JPH0214013A - 炭素繊維製造用プリカーサー - Google Patents
炭素繊維製造用プリカーサーInfo
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- JPH0214013A JPH0214013A JP16416988A JP16416988A JPH0214013A JP H0214013 A JPH0214013 A JP H0214013A JP 16416988 A JP16416988 A JP 16416988A JP 16416988 A JP16416988 A JP 16416988A JP H0214013 A JPH0214013 A JP H0214013A
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- JP
- Japan
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- polymerizable unsaturated
- precursor
- unsaturated monomer
- copolymer
- fiber
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- Pending
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- Artificial Filaments (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、高品質、高性能な炭素繊維とすることができ
る炭素繊維製造用プリカーサ−に関するものであり、特
に、耐炎化時間を短縮したり、単繊維繊度を大きくした
ときにも高品質、高性能を有する炭素繊維が得られる炭
素繊維製造用プリカーサ−に間する。
る炭素繊維製造用プリカーサ−に関するものであり、特
に、耐炎化時間を短縮したり、単繊維繊度を大きくした
ときにも高品質、高性能を有する炭素繊維が得られる炭
素繊維製造用プリカーサ−に間する。
［従来の技術］
アクリル系ｗＡ維から炭素繊維を製造する方法は広く知
られており、まず、空気または他の酸化性ガス雰囲気中
にて、２００〜３００℃で耐炎化して耐炎化繊維となし
、次いでこれを窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中
にて８００〜２０００℃で炭化して製造される。また、
さらに２０００℃以上の不活性ガス雰囲気中で黒鉛化を
行ない、弾性率が一段と高い黒鉛繊維を製造することも
行なわれる。
られており、まず、空気または他の酸化性ガス雰囲気中
にて、２００〜３００℃で耐炎化して耐炎化繊維となし
、次いでこれを窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中
にて８００〜２０００℃で炭化して製造される。また、
さらに２０００℃以上の不活性ガス雰囲気中で黒鉛化を
行ない、弾性率が一段と高い黒鉛繊維を製造することも
行なわれる。
上記耐炎化工程は酸化と環化による発熱をともない、そ
の反応を十分コントロールしながら処理する必要がある
。また、物性の高い炭素繊維を得るには、耐炎化反応に
必要な酸素を充分に単糸内部へ拡散させるために長時間
を要するため、この耐炎化工程が炭素繊維の製造費に占
める割合は高い。
の反応を十分コントロールしながら処理する必要がある
。また、物性の高い炭素繊維を得るには、耐炎化反応に
必要な酸素を充分に単糸内部へ拡散させるために長時間
を要するため、この耐炎化工程が炭素繊維の製造費に占
める割合は高い。
そこで、耐炎化時間短縮を図るために、前駆体繊維に熱
風を吹き付けたり、さらに、たとえば特公昭５３−２１
３９６号公報には加熱固体表面に間欠的に接触させる方
法が示されている。
風を吹き付けたり、さらに、たとえば特公昭５３−２１
３９６号公報には加熱固体表面に間欠的に接触させる方
法が示されている。
［本発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記の方法によれば単に耐炎化時間は短
縮されるものの、得られる炭素繊維の物性は大幅に低下
する。たとえば、一定の弾性率を得るためには炭化温度
を上げるなどして対処しなければならなかった。そこで
、本発明者らは単糸内部への酸素透過能の高い共重合成
分からなるプリカーサ−を焼成すると、極めて高い物性
の炭素繊維を得ることができ、さらに、耐炎化時間を短
縮したり、単繊維繊度を大きくした時にも極めて物性低
下を小さくできることを見出し、本発明に至ったもので
ある。
縮されるものの、得られる炭素繊維の物性は大幅に低下
する。たとえば、一定の弾性率を得るためには炭化温度
を上げるなどして対処しなければならなかった。そこで
、本発明者らは単糸内部への酸素透過能の高い共重合成
分からなるプリカーサ−を焼成すると、極めて高い物性
の炭素繊維を得ることができ、さらに、耐炎化時間を短
縮したり、単繊維繊度を大きくした時にも極めて物性低
下を小さくできることを見出し、本発明に至ったもので
ある。
すなわち、本発明の課題は、高品質、高性能な炭素繊維
を効率よく製造することにある。
を効率よく製造することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の上記課題は、
（Ａ）ケイ素含有重合性不飽和単量体０．０１〜１０％
、アクリロニトリル８５％以上の共重合体からなる炭素
ｍ維製造用プリカーサ− （Ｂ）フッ素含有重合性不飽和単量体０．０１〜１０％
、アクリロニトリル８５％以上の共重合体からなる炭素
繊維製造用プリカーサ− によって解決することができる。
、アクリロニトリル８５％以上の共重合体からなる炭素
ｍ維製造用プリカーサ− （Ｂ）フッ素含有重合性不飽和単量体０．０１〜１０％
、アクリロニトリル８５％以上の共重合体からなる炭素
繊維製造用プリカーサ− によって解決することができる。
本発明のプリカーサ−を構成する共重合体中のケイ素含
有重合性不飽和単量体、すなわち、ケイ素含有共重合体
中のケイ素含有重合性不飽和単量体は０．０１〜１０％
、好ましくは０．０２〜９％、より好ましくは０．０３
〜８％からなる。前記共重合成分量が少ないと酸素透過
能が低く、−方、多すぎると得られる炭素繊維の物性や
炭化収率が低下するようになる。
有重合性不飽和単量体、すなわち、ケイ素含有共重合体
中のケイ素含有重合性不飽和単量体は０．０１〜１０％
、好ましくは０．０２〜９％、より好ましくは０．０３
〜８％からなる。前記共重合成分量が少ないと酸素透過
能が低く、−方、多すぎると得られる炭素繊維の物性や
炭化収率が低下するようになる。
ケイ素含有重合性不飽和単量体の具体例としては、ビニ
ルトリクロロシラン、トリメトキシビニルシラン、トリ
アセトキシビニルシラン、メタクリロキシプロピルノナ
メチルテトラシロキサン、メタクリロキシブチルへブタ
メチルジシロキサン等を挙げることができるが、酸素透
過性から、メタクリロキシプロピルノナメチルテトラシ
ロキサン、メタクリロキシブチルへブタメチルジシロキ
サン等、単量体中にシロキサン結合を有するケイ素含有
重合性不飽和単量体が好ましい。
ルトリクロロシラン、トリメトキシビニルシラン、トリ
アセトキシビニルシラン、メタクリロキシプロピルノナ
メチルテトラシロキサン、メタクリロキシブチルへブタ
メチルジシロキサン等を挙げることができるが、酸素透
過性から、メタクリロキシプロピルノナメチルテトラシ
ロキサン、メタクリロキシブチルへブタメチルジシロキ
サン等、単量体中にシロキサン結合を有するケイ素含有
重合性不飽和単量体が好ましい。
一方、本発明のプリカーサ−を構成する共重合体中のフ
ッ素含有重合性不飽和単量体、すなわち、フッ素含有共
重合体中のフッ素含有重合性不飽和単量体は０．０１〜
１０％、好ましくは０．０２〜９％、より好ましくは０
．０３〜８％からなる。
ッ素含有重合性不飽和単量体、すなわち、フッ素含有共
重合体中のフッ素含有重合性不飽和単量体は０．０１〜
１０％、好ましくは０．０２〜９％、より好ましくは０
．０３〜８％からなる。
前記共重合成分量が少ないと酸素透過能が低く、一方、
多すぎると得られる炭素繊維の物性や炭化収率が低下す
るようになる。
多すぎると得られる炭素繊維の物性や炭化収率が低下す
るようになる。
フッ素含有重合性不飽和単量体の具体例としては、２．
２．２−トリフロロエチルメタクリレート、２．２．３
．３−テトラフロロプロピルアクリレート、パーフロロ
オクチルエチルメタクリレート等を挙げることができる
。
２．２−トリフロロエチルメタクリレート、２．２．３
．３−テトラフロロプロピルアクリレート、パーフロロ
オクチルエチルメタクリレート等を挙げることができる
。
これらの共重合成分は、それ自身耐炎化反応を促進する
ことはないが、単糸内部への酸素透過性を改善して、ポ
リアクリロニトリル分子鎖の不飽和化を促進するため、
極めて高い物性の炭素′ａ維を得ることができ、ざらに
、耐炎化時間を短縮したり、単繊維繊度を大きくした時
にも極めて物性低下を小さくできることが判明した。
ことはないが、単糸内部への酸素透過性を改善して、ポ
リアクリロニトリル分子鎖の不飽和化を促進するため、
極めて高い物性の炭素′ａ維を得ることができ、ざらに
、耐炎化時間を短縮したり、単繊維繊度を大きくした時
にも極めて物性低下を小さくできることが判明した。
また、本発明のプリカーサ−は、−層耐炎化時間を短縮
するため、不飽和カルボン酸等、耐炎化反応を促進する
重合性不飽和単量体を共重合することが好ましく、その
共重合量が０．５％以上であることがより好ましい。不
飽和カルボン酸の具体例としては、アクリル酸、メタク
リル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、エタ
クリル酸、マレイン酸、メサコン酸等があるが、この中
でも、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸が好まし
い。また、その他のアクリロニトリルと共重合可能な重
合性不飽和単量体と共重合することも可能である。
するため、不飽和カルボン酸等、耐炎化反応を促進する
重合性不飽和単量体を共重合することが好ましく、その
共重合量が０．５％以上であることがより好ましい。不
飽和カルボン酸の具体例としては、アクリル酸、メタク
リル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、エタ
クリル酸、マレイン酸、メサコン酸等があるが、この中
でも、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸が好まし
い。また、その他のアクリロニトリルと共重合可能な重
合性不飽和単量体と共重合することも可能である。
さらに、炭素繊維の物性、および炭化収率を低下させな
いために、本発明のプリカーサ−を構成する共重合体は
、アクリロニトリル８５％以上からなる。
いために、本発明のプリカーサ−を構成する共重合体は
、アクリロニトリル８５％以上からなる。
次に、上記ケイ素含有プリカーサ−およびフッ素含有プ
リカーサ−の製造例について説明する。
リカーサ−の製造例について説明する。
すなわち、ケイ素含有共重合体とフッ素含有共重合体と
の重合方法は、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等、公知
の方法いずれによってもよい。
の重合方法は、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等、公知
の方法いずれによってもよい。
また、得られた共重合体は公知のあらゆる方法によって
プリカーサ−とすることができるが、その際、紡糸に用
いる溶媒は、有機、無機の公知の溶媒を使用することが
できる。本発明においてはこのアクリル系重合体溶液を
公知の方法に従って、紡糸、浴中延伸、乾燥緻密化する
。紡糸は直接凝固洛中に紡出してもよいし、−度、空気
中に紡出した後浴中凝固させてもよい。浴中延伸は紡出
糸を直接行なってもよいし、また、−度水洗して溶媒を
除去したのちに行なってもよい。浴中延伸は通常５０〜
９８℃の延伸浴中で約２〜６倍に延伸されるが本発明は
これに限定されない。乾燥緻密化は、浴中延伸後の糸条
をホットドラムなどで乾燥することによって行なわれる
が、乾燥温度、時間等は適宜選択することができる。ま
た、必要に応じて乾燥緻密化後の糸条を加圧スチーム延
伸することも行なわれる。さらに、前駆体繊維には、高
温で処理して耐炎化時間を短縮しうる耐熱性を持たせる
ため、シリコン油剤で処理することもできる。付与の方
法としては、工程油剤として付与する等通常の方法をと
ることができる。
プリカーサ−とすることができるが、その際、紡糸に用
いる溶媒は、有機、無機の公知の溶媒を使用することが
できる。本発明においてはこのアクリル系重合体溶液を
公知の方法に従って、紡糸、浴中延伸、乾燥緻密化する
。紡糸は直接凝固洛中に紡出してもよいし、−度、空気
中に紡出した後浴中凝固させてもよい。浴中延伸は紡出
糸を直接行なってもよいし、また、−度水洗して溶媒を
除去したのちに行なってもよい。浴中延伸は通常５０〜
９８℃の延伸浴中で約２〜６倍に延伸されるが本発明は
これに限定されない。乾燥緻密化は、浴中延伸後の糸条
をホットドラムなどで乾燥することによって行なわれる
が、乾燥温度、時間等は適宜選択することができる。ま
た、必要に応じて乾燥緻密化後の糸条を加圧スチーム延
伸することも行なわれる。さらに、前駆体繊維には、高
温で処理して耐炎化時間を短縮しうる耐熱性を持たせる
ため、シリコン油剤で処理することもできる。付与の方
法としては、工程油剤として付与する等通常の方法をと
ることができる。
また、本発明のプリカーサ−は、公知のいずれの耐炎化
方法によっても耐炎化糸とすることができるが、その特
徴を発揮させるには、加熱固体表面に間欠的に接触させ
る方法、また、特に、流動化した加熱熱媒中で耐炎化す
る方法等、耐炎化時間を短縮しうる場において耐炎化す
ることが好ましい。
方法によっても耐炎化糸とすることができるが、その特
徴を発揮させるには、加熱固体表面に間欠的に接触させ
る方法、また、特に、流動化した加熱熱媒中で耐炎化す
る方法等、耐炎化時間を短縮しうる場において耐炎化す
ることが好ましい。
［実施例］
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例１
ジメチルスルホキシドを溶媒とする溶液重合法により、
アクリロニトリル９７％、メタクリル酸２％、メタクリ
ロキシプロピルへブタメチルジシロキサン１％からなる
重合体濃度２０％の紡糸原液を得て、それを３０００ホ
ールの口金を用いてジメチルスルホキシド水溶液中に紡
出した後、清水中で延伸しながら水洗し、乾燥緻密化し
た後に、加圧スチーム中でさらに延伸することにより、
単糸デニール１．Ｏｄ、３０００フイラメントの繊維Ａ
を得た。この繊維を加熱空気で流動化した黒鉛粉末熱媒
中２６０〜２８０℃において１０分間で耐炎化し、窒素
気流中１３００℃まで加熱処理して炭素繊維を得た。結
果を第１表に示す。
アクリロニトリル９７％、メタクリル酸２％、メタクリ
ロキシプロピルへブタメチルジシロキサン１％からなる
重合体濃度２０％の紡糸原液を得て、それを３０００ホ
ールの口金を用いてジメチルスルホキシド水溶液中に紡
出した後、清水中で延伸しながら水洗し、乾燥緻密化し
た後に、加圧スチーム中でさらに延伸することにより、
単糸デニール１．Ｏｄ、３０００フイラメントの繊維Ａ
を得た。この繊維を加熱空気で流動化した黒鉛粉末熱媒
中２６０〜２８０℃において１０分間で耐炎化し、窒素
気流中１３００℃まで加熱処理して炭素繊維を得た。結
果を第１表に示す。
比較例１
実施例１と同様の方法にて、アクリロニトリル９８％、
メタクリル酸２％からなる共重合組成の繊維Ｂを得た。
メタクリル酸２％からなる共重合組成の繊維Ｂを得た。
この繊維を実施例１と同様の方法で焼成して炭素繊維を
得た。結果を第１表に示す。
得た。結果を第１表に示す。
実施例２
水を溶媒とする蟹濁重合法により、アクリロニトリル９
７．５％、イタコン酸１．５％、２．２．２−トリフロ
ロエチルメタクリレート１％よりなる共重合体を得て、
それを重合体濃度２５％のジメチルホルムアミド溶液と
し、ジメチルホルムアミド水溶液中に紡出する以外は、
実施例１と同様に紡糸し、３０００フイラメント、第２
表に示した単繊維繊度の繊維Ｃ−Ｆを得た。この繊維を
空気中で２４０〜２６０℃において３０分間で耐炎化し
、窒素気流中１３００℃まで加熱処理して炭素繊維を得
た。結果を第１表に示す。
７．５％、イタコン酸１．５％、２．２．２−トリフロ
ロエチルメタクリレート１％よりなる共重合体を得て、
それを重合体濃度２５％のジメチルホルムアミド溶液と
し、ジメチルホルムアミド水溶液中に紡出する以外は、
実施例１と同様に紡糸し、３０００フイラメント、第２
表に示した単繊維繊度の繊維Ｃ−Ｆを得た。この繊維を
空気中で２４０〜２６０℃において３０分間で耐炎化し
、窒素気流中１３００℃まで加熱処理して炭素繊維を得
た。結果を第１表に示す。
（以下余白）
第１表
第２表
［発明の効果コ
本発明において、ケイ素含有重合性不飽和単量体、もし
くは、フッ素含有重合性不飽和単量体０゜０１〜１０％
、アクリロニトリル８５％以上の共重合体からなる炭素
繊維製造用プリカーサ−によって、 ・引張強度、弾性率向上 ・物性を低下させずに耐炎化時間短縮 ・物性を低下させずに単糸太繊度化 が可能となり、ひいては炭素ａ維のコストダウンができ
るなどの効果がある。
くは、フッ素含有重合性不飽和単量体０゜０１〜１０％
、アクリロニトリル８５％以上の共重合体からなる炭素
繊維製造用プリカーサ−によって、 ・引張強度、弾性率向上 ・物性を低下させずに耐炎化時間短縮 ・物性を低下させずに単糸太繊度化 が可能となり、ひいては炭素ａ維のコストダウンができ
るなどの効果がある。
Claims (2)
- （１）ケイ素含有重合性不飽和単量体０．０１〜１０％
、アクリロニトリル８５％以上の共重合体からなる炭素
繊維製造用プリカーサー。 - （２）ケイ素含有重合性不飽和単量体が、単量体中にシ
ロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ結合）を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の炭素繊維製造用プリ
カーサー。（３）フッ素含有重合性不飽和単量体０．０
１〜１０％、アクリロニトリル８５％以上の共重合体か
らなる炭素繊維製造用プリカーサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16416988A JPH0214013A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 炭素繊維製造用プリカーサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16416988A JPH0214013A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 炭素繊維製造用プリカーサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0214013A true JPH0214013A (ja) | 1990-01-18 |
Family
ID=15788040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16416988A Pending JPH0214013A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 炭素繊維製造用プリカーサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0214013A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7338997B2 (en) | 2003-01-23 | 2008-03-04 | Teijin Limited | Polymer for carbon fiber precursor |
| CN102102235A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-06-22 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种含硅丙烯腈共聚物纺丝原液及其制备方法 |
| US8894496B2 (en) | 2009-09-28 | 2014-11-25 | Jtekt Corporation | Coupling yoke for double cardan joint |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16416988A patent/JPH0214013A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7338997B2 (en) | 2003-01-23 | 2008-03-04 | Teijin Limited | Polymer for carbon fiber precursor |
| US8894496B2 (en) | 2009-09-28 | 2014-11-25 | Jtekt Corporation | Coupling yoke for double cardan joint |
| CN102102235A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-06-22 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种含硅丙烯腈共聚物纺丝原液及其制备方法 |
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