KR20140098122A - 활성 탄소 섬유 부직포, 및 상기 부직포를 이용한 엘리멘트 - Google Patents

활성 탄소 섬유 부직포, 및 상기 부직포를 이용한 엘리멘트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엘리멘트의 압력 손실을 작게 할 수 있는 섬유 직경을 갖는 섬유를 이용하여 구성되며, 원통에 강하게 권취해도 파손되지 않는 인장 강도를 갖는 활성 탄소 섬유 부직포를 제공한다. 본 발명의 활성 탄소 섬유 부직포는, 페놀 수지에 지방산 아미드류, 인산에스테르류, 셀룰로오스류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 혼합한 혼합물을 방사하고, 경화하여 얻은 페놀계 섬유를 부직포 가공한 후, 탄화·활성화하여 얻어지고, 구성하는 활성 탄소 섬유가 섬유 직경 21㎛ 내지 40㎛, 톨루엔 흡착률 20% 내지 75%이고, 부직포의 인장 강도가 4N/cm2 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

활성 탄소 섬유 부직포, 및 상기 부직포를 이용한 엘리멘트{ACTIVE CARBON FIBER NON-WOVEN FABRIC, AND ELEMENT USING SAID NON-WOVEN FABRIC}
본 발명은 활성 탄소 섬유 부직포, 및 상기 부직포를 이용한 엘리멘트에 관한 것이다.
연속식의 가스 흡착 처리 장치에는, 흡탈착 속도가 빠르고 소형화할 수 있다는 점에서 활성 탄소 섬유 부직포를 원통에 권취하여 구성되는 엘리멘트가 바람직하게 이용되고 있다. 최근에, 해당 장치의 설치 스페이스를 줄이거나 제조 비용을 억제하기 위해서, 엘리멘트의 소형화가 요망되고 있다.
이러한 엘리멘트의 소형화의 유효한 수단으로서, 활성 탄소 섬유 부직포의 벌크 밀도를 높이는 것을 들 수 있다. 그러나, 활성 탄소 섬유 부직포를 구성하는 섬유에 대해서, 그의 단섬유 섬도를 종전대로 유지하고 (약 2dtex 내지 3dtex) 부직포의 벌크 밀도를 높이면, 엘리멘트의 압력 손실이 커져, 엘리멘트에 피처리 가스를 송풍하기 위한 송풍기의 능력을 높이는 것이 필요해진다. 그 결과, 엘리멘트의 소형화에 따른 이익을 충분히 누릴 수 없는 경우가 있었다.
따라서, 본 발명자들은 단섬유 섬도가 5dtex 이상인 섬유를 이용하여, 엘리멘트의 압력 손실을 억제한 활성 탄소 섬유 부직포를 개발해서 특허 출원하여, 이미 권리를 취득하고 있다(특허문헌 1).
한편으로, 섬유의 섬유 직경을 크게 하면, 엘리멘트의 압력 손실은 작아지지만, 해당 섬유가 딱딱해져 얽히기 어렵게 되어, 결과적으로 얻어지는 활성 탄소 섬유 부직포는 인장 강도가 작아진다. 이 때문에, 활성 탄소 섬유 부직포를 원통에 강하게 권취하여, 벌크 밀도가 높은 엘리멘트를 얻고자 하면, 활성 탄소 섬유 부직포가 파손되는 경우가 있었다.
일본 특허 공개 제2002-161439호 공보
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 엘리멘트의 압력 손실을 작게 할 수 있는 섬유 직경을 갖는 섬유를 이용해서 구성되어, 원통에 강하게 권취해도 파손되지 않는 인장 강도를 갖는 활성 탄소 섬유 부직포를 제공하는 것을 과제로서 내세웠다.
본 발명자들은 예의 검토를 진행시킨 결과, 페놀계 섬유를 이용하여 얻어진 소정의 섬유 직경을 갖는 활성 탄소 섬유 부직포는 해당 부직포로 구성되는 엘리멘트의 압력 손실을 작게 할 수 있을 뿐만 아니라, 충분한 인장 강도를 가져 원통에 강하게 권취할 수 있어, 엘리멘트의 벌크 밀도를 높일 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 활성 탄소 섬유 부직포는, 페놀 수지에 지방산 아미드류, 인산에스테르류, 셀룰로오스류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 혼합한 혼합물을 방사하고 경화하여 얻은 페놀계 섬유를 부직포 가공한 후, 탄화·활성화해서 얻어지며, 구성하는 활성 탄소 섬유가 섬유 직경 21㎛ 내지 40㎛, 톨루엔 흡착률 20% 내지 75%이고, 부직포의 인장 강도가 4N/cm2 이상인 것을 특징으로 하는 활성 탄소 섬유 부직포이다.
본 발명의 활성 탄소 섬유 부직포에 있어서, 단위 면적당 중량이 200g/m2 내지 800g/m2인 것이나, 벌크 밀도가 65kg/m3 내지 100kg/m3인 것은 모두 바람직한 실시 양태이다.
본 발명에는, 상기 활성 탄소 섬유 부직포로 구성되고, 벌크 밀도가 90kg/m3 내지 170kg/m3인 것을 특징으로 하는 활성 탄소 섬유 엘리멘트가 포함된다.
본 발명의 활성 탄소 섬유 엘리멘트에 있어서, 압력 손실이 550mmAq 이하인 것은 바람직한 실시 양태이다.
본 발명에는, 상기 활성 탄소 섬유 부직포를 제조하는 방법으로서, 페놀 수지에 지방산 아미드류, 인산에스테르류, 셀룰로오스류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 혼합한 혼합물을 방사하고 경화하여 페놀계 섬유를 제작하는 공정과, 상기 페놀계 섬유를 부직포 가공하여 활성 탄소 섬유 부직포 전구체를 제작하는 공정과, 상기 전구체를 탄화·활성화 처리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 활성 탄소 섬유 부직포의 제조 방법이 포함된다.
본 발명의 활성 탄소 섬유 부직포는 해당 부직포를 구성하는 섬유의 섬유 직경이 굵기 때문에, 압력 손실이 낮은 엘리멘트를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 활성 탄소 섬유 부직포는 인장 강도가 크고, 원통에 강하게 감아도 파손되기 어렵기 때문에, 벌크 밀도가 높은 엘리멘트를 얻을 수 있다.
본 발명의 활성 탄소 섬유 부직포는 섬유 직경이 21㎛ 내지 40㎛, 톨루엔 흡착률이 20% 내지 75%인 활성 탄소 섬유로 구성된 부직포로서, 인장 강도가 4N/cm2 이상인 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 활성 탄소 섬유 부직포에 대해서 상세히 설명한다. 또한, 활성 탄소 섬유를 단순히 ACF(Activated Carbon Fiber)라 칭하는 경우가 있다. 또한 이하에서는, 활성 탄소 섬유 부직포를 줄여 「ACF 부직포」라고 칭하는 경우도 있다.
(섬유 직경)
본 발명의 ACF 부직포를 구성하는 섬유의 섬유 직경은 21㎛ 이상(바람직하게는 22㎛ 이상, 보다 바람직하게는 23㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 24㎛ 이상)이다. 섬유 직경을 21㎛ 이상으로 함으로써, 본 발명의 ACF 부직포를 이용하여 얻어지는 엘리멘트의 압력 손실을 충분히 억제할 수 있다. 섬유 직경의 상한은 40㎛(바람직하게는 35㎛)이다. 섬유 직경이 40㎛를 초과하는 ACF 부직포를 얻기 위해서는, 단섬유 섬도가 22dtex를 초과하는 원사(섬유)를 부직포 가공하고, 이어서 활성화 처리할 필요가 있으므로, 해당 22dtex를 초과하는 원사를 부직포 가공하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
(톨루엔 흡착능)
본 발명의 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유는, 그의 활성화의 정도를 나타내는 지표의 하나인 톨루엔 흡착률이 20% 이상(바람직하게는 30% 이상, 보다 바람직하게는 40% 이상), 75% 이하(바람직하게는 70% 이하)이다. 톨루엔 흡착률을 20% 이상으로 함으로써, 원통에 대한 ACF 부직포의 권취 두께를 줄여도 충분한 가스 흡착능을 발휘할 수 있으므로, 엘리멘트의 소형화를 효율적으로 도모할 수 있다. 한편, 톨루엔 흡착률이 75%를 초과하면, 얻어지는 ACF 부직포는 원사로부터의 중량 수율이 극단적으로 작아져, ACF 부직포의 인장 강도가 저하되는 경향이 있다.
(인장 강도)
본 발명의 ACF 부직포의 인장 강도는 4N/cm2 이상(바람직하게는 4.5N/cm2 이상, 보다 바람직하게는 5N/cm2 이상)이다. 인장 강도가 4N/cm2 이상이면, ACF 부직포를 원통에 강하게 권취할 때의 장력을 크게 하더라도, 해당 부직포가 파손되기 어렵기 때문에, 벌크 밀도가 높은 엘리멘트를 얻을 수 있다. 해당 인장 강도의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 섬유 직경이 21㎛ 내지 40㎛인 ACF 부직포에 있어서, 20N/cm2를 초과하는 인장 강도를 실현하는 것은 어렵다.
(단위 면적당 중량)
본 발명의 ACF 부직포는, 단위 면적당 중량이 200g/m2 이상(보다 바람직하게는 250g/m2 이상, 더욱 바람직하게는 300g/m2 이상)인 것이 바람직하다. 단위 면적당 중량을 200g/m2 이상으로 함으로써, 인장 강도가 4N/cm2 이상인 ACF 부직포를 얻기 쉬워진다. 단위 면적당 중량의 상한은 800g/m2(보다 바람직하게는 750g/m2, 더욱 바람직하게는 700g/m2)이다. 단위 면적당 중량이 800g/m2를 초과하는 ACF 부직포는 제작이 곤란해지거나, 또는 가령 해당 부직포를 제작할 수 있다고 해도, 인장 강도의 향상 효과는 한계점에 이를 뿐 아니라 유연성이 부족하게 되어, 엘리멘트를 제작할 때에 원통에 권취하기 어려워지는 경향이 있다.
(벌크 밀도)
본 발명의 ACF 부직포는, 벌크 밀도가 65kg/m3 이상(보다 바람직하게는 67kg/m3 이상, 더욱 바람직하게는 70kg/m3 이상)인 것이 바람직하다. 벌크 밀도가 65kg/m3 이상이면, 엘리멘트를 제작할 때의 원통에 대한 ACF 부직포 권취 장력을 낮게 하더라도, 벌크 밀도가 높은 엘리멘트를 얻을 수 있다. 벌크 밀도의 상한은 100kg/m3(보다 바람직하게는 95kg/m3)이다. 벌크 밀도가 100kg/m3를 초과하는 ACF 부직포는, 인장 강도는 높아지지만 유연성이 부족하여, 원통에 권취하기 어려워지는 경향이 있다.
(ACF 부직포의 압력 손실)
상기 특성을 구비한 본 발명의 ACF 부직포는, 압력 손실 계수가 0.5mmAq·s/cm2 이하가 될 수 있기 때문에, 압력 손실이 낮은 엘리멘트를 제작할 수 있다. 본 발명의 ACF 부직포의 압력 손실 계수는 0.45mmAq·s/cm2 이하(보다 바람직하게는 0.40mmAq·s/cm2 이하)인 것이 바람직하다. 압력 손실 계수가 0.5mmAq·s/cm2를 초과하면, 가스 통과시의 저항이 높아, 통기 블로어(blower)의 동력 손실이 커지는 경우가 있다.
(ACF 부직포의 제조 방법)
본 발명의 ACF 부직포는, 원사로서 페놀계 섬유를 이용해서 부직포 가공을 하여 ACF 부직포 전구체를 제작한 후, 해당 전구체를 탄화·활성화 처리함으로써 제조할 수 있다. 이하, 본 발명의 ACF 부직포의 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다.
[페놀계 섬유]
본 발명에서 이용하는 페놀계 섬유로서는, 페놀 수지에 지방산 아미드류, 인산에스테르류, 셀룰로오스류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물(배합물)을 혼합한 혼합물을 방사해서 얻어지는 페놀계 섬유가 바람직하게 이용된다. 페놀 수지에 상기 배합물을 첨가함으로써, 페놀계 섬유를 부드럽게 마무리할 수 있기 때문에, 부직포를 형성할 때에 섬유의 교락성(交絡性)을 높이는 것이 가능해진다. 이에 따라, 탄화·활성화하여 얻어지는 ACF 부직포 중의 섬유의 교락성도 향상되기 때문에, ACF 부직포에 원하는 인장 강도를 부여할 수 있다.
<페놀 수지>
페놀 수지로서는, 산성 촉매의 존재하에서 페놀류와 알데히드류를 반응시켜 얻어지는 노볼락형 페놀 수지, 염기성 촉매의 존재하에서 페놀류와 알데히드류를 반응시켜 얻어지는 레졸형 페놀 수지, 각종 변성 페놀 수지 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 페놀류로서는, 산성 또는 염기성 촉매의 존재하에서 알데히드류와 반응시켜 각 페놀 수지가 얻어지는 것이면 되며, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 2,3-크실레놀, 3,5-크실레놀, m-에틸페놀, m-프로필페놀, m-부틸페놀, p-부틸페놀, o-부틸페놀, 레조르시놀, 히드로퀴논, 카테콜, 3-메톡시페놀, 4-메톡시페놀, 3-메틸카테콜, 4-메틸카테콜, 메틸히드로퀴논, 2-메틸레조르시놀, 2,3-디메틸히드로퀴논, 2,5-디메틸레조르시놀, 2-에톡시페놀, 4-에톡시페놀, 4-에틸레조르시놀, 3-에톡시-4-메톡시페놀, 2-프로페닐페놀, 2-이소프로필페놀, 3-이소프로필페놀, 4-이소프로필페놀, 3,4,5-트리메틸페놀, 2-이소프로폭시페놀, 4-프로폭시페놀, 2-알릴페놀, 3,4,5-트리메톡시페놀, 4-이소프로필-3-메틸페놀, 피로갈롤, 플루오로글루시놀, 1,2,4-벤젠트리올, 5-이소프로필-3-메틸페놀, 4-부톡시페놀, 4-t-부틸카테콜, t-부틸히드로퀴논, 4-t-펜틸페놀, 2-t-부틸-5-메틸페놀, 2-페닐페놀, 3-페닐페놀, 4-페닐페놀, 3-페녹시페놀, 4-페녹시페놀, 4-헥실옥시페놀, 4-헥사노일레조르시놀, 3,5-디이소프로필카테콜, 4-헥실레조르시놀, 4-헵틸옥시페놀, 3,5-디-t-부틸페놀, 3,5-디-t-부틸카테콜, 2,5-디-t-부틸히드로퀴논, 디-sec-부틸페놀, 4-쿠밀페놀, 노닐페놀, 2-시클로펜틸페놀, 4-시클로펜틸페놀, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 비스페놀 A, 2,3-크실레놀, 3,5-크실레놀, m-부틸페놀, p-부틸페놀, o-부틸페놀, 4-페닐페놀, 레조르시놀이 바람직하고, 페놀이 가장 바람직하다. 상기 페놀류는 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
상기 알데히드류로서는 포름알데히드, 트리옥산, 푸르푸랄, 파라포름알데히드, 벤즈알데히드, 메틸헤미포르말, 에틸헤미포르말, 프로필헤미포르말, 살리실알데히드, 부틸헤미포르말, 페닐헤미포르말, 아세트알데히드, 프로필알데히드, 페닐아세트알데히드, α-페닐프로필알데히드, β-페닐프로필알데히드, o-히드록시벤즈알데히드, m-히드록시벤즈알데히드, p-히드록시벤즈알데히드, o-클로로벤즈알데히드, o-니트로벤즈알데히드, m-니트로벤즈알데히드, p-니트로벤즈알데히드, o-메틸벤즈알데히드, m-메틸벤즈알데히드, p-메틸벤즈알데히드, p-에틸벤즈알데히드, p-n-부틸벤즈알데히드 등을 들 수 있다.
그 중에서도 포름알데히드, 파라포름알데히드, 푸르푸랄, 벤즈알데히드, 살리실알데히드가 바람직하고, 포름알데히드, 파라포름알데히드가 특히 바람직하다. 상기 알데히드류는 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
상기 산성 촉매로서는 염산, 황산, 인산, 포름산, 아세트산, 옥살산, 부티르산, 락트산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 붕산, 또는 염화아연 또는 아세트산아연 등의 금속과의 염 등을 들 수 있다. 상기 산성 촉매는 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
상기 염기성 촉매로서는 수산화나트륨, 수산화리튬 등의 알칼리 금속의 수산화물; 수산화칼슘, 수산화바륨 등의 알칼리토류 금속의 수산화물; 수산화암모늄; 디에틸아민, 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌테트라민 등의 아민류 등을 들 수 있다. 상기 염기성 촉매는 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
각종 변성 페놀 수지로서는, 노볼락형 또는 레졸형 페놀 수지를 붕소 변성, 규소 변성, 중금속 변성, 질소 변성, 황 변성, 오일 변성, 로진 변성 등의 공지된 기법에 의해 변성시킨 것을 들 수 있다.
본 발명에서는 노볼락형 페놀 수지, 레졸형 페놀 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 페놀 수지는 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
<배합물>
본 발명에서 배합물로서 이용되는 지방산 아미드류란, 암모니아 또는 아민의 질소 원자에 결합하는 수소 원자 중 하나 이상이 아실기에 의해서 치환된 구조를 갖는 비중합체를 의미하며, 상기 질소 원자에 수소 원자가 2개 결합하는 제1급 아미드, 상기 질소 원자에 수소 원자가 1개 결합하는 제2급 아미드, 상기 질소 원자에 수소 원자가 결합하지 않는 제3급 아미드, 락탐, 및 1 분자 중에 아민의 질소 원자를 2개 이상 갖는 것을 포함한다. 따라서, 본 발명에서의 「지방산 아미드류」는 나일론-6, 나일론-6,6으로 대표되는 소위 지방족 폴리아미드와 같은 중합체와는 다르다. 또한, 「지방산 아미드류」는 지방산 아마이드류라고도 불린다.
제1급 아미드로서는, 화학식 「R1C(=O)NH2」로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
상기 식 중 R1은 치환기를 가질 수도 있는 탄화수소기이다. 여기서 말하는 「치환기를 가질 수도 있다」란, 탄화수소기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환기로 치환되어 있을 수도 있는 것을 의미한다. R1의 탄화수소기는 포화이어도 불포화이어도 되고, 직쇄상이나 분지쇄상일 수도 있고, 그의 탄소수는 5 내지 31이 바람직하고, 11 내지 23이 보다 바람직하다. 다만, R1의 탄화수소기의 탄소수는, 후술하는 치환기 중의 탄소수를 포함하지 않는 것으로 한다. 상기 탄화수소기가 가질 수도 있는 치환기로서는 히드록시기, 히드록시알킬기 등을 들 수 있다. 상기 히드록시알킬기의 탄소수는 1 내지 11이 바람직하다.
제1급 아미드로서 구체적으로는 카프로산아미드, 카프릴산아미드, 펠라르곤산아미드, 라우르산아미드, 미리스틸산아미드, 팔미틸산아미드, 스테아르산아미드, 아라키딘산아미드, 베헨산아미드, 리그노세르산아미드 등의 포화 지방산 모노아미드; 올레산아미드, 에루크산아미드, 리시놀레산아미드 등의 불포화 지방산 모노아미드 등을 들 수 있다.
제2급 아미드로서는, 화학식 「R1C(=O)NHR2」로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
상기 식 중 R1은, 상기 제1급 아미드에 대한 설명에서의 R1과 동일하다.
상기 식 중 R2는 치환기를 가질 수도 있는 탄화수소기, 또는 -C(=O)R3이다. R2에서의 상기 탄화수소기는 포화이어도 불포화이어도 되고, 직쇄상일 수도 분지쇄상일 수도 있고, 그의 탄소수는 1 내지 23이 바람직하고, 1 내지 17이 보다 바람직하다. 상기 탄화수소기가 가질 수도 있는 치환기로서는 히드록시기 등을 들 수 있다.
R3은 상기 제1급 아미드에 대한 설명에서의 R1과 동일한 것을 들 수 있고, R1과 R3은 서로 동일하거나 상이할 수도 있다. 또한, R2가 -C(=O)R3인 화합물은 이미드라고도 칭한다.
제2급 아미드로서 구체적으로는 스테아릴스테아르산아미드, 올레일올레산아미드, 스테아릴올레산아미드, 올레일스테아르산아미드, 스테아릴에루크산아미드, 올레일팔미트산아미드 등의 치환 아미드; 메틸올스테아르산아미드, 메틸올베헨산아미드 등의 메틸올아미드 등을 들 수 있다.
제3급 아미드로서는, 화학식 「R1C(=O)NR4R5」로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
상기 식 중 R1은, 상기 제1급 아미드에 대한 설명에서의 R1과 동일하다.
상기 식 중 R4, R5는 각각 상기 제2급 아미드에 대한 설명에서의 R2와 동일한 것을 들 수 있고, R4와 R5는 서로 동일하거나 상이할 수도 있다.
제3급 아미드로서 구체적으로는 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드 등을 들 수 있다.
락탐 중에서 바람직한 것으로서는, 탄소수 3 내지 12의 것을 들 수 있다. 구체적으로는 β-프로피오락탐, γ-부티로락탐(2-피롤리돈), δ-발레로락탐(2-피페리돈), ε-카프로락탐, 운데카락탐, 도데카락탐(라우로/라우릴로락탐) 등을 들 수 있다.
1 분자 중에 아민의 질소 원자를 2개 이상 갖는 것으로서는, 화학식 「R11C(=O)NH-R6-NHC(=O)R12」로 표시되는 화합물, 화학식 「R11NHC(=O)-R7-C(=O)NHR12」로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
상기 식 중 R11, R12는 각각 치환기를 가질 수도 있는 탄화수소기이고, 상기 R1과 동일한 것을 들 수 있다. R6, R7은 각각 2가의 탄화수소기이고, 그의 탄소수는 1 내지 10이 바람직하고, 1 내지 8이 보다 바람직하다.
1 분자 중에 아민의 질소 원자를 2개 이상 갖는 것으로서, 구체적으로는 메틸렌비스스테아르산아미드, 에틸렌비스스테아르산아미드, 에틸렌비스카프릴산아미드, 에틸렌비스라우르산아미드, 에틸렌비스베헨산아미드, 메틸렌비스히드록시스테아르산아미드, 헥사메틸렌비스스테아르산아미드, 헥사메틸렌비스베헨산아미드, 헥사메틸렌비스히드록시스테아르산아미드; N,N-디스테아릴아디프산아미드, N,N-디스테아릴세박산아미드 등을 들 수 있다.
상기한 지방산 아미드류 중에서도, 원료 혼합물의 취급성, 안정성 또는 방사성 등의 점에서 제1급 아미드, 제2급 아미드가 바람직하고, 제1급 아미드가 보다 바람직하고, 포화 지방산 모노아미드, 불포화 지방산 모노아미드가 특히 바람직하고, 그 중에서도 베헨산아미드가 가장 바람직하다.
또한, 지방산 아미드류로서는, 그의 탄소수가 너무 적으면 페놀계 섬유의 내열성이 저하될 우려가 있고, 탄소수가 너무 많으면 페놀계 섬유의 원료에 이용하는 페놀 수지와의 상용성이 저하될 우려가 있다. 그 때문에, 지방산 아미드류는, 그의 탄소수가 분자 전체에서 12 내지 30인 것이 바람직하고, 18 내지 24인 것이 보다 바람직하다. 지방산 아미드류는 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
본 발명에서 배합물로서 이용되는 인산에스테르류의 「인산」이란, 십산화사인(P4O10)이 가수분해를 받아 생기는 다양한 옥소산의 총칭이며, 하기 화학식으로 표시되는 오르토인산(a), 피로인산(이인산)(b), 삼인산(c), 사인산(d), 메타인산(e) 등을 포함한다.
Figure pct00001
[식 중, m은 반복 수를 나타냄]
본 발명에서 「인산에스테르류」란, 인산에서의 -OH 중 1개 이상이 하기 화학식 1로 표시되는 기로 치환된 것(인산에스테르) 또는 그의 염을 의미한다.
Figure pct00002
[식 중, R13은 헤테로 원자(탄소와 수소 이외의 원자)를 가질 수도 있는 탄소수 4 이상의 탄화수소기이고, AO는 탄소수 2 내지 4의 옥시알킬렌기이고, n은 평균 부가 몰수이고, 0 내지 100의 수를 나타냄]
상기 식 (1) 중 R13의 탄화수소기로서는 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 알킬기의 수소 원자의 일부가 아릴기로 치환된 기, 알케닐기의 수소 원자의 일부가 아릴기로 치환된 기 등을 들 수 있다.
R13의 탄화수소기가 알킬기 또는 알케닐기인 경우, R13의 탄소수는 4 내지 22인 것이 바람직하고, 8 내지 18인 것이 보다 바람직하다.
R13의 탄화수소기가 아릴기인 경우, R13의 탄소수는 6 내지 35인 것이 바람직하고, 6 내지 27인 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는 페닐기, 나프틸기, 벤질기, 톨릴기, 크실릴기 등을 들 수 있다.
R13의 탄화수소기가 어느 경우에도, R13의 탄소수가 상한치를 초과하면, 상기 페놀 수지와의 상용성이 저하되기 쉬워진다. R13이 아릴기인 경우, R13이 알킬기 또는 알케닐기인 경우에 비해, 비교적 페놀 수지와의 상용성이 양호해진다.
상기 식 (1) 중, AO로서는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기, 옥시부틸렌기를 들 수 있다. 또한, 인 원자에는, 옥시알킬렌기 중의 산소 원자가 결합한다.
상기 식 (1) 중, n은 0 내지 50이 바람직하고, 0 내지 10이 보다 바람직하다.
인산에스테르류로서는, 특히 큰 직경의 페놀계 섬유로 했을 때에 기계적 강도가 높아지기 쉽다는 점에서, 오르토인산에서의 -OH 중 하나 이상이 상기 식 (1)로 표시되는 기로 치환된 것(오르토인산에스테르) 또는 그의 염이 바람직하다.
오르토인산에스테르로서, 구체적으로는 하기 화학식으로 표시되는 오르토인산의 모노에스테르(f), 디에스테르(g), 트리에스테르(h)를 들 수 있다. 그 중에서도, 오르토인산의 모노에스테르, 디에스테르가 바람직하다.
Figure pct00003
[식 중, R13, AO, n은 각각 상기와 동일하고, 디에스테르와 트리에스테르에 있어서, 복수 존재하는 -(AO)nOR13은 서로 동일하거나 상이할 수도 있음]
인산에스테르의 염으로서는, 인산에스테르의 알칼리 금속염, 알칼리토류 금속염, 암모늄염, 아민염 등을 들 수 있다. 인산에스테르류는, 단독으로 이용할 수도 2종 이상을 병용할 수도 있다.
본 발명에서 배합물로서 이용되는 셀룰로오스류로서는 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 셀룰로오스류는 단독으로 이용할 수도 2종 이상을 병용할 수도 있다.
[페놀계 섬유를 제작하는 공정]
본 발명에서 이용하는 페놀계 섬유는, 상기 방법으로 얻어진 페놀 수지와 상기한 배합물을 혼합하는 원료 혼합 공정과, 상기 원료 혼합 공정에서 얻어진 원료 혼합물을 방사하여 사조를 얻는 방사 공정을 거쳐 제작할 수 있다.
<원료 혼합 공정>
페놀 수지와 배합물을 용융 혼합하여, 후술하는 방사 공정에서 가장 일반적인 방사 방법인 용융 방사를 행하는 경우, 페놀 수지로서는 노볼락형 또는 레졸형 페놀 수지 모두 사용 가능하다. 그러나, 레졸형은 노볼락형에 비해 열 안정성이 떨어져, 용융시의 가열로 용이하게 중합이 진행되기 때문에 용융 방사 장치 내에서의 고화를 피할 수 없어, 연속적으로 안정적으로 방사하는 것이 어렵다. 따라서, 공업적으로 제조하는 경우의 공정의 용이성, 범용성을 감안하여 노볼락형 페놀 수지를 선택하는 것이 특히 바람직하다.
원료 혼합 공정에서 페놀 수지와 배합물을 혼합할 때, 페놀 수지의 사용량은, 얻어지는 원료 혼합물 중의 페놀 수지의 비율이 55질량% 내지 99.9질량%가 되는 양인 것이 바람직하고, 70질량% 내지 99질량%가 되는 양인 것이 보다 바람직하고, 85질량% 내지 95질량%가 되는 양인 것이 특히 바람직하다.
배합물의 사용량은, 얻어지는 원료 혼합물 중의 배합물의 비율(배합물을 복수종 사용하는 경우에는, 배합물을 합계한 양의 비율)이 0.1질량% 내지 45질량%가 되는 양인 것이 바람직하고, 1질량% 내지 30질량%가 되는 양인 것이 보다 바람직하고, 5질량% 내지 15질량%가 되는 양인 것이 특히 바람직하다. 배합물의 비율이 바람직한 하한치 이상이면, 페놀계 섬유를 대경화했을 때의 기계적 강도 향상의 효과가 얻어지기 쉽다. 한편, 배합물의 비율이 바람직한 상한치 이하이면, 페놀계 섬유가 갖는 내열성, 난연성 및 내약품성 등의 특성을 유지하기 쉽다.
구체적으로, 지방산 아미드류의 사용량은 예를 들면 얻어지는 원료 혼합물 중의 지방산 아미드류의 비율이 0.1질량% 내지 45질량%가 되는 양인 것이 바람직하고, 1질량% 내지 30질량%가 되는 양인 것이 보다 바람직하고, 3질량% 내지 10질량%가 되는 양인 것이 특히 바람직하다.
인산에스테르류의 사용량은, 예를 들면 얻어지는 원료 혼합물 중의 인산에스테르류의 비율이 0.1질량% 내지 45질량%가 되는 양인 것이 바람직하고, 1질량% 내지 30질량%가 되는 양인 것이 보다 바람직하고, 5질량% 내지 20질량%가 되는 양인 것이 특히 바람직하다.
또한, 셀룰로오스류의 사용량은, 예를 들면 얻어지는 원료 혼합물 중의 셀룰로오스류의 비율이 0.1질량% 내지 45질량%가 되는 양인 것이 바람직하고, 1질량% 내지 30질량%가 되는 양인 것이 보다 바람직하고, 5질량% 내지 20질량%가 되는 양인 것이 특히 바람직하다.
페놀 수지와 배합물을 혼합하는 방법으로서는, 양자를 용융 혼합하는 방법, 용매를 이용하여 양자를 용해 혼합하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 공정의 번잡함, 환경에 대한 부하, 경제성의 점에서 양자를 용융 혼합하는 방법이 바람직하다. 이러한 용융 혼합으로서, 양자를 가열 혼련하는 방법을 들 수 있다.
페놀 수지와 배합물의 가열 혼련에는 공지된 혼련 장치를 이용하여 행할 수 있고, 혼련 장치로서는 압출기형 혼련기, 믹싱 롤, 벤버리 믹서, 고속 이축 연속 믹서 등을 들 수 있다.
가열 혼련의 온도는 원료의 성상 등에 따라 적절하게 선택하면 되며, 200℃ 이하가 바람직하고, 140℃ 내지 180℃가 보다 바람직하다. 가열 혼련의 온도를 바람직한 상한치 이하로 함으로써, 고온에 원료를 노출시킴으로써 열 변성, 열화를 억제하기 쉽다. 가열 혼련의 온도를 바람직한 하한치 이상으로 함으로써, 효율적으로 양자를 혼합하는 것이 가능해진다.
페놀 수지와 배합물을 용매를 이용하여 용해 혼합하는 방법에서는, 양자를 용해할 수 있는 용매에 양자를 용해 혼합한 후, 상기 용매를 증발 제거함으로써 원료 혼합물이 얻어진다.
양자를 용해할 수 있는 용매로서는 케톤계 용제, 에테르계 용제, 질소 함유계 용제, 탄화수소계 용제, 에스테르계 용제, 알코올계 용제 등에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합한 용제를 들 수 있다.
페놀 수지와 배합물의 용해 혼합은, 용매를 교반하면서 페놀 수지와 배합물을 서서히 가하는 것이 바람직하다. 그때, 페놀 수지 또는 배합물이 용매에 용해되기 어려울 것 같으면 가열하는 것이 유효하다. 또한, 가압함으로써 상압에서의 용매의 비점 이상으로 가온하는 것이 가능해져 더 유효하다. 단, 고온에 원료를 노출시킴으로써 열 변성, 열화를 미칠 우려가 있으므로, 가열은 원료가 완전 용해될 때까지 한정적으로 행하는 것이 바람직하다.
용매에 용해시키는 페놀 수지와 배합물의 농도에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 원료의 성상, 후의 방사 공정에서의 방사 방법을 고려하여 적절하게 설정하면 된다. 또한, 증발 제거되는 용매의 회수에 많은 시간과 에너지를 요한다는 점에서, 페놀 수지와 배합물의 농도는 각각의 용해도를 고려하여 가능한 한 고농도로 설정하는 것이 바람직하다.
페놀 수지와 배합물을 혼합하는 방법으로서는, 상기 용융 혼합, 용해 혼합 이외의 방법일 수도 있다. 예를 들면, 후의 방사 공정에서의 방사 방법으로서 건식 방사, 습식 방사 또는 건·습식 방사의 방법을 이용하는 경우에는, 페놀 수지와 배합물의 양자를 용해할 수 있는 용매에 양자를 용해 혼합한 원료 혼합물 용액을 제조할 수도 있다. 상기 원료 혼합물 용액은 직접, 방사용 원액으로서 사용할 수 있다.
또한, 페놀 수지의 합성 반응을 저해하지 않고, 또한 상기 합성 반응 중의 온도에서 원료가 열화되지 않는 범위에서, 페놀 수지의 합성 반응 도중에 배합물을 배합하여 양자를 혼합하는 것도 유효하다.
원료 혼합 공정에서는, 원료 혼합물을 얻는 데 어떠한 방법을 이용한 경우에서도, 필요에 따라서 공지된 첨가제, 가소제, 상용화제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 침투제, 증점제, 방미제, 염료, 안료, 충전제 등을 이용할 수도 있다.
특히, 페놀 수지와 지방산 아미드류를 용융 혼합하는 경우로서, 지방산 아미드류의 용융 점도가 페놀 수지의 그것에 비해 극단적으로 다른 경우에는 상용화제를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 방사시에 분리를 발생시키는 것을 방지할 수 있다.
<방사 공정>
방사 공정에서는, 상기 원료 혼합 공정에서 얻어진 원료 혼합물을 방사하여 사조를 얻는다.
방사의 방법으로서는, 원료 혼합물의 성상 등의 점에서 공지된 방법을 적절하게 선택할 수 있으며, 습식 방사, 건식 방사, 건·습식 방사, 용융 방사, 겔 방사, 액정 방사 등의 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 장치의 간편함, 경제적으로 유리하다는 점에서 용융 방사가 바람직하다. 방사의 방법으로서 용융 방사를 이용하는 경우, 일반적인 용융 방사 장치를 사용할 수 있다.
용융 방사 장치의 용융 장치로서는 그리드 멜터식, 단축 압출기 방식, 이축 압출기 방식, 탠덤 압출기 방식 등을 사용할 수 있다. 용융한 원료 혼합물의 산화를 방지하기 위해서, 용융 방사 장치 내의 질소 치환을 행할 수도 있고, 또는 벤트를 구비한 압출기를 사용하여 미량의 잔류 용매 또는 단량체류를 제거하는 조작을 행할 수도 있다.
용융 방사시, 온도 조건은 120℃ 내지 200℃가 바람직하고, 140℃ 내지 170℃가 보다 바람직하다. 온도 조건을 바람직한 하한치 이상으로 함으로써, 효율적으로 방사할 수 있다. 온도 조건을 바람직한 상한치 이하로 함으로써, 열 변성, 열화를 억제하기 쉽고, 또한 페놀 수지와 배합물이 분리되기 어려워진다.
방사 구금으로서는 통상의 것이 사용 가능하고, 공경은 0.05mm 이상 1mm 이하가 바람직하고, 0.07mm 이상 0.5mm 이하가 보다 바람직하고, 모세관부의 L/D(길이/직경)은 0.5 이상 10 이하가 바람직하고, 1 이상 5 이하가 보다 바람직하다. 공경과 L/D을 각각 상기 바람직한 범위로 함으로써 안정적으로 방사할 수 있다.
특별한 섬유의 제조 방법의 경우(예를 들면 병렬형 복합 섬유, 심초(SHEATH-CORE)형 복합 섬유, 해도형 복합 섬유의 경우 등)에는, 사이드 바이 사이드형 또는 시스코어형, 또는 제3 성분의 중합체를 조합하는 콘쥬게이트 구금을 사용할 수도 있다.
방사 속도는 15m/분 이상, 3000m/분 이하가 바람직하고, 30m/분 이상, 2000m/분 이하가 보다 바람직하고, 50m/분 이상, 1600m/분 이하가 더욱 바람직하다. 방사 속도를 바람직한 하한치 이상으로 함으로써 효율적으로 방사할 수 있다. 방사 속도를 바람직한 상한치 이하로 함으로써 방사시의 실 조각의 발생을 억제할 수 있다.
<경화 공정>
페놀계 섬유를 제작하는 공정에는, 상기 방사 공정에서 얻어진 사조를 경화하는 경화 공정이 포함되는 것이 바람직하다. 경화 공정에서 상기 사조를 경화함으로써, 주로 페놀 수지 부분이 가교되기 때문에 대경화된 페놀계 섬유의 기계적 강도가 높아진다.
원료의 페놀 수지로서 노볼락형 페놀 수지를 이용한 경우, 상기 방사 공정에서 얻어진 사조를 경화하는 방법으로서는, 스테이플상 또는 토우상으로 가공한 사조를 반응 용기 내의 처리액에 침지시켜 배치식으로 경화 처리하는 방법, 보빈상 또는 실패상으로 가공한 것을 처리액과 접촉시켜 경화 처리하는 방법, 또는 토우 형상으로 가공한 것을 연속적으로 처리액과 접촉시켜 경화 처리하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 처리액은 촉매와 알데히드류를 포함한다.
촉매로서는, 페놀 수지를 제조할 때에 이용할 수 있는 것으로서 예시한 산성 촉매나 염기성 촉매를 들 수 있다. 또한, 알데히드류로서는, 페놀 수지를 제조할 때에 이용할 수 있는 것으로서 예시한 알데히드류를 들 수 있다.
경화는, 액상으로 60℃ 이상 110℃ 이하의 온도에서 3시간 이상 30시간 이하 가열하여 행하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 기상 하에서 가열함으로써 경화할 수도 있다.
본 발명에서는, 상기 가열 후 수세 건조하여, 질소, 헬륨, 탄산 가스 등의 불활성 가스 중, 100 내지 300℃의 온도에서 가열함으로써 더 경화시키는 등, 공지된 후경화 처리를 행할 수 있다. 이 후경화 처리에 의해서, 사조 중의 페놀 수지 부분의 가교가 더 진행되어, 충분한 강도를 구비한 페놀계 섬유를 얻을 수 있다.
한편, 원료의 페놀 수지로서 레졸형 페놀 수지를 이용한 경우, 습열법 또는 건열법으로 가열 처리를 행함으로써 사조를 경화할 수 있다.
가열 처리 조건으로서, 온도는 100 내지 220℃가 바람직하고, 120 내지 180℃가 보다 바람직하고, 처리 시간은 5 내지 120분간이 바람직하고, 20 내지 60분간이 보다 바람직하다.
본 발명에서 이용하는 페놀계 섬유의 단섬유 섬도는 7dtex 이상(보다 바람직하게는 8dtex 이상)인 것이 바람직하고, 22dtex 이하(보다 바람직하게는 17dtex 이하)인 것이 바람직하다. 단섬유 섬도가 7dtex 미만인 페놀계 섬유를 이용하여 벌크 밀도가 높은 ACF 부직포를 제작하면, 엘리멘트의 압력 손실이 커지는 경우가 있다. 페놀계 섬유의 단섬유 섬도가 22dtex를 초과하는 경우에는, 해당 섬유를 이용하여 부직포 가공하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
본 발명에서 이용하는 페놀계 섬유는, 인장 탄성률이 370 내지 410kgf/mm2(보다 바람직하게는 380 내지 400kgf/mm2)이고, 또한 신장도가 10 내지 20%(보다 바람직하게는 15 내지 19%)인 것이 바람직하다. 해당 범위의 인장 탄성률, 및 신장도를 갖는 페놀계 섬유를 이용함으로써, 그의 단섬유 섬도를 7dtex 이상으로 하더라도 부직포 가공을 용이하게 행할 수 있다.
페놀계 섬유의 섬유 길이는 35mm 이상(보다 바람직하게는 50mm 이상)인 것이 바람직하고, 130mm 이하(보다 바람직하게는 100mm 이하, 더욱 바람직하게는 80mm 이하)인 것이 바람직하다. 섬유 길이가 35mm 미만이면, 섬유 사이를 충분히 얽을 수 없어, 얻어지는 ACF 부직포의 인장 강도가 낮아지는 경우가 있다. 또한, 섬유 길이가 130mm를 초과하는 경우에는, 예를 들면 니들펀치시의 섬유 절단이나 손상이 심하게 되어, 역시 인장 강도가 낮아지는 경우가 있다.
페놀계 섬유의 크림프의 유무는 특별히 한정되지 않는다. 섬유의 교락성을 높이기 위해서, 페놀계 섬유는 크림프를 가질 수도 있다. 한편, 배합물을 포함하는 페놀계 섬유는, 대경이어도 섬유 자체는 부드럽고 교락성이 우수하기 때문에, 본 발명에서는 권축이 없는 페놀계 섬유를 사용할 수 있다.
[부직포 가공]
페놀계 섬유를 부직포 가공하는 방법으로서는, 가공시의 섬유 절단 등을 방지할 수 있고, 또한 섬유 사이를 충분히 얽을 수 있으면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 니들펀치법이나 워터펀치법을 들 수 있다. 섬유 직경의 변화에 따라서 바늘 밀도, 바늘 심도를 조정하여, 얻어지는 부직포의 밀도를 조정할 수 있다는 점에서 니들펀치법이 바람직하다.
부직포 가공을 니들펀치법으로 행하는 경우에는, 바늘 밀도를 370개/inch2 이상(보다 바람직하게는 450개/inch2 이상), 바늘 심도를 5mm 이상(보다 바람직하게는 7mm 이상), 30mm 이하(보다 바람직하게는 20mm 이하)로 하는 것이 바람직하다. 바늘 밀도를 370개/inch2 이상으로 함으로써, 섬유 사이의 얽힘이 증가하고, 그것에 따라 ACF 부직포 전구체의 벌크 밀도가 증가한다. 또한, 바늘 밀도가 너무 높으면 섬유 조각이 발생하여, 얻어지는 ACF 부직포의 벌크 밀도나 인장 강도가 오히려 저하되는 경우가 있다. 이 때문에, 바늘 밀도의 상한은 700개/inch2로 하는 것이 바람직하다. 또한, 바늘 심도가 5mm 미만인 경우에는, ACF 부직포 전구체가 벌크해지는 경우가 있다. 바늘 심도가 30mm를 초과하는 경우에는, 바늘 부러짐이 발생하기 쉬워진다. 또한, ACF 부직포 전구체에 줄무늬가 많아지는 경향이 있다.
[탄화·활성화 처리]
ACF 부직포 전구체의 탄화·활성화 처리는, 예를 들면 탄화로에서 질소, 아르곤 등의 불활성 분위기 중 400℃ 내지 1000℃에서 10분 내지 120분 탄화 처리하고, 이어서 활성화로에서 수증기 등의 활성화 가스 분위기 중, 800℃ 이상에서 30분 내지 180분 활성화 처리함으로써 행할 수 있다.
(엘리멘트)
본 발명의 엘리멘트는, 상기 공정을 거쳐 얻어진 ACF 부직포를 원통에 권취함으로써 제조할 수 있다. 부직포의 권취 장력은, ACF 부직포가 파손되지 않도록 인장 강도의 약 1/3 이하로 하는 것이 바람직하다.
(벌크 밀도)
본 발명의 ACF 부직포는 우수한 인장 강도를 갖고 있기 때문에, 원통에 해당 부직포를 권취할 때의 장력을 종래보다 높일 수 있다. 이 때문에, 본 발명에서는 벌크 밀도가 90kg/m3 내지 170kg/m3의 엘리멘트를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 엘리멘트는 벌크 밀도가 크기 때문에, 종전의 엘리멘트와 동등한 흡착능을 갖는 엘리멘트를 보다 소형화하여 제작할 수 있다. 또한, 본 발명의 엘리멘트의 부피를 종전의 엘리멘트의 부피와 동등하게 하면, 흡착능이 한층 우수한 엘리멘트를 제작할 수 있다. 또한, 본 발명의 엘리멘트는 벌크 밀도가 크기 때문에, 엘리멘트 제작 후, 더 압축하여 벌크 밀도를 조정할 것을 요하지 않으므로, 해당 압축에 의해서 ACF가 탈락되거나 비산되는 것을 막을 수 있다.
또한, 엘리멘트의 벌크 밀도가 170kg/m3을 초과하는 경우에는, 엘리멘트의 압력 손실이 커지는 경우가 있다. 본 발명의 엘리멘트의 벌크 밀도는 100kg/m3 내지 150kg/m3인 것이 바람직하다.
(엘리멘트의 압력 손실)
본 발명의 엘리멘트는, 섬유 직경이 큰 섬유로 구성되는 ACF 부직포를 이용하여 구성되기 때문에, 압력 손실이 작고, 구체적으로는 550mmAq 이하로 될 수 있다. 따라서, ACF 부직포의 벌크 밀도를 높이고 엘리멘트를 소형화해도, 해당 엘리멘트에 피처리 가스를 송풍하기 위한 송풍기의 능력을 높일 필요가 없기 때문에, 엘리멘트의 소형화에 따른 이익을 충분히 누릴 수 있다.
본 발명의 엘리멘트의 압력 손실은 500mmAq 이하(보다 바람직하게는 400mmAq 이하)인 것이 바람직하다. 압력 손실의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 100mmAq 이상(보다 바람직하게는 110mmAq 이상)인 것이 바람직하다. 엘리멘트의 압력 손실을 100mmAq 미만으로 하기 위해서는, ACF 부직포를 구성하는 섬유의 섬유 직경을 더 크게 할 필요가 있으며, 이러한 섬유 직경을 갖는 부직포를 제작하는 것은 곤란하다.
본원은, 2011년 11월 30일에 출원된 일본국 특허 출원 제2011-262483호에 기초하는 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 2011년 11월 30일에 출원된 일본국 특허 출원 제2011-262483호의 명세서의 전체 내용이 본원에 참고를 위해 원용된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 의해서 본 발명을 보다 상세히 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니고, 상기 및 후술하는 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적절하게 변경하여 실시하는 것이 가능하며, 이들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
우선, 제조예나 실시예 등에서 제작한 「페놀계 섬유」의 단섬유 섬도, 인장 탄성률, 신장도, 「ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유」의 섬유 직경, 톨루엔 흡착률, 「ACF 부직포」의 인장 강도, 단위 면적당 중량, 벌크 밀도, 압력 손실 계수, 및 「엘리멘트」의 벌크 밀도, 압력 손실의 측정 방법에 대해서 이하 설명한다.
(페놀계 섬유의 단섬유 섬도)
DC11B 데니어 컴퓨터(서치(주)사 제조)를 이용하여 측정하였다.
(페놀계 섬유의 인장 탄성률)
RTG-1210 텐실론 만능 시험기((주)에이·앤드·디사 제조)를 이용하여, JIS L1015에 준거하여 측정하였다.
(페놀계 섬유의 신장도)
RTG-1210 텐실론 만능 시험기((주)에이·앤드·디사 제조)를 이용하여, JIS L1015에 준거하여 측정하였다.
(ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유의 섬유 직경)
고정밀 디지털 현미경 VH-6300(키옌스(KEYENCE) 제조)을 이용해서, JIS K1477 5.1(섬유 직경 시험 방법)에 준거하여 섬유 직경을 측정하였다.
(ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유의 톨루엔 흡착률)
JIS K1477 「7.8 톨루엔 흡착 성능」에 준거하여, 톨루엔 흡착률을 측정하였다.
(ACF 부직포의 인장 강도)
ACF 부직포의 폭 방향 및 길이 방향으로부터, 각각 5개의 시험편(폭 25mm, 길이 100mm)을 절취하여, 인스트론형 인장 시험기(예를 들면, (주)도요 볼드윈 제조 「STM-T-200BP」)로 시험편의 양끝을 처크로 잡아, 처크의 간격을 50mm, 인장 속도를 20mm/분(신장률 40%/분)으로 해서 파단 강도를 측정하고, 해당 값을 시험편의 단면적(폭×두께)으로 나눔으로써 산출하였다(단위 N/cm2). 또한, 두께는, 면적 4cm2의 원반을 이용하여, ACF 부직포에 걸리는 하중을 9gf/cm2로 하여 측정하였다. 폭 방향으로 절취한 시험편의 인장 강도의 평균치, 및 길이 방향으로 절취한 시험편의 인장 강도의 평균치 중 작은 값을, 본 발명의 ACF 부직포의 인장 강도로 하였다.
(ACF 부직포의 단위 면적당 중량)
ACF 부직포 단위 면적당 질량을 측정하여 단위 g/m2로 구하였다. 또한, 질량은 100℃에서의 절건 상태에서 측정하였다.
(ACF 부직포의 벌크 밀도)
벌크 밀도는 단위 면적당 중량을 두께로 나누어 단위 kg/m3로 구하였다. 또한, 두께는, 면적 4cm2의 원반을 이용하여, ACF 부직포에 걸리는 하중을 9gf/cm2로 하여 측정하였다.
(ACF 부직포의 압력 손실 계수)
ACF 부직포를 직경 72mm의 진원으로 잘라내어, 통기 압력 손실 측정 기구에 세팅하고, 측정면인 직경 50.5mm의 진원과, 직경 72mm의 진원의 ACF 부직포와의 사이를 0.1MPa의 압축 공기로 단단히 눌러, 풍속 30cm/초의 공기를 흘렸을 때의 압력 손실을 측정하고, 해당 값을 풍속과 두께로 나눔으로써 구하였다(단위 mmAq·s/cm2). 또한, 해당 측정은 온도 25℃, 습도 50%에서 행하였다. 두께는, 벌크 밀도를 측정할 때에 이용한 방법과 마찬가지로 측정하였다.
(엘리멘트의 벌크 밀도)
100℃에서 절건한 상태에서, ACF 부직포를 권취하기 전의 엘리멘트의 질량과 권취한 후의 질량을 측정하여, 그 차의 질량을 권취 직경으로부터 계산되는 ACF 부직포의 부피로 나눔으로써 구하였다.
(엘리멘트의 압력 손실)
폭 1100mm의 ACF 부직포를 내경 200mm, 길이 1100mm의 원통 엘리멘트에 소정의 엘리멘트 질량, 소정의 엘리멘트 벌크 밀도가 되도록 권취하여, 그 엘리멘트의 내측에서부터 외측으로 풍속 30cm/초의 공기를 흘렸을 때의 압력 손실을 측정하였다.
(제조예 1 페놀계 섬유 1의 제조)
페놀 1000질량부와 37질량% 포르말린 733질량부와 옥살산 5질량부를, 환류 냉각기를 구비한 반응 용기에 투입하여, 40분간 상온에서 100℃로 승온시키고, 100℃에서 4시간 더 반응시킨 후, 200℃까지 가열하여 탈수 농축한 후, 냉각하여 노볼락형 페놀 수지를 얻었다.
상기 노볼락형 페놀 수지 475kg과 베헨산아미드 25kg을 이축 혼련기(고속 이축 연속 믹서)에 투입하여, 150℃에서 혼련(용융 혼합)을 행하고, 실온까지 냉각하여 담황색 투명한 블록상 물질을 얻었다. 또한, 베헨산아미드는 니혼세이카사 제조의 베헨산아미드(BNT-22H)를 이용하였다.
다음으로, 이 블록상 물질을 조분쇄하여, 용융 방사 장치(그리드 멜터식)를 이용하여 200℃에서 용융하고, 상기 용융에 의해 얻어진 용융물을, 170℃로 유지된 공경 0.1mm, L/D=3, 홀수 10개의 방사 구금으로부터 일정 토출량을 유지하면서 방사 속도 75m/분으로 방사(용융 방사)하여 사조를 얻었다.
얻어진 사조를, 길이 70mm로 컷트하여 용기에 넣고, 염산 14질량% 또한 포름알데히드 8질량%인 수용액에 상온에서 30분간 침지한 후, 2시간 동안 98℃까지 승온하고, 또한 98℃에서 2시간 유지함으로써 경화를 행하였다.
이어서, 얻어진 경화물을 상기 용기로부터 취출하여 충분히 수세한 후, 3질량% 암모니아 수용액으로 60℃, 30분간의 중화를 행하였다. 그 후, 재차 충분히 수세하고, 90℃, 30분간 건조함으로써, 단섬유 섬도 11dtex, 섬유 길이 70mm, 섬유 크림프 없는 페놀계 섬유 1을 얻었다.
얻어진 페놀계 섬유 1의 인장 탄성률은 395kgf/mm2, 신장도는 12%였다.
(제조예 2 페놀계 섬유 2의 제조)
제조예 1에서, 베헨산아미드 대신에 올레산아미드를 이용한 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 하여, 단섬유 섬도 11dtex, 섬유 길이 70mm, 섬유 크림프 없는 페놀계 섬유 2를 얻었다. 또한, 올레산아미드는 니혼 세이카사 제조의 「뉴트론(등록상표)」을 이용하였다.
얻어진 페놀계 섬유 2의 인장 탄성률은 386kgf/mm2, 신장도는 11%였다.
(제조예 3 페놀계 섬유 3의 제조)
블록상 물질을 방사할 때의 방사 구금의 공경을 0.15mm로 변경하고, 토출량을 증가시킨 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 하여, 단섬유 섬도 17dtex, 섬유 길이 70mm, 섬유 크림프 없는 페놀계 섬유 3을 얻었다.
얻어진 페놀계 섬유 3의 인장 탄성률은 402kgf/mm2, 신장도는 8%였다.
(제조예 4 페놀계 섬유 4의 제조)
블록상 물질을 방사할 때의 방사 구금의 공경을 0.07mm로 변경하고, 토출량을 감소시킨 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 하여, 단섬유 섬도 7.7dtex, 섬유 길이 70mm, 섬유 크림프 없는 페놀계 섬유 4를 얻었다.
얻어진 페놀계 섬유 4의 인장 탄성률은 390kgf/mm2, 신장도는 25%였다.
(제조예 5 페놀계 섬유 5의 제조)
제조예 1에서, 노볼락형 페놀 수지의 혼합량을 450kg으로 하고, 베헨산아미드 25kg 대신에, 하기 화학식으로 표시되는 인산에스테르 50kg으로 한 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 하여, 단섬유 섬도 11dtex, 섬유 길이 70mm, 섬유 크림프 없는 페놀계 섬유 5를 얻었다. 인산에스테르는, 「포스파놀(등록상표) SM-172」(도호가가꾸 고교사 제조; 하기 화학식 (1A)의 모노에스테르와 하기 화학식 (1B)의 디에스테르의 질량비가 1A/1B=1/1인 혼합물)를 이용하였다.
Figure pct00004
얻어진 페놀계 섬유 5의 인장 탄성률은 427kgf/mm2, 신장도는 10%였다.
(제조예 6 페놀계 섬유 6의 제조)
제조예 1에서, 노볼락형 페놀 수지의 혼합량을 450kg으로 하고, 베헨산아미드 25kg 대신에 디아세트산셀룰로오스 50kg을 이용한 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 하여, 단섬유 섬도 11dtex, 섬유 길이 70mm, 섬유 크림프 없는 페놀계 섬유 6을 얻었다.
얻어진 페놀계 섬유 6의 인장 탄성률은 380kgf/mm2, 신장도는 11%였다.
(제조예 7 페놀계 섬유 7의 제조)
제조예 1에서, 노볼락형 페놀 수지 450kg과 베헨산아미드 25kg 대신에, 노볼락형 페놀 수지 500kg을 이용한 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 하여, 단섬유 섬도 11dtex, 섬유 길이 70mm, 섬유 크림프 없는 페놀계 섬유 7을 얻었다.
얻어진 페놀계 섬유 7의 인장 탄성률은 469kgf/mm2, 신장도는 4%였다.
(실시예 1)
제조예 1에서 제조한 페놀계 섬유 1을 사용하여, 니들펀치기에 의해 바늘 밀도 500개/inch2, 바늘 심도 12mm(내측), 7mm(표측)의 조건으로 표리 처리를 행하여, 건조 단위 면적당 중량 540g/m2, 벌크 밀도 82.4kg/m3의 ACF 부직포 전구체를 얻었다.
얻어진 ACF 부직포 전구체를, 불활성 분위기(질소 분위기) 중 30분에 걸쳐, 상온에서 890℃까지 가열하여 탄화시키고, 다음으로 수증기 12질량%를 함유하는 분위기 중 890℃의 온도에서 100분간 활성화하여 ACF 부직포를 얻었다.
얻어진 ACF 부직포를, 내경 200mm, 길이 1100mm의 원통 구조체에 1.47N/cm2의 장력으로, 엘리멘트 질량이 100kg이 될 때까지 권취하여, 직경 1.09m, 벌크 밀도 100kg/m3의 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 2)
제조예 1에서 제조한 페놀계 섬유 1을 사용하여, 니들펀치기에 의해 바늘 밀도 500개/inch2, 바늘 심도 12mm(내측), 7mm(표측)의 조건으로 표리 처리를 행하여, 건조 단위 면적당 중량 520g/m2, 벌크 밀도 82.0kg/m3의 ACF 부직포 전구체를 얻었다.
얻어진 ACF 부직포 전구체를, 불활성 분위기 중 36분에 걸쳐 상온에서 890℃까지 가열하여 탄화시키고, 다음으로 수증기 12질량%를 함유하는 분위기 중 890℃의 온도에서 120분간 활성화하여 ACF 부직포를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포의 특성을 표 1에 나타내었다.
얻어진 ACF 부직포를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 본 발명의 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 3)
제조예 1에서 제조한 페놀계 섬유 1을 사용하여, 니들펀치기에 의해 바늘 밀도 500개/inch2, 바늘 심도 12mm(내측), 7mm(표측)의 조건으로 표리 처리를 행하여, 건조 단위 면적당 중량 1254g/m2, 벌크 밀도 99.6kg/m3의 ACF 부직포 전구체를 얻었다.
얻어진 ACF 부직포 전구체를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 본 발명의 ACF 부직포 및 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 4)
실시예 1에서 제조한 ACF 부직포를, 내경 200mm, 길이 1100mm의 원통 구조체에 2.2N/cm2의 장력으로, 엘리멘트 질량이 100kg이 될 때까지 권취하였다. 얻어진 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 5)
제조예 1에서 제조한 페놀계 섬유 1을 사용하여, 니들펀치기에 의해 바늘 밀도 650개/inch2, 바늘 심도 15mm(내측), 10mm(표측)의 조건으로 표리 처리를 행하여, 건조 단위 면적당 중량 540g/m2, 벌크 밀도 129kg/m3의 ACF 부직포 전구체를 얻었다.
얻어진 ACF 부직포 전구체를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 본 발명의 ACF 부직포 및 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 6)
실시예 5에서 얻어진 ACF 부직포를, 내경 200mm, 길이 1100mm의 원통 구조체에 2.2N/cm2의 장력으로, 엘리멘트 질량이 150kg이 될 때까지 감았다. 얻어진 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 7)
실시예 1에 있어서, 제조예 1에서 제조한 페놀계 섬유 1 대신에, 제조예 2에서 제조한 페놀계 섬유 2를 사용하고, 또한 불활성 분위기 중 12분에 걸쳐 상온에서 870℃까지 가열하여 탄화시키고, 다음으로 수증기 12질량%를 함유하는 분위기 중 870℃의 온도에서 40분간 활성화한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, ACF 부직포 전구체, ACF 부직포, 및 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 8)
실시예 2에 있어서, 제조예 1에서 제조한 페놀계 섬유 1 대신에, 제조예 3에서 제조한 페놀계 섬유 3을 사용하고, 또한 니들펀치기에 의해 바늘 밀도 600개/inch2, 바늘 심도 13mm(내측), 9mm(표측)의 조건으로 표리 처리를 행하여, 건조 단위 면적당 중량 778g/m2, 벌크 밀도 98.3kg/m3의 ACF 부직포 전구체를 얻고, 해당 ACF 부직포 전구체를 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여, ACF 부직포 및 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 9)
실시예 1에 있어서, 제조예 1에서 제조한 페놀계 섬유 1 대신에, 제조예 4에서 제조한 페놀계 섬유 4를 사용하고, 또한 니들펀치기에 의해 바늘 밀도 450개/inch2, 바늘 심도 12mm(내측), 7mm(표측)의 조건으로 표리 처리를 행하여, 건조 단위 면적당 중량 535g/m2, 벌크 밀도 80.3kg/m3의 ACF 부직포 전구체를 얻고, 해당 ACF 부직포 전구체를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, ACF 부직포 및 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 10)
실시예 8에 있어서, 얻어진 ACF 부직포 전구체를 불활성 분위기 중 18분에 걸쳐 상온에서 870℃까지 가열하여 탄화시키고, 다음으로 수증기 12질량%를 함유하는 분위기 중 870℃의 온도에서 60분간 활성화한 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여, ACF 부직포 및 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 11)
실시예 1에 있어서, 제조예 1에서 제조한 페놀계 섬유 1을 사용하여, 니들펀치기에 의해 바늘 밀도 600개/cm2, 바늘 심도 13mm(내측), 9mm(표측)의 조건으로 표리 처리를 행하여, 건조 단위 면적당 중량 420g/m2, 벌크 밀도 81.7kg/m3의 ACF 부직포 전구체를 얻은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, ACF 부직포 및 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 12)
실시예 1에서 이용한 페놀계 섬유 1 대신에, 제조예 5에서 얻은 페놀계 섬유 5를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, ACF 부직포 전구체, ACF 부직포 및 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(실시예 13)
실시예 1에서 이용한 페놀계 섬유 1 대신에, 제조예 6에서 얻은 페놀계 섬유 6을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, ACF 부직포 전구체, ACF 부직포 및 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(비교예 1)
단섬유 섬도 5.6dtex, 섬유 길이 70mm, 섬유 크림프 없는 페놀계 섬유(군에이가가꾸 고교(주)사 제조, 카이놀 KF-0570)를 사용하여, 니들펀치기에 의해 바늘 밀도 500개/inch2, 바늘 심도 12mm(내측), 7mm(표측)의 조건으로 표리 처리를 행하여, 건조 단위 면적당 중량 385g/m2, 벌크 밀도 83.7kg/m3의 ACF 부직포 전구체를 얻었다.
얻어진 ACF 부직포 전구체를, 불활성 분위기 중 18분에 걸쳐 상온에서 890℃까지 가열하여 탄화시키고, 다음으로 수증기 12질량%를 함유하는 분위기 중 890℃의 온도에서 60분간 활성화하여 ACF 부직포를 얻었다.
얻어진 ACF 부직포를, 내경 200mm, 길이 1100mm의 원통 구조체에 1.1N/cm2의 장력으로 엘리멘트 질량이 100kg이 될 때까지 권취하여, 직경 1.26m, 벌크 밀도 75kg/m3의 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(비교예 2)
비교예 1에서 얻어진 ACF 부직포를, 내경 200mm, 길이 1100mm의 원통 구조체에 1.47N/cm2의 장력으로 엘리멘트 질량이 100kg이 될 때까지 권취하여, 직경 1.09m, 벌크 밀도 100kg/m3의 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
(비교예 3)
제조예 7에서 제조한 페놀계 섬유 7을 사용하여, 니들펀치기에 의해 바늘 밀도 650개/inch2, 바늘 심도 15mm(내측), 10mm(표측)의 조건으로 표리 처리를 행하여, 건조 단위 면적당 중량 580g/m2, 벌크 밀도 115.0kg/m3의 ACF 부직포 전구체를 얻었다.
얻어진 ACF 부직포 전구체를, 불활성 분위기 중 30분에 걸쳐 상온에서 890℃까지 가열하여 탄화시키고, 다음으로 수증기 12질량%를 함유하는 분위기 중 890℃의 온도에서 100분간 활성화하여 ACF 부직포를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포의 특성을 표 1에 나타내었다.
또한, 얻어진 ACF 부직포에 대해서, 내경 200mm, 길이 1100mm의 원통 구조체에 1.1N/cm2의 장력으로 권취하려고 시도했지만, ACF 부직포의 인장 강도가 낮아 파단되어버려 권취할 수 없었다.
(비교예 4)
비교예 1에 있어서, 니들펀치기에 의해 바늘 밀도 600개/inch2, 바늘 심도 13mm(내측), 9mm(표측)의 조건으로 표리 처리를 행하여, 건조 단위 면적당 중량 575g/m2, 벌크 밀도 105.1kg/m3의 ACF 부직포 전구체를 얻은 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여 ACF 부직포를 얻었다.
얻어진 ACF 부직포를, 내경 200mm, 길이 1100mm의 원통 구조체에 1.47N/cm2의 장력으로, 엘리멘트 질량이 100kg이 될 때까지 권취하여, 직경 1.09m, 벌크 밀도 100kg/m3의 엘리멘트를 얻었다. 얻어진 ACF 부직포를 구성하는 활성 탄소 섬유, ACF 부직포 및 엘리멘트의 특성을 표 1에 나타내었다.
Figure pct00005

Claims (6)

  1. 페놀 수지에 지방산 아미드류, 인산에스테르류, 셀룰로오스류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 혼합한 혼합물을 방사하고 경화하여 얻은 페놀계 섬유를 부직포 가공한 후, 탄화·활성화하여 얻어지며, 구성하는 활성 탄소 섬유가 섬유 직경 21㎛ 내지 40㎛, 톨루엔 흡착률 20% 내지 75%이고, 부직포의 인장 강도가 4N/cm2 이상인 것을 특징으로 하는 활성 탄소 섬유 부직포.
  2. 제1항에 있어서, 단위 면적당 중량이 200g/m2 내지 800g/m2인 활성 탄소 섬유 부직포.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 벌크 밀도가 65kg/m3 내지 100kg/m3인 활성 탄소 섬유 부직포.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 활성 탄소 섬유 부직포를 이용하여 구성되고, 벌크 밀도가 90kg/m3 내지 170kg/m3인 것을 특징으로 하는 엘리멘트.
  5. 제4항에 있어서, 압력 손실이 550mmAq 이하인 엘리멘트.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 활성 탄소 섬유 부직포를 제조하는 방법으로서,
    페놀 수지에 지방산 아미드류, 인산에스테르류, 셀룰로오스류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 혼합한 혼합물을 방사하고 경화하여 페놀계 섬유를 제작하는 공정과,
    상기 페놀계 섬유를 부직포 가공하여 활성 탄소 섬유 부직포 전구체를 제작하는 공정과,
    상기 전구체를 탄화·활성화 처리하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 활성 탄소 섬유 부직포의 제조 방법.
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