JP4412656B2 - 炭素繊維の製造方法 - Google Patents
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Description
f≧4.5×10-4×F
(ここにfは収納容器の直上で自重にさらに付与する張力(g)、Fは総繊度(デニール)を示す。)
本発明において、炭素繊維の前駆体であるアクリル繊維トウは、シート状でトラバースされて、前後、左右に振られながら、収納容器に振り込まれる。トウが収納された収納容器は、前駆体製造工程から耐炎化工程を経る炭素繊維製造工程へ移送され、例えば直置き、又は、台車やパレット等に積み替えられて静置された後、トウが収納容器から垂直に引き上げられ整トウされる。
この張力付与手段として最も簡易な設備としては、少なくとも3本の固定したバーまたはロールに接触する方法が挙げられる。この方法においては、トウのトラバースに伴う巻き付き角など接触状態の変化があるため、隣接して水平方向に配置された2本のガイドバーの間を単に通すのみでは連続して張力を付与し続けることが困難であり、また、トウが通過する間隔すなわちクリアランスを小さくして通過させようとする場合は、トウの厚みに極めて近い間隔の間を通すこととなり、調整が難しいのみでなく、撚れが供給された場合に引っかかりが生じる。さらに、S字状にトウを通過させるか、少なくとも2本のバーまたはロールが垂直方向に並んでいる方法が考えられるが、箱内でのトウのトラバースされた配置状態によって、トラバースに伴う接触状態の変化により摩擦によって付加される張力の変動が大きく、好ましいものとは言い難い。
整トウガイド2は、少なくとも2本、通常3本以上のガイドバーから構成される。かかるガイドバーは平ガイドバーであっても、湾曲ガイドバーであってもよい。トウ3は、図3に1例として示した様にガイドバーに互い違いに接触させつつ通し次の工程に送られる。
図3には、ガイドバーA〜Eの配置の1例を示す。ガイドバーA〜Eは平ガイド(直線状ガイド)と、湾曲ガイド(長手方向にある曲率で湾曲したガイド)から構成される。この場合、A〜Cを平ガイド、D〜Eを湾曲ガイドとする組合せや、A、C、Eを平ガイド、B、Dを湾曲ガイドとする組合せなどが用いられる。図3には5本のガイドバーによって構成される整トウガイドの例を示しているが、必ずしも5本に限定されるわけではなく、トウの走行状態などから適宜その構成本数を決定すればよい。
エア流(矢印で示す)は、エアカーテン流が好ましく、トウに張力を効率的に付与するためには、15°〜45°の角度でエア流がトウに当たるように設置するのが好ましい。図6はエアカーテン流の方向と容器1や、上部に設けられる整トウガイド2との向きの関係も示している。
また、本発明では、必要に応じ整トウ後にピンガイドなど小トウ単位に分割する工程を設けることも可能である。
[実施例1]
50,000デニールの三つの小トウに分割することのできる総繊度150,000デニールのアクリル繊維トウ3を、収納容器1にトウのトラバース幅Xを0.72mとして振り込んで収納した。
次に、図4に示す如くトウ3が収納された収納容器1の直上に直径20mmのステンレス製丸棒をセンター間の距離が50mmのピッチで3本垂直に並べて配置した箱直上ガイドバー4を取りつけた。
トウ密度を2,000〜7,500デニール/mmに規制する整トウガイド2の構成は、図2に示すように収納容器1中でのトラバース幅X(m)と、図1に示すようにトウ最上層面から最初の整トウガイド2までの高さY(m)の比がY=3.3Xとした。また、整トウガイド2は平ガイドバー(表面粗度:Ra 3.2a)をA、C、Eの3本と、湾曲ガイドバー(曲率半径:600mm、表面粗度:Ra 3.2a)B、D2本を用いて図3に示すように構成した。
この工程を通して250m/hrの速度でトウ3を炭素繊維焼成工程へ供給した。収納容器1より引き上げられているトウ3の自重44gであるのに対して、収納容器1直上の垂直ガイドバー4で付与する張力は、その接触状態で変動はあるものの、100〜130gの範囲であり、トウの自重より大きい範囲であった。50時間にわたって捩れ(撚り)がフィードされず安定に炭素繊維を製造することができた。
[比較例1]
[比較例2]
[比較例3]
[実施例2]
[実施例3]
以上の実施例1、2、3および比較例1、2、3の結果を表1にまとめた。
2 整トウガイド
3 トウ
4 垂直ガイドバー
5 スリット
6 エアブロウノズル
7 箱上ガイドバー
A〜E 整トウガイドバー
Claims (6)
- 収納容器にトラバースしながら収納されたアクリル繊維トウを、垂直方向に引き上げ焼成工程に送って炭素繊維を製造する方法であって、トラバース幅Xと引き上げ高さYとの関係を2X≦Y≦10X垂直方向に引き上げて整トウガイドに接触させて整トウするに当り、前記収納容器の直上で垂直に引き上げたトウに、自重の0.8倍または次式で算出される張力のうち何れか大きい方の数値の張力以上の張力を更に付与することを特徴とする炭素繊維の製造方法。
f≧4.5×10-4×F
(ここにfは収納容器の直上で自重にさらに付与する張力(g)、Fは総繊度(デニール)を示す。) - アクリル繊維トウが、非捲縮糸である請求項1記載の炭素繊維の製造方法。
- アクリル繊維トウの収納容器の直上で更に付与する張力が、少なくとも3本の固定したバーまたはロールに接触することによる請求項1または2記載の炭素繊維の製造方法。
- 少なくとも3本のバーまたはロールが垂直方向に並んでいる請求項3記載の炭素繊維の製造方法。
- アクリル繊維トウの収納容器の直上で更に付与する張力が、トウをスリット間を通過させる際の接触摩擦により得る請求項1または2記載の炭素繊維の製造方法。
- アクリル繊維トウの収納容器の直上で更に付与する張力が、下向きに流れるエア流内を通過する事によって得られる張力である請求項1または2記載の炭素繊維の製造方法。
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