JP2870932B2 - Method for producing hollow acrylic carbon fiber - Google Patents

Method for producing hollow acrylic carbon fiber

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JP2870932B2
JP2870932B2 JP3694090A JP3694090A JP2870932B2 JP 2870932 B2 JP2870932 B2 JP 2870932B2 JP 3694090 A JP3694090 A JP 3694090A JP 3694090 A JP3694090 A JP 3694090A JP 2870932 B2 JP2870932 B2 JP 2870932B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は中空アクリル系炭素繊維の製造方法に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a hollow acrylic carbon fiber.

[従来の技術] 近年炭素繊維の用途展開が拡がるとともに、比強度お
よび比弾性率に対する向上要求がますます高まってい
る。特に重量軽減効果の大きい航空宇宙用途などでは、
重量を少しでも軽くするためにより軽い炭素繊維が求め
られている。
[Prior Art] In recent years, as the application development of carbon fiber has been expanded, demands for improvement in specific strength and specific elastic modulus have been more and more increased. Especially in aerospace applications where weight reduction effect is great,
There is a need for lighter carbon fibers to reduce the weight even slightly.

従来の炭素繊維は、比重が1.75〜2.10程度が主流であ
り、樹脂の比重1.2〜1.4に比べて高く、炭素繊維強化複
合材料の比重を上げる原因となっていた。
Conventional carbon fibers have a specific gravity of about 1.75 to 2.10, which is higher than the specific gravity of resins of 1.2 to 1.4, which causes the specific gravity of carbon fiber reinforced composite materials to increase.

比重を下げる技術として炭素繊維を中空化する技術が
あるが、従来公知の中空炭素繊維は焼成あるいは後処理
工程において芯部を分解飛散あるいは溶解して中空化す
る技術である(特開昭55-45866号公報,特公平1-53362
号公報)ために、ボイド等の欠陥が発生しやすく引張強
度レベルが300kg/mm2未満と低くなってしまい補強用炭
素繊維としては強度が不十分であるという問題があっ
た。また、中空アクリル系繊維を焼成して中空炭素繊維
を製造する技術としては、わずかに接合タイプ口金を用
いて紡糸した10デニールの太い中空アクリル系繊維を焼
成して中空炭素繊維を製造した例(特公昭53-14650号公
報,実施例2)があるが、太い中空アクリル系繊維を用
いているために焼成の安定性が悪く、しかも強度が270k
g/mm2と低レベルであった。
As a technique for lowering the specific gravity, there is a technique for hollowing carbon fibers. However, a conventionally known hollow carbon fiber is a technique for hollowing out by dissolving or dissolving the core in a firing or post-treatment step (Japanese Patent Laid-Open No. 55-55). No. 45866, Japanese Patent Publication No. 1-53362
Therefore, there is a problem that defects such as voids are easily generated and the tensile strength level is lowered to less than 300 kg / mm 2, and the strength is insufficient as a reinforcing carbon fiber. In addition, as a technique for producing hollow carbon fibers by firing hollow acrylic fibers, a hollow carbon fiber is manufactured by firing thick 10 denier hollow acrylic fibers spun using a slightly bonded type die ( There is JP-B-53-14650, Example 2), but the firing stability is poor due to the use of thick hollow acrylic fiber, and the strength is 270k.
g / mm 2 , a low level.

[発明が解決しようとする課題] そこで、本発明者らは従来の高強度タイプ炭素繊維の
引張強度を維持した高強度の中空炭素繊維を鋭意検討し
て本発明に至った。すなわち本発明の課題は、上記従来
技術では達成し得なかった引張強度の高い中空アクリル
系炭素繊維の製造方法を提供することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] Accordingly, the present inventors have earnestly studied a high-strength hollow carbon fiber that maintains the tensile strength of a conventional high-strength type carbon fiber, and reached the present invention. That is, an object of the present invention is to provide a method for producing a hollow acrylic carbon fiber having a high tensile strength, which cannot be achieved by the above-described conventional technology.

[課題を解決するための手段] 本発明の上記課題は芯鞘口金を用い、アクリル系重合
体を鞘部に、凝固、水洗あるいは延伸溶液に可溶なポリ
マーを芯部に入れて繊維を形成せしめて後、該芯部を溶
解させて得られる単繊維デニールが1.5デニール以下の
中空アクリル系繊維を200〜300℃の酸化性雰囲気中で耐
炎化した後、不活性雰囲気中1000℃以上で炭化して中空
率4〜40%で、引張強度が350kg/mm2以上である中空炭
素繊維を得ることを特徴とする中空アクリル系炭素繊維
の製造方法。
[Means for Solving the Problems] The object of the present invention is to form fibers by using a core-sheath die and putting an acrylic polymer in a sheath and a polymer soluble in a coagulation, washing or stretching solution in a core. After that, the hollow acrylic fiber having a single fiber denier of 1.5 denier or less obtained by dissolving the core is made flame-resistant in an oxidizing atmosphere of 200 to 300 ° C., and then carbonized at 1000 ° C. or more in an inert atmosphere. A hollow carbon fiber having a hollow ratio of 4 to 40% and a tensile strength of 350 kg / mm 2 or more.

によって解決することができる。 Can be solved by

まず、本発明において得られる中空アクリル系炭素繊
維(以下、単に中空炭素繊維という)について説明す
る。
First, the hollow acrylic carbon fiber (hereinafter, simply referred to as hollow carbon fiber) obtained in the present invention will be described.

すなわち、本発明において得られる中空炭素繊維は単
繊維デニールが1.5デニール以下の中空アクリル系繊維
を焼成して得られた中空率4〜40%で、引張強度が350k
g/mm2以上であることを特徴とする中空炭素繊維であ
り、従来の技術では非常に困難な高強度を満たす中空炭
素繊維である。引張強度を従来の高強度タイプ炭素繊維
と同等の350kg/mm2以上に維持して、中空率4〜40%の
中空部を芯部に有することにより、見掛比重が1.7〜1.0
程度と大幅に低い高強度炭素繊維が得られ、複合材料の
比強度を大幅に向上させることができる。さらに、単繊
維の断面形態が中空になることによって、曲げ剛性が向
上し、複合材料の曲げ特性が大幅に向上するといった顕
著な効果が得られる。
That is, the hollow carbon fiber obtained in the present invention has a hollow ratio of 4 to 40% obtained by firing a hollow acrylic fiber having a single fiber denier of 1.5 denier or less and a tensile strength of 350 k.
g / mm 2 or more, which is a hollow carbon fiber satisfying high strength, which is very difficult with conventional techniques. The tensile strength while maintaining conventional high strength type carbon fibers equivalent 350 kg / mm 2 or more, by having a hollow portion of the hollow rate 4-40% in the core portion, an apparent specific gravity of 1.7 to 1.0
As a result, a high strength carbon fiber having a considerably low degree can be obtained, and the specific strength of the composite material can be greatly improved. Further, since the cross section of the single fiber becomes hollow, a remarkable effect such that the bending rigidity is improved and the bending characteristics of the composite material are significantly improved is obtained.

中空率については、4%未満では中空化の効果が不十
分であり、40%を越えると鞘の肉厚が薄くなって割れた
りつぶれやすくなって強度が低下するために好ましくな
い。
If the hollow ratio is less than 4%, the hollowing effect is insufficient, and if it exceeds 40%, the thickness of the sheath is reduced, and the sheath is easily broken or crushed, and the strength is undesirably reduced.

引張強度の高い中空炭素繊維を得るためには、焼成あ
るいは後処理工程で芯部を分解飛散あるいは溶解するの
ではなく、中空のアクリル系繊維を焼成することが重要
である。すなわち、焼成あるいは後処理工程で芯部を分
解飛散あるいは溶解するとそれがボイド等の欠陥となっ
て強度が低下するため好ましくない。さらに、強度の高
い中空炭素繊維を安定して焼成するためにはその中空ア
クリル系繊維の単繊維デニールが1.5デニール以下であ
ることが重要である。
In order to obtain a hollow carbon fiber having a high tensile strength, it is important to fire the hollow acrylic fiber instead of dissolving or dissolving the core in the firing or post-treatment step. That is, if the core is decomposed and scattered or melted in the firing or post-treatment step, it becomes a defect such as a void and the strength is reduced, which is not preferable. Furthermore, in order to stably sinter high-strength hollow carbon fibers, it is important that the hollow acrylic fibers have a single fiber denier of 1.5 denier or less.

なお、本発明における引張強度は樹脂含浸ストランド
評価法により求めた。すなわち、“ベークライト"ERL-4
221/三フッ化ホウ素モノエチルアミン(BF3・MEA)/ア
セトン=100/3/4部を炭素繊維に含浸し、得られた樹脂
含浸ストランドを130℃で30分間加熱して硬化させ、JIS
-R-7601に規定する樹脂含浸ストランド試験法に従って
測定した。繊維断面積としては中空を含む断面積を用い
た。
In addition, the tensile strength in this invention was calculated | required by the resin impregnated strand evaluation method. That is, "Bakelite" ERL-4
221/1 Boron trifluoride monoethylamine (BF3.MEA) / acetone = 100/3/4 parts is impregnated into carbon fiber, and the obtained resin-impregnated strand is cured by heating at 130 ° C for 30 minutes, JIS
-Measured according to the resin impregnated strand test method specified in R-7601. The cross-sectional area including the hollow was used as the fiber cross-sectional area.

中空率は上記樹脂含浸ストランドの断面をSEMで観察
し、面積比から求めた。
The hollow ratio was determined from the area ratio by observing the cross section of the resin-impregnated strand with an SEM.

また、見掛比重はアルキメデス法により求めた値であ
る。すなわち、単位長さの炭素繊維について空気中の重
量(W1)および液中の重量(W2)を測定し次式より求め
た。なお、液としてはジクロルベンゼンを使用した。
The apparent specific gravity is a value obtained by the Archimedes method. That is, the weight in the air (W1) and the weight in the liquid (W2) of the carbon fiber having a unit length were measured, and were obtained by the following equation. Note that dichlorobenzene was used as the liquid.

見掛比重=(W1/(W1-W2))×液比重 次に本発明での中空アクリル系炭素繊維の製造方法を
より具体的に説明する。
Apparent specific gravity = (W1 / (W1-W2)) × liquid specific gravity Next, the method for producing hollow acrylic carbon fibers in the present invention will be described more specifically.

すなわち、引張強度350kg/mm2以上の中空炭素繊維を
安定して得るためには、単繊維デニールが1.5デニール
以下の中空アクリル系繊維を焼成することが必要であ
る。
That is, in order to stably obtain a hollow carbon fiber having a tensile strength of 350 kg / mm 2 or more, it is necessary to bake a hollow acrylic fiber having a single fiber denier of 1.5 denier or less.

単繊維デニールが1.5デニール以下の中空アクリル系
繊維を製造するための紡糸方法には、湿式紡糸法,乾湿
式紡糸法あるいは乾式紡糸法を採用できるが、好ましく
は湿式紡糸法あるいは乾湿式紡糸法,さらに好ましくは
細繊度が得られやすい乾湿式紡糸法がよい。細繊度でか
つ中空部がつぶれたり、鞘部が破れたりすることのない
安定した中空アクリル系繊維を得るためには、芯鞘口金
を用いて鞘部にアクリル重合体を入れて芯部に凝固,水
洗あるいは延伸浴液に可溶なポリマーを入れて芯部を溶
解することが有効である。
As a spinning method for producing a hollow acrylic fiber having a single fiber denier of 1.5 denier or less, a wet spinning method, a dry-wet spinning method or a dry spinning method can be adopted, but a wet spinning method or a dry-wet spinning method is preferable. More preferably, a dry-wet spinning method, in which fineness is easily obtained, is preferred. In order to obtain a stable hollow acrylic fiber with a fine fineness and without the hollow part being crushed or the sheath part being torn, an acrylic polymer is put into the sheath part using a core-sheath die and solidified into the core part. It is effective to dissolve the core by adding a soluble polymer to the washing or stretching bath solution.

凝固,水洗あるいは延伸浴液に可溶なポリマーとは、
凝固浴液に用いられるアセトン,メタノール,アセトニ
トリル,ジメチルスルホキシド,ジメチルホルムアミド
などの有機溶媒あるいは塩化亜鉛,硝酸,ロダンソー
ダ,硝酸ロダン塩などの無機溶媒および水洗,延伸浴液
に用いられる水,熱水,蒸気,グリセリンなどの溶媒の
いずれかに溶解するものである。具体的にはポリビニル
エーテル,ポリビニルアルコール,ポリエチレングリコ
ール,ポリプロピレングリコール,ポリアクリルアミ
ド,ポリアクリル酸,ポリビニルピロリドン,ポリエチ
レンイミン,ポリリン酸ソーダなどの合成高分子,およ
びビスコース,メチルセルロース,エチルセルロース,
ヒドロキシエチルセルロース,カルボキシルメチルセル
ロース,デキストリン,ジアルデヒドデンプン,カルボ
キシルデンプンなどの半合成高分子,さらにデンプン,
デキストリン,トラガントゴムなどの天然高分子の中か
ら選ばれる1種ないし2種以上の混合物を示すことがで
きる。
The polymer soluble in coagulation, washing or stretching bath
Organic solvents such as acetone, methanol, acetonitrile, dimethylsulfoxide, and dimethylformamide used for the coagulation bath solution, or inorganic solvents such as zinc chloride, nitric acid, rodane soda, and rodane nitrate salt, and water washing. It is soluble in any of the solvents such as steam and glycerin. Specifically, synthetic polymers such as polyvinyl ether, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyacrylamide, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone, polyethyleneimine, sodium polyphosphate, and viscose, methylcellulose, ethylcellulose,
Semi-synthetic polymers such as hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, dextrin, dialdehyde starch, carboxystarch, and starch,
A mixture of one or more selected from natural polymers such as dextrin and tragacanth rubber can be shown.

鞘部に入れるアクリル系重合体としては、少なくとも
85モル%以上のアクリロニトリルと15モル%以下の共重
合可能なビニル系モノマ,たとえばアクリル酸,メタク
リル酸,イタコン酸およびそれらのアルカリ金属塩,ア
ンモニウム塩および低級アルキルエステル類,アクリル
アミドおよびその誘導体,アリルスルホン酸,メタリル
スルホン酸およびそれらの塩類またはアルキルエステル
類などとの共重合体を挙げることができる。
As the acrylic polymer to be put in the sheath, at least
85 mol% or more of acrylonitrile and 15 mol% or less of copolymerizable vinyl monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and their alkali metal salts, ammonium salts and lower alkyl esters, acrylamide and its derivatives, allyl Copolymers with sulfonic acid, methallyl sulfonic acid and salts or alkyl esters thereof can be given.

その重合法については、従来公知の溶液重合,懸濁重
合,乳化重合などを適用することができるが、重合度と
しては極限粘度([η])で1.0以上,好ましくは1.5以
上にするのが一般的である。
As the polymerization method, conventionally known solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization and the like can be applied, and the polymerization degree is preferably 1.0 or more, preferably 1.5 or more in intrinsic viscosity ([η]). General.

これら芯および鞘の吐出量を調節することにより、中
空率を調節することができる。中空率については4〜50
%,好ましくは10〜30%程度であり、目的に応じて調整
することが好ましい。
The hollow ratio can be adjusted by adjusting the discharge amount of the core and the sheath. 4-50 for hollow ratio
%, Preferably about 10 to 30%, and is preferably adjusted according to the purpose.

口金としては、公知の芯鞘口金を用いることができる
が、好ましくは同心タイプの口金がよい。口金孔数につ
いては300〜10000程度が一般的である。延伸倍率につい
ては、2〜15倍程度が一般的であるが、倍率が高すぎる
と中空がつぶれる場合があるので4〜10倍程度が好まし
い。乾燥緻密化工程においても、急速に乾燥を行なうと
中空がつぶれる場合があるので、60〜150℃,好ましく
は100〜130℃の低温で行なうことが好ましい。
As the base, a known core-sheath base can be used, but a concentric type base is preferable. The number of base holes is generally about 300 to 10,000. The stretching ratio is generally about 2 to 15 times, but if the ratio is too high, the hollow may be crushed. Also in the drying and densification step, if the drying is performed rapidly, the hollows may be crushed. Therefore, it is preferable to perform the drying at a low temperature of 60 to 150 ° C, preferably 100 to 130 ° C.

このようにして得られた単繊維デニールが1.5デニー
ル以下の中空アクリル系繊維を200〜300℃の酸化性雰囲
気中で耐炎化した後、不活性雰囲気中1000℃以上で炭化
することが必要である。
It is necessary to carbonize the hollow acrylic fiber having a denier of 1.5 denier or less in the oxidizing atmosphere of 200 to 300 ° C. in an oxidizing atmosphere at 1000 ° C. or more in an inert atmosphere after the flame resistance is obtained. .

高強度を得るためには、不活性雰囲気中の焼成温度を
1200〜1600℃の範囲にするが、さらに必要に応じて2000
℃以上で黒鉛化することができる。
To obtain high strength, set the firing temperature in an inert atmosphere
The temperature should be in the range of 1200 to 1600 ° C, but if necessary, 2000
It can be graphitized at a temperature of at least ℃.

さらに緻密性を上げて強度および弾性率を向上させる
ためには、酸化性雰囲気中での耐炎化および不活性雰囲
気中での炭化を緊張下あるいは延伸条件下に行なうこと
が有効であり、特に300〜500℃および2400〜3000℃の領
域で延伸することが一層有効である。具体的には延伸比
で1.0〜1.4倍程度にするのが望ましい。
In order to further increase the denseness and improve the strength and elastic modulus, it is effective to carry out flame resistance in an oxidizing atmosphere and carbonization in an inert atmosphere under tension or stretching conditions, particularly 300 Stretching in the range of -500 ° C and 2400-3000 ° C is more effective. Specifically, it is desirable that the stretching ratio is about 1.0 to 1.4 times.

得られた炭素繊維を公知の方法により表面処理および
サイジング付与することができる。この炭素繊維を強化
繊維として、熱硬化性および熱可塑性樹脂,セラミック
ス,金属等をマトリックスとして低比重で高比強度の複
合材料が得られる。
The obtained carbon fiber can be subjected to surface treatment and sizing by a known method. A composite material having a low specific gravity and a high specific strength can be obtained by using the carbon fiber as a reinforcing fiber and a thermosetting and thermoplastic resin, ceramics, metal or the like as a matrix.

[実施例] 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明す
る。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例1 アクリロニトリル(AN)99.5モル%とメタクリル酸0.
5モル%からなる共重合体を用いて、濃度が19重量%の
ジメチルスルホキシド(DMSO)溶液(ポリマーA)を作
製するとともに、重合度3000のポリビニルアルコールの
濃度8重量%のDMSO溶液(ポリマーB)を作製した。ポ
リマーAおよびポリマーBをそれぞれ鞘および芯用ポリ
マーとして、いずれも温度35℃に調整し、孔径0.12mm
φ,ホール数500の同心タイプの芯鞘口金を通して一旦
空気中に吐出して約5mmの空間を走らせた後、温度5
℃,濃度30%のDMSO水溶液中で凝固させた。引取速度は
40m/分であった。吐出量の比は芯部1に対して鞘部は7
であった。凝固糸条を水洗後、3段の温水延伸浴で2.5
倍に延伸しシリコーン系油剤を付与した後、110℃に加
熱されたローラー表面に接触させて乾燥緻密化し、さら
に3.7kg/cm2の加圧スチーム中で3倍に延伸して単糸繊
度1d,トータルデニール500Dの繊維束を得た。得られた
アクリル繊維は芯部に繊維軸方向に連続した中空部を有
していた。
Example 1 Acrylonitrile (AN) 99.5 mol% and methacrylic acid 0.
A dimethylsulfoxide (DMSO) solution (polymer A) having a concentration of 19% by weight was prepared using a copolymer consisting of 5 mol%, and a 8% by weight DMSO solution (polymer B) of polyvinyl alcohol having a degree of polymerization of 3000 was prepared. ) Was prepared. Polymer A and polymer B were used as sheath and core polymers, respectively, and both were adjusted to a temperature of 35 ° C. and had a pore diameter of 0.12 mm.
Once the air is discharged into the air through a concentric-type core-and-sheath base with φ, 500 holes and runs through a space of about 5 mm, the temperature is 5
Coagulation was carried out in a 30% aqueous solution of DMSO at a temperature of 30 ° C. The take-up speed is
It was 40 m / min. The ratio of the discharge amount is 7 for the sheath portion with respect to the core portion 1.
Met. After washing the coagulated yarn with water, 2.5
After applying a silicone oil, the film is contacted with the surface of a roller heated to 110 ° C to be dried and densified, and further stretched 3 times in a 3.7 kg / cm 2 pressure steam to obtain a single yarn fineness of 1d. Thus, a fiber bundle of total denier 500D was obtained. The obtained acrylic fiber had a hollow part continuous in the fiber axis direction in the core part.

この中空アクリル系繊維を240〜270℃の空気中で延伸
比1.05で耐炎化して耐炎化繊維に転換し、ついで最高温
度1500℃の窒素雰囲気中で焼成することにより、安定し
た芯部に繊維軸方向に連続した中空部を有する真円同心
円状の中空炭素繊維が得られた。
The hollow acrylic fiber is oxidized at 240 to 270 ° C. in air at a draw ratio of 1.05 to convert it into oxidized fiber, and then fired in a nitrogen atmosphere at a maximum temperature of 1500 ° C. to provide a stable fiber core. A true concentric hollow carbon fiber having a hollow portion continuous in the direction was obtained.

得られた中空炭素繊維は中空率は13%で、見掛比重が
1.58と低く、かつ引張強度が510kg/mm2と高強度であっ
た。
The hollow carbon fiber obtained has a hollow ratio of 13% and an apparent specific gravity of
The tensile strength was as low as 1.58 and the tensile strength was as high as 510 kg / mm 2 .

比較例1 実施例1において、芯部にもポリマーAを入れた以外
は、実施例1と同様な方法で製糸および焼成したとこ
ろ、中実となって中空炭素繊維は得られなかった。
Comparative Example 1 In Example 1, when the yarn was formed and fired in the same manner as in Example 1 except that the polymer A was also added to the core, the hollow carbon fiber was not obtained because it was solid.

実施例2〜3、比較例2 実施例1において、芯と鞘ポリマーの吐出量比を表1
のように変えて中空率の異なる中空アクリル系繊維を作
り、さらに実施例1と同じ条件で焼成して炭素繊維とし
た。得られた炭素繊維の特性を表1に示した。
Examples 2 to 3 and Comparative Example 2 In Example 1, the discharge amount ratio between the core and the sheath polymer is shown in Table 1.
The hollow acrylic fibers having different hollow ratios were produced in the same manner as described above, and were fired under the same conditions as in Example 1 to obtain carbon fibers. The properties of the obtained carbon fiber are shown in Table 1.

実施例4 実施例1で得られた中空炭素繊維をさらに窒素雰囲気
中2800℃まで焼成して黒鉛化繊維とした。
Example 4 The hollow carbon fiber obtained in Example 1 was further baked to 2800 ° C. in a nitrogen atmosphere to obtain a graphitized fiber.

得られた黒鉛化繊維は芯部に繊維軸方向に連続した中
空部を有する中空黒鉛化繊維であり、中空率は14%で見
掛比重が1.62と低く、かつ引張強度が390kg/mm2と高強
度であった。
The obtained graphitized fiber is a hollow graphitized fiber having a hollow portion continuous in the fiber axis direction at the core, having a hollow ratio of 14%, an apparent specific gravity as low as 1.62, and a tensile strength of 390 kg / mm 2 . High strength.

比較例3 実施例1において、芯および鞘ポリマーの吐出量をい
ずれも2.5倍にする以外は実施例1と同様に製糸して、
単繊維デニールが2.5デニールの中空アクリル系繊維を
得た。得られた中空アクリル系繊維を実施例1と同様に
焼成したところ、同一耐炎化温度では蓄熱のために糸切
れしてしまい、最高温度を20℃下げて耐炎化を行なっ
た。さらに実施例1と同様に最高温度1500℃の窒素雰囲
気中で焼成した結果、同一速度では糸切れが発生して安
定して焼成できなかった。焼成速度を1/2に下げて焼成
した結果、得られた炭素繊維は芯部に繊維軸方向に連続
した中空部を有する中空炭素繊維ではあったが、毛羽が
多く強度も310kg/mm2と低いものしか得られなかった。
Comparative Example 3 A yarn was produced in the same manner as in Example 1 except that the discharge amounts of the core and the sheath polymer were both 2.5 times.
A hollow acrylic fiber having a single fiber denier of 2.5 denier was obtained. When the obtained hollow acrylic fiber was fired in the same manner as in Example 1, the yarn was broken due to heat storage at the same flame resistance temperature, and the maximum temperature was lowered by 20 ° C. to perform the flame resistance. Further, as in Example 1, firing in a nitrogen atmosphere at a maximum temperature of 1500 ° C. resulted in thread breakage at the same speed, which prevented stable firing. As a result of firing by reducing the firing rate to 1/2, the obtained carbon fiber there was a hollow carbon fiber having a hollow portion continuous in the fiber axis direction in the core portion, fluff Many strength and 310 kg / mm 2 Only a low one was obtained.

[発明の効果] 本発明により、従来の技術では非常に困難な高強度な
中空アクリル形炭素繊維を得ることができ、それにより
得られた中空炭素繊維は、従来のアクリル系炭素繊維に
対して見掛比重を大幅に低下させることが可能となり、
比強度が大幅に向上することによって航空機の一次構造
材などへの展開を拡大することが可能となった。
[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to obtain a high-strength hollow acrylic carbon fiber which is very difficult with the conventional technology, and the obtained hollow carbon fiber is different from the conventional acrylic carbon fiber. It is possible to greatly reduce the apparent specific gravity,
Significant improvement in specific strength has made it possible to expand the use of primary structural materials in aircraft.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D01F 9/22,6/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) D01F 9 / 22,6 / 18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】芯鞘口金を用い、アクリル系重合体を鞘部
に、凝固、水洗あるいは延伸溶液に可溶なポリマーを芯
部に入れて繊維を形成せしめて後、該芯部を溶解させて
得られる単繊維デニールが1.5デニール以下の中空アク
リル系繊維を200〜300℃の酸化性雰囲気中で耐炎化した
後、不活性雰囲気中1000℃以上で炭化して中空率が4〜
40%で、引張強度が350kg/mm2以上である中空炭素繊維
を得ることを特徴とする中空アクリル系炭素繊維の製造
方法。
1. Using a core-sheath die, an acrylic polymer is put in a sheath portion, and a polymer soluble in a coagulation, washing or drawing solution is put in a core portion to form fibers, and then the core portion is dissolved. After the hollow acrylic fiber having a denier of 1.5 denier or less is flame-resistant in an oxidizing atmosphere of 200 to 300 ° C, the hollow fiber is carbonized at 1000 ° C or more in an inert atmosphere to have a hollow ratio of 4 to
A method for producing a hollow acrylic carbon fiber, comprising obtaining a hollow carbon fiber having a tensile strength of 350 kg / mm 2 or more at 40%.
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