JPH0641651B2 - Carbon fiber manufacturing method - Google Patents
Carbon fiber manufacturing methodInfo
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- JPH0641651B2 JPH0641651B2 JP21359686A JP21359686A JPH0641651B2 JP H0641651 B2 JPH0641651 B2 JP H0641651B2 JP 21359686 A JP21359686 A JP 21359686A JP 21359686 A JP21359686 A JP 21359686A JP H0641651 B2 JPH0641651 B2 JP H0641651B2
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- multifilament
- carbon fiber
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は有機高分子マルチフィラメントを炭素化用原料
として用いる炭素繊維の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing carbon fibers using an organic polymer multifilament as a raw material for carbonization.
従来、アクリロニトリル系ポリマー繊維(PAN)やピッチ
繊維等の有機高分子フィラメントを炭素化用原料として
用い、これを炭素化処理して炭素繊維を製造することは
広く行われている。この場合、有機高分子フィラメント
はマルチフィラメントの形でフレームやロールにいった
ん巻取られる。そして、このフレームやロールに巻取ら
れた有機高分子マルチフィラメントは、そのまま又はこ
こから引出され、炭素化用の前処理、例えば、ポリアク
リロニトリル系繊維の場合は耐炎化処理、ピッチ繊維の
場合は不融化処理を施された後、炭素化処理工程へ送ら
れ、炭素化され、必要に応じさらに加熱処理される。2. Description of the Related Art Conventionally, it has been widely practiced to use an organic polymer filament such as an acrylonitrile polymer fiber (PAN) or a pitch fiber as a raw material for carbonization, and carbonize this to produce a carbon fiber. In this case, the organic polymer filament is once wound into a frame or roll in the form of multifilament. Then, the organic polymer multifilament wound on this frame or roll is, as it is or drawn from here, pretreatment for carbonization, for example, flameproofing treatment in the case of polyacrylonitrile fiber, in the case of pitch fiber After being subjected to the infusibilization treatment, it is sent to a carbonization treatment step, carbonized, and further heat-treated if necessary.
ところで、このような炭素繊維の製造においては、前記
のように、有機高分子フィラメントは、マルチフィラメ
ントの形でロール移送され、またそのフレームやロール
への巻取りやそれからの引出しが行われ、さらに、その
巻取や引出しに際して、トラベリングデバイスにより縦
方向や横方向に移動される。即ち、有機高分子フィラメ
ントは、炭素繊維とされるまでに、種々の方向の表面摩
擦を受ける。そして、この表面摩擦は、糸切れを生じさ
せたり、フィラメント表面を損傷させて、生成される炭
素繊維の品質を劣化させる等の不都合の問題を生じる。By the way, in the production of such a carbon fiber, as described above, the organic polymer filament is roll-transferred in the form of a multi-filament, and the frame or roll is wound onto or pulled out from the roll, During the winding and the drawing, it is moved in the vertical and horizontal directions by the traveling device. That is, the organic polymer filament undergoes surface friction in various directions before being made into carbon fiber. The surface friction causes inconveniences such as yarn breakage and damage to the filament surface, which deteriorates the quality of the carbon fiber produced.
本発明は、従来の炭素繊維の製造に見られる前記問題を
解決することを目的とする。It is an object of the present invention to solve the above problems found in conventional carbon fiber production.
本発明によれば、ポリ(エチルオキサゾリン)を用いて収
束固定化された有機高分子マルチフィラメントを炭素化
用原料として用いることを特徴とする炭素繊維の製造方
法が提供される。According to the present invention, there is provided a method for producing a carbon fiber, which comprises using an organic polymer multifilament, which is converged and immobilized using poly (ethyloxazoline), as a raw material for carbonization.
本発明においては、炭素化用原料として、ポリ(エチル
オキシサゾリン)を用いて収束固定化された有機高分子
マルチフィラメントを用いることを特徴とする。The present invention is characterized by using, as a carbonization raw material, an organic polymer multifilament that is converged and immobilized using poly (ethyloxysazoline).
本発明で有機高分子マルチフィラメントの収束固定化剤
として用いるポリ(エチルオキサゾリン)は、2-エチル-2
-オキサゾリンを開環重合して得られるもので、式 で表わされる繰返し構造単位を有し、平均分子量5万〜5
0万程度のものが知られている。本発明者らの研究によ
れば、このポリ(エチルオキサゾリン)を有機高分子マル
チフィラメントの収束固定化剤として用いる時には、得
られる収束マルチフィラレントは、収束性にすぐれると
共に、表面摩擦が著しく減少され、非常に滑りの良いも
ので、このものを炭素化用原料として用いることにより
従来技術に見られる前記欠点が克服されることを見出し
た。The poly (ethyloxazoline) used as the convergent fixing agent for the organic polymer multifilament in the present invention is 2-ethyl-2
-Obtained by ring-opening polymerization of oxazoline, having the formula It has a repeating structural unit represented by
Some 100,000 are known. According to the research conducted by the present inventors, when this poly (ethyloxazoline) is used as a convergent fixing agent for an organic polymer multifilament, the obtained convergent multifilament has excellent converging property and has a remarkable surface friction. It has been found to be reduced and very slippery, and the use of this as a raw material for carbonization overcomes the disadvantages found in the prior art.
本発明で用いる有機高分子フィラメントは従来公知のも
ので、アクリロニトリル系ポリマーフィラメントや、石
油系又は石炭系のピッチフィラメント等がある。このよ
うなフィラメントは、通常、1000〜24000本数のマルチ
フィラメントの形で取扱われ、前記したように各処理工
程へ移送される。The organic polymer filaments used in the present invention are conventionally known ones and include acrylonitrile polymer filaments, petroleum or coal pitch filaments, and the like. Such filaments are usually handled in the form of 1000 to 24000 multifilaments and transferred to each processing step as described above.
本発明において、マルチフィラメントに対する収束固定
化処理は、炭素化用前処理工程の以前の適当な時点で行
えばよく、例えば、ロール又はフレームに巻取る直前に
行うのが好ましいが、ロール又はフレームから引出した
後に行うこともできる。この固定化処理は、マルチフィ
ラメントにポリ(エチルオキサゾリン)溶液を塗布するこ
とによって行われ、その塗布法としては、例えば、浸漬
法、スプレー法、ロール法等があるが、好ましくはロー
ル法が採用される。ポリ(エチルオキサゾリン)に対する
溶媒としては、水や、メタノール、メチルエチルケトン
等が用いられるが、通常は、水又は水と有機溶媒との混
合物が用いられる。溶液中のポリ(エチルオキサゾリン)
濃度は0.01〜2.0重量%、好ましくは0.05〜1.0重量%であ
る。また、マルチフィラメントに対するポリマーの付着
量は、マルチフィラメント100重量部に対し、通常0.000
5〜0.1重量部、好ましくは0.025〜0.05重量部程度であ
る。このマルチフィラメントに対するポリ(エチルオキ
サゾリン)溶液の塗布後、自然乾燥あるいは100〜250℃
程度の強制乾燥を行い、表面にポリ(エチルオキサゾリ
ン)の薄層を有するマルチフィラメントの収束固定化物
を得る。In the present invention, the convergent immobilization treatment for the multifilaments may be carried out at an appropriate point before the pretreatment step for carbonization, and for example, it is preferably carried out just before winding on a roll or a frame, but from the roll or the frame. It can also be done after withdrawal. This immobilization treatment is carried out by applying a poly (ethyloxazoline) solution to the multifilaments, and its application method includes, for example, a dipping method, a spray method, a roll method, etc., but preferably a roll method is adopted. To be done. As the solvent for poly (ethyloxazoline), water, methanol, methyl ethyl ketone, or the like is used, but usually water or a mixture of water and an organic solvent is used. Poly (ethyloxazoline) in solution
The concentration is 0.01 to 2.0% by weight, preferably 0.05 to 1.0% by weight. The amount of the polymer attached to the multifilament is usually 0.000 with respect to 100 parts by weight of the multifilament.
It is 5 to 0.1 parts by weight, preferably about 0.025 to 0.05 parts by weight. After applying the poly (ethyloxazoline) solution to this multifilament, air dry or 100-250 ℃
Forcible drying is performed to some extent to obtain a convergent immobilization product of multifilaments having a thin layer of poly (ethyloxazoline) on the surface.
本発明によるポリ(エチルオキサゾリン)溶液を用いてマ
ルチフィラメントの収束固定化を行う場合、その溶液中
には、他のポリマー、例えば、ポリビニルアルコール等
の可溶性ポリマーを併用することもできる。When the convergent immobilization of multifilaments is performed using the poly (ethyloxazoline) solution according to the present invention, another polymer, for example, a soluble polymer such as polyvinyl alcohol can also be used in the solution.
前記のようにして得られたマルチフィラメント収束固定
化物は、表面摩擦の著しく減少した非常に表面滑りの良
いもので、そのマルチフィラメントの表面は機械摩擦に
よる損傷から保護されると共に、その移送に際しての摩
擦による糸切れの防止されたものである。さらに、本発
明によるマルチフィラメントの収束固定化は良好で、移
送に際してその収束状態が破壊されることもなく、機械
強度の良い単繊維と同様に取扱うことができる。The multifilament convergent immobilization product obtained as described above has a very good surface sliding property with significantly reduced surface friction, and the surface of the multifilament is protected from damage due to mechanical friction and at the time of its transfer. The yarn breakage due to friction is prevented. Further, the convergent immobilization of the multifilament according to the present invention is good, and the converged state is not destroyed during transfer, and can be handled in the same manner as a single fiber having good mechanical strength.
本発明によるマルチフィラメント収束固定化物は、常法
により、前処理を施した後、炭素化処理し、炭素繊維と
することができる。このような炭素繊維製造技術自体は
従来公知であり、例えば、ポリアクリロニトリル系ポリ
マーのマルチフィラメント収束固定化物から炭素繊維を
作る場合、先ず、そのマルチフィラメントをフレームに
巻取ったまま空気中で約230℃程度に加熱酸化する。次
に、マルチフィラメントをフレームからはずし、真空炉
中で約1000℃程度に加熱炭化した後、そのまま約1400℃
程度に加熱し、最終的にアルゴン気流中において、カー
ボンチューブ炉で電流により2500℃程度に加熱する。一
方、ピッチのマルチフィラメント収束固定化物から炭素
繊維を作る場合には、そのマルチフィラメントを、空気
中で約350〜400℃程度の温度に加熱して不融化処理した
後、不活性ガス中で約1000℃程度に加熱炭化する。The multifilament convergent immobilization product according to the present invention can be subjected to pretreatment and then carbonization treatment into a carbon fiber by a conventional method. Such carbon fiber production technology itself is conventionally known. For example, in the case of producing carbon fibers from a multifilament convergent immobilization product of a polyacrylonitrile-based polymer, first, the multifilament is wound in a frame to about 230 in air. Oxidize by heating to about ℃. Next, remove the multifilament from the frame, heat and carbonize it in a vacuum furnace at about 1000 ° C, then leave it at about 1400 ° C.
Then, it is heated to about 2500 ° C. by an electric current in a carbon tube furnace in an argon stream. On the other hand, in the case of producing carbon fibers from a pitched multifilament convergent immobilization product, the multifilament is heated to a temperature of about 350 to 400 ° C in air to infusibilize it, and then treated in an inert gas. Carbonize by heating to about 1000 ° C.
本発明でマルチフィラメント収束固定化剤として用いた
ポリ(エチルオキサゾリン)は耐熱性にすぐれ、空気中で
は約380℃、不活性ガス中では約400℃まで感知される分
解を生じない。従って、前記のようにして炭素繊維を作
る場合、炭素化用の前処理工程を、380℃以下の温度で
行うことにより、マルチフィラメントを収束固定化状態
のまま炭素化工程へ移送し得る利点がある。The poly (ethyloxazoline) used as the multi-filament convergent immobilizing agent in the present invention has excellent heat resistance and does not cause perceptible decomposition up to about 380 ° C in air and about 400 ° C in an inert gas. Therefore, in the case of producing carbon fibers as described above, by performing the pretreatment step for carbonization at a temperature of 380 ° C. or less, there is an advantage that the multifilaments can be transferred to the carbonization step in the converged and fixed state. is there.
本発明で炭素化用原料として用いるポリ(エチルオキサ
ゾリン)で収束固定化された有機高分子マルチフィラメ
ントは、前記のように、表面摩擦の小さな表面滑り性の
良いものであることから、ロール移送が容易である上、
フレームやロールに対する巻り、引出しも容易であり、
また、その巻取り、引出しに際し、マルチフィラメント
を上下左右に移動させるトラベリングデバイスとの接触
によっても、表面が損傷されることもない。The organic polymer multifilament convergently fixed with poly (ethyloxazoline) used as the carbonization raw material in the present invention has good surface slipperiness with small surface friction as described above, and therefore roll transfer is possible. Easy and
It is easy to wind and draw on a frame or roll,
In addition, the surface is not damaged by the contact with the traveling device that moves the multifilament up, down, left, and right during the winding and drawing.
以上のように、本発明によるポリ(エチルオキサゾリン)
を用いて収束固定化された有機高分子マルチフィラメン
トを用いることによって、炭素繊維の製造におけるマル
チフィラメントの取扱いを非常に円滑に行うことがで
き、炭素繊維の製造を非常に効率よく実施することがで
きる。As described above, the poly (ethyloxazoline) according to the present invention
By using the organic polymer multifilament which is converged and immobilized by using, the multifilament can be handled very smoothly in the production of carbon fiber, and the production of carbon fiber can be carried out very efficiently. it can.
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
実施例 ポリアクリロニトリル系ポリマー(PAN)のマルチフィラ
メント(本数:3000本)を、ポリ(エチルオキサゾリン)(平
均分子量:約10万)の0.05重量%水溶液中に浸漬し、次い
で加熱乾燥した。Example A polyacrylonitrile-based polymer (PAN) multifilament (number: 3000) was immersed in a 0.05 wt% aqueous solution of poly (ethyloxazoline) (average molecular weight: about 100,000), and then dried by heating.
このようにして得られたマルチフィラメントの収束固定
化物は、そのフィラメント間の結合力が強く、単繊維と
同様に取り扱うことが可能であることが確認された。ま
た、そのフィラメント表面の滑り性を、未処理のPANフ
ィラメントと比較したところ、本発明によるものは表面
がすべすべして、非常に滑り性の良いことが確認され
た。It was confirmed that the thus obtained multifilament convergent and immobilized product has a strong bonding force between the filaments and can be handled in the same manner as a single fiber. Further, when the slipperiness of the filament surface was compared with that of an untreated PAN filament, it was confirmed that the one according to the present invention had a smooth surface and had very good slipperiness.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D06M 15/37 D06M 101:28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location D06M 15/37 D06M 101: 28
Claims (1)
定化された有機高分子マルチフィラメントを炭素化用原
料として用いることを特徴とする炭素繊維の製造方法。1. A method for producing a carbon fiber, which comprises using an organic polymer multifilament, which is converged and immobilized using poly (ethyloxazoline), as a raw material for carbonization.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21359686A JPH0641651B2 (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | Carbon fiber manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21359686A JPH0641651B2 (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | Carbon fiber manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6375121A JPS6375121A (en) | 1988-04-05 |
| JPH0641651B2 true JPH0641651B2 (en) | 1994-06-01 |
Family
ID=16641808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21359686A Expired - Lifetime JPH0641651B2 (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | Carbon fiber manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641651B2 (en) |
-
1986
- 1986-09-10 JP JP21359686A patent/JPH0641651B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6375121A (en) | 1988-04-05 |
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