JPH0382820A - 活性炭素繊維、その製造方法および活性炭素繊維用ピッチ繊維 - Google Patents
活性炭素繊維、その製造方法および活性炭素繊維用ピッチ繊維Info
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- JPH0382820A JPH0382820A JP1214887A JP21488789A JPH0382820A JP H0382820 A JPH0382820 A JP H0382820A JP 1214887 A JP1214887 A JP 1214887A JP 21488789 A JP21488789 A JP 21488789A JP H0382820 A JPH0382820 A JP H0382820A
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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）
本発明はピッチ系の活性炭素繊維およびその製造方法に
関するものである。詳しくは、本発明は高比表面積で高
強度の活性炭素繊維およびその製造方法に関するもので
ある。
関するものである。詳しくは、本発明は高比表面積で高
強度の活性炭素繊維およびその製造方法に関するもので
ある。
（従来の技術）
活性炭素繊維の製造方法は、ポリアクリロニトリル系繊
維を原料とするもの、フェノール樹脂繊維を原料とする
もの、セルロース系繊維を原料とするもの、およびピッ
チ系繊維を原料とするものなどがある。
維を原料とするもの、フェノール樹脂繊維を原料とする
もの、セルロース系繊維を原料とするもの、およびピッ
チ系繊維を原料とするものなどがある。
従来よりピッチ系活性炭素繊維は、特開昭６１１３２６
２９号公報、特開昭６２−２７３１５号公報などに見ら
れるように、光学的に等方性のピッチを原料として紡糸
、不融化、炭化賦活処理することにより製造されている
。
２９号公報、特開昭６２−２７３１５号公報などに見ら
れるように、光学的に等方性のピッチを原料として紡糸
、不融化、炭化賦活処理することにより製造されている
。
また、ポリアクリロニ） ＩＪル系活性炭素繊維では、
特公昭６３−５３２９４号公報などに見られるような方
法により製造されている。
特公昭６３−５３２９４号公報などに見られるような方
法により製造されている。
（発明が解決しようとする課題）
前記特開昭６１−１３２６２９号公報、特開昭６２−２
７３１５号公報などに見られるような製造方法により得
られるピッチ系活性炭素繊維は、比表面積は１０００〜
２０００ ｍ’／ｇと大きいものの、繊維強度は２０
ｋｇ／ｍｍ２以下と低いものしか得られなかった。
７３１５号公報などに見られるような製造方法により得
られるピッチ系活性炭素繊維は、比表面積は１０００〜
２０００ ｍ’／ｇと大きいものの、繊維強度は２０
ｋｇ／ｍｍ２以下と低いものしか得られなかった。
また、前記特公昭６３−５３２９４号公報などに記載の
方法により得られるポリアクリロニ） ＩＪル系活性炭
素繊維では、繊維強度は２０〜５（１ｋｇ／＋ｍｎ２と
比較的高強度であるが、比表面積は７００〜１２００ｍ
＋７ｇと小さいものしか得られなかった。
方法により得られるポリアクリロニ） ＩＪル系活性炭
素繊維では、繊維強度は２０〜５（１ｋｇ／＋ｍｎ２と
比較的高強度であるが、比表面積は７００〜１２００ｍ
＋７ｇと小さいものしか得られなかった。
従来より、ピッチ系活性炭素繊維や、セルロース系活性
炭素繊維はポリアクリロニ） ＩＪル系活性炭素繊維に
比較して比表面積、吸着性能において、優れているもの
の、繊維強度が比較的劣っているという問題があった。
炭素繊維はポリアクリロニ） ＩＪル系活性炭素繊維に
比較して比表面積、吸着性能において、優れているもの
の、繊維強度が比較的劣っているという問題があった。
そこで本発明の目的は、この問題点を解決し、ピッチよ
り高吸着能でかつ高強度の活性炭素繊維を得る技術を提
供することにある。
り高吸着能でかつ高強度の活性炭素繊維を得る技術を提
供することにある。
（課題を解決するための手段）
ピッチ系活性炭素繊維は、従来より非晶質の光学的等方
性ピッチを紡糸、不融化、炭化、賦活処理して得ており
、光学的異方性ピッチを原料とする手法は用いられてい
なかった。これは、光学的異方性ピッチを原料とする場
合繊維強度が出るものの、賦活が容易ではなく、製品の
吸着性能が劣るからであった。
性ピッチを紡糸、不融化、炭化、賦活処理して得ており
、光学的異方性ピッチを原料とする手法は用いられてい
なかった。これは、光学的異方性ピッチを原料とする場
合繊維強度が出るものの、賦活が容易ではなく、製品の
吸着性能が劣るからであった。
本発明者らは、光学的異方性ピッチを原料として高吸着
能でかつ高強度の活性炭素繊維を見い出すべく鋭意研究
した結果、光学的異方性ピッチと光学的等方性ピッチと
を所定の混合割合で溶融混合した後溶融紡糸すると、表
層部と内部との構造の異なる二重構造の繊維となり、す
なわち表層部は光学的等方性で内部は光学的異方性とな
り、さらに、このピッチ繊維は容易に不融化、炭化、賦
活化処理でき、得られた活性炭素繊維は高吸着性能およ
び高強度を示すことを見い出した。
能でかつ高強度の活性炭素繊維を見い出すべく鋭意研究
した結果、光学的異方性ピッチと光学的等方性ピッチと
を所定の混合割合で溶融混合した後溶融紡糸すると、表
層部と内部との構造の異なる二重構造の繊維となり、す
なわち表層部は光学的等方性で内部は光学的異方性とな
り、さらに、このピッチ繊維は容易に不融化、炭化、賦
活化処理でき、得られた活性炭素繊維は高吸着性能およ
び高強度を示すことを見い出した。
すなわち本発明は、表層部が光学的等方性を示し、内部
が光学的異方性を示す二重構造から成ることを特徴とす
る活性炭素繊維に関するものである。
が光学的異方性を示す二重構造から成ることを特徴とす
る活性炭素繊維に関するものである。
また本発明は、光学的異方性相を４０〜８０容量％含む
ブリカーサルピッチを溶融紡糸した後、不融化、炭化お
よび賦活処理することにより前記活性炭素繊維を製造す
る方法に関するものである。
ブリカーサルピッチを溶融紡糸した後、不融化、炭化お
よび賦活処理することにより前記活性炭素繊維を製造す
る方法に関するものである。
更に本発明は、前記活性炭素繊維の中間体として、表層
部が光学的等方性を示し、内部が光学的異方性を示す二
重構造から成る活性炭素繊維用ピッチ繊維、およびこれ
に不融化処理を施した活性炭素繊維用ピッチ繊維に関す
るものである。
部が光学的等方性を示し、内部が光学的異方性を示す二
重構造から成る活性炭素繊維用ピッチ繊維、およびこれ
に不融化処理を施した活性炭素繊維用ピッチ繊維に関す
るものである。
本発明の活性炭素繊維の製造に用いるプリカーサーピッ
チとしては、実質的に光学的等方性ピッチと、光学的異
方性ピッチとを溶融混合処理したピッチとする。
チとしては、実質的に光学的等方性ピッチと、光学的異
方性ピッチとを溶融混合処理したピッチとする。
かかる光学的等方性ピッチとしては、ベンゼン不溶分を
４０重量％以上含有するピッチを用いるのが好ましい。
４０重量％以上含有するピッチを用いるのが好ましい。
ベンゼン不溶分が４０重量％よりも低いと、不融化時に
融着を起こす原因となり、好ましくない。
融着を起こす原因となり、好ましくない。
一方、光学的異方性ピッチとしては、光学的異方性分率
が５０容量％以上含有するピッチを用いるのが好ましい
。光学的異方性分率が５０容量％よりも低いと、繊維強
度の発現に寄与できなくなる。
が５０容量％以上含有するピッチを用いるのが好ましい
。光学的異方性分率が５０容量％よりも低いと、繊維強
度の発現に寄与できなくなる。
本発明においては、添加、溶融、混合されたプリカーサ
−ピッチは光学的異方性相を４０〜８０容量％含むこと
を要する。この光学的異方性相の割合が４０容量％未満
だと得られた活性炭素繊維の強度が低下し、一方８０容
量％を超えると得られた活性炭素繊維の吸着性能が低下
する。
−ピッチは光学的異方性相を４０〜８０容量％含むこと
を要する。この光学的異方性相の割合が４０容量％未満
だと得られた活性炭素繊維の強度が低下し、一方８０容
量％を超えると得られた活性炭素繊維の吸着性能が低下
する。
このようにして得られた光学的異方性相を４０〜８０容
量％含むプリカーサ−ピッチを溶融紡糸すると、第１図
に示した様な表層部１と内部２の構造の異なる二重構造
のピッチ繊維となり、表層部１は光学的等方性で、内部
２は光学的異方性となる。
量％含むプリカーサ−ピッチを溶融紡糸すると、第１図
に示した様な表層部１と内部２の構造の異なる二重構造
のピッチ繊維となり、表層部１は光学的等方性で、内部
２は光学的異方性となる。
尚、第１図中、偏光顕微鏡観察の結果、■は赤色、○は
黄色、＠は青色を夫々示した。
黄色、＠は青色を夫々示した。
かかるピッチ繊維を不融化処理、炭化、賦活処理すると
、表層部が賦活され易い非晶質のピッチであるために表
層部のみが賦活され、内部までは余り賦活されない。内
Ｂ１′！易黒鉛化性の炭素質であって、この繊維の強度
を高める働きをしている。
、表層部が賦活され易い非晶質のピッチであるために表
層部のみが賦活され、内部までは余り賦活されない。内
Ｂ１′！易黒鉛化性の炭素質であって、この繊維の強度
を高める働きをしている。
このため、用いるプリカーサ−ピッチの光学的異方性分
率を変えることにより、吸着性能と繊維強度の調整を図
ることが可能となる。
率を変えることにより、吸着性能と繊維強度の調整を図
ることが可能となる。
〈実施例）
次に本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
８６℃の軟化点、１５重量％のベンゼン不溶分、痕跡量
のキノリンネ溶分を含む石炭系ピッチを、窒素ガス雰囲
気中５ｍｍｔ１ｇの真空度、４００℃の温度で熱処理し
て、２３０℃の軟化点、５５重量％のベンセン不溶分、
痕跡量のキノリンネ溶分を含む、実質的に光学的等方性
のピッチを得た。
のキノリンネ溶分を含む石炭系ピッチを、窒素ガス雰囲
気中５ｍｍｔ１ｇの真空度、４００℃の温度で熱処理し
て、２３０℃の軟化点、５５重量％のベンセン不溶分、
痕跡量のキノリンネ溶分を含む、実質的に光学的等方性
のピッチを得た。
また別途、上記石炭系ピッチを水素化した後、窒素雰囲
気中５ｍｍＨｇの真空度、４８０℃で熱処理して光学的
異方性ピッチとした。この光学的異方性ピッチはベンゼ
ン不溶分が９０重量％、キノリンネ溶分が２３重量％、
光学的異方性分率が９８容量％であった。
気中５ｍｍＨｇの真空度、４８０℃で熱処理して光学的
異方性ピッチとした。この光学的異方性ピッチはベンゼ
ン不溶分が９０重量％、キノリンネ溶分が２３重量％、
光学的異方性分率が９８容量％であった。
前述した実質的に光学的等方性ピッチ１００重量部に対
し、この光学的異方性ピッチ１５０重量部を、粉砕後、
溶融、混合し、プリカーサ−ピッチとした。このブリカ
ーサルピッチの光学的異方性分率は６０容量％であった
。
し、この光学的異方性ピッチ１５０重量部を、粉砕後、
溶融、混合し、プリカーサ−ピッチとした。このブリカ
ーサルピッチの光学的異方性分率は６０容量％であった
。
次いて、かかるプリカーサ−ピッチを０．３ｍｍの紡糸
口径の押出紡糸機にて、２００ｍ／ｍｉｎの巻取速度で
溶融紡糸した。得られたピッチ繊維は、表層部は光学的
等方性を示し、内部は光学的異方性を示す二重構造の繊
維であった。次に、得られたピッチ繊維を３２０℃で空
気酸化した後、水蒸気により、９００℃の温度で賦活し
たところ、］、２００ｍ’／ｇの比表面積および６０
ｋｇ／ｍｍ２の繊維強度の活性炭素繊維を得た。
口径の押出紡糸機にて、２００ｍ／ｍｉｎの巻取速度で
溶融紡糸した。得られたピッチ繊維は、表層部は光学的
等方性を示し、内部は光学的異方性を示す二重構造の繊
維であった。次に、得られたピッチ繊維を３２０℃で空
気酸化した後、水蒸気により、９００℃の温度で賦活し
たところ、］、２００ｍ’／ｇの比表面積および６０
ｋｇ／ｍｍ２の繊維強度の活性炭素繊維を得た。
実施例２
実施例１に記載の、５５重量％のベンゼン不溶分、痕跡
量のキノリンネ溶分を含む実質的に光学的等方性ピッチ
１５０重量部に対し、実施例１に記載の光学的異方性ピ
ッチ１００重量部を粉砕後、溶融、混合し、プリカーサ
−ピッチとした。このプリカーサーピッチの光学的異方
性分率は４０容量％であった。
量のキノリンネ溶分を含む実質的に光学的等方性ピッチ
１５０重量部に対し、実施例１に記載の光学的異方性ピ
ッチ１００重量部を粉砕後、溶融、混合し、プリカーサ
−ピッチとした。このプリカーサーピッチの光学的異方
性分率は４０容量％であった。
このプリカーサーピッチを実施例１と同じ押出紡糸装置
にて紡糸した。次いで、得られたピッチ繊維を３００℃
で空気酸化した後、水蒸気により９００℃の温度で賦活
したところ、１３００ｍ’／ｇの比表面積及び４０ｋｇ
／＋＋＋＋ｎ２の繊維強度の活性炭素繊維を得た。
にて紡糸した。次いで、得られたピッチ繊維を３００℃
で空気酸化した後、水蒸気により９００℃の温度で賦活
したところ、１３００ｍ’／ｇの比表面積及び４０ｋｇ
／＋＋＋＋ｎ２の繊維強度の活性炭素繊維を得た。
比較例１
実施例１に記載の、５５重量％のベンゼン不溶分、痕跡
量のキノリンネ溶分を含む実質的に光学的等方性ピッチ
を、実施例１と同じ押出紡糸装置にてｑ 紡糸した。次いで、得られたピッチ繊維を３００℃で空
気酸化した後、水蒸気により９００℃の温度で賦活した
ところ、１４００ｍ’／ｇの比表面積および１０ｋｇ／
ｍｍ２の繊維強度の活性炭素繊維を得た。
量のキノリンネ溶分を含む実質的に光学的等方性ピッチ
を、実施例１と同じ押出紡糸装置にてｑ 紡糸した。次いで、得られたピッチ繊維を３００℃で空
気酸化した後、水蒸気により９００℃の温度で賦活した
ところ、１４００ｍ’／ｇの比表面積および１０ｋｇ／
ｍｍ２の繊維強度の活性炭素繊維を得た。
比較例２
実施例１に記載の、９８容量％の光学的異方性相を含む
光学的異方性ピッチを、実施例１と同じ押出紡糸装置に
て紡糸した。次いで、得られたピッチ繊維を３２０℃で
空気酸化した後、水蒸気により９００℃の温度で賦活し
たところ、４００ｍ’／ｇの比表面積および８５ｋｇ／
ｍｍ２の繊維強度の活性炭素ｍ維を得た。
光学的異方性ピッチを、実施例１と同じ押出紡糸装置に
て紡糸した。次いで、得られたピッチ繊維を３２０℃で
空気酸化した後、水蒸気により９００℃の温度で賦活し
たところ、４００ｍ’／ｇの比表面積および８５ｋｇ／
ｍｍ２の繊維強度の活性炭素ｍ維を得た。
（発明の効果）
以上説明したように、光学的等方性ピッチに光学的異方
性ピッチを添加、溶融、混合したプリカーサ−ピッチを
用いることによって得られる本発明の活性炭素繊維は、
吸着性能に優れ、かつ高い強度を示す。
性ピッチを添加、溶融、混合したプリカーサ−ピッチを
用いることによって得られる本発明の活性炭素繊維は、
吸着性能に優れ、かつ高い強度を示す。
第１図は、本発明の一例ピッチ繊維の偏光顕微０
鏡観察下での断面図である。
１・・・表層部（光学的等方性）
２・・・内部（光学的異方性）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表層部が光学的等方性を示し、内部が光学的異方性
を示す二重構造から成ることを特徴とする活性炭素繊維
。 ２、光学的異方性相を４０〜８０容量％含むプリカーサ
ーピッチを溶融紡糸した後、不融化、炭化および賦活処
理することを特徴とする請求項１記載の活性炭素繊維の
製造方法。 ３、上記プリカーサーピッチとして、ベンゼン不溶分を
４０重量％以上含有する実質的に光学的等方性ピッチと
、光学的異方性相を５０容量％以上含有する光学的異方
性ピッチとを溶融混合処理したピッチを用いる請求項２
記載の方法。 ４、表層部が光学的等方性を示し、内部が光学的異方性
を示す二重構造から成るピッチ繊維を用いる請求項２記
載の活性炭素繊維の製造方法。 ５、表層部が光学的等方性を示し、内部が光学的異方性
を示す二重構造から成ることを特徴とする活性炭素繊維
用ピッチ繊維。 ６、表層部が光学的等方性を示し、内部が光学的異方性
を示す二重構造から成ることを特徴とする不融化処理を
施した活性炭素繊維用ピッチ繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1214887A JPH0382820A (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | 活性炭素繊維、その製造方法および活性炭素繊維用ピッチ繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1214887A JPH0382820A (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | 活性炭素繊維、その製造方法および活性炭素繊維用ピッチ繊維 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382820A true JPH0382820A (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=16663212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1214887A Pending JPH0382820A (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | 活性炭素繊維、その製造方法および活性炭素繊維用ピッチ繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0382820A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100340591B1 (ko) * | 1998-12-09 | 2002-08-22 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 피복층의 접합성이 강하고 흡착능이 우수한 활성탄소 섬유의 제조방법 |
| KR100420047B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2004-05-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬전지용다공성활성탄소섬유및그제조방법 |
| KR100420046B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2004-05-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬전지용복합형탄소섬유및그제조방법 |
| CN112522810A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 湖南东映碳材料科技有限公司 | 一种沥青基炭纤维及其制备方法 |
-
1989
- 1989-08-23 JP JP1214887A patent/JPH0382820A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100420047B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2004-05-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬전지용다공성활성탄소섬유및그제조방법 |
| KR100420046B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2004-05-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬전지용복합형탄소섬유및그제조방법 |
| KR100340591B1 (ko) * | 1998-12-09 | 2002-08-22 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 피복층의 접합성이 강하고 흡착능이 우수한 활성탄소 섬유의 제조방법 |
| CN112522810A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 湖南东映碳材料科技有限公司 | 一种沥青基炭纤维及其制备方法 |
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