JP4582819B1 - 高強度ポリアクリロニトリル系炭素繊維の製造方法 - Google Patents
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Abstract
内外層の構造の差がなく、高い引張強度と引張弾性率を併せ持つ炭素繊維を簡単に製造する。
【解決手段】
本発明の炭素繊維の製造方法は、ポリアクリロニトリル系ポリマーにカーボンナノチューブを分散した紡糸原液を調製し、これを紡糸延伸して炭素繊維の前駆体を製造し、次いでこの前駆体を耐炎化、炭素化することを含み、耐炎化を、炭素繊維の前駆体へのエネルギー線の照射によって行うことを特徴とする。本発明の炭素繊維は、繊維最外層と繊維最内層のラマンスペクトルで求められるG/D比をそれぞれRo及びRiとしたときにRo/Riが0.5〜2.0である。
【選択図】なし
Description
紡糸原液の調製:水1688g、水分含有率43重量%のアクリロニトリル/メタクリル酸(94:6の重量比)共重合体596.5gを測って混合し、これに多層カーボンナノチューブ(バイエル社製Baytubes)5gを添加した後、攪拌してスラリー状とした。これにチオシアン酸ナトリウム1712gを添加し、ナノ粒子高性能ミキサー・ディストロミックスを用い、4000rpmで20分間処理して、カーボンナノチューブを分散させ、紡糸原液を得た。
耐炎化処理での電子線の照射線量を2500kGy(照射時間10分間)としたこと以外は、実施例1と同様にして、繊維直径5μmの炭素繊維を得た。得られた炭素繊維の引張強度、引張弾性率、及びRo/Riを表1に示す。
耐炎化処理での電子線の照射線量を300kGy(照射時間10分間)としたこと以外は、実施例1と同様にして、繊維直径5μmの炭素繊維を得た。得られた炭素繊維の引張強度、引張弾性率、及びRo/Riを表1に示す。
耐炎化処理での電子線の照射時間を20分間(照射線量1000kGy)としたこと以外は、実施例1と同様にして、繊維直径5μmの炭素繊維を得た。得られた炭素繊維の引張強度、引張弾性率、及びRo/Riを表1に示す。
耐炎化処理での電子線の照射時間を1分間(照射線量1000kGy)としたこと以外は、実施例1と同様にして、繊維直径5μmの炭素繊維を得た。得られた炭素繊維の引張強度、引張弾性率、及びRo/Riを表1に示す。
紡糸原液の調製においてカーボンナノチューブを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして炭素繊維を得ようとしたが、耐炎化が十分にできず、炭素繊維を得ることはできなかった。
紡糸原液においてカーボンナノチューブを添加せず、耐炎化処理において、前駆体繊維に電子線を照射する代わりに、前駆体繊維を空気中で一定長にて、1段目220℃、2段目230℃、3段目240℃、4段目245℃でそれぞれ30分間加熱したこと以外は、実施例1と同様にして、繊維直径5μmの炭素繊維を得た。得られた炭素繊維の引張強度、引張弾性率、及びRo/Riを表1に示す。
耐炎化処理において、前駆体繊維に電子線を照射する代わりに、前駆体繊維を空気中で一定長にて、1段目220℃、2段目230℃、3段目240℃、4段目245℃でそれぞれ30分間加熱したこと以外は、実施例1と同様にして、繊維直径5μmの炭素繊維を得た。得られた炭素繊維の引張強度、引張弾性率、及びRo/Riを表1に示す。
Claims (3)
- ポリアクリロニトリル系ポリマーにカーボンナノチューブを分散した紡糸原液を調製し、これを紡糸延伸して炭素繊維の前駆体を製造し、次いでこの前駆体を耐炎化、炭素化することを含む炭素繊維の製造方法において、耐炎化が、炭素繊維の前駆体へのエネルギー線の照射のみによって行われることを特徴とする炭素繊維の製造方法。
- エネルギー線が電子線であることを特徴とする請求項1に記載の炭素繊維の製造方法。
- エネルギー線の照射線量が20〜5000kGyであることを特徴とする請求項1又は2に記載の炭素繊維の製造方法。
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