JPH0313349B2 - - Google Patents

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JPH0313349B2
JPH0313349B2 JP63500273A JP50027388A JPH0313349B2 JP H0313349 B2 JPH0313349 B2 JP H0313349B2 JP 63500273 A JP63500273 A JP 63500273A JP 50027388 A JP50027388 A JP 50027388A JP H0313349 B2 JPH0313349 B2 JP H0313349B2
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JP
Japan
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fibers
tow
insulation
fiber
fluff
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JP63500273A
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JPS63503000A (ja
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Furanshisu Pii Junia Makukuroogu
Aaru Baanon Suneruguroobu
Robaato Eru Hotsuchikisu
Debitsudo Emu Hooru
Jakuriin Aaru Makukuroogu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
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Publication date
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
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Publication of JPH0313349B2 publication Critical patent/JPH0313349B2/ja
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Description

請求の範囲 １ 直径７〜20ミクロンのコイル形状の多数のか
らみ合つた不燃性非グラフアイト質炭素質繊維の
バツテイング（打ち延べ線状物）から成り、該繊
維が1.2：１より大きい可逆的たわみ比、10：１
より大きいアスペクト比および40より大きい限定
酸素指数の値をもつことを特徴とする防音断熱
材。 ２ 該繊維が７〜20ミクロンの直径をもつ安定化
アクリル繊維から誘導され、該繊維の6Kのトウ
が４×103オーム／cmより大きい電気抵抗をもつ
請求の範囲第１項記載の防音断熱材。 ３ 該繊維が18.8％より大きい窒素含量をもつ請
求の範囲第２項記載の防音断熱材。 ４ 該繊維が85％より大きい炭素含量および10％
より小さい窒素含量をもつ安定化アクリル繊維か
ら誘導され、そして該炭素質繊維の6Kのトウが
４×103オーム／cmより小さい電気抵抗をもつ請
求の範囲第１項記載の防音断熱材。 ５ ８Kg／m3より小さい嵩密度をもつ請求の範囲
第４項記載の防音断熱材。 ６ 該繊維が安定化ポリアクリロニトリル基材繊
維から誘導され、20〜25％の窒素含量をもつ請求
の範囲第１項記載の防音断熱材。 ７ 該繊維が硬化性ポリマーのバインダーを含む
請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載
の防音断熱材。 ８ 2.4〜32Kg／m3の嵩密度をもつ請求の範囲第
１項〜第７項のいずれか１項に記載の防音断熱
材。 ９ 該炭素質繊維がアクリロニトリルホモポリマ
ー、アクリロニトリルコポリマー、およびアクリ
ロニトリルターポリマーからえらばれた炭素質前
駆体物質から製造され、該アクリロニトリルポリ
マー類が少なくとも約85モル％のアクリロニトリ
ル単位と15モル％までの１種またはそれ以上のモ
ノビニル単位を含む請求の範囲第１項〜第８項の
いずれか１項に記載の防音断熱材。 明細書 本発明は低い嵩密度で高度の断熱性をもち且つ
すぐれた音響減衰および減少性を有する不燃性の
防音断熱材に関する。更に詳しくは、本発明は低
い熱伝導性、すぐれた断熱性および／又は吸音性
をもつ炭素質材料の弾力のある形状両形成性、軽
量、不燃性構造体からなる防音断熱材に関する。
この構造体は更に多くの圧縮と荷重解放サイクル
に対して安定な良好な形状および容積保持性をも
つことを特徴とする。 進歩した熱保護材料は許容しうる環境の需要に
合うものでなければならない。この材料によつて
発生する又は生産される煙の害毒、ガス状物、塵
およびその他の刺戟物は人間にとつてのみならず
装置にとつても問題である。 普通に使用されている合成樹脂断熱材は非常に
可燃性であり多量の毒性煙霧を発生しうるため許
可されない。商業的な航空機、宇宙船、人工衛星
などのような乗物における適用にとつて、煙の発
生またはガス発生は乗組員にとつて致命的であ
り、また鋭敏な機器、光学表面などを汚染した
り、又は乗物の種々の操作要素と反応したりする
ことがある。これらの汚染は繊維、被覆の選択お
よび可燃性材料の予備処理または後処理によりガ
ス発生を最小にすることによつて部分的に制御す
ることができる。たとえば航空機用のほとんどの
用途には航空機中の揮発性物質の量を減らすこと
が要求される。火炎にさらされるとき比較的不活
性な挙動を示す高度に結晶性の、十分に交差結合
した又は熱硬化性のポリマー材料が使用された。
然し、このような材料は依然として可燃性であ
る。 従来技術では比較的短い線状繊維から製造した
アスベスト、ガラスウール、鉱物ウール、ポリエ
ステルおよびポリプロピレン繊維、カーボンおよ
びグラフアイトフエルトのような種々の物質、羽
毛、および種々の合成樹脂発泡物質たとえばポリ
ウレタンフオームが多くの用途に断熱材として使
用された。アスベスト、カーボンおよびグラフア
イトフエルト、ガラス繊維および鉱物ウールは不
燃性と考えられるが、その他の上記断熱材は可燃
性と考えられる。周知の断熱材のうちのいくつか
のものの嵩密度は、120℃を越えない温度におい
て有用な絶縁材について5.6〜32Kg／m3、高温絶
縁材については32〜80Kg／m3の範囲にある。炭素
質材料を焼却したセラミツク材料から成る最近
NASAによつて開示された最も新しい「軽量」
絶縁材でさえ、32〜96Kg／m3の嵩密度をもつ。ま
た、３〜12ミクロンの直径をもつ紡糸、延伸、捲
縮したステープル合成ポリマー繊維と12〜50ミク
ロンの直径をもつ合成ポリマーステープル繊維と
のブレンドから製造された軽量断熱材の多くのも
のは耐火性ではなく良好な吸音性を与えない。 米国特許第4167604号（ウイリアム・イー・ア
ルドリツチ）には熱硬化性樹脂で処理した多重撚
りカーデイング化ウエブの形体で、軟毛（羽毛）
とブレンドして、捲縮中空ポリエステルフイラメ
ントを使用して断熱性をもつ打ち延べ綿を作るこ
とが記載されている。然しこのウエブは難然材で
はなく、良好な吸音材でもない。 米国特許第4321154号（フランコイス レドル
ウ）は鉱物繊維と焦成炭素とから成る高温断熱材
に関する。この絶縁材を軽量にするため、膨張剤
または中空粒子（たとえば微球）を使用する。 米国特許第4193252号（シエフアードら）には
織物に編んだレーヨンからの部分的に炭化した繊
維、グラフアイト繊維および炭素繊維の製造が記
載されている。この織物を編みほぐすと、部分炭
化繊維または炭化繊維は「ねじれ」を含む。十分
に炭化した繊維またはグラフアイト繊維はもつと
永久性の「ねじれ」をもつ。本発明者は部分炭化
レーヨン繊維はそれらの可逆的な偏向を保持せ
ず、比較的低温で又は張力下でそれらの「ねじ
れ」を失うことを見出した。十分に炭化したヤー
ンもしくはグラフアイト・ヤーンは脆くて、編み
ほぐしの際の操作が不可能ではないにしても困難
である。その上、レーヨンから製造した炭素繊維
はグラフアイト含量の多い繊維たとえばアクリル
組成物から製造した繊維よりも水吸収が小さく熱
伝導性が低いことが知られている。 本発明によれば、直径７〜20ミクロンのコイル
形状の多数のからみ合つた不燃性非グラフアイト
質炭素質繊維のバツテイング（打ち延べ線状物）
から成り、該繊維が1.2：１より大きい可逆的た
わみ比、10：１より大きいアスペクト比および40
より大きい限定酸素指数の値をもつことを特徴と
する防音断熱材に関する。上記においてコイル形
状とは正弦波形状を包含する意味で用いられ、典
型的には編み物を構成する繊維の形状を固定した
上編みほぐして得た形状がこれに相当し、折れ曲
がつた部分等鋭角な曲がりを実質上持つていない
形状をいう。本発明の防音断熱材を構成する非グ
ラフアイト質炭素質繊維は6Kトウ（各繊維は７
〜20μの直径をもつ）が４×103オーム／cmより大
きい電気抵抗をもつ非導電性ないし低導電性であ
る。また可逆的たわみ比（可逆的偏向比とも称す
る。reversible deflection ratio）はコイル状、
シヌソイダル状（正弦波状）の圧縮バネに適用さ
れるものであり、Mechanical Derign−Theory
and Pra−ctice（Mac Millan Publ.Co.、1975）
第719〜748頁特にセクシヨン14−２、第721〜724
頁に定義されている。この構造物はたとえば衣料
物品に使用される軽量構造物について2.4〜32
Kg／m3好ましくは2.4〜８Kg／m3の密度をもち、
たとえば炉の絶縁に使用される重量構造物につい
て８〜32Kg／m3の密度をもつ。 本発明は特に少なくとも65％の炭素を含む多数
の不燃性、非線状、炭素質もしくは炭素フイラメ
ントから成る構造物に関する。これらのフイラメ
ントはそれらが最も適する特定の用途の決定にお
いてその炭化度および／または電気伝導度によつ
て特に同一性が確認される。 本発明の１つの具体例によれば、本発明の断熱
および／または吸音構造物中に使用される非線
状、炭素質フイラメントは、繊維に正弦波およ
び／またはコイル状の形状を付与する条件下で安
定化アクリル繊維もしくは織物あるいは他の安定
化炭素繊維前駆物質を部分的に炭化することによ
つて製造される非導電性フイラメントである。こ
れらのフイラメントは不織マツトまたはバツテン
グ（打ち延べ線）にしたときのウール状の綿毛の
ような外観にも特徴がある。明らかなように、構
造物中に存在するフイラメントの量が多いほどウ
ール状の「きめ」および弾性は大きい。これらの
繊維は非炭素質繊維または炭素質線状繊維とブレ
ンドすることができる。 この明細書に使用する「非導電性」なる用語は
７〜20ミクロン好ましくは７〜12ミクロンの直径
をもつ繊維から作つた6Kトウ上で４×106オー
ム／cmより大きい抵抗に関する。この前駆体繊維
がアクリル繊維であるとき、18.8％より大きい窒
素含量が非導電性繊維をもたらすことが見出され
た。 本発明の第２の具体例によれば、本発明の構造
物中に使用される非線状炭素質フイラメントは低
度の電気伝導度および85％未満の炭素含量をもつ
炭素質フイラメントから成る。好ましくは、この
炭素質繊維は酸化アクリル繊維から誘導され、10
〜35％、最も好ましくは20〜25％の窒素含量をも
つ。使用する繊維の炭素含量が大きいほど、電気
伝導度は高い。これらの高炭素フイラメントはマ
ツトもしくはバツテイングにしたとき、特に大部
分の繊維がコイル状であるとき、ウール状の外観
を依然として保持する。また、構造物中のコイル
状繊維の％が大きいほど、構造物の弾性は大き
い。高炭素含量の結果として、本発明のフイラメ
ントを用いて製造した構造物は大きい吸音性をも
ち、高温において有効な熱的障壁をもたらす。低
導電性は繊維の6Kトウが４×106〜４×103オー
ム／cmの抵抗をもつことを意味する。 正弦波もしくは線状の繊維に比べて大量のコイ
ル状繊維を含む構造物は熱および音に対してより
有効な障壁を与える。 第１図は炉用の絶縁材としての本発明のウール
状綿毛の断熱性を示すグラフである。 本発明の断熱および／または吸音性構造物は
1.2：１より大きい可逆的偏向比、10：１より大
きいアスペクト比（ｌ／ｄ）、および40より大き
い限定酸素指数値をもつ非線状、不燃性、弾性
の、引き伸ばしうる非グラフアイト質炭素質繊維
から製造したバツテイング（打ち伸べ綿）から成
る。この炭素質繊維は正弦波またはコイル状の形
状、あるいはより複雑な形状すなわちこれら２つ
の構造的組合せである渦巻形状をもつことができ
る。 本発明の繊維はASTM D2863−77の試験法に
従つて測定したとき40より大きいLOI（限定酸素
指数）値をもつ。この試験法はまた「酸素指数」
または「限定酸素指数」（LOI）としても知られ
ている。この方法を使用して、垂直取付け試料が
その上部端で着火してまさに（辛うじて）燃え
つゞけるO2／N2混合物中の酸素濃度が測定され
る。試料の幅は0.65〜0.3cmであり、長さは７〜
15cmである。LOI値は次式により計算される。 LOI＝〔O2〕／〔O2〕＋〔N2〕×100 多数の繊維のLOI値は次のとおりである。 ポリプロピレン 17.4 ポリエチレン 17.4 ポリスチレン 18.1 レーヨン 18.6 綿 20.1 ナイロン 20.1 ポリカーボネート 22 剛性ポリ塩化ビニル ＞40 酸化ポリアクリロニトリル 40 グラフアイト 55 このような炭素質繊維は好適な安定化前駆物質
たとえば安定化ポリアクリロニトリル基材繊維、
ピツチ基材（石油またはコールタール）繊維、ま
たは非線状繊維もしくはフイラメント構造物もし
くは形状物になしうる且つ熱的に安定な他のポリ
マー材料から製造した繊維の集合体から誘導され
たものを熱処理することによつて製造される。 たとえば、ポリアクリロニトリル（PAN）基
材繊維の場合、繊維は４〜25ミクロンの通常の公
称直径をもつ前駆体物質の好適な流体組成物を溶
融または湿式紡糸することによつて製造される。
繊維をトウの形体の多数の連続フイラメントの集
合体として集め、通常の方法で（PAN基材繊維
の場合には酸化によつて）安定化させる。酸化安
定化繊維のトウ（または切断もしくは延伸破断の
繊維ステープルから製造したステープル・ヤー
ン）をその後に、本発明に従い、トウまたはヤー
ンを編物または布に編むことによつてコイル状ま
たは正弦波の形状にする（他の織物形成法および
コイル形成法も使用しうることを認識すべきであ
る）。このようにして製造した編んだ織物もしく
は布をその後に不活性雰囲気中525〜750℃の温度
で弛緩および無応力の条件において十分な時間熱
処理して加熱誘起熱硬化反応を生ぜしめて、もと
のポリマー鎖の間で追加の交差結合もしくは交差
鎖環化反応を起す。150〜525℃の低温範囲におい
て、繊維には一時的から永久までの種々の割合の
セツトが付与されるが、525℃およびそれ以上の
高温範囲では繊維には永久セツトが付与される。
「永久セツト」とは繊維が実質的に線状であるよ
うな応力下に繊維をおくとき繊維の「可逆的偏
向」が現われるが応力を解放すると繊維がもとの
無応力の状態に戻る弾性度をその繊維がもつこと
を意味する。繊維または繊維集合体は、コイル状
および／または正弦波形状が弛緩もしくは無応力
の状態に且つ不活性非酸化性雰囲気下にあるあい
だに熱処理が行なわれる限り更に高温範囲で始め
に熱処理されうることがもちろん理解されるべき
である。高温処理の結果として、永久セツトされ
たコイル状もしくは正弦波の形状もしくは構造が
ヤーン、トウまたは糸中の繊維に付与される。非
線状構造形状をもつ生成繊維、トウまたはヤーン
（布を編みほぐすことによつて誘導される）は当
業技術に周知の他の処理にかけて開放を生ぜしめ
る。この方法において布の繊維、ヤーンまたはト
ウは非線状の、もつれたウール状の綿毛状物質に
分離され、個々の繊維は個々のコイル状もしくは
正弦波形状を保持して、かなりな弾性の綿毛状も
しくはバツテイング状の物体を生ずる。 本発明の綿毛もしくはバツテイングは単独で使
用することができ、あるいは所望の用途に応じて
柔軟性シート材料または金属の好適な層を設ける
こともできる。 たとえば編んでから約550℃より高い温度で加
熱することによつて本発明に従つて所望の構造形
状に永久セツトしたときの安定化繊維はその弾性
および可逆的偏向を保持する。約1500℃までの高
温を使用しうることを理解すべきである。然し、
カーデイングしてウール状の綿毛を生ぜしめる際
の最大の柔軟性および最小の繊維破断損失は、
525〜750℃の温度に加熱処理した繊維および／ま
たはフイラメントに見出される。 本発明の断熱および吸音構造物に使用される炭
素質材料は特定の用途ならびにそれらが組み入れ
られる構造物を配置する環境に応じて３つのグル
ープに分類される。 第１のグループにおいて、不燃性、非線状の炭
素質繊維は電気的に非伝導性であり、その繊維質
バツテイングはそのすぐれた洗たく性および低い
水分吸収性のために、たとえば衣料または寝具毛
布と組合せて使用することができる。これらの繊
維は綿、ウール、ポリエステル、ポリオレフイ
ン、ナイロン、レーヨンなどを包含する他の合成
または天然の繊維とブレンドすることもできる。 本発明のウール状綿毛様物質の水分吸収特性を
試験するために、2.4〜８Kg／m3の密度をもつバ
ツテイング（打ち延べ綿様物質）についていくつ
かの試験を行なつた。炭素質繊維バツテイングの
試料を水中に浸漬し、水滴が落ちるのが観察され
なくなるまで手で水を除去し、しぼり出した。バ
ツテイングの全重量を基準にした試料の水分保持
量およびバツテイング中に残存する水分は10〜20
重量％であつた。バツテイング中に残存するこの
ような少量の水分について、バツテイングは依然
としてその断熱性を保持している。 第２のグループにおいて、不燃性、非線状の炭
素質繊維は部分的に電気伝導性であり（すなわち
低い伝導性をもち）、85％未満の炭素含量をもつ
ものとして分類される。前駆体の安定化繊維はア
クリル繊維すなわちポリアクリロニトリル基材繊
維であり、窒素含量％は10〜35％好ましくは20〜
25％である。ウール状綿毛様物質の形体のこれら
の特定の繊維は、絶縁構造物の軽量、不燃性およ
び吸音性が非常に望まれる乗物特に商業用および
軍事用航空機の絶縁材としての用途にすぐれてい
る。このような絶縁性構造物はまた、公共建物た
とえば病院、ホテル、事務所ビルなどにおけるよ
うな公共の安定性が主要の関心事である区域にお
ける絶縁物としても非常に望ましい。ウール状綿
毛様物質から製造されるこれらの構造物はまた非
常に軽量であり、不燃性であつて、低い吸湿性、
良好な摩滅強度、良好な外観および取扱い性をも
つ。 本発明の安定化繊維およびウール状綿毛様物質
を製造するのに有利に使用される炭素質前駆体物
質はアクリロニトリル・ホモポリマー、アクリロ
ニトリル・コポリマー（特にPANOXまたは
GRAFIL−01）、およびアクリロニトリル−ター
ポリマーからえらばれる。これらのコポリマーは
好ましくは少なくとも約85モル％のアクリロニト
リル単位および15モル％までの１種またはそれ以
上のモノビニル単位（スチレン、メタクリレー
ト、メチルメタクリレート、塩化ビニル、塩化ビ
ニリデン、ビニルピリジンなどと共重合したも
の）を含む。また、アクリル・フイラメントはタ
ーポリマー好ましくはアクリロニトリル単位が少
なくとも約85モル％存在するターポリマーから成
ることもできる。 炭素質前駆体物質は繊維、ウール状綿毛様物質
またはバツテイング状物質を非酸化性雰囲気中で
1000℃を越える温度に加熱することによつて金属
導体程度の電気伝導性をそれらに付与したもので
もよいことを更に理解すべきである。電気伝導性
はえらばれた追加の出発物質たとえばピツチ（石
油またはコールタール）、ポリアセチレン、ポリ
フエニレン、ポリ塩化ビニリデン樹脂
（SARAN、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーの
商標名）などから得ることもできる。 好ましい前駆体物質は前駆体物質を周知の方法
で溶融紡糸または湿式紡糸してモノフイラメント
繊維、フイラメント・ヤーン、またはトウにする
ことによつて製造される。織つた又は編んだ布は
上記の繊維、ヤーンまたはトウから商業的に利用
される多数の技術のうちの任意の技術によつて製
造することができる。安定化物質を次いで不活性
雰囲気中で525℃を越える温度、好ましくは550℃
を越える温度に加熱する。炭化した編物布をその
後に編みほぐし、カーデイングしてウール状綿毛
様物質を生ぜしめる。このものはバツテイング状
の形体に重ねることができる。 本発明のウール状綿毛様物質は、構造物の用途
および環境に応じて、有機または無機のバインダ
ーで処理し、あるいは針通し又は袋縫をし、ある
いは通常の物質および技術の任意のものを使用し
て柔軟性または剛性の支持体に接着させることが
できる。本発明の綿毛様物質は炉のような構造体
の一面に配置することができ、あるいはマツトま
たはバツテイングのいづれかの形体の構造体部品
間に配置することができる。 明細書に使用するすべての％は重量基準であ
る。 以下の実施例により本発明の具体例を説明す
る。 実施例 １ 12ミクロンの公称単一繊維直径をもつ安定化ポ
リアクリロニトリルPANOX（アール・ケイ・テ
キスタイルの商品名）の連続3Kまたは6K（3000
または6000繊維）のトウ〔以下これをOPFと呼
ぶ〕を平床編み機で３〜４ループ／cmの布に編ん
だ。この布の部分を下記の第表に示す温度のう
ちの１つの温度で６時間にわたつて熱セツトし
た。この布を編みほぐしたとき、それは２：１よ
りも大きい伸び又は可逆的偏向比をもつトウを生
じた。この編みほぐしたトウを５〜25cmの種々の
長さに切断し、プラツツ・シヤーレイ・アナライ
ザー（Platts Shirley Analyzer）に供給し、こ
のアナライザーによつて解繊した。この切断トウ
の繊維をカーデイング処理によつてウール状綿毛
様物質に分離した。すなわち、生成物は「もつれ
た」ウール状の塊り又は綿毛様物質に似ており、
これらの繊維はこれらのコイル状の且つバネ状の
形体の結果として高度の割れ目間隔および高度の
からみ合いをもつていた。このような処理物のそ
れぞれの繊維長を測定した。これらの測定結果を
次の第表に示す。
【表】 これらの繊維のそれぞれのアスペクト比は10：
１より大きく、それぞれの繊維は40より大きい
LOI値をもつていた。 実施例 ２ 一連の実験を行なつて種々の熱処理温度が繊維
に及ぼす影響を求めた。重要な性質は繊維の比弾
性であつた。このような性質を求めるために、
1.35〜1.39ｇ／c.c.の密度をもちトウ当り3Kまたは
6Kのフイラメントをそれぞれもつ、酸化安定化
ポリアクリロニトリル・ヤーン（英国ストツクポ
ート・ヒートン・ノリスのアール・ケー・テキス
タイルによつて製造されているPANOX）の多数
の試料をそれぞれ３〜４編み／cmの無地ジヤジー
平坦ストツクに編んだ。この布を増加石英管炉中
の酸素を含まない窒素パツドのもとにおいた。炉
の温度を10〜15分毎に50℃づつ増加させることに
よつて高温にしながら室温から約750℃まで３時
間にわたつて徐々に上昇させた。材料を所望の温
度に約１時間保持してから炉を開放し、アルゴン
でパージしながら冷却させた。 これらの繊維の比抵抗を６つの測定値の平均を
使用してそれぞれの試料について行なつた測定値
から計算した。１つは試料のそれぞれの偶で除い
た繊維から作つたものであり、１つは試料のほゞ
中央でそれぞれの縁から除いた繊維から作つたも
のであつた。えられた結果を次の第表に示す。
【表】 上記のすべての繊維は40より大きいLOI値およ
び10：１より大きいアスペクト比をもつていた。 加熱処理繊維の分析は次の第表に示すとおり
であつた。
【表】 実施例 ３ シンガー（Singer）平床編み機で3Kまたは6K
のPANOX OPF（アール・ケイ・テキスタイル
製）連続、安定化フイラメントのトウから織物を
編んで熱セツトされるまで種々の温度で熱処理し
た。この織物を次いで編みほぐし、えられたバネ
状、コイル形状のトウをカーデイング機に直接供
給した。えられたウール状綿毛様物質を回転ドラ
ム上に集めた。このものは取扱いの容易な十分な
一体性をもつていた。 550℃の温度で処理し、そしてウール状綿毛様
物質にした繊維は、そのすぐれた手触りのために
パーカ、寝具毛布のような衣料用の絶縁材として
特に好適である。この綿毛様物質はまた音および
高温に対して構造物を絶縁するのに使用すること
もできる。 550〜650℃のやや高温で処理し、そして綿毛様
物質にした繊維はたとえば乗物特に航空機の絶縁
材として特に好適である。 950℃の温度で処理したウール状綿毛様物質は
非常に電気伝導性であり、ウール状綿毛様物質の
広く分離された距離（60cmまで）でとつた任意の
試験長において75オーム未満の電気抵抗をもつて
いた。これらの繊維はたとえばエンジンまたはタ
ービンのまわりの絶縁材として騒音を吸収するた
めに使用するのに好適であつた。これらの結果を
次の第表に要約する。
【表】 これらの実験も高温加熱が繊維の収縮をもたら
すことを示している。 実施例 ４ 3K OPF PANOX安定化トウをシンガー平床
編み機で４編み／cmの速度で編み、次いで950℃
の温度で加熱処理した。この布を編みほぐし、そ
してトウ（２：１より大きいコイルの伸び又は可
逆的偏向比をもつていた）を7.5cmの長さに切断
した。切断したトウを次いでプラツト・ミニアチ
ユア（Platt Miniature）カーデイング機でカー
デイングして長さ2.5〜6.5cmの範囲の繊維をもつ
ウール状綿毛様物質を作つた。このウール状綿毛
様物質は高い電気伝導度（４×103オーム／cm未
満の抵抗）を試験した60cm迄の任意の長さにわた
つてもつていた。 PANOXの代りに、安定化ピツチ基材繊維また
はポリアクリロニトリルのコモノマーまたはター
ポリマーを使用することができる。 実施例 ５ 実施例４と同様にして、同じ編み物からの一部
を1550℃の温度で熱処理した。この布自体および
これを編みほぐしたトウは非常に高い電気伝導性
をもつていた。15cmの長さの切断トウをカーデイ
ングして2.5〜7.5cm（平均５cm）の繊維長をもつ
ウール状綿毛様物質を得た。すなわち、1000℃を
越える温度にさらした編みほぐした連続フイラメ
ントのトウのカーデイングは依然としてウール状
綿毛様生成物を製造しうるものである。 実施例 ６ 熱セツトされるまで加熱処理した且つ電気伝導
性をもたない実施例３の物質をジヤケツトの唯一
の充てん物として約140ｇの綿毛様物質を使用し
て断熱ジヤケツトを作つた。このジヤケツトは絶
縁充てん物として420〜700ｇの軟毛をもつ軟毛ジ
ヤケツトに類似の絶縁効果をもつていた。それ
故、本発明のウール状綿毛様物質は軟毛（羽毛）
に比べて1/3〜1/5の量で同じ断熱を与える。所望
ならば、この繊維はナイロン、レーヨンまたはポ
リエステルのような他の合成繊維とブレンドする
ことができる。 実施例 ７ 3K OPFトウを靴下に編み、この靴下を熱セツ
トされるまで525℃の温度で熱処理し、その後に
編みほぐして18〜19cmの公称長さに切断した。こ
の切断トウをシヤーレー開繊機で開繊し、次いで
更にランド・ウエバー（Rando Webber）機
〔不織布製造用の空気撚り装置〕で処理した。供
給プレートくしすきロールを0.3mmの距離で離し
て配置し、送風機で1200rpmセツテイングを使用
して室中に分散させた。エチレン−アクリル酸コ
ポリマーの低融点繊維〔ザ・ダウ・ケミカル・カ
ンパニー製のPRIMACOR440樹脂から製造〕の
少量をシヤーレー開繊機に供給する際の切断
OPFトウ繊維にブレンドした。生成したバツテ
イングを熱風オーブン中に通し、２ｍ／分の速度
で260℃の温度に保つた（約１分のオーブン時間
になる）。これはエチレン・アクリル酸コポリマ
ーを溶融させてバツテイング中の炭素質繊維の軽
い結合を達成させるに十分であつた。 実施例 ８ 実施例７と同様にして、切断繊維をシヤーレー
開繊機中で処理し次いでランド・ウエバー空気撚
り装置中で処理した。ただし低融点ポリエチレ
ン・アクリル酸コポリマーは加えなかつた。生成
したバツテイングをハンター・フアイバー・ロツ
カー（Hunter Fiber Locker）で処理して針通
し法によつて機械的結合をえた。生成構造物は合
成繊維カーペツトの下敷きに使用する吸音性マツ
トとして好適であつた。 実施例 ９ 炭素繊維自体の熱伝導性を測定するために、ウ
ール状綿毛様物質の２つの試料を実施例６のよう
にして製造した。それぞれの試料は20×20cm2の寸
法および7.5cmの厚さをもつていた。約43ｇの重
量の試料１および約52ｇの重量の試料をそれぞれ
2.9cmおよび2.1cmに圧縮した。38℃の熱プレート
および０℃の冷プレートを用いてASTM−Ｃ−
518法を使用してＲ値およびＫ値を測定した。こ
れらの結果を次の第表に示す。
【表】 試料１は950℃の温度で熱処理したものであり。
試料２は550℃で熱処理したものであつた。 実施例 10 実施例 と同様の方法で、6K OPFトウを編
み、550℃の温度で熱処理し、そして編みほぐし
た。このトウを15〜25cmの長さに切断した。これ
らを十分な生産の寸法のシヤーレー開繊機に通
し、そして集めた。この実験でえた試料の一部を
航空機の絶縁に使用した。 実施例 11 別の実験において、電気炉のヒーターボツクス
より上の頂部を実施例10で製造したウール状綿毛
様物質で絶縁した。20cmの厚さ及び139×133cm2の
面積をもつ外套を製造した。この面積は炉のヒー
タボツクスより上の面積である。使用した綿毛様
物質は２Kg／m3の高密度をもつていた。15cmの外
套を横切るこの綿毛様物質の絶縁性を、２つの熱
電対をこの綿毛様物質の中に入れることによつ
て、すなわち１つの熱電対を炉のヒーターの上
2.5cmの距離に、そして他の１つを綿毛様物質の
上部より下2.5cmの距離において、測定した。こ
れらの熱電対は表面効果がなくなることを保証す
るように配置した。２つの熱電対の温度プロフイ
ル、ならびにこれら２つの熱電対の間の差異を第
１図に示す。第１図には外套が炉壁から炉の外部
カバーまでに約30℃の温度低下を与えたことが示
されている。従前には同じ温度低下を得るために
炉は約480Kg／m3の重量の約20.3cmのカーボンブ
ラツク絶縁を必要とした。従つて、本発明のウー
ル状綿毛様物質の0.5％未満の嵩密度を使用して
同じ絶縁性が得られたことになる。 実施例 12 単一エンジン飛行機Mooney Model20C（米国
テキサス州ケルビルのムーネイ・アビエーシヨン
製）の騒音レベルを該飛行機の手荷物室の外壁を
形成する外層パネルに近接する音響源を使用して
測定した。音響測定器を飛行機の内層から15cmの
距離で飛行機内側に配置した。数種の周波数を使
用して測定した測定値を次の第表に示す。
【表】 フアイバー
＊＊＊ 本発明
この飛行機はその内部のパネルの後方に配置し
たアルミニウム箔によつて裏打ちされた厚さ2.5
cmの標準ガラスフアイバー（16Kg／m3）から成る
初期絶縁包装材をもつていた。この包装材は重さ
約10Kgであり、約３ 1/2〜４の熱抵抗もしくはＲ
値をもつていた。本発明の包装材は後記第表に
示すとおりである。全体の絶縁面積は約7.5m2で
あつた。頂部および手荷物室の区域の寸法は5.3
m2であり、これを本発明の包装材約５Kgで絶縁し
た。この包装材はRando Webberの使用によつ
て不織バツテイングにした23％ポリエステルバイ
ンダー付きの実施例３の3.2〜3.8cmの500℃繊維
を含む本発明のバツテイングを切断して製造した
ものであつた。このバツテイングの区分をヘビー
級アルミニウム箔のシートににかわ付けすること
によつて積層した。それぞれの区分をMylar補強
フイルムバツク中で袋作りし、飛行機の内部に面
する側には絶縁材の呼吸を行なわせるための若干
のガラスフアイバー・スクリーンを含有させた。
飛行機の床面積は1.2m2であつた。これを袋状の
アルミニウム繊維構造物850ｇで絶縁した。床区
域に使用した材料は濃密化ラテツクス結合炭素繊
維バツテイングであり、このものをアルミニウム
箔に積層して同様のMylarバツクに入れた。この
絶縁材の全重量は5.5Kgであつた。このうち約２
Kgが本発明の実際のウール状綿毛様物質であり残
余はアルミニウム箔およびMaylarパツキンから
作られたものであつた。本発明のポリエステル接
合ウール状綿毛様物質の熱抵抗またはＲ値は7.3
であり、これは使用したものと絶縁材の約２倍で
あつた。 防音板、ガラスフアイバーおよび鉛入りビニル
から成る代表的な現在の技術状態の絶縁包装材は
内装区域に25Kgの重量があり、床区域について追
加の２Kgの重量があつて、包装材の全重量は27Kg
である。同様のＲ値（６〜７）をもつ標準包装材
に対するウール状綿毛様物質（使用した本発明の
包装材）の重量節約は炭素質綿毛様物質がもとの
包装材の僅か22％程度にすぎないことを示してい
る。 もとの絶縁物を付けた及び本発明の新しい絶縁
包装材を設置した後の標準エンジン装置において
1500ｍの飛行高度でこの航空機の音響測定を行な
つた。これらの結果を後記第表に示す。500〜
2000ヘルツの話し妨害水準において、もとの絶縁
材の付いた航空機の音響値は93.3デシベルであつ
た。新しい包装材で絶縁した後は、話しの妨害水
準値は83デシベルに低下した（３デシベル低下ご
とに、音響水準は1/2にカツトされる）。従つて、
本発明の絶縁材はパイロツトの耳のレベルで８倍
より大きく音響水準を低下させたことになる。こ
れらの測定は試験飛行の目的で弛く後方に適合さ
せた航空機の古い内装について行なつた。新しく
適合させた内装を航空機に備え、音響測定をもう
一度1500ｍ高度で行なつた。パイロツトの耳のレ
ベルでの話しの妨害水準は76.3デシベルに低下
し、そして2850ｍの高度においては更に78.9デジ
ベルの値にさえ低下した。
【表】 この研究は本発明の炭素質繊維／アルミニウム
箔／炭素質繊維の積層包装材についての音響の減
衰および弱化の特性が従来技術の通常ガラスフア
イバー／鉛ビニル包装材（鉛ビニルは特に1000ヘ
ルツ未満の低周波数の音響を弱化させるために使
用される）よりもすぐれた実質的な改良を示すこ
とを実証した。 実施例 13 実施例12と同様にして、約５cmの厚さおよび
9.6Kg／m3の密度をもつ微細白色ガラスフアイバ
ーの始めの絶縁材を有するFalcon50S／N51航空
機の絶縁材を本発明のバツテイングに置き換え
た。その結果を次の第表に示す。
【表】 ＊ 微細白色ガラス繊維
実施例 14 Ａ レーヨン前駆体からの炭素質フイラメント 300デニールおよび1650デニールのレーヨン
連続トウのヤーンを単一端ジヤージー型円形編
み機で約2.5cmの直径をもつ約２つの靴下に編
み、４つの短い区分に切断した。300デニー
ル・ヤーンのトウからの靴下編み物からの３つ
のこのような区分を一時に１つづつ管状炉に導
入した。それぞれの場合に炉を密閉し15分間窒
素でパージした。その後に炉の温度を第１の靴
下部分について１ 1/2時にわたつて徐々に370
℃に上昇させ、第２の靴下部分については１
３／４時間にわたつて徐々に550℃に上昇させ、そ
して第３の靴下部分については１ 1/4時間にわ
たつて徐々に1050℃に上昇させた。 炉から取り出したそれぞれの区分は黒色であ
つた。370℃に加熱した第１の区分は非常に柔
軟性であり、実質的に非電気伝導性であつた。
このヤーンのトウは注意深く手で編みほぐすこ
とのできるものであつた。編みほぐしたトウは
正弦波の形状をもち、個々の繊維をほとんど破
壊することなしに真直な（線状の）長さに引伸
ばしうるものであつた。このトウは加熱ガン
（ヘア・ドライヤー）からの熱風を呼きつける
ことによつて熱を加えたときその正弦波形状を
失い、従つて（トウの正弦波もしくはコイルの
形状の）セツトが一時的なものであることを示
した。この熱処理法の結果として、最少の重量
損失のみが観察された。 550℃の温度に加熱した第２の区分はやや柔
軟性であり、実質的に電気伝導性であつて７×
109オーム／m2の電気抵抗をもつていた。この
トウは注意深く手で編みほぐすことができた
が、2.5〜５cmの短い長さに破断された。編み
ほぐしたこれらの片は正弦波形状をもつていた
が、破断なしに可逆的な十分な伸び（可逆的偏
向）を行なうことはできなかつた。すなわち編
みほぐした個々の繊維はトウの正弦波形状を真
直な（線状）形状に近いものに引伸ばそうとす
る最も温和な試みを行なうときにさえ短い片に
破断した。 2.5〜５cmの長さのこのトウは熱を加えたと
きその正弦波形状を失なうようにはみえなかつ
たけれども、これらの繊維はヒート・ガンから
の空気の力により破断した。短繊維の束から成
るこのヤーン・ストランドは脆く、最も弱い取
扱い条件を使用したときでさえ約１cmより大き
い長さの個々の繊維を分離することは不可能で
あつた。 1050℃の温度に加熱した第３の区分は、上記
の区分より更に柔軟性に乏しかつた。このもの
はもとの乾燥重量の75％以上を失ない、繊維直
径は著るしく減少し、そして70オーム／m2の電
気抵抗をもつ実質的に電気伝導性のものであつ
た。加熱後のこの編んだ状態の編み物からトウ
を引抜くことは、注意深く手で編みほぐすとき
でさえ不可能であつた。これらの繊維はトウを
編み物から引抜くとき短い繊維に破断した。こ
の編み物を編みほぐそうとするとき、正弦波形
状をもつ長さ1.25cm未満の繊維束は、個々の繊
維が更に小さい片に破断するため、引伸ばすこ
とはできなかつた。 Ｂ 本発明による炭素質フイラメント 上記Ａの方法をくりかえした。ただしレーヨ
ンの代りに酸化安定化ポリアクリロニトリル基
材（PANOX）繊維のトウ（3000本のフイラメ
ント）から靴下を製造した。 このトウを1000℃の温度に加熱した。重量損
失は46.5％であつた。編みほぐした４cmの長さ
のトウは48オームの抵抗をもつていた。 1500℃の温度に加熱した後の靴下の2.5×５
cm区分は、編みほぐす前に1.9オームの抵抗を
もち、長さ2.5cmの編みほぐしたトウの区分は
2.9オームの抵抗をもつていた。 Ｃ 上記Ｂの方法に従つて、同様の酸化安定化ポ
リアクリロニトリル基材（PANOX、6000本の
フイラメント）のトウの編み物をそれぞれ372
℃および564℃の温度に加熱した。564℃に加熱
した部分をその重量の31％を失ない、布につい
て１×106オーム／m2の抵抗をもつていた。こ
の編み物から引抜いたトウは400Kオーム／cm
の抵抗をもつていた。 372℃に加熱した材料はもとの重量の約31％
を失ない、約1012オーム／m2電気抵抗をもつて
いた。 これらの実験は、前駆体物質すなわち酸化安
定化ポリアクリロニトリルの性質が同じ処理を
受けたときレーヨン前駆体ではえられなかつた
性質を与えていることが明白であることを示し
ている。 実施例 15 不燃性試験 本発明の繊維の不燃性を14FAR25.853(b)に示
される試験法に従つて測定した。この試験を次の
とおり行なつた。 2.5×15×15cmの３つの試料片を70±５〓およ
び50±５％の相対湿度に保たれている調節室中に
試験前に24時間保持することによつて調節した。 それぞれの試料を垂直に支持し、高さ約3.8cm
の炎を与えるように調節した公称内径管をもつブ
ンゼンバーナーまたはチユリルバーナーに露出さ
せた。炎の中心に配置したキヤリプレートされた
熱電対パイロメータにより炎の温度を測定した。
試料の下部端をバーナーの頂部端より約1.9cm上
に配置した。炎を試料の下部端の中心線に12秒間
当ててから除いた。 この試験によれば、材料は自己消化性であつ
た。平均の燃焼長は20cmを越えず、試料の滴下は
観察されなかつた。 驚くべきことに、本発明の繊維はすべて40より
大きいLOIをもつていた。
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