JPH0116930B2 - - Google Patents
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- JPH0116930B2 JPH0116930B2 JP60009640A JP964085A JPH0116930B2 JP H0116930 B2 JPH0116930 B2 JP H0116930B2 JP 60009640 A JP60009640 A JP 60009640A JP 964085 A JP964085 A JP 964085A JP H0116930 B2 JPH0116930 B2 JP H0116930B2
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- Japan
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- tow
- oil
- acrylonitrile
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- fiber tow
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- Artificial Filaments (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はトウ強度が高く、トウの拡がり性が良
好な薄物プリプレグを作り得る炭素繊維トウの製
法に関するものである。 〔従来の技術〕 アクリル系繊維トウを酸化性雰囲気下200〜300
℃で耐炎化処理し、次いで不活性ガス雰囲気下
1000℃以上の温度で炭素化処理することによつ
て、優れた性能を備えた炭素繊維が得られること
はすでに知られている。しかしアクリル系繊維ト
ウを空気などの酸化性雰囲気下で行う耐炎化反応
は発熱反応であるため、処理中のトウよりの放熱
が有効に行われない場合には、トウを構成する単
繊維間に融着や合着などの現象が現われ、得られ
る炭素繊維トウの強度を高いものとすることがで
きず、かつトウの拡がり性も不足し、性能の優れ
たプレプレグ製造用の炭素繊維として利用するこ
とができない。またトウ中に生じた融着や膠着の
程度がひどくなると、その後の熱処理工程で、ト
ウ中に多量の毛羽が発生したり、切断を生じ、そ
の焼成を実質的に行い得ないような状態になる。
更に毛羽の多い炭素繊維トウはプリプレグ製造工
程でのトウの拡がり性にも欠けるという難点があ
る。 従来より、このような難点のない炭素繊維の製
造法の開発も検討されており、例えば特開昭49−
117724号公報にはアクリル系繊維トウにメチルシ
リコーン、ジメチルシリコーン等のシリコン系油
剤を付着したものをプレカーサとする方法が示さ
れている。この方法によると、プレカーサの耐炎
化工程における単繊維間の融着や膠着などの現象
を可成りの程度改良することができるが、ここで
用いられているシリコン系油剤は疎水性が高いた
め、プレカーサの取扱い過程で繊維に静電気が発
生し易く、耐炎化炉内でローラやガイドに繊維が
捲きつき、単糸切れや毛羽が発生するという難点
がある。 また特公昭52−24136号公報には、上述した如
き難点のない炭素繊維の製造法としてアミノシロ
キサンを、油剤としてアクリロニトリル系繊維プ
レカーサに付着せしめたものを焼成する方法が示
されている。この方法によると特開昭49−117724
号公報に示された方法に比べ、格段に優れた炭素
繊維を作ることができるが、この油剤の特性より
して油剤の付着斑のないアクリル系繊維トウを作
ることは極めて難しく、このアクリロニトリル系
繊維プレカーサより合着や融着のない炭素繊維を
作るには更に改良された方法の開発が望まれてお
り、特開昭56−49022号公報にそのための方策が
提案されている。 この方法はアミノシロキサンをグリセリンをは
じめとするポリオール系化合物と共に混合した油
剤を水中に分散せしめた油浴中にアクリロニトリ
ル系繊維トウを浸漬処理するに際し、油浴中に設
けたノズルより油剤をアクリロニトリル系繊維ト
ウに吹付けることにより、アミノシロキサンをア
クリロニトリル系繊維トウに均一に付着せしめる
方法である。 この方法はアミノシロキサンのアクリロニトリ
ル系繊維トウへの均一付着という目的に対しては
有効な方法ではあるが、炭素繊維製造用プレカー
サとして用いられるアクリロニトリル系繊維は高
度に配向されているものであると共にその単繊維
繊度も1.5デニール以下と極めて細いため、繊維
軸に対して横方向から受ける衝撃には極めて弱
く、ノズルから吹出されるジエツト水流によつて
少なからぬ損傷を受け、この傷が炭素繊維の毛羽
や糸切れの発生原因となるという難点を生じてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明はフイラメント数500本以上のアクリロ
ニトリル系繊維トウを用いて炭素繊維を製造する
に際し、その耐炎化工程で繊維間融着や膠着を起
こすことなく、かつ発熱反応である耐炎化反応に
よるトウ内への部分的蓄熱による切断、或は耐炎
化工程での繊維上への静電気発生に伴う繊維のロ
ーラやガイドへの捲きつきによる破断や毛羽の発
生を防止することにより、分繊性が良好であると
共に優れた種々の特性を備えた炭素繊維を得るこ
とをその目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで本発明者等は、上記目的を達成するため
の方策について種々検討した結果、アクリロニト
リル系繊維プレカーサの耐炎化工程においては、
各単繊維間が熱処理により融着や膠着などの不都
合な現象を起こさず、かつ部分的蓄熱が起こらな
いように分離しているにもかかわらず、トウがガ
イドやローラに接触した際に、各単繊維が異常な
拡がりを起こしたり、ガイドやローラに捲き付か
ない程度に収束した状態を保てるようにアクリロ
ニトリル系繊維トウに油剤処理を施してやること
により、その目的が達成されることを見出し本発
明を完成した。 本発明の要旨とするところは、フイラメント数
500本以上のアクリロニトリル系繊維トウを、２
段以上で油剤処理するに際し、第１段に150℃で
６時間の加熱処理によつても被膜形成しないモノ
アミン型アミノシリコン系油剤、第２段以降にポ
リアミン型アミノシリコン系油剤を使用し、次い
で耐炎化、炭素化することを特徴とする炭素繊維
トウの製造方法にある。 本発明を実施するに際して用いるアクリロニト
リル系繊維トウは、アクリロニトリルが80重量％
以上のアクリロニトリル系重合体を、湿式紡糸
法、乾−湿式紡糸法、乾式紡糸法、溶融紡糸法等
によつて作られたものである。アクリロニトリル
と共重合しうる他のコモノマーとしてはアクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸などのビニルカル
ボン酸類、メチルアクリレート、エチルアクリレ
ート、メチルメタクリレート、アクリルアミド、
メタクリルアミドなどのビニルモノマー類を用い
ることができる。アクリロニトリル系重合体の重
合法としては水系懸濁重合法、乳化重合法、溶液
重合法等を用いることができる。 本発明を実施するに際して用いるポリアミン型
アミノシロキサンとしては次の一般式で示される
ものを用いることができる。 （式中R1、R2、R4はＨ、−CH3、−C2H5又は−
C6H5又はこれらのアルコキシ基R3はＨ、−CH3、
−C2H5、−C6H5、（−C2H4O）−xＨ又は（−C3H6O）−
ｙＨ（ｘ、ｙは０〜10の整数） R5、R6はC1-10のアルキレン基 R7、R8、R9はＨ又はC1〜C5のアルキル基 ｎは２〜３の整数 ｘは０又は１以上の整数、ｙは１以上のの整数
であり、ｘ＋ｙは10〜1000である。） このポリアミン型アミノシリコン系油剤は、ア
クリロニトリル系繊維トウの耐炎化工程でのトウ
形態保持に極めて優れた効果を発揮する油剤であ
るが、アクリル系繊維トウへの均一付着性及びト
ウを構成する各単繊維間の相互分離という点では
未だ満足すべきものではなく、この傾向は特開昭
52−34025号公報に示される如く、アミノシロキ
サン系油剤を付着したアクリロニトリル系繊維ト
ウを特定の熱処理を施す方法によつても余り大き
く改善されない。 本発明を実施するに際して用いるモノアミン型
アミノシリコン系油剤とは、少量の油剤を小型シ
ヤーレ器に入れ、150℃の熱風乾燥器の中で６時
間加熱処理したときに、油剤表面に被膜の形成が
認められない耐熱性を備えたものであることが必
要である。このような耐熱性を備えていないアミ
ノシリコン系油剤のみを施したアクリロニトリル
系繊維トウを耐炎化および炭素化すると、トウ中
に微細な融着部ないし膠着部が形成され、分繊性
が低く、トウ強度の高い炭素繊維トウを作ること
はできない。 このような特性を備えたモノアミン型アミノシ
リコン系油剤としては次の一般式で示されるもの
を用いることができる。 （式中R1、R2、R4はＨ、−CH3、−C2H5、−C6H5
又はこれらのアルコキシ基R3はＨ、−CH3、−
C2H5、−C6H5、（−C2H4O）−xＨ又は（−C3H6O）−y
Ｈ（ｘ、ｙは０〜10の整数） R5はC1-10のアルキレン基 R8、R9はＨ又はC1〜C5のアルキル基を示す。） 上記耐熱性の優れたアミノシリコン系油剤を単
独で施したアクリロニトリル系繊維トウは耐炎化
工程で静電気を発生し易く、異常が拡がりを生じ
て、ローラやガイドに捲付き糸切れ毛羽を発生す
るのである。 これに対し、本発明においては一般式〔〕及
び一般式〔〕で示される２種のアミノシリコン
系油剤を併用して総量でアクリル系繊維トウの乾
燥重量当り0.1〜５重量％となるように付着せし
めることが必要である。アミノシリコン系油剤の
付着量が0.1重量％未満のアクリロニトリル系繊
維トウは、トウ形態の保持性が十分ではなく、そ
の耐炎化工程でトウが拡がりすぎる傾向があると
共に、ミクロ的な融着現象が生じ易い。アミノシ
リコン系油剤の付着量は５重量％程度で効果の飽
和現象が認められる。 これらのアミノシリコン系油剤はトルエン、キ
シレン、ベンゼン、ｎ−ヘキサン、ヘプタン、ア
セトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、パークロルエ
チレン等の有機溶剤に溶解して用いるか適当な乳
化剤、例えば高級アルコールの硫酸エステル塩、
アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール
ポリオキシアルキレンオキサイド付加物、高級脂
肪酸ポリオキシアルキレン付加物、アルキルフエ
ノールポリオキシアルキレン付加物、高級脂肪酸
ソルビタンエステル等により乳化して使用するこ
ともできる。 ２種のアミノシリコン系油剤の付着法としては
２種のアミノシリコン系油剤を別々に溶解乃至分
散した２つの浴を用いて２浴処理する方法を用い
ることができる。 アクリロニトリル系繊維トウに、まず耐熱性の
良好なモノアミン型アミノシリコン系油剤を付着
し、次いでポリアミン型アミノシリコン系油剤を
付着する方法にて作られたアクリロニトリル系繊
維トウは、相当な風速の酸化性気体が吹付けられ
てもトウ系態のバラケを生ずることなく、かつ糸
道ガイドやローラ等に接触してもトウが拡がるこ
とはなく、ローラやガイドに繊維が捲き付くとい
う不都合を生ずることはない。またトウ内部に存
在する各単繊維間は耐熱性を備えたアミノシリコ
ン系油剤の効果に単繊維間のミクロ的な融着や膠
着が起こらないような形態に保たれているため、
アクリロニトリル系繊維トウは効率よく焼成さ
れ、優れた性能を備えた炭素繊維トウとすること
ができるのである。 このような特性を備えたアクリロニトリル系繊
維トウを酸化性雰囲気中200〜350℃の温度で耐炎
化処理し、不活性ガス雰囲気下で、必要により
300〜800℃で焼成し、更に1000℃以上の温度で焼
成して得た本発明の炭素繊維トウは、毛羽や糸切
れがほとんどなくかつ捩れや撚りがないため容易
に開繊することができる。 また複合材料のマトリツクス成分となる樹脂と
のなじみも極めて優れており、超薄物のプリプレ
グも容易に作ることができる。 〔実施例〕 以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。 実施例 １ アクリロニトリル95部、アクリル酸メチル４
部、メタクリル酸１部のアクリロニトリル系重合
体21部をジメチルアセトアミド79部に溶解し50℃
で500ポイズの紡糸原液とした。 この紡糸原液を孔数12000、孔径0.070mmの紡糸
口金を用いてジメチルアセトアミド70％、温度30
℃の水系凝固浴中に紡糸し、次いで凝固糸を98℃
の熱水浴中で洗浄しながら8.5倍に延伸した。 この延伸糸に、150℃で６時間以上加熱処理を
行つても被膜形成のないモノアミン型アミノシリ
コン（化合物〔Ａ〕）系エマルジヨンを用い、付
着量が0.5重量％になるように付着処理を行つた
のち、表面温度135℃に加熱されたシリンダーロ
ーラー上を通して乾燥した。次いでこの乾燥糸を
ポリアミン型アミノシリコン（化学式〔Ｂ〕）系
エマルジヨンの入つた第２段処理浴に導き、付着
量が0.5重量％になるよう調整付着せしめ、チー
ズ捲取機で捲取つた。 比較例として１段目処理油剤として150℃の加
熱処理によつて被膜形成するアミノシロキサン系
エマルジヨンを用いた場合は、静電気により毛羽
の発生やローラ捲付を生じ、更に油剤被膜のロー
ラへの堆積により加熱シリンダーローラーの伝熱
効果が阻害され紡糸開始後32時間で乾燥不良を生
じ、紡糸続行が不可能となつた。 このようにして得られた前駆体繊維を常法によ
つて炭素繊維に焼成した。即ちライン速度60ｍ／
hrで225〜260℃の範囲で温度勾配を有する熱風雰
囲気の耐炎化炉で40分間耐炎化処理を行い、次い
で窒素ガス雰囲気にある320〜700℃の範囲の温度
勾配を有する前炭素化炉と1200℃の炭素化炉でそ
れぞれ３分間処理し炭素繊維に焼成した。得られ
た炭素繊維の物性は表１に示すごとくであつた。
好な薄物プリプレグを作り得る炭素繊維トウの製
法に関するものである。 〔従来の技術〕 アクリル系繊維トウを酸化性雰囲気下200〜300
℃で耐炎化処理し、次いで不活性ガス雰囲気下
1000℃以上の温度で炭素化処理することによつ
て、優れた性能を備えた炭素繊維が得られること
はすでに知られている。しかしアクリル系繊維ト
ウを空気などの酸化性雰囲気下で行う耐炎化反応
は発熱反応であるため、処理中のトウよりの放熱
が有効に行われない場合には、トウを構成する単
繊維間に融着や合着などの現象が現われ、得られ
る炭素繊維トウの強度を高いものとすることがで
きず、かつトウの拡がり性も不足し、性能の優れ
たプレプレグ製造用の炭素繊維として利用するこ
とができない。またトウ中に生じた融着や膠着の
程度がひどくなると、その後の熱処理工程で、ト
ウ中に多量の毛羽が発生したり、切断を生じ、そ
の焼成を実質的に行い得ないような状態になる。
更に毛羽の多い炭素繊維トウはプリプレグ製造工
程でのトウの拡がり性にも欠けるという難点があ
る。 従来より、このような難点のない炭素繊維の製
造法の開発も検討されており、例えば特開昭49−
117724号公報にはアクリル系繊維トウにメチルシ
リコーン、ジメチルシリコーン等のシリコン系油
剤を付着したものをプレカーサとする方法が示さ
れている。この方法によると、プレカーサの耐炎
化工程における単繊維間の融着や膠着などの現象
を可成りの程度改良することができるが、ここで
用いられているシリコン系油剤は疎水性が高いた
め、プレカーサの取扱い過程で繊維に静電気が発
生し易く、耐炎化炉内でローラやガイドに繊維が
捲きつき、単糸切れや毛羽が発生するという難点
がある。 また特公昭52−24136号公報には、上述した如
き難点のない炭素繊維の製造法としてアミノシロ
キサンを、油剤としてアクリロニトリル系繊維プ
レカーサに付着せしめたものを焼成する方法が示
されている。この方法によると特開昭49−117724
号公報に示された方法に比べ、格段に優れた炭素
繊維を作ることができるが、この油剤の特性より
して油剤の付着斑のないアクリル系繊維トウを作
ることは極めて難しく、このアクリロニトリル系
繊維プレカーサより合着や融着のない炭素繊維を
作るには更に改良された方法の開発が望まれてお
り、特開昭56−49022号公報にそのための方策が
提案されている。 この方法はアミノシロキサンをグリセリンをは
じめとするポリオール系化合物と共に混合した油
剤を水中に分散せしめた油浴中にアクリロニトリ
ル系繊維トウを浸漬処理するに際し、油浴中に設
けたノズルより油剤をアクリロニトリル系繊維ト
ウに吹付けることにより、アミノシロキサンをア
クリロニトリル系繊維トウに均一に付着せしめる
方法である。 この方法はアミノシロキサンのアクリロニトリ
ル系繊維トウへの均一付着という目的に対しては
有効な方法ではあるが、炭素繊維製造用プレカー
サとして用いられるアクリロニトリル系繊維は高
度に配向されているものであると共にその単繊維
繊度も1.5デニール以下と極めて細いため、繊維
軸に対して横方向から受ける衝撃には極めて弱
く、ノズルから吹出されるジエツト水流によつて
少なからぬ損傷を受け、この傷が炭素繊維の毛羽
や糸切れの発生原因となるという難点を生じてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明はフイラメント数500本以上のアクリロ
ニトリル系繊維トウを用いて炭素繊維を製造する
に際し、その耐炎化工程で繊維間融着や膠着を起
こすことなく、かつ発熱反応である耐炎化反応に
よるトウ内への部分的蓄熱による切断、或は耐炎
化工程での繊維上への静電気発生に伴う繊維のロ
ーラやガイドへの捲きつきによる破断や毛羽の発
生を防止することにより、分繊性が良好であると
共に優れた種々の特性を備えた炭素繊維を得るこ
とをその目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで本発明者等は、上記目的を達成するため
の方策について種々検討した結果、アクリロニト
リル系繊維プレカーサの耐炎化工程においては、
各単繊維間が熱処理により融着や膠着などの不都
合な現象を起こさず、かつ部分的蓄熱が起こらな
いように分離しているにもかかわらず、トウがガ
イドやローラに接触した際に、各単繊維が異常な
拡がりを起こしたり、ガイドやローラに捲き付か
ない程度に収束した状態を保てるようにアクリロ
ニトリル系繊維トウに油剤処理を施してやること
により、その目的が達成されることを見出し本発
明を完成した。 本発明の要旨とするところは、フイラメント数
500本以上のアクリロニトリル系繊維トウを、２
段以上で油剤処理するに際し、第１段に150℃で
６時間の加熱処理によつても被膜形成しないモノ
アミン型アミノシリコン系油剤、第２段以降にポ
リアミン型アミノシリコン系油剤を使用し、次い
で耐炎化、炭素化することを特徴とする炭素繊維
トウの製造方法にある。 本発明を実施するに際して用いるアクリロニト
リル系繊維トウは、アクリロニトリルが80重量％
以上のアクリロニトリル系重合体を、湿式紡糸
法、乾−湿式紡糸法、乾式紡糸法、溶融紡糸法等
によつて作られたものである。アクリロニトリル
と共重合しうる他のコモノマーとしてはアクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸などのビニルカル
ボン酸類、メチルアクリレート、エチルアクリレ
ート、メチルメタクリレート、アクリルアミド、
メタクリルアミドなどのビニルモノマー類を用い
ることができる。アクリロニトリル系重合体の重
合法としては水系懸濁重合法、乳化重合法、溶液
重合法等を用いることができる。 本発明を実施するに際して用いるポリアミン型
アミノシロキサンとしては次の一般式で示される
ものを用いることができる。 （式中R1、R2、R4はＨ、−CH3、−C2H5又は−
C6H5又はこれらのアルコキシ基R3はＨ、−CH3、
−C2H5、−C6H5、（−C2H4O）−xＨ又は（−C3H6O）−
ｙＨ（ｘ、ｙは０〜10の整数） R5、R6はC1-10のアルキレン基 R7、R8、R9はＨ又はC1〜C5のアルキル基 ｎは２〜３の整数 ｘは０又は１以上の整数、ｙは１以上のの整数
であり、ｘ＋ｙは10〜1000である。） このポリアミン型アミノシリコン系油剤は、ア
クリロニトリル系繊維トウの耐炎化工程でのトウ
形態保持に極めて優れた効果を発揮する油剤であ
るが、アクリル系繊維トウへの均一付着性及びト
ウを構成する各単繊維間の相互分離という点では
未だ満足すべきものではなく、この傾向は特開昭
52−34025号公報に示される如く、アミノシロキ
サン系油剤を付着したアクリロニトリル系繊維ト
ウを特定の熱処理を施す方法によつても余り大き
く改善されない。 本発明を実施するに際して用いるモノアミン型
アミノシリコン系油剤とは、少量の油剤を小型シ
ヤーレ器に入れ、150℃の熱風乾燥器の中で６時
間加熱処理したときに、油剤表面に被膜の形成が
認められない耐熱性を備えたものであることが必
要である。このような耐熱性を備えていないアミ
ノシリコン系油剤のみを施したアクリロニトリル
系繊維トウを耐炎化および炭素化すると、トウ中
に微細な融着部ないし膠着部が形成され、分繊性
が低く、トウ強度の高い炭素繊維トウを作ること
はできない。 このような特性を備えたモノアミン型アミノシ
リコン系油剤としては次の一般式で示されるもの
を用いることができる。 （式中R1、R2、R4はＨ、−CH3、−C2H5、−C6H5
又はこれらのアルコキシ基R3はＨ、−CH3、−
C2H5、−C6H5、（−C2H4O）−xＨ又は（−C3H6O）−y
Ｈ（ｘ、ｙは０〜10の整数） R5はC1-10のアルキレン基 R8、R9はＨ又はC1〜C5のアルキル基を示す。） 上記耐熱性の優れたアミノシリコン系油剤を単
独で施したアクリロニトリル系繊維トウは耐炎化
工程で静電気を発生し易く、異常が拡がりを生じ
て、ローラやガイドに捲付き糸切れ毛羽を発生す
るのである。 これに対し、本発明においては一般式〔〕及
び一般式〔〕で示される２種のアミノシリコン
系油剤を併用して総量でアクリル系繊維トウの乾
燥重量当り0.1〜５重量％となるように付着せし
めることが必要である。アミノシリコン系油剤の
付着量が0.1重量％未満のアクリロニトリル系繊
維トウは、トウ形態の保持性が十分ではなく、そ
の耐炎化工程でトウが拡がりすぎる傾向があると
共に、ミクロ的な融着現象が生じ易い。アミノシ
リコン系油剤の付着量は５重量％程度で効果の飽
和現象が認められる。 これらのアミノシリコン系油剤はトルエン、キ
シレン、ベンゼン、ｎ−ヘキサン、ヘプタン、ア
セトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、パークロルエ
チレン等の有機溶剤に溶解して用いるか適当な乳
化剤、例えば高級アルコールの硫酸エステル塩、
アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール
ポリオキシアルキレンオキサイド付加物、高級脂
肪酸ポリオキシアルキレン付加物、アルキルフエ
ノールポリオキシアルキレン付加物、高級脂肪酸
ソルビタンエステル等により乳化して使用するこ
ともできる。 ２種のアミノシリコン系油剤の付着法としては
２種のアミノシリコン系油剤を別々に溶解乃至分
散した２つの浴を用いて２浴処理する方法を用い
ることができる。 アクリロニトリル系繊維トウに、まず耐熱性の
良好なモノアミン型アミノシリコン系油剤を付着
し、次いでポリアミン型アミノシリコン系油剤を
付着する方法にて作られたアクリロニトリル系繊
維トウは、相当な風速の酸化性気体が吹付けられ
てもトウ系態のバラケを生ずることなく、かつ糸
道ガイドやローラ等に接触してもトウが拡がるこ
とはなく、ローラやガイドに繊維が捲き付くとい
う不都合を生ずることはない。またトウ内部に存
在する各単繊維間は耐熱性を備えたアミノシリコ
ン系油剤の効果に単繊維間のミクロ的な融着や膠
着が起こらないような形態に保たれているため、
アクリロニトリル系繊維トウは効率よく焼成さ
れ、優れた性能を備えた炭素繊維トウとすること
ができるのである。 このような特性を備えたアクリロニトリル系繊
維トウを酸化性雰囲気中200〜350℃の温度で耐炎
化処理し、不活性ガス雰囲気下で、必要により
300〜800℃で焼成し、更に1000℃以上の温度で焼
成して得た本発明の炭素繊維トウは、毛羽や糸切
れがほとんどなくかつ捩れや撚りがないため容易
に開繊することができる。 また複合材料のマトリツクス成分となる樹脂と
のなじみも極めて優れており、超薄物のプリプレ
グも容易に作ることができる。 〔実施例〕 以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。 実施例 １ アクリロニトリル95部、アクリル酸メチル４
部、メタクリル酸１部のアクリロニトリル系重合
体21部をジメチルアセトアミド79部に溶解し50℃
で500ポイズの紡糸原液とした。 この紡糸原液を孔数12000、孔径0.070mmの紡糸
口金を用いてジメチルアセトアミド70％、温度30
℃の水系凝固浴中に紡糸し、次いで凝固糸を98℃
の熱水浴中で洗浄しながら8.5倍に延伸した。 この延伸糸に、150℃で６時間以上加熱処理を
行つても被膜形成のないモノアミン型アミノシリ
コン（化合物〔Ａ〕）系エマルジヨンを用い、付
着量が0.5重量％になるように付着処理を行つた
のち、表面温度135℃に加熱されたシリンダーロ
ーラー上を通して乾燥した。次いでこの乾燥糸を
ポリアミン型アミノシリコン（化学式〔Ｂ〕）系
エマルジヨンの入つた第２段処理浴に導き、付着
量が0.5重量％になるよう調整付着せしめ、チー
ズ捲取機で捲取つた。 比較例として１段目処理油剤として150℃の加
熱処理によつて被膜形成するアミノシロキサン系
エマルジヨンを用いた場合は、静電気により毛羽
の発生やローラ捲付を生じ、更に油剤被膜のロー
ラへの堆積により加熱シリンダーローラーの伝熱
効果が阻害され紡糸開始後32時間で乾燥不良を生
じ、紡糸続行が不可能となつた。 このようにして得られた前駆体繊維を常法によ
つて炭素繊維に焼成した。即ちライン速度60ｍ／
hrで225〜260℃の範囲で温度勾配を有する熱風雰
囲気の耐炎化炉で40分間耐炎化処理を行い、次い
で窒素ガス雰囲気にある320〜700℃の範囲の温度
勾配を有する前炭素化炉と1200℃の炭素化炉でそ
れぞれ３分間処理し炭素繊維に焼成した。得られ
た炭素繊維の物性は表１に示すごとくであつた。
【表】
この炭素繊維を用いて厚さ0.02mmのプリプレグ
を作製したところ、トウの拡がり性が良好なため
に目開きや毛羽立ちのない良好なプリプレグシー
トが得られた。 以上の結果から本発明により高性能で、且つプ
リプレグ製造適性のすぐれた炭素繊維が得られる
ことが確認された。 実施例 ２ 実施例１と同一組成で同一紡糸条件の延伸糸
に、同様に実施例１と同一組成の第１段油剤のモ
ノアミン型アミノシリコン及び第２段油剤のポリ
アミン型シリコンの付着量を変えて得たプレカー
サを用意し、これらを実施例１と同一条件で焼成
した炭素化糸の物性及びプリプレグ製造適性を評
価した。また比較例１として第１段油剤に通常の
紡糸油剤、含Ｓ脂肪族エステルの付着量を0.3％
さらに第２段油剤に実施例１と同一組成のポリア
ミン型アミノシロキサンの付着量が0.5％のプレ
カーサを用意し、同時に炭素繊維を得て評価し
た。結果は表２に示した。
を作製したところ、トウの拡がり性が良好なため
に目開きや毛羽立ちのない良好なプリプレグシー
トが得られた。 以上の結果から本発明により高性能で、且つプ
リプレグ製造適性のすぐれた炭素繊維が得られる
ことが確認された。 実施例 ２ 実施例１と同一組成で同一紡糸条件の延伸糸
に、同様に実施例１と同一組成の第１段油剤のモ
ノアミン型アミノシリコン及び第２段油剤のポリ
アミン型シリコンの付着量を変えて得たプレカー
サを用意し、これらを実施例１と同一条件で焼成
した炭素化糸の物性及びプリプレグ製造適性を評
価した。また比較例１として第１段油剤に通常の
紡糸油剤、含Ｓ脂肪族エステルの付着量を0.3％
さらに第２段油剤に実施例１と同一組成のポリア
ミン型アミノシロキサンの付着量が0.5％のプレ
カーサを用意し、同時に炭素繊維を得て評価し
た。結果は表２に示した。
【表】
以上のように本発明による炭素繊維は、通常品
より強度値も高く、かつトウの拡がり性も良いた
め、従来不可能であつた0.020mm厚のプリプレグ
が安定に製造されることが確認された。
より強度値も高く、かつトウの拡がり性も良いた
め、従来不可能であつた0.020mm厚のプリプレグ
が安定に製造されることが確認された。
Claims (1)
- １ アクリロニトリル系重合体を紡糸延伸したフ
イラメント数500本以上のアクリロニトリル系繊
維トウを２段以上で油剤処理するに際し、第１段
に150℃で６時間の加熱処理によつても被膜形成
しないモノアミン型アミノシリコン系油剤、第２
段以降にポリアミン型アミノシリコン系油剤を使
用し、次いで耐炎化し焼成することを特徴とする
炭素繊維トウの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP964085A JPS61174424A (ja) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | 炭素繊維トウの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP964085A JPS61174424A (ja) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | 炭素繊維トウの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174424A JPS61174424A (ja) | 1986-08-06 |
| JPH0116930B2 true JPH0116930B2 (ja) | 1989-03-28 |
Family
ID=11725819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP964085A Granted JPS61174424A (ja) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | 炭素繊維トウの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61174424A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59137508A (ja) * | 1983-01-24 | 1984-08-07 | Toray Ind Inc | アクリル系炭素繊維前駆体糸条の製造方法 |
-
1985
- 1985-01-22 JP JP964085A patent/JPS61174424A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61174424A (ja) | 1986-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |