JP2003055881A - Precursor for carbon fiber, method for producing the same and method for producing carbon fiber - Google Patents

Precursor for carbon fiber, method for producing the same and method for producing carbon fiber

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JP2003055881A
JP2003055881A JP2002155457A JP2002155457A JP2003055881A JP 2003055881 A JP2003055881 A JP 2003055881A JP 2002155457 A JP2002155457 A JP 2002155457A JP 2002155457 A JP2002155457 A JP 2002155457A JP 2003055881 A JP2003055881 A JP 2003055881A
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JP
Japan
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precursor
carbon fiber
weight
component
silicone
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JP2002155457A
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Japanese (ja)
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Makoto Kobayashi
真 木林
Mitsutoshi Ozaki
充利 尾▲ざき▼
Fumio Ogawa
文夫 小川
Katsumi Yamasaki
勝巳 山▲さき▼
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a precursor for carbon fibers capable of suppressing factors in deteriorating the operating efficiency of a silicone finish oil essential for improving performances of the carbon fibers in a baking step and making the improvement of the performances in physical properties of the carbon fibers compatible with an improvement of the operating efficiency. SOLUTION: This precursor for the carbon fibers comprises the finish oil composed of the following two components and applied in an amount of 0.1-3 wt.% based on the fiber weight. Component A: a silicone finish oil having an oscillation period difference T of a pendulum measured by a damped oscillation method with a rigid body pendulum and satisfying the following formulae 0.03<=T<=0.4 and T=T30-T180 [wherein, T30 is the oscillation period (s) at 30 deg.C; and T180 is the oscillation period (s) after heat treatment at 180 deg.C for 10 min] and component B: a resin component having >=80% residual ratio r1 after heat treatment under conditions of 250 deg.C and 1 h and <=10% residual ratio r2 after heat treatment under conditions of 500 deg.C for 5 min or >=70% residual ratio r3 after keeping the finish oil at 240 deg.C for 2 h and <=10% residual ratio r4 after keeping the finish oil at 470 deg.C for 1 h.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、引張強度の優れた
炭素繊維を効率よく得るための炭素繊維用プリカーサ
ー、その製造方法および炭素繊維の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a precursor for a carbon fiber for efficiently obtaining a carbon fiber having excellent tensile strength, a method for producing the same, and a method for producing the carbon fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭素繊維は他の繊維に比べて優れた比強
度および比弾性率を有するため、その優れた機械的特性
を利用して樹脂との複合材料用の補強繊維として工業的
に広く利用されている。近年、炭素繊維複合材料の優位
性はますます高まり、特にスポーツ、航空宇宙用途にお
いて優位である。
2. Description of the Related Art Carbon fibers have excellent specific strength and specific elastic modulus as compared with other fibers, and therefore, due to their excellent mechanical properties, they are industrially widely used as reinforcing fibers for composite materials with resins. It's being used. In recent years, carbon fiber composite materials have become more and more superior, especially in sports and aerospace applications.

【0003】このような高性能炭素繊維を製造するため
には、特に破断の開始点となるような欠陥の生成を抑制
することが必要である。特に、炭素繊維の破断は大部分
表面から開始しており表面欠陥の寄与が大きいため、従
来より、種々油剤技術が提案されている。特公昭51−
12739号公報には、シリコーンを付与して焼成中に
おける繊維の融着や損傷を防止する技術が開示されてお
り、特公昭53−10175号公報には、アミノ変性シ
リコーンを付与することにより、操業性を著しく向上さ
せ、焼成時間を短くするとともに、樹脂とのなじみのよ
い炭素繊維を得る技術が開示されている。さらに、特公
平4−33892号公報や特公平4−40152号公報
には、アミノ変性、エポキシ変性、アルキレンオキサイ
ド変性という異なる変性基を有するシリコーン油剤を組
合せて付与することにより、油剤の樹脂化を促進して、
熱処理時の単糸間接着を抑制するという技術が開示され
ている。
In order to produce such a high performance carbon fiber, it is necessary to suppress the generation of defects which are particularly the starting points of fracture. In particular, since most of the carbon fiber fractures start from the surface and the contribution of surface defects is large, various oil agent technologies have been conventionally proposed. Japanese Patent Publication 51-
Japanese Patent No. 12739 discloses a technique of applying silicone to prevent fusion and damage of fibers during firing, and Japanese Patent Publication No. 53-10175 discloses operation by adding amino-modified silicone. There is disclosed a technique in which the carbon properties are remarkably improved, the firing time is shortened, and a carbon fiber having good compatibility with a resin is obtained. Further, in JP-B-4-33892 and JP-B-4-40152, by adding a combination of silicone oil agents having different modifying groups such as amino-modified, epoxy-modified, and alkylene oxide-modified, the oil agent is resinified. Promote
A technique for suppressing the adhesion between single yarns during heat treatment is disclosed.

【0004】しかし、シリコーン油剤は焼成工程で炭化
ケイ素、窒化ケイ素を生成しやすく、熱処理炉中に生成
したこれらスケールが工程安定性を低下させるという短
所も有しており、シリコーン量を削減する技術が提案さ
れている。例えば、特開2000−136485号公報
には、シリコーン量を削減した場合の糸条集束性の低下
をシリコーン系ストレート油剤を仕上油剤として付与す
るにより解決する方法が開示されている。この技術によ
りトータルとしてシリコーン量は削減できるものの、シ
リコーン系油剤を追油する以上、削減には限度がある。
また、特開2000−199183号公報には、耐熱性
の高い非シリコーン油剤との組合せによりシリコーン量
を削減する技術が開示されているが、高物性、かつ品位
の高い炭素繊維を得ることができないという問題点を有
していた。
However, the silicone oil agent is liable to easily generate silicon carbide and silicon nitride in the firing step, and these scales produced in the heat treatment furnace also have the disadvantage of degrading the process stability. Is proposed. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-136485 discloses a method of solving a decrease in yarn focusing property when the amount of silicone is reduced by adding a silicone-based straight oil agent as a finishing oil agent. Although the total amount of silicone can be reduced by this technology, there is a limit to the reduction because the silicone-based oil agent is added.
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-199183 discloses a technique for reducing the amount of silicone by combining with a non-silicone oil agent having high heat resistance, but it is not possible to obtain carbon fiber having high physical properties and high quality. Had the problem.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、炭素繊維の高性能化に必須であるシ
リコーン油剤の、焼成工程における操業性悪化要因を抑
制し、かつ、炭素繊維物性の高性能化と操業性向上とを
両立させることができる炭素繊維用プリカーサー、その
製造方法および炭素繊維の製造方法を提供せんとするも
のである。
In view of such background of the prior art, the present invention suppresses the factor of deterioration of operability in the firing step of the silicone oil agent which is essential for improving the performance of carbon fiber, and the carbon fiber. It is intended to provide a precursor for a carbon fiber, a method for producing the same, and a method for producing the carbon fiber, which can achieve both high performance of physical properties and improvement of operability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の炭素繊維用プリカーサーは、下
記2成分を含む油剤が、繊維重量あたり0.1〜3重量
%付着していることを特徴とするものである。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the precursor for carbon fiber of the present invention is characterized in that the oil agent containing the following two components is attached in an amount of 0.1 to 3% by weight based on the weight of the fiber.

【0007】A成分:剛体振り子の自由減衰振動法によ
り測定される振り子の振動周期差Tが、下記式を満足す
るシリコーン油剤 0.03≦T≦0.4 T=T30−T180 T30:30℃における振動周期(秒) T180:180℃で10分間熱処理後の振動周期(秒) B成分:熱処理条件250℃×1時間後の残存率r1が
80%以上であり、かつ、500℃×5分後の残存率r
2が10%以下である樹脂成分、または、240℃で2
時間保持後の残存率r3が70%以上、かつ470℃で
1時間保持後の残存率r4が10%以下である樹脂成分 また、本発明の炭素繊維用プリカーサーの製造方法は、
前記A成分とB成分を含む油剤エマルジョンを繊維に付
与し、乾燥して緻密化するか、もしくは、A成分を含む
エマルジョンを繊維に付与、乾燥緻密化した後、B成分
を付与することを特徴とするものである。
A component: Silicone oil agent whose vibration period difference T measured by the free damping vibration method of a rigid pendulum satisfies the following formula: 0.03≤T≤0.4 T = T30-T180 T30: 30 ° C Vibration cycle (second) T180: Vibration cycle (second) after heat treatment at 180 ° C. for 10 minutes B component: Heat treatment condition 250 ° C. × 1 hour residual rate r1 of 80% or more and 500 ° C. × 5 minutes After survival rate r
2 is a resin component whose content is 10% or less, or 2 at 240 ° C
Resin component having a residual rate r3 after holding for 70 hours or more and a residual rate r4 after holding for 1 hour at 470 ° C. of 10% or less. Further, the method for producing a precursor for carbon fiber of the present invention is
The oil emulsion containing the A component and the B component is applied to the fiber and dried to densify it, or the emulsion containing the A component is applied to the fiber and dried and densified, and then the B component is applied. It is what

【0008】また、本発明の炭素繊維の製造方法は、か
かる炭素繊維用プリカーサーを実質的に無撚で焼成する
ことを特徴とするものである。
Further, the method for producing carbon fiber of the present invention is characterized in that the precursor for carbon fiber is fired substantially without twisting.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり炭素
繊維の高性能化に必須であるシリコーン油剤の、焼成工
程における操業性悪化要因を抑制し、かつ、炭素繊維物
性の高性能化と操業性向上とを両立させることができる
炭素繊維用プリカーサーについて、鋭意検討し、炭素繊
維用プリカーサーに、特定のシリコーン油剤と耐熱性の
非シリコーン油剤とを併用してみたところ、意外にも、
かかる課題を一挙に解決することを究明したものであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention aims to prevent the above-mentioned problems, namely, to suppress the deterioration factor of the operability of the silicone oil agent in the firing step, which is essential for improving the performance of carbon fiber, and to improve the performance of carbon fiber physical properties. A carbon fiber precursor capable of achieving both improved operability has been earnestly studied, and when a carbon fiber precursor was used in combination with a specific silicone oil agent and a heat-resistant non-silicone oil agent, surprisingly,
It has been clarified that these problems can be solved at once.

【0010】従来技術によれば、シリコーン油剤と耐熱
性非シリコーン油剤との併用によりシリコーンの使用量
は減少でき、熱処理炉中への炭化ケイ素、窒化ケイ素と
いったスケールの生成は減少させることはできるが、局
部的に糸条の破断、毛羽発生が生じ、最悪の場合には、
糸条の切断が生じることがあり、操業性が悪化するとい
う問題があった。
According to the prior art, by using a silicone oil agent and a heat-resistant non-silicone oil agent together, the amount of silicone used can be reduced, and the production of scales such as silicon carbide and silicon nitride in the heat treatment furnace can be reduced. In the worst case, yarn breakage and fluffing occur locally.
There is a problem in that the yarn may be cut and the operability is deteriorated.

【0011】シリコーン油剤と非シリコーン油剤と併用
した場合、両者間の親和性が低いため、繊維上では分離
して存在することが多い。単繊維の周りにはまず、ポリ
アクリロニトリルとの親和性が高いアミノ変性シリコー
ンを中心としたシリコーン油剤が位置し、その外側に非
シリコーン油剤が分離して存在する。
When a silicone oil agent and a non-silicone oil agent are used in combination, the affinity between them is low, and therefore they often exist separately on the fiber. First, a silicone oil agent centered on amino-modified silicone, which has a high affinity for polyacrylonitrile, is located around the single fiber, and a non-silicone oil agent is separately present on the outside thereof.

【0012】本発明者らは、先述の局部的糸条破断、毛
羽発生の原因を検討した結果、シリコーン油剤の外側に
位置した非シリコーン油剤が耐炎化工程で必要な酸素の
糸条内への透過を抑制し、耐炎化反応が不十分となった
部分が局部的糸条破断、毛羽発生することを見出した。
As a result of examining the causes of the local yarn breakage and the occurrence of fluff as described above, the present inventors have found that the non-silicone oil agent located outside the silicone oil agent causes oxygen into the yarn thread necessary in the flameproofing process. It was found that the part where the permeation was suppressed and the flameproofing reaction was insufficient caused local yarn breakage and fuzzing.

【0013】さらに、併用するシリコーンの性状を特定
することにより、局部的糸条破断、毛羽発生を抑制でき
ることを見出した。すなわち、本発明は、下記A成分の
特定シリコーン油剤と、B成分の特定非シリコーン油剤
とを含む油剤を、繊維重量あたり0.1〜3重量%、炭
素繊維用プリカーサーに付着させたものである。
Furthermore, it has been found that by specifying the properties of the silicone used in combination, local yarn breakage and fluff generation can be suppressed. That is, the present invention is one in which an oil agent containing the specific silicone oil agent of the following component A and the specific non-silicone oil agent of the component B is attached to the carbon fiber precursor in an amount of 0.1 to 3% by weight based on the weight of the fiber. .

【0014】A成分:剛体振り子の自由減衰振動法によ
り測定される振り子の振動周期差Tが、下記式を満足す
るシリコーン油剤 0.03≦T≦0.4 T=T30−T180 T30:30℃における振動周期(秒) T180:180℃で10分間熱処理後の振動周期(秒) B成分:熱処理条件250℃×1時間後の残存率r1が
80%以上であり、かつ、500℃×5分後の残存率r
2が10%以下である樹脂成分、または、240℃で2
時間保持後の残存率r3が70%以上であり、かつ、4
70℃で1時間保持後の残存率r4が10%以上である
樹脂成分 本発明の炭素繊維は、アクリル系、ピッチ系、レーヨン
系等いずれでも良いが、特にアクリル系プリカーサーが
好ましい。
Component A: Silicone oil agent in which the vibration period difference T of the pendulum measured by the free damping vibration method of a rigid pendulum satisfies the following formula: 0.03≤T≤0.4 T = T30-T180 T30: 30 ° C Vibration cycle (second) T180: Vibration cycle (second) after heat treatment at 180 ° C. for 10 minutes B component: Heat treatment condition 250 ° C. × 1 hour residual rate r1 of 80% or more and 500 ° C. × 5 minutes After survival rate r
2 is a resin component whose content is 10% or less, or 2 at 240 ° C
The residual rate r3 after holding for 70 hours or more, and 4
Resin component having a residual ratio r4 of 10% or more after being kept at 70 ° C. for 1 hour The carbon fiber of the present invention may be any of acrylic, pitch, rayon, etc., but acrylic precursor is particularly preferable.

【0015】かかるアクリル系炭素繊維用プリカーサー
について詳細に説明する。
The precursor for acrylic carbon fiber will be described in detail.

【0016】かかるアクリル系炭素繊維のプリカーサー
を構成するポリアクリロニトリルとしては、アクリロニ
トリル85重量%以上、アクリロニトリルと共重合可能
な重合性不飽和単量体を15重量%以下含む重合体であ
ることが好ましい。かかる重合性不飽和単量体として
は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸およびそれ
らのアルカリ金属塩、アンモニウム塩およびアルキルエ
ステル類、アクリルアミド、メタクリルアミドおよびそ
れらの誘導体、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸
およびそれらの塩類またはアルキルエステル類等を使用
することができる。
The polyacrylonitrile which constitutes the precursor of the acrylic carbon fiber is preferably a polymer containing 85% by weight or more of acrylonitrile and 15% by weight or less of a polymerizable unsaturated monomer copolymerizable with acrylonitrile. . Examples of the polymerizable unsaturated monomer include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and their alkali metal salts, ammonium salts and alkyl esters, acrylamide, methacrylamide and their derivatives, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid. And their salts or alkyl esters can be used.

【0017】また、不飽和カルボン酸等、耐炎化反応を
促進する重合性不飽和単量体を共重合することは好まし
いことである。かかる重合性不飽和単量体の共重合量
は、好ましくは0.1〜10重量%、より好ましくは
0.3〜5重量%、特に好ましくは0.5〜3重量%で
ある。かかる不飽和カルボン酸の具体例としては、アク
リル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、シト
ラコン酸、エタクリル酸、マレイン酸、メサコン酸等を
使用することができる。また、高強度の炭素繊維を得る
ためには、かかる不飽和カルボン酸のアルキルエステル
および酢酸ビニルから選ばれた少なくとも1種を共重合
することが好ましい。その共重合量は、好ましくは0.
1〜10重量%、より好ましくは0.3〜5重量%、特
に好ましくは0.5〜3重量%である。かかる不飽和カ
ルボン酸のアルキルエステルの具体例としては、アクリ
ル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メ
タクリル酸セカンダリーブチル等を使用することができ
るが、その中でもアクリル酸、メタクリル酸のプロピ
ル、ブチル、イソブチル、セカンダリーブチルエステル
が好ましく使用される。
It is also preferable to copolymerize a polymerizable unsaturated monomer which accelerates the flameproofing reaction such as unsaturated carboxylic acid. The copolymerization amount of the polymerizable unsaturated monomer is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.3 to 5% by weight, and particularly preferably 0.5 to 3% by weight. Specific examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, citraconic acid, ethacrylic acid, maleic acid, mesaconic acid and the like. Further, in order to obtain a high-strength carbon fiber, it is preferable to copolymerize at least one selected from the alkyl ester of unsaturated carboxylic acid and vinyl acetate. The copolymerization amount is preferably 0.
It is 1 to 10% by weight, more preferably 0.3 to 5% by weight, and particularly preferably 0.5 to 3% by weight. Specific examples of the alkyl ester of unsaturated carboxylic acid include methyl acrylate, methyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, and secondary butyl methacrylate. Among them, acrylic is used. Acids, propyl, butyl, isobutyl and secondary butyl esters of methacrylic acid are preferably used.

【0018】かかるアクリル系炭素繊維のプリカーサー
を構成するポリアクリロニトリルの重合方法としては、
懸濁重合、溶液重合、乳化重合など従来公知の方法を採
用することができる。重合度としては、極限粘度
([η])で好ましくは1.0以上、より好ましくは
1.25以上、特に好ましくは1.5以上である。な
お、[η]は5.0以下にするのが紡糸安定性の点から
好ましい。
As a method for polymerizing polyacrylonitrile which constitutes the precursor of such an acrylic carbon fiber,
Conventionally known methods such as suspension polymerization, solution polymerization and emulsion polymerization can be adopted. As the degree of polymerization, the intrinsic viscosity ([η]) is preferably 1.0 or more, more preferably 1.25 or more, and particularly preferably 1.5 or more. From the viewpoint of spinning stability, [η] is preferably 5.0 or less.

【0019】溶液紡糸の場合の溶媒は、有機、無機の公
知の溶媒を使用することができ、具体的にはジメチルス
ルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、硝酸、ロダンソーダ水溶液および塩化亜鉛水溶液
などを溶媒とするポリマー溶液を紡糸原液とする。中で
も、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド等有機溶媒を用いることが好まし
い。
As the solvent in the case of solution spinning, known organic and inorganic solvents can be used. Specifically, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, nitric acid, an aqueous solution of rhodanese and an aqueous solution of zinc chloride are used as the solvent. The polymer solution to be used is the spinning dope. Among them, it is preferable to use an organic solvent such as dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide.

【0020】かかる重合体は、公知の方法によってプリ
カーサーとすることができる。紡糸は、直接凝固浴中へ
紡出する湿式紡糸法や、一旦空気中へ紡出した後に浴中
凝固させる乾湿式紡糸法、あるいは乾式紡糸法、溶融紡
糸によってもよいが、高強度の炭素繊維を得るためには
乾湿式紡糸が好ましい。
The polymer can be made into a precursor by a known method. The spinning may be carried out by a wet spinning method in which it is directly spun into a coagulation bath, a dry-wet spinning method in which it is once spun into air and then coagulated in the bath, or a dry spinning method or melt spinning, but high strength carbon fiber Dry-wet spinning is preferred to obtain

【0021】溶媒、可塑剤を使用する紡糸方法による時
には、紡出糸を直接浴中延伸してもよいし、また、水洗
して溶媒、可塑剤を除去した後に浴中延伸してもよい。
浴中延伸の条件は、通常、50〜98℃の延伸浴中で約
2〜6倍に延伸する。浴中延伸後の糸条はホットドラム
などで乾燥することによって乾燥緻密化が達成される。
乾燥温度、時間などは適宜選択することができる。ま
た、必要に応じて乾燥緻密化後の糸条を、より高温(た
とえば加圧スチーム中)で延伸することも行なわれ、こ
れらによって、所定の繊度、配向度を有するプリカーサ
ーとすることができる。
In the case of the spinning method using a solvent and a plasticizer, the spun yarn may be drawn directly in the bath, or may be washed in water to remove the solvent and the plasticizer and then drawn in the bath.
The drawing conditions in the bath are usually about 2 to 6 times in a drawing bath at 50 to 98 ° C. Dry densification is achieved by drying the yarn after drawing in the bath with a hot drum or the like.
The drying temperature, time, etc. can be appropriately selected. If necessary, the dried and densified yarn may be stretched at a higher temperature (for example, in pressure steam), whereby a precursor having a predetermined fineness and orientation can be obtained.

【0022】本発明の特徴は、かかるプリカーサーにお
いて、乾燥緻密化に先立って、特定なシリコーン油剤と
特定な耐熱性非シリコーン油剤とを組み合わせた油剤を
付与するか、あるいは、乾燥緻密化に先立って特定なシ
リコーン油剤を付与し、乾燥緻密化の後に特定な耐熱性
非シリコーン油剤を付与するところにある。
A feature of the present invention is that, in such a precursor, an oil agent in which a specific silicone oil agent and a specific heat-resistant non-silicone oil agent are combined is applied prior to dry densification, or prior to dry densification. A specific silicone oil agent is applied, and after drying and densification, a specific heat-resistant non-silicone oil agent is applied.

【0023】かかる乾燥緻密化後に特定な耐熱性非シリ
コーン油剤を付与する場合、耐熱性非シリコーンはエマ
ルジョン、溶液で付与してもよいし、溶媒などで希釈し
ない純粋品を付与してもよい。耐熱性非シリコーン付与
後は乾燥を加えてもよいし、加えなくてもよいが、プロ
セスを簡便にするためには乾燥なしが好ましい。さら
に、乾燥なしの場合には、耐熱性非シリコーンは水、有
機溶剤等の揮発性溶媒で希釈しないことが好ましく、純
粋品を付与するか、もしくはイソプロピルパルミテー
ト、イソプロピルミリスチレート、エチルヘキシルラウ
レート等不揮発性の溶媒で希釈して付与することが好ま
しい。
When a specific heat-resistant non-silicone oil agent is applied after such dry densification, the heat-resistant non-silicone may be applied as an emulsion or solution, or may be a pure product which is not diluted with a solvent or the like. Drying may or may not be added after the heat-resistant non-silicone is applied, but no drying is preferable for simplifying the process. Furthermore, in the case of no drying, it is preferable that the heat resistant non-silicone is not diluted with a volatile solvent such as water or an organic solvent, so that a pure product is imparted or isopropyl palmitate, isopropyl myristate, ethylhexyl laurate is added. It is preferable to apply it after diluting it with a non-volatile solvent.

【0024】本発明の炭素繊維用シリコーン油剤は、剛
体振り子の自由減衰振動法により測定される振り子の振
動周期差Tが、下記式を満足することを特徴とするもの
である。
The silicone oil for carbon fibers of the present invention is characterized in that the vibration period difference T of the pendulum measured by the free damping vibration method of the rigid pendulum satisfies the following formula.

【0025】0.03≦T≦0.4 T=T30−T180 T30:30℃における振動周期(秒) T180:180℃で10分間熱処理後の振動周期(秒) 本発明者らは、耐炎化における焼成むらと、製糸工程で
付与されるシリコーン油剤の熱処理時の硬化挙動に相関
があることを見出し、本発明に到達した。すなわち、後
述する方法で測定される振り子の振動周期差T(以後、
単に振動周期差Tと記述)が特定の範囲に制御されたシ
リコーン油剤を採用することにより、耐炎化での焼成む
らを効果的に抑制することができるのである。
0.03 ≦ T ≦ 0.4 T = T30−T180 T30: Vibration cycle at 30 ° C. (second) T180: Vibration cycle after heat treatment at 180 ° C. for 10 minutes (second) The present inventors made flame resistant. The inventors have found that there is a correlation between the firing unevenness in the above step and the curing behavior of the silicone oil agent applied in the yarn making step during the heat treatment, and arrived at the present invention. That is, the vibration period difference T of the pendulum measured by the method described below (hereinafter,
It is possible to effectively suppress firing unevenness due to flame resistance by using a silicone oil agent in which the vibration period difference T is simply controlled to a specific range.

【0026】本発明においてシリコーンとは、基本骨格
にシロキサン結合(−SiO−)を有するジオルガノポ
リシロキサンのことであり、このケイ素原子に結合する
基は水素原子および/またはアルキル基やフェニル基等
が挙げられる。これらの中で特にジメチルシロキサンが
基本骨格として好ましい。
In the present invention, the silicone means a diorganopolysiloxane having a siloxane bond (-SiO-) in the basic skeleton, and the group bonded to the silicon atom is a hydrogen atom and / or an alkyl group or a phenyl group. Is mentioned. Of these, dimethylsiloxane is particularly preferable as the basic skeleton.

【0027】さらに、シリコーンとしては、分子側鎖お
よび/または分子末端にアミノ基、エポキシ基、アルキ
レンオキサイド等で変性したアミノ変性、エポキシ変
性、アルキレンオキサイド変性等の変性シリコーンが好
ましく用いられる。
Further, as the silicone, a modified silicone such as amino-modified, epoxy-modified, or alkylene-oxide-modified which is modified at the molecular side chain and / or at the molecular end with an amino group, an epoxy group, an alkylene oxide or the like is preferably used.

【0028】かかるシリコーン油剤としては、アルキレ
ンオキサイド変性シリコーンをシリコーン油剤に含ませ
るのが、シリコーン油剤の乳化安定性を高める観点から
好ましい。アルキレンオキサイド変性シリコーンについ
ては、エチレンオキサイド変性、プロピレンオキサイド
変性、又は両者で変性されているものが好ましい。アル
キレンオキサイドで変性することによって、シリコーン
油剤に適度な親水性が付与され、自己乳化性を向上して
界面活性剤類似の機能を持たせることができる。こうす
ることにより、シリコーン油剤に、水中における安定性
や糸条表面への均一な付着性などの望ましい特性を付与
することができる。また、組み合わせて用いる耐熱性非
シリコーンとの相溶性も改善される。
As the silicone oil agent, it is preferable to include an alkylene oxide-modified silicone in the silicone oil agent from the viewpoint of enhancing the emulsion stability of the silicone oil agent. The alkylene oxide-modified silicone is preferably one modified with ethylene oxide, modified with propylene oxide, or modified with both. By modifying with a alkylene oxide, appropriate hydrophilicity is imparted to the silicone oil agent, the self-emulsifying property is improved, and the silicone oil agent can have a function similar to that of the surfactant. By doing so, desirable properties such as stability in water and uniform adherence to the yarn surface can be imparted to the silicone oil agent. Further, the compatibility with the heat resistant non-silicone used in combination is also improved.

【0029】シリコーンのアルキレンオキサイド構造に
よる変性量としては、10〜80重量%が良く、好まし
くは20〜70重量%が良い。10重量%未満では、自
己乳化性が不足することがあり、また、80重量%を超
えると耐熱性が低下することがある。
The amount of modification of silicone with an alkylene oxide structure is preferably 10 to 80% by weight, and more preferably 20 to 70% by weight. If it is less than 10% by weight, the self-emulsifying property may be insufficient, and if it exceeds 80% by weight, the heat resistance may be lowered.

【0030】アルキレンオキサイドのユニット(=繰り
返し単位)数は、シリコーン油剤の耐熱性を確保する観
点から、25個以下が好ましい。また、シリコーンは分
子量が大きい程、即ち動粘性率が大きい程、耐熱性が向
上するため、25℃における動粘性率は100cSt以
上のものが良く、好ましくは200cSt以上、より好
ましくは300cSt以上のものが良い。なお、動粘性
率が10000cStを超えると水中に分散させること
が困難になる場合がある。
The number of alkylene oxide units (= repeating units) is preferably 25 or less from the viewpoint of ensuring the heat resistance of the silicone oil agent. Further, since the higher the molecular weight of silicone, that is, the higher the kinematic viscosity, the higher the heat resistance, the kinematic viscosity at 25 ° C. is preferably 100 cSt or more, more preferably 200 cSt or more, and more preferably 300 cSt or more. Is good. If the kinematic viscosity exceeds 10,000 cSt, it may be difficult to disperse it in water.

【0031】さらにアルキレンオキサイド変性シリコー
ンに加え、アミノ変性シリコーン又は/及びエポキシ変
性シリコーンを組み合せることもできる。
Further, in addition to the alkylene oxide-modified silicone, an amino-modified silicone and / or an epoxy-modified silicone can be combined.

【0032】アミノ変性シリコーンについては特に限定
されず、モノアミン型でもポリアミン型でも良い。ここ
でアミノ基は側鎖に導入されていても良く、また、分子
鎖末端に導入されていても良いが、分子鎖末端のみの変
性の場合、変性量が小さくなることがある。さらには側
鎖と分子鎖末端の両方に導入されていてもよい。アミノ
変性シリコーンは分子量が大きい程、即ち動粘性率が大
きい程、耐熱性が向上するため、25℃における動粘性
率が1000cSt以上のものが良く、好ましくは20
00cSt以上、より好ましくは3000cSt以上の
ものが良い。また、変性基の末端アミノ基を−NH2
換算した変性量は0.05〜10重量%が良く、好まし
くは0.1〜5重量%、より好ましくは0.2〜3重量
%が良い。0.05重量%未満では糸条との親和性が不
足することがあり、10重量%を超えると耐熱性が低下
することがある。
The amino-modified silicone is not particularly limited and may be monoamine type or polyamine type. Here, the amino group may be introduced into the side chain or may be introduced into the molecular chain terminal, but in the case of modification of only the molecular chain terminal, the modification amount may be small. Furthermore, it may be introduced into both the side chain and the end of the molecular chain. The higher the molecular weight of the amino-modified silicone, that is, the higher the kinematic viscosity, the more the heat resistance is improved. Therefore, the kinematic viscosity at 25 ° C. is preferably 1000 cSt or more, and more preferably 20
00 cSt or more, and more preferably 3000 cSt or more. Further, modification amount of the terminal amino group was converted with -NH 2 of modifying groups may have from 0.05 to 10 wt%, preferably from 0.1 to 5 wt%, more preferably from 0.2 to 3 wt% . If it is less than 0.05% by weight, the affinity with the yarn may be insufficient, and if it exceeds 10% by weight, the heat resistance may decrease.

【0033】エポキシ変性シリコーンについては特に限
定されず、グリシジル基でも脂環式エポキシ基でも良い
が、糸条との親和性を確保する観点から、1、2−エポ
キシシクロヘキシル基や1、2−エポキシシクロペンチ
ル基のような脂環式エポキシ変性が好ましい。ここでエ
ポキシ基は側鎖に導入されていても良く、また、分子鎖
末端に導入されていても良い。さらには側鎖と分子鎖末
端の両方に導入されていてもよいが、分子鎖の両方の末
端に導入されているものが、エポキシ基の反応性の観点
から好ましい。エポキシ変性シリコーンは、分子量が大
きい程、即ち動粘性率が大きい程、耐熱性が向上するた
め、25℃における動粘性率が100cSt以上のもの
が良く、好ましくは500cSt以上、より好ましくは
1000cSt以上のものが良い。エポキシ変性シリコ
ーンの末端エポキシ基を−CHCH2 Oと換算した変性
量は0.05〜10重量%が良く、好ましくは0.1〜
5重量%、より好ましくは0.2〜3重量%が良い。
0.05重量%未満では糸条との親和性が不足すること
があり、10重量%を超えると耐熱性が低下することが
ある。
The epoxy-modified silicone is not particularly limited, and may be a glycidyl group or an alicyclic epoxy group, but from the viewpoint of ensuring affinity with the yarn, 1,2-epoxycyclohexyl group or 1,2-epoxy group. Alicyclic epoxy modifications such as cyclopentyl groups are preferred. Here, the epoxy group may be introduced into the side chain or may be introduced into the end of the molecular chain. Further, it may be introduced into both the side chain and the end of the molecular chain, but those introduced into both ends of the molecular chain are preferable from the viewpoint of the reactivity of the epoxy group. The higher the molecular weight of the epoxy-modified silicone, that is, the higher the kinematic viscosity, the more the heat resistance is improved. Therefore, the kinematic viscosity at 25 ° C. is preferably 100 cSt or more, more preferably 500 cSt or more, and more preferably 1000 cSt or more. Things are good. Modified weight converted as -CHCH 2 O terminal epoxy group of the epoxy-modified silicone has good 0.05 to 10 wt%, preferably 0.1 to
It is preferably 5% by weight, more preferably 0.2 to 3% by weight.
If it is less than 0.05% by weight, the affinity with the yarn may be insufficient, and if it exceeds 10% by weight, the heat resistance may decrease.

【0034】アミノ変性シリコーンとエポキシ変性シリ
コーンとを組み合わせる場合は、それらの混合比率はそ
れぞれの変性量によっても最適点が異なるが、アミノ基
とエポキシ基のモル数が当量に近い状態が良い。ここで
エポキシ変性シリコーンよりアミノ変性シリコーンの比
率が高めの方が、糸条との親和性とシリコーン油剤の耐
熱性を高める観点から好ましい。したがって、アミノ変
性シリコーンとエポキシ変性シリコーンとの重量比は
1:10〜100:1が良く、好ましくは1:3〜3
0:1、より好ましくは1:2〜10:1、さらに好ま
しくは1:1〜3:1が良い。
When the amino-modified silicone and the epoxy-modified silicone are combined, the optimum ratio of their mixing ratios varies depending on the respective modification amounts, but it is preferable that the number of moles of the amino group and the epoxy group is close to the equivalent. Here, it is preferable that the ratio of the amino-modified silicone is higher than that of the epoxy-modified silicone, from the viewpoint of enhancing the affinity with the yarn and the heat resistance of the silicone oil agent. Therefore, the weight ratio of amino-modified silicone to epoxy-modified silicone is preferably 1:10 to 100: 1, and preferably 1: 3-3.
The ratio is 0: 1, more preferably 1: 2 to 10: 1, further preferably 1: 1 to 3: 1.

【0035】糸条に付与するシリコーン油剤の耐熱性は
高い程良い。したがって、かかるシリコーン油剤の加熱
残存率rは、20重量%以上が良く、好ましくは30%
以上、より好ましくは40%以上が良い。現状では加熱
残存率rを90%以上とすることは困難である。
The higher the heat resistance of the silicone oil agent applied to the yarn, the better. Therefore, the heating residual rate r of the silicone oil agent is preferably 20% by weight or more, and preferably 30%.
As described above, more preferably 40% or more. At present, it is difficult to set the heating residual rate r to 90% or more.

【0036】かかる加熱残存率rの測定は次の方法によ
った。
The heating residual ratio r was measured by the following method.

【0037】測定する油剤試料を約1g、直径が約60
mm、高さが約20mmのアルミ製の容器に採取し、オ
ーブンで105℃、5時間乾燥する。得られた物質を空
気中240℃で120分、引き続いて窒素中450℃で
30分、次条件下で熱天秤(TG)により測定し、熱天
秤におけるトータルの重量保持率を加熱残存率rとす
る。
The oil sample to be measured is about 1 g and the diameter is about 60.
The sample is placed in an aluminum container having a size of 20 mm and a height of about 20 mm, and dried in an oven at 105 ° C. for 5 hours. The obtained substance was measured by a thermobalance (TG) under the following conditions for 120 minutes in air at 240 ° C. for 120 minutes and subsequently in nitrogen at 450 ° C. for 30 minutes, and the total weight retention rate on the thermobalance was defined as the heating residual rate r. To do.

【0038】・試料パン:アルミニウム製、直径5m
m、高さ5mm ・試料量:15〜20mg ・空気中熱処理(手順1) 空気流量:30ml/分 昇温速度:10℃/分(室温〜240℃) 熱処理時間(240℃):120分 ・雰囲気変更(手順2) 240℃のまま空気から窒素へ変更して5分間保持 ・窒素中熱処理(手順3) 窒素流量:30ml/分 昇温速度:10℃/分(240〜450℃) 熱処理時間(450℃):30分 このようなシリコーンを0.01〜2重量%付与するこ
とが好ましい。0.01重量%未満であると単糸間接着
の抑制効果が小さくなることがあり、また、2重量%を
越えると工程への脱落などによってプロセス性が低下す
ることがある。より好ましくは0.02〜1.5重量%
であり、さらに好ましくは0.03〜1重量%であり、
特に好ましくは0.05〜0.7重量%である。
Sample pan: made of aluminum, diameter 5 m
m, height 5 mm-Sample amount: 15 to 20 mg-Heat treatment in air (procedure 1) Air flow rate: 30 ml / min Temperature rising rate: 10 ° C / min (room temperature to 240 ° C) Heat treatment time (240 ° C): 120 minutes Atmosphere change (procedure 2) Change from air to nitrogen at 240 ° C and hold for 5 minutes ・ Heat treatment in nitrogen (procedure 3) Nitrogen flow rate: 30 ml / min Temperature rising rate: 10 ° C / min (240 to 450 ° C) Heat treatment time (450 ° C.): 30 minutes It is preferable to add 0.01 to 2% by weight of such silicone. If it is less than 0.01% by weight, the effect of suppressing the adhesion between single yarns may be reduced, and if it exceeds 2% by weight, the processability may be deteriorated due to dropping into the process. More preferably 0.02-1.5% by weight
And more preferably 0.03 to 1% by weight,
It is particularly preferably 0.05 to 0.7% by weight.

【0039】一般的に、シリコーンの分子量が大きくな
ると、ポリアクリロニトリルへの接触角が大きくなり、
糸の表面でシリコーンが広がりにくくなって付着ムラが
発生することがあるため、シリコーンのベースオイルの
ポリアクリロニトリルフィルムに対する接触角は40゜
以下であることが好ましく、30゜以下であることがよ
り好ましく、20゜以下であることがさらに好ましい。
一般的に接触角を3゜以下にすることは現状では困難で
ある。
Generally, as the molecular weight of silicone increases, the contact angle to polyacrylonitrile increases,
Since the silicone is less likely to spread on the surface of the yarn and uneven adhesion may occur, the contact angle of the silicone base oil to the polyacrylonitrile film is preferably 40 ° or less, more preferably 30 ° or less, It is more preferably 20 ° or less.
Generally, it is currently difficult to make the contact angle 3 ° or less.

【0040】接触角の測定は次の方法で行う。アクリロ
ニトリルのホモポリマーのジメチルスルホキシド溶液を
作成し、ガラス板の上に薄く引き延ばして120℃で6
時間乾燥し、ポリアクリロニトリルのフィルムを作成す
る。その上へシリコーン油剤のベースオイルを約2マイ
クロリットル置き、25℃で接触角を測定する。測定が
困難である場合、測定に用いるベースオイルの量を1〜
10マイクロリットルの範囲で適宜変更することができ
る。
The contact angle is measured by the following method. A solution of homopolymer of acrylonitrile in dimethylsulfoxide was prepared, spread thinly on a glass plate, and the solution was mixed at 120 ° C for 6 minutes.
Dry for an hour to form a polyacrylonitrile film. About 2 microliters of silicone oil base oil is placed thereon, and the contact angle is measured at 25 ° C. If the measurement is difficult, set the amount of base oil used for measurement to 1 to
It can be appropriately changed within the range of 10 microliters.

【0041】本発明において、エマルジョンの生成を容
易にし、かつこれを安定に保つために乳化剤を加えるこ
とが好ましい。乳化剤とは界面活性を有するものであ
り、一般的に親水基と疎水基とで構成されている。乳化
剤の比率R1は、不揮発成分の40%以下であることが
好ましく、30%以下であることがより好ましく、20
%以下であることがさらに好ましい。乳化剤としては、
ノニオン系、カチオン系、アニオン系いずれの界面活性
剤も使用することができ、中でもノニオン系界面活性剤
が好ましく、特にポリエチレングリコールのアルキルエ
ーテルやアルキルフェニルエーテル、アルキルアミンエ
ーテルが好ましい。
In the present invention, it is preferable to add an emulsifier in order to facilitate the production of the emulsion and keep it stable. An emulsifier has surface activity and is generally composed of a hydrophilic group and a hydrophobic group. The ratio R1 of the emulsifier is preferably 40% or less of the non-volatile component, more preferably 30% or less, and 20
% Or less is more preferable. As an emulsifier,
Any of nonionic, cationic, and anionic surfactants can be used. Among them, nonionic surfactants are preferable, and alkyl ether of polyethylene glycol, alkyl phenyl ether, and alkyl amine ether are particularly preferable.

【0042】また、本発明のシリコーン油剤を表面に有
する炭素繊維製造用アクリルプリカーサーを耐炎化する
ことにより、焼成むらの少ない耐炎化繊維が得られ、続
く炭化工程での糸切れ、毛羽発生の抑制が可能となり、
その結果、従来焼成技術に比べ生産性を低下させること
なく、より高糸条密度化、高張力化、高速化でき、コス
トパフォーマンスに優れた炭素繊維を得ることができる
ことを究明したのである。
Further, by flameproofing the acrylic precursor for producing carbon fibers having the silicone oil agent of the present invention on its surface, flameproofed fibers with less uneven firing can be obtained, and yarn breakage and fluff generation in the subsequent carbonization step can be suppressed. Is possible,
As a result, it has been clarified that it is possible to obtain a carbon fiber having higher yarn density, higher tension, higher speed, and excellent cost performance without lowering productivity as compared with the conventional firing technique.

【0043】本発明のシリコーン油剤は、振動周期差T
が0.03〜0.4であるのがよく、0.05〜0.3
5であるのがより好ましく、0.10〜0.30である
のがさらに好ましい。上記範囲をはずれると本発明の効
果が得にくくなる。すなわち、下式の関係にあるもので
ある。
The silicone fluid of the present invention has a vibration period difference T
Is preferably 0.03 to 0.4, 0.05 to 0.3
It is more preferably 5, and even more preferably 0.10 to 0.30. If it deviates from the above range, the effect of the present invention becomes difficult to obtain. That is, they have the following relationship.

【0044】0.03≦T≦0.4 T=T30−T180 T30:30℃における振動周期(秒) T180:180℃で10分間熱処理後の振動周期(秒) 剛体振り子の自由減衰振動法の原理は、例えば、色材、
51(1978)、403pなどに解説されているが、
一般的なレオメーターと異なり、開放系、薄膜の状態で
粘弾性挙動を測定できる。該測定方法により測定される
振動周期は、シリコーン油剤の架橋度に対応し、小さい
ほど架橋度が高いことを示す。従って、振動周期差T
(=T30-T180)は、加熱時の硬化挙動に対応し、大き
くなるほど硬化しやすい、すなわち架橋しやすいことを
示している。メカニズムは明かではないが、振動周期を
上記範囲に制御したシリコーン油剤を適用することによ
り、耐炎化での焼成むらを抑制することができる。
0.03 ≦ T ≦ 0.4 T = T30-T180 T30: Vibration cycle at 30 ° C. (seconds) T180: Vibration cycle after heat treatment at 180 ° C. for 10 minutes (seconds) Free damping vibration method of rigid pendulum The principle is, for example, coloring material,
51 (1978), 403p, etc.,
Unlike general rheometers, viscoelastic behavior can be measured in the open system and thin film state. The vibration period measured by the measuring method corresponds to the degree of crosslinking of the silicone oil agent, and the smaller the period, the higher the degree of crosslinking. Therefore, the vibration cycle difference T
(= T30-T180) corresponds to the curing behavior at the time of heating, and the larger the value, the easier the curing is, that is, the easier the crosslinking is. Although the mechanism is not clear, it is possible to suppress firing unevenness due to flame resistance by applying a silicone oil agent whose vibration cycle is controlled within the above range.

【0045】剛体振り子の自由減衰振動法によるシリコ
ーン油剤の振動周期は次のように求めた。
The vibration period of the silicone fluid by the free damping vibration method of the rigid pendulum was determined as follows.

【0046】剛体振り子の自由減衰振動法に基づき、株
式会社エーアンドディ社製剛体振り子型物性試験機RPT-
3000を用いて振動周期を測定する。長さ5cm、幅2c
m、厚み0.5mmの亜鉛メッキ鋼板製塗布基板(株式
会社エーアンドディ社製 STP-012)の上に、測定に供す
るシリコーン油剤を純分換算で厚みが20〜30μmと
なるように基板幅方向全面に塗布する。塗布後速やか
に、試験機にセットし測定を開始する。予め30℃に温
調しておき、塗布板および振り子をセットした後、50
℃/分の速度で180℃まで昇温し、180℃で10分
間ホールドする。その間、7秒間隔で連続的に周期の測
定を行う。なお、振り子は、下記のものを使用する。
Based on the free damping vibration method of a rigid pendulum, a rigid pendulum type physical property tester RPT- manufactured by A & D Co., Ltd.
The vibration period is measured using 3000. Length 5cm, width 2c
m, a thickness of 0.5 mm, on a zinc-coated steel coated substrate (STP-012 manufactured by A & D Co., Ltd.), the silicone oil to be used for the measurement should have a substrate width of 20 to 30 μm in terms of pure content. Apply over the entire surface. Immediately after application, set the tester and start measurement. After adjusting the temperature to 30 ℃ in advance and setting the coating plate and pendulum, 50
The temperature is raised to 180 ° C. at a rate of ° C./min and held at 180 ° C. for 10 minutes. Meanwhile, the period is continuously measured at 7 second intervals. The following pendulum is used.

【0047】使用エッジ:ナイフ形状エッジ(株式会社
エーアンドディ社製RBEー160) 振り子重量/慣性能率:15g/640g・cm(株式
会社エーアンドディ社製FRB−100) また、シリコーンと組み合わせて用いる耐熱性非シリコ
ーン油剤とは、熱処理条件250℃×1時間後の残存率
r1が80%以上であり、かつ、500℃×5分後の残
存率r2が10%以下である樹脂成分、または、240
℃で2時間保持後の残存率r3が70%以上、かつ47
0℃で1時間保持後の残存率r4が10%以下である樹
脂成分である。
Edge used: Knife-shaped edge (RBE-160 manufactured by A & D Co., Ltd.) Pendulum weight / inertia ratio: 15 g / 640 gcm (FRB-100 manufactured by A & D Co., Ltd.) Also, in combination with silicone. The heat-resistant non-silicone oil agent used is a resin component having a residual rate r1 after heat treatment of 250 ° C. × 1 hour of 80% or more and a residual rate r2 of 500 ° C. × 5 minutes of 10% or less, or , 240
The residual rate r3 after being kept at ℃ for 2 hours is 70% or more, and 47
It is a resin component having a residual rate r4 of 10% or less after holding at 0 ° C. for 1 hour.

【0048】残存率r1、r2の測定は次の方法によっ
た。
The residual ratios r1 and r2 were measured by the following method.

【0049】測定する油剤試料を約1g、直径が約60
mm、高さが約20mmのアルミ製の容器に採取し、オ
ーブンで105℃、5時間乾燥する。得られた物質を空
気中250℃で1時間、引き続いて窒素中500℃で5
分、次条件下で熱天秤(TG)により測定し、熱天秤に
おけるトータルの重量保持率を加熱残存率とし、空気中
250℃で1時間処理後の残存率をr1、さらに窒素中
500℃で5分処理後の残存率をr2とする。
An oil sample to be measured is about 1 g and has a diameter of about 60.
The sample is placed in an aluminum container having a size of 20 mm and a height of about 20 mm, and dried in an oven at 105 ° C. for 5 hours. The material obtained is heated in air at 250 ° C. for 1 hour and subsequently in nitrogen at 500 ° C. for 5 hours.
Min., Measured by a thermobalance (TG) under the following conditions, the total weight retention rate on the thermobalance is taken as the heating residual rate, the residual rate after 1 hour treatment at 250 ° C in air is r1, and at 500 ° C in nitrogen. The residual rate after 5 minutes of treatment is r2.

【0050】・試料パン:アルミニウム製、直径5m
m、高さ5mm ・試料量:15〜20mg ・空気中熱処理(手順1) 空気流量:30ml/分 昇温速度:10℃/分(室温〜250℃) 熱処理時間(250℃):60分 ・雰囲気変更(手順2) 250℃のまま空気から窒素へ変更して5分間保持 ・窒素中熱処理(手順3) 窒素流量:30ml/分 昇温速度:10℃/分(240〜500℃) 熱処理時間(500℃):5分 また、r3、r4の測定は次の方法によった。
Sample pan: made of aluminum, diameter 5 m
m, height 5 mm-Sample amount: 15 to 20 mg-Heat treatment in air (procedure 1) Air flow rate: 30 ml / min Temperature rising rate: 10 ° C / min (room temperature to 250 ° C) Heat treatment time (250 ° C): 60 minutes Atmosphere change (procedure 2) Change from air to nitrogen at 250 ° C and hold for 5 minutes ・ Heat treatment in nitrogen (procedure 3) Nitrogen flow rate: 30 ml / min Temperature rising rate: 10 ° C / min (240-500 ° C) Heat treatment time (500 ° C.): 5 minutes Further, r3 and r4 were measured by the following method.

【0051】温度プロフィール以外はr1、r2測定時
と同様とし、オーブンで105℃、5時間乾燥して得ら
れた物質を空気中240℃で2時間、引き続いて窒素中
470℃で1時間、熱天秤(TG)により測定し、熱天
秤におけるトータルの重量保持率を加熱残存率とし、空
気中240℃で2時間処理後の残存率をr3、さらに窒
素中で470℃で1時間処理後の残存率をr4とする。
昇温速度は10℃/分とした。
Except for the temperature profile, the same procedure as in the measurement of r1 and r2 was carried out. The substance obtained by drying in an oven at 105 ° C. for 5 hours was heated in air at 240 ° C. for 2 hours, and subsequently in nitrogen at 470 ° C. for 1 hour. Measured with a balance (TG), the total weight retention rate on the thermobalance was taken as the heating residual rate, and the residual rate after 2 hours treatment at 240 ° C in air was r3, and the residual rate after 1 hour treatment at 470 ° C in nitrogen. Let the rate be r4.
The temperature rising rate was 10 ° C./min.

【0052】耐熱性非シリコーンは上記残存率を満たせ
ば特に限定されないが、例えば、飽和脂肪族ジカルボン
酸とビスフェノールAの酸化エチレンおよび/または酸
化プロピレン付加物のモノアルキルエステルとの反応生
成物等を挙げることができる。
The heat-resistant non-silicone is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned residual rate. For example, a reaction product of a saturated aliphatic dicarboxylic acid with a monoalkyl ester of an ethylene oxide and / or a propylene oxide adduct of bisphenol A and the like can be used. Can be mentioned.

【0053】耐熱性非シリコーンの比率は、シリコーン
に対して0.1〜10が好ましく、0.2〜7がより好
ましく、0.5〜5がさらに好ましい。耐熱性非シリコ
ーンの比率が高すぎると耐炎化斑が発生することがあ
り、また一方、比率が低すぎるとシリコーン量を減少す
るという本発明の効果が充分得られないことがある。
The ratio of heat resistant non-silicone is preferably 0.1 to 10 with respect to silicone, more preferably 0.2 to 7, and even more preferably 0.5 to 5. If the ratio of the heat-resistant non-silicone is too high, flame resistance unevenness may occur. On the other hand, if the ratio is too low, the effect of the present invention of reducing the amount of silicone may not be sufficiently obtained.

【0054】油剤の付与方法としては、工程油剤浴中の
駆動、非駆動ローラー、あるいは固定、非固定のガイド
バーへ糸条を掛けて糸条に付与する方法、上方へ吹き出
した工程油剤液中に糸条を走行させて付与する方法、走
行している糸条に上方より油剤液を落下させる方法、油
剤液を噴霧した空間に糸条を走行させる方法等種々考え
られ、適宜選択することができる。また、乾燥緻密化後
にさらにシリコーンを付与してもよい。この場合も、先
述の付与方法を採ることができるが、乾燥の不要なスト
レートオイルを付与することがよくおこなわれる。均一
に油剤を付着させるためには、油剤付与後に、フリーロ
ーラーを複数個連続して並べ、接触角の合計が8π以上
になるように、ジグザグに、プリカーサー繊維を通すこ
とが有効である。接触角は、大きいほど好ましいが、コ
ストあるいはスペースの関係から、16π以下が実際的
である。
As the method for applying the oil agent, a method of applying the thread to a driven or non-driving roller in a process oil bath or a fixed or non-fixed guide bar to apply the thread to the thread, or in a process oil solution blown upward There are various methods such as a method of running and applying a yarn on the yarn, a method of dropping an oil solution onto the running yarn from above, a method of running the thread in a space sprayed with the oil solution, and the like can be appropriately selected. it can. Further, silicone may be further added after the drying and densification. In this case as well, the above-mentioned applying method can be adopted, but it is common to apply straight oil that does not need to be dried. In order to apply the oil agent uniformly, it is effective to arrange a plurality of free rollers in succession after applying the oil agent and pass the precursor fiber in a zigzag manner so that the total contact angle is 8π or more. The larger the contact angle, the more preferable, but 16π or less is practical in view of cost or space.

【0055】強度の高い炭素繊維を得るためには、緻密
性の高いプリカーサーが有効である。緻密性としては、
ヨウ素吸着法による明度差ΔLの値が好ましくは45以
下、より好ましくは30以下、さらに好ましくは15以
下の緻密なプリカーサーがよい。ΔLが45以下の緻密
なプリカーサーを得るための手段としては、乾湿式紡
糸、紡糸原液の高濃度化、紡糸原液および凝固浴液の低
温化および凝固時の低張力化などにより凝固糸の膨潤度
を低くおさえ、かつ浴延伸時の延伸段数、延伸倍率およ
び延伸温度の最適化により浴延伸糸の膨潤度を低くおさ
えることが有効である。すなわち、油剤を付与するとき
の糸条膨潤度は150%以下であることが好ましく、1
20%以下であることがより好ましく、90%以下であ
ることがさらに好ましい。
In order to obtain a carbon fiber having a high strength, a precursor having a high density is effective. As for precision,
A dense precursor having a lightness difference ΔL as measured by the iodine adsorption method is preferably 45 or less, more preferably 30 or less, and further preferably 15 or less. As means for obtaining a dense precursor having a ΔL of 45 or less, dry-wet spinning, high concentration of spinning dope, swelling degree of coagulated yarn due to low temperature of spinning dope and coagulation bath solution and low tension during coagulation It is effective to keep the swelling degree of the bath-drawn yarn low by optimizing the number of drawing steps, the draw ratio and the drawing temperature during bath drawing. That is, the degree of yarn swelling when applying an oil agent is preferably 150% or less, and 1
It is more preferably 20% or less, still more preferably 90% or less.

【0056】温度の高い延伸浴では、入り側ローラーに
よる熱圧着のため、単繊維間の接着が起りやすいので、
ローラーを高温の浴外に出すことが効果的である。ま
た、疑似接着をはずすために、浴中に振動ガイドを設け
て、糸束を振動させることも有効である。その際の振動
数としては、5〜100Hzが好ましく、振幅は0.1
〜10mmが好ましい。これらの技術を組み合わせるこ
とによって、60〜100℃といった高温での浴延伸
が、乾湿式紡糸法においても、容易となる。
In a drawing bath having a high temperature, since the thermocompression bonding by the entrance side roller tends to cause the adhesion between the single fibers,
It is effective to put the roller out of the hot bath. Further, in order to remove the pseudo adhesion, it is also effective to provide a vibration guide in the bath to vibrate the yarn bundle. The frequency at that time is preferably 5 to 100 Hz, and the amplitude is 0.1
10 mm is preferable. By combining these techniques, bath drawing at a high temperature of 60 to 100 ° C. becomes easy even in the dry-wet spinning method.

【0057】なお、ΔLは以下の方法により求めた値で
ある。繊維長5〜7cmの乾燥試料を約0.5g精秤
し、200mlの共栓付三角フラスコに採り、これにヨ
ウ素溶液(I2 :51g、2、4−ジクロロフェノール
10g、酢酸90gおよびヨウ化カリウム100gを精
秤し、1lのメスフラスコに移して水で溶かして定容と
する)100mlを加えて、60℃で50分間振盪しな
がら吸着処理をおこなう。ヨウ素を吸着した試料を流水
中で30分間水洗した後、遠心脱水(2000rpm×
1分)してすばやく風乾する。この試料を開繊した後、
ハンター型色差計[カラーマシン(株)製、CM−25
型]で明度(L値)を測定する(L1 )。
ΔL is a value obtained by the following method. About 0.5 g of a dried sample having a fiber length of 5 to 7 cm was precisely weighed and placed in a 200 ml Erlenmeyer flask with a ground stopper, and an iodine solution (I 2 : 51 g, 2,4-dichlorophenol 10 g, acetic acid 90 g and iodinated was added thereto. 100 g of potassium is precisely weighed, transferred to a 1-liter volumetric flask and dissolved in water to a constant volume) 100 ml is added, and adsorption treatment is performed at 60 ° C. for 50 minutes while shaking. The sample that adsorbed iodine was washed with running water for 30 minutes and then centrifugally dehydrated (2000 rpm x
1 minute) and air dry quickly. After opening this sample,
Hunter color difference meter [CM-25 manufactured by Color Machine Co., Ltd.
Type] to measure the lightness (L value) (L1).

【0058】一方、ヨウ素の吸着処理をおこなわない対
応の試料を開繊し、同様に前記ハンター型色差計で、明
度(L0 )を測定し、L0 −L1 により明度差ΔLを求
めた。
On the other hand, the corresponding sample not subjected to the adsorption treatment of iodine was opened, the lightness (L0) was measured by the Hunter color difference meter in the same manner, and the lightness difference ΔL was obtained from L0-L1.

【0059】また、膨潤度は次の方法により求める。膨
潤糸を、延伸脱水機を用いて付着水を除去した(300
0rpm、15分間)後の重量wと、これを110℃で
2時間熱風乾燥機で乾燥した後の重量w0 とを用いて、
次式により求める。
The degree of swelling is determined by the following method. Adhesive water was removed from the swelled yarn using a drawing dehydrator (300
(0 rpm, 15 minutes) and the weight w0 after drying this with a hot air dryer at 110 ° C. for 2 hours,
Calculate by the following formula.

【0060】 膨潤度(%)=(w−w0 )×100/w0 プリカーサーの単繊維繊度としては、強度向上の観点か
ら引き続く耐炎化工程おいて焼成ムラを起こさないよう
細い方が好ましく、好ましくは1.5d以下、より好ま
しくは1.0d以下、さらに好ましくは0.8d以下で
ある。
Swelling degree (%) = (w−w0) × 100 / w0 The single fiber fineness of the precursor is preferably thin so that firing unevenness does not occur in the subsequent flameproofing step from the viewpoint of improving strength, and preferably It is 1.5 d or less, more preferably 1.0 d or less, and further preferably 0.8 d or less.

【0061】かかるプリカーサーを焼成することによ
り、高性能な炭素繊維とすることができる。耐炎化条件
としては、従来公知の方法を採用することができ、酸化
性雰囲気中200〜300℃の範囲で、緊張、あるいは
延伸条件下が好ましく使用され、密度が好ましくは1.
25g/cm3 以上、より好ましくは1.30g/cm
3 以上に達するまで加熱処理される。この密度は、1.
60g/cm3 以下にとどめるのが一般的であり、これ
以上にすると、物性が低下することがある。一般に雰囲
気については、公知の空気、酸素、二酸化窒素、塩化水
素などの酸化性雰囲気を使用できるが、経済性の面から
空気が好ましい。
By firing such a precursor
Therefore, high-performance carbon fiber can be obtained. Flameproof condition
As the above, a conventionally known method can be adopted as the oxidation.
Tension, or in the range of 200 to 300 ° C in a sexual atmosphere
Stretching conditions are preferably used and a density of 1.
25 g / cm3Or more, more preferably 1.30 g / cm
3Heat treatment is performed until the above is reached. This density is 1.
60 g / cm3It is common to keep
If it is above, the physical properties may deteriorate. General atmosphere
Regarding air, known air, oxygen, nitrogen dioxide, chloride water
It is possible to use an oxidizing atmosphere such as oxygen, but from the economical point of view
Air is preferred.

【0062】耐炎化を完了した糸条は、従来公知の方法
で不活性雰囲気中炭化処理をおこなう。かかる炭化処理
における炭化温度としては、得られる炭素繊維の物性か
ら1000℃以上が好ましく、さらに必要に応じて20
00℃以上の温度で黒鉛化することができる。また、3
50〜500℃および1000〜1200℃における昇
温速度は好ましくは500℃/分以下であり、より好ま
しくは300℃/分以下、さらに好ましくは150℃/
分以下である。これにより、ボイドなど内部欠陥の少な
い緻密な炭素繊維を得ることができる。なお、この昇温
速度が10℃/分以下では生産性が低くなりすぎる。ま
た、350〜500℃あるいは2300℃以上において
好ましくは1%以上、より好ましくは5%以上、さらに
好ましくは10%以上の延伸をおこなうことが緻密性向
上の上で重要である。なお、40%をこえる延伸は毛羽
が発生しやすくなるため好ましくない。
The yarn which has been subjected to flame resistance is carbonized in an inert atmosphere by a conventionally known method. The carbonization temperature in such carbonization treatment is preferably 1000 ° C. or higher in view of the physical properties of the resulting carbon fiber, and may be 20 if necessary.
It can be graphitized at a temperature of 00 ° C or higher. Also, 3
The rate of temperature increase at 50 to 500 ° C and 1000 to 1200 ° C is preferably 500 ° C / min or less, more preferably 300 ° C / min or less, still more preferably 150 ° C / min.
It is less than a minute. This makes it possible to obtain a dense carbon fiber having few internal defects such as voids. If the rate of temperature increase is 10 ° C./minute or less, the productivity will be too low. Further, at 350 to 500 ° C. or 2300 ° C. or higher, it is important to perform stretching of preferably 1% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 10% or more in order to improve the denseness. Stretching of more than 40% is not preferable because fuzzing is likely to occur.

【0063】また、得られる炭素繊維の拡がり性向上等
の観点から、実質的に無撚で焼成することが好ましい。
実質的に無撚とは、工程における糸条の撚りが−1.0
〜+1.0ターン/mであることを言う。また、最終的
に得られる炭素繊維については、撚り数が−0.5〜+
0.5ターン/m、好ましくは−0.2〜+0.2ター
ン/m、より好ましくは−0.1〜+0.1ターン/m
であるのが良い。
From the viewpoint of improving the spreadability of the obtained carbon fiber, it is preferable to fire the carbon fiber substantially without twisting.
"Untwisted" means that the twist of the yarn in the process is -1.0.
~ + 1.0 turns / m. The finally obtained carbon fiber has a twist number of -0.5 to +.
0.5 turn / m, preferably -0.2 to +0.2 turn / m, more preferably -0.1 to +0.1 turn / m
Is good.

【0064】撚り数の評価は次のとおり実施する。測定
する繊維について、4mの間隔を開け、その両端をクリ
ップで、繊維が移動しないようしっかりと止めた。一方
のクリップの内側直近部に1mmφの金属棒を差し入れ、
もう一方の端へ金属棒をスライドさせてその間の撚り数
を5回測定し、その相加平均Aをとった。さらに、次式
により撚り数を求めた。
The number of twists is evaluated as follows. About the fiber to be measured, a space of 4 m was provided, and both ends of the fiber were firmly fixed by clips so that the fiber did not move. Insert a 1mmφ metal rod into the innermost part of one clip,
The metal rod was slid to the other end, the number of twists between them was measured 5 times, and the arithmetic average A was taken. Further, the number of twists was calculated by the following formula.

【0065】撚り数(ターン/m)=A/4 無撚で焼成することにより、得られる炭素繊維の拡がり
性が向上する等、品位面の向上が期待できると共に、そ
の後の解撚作業が不要になる等コスト低減のメリットも
有する。
Number of twists (turns / m) = A / 4 By firing without twisting, it is expected that the quality of the resulting carbon fiber will be improved, such as the spreadability of the resulting carbon fibers, and the subsequent untwisting work is unnecessary. It also has the merit of cost reduction.

【0066】そして、このようにして得られた炭素繊維
は、酸またはアルカリ水溶液からなる電解槽中で電解酸
化処理を施したり、気相または液相での酸化処理を施す
ことにより、複合材料における炭素繊維とマトリックス
樹脂との親和性や接着性を向上させることが好ましい。
The carbon fiber thus obtained is subjected to electrolytic oxidation treatment in an electrolytic cell made of an aqueous acid or alkali solution, or to gas phase or liquid phase oxidation treatment to obtain a composite material. It is preferable to improve the affinity and adhesiveness between the carbon fiber and the matrix resin.

【0067】特に、短時間で酸化処理でき、酸化程度の
コントロールが容易であることから電解酸化が好まし
い。電解処理の電解液としては酸性、アルカリ性いずれ
も採用できる。酸性電解質としては、具体的には硫酸、
硝酸、塩酸、リン酸、ホウ酸、炭酸等の無機酸、酢酸、
酪酸、シュウ酸、アクリル酸、マレイン酸などの有機
酸、硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム等の塩が
挙げられる。好ましくは強酸性を示す硫酸、硝酸がよ
い。アルカリ性電解液としては、具体的には水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、水酸化バリウムなどの水酸化
物、アンモニア、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム
などの無機塩類、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム
等の有機塩類、さらにこれらのカリウム塩、バリウム塩
あるいは他の金属塩、およびアンモニウム塩、水酸化テ
トラエチルアンモニウムまたはヒドラジン等の有機化合
物が挙げられるが、好ましくは樹脂の硬化障害をおこす
アルカリ金属を含まない炭酸アンモニウム、炭酸水素ア
ンモニウム、水酸化テトラアルキルアンモニウム類など
が好ましい。
In particular, electrolytic oxidation is preferable because it can be oxidized in a short time and the degree of oxidation can be easily controlled. As an electrolytic solution for electrolytic treatment, either acidic or alkaline can be adopted. As the acidic electrolyte, specifically, sulfuric acid,
Inorganic acids such as nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid, carbonic acid, acetic acid,
Examples thereof include organic acids such as butyric acid, oxalic acid, acrylic acid and maleic acid, and salts such as ammonium sulfate and ammonium hydrogensulfate. Sulfuric acid and nitric acid which show strong acidity are preferable. Specific examples of the alkaline electrolyte include hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and barium hydroxide, inorganic salts such as ammonia, sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate, organic salts such as sodium acetate and sodium benzoate. Further, these potassium salts, barium salts or other metal salts, and ammonium salts, tetraethylammonium hydroxide or an organic compound such as hydrazine, but preferably ammonium carbonate containing no alkali metal which causes curing failure of the resin, Ammonium hydrogen carbonate, tetraalkylammonium hydroxides and the like are preferable.

【0068】電気量は被処理炭素繊維の炭化度に合わせ
て最適化することが好ましい。表層の結晶性の低下を適
度な範囲とする観点からは通電処理の総電気量は5〜1
000クーロン/g、さらには10〜500クーロン/
gの範囲とするのが好ましい。
The amount of electricity is preferably optimized according to the carbonization degree of the carbon fiber to be treated. From the viewpoint of controlling the deterioration of the crystallinity of the surface layer within an appropriate range, the total amount of electricity during the energization treatment is 5 to 1
000 coulomb / g, further 10-500 coulomb / g
It is preferably in the range of g.

【0069】電解処理または洗浄処理をおこなった後、
水洗および乾燥することが好ましい。この場合、乾燥温
度が高すぎると炭素繊維の再表面に存在する官能基が熱
分解によって消失しやすいため、できる限り低い温度で
乾燥することが望ましく、具体的には乾燥温度が250
℃以下、より好ましくは210℃以下で乾燥することが
好ましい。
After performing electrolytic treatment or cleaning treatment,
It is preferable to wash with water and dry. In this case, if the drying temperature is too high, the functional groups existing on the re-surface of the carbon fiber are likely to disappear by thermal decomposition. Therefore, it is desirable to dry at a temperature as low as possible. Specifically, the drying temperature is 250.
It is preferable to dry at a temperature of not higher than 0 ° C, more preferably not higher than 210 ° C.

【0070】さらに、必要に応じて従来公知の技術によ
りサイジング付与などをおこなうことができる。
Further, sizing can be performed by a conventionally known technique, if necessary.

【0071】上記のような本発明にかかる炭素繊維製造
用プリカーサーから製造した炭素繊維においては、その
機械的物性としては、樹脂含浸ストランドにおける引張
強度が3000MPa以上である。好ましくは4000
MPa以上、より好ましくは5000MPa以上、さら
に好ましくは6000MPa以上である。また、炭素繊
維の引張弾性率は200GPa以上、好ましくは220
GPa以上、より好ましくは240GPa以上、さらに
好ましくは280GPa以上である。上記ストランド強
度あるいは弾性率がそれぞれ3000MPa以未満、あ
るいは200GPa未満の炭素繊維の場合には、コンポ
ジットとした時に、構造材として所望の特性が得られな
い場合がある。
The mechanical strength of the carbon fiber produced from the precursor for producing carbon fiber according to the present invention as described above is such that the resin-impregnated strand has a tensile strength of 3000 MPa or more. Preferably 4000
MPa or more, more preferably 5000 MPa or more, still more preferably 6000 MPa or more. The tensile modulus of the carbon fiber is 200 GPa or more, preferably 220
GPa or more, more preferably 240 GPa or more, and further preferably 280 GPa or more. When the above-mentioned strand strength or elastic modulus is less than 3000 MPa or less than 200 GPa, respectively, the desired properties as a structural material may not be obtained when it is made into a composite.

【0072】このようにして得た炭素繊維を公知の方法
で炭素繊維複合材料にすることができる。プリプレグあ
るいは複合材料とする際のマトリックスとなる樹脂とし
ては、特に限定されず、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ビスマレ
イミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ABS樹脂な
ど、従来用いられているものが用いられる。また、マト
リックスには、樹脂だけでなく、セメント、金属、セラ
ミックスなどを使うこともできる。
The carbon fiber thus obtained can be made into a carbon fiber composite material by a known method. The resin that serves as a matrix when used as a prepreg or a composite material is not particularly limited, epoxy resin, phenol resin, polyester resin, vinyl ester resin, bismaleimide resin, polyimide resin, polycarbonate resin,
Conventionally used materials such as polyamide resin, polypropylene resin and ABS resin are used. Moreover, not only resin but also cement, metal, ceramics, etc. can be used for the matrix.

【0073】次に、本発明の炭素繊維複合材料の製造方
法の一例を説明する。炭素繊維を一方向に引き揃えた樹
脂含浸シート、すなわち、一方向プリプレグとする方法
もあるし、また、予め炭素繊維を織物にしておいてか
ら、樹脂含浸する織物プリプレグもある。複合材料は、
それらのプリプレグを任意の方向に積層して硬化するこ
とにより得られるし、また、プリプレグを経ずに、直接
樹脂を含浸しながら巻き付けるフィラメントワインド法
なども適用できる。その他、予めチョップドファイバー
にカットしておき、樹脂と混練しながら押し出す、ある
いは、長繊維を樹脂と一緒に引き抜くといった方法もあ
り、これらの方法を用いて複合材料が製造される。
Next, an example of the method for producing the carbon fiber composite material of the present invention will be described. There is also a method of forming a resin-impregnated sheet in which carbon fibers are aligned in one direction, that is, a unidirectional prepreg, or a woven prepreg in which carbon fibers are previously woven and then impregnated with resin. Composite material
It can be obtained by laminating and curing these prepregs in any direction, and a filament winding method or the like in which the resin is directly impregnated and wound without passing through the prepreg can also be applied. In addition, there is also a method of cutting into chopped fibers in advance and extruding while kneading with the resin, or withdrawing long fibers together with the resin, and a composite material is manufactured using these methods.

【0074】本発明の炭素繊維は、プリプレグ以外に
も、シートモールデイングコンパウンド(SMC)、あ
るいは、チョップドファイバーなどに一旦加工した後
に、ハンドレイアップ法、プレス成形法、オートクレー
ブ法、プルトルージョン法などの成型法に用いて複合材
料とすることもできる。
In addition to prepreg, the carbon fiber of the present invention is once processed into sheet molding compound (SMC), chopped fiber, etc., and then hand layup method, press molding method, autoclave method, pultrusion method, etc. It can also be used as a composite material when used in the molding method.

【0075】上記、本発明の炭素繊維、あるいは炭素繊
維複合材料は、航空機の一次・二次構造材料、ゴルフシ
ャフト、釣竿、テニスラケット、スノーボード、スキー
ストックなどのスポーツ用品、ヨットのマスト、舟艇の
ハルなどのマリーン用品、フライホイール、CNGタン
ク、水素ガスタンク、オイルライザー、風車、タービン
ブレードなどのエネルギー・一般産業用途、道路・橋脚
などの補修・補強機材、カーテンウォールなどの建築用
機材として用いられ、特にエネルギー用途のフライホイ
ール、CNGタンク、水素ガスタンクなどに好適に用い
ることができる。
The above-described carbon fiber or carbon fiber composite material of the present invention is used for primary and secondary structural materials of aircraft, sports equipment such as golf shafts, fishing rods, tennis rackets, snowboards, ski poles, masts for yachts, and boats. Used for marine products such as hulls, flywheels, CNG tanks, hydrogen gas tanks, oil risers, wind turbines, turbine blades and other energy and general industrial applications, road and bridge pier repair and reinforcement equipment, and curtain wall construction equipment. In particular, it can be suitably used for a flywheel for energy use, a CNG tank, a hydrogen gas tank, and the like.

【0076】[0076]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples.

【0077】なお、本発明における引張強度、弾性率は
樹脂含浸ストランド法により求めた。
The tensile strength and elastic modulus in the present invention were determined by the resin-impregnated strand method.

【0078】“ベークライト”ERL−4221(登録
商標、ユニオン・カーバイド(株)製)/三フッ化ホウ
素モノエチルアミン(BF3 ・MEA)/アセトン=1
00/3/4部を炭素繊維に含浸し、得られた樹脂含浸
ストランドを130℃で30分間加熱して硬化させ、J
IS−R−7601に規定する樹脂含浸ストランド試験
法に従って測定した。
"Bakelite" ERL-4221 (registered trademark, manufactured by Union Carbide Co., Ltd.) / Boron trifluoride monoethylamine (BF 3 .MEA) / acetone = 1
Carbon fiber was impregnated with 00/3/4 parts, and the obtained resin-impregnated strand was heated at 130 ° C. for 30 minutes to be cured, and J
It was measured according to the resin-impregnated strand test method defined in IS-R-7601.

【0079】また、アミノ変性シリコーンとしては下記
構造式(1)で示した基本骨格を含むジアミン型、変性
量1重量%、動粘性率2000cStのジメチルシロキ
サンを用いた。エポキシ変性シリコーンとしては下記構
造式(2)で示した基本骨格を含む脂環式、変性量1重
量%、動粘性率10000cStのジメチルシロキサン
を用いた。アルキレンオキサイド変性シリコーンとして
は下記構造式(3)で示した基本骨格を含むエチレンオ
キサイド変性、変性量50重量%、動粘性率300cS
tのジメチルシロキサンを用いた。B成分として下記構
造式(4)、(5)の芳香族ポリエステルA、Bを用い
た。芳香族ポリエステルAの耐熱性r1、r2はそれぞ
れ85%、5%、芳香族ポリエステルBの耐熱性r3、
r4はそれぞれ75%、5%であった。
As the amino-modified silicone, dimethylsiloxane having a basic skeleton represented by the following structural formula (1), a modification amount of 1% by weight and a kinematic viscosity of 2000 cSt was used. As the epoxy-modified silicone, dimethylsiloxane having a basic skeleton represented by the following structural formula (2), a modification amount of 1% by weight, and a kinematic viscosity of 10,000 cSt was used. As the alkylene oxide-modified silicone, ethylene oxide modification including a basic skeleton represented by the following structural formula (3), modification amount 50% by weight, kinematic viscosity 300 cS
t dimethyl siloxane was used. As the component B, aromatic polyesters A and B having the following structural formulas (4) and (5) were used. The heat resistance r1 and r2 of the aromatic polyester A are 85% and 5%, respectively, and the heat resistance r3 of the aromatic polyester B is r3 and
r4 was 75% and 5%, respectively.

【0080】[0080]

【化1】 [Chemical 1]

【0081】[0081]

【化2】 [Chemical 2]

【0082】[0082]

【化3】 [Chemical 3]

【0083】[0083]

【化4】 [Chemical 4]

【0084】[0084]

【化5】 [Chemical 5]

【0085】実施例1〜4 ジメチルスルホキシドを溶媒とする溶液重合法により、
アクリロニトリル99重量%とイタコン酸1重量%とか
らなる[η]が1.70、重合体濃度20重量%の紡糸
原液を得た。重合後、アンモニアガスをpHが8.5に
なるまで吹き込み、イタコン酸を中和して、アンモニウ
ム基をポリマーに導入することにより、紡糸原液の親水
性を向上させた。得られた紡糸原液を40℃として、こ
れを3000フィラメント用の口金を通じて一旦空気中
に吐出して約3mmの空間部分を走行させた後、10℃
のジメチルスルホキシド30重量%水溶液中で凝固さ
せ、凝固糸条を水洗後、3倍まで浴延伸し、表1の組成
からなる油剤を付与し、乾燥緻密化した。さらに、加圧
スチーム中で4倍まで延伸して単糸繊度1d、総繊度3
000Dのプリカーサーを得た。油剤付着量は表1のと
おりである。
Examples 1 to 4 By a solution polymerization method using dimethyl sulfoxide as a solvent,
A spinning dope was obtained which was composed of 99% by weight of acrylonitrile and 1% by weight of itaconic acid and had [η] of 1.70 and a polymer concentration of 20% by weight. After the polymerization, ammonia gas was blown in until the pH reached 8.5 to neutralize itaconic acid and introduce an ammonium group into the polymer to improve the hydrophilicity of the spinning dope. The obtained spinning solution was set to 40 ° C., once it was discharged into the air through a spinneret for 3000 filaments to run in a space portion of about 3 mm, and then 10 ° C.
Was coagulated in a 30% by weight aqueous solution of dimethyl sulfoxide, and the coagulated yarn was washed with water and drawn by bath up to 3 times. Furthermore, it is stretched up to 4 times in pressurized steam and single yarn fineness 1d, total fineness 3
I got a precursor of 000D. The amount of oil agent adhered is as shown in Table 1.

【0086】得られたプリカーサーを実質的に無撚で2
40〜280℃の空気中で延伸比0.90で加熱して密
度1.32g/cm3 の耐炎化糸を得た。ついで、窒素
雰囲気中1400℃まで焼成した。
The precursor thus obtained was substantially twist-free to 2
A flame-resistant yarn having a density of 1.32 g / cm 3 was obtained by heating at a draw ratio of 0.90 in air of 40 to 280 ° C. Then, it was fired up to 1400 ° C. in a nitrogen atmosphere.

【0087】続いて濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として、10クーロン/gで電解処理、水洗し、
150℃の加熱空気中で乾燥した。このようにして得ら
れた炭素繊維の物性を表1に示す。
Subsequently, an aqueous solution of sulfuric acid having a concentration of 0.1 mol / l was used as an electrolytic solution, electrolytic treatment was performed at 10 coulomb / g, and washing was performed with water.
It was dried in heated air at 150 ° C. Table 1 shows the physical properties of the carbon fiber thus obtained.

【0088】比較例1、2 表1に示した油剤を付与したこと以外は実施例1と同様
にして炭素繊維を得た。物性を表1に示す。
Comparative Examples 1 and 2 Carbon fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that the oil agents shown in Table 1 were added. The physical properties are shown in Table 1.

【0089】実施例5〜8 ジメチルスルホキシドを溶媒とする溶液重合法により、
アクリロニトリル99重量%とイタコン酸1重量%とか
らなる[η]が1.70、重合体濃度20重量%の紡糸
原液を得た。重合後、アンモニアガスをpHが8.5に
なるまで吹き込み、イタコン酸を中和して、アンモニウ
ム基をポリマーに導入することにより、紡糸原液の親水
性を向上させた。得られた紡糸原液を40℃として、こ
れを3000フィラメント用の口金を通じて一旦空気中
に吐出して約3mmの空間部分を走行させた後、10℃
のジメチルスルホキシド30重量%水溶液中で凝固さ
せ、凝固糸条を水洗後、3倍まで浴延伸し、表2の組成
からなる油剤を付与し、乾燥緻密化した。さらに、加圧
スチーム中で4倍まで延伸し、表2の付着量の芳香族ポ
リエステルAを付与して単糸繊度1d、総繊度3000
Dのプリカーサーを得た。油剤付着量は表2のとおりで
ある。
Examples 5 to 8 By a solution polymerization method using dimethyl sulfoxide as a solvent,
A spinning dope was obtained which was composed of 99% by weight of acrylonitrile and 1% by weight of itaconic acid and had [η] of 1.70 and a polymer concentration of 20% by weight. After the polymerization, ammonia gas was blown in until the pH reached 8.5 to neutralize itaconic acid and introduce an ammonium group into the polymer to improve the hydrophilicity of the spinning dope. The obtained spinning solution was set to 40 ° C., once it was discharged into the air through a spinneret for 3000 filaments to run in a space portion of about 3 mm, and then 10 ° C.
Was coagulated in a 30% by weight aqueous solution of dimethylsulfoxide, and the coagulated yarn was washed with water and drawn by bath up to 3 times, and an oil agent having the composition shown in Table 2 was applied to dry and densify. Further, it was stretched up to 4 times in pressurized steam, and the amount of the aromatic polyester A attached in Table 2 was applied to obtain a single yarn fineness 1d and a total fineness 3000.
I got the D precursor. The amount of oil agent adhered is as shown in Table 2.

【0090】得られたプリカーサーから実施例1と同様
にして炭素繊維を得た。得られた炭素繊維の物性を表2
に示す。
Carbon fibers were obtained from the obtained precursor in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the physical properties of the obtained carbon fibers.
Shown in.

【0091】[0091]

【表1】 [Table 1]

【0092】[0092]

【表2】 [Table 2]

【0093】表1、2から明らかなように、実施例1〜
8のものは、比較例1、2のものに比して、工程での糸
切れ発生もなく、かつ、シリカの発生による工程トラブ
ルも発生しなかった。
As is clear from Tables 1 and 2, Examples 1 to 1
In the case of No. 8 as compared with those in Comparative Examples 1 and 2, no yarn breakage occurred in the process, and no process trouble due to generation of silica occurred.

【0094】実施例9〜12 ジメチルスルホキシドを溶媒とする溶液重合法により、
アクリロニトリル99重量%とイタコン酸1重量%とか
らなる[η]が1.70、重合体濃度20重量%の紡糸
原液を得た。重合後、アンモニアガスをpHが8.5に
なるまで吹き込み、イタコン酸を中和して、アンモニウ
ム基をポリマーに導入することにより、紡糸原液の親水
性を向上させた。得られた紡糸原液を30℃として、こ
れを3000フィラメント用の口金を通じて一旦空気中
に吐出して約3mmの空間部分を走行させた後、10℃
のジメチルスルホキシド30重量%水溶液中で凝固さ
せ、凝固糸条を4本合糸して12Kとした後、水洗後、
3倍まで浴延伸し、表3の組成からなる油剤を付与し、
180℃で乾燥緻密化した。さらに、加圧スチーム中で
4倍まで延伸して単糸繊度1d、総繊度12000Dの
プリカーサーを得た。油剤付着量は表3のとおりであ
る。
Examples 9 to 12 By a solution polymerization method using dimethyl sulfoxide as a solvent,
A spinning dope was obtained which was composed of 99% by weight of acrylonitrile and 1% by weight of itaconic acid and had [η] of 1.70 and a polymer concentration of 20% by weight. After the polymerization, ammonia gas was blown in until the pH reached 8.5 to neutralize itaconic acid and introduce an ammonium group into the polymer to improve the hydrophilicity of the spinning dope. The obtained spinning dope was set at 30 ° C., was once discharged into the air through a spinneret for 3000 filaments, and was run in a space of about 3 mm, then at 10 ° C.
Was solidified in a 30% by weight aqueous solution of dimethylsulfoxide, and four coagulated yarns were combined into 12K, and after washing with water,
Bath drawing is performed up to 3 times, and an oil agent having the composition shown in Table 3 is applied,
It was dried and densified at 180 ° C. Further, it was drawn up to 4 times in pressurized steam to obtain a precursor having a single yarn fineness of 1d and a total fineness of 12000D. Table 3 shows the amount of applied oil.

【0095】得られたプリカーサーを実質的に無撚で2
40〜280℃の空気中で延伸比0.88で加熱して密
度1.32g/cm3 の耐炎化糸を得た。ついで、窒素
雰囲気中1400℃まで焼成した。
The obtained precursor was used in a substantially twist-free 2
A flame-resistant yarn having a density of 1.32 g / cm 3 was obtained by heating at a draw ratio of 0.88 in air of 40 to 280 ° C. Then, it was fired up to 1400 ° C. in a nitrogen atmosphere.

【0096】続いて濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として、10クーロン/gで電解処理、水洗し、
150℃の加熱空気中で乾燥した。このようにして得ら
れた炭素繊維の物性を表3に示す。なお、炭素繊維の目
付は0.80g/m、比重は1.80である。
Subsequently, using a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 0.1 mol / l as an electrolytic solution, electrolytic treatment was performed at 10 coulomb / g, and washing with water was performed.
It was dried in heated air at 150 ° C. Table 3 shows the physical properties of the carbon fiber thus obtained. The carbon fiber has a basis weight of 0.80 g / m and a specific gravity of 1.80.

【0097】比較例3、4 表3に示した油剤を付与したこと以外は実施例9と同様
にして炭素繊維を得た。物性を表3に示す。
Comparative Examples 3 and 4 Carbon fibers were obtained in the same manner as in Example 9 except that the oil agents shown in Table 3 were added. The physical properties are shown in Table 3.

【0098】実施例13〜16 ジメチルスルホキシドを溶媒とする溶液重合法により、
アクリロニトリル99重量%とイタコン酸1重量%とか
らなる[η]が1.70、重合体濃度20重量%の紡糸
原液を得た。重合後、アンモニアガスをpHが8.5に
なるまで吹き込み、イタコン酸を中和して、アンモニウ
ム基をポリマーに導入することにより、紡糸原液の親水
性を向上させた。得られた紡糸原液を30℃として、こ
れを3000フィラメント用の口金を通じて一旦空気中
に吐出して約3mmの空間部分を走行させた後、10℃
のジメチルスルホキシド30重量%水溶液中で凝固さ
せ、凝固糸条を4本合糸して12Kとした後、水洗後、
3倍まで浴延伸し、表4の組成からなる油剤を付与し、
乾燥緻密化した。さらに、加圧スチーム中で4倍まで延
伸し、表4の付着量の芳香族ポリエステルBを付与して
から2本合糸して、単糸繊度1d、総繊度24000D
のプリカーサーを得た。油剤付着量は表4のとおりであ
る。
Examples 13 to 16 By a solution polymerization method using dimethyl sulfoxide as a solvent,
A spinning dope was obtained which was composed of 99% by weight of acrylonitrile and 1% by weight of itaconic acid and had [η] of 1.70 and a polymer concentration of 20% by weight. After the polymerization, ammonia gas was blown in until the pH reached 8.5 to neutralize itaconic acid and introduce an ammonium group into the polymer to improve the hydrophilicity of the spinning dope. The obtained spinning dope was set at 30 ° C., was once discharged into the air through a spinneret for 3000 filaments, and was run in a space of about 3 mm, then at 10 ° C.
Was solidified in a 30% by weight aqueous solution of dimethylsulfoxide, and four coagulated yarns were combined into 12K, and after washing with water,
Bath drawing up to 3 times and applying an oil agent having the composition shown in Table 4,
Dried and densified. Further, it was stretched up to 4 times in pressurized steam, and after the aromatic polyester B having the adhesion amount shown in Table 4 was applied, two plied yarns were combined, and a single yarn fineness 1d and a total fineness 24000D were obtained.
Got the precursor of. Table 4 shows the amount of attached oil agent.

【0099】得られたプリカーサーを実質的に無撚で2
40〜280℃の空気中で延伸比0.88で加熱して密
度1.32g/cm3 の耐炎化糸を得た。ついで、窒素
雰囲気中1300℃まで焼成した。
The precursor thus obtained was treated with 2
A flame-resistant yarn having a density of 1.32 g / cm 3 was obtained by heating at a draw ratio of 0.88 in air of 40 to 280 ° C. Then, it was fired up to 1300 ° C. in a nitrogen atmosphere.

【0100】続いて濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として、10クーロン/gで電解処理、水洗し、
150℃の加熱空気中で乾燥した。このようにして得ら
れた炭素繊維の物性を表4に示す。なお、炭素繊維の目
付は1.65g/m、比重は1.80である。
Then, using a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 0.1 mol / l as an electrolytic solution, electrolytic treatment was performed at 10 coulomb / g and washing with water was performed.
It was dried in heated air at 150 ° C. Table 4 shows the physical properties of the carbon fiber thus obtained. The carbon fiber has a basis weight of 1.65 g / m and a specific gravity of 1.80.

【0101】比較例5、6 表4に示した油剤を付与したこと以外は実施例13と同
様にして炭素繊維を得た。物性を表4に示す。
Comparative Examples 5 and 6 Carbon fibers were obtained in the same manner as in Example 13 except that the oil agents shown in Table 4 were added. The physical properties are shown in Table 4.

【0102】[0102]

【表3】 [Table 3]

【0103】[0103]

【表4】 [Table 4]

【0104】表3、4から明らかなように、実施例9〜
16は、比較例3〜6に比して、工程での糸切れ発生も
なく、かつ、シリカの発生による工程トラブルも発生し
なかった。
As is clear from Tables 3 and 4, Examples 9 to
In No. 16, as compared with Comparative Examples 3 to 6, no yarn breakage occurred in the process, and no process trouble due to the generation of silica occurred.

【0105】[0105]

【発明の効果】本発明により、容易に高強度の炭素繊維
を得るための炭素繊維用プリカーサーを得ることができ
る。
Industrial Applicability According to the present invention, a carbon fiber precursor for easily obtaining a high-strength carbon fiber can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山▲さき▼ 勝巳 愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地 東 レ株式会社愛媛工場内 Fターム(参考) 4L033 AA09 AB02 AC09 CA59 4L037 CS03 FA01 PA55 PA65 PC11 PF29 PF45 PS02 PS12 PS18 UA09    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yama ▲ Saki ▼ Katsumi             1515 Tsutsui, Oita, Matsumae-cho, Iyo-gun, Ehime             Les Ehime Factory F-term (reference) 4L033 AA09 AB02 AC09 CA59                 4L037 CS03 FA01 PA55 PA65 PC11                       PF29 PF45 PS02 PS12 PS18                       UA09

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記2成分を含む油剤が、繊維重量あたり
0.1〜3重量%付着していることを特徴とする炭素繊
維用プリカーサー。 A成分:剛体振り子の自由減衰振動法により測定される
振り子の振動周期差Tが、下記式を満足するシリコーン
油剤 0.03≦T≦0.4 T=T30−T180 T30:30℃における振動周期(秒) T180:180℃で10分間熱処理後の振動周期(秒) B成分:熱処理条件250℃×1時間後の残存率r1が
80%以上であり、かつ、500℃×5分後の残存率r
2がが10%以下である樹脂成分、または、240℃で
2時間保持後の残存率r3が70%以上であり、かつ4
70℃で1時間保持後の残存率r4が10%以下である
樹脂成分
1. A precursor for carbon fiber, wherein an oil agent containing the following two components is attached in an amount of 0.1 to 3% by weight based on the weight of fiber. Component A: Vibration period difference T of the pendulum measured by the free damping vibration method of a rigid pendulum satisfies the following formula: Silicone oil agent 0.03 ≦ T ≦ 0.4 T = T30−T180 T30: Vibration period at 30 ° C. (Second) T180: Vibration cycle after heat treatment at 180 ° C. for 10 minutes (second) B component: Residual rate r1 after heat treatment condition 250 ° C. × 1 hour is 80% or more, and remaining after 500 ° C. × 5 minutes Rate r
2 is a resin component in which 10% or less, or the residual rate r3 after holding at 240 ° C. for 2 hours is 70% or more, and 4
Resin component having a residual rate r4 of 10% or less after holding at 70 ° C. for 1 hour
【請求項2】アミノ変性シリコーン、アルキレンオキサ
イド変性シリコーンと、B成分(熱処理条件250℃×
1時間後の残存率r1が80%以上であり、かつ、50
0℃×5分後の残存率r2が10%以下である樹脂成
分、または、240℃で2時間保持後の残存率r3が7
0%以上であり、かつ470℃で1時間保持後の残存率
r4が10%以下である樹脂成分)との3成分を含む油
剤が、繊維重量あたり0.1〜3重量%付着しているこ
とを特徴とする炭素繊維用プリカーサー。
2. Amino-modified silicone, alkylene oxide-modified silicone and component B (heat treatment condition 250 ° C. ×
The residual rate r1 after 1 hour is 80% or more, and 50
Resin component whose residual rate r2 after 0 ° C. × 5 minutes is 10% or less, or residual rate r3 after 2 hours holding at 240 ° C. is 7
0.1% to 3% by weight per fiber weight of an oil agent containing 3 components, which is 0% or more and a resin component whose residual ratio r4 after holding at 470 ° C. for 1 hour is 10% or less). Precursor for carbon fiber characterized in that
【請求項3】該B成分が、熱処理条件250℃×1時間
後の残さが250℃で液状であるものであることを特徴
とする請求項1または2に記載の炭素繊維用プリカーサ
ー。
3. The precursor for carbon fiber according to claim 1, wherein the component B is liquid at 250 ° C. after a heat treatment condition of 250 ° C. for 1 hour and is liquid at 250 ° C.
【請求項4】該油剤が、エポキシ変性シリコーンを含む
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の炭素
繊維用プリカーサー。
4. The precursor for carbon fibers according to claim 1, wherein the oil agent contains an epoxy-modified silicone.
【請求項5】該アミノ変性シリコーンの付着量が0.0
5〜1重量%であることを特徴とする請求項1〜4のい
ずれかに記載の炭素繊維用プリカーサー。
5. The amount of the amino-modified silicone attached is 0.0.
It is 5 to 1% by weight, and the precursor for carbon fiber according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】該アミノ変性シリコーンの、25℃におけ
る粘度が100cSt以上、アミノ基による変性量が
0.05〜10重量%であることを特徴とする請求項1
〜5のいずれかに記載の炭素繊維用プリカーサー。
6. The viscosity of the amino-modified silicone at 25 ° C. is 100 cSt or more, and the amount of modification with an amino group is 0.05 to 10% by weight.
6. The precursor for carbon fiber according to any one of to 5.
【請求項7】該アルキレンオキサイド変性シリコーン
の、25℃における粘度が10cSt以上、アルキレン
オキサイド構造による変性量が10〜80重量%である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の炭素
繊維用プリカーサー。
7. The alkylene oxide-modified silicone has a viscosity at 25 ° C. of 10 cSt or more and a modification amount with an alkylene oxide structure of 10 to 80% by weight, according to any one of claims 1 to 6. Precursor for carbon fiber.
【請求項8】該エポキシ変性シリコーンの、25℃にお
ける粘度が1000cSt以上、エポキシ基による変性
量が0.05〜10重量%であることを特徴とする請求
項4〜7のいずれかに記載の炭素繊維用プリカーサー。
8. The method according to claim 4, wherein the epoxy-modified silicone has a viscosity at 25 ° C. of 1000 cSt or more and a modification amount with an epoxy group of 0.05 to 10% by weight. Precursor for carbon fiber.
【請求項9】下記A成分とB成分を含む油剤エマルジョ
ンを繊維に付与し、乾燥して緻密化することを特徴とす
る炭素繊維用プリカーサーの製造方法。 A成分:剛体振り子の自由減衰振動法により測定される
振り子の振動周期差Tが、下記式を満足するシリコーン
油剤 0.03≦T≦0.4 T=T30−T180 T30:30℃における振動周期(秒) T180:180℃で10分間熱処理後の振動周期(秒) B成分:熱処理条件250℃×1時間後の残存率r1が
80%以上であり、かつ、500℃×5分後の残存率r
2が10%以下である樹脂成分、または、240℃で2
時間保持後の残存率r3が70%以上、かつ470℃で
1時間保持後の残存率r4が10%以下である樹脂成分
9. A method for producing a precursor for carbon fiber, which comprises applying an oil emulsion containing the following components A and B to fibers, and drying the mixture to densify it. Component A: Vibration period difference T of the pendulum measured by the free damping vibration method of a rigid pendulum satisfies the following formula: Silicone oil agent 0.03 ≦ T ≦ 0.4 T = T30−T180 T30: Vibration period at 30 ° C. (Second) T180: Vibration cycle after heat treatment at 180 ° C. for 10 minutes (second) B component: Residual rate r1 after heat treatment condition 250 ° C. × 1 hour is 80% or more, and remaining after 500 ° C. × 5 minutes Rate r
2 is a resin component whose content is 10% or less, or 2 at 240 ° C
A resin component having a residual rate r3 of 70% or more after holding for 1 hour and a residual rate r4 of 10% or less after holding for 1 hour at 470 ° C.
【請求項10】前記A成分を含むエマルジョンを繊維に
付与し、乾燥して緻密化した後、前記B成分を付与する
ことを特徴とする炭素繊維用プリカーサーの製造方法。
10. A method for producing a precursor for carbon fiber, which comprises applying the emulsion containing the component A to fibers, drying and densifying the fibers, and then adding the component B.
【請求項11】請求項9または10に記載の炭素繊維用
プリカーサーを実質的に無撚で焼成することを特徴とす
る炭素繊維の製造方法。
11. A method for producing carbon fibers, which comprises firing the precursor for carbon fibers according to claim 9 or 10 substantially without twisting.
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