JPH0274618A - 高性能ピッチ系炭素繊維の溶融紡糸方法 - Google Patents
高性能ピッチ系炭素繊維の溶融紡糸方法Info
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- JPH0274618A JPH0274618A JP22725588A JP22725588A JPH0274618A JP H0274618 A JPH0274618 A JP H0274618A JP 22725588 A JP22725588 A JP 22725588A JP 22725588 A JP22725588 A JP 22725588A JP H0274618 A JPH0274618 A JP H0274618A
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- spinning
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Links
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Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高性能炭素Ｉ！維を工業的にＩｌｌ造するこ
とを可能とする溶融紡糸方法に関する。
とを可能とする溶融紡糸方法に関する。
近年、光学的異方性ピッチを原料とする高性能炭素ｔＩ
Ｎには、ポリアクリロニトリルを原料とするＰＡＮ系炭
素炭素繊維較して、１ｌＩＴ１コストが安く、かつ高弾
性糸を得易いという可能性がある。
Ｎには、ポリアクリロニトリルを原料とするＰＡＮ系炭
素炭素繊維較して、１ｌＩＴ１コストが安く、かつ高弾
性糸を得易いという可能性がある。
しかし、上記高性能炭素繊維は強度がＰＡＮ系炭素ｍｎ
より低く、かつ品質の安定性に問題がある。
より低く、かつ品質の安定性に問題がある。
この主要因として、紡糸用ピッチのｙ４整と溶ｌ！ｉ紡
糸の安定性が挙げられる。
糸の安定性が挙げられる。
ピッチ系炭素繊維において、繊維の断面構造がラジアル
構造をとると繊維軸に沿ってクラック（縦割れ〉が生じ
易く、強度等のＩ械的特性が低下する。
構造をとると繊維軸に沿ってクラック（縦割れ〉が生じ
易く、強度等のＩ械的特性が低下する。
このため、少くともＩｌ帷表層部のラメラを円周方向に
配列して、スキンオニオンｌＲ造、または全面オニオン
構造とすることが望ましいことが知られている（特開昭
５９−５３７１７号公報、特開昭５９−７６９２５号公
報）。
配列して、スキンオニオンｌＲ造、または全面オニオン
構造とすることが望ましいことが知られている（特開昭
５９−５３７１７号公報、特開昭５９−７６９２５号公
報）。
また、断面構造をランダム化することも提案されている
（米国特許第４３７６７４７号明細層、特開昭５９−１
６３４２２＠公報、特開昭５９−１６３４２４号公報）
。
（米国特許第４３７６７４７号明細層、特開昭５９−１
６３４２２＠公報、特開昭５９−１６３４２４号公報）
。
繊維の断面がラジアル組繊になると、焼成１稈における
繊維の収縮のため繊維軸に沿ってクラックが生じ、断面
の欠は落ちのために、強度が低下する。このため、高性
能炭素ｍ雑を製造するには、撮惟断面構造を非ラジアル
組織としなければならない。
繊維の収縮のため繊維軸に沿ってクラックが生じ、断面
の欠は落ちのために、強度が低下する。このため、高性
能炭素ｍ雑を製造するには、撮惟断面構造を非ラジアル
組織としなければならない。
ピッチ系炭素繊維は同化点完了長さが短く、且つ跪いた
め、延伸が行えない。このため、ピッチ系炭素繊維の構
造組織はほとんど溶融紡糸工程で形成される。
め、延伸が行えない。このため、ピッチ系炭素繊維の構
造組織はほとんど溶融紡糸工程で形成される。
通常の溶融紡糸では、光学的異方性組織がラジアル構造
をとり易い。このため非ラジアル組織とするためには、
溶融紡糸工程で光学的異方性組織の配列を何らかの形で
制御する必要がある。
をとり易い。このため非ラジアル組織とするためには、
溶融紡糸工程で光学的異方性組織の配列を何らかの形で
制御する必要がある。
本発明はピッチ系炭素ｌａＭの溶融紡糸工程で光学的異
方性組織を制御して非ラジアル構造のピッチ系炭素繊維
を溶融紡糸する方法を提供することを目的とする。
方性組織を制御して非ラジアル構造のピッチ系炭素繊維
を溶融紡糸する方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、光学的異方性相が連続相を呈する光学異方性
ピッチを用い、紡糸ノズル内の流れを制御して溶融紡糸
する高性能ピッチ系炭素［１ｔの溶融紡糸方法により上
記の目的を達成する。
ピッチを用い、紡糸ノズル内の流れを制御して溶融紡糸
する高性能ピッチ系炭素［１ｔの溶融紡糸方法により上
記の目的を達成する。
また、本発明では光学的異方性組織が非ラジアル構造を
とるように配列するために下記（１）〈２）式に示す範
囲の幾何形状を有するノズルを使用して溶融紡糸する（
本発明の範囲を第１図に１１ｍで示す）。
とるように配列するために下記（１）〈２）式に示す範
囲の幾何形状を有するノズルを使用して溶融紡糸する（
本発明の範囲を第１図に１１ｍで示す）。
１５≦（Ｄｄｌｏｎ）≦５０ （１）１４０−
１．６ （Ｄｄｌｏｎ）≦θ≦１８０なお、式中で使用
しているＤｄ、Ｄｎ、θは紡糸孔１への導入孔２の孔径
、紡糸孔１の径、および導入孔２のテーパ角度を示す（
第２図参照）。
１．６ （Ｄｄｌｏｎ）≦θ≦１８０なお、式中で使用
しているＤｄ、Ｄｎ、θは紡糸孔１への導入孔２の孔径
、紡糸孔１の径、および導入孔２のテーパ角度を示す（
第２図参照）。
また、より高性能な炭素Ｉ！維を安定的にｌｌ造するた
めに、光学的異方性１ｆｌｌｌｆｆｉを容積比で５０％
以上とすることが好ましい。
めに、光学的異方性１ｆｌｌｌｆｆｉを容積比で５０％
以上とすることが好ましい。
紡糸用ピッチは異方性組織のみ、またはそれと等方性組
織の混合物であり、異方性組織の配列様式およびその配
向度が炭素線維の性能に大きな影響を与える。ノズル内
の流れを制御しないと、ノズル導入孔からノズル孔にか
けて異方性組織は壁面の影響のため、大きな回転運動を
受け、ラジアル組織をとり易い。
織の混合物であり、異方性組織の配列様式およびその配
向度が炭素線維の性能に大きな影響を与える。ノズル内
の流れを制御しないと、ノズル導入孔からノズル孔にか
けて異方性組織は壁面の影響のため、大きな回転運動を
受け、ラジアル組織をとり易い。
上記（１）（２）式を満す本発明のノズルは、この回転
運動を極力少なくして、ラジアル化の低減を図ることが
できる。本発明は、使用ノズルのサイズを選定すること
により、浸れたピッチ系炭素１ｌｉＨを安価にかつ工業
的に製造できる。
運動を極力少なくして、ラジアル化の低減を図ることが
できる。本発明は、使用ノズルのサイズを選定すること
により、浸れたピッチ系炭素１ｌｉＨを安価にかつ工業
的に製造できる。
本発明の溶融紡糸方法を行い、焼成後の引張応力に及ぼ
すノズル各部の幾何学的形状の影響の評価を行った。
すノズル各部の幾何学的形状の影響の評価を行った。
（１）テーパ角度θの影響
Ｄｄｌｏｎ−２５（一定）として、テーパ角度θを５０
° １００° １６０’ １８０゜と変えて、テーパ
角度θと引張応力比の関係を調べた。結果を第３図に示
す。
° １００° １６０’ １８０゜と変えて、テーパ
角度θと引張応力比の関係を調べた。結果を第３図に示
す。
なお、応力比とは、テーパ角度θ−６０゜Ｄｄｌｏｎ−
１３のノズルを用いて紡糸、不融化、焼成した炭素ｍ雑
の引っ張り応力を基準とし、それに対する応力の比率を
言う。
１３のノズルを用いて紡糸、不融化、焼成した炭素ｍ雑
の引っ張り応力を基準とし、それに対する応力の比率を
言う。
（２）Ｄｄｌｏｎの影響
θ＝１８０° （一定）として、Ｄｄｌｏｎを１０．１
５．２０．２５．５０と変えて、Ｏｄｙ’ｏｎと応力比
の関係を調べた。結果を第４図に示す。
５．２０．２５．５０と変えて、Ｏｄｙ’ｏｎと応力比
の関係を調べた。結果を第４図に示す。
第３図および第４図から、本発明の範囲とすることによ
り、同一のピッチを用いた場合にラジアル構造が少なく
（ラジアル比が低くン応力比が高い、すなわち、引っ張
り応力の大きい炭素繊維が１１られ、本発明の溶融紡糸
方法が優れていることが分る。
り、同一のピッチを用いた場合にラジアル構造が少なく
（ラジアル比が低くン応力比が高い、すなわち、引っ張
り応力の大きい炭素繊維が１１られ、本発明の溶融紡糸
方法が優れていることが分る。
（５’！！明の効果）
本発明により、光学的異方性を制御して非ラジアル組織
のピッチ系炭素を溶融紡糸することができる。
のピッチ系炭素を溶融紡糸することができる。
第１図は本発明で用いるノズルの幾何学的範囲を示す線
図、第２図は本発明に用いるノズルの断面図、第３図お
よび第４図は本発明のノズルのパラメータを変化させた
場合の応力比の変化を示す線図。 １・・・紡糸孔、 ２・・・導入孔、Ｏｎ・・・
紡糸孔の孔径、Ｄｄ・・・導入孔の孔径、θ・・・テー
パ角度。
図、第２図は本発明に用いるノズルの断面図、第３図お
よび第４図は本発明のノズルのパラメータを変化させた
場合の応力比の変化を示す線図。 １・・・紡糸孔、 ２・・・導入孔、Ｏｎ・・・
紡糸孔の孔径、Ｄｄ・・・導入孔の孔径、θ・・・テー
パ角度。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光学的異方性相が連続相を呈する光学異方性ピッチ
を用い、紡糸ノズル内の流れを制御して溶融紡糸するこ
とを特徴とする高性能ピッチ系炭素繊維の溶融紡糸方法
。 ２、光学的異方性組織量が５０％（容積比）以上含まれ
る紡糸用ピッチを用いる請求項１の高性能ピッチ系炭素
繊維の溶融紡糸方法。 ３、紡糸孔の上流側にピッチ供給の導入孔を有し、導入
孔から紡糸孔に向って連続的に流路断面積が減少してい
るテーパ状部を有するノズルを用いて請求項１または２
の高性能ピッチ系炭素繊維の溶融紡糸するに際して、前
記紡糸孔径Ｄｎ、導入孔径Ｄｄおよび導入孔のテーパ角
度θを以下に示す（１）（２）式で示す範囲内とするこ
とを特徴とする高性能ピッチ系炭素繊維の溶融紡糸方法
。 １５≦Ｄｄ／Ｄｎ≦５０（１） １４０−１．６（Ｄｄ／Ｄｎ）≦θ≦１８０（２） ４、紡糸孔が円形もしくは異形であり、異形孔の場合は
相当径を｛（異形孔の断面積／異形孔のぬれ縁）×４｝
として算出する請求範囲項３の高性能ピッチ系炭素繊維
の溶融紡糸方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22725588A JPH0274618A (ja) | 1988-09-10 | 1988-09-10 | 高性能ピッチ系炭素繊維の溶融紡糸方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22725588A JPH0274618A (ja) | 1988-09-10 | 1988-09-10 | 高性能ピッチ系炭素繊維の溶融紡糸方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274618A true JPH0274618A (ja) | 1990-03-14 |
Family
ID=16857953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22725588A Pending JPH0274618A (ja) | 1988-09-10 | 1988-09-10 | 高性能ピッチ系炭素繊維の溶融紡糸方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0274618A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168114A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-21 | Toray Ind Inc | ピツチの紡糸方法 |
| JPS60104528A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-08 | Kashima Sekiyu Kk | 炭素繊維の製造方法 |
| JPS60224806A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-09 | Nitto Boseki Co Ltd | 炭素繊維の前駆体であるピツチ繊維を紡糸するためのノズル装置 |
| JPS6134223A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-18 | Dainippon Ink & Chem Inc | ピツチ系炭素繊維の製造法 |
-
1988
- 1988-09-10 JP JP22725588A patent/JPH0274618A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168114A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-21 | Toray Ind Inc | ピツチの紡糸方法 |
| JPS60104528A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-08 | Kashima Sekiyu Kk | 炭素繊維の製造方法 |
| JPS60224806A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-09 | Nitto Boseki Co Ltd | 炭素繊維の前駆体であるピツチ繊維を紡糸するためのノズル装置 |
| JPS6134223A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-18 | Dainippon Ink & Chem Inc | ピツチ系炭素繊維の製造法 |
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