JPH0482920A - 中空炭素繊維及びその素材紡糸用口金 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、中空炭素繊維及びその素材紡糸用口金に関す
る。

（従来の技術とその課題） 炭素繊維は、従来断面円形、断面長円形のものが殆んど
で、その用途も略一定している。

炭素繊維の用途拡大の為には、その断面形状、断面組織
を変更することも一つの方策といえる。

例えば炭素繊維をろ過材として使用する場合、従来の炭
素繊維では断面組織に於いて炭素層面配列がランダムで
ある為、ろ過性能が悪いものである。

そこで本発明は、ろ過性能を向上させ、炭素繊維の用途
拡大を図ることのできる中空炭素繊維及びその素材であ
るピッチ繊維を紡糸する紡糸用口金を提供することを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の中空炭素繊維は、外
周から内周に向かってＶ形の微細なラジアル配向組織の
中空断面を有することを特徴とするものである。

また上記中空炭素繊維を紡糸するための本発明の中空炭
素繊維素材紡糸用口金は、先端部を細径にした尖頭部を
大径部の下面中央に一体に有し、中心にガス導入孔、そ
の先端にガス噴射孔を有し、大径部の周方向に等角度間
隔に原液導入孔を有する内側口金と、先端中心に前記内
側口金の尖端部の細径にした先端部を一定間隔を存して
同心に挿入した原液吐出孔を有し、」二手部内側に前記
内側口金の大径部を嵌合した凹部を有し、該凹部から原
液吐出孔まで漏斗状の原液案内孔を有する外側口金と、
前記内側口金と外側口金を挟持した原液通路とカス通路
の形成された上部ホルダー及び下部ホルダーとより成る
ものである。

（作用） 上述の如く本発明の中空炭素繊維は、外周から内周に向
かってＶ形の微細なラジアル配向組織の中空断面となっ
ているので、ろ過性能が良く、各種ろ適用機器のエレメ
ント素材として利用することができる。

また」二連の如く構成された本発明の中空炭素繊維素材
紡糸用口金によれば、］二記の断面組織を始めとし、各
種断面組織′の中空炭素繊維の素材であるピッチ繊維を
容易且つ安定して紡糸することができる。即ち、紡糸用
ピッチはコールタールピッチを水素化し、熱処理したも
ので、これを上部ホルダーの原液通路より内側口金の周
方向の原液導入孔に導入し、さらにこの原液導入孔より
外側口金の内側に設けられ原液案内孔を通して内側口金
の尖頭部の細径の先端部により環状になされた外側口金
の原液吐出孔より吐出する。一方、上部ホルダーのガス
通路より内側口金のガス導入孔に不活性ガス又は空気を
導入し、尖頭部の細径の先端部の内側のガス噴出孔より
噴出する。かくして原液吐出孔より吐出するコールター
ルピッチは、ガス噴出孔より噴出した不活性ガス又は空
気により中空断面のピッチ繊維となり、該ピッチ繊維が
容易且つ安定して紡糸されることとなる。

（実施例） 本発明の中空炭素繊維及びその素材紡糸用口金の一実施
例について説明する。

先ず中空炭素繊維素材紡糸用口金の一実施例を第１図に
よって説明すると、１は内側口金、２は外側口金である
。内側口金１は、先端部３を細径にした尖頭部４を大径
部５の下面中央に一体に有し、大径部５の上面中央に小
径部６を一体に有する。この内側口金１の中心にガス導
入孔７を有し、このガス導入孔７の先端にカス噴出孔８
を有する。

前記大径部５の周方向に等角度間隔に４本の原液導入孔
９を有し、その各原液導入孔９の上下端は環状溝１０．
１１にて連絡しである。前記小径部６の」二端部外周に
は段部１２が設けられている。外側口金２は、先端中心
に前記内側口金１の尖頭部４の細径にした先端部３を一
定間隔を存して同心に挿入した原液吐出孔１３有し、上
半部内側に前記内側口金１の大径部５を嵌合した凹部１
４を有し、該凹部１４から原液吐出孔１３まで漏斗状の
原液案内孔１５を有し、下部外周には段部１６．１７を
有する。

１８．１９は上記内側口金１、外側口金２を上下に挟持
した上部ホルダー、下部ホルダーである。即ち、外側口
金２の下半部を下部外周の段部１６にパツキン２０を介
装して筒状の下部ホルダー１９内に嵌合し、段部１７を
下部ホルダー１９の下端内周縁のフランジ２１に係止し
、外側口金２の上端周縁には環状パツキン２２を配し、
また内側口金１の小径部６の段部１２にはパツキン２３
を配して、上部ホルダー１８を外側口金２の上半部に嵌
合の上、その下端外周を下部ホルダー１９の上端内周に
螺締して、内側口金１、外側口金２を上下方向がら挟持
している。

上部ホルダー■８には内側口金１の環状溝１０に連通ず
る原液通路２４と、内側口金１のガス導入孔７に連通ず
るガス通路２５を設けである。２６は原液通路２４と連
通した原液供給パイプ連結口、２７はガス通路２５と連
通したガス供給パイプ連結口である。

次に上述の如く構成された中空炭素繊維紡糸用口金によ
り本発明の中空炭素繊維の素材であるピッチ繊維を紡糸
する一実施例を説明する。

紡糸用ピッチは、コールタールピッチを水素化後、熱処
理して得た軟化点２７８°Ｃ１異方性相量９８％、キノ
リンネ溶分量３２．６　（ｗｔ％）のものである。

これを第１図の中空炭素繊維紡糸用口金の」二部ホルダ
ー１８の原液通路２４より内側口金１の周方向の原液導
入孔９に導入し、さらにこの原液導入孔９より外側口金
２の内側に設けられた原液案内孔１５を通して内側口金
１の尖頭部４の細径の先端部３により環状になされた外
側口金２の外径０．５ｍｍ、内径０．３ｍｍの原液吐出
孔１３よりピッチの温度３２００Ｃ１巻取速度ｌｏｏｍ
／ｍｉｎの条件で吐出紡糸し、一方、上部ホルダー１８
のガス通路２５より内側口金１のガス導入孔７に窒素ガ
スを導入し、内径０．１５ｍｍのガス噴出孔８より噴出
し、中空断面のピッチ繊維を調製した。こうして得たピ
ッチ繊維は空気中で３２０°Ｃまで加熱し、ｌｏｍｉｎ
保持して不融化処理した。この不融化処理したピッチ繊
維はさらに窒素ガス中で１０００°Ｃ及び２６００°Ｃ
にて焼成した。

この中空炭素繊維の破断面を、ＳＥＭで観察した処、こ
の中空炭素繊維の断面組織は、第２図に示す如（外周か
ら内周に向かってＶ形の微細なラジアル配向組織であっ
た。このような断面組織の中空炭素繊維Ｆは、ろ過性能
が良いので、例えば透析用の人工腎臓の細胞繊維として
、また海水ろ適用の素材として有効に利用される。

尚、本発明の中空炭素繊維の断面形状は紡糸用口金の形
状によって、円形にかぎらず、角形、楕円形、星形なと
表面積の大きい中空炭素繊維を作ることが可能であり、
又、本発明の中空炭素繊維素材紡糸用口金によって紡糸
されたピッチ繊維は、その後の熱処理、不融化処理、炭
素化処理の条件によって各種断面組織の中空炭素繊維と
なるものである。

（発明の効果） 以上の説明で判るように本発明の中空炭素繊維は、外周
から内周に向かってＶ形の微細なランアル配向組織の中
空断面となっていて、ろ過性能が良く、各種ろ適用機器
のエレメント素材として有効に利用できて、炭素繊維の
用途が拡大されるという効果がある。

また本発明の中空炭素繊維素材紡糸用口金によれば、上
記断面組織を始めとし、各種断面組織の中空炭素繊維の
素材であるピッチ繊維を容易且つ安定して紡糸すること
ができて、生産性の向上に寄与できるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の中空炭素繊維素材紡糸用口金の一実施
例を示す縦断面図、第２図は本発明の中空炭素繊維の拡
大横断面図である。 出願人　　田中貴金属工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）外周から内周に向かってＶ形の微細なラジアル配向
   組織の中空断面を有することを特徴とする中空炭素繊維
   。 ２）先端部を細径にした尖頭部を大径部の下面中央に一
   体に有し、中心にガス導入孔、その先端にガス噴射孔を
   有し、大径部の周方向に等角度間隔に原液導入孔を有す
   る内側口金と、先端中心に前記内側口金の尖端部の細径
   にした先端部を一定間隔を存して同心に挿入した原液吐
   出孔を有し、上半部内側に前記内側口金の大径部を嵌合
   した凹部を有し、該凹部から前記原液吐出孔まで漏斗状
   の原液案内孔を有する外側口金と、前記内側口金と外側
   口金を挟持した原液通路及びガス通路の形成された上部
   ホルダー及び下部ホルダーとより成る中空炭素繊維素材
   紡糸用口金。