JPH09176923A - Precursor for carbon fiber, its production and production of carbon fiber - Google Patents

Precursor for carbon fiber, its production and production of carbon fiber

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JPH09176923A
JPH09176923A JP27964696A JP27964696A JPH09176923A JP H09176923 A JPH09176923 A JP H09176923A JP 27964696 A JP27964696 A JP 27964696A JP 27964696 A JP27964696 A JP 27964696A JP H09176923 A JPH09176923 A JP H09176923A
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carbon fiber
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coating layer
organic polymer
fiber
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真 木林
Yoji Matsuhisa
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Kazuharu Shimizu
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily produce a carbon fiber having high tensile strength and useful as a reinforcing fiber for composite material in high productivity by baking a carbon fiber precursor produced by forming an organic polymer coating layer on the surface of a precursor fiber. SOLUTION: The fiber surface of a carbon fiber precursor is coated with an organic polymer such as an acryl-silicone copolymer and the coated precursor fiber is baked to suppress the damage on the fiber surface and the welding of fibers in baking. The coating layer keeps its shape at the flameproofing treatment temperature and preferably has a carbonization residue of <=50%.

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
炭素繊維を得ることのできる炭素繊維製造用プリカーサ
ー、その製造方法、およびそのプリカーサーを用いた炭
素繊維の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a precursor for producing carbon fiber capable of obtaining carbon fiber having excellent tensile strength, a method for producing the same, and a method for producing carbon fiber using the precursor.

【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
いてはこの炭素繊維複合材料に対する高性能化要求が強
い。複合材料としての特性は炭素繊維そのものの特性に
起因するところが大きく、この要求はとりもなおさず炭
素繊維自身への高性能化要求である。
2. Description of the Related Art Since carbon fibers have excellent specific strength and specific elastic modulus as compared with other fibers, they are industrially widely used as reinforcing fibers for composite materials with resins by utilizing their excellent mechanical properties. It's being used. In recent years, the superiority of the carbon fiber composite material has been further increased, and particularly in sports and aerospace applications, there is a strong demand for high performance of the carbon fiber composite material. The properties of the composite material largely depend on the properties of the carbon fiber itself, and this demand is, of course, a demand for higher performance of the carbon fiber itself.

【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ことが
わかる。それに対して従来、炭素繊維に気相処理、液相
処理、電解処理など種々の後処理をほどこすことによ
り、表層をエッチングして表面欠陥を除去する技術など
が提案された(たとえば、特開昭58−214527号
公報、特開昭61−225330号公報)。しかし、上
記技術によれば強度は向上するものの、操作、工程が非
常に煩雑になり、現実の生産技術としては採用が困難、
かつ製造コストが大幅に上昇するため生産性に乏しいと
いう問題点を有していた。炭素繊維への高性能化要求は
強いが、同時にコスト意識も強く、コストパフォーマン
スの高い炭素繊維でないと市場に受け入れられないとい
うのが現状である。
[0003] In order to produce such high-performance carbon fibers, it is necessary to suppress the generation of defects which may be the starting point of breakage. In particular, it can be seen that the breaking of the carbon fiber mostly started from the surface, and the contribution of surface defects was large. On the other hand, conventionally, there has been proposed a technique of removing surface defects by etching the surface layer by subjecting carbon fiber to various post-treatments such as vapor-phase treatment, liquid-phase treatment, and electrolytic treatment (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-242242). JP-A-58-214527 and JP-A-61-225330). However, although the strength is improved by the above technique, the operation and the process become very complicated, and it is difficult to adopt as an actual production technique,
In addition, there is a problem that productivity is poor because the manufacturing cost is significantly increased. The demand for higher performance of carbon fiber is strong, but at the same time, there is a strong sense of cost, and it is the current situation that only carbon fiber with high cost performance can be accepted in the market.

【0004】また、プリカーサー製造時または焼成時の
工程通過性を優れたものとし、得られる炭素繊維の引張
強度を向上することを目的として、プリカーサーに例え
ば有機ケイ素化合物を油剤として付与することがある
が、かかる技術では、プリカーサーが、例えば工程中の
ローラー等と接触することにより、プリカーサーに傷が
生成することが多く、所望の引張強度を有する炭素繊維
を高効率に得ることはできなかったのが実状である。
Further, for the purpose of improving the process passability during the production of the precursor or during firing and improving the tensile strength of the resulting carbon fiber, an organosilicon compound, for example, may be added to the precursor as an oil agent. However, in such a technique, the precursor is often contacted with, for example, a roller in the process, so that a scratch is often generated on the precursor, and the carbon fiber having a desired tensile strength cannot be obtained with high efficiency. Is the actual situation.

【0005】本発明者らは、従来技術の有する上記問題
点に鑑み、高強度の炭素繊維を生産性良く効率的に得る
ことに関して、鋭意検討の結果、本発明に到達した。
In view of the above problems of the prior art, the inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of earnest studies on obtaining high-strength carbon fibers with high productivity and efficiency.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高引
張強度の炭素繊維を生産性良く、かつ効率的に得ること
のできる炭素繊維製造用プリカーサーおよびかかる炭素
繊維を得るに適した製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a precursor for producing carbon fiber, which is capable of producing a carbon fiber having high tensile strength with high productivity and efficiency, and a production method suitable for obtaining such a carbon fiber. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のプリカーサー
は、上記課題を達成するため、次の構成を有する。すな
わち、有機高分子からなる被覆層を繊維表面に有するこ
とを特徴とする炭素繊維用プリカーサーである。
The precursor of the present invention has the following constitution in order to achieve the above object. That is, the precursor for carbon fiber has a coating layer made of an organic polymer on the fiber surface.

【0008】また、本発明の炭素繊維製造用プリカーサ
ーの製造方法は上記課題を達成するため、次の構成を有
する。すなわち、繊維表面に有機高分子からなる被覆層
を形成せしめることを特徴とする炭素繊維用プリカーサ
ーの製造方法である。
In order to achieve the above object, the method for producing a precursor for producing carbon fiber of the present invention has the following constitution. That is, it is a method for producing a precursor for carbon fiber, which comprises forming a coating layer made of an organic polymer on the surface of the fiber.

【0009】さらに、本発明の炭素繊維の製造方法は、
上記課題を達成するため、次の構成を有する。すなわ
ち、前記炭素繊維用プリカーサーを焼成することを特徴
とする炭素繊維の製造方法である。
Further, the method for producing carbon fiber of the present invention is
In order to achieve the above object, the following configuration is provided. That is, the present invention provides a method for producing carbon fibers, which comprises firing the precursor for carbon fibers.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.

【0011】被覆層を設ける方法は、ディップ付与など
簡便な方法を採ることができるため、大きなコストの上
昇なく強度を向上することができ、コストパフォーマン
スの高い炭素繊維、ひいては、コストパフォーマンスの
高い複合材料を得ることができる。
Since a simple method such as dipping can be adopted as the method of providing the coating layer, the strength can be improved without a large increase in cost, and the carbon fiber having high cost performance, and thus the composite having high cost performance, can be obtained. The material can be obtained.

【0012】本発明の炭素繊維用プリカーサーは繊維表
面に被覆層を有している。これにより、繊維同士の直接
の接触や、繊維とローラー等との直接の接触が抑制され
るため、繊維自体に傷が生成しにくく、また、焼成時の
加熱による単繊維同士の融着が生じにくくなる。したが
って、かかる炭素繊維用プリカーサーを焼成すれば高強
度の炭素繊維を得ることができる。
The carbon fiber precursor of the present invention has a coating layer on the fiber surface. As a result, direct contact between the fibers or direct contact between the fibers and the roller is suppressed, so that scratches are unlikely to be generated on the fiber itself, and fusion between the single fibers due to heating during firing occurs. It gets harder. Therefore, high-strength carbon fibers can be obtained by firing such a precursor for carbon fibers.

【0013】本発明において、被覆層とは、繊維表面を
少なくとも部分的に被覆している層をいい、繊維表面の
被覆率を、好ましくは50%以上、より好ましくは90
%以上、さらに好ましくは99%以上とするものであ
る。かかる被覆率が小さすぎると、繊維自身に傷が生成
することを抑制するという本発明の作用、効果を奏さな
い。最も好ましくは、かかる被覆率を100%とし、か
つ、単繊維1本1本が独立して被覆層を有するのが良
い。複数の単繊維の被覆層が一体化した箇所が多すぎる
と、引き続く焼成工程における焼成斑により、得られる
炭素繊維において所望の品位、物性が得られない場合が
ある 本発明において、有機高分子とは、炭素を主鎖中に含
み、かつ重合度が100程度以上の構造を有するものの
ことであり、シリコーン骨格のみからなる化合物、いわ
ゆるシリコーン系化合物は含まれない。従来、炭素繊維
用プリカーサーにシリコーン系化合物を油剤として付与
することがあるが、この場合、プリカーサーが、例えば
工程中のローラー等と接触することにより、プリカーサ
ーに傷が生成することが多く、所望の引張強度を有する
炭素繊維を高効率に得ることはできなかったのが実状で
あった。しかし、たとえば幹部分がアクリル系ポリマー
骨格で枝部分がシリコーン骨格であったり、幹部分がシ
リコーン骨格で枝部分がアクリル系ポリマー骨格である
ような櫛型グラフトポリマー(アクリル−シリコーン共
重合体)のようにその一部のアクリル部分が先述の要件
を満たしていれば、本発明において有機高分子として用
いても良い。この場合、シリコーン骨格以外の部分は1
0重量%以上、好ましくは20重量%以上、より好まし
くは30重量%以上、さらに好ましくは40重量%以上
とするのがよい。有機高分子の具体例としては、アクリ
ル共重合体、、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリ
スチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ABS樹
脂、ケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系水性樹脂、
フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン
樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビニルエステル樹脂、
エポキシ樹脂、アクリル−シリコーン共重合体、ポリス
チレン、ポリエチレン、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
イミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フラン樹脂、ウレタ
ン樹脂、ポリエステル変性シリコーン樹脂等を挙げるこ
とができる。工程油剤として高性能であるシリコーン油
剤、特にアミノ変性シリコーン油剤と併用した場合に均
一なコーティング層を形成しやすいことから、有機高分
子としてはアクリル−シリコーン共重合体が好ましく、
アミノ変性シリコーンとの安定性の観点からカチオン系
アクリル−シリコーン共重合体がより好ましい。
In the present invention, the coating layer means a layer at least partially coating the fiber surface, and the fiber surface coverage is preferably 50% or more, more preferably 90%.
% Or more, and more preferably 99% or more. If the coverage is too low, the action and effect of the present invention of suppressing the generation of scratches on the fiber itself will not be exhibited. Most preferably, the coverage is 100%, and each single fiber independently has a coating layer. If there are too many locations where the coating layers of a plurality of monofilaments are integrated, there may be cases where desired quality and physical properties may not be obtained in the resulting carbon fibers due to firing spots in the subsequent firing step. Means that it has carbon in the main chain and has a structure with a degree of polymerization of about 100 or more, and does not include a compound consisting only of a silicone skeleton, that is, a so-called silicone compound. Conventionally, a silicone compound may be applied as an oil agent to a precursor for carbon fiber, but in this case, the precursor is often contacted with a roller or the like in the process, for example, a scratch is often generated on the precursor, which is desired. In reality, it was not possible to obtain carbon fibers having tensile strength with high efficiency. However, for example, in the case of a comb-type graft polymer (acrylic-silicone copolymer) in which the trunk portion is an acrylic polymer skeleton and the branch portion is a silicone skeleton, or the trunk portion is a silicone skeleton and the branch portion is an acrylic polymer skeleton. As described above, if a part of the acrylic part satisfies the above-mentioned requirements, it may be used as the organic polymer in the present invention. In this case, the part other than the silicone skeleton is 1
It is preferable that the amount is 0% by weight or more, preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, and further preferably 40% by weight or more. Specific examples of the organic polymer include acrylic copolymer, polyamide resin, polyetherimide resin, polyetheretherketone, polyethylene, polystyrene, polycarbonate, polysulfone, ABS resin, ketone resin, vinyl chloride resin, fluorine-based aqueous resin. ,
Phenolic resin, melamine resin, urea resin, guanamine resin, diallyl phthalate resin, vinyl ester resin,
Examples thereof include epoxy resin, acrylic-silicone copolymer, polystyrene, polyethylene, unsaturated polyester resin, polyimide resin, bismaleimide resin, furan resin, urethane resin, polyester-modified silicone resin and the like. Acrylic-silicone copolymer is preferable as the organic polymer because it is easy to form a uniform coating layer when used in combination with a high-performance silicone oil agent as a process oil agent, particularly an amino-modified silicone oil agent,
A cationic acrylic-silicone copolymer is more preferable from the viewpoint of stability with an amino-modified silicone.

【0014】本発明において、被覆層は、耐炎化温度に
おいてその形状を保ち、単繊維間の融着を抑制する観点
から、熱硬化性樹脂あるいは溶融温度が300℃以上の
熱可塑性樹脂である有機高分子からなることが好まし
い。かかる有機高分子として、具体的には、自己架橋性
アクリル共重合体、フッ素系水性樹脂、フェノール樹
脂、ビニルエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、グ
アナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹
脂、アクリル−シリコーン共重合体、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フラン
樹脂、ウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等を
挙げることができる。
In the present invention, the coating layer is a thermosetting resin or a thermoplastic resin having a melting temperature of 300 ° C. or higher from the viewpoint of maintaining its shape at the flameproofing temperature and suppressing fusion between the single fibers. It is preferably composed of a polymer. As such an organic polymer, specifically, a self-crosslinking acrylic copolymer, a fluorine-based aqueous resin, a phenol resin, a vinyl ester resin, a melamine resin, a urea resin, a guanamine resin, a diallyl phthalate resin, an epoxy resin, an acrylic-silicone. Examples thereof include copolymers, unsaturated polyester resins, polyimide resins, bismaleimide resins, furan resins, urethane resins, polyether ether ketones, and the like.

【0015】さらに、被覆層を構成する有機高分子が架
橋していることが好ましい。架橋とは、高分子が三次元
網状構造を形成することを言い、架橋した高分子は耐熱
性が高くなったり、硬度が高くなるため炭素繊維の高強
度化にとって好ましい。このような構造が導入できる有
機高分子としては、たとえば、自己架橋性アクリル共重
合体、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、メラミン
樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、ジアリルフタレート
樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマ
レイミド樹脂、フラン樹脂等を挙げることができる。
Further, it is preferable that the organic polymer forming the coating layer is crosslinked. Cross-linking means that the polymer forms a three-dimensional network structure, and the cross-linked polymer has high heat resistance and high hardness, which is preferable for increasing the strength of the carbon fiber. Examples of organic polymers capable of introducing such a structure include self-crosslinking acrylic copolymers, phenol resins, vinyl ester resins, melamine resins, urea resins, guanamine resins, diallyl phthalate resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins. , Bismaleimide resin, furan resin and the like.

【0016】本発明における有機化合物の耐熱性は、5
%以上が好ましく、10%以上がより好ましく、20%
以上がさらに好ましい。有機化合物の耐熱性は次のよう
にして測定、定義する。高温型差動TG−DTAを用
い、一旦真空引きして窒素で復圧した後、30ml/分
の窒素気流下、500℃/分の昇温速度で800℃まで
炭化減量を測定する。この時、室温でのサンプル重量W
1と500℃におけるサンプル重量W2との比から次のよ
うに耐熱性を定義する。
The heat resistance of the organic compound in the present invention is 5
% Or more, preferably 10% or more, more preferably 20%
The above is more preferred. The heat resistance of the organic compound is measured and defined as follows. Using a high-temperature differential TG-DTA, once the vacuum is drawn and the pressure is restored with nitrogen, the carbonization loss is measured up to 800 ° C. at a temperature rising rate of 500 ° C./min under a nitrogen stream of 30 ml / min. At this time, the sample weight W at room temperature
The heat resistance is defined as follows from the ratio of 1 to the sample weight W 2 at 500 ° C.

【0017】耐熱性(%)=100×(W2/W1) また、被覆層における有機高分子の炭化残存率が高すぎ
ると、焼成時に単糸間接着等を発生しやすくなるため、
本発明における被覆層の炭化残存率は50%以下が好ま
しく、20%以下がより好ましく、10%以下がさらに
好ましく、実質的に0%であるのが最も好ましい。な
お、炭化残存率が1%未満の有機高分子は実際に得るの
が困難であったり、得られる炭素繊維の引張強度の改善
程度が飽和する傾向にある。
Heat resistance (%) = 100 × (W 2 / W 1 ) If the carbonization residual rate of the organic polymer in the coating layer is too high, single yarn-to-yarn adhesion or the like tends to occur during firing.
The carbonization residual rate of the coating layer in the present invention is preferably 50% or less, more preferably 20% or less, further preferably 10% or less, and most preferably substantially 0%. It should be noted that it is difficult to actually obtain an organic polymer having a carbonization residual rate of less than 1%, or the degree of improvement in tensile strength of the obtained carbon fiber tends to be saturated.

【0018】有機高分子の炭化残存率は次のようにして
測定することができる。高温型差動TG−DTAを用
い、一旦真空引きして窒素で復圧した後、30ml/分
の窒素気流下、500℃/分の昇温速度で800℃まで
炭化減量を測定する。この時、室温でのサンプル重量W
3と700℃におけるサンプル重量W4との比から次のよ
うに炭化残存率を定義する。
The carbonization residual rate of the organic polymer can be measured as follows. Using a high-temperature differential TG-DTA, once the vacuum is drawn and the pressure is restored with nitrogen, the carbonization loss is measured up to 800 ° C. at a temperature rising rate of 500 ° C./min under a nitrogen stream of 30 ml / min. At this time, the sample weight W at room temperature
The carbonization residual rate is defined as follows from the ratio of 3 to the sample weight W 4 at 700 ° C.

【0019】炭化残存率(%)=100×(W4/W3) 後述する実施例においては、高温型差動TG−DTAと
して、理学電機製TAS−300高温型差動TG−DT
Aを用いた。
Residual carbonization rate (%) = 100 × (W 4 / W 3 ) In the examples described later, the TAS-300 high temperature differential TG-DT manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd. was used as the high temperature differential TG-DTA.
A was used.

【0020】本発明において、被覆層には、金属や金属
化合物を実質的に含有しないことが好ましい。それらを
実質的に含有していると炭化時にプリカーサーと反応し
て炭化物を形成し、強度を低下させる場合がある。金属
や金属化合物を実質的に含有しないとは、金属成分の総
含有量としては、好ましくは1000ppm以下、より
好ましくは100ppm以下、さらに好ましくは10p
pm以下であることをいう。理想的には含有しないこと
が最も好ましいが、金属成分の総含有量を0.01pp
m未満とすることは、不純物の混入から実際に得るのが
困難であったりするし、また、得られる炭素繊維の引張
強度の改善幅は飽和する傾向にある。
In the present invention, the coating layer preferably contains substantially no metal or metal compound. If they are substantially contained, they may react with the precursor during carbonization to form a carbide, which may reduce the strength. The term "substantially free of metal or metal compound" means that the total content of metal components is preferably 1000 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, and further preferably 10 p.
It means that it is pm or less. Ideally, it is most preferable not to contain it, but the total content of metal components is 0.01 pp
When it is less than m, it may be difficult to actually obtain it due to mixing of impurities, and the improvement width of the tensile strength of the obtained carbon fiber tends to be saturated.

【0021】被覆層の付着量は、少なすぎると均一付与
が困難となって効果が小さくなりがちであり、多すぎる
と耐炎化不良によると思われる炭化時の糸切れが発生し
たり、製糸工程で乾燥ドラム等に被覆層を構成する有機
高分子が付着して工程通過性が低下することがある。か
かる観点からため、本発明において被覆層の付着量は、
繊維重量当たり0.001〜5重量%未満が好ましく、
0.005〜3重量%がより好ましく、0.01〜1重
量%がさらに好ましい。
If the coating amount of the coating layer is too small, it is difficult to evenly apply the coating layer, and the effect tends to be small. If the coating amount is too large, yarn breakage at the time of carbonization, which is considered to be due to poor flame resistance, occurs, or the yarn making process. As a result, the organic polymer forming the coating layer may adhere to the drying drum or the like and the process passability may be reduced. From this point of view, the amount of coating layer adhered in the present invention is
0.001 to less than 5% by weight based on the weight of the fiber is preferable,
0.005 to 3% by weight is more preferable, and 0.01 to 1% by weight is further preferable.

【0022】また、本発明による被覆層によってプリカ
ーサーに生成する傷を抑制するという観点からは、被覆
層は硬い方が好ましく、鉛筆硬度でB以上が好ましく、
HB以上がより好ましく、H以上がさらに好ましい。被
覆層の硬度は、プリカーサーを乾燥した後、かつ焼成前
に測定する。
Further, from the viewpoint of suppressing scratches generated on the precursor by the coating layer according to the present invention, the coating layer is preferably hard, and the pencil hardness is preferably B or more,
HB or higher is more preferable, and H or higher is further preferable. The hardness of the coating layer is measured after drying the precursor and before firing.

【0023】本発明において、被覆層の特性を測定する
場合、次のようにして、プリカーサーから分離した被覆
層について測定するのがよい。
In the present invention, when measuring the characteristics of the coating layer, it is preferable to measure the coating layer separated from the precursor as follows.

【0024】プリカーサーの良溶媒に被覆層を構成する
有機高分子が溶解しない場合には次の方法を採ることが
できる。
When the organic polymer forming the coating layer is not dissolved in a good solvent for the precursor, the following method can be adopted.

【0025】被覆層を有するプリカーサー約5gを、プ
リカーサーの良溶媒200ccに浸漬し、120℃で2
時間加熱してプリカーサーを溶解させる。その後、ガラ
ス繊維フィルターでろ過し、さらに100cc以上のプ
リカーサーの良溶媒、100cc以上の純水で順に洗浄
し、120℃で2時間乾燥して有機高分子を分離し、秤
量、熱分析などに供する。例えば、プリカーサーがアク
リル系の場合には、良溶媒として、ジメチルスルホキシ
ドを用いることができる。
About 5 g of the precursor having a coating layer was dipped in 200 cc of a good solvent for the precursor and kept at 120 ° C. for 2 hours.
Heat for a period of time to dissolve the precursor. Then, it is filtered with a glass fiber filter, further washed with a good solvent for a precursor of 100 cc or more and pure water of 100 cc or more in order, and dried at 120 ° C. for 2 hours to separate the organic polymer, which is then used for weighing, thermal analysis and the like. . For example, when the precursor is acrylic, dimethyl sulfoxide can be used as a good solvent.

【0026】プリカーサーの良溶媒に被覆層を構成する
有機高分子が溶解する場合には、分離するのが困難であ
るため、付与する前の有機高分子を直接分析することも
できる。粉体であればそのまま分析することもできる
し、また、水エマルジョン、有機溶媒溶液の場合には、
水、有機溶媒を十分除去した後に分析することができ
る。 この場合、付着量は、被覆層を付与した時の糸条
10mの乾燥重量w1と、付与しない時の乾燥重量w0
から次式によって求められる。乾燥条件は、溶媒の種類
によって適宜決めることができるが、水の場合は120
℃×2時間とする。
When the organic polymer forming the coating layer is dissolved in a good solvent for the precursor, it is difficult to separate it. Therefore, the organic polymer before application can be directly analyzed. If it is a powder, it can be analyzed as it is, or in the case of a water emulsion or an organic solvent solution,
It can be analyzed after sufficient removal of water and organic solvent. In this case, the adhered amount is obtained by the following formula from the dry weight w 1 of the yarn 10m when the coating layer is applied and the dry weight w 0 when the coating layer is not applied. The drying conditions can be appropriately determined depending on the type of solvent, but in the case of water, the drying conditions are 120
℃ × 2 hours.

【0027】 被覆層付着率(%)=100×(w1−w0)/w0 本発明において、プリカーサーはアクリル系繊維、ピッ
チ系繊維、レーヨン系繊維等いずれでも良いが、以下、
アクリル系のプリカーサーの製法例について説明する。
Coating layer adhesion rate (%) = 100 × (w 1 −w 0 ) / w 0 In the present invention, the precursor may be any of acrylic fibers, pitch fibers, rayon fibers, etc.
An example of a method for manufacturing an acrylic precursor will be described.

【0028】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。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あげることがで
きる。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が好ましい。そ
の共重合量は0.1〜10重量%であることが好まし
く、0.3〜5重量%であることがより好ましく、0.
5〜3重量%であることがさらに好ましい。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、メサコン酸等をあげることができる。
また、高強度の炭素繊維を得るためには、不飽和カルボ
ン酸のアルキルエステル、酢酸ビニルから選ばれた1種
以上を共重合することが好ましい。その共重合量は0.
1〜10重量%であることが好ましく、0.3〜5重量
%であることがより好ましく、0.5〜3重量%である
ことがさらに好ましい。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
ーブチル等を挙げることができるが、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い。
The polyacrylonitrile constituting the precursor of 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 Examples thereof include salts or alkyl esters thereof. In addition, it is preferable to copolymerize a polymerizable unsaturated monomer such as an unsaturated carboxylic acid which promotes a flame-resistant reaction. The copolymerization amount is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.3 to 5% by weight, and 0.1 to 10% by weight.
More preferably, it is 5 to 3% by weight. Specific examples of unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid,
Examples thereof include itaconic acid, crotonic acid, citraconic acid, ethacrylic acid, maleic acid, mesaconic acid and the like.
In order to obtain high-strength carbon fibers, it is preferable to copolymerize at least one selected from alkyl esters of unsaturated carboxylic acids and vinyl acetate. The copolymerization amount is 0.
It is preferably 1 to 10% by weight, more preferably 0.3 to 5% by weight, and further 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 acid, Methacrylic acid propyl, butyl, isobutyl,
Secondary butyl ester is preferred.

【0029】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、さらに好ましく
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 the polymerization method, suspension polymerization, solution polymerization,
A conventionally known method such as emulsion polymerization can be employed.
As the degree of polymerization, the intrinsic viscosity ([η]) is preferably 1.
It is 0 or more, more preferably 1.25 or more, and further preferably 1.5 or more. [Η] is preferably 5.0 or less from the viewpoint of spinning stability.

【0030】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。
As the solvent in the case of solution spinning, known organic and inorganic solvents can be used. Specifically, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, nitric acid, aqueous solution of rhodanese and aqueous solution of zinc chloride are used as the solvent. The polymer solution to be used is the spinning dope.

【0031】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 performed by a wet spinning method of directly spinning into a coagulation bath, a dry-wet spinning method of once spinning into air and then coagulating in a bath, or a dry spinning method or a melt spinning, but a high-strength carbon fiber Dry-wet spinning is preferred in order to obtain the desired properties.

【0032】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)で延伸することもおこなわれ、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。また、乾燥緻密化に先立って、
耐熱性付与を目的としてシリコーン油剤を付与すること
が好ましい。中でも、アミノ変性シリコーン、エポキシ
変性シリコーンを用いることがより好ましく、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
て用いることがさらに好ましい。
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 drawn in the bath after washing with water to remove the solvent and the plasticizer.
The condition of stretching in a bath is usually about 2 to 6 times stretching in a stretching bath at 50 to 98 ° C. The dried and densified yarn is dried by a hot drum or the like after drawing in a bath to achieve dry densification.
The drying temperature, time and the like can be appropriately selected. If necessary, the dried and densified yarn may be drawn at a higher temperature (for example, in pressurized steam), whereby a precursor having a predetermined fineness and orientation can be obtained. Also, prior to drying and densification,
It is preferable to add a silicone oil agent for the purpose of imparting heat resistance. Above all, it is more preferable to use an amino-modified silicone or an epoxy-modified silicone, and it is further preferable to use a combination of an amino-modified silicone and an epoxy-modified silicone.

【0033】本発明において、上記製糸工程のいずれか
の工程で繊維に有機高分子を付与し、繊維表面に被覆層
を形成せしめることができる。繊維への有機高分子の付
与は、有機高分子を液体に分散または溶解させたものに
繊維を浸漬して後、その繊維を乾燥などして溶媒を除去
することで行うことができる。特に、作業環境、防災上
の観点から、液体として水を用い有機高分子を分散させ
るのが良い。また、一般に、乾燥状態の固体の有機高分
子を水に充分分散することは困難なため、もともと水中
でエマルジョン重合、乳化重合などの方法で作製した水
分散品を用いるのが好ましい。かかる液体として有機溶
媒を用いる場合、プリカーサーポリマーとの共通溶媒を
用いると、単繊維間接着が生成することがあるため、プ
リカーサーポリマーと共通溶媒でない有機溶媒を使用す
るのが良い。
In the present invention, the organic polymer can be added to the fiber in any of the above-mentioned yarn making steps to form a coating layer on the surface of the fiber. The organic polymer can be applied to the fiber by immersing the fiber in a liquid in which the organic polymer is dispersed or dissolved and then drying the fiber to remove the solvent. In particular, from the viewpoint of work environment and disaster prevention, it is preferable to use water as the liquid and disperse the organic polymer. Further, in general, it is difficult to sufficiently disperse a solid organic polymer in a dry state in water, and therefore it is preferable to use an aqueous dispersion originally prepared by a method such as emulsion polymerization or emulsion polymerization in water. When an organic solvent is used as the liquid, if a common solvent with the precursor polymer is used, adhesion between single fibers may occur, so it is preferable to use an organic solvent that is not the common solvent with the precursor polymer.

【0034】有機高分子を繊維の束内へ均一に付与し、
繊維表面にその被覆層を形成せしめるためには、糸幅が
広がっているところで有機高分子を付与することが好ま
しく、水洗浴、延伸浴、工程油剤浴等の中で水中に分散
させた有機高分子を付与するのがより好ましい。工程油
剤と有機高分子とが共に分散した混合液を含む工程油剤
浴中に浸漬して付与することもできる。その時の有機高
分子の濃度は、乾燥重量として工程油剤と有機高分子全
体に対する重量比で0.001〜100重量%が好まし
く、0.005〜10重量%がより好ましく、0.01
〜1重量%がさらに好ましい。また、工程油剤付与の
前、あるいは後で有機高分子を付与し、その間に乾燥工
程を入れることもできる。
The organic polymer is uniformly applied into the fiber bundle,
In order to form the coating layer on the surface of the fiber, it is preferable to add an organic polymer in the region where the yarn width is widened, and the organic polymer dispersed in water in a washing bath, a drawing bath, a process oil bath, etc. It is more preferable to add a molecule. It can also be applied by immersing it in a process oil bath containing a mixed liquid in which the process oil and the organic polymer are both dispersed. The concentration of the organic polymer at that time is preferably 0.001 to 100% by weight, more preferably 0.005 to 10% by weight, as a dry weight, in a weight ratio with respect to the process oil agent and the entire organic polymer, and 0.01
-1% by weight is more preferred. It is also possible to add the organic polymer before or after the application of the step oil agent, and to insert a drying step in between.

【0035】工程油剤と有機高分子とをそれぞれ付与す
る工程の間に乾燥工程がなかったり、特に、工程油剤と
有機高分子とが共に分散した混合液として付与する場
合、工程油剤と有機高分子のイオン性が重要である。た
とえば、工程油剤がカチオン系で有機高分子がアニオン
系であると、両者が混合した時点で凝集が開始し、混合
液の安定性低下、その後の乾燥工程での熱ローラーへの
転写量増加等、プロセス性が悪化することがあるばかり
か、繊維表面への均一な被覆層の形成が困難となり、本
発明の高強度の炭素繊維を得るという目的が達成できな
いことがある。よって、有機高分子はノニオン系である
こと、または、工程油剤とイオン性が一致していること
が好ましい。具体的には、工程油剤がアニオン系の場合
には有機高分子はアニオン系またはノニオン系が好まし
く、工程油剤がカチオン系の場合には有機高分子はカチ
オン系またはノニオン系が好ましい。工程油剤がノニオ
ン系の場合には、有機高分子のイオン性は特に限定され
ない。
There is no drying step between the steps of applying the process oil agent and the organic polymer, and particularly when the process oil agent and the organic polymer are applied as a mixed liquid in which both are dispersed, the process oil agent and the organic polymer are applied. The ionicity of is important. For example, if the process oil agent is cationic and the organic polymer is anionic, agglomeration will start when both are mixed, the stability of the mixed solution will decrease, and the transfer amount to the heat roller will increase in the subsequent drying process. However, not only the processability may deteriorate, but it may be difficult to form a uniform coating layer on the fiber surface, and the purpose of obtaining the high-strength carbon fiber of the present invention may not be achieved. Therefore, it is preferable that the organic polymer is nonionic or has the same ionicity as the process oil. Specifically, when the process oil is anionic, the organic polymer is preferably anionic or nonionic, and when the process oil is cationic, the organic polymer is preferably cationic or nonionic. When the process oil is nonionic, the ionicity of the organic polymer is not particularly limited.

【0036】被覆層の被覆量が多くても少なくても、被
覆されていない部分や、複数本の単繊維を被覆する被覆
層同士が一体化して、見かけ上単繊維間接着を生じてい
る部分等を少なくしたり、付着斑を少なくすることが好
ましい。そのためには、有機高分子の分散液や溶液の繊
維に対する濡れ性が高い方が良い。具体的には、有機高
分子の分散液または溶液と繊維基材との接触角は40度
以下が好ましく、30度以下がより好ましく、20度以
下がさらに好ましい。また、かかる濡れ性を改善するた
めに、有機高分子の分散液または溶液に界面活性剤を添
加したり、繊維の上にあらかじめ別の層を設けることも
可能である。なお、前記接触角は、繊維を構成するポリ
マーから作成したフィルムの上で測定することができ
る。
Regardless of whether the coating amount of the coating layer is large or small, an uncoated portion or a portion in which the coating layers for coating a plurality of single fibers are integrated with each other to cause apparent single-fiber adhesion. It is preferable to reduce the number of such defects and the number of adhesion spots. For that purpose, it is preferable that the wettability of the dispersion liquid of the organic polymer and the fiber of the solution is high. Specifically, the contact angle between the organic polymer dispersion or solution and the fiber base material is preferably 40 degrees or less, more preferably 30 degrees or less, and further preferably 20 degrees or less. Further, in order to improve such wettability, it is possible to add a surfactant to a dispersion or solution of an organic polymer or to provide another layer on the fiber in advance. The contact angle can be measured on a film made of a polymer forming fibers.

【0037】油剤、被覆層の付与方法としては、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液を落下させる方法、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。有機高分子を繊維に付与する際
の、繊維の糸条幅は、3000フィラメントあたり好ま
しくは3mm以上、より好ましくは10mm以上、さら
に好ましくは20mm〜50mmとするのがよい。
As a method for applying the oil agent and the coating layer, a method of applying a thread to a driven roller in an oil agent bath, a non-driving roller, or a fixed or non-fixed guide bar to apply the thread to the thread, or a method in which liquid is blown upward Various methods can be considered, such as a method of running and applying the yarn to the yarn, a method of dropping the liquid onto the running yarn from above, a method of causing the yarn to run in the space where the liquid is sprayed, and can be appropriately selected. When the organic polymer is applied to the fiber, the yarn width of the fiber is preferably 3 mm or more, more preferably 10 mm or more, and further preferably 20 mm to 50 mm per 3000 filaments.

【0038】また、均一な被覆層を形成せしめる観点か
らは、製糸工程で繊維に有機高分子を付与することが好
ましいが、製糸工程後、引き続く焼成工程に先立って繊
維に有機高分子を付与することもできる。
From the viewpoint of forming a uniform coating layer, it is preferable to add the organic polymer to the fiber in the spinning process, but after the spinning process, the organic polymer is applied to the fiber before the subsequent firing process. You can also

【0039】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5〜
15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。
In order to obtain a carbon fiber having a high strength, a precursor having a high density is effective. As for elaboration,
The value of the lightness difference ΔL by the iodine adsorption method is preferably 45
Or less, more preferably 30 or less, further preferably 5 to
15 precise precursors are good. Means for obtaining a dense precursor having a ΔL of 45 or less include dry-wet spinning, increasing the concentration of the spinning dope, lowering the temperature of the spinning dope and the coagulating bath solution, and lowering the tension during coagulation. It is effective to keep the swelling degree of the bath drawn yarn low by optimizing the number of drawing steps, drawing ratio and drawing temperature during bath drawing.

【0040】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、
ハンター型色差計で明度(L値)を測定する(L1)。
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を求める。なお、後
述する実施例においては、ハンター型色差計として、カ
ラーマシン(株)製CM−25型を用いた。
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,
The lightness (L value) is measured with a Hunter type color difference meter (L 1 ).
On the other hand, the corresponding sample not subjected to the adsorption treatment of iodine is opened, the lightness (L 0 ) is measured by the Hunter type color difference meter in the same manner, and the lightness difference ΔL is obtained from L 0 -L 1 . In the examples described below, CM-25 type manufactured by Color Machine Co., Ltd. was used as the Hunter color difference meter.

【0041】本発明において、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0.1〜0.8dである。
In the present invention, the single fiber fineness of the precursor is preferably thin so as not to cause firing unevenness in the subsequent flameproofing step from the viewpoint of improving the strength, preferably 1.5d or less, more preferably 1.0d. Hereafter, it is more preferably 0.1 to 0.8 d.

【0042】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1.25
g/cm3以上、より好ましくは1.30g/cm3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、これを越え
る場合には物性が低下することがある。
By firing such a precursor, a high performance carbon fiber can be obtained. As the oxidizing condition, a conventionally known method can be adopted. Tension or stretching conditions are preferably used in an oxidizing atmosphere at a temperature of 200 to 300 ° C., and the density is preferably 1.25.
Heat treatment is performed until the amount reaches at least g / cm 3 , more preferably at least 1.30 g / cm 3 . This density is 1.60g
/ Cm 3 or less is generally maintained, and if it exceeds this, the physical properties may deteriorate.

【0043】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。
As the atmosphere, generally known oxidizing atmospheres such as air, oxygen, nitrogen dioxide and hydrogen chloride can be used, but air is preferable from the economical point of view.

【0044】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。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2000℃以上の温度で黒鉛
化することができる。また、350〜500℃および1
000〜1200℃における昇温速度は好ましくは50
0℃/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 that has been made flame resistant is carbonized in an inert atmosphere by a conventionally known method. The carbonization temperature is preferably 1000 ° C. or higher in view of the physical properties of the obtained carbon fiber, and can be graphitized at a temperature of 2000 ° C. or higher if necessary. Also, 350 to 500 ° C and 1
The heating rate at 000 to 1200 ° C. is preferably 50
0 ° C./min or less, more preferably 300 ° C./min or less, further preferably 150 ° C./min or less. Thereby, a dense carbon fiber having few internal defects such as voids can be obtained. If the heating rate is 10 ° C./min or less, the productivity is too low. 350-500 ° C
Alternatively, it is preferably 1% or more at 2300 ° C. or more,
It is more important to stretch 5% or more, more preferably 10% or more, from the viewpoint of improving the denseness.
Stretching exceeding 40% is not preferred because fluff is likely to occur.

【0045】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 bath made of an acid or alkali aqueous solution, or to vapor 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.

【0046】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水溶液中で酸性を示
すものであればよく、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
解液としては水溶液中でアルカリ性を示すものであれば
よく、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. Both acidic and alkaline electrolytes can be used as the electrolytic solution for the electrolytic treatment. Any acidic electrolyte may be used as long as it exhibits acidity in an aqueous solution, and specific examples thereof include inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid, carbonic acid, acetic acid, butyric acid, oxalic acid, acrylic acid, and maleic acid. And organic acids such as ammonium sulfate, ammonium hydrogensulfate, and the like. Sulfuric acid and nitric acid which show strong acidity are preferred. Any alkaline electrolyte may be used as long as it shows alkalinity in an aqueous solution. Specifically, sodium hydroxide, potassium hydroxide,
Hydroxides such as barium hydroxide, inorganic salts such as ammonia, sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate, organic salts such as sodium acetate and sodium benzoate, and potassium salts, barium salts or other metal salts thereof, and ammonium salts And organic compounds such as tetraethylammonium hydroxide and hydrazine. Preferred are ammonium carbonate, ammonium hydrogencarbonate, and tetraalkylammonium hydroxide which do not contain an alkali metal which causes a curing failure of the resin.

【0047】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く、高弾性率糸はより大きな
電気量が必要である。表層の結晶性の低下を進ませ、生
産性を向上する一方、炭素繊維基質の強度低下を防ぐ観
点から、電解処理は小さい電気量で複数回処理を繰り返
すのが好ましい。具体的には、電解槽1槽あたりの通電
電気量は5クーロン/g・槽(炭素繊維1g、1槽あた
りの電気量)以上、100クーロン/g・槽以下が好ま
しく、より好ましくは10クーロン/g・槽以上、80
クーロン/g・槽以下、さらに好ましくは20クーロン
/g・槽以上、60クーロン/g・槽以下がよい。ま
た、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5〜1000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 in accordance with the degree of carbonization of the carbon fiber to be treated, and a high elastic modulus yarn requires a larger amount of electricity. From the viewpoint of improving the productivity while improving the crystallinity of the surface layer and preventing the strength of the carbon fiber substrate from decreasing, it is preferable to repeat the electrolytic treatment a plurality of times with a small amount of electricity. Specifically, the amount of electricity supplied to one electrolytic cell is preferably 5 coulombs / g · tank (1 g of carbon fiber, the amount of electricity per cell) to 100 coulombs / g · tank, and more preferably 10 coulombs / g. / G · tank or more, 80
Coulomb / g · tank or less, more preferably 20 coulomb / g · tank or more and 60 coulomb / g · tank or less. In addition, from the viewpoint of reducing the crystallinity of the surface layer to an appropriate range, the total amount of electricity in the energization treatment is preferably in the range of 5 to 1000 coulombs / g, and more preferably in the range of 10 to 500 coulombs / g.

【0048】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いが、あまりに低すぎると乾燥に
時間がかかりすぎたり、乾燥機の機長が大きくなりすぎ
たりする。かかる観点から、具体的には乾燥温度を好ま
しくは80〜250℃、より好ましくは100〜210
℃、さらに好ましくは120〜210℃として乾燥する
のが良い。
After 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 present on the resurface of the carbon fiber are easily lost by thermal decomposition, so it is desirable to dry at the lowest possible temperature, but if it is too low, it takes too much time to dry. Or the length of the dryer becomes too large. From this viewpoint, specifically, the drying temperature is preferably from 80 to 250 ° C, more preferably from 100 to 210 ° C.
C., and more preferably 120 to 210.degree. C. for drying.

【0049】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。
Furthermore, sizing can be performed by a conventionally known technique, if necessary.

【0050】上記のような本発明を用いることにより、
機械的物性、たとえば、樹脂含浸ストランドにおける引
張強度を、3000MPa以上、好ましくは4000M
Pa以上、より好ましくは5000MPa以上、さらに
好ましくは6000〜10000MPaとし、また、引
張弾性率を、200GPa以上、好ましくは220GP
a以上、より好ましくは240GPa以上、さらに好ま
しくは280〜1040GPaとする炭素繊維を得るこ
とができる。
By using the present invention as described above,
Mechanical property, for example, tensile strength of resin-impregnated strand is 3000 MPa or more, preferably 4000 M
Pa or more, more preferably 5000 MPa or more, further preferably 6000 to 10000 MPa, and the tensile elastic modulus is 200 GPa or more, preferably 220 GP.
It is possible to obtain a carbon fiber having a or more, more preferably 240 GPa or more, and further preferably 280 to 1040 GPa.

【0051】[0051]

【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。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples.

【0052】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 obtained by the resin-impregnated strand method.

【0053】引張強度、弾性率 “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=100/3/4
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、JIS−R−7
601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。
Tensile strength, elastic modulus "Bakelite" ERL-4221 (registered trademark, manufactured by Union Carbide Co., Ltd.) / Boron trifluoride monoethylamine (BF 3 .MEA) / acetone = 100/3/4
Part was impregnated with carbon fiber, and the obtained resin-impregnated strand was heated at 130 ° C. for 30 minutes to be cured, and then JIS-R-7
It was measured according to the resin-impregnated strand test method defined in 601.

【0054】実施例1 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。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、4倍まで浴延伸
し、自己架橋性アクリル共重合体2重量%の水エマルジ
ョンを付与した後、アミノ変性シリコーン油剤2重量%
からなる工程油剤を付与して乾燥緻密化した。さらに、
加圧スチーム中で2.5倍まで延伸して単糸繊度0.8
d、総繊度2400Dのプリカーサーを得た。被覆層の
付着量は0.5重量%であった。また、この被覆層の炭
化残存率は5%であった。この被覆層の耐熱性は25%
であった。
Example 1 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. This was once discharged into the air through a 3000 filament spinner and allowed to run in a space of about 3 mm, then coagulated in a 30 wt% aqueous solution of dimethyl sulfoxide at 10 ° C., and the coagulated yarn was washed with water up to 4 times. After drawing in a bath and applying a water emulsion of 2% by weight of a self-crosslinking acrylic copolymer, 2% by weight of an amino-modified silicone oil agent
A process oil consisting of was added to make it dry and densified. further,
Stretching up to 2.5 times in pressurized steam, single yarn fineness 0.8
d, a precursor having a total fineness of 2400D was obtained. The coating amount of the coating layer was 0.5% by weight. The carbonization residual rate of this coating layer was 5%. The heat resistance of this coating layer is 25%
Met.

【0055】得られたプリカーサーを240〜280℃
の空気中で、延伸比1.05で加熱して密度1.37g
/cm3の耐炎化糸を得た。ついで、窒素雰囲気中35
0〜500℃の温度領域での昇温速度を200℃/分と
し、2%の延伸をおこなった後、さらに1400℃まで
焼成した。
The obtained precursor is 240 to 280 ° C.
In the air at a draw ratio of 1.05 and a density of 1.37 g
/ Cm 3 was obtained. Then, in a nitrogen atmosphere 35
The rate of temperature increase in the temperature range of 0 to 500 ° C. was set to 200 ° C./min, and the film was stretched at 2% and then fired to 1400 ° C.

【0056】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 dried in 150 degreeC heating air. Table 1 shows the physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0057】比較例1 被覆層を付与しなかっ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 Example 1 A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating layer was not applied. Table 1 shows the physical properties.

【0058】実施例2 被覆層としてフッ素系水性樹脂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。この被覆層の付着量は0.4重量%、炭化残存率は
0.1%であった。また、この被覆層の耐熱性は30%
であった。
Example 2 A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that a fluorine-based aqueous resin was applied as the coating layer. Table 1 shows the physical properties. The amount of the coating layer deposited was 0.4% by weight, and the carbonization residual rate was 0.1%. The heat resistance of this coating layer is 30%.
Met.

【0059】実施例3 被覆層としてフェノール樹脂をメタノール溶液として付
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。この被覆層の付着量は1重量
%、炭化残存率は40%であった。また、この被覆層の
耐熱性は50%であった。
Example 3 A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the phenol resin was applied as a methanol solution as a coating layer. Table 1 shows the physical properties. The amount of the coating layer deposited was 1% by weight, and the carbonization residual rate was 40%. The heat resistance of this coating layer was 50%.

【0060】実施例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。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、4倍まで浴延伸
し、アミノ変性シリコーン油剤2重量%からなる工程油
剤を付与した。さらに、幹がジエチルアミノエチルメタ
クリレートとメチルメタクリレートが共重合したアクリ
ル骨格で、枝がシリコーン骨格の櫛型グラフトポリマー
であるカチオン系アクリル−シリコーン共重合体2重量
%の水エマルジョンを糸条の乾燥重量あたり30重量%
付与して、ジグザグに配置した直径20mmのフリーロ
ーラー10個でしごいて共重合体を糸条中にマイグレー
ションさせてから乾燥緻密化した。さらに、加圧スチー
ム中で2.5倍まで延伸して単糸繊度0.8d、総繊度
2400Dのプリカーサーを得た。被覆層の付着量は
0.5重量%であった。また、この被覆層の炭化残存率
は1%であった。また、この被覆層の耐熱性は20%で
あった。
Example 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. This was once discharged into the air through a 3000 filament spinner and allowed to run in a space of about 3 mm, then coagulated in a 30 wt% aqueous solution of dimethyl sulfoxide at 10 ° C., and the coagulated yarn was washed with water up to 4 times. The solution was stretched in a bath, and a process oil solution containing 2% by weight of an amino-modified silicone oil agent was applied. Further, a water-based emulsion of 2% by weight of a cationic acrylic-silicone copolymer, which is a comb-shaped graft polymer having a backbone of an acrylic skeleton copolymerized with diethylaminoethyl methacrylate and methyl methacrylate and a branch of a silicone skeleton, is used per dry weight of the yarn. 30% by weight
After application, the copolymer was migrated into the yarn by squeezing it with 10 free rollers having a diameter of 20 mm arranged in a zigzag, and then dried and densified. Further, it was drawn up to 2.5 times in pressurized steam to obtain a precursor having a single yarn fineness of 0.8 d and a total fineness of 2400D. The coating amount of the coating layer was 0.5% by weight. The carbonization residual rate of this coating layer was 1%. The heat resistance of this coating layer was 20%.

【0061】得られたプリカーサーを240〜280℃
の空気中で、延伸比1.05で加熱して密度1.37g
/cm3の耐炎化糸を得た。ついで、窒素雰囲気中35
0〜500℃の温度領域での昇温速度を200℃/分と
し、2%の延伸をおこなった後、さらに1400℃まで
焼成した。
The obtained precursor is 240 to 280 ° C.
In the air at a draw ratio of 1.05 and a density of 1.37 g
/ Cm 3 was obtained. Then, in a nitrogen atmosphere 35
The rate of temperature increase in the temperature range of 0 to 500 ° C. was set to 200 ° C./min, and the film was stretched at 2% and then fired to 1400 ° C.

【0062】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 dried in 150 degreeC heating air. Table 1 shows the physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0063】比較例2 アミノ変性シリコーン油剤2重量%からなる工程油剤を
付与した後、水を糸条の乾燥重量あたり30重量%付与
して、ジグザグに配置した直径20mmのフリーローラ
ー10個でしごいてから乾燥緻密化したこと以外は実施
例4と同様にして炭素繊維を得た。物性を表1に示す。
Comparative Example 2 After application of a process oil agent consisting of 2% by weight of amino-modified silicone oil agent, 30% by weight of water was applied per dry weight of the yarn, and 10 free rollers having a diameter of 20 mm arranged in a zigzag pattern were used. A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 4 except that the carbon fiber was dried and densified after being hot. Table 1 shows the physical properties.

【0064】実施例5 共重合組成がアクリロニトリル98重量%、イタコン酸
1重量%とイソブチルメタクリレート1重量%とからな
り、[η]が1.50、重合体濃度25重量%の紡糸原
液を用いたこと以外は実施例4と同様にして炭素繊維を
得た。物性を表1に示す。
Example 5 A spinning stock solution having a copolymer composition of 98% by weight of acrylonitrile, 1% by weight of itaconic acid and 1% by weight of isobutyl methacrylate, [η] of 1.50 and a polymer concentration of 25% by weight was used. A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 4 except for the above. Table 1 shows the physical properties.

【0065】比較例3 被覆層を付与しなかったこと以外は実施例5と同様にし
て炭素繊維を得た。物性を表1に示す。
Comparative Example 3 A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 5 except that the coating layer was not applied. Table 1 shows the physical properties.

【0066】実施例6 被覆層が水溶性メラミン樹脂であること以外は実施例1
と同様にして炭素繊維を得た。この被覆層の付着量は1
重量%、炭化残存率は10%であった。また、この被覆
層の耐熱性は25%であった。物性を表1に示す。
Example 6 Example 1 except that the coating layer is a water soluble melamine resin.
A carbon fiber was obtained in the same manner as in. The coating amount of this coating layer is 1
The weight percentage and the residual carbonization rate were 10%. The heat resistance of this coating layer was 25%. Table 1 shows the physical properties.

【0067】実施例7 被覆層が水溶性尿素樹脂であること以外は実施例1と同
様にして炭素繊維を得た。この被覆層の付着量は0.8
重量%、炭化残存率は5%であった。また、この被覆層
の耐熱性は15%であった。物性を表1に示す。
Example 7 A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating layer was a water-soluble urea resin. The coating amount of this coating layer is 0.8
The weight% and the residual carbonization rate were 5%. The heat resistance of this coating layer was 15%. Table 1 shows the physical properties.

【0068】実施例8 被覆層としてエポキシ樹脂をアセトン溶液として付与し
たこと以外は実施例1と同様にして炭素繊維を得た。こ
の被覆層の付着量は0.6重量%、炭化残存率は10%
であった。また、この被覆層の耐熱性は25%であっ
た。物性を表1に示す。
Example 8 A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that an epoxy solution was applied as an acetone solution as a coating layer. The coating amount of the coating layer was 0.6% by weight, and the residual carbonization rate was 10%.
Met. The heat resistance of this coating layer was 25%. Table 1 shows the physical properties.

【0069】実施例9 自己架橋性アクリル共重合体の水エマルジョン濃度が2
0重量%であること以外は実施例1と同様にしてプリカ
ーサーを得た。被覆層の付着量は6重量%であったが、
被覆層が厚すぎるため長時間耐炎化しても耐炎化不良の
部分があり、毛羽が多く品位が低下した。
Example 9 The water emulsion concentration of the self-crosslinking acrylic copolymer was 2
A precursor was obtained in the same manner as in Example 1 except that the content was 0% by weight. The coating amount of the coating layer was 6% by weight,
Since the coating layer was too thick, there were some areas where flame resistance was poor even when flame resistant for a long period of time, and there were many fluffs and the quality was degraded.

【0070】実施例10 紡糸原液を口金から直接凝固浴中に吐出したこと、ステ
アリルアルコールエチレンオキサイド付加物4重量%、
アミノ変性シリコーン1重量%からなる工程油剤を用い
たこと以外は実施例4と同様にして炭素繊維を得た。こ
の被覆層の付着量は1重量%であった。物性を表1に示
す。
Example 10 The spinning dope was discharged directly from the spinneret into a coagulation bath, 4% by weight of stearyl alcohol ethylene oxide adduct,
A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 4 except that a process oil agent containing 1% by weight of amino-modified silicone was used. The coating amount of this coating layer was 1% by weight. Table 1 shows the physical properties.

【0071】比較例4 被覆層を付与しなかったこと以外は実施例10と同様に
して炭素繊維を得た。物性を表1に示す。
Comparative Example 4 A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 10 except that the coating layer was not added. Table 1 shows the physical properties.

【0072】実施例11 カチオン系アクリル−シリコーン共重合体に替えて、幹
がアクリル酸とメチルメタクリレートが共重合したアク
リル骨格で、枝がシリコーン骨格の櫛型グラフトポリマ
ーであるアニオン系アクリル−シリコーン共重合体を用
いたこと以外は実施例5と同様にして炭素繊維を得た。
物性を表1に示す。原糸をサンプリングする時、乾燥緻
密化を行う熱ローラー上への油剤、有機高分子の転写量
が実施例5に比較して多かった。カチオン系工程油剤で
あるアミノ変性シリコーンとアニオン系有機高分子とを
組み合わせたため、凝集が発生して転写量が増加したも
のと考えられる。被覆層の付着量は0.5重量%であっ
た。また、この被覆層の炭化残存率、耐熱性はそれぞれ
1%、20%であった。
Example 11 Instead of the cationic acrylic-silicone copolymer, an anionic acrylic-silicone copolymer whose backbone is an acrylic skeleton in which acrylic acid and methyl methacrylate are copolymerized and whose branches are silicone skeletons A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 5 except that the polymer was used.
Table 1 shows the physical properties. When sampling the raw yarn, the transfer amount of the oil agent and the organic polymer onto the heat roller for dry densification was larger than that in Example 5. It is considered that the combination of the amino-modified silicone, which is a cationic process oil, and the anionic organic polymer resulted in aggregation and increased the transfer amount. The coating amount of the coating layer was 0.5% by weight. The carbonization residual rate and heat resistance of this coating layer were 1% and 20%, respectively.

【0073】実施例12 カチオン系アクリル−シリコーン共重合体に替えて、水
溶性ポリエステル変性シリコーン樹脂を用いたこと以外
は実施例5と同様にして炭素繊維を得た。物性を表1に
示す。被覆層の付着量は0.3重量%であった。また、
この被覆層の炭化残存率、耐熱性はそれぞれ1%、20
%であった。
Example 12 A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 5 except that a water-soluble polyester-modified silicone resin was used instead of the cationic acrylic-silicone copolymer. Table 1 shows the physical properties. The coverage of the coating layer was 0.3% by weight. Also,
The carbonization residual rate and heat resistance of this coating layer were 1% and 20%, respectively.
%Met.

【0074】[0074]

【表1】 [Table 1]

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明により、引張強度の高い炭素繊維
を生産性良く、かつ効率的に得ることのできる。
According to the present invention, carbon fibers having high tensile strength can be efficiently obtained with good productivity.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機高分子からなる被覆層を繊維表面に
有することを特徴とする炭素繊維用プリカーサー。
1. A precursor for carbon fiber, which has a coating layer made of an organic polymer on the surface of the fiber.
【請求項2】 有機高分子の炭化残存率が50%以下で
あることを特徴とする請求項1に記載の炭素繊維用プリ
カーサー。
2. The precursor for carbon fiber according to claim 1, wherein the carbonization residual rate of the organic polymer is 50% or less.
【請求項3】 被覆層の付着量が5重量%未満であるこ
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 coating layer has an adhesion amount of less than 5% by weight.
【請求項4】 前記有機高分子が、アクリル共重合体、
フッ素系水性樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿
素樹脂、エポキシ樹脂、アクリル−シリコーン共重合体
からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特
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 organic polymer is an acrylic copolymer,
4. At least one selected from the group consisting of a fluorine-based aqueous resin, a phenol resin, a melamine resin, a urea resin, an epoxy resin, and an acryl-silicone copolymer, according to any one of claims 1 to 3. Precursor for carbon fiber.
【請求項5】 前記有機高分子がアクリル−シリコーン
共重合体である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。
5. The precursor for carbon fiber according to claim 1, wherein the organic polymer is an acrylic-silicone copolymer.
【請求項6】 前記有機高分子が架橋してなることを特
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 precursor for carbon fiber according to claim 1, wherein the organic polymer is crosslinked.
【請求項7】 繊維表面に有機高分子からなる被覆層を
形成せしめ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。
7. A method for producing a precursor for carbon fiber, which comprises forming a coating layer made of an organic polymer on the surface of the fiber.
【請求項8】 有機高分子の炭化残存率が50%以下で
あることを特徴とする請求項7に記載の炭素繊維用プリ
カーサーの製造方法。
8. The method for producing a precursor for carbon fiber according to claim 7, wherein the carbonization residual rate of the organic polymer is 50% or less.
【請求項9】 請求項1記載の炭素繊維用プリカーサー
を焼成して炭素繊維を得ることを特徴とする炭素繊維の
製造方法。
9. A method for producing carbon fiber, which comprises firing the precursor for carbon fiber according to claim 1 to obtain carbon fiber.
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