KR20210063328A - Method for producing flame-resistant fiber bundles and methods for producing carbon fiber bundles - Google Patents

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KR20210063328A
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유스케 쿠지
코헤이 타카마츠
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도레이 카부시키가이샤
도레이 카부시키가이샤
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Abstract

복수의 다발을 인접시켜 정렬한 아크릴계 섬유 다발(2)을, 내염화로(1) 외의 양측에 설치되는 가이드 롤러(4)에 의해서 반송시키면서, 열풍 가열식의 내염화로(1) 내를 주행시켜 산화성 분위기 중에서 열처리하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법으로서, 내염화로(1) 내에서의 열풍의 방향이 섬유 다발의 주행 방향에 대해서 평행하고, 다음 식(1)로 정의되는 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 2 ~ 18%로 하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
P=[1-p(x){-t<x<t}]×100   (1)
여기서, P는 인접 섬유 다발간의 접촉률(%), t는 인접하는 섬유 다발간의 틈새(mm), p(x)는 정규 분포 N(0,σ2)의 확률 밀도 함수,σ는 진폭의 표준 편차, x는 진폭의 중앙을 제로로 하는 확률 변수를 나타낸다. 고품질인 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 조업 트러블 없이, 생산 효율적으로 생산할 수 있다.
Acrylic fiber bundles 2 arranged by adjoining a plurality of bundles are conveyed by guide rollers 4 provided on both sides of the flame-resistant furnace 1, while running in a hot-air heating type flame-resistant furnace 1 A method for producing a flame-resistant fiber bundle subjected to heat treatment in an oxidizing atmosphere, wherein the direction of hot air in the flame-resistant furnace (1) is parallel to the running direction of the fiber bundle, and the contact ratio between adjacent fiber bundles defined by the following formula (1) A method for producing a flame-resistant fiber bundle in which P is 2 to 18%.
P=[1-p(x){-t<x<t}]×100 (1)
where P is the contact rate (%) between adjacent fiber bundles, t is the gap between adjacent fiber bundles (mm), p(x) is the probability density function of the normal distribution N(0,σ 2 ), σ is the standard deviation of the amplitude , x denotes a random variable with the center of the amplitude equal to zero. High-quality flame-resistant fiber bundles and carbon fiber bundles can be produced efficiently without operating problems.

Figure P1020217007567
Figure P1020217007567

Description

내염화 섬유 다발의 제조 방법 및 탄소섬유 다발의 제조 방법Method for producing flame-resistant fiber bundles and methods for producing carbon fiber bundles

본 발명은, 탄소섬유 다발의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 고품질인 내염화 섬유 다발을 조업 트러블 없이, 생산 효율적으로 생산할 수 있는 내염화 섬유 다발의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a carbon fiber bundle. More specifically, it relates to a method for producing a flame-resistant fiber bundle capable of efficiently producing a high-quality flame-resistant fiber bundle without operating trouble.

탄소섬유는 비강도, 비탄성률, 내열성, 및 내약품성이 우수하기 때문에, 각종 소재의 강화재로서 유용하고, 항공 우주 용도, 레저 용도, 일반 산업용도 등의 폭넓은 분야에서 사용되고 있다.Since carbon fiber has excellent specific strength, specific modulus, heat resistance, and chemical resistance, it is useful as a reinforcing material for various materials, and is used in a wide range of fields such as aerospace applications, leisure uses, and general industrial purposes.

일반적으로, 아크릴계 섬유 다발로부터 탄소섬유 다발을 제조하는 방법으로는, 아크릴계 중합체의 단섬유를 수천개 내지 수만개 묶은 섬유 다발을 내염화로에 송입하고, 200 ~ 300℃로 가열된 공기 등의 산화성 분위기의 열풍에 쬐는 것으로 가열 처리(내염화 처리)한 후, 얻어진 내염화 섬유 다발을 탄소화로에 송입하고, 300 ~ 1000℃의 불활성 가스 분위기 중에서 가열 처리(전(前)탄소화 처리)한 후에, 또한 1000℃ 이상의 불활성 가스 분위기에서 만족된 탄소화로에서 가열 처리(탄소화 처리)하는 방법이 알려져 있다. 또한, 중간 재료인 내염화 섬유 다발은, 그 불타기 어려운 성능을 살려, 난연성 직포용의 소재로서도 널리 이용되고 있다.In general, as a method of manufacturing a carbon fiber bundle from an acrylic fiber bundle, a fiber bundle in which thousands to tens of thousands of short fibers of an acrylic polymer are bundled is fed into a flameproof furnace, and an oxidizing atmosphere such as air heated to 200 to 300°C After heat treatment (flammability treatment) by exposing to a hot air of a, the obtained flameproof fiber bundle is fed into a carbonization furnace and heat-treated (pre-carbonization treatment) in an inert gas atmosphere at 300 to 1000 ° C. Also known is a method of heat treatment (carbonization treatment) in a satisfactory carbonization furnace in an inert gas atmosphere of 1000°C or higher. In addition, flame-resistant fiber bundles, which are intermediate materials, are widely used as materials for flame-retardant woven fabrics by making use of their non-flammable performance.

탄소섬유 다발 제조 공정 중에서의 처리 시간이 가장 길고, 소비되는 에너지량이 가장 많아지는 것은 내염화 공정이다. 이 때문에 내염화 공정에서의 생산성 향상이 탄소섬유 다발 제조에서 가장 중요해진다.In the carbon fiber bundle manufacturing process, the longest processing time and the largest amount of energy consumed is the flameproofing process. For this reason, productivity improvement in the flameproofing process becomes the most important in the manufacture of carbon fiber bundles.

내염화 공정에서의 장시간의 열처리를 할 수 있게 하기 위해, 내염화를 행하기 위한 장치(이하, 내염화로라고 한다)는, 내염화로 외부에 배설한 되풀이 롤러에 의해서, 아크릴계 섬유를 수평 방향으로 여러번 왕복시켜 내염화시키면서 처리하는 것이 일반적이다. 내염화 공정에서의 생산성 향상을 위해서는, 동시에 다수의 섬유 다발을 반송하는 것으로 내염화로 내의 섬유 다발의 밀도를 올리는 것, 및 섬유 다발의 주행 속도를 올리는 것이 유효하다.In order to enable long-term heat treatment in the flameproofing process, an apparatus for flameproofing (hereinafter referred to as flameproofing furnace) uses a repeating roller disposed outside the flameproofing furnace to horizontally move the acrylic fiber. It is common to process while reciprocating several times with flameproofing. In order to improve productivity in the flameproofing process, it is effective to increase the density of the fiber bundles in the flameproof furnace by simultaneously conveying a large number of fiber bundles, and to increase the running speed of the fiber bundles.

그러나, 로 내의 섬유 다발의 밀도를 올리는 경우, 섬유 다발의 진동에 의한 인접하는 섬유 다발간의 접촉 빈도가 늘어난다. 이 때문에, 섬유 다발의 혼섬(混纖)이나, 단섬유 끊어짐 등이 빈번히 발생하는 것에 의한 내염화 섬유의 품질의 저하 등을 부른다.However, when the density of the fiber bundles in the furnace is increased, the frequency of contact between adjacent fiber bundles due to vibration of the fiber bundles increases. For this reason, the deterioration of the quality of the flame-resistant fiber due to frequent occurrence of mixed fibers of fiber bundles, breakage of single fibers, and the like is called.

또한 섬유 다발의 주행 속도를 올리는 경우에서는, 같은 열처리량을 얻기 위해서, 내염화로의 사이즈를 크게 할 필요가 있다. 특히 높이 방향의 사이즈를 크게 하는 것은, 건물 계층을 복수로 나누거나 마루의 면의 단위면적당의 내과중(耐過重)을 올릴 필요가 있기 때문에, 설비비 증대로 연결된다. 여기서 설비비 증대를 억제하고 내염화로의 사이즈를 크게 하려면, 수평 방향 1 패스당의 거리(이하, 내염화로 길이라고 한다)를 크게 함으로써 높이 방향의 사이즈를 작게 하는 것이 유효하다. 다만, 내염화로 길이를 크게 함으로써, 주행하는 섬유 다발의 현수량(懸垂量)이 커져, 상기 섬유 다발의 밀도를 올리는 경우와 같이, 진동에 의한 인접하는 섬유 다발간의 접촉, 섬유 다발의 혼섬이나, 단섬유 끊어짐 등이 빈번히 발생하는 것에 의한 내염화 섬유의 품질의 저하 등을 부른다.In addition, in the case of increasing the running speed of the fiber bundle, it is necessary to increase the size of the flameproof furnace in order to obtain the same amount of heat treatment. In particular, increasing the size in the height direction leads to an increase in equipment cost because it is necessary to divide the building hierarchy into a plurality of layers or to increase the load-bearing weight per unit area of the floor. Here, in order to suppress an increase in equipment cost and increase the size of the flameproof furnace, it is effective to decrease the size in the height direction by increasing the distance per pass in the horizontal direction (hereinafter, referred to as flameproof furnace length). However, by increasing the length of the flame-resistant furnace, the amount of suspension of the running fiber bundle increases, as in the case of increasing the density of the fiber bundle, contact between adjacent fiber bundles due to vibration, mixing of fiber bundles, , a decrease in the quality of the flame-resistant fiber caused by frequent breakage of short fibers and the like.

상기의 문제를 해결하기 위해서, 특허문헌 1에서는, 내염화 공정에서의 섬유 다발 시트 형상 물질의 면점유율의 규정하고, 또한 내염화로 내의 풍속, 및 내염화 공정에서의 공정 장력의 적정화를 도모하는 것이 설명되고 있다.In order to solve the above problems, in Patent Document 1, the surface occupancy of the fiber bundle sheet-like material in the flameproofing step is stipulated, and the wind speed in the flameproofing furnace and the process tension in the flameproofing step are optimized. thing is being explained. 또한, 특허문헌 2에서는, 내염화 공정에서의 섬유 다발 시트 형상 물질의 면점유율, 내염화로 내의 풍속, 내염화로 내의 섬유 다발의 밀도, 구체적으로는 주행 섬유 다발의 폭 1 mm당의 섬도를 규정하는 것이 설명되고 있다.In addition, in Patent Document 2, the surface occupancy of the fiber bundle sheet-like material in the flameproofing step, the wind speed in the flameproofing furnace, the fiber bundle density in the flameproofing furnace, specifically, the fineness per 1 mm of the width of the running fiber bundle is prescribed. doing is being explained. 또한 특허문헌 3에서는, 내염화로 길이가 길어졌을 경우에서의 내염화 공정의 라인 스피드, 섬유 다발의 최대 현수량의 적정화를 도모하는 것이 설명되고 있다.Moreover, in patent document 3, aiming at the optimization of the line speed of the flameproof process in the case where length becomes long by flameproofing, and the maximum amount of suspension of a fiber bundle is demonstrated. 특허문헌 1:일본 특허공개 2000-160435호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2000-160435 특허문헌 2: 일본 특허공개 2011-127264호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2011-127264 특허문헌 3:일본 특허공개 평 11-61574호 공보Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. Hei 11-61574

그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에서는 생산성 향상을 위해서 내염화로 길이도 크게 하는 경우에, 규정의 면점유율의 파라미터에서는 인접하는 섬유 다발간의 접촉을 회피할 수 없다. 이 때문에, 고품질인 내염화 섬유를 제조할 수 없는 염려가 있다. 또한, 특허문헌 3에서는, 섬유 다발의 최대 현수량의 규정에 의해, 내염화로 길이가 큰 경우의 인접 섬유 다발간의 접촉 억제가 고려되고 있지만, 내염화로 내에서의 섬유 다발의 밀도에 대해서는 언급되어 있지 않고, 생산성을 향상할 수 없다.However, in Patent Document 1 and Patent Document 2, in the case of increasing the length of the flameproof furnace in order to improve productivity, the contact between adjacent fiber bundles cannot be avoided in the prescribed surface occupancy parameter. For this reason, there exists a possibility that high-quality flame-resistant fiber cannot be manufactured. Further, in Patent Document 3, the contact suppression between adjacent fiber bundles in the case of a large flameproof furnace length is considered by the regulation of the maximum suspension amount of the fiber bundles, but the density of the fiber bundles in the flameproof furnace is mentioned. It is not done, and productivity cannot be improved.

따라서, 본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 고품질인 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 조업 트러블 없이, 생산 효율적으로 생산하는 것이다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to efficiently produce high-quality flame-resistant fiber bundles and carbon fiber bundles without operating troubles.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 내염화 섬유 다발의 제조 방법은, 다음의 구성을 가진다. 즉,In order to solve the above problems, the method for producing a flame-resistant fiber bundle of the present invention has the following configuration. In other words,

복수의 다발을 인접시켜 정렬한 아크릴계 섬유 다발을, 내염화로 외 양측에 설치되는 가이드 롤러에 의해서 반송시키면서, 열풍 가열식의 내염화로 내를 주행시켜 산화성 분위기 중에서 열처리하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법으로서, 내염화로 내에서의 열풍의 방향이 섬유 다발의 주행 방향에 대해서 평행하고, 다음 식(1)로 정의되는 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 2 ~ 18%로 하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법이다.A method for producing flame-resistant fiber bundles in which acrylic fiber bundles arranged adjacent to each other are transported by guide rollers installed on both sides of the flame-resistant furnace, while running in a hot-air heating type flame-resistant furnace and heat-treated in an oxidizing atmosphere As, the direction of the hot air in the flameproof furnace is parallel to the running direction of the fiber bundle, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles defined by the following formula (1) is 2 to 18%. to be.

P=[1-p(x){-t<x<t}]×100   (1)P=[1-p(x){-t<x<t}]×100   (1)

여기서, P는 인접 섬유 다발간의 접촉률(%), t는 인접하는 섬유 다발간의 틈새(mm), p(x)는 정규 분포 N(0,σ2)의 확률 밀도 함수, σ는 진폭의 표준 편차, x는 진폭의 중앙을 제로로 하는 확률 변수를 나타낸다.where P is the contact rate (%) between adjacent fiber bundles, t is the gap between adjacent fiber bundles (mm), p(x) is the probability density function of the normal distribution N(0,σ 2 ), and σ is the standard deviation of the amplitude , x denotes a random variable with the center of the amplitude equal to zero.

본 발명에서의 「인접 섬유 다발간의 접촉률 P」란, 복수의 섬유 다발을 인접하도록 병렬해 주행시켰을 때에, 섬유 다발의 폭방향의 진동(실 요동)에 의해, 인접하는 섬유 다발간의 틈새가 제로가 되는 확률을 가리킨다. 상기 섬유 다발의 폭방향의 진동의 진폭은, 섬유 다발의 진폭 평균을 0, 진폭의 표준 편차를σ로 한 경우, 정규 분포 N에 따른다고 가정하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P는 상기 식(1)에서 구할 수 있다.The "contact ratio P between adjacent fiber bundles" in the present invention means that, when a plurality of fiber bundles are run in parallel so that they are adjacent, the gap between adjacent fiber bundles is zero due to vibration (thread oscillation) in the width direction of the fiber bundles. indicates the probability of It is assumed that the amplitude of the vibration in the width direction of the fiber bundle follows a normal distribution N when the average of the amplitude of the fiber bundle is 0 and the standard deviation of the amplitude is σ, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles is expressed in the formula (1) ) can be obtained from

또한, 본 발명의 탄소섬유 다발의 제조 방법은, 다음의 구성을 가진다. 즉,Further, the method for producing a carbon fiber bundle of the present invention has the following configuration. In other words,

상기의 내염화 섬유 다발의 제조 방법으로 제조된 내염화 섬유 다발을, 불활성 분위기 중 최고 온도 300 ~ 1,000℃에서 전탄소화 처리해 전탄소화 섬유 다발을 제조하고, 상기 전탄소화 섬유 다발을 불활성 분위기 중 최고 온도 1,000 ~ 2,000℃에서 탄소화 처리하는 탄소섬유 다발의 제조 방법이다.The flame-resistant fiber bundle produced by the method for producing the flame-resistant fiber bundle is pre-carbonized at a maximum temperature of 300 to 1,000° C. in an inert atmosphere to prepare a pre-carbonized fiber bundle, and the pre-carbonized fiber bundle is heated in an inert atmosphere. It is a method of manufacturing carbon fiber bundles that are carbonized at the highest temperature of 1,000 to 2,000 °C.

본 발명의 내염화 섬유의 제조 방법에 따르면, 고품질의 내염화 섬유를 조업 트러블 없이, 생산 효율적으로 생산할 수 있다.According to the manufacturing method of the flame-resistant fiber of this invention, high-quality flame-resistant fiber can be produced efficiently without an operation trouble.

도 1은 내염화로를 나타내는 개략 측면도이다.
도 2는 도 1의 내염화로의 X-Y 단면도이다.
도 3은 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 설명하기 위한 이미지 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic side view which shows a flameproof furnace.
FIG. 2 is an X-Y cross-sectional view of the flame-resistant furnace of FIG. 1 .
3 is an image diagram for explaining the contact ratio P between adjacent fiber bundles.

본 발명의 내염화 섬유 다발의 제조 방법에서 피열처리 섬유 다발로서 사용하는 아크릴계 섬유 다발은, 아크릴로니트릴 100%의 아크릴 섬유, 또는 아크릴로니트릴을 90 몰% 이상 함유하는 아크릴 공중합 섬유로 이루어지는 것이 적합하다. 아크릴 공중합 섬유에서의 공중합 성분으로는, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 및 이들의 알칼리 금속염, 암모늄 금속염, 아크릴아미드, 아크릴산 메틸 등이 바람직하지만, 아크릴계 섬유 다발의 화학적 성상, 물리적 성상, 치수 등은 특별히 제한되는 것은 아니다.The acrylic fiber bundle used as the heat-treated fiber bundle in the method for producing a flame-resistant fiber bundle of the present invention is preferably made of 100% acrylonitrile acrylic fiber or acrylic copolymer fiber containing 90 mol% or more of acrylonitrile. Do. As the copolymer component in the acrylic copolymer fiber, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, and their alkali metal salts, ammonium metal salts, acrylamide, methyl acrylate, etc. are preferable, but the chemical properties, physical properties, dimensions, etc. of the acrylic fiber bundle is not particularly limited.

본 발명은, 상기 아크릴계 섬유 다발을 산화성 분위기 중에서 내염화 처리하는 방법으로서, 산화성 기체가 내부를 흐르는 내염화로에서 실시된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 내염화로(1)는, 다단의 주행역을 되풀이하면서 주행하는 아크릴계 섬유 다발(2)에 열풍을 내뿜어 내염화 처리하는 열처리실(3)을 가진다. 아크릴계 섬유 다발(2)은, 내염화로(1)의 열처리실(3) 측벽에 설치한 개구부(도시하지 않음)로부터 열처리실(3) 내에 송입되어 열처리실(3) 내를 직선적으로 주행한 후, 대면의 측벽의 개구부로부터 열처리실(3) 외에 일단 송출된다. 그 후, 열처리실(3) 외의 측벽에 설치된 가이드 롤러(4)에 의해서 되풀이해 다시 열처리실(3) 내에 송입된다. 이와 같이, 아크릴계 섬유 다발(2)은 복수의 가이드 롤러(4)에 의해서 주행 방향을 여러 차례 되풀이함으로써 열처리실(3) 내에의 송입송출을 여러 차례 반복하고, 열처리실(3) 내를 다단으로, 전체적으로 도 1 위에서 아래로 향해서 이동한다. 또한 이동 방향은 아래에서 위이어도 좋고, 열처리실(3) 내에서의 아크릴계 섬유 다발(2)의 되풀이 횟수는 특별히 한정되지 않고, 내염화로(1)의 규모 등에 의해서 적절히 설계된다. 또한 가이드 롤러(4)는, 열처리실(3)의 내부에 설치해도 좋다.The present invention is a method for flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundle in an oxidizing atmosphere, and is carried out in a flame-resistant furnace through which an oxidizing gas flows. As shown in FIG. 1 , the flame-resistant furnace 1 has a heat treatment chamber 3 in which a flame-resistant treatment is performed by blowing hot air to the acrylic fiber bundle 2 running while repeating a multi-stage running range. The acrylic fiber bundle 2 is fed into the heat treatment chamber 3 from an opening (not shown) provided on the side wall of the heat treatment chamber 3 of the flame resistant furnace 1 and travels in a straight line in the heat treatment chamber 3 . Then, it is once sent out of the heat treatment chamber 3 from the opening part of the side wall facing. Thereafter, it is repeatedly fed into the heat treatment chamber 3 again by the guide rollers 4 provided on the side walls outside the heat treatment chamber 3 . In this way, the acrylic fiber bundle 2 repeats the feeding and discharging in the heat treatment chamber 3 several times by repeating the running direction several times by the plurality of guide rollers 4, and the inside of the heat treatment chamber 3 is multi-stage. , as a whole moves from top to bottom in FIG. 1 . The direction of movement may be from bottom to top, and the number of repetitions of the acrylic fiber bundle 2 in the heat treatment chamber 3 is not particularly limited, and is appropriately designed depending on the scale of the flame-resistant furnace 1 and the like. In addition, you may provide the guide roller 4 inside the heat treatment chamber 3 .

아크릴계 섬유 다발(2)은, 되풀이하면서 열처리실(3) 내를 주행하고 있는 동안에, 열풍 분출구(5)로부터 열풍 배출구로 향해 흐르는 열풍에 의해서 내염화 처리되어, 내염화 섬유 다발이 된다. 또한 아크릴계 섬유 다발(2)은, 도 2에 나타낸 바와 같이 지면에 대해서 수직인 방향으로 복수개 병행하도록 정렬된 폭이 넓은 시트 형상의 형태를 가지고 있다.The acrylic fiber bundle 2 is subjected to flame resistance treatment by the hot air flowing from the hot air outlet 5 toward the hot air outlet while traveling in the heat treatment chamber 3 while repeatedly running to form a flame resistant fiber bundle. In addition, as shown in FIG. 2, the acrylic fiber bundle 2 has a sheet-like shape with a wide width arranged in parallel in a plurality of directions perpendicular to the paper.

열풍 분출구(5)에는, 그 송풍면에 다공판 등의 저항체 및 하니컴 등의 정류 부재(함께 도시하지 않음)를 배치해 압력 손실을 갖게 하는 것이 바람직하다. 정류 부재에 의해, 열처리실(3) 내에 불어넣은 열풍을 정류하고, 열처리실(3) 내에 의해 균일한 풍속의 열풍을 불어넣을 수 있다.It is preferable to arrange|position the rectification|straightening member (not shown together), such as resistors, such as a perforated plate, and honeycomb, on the blowing surface at the hot air blower outlet 5, and give a pressure loss. The rectifying member can rectify the hot air blown into the heat treatment chamber 3 and blow the hot air with a uniform wind speed into the heat treatment chamber 3 .

열풍 배출구(6)에는, 열풍 분출구(5)와 마찬가지로, 그 불어넣은 면에 다공판 등의 저항체를 배치해 압력 손실을 갖게 해도 좋고, 필요에 따라서 적절히 결정된다.In the hot air outlet 6 , similarly to the hot air outlet 5 , a resistor such as a perforated plate may be disposed on the blown-in surface to have a pressure loss, and it is determined appropriately as necessary.

열처리실(3) 내를 흐르는 산화성 기체는 공기 등이어도 좋고, 열처리실(3) 내에 들어가기 전에 가열기(7)에 의해서 소망한 온도로 가열되고, 송풍기(8)에 의해서 풍속이 제어된 다음, 열풍 분출구(5)로부터 열처리실(3) 내에 불어넣는다. 열풍 배출구(6)로부터 열처리실(3) 외에 배출된 산화성 기체는 배기가스 처리로(도시하지 않음)에서 유독 물질이 처리된 후에 대기 방출되지만, 순환 경로(도시하지 않음)를 지나 다시 열풍 분출구(5)로부터 열처리실(3) 내에 불어넣어도 좋다.The oxidizing gas flowing in the heat treatment chamber 3 may be air, and before entering the heat treatment chamber 3, it is heated to a desired temperature by the heater 7, the wind speed is controlled by the blower 8, and then hot air It blows into the heat treatment chamber 3 from the ejection port 5 . The oxidizing gas discharged from the hot air outlet 6 outside the heat treatment chamber 3 is released to the atmosphere after toxic substances are treated in the exhaust gas treatment furnace (not shown), but passes through the circulation path (not shown) and goes back to the hot air outlet ( You may blow into the heat treatment chamber 3 from 5).

또한 내염화로(1)에 이용되는 가열기(7)로는, 소망한 기능을 가지고 있으면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 전기 히터 등의 공지의 가열기를 이용하면 좋다. 송풍기(8)에 관해서도, 소망한 기능을 가지고 있으면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 축류 팬 등의 공지의 송풍기를 이용하면 좋다.Moreover, as the heater 7 used for the flameproof furnace 1, if it has a desired function, it will not specifically limit, For example, well-known heaters, such as an electric heater, may be used. It will not specifically limit as long as it has a desired function also about the blower 8, For example, well-known blowers, such as an axial fan, may be used.

또한, 가이드 롤러(4)의 각각의 회전 속도를 변경함으로써 아크릴계 섬유 다발(2)의 주행 속도, 장력을 제어할 수 있고 이것은 필요로 하는 내염화 섬유 다발의 물성이나 단위시간당의 처리량에 따라 고정된다.In addition, by changing the rotation speed of each of the guide rollers 4, the running speed and tension of the acrylic fiber bundle 2 can be controlled, which is fixed according to the required properties of the flame-resistant fiber bundle or the throughput per unit time. .

또한 가이드 롤러(4)의 표층에 소정의 간격, 수의 홈(溝)을 조각하거나, 혹은 소정의 간격, 수의 빗 가이드(comb guide)(도시하지 않음)를 가이드 롤러(4) 바로 옆에 배치함으로써 복수개 병행해 주행하는 아크릴계 섬유 다발(3)의 간격이나 다발수를 제어할 수 있다.In addition, a predetermined interval and a number of grooves are engraved on the surface layer of the guide roller 4, or a predetermined interval and number of comb guides (not shown) are placed right next to the guide roller 4 . By arranging a plurality of acrylic fiber bundles 3 running in parallel, it is possible to control the spacing and the number of bundles.

생산량을 크게 하기 위해서는, 내염화로(1)의 폭방향의 단위 거리당의 섬유 다발수 즉 사조(絲條) 밀도를 많게 하거나, 아크릴계 섬유 다발(2)의 주행 속도를 크게 하면 좋다.In order to increase the production amount, the number of fiber bundles per unit distance in the width direction of the flame-resistant furnace 1, that is, the yarn density, may be increased, or the running speed of the acrylic fiber bundle 2 may be increased.

다만, 사조 밀도를 크게 하는 것은, 인접하는 섬유 다발 간격을 작게 하는 것이고, 상술한 바와 같이, 진동에 의한 섬유 다발간의 혼섬에 의한 품질의 악화 등이 일어나기 쉬워진다.However, enlarging the yarn density means reducing the spacing between adjacent fiber bundles, and as described above, deterioration of quality due to mixing between fiber bundles due to vibration, etc. tends to occur.

또한, 아크릴계 섬유 다발(2)의 주행 속도를 크게 한 경우, 내염화 열처리실에서의 체류 시간이 작아져, 열처리량이 부족하기 때문에, 토탈 열처리 길이를 크게 할 필요가 있다. 그러기 위해서는, 내염화로(1)의 높이를 크게 하여 아크릴계 섬유 다발의 되풀이 횟수를 늘리거나, 내염화로의 1 패스당의 거리(이하, 내염화로 길이라고 한다)(L)를 길게 하면 좋지만, 설비비를 억제하기 위해서는 내염화로 길이(L)를 크게 하는 편이 바람직하다. 다만, 이것에 따라 가이드 롤러(4) 간의 수평거리(L')도 길어져 섬유 다발이 현수하기 쉬워져, 진동에 의한 섬유 다발간의 접촉, 섬유 다발의 혼섬에 의한 품질의 악화 등이 일어나기 쉬워진다.In addition, when the traveling speed of the acrylic fiber bundle 2 is increased, the residence time in the flame-resistant heat treatment chamber becomes small and the amount of heat treatment is insufficient. Therefore, it is necessary to increase the total heat treatment length. To this end, it is good to increase the height of the flame-resistant furnace 1 to increase the number of repetitions of the acrylic fiber bundle, or to increase the distance (hereinafter referred to as the flame-resistant furnace length) L per pass to the flame-resistant furnace, In order to suppress the equipment cost, it is preferable to increase the length (L) of the flameproof furnace. However, this also increases the horizontal distance L' between the guide rollers 4, so that the fiber bundles are easily suspended, and contact between the fiber bundles due to vibration and deterioration of the quality due to the mixing of the fiber bundles are likely to occur.

또한, 섬유 다발간의 접촉을 일으키는 섬유 다발의 진동의 진폭은, 상기 사조 밀도와 가이드 롤러(4) 간의 수평거리(L') 뿐만 아니라, 열처리실을 흐르는 산화성 기체의 풍속, 주행하는 아크릴계 섬유 다발의 장력의 영향을 받는다. 또한, 같은 진폭이어도 혼섬하는 빈도나 정도는 아크릴계 섬유 다발의 물성 즉 화학적 성상, 물리적 성상, 치수 등에 의해서 영향을 받는다.In addition, the amplitude of the vibration of the fiber bundle causing contact between the fiber bundles is determined not only by the density of the yarns and the horizontal distance (L′) between the guide rollers 4, but also by the wind speed of the oxidizing gas flowing through the heat treatment chamber, and that of the traveling acrylic fiber bundle. is affected by tension. In addition, the frequency and degree of mixing even with the same amplitude is affected by the physical properties of the acrylic fiber bundle, ie, chemical properties, physical properties, dimensions, and the like.

본 발명의 내염화 섬유 다발의 제조 방법은, 내염화로의 설비 사양, 운전 조건, 아크릴계 섬유 다발의 물성에 관계없이, 고품질의 내염화 섬유를 조업 트러블 없이 효율적으로 생산하는 것이다.The method for producing a flame-resistant fiber bundle of the present invention is to efficiently produce high-quality flame-resistant fibers without operating troubles regardless of the equipment specifications of the flame-resistant furnace, operating conditions, and physical properties of the acrylic fiber bundle.

구체적으로는, 복수의 다발을 인접해 정렬한 아크릴계 섬유 다발(2)을 열풍 가열식의 내염화로(1) 내에 주행시키면서 열처리함으로써 내염화 섬유 다발로 하는 연속 열처리 방법에서, 상기 아크릴계 섬유 다발(2)은 열처리실(3) 양측에 설치하는 가이드 롤러(4)에 의해서 반송되고, 내염화로(1) 내에서의 열풍의 방향이 실에 대해서 평행하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 2 ~ 18% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 내염화 섬유의 제조 방법이다. 상기와 같이, 여기서 말하는 인접 섬유 다발간의 접촉률 P는 복수의 섬유 다발을 인접하도록 병렬해 주행시켰을 때에, 섬유 다발의 폭방향의 진동에 의해, 인접하는 섬유 다발간의 틈새가 제로가 되는 확률을 가리킨다. 상기 섬유 다발의 폭방향의 진동은, 섬유 다발의 진폭 평균을 0, 표준 편차를σ로 한 경우, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P는 하기 식(1)로 구할 수 있다.Specifically, in the continuous heat treatment method in which a plurality of bundles are arranged adjacent to each other and heat-treated while running in a flame-resistant furnace 1 of a hot air heating type to obtain a flame-resistant fiber bundle, the acrylic fiber bundle (2) ) is conveyed by guide rollers 4 installed on both sides of the heat treatment chamber 3, the direction of the hot air in the flameproof furnace 1 is parallel to the yarn, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles is 2 to 18. % or less, it is a method for producing a flame-resistant fiber. As described above, the contact ratio P between adjacent fiber bundles refers to the probability that the gap between adjacent fiber bundles becomes zero due to vibration in the width direction of the fiber bundles when a plurality of fiber bundles are run in parallel so as to be adjacent to each other. As for the vibration in the width direction of the fiber bundle, when the average amplitude of the fiber bundle is 0 and the standard deviation is σ, the contact ratio P between adjacent fiber bundles can be obtained from the following formula (1).

P=[1-p(x){-t<x<t}]×100   (1)P=[1-p(x){-t<x<t}]×100   (1)

여기서, P는 인접 섬유 다발간의 접촉률(%), t는 인접하는 섬유 다발간의 틈새(mm), p(x)는 정규 분포 N(0,σ2)의 확률 밀도 함수이고, σ는 진폭의 표준 편차, x는 진폭의 중앙을 제로로 하는 확률 변수이다.where P is the contact rate (%) between adjacent fiber bundles, t is the gap between adjacent fiber bundles (mm), p(x) is the probability density function of the normal distribution N(0,σ 2 ), and σ is the standard of amplitude The deviation, x, is a random variable with the center of the amplitude zero.

도 3은 인접 섬유 다발간의 접촉률 P의 이미지 도면이고, 상단이 주행하는 복수의 섬유 다발, 하단이 상단 중앙의 섬유 다발의 우단부를 중심으로 한 존재 위치의 확률 분포를 나타내고 있다. 아크릴계 섬유 다발(2)은 진동하고, 이것에 따라 인접하는 섬유 다발간의 틈새(t), 및 진폭의 표준 편차σ는 항상 변화한다. 인접하는 섬유 다발간의 틈새(t)는 하기 식으로 나타낼 수 있다.3 is an image diagram of the contact ratio P between adjacent fiber bundles, showing probability distributions of a plurality of fiber bundles with an upper end traveling and a lower end centered on the right end of the fiber bundle at the upper center. The acrylic fiber bundle 2 vibrates, and accordingly, the gap t between adjacent fiber bundles and the standard deviation sigma of the amplitude always change. The gap (t) between adjacent fiber bundles can be expressed by the following formula.

t=(Wp-Wy)/2t=(Wp−Wy)/2

여기서, Wp는 가이드 롤러 등으로 물리적으로 규제되는 피치 간격, Wy는 주행하는 섬유 다발의 폭이다.Here, Wp is a pitch interval physically regulated by a guide roller or the like, and Wy is the width of a running fiber bundle.

도 3은 왼쪽에서 각각, t<1σ, t=1σ, t>1σ일 때의 이미지 도면이다. P는 도 3 하단의 사선 부분에 상당하고, 섬유 다발의 진폭을 정규 분포로 가정해, 인접하는 섬유 다발의 주행단 위치(기준으로 하는 섬유 다발의 위치를 제로로 한 경우에, t의 범위) 이하/이상이 되는 누적 확률이 P이고, Wy와σ를 실측하면 통계적으로 산출할 수 있다.3 is an image diagram when t<1σ, t=1σ, and t>1σ, respectively, from the left. P corresponds to the slanted portion in the lower part of Fig. 3, assuming that the amplitude of the fiber bundle is a normal distribution, the position of the running end of the adjacent fiber bundle (the range of t when the position of the fiber bundle as a reference is zero) The cumulative probability of being less than / greater than P is P, and it can be statistically calculated by actually measuring Wy and σ.

또한 섬유 다발의 진폭이나 주행하는 섬유 다발의 폭은, 예를 들면 주행하는 섬유 다발의 상면 혹은 하면에서 고정밀도 이차원 변위 센서 등으로 측정할 수 있다.Further, the amplitude of the fiber bundle and the width of the running fiber bundle can be measured, for example, by a high-precision two-dimensional displacement sensor on the upper surface or the lower surface of the running fiber bundle.

인접 섬유 다발간의 접촉률 P는 2% 이상 18% 이하인 것이 필수이고, 5 ~ 16%인 것이 바람직하다. 인접 섬유 다발간의 접촉률 P가, 2% 미만이 되면, 사조 밀도가 너무 낮아 져서 생산 효율이 저하한다. 인접 섬유 다발간의 접촉률 P가 18%를 초과하면, 인접하는 섬유 다발간의 혼섬이 증대하고, 보풀일기 등의 내염화 섬유의 품질 저하나 실 끊어짐 등의 조업 트러블을 억제할 수 없다.It is essential that the contact ratio P between adjacent fiber bundles is 2% or more and 18% or less, and is preferably 5 to 16%. When the contact ratio P between adjacent fiber bundles is less than 2%, the yarn density becomes too low and the production efficiency decreases. When the contact ratio P between adjacent fiber bundles exceeds 18%, mixed fibers between adjacent fiber bundles increase, and thus, it is impossible to suppress operation troubles such as deterioration of flame-resistant fibers such as fluffing and yarn breakage.

가이드 롤러간의 수평거리를 14.5 m 이상으로 하는 것이 바람직하고, 이 경우, 생산 코스트를 보다 유리하게 저감시킬 수 있다.It is preferable that the horizontal distance between the guide rollers be 14.5 m or more, and in this case, the production cost can be reduced more advantageously.

또한, 내염화로 내를 흐르는 열풍의 풍속을 1.0 ~ 6.0m/초로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0 ~ 5.0m/초이다. 내염화로 내를 흐르는 열풍의 풍속을 이 바람직한 범위로 함으로써, 생산 코스트를 유리하게 저감할 수 있다.Moreover, it is preferable to make the wind speed of the hot air which flows through the inside of a flameproof furnace into 1.0-6.0 m/sec, More preferably, it is 2.0-5.0 m/sec. By making the wind speed of the hot air flowing through the flameproof furnace into this preferable range, the production cost can be advantageously reduced.

또한, 내염화로 양측의 가이드 롤러가 실 폭 규제 기구를 가지는 것이 바람직하다. 가이드 롤러가 실 폭 규제 기구를 가진다는 것은, 가이드 롤러가 롤러상 혹은 롤러 바로 옆에서 실 폭을 규제하는 기구를 가지는 것을 의미하고, 상기 기구를 가지는 것으로 내염화 섬유 다발의 품위나 조업성은 보다 우위가 된다. 예를 들면, 가이드 롤러에 일정한 피치 간격의 홈을 조각한 홈 롤러를 이용한 경우(롤러 상에서 실 폭을 규제)나 가이드 롤러로부터 내염화로의 방향으로 수cm의 위치에 폭방향으로 일정한 피치 간격을 가지는 빗 가이드를 설치한 경우(롤러 바로 옆으로 실 폭을 규제)는, 실 폭 규제를 실시하지 않는 플랫 롤러를 이용한 경우와 달리, 용이하게 섬유 다발을 홈에 붙여댈 수 있기 때문에, 끊어진 하나의 섬유 다발을 처치할 때에 인접하는 섬유 다발이 말려 들게 하기 힘들어진다. 또한, 인접 섬유 다발간의 혼섬의 경우에도, 혼섬의 정도가 작으면, 롤러의 홈 부분에서 다시 분섬되어 후의 공정에 영향이 파급하기 어렵고, 품위 악화가 적다.Moreover, it is preferable that the guide rollers on both sides of a flameproof furnace have a thread width regulation mechanism. The fact that the guide roller has a yarn width regulating mechanism means that the guide roller has a mechanism for regulating the yarn width on the roller or right next to the roller. becomes For example, in the case of using a grooved roller with grooves engraved at regular pitch intervals on the guide roller (restricting the thread width on the roller), or in the case of using a guide roller with a constant pitch interval in the width direction at several cm in the direction from the guide roller to the flameproof furnace. When a comb guide is installed (the yarn width is regulated right next to the roller), unlike the case of using a flat roller that does not regulate the yarn width, the fiber bundle can be easily attached to the groove. When a fiber bundle is treated, it becomes difficult to entrap adjacent fiber bundles. In addition, even in the case of mixed fiber between adjacent fiber bundles, if the degree of mixed fiber is small, the fiber is again distributed in the groove portion of the roller, and the influence is less likely to spread to subsequent processes, and quality deterioration is small.

또한 아크릴계 섬유 다발의 단섬유가 단섬유 표면의 원주 방향 2.0㎛·섬유축 방향 2.0㎛ 사방의 범위에서, 섬유의 길이 방향으로 2.0㎛ 이상 연장하는 표면 요철 구조를 가지고, 또한 단섬유 단면의 장경/단경의 비가 1.01 ~ 1.10인 것이 바람직하고, 이 경우, 내염화 섬유 다발의 품위나 조업성은 보다 우위가 된다. 일반적으로, 아크릴계 섬유 다발을 구성하는 한 개 한 개인 단섬유간은, 내염화 공정에서의 급격한 온도 상승 등에 의해, 의사(擬似) 접착을 일으키는 경우가 있다. 마찬가지로 섬유 다발간의 접촉에서도, 인접하는 섬유 다발의 단섬유간이 의사 접착을 일으키는 염려가 있다. 다만, 단섬유의 표면에 미세한 요철이 있는 것으로 이 의사 접착은 억제할 수 있어 인접 섬유 다발간의 접촉률 P가 같아도 얽히기 어렵고, 큰 혼섬에 파급하기 어려워진다. 또한, 단섬유 단면이 타원에 가까워지면, 섬유 다발 내에서 단섬유의 편향이 생겨 섬유 다발간이 접촉한 경우에, 얽히기 쉽다. 반대로 단섬유 단면이 진원에 가까우면, 섬유 다발간의 혼섬을 억제할 수 있기 때문에, 단섬유 단면의 장경/단경의 비가 1.01 ~ 1.10인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.01 ~ 1.05이다.In addition, the short fibers of the acrylic fiber bundle have a surface uneven structure extending 2.0 µm or more in the longitudinal direction of the fibers in the range of 2.0 µm in the circumferential direction and 2.0 µm in the fiber axis direction of the surface of the single fiber, and the long diameter/ It is preferable that the ratio of the minor axis is 1.01 to 1.10, and in this case, the quality and operability of the flame-resistant fiber bundle are more superior. In general, pseudo-adhesion may occur between individual single fibers constituting the acrylic fiber bundle due to a rapid temperature rise in the flame-resistant step or the like. Similarly, even in the case of contact between fiber bundles, there is a risk of pseudo-adhesion between single fibers of adjacent fiber bundles. However, since the surface of the single fiber has fine irregularities, this pseudo-adhesion can be suppressed, and even if the contact ratio P between adjacent fiber bundles is the same, it is difficult to entangle and it is difficult to spread to a large mixed island. Further, when the cross section of the single fibers approaches an ellipse, deflection of the single fibers occurs within the fiber bundle, and when the fiber bundles contact each other, they are likely to become entangled. Conversely, when the cross section of the single fiber is close to a perfect circle, since it is possible to suppress intermingling between fiber bundles, the ratio of the major axis / minor axis of the single fiber cross section is preferably 1.01 to 1.10, more preferably 1.01 to 1.05.

또한, 아크릴계 섬유 다발의 훅 드롭 길이가 300 mm 이하인 것이 바람직하고, 이 경우, 내염화 섬유 다발의 품위나 조업성은 보다 우위가 된다. 훅 드롭 길이가 작을수록, 섬유 다발 내의 단섬유간의 교락(交絡)은 커진다. 단섬유간의 교락이 크면, 인접하는 섬유 다발이 혼섬하였다고 해도, 같은 섬유 다발 내에 단섬유가 돌아오려고 하는 힘이 크기 때문에, 섬유 다발의 혼섬이 해소되기 쉽다.In addition, it is preferable that the hook drop length of the acrylic fiber bundle is 300 mm or less, and in this case, the quality and operability of the flame-resistant fiber bundle are more superior. The smaller the hook drop length, the larger the entanglement between the single fibers in the fiber bundle. If the entanglement between the single fibers is large, even if adjacent fiber bundles are mixed, the force to return the single fibers within the same fiber bundle is large, so that the mixed fiber of the fiber bundle is easily eliminated.

또한, 아크릴계 섬유 다발에 부착하는 실리콘계 유제의 부착량이 0.1 ~ 3.0 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 ~ 1.5 질량%이다. 아크릴계 섬유 다발에 부착하는 실리콘계 유제의 부착량을 이 바람직한 범위로 함으로써, 내염화 섬유 다발의 품위나 조업성은 보다 우위가 된다. 아크릴계 섬유 다발의 단섬유에 일정한 내열성을 가지는 실리콘계 유제를 부여함으로써 단섬유간의 접착을 억제하는 것은 일반적이다.Moreover, it is preferable that the adhesion amount of the silicone type oil agent adhering to the acrylic fiber bundle is 0.1-3.0 mass %, More preferably, it is 0.1-1.5 mass %. By setting the adhesion amount of the silicone oil agent adhering to the acrylic fiber bundle within this preferred range, the quality and operability of the flame-resistant fiber bundle are more superior. It is common to suppress adhesion between the single fibers by applying a silicone-based oil agent having a certain heat resistance to the short fibers of the acrylic fiber bundle.

또한, 아크릴계 섬유 다발의 단섬유 섬도가 0.05 ~ 0.22 tex인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05 ~ 0.17 tex이다. 아크릴계 섬유 다발의 단섬유 섬도를 상기 바람직한 범위로 함으로써, 내염화 섬유 다발의 품위나 조업성은 보다 우위가 된다. 단섬유 섬도가 적절한 범위이면, 단섬유 동일 체적·질량에 차지하는 단섬유 표면적이 너무 커지지 않고, 인접하는 섬유 다발이 접촉한 경우에도 단섬유가 관련되기 어려워진다.Moreover, it is preferable that the single fiber fineness of an acrylic fiber bundle is 0.05-0.22 tex, More preferably, it is 0.05-0.17 tex. By making the single fiber fineness of the acrylic fiber bundle into the above-mentioned preferred range, the quality and operability of the flame-resistant fiber bundle become more superior. If the single fiber fineness is within an appropriate range, the single fiber surface area to the same volume and mass of the single fiber does not become too large, and even when adjacent fiber bundles come into contact with each other, the single fiber becomes less likely to be related.

상술의 방법으로 제조한 내염화 섬유 다발은, 불활성 분위기 중 최고 온도 300 ~ 1000℃에서 전탄소화 처리하여 전탄소화 섬유 다발을 제조하고, 불활성 분위기 중 최고 온도 1,000 ~ 2,000℃에서 탄소화 처리하여 탄소섬유 다발이 제조된다.The flame-resistant fiber bundle prepared by the above method is pre-carbonized at a maximum temperature of 300 to 1000 ° C in an inert atmosphere to prepare a pre-carbonized fiber bundle, and carbonized at a maximum temperature of 1,000 to 2,000 ° C in an inert atmosphere. A carbon fiber bundle is produced.

전탄소화 처리에서의 불활성 분위기의 최고 온도는 550 ~ 800℃이 바람직하다. 전탄소화로 내를 만족하는 불활성 분위기로는, 질소, 아르곤, 헬륨 등의 공지의 불활성 분위기를 채용할 수 있지만, 경제성의 면에서 질소가 바람직하다.The maximum temperature of the inert atmosphere in the pre-carbonization treatment is preferably 550 to 800°C. As an inert atmosphere that satisfies the inside of the pre-carbonization furnace, a known inert atmosphere such as nitrogen, argon, or helium can be employed, but nitrogen is preferable from the viewpoint of economy.

전탄소화 처리에 의해서 얻어진 전탄소화 섬유는, 그 다음에 탄소화로에 송입되어 탄소화 처리된다. 탄소섬유의 기계적 특성을 향상시키기 위해서는, 불활성 분위기 중 최고 온도 1,200 ~ 2,000℃에서, 탄소화 처리하는 것이 바람직하다.The pre-carbonized fibers obtained by the pre-carbonization treatment are then fed into a carbonization furnace and subjected to carbonization treatment. In order to improve the mechanical properties of carbon fibers, it is preferable to perform carbonization treatment at a maximum temperature of 1,200 to 2,000° C. in an inert atmosphere.

탄소화로 내를 만족하는 불활성 분위기에 대해서는, 질소, 아르곤, 헬륨 등의 공지의 불활성 분위기를 채용할 수 있지만, 경제성의 면에서 질소가 바람직하다.As the inert atmosphere satisfying the inside of the carbonization furnace, a known inert atmosphere such as nitrogen, argon, or helium can be employed, but nitrogen is preferable from the viewpoint of economy.

이와 같이 하여 얻어진 탄소섬유 다발은, 취급성이나, 매트릭스 수지와의 친화성을 향상시키기 위해, 사이징제를 부여해도 좋다. 사이징제의 종류로는, 소망한 특성을 얻을 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 에폭시 수지, 폴리에테르 수지, 에폭시 변성 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지를 주성분으로 한 사이징제를 들 수 있다. 사이징제의 부여는 공지의 방법을 이용할 수 있다.The carbon fiber bundle obtained in this way may be provided with a sizing agent in order to improve handleability and affinity with the matrix resin. Although it will not specifically limit as a kind of sizing agent as long as a desired characteristic can be acquired, For example, the sizing agent which has an epoxy resin, a polyether resin, an epoxy-modified polyurethane resin, and a polyester resin as a main component is mentioned. A well-known method can be used for provision of a sizing agent.

또한 탄소섬유 다발에는, 필요에 따라서, 섬유 강화 복합재료 매트릭스 수지와의 친화성 및 접착성의 향상을 목적으로 한 전해 산화 처리나 산화 처리를 행해도 좋다.In addition, the carbon fiber bundle may be subjected to electrolytic oxidation treatment or oxidation treatment for the purpose of improving affinity and adhesiveness with the fiber-reinforced composite material matrix resin, if necessary.

이상과 같이, 본 발명은, 복수의 다발을 인접시켜 정렬한 아크릴계 섬유 다발을, 내염화로 외 양측에 설치되는 가이드 롤러에 의해서 반송시키면서, 열풍 가열식의 내염화로 내를 주행시켜 산화성 분위기 중에서 열처리하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법으로서, 내염화로 내에서의 열풍의 방향이 섬유 다발의 주행 방향에 대해서 평행하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 2 ~ 18%로 함으로써, 고품질의 내염화 섬유를 조업 트러블 없이, 생산 효율적으로 생산할 수 있게 된다.As described above, the present invention provides heat treatment in an oxidizing atmosphere by traveling in a hot air heating type flameproof furnace while conveying the acrylic fiber bundles arranged by adjoining a plurality of bundles by guide rollers installed on both sides of the flameproof furnace. As a method for producing a flame-resistant fiber bundle, the direction of hot air in the flame-resistant furnace is parallel to the running direction of the fiber bundle, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles is 2 to 18%, thereby producing high-quality flame-resistant fibers. It becomes possible to produce efficiently without operation trouble.

실시예Example

이하에, 실시예에 의해서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해서 한정되지 않는다. 또한 각 특성의 평가방법·측정 방법은 하기에 기재된 방법에 따랐다.Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited by these. In addition, the evaluation method and measurement method of each characteristic followed the method described below.

<아크릴계 섬유 다발의 단섬유 섬도의 측정 방법><Measuring method of single fiber fineness of acrylic fiber bundle>

JIS L 1013에 준거해서 행했다.It was performed based on JIS L 1013.

<아크릴계 섬유 다발의 단섬유의 표면 요철 구조의 측정><Measurement of surface uneven structure of short fibers of acrylic fiber bundles>

아크릴계 섬유 다발의 단섬유의 양단을, 주사형 프로브 현미경 부속의 SPA400용 금속제 시료대(20 mm 지름) 「Epolead Service Inc. 제, 품번:K-Y10200167」) 상에 카본 페이스트로 고정하고, 이하의 조건에서 측정을 행하였다.Both ends of the short fibers of the acrylic fiber bundle were placed on a metal sample stand (20 mm diameter) for SPA400 with a scanning probe microscope “Epolead Service Inc. Article, product number: K-Y10200167") was fixed with carbon paste, and measurement was performed under the following conditions.

(주사형 프로브 현미경 측정 조건)(Scanning probe microscope measurement conditions)

장치:「SPI4000 프로브 스테이션, SPA400(유닛)」SII NanoTechnology Inc. 제Apparatus: "SPI4000 Probe Station, SPA400 (Unit)" SII NanoTechnology Inc. My

주사 모드:다이나믹 포스 모드(DFM)(형상상 측정)Scanning mode: Dynamic force mode (DFM) (shape measurement)

탐침:SII NanoTechnology Inc. 제, 「SI-DF-20」Probe: SII NanoTechnology Inc. Article, "SI-DF-20"

주사 범위:2.0㎛×2.0㎛ 및 600 nm×600nmScanning range: 2.0 μm×2.0 μm and 600 nm×600 nm

Rotation:90°(섬유축 방향에 대해서 수직 방향으로 스캔)Rotation: 90° (Scan in the direction perpendicular to the fiber axis direction)

주사 속도:1.0HzScanning speed: 1.0Hz

픽셀수:512×512The number of pixels: 512*512

측정 환경:실온, 대기 중Measurement environment: room temperature, in the air

단섬유 1개에 대해서, 상기 조건에서 1 화상을 얻고, 얻어진 화상을 주사형 프로브 현미경 부속의 화상 해석 소프트(SPIWin)를 이용하여 이하의 조건에서 화상 해석을 행하였다.About one single fiber, one image was obtained under the said conditions, and image analysis was performed for the obtained image on the following conditions using the image analysis software (SPIWin) attached to a scanning probe microscope.

(화상 해석 조건)(Image analysis conditions)

얻어진 형상상을 「플랫 처리」, 「미디언 8 처리」, 「삼차 기울기 보정」을 행해, 곡면을 평면에 피팅 보정한 화상을 얻었다. 평면 보정한 화상의 표면 조도 해석으로부터의 평균면 조도(Ra)와 면내의 최대 고저차(Rmax)를 구하였다. 여기서, 표면 조도 해석으로부터의 평균면 조도(Ra)와 면내의 최대 고저차(Rmax)는, 원주 길이 600 nm×섬유축 방향 길이 600 nm의 주사 범위의 데이터를 이용하였다. Ra는 하기 식으로 산출되는 것이다.The obtained shape image was subjected to "flat processing", "median 8 processing", and "tertiary inclination correction" to obtain an image obtained by fitting the curved surface to a flat surface. The average surface roughness (R a ) and the maximum in-plane height difference (R max ) from the surface roughness analysis of the plane-corrected image were calculated|required. Here, the average surface roughness (R a ) from the surface roughness analysis and the maximum in-plane height difference (R max ) used data in a scanning range of 600 nm in circumference length × 600 nm in fiber axis direction. R a is calculated by the following formula.

[수 1][Wed 1]

Figure pct00001
Figure pct00001

중앙면:실표면과의 높이의 편차가 최소가 되는 평면에 평행이고, 또한 실표면을 동일한 체적으로 2 분할하는 평면Central plane: A plane parallel to the plane in which the deviation in height from the real surface is minimized and dividing the real surface into two equal volumes

f(x, y):실표면과 중앙면과의 고저차f(x, y): difference in elevation between the real surface and the center surface

Lx, Ly:XY 평면의 크기Lx, Ly:Size of XY plane

측정은 1개 샘플에 대해 단섬유 10개를 주사형 프로브 현미경으로 형상 측정하고, 각 측정 화상에 대해서, 평균면 조도(Ra), 최대 고저차(Rmax)를 구하고, 그 평균치를 샘플의 평균면 조도(Ra), 최대 고저차(Rmax)로 하였다. 단섬유의 표면에 섬유의 길이 방향으로 2㎛ 이상 연장하는 표면 요철 구조의 유무에 대해서는, AFM(원자간력 현미경) 모드에서 단섬유의 원주 방향으로 2.0㎛의 범위를 섬유축 방향 길이 2.0㎛에 걸쳐, 조금씩, 늦추면서 반복 주사하고, 얻어진 측정 화상으로부터 유무를 판단하였다.For measurement, shape measurement of 10 single fibers with a scanning probe microscope for one sample, average surface roughness (R a ) and maximum height difference (R max ) are obtained for each measurement image, and the average value of the average value of the sample It was set as the surface roughness (R a ) and the maximum height difference (R max ). Regarding the presence or absence of a surface concavo-convex structure extending 2 μm or more in the longitudinal direction of the fiber on the surface of the single fiber, the range of 2.0 μm in the circumferential direction of the single fiber in the AFM (atomic force microscope) mode was set to 2.0 μm in the fiber axis direction. The scan was repeated over and over, slowly and slowly, and the presence or absence was judged from the obtained measurement image.

(플랫 처리)(flat processing)

리프트, 진동, 스캐너의 크리프 등에 의해서 이미지 데이터에 나타난 Z축 방향의 변형·파도를 제거하는 처리로, SPM(주사형 프로브 현미경) 측정상의 장치 원인에 의한 데이터의 변형을 제거하는 처리.This is a process that removes distortion and waves in the Z-axis direction that appear in image data due to lift, vibration, or scanner creep, etc., and removes data distortion due to device causes in SPM (Scanning Probe Microscope) measurement.

(미디언 8 처리)(Median 8 processing)

처리하는 데이터점 S를 중심으로 하는 3×3의 창(매트릭스)에서 S 및 D1 ~ D8(S를 중심으로 둘러싸는 8개소의 매트릭스)의 사이에 연산을 행하고, S의 Z(높이 방향) 데이터를 치환하는 것으로, 스무딩이나 노이즈 제거와 같은 필터의 효과를 얻는 것.In a 3x3 window (matrix) centered on the data point S to be processed, an operation is performed between S and D1 to D8 (eight matrices surrounding S), and Z (height direction) data of S By substituting for , to obtain the effect of a filter such as smoothing or noise removal.

미디언 8 처리는, S 및 D1 ~ D8의 9점의 Z데이터의 중앙치를 구하고, S를 치환한다.The median 8 process calculates the median value of the Z data of 9 points of S and D1 to D8, and substitutes S.

(삼차 기울기 보정)(3rd order tilt correction)

기울기 보정은, 처리 대상 이미지의 전체 데이터로부터 최소 제곱 근사에 의해서 곡면을 구해 피팅하고, 기울기를 보정한다. (1차)(2차)(3차)는 피팅하는 곡면의 차수를 나타내고, 3차에서는 3차 곡면을 피팅한다. 삼차 기울기 보정 처리에 의해서, 데이터의 섬유의 곡률을 없애 플랫한 상으로 한다.In the tilt correction, a curved surface is obtained and fitted by least squares approximation from all data of the image to be processed, and the inclination is corrected. (1st order) (2nd order) (3rd order) indicates the degree of a curved surface to be fitted, and a cubic curved surface is fitted in the 3rd order. The tertiary inclination correction process removes the curvature of the fibers of the data to obtain a flat image.

<아크릴계 섬유 다발의 단섬유의 단면 형상의 평가><Evaluation of the cross-sectional shape of the short fibers of the acrylic fiber bundle>

섬유 다발을 구성하는 단섬유의 섬유 단면의 장경과 단경의 비(장경/단경)는, 이하와 같이 해서 결정하였다.The ratio of the major axis to the minor axis of the fiber cross section of the short fibers constituting the fiber bundle (major axis/minor axis) was determined as follows.

내경 1 mm의 염화비닐 수지제의 튜브 내에 측정용의 섬유 다발을 통과한 후, 이것을 나이프로 둥글게 잘라 시료를 준비한다. 이어서, 상기 시료를 섬유 단면이 위를 향하도록 하고 SEM 시료대에 접착하고, 또한 Au를 약 10 nm의 두께에 스퍼터링하고 나서, 필립스 사 제 XL20 주사형 전자현미경에 의해, 가속 전압 7.00 kV, 작동 거리 31 mm의 조건에서 섬유 단면을 관찰하고, 단섬유의 섬유 단면의 장경 및 단경을 측정하고, 장경/단경으로의 비율을 평가하였다.After passing the fiber bundle for measurement in a tube made of a vinyl chloride resin having an inner diameter of 1 mm, it is cut into rounds with a knife to prepare a sample. Next, the sample was adhered to the SEM sample stand with the fiber cross-section facing up, and Au was sputtered to a thickness of about 10 nm, and then operated with an XL20 scanning electron microscope manufactured by Philips, with an acceleration voltage of 7.00 kV, operated The fiber cross section was observed under the condition of a distance of 31 mm, the major and minor diameters of the fiber cross section of the short fibers were measured, and the ratio of the major axis/minor axis was evaluated.

<아크릴계 섬유 다발의 훅 드롭 길이 측정 방법><Measuring method of hook drop length of acrylic fiber bundle>

아크릴계 섬유 다발을 120 mm 꺼내고, 수하(垂下) 장치의 상부에 달고 꼬지 않은 후에, 섬유 다발 하부에 200 g의 추를 매단다. 섬유 다발의 상부로부터 1cm 하부의 지점에 섬유 다발을 3 분할하도록 훅(φ 1 mm의 스텐레스 선재제(線材製), 훅의 R=5 mm)을 삽입하고, 훅을 하강시킨다. 상기 훅은 총질량이 10 g가 되도록 추를 달아 조정한다. 훅이 섬유 다발의 교락에 의해서 정지한 점까지 훅의 하강 거리를 구한다. 시험 횟수는, N=50으로 하고, 그 평균치를 훅 드롭 길이로 하였다.Take out the acrylic fiber bundle by 120 mm, attach it to the upper part of the unloading device and untwist, and then hang a weight of 200 g on the lower part of the fiber bundle. A hook (a stainless steel wire of φ 1 mm, R=5 mm of the hook) is inserted at a point 1 cm below the fiber bundle to divide the fiber bundle into three, and the hook is lowered. The hook is adjusted by adding a weight so that the total mass is 10 g. Find the descending distance of the hook to the point where the hook is stopped by the entanglement of the fiber bundle. The number of tests was set to N=50, and the average value was made into the hook drop length.

<내염화로 내의 풍속의 측정 방법><Measuring method of wind speed in flameproof furnace>

KANOMAX JAPAN INC.제 ANEMOMASTER 고온용 풍속계 Model6162를 이용하고, 1초 마다의 측정치 30점의 평균치를 이용하였다. 내염화로(1)의 양측의 가이드 롤러(4)의 중앙에 해당되는 위치에 있는, 열처리실(3) 측면의 측정구멍(도시하지 않음)으로부터 측정 프로브를 삽입하고, 수평 방향으로 흐르는 산화성 기체의 풍속을 측정하였다. 폭방향으로 5개소 측정하고, 그 평균치를 이용하였다.ANEMOMASTER high temperature anemometer Model 6162 manufactured by KANOMAX JAPAN INC. was used, and the average value of 30 measured values per second was used. A measuring probe is inserted from a measuring hole (not shown) on the side of the heat treatment chamber 3 at a position corresponding to the center of the guide rollers 4 on both sides of the flame-resistant furnace 1, and the oxidizing gas flowing in the horizontal direction wind speed was measured. Five places were measured in the width direction, and the average value was used.

<주행하는 섬유 다발의 실 폭 및 진폭의 측정 방법><Measuring method of yarn width and amplitude of a running fiber bundle>

주행하는 섬유 다발의 진폭이 최대가 되는 내염화로(1)의 양측의 가이드 롤러(4)의 중앙에 해당되는 위치에서 측정을 행하였다. 구체적으로는, Keyence Corporation 제 레이저 변위계 LJ-G200를, 주행하는 섬유 다발의 상방 혹은 하방에 설치해 특정의 섬유 다발에 레이저를 조사하였다. 그 섬유 다발의 폭방향의 양단의 거리를 섬유 다발의 폭으로 하고, 폭방향의 일단의 폭방향 변동량을 진폭으로 하였다. 각각, 1회/60초 이상의 빈도, 0.01 mm 이하의 정밀도로 5분간 측정하고, 섬유 다발의 폭(Wy)(평균치) 및 진폭의 표준 편차σ를 취득하고, 상술의 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 산출하였다.Measurement was performed at a position corresponding to the center of the guide rollers 4 on both sides of the flame-resistant furnace 1 at which the amplitude of the running fiber bundle is maximized. Specifically, a laser displacement meter LJ-G200 manufactured by Keyence Corporation was installed above or below the traveling fiber bundle, and the specific fiber bundle was irradiated with a laser. The distance between both ends of the fiber bundle in the width direction was taken as the width of the fiber bundle, and the amount of variation in the width direction at one end in the width direction was taken as the amplitude. Each measurement was performed for 5 minutes at a frequency of 1 time/60 seconds or more and an accuracy of 0.01 mm or less, and the width (Wy) (average value) and standard deviation σ of the amplitude of the fiber bundle were obtained, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles described above was obtained. calculated.

표 1에, 각각의 실시예, 비교예에서의 조업성, 품질, 생산성의 결과를 정성적으로 나타낸다. 우수, 양호, 불가는 하기 기준대로 평가하였다.In Table 1, the results of operability, quality, and productivity in each Example and Comparative Example are shown qualitatively. Excellent, good, and bad were evaluated according to the following criteria.

(조업성)(operability)

우수:혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등의 트러블이 1일당 평균 제로회이고, 매우 양호한 레벨.Excellent: A very good level with an average of zero troubles per day, such as mixed fibers or fiber bundle breakage.

양호:혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등의 트러블이 1일당 평균 수 회 정도로, 충분히 연속 운전을 계속할 수 있는 레벨.Good: A level at which continuous operation can be continued sufficiently, with troubles such as strand breakage and fiber bundle breakage occurring an average of several times per day.

불가:혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등의 트러블이, 1일당 평균 수십회 일어나, 연속 운전을 계속할 수 없는 레벨.Impossible: A level where continuous operation cannot be continued due to an average of several dozen troubles per day, such as a single island or fiber bundle breakage.

(품질)(quality)

우수:내염화 공정을 나온 후에 육안으로 확인할 수 있는 섬유 다발 상의 10 mm 이상의 보풀의 수가 평균 수 개/m 이하이고, 보풀 품위가 공정에서의 통과성이나 제품으로서 고차 가공성에 전혀 영향을 주지 않는 레벨.Excellent: The number of fluffs of 10 mm or more on the fiber bundle that can be visually confirmed after leaving the flame-resistant process is an average of several pieces/m or less, and the fluff quality does not affect the passability in the process or high-order processability as a product at all. .

양호:내염화 공정을 나온 후에 육안으로 확인할 수 있는 섬유 다발 상의 10 mm 이상의 보풀의 수가 평균 10개/m 이하이고, 보풀 품위가 공정에서의 통과성이나 제품으로서 고차 가공성에 거의 영향을 주지 않는 레벨.Good: The number of fluffs of 10 mm or more on the fiber bundle that can be visually confirmed after exiting the flame-resistant process is 10 pieces/m or less on average, and the fluff quality hardly affects the passability in the process or high-order processability as a product. .

불가:내염화 공정을 나온 후에 육안으로 확인할 수 있는 섬유 다발 상의 10 mm 이상의 보풀의 수가 평균 수십개/m 이상이고, 보풀 품위가 공정에서의 통과성이나 제품으로서 고차 가공성에 악영향을 제공하는 레벨.Impossible: A level at which the number of fluffs of 10 mm or more on the fiber bundle that can be visually confirmed after exiting the flame-resistant process is tens/m or more on average, and the fluff quality adversely affects passability in the process or high-order processability as a product.

(생산성)(productivity)

우수:제조 코스트가 충분히 낮고(「양호」에 대비해 80% 이하), 단위시간당의 생산량이 충분히 큰(「양호」에 대비해 120% 이상) 레벨.Excellent: A level where the manufacturing cost is sufficiently low (80% or less compared to “good”) and the production per unit time is sufficiently large (120% or more compared to “good”).

양호:제조 코스트가 비교적 낮고, 단위시간당의 생산량이 비교적 큰 레벨Good: The manufacturing cost is relatively low, and the output per unit time is relatively large.

불가:제조 코스트가 높은(「양호」에 대비해 150% 이상), 혹은 단위시간당의 생산량이 작은(「양호」에 대비해 60% 이하) 레벨.Impossible: A level with a high manufacturing cost (more than 150% for “good”) or low production per unit time (60% or less for “good”).

(실시예 1)(Example 1)

단섬유 섬도 0.11 tex, 단섬유의 표면의 원주 방향 2.0㎛·섬유축 방향 2.0㎛ 사방의 범위에서의 섬유의 길이 방향으로 연장하는 표면 요철 구조가 2.5㎛, 단섬유 단면의 장경/단경이 1.04인 단섬유 20,000개로 이루어지는 아크릴계 섬유 다발(2)을 100 ~ 200개 정렬해 내염화로(1)에서 열처리함으로써 내염화 섬유 다발을 얻었다. 이 아크릴계 섬유 다발에 부착하는 실리콘계 유제의 부착량은 0.5%이고, 아크릴계 섬유 다발의 훅 드롭길이를 250 mm로 하였다. 또한, 내염화로(1)의 열처리실(3) 양측의 가이드 롤러(4) 간의 수평거리(L')는 20 m로 하고, 가이드 롤러(4)는 3 ~ 15 mm의 범위의 소정 간격(물리적으로 규제해야 할 피치 간격) Wp로 홈을 판 홈 롤러로 하였다. 이 때의 내염화로(1)의 열처리실(3) 내의 산화성 기체의 온도는 240 ~ 280℃로 하고, 산화성 기체의 수평 방향의 풍속을 3 m/초로 하였다. 실의 주행 속도는, 내염화 처리 시간을 충분히 취하도록, 내염화로 길이(L)에 맞추어 1 ~ 15 m/분의 범위에서 조정하고, 공정 장력은 0.5 ~ 2.5g/tex의 범위에서 조정하였다.Single fiber fineness 0.11 tex, the surface of the single fiber in the circumferential direction of 2.0 μm and the fiber axis direction of 2.0 μm The surface uneven structure extending in the longitudinal direction of the fiber in the four directions is 2.5 μm, the major/minor diameter of the single fiber cross section is 1.04 A flame-resistant fiber bundle was obtained by arranging 100 to 200 acrylic fiber bundles (2) consisting of 20,000 short fibers and heat-treating them in a flame-resistant furnace (1). The amount of the silicone oil agent adhering to the acrylic fiber bundle was 0.5%, and the hook drop length of the acrylic fiber bundle was 250 mm. In addition, the horizontal distance (L') between the guide rollers 4 on both sides of the heat treatment chamber 3 of the flame resistant furnace 1 is 20 m, and the guide roller 4 is spaced at a predetermined interval in the range of 3 to 15 mm ( The pitch interval to be physically regulated) Wp was used as a grooved roller. At this time, the temperature of the oxidizing gas in the heat treatment chamber 3 of the flame-resistant furnace 1 was set to 240 to 280°C, and the wind speed in the horizontal direction of the oxidizing gas was set to 3 m/sec. The running speed of the yarn was adjusted in the range of 1 to 15 m/min according to the flameproof furnace length (L) so that the flame resistance treatment time was sufficiently taken, and the process tension was adjusted in the range of 0.5 to 2.5 g/tex. .

얻어진 내염화 섬유 다발을, 그 후, 전탄소화로에서 최고 온도 700℃에서 소성한 후, 탄소화로에서 최고 온도 1,400℃에서 소성하고, 전해 표면 처리 후 사이징을 도포하여 탄소섬유 다발을 얻었다.The obtained flame-resistant fiber bundle was then fired at a maximum temperature of 700° C. in a pre-carbonization furnace, then fired at a maximum temperature of 1,400° C. in a carbonization furnace, and sizing was applied after electrolytic surface treatment to obtain a carbon fiber bundle.

이 때에 내염화로(1)의 열처리실(3) 내의 최상단을 주행하는 섬유 다발의 열처리실 중앙에서의 섬유 다발의 폭(Wy)와 진폭의 표준 편차 σ를 실측해, 통계적으로 산출한 인접 섬유 다발간의 접촉률 P는 6%이었다.At this time, the width (Wy) of the fiber bundle running at the top of the heat treatment chamber 3 of the flame-resistant furnace 1 and the standard deviation σ of the amplitude at the center of the heat treatment chamber of the fiber bundle were measured and statistically calculated adjacent fibers The contact rate P between bundles was 6%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 일절 발생하지 않고, 매우 양호한 조업성으로, 보다 생산 효율적으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 없는 매우 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundle, no fibers or fiber bundle breakage due to contact between the fiber bundles occurred, and the flame-resistant fiber bundle was obtained with very good operability and production efficiency. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, they were of very good quality without fluff or the like.

Figure pct00002
Figure pct00002

(실시예 2)(Example 2)

내염화로(1)의 열처리실(3) 양측의 가이드 롤러(4) 간의 수평거리(L')를 15 m로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 10%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same as in Example 1, except that the horizontal distance L' between the guide rollers 4 on both sides of the heat treatment chamber 3 of the flameproof furnace 1 was 15 m, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles was 10%. did the same

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 일절 발생하지 않고, 매우 양호한 조업성으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 없는 매우 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundle, no fibers or fiber bundle breakage occurred due to contact between the fiber bundles, and a flame-resistant fiber bundle was obtained with very good operability. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, they were of very good quality without fluff or the like.

(실시예 3)(Example 3)

내염화로(1)의 열처리실(3) 양측의 가이드 롤러(4) 간의 수평거리(L')를 30 m로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 15%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same as in Example 1, except that the horizontal distance L' between the guide rollers 4 on both sides of the heat treatment chamber 3 of the flameproof furnace 1 was 30 m, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles was 15%. did the same

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 일절 발생하지 않고, 매우 양호한 조업성으로, 보다 생산 효율적으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 없는 매우 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundle, no fibers or fiber bundle breakage due to contact between the fiber bundles occurred, and the flame-resistant fiber bundle was obtained with very good operability and production efficiency. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, they were of very good quality without fluff or the like.

(실시예 4)(Example 4)

내염화로(1)의 열처리실(3) 내의 산화성 기체의 수평 방향의 풍속을 5 m/초로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 7%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that the horizontal wind speed of the oxidizing gas in the heat treatment chamber 3 of the flame-resistant furnace 1 was set to 5 m/sec, and the contact rate P between adjacent fiber bundles was set to 7%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 일절 발생하지 않고, 매우 양호한 조업성으로, 보다 생산 효율적으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 없는 매우 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundle, no fibers or fiber bundle breakage due to contact between the fiber bundles occurred, and the flame-resistant fiber bundle was obtained with very good operability and production efficiency. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, they were of very good quality without fluff or the like.

(실시예 5)(Example 5)

내염화로(1)의 열처리실(3) 양측의 가이드 롤러(4) 간의 수평거리(L')를 10 m로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 5%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same as in Example 1, except that the horizontal distance L' between the guide rollers 4 on both sides of the heat treatment chamber 3 of the flameproof furnace 1 was 10 m, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles was 5%. did the same

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 일절 발생하지 않고, 매우 양호한 조업성으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 없는 매우 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundle, no fibers or fiber bundle breakage occurred due to contact between the fiber bundles, and a flame-resistant fiber bundle was obtained with very good operability. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, they were of very good quality without fluff or the like.

(실시예 6)(Example 6)

내염화로(1)의 열처리실(3) 내의 산화성 기체의 수평 방향의 풍속을 8 m/초로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 14%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that the horizontal wind speed of the oxidizing gas in the heat treatment chamber 3 of the flame-resistant furnace 1 was set to 8 m/sec, and the contact rate P between adjacent fiber bundles was set to 14%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 일절 발생하지 않고, 매우 양호한 조업성으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 없는 매우 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundle, no fibers or fiber bundle breakage occurred due to contact between the fiber bundles, and a flame-resistant fiber bundle was obtained with very good operability. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, they were of very good quality without fluff or the like.

(실시예 7)(Example 7)

내염화로(1)의 열처리실(3) 양측의 가이드 롤러(4)를 플랫 롤러로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 14%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that the guide rollers 4 on both sides of the heat treatment chamber 3 of the flameproof furnace 1 were used as flat rollers, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles was set to 14%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 적고, 양호한 조업성으로, 보다 생산 효율적으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 적은 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistance treatment of the acrylic fiber bundle, there was little mixed fiber or fiber bundle breakage due to contact between the fiber bundles, and a flame-resistant fiber bundle was obtained with good operability and more productively. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, it was of good quality with little fluff and the like.

(실시예 8)(Example 8)

이용한 아크릴계 섬유 다발의 단섬유 단면의 장경/단경을 1.50으로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 14%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that the major/minor axis of the single fiber cross section of the used acrylic fiber bundle was set to 1.50 and the contact ratio P between adjacent fiber bundles was set to 14%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 적고, 양호한 조업성으로, 보다 생산 효율적으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 적은 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistance treatment of the acrylic fiber bundle, there was little mixed fiber or fiber bundle breakage due to contact between the fiber bundles, and a flame-resistant fiber bundle was obtained with good operability and more productively. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, it was of good quality with little fluff and the like.

(실시예 9)(Example 9)

이용한 아크릴계 섬유 다발의 실리콘계 유제 부착량을 4.0%로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 6%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that the amount of silicone oil agent adhered to the acrylic fiber bundle used was 4.0%, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles was 6%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 적고, 양호한 조업성으로, 보다 생산 효율적으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 적은 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistance treatment of the acrylic fiber bundle, there were few mixed fibers or breakage of the fiber bundle due to contact between the fiber bundles, and the flame-resistant fiber bundle was obtained with good operability and more productively. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, it was of good quality with little fluff and the like.

(실시예 10)(Example 10)

이용한 아크릴계 섬유 다발에 실리콘계 유제를 부여하지 않고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 6%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same procedure was performed as in Example 1, except that the silicone oil agent was not applied to the used acrylic fiber bundle and the contact ratio P between adjacent fiber bundles was set to 6%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 적고, 양호한 조업성으로, 보다 생산 효율적으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 적은 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistance treatment of the acrylic fiber bundle, there was little mixed fiber or fiber bundle breakage due to contact between the fiber bundles, and a flame-resistant fiber bundle was obtained with good operability and more productively. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, it was of good quality with little fluff and the like.

(실시예 11)(Example 11)

이용한 아크릴계 섬유 다발의 훅 드롭길이를 350 mm로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 14%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that the hook drop length of the acrylic fiber bundle used was 350 mm and the contact ratio P between adjacent fiber bundles was 14%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 적고, 양호한 조업성으로, 보다 생산 효율적으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 적은 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistance treatment of the acrylic fiber bundle, there was little mixed fiber or fiber bundle breakage due to contact between the fiber bundles, and a flame-resistant fiber bundle was obtained with good operability and more productively. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, it was of good quality with little fluff and the like.

(실시예 12)(Example 12)

이용한 아크릴계 섬유 다발의 단섬유 섬도를 0.18 tex로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 14%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that the single fiber fineness of the used acrylic fiber bundle was 0.18 tex, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles was 14%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 적고, 양호한 조업성으로, 보다 생산 효율적으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 적은 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistance treatment of the acrylic fiber bundle, there was little mixed fiber or fiber bundle breakage due to contact between the fiber bundles, and a flame-resistant fiber bundle was obtained with good operability and more productively. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, it was of good quality with little fluff and the like.

(실시예 13)(Example 13)

내염화로(1)의 열처리실(3) 양측의 가이드 롤러(4)를 플랫 롤러로 하고, 그 플랫 롤러로부터 내염화로의 방향으로 30 mm의 위치에 빗 가이드를 더 설치하고, 그 빗 가이드는 폭방향으로 3 ~ 15 mm의 범위의 일정한 간격의 틈새를 가지고, 그 틈새를 섬유 다발이 통과하는 것으로 물리적으로 규제되는 섬유 다발의 피치 간격을 3 ~ 15 mm의 범위에서 소정의 간격(Wp)으로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 14%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The guide rollers 4 on both sides of the heat treatment chamber 3 of the flame-resistant furnace 1 are used as flat rollers, and comb guides are further installed at a position of 30 mm from the flat roller to the flame-resistant furnace, and the comb guides has a gap at regular intervals in the range of 3 to 15 mm in the width direction, and the pitch interval of the fiber bundle, which is physically regulated by the passage of the fiber bundle through the gap, is a predetermined interval (Wp) in the range of 3 to 15 mm The same procedure as in Example 1 was performed except that the contact ratio P between adjacent fiber bundles was 14%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 일절 발생하지 않고, 매우 양호한 조업성으로, 보다 생산 효율적으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 없는 매우 양호한 품질이었다.Under the above conditions, during the flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundle, no fibers or fiber bundle breakage due to contact between the fiber bundles occurred, and the flame-resistant fiber bundle was obtained with very good operability and production efficiency. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, they were of very good quality without fluff or the like.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

내염화로(1)의 열처리실(3) 양측의 가이드 롤러(4)의 홈의 간격을 작게 하는 등에 의해, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 24%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that the contact ratio P between adjacent fiber bundles was set to 24%, for example, by reducing the spacing between the grooves of the guide rollers 4 on both sides of the heat treatment chamber 3 of the flame-resistant furnace 1 .

상기의 조건에서, 사조 밀도를 향상시킴으로써, 생산량 자체는 늘릴 수 있었지만, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등이 다발해, 조업을 계속하는 것이 곤란해졌다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 많은 열악한 품질이었다.Under the above conditions, by improving the yarn density, the production volume itself could be increased, but during the flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundles, there were many mixed fibers or breakage of the fiber bundles due to contact between the fiber bundles, making it difficult to continue the operation. . In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, it was of poor quality with a lot of fluff and the like.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

내염화로(1)의 열처리실(3) 양측의 가이드 롤러(4)의 홈의 간격을 크게 하는 등에 의해, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 1%로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that the contact ratio P between adjacent fiber bundles was set to 1% by, for example, increasing the spacing between the grooves of the guide rollers 4 on both sides of the heat treatment chamber 3 of the flame-resistant furnace 1 .

상기의 조건에서, 아크릴계 섬유 다발의 내염화 처리 중에는, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등은 적고, 양호한 조업성으로 내염화 섬유 다발을 취득하였다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 적은 양호한 품질이었다. 다만, 결과적으로 내염화로(1)에 투입할 수 있는 섬유 다발의 개수가 적어져, 생산성은 크게 저하하였다.Under the above conditions, during the flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundle, there was little mixed fiber or fiber bundle breakage due to contact between the fiber bundles, and a flame-resistant fiber bundle was obtained with good operability. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, it was of good quality with little fluff and the like. However, as a result, the number of fiber bundles that can be fed into the flameproof furnace 1 decreased, and the productivity was greatly reduced.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

내염화로(1)의 열처리실(3) 양측의 가이드 롤러(4)의 홈의 간격을 작게 하는 등에 의해, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 28%로 한 이외는, 실시예 3과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 3 was performed except that the contact ratio P between adjacent fiber bundles was set to 28%, for example, by reducing the spacing between the grooves of the guide rollers 4 on both sides of the heat treatment chamber 3 of the flameproof furnace 1 .

상기의 조건에서, 사조 밀도를 향상시킴으로써, 생산량 자체는 늘릴 수 있었지만, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등이 다발해, 조업을 계속하는 것이 곤란해졌다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 다발 및 탄소섬유 다발을 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 많이 열악한 품질이었다.Under the above conditions, by improving the yarn density, the production volume itself could be increased, but during the flame-resistant treatment of the acrylic fiber bundles, there were many mixed fibers or breakage of the fiber bundles due to contact between the fiber bundles, making it difficult to continue the operation. . In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber bundle and carbon fiber bundle, fluff and the like were of poor quality.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

내염화로(1)의 열처리실(3) 내의 산화성 기체의 수평 방향의 풍속을 8 m/초로 하고, 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 19%로 한 이외는, 실시예 3과 마찬가지로 하였다.The same procedure as in Example 3 was performed except that the horizontal wind speed of the oxidizing gas in the heat treatment chamber 3 of the flame-resistant furnace 1 was set to 8 m/sec, and the contact rate P between adjacent fiber bundles was set to 19%.

상기의 조건에서, 아크릴 섬유 다발의 내염화 처리 중에, 섬유 다발간의 접촉에 의한 혼섬이나 섬유 다발 끊어짐 등이 다발해, 조업을 계속하는 것이 곤란해졌다. 또한, 얻어진 내염화 섬유 및 탄소섬유를 육안으로 확인한 결과, 보풀 등이 많이 열악한 품질이었다. 또한 풍속을 8 m/초로 함으로써, 이것을 가능하게 하는 송풍기(8)의 설비비가 증대하여, 생산 코스트가 대폭 악화되었다.Under the above conditions, during the flame-resistance treatment of the acrylic fiber bundles, mixed fibers or breakage of the fiber bundles due to contact between the fiber bundles occurred frequently, making it difficult to continue the operation. In addition, as a result of visually confirming the obtained flame-resistant fiber and carbon fiber, fluff and the like were very poor quality. Moreover, by setting the wind speed to 8 m/sec, the equipment cost of the blower 8 which made this possible increased, and the production cost deteriorated significantly.

본 발명은, 내염화 섬유 다발의 제조 방법 및 탄소섬유 다발의 제조 방법에 관한 것으로, 항공기 용도, 압력 용기·풍차 등의 산업용도, 골프 샤프트 등의 스포츠 용도 등에 응용할 수 있지만, 그 응용범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.The present invention relates to a method for producing a flame-resistant fiber bundle and a method for producing a carbon fiber bundle, and can be applied to aircraft applications, industrial uses such as pressure vessels and windmills, and sports applications such as golf shafts, but the scope of application is is not limited to

1 내염화로
2 아크릴계 섬유 다발
3 열처리실
4 가이드 롤러
5 열풍 분출구
6 열풍 배출구
7 가열기
8 송풍기
L 내염화로 길이(1 패스의 내염화 유효길이)
L'가이드 롤러간의 수평거리
Wp 물리적으로 규제되는 피치 간격
Wy 주행하는 섬유 다발의 폭
t 인접하는 섬유 다발간의 틈새
1 Flameproof furnace
2 Acrylic fiber bundle
3 Heat treatment room
4 guide roller
5 hot air vents
6 hot air outlet
7 burner
8 blower
L Flameproof furnace length (effective flameproofing length of 1 pass)
Horizontal distance between L' guide rollers
Wp physically regulated pitch spacing
Wy Width of the running fiber bundle
t Gap between adjacent fiber bundles

Claims (9)

복수의 다발을 인접시켜 정렬한 아크릴계 섬유 다발을, 내염화로 외 양측에 설치되는 가이드 롤러에 의해서 반송시키면서, 열풍 가열식의 내염화로 내를 주행시켜 산화성 분위기 중에서 열처리하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법으로서, 내염화로 내에서의 열풍의 방향이 섬유 다발의 주행 방향에 대해서 평행하고, 다음 식(1)로 정의되는 인접 섬유 다발간의 접촉률 P를 2 ~ 18%로 하는 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
P=[1-p(x){-t<x<t}]×100   (1)
여기서, P는 인접 섬유 다발간의 접촉률(%), t는 인접하는 섬유 다발간의 틈새(mm), p(x)는 정규 분포 N(0,σ2)의 확률 밀도 함수, σ는 진폭의 표준 편차, x는 진폭의 중앙을 제로로 하는 확률 변수를 나타낸다.
A method for producing flame-resistant fiber bundles in which acrylic fiber bundles arranged adjacent to each other are transported by guide rollers installed on both sides of the flame-resistant furnace, while running in a hot-air heating type flame-resistant furnace and heat-treated in an oxidizing atmosphere As, the direction of the hot air in the flameproof furnace is parallel to the running direction of the fiber bundle, and the contact ratio P between adjacent fiber bundles defined by the following formula (1) is 2 to 18%. .
P=[1-p(x){-t<x<t}]×100 (1)
where P is the contact rate (%) between adjacent fiber bundles, t is the gap between adjacent fiber bundles (mm), p(x) is the probability density function of the normal distribution N(0,σ 2 ), and σ is the standard deviation of the amplitude , x denotes a random variable with the center of the amplitude equal to zero.
제1항에 있어서,
상기 가이드 롤러간의 수평거리는 14.5 m 이상인, 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
The method of claim 1,
The horizontal distance between the guide rollers is 14.5 m or more, the method for producing a flame-resistant fiber bundle.
제1항 또는 제2항에 있어서,
내염화로 내를 흐르는 열풍의 풍속은 1.0 ~ 6.0m/초인, 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
A method for producing a flame-resistant fiber bundle, wherein the wind speed of the hot air flowing through the flame-resistant furnace is 1.0 to 6.0 m/sec.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가이드 롤러는 실 폭 규제 기구를 가지는, 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The method for producing a flame-resistant fiber bundle, wherein the guide roller has a yarn width regulating mechanism.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아크릴계 섬유 다발의 단섬유의 표면은 원주 방향 2.0㎛·섬유축 방향 2.0㎛ 사방의 범위에서, 섬유의 길이 방향으로 2.0㎛ 이상 연장하는 표면 요철 구조를 가지고, 또한 상기 단섬유 단면의 장경/단경의 비가 1.01 ~ 1.10인, 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The surface of the short fibers of the acrylic fiber bundle has a surface concavo-convex structure extending 2.0 μm or more in the longitudinal direction of the fiber in the circumferential direction of 2.0 μm and the fiber axis direction of 2.0 μm, and the major/minor diameter of the cross section of the single fiber The ratio of 1.01 to 1.10, the method for producing a flame-resistant fiber bundle.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아크릴계 섬유 다발의 훅 드롭길이는 300 mm 이하인, 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The hook drop length of the acrylic fiber bundle is 300 mm or less, the method for producing a flame-resistant fiber bundle.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아크릴계 섬유 다발에 부착하는 실리콘계 유제의 부착량은 0.1 ~ 3.0 질량%인, 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 6,
The method for producing a flame-resistant fiber bundle, wherein the amount of the silicone oil agent adhering to the acrylic fiber bundle is 0.1 to 3.0 mass%.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아크릴계 섬유 다발의 단섬유 섬도는 0.05 ~ 0.22 tex인, 내염화 섬유 다발의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 7,
The single fiber fineness of the acrylic fiber bundle is 0.05 to 0.22 tex, a method for producing a flame resistant fiber bundle.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 내염화 섬유 다발의 제조 방법으로 제조된 내염화 섬유 다발을, 불활성 분위기 중 최고 온도 300 ~ 1,000℃에서 전탄소화 처리해 전탄소화 섬유 다발을 제조하고, 상기 전탄소화 섬유 다발을 불활성 분위기 중 최고 온도 1000 ~ 2000℃에서 탄소화 처리하는 탄소섬유 다발의 제조 방법.The flame-resistant fiber bundle produced by the method for producing a flame-resistant fiber bundle according to any one of claims 1 to 8 is subjected to pre-carbonization treatment at a maximum temperature of 300 to 1,000° C. in an inert atmosphere to produce a pre-carbonized fiber bundle And, a method of producing a carbon fiber bundle for carbonizing the pre-carbonized fiber bundle at a maximum temperature of 1000 ~ 2000 ℃ in an inert atmosphere.
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또한 특허문헌 3에서는, 내염화로 길이가 길어졌을 경우에서의 내염화 공정의 라인 스피드, 섬유 다발의 최대 현수량의 적정화를 도모하는 것이 설명되고 있다.
또한, 특허문헌 2에서는, 내염화 공정에서의 섬유 다발 시트 형상 물질의 면점유율, 내염화로 내의 풍속, 내염화로 내의 섬유 다발의 밀도, 구체적으로는 주행 섬유 다발의 폭 1 mm당의 섬도를 규정하는 것이 설명되고 있다.
상기의 문제를 해결하기 위해서, 특허문헌 1에서는, 내염화 공정에서의 섬유 다발 시트 형상 물질의 면점유율의 규정하고, 또한 내염화로 내의 풍속, 및 내염화 공정에서의 공정 장력의 적정화를 도모하는 것이 설명되고 있다.

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