JP2011122255A5

JP2011122255A5 -

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Publication number: JP2011122255A5
Application number: JP2009279123A
Authority: JP
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2029-12-09

Description

本発明は、次の構成を有する。すなわち、
（ｉ）繊維径の分布において、最大の繊維径に対して２５％小さい繊維径から最大の繊維径までの範囲における数平均繊維径をＲ１とし、その他の単繊維の数平均繊維径をＲ２としたとき、下記式（１）で定義される繊維径比Ｒが０．２〜０．７であり、Ｒ１が４〜７μｍであり、Ｒ２に対応する本数Ｎ２、Ｒ１に対応する本数Ｎ１としたときにＮ＝Ｎ２／Ｎ１で定義される混繊比が０．５〜２であり、その炭素繊維束のストランド引張伸度が１．０〜３．０％であり、単繊維断面の数平均真円度が０．１〜０．８５であり、目付が０．１ｇ／ｍ以上である炭素繊維束。

Ｒ＝Ｒ２／Ｒ１・・・式（１）
（ii）繊維径の分布において、最大の繊維径に対して２５％小さい繊維径から最大の繊維径までの範囲における数平均繊維径をＲ’１とし、その他の単繊維の数平均繊維径をＲ’２としたとき、下記式（３）で定義される繊維径比Ｒ’が０．２〜０．７であり、Ｒ’１が６〜１１μｍであり、Ｒ’２に対応する本数Ｎ’２、Ｒ’１に対応する本数Ｎ’１としたときにＮ’＝Ｎ’２／Ｎ’１で定義される混繊比が０．５〜２であり、原糸結晶配向度が８６〜９１％であり、目付が０．２ｇ／ｍ以上であるポリアクリロニトリル系炭素繊維前駆体繊維束。（なお、以降、ポリアクリロニトリルをＰＡＮと略記することもある。）
Ｒ’＝Ｒ’２／Ｒ’１・・・式（３）
（iii）ポリアクリロニトリル系重合体溶液を乾湿式紡糸し、凝固引取後の延伸倍率を７〜１５倍にして炭素繊維前駆体繊維束を得る方法であって、紡糸口金孔ピッチを０．３〜０．９ｍｍ、口金の孔数を６０００〜３００００個とし、紡糸口金と凝固浴液面の間のエアギャップ距離を１〜５ｍｍに設定し、前記炭素繊維前駆体繊維束の目付が０．２ｇ／ｍ以上となるように前記ポリアクリロニトリル系重合体溶液の吐出量を調整して紡糸する炭素繊維前駆体繊維束の製造方法。
（iv）前記（ii）に記載のポリアクリロニトリル系炭素繊維前駆体繊維束、または、前記（iii）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る、炭素繊維束の製造方法。

本発明において、好適に用いられる口金の孔数は、６０００〜３００００個であると良い。孔数が６０００個より少ない場合、生産性が低下し、そのような状態では本発明の効果が得にくい。一方、孔数が３００００個を超える場合には、口金が大きくなりすぎて本発明の凝固浴液の整流が困難となることがある。

本発明の前駆体繊維束の製造方法において、紡糸口金と凝固浴液面の間のエアギャップ距離（Ｈａ）を好ましくは１から５ｍｍに設定すると良い。Ｈａを高めると吐出した紡糸溶液が融着しやすくなり、Ｈａにより前駆体繊維束中の単繊維の断面形状を制御することができる。Ｈａが１ｍｍ未満であれば凝固浴の液流や地震による液面変動で引き起こされる口金浸漬が抑制され、Ｈａが５ｍｍを超えるとエアギャップでの紡糸溶液の破断が起こりやすくなる。

Claims

繊維径の分布において、最大の繊維径に対して２５％小さい繊維径から最大の繊維径までの範囲における数平均繊維径をＲ１とし、その他の単繊維の数平均繊維径をＲ２としたとき、下記式（１）で定義される繊維径比Ｒが０．２〜０．７であり、Ｒ１が４〜７μｍであり、Ｒ２に対応する本数Ｎ２、Ｒ１に対応する本数Ｎ１としたときにＮ＝Ｎ２／Ｎ１で定義される混繊比が０．５〜２であり、その炭素繊維束のストランド引張伸度が１．０〜３．０％であり、単繊維断面の数平均真円度が０．１〜０．８５であり、目付が０．１ｇ／ｍ以上である炭素繊維束。
Ｒ＝Ｒ２／Ｒ１・・・式（１）
繊維径の分布において、最大の繊維径に対して２５％小さい繊維径から最大の繊維径までの範囲における数平均繊維径をＲ’１とし、その他の単繊維の数平均繊維径をＲ’２としたとき、下記式（３）で定義される繊維径比Ｒ’が０．２〜０．７であり、Ｒ’１が６〜１１μｍであり、Ｒ’２に対応する本数Ｎ’２、Ｒ’１に対応する本数Ｎ’１としたときにＮ’＝Ｎ’２／Ｎ’１で定義される混繊比が０．５〜２であり、原糸結晶配向度が８６〜９１％であり、目付が０．２ｇ／ｍ以上であるポリアクリロニトリル系炭素繊維前駆体繊維束。
Ｒ’＝Ｒ’２／Ｒ’１・・・式（３）
ポリアクリロニトリル系重合体溶液を乾湿式紡糸し、凝固引取後の延伸倍率を７〜１５倍にして炭素繊維前駆体繊維束を得る方法であって、紡糸口金孔ピッチを０．３〜０．９ｍｍ、口金の孔数を６０００〜３００００個とし、紡糸口金と凝固浴液面の間のエアギャップ距離を１〜５ｍｍに設定し、前記炭素繊維前駆体繊維束の目付が０．２ｇ／ｍ以上となるように前記ポリアクリロニトリル系重合体溶液の吐出量を調整して紡糸する炭素繊維前駆体繊維束の製造方法。
請求項２に記載のポリアクリロニトリル系炭素繊維前駆体繊維束、または、請求項３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る、炭素繊維束の製造方法。