JP2678384B2 - 炭素繊維用ピッチ及びそれを用いた炭素繊維の製造方法 - Google Patents
炭素繊維用ピッチ及びそれを用いた炭素繊維の製造方法Info
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- JP2678384B2 JP2678384B2 JP1145117A JP14511789A JP2678384B2 JP 2678384 B2 JP2678384 B2 JP 2678384B2 JP 1145117 A JP1145117 A JP 1145117A JP 14511789 A JP14511789 A JP 14511789A JP 2678384 B2 JP2678384 B2 JP 2678384B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は新規な炭素繊維用ピッチ、及びそれを用いた
炭素繊維の製造方法に関するものである。さらに詳しく
いえば、本発明は、特に引張り強度及び結節強さの高い
炭素繊維を与えうる炭素繊維用ピッチ、及びこのものを
用いて前記高性能炭素繊維を製造する方法に関するもの
である。
炭素繊維の製造方法に関するものである。さらに詳しく
いえば、本発明は、特に引張り強度及び結節強さの高い
炭素繊維を与えうる炭素繊維用ピッチ、及びこのものを
用いて前記高性能炭素繊維を製造する方法に関するもの
である。
［従来の技術］ 近年、炭素繊維は高強度及び高性能率を有し、かつ軽
量であるなど、優れた特徴を有することから、例えば航
空機部品、自動車部品、スポーツ用具などの種々の分野
における素材や樹脂補強材などとして著しく需要が伸び
ている。
量であるなど、優れた特徴を有することから、例えば航
空機部品、自動車部品、スポーツ用具などの種々の分野
における素材や樹脂補強材などとして著しく需要が伸び
ている。
この炭素繊維はPAN系炭素繊維とピッチ系炭素繊維と
に大別することができ、前者のPAN系炭素繊維は、ポリ
アクリロニトリルを原料とするものであり、通常高強度
及び中程度の弾性率を有しているが、2000℃以上の温度
で燒成された繊維は最大400GPa程度の弾性率を示すもの
である。しかしながら、このPAN系炭素繊維は、難黒鉛
化性であるため結晶化度（黒鉛化度）の向上には限界が
あり、本質的に超高弾性率を達成することは困難である
上、製造コストが高くつくのを免れないという欠点を有
している。
に大別することができ、前者のPAN系炭素繊維は、ポリ
アクリロニトリルを原料とするものであり、通常高強度
及び中程度の弾性率を有しているが、2000℃以上の温度
で燒成された繊維は最大400GPa程度の弾性率を示すもの
である。しかしながら、このPAN系炭素繊維は、難黒鉛
化性であるため結晶化度（黒鉛化度）の向上には限界が
あり、本質的に超高弾性率を達成することは困難である
上、製造コストが高くつくのを免れないという欠点を有
している。
一方、ピッチ系炭素繊維は、原料として炭素質ピッチ
を用いるため、製造コストが低く、経済的に有利である
上、特に液晶メソフェーズピッチから得られ、3000℃付
近の温度で燒成したもの（黒鉛繊維）は700GPa程度の超
高弾性率をもつなどの特徴を有している。しかしなが
ら、このような光学的異方性ピッチ系炭素繊維は、弾性
率が大きいため、強度の割には脆く、小さな曲率まで糸
を曲げることができない、すなわち、結節強さや伸びが
小さくて複雑な形状の成形体加工が困難であるという大
きな欠点を有している。
を用いるため、製造コストが低く、経済的に有利である
上、特に液晶メソフェーズピッチから得られ、3000℃付
近の温度で燒成したもの（黒鉛繊維）は700GPa程度の超
高弾性率をもつなどの特徴を有している。しかしなが
ら、このような光学的異方性ピッチ系炭素繊維は、弾性
率が大きいため、強度の割には脆く、小さな曲率まで糸
を曲げることができない、すなわち、結節強さや伸びが
小さくて複雑な形状の成形体加工が困難であるという大
きな欠点を有している。
従来、ピッチ系炭素繊維においては、高配向性という
特性を利用して、高弾性繊維を主眼において開発された
てきたが、前記したような欠点を有することから、利用
分野が限られ、用途の制限を免れないという問題があ
り、広範囲に用途を開拓していくには、高強度、高伸
度、高結節強さをも有する安価なピッチ系炭素繊維の開
発が強く望まれている。
特性を利用して、高弾性繊維を主眼において開発された
てきたが、前記したような欠点を有することから、利用
分野が限られ、用途の制限を免れないという問題があ
り、広範囲に用途を開拓していくには、高強度、高伸
度、高結節強さをも有する安価なピッチ系炭素繊維の開
発が強く望まれている。
ところで、ピッチ系炭素繊維は、通常炭素質ピッチを
溶融紡糸したのち、このピッチ繊維を不融化処理し、次
いで炭素化処理するといった方法で製造される。このよ
うなピッチ系炭素繊維の製造方法において、これまで種
々の改良が試みられている。例えば原料の炭素質ピッチ
については、溶剤に対する溶解度を指標として規定する
方法が提案されている（特公昭54−1810号公報）。しか
しながら、炭素繊維を製造する場合、高温で溶融紡糸
し、さらに不融化処理及び焼成処理で種々の熱履歴を経
過するため、ピッチの高温下での挙動が極めて重要な強
度因子となるが、このようなピッチの高温下での挙動に
ついての研究は、一部の報告を除いてほとんどなく、し
かも炭素繊維との関連について研究されたものは皆無で
あるのが現状である。
溶融紡糸したのち、このピッチ繊維を不融化処理し、次
いで炭素化処理するといった方法で製造される。このよ
うなピッチ系炭素繊維の製造方法において、これまで種
々の改良が試みられている。例えば原料の炭素質ピッチ
については、溶剤に対する溶解度を指標として規定する
方法が提案されている（特公昭54−1810号公報）。しか
しながら、炭素繊維を製造する場合、高温で溶融紡糸
し、さらに不融化処理及び焼成処理で種々の熱履歴を経
過するため、ピッチの高温下での挙動が極めて重要な強
度因子となるが、このようなピッチの高温下での挙動に
ついての研究は、一部の報告を除いてほとんどなく、し
かも炭素繊維との関連について研究されたものは皆無で
あるのが現状である。
一方、不融化処理については、例えば（１）二酸化窒
素を含有する空気を用いる方法（特公昭48−42696号公
報、特開昭60−259629号公報）、（２）特定の条件で不
融化処理する方法（特開昭63−120112号公報、同63−14
5419号公報、同63−264917号公報）などが提案されてい
る。しかしながら、（１）の方法においては、不融化速
度を上げ生産効率を高めるのが目的であって、炭素繊維
の物性を向上させる効果を示す条件はなんら規定されて
いないし、（２）の方法においては、高弾性率、高強度
のものは得られているが、ピッチの性状と強度との関連
や炭素繊維のしなやかさの指標である結節強さや伸度に
ついてはなんら言及していない。
素を含有する空気を用いる方法（特公昭48−42696号公
報、特開昭60−259629号公報）、（２）特定の条件で不
融化処理する方法（特開昭63−120112号公報、同63−14
5419号公報、同63−264917号公報）などが提案されてい
る。しかしながら、（１）の方法においては、不融化速
度を上げ生産効率を高めるのが目的であって、炭素繊維
の物性を向上させる効果を示す条件はなんら規定されて
いないし、（２）の方法においては、高弾性率、高強度
のものは得られているが、ピッチの性状と強度との関連
や炭素繊維のしなやかさの指標である結節強さや伸度に
ついてはなんら言及していない。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような事情のもとで、特に引張り強度
及び結節強さの高い炭素繊維を与えうる炭素繊維用ピッ
チを提供するとともに、このものを用いて前記高性能炭
素繊維を提供することを目的としてなされたものであ
る。
及び結節強さの高い炭素繊維を与えうる炭素繊維用ピッ
チを提供するとともに、このものを用いて前記高性能炭
素繊維を提供することを目的としてなされたものであ
る。
［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を
重ねた結果、メソフェーズ含有量が90重量％以上の特定
の性状を有する炭素質ピッチにより、その目的を達成し
うることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成
するに至った。
重ねた結果、メソフェーズ含有量が90重量％以上の特定
の性状を有する炭素質ピッチにより、その目的を達成し
うることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成
するに至った。
すなわち、本発明は、キノリン不溶分50重量％以下、
数平均分子量1000以上、数平均分子量に対する重量平均
分子量の比1.3〜1.8、メソフェーズ含有量90重量％以上
及び軟化点250〜380℃であって、熱重量分析（TGA）に
よる５％重量減の温度が470℃以上で、かつ800℃の温度
における重量減が25％以下であることを特徴とする炭素
繊維用ピッチ、及びこの炭素繊維用ピッチを280〜400℃
の温度で溶融紡糸したのち、このピッチ繊維を不融化処
理し、次いで炭素化処理することを特徴とする炭素繊維
の製造方法を提供するものである。
数平均分子量1000以上、数平均分子量に対する重量平均
分子量の比1.3〜1.8、メソフェーズ含有量90重量％以上
及び軟化点250〜380℃であって、熱重量分析（TGA）に
よる５％重量減の温度が470℃以上で、かつ800℃の温度
における重量減が25％以下であることを特徴とする炭素
繊維用ピッチ、及びこの炭素繊維用ピッチを280〜400℃
の温度で溶融紡糸したのち、このピッチ繊維を不融化処
理し、次いで炭素化処理することを特徴とする炭素繊維
の製造方法を提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の炭素繊維用ピッチの原料については特に制限
はなく、ピッチ製造用として従来慣用されているものを
用いることができるが、石油系重質油が好ましく、特に
接触分解残油が好適である。
はなく、ピッチ製造用として従来慣用されているものを
用いることができるが、石油系重質油が好ましく、特に
接触分解残油が好適である。
該ピッチはメソフェーズ含有量が90重量％以上である
ことが必要であり、したがってこのようなメソフェーズ
含量の高いピッチ、すなわちメソフェーズピッチを調製
するために、前記ピッチ原料油に、メソフェーズ含量を
高めるための処理が施される。このメソフェーズは光学
的異方性相のことで、その含有量は偏光顕微鏡直交ニコ
ル下で観察し、写真撮影して、光学的異方性相又は光学
的等方性相の占める割合から求めることができる。
ことが必要であり、したがってこのようなメソフェーズ
含量の高いピッチ、すなわちメソフェーズピッチを調製
するために、前記ピッチ原料油に、メソフェーズ含量を
高めるための処理が施される。このメソフェーズは光学
的異方性相のことで、その含有量は偏光顕微鏡直交ニコ
ル下で観察し、写真撮影して、光学的異方性相又は光学
的等方性相の占める割合から求めることができる。
メソフェーズピッチの製造方法については特に制限は
なく、例えば、前記石油系重質油をいったんメソフェー
ズピッチ前駆体まで重質化したのち、これを450〜500℃
の高温において、0.1〜5mmHgの高真空下30分間以内、好
ましくは20分間以内で、メソフェーズ含量が90重量％以
上、好ましくは100％になるように処理する方法などを
用いることができる。該メソフェーズ含量が90重量％未
満では繊維としたときに等方性相が混入するため、引張
り強度や結節強さが十分なものが得られず、本発明の目
的が十分に達せられない。
なく、例えば、前記石油系重質油をいったんメソフェー
ズピッチ前駆体まで重質化したのち、これを450〜500℃
の高温において、0.1〜5mmHgの高真空下30分間以内、好
ましくは20分間以内で、メソフェーズ含量が90重量％以
上、好ましくは100％になるように処理する方法などを
用いることができる。該メソフェーズ含量が90重量％未
満では繊維としたときに等方性相が混入するため、引張
り強度や結節強さが十分なものが得られず、本発明の目
的が十分に達せられない。
このようにして調製されたメソフェーズピッチは、キ
ノリン不溶分（QI）が50重量％以下、好ましくは10〜40
重量％の範囲、軟化点が250〜380℃、好ましくは260〜3
50℃の範囲、数平均分子量（Mn）が1000以上、好ましく
は1000〜1400の範囲、数平均分子量（Mn）に体する重量
平均分子量（Mw）の比Mw/Mnが1.3〜1.8、好ましくは1.3
5〜1.75の範囲にあって、メソフェーズ含有量が90重量
％以上、熱重量分析（TGA）による５％重量減
（Ｔ５％）の温度が470℃以上で、かつ800℃の温度にお
ける重量減が25％以下であることが必要である。なお、
熱重量分析における測定値は、窒素雰囲下、10℃／分の
昇温速度で800℃まで昇温して求めた値である。
ノリン不溶分（QI）が50重量％以下、好ましくは10〜40
重量％の範囲、軟化点が250〜380℃、好ましくは260〜3
50℃の範囲、数平均分子量（Mn）が1000以上、好ましく
は1000〜1400の範囲、数平均分子量（Mn）に体する重量
平均分子量（Mw）の比Mw/Mnが1.3〜1.8、好ましくは1.3
5〜1.75の範囲にあって、メソフェーズ含有量が90重量
％以上、熱重量分析（TGA）による５％重量減
（Ｔ５％）の温度が470℃以上で、かつ800℃の温度にお
ける重量減が25％以下であることが必要である。なお、
熱重量分析における測定値は、窒素雰囲下、10℃／分の
昇温速度で800℃まで昇温して求めた値である。
このようなメソフェーズピッチは高温下で揮散成分が
少ないため高温下で安定である。また、軽質分は少ない
がキノリン不溶分も少ないので流動性がよく、紡糸性が
良好である。しかもメソフェーズ含有量が高いため、ピ
ッチの均質性と配向特性がよく、得られる炭素繊維は、
高温度で焼成することにより高い弾性率を発現すること
が可能であり、高い引張り強度と結節強さを有してい
る。
少ないため高温下で安定である。また、軽質分は少ない
がキノリン不溶分も少ないので流動性がよく、紡糸性が
良好である。しかもメソフェーズ含有量が高いため、ピ
ッチの均質性と配向特性がよく、得られる炭素繊維は、
高温度で焼成することにより高い弾性率を発現すること
が可能であり、高い引張り強度と結節強さを有してい
る。
本発明においては、前記のメソフェーズピッチから成
る炭素繊維用ピッチを、好ましくは直径0.1〜0.5mmのノ
ズルを用い、280〜400℃の範囲の温度において溶融紡糸
し、糸径５〜20μｍ程度のピッチ繊維を作成したのち、
このピッチ繊維に不融化処理が施される。この不融化処
理は空気を用いて行ってもよいし、二酸化窒素0.1〜30
容量％、好ましくは0.5〜15容量％含有する空気を用い
て行ってもよいが、後者の方が引張り強度及び結節強さ
の高い炭素繊維が得られるので好ましい。
る炭素繊維用ピッチを、好ましくは直径0.1〜0.5mmのノ
ズルを用い、280〜400℃の範囲の温度において溶融紡糸
し、糸径５〜20μｍ程度のピッチ繊維を作成したのち、
このピッチ繊維に不融化処理が施される。この不融化処
理は空気を用いて行ってもよいし、二酸化窒素0.1〜30
容量％、好ましくは0.5〜15容量％含有する空気を用い
て行ってもよいが、後者の方が引張り強度及び結節強さ
の高い炭素繊維が得られるので好ましい。
空気を用いて不融化処理する場合、通常200〜400℃の
範囲の温度において５〜300分間程度処理され、一方、
前記の二酸化窒素含有空気を用いて不融化処理する場
合、通常150〜350℃、好ましくは180〜320℃の範囲の温
度において、10〜600分間程度処理される。
範囲の温度において５〜300分間程度処理され、一方、
前記の二酸化窒素含有空気を用いて不融化処理する場
合、通常150〜350℃、好ましくは180〜320℃の範囲の温
度において、10〜600分間程度処理される。
次に、このようにして不融化処理された繊維に炭素化
処理が施されるが、必要に応じ、窒素やアルゴンなどの
不活性ガス雰囲気下、350〜800℃の範囲の温度において
予備炭素化処理を行ってもよい。
処理が施されるが、必要に応じ、窒素やアルゴンなどの
不活性ガス雰囲気下、350〜800℃の範囲の温度において
予備炭素化処理を行ってもよい。
炭素化処理においては、窒素やアルゴンなどの不活性
ガス雰囲気下、1000〜3000℃の範囲の温度において、前
記の不融化処理繊維又は必要に応じて予備炭素化処理さ
れた繊維を焼成することによって、炭素繊維が得られ
る。
ガス雰囲気下、1000〜3000℃の範囲の温度において、前
記の不融化処理繊維又は必要に応じて予備炭素化処理さ
れた繊維を焼成することによって、炭素繊維が得られ
る。
このような方法によると、従来法による市販のピッチ
系炭素繊維では、引張り強度が200〜350Kg/mm2程度で、
結節強さは1200gf/3K−ストランド程度までであるのに
対し、引張り強度が350Kg/mm2以上で、結節強さが1500g
f/3K−ストランド以上の炭素繊維の製造も可能である。
系炭素繊維では、引張り強度が200〜350Kg/mm2程度で、
結節強さは1200gf/3K−ストランド程度までであるのに
対し、引張り強度が350Kg/mm2以上で、結節強さが1500g
f/3K−ストランド以上の炭素繊維の製造も可能である。
［実施例］ 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。
なお、炭素繊維の結節強さは次のようにして求めた。
すなわち、糸径５〜15μｍの炭素繊維3000本のストラン
ドを作製し、これに単繊維の結節強度を測定する場合
（JIS L−1013）と同様の結節部を設けたのち、引張り
試験機を用い、チャック間隔を25mmとし、結節部分がほ
ぼ中央にくるように保ち、引張り速度50mm/分で切断時
の強さ（gf）を測定し、この値を結節強さ（gf/3K−ス
トランド）とする。
すなわち、糸径５〜15μｍの炭素繊維3000本のストラン
ドを作製し、これに単繊維の結節強度を測定する場合
（JIS L−1013）と同様の結節部を設けたのち、引張り
試験機を用い、チャック間隔を25mmとし、結節部分がほ
ぼ中央にくるように保ち、引張り速度50mm/分で切断時
の強さ（gf）を測定し、この値を結節強さ（gf/3K−ス
トランド）とする。
実施例１ 流動接触分解残油を重質化して得た軟化点160℃、ト
ルエン不溶分5.5重量％の等方性ピッチを460℃、1Torr
で12分間処理し、キノリン不溶分（QI）28.5重量％、数
平均分子量1140、Mw/Mn＝1.45、軟化点310℃の100％メ
ソフェーズピッチを得た。このものをTGA（熱重量分
析）にて、窒素中で10℃／分の速度で800℃まで昇温し
たところ、Ｔ５％＝483℃であり、800℃まで昇温時の重
量減は22.0％であった。
ルエン不溶分5.5重量％の等方性ピッチを460℃、1Torr
で12分間処理し、キノリン不溶分（QI）28.5重量％、数
平均分子量1140、Mw/Mn＝1.45、軟化点310℃の100％メ
ソフェーズピッチを得た。このものをTGA（熱重量分
析）にて、窒素中で10℃／分の速度で800℃まで昇温し
たところ、Ｔ５％＝483℃であり、800℃まで昇温時の重
量減は22.0％であった。
次にこのピッチを0.3mmφのノズルを用い、343℃にて
溶融紡糸して糸径９μｍのピッチ繊維を得たのち、次に
示す各条件で不融化処理後、窒素雰囲気中で炭素化処理
して、炭素繊維を得、その引張り強度、弾性率、結節強
さを求めた。
溶融紡糸して糸径９μｍのピッチ繊維を得たのち、次に
示す各条件で不融化処理後、窒素雰囲気中で炭素化処理
して、炭素繊維を得、その引張り強度、弾性率、結節強
さを求めた。
（１）空気中での不融化処理 前記ピッチ繊維を空気中で200℃から300℃まで20℃／
分の速度で昇温したのち、この温度で30分間保持して不
融化処理し、次いで1500℃及び2500℃にて、それぞれ炭
素化処理して炭素繊維を得た。この炭素繊維の物性を次
に示す。
分の速度で昇温したのち、この温度で30分間保持して不
融化処理し、次いで1500℃及び2500℃にて、それぞれ炭
素化処理して炭素繊維を得た。この炭素繊維の物性を次
に示す。
（２）NO2含有空気中での不融化処理 前記ピッチ繊維をNO22.5容量％含有空気中で200℃、1
80分間不融化処理したのち、1500℃及び2500℃で炭素化
処理を行い、炭素繊維を得た。
80分間不融化処理したのち、1500℃及び2500℃で炭素化
処理を行い、炭素繊維を得た。
この炭素繊維の物性を次に示す。
比較例１ 流動接触分解残油を420℃、50Torrで１時間熱処理
し、メソフェーズ含有量約15重量％のピッチを調製し、
これから重力を利用してメソフェーズを除去した。次い
で残った等方性ピッチを420℃、10Torrで2.5時間熱処理
して、軟化点305℃、QI＝31.5重量％、数平均分子量96
0、Mw/Mn＝1.90のピッチを得た。またこのピッチはTGA
測定の結果、Ｔ５％＝421℃、800℃における重量減は2
7.0％であった。
し、メソフェーズ含有量約15重量％のピッチを調製し、
これから重力を利用してメソフェーズを除去した。次い
で残った等方性ピッチを420℃、10Torrで2.5時間熱処理
して、軟化点305℃、QI＝31.5重量％、数平均分子量96
0、Mw/Mn＝1.90のピッチを得た。またこのピッチはTGA
測定の結果、Ｔ５％＝421℃、800℃における重量減は2
7.0％であった。
このピッチを実施例１と同様に溶融紡糸して、糸径10
μｍのピッチ繊維を得たのち、次に示す各条件で不融化
処理後、窒素雰囲気中で炭素化処理を行い、炭素繊維を
製造し、その物性を求めた。
μｍのピッチ繊維を得たのち、次に示す各条件で不融化
処理後、窒素雰囲気中で炭素化処理を行い、炭素繊維を
製造し、その物性を求めた。
（１）空気中での不融化処理 前記ピッチ繊維を空気中で200℃から300℃まで20℃／
分の速度で昇温後、この温度で30分間保持して不融化処
理したのち、1500℃及び2500℃でそれぞれ炭素化処理し
て、炭素繊維を得た。このものの物性をつぎに示す。
分の速度で昇温後、この温度で30分間保持して不融化処
理したのち、1500℃及び2500℃でそれぞれ炭素化処理し
て、炭素繊維を得た。このものの物性をつぎに示す。
（２）NO2含有空気中での不融化処理 前記ピッチ繊維をNO210容量％含有空気中にて280℃で
20分間不融化処理したのち、1500℃で炭素化処理して、
炭素繊維を得た。
20分間不融化処理したのち、1500℃で炭素化処理して、
炭素繊維を得た。
このものの物性を次に示す。
また、前記ピッチ繊維をNO22.5容量％含有空気中にて
220℃、180分間不融化処理したのち、1500℃で炭素化処
理を行い、炭素繊維を得た。
220℃、180分間不融化処理したのち、1500℃で炭素化処
理を行い、炭素繊維を得た。
この炭素繊維の物性を次に示す。
実施例２ 比較例１において重力により除去した方のメソフェー
ズピッチを、380℃、0.1Torrで20分間脱気処理した。こ
のメソフェーズピッチは、QI＝34.5重量％、軟化点315
℃、数平均分子量1090、Mw/Mn＝1.67であり、またTGA測
定の結果、Ｔ５％＝477℃、800℃における重量減は23.8
％であった。
ズピッチを、380℃、0.1Torrで20分間脱気処理した。こ
のメソフェーズピッチは、QI＝34.5重量％、軟化点315
℃、数平均分子量1090、Mw/Mn＝1.67であり、またTGA測
定の結果、Ｔ５％＝477℃、800℃における重量減は23.8
％であった。
このピッチを比較例１と同様に紡糸して、糸径10.3μ
ｍのピッチ繊維を得た。
ｍのピッチ繊維を得た。
次に、このピッチ繊維を、次に示す各条件で不融化処
理後、窒素雰囲気中で炭素化処理を行い、炭素繊維を製
造し、その物性を求めた。
理後、窒素雰囲気中で炭素化処理を行い、炭素繊維を製
造し、その物性を求めた。
（１）空気中での不融化処理 前記ピッチ繊維を空気中で200℃から300℃まで20℃／
分の速度で昇温後、この温度で30分間保持して不融化処
理したのち、1500℃及び2500℃でそれぞれ炭素化処理し
て、炭素繊維を得た。このものの物性を次に示す。
分の速度で昇温後、この温度で30分間保持して不融化処
理したのち、1500℃及び2500℃でそれぞれ炭素化処理し
て、炭素繊維を得た。このものの物性を次に示す。
（２）NO2含有空気中での不融化処理 前記ピッチ繊維をNO210容量％含有空気中にて280℃で
20分間不融化処理したのち、1500℃で炭素化処理して、
炭素繊維を得た。
20分間不融化処理したのち、1500℃で炭素化処理して、
炭素繊維を得た。
このものの物性を次に示す。
［発明の効果］ 本発明によると、メソフェーズ含有量が90重量％以上
の特定の性状を有する炭素繊維用ピッチを用いることに
より、高温での安定性がよく、かつ流動性が良好で溶融
紡糸が容易であるとともに、その均質性と高い配向性の
ために欠陥が生じ難く、良好な弾性率を有し、かつ高い
引張り強度と結節強さを有する炭素繊維を製造すること
ができる。特に不融化処理をNO2含有空気中で行うこと
によって、引張り強度と結節強さがともに優れた性能を
持った炭素繊維が得られる。この高性能炭素繊維は織物
用などとして用いることができ、また複合材料の素材と
して好適に用いられる。
の特定の性状を有する炭素繊維用ピッチを用いることに
より、高温での安定性がよく、かつ流動性が良好で溶融
紡糸が容易であるとともに、その均質性と高い配向性の
ために欠陥が生じ難く、良好な弾性率を有し、かつ高い
引張り強度と結節強さを有する炭素繊維を製造すること
ができる。特に不融化処理をNO2含有空気中で行うこと
によって、引張り強度と結節強さがともに優れた性能を
持った炭素繊維が得られる。この高性能炭素繊維は織物
用などとして用いることができ、また複合材料の素材と
して好適に用いられる。
Claims (4)
- 【請求項１】キノリン不溶分50重量％以下、数平均分子
量1000以上、数平均分子量に対する重量平均分子量の比
1.3〜1.8、メソフェーズ含有量90重量％以上及び軟化点
250〜380℃であって、熱重量分析による５％重量減の温
度が470℃以上で、かつ800℃の温度における重量減が25
％以下であることを特徴とする炭素繊維用ピッチ。 - 【請求項２】請求項１記載の炭素繊維用ピッチを280〜4
00℃の温度で溶融紡糸したのち、このピッチ繊維を不融
化処理し、次いで炭素化処理することを特徴とする炭素
繊維の製造方法。 - 【請求項３】不融化処理を空気中において200〜400℃の
温度で５〜300分間行う請求項２記載の炭素繊維の製造
方法。 - 【請求項４】不融化処理を、二酸化窒素0.1〜30容量％
を含む空気中において、150〜350℃の温度で10〜600分
間行う請求項２記載の炭素繊維の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145117A JP2678384B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 炭素繊維用ピッチ及びそれを用いた炭素繊維の製造方法 |
| EP19900100420 EP0378187A3 (en) | 1989-01-13 | 1990-01-10 | Pitch for carbon fibers, process for production of said pitch, and process for production of carbon fibers using said pitch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145117A JP2678384B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 炭素繊維用ピッチ及びそれを用いた炭素繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0314625A JPH0314625A (ja) | 1991-01-23 |
| JP2678384B2 true JP2678384B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=15377787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1145117A Expired - Lifetime JP2678384B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-06-09 | 炭素繊維用ピッチ及びそれを用いた炭素繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2678384B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794091B1 (de) * | 1996-03-08 | 2001-05-16 | TRW Occupant Restraint Systems GmbH & Co. KG | Gassack-Rückhaltemodul |
| TWI620843B (zh) | 2012-04-18 | 2018-04-11 | 三菱化學股份有限公司 | 碳纖維束、碳纖維束的製造方法及樹脂系複合材料 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60259629A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-21 | Nippon Oil Co Ltd | ピツチ系黒鉛化繊維の製造方法 |
| JPS60181320A (ja) * | 1984-02-20 | 1985-09-17 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 炭素繊維の製造方法 |
| JPS6249913A (ja) * | 1985-08-27 | 1987-03-04 | Sumitaka Shida | 液体の霧化分離ろ過装置 |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP1145117A patent/JP2678384B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0314625A (ja) | 1991-01-23 |
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