JPS6021911A - 炭素繊維製品の製造法 - Google Patents
炭素繊維製品の製造法Info
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- JPS6021911A JPS6021911A JP12668683A JP12668683A JPS6021911A JP S6021911 A JPS6021911 A JP S6021911A JP 12668683 A JP12668683 A JP 12668683A JP 12668683 A JP12668683 A JP 12668683A JP S6021911 A JPS6021911 A JP S6021911A
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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】
本発明はコールタールピッチやナフサタールピンチ等の
石炭系、石油系ピッチを原料として紡糸したピッチ繊維
束より炭素繊維製品を製造する方が優れていると共に軽
量でおるといら特性を利用して断熱材、シール材、電気
材料部品、構造部材、摩擦材料、炭素電極などに広く使
用されている。
石炭系、石油系ピッチを原料として紡糸したピッチ繊維
束より炭素繊維製品を製造する方が優れていると共に軽
量でおるといら特性を利用して断熱材、シール材、電気
材料部品、構造部材、摩擦材料、炭素電極などに広く使
用されている。
一般に炭素繊維はアクリロニトリルやセルロースなどの
繊維を焼成することにより製造されているが、これらの
原料はコストが高い上に炭化収率が低いという欠点があ
る。
繊維を焼成することにより製造されているが、これらの
原料はコストが高い上に炭化収率が低いという欠点があ
る。
このため、石炭工業、石油工業の副産物ｆして安価かつ
多量に入手し得る各種ピッチを原料として炭素繊維を製
造する方法が開発されている。しかしこの方法は、未だ
工業的に解決すべき問題が多く残されている。
多量に入手し得る各種ピッチを原料として炭素繊維を製
造する方法が開発されている。しかしこの方法は、未だ
工業的に解決すべき問題が多く残されている。
ピッチ系炭素繊維は、ピッチ繊維を炭化して造るが、上
記ピッチ繊維は、原料となるコールタールピッチやナフ
サピッチ等の石炭系又は石油系ピッチを適宜調整した後
゛、紡糸して造られる。上記紡糸は溶融紡糸、吹出紡糸
のいすでも可能である。
記ピッチ繊維は、原料となるコールタールピッチやナフ
サピッチ等の石炭系又は石油系ピッチを適宜調整した後
゛、紡糸して造られる。上記紡糸は溶融紡糸、吹出紡糸
のいすでも可能である。
溶融紡糸を行なうときには、第７図に示すように０、７
〜υ！閣のノズル口径を持つ紡糸器ＩＫ原料ピッチを入
れ、原料ピッチの軟化点よυｊ０〜り０℃高い温度に加
熱し、Ｎ２ガス等の不活性ガスで０．２〜コｋｇ／ｃｒ
／ｌにピッチ上部よシ加圧して紡糸する。紡糸したピッ
チ繊維は、高速気流引取り装置２を通すとともに集束剤
を用いるか、用いずしてピッチ繊維束３とし、ボビン４
に巻取る。巻取速度は１００〜ｉｏｏｏｍ／分またはそ
れ以上が可能である。通常上記巻取られたピッチ繊維束
３は酸化性雰囲気中で≠Ｏｏ℃以下で不融化処理し、引
続いて非酸化性雰囲気１約／ ０００℃〜／ ｊｔ００
℃の温度で炭化し、更に必要に応じて２０００℃以上の
温度で処理して黒鉛化繊維にする。
〜υ！閣のノズル口径を持つ紡糸器ＩＫ原料ピッチを入
れ、原料ピッチの軟化点よυｊ０〜り０℃高い温度に加
熱し、Ｎ２ガス等の不活性ガスで０．２〜コｋｇ／ｃｒ
／ｌにピッチ上部よシ加圧して紡糸する。紡糸したピッ
チ繊維は、高速気流引取り装置２を通すとともに集束剤
を用いるか、用いずしてピッチ繊維束３とし、ボビン４
に巻取る。巻取速度は１００〜ｉｏｏｏｍ／分またはそ
れ以上が可能である。通常上記巻取られたピッチ繊維束
３は酸化性雰囲気中で≠Ｏｏ℃以下で不融化処理し、引
続いて非酸化性雰囲気１約／ ０００℃〜／ ｊｔ００
℃の温度で炭化し、更に必要に応じて２０００℃以上の
温度で処理して黒鉛化繊維にする。
しかし上記ピッチ繊維束３は強度、破断伸度がそれぞれ
約／に９／ｍａｚ約０． ／％程度と小さく脆弱で、こ
の１１の状態では、高速で繰り出したりすることは困難
である。これを解決する方法としてピンチ繊維束３を多
孔性耐熱受器５に堆積し、そのｉｔの状態で酸化性雰囲
気で不融化処理を行ない、次いで非酸化性雰囲気で７ｏ
ｏ℃以上で初期炭化処理を行ない強度を高める方法が提
案されている（特公昭ｚｉ−，ｚｚ７ｐｏ）。上記処理
を行なった炭素繊維条は引張強度は高くなるが破断伸度
が小さく弾性率が高く折れ易いため、製織すると単糸の
折損による毛羽立ちが発生する。また、糸切れを防ぐた
め繰り出し速度を低くして炭化、又は黒鉛化処理を行な
う場合ＶＣ＋繊維が傷つき易く炭化、無鉛化製品の品質
にノ（ラツキが発生する不都合がある。
約／に９／ｍａｚ約０． ／％程度と小さく脆弱で、こ
の１１の状態では、高速で繰り出したりすることは困難
である。これを解決する方法としてピンチ繊維束３を多
孔性耐熱受器５に堆積し、そのｉｔの状態で酸化性雰囲
気で不融化処理を行ない、次いで非酸化性雰囲気で７ｏ
ｏ℃以上で初期炭化処理を行ない強度を高める方法が提
案されている（特公昭ｚｉ−，ｚｚ７ｐｏ）。上記処理
を行なった炭素繊維条は引張強度は高くなるが破断伸度
が小さく弾性率が高く折れ易いため、製織すると単糸の
折損による毛羽立ちが発生する。また、糸切れを防ぐた
め繰り出し速度を低くして炭化、又は黒鉛化処理を行な
う場合ＶＣ＋繊維が傷つき易く炭化、無鉛化製品の品質
にノ（ラツキが発生する不都合がある。
ところで、炭素繊維製品として出荷する荷姿としては、
炭化或いは黒鉛化処理した炭素繊維を紙製ボビンに巻い
たもの、又は編織したものが要求されている。したがっ
て、炭化或いは黒鉛化した炭素繊維を紙製ボビンに巻取
るか、編織する２５為、編織したものを炭化、黒鉛化す
る必要がある。このため、炭化、黒鉛化処理大行なう前
において糸切れなどが発生せず早い速度の繰υ出しが出
来るある程度の強度と、大きい破断伸度を有する繊維が
望まれる。
炭化或いは黒鉛化処理した炭素繊維を紙製ボビンに巻い
たもの、又は編織したものが要求されている。したがっ
て、炭化或いは黒鉛化した炭素繊維を紙製ボビンに巻取
るか、編織する２５為、編織したものを炭化、黒鉛化す
る必要がある。このため、炭化、黒鉛化処理大行なう前
において糸切れなどが発生せず早い速度の繰υ出しが出
来るある程度の強度と、大きい破断伸度を有する繊維が
望まれる。
本発明者らは上記の事情を考慮して、不融化処理後のピ
ッチ系繊維の初期炭化温度と破断伸度の関係について鋭
意研究した結果、第２図に示すように約、ｔｏＯ℃の炭
化温度の点で破断伸度のシャープな極太点が存在するこ
とを知見した。
ッチ系繊維の初期炭化温度と破断伸度の関係について鋭
意研究した結果、第２図に示すように約、ｔｏＯ℃の炭
化温度の点で破断伸度のシャープな極太点が存在するこ
とを知見した。
本発明は上記の知見に基づいてなされたもので、その要
旨は、紡糸したピッチ繊維束をボビンに巻きとるか、ま
たは繊維束のまま繰シ出し可能に堆積させ、これらをそ
のまま不融化及び弘００〜６３０℃の範囲で初期炭化処
理し、次いで繊維束を編織して炭化炉に入れるかまたは
繊維束を線状に繰シ出して炭化炉内を通し、炭化し、或
いはさらに黒鉛化することを特徴とする炭素繊維製品の
製造法にある。
旨は、紡糸したピッチ繊維束をボビンに巻きとるか、ま
たは繊維束のまま繰シ出し可能に堆積させ、これらをそ
のまま不融化及び弘００〜６３０℃の範囲で初期炭化処
理し、次いで繊維束を編織して炭化炉に入れるかまたは
繊維束を線状に繰シ出して炭化炉内を通し、炭化し、或
いはさらに黒鉛化することを特徴とする炭素繊維製品の
製造法にある。
以下本発明の方法を図面を参照して説明する。
第３図ないし第６図は本発明に係る炭素繊維製品の製造
法の一例を説明する図で、第１図と同一部分には同一符
号を付しその説明を省略する。
法の一例を説明する図で、第１図と同一部分には同一符
号を付しその説明を省略する。
ピッチ繊維束３は耐熱受器５に堆積するか、耐熱性ボビ
ン１１に巻き取る。上記堆積され又は巻取られるピッチ
繊維束３の量は熱処理が均一に行なわれるように調節さ
れる。
ン１１に巻き取る。上記堆積され又は巻取られるピッチ
繊維束３の量は熱処理が均一に行なわれるように調節さ
れる。
上記受器５に所定量堆積されたピッチ繊維束３は、第μ
図に示すように受器５のまま不融化処理（これをＡとい
う）し次いで弘ｏｏ〜６ｚｏ℃、好ましくはｊＯＯ℃±
１０℃で初期炭化処理（これをＢという）する。上記条
件で処理された一次炭素繊維束１２は、第一図から明か
なように破断伸度が極めて大きく、また破断強度も約７
θｋｌ？〆一と比較的大きい。このため、しなやかで糸
切れがせず、結節も容易で、早い繰り出しを行なっても
切れることなく連続して炭化更には黒鉛化（これをＣと
いう）することが出来、均質な炭素繊維が得られる。こ
の炭化、黒鉛化処理Ｃを行なった炭素繊維１３を連続し
て紙製ボビン４に巻取如、所定荷姿の製品とすることが
出来る。
図に示すように受器５のまま不融化処理（これをＡとい
う）し次いで弘ｏｏ〜６ｚｏ℃、好ましくはｊＯＯ℃±
１０℃で初期炭化処理（これをＢという）する。上記条
件で処理された一次炭素繊維束１２は、第一図から明か
なように破断伸度が極めて大きく、また破断強度も約７
θｋｌ？〆一と比較的大きい。このため、しなやかで糸
切れがせず、結節も容易で、早い繰り出しを行なっても
切れることなく連続して炭化更には黒鉛化（これをＣと
いう）することが出来、均質な炭素繊維が得られる。こ
の炭化、黒鉛化処理Ｃを行なった炭素繊維１３を連続し
て紙製ボビン４に巻取如、所定荷姿の製品とすることが
出来る。
また第１図は、耐熱性ボビンＩＩＫ巻き取ったピッチ繊
維束３をそのままの状態で不融化処理Ａ初期炭化処理Ｂ
を行な′、う。この−次炭素繊維１２を編機又は織機１
４に導き連続して繰り出し編織する。この場合も繊維が
しなやかで破断強度もあシ、結節出来るので、毛羽立つ
事もなく、−次炭素繊維による編織品１５が得られる。
維束３をそのままの状態で不融化処理Ａ初期炭化処理Ｂ
を行な′、う。この−次炭素繊維１２を編機又は織機１
４に導き連続して繰り出し編織する。この場合も繊維が
しなやかで破断強度もあシ、結節出来るので、毛羽立つ
事もなく、−次炭素繊維による編織品１５が得られる。
これを炭化、黒鉛化処理Ｃを行なえば炭素繊維による編
織製品１６となる。
織製品１６となる。
第を図は耐熱性ボビン１１に巻いたピッチ繊維束３を紙
製ボビン４に巻いた炭素繊維とする場合を示すものであ
る。
製ボビン４に巻いた炭素繊維とする場合を示すものであ
る。
上記耐熱受器および耐熱性ボビン１１は初期炭化処理Ｂ
の熱に耐えればよいので、あまり高価な材質を用いる必
要はない。
の熱に耐えればよいので、あまり高価な材質を用いる必
要はない。
なお、初期炭化処理Ｂを行なった一次炭素繊維は、耐熱
ボビン１１に巻いたもの、受器５に堆積したもの共に繰
シ出しはなめらかに行なわれ、以後の処理をスムーズに
行うことが出来る。
ボビン１１に巻いたもの、受器５に堆積したもの共に繰
シ出しはなめらかに行なわれ、以後の処理をスムーズに
行うことが出来る。
以上述べたように本発明に係る炭素繊維製品のｍｌ法は
、従来の方法に比して炭化、黒鉛化時の生産性が糸の損
傷もなくアンプ出来、編織物としても優れ、所定荷姿の
優れた製品が生産性高く容易に得られる。
、従来の方法に比して炭化、黒鉛化時の生産性が糸の損
傷もなくアンプ出来、編織物としても優れ、所定荷姿の
優れた製品が生産性高く容易に得られる。
第１図はピッチを溶融紡糸してピッチ繊維束に紡糸する
フローを示す図、第２図は初期炭化処理における処理温
度と破断伸度の関係を示す図、第３図ないし第を図は本
発明に係る方法の説明図で、第３図は耐熱性ボビンに巻
いた或いは耐熱受器に堆積したピッチ繊維束を造る工程
を示す図、第弘図は耐熱受器に堆積したピンチ繊維を紙
製ボビンに巻いた炭素繊維製品とする工程を示す図、第
５図は耐熱性ボビンに巻いたピッチ繊維束を炭素編織製
品とする工程を示す図、第６図は耐熱ボビンに巻いたピ
ッチ繊維束を紙製ボビンに巻いた炭素繊維製品とする図
である。 １・・・・・・紡糸器、２・・・・・・高速気流引取シ
装置、３・・・・・・ピンチ繊維束、４・・・・・・ボ
ビン、５・・・・・・耐熱受器、１１・・・・・・耐熱
性ボビン、１２・・・・・・−次炭素繊維、１３・・・
・・・炭素繊維、１４・・・・・・編織機、１５・・・
・・・−次炭素繊維による編織品、１６・・・・・・炭
素繊維編織製品、Ａ・・・・・・不融、化処理、Ｂ・・
・・・・初期炭化処理、Ｃ・・・・・・炭化、黒鉛化処
理。 出願人工業技術院長 第２図 病￥ＡＰ：、、（０ｃＪ−
フローを示す図、第２図は初期炭化処理における処理温
度と破断伸度の関係を示す図、第３図ないし第を図は本
発明に係る方法の説明図で、第３図は耐熱性ボビンに巻
いた或いは耐熱受器に堆積したピッチ繊維束を造る工程
を示す図、第弘図は耐熱受器に堆積したピンチ繊維を紙
製ボビンに巻いた炭素繊維製品とする工程を示す図、第
５図は耐熱性ボビンに巻いたピッチ繊維束を炭素編織製
品とする工程を示す図、第６図は耐熱ボビンに巻いたピ
ッチ繊維束を紙製ボビンに巻いた炭素繊維製品とする図
である。 １・・・・・・紡糸器、２・・・・・・高速気流引取シ
装置、３・・・・・・ピンチ繊維束、４・・・・・・ボ
ビン、５・・・・・・耐熱受器、１１・・・・・・耐熱
性ボビン、１２・・・・・・−次炭素繊維、１３・・・
・・・炭素繊維、１４・・・・・・編織機、１５・・・
・・・−次炭素繊維による編織品、１６・・・・・・炭
素繊維編織製品、Ａ・・・・・・不融、化処理、Ｂ・・
・・・・初期炭化処理、Ｃ・・・・・・炭化、黒鉛化処
理。 出願人工業技術院長 第２図 病￥ＡＰ：、、（０ｃＪ−
Claims (1)
- ４・５紡糸したピッチ繊維束をボビンに巻きとるか、ま
たは繊維束のまま繰υ出し可能に堆積させ、これらをそ
のｉｔ不融化及び≠Ｏθ〜ｔｚｏ℃の範囲で初期炭化処
理し、次いで繊維束を編織して炭化し、または繊維束を
線状に繰シ出して炭化し、必要によシさらに黒鉛化する
ことを特徴とする炭素繊維製品の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12668683A JPS6021911A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 炭素繊維製品の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12668683A JPS6021911A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 炭素繊維製品の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021911A true JPS6021911A (ja) | 1985-02-04 |
| JPS6220281B2 JPS6220281B2 (ja) | 1987-05-06 |
Family
ID=14941341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12668683A Granted JPS6021911A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 炭素繊維製品の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021911A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6088125A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-17 | Nippon Oil Co Ltd | ピツチ系黒鉛化繊維の製造方法 |
| JPS62133121A (ja) * | 1985-12-04 | 1987-06-16 | Nippon Oil Co Ltd | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
| EP0266788A2 (en) * | 1986-11-07 | 1988-05-11 | PETOCA Ltd. | Three dimensional woven fabric of pitch-derived carbon fibres |
| EP0276840A2 (en) * | 1987-01-28 | 1988-08-03 | PETOCA Ltd. | Pitch-based carbon fibers and their production method |
| JPS63243329A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-11 | Shozo Watabe | 高強度高弾性炭素繊維の編物及び織物の工業的製法 |
| US5595720A (en) * | 1992-09-04 | 1997-01-21 | Nippon Steel Corporation | Method for producing carbon fiber |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5112740A (ja) * | 1974-07-22 | 1976-01-31 | Fujitsu Ltd | Maikuropuroguramunyorukauntaseigyohoshiki |
| JPS51119835A (en) * | 1975-03-27 | 1976-10-20 | Union Carbide Corp | Manufacture of pitch and carbon fibers |
| JPS57101025A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-23 | Nippon Carbon Co Ltd | Preparation of carbon fiber |
| JPS59168123A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-21 | Showa Denko Kk | ピツチ系炭素繊維の製造法 |
-
1983
- 1983-07-12 JP JP12668683A patent/JPS6021911A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5112740A (ja) * | 1974-07-22 | 1976-01-31 | Fujitsu Ltd | Maikuropuroguramunyorukauntaseigyohoshiki |
| JPS51119835A (en) * | 1975-03-27 | 1976-10-20 | Union Carbide Corp | Manufacture of pitch and carbon fibers |
| JPS57101025A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-23 | Nippon Carbon Co Ltd | Preparation of carbon fiber |
| JPS59168123A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-21 | Showa Denko Kk | ピツチ系炭素繊維の製造法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6088125A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-17 | Nippon Oil Co Ltd | ピツチ系黒鉛化繊維の製造方法 |
| JPH041088B2 (ja) * | 1983-10-14 | 1992-01-09 | Nippon Oil Co Ltd | |
| JPS62133121A (ja) * | 1985-12-04 | 1987-06-16 | Nippon Oil Co Ltd | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
| EP0266788A2 (en) * | 1986-11-07 | 1988-05-11 | PETOCA Ltd. | Three dimensional woven fabric of pitch-derived carbon fibres |
| EP0276840A2 (en) * | 1987-01-28 | 1988-08-03 | PETOCA Ltd. | Pitch-based carbon fibers and their production method |
| EP0276840B1 (en) * | 1987-01-28 | 1994-06-29 | PETOCA Ltd. | Pitch-based carbon fibers and their production method |
| JPS63243329A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-11 | Shozo Watabe | 高強度高弾性炭素繊維の編物及び織物の工業的製法 |
| US5595720A (en) * | 1992-09-04 | 1997-01-21 | Nippon Steel Corporation | Method for producing carbon fiber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6220281B2 (ja) | 1987-05-06 |
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