JPH0583642B2 - - Google Patents
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- JPH0583642B2 JPH0583642B2 JP59032197A JP3219784A JPH0583642B2 JP H0583642 B2 JPH0583642 B2 JP H0583642B2 JP 59032197 A JP59032197 A JP 59032197A JP 3219784 A JP3219784 A JP 3219784A JP H0583642 B2 JPH0583642 B2 JP H0583642B2
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- JP
- Japan
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- fibers
- polysiloxane
- general formula
- group
- acrylic
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- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)
Description
〔技術分野〕
本発明はアリクル系繊維を原料として品質の優
れた炭素繊維を迅速かつ能率良く製造する方法に
関する。 更に詳しくは高温焼成処理において繊維相互の
合着又は融着のない高強度炭素繊維束の製造方法
に係るものである。 〔背景技術〕 アクリル系繊維が高強力、高弾性の炭素繊維用
原料として有用であることが見出されて以来、工
業的規模での製造方法、その他に関する多くの提
案がなされている。特に炭素繊維を複合材料の補
強材として使用する場合には高度の引張り強さが
要求され、しかも単繊維としてのみならず繊維束
としてもその性能が安定に得られることが望まれ
ている。 このような要請を満足させるためには原料であ
るアクリル繊維を目的とする炭素繊維に転換する
焼成過程、即ち原繊維を酸素含有気流中において
200〜300℃の温度領域で処理する予備酸化工程、
次いで窒素ガス等の不活性気流中で700℃までの
温度で処理する前炭素化工程、更に窒素ガス、ア
ルゴンガス等の不活性気流中での2000℃までの温
度で処理する炭素化工程を最も適切な条件で操作
することが肝要である、と同時に目標とする炭素
繊維性能をより容易に達成し得る原繊維を見出す
ことも特に重要な課題である。 しかしながらアクリル系繊維を炭素繊維へ転換
する焼成過程は大巾な物理的、化学的な変化を伴
うこと等から両者の因果関係は未だ明らかではな
く、多くの未解決の問題を包含している。従つて
炭素繊維用アクリル系繊維として具備すべき条
件、もしくは最適焼成方法に関して特に工業的見
地から検討する必要がある。 本発明者らはアクリル系繊維を原料として迅速
かつ能率良く炭素繊維を製造する方法に関して鋭
意検討した結果、前記の焼成工程のうち第一段階
の予備酸化工程がきわめて重要であることを確認
した。即ち該工程はアクリル系繊維を構成する分
子の環化反応および架橋反応を進行させ、分子間
結合を強固にし、かつ炭素化反応に移行し易い分
子構造に変性する役割を有している。 従来、予備酸化工程は原繊維を空気中200〜300
℃の温度で加熱処理することにより実施されてい
るが、上記反応を充分に進行させるためにはかな
りの長時間処理を要し、このことが炭素繊維の高
価格をもたらす大きな要因となつている。 前記予備酸化工程での反応、主としてニトリル
基の環化反応および酸素吸収に伴う酸化的架橋反
応などは処理温度に強く影響され、高温である程
その進行が加速される。従つて予備酸化時間をで
きるだけ短縮し、迅速に焼成することを目的とす
る場合、より高温度での焼成技術の確立が一つの
重要な研究課題となる。例えば本発明者らの検討
では予備酸化を空気気流中、240℃で実施した場
合には１〜３時間の焼成時間を必要とするが、
270℃では20〜40分に短縮できる。予備酸化によ
つて繊維の密度は漸次増大し、好適到達点では約
1.35〜1.40ｇ／cm3となる。 一方、このような予備酸化温度の上昇による予
備酸化時間短縮法の最も大きな難点の一つは、該
焼成操作中に著しく原繊維の単繊維相互の合着又
は融着を誘発することである。この現象は、原繊
維の組成、繊維の表面構造および構成本数の大き
さなどによつてもその度合を異にするが、通常の
アクリル系繊維では殆んどの場合発生することを
認めた。 しかも合着又は融着現象の発生した酸化処理繊
維を引き続き炭素化して得られる炭素繊維は機械
的特性、とりわけ引張強度の低下が極めて大き
く、時には炭素化工程中で切断を生ずるなどのト
ラブルを生じ、明らかに合着又は融着現象が炭素
繊維の性能に重大な悪影響を及ぼすことを認め
た。 〔発明の目的〕 本発明は、予備酸化工程の処理時間を短縮し、
かつ焼成時の合着又は融着現象を起さない方法に
つき、鋭意検討を重ねた結果、特殊なポリシロキ
サンの水分散剤をアクリル系繊維に付着若しくは
含有せしめることによつて上記した問題点を解決
しえることを見出したものである。 アミノシロキサンを油剤として使用したプレカ
ーサーを焼成し炭素繊維を作る方法が、例えば米
国特許第4378343号明細書等で提案されているが、
上記の発明に示されるアミノシロキサンの付着プ
レカーサーは、その焼成過程における融着防止の
効果が、400〜600Kg／mm2と高い強度を有する炭素
繊維を作り得るプレカーサーとしては未だ十分な
ものではないと言われている。 そこで、本発明者らは、上述した如き高性能炭
素繊維を作るための検討を進めた結果、アクリル
系繊維プレカーサーに付着せしめる油剤として特
定のポリシロキサンが有用であり、かつ油剤によ
る繊維の処理に際して油剤中に於けるポリシロキ
サンが繊維上に均一に付着し、その乾燥時に繊維
上においてマイグレーシヨンなどを起さない状態
に保たれていること、また、ポリシロキサンエマ
ルジヨン処理したアクリル繊維がその焼成時にタ
ール化しにくいものであり、繊維の融着、膠着を
防止する効果を備えたものであることなどの要件
を備えたアクリル系繊維プレカーサーを焼成する
と上記目的を達成しうることを見出し本発明を完
成した。 〔発明の構成〕 本発明の要旨とするところは、下記一般式
〔〕で示されるポリシロキサンを、一般式〔〕
で示される乳化剤で水系溶媒に分散した油剤に
て、該ポリシロキサンの付着量が0.01〜10重量％
となるようにアクリル系繊維を処理して得たアク
リル系繊維プレカーサーを耐炎化し、炭素化して
炭素繊維を製造することにある。 一般式〔〕：
れた炭素繊維を迅速かつ能率良く製造する方法に
関する。 更に詳しくは高温焼成処理において繊維相互の
合着又は融着のない高強度炭素繊維束の製造方法
に係るものである。 〔背景技術〕 アクリル系繊維が高強力、高弾性の炭素繊維用
原料として有用であることが見出されて以来、工
業的規模での製造方法、その他に関する多くの提
案がなされている。特に炭素繊維を複合材料の補
強材として使用する場合には高度の引張り強さが
要求され、しかも単繊維としてのみならず繊維束
としてもその性能が安定に得られることが望まれ
ている。 このような要請を満足させるためには原料であ
るアクリル繊維を目的とする炭素繊維に転換する
焼成過程、即ち原繊維を酸素含有気流中において
200〜300℃の温度領域で処理する予備酸化工程、
次いで窒素ガス等の不活性気流中で700℃までの
温度で処理する前炭素化工程、更に窒素ガス、ア
ルゴンガス等の不活性気流中での2000℃までの温
度で処理する炭素化工程を最も適切な条件で操作
することが肝要である、と同時に目標とする炭素
繊維性能をより容易に達成し得る原繊維を見出す
ことも特に重要な課題である。 しかしながらアクリル系繊維を炭素繊維へ転換
する焼成過程は大巾な物理的、化学的な変化を伴
うこと等から両者の因果関係は未だ明らかではな
く、多くの未解決の問題を包含している。従つて
炭素繊維用アクリル系繊維として具備すべき条
件、もしくは最適焼成方法に関して特に工業的見
地から検討する必要がある。 本発明者らはアクリル系繊維を原料として迅速
かつ能率良く炭素繊維を製造する方法に関して鋭
意検討した結果、前記の焼成工程のうち第一段階
の予備酸化工程がきわめて重要であることを確認
した。即ち該工程はアクリル系繊維を構成する分
子の環化反応および架橋反応を進行させ、分子間
結合を強固にし、かつ炭素化反応に移行し易い分
子構造に変性する役割を有している。 従来、予備酸化工程は原繊維を空気中200〜300
℃の温度で加熱処理することにより実施されてい
るが、上記反応を充分に進行させるためにはかな
りの長時間処理を要し、このことが炭素繊維の高
価格をもたらす大きな要因となつている。 前記予備酸化工程での反応、主としてニトリル
基の環化反応および酸素吸収に伴う酸化的架橋反
応などは処理温度に強く影響され、高温である程
その進行が加速される。従つて予備酸化時間をで
きるだけ短縮し、迅速に焼成することを目的とす
る場合、より高温度での焼成技術の確立が一つの
重要な研究課題となる。例えば本発明者らの検討
では予備酸化を空気気流中、240℃で実施した場
合には１〜３時間の焼成時間を必要とするが、
270℃では20〜40分に短縮できる。予備酸化によ
つて繊維の密度は漸次増大し、好適到達点では約
1.35〜1.40ｇ／cm3となる。 一方、このような予備酸化温度の上昇による予
備酸化時間短縮法の最も大きな難点の一つは、該
焼成操作中に著しく原繊維の単繊維相互の合着又
は融着を誘発することである。この現象は、原繊
維の組成、繊維の表面構造および構成本数の大き
さなどによつてもその度合を異にするが、通常の
アクリル系繊維では殆んどの場合発生することを
認めた。 しかも合着又は融着現象の発生した酸化処理繊
維を引き続き炭素化して得られる炭素繊維は機械
的特性、とりわけ引張強度の低下が極めて大き
く、時には炭素化工程中で切断を生ずるなどのト
ラブルを生じ、明らかに合着又は融着現象が炭素
繊維の性能に重大な悪影響を及ぼすことを認め
た。 〔発明の目的〕 本発明は、予備酸化工程の処理時間を短縮し、
かつ焼成時の合着又は融着現象を起さない方法に
つき、鋭意検討を重ねた結果、特殊なポリシロキ
サンの水分散剤をアクリル系繊維に付着若しくは
含有せしめることによつて上記した問題点を解決
しえることを見出したものである。 アミノシロキサンを油剤として使用したプレカ
ーサーを焼成し炭素繊維を作る方法が、例えば米
国特許第4378343号明細書等で提案されているが、
上記の発明に示されるアミノシロキサンの付着プ
レカーサーは、その焼成過程における融着防止の
効果が、400〜600Kg／mm2と高い強度を有する炭素
繊維を作り得るプレカーサーとしては未だ十分な
ものではないと言われている。 そこで、本発明者らは、上述した如き高性能炭
素繊維を作るための検討を進めた結果、アクリル
系繊維プレカーサーに付着せしめる油剤として特
定のポリシロキサンが有用であり、かつ油剤によ
る繊維の処理に際して油剤中に於けるポリシロキ
サンが繊維上に均一に付着し、その乾燥時に繊維
上においてマイグレーシヨンなどを起さない状態
に保たれていること、また、ポリシロキサンエマ
ルジヨン処理したアクリル繊維がその焼成時にタ
ール化しにくいものであり、繊維の融着、膠着を
防止する効果を備えたものであることなどの要件
を備えたアクリル系繊維プレカーサーを焼成する
と上記目的を達成しうることを見出し本発明を完
成した。 〔発明の構成〕 本発明の要旨とするところは、下記一般式
〔〕で示されるポリシロキサンを、一般式〔〕
で示される乳化剤で水系溶媒に分散した油剤に
て、該ポリシロキサンの付着量が0.01〜10重量％
となるようにアクリル系繊維を処理して得たアク
リル系繊維プレカーサーを耐炎化し、炭素化して
炭素繊維を製造することにある。 一般式〔〕：
【化】
〔式中R1，R2，R4：水素、アルキル基又はア
リール基 R3，R5：水素又は
リール基 R3，R5：水素又は
【式】
（R6，R7，R8：水素、低級アルキル基又はア
リール基） Ｘ：アルキレン基又はアリーレン基 Ｙ：
リール基） Ｘ：アルキレン基又はアリーレン基 Ｙ：
【式】
【化】
（R9：水素又は低級アルキル基、R10：水素、
低級アルキル基又はアミノアルキル基、 ｐ：20以下の整数 R14，R15：Ｈ又はメチル基 ｍ，ｎ：ｍ＋ｎ≧10でポリシロキサンの分子量
が100000以下となる正の整数を各示す〕 一般式〔〕：
低級アルキル基又はアミノアルキル基、 ｐ：20以下の整数 R14，R15：Ｈ又はメチル基 ｍ，ｎ：ｍ＋ｎ≧10でポリシロキサンの分子量
が100000以下となる正の整数を各示す〕 一般式〔〕：
【化】
〔R11：アルキル基、
R12：Ｈ又はアルキル基、
R13：Ｈ又はメチル基、ｑ：20以下の整数を各
示す〕 本発明を実施するに際して用いるアクリル系繊
維は90モル％以上アクリロニトリルを重合した重
合体より作られたものである。 アクリロニトリル以外の成分が10モル％より多
い重合体から作られた繊維は、その耐炎化工程に
おいて、一般に合着現象を防止することが困難と
なり、焼成操作性を悪化させ、かつ目的とする炭
素繊維の物性が急激に低下する。 アクリロニトリル以外の共重合成分としては例
えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、ア
クリル酸メチル、メタクリル酸メチル等のアクリ
ル酸誘導体、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアクリルアミド等のアクリルアミド誘導
体、メチルビニルケトン、エチルビニルケトン等
のアルキルビニルケトン、アクロレイン、メタク
ロレイン等のアクロレイン誘導体、２−ビニルピ
リジン、２−メチル−５−ビニルピリジン等のビ
ニルピリジン誘導体、メタリルスルホン酸ソー
ダ、スチレンスルホン酸ソーダ等のスルホン酸誘
導体、酢酸ビニル、メタクリロニトリル等があげ
られる。 これらは単独でも組合せでも良い。 前記アクリロニトリル共重合体は通常のラジカ
ル重合触媒、例えばアゾビスイソブチロニトリル
などのアゾ化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化ラ
ウロイルなどの過酸化物、過硫酸カリウム／亜硫
酸水素ナトリウム、過硫酸アンモニウム／亜硫酸
水素ナトリウムなどのレドツクス触媒を用いて従
来から知られている重合方法、例えばジメチルホ
ルムアミド中での溶液重合や水系懸濁重合、乳化
重合等の方法によつて製造することができる。 紡糸原液は通常、溶剤−水系の凝固浴を使用し
て湿式又は乾−湿式紡糸される。 凝固浴を出た糸条は、洗滌、延伸、乾燥緻密
化、更に必要に応じて後延伸、緩和等の主要工程
を経てアクリル系繊維に製造されるが、特に延伸
工程によつて原料繊維の配向を高度に達成せしめ
る必要がある。 本発明の原繊維を製造する方法としては、紡
糸、洗浄された水膨潤状態にある（つまり、乾燥
緻密化以前の）繊維、もしくは乾燥緻密化繊維に
ポリシロキサンを乳化分散させたものを特定量付
着せしめる。 本発明で使用するポリシロキサンは一般式
〔〕で示される如き特定の官能基を有するポリ
シロキサン類であり、とくにアミノ基を有するポ
リアミノシロキサン、就中、第１級アミノ基と第
２級アミノ基とを有するポリアミノシロキサンを
特定の乳化剤で分散した油剤にてアクリル繊維を
処理し乾燥して得られるプレカーサーはポリシロ
キサンがアクリル繊維表面上に適度な架橋構造を
形成して付着しており、油剤の繊維表面上での経
時的マイグレーシヨンを起すことがなく、その焼
成時に於ける繊維の融着、膠着などの不都合な現
象がなく極めて高性能な炭素繊維を作ることがで
きるので好しい。 ポリシロキサンの繊維上への付着量は繊維重量
当り0.01〜10.0重量％なる範囲が望しい。 一方、ポリシロキサン類を水性媒体に分散せし
めるに際して用いる乳化剤は一般式〔〕で示さ
れる化合物である。 一般式〔〕中、
示す〕 本発明を実施するに際して用いるアクリル系繊
維は90モル％以上アクリロニトリルを重合した重
合体より作られたものである。 アクリロニトリル以外の成分が10モル％より多
い重合体から作られた繊維は、その耐炎化工程に
おいて、一般に合着現象を防止することが困難と
なり、焼成操作性を悪化させ、かつ目的とする炭
素繊維の物性が急激に低下する。 アクリロニトリル以外の共重合成分としては例
えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、ア
クリル酸メチル、メタクリル酸メチル等のアクリ
ル酸誘導体、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアクリルアミド等のアクリルアミド誘導
体、メチルビニルケトン、エチルビニルケトン等
のアルキルビニルケトン、アクロレイン、メタク
ロレイン等のアクロレイン誘導体、２−ビニルピ
リジン、２−メチル−５−ビニルピリジン等のビ
ニルピリジン誘導体、メタリルスルホン酸ソー
ダ、スチレンスルホン酸ソーダ等のスルホン酸誘
導体、酢酸ビニル、メタクリロニトリル等があげ
られる。 これらは単独でも組合せでも良い。 前記アクリロニトリル共重合体は通常のラジカ
ル重合触媒、例えばアゾビスイソブチロニトリル
などのアゾ化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化ラ
ウロイルなどの過酸化物、過硫酸カリウム／亜硫
酸水素ナトリウム、過硫酸アンモニウム／亜硫酸
水素ナトリウムなどのレドツクス触媒を用いて従
来から知られている重合方法、例えばジメチルホ
ルムアミド中での溶液重合や水系懸濁重合、乳化
重合等の方法によつて製造することができる。 紡糸原液は通常、溶剤−水系の凝固浴を使用し
て湿式又は乾−湿式紡糸される。 凝固浴を出た糸条は、洗滌、延伸、乾燥緻密
化、更に必要に応じて後延伸、緩和等の主要工程
を経てアクリル系繊維に製造されるが、特に延伸
工程によつて原料繊維の配向を高度に達成せしめ
る必要がある。 本発明の原繊維を製造する方法としては、紡
糸、洗浄された水膨潤状態にある（つまり、乾燥
緻密化以前の）繊維、もしくは乾燥緻密化繊維に
ポリシロキサンを乳化分散させたものを特定量付
着せしめる。 本発明で使用するポリシロキサンは一般式
〔〕で示される如き特定の官能基を有するポリ
シロキサン類であり、とくにアミノ基を有するポ
リアミノシロキサン、就中、第１級アミノ基と第
２級アミノ基とを有するポリアミノシロキサンを
特定の乳化剤で分散した油剤にてアクリル繊維を
処理し乾燥して得られるプレカーサーはポリシロ
キサンがアクリル繊維表面上に適度な架橋構造を
形成して付着しており、油剤の繊維表面上での経
時的マイグレーシヨンを起すことがなく、その焼
成時に於ける繊維の融着、膠着などの不都合な現
象がなく極めて高性能な炭素繊維を作ることがで
きるので好しい。 ポリシロキサンの繊維上への付着量は繊維重量
当り0.01〜10.0重量％なる範囲が望しい。 一方、ポリシロキサン類を水性媒体に分散せし
めるに際して用いる乳化剤は一般式〔〕で示さ
れる化合物である。 一般式〔〕中、
【式】又はR12
で示される基が水素であるポリエチレングリコー
ル類、ポリプロピレングリコール類はポリシロキ
サン類の水性媒体中への乳化作用が良好ではある
が、この油剤にて処理されたプレカーサーはター
ル発生率が高く、その耐炎化工程に於て繊維間に
融着、膠着などの不都合な現象が認められるので
望しくない。 これに対し、分岐アルキルエーテル型の乳化剤
はポリシロキサンの水性媒体中への均一乳化作用
に優れており、ポリシロキサンの繊維表面上への
均一付着性が向上すると共に、経時的マイグレー
シヨンなどの不都合のないプレカーサーとするこ
とができる。 また、
ル類、ポリプロピレングリコール類はポリシロキ
サン類の水性媒体中への乳化作用が良好ではある
が、この油剤にて処理されたプレカーサーはター
ル発生率が高く、その耐炎化工程に於て繊維間に
融着、膠着などの不都合な現象が認められるので
望しくない。 これに対し、分岐アルキルエーテル型の乳化剤
はポリシロキサンの水性媒体中への均一乳化作用
に優れており、ポリシロキサンの繊維表面上への
均一付着性が向上すると共に、経時的マイグレー
シヨンなどの不都合のないプレカーサーとするこ
とができる。 また、
【式】又はR12が１級アル
コールより誘導された乳化剤は、ポリシロキサン
の水性媒体中への分散力が十分とはいえず、油剤
の乳化安定性が不足しているのであるが、分岐ア
ルコールより誘導された乳化剤にてポリシロキサ
ンを水性媒体中に乳化した油剤は優れた乳化安定
性を示す。とくに第２級アルコールから誘導され
た乳化剤は優れた特性を示すので好しい。
の水性媒体中への分散力が十分とはいえず、油剤
の乳化安定性が不足しているのであるが、分岐ア
ルコールより誘導された乳化剤にてポリシロキサ
ンを水性媒体中に乳化した油剤は優れた乳化安定
性を示す。とくに第２級アルコールから誘導され
た乳化剤は優れた特性を示すので好しい。
以下実施例により本発明をより具体的に説明す
る。 炭素繊維のストランドの性能は、JIS Ｒ−7601
により、試長200mm、試料数10本で測定した平均
値である。 実施例 １ 水系懸濁重合法で調製した組成が、アクリロニ
トリル98wt％、メタクリル酸2wt％、比粘度（重
合体0.1ｇを100mlのジメチルホルムアミドに溶解
し25℃で測定）0.18のアクリロニトリル系重合体
をジメチルホルムアミドに溶解し、24wt％の原
液を調製した。 この原液を孔径0.15mm、孔数2000の紡糸ノズル
から乾湿式紡糸、洗滌延伸を行つて、水分率120
％の水膨潤アクリル系繊維を得た。 ついで、下式(1)で示されるアミノシロキサン
を、下式(2)で示されるEO付加アルコールで、水
に乳化させた乳化浴により、該水膨潤繊維を処理
してこれを1.1％（対繊維重量比）付着せしめ、
引き続き乾燥及び緻密処理を施した。1.3デニー
ルの繊維ａを得た。
る。 炭素繊維のストランドの性能は、JIS Ｒ−7601
により、試長200mm、試料数10本で測定した平均
値である。 実施例 １ 水系懸濁重合法で調製した組成が、アクリロニ
トリル98wt％、メタクリル酸2wt％、比粘度（重
合体0.1ｇを100mlのジメチルホルムアミドに溶解
し25℃で測定）0.18のアクリロニトリル系重合体
をジメチルホルムアミドに溶解し、24wt％の原
液を調製した。 この原液を孔径0.15mm、孔数2000の紡糸ノズル
から乾湿式紡糸、洗滌延伸を行つて、水分率120
％の水膨潤アクリル系繊維を得た。 ついで、下式(1)で示されるアミノシロキサン
を、下式(2)で示されるEO付加アルコールで、水
に乳化させた乳化浴により、該水膨潤繊維を処理
してこれを1.1％（対繊維重量比）付着せしめ、
引き続き乾燥及び緻密処理を施した。1.3デニー
ルの繊維ａを得た。
【化】
〔分子量は15000であり、Ｎ含有量は0.7％であ
る。〕 CoH2o+1Ｏ−（CH2CH2O）nＨ …(2) ［本化合物は多種化合物の混合物でありCo
H2o+1O-は、セカンダリーアルコール由来の基を
指し、ｎは平均値として12であり、又ｍは平均値
として７である。］ 又、別に比較検討のため(3)のポリシロキサンを
同様に、付着させて乾燥緻密化し1.3デニールの
繊維ｂを得た。これらの繊維は単糸の毛羽立ち、
糸切れ、広がり等のトラブルは認められなかつ
た。
る。〕 CoH2o+1Ｏ−（CH2CH2O）nＨ …(2) ［本化合物は多種化合物の混合物でありCo
H2o+1O-は、セカンダリーアルコール由来の基を
指し、ｎは平均値として12であり、又ｍは平均値
として７である。］ 又、別に比較検討のため(3)のポリシロキサンを
同様に、付着させて乾燥緻密化し1.3デニールの
繊維ｂを得た。これらの繊維は単糸の毛羽立ち、
糸切れ、広がり等のトラブルは認められなかつ
た。
【化】
〔分子量は15000である〕
次に、空気中でこれらの繊維ａ，ｂを220℃〜
260℃の範囲で40分間耐炎化処理した后、N2中、
500〜1200℃までの昇温勾配を適用して炭素化処
理して、炭素繊維Ａ，Ｂを調製した。 得られた炭素繊維のストランド性能を、第１表
に示す。
260℃の範囲で40分間耐炎化処理した后、N2中、
500〜1200℃までの昇温勾配を適用して炭素化処
理して、炭素繊維Ａ，Ｂを調製した。 得られた炭素繊維のストランド性能を、第１表
に示す。
【表】
紡糸を行なつて５ｍ／分の速度で引きとり、未延
伸糸を調整した。この際、該ノズルの孔数は6000
であつた。この未延伸糸を98℃の熱水中で洗滌し
ながら、5.5倍延伸し、更に、沸水中で十分に洗
滌し、油剤処理、表面温度125℃の熱ロール上で、
乾燥及び緻密処理を行ない、引き続き実施例１と
同一のポリシロキサン(1)，(3)を実施例１と同様に
夫々付着させて、アクリル繊維ｃ，ｄを得た。 次に、これらのプレカーサーを、耐炎化時間が
60分の他は、実施例１と同様のプロセスで焼成
し、炭素繊維Ｃ，Ｄを得た。 得られた炭素繊維のストランド性能を第２表に
示す。
伸糸を調整した。この際、該ノズルの孔数は6000
であつた。この未延伸糸を98℃の熱水中で洗滌し
ながら、5.5倍延伸し、更に、沸水中で十分に洗
滌し、油剤処理、表面温度125℃の熱ロール上で、
乾燥及び緻密処理を行ない、引き続き実施例１と
同一のポリシロキサン(1)，(3)を実施例１と同様に
夫々付着させて、アクリル繊維ｃ，ｄを得た。 次に、これらのプレカーサーを、耐炎化時間が
60分の他は、実施例１と同様のプロセスで焼成
し、炭素繊維Ｃ，Ｄを得た。 得られた炭素繊維のストランド性能を第２表に
示す。
【表】
第２表から、本発明によるポリシロキサン及び
乳化剤を使用して、高性能の炭素繊維が得られる
ことが認められた。 実施例 ３ 実施例１と同一の方法で得た水膨潤アクリル系
繊維に、下記(4)，(5)，(6)のポリシロキサンを前記
乳化剤(2)とともに付着させた。
乳化剤を使用して、高性能の炭素繊維が得られる
ことが認められた。 実施例 ３ 実施例１と同一の方法で得た水膨潤アクリル系
繊維に、下記(4)，(5)，(6)のポリシロキサンを前記
乳化剤(2)とともに付着させた。
【化】
〔分子量は20000であり、Ｎ含有量は0.4％であ
る。〕
る。〕
【化】
〔分子量は10000であり、エポキシ基を約１重
量％含む〕
量％含む〕
【化】
〔分子量は18000であり、ポリエーテル基を約
３％含む〕 次いで、これらの繊維を乾燥して、アクリル繊
維ｅ，ｆ，ｇを得た。 これらの繊維を実施例１と同様のプロセスで焼
成し、炭素繊維Ｅ，Ｆ，Ｇを得た。 得られた炭素繊維のストランド性能を第３表に
示す。
３％含む〕 次いで、これらの繊維を乾燥して、アクリル繊
維ｅ，ｆ，ｇを得た。 これらの繊維を実施例１と同様のプロセスで焼
成し、炭素繊維Ｅ，Ｆ，Ｇを得た。 得られた炭素繊維のストランド性能を第３表に
示す。
【表】
素繊維を得るのに極めて効果的であることが認め
られた。 実施例 ４ 実施例１と同様のプロセスで、(1)式で示され
る、アミノシロキサンの付着量が異なるアクリル
繊維ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，ｑを得た。これを実施例１
と同様の工程で炭素化して第６表に示す炭素繊維
Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｑを得た。
られた。 実施例 ４ 実施例１と同様のプロセスで、(1)式で示され
る、アミノシロキサンの付着量が異なるアクリル
繊維ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，ｑを得た。これを実施例１
と同様の工程で炭素化して第６表に示す炭素繊維
Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｑを得た。
【表】
アクリル繊維ｍの風合いはやゝ硬く、繊維間の
密着が既に生じていると推定されるが、これはシ
ロキサンの付着量が少なすぎて繊維への付着斑が
生じたことに基因すると思われる。又、繊維ｑは
シロキサン付着量が10％を越えたもので繊維の紡
糸、捲取工程に於いて単繊維のロールへの捲付が
発生し、該繊維を捲取ることができなかつた。 従つて本実験からポリシロキサンの付着量は
0.01〜10重量％が好適範囲であることが判る。 比較例 乳化剤が(7)式で示されることの他は実施例１と
同様のプロセスでプレカーサーh.炭素繊維Ｈを得
た。 Ｈの性能は第４表の通りである。
密着が既に生じていると推定されるが、これはシ
ロキサンの付着量が少なすぎて繊維への付着斑が
生じたことに基因すると思われる。又、繊維ｑは
シロキサン付着量が10％を越えたもので繊維の紡
糸、捲取工程に於いて単繊維のロールへの捲付が
発生し、該繊維を捲取ることができなかつた。 従つて本実験からポリシロキサンの付着量は
0.01〜10重量％が好適範囲であることが判る。 比較例 乳化剤が(7)式で示されることの他は実施例１と
同様のプロセスでプレカーサーh.炭素繊維Ｈを得
た。 Ｈの性能は第４表の通りである。
【化】
【表】
この結果から炭素繊維性能に、乳化剤の性状が
大きく影響することがわかる。
大きく影響することがわかる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下記一般式〔〕で示されるポリシロキサン
を、一般式〔〕で示される乳化剤で水系溶媒に
分散した油剤にて、該ポリシロキサンの付着量が
0.01〜10重量％となるようにアクリル系繊維を処
理して得たアクリル系繊維プレカーサーを、耐炎
化し、炭素化することを特徴とする炭素繊維の製
造方法。 一般式〔〕： 【化】 〔式中R1，R2，R4：水素、アルキル基又はア
リール基、 R3，R5：水素又は【式】 （R6，R7，R8：水素、低級アルキル基又はア
リール基） Ｘ：アルキレン基又はアリーレン基、 Ｙ：【式】【式】 【化】 （R9：水素又は低級アルキル基、 R10：水素、低級アルキル基又はアミノアルキ
ル基、 ｐ：20以下の整数 R14，R15：Ｈ又はメチル基 ｍ，ｎ：ｍ＋ｎ≧10でポリシロキサンの分子量
が100000以下となる正の整数を各示す〕 一般式〔〕： 【化】 〔R11：アルキル基、 R12：Ｈ又はアルキル基、 R13：Ｈ又はメチル基、ｑ：20以下の整数を各
示す〕 ２ ポリシロキサンとして、Ｙがアミノアルキル
基である一般式〔〕で示されるポリシロキサン
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の炭素繊維の製造方法。 ３ ポリシロキサンとして、 Ｙが【式】（R16：C1〜10のアルキ レン基を示す）なるポリオルガノシロキサンを用
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の炭素繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59032197A JPS60181322A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 炭素繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59032197A JPS60181322A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 炭素繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60181322A JPS60181322A (ja) | 1985-09-17 |
| JPH0583642B2 true JPH0583642B2 (ja) | 1993-11-29 |
Family
ID=12352177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59032197A Granted JPS60181322A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 炭素繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60181322A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63165585A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-08 | 東レ株式会社 | 炭素繊維製造用前駆体繊維の製造方法 |
| JP4761396B2 (ja) * | 2007-02-14 | 2011-08-31 | 信越化学工業株式会社 | 繊維処理剤 |
| JP5437649B2 (ja) * | 2009-01-30 | 2014-03-12 | 松本油脂製薬株式会社 | 炭素繊維製造用アクリル繊維油剤およびそれを用いた炭素繊維の製造方法 |
| JP5277005B2 (ja) * | 2009-01-30 | 2013-08-28 | 松本油脂製薬株式会社 | 炭素繊維製造用アクリル繊維油剤およびそれを用いた炭素繊維の製造方法 |
| US8323743B2 (en) | 2009-06-04 | 2012-12-04 | Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. | Acrylic-fiber finish, acrylic fiber for carbon-fiber production, and carbon-fiber production method |
| WO2013129115A1 (ja) | 2012-03-02 | 2013-09-06 | 松本油脂製薬株式会社 | 炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤、炭素繊維製造用アクリル繊維および炭素繊維の製造方法 |
| JP7125959B2 (ja) * | 2020-04-28 | 2022-08-25 | 株式会社豊田中央研究所 | 炭素材料前駆体、耐炎化炭素材料前駆体の製造方法、及び炭素材料の製造方法 |
| JP6973837B1 (ja) * | 2021-06-04 | 2021-12-01 | 竹本油脂株式会社 | 炭素繊維前駆体用処理剤、及び炭素繊維前駆体 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3655420A (en) * | 1970-03-06 | 1972-04-11 | Du Pont | Synthetic organic textile fiber with improved, durable, soft, lubricated feel |
| JPS5112739A (ja) * | 1974-07-23 | 1976-01-31 | Naonobu Shimomura | |
| JPS5224136A (en) * | 1975-08-14 | 1977-02-23 | Gorou Izawa | Antirust and anticorrosion agent |
| JPS5423657A (en) * | 1977-07-25 | 1979-02-22 | Dainippon Ink & Chem Inc | Emulsified organopolysiloxane composition |
| JPS597832B2 (ja) * | 1979-05-17 | 1984-02-21 | ト−レ・シリコ−ン株式会社 | 繊維処理剤 |
| JPS6052208B2 (ja) * | 1979-09-25 | 1985-11-18 | 住友化学工業株式会社 | 炭素繊維トウの製造方法 |
| US4460493A (en) * | 1982-04-22 | 1984-07-17 | Dow Corning Corporation | Process to control foaming in non-aqueous systems |
-
1984
- 1984-02-22 JP JP59032197A patent/JPS60181322A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60181322A (ja) | 1985-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |