JP2576710B2 - シート状炭素短繊維集合体の製造方法 - Google Patents
シート状炭素短繊維集合体の製造方法Info
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- JP2576710B2 JP2576710B2 JP3109260A JP10926091A JP2576710B2 JP 2576710 B2 JP2576710 B2 JP 2576710B2 JP 3109260 A JP3109260 A JP 3109260A JP 10926091 A JP10926091 A JP 10926091A JP 2576710 B2 JP2576710 B2 JP 2576710B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シート状炭素短繊維集
合体の製造方法に関する。さらに詳しくは、均一な原料
を均一な密度で供給し、切断し、該切断された繊維を過
剰に貯留することなく分散し、短距離にて捕集し、該短
繊維の集積状態がシート幅方向及び長手方向共に均一で
かつ、地合の均一性に優れたシート状炭素短繊維集合体
の製造方法に関する。
合体の製造方法に関する。さらに詳しくは、均一な原料
を均一な密度で供給し、切断し、該切断された繊維を過
剰に貯留することなく分散し、短距離にて捕集し、該短
繊維の集積状態がシート幅方向及び長手方向共に均一で
かつ、地合の均一性に優れたシート状炭素短繊維集合体
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のシート状短繊維集合体を得る方法
は、いずれも予め準備された短繊維塊から出発し、これ
を分散してシート化するものであるから、供給量を一定
になし得ず、したがって均一シートを得ることは原理的
に極めてむずかしいという欠点があった。
は、いずれも予め準備された短繊維塊から出発し、これ
を分散してシート化するものであるから、供給量を一定
になし得ず、したがって均一シートを得ることは原理的
に極めてむずかしいという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、炭素短繊維
が全体に均一に分散されて集積したシート状炭素短繊維
集合体を得るための製造方法を提供せんとするものであ
る。
が全体に均一に分散されて集積したシート状炭素短繊維
集合体を得るための製造方法を提供せんとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述課題を解
決するために、次のような手段を採用する。
決するために、次のような手段を採用する。
【０００５】すなわち、本発明のシート状炭素短繊維集
合体の製造方法は、複数本以上の長繊維炭素繊維束を実
質的に等間隔に配列しつつ供給し、これら複数本以上の
長繊維炭素繊維束の配列幅以上の幅を有するコーミング
ローラで該繊維束を切断するとともに開繊して短繊維に
分散し、次いで該長繊維束の切断位置から、該繊維束間
距離（ι）以上で該繊維束配列幅（ι′）以下の距離を
隔てた位置を走行する捕集面に、捕集幅（Ｗ）が、 ０．８（ι′＋ι）＜Ｗ＜１．２（ι′＋ι） の範囲において、切断された炭素短繊維をランダムな方
向に分散した状態で 順次捕集することを特徴とするもの
である。
合体の製造方法は、複数本以上の長繊維炭素繊維束を実
質的に等間隔に配列しつつ供給し、これら複数本以上の
長繊維炭素繊維束の配列幅以上の幅を有するコーミング
ローラで該繊維束を切断するとともに開繊して短繊維に
分散し、次いで該長繊維束の切断位置から、該繊維束間
距離（ι）以上で該繊維束配列幅（ι′）以下の距離を
隔てた位置を走行する捕集面に、捕集幅（Ｗ）が、 ０．８（ι′＋ι）＜Ｗ＜１．２（ι′＋ι） の範囲において、切断された炭素短繊維をランダムな方
向に分散した状態で 順次捕集することを特徴とするもの
である。
【０００６】
【作用】本発明の出発原料である長繊維炭素繊維束（以
下、単に長繊維束という）１本の繊度は、５０〜５００
００デニールの範囲であって、５０デニール未満は生産
性の面で、一方、５００００デニールを越えてはカット
性に悪い影響を与えるので好ましくない。
下、単に長繊維束という）１本の繊度は、５０〜５００
００デニールの範囲であって、５０デニール未満は生産
性の面で、一方、５００００デニールを越えてはカット
性に悪い影響を与えるので好ましくない。
【０００７】該長繊維束を実質的に等間隔に配列するに
は、櫛状、目玉状、溝付、仕切り板等の案内部材を用い
るのが好ましい。
は、櫛状、目玉状、溝付、仕切り板等の案内部材を用い
るのが好ましい。
【０００８】これらの案内部材は、シートの長手方向と
幅方向の短繊維集積状態の均一性を、それぞれ確保でき
るように該短繊維に作用する。
幅方向の短繊維集積状態の均一性を、それぞれ確保でき
るように該短繊維に作用する。
【０００９】次に、該長繊維束は、切断装置により切断
される訳であるが、切断装置としてはコーミングローラ
が、切断された繊維を貯留することなく、かつ、開繊作
用を伴ないながら系外へ排出する点で特に好ましい。該
コーミングローラに供給する長繊維束である炭素繊維
（黒鉛繊維を含む）は、剛直性はあるが脆い繊維である
ので容易に切断できる。
される訳であるが、切断装置としてはコーミングローラ
が、切断された繊維を貯留することなく、かつ、開繊作
用を伴ないながら系外へ排出する点で特に好ましい。該
コーミングローラに供給する長繊維束である炭素繊維
（黒鉛繊維を含む）は、剛直性はあるが脆い繊維である
ので容易に切断できる。
【００１０】次に、切断系外に排出された切断された短
繊維は、前記長繊維束が等間隔に配列した束間距離を
ι、該束配列間距離をι′とするならば、前記切断装置
の切断点から捕集面の距離Ｌは、ι以上ι′以下とする
ことにより、前記繊維束の供給線密度がさらに均一化さ
れる方向に作用する。つまり、これによりシート幅方向
の短繊維集積状態の均一性が一段と向上することにな
る。さらにシートに特に重要な地合の均一性にもきわめ
て有効に作用するものである。
繊維は、前記長繊維束が等間隔に配列した束間距離を
ι、該束配列間距離をι′とするならば、前記切断装置
の切断点から捕集面の距離Ｌは、ι以上ι′以下とする
ことにより、前記繊維束の供給線密度がさらに均一化さ
れる方向に作用する。つまり、これによりシート幅方向
の短繊維集積状態の均一性が一段と向上することにな
る。さらにシートに特に重要な地合の均一性にもきわめ
て有効に作用するものである。
【００１１】本発明は、上述のように長繊維束を等間隔
に配列させて供給し、さらに切断後の短繊維を特定距離
内で捕集することで、短繊維集積状態を均一に維持する
ことができたものである。さらに好ましくは、捕集幅
が、長繊維束の供給幅（長繊維束配列幅：ι′）とほぼ
同じであるのがよい。捕集幅が、供給幅より大きすぎて
も小さすぎても均一な捕集性が達成されにくくなる。さ
らに具体的に捕集幅を決定するには次のようにする。
に配列させて供給し、さらに切断後の短繊維を特定距離
内で捕集することで、短繊維集積状態を均一に維持する
ことができたものである。さらに好ましくは、捕集幅
が、長繊維束の供給幅（長繊維束配列幅：ι′）とほぼ
同じであるのがよい。捕集幅が、供給幅より大きすぎて
も小さすぎても均一な捕集性が達成されにくくなる。さ
らに具体的に捕集幅を決定するには次のようにする。
【００１２】すなわち、長繊維束の本数をｎ、捕集幅を
Ｗ、長繊維束が等間隔に配置された繊維束間距離をι、
該繊維束配列幅ι′とすると、 ι′＝（ｎ−１）ι よって、Ｗ＝ｎ・ι＝（ι′＋ι） 好ましい捕集幅の範囲は ０ ．８（ι′＋ι）＜Ｗ＜１．２（ι′＋ι） 最も好ましくは、Ｗ＝（ι′＋ι）である。
Ｗ、長繊維束が等間隔に配置された繊維束間距離をι、
該繊維束配列幅ι′とすると、 ι′＝（ｎ−１）ι よって、Ｗ＝ｎ・ι＝（ι′＋ι） 好ましい捕集幅の範囲は ０ ．８（ι′＋ι）＜Ｗ＜１．２（ι′＋ι） 最も好ましくは、Ｗ＝（ι′＋ι）である。
【００１３】上述範囲より小さい捕集幅となると、シー
ト耳部の坪量が多くなる点と合せ、短繊維の分散域で二
次凝集が起きる傾向があり、また上述範囲より広幅とな
ると、耳部近傍の坪量が少なくなり、幅方向の均一なシ
ートを形成することができにくくなる。なお、捕集に際
しては、両耳部近傍に側壁を設けると、耳部近傍での問
題を緩和させることができので好ましい。
ト耳部の坪量が多くなる点と合せ、短繊維の分散域で二
次凝集が起きる傾向があり、また上述範囲より広幅とな
ると、耳部近傍の坪量が少なくなり、幅方向の均一なシ
ートを形成することができにくくなる。なお、捕集に際
しては、両耳部近傍に側壁を設けると、耳部近傍での問
題を緩和させることができので好ましい。
【００１４】また、上述の方法によって短繊維を集積さ
せる際に、長繊維束の供給速度ならびに捕集面の走行速
度が、それぞれ定速であること、さらにそれらの速度が
連動して作動するシステムを採用するのが、得られるシ
ートの均一性を確保する上から好ましい。
せる際に、長繊維束の供給速度ならびに捕集面の走行速
度が、それぞれ定速であること、さらにそれらの速度が
連動して作動するシステムを採用するのが、得られるシ
ートの均一性を確保する上から好ましい。
【００１５】次に、本発明のシート状短繊維集合体を製
造する方法を図を用いて説明する。図１は、本発明のシ
ート状短繊維集合体を得る場合の一実施態様を示す図で
あって、まず、複数本、好ましくは３本以上の長繊維束
１は、これを等間隔（距離ι）に配列（距離ι′）させ
るためのセパレートガイド２、フィード装置３を経て切
断装置４に供され、切断され、短繊維５を得る。
造する方法を図を用いて説明する。図１は、本発明のシ
ート状短繊維集合体を得る場合の一実施態様を示す図で
あって、まず、複数本、好ましくは３本以上の長繊維束
１は、これを等間隔（距離ι）に配列（距離ι′）させ
るためのセパレートガイド２、フィード装置３を経て切
断装置４に供され、切断され、短繊維５を得る。
【００１６】該フィード装置３としては、ローラとプレ
ート、ローラとローラ、あるいは、エプロンローラとエ
プロンローラ等いずれの装置であってもよい。
ート、ローラとローラ、あるいは、エプロンローラとエ
プロンローラ等いずれの装置であってもよい。
【００１７】図１において、ハウジング４′のＣ点が切
断位置である。
断位置である。
【００１８】切断された短繊維５はチャンバ６内で分散
し、前記切断位置（Ｃ点より）よりι以上ι′以下の距
離（Ｌ）を隔てて走行する捕集ネット７に捕集され、順
次堆積させ、シート状短繊維集合体８を得る。９、１０
は捕集ネットの駆動装置を示す。
し、前記切断位置（Ｃ点より）よりι以上ι′以下の距
離（Ｌ）を隔てて走行する捕集ネット７に捕集され、順
次堆積させ、シート状短繊維集合体８を得る。９、１０
は捕集ネットの駆動装置を示す。
【００１９】図２は、図１の長繊維束１が等間隔（距離
ι）に配列（距離ι′）されつつ、フィード装置３およ
び切断装置４に供給される状態を示す。
ι）に配列（距離ι′）されつつ、フィード装置３およ
び切断装置４に供給される状態を示す。
【００２０】図中Ｘ−Ｘ′は、切断装置４の軸線方向を
示す。長繊維束１が等間隔に配列されるものが複数個あ
ってもよく、かくすることにより高い生産性が得られ
る。
示す。長繊維束１が等間隔に配列されるものが複数個あ
ってもよく、かくすることにより高い生産性が得られ
る。
【００２１】
【実施例】実施例１ 単糸デニールが０．６デニール、構成繊維本数３０００
本のポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維束を２
０１本準備し、ι＝５mmの間隔で配列し、ι′＝１００
０mmで切断装置に供給し、Ｌ＝４００mmとし、捕集幅１
０２０mmで捕集したところ、１本の束の太さの揃った長
繊維束を出発原料としたために、シートの長手方向の均
一性が得られ、かつ該繊維束をシート幅方向に等間隔に
配列させたためにシート幅方向の均一性が得られ、しか
も、開繊されて短繊維に分散されているために地合の均
一性に富んだシート状短繊維集合体が得られた。
本のポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維束を２
０１本準備し、ι＝５mmの間隔で配列し、ι′＝１００
０mmで切断装置に供給し、Ｌ＝４００mmとし、捕集幅１
０２０mmで捕集したところ、１本の束の太さの揃った長
繊維束を出発原料としたために、シートの長手方向の均
一性が得られ、かつ該繊維束をシート幅方向に等間隔に
配列させたためにシート幅方向の均一性が得られ、しか
も、開繊されて短繊維に分散されているために地合の均
一性に富んだシート状短繊維集合体が得られた。
【００２２】実施例２ 単糸デニールが０．６デニール、構成繊維本数２４００
０本のＰＡＮ系炭素繊維束を２１本準備し、ι＝５０mm
間隔に配列し、ι′＝１０００mmで切断装置に供給する
系と同じ系を５系列設け、捕集距離Ｌ＝２００mmとし、
捕集幅１０５０mmで捕集ネットに捕集したところ、１本
の束の太さの揃った長繊維束を出発原料としているため
長手方向の均一性がきわめて良好で、該繊維束を等間隔
に配列させたためにシートの幅方向の均一性のよいもの
が得られた。さらに、開繊されて短繊維に分散されてい
るために地合の均一性が著しく均整なシート状短繊維集
合体が得られた。
０本のＰＡＮ系炭素繊維束を２１本準備し、ι＝５０mm
間隔に配列し、ι′＝１０００mmで切断装置に供給する
系と同じ系を５系列設け、捕集距離Ｌ＝２００mmとし、
捕集幅１０５０mmで捕集ネットに捕集したところ、１本
の束の太さの揃った長繊維束を出発原料としているため
長手方向の均一性がきわめて良好で、該繊維束を等間隔
に配列させたためにシートの幅方向の均一性のよいもの
が得られた。さらに、開繊されて短繊維に分散されてい
るために地合の均一性が著しく均整なシート状短繊維集
合体が得られた。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、前記した構成としたことによ
り、 (1) 炭素短繊維が開繊されて短繊維状態にランダムな方
向に均一に分散されている。 (2) シート長手方向および幅方向の短繊維集積状態が均
一である。 (3) シートの全幅の坪量を均一にできるとともに、耳部
の坪量を均一にすることができる。 (4) 地合の均一性に富んだ均整なシート状短繊維集合体
とすることができる。という 優れた性能を発揮するもの
であり、たとえば燃料電池電極基材である炭素−炭素
（ｃ／ｃ）コンポジット用前駆体や各種複合材の前駆体
として好適に使用でき、特に極めて高い精度、性能およ
び信頼性が要求される用途での基材として有効である。
り、 (1) 炭素短繊維が開繊されて短繊維状態にランダムな方
向に均一に分散されている。 (2) シート長手方向および幅方向の短繊維集積状態が均
一である。 (3) シートの全幅の坪量を均一にできるとともに、耳部
の坪量を均一にすることができる。 (4) 地合の均一性に富んだ均整なシート状短繊維集合体
とすることができる。という 優れた性能を発揮するもの
であり、たとえば燃料電池電極基材である炭素−炭素
（ｃ／ｃ）コンポジット用前駆体や各種複合材の前駆体
として好適に使用でき、特に極めて高い精度、性能およ
び信頼性が要求される用途での基材として有効である。
【図１】 本発明のシート状短繊維集合体を得る場合の
一実施態様を示す概略図である。
一実施態様を示す概略図である。
【図２】 図１の実施態様図のうち長繊維束が等間隔に
配列した状況を示す平面図である。
配列した状況を示す平面図である。
１：複数本の長繊維束 ２：セパレートガイド ３：フィード装置 ４：切断装置 ４′：ハウジング ５：短繊維 ６：チャンバ ７：捕集ネット ８：捕集ネット駆動装置 ９：捕集ネット駆動装置 ι：長繊維束間距離 ι′：長繊維配列幅 ｃ：長繊維束の切断点 Ｌ：捕集距離
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 9/22 Ｄ０１Ｆ 9/22
Claims (2)
- 【請求項１】 複数本以上の長繊維炭素繊維束を実質的
に等間隔に配列しつつ供給し、これら複数本以上の長繊
維炭素繊維束の配列幅以上の幅を有するコーミングロー
ラで該繊維束を切断するとともに開繊して短繊維に分散
し、次いで該長繊維束の切断位置から、該繊維束間距離
（ι）以上で該繊維束配列幅（ι′）以下の距離を隔て
た位置を走行する捕集面に、捕集幅（Ｗ）が、 ０．８（ι′＋ι）＜Ｗ＜１．２（ι′＋ι） の範囲において、切断された炭素短繊維をランダムな方
向に分散した状態で 順次捕集することを特徴とするシー
ト状炭素短繊維集合体の製造方法。 - 【請求項２】 長繊維炭素繊維束の供給速度ならびに捕
集面の走行速度が、連動している請求項１記載のシート
状炭素短繊維集合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109260A JP2576710B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | シート状炭素短繊維集合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109260A JP2576710B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | シート状炭素短繊維集合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343746A JPH04343746A (ja) | 1992-11-30 |
| JP2576710B2 true JP2576710B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=14505669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3109260A Expired - Lifetime JP2576710B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | シート状炭素短繊維集合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576710B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5531389B2 (ja) * | 2008-09-22 | 2014-06-25 | 東レ株式会社 | 多孔質炭素シートの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0712749B2 (ja) * | 1986-06-25 | 1995-02-15 | 日華化学 株式会社 | 感熱記録材料 |
| JPH02269812A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-11-05 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 短繊維ウエブの製造方法 |
-
1991
- 1991-05-14 JP JP3109260A patent/JP2576710B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04343746A (ja) | 1992-11-30 |
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