JP6562187B1 - アクリロニトリル系繊維束の製造方法および炭素繊維束の製造方法 - Google Patents
アクリロニトリル系繊維束の製造方法および炭素繊維束の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6562187B1 JP6562187B1 JP2019519345A JP2019519345A JP6562187B1 JP 6562187 B1 JP6562187 B1 JP 6562187B1 JP 2019519345 A JP2019519345 A JP 2019519345A JP 2019519345 A JP2019519345 A JP 2019519345A JP 6562187 B1 JP6562187 B1 JP 6562187B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber bundle
- region
- acrylonitrile
- preheating
- pressure
- 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.)
- Active
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 144
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims description 12
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001867 inorganic solvent Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003049 inorganic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Abstract
Description
予熱域と加熱延伸域の間のシール領域3Bの滞留時間tは繊維束が加圧スチーム延伸装置へ供給される速度により変更できるし、また該滞留時間tを調整する方法としては、予熱域と加熱延伸域の間のシール領域3Bのシール部材(3b1、3b2)の個数の増減や長さを変更することによりシール領域3Bの長さを調整する方法が適用出来る。
予熱域と加熱延伸域それぞれの、繊維束進行方向における中央部の圧力をブルトン管圧力計で測定した。
測定した予熱域の圧力P1(MPa)および加熱延伸域の圧力P2(MPa)から、以下の式によりΔP(MPa)を算出した。
ΔP=P2−P1。
繊維束を加圧スチーム延伸装置に供給するフィードロールの速度を表面速度計により測定し、以下の式でtを算出した。
予熱域と加熱延伸域間のシール部材の長さ(m)/フィードロール速度(m/秒)
=予熱域と加熱延伸域の間のシール領域の滞留時間t(秒)。
予熱域のうち、繊維束進行方向における中央部にて、垂直な位置かつ走行する繊維束から1mm離れた位置を熱電対で測定し、予熱域の温度T2とした。測定するに当たっては、サイトグラスを設置した延伸装置を用いて、熱電対と走行する繊維束が接触していないことを確認しながら行った。
加圧スチーム延伸装置に入る前の繊維束をサンプリングし、繊維束から単繊維1本を採取した。該単繊維をブルカー・エイエックスエス社製TMA4010SAの引っ張りプローブ(試料長10mm)にセットし、試料のたるみをなくすため、0.3gの引っ張り荷重を与えて、荷重モードを定長に設定した。空気中において昇温速度20℃/minで室温から200℃まで昇温しながら、荷重を0.5secごとに測定した。50℃から200℃の範囲で、荷重が極小値となる温度を読み取った。本測定を10回繰り返し、その平均値をT1とした。
加圧スチーム延伸装置の予熱域と加熱延伸域の間のシール領域内のシール部材(ラビリンスノズル)の個数をカウントした。
加圧スチーム延伸装置から10cm離れた位置で、加圧スチーム延伸装置導入前の繊維束をサンプリングし、カミソリで繊維軸に垂直に切断し、光学顕微鏡を用いて単繊維の断面形状を観察した。測定倍率は、最も細い単繊維が1mm程度に観察されるような倍率とし、使用する機器の画素数は200万画素とした。得られた画像を画像解析することにより繊維束を構成する単糸の断面積と周長を求め、その断面積から真円と仮定した時の単糸の断面の直径(繊維径)を0.1μm単位で計算して求め、下記式を用いて繊維束を構成する単糸の真円度を求めた。無作為に選んだ単糸10本あたりの平均値を真円度とした。真円度=4πS/L2
(式中、Sは単糸の断面積を表し、Lは単糸の周長を表す)。
加圧スチーム延伸装置での加圧スチーム延伸後、アクリロニトリル系繊維束を巻き取る手前で1000m当たりのアクリロニトリル系繊維束の0.3mm以上となる毛羽の数を数え、品位を評価した。評価基準は以下の通りである。
1:0≦毛羽の数≦1
2:1<毛羽の数≦2
3:2<毛羽の数≦5
4:5<毛羽の数<60
5:毛羽の数≧60。
アクリロニトリル系繊維束製造量10tあたりの糸切れ回数から評価した。評価基準は以下の通りである。
1:0≦糸切れ回数≦1
2:1<糸切れ回数≦2
3:2<糸切れ回数≦3
4:3<糸切れ回数<5
5:糸切れ回数≧5。
アクリロニトリル99モル%、イタコン酸1モル%を含むアクリロニトリル系共重合体のジメチルスルホキシド溶液を4000ホールの口金を用いて乾湿式紡糸し、ただちに3本を合糸し、12000フィラメントとした。40℃の温水中で2倍延伸および水洗し、70℃の温水中でさらに2倍延伸を実施した後に乾燥して、12000フィラメントからなる総デシテックスが66000の繊維束を得た。この繊維束を図1に示した加圧スチーム延伸装置A(シール領域3Bにラビリンスノズルを30個備える)へ供し、表1に示す条件で延伸し、12000フィラメント、単繊維繊度1.1デシテックスのアクリロニトリル系繊維束を得た。なお、単繊維の真円度の評価を、加圧スチーム延伸装置前の繊維束をサンプリングして行った。得られたアクリロニトリル系繊維束の品位、工程通過性を評価した結果と、加圧スチーム延伸装置内の温度を測定した結果を表1に示した。
表1に示すように加圧スチーム延伸装置の予熱域と加熱延伸域の間のシール領域のシール部材の個数を変更してシール領域の滞留時間tを変更するとともに形状を変更して圧力差ΔPを変更することによりΔP/tを変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリロニトリル系繊維束を得た。得られたアクリロニトリル系繊維束の品位、工程通過性を評価した結果と、加圧スチーム延伸装置内の温度を測定した結果を表1に示した。
紡糸の凝固条件を変更して、加圧スチーム延伸装置導入前のアクリロニトリル系繊維束の真円度を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリロニトリル系繊維束を得た。得られたアクリロニトリル系繊維束の品位、工程通過性を評価した結果と、加圧スチーム延伸装置内の温度を測定した結果を表1に示した。
アクリロニトリル98.5モル%、イタコン酸1モル%、アクリル酸メチル0.5モル%を含むアクリロニトリル系共重合体のジメチルスルホキシド溶液を用いて紡糸し、荷重極小温度を変更した以外は実施例1と同様にしてアクリロニトリル系繊維束を得た。得られたアクリロニトリル系繊維束の品位、工程通過性を評価した結果と、加圧スチーム延伸装置内の温度を測定した結果を表1に示した。
表1に示すように加圧スチーム延伸装置の予熱域と加熱延伸域の間のシール領域のシール部材の個数・形状を変更し、且つ予熱域外側シール領域3Aのシール部材形状を変更して予熱域温度を変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリロニトリル系繊維束を得た。得られたアクリロニトリル系繊維束の品位、工程通過性を評価した結果と、加圧スチーム延伸装置内の温度を測定した結果を表1に示した。
表1に示すように加圧スチーム延伸装置の予熱域と加熱延伸域の間のシール領域のシール部材の個数・形状を変更してΔP/tを変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリロニトリル系繊維束を得た。得られたアクリロニトリル系繊維束の品位、工程通過性を評価した結果と、加圧スチーム延伸装置内の温度を測定した結果を表1に示した。
アクリロニトリル98モル%、イタコン酸1モル%、アクリル酸メチル1モル%を含むアクリロニトリル系共重合体のジメチルスルホキシド溶液を用いて紡糸し、荷重極小温度を変更した以外は実施例1と同様にしてアクリロニトリル系繊維束を得た。得られたアクリロニトリル系繊維束の品位、工程通過性を評価した結果と、加圧スチーム延伸装置内の温度を測定した結果を表1に示した。
予熱域外側シール領域3Aのシール部材形状を変更して、表1に示すように予熱域の温度を変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリロニトリル系繊維束を得た。得られたアクリロニトリル系繊維束の品位、工程通過性を評価した結果と、加圧スチーム延伸装置内の温度を測定した結果を表1に示した。
B 繊維束の進行方向
1 予熱域
2 加熱延伸域
3A 予熱域外側シール領域
3a1 シール部材
3a2 シール部材
3B 予熱域と加熱延伸域の間のシール領域
3b1 シール部材
3b2 シール部材
3C 加熱延伸域外側シール領域
3c1 シール部材
3c2 シール部材
4 スチーム圧力制御装置
5 温度計(TI)
6 圧力計(PI)
7 繊維束
8 フィードロール
Claims (3)
- アクリロニトリル系共重合体を含む紡糸溶液から紡糸された糸よりなる繊維束を、繊維束導入側に設けられた予熱域と繊維束取り出し側に設けられた加熱延伸域の2領域を少なくとも有し、当該2領域がシール部材を具備したシール領域により隔てられている加圧スチーム延伸装置を用いて加圧スチーム雰囲気下で加圧スチーム延伸するアクリロニトリル系繊維束の製造方法であって、前記予熱域の圧力をP1(MPa)、前記加熱延伸域の圧力をP2(MPa)としたとき、P2とP1の差ΔP=P2−P1と、シール領域の繊維束の滞留時間t(秒)が1.0≦ΔP/t≦10の関係式を満たし、加圧スチーム延伸装置導入前の繊維束の荷重極小温度T1(℃)、前記予熱域の温度T2(℃)がT1−20≦T2<T1の関係式を満たすアクリロニトリル系繊維束の製造方法。
- 加圧スチーム延伸装置導入前の繊維束の単糸の真円度が0.9以上である請求項1に記載のアクリロニトリル系繊維束の製造方法。
- 請求項1または2に記載のアクリロニトリル系繊維束の製造方法によってアクリロニトリル系繊維束を製造する工程、200〜300℃の酸化性雰囲気中で耐炎化処理する工程、その後1000℃以上の不活性雰囲気中で加熱する工程を有する炭素繊維束の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018059237 | 2018-03-27 | ||
JP2018059237 | 2018-03-27 | ||
PCT/JP2019/009888 WO2019188236A1 (ja) | 2018-03-27 | 2019-03-12 | アクリロニトリル系繊維束の製造方法および炭素繊維束の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6562187B1 true JP6562187B1 (ja) | 2019-08-21 |
JPWO2019188236A1 JPWO2019188236A1 (ja) | 2020-04-30 |
Family
ID=67690491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019519345A Active JP6562187B1 (ja) | 2018-03-27 | 2019-03-12 | アクリロニトリル系繊維束の製造方法および炭素繊維束の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6562187B1 (ja) |
MX (1) | MX2020008058A (ja) |
RU (1) | RU2020129569A (ja) |
-
2019
- 2019-03-12 JP JP2019519345A patent/JP6562187B1/ja active Active
- 2019-03-12 MX MX2020008058A patent/MX2020008058A/es unknown
- 2019-03-12 RU RU2020129569A patent/RU2020129569A/ru unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2020129569A (ru) | 2022-04-27 |
JPWO2019188236A1 (ja) | 2020-04-30 |
MX2020008058A (es) | 2020-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2019188236A1 (ja) | アクリロニトリル系繊維束の製造方法および炭素繊維束の製造方法 | |
JP5831638B2 (ja) | 炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造方法及びスチーム延伸装置 | |
US9032596B2 (en) | Steam drawing apparatus | |
JP5249624B2 (ja) | 糸条の加圧スチーム処理装置および加圧スチーム処理方法 | |
JP2013159874A (ja) | アクリル繊維束の製造方法と同繊維束のスチーム延伸装置 | |
JP6562187B1 (ja) | アクリロニトリル系繊維束の製造方法および炭素繊維束の製造方法 | |
JP7010214B2 (ja) | アクリロニトリル系繊維束の製造方法および炭素繊維束の製造方法 | |
JP2008240203A (ja) | スチーム延伸装置および炭素繊維用前駆体糸条の製造方法 | |
KR102525590B1 (ko) | 셀룰로오스 필라멘트 프로세스 | |
JP2014141760A (ja) | 炭素繊維束およびその製造方法 | |
JP4519649B2 (ja) | ポリアミドヤーン方法およびポリアミドヤーン | |
JP6265068B2 (ja) | 炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造方法 | |
JP2010261113A (ja) | 加圧スチーム延伸装置 | |
KR101957061B1 (ko) | 고강도 탄소섬유의 제조방법 | |
JP4395977B2 (ja) | ポリアミド繊維の製造方法 | |
JP4983641B2 (ja) | 炭素繊維前駆体糸条の製造方法 | |
JPH10292240A (ja) | 加圧スチームによる繊維の延伸方法および延伸装置 | |
JP2002013023A (ja) | ポリアミド繊維の製造方法 | |
KR20170096670A (ko) | 라지토우용 탄소섬유 전구체 섬유 제조 방법 | |
JPH0770862A (ja) | 糸条のスチーム延伸装置および延伸方法 | |
JP2017145544A (ja) | 高性能なセルロース系繊維およびその製造方法 | |
JP2018095992A (ja) | 炭素繊維前駆体繊維の製造方法、および炭素繊維の製造方法 | |
JP2000265323A (ja) | 産業資材用ポリエステル糸の紡糸直接延伸方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190515 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20190515 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20190522 |
|
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: 20190625 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190708 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6562187 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |