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発明の名称 炭素繊維からなる不織布の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−314519
公開日 平成10年(1998)12月2日
出願番号 特願平9−131888
出願日 平成9年(1997)5月22日
代理人
発明者 篠原 研一 / 加藤 富生 / 江南 俊夫
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 炭素繊維20〜70重量%とバインダー繊維30〜80重量%のステープルからなる不織布を形成し、次いでこの不織布を燃焼させてバインダー繊維を除去することを特徴とする炭素繊維からなる不織布の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維からなる不織布の製造方法に関し、詳しくは低目付で嵩高な耐炎性フィルター等に好適な炭素繊維からなる不織布の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】炭素繊維は単独では不織布を得ることは一般に難しく、特に、比較的低強度、低弾性率の汎用グレードの炭素繊維はそれだけでカーディング、ニードルパンチング等の工程に供することは困難である。したがって、従来、炭素繊維からなる不織布を得ようとすれば、他の繊維と混綿するか、又はあらかじめ炭素繊維の前駆体の繊維を不織布に加工した後に焼成して炭素繊維のみからなる不織布を得ている。しかし、他の繊維を混綿する方法は炭素繊維の特長である難燃性、吸着性等の性能が低下し、炭素繊維本来の目的とする用途に適さなくなることがある。また、炭素繊維の前駆体の繊維を不織布形成後に焼成する方法は所望の目付等の炭素繊維の不織布を得ることは困難である。さらに、フロッグ状の炭素繊維を抄紙法、乾式法等でシート状となし、プレス加工後又はそのままシート状物として使用することもできるが、この製法で得られたものは比較的密度が高く、フィルター等の用途に要求される嵩高性を有していないものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる状況に鑑み、本発明の課題は、低目付で嵩高な炭素繊維からなる不織布を容易に製造することができる方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、炭素繊維20〜70重量%とバインダー繊維30〜80重量%のステープルからなる不織布を形成し、次いでこの不織布を燃焼させてバインダー繊維を除去することを特徴とする炭素繊維からなる不織布の製造方法を要旨とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。本発明においては、まず、炭素繊維とバインダー繊維のステープルを混綿した不織布を形成する。ここで炭素繊維としては、レーヨン、ポリアクリロニトリル、ピッチ、フェノール樹脂等の炭素繊維の前駆体のフィラメントを焼成した炭素繊維のステープル又は焼成後に賦活した活性炭繊維のステープル等が挙げられ、特に、ピツチから得られる比較的安価で低強度のものが用いられる。バインダー繊維としては、炭素繊維と混合して不織布の形成が可能であって、燃焼して除去できるものであればよく、例えば、ポリエステル、ナイロン、ポリアクリロニトリル、ビニロン等の合成繊維、綿、羊毛、麻等の天然繊維、又はレーヨン等のセルロース系繊維が挙げられ、これらのうち、容易に燃焼して燃焼後に残存物が残りにくいものがより望ましい。
【0006】炭素繊維とバインダー繊維の配合比率は、炭素繊維が20重量%〜70重量%の範囲であればよく、好ましくは炭素繊維が30重量%〜60重量%の範囲であれる。炭素繊維が70重量%より多くなると混綿時のカーディングが困難となることがあり、一方、20重量%未満であれば燃焼除去後の炭素繊維からなる不織布の形状が保持できないことがある。
【0007】不織布を形成する方法としては、ニードルパンチフェルト法、スパンレース法等が挙げられ、その他各ステープルを混合してシート状に加工できる方法であればいずれでもよい。
【0008】本発明においては、次いで、上記の炭素繊維とバインダー繊維からなる不織布を燃焼させてバインダー繊維を除去する。その方法としては、例えば、連続炉に不織布を通す方法が挙げられ、上記不織布を連続炉に通すと着火後速やかにバインダー繊維が燃え尽き、自己消火性を有する炭素繊維は燃焼せずに自然消火し、炭素繊維のみからなる不織布が得られる。連続炉以外でも着火源があり、バインダー繊維を完全に燃焼させることができる装置であればよい。
【0009】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。実施例において、限界酸素指数(L.O.I値)とは、材料が燃焼を持続するのに必要な最低酸素濃度の値であって、JIS K7201のB−1法によって測定したものである。また、%は特記しない限り重量%を示す。
実施例1〜5炭素繊維(ドナカーボ,大阪ガス株式会社製)とポリエステル繊維(メルティ4080、ユニチカ株式会社製)をそれぞれ20%と80%(実施例1)、30%と70%(実施例2)、50%と50%(実施例3)、60%と40%(実施例4)、70%と30%(実施例5)の割合で混合したものをカーディングし、得られたウェッブにニードルパンチングを行って目付90g/m2 の不織布を得た。これらの不織布を2枚の金網に挟んで固定し、不織布の端にバーナーで点火したところ、ポリエステル繊維が完全に燃焼し尽くすまで燃焼が続き、炭素繊維のみからなる不織布が得られた。得られた不織布の目付、引張強度及びL.O.I値を測定した結果を表1に示す。
【0010】比較例1〜2実施例1と同様の炭素繊維とポリエステル繊維とをそれぞれ10%と90%(比較例1)、15%と85%の割合で混合したものをカーディングし、得られたウェッブにニードルパンチングを行い、目付90g/m2 の不織布を得た。得られた不織布を実施例1と同様の方法で燃焼させたところ、不織布の形状は収縮し崩壊していた。
【0011】比較例3実施例1と同様の炭素繊維とポリエステル繊維とを70%と30%の割合で混合したものにニードルパンチングを行って不織布を得た。得られた不織布の目付、引張強度及びL.O.I値を測定した結果を表1に示す。得られた不織布のL.O.I値はポリエチレンテレフタレート繊維からなる不織布と同等の値を示しており、炭素繊維の特長である難燃性を示すものではなかった。
【0012】比較例4〜6実施例1と同様の炭素繊維とポリエステル繊維とをそれぞれ75%と25%(比較例4)、80%と20%(比較例5)、90%と10%(比較例6)の割合で混合したものをニードルパンチングして不織布の製造を試みたが、ウェッブの絡みが弱く製造できなかった。
【0013】
【表1】

【0014】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、低目付で嵩高な炭素繊維からなる不織布を容易に製造することができる。




 

 


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