JPH0796725B2 - Pitch-based carbon fiber manufacturing method - Google Patents
Pitch-based carbon fiber manufacturing methodInfo
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- JPH0796725B2 JPH0796725B2 JP63141669A JP14166988A JPH0796725B2 JP H0796725 B2 JPH0796725 B2 JP H0796725B2 JP 63141669 A JP63141669 A JP 63141669A JP 14166988 A JP14166988 A JP 14166988A JP H0796725 B2 JPH0796725 B2 JP H0796725B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はピッ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物性を発現するピッチ系炭
素繊維を安定して製造する方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a pitch-based carbon fiber, and more particularly, to a method for stably producing a pitch-based carbon fiber exhibiting improved physical properties. Is.
従来技術 炭素繊維は、当初レーヨンを原料として製造されたが、
その特性,経済性の点で現在ではポリアクリロニトリル
(PAN)繊維を原料とするPAN系炭素繊維と、石炭または
石油系ピッチを原料とするピッチ系炭素繊維によって占
められている。なかでもピッチを原料として高性能グレ
ードの炭素繊維を製造する技術は、経済性にすぐれてい
るため、注目を集めており、例えば光学異方性ピッチを
溶融紡糸して得たピッチ繊維を不融化・焼成した炭素繊
維はそれまでのピッチ系炭素繊維に比して高強度・高弾
性率のものが得られることが知られている(特公昭54-1
810号)。Conventional technology Carbon fiber was originally manufactured from rayon,
In terms of its characteristics and economy, it is currently occupied by PAN-based carbon fibers made from polyacrylonitrile (PAN) fiber and pitch-based carbon fibers made from coal or petroleum pitch. Among them, the technology for producing high-performance grade carbon fiber using pitch as a raw material is attracting attention because it is excellent in economic efficiency.For example, pitch fiber obtained by melt spinning of optically anisotropic pitch is made infusible. -It is known that the fired carbon fiber has higher strength and higher elastic modulus than the conventional pitch-based carbon fiber (Japanese Patent Publication No. 54-1).
No. 810).
かかるピッチ系炭素繊維の製造プロセスは、一般に、ピ
ッチの調製工程,ピッチの溶融紡糸工程,ピッチ繊維の
不融化処理工程,及び不融化した繊維を更に高温で加熱
し炭化ないし黒鉛化して炭素繊維とする焼成工程から成
っている。Such a pitch-based carbon fiber manufacturing process generally includes a pitch preparation step, a pitch melt-spinning step, a pitch fiber infusibilization treatment step, and carbonization or graphitization by heating the infusible fiber at a higher temperature to form carbon fibers. It consists of a firing process.
このうち、不融化処理工程は、ピッチ繊維を融解させる
ことなく炭化するために不可欠な工程であり、一般には
高温の空気中で長時間加熱する方法が採用されている。
この空気あるいは酸素による不融化は基本的にはピッチ
繊維の酸化反応を利用したものであるが、これが不足し
た場合には繊維間の融着が起こり、また過剰な場合には
炭化後の繊維の強度・ヤング率が低下する。したがって
不融化工程はピッチ系炭素繊維の工業的製造において繊
維物性を左右する重要な工程である。しかしながら、空
気による不融化の最適条件は未だ明確にされておらず、
また繊維物性の再現性にも問題が残されており、いまだ
技術的に未完成であるといえる。Among these, the infusibilizing step is an indispensable step for carbonizing the pitch fiber without melting it, and a method of heating for a long time in high temperature air is generally adopted.
This infusibilization by air or oxygen basically utilizes the oxidation reaction of the pitch fiber, but if this is insufficient, fusion between fibers occurs, and if it is excessive, carbonization of the fiber after carbonization occurs. Strength and Young's modulus decrease. Therefore, the infusibilizing step is an important step that affects the physical properties of fibers in the industrial production of pitch-based carbon fibers. However, the optimum conditions for infusibilization by air have not been clarified yet,
In addition, there are still problems with the reproducibility of the physical properties of the fiber, and it can be said that this is technically incomplete.
空気にかわる不融化処理糸としては、例えばオゾンによ
るもの(Carbon.vol 3,31(1965)),NO2を含む空気を
用いるもの(特開昭55-98914),塩素と空気の混合ガス
を用いるもの(特開昭49-75828),飽和の塩素水に浸漬
してから空気酸化するもの(特開昭49-72828),硫酸を
含浸させた活性炭の微粉と臭素ガスで処理したのち空気
酸化するもの(特開昭49-72828),硫酸を含浸させた活
性炭の微粉と臭素ガスで処理したのち空気酸化するもの
(13th Conference on Carbon,p94(1977))等が提案
されているが、何れの方法も実質的には不融化処理時間
を短縮することを目的とするものであり、炭化後の繊維
物性を改善する効果を有するものではない。As the infusibilized yarn that replaces air, for example, one using ozone (Carbon.vol 3,31 (1965)), one using air containing NO 2 (JP-A-55-98914), and a mixed gas of chlorine and air are used. What is used (JP-A-49-75828), one that is soaked in saturated chlorine water and then air-oxidized (JP-A-49-72828), treated with fine powder of activated carbon impregnated with sulfuric acid and bromine gas, and then air-oxidized (Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-72828), one that is treated with fine powder of activated carbon impregnated with sulfuric acid and bromine gas, and then air-oxidized (13th Conference on Carbon, p94 (1977)). This method is also intended to substantially shorten the infusibilizing treatment time and does not have the effect of improving the physical properties of the fiber after carbonization.
発明が解決しようとする課題 本発明の主たる目的は、ピッチ系炭素繊維の製造におい
て、新規な不融化方法を採用することにより、安定かつ
効率的に、焼成後の炭素繊維の物性を格段に改善させる
方法を提供することにある。The main object of the present invention is to stably and efficiently improve the physical properties of carbon fiber after firing by adopting a novel infusibilizing method in the production of pitch-based carbon fiber. It is to provide a method to do.
課題を解決するための手段 前述の如き目的は、本発明に従って、光学的異方性領域
を50%以上含有するピッチを溶融紡糸して得たピッチ繊
維を焼成処理して炭素繊維を製造するに際し、該ピッチ
繊維を沃素と酸素が共存し、かつ沃素を0.01モル%以上
の雰囲気中にて100〜400℃(好ましくは200℃〜350℃)
の温度で不融化処理し、次いで不活性雰囲気中で1000℃
以上の温度で焼成処理する方法によって達成され、かく
して600kg/mm2程度又はそれ以上の高強度を有するピッ
チ系炭素繊維をも製造することが可能となる。Means for Solving the Problems According to the present invention, when the pitch fiber obtained by melt-spinning the pitch containing 50% or more of the optically anisotropic region is fired to produce a carbon fiber. , 100 to 400 ° C. (preferably 200 ° C. to 350 ° C.) in an atmosphere in which iodine and oxygen coexist in the pitch fiber and iodine is 0.01 mol% or more
Infusibilized at the temperature of 1000 ℃, then 1000 ℃ in an inert atmosphere
This is achieved by the method of firing at the above temperature, and thus it becomes possible to produce a pitch-based carbon fiber having a high strength of about 600 kg / mm 2 or more.
本発明の方法で使用するピッチ繊維の原料である紡糸ピ
ッチとしては、石油系或は石炭系のピッチを使用する。
本発明の方法は該ピッチの組成を問わず不融化処理時間
を短縮し、かつ焼成処理後の炭素繊維の物性を改善する
効果を有するが、高性能の炭素繊維を製造するには、光
学的異方性領域を50%以上、好ましくは80%以上有する
ピッチを用いることが好ましい。なお、ここで言う光学
的異方性領域の割合の測定法は米国特許第4,628,001号
に記載されている。As the spinning pitch, which is the raw material of the pitch fiber used in the method of the present invention, petroleum-based or coal-based pitch is used.
The method of the present invention has the effect of shortening the infusibilizing treatment time regardless of the composition of the pitch, and improving the physical properties of the carbon fiber after the firing treatment. It is preferable to use a pitch having an anisotropic region of 50% or more, preferably 80% or more. The method for measuring the ratio of the optically anisotropic region referred to here is described in US Pat. No. 4,628,001.
紡糸用ピッチのメトラー法による融点は280〜340℃が好
ましく、更に好ましくは290〜330℃である。また紡糸用
ピッチのキノリン可溶部の割合は30重量%以上が好まし
く、特に50重量%以上が好適である。本発明において好
適に用いられる紡糸用ピッチの光学異方性領域の割合
(以下光学異方性量という)は多いほどよい。このよう
なピッチは系が均質であり、可紡性にすぐれている。The melting point of the spinning pitch according to the Mettler method is preferably 280 to 340 ° C, more preferably 290 to 330 ° C. Further, the proportion of the quinoline-soluble portion of the spinning pitch is preferably 30% by weight or more, and particularly preferably 50% by weight or more. The larger the ratio of the optically anisotropic region of the spinning pitch that is preferably used in the present invention (hereinafter referred to as the amount of optical anisotropy), the better. Such a pitch has a homogeneous system and is excellent in spinnability.
このような紡糸用ピッチの原料としては、例えばコール
タールピッチ,石炭液化物のような石炭系重質油や、石
油の常圧残留油,減圧蒸留残油及びこれらの残油の熱処
理によって副生するタールやピッチ,オイルサンド,ビ
チューメンのような石油重質油を精製したものを用い、
これを熱処理,溶剤抽出,水素化処理等を組み合わせて
処理することによって紡糸用ピッチが得られる。Raw materials for such spinning pitch include, for example, coal-based heavy oil such as coal tar pitch and coal liquefaction, atmospheric residual oil of petroleum, vacuum distillation residual oil, and by-products of heat treatment of these residual oils. Using refined petroleum heavy oil such as tar, pitch, oil sand, bitumen,
By subjecting this to a combination of heat treatment, solvent extraction, hydrogenation, etc., a spinning pitch can be obtained.
該ピッチを溶融紡糸するに際し、好ましい紡糸ノズルの
孔形状として、米国特許第4,628,001号に記載の如き紡
糸ノズルの紡糸孔における濡れ縁の中心線距離をLn,濡
れ縁幅Wnとしたとき、Ln,の少なくともひとつが次の二
式 Ln<10mm 1.0<Ln/Wn≦20 を同時に満足する非円形のもの、より好ましくはスリッ
ト状のもの使用するのがよい。When melt-spinning the pitch, as the hole shape of the preferred spinning nozzle, the centerline distance of the wetting edge in the spinning hole of the spinning nozzle as described in U.S. Pat.No. 4,628,001 is Ln, and when the wetting edge width Wn is at least Ln, It is preferable to use a non-circular one, more preferably a slit-shaped one, which simultaneously satisfies the following two equations Ln <10 mm 1.0 <Ln / Wn ≦ 20.
上記の方法を用いて紡糸することで、炭素繊維の断面に
おけるクラックの発生を抑止することができる。By spinning using the above method, the generation of cracks in the cross section of the carbon fiber can be suppressed.
溶融紡糸に際しては、紡糸温度は360℃より低温にする
ことが好ましい。また紡糸ドラフト率は30以上、特に50
以上とするのが好ましく、紡糸速度は100〜1500m/分程
度が好適に採用される。In melt spinning, the spinning temperature is preferably lower than 360 ° C. The spinning draft rate is 30 or more, especially 50.
The spinning speed is preferably 100% to 1500 m / min.
本発明方法は、かくして得られたピッチ繊維に対し、沃
素と酸素とが共存する状態で不融化処理を施し、次いで
不活性雰囲気下で加熱して焼成処理し高性能のピッチ系
炭素繊維を得るところに特徴を有する。According to the method of the present invention, the pitch fiber thus obtained is subjected to an infusibilizing treatment in a state where iodine and oxygen coexist, and then heated in an inert atmosphere to be fired to obtain a high-performance pitch-based carbon fiber. However, it has a feature.
この方法では、従来ピッチ系炭素繊維の製造方法の必須
の工程とされていた空気による不融化工程を実質的に不
要とするものである。This method substantially eliminates the infusibilizing step with air, which has been considered as an essential step in the conventional pitch-based carbon fiber manufacturing method.
この方法に用いる混合気体中の沃素及び酸素の濃度は特
に限定するものではない。しかし、本発明を効率的に実
施するためには、混合気体中の沃素濃度を、0.01(モ
ル)%以上とし、かつ酸素濃度を1(モル)%以上にす
ることが好ましい。但し、沃素濃度が0.01(モル)%以
下、もしくは酸素濃度が1(モル)%以下においては、
処理に要する時間が長時間化するため、工業的に好まし
くない。また、酸素ガスの代わりに空気を用いることが
経済性からみて有利である。The concentrations of iodine and oxygen in the mixed gas used in this method are not particularly limited. However, in order to efficiently carry out the present invention, it is preferable that the iodine concentration in the mixed gas is 0.01 (mol)% or more and the oxygen concentration is 1 (mol)% or more. However, when the iodine concentration is 0.01 (mol)% or less, or the oxygen concentration is 1 (mol)% or less,
It is industrially unfavorable because it takes a long time to process. Further, it is economically advantageous to use air instead of oxygen gas.
本発明で用いられる混合ガスには、沃素,酸素または空
気以外の成分、例えば一酸化炭素,二酸化炭素,窒素,
窒素酸化物,希ガス,炭化水素ガス等を含有することが
できる。The mixed gas used in the present invention includes components other than iodine, oxygen or air, such as carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen,
It can contain nitrogen oxides, noble gases, hydrocarbon gases and the like.
本発明方法ではピッチ繊維を前述の如き、沃素と酸素を
含む混合気体により100℃〜400℃の温度で処理する。10
0℃未満の温度では処理に要する時間が極めて長時間と
なり、工業生産には不適当である。また、400℃を超え
る温度では、好適処理時間が極めて短く、厳密な処理時
間の管理が必要とされる。In the method of the present invention, the pitch fiber is treated with a mixed gas containing iodine and oxygen at a temperature of 100 ° C to 400 ° C as described above. Ten
If the temperature is lower than 0 ° C, the time required for the treatment becomes extremely long, which is unsuitable for industrial production. At temperatures above 400 ° C, the suitable processing time is extremely short, and strict management of the processing time is required.
また、処理温度のより好ましい範囲は、200℃〜350℃で
ある。Further, the more preferable range of the treatment temperature is 200 ° C to 350 ° C.
ここで処理温度とは、沃素と酸素とを含む混合気体によ
りピッチ繊維を処理するに際し、該混合気体中で受ける
最高熱履歴温度であり、その温度に至る前、もしくは、
その後の温度履歴のパターンは、何ら限定されるもので
はない。Here, the treatment temperature is the maximum heat history temperature received in the mixed gas when the pitch fiber is treated with the mixed gas containing iodine and oxygen, before reaching that temperature, or
The pattern of the temperature history thereafter is not limited at all.
また、処理時の気圧もまた限定されるものではないが、
高圧程効率的に効果を発現しうる。Further, the atmospheric pressure at the time of processing is not limited, either,
The higher the pressure, the more efficiently the effect can be exhibited.
本発明方法における不融化処理時間は特に限定するもの
ではないが、次の式の範囲を満たすことが好ましい。The infusibilizing treatment time in the method of the present invention is not particularly limited, but it is preferable to satisfy the range of the following formula.
ここでT(℃)は不融化温度,t(分)はT℃における処
理時間である。 Here, T (° C) is the infusibilizing temperature, and t (min) is the processing time at T ° C.
このように沃素と酸素とを含む混合気体で処理した該ピ
ッチ繊維を、不活性雰囲気下1000℃以上の温度で焼成し
て炭化せしめ、必要に応じてさらに黒鉛化処理すること
により、優れた物性を有するピッチ系炭素繊維を製造す
ることが出来る。Thus, the pitch fibers treated with a mixed gas containing iodine and oxygen are fired at a temperature of 1000 ° C. or higher in an inert atmosphere to carbonize them, and if necessary, further graphitized to obtain excellent physical properties. It is possible to produce a pitch-based carbon fiber having
作用・効果 上述の方法により得られた炭素繊維は、従来の如く紡糸
したピッチ繊維を空気により不融化して得られたものに
比して高伸度かつ高強度となり、物性の再現性に優れた
ものとなる。さらに同温・同圧で比較したとき、不融化
処理に要する時間は、上記従来法による場合に比べて飛
躍的に短縮される。Action / Effect The carbon fiber obtained by the above method has higher elongation and higher strength than those obtained by infusibilizing pitch fiber spun in the conventional manner with air, and has excellent reproducibility of physical properties. It becomes a thing. Further, when compared at the same temperature and the same pressure, the time required for the infusibilizing treatment is drastically shortened as compared with the case of the above conventional method.
本発明方法により上記の効果が発現する機構は必ずしも
完全には解明されていないが、次のように説明すること
ができる。すなわち、沃素は単独でもピッチと反応し、
ピッチ中の分子を高分子量化させるとともに、各分子の
芳香族性を向上させ、ピッチの粘性を速やかに増大させ
る。この事実は、沃素ピッチの反応後の赤外吸収測定に
より、ピッチ中の脂肪族水素の量が減少することが観測
できることから、定量的に証明することが可能である。
またこのとき、沃素自身がピッチ分子に対し化学反応に
より結合することは極めて少ない。この沃素の効果を酸
素の効果と複合することにより、極めて酸素による酸化
度の低い状態、すなわち処理後のピッチ繊維中の酸素含
率が低い状態で不融化処理を完了させることができる。
一般に、空気による不融化でピッチ繊維中に導入された
酸素は、それに引き続く炭化処理の初期に、低分子の炭
化酸化物となってガス化されて脱離する。このガスの発
生は繊維表面及び内部へ欠陥を発生させ、かつ繊維中の
結晶構造を攪乱し、さらには炭化反応の収率を低下させ
る。本発明方法では、繊維中に導入された酸素による上
記の悪影響を最少限に抑えることが可能であり、したが
って極めて欠陥の少ない高性能のピッチ系炭素繊維を製
造することができるのである。Although the mechanism by which the above-mentioned effects are exhibited by the method of the present invention has not been completely clarified, it can be explained as follows. That is, iodine alone reacts with the pitch,
The molecules in the pitch are made to have a high molecular weight, the aromaticity of each molecule is improved, and the viscosity of the pitch is rapidly increased. This fact can be proved quantitatively because it is possible to observe a decrease in the amount of aliphatic hydrogen in the pitch by infrared absorption measurement after the reaction of iodine pitch.
Also, at this time, iodine itself is extremely unlikely to bond to the pitch molecule by a chemical reaction. By combining the effect of iodine with the effect of oxygen, the infusibilizing treatment can be completed in a state where the degree of oxidation by oxygen is extremely low, that is, the oxygen content in the pitch fiber after the treatment is low.
Generally, the oxygen introduced into the pitch fiber by infusibilization with air is gasified and desorbed as a low molecular weight carbon oxide in the initial stage of the subsequent carbonization treatment. The generation of this gas causes defects on the surface and inside of the fiber, disturbs the crystal structure in the fiber, and further lowers the yield of the carbonization reaction. According to the method of the present invention, it is possible to minimize the above-mentioned adverse effects due to oxygen introduced into the fiber, and therefore it is possible to produce a high performance pitch-based carbon fiber with extremely few defects.
ピッチ繊維を沃素と酸素の共存下で処理する方法とし
て、ピッチ繊維にごく少量の沃素をドーピングした後空
気中で処理する方法が公知である。しかしこの方法では
空気中での処理に際しドーピングした沃素は繊維から揮
発し沃素の脱離と反応が競争的に起こる。本発明方法で
は雰囲気の沃素濃度に対し、繊維が常に平衡に近い状態
で処理できるため厳密に処理状態を再現でき、その結果
としてより広い温度範囲で好適な不融化処理を実施する
ことが可能である。As a method of treating pitch fibers in the coexistence of iodine and oxygen, a method of doping pitch fibers with a very small amount of iodine and then treating them in air is known. However, in this method, the iodine that is doped during the treatment in air volatilizes from the fiber, and the elimination and reaction of iodine occur competitively. According to the method of the present invention, since the fibers can always be treated in a state close to equilibrium with respect to the iodine concentration in the atmosphere, the treated state can be reproduced exactly, and as a result, it is possible to carry out a suitable infusibilizing treatment in a wider temperature range. is there.
また本発明方法は、ドーピングと空気処理という二工程
が必要な前述の方法に対し、単一工程で不融化が行なえ
るというプロセス上の優位性を有する。Further, the method of the present invention has a process advantage that the infusibilization can be performed in a single step, as compared with the above-mentioned method which requires two steps of doping and air treatment.
同じハロゲン族である塩素の場合も、不融化効果は存在
しうるが、塩素は沃素より酸化力が過大であり局所的に
過剰な酸化反応が起こり焼成後の炭素繊維の物性を改善
することは困難である。沃素の場合、酸化力は比較的弱
いが、沃素とピッチ分子とが電荷移動錯体を形成するた
め極めて短時間で沃素はピッチ繊維に吸収され、かつ均
一に分布する。その結果、繊維の表層から中心部まで均
質かつマイルドに反応が進行するものである。従って、
ハロゲン族の中においても沃素はその反応性と拡散性に
関しピッチ繊維の不融化に対し特異的な効果を持つと言
える。In the case of chlorine, which is the same halogen group, the infusibilizing effect may exist, but chlorine has an excessive oxidizing power than iodine, and an excessive excessive oxidation reaction occurs locally to improve the physical properties of carbon fiber after firing. Have difficulty. In the case of iodine, the oxidizing power is relatively weak, but iodine and the pitch molecule form a charge transfer complex, so that iodine is absorbed by the pitch fiber and distributed uniformly in an extremely short time. As a result, the reaction progresses uniformly and mildly from the surface layer of the fiber to the central part. Therefore,
Among the halogen group, iodine can be said to have a specific effect on the infusibilization of the pitch fiber with respect to its reactivity and diffusivity.
かくして本発明の方法では、沃素と酸素を含む混合気体
でピッチ繊維を処理することにより、焼成後の炭素繊維
の物性を格段に改善させることができ、後述の実施例に
示すごとく強度・伸度・モジュラスともにPAN系炭素繊
維の物性に匹敵するかもしくは凌駕するものとなり、同
時に従来ピッチ系炭素繊維の製造方法の必須の工程とさ
れていた空気による不融化工程を実質的に不要とするも
のである。Thus, in the method of the present invention, by treating the pitch fiber with a mixed gas containing iodine and oxygen, it is possible to significantly improve the physical properties of the carbon fiber after firing, and as shown in Examples described later, strength and elongation.・ The modulus is comparable to or superior to the physical properties of PAN-based carbon fiber, and at the same time, the infusibilization step by air, which has been an essential step of the conventional pitch-based carbon fiber manufacturing method, is substantially unnecessary. is there.
実施例 以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。
なお、本実施例に示す繊維の強度,伸度,ヤング率等は
JIS・R7601により測定した値である。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
The strength, elongation, Young's modulus, etc. of the fibers shown in this example are
It is the value measured according to JIS R7601.
実施例1 市販のコールタールを原料とし、特開昭59-53717号公報
に記載の方法に準じ、光学異方性量を92%有し、キノリ
ン可溶部95.4%,メトラー法による融点が305℃の紡糸
用ピッチを調製した。Example 1 Using commercially available coal tar as a raw material and having an optical anisotropy amount of 92%, a quinoline-soluble portion of 95.4% and a melting point of 305 ° C. according to the Mettler method according to the method described in JP-A-59-53717. A spinning pitch was prepared.
紡糸用ピッチを加熱ヒータを備えた定量フィーダーに仕
込み、溶融脱泡後スリット幅60ミクロン,中心線距離54
0ミクロンの単一スリット紡糸孔を有する紡糸口金で溶
融紡糸を行った。The spinning pitch was charged into a fixed-quantity feeder equipped with a heater, and after melting and defoaming, slit width was 60 microns, center line distance was 54
Melt spinning was performed on a spinneret with a 0 micron single slit spin hole.
この場合のフィーダー吐出量は0.032ml/分/孔,口金温
度335℃に設定し、引き取り速度600m/分で巻取った。In this case, the feeder discharge rate was set to 0.032 ml / min / hole, the die temperature was 335 ° C, and the winding speed was 600 m / min.
このピッチ繊維を、沃素0.5(モル)%含む沃素空気混
合ガス中、2.5℃/分の昇温速度で室温から225℃まで昇
温加熱し、225℃で2時間保持した。The pitch fiber was heated from room temperature to 225 ° C. at a heating rate of 2.5 ° C./min in an iodine-air mixed gas containing 0.5 (mol) iodine, and kept at 225 ° C. for 2 hours.
次いで窒素雰囲気中にて500℃/分の昇温速度で1300℃
まで昇温加熱し焼成(炭化)処理した。この炭素繊維は
物性測定の結果、強度620kg/mm2,伸度2.4%,ヤング率
26T/mm2の優れた値を示した。Then, at a heating rate of 500 ° C / min in a nitrogen atmosphere, 1300 ° C.
It was heated up to and heated (carbonized). As a result of measuring physical properties, this carbon fiber has a strength of 620 kg / mm 2 , an elongation of 2.4% and a Young's modulus.
It showed an excellent value of 26 T / mm 2 .
実施例2〜4 空気沃素混合ガス中の沃素濃度、及び混合ガスによる処
理温度・時間を除き実施例1と全く同様の方法で炭素繊
維を製造した。得られた炭素繊維の物性測定の結果を表
−1に示す。Examples 2 to 4 Carbon fibers were produced in the same manner as in Example 1 except for the iodine concentration in the air-iodine mixed gas and the treatment temperature and time with the mixed gas. The results of measuring the physical properties of the obtained carbon fiber are shown in Table 1.
比較例1 実施例1と全く同様の方法で紡糸してピッチ繊維を調製
した。このピッチ繊維を空気中で2.5℃/分の昇温速度
で350℃まで昇温加熱し、350℃で30分間保持した。 Comparative Example 1 Pitch fibers were prepared by spinning in exactly the same manner as in Example 1. This pitch fiber was heated to 350 ° C. in air at a temperature rising rate of 2.5 ° C./min and held at 350 ° C. for 30 minutes.
次いで窒素雰囲気中で500℃/分の昇温速度で1300℃ま
で昇温加熱し焼成処理した。この炭素繊維は物性測定の
結果、強度405kg/mm2,伸度1.87%ヤング率21.7T/mm2で
あった。Then, in a nitrogen atmosphere, the temperature was raised to 1300 ° C. at a temperature rising rate of 500 ° C./minute to perform firing treatment. As a result of measuring physical properties, the carbon fiber had a strength of 405 kg / mm 2 , an elongation of 1.87% and a Young's modulus of 21.7 T / mm 2 .
比較例2 実施例1と全く同様の方法で紡糸してピッチ繊維を得
た。このピッチ繊維を空気中で2.5℃/分の昇温速度で
室温から225℃まで昇温加熱し、225℃で2時間保持し
た。Comparative Example 2 Pitch fibers were obtained by spinning in exactly the same manner as in Example 1. This pitch fiber was heated in air from room temperature to 225 ° C. at a heating rate of 2.5 ° C./min and held at 225 ° C. for 2 hours.
次いで窒素雰囲気中で500℃/分の昇温速度で1300℃ま
で昇温加熱したところ、繊維は昇温中に溶断した。Next, when the temperature was raised to 1300 ° C. at a temperature rising rate of 500 ° C./min in a nitrogen atmosphere, the fibers were fused during the temperature rise.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−28019(JP,A) 特開 昭62−191518(JP,A) 欧州特許公開169023(EP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-28019 (JP, A) JP-A-62-191518 (JP, A) European Patent Publication 169023 (EP, A)
Claims (2)
チを溶融紡糸して得たピッチ繊維を焼成処理して炭素繊
維を製造するに際し、該ピッチ繊維を沃素と酸素が共存
し、かつ沃素を0.01モル%以上含有する雰囲気下で100
〜400℃の温度で不融化処理し、次いで不活性雰囲気下
で1000℃以上の温度で焼成処理することを特徴とするピ
ッチ系炭素繊維の製造法。1. A pitch fiber obtained by melt-spinning a pitch containing 50% or more of an optically anisotropic region is fired to produce a carbon fiber, wherein iodine and oxygen coexist in the pitch fiber, And 100 in an atmosphere containing 0.01 mol% or more of iodine.
A method for producing pitch-based carbon fibers, which comprises infusibilizing treatment at a temperature of up to 400 ° C and then firing treatment at a temperature of 1000 ° C or higher in an inert atmosphere.
における濡れ縁の中心線距離をLn,濡れ縁幅Wnとしたと
き、Ln,Wnが次の二式 Ln<10mm 1.0<Ln/Wn≦20 を同時に満足するスリット状紡糸孔から紡糸したものを
使用する、請求項(1)記載のピッチ系炭素繊維の製造
法。2. As a melt-spun pitch fiber, where Ln is the centerline distance of the wetting edge in the spinning hole and Wn is the wetting edge width, the following two equations Ln <10 mm 1.0 <Ln / Wn ≦ 20 are satisfied. The method for producing a pitch-based carbon fiber according to claim 1, wherein a fiber spun from a slit-shaped spinning hole that is simultaneously satisfied is used.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63141669A JPH0796725B2 (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Pitch-based carbon fiber manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63141669A JPH0796725B2 (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Pitch-based carbon fiber manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01314734A JPH01314734A (en) | 1989-12-19 |
| JPH0796725B2 true JPH0796725B2 (en) | 1995-10-18 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63141669A Expired - Fee Related JPH0796725B2 (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Pitch-based carbon fiber manufacturing method |
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Family Cites Families (1)
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-
1988
- 1988-06-10 JP JP63141669A patent/JPH0796725B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH01314734A (en) | 1989-12-19 |
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