JP2981667B2 - 炭素繊維織物の製造法 - Google Patents
炭素繊維織物の製造法Info
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- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
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- D01F9/14—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
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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、3次元の炭素繊維成形体の製造法に関す
る。
る。
従来の技術 炭素繊維織物の製造法として、完成品の炭素繊維を製
織する方法の他に、中間製品を織ってからこれを炭化あ
るいは黒鉛化する方法がある。後者の例として、例えば
特開昭63−120136号には、炭素繊維の強度が15〜250kg
f/mm2、伸度が0.5〜8.0%、弾性率が400〜40,000kg f/m
m2であり、該炭素繊維が弛緩状態での熱処理により、強
度、弾性率とも熱処理前の1.1培以上に上昇し、かつ強
度が150kg f/mm2以上、かつ弾性率が40,000kg f/mm2以
上になる能力を有するピッチ系炭素繊維を少なくともそ
の一成分とする三次元織物が開示されている。
織する方法の他に、中間製品を織ってからこれを炭化あ
るいは黒鉛化する方法がある。後者の例として、例えば
特開昭63−120136号には、炭素繊維の強度が15〜250kg
f/mm2、伸度が0.5〜8.0%、弾性率が400〜40,000kg f/m
m2であり、該炭素繊維が弛緩状態での熱処理により、強
度、弾性率とも熱処理前の1.1培以上に上昇し、かつ強
度が150kg f/mm2以上、かつ弾性率が40,000kg f/mm2以
上になる能力を有するピッチ系炭素繊維を少なくともそ
の一成分とする三次元織物が開示されている。
また特公昭62−20281号には、ピッチ繊維を400〜650
℃の範囲で初期炭化処理し、次いで繊維束を編織して炭
化さらに黒鉛化する炭素繊維製品の製造法が開示されて
いる。
℃の範囲で初期炭化処理し、次いで繊維束を編織して炭
化さらに黒鉛化する炭素繊維製品の製造法が開示されて
いる。
一方、Carbon−Fiber−Reinforced Plastics,Bamber
g,West Germany,May 11−12,1977には不融化繊維で強度
が約40kg f/mm2、破断伸度が5%のものであれば製織で
き、これを炭化すれば炭素繊維織物と出来る旨の記載が
ある。
g,West Germany,May 11−12,1977には不融化繊維で強度
が約40kg f/mm2、破断伸度が5%のものであれば製織で
き、これを炭化すれば炭素繊維織物と出来る旨の記載が
ある。
発明が解決しようとする課題 しかしながら前記従来の技術により織物を製作する場
合には、製織段階における強度が十分でなく、糸切れや
ケバが発生するため、製織後にこれを炭化あるいは黒鉛
化しても高密度の織物を製作することができない。ある
いは炭化後に焼きグセが残り、複合材料とした場合に本
来の強度を発現することができない。
合には、製織段階における強度が十分でなく、糸切れや
ケバが発生するため、製織後にこれを炭化あるいは黒鉛
化しても高密度の織物を製作することができない。ある
いは炭化後に焼きグセが残り、複合材料とした場合に本
来の強度を発現することができない。
課題を解決するための手段 本発明者らは、前記問題点を解決し、ケバの発生が少
なく且つ焼きグセのない3次元の炭素繊維成形体を効率
的に製造しうる方法について研究した結果、本発明の完
成に至った。
なく且つ焼きグセのない3次元の炭素繊維成形体を効率
的に製造しうる方法について研究した結果、本発明の完
成に至った。
本発明は、炭素質ピッチを溶融紡糸し、これを不融化
処理した繊維を、1500〜2500℃の温度で1次熱処理する
ことにより得られ、且つ引張強度が280kg f/mm2以上か
つ破断伸度が0.6〜10%である1次熱処理繊維を3次元
繊維成形体とし、この繊維成形体を700℃以上の温度で
かつ前記1次熱処理温度よりも高い温度で2次熱処理す
ることを特徴とする炭素繊維の3次元成形体の製造法に
関する。
処理した繊維を、1500〜2500℃の温度で1次熱処理する
ことにより得られ、且つ引張強度が280kg f/mm2以上か
つ破断伸度が0.6〜10%である1次熱処理繊維を3次元
繊維成形体とし、この繊維成形体を700℃以上の温度で
かつ前記1次熱処理温度よりも高い温度で2次熱処理す
ることを特徴とする炭素繊維の3次元成形体の製造法に
関する。
以下、本発明による3次元の炭素繊維成形体の製造法
について詳述する。
について詳述する。
炭素質ピッチとしては、軟化点100〜400℃、好ましく
は150〜350℃を有する石炭系あるいは石油系のピッチが
用いられる。炭素質ピッチは、光学的に等方性のピッチ
あるいは異方性のピッチのいずれも使用できるが、光学
的異方性相の含量が60〜100%の光学的異方性ピッチが
特に好ましく用いられる。
は150〜350℃を有する石炭系あるいは石油系のピッチが
用いられる。炭素質ピッチは、光学的に等方性のピッチ
あるいは異方性のピッチのいずれも使用できるが、光学
的異方性相の含量が60〜100%の光学的異方性ピッチが
特に好ましく用いられる。
溶融紡糸は、公知の方法で行われる。得られたピッチ
繊維を次いで不融化処理を行う。
繊維を次いで不融化処理を行う。
不融化処理は、酸化性ガス雰囲気下、50〜400℃好ま
しくは100〜350℃で行うことができる。酸化性ガスとし
ては、空気、酸素、窒素酸化物、硫黄酸化物、ハロゲ
ン、あるいはこれらの混合物が使用できる。
しくは100〜350℃で行うことができる。酸化性ガスとし
ては、空気、酸素、窒素酸化物、硫黄酸化物、ハロゲ
ン、あるいはこれらの混合物が使用できる。
1次熱処理は、不活性ガス中で1500〜2500℃、好まし
くは1500〜2000℃で実施する。処理時間は下記する引張
強度と破断伸度を有する1次熱処理繊維を製造するよう
適宜に選定されるが、通常1秒〜10時間である。前記の
範囲より低い温度で処理した繊維を編織してからこれを
さらに高温で熱処理する方法では、炭化状態が低いた
め、繊維にいわゆる焼きグセあるいは織りグセが残り、
曲がったまま成型されるためこれを引っ張ると変曲点で
破断してしまう。
くは1500〜2000℃で実施する。処理時間は下記する引張
強度と破断伸度を有する1次熱処理繊維を製造するよう
適宜に選定されるが、通常1秒〜10時間である。前記の
範囲より低い温度で処理した繊維を編織してからこれを
さらに高温で熱処理する方法では、炭化状態が低いた
め、繊維にいわゆる焼きグセあるいは織りグセが残り、
曲がったまま成型されるためこれを引っ張ると変曲点で
破断してしまう。
1次熱処理繊維とは、前記1次熱処理することにより
得られ、且つ引張強度が280kg f/mm2以上で破断伸度が
0.6〜10%である繊維である。
得られ、且つ引張強度が280kg f/mm2以上で破断伸度が
0.6〜10%である繊維である。
1次熱処理繊維の引張強度は280kg f/mm2以上である
ことが必須の要件であり、好ましくは285kg f/mm2以
上、さらに好ましくは300kg f/mm2以上、最も好ましく
は330kg f/mm2以上である。上限については制限はない
が、通常500kg f/mm2以下である。引張強度が前記の範
囲に満たない場合は、製織中に糸切れやケバが発生し、
また高密度の織物を製作することができない。
ことが必須の要件であり、好ましくは285kg f/mm2以
上、さらに好ましくは300kg f/mm2以上、最も好ましく
は330kg f/mm2以上である。上限については制限はない
が、通常500kg f/mm2以下である。引張強度が前記の範
囲に満たない場合は、製織中に糸切れやケバが発生し、
また高密度の織物を製作することができない。
破断伸度は0.6〜10%、好ましくは0.6〜5%である。
なお3次元織物は曲率半径が小さいため、破断伸度0.6
%以上であることが好ましい。
なお3次元織物は曲率半径が小さいため、破断伸度0.6
%以上であることが好ましい。
弾性率は前記引張強度および破断伸度の組合せにより
任意に決定されるが、通常5〜100×103kg f/mm2であ
る。
任意に決定されるが、通常5〜100×103kg f/mm2であ
る。
繊維の直径は3〜100μm、好ましくは5〜30μmで
ある。
ある。
本発明においては前記の1次熱処理繊維を3次元の炭
素繊維成形体とする。ここでいう3次元の炭素繊維成形
体とは、連続した繊維の100〜25000本の繊維束を直交、
絡み、ブレイドその他3次元織物あるいは3方向以上に
強化した異形織物、マット状成形物、フェルト状成形物
などとしたものをいい、平織り、朱子織り、綾織り、バ
イヤス織りなどの2次元織物とは区別される。
素繊維成形体とする。ここでいう3次元の炭素繊維成形
体とは、連続した繊維の100〜25000本の繊維束を直交、
絡み、ブレイドその他3次元織物あるいは3方向以上に
強化した異形織物、マット状成形物、フェルト状成形物
などとしたものをいい、平織り、朱子織り、綾織り、バ
イヤス織りなどの2次元織物とは区別される。
この1次熱処理した炭素繊維の3次元成形体を2次熱
処理する。2次熱処理は1500℃以上、例えば3300℃以
下、好ましくは3000℃以下、より好ましくは2800℃以下
でかつ前記1次熱処理温度よりも高い温度で行う。通
常、1次熱処理温度よりも50℃以上高い温度で行う。好
ましくは100℃以上高い温度、より好ましくは200〜1000
℃以上高い温度で行う。処理時間は本発明の範囲に入る
繊維を製造するために任意に選定されるが、通常1秒〜
10時間である。
処理する。2次熱処理は1500℃以上、例えば3300℃以
下、好ましくは3000℃以下、より好ましくは2800℃以下
でかつ前記1次熱処理温度よりも高い温度で行う。通
常、1次熱処理温度よりも50℃以上高い温度で行う。好
ましくは100℃以上高い温度、より好ましくは200〜1000
℃以上高い温度で行う。処理時間は本発明の範囲に入る
繊維を製造するために任意に選定されるが、通常1秒〜
10時間である。
実施例 以下に実施例をあげ、本発明を具体的に説明する。
(実施例1〜6) 炭素質ピッチを溶融紡糸し、これを不融化処理した繊
維を、1700〜2450℃の温度で1次熱処理することにより
得られた繊維を用いて3次元直交織物としこれを2500℃
において2次熱処理した。得られた3次元織物の評価を
表1に示す。
維を、1700〜2450℃の温度で1次熱処理することにより
得られた繊維を用いて3次元直交織物としこれを2500℃
において2次熱処理した。得られた3次元織物の評価を
表1に示す。
(比較例1〜3) 表1に示す1次熱処理繊維を用いて3次元直交織物と
しこれを2500℃において2次熱処理した。得られた3次
元織物の評価を合わせて表1に示す。
しこれを2500℃において2次熱処理した。得られた3次
元織物の評価を合わせて表1に示す。
発明の効果 本発明の方法により、ケバの発生が少なく、また焼き
グセのない炭素繊維織物を得ることができる。
グセのない炭素繊維織物を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】炭素質ピッチを溶融紡糸し、これを不融化
処理した繊維を、1500〜2500℃の温度で1次熱処理する
ことにより得られ、且つ引張強度が280kg f/mm2以上か
つ破断伸度が0.6〜10%である1次熱処理繊維を3次元
繊維成形体とし、この繊維成形体を700℃以上の温度で
かつ前記1次熱処理温度よりも高い温度で2次熱処理す
ることを特徴とする炭素繊維の3次元成形体の製造法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1035008A JP2981667B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 炭素繊維織物の製造法 |
DE1990626736 DE69026736T2 (de) | 1989-02-16 | 1990-02-16 | Verfahren zum Herstellen von auf Kohlenstoffasern basierenden Textilmaterialien |
EP19900301680 EP0383614B1 (en) | 1989-02-16 | 1990-02-16 | Process for producing carbon fiber fabrics |
US08/370,027 US5622660A (en) | 1989-02-16 | 1995-01-09 | Process for producing carbon fiber fabrics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1035008A JP2981667B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 炭素繊維織物の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02216219A JPH02216219A (ja) | 1990-08-29 |
JP2981667B2 true JP2981667B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=12430060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1035008A Expired - Fee Related JP2981667B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 炭素繊維織物の製造法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0383614B1 (ja) |
JP (1) | JP2981667B2 (ja) |
DE (1) | DE69026736T2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3401716B2 (ja) * | 1995-12-18 | 2003-04-28 | 新日本製鐵株式会社 | 3軸織物およびその製造方法 |
EP0892099A1 (en) * | 1997-07-15 | 1999-01-20 | Mitsubishi Chemical Corporation | Carbon fiber woven fabric |
JP4353672B2 (ja) * | 2002-02-15 | 2009-10-28 | 東邦テナックス株式会社 | ポリアクリロニトリル系炭素繊維紡績糸織物、炭素繊維紡績糸織物ロール、及び炭素繊維紡績糸織物の製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4138525A (en) * | 1976-02-11 | 1979-02-06 | Union Carbide Corporation | Highly-handleable pitch-based fibers |
JP2648711B2 (ja) * | 1986-11-07 | 1997-09-03 | 株式会社 ペトカ | ピッチ系炭素繊維三次元織物の製造法 |
JP2593654B2 (ja) * | 1987-03-27 | 1997-03-26 | 正三 渡部 | 高強度高弾性炭素繊維の編物及び織物の工業的製法 |
JPS6445819A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-20 | Toa Nenryo Kogyo Kk | Production of woven fabric of graphite fiber |
-
1989
- 1989-02-16 JP JP1035008A patent/JP2981667B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-02-16 EP EP19900301680 patent/EP0383614B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-16 DE DE1990626736 patent/DE69026736T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02216219A (ja) | 1990-08-29 |
EP0383614A3 (en) | 1991-06-12 |
DE69026736D1 (de) | 1996-06-05 |
EP0383614B1 (en) | 1996-05-01 |
DE69026736T2 (de) | 1996-09-12 |
EP0383614A2 (en) | 1990-08-22 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |