JP2001164431A - 耐炎化繊維および炭素繊維の製造方法 - Google Patents
耐炎化繊維および炭素繊維の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アクリル系共重合体から、紡糸用溶媒を使用せ
ずに安定かつ低コストで耐炎化繊維を製造する方法、及
び、かかる耐炎化繊維から高品質な炭素繊維を製造する
方法を提供すること。 【解決手段】アクリル系共重合体を、不活性雰囲気中、
ニトリル基の残存率が６０〜８０％になるまで加熱して
溶融した後、口金から紡出して糸条となし、次に該糸条
を酸化性雰囲気中、２００〜２８０℃で加熱する耐炎化
繊維の製造方法。
ずに安定かつ低コストで耐炎化繊維を製造する方法、及
び、かかる耐炎化繊維から高品質な炭素繊維を製造する
方法を提供すること。 【解決手段】アクリル系共重合体を、不活性雰囲気中、
ニトリル基の残存率が６０〜８０％になるまで加熱して
溶融した後、口金から紡出して糸条となし、次に該糸条
を酸化性雰囲気中、２００〜２８０℃で加熱する耐炎化
繊維の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクリル系の耐炎
化繊維及び炭素繊維の製造方法に関するものである。
化繊維及び炭素繊維の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アクリル系繊維から得られる耐炎化繊維
は、強伸度特性に優れるため防炎服やフェルト状に加工
する等して各種用途に展開されている。
は、強伸度特性に優れるため防炎服やフェルト状に加工
する等して各種用途に展開されている。
【０００３】かかる耐炎化繊維をさらに不活性雰囲気中
で炭化して得られる炭素繊維は軽量かつ高い強度を有す
るため、各種樹脂と組み合わせて複合材料とした後、航
空・宇宙、原子力関連からスポーツ・レジャー、土木・
建築関連に至るまで幅広く利用されており、また、昨今
低コスト化に対して強い要望がある。
で炭化して得られる炭素繊維は軽量かつ高い強度を有す
るため、各種樹脂と組み合わせて複合材料とした後、航
空・宇宙、原子力関連からスポーツ・レジャー、土木・
建築関連に至るまで幅広く利用されており、また、昨今
低コスト化に対して強い要望がある。
【０００４】アクリル系繊維は、通常、アクリル系共重
合体を無機塩の水溶液や有機溶媒に溶解してなる紡糸原
液から、乾湿式紡糸等によって紡糸して乾燥緻密化する
等して得られるが、かかる紡糸用溶媒を使用するため、
溶媒の除去や回収に多大な費用を要する。
合体を無機塩の水溶液や有機溶媒に溶解してなる紡糸原
液から、乾湿式紡糸等によって紡糸して乾燥緻密化する
等して得られるが、かかる紡糸用溶媒を使用するため、
溶媒の除去や回収に多大な費用を要する。
【０００５】耐炎化繊維は、アクリル系繊維を空気等の
酸化性雰囲気中、２００〜２７０℃で加熱して得られる
が、耐炎化反応は発熱を伴うことから、被処理繊維束を
太径化すると、繊維束内部の蓄熱により、糸切れが生じ
たり、分解ガスの発生が多い場合には爆発の危険性があ
るため、耐炎化条件の緩和のため、大規模な耐炎化装置
が必要で、これにも多大な費用を要する。
酸化性雰囲気中、２００〜２７０℃で加熱して得られる
が、耐炎化反応は発熱を伴うことから、被処理繊維束を
太径化すると、繊維束内部の蓄熱により、糸切れが生じ
たり、分解ガスの発生が多い場合には爆発の危険性があ
るため、耐炎化条件の緩和のため、大規模な耐炎化装置
が必要で、これにも多大な費用を要する。
【０００６】特開昭６２−７８２０９号公報に、アクリ
ルモノマーの共重合率を高めると共に、分子量を低くし
て溶融紡糸を可能とし、上記費用増の要因となる紡糸用
溶媒を使用せず、アクリル系繊維を得る技術が開示され
ている。
ルモノマーの共重合率を高めると共に、分子量を低くし
て溶融紡糸を可能とし、上記費用増の要因となる紡糸用
溶媒を使用せず、アクリル系繊維を得る技術が開示され
ている。
【０００７】しかしながら、かかる技術によれば、耐炎
化の際に繊維が溶融してしまうため、耐炎化の温度を、
溶融温度より低くする必要がある等の問題があった。
化の際に繊維が溶融してしまうため、耐炎化の温度を、
溶融温度より低くする必要がある等の問題があった。
【０００８】また、特開昭６２−１４９９１８号公報に
は、上記の改善技術として、アクリル系繊維を、溶融紡
糸後、液相で耐炎化処理する技術が開示されているが、
耐炎化に長時間を要し、また、処理後に薬液を除去工程
が必要となる等の問題があった。
は、上記の改善技術として、アクリル系繊維を、溶融紡
糸後、液相で耐炎化処理する技術が開示されているが、
耐炎化に長時間を要し、また、処理後に薬液を除去工程
が必要となる等の問題があった。
【０００９】以上のとおり、従来は、紡糸用溶媒を使用
せず、アクリル系共重合体を溶融紡糸することにより、
安定して耐炎化繊維を得るのは困難であった。
せず、アクリル系共重合体を溶融紡糸することにより、
安定して耐炎化繊維を得るのは困難であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アク
リル系共重合体から、紡糸用溶媒を使用せずに安定かつ
低コストで耐炎化繊維を製造する方法、及び、かかる耐
炎化繊維から高品質な炭素繊維を製造する方法を提供せ
んとするものである。
リル系共重合体から、紡糸用溶媒を使用せずに安定かつ
低コストで耐炎化繊維を製造する方法、及び、かかる耐
炎化繊維から高品質な炭素繊維を製造する方法を提供せ
んとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために次の構成を有する。すなわち、アクリル系
共重合体を、不活性雰囲気中、ニトリル基の残存率が６
０〜８０％になるまで加熱して溶融した後、口金から紡
出して糸条となし、次に該糸条を酸化性雰囲気中、２０
０〜２８０℃で加熱する耐炎化繊維の製造方法である。
決するために次の構成を有する。すなわち、アクリル系
共重合体を、不活性雰囲気中、ニトリル基の残存率が６
０〜８０％になるまで加熱して溶融した後、口金から紡
出して糸条となし、次に該糸条を酸化性雰囲気中、２０
０〜２８０℃で加熱する耐炎化繊維の製造方法である。
【００１２】また、本発明は、上記課題を解決するため
に次の構成を有する。すなわち、アクリル系共重合体
を、不活性雰囲気中、ニトリル基の残存率が６０〜８０
％になるまで加熱して溶融した後、口金から紡出して糸
条となし、次に該糸条を酸化性雰囲気中、２００〜２８
０℃で加熱して耐炎化繊維となし、次いで該耐炎化繊維
を不活性雰囲気中、１２００〜２０００℃で炭化する炭
素繊維の製造方法である。
に次の構成を有する。すなわち、アクリル系共重合体
を、不活性雰囲気中、ニトリル基の残存率が６０〜８０
％になるまで加熱して溶融した後、口金から紡出して糸
条となし、次に該糸条を酸化性雰囲気中、２００〜２８
０℃で加熱して耐炎化繊維となし、次いで該耐炎化繊維
を不活性雰囲気中、１２００〜２０００℃で炭化する炭
素繊維の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】アクリル系繊維の耐炎化反応は、
未解明の部分が多いが、酸化性雰囲気中での加熱によっ
て生じるニトリル基の環化反応による水素化ナフチリジ
ン環の形成と、分子の不飽和化によるナフチリジン環構
造の形成により進行すると一般に考えられており、特に
このナフチリジン環構造の形成が繊維の耐炎性を高める
のに重要と推定されている。
未解明の部分が多いが、酸化性雰囲気中での加熱によっ
て生じるニトリル基の環化反応による水素化ナフチリジ
ン環の形成と、分子の不飽和化によるナフチリジン環構
造の形成により進行すると一般に考えられており、特に
このナフチリジン環構造の形成が繊維の耐炎性を高める
のに重要と推定されている。
【００１４】本発明者等は、アクリル系共重合体を、不
活性雰囲気中、ニトリル基の残存率が一定値になるよう
に加熱して溶融させた後、口金から紡出して糸条とな
し、さらに該糸条を酸化性雰囲気中、特定される条件
下、加熱することによって、繊維内に水素化ナフチリジ
ン環構造が必要充分量形成されるとともに、耐炎化繊維
が安定かつ低コストで得られることを見い出したもので
ある。
活性雰囲気中、ニトリル基の残存率が一定値になるよう
に加熱して溶融させた後、口金から紡出して糸条とな
し、さらに該糸条を酸化性雰囲気中、特定される条件
下、加熱することによって、繊維内に水素化ナフチリジ
ン環構造が必要充分量形成されるとともに、耐炎化繊維
が安定かつ低コストで得られることを見い出したもので
ある。
【００１５】以下に、本発明による耐炎化繊維及び炭素
繊維の製造方法について説明する。
繊維の製造方法について説明する。
【００１６】先ず、アクリル系共重合体を、窒素等の不
活性雰囲気中、ニトリル基の残存率が６０〜８０％、好
ましくは７０〜８０％になるまで加熱して溶融させる。
６０％未満であると、溶融粘度が過大となり、溶融紡糸
が困難となることがあり、８０％を超えると、水素化ナ
フチリジン環の形成が不充分となり、耐炎化反応が遅延
化することがある。
活性雰囲気中、ニトリル基の残存率が６０〜８０％、好
ましくは７０〜８０％になるまで加熱して溶融させる。
６０％未満であると、溶融粘度が過大となり、溶融紡糸
が困難となることがあり、８０％を超えると、水素化ナ
フチリジン環の形成が不充分となり、耐炎化反応が遅延
化することがある。
【００１７】本発明において、アクリル系共重合体に
は、アクリロニトリルを７０ｗｔ％以上、好ましくは８
０ｗｔ％以上含有するもので、かつ、極限粘度［η］が
０．２〜０．７、好ましくは０．３〜０．５のものが好
適に使用できる。
は、アクリロニトリルを７０ｗｔ％以上、好ましくは８
０ｗｔ％以上含有するもので、かつ、極限粘度［η］が
０．２〜０．７、好ましくは０．３〜０．５のものが好
適に使用できる。
【００１８】アクリル系共重合体の重量平均分子量は、
共重合体の融点を低下させ、溶融紡糸特性を高めること
から、７、０００〜４０、０００、好ましくは１３、０
００〜２４、０００のものが良い。また、共重合体の分
子量分布は、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの
比Ｍｗ/Ｍｎが２以下、好ましくは１．５以下であるの
が良い。２を超えると、低沸点のオリゴマーの混在によ
り、溶融紡糸時に発泡して紡糸安定性を損なうことがあ
る。
共重合体の融点を低下させ、溶融紡糸特性を高めること
から、７、０００〜４０、０００、好ましくは１３、０
００〜２４、０００のものが良い。また、共重合体の分
子量分布は、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの
比Ｍｗ/Ｍｎが２以下、好ましくは１．５以下であるの
が良い。２を超えると、低沸点のオリゴマーの混在によ
り、溶融紡糸時に発泡して紡糸安定性を損なうことがあ
る。
【００１９】本発明において、アクリル系共重合体は、
公知の溶液重合、水系懸濁重合、乳化重合等公知の方法
によって得ることができる。
公知の溶液重合、水系懸濁重合、乳化重合等公知の方法
によって得ることができる。
【００２０】重合後は、重合液を十分に水洗することに
より不純物を除去するのが好ましい。具体的には、２０
０℃以下で加熱し溶融せしめ、重合液中に含まれる水分
を揮発除去するのが良い。
より不純物を除去するのが好ましい。具体的には、２０
０℃以下で加熱し溶融せしめ、重合液中に含まれる水分
を揮発除去するのが良い。
【００２１】加熱溶融に押出機を用いる場合には、供給
の便宜のため、例えばノズル付きスクリュー型押出機等
により連続的に押し出して、空冷後、定長にカットし、
アクリル系共重合体をチップ状とておくのが好ましい。
の便宜のため、例えばノズル付きスクリュー型押出機等
により連続的に押し出して、空冷後、定長にカットし、
アクリル系共重合体をチップ状とておくのが好ましい。
【００２２】次に、アクリル系共重合体を、不活性雰囲
気中、特定される温度で加熱して溶融させる。ここで
は、例えば、スクリュー外径３０〜３０５mmφ、バレル
全長１〜９．２ｍの範囲の２軸押出機を共重合体の処理
量に応じて用いることができる。アクリル系共重合体の
供給に際しては、押出機内部を不活性ガスでシールする
ため、供給ホッパーの下部から窒素ガス等の不活性ガス
を供給して押出機中に酸素が混入するのを防止する必要
がある。
気中、特定される温度で加熱して溶融させる。ここで
は、例えば、スクリュー外径３０〜３０５mmφ、バレル
全長１〜９．２ｍの範囲の２軸押出機を共重合体の処理
量に応じて用いることができる。アクリル系共重合体の
供給に際しては、押出機内部を不活性ガスでシールする
ため、供給ホッパーの下部から窒素ガス等の不活性ガス
を供給して押出機中に酸素が混入するのを防止する必要
がある。
【００２３】加熱溶融の温度は、２３０〜２８０℃、好
ましくは２４０〜２７０℃、より好ましくは２５０〜２
６０℃に設定するのが良い。２３０℃未満であると、水
素化ナフチリジン環の形成が不充分となることがあり、
２８０℃を超えると共重合体の一部が熱分解することに
より、得られる耐炎化繊維や炭素繊維の品質が低下する
ことがある。
ましくは２４０〜２７０℃、より好ましくは２５０〜２
６０℃に設定するのが良い。２３０℃未満であると、水
素化ナフチリジン環の形成が不充分となることがあり、
２８０℃を超えると共重合体の一部が熱分解することに
より、得られる耐炎化繊維や炭素繊維の品質が低下する
ことがある。
【００２４】ここで、後述する測定法によって得られる
ニトリル基の残存率は、２軸押出機の加熱温度と吐出速
度を調節することにより、共重合体の受ける熱履歴を変
化させることにより、適正化することができる。
ニトリル基の残存率は、２軸押出機の加熱温度と吐出速
度を調節することにより、共重合体の受ける熱履歴を変
化させることにより、適正化することができる。
【００２５】押出後、アクリル系共重合体を、加熱され
た紡糸用の口金から紡出して糸条となし、空気等の酸化
性雰囲気で２００〜２８０℃、好ましくは２３０〜２７
０℃で加熱する。２００℃未満であると、耐炎化反応が
遅延化することがあり、２８０℃を超えると共重合体の
一部が熱分解することにより、得られる耐炎化繊維や炭
素繊維の品質が低下することがある。
た紡糸用の口金から紡出して糸条となし、空気等の酸化
性雰囲気で２００〜２８０℃、好ましくは２３０〜２７
０℃で加熱する。２００℃未満であると、耐炎化反応が
遅延化することがあり、２８０℃を超えると共重合体の
一部が熱分解することにより、得られる耐炎化繊維や炭
素繊維の品質が低下することがある。
【００２６】ここでの加熱には、全長５〜１５ｍ、好ま
しくは全長８〜１２ｍの紡糸筒や、加熱オーブンに空気
等の酸化性気体を通じる等して用いることができる。
しくは全長８〜１２ｍの紡糸筒や、加熱オーブンに空気
等の酸化性気体を通じる等して用いることができる。
【００２７】紡糸に用いる口金は、孔径が０．１〜０．
５ｍｍのものが良く、孔ピッチは、耐炎化反応に伴う蓄
熱を排除する観点から、３〜２０ｍｍ、好ましくは５〜
１０ｍｍのものが良い。また、紡出する繊維のフィラメ
ント数は２０〜２０００、好ましくは５０〜５００のも
のが良く、同繊維の繊度は１〜１５dtex、好ましくは
１．５〜５dtexのものが良い。
５ｍｍのものが良く、孔ピッチは、耐炎化反応に伴う蓄
熱を排除する観点から、３〜２０ｍｍ、好ましくは５〜
１０ｍｍのものが良い。また、紡出する繊維のフィラメ
ント数は２０〜２０００、好ましくは５０〜５００のも
のが良く、同繊維の繊度は１〜１５dtex、好ましくは
１．５〜５dtexのものが良い。
【００２８】なお、かかる耐炎化処理は、繊維の比重が
１．２４〜１．４、好ましくは１．３〜１．３６になる
まで処理するのが良い。１．２４未満であると、耐炎化
が不充分となり、得られる耐炎化繊維や炭素繊維の品質
が低下することがある。１．４０を超えると、炭化によ
り得られる炭素繊維の脆性が増すことがある。繊維の比
重は、耐炎化処理時の雰囲気温度、滞留時間、繊維の供
給速度等により、繊維の熱履歴を変化させることで適正
化することができる。
１．２４〜１．４、好ましくは１．３〜１．３６になる
まで処理するのが良い。１．２４未満であると、耐炎化
が不充分となり、得られる耐炎化繊維や炭素繊維の品質
が低下することがある。１．４０を超えると、炭化によ
り得られる炭素繊維の脆性が増すことがある。繊維の比
重は、耐炎化処理時の雰囲気温度、滞留時間、繊維の供
給速度等により、繊維の熱履歴を変化させることで適正
化することができる。
【００２９】ここで、耐炎化処理時、２〜６倍、好まし
くは２〜４．５倍に延伸することにより、繊維の配向性
が向上し、得られる炭素繊維の強度が高められる。
くは２〜４．５倍に延伸することにより、繊維の配向性
が向上し、得られる炭素繊維の強度が高められる。
【００３０】耐炎化処理後、適当な工程油剤を付与する
ことにより繊維を集束せしめるのが好ましい。ここで使
用する工程油剤は、２４０℃の空気中で加熱して、油剤
の残存率が７０ｗｔ％以上あるもので、いわゆるタール
化しないものが好ましく、例えばオイル粘度が３００ｃ
Ｓｔ以上のアミノ変成シリコーン等が好適に使用でき
る。工程油剤を付与する方法としては、浸漬法、ガイド
法、キスローラー法、噴霧法等の公知の方法が採用でき
る。
ことにより繊維を集束せしめるのが好ましい。ここで使
用する工程油剤は、２４０℃の空気中で加熱して、油剤
の残存率が７０ｗｔ％以上あるもので、いわゆるタール
化しないものが好ましく、例えばオイル粘度が３００ｃ
Ｓｔ以上のアミノ変成シリコーン等が好適に使用でき
る。工程油剤を付与する方法としては、浸漬法、ガイド
法、キスローラー法、噴霧法等の公知の方法が採用でき
る。
【００３１】油剤付与後、加熱しながら１．１〜３倍に
延伸して、そのまま巻き取って長繊維の形状とすること
もできるし、マット状に加工することもできる。
延伸して、そのまま巻き取って長繊維の形状とすること
もできるし、マット状に加工することもできる。
【００３２】さらに、必要に応じ、耐炎化繊維を、窒素
等の不活性雰囲気中、１２００〜２０００℃、好ましく
は１３００〜１８００℃で炭化して炭素繊維を得る。こ
こで、雰囲気温度３５０〜５００℃での昇温勾配は２０
〜２００℃／分、好ましくは５０〜１５０℃／分に設定
するのが良い。
等の不活性雰囲気中、１２００〜２０００℃、好ましく
は１３００〜１８００℃で炭化して炭素繊維を得る。こ
こで、雰囲気温度３５０〜５００℃での昇温勾配は２０
〜２００℃／分、好ましくは５０〜１５０℃／分に設定
するのが良い。
【００３３】この後、より高弾性率の繊維を得るため
に、さらに窒素等の不活性雰囲気中、２０００〜３００
０℃で加熱して、いわゆる黒鉛化繊維とすることもでき
る。
に、さらに窒素等の不活性雰囲気中、２０００〜３００
０℃で加熱して、いわゆる黒鉛化繊維とすることもでき
る。
【００３４】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。なお、各実施例、比較例の結果は表１に纏め
て示した。
説明する。なお、各実施例、比較例の結果は表１に纏め
て示した。
【００３５】各実施例、比較例においては、各物性値は
次のようにして測定した。 ＜アクリル系共重合体のニトリル基の残存率＞赤外分光
法により測定した。測定手順を以下に示す。 １．赤外分光法用錠剤の作成 測定するアクリル系共重合体を液体窒素により凍結後、
粉砕して粉末試料Ａを、ＫＢｒ１ｇ、フェロシアン化カ
リ１０ｍｇを混合して粉末試料Ｂをそれぞれ調整した。
次のようにして測定した。 ＜アクリル系共重合体のニトリル基の残存率＞赤外分光
法により測定した。測定手順を以下に示す。 １．赤外分光法用錠剤の作成 測定するアクリル系共重合体を液体窒素により凍結後、
粉砕して粉末試料Ａを、ＫＢｒ１ｇ、フェロシアン化カ
リ１０ｍｇを混合して粉末試料Ｂをそれぞれ調整した。
【００３６】粉末試料Ａ２ｍｇ、粉末試料Ｂ１０ｍｇ、
及びＫＢｒ３００ｍｇとを乳鉢ですりつぶしながら混合
して混合粉末とし、さらにプレスを用いて赤外分光法用
錠剤を作製した。 ２．ニトリル基残存率の測定 赤外分光法による測定には、赤外分光器として、Perkin
Elmer社製、Paragon1000型を用い、フェロシアン化カ
リの2050cm-1 バンドと、ニトリル基の2250cm-1バンド
の吸光度比Ｄ2250/Ｄ2050を測定した。
及びＫＢｒ３００ｍｇとを乳鉢ですりつぶしながら混合
して混合粉末とし、さらにプレスを用いて赤外分光法用
錠剤を作製した。 ２．ニトリル基残存率の測定 赤外分光法による測定には、赤外分光器として、Perkin
Elmer社製、Paragon1000型を用い、フェロシアン化カ
リの2050cm-1 バンドと、ニトリル基の2250cm-1バンド
の吸光度比Ｄ2250/Ｄ2050を測定した。
【００３７】熱処理する前後の試料から、吸光度比の平
均値（ｎ＝３）をとり、次式よりニトリル基の残存率を
求めた。
均値（ｎ＝３）をとり、次式よりニトリル基の残存率を
求めた。
【００３８】ニトリル基残存率＝熱処理後試料の吸光度
比／熱処理前試料の吸光度比×１００％ ＜耐炎化繊維の比重＞測定する耐炎化繊維を、１２０℃
で２時間乾燥後、室温まで冷却し、重量を測定してＷ1
とする。続いて本耐炎化繊維の純粋エタノール中での重
量（Ｗ2）を測定し、その温度でのエタノールの比重ρ
から次式により求めた。
比／熱処理前試料の吸光度比×１００％ ＜耐炎化繊維の比重＞測定する耐炎化繊維を、１２０℃
で２時間乾燥後、室温まで冷却し、重量を測定してＷ1
とする。続いて本耐炎化繊維の純粋エタノール中での重
量（Ｗ2）を測定し、その温度でのエタノールの比重ρ
から次式により求めた。
【００３９】耐炎化繊維比重＝｛Ｗ1÷（Ｗ1−Ｗ2）｝
×ρ ＜炭素繊維の引張強度、引張弾性率＞試長２５ｍｍの単
繊維を、テンシロンを用いて引張速度１ｍｍ／分で引張
試験を行い、荷重・伸びカーブをＸ・Ｙプロッターで採
取して、破断荷重と単繊維の断面積から引張強度を求め
た。また、荷重・伸びカーブの接線の勾配から引張弾性
率を求めた。ここで、引張試験を合計１００回行い、引
張強度と引張弾性率はｎ＝１００の平均値とした。
×ρ ＜炭素繊維の引張強度、引張弾性率＞試長２５ｍｍの単
繊維を、テンシロンを用いて引張速度１ｍｍ／分で引張
試験を行い、荷重・伸びカーブをＸ・Ｙプロッターで採
取して、破断荷重と単繊維の断面積から引張強度を求め
た。また、荷重・伸びカーブの接線の勾配から引張弾性
率を求めた。ここで、引張試験を合計１００回行い、引
張強度と引張弾性率はｎ＝１００の平均値とした。
【００４０】ここで、単繊維の断面積は、炭素繊維束を
約１ｍｇ程度採取し、その重量を測定してＷ1(g)とし、
次にこの炭素繊維束の純粋エタノール中での重量Ｗ2(g)
を測定し、同エタノールの比重ρおよび炭素繊維束のフ
ィラメント数ｆから次式により求めた。
約１ｍｇ程度採取し、その重量を測定してＷ1(g)とし、
次にこの炭素繊維束の純粋エタノール中での重量Ｗ2(g)
を測定し、同エタノールの比重ρおよび炭素繊維束のフ
ィラメント数ｆから次式により求めた。
【００４１】単繊維断面積（ｍｍ2）＝Ｗ1／｛Ｗ1／
（Ｗ1−Ｗ2）｝×ρ×ｆ （実施例、比較例）アクリロニトリル７９．５ｗｔ％、
アクリル酸メチル２０ｗｔ％、イタコン酸０．５ｗｔ％
の共重合体組成比を有し、極限粘度［η］が０．３５の
アクリル系共重合体粉末を単軸押出機により１７０℃で
加熱して溶融させ、直径２ｍｍのノズルから押し出して
室温まで冷却し、長さ５ｍｍに切断してチップ状に加工
した。ここで、得られたチップの比重は１．１７であ
り、内部に気泡は殆ど観察されなかった。
（Ｗ1−Ｗ2）｝×ρ×ｆ （実施例、比較例）アクリロニトリル７９．５ｗｔ％、
アクリル酸メチル２０ｗｔ％、イタコン酸０．５ｗｔ％
の共重合体組成比を有し、極限粘度［η］が０．３５の
アクリル系共重合体粉末を単軸押出機により１７０℃で
加熱して溶融させ、直径２ｍｍのノズルから押し出して
室温まで冷却し、長さ５ｍｍに切断してチップ状に加工
した。ここで、得られたチップの比重は１．１７であ
り、内部に気泡は殆ど観察されなかった。
【００４２】次に、このチップを２軸押出機のホッパー
部に、窒素置換しつつ供給し、押出機の加熱温度の設定
を変え、ギヤポンプを通して窒素シールした容器に投入
した。ここで、加熱処理後の共重合体の一部を採取し、
ニトリル基の残存率を測定した。
部に、窒素置換しつつ供給し、押出機の加熱温度の設定
を変え、ギヤポンプを通して窒素シールした容器に投入
した。ここで、加熱処理後の共重合体の一部を採取し、
ニトリル基の残存率を測定した。
【００４３】次いで、得られた共重合体を孔径０．２ｍ
ｍ、孔ピッチ１０ｍｍの、２６５℃に温調した口金を使
用して押し出し、２６５℃に加熱された空気を通じて酸
化性雰囲気とした全長１０ｍの紡糸筒に連続的に導入
し、さらにシリコーンオイルを噴霧して付与しつつ、５
０ｍ／分の速度で引き取り、２４０℃に加熱した熱板に
接触させながら３倍に延伸した。ここでの繊維の繊度は
１．３２dtexであった。
ｍ、孔ピッチ１０ｍｍの、２６５℃に温調した口金を使
用して押し出し、２６５℃に加熱された空気を通じて酸
化性雰囲気とした全長１０ｍの紡糸筒に連続的に導入
し、さらにシリコーンオイルを噴霧して付与しつつ、５
０ｍ／分の速度で引き取り、２４０℃に加熱した熱板に
接触させながら３倍に延伸した。ここでの繊維の繊度は
１．３２dtexであった。
【００４４】この後、さらにこの繊維を２５０℃に温調
したオーブン中で加熱しながら１．５倍に延伸して耐炎
化繊維とした。なおこの際、繊維比重を測定し、繊維比
重が１．３３〜１．３６となるように耐炎化の処理時間
を設定した。
したオーブン中で加熱しながら１．５倍に延伸して耐炎
化繊維とした。なおこの際、繊維比重を測定し、繊維比
重が１．３３〜１．３６となるように耐炎化の処理時間
を設定した。
【００４５】次に、雰囲気温度が１４００℃の炭化炉に
供給して０．９８倍に延伸しながら炭化し炭素繊維とし
た。
供給して０．９８倍に延伸しながら炭化し炭素繊維とし
た。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、アクリル系共重合体か
ら、紡糸用溶媒を使用せずに安定かつ低コストで耐炎化
繊維が製造でき、また、かかる耐炎化繊維から高品質な
炭素繊維が得られるようになる。
ら、紡糸用溶媒を使用せずに安定かつ低コストで耐炎化
繊維が製造でき、また、かかる耐炎化繊維から高品質な
炭素繊維が得られるようになる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L035 AA08 BB31 BB40 BB60 BB77 BB79 BB81 BB89 BB91 FF01 HH10 MB04 MB06 MB19 4L037 CS02 CS03 FA06 PA55 PA63 PC05 PC13 PF44 PS00 PS02 PS17 UA06 UA20
Claims (2)
- 【請求項１】アクリル系共重合体を、不活性雰囲気中、
ニトリル基の残存率が６０〜８０％になるまで加熱して
溶融した後、口金から紡出して糸条となし、次に該糸条
を酸化性雰囲気中、２００〜２８０℃で加熱する耐炎化
繊維の製造方法。 - 【請求項２】アクリル系共重合体を、不活性雰囲気中、
ニトリル基の残存率が６０〜８０％になるまで加熱して
溶融した後、口金から紡出して糸条となし、次に該糸条
を酸化性雰囲気中、２００〜２８０℃で加熱して耐炎化
繊維となし、次いで該耐炎化繊維を不活性雰囲気中、１
２００〜２０００℃で炭化する炭素繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35121599A JP2001164431A (ja) | 1999-12-10 | 1999-12-10 | 耐炎化繊維および炭素繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35121599A JP2001164431A (ja) | 1999-12-10 | 1999-12-10 | 耐炎化繊維および炭素繊維の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001164431A true JP2001164431A (ja) | 2001-06-19 |
Family
ID=18415837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35121599A Pending JP2001164431A (ja) | 1999-12-10 | 1999-12-10 | 耐炎化繊維および炭素繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001164431A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006124881A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Hitachi Chem Co Ltd | 炭素繊維の製造法及びその炭素繊維を用いた応用品 |
| CN101717470B (zh) * | 2009-11-26 | 2011-11-09 | 中复神鹰碳纤维有限责任公司 | 一种适用于干喷湿纺的高粘度纺丝原液的制备方法 |
| JP2017529464A (ja) * | 2014-09-29 | 2017-10-05 | フラウンホーファー・ゲゼルシャフト・ツール・フェルデルング・デア・アンゲヴァンテン・フォルシュング・エー・ファウ | 繊維の熱安定化のための方法、及び当該方法にて安定化された繊維 |
-
1999
- 1999-12-10 JP JP35121599A patent/JP2001164431A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006124881A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Hitachi Chem Co Ltd | 炭素繊維の製造法及びその炭素繊維を用いた応用品 |
| JP4591040B2 (ja) * | 2004-10-29 | 2010-12-01 | 日立化成工業株式会社 | 炭素繊維の製造法及びその炭素繊維を用いた応用品 |
| CN101717470B (zh) * | 2009-11-26 | 2011-11-09 | 中复神鹰碳纤维有限责任公司 | 一种适用于干喷湿纺的高粘度纺丝原液的制备方法 |
| JP2017529464A (ja) * | 2014-09-29 | 2017-10-05 | フラウンホーファー・ゲゼルシャフト・ツール・フェルデルング・デア・アンゲヴァンテン・フォルシュング・エー・ファウ | 繊維の熱安定化のための方法、及び当該方法にて安定化された繊維 |
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