JPH0424257A - ファイバーボールの製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ピッチ繊維および／または不融化繊維の、脆
弱な短繊維を原料として、球状（塊状を含む）の繊維集
合体を高収率で製造する方法に関するものである。

（従来の技術） 飲料水等の浄化や、フロン等の溶剤回収装置には古くか
らヤシガラや石炭等から製造される粒状・粉状の活性炭
か利用されてきた。しかし、最近、上記活性炭に比へ吸
着性能か高く、また微粉か殆とない活性炭素繊維か注目
されてきている。

しかしながら、優れた特性を有する活性炭素繊維も繊維
形態であるための欠点、例えばフィルター状、フェルト
状等使用時の形態に制約があり、粒状あるいは粉状活性
炭のように複雑な形状の容器へも容易に充填できるもの
と比較すると、ハンドリング性に劣っている。また、価
格も粒状又は粉状の活性炭に比へて格段に高いため、そ
の優れた特性から期待される程には、市場での消費量の
拡大かなされていないのか現状である。

そこで、本発明者らはかかる問題点を解決すべく鋭意検
討した結果、安いピッチ繊維を原料とし、従来のフェル
ト状、マット状ではなく球状または塊状の繊維集合体（
以下「ファイバーボール」と記す）の活性炭素繊維を製
造することにより、製造プロセス上からの低価格化の実
現と、これまでの活性炭素繊維製品にないハンドリング
性の向上を実現する二とかてきることを見出し、これに
つき特許出願を行った（特願平１−１３５５３６号等）
。

ところで、かかるファイバーボールを製造する方法とし
ては、例えば特開昭５７−１５６０１２号公報に開示さ
れているように、液相中に分散させた短繊維を撹拌する
方法か良く知られている。また、乾式でファイバーボー
ルを製造する方法としては、特開昭５９−５５２８４号
公報に開示されているように機械的に処理する方法か知
られている。更に、気流を用いてファイバーボールを製
造する方法も知られている（特開昭６３−２７２０７号
）。

一方、特開昭５７−１５６０１２号公報に開示されてい
るような液相中で製造されるファイバーボールは一般に
径か大きく、嵩密度の低いのか特徴である。

しかし、上述のような従来の方法で製造する場合は、ピ
ッチ繊維、さらにはピッチ繊維を酸化して得られる不融
化繊維等のように柔軟性か低くかつ脆弱な原料を用いる
と、原料繊維そのものが破損・粉化して、ファイバーボ
ールの収率か極めて低くなってしまうという問題があっ
た。

一方、本発明者らは、このような従来の方法に代わる技
術として、ファイバーホールの連続的な製造方法につき
先に特許出願を行っている（特願平１−３４３９７４号
公報）か、かかる方法によってもまだ収率面で十分とは
いえなかった。すなわち、ファイバーボールの密度をよ
り高くしようとして、処理中のファイバーボールに強い
転動力を与えると、収率か低くなるという問題かあった
。

これは脆弱な原料繊維かファイバーボール製造装置の内
面に接触するために折損、磨滅する結果生じるものであ
り、繊維をボール化・圧密化するためには避けられない
現象である。

そこで、本発明の目的は、特殊な装置の使用や製造プロ
セスの変更を行うことなく、脆弱なピッチ繊維および／
またはピッチ不融化繊維を原料としても、高い収率てフ
ァイバーボールを製造することができるよう（こするこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記課題を解決すへく鋭意検討をした結
果、原料とするピッチ繊維および／または不融化繊維の
中に、特定繊維を１種若しくは２種以上混合することに
より、ピッチ繊維や不融化繊維の折損や磨滅を減少させ
、ファイバーボールの収率を高めることかてきることを
見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ピッチ繊維および／または不融化
繊維を原料として球状形態を有する繊維集合体のファイ
バーボールを製造する方法において、上記原料繊維に、
フェノール系樹脂繊維、ＰＡＮ系樹脂繊維、レーヨン系
樹脂繊維、セルロース系樹脂繊維およびこれらの耐炎化
処理繊維、炭素繊維、活性炭素繊維を各々の単独もしく
は２種以上混合して用いることを特徴とするファイバー
ボールの製造方法に関するものである。

本発明においては、原料繊維に添加する異種繊維（以下
「補強繊維」と称する）は、適切な長さに切断して添加
する必要がある。すなわち、原料とするピッチ繊維ある
いは不融化繊維の平均繊維長の２倍以下か好ましい。ま
た、添加量は２０重量％以下か好ましい。

（作　用） 本発明においては、原料となるピッチ繊維や不融化繊維
のように脆弱な繊維と異なり、特開昭６３−２７２０２
号公報や特願平１−３４３９７４号公報に記載されてい
る様な乾式気流法による処理では殆んと折損・磨滅等の
損傷を受けることのない強い補強繊維をファイバーボー
ル中に含めるものである。

この強い繊維かファイバーボールの表面に存在する部分
ては、ファイバーボール製造処理中に装置の内壁にファ
イバーボールか衝突あるいは摩擦を生じても、従来のピ
ッチ繊維や不融化繊維単独の場合と異なり、繊維か受け
る損傷か極めて小さくなる。また、表面に補強繊維か露
出していなくとも、最表層のピッチ繊維あるいは不融化
繊維か損傷を受け、ファイバーボール本体から脱離して
、混合されている補強繊維か表面に露出してくると、前
述の理由でそれ以上は原料繊維の折損・磨滅が減少し、
結果としてファイバーボールの収率が向上することにな
る。

補強繊維としては、゛強度のある径の細い繊維が好まし
いか、単にファイバーボールの収率向上たけてなく、こ
れを処理して活性炭素繊維のファイバーホールとする場
合には、補強繊維自身か原料のピッチ繊維や不融化繊維
と同様に活性炭素繊維となることかより望ましい。従っ
て、本発明においては、各種の炭素繊維原料であるフェ
ノール系樹脂繊維、ＰＡＮ系樹脂繊維、レーヨン系樹脂
繊維、セルロース系樹脂繊維およびこれらの耐炎化処理
繊維や炭素繊維、活性炭素繊維自身を補強繊維として要
求する。

また、補強繊維の混入必要量は、繊維長や形態によって
変化するか、通常数％という少量から収率向上の効果を
発現する。ただし、補強繊維単独ではファイバーボール
に加工てきないものや、できても収率か低いものが多く
、補強繊維の混合量を必要以上に多くしても収率の向上
は認められず、またピッチ繊維や不融化繊維に比へ高価
な補強繊維の混合量を多くすることは、製品、例えば活
性炭素繊維ボールの価格の面からも望ましくない。

以上のことから、添加量は２０重量％以下か好ましい範
囲内である。

なお、本発明における収率（％）は下記式で示される。

（実施例） 次に、本発明を実施例により具体的に説明する。

第１図は、乾式気流法によるバッチ型のファイバーボー
ル製造装置（第２図）によって、ピッチ系不融化繊維単
独でファイバーボールを製造した場合と、フェノール系
耐炎化繊維を混合してファイバーボールを製造した場合
との、製品ファイバーボールの収率の比較である。かか
る製造条件として、処理量３ｇ／バッチ、補強繊維混入
量０．１５ｇ／バッチ（５％）、フェノール系耐炎化繊
維の径１０μｍ、同平均長１．５闘、ピッチ系不融化原
料繊維の径１４μｍおよび同平均長３．０ｍｍを採用し
た。

第１図から、ピッチ系不融化繊維のような脆弱な繊維は
、乾式気流法のような原料に対する衝撃の少ない方法で
も、処理時間の経過と共に急激な収率低下か生じること
か分かる。

これに対し、フェノール系耐炎化繊維を補強繊維として
混入した場合には、収率の低下を抑制する効果のあるこ
とか確かめられた。ファイバーボールを形態保持能力に
優れた高密度の製品にするには、通常、本装置で４〜５
分の処理か必要であることから、補強繊維による収率低
下の抑制かそのまま製品収率の向上となって表われてく
る。

次に、第３図は、同じくピッチ系不融化繊維を同し第２
図に示す装置によってファイバーボールに加工したとき
の結果であるか、補強繊維として第１図と同じフェノー
ル系耐炎化繊維を用い、その混入量を変化させた際の収
率の変化を示している。かかる製造条件として、処理量
３ｇ／バッチ、処理時間３分／バッチ、フェノール系耐
炎化繊維の径１０μｍ、同平均長１．５ｍｍ、ピッチ系
不融化原料繊維の径１４μｍおよび同平均長３．０ｍｍ
を採用した。

第３図より、補強繊維の混入量には収率向上の効果か最
も著しくなるピークか存在し、必要以上の添加はむしろ
収率低下を来たし、逆効果となることか判明した。

また、第４図は、同じくピッチ系不融化繊維を同じく第
２図に示す装置によってファイバーホールに加工したと
きの結果であるか、補強繊維として長さの異なったフェ
ノール系耐炎化繊維を混入した際の収率の変化を示して
いる。かかる製造条件として、処理量３ｇ／バッチ、処
理時間３分／バッチ、補強繊維混合率５％、フェノール
系耐炎化繊維の径１０μｍ、ピッチ系不融化原料繊維の
径１４μｍおよび同平均長３．０ｍｍを採用した。

第４図より、繊維の長さ（形態）によっても収率か変化
することか分かる。すなわち、補強繊維の平均繊維長か
主原料であるピッチ系不融化繊維の平均繊維長（３ｍｍ
）の２倍以下、特には１．４倍以下で高収率か得られる
ことか分かる。

一方、下記の第１表は、ピッチ繊維を、第５図に示す連
続式ファイバーボール製造装置によって種々の条件下で
ファイバーボールに加工するに際し、同表に示す各種繊
維を補強繊維として用いたときの収率の変化を示す。

第１表から、強度の大きい各種繊維（よ、ファイバーボ
ール収率向上に寄与すること力（分力入る。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の製造方法では、特に
新しい装置や運転上の種々の制約を要求されることなく
、脆弱なピッチ繊維あるいはピッチ系不融化繊維のよう
な原料でも高い収率てファイバーボールに加工すること
かてきるようになった。これによって、ファイバーボー
ルの製造価格の低下、ひいてはそれを原料とする活性炭
素繊維ボールの価格の低下を実現できるという大きな効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ピッチ系不融化繊維単独の場合と、これに補
強繊維を混合した場合との、処理時間と収率との関係を
示すグラフ、 第２図は、バッチ型のファイバーホール製造装置の説明
図、 第３図は、補強繊維混入率と収率との関係を示すグラフ
、 第４図は、補強繊維平均長と収率との関係を示すグラフ
、 第５図は、連続流通コイル式ファイバーホールの製造装
置の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．ピッチ繊維および／または不融化繊維を原料として
   球状形態を有する繊維集合体のファイバーボールを製造
   する方法において、上記原料繊維に、フェノール系樹脂
   繊維、ＰＡＮ系樹脂繊維、レーヨン系樹脂繊維、セルロ
   ース系樹脂繊維およびこれらの耐炎化処理繊維、炭素繊
   維、活性炭素繊維を各々単独もしくは２種以上混合して
   用いることを特徴とするファイバーボールの製造方法。