JP2000070631A - Manufacture of carbon fiber filter - Google Patents

Manufacture of carbon fiber filter

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JP2000070631A
JP2000070631A JP24242898A JP24242898A JP2000070631A JP 2000070631 A JP2000070631 A JP 2000070631A JP 24242898 A JP24242898 A JP 24242898A JP 24242898 A JP24242898 A JP 24242898A JP 2000070631 A JP2000070631 A JP 2000070631A
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JP
Japan
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carbon fiber
fiber
sheet
heat
producing
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JP24242898A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Okuda
健二 奥田
Shinichiro Okada
慎一郎 岡田
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a carbon fiber filter to have flammability and high performance at a low cost without generating a hazardous material in incineration by a method wherein a carbon fiber and a thermofusible non-halogen based chemical fiber are mixed to form a sheet shape, the sheet shaped product is heated at a melting point of the fiber or higher up to and including an oxidizing loss start temperature of the carbon fiber with a thermally continuous pressing furnace or the like, and mutual bond of fibers is executed to adjust a thickness. SOLUTION: A carbon fiber precursor is prepared by applying an unmeltable treatment to a spun fiber prepared by discharging from a spinning nozzle after thermally fusing an isotropic pitch wherein condensed multi-ring hydrocarbon is polymerized, and the precursor is treated by carbonization in an inert gas to prepare a curved carbon fiber 1. The fiber 1 together with a thermofusible core-sheath typed polyester fiber piece 2 are previously fibrillated, mixed by compressed air 4, transferred to a card machine 7 with a travelling belt 6 to form a sheet shape 8, and the sheet shaped product is rolled to a temporary carbon fiber filter 12 with a temporary hot roll 10. Then, the temporary filter 12 is heated while it is pressed to a specific thickness with hot rolls 13, 14 to prepare a required carbon filter 15. Thereby, the filter 15 which has high performance at a low cost and does not generate hazardous material and halogen even in incineration, can be manufactured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維フィルタ
ーの製造方法に関し、特に材料として特定の炭素繊維を
使用し、併せて接合材として熱融着性化学繊維を使用し
たレンジフード用炭素繊維フィルターの製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a carbon fiber filter, and more particularly to a carbon fiber filter for a range hood using a specific carbon fiber as a material and a heat-fusible chemical fiber as a bonding material. And a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、各家庭では、調理用ガスコン
炉台の上部等に、主に熱排気中の油分を除去するためフ
ィルター装置が広く使用されている。そしてこのフィル
ター装置用のフィルター本体としては、耐熱性や耐火性
が必要な一方でガラス繊維や金属繊維では製造、価格、
廃棄等に問題が多いことから、難燃処理等を施した化学
繊維が多く使用されていた。
2. Description of the Related Art Heretofore, in each home, a filter device has been widely used at an upper part of a gas-con stove for cooking, mainly for removing oil content in heat exhaust. And as a filter body for this filter device, heat resistance and fire resistance are required, while glass fiber and metal fiber are manufactured, priced,
Since there are many problems in disposal and the like, chemical fibers that have been subjected to a flame-retardant treatment or the like have been frequently used.

【0003】しかしながら、難燃処理等を施していると
はいえ、化学繊維であるため万が一にも吸着している油
分等に飛火等で着火したりすれば、炎が燃え拡がったり
はしないものの熱で収縮し、このため取付け枠からはず
れて下へ落下したりしかねず、ひいては下方の調理台の
近くにいる者の安全面からは完全なものとは言い難い。
[0003] However, despite the fact that it is flame-retardant, it is a chemical fiber, so if it ignites with oil or the like adsorbed in the unlikely event that it is adsorbed, the flame will not spread, but the heat will not spread. And may fall off of the mounting frame and fall down, which is less than perfect from a safety standpoint for those who are near the worktop below.

【0004】特に、中華料理やフランス料理ではそうで
あるが、鍋やフライパンのアルコールに着火したり、多
量の高温の油滴が飛び上がったりするが、このような場
合でもシートへの着火や熱収縮があってはならない。ま
た、これらの場合や何等かの事故等で急に火炎が立ち上
がり、動圧がかかった場合でもシートは破断等してはな
らないが、通常の化学繊維ではなかなか困難であるため
ハロゲン系の難燃剤が使用されることが多い。しかしこ
のことは、使い古したフィルターを廃棄物処理場で焼却
する場合には、ダイオキシンの発生に繋がりかねず、環
境汚染の面から決して好ましいものではない。
[0004] In particular, as is the case with Chinese and French dishes, ignition of alcohol in a pot or a frying pan or a large amount of high-temperature oil droplets jump up. Even in such a case, ignition of a sheet or heat shrinkage occurs. There must be no. Also, in these cases or in case of any accident, the flame should suddenly rise and the sheet should not break even when dynamic pressure is applied. However, it is very difficult with ordinary chemical fiber, so halogen-based flame retardant Is often used. However, this may lead to the generation of dioxin when the used filter is incinerated at a waste disposal plant, and is not preferable in terms of environmental pollution.

【0005】このため、単に耐火性、耐熱性があるだけ
でなく、万が一の油分への着火等が生じた場合でも熱収
縮したりせず、かつ廃棄処理の面からも問題のない、そ
して勿論発熱源のそばにいる人にとり危険の生じない、
そして当然、空気抵抗やダストの除去等フィルターの本
来の性能の面からも優れたフィルター(装置)の実現が
望まれていた。そして、かかるフィルターとして目下炭
素繊維フィルターが注目を集めだしている。
[0005] For this reason, not only is it fire-resistant and heat-resistant, but it does not shrink thermally even in the event of ignition of oil, etc., and there is no problem in terms of disposal. There is no danger for those who are near the heat source,
Naturally, it has been desired to realize a filter (device) that is excellent in terms of the original performance of the filter such as air resistance and dust removal. As such a filter, a carbon fiber filter is currently attracting attention.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭素繊
維でフィルターを製造する場合には、所望の炭素繊維フ
ィルターを如何にして製造するかが問題となる。
However, when producing a filter using carbon fibers, there is a problem how to produce a desired carbon fiber filter.

【0007】すなわち、炭素繊維相互は接着力がないた
め、シートを製造するためには何等かの手段で炭素繊維
相互を接合あるいは接着、結合する必要があるが、その
手段として通常広く用いられている液状バインダーのみ
を使用する湿式法(抄紙法)では以下のような問題があ
る。
That is, since carbon fibers have no adhesive force, it is necessary to bond, bond, or bond the carbon fibers with each other by some means in order to manufacture a sheet. The wet method (papermaking method) using only a liquid binder has the following problems.

【0008】(1)水の表面張力で厚みを抑えられた状
態で樹脂の硬化をするため、密度が高くなり、フィルタ
ーに適していない。また、シートの厚みは、使用する繊
維、バインダーで定まるため、フィルターとして最適の
ものを得難い。
(1) Since the resin is cured in a state where the thickness is suppressed by the surface tension of water, the density is high and the resin is not suitable for a filter. Further, since the thickness of the sheet is determined by the fibers and binder used, it is difficult to obtain an optimum filter.

【0009】(2)難燃性の高いフェノール樹脂系バイ
ンダーやリン酸系難燃剤は、廃液の水質規制が厳しいの
で使用しがたい。また、近年の環境汚染防止に対する厳
しい要求のもと、使い古したフィルターを最終的に廃棄
焼却する場合にダイオキシン等の有害物質を発生する液
状バインダーや難燃剤(例えば、塩化ビニール系や臭素
系の難燃剤)も使用するわけにはいかない。
(2) Phenolic resin binders and phosphoric acid-based flame retardants having high flame retardancy are difficult to use because the water quality of waste liquid is strictly regulated. In addition, under the recent strict requirements for environmental pollution prevention, liquid binders and flame retardants (for example, vinyl chloride and bromine based) that generate harmful substances such as dioxin when the used filter is finally disposed of by incineration. Can not be used.

【0010】また、同じく接合のため融着繊維のみを使
用して湿式法で製造する場合には、以下の問題点があ
る。 (1)水が蒸発した状態で硬化をすすめるため、水の表
面張力の作用がなく、このため液状バインダーのみを使
用する場合に比較して密度を低くしうる。しかし、炭素
繊維が曲状でない場合には、フィルターに適した密度ま
での低密度化はできない。
[0010] In the case of manufacturing by a wet method using only fused fibers for bonding, there are the following problems. (1) Since curing is promoted in a state where water is evaporated, there is no effect of surface tension of water, and therefore, the density can be reduced as compared with a case where only a liquid binder is used. However, if the carbon fibers are not curved, the density cannot be reduced to a density suitable for a filter.

【0011】(2)曲状繊維で入手できる炭素繊維は、
現在のところ汎用炭素繊維(ドナカーボ)しかないが、
これは繊維の強度がそう強くなく、このため混合槽での
攪拌で繊維が短く切断される。
(2) Carbon fibers available as curved fibers include:
At present, there is only general-purpose carbon fiber (Donacarb),
This is because the strength of the fiber is not so strong, and the fiber is cut short by stirring in the mixing tank.

【0012】(3)融着繊維を湿式法で使用する場合は
毛玉になり易いので、5mm長くても10mm程度の繊
維長のものしか使用できない。このため、炭素繊維、融
着繊維とも繊維が短くなり、シートからの繊維落ちが多
く、特に家庭用のレンジフードフィルターとして好まし
くない。
(3) When the fused fibers are used by a wet method, they tend to be pills, so that only fibers having a fiber length of about 10 mm can be used even if they are 5 mm long. For this reason, both the carbon fiber and the fused fiber are short in fiber, and there are many fiber drops from the sheet, which is not preferable as a household range hood filter.

【0013】更に、接合のため液状バインダー及び融着
繊維を使用して湿式法で製造する場合には、以下の問題
点がある。 (1)液状バインダーは繊維落ちを防ぐ効果が小さい一
方で、難燃性は不充分かつ廃液処理が問題となる。
[0013] Further, in the case of manufacturing by a wet method using a liquid binder and fused fibers for bonding, there are the following problems. (1) While the liquid binder has a small effect of preventing fiber dropping, the flame retardancy is insufficient and waste liquid treatment becomes a problem.

【0014】以上の他、フィルター特にレンジフード用
フィルターとしての各種要求をも満たす必要がある。こ
のため、かかる問題の生じない、しかも安価、高性能の
炭素繊維フィルターの製造方法の開発が望まれていた。
In addition to the above, it is necessary to satisfy various requirements as a filter, particularly as a filter for a range hood. Therefore, it has been desired to develop a method for producing a carbon fiber filter which does not cause such a problem and which is inexpensive and has high performance.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
みなされたものであり、特定の炭素繊維と特定の熱融着
性有材繊維の混合繊維を非湿式法でシート状にした後加
熱下で接合、調厚しつつ製造することとしている。具体
的には、以下のようにしている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has been made in consideration of a method in which a mixed fiber of a specific carbon fiber and a specific heat-fusible material fiber is formed into a sheet by a non-wet method. It will be manufactured while joining and adjusting the thickness under heating. Specifically, it is performed as follows.

【0016】請求項1記載の発明においては、炭素繊維
と熱融着性非ハロゲン系化学繊維を混合したものを非湿
式シート製造機によりシート状にするシート作製ステッ
プと、前記シート作製ステップにて作製したシートを、
熱連続プレス炉および/またはホットロールプレス機に
より熱融着性非ハロゲン系化学繊維(塩素、臭素等のハ
ロゲンをフロンの如く積極的な原料素材としないだけで
なく、改質剤(材)として含有していない)の融点以
上、かつ炭素繊維の酸化減量開始温度以下に加熱するこ
とで繊維相互の接合を行い、併せて熱連続プレス炉およ
び/またはホットロールプレス機のプレス隙間や直接の
押圧力により厚みを調製する接合調厚ステップとを有し
ていることを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a sheet producing step in which a mixture of carbon fibers and heat-fusible non-halogen chemical fibers is formed into a sheet by a non-wet sheet producing machine. The prepared sheet is
Heat-fusible non-halogen chemical fiber (Halogen such as chlorine and bromine is not used as a raw material such as CFC, but also as a modifier (material) by a hot continuous press furnace and / or hot roll press. (Not included) and heating below the melting temperature of carbon fibers and below the temperature at which oxidation of the carbon fibers begins, thereby bonding the fibers to each other. In addition, press gaps or direct pressing of a hot continuous press furnace and / or hot roll press machine are performed. Adjusting the thickness by pressure.

【0017】上記構成により以下の作用がなされる。シ
ート作製ステップにて、例えば目付けむらが生じ難いカ
ード法(カード機)を使用する等非湿式シート製造機に
より、炭素繊維と熱融着性非ハロゲン系化学繊維を混合
した例えば綿状の繊維物から言わば布状のシート(原則
として各繊維が摩擦抵抗で接合されたいわゆるウェブの
状態のシートであり、また完成時のように強く接合、接
着されている状態ではない。)を作製する。
The following operation is performed by the above configuration. In the sheet making step, for example, a cotton-like fibrous material in which carbon fibers and heat-fusible non-halogen chemical fibers are mixed by a non-wet sheet manufacturing machine such as using a card method (card machine) in which unevenness is unlikely to occur. In other words, a cloth-like sheet (in principle, a sheet in a so-called web state in which fibers are joined by frictional resistance, and not in a state of being strongly joined and adhered as at the time of completion) is produced.

【0018】そしてこの際、いわゆる乾式法であるた
め、炭素繊維の折損も少なく、更にシートの厚さや密度
の制御も容易である。なお、このシート作製ステップ後
にニードリングを施せば、シートの厚み方向に繊維がか
らみ、シートの引張強度を向上させることができる。
In this case, since the so-called dry method is used, breakage of the carbon fiber is small, and the thickness and density of the sheet can be easily controlled. If needling is performed after this sheet preparation step, the fibers are entangled in the thickness direction of the sheet, and the tensile strength of the sheet can be improved.

【0019】接合調厚ステップにて、熱連続プレス炉お
よび/またはホットロールプレス機により、上記混合
物、あるいはその(空気)雰囲気を熱融着性非ハロゲン
系系化学繊維の融点以上炭素繊維の酸化減量開始温度以
下にして、炭素繊維、熱融着性非ハロゲン系化学繊維の
接合(各繊維が強く接着されている)を図り、併せてシ
ートの厚さをフィルターとして最適に調製する。
In the joining thickness control step, the mixture or its (air) atmosphere is oxidized by a hot continuous press furnace and / or a hot roll press machine to a temperature higher than the melting point of the heat-fusible non-halogen chemical fiber. At a temperature equal to or lower than the weight-starting temperature, the carbon fiber and the heat-fusible non-halogen chemical fiber are joined (the fibers are strongly bonded), and the thickness of the sheet is optimally adjusted as a filter.

【0020】請求項2記載の発明においては、前記シー
ト作製ステップは、目付量が20〜50g/m2 のシー
トを作成する所定目付け作製ステップであり、前記接合
調厚ステップは、厚みが、5g/cm2 の加重下で0.
6〜1.8mmの厚さにする所定厚さ作製ステップであ
ることを特徴としている。
In the invention described in claim 2, the sheet making step is a predetermined basis weight making step for forming a sheet having a basis weight of 20 to 50 g / m 2 , and the joining thickness controlling step is such that the thickness is 5 g. / Cm 2 under a load of 0.
This is characterized in that it is a step of producing a predetermined thickness of 6 to 1.8 mm.

【0021】上記構成により、以下の作用がなされる。
シート作製ステップとしての所定目付け作製ステップに
て、目付量20〜50g/m2 のそして少し厚めのシー
トが作製される。次いで、接合調厚ステップの所定厚さ
作製ステップにて、炭素繊維シートの厚みを5g/cm
2 の加重(押圧)下で0.6〜1.8mmの厚さになる
ようにロール間隔等の調製を図りつつホットロール、雰
囲気、ホットプレス等での加熱により繊維の熱融着での
接合を行う。
With the above configuration, the following operations are performed.
In a predetermined basis weight producing step as a sheet producing step, a slightly thicker sheet having a basis weight of 20 to 50 g / m 2 is produced. Next, in the predetermined thickness forming step of the joining thickness control step, the thickness of the carbon fiber sheet is set to 5 g / cm.
Bonding by heat fusion of fibers by heating with a hot roll, atmosphere, hot press, etc. while adjusting the roll spacing etc. so as to have a thickness of 0.6 to 1.8 mm under the load (pressing) of 2 I do.

【0022】請求項3記載の発明においては、前記シー
ト作製ステップに先立ち、その処理対象の熱融着性非ハ
ロゲン系化学繊維として、芯鞘タイプのものを選定する
芯鞘タイプ選定ステップを有し、前記接合調厚ステップ
は、温度を上記芯鞘タイプの熱融着性化学繊維の芯の融
点以下、鞘の融点以上とするものであることを特徴とし
ている。
The invention according to claim 3 has a core / sheath type selecting step of selecting a core / sheath type as the heat-fusible non-halogen chemical fiber to be processed before the sheet making step. The bonding and thickness control step is characterized in that the temperature is set to be equal to or lower than the melting point of the core of the core-sheath type heat-fusible chemical fiber and equal to or higher than the melting point of the sheath.

【0023】上記構成により、以下の作用がなされる。
芯鞘タイプ選定ステップにて、シート作製ステップにて
作製するシートの原料の熱融着性非ハロゲン系化学繊維
として、中心の比較的融点の高い(200〜255℃程
度。メーカや製品により異なる。)材質からなる芯に比
較的融点の低い(100〜110℃程度)材質からなる
異材質の鞘をまきつけてなる芯鞘タイプを選定する。
With the above configuration, the following operation is performed.
In the core-sheath type selection step, as the heat-fusible non-halogen chemical fiber of the raw material of the sheet produced in the sheet production step, the center has a relatively high melting point (about 200 to 255 ° C., depending on the manufacturer and product). ) A core-sheath type in which a sheath made of a different material made of a material having a relatively low melting point (about 100 to 110 ° C.) is applied to a core made of a material is selected.

【0024】接合調厚ステップにて、炭素繊維と熱融着
性化学繊維の温度を芯の融点(約255℃)よりそして
当然炭素繊維の酸化減量点より低く、鞘の融点(約11
0°C)より高く保持し(通常220℃以下。好ましく
は、130〜180℃)、これにより熱融着性非ハロゲ
ン系化学繊維の繊維としての性質を失わず、勿論炭素繊
維の酸化減量なしに混合繊維の接合、接着を行う。
In the joining thickness control step, the temperature of the carbon fiber and the heat-fusible chemical fiber is lower than the melting point of the core (about 255 ° C.) and naturally lower than the oxidation loss point of the carbon fiber, and the melting point of the sheath (about 11
0 ° C.) (usually 220 ° C. or less, preferably 130 ° C. to 180 ° C.), so that the properties of the heat-fusible non-halogen chemical fiber as a fiber are not lost and, of course, there is no oxidative loss of carbon fiber. The mixed fiber is bonded and bonded.

【0025】請求項4記載の発明においては、前記シー
ト作成ステップに先立って、その処理対象の熱融着性非
ハロゲン系化学繊維として、繊維長が75mm以下35
mm以上のものを選定する熱融着性非ハロゲン系化学繊
維長選定ステップを有していることを特徴としている。
In the invention according to claim 4, prior to the sheet forming step, the heat-fusible non-halogen chemical fiber to be processed has a fiber length of 75 mm or less.
It is characterized by having a heat-fusing non-halogen-based chemical fiber length selection step of selecting a length of not less than mm.

【0026】上記構成により、以下の作用がなされる。
熱融着性非ハロゲン系化学繊維選定ステップにて、炭素
繊維と混合する熱融着性非ハロゲン系化学繊維として、
混合性及び繊維の脱落防止の面から75mm以下35m
m以上、好ましくは51mm±5mmの長さのものが選
定される。そしてこれにより、炭素繊維も熱融着性非ハ
ロゲン系化学繊維も充分の長さを有するため、シートか
らの繊維落ちが少なくなる。
With the above configuration, the following operation is performed.
In the heat-fusing non-halogen chemical fiber selection step, as the heat-fusing non-halogen chemical fiber mixed with carbon fiber,
75m or less 35m from the viewpoint of mixing properties and prevention of fiber dropping
m or more, preferably 51 mm ± 5 mm in length. As a result, both the carbon fibers and the heat-fusible non-halogen-based chemical fibers have a sufficient length, so that the fiber drops from the sheet are reduced.

【0027】請求項5記載の発明においては、前記シー
ト作成ステップに先立って、その処理対象の熱融着性非
ハロゲン系化学繊維として、広くはPET、特にポリエ
ステル繊維を選定するポリエステル選定ステップを有し
ていることを特徴としている。
In the invention according to the fifth aspect, prior to the sheet forming step, there is provided a polyester selection step for selecting PET, particularly polyester fiber, as a heat-fusible non-halogen chemical fiber to be treated. It is characterized by doing.

【0028】上記構成により、以下の作用がなされる。
シート作製ステップに先立つポリエステル選定ステップ
にて、炭素繊維に接合材として混合する熱融着性非ハロ
ゲン系化学繊維として、熱融着性ポリエステル繊維(含
む、最大15%までの混合物、いわゆるポリエステル系
繊維)が選定され、化学的耐性、耐水性も優れたものと
なる。
With the above configuration, the following operation is performed.
In the polyester selection step prior to the sheet production step, as heat-fusible non-halogen chemical fibers to be mixed with carbon fibers as a bonding material, heat-fusible polyester fibers (including mixtures of up to 15%, so-called polyester fibers) ) Is selected, and the chemical resistance and water resistance are also excellent.

【0029】請求項6記載の発明においては、前記シー
ト作成ステップに先立って、その処理対象の炭素繊維と
して、外径が19ミクロン以下12ミクロン以上のもの
を選定する最適炭素繊維径選定ステップを有しているこ
とを特徴としている。
In the invention described in claim 6, prior to the sheet forming step, there is provided an optimum carbon fiber diameter selecting step of selecting carbon fibers having an outer diameter of 19 microns or more and 12 microns or more as the carbon fibers to be processed. It is characterized by doing.

【0030】上記構成により、以下の作用がなされる。
シート作製ステップに先立つ最適炭素繊維径選定ステッ
プにて、外径が19ミクロン以下12ミクロン以上、好
ましくは18ミクロン以下12.5ミクロン以上、より
好ましくは13ミクロン(含む、平均で数パーセントの
誤差。また、多少のばらつきの存在。)としているた
め、炭素繊維フィルターは適度の強度を有し、この一方
炭素繊維が(他の性質もあるため)ガラス繊維等と異な
り人の皮膚に突き刺ったりしておこす不快感、いわゆる
チクチクも生じない。
With the above configuration, the following operation is performed.
In the optimal carbon fiber diameter selection step prior to the sheet making step, the outer diameter is 19 microns or less, 12 microns or more, preferably 18 microns or less, 12.5 microns or more, and more preferably 13 microns (including an error of several percent on average). In addition, the carbon fiber filter has a moderate strength because of the existence of some variation.) On the other hand, unlike the glass fiber etc. (because it has other properties), the carbon fiber filter pierces human skin. No discomfort, so-called tingling, occurs.

【0031】請求項7記載の発明においては、シート作
製ステップに先立って、その処理対象の炭素繊維として
体積固有抵抗値が100〜1000Ω・cmのものを選
定する最適抵抗値選定ステップを有していることを特徴
としている。
The invention according to claim 7 has an optimum resistance value selecting step of selecting a carbon fiber having a volume resistivity of 100 to 1000 Ω · cm as a carbon fiber to be treated prior to the sheet forming step. It is characterized by having.

【0032】上記構成により、以下の作用がなされる。
シート作製ステップに先立つ最適抵抗値選定ステップに
て、体積固有抵抗値が100〜1000Ω・cmと比較
的大きい炭素繊維が選定されたため、ショート、スパー
ク等が発生し難い。ひいては、排気中に可燃物の粉塵、
油滴があってもそれだけ着火、引火し難い。
With the above configuration, the following operation is performed.
In the optimum resistance value selection step prior to the sheet production step, a carbon fiber having a relatively large volume specific resistance value of 100 to 1000 Ω · cm is selected, so that a short circuit, a spark or the like hardly occurs. Combustible dust in the exhaust,
Even if there are oil droplets, it is difficult to ignite or catch fire.

【0033】また、体積固有抵抗値がこの範囲内の炭素
繊維は炭化(処理)温度が比較的低く、その結果弾性率
も小さい。このため、繊維径が比較的太いにもかかわら
ず人の皮膚に繊維が突き刺ることにより生ずる不快感、
いわゆるチクチクが生じない。更に、万一繊維が千切れ
て排気ダクト内に付着したりしても、当該部のガルバナ
イズ腐蝕につながらない。
Further, carbon fibers having a volume resistivity value within this range have a relatively low carbonization (treatment) temperature and, as a result, a low elastic modulus. For this reason, even though the fiber diameter is relatively large, discomfort caused by the fiber piercing the human skin,
No so-called tingling occurs. Furthermore, even if the fibers are cut apart and adhere to the exhaust duct, they do not lead to galvanized corrosion of the relevant portion.

【0034】請求項8記載の発明においては、シート作
製ステップに先立って、その処理対象の炭素繊維として
曲状炭素繊維を選定する曲状炭素繊維選定ステップを有
していることを特徴としている。
The invention according to claim 8 is characterized in that prior to the sheet producing step, there is provided a step of selecting a curved carbon fiber as a carbon fiber to be processed.

【0035】なおここに、曲状炭素繊維とは、アスペク
ト比(長さ/直径)が50以上であって、直状炭素繊維
に比べて比容積が大であるものをさす。具体的には、ア
スペクト比が500のものにおける比容積が9cm3
g以上となる曲状性をもつ炭素繊維であって、かつアス
ペクト比が50以上で以上のものである。なお、ここで
かかる数値範囲としたのは、アスペクト比500での比
容積が9cm3 /g未満のものは曲状性に劣り、またア
スペクト比が50未満のものは曲状性の発現が小さくな
ることによる。
Here, the term "curved carbon fiber" means a fiber having an aspect ratio (length / diameter) of 50 or more and a specific volume larger than that of a straight carbon fiber. Specifically, when the aspect ratio is 500, the specific volume is 9 cm 3 /
g is a carbon fiber having a bendability of at least g and an aspect ratio of 50 or more. In this case, the numerical range is set as follows: those having a specific volume of less than 9 cm 3 / g at an aspect ratio of 500 are inferior in curvature, and those having an aspect ratio of less than 50 exhibit a small degree of curvature. It depends.

【0036】また、通常の直状炭素繊維でのアスペクト
比500での比容積は7〜8cm3/gである。なおま
た、ここでいう比容積は500mlビーカーの容積を満
たすように試料を入れ、150g/cm2 の荷重(抑
圧)下で測定される。
The specific volume of a normal straight carbon fiber at an aspect ratio of 500 is 7 to 8 cm 3 / g. In addition, the specific volume mentioned here is measured under a load (suppression) of 150 g / cm 2 with a sample placed so as to fill the volume of a 500 ml beaker.

【0037】上記構成により、以下の作用がなされる。
シート材料の炭素繊維が曲状のものであるため、繊維の
からみが増加するだけでなく、薄いシート状であるにも
係わらず3次元的となり、強度が大幅に向上する。(な
お、直状炭素繊維では、繊維間の摩擦抵抗、絡みが少な
いため、ウェブを保持するのが困難である。)また、嵩
密度も大なため表面積も増加し、ダスト、特に油滴の吸
着性能が優れたものとなる。
With the above configuration, the following operation is performed.
Since the carbon fibers of the sheet material are curved, not only the entanglement of the fibers increases, but also the sheet becomes three-dimensional despite the thin sheet shape, and the strength is greatly improved. (In the case of straight carbon fibers, it is difficult to hold the web because the frictional resistance and entanglement between the fibers are small.) In addition, since the bulk density is large, the surface area increases, and dust, particularly oil droplets, is reduced. Adsorption performance is excellent.

【0038】請求項9記載の発明においては、シート作
製ステップに先立つ炭素繊維割合調製ステップにて、そ
の処理対象の混合物として炭素繊維が85重量%以下5
5重量%以上(従って、熱融着性非ハロゲン系化学繊維
は原則として45重量%以下15重量%以上。ただし、
少量の補強材、性能向上剤等を含有させている場合に
は、更にその分少ない。)、そして好ましくは80重量
%以下60重量%以上、より好ましくは65重量%以上
70重量%以下としている。
According to the ninth aspect of the present invention, in the carbon fiber ratio adjusting step prior to the sheet forming step, the carbon fiber as a mixture to be treated is not more than 85% by weight.
5% by weight or more (therefore, the heat-fusible non-halogen chemical fiber is generally 45% by weight or less and 15% by weight or more.
When a small amount of a reinforcing material, a performance improver, or the like is contained, the amount is further reduced accordingly. ), And preferably not more than 80% by weight and not less than 60% by weight, more preferably not less than 65% by weight and not more than 70% by weight.

【0039】上記構成により、以下の作用がなされる。
各炭素原子が相互に強固に結合してなる炭素繊維が55
重量%以上であるため、万一下方の調理台等から飛来し
てきた火花等による付着している油滴への着火等があっ
ても、火燃が拡がらない。すなわち、自己消火性が発揮
される。また炭素繊維が85重量%以下、すなわち適量
の熱融着性非ハロゲン系化学繊維が存在するため、繊維
相互の接合、接着性が優れたものとなる。更にまた、炭
素繊維量が65〜70重量%になるほど、これら両方の
性質が充分なものとなるだけでなく、熱融着性非ハロゲ
ン系化学繊維に比較して高価な炭素繊維が少ない分安価
ともなる。
With the above configuration, the following operation is performed.
55 carbon fibers formed by strongly bonding each carbon atom to each other
Since the weight percentage is not less than the weight percent, even if the attached oil droplets are ignited due to sparks or the like flying from a lower cooking table or the like, the fire does not spread. That is, self-extinguishing properties are exhibited. Moreover, since the carbon fiber is 85% by weight or less, that is, an appropriate amount of the heat-fusible non-halogen chemical fiber is present, the bonding and adhesion between the fibers are excellent. Furthermore, as the amount of carbon fiber becomes 65 to 70% by weight, not only both of these properties become sufficient, but also less expensive carbon fiber as compared with the heat-fusible non-halogen-based chemical fiber, the cost is lower. Also.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態に基
づいて説明する。 (第1の実施の形態)先ず、公知の方法(例えば特公昭
58−057374号公報、強化プラスチックス34巻
3号89ページ「曲状のピッチ系炭素繊維の特性」等)
である渦流法(RGJ法)にて曲状炭素繊維を製造す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on its embodiments. First Embodiment First, a known method (for example, Japanese Patent Publication No. 58-057374, Reinforced Plastics, Vol. 34, No. 3, page 89, "Characteristics of Curved Pitch-Based Carbon Fiber", etc.)
A curved carbon fiber is manufactured by the vortex method (RGJ method).

【0041】具体的には、先ず縮合多環炭化水素を重合
した等方性ピッチを作製する。次いで、このピッチを加
熱融解し、紡糸ノズルから吐出させ、同時に紡糸ノズル
の周囲6箇所から加熱空気を全体として前記吐出方向と
同じ方向(但し、6本の空気流で言わば竜巻状、吐出方
向に直交する2次元面内では渦をまく。)に噴出させて
紡糸繊維を作製する。
Specifically, first, an isotropic pitch obtained by polymerizing a condensed polycyclic hydrocarbon is prepared. Next, the pitch is heated and melted and discharged from the spinning nozzle. At the same time, the heated air is totally discharged from six places around the spinning nozzle in the same direction as the discharge direction (however, in a tornado shape in the case of six air flows, in a discharge direction). Spiral is spouted in a two-dimensional plane orthogonal to the spun fiber) to produce spun fibers.

【0042】なお、ここにこの加熱空気は吐出物が直ち
に冷却するのを防止し、かつ適当な長さ、径の繊維そし
て結果的には曲状を得る役割を担っている。上記紡糸繊
維は、例えばネットで補集し、不融化処理(酸化処理)
を施す。これにより炭素繊維前駆体を作製できる。この
炭素繊維前駆体を、不活性ガス中で700℃〜800℃
の温度で炭化処理して、曲状炭素繊維となす。
Here, the heated air serves to prevent the discharged material from being cooled immediately, and to obtain fibers having an appropriate length and diameter, and consequently a curved shape. The above spun fibers are collected by, for example, a net, and subjected to infusibilization treatment (oxidation treatment).
Is applied. Thereby, a carbon fiber precursor can be produced. 700 ° C. to 800 ° C. in an inert gas
At a temperature of 5 ° C. to form curved carbon fibers.

【0043】ここで、かかる処理温度としたのは、炭素
繊維の体積固有抵抗値を100〜1000Ω・cmとす
るためである。なお、炭化(処理)温度と体積固有抵抗
値のおおよその関係を図1に(厳密には、原料ピッチ、
処理時間、繊維温度等により変化する。)、同じく炭化
温度と曲げ剛性(弾性率)のおおよその関係を図2に
(これも、あくまでも目安である)示す。
Here, the treatment temperature is set so that the volume resistivity of the carbon fiber is 100 to 1000 Ω · cm. The approximate relationship between the carbonization (processing) temperature and the volume resistivity is shown in FIG.
It changes depending on the processing time, fiber temperature and the like. FIG. 2 also shows an approximate relationship between the carbonization temperature and the bending stiffness (elastic modulus) (this is also only a guide).

【0044】ただし、炭化温度を制御して炭素繊維の電
気抵抗等を所望の値にすることは、例えば本願出願人が
PCT/JP97/00598「吸音断熱材及びその製
造方法」にて開示している公知技術であり、またケース
バイケースで実験で容易に求めえるものであるため、こ
れ以上の説明は省略する。
However, controlling the carbonization temperature to a desired value such as the electrical resistance of the carbon fiber is disclosed in, for example, PCT / JP97 / 00588, "Sound Absorbing Insulating Material and Method for Producing the Same". Since it is a known technique and can be easily obtained by experiments on a case-by-case basis, further description is omitted.

【0045】なおこの際、後工程での処理温度は通常2
20℃以下(好ましくは130〜180℃)、製品の使
用温度は通常100℃以下と比較的低いため、炭化温度
が低くても、炭素繊維内に含有されている物質が揮発す
ることもない。また炭化温度が低いため、設備も比較的
簡単ですみ、コスト的にも有利となる。
At this time, the processing temperature in the subsequent step is usually 2
Since the use temperature of the product is relatively low at 20 ° C or lower (preferably 130 to 180 ° C) and usually 100 ° C or lower, the substance contained in the carbon fiber does not volatilize even if the carbonization temperature is low. In addition, since the carbonization temperature is low, the equipment is relatively simple and the cost is advantageous.

【0046】次いで、この炭素繊維を用いて、本発明に
係わる炭素繊維フィルターを製造する様子を図3に概念
的に示す。本図において、1は曲状炭素繊維(片)であ
る。2は、51cmの長さに切断した熱融着性芯鞘タイ
プのポリエステル樹脂繊維片である。3は、ノズルであ
る。4は、ノズルから吐出される圧縮空気である。5
は、曲状炭素繊維と熱融着性ポリエステル樹脂繊維片と
の混合堆積物である。6は、搬送ベルトである。7は、
カード機である。8は、一応シート状にされた曲状炭素
繊維と熱融着性ポリエステル樹脂繊維片との混合物であ
る。9は、搬送ベルトである。10は、仮ホットロール
である。11は、ホット床である。12は、仮炭素繊維
フィルターである。13と14は、ホットロールであ
る。15は、炭素繊維フィルターである。
Next, FIG. 3 conceptually shows how the carbon fiber filter according to the present invention is manufactured using the carbon fiber. In the figure, reference numeral 1 denotes a curved carbon fiber (piece). 2 is a heat-fusible core-sheath type polyester resin fiber piece cut to a length of 51 cm. 3 is a nozzle. 4 is compressed air discharged from the nozzle. 5
Is a mixed deposit of curved carbon fibers and heat-fusible polyester resin fiber pieces. Reference numeral 6 denotes a transport belt. 7 is
It is a card machine. Reference numeral 8 denotes a mixture of a sheet-like curved carbon fiber and a heat-fusible polyester resin fiber piece. 9 is a conveyance belt. 10 is a temporary hot roll. 11 is a hot floor. Reference numeral 12 denotes a temporary carbon fiber filter. 13 and 14 are hot rolls. 15 is a carbon fiber filter.

【0047】以下、本図を参照しつつ炭素繊維フィルタ
ーそのものの製造方法について説明する。熱融着性芯鞘
タイプのポリエステル樹脂繊維は、繊維束にした状態で
製造メーカーより購入し、これを51mmの長さに切断
した。この際、色彩は白色のものとした。これは、顔料
を含有しないだけ黒色等より安価となり、また炭素繊維
と混合した場合には黒さが多少弱まるため油滴等がどの
程度付着したかを素人の家庭の主婦が目で見て判断する
場合に少しでも容易になしえるようにするためである。
Hereinafter, a method for manufacturing the carbon fiber filter itself will be described with reference to FIG. The heat-fusible core-sheath type polyester resin fiber was purchased from a manufacturer in the form of a fiber bundle, and cut into a length of 51 mm. At this time, the color was white. This is because it does not contain pigment, it is cheaper than black etc., and when mixed with carbon fiber, the blackness is somewhat weakened. This is to make it easy to do even a little.

【0048】曲状炭素繊維と熱融着性芯鞘タイプのポリ
エステル繊維片とを共にあらかじめ圧縮空気で開繊し、
これを上方より所定量づつ落下させる。この際、途中の
ノズルより圧縮空気を吹きつけ、これにより両者を混合
する。なおここで、空気で混合するのは、炭素繊維の衝
突による折損を少なくするためである。
Both the curved carbon fiber and the heat-fusible core-sheath type polyester fiber piece are opened with compressed air in advance.
This is dropped by a predetermined amount from above. At this time, compressed air is blown from a nozzle on the way to mix the two. Here, mixing with air is for reducing breakage due to collision of carbon fibers.

【0049】両繊維片の混合物は、部屋の下部に設けら
れた搬送用ベルトに落下するが、この搬送用ベルトは、
カード機へ接続されている。このため両繊維片の混合物
はカード機へ運びこまれ、ここで二次元的に各繊維がラ
ンダムに配列された所定の目付量の、但し当然本来より
も嵩張ったシート状にされる。
The mixture of the two fiber pieces falls onto a conveyor belt provided at the lower part of the room.
Connected to card machine. For this purpose, the mixture of the two fiber pieces is carried into a carding machine, where it is formed into a sheet having a predetermined basis weight in which the fibers are randomly arranged two-dimensionally, but naturally larger than the original.

【0050】次いでこのシート状の混合繊維はカード機
の下流側に接続された搬送用ベルトにて仮ホットロール
のところへ搬送される。この際、仮ホットロールとその
対向するホット床は電熱で160℃程度に保持されてい
る。ところでこの際、カード機下流側から仮ホットロー
ルまでは100℃近くの温度雰囲気とされている。この
もとで、160℃程度の仮ホットロールに接したシート
状の混合繊維は、あらかじめ100℃近くに加熱されて
いることもあり、すぐ160℃程度、すなわち熱融着性
ポリエステル樹脂の鞘の融点より40℃程度高温とな
る。
Next, the sheet-like mixed fiber is transported to a temporary hot roll by a transport belt connected downstream of the card machine. At this time, the temporary hot roll and the opposing hot floor are maintained at about 160 ° C. by electric heating. By the way, at this time, the atmosphere from the downstream side of the card machine to the temporary hot roll has a temperature atmosphere of about 100 ° C. Under this condition, the sheet-like mixed fiber in contact with the temporary hot roll at about 160 ° C. may be heated to about 100 ° C. in advance, and immediately about 160 ° C., that is, the sheath of the heat-fusible polyester resin. The temperature is about 40 ° C. higher than the melting point.

【0051】このため、芯鞘タイプの熱融着ポリエステ
ル繊維(片)の鞘部はすぐ融解し、炭素繊維相互と炭素
繊維と熱融着ポリエステル、更には熱融着ポリエステル
繊維相互、特にその芯部相互を接合、接着してシート状
の一応ある程度の引張力に耐える仮炭素繊維フィルター
となる。
For this reason, the sheath portion of the core-sheath type heat-fused polyester fiber (piece) immediately melts, and the carbon fibers and the carbon fiber and the heat-fused polyester fiber, and further, the heat-fused polyester fibers, especially the core. The parts are joined and adhered to each other to form a sheet-like temporary carbon fiber filter that withstands a certain amount of tensile force.

【0052】さて、仮ホットロールまでは100℃以下
であるため、シート状の混合繊維は搬送用ベルトから無
理なく離脱、はがれる一方で仮ホットロールの回転によ
りホット床上へこれまた無理もなく移送される。次にこ
のもとで、本来のホットロールにて所定の厚さとなるよ
う押圧されつつ加熱がなされ、その下流側で所望の炭素
繊維フィルターとなる。
Since the temperature is below 100 ° C. up to the temporary hot roll, the sheet-like mixed fiber is easily separated from the conveyor belt and peeled off, while being transported onto the hot floor by the rotation of the temporary hot roll again and without difficulty. You. Next, under this condition, heating is performed while being pressed by an original hot roll so as to have a predetermined thickness, and a desired carbon fiber filter is obtained on the downstream side.

【0053】なお、本実施の形態で使用した芯鞘タイプ
の熱融着ポリエステル繊維は、図4に示すように、融点
が255℃程度と比較的高いポリエステル樹脂製繊維を
芯41とし、その外周を融点が110℃程度の比較的低
いポリエステル樹脂の鞘42で囲ったいわば二重型の繊
維であり、広く市販されているものである。なお、かか
る熱融点特性のものを採用したのは、芯や鞘の融点が高
い等のため耐熱性に優れ、熱融着時の温度管理が楽等に
よる。
As shown in FIG. 4, the core-sheath type heat-fused polyester fiber used in the present embodiment has a core 41 made of a polyester resin fiber having a relatively high melting point of about 255.degree. Is a double-type fiber surrounded by a sheath 42 of a polyester resin having a relatively low melting point of about 110 ° C., and is widely marketed. In addition, the material having such a thermal melting point characteristic is excellent in heat resistance due to the high melting point of the core and the sheath, and the temperature control at the time of thermal fusion is easy.

【0054】次に、このシート状炭素繊維フィルターの
耐火性、耐熱性、難燃性であるが、第1の試験として、
マッチの火に曝した場合、当該部の熱融着ポリエステル
樹脂は燃えたが、炭素繊維は燃えず、かつ結合した炭素
繊維の形状はそのままであった。これは、詳しい機構は
不明であるが、当該部の樹脂繊維の燃え残りや燃えカス
の固着作用及び発熱による炭素繊維自体の接着によるも
のと思われる。
Next, the fire resistance, heat resistance, and flame retardancy of this sheet-like carbon fiber filter were examined.
When exposed to the fire of the match, the heat-fused polyester resin in that portion burned, but the carbon fibers did not burn, and the shape of the bonded carbon fibers remained unchanged. Although the detailed mechanism is unknown, it is considered to be due to the adhesion of the carbon fiber itself due to the unburned residue of the resin fiber and the burning residue of the resin fiber in the portion and the heat generation.

【0055】第2の試験として、鍋やフライパン中のア
ルコールを燃やしたり、多量の油滴が舞い上がったりし
た場合や、更には急な着火で炎が立ち上がったりした場
合等を想定して、実際にかかる高熱や炎に曝したが、充
分な耐熱性等を発揮した。なお、いずれの実験でも当該
部のシートとしての熱による変形、収縮が生じなかった
のは勿論である。
As a second test, assuming that alcohol in a pot or a frying pan was burned, a large amount of oil droplets flew up, and furthermore, a flame started up due to sudden ignition, etc. Although exposed to such high heat and flame, sufficient heat resistance and the like were exhibited. Of course, no deformation or shrinkage of the sheet was caused by heat in any of the experiments.

【0056】また、フィルター性の試験でも、従来の難
燃処理を施した化学繊維性フィルターに比較して何等遜
色はなかった。炭素の、特に無極性物質に対する優れた
吸着性によるものと思われる。また、熱融着性樹脂も元
来が化学繊維であり、油滴等に対する吸着性が優れてい
ることにもよるものと思われる。更に、当然吸水性等の
好ましくない現象は見出されなかった。
Also, in the test of the filter property, there was no inferiority to the conventional synthetic fiber filter subjected to the flame retardant treatment. This is probably due to the excellent adsorption of carbon, especially for non-polar substances. In addition, it is considered that the heat-fusible resin is also originally a chemical fiber and has excellent adsorbability to oil droplets and the like. Furthermore, naturally, no undesirable phenomena such as water absorption were found.

【0057】(第2の実施の形態)図5に、本発明に係
わる他の炭素繊維フィルターの製造方法及び製造装置を
概念的に示す。本図において、50は炭素繊維用予備開
繊機である。51は、熱融着性ポリエステル繊維用予備
開繊機である。52は、開繊混合機である。53は、計
量機である。54は、カード機である。55は、ニード
リング機である。56は、熱連続ホットプレス炉であ
る。57は、ホットプレスロールである。
(Second Embodiment) FIG. 5 conceptually shows another method and apparatus for manufacturing a carbon fiber filter according to the present invention. In this figure, reference numeral 50 denotes a pre-spreader for carbon fibers. Reference numeral 51 denotes a pre-spreader for heat-fusible polyester fibers. 52 is an opening mixer. 53 is a weighing machine. 54 is a card machine. 55 is a needling machine. Reference numeral 56 denotes a hot continuous hot press furnace. 57 is a hot press roll.

【0058】以下、本実施の形態について説明する。先
ず、原料は先の第1の実施の形態と同じである。以下、
所定のシートの製造方法を中心に説明する。炭素繊維
は、マット状にて炭素繊維用予備開繊機に供給され、開
繊される。熱融着性ポリエステル繊維は、所定長さに切
断された束が熱融着性ポリエステル繊維用予備開繊機に
供給され、開繊される。
Hereinafter, the present embodiment will be described. First, the raw materials are the same as in the first embodiment. Less than,
The description will focus on a method for manufacturing a predetermined sheet. The carbon fibers are supplied to the carbon fiber preliminary opening machine in a mat form and are opened. As for the heat-fusible polyester fiber, a bundle cut to a predetermined length is supplied to the heat-fusible polyester fiber pre-spreader and spread.

【0059】開繊された両繊維は、所定量ずつが開繊混
合機に供給され、2、3度開繊混合、特に混合される。
開繊混合された両繊維は、計量機にて所定量ずつカード
機に送られる。計量機から一定量ずつ送られてくる開繊
混合された繊維は、カード機にて、各繊維の配列、並び
等が調製されてウェブ(目付け量から定まる薄い布状)
とされる。
A predetermined amount of each of the opened fibers is supplied to an opening mixer, and the fibers are opened and mixed a few times, particularly mixed.
The opened and mixed fibers are sent to a carding machine by a predetermined amount by a measuring machine. Opened and mixed fibers sent from the weighing machine by a fixed amount are arranged and arranged in a card machine, and the web (thin cloth determined from the basis weight) is prepared.
It is said.

【0060】次いで、一層の厚みの調製、繊維落ち防止
そして強度の向上のため、針にて上方の繊維を下方の繊
維にからめるべく、ニードリング機にてニードリングが
なされる。なおこの際、曲状繊維であるため、針にて押
し下げられた際無理な引張力がかかって繊維が破断され
るということもない。更に、熱連続ホットプレス炉にて
広い面積のシートのまま、一応の厚さで熱融着がなされ
る。
Next, in order to adjust the thickness of the layer, prevent the fiber from dropping, and improve the strength, the needle is needled by a needling machine so that the upper fiber is entangled with the lower fiber by a needle. At this time, since the fiber is a curved fiber, the fiber is not broken by an excessive tensile force when pressed down by a needle. Furthermore, heat fusion is performed with a certain thickness while keeping the sheet having a large area in a hot continuous hot press furnace.

【0061】最後に、上下2個の回転する熱ロールから
なるホットプレスロールを通過するが、この際、上下の
熱ロールの隙間にて精密に厚さが調製され、併せて最終
的に熱融着がなされる。
Finally, the sheet passes through a hot press roll consisting of two rotating hot rolls, and the thickness is precisely adjusted in the gap between the upper and lower hot rolls. Wearing is done.

【0062】次に、本実施の形態において製造した炭素
繊維フィルターを先の第1の形態におけるものと同じく
種々テストしたが、優れた性質をしめした。
Next, the carbon fiber filter manufactured in this embodiment was subjected to various tests in the same manner as in the first embodiment, but showed excellent properties.

【0063】なお、本実施の形態においても、種々変形
例がありうるのは勿論である。例えば、図5に示すニー
ドリング機は、あれば好ましいが、繊維の長さ、径、種
類等によっては必ずしも必要なものではない。また、同
じく製造者の使用する設備の都合(制限)や逆に高価で
はあるが精度のでる制御手段を有している場合等におい
ては、図5にて破線で示すように、熱連続ホットプレス
炉若しくはホットプレスロールの何れか一方のみを使用
して炭素繊維と熱融着性ポリエステル繊維との熱融着と
シートの厚さの調製を行ってもよい。
It is needless to say that various modifications can be made in the present embodiment. For example, the needling machine shown in FIG. 5 is preferable, but is not always necessary depending on the length, diameter, and type of the fiber. Also, in the case of the convenience (restriction) of the equipment used by the manufacturer, or in the case of having expensive but highly accurate control means, as shown by the broken line in FIG. The heat-sealing of the carbon fiber and the heat-fusible polyester fiber and the adjustment of the sheet thickness may be performed using only one of a furnace and a hot press roll.

【0064】以上、本発明をその実施の形態に基づいて
説明してきたが、本発明は何もこれら実施の形態に限定
されないのは勿論である。すなわち例えば以下のように
してもよい。 (1)炭素繊維は、メソフェーズド、PAN系等他のも
のを使用している。 (2)炭素繊維は、比較的径が大きいものを使用し、高
温水蒸気に曝して一部を活性炭化してその表面積を大に
し、併せて生じた細孔により太めの繊維の曲げ剛性を低
下させてチクチク防止を計ってている。
Although the present invention has been described based on the embodiments, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments. That is, for example, the following may be performed. (1) Other carbon fibers such as mesophased and PAN are used. (2) Carbon fiber having a relatively large diameter is used, and is exposed to high-temperature steam to partially carbonize the carbon fiber to increase its surface area. To prevent tingling.

【0065】(3)主原料の炭素繊維は汎用ピッチ系で
あるが、下方での突然の発火時等の場合に備えて一層の
強度向上を計るためメソフェーズド、PAN等高強度の
物を含ませている。 (4)非ハロゲン(特に、塩素や臭素)系の難燃材
(剤)を含有させている。 (5)活性炭や各種化学物質を含有させて、除臭等を図
っている。 (6)換気用のフィルター等他の用途に使用している。
(3) The carbon fiber as the main raw material is a general-purpose pitch fiber, but includes a high-strength material such as mesophased and PAN in order to further improve the strength in case of sudden ignition below. Not. (4) A non-halogen (particularly chlorine or bromine) flame retardant (agent) is contained. (5) Activated carbon and various chemical substances are contained to achieve deodorization and the like. (6) Used for other purposes such as a filter for ventilation.

【0066】(7)業務用等に使用し、このため排気フ
ァンの吐出(排気)圧が大なこともあり、目付量、厚さ
とも多少厚くしている。 (8)将来、フィルターに付着した油分等の簡単な除去
方法が開発された場合には、再使用可能な様に少量の金
属メッシュ等をも併用する等して製造されている。
(7) It is used for business purposes and the like, and the discharge (exhaust) pressure of the exhaust fan may be large. (8) If a simple method for removing oil and the like attached to the filter is developed in the future, the filter is manufactured using a small amount of metal mesh or the like so that it can be reused.

【0067】(9)綿状やシート状の炭素繊維に熱硬化
性樹脂を吹き付け加熱硬化させて製造したシートを併用
したり、シートの製造に熱硬化性樹脂を吹き付け加熱硬
化させることを併用している。 (10)繊維接合する前のシートの製造スッテプとし
て、カード法でなくエアーレアー法等他の方法を採用し
ている。
(9) A sheet produced by spraying a thermosetting resin on a cotton-like or sheet-like carbon fiber and curing by heating is used in combination, or a method of spraying a thermosetting resin on the production of a sheet and heating and curing is used in combination. ing. (10) As a manufacturing step of the sheet before fiber bonding, other methods such as an air layer method are adopted instead of the card method.

【0068】(11)熱融着性非ハロゲン系化学繊維と
して、ポリエステル以外の物質を使用している。あるい
は、その色彩は、シートの目付けのムラが目立たないよ
うに、炭素繊維と同じ黒としている。 (12)熱融着ポリエステル繊維の所定長への切断は、
材料メーカにて行うようにしている。 (13)将来の技術の発達のもと、曲状炭素繊維の製造
方法として、なにか他の手段を採用している。
(11) A substance other than polyester is used as the heat-fusible non-halogen chemical fiber. Alternatively, the color is set to the same black as that of the carbon fiber so that unevenness in the basis weight of the sheet is not noticeable. (12) Cutting of the heat-fused polyester fiber into a predetermined length
This is done by the material manufacturer. (13) With the development of future technology, some other means is adopted as a method for producing curved carbon fibers.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、安価かつ性能のよい炭素繊維フィルターを簡易な手
段、装置で容易に製造することができる。また、湿式法
や熱硬化性樹脂の吹き付けを採用していないため、接合
用樹脂の選択の巾も広がり、結果的にすぐれた製品とな
る。
As described above, according to the present invention, an inexpensive and high-performance carbon fiber filter can be easily manufactured by simple means and equipment. Further, since the wet method or the spraying of the thermosetting resin is not adopted, the range of choice of the joining resin is widened, and as a result, the product is excellent.

【0070】また、最終廃棄としての焼却時にもダイオ
キシン等の有害物やオゾン層破壊につながるハロゲンの
発生もない。また、製造に際しての廃棄物処理も楽であ
る。
Further, there is no generation of harmful substances such as dioxin and halogens which may cause ozone layer destruction even during incineration as final disposal. Also, waste disposal at the time of manufacturing is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】炭化温度と体積固有抵抗値のおおよその傾向
(関係)を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an approximate tendency (relationship) between a carbonization temperature and a volume resistivity value.

【図2】炭化温度と弾性率のおおよその傾向を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing approximate trends in carbonization temperature and elastic modulus.

【図3】本発明の第1の実施の形態における製造の様子
と製造装置とを概念的に示した図である。
FIG. 3 is a diagram conceptually showing a state of manufacturing and a manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図4】芯鞘タイプの熱融着ポリエステル繊維の構造を
概念的に示した図である。
FIG. 4 is a view conceptually showing the structure of a core-sheath type heat-fused polyester fiber.

【図5】本発明の第2の実施の形態における製造の様子
と製造装置とを概念的に示した図である。
FIG. 5 is a diagram conceptually showing a manufacturing state and a manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 曲状炭素繊維片 2 熱融着性芯鞘タイプのポリエステル樹脂繊維片 3 ノズル 4 圧縮空気 5 両繊維片の混合堆積物 6 搬送ベルト 7 カード機 8 両繊維片の混合堆積物(一応シート状) 9 搬送ベルト 10 仮ホットロール 11 ホット床 12 仮炭素繊維フィルター 13 ホットロール(上側ロール) 14 ホットロール(下側ロール) 15 炭素繊維フィルター 41 芯 42 鞘 50 炭素繊維用予備開繊機 51 熱融着性ポリエステル繊維用予備開繊機 52 開繊混合機 53 計量機 54 カード機 55 ニードリング機 56 熱連続ホットプレス炉 56 ホットプレスロール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Curved carbon fiber piece 2 Heat-fusible core-sheath type polyester resin fiber piece 3 Nozzle 4 Compressed air 5 Mixed deposit of both fiber pieces 6 Conveyor belt 7 Card machine 8 Mixed deposit of both fiber pieces 9) Conveyor belt 10 Temporary hot roll 11 Hot floor 12 Temporary carbon fiber filter 13 Hot roll (upper roll) 14 Hot roll (lower roll) 15 Carbon fiber filter 41 Core 42 Sheath 50 Pre-spreader for carbon fiber 51 Heat fusion Preliminary opening machine for conductive polyester fiber 52 Spreading mixer 53 Weighing machine 54 Card machine 55 Needling machine 56 Hot continuous hot press furnace 56 Hot press roll

フロントページの続き Fターム(参考) 4D019 AA01 AA02 BA03 BA13 BA17 BB03 BB08 BC10 BC11 BC15 BC20 BD01 CB06 DA03 DA06 4L047 AA03 AB02 AB07 AB09 AB10 BA03 BA09 BB06 BB09 BD01 CA19 CB05 CC12 DA00 Continued on the front page F term (reference) 4D019 AA01 AA02 BA03 BA13 BA17 BB03 BB08 BC10 BC11 BC15 BC20 BD01 CB06 DA03 DA06 4L047 AA03 AB02 AB07 AB09 AB10 BA03 BA09 BB06 BB09 BD01 CA19 CB05 CC12 DA00

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭素繊維と熱融着非ハロゲン系化学繊維を
混合したものを非湿式シート製造機によりシート状にす
るシート作製ステップと、 前記シート作製ステップにて作製したシートを、熱連続
プレス炉および/またはホットロールプレス機により熱
融着性非ハロゲン系化学繊維の融点以上、かつ炭素繊維
の酸化減量開始温度以下に加熱することで繊維相互の接
合を行い、併せて熱連続プレス炉および/またはホット
ロールプレス機のプレス隙間により厚みを調製する接合
調厚ステップとを有していることを特徴とする炭素繊維
フィルターの製造方法。
1. A sheet forming step in which a mixture of carbon fibers and heat-fused non-halogen chemical fibers is formed into a sheet by a non-wet sheet manufacturing machine; The fibers are joined to each other by heating to a temperature not lower than the melting point of the heat-fusible non-halogen chemical fiber and not higher than the temperature at which the carbon fiber starts to lose weight by a furnace and / or a hot roll press machine. And / or a joining thickness adjusting step of adjusting the thickness by a press gap of a hot roll press machine.
【請求項2】前記シート作製ステップは目付量が20〜
50g/m2 のシートを作成する所定目付作成ステップ
であり、 前記接合調厚ステップは、 厚みが、5g/cm2 の加重下で0.6〜1.8mmと
する所定厚み作成ステップであることを特徴とする請求
項1記載の炭素繊維フィルターの製造方法。
2. A method according to claim 1, wherein said sheet producing step has a basis weight of 20 to
A step of forming a predetermined basis weight for forming a sheet of 50 g / m 2 , wherein the step of adjusting the thickness of the joint is a step of forming a predetermined thickness with a thickness of 0.6 to 1.8 mm under a load of 5 g / cm 2. The method for producing a carbon fiber filter according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記シート作製ステップに先立ち、 その処理対象の熱融着性非ハロゲン系化学繊維として、
芯鞘タイプのものを選定する芯鞘タイプ選定ステップを
有し、 前記接合調厚ステップは、 温度を上記芯鞘タイプの熱融着性非ハロゲン系化学繊維
の芯の融点以下鞘の融点以上とするものであることを特
徴とする請求項1若しくは請求項2記載の炭素繊維フィ
ルターの製造方法。
3. The heat-fusible non-halogen chemical fiber to be treated prior to the sheet producing step,
A core-sheath type selecting step of selecting a core-sheath type, wherein the bonding and thickness-adjusting step is performed by setting the temperature to a value equal to or lower than the melting point of the core of the heat-fusible non-halogen chemical fiber of the core-sheath type and equal to or higher than the melting point of the sheath. The method for producing a carbon fiber filter according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】前記シート作製ステップに先立って、 その処理対象の熱融着性非ハロゲン系化学繊維として、
繊維長を75mm以下35mm以上のものを選定する熱
融着性非ハロゲン系化学繊維長選定ステップを有してい
ることを特徴とする請求項1、請求項2若しくは請求項
3記載の炭素繊維フィルターの製造方法。
4. Prior to the step of producing a sheet, the heat-fusible non-halogen chemical fiber to be treated is
4. The carbon fiber filter according to claim 1, further comprising a heat-fusing non-halogen chemical fiber length selecting step of selecting a fiber length of 75 mm or less and 35 mm or more. Manufacturing method.
【請求項5】前記シート作製ステップに先立って、 その処理対象の熱融着性非ハロゲン系化学繊維として、
ポリエステル繊維を選定するポリエステル選定ステップ
を有していることを特徴とする請求項1、請求項2、請
求項3若しくは請求項4記載の炭素繊維フィルターの製
造方法。
5. The heat-fusible non-halogen chemical fiber to be processed is prepared prior to the sheet forming step.
5. The method for producing a carbon fiber filter according to claim 1, further comprising a polyester selection step of selecting polyester fibers.
【請求項6】前記シート作製ステップに先立って、 その処理対象の炭素繊維として、外径が19ミクロン以
下12ミクロン以上のものを選定する最適炭素繊維径選
定ステップを有していることを特徴とする請求項1、請
求項2、請求項3、請求項4若しくは請求項5記載の炭
素繊維フィルターの製造方法。
6. An optimum carbon fiber diameter selecting step for selecting a carbon fiber having an outer diameter of not more than 19 microns and not less than 12 microns as a carbon fiber to be treated prior to the sheet producing step. The method for producing a carbon fiber filter according to any one of claims 1, 2, 3, 4, and 5.
【請求項7】前記シート作製ステップに先立って、 その処理対象の炭素繊維として体積固有抵抗値が100
〜1000Ω・cmのものを選定する最適抵抗値選定ス
テップを有していることを特徴とする請求項1、請求項
2、請求項3、請求項4、請求項5若しくは請求項6記
載の炭素繊維フィルターの製造方法。
7. Prior to the step of producing a sheet, the carbon fiber to be treated has a volume resistivity value of 100.
7. The method according to claim 1, further comprising the step of selecting an optimum resistance value for selecting a carbon material having a resistance of up to 1000 Ω · cm. Manufacturing method of fiber filter.
【請求項8】前記シート作製ステップに先立って、 その処理対象の炭素繊維として曲状炭素繊維を含むもの
を選定する曲状炭素繊維選定ステップを有していること
を特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4、請求項5、請求項6若しくは請求項7記載の炭素繊
維フィルターの製造方法。
8. The method according to claim 1, further comprising a step of selecting a curved carbon fiber to select a carbon fiber containing the curved carbon fiber as a carbon fiber to be processed prior to the sheet producing step. The method for producing a carbon fiber filter according to claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, or claim 7.
【請求項9】前記シート作製ステップに先立って、 その処理対象の混合物として炭素繊維が85重量%以下
55重量%以上のものとする炭素繊維割合調製ステップ
を有していることを特徴とする請求項1、請求項2、請
求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7若し
くは請求項8記載の炭素繊維フィルターの製造方法。
9. The method according to claim 1, further comprising, prior to the sheet producing step, a carbon fiber proportion adjusting step in which the mixture has a carbon fiber content of not more than 85% by weight and not less than 55% by weight. 9. The method for producing a carbon fiber filter according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, claim 7, or claim 8.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004031465A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-15 Toray Industries, Inc. Flame-resistant acrylic fiber nonwoven fabric, carbon fiber nonwoven fabric, and method for production thereof
KR100801325B1 (en) 2005-12-23 2008-02-11 한양대학교 산학협력단 Method of preparation chemical filter for air cleaning by reaction injection molding process

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