JP2580265B2 - 複合不織布 - Google Patents

複合不織布

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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、耐熱クッション材、耐熱搬送用ベルト、高
温バッグフィルタ、耐熱シール材などに用いられる複合
不織布に関する。
〈従来の技術〉 従来、上述した用途に適した耐熱素材として、 (a) アスベストやステンレス鋼繊維などの耐熱繊維
を単独で不織布状に加工したものや、 (b) 特開昭50-24572号公報に開示されているよう
に、ステンレス鋼繊維などの金属繊維集合体を、ロック
ウール、グラスファイバ、アスベストのような無機繊維
集合体に重合し、重合界面において繊維を絡み付かせて
全体を焼き固めた繊維積層体がある。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような構成を有する従来例の場合
には、次のような問題点がある。
(a) アスベスト材料は、安価で耐熱性にも優れてい
るため、以前は広く使用されていたが、最近、空気中に
散乱したアスベスト繊維が人体に悪影響を与えることが
指摘されており、作業環境面からその使用が規制されて
いる。一方、ステンレス鋼繊維は耐熱性、可撓性、クッ
ション性などの点で優れた特性を備えているものの、高
価であるために広く普及する上での弊害となっている。
(b) 上記の繊維積層体の場合、ロックウール、アス
ベストは、金属繊維との絡み付きが弱く、ニードリング
をしただけでは両繊維集合体どうしの一体性が保ち得な
いので、ニードリングを施したのちに繊維積層体を焼き
固めている。しかし、このような焼き固めの工程を導入
すると、それだけ製造工程が煩雑化し、しかも焼き固め
により製品のクッション性が低下するという問題点があ
る。また、グラスファイバと金属繊維をニードリングし
た場合、グラスファイバの熱伝導性は炭素繊維よりも悪
い。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、ステンレス鋼繊維の持つ優れた特性を維持し、し
かも容易かつ安価に製造することができる複合不織布を
提供することを目的としている。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよ
うな構成をとる。
即ち、本発明に係る複合不織布は、ステンレス鋼繊維
層と炭素繊維層とを、少なくとも一方の表面側にステン
レス鋼繊維層が配置されてなるように積層し、かつ、前
記各繊維層を繊維どうしの絡み付きにより一体結合した
ものである。
炭素繊維はピッチ系あるいはPAN(ポリアクリロニト
リル)系のいずれであってもよい。炭素繊維層の一層あ
たりの目付量は、特に限定されないが、好ましくは30〜
2,500g/m2、より好ましくは50〜2,300g/m2に設定され
る。目付量が30g/m2未満になると、炭素繊維層の割合が
少なくなるので、炭素繊維層をステンレス鋼繊維層に積
層させるコスト的メリットが低減する。また、2,500g/m
2を超えると、ニードリングなどを施した際に、炭素繊
維層の厚さ方向の中央部の繊維とステンレス鋼繊維との
絡み付きが少なくなるので、剪断力が加わった場合に炭
素繊維層の中間部で剥がれが生じ易くなる。ただし、炭
素繊維層の内部に薄いステンレス鋼繊維層又はステンレ
ス鋼繊維基布を基布として介在させることによって、前
述したような炭素繊維層の中間部での剥がれを改善する
ことが可能である。
ステンレス鋼繊維層の一層あたりの目付量は、特に限
定されないが、好ましくは50〜2,000g/m2、より好まし
くは、120〜2,000g/m2である。50g/m2未満になると、ス
テンレス鋼繊維層を均一に作成することが困難になり、
複合不織布の耐熱性や耐摩耗性が低下する。また、2,00
0g/m2を超えると、ステンレス鋼繊維が高価なためにコ
スト的メリットが低減する。ステンレス鋼繊維の繊維径
は、特に限定されないが、通常、2〜50μmの径の繊維
が使用され、特に、耐熱クッション材の用途には5〜20
μmの径のステンレス鋼繊維を用いるのが好ましい。2
μm未満では繊維切れを生じ、50μmを超えるとニード
ル針の針折れが多数発生し、ニードリングが困難にな
る。
ステンレス鋼繊維層と炭素繊維層との積層数は特に限
定されず任意である。例えば、1層の炭素繊維層と1層
のステンレス鋼繊維層とを一体化した2層構造、炭素繊
維層をその両側からステンレス鋼繊維層で挟んだ3層構
造、炭素繊維層とステンレス鋼繊維層とを交互に積層し
た多層構造などが例示される。また、複合不織布の引張
強度をあげるために、中間層としてガラスクロス、ステ
ンレス鋼繊維基布などの補強用基布を介在させてもよ
い。
何れにしても、積層形成された複合不織布の少なくと
も一方の表面側にステンレス鋼繊維層を配置しているこ
とが必要である。炭素繊維の使用限度は、空気中の場合
400〜450℃であるのに対し、ステンレス鋼繊維は600℃
の温度に耐え得るので、この表面に配置したステンレス
鋼繊維層によって、高温物体を緩衝的に受け止めたり、
高温雰囲気を遮蔽したりすることが必要だからである。
また、400℃未満で使用する場合でも、炭素繊維の機械
的性質上、少なくとも一方の表面にステンレス鋼繊維層
設けることが必要な場合がある。
ステンレス鋼繊維層と炭素繊維層とは、各層の繊維ど
うしの絡み付きにより一体結合されている。耐熱400℃
以上の無機系接着剤によって一体化すると、複合不織布
の可撓性が低下するので、複合不織布を小径のロッドに
巻き付けて使用することが困難になり、また、有機系接
着剤を使用した場合、使用温度が制限されるので高温使
用に適さない。
ステンレス鋼繊維層と炭素繊維層とを繊維どうしの絡
み付きにより一体結合させる手段は、特に限定しない
が、ニードリングが好適である。ニードリングによって
一体化させると、各層の繊維の絡み付きが密になって、
層間の剥離強さが向上するとともに、複合不織布のクッ
ション性が増す。その他、いわゆるウオータージェット
によって、各層間の繊維どうしを絡み付かせるようにし
てもよい。
本発明に係る複合不織布の用途は特に限定されない
が、例えば、高温度で加工されたブラウン管などのガラ
ス製品を機械的及び/又は熱的衝撃を緩和する耐熱クッ
ション材、高温物体を搬送する搬送ベルト、高温雰囲気
を遮蔽するシール材、高温域で使用されるバッグフィル
ター材などに好適である。
ステンレス鋼繊維層と炭素繊維層の組み合わせ比率を
変えることによって、複合不織布全体としての熱伝導率
を細かくコントロールすることができる。
〈作用〉 本発明に係る複合不織布によれば、少なくとも一方の
表面側に配置されたステンレス鋼繊維層が高温雰囲気に
さらされても、炭素繊維層の温度はそれほど上昇しない
ので、炭素繊維層が酸化することがなく、ステンレス鋼
繊維のみからなる不織布と同様に使用される。さらに、
比較的低温で、耐食性、クッション性等の目的でステン
レス鋼繊維のみからなるものを使用する場合に、本発明
品で代替すると経済的になる。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
実施例 第1図は本発明の一実施例に係る複合不織布の断面図
である。
複合不織布1は、炭素繊維層2の両面にステンレス鋼
繊維層3を積層し、ニードリングによって一体結合した
ものである。
炭素繊維層2は、表面無処理のピッチ系炭素繊維(直
径13μm,比重1.65,引張強度70kg/mm2,引張弾性率3.5to
n/mm2)をカードで紡出して形成した不織布で、目付量
が260g/m2である。一方、ステンレス鋼繊維層3は、ス
テンレス鋼繊維(ナスロン:日本精線(株)の商標、直
径12μm,比重7.9,引張弾性率20000kg/mm2)よりなるウ
エブで、目付量が500g/m2である。各層を上述のように
積層したのち、925本/inch2の条件でニードリングを施
して一体結合している。一体結合して得られた複合不織
布は、ニードリングによって繊維が脱落したり、面積が
広がるため、目付量900g/m2,厚さ5〜5.5mm、見掛密度
0.18g/cm3であった。
比較例 上記の実施例を評価するために、比較例として、ステ
ンレス鋼繊維のみからなる繊維層を、766本/inch2の条
件でニードリングを施した不織布を作成した。この比較
例1に係る不織布は、目付量1,500g/m2,厚さ5〜5.5m
m,見掛密度0.3g/cm3であった。
評価結果 (1) 可撓性 JIS−L−1096 6−20−1に基づく、いわゆるガレー
法で、実施例品と比較例品の剛軟度をそれぞれ測定した
ところ、実施例品は6,220mg,比較例品は6,800mgであっ
た。このことから実施例品は比較例品と同等の可撓性を
得られることが確認できた。
(2) 熱伝導性 盤温を300℃に保ち、その上に実施例品と比較例品を
それぞれ載せて温度上昇を測定したところ、実施例品の
表面温度を3分後に190℃に達し、比較例品の表面温度
は3分後に195℃に達した。このことから実施例品は比
較例品と同等の熱伝導性を得られることが確認できた。
(3) 耐熱クッション性 第2図に示すように、ガラス製品製造工程において得
られた、600℃にまで温度が下がったガラス製品瓶4
を、実施例に係る複合不織布1の上に載置し、耐熱クッ
ションの目的で6週間使用したところ、厚さのヘタリや
形状の損傷が少なく、かつ、ステンレス鋼繊維層のみか
らなる比較例品と同等の性能を有し、機械的及び/又は
熱的衝撃を緩和でき、極めて破損しやすい高温のブラウ
ン管(第2図参照)が破損することもなく、長期にわた
って良好に使用できることが確認できた。
(4) 耐摩耗性 実施例品および比較例品の表面摩耗強さを、JIS−L
−1021−612法に基づき、摩耗論H38,荷重500gで1,000回
転後に測定したところ、実施例品は705、比較例品は980
であった。この数値は、質量減少分を1000倍した数値で
ある。このことから、実施例品は比較例品と同等の耐摩
耗性を得られることが確認できた。なお、実施例品の方
が比較例品よりも質量減少が少なかったのは、実施例品
の方がニードリングの平方インチ当りの針本数が高かっ
たためと考えられる。
(5) 耐久性 実施例品と比較例品とを第3図に示すように、SS鋼板
5が連続的に走行する焼鈍炉6のドアシール材7として
用いた場合のそれぞれの寿命を評価した。
SS鋼板5は200m/minの速度で連続走行しており、焼鈍
炉6の炉内温度は900℃、炉内雰囲気はN2ガス(+10mm
Aq)である。実施例品および比較例品をそれぞれ横1700
×縦300mmに裁断してドアシール材7を形成し、炉内の
気密性を高めるために、ドアシール材7を鋼板5に軽く
押圧した。
その結果、比較例品のドアシール材7は、SS鋼板5と
の接触による摩耗が大きいために繊維の脱落が多くみら
れ、わずか2ケ月で交換せざるを得なかった。
これに対し、実施例品のドアシール材7は、鋼板5に
接触する端部に炭素繊維層2が露出しているために鋼板
5との滑りが良好で摩耗が少なく、4ケ月間の使用に耐
えることが確認できた。
〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、本発明に係る複合不
織布によれば、比較的安価な炭素繊維層をステンレス鋼
繊維層に積層しているので、高価なステンレス鋼繊維の
使用量が軽減されて製品コストの低減を図ることができ
る。
また、少なくとも一方の表面側に配置したステンレス
鋼繊維層で高温物体を緩衝的に受け止めたり、あるいは
高温雰囲気を遮蔽できるので、炭素繊維層が酸化するこ
とも少なく、ステンレス鋼繊維のみからなる不織布と同
等の優れた耐久性,可撓性,屈曲性,耐摩耗性などの特
性を得ることができる。
さらに、複合不織布の端面が被処理材と摺動接触する
場合には、炭素繊維層の滑り性により、ステンレス鋼繊
維層のみからなる不織布や従来のロックウール、アスベ
ストを重ね合わせた不織布よりも優れた耐久性を得るこ
とができるので、高温炉のドアシール材などに好適であ
り、汎用性を向上することができる。
また、本発明に係る複合不織布は、ステンレス鋼繊維
層と炭素繊維層を積層しているので、従来例のようにス
テンレス鋼繊維層にロックウール、グラスファイバ、ア
スベストを積層しているものと比較して、ニードリング
による繊維間の絡み付きが良好である。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例に係る複合不織布の断面図、
第2図は実施例に係る複合不織布を高温ガラス製品の耐
熱クッション材として用いた場合の説明図、第3図は実
施例に係る複合不織布を高温炉のドアシール材として用
いた場合の説明図である。 1……複合不織布 2……炭素繊維層 3……ステンレス鋼繊維層
───────────────────────────────────────────────────── 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 B08B 5/00 B08B 5/00 Z C09K 3/10 C09K 3/10 R N (72)発明者 松岡 裕行 大阪府大阪市東区高麗橋5―45 日本精 線株式会社内 (72)発明者 大谷 義久 兵庫県姫路市城東町180番地 日本フエ ルト工業株式会社内

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステンレス鋼繊維層と炭素繊維層とを、少
    なくとも一方の表面側にステンレス鋼繊維層が配置され
    てなるように積層し、前記各繊維層を繊維どうしの絡み
    付きにより一体結合したことを特徴とする複合不織布。
  2. 【請求項2】請求項(1)に記載の複合不織布におい
    て、各繊維層どうしをニードリングによって一体結合し
    た複合不織布。
  3. 【請求項3】前記ステンレス鋼繊維層を形成するステン
    レス鋼繊維の直径が2μm以上50μm以下である請求項
    (1)に記載した複合不織布。
JP63164298A 1988-06-30 1988-06-30 複合不織布 Expired - Fee Related JP2580265B2 (ja)

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