JP7030868B2 - Manufacturing method of carbon fiber non-woven fabric - Google Patents
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Description
本発明は、再生炭素繊維を含む炭素繊維不織布の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a carbon fiber nonwoven fabric containing recycled carbon fiber.
炭素繊維強化プラスチック（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ、「ＣＦＲＰ」と記す場合がある）は、炭素繊維（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ、「ＣＦ」と記す場合がある）が母材樹脂中に分散されている。ＣＦＲＰは、軽量である上に、比強度や比剛性が高いため、ゴルフシャフト、テニスラケット、釣竿などに利用されている。また、最近では、翼や胴体などの大型航空機の主要構造部材にも使用されていて、市場規模が拡大している。 In carbon fiber reinforced plastic (Carbon Fiber Reinforced Plastic, sometimes referred to as "CFRP"), carbon fiber (Carbon Fiber, sometimes referred to as "CF") is dispersed in the base material resin. CFRP is used for golf shafts, tennis rackets, fishing rods, etc. because it is lightweight and has high specific strength and rigidity. Recently, it is also used in the main structural members of large aircraft such as wings and fuselage, and the market scale is expanding.
この市場規模の拡大に伴い、廃棄されるＣＦＲＰの量も増大している。例えば、航空機の場合、安全性が非常に重要であるため、特に品質が第一に考えられ、ＣＦＲＰの歩留まりは５０％と言われる。すなわち、トリミングのため、廃棄される部位も少なくない。また、型に合わせて切断されたプリプレグの端材、期限切れの未硬化状態、半硬化状態又は硬化状態のプリプレグ等も廃棄されるＣＦＲＰの一種であり、大量に廃棄されている。 With the expansion of this market size, the amount of CFRP discarded is also increasing. For example, in the case of an aircraft, safety is very important, so quality is considered first, and the yield of CFRP is said to be 50%. That is, there are many parts that are discarded due to trimming. In addition, prepreg scraps cut according to the mold, expired uncured, semi-cured or cured prepregs are also a type of CFRP that is discarded in large quantities.
炭素繊維は通常の状態では不燃であるため、廃棄されるＣＦＲＰの最終廃棄処理は極めて面倒である。したがって、これまで廃棄されるＣＦＲＰは破砕され、埋め立て処分されていた。しかし、炭素繊維はその製造時に多くのエネルギーを消費するため、埋め立て処分することは、非常に無駄が多く、再利用が望まれている。 Since carbon fiber is incombustible under normal conditions, the final disposal treatment of CFRP to be discarded is extremely troublesome. Therefore, CFRP that has been discarded so far has been crushed and disposed of in landfill. However, since carbon fiber consumes a lot of energy during its production, it is very wasteful to dispose of it in landfill, and reuse is desired.
そこで、廃棄されるＣＦＲＰから炭素繊維をリサイクルする方法として、焼結処理、熱分解処理、過熱水蒸気による処理、溶解処理等によって、廃棄されるＣＦＲＰの母材樹脂を分解させて、炭素繊維を再生炭素繊維として回収する方法が提案されている（例えば、特許文献１～４参照）。 Therefore, as a method of recycling carbon fiber from the discarded CFRP, the carbon fiber is regenerated by decomposing the base resin of the discarded CFRP by a sintering treatment, a thermal decomposition treatment, a treatment with superheated steam, a melting treatment, or the like. A method of recovering as carbon fiber has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
回収された再生炭素繊維を使って炭素繊維不織布を製造する方法として、カード機に通して、再生炭素繊維と他の繊維とを絡ませてウエッブを形成させる乾式法が主流であった（例えば、特許文献５参照）。しかし、これら方法によって形成された炭素繊維不織布は、均一性が充分でなく、緻密性に劣るものであり、近年は再生炭素繊維と他の繊維を水に分散したスラリーを抄紙網で抄き上げたウエッブを乾燥させる湿式法が検討されている（例えば、特許文献６参照）。この方法によると、再生炭素繊維を含有しながらも、比較的地合の良好な炭素繊維不織布が得られるが、まだ十分とは言えず、より地合が良好で均一性の高い炭素繊維不織布が求められていた。 As a method for producing a carbon fiber non-woven fabric using the recovered recycled carbon fiber, a dry method in which the recycled carbon fiber and other fibers are entangled with each other through a card machine to form a web has been the mainstream (for example, patent). See Document 5). However, the carbon fiber non-woven fabric formed by these methods does not have sufficient uniformity and is inferior in denseness. In recent years, a slurry in which recycled carbon fibers and other fibers are dispersed in water is produced by a papermaking net. A wet method for drying a woven fabric has been studied (see, for example, Patent Document 6). According to this method, a carbon fiber nonwoven fabric having a relatively good texture can be obtained while containing recycled carbon fibers, but it is not yet sufficient, and a carbon fiber nonwoven fabric having a better texture and high uniformity can be obtained. I was asked.
本発明の課題は、再生炭素繊維を含有し、地合が良好で均一性の高い炭素繊維不織布の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing a carbon fiber nonwoven fabric containing recycled carbon fibers, having a good texture and high uniformity.
上記課題は、下記発明によって解決することができる。 The above problem can be solved by the following invention.
（１）再生炭素繊維を非イオン性の分散剤で分散した後、第１の粘剤として非イオン性の粘剤を添加して再度分散し、さらに第２の粘剤としてアニオン性の粘剤を添加して分散する工程と、得られた再生炭素繊維を含有する分散液を用いて湿式抄紙する工程とを有する炭素繊維不織布の製造方法。 (1) After dispersing the regenerated carbon fiber with a nonionic dispersant, a nonionic viscous agent is added as a first viscous agent and dispersed again, and an anionic viscous agent is further used as a second viscous agent. A method for producing a carbon fiber nonwoven fabric, which comprises a step of adding and dispersing the carbon fiber and a step of wet-making paper using a dispersion liquid containing the obtained regenerated carbon fiber.
（２）前記非イオン性の分散剤の有効成分の添加量が再生炭素繊維に対して２質量％以上１０質量％以下である（１）記載の炭素繊維不織布の製造方法。 (2) The method for producing a carbon fiber nonwoven fabric according to (1), wherein the amount of the active ingredient added to the nonionic dispersant is 2% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the regenerated carbon fiber.
本発明によれば、再生炭素繊維を含有し、地合が良好で均一性の高い炭素繊維不織布を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to produce a carbon fiber nonwoven fabric containing recycled carbon fibers, having a good texture and high uniformity.
本発明の炭素繊維不織布の製造方法においては、再生炭素繊維を非イオン性の分散剤を添加した水中で分散した後、これに第１の粘剤として非イオン性の粘剤を添加して再度分散し、さらに第２の粘剤としてアニオン性の粘剤を添加して再度分散する工程と、得られた再生炭素繊維を含む分散液を用いて湿式抄紙法により、湿紙を形成し、乾燥する工程とを有する。 In the method for producing a carbon fiber nonwoven fabric of the present invention, the regenerated carbon fiber is dispersed in water to which a nonionic dispersant is added, and then a nonionic viscous agent is added to the recycled carbon fiber as a first viscous agent again. Wet paper is formed and dried by a step of dispersing, further adding an anionic viscous agent as a second viscous agent, and redispersing, and a wet paper making method using the obtained dispersion liquid containing regenerated carbon fibers. Has a step to do.
湿式抄紙法により炭素繊維不織布を製造する場合、非イオン性の分散剤を水に添加して再生炭素繊維を分散することにより、アニオン性やカチオン性の分散剤を使用した場合より、分散性が良くなる。次にこの分散液に第１の粘剤として非イオン性の粘剤を添加して分散することにより、アニオン性やカチオン性の粘剤を添加した場合より再生炭素繊維の分散がさらに進み、この状態の分散液に第２の粘剤としてアニオン性の粘剤をさらに添加して分散することで、再生炭素繊維の再凝集が抑制され、凝集がなく、均一で地合の非常に良好な炭素繊維不織布を得られることが検討の結果判明し、本発明の炭素繊維不織布の製造方法に至った。 When the carbon fiber nonwoven fabric is produced by the wet papermaking method, the dispersibility is improved by adding a nonionic dispersant to water to disperse the regenerated carbon fibers as compared with the case where an anionic or cationic dispersant is used. Get better. Next, by adding a nonionic viscous agent as the first viscous agent to the dispersion liquid and dispersing it, the dispersion of the regenerated carbon fibers is further advanced as compared with the case where the anionic or cationic viscous agent is added. By further adding an anionic viscous agent as a second viscous agent to the dispersion liquid in the state and dispersing it, the reaggregation of the regenerated carbon fibers is suppressed, there is no agglomeration, and the carbon is uniform and has a very good formation. As a result of studies, it was found that a fibrous nonwoven fabric could be obtained, and the method for producing a carbon fiber nonwoven fabric of the present invention was reached.
本発明において、非イオン性の分散剤を添加して再生炭素繊維を分散した分散液に非イオン性の粘剤及びアニオン性の粘剤を添加する順序は重要であり、非イオン性の分散剤を添加して分散した再生炭素繊維を含有する分散液に、まず第１の粘剤として非イオン性の粘剤を添加し分散して十分馴染ませた後、第２の粘剤としてアニオン性の粘剤を添加して分散することにより、湿式抄紙用の原料スラリーを調成する。この際、再生炭素繊維単独で分散した後、その他の繊維と混合する方法と、再生炭素繊維とその他の繊維を混合して分散する方法のどちらでも構わないが、再生炭素繊維単独で分散した後、その他の繊維と混合する方法の方が、地合及び均一性がより優れた炭素繊維不織布が得られ好ましい。 In the present invention, the order in which the nonionic viscous agent and the anionic viscous agent are added to the dispersion liquid in which the nonionic dispersant is added and the regenerated carbon fibers are dispersed is important, and the nonionic dispersant is used. To the dispersion containing the regenerated carbon fiber dispersed by adding A raw material slurry for wet papermaking is prepared by adding a thickener and dispersing it. At this time, either a method of dispersing the regenerated carbon fiber alone and then mixing it with other fibers or a method of mixing and dispersing the regenerated carbon fiber and other fibers is acceptable, but after dispersing the regenerated carbon fiber alone. , The method of mixing with other fibers is preferable because a carbon fiber non-woven fabric having better formation and uniformity can be obtained.
本発明では再生炭素繊維を用いる。再生炭素繊維とは、サイジング剤で表面を被覆された炭素繊維や炭素繊維と樹脂を複合化してなるＣＦＲＰ等から得られる再生品である。ＣＦＲＰは、長繊維織布、開繊織物、一方向性ウェブ、長繊維不織布、短繊維不織布等の炭素繊維布帛と、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂とを複合させた複合体である。最も一般的なＣＦＲＰは、炭素長繊維布帛と熱硬化性樹脂とを複合させた複合体である。炭素繊維としては、アクリル繊維を用いたＰＡＮ系やピッチを用いたピッチ系炭素繊維が挙げられる。サイジング剤で表面を被覆された炭素繊維やＣＦＲＰから、化学分解法、電解酸化法、熱処理法、過熱水蒸気法等の再生処理方法により、サイジング剤や樹脂を除去することによって得られる炭素繊維が再生炭素繊維である。 Regenerated carbon fiber is used in the present invention. The recycled carbon fiber is a recycled product obtained from carbon fiber whose surface is coated with a sizing agent, CFRP obtained by combining carbon fiber and resin, or the like. CFRP is a composite of carbon fiber fabrics such as long fiber woven fabrics, open fiber fabrics, unidirectional webs, long fiber non-woven fabrics, and short fiber non-woven fabrics, and resins such as thermosetting resins and thermoplastic resins. be. The most common CFRP is a composite of a long carbon fiber fabric and a thermosetting resin. Examples of carbon fibers include PAN-based carbon fibers using acrylic fibers and pitch-based carbon fibers using pitch. Carbon fibers obtained by removing the sizing agent and resin from carbon fibers and CFRP whose surface is coated with a sizing agent are regenerated by a regeneration treatment method such as a chemical decomposition method, an electrolytic oxidation method, a heat treatment method, or a superheated steam method. It is carbon fiber.
本発明では、再生炭素繊維と非再生（新品）の炭素繊維とを併用することができる。非再生の炭素繊維としては、アクリル繊維を用いたＰＡＮ系炭素繊維やピッチを用いたピッチ系炭素繊維が挙げられる。再生炭素繊維及び非再生の炭素繊維の繊維径は３～２０μｍであることが好ましく、４～１２μｍであることがより好ましい。また、湿式抄紙前の炭素繊維の繊維長は１～５０ｍｍであることが好ましく、２～２０ｍｍであることがより好ましい。再生炭素繊維及び非再生の炭素繊維の合計含有率は、炭素繊維不織布中の全繊維に対して、３０質量％以上９６質量％以下であることが好ましく、４０質量％以上９０質量％以下であることがより好ましい。 In the present invention, regenerated carbon fiber and non-regenerated (new) carbon fiber can be used in combination. Examples of the non-regenerated carbon fiber include PAN-based carbon fiber using acrylic fiber and pitch-based carbon fiber using pitch. The fiber diameter of the regenerated carbon fiber and the non-regenerated carbon fiber is preferably 3 to 20 μm, more preferably 4 to 12 μm. The fiber length of the carbon fibers before wet papermaking is preferably 1 to 50 mm, more preferably 2 to 20 mm. The total content of the regenerated carbon fiber and the non-regenerated carbon fiber is preferably 30% by mass or more and 96% by mass or less, and 40% by mass or more and 90% by mass or less, based on the total fiber in the carbon fiber nonwoven fabric. Is more preferable.
本発明では、再生炭素繊維以外の繊維を併用することができる。例えば、植物パルプ、再生セルロース繊維、ミクロフィブリル化セルロース繊維、熱可塑性樹脂繊維等を単独、又は組み合わせて併用することができる。 In the present invention, fibers other than regenerated carbon fiber can be used in combination. For example, plant pulp, regenerated cellulose fiber, microfibrillated cellulose fiber, thermoplastic resin fiber and the like can be used alone or in combination.
植物パルプには、大別して木材パルプと非木材パルプがある。木材パルプの原料としては、モミ、マツ等の針葉樹やポプラ、ユーカリ等の広葉樹が挙げられる。非木材パルプの原料としては、リンター、ケナフ、バガス、タケ等が挙げられる。これらの植物を機械的、化学的に解繊した主にセルロースからなる繊維であり、例えば、製造方法の違いから、機械パルプ、化学的機械パルプ、半化学的パルプ、化学的パルプ等に分けられる。純度、強度面から化学的パルプが好ましく、中でもクラフトパルプがより好ましい。植物パルプを使用する場合の含有率は、炭素繊維不織布中の全繊維に対して、１～５０質量％が好ましく、５～３０質量％がより好ましい。 Plant pulp is roughly classified into wood pulp and non-wood pulp. Examples of raw materials for wood pulp include coniferous trees such as fir and pine, and broad-leaved trees such as poplar and eucalyptus. Examples of raw materials for non-wood pulp include linter, kenaf, bagasse, and bamboo. It is a fiber mainly composed of cellulose obtained by mechanically and chemically defibrating these plants. For example, it can be classified into mechanical pulp, chemically mechanical pulp, semi-chemical pulp, chemical pulp and the like depending on the manufacturing method. .. Chemical pulp is preferable from the viewpoint of purity and strength, and kraft pulp is more preferable. When vegetable pulp is used, the content is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, based on the total fibers in the carbon fiber nonwoven fabric.
再生セルロース繊維とは、木材又は非木材から取り出したセルロースを化学処理により一度溶解し、この溶解液から紡糸して得られるセルロース繊維であり、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、リヨセル等が挙げられる。再生セルロース繊維を使用する場合の含有率は、炭素繊維不織布中の全繊維に対して、１～５０質量％が好ましく、５～３０質量％がより好ましい。再生セルロース繊維の繊維径は５～２０μｍであることが好ましく、７～１５μｍであることがより好ましい。また、再生セルロースの繊維長は１～２０ｍｍであることが好ましく、３～１２ｍｍであることがより好ましい。 The regenerated cellulose fiber is a cellulose fiber obtained by once dissolving cellulose taken out from wood or non-wood by a chemical treatment and spinning it from this solution, and examples thereof include rayon, polynosic, cupra, and lyocell. When the regenerated cellulose fiber is used, the content is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, based on the total fiber in the carbon fiber nonwoven fabric. The fiber diameter of the regenerated cellulose fiber is preferably 5 to 20 μm, more preferably 7 to 15 μm. The fiber length of the regenerated cellulose is preferably 1 to 20 mm, more preferably 3 to 12 mm.
ミクロフィブリル化セルロース繊維とは、フィルム状ではなく、主に繊維軸と平行な方向に非常に細かく分割された部分を有する繊維状で、少なくとも一部が繊維径１μｍ以下であるセルロース繊維である。長さと幅のアスペクト比が２０～１０００００であることが好ましい。また、変法濾水度が０～７７０ｍｌであることが好ましく、０～６００ｍｌであることがより好ましい。ミクロフィブリル化セルロース繊維を使用する場合の含有率は、炭素繊維不織布中の全繊維に対して、１～２０質量％であることが好ましく、２～１０質量％であることがより好ましい。ミクロフィブリル化セルロース繊維を含有させることにより、炭素繊維と併用する他の繊維との絡みを補助し、抄紙性が良化する。上記の変法濾水度とは、ふるい板として線径０．１４ｍｍ、目開き０．１８ｍｍの金網（ＰＵＬＰ ＡＮＤ ＰＡＰＥＲ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＣＡＮＡＤＡ製）を用い、試料濃度を０．１％にした以外はＪＩＳ Ｐ８１２１－２：２０１２に準拠して測定した濾水度である。 The microfibrillated cellulose fiber is not a film-like fiber, but a fiber-like fiber having a portion divided into very fine pieces mainly in a direction parallel to the fiber axis, and at least a part thereof is a cellulose fiber having a fiber diameter of 1 μm or less. The aspect ratio of length and width is preferably 20 to 100,000. Further, the modified drainage degree is preferably 0 to 770 ml, more preferably 0 to 600 ml. When the microfibrillated cellulose fiber is used, the content is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 2 to 10% by mass, based on the total fiber in the carbon fiber nonwoven fabric. By containing the microfibrillated cellulose fiber, the entanglement with other fibers used in combination with the carbon fiber is assisted, and the papermaking property is improved. The above-mentioned modified drainage degree means that a wire mesh (PULP AND PAPER RESEARCH INSTITUTE OF CANADA) with a wire diameter of 0.14 mm and a mesh opening of 0.18 mm was used as a sieving plate, except that the sample concentration was set to 0.1%. It is the degree of drainage measured according to JIS P8121-2: 2012.
ミクロフィブリル化セルロース繊維を得る方法としては、植物パルプ、溶剤紡糸セルロース、半合成セルロース等のセルロース材料を水中で分散したスラリーを機械的に粉砕することにより、セルロース材料の繊維を解繊してミクロフィブリルを形成する方法が挙げられる。セルロース材料を解繊する装置としては、ディスクリファイナー、石臼型磨砕機、高圧ホモジナイザー、ボールミル、水中カウンターコリジョン法用装置、超音波破砕機等が挙げられる。これらの装置を適宜組み合わせて使用することもできる。 As a method for obtaining microfibrillated cellulose fibers, a slurry in which a cellulose material such as plant pulp, solvent-spun cellulose, or semi-synthetic cellulose is dispersed in water is mechanically crushed to deflate the fibers of the cellulose material to make microscopic fibers. Examples include methods of forming fibrils. Examples of the apparatus for defibrating the cellulose material include a disc refiner, a millstone grinder, a high-pressure homogenizer, a ball mill, an underwater countercollision method apparatus, an ultrasonic crusher and the like. These devices can also be used in combination as appropriate.
熱可塑性樹脂繊維としては、非結晶性のポリビニルアルコール（ビニロン）繊維、表面が低融点化されているポリエステル芯鞘繊維、未延伸ポリエステル繊維、ポリプロピレン－ポリエチレン芯鞘繊維等の表面が低融点化されているポリオレフィン芯鞘繊維、未延伸ポリフェニレンスルフィド繊維等のように抄紙時の乾燥工程で溶融して不織布中の繊維を結着させるバインダーとして作用する繊維や延伸ポリエステル繊維、ポリカーボネート繊維、ポリプロピレン繊維、酸変性されたポリプロピレン繊維、脂肪族ポリアミド繊維、半芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、延伸ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトンケトン繊維等のように抄紙時の乾燥工程ではほとんど溶融せず、炭素繊維と共に不織布の骨格を形成する繊維が挙げられる。熱可塑性樹脂繊維を使用する場合の含有率は、炭素繊維不織布中の全繊維に対して、１～７０質量％が好ましく、２～５０質量％がより好ましい。 As the thermoplastic resin fiber, the surface of non-crystalline polyvinyl alcohol (vinylon) fiber, polyester core-sheath fiber having a low melting point surface, unstretched polyester fiber, polypropylene-polyethylene core-sheath fiber, etc. has a low melting point surface. Fibers that act as a binder that binds fibers in the non-woven fabric by melting in the drying process during papermaking, such as polyolefin core-sheath fibers and unstretched polyphenylene sulfide fibers, stretched polyester fibers, polycarbonate fibers, polypropylene fibers, and acids. Modified polypropylene fiber, aliphatic polyamide fiber, semi-aromatic polyamide fiber, aromatic polyamide fiber, drawn polyphenylene sulfide fiber, polyetherimide fiber, polyether ketone fiber, polyether ether ketone fiber, polyether ketone ketone fiber, etc. As described above, fibers that hardly melt in the drying process at the time of paper making and form the skeleton of the non-woven fabric together with carbon fibers can be mentioned. When the thermoplastic resin fiber is used, the content is preferably 1 to 70% by mass, more preferably 2 to 50% by mass, based on the total fiber in the carbon fiber nonwoven fabric.
熱可塑性樹脂繊維の繊維径は３～４０μｍであることが好ましく、５～２０μｍであることがより好ましい。また、熱可塑性樹脂繊維の繊維長は１～２０ｍｍであることが好ましく、３～１２ｍｍであることがより好ましい。 The fiber diameter of the thermoplastic resin fiber is preferably 3 to 40 μm, more preferably 5 to 20 μm. Further, the fiber length of the thermoplastic resin fiber is preferably 1 to 20 mm, more preferably 3 to 12 mm.
本発明で用いる分散剤は、非イオン性であり、再生炭素繊維の水への分散性や親水性を向上させるものであれば特に制限されない。非イオン性の分散剤は１種又は２種以上を併用しても構わない。非イオン性の分散剤の添加量は特に制限されないが、分散剤の有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％以上１０質量％以下となるように水中に添加することで、再生炭素繊維の解繊が進み分散性が向上するため好ましく、５質量％以上８質量％以下とすることで、起泡性とのバランスがとれ、再生炭素繊維の解繊性と分散性がさらに向上し、炭素繊維不織布とした際の欠点が大幅に減少するためより好ましい。なお、再生炭素繊維と非再生（新品）炭素繊維を併用した場合は、再生炭素繊維と非再生の炭素繊維の合計を再生炭素繊維として、分散剤の添加量を計算する。また、分散剤の有効成分とは、分散剤が固形物の場合はその固形成分、液体の場合は１００℃で３時間加熱し、水又は溶剤を揮発させた残留成分である。 The dispersant used in the present invention is nonionic and is not particularly limited as long as it improves the dispersibility and hydrophilicity of the regenerated carbon fiber in water. The nonionic dispersant may be used alone or in combination of two or more. The amount of the nonionic dispersant added is not particularly limited, but by adding the active component of the dispersant in water so as to be 2% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the regenerated carbon fiber, the regenerated carbon fiber can be added. It is preferable because the defibration progresses and the dispersibility is improved. By setting the content to 5% by mass or more and 8% by mass or less, the balance with the foaming property is balanced, the defibration and dispersibility of the regenerated carbon fiber are further improved, and carbon It is more preferable because the defects when the fiber non-woven fabric is used are significantly reduced. When the regenerated carbon fiber and the non-regenerated (new) carbon fiber are used in combination, the total amount of the regenerated carbon fiber and the non-regenerated carbon fiber is regarded as the regenerated carbon fiber, and the addition amount of the dispersant is calculated. The active ingredient of the dispersant is a solid component of the dispersant when it is a solid substance, and a residual component which is heated at 100 ° C. for 3 hours when the dispersant is a liquid to volatilize water or a solvent.
非イオン性の分散剤としては、ポリエーテル型ポリウレタン、エチレンオキサイド－プロピレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体、ポリエチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース等の水溶性高分子、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル類、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェニルエーテル類、ポリオキシアルキレントリベンジルフェニルエーテル類、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシアルキレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシアルキレンソルビタンモノオレエート等のポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル類、グリセロールモノオレエート、グリセロールモノステアレート等のグリセリン脂肪酸エステル類、ポリアルキレングリコールモノラウレート、ポリアルキレングリコールモノステアレート、ポリアルキレングリコールジステアレート等のポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類等の界面活性剤が挙げられる。 Examples of the nonionic dispersant include polyether polyurethane, ethylene oxide-propylene oxide-phenylglycidyl ether copolymer, water-soluble polymers such as polyethylene glycol and hydroxyethyl cellulose, polyoxyalkylene alkyl ethers, and polyoxyalkylene alkenyl. Ethers, polyoxyalkylene distyrene phenyl ethers, polyoxyalkylene tribenzylphenyl ethers, polyoxyalkylene alkenyl ethers, sorbitan monolaurates, sorbitan monooleates, sorbitan fatty acid esters such as sorbitan trioleates, poly Polyoxyalkylene sorbitan fatty acid esters such as oxyalkylene sorbitan monolaurate and polyoxyalkylene sorbitan monooleate, glycerin fatty acid esters such as glycerol monooleate and glycerol monostearate, polyalkylene glycol monolaurate and polyalkylene glycol. Examples thereof include surfactants such as polyoxyalkylene fatty acid esters such as monostearate and polyalkylene glycol distearate.
本発明で用いる非イオン性の粘剤としては、ポリエチレンオキサイド、エチレンオキサイド－プロピレンオキサイド共重合体等のポリアルキレンオキサイド、非イオン性のポリアクリルアミド、エチレンオキサイド－アクリルアミド共重合体、ヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。非イオン性の粘剤は１種又は２種以上を併用しても構わない。非イオン性の粘剤の添加量は特に制限されないが、分散液中、２ｐｐｍ以上１５ｐｐｍ以下となるように添加することが好ましく、５ｐｐｍ以上１２ｐｐｍ以下となるように添加することがより好ましい。 Examples of the nonionic viscous agent used in the present invention include polyalkylene oxides such as polyethylene oxide and ethylene oxide-propylene oxide copolymer, nonionic polyacrylamide, ethylene oxide-acrylamide copolymer, hydroxyethyl cellulose and the like. Be done. The nonionic slime may be used alone or in combination of two or more. The amount of the nonionic slime added is not particularly limited, but it is preferably added in the dispersion liquid so as to be 2 ppm or more and 15 ppm or less, and more preferably 5 ppm or more and 12 ppm or less.
本発明で用いるアニオン性の粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アニオン性のポリアクリルアミド、アニオン性のエチレンオキサイド－アクリルアミド共重合体、ポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。アニオン性の粘剤は１種又は２種以上を併用しても構わない。アニオン性の粘剤の添加量は特に制限されないが、分散液中、５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下となるように添加することが好ましく、１０ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下となるように添加することがより好ましい。 Examples of the anionic viscous agent used in the present invention include carboxymethyl cellulose, anionic polyacrylamide, anionic ethylene oxide-acrylamide copolymer, sodium polyacrylate and the like. The anionic slime may be used alone or in combination of two or more. The amount of the anionic slime added is not particularly limited, but it is preferably added in the dispersion liquid so as to be 5 ppm or more and 30 ppm or less, and more preferably 10 ppm or more and 20 ppm or less.
本発明は、湿式抄紙法で炭素繊維不織布を製造する方法である。湿式抄紙法では、まず、再生炭素繊維と、必要により併用する他の繊維とをパルパーやアジター（登録商標）を用いて水中に分散させてスラリーとし、その後、異物や塊等を除去するためのスクリーン等の工程を経て、最終の繊維濃度が０．０１～０．５０質量％に調整されたスラリーを抄紙網で抄き上げ、湿紙が得られる。繊維の分散性の均一化や炭素繊維不織布の品質向上等のために、工程中で分散剤や粘剤の他に消泡剤、親水化剤、帯電防止剤、離型剤、抗菌剤、殺菌剤等の薬品を添加する場合もある。 The present invention is a method for producing a carbon fiber nonwoven fabric by a wet papermaking method. In the wet papermaking method, first, the regenerated carbon fiber and other fibers used in combination with each other are dispersed in water using a pulper or an agitator (registered trademark) to form a slurry, and then foreign substances, lumps, etc. are removed. A slurry having a final fiber concentration adjusted to 0.01 to 0.50% by mass is made with a papermaking net through a process such as a screen, and a wet paper is obtained. In addition to dispersants and viscous agents, defoaming agents, hydrophilic agents, antistatic agents, mold release agents, antibacterial agents, and sterilizers are used in the process to make the dispersibility of fibers uniform and improve the quality of carbon fiber non-woven fabrics. Chemicals such as agents may be added.
抄紙機としては、例えば、長網、円網、傾斜ワイヤー等の抄紙網を単独で使用した抄紙機、同種又は異種の２以上の抄紙網がオンラインで設置されているコンビネーション抄紙機等を使用することができる。また、炭素繊維不織布が２層以上の多層構造の場合には、各々の抄紙機で抄き上げた湿紙を積層する抄き合わせ法や、一方の層を形成した後に、該層上に繊維を分散したスラリーを流延して積層とする流延法等で、炭素繊維不織布を製造することができる。繊維を分散したスラリーを流延する際に、先に形成した層は湿紙状態であっても、乾燥状態であってもいずれでも良い。また、２枚以上の乾燥状態の層を熱融着させて、多層構造の炭素繊維不織布とすることもできる。 As the paper machine, for example, a paper machine that uses a paper machine such as a long net, a circular net, or an inclined wire alone, or a combination paper machine in which two or more paper machines of the same type or different types are installed online is used. be able to. When the carbon fiber non-woven fabric has a multi-layer structure of two or more layers, a method of laminating wet paper made by each paper making machine or a method of laminating wet paper made by each paper making machine, or after forming one layer, fibers are placed on the layer. A carbon fiber non-woven fabric can be produced by a casting method or the like in which a slurry in which the above-mentioned materials are dispersed is cast and laminated. When the slurry in which the fibers are dispersed is cast, the previously formed layer may be in a wet paper state or a dry state. Further, two or more dried layers can be heat-fused to form a multi-layered carbon fiber nonwoven fabric.
本発明において、炭素繊維不織布を多層構造で抄紙する場合、各層の繊維配合が同一である多層構造であっても良く、各層の繊維配合が異なっている多層構造であっても良い。多層構造である場合、各層の目付が下がることにより、スラリーの繊維濃度を下げることができるため、炭素繊維不織布の地合が良くなり、その結果、炭素繊維不織布の地合の均一性が向上する。また、各層の地合が不均一であった場合でも、積層することで補填できる。さらに、抄紙速度を上げることができ、操業性が向上するという効果も得られる。 In the present invention, when the carbon fiber nonwoven fabric is made into a multi-layer structure, it may have a multi-layer structure in which the fiber composition of each layer is the same, or a multi-layer structure in which the fiber composition of each layer is different. In the case of a multi-layer structure, the fiber concentration of the slurry can be lowered by lowering the texture of each layer, so that the texture of the carbon fiber nonwoven fabric is improved, and as a result, the uniformity of the texture of the carbon fiber nonwoven fabric is improved. .. Further, even if the formation of each layer is uneven, it can be compensated by laminating. Further, the papermaking speed can be increased, and the effect of improving the operability can be obtained.
湿式抄紙法では、抄紙網で抄き上げられた湿紙を、必要に応じて、サクション装置、プレスロール等で脱水し、含有水分量を制御した上で、ヤンキードライヤー、エアードライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラム式ドライヤー、赤外方式ドライヤー等で乾燥することによって、シート状の炭素繊維不織布が得られる。 In the wet papermaking method, wet paper made by a papermaking net is dehydrated with a suction device, a press roll, etc. as necessary, and after controlling the water content, a yankee dryer, an air dryer, a cylinder dryer, etc. A sheet-shaped carbon fiber non-woven fabric can be obtained by drying with a suction drum type dryer, an infrared type dryer or the like.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to the present examples.
実施例においては、下記の繊維を使用した。
「再生炭素繊維」：炭素繊維強化樹脂複合体（ＰＡＮ系炭素繊維、エポキシ樹脂使用）を熱分解法により、エポキシ樹脂成分を除去して再生し、繊維長１０ｍｍに分級処理した平均繊維径６μｍの再生炭素繊維
「ＰＡ６６繊維」：ポリアミド６６繊維、繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ
「ＰＥＴ繊維」：ポリエチレンテレフタレート未延伸繊維、繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ
「ＰＶＡ繊維」：ポリビニルアルコール（ビニロン）繊維、繊維径１１μｍ、繊維長３ｍｍ（水中溶解温度７０℃）
「ミクロフィブリル化セルロース繊維」：リンターパルプをパルパーで５分間解繊した後、増幸産業社製マスコロイダー（登録商標、装置名：ＭＫＣＡ６－２Ｊ）を用いて、磨砕処理を行い、変法濾水度２５０ｍｌとなるように調整したミクロフィブリル化セルロース繊維
In the examples, the following fibers were used.
"Recycled carbon fiber": A carbon fiber reinforced resin composite (PAN-based carbon fiber, using epoxy resin) is regenerated by removing the epoxy resin component by a thermal decomposition method, and is classified into a fiber length of 10 mm and has an average fiber diameter of 6 μm. Recycled carbon fiber "PA66 fiber": Polyamide 66 fiber, fineness 1.7 dtex, fiber length 5 mm
"PET fiber": polyethylene terephthalate unstretched fiber, fineness 1.7 dtex, fiber length 5 mm
"PVA fiber": Polyvinyl alcohol (vinylon) fiber, fiber diameter 11 μm, fiber length 3 mm (dissolution temperature in water 70 ° C)
"Microfibrillated cellulose fiber": After defibrating linter pulp with pulper for 5 minutes, it is ground using a Mascoroider (registered trademark, device name: MKCA6-2J) manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd. Microfibrillated cellulose fiber adjusted to a water content of 250 ml
（実施例１）
容量６００Ｌのスラッシュパルパー内に５００Ｌの水を注入し、分散剤として非イオン性のメイカサーフＢＰ－２５（明成化学工業株式会社製）を有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％となるように添加し、再生炭素繊維を１．２ｋｇ添加して５分間分散した。この分散液に第１の粘剤として非イオン性のアルコックス（登録商標）ＳＫ（明成化学工業株式会社製）を濃度１０ｐｐｍとなるように添加し、３分間分散した後、さらに第２の粘剤としてアニオン性のアルコックスＫ－２（明成化学工業株式会社製）を濃度２０ｐｐｍとなるように添加し、３分間分散して炭素繊維スラリーを調成し、アジターを有する容量１２００Ｌ撹拌タンクに炭素繊維スラリーを移送した。次にスラッシュパルパー内に４００Ｌの水を注入し、ＰＡ６６繊維を０．６ｋｇ、ＰＶＡ繊維を０．１ｋｇ、ミクロフィブリル化セルロース繊維を０．１ｋｇ添加して５分間分散した後、前記撹拌タンクに移送して、炭素繊維スラリーと混合した後希釈し、アジターで１０分間撹拌することにより、分散濃度０．１質量％の抄紙用スラリーを調成した。この抄紙用スラリーを９０メッシュの金属ワイヤーを有する円網抄紙機で湿紙を形成し、吸引装置、プレスロールで適宜脱水した後、１５０℃のヤンキードライヤーに湿紙を密着させて乾燥し、目付５０ｇ／ｍ２の炭素繊維不織布を得た。
(Example 1)
Inject 500 L of water into a 600 L slush pulper, and use nonionic Meikasurf BP-25 (manufactured by Meisei Chemical Works, Ltd.) as a dispersant so that the active ingredient is 2% by mass with respect to the regenerated carbon fiber. After addition, 1.2 kg of regenerated carbon fiber was added and dispersed for 5 minutes. Nonionic Alcox (registered trademark) SK (manufactured by Meisei Chemical Works, Ltd.) was added to this dispersion as a first viscous agent to a concentration of 10 ppm, dispersed for 3 minutes, and then further viscous second. Anionic Alcox K-2 (manufactured by Meisei Chemical Works, Ltd.) was added as an agent to a concentration of 20 ppm, dispersed for 3 minutes to prepare a carbon fiber slurry, and carbon was added to a 1200 L stirring tank having an agitator. The fiber slurry was transferred. Next, 400 L of water was injected into the slush pulper, 0.6 kg of PA66 fiber, 0.1 kg of PVA fiber, and 0.1 kg of microfibrillated cellulose fiber were added and dispersed for 5 minutes, and then transferred to the stirring tank. Then, it was mixed with the carbon fiber slurry, diluted, and stirred with an agitator for 10 minutes to prepare a papermaking slurry having a dispersion concentration of 0.1% by mass. Wet paper is formed from this papermaking slurry with a circular net paper machine having a 90-mesh metal wire, dehydrated appropriately with a suction device and a press roll, and then the wet paper is brought into close contact with a Yankee dryer at 150 ° C. to dry it. A 50 g / m 2 carbon fiber non-woven fabric was obtained.
（実施例２）
実施例１において、メイカサーフＢＰ－２５を有効成分が再生炭素繊維に対して５質量％となるように添加した以外は実施例１と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Example 2)
In Example 1, a carbon fiber nonwoven fabric was produced in the same manner as in Example 1 except that Meikasurf BP-25 was added so that the active ingredient was 5% by mass with respect to the regenerated carbon fiber.
（実施例３）
実施例１において、メイカサーフＢＰ－２５を有効成分が再生炭素繊維に対して８質量％となるように添加し、第２の粘剤としてアニオン性のパムオール（明成化学工業株式会社製）を２０ｐｐｍとなるように添加した以外は実施例１と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Example 3)
In Example 1, Meikasurf BP-25 was added so that the active ingredient was 8% by mass with respect to the regenerated carbon fiber, and anionic Pamol (manufactured by Meisei Chemical Works, Ltd.) was added as a second viscous agent at 20 ppm. A carbon fiber non-woven fabric was produced in the same manner as in Example 1 except that the carbon fiber non-woven fabric was added so as to be.
（実施例４）
実施例１において、メイカサーフＢＰ－２５を有効成分が再生炭素繊維に対して１０質量％となるように添加し、第１の粘剤として非イオン性のアルコックスＳＷ（明成化学工業株式会社製）を１２ｐｐｍとなるように添加し、第２の粘剤としてアニオン性のパムオールを３０ｐｐｍとなるように添加した以外は実施例１と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Example 4)
In Example 1, Meikasurf BP-25 was added so that the active ingredient was 10% by mass based on the regenerated carbon fiber, and the non-ionic Alcox SW (manufactured by Meisei Chemical Works, Ltd.) was added as the first viscous agent. Was added so as to be 12 ppm, and anionic pamol was added as a second viscous agent so as to be 30 ppm, and a carbon fiber nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1.
（実施例５）
容量６００Ｌのスラッシュパルパー内に５００Ｌの水を注入し、分散剤として非イオン性のメイカサーフＢＨ－２５（明成化学工業株式会社製）を有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％となるように添加し、再生炭素繊維を１．３ｋｇ、ＰＥＴ繊維を０．５ｋｇ、ミクロフィブリル化セルロース繊維を０．２ｋｇ添加して５分間分散した。この分散液に第１の粘剤として非イオン性のアルコックスＳＷを濃度５ｐｐｍとなるように添加し、３分間分散した後、さらに第２の粘剤としてアニオン性のパムオールを濃度２０ｐｐｍとなるように添加し、３分間分散して再生炭素繊維を含むスラリーを調成し、アジターを有する容量１２００Ｌ撹拌タンクに移送した後希釈し、アジターで１０分間撹拌することにより、分散濃度０．１質量％の抄紙用スラリーを調成した。この抄紙用スラリーを９０メッシュの金属ワイヤーを有する円網抄紙機で湿紙を形成し、吸引装置、プレスロールで適宜脱水した後、１５０℃のヤンキードライヤーに湿紙を密着させて乾燥し、目付５０ｇ／ｍ２の炭素繊維不織布を得た。
(Example 5)
Inject 500 L of water into a 600 L slush pulper, and use nonionic Meikasurf BH-25 (manufactured by Meisei Chemical Works, Ltd.) as a dispersant so that the active ingredient is 2% by mass with respect to the regenerated carbon fiber. After addition, 1.3 kg of regenerated carbon fiber, 0.5 kg of PET fiber and 0.2 kg of microfibrillated cellulose fiber were added and dispersed for 5 minutes. Nonionic Alcox SW as a first viscous agent was added to this dispersion so as to have a concentration of 5 ppm, and after dispersing for 3 minutes, anionic Pamol was further added as a second viscous agent to a concentration of 20 ppm. To prepare a slurry containing regenerated carbon fiber, which is dispersed for 3 minutes, transferred to a 1200 L stirring tank having an agitator, diluted, and stirred with the agitator for 10 minutes to obtain a dispersion concentration of 0.1% by mass. The slurry for papermaking was prepared. Wet paper is formed from this papermaking slurry with a circular net paper machine having a 90-mesh metal wire, dehydrated appropriately with a suction device and a press roll, and then the wet paper is brought into close contact with a Yankee dryer at 150 ° C. to dry it. A 50 g / m 2 carbon fiber non-woven fabric was obtained.
（実施例６）
実施例５において、メイカサーフＢＨ－２５を有効成分が再生炭素繊維に対して１０質量％となるように添加した以外は実施例５と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Example 6)
In Example 5, a carbon fiber nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 5 except that Meikasurf BH-25 was added so that the active ingredient was 10% by mass with respect to the regenerated carbon fiber.
（実施例７）
容量６００Ｌのスラッシュパルパー内に５００Ｌの水を注入し、分散剤として非イオン性のメイカサーフＢＨ－２５を有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％となるように添加し、再生炭素繊維を１．３ｋｇ添加して５分間分散した。この分散液に第１の粘剤として非イオン性のアルコックスＳＷを濃度５ｐｐｍとなるように添加し、３分間分散した後、さらに第２の粘剤としてアニオン性のパムオール（明成化学工業株式会社製）を濃度２０ｐｐｍとなるように添加し、３分間分散して炭素繊維スラリーを調成し、アジターを有する容量１２００Ｌ撹拌タンクに炭素繊維スラリーを移送した。次にスラッシュパルパー内に４００Ｌの水を注入し、ＰＥＴ繊維を０．５ｋｇ、ミクロフィブリル化セルロース繊維を０．２ｋｇ添加して５分間分散した後、前記撹拌タンクに移送して、炭素繊維スラリーと混合した後希釈し、アジターで１０分間撹拌することにより、分散濃度０．１質量％の抄紙用スラリーを調成した。この抄紙用スラリーを９０メッシュの金属ワイヤーを有する円網抄紙機で湿紙を形成し、吸引装置、プレスロールで適宜脱水した後、１５０℃のヤンキードライヤーに湿紙を密着させて乾燥し、目付５０ｇ／ｍ２の炭素繊維不織布を得た。
(Example 7)
500 L of water is injected into a 600 L slush pulper, nonionic Meikasurf BH-25 is added as a dispersant so that the active ingredient is 2% by mass based on the regenerated carbon fiber, and 1 regenerated carbon fiber is added. .3 kg was added and dispersed for 5 minutes. Nonionic Alcox SW as the first viscous agent was added to this dispersion so as to have a concentration of 5 ppm, and after dispersing for 3 minutes, anionic Pamol (Meisei Chemical Works, Ltd.) was further added as the second viscous agent. (Manufactured with) was added to a concentration of 20 ppm and dispersed for 3 minutes to prepare a carbon fiber slurry, and the carbon fiber slurry was transferred to a 1200 L capacity stirring tank having an agitator. Next, 400 L of water was injected into the slush pulper, 0.5 kg of PET fiber and 0.2 kg of microfibrillated cellulose fiber were added and dispersed for 5 minutes, and then transferred to the stirring tank to form a carbon fiber slurry. After mixing, the mixture was diluted and stirred with an agitator for 10 minutes to prepare a papermaking slurry having a dispersion concentration of 0.1% by mass. Wet paper is formed from this papermaking slurry with a circular net paper machine having a 90-mesh metal wire, dehydrated appropriately with a suction device and a press roll, and then the wet paper is brought into close contact with a Yankee dryer at 150 ° C. to dry it. A 50 g / m 2 carbon fiber non-woven fabric was obtained.
（実施例８）
実施例７において、メイカサーフＢＨ－２５を有効成分が再生炭素繊維に対して１０質量％となるように添加した以外は実施例７と同様にした炭素繊維不織布を作製した。
(Example 8)
In Example 7, a carbon fiber nonwoven fabric similar to that in Example 7 was prepared except that Meikasurf BH-25 was added so that the active ingredient was 10% by mass with respect to the regenerated carbon fiber.
（実施例９）
実施例５において、非イオン性の分散剤としてメイカサーフＭＫ－３７（明成化学工業株式会社製）を有効成分が再生炭素繊維に対して１質量％となるように添加し、第１の粘剤として非イオン性のアルコックスＳＶ（明成化学工業株式会社製）を１０ｐｐｍとなるように添加し、第２の粘剤としてアニオン性のアクリパーズ（登録商標、三菱ケミカル株式会社製）を１５ｐｐｍとなるように添加した以外は実施例５と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Example 9)
In Example 5, Meikasurf MK-37 (manufactured by Meisei Chemical Works, Ltd.) was added as a non-ionic dispersant so that the active ingredient was 1% by mass based on the regenerated carbon fiber, and used as the first viscous agent. Add non-ionic Alcox SV (manufactured by Meisei Chemical Works, Ltd.) to 10 ppm, and add anionic aclippers (registered trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as a second viscous agent to 15 ppm. A carbon fiber nonwoven fabric was produced in the same manner as in Example 5 except that it was added.
（実施例１０）
実施例９において、メイカサーフＭＫ－３７を有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％となるように添加した以外は実施例９と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Example 10)
In Example 9, a carbon fiber nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 9 except that Meikasurf MK-37 was added so that the active ingredient was 2% by mass with respect to the regenerated carbon fiber.
（実施例１１）
実施例９において、メイカサーフＭＫ－３７を有効成分が再生炭素繊維に対して１０質量％となるように添加した以外は実施例９と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Example 11)
In Example 9, a carbon fiber nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 9 except that Meikasurf MK-37 was added so that the active ingredient was 10% by mass with respect to the regenerated carbon fiber.
（実施例１２）
実施例９において、メイカサーフＭＫ－３７を有効成分が再生炭素繊維に対して１２質量％となるように添加した以外は実施例９と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Example 12)
In Example 9, a carbon fiber nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 9 except that Meikasurf MK-37 was added so that the active ingredient was 12% by mass with respect to the regenerated carbon fiber.
（比較例１）
実施例５において、非イオン性の分散剤としてメイカサーフＭＫ－３７を有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％となるように添加して５分間分散した後、第１の粘剤として非イオン性のアルコックスＳＶを１０ｐｐｍとなるように添加し、第２の粘剤としてアニオン性のパムオールを使用せず、分散する時間を６分間とした以外は実施例５と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Comparative Example 1)
In Example 5, Meikasurf MK-37 as a non-ionic dispersant was added so that the active ingredient was 2% by mass based on the regenerated carbon fiber and dispersed for 5 minutes, and then non-ionic as the first viscous agent. The carbon fiber nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 5 except that the sex Alcox SV was added so as to be 10 ppm, the anionic pamol was not used as the second viscous agent, and the dispersion time was set to 6 minutes. Made.
（比較例２）
実施例５において、非イオン性の分散剤としてメイカサーフＭＫ－３７を有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％となるように添加して５分間分散した後、第１の粘剤として非イオン性のアルコックスＳＶを１０ｐｐｍとなるように添加し、３分間分散した後、第２の粘剤としてカチオン性のポイズ（登録商標）Ｃ－１５０Ｌ（花王株式会社製）を１５ｐｐｍとなるように添加して３分間分散した以外は実施例５と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Comparative Example 2)
In Example 5, Meikasurf MK-37 as a non-ionic dispersant was added so that the active ingredient was 2% by mass based on the regenerated carbon fiber and dispersed for 5 minutes, and then non-ionic as the first viscous agent. Add sex Alcox SV to 10 ppm, disperse for 3 minutes, and then add cationic Poise (registered trademark) C-150L (manufactured by Kao Co., Ltd.) to 15 ppm as a second viscous agent. Then, a carbon fiber nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 5 except that the mixture was dispersed for 3 minutes.
（比較例３）
実施例５において、非イオン性の分散剤としてメイカサーフＭＫ－３７を有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％となるように添加して５分間分散した後、第１の粘剤として非イオン性の粘剤を使用せず、アニオン性のアクリパーズを１５ｐｐｍとなるように添加し、第２の粘剤を添加せず、６分間分散した以外は実施例５と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Comparative Example 3)
In Example 5, Meikasurf MK-37 was added as a non-ionic dispersant so that the active ingredient was 2% by mass based on the regenerated carbon fiber and dispersed for 5 minutes, and then non-ionic as the first viscous agent. A carbon fiber non-woven fabric was prepared in the same manner as in Example 5 except that anionic aclipse was added so as to be 15 ppm without using a sex viscous agent and dispersed for 6 minutes without adding a second viscous agent. did.
（比較例４）
実施例５において、非イオン性の分散剤としてメイカサーフＭＫ－３７を有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％となるように添加して５分間分散した後、第１の粘剤としてアニオン性のアクリパーズを１５ｐｐｍとなるように添加して３分間分散した後、第２の粘剤として非イオン性のアルコックスＳＶを１０ｐｐｍとなるように添加して３分間分散した以外は実施例５と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Comparative Example 4)
In Example 5, Meikasurf MK-37 was added as a non-ionic dispersant so that the active ingredient was 2% by mass based on the regenerated carbon fiber and dispersed for 5 minutes, and then anionic as the first viscous agent. The same as in Example 5 except that a clippers of No. 1 was added so as to be 15 ppm and dispersed for 3 minutes, and then non-ionic Alcox SV was added as a second viscous agent so as to be 10 ppm and dispersed for 3 minutes. A carbon fiber non-woven fabric was produced.
（比較例５）
実施例５において、分散剤としてアニオン性のエマール（登録商標）２０Ｃ（花王株式会社製）を有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％となるように添加して５分間分散した後、第１の粘剤として非イオン性のアルコックスＳＶを１０ｐｐｍとなるように添加して３分間分散した後、さらに第２の粘剤としてアニオン性のアクリパーズを１５ｐｐｍとなるように添加して３分間分散した以外は実施例５と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Comparative Example 5)
In Example 5, anionic Emar (registered trademark) 20C (manufactured by Kao Corporation) was added as a dispersant so that the active ingredient was 2% by mass based on the regenerated carbon fiber, and the mixture was dispersed for 5 minutes, and then dispersed for 5 minutes. Non-ionic Alcox SV as the viscous agent of No. 1 was added so as to be 10 ppm and dispersed for 3 minutes, and then anionic aclipers was further added as the second viscous agent so as to be 15 ppm and dispersed for 3 minutes. A carbon fiber non-woven fabric was produced in the same manner as in Example 5.
（比較例６）
実施例５において、分散剤としてカチオン性のコータミン（登録商標）２４Ｐ（花王株式会社製）を有効成分が再生炭素繊維に対して２質量％となるように添加して５分間分散した後、第１の粘剤として非イオン性のアルコックスＳＶを１０ｐｐｍとなるように添加して３分間分散した後、さらに第２の粘剤としてアニオン性のアクリパーズを１５ｐｐｍとなるように添加して３分間分散した以外は実施例５と同様にして炭素繊維不織布を作製した。
(Comparative Example 6)
In Example 5, cationic coatamine (registered trademark) 24P (manufactured by Kao Co., Ltd.) was added as a dispersant so that the active ingredient was 2% by mass based on the regenerated carbon fiber, and the fibers were dispersed for 5 minutes, and then the first. Non-ionic Alcox SV as the viscous agent of No. 1 was added so as to be 10 ppm and dispersed for 3 minutes, and then anionic aclipers was further added as the second viscous agent so as to be 15 ppm and dispersed for 3 minutes. A carbon fiber non-woven fabric was produced in the same manner as in Example 5.
上記の実施例及び比較例で使用した繊維の種類及び配合量を表１に示す。また同様に分散剤、第１の粘剤、第２の粘剤の銘柄、イオン性及び添加量を表２に示す。 Table 1 shows the types and blending amounts of the fibers used in the above Examples and Comparative Examples. Similarly, Table 2 shows the brands, ionicity, and addition amount of the dispersant, the first viscous agent, and the second viscous agent.
（地合の評価）
実施例及び比較例で得られた炭素繊維不織布から縦横２５０ｍｍ角のシートを切り取り、この炭素繊維不織布を透過光で観察し、シート中に存在する欠点（離解せず束になった状態の繊維及び繊維が撚れて凝集した塊）の数を数えた。欠点の数が少ない方が地合に優れ好ましい。結果を表３に示す。
(Evaluation of formation)
A sheet of 250 mm square length and width was cut from the carbon fiber nonwoven fabrics obtained in Examples and Comparative Examples, and the carbon fiber nonwoven fabric was observed with transmitted light. The number of lumps of twisted and aggregated fibers) was counted. It is preferable that the number of defects is small because the formation is excellent. The results are shown in Table 3.
さらにこのシートの地合ムラを目視で評価した。ここで地合ムラとは、不織布を透過光で観察した場合に濃淡差が生じる部分があることを示す。シートに地合ムラがない場合を「◎」、地合ムラが僅かにある場合を「○」、地合ムラがやや多い場合を「△」、地合ムラが多い場合を「×」とした。地合ムラが少ない方が地合に優れ好ましい。結果を表３に示す。 Furthermore, the texture unevenness of this sheet was visually evaluated. Here, the geological unevenness means that there is a portion where a difference in shade occurs when the nonwoven fabric is observed with transmitted light. "◎" is the case where there is no formation unevenness on the sheet, "○" is the case where there is slight formation unevenness, "△" is the case where there is a little formation unevenness, and "×" is the case where there is a lot of formation unevenness. .. It is preferable that the formation unevenness is small because the formation is excellent. The results are shown in Table 3.
（フラジール通気度の変動率による均一性の評価）
実施例及び比較例で得られた炭素繊維不織布から縦横５００ｍｍ角のシートを切り取り、ここから５０ｍｍ角の通気度測定用試料１００枚を作製し、ＪＩＳ Ｌ １０９６に規定される通気性Ａ法（フラジール形法）に準じて、通気性試験機（装置名：ＫＥＳ－Ｆ８－ＡＰ１、カトーテック（株）製）で通気度を測定し、試料１００枚の通気度の平均値（Ｐ１）と標準偏差（Ｐ２）を算出し、次の式（１）からフラジール通気度の変動率を求めた。フラジール通気度の変動率が小さい方が、均一性が高く優れている。結果を表３に示す。
(Evaluation of uniformity by volatility of Frazier air permeability)
From the carbon fiber non-woven fabrics obtained in Examples and Comparative Examples, a sheet of 500 mm square length and width was cut out, and 100 samples for measuring the air permeability of 50 mm square were prepared from this, and the breathability A method (Frazil) specified in JIS L 1096 was prepared. The air permeability was measured with an air permeability tester (device name: KES-F8-AP1, manufactured by Kato Tech Co., Ltd.) according to the format method), and the average value (P1) and standard deviation of the air permeability of 100 samples. (P2) was calculated, and the fluctuation rate of the Frazier air permeability was obtained from the following formula (1). The smaller the volatility of Frazier air permeability, the higher the uniformity and superiority. The results are shown in Table 3.
式（１）
フラジール通気度の変動率（％）＝通気度の標準偏差（Ｐ２）／通気度の平均値（Ｐ１）×１００
Equation (1)
Frazier Volatility rate (%) = Standard deviation of air permeability (P2) / Mean value of air permeability (P1) x 100
実施例１から１２の製造方法で得られた炭素繊維不織布は地合が良好で均一性に優れている。 The carbon fiber nonwoven fabrics obtained by the production methods of Examples 1 to 12 have a good texture and excellent uniformity.
実施例１から実施例４、実施例７、実施例８は、再生炭素繊維単独で分散した後、炭素繊維以外の繊維と混合しており、得られた炭素繊維不織布は欠点が少なく、通気度の変動率も小さく、地合が良好で均一性に優れていてより好ましい。 In Examples 1 to 4, Example 7, and Example 8, the regenerated carbon fiber was dispersed alone and then mixed with fibers other than the carbon fiber, and the obtained carbon fiber non-woven fabric has few defects and air permeability. The fluctuation rate is also small, the formation is good, and the uniformity is excellent, which is more preferable.
実施例５と実施例７とを比較すると、再生炭素繊維と炭素繊維以外の繊維を別々に分散し混合して抄紙した実施例７の方が、再生炭素繊維とそれ以外の繊維とを一緒に分散して抄紙した実施例５より、欠点が少なく、通気度の変動率も小さく、地合が良好で均一性に優れていて好ましい。 Comparing Example 5 and Example 7, in Example 7 in which the regenerated carbon fiber and the fiber other than the carbon fiber were separately dispersed and mixed to make a paper, the regenerated carbon fiber and the other fiber were mixed together. Compared to Example 5 in which the paper is dispersed and paper-made, it is preferable because it has few defects, the fluctuation rate of the air permeability is small, the formation is good, and the uniformity is excellent.
実施例６と実施例８とを比較すると、再生炭素繊維と炭素繊維以外の繊維を別々に分散し混合して抄紙した実施例８の方が、再生炭素繊維とそれ以外の繊維とを一緒に分散して抄紙した実施例６より、欠点が少なく、通気度の変動率も小さく、地合が良好で均一性に優れていて好ましい。 Comparing Example 6 and Example 8, in Example 8 in which the regenerated carbon fiber and the fiber other than the carbon fiber were separately dispersed and mixed to make a paper, the regenerated carbon fiber and the other fiber were used together. Compared to Example 6 in which the paper was dispersed and made, it is preferable because it has few defects, the fluctuation rate of the air permeability is small, the formation is good, and the uniformity is excellent.
実施例９から実施例１２を比較すると、分散剤の有効成分の再生炭素繊維に対する添加量がより好ましい範囲にある実施例１０及び実施例１１は、より好ましい範囲外である実施例９及び実施例１２に比べ、欠点が少なく、地合ムラが少なく、通気度の変動率も小さく、地合が良好で均一性により優れており好ましい。 Comparing Examples 9 to 12, Examples 10 and 11 in which the amount of the active ingredient of the dispersant added to the regenerated carbon fiber is in a more preferable range are out of the more preferable range in Examples 9 and Example. Compared with No. 12, there are few defects, there is less unevenness in the formation, the fluctuation rate of the air permeability is small, the formation is good, and the uniformity is superior, which is preferable.
比較例１は第２の粘剤としてアニオン性の粘剤を添加して分散する工程を有しておらず、実施例７に比べ、欠点及び地合ムラが多く、通気度の変動率が高く、地合及び均一性が劣っている。 Comparative Example 1 does not have a step of adding and dispersing an anionic viscous agent as a second viscous agent, has many defects and formation unevenness, and has a high volatility of air permeability as compared with Example 7. , Poor formation and uniformity.
比較例２は第２の粘剤としてカチオン性の粘剤を添加して分散しており、実施例１０に比べ、欠点及び地合ムラが多く、通気度の変動率が高く、地合及び均一性が劣っている。 In Comparative Example 2, a cationic thickener was added and dispersed as a second thickener, and as compared with Example 10, there were many defects and uneven formation, the volatility of air permeability was high, and the formation and uniformity were uniform. Inferior in sex.
比較例３は第１の粘剤としてアニオン性の粘剤を添加して分散したのみであり、実施例１０に比べ、欠点及び地合ムラが多く、通気度の変動率が高く、地合及び均一性が劣っている。 In Comparative Example 3, only an anionic mucilage was added and dispersed as the first viscous agent, and as compared with Example 10, there were many defects and formation unevenness, the volatility of air permeability was high, and the formation and formation were high. Poor uniformity.
比較例４は第１の粘剤としてアニオン性の粘剤を添加して分散した後、第２の粘剤として非イオン性の粘剤を添加して分散しており、アニオン性の粘剤と非イオン性の粘剤の添加順が逆転しており、実施例１０に比べ、欠点及び地合ムラが多く、通気度の変動率が高く、地合及び均一性が劣っている。 In Comparative Example 4, an anionic viscous agent was added and dispersed as the first viscous agent, and then a non-ionic viscous agent was added and dispersed as the second viscous agent. The order of addition of the non-ionic viscous agent is reversed, and as compared with Example 10, there are many defects and formation unevenness, the volatility of the air permeability is high, and the formation and uniformity are inferior.
比較例５は分散剤として、非イオン性の分散剤ではなく、アニオン性の分散剤を使用しており、実施例１０に比べ、欠点及び地合ムラが多く、通気度の変動率が高く、地合及び均一性が劣っている。 Comparative Example 5 uses an anionic dispersant instead of a nonionic dispersant as the dispersant, and has more defects and formation unevenness and a higher volatility of air permeability than Example 10. Poor formation and uniformity.
比較例６は分散剤として、非イオン性の分散剤ではなく、カチオン性の分散剤を使用しており、実施例１０に比べ、欠点及び地合ムラが多く、通気度の変動率が高く、地合及び均一性が劣っている。 Comparative Example 6 uses a cationic dispersant instead of a nonionic dispersant as the dispersant, and has more defects and formation unevenness and a higher volatility of air permeability than Example 10. Poor formation and uniformity.
本発明の炭素繊維不織布の製造方法で得られた炭素繊維不織布は、電子機器材料、電気機器材料、土木材料、建築材料、自動車材料、航空機材料、各種製造業で使用されるロボット、ロール等の製造部品等に利用可能である。 The carbon fiber non-woven fabric obtained by the method for manufacturing a carbon fiber non-woven fabric of the present invention can be used for electronic equipment materials, electrical equipment materials, civil engineering materials, building materials, automobile materials, aircraft materials, robots used in various manufacturing industries, rolls and the like. It can be used for manufacturing parts, etc.
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06116893A (en) * | 1992-10-02 | 1994-04-26 | Kanebo Ltd | Production of paper of inorganic fiber |
| JP3693449B2 (en) * | 1996-04-05 | 2005-09-07 | 三菱製紙株式会社 | Antibacterial antifungal agent and fibrous substance containing the same |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017057511A (en) | 2015-09-14 | 2017-03-23 | 明成化学工業株式会社 | Dispersant for wet type paper, dispersion composition for wet type paper and fiber sheet |
| JP2019150773A (en) | 2018-03-03 | 2019-09-12 | 明成化学工業株式会社 | Carbon fiber dispersant composition, carbon fiber dispersant kit, carbon fiber dispersing composition, and carbon fiber sheet manufacturing method |
| JP2019173216A (en) | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 日立化成株式会社 | Manufacturing method of non-woven fabric and manufacturing method of composite material |
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