JP2002294542A - 炭素繊維系不織マット - Google Patents
炭素繊維系不織マットInfo
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- JP2002294542A JP2002294542A JP2001100266A JP2001100266A JP2002294542A JP 2002294542 A JP2002294542 A JP 2002294542A JP 2001100266 A JP2001100266 A JP 2001100266A JP 2001100266 A JP2001100266 A JP 2001100266A JP 2002294542 A JP2002294542 A JP 2002294542A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 炭素系素材の効能を発揮させることの出来る
不織マットを提供する。 【解決手段】 炭素長繊維１０を一定長さに裁断したも
のを開綿積層し、これをニードルパンチ６にかけて所定
厚さのマット状に成形した炭素繊維系不織マット１６。
不織マットを提供する。 【解決手段】 炭素長繊維１０を一定長さに裁断したも
のを開綿積層し、これをニードルパンチ６にかけて所定
厚さのマット状に成形した炭素繊維系不織マット１６。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維を主たる
素材とする不織マットに関するものである。
素材とする不織マットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】建築分野、その他のあら
ゆる分野で活用される不織マットとしては、ガラス繊維
製のものが良く知られている。このガラス繊維製の不織
マットは、主として断熱や電気的絶縁のための空気層を
形成する素材として活用されているが、断熱以外の面で
は、人の生活環境を改善するのに役立つ効能は殆ど無い
ものである。逆に、施工時の取り扱いに際して作業者が
受ける不快感、即ち、肌に繊維が刺さることに起因する
刺激が大きいという問題点が有る。
ゆる分野で活用される不織マットとしては、ガラス繊維
製のものが良く知られている。このガラス繊維製の不織
マットは、主として断熱や電気的絶縁のための空気層を
形成する素材として活用されているが、断熱以外の面で
は、人の生活環境を改善するのに役立つ効能は殆ど無い
ものである。逆に、施工時の取り扱いに際して作業者が
受ける不快感、即ち、肌に繊維が刺さることに起因する
刺激が大きいという問題点が有る。
【０００３】近年、人の生活環境に対する炭素系素材の
効能が注目されており、炭素系素材を利用する各種の物
品が提案されているが、従来のガラス繊維製不織マット
と同じように取り扱える実用的なものは商品化されてい
ないのが現状である。
効能が注目されており、炭素系素材を利用する各種の物
品が提案されているが、従来のガラス繊維製不織マット
と同じように取り扱える実用的なものは商品化されてい
ないのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、人の生活環境
に対する炭素系素材の効能を利用し易い炭素繊維系不織
マットを提供することを目的とするものであって、その
手段は、炭素長繊維を一定長さに裁断したものを開綿積
層し、これをニードルパンチにかけて所定厚さのマット
状に成形する点にある。
に対する炭素系素材の効能を利用し易い炭素繊維系不織
マットを提供することを目的とするものであって、その
手段は、炭素長繊維を一定長さに裁断したものを開綿積
層し、これをニードルパンチにかけて所定厚さのマット
状に成形する点にある。
【０００５】上記構成の本発明を実施するについて、炭
素繊維のみから構成することも可能であるが、実用的に
は、炭素長繊維を一定長さに裁断したものに、ポリエス
テル繊維、アラミド繊維、アクリル繊維等の適当長さの
合成繊維を副素材として混合し、これを開綿積層したも
のをニードルパンチにかけて所定厚さのマット状に成形
したり、炭素長繊維を一定長さに裁断したものに適当長
さのガラス繊維を副素材として混合し、これを開綿積層
したものをニードルパンチにかけて所定厚さのマット状
に成形することが出来る。この場合、前記副素材の量
は、炭素繊維に対して重量比５％〜５０％の範囲とする
のが実用的である。又、前記炭素長繊維の裁断長さや前
記副素材の長さを５０〜７０ｍｍ程度とするのが、マッ
ト状に成形する点で好ましい。
素繊維のみから構成することも可能であるが、実用的に
は、炭素長繊維を一定長さに裁断したものに、ポリエス
テル繊維、アラミド繊維、アクリル繊維等の適当長さの
合成繊維を副素材として混合し、これを開綿積層したも
のをニードルパンチにかけて所定厚さのマット状に成形
したり、炭素長繊維を一定長さに裁断したものに適当長
さのガラス繊維を副素材として混合し、これを開綿積層
したものをニードルパンチにかけて所定厚さのマット状
に成形することが出来る。この場合、前記副素材の量
は、炭素繊維に対して重量比５％〜５０％の範囲とする
のが実用的である。又、前記炭素長繊維の裁断長さや前
記副素材の長さを５０〜７０ｍｍ程度とするのが、マッ
ト状に成形する点で好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好適実施形態を添
付図に基づいて説明すると、図１は製造ラインの構成を
模式的に示すもので、１，２は原料裁断装置、３は繊維
混綿装置、４は繊維開綿装置、５はフォーミング装置、
６はニードルパンチ装置、７はマット巻き取り装置であ
る。図示例のフォーミング装置５では、２枚のウエッブ
を成形する２台のフォーミングユニット８，９を備えて
いるが、フォーミングユニットの台数は、製造するマッ
トの厚さに対応して異なることになり、２台に限定され
ない。又、この製造ラインに使用される各装置は、従来
のガラス繊維マットを製造するための製造ラインに使用
されるものと同一のものが転用出来るので、個々の具体
的な構成作用については説明を省略する。
付図に基づいて説明すると、図１は製造ラインの構成を
模式的に示すもので、１，２は原料裁断装置、３は繊維
混綿装置、４は繊維開綿装置、５はフォーミング装置、
６はニードルパンチ装置、７はマット巻き取り装置であ
る。図示例のフォーミング装置５では、２枚のウエッブ
を成形する２台のフォーミングユニット８，９を備えて
いるが、フォーミングユニットの台数は、製造するマッ
トの厚さに対応して異なることになり、２台に限定され
ない。又、この製造ラインに使用される各装置は、従来
のガラス繊維マットを製造するための製造ラインに使用
されるものと同一のものが転用出来るので、個々の具体
的な構成作用については説明を省略する。
【０００７】次に上記製造ラインを使用した炭素繊維系
不織マットの製造方法について説明すると、原料裁断装
置１に於いて、炭素長繊維１０を裁断手段１ａにより所
定長さ、例えば５０〜７０ｍｍの長さに裁断する。又、
原料裁断装置２に於いては、副素材長繊維（例えばポリ
エステル長繊維）１１を裁断手段２ａにより所定長さ、
例えば炭素繊維と同一長さ（５０〜７０ｍｍ）に裁断す
る。尚、説明上、炭素長繊維１０の裁断のための原料裁
断装置１と副素材長繊維１１の裁断のための原料裁断装
置２とを使用する構成となっているが、後述のように次
段の繊維混綿装置３へ各繊維を分けて供給する場合は、
１台の原料裁断装置で炭素長繊維１０の裁断と副素材長
繊維１１の裁断とを交互に行うことが出来る。
不織マットの製造方法について説明すると、原料裁断装
置１に於いて、炭素長繊維１０を裁断手段１ａにより所
定長さ、例えば５０〜７０ｍｍの長さに裁断する。又、
原料裁断装置２に於いては、副素材長繊維（例えばポリ
エステル長繊維）１１を裁断手段２ａにより所定長さ、
例えば炭素繊維と同一長さ（５０〜７０ｍｍ）に裁断す
る。尚、説明上、炭素長繊維１０の裁断のための原料裁
断装置１と副素材長繊維１１の裁断のための原料裁断装
置２とを使用する構成となっているが、後述のように次
段の繊維混綿装置３へ各繊維を分けて供給する場合は、
１台の原料裁断装置で炭素長繊維１０の裁断と副素材長
繊維１１の裁断とを交互に行うことが出来る。
【０００８】所定長さに裁断された炭素繊維１０ａと副
素材繊維１１ａとは次段の繊維混綿装置３に供給され、
ここで繊維混綿手段３ａにより混合される。即ち、繊維
混綿装置３のフィードラチス３ｂ上に炭素繊維１０ａと
副素材繊維１１ａとを交互に積層した状態で繊維混綿手
段３ａに送り込み、両繊維を均一に配合する。この配合
された原料繊維１２は繊維開綿装置４に供給され、ここ
で繊維開綿手段４ａにより荒開繊（荒ほぐし）される。
荒開繊された原料繊維１２はフォーミング装置５の各フ
ォーミングユニット８，９に供給され、それぞれ開繊手
段８ａ，９ａにより細開繊された状態でフィードコンベ
ヤ８ｂ，９ｂ上に供給されて２枚のウエッブ１３，１４
が成形される。
素材繊維１１ａとは次段の繊維混綿装置３に供給され、
ここで繊維混綿手段３ａにより混合される。即ち、繊維
混綿装置３のフィードラチス３ｂ上に炭素繊維１０ａと
副素材繊維１１ａとを交互に積層した状態で繊維混綿手
段３ａに送り込み、両繊維を均一に配合する。この配合
された原料繊維１２は繊維開綿装置４に供給され、ここ
で繊維開綿手段４ａにより荒開繊（荒ほぐし）される。
荒開繊された原料繊維１２はフォーミング装置５の各フ
ォーミングユニット８，９に供給され、それぞれ開繊手
段８ａ，９ａにより細開繊された状態でフィードコンベ
ヤ８ｂ，９ｂ上に供給されて２枚のウエッブ１３，１４
が成形される。
【０００９】成形された各ウエッブ１３，１４は、送給
コンベヤ１５上で積層された状態でニードルパンチ装置
６に送給され、当該ニードルパンチ装置６の圧縮コンベ
ヤ６ａで所定厚さに圧縮されると共にニードルパンチ手
段６ｂでニードリングされ、刺し子マット状に成形され
て最終製品の不織マット１６となり、送出コンベヤ１７
で巻き取り装置７に送り込まれ、ロール状に巻き取られ
る。勿論、用途によっては、送出コンベヤ１７で送り出
される不織マット１６を所定長さづつ裁断して搬出する
ように構成することも出来る。
コンベヤ１５上で積層された状態でニードルパンチ装置
６に送給され、当該ニードルパンチ装置６の圧縮コンベ
ヤ６ａで所定厚さに圧縮されると共にニードルパンチ手
段６ｂでニードリングされ、刺し子マット状に成形され
て最終製品の不織マット１６となり、送出コンベヤ１７
で巻き取り装置７に送り込まれ、ロール状に巻き取られ
る。勿論、用途によっては、送出コンベヤ１７で送り出
される不織マット１６を所定長さづつ裁断して搬出する
ように構成することも出来る。
【００１０】又、副素材繊維を混綿する場合、その混綿
率（重量比）は、最小５％程度〜最大５０％程度までの
範囲で用途等に応じて決定することが出来る。副素材繊
維としては、先に挙げたポリエステル繊維の他、アラミ
ド繊維やアクリル繊維等の合成繊維が利用出来る。又、
用途によっては、前記のような合成繊維の他、適当長さ
のガラス短繊維又はガラス長繊維を適当長さに裁断した
ものを使用することも出来る。
率（重量比）は、最小５％程度〜最大５０％程度までの
範囲で用途等に応じて決定することが出来る。副素材繊
維としては、先に挙げたポリエステル繊維の他、アラミ
ド繊維やアクリル繊維等の合成繊維が利用出来る。又、
用途によっては、前記のような合成繊維の他、適当長さ
のガラス短繊維又はガラス長繊維を適当長さに裁断した
ものを使用することも出来る。
【００１１】
【発明の効果】本発明の炭素繊維系不織マットは以上の
ように実施し得るものであって、係る本発明の不織マッ
トによれば、炭素繊維を不織マット状に成形したもので
あるから、例えば吸湿効果、臭気等の吸着効果、電磁波
の遮断効果、その他の炭素系素材で認められている各種
効果が期待出来るマットとして、各種用途に活用するこ
とが出来る。
ように実施し得るものであって、係る本発明の不織マッ
トによれば、炭素繊維を不織マット状に成形したもので
あるから、例えば吸湿効果、臭気等の吸着効果、電磁波
の遮断効果、その他の炭素系素材で認められている各種
効果が期待出来るマットとして、各種用途に活用するこ
とが出来る。
【００１２】例えば建築分野では、壁等に封入する断熱
材として本発明の不織マットを従来のガラス繊維不織マ
ットに代えて使用することにより、断熱効果の他、室内
の調湿効果、内装材や家具に使用されている接着剤や塗
料等から発生して人体に悪影響を及ぼすと考えられてい
る揮発性ガスや臭気の吸着効果、屋外の電磁波発生源か
ら発生する電磁波の遮断効果等、屋内の生活環境を改善
し得る各種効果が期待出来る。又、衣類の一部、例えば
胸部を被覆する領域に、薄手に成形した本発明のマット
を縫い付けたり、布間に挟み込むことにより、周囲の電
磁波、例えば携帯電話器から発生する電磁波の心臓ペー
スメーカーに対する悪影響を防止することが出来る。
又、同様の目的で、薄手に成形した本発明のマットで携
帯電話器の収納ケースを構成することも出来る。更に、
導電性のある炭素繊維を主材料とするものであるところ
から、適当なサイズの本発明マットの平行両側辺に電極
を取り付け、当該平行両側辺間に電圧を印加して発熱さ
せることも可能であるから、本発明マットを面ヒーター
として利用することも出来る。この場合、被加熱体の表
面が平坦面でなく曲面であっても、不織マットの特性を
活かして当該被加熱体の表面に本発明のマットを沿わせ
るように被覆することが出来、当該被加熱体に対して効
率良く加熱出来る面ヒーターが構成出来る。又、この場
合、炭素繊維の酸化による劣化を抑制するために、マッ
トを耐熱性のあるコーティング材でコーティングするこ
とが出来る。
材として本発明の不織マットを従来のガラス繊維不織マ
ットに代えて使用することにより、断熱効果の他、室内
の調湿効果、内装材や家具に使用されている接着剤や塗
料等から発生して人体に悪影響を及ぼすと考えられてい
る揮発性ガスや臭気の吸着効果、屋外の電磁波発生源か
ら発生する電磁波の遮断効果等、屋内の生活環境を改善
し得る各種効果が期待出来る。又、衣類の一部、例えば
胸部を被覆する領域に、薄手に成形した本発明のマット
を縫い付けたり、布間に挟み込むことにより、周囲の電
磁波、例えば携帯電話器から発生する電磁波の心臓ペー
スメーカーに対する悪影響を防止することが出来る。
又、同様の目的で、薄手に成形した本発明のマットで携
帯電話器の収納ケースを構成することも出来る。更に、
導電性のある炭素繊維を主材料とするものであるところ
から、適当なサイズの本発明マットの平行両側辺に電極
を取り付け、当該平行両側辺間に電圧を印加して発熱さ
せることも可能であるから、本発明マットを面ヒーター
として利用することも出来る。この場合、被加熱体の表
面が平坦面でなく曲面であっても、不織マットの特性を
活かして当該被加熱体の表面に本発明のマットを沿わせ
るように被覆することが出来、当該被加熱体に対して効
率良く加熱出来る面ヒーターが構成出来る。又、この場
合、炭素繊維の酸化による劣化を抑制するために、マッ
トを耐熱性のあるコーティング材でコーティングするこ
とが出来る。
【００１３】上記のように本発明のマットは、各種用途
に活用することが出来るものであるが、従来のガラス繊
維不織マットと同様にバインダー等が併用されておら
ず、その形態や物性は従来のガラス繊維不織マットと殆
ど同様であるから、施工法等も従来のガラス繊維不織マ
ットと同じで済み、特殊な施工法を考える必要がなく、
従来のガラス繊維不織マットに代えて簡単容易に使用す
ることが出来る。しかも、ガラス繊維のように遊離繊維
が肌を刺すことが少ないので、施工時の取り扱いが容易
になる。更に、例えばガラス繊維不織マットと同様に、
従来のガラス繊維不織マットの製造設備を活用して、例
えば３〜２０ｍｍ程度の範囲で任意の厚さのものや、例
えば８０〜１３０ｋｇ／ｍ3 程度の範囲で任意の密度の
ものが得られるので、用途に応じて最適な規格のマット
として製品化することが容易である。尚、製造設備によ
っては前記範囲外の厚さや密度でも製造可能であり、前
記の範囲に限定されるものではない。
に活用することが出来るものであるが、従来のガラス繊
維不織マットと同様にバインダー等が併用されておら
ず、その形態や物性は従来のガラス繊維不織マットと殆
ど同様であるから、施工法等も従来のガラス繊維不織マ
ットと同じで済み、特殊な施工法を考える必要がなく、
従来のガラス繊維不織マットに代えて簡単容易に使用す
ることが出来る。しかも、ガラス繊維のように遊離繊維
が肌を刺すことが少ないので、施工時の取り扱いが容易
になる。更に、例えばガラス繊維不織マットと同様に、
従来のガラス繊維不織マットの製造設備を活用して、例
えば３〜２０ｍｍ程度の範囲で任意の厚さのものや、例
えば８０〜１３０ｋｇ／ｍ3 程度の範囲で任意の密度の
ものが得られるので、用途に応じて最適な規格のマット
として製品化することが容易である。尚、製造設備によ
っては前記範囲外の厚さや密度でも製造可能であり、前
記の範囲に限定されるものではない。
【００１４】尚、請求項２に記載の構成によれば、炭素
繊維のみでなく、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ア
クリル繊維等の適当長さの合成繊維を副素材として混合
しているので、ニードルパンチにかけて所定厚さのマッ
ト状に成形したときの強度を上げることが出来る。換言
すれば、前記のように合成繊維を混ぜることにより、必
要強度の不織マットに成形することが可能となり、炭素
繊維の使用率を下げてコストダウンを図りながら、実用
的に活用出来る不織マットを得ることが出来る。
繊維のみでなく、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ア
クリル繊維等の適当長さの合成繊維を副素材として混合
しているので、ニードルパンチにかけて所定厚さのマッ
ト状に成形したときの強度を上げることが出来る。換言
すれば、前記のように合成繊維を混ぜることにより、必
要強度の不織マットに成形することが可能となり、炭素
繊維の使用率を下げてコストダウンを図りながら、実用
的に活用出来る不織マットを得ることが出来る。
【００１５】又、請求項３に記載の構成によれば、ガラ
ス繊維の配合によりマットの耐熱性が高められる。従っ
て、耐熱性や適度な電気的絶縁抵抗が要求されるような
用途、例えば前記のように面ヒーターとして使用する場
合に効果的である。
ス繊維の配合によりマットの耐熱性が高められる。従っ
て、耐熱性や適度な電気的絶縁抵抗が要求されるような
用途、例えば前記のように面ヒーターとして使用する場
合に効果的である。
【００１６】更に、請求項４に記載のように、用途に応
じて前記副素材の量を炭素繊維に対して重量比５％〜５
０％の範囲とすることにより、炭素繊維の効能を必要な
程度に得ながら、強度アップ効果、コストダウン効果、
副素材の物性に起因する効果等の副素材添加の効果も用
途に応じて得ることが出来る。即ち、副素材の量が５％
以下であれば、その副素材添加による効果を実質的には
期待することが出来ないし、副素材の量が５０％を超え
る程多いと、コストが上がる割には炭素繊維による効能
が所期通りに得られないのである。
じて前記副素材の量を炭素繊維に対して重量比５％〜５
０％の範囲とすることにより、炭素繊維の効能を必要な
程度に得ながら、強度アップ効果、コストダウン効果、
副素材の物性に起因する効果等の副素材添加の効果も用
途に応じて得ることが出来る。即ち、副素材の量が５％
以下であれば、その副素材添加による効果を実質的には
期待することが出来ないし、副素材の量が５０％を超え
る程多いと、コストが上がる割には炭素繊維による効能
が所期通りに得られないのである。
【００１７】又、請求項５に記載の構成によれば、炭素
繊維をニードリングにより刺し子状マットに成形するこ
とが実用レベルで可能となる。
繊維をニードリングにより刺し子状マットに成形するこ
とが実用レベルで可能となる。
【図１】 本発明不織マットの製造ラインの一例を示す
図である。
図である。
１，２ 原料裁断装置 １ａ，２ａ 裁断手段 ３ 繊維混綿装置 ３ａ 繊維混綿手段 ３ｂ フィードラチス ４ 繊維開綿装置 ４ａ 繊維開綿手段 ５ フォーミング装置 ６ ニードルパンチ装置 ６ａ 圧縮コンベヤ ６ｂ ニードルパンチ手段 ７ マット巻き取り装置 ８，９ フォーミングユニット ８ａ，９ａ 開繊手段 ８ｂ，９ｂ フィードコンベヤ １０ 炭素長繊維 １０ａ 裁断された炭素繊維 １１ 副素材長繊維（例えばポリエステル長繊維） １１ａ 裁断された副素材繊維 １２ 原料繊維 １３，１４ ウエッブ １５ 送給コンベヤ １６ 不織マット １７ 送出コンベヤ
Claims (5)
- 【請求項１】炭素長繊維を一定長さに裁断したものを開
綿積層し、これをニードルパンチにかけて所定厚さのマ
ット状に成形して成る、炭素繊維系不織マット。 - 【請求項２】炭素長繊維を一定長さに裁断したものに、
ポリエステル繊維、アラミド繊維、アクリル繊維等の適
当長さの合成繊維を副素材として混合し、これを開綿積
層したものをニードルパンチにかけて所定厚さのマット
状に成形して成る、炭素繊維系不織マット。 - 【請求項３】炭素長繊維を一定長さに裁断したものに適
当長さのガラス繊維を副素材として混合し、これを開綿
積層したものをニードルパンチにかけて所定厚さのマッ
ト状に成形して成る、炭素繊維系不織マット。 - 【請求項４】前記副素材の量が、炭素繊維に対して重量
比５％〜５０％の範囲である、請求項２又は３に記載の
炭素繊維系不織マット。 - 【請求項５】前記炭素長繊維の裁断長さや前記副素材の
長さが、５０〜７０ｍｍ程度である、請求項１〜４の何
れかに記載の炭素繊維系不織マット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100266A JP2002294542A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 炭素繊維系不織マット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100266A JP2002294542A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 炭素繊維系不織マット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002294542A true JP2002294542A (ja) | 2002-10-09 |
Family
ID=18953722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001100266A Pending JP2002294542A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 炭素繊維系不織マット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002294542A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1645671A1 (de) * | 2004-10-08 | 2006-04-12 | Sgl Carbon Ag | Polymergebundene Fasergelege |
| JP2010229589A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Nakagawa Sangyo Kk | マット材とその製造方法 |
| JP2012012756A (ja) * | 2010-06-03 | 2012-01-19 | Central Glass Co Ltd | ニードルパンチ加工装置 |
| CN102400285A (zh) * | 2010-09-14 | 2012-04-04 | 中川产业株式会社 | 垫材及其制造方法 |
| CN106167957A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-11-30 | 广德天运新技术股份有限公司 | 一种针刺毡生产流水线系统 |
| KR20170076519A (ko) * | 2015-12-24 | 2017-07-04 | 주식회사 브릿지 | 탄소원면을 위한 제면장치 |
| CN110142822A (zh) * | 2019-06-02 | 2019-08-20 | 上海雅珂贸易有限公司 | 一种急冷式碳纤维裁切机 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001100266A patent/JP2002294542A/ja active Pending
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| US8603374B2 (en) | 2004-10-08 | 2013-12-10 | Sgl Carbon Se | Processes for producing a polymer-bonded fiber agglomerate and a fiber-reinforced composite material |
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