| 活性炭素繊維環境浄化材 |
活性炭素繊維とは？
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活性炭素繊維（Activated Carbon Fiber、以下ACF）は、繊維状の活性炭のことです。
セルロース系、PAN系、フェノール系、ピッチ系繊維を原料として製造され、一般的に知られている粒状や粉末状の活性炭とは異なる、新しい高機能材料です。
ACFの繊維直径は、約5～30μmと粒状活性炭（粒径約500～5000μm）に比べ微細で表面積が広く、細孔直径は15～20Å付近にピークを有し粒状活性炭に比べミクロ孔で構成されているため吸脱着速度が速くかつ低濃度の吸着性能に優れています。
粉末状活性炭(粒径約5～30μm)と比べた場合にも、取扱時に微粉末の発生が少なく、繊維状形態のため紙状、織物状、フェルト状など多様な形に加工ができます。
※1μm＝10−6m ＝1/1000mm
※1Å＝10−10m ＝1/1000万mm＝0.1ﾅﾉﾒｰﾄﾙ(nm)＝100ﾋﾟｺﾒｰﾄﾙ(pm) （オングストローム）
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活性炭素繊維と粒状炭素繊維の比較
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活性炭素繊維ACF |
粒状活性炭 |
| 寸 法 |
直径5～30μmの繊維状 |
粒径0.5～5㎜ |
| 比表面積（㎡/ｇ） |
700～2500 |
900～1200 |
| 外表面積（㎡/ｇ） |
0.2～2.0 |
～0.001 |
| 細孔寸法 （Å） |
20以下 |
－ |
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活性炭素繊維ACFと粒状活性炭の細孔構造 |
ACFの製造方法
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 製造プロセス
ACFの製造方法は、原料の種類により条件およびプロセスが多少異なりますが、基本的には衣料用繊維と同じです。紡糸した繊維を加熱処理などにより酸化、不溶融化した後、賦活工程にて活性化して、繊維内部の微細孔を開孔させます。 |
ACFの製造方法の例 |
 賦活とは？
炭素繊維原料の細孔構造をさらに発達させ、細孔を付ける反応操作で、この工程により微細孔を開けることができます。つまり、炭化処理によって出来た孔にさらに多くの細孔を付加させ、表面積を大きくし、一般の炭化物に比べて非常に大きな能力（吸着性能等）を持たせることができます。賦活方法には、薬品賦活方法とガス賦活方法がありますが、ACFの場合には、繊維強度および純度の向上を図るためにガス賦活方法が一般的です。 |
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原料
ACF製造用原料は、高品質のセルロース系、PAN系、ピッチ系などの繊維素材を原料としています。そのため、通常のヤシ殻、石炭を原料とした活性炭と比べ品質安定性は高く不純物の混入がありません。 |
ACFの形態
ACFは、トウ(数万本のフィラメント束)、カットファイバー、ヤーン（撚りのかかった糸）織物、不織布 （フェルト）など多様な形態を取ることができます。また、ハニカム状や円筒状のフィルターに加工され幅広く利用されています。 |
ACFの特長
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ACFの比表面積
ACFは、炭素繊維であることから直径5～30μm 程度の繊維状であり、接触面となる外表面積が、粒状活性炭など比べ非常に大きく200倍以上あります。そして、表面近くに、20Å以下の微細孔が直接開いているため、大きな比表面積が有効に機能して、粒状活性炭と比較して、吸着・脱着速度が速く、吸着容量が大きくなります。 |
ACFの加工性
軽量で成形加工の自由度が高く、炭粉の飛散がないため、様々な形態に加工できます。 |
ACFの通電性
炭素材料であることから、電気抵抗が小さく、高い伝導率があります。
ACFの比抵抗値は、約10-1～10Ωcmの範囲にあるため、この電気特性を利用して、コンデンサー、リチウムイオン電池や電極材などへの応用が検討されています。 |
ACF環境浄化への応用
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ACFは、大きな外表面積と比表面積を持つため、非常に大きな吸着力と吸着特性を持っています。
この吸着特性は、気相処理（排ガス処理）や液相処理（水処理）などの環境浄化に対して有効に作用します。 |
ACFの特性と応用 |
気相処理での応用
1. 有機溶剤回収
低濃度ガス吸着能に優れかつ吸着速度が速いため、溶剤回収装置の吸着材としての機能します。
ドライクリーニングや金属洗浄、エレクトロニクス関連のＩＣ、プリント基板などの製造に用いられるトリクロルエチレンなどの有機溶剤の回収に有効です。
2. 悪臭ガス、タバコ臭の除去
悪臭成分であるアンモニアや硫化物を素速く吸着するため、脱臭装置フィルターに適しています。
タバコ臭や煙の吸着効果があるため空気清浄機などのフィルターにも適しています。
3. NOx・SOxの除去
排ガス中や大気中に含まれる低濃度でのNOxおよび SOxの吸着除去が可能であることから、排ガス装置や脱硝システムの触媒として適しています。
※気相では、ACFは新型ウィルスなど病原菌吸着と抗菌性があるため、マスクに組み込むことによりウィルスの体内侵入を防ぎ、感染症予防に効果があります。微細な埃や粉塵などの吸着効果もあるため、花粉対策や粉塵作業現場、災害現場などの作業用としても効果的です。 |
液相処理での応用
1. 塩素化合物除去
水道水に含まれるトリハロメタンなどの塩素化合物の除去や、塩素臭除去に有効に機能するため、浄水器などのフィルターに適しています。ACFは、黒粉が出にくく、圧力損失が小さいため、通水速度を妨げません。
2. 有害重金属イオン除去
排水中や飲料水水源に含まれる有害金属属イオンの吸着除去が可能です。排水処理においては、生物処理や凝集沈殿処理工程では除去できない有害物質の吸着除去に適しています。鉱山排水や鉱物を含む大地から溶出されるカドミや鉛、ヒ素やマンガンなどの有害重金属を吸着除去します。
3. 色素除去
染料排水など、凝集沈殿処理工程では除去できない色素除去を可能とします。
※液相においては、電気的抵抗が小さいため、微生物などの付着が早く、炭素質であることから生物親和性も高い ため生物処理担体や、微生物燃料電池などの電極にも適しています。 |
活性炭素繊維環境浄化材
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活性炭素繊維シート Activated Carbon Fiber Non-Woven Fabric
活性炭素繊維を不織布としてシート状に加工してあります。
大きな外表面積と比表面積により、様々な物質の吸着が可能です。
MiraCarbon ACFNW－EM 1（t＝1mm）
MiraCarbon ACFNW－EM 2（t＝2mm）
MiraCarbon ACFNW－EM 3（t＝3mm）
MiraCarbon ACFNW－EM 4（t＝4mm）
MiraCarbon ACFNW－EM 5（t＝5mm）
活性炭素繊維シート製品のページはこちら
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