JPS6325085B2 - - Google Patents

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JPS6325085B2
JPS6325085B2 JP56214089A JP21408981A JPS6325085B2 JP S6325085 B2 JPS6325085 B2 JP S6325085B2 JP 56214089 A JP56214089 A JP 56214089A JP 21408981 A JP21408981 A JP 21408981A JP S6325085 B2 JPS6325085 B2 JP S6325085B2
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JP
Japan
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fibers
fiber
oxidized
acrylonitrile
weight
Prior art date
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Application number
JP56214089A
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English (en)
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JPS58130110A (ja
Inventor
Hiroyasu Ogawa
Kazuo Izumi
Kenji Shimazaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Toho Rayon Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toho Rayon Co Ltd filed Critical Toho Rayon Co Ltd
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Priority to US06/452,489 priority patent/US4460650A/en
Priority to FR8221667A priority patent/FR2522697B1/fr
Priority to GB08236749A priority patent/GB2116592B/en
Priority to DE3248040A priority patent/DE3248040C2/de
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Publication of JPS6325085B2 publication Critical patent/JPS6325085B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は繊維状活性炭の製造法、さらに詳しく
は、水溶性塩基性アルミニウム複合塩を付着させ
たアクリロニトリル系繊維を酸化処理後、賦活す
ることからなる高収率で高性能の繊維状活性炭を
製造する方法に関する。 繊維状活性炭(ACF)は、セルロース系繊維、
フエノール樹脂繊維またはアクリロニトリル系繊
維などを原料としてこれを炭化、次いで賦活する
ことにより製造され、トウ、織物またはフエルト
状等の形態で吸着材、フイルター等として例えば
溶剤回収装置において使用され、その需要は近年
増大しつつある。 特に、アクリロニトリル系繊維を原料とする
ACFは含有する窒素原子による特異な吸着性能
と優れた機械的強度により種々な用途が期待され
ている。 一般に、アクリロニトリル系繊維を原料とする
ACFは次のようにして製造される。 すなわち、第1段階の酸化工程においてアクリ
ロニトリル系繊維を酸素等の酸化性雰囲気中200
〜300℃で処理して酸化を行ない、次いで第2段
階の賦活工程において酸化繊維を水蒸気、炭酸ガ
ス等の雰囲気中700〜1000℃で賦活処理する。 通常、フエルト、織物、ヤーン等の形態にする
には第1段階終了後の酸化繊維束を加工するか、
あるいは第2段階終了後のACFを加工するかの
いずれかの方法がとられる。 ACFを加工する場合、特に充分な強度とクリ
ンプ性が要求されるが、このようなACFの加工
性は第1段階の酸化繊維の性能に依存する。従つ
ていずれの段階で加工する場合でも、酸化繊維が
加工に必要な高い強度と優れたクリンプ性を具備
ていなければならない。 しかしながら、従来よりこの酸化繊維はクリン
プがかかり難く、このため糸とする際に糸切れが
多発し、作業の効率を著しく悪くする傾向があつ
た。また、フエルト等にする場合は落綿が多く収
率の低下、作業性の悪化を招き、フエルトの強度
を低下させる等の問題があつた。このような酸化
繊維の加工性を高めるために従来法では第1段階
の酸化工程は、アクリロニトリル系繊維束の急激
な発熱を抑えて繊維の開繊性を良好に保つととも
に繊維強度の低下を防止する目的で低温で相当長
時間の加熱処理を行なうことを余儀なくされてい
るが、加工性の点でなお問題がある。 また、このような長時間の加熱処理を要する酸
化工程にACF製造の全所要時間の約8割が費や
されており、コスト高の要因となつている。 本発明者等は、このような問題について検討の
結果、水溶性の塩基性アルミニウム複合塩をアク
リロニトリル系繊維束に付着させることにより、
上記の如き問題のない酸化繊維が高能率で得ら
れ、ひいては高収率かつ高性能のACFが得られ
ることを見出し、本発明に至つたものである。 すなわち、本発明は下記一般式で示される水溶
性の塩基性アルミニウム複合塩を繊維重量に対し
アルミニウムとして0.01〜5重量%付着させたア
クリロニトリル系繊維を酸化性雰囲気中で酸化処
理した後、賦活ガス中700℃で処理することを特
徴とするACFの製造法である。 Al2(OH)xCly(PO4)z 式中x,y,z:整数または小数 5.6≦x+y+3z≦6 0.4≦x/x+y+z≦0.9 本発明によればACFの酸化工程における所要
時間を従来法の約1/2以下に短縮することができ、
それでいて良好な吸着性能および機械的性能を有
するACFを高収率で製造することができる。 本発明について更に詳述する。 本発明において、アクリロニトリル系繊維とは
アクリロニトリルを少なくとも85重量%以上好ま
しくは90〜98重量%含有するポリアクリレニトリ
ルよりなる繊維またはアクリロニトリルと共重合
可能な不飽和化合物との2種以上の共重合体より
なる繊維あるいはこれらの共重合体を混合してで
きた重合体よりなる繊維をいう。 該繊維に付着させる水溶性の塩基性アルミニウ
ム複合塩は例えば特開昭49―130387号、特開昭50
―153799号公報で知られた方法に準じて製造され
る、前記一般式で示されるごときものである。こ
れに代えて水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウ
ム、燐酸アルミニウムなどを用いた場合には全く
効果がなく、逆に繊維のクリンプ付与が困難とな
る。 本発明に使用される複合塩は水酸基を含有しか
つ水溶性の複合塩であるため、繊維に斑なく付与
しうるだけでなく、アクリロニトリル系繊維を酸
化する過程で生ずる発熱を程よく吸収して、過度
の蓄熱や温度上昇を防ぐことができるため、均質
な酸化繊維をつくりうるうえ繊維へのクリンプ付
与を容易となすのに有効である。 本発明に用いられる複合塩をアクリロニトリル
系繊維束に付着させるには、複合塩の水溶液をつ
くり、この液に繊維束を浸漬するか、もしくは該
水溶液スプレーするなどの通常使われる付着方法
が用いられる。 アクリロニトリル系繊維束に対するこれらの複
合塩の付着量は後掲第2表、第3表から明らかな
如く繊維重量に対しアルミニウムとして0.01〜5
重量%の範囲であることが必要である。この範囲
未満では本発明の効果が発揮されず、この範囲を
越えると酸化処理時に繊維強度の低下および賦活
収率の低下を招来する。 以上の如き水溶性の塩基性アルミニウムを付着
させたアクリロニトリル系繊維は酸素等の酸化性
雰囲気中で酸化処理される。この場合処理温度は
原料繊維のコモノマー量によつて異なり、適宜最
適条件が選択されるが、本発明の水溶性塩基性ア
ルミニウム複合塩を付着させた繊維は従来のアク
リロニトル系繊維に比較し、より高温短時間で酸
化処理することができる。本発明の大きな利点
は、従来のアクリロニトリル系繊維に水溶性の塩
基性アルミニウム複合塩を付着させることにより
次のような効果が発現することにある。 すなわち(1)従来方法より酸化処理温度を高くし
ても繊維束の燃焼を惹起せず、したがつて酸化時
間を大巾に短縮することができる。(2)従来方法と
同一酸化処理温度においても従来方法より酸化速
度が速く処理時間が短縮される。(3)従来方法より
高い強度と優れたクリンプ性を有する酸化繊維が
得られる。(4)従来方法より賦活時間が短縮され賦
活収率が向上する。(5)従来方法より高い強度と加
工性を有するACFが得られる。 以上のように、本発明方法によれば特に酸化工
程の生産性および品質の向上が顕著である。 例えば、アクリロニトリル92重量%、アクリル
酸メチル8重量%からなる共重合繊維にAl2
(OH)3Cl1.7(PO4)0.3の組成からなる水溶性の塩基
性アルミニウム複合塩をアルミニウムとして0.05
重量%付着せしめて2段階で酸化処理した場合に
ついて従来法のアルミニウムを含まないものと比
較して示すと第1表の通りである。
【表】 第1表の結果より明らかなように水溶性の塩基
性アルミニウム複合塩を付着させたアクリロニト
リル系繊維は初期温度を高くしても糸条の燃焼を
惹起せず、しかも酸化速度が速いため酸化工程に
要する時間を従来法の約1/2以下に短縮し得て、
それでいて加工性に優れた酸化繊維を得ることが
できる。 本発明において水溶性の塩基性アルミニウム複
合塩を付着させたアクリロニトリル系繊維は酸化
繊維の平衝水分率が10〜13%の範囲に達するまで
処理されるのが、得られるACFの賦活収率、繊
維強度が高いので望ましい。 以上の酸化処理を終えた酸化繊維は続いて賦活
処理に付される。賦活化は公知の方法で行なうこ
とができ水蒸気、炭酸ガス、アンモニア等の雰囲
気中700℃以上、好ましくは800〜950℃の温度で
数秒から2時間加熱して行なわれる。この工程で
は酸化繊維中に残存するアルミニウムとリン化合
物が賦活反応を促進して従来方法より賦活時間を
短縮し賦活収率を向上させる。 本発明の特徴はこのように水溶性の塩基性アル
ミニウム複合を付着させたアクリロニトリル系繊
維を使用することによつて酸化工程、賦活工程が
同時に改善されるため従来法より著しくACFの
製造コストを低減できることにある。以下に本発
明を実施例によつて説明するが、本発明はこれら
により限定されるものではない。 実施例 1 水酸化アルミニウム微粉末に塩酸と燐酸とさら
に適量の水とを加えてオートクレーブ中110℃で
加熱することにより組成がAl2(OH)2.1Cl2.4(PO4)
0.5からなる塩基性アルミニウム複合塩の水溶液を
調製した。この水溶液を適宜希釈してアクリロニ
トリル94.7重量%、アクリル酸メチル5.3重量%
からなる単繊維繊度3デニール、トータルデニー
ル54万弐共重合繊維トウを室温で浸漬して繊維重
量に対しアルミニウムとして0.01〜6.5重量%付
着するように調製した。ただし5重量%を越える
場合は比較例である。 これらの繊維束を空気中で初期250℃で1時間、
次いで270℃で1.5時間の2段階で酸化処理を行な
つた。 比較のため上記と同一繊維でアルミニウムを付
着しない場合についても同様の処理を行なつた。
この結果を第2表に示す。上記の酸化繊維を次い
で910℃で過熱水蒸気中賦活処理して、比表面積
が900m2/gのACFを得る場合について賦活収率
および性能をまとめて第3表に示す。
【表】
【表】
【表】 以上の結果より明らかなように水溶性の塩基性
アルミニウム複合塩を付着させることにより酸化
工程、品質を著しく改善し、しかも高収率で
ACFを得ることができる。 実施例 2 アクリロニトリル91重量%、アクリル酸メチル
9重量%からなる単繊維3デニール、トータルデ
ニール56万デニールの共重合体繊維トウを実施例
1と同一の塩基性アルミニウム複合塩水溶液に浸
漬した後、乾燥してアルミニウムとして0.03重量
%付着させた繊維を得た。 この繊維を第4表に記載の条件下空気中で酸化
処理した。得られた酸化繊維トウを、クリンパー
にニツプ圧2Kg/cm2、スタフイング圧1Kg/cm2、
供給速度80m/hrで通してクリンプを付与した
後、綿長が102mmになるようにカツターで切断し
た。 次いでこの酸化繊維ステープルを不織布製造装
置に供給して目付500g/m2の酸化繊維フエルト
に加工した。 比較のため上記と同一組成でアルミニウムを付
着してない場合についても同様の処理を行なつ
た。 酸化繊維およびそのフエルトの特性等について
の結果をまとめて第4表に示す。 さらに、これらの酸化繊維フエルトを930℃で
水蒸気中賦活処理した。得られたACFフエルト
の収率、性能を第5表に示す。
【表】
【表】 の値を示す。
(2): No.20、21は比較例(アルミニウム付着な
し)を示す。 以上のように、本発明例では、酸化温度を高く
できるために、酸化時間を短縮しうると同時に酸
化速度も速くなり、また得られた酸化繊維のクリ
ンプ状態が優れ、したがつて最終製品のACFの
強度も高いことがわかる。 実施例 3 アクリリロニトリル92重量%、酢酸ビニル8重
量%からなる共重合繊維トウ(単繊維繊度2デニ
ール、構成本数280000本)にAl2(OH)2.8Cl1.7
(PO4)0.5の組成からなる水溶性塩基性アルミニウ
ム複合塩をアルミニウムとして、0.2重量%付着
させた。 このトウを空気中にて、245℃で1.5時間、次い
で265℃で2時間連続して酸化処理した後クリン
パーに通してクリンプを付与した。得られた酸化
繊維のクリンプ数は13.8ケ、引張強度26.3Kg/
mm2、伸度15.6%、平衡水分率11.3%で良好なクリ
ンプ特性と優れた繊維性能を有していた。 さらに、この酸化繊維を水蒸気中900℃で10分
間処理して賦活収率25%で比表面積1000m2/g、
引張強度25.8Kg/mm2、クリンプ数6.3ケ良好な
ACFを得た。 比較のため、上記と同一組成の繊維トウに前記
アルミニウム複合塩の代りに硫酸アルミニウムを
アルミニウムとして同一量となるように付着させ
て同様な酸化処理を行なつた。得られた酸化繊維
の性能は、クリンプ数4.1ケ、引張強度10.2Kg/
mm2、伸度8.2%、平衡水分率10.1%であり、加工
性、酸化時間の短縮に全く効果が認められなかつ
た。 さらに同一条件下賦活して得たACFは賦活収
率23%、比表面積900m2/g、引張強度15.1Kg/
mm2、クリンプ数3.8ケといずれの性能も本発明の
場合に比し劣つていた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記一般式 Al2(OH)xCly(PO4)z 式中x,y,z:整数または小数 5.6≦x+y+3z≦6 0.4≦x/x+y+z≦0.9 で示される水溶性の塩基性アルミニウム複合塩を
    繊維重量に対しアルミニウムとして0.01〜5重量
    %付着させたアクリロニトリル系繊維を酸化性雰
    囲気中で酸化処理した後、賦活ガス中700℃以上
    で処理することを特徴とする繊維状活性炭の製造
    法。
JP56214089A 1981-12-24 1981-12-24 繊維状活性炭の製造法 Granted JPS58130110A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56214089A JPS58130110A (ja) 1981-12-24 1981-12-24 繊維状活性炭の製造法
US06/452,489 US4460650A (en) 1981-12-24 1982-12-23 Acrylonitrile fibers, a process for producing acrylonitrile fibers, as well as producing peroxidized fibers, fibrous active carbon or carbon fibers therefrom
FR8221667A FR2522697B1 (fr) 1981-12-24 1982-12-23 Fibres d'acrylonitrile, procede de fabrication d'une fibre d'acrylonitrile et de fabrication d'une fibre preoxydee, de carbone actif fibreux ou d'une fibre de carbone a partir de celle-ci
GB08236749A GB2116592B (en) 1981-12-24 1982-12-24 Acrylonitrile fibers, a process for producing acrylonitrile fibers, as well as producing preoxidized fibers, fibrous active carbon or carbon fibers therefrom
DE3248040A DE3248040C2 (de) 1981-12-24 1982-12-24 Acrylnitrilfasern und deren Verwendung zur Herstellung von voroxidierten Fasern, faserförmigem aktiven Kohlenstoff oder von Kohlenstoffasern

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JPS58130110A JPS58130110A (ja) 1983-08-03
JPS6325085B2 true JPS6325085B2 (ja) 1988-05-24

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ID=16650040

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6328449A (ja) * 1986-07-22 1988-02-06 Toho Rayon Co Ltd 除臭用フイルタ−素子
JPH01266222A (ja) * 1988-04-16 1989-10-24 Oji Paper Co Ltd 多孔質炭素成形体の製造方法
JP4898144B2 (ja) * 2005-05-27 2012-03-14 大明化学工業株式会社 アルミナコンポジット前駆体、アルミナコンポジットの製造方法、およびアルミナコンポジット焼結体の製造方法

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