JP2003064539A - 炭素繊維織物、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型の織物において、片面処理しても処理剤
が非処理面への滲み出しの無い炭素繊維織物、その原
料、及びそれらの製造方法を提供する。 【解決手段】 紡績糸又はフィラメント束からなる炭素
繊維織物であって、紡績糸又はフィラメント束を構成す
る単繊維の断面形状が扁平である炭素繊維織物、並び
に、ポリアクリロニトリル系酸化繊維を紡績加工して又
はインターミングル処理して、紡績糸又はフィラメント
束を得、得られた紡績糸又はフィラメント束を、温度１
５０〜４００℃、圧力５〜５０ＭＰａにて圧縮処理を行
い、次いで織物加工した後、炭素化することを特徴とす
る炭素繊維織物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通電材（電極材、
ア−ス用構造材）等に用いる炭素繊維織物、その原料、
及びそれらの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリアクリロニトリル系炭素繊維は、柔
軟性があり、薄く、しかも通電性がある織物の製造が可
能で、構造体としてコンパクトな通電材（電極材、アー
ス用構造材）への応用が期待されている。

【０００３】薄い炭素繊維織物として通電材に応用する
場合、片面の撥水処理や、樹脂処理、セラミック処理等
が必要とされたり、また、他の機能性シート等と一体化
されたりして、製品化されている。

【０００４】炭素繊維織物は紡績糸やフィラメント束よ
り構成される。しかし、これら紡績糸やフィラメント束
の間隔が開いていたりすると、片面処理時に非処理面へ
の樹脂が滲み出し易い。また、紡績糸やフィラメント束
の間隔が詰まっていても、炭素繊維織物の厚さが薄いと
片面処理時に非処理面への樹脂が滲み出し易いという問
題がある。

【０００５】炭素繊維織物の片面処理時に、処理剤が非
処理面(反対側の面)に滲み出すと、工程での接触面へ処
理剤の付着、汚染、更に製品としての品質低下を招く。

【０００６】このようなことから、厚さがより薄くて、
柔軟性があり、片面処理時に非処理面への処理剤が滲み
出さず、厚さ方向の通電性に優れた素材が望まれてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】炭素繊維紡績糸織物に
ついて、本発明者等は、構成している紡績糸を扁平化さ
せ、紡績糸間の隙間を無くす（目隙度を少なくする）こ
とにより処理剤の滲み出しを改善し、先に出願した（特
願２００１−１６０２３２）。

【０００８】しかし、炭素繊維紡績糸織物が薄く且つ目
付の低い素材の場合、又は炭素繊維織物がフィラメント
束からなる場合、処理剤の滲み出しの改善は不十分であ
った。

【０００９】本発明者等は、上記問題を解決すべく更に
鋭意検討した結果、目隙度の改善と共に、紡績糸又はフ
ィラメント束の単繊維自体を扁平化させ、その扁平面
を、織物の表面の平面に平行に配向させることにより、
処理剤の滲み出しをより改善できることを知得し、本発
明を完成するに至った。

【００１０】従って、本発明の目的とするところは、上
記問題を解決し、薄型の織物において、片面処理しても
処理剤が非処理面への滲み出しの無い炭素繊維織物、そ
の原料、及びそれらの製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、以下に記載するものである。

【００１２】〔１〕 断面形状が扁平であるポリアクリ
ロニトリル系酸化単繊維を少なくとも含む紡績糸又はフ
ィラメント束。

【００１３】〔２〕 紡績糸又はフィラメント束からな
る炭素繊維織物であって、紡績糸又はフィラメント束を
構成する単繊維の断面形状が扁平である炭素繊維織物。

【００１４】〔３〕 単繊維の断面の最大直径（Ｌ₁）
と、単繊維の断面の最小直径（Ｌ₂）とで示される単繊
維の扁平度（Ｌ₂／Ｌ₁）が０．２〜０．７である〔２〕
に記載の炭素繊維織物。

【００１５】〔４〕 ポリアクリロニトリル系酸化繊維
を紡績加工して又はインターミングル処理して、紡績糸
又はフィラメント束を得、得られた紡績糸又はフィラメ
ント束を、温度１５０〜４００℃、圧力５〜５０ＭＰａ
にて圧縮処理を行うことを特徴とする断面形状が扁平で
あるポリアクリロニトリル系酸化単繊維を少なくとも含
む紡績糸又はフィラメント束の製造方法。

【００１６】〔５〕 ポリアクリロニトリル系酸化繊維
を紡績加工して又はインターミングル処理して、紡績糸
又はフィラメント束を得、得られた紡績糸又はフィラメ
ント束を、温度１５０〜４００℃、圧力５〜５０ＭＰａ
にて圧縮処理を行い、次いで織物加工した後、炭素化す
ることを特徴とする炭素繊維織物の製造方法。ポリアク
リロニトリル系繊維を酸化処理して酸化繊維を得、得ら
れた酸化繊維を紡績加工して又はインターミングル処理
して、紡績糸又はフィラメント束を得、得られた紡績糸
又はフィラメント束を、温度１５０〜４００℃、圧力５
〜５０ＭＰａにて圧縮処理を行い、次いで織物加工した
後、炭素化することを特徴とする炭素繊維織物の製造方
法。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１８】本発明の炭素繊維織物は、紡績糸又はフィ
ラメント束からなる炭素繊維織物であって、紡績糸又は
フィラメント束を構成する単繊維の断面形状が扁平であ
る炭素繊維織物である。

【００１９】本発明の炭素繊維織物において、単繊維の
扁平度（Ｌ₂／Ｌ₁）は０．２〜０．７が好ましい。

【００２０】単繊維の扁平度が０．２未満の場合は、繊
維強度が低下し、微粉末が発生するので好ましくない。

【００２１】単繊維の扁平度が０．７を超える場合は、
処理剤の滲み出し抑制効果が低下するので好ましくな
い。

【００２２】この単繊維の扁平度は、例えば紡績糸又は
フィラメント束を構成している単繊維の断面の電子顕微
鏡写真より、単繊維の断面の最大直径（Ｌ₁）と最小直
径（Ｌ₂）とを測定し、その比率（Ｌ₁／Ｌ₂）を算出す
ることにより求めることができる。

【００２３】本発明の炭素繊維織物の目付は、３０〜１
５０ｇ／ｍ²であることが好ましい。

【００２４】炭素繊維織物の目付が３０ｇ／ｍ²より低
い場合は、片面処理時に裏面へ滲み出し易い、強度が低
下する、並びに、厚さ方向の電気抵抗値が増加するなど
の不具合を生ずるので好ましくない。

【００２５】炭素繊維織物の目付が１５０ｇ／ｍ²より
高い場合は、厚さ方向の電気抵抗値が増加する、並び
に、紡績糸及びフィラメント束の扁平化加工が難しいな
どの不具合を生ずるので好ましくない。

【００２６】本発明の炭素繊維織物の厚さは、０．１５
〜０．７ｍｍであることが好ましい。

【００２７】炭素繊維織物の厚さが０．１５ｍｍ未満の
場合は、炭素繊維紡績糸織物の強度が低下する、加工時
に切断、伸びが発生し易くなる、並びに、加工性が低下
するなどの不具合を生ずるので好ましくない。

【００２８】炭素繊維織物の厚さが０．７ｍｍを超える
場合は、厚さ方向の電気抵抗値が増加するので好ましく
ない。

【００２９】本発明の炭素繊維織物の目隙度は７％以下
であることが好ましい。

【００３０】炭素繊維織物の目隙度が７％より大きい場
合は、樹脂や触媒等の処理剤による片面処理時に裏面へ
滲み出し易い、並びに、厚さ方向の電気抵抗値増加する
（他部材との接触面積低下による）などの不具合を生ず
るので好ましくない。

【００３１】片面処理時における処理剤の滲み出し率
は、少ない程良く、０％が最も好ましい。

【００３２】処理剤の滲み出し率が３％より高い場合
は、工程での処理剤付着、固着による炭素繊維織物の表
面損傷や品質低下を生じ易いので好ましくない。

【００３３】炭素繊維織物のＸ線結晶サイズは、１．３
〜４．５ｎｍが好ましい。

【００３４】電気抵抗値は炭素の炭素化・黒鉛化度が進
むほど低い値を示す。この炭素化・黒鉛化度の指標は、
Ｘ線結晶サイズの大きさにて示すことができる。

【００３５】炭素繊維織物のＸ線結晶サイズが１．３ｎ
ｍより低い場合は、厚さ方向の電気抵抗値が増加するの
で好ましくない。

【００３６】炭素繊維織物のＸ線結晶サイズが４．５ｎ
ｍより高い場合は、炭素繊維紡績糸織物の強度が低下す
る、並びに、炭素微粉末発生が増加するなどの不具合を
生ずるので好ましくない。

【００３７】Ｘ線結晶サイズの調整は、炭素繊維織物を
炭素化する際、焼成温度、時間を調整することにより行
うことができる。

【００３８】（炭素繊維織物の製造）本発明の炭素繊維
織物は、その物性が上記範囲内にあれば、その製造方法
としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポ
リアクリロニトリル系繊維（プリカーサー）を酸化処理
して酸化繊維を得、得られた酸化繊維を紡績加工して又
はインターミングル処理して、紡績糸又はフィラメント
束を得、得られた紡績糸又はフィラメント束を、温度１
５０〜４００℃、圧力５〜５０ＭＰａにて圧縮処理を行
い、次いで織物加工した後、炭素化する炭素繊維織物の
製造方法により製造することができる。

【００３９】以下、本発明の炭素繊維織物の製造方法に
ついて、詳細に説明する。

【００４０】（酸化繊維）本発明の炭素繊維織物の原料
である酸化繊維は、ポリアクリロニトリル系プリカーサ
ーを空気中で、初期酸化温度２２０〜２８０℃で酸化処
理することにより得られる。

【００４１】酸化繊維の適正な繊度は０．８〜２．８ｄ
ｔｅｘである。繊度の調整は、用いられるプリカーサー
の繊度、酸化時のリラックス条件により実施することが
できる。

【００４２】酸化繊維の繊度が０．８ｄｔｅｘより低い
場合は、圧縮処理時の圧力が各単繊維に及びにくく、単
繊維の扁平化加工が難しくなるので好ましくない。

【００４３】酸化繊維の繊度が２．８ｄｔｅｘより高い
場合は、酸化時間が長時間となり、生産性が悪い、並び
に、紡績糸やフィラメント束を細く加工するのが難しい
などの不具合を生ずるので好ましくない。

【００４４】酸化繊維の適正な比重は、１．３０〜１．
３９である。酸化繊維の比重が１．３０より低い場合
は、圧縮時に酸化繊維強度が劣化する、並びに、炭素繊
維微粉末が発生するなどの不具合を生ずるので好ましく
ない。酸化繊維の比重が１．３９より高い場合は、単繊
維の扁平加工が難しくなり、圧縮効果が低下するので好
ましくない。

【００４５】（酸化繊維織物）上記酸化繊維は、下記方
法により酸化繊維紡績糸織物又は酸化繊維フィラメント
織物にされる。以下、各の酸化繊維織物の製造方法につ
いて詳述する。

【００４６】（ａ：酸化繊維紡績糸織物） （ａ−１：紡績加工）酸化繊維を所定の長さにカット又
はバイアスカットした短繊維の綿状物を紡績加工すると
共に撚りを加えて酸化繊維紡績糸を得る。

【００４７】得られた酸化繊維紡績糸の太さは、１５番
手単糸〜２５番手単糸又は３０番手双糸〜５０番手双糸
が好ましい。

【００４８】酸化繊維紡績糸の撚り数は、上撚り又は下
撚りの何れの場合も１００〜８００回／ｍが好ましい。

【００４９】酸化繊維紡績糸の短繊維本数は、９０〜９
００本／紡績糸が好ましい。

【００５０】（ａ−２：圧縮処理）得られた酸化繊維紡
績糸を圧縮処理する。あらかじめ樹脂処理した後に圧縮
処理しても良い。酸化繊維紡績糸の樹脂処理は、所定の
濃度の樹脂浴に浸漬し、樹脂を１０．０質量％以下の範
囲で付着させることが好ましい。

【００５１】樹脂の付着量が１０．０質量％より多い場
合は、炭素繊維紡績糸織物の柔軟性が損なわれ、脆性が
高くなるので好ましくない。

【００５２】樹脂処理に用いる樹脂は、ポリアクリル酸
エステル、カルボキシメチルセローズ及びポリビニルア
ルコール等の取扱性の良い水溶性の樹脂が好ましい。

【００５３】樹脂浴の濃度は、０．１〜５．０質量％が
好ましい。

【００５４】酸化繊維紡績糸は、樹脂処理後、又は樹脂
処理せずに圧縮処理を行う。

【００５５】圧縮処理温度は１５０〜４００℃が好まし
い。圧縮処理温度が１５０℃より低い場合は、単繊維の
扁平効果が低下するので好ましくない。圧縮処理温度が
４００℃より高い場合は、単繊維の扁平効果は大きい
が、圧縮処理後の酸化繊維紡績糸の強度が低下する、並
びに、織物加工性が低下するなどの不具合を生ずるので
好ましくない。

【００５６】圧縮処理時の圧力は５〜５０ＭＰａが好ま
しい。圧力が５ＭＰａより低い場合は、単繊維の扁平効
果が低下するので好ましくない。圧力が５０ＭＰａより
高い場合は、単繊維の扁平効果は大きいが、圧縮処理後
の酸化繊維紡績糸の強度が低下するので好ましくない。

【００５７】圧縮処理に用いる圧力装置は、ホットプレ
ス、熱ローラー等のいずれの装置でも良い。

【００５８】（ａ−３：製織）圧縮処理した上記酸化繊
維紡績糸を製織することにより酸化繊維紡績糸織物を得
る。酸化繊維紡績糸織物の形態は、炭素化した後の炭素
繊維紡績糸織物について、カット時、目ズレの少ない、
且つ賦形性のよい平織の形態が好ましい。

【００５９】この酸化繊維紡績糸織物は、炭素化後の炭
素繊維紡績糸織物について、厚さが０．５〜２．０ｍ
ｍ、目付が７０〜２５０ｇ／ｍ²、目隙度が５％以下に
なるのものが好ましい。

【００６０】炭素化後の炭素繊維紡績糸織物を上記の物
性にするには、酸化繊維紡績糸の製織において酸化繊維
紡績糸織物中の紡績糸の打ち込み本数を４〜２４本／ｃ
ｍとすることが好ましい。

【００６１】（ｂ：酸化繊維フィラメント織物） （ｂ−１：インターミングル処理）所定本数の酸化繊維
（単繊維フィラメント）をインターミングル処理して酸
化繊維フィラメント束を得る。

【００６２】インターミングル処理とは、繊維の交絡処
理のことで、単繊維フィラメントの束をノズルに連続的
に通し、通過方向に対して直角の方向から、圧力空気
（０．１〜１ＭＰａ）を当て、単繊維同士を交絡させる
処理のことである。

【００６３】インターミングル処理して得られるフィラ
メント束における単繊維フィラメント数は、１００〜５
００００本／束が好ましい。

【００６４】フィラメント束における単繊維フィラメン
ト数が１００本／束未満の場合は、フィラメント束の総
強力が低いため、織物加工性が低下するので好ましくな
い。

【００６５】フィラメント束における単繊維フィラメン
ト数が５００００本／束を超える場合は、圧縮処理時に
フィラメント束の扁平化及び単繊維の扁平化が難しくな
るので好ましくない。

【００６６】インターミングル処理により酸化繊維フィ
ラメントの収束性が向上し、織物加工性が改善される。
また織物加工後のフィラメントが一部厚さ方向に配列す
る為、炭素化後の炭素繊維織物の厚さ方向の通電性が改
善される。

【００６７】引き裂き強力によりインターミングルの程
度（繊維交絡度）を示すことができる。

【００６８】酸化繊維フィラメントのインターミングル
処理において、引き裂き強力は５〜５０ｇとすることが
好ましい。

【００６９】インターミングル処理における引き裂き強
力が５ｇ未満の場合は、織物加工時にフィラメント束の
収束性が低く、単繊維の飛散やフィラメント束の切れ等
を生じ、織物加工性が低下するので好ましくない。

【００７０】インターミングル処理における引き裂き強
力が５０ｇを超える場合は、圧縮加工時にフィラメント
束の収束性が高くなり過ぎ、圧縮処理時のフィラメント
束の扁平化及び単繊維の扁平化が難しく、目標とする厚
さの薄い織物が得られないので好ましくない。

【００７１】（ｂ−２：圧縮処理、製織）上記インター
ミングル処理で得られた酸化繊維フィラメント束の圧縮
処理、製織は、前述した紡績糸織物と同様の方法、条件
にて行うことができる。

【００７２】（炭素化）圧縮処理、製織した酸化繊維紡
績糸織物又は酸化繊維フィラメント織物は、不活性ガス
雰囲気下に加熱し、連続的に炭素化する。不活性ガスと
しては、窒素、アルゴン、ヘリウム等を用いることがで
きる。

【００７３】炭素化温度は１３００〜２５００℃が好ま
しい。炭素化温度が１３００℃より低い場合は、電気抵
抗値が増加するので好ましくない。炭素化温度が２５０
０℃より高い場合は、電気抵抗値は低下して安定する
が、炭素繊維織物の強度が低下する、並びに、炭素微粉
末が発生するなどの不具合があるので好ましくない。

【００７４】

【実施例】本発明を以下の実施例及び比較例により詳述
する。

【００７５】以下の実施例及び比較例の条件により酸化
繊維紡績糸織物、酸化繊維フィラメント織物、炭素繊維
紡績糸織物、炭素繊維フィラメント織物等を作製し、得
られた酸化繊維紡績糸織物、酸化繊維フィラメント織
物、炭素繊維紡績糸織物、炭素繊維フィラメント織物等
の諸物性値を、以下の方法により測定した。

【００７６】単繊維の扁平度：紡績糸又はフィラメント
束を構成している単繊維断面の電子顕微鏡写真（倍率５
０００倍）より繊維の最小直径と最大直径を測定し、下
記式により算出した。 単繊維の扁平度＝ Ｌ₂ ／ Ｌ₁ Ｌ₁：単繊維断面における最大直径 Ｌ₂：単繊維断面における最小直径 フィラメント束のインターミングルの程度（繊維交絡
度）；引き裂き強力：フィラメント束の横断面のほぼ中
央からフィラメント束の長さ方向に約１０ｃｍにわたっ
て２分割した。分割した２つの糸条それぞれに、セロハ
ンテープ等の薄いテープを先端から約５ｃｍ貼り、これ
をテンシロン引張り試験機中のチャック部に装着し、引
張り速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、引張り距離３０ｍｍ、チ
ャック間隔１０ｃｍにて引き裂いた。得られた平均強力
（Ｆ_f）と引き裂き後の片側糸条の質量（Ｆ_t）から下式
により求められる値を引裂き強力（Ｆ）とした。 Ｆ＝Ｆ_f−Ｆ_t 厚さ：直径３０ｍｍの円形圧板で２００ｇの荷重(2.8kP
a)時の厚さを測定した。

【００７７】比重：アルキメデス法（溶媒：アセトン）
により測定した。

【００７８】繊維性能：乾強度、乾伸度はＪＩＳ Ｌ １
０１５により測定した。

【００７９】目付：単位面積当たりの質量と、上記条件
により測定した厚さより算出した。

【００８０】酸素結合量：元素分析装置（ＣＨＮＯコー
ダー）により、酸素含有率を測定し、これを酸素結合量
（酸化度合いの尺度）とした。

【００８１】Ｘ線結晶サイズ：広角Ｘ線回折測定での２
θのピークの半値幅と下記のシェラーの式より求めた。 Ｘ線結晶サイズ（ｎｍ）＝（ｋ×λ）／β×ｃｏｓθ ｋ：装置定数 ０．９０ λ：Ｘ線波長 ０．１５４ｎｍ β：２θ＝２６．０°付近の最大ピークの半値幅 通電性（比抵抗値）：２枚の５０ｍｍ角（厚さ１０ｍ
ｍ）の金メッキした電極に炭素繊維織物の両面を圧力１
ＭＰａで挟み、両電極間の電気抵抗値（Ｒ）を測定し、
厚さ（Ｔ）と接触面積（Ｓ）より下式にて算出した。 通電性（比抵抗値：Ωcm）＝（Ｒ×Ｓ）／Ｔ 目隙度：１．５×１０⁴〜２．５×１０⁴ルックスの光源
の上に織物をのせ、上部より倍率１００倍で顕微鏡撮影
し、得られた画像を画像解析し、測定対象織物の全面積
（Ａ₁）と透過光部（紡績糸の非存在部）の面積（Ａ₂）
を求める。これらの値より目隙度を下式により算出し
た。 目隙度（％）＝（Ａ₂／Ａ₁）×１００ 樹脂の滲み出し状態：ポリビニルアルコール（ＰＶＡ：
分子量２０００）の水溶液（粘度10000mP・S）を用い、
２０ｃｍ角の炭素繊維織物の片面（上面）に、２０〜２
８℃の温度で塗布量を１００〜１５０ｇ／ｍ²の範囲で
均一に塗布した後、２５℃、１時間放置後の反対面（裏
面）の樹脂の滲み出し状態を観察し、倍率２５倍で顕微
鏡写真撮影後、画像処理により、裏面の全面積に対する
滲み出し部分の全面積を測定し下記式により算出した。 滲み出し率％＝（樹脂の滲み出し面積／方面の全面積）
×１００ 実施例１ 繊度２．５ｄｔｅｘ、比重１.３３、クリンプ数３．８
ヶ／ｃｍ、クリンプ率１１％、乾強度２．７ｇ／ｄｔｅ
ｘ、乾伸度２５％、平均カット長５１ｍｍのポリアクリ
ロニトリル（ＰＡＮ）系酸化繊維ステ−プルを紡績し、
上撚り２５０回／ｍ、下撚り４５０回／ｍの３５番手双
糸（紡績糸）を得た。

【００８２】得られた紡績糸を金属加熱ローラーにて温
度２５０℃、圧力２５ＭＰａの条件下圧縮処理すること
により、単繊維の扁平化処理を行った。この扁平化処理
後の紡績糸を用いて、縦、緯共に織り密度が１４本／ｃ
ｍの平織（酸化繊維紡績糸織物）を作製した。得られた
酸化繊維紡績糸織物の目付は２４５ｇ／ｍ²、厚さは
０．４５ｍｍであった。

【００８３】更に、この酸化繊維紡績糸織物を焼成温度
１９００℃、窒素ガス雰囲気下で焼成し炭素繊維紡績糸
織物を得た。得られた炭素繊維紡績糸織物の物性を表１
に示す。

【００８４】表１に示すように、得られた炭素繊維紡績
糸織物の各物性は優れたものであった。

【００８５】実施例２ 実施例１で得られた３５番手双糸（紡績糸）を金属加熱
ローラーにて温度２５０℃、圧力１５ＭＰａの条件下圧
縮処理することにより、単繊維の扁平化処理を行った。
この扁平化処理後の紡績糸を用いて、縦、緯共に織り密
度が１５本／ｃｍの平織（酸化繊維紡績糸織物）を作製
した。得られた酸化繊維紡績糸織物の目付は２５０ｇ／
ｍ²、厚さは０．４８ｍｍであった。

【００８６】更に、この酸化繊維紡績糸織物を焼成温度
１９００℃、窒素ガス雰囲気下で焼成し炭素繊維紡績糸
織物を得た。得られた炭素繊維紡績糸織物の物性を表１
に示す。

【００８７】表１に示すように、得られた炭素繊維紡績
糸織物の各物性は優れたものであった。

【００８８】比較例１ 実施例１で得られた３５番手双糸（紡績糸）を金属加熱
ローラーにて温度３５０℃、圧力７５ＭＰａの条件下圧
縮処理することにより、単繊維の扁平化処理を行った。
この扁平化処理後の紡績糸を用いて、縦、緯共に織り密
度が１６本／ｃｍの平織（酸化繊維紡績糸織物）を作製
した。得られた酸化繊維紡績糸織物の目付は２４４ｇ／
ｍ²、厚さは０．４４ｍｍであった。

【００８９】更に、この酸化繊維紡績糸織物を焼成温度
１９００℃、窒素ガス雰囲気下で焼成した。しかし、焼
成中の炭素繊維紡績糸織物は強度が著しく低下し、焼成
中切断した。

【００９０】

【表１】

【００９１】比較例２ 実施例１で得られた３５番手双糸（紡績糸）を金属加熱
ローラーにて温度１２０℃、圧力７５ＭＰａの条件下圧
縮処理することにより、単繊維の扁平化処理を行った。
この扁平化処理後の紡績糸を用いて、縦、緯共に織り密
度が１８本／ｃｍの平織（酸化繊維紡績糸織物）を作製
した。得られた酸化繊維紡績糸織物の目付は２５６ｇ／
ｍ²、厚さは０．８１ｍｍであった。

【００９２】更に、この酸化繊維紡績糸織物を焼成温度
１９００℃、窒素ガス雰囲気下で焼成し炭素繊維紡績糸
織物を得た。得られた炭素繊維紡績糸織物の物性を表２
に示す。

【００９３】表２に示すように、得られた炭素繊維紡績
糸織物は、樹脂の滲み出しが２質量％と多く、不適なも
のであった。

【００９４】実施例３ 実施例１で得られた３５番手双糸（紡績糸）をカルボキ
シメチルセルローズ水溶液に浸漬して処理し、カルボキ
シメチルセルローズを２質量％付着含有させた後、金属
加熱ローラーにて温度２００℃、圧力３５ＭＰａの条件
下圧縮処理することにより、単繊維の扁平化処理を行っ
た。この扁平化処理後の紡績糸を用いて、縦、緯共に織
り密度が１５本／ｃｍの平織（酸化繊維紡績糸織物）を
作製した。得られた酸化繊維紡績糸織物の目付は２５２
ｇ／ｍ²、厚さは０．５０ｍｍであった。

【００９５】更に、この酸化繊維紡績糸織物を焼成温度
１９００℃、窒素ガス雰囲気下で焼成し炭素繊維紡績糸
織物を得た。得られた炭素繊維紡績糸織物の物性を表２
に示す。

【００９６】表２に示すように、得られた炭素繊維紡績
糸織物の各物性は優れたものであった。

【００９７】比較例３ 繊度２．５ｄｔｅｘ、比重１.４４、クリンプ数３．７
ヶ／ｃｍ、クリンプ率１０％、乾強度２．３ｇ／ｄｔｅ
ｘ、乾伸度２１％、平均カット長５１ｍｍのポリアクリ
ロニトリル（ＰＡＮ）系酸化繊維ステ−プルを紡績し、
上撚り２５０回／ｍ、下撚り５５０回／ｍの３５番手双
糸（紡績糸）を得た。

【００９８】得られた紡績糸をカルボキシメチルセルロ
ーズ水溶液に浸漬して処理し、カルボキシメチルセルロ
ーズを２質量％付着含有させた後、金属加熱ローラーに
て温度２００℃、圧力３ＭＰａの条件下圧縮処理するこ
とにより、単繊維の扁平化処理を行った。この扁平化処
理後の紡績糸を用いて、縦、緯共に織り密度が１７本／
ｃｍの平織（酸化繊維紡績糸織物）を作製した。得られ
た酸化繊維紡績糸織物の目付は２６０ｇ／ｍ²、厚さは
０．７４ｍｍであった。

【００９９】更に、焼成温度１９００℃、窒素ガス雰囲
気下で焼成し炭素繊維紡績糸織物を得た。得られた炭素
繊維紡績糸織物の物性を表２に示す。

【０１００】表２に示すように、得られた炭素繊維紡績
糸織物は、樹脂の滲み出しが３質量％と多く、不適なも
のであった。

【０１０１】

【表２】

【０１０２】実施例４ 繊度２．３ｄｔｅｘ、比重１.３８、単繊維数１０００
本のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系酸化繊維のフィ
ラメント束に、圧力空気を圧力０．１ＭＰａにてフィラ
メント束の走向方向に対し垂直方向に吹きつけ、連続的
に単繊維の交絡処理（インターミングル処理）を行い、
引き裂き強力１５ｇのフィラメント束を得た。

【０１０３】このインターミングル処理後のフィラメン
ト束を、金属加熱ローラーにて温度２００℃、圧力３５
ＭＰａの条件下圧縮処理することにより、単繊維の扁平
化処理を行った。この扁平化処理後の紡績糸を用いて、
縦、緯共に織り密度が７本／ｃｍの平織（酸化繊維紡績
糸織物）を作製した。得られた酸化繊維紡績糸織物の目
付は２１５ｇ／ｍ²、厚さは０．６５ｍｍであった。

【０１０４】更に、この酸化繊維紡績糸織物を焼成温度
１９００℃、窒素ガス雰囲気下で焼成し炭素繊維フィラ
メント織物を得た。得られた炭素繊維フィラメント織物
の物性を表３に示す。

【０１０５】表３に示すように、得られた炭素繊維フィ
ラメント織物の各物性は優れたものであった。

【０１０６】実施例５ 繊度２．３ｄｔｅｘ、比重１.３８、単繊維数１０００
本のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系酸化繊維のフィ
ラメント束に、圧力空気を圧力０．３ＭＰａにてフィラ
メント束の走向方向に対し垂直方向に吹きつけ、連続的
に単繊維の交絡処理（インターミングル処理）を行い、
引き裂き強力３５ｇのフィラメント束を得た。

【０１０７】このインターミングル処理後のフィラメン
ト束を、ポリビニルアルコ−ル水溶液に浸漬して処理
し、ポリビニルアルコールを１．０質量％付着含有させ
た後、金属加熱ローラーにて温度２２０℃、圧力３５Ｍ
Ｐａの条件下圧縮処理することにより、単繊維の扁平化
処理を行った。この扁平化処理後の紡績糸を用いて、
縦、緯共に織り密度が７本／ｃｍの平織（酸化繊維紡績
糸織物）を作製した。得られた酸化繊維紡績糸織物の目
付は２１７ｇ／ｍ²、厚さは０．６４ｍｍであった。

【０１０８】更に、この酸化繊維紡績糸織物を焼成温度
１９００℃、窒素ガス雰囲気下で焼成し炭素繊維フィラ
メント織物を得た。得られた炭素繊維フィラメント織物
の物性を表３に示す。

【０１０９】表３に示すように、得られた炭素繊維フィ
ラメント織物の各物性は優れたものであった。

【０１１０】比較例４ 繊度２．３ｄｔｅｘ、比重１.３８、単繊維数１０００
本のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系酸化繊維のフィ
ラメント束（交絡処理なし、引き裂き強度３ｇ）をポリ
ビニルアルコール水溶液に浸漬して処理し、ポリビニル
アルコールを１．０質量％付着含有させた後、金属加熱
ローラーでの単繊維の扁平化処理を行わないまま、この
紡績糸を用いて、縦、緯共に織り密度が８本／ｃｍの平
織（酸化繊維紡績糸織物）を作製した。得られた酸化繊
維紡績糸織物の目付は２３５ｇ／ｍ²、厚さは０．８７
ｍｍであった。

【０１１１】更に、この酸化繊維紡績糸織物を焼成温度
１９００℃、窒素ガス雰囲気下で焼成し炭素繊維フィラ
メント織物を得た。得られた炭素繊維紡績糸織物の物性
を表３に示す。

【０１１２】表３に示すように、得られた炭素繊維フィ
ラメント織物は、樹脂の滲み出しが７質量％と多く、不
適なものであった。

【０１１３】

【表３】

【０１１４】

【発明の効果】本発明の炭素繊維織物は、紡績糸又はフ
ィラメント束からなる炭素繊維織物であって、紡績糸又
はフィラメント束を構成する単繊維の断面形状が扁平で
あるので、薄型の織物であっても、片面処理において処
理剤が非処理面に滲み出さない炭素繊維織物である。

【０１１５】更に、本発明の炭素繊維構造体の製造方法
によれば、ポリアクリロニトリル系酸化繊維を紡績加工
して又はインターミングル処理して、紡績糸又はフィラ
メント束を得、得られた紡績糸又はフィラメント束を、
所定条件において、圧縮処理を行い、次いで織物加工し
た後、炭素化しているので、片面処理において処理剤が
非処理面に滲み出さない炭素繊維織物を得ることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L036 MA04 MA20 MA24 MA33 MA35 PA18 PA31 PA42 4L037 CS02 CS03 FA01 FA02 FA04 FA15 UA04 4L048 AA05 AA53 AB01 AC14 BA01 BA02 CA05 CA06 DA24 EB05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面形状が扁平であるポリアクリロニト
   リル系酸化単繊維を少なくとも含む紡績糸又はフィラメ
   ント束。
2. 【請求項２】 紡績糸又はフィラメント束からなる炭素
   繊維織物であって、紡績糸又はフィラメント束を構成す
   る単繊維の断面形状が扁平である炭素繊維織物。
3. 【請求項３】 単繊維の断面の最大直径（Ｌ₁）と、単
   繊維の断面の最小直径（Ｌ₂）とで示される単繊維の扁
   平度（Ｌ₂／Ｌ₁）が０．２〜０．７である請求項２に記
   載の炭素繊維織物。
4. 【請求項４】 ポリアクリロニトリル系酸化繊維を紡績
   加工して又はインターミングル処理して、紡績糸又はフ
   ィラメント束を得、得られた紡績糸又はフィラメント束
   を、温度１５０〜４００℃、圧力５〜５０ＭＰａにて圧
   縮処理を行うことを特徴とする断面形状が扁平であるポ
   リアクリロニトリル系酸化単繊維を少なくとも含む紡績
   糸又はフィラメント束の製造方法。
5. 【請求項５】 ポリアクリロニトリル系酸化繊維を紡績
   加工して又はインターミングル処理して、紡績糸又はフ
   ィラメント束を得、得られた紡績糸又はフィラメント束
   を、温度１５０〜４００℃、圧力５〜５０ＭＰａにて圧
   縮処理を行い、次いで織物加工した後、炭素化すること
   を特徴とする炭素繊維織物の製造方法。