JPS6135284B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、植物性繊維から活性炭素繊維を得る
方法に関するものであり、さらに詳しくは植物性
繊維を炭化し、ついで該炭化物に塩化亜鉛を担持
させ、これを賦活化することによつて柔軟性に富
んだ活性炭素繊維を製造する方法に関する。

従来から、木綿やレーヨンなどのセルローズ系
繊維を塩化亜鉛の水溶液に浸漬し、乾燥した後、
これを500〜800℃で焼成する、すなわち植物性繊
維の炭化と賦活性の両工程を同時におこなうこと
によつて活性炭素繊維を得る方法が知られてい
る。しかしながら、この方法によつて得られる活
性炭素繊維の柔軟性は必ずしも十分でないことが
わかつた。

このような事情に鑑み、本発明者らは鋭意検討
した結果、まず、植物性繊維を炭化し、ついで該
炭化物に塩化亜鉛を担持させ、これを賦活化す
る、すなわち植物性繊維を炭化する工程と炭化し
たものを賦活化する工程の２段階に分けることに
よつて極めて柔軟性に富んだ活性炭素繊維が得ら
れることを知見した。この知見にもとづき、本発
明者らはさらに研究を進めたところ、植物性繊維
に予め硝酸、リン酸、ホウ酸およびアンモニウム
塩からなる群から選ばれた少なくとも一種を担持
させると活性炭素繊維の吸着性能も上がることが
わかつた。

また、リン酸、ホウ酸およびアンモニウム塩を
植物性繊維に担持させた場合には活性炭素繊維の
収率も飛躍的に上がることがわかつた。

これらの知見にもとづいて本発明を完成するに
至つた。

すなわち、本発明は植物性繊維を炭化し、つい
で該炭化物に塩化亜鉛を担持させ、これを賦活化
することを特徴とする活性炭素繊維の製造方法で
ある。

本発明において用いられる植物性繊維は、植物
を原料とするすべての繊維を意味し、たとえば植
子毛繊維（例；綿、カポツク、バンボツクス綿、
パンヤ、植物絹など）、靭皮繊維（例；亜麻、大
麻、ジユート、ラミー、ケナフ、三椏など）、葉
脈繊維（例；マニラ麻、ニユージーランド麻、シ
ジル麻、ピタ繊維など）、果実繊維（例；ヤシな
ど）、その他（例；藺、藁類、海草すがも繊維、
いらくさなど）、たとえばビスコースレーヨン、
銅アンモニアレーヨンなどのセルロース系再生人
造繊維、たとえばアセテート、酢化スフなどのセ
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ルロース系半合成繊維などがあげられる。これら
の繊維は、繊維状であつてもよく、また、これら
の繊維をたとえば織物、不織布、フエルト紙状等
の繊維構造体にしたものでもよい。

本発明では、まず、上記植物性繊維を不活性ガ
ス雰囲気下、約250〜450℃、好ましくは約300〜
400℃の温度で、約0.25〜２時間、好ましくは約
0.5〜１時間炭化する。

植物性繊維を炭化するに先立つて原料繊維に硝
酸、リン酸、ホウ酸およびアンモニウム塩からな
る群から選ばれた少なくとも一種を担持させる
と、炭化物の柔軟性がいつそう良好になり、しか
も炭化収率も大幅に増大する。

ここで、アンモニウム塩としては、たとえば塩
化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモ
ニウム、リン酸アンモニウム、リン酸二アンモニ
ウム、ホウ酸アンモニウム、亜リン酸アンモニウ
ムなどの無機酸のアンモニウム塩、たとえば酢酸
アンモニウム、シユウ酸アンモニウム、酒石酸ア
ンモニウムなどの有機酸のアンモニウム塩などが
あげられるが、特に無機酸のアンモニウム塩が好
ましい。

上記化合物を担持させる手段としては、たとえ
ば上記化合物を含有する溶液に原料繊維を浸漬す
る手段あるいは上記化合物を含有する溶液を原料
繊維に散布する手段などがあげられる。溶液中の
化合物の濃度は化合物の種類によつて異なるが、
硝酸の場合、約0.1〜10重量％、リン酸の場合約
0.1〜10重量％、ホウ酸の場合、約0.1〜５重量
％、アンモニウム塩の場合、約１〜30重量％の溶
液を用いることが好ましい。溶液は水溶液であつ
てもよく、あるいはアルコールなどを含む溶液で
あつてもよい。担持量は植物性繊維100重量部に
対して硝酸の場合は約0.1〜５重量部、リン酸の
場合は約0.5〜５重量部、ホウ酸の場合は約0.5〜
５重量部、アンモニウム塩の場合は約0.5〜25重
量部が好ましい。炭化温度や炭化時間などの炭化
条件はこれらの化合物を担持しない場合と同じで
よい。

ついで、上記のごとくして得られた炭化物に塩
化亜鉛を担持させ、これを賦活化する。

塩化亜鉛を担持させる手段としては、たとえば
塩化亜鉛溶液を作成し、これに炭化物を浸漬する
手段あるいは炭化物に塩化亜鉛溶液を散布する手
段などがあげられる。塩化亜鉛溶液の濃度は炭化
物の種類などによつて異なるが、約５〜60重量
％、特に約10〜50重量％が好ましい。塩化亜鉛の
溶解度を高めるために溶液中に、たとえば塩酸や
アルコール類などを加えてもよい。塩化亜鉛の担
持量は塩化亜鉛として炭化物100重量部に対して
約30〜200重量部、特に約50〜150重量部が好まし
い。賦活化は、たとえば窒素、重油、軽油、灯油
などの燃焼排ガス雰囲気下、約350〜750℃の温度
で約0.25〜２時間焼成することによつておこなわ
れる。

このようにして賦活化された植物性繊維は必要
ならば常法により洗浄、乾燥する操作を施しても
よい。

本発明の方法は、操作が簡単でしかも高い収率
で、柔軟性、吸着力ともにすぐれた活性炭素繊維
が従来法よりもはるかに安価に、安定して得られ
るので産業上、極めて有用な方法である。

以下に実施例をあげ、本発明を具体例に説明す
る。

実施例 １ 市販の綿布（晒し）を16メツシユのステンレス
製ロールに巻きとり、シリカガラスチユーブ内、
窒素気流中、350℃の温度で0.5時間炭化した。炭
化後、常温まで冷却して炭化収率を調べたとこ
ろ、21％であつた。該炭化物を20重量％の塩化亜
鉛と１重量％の塩化水素を含む水溶液に約５分間
浸漬したのち、ゴムローラーで液切りして塩化亜
鉛を均一に担持させた。担持量は塩化亜鉛として
67ｇ／100ｇ−炭化物であつた。これを窒素気流
中、550℃の温度で0.5時間賦活化した。

賦活した後、洗浄、精製、乾燥して柔軟性に富
む活性炭素繊維Ａを収率15％で得た。該活性炭素
繊維Ａについて、アセン濃度が37.5ｇ/m³の空気
を用いて25℃におけるアセトン飽和吸着量を測定
したところ、21重量％であつた。

実施例 ２ 市販の綿布（晒し）を予め用意した３重量％の
リン酸水溶液に５分間浸漬し、ゴムローラーを用
いて絞り３ｇ／100ｇ−原料布のリン酸を担持さ
せた。リン酸を担持させた原料布を16メツシユの
ステンレス製金網ロールに巻きとり、窒素気流中
380℃の温度で１時間炭化した。常温まで冷却の
後、炭化収率を調べたところ35.6％であつた。該
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炭化物を実施例１と同様にして20重量％の塩化亜
鉛を含有する溶液に浸漬して塩化亜鉛として70
ｇ／100ｇ−炭化物の塩化亜鉛を担持させた。こ
の後、実施例１と同じ方法で600℃で0.5時間賦活
化した。洗浄、精製、乾燥をおこなつて良好な活
性炭素繊維Ｂを得た。該活性炭素繊維Ｂの収率と
アセトン吸着力を測定したところ、それぞれ32％
と22％であつた。

実施例 ３ 市販の麻布を予め用意した３重量％のホウ酸を
含有する水溶液に３分間浸漬し、遠心分離器を用
いて絞り2.5ｇ／100ｇ−原料布のホウ酸を均一に
含浸させた。該薬液含浸布を実施例１と同様にし
て350℃で0.75時間炭化した。該炭化物に15重量
％の塩化亜鉛を含む溶液を塩化亜鉛として65ｇ／
100ｇ−炭化物となるように含浸させ、550℃で
0.5時間賦活化した。この後、洗浄、精製、乾燥
して良好な活性炭素繊維Ｃを収率36％で得た。該
活性炭素繊維Ｃのアセトン吸着力は19.8％であつ
た。

実施例 ４ 市販の麻布を予め用意した15.5重量％の塩化ア
ンモニウムを含有する水溶液に３分間浸漬し、ゴ
ムローラーを用いて絞り、塩化アンモニウムとし
て22ｇ／100ｇ−原料布の塩化アンモニウムを均
一に含浸させた。該薬液含浸布を実施例１と同様
にして350℃で１時間炭化した。該炭化物に40重
量％の塩化亜鉛を含む溶液を塩化亜鉛として120
ｇ／100ｇ−炭化物となるように含浸させ、570℃
で１時間賦活化した。この後、洗浄、精製、乾燥
して良好な活性炭素繊維Ｄを収率40％で得た。該
活性炭素繊維のアセトン吸着力は22％であつた。

実施例 ５ 市販の綿布（晒し）を予め用意した20重量％の
硫酸アンモニウムを含む水溶液に５分間浸漬し、
遠心分離器を用いて絞り、硫酸アンモニウムとし
て18ｇ／100ｇ−原料布の割合で均一に含浸させ
た。該薬液含浸布を実施例１と同様にして350℃
で１時間炭化した。該炭化物は40重量％の塩化亜
鉛を含む溶液を塩化亜鉛として118ｇ／100ｇ−炭
化物となるように含浸させて600℃で１時間賦活
化した。この後、洗浄、精製、乾燥して良好な活
性炭素繊維Ｅを収率39.8％で得た。該活性炭素繊
維のアセトン吸着力は、22.5％であつた。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 植物性繊維を炭化し、ついで該炭化物に塩化
   亜鉛を担持させ、これを賦活化することを特徴と
   する活性炭素繊維の製造方法。 ２ 植物性繊維が、硝酸、リン酸、ホウ酸および
   アンモニウム塩からなる群から選ばれた少なくと
   も一種を担持したものである特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。