
理した。そしてこの繊維から上記と同程度の比表面積の
活性度素繊維を得るために上記燃焼ガス中で従来法によ
り賦活処理を行なったところ、１０°（／ ｍｉｎの昇
温速度で９６０°Ｃまで昇温して２時間保持しなければ
ならなかった。
理した。そしてこの繊維から上記と同程度の比表面積の
活性度素繊維を得るために上記燃焼ガス中で従来法によ
り賦活処理を行なったところ、１０°（／ ｍｉｎの昇
温速度で９６０°Ｃまで昇温して２時間保持しなければ
ならなかった。
このように、本発明によって先ず繊維中の酸素含有量を
増して灰化処理を行なった繊維につき賦活処理を行なう
場合には、従来法における賦活処理工９も著しく緩和さ
れた温度条件で、高度に活性化された活性炭素繊維を得
ることができる。
増して灰化処理を行なった繊維につき賦活処理を行なう
場合には、従来法における賦活処理工９も著しく緩和さ
れた温度条件で、高度に活性化された活性炭素繊維を得
ることができる。
以上説明したように、ピッチ系活性炭素繊維の製造にお
いて、従来は雰囲気中の酸素と繊維の炭素とを反応せし
めて賦活を行なっていたのに対し、本発明は繊維中の酸
素含有量會増加せしめて繊維自体が含む酸素と炭素を反
応せしめて賦活を行なうものである。従って本発明では
従来法の如く活性ガス雰囲気中で高温加熱する賦活処理
を必要としない。
いて、従来は雰囲気中の酸素と繊維の炭素とを反応せし
めて賦活を行なっていたのに対し、本発明は繊維中の酸
素含有量會増加せしめて繊維自体が含む酸素と炭素を反
応せしめて賦活を行なうものである。従って本発明では
従来法の如く活性ガス雰囲気中で高温加熱する賦活処理
を必要としない。
即ち、従来の賦活処理では、処理炉は高度の耐熱、耐腐
食性をもつ設計としなければならなかったが、本発明に
よるときは、かかる設備を必要とせず、ピッチ系活性炭
素繊維の製造におけるコストの低減、作業性の向上に大
きく貢献するものである。
食性をもつ設計としなければならなかったが、本発明に
よるときは、かかる設備を必要とせず、ピッチ系活性炭
素繊維の製造におけるコストの低減、作業性の向上に大
きく貢献するものである。
Claims (2)
- （１） ピッチを溶融紡糸して得た繊維を該繊維中の酸
素含有量がｘｏｋ承％ないし２５重量２に至るまで酸化
性雰囲気中で加熱する第１の加熱処理と、得られた繊維
を不活性ガス雰囲気中で加熱して繊維を灰化せしめると
ともに繊維の表面を活性化する＄２の加熱処理を行なう
ことを特徴とする活性炭素繊維の製造方法。 - （２） ピッチを溶融紡糸して得た繊維を該繊維中の酸
素含有量が１０重量％ないし２５重量％に至るまで酸化
性雰囲気中で加熱する第１の加熱処理と、得られた繊維
を不活性ガス雰囲気中で加熱して繊維を灰化せしめて繊
維の表面を活性化する第２の熱処理とともに、繊維を活
性ガスの存在下で加熱して繊維の表面を更に活性化する
第３の熱処理を行なうことを特徴とする活性炭素繊維の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59056785A JPS60199922A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 活性炭素繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59056785A JPS60199922A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 活性炭素繊維の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60199922A true JPS60199922A (ja) | 1985-10-09 |
Family
ID=13037069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59056785A Pending JPS60199922A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 活性炭素繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60199922A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4734394A (en) * | 1984-04-26 | 1988-03-29 | Nippon Soken, Inc. | Process for producing molecular sieve carbon fibers |
| JPH01111017A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-27 | Toho Rayon Co Ltd | 生理ナプキン及び紙おむつ用活性炭素繊維及びその製造方法 |
| US5618510A (en) * | 1994-04-12 | 1997-04-08 | New Oji Paper Co., Ltd. | Process for producing silicon carbide material |
-
1984
- 1984-03-23 JP JP59056785A patent/JPS60199922A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4734394A (en) * | 1984-04-26 | 1988-03-29 | Nippon Soken, Inc. | Process for producing molecular sieve carbon fibers |
| JPH01111017A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-27 | Toho Rayon Co Ltd | 生理ナプキン及び紙おむつ用活性炭素繊維及びその製造方法 |
| US5618510A (en) * | 1994-04-12 | 1997-04-08 | New Oji Paper Co., Ltd. | Process for producing silicon carbide material |
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