JP4074820B2 - ポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸 - Google Patents
ポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4074820B2 JP4074820B2 JP2003040897A JP2003040897A JP4074820B2 JP 4074820 B2 JP4074820 B2 JP 4074820B2 JP 2003040897 A JP2003040897 A JP 2003040897A JP 2003040897 A JP2003040897 A JP 2003040897A JP 4074820 B2 JP4074820 B2 JP 4074820B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spun yarn
- pan
- oxidized fiber
- based oxidized
- fiber spun
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸に関する。更に詳しくは、表面に所定量のワックスを添着することにより、織物加工時の糸切れやケバ発生を抑制することができるポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリアクリロニトリル(PAN)系酸化繊維紡績糸は、平織りや朱子織りなどの織物に加工され、耐熱材料、断熱材料等に用いられている。更に、織物加工したポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸を炭素化して得られる炭素繊維紡績糸織物は、薄く、強度の高い炭素材料として高分子電解質用ガス拡散層や、耐熱材として適用すべく開発が進められている。
【0003】
PAN系酸化繊維紡績糸は、一般に衣料用の有機繊維と比較して耐熱性に優れ、不融性であるという利点を有している。その一方で、結節強度が低く、紡績加工性にやや劣り、紡績糸のケバの発生も多いという欠点がある。
【0004】
PAN系酸化繊維紡績糸は、特に織物加工時に織物機械の糸道ガイドとの擦れにより単繊維がケバとなったり紡績糸切れ等が発生しやすい。また、PAN系酸化繊維紡績糸を織物加工した後行われる織物の炭素化工程においても、織物の表面にケバが発生し、炭素繊維紡績糸織物の品位の低下を招くという問題がある。
【0005】
従来行われているPAN系酸化繊維紡績糸の処理としては、例えば特開昭59−144679号公報(特許文献1)記載のテトラフロロエチレンの含浸性を高めるためのジオクチルコハク酸エステルスルホン酸ソーダを用いた処理がある。
【0006】
また、特開昭63−100062号公報(特許文献2)には、機械的強度に優れた炭素繊維強化複合材料を得るために行うPAN系酸化繊維紡績糸織物の樹脂処理が記載されている。
【0007】
これらはいずれもPAN系酸化繊維紡績糸の加工性の改善や、ケバ発生、糸切れ等の防止を目的としたものではない。また、後述する本発明のようにワックスを用いた処理については記載されていない。
【0008】
【特許文献1】
特開昭59−144679号公報(第1〜3頁)
【特許文献2】
特開昭63−100062号公報(特許請求の範囲)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、織物加工時や織物の炭素化工程における糸切れやケバ発生を抑制し、品位の高いPAN系酸化繊維紡績糸織物及び炭素繊維紡績糸織物を得ることができるPAN系酸化繊維紡績糸を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【0011】
〔1〕 パラフィン系ワックスの添着量が0.05〜0.30質量%であって、強力が0.5g/dtex以上であるポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸。
【0012】
〔2〕 太さが250〜2000dtexである〔1〕に記載のポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明のPAN系酸化繊維紡績糸は、0.05〜0.30質量%のパラフィン系ワックスを添着してなる。
【0014】
パラフィン系ワックスの添着量が0.05質量%未満では、充分な摩擦低減効果が得られないため織物加工時に紡績糸切れを生じやすい。また、添着量が0.30質量%を超えると、かえって動摩擦係数は増加する。パラフィン系ワックスの好ましい添着量は、0.07〜0.25質量%である。
【0015】
PAN系酸化繊維紡績糸に添着するパラフィン系ワックスとしては、炭素数20〜34のノルマルパラフィンを主成分として90質量%以上含有するものが好ましい。
【0016】
本発明のPAN系酸化繊維紡績糸の強度は、0.5gf/dtex以上とするが、0.7gf/dtexとすることがより好ましい。0.5gf/dtex未満では織物加工時に糸切れを生じやすい。
【0017】
また、PAN系酸化繊維紡績糸の太さは250〜2000dtexが好ましい。太さが250dtex未満の場合、織物加工時に張力による糸切れや伸びが生じやすい。太さが2000dtexを超える場合、紡績糸が太くなり織物の厚さが厚くなるため織物自体の加工性が低下する傾向がある。
【0018】
更に、PAN系酸化繊維紡績糸の伸度は特に限定されないが、8〜20%とすることが好ましい。
【0019】
本発明のPAN系酸化繊維紡績糸は、以下のようにして製造することができる。
【0020】
まず、PAN系繊維の酸化処理を行ってPAN系酸化繊維を得る。
PAN系繊維としては、アクリロニトリル単独またはアクリロニトリルとアクリル酸メチルエステル、アクリルアミド、イタコン酸等と共重合したものを挙げることができる。
【0021】
酸化処理は、酸化性ガス雰囲気下、200〜300℃で10〜100分間処理を行うことが好ましい。酸化処理自体は当業者に公知の技術である。なお、PAN系酸化繊維としては、市販のものを用いることもできる。
【0022】
PAN系酸化繊維の比重は、1.35〜1.45であることが好ましい。
【0023】
PAN系酸化繊維単繊維の繊度は、0.9〜4.5dtexが好ましく、1.0〜2.5dtexがより好ましい。
【0024】
PAN系酸化繊維単繊維の乾強度は、1.5g/dtex以上であることが好ましく、1.7g/dtex以上であることがより好ましい。1.5g/dtex未満では、後工程で炭素繊維紡績糸織物とした場合に、微粉末の発生が増加する傾向がある。
【0025】
PAN系酸化繊維単繊維の乾結節強度は、0.3g/dtex以上であることが好ましく、0.4g/dtex以上であることがより好ましい。0.3g/dtex未満では、紡績糸の強度が充分でないため、織物加工時に糸切れが生じやすい。
【0026】
更に、PAN系酸化繊維のクリンプ率は7〜15%であることが好ましい。クリンプ数は5〜20ヶ/2.54cmの範囲が好ましい。
【0027】
次に、PAN系酸化繊維を定長カットまたはバイアスカットしてステープルとする。PAN系酸化繊維の平均カット長は、25〜100mmとすることが好ましい。
【0028】
PAN系酸化繊維のステープルは常法により単糸又は双糸で構成された紡績糸とする。
PAN系酸化繊維紡績糸のより数は200〜820回/mが好ましい。より数が200回/m未満の場合、紡績糸の強度が低くなるため、織物加工が困難で、ケバも発生しやすい。より数が820回/mを超える場合、紡績糸の加工性が低下し、単繊維切れが生じやすく、ケバの発生も多くなりやすい。
【0029】
上記のようにして得たPAN系酸化繊維紡績糸をパラフィン系ワックスで処理することにより本発明のPAN系酸化繊維紡績糸を得ることができる。
【0030】
ワックスの形状としては特に制限されないが、固形のリング状や板状を用いることが好ましい。炭素数20〜34のノルマルパラフィンを主成分とするリング状ワックスとして、例えばキャッスル・リング・ワックスBタイプ(商品名、山城ワックス社製)等を挙げることができる。
【0031】
ワックス処理の方法としては、例えばリング状ワックスを用いる場合には、PAN系酸化繊維紡績糸をリング中央の孔に通して孔の表面に紡績糸を滑らせ、連続的にワックス処理を行う。板状ワックスを用いる場合には、ワックス板表面に紡績糸を滑らせることにより処理を行う。
【0032】
ワックス処理の処理条件としては、温度15〜35℃中、処理速度0.5〜35m/分とすることが好ましい。ワックス処理は、PAN系酸化繊維紡績糸への添着量が上記の範囲内となるように、処理方向や処理回数を調整する。
【0033】
ワックス処理後のPAN系酸化繊維紡績糸の動摩擦係数は、0.25未満とすることが好ましい。0.25以上では、織物加工時の糸切れが増加する傾向がある。なお、動摩擦係数の値はワックスの添着量により変化するので添着量を調整することにより好ましい値とすることが可能である。
【0034】
このようにして得た本発明のPAN系酸化繊維紡績糸は製織してPAN系酸化繊維紡績糸織物が製造できる。更に、公知の方法によりPAN系酸化繊維紡績糸織物の炭素化を行えば炭素繊維紡績糸織物を得ることができる。
【0035】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例における各測定値は下記の方法にて求めた値である。
【0036】
[酸化繊維比重]
アセトンを溶媒としてアルキメデス法により測定した。
【0037】
[繊維性能]
乾強度、結節強度、クリンプ数・率、糸の太さ(繊度)、より数をJIS L
1015により測定した。
【0038】
[織物の厚さ]
直径30mmの円板状圧板で200g(2.8kPa)を負荷したときの厚さを測定した。
【0039】
[織物の目付]
10cm角のサンプルを120℃中2時間乾燥させ、その重量より単位重量を算出し目付とした。
【0040】
[ワックス添着量]
ワックス処理した及びワックス未処理の紡績糸各10gを、アルカリ温水(60℃、カセイソーダ0.1質量%水溶液)で2時間処理し、各溶出液を真空濃縮した。残留物を精秤し、ワックス処理した紡績糸の処理液の残留量とワックス未処理の紡績糸の処理液の残留量の差を処理対象量で除した値を百分率にし、ワックス添着量とした。
【0041】
[動摩擦係数]
動摩擦係数はJIS L 10008により測定した。
図1に示すように、荷重1(20g)を負荷した紡績糸2を、一定の初張力のもとで、紡績糸2と棒状の被摩擦体3(0.6mmφ、ステンレス(SUS−304)製)を紡績糸2の角度がΘとなるように接触させながら低速でまきとった。紡績糸2が一定の速度(0.2m/分)で滑るときの張力を測定し、下式により動摩擦係数μを算出した。
【0042】
μ=(logT/T0)/Θloge
T:試料と被摩擦体上を一定速度(0.2m/分)で滑るときの張力
T0:初張力
Θ:試料と被摩擦体との接触角度(rad)
e:自然対数の底(2.718)
【0043】
[織物加工性の評価]
PAN系酸化繊維紡績糸を用いて、シャトル式織機により幅1m、長さ200mの平織の織物を試作し、糸切れ数(織物200m当たり)及びガイド等によるケバの発生状態を比較した。なお、ケバ発生状態については、織物1m2当たりのケバ発生量が2.0mg以上の場合を「多い」、2.0mg未満の場合を「少ない」として評価した。
【0044】
[炭素繊維紡績糸織物の品位評価]
幅1m、長さ200mのPAN系酸化繊維紡績糸織物を窒素雰囲気下で、1,600℃にて3分間連続的に炭素化した。得られた炭素繊維紡績糸織物の表面傷、皺等の数をカウントし、3ヶ/200m未満の場合を「良好」、3ヶ/200m以上の場合を「悪い」として織物の品位を評価した。
【0045】
実施例1
PAN系酸化繊維の短繊維(比重1.40、繊度2.1dtex、クリンプ数9.3ヶ/2.54cm、クリンプ率12.0%、カット長51mm、乾強度2.1g/dtex、結節強度0.5g/dtex)を用い、より430回/mの紡績糸を作製した。
【0046】
この紡績糸を雰囲気温度25℃にて固形リングワックス(山城ワックス社製、品名B−5)を用い処理速度25m/分でワックス処理し、ワックス添着量0.12%、強度0.8g/dtex、太さ550dtex、動摩擦係数(μ)0.13、伸度12%の紡績糸を得た。
【0047】
この紡績糸の織物加工性を評価するために、シャトル式織機にて縦方向および横方向に紡績糸を37本/2.54cm打ち込み、厚さ0.40mm、目付213g/m2の平織物を作製した。織物加工時の紡績糸切れは0回/200mであり、ガイド等によるケバ発生量は、ワックス処理なしの紡績糸を用いた場合と比較して僅かであった。
【0048】
更に、この織物を窒素雰囲気下、1,600℃にて3分間炭素化処理したところ、炭素繊維表面ケバの少ない、高品位の炭素繊維紡績糸織物(厚さ0.38mm、目付118g/m2)を得ることができた。
【0049】
実施例2、3及び比較例1〜4
実施例1と同じPAN系酸化繊維の短繊維を用い、同様にして表1に示す条件で酸化繊維紡績糸紡績糸及び炭素繊維紡績糸織物を作製した。結果を表1に示す。
【0050】
【表1】
【0051】
【発明の効果】
本発明のPAN系酸化繊維紡績糸は、パラフィン系ワックスを用いてワックス処理を行っているため、織物加工時の糸切れやケバ発生を抑制して織物加工性を改善することができる。また、本発明のPAN系酸化繊維紡績糸を用いた織物の炭素化を行うことにより、ケバ発生の少ない品位の高い炭素繊維紡績糸織物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における紡績糸の動摩擦係数の測定方法を示す説明図である。
Claims (2)
- パラフィン系ワックスの添着量が0.05〜0.30質量%であって、強力が0.5g/dtex以上であるポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸。
- 太さが250〜2000dtexである請求項1に記載のポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003040897A JP4074820B2 (ja) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | ポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003040897A JP4074820B2 (ja) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | ポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004250814A JP2004250814A (ja) | 2004-09-09 |
JP4074820B2 true JP4074820B2 (ja) | 2008-04-16 |
Family
ID=33024623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003040897A Expired - Fee Related JP4074820B2 (ja) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | ポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4074820B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
KR102246455B1 (ko) * | 2019-03-28 | 2021-04-30 | 주식회사 오성 | 화생방 보호의용 흡착성 및 세탁성이 우수한 활성탄소섬유 원단 및 그 제조방법, 이를 이용한 화생방 보호의 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5685434A (en) * | 1979-12-08 | 1981-07-11 | Toho Beslon Co | Production of fire retardant fiber spun yarn |
JPH0525712A (ja) * | 1981-12-14 | 1993-02-02 | Ashland Oil Inc | カーボンフアイバーの製造方法 |
JPS59144679A (ja) * | 1983-02-02 | 1984-08-18 | 東邦レーヨン株式会社 | 耐炎繊維等の集合体 |
JPS6350541A (ja) * | 1986-08-15 | 1988-03-03 | 旭化成株式会社 | 耐炎化紡績糸 |
JPS63100062A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-05-02 | 東邦レーヨン株式会社 | 炭素繊維強化炭素複合材料の製造法 |
JPH0274607A (ja) * | 1988-09-05 | 1990-03-14 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | プレカーサーの製造法 |
JPH06294071A (ja) * | 1993-04-08 | 1994-10-21 | Chubu Kogyo Kk | 無機繊維の皮膚刺激及び飛散の防止方法 |
JP2001248076A (ja) * | 1999-12-22 | 2001-09-14 | Sanyo Chem Ind Ltd | 炭素繊維製造工程用油剤 |
JP2002266250A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-18 | Sanyo Chem Ind Ltd | 炭素繊維製造工程用油剤 |
JP2004003043A (ja) * | 2001-05-24 | 2004-01-08 | Toray Ind Inc | 耐炎化繊維材料、炭素繊維材料、黒鉛繊維材料及びそれらの製造方法 |
-
2003
- 2003-02-19 JP JP2003040897A patent/JP4074820B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004250814A (ja) | 2004-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018003836A1 (ja) | 炭素繊維束およびその製造方法 | |
JPH11217734A (ja) | 炭素繊維およびその製造方法 | |
JP4074820B2 (ja) | ポリアクリロニトリル系酸化繊維紡績糸 | |
KR102603178B1 (ko) | 탄소섬유 다발 및 그 제조 방법 | |
JPS6132412B2 (ja) | ||
JP5873358B2 (ja) | 耐炎化繊維ストランド、その製造方法、及び炭素繊維ストランドの製造方法 | |
JP2004003043A (ja) | 耐炎化繊維材料、炭素繊維材料、黒鉛繊維材料及びそれらの製造方法 | |
JP2007051392A (ja) | 耐炎糸 | |
JP3002549B2 (ja) | 黒鉛繊維の製造方法 | |
JP5667380B2 (ja) | 耐炎化繊維束、炭素繊維束およびそれらの製造方法 | |
EP0100410B1 (en) | High strength and high elongation carbon fiber bundle and process for producing the same | |
JPH01306619A (ja) | 高強度高弾性率炭素繊維 | |
JP2010047865A (ja) | 複合材料用炭素繊維とそれを用いた複合材料 | |
CN113597484B (zh) | 碳纤维束及其制造方法 | |
JP2003045443A (ja) | 高分子電解質型燃料電池電極材用炭素繊維不織布、及びその製造方法 | |
JP4261075B2 (ja) | 炭素繊維束 | |
JP4002426B2 (ja) | 高分子電解質型燃料電池電極材用炭素繊維紡績糸織物構造体、及びその製造方法 | |
JP3934974B2 (ja) | 高嵩密度耐炎繊維紡績糸織物及び炭素繊維紡績糸織物、並びにそれらの製造方法 | |
JP2006283225A (ja) | 耐炎化繊維及び炭素繊維の製造方法 | |
JPH026847B2 (ja) | ||
JP6547924B1 (ja) | 耐炎化繊維束および炭素繊維束の製造方法 | |
JP2007039843A (ja) | 熱可塑性繊維混合酸化繊維紡績糸並びに酸化繊維織物及び炭素繊維織物の製造方法 | |
JP2004124309A (ja) | 耐炎化紡績糸およびその製造方法 | |
JP4113018B2 (ja) | ポリアクリロニトリル系炭素繊維紡績糸織物 | |
JP2003268651A (ja) | 耐炎化織物、炭化織物およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080128 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110201 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |