JPH0788604B2 - ピッチ系炭素繊維の製造方法 - Google Patents
ピッチ系炭素繊維の製造方法Info
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- JPH0788604B2 JPH0788604B2 JP59131641A JP13164184A JPH0788604B2 JP H0788604 B2 JPH0788604 B2 JP H0788604B2 JP 59131641 A JP59131641 A JP 59131641A JP 13164184 A JP13164184 A JP 13164184A JP H0788604 B2 JPH0788604 B2 JP H0788604B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はピツチ系炭素繊維の製造方法に関するものであ
り、より詳しくは、改善された強度を発現するピツチ系
炭素繊維を安定して製造する方法に関するものである。
り、より詳しくは、改善された強度を発現するピツチ系
炭素繊維を安定して製造する方法に関するものである。
炭素繊維は、比強度、比弾性率が高い材料で、高性能複
合材料のフイラー繊維として最も注目されており、中で
もピツチ系炭素繊維は原料が潤沢である、炭化工程の歩
留が大きい、繊維の弾性率が高い、等ポリアクリロニト
リル系炭素繊維に比べて様々な利点を持つている。
合材料のフイラー繊維として最も注目されており、中で
もピツチ系炭素繊維は原料が潤沢である、炭化工程の歩
留が大きい、繊維の弾性率が高い、等ポリアクリロニト
リル系炭素繊維に比べて様々な利点を持つている。
ところで、このような利点を有するピツチ系炭素繊維の
原料である紡糸ピツチは種々検討されている。
原料である紡糸ピツチは種々検討されている。
すなわち、従来紡糸ピツチとして使用していた等方質ピ
ツチの代りに、炭素質原料を加熱処理して、異方性が発
達し、配向しやすい分子種が形成されたピツチを使用す
ることにより、高特性のピツチ系炭素繊維が得られるこ
とが報告（特公昭49−8634号）されて以来、配向性の良
好な紡糸ピツチの調製について種々検討されてきた。
ツチの代りに、炭素質原料を加熱処理して、異方性が発
達し、配向しやすい分子種が形成されたピツチを使用す
ることにより、高特性のピツチ系炭素繊維が得られるこ
とが報告（特公昭49−8634号）されて以来、配向性の良
好な紡糸ピツチの調製について種々検討されてきた。
周知の様に、重質油、タール、ピツチ等の炭素質原料を
350〜500℃に加熱すると、それら物質中に粒径が数ミク
ロンから数百ミクロンの、偏光下に光学的異方性を示す
小球体が生成する。そして、さらに加熱するとこれらの
小球体は成長、合体し、ついには全体が光学的異方性を
示す状態となる。この異方性組織は炭素質原料の熱重縮
合反応により生成した平面状高分子芳香族炭化水素が層
状に積み重なり、配向したもので、黒鉛結晶構造の前駆
体とみなされている。
350〜500℃に加熱すると、それら物質中に粒径が数ミク
ロンから数百ミクロンの、偏光下に光学的異方性を示す
小球体が生成する。そして、さらに加熱するとこれらの
小球体は成長、合体し、ついには全体が光学的異方性を
示す状態となる。この異方性組織は炭素質原料の熱重縮
合反応により生成した平面状高分子芳香族炭化水素が層
状に積み重なり、配向したもので、黒鉛結晶構造の前駆
体とみなされている。
この様な異方性組織を含む熱処理物は、一般的にはメソ
フエーズピツチと呼称されている。
フエーズピツチと呼称されている。
かかるメソフエーズピツチを紡糸ピツチとして使用する
方法としては、例えば、石油系ピツチを静置条件下で約
350〜450℃で加熱処理し、40〜90重量％のメソフエーズ
を含有するピツチを得て、これを紡糸ピツチとする方法
が提案されている（特開昭49−19127号）。
方法としては、例えば、石油系ピツチを静置条件下で約
350〜450℃で加熱処理し、40〜90重量％のメソフエーズ
を含有するピツチを得て、これを紡糸ピツチとする方法
が提案されている（特開昭49−19127号）。
しかし、かかる方法により等方質の炭素質原料をメソ化
するには長時間を要するので、予め炭素質原料を十分量
の溶媒で処理してその不溶分を得、それを230〜400℃の
温度で10分以下の短時間加熱処理して、高度に配向さ
れ、光学的異方性部分が75重量％以上で、キノリン不溶
分25重量％以下の、所謂、ネオメフエーズピツチを形成
し、これを紡糸ピツチとする方法が提案されている（特
開昭54−160427号）。
するには長時間を要するので、予め炭素質原料を十分量
の溶媒で処理してその不溶分を得、それを230〜400℃の
温度で10分以下の短時間加熱処理して、高度に配向さ
れ、光学的異方性部分が75重量％以上で、キノリン不溶
分25重量％以下の、所謂、ネオメフエーズピツチを形成
し、これを紡糸ピツチとする方法が提案されている（特
開昭54−160427号）。
その他、高特性炭素繊維製造用の配向性のよい紡糸ピツ
チとしては、例えば、コールタールピツチをテトラヒド
ロキノリン存在下に水添処理し、次いで、約450℃で短
時間加熱処理して得られる光学的に等方性で600℃以上
に加熱することによつて異方性に変わる性質を有するピ
ツチ、所謂、プリメソフエーズピツチ（特開昭58−1842
1号）、或いは、メソフエーズピツチをBirch還元法等に
より水素化処理して得られる光学的に等方性で外力を加
えるとその方向への配向性を示すピツチ、所謂、ドーマ
ントメソフエーズ（特開昭57−100186号）等が提案され
ている。
チとしては、例えば、コールタールピツチをテトラヒド
ロキノリン存在下に水添処理し、次いで、約450℃で短
時間加熱処理して得られる光学的に等方性で600℃以上
に加熱することによつて異方性に変わる性質を有するピ
ツチ、所謂、プリメソフエーズピツチ（特開昭58−1842
1号）、或いは、メソフエーズピツチをBirch還元法等に
より水素化処理して得られる光学的に等方性で外力を加
えるとその方向への配向性を示すピツチ、所謂、ドーマ
ントメソフエーズ（特開昭57−100186号）等が提案され
ている。
この様な紡糸ピツチをノズルを通して溶融紡糸すること
によりピツチ繊維を得ることができる。次いで、このピ
ツチ繊維を不融化、炭化、さらに場合により黒鉛化する
事によつてピツチ系の高特性炭素繊維を得る事ができ
る。
によりピツチ繊維を得ることができる。次いで、このピ
ツチ繊維を不融化、炭化、さらに場合により黒鉛化する
事によつてピツチ系の高特性炭素繊維を得る事ができ
る。
従来の方法により、上記の様な配向性のよい紡糸ピツチ
を用いて紡糸した場合、得られるピツチ繊維中の平面状
高分子炭化水素の積層構造が繊維断面内でラジアル配向
となりやすく、その結果、その後の不融化処理、炭化処
理の際に炭化収縮に起因する引張応力が繊維断面の周方
向に作用するため、得られる炭素繊維の断面には繊維軸
方向に伸びるくさび状のクラツクが発生し、炭素繊維の
商品的価値を損なう欠点があつた。
を用いて紡糸した場合、得られるピツチ繊維中の平面状
高分子炭化水素の積層構造が繊維断面内でラジアル配向
となりやすく、その結果、その後の不融化処理、炭化処
理の際に炭化収縮に起因する引張応力が繊維断面の周方
向に作用するため、得られる炭素繊維の断面には繊維軸
方向に伸びるくさび状のクラツクが発生し、炭素繊維の
商品的価値を損なう欠点があつた。
本発明者等は上記問題点に留意し、鋭意検討した結果、
紡糸ピツチを紡糸ノズルへ供給する前に特定の剪断材
層を通過させることにより、上記欠点が克服されること
を見い出し、この知見に基づいて本発明に到達した。
紡糸ピツチを紡糸ノズルへ供給する前に特定の剪断材
層を通過させることにより、上記欠点が克服されること
を見い出し、この知見に基づいて本発明に到達した。
すなわち、本発明の目的は、繊維断面構造が実質的にラ
ジアル配向ではなく、繊維軸方向に伸びるくさび状のク
ラツクの発生が抑えられたピツチ系炭素繊維を製造する
ことにある。
ジアル配向ではなく、繊維軸方向に伸びるくさび状のク
ラツクの発生が抑えられたピツチ系炭素繊維を製造する
ことにある。
すなわち、この目的は光学異方性層70％以上含む紡糸ピ
ツチを紡糸ノズルから溶融紡糸し、不融化処理を行な
い、次いで炭化処理をし、さらに必要に応じて黒鉛化処
理することによりピツチ系炭素繊維を製造する方法にお
いて、該紡糸ノズルの上流部に、金属材料の細繊維の不
織布もしくは織布、又は鋭利な突起を有する微粒状体か
らなる充填材から構成される剪断材層を設け、該紡糸
ピツチを該剪断材層および該紡糸ノズルの順に流通さ
せ、紡糸することにより容易に達成される。
ツチを紡糸ノズルから溶融紡糸し、不融化処理を行な
い、次いで炭化処理をし、さらに必要に応じて黒鉛化処
理することによりピツチ系炭素繊維を製造する方法にお
いて、該紡糸ノズルの上流部に、金属材料の細繊維の不
織布もしくは織布、又は鋭利な突起を有する微粒状体か
らなる充填材から構成される剪断材層を設け、該紡糸
ピツチを該剪断材層および該紡糸ノズルの順に流通さ
せ、紡糸することにより容易に達成される。
以下、本発明を詳しく説明するに、本発明の紡糸ピツチ
としては配向しやすい分子種が形成されており、光学的
に異方性のピツチを与えるものであれば特に制限はな
く、前述のような従来の種々のものを使用することがで
きる。
としては配向しやすい分子種が形成されており、光学的
に異方性のピツチを与えるものであれば特に制限はな
く、前述のような従来の種々のものを使用することがで
きる。
しかし、それほど高度の比強度及び比弾性率が要求され
ない場合は、アモルフアスピツチを用いることもでき
る。これらの紡系ピツチを得るための炭素質原料として
は、例えば、石炭系のコールタール、コールタールピツ
チ、石炭液化物、石油系の重質油、タール、ピツチ等が
挙げられる。これらの炭素質原料には通常フリーカーボ
ン、未溶解石炭、灰分などの不純物が含まれているが、
これらの不純物は過、遠心分離、あるいは溶剤を使用
する静置沈降分離などの周知の方法で予め除去しておく
事が望ましい。
ない場合は、アモルフアスピツチを用いることもでき
る。これらの紡系ピツチを得るための炭素質原料として
は、例えば、石炭系のコールタール、コールタールピツ
チ、石炭液化物、石油系の重質油、タール、ピツチ等が
挙げられる。これらの炭素質原料には通常フリーカーボ
ン、未溶解石炭、灰分などの不純物が含まれているが、
これらの不純物は過、遠心分離、あるいは溶剤を使用
する静置沈降分離などの周知の方法で予め除去しておく
事が望ましい。
また、前記炭素質原料を、例えば、加熱処理した後特定
溶剤で可溶分を抽出するといつた方法、あるいは水素供
与性溶剤、水素ガスの存在下に水添処理するといつた方
法で予備処理を行なつておいても良い。
溶剤で可溶分を抽出するといつた方法、あるいは水素供
与性溶剤、水素ガスの存在下に水添処理するといつた方
法で予備処理を行なつておいても良い。
本発明においては、前記炭素質原料あるいは予備処理を
行なつた炭素質原料を、通常350〜500℃、好ましくは38
0〜450℃で、２分〜50時間、好ましくは５分〜５時間、
窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、或いは、吹き
込み下に加熱処理することによつて得られる70％以上の
光学的異方性組織を含むピツチが紡糸ピツチとして好適
に使用できる。
行なつた炭素質原料を、通常350〜500℃、好ましくは38
0〜450℃で、２分〜50時間、好ましくは５分〜５時間、
窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、或いは、吹き
込み下に加熱処理することによつて得られる70％以上の
光学的異方性組織を含むピツチが紡糸ピツチとして好適
に使用できる。
本発明でいう紡糸ピツチの光学的異方性組織割合は、常
温下偏光顕微鏡での紡糸ピツチ試料中の光学的異方性を
示す部分の面積割合として求めた値である。
温下偏光顕微鏡での紡糸ピツチ試料中の光学的異方性を
示す部分の面積割合として求めた値である。
具体的には、例えばピツチ試料を数mm角に粉砕したもの
を常法に従つて直径約2cmの樹脂の表面のほぼ全面に試
料片を埋込み、表面を研磨後、表面全体をくまなく偏光
顕微鏡（100倍率）下で観察し、試料の全表面積に占め
る光学的異方性部分の面積の割合を測定する事によつて
求める。
を常法に従つて直径約2cmの樹脂の表面のほぼ全面に試
料片を埋込み、表面を研磨後、表面全体をくまなく偏光
顕微鏡（100倍率）下で観察し、試料の全表面積に占め
る光学的異方性部分の面積の割合を測定する事によつて
求める。
本発明においては、上記紡糸ピツチを剪断材層を通過
させた後、紡糸ノズルへ供給し紡糸する。
させた後、紡糸ノズルへ供給し紡糸する。
ここで剪断材層とは、紡糸ピツチ流通路内であつて、
紡系ノズルより上流部に配設されたものであり、溶融状
態の紡糸ピツチが該層を通過することにより、紡糸ピツ
チの流れを細分化し、かつ該層を通過する間に紡糸ピツ
チに加わる剪断力によりメソフエーズの積層状態を制御
し、その結果実質的にラジアル配向でない繊維断面構造
を有するピツチ繊維を与えるものである。剪断材層を
構成する充填材としては、具体的には350〜400℃程度の
温度に充分耐えられるような、ステンレス鋼、銅、アル
ミニウム等の金属材料の細繊維の不織布もしくは織布、
又は複数の鋭利な突起を有する微粒状体が用いられ、例
えば、粉粒状の充填材を使用する場合には、珊瑚樹（第
５図参照）あるいはコンペイトウ状等の鋭利な突起を有
する微粒状（第６図参照）のものが好ましい。特に10メ
ツシユの篩は通過するが、325メツシユの篩は通過しな
いような粒径、好ましくは50メツシユの篩は通過するが
100メツシユの篩を通過しないような粒径を有するメタ
ルパウダーとよばれる珊瑚樹様の形状をした金属粉が最
も好ましく用いられる。
紡系ノズルより上流部に配設されたものであり、溶融状
態の紡糸ピツチが該層を通過することにより、紡糸ピツ
チの流れを細分化し、かつ該層を通過する間に紡糸ピツ
チに加わる剪断力によりメソフエーズの積層状態を制御
し、その結果実質的にラジアル配向でない繊維断面構造
を有するピツチ繊維を与えるものである。剪断材層を
構成する充填材としては、具体的には350〜400℃程度の
温度に充分耐えられるような、ステンレス鋼、銅、アル
ミニウム等の金属材料の細繊維の不織布もしくは織布、
又は複数の鋭利な突起を有する微粒状体が用いられ、例
えば、粉粒状の充填材を使用する場合には、珊瑚樹（第
５図参照）あるいはコンペイトウ状等の鋭利な突起を有
する微粒状（第６図参照）のものが好ましい。特に10メ
ツシユの篩は通過するが、325メツシユの篩は通過しな
いような粒径、好ましくは50メツシユの篩は通過するが
100メツシユの篩を通過しないような粒径を有するメタ
ルパウダーとよばれる珊瑚樹様の形状をした金属粉が最
も好ましく用いられる。
ここで第１図〜第４図は本発明の剪断材層を設けた紡
糸装置の種々の形態における紡糸ノズル部付近の拡大図
を示したものである。１は紡糸口金、２は紡糸ノズル、
３は剪断材層を支持するための金網、４は導入孔、５
は剪断材層および６は空間部をそれぞれ示す。
糸装置の種々の形態における紡糸ノズル部付近の拡大図
を示したものである。１は紡糸口金、２は紡糸ノズル、
３は剪断材層を支持するための金網、４は導入孔、５
は剪断材層および６は空間部をそれぞれ示す。
これらの図から示されるように剪断材層５は、紡糸ノ
ズルの形状、剪断材充填物の形状に応じて導入孔４あ
るいはその上流部の空間部６に設置されるが、剪断材
層５を通過した紡糸ピツチを長時間溶融状態で保持して
おくと、微細化した紡糸ピツチの流動単位が再度合体し
て、剪断材層５通過前の状態に戻ると考えられるの
で、紡糸ピツチが剪断材層５通過後紡糸ノズルに達す
るまでの所要時間が30分以内、好ましくは20分以内、更
に好ましくは10分以内のできるだけ短時間となるように
剪断材層５を設置するのが好ましい。
ズルの形状、剪断材充填物の形状に応じて導入孔４あ
るいはその上流部の空間部６に設置されるが、剪断材
層５を通過した紡糸ピツチを長時間溶融状態で保持して
おくと、微細化した紡糸ピツチの流動単位が再度合体し
て、剪断材層５通過前の状態に戻ると考えられるの
で、紡糸ピツチが剪断材層５通過後紡糸ノズルに達す
るまでの所要時間が30分以内、好ましくは20分以内、更
に好ましくは10分以内のできるだけ短時間となるように
剪断材層５を設置するのが好ましい。
ここで紡糸ピツチが剪断材層５を通過後紡糸ノズルに
達するまでの所要時間は剪断材層５下端から紡糸ノズ
ル入口上端までの内容積を紡糸ピツチの吐出量で除した
ものである。
達するまでの所要時間は剪断材層５下端から紡糸ノズ
ル入口上端までの内容積を紡糸ピツチの吐出量で除した
ものである。
剪断材層５の厚さは、剪断材の種類や形状によつて
異なるが、厚い方が好ましい方向であり、また粒度も細
かい方が好ましい。しかし、あまり厚くすると紡糸ピツ
チの流通抵抗が大きくなり、またあまり薄くすると所期
の効果が得られないので、通常３〜300mm、好ましくは
５〜200mmの範囲から選定される。
異なるが、厚い方が好ましい方向であり、また粒度も細
かい方が好ましい。しかし、あまり厚くすると紡糸ピツ
チの流通抵抗が大きくなり、またあまり薄くすると所期
の効果が得られないので、通常３〜300mm、好ましくは
５〜200mmの範囲から選定される。
紡糸ノズルの形状は の値が400以下、好ましくは300以下のものを使用するこ
とが望ましい。上記範囲以上の場合は紡糸ピツチに加わ
る剪断力が大きくなり、得られるピツチ繊維の断面構造
がラジアル配向となるので好ましくない。
とが望ましい。上記範囲以上の場合は紡糸ピツチに加わ
る剪断力が大きくなり、得られるピツチ繊維の断面構造
がラジアル配向となるので好ましくない。
なお、紡糸ノズルとは紡糸ピツチが紡糸される直前に流
通し、かつ糸条径を規定する細孔部を意味し、その孔径
とは紡糸ピツチを吐出する細孔の径を意味する。本発明
で用いられる紡糸ノズルは上記範囲の条件を満足する限
り、特に限定されるものではなく、直管状のもの、紡糸
ノズルの中間部が拡大された形状のもの、あるいは紡糸
ノズル下部が拡大された形状のものなどのいずれの形状
の紡糸ノズルが使用できる。
通し、かつ糸条径を規定する細孔部を意味し、その孔径
とは紡糸ピツチを吐出する細孔の径を意味する。本発明
で用いられる紡糸ノズルは上記範囲の条件を満足する限
り、特に限定されるものではなく、直管状のもの、紡糸
ノズルの中間部が拡大された形状のもの、あるいは紡糸
ノズル下部が拡大された形状のものなどのいずれの形状
の紡糸ノズルが使用できる。
また、空間部６に供給された溶融状態の紡糸ピツチは剪
断材層５を経て紡糸ノズル２より吐出され紡糸される
が、剪断材層５を設けることにより紡糸ピツチの吐出
に際し、紡糸ピツチに少なくとも2kg/cm2・Ｇ以上、好
ましくは5kg/cm2・Ｇ以上、更に好ましくは10kg/cm2・
Ｇ以上の圧力を加え紡糸を行なう必要がある。
断材層５を経て紡糸ノズル２より吐出され紡糸される
が、剪断材層５を設けることにより紡糸ピツチの吐出
に際し、紡糸ピツチに少なくとも2kg/cm2・Ｇ以上、好
ましくは5kg/cm2・Ｇ以上、更に好ましくは10kg/cm2・
Ｇ以上の圧力を加え紡糸を行なう必要がある。
本発明においては、溶融状態の紡糸ピツチが剪断材層
５を通過することにより、紡糸ピツチの流れを細分化
し、かつ剪断材層５における剪断力によりメソフエー
ズの積層状態が乱され、繊維断面構造が実質的にラジア
ル配向でないピツチ繊維ひいてはピツチ系炭素繊維が得
られるものと考えられる。
５を通過することにより、紡糸ピツチの流れを細分化
し、かつ剪断材層５における剪断力によりメソフエー
ズの積層状態が乱され、繊維断面構造が実質的にラジア
ル配向でないピツチ繊維ひいてはピツチ系炭素繊維が得
られるものと考えられる。
したがつて、剪断材層５により紡糸ピツチの流動性が
改善されるとともに、紡糸時における上記範囲の加圧操
作により、紡糸温度で紡糸ピツチから発生するガスある
いは気泡の生成が抑制されるため、紡糸安定性が向上
し、改善された特性を有するピツチ繊維を長時間安定し
て製造できる。
改善されるとともに、紡糸時における上記範囲の加圧操
作により、紡糸温度で紡糸ピツチから発生するガスある
いは気泡の生成が抑制されるため、紡糸安定性が向上
し、改善された特性を有するピツチ繊維を長時間安定し
て製造できる。
かくして、得られたピツチ繊維を不融化、炭化必要に応
じて黒鉛化することにより、ランダム配向あるいはオニ
オンライク配向の繊維断面構造を有し、繊維軸方向に伸
びるくさび状のクラツクのない、高特性のピツチ系炭素
繊維を得ることができる。
じて黒鉛化することにより、ランダム配向あるいはオニ
オンライク配向の繊維断面構造を有し、繊維軸方向に伸
びるくさび状のクラツクのない、高特性のピツチ系炭素
繊維を得ることができる。
ここでオニオンライク配向とは、繊維断面積の主たる部
分が同心円状の分子配向を有するものであり、一部、特
に外周部が後続の炭化あるいは黒鉛化処理によりクラツ
クを生じない程度のラジアル配向しているものも含む。
また、これらの繊維断面構造は偏光顕微鏡で測定したも
のである。
分が同心円状の分子配向を有するものであり、一部、特
に外周部が後続の炭化あるいは黒鉛化処理によりクラツ
クを生じない程度のラジアル配向しているものも含む。
また、これらの繊維断面構造は偏光顕微鏡で測定したも
のである。
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 ５オートクレーブにコールタールピツチ2kgと、水添
した芳香族油2kgを入れ、450℃で１時間加熱処理した。
この処理物を減圧蒸留して残渣ピツチを得た。次いで、
この残渣ピツチ200gに窒素ガスをバブリングしながら43
0℃で125分間加熱処理した。得られたメソフエーズピツ
チの異方性割合は100％であつた。
した芳香族油2kgを入れ、450℃で１時間加熱処理した。
この処理物を減圧蒸留して残渣ピツチを得た。次いで、
この残渣ピツチ200gに窒素ガスをバブリングしながら43
0℃で125分間加熱処理した。得られたメソフエーズピツ
チの異方性割合は100％であつた。
次に、第１図に示すような紡糸口金（紡糸ノズル２の孔
径0.3mm、長さ0.6mm）を用い、その導入孔４に300メツ
シユのステンレス金網３を設け、該金網３の上方に剪断
材層５として50〜100メツシユの大きさに篩分された
珊瑚樹様の形をしたステンレス製のメタルパウダーを約
10mmの厚さ充填した。金網３の設置位置は紡糸ピツチが
剪断材層５通過後紡糸ノズル２に達する迄の時間が第
１表に示す値となるようにした。
径0.3mm、長さ0.6mm）を用い、その導入孔４に300メツ
シユのステンレス金網３を設け、該金網３の上方に剪断
材層５として50〜100メツシユの大きさに篩分された
珊瑚樹様の形をしたステンレス製のメタルパウダーを約
10mmの厚さ充填した。金網３の設置位置は紡糸ピツチが
剪断材層５通過後紡糸ノズル２に達する迄の時間が第
１表に示す値となるようにした。
次いで、この紡糸口金を用いて前記メソフエーズピツチ
を325〜360℃の温度範囲で溶融紡糸した。何れの場合も
最適の温度において糸の巻取り速度を変えることにより
糸径７μｍ迄のピツチ繊維を長時間にわたり安定的に得
ることができた。
を325〜360℃の温度範囲で溶融紡糸した。何れの場合も
最適の温度において糸の巻取り速度を変えることにより
糸径７μｍ迄のピツチ繊維を長時間にわたり安定的に得
ることができた。
336℃の条件で溶融紡糸して得られたピツチ繊維を空気
中310℃で不融化し、さらにアルゴン雰囲気下1400℃で
炭化して炭素繊維を得た。この炭素繊維の引張り強度及
び断面構造を測定しその結果を第１表に示す。
中310℃で不融化し、さらにアルゴン雰囲気下1400℃で
炭化して炭素繊維を得た。この炭素繊維の引張り強度及
び断面構造を測定しその結果を第１表に示す。
比較例１ 剪断材層を用いないこと以外は実施例１と全く同様に
して紡糸したが９μ以下の糸径をもつピツチ繊維は安定
的に得ることはできなかつた。実施例１と同様にして得
た炭素繊維の物性値を第１表に示す。
して紡糸したが９μ以下の糸径をもつピツチ繊維は安定
的に得ることはできなかつた。実施例１と同様にして得
た炭素繊維の物性値を第１表に示す。
実施例２ 第２図に示すような紡糸口金（紡糸ノズル２の孔径0.3m
m、長さ0.6mm）を用い、紡糸口金１を紡糸装置にセツト
した際に生ずる紡糸口金１の上方にできる空間部６に、
剪断材層５として過孔径40μｍ、通気度6.4/cm2
・minのステンレス細繊維の不織布を10mmの厚さ充填
し、実施例１と同一のメソフエーズピツチを336℃で溶
融紡糸した。糸の巻取り速度を変えることにより糸径７
μｍ迄のピツチ繊維を長時間にわたり安定的に得ること
ができた。
m、長さ0.6mm）を用い、紡糸口金１を紡糸装置にセツト
した際に生ずる紡糸口金１の上方にできる空間部６に、
剪断材層５として過孔径40μｍ、通気度6.4/cm2
・minのステンレス細繊維の不織布を10mmの厚さ充填
し、実施例１と同一のメソフエーズピツチを336℃で溶
融紡糸した。糸の巻取り速度を変えることにより糸径７
μｍ迄のピツチ繊維を長時間にわたり安定的に得ること
ができた。
得られた糸径９μｍのピツチ繊維を実施例１と同様にし
て処理して炭素繊維を得た。得られた繊維の引張強度は
280kg/mm2、断面構造は全てランダム構造であつた。
て処理して炭素繊維を得た。得られた繊維の引張強度は
280kg/mm2、断面構造は全てランダム構造であつた。
第１図〜第４図は本発明で用いられる紡糸装置の種々の
態様における紡糸口金付近部の拡大断面概略図である。 第５図および第６図は本発明に用いられる剪断材の一
例の拡大略図である。 1;紡糸口金、2;紡糸ノズル 3;金網、4;導入孔 5;剪断材層、6;空間部
態様における紡糸口金付近部の拡大断面概略図である。 第５図および第６図は本発明に用いられる剪断材の一
例の拡大略図である。 1;紡糸口金、2;紡糸ノズル 3;金網、4;導入孔 5;剪断材層、6;空間部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高倉 剛 福岡県北九州市八幡西区大字藤田2447番地 の１ 三菱化成工業株式会社黒崎工場内 (56)参考文献 特開 昭59−88909（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−168113（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】光学異方性相を70％以上含む紡糸ピッチを
紡糸ノズルから溶融紡糸し、不融化処理を行ない、次い
で炭化処理し、さらに必要に応じて黒鉛化処理すること
によりピッチ系炭素繊維を製造する方法において、該紡
糸ノズルの上流部に、金属材料の細繊維の不織布もしく
は織布、又は鋭利な突起を有する微粒状体からなる充填
材から構成される剪断材層を設け、該紡糸ピッチを該
剪断材層および該紡糸ノズルの順に流通させ紡糸する
ことを特徴とするピッチ系炭素繊維の製造方法。 - 【請求項２】充填材が珊瑚樹様の構造をした金属粉から
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のピッ
チ系炭素繊維の製造方法。 - 【請求項３】紡糸ピッチが剪断材層を通過した後、紡
糸ノズルに達するまでの時間が30分以内であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のピッチ系炭素繊維
の製造方法。 - 【請求項４】紡糸ノズルが、（紡糸ノズル長）／（紡糸
ノズル孔径）４≦400であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のピッチ系炭素繊維の製造方法。 - 【請求項５】紡糸ピッチを2kg/cm2・Ｇ以上の圧力下で
溶融紡糸することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のピッチ系炭素繊維の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59131641A JPH0788604B2 (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | ピッチ系炭素繊維の製造方法 |
| DE8585107676T DE3584693D1 (de) | 1984-06-26 | 1985-06-21 | Verfahren zur herstellung von kohlenstoffasern des pechtyps. |
| EP85107676A EP0166388B1 (en) | 1984-06-26 | 1985-06-21 | Process for the production of pitch-type carbon fibers |
| US07/039,679 US4818612A (en) | 1984-06-26 | 1987-04-20 | Process for the production of pitch-type carbon fibers |
| US07/245,564 US4923648A (en) | 1984-06-26 | 1988-09-19 | Process for the production of pitch-type carbon fibers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59131641A JPH0788604B2 (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | ピッチ系炭素繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6112919A JPS6112919A (ja) | 1986-01-21 |
| JPH0788604B2 true JPH0788604B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=15062803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59131641A Expired - Lifetime JPH0788604B2 (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | ピッチ系炭素繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788604B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61113827A (ja) * | 1984-11-06 | 1986-05-31 | Teijin Ltd | 高性能ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
| JPS62177222A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-08-04 | Nippon Steel Corp | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
| JP2533487B2 (ja) * | 1986-04-18 | 1996-09-11 | 三菱化学株式会社 | 炭素繊維の製造法 |
| US5145616A (en) * | 1988-06-10 | 1992-09-08 | Teijin Limited | Process for the preparation of pitch-based carbon fiber |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4511625A (en) * | 1982-09-30 | 1985-04-16 | Union Carbide Corporation | Physical conversion of latent mesophase molecules to oriented molecules |
-
1984
- 1984-06-26 JP JP59131641A patent/JPH0788604B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6112919A (ja) | 1986-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |