JPH04327253A - ピッチ系炭素長繊維マットの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は炭素繊維強化プラスチッ
ク（ＣＦＲＰ）や炭素繊維強化炭素（ＣＦＲＣ）等の各
種複合材料の製造に用いられるピッチ系炭素長繊維マッ
トの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ピッチを原料とする長繊維マットの製造
方法としては、特開昭５１−３３２２３号公報に示され
る方法が知られている。この方法はピッチを溶融紡糸す
る際に高速気流引取り装置（以下エアーサッカーという
）により牽引・細化されたピッチ繊維を、移動する捕集
面上にそのまま集積し、シート状構造物とする方法であ
る。

【０００３】しかしこの方法は実際にシート状構造物を
作る際のシート状物の均一化或は歩留りの向上等に関し
ては一切注意が払われていない。そこでエアーサッカー
からのエアーによって、■捕集面状の繊維が舞い上がっ
てしまい均一な目付け量のシートが得られない、■繊維
が絡み合い毛玉のようなものができしまう、という問題
があり、またこのようなエアーの影響を低減させるため
にエアーサッカーと捕集面との距離を大きくすると、■
捕集面から繊維がはみ出し歩留りが低くなる、■捕集面
の全面に均一に繊維を落とし込み難いという問題を生じ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題に鑑みてなされたものであって、均質な目付け量の
マットを歩留り良く製造できる方法を提供しようとする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】溶融紡糸されたピッチ繊
維を高速気流引取り装置によって牽引しピッチ系炭素長
繊維マットを製造するにあたって、紡出されたピッチ繊
維を気流透過性受け部材上へ落とし込む際に、気流吸引
ノズルを該受け部材を介して前記高速気流引き取り装置
に対峙してセットし、高速気流引取り装置より吐出され
る気流を強制的に吸引させると共に、受け部材上のピッ
チ繊維に速やかに湿分を付与することにって均一なマッ
ト状とすることに要旨がある。

【０００６】

【作用】前述のようなエアーサッカーから吐出されるエ
アーの影響■〜■を防ぐことを目的として種々研究を行
ったところ、受け部材における捕集面の気流透過性を高
くすることでも一応の対応は可能であった。しかしあく
までも堆積初期の一時的なものであり、受け部材内に堆
積した繊維がある程度の厚さになると圧損が大きくなる
ため、気流が透過しにくくなり、透過できない気流によ
って繊維が巻き上げられ絡み合わされてしまった。そこ
で更に研究を重ねた結果、捕集面の裏側から気流を強制
的に吸引すれば、堆積した繊維の厚みにかかわらず、エ
アーの影響を防ぐことが可能になった。以下更に詳しく
説明する。

【０００７】原料のピッチは溶融後ノズル孔より吐出さ
れ、回転ローラーを介してエアーサッカーに送給される
。エアーサッカーにより、牽引・細化されたピッチ繊維
は受け部材上に落とし込まれるが、この際に受け部材の
捕集面を介してエアーサッカーに対峙する位置に吸引ノ
ズルをセットし、エアーサッカーから吐出される気流を
吸引する。

【０００８】受け部材としては、その捕集面が気流透過
性を有するものでありさえすれば良く、その他の要因、
例えば受け部材の全体形状は特に限定されるものではな
く、メッシュ製の篭状のものであってもよいし、連続し
たメッシュベルトであってもよい。篭状のものを用いる
場合はバッチ生産方法になるし、メッシュベルトを用い
る場合は連続生産方式になって長尺のものを生産するこ
とが可能である。

【０００９】吸引機の吸引量はエアーサッカーから吐出
される空気を吸引するために少なくともその排出量以上
であることが必要であり、好ましくは５倍以上、より好
ましくは１０〜１５倍の吸引量であることが望まれる。

【００１０】以上の様にして気流を強制的に吸引するこ
とにより、受け部材内の繊維の厚みに拘らず繊維の巻き
上げや絡み合いを防止することができる。従って近距離
から受け部材に繊維を落とし込むことが可能となり、受
け部材内の任意の位置にほぼ正確に落とし込むことがで
きるので、受け部材の全域にわたってほぼ均一な目付け
量とすることができる。またより均一なものを必要とす
る場合には、受け部材に振動などをあたえることにより
、均一化をはかることも可能である。

【００１１】更に本発明において受け部材内に形成され
たピッチ繊維に速やかに湿分を付与する。湿分の付与は
エアーサッカーから吐出された後に行うことが必要であ
り、受け部材に入った直後であることが望まれる。もし
エアーサッカーに入る前であればピッチ繊維は束状に収
束してしまい、■マット内での開繊状態が悪い、■疑似
等方性のマットが得られにくい等の悪影響が出る。付与
される湿分の量はピッチ１ｇに対して０．５ｃｃ　以上
、好ましくは１〜５ｃｃ程度であることが望まれる。少
な過ぎると、十分な効果が得にくく、多過ぎると開繊し
ていた繊維が束状に収束したり、目付け量にばらつきの
出る可能性がある。

【００１２】また湿分が付与されたことにより、マット
と吸引機のノズルが相対的に離れた後も、外部の空気の
揺らぎの影響を受けず、その形状を保持することができ
る。

【００１３】尚本発明の原料としてはピッチを用いるが
、ピッチの種類は特に限定されるものではなく、石炭や
石油から誘導される各種ピッチを用いることができる。

【００１４】以下実施例によって本発明をさらに詳述す
るが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前
・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することはす
べて本発明の技術範囲に包含される。

【００１５】

【実施例】

実施例１ 石炭系メソフェーズピッチを用いて下記の条件により溶
融紡糸を実施し、長繊維マットを作成した。 ノズル径：０．１５ｍｍ ノズルのＬ／Ｄ：２ ノズルの孔数：２５０　ホール 紡糸温度：３６０　℃ エアーサッカーの空気流量：５　ｍ３／ｍｉｎ吸引機の
吸引量：６０　ｍ３／ｍｉｎ 受け部材：直径　１　ｍで円筒形 分散液：水 エアーサッカーと受け部材の距離：約２ｍ得られたマッ
トの図１に示される各部位から１００ｃｍ２のマットを
切り出し、重量を測定した。結果を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１に示される様にシート重量のばらつき
の非常に小さいマットであった。またマット化の歩留り
も９８〜１００　％であり、ピッチの損失はほとんどな
かった。

【００１８】比較例１ 吸引機を使用せず、また受け部材に分散液を入れない以
外は実施例１と同様にしてマットの制作を試みた。その
結果、ピッチ繊維がエアーサッカーから出る気流によっ
て巻き上げられ、約５分を経過した時点で２０〜３０ｃ
ｍの厚みとなってしまった。それ以後は、繊維が受け部
材から溢れ出すため続行できなかった。

【００１９】得られたマットは嵩高く、繊維同士が絡み
合い、目付け量について議論する以前のものであった。

【００２０】比較例２ エアーサッカーと受け部材の距離を十分にとった以外は
比較例１と同様にしてマットの制作を試みた。尚、ここ
で言う十分な距離とは、約５ｍ３／ｍｉｎ　で吐出され
るエアーの影響を実地に調査し、実質的に影響の受けな
い距離を決定した。その結果は約４ｍ　であった。

【００２１】このような状況下でマットの制作を行って
みると、受け部材の中に繊維が入らない場合が多く、約
１ｋｇ紡糸した内の約４００ｇしか入らなかった。従っ
て歩留りは約４０％であり実施例１と比較して極めて悪
かった。

【００２２】更に実施例１と同様に受け部材内各部の重
量を測定した。下記表２に示される様に、実施例１と比
べて極めてばらつきの多いマットであった。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、吸
引機によりエアーサッカーから吐出される空気を吸引す
るので、エアーサッカーから吐出される気流による影響
がほとんど無くなり、■受け部材内の繊維の巻き上げや
絡み合いがなく、■近距離から受け部材内に繊維を落と
し込めるので歩留りが高く（ほぼ１００％）■繊維が均
一に分散されるといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における試験片採取場所を示す説明図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶融紡糸されたピッチ繊維を高速気流
   引取り装置によって牽引しピッチ系炭素長繊維マットを
   製造するにあたって、紡出されたピッチ繊維を気流透過
   性受け部材上へ落とし込む際に、気流吸引ノズルを該受
   け部材を介して前記高速気流引き取り装置に対峙してセ
   ットし、高速気流引取り装置より吐出される気流を強制
   的に吸引させると共に、受け部材上のピッチ繊維に速や
   かに湿分を付与することにって均一なマット状とするこ
   とを特徴とするピッチ系炭素長繊維マットの製造方法。