JPS5848643B2 - 高純度アクリル系炭素繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高純度のアクリル系炭素繊維に関するものであ
る。

従来、炭素繊維はそのすぐれた機械的、電気的、熱的お
よび化学的性質のために複合材料として多くの用途に使
用されている。

中でもアクリル系繊維を原料とする炭素繊維、すなわち
アクリル系炭素繊維は比強度、比弾性率に優れており、
高品位（ハイグレード）炭素繊維としてその有用性が認
められている。

しかしながら、これらの従来の炭素繊維、特に体積固有
抵抗が約１．ＩＸ１０−３Ω・伽以上で窒素含有量が繊
維重量当り約２重量係以上のアクリル系炭素繊維はその
原料アクリル系繊維中に含有される不純物がそのまま炭
素繊維中に含まれている。

たとえば、第１表は本発明者らが市販の各種炭素繊維中
に含まれる不純物の量を分析した結果であるが、表から
判るように、市販炭素繊維中には相当量の不純物が含有
されていることがゎかる筺 １男 しかるに、このような不純物、特に金属のみならず、ハ
ロゲンやイオウなどを含有する炭素繊維は最近注目され
ている炭素繊維の用途、たとえば高度の精度を必要とさ
れる電磁気用材料分野では電磁波の透過性を悪くしたり
、あるいは航空宇宙材料分野では高温での耐酸化性が低
くなるなどの問題があり、これらの不純物の少ない高純
度炭素繊維についての強い要求がある。

従来の高純度炭素繊維としては、たとえば炭素繊維中の
アルカリ金属を除去するために炭素繊維を予め・・ロゲ
ン化水素酸水溶液に接触させた後約１００ ０℃程度の
高温で再加熱処理する方法（％公昭４ ７−１ ３ ４
４ ９ ）、有機スルホン酸アンモニウムまたは有機
スルホン酸アミン塩を共重合したアクリロニトリル系共
重合体繊維を炭素繊維製造原料として用い、ナトリウム
含有量が少なく接着性の改良された炭素繊維を得る方法
（％開昭４９−９４９２５）が考えられるが、前者は炭
素繊維中のハロゲン量が増加し、かつエネルギーロスが
大きく製造コストを高くする欠点があり、一方後者はナ
トリウム含有量は減少するが、たとえば炭素繊維／炭素
複合材料或形等の高次加工でトラブルの原因となるイオ
ウが残存するという欠点がある。

また、炭素繊維を張力下で２０００℃以上の高温に加熱
して得られる黒鉛化繊維は金属等の不純物が少ないこと
が知られている（特開昭４９−９４９２５）が、この黒
鉛化繊維は炭素繊維とは物性、たとえ＆堺性率、体積固
有抵抗などの点で区別され、コストも著しく高いために
汎用性に乏しいという問題がある。

しかも、従来の金属等の不純物を含有する炭素繊維を黒
鉛化する際には黒鉛化工程で炭素繊維中に含まれる不純
物が放出され、黒鉛化炉内にこの不純物が付着集積して
毛羽、糸゛切れの発生原因になるため大きな問題であっ
た。

さらに本発明者らが検討したところでは、金属、・・ロ
ゲン、イオウ等の不純物のない炭素繊維をえるためには
原料繊維の製造に際してこのような不純物をもたらす薬
品（たとえば有機金属重合触媒）や共重合或分（たとえ
ば前記有機スルホン酸アンモニウム）を使用しないこと
が必要となる（たとえばアクリル系繊維中に含有される
ナトリウム等の金属不純物は１０００〜１５００℃の炭
化処理にお１・てそのまま繊維中に残存し、一方アクリ
ル系繊維は炭化処理によって４０〜５０係重量減少を生
じるため、炭素繊維中に残存する金属不純物含有量の割
合はアクリル系繊維中の金属不純物含有量の割合の１．
４〜１，８倍となる冫が従来のアクリル系繊維の製法特
に現在広く工業的に採されている湿式紡糸法によるアク
リル系繊維の場合には繊維の失透化現象を防止すること
が難しく、炭素繊維用原料として満足すべきものかえら
れないという問題がある。

本発明者らは上記欠点ないし問題点を解決するため鋭意
研究を進めて本発明を見出したものである。

すなわち、本発明の目的とするところは、不純物、特に
金属、ハロゲンおよびイオウを主体とする不純物を実質
的に含有していない、繊維重量当りの窒素含有量（以下
Ｎ量と略す）が約２重量係以上の電磁波透過性、電気的
熱的性質の改良された炭素繊維を提供するにあり、他の
目的は上記不純物に基因する黒鉛化プロセスでのトラブ
ルの少ない黒鉛化繊維の製造に適した炭素繊維を提供す
るにある。

このような本発明の目的は体積固有抵抗が約１．ＩＸ１
０−３Ｊ２−副以上で、Ｎ量が約２％以上であり、前記
不純物を実質的に含有していない炭素繊維によって達或
することができる。

本発明の炭素繊維の特徴は後述するように不純物を実質
的に含有していない高純度炭素繊維である点にあるが、
単に高純度であるというだけでなく、その体積固有抵抗
が少なくとも１．ＩＸ１０−３Ｄ−ｃｍ、好ましくは約
１．４ Ｘ １ ０−３１；ｌ−何〜約５ＸＩＯ２．２
−ｍで、かつＮ量が約２係以上、好ましくは約３〜約２
０係の範囲量であることが重要である。

さらに、その体積固有抵抗が約１．４Ｘ１０−３〜ｉｏ
−２，ｑ・釧かつＮ含有量が約３〜１０％の範囲内であ
る炭素繊維は機械的特性が高く、電気特性、熱特性引張
強度約２ ５ ０ Ｋｇ／ｍｍ２以上、弾性率約２ ０
ｔｏｎＡｒａ！−以上の高い機械的特性を同時に要求
される分野に好適に使用されるため好ましい。

すなわち、本発明に規定する体積固有抵抗およびＮ量は
炭素繊維と黒鉛化繊維との区別を明らかにするだけでな
く、前記範囲の体積固有抵抗およびＮ量を有する炭素繊
維が後述する不純物を実質的に含有していないときには
じめて電磁波用、電気用などの炭素繊維としてすぐれた
効果を奏するのである。

次に本発明の炭素繊維は金属、ハロゲン、イオウを主体
とする不純物を実質的に含有していない特に繊維重量当
り約０．１重量％以下、好ましくは約０． ０ ３ ％
以下であることに特徴を有する。

ここで金属、ハロゲン、イオウな主体とする不純物とは
Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｃｕｔ Ｎｉ，ＣｏＣｒ
，Ｍｎｔ ｐｂ，Ｓｎｔ Ｈｇなどの金属、ＣＩ，
Ｂｒ，Ｉ等のハロゲンおよびＳ ｔ Ｐ ｊ Ｓｉなど
を意味し、これらの不純物は次のような測定法により検
出、定量されるものをいう。

すなわち、Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｆｅ，ｚｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，
Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｎｔ Ｐｂ ，Ｓｎは試料を空気中約
６００℃で４時間加熱灰化後塩酸に溶解して、日立社製
１７０−３０型原子吸光光度計を用い原子吸光光度法に
より定量する。

水銀は試料を濃硫酸で抽出後還元気化法により定量する
。

ＣＩ，Ｉ，Ｂｒ，Ｓは試料を燃焼フラスコ中で燃焼した
ガスを過酸化水素水に吸収後、平沼社製自動滴定装置を
用い電位差滴定法により定量する。

フッ素（入試料を燃焼フラスコ中で熱焼したガスをカセ
イソーダ水溶液に吸収後、日立社製１３９型光電比色計
を用いて、比色法により定量する。

Ｐは試料を硝酸と硫酸により湿式分解し、中和後、日立
社製１３９型光電比色計を用いて比色法により定量する
。

Ｓｉは試料を空気中約６００℃で４時間加熱灰化し、塩
酸に溶解した後口過し、残渣をアルカリ溶融後中和し、
ケイ・モリブデン・ブルーとして日立社製１３９型光電
比色計を用いて比色法により定量する。

本発明で言う炭素繊維の窒素含有量は、柳本社製ＣＨＮ
Ｃｏｒｄｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＭＴ−２を用いて求め
たＮ含量値に試料炭素繊維に含有されていた水分の補正
を行なって求めた値である。

本発明で言う炭素繊維の体積固有抵抗は下記の方法によ
り測定される。

すなわち、炭素繊維の抵抗は炭素繊維端部を銅板ではさ
み、横河ヒューレツドパツカード社製マルチメーター３
４ ９ ＯＡを用いて測定する。

端子部の接触抵抗の影響を除去するため５〜７０ｃｍの
間で適当な４水準の試長について抵抗を測定し、測定値
を横軸に試長Ｃｍ，縦軸に抵抗ｇを目盛ったグラフにプ
ロットし、最少自乗法で近似した直線の式 Ｒ（抵抗
： ６２ ） ＝ ａ Ｘ ！， （試長： ｃｍ ）
＋ｂにより勾配ａ （ ｌ２／ｃｍ ）を求める。

次にジブロムベンゼンを用いてアルキメデス法により求
めた比重の値を用いて炭素繊維の断面積Ｓｅｒｆを求め
、式ａＸＳ（，２・鋼）により体積固有抵抗を算出する
。

上記測定法で検出される不純物が炭素繊維中に含有され
るときは単に複合材料として使用する際の炭素繊維と樹
脂マトリックスとの接着性を阻害するという公知のトラ
ブルをひき起こすだけでなく、各種電気導線等の電気磁
気材料などとして用いると各種トラブルの原因となるの
である。

たとえば、炭素繊維中に含有される金属、ハロゲン、イ
オウ等の不純物は電磁波Ｑ透過率を低下させるため好ま
しくなく、また、各種の電気導線として用いる場合には
、炭素繊維中の不純物により電気伝導度が変動するため
やはり好ましくない。

さらに航空宇宙材料用途においては高温における耐酸化
性が要求されるが、金属等の不純物は酸化促進触媒とし
て作用するため好ましくない。

しかるに本発明になる炭素繊維はこのようなトラブルの
原因となる前記不純物を実質的に含有していないという
だけでなく、アクリル系炭素繊維であってすぐれた機械
的特性も有するため、強度と熱特性あるいは強寒と電気
特性等複合した特性が要求される前記航空宇宙材料や電
磁気材料などの用途分野に好適に使用されうるものであ
る。

次に本発明の炭素繊維の製造法について１実施態様をあ
げて具体的に説明する。

まず、本発明に用いるアクｌルレ系繊維としては少なく
とも８５モル係、好ましくは９０モル係以上のアクリロ
ニトリル（以下ＡＮという）と１５モル係以下、好まし
くは１０モル係以下のカルボキシル基含有ビニル系モノ
マのアンモニウム塩、アミン塩またはヒドラジン塩から
なる群から選ばれた少なくとも１種とのＡＮ系共重合体
から得られる繊維を挙げることができる。

ここでカルボキシル基含有ビニル系モノマとしてはたと
えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、エタアク
リル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、メ
サコン酸、シトラコン酸、ブテン・トリカルポン酸等を
例示することができる。

これらの中でもアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸
のアンモニウム塩等が本発明において（″ｆ％：に好ま
しい。

さらに上記ＡＮ系共重合体には前記カルボキシル基含有
ビニル系モノマのアンモニウム塩等のほかに、次のよう
な金属、ハロゲン、イオウ等の不？物を構成或分として
含有していないビニル系モノマを耐炎化反応促進等の目
的に第３或分として共重合してもよい。

このような耐炎化反応１足進等の効果を有するビニノレ
系モノマとしてはアク｝ル４唆、メタクリル酸、イタコ
ン酸等の前記力ルボキシル基含有ビニノイヒ合物および
それらのアルキルエステル類、オキシアルキルアクリル
化合物、アクリルアド、ビニルピリジン、ビニルピロリ
ドン、スチレンなどを例示することができるが、これら
に限定されるものではない。

もちろん、これらのＡＮ系共重合体は本発明の目的を達
成するのに支障のない限り、単独または混合して用いる
ことができ、さらに他の公知の店系重合体と併用しても
よい。

本発明においては、アクリル繊維にカルボキシル基含有
ビニルモノマのアンモニウム塩、ヒドラジン塩あるいは
アン塩を少なくとも１種類共重合することが不可欠であ
るが、ての理由はカルポキシル基含有ビニルモノマのア
ンモニウム塩、ヒドラジン塩あるいはアン塩を共重合す
ることにより、紡糸時の失透化現象を防止して緻密な構
造のアクリル繊維を製造することが可能となり、そのよ
うな緻密な構造のアクリル繊維を焼成することにより始
めて高品位の炭素繊維が得られるからである。

カルボン酸のアンモニウム塩、ヒドラジン塩あるいはア
ミン塩の共重合体を得る方法としては、直接これらを共
重合しても良いが、カルボン酸の共重合体にアンモニア
、ヒドラジン、あるいはアン等を混合してカルボキシル
基の末端水素をアンモニウム、ヒドラジンまたは第４級
アンイオン等で置換してもよい。

末端水素がアンモニウム、ヒドラジンまたは第４級アン
イオン等で置換されたカルボキシル基量としては、ＡＮ
系共重合体中に少なくとも０． １モル係となることが
必要である。

すなわち、０．１モル係より少なくなると構造の緻密な
アクリル系繊維を製造することが困難になるからである
。

上記ＡＮ系共重合体は組或的に金属、ノ・ロゲンおよび
イオウ等の不純物を含有していないばかりでなく、通常
の紡糸、水洗、延伸および後処理等の工８においてこの
ような不純物を含まない紡糸浴、延伸浴あるいは油剤等
を用いてもその紡糸性、製糸性あるいは工程通過性に何
ら支障がないので本発明の目的に対して極めて有利であ
る。

？に後述する湿式紡糸法あるいは乾湿式紡糸法など該Ａ
Ｎ共重合体溶液を凝固浴中に吐出して糸条を形威せしめ
る場合得られるアクリル系繊維の失透化が問題になるの
であるが、上記共重合組或のＡＮ系共重合体は耐失透性
にすぐれた緻密なアクリル系繊維を形或するのである。

もちろん、前記ＡＮ系重合体の重合方法としても前記不
純物が導入されるような重合手段は極力避ける必要があ
るが、本発明においてはたとえば、ジメチルホルムアド
ＤＭＦ’，ジメチルスルホキシドＤＭＳＯ、ジメチルア
セトアミドＤＭＡのような金属を含有しない溶媒を用い
て重合、好ましくは溶液重合することによりこのような
不純物の導入を防止することができる。

次にＡＮ系共重合体を製糸してアクリル系繊維を得るに
際して紡糸方法としては、公知の乾式、半乾式、湿式い
ずれの方法を用いても良いが、凝固浴、延伸浴あるいは
水洗浴中に金属等の不純物が含有されていないことが必
要であり、たとえばロダンソーダ、塩化亜鉛等の金属含
有無機溶媒や、用水として通常工業的に用いられている
工業用水、軟水を用いることは不適当である。

というの｝１密化処理を受ける前のアクリル系繊維は粗
な構造をしているため、凝固浴、延伸浴、水洗浴中の微
量の金属等の不純物は容易に繊維中に拡散して、繊維中
に吸着されるかあるいは繊維中のカルボキシル基の末端
の水素あるいはアンモニウム、第４級アミン、ヒドラジ
ン等と置換されるため、得られたアクリル系繊維中の金
属等の不純物含有量が増加し、従って本発明の目的とす
る高純度の炭素繊維が得られないからである。

不純物を含有しない凝固浴としては、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド等
の有機溶剤と純水の混合液が用いられる。

不純物を含有しない延伸浴としては上記凝固液と同じ溶
媒と純水の混合液あるいは純水等が用いられる。

水洗水としては純水、たとえば蒸留水あるいはイオン交
換水など通常金属含有量が０．０００１％以下のものが
よい。

ゴ般的に、得られたアクリル繊維に紡糸溶媒が残存して
いると、耐炎化の際単繊維間の融着を招き得られた炭素
繊維の強度低下の原因となるため十分に水洗除去するこ
とが必要であるが、特にメチルチオシアネート、ジメチ
ルスルホン、ジメチルスルホキシド等のようにイオウ等
のの本発明で言う不純物元素も含有する溶媒を用いると
きは水洗を強化し、十分に除去するのが望ましい。

上記方法以外にも金属不純物含有量の少ないアクリル系
繊維の製造方法として、たとえばロダンソーダや塩化亜
鉛等の無機溶媒や軟水等の金属を含有した凝固浴、延伸
浴、水洗浴等を用いて製造した膨潤糸を、塩化水素や硫
酸等鉱酸の純水水溶液を用いて充分に洗浄して金属不純
物を除去する方法が考えられるが、この方法は炭素繊維
中の・・ロゲンやイオウ等の不純物量が増加する恐れが
ありかつ製造コストを高くする欠点がある。

さらにこの方法で発明の目的とする不純物含量０． １
％特に０． ０ ３ ％以下の高純度炭素繊維を製造
するためには、鉱酸による洗浄処理を非常に厳し＜シ．
なげればならないため、アクリル系繊維が損傷を受けて
高強度炭素繊維が得られないと言う本質的欠点がある。

このようにして得られた緻密な構造を有するアクリル系
繊維は空気あるいは酸素等の酸化性雰囲気中で３５０℃
以下の温度で耐炎化処理される。

次いで窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性雰囲気中で
７００℃以上の温度で炭化される。

一般にアクリル系繊維に含有される金属、イオウ、一・
ロゲン等の不純物は、１６００℃以上の高温で処理する
と急激に減少するが、このような高温の処理を行なうこ
とは製造コストの増大を招き、且つ黒鉛化反応が開始し
て弾性率の増大、あるいは電気抵抗の減少等諸特性が変
化するため好ましくない。

かくして得られる本発明の炭素繊維は純度が高いために
１．ＩＸ１０−３Ｑ−ｃｍ以上の体積固有抵抗の炭素繊
維を電磁波用などの分野に適用する際に要求される該固
有抵抗の変動巾が著しく小さくすることができ、単に電
磁波用などの分野への使用を可能にするだけでなく、電
磁波用機器、航空宇宙用途における精度を著しく高める
ものである。

さらに本発明の炭素繊維は高温の酸化性雰囲気中におけ
る減量、すなわち酸化減量が小さいのでこのような高温
酸化雰囲気中で使用される炭素繊維複合材料として極め
て有用である。

さらに、前述のように、金属、イオウ、ハロゲン等の不
純物は１６００’Ｃ以上の高温で処理すると繊維から炉
内に急激に放出されるためこのような不純物を含む炭素
繊維から黒鉛繊維を製造する際には、放出された不純物
がしばしば黒鉛繊維製造プロセスのトラブルの原因にな
るが、本発明によって得られた高純度炭素繊維を用いれ
ばこの不純物による障害がほとんどなく、容易に黒鉛繊
維を製造することができる。

本発明の理解を更に良好にするため、以下代表的実施例
を示す。

実施例 １ アクリロニトリル９８．５モル係、イタコン酸０．５モ
ル係、メチルメタクリレート１．０モル係をジメチルス
ルホキシドＤＭＳＯ中でアゾビスイソブチロニトリルを
触媒として用い、溶液重合し、次いで共重合体中のカル
ボキシル基と当量のアンモニアを添加し、混合攪拌し紡
糸原液を作或した。

この紡糸原液をＤＭＳＯ一純水からなる凝固浴中に吐出
し、次いで同じ＜ＤＭＳＯ＝純水からなる延伸浴中で延
伸し、純水で十分に洗浄した後、乾燥緻密化処理して、
単糸デニール１．０デニール、フィラメント数３０００
本のアクリル繊維を得た。

得られたアクリル繊維は十分に緻密化されており、乾強
度が約５．５ｇ／デニール、乾伸度が経１５％であった
。

上記アクリル繊維を空気雰囲気中で２４０℃で２時間耐
炎化処理を行ない、次いで窒素雰囲気中で１２００℃の
温度で炭化処理を行なって炭素繊維を得ｔも得られた炭
素繊維の強度２ ８ ０Ｋク〆一ヤング率２２．Ｏｔｏ
ｎ／關２、体積固有抵抗約２．２×１０−３．２−ｃｍ
，Ｎ含有量約７．１係であッタ。

炭素繊維中に含有される金属、ハロゲン、イオウ等の不
純物を測定した結果、金属が約０．０１６％，（Ｎａ：
ｏ．ｏ ０ １ ５％、Ｋ：０．ＯＯ１５％、Ｃａ
：０．００６５％、Ｆ”ｅ：０．００４５％、その他：
０．００２％）イオウが約０．０１３％であった。

得られた高純度の炭素繊維の長手方向の体積固有抵抗の
変動を測定した所、±２％以下であった。

比較例 １ 比較のため実施例１と同一の原液なジメチルスルホキシ
ドー軟水（不純物として、主としてＮａを約０．００３
％含有）からなる凝固液中に吐出し、次いで同じくジメ
チルスルホキシドー軟水からなる延伸液中で延伸し，軟
水で十分に洗浄した後、乾燥緻密化処理して単糸デニー
ル１．Ｏｄ、フィラメント数３０００本のアクリル繊維
を得た。

得られたアクリル繊維は乾強度が約５．５ｇ／デニール
、乾伸度が約１５係であった。

金属、ハロゲン、イオウ等の不純物含有量を測定した結
果、金属が約ｏ．２２３％（Ｎａ：ｏ．２１ｚ％、その
他：０．０１１俤）イオウが約０． ０ ２ ５ ％と
不純物含有量の非常に多いものであった。

上記アクリル繊維を実施例１と同様の方法て耐炎化・炭
化処理を行なって炭素繊維を得た。

得られた炭素繊維の不純物含有量、強度、ヤング率、を
第２表に示す。

また、３００℃の空気中３００時間加熱後の減量率（酸
化減量テスト）を求めたところ実施例１の炭素繊維は約
２重量係にすぎなかったのに対し、本比較例の炭素繊維
は約９俤であり著しく減量が：大きかった。

実施例 ２ アクリロニトリル９８．２モル係、アクリル酸０．８モ
ル俤、メチルメタクリルレート１．０モル俤な実施例１
と同様にして溶液重合し，共重合体中：のカルボキシル
基と当量のヒドラジンを添加し、混合攪拌して紡糸原液
を作成した。

この原液を実坤＊施例１と同様にして製糸し、単糸デニ
ール１．０、フィラメント数３０００本のアクリル繊維
Ａを得た。

得られたアクリル繊維Ａの乾強度は５．０Ｐ／ｄ、乾伸
度は約１８係であった。

念のため繊維中の不純物含有量を測定したところ金属が
約０．００８％、イオウが約０．０２１’％であった。

比敷のためにアクリロニトリル９９．０モル係、イタコ
ン酸０．６モル係、スルホン酸アンモニウム塩０．４モ
ル係を同様に溶液重合し、得られた紡糸原液をそのまま
上記アクリル繊維Ａと同様に製糸し、単糸デニール１、
０、フィラメント数３０００本のアクリル繊維Ｂを得た
。

このアクリル繊維Ｂの乾強伸度はそれぞれ、４． ５
Ｐ／ｄ ， 約１５係であった。

また繊維Ｂ中の不純物は金属約０．０１２％、イオウ０
．３１係であった。

次にアクリル繊維ＡおよびＢを実施例ｌに準じて耐炎化
一炭化処理を行なってそれぞれ炭素繊維Ａ−１およびＢ
−１を得た。

炭素繊！Ａ−１およびＢ−１中の不純物を測定した結果
Ａ−１は金属を０．０１１重量係、イオウを０．０１６
重量俤含有していたのに対して、Ｂ−１は金属を０．
０ ２ ０重量多、イオウな０．１２２重量係含有して
おり、純度が著しく低かった。

またＡ−１およびＢ−１の強度、ヤング率、Ｎ含有量、
体積固有抵抗およびその長手方向の変動巾を測定した結
果第３表に示す通りであった。

次にアクリル繊維ＡおよびＢをそれぞれ実施例１と同様
に耐炎化したのち、炭化を変更し、８００℃の窒素雰囲
気中で行なって炭素繊維Ａ−２およびＢ −２を得た。

これらＡ−２およびＢ−２の不純物含有量、強度、ヤン
グ率、体積固有抵抗などを測定したところ第４表に示す
通りであった。

実施例 ３ 実施例１、比較例１および実施例２のＢ−１のそれぞれ
の炭素繊維についてマトリックス樹脂との接着性を測定
した。

測定方法は次のとおりである。

炭素繊維をエポキシ樹指（シェル化学社製エピコート８
２８ １００ 部とポロントリフルオライドのモノエ
チルアミン５部の混合物）ＶＣ含浸し、金型内に積層し
、４０℃で２時間真空加熱処理後、帝 次いでプレスした状態で１７０℃、３時間加熱処理を行
ない、炭素繊維含有率が約７２重量係の炭素繊維補強エ
ポキシ樹指平板を作製した。

得られた複合材平板から、長さ（繊維方向） １ ８＋
＋＋ｍ、幅６ｒｒｒｍ、厚さ２． ５ ｒｒａｎの試験
片を切り出し、上記試験片につき島津製作所製オートグ
ラフを用い３点曲げ試験を行なって破断強度より層間剪
断強度を求めた。

その結果を第５表に示す。

実施例 ４ 実施例２のＡ−１およびＢ−１のそれぞれの炭素繊維に
ついて、炭素繊維／炭素コンポジットの曲げ強度を測定
した。

測定方法は次のとおりである。

フェノール樹脂を含浸した炭素繊維を一方向にひき揃え
、金型内で硬化成形したピースを最高温””［１０００
℃で炭化し、さらにフェノール樹脂で再含浸後、最高温
度２０００℃で炭化して炭素繊維／炭素コンポジットテ
ストピースを作製した。

曲げ強度は厚さ５ｍｍ，幅６ｒｒｖｎに加工した試験片
につき島津オートグラフを用い３点曲げ試験を行なった
。

その結果を第６表に示す。

実施例 ５ 実施例１の炭素繊維と比較例１の炭素繊維とをそれぞれ
、窒素中２３００℃で黒鉛化処理を行なったが、比較例
１の炭素繊維を用いた場合には約１００時間後に黒鉛化
炉シール部に付着集積した金属化合物のため、プロセス
ができなくなったが、実施例１の炭素繊維を用いた場合
には特に問題がなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 体積固有抵抗が少なくとも約１．１Ｘ１０−３Ω．
   側、窒素含有量が少なくとも約２重量係であり、金属、
   ハロゲンおよびイオウを主体とする不純物含有量が繊維
   重量当り約０．１重量係以下である高純度アクリル系炭
   素繊維。 ２ 不純物含有量が繊維重量当り約０．０３重量係以下
   である特許請求の範囲第１項に記載の高純度アクリル系
   炭素繊維。 ３ 引張強度が少なくとも約２５０Ｋｇ／ｗＩｌ２、弾
   性率が少なくとも約２ ０ ｔ ／ｗ２である特許請求
   の範囲第１〜２項に記載の高純度アクリル系炭素繊維。