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JPH09249747A - Silicone rubber, silicone rubber particle, precursor for carbon fiber, and carbon fiber - Google Patents

Silicone rubber, silicone rubber particle, precursor for carbon fiber, and carbon fiber

Info

Publication number
JPH09249747A
JPH09249747A JP8062591A JP6259196A JPH09249747A JP H09249747 A JPH09249747 A JP H09249747A JP 8062591 A JP8062591 A JP 8062591A JP 6259196 A JP6259196 A JP 6259196A JP H09249747 A JPH09249747 A JP H09249747A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicone rubber
silicone
rubber particles
carbon fiber
precursor
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.)
Pending
Application number
JP8062591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kobayashi
真 木林
Katsumi Yamazaki
勝巳 山崎
Yoji Matsuhisa
要治 松久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP8062591A priority Critical patent/JPH09249747A/en
Publication of JPH09249747A publication Critical patent/JPH09249747A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily obtain silicone rubber particles having a small size which could not been easily obtained in the prior art and which are usable for producing carbon fibers of a high strength. SOLUTION: Substantially spherical silicone rubber particles having an average diameter of not larger than 1μm are obtained by curing an uncured silicone containing an amino-modified silicone or/and an epoxymodified silicone by irradiation with electron beams. The silicone rubber particles are attached to the surfaces of fibers to obtain a precursor for carbon fibers, and this precursor is burned to obtain carbon fibers having a high strength.

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、シリコーンゴム粒
子およびそれを適用した高強度の炭素繊維に関するもの
であり、さらに詳しくは、シリコーンゴム、シリコーン
ゴム微粒子およびその製造方法、シリコーンゴム分散
液、さらに、シリコーンゴム粒子を適用した炭素繊維用
プリカーサー並びに炭素繊維に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to silicone rubber particles and high-strength carbon fibers to which they are applied, and more specifically, silicone rubber, silicone rubber fine particles and a method for producing the same, a silicone rubber dispersion, and further , A precursor for carbon fiber to which silicone rubber particles are applied, and a carbon fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコーンゴムは、耐熱性、耐寒性、耐
候性、電気特性等に関するシリコーンとしての特徴の他
に、低圧縮永久歪、高反発弾性、離型性等に優れたシリ
コーンエラストマーとしての特性や、高吸油性等の特徴
を併せ有している。従来、これらの特性を活かし、シリ
コーンゴムを合成樹脂やゴム等に添加して、耐熱耐寒
性、滑り性や粘着防止性を付与したり、また化粧品、ポ
リッシュ、塗料、インクおよび紙等への添加も行なわれ
ている。
2. Description of the Related Art Silicone rubber is a silicone elastomer excellent in low compression set, high impact resilience and releasability in addition to its characteristics as silicone in terms of heat resistance, cold resistance, weather resistance, electrical characteristics and the like. It also has characteristics such as characteristics and high oil absorption. Conventionally, taking advantage of these characteristics, silicone rubber is added to synthetic resins and rubbers to impart heat and cold resistance, slipperiness and anti-adhesion properties, and addition to cosmetics, polishes, paints, inks and papers. Is also being done.

【0003】本発明者等は、シリコーンゴムの微粒子を
炭素繊維用プリカーサーに付与すると、熱処理時の単糸
間接着が抑制されて強度の高い炭素繊維が容易に得られ
ることを見出し先に提案した(特願平7−191672
号)。そのシリコーンゴム微粒子の製造方法としては、
粒子が不定形タイプの場合は硬化反応により硬化したシ
リコーンゴムを機械的に粉砕する方法があり、また球形
タイプの場合は水等の媒体中に硬化反応前のシリコーン
ゴムを微粒子状に分散させたまま加熱硬化する方法や、
その分散液を高温空気中にスプレーして硬化させる方法
等がある。しかし、機械的粉砕法では不定形のものしか
得られず、しかも、粒径分布がかなり広範囲にわたって
しまうという欠点があり、平均粒子径が1μm以下とい
う小さな微粒子を得ることは困難である。また、シリコ
ーン分散液を熱硬化させる方法によって、球形のシリコ
ーンゴム微粒子を得ることもできるが、この方法は熱等
による硬化性をシリコーンにもたせるため、予めビニル
基等を末端や側鎖の変性基として含有させたシリコーン
にしか適用できない、という実状にあった。そのため、
硬化前の分散径が小さいものは得られず、結果として平
均粒子径が1μm以下の微粒子を得ることは非常に困難
である。さらに、高温空気中にスプレーして硬化させる
方法や機械的粉砕法等では、乾燥したゴム微粒子しか得
られず、しかもそれを液中に分散するのは非常に困難で
あり、シリコーンゴム微粒子の分散液が求められる分野
への要求を満足することはできない。
The present inventors have previously proposed that when fine particles of silicone rubber are applied to a precursor for carbon fiber, the adhesion between single yarns during heat treatment is suppressed and a carbon fiber having high strength can be easily obtained. (Japanese Patent Application No. 7-191672
issue). As a method for producing the silicone rubber fine particles,
If the particles are of an irregular type, there is a method of mechanically crushing the silicone rubber cured by the curing reaction.For particles of a spherical type, the silicone rubber before the curing reaction is dispersed in fine particles in a medium such as water. A method of heat curing as it is,
There is a method of spraying the dispersion in high temperature air to cure it. However, the mechanical pulverization method has the drawback that only irregularly shaped particles can be obtained and the particle size distribution is quite wide, and it is difficult to obtain small particles having an average particle size of 1 μm or less. In addition, spherical silicone rubber fine particles can be obtained by a method of heat-curing a silicone dispersion liquid. However, in this method, a silicone group is hardened by heat or the like. The situation was that it could only be applied to silicones contained as. for that reason,
Those having a small dispersion diameter before curing cannot be obtained, and as a result, it is very difficult to obtain fine particles having an average particle diameter of 1 μm or less. Furthermore, by the method of spraying in high temperature air to cure, mechanical pulverization method, etc., only dry rubber fine particles can be obtained, and it is very difficult to disperse it in the liquid. It is not possible to meet the demands in the fields where liquids are required.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術では困難とされていた平均粒子径の小さなシリ
コーンゴム粒子およびその分散液の提供を容易とし、さ
らにはそのシリコーンゴム粒子を適用した炭素繊維用プ
リカーサーおよび高強度の炭素繊維を提供することにあ
る。
The object of the present invention is to facilitate the provision of silicone rubber particles having a small average particle diameter and a dispersion thereof, which has been difficult to achieve in the above-mentioned prior art, and further to apply the silicone rubber particles. The present invention provides a precursor for carbon fiber and a high-strength carbon fiber.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
せんとするものであって、先ず、本発明のシリコーンゴ
ムは基本的には未硬化のシリコーンに電子線を照射して
硬化せしめたものである。また、本発明のシリコーンゴ
ム粒子は、未硬化のシリコーンに電子線を照射して粒状
化せしめたものであり、かかるシリコーンゴムおよびシ
リコーンゴム粒子を構成するシリコーンは、好適にはア
ミノ変性シリコーンまたは/およびエポキシ変性シリコ
ーンを含有している。さらに本発明のシリコーンゴム粒
子の形状は実質的に球形状であることが好ましく、本発
明ではその平均粒子径が1μm以下の微粒子であること
が好ましい態様として含まれる。そして、本発明のこれ
らシリコーンゴム粒子はさらにその実施態様のひとつと
して、液体中に分散せしめて分散液の状態で使用するこ
とができる。このシリコーン分散液におけるシリコーン
の濃度は好適には5重量%以上である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above problems. First, the silicone rubber of the present invention is basically obtained by irradiating an uncured silicone with an electron beam to cure it. It is a thing. The silicone rubber particles of the present invention are obtained by irradiating an uncured silicone with an electron beam to granulate the silicone rubber, and the silicone constituting the silicone rubber and the silicone rubber particles is preferably an amino-modified silicone or / And epoxy-modified silicone. Furthermore, the silicone rubber particles of the present invention preferably have a substantially spherical shape, and the present invention includes fine particles having an average particle diameter of 1 μm or less. And, as one of the embodiments, these silicone rubber particles of the present invention can be dispersed in a liquid and used in the state of a dispersion liquid. The silicone concentration in this silicone dispersion is preferably 5% by weight or more.

【0006】次に、本発明のかかるシリコーンゴム粒子
は、未硬化のシリコーン、好適にはシリコーンを含む分
散液に電子線を照射して粒状化せしめることによって製
造することができる。この場合、電子線のトータルの照
射線量は50kGy以上であることが好ましく、また、
好ましい態様として電子線を複数回および/または複数
方向から照射することを包含する。この場合、1回あた
りの電子線の照射線量は10〜500kGyが好まし
い。さらに、本発明の実施態様として、電子線の吸収線
量の最大値に対する最小値は0.4以上である。
Next, the silicone rubber particles of the present invention can be produced by irradiating an uncured silicone, preferably a dispersion liquid containing silicone, with an electron beam for granulation. In this case, the total irradiation dose of the electron beam is preferably 50 kGy or more, and
Irradiation with an electron beam from a plurality of times and / or a plurality of directions is included as a preferred embodiment. In this case, the irradiation dose of the electron beam per irradiation is preferably 10 to 500 kGy. Furthermore, as an embodiment of the present invention, the minimum value with respect to the maximum value of the absorbed dose of electron beams is 0.4 or more.

【0007】本発明のかかるシリコーンゴム粒子は、高
強度の炭素繊維を得るために好適に使用される。すなわ
ち、本発明の炭素繊維は、まず、原料繊維表面に、前記
粒子状のシリコーンゴムを付着せしめて繊維表面にシリ
コーンゴム粒子を有する炭素繊維用プリカーサーとし、
この炭素繊維用プリカーサーを高温度で焼成して高強度
の炭素繊維として得ることができる。
The silicone rubber particles of the present invention are preferably used to obtain high-strength carbon fibers. That is, the carbon fiber of the present invention, first, on the surface of the raw material fiber, a precursor for carbon fiber having silicone rubber particles on the fiber surface by adhering the particulate silicone rubber,
This precursor for carbon fiber can be fired at a high temperature to obtain high-strength carbon fiber.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細について説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below.

【0009】本発明においてシリコーンとは、基本骨格
にシロキサン結合(−SiO−)を有する化合物のこと
であり、このケイ素原子に結合する基としては水素原子
または/および炭素数1〜3のアルキル基やフェニル
基、またはこれらのアルコキシ基等が挙げられる。これ
らの中で、ジメチルシロキサンが基本骨格として特に好
ましい。また、本発明においてシリコーンゴムとは、一
般的に上記シリコーンを加硫して硬化させたゴムを意味
する。
In the present invention, silicone means a compound having a siloxane bond (--SiO--) in the basic skeleton, and the group bonded to the silicon atom is a hydrogen atom or / and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. And phenyl groups, or alkoxy groups thereof. Of these, dimethylsiloxane is particularly preferable as the basic skeleton. In the present invention, the silicone rubber generally means a rubber obtained by vulcanizing and curing the above silicone.

【0010】本発明におけるシリコーンゴム粒子形状
は、球形状であることが好ましい。球形状にする意図
は、例えば、シリコーンゴム粒子を樹脂に混合してして
適用する場合、その形状が球形状ではなく不定形状では
樹脂の粘度が大きく上昇することがあり、また、炭素繊
維プリカーサーに適用する場合、粒子に鋭い角があると
プリカーサーに傷を生成させ強度を低下させてしまう恐
れがある。
The shape of the silicone rubber particles in the present invention is preferably spherical. The intention of forming a spherical shape is that, for example, when silicone rubber particles are mixed with a resin and applied, if the shape is not a spherical shape, the viscosity of the resin may greatly increase. When applied to, if the particles have sharp corners, the precursor may be scratched and the strength may be reduced.

【0011】ここにおいて球形状とは、SEMで任意の
50個の粒子についてそれぞれ最大直径と最小直径とを
測定し、その比(最大直径/最小直径)の50個の平均
が1〜2の範囲にあることであり、この比の平均は1〜
1.5であることが好ましく、1〜1.3であることが
より好ましく、1〜1.1であることがさらに好まし
い。
The term "spherical shape" as used herein means that the maximum diameter and the minimum diameter of each of arbitrary 50 particles are measured by SEM, and the average of 50 ratios (maximum diameter / minimum diameter) is in the range of 1 to 2. The average of this ratio is 1 to
It is preferably 1.5, more preferably 1 to 1.3, and further preferably 1 to 1.1.

【0012】本発明においてシリコーン粒子の平均粒子
径は、次のように定義することができる。すなわち、S
EMで任意の50個についてそれぞれ最大直径と最小直
径とを測定し、その平均を求めて粒子直径とし、さらに
その50個の平均を求める。SEMの観察条件は次のと
おりである。
In the present invention, the average particle size of the silicone particles can be defined as follows. That is, S
The maximum diameter and the minimum diameter of each arbitrary 50 particles are measured by EM, and the average thereof is calculated as the particle diameter, and the average of the 50 particles is calculated. The SEM observation conditions are as follows.

【0013】・試料マウント:シリコーンゴム微粒子を
のせたカバーグラスをカーボン粘着テープで試料台に貼
り付ける。
Sample mount: A cover glass on which silicone rubber fine particles are placed is attached to a sample table with a carbon adhesive tape.

【0014】・試料コーティング:白金−パラジウム ・加速電圧:20kV ・エミッション電流:10μA ・ワーキングディスタンス:15mm 本発明の実施において、シリコーンゴム粒子を炭素繊維
用プリカーサーに適用する場合、シリコーンゴム粒子の
粒子径は小さいほど好ましい。具体的には、その平均粒
子径は1μm以下の微粒子であることが好ましく、0.
5μm以下であることがより好ましく、0.3μm以下
であることがさらに好ましい。
-Sample coating: platinum-palladium-Acceleration voltage: 20 kV-Emission current: 10 μA-Working distance: 15 mm When the silicone rubber particles are applied to the precursor for carbon fiber in the practice of the present invention, the particle diameter of the silicone rubber particles Is smaller, the more preferable. Specifically, it is preferable that the average particle size of the particles is 1 μm or less, and
The thickness is more preferably 5 μm or less, further preferably 0.3 μm or less.

【0015】シリコーンゴム粒子の粒子径が大きすぎる
と、粒子が炭素繊維用プリカーサーの単糸間に間隙を設
けて、プリカーサーの熱処理時における単糸間接着を制
御することが困難になる。
If the particle size of the silicone rubber particles is too large, it becomes difficult for the particles to form a gap between the single yarns of the precursor for carbon fiber and to control the adhesion between the single yarns during the heat treatment of the precursor.

【0016】本発明において、シリコーンは電子線によ
って硬化されるが、用いられるシリコーンはビニル変性
基を有するシリコーンには制限されない。シリコーンの
種類としては、構造単位にメチル基やフェニル基を側鎖
としてもつものが中心的に使用されるが、未変性をはじ
め、アミノ変性、アミド変性、エポキシ変性、カルボキ
シル変性、カルビノール変性、メルカプト変性、フェノ
ール変性、メタクリル変性、ビニル変性、ポリエーテル
変性、炭素数が2以上のアルキル変性およびフルオロア
ルキル変性等のシリコーンを使用することができる。こ
れらの変性基は側鎖または末端に配することができ、従
来から用いられている硬化性を有するシリコーンも用い
ることもできる。また、これらのシリコーンから2種以
上を組み合わせたり、1分子中にこれら変性基を2種以
上もっているシリコーンを使用することもできる。
In the present invention, the silicone is cured by electron beam, but the silicone used is not limited to the silicone having a vinyl modifying group. As the type of silicone, those having a methyl group or a phenyl group as a side chain in the structural unit are mainly used, but unmodified, amino-modified, amide-modified, epoxy-modified, carboxyl-modified, carbinol-modified, Silicones such as mercapto-modified, phenol-modified, methacryl-modified, vinyl-modified, polyether-modified, alkyl-modified with 2 or more carbon atoms and fluoroalkyl-modified can be used. These modifying groups can be placed on the side chains or terminals, and conventionally curable silicones can also be used. Further, two or more kinds of these silicones may be combined, or a silicone having two or more kinds of these modifying groups in one molecule may be used.

【0017】シリコーンゴム粒子は、添加あるいは付与
する樹脂やゴム等との親和性や反応性が要求される場合
があり、アミノ変性基または/およびエポキシ変性基を
有するシリコーンを使用することが好ましい。樹脂やゴ
ムに添加した場合、これらの官能基が反応して密着性が
高くなったり、繊維に付与した場合には吸着されやすく
なる等の利点がある。また、必要に応じて粒子表面に各
種官能基を持たせることもできる。
The silicone rubber particles may be required to have affinity or reactivity with a resin or rubber added or added, and it is preferable to use silicone having an amino-modified group and / or an epoxy-modified group. When added to a resin or rubber, there is an advantage that these functional groups react to increase adhesion, and when added to a fiber, it is easily adsorbed. Further, various functional groups can be provided on the surface of the particles if necessary.

【0018】本発明においては、未硬化シリコーンの2
5℃における動粘性率は10×10-62/s〜200
00×10-62/sであることが好ましく、30×1
-62/s〜18000×10-62/sであることが
より好ましく、50×10-62/s〜15000×1
-62/sであることがさらに好ましい。動粘性率が
低いと引火点が低くなることがあり、また、動粘性率が
高すぎると液体、特に水中に分散させることが困難にな
ることがある。
In the present invention, 2 of uncured silicone is used.
The kinematic viscosity at 5 ° C. is 10 × 10 −6 m 2 / s to 200.
It is preferably 00 × 10 −6 m 2 / s, 30 × 1
More preferably 0 -6 m 2 / s~18000 × 10 -6 m 2 / s, 50 × 10 -6 m 2 / s~15000 × 1
More preferably, it is 0 -6 m 2 / s. If the kinematic viscosity is low, the flash point may be low, and if the kinematic viscosity is too high, it may be difficult to disperse it in a liquid, especially water.

【0019】本発明では、シリコーンとして、アミノ変
性シリコーンまたは/およびエポキシ変性シリコーンを
使用できる。アミノ基とエポキシ基に対するアミノ基の
割合は、0.01〜0.99が好ましく、0.1〜0.
9がより好ましく、0.3〜0.7がさらに好ましい。
In the present invention, amino-modified silicone and / or epoxy-modified silicone can be used as the silicone. The ratio of amino groups to amino groups and epoxy groups is preferably 0.01 to 0.99, and 0.1 to 0.
9 is more preferable, and 0.3-0.7 is still more preferable.

【0020】アミノ変性シリコーンを使用する場合、モ
ノアミン型でもポリアミン型でもよい。末端アミノ基を
−NH2と換算した変性量は0.05〜10重量%であ
ることが好ましく、0.1〜5重量%がより好ましい。
0.05重量%未満では添加、あるいは付与する樹脂、
ゴム等への親和性が不足することがあり、10重量%を
越えると耐熱性が低下することがある。また、25℃に
おける動粘性率は、250×10-62/s〜1000
0×10-62/sであることが好ましく、500×1
-62/s〜8000×10-62/sがより好まし
い。250×10-62/s未満では耐熱性が不足する
ことがあり、10000×10-62/s×10-62
sを越えると液体、特に水中に分散させることが困難に
なる場合がある。
When the amino-modified silicone is used, it may be a monoamine type or a polyamine type. The modification amount in which the terminal amino group is converted to —NH 2 is preferably 0.05 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight.
If it is less than 0.05% by weight, a resin to be added or added,
The affinity for rubber and the like may be insufficient, and if it exceeds 10% by weight, the heat resistance may decrease. Moreover, the kinematic viscosity at 25 ° C. is 250 × 10 −6 m 2 / s to 1000.
It is preferably 0 × 10 −6 m 2 / s, 500 × 1
0 -6 m 2 / s~8000 × 10 -6 m 2 / s is more preferable. If it is less than 250 × 10 -6 m 2 / s, the heat resistance may be insufficient, and 10000 × 10 -6 m 2 / s × 10 -6 m 2 /
If it exceeds s, it may be difficult to disperse it in a liquid, especially water.

【0021】また、エポキシ変性シリコーンを使用する
場合、エーテル型でも、1、2−エポキシシクロヘキシ
ル基や1、2−エポキシシクロペンチル基のような脂環
型エポキシ変性でもよい。エポキシ基を−CHCH2
と換算した変性量は0.05〜10重量%であることが
好ましく、0.1〜5重量%がより好ましい。0.05
重量%未満では添加、あるいは付与する樹脂、ゴム等へ
の親和性が不足することがあり、10重量%を越えると
耐熱性が低下することがある。また、25℃における動
粘性率は1000×10-62/s〜15000×10
-62/sであることが好ましく、2000〜1200
0×10-62/sがより好ましい。1000×10-6
2/s未満では耐熱性が不足することがあり、150
00×10- 62/sを越えると液体、特に水中に分散
させるのが困難になることがある。
When the epoxy-modified silicone is used, it may be an ether type or an alicyclic epoxy-modified type such as a 1,2-epoxycyclohexyl group or a 1,2-epoxycyclopentyl group. An epoxy group -CHCH 2 O
The modified amount converted into is preferably 0.05 to 10% by weight, and more preferably 0.1 to 5% by weight. 0.05
If it is less than 10% by weight, the affinity for the added or added resin, rubber, etc. may be insufficient, and if it exceeds 10% by weight, the heat resistance may be lowered. Moreover, the kinematic viscosity at 25 ° C. is 1000 × 10 −6 m 2 / s to 15000 × 10.
-6 m 2 / s is preferable, 2000-1200
0 × 10 −6 m 2 / s is more preferable. 1000 x 10 -6
If it is less than m 2 / s, the heat resistance may be insufficient,
00 × 10 - exceeding 6 m 2 / s when the liquid, it may be difficult, especially to disperse in water.

【0022】本発明におけるシリコーンゴム粒子の製造
方法のひとつとして電子線によってシリコーンゴムを硬
化させる方法がある。
One of the methods for producing the silicone rubber particles in the present invention is a method of curing the silicone rubber with an electron beam.

【0023】所望のシリコーンゴムの硬度によって照射
線量を選択できるが、硬化させるために照射線量は50
kGy以上が好ましく、100kGy以上がより好まし
く、300kGy以上がさらに好ましい。しかし、線量
が多すぎると発熱したり、電子線による分解等でシリコ
ーンが劣化することがあり、また、大線量を照射するの
は工業上困難なことがあるため、10MGy以下にとど
めるのが好ましい。
The irradiation dose can be selected depending on the hardness of the desired silicone rubber, but the irradiation dose is set to 50 for curing.
kGy or more is preferable, 100 kGy or more is more preferable, and 300 kGy or more is further preferable. However, if the dose is too high, heat may be generated or the silicone may deteriorate due to decomposition by an electron beam, and it may be difficult to irradiate a high dose industrially. Therefore, it is preferable to keep the dose below 10 MGy. .

【0024】また、電子線の加速電圧は、低すぎると透
過力が小さいため処理の均一性が不足し、また、高すぎ
ると一般に得るのが困難になるため、100kV〜10
MVが好ましく、150kV〜5MVがより好ましく、
200kV〜1MVがさらに好ましい。
If the accelerating voltage of the electron beam is too low, the penetrating power is too small to provide uniform treatment, and if it is too high, it is generally difficult to obtain.
MV is preferable, 150 kV to 5 MV is more preferable,
200 kV to 1 MV is more preferable.

【0025】本発明の実施においては、処理の均一性を
確保するため、被照射体を厚みの薄い状態にして電子線
を照射することが好ましい。具体的には、所定の加速電
圧におけるデプスドーズ曲線において被照射体の比重を
考慮し、照射反対側の吸収線量が最大値の40%以上と
なるように厚みを設定することが好ましく、50%以上
がより好ましく、60%以上がさらに好ましい。また、
その観点からは、一方向からのみの照射でなく、二方向
のように複数方向からの照射をおこなうと、処理の均一
性を保ったまま処理厚みを増すことができるので好まし
い。その場合、被処照射液の厚み方向中心部の吸収線量
が最大値の40%以上となるように厚みを設定すること
が好ましく、50%以上がより好ましく、60%以上が
さらに好ましい。
In the practice of the present invention, in order to ensure the uniformity of processing, it is preferable to irradiate the electron beam with the object to be irradiated having a small thickness. Specifically, considering the specific gravity of the irradiated body in the depth dose curve at a predetermined acceleration voltage, it is preferable to set the thickness so that the absorbed dose on the opposite side of irradiation is 40% or more of the maximum value, and 50% or more. Is more preferable, and 60% or more is further preferable. Also,
From this point of view, it is preferable to perform irradiation from a plurality of directions such as two directions, instead of irradiation from only one direction, because the processing thickness can be increased while maintaining the processing uniformity. In that case, it is preferable to set the thickness so that the absorbed dose in the central portion of the irradiation liquid in the thickness direction is 40% or more of the maximum value, more preferably 50% or more, and further preferably 60% or more.

【0026】本発明においては、未硬化のシリコーンに
電子線を照射してシリコーンゴムを硬化させてから、粉
砕して不定形の微粒子を得ることもできるが、球形微粒
子を得るためには未硬化のシリコーンを液体中に分散さ
せた分散液に電子線を照射することが好ましい。この場
合、液体としては、シリコーンを分散することができる
液体であれば何でもよいが、水を用いるのが安全性、低
毒性、取り扱い性等の観点から好ましい。分散液では定
法に従い、必要に応じて界面活性剤を選択して使用する
ことが好ましい。分散液中のシリコーン濃度は高い方が
電子線照射の生産効率が高いため、照射前後の分散液の
安定性に問題がない限り、シリコーン濃度は5重量%以
上であることが好ましく、10重量%以上であることが
より好ましく、15重量%以上であることがさらに好ま
しい。また、1回あたりの照射線量が多すぎると温度上
昇によってシリコーンの分散が壊されることがあるた
め、1回あたりの照射線量は少ない方が好ましいが、少
なすぎると電子線照射の生産効率が低下するため、1回
あたりの照射線量は10〜500kGyであることが好
ましく、30〜300kGyがより好ましく、50〜1
00kGyがさらに好ましい。2回以上に分割して電子
線を照射する場合には、照射の間において温度が高くな
ったシリコーン分散液を空気、水等で冷却することが好
ましい。
In the present invention, it is also possible to irradiate an uncured silicone with an electron beam to cure the silicone rubber, and then pulverize it to obtain amorphous fine particles. However, in order to obtain spherical fine particles, the uncured silicone is uncured. It is preferable to irradiate the dispersion liquid obtained by dispersing the above silicone in a liquid with an electron beam. In this case, any liquid can be used as long as it can disperse silicone, but it is preferable to use water from the viewpoint of safety, low toxicity, handleability and the like. In the dispersion liquid, it is preferable to select and use a surfactant if necessary according to a conventional method. Since the higher the silicone concentration in the dispersion liquid is, the higher the production efficiency of electron beam irradiation is, the silicone concentration is preferably 5% by weight or more, unless the stability of the dispersion liquid before and after irradiation is problematic. More preferably, it is more preferably 15% by weight or more. Also, if the irradiation dose per dose is too high, the dispersion of silicone may be destroyed by the temperature rise, so it is preferable that the irradiation dose per dose is low, but if it is too low, the production efficiency of electron beam irradiation will decrease. Therefore, the irradiation dose per irradiation is preferably 10 to 500 kGy, more preferably 30 to 300 kGy, and 50 to 1
00kGy is more preferable. When the electron beam is irradiated in two or more times, it is preferable to cool the silicone dispersion liquid whose temperature has increased during the irradiation with air, water or the like.

【0027】また、本発明のシリコーンゴム粒子は、分
散液中または乾燥後に電子線をはじめ、公知の方法で二
次硬化することもできる。
The silicone rubber particles of the present invention can be secondarily cured by a known method including electron beam in the dispersion or after drying.

【0028】次に、本発明のシリコーンゴム粒子を繊維
表面に有する炭素繊維用プリカーサーについて説明す
る。
Next, the precursor for carbon fiber having the silicone rubber particles of the present invention on the fiber surface will be described.

【0029】炭素繊維は他の繊維に比べて優れた比強度
および比弾性率をもっているため、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。
Since carbon fibers have excellent specific strength and specific elastic modulus as compared with other fibers, they are widely used industrially as reinforcing fibers for composite materials with resins by utilizing their excellent mechanical properties. ing. 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.

【0030】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
表面から発生しており、表面欠陥の寄与が大きいことが
わかる。このような表面欠陥が生成する原因としては、
異物の付着、ローラー等による傷の生成、熱による単糸
間接着などを挙げることができるが、本発明者等は、単
糸間に隙間を設けて単糸間接着を抑制するべく、炭素繊
維用プリカーサーに本発明のシリコーンゴム微粒子を付
与すると、より強度レベルの高い炭素繊維が得られるこ
とを見出し本発明に到達した。
In order to produce such a high-performance carbon fiber, it is necessary to suppress the generation of defects which are particularly the starting points of fracture. In particular, most of the carbon fiber fractures occur from the surface, and it can be seen that the contribution of surface defects is large. The causes of such surface defects are:
The adhesion of foreign matter, the generation of scratches by rollers, etc., the bonding between single yarns due to heat, etc. can be mentioned. It has been found that the carbon fiber having a higher strength level can be obtained by applying the silicone rubber fine particles of the present invention to the precursor for use in the present invention.

【0031】本発明の炭素繊維製造用プリカーサーは、
表面にシリコーンゴム粒子を有しているため、それが単
糸間に入って単糸同士の直接接触が抑制され、高強度の
炭素繊維を得ることができる。同じ粒子状物でも、たと
えばシリカ、アルミナ、金属のような無機粒子状物は一
般的に硬くてプリカーサーを傷つけやすく、かつ金属は
炭化物を形成して欠陥をつくるが、シリコーンゴム粒子
ではそのようなことはなく高強度の炭素繊維が得られ
る。
The precursor for producing carbon fiber of the present invention is
Since the surface has the silicone rubber particles, the particles enter into the space between the single yarns and the direct contact between the single yarns is suppressed, so that high-strength carbon fibers can be obtained. Even with the same particulates, inorganic particulates such as silica, alumina, and metals are generally hard and easy to damage the precursor, and the metal forms carbides to create defects, whereas silicone rubber particles do not. High-strength carbon fiber can be obtained.

【0032】さらにシリコーン粒子の中でも、硬すぎる
とプリカーサーを傷つける可能性があり、また、柔らか
すぎると工程中の張力などで変形して単糸間接着抑制効
果が減少することがあるため、適度な硬度を有すること
が好ましい。
Further, among the silicone particles, if it is too hard, it may damage the precursor, and if it is too soft, it may be deformed by the tension during the process and the effect of suppressing the adhesion between single yarns may be reduced, so that it is appropriate. It preferably has hardness.

【0033】本発明における粒子は、金属を含有してい
ると、炭化時にプリカーサーと反応して炭化物を形成し
て強度を低下させる可能性があるため、金属を含有しな
いことが好ましい。総金属含有量としては1000pp
m以下が好ましく、100ppm以下がより好ましく、
10ppm以下がさらに好ましく、金属は理想的には含
有しないことが好ましい。
If the particles in the present invention contain a metal, they may react with the precursor during carbonization to form a carbide to reduce the strength. Therefore, it is preferable that the particles do not contain a metal. 1000pp as total metal content
m or less is preferable, 100 ppm or less is more preferable,
10 ppm or less is more preferable, and it is preferable that no metal is ideally contained.

【0034】本発明のプリカーサーにおけるシリコーン
粒子の付着量としては、少なすぎると効果が乏しく、多
すぎると脱落による生産工程の汚染が多くなるため、
0.001〜10重量%が好ましく、0.005〜5重
量%がより好ましく、0.01〜1重量%がさらに好ま
しい。
If the amount of silicone particles deposited on the precursor of the present invention is too small, the effect will be poor, and if it is too large, contamination of the production process due to falling off will increase.
0.001 to 10% by weight is preferable, 0.005 to 5% by weight is more preferable, and 0.01 to 1% by weight is further preferable.

【0035】本発明における粒子の形状としては特に限
定されないが、鋭い角をもっているとプリカーサーに傷
を生成して強度低下を惹起することがあるため、鋭い角
をもたない粒子の方が好ましい。
The shape of the particles in the present invention is not particularly limited, but if the particles have a sharp angle, scratches may be generated in the precursor and the strength may be reduced, so particles having no sharp angle are preferable.

【0036】本発明におけるシリコーンゴム粒子の平均
粒子径は、小さすぎると単糸間の隙間が小さくなり、逆
に大きすぎると単糸間に入りにくくて強度向上効果が小
さくなるため、0.05〜50μmの微粒子が好まし
く、0.07〜10μmがより好ましく、0.1〜1μ
mがさらに好ましい。
If the average particle diameter of the silicone rubber particles in the present invention is too small, the gap between the single yarns becomes small, and conversely, if it is too large, it becomes difficult to enter between the single yarns and the strength improving effect becomes small. Fine particles of ˜50 μm are preferable, 0.07 to 10 μm are more preferable, and 0.1 to 1 μm.
m is more preferred.

【0037】本発明におけるシリコーンゴム粒子は、後
述するように、製糸工程で連続的に付与することが望ま
しいため水分散させて用いることが好ましい。一旦、乾
燥状態にした粒子が微粒子の場合は、水中に十分分散さ
せることは困難である。そのため、もともと水中にエマ
ルジョン化したシリコーン分散液に電子線を照射して粒
状化せしめたシリコーンゴム粒子の水分散品を用いるの
が好ましい。
As will be described later, it is desirable that the silicone rubber particles in the present invention be continuously applied in the spinning process, and therefore it is preferable to use them after water dispersion. If the particles once dried are fine particles, it is difficult to sufficiently disperse them in water. Therefore, it is preferable to use an aqueous dispersion of silicone rubber particles which are originally granulated by irradiating an electron beam on a silicone dispersion liquid which has been emulsified in water.

【0038】本発明におけるシリコーンゴム粒子を定義
するためには、プリカーサーから粒子を分離する必要が
あるが、それは以下の方法による。
In order to define the silicone rubber particles in the present invention, it is necessary to separate the particles from the precursor by the following method.

【0039】本発明によるプリカーサー約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以上の溶媒と
100cc以上の純水で順に洗浄し、120℃で2時間
乾燥して粒子を分離し、秤量等に供する。例えばアクリ
ル系炭素繊維使いのプリカーサーの場合には、溶媒とし
てジメチルスルホキシドが用いられる。
About 5 g of the precursor according to the present invention is immersed in 200 cc of a good precursor solvent and heated at 120 ° C. for 2 hours to dissolve the precursor. Then, it is filtered with a glass fiber filter, washed with a solvent 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 particles, which are then weighed. For example, in the case of a precursor using acrylic carbon fiber, dimethyl sulfoxide is used as a solvent.

【0040】本発明の炭素繊維はアクリル系、ピッチ
系、レーヨン系等いずれでも良いが、次にアクリル系炭
素繊維の製法例について説明する。
The carbon fiber of the present invention may be any of acrylic type, pitch type, rayon type and the like. Next, an example of a method for producing an acrylic type carbon fiber will be described.

【0041】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。その共重合割合は
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
クリル酸メチル、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 the 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 ratio is preferably 0.1 to 10% by weight, and 0.3 to 5
It is more preferably in the range of 0.5% by weight and even more preferably in the range of 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, methyl acrylate is preferable. Preferred are propyl, butyl, isobutyl and secondary butyl esters of methacrylic acid.

【0042】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、極限粘度[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.
The degree of polymerization has an intrinsic viscosity [η] of preferably 1.0 or more, more preferably 1.25 or more, still more preferably 1.5 or more. The intrinsic viscosity [η] is preferably 5.0 or less from the viewpoint of spinning stability.

【0043】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, and specifically, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, nitric acid, aqueous solution of rhodanese, aqueous solution of zinc chloride and the like are used. The polymer solution to be used is the spinning dope.

【0044】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
糸法が好ましい。
The polymer can be made into a precursor by a known method. The spinning may be carried out by a wet spinning method in which it is directly spun into a coagulation bath, a dry-wet spinning method in which it is once spun into air and then coagulated in the bath, or a dry spinning method or melt spinning, but high strength carbon fiber The dry-wet spinning method is preferable for obtaining the above.

【0045】溶媒と可塑剤を使用する紡糸方法によると
きには、紡出糸を直接浴中延伸してもよいし、また、水
洗して溶媒と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)で延伸することも行なわれ、こ
れらによって、所定の繊度と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。
In the case of the spinning method using a solvent and a plasticizer, the spun yarn may be directly drawn in the bath, or may be washed in water to remove the solvent and the plasticizer and then drawn in the bath. 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 is also stretched at a higher temperature (for example, in pressure 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.

【0046】シリコーンゴム粒子の付与は、上記紡糸工
程中いずれでもよいが、プリカーサーの束内へ均一に付
与するためには、糸幅が広がっているところで付与する
ことが好ましく、水洗浴、延伸浴、工程油剤浴等の中で
水中に分散させたシリコーンゴム粒子を付与するのが好
ましい。工程油剤浴中で工程油剤とシリコーンゴム粒子
との混合液を付与することもできる。また、工程油剤付
与の前、あるいは後にシリコーンゴム粒子を付与し、そ
の間に乾燥工程を入れることもできる。そのときのシリ
コーンゴム微粒子の量は、乾燥重量として工程油剤と粒
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。
The silicone rubber particles may be applied during any of the above-mentioned spinning steps, but it is preferable to apply the silicone rubber particles in a region where the yarn width is wide in order to uniformly apply the silicone rubber particles into the bundle of precursors. It is preferable to add silicone rubber particles dispersed in water in a process oil bath or the like. It is also possible to apply a mixed solution of the process oil and the silicone rubber particles in the process oil bath. It is also possible to add silicone rubber particles before or after applying the step oil agent, and to insert a drying step therebetween. The amount of the silicone rubber fine particles at that time is preferably 0.001 to 100% by weight, more preferably 0.005 to 10% by weight, as a dry weight, based on the weight ratio of the process oil agent and the particles as a whole.
More preferably, 01 to 1% by weight.

【0047】油剤およびシリコーンゴム粒子の付与方法
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に糸条を掛けて糸条に付与す
る方法、上方へ吹き出した油剤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から油剤液を落
下させる方法、油剤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。
The oil agent and the silicone rubber particles may be applied by applying a thread to a driven or non-driving roller in an oil agent bath or a fixed or non-fixed guide bar to apply the thread to the thread, or an oil agent blown upward. Various methods such as a method of running the yarn in the liquid and applying it, a method of dropping the oil solution from above the running yarn, a method of running the thread in the space sprayed with the oil solution, and the like are selected appropriately. be able to.

【0048】また、紡糸するポリマー原液中にシリコー
ンゴム粒子を混合、分散させて繊維表面に粒子を付与す
ることもできる。
Further, the silicone rubber particles may be mixed and dispersed in the polymer stock solution to be spun to give the particles to the fiber surface.

【0049】紡糸工程ではシリコーンゴム粒子を付与せ
ず、引き続く焼成工程に先立って付与しても構わない
が、均一に付与する観点からは、上記紡糸工程中での付
与が好ましい。シリコーンゴム粒子を付与するときの糸
条幅は、3000フィラメント当たり3mm以上が好ま
しく、10mm以上がより好ましく、20mm以上がさ
らに好ましい。
In the spinning step, the silicone rubber particles may not be applied and may be applied prior to the subsequent firing step, but from the viewpoint of uniform application, application in the above-mentioned spinning step is preferred. The thread width when the silicone rubber particles are applied is preferably 3 mm or more, more preferably 10 mm or more, still more preferably 20 mm or more per 3000 filaments.

【0050】本発明の実施において、高強度の炭素繊維
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15以下の緻密なプリカーサーがよい。
明度差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並びに凝固時の低張力化
等により凝固糸の膨潤度を低く抑え、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 the practice of the present invention, a dense precursor is effective for obtaining a high-strength carbon fiber. As the denseness, a dense precursor having a lightness difference ΔL measured by an iodine adsorption method of preferably 45 or less, more preferably 30 or less, still more preferably 15 or less is good.
Means for obtaining a dense precursor having a lightness difference ΔL of 45 or less includes dry-wet spinning, increasing the concentration of the spinning dope, lowering the temperature of the spinning dope and coagulation bath solution, and reducing the tension during coagulation. It is effective to keep the degree of swelling low and to keep the degree of swelling of the bath-drawn yarn low by optimizing the number of drawing steps, the draw ratio and the drawing temperature during bath drawing.

【0051】本発明において、明度差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精秤して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5
0分間振とうしながら吸着処理を行なう。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(2
000rpm×1分)して素早く風乾する。この試料を
開繊した後、ハンター型色差計[カラーマシン(株)
製、CM−25型]で明度(L値)を測定する
(L1)。
In the present invention, the brightness difference ΔL is a value obtained by the following method. About 0.5 g of a dry sample having a fiber length of 5 to 7 cm was precisely weighed and placed in a 200 ml Erlenmeyer flask with a 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 measuring flask and dissolved in water to a constant volume) 100 ml is added, and the mixture is heated at 60 ° C. for 5 minutes.
The adsorption treatment is performed while shaking for 0 minutes. After washing the sample with adsorbed iodine in running water for 30 minutes, centrifugal dehydration (2
(000 rpm x 1 minute) and air dry quickly. After opening this sample, Hunter color difference meter [Color Machine Co., Ltd.
Manufactured by CM-25 type], and the brightness (L value) is measured (L 1 ).

【0052】一方、ヨウ素の吸着処理を行なわない対応
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
た。
On the other hand, the corresponding sample not subjected to the adsorption treatment of iodine was opened, and the lightness (L 0 ) was measured by the Hunter color difference meter in the same manner, and the lightness difference ΔL was obtained from L 0 -L 1 . .

【0053】プリカーサーの単繊維繊度は、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
いように小さい方が好ましく、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
0.8d以下である。
From the viewpoint of improving the strength, the single fiber fineness of the precursor is preferably small so as not to cause firing unevenness in the subsequent flameproofing step, preferably 1.5 d or less, more preferably 1.0 d or less, and further preferably. Is 0.8d or less.

【0054】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1.25g
/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、密度が大きず
ぎると、物性が低下することがあり好ましくない。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。
By firing such a precursor, a high performance carbon fiber can be obtained. As the flameproofing condition, a conventionally known method can be adopted, a tension or stretching condition is preferably used in the range of 200 to 300 ° C. in an oxidizing atmosphere, and a density is preferably 1.25 g.
/ Cm 3 or more, more preferably 1.30 g / cm 3 or more until heat treatment is reached. This density is 1.60 g /
It is generally not more than cm 3 , and if the density is too large, the physical properties may deteriorate, which is not preferable. Generally, for the atmosphere, known air, oxygen, nitrogen dioxide,
Although an oxidizing atmosphere such as hydrogen chloride can be used, air is preferable from the economical point of view.

【0055】耐炎化を完了した糸条は、従来公知の方法
で不活性雰囲気中で炭化処理される。炭化温度は、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1000〜
1200℃における昇温速度は、好ましくは500℃/
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。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230
0℃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%以上の延伸を行な
うことが緻密性向上の上で重要である。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 flame-proofed yarn 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 resulting carbon fiber, and if necessary, graphitization can be performed at a temperature of 2000 ° C. or higher. Moreover, 350-500 degreeC and 1000-
The temperature rising rate at 1200 ° C. is preferably 500 ° C. /
Min or less, more preferably 300 ° C./min or less, still more 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./minute or less, the productivity will be too low. Also, 350 to 500 ° C or 230
At 0 ° C. or more, it is important to perform stretching at 1% or more, more preferably 5% or more, further preferably 10% or more, in order to improve the denseness. Stretching of more than 40% is not preferable because fluffing tends to occur.

【0056】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。本発明で
は特に、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。
The carbon fiber thus obtained is subjected to electrolytic oxidation treatment in an electrolytic cell made of an acid or alkali aqueous solution or oxidation treatment in a gas phase or a liquid phase to give a carbon fiber in a composite material. It is preferable to improve the affinity and adhesiveness between the matrix resin and the matrix resin. In the present invention, in particular, electrolytic oxidation is preferable because it can be oxidized in a short time and the degree of oxidation can be easily controlled.

【0057】電解処理の電解液としては酸性、アルカリ
性いずれの電解液も採用できる。酸性電解質としては、
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、アクリル酸およびマ
レイン酸等の有機酸、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、好ましくは強酸性を示す硫
酸および硝酸がよい。
As the electrolytic solution for electrolytic treatment, either acidic or alkaline electrolytic solution can be adopted. As an acidic electrolyte,
Specific examples include inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid and carbonic acid, organic acids such as acetic acid, butyric acid, oxalic acid, acrylic acid and maleic acid, and salts such as ammonium sulfate and ammonium hydrogensulfate. Sulfuric acid and nitric acid which show strong acidity are preferable.

【0058】また、アルカリ性電解液としては、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
ム等の水酸化物、アンモニア、炭酸ナトリウム、炭酸水
素ナトリウム等の無機塩類、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
モニウム類等が好ましい。
Specific examples of the alkaline electrolyte include hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and barium hydroxide, inorganic salts such as ammonia, sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate, sodium acetate and benzoic acid. Organic salts such as sodium, these potassium salts,
Examples thereof include barium salts or other metal salts, and ammonium salts, and organic compounds such as tetraethylammonium hydroxide or hydrazine. Among them, ammonium carbonate, ammonium hydrogencarbonate, tetrahydroxide, etc., which do not contain an alkali metal which causes a curing failure of the resin are preferable. Alkyl ammoniums and the like are preferable.

【0059】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い。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 according to the carbonization degree of the carbon fiber to be treated. From the viewpoint of controlling the deterioration of the crystallinity of the surface layer within an appropriate range, the total amount of electricity in the energization treatment is 5 to
It is preferably in the range of 1000 coulomb / g, more preferably 10 to 500 coulomb / g.

【0060】電解処理または洗浄処理を行なった後、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く、具体的には乾燥温度が250℃
以下、より好ましくは210℃以下で乾燥することが好
ましい。
After the electrolytic treatment or the washing 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 re-surface of the carbon fiber are likely to be lost by thermal decomposition. Therefore, it is desirable to dry at the lowest possible temperature. Specifically, the drying temperature is 250 ° C.
Hereafter, it is preferable to dry at 210 ° C. or lower.

【0061】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。
If necessary, sizing can be performed by a conventionally known technique.

【0062】本発明において、かかる炭素繊維製造用プ
リカーサーから製造した炭素繊維の械的物性としては、
樹脂含浸ストランドにおける引張強度が通常300kg
f/mm2以上であり、好ましくは400kgf/mm2
以上、より好ましくは500kgf/mm2以上、さら
に好ましくは600kgf/mm2以上が望ましい。ま
た、炭素繊維の引張弾性率は20×103kgf/mm2
以上、好ましくは22×103kgf/mm2以上、より
好ましくは24×103kgf/mm2以上、さらに好ま
しくは28×103kgf/mm2以上が望ましい。上記
ストランド強度あるいは弾性率がそれぞれ300kgf
/mm2以未満、あるいは20×103kgf/mm2
満の炭素繊維の場合には、コンポジットとしたときに、
構造材として所望の特性が得られない場合がある。
In the present invention, the mechanical properties of the carbon fiber produced from the carbon fiber producing precursor are as follows.
Tensile strength of resin-impregnated strand is usually 300kg
f / mm 2 or more, preferably 400 kgf / mm 2
Or more, more preferably 500 kgf / mm 2 or more, more preferably 600 kgf / mm 2 or more. The tensile modulus of the carbon fiber is 20 × 10 3 kgf / mm 2
The above is desirable, preferably 22 × 10 3 kgf / mm 2 or more, more preferably 24 × 10 3 kgf / mm 2 or more, and further preferably 28 × 10 3 kgf / mm 2 or more. Each of the above strand strength or elastic modulus is 300 kgf
/ Mm 2 or less, or less than 20 × 10 3 kgf / mm 2 carbon fiber, when made into a composite,
There are cases where desired properties as a structural material cannot be obtained.

【0063】[0063]

【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。なお、本実施例における炭素繊維の引張強度
および弾性率は、樹脂含浸ストランド法により求めた。
すなわち、“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=10
0/3/4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、JI
S−R−7601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。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. The tensile strength and elastic modulus of the carbon fiber in this example were obtained by the resin-impregnated strand method.
That is, “Bakelite” ERL-4221 (registered trademark, manufactured by Union Carbide Co., Ltd.) / Boron trifluoride monoethylamine (BF 3 · MEA) / acetone = 10
Carbon fiber was impregnated with 0/3/4 part, and the obtained resin-impregnated strand was heated at 130 ° C. for 30 minutes to be cured,
It was measured according to the resin-impregnated strand test method specified in S-R-7601.

【0064】実施例1 シリコーン分散液として、次の化学構造式(1)で示し
た基本骨格を含むジメチルシロキサン系の、動粘性率が
2500×10-62/s、変性量が1重量%であるア
ミノ変性シリコーンを水中に分散させたシリコーン濃度
20重量%の分散液を用いた。
Example 1 As a silicone dispersion, a dimethylsiloxane-based liquid having a basic skeleton represented by the following chemical structural formula (1) was used, and the kinematic viscosity was 2500 × 10 −6 m 2 / s and the modification amount was 1 weight. %, An amino-modified silicone was dispersed in water, and a dispersion having a silicone concentration of 20% by weight was used.

【0065】[0065]

【化1】 この分散液をビニール袋に入れて窒素パージした後、ヒ
ートシールした。分散液の厚みが1.5mmとなるよう
にして、加速電圧750kV、50kGyの線量で6
回、合計300kGyの線量で電子線を照射したとこ
ろ、平均粒子径0.45μm、最大直径と最小直径との
比が1.05であるシリコーンゴム微粒子の分散液を得
ることができた。
Embedded image The dispersion was put in a vinyl bag, purged with nitrogen, and then heat-sealed. The thickness of the dispersion liquid is set to 1.5 mm, and the acceleration voltage is 750 kV and the dose is 50 kGy.
When the electron beam was irradiated once at a total dose of 300 kGy, a dispersion liquid of silicone rubber fine particles having an average particle diameter of 0.45 μm and a ratio of the maximum diameter to the minimum diameter of 1.05 could be obtained.

【0066】比較例1 電子線を照射しなかった代わりに80℃で2時間加熱し
たこと以外は実施例1と同様にしてアミノ変性シリコー
ン分散液を処理したが、シリコーンゴム微粒子を得るこ
とはできなかった。
Comparative Example 1 An amino-modified silicone dispersion was treated in the same manner as in Example 1 except that it was heated at 80 ° C. for 2 hours instead of being not irradiated with an electron beam, but silicone rubber fine particles could not be obtained. There wasn't.

【0067】実施例2 シリコーン分散液として、前記化学構造式(1)で示し
た基本骨格を含むジメチルシロキサン系の、動粘性率が
2500×10-62/s、変性量が1重量%であるア
ミノ変性シリコーンと、次の化学構造式(2)で示した
基本骨格を含むジメチルシロキサン系の、動粘性率が1
0000×10-62/s、変性量が1重量%であるエ
ポキシ変性シリコーンとを、同じ重量ずつ水中に分散さ
せたシリコーン濃度20重量%の分散液を用いた。
Example 2 As a silicone dispersion liquid, a dimethylsiloxane-based liquid having a basic skeleton represented by the chemical structural formula (1), a kinematic viscosity of 2500 × 10 −6 m 2 / s, and a modification amount of 1% by weight. The kinematic viscosity of the amino-modified silicone which is ## STR3 ## and the dimethylsiloxane-based silicone containing the basic skeleton represented by the following chemical structural formula (2) is 1
A dispersion having a silicone concentration of 20 wt% was used in which the same weight of 0000 × 10 −6 m 2 / s and an epoxy-modified silicone having a modification amount of 1 wt% were dispersed in water.

【0068】[0068]

【化2】 この分散液をビニール袋に入れて窒素パージした後、ヒ
ートシールした。分散液の厚みが1.5mmとなるよう
にして加速電圧750kV、50kGyの線量で6回、
合計300kGyの線量で電子線を照射したところ、平
均粒子径0.30μm、最大直径と最小直径との比が
1.05であるシリコーンゴム微粒子の分散液を得るこ
とができた。
Embedded image The dispersion was put in a vinyl bag, purged with nitrogen, and then heat-sealed. The accelerating voltage was 750 kV and the dose was 50 kGy six times so that the thickness of the dispersion liquid was 1.5 mm.
When the electron beam was irradiated at a total dose of 300 kGy, a dispersion liquid of silicone rubber fine particles having an average particle diameter of 0.30 μm and a ratio of the maximum diameter to the minimum diameter of 1.05 could be obtained.

【0069】比較例2 シリコーン分散液として、次の化学構造式(3)で示し
た基本骨格を含むジメチルシロキサン系の、動粘性率が
20000×10-62/s、変性量が0.5重量%で
あるビニル変性シリコーンと、2、4−ジクロロベンゾ
イルパーオキサイドをシリコーンに対して5重量%加え
てから水中に分散させたシリコーン濃度20重量%の分
散液を用いた。
Comparative Example 2 As a silicone dispersion, a dimethylsiloxane-based liquid having a basic skeleton represented by the following chemical structural formula (3) was used, and the kinematic viscosity was 20000 × 10 −6 m 2 / s and the modification amount was 0. A dispersion having a silicone concentration of 20% by weight was used in which 5% by weight of vinyl-modified silicone and 5% by weight of 2,4-dichlorobenzoyl peroxide were added to the silicone and then dispersed in water.

【0070】[0070]

【化3】 この分散液をビニール袋に入れて窒素パージした後、ヒ
ートシールした。これを80℃で1時間加熱したが、平
均粒子径2.5μmのシリコーンゴム微粒子の分散液し
か得ることができなかった。
Embedded image The dispersion was put in a vinyl bag, purged with nitrogen, and then heat-sealed. This was heated at 80 ° C. for 1 hour, but only a dispersion liquid of silicone rubber fine particles having an average particle diameter of 2.5 μm could be obtained.

【0071】実施例3 前記化学構造式(2)で示した基本骨格を含むジメチル
シロキサン系の、動粘性率が10000×10-62
s、変性量が1重量%であるエポキシ変性シリコーンを
水中に分散させた、シリコーン濃度20重量%の分散液
を用いた。この分散液をビニール袋に入れて窒素パージ
した後、ヒートシールした。分散液の厚みが1.5mm
となるようにして、加速電圧750kV、50kGyの
線量で10回、合計500kGyの線量で電子線を照射
したところ、平均粒子径0.25μm、最大直径と最小
直径との比が1.05であるシリコーンゴム微粒子の分
散液を得ることができた。
Example 3 A dimethylsiloxane-based skeleton containing the basic skeleton represented by the chemical structural formula (2) had a kinematic viscosity of 10,000 × 10 −6 m 2 /
s, an epoxy-modified silicone having a modification amount of 1% by weight was dispersed in water, and a dispersion having a silicone concentration of 20% by weight was used. The dispersion was put in a vinyl bag, purged with nitrogen, and then heat-sealed. Thickness of dispersion is 1.5mm
When the electron beam was irradiated 10 times with an acceleration voltage of 750 kV and a dose of 50 kGy at a total dose of 500 kGy, the average particle diameter was 0.25 μm, and the ratio of the maximum diameter to the minimum diameter was 1.05. A dispersion liquid of silicone rubber fine particles could be obtained.

【0072】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
らなる極限粘度[η]が1.70、重合体濃度20%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%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%、実施例1で作製し
たシリコーンゴム微粒子0.1%からなる工程油剤を付
与した後、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240
0Dのプリカーサーを得た。シリコーンゴム微粒子の付
着量は0.1%であった。
Example 4 By a solution polymerization method using dimethyl sulfoxide as a solvent,
A spinning dope having an intrinsic viscosity [η] of 1.70 and a polymer concentration of 20%, which was composed of 99% by weight of acrylonitrile and 1% by weight of itaconic acid, was obtained. 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% aqueous solution of dimethyl sulfoxide at 10 ° C, and the coagulated yarn was washed with water and then bathed up to 4 times. After stretching, a process oil agent comprising 2% of amino-modified silicone oil agent and 0.1% of silicone rubber fine particles prepared in Example 1 was applied, and then dried and densified. Furthermore, it is drawn up to 2.5 times in pressurized steam and the single yarn fineness is 0.8d and the total fineness is 240.
I got a 0D precursor. The adhesion amount of the silicone rubber fine particles was 0.1%.

【0073】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。次いで、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%の延伸を行なった後、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 temperature rising rate in the temperature range of 0 to 500 ° C. was set to 200 ° C./minute, 2% stretching was performed, and then firing was performed up to 1400 ° C.

【0074】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で電解処理後水洗し、
次いで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は表1のとおりであった。
Subsequently, an aqueous solution of sulfuric acid having a concentration of 0.1 mol / l was used as an electrolytic solution, electrolysis was performed at 10 coulomb / g, and then washed with water,
It was then dried in heated air at 150 ° C. The physical properties of the carbon fiber thus obtained are shown in Table 1.

【0075】[0075]

【表1】 比較例3 工程油剤がアミノ変性シリコーン油剤2%である以外
は、実施例3と同様にして炭素繊維を得た。得られた炭
素繊維の強度を後の表2に示す。
[Table 1] Comparative Example 3 A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 3 except that the process oil was 2% of amino-modified silicone oil. The strength of the obtained carbon fiber is shown in Table 2 below.

【0076】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、極限粘度[η]が1.50、重合体濃度25%の紡
糸原液を用いたこと以外は実施例3と同様にして炭素繊
維を得た。強度を表2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, an intrinsic viscosity [η] of 1.50 and a polymer concentration of 25% was used. A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 3 except for the above. The strength is shown in Table 2.

【0077】比較例4 工程油剤がアミノ変性シリコーン油剤2%である以外は
実施例4と同様にして炭素繊維を得た。得られた炭素繊
維の強度を表2に示す。
Comparative Example 4 A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 4 except that the process oil was 2% of amino-modified silicone oil. The strength of the obtained carbon fiber is shown in Table 2.

【0078】実施例6 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
らなる極限粘度[η]が1.70、重合体濃度20%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%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%からなる工程油剤を
付与した。さらに実施例2で作製したシリコーンゴム微
粒子0.1%を含有する水分散液を糸条の乾燥重量あた
り30%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個でしごいてシリコーンゴム微粒子
を糸条中にマイグレート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。粒
子の付着量は0.02%であった。
Example 6 By a solution polymerization method using dimethyl sulfoxide as a solvent,
A spinning dope having an intrinsic viscosity [η] of 1.70 and a polymer concentration of 20%, which was composed of 99% by weight of acrylonitrile and 1% by weight of itaconic acid, was obtained. 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% aqueous solution of dimethyl sulfoxide at 10 ° C, and the coagulated yarn was washed with water and then bathed up to 4 times. The film was stretched and a process oil solution containing 2% of an amino-modified silicone oil agent was applied. Further, 30% of the dry weight of the yarn was provided with an aqueous dispersion containing 0.1% of the silicone rubber fine particles prepared in Example 2, and the silicone rubber was squeezed with 10 free rollers having a diameter of 20 mm arranged in a zigzag manner. The fine particles were migrated into the yarn 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 adhered amount of particles was 0.02%.

【0079】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。次いで、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%の延伸を行なった後、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 temperature rising rate in the temperature range of 0 to 500 ° C. was set to 200 ° C./minute, 2% stretching was performed, and then firing was performed up to 1400 ° C.

【0080】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で電解処理後水洗し、
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前記の表1に示す。
Subsequently, using a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 0.1 mol / l as an electrolytic solution, electrolytic treatment was performed at 10 coulomb / g, and then washing with water was performed.
It dried in 150 degreeC heating air. The physical properties of the carbon fiber thus obtained are shown in Table 1 above.

【0081】比較例5 本発明の目的は、上記従来技術では困難とされていた平
均粒子径の小さなシリコーンゴム粒子およびその分散液
の提供を容易とし、さらにはそのシリコーンゴム粒子を
適用した炭素繊維用プリカーサーおよび高強度の炭素繊
維を提供することにある。 アミノ変性シリコーン油剤
2%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%付与して、ジグザグに配置した直径20
mm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5と同様にして炭素繊維を得た。
得られた炭素繊維の強度を表2に示す。
Comparative Example 5 The object of the present invention is to facilitate the provision of silicone rubber particles having a small average particle diameter and the dispersion thereof, which has been difficult to achieve in the above-mentioned prior art, and further, carbon fibers to which the silicone rubber particles are applied. To provide a precursor and a high-strength carbon fiber for use. After applying a process oil agent consisting of 2% of amino-modified silicone oil agent, 30% of water is applied to the dry weight of the yarn, and the diameter is 20 arranged in a zigzag.
A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 5, except that the product was squeezed with 10 mm free rollers and then densified.
The strength of the obtained carbon fiber is shown in Table 2.

【0082】比較例6 前記化学構造式(3)で示した基本骨格を含むジメチル
シロキサン系の動粘性率が20000×10-62
s、変性量が0.5重量%であるビニル変性シリコーン
と、2、4−ジクロロベンゾイルパーオキサイドをシリ
コーンに対して5重量%加えてから80℃で1時間加熱
してシリコーンゴムを得て、これを粉砕して平均粒子径
50μmのシリコーンゴム微粒子を作製した。アミノ変
性シリコーン油剤2%からなる工程油剤を付与した後、
このシリコーンゴム微粒子0.1%を含有する水懸濁液
を糸条の乾燥重量あたり30%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5と同様にして炭
素繊維を得た。同様に強度を表2に示す。
Comparative Example 6 The kinematic viscosity of the dimethylsiloxane-based skeleton containing the basic skeleton represented by the chemical structural formula (3) is 20000 × 10 −6 m 2 /
s, a vinyl-modified silicone having a modification amount of 0.5% by weight, and 5% by weight of 2,4-dichlorobenzoyl peroxide are added to the silicone, and then heated at 80 ° C. for 1 hour to obtain a silicone rubber, This was pulverized to prepare silicone rubber fine particles having an average particle diameter of 50 μm. After applying the process oil agent consisting of 2% of amino-modified silicone oil agent,
Other than that the aqueous suspension containing 0.1% of the silicone rubber fine particles was applied at 30% to the dry weight of the yarn, and was squeezed by 10 free rollers having a diameter of 20 mm arranged in a zigzag and then dried and densified. A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 5. Similarly, the strength is shown in Table 2.

【0083】[0083]

【表2】 [Table 2]

【0084】[0084]

【発明の効果】本発明によれば、従来技術では困難とさ
れていた平均粒子径の小さいシリコーンゴム粒子および
それを含む分散液の提供を容易とし、これらを効率よく
提供することができる。さらに、かかるシリコーンゴム
粒子を適用して高強度の炭素繊維を得るための炭素繊維
用プリカーサーおよび高強度の炭素繊維を得ることがで
きる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to facilitate the provision of silicone rubber particles having a small average particle diameter and a dispersion containing the same, which has been difficult in the prior art, and to efficiently provide these. Further, it is possible to obtain a precursor for carbon fiber for obtaining high-strength carbon fiber by applying such silicone rubber particles and a high-strength carbon fiber.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコーンに電子線を照射して硬化せし
めたシリコーンゴム。
1. A silicone rubber obtained by curing silicone by irradiating it with an electron beam.
【請求項2】 シリコーンに電子線を照射して粒状化せ
しめたシリコーンゴム粒子。
2. Silicone rubber particles obtained by irradiating silicone with an electron beam to granulate the silicone.
【請求項3】 前記シリコーンがアミノ変性シリコーン
または/およびエポキシ変性シリコーンを含む請求項2
記載のシリコーンゴム粒子。
3. The silicone according to claim 2, wherein the silicone comprises an amino-modified silicone and / or an epoxy-modified silicone.
The described silicone rubber particles.
【請求項4】 前記シリコーンゴム粒子の形状が実質的
に球形状である請求項2または請求項3記載のシリコー
ンゴム粒子。
4. The silicone rubber particle according to claim 2 or 3, wherein the silicone rubber particle has a substantially spherical shape.
【請求項5】 前記シリコーンゴム粒子の平均粒子径が
1μm以下であることを特徴とする請求項2〜請求項4
いずれかに記載のシリコーンゴム粒子。
5. The average particle size of the silicone rubber particles is 1 μm or less, and the average particle size is preferably 2 μm or less.
Silicone rubber particles according to any of the above.
【請求項6】 請求項2〜請求項5のいずれかに記載の
シリコーンゴム粒子を液体中に分散せしめてなるシリコ
ーンゴム分散液。
6. A silicone rubber dispersion obtained by dispersing the silicone rubber particles according to any one of claims 2 to 5 in a liquid.
【請求項7】 前記シリコーン分散液におけるシリコー
ンの濃度が5重量%以上である請求項6記載のシリコー
ンゴム分散液。
7. The silicone rubber dispersion according to claim 6, wherein the silicone concentration in the silicone dispersion is 5% by weight or more.
【請求項8】 シリコーンまたはシリコーン分散液に電
子線を照射して粒状化せしめるシリコーンゴム粒子の製
造方法。
8. A method for producing silicone rubber particles, which comprises granulating a silicone or silicone dispersion by irradiating it with an electron beam.
【請求項9】 前記電子線の照射線量が50kGy以上
である請求項8記載のシリコーンゴム粒子の製造方法。
9. The method for producing silicone rubber particles according to claim 8, wherein the irradiation dose of the electron beam is 50 kGy or more.
【請求項10】 前記電子線を複数回照射する請求項8
または請求項9記載のシリコーンゴム粒子の製造方法。
10. The electron beam is irradiated a plurality of times.
Alternatively, the method for producing silicone rubber particles according to claim 9.
【請求項11】 前記電子線の1回あたりの照射線量が
10〜500kGyである請求項8〜請求項10のいず
れかに記載のシリコーンゴム粒子の製造方法。
11. The method for producing silicone rubber particles according to claim 8, wherein an irradiation dose of the electron beam per irradiation is 10 to 500 kGy.
【請求項12】 前記電子線を複数方向から照射する請
求項8〜請求項11のいずれかに記載のシリコーンゴム
粒子の製造方法。
12. The method for producing silicone rubber particles according to claim 8, wherein the electron beam is irradiated from a plurality of directions.
【請求項13】 前記電子線の吸収線量の最大値に対す
る吸収線量の最小値が0.4以上である請求項8〜請求
項12のいずれかに記載のシリコーンゴム粒子の製造方
法。
13. The method for producing silicone rubber particles according to claim 8, wherein the minimum value of the absorbed dose with respect to the maximum value of the absorbed dose of the electron beam is 0.4 or more.
【請求項14】 請求項2〜請求項13のいずれかに記
載のシリコーンゴム粒子を繊維表面に有している炭素繊
維用プリカーサー。
14. A precursor for carbon fibers, which has the silicone rubber particles according to any one of claims 2 to 13 on the fiber surface.
【請求項15】 請求項14に記載の炭素繊維用プリカ
ーサーを焼成してなる炭素繊維。
15. A carbon fiber obtained by firing the precursor for carbon fiber according to claim 14.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001098395A1 (en) 2000-06-15 2001-12-27 China Petroleum & Chemical Corporation Silicone rubber in the form of a finely divided powder, method for the production and the use of the same
JP2006104456A (en) * 2004-09-07 2006-04-20 Ge Toshiba Silicones Co Ltd Spherical silicone elastomer fine particles, production method thereof, and cosmetics
JP2021011655A (en) * 2019-07-05 2021-02-04 竹本油脂株式会社 Treatment agent for carbon fiber precursor, and carbon fiber precursor
KR20220060655A (en) * 2020-11-05 2022-05-12 재단법인 한국탄소산업진흥원 High Strength Carbon Fiber Using Electron Beam Irradiation and Manufacturing Method Thereof
CN116084043A (en) * 2022-11-30 2023-05-09 芯安健康科技(广东)有限公司 Flame-retardant antibacterial anti-mite multifunctional fiber and preparation method and application thereof

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60163931A (en) * 1984-01-24 1985-08-26 ワツカー‐ヒエミー・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Organopolysiloxane, manufacture and manufacture of coating bridgeable by high energy ray
JPS60190427A (en) * 1984-03-12 1985-09-27 Dainippon Printing Co Ltd Radiation curing organosilicon compound and strippable cured film consisting of cured article thereof
JPH0368670A (en) * 1989-04-19 1991-03-25 Shin Etsu Chem Co Ltd Radiation-curable coating material
JPH0395268A (en) * 1989-09-08 1991-04-19 Shin Etsu Chem Co Ltd Solid spherical silicon particulate and its production
JPH04239526A (en) * 1991-01-23 1992-08-27 Shin Etsu Chem Co Ltd Radiation-curing organopolysiloxane composition
JPH05295272A (en) * 1992-04-20 1993-11-09 Three Bond Co Ltd Silicone composition curable with moisture and light
JPH0726148A (en) * 1991-11-19 1995-01-27 Toray Dow Corning Silicone Co Ltd Curable organopolysiloxane composition
JPH0726421A (en) * 1993-07-12 1995-01-27 Mitsubishi Rayon Co Ltd Carbon fiber and its surface-modification method
JPH07126391A (en) * 1993-09-07 1995-05-16 Shin Etsu Chem Co Ltd Epoxidized organopolysiloxane
JPH0941226A (en) * 1995-07-27 1997-02-10 Toray Ind Inc Precursor for carbon fiber production and its production
JPH09143824A (en) * 1995-11-21 1997-06-03 Toray Ind Inc Carbon fiber, its precursor and their production
JPH09169910A (en) * 1995-10-19 1997-06-30 Shin Etsu Chem Co Ltd Radiation-curable silicone rubber composition and radiation-cured silicone rubber

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60163931A (en) * 1984-01-24 1985-08-26 ワツカー‐ヒエミー・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Organopolysiloxane, manufacture and manufacture of coating bridgeable by high energy ray
JPS60190427A (en) * 1984-03-12 1985-09-27 Dainippon Printing Co Ltd Radiation curing organosilicon compound and strippable cured film consisting of cured article thereof
JPH0368670A (en) * 1989-04-19 1991-03-25 Shin Etsu Chem Co Ltd Radiation-curable coating material
JPH0395268A (en) * 1989-09-08 1991-04-19 Shin Etsu Chem Co Ltd Solid spherical silicon particulate and its production
JPH04239526A (en) * 1991-01-23 1992-08-27 Shin Etsu Chem Co Ltd Radiation-curing organopolysiloxane composition
JPH0726148A (en) * 1991-11-19 1995-01-27 Toray Dow Corning Silicone Co Ltd Curable organopolysiloxane composition
JPH05295272A (en) * 1992-04-20 1993-11-09 Three Bond Co Ltd Silicone composition curable with moisture and light
JPH0726421A (en) * 1993-07-12 1995-01-27 Mitsubishi Rayon Co Ltd Carbon fiber and its surface-modification method
JPH07126391A (en) * 1993-09-07 1995-05-16 Shin Etsu Chem Co Ltd Epoxidized organopolysiloxane
JPH0941226A (en) * 1995-07-27 1997-02-10 Toray Ind Inc Precursor for carbon fiber production and its production
JPH09169910A (en) * 1995-10-19 1997-06-30 Shin Etsu Chem Co Ltd Radiation-curable silicone rubber composition and radiation-cured silicone rubber
JPH09143824A (en) * 1995-11-21 1997-06-03 Toray Ind Inc Carbon fiber, its precursor and their production

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001098395A1 (en) 2000-06-15 2001-12-27 China Petroleum & Chemical Corporation Silicone rubber in the form of a finely divided powder, method for the production and the use of the same
EP1234846A1 (en) * 2000-06-15 2002-08-28 China Petroleum & Chemical Corporation Silicone rubber in the form of a finely divided powder, method for the production and the use of the same
EP1234846A4 (en) * 2000-06-15 2003-06-25 China Petroleum & Chemical Silicone rubber in the form of a finely divided powder, method for the production and the use of the same
JP2004501253A (en) * 2000-06-15 2004-01-15 チョングォシイヨウホワコングウフェンヨウシェンコンス Fully vulcanized powdered silicone rubber, its production and use
US6838490B2 (en) 2000-06-15 2005-01-04 China Petroleum & Chemical Corporation Silicone rubber in the form of a finely divided powder, method for the production and the use of the same
JP2006104456A (en) * 2004-09-07 2006-04-20 Ge Toshiba Silicones Co Ltd Spherical silicone elastomer fine particles, production method thereof, and cosmetics
JP2021011655A (en) * 2019-07-05 2021-02-04 竹本油脂株式会社 Treatment agent for carbon fiber precursor, and carbon fiber precursor
KR20220060655A (en) * 2020-11-05 2022-05-12 재단법인 한국탄소산업진흥원 High Strength Carbon Fiber Using Electron Beam Irradiation and Manufacturing Method Thereof
CN116084043A (en) * 2022-11-30 2023-05-09 芯安健康科技(广东)有限公司 Flame-retardant antibacterial anti-mite multifunctional fiber and preparation method and application thereof
CN116084043B (en) * 2022-11-30 2023-09-19 芯安健康科技(广东)有限公司 Flame-retardant antibacterial anti-mite multifunctional fiber and preparation method and application thereof

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