JPS6220281B2 - - Google Patents
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- JPS6220281B2 JPS6220281B2 JP58126686A JP12668683A JPS6220281B2 JP S6220281 B2 JPS6220281 B2 JP S6220281B2 JP 58126686 A JP58126686 A JP 58126686A JP 12668683 A JP12668683 A JP 12668683A JP S6220281 B2 JPS6220281 B2 JP S6220281B2
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Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はコールタールピツチやナフサタールピ
ツチ等の石炭系、石油系ピツチを原料として紡糸
したピツチ繊維束より炭素繊維製品を製造する方
法に関するものである。
ツチ等の石炭系、石油系ピツチを原料として紡糸
したピツチ繊維束より炭素繊維製品を製造する方
法に関するものである。
炭素繊維は、耐熱性、断熱性、耐薬品性、剛
性、導電性が優れていると共に軽量であるという
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。
性、導電性が優れていると共に軽量であるという
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。
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。
このため、石炭工業、石油工業の副産物として
安価かつ多量に入手し得る各種ピツチを原料とし
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。
安価かつ多量に入手し得る各種ピツチを原料とし
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。
ピツチ系炭素繊維は、ピツチ繊維を炭化して造
るが、上記ピツチ繊維は、原料となるコールター
ルピツチやナフサピツチ等の石炭系又は石油系ピ
ツ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、吹出紡糸のいずでも可能であ
る。溶融紡糸を行なうときには、第１図に示すよ
うに0.1〜0.5mmのノズル口径を持つ紡糸器１に原
料ピツチを入れ、原料ピツチの軟化点より50〜90
℃高い温度に加熱し、N2ガス等の不活性ガスで
0.2〜２Kg／cm2にピツチ上部より加圧して紡糸す
る。紡糸したピツチ繊維は、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
ピツチ繊維束３とし、ボビン４に巻取る。巻取速
度は100〜1000m／分またはそれ以上が可能であ
る。通常上記巻取られたピツチ繊維束３は酸化性
雰囲気中で400℃以下で不融化処理し、引続いて
非酸化性雰囲気下約1000℃〜1500℃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。
るが、上記ピツチ繊維は、原料となるコールター
ルピツチやナフサピツチ等の石炭系又は石油系ピ
ツ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、吹出紡糸のいずでも可能であ
る。溶融紡糸を行なうときには、第１図に示すよ
うに0.1〜0.5mmのノズル口径を持つ紡糸器１に原
料ピツチを入れ、原料ピツチの軟化点より50〜90
℃高い温度に加熱し、N2ガス等の不活性ガスで
0.2〜２Kg／cm2にピツチ上部より加圧して紡糸す
る。紡糸したピツチ繊維は、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
ピツチ繊維束３とし、ボビン４に巻取る。巻取速
度は100〜1000m／分またはそれ以上が可能であ
る。通常上記巻取られたピツチ繊維束３は酸化性
雰囲気中で400℃以下で不融化処理し、引続いて
非酸化性雰囲気下約1000℃〜1500℃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。
しかし上記ピツチ繊維束３は強度、破断伸度が
それぞれ約１Kg／mm2、約0.1％程度と小さく脆弱
で、このままの状態では、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
ピツチ繊維束３を多孔性耐熱受器５に堆積し、そ
のまま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700℃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51−12740）。上記処理を行なつた炭素
繊維束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
処理を行なう場合にも繊維が傷つき易く炭化、黒
鉛化製品の品質にバラツキが発生する不都合があ
る。
それぞれ約１Kg／mm2、約0.1％程度と小さく脆弱
で、このままの状態では、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
ピツチ繊維束３を多孔性耐熱受器５に堆積し、そ
のまま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700℃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51−12740）。上記処理を行なつた炭素
繊維束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
処理を行なう場合にも繊維が傷つき易く炭化、黒
鉛化製品の品質にバ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。したがつて、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、編織するか、
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、黒鉛化処理を行なう前において糸
切れなどが発生せず早い速度の繰り出しが出来る
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。
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。したがつて、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、編織するか、
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、黒鉛化処理を行なう前において糸
切れなどが発生せず早い速度の繰り出しが出来る
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
理後のピツ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500℃の炭化温度の点で破断伸度のシヤー
プな極大点が存在することを知見した。
理後のピツ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500℃の炭化温度の点で破断伸度のシヤー
プな極大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、紡糸したピツチ繊維束をボビン
に巻きとるか、または繊維束のまま繰り出し可能
に堆積させ、これらをそのまま不融化及び400〜
650℃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
繰り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。
で、その要旨は、紡糸したピツチ繊維束をボビン
に巻きとるか、または繊維束のまま繰り出し可能
に堆積させ、これらをそのまま不融化及び400〜
650℃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
繰り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。
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。
ピツチ繊維束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
き取られるピツチ繊維束３の量は熱処理が均一に
行なわれるように調節される。
熱性ボビン１１に巻き取る。上記堆積され又は巻
き取られるピツチ繊維束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ツチ繊維束３
は、第４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400〜650℃、好まし
くは500℃±50℃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２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10Kg／cm2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つても切れること
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を行なつた炭素繊維
１３を連続して紙製ボビン４に巻取り、所定荷姿
の製品とすることが出来る。
は、第４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400〜650℃、好まし
くは500℃±50℃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２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10Kg／cm2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つても切れること
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を行なつた炭素繊維
１３を連続して紙製ボビン４に巻取り、所定荷姿
の製品とすることが出来る。
また第５図は、耐熱性ボビン１１に巻き取つた
ピツチ繊維束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。この一次炭素繊維１２
を編機又は織機１４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
り、結節出来るので、毛羽立つ事もなく、一次炭
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。
ピツチ繊維束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。この一次炭素繊維１２
を編機又は織機１４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
り、結節出来るので、毛羽立つ事もなく、一次炭
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。
第６図は耐熱性ボビン１１に巻いたピツチ繊維
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。
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。
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。
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。
なお、初期炭化処理Ｂを行なつた一次炭素繊維
は、耐熱ボビン１１に巻いたもの、受器５に堆積
したもの共に繰り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。
は、耐熱ボビン１１に巻いたもの、受器５に堆積
したもの共に繰り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
製法は、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ツプ出来、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。
製法は、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ツプ出来、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図はピツチを溶融紡糸してピツチ繊維束に
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６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
器に堆積したピツチ繊維束を造る工程を示す図、
第４図は耐熱受器に堆積したピツチ繊維を紙製ボ
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ツチ繊維束を炭
素編織製品とする工程を示す図、第６図は耐熱ボ
ビンに巻いたピツ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……高速気流引取り装置、３
……ピツチ繊維束、４……ボビン、５……耐熱受
器、１１……耐熱性ボビン、１２……一次炭素繊
維、１３……炭素繊維、１４……編織機、１５…
…一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。
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６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
器に堆積したピツチ繊維束を造る工程を示す図、
第４図は耐熱受器に堆積したピツチ繊維を紙製ボ
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ツチ繊維束を炭
素編織製品とする工程を示す図、第６図は耐熱ボ
ビンに巻いたピツ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……高速気流引取り装置、３
……ピツチ繊維束、４……ボビン、５……耐熱受
器、１１……耐熱性ボビン、１２……一次炭素繊
維、１３……炭素繊維、１４……編織機、１５…
…一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。
Claims (1)
- １ 紡糸したピツチ繊維束をボビンに巻きとる
か、または繊維束のまま繰り出し可能に堆積さ
せ、これらをそのまま不融化及び400〜650℃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り出して炭化し、
必要により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 JPS6021911A (ja) | 1985-02-04 |
| JPS6220281B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
| JP2648711B2 (ja) * | 1986-11-07 | 1997-09-03 | 株式会社 ペトカ | ピッチ系炭素繊維三次元織物の製造法 |
| JPH0651928B2 (ja) * | 1987-01-28 | 1994-07-06 | 株式会社ペトカ | ピッチ系炭素繊維と製造方法 |
| JP2593654B2 (ja) * | 1987-03-27 | 1997-03-26 | 正三 渡部 | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6021911A (ja) | 1985-02-04 |
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