JPH01111020A - 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、炭素質ピッチから炭素繊維及び黒鉛繊維を製
造する方法に関する。更に詳しくは、本発明は炭素質ピ
ッチを紡糸し、不融化、炭化、黒鉛化を行い、ロングフ
ィラメント炭素繊維を得るためのピッチ系炭素繊維の製
造方法に関する。

（従来の技術） 従来、自動車、航空機その他の各種産業分野にかかる広
範な技術分野において、軽量、高強度、高弾性率等の性
質を有する高性能素材の開発が要望されており、かかる
観点から炭素繊維或いは成型炭素材料が注目されている
。特に、炭素質ピッチから炭素繊維を製造する方法は、
安価で高性能の炭素繊維を製造し得る方法として重要視
されている。

しかしながら、従来の技術によっては、ピッチ繊維の引
張強度が約０．０ＩＧＰａと小さい上に極めて脆いため
に、不融化工程、炭化工程等で繊維束の切断１毛羽立ち
、ローラー巻き付き等が発生し、糸扱いが著しく、高性
能製品を得るのに必要なロングフィラメーント状の繊維
を得ることを極めて困難であった。

これらの問題解決の手段として、種々の集束剤（油剤）
が提案されている。

特公昭５１−１２３７９号、特開昭５４−１３１０３２
号には、ポリアクリロニトリル系炭素繊維の製造におけ
る耐炎化処理にシリコーン系油剤を使う方法が開示され
ている。しかしながら、この方法をそのまま炭素質ピッ
チ繊維に適用した場合には、不融化工程での融着や膠着
が著しく、また、油剤の分解で集束が乱れ繊維がボロボ
ロになり繊維束の切断、毛羽発生、ガイドローラー　へ
の巻き付は等が発生し、目的とする効果が得られない。

一方、炭素質ピッチ繊維の集束剤としては、水溶性界面
活性剤の水溶液を用いる方法（特公昭５１−１２７４０
号）が提案されている。この方法は、紡糸時の繊維の集
束性を向上するものの不融化工程で１５０−４００℃の
高温にさらされると界面活性剤が分解、劣化又はタール
化して激しく膠着し、繊維がボロボロになり繊維束の切
断が起こる等の欠点がある。

更に、炭素質ピッチ繊維の集束剤としては、２５℃にお
ける粘度が２〜１０　、０００ｃｓｔのシリコーン油又
はこれらのシリコーン油を溶媒で希釈して用いたもの（
特開昭５９−２２３３１５号公報）、２５℃における粘
度が０．５〜５００ｃｓｔのジメチルポリシロキサン（
ジメチルシリコーン油）を用いたもの（特開昭６０−８
８１２４号公報）が開示されている。しかし、これらの
方法は溶剤又は低粘度のシリコーン油からなるので。

溶剤の溶解等によって糸が損傷を受は易い欠点があり、
又、不融化工程中、繊維が融着、膠着を起こし易く、毛
羽立ち易い欠点があった。又、低沸点の溶剤やシリコー
ン油を希釈剤として用いているので、作業中希釈剤が蒸
発し、作業上、環境対策上、大きな障害があることに加
え、コストも高くつくという難点を有する。

また、シリコーン油を界面活性剤で乳化して水エマルジ
ヨン系油剤として用いる方法（特開昭６１−７００１７
号公報）も提案されているが、この方法では不融化中、
繊維束を集束している油剤の分解、劣化により繊維の膠
着が著しく、集束が乱れ繊維の柔軟性が失われる。この
ため、繊維がボロボロになり繊維束の切断が起こり、糸
扱いが困難になる欠点がある。

これらの欠点を解消する方法として、本発明者らは、先
に非イオン系界面活性剤を減圧蒸留して得た沸点６００
℃以下（大気圧換算沸点）の留出物を乳化剤とし、かつ
２５℃で１Ｏ−１０００ｃｓｔの粘度を有するアルキル
フェニルポリシロキサンを乳化した水エマルジヨン系油
剤とした集束剤を提案した（特開昭６２−１３３１２２
号公報）。

この集束剤は、作業環境に優れる上、油剤の劣化が少な
いので、紡糸時の集束工程や不融化、予備炭化、炭化及
び黒鉛化工程における脆弱な炭素繊維の取扱いを容易に
し、繊維相互間の融着や膠着を抑制する利点を有する。

しかしながら、その後の本発明者らの研究によれば、か
かる集束剤は、不融化工程におけるフィラメント相互間
の融着や合着を防止する機能を有するものの、予備炭化
時に油剤が分解し、低粘度化するために繊維束の集束が
低下し、炉内断糸が発生することもあり、高品質かつ高
強度の炭素繊維の製造を困離にするという難点があるこ
とが判明した。

〔目　　的〕

本発明は、不融化工程から得られる不融化繊維を安定に
取扱うことができるとともに炭化工程、特に予備炭化工
程で生じる不融化繊維の融着や合着を防止して炉内断糸
をなくシ、シかも焼成処理後の繊維の品質、強度及び伸
度に優れたピッチ系炭素繊維の製造方法を提供すること
を目的とする。

〔構　　成〕

本発明によれば、溶融紡糸した炭素質ピッチ繊維を不融
化し、ついで炭化あるいはさらに黒鉛化処理して炭素繊
維を製造する方法において、不融化処理によって得られ
る不融化繊維に２５℃における粘度が１０００〜１０，
０００ｃｓｔであるアルキルフェニルポリシロキサン又
は／及びジメチルポリシロキサンからなる油剤を付与し
、炭化あるいはさらに黒鉛化することを特徴とするピッ
チ系炭素繊維の製造方法が提供される。

本発明者らは、ピッチ系炭素繊維の製造工程において、
不融化工程から得られる不融化繊維を安定に取扱うこと
ができ、かつ炭化工程、特に予備炭化工程で生じる不融
化繊維間の融着や膠着を防止して炉内断糸をなくし、し
かも焼成処理後の繊維の品質１強度及び伸度に優れるピ
ッチ系炭素繊維の製造方法を鋭意検討した結果、不融化
繊維に前記特定粘度を有するアルキルフェニルポリシロ
キサンからなる油剤を付与した場合には前記目的が達成
されることを見出し本発明を完成するに到った。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

（１）炭素質ピッチ 本発明に用いる炭素質ピッチは、特に限定されるもので
はなく１石炭を乾溜して得られるコールタールピッチ、
石炭液化物等の石炭系ピッチ、ナフサ分解タールピッチ
、接触分解タールピッチ、常圧蒸留残渣、減圧蒸留残渣
等の石油系ピッチ。

合成樹脂を分解して得られる合成ピッチ等各種のピッチ
、これらのピッチを、水素、水素供与物で水素化したも
の、熱処理、溶剤抽出等で改質したものも用いることが
できる。これらの炭素質ピッチは、等方性ピッチであっ
ても光学的異方性ピッチであっても良く、ネオメソフェ
ース、ブリメソフェースと言われるピッチについても適
用できるが、特に下記に述べる光学的異方性のピッチが
好ましい。

光学的異方性炭素質ピッチは、偏光顕鏡鏡で測定して約
９５％以上の光学的異方性相を含有し、且つ軟化点が２
３０〜３２０℃であるものが好ましい。

ｉ）光学的異方性ピッチの製造方法 本発明で好適に使用される光学的異方性ピッチはいかな
る製法を用いて製造してもよいが、ピッチ製造用の一般
的原料である重質炭化水素油、タール、市販ピッチ等を
反応槽で３８０℃〜５００℃の温度で撹拌し、不活性ガ
スで脱気しながら十分に熱分解重縮合させて、残渣ピッ
チの光学的異方性相（以下ＡＰと略す）を高める従来の
方法を使用することができる。しかしながら、この方法
によってＡＰが８０％以上のものを製造した場合には、
熱分解重縮合反応が進み過ぎ、キノリンネ溶分が７０重
量％以上と大きくなり軟化点も３３０℃以上となる場合
もあり、また、光学的等方性相（以下ＩＰと略す）も微
小球状の分散状態とはなりにくいので、必ずしも好まし
い方法とは言えない。

従って、本発明で使用する光学的異方性ピッチの好まし
い製造方法は、熱分解重縮合反応を半ばで打ち切ってそ
の重縮合物を３５０℃〜４００℃の範囲の温度で保持し
て実質的に静置し、下層に密度の大きいＡＰを成長熟成
させつつ沈積し、これを上層の密度の小さいＩＰが多い
部分より分離して取り出す方法である。この方法の詳細
は特開昭５７−１１９９８４号明細書に記載されている
。

本発明で使用する光学的異方性ピッチの更に好ましい製
造方法は、特開昭５８−１８０５８５号明細書に記載さ
れている如く、ＡＰを適度に含み未だ過度に重質化され
ていない炭素質ピッチを溶融状態のまま遠心分離操作に
かけ、迅速にＡＰ部分を沈降せしめる方法である。この
方法によれば、ＡＰ相は合体成長しつつ下層（遠心力方
向の層）に集積し、ＡＰが約８０％以上で連続層を成し
、その中に僅かにＩＰを晶状又は微小な球状体で分散し
ている形態のピッチが下層となり、一方上層はＩＰが大
部分で、その中にＡＰが微小な線状態で分散している形
態のピッチとなる。この場合、両層の境界が明瞭であり
。

下層のみを上層から分離して取り出すことができ、容易
にＡＰ含有率が大きく紡糸しやすい光学的異方性ピッチ
を製造することができる。この方法によれば、　ＡＰ含
有率が９５％以上で軟化点が２３０℃−３２０℃の炭素
質ピッチを短時間に、経済的に得ることができる。この
ような光学的異方性炭素質ピッチは、溶融紡糸加工特性
において優れ、その均質性と高い配向性のために、それ
を紡糸して得られた炭素繊維及び黒鉛繊維の引っ張り強
度並びに弾性率は極めて優れたものとなる。

（２）繊維の製造 ｉ）紡糸 前記のような、ＡＰ含有率が高くその軟化点の低いピッ
チは、公知の方法によって紡糸することができる。この
ような方法は、例えば、直径０．１ｍ■〜０．５■■の
紡糸口を１〜１　、　Ｇｏｏケ有する紡糸口金を下方に
有する金属製紡糸容器にピッチを張り込み、不活性ガス
雰囲気で２８０−３７０℃の間の一定の温度にピッチを
保持し、溶融状態に保って不活性ガスの圧力を数百ｍｓ
＋Ｈｇに上昇せしめて口金から溶融ピッチを押し出し、
温度及び雰囲気を制御しつつ流下したピッチ繊維を、高
速で回転するボビンに巻き取るものである。

又、紡糸口金から紡糸したピッチ繊維を集束させて気流
で引取りつつ下方の集積ケースの中にケンス状に集積す
る方法を採用することもできる。

この場合、紡糸容器へのピッチの供給を、予め溶融した
ピッチやギアポンプ等により加圧供給することによって
連続的に紡糸することが可能である。

更に、上記方法において、口金の近傍で、一定の温度に
制御され高速で下降するガスを用いてピッチ繊維を延伸
しつつ引取り、下方のベルトコンベア上に長繊維を作る
方法も用いることができる。

更に、周壁に紡糸口金を有する円筒状の紡糸容器を高速
で回転させ、これに溶融ピッチを連続的に供給し、円筒
紡糸器の周壁より遠心力によってピッチを押し出し、回
転の作用によって延伸されるピッチ繊維を集積するよう
な紡糸方法を採用することもできる。

本発明においては、溶融紡糸したピッチ繊維は。

エアサッカーを通して集束しつつオイリングローラ−に
導き、集束剤をつけて更に集束することが望ましい。集
束剤としては、従来公知のものが任意に適用でき、たと
えば次に示すような化合物が用いられる。

〔集束剤の具体例〕

集束剤としては、例えば水、エチルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ブチルア
ルコール、ブチルアルコール等のアルコール類又は粘度
３−３００ｃｓｔ（２５’Ｃ）のジメチルポリシロキサ
ン、アルキルフェニルポリシロキサン等を、低沸点のシ
リコーン油（ポリシロキサン）又はフィン油等の溶剤で
希釈したもの；又は乳化剤を入れて水に分散させたもの
、同様にグラファイト又はポリエチレングリコールやヒ
ンダードエステル類を分散させたちの：界面活性剤を水
で希釈した；その他通常の繊維、例えばポリエステル繊
維に使用される各種油剤の内ピッチ繊維をおかさないも
のを使用することができる。

これらの集束剤をピッチ繊維に付与する方法としては、
オイリングローラ−法、スプレー法等の従来公知の付与
方法を採用することができる。

また、集束剤の付与は、紡糸工程から不融化工程間の何
れにおいても行えるが、脆弱なピッチ繊維を安定に取扱
うためには、紡糸口金−巻取機間で行うのが好ましい。

集束剤の繊維への付着量は、０．０１〜１０重量％であ
り、好ましくは０．０５−５重量算である。

また、本発明においては引続いて不融化を行うので好ま
しくは耐熱性の油剤を付与する。

耐熱性の油剤としては、ｌＯ〜１０００ｃｓｔのアルキ
ルフェニルポリシロキサンあるいはこのものを沸点６０
０℃以下の非イオン界面活性剤で乳化したものが用いら
れる。

ｉｔ）ピッチ繊維の不融化 前記集束剤が付与され、集束されたピッチ繊維は、公知
の方法によって不融化させる。

本発明において、炭素質ピッチとして光学的異性方炭素
質ピッチを用いた場合は、公知の光学的異方性炭素ピッ
チより軟化点が低いので、通常より低い温度からスター
トして酸化反応を行いピッチ繊維の融着を防止する必要
がある。不融化工程の温度は１５０℃〜４００℃、好ま
しくは２００℃〜３００℃の範囲でステップ状又は徐々
に昇温しで１通常は３０分〜５時間処理する。処理時間
は不融化の反応が十分に均一に進むように１日〜３日と
いう長時間行うことも差支えない。

不融化は、空気、酸素、空気と酸素又は窒素の混合ガス
等を使用して行うことができる。

本発明においては、２００℃以下の温度でハロゲン、Ｎ
Ｏ８、オゾン等の酸化剤を含んだ雰囲気中で単時間処理
するか、又は、酸素ガス雰囲気中でピッチの軟化点より
３０〜５０℃低い温度、即ち１５０〜２４０℃の温度で
十分な不融化が得られる迄１０分〜１時間保持し、その
後必要により約３００℃迄昇温しで不融化を終了させる
方法が好ましく、特に後者の方法は容易且つ確実であり
好ましい。

■）不融化繊維の油剤処理 次に、本発明はこの不融性となった炭素質ピッチ繊維に
油剤を付与する。

油剤は、前記したように２５℃における粘度が１０００
−１０．０００ｃｓｔ、好ましくは２０００−５０００
ｃｓｔの範囲内にあるアルキルフェニルポリシロキサン
又は／及びジメチルポリシロキサンを必須成分とする。

２５℃における粘度が１０００ｃｓｔ未滴のものでは。

引き続く予備炭化工程において該油剤に分解や劣化が生
じ、炉内断糸が発生し易い、一方、２５℃における粘度
が１０．０００ｃｓｔを越えると不融化繊維の粘性が増
大してベタツキを生じ、そのハンドリング性が悪化し、
また得られる炭素繊維に膠着が起こるので好ましくない
。

また油剤として用いるアルキルフェニルポリシロキサン
としては、その成分としてフェニル基を５−８０モル２
含むものが好ましく、特に１０〜５０モル算含むも０が
好ましい、又、アルキル基としては、メチル基、エチル
基、プロピル基が好ましい、同一の分子に２種以上のア
ルキル基を有していても良い６ また、アルキルフェニルポリシロキサンあるいはジメチ
ルポリシロキサンとしては上記粘度を有するものであれ
ばいずれのものも使用できるが、本発明においては、特
に該化合物中にアミン類、有機セレン化合物、フェノー
ル類等の酸化防止剤を添加したものを用いることが好ま
しい。

この場合、酸化防止剤としては、フェニル−α−ナフチ
ルアミン、ジラウリルセレナイド、フェノチアジン、鉄
オクトレート等が使用できる。

本発明の油剤は前記特定粘度を有するアルキルフェニル
シロキサン又は／及びジメチルシロキサンを必須成分と
するものであるが、必要に応じ水、固体潤滑剤を添加し
てもよい。

固体潤滑剤としては、無機系あるいは有機□系のいずれ
もが使用できる。

無機系固体潤滑剤としては、黒鉛（Ｃ）、二硫化モリブ
デン（ＭｏＳ、　）、二硫化タングステン（ＷＳ、　）
。

窒化はう素（ＢＮ）、ふっ化黒鉛（ＣＦ）ｎ、−酸化鉛
（ＰｂＯ（ｎ））、二酸化モリブデン（Ｍｏｂ、　）、
酸化コバルト（Ｇｏ、　０３　）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）
、酸化すず（ＳｎＯ）−亜酸化鋼（Ｃｕ、Ｏ）、酸化カ
ドミウム（ＣｄＯ）、酸化タングステン（ＷＯ２）、ふ
っ化カルシウム（ＣａＦｚ　）、ふっ化バリウム（Ｂａ
Ｆ２）、ふっ化リチウム（ＬｉＦ）、ふっ化ナトリウム
（ＮａＦ）、窒化けい素（ＳｉＪ１４）、テルル化モリ
ブデン（ＭｏＴｅａ　）、セレン化タングステン（ＶＳ
ｅｚ　）、テルル化タングステン（ＭＴａｓ）−二硫化
ニオブ（ＮｂＳ、　）、βセレン化ニオブ（ＮｂＳａ、
β）、テルル化ニオブＣＮｂＴｅ５　）、β硫化タンタ
ル（ＴａＳ、β）、α−セレン化タンタル（ＴａＳａ、
　）、テルル化タンタル（ＴａＴａ＊　）、二硫化チタ
ン（ＴｉＳ、）、セレン化チタン（ＴｉＳｅｚ　）、テ
ルル化チタン（ＴｉＴｅｚ　）、二硫化ジルコニウム（
ＺｒＳｅ　）、セレン化ジルコニウム（ＺｒＳｅ、　）
、テルル化ジルコニウム（ＺｒＴｅｚ　）、よう化ビス
マス（ＢｉＩａ　）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、よ
う化ニッケル（ＮｉＩｉ　）、塩化カドミウム（ＣｄＣ
１，）、よう化カドミウム（ＣｄＩ２）、臭化カドミウ
ム（ＣｄＢｒｚ　）、硫化すず（ＳｎＳ、　）、ピロり
ん酸鉄、ピロりん酸亜鉛、ピロりん酸カルシウム、ピロ
りん酸すず等が挙げられるが、特に黒鉛（Ｃ）、ニー化
モリブデン（ＭｏＳ、）、二硫化タングステン（ＵＳ、
　）が好ましい。

有機系固体潤滑剤としては、メラミンとシアヌール酸の
付加物等が挙げられる。

これらの固体潤滑剤は平均粒径が３０μ■以下でその粒
子径が均一なものを用いることが好ましく、また単独で
もまた２種以上の混合物としても用いられる。

二゛れらの油剤は沸点６００℃以下（大気圧換算）の非
イオン界面活性剤で乳化し、エマルジョンとして付与す
る。この場合、不融化繊維に対する溶解性が殆どなく、
またこれらの繊維を傷める度合いが少なく、かつその取
扱し性に優れる沸点２００℃以下の安価な溶剤を希釈剤
として用いることが望ましい。

このような溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタ
ン、オクタン、ノナン、デガン等の脂肪族炭化水素、不
飽和脂肪族アルコール、プロピルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、ブチルアルコール等の飽和脂肪族アル
コールが挙げられる。

また、界面活性剤としては不融化工程時の基剤の耐熱性
を悪化させないものであればいずれのものも使用できる
が、本発明においては特に沸点６００℃以下の非イオン
系界面活性剤が好適に使用される。

このような非イオン系界面活性剤の具体例としては、ポ
リオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアル
キレンアルキルエステル、ポリオキシアルキレンアルキ
ルフェニルエステルの他、ポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポ
リオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンポリオキシプロピレンアルキルフェニルエステル等
が挙げられるが、好ましくはオキシエチレンの平均付加
モル数が６未満のポリオキシエチレンアルキルエーテル
（例えばオキシエチレン２モル付加物のポリオキシエチ
レンラウリルエーテル）、ポリオキシエチレンアルキル
エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ルの使用が望ましし嵐。

また、ポリオキシ変性シリコーン系界面活性剤やポリオ
キノエチレン変性シリコーン系界面活性剤等のシリコー
ン系界面活性剤も使用可能である。

更に、本発明においては、前記非イオン界面活性剤を減
圧蒸留して得た沸点６００℃以下（大気圧換算）の留出
物も用いることができる。

本発明においては、前記特定粘度を有するシロキサン、
更には必要に応じこのものに補助成分を添加した油剤を
不融化したピッチ繊維に付与するものであるが、その付
与順序は制約されず各々を順次付与しても良く、又、個
々に準備した処理液を同時に付与してもよい。

これらの油剤をピッチ繊維に付与する方法としては、オ
イリングローラ−法、スプレー法等の従来公知の付与方
法を採用することができる。

油剤の不融化繊維への付着量は０．０１〜１０重量２で
あり、好ましくは０．０５〜５重量％である。

Ｋ）熱処理工程 ついで、油剤が付与された不融性炭素質ピッチ繊維を、
化学的に不活性なアルゴンガス又は窒素ガス等の雰囲気
中で３００〜１０００℃の温度に昇温しで予備炭化し、
更に、１０００〜２０００℃の範囲の温度迄昇温しで炭
化することによって炭素繊維が得られる。また２０００
〜３０００℃の範囲内の温度迄昇温しで、黒鉛化処理連
通めて、黒鉛繊維が得られる。

本発明においては、この炭化及び黒鉛化の方法の詳細に
ついて、特に限定するものではなく、−般公知の方法を
用いることができる。

又、不融化、予備炭化、炭化、黒鉛化処理の間。

炉壁、炉底とのこすれ傷の発生防止、糸の収縮変形等を
避け、或いは、外観の良い物性の高い炭素繊維、黒鉛繊
維を得る目的のため、集束剤をつけた繊維束を処理する
際、繊維束に荷重又は張力をかけておくことが好ましい
。

（発明の効果） 本発明のピッチ系炭素繊維の製造方法は、不融化工程で
得られる不融化繊維に特定粘度を有するアルキルフェニ
ルポリシロキサン又はｌ及びジメチルポリシロキサンか
らなる油剤を付与したことから、ピッチ系炭素繊維の製
造工程において、不融化繊維を安定に取扱うことができ
、かつ炭化工程、とくに予備炭化工程に生じる不融化繊
維間の炉内断糸を抑制し融着や合着を防止し、しかも焼
成処理後の繊維の品質、強度及び伸度に優れたピッチ系
炭素繊維の製造方法を得ることができる。

特に、炭素質ピッチとして光学的異方性炭素質ピッチを
用いた場合には、極めて高強度、高弾性率で性状が良好
な外観の良い、連続フィラメント状の炭素繊維、黒鉛繊
維を製造することができる。

（実施例） 以下、本発明を実施例によって更に詳述するが。

本発明はこれによって限定されるものではない。

実施例１ 光学的異方性相を約５５％含有し、軟化点が２３５℃で
ある炭素質ピッチを前駆体ピッチとして使用した。この
前駆体ピッチを、３７０℃で円筒型遠心分離装置で分離
して光学的異方性相の多いピッチを得た。得られた光学
的異方性ピッチは、光学的異方性相を９ｇ％含み、軟化
点は２６５℃であった。

得られた光学的異方性ピッチを５００穴の紡糸口金を有
する紡糸機に通し、３５５℃で２００ｗ＋ｗ＋Ｈｇの窒
素ガス圧で押し出して紡糸した。

紡糸したピッチ繊維は、ノズル下部に設けた高速で回転
するボビンに巻き取り、約５００■／分の巻き取り速度
で１０分間紡糸した。この際紡糸した糸はエアーサッカ
ーで略集束したオイリングローラ−に導き、集束剤を付
与した。

集束剤としては、２５℃で４０ｃｓｔの粘度のジメチル
フェニルポリシロキサン（フェニル基含有量２５モル％
）を使用した。

集束剤の付与量は、糸に対して０．５重量％であった。

このようにして得たピッチ繊維の繊維束の一部を取り出
して、空気中で１５０℃から２８０℃迄２時間昇温しな
がら不融化を行った。

この時に繊維束にかけた張力は、１フィラメント当り０
．００７ｇであった６ｇの不融化したピッチ繊維束をオ
イリングローラ−に導き油剤を付与した。

油剤としては、２５℃で３０００ｃｓｔの粘度のメチル
フェニルポリシロキサン（フェニル基含有量２５モル％
）のものを沸点６００℃以下の非イオン系界面活性剤（
平均分子量１０００のポリオキシエチレンラウリルエー
テルを減圧蒸留し、沸点６００℃（大気圧換算沸点）以
下の留出分）で乳化し、水エマルジョンとしたものを使
用した。油剤の付与量は不融化繊維に対して０．５重量
％であった。

つぎに、油剤が付与された不融化繊維を不活性ガス雰囲
気中で１０００℃／分で１０００℃まで昇温しで予備炭
化した。このときかけた張力は１フィラメント当り０．
００７ｇであった。予備炭化工程から搬出された繊維束
に融着や断糸がみられなかった。

ついで、予備炭化処理された繊維を炭化工程に供給し１
５００℃迄昇温し炭素繊維を得た。その繊維の糸径は、
１０μ踵であり、引張強度は２　、９０Ｐａ、引張弾性
率は２６５ＧＰａであった。

又、この炭素繊維を不活性ガス雰囲気で２６００℃まで
昇温して得た黒鉛繊維は、糸径９．８μｍ、引張強度は
３　、３ＧＰａ　、引張弾性率は７１０ＧＰａであった
。

比較例１ 不融化繊維に、紡糸に用いた油剤を０．５重量％の割合
で付与した以外は実施例１と同様な処理を行ったに の場合、予備炭化処理中に時々炉内断糸が起こり、安定
な操業が行えず、また得られた炭素繊維の品質が著しく
低下した。

特許出願人　東亜燃料工業株式会社

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融紡糸した炭素質ピッチ繊維を不融化し、つい
   で炭化あるいはさらに黒鉛化処理して炭素繊維を製造す
   る方法において、不融化処理によって得られる不融化繊
   維に２５℃における粘度が１０００〜１０，０００ｃｓ
   ｔであるアルキルフェニルポリシロキサン又は／及びジ
   メチルポリシロキサンからなる油剤を付与し、予備炭化
   、炭化あるいはさらに黒鉛化することを特徴とするピッ
   チ系炭素繊維の製造方法。
2. （２）油剤を沸点６００℃以下の界面活性剤で乳化し、
   水エマルジョンとして付与したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のピッチ系炭素繊維の製造方法。
3. （３）アルキルフェニルポリシロキサンが、フェニル基
   を５モル％〜８０モル％含むものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のピッチ系炭素繊維の製造
   方法。
4. （４）アルキルフェニルポリシロキサンのアルキル基と
   して、メチル基、エチル基、プロピル基の何れか、又は
   これらの中から選択された同一若しくは異なった２種以
   上の基を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のピッチ系炭素繊維の製造方法。
5. （５）アルキルフェニルポリシロキサン又は／及びジメ
   チルポリシロキサン中に、アミン類、有機セレン化合物
   、フェノール類等の酸化防止剤を含有させたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のピッチ系炭素繊維の
   製造方法。
6. （６）酸化防止剤が、フェニル−α−ナフチルアミン、
   ジラウリルセレナイド、フェノチアジン、鉄オクトレー
   トから選択された何れか又は２種以上の混合物であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のピッチ系炭
   素繊維の製造方法。
7. （７）炭素質ピッチが約９５％以上の光学的異方性相を
   含有し、且つ軟化点が２３０〜３２０℃である光学的異
   方性ピッチであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のピッチ系炭素繊維の製造方法。