JP2860834B2 - 改良した伸び可能性を有する線状炭素質ファイバー - Google Patents
改良した伸び可能性を有する線状炭素質ファイバーInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、線状炭素質ファイバー及び線状ファイバー
を製造する方法に関する。さらに詳細には、本発明は、
３−９％の改良した伸び可能性（elongatability）を有
する非グラファイト性線状炭素質ファイバー及びそれか
ら製造された織物構造に関する。
を製造する方法に関する。さらに詳細には、本発明は、
３−９％の改良した伸び可能性（elongatability）を有
する非グラファイト性線状炭素質ファイバー及びそれか
ら製造された織物構造に関する。
ファイバーを織物構造に加工するに当って、ファイバ
ーは、しばしばファイバーの切断を生じさせる種々の応
力及びひずみをうける。従って、改良された伸び可能性
を有するファイバーは、これら応力及びひずみにより良
く抵抗できる。その上、より大きな伸び可能性を有する
ファイバーを含む布は、伸張可能なしかも縮み抵抗性で
ある利点を有する。
ーは、しばしばファイバーの切断を生じさせる種々の応
力及びひずみをうける。従って、改良された伸び可能性
を有するファイバーは、これら応力及びひずみにより良
く抵抗できる。その上、より大きな伸び可能性を有する
ファイバーを含む布は、伸張可能なしかも縮み抵抗性で
ある利点を有する。
カーボン及びグラファイト性ファイバーが安定化した
アクリル重合体の前駆体ファイバーから製造されると
き、このファイバーの伸び可能性又は伸び％は、熱処理
即ち時間及び温度さらに従って炭素化又はグラファイト
化の度合及びファイバーのモジュラスの程度に応じて、
概して1.25−1.9％の範囲にある。代表的には、線状グ
ラファイト性又はカーボンファイバーは、300℃から110
0℃までの温度範囲でファイバートウの熱処理を次第に
上げる炉に1000−320000（1K−320K）本のフィラメント
のトウを通すことにより生成される。この処理は、一般
に、1400℃−2400℃の温度にファイバートウが加熱され
る高温度の炉における次の熱処理をともなう。熱処理
は、低温度の炉中のファイバーの処理中ですら、張力下
行われる。即ち、ファイバートウのファイバーは、ファ
イバートウが炉の床又は底を離れるように保つためにフ
ァイバートウを炉中で引張るのに十分な張力で、吊らさ
れそして炉中を通る。
アクリル重合体の前駆体ファイバーから製造されると
き、このファイバーの伸び可能性又は伸び％は、熱処理
即ち時間及び温度さらに従って炭素化又はグラファイト
化の度合及びファイバーのモジュラスの程度に応じて、
概して1.25−1.9％の範囲にある。代表的には、線状グ
ラファイト性又はカーボンファイバーは、300℃から110
0℃までの温度範囲でファイバートウの熱処理を次第に
上げる炉に1000−320000（1K−320K）本のフィラメント
のトウを通すことにより生成される。この処理は、一般
に、1400℃−2400℃の温度にファイバートウが加熱され
る高温度の炉における次の熱処理をともなう。熱処理
は、低温度の炉中のファイバーの処理中ですら、張力下
行われる。即ち、ファイバートウのファイバーは、ファ
イバートウが炉の床又は底を離れるように保つためにフ
ァイバートウを炉中で引張るのに十分な張力で、吊らさ
れそして炉中を通る。
３−９％又はそれより大きいファイバー伸び可能性％
を有することは、もし織物の加工を行うことが望まれる
ならば、特に有用である。部分的に炭素化されたファイ
バー即ち10−20％の窒素含量をなお有するファイバーが
張力下550℃−650℃の温度で熱処理されるとき、このフ
ァイバーの伸び可能性は僅かに2.5％以下に過ぎない。
この低い伸び可能性は、かなりのファイバーの切断に出
会うことなく、織物の加工を行うのに不十分である。
を有することは、もし織物の加工を行うことが望まれる
ならば、特に有用である。部分的に炭素化されたファイ
バー即ち10−20％の窒素含量をなお有するファイバーが
張力下550℃−650℃の温度で熱処理されるとき、このフ
ァイバーの伸び可能性は僅かに2.5％以下に過ぎない。
この低い伸び可能性は、かなりのファイバーの切断に出
会うことなく、織物の加工を行うのに不十分である。
米国特許第4347297号は、張力下のポリアクリロニト
リルファイバーの２回の前酸化処理及び張力下の酸化し
たファイバーの炭素化によるカーボンファイバーの製法
を開示している。
リルファイバーの２回の前酸化処理及び張力下の酸化し
たファイバーの炭素化によるカーボンファイバーの製法
を開示している。
米国特許第4279612号は、ファイバーを炭素化する熱
処理前に張力下ファイバーを熱的に安定化する工程を含
むカーボンファイバーの製法を開示している。
処理前に張力下ファイバーを熱的に安定化する工程を含
むカーボンファイバーの製法を開示している。
米国特許第3541582号は、先ず張力下重合体状ファイ
バーの連続するヤーンを酸化することにより織ったカー
ボンクロスを製造する方法を開示している。炭素化工程
は、ファイバーが張力下にあるか又は張力下にない間に
行われる。しかし、織ったクロスは、元来ファイバーを
張力下に置く。
バーの連続するヤーンを酸化することにより織ったカー
ボンクロスを製造する方法を開示している。炭素化工程
は、ファイバーが張力下にあるか又は張力下にない間に
行われる。しかし、織ったクロスは、元来ファイバーを
張力下に置く。
米国特許第4837076号は、＞1.2:1の可逆性たわみ比を
有する非線状炭素質ファイバー及びトウの製法を開示し
ている。この特許に記載された熱処理の条件は、本発明
の線状ファイバーに同様な導電性をもたらすために使用
できる。しかし、非線状構造の結果として以外の伸び可
能性における改良は何も開示されていない。
有する非線状炭素質ファイバー及びトウの製法を開示し
ている。この特許に記載された熱処理の条件は、本発明
の線状ファイバーに同様な導電性をもたらすために使用
できる。しかし、非線状構造の結果として以外の伸び可
能性における改良は何も開示されていない。
ヨーロッパ特許公開第88/02695号は、線状炭素質ファ
イバーを含む他のファイバーとブレンドされた非線状炭
素質ファイバーの熱絶縁性及び／又は吸音性の構造を開
示している。しかし、伸び可能性を有する線状炭素質フ
ァイバーをもたらす教示はない。
イバーを含む他のファイバーとブレンドされた非線状炭
素質ファイバーの熱絶縁性及び／又は吸音性の構造を開
示している。しかし、伸び可能性を有する線状炭素質フ
ァイバーをもたらす教示はない。
用語「炭素質ファイバー」は、重合体状前駆体材料に
おける可逆性化学反応の結果としてファイバーの炭素含
量を65％より多く増大させるように加熱されたファイバ
ー又はトウの形の多くのファイバーを意味するものと理
解すべきである。
おける可逆性化学反応の結果としてファイバーの炭素含
量を65％より多く増大させるように加熱されたファイバ
ー又はトウの形の多くのファイバーを意味するものと理
解すべきである。
用語「グラファイト性」は、ここで用いられるとき、
少なくとも92％好ましくは少なくとも98％の元素状炭素
含量を有し、そしてさらに米国特許第4005183号に規定
されたような炭素質材料に関する。
少なくとも92％好ましくは少なくとも98％の元素状炭素
含量を有し、そしてさらに米国特許第4005183号に規定
されたような炭素質材料に関する。
ここで用いられる用語「安定化された」は、アクリル
ファイバーについて概して250℃より低い温度で酸化さ
れたファイバーに適用する。或る場合には、ファイバー
は、又低温度における化学酸化剤により酸化できるもの
と理解されるだろう。
ファイバーについて概して250℃より低い温度で酸化さ
れたファイバーに適用する。或る場合には、ファイバー
は、又低温度における化学酸化剤により酸化できるもの
と理解されるだろう。
ここで述べられた％のすべては、他の述べられていな
い限り、全組成物の重量％に関するものと理解すべきで
ある。
い限り、全組成物の重量％に関するものと理解すべきで
ある。
本発明によれば、アクリロニトリルホモポリマー、ア
クリロニトリル共重合体及びアクリロニトリルターポリ
マーから選ばれた重合体状前駆体ファイバーから製造さ
れた非引火性の非グラファイト性炭素質ファイバーであ
り、該炭素質ファイバーが、非曲線状（以下線状とい
う）形態にして、５−35％の窒素含量及び65％より多い
炭素含量を有し、且つ３−９％の伸び及び２−7g/dの強
度を有することを特徴とするファイバーＴが提供され
る。
クリロニトリル共重合体及びアクリロニトリルターポリ
マーから選ばれた重合体状前駆体ファイバーから製造さ
れた非引火性の非グラファイト性炭素質ファイバーであ
り、該炭素質ファイバーが、非曲線状（以下線状とい
う）形態にして、５−35％の窒素含量及び65％より多い
炭素含量を有し、且つ３−９％の伸び及び２−7g/dの強
度を有することを特徴とするファイバーＴが提供され
る。
本発明の線状炭素質ファイバーはアクリロニトリルホ
モポリマー、アクリロニトリル共重合体及びアクリロニ
トリルターポリマーから選ばれた重合体状前駆体の線状
ファイバーを、緩和した状態で、酸化性雰囲気中で250
℃以下の温度で安定化し、安定化したファイバーを非酸
化性雰囲気中で525℃以上の温度で炭素含量が60％を越
えるが、窒素含量が５−35％を保つ範囲まで熱処理する
ことによって得られる。本発明のこのようにして生成し
た線状の非グラファイト性炭素質ファイバーは、改良さ
れた伸張性又は伸び可能性の％を有する。収縮を予防す
るために熱処理中張力下に重合体状前駆体材料のファイ
バーを置くことによりカーボンファイバーを製造する従
来の技術とは異なり、ファイバーの熱処理中すべての張
力又は応力を除くことは、得られる非グラファイト性炭
素質ファイバーに実質的に改良した伸び可能性をもたら
す。
モポリマー、アクリロニトリル共重合体及びアクリロニ
トリルターポリマーから選ばれた重合体状前駆体の線状
ファイバーを、緩和した状態で、酸化性雰囲気中で250
℃以下の温度で安定化し、安定化したファイバーを非酸
化性雰囲気中で525℃以上の温度で炭素含量が60％を越
えるが、窒素含量が５−35％を保つ範囲まで熱処理する
ことによって得られる。本発明のこのようにして生成し
た線状の非グラファイト性炭素質ファイバーは、改良さ
れた伸張性又は伸び可能性の％を有する。収縮を予防す
るために熱処理中張力下に重合体状前駆体材料のファイ
バーを置くことによりカーボンファイバーを製造する従
来の技術とは異なり、ファイバーの熱処理中すべての張
力又は応力を除くことは、得られる非グラファイト性炭
素質ファイバーに実質的に改良した伸び可能性をもたら
す。
本発明の線状の非グラファイト性炭素質ファイバー
は、非引火性でありしかも発火抵抗性であり、ファイバ
ーがASTM D 2863−77のテスト法によりテストされると
き40より大きい制限酸素指数（LOI）を有する。テスト
法は又「酸素指数」又は「制限酵素指数」（LOI）とし
て知られている。この方法により、O2及びN2の混合物中
の酸素の濃度（垂直に設けられた試料がその上端で発火
されそして燃焼がかろうじて続く）が求められる。試料
の巾は、0.65−0.3cmであり、長さは７−15cmである。L
OI値は、式 LOI＝［O2］／［O2］＋［N2］ により計算される。
は、非引火性でありしかも発火抵抗性であり、ファイバ
ーがASTM D 2863−77のテスト法によりテストされると
き40より大きい制限酸素指数（LOI）を有する。テスト
法は又「酸素指数」又は「制限酵素指数」（LOI）とし
て知られている。この方法により、O2及びN2の混合物中
の酸素の濃度（垂直に設けられた試料がその上端で発火
されそして燃焼がかろうじて続く）が求められる。試料
の巾は、0.65−0.3cmであり、長さは７−15cmである。L
OI値は、式 LOI＝［O2］／［O2］＋［N2］ により計算される。
本発明の炭素質ファイバーを製造するのに、好適に安
定化されたか又は酸化された線状の重合体状前駆体材料
ファイバーは、不活性雰囲気中で張力又は応力なしで熱
処理された、ファイバーを不可逆的に熱固定された線状
の炭素質ファイバーに転化される。好ましくは、本発明
で用いられる安定化された重合体状前駆体材料は、酸化
的に安定化されたポリアクリロニトリル（PAN）フィラ
メントから誘導される。
定化されたか又は酸化された線状の重合体状前駆体材料
ファイバーは、不活性雰囲気中で張力又は応力なしで熱
処理された、ファイバーを不可逆的に熱固定された線状
の炭素質ファイバーに転化される。好ましくは、本発明
で用いられる安定化された重合体状前駆体材料は、酸化
的に安定化されたポリアクリロニトリル（PAN）フィラ
メントから誘導される。
本発明の炭素質ファイバーを製造するのに有利に利用
される安定化されたアクリルフィラメントは、下記のも
のの１種以上から選ばれる。アクリロニトリルホモポリ
マー、アクリロニトリル共重合体及びアクリロニトリル
ターポリマー。共重合体は、好ましくは少なくとも約85
モル％のアクリロニトリル単位を含み、そしてそれと15
モル％以下の１種以上のモノビニル単位例えばスチレ
ン、メタクリレート、メチルメタクリレート、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、ビニルピリジンなどと共重合され
る。アクリルフィラメントは、又アクリロニトリル単位
が少なくとも約85モル％により表示されるターポリマー
よりなる。
される安定化されたアクリルフィラメントは、下記のも
のの１種以上から選ばれる。アクリロニトリルホモポリ
マー、アクリロニトリル共重合体及びアクリロニトリル
ターポリマー。共重合体は、好ましくは少なくとも約85
モル％のアクリロニトリル単位を含み、そしてそれと15
モル％以下の１種以上のモノビニル単位例えばスチレ
ン、メタクリレート、メチルメタクリレート、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、ビニルピリジンなどと共重合され
る。アクリルフィラメントは、又アクリロニトリル単位
が少なくとも約85モル％により表示されるターポリマー
よりなる。
重合体状プレカーサー材料は、概してモノフィラメン
ト又はマルチファイバートウを生ずるために、周知のや
り方で前駆体材料を溶融紡糸、乾式紡糸又は湿式紡糸す
ることにより製造される。ファイバーは次に米国特許第
4837076号に記載されたような温度及び時間加熱され
る。
ト又はマルチファイバートウを生ずるために、周知のや
り方で前駆体材料を溶融紡糸、乾式紡糸又は湿式紡糸す
ることにより製造される。ファイバーは次に米国特許第
4837076号に記載されたような温度及び時間加熱され
る。
ポリアクリロニトリル（PAN）前駆体ファイバーは、
４−25ミクロメーターの通常の名目上の直径を有し、ト
ウの連続フィラメントの多数の集合体として集められ
る。ファイバーは、例えば安定化の酸化又は任意の他の
従来の方法により安定化される。安定化されたファイバ
ーは、次に重合体中の熱誘発熱固定反応（追加の橋かけ
及び／又は交鎖環化反応が、５−35％の窒素含量を保ち
つつ元来の重合体鎖間に生ずる）が生ずる時間、不活性
の非酸化雰囲気中で高温度で緩和且つ非応力条件下で、
本発明に従って熱処理される。150℃−525℃の温度範囲
で、ファイバーは、一般に、種々の割合の一時的から永
久的な固定をうけ、一方525℃以上の温度の高い範囲
で、ファイバーは、実質的に永久的又は不可逆的な熱固
定をうける。
４−25ミクロメーターの通常の名目上の直径を有し、ト
ウの連続フィラメントの多数の集合体として集められ
る。ファイバーは、例えば安定化の酸化又は任意の他の
従来の方法により安定化される。安定化されたファイバ
ーは、次に重合体中の熱誘発熱固定反応（追加の橋かけ
及び／又は交鎖環化反応が、５−35％の窒素含量を保ち
つつ元来の重合体鎖間に生ずる）が生ずる時間、不活性
の非酸化雰囲気中で高温度で緩和且つ非応力条件下で、
本発明に従って熱処理される。150℃−525℃の温度範囲
で、ファイバーは、一般に、種々の割合の一時的から永
久的な固定をうけ、一方525℃以上の温度の高い範囲
で、ファイバーは、実質的に永久的又は不可逆的な熱固
定をうける。
ファイバーは、熱処理が行われている限り高い温度で
最初熱処理され、一方ファイバーは緩和又は非応力の状
態及び不活性の非酸化雰囲気（減圧の雰囲気を含む）に
あることは理解されるだろう。
最初熱処理され、一方ファイバーは緩和又は非応力の状
態及び不活性の非酸化雰囲気（減圧の雰囲気を含む）に
あることは理解されるだろう。
525℃以上の高い温度処理の結果として、実質的に永
久的な又は不可逆的な熱固定が、ファイバーに与えられ
る。得られるファイバーは、それ自体用いられるか、又
はウール状のふわふわしたものに形成できる。このウー
ル状のふわふわしたものは、2.4−32kg/m3のかさ密度を
有する。当業者に周知の多くの方法が、かなりのロフト
のふわふわしたもの又は綿芯様のものを形成するのに用
いられる。
久的な又は不可逆的な熱固定が、ファイバーに与えられ
る。得られるファイバーは、それ自体用いられるか、又
はウール状のふわふわしたものに形成できる。このウー
ル状のふわふわしたものは、2.4−32kg/m3のかさ密度を
有する。当業者に周知の多くの方法が、かなりのロフト
のふわふわしたもの又は綿芯様のものを形成するのに用
いられる。
線状（本発明において線状とはカール状等の非線状で
ない状態即ち実質上直線状という）の重合体状前駆体フ
ァイバーは、アクリロニトリルに基づく材料例えばポリ
アクリロニトリル共重合体例えばGRAFIL−01（イー・ア
イ・デュポン・ド・ヌモアース・アンド・カンパニーの
商標）から製造できる。
ない状態即ち実質上直線状という）の重合体状前駆体フ
ァイバーは、アクリロニトリルに基づく材料例えばポリ
アクリロニトリル共重合体例えばGRAFIL−01（イー・ア
イ・デュポン・ド・ヌモアース・アンド・カンパニーの
商標）から製造できる。
本発明の改良された線状の炭素質ファイバーは、三つ
の群に分類できる。
の群に分類できる。
第一の群では、炭素質ファイバーは、65％より多いが
85％より少ない炭素含量を有し、導電性ではなく、帯電
防止性を有しない、即ちそれらは静電性の電荷を消散す
ることができない。
85％より少ない炭素含量を有し、導電性ではなく、帯電
防止性を有しない、即ちそれらは静電性の電荷を消散す
ることができない。
本発明で用いられるとき用語「非導電性」は、４−20
ミクロンの単一のファイバーの直径を有する6K（6000）
本のフィラメントのトウ又はファイバーについて測定さ
れたとき、４×106オーム/cmより大きい抵抗に関する。
この群の好ましいファイバーは、３−９％の伸び及び２
−6g/デニール（g/d）のテナシティを有する。
ミクロンの単一のファイバーの直径を有する6K（6000）
本のフィラメントのトウ又はファイバーについて測定さ
れたとき、４×106オーム/cmより大きい抵抗に関する。
この群の好ましいファイバーは、３−９％の伸び及び２
−6g/デニール（g/d）のテナシティを有する。
ファイバーが安定化されそして熱固定されたアクリル
ファイバーであるとき、18％より多い窒素含量が非導電
性のファイバーを生ずることを見い出した。
ファイバーであるとき、18％より多い窒素含量が非導電
性のファイバーを生ずることを見い出した。
第二の群では、炭素質ファイバーは、部分的に導電性
（即ち低い導電性）であり、静電気を消散する性質を有
し、そして65％より多いが85％より低い炭素含量を有す
る。低い導電性は、単一の前駆体ファイバーが４−20ミ
クロンの直径を有するファイバーの6K本のトウが、４×
106オーム/cm−４×1013オーム/cmの抵抗を有すること
を意味する。この群の好ましいファイバーは、３−６％
の伸び及び３−7g/dのテナシティを有する。
（即ち低い導電性）であり、静電気を消散する性質を有
し、そして65％より多いが85％より低い炭素含量を有す
る。低い導電性は、単一の前駆体ファイバーが４−20ミ
クロンの直径を有するファイバーの6K本のトウが、４×
106オーム/cm−４×1013オーム/cmの抵抗を有すること
を意味する。この群の好ましいファイバーは、３−６％
の伸び及び３−7g/dのテナシティを有する。
第三の群では、少なくとも85％であるがしかし92％よ
り低い炭素含量を有し、そして少なくとも５％の窒素含
量を有するファイバーがある。これらのファイバーの特
徴は、高い導電性及び10-1オーム・cmより低い比抵抗を
有することである。ファイバーの比抵抗は、国際出願公
開第88/02695号に記述されたような測定から計算され
る。
り低い炭素含量を有し、そして少なくとも５％の窒素含
量を有するファイバーがある。これらのファイバーの特
徴は、高い導電性及び10-1オーム・cmより低い比抵抗を
有することである。ファイバーの比抵抗は、国際出願公
開第88/02695号に記述されたような測定から計算され
る。
第三の群の好ましいファイバーは、２−４％の伸び及
び４−9g/dのテナシティを有する。
び４−9g/dのテナシティを有する。
三つの群の非グラファイト性炭素質ファイバーは、非
導電性の表面を有する異なる導電度の線状ファイバーを
もたらすように、米国特許第4857404号に開示されたよ
うに弗素化できる。
導電性の表面を有する異なる導電度の線状ファイバーを
もたらすように、米国特許第4857404号に開示されたよ
うに弗素化できる。
一般に、本発明のファイバーから形成されるテキスタ
イル構造例えばニット又は織ったファブリックは、軽
く、良好な外観及び感触とともに低い吸水性、良好な強
さ及び伸び可能性を有する。
イル構造例えばニット又は織ったファブリックは、軽
く、良好な外観及び感触とともに低い吸水性、良好な強
さ及び伸び可能性を有する。
本発明の線状の炭素質ファイバーは、仕上げられた形
が用いられるべき目的に応ずる実質的にすべての所望の
仕上げられた形に使用できる。炭素質ファイバーは、引
張りにより容易に切断され、そして従来の装置により、
紡糸したヤーンに形成され、次にクロス例えばヘリンボ
ーン織クロス、あや織テープ、管状織ファブリック、不
織構造例えば芯、毛布、ロービングヤーン、コード及び
ロープに形成できる。
が用いられるべき目的に応ずる実質的にすべての所望の
仕上げられた形に使用できる。炭素質ファイバーは、引
張りにより容易に切断され、そして従来の装置により、
紡糸したヤーンに形成され、次にクロス例えばヘリンボ
ーン織クロス、あや織テープ、管状織ファブリック、不
織構造例えば芯、毛布、ロービングヤーン、コード及び
ロープに形成できる。
線状の炭素質ファイバーは、単独で又は他の合成又は
天然ファイバーとブレンドして使用できる。他のファイ
バーの例は、天然又は重合体状ファイバー、他の炭素質
ファイバー、セラミックファイバー、ガラスファイバー
又は金属或いは金属被覆ファイバーから選ばれる線状又
は非線状のファイバーを含む。本発明の線状炭素質ファ
イバーとのブレンドに含みうる特別の天然及び／又は合
成重合体状ファイバーは、木綿、ウール、ポリエステ
ル、ポリオレフィン、ナイロン、レーヨン、シリカ、シ
リカアルミナ、チタン酸カリウム、炭化珪素、硝化珪
素、硝化ホウ素、ホウ素のファイバー、アクリルファイ
バー、テトラフルオロエチレンファイバー、ポリアミド
ファイバー、ビニルファイバー、蛋白ファイバー並びに
ホウ素、トリア又はジルコニアから誘導した酸化物ファ
イバーである。
天然ファイバーとブレンドして使用できる。他のファイ
バーの例は、天然又は重合体状ファイバー、他の炭素質
ファイバー、セラミックファイバー、ガラスファイバー
又は金属或いは金属被覆ファイバーから選ばれる線状又
は非線状のファイバーを含む。本発明の線状炭素質ファ
イバーとのブレンドに含みうる特別の天然及び／又は合
成重合体状ファイバーは、木綿、ウール、ポリエステ
ル、ポリオレフィン、ナイロン、レーヨン、シリカ、シ
リカアルミナ、チタン酸カリウム、炭化珪素、硝化珪
素、硝化ホウ素、ホウ素のファイバー、アクリルファイ
バー、テトラフルオロエチレンファイバー、ポリアミド
ファイバー、ビニルファイバー、蛋白ファイバー並びに
ホウ素、トリア又はジルコニアから誘導した酸化物ファ
イバーである。
本発明の例は、以下の実施例である。
実施例１ 1.356−1.39g/ccの密度及び少なくとも85モル％のア
クリロニトリル単位を有する、R.K.TextilesによりPANO
Xの名で売られている酸化したアクリロニトリルに基づ
くプレカーサーファイバーを、カール形状を付与するこ
となくそのまま処理して本発明の炭素含量と窒素含量を
もつ部分的に炭素化されたファイバーを生成するため
に、パージした窒素雰囲気中で525℃−650℃のピーク温
度で低温度炉中で熱処理した。パージした窒素雰囲気の
ため、システムは窒素によりパージされ次に脱気され
た。前駆体ファイバーは、先ず3.75−7.5cmの長さのス
テープルファイバーに切られ、次に細いメッシュのベル
トに置かれ（ゆるくそして全く張力をかけることな
く）、前記の温度で操作される炉を通って選ばれて、４
−７％の伸びを有する部分的に炭素化されたステープル
ファイバーを得た。
クリロニトリル単位を有する、R.K.TextilesによりPANO
Xの名で売られている酸化したアクリロニトリルに基づ
くプレカーサーファイバーを、カール形状を付与するこ
となくそのまま処理して本発明の炭素含量と窒素含量を
もつ部分的に炭素化されたファイバーを生成するため
に、パージした窒素雰囲気中で525℃−650℃のピーク温
度で低温度炉中で熱処理した。パージした窒素雰囲気の
ため、システムは窒素によりパージされ次に脱気され
た。前駆体ファイバーは、先ず3.75−7.5cmの長さのス
テープルファイバーに切られ、次に細いメッシュのベル
トに置かれ（ゆるくそして全く張力をかけることな
く）、前記の温度で操作される炉を通って選ばれて、４
−７％の伸びを有する部分的に炭素化されたステープル
ファイバーを得た。
実施例２ 実施例１のサンプルを、60％のKODEL435（テネシー・
イーストマン・カンパニーの商標）、20％のKODEL410バ
インダーファイバー及び20％に改良された線状の部分的
に炭素化されたステープルファイバーと、ランダム化カ
ーディング機でブレンドした。ブレンドされたファイバ
ーを次にRandoB不織ウエブ形成機に入れ、40z/yd2（135
g/m2）の不織芯を生成した。この得られる芯は、耐火性
を有しそしてFTM−5903及びFAR25.853bによる垂直燃焼
テストを通った。
イーストマン・カンパニーの商標）、20％のKODEL410バ
インダーファイバー及び20％に改良された線状の部分的
に炭素化されたステープルファイバーと、ランダム化カ
ーディング機でブレンドした。ブレンドされたファイバ
ーを次にRandoB不織ウエブ形成機に入れ、40z/yd2（135
g/m2）の不織芯を生成した。この得られる芯は、耐火性
を有しそしてFTM−5903及びFAR25.853bによる垂直燃焼
テストを通った。
実施例３ 米国特許第4857404号に開示された方法に従って、実
施例１の炭素質ファイバーをモネル反応容器に入れた。
反応容器を脱気し、ヘリウムガスにより希釈した弗素ガ
スを反応槽に流入した。反応した弗素の量は、炭素１モ
ル当り0.1−2.5モルであり、代表的には炭素１モル当り
１モルの弗素であった。反応した弗素の％は、１−75％
であった。反応時間は、５分−１時間であった。
施例１の炭素質ファイバーをモネル反応容器に入れた。
反応容器を脱気し、ヘリウムガスにより希釈した弗素ガ
スを反応槽に流入した。反応した弗素の量は、炭素１モ
ル当り0.1−2.5モルであり、代表的には炭素１モル当り
１モルの弗素であった。反応した弗素の％は、１−75％
であった。反応時間は、５分−１時間であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スネルグローブ，アール バーノン アメリカ合衆国テキサス州 77430 デ イモンルート １，ボックス 112 (56)参考文献 米国特許4869951（ＵＳ，Ａ) 米国特許4857404（ＵＳ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】アクリロニトリルホモポリマー、アクリロ
ニトリル共重合体及びアクリロニトリルターポリマーか
ら選ばれた重合体状前駆体ファイバーから製造された非
引火性の非グラファイト性炭素質ファイバーであり、該
炭素質ファイバーが、非曲線状形態にして、５−35％の
窒素含量及び65％より多い炭素含量を有し、且つ３−９
％の伸び及び２−7g/dの強度を有することを特徴とする
ファイバー。 - 【請求項２】炭素質ファイバーが、85％より低い炭素含
量を有し、非導電性であり、そして静電気を消散する何
れの特性も有せず、該ファイバーが、４−20ミクロンの
ファイバー直径を有するファイバーの6K本のトウで測定
したとき、４×103オーム/cmより大きい電気抵抗を有す
る請求項１のファイバー。 - 【請求項３】炭素質ファイバーが、85％より低い炭素含
量、低い導電性及び静電気消散性を有し、そして４−20
ミクロンのファイバー直径を有するファイバーの6K本の
トウで測定したとき４×106−４×103オーム/cmの電気
抵抗を有する請求項１のファイバー。 - 【請求項４】炭素質ファイバーが、少なくとも85％の炭
素含量を有し、導電性であり、４−20ミクロンのファイ
バー直径を有するファイバーの6K本のトウで測定したと
き４×103オーム/cmより低い電気抵抗を有する請求項１
のファイバー。 - 【請求項５】該ファイバーの外表面が弗素化されている
請求項１〜３の何れか一つの項のファイバー。 - 【請求項６】該共重合体及びターポリマーが、少なくと
も85モル％のアクリル単位及び15モル％以内の１種以上
のモノビニル単位を含む請求項２のファイバー。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US43076289A | 1989-11-01 | 1989-11-01 | |
| US430,762 | 1989-11-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03504881A JPH03504881A (ja) | 1991-10-24 |
| JP2860834B2 true JP2860834B2 (ja) | 1999-02-24 |
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ID=23708919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0451263B1 (ja) |
| JP (1) | JP2860834B2 (ja) |
| AT (1) | ATE130055T1 (ja) |
| BR (1) | BR9006992A (ja) |
| CA (1) | CA2044268A1 (ja) |
| DE (1) | DE69023482T2 (ja) |
| DK (1) | DK0451263T3 (ja) |
| ES (1) | ES2079061T3 (ja) |
| WO (1) | WO1991006695A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2044268A1 (en) * | 1989-11-01 | 1991-05-02 | Francis P. Mccullough, Jr. | Linear carbonaceous fiber with improved elongatability |
| AU3009895A (en) * | 1994-07-21 | 1996-02-22 | Dow Chemical Company, The | Process for preparing novel carbonaceous fibers |
| US5700573A (en) * | 1995-04-25 | 1997-12-23 | Mccullough; Francis Patrick | Flexible biregional carbonaceous fiber, articles made from biregional carbonaceous fibers, and method of manufacture |
| FR2753766B1 (fr) * | 1996-09-20 | 1998-11-27 | Courroie striee, son procede de fabrication et dispositif de transmission la comprenant | |
| CA2253698C (en) | 1997-12-05 | 2005-08-09 | Basf Corporation | Self-setting yarn |
| EP1272322A4 (en) * | 2000-03-13 | 2004-11-10 | L & P Property Management Co | METHOD FOR PRODUCING A FIRE-MODIFIED FLOW |
| US20090126119A1 (en) * | 2000-03-13 | 2009-05-21 | L&P Property Management Company, A Delaware Corporation | Fire resistant insulator pad |
| US20070202294A1 (en) * | 2000-03-13 | 2007-08-30 | L&P Property Management Company | Protective fire retardant component for a composite furniture system |
| US7329043B2 (en) * | 2003-11-04 | 2008-02-12 | L&P Property Management Company | Thermal properties testing apparatus and methods |
| US20070006383A1 (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-11 | Ogle Steven E | Mattress with substantially uniform fire resistance characteristic |
| US8117815B2 (en) * | 2005-11-16 | 2012-02-21 | Ladama, Llc | Fire retardant compositions and methods and apparatuses for making the same |
| US7937924B2 (en) * | 2005-11-16 | 2011-05-10 | Lorica International, Inc. | Fire retardant compositions and methods and apparatuses for making the same |
| US8850784B2 (en) | 2005-11-16 | 2014-10-07 | Lorica International Corporation | Fire retardant compositions and methods and apparatuses for making the same |
| US20070111000A1 (en) * | 2005-11-16 | 2007-05-17 | Ladama, Llc A Nevada Llc | Filament networks and methods of making same for use in the manufacture of products with enhanced characteristics |
| US20070297730A1 (en) * | 2006-06-21 | 2007-12-27 | Bringuier Anne G | Optical fiber assemblies having one or more water-swellable members |
| JP2019500511A (ja) | 2015-12-31 | 2019-01-10 | ユーティー−バテル， エルエルシー | 多目的商用繊維からカーボン繊維を製造する方法 |
| KR101935632B1 (ko) * | 2016-08-29 | 2019-01-04 | 롯데첨단소재(주) | 탄소 섬유 스테이플을 포함하는 방적사 및 이의 제조방법 |
| KR101993960B1 (ko) | 2016-10-31 | 2019-06-27 | 롯데첨단소재(주) | 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1110791A (en) * | 1964-04-24 | 1968-04-24 | Nat Res Dev | The production of carbon fibres |
| EP0159365B1 (en) * | 1983-10-13 | 1991-09-04 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Carbon fibers with high strength and high modulus, and process for their production |
| US4837076A (en) * | 1985-04-18 | 1989-06-06 | The Dow Chemical Company | Carbonaceous fibers with spring-like reversible deflection and method of manufacture |
| US4950540A (en) * | 1987-10-28 | 1990-08-21 | The Dow Chemical Company | Method of improving the flame retarding and fire blocking characteristics of a fiber tow or yarn |
| US4844974A (en) * | 1987-11-18 | 1989-07-04 | The Dow Chemical Company | Antistatic, antislosh, flame arresting structure for use in containers holding flammable fluids |
| US4857394A (en) * | 1988-01-29 | 1989-08-15 | The Dow Chemical Company | Flame retardant foams |
| US4869951A (en) * | 1988-02-17 | 1989-09-26 | The Dow Chemical Company | Method and materials for manufacture of anti-static cloth |
| US4937140A (en) * | 1988-08-24 | 1990-06-26 | The Dow Chemical Company | Fluorinated carbonaceous fibers |
| US4857404A (en) * | 1988-08-24 | 1989-08-15 | The Dow Chemical Company | Fluorinated carbonaceous fibers |
| US4999385A (en) * | 1989-07-13 | 1991-03-12 | The Dow Chemical Company | Carbonaceous foams |
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-
1990
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- 1990-10-31 JP JP3500795A patent/JP2860834B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-31 WO PCT/US1990/006342 patent/WO1991006695A1/en active IP Right Grant
- 1990-10-31 AT AT91900077T patent/ATE130055T1/de not_active IP Right Cessation
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- 1990-10-31 EP EP91900077A patent/EP0451263B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-31 ES ES91900077T patent/ES2079061T3/es not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-04-30 US US07/876,275 patent/US5328764A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1994-05-03 US US08/238,005 patent/US5503929A/en not_active Expired - Fee Related
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