JP2968377B2 - 炭素繊維用アクリル系前駆体糸条の製造方法 - Google Patents
炭素繊維用アクリル系前駆体糸条の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭素繊維用アクリル系前
駆体の製造方法に関し、特に糸条の毛羽、糸切れの少な
い高強度炭素繊維用アクリル系前駆体糸条の生産性に優
れた製造方法に関するものである。
駆体の製造方法に関し、特に糸条の毛羽、糸切れの少な
い高強度炭素繊維用アクリル系前駆体糸条の生産性に優
れた製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アクリル繊維の重要な用途例の一つとし
て炭素繊維用アクリル系原糸があり、この原糸としては
高強度、高配向度の繊維性能が要求される。
て炭素繊維用アクリル系原糸があり、この原糸としては
高強度、高配向度の繊維性能が要求される。
【０００３】この要求を満たす炭素繊維用アクリル系前
駆体糸条の製造方法として加圧水蒸気を使用して高倍率
延伸を行うことが知られている。更に繊維を緻密にし、
しかも加圧水蒸気中での延伸後の糸条の失透を発生させ
ないためには、紡糸洗浄後、一旦熱水中で延伸し、次い
で乾燥緻密化後、加圧スチーム延伸を行うのが好適な方
法として知られている。
駆体糸条の製造方法として加圧水蒸気を使用して高倍率
延伸を行うことが知られている。更に繊維を緻密にし、
しかも加圧水蒸気中での延伸後の糸条の失透を発生させ
ないためには、紡糸洗浄後、一旦熱水中で延伸し、次い
で乾燥緻密化後、加圧スチーム延伸を行うのが好適な方
法として知られている。
【０００４】また加圧スチームによる高倍率延伸は糸条
の製糸速度をも増大させるため、生産性の向上にも寄与
する方法とされている。
の製糸速度をも増大させるため、生産性の向上にも寄与
する方法とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに一般に炭素繊
維用前駆体糸条としてのアクリル繊維は単繊度が0.7 〜
1.5 デニールと極めて細いため、高倍率延伸により毛羽
の発生を伴い易く、特にスチーム延伸において毛羽発生
が多発し炭素繊維用アクリル系前駆体糸条として供し得
ず、これが高倍率延伸のネックにされている。
維用前駆体糸条としてのアクリル繊維は単繊度が0.7 〜
1.5 デニールと極めて細いため、高倍率延伸により毛羽
の発生を伴い易く、特にスチーム延伸において毛羽発生
が多発し炭素繊維用アクリル系前駆体糸条として供し得
ず、これが高倍率延伸のネックにされている。
【０００６】従来よりスチーム延伸機や装置上の改良が
種々検討されてきたが、８〜１０倍程度の延伸倍率に止
まっていて未だ充分な解決策が講じられていない。
種々検討されてきたが、８〜１０倍程度の延伸倍率に止
まっていて未だ充分な解決策が講じられていない。
【０００７】本発明はこのような問題を解決するために
検討した結果得られたものであり、その目的は全延伸倍
率として１０〜２５倍の高倍率延伸をしても、毛羽の発
生が少ない高強度の炭素繊維用アクリル系前駆体糸条が
得られる方法を提供することにある。
検討した結果得られたものであり、その目的は全延伸倍
率として１０〜２５倍の高倍率延伸をしても、毛羽の発
生が少ない高強度の炭素繊維用アクリル系前駆体糸条が
得られる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため本発明は、アクリル系重合体溶液を紡糸し、熱
水浴中延伸して乾燥緻密化後に加圧スチーム延伸するに
際し、熱水浴中で３〜５倍になるよう延伸した後、加圧
スチーム中で２段階で延伸し、全延伸倍率が１０〜２５
倍で、且つその延伸条件が｜ｎ1 −ｎ2 ｜＜１．０、Ｔ
1 ＜Ｔ2 であることを特徴とする炭素繊維用アクリル系
前駆体糸条の製造方法を主要な構成としている。ここ
で、ｎ1 は第一段加圧スチーム中の延伸倍率、ｎ2 は第
二段加圧スチーム中の延伸倍率、Ｔ2 ，Ｔ2 はそれぞれ
第一段，第二段の加圧スチーム温度である。
するため本発明は、アクリル系重合体溶液を紡糸し、熱
水浴中延伸して乾燥緻密化後に加圧スチーム延伸するに
際し、熱水浴中で３〜５倍になるよう延伸した後、加圧
スチーム中で２段階で延伸し、全延伸倍率が１０〜２５
倍で、且つその延伸条件が｜ｎ1 −ｎ2 ｜＜１．０、Ｔ
1 ＜Ｔ2 であることを特徴とする炭素繊維用アクリル系
前駆体糸条の製造方法を主要な構成としている。ここ
で、ｎ1 は第一段加圧スチーム中の延伸倍率、ｎ2 は第
二段加圧スチーム中の延伸倍率、Ｔ2 ，Ｔ2 はそれぞれ
第一段，第二段の加圧スチーム温度である。
【０００９】以下、本発明を作用と共に更に詳しく説明
する。本発明に使用するアクリル系重合体は少なくとも
９５モル％のアクリロニトリルを含有し、コモノマーを
１種又は２種以上共重合させたものである。コモノマー
として本発明で使用される不飽和単量体としてはアクリ
ル酸、メタアクリル酸、アクリル酸エステル類、アクリ
ルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル
アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニデン、酢酸ビニ
ル、２ビニルビリジン、アリルスルホン酸、メタアリル
スルホン酸、ビニルスルホン酸、パラスチレンスルホン
酸及びそれらの塩等があるが、勿論これらに限定される
ものではない。
する。本発明に使用するアクリル系重合体は少なくとも
９５モル％のアクリロニトリルを含有し、コモノマーを
１種又は２種以上共重合させたものである。コモノマー
として本発明で使用される不飽和単量体としてはアクリ
ル酸、メタアクリル酸、アクリル酸エステル類、アクリ
ルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル
アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニデン、酢酸ビニ
ル、２ビニルビリジン、アリルスルホン酸、メタアリル
スルホン酸、ビニルスルホン酸、パラスチレンスルホン
酸及びそれらの塩等があるが、勿論これらに限定される
ものではない。
【００１０】このときの重合体の極限粘度は１．４〜
２．５、好ましくは１．５〜２．２であることが必要で
ある。極限粘度が小さ過ぎる場合は高強度の繊維が得ら
れず、また大き過ぎる場合は紡糸原液の調整が困難で且
つ紡糸性が著しく劣るものとなる。
２．５、好ましくは１．５〜２．２であることが必要で
ある。極限粘度が小さ過ぎる場合は高強度の繊維が得ら
れず、また大き過ぎる場合は紡糸原液の調整が困難で且
つ紡糸性が著しく劣るものとなる。
【００１１】紡糸は凝固浴中に紡出してもよいし、空気
中に紡出したのち凝固液中に浸漬させてもよい。凝固液
としてはジメチルアセトアミド水溶液、ジメチルホルム
アミド水溶液、ジメチルスルホキシド水溶液等が用いら
れる。凝固した糸条は温水で洗浄され、充分に溶剤が除
去される。脱溶媒後の糸条は８５〜１００℃の熱水浴中
で３〜５倍延伸を行うことが必要である。
中に紡出したのち凝固液中に浸漬させてもよい。凝固液
としてはジメチルアセトアミド水溶液、ジメチルホルム
アミド水溶液、ジメチルスルホキシド水溶液等が用いら
れる。凝固した糸条は温水で洗浄され、充分に溶剤が除
去される。脱溶媒後の糸条は８５〜１００℃の熱水浴中
で３〜５倍延伸を行うことが必要である。
【００１２】熱水浴中での延伸倍率が小さ過ぎる場合は
乾燥緻密化により糸条に失透が発生し、また大き過ぎる
場合は加圧スチーム中での延伸倍率が極めて小さくなり
全延伸倍率が低下し高配向度の繊維が得られない。
乾燥緻密化により糸条に失透が発生し、また大き過ぎる
場合は加圧スチーム中での延伸倍率が極めて小さくなり
全延伸倍率が低下し高配向度の繊維が得られない。
【００１３】熱水浴中での延伸の後、繊維内部構造を緻
密化するため１１０〜１８０℃の加熱ローラにより０．
５〜５秒間乾燥緻密化処理がなされる。乾燥緻密化処理
に先立って糸条の融着防止と集束性保持のためオイリン
グを行うのが好ましい。乾燥緻密化後、第一段加圧スチ
ームにより延伸し、次いで第二段加圧スチームにより延
伸して１０〜２５倍の全延伸倍率を付与する。加圧スチ
ーム延伸を一段だけで行う方法に比較して、延伸を二段
階に分けて行い且つ延伸倍率の差を１より小さくし、更
には後段の延伸温度を前段より高く保持する方法は、毛
羽の発生が少なく高倍率延伸が可能となる。
密化するため１１０〜１８０℃の加熱ローラにより０．
５〜５秒間乾燥緻密化処理がなされる。乾燥緻密化処理
に先立って糸条の融着防止と集束性保持のためオイリン
グを行うのが好ましい。乾燥緻密化後、第一段加圧スチ
ームにより延伸し、次いで第二段加圧スチームにより延
伸して１０〜２５倍の全延伸倍率を付与する。加圧スチ
ーム延伸を一段だけで行う方法に比較して、延伸を二段
階に分けて行い且つ延伸倍率の差を１より小さくし、更
には後段の延伸温度を前段より高く保持する方法は、毛
羽の発生が少なく高倍率延伸が可能となる。
【００１４】加圧スチームの温度は１１０〜１６０℃の
範囲にする必要がある。１段のみで過度に延伸を行うと
きは、加圧スチーム延伸機中で各単繊維の延伸される場
所に斑が出易いため毛羽の発生が起こり易いものと推定
される。従って２段階に延伸を分割し且つ各段で同じ程
度の延伸倍率とすることにより単繊維間の延伸斑が減少
し、同時に延伸抵抗が増大する後段の加圧スチーム温度
を高くすることにより円滑な高倍率延伸が達成されるも
のと考えられる。
範囲にする必要がある。１段のみで過度に延伸を行うと
きは、加圧スチーム延伸機中で各単繊維の延伸される場
所に斑が出易いため毛羽の発生が起こり易いものと推定
される。従って２段階に延伸を分割し且つ各段で同じ程
度の延伸倍率とすることにより単繊維間の延伸斑が減少
し、同時に延伸抵抗が増大する後段の加圧スチーム温度
を高くすることにより円滑な高倍率延伸が達成されるも
のと考えられる。
【００１５】全延伸倍率が１０倍より低い場合は、高強
度、高配向の糸条を得ることは出来ず、また２５倍より
高い場合は単糸切れによる毛羽の発生や繊維中にクレー
ズ、クラックの発生が見られる。
度、高配向の糸条を得ることは出来ず、また２５倍より
高い場合は単糸切れによる毛羽の発生や繊維中にクレー
ズ、クラックの発生が見られる。
【００１６】加圧スチーム延伸後、必要ならば１１０〜
２５０℃の加熱ローラによる処理を行い、更には集束性
を向上させるためのオイリングを付加することができ
る。
２５０℃の加熱ローラによる処理を行い、更には集束性
を向上させるためのオイリングを付加することができ
る。
【００１７】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明
する。
する。
【００１８】実施例１ アクリロニトリル９６．０重量％、アクリル酸メチル
４．０重量％を共重合して得られた極限粘度２．１の共
重合体を２０重量％含有するジメチルアセトアミド溶液
を７０％で３０℃のジメチルアセトアミド水溶液の凝固
浴に紡出し、８５℃の温浴中を通過させて洗浄後、９５
℃の熱水浴中で延伸し、１１０℃加熱ローラ上で乾燥し
たのちシリコン系油剤を付与し、１４３℃の加熱ローラ
上で乾燥緻密化を行った。続いて１２５℃の加圧スチー
ム延伸機中で延伸を行い、その破断倍率を調べた。熱水
浴中での延伸倍率と破断時のスチーム延伸倍率は表１に
示す通りであった。
４．０重量％を共重合して得られた極限粘度２．１の共
重合体を２０重量％含有するジメチルアセトアミド溶液
を７０％で３０℃のジメチルアセトアミド水溶液の凝固
浴に紡出し、８５℃の温浴中を通過させて洗浄後、９５
℃の熱水浴中で延伸し、１１０℃加熱ローラ上で乾燥し
たのちシリコン系油剤を付与し、１４３℃の加熱ローラ
上で乾燥緻密化を行った。続いて１２５℃の加圧スチー
ム延伸機中で延伸を行い、その破断倍率を調べた。熱水
浴中での延伸倍率と破断時のスチーム延伸倍率は表１に
示す通りであった。
【００１９】
【表１】
【００２０】９５℃熱水浴中で３〜５倍延伸した糸条は
乾燥緻密化により失透も認められず、且つ破断時全延伸
倍率も大きい。
乾燥緻密化により失透も認められず、且つ破断時全延伸
倍率も大きい。
【００２１】実施例２ 実施例１において、熱水中延伸倍率を４．０と固定して
加熱スチーム延伸を二段で行うように変更し、且つそれ
ぞれのスチーム延伸機温度は表２の条件として、巻取り
糸条の毛羽の発生状況を目視観察した。結果を表２に示
した。
加熱スチーム延伸を二段で行うように変更し、且つそれ
ぞれのスチーム延伸機温度は表２の条件として、巻取り
糸条の毛羽の発生状況を目視観察した。結果を表２に示
した。
【００２２】
【表２】
【００２３】表２から第一段スチーム延伸温度より第二
段のそれを大とした方が毛羽発生の面から有利であり、
またそれぞれの延伸倍率差を大きくしない方が有利であ
ると言える。
段のそれを大とした方が毛羽発生の面から有利であり、
またそれぞれの延伸倍率差を大きくしない方が有利であ
ると言える。
【００２４】実施例３ 実施例２と同様の実験をし、加圧スチーム延伸機の第一
段を１１５℃、第二段を１３０℃とし、各段での延伸倍
率を変更して糸条の繊維強度、繊維中のクレーズの発生
の有無、毛羽の発生程度を調べた。結果は表３の通りで
ある。
段を１１５℃、第二段を１３０℃とし、各段での延伸倍
率を変更して糸条の繊維強度、繊維中のクレーズの発生
の有無、毛羽の発生程度を調べた。結果は表３の通りで
ある。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明方
法によれば極めて高倍率の延伸が付与され且つ単糸切れ
による毛羽のない高強度高配向度のアクリル系繊維が得
られるようになり、炭素繊維用アクリル系前駆体糸条と
して従来得られなかった高品位のものが高生産性下に製
造することが可能となった。
法によれば極めて高倍率の延伸が付与され且つ単糸切れ
による毛羽のない高強度高配向度のアクリル系繊維が得
られるようになり、炭素繊維用アクリル系前駆体糸条と
して従来得られなかった高品位のものが高生産性下に製
造することが可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 初鹿野 彰 広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイ ヨン株式会社中央研究所内 (72)発明者 槙島 俊裕 広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイ ヨン株式会社大竹事業所内 (56)参考文献 特開 昭63−99316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−119710（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) D01F 6/18
Claims (1)
- 【請求項１】 アクリル系重合体溶液を紡糸し、熱水浴
中延伸して乾燥緻密化後に加圧スチーム延伸するに際
し、熱水浴中で３〜５倍になるように延伸した後、加圧
スチーム中で２段階で延伸し、全延伸倍率が１０〜２５
倍で、且つ ｜ｎ1 −ｎ2 ｜＜１．０ Ｔ1 ＜Ｔ2 但し、ｎ1 は第一段加圧スチーム中の延伸倍率 ｎ2 は第二段加圧スチーム中の延伸倍率 Ｔ2 ，Ｔ2 はそれぞれ第一段，第二段の加圧スチーム温度 であることを特徴とする炭素繊維用アクリル系前駆体糸
条の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18617191A JP2968377B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 炭素繊維用アクリル系前駆体糸条の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18617191A JP2968377B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 炭素繊維用アクリル系前駆体糸条の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533212A JPH0533212A (ja) | 1993-02-09 |
| JP2968377B2 true JP2968377B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=16183636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18617191A Expired - Lifetime JP2968377B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 炭素繊維用アクリル系前駆体糸条の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2968377B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2252953T3 (es) * | 1998-07-22 | 2006-05-16 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Fibra precursora a base de acrilonitrilo para fibra de carbono y procedimiento para preparar la misma. |
| JP4540083B2 (ja) * | 2000-10-04 | 2010-09-08 | 宇部日東化成株式会社 | ポリプロピレン系延伸繊維の製造方法 |
| JP5012089B2 (ja) * | 2007-03-02 | 2012-08-29 | 東レ株式会社 | 炭素繊維前駆体繊維束およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP18617191A patent/JP2968377B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533212A (ja) | 1993-02-09 |
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Legal Events
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