WO2016181845A1 - 合糸糸条束の製造方法および得られた合糸糸条束を用いる炭素繊維の製造方法 - Google Patents
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- the holding angle of the third roller is preferably 10 ° or more, and more preferably 20 ° to 90 ° for both the third front roller and the third rear roller for the same reason as the second roller.
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Abstract
Description
(1)第1ローラー;
(2)第1ローラーの軸心、および、第1ローラーを出た直後の炭素繊維前駆体糸条の走行方向のいずれとも略直交する軸心を有し、第1ローラーからの軸心間の距離Lが略同等である一対の第2ローラー;
(3)一対の第2のローラーの軸心と平行な軸心を有し、一対の第2ローラーを出た直後の炭素繊維前駆体糸条の走行方向に沿って順に配置される第3前ローラーおよび第3後ローラー;
(4)第3前ローラーおよび第3後ローラーと略直交する軸心を有する第4ローラー。
ここで、略直交とは、2つの軸心もしくは軸心と糸条のなす角度が85~95°の範囲であることを言う。
合糸前の炭素繊維前駆体糸条をサンプリングし、カミソリで繊維軸に垂直に切断し、光学顕微鏡を用いて単繊維の断面形状を観察する。測定倍率は、最も細い単繊維が1mm程度に観察されるよう倍率200~400倍とする。使用する機器の画素数は200万画素とする。得られた画像を画像解析することにより炭素繊維前駆体糸条を構成する単糸の断面積と周長を求め、その断面積から真円と仮定した時の単糸の断面の直径(繊維径)を0.1μm単位で計算して求め、下記式を用いて炭素繊維前駆体糸条を構成する単糸の真円度を求める。真円度は無作為に選んだ10本の単糸の平均値を用いる。
真円度=4πS/L2
式中、Sは炭素繊維前駆体糸条を構成する単糸の断面積を表し、Lは単糸の周長を表す。
JIS-L1013(2010)「化学繊維フィラメント糸試験方法」の交絡値測定方法に準じて測定する。合糸前の炭素繊維前駆体糸条試料の下方の位置に荷重100gを吊り下げ、試料を垂直にたらす。試料の上部に荷重10gのフックを挿入し、フックが糸の交絡によって停止するまでの降下距離(mm)から下記式によって交絡値を求める。n=50で測定を行い、その平均値を交絡値とする。
交絡値=1000/フック降下距離。
炭素繊維前駆体合糸糸条束を張力0.04cN/dtex、5m/minの条件にて1000m解舒した際に3m以上の糸割れの発生を確認する。100回測定を行い、全測定回数に対しての3m以上の糸割れの発生した回数の割合(%)を糸割れ率とする。
図1の装置において一対の第2ローラー2、2’と第1ローラー1の軸間距離Lを200mmに設定し、一対の第3ローラー3、3’は第4ローラーの幅方向の中央と糸道が重なる位置に配置した。第4ローラーと第3後ローラー3’との間隔を40mmとした。上記の合糸装置を用いて、総繊度3300dtexのマルチフィラメント糸条(単糸繊度:1.1dtex、単糸数:3000本)を表1の条件で4本合糸し、糸割れの確認を行ったところ糸割れ率は3%であった。
実施例1において合糸前の糸条の交絡値が21.2のものを用いたところ糸割れ率は9%であった。
実施例1において0.11texのマルチフィラメント糸条13200dtexを2本合糸し同様に糸割れの確認を行ったところ糸割れ率は4%であった。
実施例1において真円度が0.78である1.1dtexのマルチフィラメント糸条3000本を2合糸し糸割れの確認を行ったところ糸割れ率は8%であった。
実施例1において一対の第2ローラー2、2’と第1ローラー1の距離を30mmとしたところ糸割れ率は23%であった。
実施例1において一対の第2ローラー2、2’と第1ローラー1の距離を50mmとしたところ糸割れ率は21%であった。
実施例2において一対の第2ローラー2、2’と第1ローラー1の距離を30mmとしたところ糸割れ率は25%であった。
実施例2において一対の第2ローラー2、2’と第1ローラー1の距離を150mmとしたところ糸割れ率は14%であった。
実施例2において合糸後の糸条束の張力を0.08cN/dtexに調整したところ糸割れ率は49%であった。
実施例3において合糸後の糸条束の張力を0.10cN/dtexに調整したところ糸割れ率は36%であった。
2、2’:第2ローラー
3:第3前ローラー
3’:第3後ローラー
4:第4ローラー
5、5’、6、6’:合糸前の炭素繊維前駆体糸条
7:合糸後の炭素繊維前駆体糸条束
8:第2ローラーA、B、第3前ローラー、第3後ローラーおよび第4ローラーを固定する為の共通ベース
L:第1ローラーと第2ローラーA、Bの距離
θ:抱き角
Claims (5)
- 以下の(1)~(4)のローラーを用いて、2本以上の炭素繊維前駆体糸条を合糸して合糸糸条束を製造する方法であって、互いに略平行に走行する前記2本以上の炭素繊維前駆体糸条を抱き角20°以上で第1ローラーに接触させた後、前記2本以上の炭素繊維前駆体糸条を2分割して一対の第2ローラーにそれぞれ接触させることで、第1ローラーと一対の第2ローラーの間で炭素繊維前駆体糸条を略90°回転させ、次いで、一方の第2ローラーから出た炭素繊維前駆体糸条を第3前ローラーおよび第3後ローラーに順次接触させるとともに、もう一方の第2ローラーから出た炭素繊維前駆体糸条を第3前ローラーに接触させることなく第3後ローラーに接触させ、第3後ローラー上でこれらの炭素繊維前駆体糸条を合糸し、その後、第3後ローラーから出た炭素繊維前駆体糸条を第4ローラーに抱き角5°以上で接触させて、合糸糸条束を得るに際し、第1ローラーと一対の第2ローラーとの軸心間の距離Lと第1ローラー上の炭素繊維前駆体糸条の糸幅Wの平均値との比、L/Wを18以上とし、第4ローラーから出た後の合糸糸条束の張力を0.11cN/dtex以上とする合糸糸条束の製造方法;
(1)第1ローラー;
(2)第1ローラーの軸心、および、第1ローラーを出た直後の炭素繊維前駆体糸条の走行方向のいずれとも略直交する軸心を有し、第1ローラーからの軸心間の距離Lが略同等である一対の第2ローラー;
(3)一対の第2のローラーの軸心と平行な軸心を有し、一対の第2ローラーを出た直後の炭素繊維前駆体糸条の走行方向に沿って順に配置される第3前ローラーおよび第3後ローラー;
(4)第3前ローラーおよび第3後ローラーと略直交する軸心を有する第4ローラー。 - 得られた合糸糸条束の糸割れ率が10%以下である請求項1に記載の合糸糸条束の製造方法。
- 第1ローラーと接触する前の炭素繊維前駆体糸条の交絡値が20以下である請求項1または2に記載の合糸糸条束の製造方法。
- 第1ローラーと接触する前の炭素繊維前駆体糸条の単糸の真円度が0.9以上である請求項1ないし3のいずれかに記載の合糸糸条束の製造方法。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載の合糸糸条束の製造方法によって製造された合糸糸条束に耐炎化処理および炭化処理を行って炭素繊維を得る工程を含む炭素繊維の製造方法。
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