JPH04209862A - 炭素長繊維製不織布の製法 - Google Patents
炭素長繊維製不織布の製法Info
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- JPH04209862A JPH04209862A JP2409776A JP40977690A JPH04209862A JP H04209862 A JPH04209862 A JP H04209862A JP 2409776 A JP2409776 A JP 2409776A JP 40977690 A JP40977690 A JP 40977690A JP H04209862 A JPH04209862 A JP H04209862A
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Landscapes
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- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［０００１１
【産業上の利用分野］本発明は、バインダーを含まない
炭素長繊維製不織布の製法に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】従来から炭素繊維製不織布は、例えば、
断熱材、耐熱・耐食フィルター等として利用されており
、その製造法としては、（ｉ）延伸紡糸法等によって得
られる短繊維（長さ：数ｃｍ〜数十ｃｍ）またはＰＡＮ
系もしくはピッチ系の長繊維を切断した短繊維（長さ：
数順〜数十ｍｍ）をバインダーを用いる抄紙法によって
ペーパー状に賦形する方法、および（ｉｉ）延伸紡糸法
等によって得られる短繊維をとう状にしてニードルパン
チ法によってフェルト状に賦形する方法等が知られてい
る。 ［０００３］Ｌかしながら、方法（ｉ）においては、工
程が複雑で製品がコスト高になる、短繊維のランダム配
向に起因して強度が低い、強度を向上させるためには目
付けを増加させなければならないのでガス透過能が低下
する、短繊維をバインダーで接合するので不織布自体が
剛直となって折損し易い等の問題がある。 ［０００４］また、方法（ｉｉ）においては、方法（ｉ
）の場合よりもさらに強度が低下するために必然的に目
付けの多い不織布となり、ガス透過能が著しく低下する
という問題がある。 ［０００５］
炭素長繊維製不織布の製法に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】従来から炭素繊維製不織布は、例えば、
断熱材、耐熱・耐食フィルター等として利用されており
、その製造法としては、（ｉ）延伸紡糸法等によって得
られる短繊維（長さ：数ｃｍ〜数十ｃｍ）またはＰＡＮ
系もしくはピッチ系の長繊維を切断した短繊維（長さ：
数順〜数十ｍｍ）をバインダーを用いる抄紙法によって
ペーパー状に賦形する方法、および（ｉｉ）延伸紡糸法
等によって得られる短繊維をとう状にしてニードルパン
チ法によってフェルト状に賦形する方法等が知られてい
る。 ［０００３］Ｌかしながら、方法（ｉ）においては、工
程が複雑で製品がコスト高になる、短繊維のランダム配
向に起因して強度が低い、強度を向上させるためには目
付けを増加させなければならないのでガス透過能が低下
する、短繊維をバインダーで接合するので不織布自体が
剛直となって折損し易い等の問題がある。 ［０００４］また、方法（ｉｉ）においては、方法（ｉ
）の場合よりもさらに強度が低下するために必然的に目
付けの多い不織布となり、ガス透過能が著しく低下する
という問題がある。 ［０００５］
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の炭素
繊維製不織布に係わる上記諸問題を解決し、優れたガス
透過性、柔軟性および取扱い性等の特性を有する炭素繊
維製不織布を提供するためになされたものである。 ［０００６］
繊維製不織布に係わる上記諸問題を解決し、優れたガス
透過性、柔軟性および取扱い性等の特性を有する炭素繊
維製不織布を提供するためになされたものである。 ［０００６］
【課題を解決するための手段】本発明は、（ｉ）ガスノ
ズル、および該ガスノズル内に、吐出先端部が該ガスノ
ズルの端部よりも０．０１〜２．０ｍｍ突出して配設さ
れた溶融ピッチ吐出孔を具備する紡糸装置へ、光学的等
方性ピッチおよび／または光学的異方性ピッチを供給し
、（ｉｉ）該ガスノズルからガスを紡糸ピッチの吐出方
向に沿って、ガス吐出速度（ａ）とピッチ吐出速度（ｂ
）の比（ａ／ｂ）が１〜１０ （ｍ／ｍｇ）の範囲で噴
射させながら、該吐出孔から溶融ピッチを吐出させるこ
とによって連続的に紡糸をおこない、（ｉｉｉ）得られ
た長繊維を積層した後、不融化処理に付し、次いで（ｉ
ｖ）炭化処理に付すことを特徴とする炭素長繊維製不織
布の製法に関する。 ［０００７１以下、本発明を添付図に基づいて説明する
。第１図は、本発明を実施するのに好適な紡糸装置の溶
融ピッチ吐出孔近傍の一態様を示す模式的断面図である
。 ［０００８］光学的等方性ピッチ１および／または光学
的異方性ピッチ２は、紡糸装置のピッチ貯留部３へ供給
される。ピッチとしては石油系ピッチ、石炭系ピッチま
たは芳香族系ピッチのいずれかを使用してもよい。該ピ
ッチ１および／または２はヒーター４によって溶融され
る。溶融ピッチの温度および粘度は通常はそれぞれ約３
３０〜３５０℃および約１０〜３００ｐである。 ［０００９］溶融ピツチ吐出孔５からのピッチの吐出は
、ガス導入管６を介してガスノズル７へ供給されるガス
（例えば、窒素ガス、空気等）を紡糸ピッチの吐出方向
に沿って噴射させながらおこなう。通常使用される吐出
孔５の内径およびガスノズル７の端部の内径はそれぞれ
約０．１〜１．０ｍｍおよび約０．５〜５．０市である
。溶融ピッチの吐出速度は約５０〜１０００■／ｍ ｉ
ｎ好ましくは約１００〜５００■／ｍ ｉ ｎであり
、また、ガスの吐出速度を約１０〜ＬＯＯｍ／秒にする
事が肝要である。 ［００１０１この場合、吐出孔５の先端部はガスノズル
７の端部よりも、０．０１〜２．０ｍｍ突出させる事が
重要である。該突出部が存在しないと、繊維の形成は可
能であるが、紡糸ピッチに対するガスが複雑に作用し繊
維がランダムに切断され連続した長繊維が得られない。 また、ガスの流速が１０ｍ／秒よりも遅くなると、紡糸
ピッチの延伸が不十分となって太い繊維しか得られず、
また、１００ｍ／秒よりも速くなると繊維の切断が起る
ので好ましくない。 ［００１１］上記紡糸延伸処理工程において、吐出孔５
およびガスノズル７の端部の位置、溶融ピッチの粘度お
よび吐出速度と延伸用ガスの噴射速度の比を最適に調整
することによって、従来法では製造することがほとんど
不可能であった長繊維が容易に製造できる。 ［００１２］上記の連続的な延伸紡糸によって得られる
長繊維を積層した後、不融化処理に付し、次いで炭化処
理に付すことによって本発明による炭素長繊維製不織布
が得られる。 ［００１３］長繊維の積層厚は、最終的な不織布に要求
される目付けや厚さ等に応じて適宜選定すればよいが、
目付けの均一な製品を得るためには、積層厚を均一にし
なければならない。このような目的のためには、長繊維
をベルコンベア等の可動性捕集器上に均一に積層しても
よく、あるいはケンス等の別容器への再積層によって均
一化させてもよい。 ［００１４］積層した長繊維の不融化処理は、空気等の
酸化性ガスの流通下において、約２００〜３００℃でお
こなう。この場合、流通ガスは被処理繊維を保有する容
器の上方から下方へ向って積層繊維層を貫通するように
流すのが効果的である。 ［００１５］不融化処理後の炭化処理は、窒素ガス等の
不活性ガスの雰囲気下において、約６００〜３０００℃
でおこなう。 ［００１６］
ズル、および該ガスノズル内に、吐出先端部が該ガスノ
ズルの端部よりも０．０１〜２．０ｍｍ突出して配設さ
れた溶融ピッチ吐出孔を具備する紡糸装置へ、光学的等
方性ピッチおよび／または光学的異方性ピッチを供給し
、（ｉｉ）該ガスノズルからガスを紡糸ピッチの吐出方
向に沿って、ガス吐出速度（ａ）とピッチ吐出速度（ｂ
）の比（ａ／ｂ）が１〜１０ （ｍ／ｍｇ）の範囲で噴
射させながら、該吐出孔から溶融ピッチを吐出させるこ
とによって連続的に紡糸をおこない、（ｉｉｉ）得られ
た長繊維を積層した後、不融化処理に付し、次いで（ｉ
ｖ）炭化処理に付すことを特徴とする炭素長繊維製不織
布の製法に関する。 ［０００７１以下、本発明を添付図に基づいて説明する
。第１図は、本発明を実施するのに好適な紡糸装置の溶
融ピッチ吐出孔近傍の一態様を示す模式的断面図である
。 ［０００８］光学的等方性ピッチ１および／または光学
的異方性ピッチ２は、紡糸装置のピッチ貯留部３へ供給
される。ピッチとしては石油系ピッチ、石炭系ピッチま
たは芳香族系ピッチのいずれかを使用してもよい。該ピ
ッチ１および／または２はヒーター４によって溶融され
る。溶融ピッチの温度および粘度は通常はそれぞれ約３
３０〜３５０℃および約１０〜３００ｐである。 ［０００９］溶融ピツチ吐出孔５からのピッチの吐出は
、ガス導入管６を介してガスノズル７へ供給されるガス
（例えば、窒素ガス、空気等）を紡糸ピッチの吐出方向
に沿って噴射させながらおこなう。通常使用される吐出
孔５の内径およびガスノズル７の端部の内径はそれぞれ
約０．１〜１．０ｍｍおよび約０．５〜５．０市である
。溶融ピッチの吐出速度は約５０〜１０００■／ｍ ｉ
ｎ好ましくは約１００〜５００■／ｍ ｉ ｎであり
、また、ガスの吐出速度を約１０〜ＬＯＯｍ／秒にする
事が肝要である。 ［００１０１この場合、吐出孔５の先端部はガスノズル
７の端部よりも、０．０１〜２．０ｍｍ突出させる事が
重要である。該突出部が存在しないと、繊維の形成は可
能であるが、紡糸ピッチに対するガスが複雑に作用し繊
維がランダムに切断され連続した長繊維が得られない。 また、ガスの流速が１０ｍ／秒よりも遅くなると、紡糸
ピッチの延伸が不十分となって太い繊維しか得られず、
また、１００ｍ／秒よりも速くなると繊維の切断が起る
ので好ましくない。 ［００１１］上記紡糸延伸処理工程において、吐出孔５
およびガスノズル７の端部の位置、溶融ピッチの粘度お
よび吐出速度と延伸用ガスの噴射速度の比を最適に調整
することによって、従来法では製造することがほとんど
不可能であった長繊維が容易に製造できる。 ［００１２］上記の連続的な延伸紡糸によって得られる
長繊維を積層した後、不融化処理に付し、次いで炭化処
理に付すことによって本発明による炭素長繊維製不織布
が得られる。 ［００１３］長繊維の積層厚は、最終的な不織布に要求
される目付けや厚さ等に応じて適宜選定すればよいが、
目付けの均一な製品を得るためには、積層厚を均一にし
なければならない。このような目的のためには、長繊維
をベルコンベア等の可動性捕集器上に均一に積層しても
よく、あるいはケンス等の別容器への再積層によって均
一化させてもよい。 ［００１４］積層した長繊維の不融化処理は、空気等の
酸化性ガスの流通下において、約２００〜３００℃でお
こなう。この場合、流通ガスは被処理繊維を保有する容
器の上方から下方へ向って積層繊維層を貫通するように
流すのが効果的である。 ［００１５］不融化処理後の炭化処理は、窒素ガス等の
不活性ガスの雰囲気下において、約６００〜３０００℃
でおこなう。 ［００１６］
【作用】本発明による不織布は、バインダーを含まない
炭素長繊維から構成されるので、バインダーや炭素短繊
維に起因する従来の炭素繊維製不織布の前記の欠点を有
さない。 ［００１７］
炭素長繊維から構成されるので、バインダーや炭素短繊
維に起因する従来の炭素繊維製不織布の前記の欠点を有
さない。 ［００１７］
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに説明す
る。 ［００１８］実施例１ 石油系重質油を原料として、軟化点２００℃の光学的等
方性ピッチを調製した。このピッチをガス吹出し口より
下方に０．５ｍｍ突出した内径０．２５ミリメートルの
ピッチ吐出孔とその円周上に内径０．５ミリメートルの
ガス吹出し口を有する紡糸装置に供給し、温度３３０℃
に加熱溶融して、ピッチを３００■／分で吐出するとと
もに空気を３０ｍ／秒で吹き出して繊維を１６μまで延
伸して紡糸した。ピッチは延伸ガスによってスムーズに
細径化され、糸切れなしに長時間の紡糸が可能であった
。 ［００１９］この繊維を金網上に均一に積層し、金網の
上から空気を１メ一トル／秒で流しながら、２９０℃で
１５分間不融化した後、窒素雰囲気中で１０００℃で炭
化した。得られた不織布は目付け５１ｇ／ｍ２であり、
この不織布をフィルターとして使用した場合の圧力損失
を測定したところ、空気流速０．８５ｍ／秒において１
ｍｍＨ２Ｏと低圧損であった。またこの不織布は非常に
しなやかで半径１ミリメートル以下までおりまげでも折
損がおこらず、繊維の脱落も全く認められなかった。 ［００２０１比較例１ 実施例１と同じピッチから遠心紡糸法により、繊維径１
５μ、長さ５〜３０センチメートルのピッチ繊維を紡糸
し、実施例１と同じ条件で不融化・炭化して炭素繊維を
製造した。この繊維を長さ６ミリメードルにチョッピン
グした後、フェノール樹脂の水溶液をバインダーとして
抄紙法によりペーパー状に成形した後、再び１０００℃
で炭化した。 ［００２１１得られた不織布は厚さ０．３ミリメートル
、目付け３９ｇ／ｍ２であり、実施例１と同様に圧力損
失を測定した結果、空気流速０．８５ｍ／秒において４
ｍｍＨ２Ｏと大きな圧損を示した。またこの不織布は剛
直なため半径１０ミリメートルまでおりまげることで折
れてしまった。 ［００２２］
る。 ［００１８］実施例１ 石油系重質油を原料として、軟化点２００℃の光学的等
方性ピッチを調製した。このピッチをガス吹出し口より
下方に０．５ｍｍ突出した内径０．２５ミリメートルの
ピッチ吐出孔とその円周上に内径０．５ミリメートルの
ガス吹出し口を有する紡糸装置に供給し、温度３３０℃
に加熱溶融して、ピッチを３００■／分で吐出するとと
もに空気を３０ｍ／秒で吹き出して繊維を１６μまで延
伸して紡糸した。ピッチは延伸ガスによってスムーズに
細径化され、糸切れなしに長時間の紡糸が可能であった
。 ［００１９］この繊維を金網上に均一に積層し、金網の
上から空気を１メ一トル／秒で流しながら、２９０℃で
１５分間不融化した後、窒素雰囲気中で１０００℃で炭
化した。得られた不織布は目付け５１ｇ／ｍ２であり、
この不織布をフィルターとして使用した場合の圧力損失
を測定したところ、空気流速０．８５ｍ／秒において１
ｍｍＨ２Ｏと低圧損であった。またこの不織布は非常に
しなやかで半径１ミリメートル以下までおりまげでも折
損がおこらず、繊維の脱落も全く認められなかった。 ［００２０１比較例１ 実施例１と同じピッチから遠心紡糸法により、繊維径１
５μ、長さ５〜３０センチメートルのピッチ繊維を紡糸
し、実施例１と同じ条件で不融化・炭化して炭素繊維を
製造した。この繊維を長さ６ミリメードルにチョッピン
グした後、フェノール樹脂の水溶液をバインダーとして
抄紙法によりペーパー状に成形した後、再び１０００℃
で炭化した。 ［００２１１得られた不織布は厚さ０．３ミリメートル
、目付け３９ｇ／ｍ２であり、実施例１と同様に圧力損
失を測定した結果、空気流速０．８５ｍ／秒において４
ｍｍＨ２Ｏと大きな圧損を示した。またこの不織布は剛
直なため半径１０ミリメートルまでおりまげることで折
れてしまった。 ［００２２］
【発明の効果】本発明によれば、従来法の場合のように
、−旦炭化処理までおこなった炭素繊維を原料として不
織布を製造するという複雑な工程を必要とせずに、通常
の炭素繊維製造工程と同等の工程だけで炭素繊維製不織
布を製造することができる。また、本発明による不織布
は、バインダー不含炭素長繊維の積層から構成されるの
で、優れたガス透過性、柔軟性および取扱い性等の特性
を有する。従って、本発明による炭素長繊維製不織布は
、例えば、断熱材、耐熱・耐食フィルター等として有効
に利用できる。
、−旦炭化処理までおこなった炭素繊維を原料として不
織布を製造するという複雑な工程を必要とせずに、通常
の炭素繊維製造工程と同等の工程だけで炭素繊維製不織
布を製造することができる。また、本発明による不織布
は、バインダー不含炭素長繊維の積層から構成されるの
で、優れたガス透過性、柔軟性および取扱い性等の特性
を有する。従って、本発明による炭素長繊維製不織布は
、例えば、断熱材、耐熱・耐食フィルター等として有効
に利用できる。
【図１】本発明を実施するのに好適な紡糸装置の溶融ピ
ッチの吐出孔近傍の一態様を示す模式的断面図である。
ッチの吐出孔近傍の一態様を示す模式的断面図である。
１ 光学的等方性ピッチ
２ 光学的異方性ピッチ
３ ピッチ貯留部
４ ヒーター
５ 溶融ピッチ吐出孔
６ ガス導入管
７ ガスノズル
【図１】
Claims (2)
- 【請求項１】（ｉ）ガスノズル、および該ガスノズル内
に、吐出先端部が該ガスノズルの端部よりも０．０１〜
２．０ｍｍ突出して配設された溶融ピッチ吐出孔を具備
する紡糸装置へ、光学的等方性ピッチおよび／または光
学的異方性ピッチを供給し、（ｉｉ）該ガスノズルから
ガスを紡糸ピッチの吐出方向に沿って、ガス吐出速度（
ａ）とピッチ吐出速度（ｂ）の比（ａ／ｂ）が１〜１０
（ｍ／ｍｇ）の範囲で噴射させながら、該吐出孔から溶
融ピッチを吐出させることによって連続的に紡糸をおこ
ない、（ｉｉｉ）得られた長繊維を積層した後、不融化
処理に付し、次いで（ｉｖ）炭化処理に付すことを特徴
とする炭素長繊維製不織布の製法。 - 【請求項２】ピッチ系光学的等方性炭素長繊維、ピッチ
系光学的異方性炭素長繊維またはこれらの複合長繊維か
ら成る炭素長繊維製不織布。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2409776A JPH04209862A (ja) | 1990-12-07 | 1990-12-07 | 炭素長繊維製不織布の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2409776A JPH04209862A (ja) | 1990-12-07 | 1990-12-07 | 炭素長繊維製不織布の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209862A true JPH04209862A (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=18519061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2409776A Pending JPH04209862A (ja) | 1990-12-07 | 1990-12-07 | 炭素長繊維製不織布の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04209862A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011241509A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Toyota Boshoku Corp | 溶融紡糸方法及び溶融紡糸装置 |
| US8685311B2 (en) | 2010-05-19 | 2014-04-01 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Melt spinning method |
-
1990
- 1990-12-07 JP JP2409776A patent/JPH04209862A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011241509A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Toyota Boshoku Corp | 溶融紡糸方法及び溶融紡糸装置 |
| US8685311B2 (en) | 2010-05-19 | 2014-04-01 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Melt spinning method |
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