TW201331435A - 活性碳纖維不織布、及使用該不織布之元件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種活性碳纖維不織布，其係使用具有能減小元件的壓力損失之纖維直徑的纖維所構成，具有即使強力地捲繞於圓筒也不破損之拉伸強度。本發明的活性碳纖維不織布之特徵為：將在酚樹脂中混合有選自由脂肪酸醯胺類、磷酸酯類、纖維素類所組成之群組中的至少一種化合物之混合物予以紡絲，將硬化所得之酚系纖維予以不織布加工後，進行碳化‧活化而得，所構成的活性碳纖維係纖維直徑21μm~40μm、甲苯吸附率20%~75%，不織布的拉伸強度為4N/cm2以上。

Description

活性碳纖維不織布、及使用該不織布之元件
本發明關於活性碳纖維不織布及使用該不織布之元件。
於連續式的氣體吸附處理裝置中，從吸脫附速度快且可小型化來看，適宜使用在圓筒上捲繞活性碳纖維不織布而構成之元件。近幾年，為了減少該裝置的設置空間並抑制製造成本，而期望元件的小型化。
作為該元件的小型化之有效手段，可舉出提高活性碳纖維不織布的體積密度(bulk density)者。然而，對於構成活性碳纖維不織布的纖維，若維持以往的單纖維纖度(約2dtex~3dtex)而提高不織布的體積密度，則元件的壓力損失變大，必須提高用於將被處理氣體送風至元件的鼓風機之能力。結果，有無法充分享受元件之小型化所伴隨的利益之情況。
因此，本發明者們使用單纖維纖度為5dtex以上之纖維，開發元件的壓力損失經抑制之活性碳纖維不織布，申請發明專利，而已取得權利(專利文獻1)。
另一方面，增大纖維的纖維直徑時，雖然元件的壓力損失變小，但該纖維變硬而難以纏絡，結果所得之活性碳纖維不織布之拉伸強度變小。因此，若要將活性碳纖維不織布強力地捲繞在圓筒上，以得到體積密度高之元件，則活性碳纖維不織布有破損之情況。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-161439號公報
本發明係為了解決上述問題而完成者，課題在於提供一種活性碳纖維不織布，其係使用具有能減小元件的壓力損失之纖維直徑的纖維所構成，具有即使強力地捲繞於圓筒也不破損之拉伸強度。
本發明者們進行專心致力的檢討，結果發現使用具有指定纖維直徑的酚系纖維而得之活性碳纖維不織布，係不僅可減小由該不織布所構成的元件之壓力損失，而且具有充分的拉伸強度，可強力地捲繞於圓筒，並能提高元件的體積密度，終於完成本發明。
即，本發明的活性碳纖維不織布之特徵為：將在酚樹脂中混合有選自由脂肪酸醯胺類、磷酸酯類、纖維素類所組成之群組中的至少一種化合物之混合物予以紡絲，將硬化所得之酚系纖維予以不織布加工後，進行碳化‧活化而得，所構成的活性碳纖維係纖維直徑21μm~40μm、甲苯吸附率20%~75%，不織布的拉伸強度為4N/cm2以上。
於本發明的活性碳纖維不織布中，單位面積重量為200g/m2~800g/m2者，或體積密度為65kg/m3~100kg/m3者，均是較佳的實施形態。
於本發明中，包含一種活性碳纖維元件，其特徵為 以由上述活性碳纖維不織布所構成，且體積密度為90kg/m3~170kg/m3。
於本發明的活性碳纖維元件中，壓力損失為550mmAq以下者係較佳的實施形態。
於本發明中，包含一種活性碳纖維不織布之製造方法，其係製造上述活性炭纖維不織布之方法，其特徵為含有：將在酚樹脂中混合有選自由脂肪酸醯胺類、磷酸酯類、纖維素類所組成之群組中的至少一種化合物之混合物予以紡絲，進行硬化，以製作酚系纖維之步驟；將前述酚系纖維予以不織布加工，以製作活性碳纖維不織布前驅物之步驟；以及將前述前驅物予以碳化‧活化處理之步驟。
本發明的活性碳纖維不織布，由於構成該不織布的纖維之纖維直徑粗，故可得到壓力損失低之元件。又，本發明的活性碳纖維不織布，由於拉伸強度大，即使強力地捲繞於圓筒也不易破損，故可得到體積密度高之元件。
[實施發明之形態]
本發明的活性碳纖維不織布之特徵為：由纖維直徑為21μm~40μm、甲苯吸附率為20%~75%的活性碳纖維所構成之不織布，拉伸強度為4N/cm2以上。以下，詳細說明本發明的活性碳纖維不織布。再者，活性碳纖維有僅稱為ACF(Activated Carbon Fiber)之情況。
(纖維直徑)
構成本發明的ACF不織布之纖維的纖維直徑為21μm以上(較佳為22μm以上，更佳為23μm以上，尤佳為24μm以上)。藉由使纖維直徑成為21μm以上，可充分抑制使用本發明的ACF不織布所得之元件的壓力損失。纖維直徑的上限為40μm(較佳為35μm)。為了得到纖維直徑超過40μm的ACF不織布，必須將單纖維纖度超過22dtex的原絲(纖維)予以不織布加工，接著活化處理，結果有變得難以將該超過22dtex的原絲予以不織布加工之情況。
(甲苯吸附能力)
構成本發明的ACF不織布之活性碳纖維，表示其活化程度之指標之一的甲苯吸附率為20%以上(較佳為30%以上，更佳為40%以上)75%以下(較佳為70%以下)。藉由使甲苯吸附率成為20%以上，即使減少ACF不織布對圓筒的捲繞厚度，也可發揮充分的氣體吸附能力，故可有效率地謀求元件的小型化。另一方面，甲苯吸附率若超過75%，則所得之ACF不織布來自原絲的重量產率極端地變小，ACF不織布的拉伸強度有降低之傾向。
(拉伸強度)
本發明的ACF不織布之拉伸強度為4N/cm2以上(較佳為4.5N/cm2以上，更佳為5N/cm2以上)。拉伸強度若為4N/cm2以上，則即使增大將ACF不織布強力地捲繞於圓筒時之張力，該不織布也不易破損，故可得到體積密度高之元件。該拉伸強度的上限係沒有特別的限定，但於纖維直徑為21μm~40μm的ACF不織布中，難以實現超過 20N/cm2的拉伸強度。
(單位面積重量)
本發明的ACF不織布較佳為單位面積重量為200g/m2以上(更佳為250g/m2以上，尤佳為300g/m2以上)。藉由使單位面積重量成為200g/m2以上，可得到拉伸強度為4N/cm2以上之ACF不織布。單位面積重量的上限為800g/m2(更佳為750g/m2，尤佳為700g/m2)。單位面積重量超過800g/m2的ACF不織布係製作變困難，或者即使可製作該不織布，不僅拉伸強度的提高效果已達到極限，而且缺乏柔軟性，而有在製作元件時，難以在圓筒上捲繞之傾向。
(體積密度)
本發明的ACF不織布較佳為體積密度為65kg/m3以上(更佳為67kg/m3以上，尤佳為70kg/m3以上)。體積密度若為65kg/m3以上，則於製作元件時，即使降低ACF不織布對圓筒的捲繞張力，也可得到體積密度高之元件。體積密度的上限為100kg/m3(更佳為95kg/m3)。體積密度超過100kg/m3的ACF不織布，雖然拉伸強度升高，但缺乏柔軟性，有難以在圓筒上捲繞之傾向。
(ACF不織布之壓力損失)
具備上述特性的本發明之ACF不織布，由於壓損係數可成為0.5mmAq‧s/cm2以下，故可製作壓力損失低之元件。本發明之ACF不織布的壓損係數較佳為0.45mmAq‧s/cm2以下(更佳為0.40mmAq‧s/cm2以下)。壓損係數若超過0.5mmAq‧s/cm2，則通氣時的阻力高，有通氣送 風機的動力損失變大之情況。
(ACF不織布之製造方法)
本發明的ACF不織布，係在使用酚系纖維作為原絲來進行不織布加工，製作ACF不織布前驅物後，藉由將該前驅物予以碳化‧活化處理而可製造。以下，詳細說明本發明的ACF不織布之製造方法。
[酚系纖維]
作為本發明所用之酚系纖維，適宜使用將在酚樹脂中混合有選自由脂肪酸醯胺類、磷酸酯類、纖維素類所組成之群組中的至少一種化合物(摻合物)之混合物予以紡絲而得之酚系纖維。藉由在酚樹脂中添加前述摻合物，由於可柔軟地加工酚系纖維，當形成不織布時，可提高纖維的交絡性。藉此，由於碳化‧活化所得之ACF不織布中的纖維之交絡性亦升高，故可對ACF不織布賦予所欲的拉伸強度。
<酚樹脂>
作為酚樹脂，可舉出在酸性觸媒之存在下使酚類與醛類反應而得之酚醛清漆(novolac)型酚樹脂，在鹼性觸媒之存在下使酚類與醛類反應而得之可溶酚醛樹脂(resol)型酚樹脂，各種改性酚樹脂或此等的混合物等。
作為前述酚類，只要是在酸性或鹼性觸媒之存在下使醛類與其反應而可得到各酚樹脂者即可，可舉出苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、2,3-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚、間乙基苯酚、間丙基苯酚、間丁基苯酚、對丁基苯酚、鄰丁基苯酚、間苯二酚、氫醌、兒茶酚、3-甲氧基 苯酚、4-甲氧基苯酚、3-甲基兒茶酚、4-甲基兒茶酚、甲基氫醌、2-甲基間苯二酚、2,3-二甲基氫醌、2,5-二甲基間苯二酚、2-乙氧基苯酚、4-乙氧基苯酚、4-乙基間苯二酚、3-乙氧基-4-甲氧基苯酚、2-丙烯基苯酚、2-異丙基苯酚、3-異丙基苯酚、4-異丙基苯酚、3,4,5-三甲基苯酚、2-異丙氧基苯酚、4-丙氧基苯酚、2-烯丙基苯酚、3,4,5-三甲氧基苯酚、4-異丙基-3-甲基苯酚、焦五倍子酚、間苯三酚、1,2,4-苯三酚、5-異丙基-3-甲基苯酚、4-丁氧基苯酚、4-第三丁基兒茶酚、第三丁基氫醌、4-第三戊基苯酚、2-第三丁基-5-甲基苯酚、2-苯基苯酚、3-苯基苯酚、4-苯基苯酚、3-苯氧基苯酚、4-苯氧基苯酚、4-己氧基苯酚、4-己醯基間苯二酚、3,5-二異丙基兒茶酚、4-己基間苯二酚、4-庚氧基苯酚、3,5-二第三丁基苯酚、3,5-二第三丁基兒茶酚、2,5-二第三丁基氫醌、二第二丁基苯酚、4-異丙苯基苯酚、壬基苯酚、2-環戊基苯酚、4-環戊基苯酚、雙酚A、雙酚F等。
其中，較佳為苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、雙酚A、2,3-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚、間丁基苯酚、對丁基苯酚、鄰丁基苯酚、4-苯基苯酚、間苯二酚，最佳為苯酚。前述酚類係可單獨使用一種，也可併用二種以上。
作為前述醛類，可舉出甲醛、三烷、糠醛、三聚甲醛、苯甲醛、甲基半甲縮醛、乙基半甲縮醛、丙基半甲縮醛、水楊醛、丁基半甲縮醛、苯基半甲縮醛、乙醛、丙基醛、苯基乙醛、α-苯基丙基醛、β-苯基丙基醛、 鄰羥基苯甲醛、間羥基苯甲醛、對羥基苯甲醛、鄰氯苯甲醛、鄰硝基苯甲醛、間硝基苯甲醛、對硝基苯甲醛、鄰甲基苯甲醛、間甲基苯甲醛、對甲基苯甲醛、對乙基苯甲醛、對正丁基苯甲醛等。
其中，較佳為甲醛、三聚甲醛、糠醛、苯甲醛、水楊醛，特佳為甲醛、三聚甲醛。前述醛類係可單獨使用一種，也可併用二種以上。
作為前述酸性觸媒，可舉出鹽酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、草酸、丁酸、乳酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、硼酸、或氯化鋅或乙酸鋅等之與金屬的鹽等。前述酸性觸媒係可單獨使用一種，也可併用二種以上。
作為前述鹼性觸媒，可舉出氫氧化鈉、氫氧化鋰等的鹼金屬之氫氧化物；氫氧化鈣、氫氧化鋇等的鹼土類金屬之氫氧化物；氫氧化銨；二乙胺、三乙胺、三乙醇胺、乙二胺、六亞甲基四胺等之胺類等。前述鹼性觸媒係可單獨使用一種，也可併用二種以上。
作為各種改性酚樹脂，可舉出藉由硼改性、矽改性、重金屬改性、氮改性、硫改性、油改性、松香改性等之眾所周知的技術方法，將酚醛清漆型或可溶酚醛樹脂型酚樹脂改性者。
於本發明中，較佳為使用酚醛清漆型酚樹脂、可溶酚醛樹脂型酚樹脂。酚樹脂係可單獨使用一種，也可併用二種以上。
<摻合物>
本發明中作為摻合物使用的脂肪酸醯胺類，就是意 味著具有鍵結於氨或胺之氮原子的氫原子之1個以上為經醯基取代之結構的非聚合物，包含氫原子以2個鍵結於該氮原子之一級醯胺、氫原子以1個鍵結於該氮原子之二級醯胺、氫原子未鍵結於該氮原子之三級醯胺、內醯胺及在1分子中具有2個以上的胺之氮原子者。因此，本發明中的「脂肪酸醯胺類」，係與以尼龍-6、尼龍-6,6為代表之所謂的如脂肪族聚醯胺之聚合物不同。再者，「脂肪酸醯胺類」亦稱為脂肪醯胺類。
作為一級醯胺，可舉出通式「R1C(=O)NH2」所示的化合物等。
前述式中R1係可具有取代基的烴基。此處所言之「可具有取代基」，就是意味著烴基的氫原子之一部分或全部可被取代基所取代。R1的烴基係可為飽和或不飽和，可為直鏈狀或支鏈狀，其碳數較佳為5~31，更佳為11~23。惟，R1的烴基之碳數係不包含後述的取代基中之碳數。作為該烴基可具有的取代基，可舉出羥基、羥烷基等。該羥烷基的碳數較佳為1~11。
作為一級醯胺，具體而言可舉出己酸醯胺、辛酸醯胺、壬酸醯胺、月桂酸醯胺、肉豆蔻酸醯胺、棕櫚酸醯胺、硬脂酸醯胺、花生酸醯胺、蘿酸醯胺、二十四酸醯胺等之飽和脂肪酸單醯胺；油酸醯胺、芥酸醯胺、蓖麻油酸醯胺等之不飽和脂肪酸單醯胺等。
作為二級醯胺，可舉出通式「R1C(=O)NHR2」所示的化合物等。
前述式中R1係與上述一級醯胺之說明中的R1相同。
前述式中R2係可具有取代基的烴基或-C(=O)R3。R2中的該烴基係可為飽和或不飽和，可為直鏈狀或支鏈狀，其碳數較佳為1~23，更佳為1~17。作為該烴基可具有的取代基，可舉出羥基等。
R3例如是與上述一級醯胺之說明中的R1同樣者，R1與R3可互相相同或相異。再者，R2為-C(=O)R3的化合物亦稱為醯亞胺。
作為二級醯胺，具體而言可舉出硬脂基硬脂酸醯胺、油基油酸醯胺、硬脂基油酸醯胺、油基硬脂酸醯胺、硬脂基芥酸醯胺、油基棕櫚酸醯胺等之取代醯胺；羥甲基硬脂酸醯胺、羥甲基蘿酸醯胺等之羥甲基醯胺等。
作為三級醯胺，可舉出通式「R1C(=O)NR4R5」所示的化合物等。
前述式中R1係與上述一級醯胺之說明中的R1相同。
前述式中R4、R5各自例如是與上述二級醯胺之說明中的R2同樣者，R4與R5可互相相同或相異。
作為三級醯胺，具體而言可舉出N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二乙基乙醯胺等。
作為內醯胺中之合適者，可舉出碳數3~12者。具體而言，可舉出β-丙內醯胺、γ-丁內醯胺(2-吡咯啶酮)、δ-戊內醯胺(2-哌啶酮)、ε-己內醯胺、十一內醯胺、十二內醯胺(月桂/月桂醯內醯胺)等。
作為在1分子中具有2個以上的胺之氮原子者，可舉出通式「R11C(=O)NH-R6-NHC(=O)R12」所示的化合物、 通式「R11NHC(=O)-R7-C(=O)NHR12」所示的化合物。
前述式中R11、R12各自為可具有取代基之烴基，可舉出與上述R1同樣者。R6、R7各自為二價的烴基，其碳數較佳為1~10，更佳為1~8。
作為在1分子中具有2個以上的胺之氮原子者，具體而言可舉出亞甲基雙硬脂酸醯胺、伸乙基雙硬脂酸醯胺、伸乙基雙辛酸醯胺、伸乙基雙月桂酸醯胺、伸乙基雙蘿酸醯胺、亞甲基雙羥基硬脂酸醯胺、六亞甲基雙硬脂酸醯胺、六亞甲基雙蘿酸醯胺、六亞甲基雙羥基硬脂酸醯胺；N,N-二硬脂基己二酸醯胺、N,N-二硬脂基癸二酸醯胺等。
於上述的脂肪酸醯胺類之中，從原料混合物的操作性、安定性或紡絲性等之點來看，較佳為一級醯胺、二級醯胺，更佳為一級醯胺，特佳為飽和脂肪酸單醯胺、不飽和脂肪酸單醯胺，其中最佳為蘿酸醯胺。
又，作為脂肪酸醯胺類，若其碳數過少，則酚系纖維的耐熱性有降低之虞，若碳數過多，則與在酚系纖維之原料中使用的酚樹脂之相溶性有降低之虞。因此，脂肪酸醯胺類係其碳數以分子全體計較佳為12~30，更佳為18~24。脂肪酸醯胺類係可單獨使用一種，也可併用二種以上。
本發明中作為摻合物使用的磷酸酯類之「磷酸」，是十氧化四磷(P4O10)受到水解而產生的各種之含氧酸的總稱，包含下述化學式所示之正磷酸(a)、焦磷酸(二磷酸)(b)、三磷酸(c)、四磷酸(d)、偏磷酸(e)等。
[式中，m表示重複數]。
本發明中所謂的「磷酸酯類」，就是意味著磷酸中的-OH之一個以上經下述通式(1)表示的基所取代者(磷酸酯)或其鹽。
[式中，R13係可具有雜原子(碳與氫以外之原子)之碳數4以上的烴基，AO係碳數2~4的氧化烯基，n為平均附加莫耳數，表示0~100之數]。
前述式(1)中，作為R13之烴基，可舉出烷基、烯基、芳基、烷基之氫原子的一部分經芳基取代之基、烯基的氫原子之一部分經芳基取代之基等。
當R13的烴基為烷基或烯基時，R13的碳數較佳為4~22，更佳為8~18。
R13的烴基為芳基時，R13的碳數較佳為6~35，更佳為6~27。具體而言，可舉出苯基、萘基、苄基、甲苯基、二甲苯基等。
R13的烴基為任一者時，若R13的碳數超過上限值，則與前述酚樹脂的相溶性容易降低。與R13為烷基或烯基之情況相比，R13為芳基之情況係與酚樹脂的相溶性比較 良好。
前述式(1)中，作為AO，可舉出氧乙烯基、氧丙烯基、氧丁烯基。再者，磷原子係鍵結於氧化烯基中的氧原子。
前述式(1)中，n較佳為0~50，更佳為0~10。
作為磷酸酯類，從尤其在成為粗徑的酚系纖維時機械強度容易升高來看，較佳為正磷酸中的-OH之一個以上為經前述式(1)表示的基所取代者(正磷酸酯)或其鹽。
作為正磷酸酯，具體而言可舉出下述通式表示的正磷酸之單酯(f)、二酯(g)、三酯(h)。其中，較佳為正磷酸的單酯、二酯。
[式中，R13、AO、n各自係與前述相同；於二酯與三酯中，複數存在的-(AO)nOR13可互相相同或相異]。
作為磷酸酯之鹽，可舉出磷酸酯之鹼金屬鹽、鹼土類金屬鹽、銨鹽、胺鹽等。磷酸酯類係可單獨使用，也可併用二種以上。
作為本發明中當作摻合物使用的纖維素類，可舉出甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等。纖維素類係可單獨使用，也可併用二種以上。
[製作酚系纖維之步驟]
本發明所用的酚系纖維，係可經由以下步驟來製作 ：將上述方法所得之酚樹脂與上述的摻合物予以混合之原料混合步驟；以及將前述原料混合步驟所得之原料混合物予以紡絲而得到絲條之紡絲步驟。
<原料混合步驟>
將酚樹脂與摻合物熔融混合，在後述的紡絲步驟中進行最普通的紡絲方法之熔融紡絲時，作為酚樹脂，可使用酚醛清漆型或可溶酚醛樹脂型酚樹脂中的任一者。然而，與酚醛清漆型相比，可溶酚醛樹脂型係熱安定性差，由於容易因熔融時的加熱而進行聚合，故無法避免熔融紡絲裝置內的固化，難以連續地安定紡絲。因此，考慮工業上製造時的步驟之容易性、通用性，特佳為選擇酚醛清漆型酚樹脂。
於原料混合步驟中，混合酚樹脂與摻合物時，酚樹脂的使用量較佳係使所得之原料混合物中的酚樹脂之比例成為55質量%~99.9質量%之量，更佳係成為70質量%~99質量%之量，特佳係成為85質量%~95質量%之量。
摻合物的使用量較佳係使所得之原料混合物中的摻合物之比例成為0.1質量%~45質量%之量，更佳係成為1質量%~30質量%之量，特佳係成為5質量%~15質量%之量。摻合物的比例若為較佳的下限值以上，則容易得到在將酚系纖維粗徑化時的機械強度提高之效果。另一方面，摻合物的比例若為較佳的上限值以下，則容易保持酚系纖維所具有的耐熱性、難燃性及耐藥品性等之特性。
作為混合酚樹脂與摻合物之方法，可舉出將兩者熔融混合之方法，使用溶劑將兩者溶解混合之方法等。其 中，從步驟的繁雜、對環境的負荷、經濟性之點來看，較佳為將兩者熔融混合之方法。作為該熔融混合，可舉出將兩者加熱混煉之方法。
於酚樹脂與摻合物之加熱混煉中，可使用眾所周知的混煉裝置進行，作為混煉裝置，可舉出擠壓機型混煉機、混合輥、班百里混合機、高速二軸連續混合機等。
加熱混煉的溫度只要按照原料的性質與狀態等來選擇即可，較佳為200℃以下，更佳為140℃~180℃。藉由使加熱混煉的溫度成為較佳的上限值以下，容易抑制因原料曝露於高溫下所致的熱變性、劣化。藉由使加熱混煉的溫度成為較佳的下限值以上，可高效率地混合兩者。
於使用溶劑溶解混合酚樹脂與摻合物之方法中，在能溶解兩者的溶劑中將兩者溶解混合後，藉由蒸發去除該溶劑而得到原料混合物。
作為能溶解兩者的溶劑，可舉出混合有由酮系溶劑、醚系溶劑、含氮系溶劑、烴系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑等中選出的一種或二種以上之溶劑。
酚樹脂與摻合物之溶解混合，較佳為一邊攪拌溶劑，一邊徐徐添加酚樹脂與摻合物。於該情況下，若酚樹脂或摻合物難溶於溶劑，則加熱係有效。又，藉由加壓，可加溫至常壓下的溶劑之沸點以上而更有效。惟，由於原料曝露於高溫下，有造成熱變性、劣化之虞，加熱較佳為限定地進行到原料完全溶解為止。
溶解於溶劑中的酚樹脂與摻合物之濃度係沒有特別 的限定，只要考慮原料的性質與狀態、之後的紡絲步驟中之紡絲方法來適宜設定即可。又，從需要龐大的時間與能量來回收被蒸發去除的溶劑之點來看，酚樹脂與摻合物之濃度較佳為考慮各自的溶解度，盡可能地設定在高濃度。
作為混合酚樹脂與摻合物之方法，亦可為前述之熔融混合、溶解混合以外之方法。例如，作為之後之紡絲步驟中的紡絲方法，當使用乾式紡絲、濕式紡絲或乾‧濕式紡絲之方法時，亦可調製在能溶解酚樹脂與摻合物這兩者的溶劑中，溶解混合有兩者的原料混合物溶液。該原料混合物溶液係可直接使用作為紡絲用原液。
又，於不阻礙酚樹脂的合成反應，而且在該合成反應中的溫度下原料不劣化之範圍內，在酚樹脂的合成反應之途中摻合摻合物，將兩者混合者亦有效。
於原料混合步驟中，為了得到原料混合物，即便使用任一的方法時，也可視需要使用眾所周知的添加劑、可塑劑、相溶化劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、滲透劑、增黏劑、防黴劑、染料、顏料、填充劑等。
尤其，將酚樹脂與脂肪酸醯胺類予以熔融混合之情況，當脂肪酸醯胺類的熔融黏度與酚樹脂者相比為極端不同時，較佳為使用相溶化劑。藉此，可防止在紡絲時發生分離。
<紡絲步驟>
於紡絲步驟中，將前述原料混合步驟所得之原料混合物予以紡絲而得到絲條。
作為紡絲之方法，可根據原料混合物的性質與狀態等之點，適宜選擇眾所周知之方法，可舉出濕式紡絲、乾式紡絲、乾‧濕式紡絲、熔融紡絲、凝膠紡絲，液晶紡絲等之方法。其中，從裝置的簡便性、經濟上有利者來看，較佳為熔融紡絲。使用熔融紡絲作為紡絲的方法時，可使用一般的熔融紡絲裝置。
作為熔融紡絲裝置的熔融裝置，可使用網柵熔融器(grid melter)式、單軸擠壓機方式、二軸擠壓機方式、串聯擠壓機方式等。為了防止所熔融的原料混合物之氧化，亦可進行熔融紡絲裝置內的氮氣取代，或者也可使用具備排氣口的擠壓機，進行去除微量的殘留溶劑或單體類之操作。
於熔融紡絲時，溫度條件較佳為120℃~200℃，更佳為140℃~170℃。藉由使溫度條件成為較佳的下限值以上，可高效率地紡絲。藉由使溫度條件成為較佳的上限值以下，而容易抑制熱變性、劣化，而且酚樹脂與摻合物不易分離。
作為紡絲噴嘴，可使用通常者，孔徑較佳為0.05mm以上1mm以下，更佳為0.07mm以上0.5mm以下，毛細管部的L/D(長度/直徑)較佳為0.5以上10以下，更佳為1以上5以下。藉由使孔徑與L/D各自成為前述的較佳範圍，可安定地紡絲。
於特別的纖維之製造方法之情況(例如並列型複合纖維、芯鞘型複合纖維、海島型複合纖維之情況等)，亦可使用並列(side-by-side)型或鞘芯(sheath-core)型或組 合第三成分的聚合物之複合噴嘴。
紡絲速度較佳為15m/分鐘以上3000m/分鐘以下，更佳為30m/分鐘以上2000m/分鐘以下，尤佳為50m/分鐘以上1600m/分鐘以下。藉由使紡絲速度成為較佳的下限值以上，可高效率地紡絲。藉由使紡絲速度成為較佳的上限值以下，可抑制紡絲時的斷絲之發生。
<硬化步驟>
於製作酚系纖維之步驟中，較佳為含有將前述紡絲步驟所得之絲條硬化之硬化步驟。藉由以硬化步驟將該絲條硬化，由於主要為酚樹脂部分被交聯，經粗徑化的酚系纖維之機械強度係升高。
使用酚醛清漆型酚樹脂作為原料的酚樹脂之情況，作為將前述紡絲步驟所得之絲條硬化之方法，可舉出將經加工成短纖維狀或絲束狀的絲條浸漬在反應容器內的處理液中，以分批式硬化處理之方法；使經加工成筒管狀或絞紗狀者與處理液接觸，進行硬化處理之方法；或使經加工成絲束狀者連續地與處理液接觸，進行硬化處理之方法等。
上述處理液係由觸媒與醛類所構成。
作為觸媒，可舉出在製造酚樹脂時所可用者之例示的酸性觸媒或鹼性觸媒。又，作為醛類，可舉出在製造酚樹脂時所可用者之例示的醛類。
硬化較佳在液相下，於60℃以上110℃以下的溫度，加熱3小時以上30小時以下而進行。又，本發明中，亦可藉由在氣相下加熱而硬化。
於本發明中，在該加熱之後，亦可進行水洗乾燥，於氮、氦、二氧化碳等之惰性氣體中，以100~300℃之溫度進行加熱，而使其進一步硬化等之眾所周知的後硬化處理。藉由該後硬化處理，絲條中的酚樹脂部分之交聯係進一步進行，可得到具備充分強度的酚系纖維。
另一方面，使用可溶酚醛樹脂型酚樹脂作為原料的酚樹脂之情況，可藉由濕熱法或乾熱法進行加熱處理來硬化絲條。
作為加熱處理條件，溫度較佳為100~220℃，更佳為120~180℃，處理時間較佳為5~120分鐘，更佳為20~60分鐘。
本發明所用之酚系纖維的單纖維纖度較佳為7dtex以上(更佳為8dtex以上)，較佳為22dtex以下(更佳為17dtex以下)。若使用單纖維纖度低於7dtex的酚系纖維來製作體積密度高的ACF不織布，則有元件的壓力損失變大之情況。於酚系纖維的單纖維纖度超過22dtex時，會有變得難以使用該纖維進行不織布加工之情況。
本發明所用之酚系纖維較佳係拉伸彈性模數為370~410kgf/mm2(更佳為380~400kgf/mm2)，而且伸長率為10~20%(更佳為15~19%)。藉由使用具有該範圍的拉伸彈性模數及伸長率之酚系纖維，即使其單纖維纖度成為7dtex以上，也可容易地進行不織布加工。
酚系纖維的纖維長度較佳為35mm以上(更佳為50mm以上)，較佳為130mm以下(更佳為100mm以下，尤佳為80mm以下)。纖維長度低於35mm時，無法充分纏絡 纖維間，會有所得之ACF不織布的拉伸強度變低之情況。又，纖維長度超過130mm時，例如針扎時的纖維切斷或損傷變激烈，仍然有拉伸強度降低之情況。
[不織布加工]
作為將酚系纖維予以不織布加工之方法，只要是可防止加工時的纖維斷裂等，而且可充分纏絡纖維間，則沒有特別的限定，例如可舉出針扎法或水扎法。從可按照纖維直徑之變化來調整針密度、針深度，可調整所得之不織布的密度之點來看，較佳為針扎法。
以針扎法進行不織布加工時，針密度較佳為370支/inch2以上(更佳為450支/inch2以上)，針深度較佳為5mm以上(更佳為7mm以上)30mm以下(更佳為20mm以下)。藉由使針密度成為370支/inch2以上，纖維間的纏絡增加，ACF不織布前驅物之體積密度隨其增加。再者，針密度若過高，則有發生纖維斷裂，所得之ACF不織布的體積密度或拉伸強度反而降低之情況。因此，針密度的上限較佳為700支/inch2。又，針深度低於5mm時，有ACF不織布前驅物變膨鬆之情況。針深度超過30mm時，容易發生針折彎。又，在ACF不織布前驅物中條紋有變多之傾向。
[碳化‧活化處理]
ACF不織布前驅物之碳化‧活化處理，係例如藉由碳化爐，在氮、氬等的惰性氣體環境中，以400℃~1000℃碳化處理10分鐘~120分鐘，接著藉由活化爐，在水蒸氣等的活化氣體環境中，於800℃以上活化處理30分鐘~180 分鐘而進行。
(元件)
本發明的元件係可藉由將經由上述步驟所得之ACF不織布捲繞於圓筒上而製造。為了不使ACF不織布破損，不織布的捲繞張力較佳為拉伸強度之約1/3以下。
(體積密度)
本發明的ACF不織布，由於具有優異的拉伸強度，而可比以往更提高在圓筒上捲繞該不織布時的張力。因此，於本發明中，可得到體積密度為90kg/m3~170kg/m3之元件。
如此，本發明的元件由於體積密度大，因此可更小型化地製作具有與以往的元件同等之吸附能力的元件。又，若使本發明的元件之體積與以往的元件之體積同等，則可製作吸附能力更優異之元件。再者，本發明的元件由於體積密度大，在元件製作後，不需要進一步壓縮以調整體積密度，因此可防止因該壓縮而ACF脫落或飛散之情況。
再者，當元件的體積密度超過170kg/m3時，有元件的壓力損失變大之情況。本發明之元件的體積密度較佳為100kg/m3~150kg/m3。
(元件的壓力損失)
本發明之元件由於是使用由纖維直徑大的纖維所構成之ACF不織布來構成，故壓力損失小，具體而言可成為550mmAq以下。因此，即使提高ACF不織布的體積密度而將元件小型化，也不需要提高用於將被處理氣體送 風至該元件的鼓風機之能力，可充分享受元件之小型化所伴隨的利益。
本發明之元件的壓力損失較佳為500mmAq以下(更佳為400mmAq以下)。壓力損失的下限係沒有特別的限定，較佳為100mmAq以上(更佳為110mmAq以上)。為了使元件的壓力損失低於100mmAq，必須進一步增大構成ACF不織布的纖維之纖維直徑，製作具有該纖維直徑的不織布係屬困難。
[實施例]
以下，藉由實施例及比較例來更詳細說明本發明，惟本發明係不受此等所限定，在可適合前述及後述的宗旨之範圍內，可適宜變更而實施，彼等均包含於本發明的技術範圍內。
首先，以下說明製造例或實施例等所製作的「酚系纖維」之單纖維纖度、拉伸彈性模數、伸長率、「構成ACF不織布的活性碳纖維」之纖維直徑、甲苯吸附率、「ACF不織布」之拉伸強度、單位面積重量、體積密度、壓力損失(壓損)係數、以及「元件」的體積密度、壓力損失之測定方法。
(酚系纖維的單纖維纖度)
使用DC11B丹尼電腦(SEARCH(股)製)來測定。
(酚系纖維的拉伸彈性模數)
使用RTG-1210 Tensilon萬能試驗機(A&D(股)製)，依據JIS L1015來測定。
(酚系纖維的伸長率)
使用RTG-1210 Tensilon萬能試驗機(A&D(股)製)，依據JIS L1015來測定。
(構成ACF不織布的活性碳纖維之纖維直徑)
使用高精細數位顯微鏡VH-6300(KEYENCE製)，依據JIS K1477 5.1(纖維直徑試驗方法)，測定纖維直徑(纖維徑)。
(構成ACF不織布的活性碳纖維之甲苯吸附率)
依據JIS K1477「7.8甲苯吸附性能」，測定甲苯吸附率。
(ACF不織布的拉伸強度)
自ACF不織布的寬度方向及長度方向，各自切取5個試驗片(寬度25mm、長度100mm)，藉由Instron型拉伸試驗機(例如東洋BALDWIN(股)製「STM-T-200BP」)，以夾具抓住試驗片的兩端，夾具的間隔為50mm，拉伸速度為20mm/分鐘(伸長率40%/分鐘)來進行測定，藉由將該值除以試驗片的截面積(寬度×厚度)而算出(單位N/cm2)。於寬度方向中所切取的試驗片之拉伸強度的平均值、及於長度方向中所切取的試驗片之拉伸強度的平均值之中，將小值當作本發明之ACF不織布的拉伸強度。
(ACF不織布的單位面積重量)
測定ACF不織布每單位面積的質量，以單位g/m2求得。再者，質量係在100℃的絕對乾燥狀態下測定。
(ACF不織布的體積密度)
體積密度係將單位面積重量除以厚度，以單位kg/m3求得。再者，厚度係使用面積4cm2之圓盤，使施加於不 織布的荷重成為9gf/cm2來進行測定。
(ACF不織布的壓損係數)
將ACF不織布剪成直徑72mm之真圓，固定在通氣壓損測定夾具，以0.1MPa的壓縮空氣來壓緊測定面的直徑50.5mm之真圓與直徑72mm之真圓的ACF不織布之間，測定流動風速30cm/秒的空氣時之壓力損失，將該值除以風速與厚度而求得(單位mmAq‧s/cm2)。再者，該測定係在溫度25℃、濕度50%下進行。厚度係與測定體積密度時所用之方法同樣地測定。
(元件的體積密度)
於100℃在絕對乾燥的狀態下，測定捲繞ACF不織布前的元件之質量與捲繞後之質量，將其差異之質量除以自捲筒直徑所計算的ACF不織布之體積而求得。
(元件的壓損)
以成為指定的元件質量、指定的元件體積密度之方式，將寬度1100mm的ACF不織布捲繞在內徑200mm、長度1100mm的圓筒元件上，測定自該元件之內側到外側流動風速30cm/秒的空氣時之壓力損失。
(製造例1 酚系纖維1之製造)
將1000質量份的苯酚、733質量份的37質量%福馬林及5質量份的草酸加入具備回流冷卻器的反應容器中，以40分鐘自常溫升溫至100℃，進一步在100℃反應4小時後，加熱至200℃為止而脫水濃縮後，冷卻而得到酚醛清漆型酚樹脂。
將475kg上述酚醛清漆型酚樹脂與25kg蘿酸醯胺投 入二軸混煉機(高速二軸連續混合機)中，在150℃進行混煉(熔融混合)，冷卻至室溫為止，得到淡黃色透明的塊狀物。再者，蘿酸醯胺係使用日本精化公司製的蘿酸醯胺(BNT-22H)。
其次，將此塊狀物予以粗粉碎，使用熔融紡絲裝置(網柵熔融器式)，在200℃熔融，將由該熔融所得的熔融物，自經保持在170℃的孔徑0.1mm、L/D=3、孔數10個之紡絲噴嘴，一邊保持固定吐出量，一邊以75m/分鐘的紡絲速度進行紡絲(熔融紡絲)，而得到絲條。
將所得之絲條切割成長度70mm，置入容器中，於常溫浸漬於鹽酸14質量%且甲醛8質量%之水溶液中30分鐘後，以2小時升溫至98℃為止，進一步藉由在98℃保持2小時而進行硬化。
接著，將所得之硬化物自前述容器中取出，充分水洗後，以3質量%氨水溶液，在60℃進行30分鐘的中和。然後，再度充分水洗，藉由在90℃乾燥30分鐘，而得到單纖維纖度11dtex、纖維長度70mm、無纖維捲曲之酚系纖維1。
所得之酚系纖維1的拉伸彈性模數為395kgf/mm2，伸長率為12%。
(製造例2 酚系纖維2之製造)
除了於製造例1中，代替蘿酸醯胺，使用油酸醯胺以外，與製造例1同樣地，得到單纖維纖度11dtex、纖維長度70mm、無纖維捲曲之酚系纖維2。再者，油酸醯胺係使用日本精化公司製的「Newtron(註冊商標)」。
所得之酚系纖維2的拉伸彈性模數為386kgf/mm2，伸長率為11%。
(製造例3 酚系纖維3之製造)
除了將塊狀物紡絲時的紡絲噴嘴之孔徑變更為0.15mm，使吐出量增加以外，與製造例1同樣地，得到單纖維纖度17dtex、纖維長度70mm、無纖維捲曲之酚系纖維3。
所得之酚系纖維3的拉伸彈性模數為402kgf/mm2，伸長率為8%。
(製造例4 酚系纖維4之製造)
除了將塊狀物紡絲時的紡絲噴嘴之孔徑變更為0.07mm，使吐出量減少以外，與製造例1同樣地，得到單纖維纖度7.7dtex、纖維長度70mm、無纖維捲曲之酚系纖維4。
所得之酚系纖維4的拉伸彈性模數為390kgf/mm2，伸長率為25%。
(製造例5 酚系纖維5之製造)
除了於製造例1中，使酚醛清漆型酚樹脂的混合量成為450kg，以50kg下述式表示的磷酸酯代替25kg蘿酸醯胺以外，與製造例1同樣地，得到單纖維纖度11dtex、纖維長度70mm、無纖維捲曲的酚系纖維5。磷酸酯係使用「Phosphanol(註冊商標)SM-172」(東邦化學工業公司製；下述式(1A)的單酯與下述式(1B)的二酯之質量比為1A/1B=1/1之混合物)。
所得之酚系纖維5的拉伸彈性模數為427kgf/mm2，伸長率為10%。
(製造例6 酚系纖維6之製造)
除了於製造例1中，使酚醛清漆型酚樹脂的混合量成為450kg，使用50kg二乙酸纖維素代替25kg蘿酸醯胺以外，與製造例1同樣地，得到單纖維纖度11dtex、纖維長度70mm、無纖維捲曲的酚系纖維6。
所得之酚系纖維6的拉伸彈性模數為380kgf/mm2，伸長率為11%。
(製造例7 酚系纖維7之製造)
除了於製造例1中，代替450kg酚醛清漆型酚樹脂與25kg蘿酸醯胺，使用500kg酚醛清漆型酚樹脂以外，與製造例1同樣地，得到單纖維纖度11dtex、纖維長度70mm、無纖維捲曲之酚系纖維7。
所得之酚系纖維7的拉伸彈性模數為469kgf/mm2，伸長率為4%。
(實施例1)
使用製造例1所製造之酚系纖維1，藉由針扎機，於針密度500支/inch2、針深度12mm(裡)、7mm(表)之條件 下進行表裡處理，得到乾燥單位面積重量540g/m2、體積密度82.4kg/m3之ACF不織布前驅物。
將所得之ACF不織布前驅物在惰性氣體環境(氮氣環境)中費時30分鐘自常溫加熱至890℃為止而使其碳化，接著於含有12質量%水蒸氣的氣體環境中，以890℃之溫度活化100分鐘，得到ACF不織布。
將所得之ACF不織布，以1.47N/cm2之張力，捲繞在內徑200mm、長度1100mm之圓筒結構體上，直到元件質量成為100kg為止，得到直徑1.09m、體積密度100kg/m3之元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(實施例2)
使用製造例1所製造之酚系纖維1，藉由針扎機，於針密度500支/inch2、針深度12mm(裡)、7mm(表)之條件下進行表裡處理，得到乾燥單位面積重量520g/m2、體積密度82.0kg/m3之ACF不織布前驅物。
將所得之ACF不織布前驅物在惰性氣體環境中費時36分鐘自常溫加熱至890℃為止而使其碳化，接著於含有12質量%水蒸氣的氣體環境中，以890℃之溫度活化120分鐘，得到ACF不織布。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布之特性。
除了使用所得之ACF不織布以外，與實施例1同樣地，得到本發明之元件。表1中顯示所得的元件之特性。
(實施例3)
使用製造例1所製造之酚系纖維1，藉由針扎機，於 針密度500支/inch2、針深度12mm(裡)、7mm(表)之條件下進行表裡處理，得到乾燥單位面積重量1254g/m2、體積密度99.6kg/m3之ACF不織布前驅物。
除了使用所得之ACF不織布前驅物以外，與實施例1同樣地，得到本發明的ACF不織布及元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(實施例4)
將實施例1所製造之ACF不織布，以2.2N/cm2之張力，捲繞在內徑200mm、長度1100mm之圓筒結構體上，直到元件質量成為100kg為止。表1中顯示所得之元件的特性。
(實施例5)
使用製造例1所製造之酚系纖維1，藉由針扎機，於針密度650支/inch2、針深度15mm(裡)、10mm(表)之條件下進行表裡處理，得到乾燥單位面積重量540g/m2、體積密度129kg/m3之ACF不織布前驅物。
除了使用所得之ACF不織布前驅物以外，與實施例1同樣地，得到本發明的ACF不織布及元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(實施例6)
將實施例5所得之ACF不織布，以2.2N/cm2之張力，捲繞在內徑200mm、長度1100mm之圓筒結構體上，直到元件質量成為150kg為止。表1中顯示所得之元件的特性。
(實施例7)
除了於實施例1中，代替製造例1所製造之酚系纖維1，使用製造例2所製造之酚系纖維2，而且於惰性氣體環境中費時12分鐘自常溫加熱至870℃為止而使其碳化，接著於含有12質量%水蒸氣的氣體環境中，以870℃之溫度活化40分鐘以外，與實施例1同樣地，得到ACF不織布前驅物、ACF不織布及元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(實施例8)
除了於實施例2中，代替製造例1所製造之酚系纖維1，使用製造例3所製造之酚系纖維3，而且藉由針扎機，於針密度600支/inch2、針深度13mm(裡)、9mm(表)之條件下進行表裡處理，得到乾燥單位面積重量778g/m2、體積密度98.3kg/m3之ACF不織布前驅物，使用該ACF不織布前驅物以外，與實施例2同樣地，得到ACF不織布及元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(實施例9)
除了於實施例1中，代替製造例1所製造之酚系纖維1，使用製造例4所製造之酚系纖維4，而且藉由針扎機，於針密度450支/inch2、針深度12mm(裡)、7mm(表)之條件下進行表裡處理，得到乾燥單位面積重量535g/m2、體積密度80.3kg/m3之ACF不織布前驅物，使用該ACF不織布前驅物以外，與實施例1同樣地，得到ACF不織布及元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF 不織布及元件之特性。
(實施例10)
除了於實施例8中，將所得之ACF不織布前驅物在惰性氣體環境中費時18分鐘自常溫加熱至870℃為止而使其碳化，接著於含有12質量%水蒸氣的氣體環境中，以870℃之溫度活化60分鐘以外，與實施例8同樣地，得到ACF不織布及元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(實施例11)
除了於實施例1中，使用製造例1所製造之酚系纖維1，藉由針扎機，於針密度600支/cm2、針深度13mm(裡)、9mm(表)之條件下進行表裡處理，得到乾燥單位面積重量420g/m2、體積密度81.7kg/m3之ACF不織布前驅物以外，與實施例1同樣地，得到ACF不織布及元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(實施例12)
除了代替實施例1所用之酚系纖維1，使用製造例5所得之酚系纖維5以外，與實施例1同樣地，得到ACF不織布前驅物、ACF不織布及元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(實施例13)
除了代替實施例1所用之酚系纖維1，使用製造例6所得之酚系纖維6以外，與實施例1同樣地，得到ACF不織布前驅物、ACF不織布及元件。表1中顯示構成所得之 ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(比較例1)
使用單纖維纖度5.6dtex、纖維長度70mm、無纖維捲曲之酚系纖維(群榮化學工業(股)製，Kynol KF-0570)，藉由針扎機，於針密度500支/inch2、針深度12mm(裡)、7mm(表)之條件下進行表裡處理，得到乾燥單位面積重量385g/m2、體積密度83.7kg/m3之ACF不織布前驅物。
將所得之ACF不織布前驅物在惰性氣體環境中費時18分鐘自常溫加熱至890℃為止而使其碳化，接著於含有12質量%水蒸氣的氣體環境中，以890℃之溫度活化60分鐘，得到ACF不織布。
將所得之ACF不織布，以1.1N/cm2之張力，捲繞在內徑200mm、長度1100mm之圓筒結構體上，直到元件質量成為100kg為止，得到直徑1.26m、體積密度75kg/m3之元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(比較例2)
將比較例1所得之ACF不織布，以1.47N/cm2之張力，捲繞在內徑200mm、長度1100mm之圓筒結構體上，直到元件質量成為100kg為止，得到直徑1.09m、體積密度100kg/m3之元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。
(比較例3)
使用製造例7所製造之酚系纖維7，藉由針扎機，於針密度650支/inch2、針深度15mm(裡)、10mm(表)之條件 下進行表裡處理，得到乾燥單位面積重量580g/m2、體積密度115.0kg/m3之ACF不織布前驅物。
將所得之ACF不織布前驅物在惰性氣體環境中費時30分鐘自常溫加熱至890℃為止而使其碳化，接著於含有12質量%水蒸氣的氣體環境中，以890℃之溫度活化100分鐘，得到ACF不織布。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布之特性。
再者，關於所得之ACF不織布，嘗試以1.1N/cm2之張力捲繞在內徑200mm、長度1100mm之圓筒結構體上，但ACF不織布的拉伸強度低，發生斷裂而無法捲繞。
(比較例4)
除了於比較例1中，藉由針扎機，於針密度600支/inch2、針深度13mm(裡)、9mm(表)之條件下進行表裡處理，得到乾燥單位面積重量575g/m2、體積密度105.1kg/m3之ACF不織布前驅物以外，與比較例1同樣地，得到ACF不織布。
將所得之ACF不織布，以1.47N/cm2之張力，捲繞在內徑200mm、長度1100mm之圓筒結構體上，直到元件質量成為100kg為止，得到直徑1.09m、體積密度100kg/m3之元件。表1中顯示構成所得之ACF不織布的活性碳纖維、ACF不織布及元件之特性。

Claims (6)

  1. 一種活性碳纖維不織布，其特徵為：將在酚樹脂中混合有選自由脂肪酸醯胺類、磷酸酯類、纖維素類所組成之群組中的至少一種化合物之混合物予以紡絲，將硬化所得之酚系纖維予以不織布加工後，進行碳化‧活化而得，所構成的活性碳纖維係纖維直徑21μm~40μm、甲苯吸附率20%~75%，不織布的拉伸強度為4N/cm2以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之活性碳纖維不織布，其中單位面積重量為200g/m2~800g/m2。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之活性碳纖維不織布，其中體積密度為65kg/m3~100kg/m3。
  4. 一種元件，其特徵為使用如申請專利範圍第1至3項中任一項之活性碳纖維不織布所構成，且體積密度為90kg/m3~170kg/m3。
  5. 如申請專利範圍第4項之元件，其中壓力損失為550mmAq以下。
  6. 一種活性碳纖維不織布之製造方法，其係製造如申請專利範圍第1至3項中任一項之活性碳纖維不織布之方法，其特徵為包含：將在酚樹脂中混合有選自由脂肪酸醯胺類、磷酸酯類、纖維素類所組成之群組中的至少一種化合物之混合物予以紡絲，進行硬化，以製作酚系纖維之步驟；將該酚系纖維予以不織布加工，以製作活性碳纖維不織布前驅物之步驟；以及，將該前驅物予以碳化‧活化處理之步驟。
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