JP2708684B2 - ピッチ系炭素繊維束 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はピッチ系炭素繊維束に関
するものであり、特に繊維径が従来のピッチ径炭素繊維
に比べて細く、かつフィラメント数が非常に多いピッチ
系炭素繊維束に関する。

【０００２】特に、従来のピッチ系炭素繊維の特徴であ
る高弾性率であって、かつ繊維のハンドリング性に優れ
るという相反する長所を合わせ持ち、しかもコンポジッ
ト製品あるいはその中間品を製造するのに好適な繊度す
なわちフィラメント数を保有することで、生産性に優れ
る使用法を提供するピッチ系炭素繊維束に関する。

【０００３】

【従来の技術】炭素繊維は、比強度および比弾性率の高
い材料で、近年、航空宇宙分野、自動車工業、その他の
工業分野で、強くて軽い素材として注目を浴びている。

【０００４】このような分野では、高強度、高弾性率で
ありながら安価な材料が望まれている。

【０００５】現在、炭素繊維は、ポリアクリロニトリル
（ＰＡＮ）を原料とするＰＡＮ系炭素繊維と、ピッチ類
を原料とするピッチ系炭素繊維が製造されているが、現
状では高強度、高弾性率の高性能炭素繊維としては、主
にＰＡＮ系炭素繊維が使用されている。

【０００６】しかしながら、ＰＡＮ系炭素繊維で６００
ＧＰａ以上の高弾性率を得ることは非常な困難が伴い、
特に６５０ＧＰａ以上の高弾性率な炭素繊維を工業的に
製造することは殆ど不可能である。

【０００７】近年、弾性率が６００ＧＰａを越えるよう
な炭素繊維としては、高弾性率化が容易なメソフェーズ
ピッチを原料とするピッチ系炭素繊維が主に製造され使
用される現状にある。

【０００８】繊維は、高弾性になるにしたがい繊維糸条
が剛直となり、繊維のハンドリング時に毛羽が発生した
りあるいは繊維糸条が折れる等の問題が生じる。

【０００９】このため繊維のハンドリングが容易な、よ
り細径な炭素繊維が求められている。

【００１０】一方コンポジット製品あるいはこの中間品
を作る際には、使用する炭素繊維のボビン数を減らす目
的で繊度の大きな、すなわちフィラメント数が多い炭素
繊維が要求されている。

【００１１】しかしながらピッチ系炭素繊維で、平均繊
維径が８μｍ以下で、かつフィラメントが１０００本以
上の繊維から構成されるマルチフィラメント連続繊維は
製造が困難で、得られ難いものであった。

【００１２】ピッチ系炭素繊維では細径な繊維を製造す
るには、細径のピッチ繊維を製造する必要がある。

【００１３】しかしながらピッチ繊維は非常に脆弱であ
り紡糸が困難なため、フィラメント数が１０００以上と
なる紡糸を行なうことは非常に困難であった。

【００１４】これは多ホール化によって、紡糸時に発生
する随伴流の影響によりノズルプレート直下の雰囲気温
度は内周が高温になること、また、随伴気流の速度が非
常に大きくなり、この気流のために細径繊維の紡糸が安
定して行なわれないためである。

【００１５】フィラメント数を低下させることにより、
細径のピッチ繊維の紡糸は若干容易となるが、得られた
ピッチ繊維束は脆弱で、次工程におけるハンドリングが
困難であった。

【００１６】特開平１―２２９８２０号公報には、フィ
ラメント数が１０００未満のピッチ系炭素繊維に関して
記載がなされており、その中にフィラメント数が１００
０未満のピッチ繊維糸条を得、これを複数本合糸する方
法が開示されている。

【００１７】しかしながら、フィラメント数が１０００
未満で、かつ炭素繊維の繊維径が８μｍ以下となるよう
な細径なピッチ繊維では、糸条の強度が著しく小さく、
このため合糸の際に必要な張力も充分に与えることが困
難で、糸の揃いが不十分な炭素繊維しか得られなかっ
た。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高弾
性率でありながら、繊維のハンドリング性に優れ、かつ
コンポジットなどの成形加工に使用するにあたって、生
産性が優れた高品質な炭素繊維束を提供することにあ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、平均繊維径が
４〜８μｍで、１０００〜１０００００本の連続繊維が
無合糸で構成されていることを特徴とするピッチ系炭素
繊維束である。

【００２０】また、上記の繊維束を構成するフィラメン
トの引張強度が３．０ＧＰａ以上、弾性率が６００ＧＰ
ａ以上であることが好ましい。さらに、繊維束の屈曲強
度Ｂが、次式を満足するものであることが望ましい。

【００２１】

【数２】

【００２２】Ｂ＝屈曲強度（ＭＰａ） ＴＭ＝引張弾性率（ＧＰａ）

【００２３】以下、本発明の炭素繊維束について詳細に
説明する。

【００２４】本発明の炭素繊維束は、平均繊維径が４〜
８μｍであり１０００〜１０００００本の連続繊維が無
合糸で構成される。

【００２５】さらに繊維束を構成するフィラメントの引
張強度が３．０ＧＰａ以上、弾性率が６００ＧＰａ以上
と優れた物性を有し、繊維束の屈曲強度が上記の式を満
足するようなハンドリング性に優れるピッチ系炭素繊維
束である。

【００２６】本発明において平均繊維径、引張強度、弾
性率、屈曲強度とは次のように求めた値をいう。

【００２７】（平均繊維径）炭素繊維の平均繊維径Ｄは
次式から求められるものである。

【００２８】

【数３】

【００２９】Ｗ＝単位長さ当りの繊維束の重さ Ｎ＝フィラメント数（単糸本数） ρ＝繊維の密度

【００３０】（フィラメントの引張強度、弾性率）ＪＩ
Ｓ Ｒ７６０１に規定する樹脂含浸ストランド試験法に
したがって引張強度を求めた。

【００３１】また、引張弾性率は、直接読み取り法によ
り破断荷重の１０〜３０％の範囲における引張弾性率を
求めた。

【００３２】（屈曲強度）長さ１ｍの炭素繊維束を取り
出し、炭素繊維束１７の両端を揃えてタブ１８を接着剤
で取り付けたループ状繊維束のループ部に、図１４に示
すように直径１ｍｍの針金１９を引っかけ、針金あるい
はタブを０．２ｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、ループが
針金部で破断した際の荷重計２０で測定した荷重を炭素
繊維束１本の断面積で割った値を屈曲強度とした。

【００３３】平均繊維径が８μｍ超では６００ＧＰａを
越す高弾性率でかつハンドリング性に優れるという相反
する両方の特性を具備することができず、４μｍ未満の
直径では連続繊維を製造することは事実上困難である。

【００３４】コンポジット製品やその中間材を加工する
際の生産性を向上させるには、繊維束のフィラメント数
は１０００以上好ましくは２０００以上は必要であり、
フィラメント数が１０００未満では炭素繊維束の繊度は
小さく、生産性が損なわれる。

【００３５】また、フィラメント数が１０００００超で
は事実上無合糸で繊維束を製造することは困難である。

【００３６】また、引張強度は３．０ＧＰａ好ましくは
３．５ＧＰａさらに好ましくは４．０ＧＰａ以上である
ことが好ましく、３．０ＧＰａ未満では繊維の伸びが極
端に小さく繊維束の取扱が困難となる。

【００３７】屈曲強度は弾性率により大きく変化する
が、例えば弾性率６００ＧＰａのときに４００ＭＰａ未
満、弾性率７００ＧＰａのときに３２ＭＰａ未満、弾性
率８００ＧＰａのときに１７ＭＰａ未満では、繊維束の
ハンドリング性は著しく損なわれる。

【００３８】本発明の繊維束は、無合糸であることを特
徴とするが、これはピッチ系炭素繊維の製造において、
ピッチ繊維束を一旦得た後、ピッチ繊維の状態で、ある
いは不融化後あるいは炭化後に合糸を行なって、繊度の
大きな繊維束を得ても、合糸する前の繊維束ごとに分割
してしまい、繊維束を使用する際のハンドリングが著し
く低下することによる。

【００３９】したがって、本発明の繊維束の前駆体であ
るピッチ繊維は合糸することなく、紡糸段階でフィラメ
ント数が１０００〜１０００００で製造されることが必
要である。

【００４０】本発明の黒鉛化繊維を得るための製法の一
例について以下に説明する。

【００４１】図１は溶融紡糸ノズル断面図で溶融紡糸ノ
ズル１２はノズルプレート２を具備し、該ノズルプレー
ト２には複数のキャピラリ９が配置されている。

【００４２】キャピラリー９は同心円上に３〜２０列配
置している。同心円状に配置されるキャピラリー位置の
最外周半径は５０〜２５０ｍｍが好ましい。

【００４３】キャピラリーの配置する列数は３列未満で
は単一のノズルプレートに１０００個以上のキャピラリ
ーを配置することが困難であったり、あるいはノズルプ
レートが非常に大きなものとなる。

【００４４】また、列数が２０列超では列中央部の雰囲
気温度が外周列あるいは内周列の雰囲気温度に較べ高温
となり安定した紡糸が困難となる。

【００４５】また、図２および図３〜図８に示されるよ
うにキャピラリーの配置箇所は２個以上のブロックに分
割されている必要がある。

【００４６】キャピラリーとキャピラリーの間隔は好ま
しくは１〜６ｍｍ、さらに好ましくは２〜３ｍｍが適当
である。

【００４７】ブロックとブロックの間隔は扇型に分割し
た場合（図３〜図６）角度で１０〜３０°の間隔をあけ
るか、あるいは最狭部で１０ｍｍ以上の間隔をあけるこ
とが好ましい。

【００４８】また、キャピラリー径は直径５０μｍ〜１
１０μｍ、好ましくは７０μｍ〜１００μｍである。

【００４９】キャピラリー径が１１０μｍ超では細径な
ピッチ繊維の紡糸が不安定となり、５０μｍ未満ではキ
ャピラリーの加工が非常に困難となったり、ノズルの整
備が煩雑となり好ましくない。

【００５０】キャピラリーが配置されている箇所が分割
されずに連続した同心円状となると、ノズル中央への雰
囲気ガスの導入が不十分となり、ノズル中央部の雰囲気
が高温となり安定した紡糸の継続が困難となる。

【００５１】また、ノズルプレート下部に高さ２０ｍｍ
以上好ましくは３０〜１５０ｍｍの円柱状の突起物３を
設けることが肝要である。

【００５２】円柱状突起物３はキャピラリーを配置した
ブロックとブロックの間隙を流れる気流を制御する役割
を担い、この突起部３が無い場合、あるいはこの高さが
２０ｍｍ未満の場合、ブロックとブロックの間隙を流れ
る気流がノズル中央部でぶつかり、ノズル中央部で気流
が非常に乱れ、このためノズル中央付近（ノズル最内周
付近に配置するキャピラリー付近）での紡糸の安定化が
極めて困難となる。

【００５３】この円柱状突起物とキャピラリーの配置を
ブロックごとに分割することにより、ノズル内周部の冷
却と随伴流の制御による安定紡糸化の両方の効果をもた
らすことが可能となる。

【００５４】円柱状突起物３は図９〜１２に示すように
円柱に限定されるものではなく、円柱の一端が縮小して
いたり角が丸められたものであっても、効果に顕著な差
はみられず、図９〜１２に示した高さＨが２０ｍｍ以
上、好ましくは３０〜１５０ｍｍであればよい。

【００５５】以上の要件を満足するのであれば、１ノズ
ル当り、１０００以上、好ましくは１５００〜１０００
０キャピラリー、さらに好ましくは１５００〜５０００
キャピラリーという、従来の紡糸装置では全く不可能と
考えられていたキャピラリー数を有するノズルであって
も安定した紡糸が初めて可能となる。

【００５６】しかしながら、ピッチ繊維を溶融紡糸する
場合、溶融紡糸時にピッチから発生するベーパー、ある
いは分解物によりノズルプレート面が著しく汚れる。

【００５７】このため、安定した紡糸の継続期間がノズ
ルプレートの汚れのために、限定せざるを得なかった。

【００５８】そこで紡糸時に生じる随伴流を、ノズルプ
レート近傍にまで接近させることで、ノズルプレート直
下の雰囲気の置換が良好となり、ノズルの汚れが著しく
減じることを見いだした。

【００５９】具体的には、キャピラリー配置部の外周、
ノズルプレート下部に円周状にスリットを設け、ここか
ら雰囲気ガスを吸気することにより、紡糸によって生じ
る随伴流がノズルプレート直下を流れるようになる。

【００６０】この時スリットは、キャピラリー配置部の
最外周部より２０ｍｍ以上好ましくは５０〜２００ｍｍ
とすることがよく、また、スリットの幅は５〜３０ｍｍ
が好ましい。

【００６１】同心円に配置されるキャピラリー位置の最
外周半径が１００ｍｍを超えると、１箇所の吸気位置で
スリット全体にわたって均一に吸引を行なうことが困難
となるため、必要に応じ２個以上好ましくは４〜８箇所
に分割し、吸引量が均一となるように制御することによ
り、安定した紡糸が可能となる。

【００６２】このときの気流の流れは、図１に示すよう
に吸引用スリット４の吸引により、随伴流の開始位置は
全体的にノズルプレート２側に引き寄せられ、ノズルプ
レート直下を流れることとなる。

【００６３】また、キャピラリーが配置されたブロック
とブロックの間隙を通る気流は円柱状突起物３により下
方向の流れが与えられ、気流は乱れることなく安定的に
流れ、このため安定した紡糸が可能となる。

【００６４】本発明の炭素繊維束に使用する紡糸用ピッ
チの原料は、コールタール、コールタールピッチ等の石
炭系ピッチ、石炭液化ピッチ、エチレンタールピッチ、
流動接触触媒分解残査油から得られるデカントオイルピ
ッチ等の石油系ピッチ、あるいはナフタレン等から触媒
などを用いて作られる合成ピッチ等、各種のピッチを包
含するものである。

【００６５】本発明の炭素繊維束に使用されるメソフェ
ーズピッチは、前記のピッチを公知の方法でメソフェー
ズを発生させたものである。

【００６６】メソフェーズピッチは、紡糸した際のピッ
チ繊維の配向性が高いものが望ましく、このためメソフ
ェーズ含有量は４０％以上、より好ましくは７０％以
上、さらに好ましくは９０％以上含有するものが望まし
い。

【００６７】また、メソフェーズピッチは軟化点が２０
０〜４００℃、より好ましくは２５０〜３５０℃のもの
がよい。

【００６８】得られたピッチは紡糸に先だって絶対濾過
精度が３μｍ以下であるフィルター、あるいはこのフィ
ルターと同等あるいはそれ以上の濾過精度が得られる濾
過方法によりピッチ中の異物を取り除くことが必要であ
る。ピッチ中に３μｍ以上の固形異物が存在すると糸切
れが頻発することとなる。

【００６９】上記メソフェーズピッチを先の紡糸ノズル
で紡糸する条件としては例えば、粘度２００〜９００ポ
イズを示す温度で、圧力１０〜１００ｋｇ／ｃｍ²程度
で押し出しながら１００〜１０００ｍ／ｍｉｎ、好まし
くは３００〜６００ｍ／ｍｉｎの引き取り速度で延伸
し、所定の繊維径のピッチ繊維を得る。

【００７０】このときに、キャピラリーを１０００以上
有する紡糸ノズルを単独で使用してピッチ繊維を得ても
よいし、当該紡糸ノズルを２個以上、図１３のごとく本
発明の紡糸ノズルを複数個ならべた紡糸装置において、
当該紡糸ノズルから押し出されるピッチ繊維を、単一の
ロールで延伸し、マルチフィラメントのピッチ繊維を得
てもよい。

【００７１】このときに並べる紡糸ノズルの数は、１０
個以下が好ましく、これより数が多いと、各ノズル間の
調整が煩雑になったり、また、紡糸ノズルの間隔が広が
り単一のロールで延伸することが困難となり、糸の揃い
のよいマルチフィラメント炭素繊維の製造が困難とな
る。

【００７２】前記した紡糸ノズルによりフィラメント数
が１０００以上の細径炭素繊維を用ピッチ繊維を得るこ
とができるが、不融化工程において繊維束全体を均一に
反応させるにはフィラメント数の上限は１０００００
本、好ましくは５００００本となる。

【００７３】ピッチ繊維の繊維径は、ピッチ繊維を不融
化、炭化、黒鉛化することにより繊維径の収縮が生じる
ので、この分を考慮してピッチ繊維の繊維径を決定すれ
ばよく通常、ピッチ繊維で直径５〜１１μｍに紡糸する
ことで繊維径４〜８μｍの細径炭素繊維を得ることがで
きる。

【００７４】つぎに得られたピッチ繊維は、従来公知の
方法で不融化、炭化、黒鉛化を行うことで、繊維径が４
〜８μｍフィラメント数が１０００〜１０００００本の
細径繊維より構成されるピッチ系炭素繊維束が得られ
る。

【００７５】

【実施例】

【００７６】

【実施例１】原料としてキノリン不溶分を除去した軟化
点８０℃のコールタールピッチを、触媒を用い直接水素
化を行った。

【００７７】この水素化処理ピッチを常圧下４８０℃で
熱処理した後、低沸点分を除きメソフェーズピッチを得
た。このピッチは、軟化点が３００℃、メソフェーズ含
有量が９５％であった。

【００７８】このピッチを濾過精度３μｍのステンレス
ファイバー製のフィルターを用いて温度３４０℃で濾過
を行い、ピッチ中の異物を取り除き、精製ピッチを得
た。

【００７９】この精製ピッチを紡糸原料とし、直径２２
０ｍｍのノズルプレートにキャピラリー径１００μｍ、
キャピラリー長さ１５０μｍ、キャピラリー数２０００
のノズルパックを用いて紡糸を行なった。

【００８０】キャピラリーの配置は図５の形式であり、
最外周に配置するキャピラリー位置は半径１００ｍｍ、
最内周は半径７５ｍｍで、同心円状に１１列のキャピラ
リーを配置したブロックは２３°の角度の間隔をもって
４分割されている。

【００８１】ノズル中央には、高さ５０ｍｍ、直径１２
０ｍｍの図９の断面形状の円柱突起物を取り付けた。

【００８２】また、ノズルプレート外周部には直径３０
０ｍｍ幅１５ｍｍのスリットを設け、４方向から分割し
て吸引を行なった。

【００８３】ノズルプレート表面温度３１６℃、紡糸粘
度６００ポイズ、キャピラリー当りのピッチ流量を０．
０４３ｇ／ｍｉｎとして、紡糸速度が４００ｍ／ｍｉｎ
となるよう、ロールを回転させ延伸し、得られたピッチ
繊維を吸引ノズルで引き取りケンスに収納した。

【００８４】このとき６時間の長時間にわたり糸切れが
なく、平均繊維径が９．８μｍ、フィラメント数が２０
００のピッチ繊維を得た。

【００８５】つぎにピッチ繊維をケンスに収納した状態
で、空気に二酸化窒素ガスを５体積％添加した酸化ガス
をケンス下部から吹き込みながら１５０℃から３００℃
まで１℃／ｍｉｎで昇温し、そのまま３００℃に３０分
保持して不融化繊維を得た。

【００８６】この不融化繊維をケンスに収納した状態で
窒素ガス雰囲気下で不融化繊維を１０℃／ｍｉｎで昇温
し、３９０℃まで昇温しその温度で３０ｍｉｎ保持し炭
化を行なった。

【００８７】つぎにこの炭化糸を内温１１００℃、窒素
ガス雰囲気の炉にケンスから繊維糸条を繰り出しながら
線状に焼成しボビンに巻とった。

【００８８】得られたボビンから炭化繊維糸条を巻き返
しながら２４００℃の温度で黒鉛化を行い、黒鉛化繊維
を得た。

【００８９】この黒鉛化繊維は平均繊維径７．０μｍ、
引張強度４．２ＧＰａ、引張弾性率６２０ＧＰａ、フィ
ラメント数２０００、屈曲強度６８０ＭＰａの糸揃いの
よい美麗なものであった。

【００９０】

【実施例２】実施例１で得られた炭化繊維を温度２６０
０℃の温度で黒鉛化を行い、黒鉛化繊維を得た。

【００９１】この黒鉛化繊維は平均繊維径６．９μｍ、
引張強度４．１ＧＰａ、引張弾性率８００ＧＰａ、フィ
ラメント数２０００、屈曲強度５０ＭＰａであった。

【００９２】

【実施例３】実施例１で用いたノズルでキャピラリー径
を８０μｍ、キャピラリー長さを１２０μｍとした以外
は全く同じ構造を有する紡糸ノズルを用いて、ノズルプ
レート表面温度３２３℃、紡糸粘度４００ポイズ、キャ
ピラリー当りのピッチ流量を０．０２２ｇ／ｍｉｎとし
て、紡糸速度が４００ｍ／ｍｉｎとなる条件で紡糸を行
なった。

【００９３】このとき２時間の長時間にわたり糸切れが
なく、平均繊維径が７．０μｍ、フィラメント数が２０
００のピッチ繊維を得た。

【００９４】このピッチ繊維を実施例１と同じ条件で、
不融化、炭化を行ない、２５００℃の温度で黒鉛化をし
た。

【００９５】得られた黒鉛化繊維は平均繊維径４．９μ
ｍ、引張強度４．７ＧＰａ、弾性率６２０ＧＰａ、フィ
ラメント数２０００、屈曲強度１２００ＭＰａであっ
た。

【００９６】

【実施例４】実施例１で用いた紡糸ノズル３台を直線状
に並列にならべ、このうち中央に配置する紡糸ノズルの
下部に位置するロール１台で３台のノズルから押し出さ
れるピッチ繊維を同時に延伸し紡糸した。

【００９７】このときの紡糸条件は、ノズルプレート表
面温度３１６℃、紡糸粘度６００ポイズ、キャピラリー
当りのピッチ流量を０．０３５ｇ／ｍｉｎとして、紡糸
速度が４００ｍ／ｍｉｎとなるよう、ロールを回転させ
延伸し、得られたピッチ繊維を吸引ノズルで引き取りケ
ンスに収納した。

【００９８】このとき２時間の長時間にわたり糸切れな
く、平均繊維径が８．８μｍ、フィラメント数６０００
のピッチ繊維を得た。

【００９９】このピッチ繊維を実施例１と同じ条件で、
不融化、炭化を行い、２５００℃の温度で黒鉛化をして
得られた黒鉛化繊維は平均繊維径６．３μｍ、引張強度
４．２ＧＰａ、弾性率７１０ＧＰａ、フィラメント数６
０００、屈曲強度２５０ＭＰａであった。

【０１００】この繊維束を用いてフィラメントワインデ
ィング法により、炭素繊維複合材による円筒ロールを常
法に従い試作したところ、毛羽の発生や糸切れが生じる
ことなく安定して、高弾性率を保有するコンポジット製
品を製造できた。

【０１０１】

【比較例１】実施例１で用いたノズルでキャピラリー径
を１３０μｍとし、キャピラリー当りのピッチ流量を
０．０６９ｇ／ｍｉｎとした以外は、実施例１と同じ条
件で紡糸を行ない、平均繊維径が１２．９μｍ、フィラ
メント数が２０００のピッチ繊維を得た。

【０１０２】このピッチ繊維を実施例１と同じ条件で、
不融化、炭化、黒鉛化をして得られた黒鉛化繊維は平均
繊維径９．８μｍ、引張強度３．９ＧＰａ、弾性率６２
０ＧＰａ、フィラメント数２０００、屈曲強度２４０Ｍ
Ｐａであった。

【０１０３】

【比較例２】比較例１で得られた炭化繊維を温度２５０
０℃で黒鉛化を行った。実施例１と同様に不融化、炭
化、黒鉛化を行い黒鉛化繊維を得た。

【０１０４】黒鉛化繊維は平均繊維径９．７μｍ、引張
強度３．８ＧＰａ、弾性率７１０ＧＰａ、フィラメント
数２０００、屈曲強度２５ＭＰａであった。

【０１０５】この繊維束を用いて実施例４と同様なコン
ポジット製品を試作したところ、毛羽立ちが多く、また
製造途中で繊維束の断糸が生じた。

【０１０６】

【比較例３】比較例１で得られた炭化繊維を温度２６０
０℃で黒鉛化を行った。実施例１と同様に不融化、炭
化、黒鉛化を行い黒鉛化繊維を得た。

【０１０７】黒鉛化繊維は平均繊維径９．７μｍ、引張
強度３．６ＧＰａ、弾性率８０５ＧＰａ、フィラメント
数２０００、屈曲強度５ＭＰａであった。

【０１０８】

【比較例４】市販されるＡ社製ピッチ系炭素繊維はフィ
ラメント数２０００、平均繊維径９．７μｍ、引張強度
２．２ＧＰａ、弾性率７００ＧＰａであり、屈曲強度は
１ＭＰａ以下で測定不能なほど小さな値であった。

【０１０９】

【発明の効果】本発明の細径繊維より構成されるピッチ
系炭素繊維束は、従来のピッチ系炭素繊維の特徴である
高弾性率であって、かつ繊維のハンドリング性に優れる
という相反する長所を合わせ持つ炭素繊維束であり、し
かもコンポジット製品あるいはその中間品を製造するの
に好適な繊度すなわちフィラメント数を保有するため
に、生産性に優れる使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶融紡糸ノズルの断面図。

【図２】溶融紡糸ノズルの底面図。

【図３】ノズルのキャピラリー配置図。

【図４】ノズルキャピラリー配置図。

【図５】ノズルのキャピラリー配置図。

【図６】ノズルのキャピラリー配置図。

【図７】ノズルのキャピラリー配置図。

【図８】ノズルキャピラリー配置図。

【図９】円柱状突起物の側面図。

【図１０】円柱状突起物の側面図。

【図１１】円柱状突起物の側面図。

【図１２】円柱状突起物の側面図。

【図１３】溶融紡糸装置の模式図。

【図１４】屈曲強度測定の模式図。

【符号の説明】

１ 溶融ピッチ ２ ノズルプレート ３ 円柱状突起物 ４ 吸引用スリット ６ 吸引量調整ダンパー ８ ピッチ繊維 ９ キャピラリー １０ ノズルプレート押え １１ キャピラリー配置ブロック １２ 溶融紡糸装置 １３ 延伸ロール搬送ロール １４ ピッチ繊維搬送ロール １５ ピッチ繊維束吸引ノズル １６ ピッチ繊維収納ケンス １７ 炭素繊維束 １８ タブ １９ 直径１．０ｍｍの針金 ２０ 荷重計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 邦夫 姫路市広畑区富士町１番地 新日本製鐵 株式会社 広畑製鐵所内 (72)発明者 田所 寛之 姫路市広畑区富士町１番地 新日本製鐵 株式会社 広畑製鐵所内 (56)参考文献 特開 平１−229820（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均繊維径が４〜８μｍで、１０００〜
   １０００００本の連続繊維が無合糸で構成されてなるピ
   ッチ系炭素繊維束であり、該繊維束を構成するフィラメ
   ントの引張強度が３．０ＧＰａ以上、弾性率が６００Ｇ
   Ｐａ以上であり、かつ該繊維束の屈曲強度Ｂが次式を満
   足することを特徴とするピッチ系炭素繊維束。 【数１】 Ｂ＝屈曲強度（ＭＰａ） ＴＭ＝引張弾性率（ＧＰａ）