KR101340140B1 - Acrylonitrile swollen yarn for carbon fiber, precursor fiber bundle, flame-proof fiber bundle, carbon fiber bundle, and production methods thereof - Google Patents

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Abstract

높은 기계적 특성을 갖는 섬유 강화 수지를 얻기 위한 탄소 섬유 다발을 제공한다. 섬유의 원주 방향으로 10nm 이상의 폭이 있는 개공부를 0.3개/㎛2 이상 2개/㎛2 이하의 범위로 단섬유의 표면에 갖는, 유제 처리되어 있지 않은 탄소 섬유용 아크릴로나이트릴 팽윤사. 이 팽윤사를 실리콘계 유제로 처리하여 얻은 전구체 섬유는, 규소 함유량이 1700ppm 이상 5000ppm 이하이고, 속슬렛 추출기를 이용한 메틸에틸케톤에 의한 8시간 유제 세정 후의 규소 함유량이 50ppm 이상 300ppm 이하이다. 섬유는, 아크릴로나이트릴 96.0질량% 이상 99.7질량% 이하와, 하나 이상의 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하의 아크릴로나이트릴 공중합체가 바람직하다.Provided are carbon fiber bundles for obtaining fiber reinforced resins having high mechanical properties. An acrylonitrile swelling yarn for non-emulsified carbon fibers having a perforated part having a width of 10 nm or more in the circumferential direction of the fiber on the surface of the single fiber in the range of 0.3 / μm 2 or more and 2 μm 2 or less. The precursor fiber obtained by treating this swelling yarn with a silicone type oil agent has silicon content of 1700 ppm or more and 5000 ppm or less, and the silicon content after 8-hour oil wash with methyl ethyl ketone using a Soxhlet extractor is 50 ppm or more and 300 ppm or less. As for a fiber, the acrylonitrile copolymer of 96.0 mass% or more and 99.7 mass% or less of an acrylonitrile and 0.3 mass% or more and 4.0 mass% or less of unsaturated hydrocarbon which has at least one carboxyl group or an ester group is preferable.

Description

탄소 섬유용 아크릴로나이트릴 팽윤사, 전구체 섬유 다발, 내염화 섬유 다발, 탄소 섬유 다발 및 그들의 제조 방법{ACRYLONITRILE SWOLLEN YARN FOR CARBON FIBER, PRECURSOR FIBER BUNDLE, FLAME-PROOF FIBER BUNDLE, CARBON FIBER BUNDLE, AND PRODUCTION METHODS THEREOF}ACRYLONITRILE SWOLLEN YARN FOR CARBON FIBER, PRECURSOR FIBER BUNDLE, FLAME-PROOF FIBER BUNDLE, CARBON FIBER BUNDLE, AND PRODUCTION METHODS THEREOF}

본 발명은, 우수한 기계 특성을 갖고, 특히 항공기 용도, 산업 용도와 같은 고품질, 고성능인 섬유 강화 수지를 얻기 위한 탄소 섬유 다발, 및 그 제조에 사용되는 팽윤사(膨潤絲), 전구체 섬유 다발 및 내염화 섬유 다발에 관한 것이다.The present invention is a carbon fiber bundle for obtaining a high quality, high performance fiber-reinforced resin having excellent mechanical properties, in particular, such as aircraft applications, industrial applications, and swelling yarns, precursor fiber bundles and abrasions used in the production thereof. Relates to chlorinated fiber bundles.

수지계 성형품의 기계 특성을 향상시킬 목적으로, 섬유를 강화재로서 수지와 복합화하는 것이 일반적으로 실시되고 있다. 특히, 비강도, 비탄성이 우수한 탄소 섬유를 고성능 수지와 복합화한 성형 재료는, 매우 우수한 기계 특성을 발현하기 때문에, 항공기, 고속 이동체 등의 구조 재료로서 사용하는 것이 적극적으로 진행되고 있다. 또한, 보다 고강도화, 고강성화의 요구, 추가적으로는 비강도, 비강성이 우수한 재료의 요구도 있으며, 탄소 섬유의 성능도 보다 고강도, 고탄성율화의 실현이 요구되고 있다.In order to improve the mechanical properties of a resin molded article, it is generally practiced to composite a fiber with a resin as a reinforcing material. In particular, molding materials in which carbon fibers excellent in specific strength and inelasticity are composited with high-performance resins exhibit very excellent mechanical properties, and therefore, they are being actively used as structural materials such as aircraft and high-speed moving bodies. In addition, there is a demand for higher strength and higher rigidity, and additionally, a material having excellent specific strength and non-rigidity, and the performance of carbon fibers is also required to achieve higher strength and higher elastic modulus.

이러한 고성능 탄소 섬유를 제조하기 위해서는, 강도 발현성이 우수한 탄소 섬유용 아크릴로나이트릴 전구체 섬유 다발을 얻는 것, 또한, 그들 전구체 섬유 다발을 최적 조건에서 소성을 행하는 것이 필요하다. 특히 전구체 섬유 다발의 구조 치밀화를 행하는 것, 결함점 형성 기점을 철저히 배제하는 것, 결함점 형성하기 어려운 소성 조건으로 하는 것 등이 검토되고 있다. 예컨대, 전구체 섬유 다발을 건습식 방사법에 의해 얻을 때, 용제를 함유한 채로의 응고사를, 용제 함유 연신욕 중에서 연신하는 것으로 구조와 배향의 균일성을 향상시키는 방법이 특허문헌 1에서 제안되어 있다. 용제를 함유하는 욕조 중에서 응고사를 연신시키는 것은 용제 연신 기술로서 일반적으로 알려진 방법이며, 용제 가소화에 의해, 안정적인 연신 처리를 가능하게 하는 수법이다. 따라서, 구조와 배향의 균일성이 높은 섬유를 얻는 수법으로서는 매우 우수한 것으로 생각된다. 그러나 용제를 함유하여 팽윤 상태에 있는 섬유 다발을 연신시키는 것에 의해, 필라멘트 내부에 존재하는 용제가 연신과 함께 급격히 필라멘트 내부로부터 짜내어지는 것으로부터, 얻어지는 필라멘트는 성긴 구조를 형성하기 쉬워, 목적으로 하는 치밀한 구조를 갖는다고 할 수 없다. 그 결과, 고강도를 갖는 탄소 섬유 다발을 얻는 것은 어려운 일이었다.In order to manufacture such a high performance carbon fiber, it is necessary to obtain the acrylonitrile precursor fiber bundle for carbon fiber which is excellent in intensity expression property, and to bake these precursor fiber bundles on optimal conditions. In particular, densification of the structure of the precursor fiber bundles, thorough elimination of the starting point of defect point formation, and setting of firing conditions that are difficult to form the defect point have been studied. For example, Patent Document 1 proposes a method of improving the uniformity of structure and orientation by stretching a coagulated yarn with a solvent in a solvent-containing stretching bath when the precursor fiber bundle is obtained by a wet-and-dry spinning method. . Stretching the coagulated yarn in a bath containing a solvent is a method generally known as a solvent stretching technique, and is a method of enabling stable stretching treatment by solvent plasticization. Therefore, it is considered to be very excellent as a method of obtaining a fiber with high uniformity of structure and orientation. However, by stretching the bundle of fibers in the swollen state by containing the solvent, the resulting filaments are easily squeezed out of the filament together with the stretching, so that the resulting filaments are easy to form a coarse structure, and the desired dense It cannot be said to have a structure. As a result, it was difficult to obtain a carbon fiber bundle having high strength.

또한, 특허문헌 2에는, 응고사의 세공 분포에 착안하여, 높은 치밀화 구조를 갖는 응고사를 건조 치밀화함으로써 강도 발현성이 우수한 전구체 섬유를 얻는 기술이 제안되어 있다. 수은 압입법에 의해 얻어지는 세공 분포는 필라멘트의 표층으로부터 내부를 포함하는 벌크의 성상을 반영하고 있는 것이며, 섬유의 전체적인 구조의 치밀성을 평가하는 데에는 매우 우수한 수법이다. 전체적인 치밀성이 있는 수준 이상에 있는 전구체 섬유 다발로부터는, 결함점 형성이 억제된 고강도의 탄소 섬유가 얻어진다. 그러나, 탄소 섬유의 파단 상태를 관찰하면, 표층 부근을 파단 개시점으로 하는 것이 매우 높은 비율로 존재한다. 이것은, 표층 근방에 결함점이 존재한다는 것을 의미한다. 즉, 이 기술은, 표층 근방의 치밀성이 우수한 전구체 섬유 다발을 제조하기 위해서는 불충분하다.In addition, Patent Literature 2 proposes a technique of focusing on the pore distribution of the coagulated yarn and drying and densifying the coagulated yarn having a high densified structure to obtain precursor fibers having excellent strength expression. The pore distribution obtained by the mercury porosimetry reflects the properties of the bulk including the interior from the surface layer of the filament, and is a very good method for evaluating the compactness of the overall structure of the fiber. From precursor fiber bundles that are at or above the level of overall density, high-strength carbon fibers in which defect point formation is suppressed are obtained. However, when the fracture state of the carbon fiber is observed, it is present at a very high rate to make the fracture starting point near the surface layer. This means that a defect point exists near the surface layer. That is, this technique is insufficient in order to manufacture the precursor fiber bundle excellent in the compactness of the surface layer vicinity.

특허문헌 3에는, 섬유 전체로서 치밀성이 높음과 더불어 표층부의 치밀성이 매우 높은 아크릴로나이트릴계 전구체 섬유 다발을 제조하는 방법이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 4에는, 유제가 섬유 표층부에 침입하여 치밀화를 저해하는 것으로부터, 표층부의 마이크로 공극에 주목하여, 유제의 침투를 억제하는 기술이 제안되어 있다. 그러나, 유제 침입을 억제하는 기술, 결함점 형성을 억제하는 기술은 모두 대단히 복잡한 공정이 필요하다는 것으로부터 실용화가 어렵다. 이 때문에, 검토되어 있는 기술에서는 그 표층부에의 유제 침입을 안정적으로 억제시키는 효과가 불충분하며, 탄소 섬유의 고강도화도 아직 충분한 수준이라고는 말할 수 없는 상황이었다.Patent Document 3 proposes a method for producing an acrylonitrile-based precursor fiber bundle having high density as a whole fiber and very high density of the surface layer portion. Moreover, in patent document 4, since the oil agent penetrates into a fiber surface layer part and inhibits densification, the technique which pays attention to the micro void of the surface layer part and suppresses penetration of an oil agent is proposed. However, since the technique which suppresses oil penetration and the technique which suppresses defect point formation require a very complicated process, it is difficult to put into practical use. For this reason, in the technique under consideration, the effect of stably suppressing the penetration of an oil agent into the surface layer portion is insufficient, and the strength of the carbon fiber is still not sufficient.

일본 특허공개 평5-5224호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 5-5224 일본 특허공개 평4-91230호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 4-91230 일본 특허공고 평6-15722호 공보Japanese Patent Publication No. 6-15722 일본 특허공개 평11-124744호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 11-124744

본 발명의 목적은, 높은 기계적 특성을 갖는 섬유 강화 수지를 얻기 위한 탄소 섬유 다발을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a carbon fiber bundle for obtaining a fiber reinforced resin having high mechanical properties.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하도록 탄소 섬유용 아크릴로나이트릴 팽윤사 및 전구체 섬유 다발의 적정한 형태, 성상을 밝힘과 더불어, 방사 섬유의 응고조건 및 연신 조건을 적정화하는 것으로, 치밀한 내부 구조를 갖고, 추가로 표층 근방에서는 유제 침투를 억제할 수 있는 팽윤사를 발견했다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the present inventors revealed the appropriate form and property of the acrylonitrile swelling yarn and precursor fiber bundle for carbon fiber, and it has a dense internal structure by optimizing the solidification conditions and extending | stretching conditions of a spinning fiber. In addition, swelling yarns were found near the surface that could inhibit emulsion penetration.

상기 과제는 이하의 본 발명 군에 의해서 해결된다.The said subject is solved by the following group of this invention.

제 1 발명은, 섬유의 원주 방향으로 10nm 이상의 폭이 있는 개공부(開孔部)를 0.3개/㎛2 이상 2개/㎛2 이하의 범위로 단섬유의 표면에 갖는, 유제 처리되어 있지 않은 탄소 섬유용 아크릴로나이트릴 팽윤사이다.The 1st invention is not oil-processed which has the opening part which has a width of 10 nm or more in the circumferential direction of a fiber in the surface of short fiber in the range of 0.3 piece / micrometer <2> or more and 2 piece / micrometer <2> or less. Acrylonitrile swelling yarn for carbon fiber.

제 2 발명은, 〔1〕아크릴로나이트릴 96.0질량% 이상 99.7질량% 이하와, 하나 이상의 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하를 필수 성분으로서 공중합시킨 아크릴로나이트릴계 공중합체를, 20질량% 이상 25질량% 이하의 농도 범위로 유기 용제에 용해시켜 온도 50℃ 이상 70℃ 이하의 방사 원액을 조제하는 공정,[2] The second invention is an acrylonitrile system obtained by copolymerizing 96.0% by mass or more and 99.7% by mass or less of acrylonitrile and 0.3% by mass or more and 4.0% by mass or less of unsaturated hydrocarbon having at least one carboxyl group or ester group as essential components. Dissolving a copolymer in an organic solvent in a concentration range of 20% by mass or more and 25% by mass or less to prepare a spinning stock solution having a temperature of 50 ° C or more and 70 ° C or less,

〔2〕이 방사 원액을, 건습식 방사법을 이용하여 토출 구멍으로부터 일단 공기 중으로 토출시킨 후, 온도 -5℃ 이상 20℃ 이하, 유기 용제 농도 78.0질량% 이상 82.0질량% 이하의 수용액으로 이루어지는 응고욕(凝固浴) 중에서 응고시켜 상기 유기 용제를 포함하는 응고사 다발을 얻는 공정,[2] A coagulation bath consisting of an aqueous solution having a temperature of −5 ° C. or more and 20 ° C. or less and an organic solvent concentration of 78.0% by mass or more and 82.0% by mass or less after discharging this spinning stock solution into the air once from a discharge hole by using a dry-wet spinning method. (B) solidifying in (c) to obtain a coagulated yarn bundle containing the organic solvent,

〔3〕상기 응고사 다발을 공기 중에서 1.0배 이상 1.25배 이하의 범위로 연신한 후, 또한 유기 용제를 함유하는 온수 용액 중에서 연신하는 공정으로서, 양 연신에 의한 합계 연신 배율을 2.6배 이상 4.0배 이하로서 연신하는 공정,[3] A step of stretching the coagulated yarn bundle in a range of 1.0 to 1.25 times in air and further stretching in a warm water solution containing an organic solvent, wherein the total draw ratio by both stretching is 2.6 to 4.0 times. Process to extend as follows,

〔4〕계속해서, 온수로써 탈용제하고, 추가로 열수 중에서 0.98배 이상 2.0배 이하로 연신시키는 공정을 갖는 팽윤사의 제조 방법이다.[4] Subsequently, it is a manufacturing method of a swelling company which has the process of desolvating with hot water, and extending | stretching by 0.98 times or more and 2.0 times or less in hot water further.

제 3 발명은, 아크릴로나이트릴 96.0질량% 이상 99.7질량% 이하와, 하나 이상의 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하를 필수 성분으로서 공중합시킨 아크릴로나이트릴 공중합체로 이루어지고, 실리콘 화합물을 주성분으로 하는 유제로 처리된 규소 함유량이 1700ppm 이상 5000ppm 이하인 탄소 섬유용 전구체 섬유 다발로서, 속슬렛(soxhlet) 추출기를 이용한 메틸에틸케톤에 의한 8시간 유제 세정 후의 규소 함유량이 50ppm 이상 300ppm 이하인 탄소 섬유용 전구체 섬유 다발이다.3rd invention is the acrylonitrile copolymer which copolymerized 96.0 mass% or more and 99.7 mass% or less of acrylonitrile and 0.3 mass% or more and 4.0 mass% or less of unsaturated hydrocarbon which has one or more carboxyl group or ester group as an essential component. A precursor fiber bundle for carbon fibers having a silicon content of 1700 ppm or more and 5000 ppm or less, wherein the silicon content after emulsion cleaning for 8 hours by methyl ethyl ketone using a soxhlet extractor is 50 ppm. It is more than 300 ppm or less of precursor fiber bundles for carbon fibers.

제 4 발명은, 상기 팽윤사의 다발에, 실리콘 화합물을 주성분으로 하는 유제를, 팽윤사 100질량%에 대하여 유제 성분 0.8질량% 이상 1.6질량% 이하를 부착시켜 건조시키고, 이어서 열 연신법 또는 스팀 연신법에 의해서 1.8배 이상 6.0배 이하의 범위로 연신을 실시하는 탄소 섬유용 전구체 섬유 다발의 제조 방법이다.According to a fourth aspect of the present invention, an oil agent containing a silicone compound as a main component is attached to a bundle of the swelling yarns, followed by drying with an oil agent component of 0.8% by mass or more and 1.6% by mass or less with respect to 100% by mass of the swelling yarn, followed by thermal stretching or steam stretching. It is a manufacturing method of the precursor fiber bundle for carbon fiber which extends | stretches by 1.8 to 6.0 times of range by the method.

제 5 발명은, 상기 전구체 섬유 다발을 220 내지 260℃의 열풍 순환형의 내염화 화로에 30분 이상 100분 이하 동안 통과시켜, 신장율 0% 이상 10% 이하로서 산화 분위기 하에서 열처리하는 것에 의하는, 이하의 4개의 조건을 만족하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법이다.5th invention by passing the said bundle of precursor fibers through the flame retardant furnace of the hot air circulation type of 220-260 degreeC for 30 minutes or more and 100 minutes or less, and heat-processing in an oxidizing atmosphere with elongation rate 0% or more and 10% or less, It is a manufacturing method of the flame resistant fiber bundle which satisfy | fills the following four conditions.

(1) 섬유 다발 광각(廣角) X선 측정에 의한 적도 방향의 피크 A(2θ= 25°)와 피크 B(2θ= 17°)의 강도비(B/A) 1.3 이상, (2) 피크 B의 배향도 80% 이상, (3) 피크 A의 배향도 79% 이상, (4) 밀도 1.335 g/cm3 이상 1.360 g/cm3 이하.(1) Intensity ratio (B / A) of peak A (2θ = 25 °) and peak B (2θ = 17 °) in the equatorial direction by fiber bundle wide-angle X-ray measurement 1.3 or more, (2) Peak B The orientation degree of (80) or more, (3) The orientation degree of the peak A is 79% or more, (4) Density 1.335 g / cm <3> or more 1.360 g / cm <3> or less.

제 6 발명은, 수지 함침 스트랜드 강도가 6000MPa 이상, ASTM 법으로 측정되는 스트랜드 탄성율이 250 내지 380GPa, 단섬유의 섬유축 방향에 수직인 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)가 1.00 내지 1.01, 단섬유의 직경이 4.0㎛ 내지 6.0㎛이며, 단섬유의 섬유축 방향에 수직인 단면에 직경이 2nm 이상 15nm 이하인 공극이 1개 이상 100개 이하 존재하는, 탄소 섬유 다발이다.In the sixth invention, the resin-impregnated strand strength is 6000 MPa or more, the strand elastic modulus measured by ASTM method is 250 to 380 GPa, and the ratio between the long diameter and the short diameter of the cross section perpendicular to the fiber axis direction of the short fibers (long diameter / short diameter) Is 1.00 to 1.01 and the diameter of the short fibers is 4.0 µm to 6.0 µm, and at least one or more pores having a diameter of 2 nm or more and 15 nm or less exist in a cross section perpendicular to the fiber axis direction of the short fiber.

제 7 발명은, 상기 전구체 섬유 다발을, 산화 분위기하에서의 열처리에 의해 밀도 1.335 g/cm3 이상 1.355 g/cm3 이하의 내염화 섬유 다발로 한 후, 불활성 분위기 중 300℃ 이상 700℃ 이하의 온도 구배를 갖는 제 1 탄소화 화로로 2% 이상 7% 이하의 신장을 가하면서 1.0분 이상 3.0분 이하 가열하고, 계속해서 불활성 분위기 중 1000℃로부터 소성 온도까지의 온도 구배를 갖는 한 개 이상의 탄소화 화로로 -6.0% 이상 2.0% 이하의 신장을 가하면서 1.0분 이상 5.0분 이하 열처리를 행하는 탄소 섬유 다발의 제조 방법이다.The seventh invention, the precursor fiber bundle, 1.335 g / cm density by heat treatment under an oxidizing atmosphere 3 or 1.355 g / cm 3 or less in chloride fibers and then into a bundle, an inert atmosphere of a temperature of less than 300 ℃ 700 ℃ of One or more carbonization furnaces having a temperature gradient from 1000 ° C. to firing temperature in an inert atmosphere, followed by heating from 1.0 ° C. to 3.0% with an elongation of 2% or more and 7% or less with a first carbonization furnace having a gradient. It is a manufacturing method of the carbon fiber bundle which heat-processes 1.0 minutes or more and 5.0 minutes or less, applying the elongation of -6.0% or more and 2.0% or less with a furnace.

본 발명의 팽윤사는, 유제의 주성분인 실리콘 오일이 전구체 섬유의 표층부로 침투하는 것을 억제할 수 있다. 이 전구체 섬유 다발을 내염화, 탄소화 처리함으로써 얻어지는 탄소 섬유 다발은 기계적 성능이 우수하고, 높은 기계적 특성을 갖는 섬유 강화 수지를 얻을 수 있다.The swelling yarn of this invention can suppress that the silicone oil which is a main component of an oil agent penetrates into the surface layer part of precursor fiber. Carbon fiber bundles obtained by flameproofing and carbonizing the precursor fiber bundles can provide a fiber-reinforced resin having excellent mechanical performance and high mechanical properties.

본 발명에 있어서, 응고사란, 응고액으로부터 취출되고, 연신 처리에 제공되지 않는 공정사이다. 팽윤사란, 응고사에 연신 처리와 세정 처리를 실시한 공정사로서, 유제 부착과 건조 처리를 실시하기 전의 공정사이다.In the present invention, the coagulated yarn is a eutectic yarn taken out from the coagulating solution and not provided for the stretching treatment. A swelling yarn is a process yarn which performed the extending | stretching process and the washing process to the coagulated yarn, and is a process yarn before giving an oil agent adhesion and a drying process.

〔팽윤사〕 [Swelling company]

본 발명의 탄소 섬유용 아크릴로나이트릴 팽윤사(이하, 적절히「팽윤사」라고 함)는, 유제 처리를 실시하기 전의 상태에서, 섬유의 원주 방향으로 10nm 이상의 폭이 있는 개공부를 0.3개/㎛2 이상 2개/㎛2 이하의 범위로 단섬유의 표면에 갖는 것이다. 이 팽윤사는 실리콘 화합물을 갖는 유제를 부착, 건조시키고, 추가로 연신시키는 공정에 제공되어 전구체 섬유 다발로 되지만, 팽윤사가 이러한 표면을 갖는 것에 의해, 유제 성분의 팽윤사 표층부로의 침투를 대폭 억제하는 것이 가능해진다.The acrylonitrile swelling yarn (hereinafter referred to as "swelling yarn" as appropriate) for the carbon fiber of the present invention has 0.3 openings having a width of 10 nm or more in the circumferential direction of the fiber in a state before performing an emulsion treatment. ㎛ 2 or more to have the surface of the monofilament in two / ㎛ 2 within the following range. This swelling yarn is provided in a process of attaching, drying and further stretching an oil agent having a silicone compound to form a precursor fiber bundle, but the swelling yarn having such a surface greatly suppresses the penetration of the oil component into the swelling yarn surface layer portion. It becomes possible.

팽윤사를 구성하는 중합체로서는, 아크릴로나이트릴 단위 96.0질량% 이상 99.7질량% 이하와, 하나 이상의 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소 단위 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하를 필수 성분으로 하는 아크릴로나이트릴계 공중합체인 것이 바람직하다. 아크릴로나이트릴의 함유량을 96.0질량% 이상 99.7질량% 이하로 함으로써 내염화 반응에서 형성시키는 래더(ladder) 폴리머의 구조 부정(不整)을 작게 할 수 있고, 그 후의 고온도 처리시의 분해 반응을 억제할 수 있어, 강도 저하의 원인이 되는 결함점이 적은 치밀한 탄소 섬유로 할 수 있다. 또한, 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소 성분은, 내염화 공정에서의 내염화 반응의 기점이 된다는 것이 알려져 있고, 그 함유량을 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하로 함으로써 구조 부정이나 결함이 적은 그라펜(graphene) 적층 구조로 이루어지는 탄소 섬유를 고수율로 얻는 데 적합한 내염화사를 얻을 수 있다.As a polymer which comprises a swelling yarn, Acrylonitrile which makes 96.0 mass% or more and 99.7 mass% or less of acrylonitrile units and 0.3 mass% or more and 4.0 mass% or less of unsaturated hydrocarbon units which have at least one carboxyl group or ester group as an essential component. It is preferable that it is a reel copolymer. By setting the content of acrylonitrile to 96.0 mass% or more and 99.7 mass% or less, the structural irregularity of the ladder polymer formed in the flameproofing reaction can be reduced, and the decomposition reaction during the subsequent high temperature treatment can be carried out. It can suppress, and it can be set as the dense carbon fiber with few defect points which cause a strength fall. Moreover, it is known that the unsaturated hydrocarbon component which has a carboxyl group or an ester group becomes a starting point of the flameproof reaction in a flameproofing process, The graphene which has few structural irregularities and defects by making the content into 0.3 mass% or more and 4.0 mass% or less It is possible to obtain a flame resistant yarn suitable for obtaining carbon fibers having a (graphene) laminated structure in high yield.

팽윤사는, 특정한 실리콘계 화합물을 포함하는 유제가 소정량 부착 처리되고, 건조 치밀화가 실시된 후, 메틸에틸케톤에서의 8시간 유제 추출 세정 후의 잔존 실리콘계 화합물을 정량함으로써 유제 성분의 침투를 억제할 수 있는 표층부를 갖고 있는지 여부를 평가하는 것이 가능하다.The swelling yarn can suppress the penetration of the oil component by quantifying the residual silicone compound after 8 hours of oil extraction and washing in methyl ethyl ketone after the predetermined amount of the oil agent containing the specific silicone compound is adhered and subjected to dry densification. It is possible to evaluate whether it has a surface layer part.

〔팽윤사의 유제 침투성의 평가〕[Evaluation of emulsion permeability of swelling yarn]

팽윤사의 유제 침투성은 하기와 같이 하여 평가할 수 있다.The emulsion permeability of swelling yarn can be evaluated as follows.

우선, 이하의 (1) 아미노 변성 실리콘 오일과 (2) 유화제를 혼합하고, 전상(轉相) 유화법에 의해 수분산액(수계 섬유 유제)을 조제한다. 이 수계 섬유 유제를 팽윤사에 부착시킨다.First, the following (1) amino modified silicone oil and (2) emulsifier are mixed, and an aqueous dispersion (aqueous fiber emulsion) is prepared by the phase-phase emulsification method. This aqueous fiber emulsion is attached to the swelling yarn.

(1) 아미노 변성 실리콘: KF-865(신에츠화학공업(주) 제품, 1급 측쇄 타입, 동점도 110cst(25℃), 아미노 당량 5,000 g/mol), 85질량%,(1) amino modified silicone: KF-865 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., first-class side chain type, kinematic viscosity 110 cst (25 ° C), amino equivalent 5,000 g / mol), 85 mass%,

(2) 유화제: NIKKOL BL-9EX(닛코케미칼즈주식회사 제품, POE(9) 라우릴에터), 15질량%.(2) Emulsifier: NIKKOL BL-9EX (manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., POE (9) lauryl ether), 15% by mass.

이어서, 건조 롤로 건조하여 완전히 물을 증발시킨 후, 열 롤 사이에서 2배 연신한다. 이렇게 하여, 형광 X선 장치로 얻어지는 규소 함유량이 1700ppm 이상 5000ppm 이하의 섬유 다발을 얻는다. 이어서, 속슬렛 추출기에서 메틸에틸케톤으로 8시간 유제 추출 세정을 실시한 후의 섬유 다발의 규소 함유량을 형광 X선 장치로 측정한다.Subsequently, it is dried with a drying roll to completely evaporate water, and then drawn twice between the heat rolls. In this way, the fiber bundle whose silicon content obtained by a fluorescent X-ray apparatus is 1700 ppm or more and 5000 ppm or less is obtained. Subsequently, the silicon content of the fiber bundle after performing emulsion extraction cleaning for 8 hours with methyl ethyl ketone in a Soxhlet extractor is measured by the fluorescent X-ray apparatus.

본 발명의 팽윤사는, 유제 추출 세정의 규소 함유량(잔존량)이 50ppm 이상 300ppm 이하인 것이 바람직하다. 이 값은, 보다 바람직하게는 50ppm 이상 200ppm 이하이다.It is preferable that silicon content (remaining amount) of oil extraction extraction washing | cleaning is 50 ppm or more and 300 ppm or less of swelling sand of this invention. More preferably, this value is 50 ppm or more and 200 ppm or less.

유제 추출 세정 후의 섬유 다발의 규소 함유량이 300ppm을 초과한다고 하는 것은, 유제 성분의 표층부로의 침투를 억제하는 표층부의 치밀성이 불충분하다는 것을 의미하며, 소성 공정을 지나서 얻어지는 탄소 섬유는 그 표층부에 다수의 공극을 포함하는 것으로 되어 버린다. 그 결과, 목적으로 하는 고강도 탄소 섬유를 얻을 수 없다. 한편, 이 값이 50ppm에 달하지 않는다는 것은, 팽윤사의 표층부로의 유제 침투량이 매우 적은 것을 의미하며, 그 원인은 응고욕 중에서 섬유의 표층부에 매우 치밀한 외피층이 형성되었기 때문이라고 생각된다.The fact that the silicon content of the fiber bundle after oil extraction extraction cleaning exceeds 300 ppm means that the density of the surface layer portion that suppresses the penetration of the oil component into the surface layer portion is insufficient, and the carbon fibers obtained after the firing process have a large number of portions in the surface layer portion. It becomes to include a space | gap. As a result, the target high strength carbon fiber cannot be obtained. On the other hand, the fact that this value does not reach 50 ppm means that the amount of oil permeation into the surface layer portion of the swelling yarn is very small, which is considered to be due to the formation of a very dense outer skin layer in the surface layer portion of the fiber in the coagulation bath.

또한, 본 발명의 팽윤사는 후술하는〔2. 팽윤사의 팽윤도 측정 방법〕에 의해서 측정되는 팽윤도가 80질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 팽윤도가 80질량%를 초과한다고 하는 것은, 팽윤사의 내층 구조의 치밀성이 약간 저하되어 있다는 것을 나타내고 있다. 이 경우는, 가령 표층부에서 결함점 형성을 억제할 수 있어도, 내층 부분에서의 결함점 형성이 생기는 가능성이 높게 되고, 그 결과, 높은 기계적 성능을 갖는 탄소 섬유를 얻을 수 없다. 더욱 바람직한 팽윤도는 75질량% 이하이다.In addition, the swelling yarn of this invention [2. It is more preferable that the swelling degree measured by the swelling degree measuring method of swelling yarn] is 80 mass% or less. The fact that the swelling degree exceeds 80 mass% indicates that the density of the inner layer structure of the swelling yarn is slightly lowered. In this case, even if defect point formation can be suppressed in the surface layer part, the possibility of defect point formation in an inner layer part becomes high, and as a result, carbon fiber which has high mechanical performance cannot be obtained. More preferable swelling degree is 75 mass% or less.

또한, 팽윤사의 치밀성은, 섬유 내부의 세공 분포 측정에 의해서도 평가할 수 있다. 본 발명의 팽윤사의 평균 세공 크기는 55nm 이하이며, 총 세공 체적은 0.55 ml/g 이하인 것이 바람직하다. 평균 세공 크기는 50nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 45nm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 총 세공 체적은 0.50 ml/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.45 ml/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 팽윤사는 섬유 내부에 크기가 큰 공극이 존재하지 않고, 추가로 공극이 차지하는 비율이 낮아 치밀하다. 응고욕 중에서 섬유 표면에 치밀한 외피층이 형성되면, 섬유 내부의 세공 크기나 세공 체적이 커지는 경향이 있다. 목적으로 하는 고강도 탄소 섬유를 얻기 위해서는, 전술 한 바와 같이 팽윤사의 표층부를 치밀화하여 유제의 침투를 억제하는 것과, 섬유 내부에 공극이 적은 치밀한 구조를 갖는 것의 양쪽을 만족하는 것이 바람직하다. 한편, 팽윤사의 세공 분포는 후술하는 〔4. 팽윤사의 세공 분포 측정 방법〕에 의해서 측정된다.In addition, the compactness of swelling yarn can also be evaluated by measuring the pore distribution inside a fiber. The average pore size of the swelling yarn of the present invention is 55 nm or less, and the total pore volume is preferably 0.55 ml / g or less. As for an average pore size, it is more preferable that it is 50 nm or less, and it is still more preferable that it is 45 nm or less. Moreover, it is more preferable that the total pore volume is 0.50 ml / g or less, and it is still more preferable that it is 0.45 ml / g or less. These swelling yarns are dense because there are no large pores inside the fiber, and the proportion of the pores is further low. If a dense skin layer is formed on the surface of the fiber in the coagulation bath, the pore size and the pore volume inside the fiber tend to increase. In order to obtain the target high-strength carbon fiber, it is desirable to satisfy both of the densification of the surface layer of the swelling yarn to suppress the penetration of the oil agent and of having a dense structure with few voids inside the fiber as described above. On the other hand, the pore distribution of the swelling yarn is described in [4. Pore distribution measuring method of swollen yarn].

〔팽윤사의 제조 방법〕[Manufacturing Method of Swelling Yarn]

본 발명의 팽윤사는 아크릴로나이트릴계 공중합체와 유기 용제로 이루어지는 방사 원액을 습식 방사 또는 건습 방사함으로써 제조할 수 있다.The swelling yarn of this invention can be manufactured by wet spinning or wet-wetting spinning the spinning stock solution which consists of an acrylonitrile-type copolymer and an organic solvent.

아크릴로나이트릴계 공중합체로서는, 아크릴로나이트릴과 하나 이상의 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소를 필수 성분으로서 공중합시킨 것을 들 수 있다. 하나 이상의 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 아크릴산메틸, 메타크릴산메틸, 아크릴산에틸을 들 수 있다. 이들 중 어느 것, 또는 이들 중으로부터 2종 이상을 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하와 아크릴로나이트릴 96.0질량% 이상 99.7질량% 이하를 공중합한 아크릴나이트릴 공중합체가 바람직하게 사용된다. 보다 바람직한 아크릴로나이트릴함유량은 98질량% 이상이다.As an acrylonitrile type copolymer, what copolymerized acrylonitrile and the unsaturated hydrocarbon which has one or more carboxyl groups or an ester group as an essential component is mentioned. Examples of the unsaturated hydrocarbon having at least one carboxyl group or ester group include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, and ethyl acrylate. Any of these, or the acrylonitrile copolymer which copolymerized 2 or more types from 0.3 mass% or more and 4.0 mass% or less and 96.0 mass% or more and 99.7 mass% or less of acrylonitrile is used preferably. More preferable acrylonitrile content is 98 mass% or more.

카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소 성분은, 내염화 공정에서의 내염화 반응의 기점이 된다는 것이 알려져 있고, 그 함유량이 지나치게 적으면 내염화 반응이 충분히 생기지 않고, 내염화 섬유의 구조 형성에 지장을 초래하게 된다. 한편, 지나치게 많으면, 반응 기점이 다수 존재하는 것에 의해 급격한 반응이 생기고, 그 결과 황폐해진 구조 형태를 형성해 버리게 되어, 높은 성능을 갖는 탄소 섬유를 얻을 수 없다. 그 함유량을 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하로 함으로써 내염화 반응 개시점이나 반응 속도의 밸런스가 양호하게 되어, 구조가 치밀하고, 탄소화 공정에서 결함점으로 되는 것 같은 구조 부정합부의 형성을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 적절한 반응성을 갖는 것으로부터, 비교적 낮은 온도 영역에서 내염화 반응을 생기게 할 수 있고, 경제면, 안전면의 양면에서 내염화 처리를 실시할 수 있다. 따라서, 구조 부정이나 결함이 적은 그라펜 적층 구조로 이루어지는 탄소 섬유를 고수율로 얻는 데 적합한 내염화사를 얻을 수 있다.It is known that the unsaturated hydrocarbon component having a carboxyl group or an ester group serves as a starting point for the flameproof reaction in the flameproofing step. If the content is too small, the flameproof reaction does not sufficiently occur, and there is a problem in forming the structure of the flameproof fiber. Will result. On the other hand, when there are too many, a rapid reaction will arise by the presence of many reaction origins, and as a result, a deteriorated structural form will be formed, and carbon fiber which has high performance cannot be obtained. When the content is 0.3% by mass or more and 4.0% by mass or less, the balance between the starting point of the flameproof reaction and the reaction rate becomes good, the structure is dense, and the formation of a structural misalignment portion that appears to be a defect point in the carbonization step is suppressed. It is possible. Moreover, since it has appropriate reactivity, it can produce a flameproof reaction in a comparatively low temperature range, and can flameproof on both sides of an economic side and a safety side. Therefore, it is possible to obtain a flame resistant yarn suitable for obtaining a carbon fiber having a high yield of a graphene laminated structure with few structural irregularities and defects.

제 3 성분으로서, 아크릴아마이드, 메타크릴아마이드, N-메틸올아크릴아마이드, N N-다이메틸아크릴아마이드 등의 아크릴아마이드 유도체, 아세트산바이닐 등을 사용할 수 있다. 모노머의 혼합물을 공중합하는 적당한 방법은, 예컨대 수용액에 있어서의 레독스 중합 또는 불균일계에서의 현탁 중합 및 분산제를 사용한 유화 중합, 기타 어떠한 중합 방법이어도 좋으며, 이들 중합 방법의 차이에 의해서 본 발명이 제약되는 것은 아니다.As the third component, acrylamide derivatives such as acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide and N N-dimethylacrylamide, vinyl acetate and the like can be used. The suitable method of copolymerizing the mixture of monomers may be, for example, redox polymerization in aqueous solution or emulsion polymerization using a suspension polymerization in a heterogeneous system, and any other polymerization method, and the present invention is limited by these polymerization methods. It doesn't happen.

방사 공정에서는 우선, 아크릴로나이트릴계 공중합체를 농도 20 내지 25질량%로 유기 용제에 용해시킨 온도 50 내지 70℃의 방사 원액을 조제한다. 방사 원액의 고형분 농도는, 20질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 21질량% 이상이다. 고형분 농도를 20% 이상으로 하는 것에 의해, 응고 과정에서 필라멘트 내부로부터 이동하는 용제량을 적게 할 수 있고, 필요한 치밀성을 갖는 응고사를 얻을 수 있다. 또한, 25질량% 이하로 하는 것에 의해, 적당한 원액 점도로 할 수 있다는 것으로부터, 노즐로부터의 원액 토출이 안정하게 되어, 제조하기가 쉽다. 즉, 고형분 농도를 20 내지 25질량%로 하는 것에 의해, 치밀성이 높고 또한 균질한 구조를 갖는 응고사를 안정하게 제조할 수 있다.In the spinning step, first, a spinning stock solution having a temperature of 50 to 70 ° C. in which an acrylonitrile copolymer is dissolved in an organic solvent at a concentration of 20 to 25% by mass is prepared. 20 mass% or more is preferable, and, as for solid content concentration of a spinning dope, More preferably, it is 21 mass% or more. By setting the solid content concentration to 20% or more, the amount of solvent moving from the inside of the filament in the solidification process can be reduced, and a coagulated sand having the required density can be obtained. Moreover, by setting it as 25 mass% or less, since it can set it as a suitable undiluted | stock solution viscosity, stock solution discharge from a nozzle becomes stable and it is easy to manufacture. That is, by making solid content concentration into 20-25 mass%, the coagulated yarn which has high density and a homogeneous structure can be manufactured stably.

또한 방사 원액의 온도를 50℃ 이상으로 하는 것에 의해, 고형분 농도를 낮게 하는 일 없이, 적당한 원액 점도로 할 수 있고, 또한 70℃ 이하로 하는 것에 의해, 응고액과의 온도 차이를 작게 할 수 있다. 즉, 방사 원액의 온도가 50 내지 70℃인 것에 의해, 치밀성이 높고 또한 균질한 구조를 갖는 응고사를 안정하게 제조할 수 있다.In addition, by setting the temperature of the spinning stock solution to 50 ° C or higher, it is possible to obtain a suitable stock solution viscosity without lowering the solid content concentration, and by setting it to 70 ° C or lower, the temperature difference with the coagulating solution can be reduced. . That is, when the temperature of the spinning stock solution is 50 to 70 ° C, the coagulated yarn having a high density and a homogeneous structure can be stably produced.

유기 용제는 특별히 제한은 없지만, 다이메틸폼아마이드 또는 다이메틸아세트아마이드 또는 다이메틸설폭사이드가 보다 바람직하게 사용된다. 보다 바람직하게는, 아크릴로나이트릴계 공중합체의 용해 능력이 우수한 다이메틸폼아마이드이다.The organic solvent is not particularly limited, but dimethylformamide, dimethylacetamide or dimethyl sulfoxide is more preferably used. More preferably, it is dimethylformamide which is excellent in the dissolving ability of an acrylonitrile type copolymer.

방사 방법은, 습식 방사, 건습 방사 중 어느 것이어도 좋다. 보다 바람직하게는 건습식 방사이다. 이것은, 치밀한 응고사를 형성하기 쉬운 것과, 특히 표층부의 치밀성을 높일 수 있기 때문이다. 건습식 방사는, 조제한 방사 원액을 노즐 구멍이 다수 배치된 방사 구금(口金)으로부터 일단 공기 중으로 방출(紡出)한 후, 조온(調溫)한 유기 용제와 물의 혼합 용액을 채운 응고액 중으로 토출하여 응고시키고, 그 응고사를 인취한다. 여기서 응고액은, 온도 -5 내지 20℃, 유기 용제 농도를 78 내지 82질량%로 하는 것이 바람직하다. 이 범위에서 치밀한 응고사를 형성하기 쉬운 것과, 특히 표층부의 치밀성을 높일 수 있기 때문이다. 보다 바람직한 온도 범위는 -5℃ 내지 10℃, 보다 바람직한 유기 용제 농도 범위는 78.5질량% 이상 81.0질량% 이하로 한 수용액이다. 응고액의 유기 용제 농도를 81.0질량% 이하로 하는 것에 의해, 표층부의 치밀성을 유지할 수 있고, 섬유 표층부로의 유제의 침투를 억제할 수 있다. 또한, 유기 용제 농도를 78.5질량% 이상으로 하는 것에 의해, 응고 과정에서의 표층의 급속한 응고가 억제되고, 외피층의 형성이 억제되며, 또한, 응고 속도가 비교적 완만히 생기는 것으로부터, 내부의 치밀성이 저하하지 않는다. 즉, 응고액의 유기 용제 농도를 78.5 내지 81.0질량%로 하는 것에 의해, 섬유의 표면 및 내부가 함께 치밀한 응고사를 얻을 수 있다.The spinning method may be either wet spinning or wet and dry spinning. More preferably, it is wet and dry spinning. This is because it is easy to form a dense coagulated yarn, and in particular, the density of the surface layer portion can be enhanced. The wet and dry spinning discharges the prepared spinning stock solution into the air once from the spinneret in which the nozzle holes are arranged, and then discharges it into the coagulating liquid filled with the mixed solution of the heated organic solvent and water. To coagulate and take the coagulated yarn. It is preferable that a coagulating liquid sets temperature -5-20 degreeC and the organic solvent concentration 78-82 mass%. It is because it is easy to form a dense coagulated yarn in this range, and especially the density of a surface layer part can be improved. The more preferable temperature range is -5 degreeC-10 degreeC, and the more preferable organic solvent concentration range is the aqueous solution which made 78.5 mass% or more and 81.0 mass% or less. By making the organic solvent concentration of a coagulating liquid into 81.0 mass% or less, the compactness of a surface layer part can be maintained and penetration of an oil agent into a fiber surface layer part can be suppressed. In addition, by setting the concentration of the organic solvent to 78.5% by mass or more, rapid solidification of the surface layer in the solidification process is suppressed, formation of the outer skin layer is suppressed, and the internal density is lowered since the solidification rate is relatively gentle. I never do that. That is, by making the organic solvent concentration of the coagulating liquid into 78.5-81.0 mass%, the coagulated yarn with a dense surface and inside of a fiber can be obtained together.

응고사는, 연신과 세정 처리를 실시한다. 연신과 세정 처리의 순서는 특별히 제한은 없고, 연신 후 세정할 수도 있고, 연신과 세정을 동시에 행하여도 좋다. 또한 세정 방법은 탈용제할 수 있으면 어떠한 방법이어도 좋다. 응고사의 특히 바람직한 연신과 세정 처리는, 세정하기 전에, 응고액보다도 용제 농도가 낮고 온도가 높은 전(前) 연신조 중에서 연신하는 것이다. 이것에 의해, 응고사에 균일한 피브릴 구조를 형성시킬 수 있다.The coagulated yarn performs stretching and washing treatment. There is no restriction | limiting in particular in the order of extending | stretching and a washing process, You may wash | clean after extending | stretching, You may perform extending | stretching and washing simultaneously. The washing method may be any method as long as it can be removed. Especially preferable extending | stretching and washing | cleaning process of a coagulation company are extending | stretching in the pre-stretching tank whose solvent concentration is lower than the coagulation liquid and whose temperature is high before washing. As a result, a uniform fibril structure can be formed in the coagulated yarn.

종래부터 용제를 함유하는 욕조 중에서 응고사를 연신시키는 것은 용제 연신 기술로서 일반적으로 알려진 방법으로, 용제 가소화에 의해 안정적인 연신 처리를 가능하게 하고, 그 결과 구조와 배향 모두 균일성이 높은 것을 얻을 수 있다. 그러나 용제를 함유하는 섬유 다발을 팽윤 상태대로 연신시키는 것에 의해, 피브릴 구조 형성과 연신에 의한 구조의 배향화가 충분치 않게 되고, 추가로 급격히 필라멘트 내부로부터 유제를 짜내어지는 것으로부터, 얻어지는 필라멘트는 성긴 구조를 형성하기 쉽고, 목적으로 하는 치밀한 구조를 갖는 것으로 할 수 없는 것이었다. 본 발명에 있어서, 방사 원액, 응고액의 온도와 농도를 최적으로 설정한 뒤에, 용제 연신조의 조건과 연신 배율의 최적 조합에서 용제 연신 처리를 함으로써 치밀한 피브릴 구조를 형성시킬 수 있었던 것이다.Stretching coagulated yarn in a bath containing a solvent has conventionally been known as a solvent stretching technique, which enables stable stretching treatment by solvent plasticization, and as a result, it is possible to obtain a uniformity in both structure and orientation. have. However, by stretching the fiber bundle containing the solvent in the swelled state, the formation of the fibril structure and the orientation of the structure by stretching are insufficient, and further, the filament obtained from rapidly squeezing an oil agent from the inside of the filament has a coarse structure. It was easy to form, and it was not possible to have the compact structure made into the objective. In the present invention, after setting the temperature and the concentration of the spinning stock solution and the coagulating solution optimally, a dense fibril structure can be formed by performing a solvent stretching treatment under an optimum combination of the conditions of the solvent stretching tank and the stretching ratio.

유기 용제를 포함하는 응고사 다발을 우선 공기 중에서 연신하고, 계속해서, 유기 용제를 함유하는 온수 용액을 넣은 연신조 중에서 연신 처리를 행한다. 온수 용액의 온도는 40℃ 이상 80℃ 이하의 범위가 바람직하다. 온도를 40℃ 이상으로 하는 것에 의해, 양호한 연신성을 확보할 수 있고, 균일한 피브릴 구조의 형성이 용이해진다. 또한, 80℃ 이하로 하는 것에 의해, 과도한 가소화 작용을 생기게 하는 일이 없고, 사조(絲條) 표면에서의 탈용제가 적절히 진행하고, 연신이 균일한 것으로 되는 것 등으로부터, 팽윤사로서 품질이 양호해진다. 보다 바람직한 온도는, 55℃ 이상 75℃ 이하이다.A bundle of coagulated yarns containing an organic solvent is first drawn in air, and then stretched in a drawing bath in which a warm water solution containing an organic solvent is put. The temperature of the warm water solution is preferably in the range of 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. By making temperature 40 degreeC or more, favorable elongation can be ensured and formation of a uniform fibril structure becomes easy. Moreover, since it does not produce an excessive plasticization effect by setting it as 80 degrees C or less, the desolvent on the surface of thread yarns advances suitably, and since extending | stretching becomes uniform, it is quality as a swelling yarn. This becomes good. More preferable temperature is 55 degreeC or more and 75 degrees C or less.

또한, 유기 용제를 함유하는 온수 용액 중의 유기 용제 농도는 30질량% 이상 60질량% 이하가 바람직하다. 이 농도는, 안정적인 연신 처리를 제공할 수 있는 범위이며, 치밀한 균일한 피브릴 구조를 내부와 표층에 있어서 형성시킬 수 있다. 보다 바람직한 농도는, 40질량% 이상 50질량% 이하이다.Moreover, as for the organic solvent density | concentration in the warm water solution containing an organic solvent, 30 mass% or more and 60 mass% or less are preferable. This density | concentration is the range which can provide a stable extending | stretching process, and can form a dense uniform fibril structure in an inside and surface layer. More preferable concentration is 40 mass% or more and 50 mass% or less.

바람직한 응고사의 연신 방법은, 공기 중에서의 연신을 1.0배 이상 1.25배 이하로 하고, 공기 중과 온수 용액 중에서의 합계의 연신 배율을 2.6배 이상 4.0배 이하로 하는 것이다. 응고사는, 용제를 다량으로 포함하여 팽윤한 피브릴 구조를 갖고 있다. 이러한 구조로 이루어지는 응고사를 공기 중에서의 연신을 1.0배 이상 1.25배 이하로 하는 것에 의해, 성긴 피브릴 구조 형성을 회피할 수 있다. 또한, 1.0배 이상으로 함으로써 불균일한 수축이 억제된다.A preferred method of stretching the coagulated yarn is to make the stretching in the air 1.0 to 1.25 times, and the draw ratio of the sum in the air and the hot water solution to be 2.6 to 4.0 times. The coagulated yarn contains a large amount of solvent and has a swollen fibril structure. Coarse fibrillated structure formation of such a structure can be avoided by making elongation in air 1.0 to 1.25 times the coagulation | solidification yarn which consists of such a structure. Moreover, by making it 1.0 times or more, nonuniform shrinkage is suppressed.

또한, 공기 중과 온수 용액 중에서의 합계의 연신 배율을 2.6배 이상으로 함 으로써 충분한 연신을 실시할 수 있고, 원하는 섬유축 방향으로 배향한 피브릴 구조를 형성시킬 수 있다. 또한, 합계 연신 배율을 4.0배 이하로 하는 것에 의해, 피브릴 구조 자체의 파단이 생기는 일 없이, 치밀한 구조 형태로 이루어지는 전구체 섬유 다발로 할 수 있다. 즉, 2.6배 이상 4.0배 이하의 범위에서, 섬유의 축방향으로 배향한 치밀한 피브릴 구조를 형성시킬 수 있다. 보다 바람직한 합계 연신 배율은 2.7배 이상 3.5배 이하이다.Moreover, sufficient stretching can be performed by making the draw ratio of the sum total in air and hot water solution 2.6 times or more, and the fibril structure orientated in the desired fiber axis direction can be formed. Moreover, by making the total draw ratio into 4.0 times or less, the precursor fiber bundle which consists of a dense structure form can be made without breaking the fibril structure itself. That is, in the range of 2.6 times or more and 4.0 times or less, the dense fibril structure oriented in the axial direction of the fiber can be formed. More preferably, the total draw ratio is from 2.7 to 3.5 times.

또한, 보다 바람직한 연신 방법으로서, 유기 용제 온수 용액 중에서의 연신 배율을 2.5배 이상으로 하는 것이다. 유기 용제 온수 용액 중에서의 연신은, 비교적 높은 온도에서 행하기 때문에 구조 파괴를 생기게 하지 않고서 연신을 할 수 있기 때문이다. 따라서, 공기 중과 유기 용제 온수 용액에서의 연신 배분은, 유기 용제 온수 용액 중에서의 연신의 배분을 높게 설정하는 쪽이 바람직하다. 보다 바람직한 공기 중에서의 연신은 1.0배 이상 1.15배 이하이다.Moreover, as a more preferable extending | stretching method, extending | stretching magnification in the organic solvent hot water solution is made 2.5 times or more. This is because the stretching in the organic solvent hot water solution is performed at a relatively high temperature, so that stretching can be performed without causing structural destruction. Therefore, as for extending | stretching distribution in air and the organic solvent hot water solution, it is preferable to set distribution of extending | stretching in the organic solvent hot water solution high. More preferably, extending | stretching in air is 1.0 times or more and 1.15 times or less.

이렇게 하여 표층부가 치밀한 팽윤사를 얻을 수 있지만, 보다 바람직한 치밀한 팽윤사를 얻기 위해서는, 팽윤도가 160질량% 이하인 유기 용제를 포함하는 응고사 다발을 이용하여 전술한 연신 방법에 의해 팽윤사를 제조하는 것이다. 이것은, 응고사의 내층 구조가 치밀하기 때문이다.In this way, although the surface part can obtain a dense swelling yarn, in order to obtain a more preferable dense swelling yarn, the swelling yarn is manufactured by the extending | stretching method mentioned above using the coagulation yarn bundle containing the organic solvent whose swelling degree is 160 mass% or less. . This is because the inner layer structure of the coagulated yarn is dense.

연신 처리 후, 50℃ 이상 95℃ 이하의 온수로 섬유 다발을 세정하여 유기 용제를 제거한다. 또한, 세정 후, 용제분이 없는 팽윤 상태에 있는 섬유 다발을 열수 중에서 연신하는 것으로 섬유의 배향을 추가로 높이는 것도 가능하고, 약간의 완화를 넣은 것으로 연신에 변형을 취하는 것도 가능하다. 바람직하게는, 온도 70 내지 95℃의 열수 중에서, 0.98배 이상 2.0배 이하의 연신을 행한다. 연신 배율이 0.98배 이상 1.0배 미만에서는, 완화시키는 처리가 된다. 이전의 단계에서, 높은 연신 배율로 제공된 섬유 다발에 있어서, 연신 변형을 취한 것에 의해, 그 후의 연신 공정에서의 안정적인 연신에 효과가 있다. 연신 배율이 1.0배 이상 2.0배 이하의 범위에서는, 피브릴 구조의 배향도의 향상과 표층의 치밀성 상승을 도모할 수 있다. 보다 바람직하게는 0.99배 이상 1.5배 이하의 연신을 행한다.After the stretching treatment, the fiber bundle is washed with warm water of 50 ° C or more and 95 ° C or less to remove the organic solvent. Furthermore, after washing, the fiber bundle in the swollen state without solvent powder can be stretched in hot water to further increase the orientation of the fiber, and it is also possible to modify the stretching by adding a slight relaxation. Preferably, 0.98 times or more and 2.0 times or less of extending | stretching is performed in hot water of the temperature of 70-95 degreeC. When a draw ratio is 0.98 times or more and less than 1.0 times, it becomes a process to relax. In the previous step, in the fiber bundle provided at a high draw ratio, the stretching strain is taken, which is effective for stable stretching in the subsequent stretching step. In the range whose stretching ratio is 1.0 times or more and 2.0 times or less, the orientation degree of a fibril structure can be improved and the density of a surface layer can be raised. More preferably, drawing is 0.99 times or more and 1.5 times or less.

이렇게 하여 응고사에 연신 처리와 세정 처리를 실시하는 것에 따라 팽윤사가 얻어진다.In this way, a swelling yarn is obtained by extending | stretching and washing | cleaning process to a coagulated yarn.

〔건열 연신〕[Dry heat drawing]

팽윤사에 소정량의 유제를 부착 처리하여, 건조 치밀화한다. 건조 치밀화는 공지된 건조법에 의해 건조, 치밀화시키면 좋으며, 특별히 제한은 없다. 복수의 가열 롤을 통과시키는 방법이 바람직하게 사용된다. 건조 치밀화 후의 섬유 다발은, 130 내지 200℃의 가압 스팀 중, 100 내지 200℃의 건열 열매(乾熱 熱媒) 중, 또는 150 내지 220℃의 가열 롤 사이나 가열판 상에서 연신하여, 추가적인 배향의 향상과 치밀화를 행한 후에 권취하여 전구체 섬유 다발을 얻는다.A predetermined amount of oil is adhered to the swelling yarn to densify dry matter. Dry densification is good to dry and densify by a well-known drying method, and there is no restriction | limiting in particular. A method of passing a plurality of heating rolls is preferably used. The fiber bundle after dry densification is stretched in a hot-heated fruit at 100 to 200 ° C or between a heating roll at 150 to 220 ° C or on a heating plate in a pressurized steam at 130 to 200 ° C to improve further orientation. After densification, it is wound up to obtain a precursor fiber bundle.

〔전구체 섬유 다발〕[Bulb fiber bundle]

본 발명의 탄소 섬유용 전구체 섬유 다발(이하, 적절히 「전구체 섬유 다발」이라 함)은, 아크릴로나이트릴 96.0질량% 이상 99.7질량% 이하와, 하나 이상의 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하를 필수 성분으로서 공중합시킨 아크릴로나이트릴 공중합체로 이루어지고, 실리콘계 화합물을 주성분으로 하는 유제로 처리된 후의 규소 함유량이 1700ppm 이상 5000ppm 이하이고, 속슬렛 추출기를 이용한 메틸에틸케톤에 의한 8시간 유제 세정 후의 규소 함유량이 50ppm 이상 300ppm 이하이다. 규소 함유량은 형광 X선 장치로써 측정된다. 또한 유제 세정 후의 규소 함유량은 상기 〔팽윤사의 유제 침투성의 평가〕에 있어서의 유제 부착 내지 유제 세정에 의한 평가에 근거하는 측정치이다.The precursor fiber bundle for carbon fiber of the present invention (hereinafter, appropriately referred to as "precursor fiber bundle") is not less than 96.0 mass% and not more than 99.7 mass% of acrylonitrile and 0.3 mass% of unsaturated hydrocarbon having at least one carboxyl group or ester group. It is composed of an acrylonitrile copolymer copolymerized with at least 4.0% by mass or less as an essential component, and has a silicon content of 1700 ppm or more and 5000 ppm or less after treatment with an oil containing a silicone-based compound as a main component, to methyl ethyl ketone using a Soxhlet extractor. The silicon content after emulsion cleaning for 8 hours is 50 ppm or more and 300 ppm or less. Silicon content is measured with a fluorescent X-ray apparatus. In addition, the silicon content after oil agent washing | cleaning is a measured value based on the evaluation by the oil agent adhesion | attachment or oil agent washing in the said [Evaluation of the oil permeability of swelling company].

유제로 처리된 후의 전구체 섬유 다발의 규소 함유량이 1700ppm 이상 5000ppm 이하이면, 내염화 공정에서 필라멘트 사이의 융착이 생기는 것은 없는 한편, 표층의 과잉 실리콘 화합물에 의한 필라멘트 내부에의 산소 확산이 저해되고, 내염화 반응이 불충분한 곳이 발생하지 않아, 보다 고온 처리인 탄소화 공정에서의 실끊어짐 발생을 억제할 수 있다. 그 결과 안정적인 공정 통과성을 유지할 수 있다.If the silicon content of the precursor fiber bundle after being treated with an oil agent is 1700 ppm or more and 5000 ppm or less, fusion between the filaments does not occur in the flameproofing process, while oxygen diffusion into the filament inside of the surface layer with the excess silicon compound is inhibited, and Insufficient place of the chlorine reaction can be prevented, and the occurrence of thread breakage can be suppressed in a higher temperature carbonization step. As a result, stable process passability can be maintained.

본 발명의 전구체 섬유 다발은, 유제 추출 세정을 실시한 후의 섬유 다발의 규소 함유량이 300ppm 이하인 것이다. 여기서, 규소 함유량이 300ppm을 초과한다고 하는 것은, 실리콘계 화합물 오일이 표층부로 침투하여, 그 존재량이 많아지고 있다는 것을 나타내고 있다. 그 결과, 소성 공정의 내염화, 전기 탄소화 공정(800℃ 이하)에서 표층부에 존재하는 실리콘 오일이 비산하지 않고 잔류하고, 후기 탄소화 공정(800℃ 초과)에서 비산하는 것으로, 최종적인 탄소 섬유의 표층부에 다수의 공극을 형성하는 것이 된다. 따라서, 목적으로 하는 고강도 탄소 섬유를 얻을 수 없다. 한편, 유제 추출 세정을 실시한 후의 섬유 다발의 규소 함유량이 300ppm 이하인 것은, 전구체 섬유에 부착한 실리콘 화합물이 표층부로 침투하여, 표층 근방에 존재하지만, 추출되기 어려운 존재 상태의 비율이 적고, 최표층부에 존재하고 있다는 것을 뜻하고 있다. 이러한 상태이면, 소성 공정의 내염화 공정이나 탄소화 공정 중에서 최표층부로부터 결함점을 형성하는 일 없이 실리콘계 화합물이 비산하게 된다. 보다 바람직한 유제 추출 세정 후의 규소 함유량은 200질량ppm 이하이다.The precursor fiber bundle of this invention is 300 ppm or less of silicon content of the fiber bundle after oil extraction extraction washing. Here, the silicon content exceeding 300 ppm indicates that the silicon compound oil penetrates into the surface layer portion, and the amount thereof is increasing. As a result, in the flameproofing and the electrocarbonization process (800 ° C. or lower) of the firing step, the silicone oil remaining in the surface layer portion does not scatter and remains in the late carbonation step (above 800 ° C.), resulting in the final carbon fiber. It is to form a plurality of voids in the surface layer portion of the. Therefore, the target high strength carbon fiber cannot be obtained. On the other hand, the silicon content of the fiber bundle after the oil extraction extraction cleaning is 300 ppm or less means that the silicon compound adhering to the precursor fiber penetrates into the surface layer portion and exists in the vicinity of the surface layer, but the ratio of the existence state that is hard to be extracted is small and the outermost layer portion It means that it exists. In such a state, the silicon compound is scattered without forming a defect point from the outermost layer portion in the flameproofing step or carbonization step of the firing step. The silicon content after more preferable oil agent extraction washing is 200 mass ppm or less.

이 전구체 섬유 다발은, 단섬유의 섬도가 0.5dtex 이상 1.0dtex 이하이며, 단섬유의 섬유 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)가 1.00 이상 1.01 이하, 단섬유의 섬유축 방향으로 연장되는 표면 요철 구조가 없고, 최고부와 최저부의 고저차(Rp-v)가 30nm 이상 100nm 이하, 중심선 평균 조도(Ra)가 3nm 이상 10nm 이하인 것이 바람직하다. (Rp-v)값이 30nm 이상, 또는 (Ra)값이 3nm 이상이면, 전구체 섬유 필라멘트 표면의 평활성이 지나치지 않다. 이것은 응고 공정에서 형성된 외피층 유래의 방사 공정에서의 저연신성에 의해, 표층 피브릴의 작은 파단이 생기는 일이 없고, 미소한 결함점의 형성을 피할 수 있다. 추가로 또한, 필라멘트의 집합체인 섬유 다발로서의 지나친 묶음에 의해, 내염화 공정에서의 필라멘트 내부에의 산소 확산의 저해에 의한, 불균일한 내염화 처리도 피할 수 있다. 한편, (Rp-v)값을 100nm 이하, 또는 (Ra)값을 10nm 이하로 하는 것에 의해, 표층 근방의 구조의 치밀성을 충분한 수준으로 할 수 있다고 생각된다. 즉, (Rp-v)값이 30nm 이상 100nm 이하, (Ra)값이 3nm 이상 10nm 이하인 것 같은 표면을 갖는 경우, 표층 근방의 구조의 치밀성이 충분한 수준에 있고, 또한 충분한 연신성도 갖는 구조로 할 수 있어, 방사로부터 소성 공정에 있어서, 표층 근방의 결함점 형성의 기회를 작게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 고강도의 탄소 섬유 다발을 얻을 수 있다.The precursor fiber bundle has a fine fiber of 0.5 dtex or more and 1.0 dtex or less, and the ratio (long diameter / short diameter) of the long cross-section of the fiber cross section of the short fiber (long diameter / short diameter) is 1.00 or more and 1.01 or less and the fiber axis of the short fiber. It is preferable that there is no surface uneven | corrugated structure extended in a direction, the height difference (Rp-v) of a top part and a minimum part is 30 nm or more and 100 nm or less, and center line average roughness Ra is 3 nm or more and 10 nm or less. If the (Rp-v) value is 30 nm or more, or the (Ra) value is 3 nm or more, the smoothness of the surface of the precursor fiber filament is not excessive. This is due to the low elongation in the spinning step derived from the outer skin layer formed in the solidification step, so that small breakage of the surface fibrils does not occur, and formation of minute defect points can be avoided. Furthermore, by the excessive bundle as a fiber bundle which is an aggregate of filaments, uneven flameproof treatment by the inhibition of the oxygen diffusion into the filament inside a flameproofing process can also be avoided. On the other hand, it is thought that the density of the structure near the surface layer can be made to a sufficient level by setting the (Rp-v) value to 100 nm or less or the (Ra) value to 10 nm or less. That is, when a (Rp-v) value has a surface which seems to be 30 nm or more and 100 nm or less, and (Ra) value is 3 nm or more and 10 nm or less, it is set as the structure which has the density of the structure of the surface vicinity vicinity enough, and also has sufficient elongation. It is possible to reduce the chance of defect point formation near the surface layer in the firing step from spinning. As a result, a high strength carbon fiber bundle can be obtained.

여기서, 섬유축 방향으로 연장되는 표면 요철 구조란, 섬유축 방향으로 거의 평행하게 존재하는 길이 0.6㎛ 이상의 주름 구조를 의미한다. 아크릴로나이트릴 섬유 다발은, 보통, 응고 및 그 후의 연신 처리에 의해, 부피 수축이 생기고, 표면에 섬유축 방향으로 신장하는 주름 구조가 형성된다. 응고 공정에서 강고한 외피층의 형성을 억제하고, 완만하게 부피 수축을 실현하는 것에 의해 이의 주름 구조의 형성이 억제된다. 또한, 건습식 방사에 의해 이의 주름 구조의 형성이 크게 억제되는 것이 알려지고 있다. 전구체 섬유 다발은, 이러한 길이 0.6㎛ 이상의 주름 구조를 갖고 있지 않은 것이 바람직하다.Here, the surface uneven | corrugated structure extended in a fiber axis direction means the wrinkle structure of 0.6 micrometers or more in length which exists substantially parallel to a fiber axis direction. The acrylonitrile fiber bundle usually has a volume shrinkage due to solidification and subsequent stretching treatment, and a wrinkled structure extending in the fiber axis direction is formed on the surface. Formation of its corrugated structure is suppressed by suppressing formation of a firm outer skin layer in the solidification step and smoothly realizing volume shrinkage. In addition, it is known that formation of its wrinkled structure is greatly suppressed by wet and dry spinning. It is preferable that precursor fiber bundle does not have a wrinkle structure of 0.6 micrometers or more in length.

단섬유 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)가 1.00 내지 1.01인 섬유는, 완전한 원 또는 완전한 원에 가까운 단면을 갖는 단섬유이며, 섬유 표면 근방의 구조 균일성이 우수하다. 보다 바람직한 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)는 1.00 내지 1.005이다.A fiber having a ratio of the long diameter to the short diameter (long diameter / short diameter) of 1.00 to 1.01 of the short fiber cross section is a short fiber having a perfect circle or a cross section close to a perfect circle, and has excellent structural uniformity near the fiber surface. . More preferable ratio of the long diameter to the short diameter (long diameter / short diameter) is 1.00 to 1.005.

단섬유의 섬도 범위가 0.5 내지 1.0dtex인 섬유는, 섬유 직경이 작기 때문에, 소성 공정에서 생기는 단면 방향의 구조 불균일성을 저감할 수 있다. 보다 바람직한 범위는, 0.5 내지 0.8dtex이다.Fibers with a fineness range of 0.5 to 1.0 dtex of short fibers have a small fiber diameter, so that the structural nonuniformity in the cross-sectional direction generated in the firing step can be reduced. A more preferable range is 0.5 to 0.8 dtex.

〔전구체 섬유 다발의 제조 방법〕 [Method for Producing Precursor Fiber Bundle]

상기 소정량의 규소 함유량의 전구체 섬유 다발은, 본 발명의 팽윤사에, 실리콘 화합물을 주성분으로 하는 유제를 부착시켜 건조시킨 후, 열 연신 또는 스팀 연신으로써 연신 처리를 실시하는 것에 의해 제조할 수 있다.The said precursor fiber bundle of silicon content of the said predetermined amount can be manufactured by sticking and drying the oil agent which has a silicone compound as a main component to the swelling yarn of this invention, and performing an extending | stretching process by heat drawing or steam drawing. .

유제의 주성분인 실리콘 화합물은 특별히 제한이 없지만, 아크릴로나이트릴계 공중합체와의 상호 작용의 관점에서, 아미노 변성 폴리다이메틸실록산 또는 에폭시 변성 폴리다이메틸실록산이 바람직하게 사용된다. 특히, 본 발명의 팽윤사는 표층부의 치밀성이 높은 것으로부터, 표층의 피복이 용이하고, 또한 표층으로부터 탈리하기 어렵다는 관점에서 아미노 변성 폴리다이메틸실록산이 바람직하다.Although the silicone compound which is a main component of an oil agent is not restrict | limited, An amino modified polydimethylsiloxane or an epoxy modified polydimethylsiloxane is used preferably from a viewpoint of interaction with an acrylonitrile-type copolymer. In particular, amino-modified polydimethylsiloxane is preferable from the viewpoint that the swelling yarn of the present invention has a high density of the surface layer portion and is easy to coat the surface layer and is difficult to detach from the surface layer.

또한, 폴리다이메틸실록산 골격의 메틸기의 일부가 페닐기로 치환되어 있다는 것은, 내열성의 관점에서 우수하다. 가장 적합한 아미노 변성 폴리다이메틸실록산은, 25℃에서의 동점도가 50 내지 5,000cst, 아미노 당량이 1,700 내지 15,000 g/mol인 것이다.Moreover, it is excellent from a heat resistant viewpoint that one part of the methyl group of polydimethylsiloxane skeleton is substituted by the phenyl group. Most suitable amino modified polydimethylsiloxanes are those having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 50 to 5,000 cst and an amino equivalent of 1,700 to 15,000 g / mol.

아미노 변성 타입은, 특별히 한정은 없지만, 1급 측쇄 타입, 1,2급 측쇄 타입, 양말단 변성 타입이 적합하다. 또한, 이들의 혼합 타입 또는, 복수 종 혼합시켜 이용하는 것도 할 수 있다. 25℃에서의 동점도가 50cst 이상이면, 휘발하지 않는 충분한 분자량을 갖는 것이고, 내염화 공정 전반에 있어서 섬유로부터의 비산이 억제되고, 원래의 공정 유제로서의 기능을 발현하여, 안정적인 탄소 섬유의 제조가 가능해진다. 또한, 25℃에서의 동점도를 5000cst 이하로 하는 것에 의해, 내염화 공정에 있어서 섬유 다발로부터 롤 등으로 유제의 일부가 전이하여, 비교적 장시간의 열처리를 받는 것에 의해 점도가 상승하고, 점착성이 나타나고, 섬유 다발의 일부가 롤에 감겨 붙는 문제가 다발하게 된다. 또한, 아미노 당량을 1,700 g/mol 이상으로 하는 것에 의해, 실리콘의 열 반응성이 억제되어, 섬유 다발로부터 롤 등으로 유제의 일부가 전이하여, 섬유 다발의 일부가 롤에 감겨 붙는 문제의 발생을 피할 수 있다. 아미노 당량을 15,000 g/mol 이하로 하는 것에 의해, 전구체 섬유와 실리콘의 친화성이 충분히 있기 때문에, 내염화 공정 전반에서 섬유로부터의 비산을 억제할 수 있다. 즉, 유제의 25℃에서의 동점도가 50 내지 5,000cst, 아미노 당량이 1,700 내지 15,000 g/mol의 범위에 있으면, 롤 등으로의 유제의 전이에 기인하는 섬유의 감겨 붙기 문제나 내염화 공정에서의 급격한 유제의 비산이 없고, 방사로부터 내염화 처리까지 장시간 연속하여 안정하게 행할 수 있다.Although the amino modification type is not particularly limited, the primary side chain type, the primary and secondary side chain types, and the sock end modified type are suitable. It is also possible to mix these types or mix and use them. If the kinematic viscosity at 25 ° C is 50 cst or more, it has a sufficient molecular weight that does not volatilize, scattering from the fiber is suppressed throughout the flameproofing process, expresses the function as an original process oil, and the production of stable carbon fibers is possible. Become. Further, by setting the kinematic viscosity at 25 ° C. to 5000 cst or less, a part of the oil agent is transferred from the fiber bundle to the roll or the like in the flameproofing step, and the viscosity is increased by being subjected to a heat treatment for a relatively long time, resulting in adhesiveness, The problem is that some of the fiber bundles are wound around the rolls. In addition, by setting the amino equivalent to 1,700 g / mol or more, the thermal reactivity of the silicone is suppressed, and a part of the oil agent is transferred from the fiber bundle to the roll and the like, thereby avoiding the problem that a part of the fiber bundle is wound on the roll. Can be. By setting the amino equivalent to 15,000 g / mol or less, since the affinity between the precursor fiber and the silicone is sufficient, scattering from the fiber can be suppressed throughout the flameproofing step. That is, when the kinematic viscosity at 25 ° C. of the oil is in the range of 50 to 5,000 cst and the amino equivalent is in the range of 1,700 to 15,000 g / mol, the problem of entanglement of fibers caused by the transition of the oil to a roll or the like or in the flameproofing process There is no sudden scattering of an oily agent, and it can carry out stably continuously for a long time from spinning to flameproof processing.

1급 측쇄 타입의 아미노 변성 폴리다이메틸실록산으로서는, KF-864, KF-865, KF-868, KF-8003(모두 신에츠화학공업사 제품) 등을 들 수 있다. 1,2급 측쇄 타입의 것으로서는, KF-859, KF-860, KF-869, KF-8005(모두 신에츠화학공업사 제품) 등을 들 수 있다. 양말단 변성 타입의 것으로서는, 사이라플레인 FM-3311, FM-3221, FM-3325(모두 칫소주식회사 제품)나 KF-8012(신에츠화학공업사 제품) 등을 들 수 있다.As amino-modified polydimethylsiloxane of a primary side chain type, KF-864, KF-865, KF-868, KF-8003 (all are the Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. product) etc. are mentioned. Examples of the class 1 and 2 side chain types include KF-859, KF-860, KF-869, and KF-8005 (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Examples of the sock end modified type include Ciraplane FM-3311, FM-3221, FM-3325 (all manufactured by Chisso Corporation), KF-8012 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the like.

유제는, 수계 에멀젼으로 하기 위한 계면활성제나 우수한 공정 통과성을 부여하는 유연제, 평활제라고 한 화합물로 구성되어 있다. 계면활성제는 비이온계가 주로 사용되고, 플루로닉형이나 고급 알코올의 EO/PO 부가물이 사용된다. 특히, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 블록 폴리머인 뉴폴 PE-78, PE-108, PE-128(모두 산요화성공업(주) 제품) 등이 적합하다.An oil agent is comprised from the compound called surfactant, the softening agent which gives the outstanding process permeability, and the smoothing agent to make an aqueous emulsion. As the surfactant, nonionics are mainly used, and EO / PO adducts of pluronic or higher alcohols are used. In particular, Newpole PE-78, PE-108, and PE-128 (all manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.), which are polyoxyethylene / polyoxypropylene block polymers, are suitable.

유연제, 평활제는, 에스터 화합물이나 우레탄 화합물 등을 이용한다. 유제 중의 실리콘 화합물의 함유량은, 30질량% 내지 90질량%이다. 30질량% 이상이면, 내염화 공정에서의 융착 억제가 충분하다. 또한, 90질량% 이하이면, 유제의 에멀젼의 안정성을 용이하게 충분한 수준으로 할 수 있어, 안정적인 전구체 섬유의 제조를 할 수 있다. 즉, 유제 중의 실리콘계 화합물의 함유량이 30질량% 내지 90질량%이면, 본 발명과 같이 표면이 치밀한 전구체 섬유에 있어서도, 내염화 공정에서의 융착 억제 작용이 충분히 발휘할 수 있고, 유제 부착 공정에서의 안정성, 더 나아가서는, 부착 상태의 균일성이 실현되는 것으로부터, 얻어지는 탄소 섬유의 성능 발현 안정화를 도모할 수 있다.A softening agent and a smoothing agent use an ester compound, a urethane compound, etc. Content of the silicone compound in an oil agent is 30 mass%-90 mass%. If it is 30 mass% or more, fusion suppression in a flameproofing process is enough. Moreover, if it is 90 mass% or less, the stability of the emulsion of an oil agent can be easily made sufficient level, and stable precursor fiber can be manufactured. That is, when content of the silicone type compound in an oil agent is 30 mass%-90 mass%, also in the precursor fiber with a dense surface like this invention, the fusion inhibitory effect in a flameproofing process can fully be exhibited, and stability in an oil-adhesion process Furthermore, since the uniformity of an adhesion state is implement | achieved, the performance expression stabilization of the carbon fiber obtained can be aimed at.

실리콘 화합물을 주성분으로 하는 유제의 부착량은, 0.8질량% 내지 1.6질량%이다. 유제 부착 처리 후, 건조 치밀화에 제공된다. 건조 치밀화는 공지된 건조법에 의해 건조, 치밀화시키면 좋으며, 특별히 제한은 없다. 바람직하게는, 복수의 가열 롤을 통과시키는 방법이다. 유제의 부착량을 0.8 내지 1.6질량%로 하는 것에 의해, 유제의 피복 부족에 기인하는 섬유끼리의 융착이나, 지나친 부착에 기인하는 산소의 확산 부족에 의한 내염화 구조의 부정을 저감할 수 있고, 높은 강도를 갖는 탄소 섬유를 제조할 수 있다.The adhesion amount of the oil agent which has a silicone compound as a main component is 0.8 mass%-1.6 mass%. After tanning, it is provided for dry densification. Dry densification is good to dry and densify by a well-known drying method, and there is no restriction | limiting in particular. Preferably, it is a method of letting a some heating roll pass. By setting the adhesion amount of the oil agent to 0.8 to 1.6% by mass, it is possible to reduce the irregularity of the flame-resistant structure due to lack of diffusion of oxygen due to fusion between fibers due to the lack of coating of the oil agent and excessive adhesion. Carbon fibers having strength can be produced.

건조 치밀화 후의 섬유 다발은, 필요에 따라 130 내지 200℃의 가압 스팀이나 건열 열매 중, 또는 가열 롤 사이나 가열판 상에서 1.8 내지 6.0배 연신하여, 추가로 배향의 향상과 치밀화가 행하여져 전구체 섬유 다발을 얻는다. 보다 바람직한 연신 배율은, 2.4 내지 6.0배, 더욱 바람직하게는 2.6 내지 6.0배이다.The fiber bundle after dry densification is stretched 1.8 to 6.0 times in a pressurized steam or dry heat fruit at 130 to 200 ° C or between heating rolls or on a heating plate, if necessary, to further improve orientation and densification to obtain precursor fiber bundles. . More preferably, the draw ratio is 2.4 to 6.0 times, more preferably 2.6 to 6.0 times.

〔내염화 섬유 다발의 제조 방법〕[Method of producing flame retardant fiber bundle]

전구체 섬유 다발을, 220 내지 260℃의 열풍 순환형의 내염화 화로에 30분 이상 100분 이하 동안 통과시켜, 신장율 0% 이상 10% 이하로 산화 분위기 하에서 열처리함으로써, 밀도 1.335 g/cm3 이상 1.360 g/cm3 이하의 내염화 섬유 다발을 얻을 수 있다. 내염화 반응에는, 열에 의한 환화 반응과 산소에 의한 산화 반응이 있어, 이 2개의 반응을 밸런스 잡는 것이 중요하다. 이 2개의 반응을 밸런스 잡기 위해서는, 내염화 처리 시간은 30분 이상 100분 이하 사이가 적합하다. 30분 미만의 경우, 산화 반응이 충분히 생기고 있지 않은 부분이 단섬유의 안쪽에 존재하여, 단섬유의 단면 방향에서 큰 구조 얼룩이 생긴다. 그 결과, 얻어지는 탄소 섬유는 불균일한 구조를 갖는 것으로 되어버려, 높은 기계적 성능은 발현하지 않는다. 한편, 100분을 초과하는 경우는, 단섬유의 표면에 가까운 부분에 의해 많은 산소가 존재하게 되고, 그 후의 고온에서의 열처리에 의해 과잉의 산소가 소실하는 반응이 생겨, 결함점을 형성하기 때문에 고강도의 탄소 섬유가 얻어지지 않는다.The precursor fiber bundle is passed through a flame resistant flame furnace of 220 to 260 ° C. for 30 minutes or more and 100 minutes or less and heat-treated under an oxidizing atmosphere at an elongation rate of 0% or more and 10% or less, thereby giving a density of 1.335 g / cm 3 or more and 1.360 Up to g / cm 3 flame resistant fiber bundles can be obtained. In the flameproofing reaction, there are cyclization reactions by heat and oxidation reactions by oxygen, and it is important to balance these two reactions. In order to balance these two reactions, the flameproofing treatment time is suitable for 30 minutes or more and 100 minutes or less. In the case of less than 30 minutes, the part in which oxidation reaction has not fully produced exists in the inside of short fiber, and large structural stain is produced in the cross-sectional direction of short fiber. As a result, the carbon fiber obtained will have a nonuniform structure, and high mechanical performance will not be expressed. On the other hand, when it exceeds 100 minutes, much oxygen exists by the part near the surface of short fiber, and the reaction which an excess oxygen loses by the heat processing at the high temperature after that generate | occur | produces a defect point, High strength carbon fiber is not obtained.

보다 바람직한 내염화 처리 시간은, 40분 이상 80분 이하이다. 내염화사 밀도가 1.335 g/cm3 미만인 경우, 내염화가 불충분하게 되고, 그 후의 고온에서의 열처리에 의해 분해 반응이 생겨, 결함점을 형성하기 때문에 고강도의 탄소 섬유가 얻어지지 않는다. 내염화사 밀도가 1.360 g/cm3를 초과하는 경우, 섬유의 산소 함유량이 증가하기 때문에, 그 후의 고온에서의 열처리에 의해 과잉의 산소가 소실하는 반응이 생겨, 결함점을 형성하기 때문에 고강도의 탄소 섬유가 얻어지지 않는다. 보다 바람직한 내염화사 밀도의 범위는 1.340 g/cm3 이상 1.350 g/cm3 이하이다.More preferable salt-resistant treatment time is 40 minutes or more and 80 minutes or less. When the density of the flame resistant yarns is less than 1.335 g / cm 3, the flame resistance becomes inadequate, a decomposition reaction occurs by heat treatment at a high temperature thereafter, and thus a defect point is formed, so that a high strength carbon fiber is not obtained. When the yarn-resistant density exceeds 1.360 g / cm 3 , since the oxygen content of the fiber increases, a reaction at which excess oxygen is lost due to the heat treatment at a high temperature thereafter occurs, and a defect point is formed, so that a high strength carbon No fiber is obtained. The more preferable range of the saline chloride density is 1.340 g / cm 3 or more and 1.350 g / cm 3 or less.

내염화 화로에서의 적절한 신장은, 섬유를 형성하고 있는 피브릴 구조의 배향을 유지, 향상시키기 위해서 필요하다. 0% 미만의 신장에서는, 피브릴 구조의 배향이 유지될 수 없고, 탄소 섬유의 구조 형성에 있어서의 섬유축에서의 배향이 충분하지 않고, 우수한 기계적 성능이 발현하지 않는다. 한편, 10%를 초과하는 신장에서는, 피브릴 구조 자체의 파단이 생겨, 그 후의 탄소 섬유의 구조 형성이 손상되고, 또한 파단점이 결함점이 되어, 고강도의 탄소 섬유를 얻을 수 없다. 보다 바람직한 신장율은, 3% 이상 8% 이하이다.Proper elongation in the flame resistant brazier is necessary to maintain and improve the orientation of the fibril structure forming the fibers. At elongation of less than 0%, the orientation of the fibril structure cannot be maintained, the orientation in the fiber axis in the formation of the structure of carbon fibers is not sufficient, and excellent mechanical performance does not develop. On the other hand, when the elongation exceeds 10%, the fibrillated structure itself breaks, and the subsequent formation of the structure of the carbon fiber is impaired, and the break point becomes a defect point, so that high strength carbon fiber cannot be obtained. More preferable elongation is 3% or more and 8% or less.

내염화 섬유 다발의 바람직한 제조 방법은, 전구체 섬유 다발을 전술한 산화 분위기 하에서 열처리함에 의해 섬유 다발 광각 X선 측정에 의한 적도 방향의 피크 A(2θ= 25°)와 피크 B(2θ= 17°)의 강도비(B/A)가 1.3 이상, 피크 A의 배향도가 79% 이상, 피크 B의 배향도가 80% 이상, 밀도가 1.335 g/cm3 이상 1.360 g/cm3 이하인 내염화 섬유 다발로 하는 것이다.Preferred methods for producing the flame resistant fiber bundles include peak A (2θ = 25 °) and peak B (2θ = 17 °) in the equator direction by fiber bundle wide-angle X-ray measurement by heat-treating the precursor fiber bundle under the above-described oxidizing atmosphere. The intensity ratio (B / A) of 1.3 or more, the orientation of the peak A is 79% or more, the orientation of the peak B is 80% or more, and the density is from 1.335 g / cm 3 to 1.360 g / cm 3 or less will be.

피크 B(2θ= 17°)의 폴리아크릴로나이트릴(100) 반사 유래의 결정 구조는, 탄소 섬유의 구조 형성과 밀접히 관련된다. 그리고, 이 결정 배향도나 결정성을 탄소 섬유의 제조 과정에서 일단 낮게 해 버리면, 도로 되돌리는 것은 곤란하게 되고, 탄소 섬유의 성능 발현성이 저하되는 경향이 있다. 여기서, 상기 (100)은 결정 방향을 나타내고 있다. 특히 내염화 공정에서, 전구체 섬유의 구조가 크게 변화되는 공정이며, 추가로 탄소 섬유의 기본 구조인 흑연 결정의 기를 형성시키는 공정이기도 한다. 피크 B(2θ= 17°)의 폴리아크릴로나이트릴(100) 반사 유래의 결정 구조는, 특히 내염화 공정에 의한 변화가 크고, 내염화 과정의 조건 설정에 의해 그 변화의 정도가 현저히 다르다. 고배향의 내염화 섬유를 얻기 위해서는, 적절한 처리를 실시할 필요가 있고, 또한 배향도는 결정성과 밀접한 관계가 있어, 배향도의 저하에 따라 결정성은 현저히 저하된다. 반대로 고배향을 유지할 수 있으면, 그것에 따른 고결정성의 것이 얻어진다. 이러한 이유에 의해, 강도비(B/A)가 1.3 이상, 피크 A의 배향도가 79% 이상, 피크 B의 배향도가 80% 이상인 결정 구조를 갖는 내염화 섬유 다발이 바람직하다.The crystal structure derived from the polyacrylonitrile 100 reflection at the peak B (2θ = 17 °) is closely related to the formation of the structure of the carbon fiber. And once this crystal orientation degree and crystallinity are made low in the manufacturing process of a carbon fiber, it will become difficult to return to it, and there exists a tendency for the performance expression property of a carbon fiber to fall. Here, (100) represents the crystal direction. In particular, in the flameproofing step, the structure of the precursor fiber is greatly changed, and in addition, it is a step of forming a group of graphite crystals, which is a basic structure of carbon fiber. The crystal structure derived from the reflection of the polyacrylonitrile 100 at the peak B (2θ = 17 °) has a large change due to the flameproofing process, and the degree of change is remarkably different depending on the condition setting of the flameproofing process. In order to obtain a highly oriented flame resistant fiber, it is necessary to perform appropriate treatment, and the degree of orientation is closely related to crystallinity, and the crystallinity is remarkably lowered as the degree of orientation decreases. On the contrary, if high orientation can be maintained, a highly crystalline one according to it is obtained. For this reason, a flame resistant fiber bundle having a crystal structure having an intensity ratio (B / A) of 1.3 or more, an orientation degree of peak A of 79% or more, and an orientation degree of peak B of 80% or more is preferable.

상기와 같은 내염화 섬유 다발은, 본 발명의 전구체 섬유 다발을 이용하는 것에 의해 비교적 용이하게 얻는 것이 가능하다. 또한, 전구체 섬유 다발을 산화 분위기 하에서 열처리하는 공정에서, 신장 처리 조건을 적어도 3개의 블록으로 분할하고, 섬유 밀도 1.200 g/cm3 이상 1.260 g/cm3 이하의 범위에서 3.0% 이상 8.0% 이하의 신장을 행하고, 또한 밀도 1.240 g/cm3 이상 1.310 g/cm3 이하의 범위에서 0.0% 이상 3.0% 이하의 신장을 행하고, 또한 1.300 g/cm3 이상 1.360 g/cm3 이하의 범위에서 -1.0% 이상 2.0% 이하 신장시키는 것과 같은 내염화 조건을 설정하는 것이 바람직하다.Such flameproof fiber bundles can be obtained relatively easily by using the precursor fiber bundle of the present invention. In the step of heat-treating the precursor fiber bundle under an oxidizing atmosphere, the elongation treatment conditions are divided into at least three blocks, and 3.0% or more and 8.0% or less in a range of fiber density of 1.200 g / cm 3 or more and 1.260 g / cm 3 or less. Elongation is performed, and elongation is 0.0% or more and 3.0% or less in a density of 1.240 g / cm 3 or more and 1.310 g / cm 3 or less, and -1.0 in a range of 1.300 g / cm 3 or more and 1.360 g / cm 3 or less. It is preferable to set flame resistance conditions, such as extending | stretching% or more and 2.0% or less.

〔탄소 섬유〕[Carbon fiber]

다음으로, 내염화 섬유 다발을 질소 등의 불활성 분위기 중 300℃ 이상 800℃ 이하의 온도 구배를 갖는 제 1 탄소화 화로로 2% 이상 7% 이하의 신장을 가하면서 1.0분 내지 3.0분간 열처리한다. 적합한 처리 온도는 300℃ 내지 800℃에서 직선적인 온도 구배로 처리한다. 이전 공정의 내염화의 온도를 생각하면 개시 온도는 300℃ 이상이 바람직하다. 최고 온도가 800℃를 초과하면, 섬유가 매우 취성으로 되어, 다음 공정으로의 이행이 곤란하게 된다. 보다 바람직한 온도 범위는, 300 내지 750℃이다. 보다 바람직한 온도 범위는 300 내지 700℃이다.Next, the flame resistant fiber bundle is heat-treated for 1.0 minute to 3.0 minutes with an elongation of 2% or more and 7% or less with a first carbonization furnace having a temperature gradient of 300 ° C or higher and 800 ° C or lower in an inert atmosphere such as nitrogen. Suitable treatment temperatures are treated with a linear temperature gradient from 300 ° C to 800 ° C. Considering the temperature of the flameproofing of the previous process, the initiation temperature is preferably 300 ° C or more. When the maximum temperature exceeds 800 ° C., the fibers become very brittle, making transition to the next step difficult. More preferable temperature range is 300-750 degreeC. More preferable temperature range is 300-700 degreeC.

온도 구배에 관해서는 특별히 제한은 없지만, 직선적인 구배를 설정하는 것이 바람직하다. 2% 미만의 신장에서는, 피브릴 구조의 배향이 유지될 수 없고, 탄소 섬유의 구조 형성에 있어서의 섬유축에서의 배향이 충분하지 않고, 우수한 기계적 성능 발현을 할 수 없다. 한편, 7%를 초과하는 신장에서는, 피브릴 구조 자체의 파단이 생기고, 그 후의 탄소 섬유의 구조 형성을 손상하고, 또한 파단점이 결함점이 되어, 고강도의 탄소 섬유를 얻을 수 없다. 보다 바람직한 신장율은 3% 이상 5% 이하이다. 적합한 처리 시간은 1.0분 내지 3.0분이다. 1.0분 미만의 처리에서는, 급격한 온도 상승에 따르는 심한 분해 반응이 생겨, 고강도의 탄소 섬유를 얻을 수 없다. 3.0분을 초과하면, 공정 전기의 가소화의 영향이 발생하여, 결정의 배향도가 저하되는 경향이 생기고, 그 결과 얻어지는 탄소 섬유의 기계적 성능이 손상된다. 보다 바람직한 처리 시간은, 1.2분 내지 2.5분이다.There is no restriction | limiting in particular regarding a temperature gradient, It is preferable to set a linear gradient. At less than 2% elongation, the orientation of the fibril structure cannot be maintained, the orientation in the fiber axis in the formation of the carbon fiber structure is not sufficient, and excellent mechanical performance cannot be exhibited. On the other hand, in the elongation exceeding 7%, the breakage of the fibril structure itself occurs, which impairs the subsequent formation of the structure of the carbon fiber, and the breakage point becomes a defect point, and a high strength carbon fiber cannot be obtained. More preferable elongation is 3% or more and 5% or less. Suitable treatment times are 1.0 minutes to 3.0 minutes. In the treatment of less than 1.0 minute, a severe decomposition reaction due to a rapid temperature rise occurs, and a high strength carbon fiber cannot be obtained. If it exceeds 3.0 minutes, the influence of plasticization of process electricity will arise, the tendency for the orientation of a crystal | crystallization will fall, and the mechanical performance of the carbon fiber obtained as a result will be impaired. More preferable treatment time is 1.2 minutes to 2.5 minutes.

이어서, 질소 등의 불활성 분위기 중 1000 내지 1600℃의 범위에서 온도 구배 설정할 수 있는 제 2 탄소화 화로로 긴장하에서 열처리를 행하여 탄소 섬유를 얻는다. 또한, 필요하면, 추가로 소망하는 온도 구배를 갖는 제 3 탄소화 화로로 불활성 분위기 중 긴장하에서 열처리를 행한다. 온도의 설정은, 탄소 섬유의 소망 탄성율에 의존한다. 고기계 성능을 갖는 탄소 섬유를 얻기 위해서는, 탄소화 처리의 최고 온도는 낮은 쪽이 좋으며, 또한 처리 시간을 길게 하는 것에 의해 탄성율을 높게 할 수 있기 때문에, 그 결과 최고 온도를 내릴 수 있다. 또한, 처리 시간을 길게 함으로써 온도 구배를 완만히 설정하는 것이 가능해져, 결함점 형성을 억제하는 데 효과가 있다.Next, carbon fiber is obtained by performing heat treatment under tension with a second carbonization furnace which can set a temperature gradient in an inert atmosphere such as nitrogen in a range of 1000 to 1600 ° C. Furthermore, if necessary, heat treatment is performed under tension in an inert atmosphere with a third carbonization furnace having a desired temperature gradient. The setting of temperature depends on the desired elastic modulus of carbon fiber. In order to obtain a carbon fiber having high mechanical performance, the maximum temperature of the carbonization treatment is preferably lower, and the elastic modulus can be increased by lengthening the treatment time, so that the maximum temperature can be lowered as a result. In addition, by lengthening the processing time, the temperature gradient can be set gently, which is effective in suppressing defect point formation.

제 2 탄소화 화로는, 제 1 탄소화 화로의 온도 설정에도 의존하지만 1000℃ 이상이면 좋다. 바람직하게는 1050℃ 이상이다. 온도 구배에 관해서는 특별히 제한은 없지만, 직선적인 구배를 설정하는 것이 바람직하다. 처리 시간은, 1.0분 내지 5.0분이 적합하다. 보다 바람직하게는, 1.5분 내지 4.2분이다. 본 열 처리에 있어서, 섬유 다발은 큰 수축을 수반하기 때문에, 긴장하에서 열처리를 하는 것이 중요하다. 신장은, -6.0% 내지 2.0%가 적합하다. -6.0% 미만에서는 결정의 섬유축 방향에서의 배향이 나쁘고, 충분한 성능이 얻어지지 않는다. 한편, 2.0%를 초과하는 경우에서는, 지금까지 형성되어 온 구조 그 자체의 파괴가 생겨, 결함점 형성이 현저하게 되어, 강도의 대폭적인 저하가 생긴다. 보다 바람직한 신장은, -5.0% 내지 0.5%의 범위이다.Although it depends also on the temperature setting of a 1st carbonization furnace, a 2nd carbonization furnace may be 1000 degreeC or more. Preferably it is 1050 degreeC or more. There is no restriction | limiting in particular regarding a temperature gradient, It is preferable to set a linear gradient. 1.0 minute-5.0 minutes are suitable for processing time. More preferably, they are 1.5 minutes-4.2 minutes. In this heat treatment, since the fiber bundle is accompanied by a large shrinkage, it is important to heat-treat under tension. Elongation is suitably -6.0% to 2.0%. If it is less than -6.0%, the orientation of the crystal in the fiber axis direction is bad, and sufficient performance is not obtained. On the other hand, in the case of exceeding 2.0%, breakage of the structure itself formed up to now occurs, defect point formation becomes remarkable, and a significant drop in strength occurs. More preferable elongation is in the range of -5.0% to 0.5%.

이렇게 하여 수득된 탄소 섬유 다발은 표면 산화 처리에 제공된다. 표면 처리 방법으로서는, 공지된 방법, 즉, 전해 산화, 약제 산화 및 공기 산화 등에 의한 산화 처리를 들 수 있고 어느 것이어도 좋다. 공업적으로 널리 실시되고 있는 전해 산화 처리는, 안정적인 표면 산화 처리가 가능하다는 것, 또한, 표면 처리 상태의 제어가 전기량을 변화시켜 행할 수 있다는 관점에서 가장 적합한 방법이다. 여기서, 동일 전기량이어도, 이용하는 전해질 및 그 농도에 의해서 표면 상태는 크게 달라지지만, pH가 7보다 큰 알칼리성 수용액 중에서 탄소 섬유를 양극으로서 10 내지 200 쿨롬/g의 전기량을 흘려 산화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 전해질로서는, 탄산암모늄, 중탄산암모늄, 수산화칼슘, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등을 이용하는 것이 적합하다.The carbon fiber bundles thus obtained are provided to the surface oxidation treatment. As a surface treatment method, well-known methods, ie, oxidation treatment by electrolytic oxidation, chemical oxidation, air oxidation, etc. are mentioned, Any may be sufficient. The electrolytic oxidation treatment which is widely practiced industrially is the most suitable method from the viewpoint that stable surface oxidation treatment is possible and control of the surface treatment state can be performed by changing an electric quantity. Here, even if the amount of electricity is the same, the surface state varies greatly depending on the electrolyte used and the concentration thereof, but it is preferable to carry out oxidation treatment by flowing an electric quantity of 10 to 200 coulombs / g of carbon fiber as an anode in an alkaline aqueous solution having a pH greater than 7. . As electrolyte, it is suitable to use ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, calcium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like.

다음으로, 탄소 섬유 다발은 사이징(sizing) 처리에 제공된다. 사이징제는, 유기 용제에 용해시킨 것이나, 유화제 등으로 물에 분산시킨 에멀젼액을, 롤러 침지법, 롤러 접촉법 등에 의해서 탄소 섬유 다발에 부여하고, 이것을 건조함으로써 행할 수 있다. 한편, 탄소 섬유의 표면에의 사이징제의 부착량의 조절은, 사이징제 액의 농도 조정이나 짜는 양 조정에 의해서 행할 수 있다. 또, 건조는, 열풍, 열판, 가열 롤러, 각종 적외선 히터 등을 이용하여 행할 수 있다. 계속해서, 사이징제를 부착시켜 건조시킨 후 보빈(bobbin)에 권취하여 탄소 섬유 다발을 얻는다.Next, the carbon fiber bundles are provided for sizing treatment. A sizing agent can be performed by dissolving the thing dissolve | dissolved in the organic solvent, the emulsion liquid disperse | distributed to water with an emulsifier, etc. to a carbon fiber bundle by the roller dipping method, the roller contact method, etc., and drying this. In addition, adjustment of the adhesion amount of the sizing agent to the surface of a carbon fiber can be performed by adjustment of the density | concentration of a sizing agent liquid, and adjustment of the amount of squeeze. Moreover, drying can be performed using a hot air, a hotplate, a heating roller, various infrared heaters, etc. Subsequently, after sizing agent is attached and dried, it is wound up to bobbin to obtain a carbon fiber bundle.

본 발명의 전구체 섬유 다발이나 내염화 섬유 다발을 이용하여, 전술한 소성방법을 적용함으로써 기계적 성능이 우수한 탄소 섬유 다발을 얻을 수 있다.By using the precursor fiber bundle or the flame resistant fiber bundle of the present invention, a carbon fiber bundle excellent in mechanical performance can be obtained by applying the above-described firing method.

본 발명의 탄소 섬유 다발은, 수지 함침 스트랜드 강도가 6000MPa 이상, ASTM 법으로 측정되는 스트랜드 탄성율이 250 내지 380GPa이며, 단섬유의 섬유축 방향에 수직인 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)가 1.00 내지 1.01, 단섬유의 직경이 4.0부터 6.0㎛, 단섬유의 섬유축 방향에 수직인 단면에 직경이 2nm 이상 15nm 이하인 공극이 1개 이상 100개 이하 존재하는 것이다. 공극이 100개 이하로 적기 때문에, 매우 높은 스트랜드 강도를 갖는 것으로 할 수 있다. 특히, 탄성율이 높은 탄소 섬유 다발에 있어서도, 높은 스트랜드 강도를 발현할 수 있다. 보다 적합한 것은, 상기 공극이 50개 이하인 것이다.The carbon fiber bundle of the present invention has a resin-impregnated strand strength of 6000 MPa or more, a strand elastic modulus of 250 to 380 GPa measured by the ASTM method, and a ratio of the long diameter and short diameter of the cross section perpendicular to the fiber axis direction of the short fibers (long diameter). / Short diameter) is 1.00 to 1.01, the diameter of the short fibers is 4.0 to 6.0 탆, and at least one or more pores having a diameter of 2 nm or more and 15 nm or less exist in the cross section perpendicular to the fiber axis direction. Since there are few voids or less, it can be set as having a very high strand strength. In particular, even in a carbon fiber bundle with high elastic modulus, high strand strength can be expressed. More suitably, the said void is 50 or less.

추가로 적합한 탄소 섬유 다발은, 단섬유의 섬유축 방향에 수직인 단면에 관찰되는 직경 2 내지 15nm의 범위에 있는 공극의 평균 직경이 6nm 이하인 것이다. 평균 직경이 6nm 이하인 것은, 전구체 섬유 다발에 있어서 유제가 국소적으로 자주 침투하는 일 없이, 균일하게 존재하고 있었다는 것을 나타내는 것이다. 이 6nm 이하를 확보함으로써 안정적인 탄소 섬유의 강도 발현성을 실현할 수 있다.Further suitable carbon fiber bundles are those in which the average diameter of the voids in the range of 2 to 15 nm in diameter observed in the cross section perpendicular to the fiber axis direction of the short fibers is 6 nm or less. An average diameter of 6 nm or less indicates that the oil agent uniformly existed in the precursor fiber bundle without being frequently infiltrated locally. By securing this 6 nm or less, the strength expression property of stable carbon fiber can be implement | achieved.

본 발명의 탄소 섬유 다발은, 단섬유의 섬유축 방향에 수직인 단면에 존재하는 공극의 면적의 총합 A(nm2)이 2,000nm2 이하인 것이 바람직하다. 또한, 총합 A(nm2)의 95% 이상에 해당하는 공극이, 섬유의 표면으로부터 깊이 150nm의 위치의 사이에 존재하는 것이 바람직하다. 단섬유가 이러한 구조를 갖는 것은, 전구체 섬유 다발에 있어서 유제가 표층 근방의 극표층 부분에만 존재하고 있었다는 것을 나타내는 것이다.In the carbon fiber bundle of the present invention, the total A (nm 2 ) of the area of the voids present in the cross section perpendicular to the fiber axis direction of the short fibers is preferably 2,000 nm 2 or less. Also, it is preferable that the voids corresponding to more than 95% of total A (2 nm), present between the position of depth 150nm from the surface of the fiber. The short fibers have such a structure, indicating that the oil agent was present only in the polar surface portion near the surface layer in the precursor fiber bundle.

본 발명에 있어서 탄소 섬유 다발을 결절한 것의 인장 파단 응력을 섬유 다발의 단면적(단위 길이 당 다발의 질량과 밀도)으로 나눈 결절 강도가 900 N/mm2 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1000 N/mm2 이상, 더욱 바람직하게는 1100 N/mm2 이상이다. 결절 강도는, 섬유축 이외의 방향의 섬유 다발의 기계적인 성능을 반영시키는 지표가 될 수 있는 것이며, 특히 섬유축으로 수직 방향의 성능을 간이적으로 볼 수 있다. 복합 재료에 있어서는, 유사 등방 적층에 의해 재료를 형성하는 것이 많으며, 복잡한 응력장을 형성한다. 그때, 섬유축 방향의 인장, 압축 응력 외에, 섬유축 이외의 방향의 응력도 발생하고 있다. 또한, 충격 시험과 같은 비교적 고속의 뒤틀림을 부여한 경우, 재료 내부의 발생 응력 상태는 꽤 복잡하며, 섬유축 방향과 다른 방향의 강도가 중요해진다. 따라서, 결절 강도가 900 N/mm2 미만에서는, 유사 등방 재료에 있어서 충분한 기계적 성능이 발현하지 않는다.In the present invention, it is preferable that the nodule strength obtained by dividing the tensile fracture stress of the carbon fiber bundles by the cross-sectional area (mass and density of the bundles per unit length) of the fiber bundles is 900 N / mm 2 or more. More preferably, it is 1000 N / mm <2> or more, More preferably, it is 1100 N / mm <2> or more. The nodule strength can be an index reflecting the mechanical performance of the fiber bundle in a direction other than the fiber axis, and in particular, the performance in the vertical direction can be seen simply with the fiber axis. In a composite material, the material is often formed by pseudo isotropic lamination and forms a complex stress field. At that time, in addition to the tensile and compressive stresses in the fiber axis direction, stresses in directions other than the fiber axis are also generated. In addition, when a relatively high speed distortion such as an impact test is applied, the generated stress state inside the material is quite complicated, and strength in a direction different from the fiber axis direction becomes important. Therefore, when the nodule strength is less than 900 N / mm 2 , sufficient mechanical performance does not develop in the pseudoisotropic material.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 한편, 본 실시예에 있어서의 각종 섬유의 성능의 측정, 평가는, 이하의 방법에 의한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. In addition, the measurement and evaluation of the performance of the various fiber in a present Example depend on the following method.

〔1. 응고사의 팽윤도 측정〕〔One. Swelling degree of coagulated yarn]

방사 공정에서 주행하고 있는 섬유 다발을 채취하고, 밀폐가능한 폴리에틸렌 제 자루에 넣고, 즉시 5℃ 이하의 냉장고 내에 보관한다. 보관 개시로부터 팽윤도 측정 완료까지의 시간은 8시간 이내로 한다.The fiber bundles running in the spinning process are taken out, placed in a sealable polyethylene bag and immediately stored in a refrigerator at or below 5 ° C. The time from the start of storage until the swelling degree measurement is completed is within 8 hours.

미리 건조해 둔 칭량병을 직시 천칭(直示 天秤)으로 계량한 후, 상기 섬유 다발로부터 약 3g의 시료를 채취하여, 칭량병에 넣어 계량한다. 시료를 탁상 원심기의 탈수용 원통에 넣어, 원심기에 세팅한다. 3000회전/분의 회전수로 10분간 원심 처리(조(粗)탈수)를 행한 후, 탈수 후의 시료를 칭량병에 옮겨, 계량한다. 이 질량을 습질량 A로 한다.After weighing the weighing bottle previously dried by direct balance, a sample of about 3 g is taken from the fiber bundle, and put into a weighing bottle. The sample is placed in a cylinder for dehydration of a tabletop centrifuge and set in a centrifuge. After centrifugal treatment (crude dehydration) for 10 minutes at a rotation speed of 3000 revolutions per minute, the sample after dehydration is transferred to a weighing bottle and weighed. This mass is referred to as wet mass A.

조탈수 후의 시료가 아직 용제를 포함하고 있는 경우는, 충분히 수세를 행한 후에 탈수를 행한다. 조탈수 또는 세정, 탈수 후의 시료를 칭량병에 옮겨, 뚜껑을 뺀 상태로, 105℃의 건조기 내에서 3시간 건조를 행한다. 건조 후의 시료를 칭량병에 넣은 채로 건조기(desiccator)에 옮겨, 20 내지 30분간 서냉한 후, 칭량병의 질량을 계량한다. 이 질량을 건질량 B로 한다.If the sample after the crude dehydration still contains a solvent, dehydration is performed after sufficient washing with water. The sample after crude dehydration or washing and dehydration is transferred to a weighing bottle, and dried in a dryer at 105 ° C. for 3 hours while the lid is removed. The sample after drying is transferred to a desiccator while it is put in a weighing bottle, and after being cooled slowly for 20 to 30 minutes, the mass of the weighing bottle is measured. Let this mass be the dry mass B.

이하의 식으로부터 팽윤도를 계산한다.The swelling degree is calculated from the following formula.

팽윤도(%)=(A-B)/B×100%Swelling degree (%) = (A-B) / B × 100%

〔2. 팽윤사의 팽윤도 측정 방법〕〔2. Swelling degree measuring method of swelling yarn]

방사 공정에서 채취한 팽윤사를 시료로서 이용한다. 응고사의 팽윤도 측정과 같은 수법으로써 실시한다.The swelling sand collected in the spinning process is used as a sample. It is performed by the same method as the measurement of swelling degree of coagulated yarn.

〔3. 팽윤사의 표면 형태 관찰〕[3. Surface Form Observation of Swelling Yarn]

방사 공정에서 채취한 팽윤사를 시료로서 이용한다. 팽윤사에 포함되는 용제를 t-뷰탄올로 치환하고, 팽윤사를 액체 질소로 급속 동결한 후, 이 섬유 시료를 온도 -30 내지 -25℃로 유지하여 약 3Pa의 감압하에서 24시간 동결 건조한다. 건조한 섬유 시료를 SEM 관찰용 시료대에 카본 페이스트로 고정한 후, 스퍼터 장치로 백금을 약 3nm의 두께에 스퍼터하여, 주사형 전자현미경(니혼전자(주), 제품명: JSM-7400F)에 의해, 가속 전압 3kV, 관찰 배율 50,000배의 조건에서 표면 형태를 관찰한다.The swelling sand collected in the spinning process is used as a sample. The solvent contained in the swelling yarn is replaced with t-butanol, the swelling yarn is rapidly frozen with liquid nitrogen, and the fiber sample is kept at a temperature of -30 to -25 ° C and freeze-dried for 24 hours under a reduced pressure of about 3 Pa. . After fixing the dry fiber sample to the SEM observation sample stage with carbon paste, platinum was sputtered to a thickness of about 3 nm with a sputtering device and accelerated by a scanning electron microscope (Nihon Electronics Co., Ltd., product name: JSM-7400F). The surface morphology is observed under a voltage of 3 kV and an observation magnification of 50,000 times.

섬유 표면에 개공(開孔)한 공극에 대하여 원주 방향의 폭을 계측하여, 폭이 10nm을 넘는 공극의 수를 계수한다. 50개 이상의 팽윤사에 대하여 같은 계측을 행하여, 합계의 공극수와 관찰 면적을 계측하여, 단위 면적(1㎛2) 당의 공극의 수의 평균치(평균 개공수)를 구한다.The width of the circumferential direction is measured with respect to the space | gap which opened on the fiber surface, and the number of the spaces whose width exceeds 10 nm is counted. The same measurement is performed about 50 or more swelling yarns, the total pore number and observation area are measured, and the average value (average pore number) of the number of voids per unit area (1 micrometer 2 ) is calculated | required.

〔4. 팽윤사의 세공 분포 측정 방법〕〔4. Measurement method of pore distribution of swelling yarn]

방사 공정에서 채취한 팽윤사를 다음 방법으로 건조 처리한다. 즉, 팽윤사가 건조 과정에서 수축 변형하지 않도록 정해진 길이로 고정하고, 물/t-뷰탄올의 혼합비가 80/20, 50/50, 20/80, 0/100의 혼합액에 30분씩 순차적으로 침지하고, 팽윤사에 포함되는 용제를 t-뷰탄올로 치환한다. 이어서, 이 팽윤사 시료를 플라스크에 넣어, 액체 질소 중에서 급속 동결한 후, 시료 온도를 -30 내지 -20℃로 유지하면서 100Pa 이하의 감압하에서 24 내지 72시간 동결 건조한다.The swelling sand collected in the spinning process is dried by the following method. That is, the swelling yarn is fixed to a fixed length so as not to shrink and deform in the drying process, and the mixing ratio of water / t-butanol is sequentially immersed in a mixture of 80/20, 50/50, 20/80, 0/100 by 30 minutes The solvent contained in the swelling yarn is replaced with t-butanol. Subsequently, this swelling yarn sample is placed in a flask and rapidly frozen in liquid nitrogen, followed by freeze drying for 24 to 72 hours under a reduced pressure of 100 Pa or less while maintaining the sample temperature at -30 to -20 ° C.

동결 건조한 팽윤사 다발 시료를 면도칼로 약 10mm의 길이로 절단하고 약 0.15g 칭량하고, 수은 폴로시메타((주)시마즈제작소, 제품명: 오토포어 IV)에 의해 대기압 내지 최고 압력 30,000psia의 조건에서 세공 분포를 측정한다. 평균 세공 크기(nm)는, 세공 크기에 세공 체적을 가중 체적 평균 세공 크기로서 구한다. 또한, 총 세공 체적 V(ml/g)는, 세공 크기가 500nm에 대응하는 압력인 때의 수은 압입량 V1(ml/g)과 세공 크기가 10nm에 대응하는 압력인 때의 수은 압입량 V2(ml/g)로부터 다음 식으로 구한다.Samples of freeze-dried swelling yarn bundles were cut to a length of about 10 mm with a razor and weighed about 0.15 g, and were subjected to mercury poloshimetha (manufactured by Shimadzu Corporation, product name: Autopore IV) under atmospheric pressure to a maximum pressure of 30,000 psia. Measure pore distribution. The average pore size (nm) is obtained as the weighted volume average pore size of the pore volume to the pore size. The total pore volume V (ml / g) is the mercury intrusion amount V1 (ml / g) when the pore size is at a pressure corresponding to 500 nm and the mercury intrusion amount V2 when the pore size is at a pressure corresponding to 10 nm ( ml / g) to obtain the following formula.

V= V2-V1V = V2-V1

〔5. 전구체 섬유 다발의 규소 함유량 측정〕[5. Silicon content measurement of precursor fiber bundles]

〔측정장치〕[Measurement device]

형광 X선 분석 장치: 리가쿠전기공업주식회사 제품, 제품명: ZSX100e,Fluorescence X-ray analyzer: Rigaku Electric Industries, Ltd., product name: ZSX100e,

타겟: Rh(엔드윈도우형) 4.0 kW,Target: Rh (end window type) 4.0 kW,

분광 결정: RX4,Spectral crystal: RX4,

검출기: PC(비례 계수기),Detector: PC (proportional counter),

슬릿: Std., Slit: Std.,

다이어프램: 10mmφ,Diaphragm: 10mmφ,

2θ:144.681°,2θ: 144.681 °,

측정선: Si-Kα,Measuring line: Si-Kα,

여기 전압: 50kV,Excitation voltage: 50kV,

여기 전류: 70mA.Excitation current: 70 mA.

〔측정 방법〕 〔How to measure〕

세로 20mm, 가로 40mm, 폭 5mm의 아크릴 수지제 판에 전구체 섬유 다발을 간극이 없도록 균일하게 감아 측정 샘플 조제하고, 본 장치에 세팅한다. 보통의 형광 X선 분석 방법에 의해 규소의 형광 X선 강도 측정을 실시한다. 수득된 전구체 섬유 다발의 규소의 형광 X선 강도로부터, 검량선을 이용하여 섬유 다발의 규소 함유량을 구한다. 측정수는 n= 10으로 하고, 그들의 평균치를 구하여 측정치로 한다.A measurement sample is prepared by uniformly winding a bundle of precursor fibers in an acrylic resin plate having a length of 20 mm, a width of 40 mm, and a width of 5 mm so that there is no gap. Fluorescence X-ray intensity of silicon is measured by a normal fluorescence X-ray analysis method. From the fluorescent X-ray intensity of the silicon of the obtained precursor fiber bundles, the silicon content of the fiber bundles is determined using a calibration curve. The measurement number is n = 10, and those average values are calculated | required and used as a measurement value.

〔6. 전구체 섬유의 표면 요철 구조의 측정〕[6. Measurement of Surface Concave-Convex Structure of Precursor Fiber]

전구체 섬유 다발의 단섬유의 양단을, 주사형 프로브 현미경 장치 부속의 금속제 샘플 홀더판 상에 카본 페이스트로 고정하고, 주사형 프로브 현미경으로써 이하의 조건에서 측정한다. 우선 주사형 프로브 현미경에 의해 단섬유의 형상상(形狀像)을 측정한다. 측정 화상에 대하여, 화상 해석에 의해 섬유축으로 수직 방향의 단면 프로파일을 10점 계측하여 윤곽 곡선의 최고부와 최저부의 고저차(Rp-v) 및 중심선 평균 조도 Ra를 구한다. 단섬유 10개에 대하여 측정을 행하여, 평균치를 구한다.Both ends of the short fibers of the precursor fiber bundle are fixed with carbon paste on a metal sample holder plate attached to the scanning probe microscope device, and measured under the following conditions with a scanning probe microscope. First, the shape of a short fiber is measured by a scanning probe microscope. The measurement image is measured by measuring the cross-sectional profile in the vertical direction in the fiber axis by image analysis, and the height difference (Rp-v) and the center line average roughness Ra of the highest part and the lowest part of the contour curve are obtained. Ten short fibers are measured and an average value is obtained.

〔측정조건〕〔Measuring conditions〕

장치: SII 나노테크놀로지즈사 SPI4000 프로브 스테이션, SPA400(유닛),Devices: SII Nanotechnology's SPI4000 Probe Station, SPA400 (Unit),

주사 모드: 다이나믹 포스 모드(DFM)(형상상 측정),Scan Mode: Dynamic Force Mode (DFM) (Shape Measurement),

탐침: SII 나노테크놀로지즈사 제품 SI-DF-20,Probe: SI-DF-20, manufactured by SII Nano Technologies, Inc.

회전: 90°(섬유축 방향에 대하여 수직 방향으로 스캔),Rotation: 90 ° (scan in the direction perpendicular to the fiber axis direction),

주사 속도: 1.0 Hz,Scanning speed: 1.0 Hz,

픽셀수: 512×512,Pixels: 512 × 512,

측정 환경: 실온, 대기중.Measurement environment: room temperature, air.

단섬유 1개에 대하여, 상기 조건에서 1 화상을 얻고, 상기 화상을 화상 해석 소프트(SPIWin)로 이하 조건에서 화상 해석한다.For one single fiber, one image is obtained under the above conditions, and the image is analyzed under the following conditions with image analysis software (SPIWin).

〔화상 해석조건〕(Image analysis condition)

수득된 형상상에, 〔플랫 처리〕, 〔메디안 8 처리〕,〔3차 기울기 보정〕을 행하여, 곡면을 평면에 피팅 보정한 화상을 얻는다. 평면 보정한 화상의 표면 조도 해석으로부터, 섬유축으로 수직 방향의 단면 프로파일을 계측하여, 윤곽 곡선의 최고부와 최저부의 고저차(Rp-v) 및 중심선 평균 조도 Ra를 구한다.On the obtained shape, [Flat processing], [Median 8 processing], and [3rd order tilt correction] are performed, and the image which fit-corrected the curved surface to the plane is obtained. From the surface roughness analysis of the plane-corrected image, the cross-sectional profile in the vertical direction is measured by the fiber axis, and the height difference (Rp-v) and the center line average roughness Ra of the highest and lowest points of the contour curve are obtained.

〔플랫 처리〕 [Flat processing]

리프트, 진동, 스캐너의 크리프 등에 의해서 이미지 데이타에 나타난 Z축 방향의 변형, 기복을 제거하는 처리이며, SPM 측정상의 장치에 의한 데이타의 변형을 제거하는 처리이다.It is a process for removing the deformation and undulation in the Z-axis direction shown in the image data due to lift, vibration, creep of the scanner, and the like, and a process for removing the deformation of the data by the device on the SPM measurement.

〔메디안 8 처리〕[Median 8 processing]

처리하는 데이타 점 S를 중심으로 하는 3×3의 창(매트릭스)에 있어서 S 및 D1 내지 D8의 사이에서 연산을 행하고, S의 Z 데이타를 치환함으로써 스무딩(smoothing)이나 노이즈 제거라고 한 필터의 효과를 얻는 것이다.In the 3x3 window (matrix) centering on the data point S to be processed, an operation is performed between S and D1 to D8, and the Z data of S is substituted to effect the filter of smoothing or removing noise. To get.

메디안 8 처리는, S 및 D1 내지 D8의 9점의 Z 데이타의 중앙치를 구하여, S를 치환한 것이다.Median 8 treatment is obtained by substituting S for the median value of S data and 9 points of Z data of D1 to D8.

〔3차 기울기 보정〕(3rd order tilt correction)

기울기 보정은, 처리 대상 이미지의 전체 데이타로부터 최소 자승 근사에 의해서 곡면을 구하여 피팅하여, 경사를 보정하는 것이다. (1차) (2차) (3차)는 피팅하는 곡면의 다음 수를 나타내고, 3차에서는 3차 곡면을 피팅한다. 3차 기울기 보정 처리에 의해서, 데이타의 섬유의 곡율을 없애 플랫인 상으로 한다.The inclination correction calculates and fits a curved surface by least square approximation from the entire data of the processing target image, and corrects the inclination. (1st) (2nd) (3rd) shows the next number of the curved surfaces to fit, and fits a 3rd curved surface in 3rd order. By the 3rd degree correction process, the curvature of the fiber of data is removed and it is set as a flat image.

〔7. 내염화 섬유 다발의 X선 회절 강도와 결정 배향도의 측정〕[7. Measurement of X-ray Diffraction Intensity and Crystal Orientation of Flame Resistant Fiber Bundle]

내염화 섬유 다발을 임의의 개소에서 섬유 길이 5cm로 절단하여 12mg 정칭(精秤) 채취하고, 시료 섬유축이 정확히 평행하게 되도록 하여 끌어 맞춘다. 섬유의 길이 방향에 대하여 수직 방향에서의 폭이 2mm이고, 또한 상기 폭 방향 및 섬유의 길이 방향의 양쪽에 대하여 수직 방향에 있어서의 두께가 균일한 섬유 다발로 가다듬는다. 이 섬유 다발의 양단에 아세트산바이닐/메탄올 용액을 함침시켜 형태가 무너지지 않도록 고정한 것을 피측정용의 샘플 섬유 다발로 한다.The flame resistant fiber bundles are cut to any length at 5 cm of fiber length, and 12 mg of the fibers are collected, and the sample fiber axes are aligned so that they are exactly parallel to each other. The width in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the fiber is 2 mm, and the fiber bundle is trimmed with a uniform thickness in both the width direction and the longitudinal direction of the fiber. The end of this fiber bundle is impregnated with a vinyl acetate / methanol solution and fixed so as not to collapse.

이것을 광각 X선 회절 시료대에 고정하고, 투과법에 의해서 적도 방향의 회절 강도를 측정하여 회절 강도 프로파일(세로축: 회절 강도, 가로축: 2θ(단위:°))를 얻는다. 수득된 프로파일로부터 폴리아크릴로나이트릴(100) 반사에 상당하는 2θ= 17° 및 흑연(002) 반사에 상당하는 2θ= 25° 근방의 회절 강도 피크 탑의 값을 검출하고, 그 값을 피크 강도로 한다.This is fixed to a wide-angle X-ray diffraction sample stage, and the diffraction intensity in the equator direction is measured by a transmission method to obtain a diffraction intensity profile (vertical axis: diffraction intensity, horizontal axis: 2θ (unit: °)). From the obtained profile, the value of the diffraction intensity peak tower near 2θ = 17 ° corresponding to the polyacrylonitrile 100 reflection and 2θ = 25 ° corresponding to the graphite (002) reflection was detected, and the value was determined as the peak intensity. Shall be.

또한, 결정 배향도는, 각 반사의 피크 위치에서 방위각 방향의 회절 프로파일을 측정하여 피크의 반값 폭 W(단위:°)를 구하여, 다음 식에 의해 산출한다.In addition, crystal orientation degree calculates the half value width W (unit: degree) of a peak by measuring the diffraction profile of an azimuth direction at the peak position of each reflection, and calculates it by following Formula.

결정 배향도(%)={(180-W)/180}×100Crystal orientation degree (%) = {(180-W) / 180} × 100

결정 배향도의 측정은, 측정 대상의 섬유 다발의 길이 방향에 있어서 3개의 샘플 섬유 다발을 채취하고, 각각 결정 배향도를 측정하여 평균치를 구한다.The measurement of crystal orientation degree takes three sample fiber bundles in the longitudinal direction of the fiber bundle of a measurement object, measures crystal orientation degree, respectively, and calculate | requires an average value.

한편, X선 회절 측정은, X선원으로서 리가쿠사 제품의 CuKα선(Ni 필터 사용) X선 발생 장치(상품명: TTR-III, 회전 대 음극형 X선 발생 장치)를 이용하여, 회절 강도 프로파일은 리가쿠사 제품의 신틸레이션 계수기에 의해 검출한다. 출력은 50kV-300mA로 한다.On the other hand, X-ray diffraction measurement, using a CuKα ray (using a Ni filter) X-ray generator (trade name: TTR-III, a rotating vs. cathode-type X-ray generator) manufactured by Rigaku Corporation as an X-ray source, the diffraction intensity profile was It is detected by a scintillation counter made by Rigaku Corporation. The output is 50kV-300mA.

〔8. 전구체 섬유 및 탄소 섬유의 단면 형상의 평가〕〔8. Evaluation of Cross-sectional Shape of Precursor Fiber and Carbon Fiber]

섬유 다발을 구성하는 단섬유의 섬유 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)는 아래와 같이 결정한다.The ratio of the long diameter and short diameter (long diameter / short diameter) of the fiber cross section of the short fiber which comprises a fiber bundle is determined as follows.

내경 1mm의 염화바이닐 수지제의 튜브 내에 측정용의 섬유 다발을 통과시킨 후, 이것을 나이프로 둥글게 잘라 시료를 준비한다. 이어서, 이 시료를 섬유 단면이 위를 향하도록 하여 SEM 시료대에 접착하고, 추가로 Au를 약 10nm의 두께에 스퍼터링하고 나서, 전자 현미경(필립스사 제품, 제품명: XL20 주사형)에 의해, 가속 전압 7.00kV, 작동 거리 31mm의 조건에서 섬유 단면을 관찰하여, 단섬유의 섬유 단면의 장직경 및 단직경을 측정한다.After passing a fiber bundle for measurement through a tube of vinyl chloride resin having an internal diameter of 1 mm, the sample is cut in a round shape with a knife. Subsequently, this sample was adhered to the SEM sample table with the fiber cross section facing upwards, and further sputtered Au to a thickness of about 10 nm, and then accelerated by an electron microscope (Philips company, product name: XL20 scanning type). The fiber cross section was observed under the conditions of a voltage of 7.00 kV and an operating distance of 31 mm, and the long and short diameters of the fiber cross section of the short fibers were measured.

〔9. 탄소 섬유 다발의 스트랜드 물성 평가〕[9. Evaluation of Strand Properties of Carbon Fiber Bundles]

수지 함침 탄소 섬유 다발의 스트랜드 시험체의 조제 및 강도의 측정은, JIS R7608에 준거하여 실시한다. 단, 탄성율의 산출은 ASTM에 준한 변형 범위를 이용하여 실시한다.The preparation of the strand test body of the resin-impregnated carbon fiber bundle and the measurement of strength are performed in accordance with JIS R7608. However, calculation of elastic modulus is performed using the deformation range according to ASTM.

〔10. 탄소 섬유 다발 횡단면에서의 공극의 평가〕[10. Evaluation of Porosity in Carbon Fiber Bundle Cross Sections]

탄소 섬유 다발로부터 단섬유를 제거하고, 스퍼터 장치에 의해 백금을 2 내지 5nm의 두께로 스퍼터한 후, 카본 코터 장치에 의해 카본을 100 내지 150nm의 두께로 코팅한다. 그 후, 집속 이온 빔 가공 장치((주)히타치하이테크놀로지즈 제품, 제품명: FB-2000A)를 이용하여, 텅스텐 보호막을 약 500nm의 두께로 침적한 후, 가속 전압 30kV의 수속 이온 빔으로 에칭함으로써 섬유의 횡단면의 박편(두께 100 내지 150nm)을 얻는다.The short fibers are removed from the bundle of carbon fibers, and the platinum is sputtered to a thickness of 2 to 5 nm by a sputter apparatus, and then the carbon is coated to a thickness of 100 to 150 nm by a carbon coater apparatus. Thereafter, a tungsten protective film was deposited to a thickness of about 500 nm using a focused ion beam processing apparatus (manufactured by Hitachi High Technologies, Inc., product name: FB-2000A), and then etched with a convergent ion beam having an acceleration voltage of 30 kV. The flakes (thickness 100 to 150 nm) of the cross section of the fiber are obtained.

이 박편을, 투과형 전자 현미경((주)히타치하이테크놀로지즈 제품, 제품명: H-7600)에 의해, 가속 전압 100kV의 조건에서 15만배 내지 20만배의 배율로 단섬유의 횡단면을 관찰한다.This thin piece is observed by the transmission electron microscope (The Hitachi High Technologies Co., Ltd. product, product name: H-7600), and the cross section of a single fiber is observed by the magnification of 150,000 times-200,000 times on the conditions of 100 kV of acceleration voltages.

또한, 화상 해석 소프트웨어(니혼로파(주) 제품, 제품명: 이미지-프로 플러스)를 이용하여, TEM 화상으로 밝게 보이는 공극 부분을 추출하고, 횡단면의 전체에 걸쳐 공극수 N을 계수함과 더불어, 개개의 공극의 면적을 계측하여 원 상당 직경 d(nm)을 산출한다. 또한, 공극의 면적의 총합 A(nm2) 및 평균 공극 직경 D(nm)을 구한다.In addition, by using image analysis software (product of Nihon Ropa Co., Ltd., product name: Image-Pro Plus), the part of the void which appears to be bright in a TEM image is extracted, and the number of voids N is counted throughout the cross section. The area of the voids is measured to calculate the circle equivalent diameter d (nm). In addition, the total A (nm 2 ) and the average pore diameter D (nm) of the area of the voids are obtained.

또한 공극의 깊이 T(nm)를 구한다. T는, 섬유 표면에 가까운 공극으로부터 순차로 면적 값을 누적한 경우에, 그 누적치가 면적 A의 95%에 달하는 위치와 섬유 표면과의 거리이다. 즉, 단섬유의 횡단면에 나타난 모든 공극을 대상으로 하고, 면적 0.95 A의 공극이 그 외주(外周) 측에 존재하는 원을 그리는 경우의 반경을 r로 하고, 단섬유의 반경을 R로 한 경우, T는 이하의 식으로 요청된다.In addition, the depth T (nm) of the void is obtained. T is a distance between the position where the cumulative value reaches 95% of the area A and the distance between the fiber surface when the area value is accumulated sequentially from the gap close to the fiber surface. That is, when all the voids appearing in the cross section of short fibers are covered, the radius at which the void of area 0.95 A draws a circle existing on the outer circumference side is r, and the radius of the short fiber is R. , T is requested by

T= R-r. T = R-r.

상기의 측정을 5개의 섬유에 대하여 행하여, 평균치를 구한다.Said measurement is performed about five fibers, and an average value is calculated | required.

〔11. 탄소 섬유 다발의 결절 강도의 측정〕[11. Measurement of nodule strength of carbon fiber bundles]

150mm 길이의 탄소 섬유 다발의 양단에 길이 25mm의 파지부를 부착하여 시험체로 한다. 시험체를 제작할 때, 0.1×10-3 N/데니어의 하중을 걸어 탄소 섬유 다발의 끌어 맞추기를 행한다. 이 시험체에 매듭을 거의 중앙부에 한개 형성하고, 인장시의 크로스헤드 속도는 100mm/분으로 실시한다. 인장 파단 응력을 섬유 다발의 단면적(단위 길이 당 다발의 질량과 밀도)으로 나눈 값을 결절 강도로 한다. 시험수는 12개로 하고, 최소와 최대치를 제거하여, 10개의 평균치로 표시한다.25 mm long gripping parts are attached to both ends of a 150 mm long bundle of carbon fiber to make a test specimen. When preparing a test body, the carbon fiber bundle is pulled under the load of 0.1 * 10 <-3> N / denier. A knot is formed almost at the center part of this test body, and the crosshead speed | rate at the time of tension is performed at 100 mm / min. The nominal strength is obtained by dividing the tensile fracture stress by the cross-sectional area of the fiber bundle (mass and density of the bundle per unit length). The number of tests shall be 12 and the minimum and maximum values shall be removed and 10 average values shall be displayed.

(실시예 1 및 비교예 1 내지 3)(Example 1 and Comparative Examples 1 to 3)

〔팽윤사 및 전구체 섬유의 조제〕[Preparation of Swelling Yarn and Precursor Fiber]

아크릴로나이트릴, 메타크릴산을 수계 현탁 중합에 의해 중합하여, 아크릴로나이트릴 단위/메타크릴산 단위 = 98/2질량%로 이루어지는 아크릴로나이트릴계 공중합체를 수득했다. 수득된 중합체를 다이메틸폼아마이드에 용해하고 농도 23.5질량%의 방사 원액을 조제했다.Acrylonitrile and methacrylic acid were polymerized by aqueous suspension polymerization to obtain an acrylonitrile copolymer comprising acrylonitrile units / methacrylic acid units = 98/2 mass%. The obtained polymer was dissolved in dimethylformamide to prepare a spinning stock solution having a concentration of 23.5% by mass.

이 방사 원액을 직경 0.13mm, 구멍수 2000의 토출 구멍을 배치한 방사 구금으로부터 일단 공기 중에 방출한 후, 약 4mm의 공간을 통과시킨 후 15℃로 조온(調溫)한 79.5질량% 다이메틸폼아마이드를 함유하는 수용액을 채운 응고액 중으로 토출하여 응고시키고, 응고사를 인취했다. 이어서 공기 중에서 1.1 내지 1.3배 연신 후, 60℃로 조온한 30질량% 다이메틸폼아마이드를 함유하는 수용액을 채운 연신조로 1.1 내지 2.9배 연신했다. 연신 후, 용제를 함유하고 있는 섬유 다발을 청정한 물로 세정하고, 다음으로 95℃의 열수 중에서 1.2배 내지 2.2배의 연신을 실시했다.This spinning stock solution was once discharged into the air from a spinneret having a diameter of 0.13 mm and a discharge hole having a hole number of 2000, and then passed through a space of about 4 mm, and then heated to 15 ° C., 79.5 mass% dimethyl foam. The aqueous solution containing the amide was discharged into the coagulated liquid filled to solidify, and the coagulated yarn was taken out. Subsequently, after extending | stretching 1.1 to 1.3 times in air, it extended | stretched 1.1 to 2.9 times with the drawing tank which filled the aqueous solution containing 30 mass% dimethylformamide heated at 60 degreeC. After extending | stretching, the fiber bundle containing a solvent was wash | cleaned with clean water, and then extending | stretching 1.2 to 2.2 times was performed in 95 degreeC hot water.

계속해서, 섬유 다발에 아미노 변성 실리콘을 주성분으로 하는 유제를 1.1질량%가 되도록 부여하여 건조 치밀화했다. 건조 치밀화 후의 섬유 다발을, 180℃의 가열 롤 사이에서 2.2배 내지 3.0배 연신하여, 추가로 배향의 향상과 치밀화를 행한 후에 권취하여 전구체 섬유 다발을 수득했다. 전구체 섬유의 섬도는, 0.77dtex였다. 또한, 단섬유의 섬유 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)는 1.005였다.Subsequently, the fiber bundle was made to have 1.1 mass% of the oil agent which has amino modified silicone as a main component, and it dried and densified. The fiber bundle after dry densification was stretched 2.2 times to 3.0 times between heating rolls at 180 ° C., and further wound up after winding to improve orientation and densification to obtain precursor fiber bundles. The fineness of the precursor fiber was 0.77 dtex. In addition, the ratio (long diameter / short diameter) of the long diameter and short diameter of the fiber cross section of a short fiber was 1.005.

여기서, 아미노 변성 실리콘을 주성분으로 하는 유제는 이하의 것을 이용했다.Here, the oil agent which has amino modified silicone as a main component used the following.

·아미노 변성 실리콘; KF-865(신에츠화학공업(주) 제품, 1급 측쇄 타입, 점도 110cst(25℃), 아미노 당량 5,000 g/mol, 85질량%,Amino modified silicone; KF-865 (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., first-class side chain type, viscosity 110 cst (25 ° C.), amino equivalent 5,000 g / mol, 85 mass%,

·유화제; NIKKOL BL-9EX(닛코케미칼즈주식회사 제품, POE(9) 라우릴에터), 15질량%.Emulsifiers; NIKKOL BL-9EX (product of Nikko Chemicals, POE (9) lauryl ether), 15 mass%.

〔내염화, 탄소화〕[Salt, carbonization]

이어서, 복수의 전구체 섬유 다발을 평행하게 맞춘 상태로 내염화 화로에 도입하고, 220℃ 내지 280℃로 가열된 공기를 전구체 섬유 다발로 불어냄에 의해, 전구체 섬유 다발을 내염화하고 밀도 1.342 g/cm3의 내염섬유 다발을 수득했다. 여기서, 밀도 1.200 g/cm3 내지 1.250 g/cm3의 범위에서 5.0%의 신장을 행하고, 또한 밀도 1.250 g/cm3 내지 1.300 g/cm3의 범위에서 1.5%의 신장을 행하고, 또한 1.300 g/cm3 내지 1.340 g/cm3의 범위에서 -0.5% 신장시켰다. 합계의 신장율은 6%로 하고, 내염화 처리 시간은 70분으로 했다.Subsequently, the precursor fiber bundles were flameproofed by introducing a plurality of precursor fiber bundles into parallel to the flameproofing furnace and blowing air heated to 220 to 280 ° C into the precursor fiber bundles, thereby densifying the precursor fiber bundles to a density of 1.342 g / A bundle of flame resistant fibers of cm 3 was obtained. Where density 1.200 g / cm 3 To about 1.250 g / in the range of cm 3 subjected to a 5.0% elongation, and a density 1.250 g / cm 3 to perform a 1.5% elongation in the range of 1.300 g / cm 3, and 1.300 g / cm 3 to 1.340 g / cm Elongation was -0.5% in the range of 3 . The elongation rate of the total was 6%, and the flameproofing treatment time was 70 minutes.

다음으로 내염화 섬유 다발을 질소 중 300 내지 700℃의 온도 구배를 갖는 제 1 탄소화 화로로써 4.5%의 신장을 가하면서 통과시켰다. 온도 구배는 직선적으로 되도록 설정했다. 처리 시간은 1.9분으로 했다.The flame resistant fiber bundles were then passed through an elongation of 4.5% with a first carbonization furnace having a temperature gradient of 300 to 700 ° C. in nitrogen. The temperature gradient was set to be linear. The processing time was 1.9 minutes.

또한 질소 분위기 중에서 1000 내지 1250℃의 온도 구배를 설정한 제 2 탄소화 화로를 이용하여 신장율 -3.8%로 열처리를 행했다. 계속해서, 질소 분위기 중 1250 내지 1500℃의 온도 구배를 설정한 제 3 탄소화 화로를 이용하여 신장율 -0.1% 열처리를 행하여, 탄소 섬유 다발을 수득했다. 제 2 탄소화 화로 및 제 3 탄소화 화로를 합친 신장율은 -3.9%, 처리 시간은 3.7분으로 했다.Further, heat treatment was performed at an elongation rate of -3.8% using a second carbonization furnace in which a temperature gradient of 1000 to 1250 ° C was set in a nitrogen atmosphere. Subsequently, elongation rate -0.1% heat treatment was performed using the 3rd carbonization furnace which set the temperature gradient of 1250-1500 degreeC in nitrogen atmosphere, and the carbon fiber bundle was obtained. The elongation rate combined the 2nd carbonization furnace and the 3rd carbonization furnace was -3.9%, and the processing time was 3.7 minutes.

〔탄소 섬유의 표면 처리〕[Surface treatment of carbon fiber]

계속해서, 중탄산암모늄 10질량%의 수용액 중에 주행시켜 탄소 섬유 다발을 양극으로서, 피처리 탄소 섬유 1g 당 40 쿨롬의 전기량이 되도록 대극과의 사이에서 통전 처리를 행하고, 온수 90℃에서 세정한 후 건조했다. 다음으로 하이드란(LAN) N320(DIC주식회사 제품)을 0.5질량% 부착시키고, 보빈에 권취하고, 탄소 섬유 다발을 수득했다. 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 있어서의, 탄소 섬유의 단섬유의 섬유 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)는 1.005, 직경은 4.9㎛였다.Subsequently, the solution was run in an aqueous solution of 10% by mass of ammonium bicarbonate, and the carbon fiber bundle was used as an anode to conduct electricity through the counter electrode so as to have an electric quantity of 40 coulombs per 1 g of the carbon fiber to be treated. did. Next, 0.5 mass% of hydrane (LAN) N320 (made by DIC Corporation) was stuck, it wound up in the bobbin, and the carbon fiber bundle was obtained. In Example 1 and Comparative Examples 1-3, the ratio (long diameter / short diameter) of the long diameter and short diameter of the fiber cross section of the short fiber of carbon fiber was 1.005, and the diameter was 4.9 micrometer.

〔일방향 프리프레그의 제작〕[Production of one-way prepreg]

B 스테이지화한 에폭시 수지 #410(180℃ 경화 타입)을 도포한 이형지상에 보빈으로부터 감기 시작한 탄소 섬유 다발 156개를 끌어 맞춰 배치하고, 가열 압착 롤러를 통해서, 에폭시 수지를 함침했다. 그 위에 보호 필름을 적층하여, 수지 함유량 약 33질량%, 탄소 섬유 밀도 125 g/m2, 폭 500mm의 일방향 인전(

Figure 112012002148417-pct00001
) 프리프레그(이하, 「UD 프리프레그」라고 함)를 제작했다.156 carbon fiber bundles which began to wind from bobbin were put together on the release paper which apply | coated B stage epoxy resin # 410 (180 degreeC hardening type), and the epoxy resin was impregnated through the heat-compression roller. A protective film was laminated thereon, and the unidirectional shearing of resin content of about 33% by mass, carbon fiber density 125 g / m 2 , and width of 500 mm (
Figure 112012002148417-pct00001
) Prepreg (hereinafter referred to as "UD prepreg").

〔적층판의 성형 및 기계적 성능평가〕[Formation of Laminated Plates and Mechanical Performance Evaluation]

상기 UD 프리프레그를 사용하여 적층판을 성형하고, 적층판의 0° 인장 강도를 ASTM D3039에 준거한 평가법에 의해 측정했다. The laminated board was shape | molded using the said UD prepreg, and the 0 degree tensile strength of the laminated board was measured by the evaluation method based on ASTMD3039.

방사 공정에서의 연신 조건을 표 1에 나타내었다.The stretching conditions in the spinning process are shown in Table 1.

Figure 112012002148417-pct00002
Figure 112012002148417-pct00002

〔섬유의 평가〕[Evaluation of fiber]

수득된 응고사와 팽윤사의 팽윤도, 팽윤사의 표면 개공 폭 측정, 전구체 섬유 다발의 광각 X선 측정, TMA 평가, 및 내염화사의 광각 X선 측정, 탄소 섬유의 스트랜드 강도, 탄성율 및 단면 공극 관찰, 결절 강도 측정을 실시했다. 그 결과를 표 2에 나타내었다. 실시예 1은 높은 기계적 성능을 갖는 탄소 섬유로 되어 있는 것이 확인되었다.Swelling degree of coagulated and swelled yarn obtained, measurement of surface pore width of swelled yarn, wide-angle X-ray measurement of precursor fiber bundle, TMA evaluation, and wide-angle X-ray measurement of flame resistant yarn, observation of strand strength, elastic modulus and cross-sectional void of carbon fiber, nodule strength The measurement was performed. The results are shown in Table 2. It was confirmed that Example 1 was made of carbon fiber with high mechanical performance.

Figure 112012002148417-pct00003
Figure 112012002148417-pct00003

(실시예 2 내지 16 및 비교예 4 내지 9) (Examples 2 to 16 and Comparative Examples 4 to 9)

실시예 1과 같이 하여, 방사 공정의 조건을 일부 변경하고, 팽윤사와 전구체 섬유 다발을 수득했다. 전구체 섬유의 섬도는 0.77dtex로 하고, 또한 단섬유의 섬유 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)는 1.005였다. 계속해서, 같은 소성 조건에서 탄소 섬유 다발을 제조했다. 탄소 섬유의 단섬유의 섬유 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)는 1.005, 직경은 4.9㎛였다.In the same manner as in Example 1, the conditions of the spinning process were partially changed to obtain swelling yarns and precursor fiber bundles. The fineness of the precursor fiber was 0.77 dtex, and the ratio (long diameter / short diameter) of the long diameter and the short diameter of the fiber cross section of the short fiber was 1.005. Subsequently, carbon fiber bundles were produced under the same firing conditions. The ratio (long diameter / short diameter) of the long diameter and short diameter of the fiber cross section of the short fiber of carbon fiber was 1.005, and the diameter was 4.9 micrometer.

표 1에 방사 공정의 조건, 표 2에 각종 섬유 다발의 평가 결과를 정리하여 나타내었다.In Table 1, the conditions of a spinning process and the evaluation result of various fiber bundles are put together in Table 2, and are shown.

(실시예 17 내지 20)(Examples 17 to 20)

실시예 14로 수득된 전구체 섬유 다발을 이용하여, 제 2 및 제 3 탄소화 화로로 가열 처리 조건만을 변경하고, 그 밖의 조건은 실시예 14와 동일하게 하여 탄소 섬유 다발을 제작했다. 표 3에 그 열처리 조건 및 탄소 섬유 다발의 성상을 나타내었다.Using the precursor fiber bundle obtained in Example 14, only the heat treatment conditions were changed to the second and third carbonization furnaces, and the other conditions were the same as those in Example 14, to produce a carbon fiber bundle. Table 3 shows the heat treatment conditions and the properties of the carbon fiber bundles.

Figure 112012002148417-pct00004
Figure 112012002148417-pct00004

(실시예 21 내지 25 및 참고예 1 및 2) (Examples 21 to 25 and Reference Examples 1 and 2)

실시예 14와 같은 방사 조건에서 단섬유의 섬도만 변경하여 수득된 전구체 섬유 다발을 이용하여, 실시예 15의 소성 조건 중, 제 2 및 제 3 탄소화 화로로 가열처리 조건만을 변경한 것 이외는 실시예 15와 같은 소성 조건에서 탄소 섬유 다발을 제작했다. 전구체 섬유, 열처리 조건, 및 탄소 섬유 다발의 성상을 표 4에 나타내었다.Using the precursor fiber bundle obtained by changing only the fineness of the short fibers under the same spinning conditions as in Example 14, except that only the heat treatment conditions were changed to the second and third carbonization furnaces in the firing conditions of Example 15. Carbon fiber bundles were produced under the same firing conditions as in Example 15. The properties of the precursor fibers, heat treatment conditions, and carbon fiber bundles are shown in Table 4.

Figure 112012002148417-pct00005
Figure 112012002148417-pct00005

(실시예 26 내지 28 및 참고예 3 및 4)(Examples 26 to 28 and Reference Examples 3 and 4)

유제의 아미노 변성 실리콘의 종류를 변경한 것 이외는 실시예 14와 마찬가지 조건에서, 전구체 섬유 다발, 계속해서 탄소 섬유 다발을 제작했다.The precursor fiber bundle and the carbon fiber bundle were produced on the conditions similar to Example 14 except having changed the kind of amino modified silicone of an oil agent.

이용한 아미노 변성 실리콘 종, 전구체 섬유 및 탄소 섬유 다발의 성상을 표 5에 나타내었다.The properties of the amino modified silicone species, precursor fibers and carbon fiber bundles used are shown in Table 5.

Figure 112012002148417-pct00006
Figure 112012002148417-pct00006

(실시예 29 내지 31)(Examples 29 to 31)

실시예 1과 같이 하여, 방사 공정의 조건을 일부 변경하고, 팽윤사와 전구체 섬유 다발을 수득했다. 전구체 섬유의 섬도는 0.77dtex로 하고, 또한 단섬유의 섬유 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)는 1.005였다. 계속해서, 같은 소성 조건으로 탄소 섬유 다발을 제조했다. 탄소 섬유의 단섬유의 섬유 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)는 1.005, 직경은 4.9㎛였다.In the same manner as in Example 1, the conditions of the spinning process were partially changed to obtain swelling yarns and precursor fiber bundles. The fineness of the precursor fiber was 0.77 dtex, and the ratio (long diameter / short diameter) of the long diameter and the short diameter of the fiber cross section of the short fiber was 1.005. Then, the carbon fiber bundle was manufactured on the same baking conditions. The ratio (long diameter / short diameter) of the long diameter and short diameter of the fiber cross section of the short fiber of carbon fiber was 1.005, and the diameter was 4.9 micrometer.

표 1에 방사 공정의 조건, 표 2에 각종 섬유 다발의 평가 결과를 나타내었다.Table 1 shows the conditions of the spinning process and Table 2 shows the evaluation results of the various fiber bundles.

본 발명의 탄소 섬유 다발은, 항공기, 고속 이동체 등의 구조 재료로서 사용할 수 있다. The carbon fiber bundle of the present invention can be used as a structural material such as an aircraft or a high-speed moving object.

Claims (26)

아크릴로나이트릴 96.0질량% 이상 99.7질량% 이하와, 하나 이상의 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하를 필수 성분으로서 공중합시킨 아크릴로나이트릴 공중합체로 이루어지고, 섬유의 원주 방향으로 10nm 이상의 폭이 있는 개공부(開孔部)를 0.3개/㎛2 이상 2개/㎛2 이하의 범위로 단섬유의 표면에 갖는, 유제 처리되어 있지 않은 탄소 섬유용 아크릴로나이트릴 팽윤사(絲).It consists of the acrylonitrile copolymer which copolymerized 96.0 mass% or more of acrylonitrile 99.7 mass% or less and 0.3 mass% or more and 4.0 mass% or less of unsaturated hydrocarbon which has one or more carboxyl group or ester group as an essential component, Acrylonitrile for non-emulsified carbon fibers having a pore having a width of 10 nm or more in the circumferential direction on the surface of the short fibers in the range of 0.3 / μm 2 or more and 2 μm 2 or less. Swelling yarn. 제 1 항에 있어서,
수은 압입법에 의해 측정되는 세공 분포에 있어서, 평균 세공 크기가 55nm 이하이며, 총 세공 체적이 0.55 ml/g 이하인 팽윤사.
The method of claim 1,
The pore distribution measured by a mercury intrusion method WHEREIN: The average pore size is 55 nm or less, and the total pore volume is 0.55 ml / g or less.
삭제delete 삭제delete 섬유의 원주 방향으로 10nm 이상의 폭이 있는 개공부(開孔部)를 0.3개/㎛2 이상 2개/㎛2 이하의 범위로 단섬유의 표면에 갖는 탄소 섬유용 아크릴로나이트릴 팽윤사의 제조 방법으로서,
〔1〕아크릴로나이트릴 96.0질량% 이상 99.7질량% 이하와, 하나 이상의 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하를 필수 성분으로서 공중합시킨 아크릴로나이트릴계 공중합체를, 20질량% 이상 25질량% 이하의 농도 범위로 유기 용제에 용해시켜 온도 50℃ 이상 70℃ 이하의 방사 원액을 조제하는 공정,
〔2〕이 방사 원액을, 건습식 방사법을 이용하여 토출 구멍으로부터 일단 공기 중으로 토출시킨 후, 온도 -5℃ 이상 20℃ 이하, 유기 용제 농도 78.0질량% 이상 82.0질량% 이하의 수용액으로 이루어지는 응고욕 중에서 응고시켜 상기 유기 용제를 포함하는 응고사 다발을 얻는 공정,
〔3〕상기 응고사 다발을 공기 중에서 1.0배 이상 1.25배 이하의 범위로 연신한 후, 추가로, 농도 30질량% 이상 60질량% 이하의 유기 용제를 함유하는 40℃ 이상 80℃ 이하의 온수 용액 중에서 연신하는 공정으로서, 두 연신에 의한 합계 연신 배율을 2.6배 이상 4.0배 이하로 하여 연신하는 공정, 및
〔4〕계속해서, 50℃ 이상 95℃ 이하의 온수로써 탈용제하고, 추가로 70℃ 이상 95℃ 이하의 열수 중에서 0.98배 이상 2.0배 이하로 연신시키는 공정을 갖는 팽윤사의 제조 방법.
The manufacturing method of the acrylonitrile swelling yarn for carbon fiber which has the opening part which has a width 10 nm or more in the circumferential direction of a fiber in the range of 0.3 / micrometer <2> or 2 / micrometer <2> or less on the surface of short fiber. As
[1] An acrylonitrile-based copolymer obtained by copolymerizing 96.0 mass% or more and 99.7 mass% or less of acrylonitrile and 0.3 mass% or more and 4.0 mass% or less of unsaturated hydrocarbon having at least one carboxyl group or ester group as essential components, 20 Dissolving in an organic solvent in a concentration range of not less than 25% by mass to prepare a spinning stock solution having a temperature of 50 ° C or more and 70 ° C or less,
[2] A coagulation bath consisting of an aqueous solution having a temperature of −5 ° C. or more and 20 ° C. or less and an organic solvent concentration of 78.0% by mass or more and 82.0% by mass or less after discharging this spinning stock solution into the air once from a discharge hole by using a dry-wet spinning method. Coagulating in a step of obtaining a coagulated yarn bundle containing the organic solvent,
[3] After stretching the coagulated yarn bundle in a range of 1.0 to 1.25 times in air, a hot water solution of 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower further containing an organic solvent having a concentration of 30% by mass or more and 60% by mass or less. As a process of extending | stretching in the process, The process of extending | stretching making the total draw ratio by two draw into 2.6 times or more and 4.0 times or less, And
[4] A process for producing a swelling yarn having a step of subsequently desolvating with hot water of 50 ° C. or higher and 95 ° C. or lower and further stretching the water from 0.98 to 2.0 times in hot water of 70 ° C. or higher and 95 ° C. or lower.
제 5 항에 있어서,
유기 용제가 다이메틸폼아마이드 또는 다이메틸아세토아마이드 중 어느 하나인 제조 방법.
The method of claim 5, wherein
The organic solvent is either dimethylformamide or dimethylacetoamide.
제 5 항에 있어서,
상기 온수 용액 중에서의 연신 배율을 2.5배 이상 4.0배 이하로 하는 제조 방법.
The method of claim 5, wherein
The manufacturing method which makes draw ratio 2.5 times or more and 4.0 times or less in the said hot water solution.
제 6 항에 있어서,
상기 온수 용액 중에서의 연신 배율을 2.5배 이상 4.0배 이하로 하는 제조 방법.
The method according to claim 6,
The manufacturing method which makes draw ratio 2.5 times or more and 4.0 times or less in the said hot water solution.
아크릴로나이트릴 96.0질량% 이상 99.7질량% 이하와, 하나 이상의 카복실기 또는 에스터기를 갖는 불포화 탄화수소 0.3질량% 이상 4.0질량% 이하를 필수 성분으로서 공중합시킨 아크릴로나이트릴 공중합체로 이루어지고, 실리콘 화합물을 포함하는 유제로 처리된 규소 함유량이 1700ppm 이상 5000ppm 이하인 탄소 섬유용 전구체 섬유 다발로서, 속슬렛(soxhlet) 추출기를 이용한 메틸에틸케톤에 의한 8시간 유제 세정 후의 규소 함유량이 50ppm 이상 300ppm 이하인 탄소 섬유용 전구체 섬유 다발.Silicone compound which consists of 96.0 mass% or more and 99.7 mass% or less of acrylonitrile and the acrylonitrile copolymer which copolymerized 0.3 mass% or more and 4.0 mass% or less of unsaturated hydrocarbon which has one or more carboxyl group or ester group as an essential component, A precursor fiber bundle for carbon fibers having a silicon content of 1700 ppm or more and 5000 ppm or less, wherein the silicon content is greater than or equal to 50 ppm and 300 ppm or less after 8 hours emulsion washing with methyl ethyl ketone using a soxhlet extractor. Precursor fiber bundles. 제 9 항에 있어서,
단섬유의 섬도가 0.5dtex 이상 1.0dtex 이하이고, 단섬유의 섬유 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)가 1.00 이상 1.01 이하이고, 단섬유의 섬유축 방향으로 평행하게 존재하는 길이 0.6㎛ 이상의 주름 구조인 표면 요철 구조가 없고, 주사형 프로브 현미경에 의해 단섬유의 형상상(形狀像)을 측정한 화상에서의 최고부와 최저부의 고저차(Rp-v)가 30nm 이상 100nm 이하이며, 중심선 평균 조도(Ra)가 3nm 이상 10nm 이하인 전구체 섬유 다발.
The method of claim 9,
The fineness of the short fibers is 0.5 dtex or more and 1.0 dtex or less, and the ratio of the long diameter and the short diameter (long diameter / short diameter) of the fiber cross section of the short fibers is 1.00 or more and 1.01 or less and exists in parallel in the fiber axis direction of the short fibers. There is no surface concave-convex structure, which is a corrugated structure having a length of 0.6 μm or more, and the height difference (Rp-v) of the highest part and the lowest part of the image in which the shape of the single fiber is measured by a scanning probe microscope is 30 nm or more and 100 nm. It is below and a precursor fiber bundle whose center line average roughness (Ra) is 3 nm or more and 10 nm or less.
제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 탄소 섬유용 전구체 섬유 다발의 제조 방법으로서,
제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 제조 방법으로 수득된 팽윤사의 다발에, 실리콘 화합물을 포함하는 유제를, 팽윤사 100질량%에 대하여 유제 성분 0.8질량% 이상 1.6질량% 이하를 부착시켜 건조시키고, 이어서 열 연신법 또는 스팀 연신법에 의해서 1.8배 이상 6.0배 이하의 범위로 연신을 실시하는 탄소 섬유용 전구체 섬유 다발의 제조 방법.
As a manufacturing method of the precursor fiber bundle for carbon fiber of Claim 9 or 10,
The oil agent containing a silicone compound is stuck to the bundle of the swelling yarn obtained by the manufacturing method of any one of Claims 5-8, and it adhere | attaches 0.8 mass% or more and 1.6 mass% or less of an oil agent component with respect to 100 mass% of swelling yarns, and is dried. Then, the method of producing a precursor fiber bundle for carbon fibers is drawn in a range of 1.8 to 6.0 times by thermal stretching or steam stretching.
제 11 항에 있어서,
실리콘 화합물로서, 이하의 조건 (1) 및 (2)를 만족시키는 아미노 변성 실리콘 화합물을 이용하는 제조 방법.
(1) 25℃에서의 동점도 50cst 이상 5000cst 이하,
(2) 아미노 당량 1,700 g/mol 이상 15,000 g/mol 이하.
The method of claim 11,
The manufacturing method which uses an amino modified silicone compound which satisfy | fills the following conditions (1) and (2) as a silicone compound.
(1) kinematic viscosity at 25 ° C. or more and 50 cst or more and 5000 cst or less,
(2) 1,700 g / mol or more and 15,000 g / mol or less in amino equivalent weight.
실리콘 화합물을 포함하는 유제를, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 팽윤사의 다발에 부착시키는 탄소 섬유용 전구체 섬유 다발의 제조 방법.The manufacturing method of the precursor fiber bundle for carbon fibers which makes an oil agent containing a silicone compound adhere to the bundle of swelling yarns of Claim 1 or 2. 제 13 항에 기재된 제조 방법에 의해 수득된 전구체 섬유 다발을 220 내지 260℃의 열풍 순환형의 내염화 화로에 30분 이상 100분 이하 동안 통과시켜, 신장율 0% 이상 10% 이하로 하여 산화 분위기 하에서 열처리하는 것에 의하는, 이하의 조건을 만족하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
(1) 섬유 다발 광각 X선 측정에 의한 적도 방향의 피크 A(2θ= 25°)와 피크 B(2θ= 17°)의 강도비(B/A) 1.3 이상,
(2) 피크 B의 배향도 80% 이상,
(3) 피크 A의 배향도 79% 이상,
(4) 밀도 1.335 g/cm3 이상 1.360 g/cm3 이하.
The precursor fiber bundle obtained by the manufacturing method according to claim 13 is passed through a flame resistant flame furnace of 220 to 260 ° C. for 30 minutes or more and 100 minutes or less, and the elongation rate is 0% or more and 10% or less, under an oxidizing atmosphere. The manufacturing method of the flame-resistant fiber bundle which satisfy | fills the following conditions by heat processing.
(1) the intensity ratio (B / A) of peak A (2θ = 25 °) and peak B (2θ = 17 °) in the equatorial direction by fiber bundle wide-angle X-ray measurement, 1.3 or more;
(2) the orientation of peak B is 80% or more,
(3) the orientation of peak A is 79% or more,
(4) Density 1.335 g / cm 3 or more and 1.360 g / cm 3 or less.
제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 전구체 섬유 다발을, 220 내지 260℃의 열풍 순환형의 내염화 화로에 30분 이상 100분 이하 동안 통과시켜, 신장율 0% 이상 10% 이하로 하여 산화 분위기 하에서 열처리하는 것에 의하는, 이하의 조건을 만족하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
(1) 섬유 다발 광각 X선 측정에 의한 적도 방향의 피크 A(2θ= 25°)와 피크 B(2θ= 17°)의 강도비(B/A) 1.3 이상,
(2) 피크 B의 배향도 80% 이상,
(3) 피크 A의 배향도 79% 이상,
(4) 밀도 1.335 g/cm3 이상 1.360 g/cm3 이하.
The precursor fiber bundle according to claim 9 or 10 is passed through a hot air circulation flameproofing furnace at 220 to 260 ° C. for 30 minutes to 100 minutes, and the heat treatment is performed under an oxidizing atmosphere at an elongation of 0% to 10%. The manufacturing method of the flameproof fiber bundle which satisfy | fills the following conditions by doing.
(1) the intensity ratio (B / A) of peak A (2θ = 25 °) and peak B (2θ = 17 °) in the equatorial direction by fiber bundle wide-angle X-ray measurement, 1.3 or more;
(2) the orientation of peak B is 80% or more,
(3) the orientation of peak A is 79% or more,
(4) Density 1.335 g / cm 3 or more and 1.360 g / cm 3 or less.
제 14 항에 있어서,
신장 처리 조건을 적어도 3개의 신장 처리 블록으로 분할하고,
제1의 신장 처리 블록에서, 섬유의 밀도가 1.200 g/cm3 이상 1.260 g/cm3 이하의 범위에서 3.0% 이상 8.0% 이하의 신장,
제2의 신장 처리 블록에서, 섬유의 밀도가 1.240 g/cm3 이상 1.310 g/cm3 이하의 범위에서 0.0% 이상 3.0% 이하의 신장, 및
제3의 신장 처리 블록에서, 섬유의 밀도가 1.300 g/cm3 이상 1.360 g/cm3 이하의 범위에서 -1.0% 이상 2.0% 이하의 신장
을 실시하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법으로서, 제1의 신장 처리 블록을 포함하는 신장 처리 블록에서 섬유의 밀도가 1.240 g/cm3 이상 1.260 g/cm3 이하로 된 섬유를 제2의 신장 처리 블록에 제공하고, 제2의 신장 처리 블록을 포함하는 신장 처리 블록에서 섬유 밀도가 1.300 g/cm3 이상 1.310 g/cm3 이하로 된 섬유를 제3의 신장 처리 블록에 제공하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Dividing the decompression processing condition into at least three decompression processing blocks,
In the first stretch treatment block, the fiber has a density of 3.0% or more and 8.0% or less in a range of 1.200 g / cm 3 or more and 1.260 g / cm 3 or less,
In the second stretching block, fibers having a density of at least 0.0% and at most 3.0% in a range of at least 1.240 g / cm 3 and at most 1.310 g / cm 3 , and
In the third stretch treatment block, the fiber has a density of -1.0% or more and 2.0% or less in a range of 1.300 g / cm 3 or more and 1.360 g / cm 3 or less
A method for producing a flame retardant fiber bundle, which comprises: a second stretch treatment of fibers having a fiber density of 1.240 g / cm 3 or more and 1.260 g / cm 3 or less in the stretch treatment block including the first stretch treatment block; A flame retardant fiber bundle that provides to the third stretch treatment block a fiber having a fiber density of 1.300 g / cm 3 or more and 1.310 g / cm 3 or less in the stretch treatment block including the second stretch treatment block. Method of preparation.
제 15 항에 있어서,
신장 처리 조건을 적어도 3개의 신장 처리 블록으로 분할하고,
제1의 신장 처리 블록에서, 섬유의 밀도가 1.200 g/cm3 이상 1.260 g/cm3 이하의 범위에서 3.0% 이상 8.0% 이하의 신장,
제2의 신장 처리 블록에서, 섬유의 밀도가 1.240 g/cm3 이상 1.310 g/cm3 이하의 범위에서 0.0% 이상 3.0% 이하의 신장, 및
제3의 신장 처리 블록에서, 섬유의 밀도가 1.300 g/cm3 이상 1.360 g/cm3 이하의 범위에서 -1.0% 이상 2.0% 이하의 신장
을 실시하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법으로서, 제1의 신장 처리 블록을 포함하는 신장 처리 블록에서 섬유의 밀도가 1.240 g/cm3 이상 1.260 g/cm3 이하로 된 섬유를 제2의 신장 처리 블록에 제공하고, 제2의 신장 처리 블록을 포함하는 신장 처리 블록에서 섬유 밀도가 1.300 g/cm3 이상 1.310 g/cm3 이하로 된 섬유를 제3의 신장 처리 블록에 제공하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
The method of claim 15,
Dividing the decompression processing condition into at least three decompression processing blocks,
In the first stretch treatment block, the fiber has a density of 3.0% or more and 8.0% or less in a range of 1.200 g / cm 3 or more and 1.260 g / cm 3 or less,
In the second stretching block, fibers having a density of at least 0.0% and at most 3.0% in a range of at least 1.240 g / cm 3 and at most 1.310 g / cm 3 , and
In the third stretch treatment block, the fiber has a density of -1.0% or more and 2.0% or less in a range of 1.300 g / cm 3 or more and 1.360 g / cm 3 or less
A method for producing a flame retardant fiber bundle, which comprises: a second stretch treatment of fibers having a fiber density of 1.240 g / cm 3 or more and 1.260 g / cm 3 or less in the stretch treatment block including the first stretch treatment block; A flame retardant fiber bundle that provides to the third stretch treatment block a fiber having a fiber density of 1.300 g / cm 3 or more and 1.310 g / cm 3 or less in the stretch treatment block including the second stretch treatment block. Method of preparation.
수지 함침 스트랜드 강도가 6000MPa 이상, ASTM 법으로 측정되는 스트랜드 탄성율이 250 내지 380GPa, 단섬유의 섬유축 방향에 수직인 단면의 장직경과 단직경의 비(장직경/단직경)가 1.00 내지 1.01이고, 단섬유의 직경이 4.0㎛ 내지 6.0㎛이며, 단섬유의 섬유축 방향에 수직인 단면에 직경이 2nm 이상 15nm 이하인 공극이 1개 이상 100개 이하 존재하는, 탄소 섬유 다발.Resin impregnated strand strength is 6000MPa or more, the strand elastic modulus measured by ASTM method is 250-380GPa, and ratio of the long diameter and short diameter (long diameter / short diameter) of the cross section perpendicular | vertical to the fiber axis direction of short fiber is 1.00-1.01 The carbon fiber bundle whose diameter of a short fiber is 4.0 micrometers-6.0 micrometers, and 1 or more and 100 or less space | gap whose diameter is 2 nm or more and 15 nm or less exists in the cross section perpendicular | vertical to the fiber axis direction of a short fiber. 제 18 항에 있어서,
상기 공극의 평균 직경이 6nm 이하인 탄소 섬유 다발.
The method of claim 18,
A carbon fiber bundle having an average diameter of the voids of 6 nm or less.
제 18 항에 있어서,
상기 공극의 면적의 총합 A(nm2)이 2,000nm2 이하인 탄소 섬유 다발.
The method of claim 18,
A carbon fiber bundle having a total A (nm 2 ) of the area of the voids of 2,000 nm 2 or less.
제 19 항에 있어서,
상기 공극의 면적의 총합 A(nm2)이 2,000nm2 이하인 탄소 섬유 다발.
The method of claim 19,
A carbon fiber bundle having a total A (nm 2 ) of the area of the voids of 2,000 nm 2 or less.
제 18항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
단섬유의 섬유축 방향에 수직인 단면에 존재하는 공극의 면적의 총합 A(nm2)의 95% 이상에 해당하는 공극이 섬유의 표면으로부터 깊이 150nm의 위치의 사이에 존재하는 탄소 섬유 다발.
The method according to any one of claims 18 to 21,
A bundle of carbon fibers in which pores corresponding to 95% or more of the sum A (nm 2 ) of the total area of the pores present in the cross section perpendicular to the fiber axis direction of the short fibers are located at a depth of 150 nm from the surface of the fiber.
제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
결절 강도 900 N/mm2 이상의 탄소 섬유인 탄소 섬유 다발.
22. The method according to any one of claims 18 to 21,
Carbon fiber bundles that are carbon fibers with a nominal strength of 900 N / mm 2 or greater.
제 22 항에 있어서,
결절 강도 900 N/mm2 이상의 탄소 섬유인 탄소 섬유 다발.
23. The method of claim 22,
Carbon fiber bundles that are carbon fibers with a nominal strength of 900 N / mm 2 or greater.
제 18 항에 기재된 탄소 섬유 다발의 제조 방법으로서,
제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 전구체 섬유 다발을, 산화 분위기 하에서의 열처리에 의해 밀도 1.335 g/cm3 이상 1.355 g/cm3 이하의 내염화 섬유 다발로 한 후, 불활성 분위기 중 300℃ 이상 700℃ 이하의 온도 구배를 갖는 제 1 탄소화 화로로써 2% 이상 7% 이하의 신장을 가하면서 1.0분 이상 3.0분 이하 가열하고, 계속해서 불활성 분위기 중 1000℃로부터 소성 온도까지의 온도 구배를 갖는 한 개 이상의 탄소화 화로로써 -6.0% 이상 2.0% 이하의 신장을 가하면서 1.0분 이상 5.0분 이하 열처리를 행하는 탄소 섬유 다발의 제조 방법.
As a manufacturing method of the carbon fiber bundle of Claim 18,
Claim 9 or after the precursor fiber bundle according to claim 10, in my chloride fiber bundle density of 1.335 g / cm 3 at least 1.355 g / cm 3 or less by the heat treatment under an oxidizing atmosphere, more than 300 ℃ in an inert atmosphere 700 ℃ One having a temperature gradient from 1000 ° C. to firing temperature in an inert atmosphere, followed by heating from 1.0 ° C. to 3.0% with an elongation of 2% or more and 7% or less with a first carbonization furnace having the following temperature gradient. A method of producing a carbon fiber bundle, wherein the carbonization furnace is subjected to a heat treatment of 1.0 minutes to 5.0 minutes while applying an elongation of -6.0% to 2.0%.
제 18 항에 기재된 탄소 섬유 다발의 제조 방법으로서,
제 11 항에 기재된 제조 방법에 의해 수득된 전구체 섬유 다발을, 산화 분위기 하에서의 열처리에 의해 1.335 g/cm3 이상 1.355 g/cm3 이하의 내염화 섬유 다발로 한 후, 불활성 분위기 중 300℃ 이상 700℃ 이하의 온도 구배를 갖는 제 1 탄소화 화로로써 2% 이상 7% 이하의 신장을 가하면서 1.0분 이상 3.0분 이하 가열하고, 계속해서 불활성 분위기 중 1000℃로부터 소성 온도까지의 온도 구배를 갖는 한 개 이상의 탄소화 화로로써 -6.0% 이상 2.0% 이하의 신장을 가하면서 1.0분 이상 5.0분 이하 열처리를 행하는 탄소 섬유 다발의 제조 방법.
As a manufacturing method of the carbon fiber bundle of Claim 18,
By the precursor fiber bundle obtained by the method as defined in claim 11, wherein the heat treatment under the oxidizing atmosphere, 1.335 g / cm 3 at least 1.355 g / cm 3 after my chloride fiber bundle or less, more than 300 ℃ in an inert atmosphere 700 As long as the first carbonization furnace having a temperature gradient of not more than 0 ° C. is heated at least 1.0% and not more than 3.0 minutes while applying 2% or more and 7% or less elongation, and subsequently has a temperature gradient from 1000 ° C. to firing temperature in an inert atmosphere. A method for producing a carbon fiber bundle, wherein the carbon fiber furnace is subjected to a heat treatment of 1.0 minute to 5.0 minutes with an elongation of -6.0% to 2.0%.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5708965B2 (en) * 2009-06-10 2015-04-30 三菱レイヨン株式会社 Acrylonitrile-based precursor fiber bundle and method for producing carbon fiber bundle
CN104321373B (en) 2012-03-29 2018-04-06 三菱化学株式会社 Thermoplastic carbon fiber resin prepreg material, carbon fibre composite and manufacture method
CN104246033A (en) 2012-04-18 2014-12-24 三菱丽阳株式会社 Carbon fiber bundle and method of producing carbon fiber bundle
JP5765425B2 (en) * 2012-07-02 2015-08-19 三菱レイヨン株式会社 Carbon fiber bundle manufacturing method and carbon fiber precursor fiber bundle heating furnace
JP6119168B2 (en) * 2012-10-03 2017-04-26 三菱ケミカル株式会社 Method for producing flame-resistant fiber bundle and method for producing carbon fiber bundle
WO2014081015A1 (en) 2012-11-22 2014-05-30 三菱レイヨン株式会社 Method for production of carbon fiber bundle
JP2015030942A (en) * 2013-08-05 2015-02-16 三菱レイヨン株式会社 Acrylonitrile precursor fiber bundle for carbon fiber and method for producing the same
JP6232814B2 (en) * 2013-08-05 2017-11-22 三菱ケミカル株式会社 Acrylic fiber manufacturing method
JP2015161056A (en) * 2014-02-28 2015-09-07 三菱レイヨン株式会社 Acrylonitrile precursor fiber bundle for carbon fiber and production method thereof
CN106661771B (en) * 2014-08-27 2020-05-19 三菱化学株式会社 Gloss pilling-resistant acrylic fiber, process for producing the same, and yarn and knitted fabric comprising the same
US10011931B2 (en) 2014-10-06 2018-07-03 Natural Fiber Welding, Inc. Methods, processes, and apparatuses for producing dyed and welded substrates
US10344403B2 (en) * 2014-12-29 2019-07-09 Cytec Industries Inc. Densification of polyacrylonitrile fiber
CA2979199A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 Cytec Industries Inc. Manufacture of intermediate modulus carbon fiber
WO2016208570A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 株式会社カネカ Acrylic fiber and method for manufacturing same
JP7421861B2 (en) 2016-03-25 2024-01-25 ナチュラル ファイバー ウェルディング インコーポレーテッド Methods, processes, and apparatus for producing welded substrates
CN109196149B (en) 2016-05-03 2021-10-15 天然纤维焊接股份有限公司 Method, process and apparatus for producing dyed weld matrix
KR102194940B1 (en) * 2016-05-24 2020-12-24 도레이 카부시키가이샤 Carbon fiber bundle and its manufacturing method
US20190194829A1 (en) * 2016-09-12 2019-06-27 Toray Industries, Inc. Coagulated yarn and manufacturing method thereof, carbon fiber precursor fiber, and method of manufacturing carbon fiber
US11156403B2 (en) 2017-02-24 2021-10-26 Jfe Steel Corporation Graphite-containing refractory and method of producing graphite-containing refractory
JP7074054B2 (en) * 2017-03-27 2022-05-24 東レ株式会社 Fiber manufacturing method and carbon fiber manufacturing method
CN107503000B (en) * 2017-09-30 2021-03-19 东华大学 Method for preparing carbon nanofiber tows by utilizing electrostatic spinning
JP6477821B2 (en) * 2017-10-11 2019-03-06 三菱ケミカル株式会社 Carbon fiber bundle
WO2019087766A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-09 東レ株式会社 Carbon fiber bundle and method for producing same
WO2020028624A1 (en) * 2018-08-01 2020-02-06 Cytec Industries, Inc. Method for determining the degree of swelling of a polymer using near-ir
JP7341648B2 (en) * 2018-10-05 2023-09-11 帝人株式会社 Precursor fiber bundle manufacturing method, carbon fiber bundle manufacturing method, and carbon fiber bundle
JP6729665B2 (en) * 2018-11-16 2020-07-22 三菱ケミカル株式会社 Acrylonitrile precursor fiber bundle for carbon fiber and method for producing the same
US20220170183A1 (en) * 2019-03-28 2022-06-02 Toray Industries, Inc. Carbon fiber bundle and production method thereof
JP7319955B2 (en) * 2020-11-27 2023-08-02 株式会社豊田中央研究所 Carbon fiber precursor fiber bundle, flameproof fiber bundle, method for producing them, and method for producing carbon fiber bundle
TWI792328B (en) * 2021-05-27 2023-02-11 臺灣塑膠工業股份有限公司 Carbon fiber and method of forming the same
WO2024090196A1 (en) * 2022-10-24 2024-05-02 東レ株式会社 Carbon fiber bundle, and carbon fiber-reinforced composite material using same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436275A (en) 1993-11-30 1995-07-25 Japan Exlan Company Limited Porous acrylonitrile polymer fiber
KR960008492B1 (en) * 1987-11-23 1996-06-26 임페리알 케미칼 인더스트리스 피엘씨 Inorganic oxide fibers and their production
JP2005133274A (en) 2003-10-10 2005-05-26 Mitsubishi Rayon Co Ltd Carbon fiber and composite material containing the same
JP2009046770A (en) 2007-08-16 2009-03-05 Mitsubishi Rayon Co Ltd Acrylonitrile-based precursor fiber for carbon fiber

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0615722B2 (en) 1986-07-31 1994-03-02 東レ株式会社 Method for producing acrylic fiber for producing carbon fiber
JPH0491230A (en) 1990-08-06 1992-03-24 Mitsubishi Rayon Co Ltd Production of precursor
JPH04240220A (en) * 1991-01-21 1992-08-27 Mitsubishi Rayon Co Ltd Precursor for carbon fiber
JPH055224A (en) 1991-06-25 1993-01-14 Asahi Chem Ind Co Ltd Production of carbon fiber having excellent uniformity
TW459075B (en) * 1996-05-24 2001-10-11 Toray Ind Co Ltd Carbon fiber, acrylic fiber and preparation thereof
CN1105793C (en) * 1997-08-27 2003-04-16 三菱丽阳株式会社 Acrylonitrile-based precursor fiber for carbon fiber, process for producing the same, and carbon fiber obtained from the precursor fiber
JPH11124744A (en) * 1997-10-20 1999-05-11 Toray Ind Inc Production of carbon fiber precursor fiber and carbon fiber
KR100371402B1 (en) * 1999-06-14 2003-02-07 주식회사 엘지화학 Activated carbon fiber with modified porous characteristic and modifying method thereof
US7097904B2 (en) * 2002-08-05 2006-08-29 Toray Industries, Inc. Porous fiber
JP4278970B2 (en) * 2002-12-16 2009-06-17 三菱レイヨン株式会社 Carbon fiber bundle and chopped carbon fiber bundle for fiber reinforced resin and carbon fiber reinforced resin composition exhibiting high mechanical properties and low electrical conductivity
JP2004225178A (en) * 2003-01-21 2004-08-12 Toray Ind Inc Carbon fiber cord for rubber reinforcement
EP3273137A1 (en) * 2003-08-28 2018-01-24 Mitsubishi Chemical Corporation High-performance pressure vessel and carbon fiber for pressure vessel
CN1314848C (en) * 2004-09-07 2007-05-09 中原工学院 Production of nanometer hollow carbon fibre from nuclear polymer
CN1328425C (en) * 2005-10-14 2007-07-25 东华大学 Active carbon fiber in hollow morphological structure, and preparation method
WO2007069511A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-21 Toray Industries, Inc. Carbon fiber, process for production of polyacrylonitrile-base precursor fiber for carbon fiber production, and process for production of carbon fiber
CN100387762C (en) * 2006-07-10 2008-05-14 浙江大学 Polyacrylonitrile mesopore-macropore ultrafine carbon fiber and its preparation method
JP5103068B2 (en) * 2007-01-18 2012-12-19 三菱レイヨン株式会社 Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same
CN101250770B (en) * 2008-03-11 2010-07-21 东华大学 Method for manufacturing polyacrylonitrile-based carbon fiber with enganced carbon nano-tube

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960008492B1 (en) * 1987-11-23 1996-06-26 임페리알 케미칼 인더스트리스 피엘씨 Inorganic oxide fibers and their production
US5436275A (en) 1993-11-30 1995-07-25 Japan Exlan Company Limited Porous acrylonitrile polymer fiber
JP2005133274A (en) 2003-10-10 2005-05-26 Mitsubishi Rayon Co Ltd Carbon fiber and composite material containing the same
JP2009046770A (en) 2007-08-16 2009-03-05 Mitsubishi Rayon Co Ltd Acrylonitrile-based precursor fiber for carbon fiber

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