JP2010255159A5

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Publication number: JP2010255159A5
Application number: JP2009279121A
Authority: JP
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2029-12-09

Description

上記の目的を達成するために、本発明の炭素繊維用前駆体繊維の製造方法は次の構成を有するものである。
（１）繊維を構成するポリアクリロニトリル系重合体のＺ平均分子量Ｍｚ（Ｆ）が６０万〜２００万であり、多分散度Ｍｚ（Ｆ）／Ｍｗ（Ｆ）（Ｍｗ（Ｆ）は、繊維を構成するポリアクリロニトリル系重合体の重量平均分子量を表す）が２〜５であり、原子間力顕微鏡で３μｍの範囲で測定した自乗平均面粗さＲｍｓが１５〜４０ｎｍであり、単繊維繊度が０．３〜１．５ｄｔｅｘであり、単繊維断面直径の変動係数が０〜５％である炭素繊維前駆体繊維。
（２）ＲＡＭＡＮ分光法により求められ、明細書で規定するＲ値が２．７〜３．０であり、単繊維強度が６〜９ｃＮ／ｄｔｅｘであり、原糸結晶配向度が９１〜９４％である、前記（１）に記載の炭素繊維前駆体繊維。
（３）真円度が０．８５〜１である、前記（１）または（２）に記載の炭素繊維前駆体繊維。
（４）短径が７５〜２００ｍｍ、孔数３０００〜３００００個である紡糸口金を用い、凝固浴液の紡糸条件での凝固温度における粘度が７〜１５ｍＰａ・ｓの条件で凝固浴液中を凝固糸が３５〜２００ｍ／分の速度で走行するように乾湿式紡糸する炭素繊維前駆体繊維の製造方法であって、Ｚ平均分子量（Ｍｚ（Ｐ））が８０万〜６００万で、多分散度（Ｍｚ（Ｐ）／Ｍｗ（Ｐ））（Ｍｗ（Ｐ）は、重量平均分子量を表す）が２．７〜１０であるポリアクリロニトリル系重合体を含有する紡糸溶液を用い、紡糸ドラフトを５〜５０とし、紡糸口金の最外孔からの吐出した紡糸溶液の紡糸口金面鉛直方向との角度を５〜１５°とすることを特徴とする炭素繊維前駆体繊維の製造方法。
（５）前記紡糸溶液を凝固価が２３〜４０ｇである凝固浴条件の凝固浴中に吐出する、前記（４）に記載の炭素繊維前駆体繊維の製造方法。
（６）前記凝固糸の引き取りローラーからの合計延伸倍率が１０〜２０倍、前駆体繊維束の巻き取り速度が６００〜２０００ｍ/分である、前記（４）または（５）に記載の炭素繊維前駆体繊維の製造方法。
（７）前記凝固糸の引き取り速度が５０〜２００ｍ／分である、前記（４）〜（６）のいずれかに記載の炭素繊維前駆体繊維の製造方法。
（８）沈み込む前の凝固浴液面と紡糸口金との距離を５〜１０ｍｍに設定し、紡糸によって凝固浴液面が沈み込む深さを５〜２０ｍｍに制御する、前記（４）〜（７）のいずれかに記載の炭素繊維前駆体繊維の製造方法。
（９）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の炭素繊維前駆体繊維、または、前記（４）〜（８）のいずれかに記載の製造方法によって得られた炭素繊維前駆体繊維を、２００〜３００℃の温度の空気中において耐炎化する耐炎化工程と、耐炎化工程で得られた繊維を、３００〜８００℃の温度の不活性雰囲気中において予備炭化する予備炭化工程と、予備炭化工程で得られた繊維を１，０００〜３，０００℃の温度の不活性雰囲気中において炭化する炭化工程を順次経て炭素繊維を得る炭素繊維の製造方法。

Claims

繊維を構成するポリアクリロニトリル系重合体のＺ平均分子量Ｍｚ（Ｆ）が６０万〜２００万であり、多分散度Ｍｚ（Ｆ）／Ｍｗ（Ｆ）（Ｍｗ（Ｆ）は、繊維を構成するポリアクリロニトリル系重合体の重量平均分子量を表す）が２〜５であり、原子間力顕微鏡で３μｍの範囲で測定した自乗平均面粗さＲｍｓが１５〜４０ｎｍであり、単繊維繊度が０．３〜１．５ｄｔｅｘであり、単繊維断面直径の変動係数が０〜５％である炭素繊維前駆体繊維。
ＲＡＭＡＮ分光法により求められ、明細書で規定するＲ値が２．７〜３．０であり、単繊維強度が６〜９ｃＮ／ｄｔｅｘであり、原糸結晶配向度が９１〜９４％である、請求項１に記載の炭素繊維前駆体繊維。
真円度が０．８５〜１である、請求項１または２に記載の炭素繊維前駆体繊維。
短径が７５〜２００ｍｍ、孔数３０００〜３００００個である紡糸口金を用い、凝固浴液の紡糸条件での凝固温度における粘度が７〜１５ｍＰａ・ｓの条件で凝固浴液中を凝固糸が３５〜２００ｍ／分の速度で走行するように乾湿式紡糸する炭素繊維前駆体繊維の製造方法であって、Ｚ平均分子量（Ｍｚ（Ｐ））が８０万〜６００万で、多分散度（Ｍｚ（Ｐ）／Ｍｗ（Ｐ））（Ｍｗ（Ｐ）は、重量平均分子量を表す）が２．７〜１０であるポリアクリロニトリル系重合体を含有する紡糸溶液を用い、紡糸ドラフトを５〜５０とし、紡糸口金の最外孔からの吐出した紡糸溶液の紡糸口金面鉛直方向との角度を５〜１５°とすることを特徴とする炭素繊維前駆体繊維の製造方法。
前記紡糸溶液を凝固価が２３〜４０ｇである凝固浴条件の凝固浴中に吐出する、請求項４に記載の炭素繊維前駆体繊維の製造方法。
前記凝固糸の引き取りローラーからの合計延伸倍率が１０〜２０倍、前駆体繊維束の巻き取り速度が６００〜２０００ｍ/分である、請求項４または５に記載の炭素繊維前駆体繊維の製造方法。
前記凝固糸の引き取り速度が５０〜２００ｍ／分である、請求項４〜６のいずれかに記載の炭素繊維前駆体繊維の製造方法。
沈み込む前の凝固浴液面と紡糸口金との距離を５〜１０ｍｍに設定し、紡糸によって凝固浴液面が沈み込む深さを５〜２０ｍｍに制御する、請求項４〜７のいずれかに記載の炭素繊維前駆体繊維の製造方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維前駆体繊維、または、請求項４〜８のいずれかに記載の製造方法によって得られた炭素繊維前駆体繊維を、２００〜３００℃の温度の空気中において耐炎化する耐炎化工程と、耐炎化工程で得られた繊維を、３００〜８００℃の温度の不活性雰囲気中において予備炭化する予備炭化工程と、予備炭化工程で得られた繊維を１，０００〜３，０００℃の温度の不活性雰囲気中において炭化する炭化工程を順次経て炭素繊維を得る炭素繊維の製造方法。