JPH041087B2 - - Google Patents
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- JPH041087B2 JPH041087B2 JP58190952A JP19095283A JPH041087B2 JP H041087 B2 JPH041087 B2 JP H041087B2 JP 58190952 A JP58190952 A JP 58190952A JP 19095283 A JP19095283 A JP 19095283A JP H041087 B2 JPH041087 B2 JP H041087B2
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- Japan
- Prior art keywords
- pitch
- fibers
- infusible
- present
- viscosity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Inorganic Fibers (AREA)
Description
本発明はピツチ繊維の不融化方法に関する。
ピツチ系炭素繊維は、炭素質ピツチを溶融紡糸
して得られるピツチ繊維を、不融化、炭化あるい
はさらに黒鉛化処理することにより製造されてい
る。ピツチ繊維の不融化処理は、通常400℃以下
において、酸化性ガス、例えば空気、酸素、オゾ
ン、窒素酸化物、ハロゲンあるいは亜硫酸ガスな
どの存在下で行われるが、この際、不融化反応中
のピツチ繊維がごく軽微ながら相互に合着し、こ
の相互合着した不融化繊維を炭化あるいはさらに
黒鉛化した場合には、得られる炭素繊維の分繊性
が低下する。 本発明の目的は、ピツチ繊維間の合着を防止て
分繊性を向上させ、もつて分繊性のすぐれた炭素
繊維を製造することにある。 前記本発明の目的は、炭素質ピツチを溶融紡糸
して得られるピツチ繊維を酸化性ガス雰囲気下に
不融化処理する方法において、ピツチ繊維に25℃
における粘度が0.5〜500cStであるジメチルポリ
シロキサンの非乳化物を付与した後、不融化する
ことにより達成される。 ピツチ繊維に油剤を付与した後、不融化処理す
ることは知られており、例えば水溶性界面活性剤
の水溶性を用いてピツチ繊維束を集束させる技術
が報告されている（特公昭51−−12740号）。しか
しながらこれら水溶性界面活性剤を用いる場合に
は、繊維束の集束性は向上するものの、これらを
不融化処理する場合に、高温において界面活性剤
とピツチ繊維とが相互に作用し、かえつて分繊性
を低下させる。 一方、ポリアクリルニトリル系プレカーサーの
熱安定化においてシリコーン系油剤が有効である
との報告もあるが（特開昭54−131032号、特公昭
51−12739号）、これをこのままピツチ繊維に適用
しても優れた効果を得ることはできない。本発明
者らは、限られた構造で、かつ限られた粘度を有
するシリコーン化合物が、ピツチ繊維の不融化に
きわめて好適であり、得られた不融化繊維の分繊
性が良好であることを見いだし、本発明の完成に
至つた。 以下に本発明を詳述する。 本発明に用いる炭素質ピツチとしてはコールタ
ールピツチ、SRCなどの石炭系ピツチ、エチレ
ンタールピツチ、デカントオイルピツチ等の石油
系ピツチあるいは合成ピツチなど各種のピツチを
包含するが、特に石油系ピツチが好ましい。 前記ピツチを変性したもの、例えばテトラリン
などの水素供与物で処理したもの、20〜350Kg／
cm2の水素加圧下に水素化したもの、熱処理により
改質したもの、あるいはこれらの方法を適宜組み
合わせて改質したもの等の各種変性ピツチも本発
明でいう炭素質ピツチである。 すなわち、本発明の炭素質ピツチとはピツチ繊
維を形成し得る前駆体ピツチを総称する意味に用
いられる。 本発明の炭素質ピツチは、光学的に等方性のピ
ツチであつてもよいし、また光学的に異方性のピ
ツチであつてもよい。 光学的に等方性のピツチである場合、反射率が
9.0〜11.0％の範囲内の値を示すものが好ましい。
ここで反射率とは、アクリル樹脂等の樹脂中にピ
ツチを包埋せしめたのち研磨し、反射率測定装置
により空気中にて測定される。 光学的に異方性のピツチとは、ピツチを常圧も
しくは減圧下に窒素等の不活性ガスを通気しなが
ら通常340〜450℃にて加熱処理を行うことにより
得られる光学的異方性（いわゆるメソフエース）
を含有するピツチであり、特にメソフエース含量
が５〜100％のものが好ましい。 本発明に用いる炭素質ピツチは軟化点が240〜
400℃のものが好ましく、260〜300℃のものが特
に好ましい。 ピツチ繊維は前記炭素質ピツチを公知の方法に
て溶融紡糸を行うことにより得られる。例えば、
炭素質ピツチをその軟化点よりも30〜80℃高い温
度にて溶融し、直径0.1〜0.5mmのノズルから押し
出しながら100〜200ｍ／分で巻き取ることにより
ピツチ繊維を得る。 このようにして得られたピツチ繊維に対し、25
℃における粘度が0.5〜500cStであるジメチルポ
リシロキサンを付与する。ここでいうジメチルポ
リシロキサンとは下記の構造を有するものであ
り、好ましくは25℃における粘度が1.0〜100cSt、
より好ましくは1.0〜25cStのものである。 ジメチルポリシロキサンの粘度はきわめて重要
であり、粘度が上記範囲より大きい場合には、不
融化反応の障害となり、不融化速度が低下する。
一方、粘度が上記範囲に満たない場合には、不融
化後の繊維の分繊性が低下し、本発明の効果が期
待できない。 また２種以上のジメチルポリシロキサンの混合
物である場合、混合物としての粘度が上記範囲に
含まれるものは使用可能である。 このほか、シリコーン系としては、メチルフエ
ニルポリシロキサン、メチルハイドロジエンポリ
シロキサン、ポリエーテル変性物（水への溶解性
を高めたもの）、フツ素変性物、アミノ変性物な
どが知られているが、これらのいずれも不融化中
にピツチ繊維と相互に作用し、分繊性を低下させ
ることが明らかとなつた。またジメチルポリシロ
キサンで粘度が本発明と同じ範囲に含まれるもの
であつても、これを乳化したものは、分繊性の低
下を招くため好ましくなく本発明から除外され
る。 ジメチルポリシロキサンの付与量は、ピツチ繊
維に対して0.01〜50重量％であり、好ましくは
0.1〜25重量％である。また付与方法は特に制限
されず、オイリングローラー、塗布、浸漬あるい
はスプレーなど公知の技術が利用できる。 ジメチルポリシロキサンを付与したピツチ繊維
は次に酸化性ガス雰囲気下に不融化処理される。
不融化処理は通常400℃以下において行われ、好
ましくは150〜380℃であり、より好ましくは200
〜350℃である。処理温度が低すぎる場合には処
理時間が長くなり、また処理温度が高すぎる場合
には、ピツチ繊維の融着あるいは消耗といつた現
象を生ずるため好ましくない。酸化性ガスとして
は、通常、酸素、オゾン、空気、窒素酸化物、亜
硫酸ガスあるいはハロゲン等の酸化性ガスを１種
あるいは２種以上用いる。 不融化処理されたピツチ繊維は、次に不活性ガ
ス雰囲気下で炭化処理あるいは更に黒鉛化処理を
行い、炭素繊維を得る。炭化処理は通常、温度
800〜2000℃で行う。一般には炭化に要する処理
時間は0.1分〜10時間である。さらに黒鉛化を行
う場合には、温度2000〜3500℃で、通常１秒〜１
時間行う。また、炭化処理あるいは黒鉛化処理の
際、必要であれば収縮や変形等を防止する目的
で、被処理体に若干の荷重あるいは張力をかけて
おくこともできる。 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、本発明はこれら実施例に制限さ
れるものではない。 実施例 １ 光学的異方性相を80wt％含有し、軟化点が280
℃である石油系前駆体ピツチを溶融紡糸し、平均
糸径13μのピツチ繊維を得た。このピツチ繊維
に、粘度4.0cSt25℃のジメチルポリシロキサン
10wt％を塗布し、酸素中、250℃で30分処理して
不融化繊維を得た。得られた不融化繊維はきわめ
て分繊性に優れたものであつた。 比較例 １〜６ 実施例１におけるピツチ繊維に、表１に示す各
種シリコーン系油剤10wt％を付与し、酸素中、
250℃で30分処理して不融化繊維を得た。
して得られるピツチ繊維を、不融化、炭化あるい
はさらに黒鉛化処理することにより製造されてい
る。ピツチ繊維の不融化処理は、通常400℃以下
において、酸化性ガス、例えば空気、酸素、オゾ
ン、窒素酸化物、ハロゲンあるいは亜硫酸ガスな
どの存在下で行われるが、この際、不融化反応中
のピツチ繊維がごく軽微ながら相互に合着し、こ
の相互合着した不融化繊維を炭化あるいはさらに
黒鉛化した場合には、得られる炭素繊維の分繊性
が低下する。 本発明の目的は、ピツチ繊維間の合着を防止て
分繊性を向上させ、もつて分繊性のすぐれた炭素
繊維を製造することにある。 前記本発明の目的は、炭素質ピツチを溶融紡糸
して得られるピツチ繊維を酸化性ガス雰囲気下に
不融化処理する方法において、ピツチ繊維に25℃
における粘度が0.5〜500cStであるジメチルポリ
シロキサンの非乳化物を付与した後、不融化する
ことにより達成される。 ピツチ繊維に油剤を付与した後、不融化処理す
ることは知られており、例えば水溶性界面活性剤
の水溶性を用いてピツチ繊維束を集束させる技術
が報告されている（特公昭51−−12740号）。しか
しながらこれら水溶性界面活性剤を用いる場合に
は、繊維束の集束性は向上するものの、これらを
不融化処理する場合に、高温において界面活性剤
とピツチ繊維とが相互に作用し、かえつて分繊性
を低下させる。 一方、ポリアクリルニトリル系プレカーサーの
熱安定化においてシリコーン系油剤が有効である
との報告もあるが（特開昭54−131032号、特公昭
51−12739号）、これをこのままピツチ繊維に適用
しても優れた効果を得ることはできない。本発明
者らは、限られた構造で、かつ限られた粘度を有
するシリコーン化合物が、ピツチ繊維の不融化に
きわめて好適であり、得られた不融化繊維の分繊
性が良好であることを見いだし、本発明の完成に
至つた。 以下に本発明を詳述する。 本発明に用いる炭素質ピツチとしてはコールタ
ールピツチ、SRCなどの石炭系ピツチ、エチレ
ンタールピツチ、デカントオイルピツチ等の石油
系ピツチあるいは合成ピツチなど各種のピツチを
包含するが、特に石油系ピツチが好ましい。 前記ピツチを変性したもの、例えばテトラリン
などの水素供与物で処理したもの、20〜350Kg／
cm2の水素加圧下に水素化したもの、熱処理により
改質したもの、あるいはこれらの方法を適宜組み
合わせて改質したもの等の各種変性ピツチも本発
明でいう炭素質ピツチである。 すなわち、本発明の炭素質ピツチとはピツチ繊
維を形成し得る前駆体ピツチを総称する意味に用
いられる。 本発明の炭素質ピツチは、光学的に等方性のピ
ツチであつてもよいし、また光学的に異方性のピ
ツチであつてもよい。 光学的に等方性のピツチである場合、反射率が
9.0〜11.0％の範囲内の値を示すものが好ましい。
ここで反射率とは、アクリル樹脂等の樹脂中にピ
ツチを包埋せしめたのち研磨し、反射率測定装置
により空気中にて測定される。 光学的に異方性のピツチとは、ピツチを常圧も
しくは減圧下に窒素等の不活性ガスを通気しなが
ら通常340〜450℃にて加熱処理を行うことにより
得られる光学的異方性（いわゆるメソフエース）
を含有するピツチであり、特にメソフエース含量
が５〜100％のものが好ましい。 本発明に用いる炭素質ピツチは軟化点が240〜
400℃のものが好ましく、260〜300℃のものが特
に好ましい。 ピツチ繊維は前記炭素質ピツチを公知の方法に
て溶融紡糸を行うことにより得られる。例えば、
炭素質ピツチをその軟化点よりも30〜80℃高い温
度にて溶融し、直径0.1〜0.5mmのノズルから押し
出しながら100〜200ｍ／分で巻き取ることにより
ピツチ繊維を得る。 このようにして得られたピツチ繊維に対し、25
℃における粘度が0.5〜500cStであるジメチルポ
リシロキサンを付与する。ここでいうジメチルポ
リシロキサンとは下記の構造を有するものであ
り、好ましくは25℃における粘度が1.0〜100cSt、
より好ましくは1.0〜25cStのものである。 ジメチルポリシロキサンの粘度はきわめて重要
であり、粘度が上記範囲より大きい場合には、不
融化反応の障害となり、不融化速度が低下する。
一方、粘度が上記範囲に満たない場合には、不融
化後の繊維の分繊性が低下し、本発明の効果が期
待できない。 また２種以上のジメチルポリシロキサンの混合
物である場合、混合物としての粘度が上記範囲に
含まれるものは使用可能である。 このほか、シリコーン系としては、メチルフエ
ニルポリシロキサン、メチルハイドロジエンポリ
シロキサン、ポリエーテル変性物（水への溶解性
を高めたもの）、フツ素変性物、アミノ変性物な
どが知られているが、これらのいずれも不融化中
にピツチ繊維と相互に作用し、分繊性を低下させ
ることが明らかとなつた。またジメチルポリシロ
キサンで粘度が本発明と同じ範囲に含まれるもの
であつても、これを乳化したものは、分繊性の低
下を招くため好ましくなく本発明から除外され
る。 ジメチルポリシロキサンの付与量は、ピツチ繊
維に対して0.01〜50重量％であり、好ましくは
0.1〜25重量％である。また付与方法は特に制限
されず、オイリングローラー、塗布、浸漬あるい
はスプレーなど公知の技術が利用できる。 ジメチルポリシロキサンを付与したピツチ繊維
は次に酸化性ガス雰囲気下に不融化処理される。
不融化処理は通常400℃以下において行われ、好
ましくは150〜380℃であり、より好ましくは200
〜350℃である。処理温度が低すぎる場合には処
理時間が長くなり、また処理温度が高すぎる場合
には、ピツチ繊維の融着あるいは消耗といつた現
象を生ずるため好ましくない。酸化性ガスとして
は、通常、酸素、オゾン、空気、窒素酸化物、亜
硫酸ガスあるいはハロゲン等の酸化性ガスを１種
あるいは２種以上用いる。 不融化処理されたピツチ繊維は、次に不活性ガ
ス雰囲気下で炭化処理あるいは更に黒鉛化処理を
行い、炭素繊維を得る。炭化処理は通常、温度
800〜2000℃で行う。一般には炭化に要する処理
時間は0.1分〜10時間である。さらに黒鉛化を行
う場合には、温度2000〜3500℃で、通常１秒〜１
時間行う。また、炭化処理あるいは黒鉛化処理の
際、必要であれば収縮や変形等を防止する目的
で、被処理体に若干の荷重あるいは張力をかけて
おくこともできる。 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、本発明はこれら実施例に制限さ
れるものではない。 実施例 １ 光学的異方性相を80wt％含有し、軟化点が280
℃である石油系前駆体ピツチを溶融紡糸し、平均
糸径13μのピツチ繊維を得た。このピツチ繊維
に、粘度4.0cSt25℃のジメチルポリシロキサン
10wt％を塗布し、酸素中、250℃で30分処理して
不融化繊維を得た。得られた不融化繊維はきわめ
て分繊性に優れたものであつた。 比較例 １〜６ 実施例１におけるピツチ繊維に、表１に示す各
種シリコーン系油剤10wt％を付与し、酸素中、
250℃で30分処理して不融化繊維を得た。
【表】
シロキサン
【表】
化物
Claims (1)
- １ 炭素質ピツチを溶融紡糸して得られるピツチ
繊維を酸化性ガス雰囲気下に不融化処理する方法
において、ピツチ繊維に25℃における粘度が0.5
〜500cStであるジメチルポリシロキサンの非乳化
物を付与した後、不融化することを特徴とするピ
ツチ繊維から分繊性に優れた不融化繊維を製造す
る方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19095283A JPS6088124A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | ピッチ繊維から分繊性に優れた不融化繊維を製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19095283A JPS6088124A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | ピッチ繊維から分繊性に優れた不融化繊維を製造する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6088124A JPS6088124A (ja) | 1985-05-17 |
| JPH041087B2 true JPH041087B2 (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=16266405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19095283A Granted JPS6088124A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | ピッチ繊維から分繊性に優れた不融化繊維を製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6088124A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61167021A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-28 | Nippon Oil Co Ltd | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
| DE3775834D1 (de) * | 1986-06-12 | 1992-02-20 | Mitsubishi Chem Ind | Verfahren zum herstellen von pech-kohlenstoffasern. |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1055664A (en) * | 1974-12-24 | 1979-06-05 | Union Carbide Corporation | Rapid thermosetting of carbonaceous fibers produced from mesophase pitch |
| JPS52148227A (en) * | 1976-05-10 | 1977-12-09 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Preparation of carbon fiber from acrylic fiber |
| JPS6052206B2 (ja) * | 1978-03-27 | 1985-11-18 | 三菱レイヨン株式会社 | アクリル系炭素繊維の製造方法 |
| JPS54134126A (en) * | 1978-04-11 | 1979-10-18 | Nippon Kainooru Kk | Production of carbon fiber or carbon fiber structure with excellent heat resistance |
| US4275051A (en) * | 1979-01-29 | 1981-06-23 | Union Carbide Corporation | Spin size and thermosetting aid for pitch fibers |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP19095283A patent/JPS6088124A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6088124A (ja) | 1985-05-17 |
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