JPH06173111A - 高性能cf用アクリル繊維の製造法 - Google Patents
高性能cf用アクリル繊維の製造法Info
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Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
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- Inorganic Fibers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 乾湿式紡糸法で得られる湿潤状態の糸条を、
水洗浴で溶剤を洗浄除去し、ついで界面活性剤を含有す
る加熱された浴液中で、超音波振動を付与したガイドに
直接接触させて延伸する方法。 【効果】 単糸間の接着がない状態で、延伸倍率あるい
は延伸温度を上げることが可能となり、しかも単糸表面
に傷が無く、高配向で緻密なプリカ−サ−が製造でき
る。また、焼成工程での毛羽の発生が防げ、安定操業が
実現できる。
水洗浴で溶剤を洗浄除去し、ついで界面活性剤を含有す
る加熱された浴液中で、超音波振動を付与したガイドに
直接接触させて延伸する方法。 【効果】 単糸間の接着がない状態で、延伸倍率あるい
は延伸温度を上げることが可能となり、しかも単糸表面
に傷が無く、高配向で緻密なプリカ−サ−が製造でき
る。また、焼成工程での毛羽の発生が防げ、安定操業が
実現できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は乾湿式紡糸法によって紡
糸した高性能CF用アクリル繊維の製造法に関するもの
で、とくに湿潤状態にある糸条を高倍率かつ高温で延伸
する工程において単糸間の接着や単糸表面に傷を生じさ
せることなく延伸でき、ひいては、焼成工程での単糸切
れなどによる毛羽の発生のない高性能CF用アクリル繊
維を製造する方法に関するものである。
糸した高性能CF用アクリル繊維の製造法に関するもの
で、とくに湿潤状態にある糸条を高倍率かつ高温で延伸
する工程において単糸間の接着や単糸表面に傷を生じさ
せることなく延伸でき、ひいては、焼成工程での単糸切
れなどによる毛羽の発生のない高性能CF用アクリル繊
維を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、アクリル繊維はCF(炭素繊
維)製造用の前駆体繊維〈以下プリカーサーという〉と
して広く利用されている。アクリル繊維を焼成してなる
炭素繊維は高物性(高強度・高弾性率)を示す事から複
合材料用補強繊維として多くの分野で利用されてきてい
る。そして、近年、該炭素繊維の更なる高性能化が以前
にも増して望まれてきている。一般に炭素繊維の物性
は、出発原料であるプリカ−サ−の諸物性によって概ね
決定づけられるため、プリカ−サ−の改良が、現在でも
活発になされている。特に炭素繊維の高強度化に関して
云えば、本質的に脆性材料であるために、その強度は当
該炭素繊維表面の微細な傷にも影響を受けることから、
プリカ−サ−の段階から表面に傷のない高品質のものが
当然要求される。そして、この事に加えて、高強度の性
能を発現させるためには、プリカ−サ−を製造する工程
中、特に、紡糸用溶剤を水洗除去して得られた湿潤糸条
に対して、できる限り延伸を行って、高配向で緻密性の
高いプリカ−サ−を得る事が不可欠である。
維)製造用の前駆体繊維〈以下プリカーサーという〉と
して広く利用されている。アクリル繊維を焼成してなる
炭素繊維は高物性(高強度・高弾性率)を示す事から複
合材料用補強繊維として多くの分野で利用されてきてい
る。そして、近年、該炭素繊維の更なる高性能化が以前
にも増して望まれてきている。一般に炭素繊維の物性
は、出発原料であるプリカ−サ−の諸物性によって概ね
決定づけられるため、プリカ−サ−の改良が、現在でも
活発になされている。特に炭素繊維の高強度化に関して
云えば、本質的に脆性材料であるために、その強度は当
該炭素繊維表面の微細な傷にも影響を受けることから、
プリカ−サ−の段階から表面に傷のない高品質のものが
当然要求される。そして、この事に加えて、高強度の性
能を発現させるためには、プリカ−サ−を製造する工程
中、特に、紡糸用溶剤を水洗除去して得られた湿潤糸条
に対して、できる限り延伸を行って、高配向で緻密性の
高いプリカ−サ−を得る事が不可欠である。
【0003】一般に、アクリル繊維の紡糸方法には、湿
式紡糸方法、乾式紡糸方法、そして、乾湿式紡糸方法が
ある。これまでの、プリカ−サ−に関する研究の結果、
乾湿式紡糸法で紡糸して得られるプリカ−サ−は、緻密
性の高い構造をとりやすい反面、単糸表面が平滑である
ことから単糸間の接着が生じやすく、この単糸間の接着
が起因して繊維表面に傷を生じやすいことがわかってい
る。また、特に高い延伸倍率を付与させるプリカ−サ−
の製造工程においては、糸条に高い張力をかけることと
なり、この為、単糸間の接着が、一段と生じやすくなっ
ていた。
式紡糸方法、乾式紡糸方法、そして、乾湿式紡糸方法が
ある。これまでの、プリカ−サ−に関する研究の結果、
乾湿式紡糸法で紡糸して得られるプリカ−サ−は、緻密
性の高い構造をとりやすい反面、単糸表面が平滑である
ことから単糸間の接着が生じやすく、この単糸間の接着
が起因して繊維表面に傷を生じやすいことがわかってい
る。また、特に高い延伸倍率を付与させるプリカ−サ−
の製造工程においては、糸条に高い張力をかけることと
なり、この為、単糸間の接着が、一段と生じやすくなっ
ていた。
【0004】そこで、単糸間の接着を軽減せしめる方法
として、例えば、特開昭63−35821号公報に開示
されている方法のように、延伸ロ−ラ数を増やした多段
階延伸と段階的に延伸浴液槽の温度を高くする多段階温
度との組み合わせが提案されている。しかしながら、こ
の方法は単糸間の接着を軽減させるには、ある程度効果
はあっても、単糸間の接着を皆無にすることは極めて難
しく、例えば多段階の延伸での各延伸倍率をかなり低下
させねばならず、結果として延伸段数の増加は避けられ
ない。このため、延伸ロ−ラ数が増大することから、繊
維はロ−ラ面と接触する回数が増し、このことによっ
て、単糸表面を傷つけてしまう。また同時に、延伸ロ−
ラ数の増大や延伸浴長の増大によって、プリカ−サ−製
造設備全体が大規模となったり、煩雑となったりすると
いった問題もあった。
として、例えば、特開昭63−35821号公報に開示
されている方法のように、延伸ロ−ラ数を増やした多段
階延伸と段階的に延伸浴液槽の温度を高くする多段階温
度との組み合わせが提案されている。しかしながら、こ
の方法は単糸間の接着を軽減させるには、ある程度効果
はあっても、単糸間の接着を皆無にすることは極めて難
しく、例えば多段階の延伸での各延伸倍率をかなり低下
させねばならず、結果として延伸段数の増加は避けられ
ない。このため、延伸ロ−ラ数が増大することから、繊
維はロ−ラ面と接触する回数が増し、このことによっ
て、単糸表面を傷つけてしまう。また同時に、延伸ロ−
ラ数の増大や延伸浴長の増大によって、プリカ−サ−製
造設備全体が大規模となったり、煩雑となったりすると
いった問題もあった。
【0005】また、特開昭61−108715号公報、
特開平2−74608号公報では、糸条の洗浄を超音波
照射下の水中で行ったり、低振動数で振動するガイドを
持った水浴中で行い、これによって残存溶剤量の少ない
アクリル繊維を得る方法が開示されている。この方法で
は、脱溶媒の効率が向上し、プリカ−サ−の耐炎化、炭
素化のいわゆる焼成工程における、残存溶剤に起因する
糸の融着は防止できるが、焼成工程に供するプリカ−サ
−を製造する際、具体的には、湿潤糸条の熱水中での延
伸工程での単糸間の接着を皆無にすることはできず、ひ
いては単糸間の接着が皆無のプリカ−サ−を得ることは
できなかった。
特開平2−74608号公報では、糸条の洗浄を超音波
照射下の水中で行ったり、低振動数で振動するガイドを
持った水浴中で行い、これによって残存溶剤量の少ない
アクリル繊維を得る方法が開示されている。この方法で
は、脱溶媒の効率が向上し、プリカ−サ−の耐炎化、炭
素化のいわゆる焼成工程における、残存溶剤に起因する
糸の融着は防止できるが、焼成工程に供するプリカ−サ
−を製造する際、具体的には、湿潤糸条の熱水中での延
伸工程での単糸間の接着を皆無にすることはできず、ひ
いては単糸間の接着が皆無のプリカ−サ−を得ることは
できなかった。
【0006】また、特開平1−221510号公報で
は、膨潤状態にある糸条を界面活性剤を添加した溶液中
で延伸し、単糸同志の接着を解消する方法が開示されて
いる。この方法では、単糸表面に界面活性剤を付着せし
めつつ延伸することとなるため、延伸浴温度が70℃以
下、延伸倍率が1.5倍以下の延伸条件範囲に於いては
単糸同志の接着は解消できるが、より高い延伸浴温度で
の延伸を検討したところ、延伸浴温度が70℃をこえる
場合、界面活性剤の単糸同志の接着防止への効果は小さ
なものとなった。そのため、延伸浴温度が70℃をこえ
る場合、単糸間の接着を防止するには延伸倍率を小さく
せしめることとなり、ひいては延伸段数を減少できるま
での効果を得ることはできなかった。
は、膨潤状態にある糸条を界面活性剤を添加した溶液中
で延伸し、単糸同志の接着を解消する方法が開示されて
いる。この方法では、単糸表面に界面活性剤を付着せし
めつつ延伸することとなるため、延伸浴温度が70℃以
下、延伸倍率が1.5倍以下の延伸条件範囲に於いては
単糸同志の接着は解消できるが、より高い延伸浴温度で
の延伸を検討したところ、延伸浴温度が70℃をこえる
場合、界面活性剤の単糸同志の接着防止への効果は小さ
なものとなった。そのため、延伸浴温度が70℃をこえ
る場合、単糸間の接着を防止するには延伸倍率を小さく
せしめることとなり、ひいては延伸段数を減少できるま
での効果を得ることはできなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、乾湿
式紡糸法によって紡糸して得られた湿潤糸条を、加熱さ
れた浴液中にて延伸する際に、単糸間での接着が皆無の
状態で、しかも繊維表面に傷を付けることなしに高い延
伸倍率で延伸することにある。
式紡糸法によって紡糸して得られた湿潤糸条を、加熱さ
れた浴液中にて延伸する際に、単糸間での接着が皆無の
状態で、しかも繊維表面に傷を付けることなしに高い延
伸倍率で延伸することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の目的とするとこ
ろは、乾湿式紡糸法によって紡糸して得られた湿潤状態
にある糸条を界面活性剤を含有する加熱された浴液中に
て超音波振動を付与したガイドに接触させながら延伸す
るアクリル繊維の製造法により達成できる。以下、本発
明について詳しく説明する。
ろは、乾湿式紡糸法によって紡糸して得られた湿潤状態
にある糸条を界面活性剤を含有する加熱された浴液中に
て超音波振動を付与したガイドに接触させながら延伸す
るアクリル繊維の製造法により達成できる。以下、本発
明について詳しく説明する。
【0009】本発明を実施するに際して用いるアクリル
系重合体は、アクリルニトリルを90モル%以上含有す
るアクリロニトリル共重合体であればよいが、好ましく
は、耐炎化処理における酸化、架橋およびニトリル基の
環化反応を促進し得るような官能基を含有するコモノマ
−の共重合体が好ましい。このようなコモノマ−として
は、アクリル酸、イタコン酸、メタクリル酸のようなカ
ルボキシル基含有モノマ−、および、アクリル酸メチ
ル、メタクリル酸メチルなどのエステル基含有モノマ−
などが挙げられる。コモノマ−は1種又はそれ以上用い
られてもよく、いわゆる溶媒中に溶解せしめた状態で紡
出し、凝固浴中で凝固せしめ湿潤状態の糸条を形成し得
る重合体であればよい。
系重合体は、アクリルニトリルを90モル%以上含有す
るアクリロニトリル共重合体であればよいが、好ましく
は、耐炎化処理における酸化、架橋およびニトリル基の
環化反応を促進し得るような官能基を含有するコモノマ
−の共重合体が好ましい。このようなコモノマ−として
は、アクリル酸、イタコン酸、メタクリル酸のようなカ
ルボキシル基含有モノマ−、および、アクリル酸メチ
ル、メタクリル酸メチルなどのエステル基含有モノマ−
などが挙げられる。コモノマ−は1種又はそれ以上用い
られてもよく、いわゆる溶媒中に溶解せしめた状態で紡
出し、凝固浴中で凝固せしめ湿潤状態の糸条を形成し得
る重合体であればよい。
【0010】本発明の重合方法は特に制限はなく公知の
方法で重合できる。紡糸に用いられる溶剤は、ジメチル
スルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミドなどの有機系のもの、硝酸、硫酸、塩化亜鉛、ロ
ダンソ−ダ−などの無機系のものを単独であるいは他の
溶剤と混合して使用することができる。さらに凝固浴液
としては水、メタノ−ルなどのアルコ−ル類やアセトン
類、トルエンなどの芳香族炭化水素類、或はそれらのう
ちのー種以上を含む溶液を使用することができ、さらに
その溶液中に本発明で用いられる紡糸原液の溶剤が含ま
れてもよい。
方法で重合できる。紡糸に用いられる溶剤は、ジメチル
スルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミドなどの有機系のもの、硝酸、硫酸、塩化亜鉛、ロ
ダンソ−ダ−などの無機系のものを単独であるいは他の
溶剤と混合して使用することができる。さらに凝固浴液
としては水、メタノ−ルなどのアルコ−ル類やアセトン
類、トルエンなどの芳香族炭化水素類、或はそれらのう
ちのー種以上を含む溶液を使用することができ、さらに
その溶液中に本発明で用いられる紡糸原液の溶剤が含ま
れてもよい。
【0011】紡糸に際しては、前述のアクリル系重合体
と溶剤からなる紡糸原液を紡糸口金から一旦空気中に紡
出させ、これを凝固浴中に導き凝固せしめる乾湿式紡糸
法によって膨潤状態の糸条を得る。得られた糸条は表面
が平滑で高伸度が得易いため高強度の糸条を製造するの
に適している。本発明において、延伸が付与されるべき
湿潤糸条とは、乾湿式紡糸法によって得られた糸条か
ら、水洗槽等によって溶剤を除去した湿潤状態の糸条を
さし、通常、乾湿式紡糸法によって得られた膨潤状態の
糸条を直接、水洗槽に導き、糸条内に存在する溶剤を洗
浄除去することによって得られるが、乾湿式紡糸法を実
施する紡糸浴槽と水洗を実施する水洗槽との間に、溶剤
を含有させた浴槽を設け、この中で、紡糸浴槽以上の温
度で1倍以上の延伸を糸条に付与し、その後、水洗槽に
て糸条内の溶剤を洗浄除去することによって得ても良
い。この方法を用いると、より高い延伸倍率が糸条に付
与されるので、プリカーサーの高性能化のために、より
好ましい。
と溶剤からなる紡糸原液を紡糸口金から一旦空気中に紡
出させ、これを凝固浴中に導き凝固せしめる乾湿式紡糸
法によって膨潤状態の糸条を得る。得られた糸条は表面
が平滑で高伸度が得易いため高強度の糸条を製造するの
に適している。本発明において、延伸が付与されるべき
湿潤糸条とは、乾湿式紡糸法によって得られた糸条か
ら、水洗槽等によって溶剤を除去した湿潤状態の糸条を
さし、通常、乾湿式紡糸法によって得られた膨潤状態の
糸条を直接、水洗槽に導き、糸条内に存在する溶剤を洗
浄除去することによって得られるが、乾湿式紡糸法を実
施する紡糸浴槽と水洗を実施する水洗槽との間に、溶剤
を含有させた浴槽を設け、この中で、紡糸浴槽以上の温
度で1倍以上の延伸を糸条に付与し、その後、水洗槽に
て糸条内の溶剤を洗浄除去することによって得ても良
い。この方法を用いると、より高い延伸倍率が糸条に付
与されるので、プリカーサーの高性能化のために、より
好ましい。
【0012】上記の方法によって得られた湿潤糸条を、
界面活性剤を含有する加熱された浴液中へと導き、超音
波振動を直接糸条に伝播させながら延伸するところに本
発明の特徴がある。延伸方法はいかなる方法でもよい
が、一般的には通常供給ロ−ラと引き取りロ−ラの速度
比(引取速度/供給速度)を利用した方法がとられる。
ここでいう延伸とは、実質的に速度比が1.1以上のこ
とであり、浴液中で延伸する回数は1回またはそれ以上
であってもよい。
界面活性剤を含有する加熱された浴液中へと導き、超音
波振動を直接糸条に伝播させながら延伸するところに本
発明の特徴がある。延伸方法はいかなる方法でもよい
が、一般的には通常供給ロ−ラと引き取りロ−ラの速度
比(引取速度/供給速度)を利用した方法がとられる。
ここでいう延伸とは、実質的に速度比が1.1以上のこ
とであり、浴液中で延伸する回数は1回またはそれ以上
であってもよい。
【0013】以上、本発明をさらに詳しく説明する。本
発明の方法は、即ち、湿潤状態にある糸条(湿潤糸条)
を加熱された浴液中で延伸する際に、当該浴液中に界面
活性剤を添加せしめ、更に、当該浴液中にある供給側ガ
イドに超音波発振棒を接触させてガイドを振動し、つい
で該ガイドに糸条を通して接触させ該糸条に振動伝播さ
せて延伸する。より一層の作用効果をえるためには、引
取側ガイドも同様に超音波振動を付与して糸条を振動さ
せて延伸するのがよい。
発明の方法は、即ち、湿潤状態にある糸条(湿潤糸条)
を加熱された浴液中で延伸する際に、当該浴液中に界面
活性剤を添加せしめ、更に、当該浴液中にある供給側ガ
イドに超音波発振棒を接触させてガイドを振動し、つい
で該ガイドに糸条を通して接触させ該糸条に振動伝播さ
せて延伸する。より一層の作用効果をえるためには、引
取側ガイドも同様に超音波振動を付与して糸条を振動さ
せて延伸するのがよい。
【0014】本発明で用いる界面活性剤はカルボン酸
塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩
などのアニオン系界面活性剤、第4級アンモニウム塩な
どのカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコ−ル型
や多価アルコ−ル型およびオレイルエ−テル型などの非
イオン系界面活性剤などを挙げることができ、またこれ
ら界面活性剤の混合液を用いることができるが、特にこ
れに限定されるものではない。また本発明の加熱された
浴液中に含まれる界面活性剤の濃度は0.01%以上で
適用され、特に0.1%以上20%未満の場合特に効果
がある。0.01%未満の場合、接着防止に対する実質
的な効果は小さい。また20%を越える場合、界面活性
剤濃度の上昇に対する接着防止効果の向上は小さくな
る。
塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩
などのアニオン系界面活性剤、第4級アンモニウム塩な
どのカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコ−ル型
や多価アルコ−ル型およびオレイルエ−テル型などの非
イオン系界面活性剤などを挙げることができ、またこれ
ら界面活性剤の混合液を用いることができるが、特にこ
れに限定されるものではない。また本発明の加熱された
浴液中に含まれる界面活性剤の濃度は0.01%以上で
適用され、特に0.1%以上20%未満の場合特に効果
がある。0.01%未満の場合、接着防止に対する実質
的な効果は小さい。また20%を越える場合、界面活性
剤濃度の上昇に対する接着防止効果の向上は小さくな
る。
【0015】本発明で用いる超音波装置については特に
限定するものではなく該装置によって発せられる超音波
振動数は10〜90kHZ の範囲、振動幅は100〜4
00μmで適用され、特に振動幅を200〜300μm
にすることが好ましい。振動幅のコントロ−ルは装置に
よってことなるが、通常、ワット数と電流のコントロ−
ルによって決まる。振動幅が小さすぎると接着防止効果
が不十分となり、一方、振動幅が大きすぎるとせっかく
接着防止に効果がでても、超音波振動による糸条表面へ
のダメ−ジがおこり好ましくない。さらに、糸条に非接
触で超音波振動を付与した場合、さほどの作用効果は発
揮できない。また、ガイドについては、特に限定するも
のではないが、表面を平滑に加工されたステンレス棒、
または、その表面に硬質クロムメッキを施したもの、ガ
ラス棒、セラミックス棒など耐摩耗性の優れたものが好
ましい。表面に傷があると当然、糸条に傷を生じせしめ
る原因となるし、テフロンのような摩擦係数は低いが、
耐摩耗性の劣るものでは使用時間と共に表面が摩耗し溝
状の傷が生じ、結果として、糸に傷を与える原因となる
ので好ましくない。
限定するものではなく該装置によって発せられる超音波
振動数は10〜90kHZ の範囲、振動幅は100〜4
00μmで適用され、特に振動幅を200〜300μm
にすることが好ましい。振動幅のコントロ−ルは装置に
よってことなるが、通常、ワット数と電流のコントロ−
ルによって決まる。振動幅が小さすぎると接着防止効果
が不十分となり、一方、振動幅が大きすぎるとせっかく
接着防止に効果がでても、超音波振動による糸条表面へ
のダメ−ジがおこり好ましくない。さらに、糸条に非接
触で超音波振動を付与した場合、さほどの作用効果は発
揮できない。また、ガイドについては、特に限定するも
のではないが、表面を平滑に加工されたステンレス棒、
または、その表面に硬質クロムメッキを施したもの、ガ
ラス棒、セラミックス棒など耐摩耗性の優れたものが好
ましい。表面に傷があると当然、糸条に傷を生じせしめ
る原因となるし、テフロンのような摩擦係数は低いが、
耐摩耗性の劣るものでは使用時間と共に表面が摩耗し溝
状の傷が生じ、結果として、糸に傷を与える原因となる
ので好ましくない。
【0016】得られた延伸糸は、シリコン系油剤を付着
させた後、125℃で乾燥させる。延伸糸は、この乾燥
によって糸条内にある水分がなくなり同時に乾燥時の水
の蒸発の際に構造がより緻密化する。この延伸糸を乾燥
させて得た糸条がプリカーサーと呼ばれ、その後の炭素
繊維用の前駆体として、焼成工程に供せられる。
させた後、125℃で乾燥させる。延伸糸は、この乾燥
によって糸条内にある水分がなくなり同時に乾燥時の水
の蒸発の際に構造がより緻密化する。この延伸糸を乾燥
させて得た糸条がプリカーサーと呼ばれ、その後の炭素
繊維用の前駆体として、焼成工程に供せられる。
【0017】
【実施例】以下実施例により本発明を更に具体的に説明
するが、実施例中に記載する繊維の単糸同志の接着評
価、結晶配向度、表面観察は次の方法によって測定し
た。湿潤状態にある繊維の単糸同志の接着評価:スコア
ロ−ル400(花王(株)製)0.1%水溶液100c
c中に5mm長に切った3000本の繊維をいれ、30
秒間撹伴し、水溶液中に繊維が浮遊状態になった時、分
散した繊維の分散状態から、下記のとおりA〜Eの5段
階で評価した。
するが、実施例中に記載する繊維の単糸同志の接着評
価、結晶配向度、表面観察は次の方法によって測定し
た。湿潤状態にある繊維の単糸同志の接着評価:スコア
ロ−ル400(花王(株)製)0.1%水溶液100c
c中に5mm長に切った3000本の繊維をいれ、30
秒間撹伴し、水溶液中に繊維が浮遊状態になった時、分
散した繊維の分散状態から、下記のとおりA〜Eの5段
階で評価した。
【0018】A:単糸同志の接着本数0本。 B:単糸同志の接着本数1〜2本。 C:単糸同志の接着本数3〜5本。 D:単糸同志の接着本数6〜10本。 E:単糸同志の接着本数が10本以上で極めて多い。
【0019】結晶配向度:繊維試料台に装着された繊維
束を用い、理学電機製のX線回折装置にて、Cu,kα
線をX線源として繊維の赤道方向の散乱角2θ=17゜
付近の反射につき方位角方向の回折プロフィルを得、グ
ラフ上にベ−スラインを引き、ピ−クの半価幅H1/2
(度)より次式で求めた。
束を用い、理学電機製のX線回折装置にて、Cu,kα
線をX線源として繊維の赤道方向の散乱角2θ=17゜
付近の反射につき方位角方向の回折プロフィルを得、グ
ラフ上にベ−スラインを引き、ピ−クの半価幅H1/2
(度)より次式で求めた。
【0020】
【数1】
【0021】走査型電子顕微鏡(SEM)による表面観
察:繊維表面に金をコ−ティングし、トプコン製(アル
ファ25)SEMを用い、加速電圧15kVで100〜
10000倍の倍率で観察し、平均的な表面形状を50
00倍で観察した。
察:繊維表面に金をコ−ティングし、トプコン製(アル
ファ25)SEMを用い、加速電圧15kVで100〜
10000倍の倍率で観察し、平均的な表面形状を50
00倍で観察した。
【0022】
【実施例1】アクリロニトリル/メタクリル酸=98/
2(重量比)のアクリロニトリル系重合体をジメチルス
ルホキシドに20重量%となるように溶解して紡糸原液
とした。凝固浴としてはジメチルスルホキシド/水=3
0/70(重量比)の溶液を−3℃に保った液を用い、
直径0.12mm、ホ−ル数3000の口金を介してノ
ズル面と凝固浴液面間距離を3mmに保って一旦空気中
に吐出せしめ紡糸した後、浴温度30℃に保ったジメチ
ルスルホキシド/水=30/70(重量比)の浴中で2
倍延伸し、浴外に引き取り、ついで水洗浴の中で脱溶媒
して湿潤状態の糸条を得た。得られた湿潤糸条を引続
き、ステアリルアルコ−ルエチレンオキサイド付加物系
の界面活性剤を1.5%含有する加熱された浴液中で最
終浴液の温度97℃として段階的に温度を高くする2段
の延伸を行った。延伸はそれぞれの加熱された浴液中の
糸条供給側ガイドに20kHZ で300μmの振動幅の
超音波振動を付与し糸条を直接該ガイドに接触させて4
倍延伸し合計8倍の延伸糸を得た。得られた延伸糸は、
接着評価(A)で単糸同志の接着が皆無というきわめて
良好な結果であった。しかる後、シリコン系油剤を付与
して125℃で乾燥し、ワインダ−に巻取った。ワイン
ダ−に巻取られたプリカ−サ−を再び接着判定した結
果、同様評価(A)であった。この結果は実施例1とし
て表1に示した。またこのプリカ−サ−の表面を観察し
た結果、表面にはほとんど傷は確認されなかった。この
結果については、図1に示した。また結晶配向度の測定
結果、結晶配向度は93%を示した。
2(重量比)のアクリロニトリル系重合体をジメチルス
ルホキシドに20重量%となるように溶解して紡糸原液
とした。凝固浴としてはジメチルスルホキシド/水=3
0/70(重量比)の溶液を−3℃に保った液を用い、
直径0.12mm、ホ−ル数3000の口金を介してノ
ズル面と凝固浴液面間距離を3mmに保って一旦空気中
に吐出せしめ紡糸した後、浴温度30℃に保ったジメチ
ルスルホキシド/水=30/70(重量比)の浴中で2
倍延伸し、浴外に引き取り、ついで水洗浴の中で脱溶媒
して湿潤状態の糸条を得た。得られた湿潤糸条を引続
き、ステアリルアルコ−ルエチレンオキサイド付加物系
の界面活性剤を1.5%含有する加熱された浴液中で最
終浴液の温度97℃として段階的に温度を高くする2段
の延伸を行った。延伸はそれぞれの加熱された浴液中の
糸条供給側ガイドに20kHZ で300μmの振動幅の
超音波振動を付与し糸条を直接該ガイドに接触させて4
倍延伸し合計8倍の延伸糸を得た。得られた延伸糸は、
接着評価(A)で単糸同志の接着が皆無というきわめて
良好な結果であった。しかる後、シリコン系油剤を付与
して125℃で乾燥し、ワインダ−に巻取った。ワイン
ダ−に巻取られたプリカ−サ−を再び接着判定した結
果、同様評価(A)であった。この結果は実施例1とし
て表1に示した。またこのプリカ−サ−の表面を観察し
た結果、表面にはほとんど傷は確認されなかった。この
結果については、図1に示した。また結晶配向度の測定
結果、結晶配向度は93%を示した。
【0023】このプリカ−サ−を用い、常法に従って耐
炎化、炭素化を延伸を伴いながら実施したところ、毛羽
の発生等がなく、安定した操業が実現できた。また得ら
れた炭素繊維のストランド物性は、強度590kg/m
m2 、弾性率30ton/mm2 であった。
炎化、炭素化を延伸を伴いながら実施したところ、毛羽
の発生等がなく、安定した操業が実現できた。また得ら
れた炭素繊維のストランド物性は、強度590kg/m
m2 、弾性率30ton/mm2 であった。
【0024】
【比較例1】実施例1と同様に紡糸して湿潤状態の糸条
を得た後、界面活性剤を含有しない加熱された浴液のう
ち最終浴液温度を97℃とする2段延伸を行った。延伸
はそれぞれの加熱された浴液中にある超音波振動を与え
ていない静止ガイドに糸条を接触させて4倍延伸し合計
8倍の延伸糸を得た。得られた延伸糸の接着評価は
(E)であった。その後同様の方法でプリカ−サ−化し
た後の接着評価でも(E)で棒状の膠着状態となった。
ま たプリカ−サ−表面をSEMにて観察したところ、
プリカ−サ−表面には、多数の傷が観察された。図2に
SEM観察の結果を示す。さらに、このプリカーサーを
実施例1と同様に焼成に供したが、糸条は接着により棒
状となり、炭素化の工程中に切断してしまい、それ以
上、操業ができなかった。
を得た後、界面活性剤を含有しない加熱された浴液のう
ち最終浴液温度を97℃とする2段延伸を行った。延伸
はそれぞれの加熱された浴液中にある超音波振動を与え
ていない静止ガイドに糸条を接触させて4倍延伸し合計
8倍の延伸糸を得た。得られた延伸糸の接着評価は
(E)であった。その後同様の方法でプリカ−サ−化し
た後の接着評価でも(E)で棒状の膠着状態となった。
ま たプリカ−サ−表面をSEMにて観察したところ、
プリカ−サ−表面には、多数の傷が観察された。図2に
SEM観察の結果を示す。さらに、このプリカーサーを
実施例1と同様に焼成に供したが、糸条は接着により棒
状となり、炭素化の工程中に切断してしまい、それ以
上、操業ができなかった。
【0025】
【比較例2】実施例1と同様に紡糸して湿潤状態の糸条
を得た後、ステアリルアルコ−ルエチレンオキサイド付
加物系の界面活性剤を1.5%含有する加熱された浴液
中で、比較例1と同様の2段延伸で4倍延伸し合計8倍
の延伸糸を得、引続き同様の方法でプリカ−サ−化し
た。得られた延伸糸およびプリカ−サ−の接着評価はい
ずれも(D)であった。接着評価に於ける繊維の分散状
態は単糸同志の接着本数が7〜8本確認され、その内の
4本は単糸5〜6本が強力に接着した状態のものであっ
た。しかる後、このプリカ−サ−を焼成に供したとこ
ろ、耐炎化、炭素化の各工程で毛羽の発生が認められ、
特に炭素化工程では毛羽の他に、部分的にストランド化
した接着部が認められ、安定した操業が出来なかった。
を得た後、ステアリルアルコ−ルエチレンオキサイド付
加物系の界面活性剤を1.5%含有する加熱された浴液
中で、比較例1と同様の2段延伸で4倍延伸し合計8倍
の延伸糸を得、引続き同様の方法でプリカ−サ−化し
た。得られた延伸糸およびプリカ−サ−の接着評価はい
ずれも(D)であった。接着評価に於ける繊維の分散状
態は単糸同志の接着本数が7〜8本確認され、その内の
4本は単糸5〜6本が強力に接着した状態のものであっ
た。しかる後、このプリカ−サ−を焼成に供したとこ
ろ、耐炎化、炭素化の各工程で毛羽の発生が認められ、
特に炭素化工程では毛羽の他に、部分的にストランド化
した接着部が認められ、安定した操業が出来なかった。
【0026】
【比較例3】実施例1と同様に紡糸して湿潤状態の糸条
を得た後、加熱された浴液中に界面活性剤を含有しなか
った以外は、実施例1と同様の方法で超音波振動を付与
しながら延伸を行い8倍延伸糸を得た後、引続き同様の
方法でプリカ−サ−化した。得られた延伸糸およびプリ
カ−サ−の接着評価はいずれも(B)であった。
を得た後、加熱された浴液中に界面活性剤を含有しなか
った以外は、実施例1と同様の方法で超音波振動を付与
しながら延伸を行い8倍延伸糸を得た後、引続き同様の
方法でプリカ−サ−化した。得られた延伸糸およびプリ
カ−サ−の接着評価はいずれも(B)であった。
【0027】
【実施例2】実施例1と同様に紡糸して湿潤状態の糸条
を得た後、ステアリルアルコ−ルエチレンオキサイド付
加物系の界面活性剤を0.1%含有する加熱された浴液
中で、実施例1と同様の2段の延伸で4倍延伸し合計8
倍の延伸糸を得た。得られた延伸糸の接着評価は(A)
であった。その後、同様の方法でプリカ−サ−化した後
の接着評価でも(A)であった。
を得た後、ステアリルアルコ−ルエチレンオキサイド付
加物系の界面活性剤を0.1%含有する加熱された浴液
中で、実施例1と同様の2段の延伸で4倍延伸し合計8
倍の延伸糸を得た。得られた延伸糸の接着評価は(A)
であった。その後、同様の方法でプリカ−サ−化した後
の接着評価でも(A)であった。
【0028】
【実施例3】実施例1と同様に紡糸して湿潤状態の糸条
を得た後、オレイルエ−テル系界面活性剤を18%含有
する加熱された浴液中で、実施例1と同様の2段延伸で
4倍延伸し合計8倍の延伸糸得た。その後、同様の方法
でプリカ−サ−化した。得られた延伸糸、およびプリカ
−サ−の接着評価は、いずれも(A)であった。またこ
のプリカ−サ−の表面を観察した結果、表面にはほとん
ど傷は観察されなかった。
を得た後、オレイルエ−テル系界面活性剤を18%含有
する加熱された浴液中で、実施例1と同様の2段延伸で
4倍延伸し合計8倍の延伸糸得た。その後、同様の方法
でプリカ−サ−化した。得られた延伸糸、およびプリカ
−サ−の接着評価は、いずれも(A)であった。またこ
のプリカ−サ−の表面を観察した結果、表面にはほとん
ど傷は観察されなかった。
【0029】
【実施例4】アクリロニトリル/イタコン酸 =99/
1(重量比)のアクリロニトリル系重合体をジメチルス
ルホキシドに20重量%となるように溶解して紡糸原液
とした。凝固浴としてはジメチルスルホキシド/水=3
0/70(重量比)の溶液を−3℃に保った液を用い、
直径0.12mm、ホ−ル数3000の口金を介してノ
ズル面と凝固浴液面間距離を3mmに保って一旦空気中
に吐出せしめ紡糸した。得られた膨潤糸状を、直接、水
洗浴の中で水洗し溶剤を除去し、湿潤状態の糸条とし
た。これを引続きステアリルアルコ−ルエチレンオキサ
イド付加物系界面活性剤を1.5%含有する加熱された
浴液中で最終浴液温度97℃として段階的に温度を高く
する3段の延伸を行った。延伸は実施例1と同様に超音
波振動を付与しながら行い、8倍の延伸糸を得、その
後、125℃乾燥を行いプリカ−サ−化した。得られた
延伸糸、およびプリカ−サ−の接着評価はいずれも
(A)であった。また、このプリカーサーの表面をSE
Mにて観察した結果表面にはほとんど傷は確認されなか
った。また、結晶配向度の測定結果、配向度は93%と
なった。
1(重量比)のアクリロニトリル系重合体をジメチルス
ルホキシドに20重量%となるように溶解して紡糸原液
とした。凝固浴としてはジメチルスルホキシド/水=3
0/70(重量比)の溶液を−3℃に保った液を用い、
直径0.12mm、ホ−ル数3000の口金を介してノ
ズル面と凝固浴液面間距離を3mmに保って一旦空気中
に吐出せしめ紡糸した。得られた膨潤糸状を、直接、水
洗浴の中で水洗し溶剤を除去し、湿潤状態の糸条とし
た。これを引続きステアリルアルコ−ルエチレンオキサ
イド付加物系界面活性剤を1.5%含有する加熱された
浴液中で最終浴液温度97℃として段階的に温度を高く
する3段の延伸を行った。延伸は実施例1と同様に超音
波振動を付与しながら行い、8倍の延伸糸を得、その
後、125℃乾燥を行いプリカ−サ−化した。得られた
延伸糸、およびプリカ−サ−の接着評価はいずれも
(A)であった。また、このプリカーサーの表面をSE
Mにて観察した結果表面にはほとんど傷は確認されなか
った。また、結晶配向度の測定結果、配向度は93%と
なった。
【0030】さらに、このプリカ−サ−を焼成に供した
ところ、耐炎化、炭素化の各工程での毛羽の発生はほと
んど認められず、安定した操業が実現できた。
ところ、耐炎化、炭素化の各工程での毛羽の発生はほと
んど認められず、安定した操業が実現できた。
【0031】
【比較例4】実施例4に於て、湿潤糸状を8倍に延伸す
る際に、界面活性剤および超音波振動を付与しなかった
以外は全く同様の方法にてえられた8倍延伸糸、およ
び、プリカーサーの接着評価は、いずれも(E)であ
り、棒状の膠着状態となった。また、プリカ−サ−表面
をSEMにて観察したところ、プリカ−サ−表面には、
多数の傷が観察された。この傷は、単糸同士の接着に起
因する接着剥がれによる傷であると思われる。このプリ
カ−サ−を実施例4と同様に焼成工程に供したところ、
耐炎化、炭素化の各工程で、単糸切れが原因と考えられ
る毛羽が多発し、焼成工程中のロ−ラ−等に糸条が巻付
き、安定した操業が実現できなかった。
る際に、界面活性剤および超音波振動を付与しなかった
以外は全く同様の方法にてえられた8倍延伸糸、およ
び、プリカーサーの接着評価は、いずれも(E)であ
り、棒状の膠着状態となった。また、プリカ−サ−表面
をSEMにて観察したところ、プリカ−サ−表面には、
多数の傷が観察された。この傷は、単糸同士の接着に起
因する接着剥がれによる傷であると思われる。このプリ
カ−サ−を実施例4と同様に焼成工程に供したところ、
耐炎化、炭素化の各工程で、単糸切れが原因と考えられ
る毛羽が多発し、焼成工程中のロ−ラ−等に糸条が巻付
き、安定した操業が実現できなかった。
【0032】
【表1】
【0033】
【本発明の効果】本発明の方法を用いると界面活性剤を
含有する加熱された浴液中で湿潤状態にある糸条を延伸
する際、糸条内の単糸間の接触面にかかる接圧が超音波
からの振動によって分散され、更に単糸間に界面活性剤
が介在することから、単糸同志の接着を解消することが
可能になると思われる。また単糸切れ等工程上のトラブ
ルが減少し良好な操業性をもたらす。さらに浴液中での
延伸倍率あるいは温度を上げることが可能となるため単
糸間の接着がなく、しかも、より高配向で高緻密なプリ
カ−サ−を得ることができ、ひいては機械特性の優れた
CFを得ることができる。
含有する加熱された浴液中で湿潤状態にある糸条を延伸
する際、糸条内の単糸間の接触面にかかる接圧が超音波
からの振動によって分散され、更に単糸間に界面活性剤
が介在することから、単糸同志の接着を解消することが
可能になると思われる。また単糸切れ等工程上のトラブ
ルが減少し良好な操業性をもたらす。さらに浴液中での
延伸倍率あるいは温度を上げることが可能となるため単
糸間の接着がなく、しかも、より高配向で高緻密なプリ
カ−サ−を得ることができ、ひいては機械特性の優れた
CFを得ることができる。
【図1】実施例1で得られた8倍延伸プリカ−サ−の表
面状態のSEM写真。
面状態のSEM写真。
【図2】比較例1で得られた8倍延伸プリカ−サ−の表
面状態を示すSEM写真。
面状態を示すSEM写真。
【手続補正書】
【提出日】平成5年11月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた8倍延伸前駆体繊維の形状
(表面状態)のSEM写真。
(表面状態)のSEM写真。
【図2】比較例1で得られた8倍延伸前駆体繊維の形状
(表面状態)を示すSEM写真。
(表面状態)を示すSEM写真。
Claims (1)
- 【請求項1】 乾湿式紡糸法によって紡糸して得られた
湿潤糸条を界面活性剤を含有する加熱された浴液中にて
超音波振動を付与したガイドに接触させながら延伸する
ことを特徴とする高性能CF用アクリル繊維の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20245892A JPH06173111A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 高性能cf用アクリル繊維の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20245892A JPH06173111A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 高性能cf用アクリル繊維の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06173111A true JPH06173111A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=16457868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20245892A Withdrawn JPH06173111A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 高性能cf用アクリル繊維の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06173111A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003027333A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-29 | Asahi Kasei Corp | ポリケトン繊維 |
JP2012077390A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toray Ind Inc | ポリ乳酸原着短繊維の製造方法 |
KR101145366B1 (ko) * | 2010-03-29 | 2012-05-14 | 한국생산기술연구원 | 폴리머 코팅 섬유의 디엠에프 제거방법 |
KR101490530B1 (ko) * | 2009-12-31 | 2015-02-05 | 주식회사 효성 | 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법 |
KR101536780B1 (ko) * | 2009-12-31 | 2015-07-14 | 주식회사 효성 | 폴리아크릴로니트릴계 탄소섬유 제조방법 |
-
1992
- 1992-07-29 JP JP20245892A patent/JPH06173111A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003027333A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-29 | Asahi Kasei Corp | ポリケトン繊維 |
KR101490530B1 (ko) * | 2009-12-31 | 2015-02-05 | 주식회사 효성 | 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법 |
KR101536780B1 (ko) * | 2009-12-31 | 2015-07-14 | 주식회사 효성 | 폴리아크릴로니트릴계 탄소섬유 제조방법 |
KR101145366B1 (ko) * | 2010-03-29 | 2012-05-14 | 한국생산기술연구원 | 폴리머 코팅 섬유의 디엠에프 제거방법 |
JP2012077390A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toray Ind Inc | ポリ乳酸原着短繊維の製造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |