JP2012082541A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、上記目的を達成せんとするものであり、本発明の炭素繊維の製造方法は以下に示すものである。
本発明の炭素繊維の製造方法は、炭素繊維用ポリアクリロニトリル系繊維を空気中で熱処理する工程が２２０℃以上の温度で連続的に複数段で行なわれ、それぞれの段における熱処理温度が前段で熱処理されたポリアクリロニトリル繊維の減量開始温度よりも２０℃以上低い温度であり、かつポリアクリロニトリル系繊維に対して与えられる熱量の積算値が１００Ｊ・ｈ／ｇ以上５００Ｊ・ｈ／ｇ以下であることを特徴とする炭素繊維の製造方法である。
本発明の炭素繊維の製造方法の好ましい態様によれば、前記の炭素繊維用ポリアクリロニトリル系繊維は、極限粘度が１．０〜１０．０の範囲にあるポリアクリロニトリル系重合体からなるものである。
熱量の積算値は、熱処理されるポリアクリロニトリル繊維の温度を実測することでより正確に求めることができるが、走行するポリアクリロニトリル繊維の温度の測定は技術的に難しい。また、耐炎化温度に設定したオーブンにポリアクリロニトリル繊維の糸束を導入し、該繊維糸束の温度を実測すると、通常の耐炎化時間（数十分）に対して十分短い時間でオーブン内雰囲気温度と糸束温度が一致した。従って、ここでいうところの熱量の積算値は、耐炎化炉内のポリアクリロニトリル繊維の温度は、耐炎化温度と同じとみなし、耐炎化温度Ｔ（Ｋ）と耐炎化炉の滞留時間ｔ（ｈ）、およびポリアクリルニトリル繊維の比熱容量１．５０７Ｊ／ｇ・℃を用いて、下式により求めた値である。
・熱量の積算値（Ｊ・ｈ／ｇ）＝Ｔ×ｔ×１．５０７
Ｔ：炉耐炎化温度（Ｋ）
ｔ：炉滞留時間（ｈ）。
・熱量の積算値（Ｊ・ｈ／ｇ）＝Ｔ×ｔ×１．５０７
Ｔ：炉耐炎化温度（Ｋ）
ｔ：炉滞留時間（ｈ）。
Claims (8)
- 炭素繊維用ポリアクリロニトリル系繊維を空気中で熱処理する工程が２２０℃以上の温度で連続的に複数段で行なわれ、それぞれの段における熱処理温度が前段で熱処理されたポリアクリロニトリル繊維の減量開始温度よりも２０℃以上低い温度であり、かつポリアクリロニトリル系繊維に対して与えられる熱量の積算値が１００Ｊ・ｈ／ｇ〜５００Ｊ・ｈ／ｇであることを特徴とする炭素繊維の製造方法。
- 炭素繊維用ポリアクリロニトリル系繊維を空気中で熱処理する工程が２２０℃以上の温度で連続的に１段行なわれ、その際の熱処理温度がポリアクリロニトリル系繊維の減量開始温度よりも２０℃以上低い温度であり、かつポリアクリロニトリル系繊維に対して与えられる熱量の積算値が１００Ｊ・ｈ／ｇ〜７００Ｊ・ｈ／ｇであることを特徴とする炭素繊維の製造方法。
- それぞれの段における熱処理時間が、後段の熱処理時間が前段の熱処理時間と同じもしくは短く、かつ、第１段目の熱処理工程で熱処理されたポリアクリロニトリル繊維の比重が、１．３２ｇ／ｃｃ以下である請求項１記載の炭素繊維の製造方法。
- 炭素繊維用ポリアクリロニトリル系繊維が、極限粘度１．０〜１０．０の範囲にあるポリアクリロニトリル系重合体からなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の炭素繊維の製造方法。
- 炭素繊維用ポリアクリロニトリル系繊維が、極限粘度１．０〜５．０の範囲にあり、Ｚ平均分子量Ｍｚと重量平均分子量Ｍｗとの比で示される多分散度Ｍｚ／Ｍｗが２．７〜１０．０であるポリアクリロニトリル系重合体からなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の炭素繊維の製造方法。
- 炭素繊維用ポリアクリロニトリル系繊維が、ポリアクリロニトリル系重合体を湿式紡糸法または乾湿式紡糸法により、紡糸口金から吐出させ紡糸する紡糸工程と、該紡糸工程で得られた繊維を乾燥熱処理する乾燥熱処理工程と、該乾燥熱処理工程で得られた繊維をスチーム延伸するスチーム延伸工程を経て製造された繊維であることを特徴とする請求項４または５記載の炭素繊維の製造方法。
- 請求項６に記載の炭素繊維用ポリアクリロニトリル系繊維を空気中において耐炎化する耐炎化工程と、該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、該予備炭化工程で得られた繊維を１,０００〜２,０００℃の温度の不活性雰囲気中において炭化する炭化工程とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維の製造方法。
- 炭化工程における張力を４．０ｍＮ／ｄＴｅｘ〜３５．０ｍＮ／ｄＴｅｘで炭化処理する請求項７記載の炭素繊維の製造方法。
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