JPH08158163A - 炭素繊維束およびその製造方法 - Google Patents
炭素繊維束およびその製造方法Info
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- JPH08158163A JPH08158163A JP29825194A JP29825194A JPH08158163A JP H08158163 A JPH08158163 A JP H08158163A JP 29825194 A JP29825194 A JP 29825194A JP 29825194 A JP29825194 A JP 29825194A JP H08158163 A JPH08158163 A JP H08158163A
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Abstract
ある実質的に無撚の炭素繊維束、およびその製造方法。 【効果】FWあるいはPT成形などの高次加工における
クリール数の増大を抑制することができ、また、高次加
工での糸切れが軽減できる。
Description
おいて、成形コストを低減せしめ、かつハンドリング
性、樹脂含浸性などの高次加工性に優れた炭素繊維束お
よびその製造方法に関する。
比強度、比弾性率が高いという特徴を有しているため、
航空宇宙用途、レジャー用途、一般産業用途などに広く
使用されており、その成形方法も様々である。この中で
もフィラメントワインディング(以下、FWと略す)成
形法、プルトルージョン(以下、PTと略す)成型法
は、元来ガラス繊維に適用されてきた方法であり、その
優れた成形性、あるいは得られる複合材料の特性、成型
コストなどの利点を活かして炭素繊維にも広く適用され
るようになってきており、FWあるいはPT成形に適し
た炭素繊維の要求が日増しに高まっている。
る補強繊維の特性としては、高ハンドリング性、高樹脂
含浸性などの他、成形コストを抑えるために太物化され
た繊維束が挙げられる。
状のプリカーサー繊維束を焼成すること(例えば特開平
4−300328号公報)などが提案されているが、太
物のプリカーサー繊維束を焼成する場合、耐炎化時の発
熱が大きいため操業性が悪化し、かつ得られる炭素繊維
の機械的特性が十分でないため、成形時に毛羽立ちやア
ライメントの乱れを生じ、FW、PT成型で得られた複
合材料の特性が発現されないという問題点があった。
炭素繊維にサイジング剤を付与する方法など(例えば、
特開昭62−299580号公報、特公平1−4663
6号公報、特公平57−49675号公報)が提案され
ている。しかしながら、FWあるいはPTによる成形コ
ストを抑え、しかも複合材料の特性を十分に発現させる
ためには、炭素繊維を成形に適した太さとする必要があ
り、サイジング剤付与のみでは大幅な成型コスト改善に
は無理があった。特に成形する複合材料が大型であるほ
ど、複数のクリールに炭素繊維製品を仕掛け、引き出し
た後に引き揃えて太くする必要があり、クリール数が多
くなること、また一つの繊維束が細いために糸切れが頻
繁に発生するなどの問題点が顕著となっていた。
り部で発生しやすい樹脂含浸ムラを抑える方法として無
撚化すること(例えば特開平1−292038号公報)
などが提案されているが、サイジング剤付与と同様な問
題点があった。
るいはPT成形法に適した炭素繊維束について鋭意検討
した結果、本発明に至ったものである。
あるいはPT成形などの高次加工において成形コストに
有利であり、さらには成形性に優れた炭素繊維束および
その製造方法を提供することにある。
記課題を解決するため、次の構成を有する。すなわち、
合糸されてなり、かつ糸割れ率が40%以下である実質
的に無撚の炭素繊維束である。
記課題を解決するため、次の構成を有する。すなわち、
実質的に無撚の耐炎化繊維束または不融化繊維束の複数
本を、炭素化処理前または炭素化処理中に引き揃えて炭
素化処理した後、サイジング剤を付与し巻き取ることを
特徴とする炭素繊維束の製造方法、または、実質的に無
撚の炭素繊維束の複数本を引き揃えた後、サイジング剤
を付与し巻き取ることを特徴とする炭素繊維束の製造方
法である。
定されるものではないが、ポリアクリロニトリル(以下
PANと略す)、ピッチ、レーヨン等を挙げることがで
きる。得られる炭素繊維束のハンドリング性をより高い
ものとし、さらにはFW、PT成形によって得られる複
合材料の性能を良好なものとするためには、PANを原
料としたものが好ましい。
のである。ここで、合糸とは、複数本の繊維束が並列し
て組み合わされていることをいう。通常、合糸された繊
維束は、無張力下で吊り下げておくと複数本の繊維束に
分割されることにより認定できる。複数本の繊維束が合
糸されていることにより、FWあるいはPT成形などの
高次加工におけるクリール数の増大を抑制することがで
き、また、クリールから引き出される炭素繊維束がもと
もと太物であるため高次加工での糸切れが軽減できるの
である。
撚である。繊維束を構成する構成単位の繊維束が実質的
に無撚であるとともに、合糸された繊維束自身も実質的
に無撚である。有撚糸を合糸した繊維束であると、樹脂
含浸ムラ、クリールから引き出した際に糸が分かれるた
めに糸切れが発生したりする。有撚糸を解撚した、いわ
ゆる解撚糸を合糸した繊維束であっても実質的に無撚で
あればよいが、この場合も上記有撚糸を合糸した繊維束
と同様な問題が生じる場合もあるので、好ましくは、炭
素繊維の製造工程で実質的に撚りを加えず製造された炭
素繊維束を合糸した実質的に無撚の繊維束であることが
好ましい。炭素繊維束が実質的に無撚であることによ
り、FWあるいはPT成形などで成形された成形品の繊
維配列(以下、アラインメントという)が良好であるば
かりでなく、FWあるいはPT成形時などでの走行糸条
が、構成単位の繊維束に分割しにくくなり、炭素繊維束
が一体の太物として走行するため高次加工での糸切れが
軽減できるという利点がある。
40%以下、好ましくは30%以下、より好ましくは2
0%以下である。糸割れ率が40%を越えると、FWあ
るいはPT成形工程でクリールから繊維束を引き出した
際に糸が分かれて細くなり糸切れが発生するようになる
ばかりでなく、繊維束にアライメントの乱れが生じ易く
なり、得られる複合材料の特性が低いものとなる。糸割
れ率の下限については特に限定されるものでないが、
0.5%以上であることが望ましい。本発明の炭素繊維
束は合糸されてなるため、0.5%未満の糸割れ率とす
ることは困難なこともある。
たものである。図1に示したように、一定の目付を有す
る炭素繊維束をボビンに巻き取り、張力調整が可能なク
リールaにボビンを仕掛け、ボビンから横取りして該炭
素繊維束bを25m/分の一定速度で引き出す。表面が
梨地の回転ローラー4個c1〜c4を介して糸道を固定
させた後、該炭素繊維束bを、“エピコート828”1
00重量部、および“エピコート1001”300重量
部(油化シェルエポキシ社製)が均一に混合された濃度
55重量%、温度20℃のメチルエチルケトン溶液f
に、直径15mmφ、表面平滑度3Sのステンレス製固定
バーd1を介して浸漬させ、さらに50mm間隔で3本水
平に固定された直径15mmφ、表面平滑度3Sのステン
レス製棒d2〜d4を介して、ドラムgに巻き取る。ボ
ビンに巻回された前記炭素繊維束の引き出し張力を徐々
に大きくして、該固定擦過棒を通過する繊維束に糸切れ
が発生したときのC3とC4間の最大張力を5回測定
し、その平均値から次式により、先ず糸切れ限界張力を
求める。
[g])/(目付[g/m]×9000) 次に、糸切れ限界張力の0.7倍になるようにC3とC
4間の張力を張力調整可能なクリールaで調整し、糸切
れ限界張力を求めた方法と同様にして、ドラムgで繊維
束が重ならないようにトラバースさせながら30m巻き
取る。次に図2に示したように、ドラムに巻かれた繊維
束(図2中h)における1mm以上の幅を有して糸割れ
した長さ(図2中i)を繊維束の全長にわたって測定し
て、その総和Sから次式により糸割れ率Rを求める。5
回測定したその平均値を該繊維束の糸割れ率とする。
該繊維束の合糸された本数である。
ーズ状に巻き取られていれば、FWあるいはPT成形な
どの高次加工におけるクリール数の増大を抑制すること
ができる。
繊維束が細すぎると糸切れが生じ易くなる場合があるの
で、構成単位の繊維束のフィラメント数は6000本以
上であることが好ましい。ここで、構成単位の繊維束と
は、合糸前の繊維束のことである。
メント数が好ましくは12000本以上、より好ましく
は18000本以上、さらに好ましくは24000本以
上であるのが良い。フィラメント数が12000本未満
であると、FWあるいはPT成形工程において引き揃え
る本数が多くなりすぎる場合があり、合糸前の構成単位
の繊維束が細くなりすぎ糸切れが生じ易くなる場合があ
る。フィラメント数の上限については特に限定されず、
FWあるいはPT成形条件から適宜選択できるが、必要
以上にフィラメント数が多くても樹脂含浸性が低下する
場合もあるので好ましくは200000本以下、より好
ましくは150000本以下であることが望ましい。
μであることが好ましい。
張強度が好ましくは300kgf/mm2以上、より好ましく
は350kgf/mm2 以上であるのが良い。ストランド引張
強度が300kgf/mm2 未満であると、FWあるいはPT
成形工程において、固定ガイドあるいはローラーとの擦
過による毛羽立ちが多くなってハンドリング性が低下す
る場合がある他、得られる複合材料の外観が不均一とな
って機械的特性が低いものとなる場合がある。ストラン
ド引張強度の上限については特に限定されず、適用する
複合材料のコストパフォーマンスの点から適宜選択でき
るが、必要以上にストランド引張強度が高くてもFWあ
るいはPT成形方法でのハンドリング性のさらなる向上
が認められない場合があり、また成形コストが必要以上
に高くなる場合もあるので、好ましくは800kgf/mm2
以下、より好ましくは750kgf/mm2 以下であることが
望ましい。
にして測定したものである。ベークライト(登録商標)
ERL4221(ユニオン・カーバイド(株)製)/三
フッ化ホウ素モノエチルアミン(BF3 ・MEA)/ア
セトン=100/3/4部からなる樹脂を炭素繊維束に
含浸し、得られた樹脂含浸ストランドを130℃で30
分間加熱して硬化させた後、JIS R 7601に規
定する樹脂含浸ストランド試験法に従って測定する。
成形でのハンドリング性能を向上させるためにサイジン
グ剤を付与させるのが良い。サイジング剤の付着量とし
てはサイジング剤の種類にもよるが、0.5重量%以上
10重量%以下、好ましくは0.6重量%以上8重量%
以下に設定するのが良い。
測定したものである。約2gの炭素繊維束を精秤
(W1 )した後、50リットル/分の窒素気流中、温度
450℃に設定した電気炉(容量約120cm3 )に15
分間放置し、サイジング剤を完全に熱分解させる。そし
て、20リットル/分の乾燥窒素気流中の容器に移し、
15分間冷却した後の繊維束を精秤(W2 )して次式よ
りサイジング付着量Sz を求める。
00046 )}×100 /W1 [g] サイジング付着量が0.5%未満であると、サイジング
剤の種類によってはFWあるいはPT成形でのハンドリ
ング性が劣る場合があり、さらにFWあるいはPT成形
工程でクリールから繊維束を引き出した際に糸が分かれ
て細くなり糸切れが発生するようになる場合がある。サ
イジング付着量が10重量%を越えるとFWあるいはP
T成形時に繊維束内部まで樹脂が均一に含浸しにくくな
ることにより、得られる複合材料の特性が低いものとな
る場合がある。
しては、エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエ
ーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド
樹脂、ビスマレイミド樹脂、ウレタン変性エポキシ樹
脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン
樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂などが挙げられる。
あるいはこれらを二種以上の組合せてもよい。
ることによって初めて、FWまたはPT成形の成形コス
トを抑え、しかもハンドリング性、樹脂含浸性が良好と
なり、複合材料の特性が炭素繊維の特性を十分に反映し
得るものとなる。
PAN系の炭素繊維の場合を例にとって、説明する。
リル系繊維は緻密性の高いことが好ましい。プリカーサ
ーの緻密性は、ヨウ素吸着法による明度差(ΔL)とし
て次のようにして測定することができる。
繊維を約0.5g精秤して、200mlの共栓付三角フ
ラスコに採り、ヨウ素溶液(I2 :51 g、2,4-ジクロロ
フェノール:10 g、酢酸:90 g、およびヨウ化カリウ
ム:100gを秤量し、1リットルのメスフラスコに移して
水で溶解して定容とする)100mlを加えた後、60
±0.5℃で50分間振とうしながら吸着処理を行う。
ヨウ素を吸着した試料を流水中で30分間水洗した後、
遠心脱水(2000rpm ×1 分)を行い、すばやく風乾す
る。この試料を開繊した後、ハンター型色差計で明度
(L値)を測定する(L1 )。一方、ヨウ素吸着を行わ
ない対応の試料を開繊し、同様にハンター型色差計で明
度を測定する(L0 )。そして、L1 −L0 より、明度
差ΔLを求める。
が、好ましくは60以下、より好ましくは55以下であ
るアクリル系繊維をプリカーサーとして用いる。ΔLが
60を越えると、焼成工程で繊維に欠陥が多く発生し、
FWあるいはPT成形に耐えられなくなる場合があるば
かりでなく、得られる複合材料の特性を十分に発現でき
なくなる場合がある。
系繊維は、紡糸原液のポリマ濃度を15%以上、好まし
くは18%以上とし、紡糸方法として湿式紡糸法、ある
いは乾湿式紡糸法を採用し、また、紡糸により得られた
吐出糸条を8倍、好ましくは10倍以上に延伸し、さら
には延伸糸条に油剤を付与して乾燥緻密化することによ
り得ることができる。ここで、延伸は温水中で行なうこ
とが好ましく、さらに油剤付与後に乾燥緻密化した糸条
を加圧スチーム中で二次延伸を行ってもよい。油剤とし
ては繊維の融着、あるいは焼成工程における単繊維間接
着を防ぐためにシリコーン系化合物を含むものが好まし
い。
は、フィラメント数が好ましくは6000本以上、より
好ましくは9000本以上、さらに好ましくは1200
0本以上のものを用いる。フィラメント数が6000本
未満であると、炭素繊維の生産性が低下する場合がある
ばかりでなく、FWあるいはPT成形で大型複合材料を
成形するのに適した繊維束の太さとならない場合がある
ために、成形コストが高くなる。フィラメント数の上限
については特に限定されるものではないが、後述する焼
成工程での焼成ムラ、あるいはFW、PT成形での樹脂
含浸ムラの発生が生じる場合があるため、100000
本以下、好ましくは50000本以下、より好ましくは
24000以下であることが望ましい。また、プリカー
サー繊維束のフィラメント数が多すぎると、耐炎化時の
発熱が大きいため操業性が悪化する場合があり、得られ
る炭素繊維の機械的特性が不足して成形時に毛羽立ちや
アライメントの乱れを生じる場合がある。
いは不融化され、さらに不活性雰囲気中高温で炭素化処
理して炭素繊維に変換される。空気中での耐炎化あるい
は不融化処理は、200〜300℃の温度で、かつ延伸
比が0.80以上1.00以下、好ましくは0.83以
上0.98以下、より好ましくは0.84以上0.95
以下とするのが良い。ここでの延伸比が1.00を超え
ると、単繊維間の接着により、得られる炭素繊維のスト
ランド引張強度が低いものとなる場合があるばかりでな
く、得られる複合材料の特性までもが低下してしまう場
合がある。また、延伸比が0.80未満では他の糸条と
交絡して毛羽が多発する場合があるばかりでなく、連続
運転が困難になる場合もある。
維束または不融化繊維束は、その複数本を、引き続く不
活性雰囲気中での炭素化処理前または炭素化処理中に引
揃えて炭素化処理した後、サイジング剤を付与して巻き
取る。または、かくして得られた実質的に無撚の耐炎化
繊維束または不融化繊維束を通常通り炭素化処理した
後、実質的に無撚の炭素繊維束を複数本引揃えて、サイ
ジング剤を付与して巻き取っても良い。このように、サ
イジング剤を付与する前に、繊維束を引き揃えることに
より、繊維束の単繊維同士が交絡して、糸割れ率を前記
特定範囲内にするに好ましい。サイジング付与後に繊維
束を引き揃えても、糸割れ率を前記特定範囲内にするこ
とができないことが多い。上記、繊維束の引き揃え方法
としては複数本の繊維束をローラーの同一の溝に通すな
どの方法が採用できる。糸割れ率を前記特定範囲内にす
るにより好ましい方法としては、繊維束を引き揃えた後
にエアー交絡をさせる方法、後述するサイジング剤の付
着量を多めにする方法、あるいはサイジング剤付与後に
ホットローラを介して糸形態を保持しながらサイジング
剤を乾燥させる方法などが挙げられる。繊維束の引き揃
え本数の上限は特に限定されるものではないが、引き揃
え本数を多くしすぎると炭素化工程での焼成ムラ、表面
処理工程での処理ムラ、あるいはFW、PT成形での樹
脂含浸ムラの発生が生じる場合があるため、好ましくは
10本以下、より好ましくは5本以下であることが望ま
しい。
℃以上2000℃以下とするのが良い。最高温度が11
00℃未満であると、得られる無撚引き揃え炭素繊維束
の吸着水分が多くなり、複合材料とした時にマトリック
ス樹脂の硬化不良が生じ、所望の特性が得られなくなる
場合がある。また、炭素化処理工程において1000℃
から最高温度までの温度域における延伸比を0.98以
下とするのが良い。ここでの延伸比が0.98を超える
と毛羽の多い糸条となり、FWあるいはPT成形工程で
のハンドリング性が低下する場合がある。さらに炭素化
処理工程において炭素繊維束に欠陥を生じにくくするた
め、たとえば炭素化炉内の300℃〜600℃、または
1000℃〜1300℃(最高温度が1300℃未満の
場合は1000℃から最高温度まで)の温度域における
昇温速度を1000℃/分以下、好ましくは900℃/
分以下とすることが望ましい。
活性雰囲気中最高温度2000℃〜3000℃で、従来
公知の方法により黒鉛化処理しても良い。
料としたときのマトリックス樹脂との接着性を良好なも
のとするため表面処理を行うことが望ましい。表面処理
としては、処理効率向上、処理ムラ軽減の観点から電解
表面処理を採用することが好ましい。電解表面処理に用
いる電解液としては、有機または無機の酸、アルカリ、
あるいは塩化物の水溶液を用いることができる。
着量のサイジング剤を付与するのが良い。これにより、
合糸された繊維束が、構成単位の繊維束に糸割れしにく
くなるため、FWあるいはPT成形でのハンドリング性
が向上する。
一に炭素繊維束に含浸することのできるように溶液状
態、あるいはエマルジョン状態にして付与し、溶剤また
は水を乾燥除去するのが良い。
説明する。
9.5モル%、イタコン酸0.5モル%からなる、固有
粘度[η]が1.80のAN共重合体のジメチルスルホ
キシド(DMSO)溶液にアンモニアを吹き込み、該共
重合体のカルボキシル末端基をアンモニウム基で置換し
てポリマを変性し、このポリマの濃度が20重量%であ
るDMSO溶液を紡糸原液とした。
して直接温度60℃、50%のDMSO水溶液中に吐出
させて凝固糸とした。そして、この凝固糸条を水洗し、
温水中で4倍に延伸した後に変性シリコン系化合物を主
成分とする油剤を付与し、150℃の加熱ロールを用い
て乾燥、および緻密化した。さらに加圧スチーム中で3
倍に延伸して、単繊維繊度1.0d、フィラメント数1
2000本のアクリル系プリカーサー繊維糸条を得た。
ΔLは53であった。
℃の温度で延伸比0.94で処理し、実質的に無撚の耐
炎化繊維束とした。この耐炎化繊維束を2本引き揃えて
トータル24000本のフィラメント数からなる繊維束
とした後、窒素雰囲気中、最高温度1450℃、300
〜600℃の温度域および1000〜1300℃の温度
域における昇温速度をいずれも800℃/分以下として
炭素化処理した。1000〜1450℃における延伸比
は0.96とした。引き続き、水溶液中で電解表面処理
した後、エポキシ樹脂を主成分としたエマルジョン溶液
中に導入し、乾燥後の付着量が1.5重量%となるよう
に、サイジング剤を付与して、ボビンに巻き取った。
ようにしてボンベを作製した。先ず、炭素繊維束が巻き
取られたボビンをクリールに仕掛け、クリールから繊維
束を引き出してエポキシ樹脂に含浸させた後、金属製マ
ンドレル(直径92mm、容量2000リットル)に、
FW法にて糸速30m/分、張力2kgで巻き上げた。
繊維の配向角は±10/±45/90の組合せとした。
この成形の間に、クリールから樹脂含浸槽間で肉眼で2
本に分かれたことを確認できた回数(糸割れ回数)、お
よび発生した糸切れ回数、さらに樹脂含浸槽内および糸
道ガイド類に溜った毛羽を採取して秤量した。なお、樹
脂含浸槽内の毛羽は、残存樹脂を温度450℃で焼き飛
ばし、毛羽のみとして秤量した。得られた炭素繊維束の
特性およびFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽
量、ボンベ外観を表1に示す。
糸口金を通して一旦空気中に吐出させ空間を走行させた
後に、温度10℃、30%のDMSO水溶液中に導入し
て凝固糸としたこと、およびフィラメント数を1800
0本とした以外は、実施例1と同様にして単繊維繊度
1.0dのアクリル系プリカーサー繊維糸条を得た。Δ
Lは29であった。
℃の温度で延伸比0.88で処理し、実質的に無撚の耐
炎化繊維束とした。この耐炎化繊維束を2本引き揃えて
トータル36000本のフィラメント数からなる繊維束
とした後、窒素雰囲気中、最高温度1400℃、300
〜600℃の温度域および1000〜1300℃の温度
域における昇温速度をいずれも800℃/分以下として
炭素化処理した。1000〜1400℃における延伸比
は0.96とした。引き続き、水溶液中で電解表面処理
した後、エポキシ樹脂を主成分としたエマルジョン溶液
中に導入し、乾燥後の付着量が1.5重量%となるよう
に、サイジング剤を付与して、ボビンに巻き取った。
様にFW成形を行った。得られた炭素繊維束の特性およ
びFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽量、ボン
ベ外観を表1に示す。
した以外は、実施例2と同様にして、フィラメント数1
2000本のアクリル系プリカーサー繊維糸条を得た。
ΔLは28であった。
00℃の温度域および1000〜1300℃の温度域に
おける昇温速度をいずれも700℃/分以下に変更した
以外は、実施例2と同様にして耐炎化、炭素化処理を行
ない、さらに最高温度2400℃で黒鉛化繊維に変換し
て、サイジング剤の付着量を2.0重量%とした以外は
実施例2と同様にして、表面処理、サイジング付与しボ
ビンに巻き取った。
様にFW成形を行った。得られた炭素繊維束の特性およ
びFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽量、ボン
ベ外観を表1に示す。
ラメント数48000本の実質的に無撚の耐炎化繊維束
を得た。
ラメント数48000本とし、1000〜1450℃に
おける延伸比を0.91、300〜600℃の温度域お
よび1000〜1300℃の温度域における昇温速度を
いずれも700℃/分以下として炭素化処理した以外は
実施例1と同様にして、炭素繊維束を得た。
様にFW成形を行った。得られた炭素繊維束の特性およ
びFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽量、ボン
ベ外観を表1に示す。
処理後に変更し、サイジング付着量を7.0重量%に変
更した以外は、実施例1と同様にして炭素繊維束を得
た。
様にFW成形を行った。得られた炭素繊維束の特性およ
びFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽量、ボン
ベ外観を表1に示す。
ラメント数を3000本、サイジング付着量を0.1重
量%とした以外は、実施例1と同様にしてフィラメント
数6000本の炭素繊維束を得た。
様にFW成形を行った。得られた炭素繊維束の特性およ
びFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽量、ボン
ベ外観を表1に示す。
した以外は、実施例1と同様にして、フィラメント数1
2000本のプリカーサー繊維糸条を得た。ΔLは70
であった。
延伸比を1.01、300〜600℃の温度域および1
000〜1300℃の温度域における昇温速度をいずれ
も900℃/分以下とした以外は、実施例1と同様にし
て、フィラメント数24000本の炭素繊維束を得た。
様にFW成形を行った。得られた炭素繊維束の特性およ
びFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽量、ボン
ベ外観を表1に示す。
ジング乾燥後に変更した以外は実施例1と同様にしてフ
ィラメント数24000本の炭素繊維束を得た。
様にFW成形を行った。得られた炭素繊維束の特性およ
びFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽量、ボン
ベ外観を表1に示す。
重量%とした以外は、実施例1と同様にして、フィラメ
ント数24000本の炭素繊維束を得た。
様にFW成形を行った。得られた炭素繊維束の特性およ
びFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽量、ボン
ベ外観を表1に示す。
00℃の温度域および1000〜1300℃の温度域に
おける昇温速度をいずれも1200℃/分以下とした以
外は、実施例1と同様にして、フィラメント数2400
0本の炭素繊維束を得た。
同様にFW成形を行った。得られた炭素繊維束の特性お
よびFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽量、ボ
ンベ外観を表1に示す。
1450℃における延伸比を1.01とした以外は、実
施例1と同様にして、フィラメント数24000本の炭
素繊維束を得た。
同様にFW成形を行った。得られた炭素繊維束の特性お
よびFW成形時の糸割れ回数、糸切れ回数、毛羽量、ボ
ンベ外観を表1に示す。
の記号の意味は、次の通りである。 A:良好 B:アラインメントが不揃い C:単繊維の糸切れが多い
T成形などの高次加工におけるクリール数の増大を軽減
することができ、また、クリールから引き出される炭素
繊維束がもともと太物であるため高次加工での糸切れが
軽減できる。また、本発明の炭素繊維束は、FWあるい
はPT成形工程で要求される高ハンドリング性、高樹脂
含浸性、成形に適した繊維束の太さとすることができ、
成形速度を高く、かつ成形時間を短く設定することがで
きる。さらにFWあるいはPT成形により得られる複合
材料の外観形状損なうことなく炭素繊維の特性を反映し
うることができ、ボンベ、車両甲板などのFW、PT成
形法による製造に好適に利用することができ、工業的価
値が極めて高い。
糸割れ率を測定するための装置の概略側面図である。
維束を示す概略図である。
15mmφ) d1、d2、d3、d4:表面平滑度3Sのステンレス
棒(直径15mmφ) e:樹脂槽 f:樹脂のメチルエチルケトン溶液 g:ドラム(直径750mmφ) h:樹脂が含浸されて、ドラムに巻かれた後の炭素繊維
束 i:糸割れしている長さ
Claims (8)
- 【請求項1】合糸されてなり、かつ糸割れ率が40%以
下である実質的に無撚の炭素繊維束。 - 【請求項2】ボビン上またはチーズ状に巻き取られてな
ることを特徴とする請求項1記載の炭素繊維束。 - 【請求項3】構成単位の繊維束のフィラメント数が60
00本以上であることを特徴とする請求項1記載の炭素
繊維束。 - 【請求項4】フィラメント数が12000本以上である
ことを特徴とする請求項1記載の炭素繊維束。 - 【請求項5】ストランド引張強度が300kgf/mm2 以上
であることを特徴とする請求項1記載の炭素繊維束。 - 【請求項6】サイジング剤が0.5〜10重量%付与さ
れてなることを特徴とする請求項1記載の炭素繊維束。 - 【請求項7】実質的に無撚の耐炎化繊維束または不融化
繊維束の複数本を、炭素化処理前または炭素化処理中に
引き揃えて炭素化処理した後、サイジング剤を付与し巻
き取ることを特徴とする炭素繊維束の製造方法。 - 【請求項8】実質的に無撚の炭素繊維束の複数本を引き
揃えた後、サイジング剤を付与し巻き取ることを特徴と
する炭素繊維束の製造方法。
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