JP2003293264A - 抄紙用炭素繊維、炭素繊維紙、及び炭素繊維紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抄紙時には炭素繊維の分散性、取扱性に優れ
且つ均一な分散状態に早くなるスラリーが得られ、抄紙
後には均一な地合の炭素繊維紙が安定して得られる抄紙
用炭素繊維を提供する。 【解決手段】 水溶性化合物を含む収束剤が付着されて
なる抄紙用炭素繊維であって、Ｘ線光電子分光法による
炭素繊維表面近傍の炭素原子数に対する酸素原子数の比
Ｏ_1s／Ｃ_1sが０．０１〜０．２０、炭素繊維の繊維長Ｌ
（μｍ）に対する炭素繊維の直径Ｄ（μｍ）の比Ｌ／Ｄ
が４００〜５０００であり、収束剤の量Ｓ（質量％）
と、収束剤の密度ｄ（ｇ／ｃｍ³）と、収束剤の分子量
Ｍと、炭素繊維の直径Ｄ（μｍ）とが、 ８．１ × Ｄ² × ｄ／Ｍ ≦ Ｓ ≦ ３０ の関係を満たす抄紙用炭素繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抄紙の際の分散性
に優れた抄紙用炭素繊維及び同炭素繊維を用いて製造す
る均一性の高い炭素繊維紙、並びに、炭素繊維紙の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維は、高強度であり、耐熱性、耐
食性に優れ、電気伝導性や電磁波遮蔽性があることか
ら、航空機などに用いられる複合材料の強化材、二次電
池の電極材、或は電子計算機筐体の電磁波遮蔽材として
使用されている。

【０００３】通常、プリプレグはストランドと呼ばれる
連続繊維束を、一方向や複数方向に配置し、樹脂を含浸
させたシート状の材料である。従来このプリプレグを積
層し、成型、硬化させることにより複合材料を製造して
いる。

【０００４】また、チョップドストランドと呼ばれる短
繊維は射出成型等で用いられており、複雑な形の複合材
料を比較的容易に得ることが可能である。

【０００５】このような炭素短繊維を用いた材料として
炭素繊維紙がある。この炭素繊維紙は、電極材、面状発
熱体、或は電磁波遮蔽材料として用いられており、一般
には強度に対する要求は小さく、寧ろ電流密度が均一に
保たれ、局所電流が発生しないように炭素繊維の分散状
態の均一性が求められる。

【０００６】炭素繊維の分散状態の均一性が高い炭素繊
維紙を得るには、開繊させた繊維等の原料炭素短繊維
を、スプレーして堆積させる方法や、湿式抄紙機を用い
る方法が知られている。

【０００７】ところが、通常、原料炭素短繊維は収束剤
を付与した連続繊維束を機械的に切断することにより製
造されるため、開繊しにくい繊維の塊として供給される
ことが多く、乾式法では完全な開繊状態と均一な分散状
態を得るのは難しい。また、湿式法においては、親水性
のパルプ繊維等と比較して炭素繊維は疎水性が強いた
め、開繊状態が得られた場合でも均一な地合の炭素繊維
紙を得ることが難しい。

【０００８】抄紙用短繊維の分散性を向上するための方
法として、例えば、特開平１０−１６２８３８号公報に
は炭素短繊維の分散不良を改善するために、表面処理や
収束剤の付与を省略するという記述がある。

【０００９】ところが炭素短繊維は表面処理や収束剤の
付与を行わない場合、非常に取扱性が悪くなるため、前
記公報記載の方法を採用すると分散性が向上する一方、
作業効率が低下してしまう問題がある。

【００１０】また、水系スラリーへの分散性改善の例と
して、特開平１０−２５１０４７号公報はグリセリン類
を収束剤として使用してセメント中への分散性を改善す
ることを開示し、特開平１１−２４６２４８号公報はグ
リセリン又はグリセリン水溶液を収束剤として使用しケ
イ酸カルシウム中への分散性を改善することを開示して
いる。

【００１１】ところが前者の炭素繊維を抄紙用途に流用
すると、機械的撹拌により一度分散した繊維が凝集し易
く、均一な地合の炭素繊維紙が得られにくい欠点があ
る。また、後者の炭素繊維を抄紙用途に流用すると、分
散性は良好なものの均一な分散状態となる迄の時間が長
くなる傾向がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は上記問題点
の克服のため鋭意研究を行った結果、炭素繊維の、表面
近傍の酸素原子数／炭素原子数比、繊維長／直径比、並
びに、炭素繊維に付着させる収束剤の量を所定の範囲に
してなる炭素繊維は、抄紙時には炭素繊維の分散性、取
扱性に優れ、且つ早く均一な分散状態になるスラリーが
得られ、抄紙後には均一な地合の炭素繊維紙が安定して
得られる抄紙用炭素繊維であることを知得し、本発明を
完成するに至った。

【００１３】従って、本発明の目的とするところは、上
記問題を解決した抄紙用炭素繊維、炭素繊維紙、及び炭
素繊維紙の製造方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、以下に記載するものである。

【００１５】〔１〕 水溶性化合物を含む収束剤が付着
されてなる抄紙用炭素繊維であって、Ｘ線光電子分光法
による炭素繊維表面近傍の炭素原子数に対する酸素原子
数の比Ｏ_1s／Ｃ_1sが０．０１〜０．２０、炭素繊維の繊
維長Ｌ（μｍ）に対する炭素繊維の直径Ｄ（μｍ）の比
Ｌ／Ｄが４００〜５０００であり、収束剤の量Ｓ（質量
％）と、収束剤の密度ｄ（ｇ／ｃｍ³）と、収束剤の分
子量Ｍと、炭素繊維の直径Ｄ（μｍ）とが、 ８．１ × Ｄ² × ｄ／Ｍ ≦ Ｓ ≦ ３０ の関係を満たす抄紙用炭素繊維。

【００１６】〔２〕 水溶性化合物がグリセリンである
〔１〕に記載の抄紙用炭素繊維。

【００１７】〔３〕 炭素繊維がポリアクロニトリル系
繊維から誘導された繊維である〔１〕又は〔２〕に記載
の抄紙用炭素繊維。

【００１８】〔４〕 〔１〕乃至〔３〕の何れかに記載
の抄紙用炭素繊維を水中に分散させて抄紙用スラリーを
得、前記抄紙用スラリーを抄紙する炭素繊維紙の製造方
法。

【００１９】〔５〕 〔４〕に記載の製造方法で製造さ
れる炭素繊維紙であって、前記炭素繊維紙の光透過写真
の画像濃淡度数分布グラフにおける横軸を３０以上に等
分し、等分された横軸上の各点に対し垂直線を書き入
れ、ｎ番目の点に対する垂直線と度数分布曲線との高さ
（Ｔ_n）を読み取り、読み取った数値から傾き（Ｔ_n-1−
Ｔ_n）を求め、傾き（Ｔ_n-1−Ｔ_n）が＋から−になる点
が１箇所のみである炭素繊維紙。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２１】本発明の抄紙用炭素繊維は、ポリアクリロ
ニトリル系繊維、ピッチ繊維その他の有機繊維を原料と
して常法に従い焼成して得られた炭素繊維若しくは黒鉛
繊維である。特にポリアクリロニトリル系繊維から誘導
された所謂ＰＡＮ系炭素繊維が好ましい。これはＰＡＮ
系炭素繊維が最も汎用的であり、しかも安定供給が可能
で、電気抵抗、引っ張り弾性率、繊維直径等が異なる炭
素繊維が使用する目的に応じて容易に選択可能であるか
らである。

【００２２】上記抄紙用炭素繊維の直径Ｄは４〜２０μ
ｍが好ましい。繊維長Ｌは、直径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が
４００〜５０００であり、且つ、繊維長Ｌは２５ｍｍ以
下であることが好ましく、より好ましくは１５ｍｍ以
下、更に好ましくは１０ｍｍ以下であることが望まし
い。繊維長が長くなるに従って、繊維間の相互作用が強
くなり、抄紙媒体に対する分散性が低下する。分散性が
低下すると、地合の均一な炭素繊維紙を得ることが難し
くなるので好ましくない。

【００２３】通常炭素繊維は、汎用される用途分野が繊
維強化樹脂複合材料であるため、マトリックス樹脂との
濡れ性を改善するための処理がされている。この処理は
いわゆる表面処理と呼ばれ、炭素繊維表面にカルボン酸
基や水酸基などの官能基を付与するために、通常は炭素
化した炭素繊維表面を酸化している。

【００２４】酸化は、気相若しくは液相にて炭素繊維表
面を酸化処理することによって行うことができる。この
表面処理によって繊維表面に付与される官能基の数量の
程度は、表面分析機器であるＸＰＳ（Ｘ線光電子分光
器）を用いて、表面付近に存在する酸素含有量（酸素原
子数）Ｏ_1sと炭素含有量（炭素原子数）Ｃ_1sの比Ｏ_1s／
Ｃ_1sを測定する事により推定される。

【００２５】このようにして測定されたＯ_1s／Ｃ_1sは、
通常の炭素繊維製造工程条件で表面処理された炭素繊維
では０．１〜０．３の範囲である。なお、このＯ_1s／Ｃ
_1s値はカルボン酸基や水酸基などの官能基の数が増加す
るに伴って増える値である。

【００２６】上記のように通常、複合材料に用いられる
炭素繊維に施されている表面処理は高いレベルにある。
これに対し、本発明の炭素繊維は、この表面処理を低い
レベルに抑えた炭素繊維である。

【００２７】表面処理のレベル（表面改質の程度）を表
すためには、上記のＯ_1s／Ｃ_1s値を用いることができ
る。このことを更に詳述すると、表面処理のレベルは一
般にＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）で測定したＣ_1s並びに
Ｏ_1sの各スペクトルピークの面積比からそのまま算出し
た表面近傍の見掛け原子数比Ｏ_1s／Ｃ_1sが用いられてい
る。この際、電子がＸ線により励起されて原子核の束縛
から解放される確率が原子によって異なるため、スペク
トルピークの面積比はそのままでは原子数比を表さな
い。

【００２８】このずれを補正するためには、通常、その
確率と装置による定数を加味した換算係数が用いられて
いる。本発明で用いた日本電子（株）製Ｘ線光電子分光
器ＥＳＣＡ ＪＰＳ−９０００ＭＸの場合、その換算係
数は２．６９である。

【００２９】よって、本明細書においては特に断らない
限り、Ｏ_1s／Ｃ_1s値は上記換算係数によって補正した数
値で示している。

【００３０】本発明の炭素繊維において、Ｘ線光電子分
光法による表面近傍の原子数比Ｏ_1s／Ｃ_1sは０．０１〜
０．２であり、更に好ましくは０．０１〜０．１であ
り、特に好ましくは０．０１〜０．０８であることが望
ましい。炭素繊維の表面処理のレベルを表す原子数比Ｏ
_1s／Ｃ_1sが０．２を超える場合は、炭素繊維は液中にお
いては素早く分散し始めるが、抄紙用スラリーの安定性
が悪く、繊維同士の凝集が非常に起こりやすいため繊維
が均一に分散した炭素繊維紙が得られず、本発明の目的
には適さない。

【００３１】本発明における炭素繊維に付着させる収束
剤は、水溶性化合物を含むものであれば特に限定されな
いが、この水溶性化合物は、抄紙用スラリーの粘度を調
整したり、炭素繊維表面の自由エネルギーを減少させる
効果があるものが望ましい。この水溶性化合物としては
グリセリン、ポリオキシエチレン系界面活性剤、ポリア
クリルアミド系粘度調整剤等の抄紙用分散剤などが挙げ
られ、これらの中でもグリセリンが特に好ましい。

【００３２】また、上記収束剤としてグリセリンに加え
て、ポリオキシエチレン系界面活性剤、ポリアクリルア
ミド系粘度調整剤等の抄紙用分散剤を炭素繊維に付着さ
せておくことは、湿式抄造時の薬剤の追加投入の手間を
省くことができるので好ましいことである。

【００３３】このように、炭素繊維にグリセリンや抄紙
用分散剤等を付着させることで、繊維の保護と湿式抄造
時の分散に対する妨害成分の抄紙用スラリーへの混入を
防ぐことが可能となる。

【００３４】上記水溶性化合物を含む収束剤の付着量Ｓ
（質量％）は、８．１ × Ｄ² × ｄ／Ｍ ≦ Ｓ ≦ ３
０の関係を満たすものである。上記式において、Ｄ（μ
ｍ）は炭素繊維の直径、ｄ（ｇ／ｃｍ³）は収束剤の密
度、Ｍは収束剤の分子量である。

【００３５】なお、収束剤がｎ成分からなりｎが２以上
の場合、ｄ、Ｍ及びＳは、

【００３６】

【数１】

【００３７】

【数２】

【００３８】

【数３】Ｓ ＝ Ｓ₁ ＋ Ｓ₂ ＋ … ＋ Ｓ_n の式で示される。上記式において、下付き文字は収束剤
の各成分に対応する。

【００３９】収束剤の付着量Ｓが上記式の下限未満の場
合は、チョップトストランド（カットした炭素繊維）の
束がばらけて取扱性が悪くなるので好ましくない。

【００４０】収束剤の付着量Ｓが３０質量％を超える場
合は、炭素繊維と収束剤が分離したり、抄紙用スラリー
中での収束剤の溶出除去に時間がかかるようになるので
好ましくない。

【００４１】上記本発明の炭素繊維を水中に分散させて
抄紙用スラリーを得、前記抄紙用スラリーを抄紙するこ
とによって、本発明の炭素繊維紙を製造することができ
る。

【００４２】本発明における炭素繊維紙の抄紙法は、湿
式抄紙法である。本発明の抄紙用炭素繊維は収束剤を付
着させているため、乾式抄紙法は、炭素繊維に付着した
収束剤を予め取り除く必要があり、繊維に対する損傷が
大きく、取扱性が悪化するので好ましくない。

【００４３】前述したように炭素繊維を水中へ分散させ
るために、抄紙用分散剤としてポリオキシエチレン系界
面活性剤、ポリアクリルアミド系粘度調整剤等を用いる
ことが好ましい。

【００４４】上記抄紙用分散剤は、種類や添加量等の種
々の組合せが可能であり、異なる種類の組合せによって
炭素繊維の分散を向上させることが可能である。

【００４５】抄紙用分散剤の使用量は炭素繊維の使用量
に対して１〜５０質量％が好ましい。

【００４６】本発明の炭素繊維紙の製造方法において抄
紙用スラリー中の炭素繊維の濃度は水に対して３質量％
以下、好ましくは２質量％以下、更に好ましくは１質量
％以下であることが望ましい。炭素繊維の濃度が３質量
％より高い場合は、繊維同士が絡まりやすくなるため、
分散性の良好な炭素繊維紙は得られなくなるので好まし
くない。この傾向は繊維が長くなるのに従い強くなるの
で、繊維が長くなればなるほど炭素繊維の濃度を低くす
ることが好ましい。

【００４７】上記の操作で得られた抄紙用スラリーを長
網式や円網式等、通常の湿式抄紙機で、ウェブ形成、脱
液、乾燥させて炭素繊維紙を得る。

【００４８】抄紙用スラリーにはバインダとなるエポキ
シ樹脂等の、若しくは他の繊維等を適宜添加することが
できる。

【００４９】本発明の炭素繊維紙の製造方法において、
炭素繊維同士の固定に用いるバインダとしては有機バイ
ンダ、無機バインダ等が好ましい。

【００５０】このバインダを付与する理由は、炭素繊維
同士は繊維表面の官能基量が少ないため、通常の抄紙用
パルプのように水素結合のみで単繊維同士が結合して紙
を形成することができないからである。バインダとして
は、液状、粒状、繊維状等様々なタイプのものを用いる
ことが出来、例として、エポキシ樹脂やポリビニルアル
コール、フェノール樹脂や熱可塑性樹脂繊維などが使用
できる。バインダを混合する時期はそのバインダの種類
により異なり、抄紙用スラリー作製時、ウェブ形成後、
脱液後等にバインダを添加しうる。

【００５１】本発明の炭素繊維紙は、上記本発明の製造
方法で製造された炭素繊維紙であって、前記炭素繊維紙
の光透過写真の画像濃淡度数分布グラフが単一ピークを
示すものである。具体的には、画像濃淡度数分布グラフ
が単一ピークを示すということは、画像濃淡度数分布グ
ラフにおける横軸を３０以上に等分し、等分された横軸
上の各点に対し垂直線を書き入れ、ｎ番目の点に対する
垂直線と度数分布曲線との高さ（Ｔ_n）を読み取り、読
み取った数値から傾き（Ｔ_n-1−Ｔ_n）を求め、傾き（Ｔ
_n-1−Ｔ_n）が＋から−になる点が１箇所のみであるとい
うことである。

【００５２】本発明において炭素繊維紙中のＯ_1s／Ｃ_1s
が０．２０以下の炭素繊維含有量は５０質量％以上であ
ることが好ましい。この炭素繊維以外の成分は、前述し
たエポキシ樹脂等のバインダ、若しくは他の繊維等であ
る。また、ここでいう他の繊維は、炭素繊維以外の繊維
や炭素繊維であってもＯ_1s／Ｃ_1sが０．２０を超えるも
のを含むが、これらの繊維を用いる場合、Ｏ_1s／Ｃ_1sが
比較的低い例えばＯ_1s／Ｃ_1sが０．２０〜０．２５の炭
素繊維の割合を増やすことが好ましい。

【００５３】

【実施例】以下、本発明の抄紙用炭素繊維、炭素繊維紙
及び炭素繊維紙の製造方法等を実施例及び比較例を用い
て説明するが、本発明はこれら実施例及び比較例に限定
されるものではない。

【００５４】これら実施例及び比較例において、炭素繊
維のスラリー中における分散性、並びに炭素繊維紙の光
透過写真の画像濃淡度数分布に関する評価方法を以下に
説明する。

【００５５】炭素繊維のスラリー中における分散性 炭素繊維のスラリー中における分散性の評価は炭素繊維
の総量に対する分散不良を起こした炭素繊維の質量比を
調査することで行った。スラリーは炭素繊維束０．２ｇ
を水５００ｃｍ³中に投入し、界面活性剤としてポリオ
キシエチレン系界面活性剤０．００５ｇ、粘度調整剤と
してポリアクリルアミド０．１ｇを加え、１０Ｈｚで１
０分間かき混ぜることで得た。このスラリーから分散不
良を起こした炭素繊維を取り出し、分散不良を起こした
炭素繊維の乾燥質量を最初に入れた炭素繊維の質量で除
することによって質量比（分散不良ＣＦ率(質量％)）を
求めた。

【００５６】分散不良とは炭素繊維を液中でかき混ぜた
際、繊維がまだ一本一本にばらけていないもの、繊維同
士の絡みや凝集作用により生ずる繊維の塊のすべてを指
すものとした。

【００５７】求めた分散不良ＣＦ率が１０質量％以下の
ものを、分散が良好な炭素繊維のスラリーと評価した。

【００５８】炭素繊維紙の光透過写真の画像濃淡度数分
布 炭素繊維紙の光透過写真の画像濃淡度数分布は、Ｓｃｉ
ｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製ソフトウェアＳｃｉｏ
ｎ Ｉｍａｇｅ ｂｅｔａ Ｒｅｌｅａｓｅ３ｂのＰｌ
ｏｔ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ機能を使用した。

【００５９】炭素繊維紙の嵩密度は０．０１〜０．１ｇ
／ｃｍ³程度であるため、繊維の凝集により発生した分
散不良の部分は光透過により検出することが可能であ
る。

【００６０】すなわち、炭素繊維紙による遮光の度合い
を画像の濃淡で表し、度数分布表示することで分散不良
部分と正常な部分とを区別することが可能である。

【００６１】正常な部分では、炭素繊維紙中に炭素繊維
が均一に分散しているため、画像の濃淡の度数分布は正
規分布に近い分布となるのに対し、分散不良を含む部分
では、分散不良部分でほぼ完全に遮光されるため、色の
濃い側に平均的な度数分布から明らかに外れたピークが
現れることになる。

【００６２】３ｃｍ四方を２５６画素四方に分割、濃淡
を２５６階調で表すことで得られた度数分布を利用し
た。

【００６３】正常な度数分布がただ一つのピークとして
現れるもの（前述の傾き（Ｔ_n-1−Ｔ_n）が＋から−にな
る点が１箇所のみであるもの）を、分散が良好な炭素繊
維紙と評価した。

【００６４】実施例１〜６ 表面処理の施されていないＰＡＮ系炭素繊維を硫酸アン
モニウム水溶液中で陽極酸化を施し、図１及び表１に示
すＯ_1s／Ｃ_1sが異なる一連の炭素繊維束を得た。次に、
該炭素繊維束に収束剤としてグリセリンを５質量％（Ｓ
₁＝５．０、ｄ₁＝１．２６、Ｍ₁＝９２．０９）、水を
２質量％（Ｓ₂＝２．０、ｄ₂＝１．００、Ｍ₂＝１８．
０２）付着せしめた後、繊維長６ｍｍにカットし、抄紙
用炭素繊維（Ｓ＝７．０、Ｄ＝７．０、ｄ＝１．１９、
Ｍ＝７０．９３、８．１×Ｄ²×ｄ／Ｍ＝６．６４）を
得た。該炭素繊維が分散した抄紙用スラリーからを抄き
箱を用いることで炭素繊維紙を得た。バインダーにはエ
ポキシ樹脂を用いた。炭素繊維紙中の炭素繊維含有量は
７９質量％であった。

【００６５】尚、各抄紙用炭素繊維を同条件で分散させ
た時の分散不良ＣＦ率は図１及び表１に示す通りであ
り、実施例１乃至６の何れも炭素繊維のスラリー中にお
ける分散性は良好なものであった。

【００６６】比較例１、２ Ｏ_1s／Ｃ_1sを０．２０以上に変更した以外は実施例１と
同様にして抄紙用炭素繊維及び炭素繊維紙を得た。炭素
繊維紙中の炭素繊維含有量は７９質量％であった。

【００６７】尚、各抄紙用炭素繊維を同条件で分散させ
た時の分散不良ＣＦ率は図１及び表１に示す通りであ
り、比較例１及び２の何れも炭素繊維のスラリー中にお
ける分散性は良好なものではなかった。

【００６８】

【表１】 表１ ────────────────────────── 実施例No 分散不良ＣＦ率 又は比較例No Ｏ_1s／Ｃ_1s (質量％) ────────────────────────── 実施例１ ０．０２ ０．１以下 実施例２ ０．０５ ０．１以下 実施例３ ０．０８ ０．３ 実施例４ ０．１０ １．７ 実施例５ ０．１４ ３．１ 実施例６ ０．１７ ５．１ 比較例１ ０．２２ １４．２ 比較例２ ０．３２ ３７．０ ────────────────────────── 実施例７ Ｏ_1s／Ｃ_1sを０．０２としたＰＡＮ系炭素繊維束に収束
剤としてグリセリンを５質量％（Ｓ₁＝５．０、ｄ₁＝
１．２６、Ｍ₁＝９２．０９）、水を２質量％（Ｓ₂＝
２．０、ｄ₂＝１．００、Ｍ₂＝１８．０２）付着せしめ
た後、繊維長６ｍｍにカットし、抄紙用炭素繊維（Ｓ＝
７．０、Ｄ＝７．０、ｄ＝１．１９、Ｍ＝７０．９３、
８．１×Ｄ²×ｄ／Ｍ＝６．６４）を得た。界面活性剤
としてポリエチレングリコールアルキルエーテルを抄紙
用炭素繊維に対して２．５質量％相当と、粘度調整剤と
してポリアクリルアミドを抄紙用炭素繊維に対して５０
質量％相当を含む水中にこの抄紙用炭素繊維を分散さ
せ、湿式抄紙機を用いて炭素繊維紙を得た。

【００６９】この一連の操作で得られた炭素繊維紙の炭
素繊維含有量は８５質量％であった。炭素繊維紙中の繊
維の分散状態は図２(ａ)に示す通りであり、繊維の凝集
は見あたらなかった。炭素繊維紙の光透過写真の画像濃
淡度数分布は図３(ａ)に示す通り現れたピークは１つだ
けであり、炭素繊維紙中の繊維の分散状態は良好なもの
であった。

【００７０】比較例３ ＰＡＮ系炭素繊維束にグリセリンも水も付着せしめなか
った以外は実施例７と同様にして炭素繊維紙を得た。こ
の一連の操作で得られた炭素繊維紙の炭素繊維含有量は
８４質量％であった。炭素繊維紙中には繊維の凝集は見
あたらなかったが、炭素繊維を抄紙機に投入する際に浮
遊繊維が多く発生し、作業効率を悪化させた。

【００７１】比較例４ 炭素繊維のＯ_1s／Ｃ_1sを０．２２とした以外は実施例７
と同様にして炭素繊維紙を得た。この一連の操作で得ら
れた炭素繊維紙の炭素繊維含有量は８０質量％であっ
た。炭素繊維紙中の繊維の分散状態は図２(ｂ)に示す通
りであり、繊維の凝集が多数見られ、品位に欠けるもの
であった。炭素繊維紙の光透過写真の画像濃淡度数分布
は図３(ｂ)に示す通り現れたピークは２つあり、炭素繊
維紙中の繊維の分散状態は良好なものではなかった。

【００７２】

【発明の効果】本発明の抄紙用炭素繊維は、炭素繊維
の、表面近傍の酸素原子数／炭素原子数比、繊維長／直
径比、並びに、炭素繊維に付着させる収束剤の量を所定
の範囲にしてなるので、抄紙時には炭素繊維の分散性、
取扱性に優れ且つ均一な分散状態に早くなるスラリーが
得られ、抄紙後には均一な地合の炭素繊維紙が安定して
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１乃至６、並びに、比較例１及び２にお
けるＯ_1s／Ｃ_1sと、各抄紙用炭素繊維を同条件で分散さ
せた時の分散不良ＣＦ率との関係を示すグラフである。

【図２】炭素繊維紙中の繊維の分散状態を示す図面代用
電子顕微鏡写真であって、（ａ）は実施例７における炭
素繊維紙中の繊維の分散状態を示し、（ｂ）は比較例４
における炭素繊維紙中の繊維の分散状態を示す。

【図３】炭素繊維紙の光透過写真の画像濃淡度数分布を
示すグラフであって、（ａ）は実施例７における炭素繊
維紙の光透過写真の画像濃淡度数分布を示し、（ｂ）は
比較例４における炭素繊維紙の光透過写真の画像濃淡度
数分布を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水溶性化合物を含む収束剤が付着されて
   なる抄紙用炭素繊維であって、Ｘ線光電子分光法による
   炭素繊維表面近傍の炭素原子数に対する酸素原子数の比
   Ｏ_1s／Ｃ_1sが０．０１〜０．２０、炭素繊維の繊維長Ｌ
   （μｍ）に対する炭素繊維の直径Ｄ（μｍ）の比Ｌ／Ｄ
   が４００〜５０００であり、収束剤の量Ｓ（質量％）
   と、収束剤の密度ｄ（ｇ／ｃｍ³）と、収束剤の分子量
   Ｍと、炭素繊維の直径Ｄ（μｍ）とが、 ８．１ × Ｄ² × ｄ／Ｍ ≦ Ｓ ≦ ３０ の関係を満たす抄紙用炭素繊維。
2. 【請求項２】 水溶性化合物がグリセリンである請求項
   １に記載の抄紙用炭素繊維。
3. 【請求項３】 炭素繊維がポリアクロニトリル系繊維か
   ら誘導された繊維である請求項１又は２に記載の抄紙用
   炭素繊維。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の抄紙用
   炭素繊維を水中に分散させて抄紙用スラリーを得、前記
   抄紙用スラリーを抄紙する炭素繊維紙の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の製造方法で製造される
   炭素繊維紙であって、前記炭素繊維紙の光透過写真の画
   像濃淡度数分布グラフにおける横軸を３０以上に等分
   し、等分された横軸上の各点に対し垂直線を書き入れ、
   ｎ番目の点に対する垂直線と度数分布曲線との高さ（Ｔ
   _n）を読み取り、読み取った数値から傾き（Ｔ_n-1−
   Ｔ_n）を求め、傾き（Ｔ_n-1−Ｔ_n）が＋から−になる点
   が１箇所のみである炭素繊維紙。