(57)【要約】【課題】  炭素繊維の理想的な表面状態を定義し、マトリックス樹脂との接着力に優れた炭素繊維およびその製造方法を提供する。【解決手段】  Ｘ線光電子分光法の測定において、炭素繊維表面の酸素濃度（Ｏ／Ｃ比：酸素原子数／炭素原子数）が０．２０〜０．３５の範囲であり、炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのメインピーク（ピークトップ）である炭素と炭素間成分の結合エネルギー位置（２８４．６ｅＶ）から、＋１．６〜＋２．６ｅＶ（結合エネルギー２８６．２〜２８７．２ｅＶ）の範囲のエネルギー位置にサブピークの成分を有する炭素繊維であり、そのサブピークの高さ比が、メインピークの三分の一以上となる炭素繊維である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線光電子分光法の測定・解析において、炭素繊維表面の酸素濃度（Ｏ／Ｃ比：酸素原子数／炭素原子数）が０．２０〜０．３５の範囲であり、炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのメインピークである炭素と炭素間成分の結合エネルギー位置（２８４．６ｅＶ）から、＋１．６〜＋２．６ｅＶ（結合エネルギー２８６．２〜２８７．２ｅＶ）の範囲のエネルギー位置にサブピークの成分を有する炭素繊維。
【請求項２】
炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークの高さ比が、メインピークの三分の一以上である請求項１記載の炭素繊維。
【請求項３】
被処理炭素繊維を陽極とし、陰極との間に直流電流を通じて電解処理を施すに際し、電解処理で使用する電解電気量の総量を炭素繊維１ｇ当たり３０〜３００クーロン／ｇとし、ペルオキソ二硫酸イオン濃度が１．０ｗｔ％以上のペルオキソ二硫酸塩を含む水溶液を電解液として用い電解処理を施すことを特徴とする炭素繊維の製造方法。
【請求項４】
ペルオキソ二硫酸塩が、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸ルビジウム、ペルオキソ二硫酸バリウムおよびペルオキソ二硫酸鉛からなる群から選ばれた少なくとも１種の塩である請求項３記載の炭素繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリックス樹脂との接着力に優れた炭素繊維とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリアクリロニトリル系繊維等を原料として製造される炭素繊維は、航空機や自動車の部材を始め、スポーツ用品などの一般産業用途まで広い範囲で使用されている。とりわけ、高強度・高弾性率の炭素繊維は、航空機材料用途に多く使用されており、これらについては更なる高性能化が求められている。
【０００３】
このような用途では、ほとんどの場合、炭素繊維は樹脂をマトリックスとした複合材料として用いられる。複合材料としての十分な力学的特性を得るためには、炭素繊維とマトリックス樹脂とは十分かつ安定した接着強度を有することが必要である。そのため、炭素繊維は、一般的に、ポリアクリロニトリル系繊維等を耐炎化処理し炭素化・黒鉛化処理する、いわゆる焼成工程を経た後、表面処理して製造される。そして、この接着強度は、炭素繊維やマトリックス樹脂の種類、および炭素繊維の焼成後の表面処理などに影響されることが知られている。特に、ストランド引張弾性率が３５０ＧＰａ以上の高弾性率の炭素繊維は、焼成温度も２０００℃以上の高温で黒鉛化されることが多く、結晶サイズや配向度が一般的に高くなるため表面処理の改質も進みにくくなり、マトリックス樹脂との界面接着が一般的に弱くなる。
【０００４】
この問題を解決するため、炭素繊維表面のＸ線光電子分光の測定・解析により、表面酸素濃度、窒素濃度およびケイ素濃度の関係と表面電解処理の方法を規定することにより、マトリックス樹脂との接着性を向上させる方法が提案されている（特許文献１参照。）。しかしながら、この提案では、各々の元素の化学状態や構造に関する定義が明確ではないため、一義的に定義される表面状態とは言い難く、それゆえ、必ずしも優れた接着性を示すものではなかった。
【０００５】
また、炭素繊維表面のＸ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓスペクトルのピーク分割の結果より、マトリックス樹脂との接着性に優れた炭素繊維の表面状態を示すことが提案されている（特許文献２参照。）。しかしながら、この提案では、ピーク分割自体の任意性が高く、また、ピーク分割自体の誤差も大きいことから、優れた接着性を有する炭素繊維の指標ではなかった。
【０００６】
さらに、同じくＸ線光電子分光の表面酸素濃度と窒素濃度、およびＮ１ｓスペクトルの半値幅とピーク分割結果、およびＡＦＭによる表面積の測定・解析より、強度とのバランスを保ちながらマトリックス樹脂との接着性を向上させ、それに付随して、ＳＡＣＭＡ法準拠のＣＡＩ（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ａｆｔｅｒ  Ｉｍｐａｃｔ：衝撃後圧縮強度）のコンポジット特性の向上が見込める炭素繊維が提案されている（特許文献３参照。）。しかしながら、この提案では、炭素繊維表面の主成分元素である炭素の化学状態や構造に関する定義が明確ではないため、先述の特許文献１と同様に一義的に定義される炭素繊維ではなく、さらに、窒素Ｎ１ｓスペクトルのピーク分割の解析からも炭素繊維の規定を行っているが、これも先の特許文献２と同様に、ピーク分割の任意性と誤差の観点からも十分な表面状態の定義ではなかったため、接着性や強度あるいはＣＡＩなどの特性に優れた炭素繊維ではなかった。
【０００７】
また、３０ｔｆ／ｍｍ２以上の弾性率を持つ炭素繊維の表面処理法を規定し、その改質表面の特性を電気化学的なサイクリックボルタンメトリーの解析より表面脆弱層や表面積との関係を導き出してマトリックス樹脂との接着性の向上を試みることが提案されている（特許文献４参照。）。この提案では、確かに過度な酸化の脆弱層の影響は十分考えられるが、それ以上に炭素繊維表面の化学状態や構造の影響が大きく、必ずしも優れた接着力を有する炭素繊維の表面処理方法ではなかった。
【０００８】
以上のように、これまで提案されている技術をもってしても、マトリックス樹脂との接着力に優れた炭素繊維およびその製造方法としては、必ずしも満足できるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２７６０７５公報
【特許文献２】特開平０５−１５６５２２号公報
【特許文献３】特開２００６−１８３１７３号公報
【特許文献４】特開平０１−０９２４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、炭素繊維の理想的な表面状態を定義し、マトリックス樹脂との接着力に優れた炭素繊維およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の目的を達成するために、次の構成を有するものである。
【００１２】
すなわち、本発明の炭素繊維は、Ｘ線光電子分光法の測定において、炭素繊維表面の酸素濃度（Ｏ／Ｃ比：酸素原子数／炭素原子数）が０．２０〜０．３５の範囲であり、炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのメインピーク（ピークトップ）である炭素と炭素間成分の結合エネルギー位置（２８４．６ｅＶ）から、＋１．６〜＋２．６ｅＶ（結合エネルギー２８６．２〜２８７．２ｅＶ）の範囲のエネルギー位置にサブピークの成分を有する炭素繊維である。
【００１３】
本発明の炭素繊維の好ましい態様によれば、前記の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークの高さ比が、メインピークの三分の一以上となる炭素繊維である。
【００１４】
また、本発明の前記の炭素繊維の製造方法は、被処理炭素繊維を陽極とし、陰極との間に直流電流を通じて電解処理を施すに際し、電解処理で使用する電解電気量の総量を炭素繊維１ｇ当たり３０〜３００クーロン／ｇとし、ペルオキソ二硫酸イオン濃度が１．０ｗｔ％以上のペルオキソ二硫酸塩を含む水溶液を電解液として用い電解処理を施すことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の炭素繊維の製造方法の好ましい態様によれば、前記のペルオキソ二硫酸塩として、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸ルビジウム、ペルオキソ二硫酸バリウムおよびペルオキソ二硫酸鉛からなる群から選ばれた少なくとも１種の塩が、特に好ましく用いられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、マトリックス樹脂との接着性、すなわち界面剪断強度に優れた炭素繊維が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明において、炭素繊維は、その製造工程において炭素繊維前駆体繊維を焼成して製造される。
【００１８】
本発明において用いられる炭素繊維前駆体繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル系繊維、レーヨン系繊維、ピッチ系繊維およびポリビニルアルコール系繊維等の繊維を使用することができる。なかでも、アクリルニトリル重合体あるいはその共重合体から得られる繊維、すなわち、ポリアクリロニトリル系繊維は、高い引張強度を発現する炭素繊維を得ることができるため、炭素繊維前駆体として好ましく用いることができる。また、炭素繊維前駆体繊維には、高い耐熱性を与えたり、焼成工程での単繊維間の融着を抑え、焼成工程の通過性をよくすることを目的に、シリコーン系油剤が付与されていることが好ましい。
【００１９】
本発明においては、炭素繊維の製造工程において、上述の炭素繊維前駆体繊維を２００℃から３００℃の空気などの酸化雰囲気で熱処理する、いわゆる耐炎化工程と、その後、３００〜２０００℃の最高温度をもって、窒素などの不活性ガス雰囲気中で熱処理する、いわゆる炭化工程と、より好ましくはその後、最高温度２０００℃以上３０００℃以下の窒素などの不活性ガス雰囲気中で熱処理する、いわゆる黒鉛化工程を行うことが望ましい。
【００２０】
本発明において、炭素繊維前駆体繊維は、通常、複数のフィラメントが集まった集合体、すなわち繊維束であるが、１つの繊維束を構成するフィラメント数は、一般的に１，０００〜８０，０００本の範囲である。但し、フィラメント数が多過ぎると、続く工程である炭素繊維の表面処理の処理ムラが大きくなるため、１，０００〜５０，０００本程度が好ましい。本発明で製造される炭素繊維のフィラメント数も、通常、炭素繊維前駆体繊維のフィラメント数と同等である。
【００２１】
本発明において、マトリックス樹脂との接着性を高めるため、焼成工程を経た後に、炭素繊維の表面処理を行うことが重要である。その表面処理方法は、処理のバラツキを少なくする観点から、電解処理で行うことができる。
【００２２】
炭素繊維の表面の電解処理とは、酸やアルカリなどの電解質の水溶液である電解液中で、被処理炭素繊維を陽極とし、陰極との間に直流電流を通じたときに、陽極である被処理炭素繊維側で起こる酸化反応を利用して、炭素繊維表面に官能基を付与する処理である。
【００２３】
本発明においては、この電解液として、ペルオキソ二硫酸塩を含む水溶液を電解液として用い電解処理を施すことが重要である。さらに、ペルオキソ二硫酸塩を含む水溶液の中においても、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸ルビジウム、ペルオキソ二硫酸バリウムおよびペルオキソ二硫酸鉛からなる群から選ばれた少なくとも１種の塩を含む水溶液を電解液として用いることが好ましい。
【００２４】
これらのペルオキソ二硫酸塩を含む水溶液を電解液として用いる理由は、ペルオキソ二硫酸イオンが電解液中で強い酸化作用を持っており、陽極（炭素繊維表面）での電解と同時に、炭素繊維最表面の炭素骨格の構造を変化させながら、表面の酸素導入を進めているためであると考えられる。前記の電解液の濃度は、好ましくは０．００１〜１ｍｏｌ／ｌの範囲である。さらに、薬液取扱い上の安全面から、電解液の濃度はより好ましくは０．００１〜０．２ｍｏｌ／ｌの範囲である。
【００２５】
本発明において、ペルオキソ二硫酸塩中のペルオキソ二硫酸イオン濃度は、１．０ｗｔ％以上であることが重要である。ペルオキソ二硫酸イオン濃度の上限値は、薬品の安全性の観点から、１５ｗｔ％程度である。
【００２６】
また、電解処理で採用する電解電気量の総量は、炭素繊維１ｇ当たり３０〜３００クーロン／ｇであることが重要である。電解電気量の総量が３０クーロン／ｇ未満では、炭素繊維表面に十分に官能基を付与できない場合があり、十分な接着強度が得られない。一方、電解電気量の総量が３００クーロン／ｇを超えると、電気的な破壊により炭素繊維強度を低下させる。
【００２７】
本発明においては、上記の電解処理において、ペルオキソ二硫酸塩中のペルオキソ二硫酸イオン濃度１．０ｗｔ％以上とし、電解処理で使用する電解電気量の総量を炭素繊維１ｇ当たり３０〜３００クーロン／ｇとすることにより、炭素繊維表面の酸素濃度（Ｏ／Ｃ比：酸素原子数／炭素原子数）が０．２０〜０．３５の範囲であり、炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのメインピークである炭素と炭素間成分の結合エネルギー位置（２８４．６ｅＶ）から、＋１．６〜＋２．６ｅＶ（結合エネルギー２８６．２〜２８７．２ｅＶ）の範囲のエネルギー位置にサブピークの成分を有する炭素繊維が得られる。
【００２８】
電解方式としては、炭素繊維束に直接電極触れて電流を流す直接通電方式であっても、電極と炭素繊維束の間にある電解質を通して間接的に電流を流す間接通電方式であっても、どちらであっても構わないが、安全面で間接通電方式の方が好ましい。
【００２９】
本発明においては、上記の表面処理と水洗・乾燥を施した後の炭素繊維の表面を、Ｘ線光電子分光の測定・解析を行うことが最も重要である。ここで、Ｘ線光電子分光の測定法とは、超高真空中で試料の炭素繊維にＸ線を照射し、炭素繊維の表面から放出される光電子の運動エネルギーをエネルギーアナライザーとよばれる装置で測定する分析手法のことである。この試料の炭素繊維表面から放出される光電子の運動エネルギーを調べることにより、試料の炭素繊維に入射したＸ線のエネルギー値から換算される結合エネルギーが一意的に求まり、その結合エネルギーと光電子強度から、試料の最表面（〜１０ｎｍ）に存在する元素の種類と濃度、その化学状態を解析することができる。
【００３０】
本発明において、表面処理を施し、水洗・乾燥した後の炭素繊維の表面をＸ線光電子分光の測定・解析を行い、その炭素繊維表面の酸素濃度（Ｏ／Ｃ比：酸素原子数／炭素原子数）が０．２０〜０．３５の範囲であり、かつ、炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのメインピーク（ピークトップ）の結合エネルギー位置（２８４．６ｅＶ）から、＋１．６〜＋２．６ｅＶ（結合エネルギー２８６．２〜２８７．２ｅＶ）の範囲のエネルギー位置に、メインピークの三分の一以上の高さ（ｃｐｓ）のサブピークの成分を有する炭素繊維が、マトリックス樹脂との接着性が優れた良好なものとなる。酸素濃度が高すぎると、過剰酸化による表面脆弱層が発生する場合があるため、好ましい酸素濃度は０．２０〜０．２８である。
【００３１】
Ｘ線光電子分光の測定・解析の結果が、マトリックス樹脂との接着性に影響する理由については、次のように考えられる。
【００３２】
すなわち、炭素繊維表面の酸素濃度は、表面処理などによって生成する酸素を含有した水酸基やカルボキシル基などの官能基の総量に相当するものと考えられる。通常、この酸素濃度が多ければ多いほど、これまでの文献では接着性がよいとされる傾向があるが、単に酸素濃度が多いだけでは、表層の脆弱層などの生成により、反ってマトリックス樹脂との接着性は低下することが知られている。そこで、特定の官能基や化学構造を持つ表面を形成する必要が考えられる。本発明においては、Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのメインピーク（ピークトップ）の結合エネルギー位置（２８４．６ｅＶ）から、＋１．６〜＋２．６ｅＶ（結合エネルギー２８６．２〜２８７．２ｅＶ）の範囲のエネルギー位置に成分を有するサブピーク成分の官能基の効果を新たに発見した。また、サブピークがメインピークの三分の一以上の高さ（ｃｐｓ）を有する炭素繊維表面が、マトリックス樹脂との接着性を高める上で、極めて有効であることを発見した。サブピークがメインピークと同等以上のサブピーク強度を持つと、過剰に酸化しすぎて表面脆弱層が発生する場合があるため、サブピークの高さは好ましくは三分の一以上一未満の範囲である。
【００３３】
この接着性を高める官能基成分に関しては完全に判明した訳ではないが、炭素繊維材料におけるエーテルや水酸基成分のピーク位置よりも結合エネルギーが高く、カルボニル基（ケトン基）成分よりも低結合エネルギーに位置するこのピーク成分は、ペルオキソ二硫酸イオンの働きにより、表面の炭素骨格の変化が電解と共に起るため、通常の表面処理では得られないグラファイトの黒鉛の環状に組み込まれたカルボニル（ケトン）構造と水酸基の中間的な成分が生成している可能性を示唆している。
【００３４】
その効果により、黒鉛構造に直結できわめて強い状態で水素結合、あるいは水酸基などの極性基を有する表面構造の影響により、エポキシ樹脂などのマトリックス樹脂との界面における接着性を著しく向上させるものと考えられる。さらに、２０００℃を超える高温度で黒鉛化された炭素繊維においては、その表面には黒鉛構造が多く存在し、本発明にとってより好ましい炭素繊維である。
【００３５】
本発明では、必要に応じてサイジング剤が付与されて炭素繊維が得られる。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。実施例中の測定方法は下記のとおりとした。
【００３７】
＜炭素繊維の表面酸素濃度（Ｏ／Ｃ比）と内殻Ｃ１ｓスペクトルのピーク強度解析＞
表面酸素濃度Ｏ／Ｃ比は、次の手順に従ってＸ線光電子分光法により求めた。表面処理が終了した炭素繊維束をカットしてステンレス製の試料台上に拡げて並べた後、光電子脱出角度を４５゜とし、Ｘ線源としてＭｇＫα１,２線を用い、試料チャンバー内を１×１０-8Ｔｏｒｒの真空度で測定を行った。測定時の帯電に伴うピークの補正として、まずＣ１ｓのメインピーク（ピークトップ）の結合エネルギー値を２８４．６ｅＶに合わせる。Ｃ１ｓピーク面積は、２８２〜２９６ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより求め、Ｏ１ｓピーク面積は、５２８〜５４０ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより求めた。表面酸素濃度Ｏ／Ｃは、上記Ｏ１ｓピーク面積の比を装置固有の感度補正値で割ることにより算出した原子数比で表した。実施例では、アルバック・ファイ（株）製ＥＳＣＡ−１６００を用い、上記装置固有の感度補正値は２．３３であった。
【００３８】
また、Ｃ１ｓピークにて面積を求めた２８２〜２９６ｅＶの直線ベースラインを光電子強度の原点（零点）と定義して、結合エネルギー２８４．６ｅＶのメインピークの高さ（ｃｐｓ：単位時間あたりの光電子強度）と、サブピーク成分の結合エネルギー位置とその高さ（ｃｐｓ）を求め、そのメインピークを基準にしたサブピークとの高さの比を算出した。
【００３９】
＜ストランド引張強度の測定＞
炭素繊維に、ユニオンカーバイド（株）製“ベークライト”（登録商標）ＥＲＬ−４２２１を１０００ｇ（９３０重量％）、三フッ化ホウ素モノエチルアミン（ＢＦ３・ＭＥＡ）を３０ｇ（３重量％）およびアセトンを４０ｇ（４重量％）混合したエポキシ樹脂組成物を含浸させ、次にこれを１３０℃の温度で３０分間加熱し、硬化させ、樹脂含浸ストランドとする。ＪＩＳ  Ｒ７６０１（１９８６）の樹脂含浸ストランド試験法に従い、引張強度σを求めた。
【００４０】
＜界面剪断強度（ＩＦＳＳ）の測定＞
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂化合物“ｊＥＲ”（登録商標）８２８（ジャパンエポキシレジン株式会社製）とメタフェニレンジアミン（シグマアルドリッチジャパン株式会社）を重量比７：１でよく混合し、炭素繊維単糸（繊維束）を張り詰めた厚さ２ｍｍ、巾１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍシリコーンゴム製のモールドに含浸し、１００℃の温度で前硬化した後、１３０℃の温度で１２０分間加熱、硬化させた。上記の単糸（繊維束）包埋樹脂試験片に繊維軸方向に引張の力を与え、歪みを１０％生じさせた後、光学顕微鏡により試験片中心部２２ｍｍの範囲における繊維破断数を測定した。次に、平均破断繊維長ｌａから臨界繊維長ｌｃを、ｌｃ（μｍ）＝４／３×ｌａ（μｍ）の式により計算した。ストランド引張強度σと炭素繊維単糸（繊維束）の直径ｄを測定し、炭素繊維と樹脂界面の接着強度の指標である界面剪断強度ＩＦＳＳを、次式で算出した。実施例では、測定数ｎ＝５の平均を試験結果とした。
・界面剪断強度ＩＦＳＳ（ＭＰａ）＝σ（ＭＰａ）×ｄ（μｍ）÷２ｌｃ（μｍ）
（実施例１）
アクリロニトリル９９．５モル％とイタコン酸０．５モル％からなるアクリロニトリル共重合体を用いて、乾湿式紡糸法により単繊維繊度０．８ｄｔｅｘ、単繊維数が１２，０００本のアクリル系前駆体繊維束を得た。このアクリル系前駆体繊維束には、アミノ変性シリコーンからなるシリコーン系油剤を、炭素繊維の重量１００重量％に対して１．１重量％付与した。この油剤付着量は、特開２０００−１４６７７６号公報に規定された方法において規定される測定法で確認することができる。
【００４１】
すなわち、炭素繊維表面上もしくは内部で樹脂を形成したシリコーン系油剤を溶媒中で触媒溶液存在下で分解抽出し、触媒溶液もしくは触媒溶解剤を除去した抽出液の赤外吸光度を測定することにより油剤付着量を確認することができる。
【００４２】
このようにして得られたアクリル系前駆体繊維束を、２４０〜２８０℃の温度の空気雰囲気中で加熱して耐炎化繊維束とした。次に、得られた耐炎化繊維束を窒素雰囲気中、３００℃以上８００℃以下の温度領域で前炭化処理し、さらに、窒素雰囲気中、１７００℃の温度での炭化処理に続き、２６５０℃の温度で黒鉛化することにより、被処理の炭素繊維束を得た。この後、得られた炭素繊維束をペルオキソ二硫酸イオン濃度が１．８ｗｔ％（水溶液濃度０．０９ｍｏｌ／ｌ）のペルオキソ二硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８水溶液に５秒間浸漬させた後、１２０クーロン／ｇの電気量で電解による表面処理を施し、水洗と１５０℃の温度での乾燥を行った。この後に炭素繊維表面のＸ線光電子分光を測定・解析を行ったところ、表面酸素濃度Ｏ／Ｃ比は０．３０であった。また、炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルにおいては、メインピークから＋２．０ｅＶ（結合エネルギー２８６．６５ｅＶ）の位置にサブピークを持ち、メインピークとの強度比は０．５であった。この後、サイジング工程においてエポキシ樹脂を主成分とするサイジング剤を、炭素繊維に０．３重量％付与し、さらに１８０℃の温度に温調された乾燥機でサイジング剤を乾燥させ、炭素繊維を得た。得られた炭素繊維について、ストランド引張強度とＩＦＳＳを測定した。この測定結果を表１に示す。
【００４３】
（実施例２）
電解処理を行う水溶液を、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液からペルオキソ二硫酸カリウムＫ２Ｓ２Ｏ８水溶液（水溶液濃度０．０９ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン濃度１．６ｗｔ％）に変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その結果を表1に示す。
【００４４】
（実施例３）
電解処理を行う水溶液を、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液からペルオキソ二硫酸ナトリウムＮａ２Ｓ２Ｏ８水溶液（水溶液濃度０．０９ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン濃度１．１ｗｔ％）に変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その結果を表1に示す。
【００４５】
（実施例４）
電解処理を行う水溶液がペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液（水溶液濃度０．０９ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン濃度１．８ｗｔ％）であり、その電解処理の電気量を１２０クーロン／ｇから３０クーロン／ｇに変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その結果を表１に示す。
【００４６】
（実施例５）
電解処理を行う水溶液がペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液（水溶液濃度０．０９ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン濃度が１．８ｗｔ％）であり、その電解処理の電気量を１２０クーロン／ｇから２００クーロン／ｇに変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その結果を表１に示す。
【００４７】
（比較例１）
電解処理を行う水溶液がペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液（水溶液濃度０．０９ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン濃度が１．８ｗｔ％）であり、その電解処理の電気量を１２０クーロン／ｇから５クーロン／ｇに変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その炭素繊維のＸ線光電子分光の測定・解析結果、およびストランド引張強度とＩＦＳＳの結果を表1に示す。Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークは検出されたが、実施例１に比べＩＦＳＳは低い値であった。
【００４８】
（比較例２）
電解処理を行う水溶液がペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液（水溶液濃度０．０９ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン濃度が１．８ｗｔ％）であり、その電解処理の電気量を１２０クーロン／ｇから４００クーロン／ｇに変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その炭素繊維のＸ線光電子分光の測定・解析結果、およびストランド引張強度とＩＦＳＳの結果を表1に示す。Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークは検出されたが、実施例１に比べＩＦＳＳは低い値であった。
【００４９】
（比較例３）
電解処理を行う水溶液がペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液（水溶液濃度０．０１ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン濃度が０．２ｗｔ％）であり、水溶液濃度を変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その炭素繊維のＸ線光電子分光の測定・解析結果、およびストランド引張強度とＩＦＳＳの結果を表1に示す。Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークは検出されたが、実施例１に比べＩＦＳＳは低い値であった。
【００５０】
（比較例４）
電解処理を行う水溶液を、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液から硫酸水溶液（水溶液濃度０．０９ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン無し）に変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その炭素繊維のＸ線光電子分光の測定・解析結果、およびストランド引張強度とＩＦＳＳの結果を表1に示す。Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークは検出されず、実施例１に比べＩＦＳＳは低い値であった。
【００５１】
（比較例５）
電解処理を行う水溶液を、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液から硫酸水溶液（水溶液濃度０．０９ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン無し）に変え、その電解処理の電気量を１２０クーロン／ｇから５００クーロン／ｇに変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その結果を表1に示す。Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークは検出されず、実施例１に比べストランド引張強度とＩＦＳＳは低い値であった。
【００５２】
（比較例６）
電解処理を行う水溶液を、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液から硫酸アンモニウム水溶液（水溶液濃度０．０９ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン無し）に変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その結果を表1に示す。Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークは検出されず、実施例１に比べＩＦＳＳは低い値であった。
【００５３】
（比較例７）
電解処理を行う水溶液を、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液から炭酸アンモニウム水溶液（水溶液濃度１．０ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン無し）に変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その結果を表1に示す。Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークは検出されず、実施例１に比べＩＦＳＳは低い値であった。
【００５４】
（比較例８）
電解処理を行う水溶液を、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液から炭酸水素アンモニウム水溶液（水溶液濃度１．０ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン無し）に変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その結果を表1に示す。Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークは検出されず、実施例１に比べＩＦＳＳは低い値であった。
【００５５】
（比較例９）
電解処理を行う水溶液を、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液からリン酸三アンモニウム水溶液（水溶液濃度０．１７ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン無し）に変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その結果を表1に示す。Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークは検出されず、実施例１に比べＩＦＳＳは低い値であった。
【００５６】
（比較例１０）
電解処理を行う水溶液を、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液から水酸化ナトリウム水溶液（水溶液濃度０．０５ｍｏｌ／ｌ、ペルオキソ二硫酸イオン無し）に変えたこと以外は、実施例１と同様の製造法により炭素繊維を得た。その結果を表1に示す。Ｘ線光電子分光の炭素Ｃ１ｓ内殻スペクトルのサブピークは検出されず、実施例１に比べＩＦＳＳは低い値であった。
【００５７】
【表１】
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