JPS59150114A - 連続フイラメント状のピツチ系炭素繊維の製造方法 - Google Patents
連続フイラメント状のピツチ系炭素繊維の製造方法Info
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- JPS59150114A JPS59150114A JP2086583A JP2086583A JPS59150114A JP S59150114 A JPS59150114 A JP S59150114A JP 2086583 A JP2086583 A JP 2086583A JP 2086583 A JP2086583 A JP 2086583A JP S59150114 A JPS59150114 A JP S59150114A
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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】
本発明は石炭系ピッチ、石油系ピッチ、有機物焼成ピッ
チなどのピッチ類を溶融紡糸した後、集束して得られる
糸条を、酸化雰囲気中で加熱して不融化し、次いで不活
性雰囲気中で炭化、あるいは必要に応じて黒鉛化する事
によって連続フイラメント状の炭素繊維を製造する方法
に関するものである。
チなどのピッチ類を溶融紡糸した後、集束して得られる
糸条を、酸化雰囲気中で加熱して不融化し、次いで不活
性雰囲気中で炭化、あるいは必要に応じて黒鉛化する事
によって連続フイラメント状の炭素繊維を製造する方法
に関するものである。
ピッチ類を原料とする炭素繊維は、レーヨン系や、アク
リルニトリル系等の炭素繊維に較べて炭化収率が高く、
低コストであり、又原料がメンフェースピッチやプリメ
ソフェースピッチ状である時は、これらに較べて黒鉛化
性が優れ、弾性率が高い特長がある。
リルニトリル系等の炭素繊維に較べて炭化収率が高く、
低コストであり、又原料がメンフェースピッチやプリメ
ソフェースピッチ状である時は、これらに較べて黒鉛化
性が優れ、弾性率が高い特長がある。
ピッチ系炭素繊維を製造する方法はピ・フチ類を加熱溶
融して紡糸機から押し出し、必要に応じて集束して、ま
ずピッチ繊維の糸条を得、これを空気などの酸化性雰囲
気下で３００℃付近に加熱して不融化して不敵化Ｉａ維
とし、次いでこれを窒素などの不活性ガス雰囲気中５で
８００°Ｃ以上に炭化し、さらには２，０００〜３．０
００’Ｏの高温で処理して黒鉛化して炭素繊維を得る。
融して紡糸機から押し出し、必要に応じて集束して、ま
ずピッチ繊維の糸条を得、これを空気などの酸化性雰囲
気下で３００℃付近に加熱して不融化して不敵化Ｉａ維
とし、次いでこれを窒素などの不活性ガス雰囲気中５で
８００°Ｃ以上に炭化し、さらには２，０００〜３．０
００’Ｏの高温で処理して黒鉛化して炭素繊維を得る。
ピッチ繊維は炭化過程で構成分子が環化、巨大化し、平
面構造が発達して高強度、高弾性となり、これにより織
物用や、複合材料の補強改質用として特性を発揮しうる
。
面構造が発達して高強度、高弾性となり、これにより織
物用や、複合材料の補強改質用として特性を発揮しうる
。
炭素ｍｉｘがこの様な用途や、他の特性を生かした用途
に利用されるに於ては、これが連続したフィラメント状
である事が、要求される長さのものを供給し、またこれ
ら加工工程を連続化し、加工品の品質を安定させる一ヒ
がら非常に重要な車である。然し乍らピッチ系炭素繊維
の製造に於ては、これを連続したフィラメント状で製造
するのは著しく困難であった。これはピッチ繊維や不融
化繊維が強度が１〜３ｋｇ／ｍｍ’程度、伸度０．５ｚ
程度ときわめて脆弱な為ガイドでの屈曲、擦過、糸層表
面の打撃等接触や機械的張力によって簡単に切断するの
で、他の合成ａａａ、天然ｍ維の様にトラバースさせ乍
ら連続してボビンに巻き取ったり、繊維を不融化、炭化
設備内でロールで駆動させて、連続的に処理する事が極
めて難しい事による。その為にやむなく、ピンチを溶融
紡糸し、紡出されたピンチ繊維を巻き取ることなく気流
引取装置を介して受器に沈積させ、その状態のまま不融
化ならびに炭化する方法などが工夫されているが、その
様な方法では繊維が広い面にわたって、受器の底面に触
れるが、この部分が触れない部分に較べてガスや熱の伝
達が異常となり、この為、その部分だけが不融化せず融
着したり、不融化程度にムラが生じたりして均質な炭素
繊維が得られにくい。
に利用されるに於ては、これが連続したフィラメント状
である事が、要求される長さのものを供給し、またこれ
ら加工工程を連続化し、加工品の品質を安定させる一ヒ
がら非常に重要な車である。然し乍らピッチ系炭素繊維
の製造に於ては、これを連続したフィラメント状で製造
するのは著しく困難であった。これはピッチ繊維や不融
化繊維が強度が１〜３ｋｇ／ｍｍ’程度、伸度０．５ｚ
程度ときわめて脆弱な為ガイドでの屈曲、擦過、糸層表
面の打撃等接触や機械的張力によって簡単に切断するの
で、他の合成ａａａ、天然ｍ維の様にトラバースさせ乍
ら連続してボビンに巻き取ったり、繊維を不融化、炭化
設備内でロールで駆動させて、連続的に処理する事が極
めて難しい事による。その為にやむなく、ピンチを溶融
紡糸し、紡出されたピンチ繊維を巻き取ることなく気流
引取装置を介して受器に沈積させ、その状態のまま不融
化ならびに炭化する方法などが工夫されているが、その
様な方法では繊維が広い面にわたって、受器の底面に触
れるが、この部分が触れない部分に較べてガスや熱の伝
達が異常となり、この為、その部分だけが不融化せず融
着したり、不融化程度にムラが生じたりして均質な炭素
繊維が得られにくい。
そこでこの様な欠点を生ぜしめない為にこれらの処理を
極く緩慢に実施する事が必要であった。
極く緩慢に実施する事が必要であった。
これに対し本発明者らは種々研究した結果、ピッチを溶
融紡糸し、紡出されるピッチ繊維をまとまった糸条に集
束したのち、一定速度で軸と直角方向に往復運動しつつ
、軸方向に直進又は往復運動するバーの上に落下させる
第１工程と、バーの４二にすだれ状に乗った糸条をバー
に架ったまま、あるいはその形状を保ちつつ、他のバー
に移してから不融化、炭化装置に通す第２工程により、
ピンチ繊維や不融化繊維の脆弱である点を克服して、能
率良くピッチ系の連続したフィラメント状炭素繊維を製
造しうる事を見出した。
融紡糸し、紡出されるピッチ繊維をまとまった糸条に集
束したのち、一定速度で軸と直角方向に往復運動しつつ
、軸方向に直進又は往復運動するバーの上に落下させる
第１工程と、バーの４二にすだれ状に乗った糸条をバー
に架ったまま、あるいはその形状を保ちつつ、他のバー
に移してから不融化、炭化装置に通す第２工程により、
ピンチ繊維や不融化繊維の脆弱である点を克服して、能
率良くピッチ系の連続したフィラメント状炭素繊維を製
造しうる事を見出した。
この方法は紡糸時にピッチ繊維の糸条をボビンに巻き取
ったり、不融化、炭化処理時に繊維をロールで駆動した
りしないので、糸層の擦過や機械的張力による切断か無
く、又、八−と糸条との触れる面が少なく、気流の流通
も良いので不融化処理に於る融着や不融化ムラを生じる
本がない。
ったり、不融化、炭化処理時に繊維をロールで駆動した
りしないので、糸層の擦過や機械的張力による切断か無
く、又、八−と糸条との触れる面が少なく、気流の流通
も良いので不融化処理に於る融着や不融化ムラを生じる
本がない。
次に本発明の実施態様の一例を図面により説明する。
第１図はピッチが溶融紡糸され集束された糸条となって
一定速度で運動するパー上に落下する様子を表わす概念
図である。又第２図はバーにピッチ繊維の糸条がすだれ
状に架っている様子を示した斜視図である。ピッチは加
熱溶融されて紡糸ノズルｌからピッチ繊維２となって紡
出される。これをドラフトして所定の太さにコントロー
ルするが、それにはロール４やエアサッカー５あるいは
それらの組合せが使用される。ドラフトされた繊維には
集束剤６を付与してまとまった糸条３とする。この間静
電気除去装置７を働かせると糸条のまとまりがより良く
なる場合が多い。モ板９の上にバー８が載っていて落下
するピッチＨ＆維の糸条３の下に位置している。平板９
はバーの軸に直角方向に往復運動し同時に軸方向に直進
又は往復連動する。
第１図はピッチが溶融紡糸され集束された糸条となって
一定速度で運動するパー上に落下する様子を表わす概念
図である。又第２図はバーにピッチ繊維の糸条がすだれ
状に架っている様子を示した斜視図である。ピッチは加
熱溶融されて紡糸ノズルｌからピッチ繊維２となって紡
出される。これをドラフトして所定の太さにコントロー
ルするが、それにはロール４やエアサッカー５あるいは
それらの組合せが使用される。ドラフトされた繊維には
集束剤６を付与してまとまった糸条３とする。この間静
電気除去装置７を働かせると糸条のまとまりがより良く
なる場合が多い。モ板９の上にバー８が載っていて落下
するピッチＨ＆維の糸条３の下に位置している。平板９
はバーの軸に直角方向に往復運動し同時に軸方向に直進
又は往復連動する。
ピッチが溶融紡糸されて糸条３が落下するにつれて平板
９を駆動させると糸条３はバー８の回りに均等に落下す
る。紡糸終了後バー８を持ち上げれば糸条３は第２図に
示す様にすだれ状にバー８の両側に懸架した状態になる
。以上が第１工程であるが、糸条３を構成するフィラメ
ント数を増やしたい場合は２つ以」二の紡糸ノズル１か
らのピ・ンチ繊維をまとめて集束してバー８の上に落下
させる。また第１図では／へ−８が平板９の上にある例
であるが、平板９が無くバー８が単独で駆動しても良く
、又平板以外の形状の容器の中に載っていても良い。
９を駆動させると糸条３はバー８の回りに均等に落下す
る。紡糸終了後バー８を持ち上げれば糸条３は第２図に
示す様にすだれ状にバー８の両側に懸架した状態になる
。以上が第１工程であるが、糸条３を構成するフィラメ
ント数を増やしたい場合は２つ以」二の紡糸ノズル１か
らのピ・ンチ繊維をまとめて集束してバー８の上に落下
させる。また第１図では／へ−８が平板９の上にある例
であるが、平板９が無くバー８が単独で駆動しても良く
、又平板以外の形状の容器の中に載っていても良い。
第２工程に於ては第２図の様にピッチ繊維の糸条３がバ
ー８にすだれ状に懸架した状態で不融化装置、炭化装置
に通す。この場合バーを第２丁程用のバーｌＯに差しか
えてもよい。すだれ状の糸条３はバーの両側に垂れてい
るのでこの間隙の空間にバー１０を差し込むことによっ
て懸架状態を乱さずにバー８をバー１０に差しかえる事
が出来る。不融化装置では空気などの酸化性雰囲気下に
徐々にＡ温し、１００〜３５０℃、好マシ〈は２００〜
３２０ ’０で熱処理して糸条３を不融化する。次いで
炭化装置では窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で７０
０°Ｃ以上に加熱して、糸条３を炭素繊維にする。生成
した炭素繊維の糸条はすでに分子が炭化によって巨大化
し強度が高くなっているので、巻き取ってボビン状など
にする事は容易である。糸条３はバー８又は１０に規則
正しく配列しているのでもつれる事なく巻き取る事が出
来る。
ー８にすだれ状に懸架した状態で不融化装置、炭化装置
に通す。この場合バーを第２丁程用のバーｌＯに差しか
えてもよい。すだれ状の糸条３はバーの両側に垂れてい
るのでこの間隙の空間にバー１０を差し込むことによっ
て懸架状態を乱さずにバー８をバー１０に差しかえる事
が出来る。不融化装置では空気などの酸化性雰囲気下に
徐々にＡ温し、１００〜３５０℃、好マシ〈は２００〜
３２０ ’０で熱処理して糸条３を不融化する。次いで
炭化装置では窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で７０
０°Ｃ以上に加熱して、糸条３を炭素繊維にする。生成
した炭素繊維の糸条はすでに分子が炭化によって巨大化
し強度が高くなっているので、巻き取ってボビン状など
にする事は容易である。糸条３はバー８又は１０に規則
正しく配列しているのでもつれる事なく巻き取る事が出
来る。
バー８や１０は余り細いと、糸条３が切れる事があるの
で繊維束の触れる部分の曲率半径は５ｍ−以上、好まし
くは１０ｍ−以上にする。又バー８や１０の構造は種々
のものが考えられるが、第２工程でのカスや熱の拡散を
均質にする目的から金属やセラミックスの網で編んだも
のやそれらのパイプに孔を多数開けたもの、金属バーの
表面に多孔質セラミ７クスをコーティングしたものなど
が特に優れている。また同じく第２工程での反応を均質
にする為に、この間に糸条３の懸架状態を乱さない様に
して、バー８や１０を少なくとも１回置−Ｌ差しかえた
り、バー８や】Ｏをその軸の回りに往復回転して糸条３
がバー８又は１０に触れる位置を更新する事は効果が大
きい。この場合バー８．１０の材質や構造としては糸条
３とのまさつの少ないものを選ぶ事が重要である。
で繊維束の触れる部分の曲率半径は５ｍ−以上、好まし
くは１０ｍ−以上にする。又バー８や１０の構造は種々
のものが考えられるが、第２工程でのカスや熱の拡散を
均質にする目的から金属やセラミックスの網で編んだも
のやそれらのパイプに孔を多数開けたもの、金属バーの
表面に多孔質セラミ７クスをコーティングしたものなど
が特に優れている。また同じく第２工程での反応を均質
にする為に、この間に糸条３の懸架状態を乱さない様に
して、バー８や１０を少なくとも１回置−Ｌ差しかえた
り、バー８や】Ｏをその軸の回りに往復回転して糸条３
がバー８又は１０に触れる位置を更新する事は効果が大
きい。この場合バー８．１０の材質や構造としては糸条
３とのまさつの少ないものを選ぶ事が重要である。
実施例１
ピンチを溶融して２５０ホールのノズル４筒から押し出
し夫々除電装置を経てロールで引っ張り、これらを合せ
て１つのエアサッカーで吸引し、その出目で水をスプレ
ーして、＋０００フイラメントから成るピッチ繊維の糸
条を３００／分の速さで製造した。エアサッカーの真下
に２５Ｑｃｍ角の平板を置きその中央に直径２０ＩＩｌ
＋Ｉ＋のステンレス金網製パイプから成るバーを載せ、
この平板はこのパ・イブに直角方向に２ｍの巾で１分間
１５０回振動しつつパイプの軸方向にＯ，１ｍ／分の速
さで移動させた。１０分間の操業でバーを中心に両側に
１ｍずつの巾で規則正しく拡がったピッチ繊維の糸条が
１１１の「１】にわたって製出した。糸条の全長は３ｋ
ｍであった。
し夫々除電装置を経てロールで引っ張り、これらを合せ
て１つのエアサッカーで吸引し、その出目で水をスプレ
ーして、＋０００フイラメントから成るピッチ繊維の糸
条を３００／分の速さで製造した。エアサッカーの真下
に２５Ｑｃｍ角の平板を置きその中央に直径２０ＩＩｌ
＋Ｉ＋のステンレス金網製パイプから成るバーを載せ、
この平板はこのパ・イブに直角方向に２ｍの巾で１分間
１５０回振動しつつパイプの軸方向にＯ，１ｍ／分の速
さで移動させた。１０分間の操業でバーを中心に両側に
１ｍずつの巾で規則正しく拡がったピッチ繊維の糸条が
１１１の「１】にわたって製出した。糸条の全長は３ｋ
ｍであった。
バーを静かに持ち上げるとピッチ繊維の糸条はバーの両
側に１ｍにすだれ状に垂れた。このバーを不融化装置に
導き、０．５℃／分で空気雰囲気下２Ｈ℃迄徐々に昇温
し、ついで炭化装置に移し窒素ガス雰囲気で３０℃／分
で１０００℃迄焼成してピッチ系炭素繊維とした。この
間不融化装置内では八−を１０分間に１回転ずつの割合
で往復回転させた。炭化終了後糸条を端から取り出して
ボビンに巻き取ったところ無切断で全量巻き取れ均質な
強度の１０００フイラメントから成る炭素＃ｉｌｉ＃Ｉ
ロービング２，９００層を得た。
側に１ｍにすだれ状に垂れた。このバーを不融化装置に
導き、０．５℃／分で空気雰囲気下２Ｈ℃迄徐々に昇温
し、ついで炭化装置に移し窒素ガス雰囲気で３０℃／分
で１０００℃迄焼成してピッチ系炭素繊維とした。この
間不融化装置内では八−を１０分間に１回転ずつの割合
で往復回転させた。炭化終了後糸条を端から取り出して
ボビンに巻き取ったところ無切断で全量巻き取れ均質な
強度の１０００フイラメントから成る炭素＃ｉｌｉ＃Ｉ
ロービング２，９００層を得た。
第１図はピッチが溶融紡糸され集束された糸条となって
、一定速度で運動するバー上に落下する様子を表わす概
念図である。 第２図はバーにピッチ繊維の糸条がすだれ状に架ってい
る様子を表わす斜視図である。 １・・・紡糸ノズル、２拳・・ピッチ繊維、３・争・糸
条、４・・・ロール、５・拳・エアサッカー、６・・φ
集束剤、７争・・静電気除去装置、８１１・・バー、９
−・参平板、ｌＯ・・拳バー。
、一定速度で運動するバー上に落下する様子を表わす概
念図である。 第２図はバーにピッチ繊維の糸条がすだれ状に架ってい
る様子を表わす斜視図である。 １・・・紡糸ノズル、２拳・・ピッチ繊維、３・争・糸
条、４・・・ロール、５・拳・エアサッカー、６・・φ
集束剤、７争・・静電気除去装置、８１１・・バー、９
−・参平板、ｌＯ・・拳バー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （’Ｉ）ピッチを溶融紡糸し、紡出されるピッチ繊維を
まとまった糸状に集束したのち、一定速度で軸と直角方
向に往復運動しつつ軸方向に直進又は往復運動するバー
の上に落下する第１工程と、バーのトにすだれ状に乗っ
た糸条をバーに架ったまま、あるいはその形状を保ちつ
つ他のバーに移してから、懸架した状態で不融化、炭化
装置に通す第２］−程から成る連続フィラメント状のピ
ッチ系炭素繊維の製造方法。 （２）第１工程のバーが、落下するピッチ繊維の占める
広がりよりも広い平面を持つ平板又は容器−Ｌにあり、
／へ−の運動が当該平板又は容器の運動によって行われ
る特許請求の範囲第（１）項記載の連続フィラメント状
のピッチ系炭素繊維の製造方法。 （３）バーの繊維束に触れる部分の断面の曲率半径が５
■以上のものである特許請求の範囲第（１）項記載の連
続フィラメ、ント状のピッチ系炭素系繊維の製造方法。 （４）第２工程に使うバーが網あるいは有孔物質より成
る特許請求の範囲第（１） ６項記載の連続フィラメン
ト状のピッチ系炭素繊維の製造方法。 （５）第２工程内で糸条がその形状を保ちつつ少なくと
も１回以上バーからバーに乗り継ぎする特許請求の範囲
第（１）項記載の連続フィラメント状のピッチ系炭素繊
維の製造方法。 （６）第２工程内でバーがその軸の回りに回転する特許
請求の範囲第（１）項記載の連続フィラメント状のピッ
チ系炭素繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2086583A JPS59150114A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 連続フイラメント状のピツチ系炭素繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2086583A JPS59150114A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 連続フイラメント状のピツチ系炭素繊維の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150114A true JPS59150114A (ja) | 1984-08-28 |
Family
ID=12039035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2086583A Pending JPS59150114A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 連続フイラメント状のピツチ系炭素繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150114A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62133123A (ja) * | 1985-12-05 | 1987-06-16 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 |
| JPS62156316A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-11 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 |
| JPS62184125A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-12 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 |
| JP2014159655A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Ibiden Co Ltd | 無機繊維集合体の製造方法、及び、無機繊維集合体 |
-
1983
- 1983-02-10 JP JP2086583A patent/JPS59150114A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62133123A (ja) * | 1985-12-05 | 1987-06-16 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 |
| JPS62156316A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-11 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 |
| JPH043452B2 (ja) * | 1985-12-26 | 1992-01-23 | ||
| JPS62184125A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-12 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 |
| JPH043453B2 (ja) * | 1986-02-10 | 1992-01-23 | ||
| JP2014159655A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Ibiden Co Ltd | 無機繊維集合体の製造方法、及び、無機繊維集合体 |
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