JP2001049536A

JP2001049536A - 炭素繊維の製造方法

Info

Publication number: JP2001049536A
Application number: JP11219884A
Authority: JP
Inventors: Makoto Endo; 真遠藤; Toru Hiramatsu; 徹平松; Hirotaka Nakajima; 弘隆中嶋
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2001-02-20
Anticipated expiration: 2019-08-03
Also published as: JP3988329B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、太繊度でありながら、焼成後
に毛羽や糸割れが僅少で高強度、高品質な炭素繊維が得
られる炭素繊維の製造方法を提供することにある。【解決手段】アクリル系繊維を紡糸した後、合糸し、さ
らにフックドロップ法による交絡値が特定される範囲と
なるように交絡処理して一条の繊維束となした後、酸化
性雰囲気中で耐炎化処理し、次に不活性雰囲気中で炭化
処理する炭素繊維の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合材料の成形に
おいて、取り扱い性、樹脂の含浸性等の高次加工性に優
れた炭素繊維を製造する方法、およびその方法により得
られる炭素繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維の需要は年々増加しており、航
空機、スポーツの従来の用途から、建築、土木、エネル
ギー関係等一般産業用途へ需要が拡大している。一般産
業用途の中でも、特に大型の構造材料を成型する場合
は、炭素繊維はフィラメント・ワインディング法、プル
トルージョン法等により太物の形態で使用されることが
多いが、この場合、炭素繊維は、１０，０００〜２０，
０００の単繊維で構成される繊維が束状に引き揃えられ
てさらに大きな繊維束となっており、炭素繊維を構成す
る単繊維の総数は１００，０００程度となっている。

【０００３】炭素繊維を構成する単繊維の総数とボビン
１巻当たりの巻き量を増大すれば、高次加工において、
クリール装置に炭素繊維を仕掛ける頻度を減らすことが
でき、さらにクリール装置の小規模化等により生産効率
を高めることができる。

【０００４】上記単繊維の総数を増大する方法として
は、複数本の炭素繊維を合糸して、単一のボビンに巻き
取る方法が簡便であり多用されるが、ボビンから炭素繊
維を巻き出す際、炭素繊維が合糸前の構成単位に分割さ
れる、いわゆる「糸割れ」が生じることが多い。これに
より、フィラメント・ワイディング法、プルトルージョ
ン法等により、炭素繊維に樹脂を含浸させて複合材料を
製造する際のクリール工程においては、巻き出す際に炭
素繊維に架かる張力ムラにより糸切れが生じたり、樹脂
の含浸性が悪化することがある。

【０００５】上記問題点の対策として、特開平８−１５
８１６３号公報には、構成する単繊維の総数が６，００
０以上の炭素繊維用前駆体繊維を耐炎化処理した後、炭
化処理前、またはサイジング剤付与前に溝付きローラー
により合糸して構成する単繊維の総数が１２，０００以
上の繊維束としながら、同時に炭化処理後に得られる炭
素繊維の糸割れを改善する技術が開示されている。しか
しながら、この技術によれば耐炎化処理後の繊維は、主
として油剤の硬化等により単繊維間での接着が発生して
おり、合糸後に、圧縮空気の圧力を少なくとも５ｋｇｆ
／ｍ²程度にして交絡処理する必要があり、繊維束を構
成する単繊維が傷み易く、ひどい場合は単繊維が切断さ
れることもあった。また、単繊維の切断により、繊維束
の搬送過程で糸切れやガイドローラーへの巻き付き等工
程通過性が悪化するだけでなく、得られる炭素繊維の強
度特性の低下等品質面にも悪影響を与えていた。

【０００６】また、特開昭５９−４３１１３号公報に
は、アクリル系重合体溶液を紡糸し、２，０００〜６，
０００の単繊維で構成される繊維を乾燥緻密化後、合糸
して巻き取るアクリル系繊維の製造方法が提案されてい
る。しかしながら、この技術によれば構成される単繊維
の総数が５０，０００以上の繊維束を製造する場合は、
繊維を少なくとも９以上合糸する必要があり、交絡ムラ
が生じ易く、そのために繊維束に糸割れが生じたり、毛
羽が発生することがあった。

【０００７】さらに、炭素繊維用前駆体繊維束を構成す
る単繊維の総数を衣料用繊維並みに増やして生産効率を
高める方法も知られているが、この場合、前駆体繊維束
を紡糸する際に使用する口金の孔数を増やすことが必要
となり、紡糸工程の初期で凝固液の濃度ムラが生じ易く
なり、続く延伸工程や乾燥工程において繊維束の内外部
での温度差が拡大し、前駆体繊維束に毛羽や糸切れが発
生することがあった。

【０００８】前記前駆体繊維束に発生した毛羽は、耐炎
化工程と炭化工程から構成される焼成工程を通過するに
つれ、繊維束同士が絡み合う原因となる等して、さらに
多くの毛羽を発生させ、繊維束の糸切れやガイドローラ
ーへの巻き付きを惹起し、得られる炭素繊維の強度特性
の低下等品質面にも悪影響を与えていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、実質
的に無撚り、かつ太繊度でありながら、焼成後に毛羽や
糸割れが僅少で高強度、高品質な炭素繊維が得られる炭
素繊維の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、次の構成を有する。即ち、アクリル系繊維を
紡糸した後、合糸し、さらにフックドロップ法による交
絡値が５〜１００／ｍの範囲となるように交絡処理して
一条の繊維束となした後、酸化性雰囲気中で耐炎化処理
し、次に不活性雰囲気中で炭化処理する炭素繊維の製造
方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明者らは、アクリル系繊維を
紡糸した後、合糸して繊維束となし、さらにフックドロ
ップ法による交絡値が特定される範囲となるように交絡
処理した後、常法に従い炭化処理して炭素繊維を製造す
ることによって、前記した課題を一挙に解決することを
見い出すに至り、本発明に到達した。

【００１２】本発明でいうアクリル系繊維とは、アクリ
ロニトリル９０重量％以上からなるアクリル系重合体が
紡糸されてなる繊維であって、前記重合体は８重量％以
内で他のコモノマと共重合されていてもよい。コモノマ
としてはアクリル酸のメチルエステル、エチルエステ
ル、メタクリル酸のメチルエステル、エチルエステル、
イタコン酸、アクロレイン等を挙げることができるが、
特に限定されるものではない。

【００１３】アクリル系重合体溶液に使用される溶媒は
特に限定されないが、ジメチルホルムアミド、ジメチル
スルホキシド、ジメチルアセトアミド、塩化亜鉛水溶
液、硝酸等が使用できる。

【００１４】紡糸は上記重合体溶液をギアポンプ等で口
金から凝固浴中に吐出することによって行われ、次いで
紡糸された糸条を延伸、水洗、乾燥緻密化処理等の公知
のプロセスにより繊維とすることができる。ここで、繊
維は紡糸後、複数本の繊維を合糸し、さらに多数の単繊
維からなる１本の繊維とすることもできる。また、用い
る口金の孔数は、紡糸する糸条を構成する単繊維の総数
に応じて適宜設定できるが、通常２，２００〜３５，０
００、好ましくは４，４００〜３０，０００の範囲であ
る。

【００１５】前記繊維を構成する単繊維の繊度は特に限
定されるものでないが、０．５〜２ｄ（ｄ：単繊維デニ
ール）の範囲にあるのが好ましい。

【００１６】本発明では、乾湿式紡糸法等により紡糸さ
れ、前記したようなプロセスを経て得られた繊維を、一
旦ボビン等に巻き取り、その後独立したボビン等から巻
き出し、巻き出された複数本の繊維を、例えば溝付きロ
ーラー、好ましくはＶ字型溝を有するローラー等を使用
する等して、単一の溝内を通過させる等して合糸し、さ
らに繊維束をフックドロップ法による交絡値が特定され
る範囲となるように交絡して一条の繊維束となした後、
耐炎化処理し、炭化処理することにより炭素繊維が得る
方法が好ましく採用される。

【００１７】前記合糸および交絡処理は、乾燥緻密化
後、一旦ボビンに巻き取るまでの工程で行うこともでき
る。乾燥緻密化後は、スチーム中での後延伸、熱固定、
油剤付与、巻き取り等が施されるが、合糸および交絡処
理は、巻き取りの直前で行うのが好ましい。合糸および
交絡処理を乾燥緻密化より前で行うと、繊維の緻密化が
不充分な段階で収束、合糸および交絡されることとな
り、糸条の厚みムラや形態乱れが生じ高品位の炭素繊維
の製造が困難となることがある。

【００１８】本発明において、交絡処理には、糸割れの
発生を抑止する効果が高いことから、繊維束が走行する
方向と直交する方向から圧縮空気を噴射する方法が好ま
しく採用される。このとき、圧縮空気は、内径１〜５ｍ
ｍの小孔ノズルから噴射するのが好ましい。また、噴射
時の空気の圧力は、繊維束に与える損傷を少なくし、繊
維束の集束性を維持する観点から、０．５〜４．５ｋｇ
ｆ／ｃｍ²、好ましくは１〜３ｋｇｆ／ｃｍ²、より好ま
しくは１〜２ｋｇｆ／ｃｍ²とするのが良い。

【００１９】本発明では、上記繊維束の交絡は、後述す
るフックドロップ法による交絡値が５〜１００／ｍの範
囲、即ち、本発明でいう実質的に無撚りの状態となるよ
うに交絡することが必要である。さらに上記繊維束の交
絡は、かかる交絡値が、好ましくは１０〜５０／ｍ、よ
り好ましくは１０〜３０／ｍの範囲となるように処理す
るのが良い。５／ｍ未満であると、交絡が不足し、繊維
束に糸割れが生じることがあり、得られる炭素繊維にも
糸割れが多く発生し、高次加工時に樹脂の含浸性が悪化
することがある。１００／ｍを越えると繊維束の集束性
が過大となり、続く耐炎化工程で、繊維束が蓄熱し発火
や糸切れを引き起こしたり、得られる炭素繊維におい
て、高次加工時に樹脂の含浸性が悪化したり、さらには
樹脂の含浸時に必要となる繊維の拡幅性が損なわれるこ
ともある。

【００２０】なお、交絡方法は、交絡値が上記したよう
な範囲内になるよう交絡される限り、特に限定されな
い。

【００２１】本発明において、合糸前の繊維を構成する
単繊維の総数は４，４００〜３０，０００、好ましくは
６，５００〜３０，０００、より好ましくは８，０００
〜３０，０００、さらに好ましくは１０，０００〜３
０，０００であるのが良い。４，４００未満であると、
合糸する繊維の数が２〜８の範囲内で、構成する単繊維
の総数が３５，０００を越える太繊度の炭素繊維を得る
ことが事実上不可能となり、３０，０００を越えると、
製糸工程における熱処理、乾燥緻密化、油剤付与の各工
程で処理ムラが生じ易くなり、繊維束に毛羽が多量に発
生し、得られる炭素繊維の品質が低下することがある。

【００２２】本発明においては、合糸して繊維束とする
に際し、構成要素となる繊維の数は２〜８、好ましくは
２〜７、より好ましくは２〜５の範囲であるのが良い。
かかる範囲から外れると、繊維束に架かる張力のムラに
より、繊維束の交絡が不均一になり、交絡が過剰となっ
た部分には糸切れや毛羽の発生、交絡が不足した部分に
は糸割れが生じることがある。

【００２３】また、本発明において、合糸後の繊維束を
構成する単繊維の総数、即ち、得られる炭素繊維を構成
する単繊維の総数は３５，０００〜２４０，０００、好
ましくは４０，０００〜２００，０００、より好ましく
は４５，０００〜１５０，０００、さらに好ましくは４
５，０００〜１２０，０００の範囲であるのが良い。３
５，０００未満であるとクリール装置への仕掛け頻度の
減少、糸掛けに要する作業量の軽減が不充分となること
がある。２４０，０００を越えると、焼成工程での処理
ムラによる炭素繊維の品質の低下や高次加工時に樹脂の
含浸性が悪化することがある。

【００２４】本発明において、合糸前の繊維に生じた毛
羽の数は１５コ／ｍ・１２Ｋ以下、好ましくは１０コ／
ｍ・１２Ｋ、より好ましくは５コ／ｍ・１２Ｋ以下とす
るのが良い。１５コ／ｍ・１２Ｋを越えると、合糸さ
れ、交絡処理された繊維束が実質的に無撚りの場合は、
焼成工程で隣接する繊維束間で毛羽が絡み合い、毛羽の
数が増すとともに、さらには糸切れや溝付きローラーへ
の巻き付きが多発し、得られる炭素繊維の品質が低下す
ることがある。また、この場合、合糸する際にも繊維間
で毛羽が絡み合い、見かけ上、繊維束の交絡値は適正化
されるものの、耐炎化工程と炭化工程から構成される焼
成工程を通過するにつれ、毛羽が収縮し、繊維束中に深
く入り込み、得られる炭素繊維の糸割れの原因となるこ
とがある。

【００２５】こうして得られた繊維束、即ち炭素繊維用
前駆体繊維束は、空気等の酸化性雰囲気中で２００〜３
００℃、好ましくは２５０〜３００℃で耐炎化処理し、
次に窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中で３００〜６０
０℃、好ましくは５００〜６００℃の温度領域で、昇温
速度を５００〜９００℃／分、好ましくは６００〜８５
０℃／分として前炭化処理し、さらに１０００〜１５０
０℃、好ましくは１０００〜１３００℃の温度領域で、
昇温速度を５００〜９００℃／分、好ましくは６００〜
８５０℃／分として後炭化処理することによって炭素繊
維とすることができる。

【００２６】本発明においては、繊維強化複合材料を製
造するにあたっては、エポキシ樹脂に代表される樹脂
を、得られた炭素繊維に含浸させた後、加熱硬化する方
法等、各種公知の方法が適用できる。具体的には、リキ
ッド・コンポジット・モールディング法、フィラメント
・ワインディング法、プルトルージョン法等が挙げられ
る。

【００２７】リキッド・コンポジット・モールディング
法とは、炭素繊維よりなる、いわゆるプリフォーム、す
なわち、最終成型品の形状にほぼ近似したところまで予
備成型した、シート状もしくは三次元曲面を付与した織
物、マット等に、液状の樹脂を注入した後、樹脂を硬化
せしめ、複合材料とする方法である。本製造方法では、
複雑な形状の部材を容易に成形でき、生産性にも優れる
ことから、多用される成形法である。

【００２８】フィラメント・ワインディング法（以下、
ＦＷ法と略記）とは、炭素繊維に樹脂を含浸せしめ、芯
金に巻き取った後、樹脂を硬化せしめ、複合材料とする
方法である。本製造方法は、円筒形状の部材を容易に成
形でき、生産性にも優れることから、多用される成形法
である。

【００２９】プルトルージョン法（以下、ＰＴ法と略
記）とは、炭素繊維に、樹脂を含浸せしめた後、加熱金
型中を通過させて樹脂を硬化せしめた後、成型体を引き
抜き、複合材料とする方法である。ＰＴ法には、高強
度、高剛性の複合材料が得られ易いという特徴がある。

【００３０】本発明により製造された炭素繊維が使用さ
れてなる複合材料は、スポーツ用途では、ゴルフシャフ
ト、釣り竿、テニス、バトミントン、スカッシュ等のラ
ケット用途、ホッケー等のスティック用途、スキーポー
ル用途等に好適に用いられる。また、航空宇宙用途で
は、主翼、尾翼、フロアビーム等の航空機一次構造材用
途、フラップ、エルロン、カウル、フェアリング、内装
材等の二次構造材用途、ロケットモーターケース、人工
衛星構造材用途等に好適に用いられる。さらに一般産業
用途では、自動車、船舶、鉄道車両等の移動体の構造材
料、ドライブシャフト、板バネ、風車ブレード、圧力容
器、フライホイール、製紙用ローラー、屋根材、ケーブ
ル、補強筋、補修補強材料等の土木・建築材料用途等に
好適に用いられる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。実施例においては、各特性値、物性値の測定は次に
示す方法によった。なお、各実施例、比較例で得られた
前駆体繊維束、炭素繊維、及びＦＷ法により作製された
円筒複合材料の外観等について表１に纏めて示した。＜単繊維の毛羽数＞被測定繊維を、撚りが入らないよう
に注意しながら、黒色の板材にシート状に広げ固定す
る。この板材上で単繊維に注意深く分繊し、長さ１５ｃ
ｍの範囲で単繊維が切断されている部分の数を数え、構
成単繊維の総数が１２，０００、長さ１ｍ当たりの繊維
に換算し毛羽数（コ／ｍ・１２Ｋ）とする。＜前駆体繊維束の糸割れ発生数＞被測定繊維束２を目付
が一定値となるよう維持しながらボビンに巻き取り、図
１に示すように張力調整可能なクリール装置１に仕掛
け、繊維束を巻き出し、複数のローラーを千鳥配列とし
た固定ガイドバー３により、４０ｍｇｆ／ｄ（ｄ：単繊
維デニール）の張力を付与しながら、糸幅１ｍｍ当たり
の繊維密度が１０００Ｄ／ｍｍ（Ｄ：総デニール；単繊
維デニールｄ×構成する単繊維の総数）になるよう拡幅
後、ワインダー５で巻き取った。

【００３２】このようにして繊維束を約１００ｍ連続し
て走行させ、拡幅の終了位置４で目視により、繊維間に
生じた幅１ｍｍ以上の隙間を、「糸割れ」としてその個
数（発生数）を数えた。＜フックドロップ法による交絡値（ＣＦ値）＞被測定繊
維束を２ｍの高さから垂下し、２ｍｇｆ／ｄの張力を付
与した状態で、図２に示すように一端に１０ｇの錘（お
もり）７を付けた、直径１ｍｍ程度のフック付き金具８
のフック部分を被測定繊維束６中に刺し入れ、この金具
８が繊維束の長さ方向に移動した距離を測定した。

【００３３】同様の操作により、５０回測定を繰り返
し、数値の大きい方から１〜１０位までのものと、４１
〜５０位までのものを除いたｎ＝３０の測定値の平均値
をＸ（ｃｍ）とし、次式よりＣＦ値を求めた。

【００３４】ＣＦ値＝１００／Ｘ（／ｍ）＜炭素繊維の糸割れ発生数＞付与する張力を５０ｍｇｆ
／ｄとした以外は、前記前駆体繊維束と同様にして「糸
割れ」の個数（発生数）を数えた。＜炭素繊維の引張強度＞ＪＩＳＲ７６０１に準じ、樹
脂含浸ストランド法によった。測定回数ｎ＝１０の平均
値とした。＜糸切れ回数（円筒複合材料の作製時）＞クリール装置
から炭素繊維を引き出した後、樹脂を含浸せしめる前に
目視により、発生した糸切れの回数を測定した。＜毛羽の総重量（円筒複合材料の作製時）＞樹脂含浸槽
内の毛羽の量については、樹脂含浸槽の内容物を適当な
形状の陶製容器に入れ、４５０℃に温調した電気炉内に
３０分間放置して樹脂のみを完全に焼き飛ばし、毛羽の
みを残存させ、その量を秤量した。さらに毛羽の総重量
はフィラメントワインディング工程のすべてのロール、
ガイドバーに付着している毛羽を集めて重量を測定し
た。（実施例１）アクリロニトリル９５重量部、アクリル酸
メチル４重量部、イタコン酸１重量部を共重合した、ア
クリル系重合体を、ジメチルスルホキシド（以下、ＤＭ
ＳＯと略記）の溶媒に溶かして紡糸原液を調整した後、
乾湿式紡糸法により、孔数６，０００の複数の口金より
３０℃、濃度６０％のＤＭＳＯ水溶液中に紡出して糸条
とし、続いて水洗、延伸し、油剤を付与した。続いて出
入口部にラビリンスを設けた高圧スチーム管中で延伸比
２．０の延伸を行い、熱固定し、油剤を付与して複数の
繊維とした後、独立した４本の繊維を溝付きローラーに
より糸道を規制しながら単一の溝内で合糸し、単繊維の
繊度が１ｄ、単繊維の総数が２４，０００のアクリル系
前駆体繊維を得た後、巻き取った。

【００３５】この前駆体繊維を独立した２個のボビンか
ら上記と同様にして巻き出し、合糸した後、走行する繊
維束に対し直交する方向から圧力１．５ｋｇｆ／ｃｍ²
に調整した圧縮空気を内径２ｍｍの小孔ノズルから噴射
し、繊維束を交絡させた。この後、糸割れすることな
く、一条の前駆体繊維束となった。

【００３６】この前駆体繊維束を、空気中、温度２４０
℃で延伸比０．９４で延伸しつつ耐炎化処理後、窒素雰
囲気中、３００〜６００℃の温度領域で、昇温速度を８
００℃／分として前炭化処理し、さらに１０００〜１３
００℃の温度領域で、昇温速度を８００℃／分として後
炭化処理して、総繊度４８，０００Ｄの炭素繊維を得
た。

【００３７】得られた炭素繊維を使用し、ＦＷ法によ
り、自動車プロペラシャフト用円筒複合材料を作製し
た。

【００３８】即ち、繊維を巻き取ったボビンをクリール
装置に仕掛け、クリール装置に仕掛けられたボビンから
炭素繊維を巻き出し、エポキシ樹脂を樹脂含浸槽で含浸
させ、マンドレル（内径７０ｍｍ、長さ１０００ｍｍ）
に、炭素繊維の配向角を９０／±１０／９０として、搬
送速度３０ｍ／分、張力２．０ｋｇｆで巻き上げ、この
後加熱してエポキシ樹脂を硬化させて円筒複合材料を作
製した。（比較例１）交絡処理を施さない他は、実施例１と同様
にして前駆体繊維束を得た。この前駆体繊維束のフック
ドロップ法による交絡値を測定したところ、１／ｍであ
った。さらに、実施例１と同様にして耐炎化処理、炭
化処理して炭素繊維を得た。得られた炭素繊維を使用
し、実施例１と同様にして円筒複合材料を作製したとこ
ろ、炭素繊維に糸割れが発生した。（比較例２）合糸後の繊維束の交絡処理に圧力５．０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²に調整した圧縮空気を用いた以外は実施例
１と同様にして前駆体繊維束を得た。この繊維束のフッ
クドロップ法による交絡値を測定したところ、１２０／
ｍであったが、糸割れの発生はなかった。

【００３９】さらに、実施例１と同様にして炭素繊維を
得た後、実施例１と同様にして円筒複合材料を作製し
た。（比較例３）実施例１と同様にしてアクリル系前駆体繊
維を得た。この前駆体繊維を独立した２個のボビンから
巻き出し、合糸しないまま耐炎化炉へ導き、耐炎化処理
した。この後、この２本の繊維を溝付きローラーにより
糸道を規制しながら単一の溝内で合糸した後、走行する
繊維束に対し直交する方向から圧力４．０ｋｇｆ／ｃｍ
²に調整した圧縮空気を内径２ｍｍの小孔ノズルから噴
射し、繊維束を交絡させた。この後、糸割れすることな
く、一条の前駆体繊維束となった。

【００４０】さらに、実施例１と同様にして炭素繊維を
得た後、実施例１と同様にして円筒複合材料を作製し
た。（比較例４）孔数１２，５００の口金を用いた以外は実
施例１と同様にして、単繊維の繊度が１ｄ、単繊維の総
数が５０，０００のアクリル系前駆体繊維を得た後、ボ
ビンに巻き取った。

【００４１】さらに、この前駆体繊維を単一のボビンよ
り巻き出し、合糸しないこと以外は実施例１と同様にし
て炭素繊維を得た後、実施例１と同様にして円筒複合材
料を作製した。（実施例２）合糸する繊維の本数を２本とした以外は、
実施例１と同様にして単繊維の繊度が１ｄ、単繊維の総
数が１２，０００のアクリル系前駆体繊維を得た後、ボ
ビンに巻き取った。

【００４２】この前駆体繊維を独立した４個のボビンか
ら１本ずつ４０ｍｇｆ／ｄの張力で巻き出し、４本の繊
維を溝付きローラーにより糸道を規制しながら単一の溝
内で合糸した後、走行する繊維束に対し直交する方向か
ら圧力２．０ｋｇｆ／ｃｍ²に調整した圧縮空気を内径
２ｍｍの小孔ノズルから噴射し、繊維束を交絡させた。
この後、糸割れすることなく、一条の前駆体繊維束とな
った。

【００４３】さらに、実施例１と同様にして炭素繊維を
得た後、実施例１と同様にして円筒複合材料を作製し
た。（実施例３）実施例２と同様にしてアクリル系前駆体繊
維を得た。

【００４４】この前駆体繊維を独立した１２個のボビン
から１本ずつ４０ｍｇｆ／ｄの張力で巻き出し、１２本
の繊維を溝付きローラーにより糸道を規制しながら単一
の溝内で合糸した後、走行する繊維束に対し直交する方
向から圧力２．０ｋｇｆ／ｃｍ²に調整した圧縮空気を
内径２０ｍｍの小孔ノズルから噴射し、繊維束を交絡さ
せた。この後、糸割れすることなく、一条の前駆体繊維
束となった。

【００４５】さらに、実施例１と同様にして炭素繊維を
得た後、実施例１と同様にして円筒複合材料を作製し
た。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、実質的に無
撚り、かつ太繊度でありながら、焼成後に毛羽や糸割れ
が僅少で高強度、高品質な炭素繊維を得ることができ
る。

【００４８】さらに、本発明により製造された炭素繊維
は、複合材料の成形において、製造コストが低減でき、
さらに取り扱い性、樹脂の含浸性等の高次加工性に優れ
たものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】糸割れ発生数の測定装置の概略図である。

【図２】フックドロップ法による交絡値の測定方法を示
す概略図である。

【符号の説明】

１：クリール装置２：被測定繊維束３：固定ガイドバー（直径３０ｍｍ、表面平滑度３Ｓ）４：拡幅の終了位置５：ワインダー６：被測定繊維束７：おもり（１０ｇ）８：フック付き金具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリル系繊維を紡糸した後、合糸し、さ
らにフックドロップ法による交絡値が５〜１００／ｍの
範囲となるように交絡処理して一条の繊維束となした
後、酸化性雰囲気中で耐炎化処理し、次に不活性雰囲気
中で炭化処理する炭素繊維の製造方法。
【請求項２】紡糸して一旦巻き取られた複数本のアクリ
ル系繊維を、それぞれ独立して巻き出して合糸し、さら
に前記交絡値が前記した範囲となるように交絡処理して
一条の繊維束となした後、耐炎化処理する請求項１記載
の炭素繊維の製造方法。
【請求項３】前記繊維を構成する単繊維の総数が４，４
００〜３０，０００である請求項１又は２記載の炭素繊
維の製造方法。
【請求項４】前記繊維束を構成する繊維の数が２〜８で
ある請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維の製造方
法。
【請求項５】前記繊維束を構成する単繊維の総数が３
５，０００〜２４０，０００である請求項１〜４のいず
れかに記載の炭素繊維の製造方法。
【請求項６】前記繊維における毛羽の数が１５コ／ｍ・
１２Ｋ以下である請求項１〜５のいずれかに記載の炭素
繊維の製造方法。