(57)【要約】【課題】本発明は高品質かつ製織性に優れる耐炎化紡績糸およびかかる耐炎化紡績糸からなる耐炎化繊維布帛を供給すること。【解決手段】Ｆ／Ｆ静摩擦係数が０．３５以下であって、かつＦ／Ｍ静摩擦係数が０．２以下である耐炎化紡績糸、およびかかる耐炎化紡績糸からなる布帛。さらには、耐炎化繊維束１００重量部に対して、非イオン界面活性剤が０．４〜０．８重量部付与されてなる耐炎化繊維束を紡績する耐炎化紡績糸の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆ／Ｆ静摩擦係数が０．３５以下であって、かつＦ／Ｍ静摩擦係数が０．２以下である耐炎化紡績糸。
【請求項２】
２００〜３３３ｄｔｅｘであって、強力が１５０ｃＮ以上である請求項１記載の耐炎化紡績糸。
【請求項３】
比重１．３〜１．４８ｇ／ｃｍ３の耐炎化繊維からなる請求項１または２記載の耐炎化紡績糸。
【請求項４】
耐炎化繊維束１００重量部に対して、非イオン界面活性剤が０．４〜０．８重量部付与されてなる耐炎化繊維束を紡績する耐炎化紡績糸の製造方法。
【請求項５】
捲縮が付与されてなる耐炎化繊維束を用いる請求項４記載の耐炎化紡績糸の製造方法。
【請求項６】
単繊維数１００００本／束以上の耐炎化繊維束を用いる請求項４または５記載の耐炎化紡績糸の製造方法。
【請求項７】
５山／ｃｍ以下の捲縮を付与してなる耐炎化繊維束を用いる請求項４〜６いずれか記載の耐炎化紡績糸の製造方法。
【請求項８】
捲縮を付与した耐炎化繊維束に４００〜７００Ｔ／ｍの撚りをかける請求項４〜７いずれか記載の耐炎化紡績糸の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれかに記載の耐炎化紡績糸からなる耐炎化繊維布帛。
【請求項１０】
厚さ２ｍｍ以下かつ単位面積あたりの重量が９０ｇ／ｍ２以上である請求項９記載の耐炎化繊維布帛。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の耐炎化繊維布帛を炭化することにより得られる炭素繊維布帛。
【請求項１２】
厚さ０．５ｍｍ以下かつ単位面積あたりの重量が８０ｇ／ｍ２以上である請求項１１記載の炭素繊維布帛。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高品質かつ製織性に優れる耐炎化紡績糸およびかかる耐炎化紡績糸からなる耐炎化繊維布帛に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭素繊維布帛はその優れた強度特性からスポーツ用具、航空・宇宙基材、ＣＮＧタンク、フライホイール、風車、道路・橋脚等の各種構造基材の補強材料に用いられてきた。また、近年は炭素繊維布帛の高い導電性や放熱性から、携帯電話やパソコンの筐体等の電子機器部品への応用が強く求められている。従って、織り組織や厚みといった布帛の形態や電気特性など求められる品質も多様化している。
【０００３】
このような炭素繊維布帛は、炭素繊維を直接紡績するのは困難なため、炭素繊維よりは伸度の高い耐炎化繊維を予め紡績・製織し、耐炎化繊維布帛としてから炭化して炭素繊維布帛を得るのが一般的である。
【０００４】
また、かかる耐炎化繊維布帛は、炭素繊維布帛を得るための中間材料としてだけではなく消防服、溶接火花防護シート、カーテン等のインテリア資材など難燃性、防炎性が必要とされる分野において、それ自体の需要も増しており、より高品質な耐炎化繊維布帛を高効率で生産することが求められている。
【０００５】
従って、上述の耐炎化繊維布帛さらには炭素繊維布帛を実現するような製織性に優れた耐炎化紡績糸の必要性が高まっている。
【０００６】
従来の耐炎化紡績糸としては、アクリル系マルチフィラメントを耐炎化処理→スチームクリンプ→延伸切断→コーミング→ギリング→ロービングの工程を経て得られる紡績糸がある（例えば、特許文献１参照）。この方法においては多数の工程を経るなかで繊維切断が多発するなど工程通過性が良好とはいえなかった。
【０００７】
また、４０００〜６０００フィラメントからなる無捲縮かつ無撚りの無期連続繊維束を高荷重下の一段牽切域で一気に牽切して延伸し、その後撚りを付与する製造方法もあるが、その生産性は極めて低く、得られた紡績糸の織編性も十分でなかった（例えば、特許文献２参照）。このような製造方法では、５８８ｄｔｅｘ（１／１７番手）といった太い紡績糸とすることである程度の高強度化を図ることができるが（例えば、特許文献３参照）、得られる紡績糸は、耐炎化繊維布帛さらには該耐炎化繊維布帛を炭化して得られる炭化繊維布帛の高密度化、薄物化を図るには満足できるものではなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５２−３１１２２（第２項）
【０００９】
【特許文献２】特開昭６１−２３９０３０（第２〜３頁）
【００１０】
【特許文献３】特開昭６３−５０５４１（第２〜３頁）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。すなわち本発明の目的は、糸切れが少なく、製織性に優れた耐炎化紡績糸を提供することである。更には、厚さや織り組織を所望のものとした高密度な耐炎化織編布帛、更には該耐炎化繊維布帛を炭化して得られる炭化繊維布帛を安定提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため以下のような手段を採用する。すなわち、Ｆ／Ｆ静摩擦係数が０．３５以下であって、かつＦ／Ｍ静摩擦係数０．２以下である耐炎化紡績糸である。
【００１３】
また、本発明の耐炎化紡績糸の製造方法は耐炎化繊維束１００重量部に対して、非イオン界面活性剤が０．４〜０．８重量部付与されてなる耐炎化繊維束を紡績するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
本発明の耐炎化紡績糸はＦ／Ｆ静摩擦係数が０．３５以下である。ここでＦ／Ｆ静摩擦係数とは繊維同士の摩擦係数のことである。その測定方法はＪＩＳ　　Ｌ１０９５に従い測定することができる。具体的には、一端に初張力（Ｔｆ０）を加えた紡績糸試料と紡績糸をコーン等に巻上げた摩擦体とを直交かつ接触角度がθとなるように接触させながら低速で巻き取り、試料が摩擦体上を滑り始める直前の引き取り張力（Ｔｆ１）を測定し、下記式により算出できるものである。
【００１６】
Ｆ／Ｆ静摩擦係数＝ｌｏｇ（（Ｔｆ１／Ｔｆ０））／θｌｏｇｅ
Ｔｆ０：初張力
Ｔｆ１：試料が摩擦体上を滑り始める直前の引き取り張力
θ　：試料と被摩擦体との接触角度（ラジアン）
ｅ　：自然対数の底
ここで、初張力（Ｔｆ０）は、０．１〜１００ｃＮが好適であり、より好ましくは１〜１０ｃＮである。本発明においては初張力（Ｔｆ０）が１００ｃＮを超えると引き取り張力（Ｔｆ１）が紡績糸強力を超え、紡績糸が破断する場合があるので好ましくない。また紡績糸を巻きつけた摩擦体の直径は特に限定されるものではないが、８ｍｍの円筒に紡績糸が円筒の軸と平行となるように巻き付けたものを使用するので、直径１〜２０ｃｍが一般的である。引き取り速度が高速であると測定誤差が生じやすいので、１０ｃｍ以下／分の低速で測定を繰り返えすことが好ましく、測定精度を高めるには５ｃｍ以下／分がさらに好ましい。測定は温度２４±４℃、相対湿度７０±２０％の条件下で３０回以上行うことが好ましい。
【００１７】
かかるＦ／Ｆ静摩擦係数が０．３５を超えると、製織や編製時の糸打ち込み時の紡績糸同士の摩擦抵抗が増し、糸切れを多発するため好ましくない。Ｆ／Ｆ静摩擦係数は小さいほど好ましいが、本発明の目的からは、０．１〜０．３５程度であればよい。より好ましくは０．２〜０．３５である。
【００１８】
また、本発明の耐炎化紡績糸はＦ／Ｍ静摩擦係数が０．２以下であることが重要である。ここでＦ／Ｍ摩擦係数とは紡績糸と金属の間の摩擦係数であり、上述のＦ／Ｆ静摩擦係数に用いた摩擦体を金属製のガイドに変更し測定することができる。その測定方法はＪＩＳ　　Ｌ１０９５に従った。一端に初張力（ＴＭ０）を加えた紡績糸試料と金属製からなる円筒形摩擦体とを直交かつ接触角度がθとなるように接触させながら低速で巻き取り、試料が摩擦体上を滑り始める直前の引き取り張力（ＴＭ１）を測定し、下記式により算出することができる。
【００１９】
Ｆ／Ｍ静摩擦係数＝ｌｏｇ（（ＴＭ１／ＴＭ０））／θｌｏｇｅ
ＴＭ０：初張力
ＴＭ１：試料が摩擦体上を滑り始める直前の引き取り張力
θ　：試料と被摩擦体との接触角度（ラジアン）
ｅ　：自然対数の底
ここで、初張力（ＴＭ０）は、０．１〜１００ｃＮが好適であり、より好ましくは１〜５ｃＮである。初張力（ＴＭ０）が１００ｃＮを超えると引き取り張力（ＴＭ１）が紡績糸強力を超え、紡績糸が破断する場合がある。金属摩擦体の大きさは特に限定されるものではないが、直径１〜２０ｃｍが一般的であり、さらには１〜１０ｃｍの梨地が好適である。ここで梨地とはＪＩＳ　　Ｂ０６０１で測定される中心線平均粗さＲａが０．５〜１．５μｍのものであり、その材質は鋼材、ステンレスなどが好適に用いられる。引き取り速度が高速であると測定誤差が生じやすいので、１０ｃｍ以下／分の低速で測定を繰り返えすことが好ましく、測定精度を高めるには５ｃｍ以下／分がさらに好ましい。測定は温度２４±４℃、相対湿度７０±２０％の条件下で３０回以上行うことが好ましい。
【００２０】
かかるＦ／Ｍ静摩擦係数が０．２を超えると紡績や製織の工程において金属ローラとの巻付となり好ましくないばかりか、製織時にガイドとの擦れによって糸切れが発生する場合がある。かかるＦ／Ｍ摩擦係数は小さいほど好ましいが、本発明の目的からは０．１〜０．２程度であればよい。
【００２１】
本発明の耐炎化紡績糸は、２００〜３３３ｄｔｅｘ（１／３０〜１／５０番手）の紡積糸であることが好ましい。より好ましくは２２０〜３３０ｄｔｅｘであり、さらに好ましくは２５０〜３３０ｄｔｅｘである。２００ｄｔｅｘ未満では、糸自体の強力が低下するため、製織など布帛製造時に糸傷み等が生じて耐炎化繊維布帛の品位が低下したり、生産性が低下する場合がある。また、３３３ｄｔｅｘを超える紡績糸では、単位面積辺りの打ち込み本数を上げることが出来ないため、布帛の薄物化と高密度化というニーズに応えられない場合がある。
【００２２】
また、本発明の耐炎化紡績糸は強力が１５０ｃＮ以上であることが好ましい。好ましくは２００ｃＮ以上、さらに好ましくは２５０ｃＮ以上である。紡績糸の強力が１５０ｃＮを下回る場合、布帛製造時に糸切れが多発し操業性が低下する場合がある。かかる紡績糸の強力は、高ければ高いほど好ましく、上限は特にないが、本発明範囲の耐炎化紡績糸太さにおいては、５００ｃＮ以上の強力を有することは希である。
【００２３】
Ｆ／Ｆ摩擦係数及びＦ／Ｍ摩擦係数を前述の範囲とする方法は、特に限定されないが、例えば非イオン界面活性剤を耐炎化繊維に付与する方法を採用することができる。
【００２４】
かかる非イオン界面活性剤としては、水溶液中で電離しない界面活性剤であれば特に限定されないが、例えばアルキルアルコールエチレンオキサイド付加物を挙げることができる。中でも直鎖のアルキルアルコールエチレンオキサイド付加物を好ましく用いることができ、更に好ましくは炭素数が８以上であることが好ましい。たとえばラウリルアルコールエチレンオキサイド付加物、オクチルアルコールエチレンオキサイド付加物を特に好ましく用いることができる。これらの非イオン界面活性剤は、４００℃でほぼ分解揮発するため、後の炭化工程において強度低下などの悪影響を及ぼさないことから好適である。
【００２５】
非イオン界面活性剤は耐炎化繊維１００重量部に対して０．４〜０．８重量部付着していることが好ましい。
【００２６】
該付着量が０．８重量部を超えると、紡績製織工程において脱落油剤に風綿が付着し、粘着性が発現してローラー巻付等が発生したり、また０．４重量部未満では、Ｆ／Ｆ摩擦係数及びＦ／Ｍ摩擦係数を前述の範囲にする効果が十分でない場合がある。
【００２７】
非イオン界面活性剤を付与する方法としては、特に限定されないが、ディップ法、キスロール法および噴霧法などの方法を用いて単独もしくは複数の組み合わせにより付与することができ、その付与工程は、耐炎化終了後から牽切加工前であることが好ましく、より好ましくは捲縮加工前である。
【００２８】
前記摩擦係数を範囲外まで上昇させるものでない限り、各種制電成分や乳化成分等が付与されていてもよい。
【００２９】
かかる制電成分や乳化成分は、摩擦係数コントロールの観点から耐炎化繊維１００重量部に対して２．０重量部以下であることが好ましい。前記非イオン界面活性剤を付与する場合は、その後に制電成分や乳化成分を追加、追油してもよい。
【００３０】
本発明の製造に用いる耐炎化繊維の前駆体繊維としては、ポリアクリロニトリル、レーヨン、リグニン、ポリビニルアルコール、ポリアセチレン、ピッチなどを原料とする各種前駆体繊維が挙げられるが、特にこれらに限定するものではない。高強度という点では、ポリアクリロニトリルを原料としたアクリロニトリル系前駆体繊維が好ましく用いられる。前駆体繊維束はフィラメント数１０００〜１０００００本／束が好ましく、６０００〜７００００本／束がより好ましく、さらには１２０００〜４８０００本／束が好ましい。かかる範囲であることが操業性と生産効率の観点から好ましい。
【００３１】
アクリロニトリル系前駆体繊維束を用いる場合、少なくとも９０重量％以上のアクリロニトリルを含む重合体または共重合体よりなる繊維であることが好ましく、コモノマーとして、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等のカルボキシル基を有する化合物またはその塩類、およびアクリル酸メチルのようなアクリル酸エステル、メタクリル酸メチルのようなメタクリル酸エステル類等のビニル系共重合成分を含むものが好ましい。
【００３２】
前駆体繊維束を得るための紡糸方法としては、特に限定されないが、原料に応じて湿式紡糸、乾式紡糸、乾湿式紡糸、溶融紡糸などが挙げられる。操業性の点からは、湿式紡糸、乾湿式紡糸が好ましく用いられる。摩擦係数は繊維の表面形態にも依存するため、本発明の効果をより大きく得るためには、湿式紡糸が好適である。
【００３３】
本発明に用いる耐炎化繊維束を得るには、前駆体繊維束を繊維の蓄熱切断温度より低い温度で、より好ましくは２００〜３００℃の範囲で熱処理（以下、耐炎化処理という）することが好ましい。かかる耐炎化処理は段階的に昇温することがより好ましい。
【００３４】
かかる処理により、本発明の耐炎化紡績糸の構成糸として好適な耐炎化繊維束を得ることができる。
【００３５】
耐炎化繊維の比重は耐炎化処理時間や耐炎化温度に依存するが、耐炎化繊維の比重は１．３〜１．４８ｇ／ｃｍ３の範囲にあることが好ましく、より好ましくは１．４〜１．４６ｇ／ｃｍ３である。かかる比重は、密度該知の液体中と大気中での浮力の差から求める浮力法（アルキメデス法）などにより求めることができる。ここで密度該知の液体とは特に限定されるものではないが、耐炎化繊維の質量と、同体積の水の質量とを同時に測り、その温度における水の密度の値ρを用いて求めることができる。
【００３６】
耐炎化繊維の比重が１．３ｇ／ｃｍ３未満であると、紡績性・製織性は良好であっても、得られる紡績糸が十分な耐炎化能を有さないことがあり、耐炎化繊維布帛の防炎・スパッタ性能が不十分となったり、耐炎化繊維布帛をさらに炭化して得られる炭化織編布帛に不均一な収縮が発生し布帛の強度が低下したり、炭化中に着火する場合がある。
【００３７】
また耐炎化繊維の比重が１．４８ｇ／ｃｍ３を超えると、耐炎化繊維の単繊維伸度が１０％を下回ることがあり、繊維自体の脆弱化が進行することがある。そのため、紡績加工時に繊維トウが粉体化し、紡績糸が得られないことがある。
【００３８】
また、耐炎化繊維束の単繊維繊度は１〜２ｄｔｅｘであることが好ましく、１．２〜１．４ｄｔｅｘであることがより好ましい。繊度が１ｄｔｅｘ未満であると、耐炎化を進行させた場合に、単繊維強力の低下が大きい場合があり、紡績糸を得ることが困難になることがある。また、２ｄｔｅｘを超えると耐炎化処理時の蓄熱量が増加し、耐炎化処理時の糸切れが増加する場合がある。
【００３９】
また、かかる耐炎化繊維束は単繊維数１００００本／束以上の耐炎化繊維束であることが好ましい。より好ましくは１００００〜５０００００本／束であり、１００００〜１０００００本／束が更に好ましい。耐炎化繊維束の単繊維数が１００００本／束に満たないと、紡績糸の生産性を高めるのが難しい場合がある。また５０００００本／束を超えると捲縮を均一に付与できない場合がある。かかる単繊維数の耐炎化繊維束は例えば前述の前駆体繊維束を複数本合糸して耐炎化処理することで得ることができる。
【００４０】
かかる耐炎化繊維束を紡績糸に加工する方法としては特に限定されないが、カットし、加工糸を経て紡績糸とすることもできる。例えば、耐炎化繊維束を牽切し、そのまま紡績糸としてもよく、耐炎化繊維束を牽切し、スライバーとし紡績糸としてもよく、耐炎化繊維束をエッジカッタなどで圧切、スライバーとし紡績糸としてもよく、或いは耐炎化繊維束に予め切断容易な加工を施し、牽切、スライバーとし紡績糸としてもよく、加工糸を経由して紡績糸とすることができる。中でも、繊維損傷が少なく、紡績糸の強力低下が少ないという点から、牽切工程を経ることが好ましい。また、カットされた繊維長は１０〜２００ｍｍであることが好ましく、３０〜１５０ｍｍが好ましい。カット長が１０ｍｍ未満であると、後工程において風綿を発生し、作業環境が悪化する場合があり、２００ｍｍを超えると加撚用のフロントローラーとバックローラーとのゲージ長よりも長くなることから、紡出ドラフト不良を発生させる場合がある。
【００４１】
耐炎化繊維束を牽切する際の牽切延伸倍率は、特に限定されないが、３倍以上であることが好ましく、より好ましくは４倍以上である。上限としては１０倍である。牽切延伸倍率が３倍未満であると得られるスライバー中に繊維長が２００ｍｍを超える繊維が含まれることがあり、１０倍を超えると牽切工程の糸切れが多発する場合がある。
【００４２】
該工程の牽切段数は特に制限されるものではないが、１〜３段の牽切が好適である。
【００４３】
また、耐炎化繊維束を適当な加工糸とし、紡績してもよい。加工糸としては、特に限定されないが、捲縮を付与することが可能である。この捲縮付与工程は、特に限定されず、前述の非イオン界面活性剤付与工程の前でも、後でもよく、牽切の前でもよく、後でもよいが、好ましくは牽切前に捲縮を付与していることが好ましく、更に好ましくは、非イオン界面活性剤付与工程の後、牽切前に捲縮を付与することが好ましい。捲縮の程度は特に限定されないが、牽切前の捲縮については、５山／ｃｍ以下の捲縮が好ましく、４山／ｃｍ以下がより好ましい。下限としては０．１山／ｃｍである。捲縮が５山／ｃｍを超えると、耐炎化繊維束に潜在的な損傷が加わり、牽切時に耐炎化繊維束の破断を生じるばかりか、得られるスライバーのカット長が短くなり、得られる紡績糸の強力が低下する場合がある。また、０．１山／ｃｍに満たないと、１００００本以上からなる耐炎化繊維束が不揃いに牽切工程に供給され、カットの乱れを生じる場合がある。捲縮加工に供する耐炎化繊維束のフィラメント数は１００００〜１０００００が好ましく、４８０００〜１０００００がより好ましく、さらに好ましくは８００００〜１０００００である。かかる範囲であることが操業性と生産効率の観点から好ましい。牽切後の捲縮は、得られたスライバーの形態を次工程まで維持する程度が好ましく、その範囲は０．１〜４山／ｃｍが好適である。
【００４４】
かかるスライバーに加撚延伸を施し紡績糸となすことができる。可燃延伸の前にギルフォーラーなどによりコーミングを施してもよいが、施さなくともよい。かくして得られたスライバーを配列向上等のために練条工程に供し、ドラフティングおよびダブリングしても良い。その回数はスライバー２本以上を一口として２回以上繰り返すことが好適であり、糸傷みを生じない限り繰り返しても良く、前記摩擦係数を範囲外まで上昇させるものでない限り増摩成分等が付与されてもよい。
【００４５】
加撚数は４００〜７００Ｔ／ｍが好ましく、５００〜７００Ｔ／ｍがより好ましい。かかる撚数が４００Ｔ／ｍ未満であると撚り不足による強力低下という場合があり、７００Ｔ／ｍを超えると撚り方向が紡績糸長手方向に対して直交方向に向き、飽和撚りを超えて強力利用率が低下し、紡績糸自体の強力が大幅に低下する場合がある。加撚装置は特に限定されず、リング式、ミュール式、フライヤ式、コップ式、ポット式などがあり、いずれの方法でも良いが、生産性から鑑みるとリング式が好適である。
【００４６】
加燃延伸の延伸倍率は得ようとする耐炎紡績糸の太さや牽切後のスライバー目付けにより適宜決めることができる。
【００４７】
本発明の耐炎化繊維布帛は前記耐炎化紡績糸からなるものである。ここで布帛とは主に織物、編物、不織布のことであるが、三次元織物、多軸たて編物、レース、組紐、網なども含まれる。中でも織物は強度、コスト面に優れるため多種の用途に用いられる。
【００４８】
ここで織物とは経糸、緯糸が互いに直角又は場合によっては緯糸が斜めに走行し任意の角度で織り合わさったものでもよい。製織時には公知の方法で経糸に糊付けを行うことができる。糊は精錬で除くことが可能であれば、種類を限定するものではない。製織性は経糸の糊により影響を受けるものの、緯糸は糊付けされていないことから、紡績糸自体が有する摩擦特性に依存する。織組織としては平織、綾織、朱子織等が挙げられる。織物はシャトル織機、レピア織機、エアジェットルーム、ウオータジェットルーム等を用いて製織することができる。また、織物は多方向の強度に優れるという点で好ましい。従って本発明の耐炎化繊維織物は各種耐炎化、防火用途に用いられ、例えばブレーキパッドとして好ましく用いられる。
【００４９】
また、編物とは編針を用いて編んだもので経編や緯編等ループを有するものである。
【００５０】
本発明の耐炎化繊維布帛を炭化して得られる炭素繊維布帛は、各種電極基材として好適に用いられ、例えばナトリウム−硫黄電池や固体高分子型の電極基材などに好ましく用いることができる。
【００５１】
本発明の耐炎化繊維布帛は厚さが２ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは１ｍｍ以下である。ここで厚さとは耐炎化繊維織物を面圧で０．１５ＭＰａ加圧したときの厚さとする。かかる厚さが２ｍｍを超えると、かかる布帛の炭化において炭化ムラや不均一な収縮を生じる場合がある。
【００５２】
また、本発明の耐炎化繊維布帛は、単位面積あたりの重量は特に限定されるものではないが、９０ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。より好ましくは１００ｇ／ｍ２以上である。単位面積あたりの重量が９０ｇ／ｍ２に満たないと、布目間に隙間が生じて織物の表面平滑性や滑らかさが低下する場合がある。また、かかる布帛の炭化において布帛自体の強力低下を生じる場合がある。また、耐炎化繊維布帛の単位面積あたりの重量の上限は特になく、前述の好ましい厚さの範囲を満たす限りは高いほど好ましい。３００ｇ／ｍ２を超えると耐炎化繊維布帛の厚みが厚くなりすぎる場合がある。耐炎化繊維布帛の厚さが２ｍｍ以下でかつ単位面積あたりの重量が９０ｇ／ｍ２以上であることがより好ましい。
【００５３】
かかる耐炎化繊維布帛を１９００℃以上２０００℃以下の窒素雰囲気下で焼成することにより、本発明の炭素繊維布帛を得ることができる。かかる処理は１分以上とすることができる。
【００５４】
本発明の炭素繊維布帛は厚さが０．５ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは０．４ｍｍ以下である。かかる厚さが０．５ｍｍを超えると布帛としてのフレキシビリティーが無くなり、布帛加工性が低下する場合がある。また、厚みは少なくとも０．１ｍｍあることが好ましい。０．１ｍｍ未満では炭素繊維布帛の強度が不十分な場合がある。
【００５５】
また、本発明の炭素繊維布帛は、単位面積あたりの重量は特に限定されるものではないが、８０ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。より好ましくは８５ｇ／ｍ２以上である。単位面積あたりの重量が８０ｇ／ｍ２に満たないと、布目間に隙間が生じて織物の表面平滑性や滑らかさが低下する場合がある。また、かかる重量の上限は特になく、前述の好ましい厚さの範囲を満たす限りは高いほど好ましい。２００ｇ／ｍ２を超えると炭素繊維布帛の厚みが厚くなりすぎる場合がある。炭素繊維布帛の厚さが０．５ｍｍ以下でかつ単位面積あたりの重量が８０ｇ／ｍ２以上であることがより好ましい。
【００５６】
【実施例】
以下、実施例を用いて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例等によりなんら限定されるものではない。
【００５７】
本実施例では、各物性値は以下の方法により測定した。尚、測定雰囲気は特に記載しない場合を除き、温度２４±４℃、相対湿度７０±２０％とした。
＜比重＞
ＪＩＳ　　Ｒ−７　６０１記載の方法に従った。試薬はエタノール（和光純薬社製特級）を精製せずに用いた。１．０〜１．５ｇの耐炎化繊維を採取し、１２０℃で２時間絶乾した。絶乾重量（Ａ）を測定したのち、比重既知（比重ρ）のエタノールに含浸し、エタノール中の耐炎糸重量（Ｂ）を測定した。下記式１に従い比重を算出した。
【００５８】
耐炎糸比重＝（Ａ×ρ）／（Ａ−Ｂ）　・・・（式１）
＜紡績糸太さ＞
紡績糸１０００ｍの重量を測定することを１０回繰り返した。紡績糸重量を合計し、１００００ｍあたりのク゛ラム数で示した。（ｇ／１００００ｍ＝ｄｔｅｘ）
＜紡績糸強力＞
クロスヘッドスピード５００ｍｍ／ｍｉｎ、初期テンション０．５ｃＮ／ｔｅｘ、試長５００ｍｍで１ロットあたり、５０サンフ゜ルを測定しその平均値を示した。本実施例では、ＳＴＡＴＩＭＡＴ　ＭＥ（計測器製）を使用して測定した。
＜単繊維強度・繊度＞
試長２０ｍｍ、初期張力０．５０ｃＮ／ｔｅｘに調整し、クロスヘッドスピード２０ｍｍ／分で３３サンプルの単繊維強度を測定し、その平均値を示した。本実施例では試験機としてＴＥＸＴＥＣＨＮＯ社製ＦＡＶＩＭＡＴを使用して測定した。また、繊度については、かかる単繊維強度測定用試料の長さと重量を測定し、重量を長さで割り返した値の平均値を示した。
＜Ｆ／Ｆ摩擦係数＞
測定方法はＪＩＳ　　Ｌ１０９５に従った。一端に初張力（Ｔｆ０）を加えた紡績糸試料と紡績糸をコーン等に巻上げた摩擦体とを直交かつ接触角度がθとなるように接触させながら低速で巻き取り、試料が摩擦体上を滑り始める直前の引き取り張力（Ｔｆ１）を測定し、下記（式２）により算出した。
【００５９】
Ｆ／Ｆ静摩擦係数＝ｌｏｇ（（Ｔｆ１／Ｔｆ０））／θｌｏｇｅ　　・・・（式２）
Ｔｆ０：初張力
Ｔｆ１：試料が摩擦体上を滑り始める直前の引き取り張力
θ：試料と被摩擦体との接触角度（ラジアン）
ｅ　：自然対数の底
＜Ｆ／Ｍ摩擦係数＞
測定方法はＪＩＳ　　Ｌ１０９５に従った。一端に初張力（ＴＭ０）を加えた紡績糸試料と金属製からなる円筒形摩擦体とを直交かつ接触角度がθとなるように接触させながら低速で巻き取り、試料が摩擦体上を滑り始める直前の引き取り張力（ＴＭ１）を測定し、下記３式により算出した。
【００６０】
Ｆ／Ｍ静摩擦係数＝ｌｏｇ（（ＴＭ１／ＴＭ０））／θｌｏｇｅ　　・・・（３式）
ＴＭ０：初張力
ＴＭ１：試料が摩擦体上を滑り始める直前の引き取り張力
θ　：試料と被摩擦体との接触角度（ラジアン）
ｅ　：自然対数の底
＜風綿量＞
製織時の緯糸チーズ下に、布（大きさ０．５ｍ×１．０ｍ）を引き、チーズから解舒されるときに発生する風綿と緯糸糸道擦過部で溜まる風綿の合計量（Ａ）を計量し、織り長さ（Ｂ）で除した値を示した。
【００６１】
風綿量（ｇ／ｍ）＝（Ａ）／（Ｂ）
＜織機停台頻度＞
糸切れに起因する製織機の停台回数をカウント（Ｃ）し、織り長さ（Ｄ）で除した値を示した。経糸切れ起因と緯糸切れ起因のそれぞれを合計し、織機停台頻度とした。
【００６２】
織機停台頻度（回／ｍ）＝（Ｃ）／（Ｄ）
（実施例１）
比重１．０７ｇ／ｃｍ３の７．２Ｋｔｅｘ／４８０００ｆからなるアクリロニトリル系繊維束に０．２℃／分の速度で２１５〜２３０℃、更に３．０℃／分の速度で２５０℃〜２７０℃に昇温耐炎化を加え、単繊維繊度１．５ｄｔｅｘ、比重１．４２ｇ／ｃｍ３の耐炎化繊維からなる耐炎化繊維束を得た。
【００６３】
かかる耐炎化繊維束を２本合糸し、１４．４Ｋｔｅｘ／９６０００ｆの耐炎化繊維束にラウリルアルコールエチレンオキサイド化合物を０．７重量部付与した。
【００６４】
湿熱条件下で該繊維束温度７０℃に昇温し、捲縮数３山／ｃｍの捲縮を付与したのち、１０％の水分率になるまで乾燥した。
【００６５】
得られた耐炎化繊維束を３段牽切機で４倍に牽切延伸し、スライバーを得た。得られたスライバーを６０９Ｔ／ｍに加燃しつつ２５倍延伸し、３０３ｄｔｅｘ（１／３３）の紡績糸を得た。
【００６６】
この紡績糸強力は２８７ｃＮ、紡績糸の構成繊維長は３０ｍｍ〜１２０ｍｍ、平均単繊維強力は１．６１ｃＮであった。
【００６７】
得られた紡績糸のＦ／Ｆ静摩擦係数は０．２８、Ｆ／Ｍ静摩擦係数は０．１４であった。かかる耐炎化繊維束および紡績糸の特性を表１にまとめて示す。
【００６８】
経糸に糊剤を５％付与し、経糸２２本×緯糸２０本／ｃｍでレピア製織機を用いて製織し、幅１．３ｍ×長さ２５ｍ×厚さ１ｍｍ、目付１５０ｇ／ｍ３の耐炎化繊維布帛を得た。
【００６９】
織機停台頻度は０．５０回／ｍ（経糸切れ起因０．３８回／ｍ、緯糸切れ起因０．１２回／ｍ）、緯糸風綿量０．０５ｇ／ｍであり良好であった。かかる本実施例の耐炎化紡績糸の製織性を表２にまとめて示す。
【００７０】
得られた耐炎化繊維布帛を窒素雰囲気下で２０００℃で２分間焼成し、目付９１ｇ／ｍ３、厚さ０．１７ｍｍの炭化繊維布帛を得た。得られた耐炎化繊維布帛、炭素繊維布帛の厚さ及び重量を表２に示す。
（実施例２）実施例１で得られた耐炎化繊維束をを２本合糸し、１４．４Ｋｔｅｘ／９６０００ｆの耐炎化繊維束にラウリルアルコールエチレンオキサイド化合物を０．７重量部付与した。
【００７１】
湿熱条件下で該繊維束温度７０℃に昇温し、捲縮数５．５山／ｃｍの捲縮を付与したのち、１０％の水分率になるまで乾燥した。
【００７２】
得られた耐炎化繊維束を３段牽切機で４倍に牽切延伸したところ、延伸中にトウの破断が発生したがスライバーを得た。
【００７３】
得られたスライバーを６０９Ｔ／ｍに加燃しつつ２５倍延伸し、３１０ｄｔｅｘ（１／３３）の紡績糸を得た。この紡績糸強力は２６０ｃＮ、紡績糸の構成繊維長は２０ｍｍ〜１００ｍｍ、平均単繊維強力は１．５２ｃＮであった。
【００７４】
得られた紡績糸のＦ／Ｆ静摩擦係数は０．２７、Ｆ／Ｍ静摩擦係数は０．１３であった。かかる耐炎化繊維束および紡績糸の特性を表１にまとめて示す。
【００７５】
経糸に糊剤を５％付与し、経糸２２本×緯糸２０本／ｃｍでレピア製織機を用いて製織し、幅１．３ｍ×長さ２５ｍ×厚さ１ｍｍ、目付１４９ｇ／ｍ３の耐炎化繊維布帛を得た。
【００７６】
織機停台頻度は０．５５回／ｍ（経糸切れ起因０．３８回／ｍ、緯糸切れ起因０．１７回／ｍ）、緯糸風綿量０．０７ｇ／ｍであり良好であった。かかる本実施例の耐炎化紡績糸の製織性を表２にまとめて示す。
【００７７】
得られた耐炎化繊維布帛を窒素雰囲気下で２０００℃で２分間焼成し、目付９０ｇ／ｍ３、厚さ０．１７ｍｍの炭化繊維布帛を得た。得られた耐炎化繊維布帛、炭素繊維布帛の厚さ及び重量を表２に示す。
（実施例３）実施例１で得られた耐炎化繊維束をを２本合糸し、１４．４Ｋｔｅｘ／９６０００ｆの耐炎化繊維束にラウリルアルコールエチレンオキサイド化合物を０．７重量部付与した。
【００７８】
得られた耐炎化繊維束に捲縮加工を施さず、３段牽切機で４倍に牽切延伸した。加撚ドラフトしたところ紡出不良とスライバーの割れが発生し、紡績操業性がやや悪化したものの６１０Ｔ／ｍ、２９９ｄｔｅｘ（１／３３）紡績糸を得た。
【００７９】
この紡績糸強力は２９０ｃＮ、紡績糸の構成繊維長は５０ｍｍ〜２００ｍｍ、平均単繊維強力は１．７０ｃＮであった。
【００８０】
得られた紡績糸のＦ／Ｆ静摩擦係数は０．２７、Ｆ／Ｍ静摩擦係数は０．１３であった。かかる耐炎化繊維束および紡績糸の特性を表１にまとめて示す。
【００８１】
経糸に糊剤を５％付与し、経糸２２本×緯糸２０本／ｃｍでレピア製織機を用いて製織し、幅１．３ｍ×長さ２５ｍ×厚さ１ｍｍ、目付１５２ｇ／ｍ３の耐炎化繊維布帛を得た。
【００８２】
織機停台頻度は０．５３回／ｍ（経糸切れ起因０．３３回／ｍ、緯糸切れ起因０．２０回／ｍ）、緯糸風綿量０．０８ｇ／ｍであり良好であった。かかる本実施例の耐炎化紡績糸の製織性を表２にまとめて示す。
【００８３】
得られた耐炎化繊維布帛を窒素雰囲気下で２０００℃で２分間焼成し、目付９１ｇ／ｍ３、厚さ０．１７ｍｍの炭化繊維布帛を得た。得られた耐炎化繊維布帛、炭素繊維布帛の厚さ及び重量を表２に示す。
（比較例１）
実施例１で得られた比重１．４２ｇ／ｃｍ３の１４．４Ｋｔｅｘ／９６０００ｆからなる耐炎化繊維束にラウリルアルコールエチレンオキサイド化合物を０．３重量部付与した以外は実施例１と同様の方法で、平均撚り数６２０Ｔ／ｍ、３００ｄｔｅｘ（１／３３）の紡績糸を得た。
【００８４】
この紡績糸強力は２６７ｃＮ、紡績糸の構成繊維長は３０ｍｍ〜１２０ｍｍ、平均単繊維強力は１．６０ｃＮであった。
【００８５】
得られた紡績糸のＦ／Ｆ静摩擦係数は０．３６、Ｆ／Ｍ静摩擦係数は０．２８であった。かかる耐炎化繊維束および紡績糸の特性を表１にまとめて示す。
【００８６】
経糸に糊剤を５％付与し、経糸２２本×緯糸２０本／ｃｍでレピア製織機を用いて製織し、幅１．３ｍ×長さ２５ｍ×厚さ１ｍｍ、目付１５０ｇ／ｍ３の耐炎化繊維布帛を得た。
【００８７】
織機停台頻度は１．７６回／ｍ（経糸切れ起因０．３２回／ｍ、緯糸切れ起因１．４４回／ｍ）緯糸風綿量０．２０ｇ／ｍであった。かかる本比較例の耐炎化紡績糸の製織性を表２にまとめて示す。
【００８８】
得られた耐炎化繊維布帛を窒素雰囲気下で２０００℃で２分間焼成し、目付８９ｇ／ｍ３、厚さ０．１８ｍｍの炭化繊維布帛を得た。得られた耐炎化繊維布帛、炭素繊維布帛の厚さ及び重量を表２に示す。
（比較例２）実施例１で得られた比重１．４２ｇ／ｃｍ３の１４．４Ｋｔｅｘ／９６０００ｆからなる耐炎化繊維束にラウリルアルコールエチレンオキサイド化合物を１．０重量部付与した以外は実施例１と同様の方法で、平均撚り数６０５Ｔ／ｍ、３０５ｄｔｅｘ（１／３３）の紡績糸を得た。この紡績糸強力は２６２ｃＮであった。
【００８９】
得られた紡績糸のＦ／Ｆ静摩擦係数は０．３８、Ｆ／Ｍ静摩擦係数は０．１８であった。かかる耐炎化繊維束および紡績糸の特性を表１にまとめて示す。
【００９０】
経糸に糊剤を５％付与し、経糸２２本×緯糸２０本／ｃｍでレピア製織機を用いて製織し、幅１．３ｍ×長さ２５ｍ×厚さ１ｍｍ、目付１５０ｇ／ｍ３の耐炎化繊維布帛を得た。
【００９１】
織機停台頻度は１．８５回／ｍ（経糸切れ起因０．３２回／ｍ、緯糸切れ起因１．５３回／ｍ）緯糸風綿量０．２５ｇ／ｍであった。かかる本比較例の耐炎化紡績糸の製織性を表２にまとめて示す。
【００９２】
得られた耐炎化繊維布帛を窒素雰囲気下で２０００℃で２分間焼成し、目付９０ｇ／ｍ３、厚さ０．１８ｍｍの炭化繊維布帛を得た。得られた耐炎化繊維布帛、炭素繊維布帛の厚さ及び重量を表２に示す。
【００９３】
【表１】
2004124309.tif 000002
【００９４】
【表２】
2004124309.tif 000003
【００９５】
【発明の効果】
本発明は糸切れが少なく、製織性に優れた耐炎化紡績糸を提供する。更には、厚さや織り組織を所望のものとした高密度な耐炎化織編布帛、更には該耐炎化繊維布帛を炭化して得られる炭化繊維布帛を安定提供することにある。