JPH02160912A - 高強度炭素繊維への熱転化に特に適した溶融紡糸アクリル繊維の製造に於ける改良 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 炭素繊維は、強力な軽量複合材物品を製造するため種々
のマトリックス中の繊維状強化材として次第に用いられ
つつある。かかる炭素繊維は、通常アクリルポリマー繊
維またはピッチ繊維である予め形成された前駆体繊維の
熱処理による既知の技術で製造される。従来、繊維状前
駆体の形成は炭素繊維製造の原価をかなり高くしており
、しばしば炭素繊維の製造に関する最大の原価の１つと
なる。

今日、アクリル前駆体繊維のすべての既知の商業的製造
は乾式−または湿式−紡糸技術に基づいている。各場合
に、通常、アクリルポリマーを有機または無機の溶媒に
、比較的低濃度、典型的には５〜２０重量％に溶解し、
このポリマー溶液を紡糸口金穴を通して高温気体雰囲気
中（乾式紡糸）または凝固液中（湿式紡糸）へ押出すと
きに繊維が形成される。炭素繊維製造用の良品質のアク
リル前駆体繊維はかかる溶液紡糸で形成されるが、この
繊維形成ルートの建設及び操作に関する費用は高い。例
えば、アクリル繊維を湿式紡糸によって形成させ、紡糸
されたま＼の繊維を収縮によって凝固させ、引張りなが
ら洗浄し、乾燥し、かつ炭素繊維製造用の前駆体として
用いる前に引張る米国特許筒４，０６９，２９７号を参
照されたい。重要な因子は、チオシアン酸ナトリウム水
溶液、炭酸エチレン、ジメチルホルムアミド、ジメチル
スルホキシド、塩化亜鉛水溶液などのような溶媒の比較
的多量が所要だということである。これらの溶媒はしば
しば高価であり、かつ溶媒の回収及び取扱いのため施設
にもかなりの資本要求も所要である。

与えられた製造施設に対する前駆体製造スルーブツトは
溶媒要求が比較的高いために低くなる傾向がある。さら
に、かかる溶液紡糸は一般に得られた繊維の断面形状の
制御をほとんどまたは全く与えない。例えば無機溶媒を
含む湿式紡糸は実質的に円形繊維を与え、有機溶媒を含
む湿式紡糸はしばしば不規則な長円形または比較的厚い
“いんげん豆”形繊維を与える。有機溶媒を用いる乾式
紡糸は一般に不規則な形の“犬の骨”形状を有する繊維
を与える。

懸垂ニトリル基を有するアクリルポリマーは部分的に分
子間結合されることが認められている。

これらの基は得られたポリマーの性質に大きな影響を与
える。かかるアクリルポリマーを加熱するとき、ニトリ
ル基は発熱化学反応によって架橋または環化する傾向が
ある。乾いた（水和していない）アクリロニトリルホモ
ポリマーの溶融点は３２０℃であると概算されるが、こ
のポリマーは溶融相が得られる前にかなりの環化及び熱
分解を受ける。アクリルポリマーの融点及び融解エネル
ギーは懸垂ニトリル基の水和によるニトリル−ニトリル
会合のデカップリングによって減少する可能性があるこ
とも認められている。水は水和剤として用いられる。従
って、十分な水和及びニトリル基のデカップリングによ
り、アクリルポリマーの融点は明らかな分解問題を起こ
すことなく溶融される程度に低下する可能性があり、か
くして溶融紡糸で繊維を形成するための基礎を与える。

商業的には実現されていないが、アクリル繊維の溶融紡
糸についての技術文献中にはニトリル基の水和に関する
多数の方法が提案されている。かかるアクリル溶融紡糸
提案は一般に、アクセプタビリティに対する少ない要求
基準が通常実施可能な通常の織物用途のための繊維の製
造に向けられている。得られた繊維は良質な炭素繊維製
造に所要な正しいデニール／フィラメントと連結する均
一な構造に欠ける傾向があった。例えば、所要な均一な
分子配向は通常無く、表面欠陥及びかなりの数の切断フ
ィラメントが存在し、かつ（あるいは）受は容れられな
いほど高いレヘルの大きいボイドまたは他の欠陥が繊維
内部に存在する。先行技術の技術文献の中には得られた
アクリル繊維に関して“実質的にボイドが無い”という
用語が用いられているものもあるが、そのアクリル繊維
から満足な炭素繊維は得られていない。

主として通常の織物用途のために意図されるアクリル繊
維を得るためのアクリルポリマーの溶融紡糸または同様
な紡糸に関する代表的な先行文献には、米国特許第２，
５８５，４４４号〔コークセ（ｃｏｘｅ）　）　　；第
３，６５５，８５７号〔ポーラ−（口ｏｈｒｅｒ）ら〕
　；第３，８３８，５６２号〔パーク（Ｐａｒｋ）　）
　　：第３、８７３．５０８号〔ターナ−（Ｔｕｒｎｅ
ｒ）　〕ｉ第３．８９６．２０４号〔グツトマン（Ｇｏ
ｏｄｍａｎ　）ら〕　；〕第３９８４，６０１号〔ブリ
ソケンスタソフ（Ｂｌｉｃｋｅｎｓｔａｆｆ　）　〕；
第４　、０９４　、９４８号〔ブリソケンスタッフ（Ｂ
ｌｉｃｋｅｎｓｔａｆｆ）　：］　　；第４，１０８，
８１８号〔オダヮラ（Ｏｄａｗａｒａ　）ら〕　；第４
，１６３，７７０号〔ボロソフ（Ｐｏｒｏｓｏｆｆ）　
）　　；第４，２０５，０３９号〔ストリートマン（Ｓ
Ｌｒｅｅｔｍａｎ　）ら〕　；第４，４１８，１７６号
〔ストリートマン（Ｓｔｒｅｅｔｍａｎ　）ら〕　；第
４，２１９．５２３号〔ボロソフ（Ｐｏｒｏｓｏｆｆ）
　’Ｊ　　；第４，２３８，４４２号〔クライン（ｃ１
ｉｎｅ　）ら〕　；第４，２８３，３６５号〔ヤング（
Ｙｏｕｎｇ　）　　ら〕　；第４，３０１，１０４号〔
ストリートマン（Ｓｔｒｅｅｔｍａｎ　）ら〕　；第４
，３０３，６０７号〔デマリア（ＤｅＭａｒｉａ　）ら
〕　；第４，４６Ｌ７３９号〔ヤング（Ｙｏｕｎｇ　）
ら］　；及び第４，５２５，１０５号〔ストリートマン
（Ｓｔｒｅｅｔｍａｎ　）ら〕が含まれる。溶融物から
のアクリル繊維の形成のための代表的な先行紡糸口金開
示には、米国特許第４，２２０．６１６号〔プフアイソ
ｙ−（Ｐｆｅｉｆｆｅｒ）ら〕　；第４，２２０，６１
７号〔プファイフｙ　　　（Ｐｆｅｉｆｆｅｒ）　ら〕
　；第４．２５４，０７６号〔ブファイフｙ　　　（Ｐ
ｆｅｉｆｆｅｒ）ら〕；第４，２６１，９４５号〔プフ
ァイフ７−　（Ｐｆｅｉｆｆｅｒ）ら〕；第４，２７６
．０１１号〔シーブマン（Ｓｉｅｇｍａｎ　）ら〕　；
第４，２７８．４１５号〔プファイフｙ　−（Ｐｆｅｉ
ｆｆｅｒ））　；第４．”３１６，７１４号〔ブファイ
フ７−　（Ｐｆｅｉｆｆｅｒ）ら〕；第４，３１７，７
９０号〔シーブマン（Ｓｉｅｇｍａｎ）ら〕　；第４．
３１８，６８０号〔プファイファ（Ｐｆｅｉｆｆｅｒ）
ら〕：第４，３４６，０５３号〔プファイフ７−　（Ｐ
ｆｅｔｆｆｅｒ）ら〕：及び第４　、３９４　、３３９
号〔プファイフｙ−（Ｐｆｅｉｆｆｅｒ）ら〕が含まれ
る。

今まで、アクリル繊維溶融紡糸技術は炭素繊維の前駆体
として使用するのに好適なアクリル繊維を形成するには
十分に進歩していなかった。しかし、炭素繊維前駆体と
しての使用を意図するアクリル繊維を形成するための溶
融紡糸の使用についての示唆は技術文献中に見いだされ
る。例えば、上に挙げた米国特許第３，６５５，８５７
号〔ポーラ−（Ｂｏｈｒｅｒ）ら〕　；“永相和溶融か
らの繊維形成それはＰＡＮｗＡ維形成技術に於けるペタ
ーのための順番か（Ｆｉｂｅｒ　Ｆｏｒｍｉｎｇ　Ｆｒ
ｏｍ　ａ　１ｌｙｄｒａｔｅｄ　ＭｅｌｔＩｓ　Ｉｔ　
ａ　Ｔｕｒｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｂｅｔｔｅｒ　ｉｎ　
ＰＡＮ　ＦｉｂｒｅＦｏｒｍｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ　？　）″、ニドワードマスロウスキー（Ｅｄｗａ
ｒｄ　Ｍａｓｌｏｉｙｓｋｉ）　、ケミカル・ファイバ
ーズ（ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒｓ）　、３６〜５
６頁（１９８６年３月）；パート■−溶融紡糸ポリアク
リロニトリルベース繊維から製造される炭素繊維の性質
の評価（Ｐａｒｔｎ−Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔ
ｈｅ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆＣａｒｂｏｎ　Ｆｉ
ｂｅｒｓ　Ｐｒｏｄｕｃｅｄ　Ｆｒｏｍ　Ｍｅｌｔ−３
ｐｕｎＰｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂａｓｅ
ｄ　Ｆｉｂｅｒｓ）　、修士論文（Ｍａｓｔｅｒ　’　
ｓ　Ｔｈｅｓｉｓ）　、ゾールＡ、グループ（Ｄａｌｅ
　Ａ、　Ｇｒｏｖｅ　）　、ジョーシア・インスティテ
ユート・オブ・テクノロジー（Ｇｅｏｒｇｉａ　Ｉｎ５
ｔｉｔｕｔｅｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　）　、９７
〜１６７頁（１９８６）；ハイテク−９０年代への道（
ｌｌｉｇｈ　Ｔｅｃｈ−ｔｈｅ　Ｗａｙｉｎｔｏ　ｔｈ
ｅ　Ｎ１ｎｅｔｉｅｓ　）　、、　　”炭素繊維前駆体
開発へのユニークなアプローチ（Ａ　Ｕｎｉｑｕｅ　Ａ
ｐｐｒｏａｃｈ　ｔ。

Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ　Ｄｅ
ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）　　、ジーンＰ、ドーミント（Ｇ
ｅｎｅ　Ｐ、　Ｄａｕｍｉｔ）とユーンＳ。

コー（Ｙｏｏｎ　Ｓ、　Ｋｏ）　、２０１〜２１３頁、
エルスピア・ザイエンス・パブリソシャー／（（Ｅｌｓ
ｅｖｉｅｒＳｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）　
、Ｂ、　Ｖ、アムステルダム（Ａｍｓｔｅｒｄａｍ　）
　　（１９８６）　　；日本国公開特許出願第６２−０
６２９０９号（１９８７）；及び“高性能繊維に関する
最終報告■、グループメンバー会社への国際的評価（Ｆ
ｔｎａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　ｏｎ　ＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒ
ｍａｎｃｅ　Ｆｉｂｅｒｓ　ＩＩ　、、＾ｎ　Ｉｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌ［！ｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｇ
ｒｏｕｐ　Ｍｅｍｂｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｉｅｓ）　　、
トナルビＣ。スリフカ（Ｄｏｎａｌ　Ｃ，５ｌｉｖｋａ
　）　、、　　トマスＲ，ステッドマン（Ｔｈｏｍａｓ
　Ｒ，Ｓｔｅａｄｍａｎ）及びビビアンバックマン（Ｖ
ｉｖｔａｎ　Ｂａｃｈｍａｎ）　、１８２〜１８４Ｌバ
ソテル・コロンブス・デイビジョン　（Ｂａｔｔｅｌｌ
ｅ　　Ｃｏｌｕｍｂｕｓ　　ｌ１ｉｖｉｓｉｏｎ）　　
　（１９８７）　　：及び“可塑化された溶融紡糸ＰＡ
Ｎベース前駆体の炭素繊維への転化に於ける予備実験（
Ｅｘｐｌｏｖａｔｏｒｙ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｎ
　ｔｈｅ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆＰｌａｓｔｉｃ
ｉｚｅｄ　Ｍｅｌｔ　５ｐｕｎ　ＰＡＮ−Ｂａｓｅｄ　
Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓｔｏ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ
ｓ）　　”　、ゾールグループ（ＤａｌｅＧｒｏｖｅ　
）　、Ｐ、プサイ　（Ｐ、　Ｄｅｓａｉ）　、及びＡ、
　Ｓ、アビラマン（八、　Ｓ、　Ａｂｈｉｒａｍａｎ　
）　、カーボン（ｃａｒｂｏｎ）　、Ｖｏｌ　２６、尚
３．４０３〜４１１頁（１９８８）を参照されたい。上
掲のドーミソト及びコー（Ｄａｕｍｉｔ　ａｎｄ　Ｋｏ
　）の論文は本発明の共同発明者の２人によって書かれ
たものであり、本発明に関して可能でない開示を含んで
いる。

“良品質炭素繊維への熱転化に特に適した高度に均一な
内部構造を有する溶融紡糸アクリル繊維の製造に於ける
改良（Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｌｔ−５ｐａｎ　Ａｃｒｙ
ｌｉｃ　Ｆｉｂｅｒｓ　Ｐｏｓｓｅｓｓｉｎｇａ　　Ｈ
ｉｇｈｌｙ　　Ｕｎｉｆｏｒｍ　　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　
　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ　　Ｗｈｉｃｈ　　ＡｒｅＰａｒ
ｔｉｃｕｌａｒｌｙ　５ｕｉｔｅｄ　ｆｏｒ　Ｔｈｅｒ
ｍａｌ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｔ。

口ｕａｌｉｔｙ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒｓ　）　　
＃という名称の１９８８年８月２５日付の本発明者らの
同時係属米国特許出願第２３６．１８６号中には、紡糸
したま＼のアクリル繊維生成物の内部構造が本発明によ
って得られる生成物よりもいっそう大きい完全を有する
傾向がある関連発明が記載されている。

本発明の１つの目的はフィラメント破断が実質的に無い
状態での炭素繊維製造に特に適したアクリル繊維の改良
溶融紡糸方法を提供することである。

本発明の１つの目的は高強度炭素繊維を製造するだめの
次の熱転化に特に適した内部構造を有するアクリル繊維
の改良溶融紡糸方法を提供することである。

本発明の１つの目的は比較的低いデニール／フィラメン
トを有する高強度炭素繊維を製造するための次の熱転化
に特に好適な内部構造を有するアクリル繊維の改良溶融
紡糸方法を提供することである。

本発明の１つの目的は広く変えることができる所定の断
面形状の高強度炭素繊維を製造するための次の熱転化に
特に好適な内部構造を有するアクリル繊維の改良溶融紡
糸方法を提供することである。

本発明の１つの目的はかかるアクリル繊維前駆体製造が
比較的に経済的ベースで能率的に実施することができる
炭素繊維製造に特に適したアクリル繊維の改良紡糸方法
を提供することである。

本発明の１つの目的は先行技術で用いられているよりも
低い濃度の溶剤を用いてかかる紡糸を行うことができる
、炭素繊維製造に特に好適なアクリル繊維の改良製造方
法を提供することである。

本発明の１つの目的は、先行技術よりも器具に対する資
本要求が少なくかつ容易に管理できる装置の増分の使用
によって膨張した規模での操作が可能である、炭素繊維
製造に特に適したアクリル繊維の改良製造方法を提供す
ることである。

本発明のもう１つの目的は炭素繊維への熱転化に特に好
適な内部構造を有する新規のアクリル繊維を提供するこ
とである。

本発明のさらにもう１つの目的は本発明の改良溶融紡糸
アクリル繊維の熱処理によって製造された所定の断面形
状を有する新規高強度炭素繊維を提供することである。

本発明のこれらの目的及び他の目的並びに範囲、性質及
び利用は以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から当業
者には明らかであろう。

高強度炭素繊維への熱転化に特に適したアクリルマルチ
フィラメント材料の改良製造方法はｆａ）　　（ｉ）少
なくとも８５重量％（好ましくは少なくとも９１重量％
）の反復アクリロニトリル単位を含むアクリルポリマー
と、（ｉｉ）該ポリマー基準で約５〜２０重量９ＡＣ好
ましくは７〜１８重量％）のアセトニトリル、（ｉｉｉ
　）該ポリマー基準で約１〜８重量％（好ましくは２〜
７重ｔ％）の０１〜Ｃ４モノヒドロキシアルカノールと
、（ｉｖ　）該ポリマー基準で約１２〜２８重量％（好
ましくは１５〜２３重量％）の水とから本質的になる実
質的に均一な溶融物を高温で形成させる工程と、 （ｂ）　　該実質的に均一な溶融物を、約１４０〜１９
０’ｃ　（好ましくは１６０〜１８５℃）の範囲内の温
度にある間に、長さ方向の張力下にありながら、約２５
〜２５０℃の範囲内（好ましくは９０〜２００℃の範囲
内）の温度で提供される実質的に不反応性の気体雰囲気
（好ましくは空気、スチーム、二酸化炭素、窒素、及び
これらの混合物の）が供給されるフィラメント形成ゾー
ン中へ、複数の開口を含む押出しオリフィスを通して押
出す工程であって、アセトニトリル、モノヒドロキシア
ルカノール及び水の実質的な部分が放出されかつアクリ
ルマルチフィラメント材料が形成される工程と、 ｔｃ＋　　実質的に均一な溶融物及びアクリルマルチフ
ィラメント材料を、押出しオリフィス中を通過した後、
約０．６〜６．０１（好ましくは０．８〜５．０：１）
の延伸比で延伸する工程と、（ｄ）　　工程（ｂ）及び
（ｃ）後に得られた該アクリルマルチフィラメント材料
を、比較的一定の長さにある間、約９０〜２００℃（好
ましくは１１０〜１７５℃）の温度で提供される熱処理
ゾーン中を、その長さの方向に通過させる工程であって
、材料中に存在する残留アセトニトリル、モノヒドロキ
シアルカノール及び水の実質的に全部の放出が起こる工
程と、 （ｅ）　　工程（ｄ）から得られたアクリルマルチフィ
ラメント材料を、高温にある間に、少なくとも３：１　
（好ましくは４〜１０：１）の延伸比で延伸して約０．
３〜５．０（好ましくは０．５〜２．０）の平均単一フ
ィラメントデニールを有するアクリルマルチフィラメン
ト材料を製造する工程とを含むことが発見された。

炭素繊維への熱転化に特に好適な内部構造を有する新規
アクリル繊維が提供される。

また、本発明の改良溶融紡糸アクリル繊維の熱処理によ
って製造される所定の断面形状を有する新規の高強度炭
素繊維も提供される。

第２及び３の断面を作成するとき、フィラメントをパラ
フィンろう中に包埋し、厚さ２μｍの切片を単一の超ミ
クロトームを用いて切断した。キシレンで３回及びエタ
ノールで１回洗浄してろうを溶解し、断面を蒸留水で洗
い、乾燥し、薄い金被膜でスパッタリングした後、走査
電子顕微鏡下で検査した。第４図及び第５図の断面の作
成時には、炭素繊維を銀ペイントで被覆し、銀ペイント
で被覆された領域に隣接してレーザーブレードで切断し
、薄い金被膜でスパッタリングした後、走査電子顕微鏡
下で検査した。

本発明の出発物質として用いるために選ばれるアクリル
ポリマーは少なくとも８５重量％の反復アクリロニトリ
ル単位を含みかつアクリロニトリルホモポリマーかある
いは約１５重量％までの１種以上のモノビニル単位を含
むアクリロニトリルコポリマーのいずれかであることが
できる。コポリマーの定義内にはターポリマーなどが含
まれる。

反復アクリロニトリル単位と共重合することができる代
表的なモノビニル単位にはアクリル酸メチル、メタクリ
ル酸、スチレン、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル、塩
化ビニル、塩化ビニリデン、ビニルピリジン、イタコン
酸などが含まれる。好ましいコモノマーはアクリル酸メ
チル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸、及びイタコ
ン酸である。

１つの好ましい実施態様に於て、アクリルポリマーは少
なくとも９１重量％（例えば９１〜９８重量％）の反復
アクリロニトリル単位を含む。特に好ましいアクリルポ
リマーは９３〜９８重量％の反復アクリロニトリル単位
と、約１．７〜６．５重量％のアクリル酸メチル及び（
または）メタクリル酸メチルから誘導される反復単位と
、約０．３〜２．０重量％のメタクリル酸及び（または
）イタコン酸から誘導される反復単位とを含む。

出発物質として選ばれるアクリルポリマーは好ましくは
水性懸濁重合によって製造され、通常約１．０〜２．０
、好ましくは１．２〜１．６の固有粘度を有する。また
、アクリルポリマーは好ましくは約４３、０００〜６９
，０００、最も好ましくは４９，０００〜５９，０００
の動粘度（Ｍｋ）を有する。ポリマーは便宜上洗浄され
かつ遠心分離機または他の適当な装置で所望の含水量に
乾燥されることができる。

１つの好ましい実施態様に於ては、アクリルポリマー出
発物質を小濃度の潤滑剤及び小濃度の界面活性剤と混合
する。これらの成分のおのおのは有利にはアクリルポリ
マーの乾燥重量基準で約０．０５〜０．５重量％（例え
ば０．１〜０．３重量％）の濃度で提供される。代表的
な潤滑剤にはステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸
の他の無機塩及びエステルなどが含まれる。好ましい潤
滑剤はステアリン酸ナトリウムである。潤滑剤は有効濃
度で存在するとき溶融物の粘度を低下しかつ外部潤滑剤
として働くことによって本発明の方法を助ける。代表的
な界面活性剤にはモノラウリン酸ソルビタン、モノパル
ミチン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、ト
リステアリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン
、セスキオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビ
タンなどが含まれる。好ましい界面活性剤はエメリー・
インダストリーズ、Ｉｎｃ　（Ｅｍｅｒｙ　Ｉｎｄｕｓ
ｔｒｉｅｓ。

Ｉｎｃ、　）からエムソーブ（Ｅ月５ＯＲＢ　）という
商品名でモノラウリン酸ソルビタンとして発売されてい
るエステル基含有非イオン長鎖脂肪酸である。界面活性
剤は有効濃度で存在するとき溶融押出しされる組成物中
の水成分の分布を増加させること（後述するように）に
よって本発明の方法を助ける。潤滑剤及び界面活性剤は
、固体粒状アクリルポリマーへ、ブレンダーまたは他の
適当な混合装直中に存在する間に、水と共に初期に添加
されることができる。

溶融押出しに先立って、アクリルポリマーは、ポリマー
基準で約１〜８重量％（好ましくは約２〜７重量％）の
Ｃ１〜Ｃ４モノヒドロキシアルカノール、及びポリマー
基準で約１２〜２８重量％（好ましくは約１５〜２３重
量％）の水を含む実質的に均一な溶融物として高温で提
供される。高い方のアクリロニトリル含量を有するアク
リルポリマーには高い方の水濃度が用いられる傾向があ
る。１つの好ましい実施態様に於ては、Ｃ１〜Ｃ４モノ
ヒドロキシアルカノールはポリマーの３〜６重量％の濃
度で存在する。

アセトニトリル以外の有機物質の使用は、通常、炭素繊
維の性質を低下させ、繊維生成物に対してより高いレベ
ルのボイド状態を与え、炭素繊維製造のための前駆体と
して働（ために十分に低いデニールへ延伸する可能性を
無くし、あるいは得られた紡糸されたま＼の繊維からの
該物質の除去に合理的で無い長時間を必要とすることが
わかった。

例えば、メタノール単独、ジメチルスルホキシド、アセ
トン単独、及びメチルエチルケトンのような物質は顕著
にボイド状態を増加させることがわかった。炭酸エチレ
ン及びチオシアン酸ナトリウムのような高沸点アクリル
溶剤は実質的にボイドの無い生成物を生成することがわ
かったが、かかる溶剤は得られた繊維からの除去が困難
でありかつ存在すると該繊維から製造される炭素繊維の
機械的性質を低下させる。少量（例えばポリマーの約２
重量％未満）の他の溶剤（例えばアセトンなど）は、そ
れらが実質的に均一な溶融物の形成を妨害することなく
、後述する熱処理工程中に満足に除去されかつ本明細書
中で記載する有利な結果を実質的に妨害しない限り、本
発明の方法に用いられる溶融物中に随意に含まれること
ができる。

本発明に用いるための適当なＣＩ−Ｃａモノヒドロキシ
アルカノールには、メタノール、エタノール、１−プロ
パツ−ル、２−プロパツール、２メチル−１−プロパツ
ール、２−メチル−２プロパツール、１−ブタノールな
どが含まれる。

本発明に用いるために好ましいモノヒドロキシアルカノ
ールはメタノールである。モノヒドロキシアルカノール
の存在は増強された炭素繊維機械的性質を可能にする方
法でフィラメント内部構造に有利に影響することがわか
った。かかるモノヒドロキシアルカノールは例示される
ように紡糸されたままのフィラメント中の低いレヘルの
ボイドに寄与することもできる。しかしかかる最少ボイ
ドは記載されたように次の熱処理工程中に減少され得る
。Ｃ，−Ｃ４範囲内の高い方の沸点のモノヒドロキシア
ルカノールはメタノールよりも紡糸されたま＼の繊維中
により多くのボイドを生成する傾向がある。ジエチレン
グリコールのような他の高沸点アルコールは紡糸された
ま＼の繊維中に遥かに多すぎるボイドを生成し、粘度減
少に於て有効性が低くかつ低い機械的性質を有する炭素
繊維の製造に導く傾向がある。後述するように、かかる
比較的小さいボイドの存在にも拘らず、驚く程高い強さ
特性を有する炭素繊維を製造することができる。

実質的に均一な溶融物は任意の通常の技術で形成され、
通常透明粘稠な液体の外観をとる。最初に、アクリルポ
リマー、アセトニトリル、Ｃ９〜Ｃ，モノヒドロキシア
ルカノール及び水を適当な濃度で含むベレットを形成さ
せることによって特に良好な結果が得られた。これらの
ベレットを次に加熱された押出４！！（例えば車軸式ま
たは双軸式など）へ供給し、そこで溶融物の成分を十分
に混合させた後に溶融押出しさせることができる。１つ
の好ましい実施態様に於ては、均一な溶融物は溶融物の
全重量基準で約７２〜８０　（例えば７４〜８０）重量
％のアクリルポリマーを含む。

アクリルポリマーはアセトニトリル、０１〜Ｃ４モノヒ
ドロキシアルカノール及び水と共同して約１２０〜１５
５℃の温度で通常水和しかつ溶融する。かかる水和及び
溶融温度は特定のアクリルポリマー及び存在するアセト
ニトリル、０１〜Ｃ４モノヒドロキシアルカノール及び
水の濃度に依存することがわかっており、各組成物につ
いて測定される。指定された濃度でアクリルポリマーと
共に存在するアセトニトリル及びＣ３〜Ｃ４モノヒドロ
キシアルカノールはアクリルポリマーが水和しかつ溶融
する温度にかなりの程度に有利に影響する。従って、本
発明によれば、アクリルポリマーの溶融温度は顕著に低
下され、今や、顕著なポリマーの分解を起こすことなく
ポリマーの水和及び溶融温度を実質的に越える溶融物押
出し温度を用いることが可能である。与えられた系の水
和及び溶融温度は、容量４０川！、壁厚５ｍｌ＋の密閉
ガラスアンプル中に成分を入れ、少なくとも１／２満た
しかつ調節された−様な温度の油浴中で５℃／３０分の
速度で温度を上げながら初期溶融を注意深く観察するこ
とによって便利に測定することができる。実質的に均一
な溶融物を構成する成分は、通常、約１４０〜１９０℃
（最も好ましくは約１６０〜１８５℃）の温度で溶融押
出しの時点で提供される。１つの好ましい実施態様に於
ては、溶融押出し温度は少なくとも１５℃、最も好まし
くは少なくとも２０℃（例えば２０〜３０℃）だけ水和
及び溶融温度を越える。水和及び溶融温度より高いかか
る温度保持は溶融物の粘度を顕著に減少さることがわか
っており、所望のデニール／フィラメントを有する紡糸
されたま＼の繊維の製造を可能にする。１９０℃よりず
っと高い温度に於ては、顕著なアクリルポリマー分解が
起こる（順向があることがわかった。従って、良結果を
得るためには、かかる温度を避ける。

アクリルマルチフィラメント材料を製造するため実質的
に均一な溶融物の溶融押出しを実施するために用いられ
る装置は通常溶融紡糸されるポリマーの溶融押出しに通
常用いられる装置でよい。

標準の押出し混合部分、ポンプ、及びフィルターを用い
ることができる。紡糸口金の押出しオリフィスは通常約
５００〜５０，０００（好ましくは１．０００〜２４，
０００）の数の複数のオリフィスを含む。

本発明の方法は、溶液紡糸方法とは異なり、広い種類の
所定の実質的に均一な断面形状を有するアクリル繊維を
信頼できるヘースで製造する能力を提供する。例えば、
実質的に円形の断面に加えて、所定の実質的に非円形の
断面を形成させることができる。代表的な非円形断面は
クレセント形（すなわちＣ−形）、正方形、矩形、多ロ
ーブ形（例えば３〜６ローブ）などである。実質的に円
形の繊維の製造時には、紡糸口金の円形開口は通常直径
が４０〜６５μｍである。溶融押出し時には、約７．０
３〜７０３ｋｇ／ｃｎｆ　（１００〜１０．０００ρｓ
ｉ）の押出し圧力が通常用いられる。

実質的に均一な溶融物は押出しオリフィスを出ると、長
さ方向の張力下にある間に、約２５〜２５０℃（好まし
くは約９０〜２００℃）の温度で提供されるフィラメン
ト形成ゾーン中へ送られる。フィラメント形成ゾーン内
で用いるための代表的な実質的に不反応性の気体雰囲気
には、空気、スチーム、二酸化炭素、窒素、及びこれら
の混合物が含まれる。空気及びスチーム雰囲気が好まし
い。実質的に不反応性の雰囲気は、通常、約０〜７、０
３　ｋｇ／　ｃｎｆゲージ圧（０〜１００　ｐｓｉ＞の
圧力で〔好ましくは０．７０３〜３．５１５　ｋｇ／　
ｃｕｔゲージ圧（１０〜５０ρｓｉｇ）の常圧以上圧力
で〕、フィラメント形成ゾーン内に提供される。

押出し時に溶融物中に存在するアセトニトリル、Ｃ５〜
Ｃ，モノヒドロキシアルカノール及び水の実質的部分は
フィラメント形成ゾーン内で放出される。フィラメント
形成ゾーン内の気相中には若干のアセトニトリル、モノ
ヒドロキシアルカノール及び水が存在するであろう。フ
ィラメント形成ゾーン内に存在する不反応性気体雰囲気
は、溶融物が固体マルチフィラメント材料へ変化すると
きに放出される物質を調節された方法で除去するように
パージされる。

紡糸されたま＼のマルチフィラメント材料はフィラメン
ト形成ゾーンを出るとき、好ましくはポリマー基準で６
重量％以下（最も好ましくは４重量％以下）のアセトニ
トリル及びモノヒドロキシアルカノールを含む。

本発明の概念に従って紡糸口金中を通過した後、実質的
に均一な溶融物及び得られたアクリルマルチフィラメン
ト材料は、かかる材料について達成できる最高の延伸比
より実質的に低い比較的低延伸比で延伸される。例えば
、用いられる延伸比は約０．６〜６．０：１（好ましく
は１．２〜４．２＝１）であり、この延伸比は通常可能
であったであろう約２０；１の最高延伸比より十分に低
い。かかる最高延伸比は逐次多重延伸段階（例えば２段
階）で繊維を延伸することによって可能となるであろう
延伸比と定義される。達成される延伸のレベルは紡糸口
金の穴のサイズ並びに長さ方向の張力のレベルによって
影響されるであろう。延伸は、好ましくは、フィラメン
ト形成ゾーン内で、紡糸ライン上で長さ方向の張力を保
持することによってフィラメント形成と同時に行われる
。別法では、かかる延伸の一部分をフィラメント形成ゾ
ーン内でフィラメント形成と同時に行いかつ該延伸の一
部分を１つ以上の隣接延伸ゾーン内で行うことができる
。

かかる初期延伸の終わりに得られた紡糸されたま＼のア
クリルマルチフィラメント材料は、通常、約３〜４０の
デニール／フィラメントを示す。繊維断面が実質的に円
形であるときには、デニール／フィラメントは通常約３
〜１２である。フィラメント断面が非円形であるときに
は、デニール／フィラメントは約６〜４０の範囲内に入
る。断面を検査するとき、紡糸されたま＼のアクリル繊
維内に観察されるボイドは一般に０．５μｍ未満、好ま
しくは０．２５μｍ未満である。

マルチフィラメント材料をさらに処理する前に、該材料
へ小濃度の合−防止及び静電防止剤を随意に添加するこ
とができる。例えば、これらはこれらを約０．５重量％
の全濃度で含有する水性エマルションから添加すること
ができる。かかる添加剤によって改良された取扱い特性
を与えることもできる。

次に、アクリルマルチフィラメント材料を、比較的一定
の長さにある間に、約９０〜２００℃（好ましくは約１
１０〜１７５℃）の温度で提供される熱処理ゾーン中を
その長さの方向に通過させて材料中に存在する残留アセ
トニトリル、モノヒドロキシアルカノール及び水の実質
的に全部の放出、並びに繊維内部構造中に存在するボイ
ドの実質的な崩壊を達成させる。熱処理ゾーンを通過中
、マルチフィラメント材料は初め僅かに収縮しかつ次い
で僅かに伸長されて全体的には実質的に一定の長さを得
る。熱処理ゾーンを通過中、全体的な収縮または伸長は
好ましくは５％未満、最も好ましくは３％未満（例えば
±２％未満）に保たれねばならない。熱処理ゾーン内に
存在する気体雰囲気は好ましくはアクリルマルチフィラ
メント材料と実質的に不反応性であり、最も好ましくは
空気である。１つの好ましい実施態様に於て、繊維材料
は熱処理ゾーン内にある間に吸引ドラム乾燥器のドラム
と接触する。別法では、繊維材料は少なくとも１個の加
熱ローラーの表面と接触することができる。この処理工
程の終わりに、アクリルマルチフィラメント材料は、通
常、好ましくはポリマー重量基準で２重量％未満（最も
好ましくは１．０重量％未満）のアセトニトリル、０１
〜Ｃ４モノヒドロキシアルカノール及び水を含む。

得られたアクリルマルチフィラメント材料は、高温にあ
る間に、少なくとも３：１　（例えば約４〜１０：１）
の延伸比でさらに延伸されて、約０．３〜５．０（例え
ば０，５〜２．０）の平均単一フィラメントデニールを
有するマルチフィラメント材料を形成する。かかる延伸
は、好ましくは繊維材料がスチームを含む雰囲気内に懸
垂されている間に長さ方向の張力をかけることによって
行われる。

１つの好ましい実施態様に於て、実質的に飽和スチーム
が、約１１５〜１３５℃の温度にある間に０．７０３〜
０．２１０９ｋｇ／ｃＪゲージ圧（１０〜３ｐｓｉｇ　
）の常圧以上の圧力で提供される。また、１つの好まし
い実施態様に於ては、アクリルマルチフィラメント材料
は、かかる延伸の直前に、熱水、スチーム（好ましくは
実質的に飽和されたスチーム）、あるいはこれらの混合
物を含む雰囲気中を繊維長の実質的変化無しに通過させ
ることによってコンディショニングされる。かかるコン
ディショニングは繊維を高度に均一な方法で最終延伸を
より容易に受けやすくすることがわかった。

アクリルマルチフィラメント繊維が実質的に円形断面を
有するとき、約０．３〜１．５（例えば約０．５〜１，
２）の延伸後のデニール／フィラメントが好ましくは示
される。アクリルマルチフィラメント繊維が非円形断面
を有するときには、通常約０．５〜５．０（例えば０．
７〜３．０）の延伸後のデニール／フィラメントが示さ
れる。

非円形断面を有する繊維が製造されるときには、延伸後
の繊維は、通常、あらゆる内部位置からの最近接表面が
距離８μｍ未満（最も好ましくは距離６μｍ未満）であ
る形状を示す。好ましい実施態様に於ては、クレセント
形及び多ローブ形フィラメントがアクリルマルチフィラ
メント材料を構造する。かかる好ましい実施態様に於て
、クレセント形アクリルフィラメントが製造されるとき
、クレセントの２つの先端を結ぶ中心線上にある内部７
へと最も近いフィラメント表面との間の最大距離は８μ
ｍ未満（最も好ましくは６μｍ未満）であり、中心線の
長さはかかる最大距離の少なくとも４倍（最も好ましく
は少なくとも５倍）である。

好ましい実施態様に於て、少なくとも３ローブ（例えば
３〜６ローブ）を有する多ローブ形アクリルフィラメン
トが製造されるとき、あらゆる内部位置からの最近接フ
ィラメント表面は距離８μｍ未満（最も好ましくは距離
６μｍ未満）である。多ローブ形アクリル繊維では、フ
ィラメントコア断面積をフィラメント断面の周囲内に内
接することができる最も大きい円の面積と定義するとき
、全フィラメント断面積対フィラメントコア断面積の比
は１．６７：１より大きい（最も好ましくは２．０：１
より大きい）。

得られたアクリル繊維は好ましくは少なくとも５．０ｇ
／デニール、最も好ましくは少なくとも６．０ｇ／デニ
ールの平均単一フィラメント引張強さを有する。単一フ
ィラメント引張強さは標準の引張試験機を用いて測定さ
れることができ、好ましくは少なくとも２０回の破断の
平均値である。

得られたアクリル繊維は先行技術のある種の溶融紡糸ア
クリル繊維によって通常水される別個の外皮／コアまた
は別個の外鞘の存在が無い。また、得られたアクリルマ
ルチフィラメント材料は炭素繊維製造のための所要な比
較的低いデニールを示しかつ先行技術の溶融紡糸アクリ
ルフィラメント材料に付随する破断フィラメント及びそ
れに伴う表面のけば立ちが実質的に無い。

本発駄の方法で製造されるアクリルマルチフィラメント
材料は高強度炭素繊維への熱転化に特に好適であること
が示された。かかる熱処理は、溶液処理によって製造さ
れるアクリル繊維を炭素繊維へ変化させるときに従来用
いられている通常のルートで行うことができる。例えば
、繊維を、初狛約２００〜３００℃またはそれ以上の温
度に於て、含酸素雰囲気（例えば空気）中で加熱するこ
とによって熱的に安定化させることができる。次に、繊
維を非酸化性雰囲気（例えば窒素）中で約１０００〜２
０００℃またはそれ以上の温度に加熱して、炭素繊維が
少なくとも９０重量％の炭素を含む炭化を達成させる。

得られた炭素繊維は通常少なくとも１．０重量％の窒素
（例えば少なくとも１．５重量％の窒素）を含む。当業
者には明らかなように、低い方の窒素濃度は一般に高い
方の熱処理温度に関連する。繊維は、黒鉛化を達成させ
るだめに、随意に非酸化性雰囲気中でさらに高温で加熱
されることができる。

得られた炭素繊維は通常約０．２〜３．０（例えば約０
．３〜１．０）の平均デニール／フィシメン１−を示す
。クレセント形断面を有する炭素繊維が製造されるとき
、クレセントの２つの先端を結ぶ中心線上にある内部点
と最も近い表面との間の最大距離は好ましくは５μｍ未
満（最も好ましくは３．５μｍ未満）であり、中心線は
好ましくはかかる最大距離の少なくとも４倍（最も好ま
しくは少なくとも５倍）である。少なくとも３ローブ（
例えば３〜６ローブ）の多ローブ形炭素繊維が製造され
ルトキ、１つの好ましい実施態様中のあらゆる内部位置
からの最近接フィラメント表面ば距離５μｍ未満、最も
好ましくは距離３．５μｍ未満である。また、かかる多
ローブ形炭素繊維では、フィラメントコア断面積をフィ
ラメント断面の周囲内に内接することができる最も大き
い内の面積と定義するとき、全フィラメント断面積対フ
ィラメントコア断面積の比は好ましくは１．６７：１よ
り大きい（最も好ましくは２．０１より大きい）。多ロ
ーブ形炭素繊維が明らかに顕著なローブを有するとき、
繊維の慣性の曲げモーメントは増加され、それによって
かかる繊維の圧縮強さは増加される。

さらに、本発明の方法はマトリックス材料への良好な結
合のための比較的に高い表面積を示す良質炭素繊維の製
造を可能にする。

別法では、本発明の方法で製造されたアクリルマルチフ
ィラメント材料は炭素繊維へ熱転化させることなく利用
される。例えば、得られたアクリル繊維は良質のアクリ
ル繊維を必要とする織物または工業用途に用いられる。

９０重重量未満の炭素を含む有用な熱的に安定化された
または部分的に炭化された繊維を製造することもできる
。

得られたアクリルマルチフィラメント材料の熱的安定化
及び炭化によって得られる炭素質繊維材料は通常少なく
とも２４．６０５　ｋｇ／　ｃＪ　（３５０，０００ｐ
ｓｉ）（例えば少なくとも３Ｌ　６３５　ｋｇ／ａＪ（
４５０，ＯＯ０ｐｓｉ　）　）の含浸ストランド引張強
さを示す。実質的に円形のアクリル繊維の熱処理によっ
て得られる実質的に円形の炭素繊維は好ましくは少なく
とも３１．６３５　ｋｇ／ｃイ（４５０，０００ρＳ１
）〔最も好ましくは少なくとも３５，１５０ｋｇ／ｃｆ
ｆｌ　（５００，ＯＯＯｐｓｉ）　Ｅの含浸ストランド
弓張強さ、及び少なくとも７０３．０００　ｋｇ／ｃｎ
［（１０，０００，０００ｐｓｉ　）　　Ｃ最も好まし
くは少なくとも２，１０９．０００ｋｇ／ｃｌＩｔ　（
３０，０００，ＯＯＯｐｓ　ｉ）　〕の含浸ストランド
引張モジュラスを示す。

非円形アクリル繊維の熱処理によって得られる所定の形
状の非円形炭素繊維は好ましくは少なくとも２４．６０
５ｋｇ／ｃＭ　（３５０，０Ｏｆ）ｐｓｉ）　Ｃ最も好
ましくは少なくとも３１．６３５　ｋｇ／ｃ＋＋Ｉ（４
５０，０００ｐｓｉ）：］の含浸ストランド引張強さ、
及び少なくとも７０３，０００ｋｇ／ｃｒＩ（１０，０
００，０００ｐｓｉ）〔最も好ましくは少なくとも２，
１０９，０００ｋｇ／ｃｉ　（３０，０００，０００ｐ
ｓｉ）　〕の含浸ストランド引張モジュラスを示し、か
つけば立ちが実質的に無く、破断フィラメントが実質的
に無いことを示す。得られた炭素繊維の断面を検査する
とき、明らかであるボイドは一般にサイズが０．２５μ
ｍ未満であり、繊維の強さを限定するようには思われな
い。

本明細書中で示される含浸ストランド引張強さ及び含浸
ストランド引張モジュラス値は好ましくは６個の代表的
試料を試験するときに得られる平均値である。かかる試
験中、ストランド含浸に用いられる樹脂組成物は典型的
には、シェル・ケミカル・カンパニー（５ｈｅｌｌ　Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ　）から発売されてい
るエポン（Ｅｌ）ＯＮ）８２８エホキシ樹脂１，０００
ｇ、アライド・ケミカル・カンパニー　（Ａ１１ｉｅｄ
　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ　）から発売され
ているナディックメチルアンヒドリド（ＮａｄｉｃＭｅ
ｔｈｙｌ　Ａｎｈｙｄｒ；ｉｄｅ　）　９００　ｇ　、
　旭電化工業会社（八５ａｈｉ　Ｄｅｎｋａ　Ｋｏｇｙ
ｏ　Ｃｏ、　）から発売されているアデカ（Ａｄｅｋａ
　）ＥＰＵ−６工ポキシ１５０ｇ。

及びヘンシルジメチルアミンｌＯｇを含む。マルチフィ
ラメントストランドはブリードクロス層を担持する回転
自在のドラム上に巻き取られ、ストランドの暴露外表面
へ樹脂組成物が一様に塗布される。次に、樹脂含浸スト
ランドの外表面を剥離紙で被覆し、ストランド担持ドラ
ムを３０分間回転させる。次に剥離紙を取り除き、ブリ
ーダークロスとダブルローラーとを用いてストランドか
ら過剰の樹脂をしぼりとる。次に、ストランドをドラム
からはずし、ポリテトラフルオロエチレン被覆ガラス平
板上に巻き、かつ１５０℃に於て２時間４５分間硬化さ
せる。このストランドを、４５４ｋｇ　（１，０００１
ｂｓ　）のロードセル、空気式ゴム面グリップ、及び５
．０８ｃｍ　（２ｉｎ　）のゲージ長を用いるひずみゲ
ージ型伸び計を取付けたインストロン１１２２試験機の
ような万能試験機を用いて試験する。引張強さ及び引張
モジュラスは次式に従ってストランドの断面積基準で計
算される。

ここで、　Ｆ−破断荷重（Ｉｂｓ　） Ｗ−サイズ無しの降伏（ｇ／ｍ） ｄ−炭素繊維密度（ｇ／ｃａ） ０．６４５−単位換算率 Ｔ−伸び計の０．５％ひずみに於け る引張荷重（ｌｂｓ　） Ｗ−サイズ無しの降伏（ｇ／ｍ） ｄ−炭素繊維密度（ｇ／ｃｕｔ） ０、０００６４５−単位換算率 ０、００５−ひずみ（ｉｎ／ｉｎ　） ここで、 炭素繊維を繊維強化材として含む複合物品を製造するこ
とができる。かかる繊維強化材のための代表的なマトリ
ックスには、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、熱可
塑性ポリマー、炭素などが含まれる。

下記の実施例は、添付図面中に示した装置配置、繊維内
部構造、及び繊維断面を参照することによる本発明の特
別な引例として示される。しかし、本発明は実施例中に
示した特別な詳細に限定されるものでないことは言うま
でもない。

実１１鉗１ 本発明の方法に用いるために選ばれたアクリルポリマー
は水性懸濁重合によって製造されたものであり、反復ア
クリロニトリル単位９３重量％、反復アクリル酸メチル
単位５．５重量％、及び反復メタクリル酸単位１．５重
量％を含んだ。このアクノルポリマーは約１．４の固有
粘度及び約５５．０００の動粘度（Ｍｋ）を示した。

得られたポリマースラリーを遠心分離機を用いて約５０
重量％水へ脱水し、リボンブレングー中で、ポリマーの
乾燥重量基準で０．２５％のステアリン酸ナトリウム及
び０．２５％のモノラウリン酸ソルビタンをポリマーと
混合した。ステアリン酸ナトリウムは潤滑機能を与えか
つモノラウリン酸ソルビタンはポリマー中への水の分散
を助ける働きをした。

得られたウェットアクリルポリマーケーキを直径３．１
７５ｍｍ　（１／８　　ｉｎ　）の開口を通して押出し
てペレットにし、得られたベレットを、ベルト上に置き
かつ約１３８℃で提供される空気オーダン中を通しなが
ら約２重量％の含水量に乾燥した。

得られたベレットを、次に、Ｖ形ブレンダー中で回転さ
せながら、適当量のアセトニトリル、メタノール、及び
水で噴霧した。得られたベレットは、組成物の全重量基
準で約７４．４重量％のアクリルポリマー、約７．４重
量％のアセトニトリル、約４．５重量％のメタノール、
及び約１３．６重量％の水を含んでいた。ポリマーの重
量基準で、得られたベレットは約９．９重量％のアセト
ニトリル、約６．０重量％のメタノール、及び約１８．
３重量％の水を含んでいた。全溶剤濃度（なわちアセト
ニトリル＋メタノール）はポリマー基準で約１５．９重
量％であった。この組成物の水和及び溶融温度は、前述
のようにして測定したとき、約１４０℃である。

第１図について説明すると、ベレットがホンパー２から
３１．７５ｍｍ　（１−’／−ｉｎ　）単軸式押出機４
へ供給され、押出機内でアクリルポリマーは溶融されか
つ他の成分と混合されて、アセトニトリル、メタノール
及び水との混合物に於ける実質的に均一なポリマーを形
成した。押出機のバレル温度は、第１ゾーン内で１３０
℃であり、第２ゾーン内で１７０℃であり、かつ第３ゾ
ーン内で１７５℃であった。押出機４と付随して用いら
れる紡糸口金６は直径５５μｍの円形穴３０２１個を含
み、実質的に均一な溶融物は、８０〜１３０℃の温度勾
配を有する空気パージが供給されるフィラメント形成ゾ
ーン８中へ押出されたとき、１６５℃であった。勾配内
の高い方の温度は紡糸口金の面付近であった。フィラメ
ント形成ゾーン８内の空気は１．４０６　ｋｇ／ｃｌゲ
ージ圧（２０ｐｓｉｇ　）の高圧で供給された。

実質的に均一な溶融物及びマルチフィラメント材料は、
溶融物が紡糸口金６の面を出ると、フィラメント形成ゾ
ーン８内で約１．８：１の比較的小さい延伸比で延伸さ
れた。生成物がもう１つの延伸段階でも延伸されたなら
ばかなりより大きい延伸（例えば約２０＝１の全延伸比
が可能であったであろうことは当然であるが、本発明の
全体的方法の概念を受は入れるためにかかる付加的な延
伸は行われなかった。

フィラメント形成ゾーン８を出た後、紡糸されたま＼の
アクリルマルチフィラメント材料は、導管１２から水が
供給される水シール１０中を通された。水シール１０の
底の方に向かって迷路シール１４が配置された。水シー
ル１０の下部には水リザーバ１６があり、放出導管の操
作によって所望のレベルに調節された。紡糸されたま＼
・のアクリルマルチフィラメント材料はフィラメント破
断が実質的に無く、水シール１０内に置かれた１対のス
キュートローラ−２０及び２２の周りを多数回通された
。この１対のスキュートロール２０及び２２によって紡
糸ライン上で一定の張力が保たれて特定の比較的小さい
延伸比が得られた。

得られた紡糸されたま＼のアクリルマルチフィラメント
材料は約８．８のデニール／フィラメントを有し、別個
の外鞘が無く、実質的に円形の断面を有し、かつ上述し
たように断面で検査されるとき、０．５μｍより大きい
内部ボイドは実質的に無かった。本発明のこの段階で典
型的に得られる代表的な実質的に円形の紡糸されたま＼
のアクリル繊維の断面の写真としては第２図を参照され
たい。

紡糸されたま＼のアクリルマルチフィラメント材料はガ
イドローラー２４上を通りかつエマルションの全重量基
準で０．４重量％の濃度の水中シリコーン油が入ってい
る槽３０内に配置されたロール２６及び２８の周りを通
った後、ガイドローラー３２及び３４上へ送られた。シ
リコーン油は合一防止剤として作用し、本発明の方法の
次の工程中の繊維の取扱い可能性を改良した。槽３０内
にはエマルションの全重量基準で０，１重量％の濃度の
分子量４００を有するポリエチレングリコール静電防止
剤も存在していた。

次に、アクリルマルチフィラメント材料はガイドローラ
ー３６上をその長さ方向に通されかつ１５０℃の循環用
空気が供給される熱処理オーブン３８中へ送られ、そこ
で吸引ドラム乾燥器の回転ドラム４０の表面と接触した
。空気はかかるゾーンの頂部及び底部に沿った位置から
熱処理オーブン３８中へ導入され、ドラム４０の表面上
の穴を通して回収された。比較的一定の長さで熱処理オ
ーブン３８中を通過している間に、材料内に存在するア
セトニ）　ＩＪル、メタノール及び水の実質的に全部が
放出されかつ材料内にもともと存在したボイドは実質的
につぶされた。アクリル繊維材料は熱処理オーブン３８
から出る直前にガイドローラー４２上を通過した。アク
リルマルチフィラメント材料が熱処理オーブン３８中を
通過するとき、１群の引張りローラー４４によって材料
上に所望の張力が保持された。得られたアクリルマルチ
フィラメント材料はポリマーの重量基準で１重量％未滴
のアセトニ）　ＩＪル、メタノール及び水を含んでいた
。第３図に示されるように、走査電子顕微鏡下で検査す
るとき、熱処理工程前の紡糸されたま−のアクリル繊維
中に存在していたボイドが典型的に全体的に減少された
ことがわかる。

熱処理オーブン３８中を通った後のアクリルマルチフィ
ラメント材料は１２６５４　ｋｇ／ｃＪゲージ圧（１８
ｐｓｉｇ　）及び約１２４℃で提供される飽和スチーム
雰囲気を含む延伸ゾーン４６内で８．４：１の延伸比で
延伸された。かかる延伸の直前に、繊維材料は、前処理
のため、コンディショニングゾーン４８内で同じ圧力及
び温度の飽和スチームを含む雰囲気中を実質的に一定の
長さにある間通された。コンディショニングヅーン４８
及び延伸ゾーン４６内では引張りローラー群４４．５０
及び５２の相対速度の調節によって適当な張力が保持さ
れた。かかる延伸後、アクリルマルチフィラメント材料
はガイドローラー５４上を通り、ピドリングによって容
器５６中に集められた。生成物は約１．０５のデニール
／マイラメン１−１約１１．５μｍの平均フィラメント
直径を示し、高強度炭素繊維への熱転化に特に好適であ
り、かつ約６〜７ｇ／デニールの平均単一フィラメント
引張強さを有していた。得られたアクリル繊維は先行技
術の溶融紡糸アクリル繊維が通常示す別個の外皮／コア
または別個の外鞘の存在が無かった。また、表面のけば
立ちが無いことで明らかなように得られた繊維トウ内に
は破断フィラメントが実質的に無かった。

アクリルマルチフィラメント材料は、約１３０分間空気
オーブン中を通され、その間に繊維材料は２４５〜２６
０℃の範囲の次第に上がる温度で処理され、この処理中
に繊維材料が長さで約７％収縮することによって熱的に
安定化された。得られた熱的に安定化された繊維材料の
密度は約１．３５〜１．３７　ｇ　／ｃｌであった。

熱的に安定化されたアクリルマルチフィラメント材料は
、次に、実質的に一定の長さにある間、約１３５０℃の
最高温度で提供される含窒素雰囲気中をその長さ方向に
通過させることによって炭化され、かつ次いでマトリッ
ク形成用材料への４１着を改良するために電気分解的に
表面処理された。

炭素繊維は９０重量％以上の炭素及び約４．５重量％の
窒素を含んでいた。本発明の代表的な実質的に円形のア
クリル繊維の熱処理によって製造される代表的な実質的
に円形の炭素繊維の写真については第４図を参照された
い。１５，０ＯＱｘの倍率で走査電子顕微鏡下で試験す
るとき、炭化の結果として若干の小ボイドが出現したこ
とがわかる。

５に れらの小ボイドは一般にサイズが０．２５μｍ未満であ
り、以下に述べるように繊維の強さを限定するとは思わ
れない。得られた炭素繊維は実質的に円形の断面を示し
、約４０．２１１．６　ｋｇｌｃｔ＆（５７２，０００
ｐｓｉ　）の含浸ストランド引張強さ、約２，４２５，
３５０　ｋｇ／ｃ１１！（３４，５００，０００ｐｓｉ
　）含浸ストランド引張モジュラス、及び約１．６６％
の伸びを示した。生成物は約０．１８２ｇ／ｍの重量が
あり、約０．５４の平均デニール／フィラメントを有し
、約６．７μｍの平均フィラメント直径を示し、かつ約
１．８１ｇ／ｃ♂の密度を有した。表面けば立ちが無い
ことによって証明されるように得られた炭素繊維生成物
内には破断フィラメントが実質的に無かった。

この炭素繊維が繊維強化材として働く良好な機械的性質
を示す複合相物品を製造した。特に、以下に述べる複合
材性質が６２容量％の繊維ローディングに基づいて得ら
れた。ＢＡＳＦストラクチュラル・マテリアルズ社（Ｂ
ＡＳＦ　５ｔｒｕｃｔ、ｕｒａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ、
　Ｉｎｃ、　）のナルミコ・マテリアルズユニット（Ｎ
ＡＲＭＣＯＭａｔｅｒｉａｌｓ　ｕｎｉｔ　）によって
提供される５２０８エポキシ樹脂マトリツクスを利用す
るとき、０度（室温／乾燥）引張値は、強さ１８、１３
１．４ｋｇ／ｃＪ　（２５８，０００ｐｓｉ　）　、モ
ジュラス［４６２，２４０ｋｇ／ｃｌＩ＋　（２０，８
００，０００ｐｓｉ　）　、伸び１．２５％であり、か
つＯ度Ｃ１３２，２’Ｃ（２７０°Ｆ）／乾燥〕引張値
は、強さ２１　、７９３ｋｇ／ｃａ　（３１０，０００
ｐｓｉ）、モジュラス１，５３９，５７０ｋｇ／ｃｍ２
ａ　（２１，９００，０００ｐｓｉ　）　、伸び１．１
％であった。５２０８エポキシ樹脂７トワツクスを利用
するとき、０度（室−１ＪＬ／乾燥）圧縮値は、強さ１
５．３９５．７ｋｇ／ｃｎｔ　（２１９，０００ｐｓｉ
　）　、モジュラスＬ３４２，７３０ｋｇ／ｃａ　（１
９，１００，０００ｐｓｉ　）　、伸び１．１５％であ
り、かつ０度Ｃ１３２，２”Ｃ（２７０°Ｆ）／乾燥〕
圧縮値は、強さ１２，５８３．７ｋｇ／　ｃＩｌｌ（１
７９，０００ｐ’ｓｉ）、モジュラス１，３７７．８８
０ｋｇ／ｃｎ＋　（１９，６００，ＯＯ０ｐｓｉ　）　
、伸び０．９１％であった。５２０８エポキシ樹脂マト
リツクスを利用するとき、０度（室温／乾燥）曲げ値は
、強さ２１．７９３ｋｇ／ｃｎ＋　（３１０，０００ｐ
ｓｉ　）　、モジュラス１．３８４，９１０ｋｇ／ｃＪ
　（１９，７００，ＯＯ０ｐｓｉ　）であった。ＢＡＳ
Ｆストラクチュラル・マテリアルズ社（ＢＡＳＦ　５ｔ
ｒｕｃｔｕｒａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、　Ｉｎｃ。

（Ｆ）す）レムコ・マテリアルズユニソト（ＮＩ’ｌＲ
ＭＣＯＭａｔｅｒｉａｌｓ　ｕｎｉｔ　）によって提供
される５２４５Ｃ変性ビスマレイミド樹脂マトリツクス
を利用するとき、０度（室温／乾燥）引張値は、強さ２
２．２８５．１ｋｇ／ｃｎｌ　（３１７，０００ｐｓｉ
　）　、モジュラス１，４４８．１８０ｋｇ／ｃｎｌ　
（２０，６００，０００ｐｓｉ）　、伸び１．５％であ
り、かつ０度１：１３２．２’Ｃ（２７０°Ｆ）／乾燥
〕引張値は、強さ２１、１６０．３ｋｇ／ｃＪ　（３０
Ｌ　ＯＯ０ｐｓｉ　）　、モジュラス１，３３５，７０
０ｋｇ／ｃＪ　（１９，０００，０００ｐｓｉ）、伸び
１．３２％であった。５２４．５−　Ｃ変性ビスマレイ
ミド樹脂マトリックスを利用するとき、０度（室温／乾
燥）圧縮値は、強さ１３．００５．５ｋｇ／ｃＴＡ（１
８５，０００ｐｓｉ　）　、モジュラスＬ３７０．８５
０ｋｇ／ｃｎｔ　（１９，’５００．０００ｐｓｉ　）
、伸び０．９５％であり、かつ０度（１３２，２℃（２
７０°Ｆ）／乾燥〕圧縮値は、強さＬＬ４５８．９ｋｇ
／　０１１１　（１６３，０００ｐｓｉ）　、モジュラ
ス１，３６３，８２０ｋｇ／ｃＪ　（１９，４００，０
００ｐｓ＋　）　、伸び０．８４％であった。５２４５
−Ｃ変性ビスマレイミド樹脂マトリックスを利用すると
き、０度（室温／乾燥）曲げ値は、強さ２０．８７９．
１　ｋｇ／ｃｎｔ　（２９７、０００ｐｓｉ　）　、モ
ジュラスＬ２１６，１９０ｋｇ／ｃＪ（１７，３００，
０００ｐｓｉ　）であった。ＢＡＳＦストラクチュラル
・マテリアルズ社（ＢＡＳＦ　ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＭ
ａｔｅｒｉａｌｓ、　Ｉｎｃ、　）のナルムコ・マテリ
アルズユー’−７ト（ＮＡＲＭＣＯＭａｔｅｒｉａｌｓ
　ｕｎｉｔ　）によって提供される５　２５０−２ビス
マレイミド樹脂マＩ−リソクスを利用するとき、０度（
室温／乾燥）引張値は、強さ１９．１９１．９ｋｇ／ｃ
Ｊ　（２７３，０００ｐｓｉ　）、モジュラス１．４６
９．２７０　ｋｇ／　ｃＩｌｌ（２０，９００，０００
ｐｓｉ　）　、伸び１．３１％であり；０度（室温／乾
燥）圧縮値は、強さ１４．７６３ｋｇ／ｃｎ！　（２１
０，０００ｐｓｉ　）　、モジュラスＬ３９８，９７０
ｋｇ／ｃＪ（１９，９００，０００ｐｓｉ　）　、伸び
１．０６％であり；かつ０度（室温／乾燥）曲げ値は、
強さ２Ｌ７９３ｋｇ／ｃｎ＋　（３１０，０００ｐｓｉ
　）　、モジュラス１．３２１，６４０ｋｇ／ｃＪ　　
（１８，８００，０００ｐｓｉ　　）であった。引張特
性はＡＳＴＭＤ３０３９によって測定され、圧縮特性は
ＡＳＴＭ　Ｄ６’９５のボーイング・モデイフィケーシ
ョン（ＢｏｅｉｎｇＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　＞によ
って測定され、かつ曲げ特性はＡＳＴＭＤ７９０によっ
て測定された。

比較のため、中間体熱処理工程を省略するかまたは延伸
のすべてをアセトニトリル、モノヒドロキシアルカノー
ル及び水の実質的に完全な除去の前に行う以外は実施例
１の方法を繰返すならば、炭素繊維製造に好適でない顕
著に低劣な生成物が得られる。また、押出し時に於ける
実質的に均一な溶融物からアセトニトリル及びモノヒド
ロキシアルカノールを省略するときにも顕著に低劣な結
果が得られる。

上記実施例１は本発明の方法が高強度炭素繊維への熱転
化に特に好適なアクリル繊維を製造するための信軌でき
る溶融紡糸方法を提供することを示している。かかる得
られた炭素繊維は、溶液紡糸アクリル繊維が従来用いら
れている用途に用いることができる。今や単純化された
方法で炭素繊維前駆体製造方法を実施することが可能で
ある。

また、先行技術に於て必要であったような大量の溶剤の
使用及び取扱いも今や削除することができる。得られた
炭素繊維は第４図に示すような小さいボイドにも拘らず
満足な機械的性質を示すことがわかった。

実施例２ ３０一ブ形開口を有する紡糸口金６を用いて実施例１を
実質的に繰返して３０一ブ形断面を有するフィラメント
を製造した。

溶融前のベレットは、ポリマー基準で約１０．０重量％
のアセトニトリル、約６．１重量％のメタノール及び約
１８．３重量％の水を含んでいた。全溶剤（すなわちア
セトニトリル＋メタノール）濃度はポリマー基準で１６
．１重量％であった。前述のようにして測定されるとき
、この組成物の水和及び溶融温度は約１４０℃である。

紡糸口金はＹ形すなわち３ローブ形押出しオリフィス１
５９６個を含み、各ローブは長さ５０μｍ、幅３０．ｕ
ｍでありかつ各ローブは１２０度中心で等距離に隔置さ
れていた。毛細管長は各ローブの中心から端部へ減少し
た。

押出機のバレル温度ば、第１ゾーンで１２０℃１第２ゾ
ーンで１６５℃１第３ゾーンで１７５℃であり、溶融物
は、２．８１２ｋｇ／ｃＩｌｔゲージ圧（４０ｐｓｉｇ
）の空気が入っているフィラメント形成ゾーン中へ押出
された時１６０℃であった。

得られた３０一ブ形フイラメント断面を有する紡糸され
たま＼のアクリルマルチフィラメンＩ・材料ば、熱処理
直前に約１７のデニール／フィラメントを有していた。

このアクリル繊維内の内部位置からの最近接フィラメン
ト表面は一般に５μｍ未満であった。このアクリル３ロ
ーブ形マルチフイラメント材料ば熱処理オーブン３８中
を通過後、９．７：１の延伸比で延伸された。アクリル
生成物は約１．８のデニール／フィラメントを示し、高
強度炭素繊維への熱転化に特に好適であり、かつ約５〜
６ｇ／デニールの平均単一フィラメント引張強さを有し
ていた。このアクリルフィラメント内のあらゆる内部位
置からの最近接フィラメント表面は約５μＭ以下であっ
た。

この３ローブ形アクリルマルチフイラメント材料を、空
気オーブン中を約６０分間通し、この間に繊維材料を２
４３〜２６０℃の範囲の次第に増加する温度で処理する
ことによって熱的に安定化させた。炭化は約１３７０℃
で行われた。炭素繊維は９０重量％を越える炭素及び約
４．５重量％の窒素を含んでいた。第５図は本発明の方
法で製造された３ローブ形炭素繊維の代表的な断面を示
す。

炭素フィラメント内のあらゆる内部位置からの最近接フ
ィラメント表面は約３μｍ未満であった。

フィラメントコア断面積をフィラメント断面の周囲内に
内接することができる最大の円の面積と定義するとき、
全フィラメント断面積対フィラメントコア断面積の比は
２．１４：１である。

得られた３ローブ形炭素繊維は約０．９のアニル／フィ
ラメント、約２９．２４．４．８　ｋｇ／　ｃｎｌ（４
１６，０００ｐｓｉ）の含浸ストランド引張強さ、約２
，５０２，６８０　ｋｇ／ｃｍ２　（３５，６００，Ｏ
Ｏ０ｐｓｉ）の含浸ストランド引張モジュラス、及び約
１．７５ｇ／ｃｄの密度を有していた。表面けば立ちが
無いことによって証明されるように、得られた炭素繊維
内には破断フィラメントが実質的に無かった。

この３ローブ形炭素繊維が繊維強化材として働く良好な
機械的性質を示す複合材物品を製造することができる。

本発明を好ましい実施態様について説明したが、本発明
の特許請求の範囲中で定義された本発明の概念から逸脱
することなく変化や変更を用いることができることは言
うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、高強度炭素繊維への熱転化に特に適した本発
明によるアクリルマルチフィラメント材料を製造するた
めの１つの好ましい装置配置の概略の全体回である。 第２図は本発明の方法で製造された代表的な実質的に円
形の紡糸されたま＼のアクリル繊維の断面の、熱処理工
程直前の、走査電子顕微鏡の使用によって得られた２、
０ＯＯＸの倍率の写真である。この写真は別個の外鞘が
無いこと、及び０．５μｍより大きいボイドが実質的に
ないことを示す。 約０．５μｍのボイドが１個示されている。 第３図は本発明の方法の熱処理工程の終わりに得られた
代表的な実質的に円形のアクリル繊維の断面の、走査電
子顕微鏡を用いて得られた２、０００×の倍率の写真で
ある。この写真は別個の外鞘が無いこと、及び熱処理工
程前の紡糸されたま＼のアクリル繊維内に存在していた
ボイドのサイズが実質的に全体的に減少したことを示す
。 第４図は本発明の代表的な実質的に円形のアクリル繊維
の熱処理によって製造された代表的な実質的に円形の炭
素繊維の断面の、走査電子顕微鏡の使用によって得られ
た１５，０００ｘの倍率の写真である。この写真は炭化
の結果として若干の小ボイドが再出現したこと及び一般
にサイズが０．２５μｍ未満であることを示す。 第５図は本発明の方法で製造された代表的な３ローブ形
アクリル繊維の熱処理によって製造された代表的な非円
形炭素繊維の断面の、走査電子顕微鏡の使用によって得
られた７、０ＯＯＸの倍率の写真である。この写真は一
般にサイズが０．２５μｍ未満である若干のボイドが存
在することを示す。 図面番号の説明 ２・・・・・・ポツパー ４・・・・・・単軸式押出機 ６・・・・・・紡糸口金 ８・・・・・・フィラメント形成ゾーン１０・・・・・
・水シール １２・・・・・・導管 １４・・・・・・迷路シール １６・・・・・・水リザーバ １８・・・・・・放出導管 ２０．２２・・・・・・スキュートローラ２４．３２．
３４，３６．４２．５４・・・・・・ガイドローラー ２６．２８・・・・・・ローラ ３８・・・・・・熱処理オーブン ４０・・・・・・回転ドラム ４４・・・・・・引張りローラー ４６・・・・・・延伸ゾーン ４８、５０．５２・・・・・・コンディショニングゾー
ン５６・・・・・・容器 〜 ロー ヒ 手 続 補 正 書 （方式） ％式％ ９行目の「面の、」を「面 り、、　１．１２．１４ の形状をあられす、 」 に訂正する。 平成 年 月 日 ２゜ 同書第６７頁第６行目、 第１３行目及び第２０ 行目の「断面の、 」を「断面の形状をあられす、 」 に訂正する。 Ｙ、事件の表示 平成４年特許願第２２０１１９号 ３、補正をする者 事件との関係 出 願 人 名 称 バスフ アクチェンゲゼルシャフト ４、代 理 人 ５、補正命令の日付 平成１年１１月２８日 ６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ７、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）（ｉ）少なくとも８５重量％の反復アクリロ
   ニトリル単を含むアクリルポリマーと、 （ｉｉ）該ポリマー基準で約５〜２０重量％のアセトニ
   トリルと、（ｉｉｉ）該ポリマー基準で約１〜８重量％
   のＣ＿１〜Ｃ＿４モノヒドロキシアルカノールと、（ｉ
   ｖ）該ポリマー基準で約１２〜２８重量％の水とから本
   質的になる実質的に均一な溶融物を高温に於て形成させ
   る工程と、 （ｂ）該実質的に均一な溶融物を、１４０〜１９０℃の
   範囲内の温度にある間に、複数の開口を含むオリフィス
   を通して、長さ方向の張力下にある間に、約２５〜２５
   ０℃の範囲内の温度で提供される実質的に不反応性気体
   雰囲気が供給されるフィラメント形成ゾーン中へ押出し
   、かつアセトニトリル、モノヒドロキシアルカノール及
   び水の実質的な部分が放出されかつアクリルマルチフィ
   ラメント材料が形成される工程と、 （ｃ）該実質的に均一な溶融物及びアクリルマルチフィ
   ラメント材料を、該押出しオリフィス中を通過後、約０
   ．６〜６．０：１の延伸比で延伸する工程と、 （ｄ）工程（ｂ）及び（ｃ）後に得られた該アクリルマ
   ルチフィラメント材料を、その長さの方向に、比較的一
   定の長さにある間、約９０〜２００℃の温度で提供され
   る熱処理ゾーン中へ送り、かつ材料中に存在する残留ア
   セトニトリル、モノヒドロキシアルカノール及び水の実
   質的に全部の放出が起こる工程と、 （ｅ）工程（ｄ）から得られた該アクリルマルチフィラ
   メント材料を、高温にある間に、少なくとも３：１の延
   伸比で延伸して約０．３〜５．０の平均単一フィラメン
   トデニールを有するアクリルマルチフィラメント材料を
   製造する工程と を含む、高強度炭素繊維への熱転化に特に適したアクリ
   ルマルチフィラメント材料の改良製造方法。 ２、工程（ａ）の該実質的に均一な溶融物が組成物の全
   重量基準で約７２〜８０重量％の該アクリルポリマーを
   含む、請求項１記載の高強度炭素繊維への熱転化に特に
   適したアクリルマルチフィラメント材料の改良製造方法
   。 ３、該アセトニトリルが工程（ａ）に於て該実質的に均
   一な溶融物中に該ポリマーの約７〜１８重量％の濃度で
   提供され、該Ｃ＿１〜Ｃ＿４モノヒドロキシアルカノー
   ルが工程（ａ）に於て該実質的に均一な溶融物中に該ポ
   リマーの約２〜７重量％の濃度で提供され、かつ水が工
   程（ａ）中に於て該実質的に均一な溶融物中に該ポリマ
   ーの約１５〜２３重量％の濃度で提供される、請求項１
   記載の高強度炭素繊維への熱転化に特に適したアクリル
   マルチフィラメント材料の改良製造方法。 ４、Ｃ＿１〜Ｃ＿４モノヒドロキシアルカノールがメタ
   ノールである、請求項１記載の高強度炭素繊維への熱転
   化に特に適したアクリルマルチフィラメント材料の改良
   製造方法。 ５、工程（ａ）の該実質的に均一な溶融物が小濃度の潤
   滑剤及び小濃度の界面活性剤をも含む、請求項１記載の
   高強度炭素繊維への熱転化に特に適したアクリルマルチ
   フィラメント材料の改良製造方法。 ６、該実質的に均一な溶融物が工程（ｂ）に於て押出さ
   れるとき約１６０〜１８５℃の温度である、請求項１記
   載の高強度炭素繊維への熱転化に特に適したアクリルマ
   ルチフィラメント材料の改良製造方法。 ７、該実質的に均一な溶融物が工程（ｂ）に於て押出さ
   れるとき少なくとも１５℃だけ水和及び溶融温度を越え
   る温度である、請求項１記載の高強度炭素繊維への熱転
   化に特に適したアクリルマルチフィラメント材料の改良
   製造方法。 ８、工程（ｂ）の該フィラメント形成ゾーンの該実質的
   に不反応性の気体雰囲気が約０．７０３〜３．５１５ｋ
   ｇ／ｃｍ＾２ゲージ圧（１０〜５０ｐｓｉｇ）の常圧以
   上の圧力で提供される、請求項１記載の高強度炭素繊維
   への熱転化に特に適したアクリルマルチフィラメント材
   料の改良製造方法。 ９、工程（ｂ）の該フィラメント形成ゾーンの該実質的
   に不反応性の気体雰囲気が９０〜２００℃の範囲内の温
   度に於て提供される、請求項１記載の高強度炭素繊維へ
   の熱転化に特に適したアクリルマルチフィラメント材料
   の改良製造方法。 １０、工程（ｄ）の該熱処理が約１１０〜１７５℃の温
   度に於て提供される、請求項１記載の高強度炭素繊維へ
   の熱転化に特に適したアクリルマルチフィラメント材料
   の改良製造方法。 １１、工程（ｄ）中、該アクリルマルチフィラメント材
   料が吸引ドラム乾燥器のドラムと接触する、請求項１記
   載の高強度炭素繊維への熱転化に特に適したアクリルマ
   ルチフィラメント材料の改良製造方法。 １２、工程（ｅ）中、該得られたアクリルマルチフィラ
   メント材料が約４〜１０：１の延伸比で延伸される、請
   求項１記載の高強度炭素繊維への熱転化に特に適したア
   クリルマルチフィラメント材料の改良製造方法。 １３、工程（ｅ）の該延伸がスチームを含む雰囲気中で
   行われる、請求項１記載の高強度炭素繊維への熱転化に
   特に適したアクリルマルチフィラメント材料の改良製造
   方法。 １４、工程（ｅ）の該延伸に先立って、該アクリルマル
   チフィラメント材料を、実質的に一定の長さにある間、
   熱水、スチーム、またはこれらの混合物を含む雰囲気中
   を通すことによってコンディショニングさせる、請求項
   １３記載の高強度炭素繊維への熱転化に特に適したアク
   リルマルチフィラメント材料の改良製造方法。 １５、工程（ｅ）の該延伸後、該アクリルマルチフィラ
   メント材料が実質的に均一な実質的に円形の断面及び約
   ０．３〜１．５のデニール／フィラメントを有するフィ
   ラメントからなる、請求項１記載の高強度炭素繊維への
   熱転化に特に適したアクリルマルチフィラメント材料の
   改良製造方法。 １６、工程（ｅ）の該延伸後、該アクリルマルチフィラ
   メント材料が所定の実質的に均一な非円形断面を有する
   フィラメントを有しかつすべての内部位置からの最近接
   表面が８μｍ未満の距離である、請求項１記載の高強度
   炭素繊維への熱転化に特に適したアクリルマルチフィラ
   メント材料の改良製造方法。 １７、該延伸工程（ｅ）後、該アクリルマルチフィラメ
   ント材料が実質的に均一なクレセント形断面を有するフ
   ィラメントを含む、請求項１記載の高強度炭素繊維への
   熱転化に特に適したアクリルマルチフィラメント材料の
   改良製造方法。 １８、工程（ｅ）の該延伸後、該アクリルマルチフィラ
   メント材料が少なくとも３ローブの実質的に均一な多ロ
   ーブ形断面を有するフィラメントを含む、請求項１記載
   の高強度炭素繊維への熱転化に特に適したアクリルマル
   チフィラメント材料の改良製造方法。 １９、断面に於て検査するとき別個の外鞘の存在が無く
   かつ約０．３〜５０の平均単一フィラメントデニール及
   び少なくとも５．０ｇ／デニールの平均単一フィラメン
   ト引張強さを有する約５００〜５０，０００の実質的に
   連続したフィラメントを含む請求項１記載の方法によっ
   て製造される高強度炭素繊維への熱転化に特に適した溶
   融紡糸アクリルマルチフィラメント材料。 ２０、クレセントの２つの先端を結ぶ中心線上にある内
   部点と最も近いフィラメント表面との間の最大の距離が
   一般に８μｍ未満でありかつ中心線の長さが一般にかか
   る最大距離の少なくとも４倍であるクレセント形断面を
   有する実質的に均一なフィラメントを含む請求項１の方
   法で製造される高強度炭素繊維への熱転化に特に適した
   溶融紡糸アクリルマルチフィラメント材料。 ２１、あらゆる内部位置からの最近接フィラメント表面
   が距離で８μｍ未満でありかつフィラメントコア断面積
   をフィラメント断面の周囲内に内接することができる最
   大の円の面積と定義するとき、全フィラメント断面積対
   フィラメントコア断面積の比が１．６７：１より大きい
   少なくとも３ローブの多ローブ形断面を有する実質的に
   均一なフィラメントを含む請求項１の方法で製造される
   高強度炭素繊維への熱転化に特に適した溶融紡糸アクリ
   ルマルチフィラメント材料。 ２２、少なくとも９０重量％の炭素を含み、約０．２〜
   ３．０の平均デニール／フィラメントを示し、かつ少な
   くとも２４，６０５ｋｇ／ｃｍ＾２（３５０，０００ｐ
   ｓｉ）の含浸ストランド引張強さを示す請求項１の方法
   で製造される高強度炭素繊維への熱転化に特に適したア
   クリルマルチフィラメント材料の熱的安定化及び炭化に
   よって製造されるマルチフィラメント炭素質繊維材料。 ２３、所定の実質的に均一な非円形断面を有するフィラ
   メントを含み、かつ少なくとも９０重量％の炭素を含む
   請求項１の方法によって製造される高強度炭素繊維への
   熱転化に特に適したアクリルマルチフィラメント材料の
   熱的安定化及び炭化によって製造されるマルチフィラメ
   ント炭素質繊維材料。 ２４、クレセントの２つの先端を結ぶ中心線上にある内
   部点と最も近いフィラメント表面との間の最大距離が５
   μｍ末端でありかつ中心線の長さが一般にかかる最大距
   離の少なくとも４倍であるクレセント形断面を有する実
   質的に均一なフィラメントを含む請求項１の方法によっ
   て製造される高強度炭素繊維への熱転化に特に適したア
   クリルマルチフィラメント材料の熱的安定化及び炭化に
   よって製造されるマルチフィラメント炭素質繊維材料。 ２５、あらゆる内部位置からの最近接フィラメント表面
   が距離で５μｍ未満であり、かつフィラメントコア断面
   積をフィラメント断面の周囲内に内接することができる
   最大の円の面積と定義するとき、フィラメント断面積対
   フィラメントコア断面積の比が１．６７：１より大きい
   少なくとも３ローブの多ローブ形断面を有する実質的に
   均一なフィラメントを含む請求項１の方法によって製造
   される高強度炭素繊維への熱転化に特に適したアクリル
   マルチフィラメントの熱的安定化及び炭化によって製造
   されるマルチフィラメント炭素質繊維材料。