JPH026618A - メソフェースピッチ系炭素繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はメソフェースピッチ系炭素繊維の製造方法に係
わり、更に詳しくはメソフェースピッチ系炭素繊維の強
度改善および不融化効率改善を目的とする新規な不敵化
処理方法に関する。

〔従来の技術〕

現在、複合材料に使用されている炭素繊維としては、ポ
リアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維を原料として製造さ
れているＰＡＮ系炭素繊維が主流となっている。しかし
ＰＡＮ系炭素繊維は原料のポリアクリロニトリル（ＰＡ
Ｎ）繊維が高価で、しかも炭化収率が低いために必然的
に高価格なものとなっており、その用途は、スポーツ・
レジャー関係、航空・宇宙関係などの特殊を分野に限ら
れたものになっている。

一方、炭素質ピッチを原料とするピッチ系炭素繊維は原
料が安価で、しかも炭化収率が高いために安価に製造で
きるという特徴を持っている。特に原料としてメンフェ
ースを４０％以上、好ましくは６０％以上含有するメン
フェースピツヂを用いたメソフェースピッチ系炭素繊維
は、安価で、しかも高性能な炭素繊維を与える可能性を
持つものとして注目されている。一般にメソフェースピ
ッチ系炭素繊維においては、原料であるメンフェースピ
ツヂの持つ易配向性、易黒鉛化性を利用することによっ
て容易に高配向でしかも高黒鉛化性を持つ炭素繊維が製
造でき、従って弾性率の高い繊維が製造できることが知
られている。例えば、特開昭４９−１９１２７号公報に
は炭素層面が３次元的に発達し、黒鉛化性が高く、また
弾性率に優れるメソフェースピッチ系炭素繊維およびそ
の製造方法が開示されている。しかしながら、このよう
な黒鉛化性が高い炭素繊維は高い弾性率を有するが、引
張強度は高くなく、破断伸度も低いという欠点を持って
おり、このためメソフェースピッチ系炭素繊維は弾性率
には優れるが、引張強度の向上は困難であると考えられ
ていた。

最近になって、メソフェースピッチ系炭素繊維の構造を
制御することによって引張強度を改善する試みについて
報告がなされてきている。例えば、特開昭６１１０４９
２７号公報には、紡糸工程において紡糸ノズルのキャピ
ラリ一部直上において撹拌することによって、軸方向の
高配向性を保持しつつ断面方向の構造を微細化し黒鉛化
性が低下したメソフェースピッチ系炭素繊維を製造でき
ること、およびこの炭素繊維は高い弾性率を保持しつつ
引張強度が改善できることが示されている。ただメソフ
ェースピッチ系炭素繊維の構成制御による機械物性の向
上についての検討は、従来主に紡糸工程での報告か中心
であり、不融化工程および炭化黒鉛化工程という固相系
の反応工程での報告はなかった。また、従来のメソフェ
ースピッチ系炭素繊維における構造制御は、マクロ組織
の制御又はミクロな構造制御を考えたものであっても繊
維全体の平均的な構造制御を意図しており、例えば繊維
の表面層の構造を変化させたり、中心部の構造を変化さ
せたりして特定の部位の構造制御を行うことにより機械
物性の向上を図るという報告もなかった。

ＰＡＮ系炭素繊維において、炭化処理後の繊維を電解酸
化し、次いで不活性ガス中で熱処理を施すことによって
繊維の超薄最外層の構造を制御し、機械物性を改善する
試みがなされている（特開昭６１−２２５３３０号公報
）。しかしながら、本発明者らの検討したところでは、
メソフェースピッチ系炭素繊維に、この方法を適用して
も、機械物性の向上は期待されず、逆に引張強度が低下
する場合もあることが判明した。これはＰＡＮ系炭素繊
維とメソフェースピッチ系炭素繊維ではその構造に大き
な違いかあるためと考えられる。

ところで、ピッチ系炭素繊維の不融化は従来１００〜４
００℃の温度範囲で酸化性雰囲気下に実施するのが一般
的である。特に酸化性雰囲気として空気又は酸素と窒素
との混合ガスを用いることが最も一般的に行なわれてい
る。また、酸化性雰囲気として窒素酸化物などの他の酸
化性ガスを用いる方法も試みられている。このような試
みが実施されている主な理由は、必ずしも炭素繊維の物
性改善をねらったものではなく、不融化処理時間の短縮
を図ることにある。これは、例えば空気雰囲気下では一
般に６０〜４００分間程度の比較的長い処理時間が必要
で、極めて効率の悪い工程であるからである。特に等方
性ピッチ系炭素繊維の場合には、不融化処理の初期に低
温域から開始する必要があるため長時間の処理を要する
。特公昭４８−４２６９６号公報には等方性ピッチ系炭
素繊維の不融化処理にＮＯ２を用いた例が示されている
。ここでは３０〜１３０℃の低温域で処理されており、
空気を用いて不敵化する場合に比べて不融化時間が短縮
されるとされている。Ｊたメソフェースピッチ系炭素繊
維への適用例として、特開昭６０−２５９６２９号公報
にはＮＯ２を０．１〜５０容量％を含む空気又は酸素な
どの酸化性雰囲気下に１５０〜３８０℃の処理温度で不
融化処理することが示されている。この処理によって不
融化時間の短縮と、炭素繊維物性の向上とが同時に達成
されることが示されている。しかしながら、本発明者ら
の検討したところによると、ＮＯ２を用いて不敵化する
場合の不融化時間の短縮の効果は主に１００〜２６０℃
の低温の温度範囲で効果があるのに対して、この温度範
囲ての炭素繊維の物性向上効果は少ないこと、またＮＯ
２を含む空気又は酸素などの酸化性雰囲気を不融化処理
の初期から最後まで継続して用いることは繊維の酸化消
耗が大きく、収率の低下を起こし、また場合によっては
物性の低下を引きおこしてしまうという別の問題がある
ことが判明し、また、不融化効率の改善効果についても
必ずしも十分に達成できたとは言えない このように、メソフェースピッチ系炭素繊維の不融化処
理において、炭素繊維の構造を制御する方法については
従来全く報告がなく、また不融化効率の改善に関しても
その不融化メカニズムにふみこんだ改善方法についての
報告はなかった。

〔本発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明はメソフェースピッチ系炭素繊維の強度
および不融化処理時間を改善することのできる不融化処
理方法を開発せんとするものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明者らは、
メソフェースピッチ系炭素繊維の強度を改善するために
は、・繊維の表面層の処理および中心部と表面層とで異
なる構造を持つ炭素繊維を製造することが重要であり、
このような繊維を製造するには不融化処理において中心
部と表面層の酸化処理程度を最適に制御しうる反応を実
施することが効果的であり、このためにはＮＯ２とＬＯ
を含有する酸化性雰囲気を用いることが適当であること
、またこの雰囲気において不融化速度が改善されること
を見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成するに至
ったものである。

すなわち、本発明に従えは、炭素質メソフェースピッチ
を溶融紡糸して得られるピッチ繊維を不融化するにあた
り、０．１〜４０容量％のＮＯ２および４〜４０容量％
の１）２０を含有する酸化性雰囲気下に１００〜４００
℃の温度範囲で処理する方法が提供される。

本発明の不融化処理によって、ピッチ繊維の表面層と中
心部の酸化を最適に実施することかでき、不融化の効率
化が図れるとともに、表面層と中心部の酸化程度がバラ
ンスよく制御された不融化繊維を製造することができる
。この不融化繊維をさらに炭化処理又は黒鉛化処理する
ことによって炭素繊維の表面層と中心部とで構造が異な
り、強度のずぐれたメソフェースピッチ系炭素繊維を製
造することができる。

また不融化処理後の繊維の表面がＸ線光電子分光法（Ｅ
ＳＣＡ）によって測定し、検出されるＯ１ｓピークとＣ
１ｓピークとの面積比（Ｏ１ｓ／Ｃ１５）より求めた酸
素と炭素との原子比０／Ｃ（ＥＳＣＡ）が０．１９〜０
．３０でかつ０／Ｃ（ＥＳＣＡ）と元素分析より求めた
酸素と炭素との原子比０／Ｃ（ＥＡ）との比Ｒが、１．
５以上となるまで本発明による不融化処理を行うことが
引張強度を向上させるために望ましい。

ピッチ系炭素繊維の不融化処理については従来より種々
の方法が提案されているが、最も一般的に実施されてい
るのが空気などの含酸素雰囲気下で酸化処理を行う方法
である。一方散化性ガスとしてＮＯ２を含む空気などの
酸化性雰囲気下で不融化処理を実施する方式も提案され
ているが、この方式によると、■不融化処理速度が向上
する、■炭素繊維の強度が改善されるという長所がある
。

本発明者らはＮＯ２を含む空気などの酸化性雰囲気下で
の不融化処理について検討した結果、繊維の中心部に比
べ表面層の酸化が促進され、表面層と中心部の酸化程度
の異なる不融化繊維ができることを見出し、またＮＯ□
を含む空気などの酸化性雰囲気にさらにＨ２Ｏを添加す
ることによって表面層と中心部の酸化程度を最適の状態
に制御でき、不融化処理効率を更に向上させることがで
きることを見出し、本発明を完成するに至った。

ピッチ繊維の不融化処理は固相の酸化反応であり、繊維
表面層と中心部とで反応速度に差があることが考えられ
る。この表面層と中心部の酸化程度は、不融化繊維の元
素分析値より求めた酸素と炭素の原子比０／Ｃ（ＥＡ）
の値と、不融化繊維表面をＸ線光電子分光法で測定する
ことによって得られる繊維表面の酸素と炭素の原子比０
／Ｃ（ＥＳＣΔ）の値とから評価することができる。

ここで０／Ｃ（ＥＡ）は繊維の平均的酸化程度を、また
０７Ｃ（ＥＳＣＡ）は繊維表面から００１μｍ程度才で
の表面層の酸化程度を示す数値となる。不融化雰囲気と
して５％ＮＯ２を含んだ空気、および５％ＮＯ２と１０
％１１２０を含んだ空気を用いた場合の３００℃におけ
る不融化処理時間と０７Ｃ（ＥＡ）、０／Ｃ（ＥＳＣΔ
）との関係を第１図に示す。５％ＮＯ３を含んだ空気で
不融化処理を行った場合には、０／Ｃ（ＥＡ）に比べ０
／Ｃ（ＥＳＣΔ）の値が大きくなる　（つまり、表面層
の酸化程度か大きくなる傾向となる）。このように、Ｎ
Ｏ２を用いた場合に炭素繊維の強度が改善される原因と
しては、この表面層の酸化程度か中心部に比較して高い
ことが考えられるのであるが、本発明者らが検討したと
ころによると、ＮＯ２を含んだ空気で不融化処理を行っ
た場合には表面層の酸化が中心部に比べ早すぎるなめに
、適度な中心部の酸化を行うためには表面層を過剰に酸
化する必要があり、収率の低下なとの問題かあった。Ｎ
Ｏ２を含んた空気に更に１（２０を添加した雰囲気て不
融化した場合には、第１図より明らかなようにＮＯ２を
含んだ空気雰囲気下で不融化処理を行なった場合に律速
となっていた中心部の酸化速度を向上させることができ
、不融化処理速度の向上および収率の向上を図ることが
でき、さらに炭素繊維の引張強度の向上を図ることがで
きることが判明した。１（２０を添加した場合の中心部
の酸化速度向」−のメカニズムの詳細については明らか
ではなく、また炭素繊維の引張強度向上の原因について
も不明なところが多いが、後者については、繊維の表面
層および中心部の酸化程度をそれぞれ最適化できたなめ
であると考えられる。

炭素繊維の原料ピッチとしてはコールタールピッチ、石
炭液化油などの石炭系ピッチおよびエヂレンタールデカ
ントオイルピッチなどの石油系ピッチなと各種のピッチ
のいずれを用いても良い。

また前記ピッチを改質したもの、例えは水素化処理した
もの、熱処理によって改質したもの、溶媒分別したもの
、蒸留により分別したもの、又はこれらの方法を組み合
わせて改質したものなど各種変性したピッチも使用可能
である。本発明で用いる炭素質メソフェースピッチとは
、ピッチを熱処理することによって得られる光学的異方
性相（メソフェース）を含有するピッチであって、得ら
れる炭素繊維を高強度・高弾性率とするために、光学的
異方性相の割合が４０％以上、好ましくは６０％以上の
ものが適当である。また本発明に用いる炭素質メソフェ
ースピッチは軟化点２４０〜３４０℃のものが紡糸性の
観点から好ましい。

ピッチ繊維は前記炭素質メソフェースピッチを公知の方
法で溶融紡糸を行うことによって得られる。例えば炭素
質メソフェースピッチをその軟化点より高い温度で溶融
し、粘度１００〜３０００ボイズ（Ｐ）の範囲で直径０
．０５〜０．５ｍｍのノズルから押し出しながら５０〜
１０００ｍ　７分で延伸することによってピッチ繊維を
得る。用いるノズルとしては円形に限らず種々の構造−
例えば異形ノズルおよび流路が拡大又は縮少しているノ
ズルなど、どの様なものを用いても良い。

次にピッチ繊維は、ＮＯ２を０．１〜４０容量％および
Ｈ２Ｏを４〜４０容量％含有する酸化性雰囲気下で不融
化処理される。ここで好ましい雰囲気としては、ＮＯ□
を１〜１０容量％、Ｈ２Ｏを４〜２０容量％および０２
を２〜４０容量％含有し、残部が実質的に窒素などの不
活性ガスである雰囲気であるか、この中にオゾン、Ｎｏ
など窒素酸化物、ｌＮＯ３など含窒素酸素酸、ハロゲン
、硫黄酸化物など共存していてもかまわない。

不融化処理に用いる雰囲気ガス中のＮＯ□含有量が０．
１容量％未溝の場合には繊維表面層の酸化程度を促進さ
せる効果が少く適当でなく、一方、４０容量％超の場合
には酸化速度が速いために繊維が過剰の酸化をうけやす
くなるため好ましくない。また、Ｈ２Ｏ含有量が４容量
％未溝の場合には繊維の中心部の酸化速度を改善させる
効果が少く不適当であり一方４０容量％超の場合には炭
素繊維の物性改善に効果がなく好ましくない。０２含有
量については、特に制限はないが、２容量％未満では不
融化速度が遅くなるために不融化処理時間か長くなり好
ましくなく、４０容量％超では酸化速度が速いために繊
維が過剰の酸化をうけやすくなるため好ましくない。こ
こで、一般に０２源としては空気を用いることが経済的
であるか、０２カスを添加するなとの方法によって０２
含有量を例えば２１〜４０容量％と高くすることも可能
であるし、またＮ２カスなとを添加するなどの方法によ
って０２含有量を例えば２〜２１容量％と低くすること
も可能である。

またＮＯ２，１１２０を含有する雰囲気ガスは工業的に
は例えばアンモニアを空気などの酸素を含有するガスと
混合し酸化させるという方法で製造することができる。

例えば、アンモニアを空気などの酸素を含有するガスと
混合し、白金触媒上でアンモニアを酸化しＮｏを生成さ
せ、さらにそのＮｏを所定の温度で空気などの酸素を含
有するガスで酸化させ、ＮＯ２を生成させるという方法
である。この方法では、ＮＯ□とＨ２Ｏの両方を含有す
るカスを製造できるという利点があり、ＮＯ２か１容量
に対して）１２０１．５容量が生成することになる。ま
た、アンモニアと空気などの酸素を含有するガスの混合
比を変化させるあるいは生成ガスを空気などのガスで希
釈するなとの方法でＮＯ２濃度は自由に制御することが
できる。この方法で製造したカスは、ＮＯ２，Ｉ（２０
を含有するガスとしてそのまま使用することができる。

また必要に応じて脱湿、加湿を行い、Ｈ２Ｏ濃適宜選択
することもできる。

不融化処理温度は通常１００〜４００℃の範囲で、好ま
しくは１５０〜３５０℃の範囲である。この時処理温度
か低いと処理時間が長くなり、また処理温度が高いと融
着又は消耗といった現象が生じるため好ましくない。一
般に気相で不融化を実施する場合、当初、ピッチ繊維の
融着が起きない温度、例えば１００〜２５０℃程度の温
度より開始し、反応が進むにつれて、例えば２５０〜４
００℃程度の温度まで昇温しでゆき、必要に応じてその
温度で保定させるという方法で行なわれる。本発明にお
いても同様の方法を用いる。好ましい方法は当初２５０
℃以下の低温て不融化を開始し、反応が進むにつれて２
６０〜３５０℃まで昇温し、その温度で保定するという
方法である。

さらに不融化処理後の繊維表面のＯ／Ｃ（ＥＳＣＡ）が
０、１９〜０．３０でかつＲが１．５以上となるまで不
融化することが好ましい条件である。０／Ｃ（ＥＳＣＡ
）が０、１９未満の場合は表面酸化が十分でなく、また
０、３０超の場合は表面よりの消耗かあるため好ましく
ない。

このようにして得られた不融化繊維をＮ　２　、　Ａ　
ｒなどの不活性ガス雰囲気下で１０００〜２０００℃、
または引続いて２０００℃以上の温度で熱処理し炭化も
しくは黒鉛化することによ“って炭素繊維とすることが
できる。

本発明に従った不融化方法を用いることによって繊維表
面層の酸化程度を中心部に比べて増加させた二層構造を
持つ不融化繊維を製造することができ、この不融化繊維
をさらに炭化処理、黒鉛化処理することによって引張強
度の優れた高強度炭素繊維を製造することができる。

この明細書て示される０／Ｃ（ＥＳＣＡ）、Ｏ／Ｃ（Ｅ
Ａ）、およびＲについて説明すれば以下の通りである。

９乙ｑ仕μｓ仄］Ｊ 測定装置としてＸ線光電子分光装置（ＥＳＣＡ）を用い
る。測定対象の繊維の表面を汚さないように注意し乍ら
短くし、ステンレス製の試料支持台上に拡げて並べた後
、Ｘ線源としてＭｇＫαを用い試料チャンバー中を５　
Ｘ　１　０−’ｔｏｒｒ以下に保持する。

結合エネルギーが５３２ｅＶ付近のＯ１ｓピークおよび
２８４ｅＶ付近のＣ１ｓピークを測定し、その面積の比
（Ｏ１ｓ／Ｃ１５）を求める。０／Ｃ（ＥＳＣＡ）は、
この（Ｏ１ｓ／Ｃ１５）より以下の（１）式で求める。

０／Ｃ（ＥＳＣＡ）−１／２．９Ｘ（Ｏ１ｓ／Ｃ１５）
　　−　　（１）ここでＯ１ｓピークとＣ１ｓピークと
の相対感度の比の値を２．９とした。

ここでＥＳＣ八によって求められる０／Ｃ（ＥＳＣＡ）
の値は繊維表面から約０．０１μｍまでの表面での状態
を示す指標となる（すなわち繊維最表面層での酸化程度
を示す）。

子比を示しく２）式によって算出する。

つまり０／Ｃ（ＥＡ）は繊維全体の平均的な酸化程度を
示す。

Ｒは（３）式で定義される数で、表面酸化程度と平均的
酸化程度との比を示す。

Ｒ＝０７Ｃ（ＥＳＣＡ）全０／Ｃ（ＥＡ）・・・・・・
（３）またこの明細書で示されるピッチの軟化点はフロ
ーテスター法によって測定される見掛は粘度が２０００
０ボイズを示す温度をいう。

〔実施例〕

以下に実施例および比較例をあげ本発明を具体的に説明
するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定す
るものでないことはいうまでもない。

色Ｊ１び　Ｊｌ 光学的異方相（メソフェース）を８５％含み、トルエン
不溶分（ＴＩ）７８％及びキノリンネ溶分（ＱＩ）１０
％のコールタールピッチ系メソフェースピッチを直径０
　、２ｍｍφのノズルを用いて溶融紡糸を行い、平均１
１μｍφのピッチ繊維を得た。このピッチ繊維を、５％
Ｎｏ２．１０％Ｈ２Ｏを含む空気を用い、２００℃で１
０分間保持した後、１０℃／分の昇温速度で３００℃ま
で昇温し、次に３００’Ｃて０〜１２０分間保持し不磁
化処理を行った。処理条件を第１表Ｎ１１ｌ〜４に示す
。ここで不融化時に用いたガスは純ＮＯ□ガス（製鉄化
学工業（株）製）と沸騰水中をバブリングさせて加湿し
た空気とを混合して発生させた。不融化処理した繊維の
一部を元素分析およびＸ線光電子分光法による測定に用
いた。

また一部をＡｒ気流下で常温より５０’Ｃ／分の昇温速
度で昇温し、２３００℃で１５分間保持することによっ
て黒鉛化処理し炭素繊維とした。得られた炭素繊維の物
性値等を第１表に示す。

第１表の隘２，３は実施例１であり、Ｎａｌ、４は比較
例１である。不融化繊維の０／Ｃ（ＥＳＣＡ）の値か０
．１９〜０．３０の範囲内にある階２および阻３の炭素
繊維は引張強度が優れていることがわかる。

一方、比較のためのｌ１ｈｌの場合は、不融化繊維のＯ
／Ｃ（ＥＳＣＡ）の値が０．１７と低く、得られた炭素
繊維の引張強度も低くなっている。また阻４は不融化繊
維の０／Ｃ（ＥＳＣΔ）の値が０．３１と高く、過剰に
酸化されているため、炭素繊維とした場合に繊維の直径
が細くなり、収率が低下するので好ましくないケースで
ある。

ル１匠λ 実施例１で用いたピッチ繊維を５％ＮＯ２を含む空気を
用い２００℃で１０分間保持した後、１０°Ｃ／分の昇
温速度で３００℃まで昇温しな後、３００℃で０〜３０
分間保持し不融化処理した。

処理条件は第１表階１１〜１３に示した通りであり、不
融化時に用いたガスは純ＮＯ□ガス（製鉄化学工業（株
）製）と乾燥空気を混合して発生させた。不融化処理し
た繊維について実施例１と同様の測定を実施した。また
不融化処理した繊維の一部を実施例１と同様に黒鉛化処
理して炭素繊維を得た。

得られた炭素繊維の物性値を第１表に示す。

第１表の阻１，２．３日に１１　、１２　、１３とを比
較してみるとＨ２Ｏを添加した場合には０／Ｃ（ＥＡ）
の増加が早くなり、不融化速度が改善されることがわか
る。また、炭素繊維の強度もｌＩ２０添加時の方が優れ
ることがわかる。

Ｌ１鮮ｌ 実施例１で用いたピッチ繊維を乾燥空気を用い２００℃
より０．５℃／分の昇温速度で３００℃まで昇温した後
、３００℃で６０分間保持し、不融化処理した。不融化
処理した繊維は実施例１と同様に測定した。また不融化
処理した繊維の一部を実施例１と同様に黒鉛化処理して
炭素繊維を得た。得られた炭素繊維の物性値を第１表階
２１に示す。

実ＪＩＪＬ々 光学的異方相（メンフェース）を９１％含み、トルエン
不溶分（ＴＩ）８０％及びキノリンネ溶分（ＱＩ）１１
％のコールタールピッチ系メソフェースピッチを直径０
．２Ｉφのノズルを用いて、溶融紡糸を行い、平均１１
μＭφのピッチ繊維を得た。このピッチ繊維を、５％Ｎ
Ｏ２及び６％１１２０を含む空気を用い、２００℃で１
０分間保持した後、１０℃／分の昇温速度で３００℃ま
で昇温し、次に３００℃で１０分間保持し不融化処理し
た。ここで不融化処理に用いたガスは実施例１と同様に
して発生させた。

この不融化処理後の繊維のＯ／Ｃ（ＥＡ）は０．０９で
あり、Ｏ／Ｃ（ＥＳＣＡ）は０，２２であった。さらに
この繊維の一部を実施例１と同様に黒鉛化処理して炭素
繊維を得た。この炭素繊維は直径９μ■、引張強度３３
０ｋｇ／＋１１＋＋＋２、弾性率５１ｔ／ｌ１ｌｌ１１
２であった。

夾倉匠ｌ 実施例２で用いたピッチ繊維を１０％ＮＯ２．１０％１
１２０を含む空気を用い２００℃で１０分間保持した後
、１０℃／分の昇温速度で３００℃まで昇温し、次に３
００℃で１０分間保持して不融化処理した。ここで不融
化処理に用いたカスは実施例１と同様にして発生させた
。

この不融化処理後の繊維の０７Ｃ（ＥＡ）は０，１０で
ありＯ／Ｃ（ＥＳＣＡ）は０．２６であった。さらにこ
の繊維の一部と実施例１と同様に黒鉛化処理して炭素繊
維を得た。

この炭素繊維は直径９μ拍、引張強度３４０ｋｇ／ｍｍ
２、弾性率５１ｔ／ｍｍ２であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の炭素繊維製造方法は不融
化処理時の雰囲気として０．１〜４０容量％のＮＯ２お
よび４〜４０容量％の１１２０を含有する酸化性雰囲気
を用いることによって、従来の方法に比べて不融化処理
速度を改善しかつ収率を向上させることができる。また
本発明の方法によって製造した炭素繊維は従来の方法に
よって製造された炭素繊維に比べ引張強度が改善される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は５％ＮＯ２を含む空気および５％ＮＯ２と１０
％Ｈ２０を含む空気雰囲気下で不融化処理を行った場合
の不融化処理の３００℃における保持時間と０／Ｃ（Ｅ
Δ）及び０７Ｃ（ＥＳＣΔ）との関係の一例を示す図面
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭素質メソフェースピッチを溶融紡糸して得られる
   ピッチ繊維を不融化処理した後、炭化処理又は黒鉛化処
   理して炭素繊維を製造するにあたり、 不融化処理を、０．１〜４０容量％のＮＯ＿２および４
   〜４０容量％のＨ＿２Ｏを含有する酸化性雰囲気下に１
   ００〜４００℃の温度範囲で実施することを特徴とする
   メソフェースピッチ系炭素繊維の製造方法。 ２、不融化処理後の繊維表面のＸ線光電子分光法（ＥＳ
   ＣＡ）によって測定し、検出されるＯ１ｓピークと　Ｃ
   １ｓピークとの面積比（Ｏ１ｓ／Ｃ１ｓ）より求めた酸
   素と炭素との原子比Ｏ／Ｃ（ＥＳＣＡ）が０．１９〜０
   ．３０でかつＯ／Ｃ（ＥＳＣＡ）と元素分析値より求め
   た酸素と炭素との原子比Ｏ／Ｃ（ＥＡ）との比Ｒが１．
   ５以上である請求項１記載のメソフェースピッチ系炭素
   繊維の製造方法。