[發(fā)明專利]碳纖維前體丙烯腈系纖維、碳纖維及它們的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880012166.1
• 申請日: 2018-02-16
• 公開（公告）號: CN110300819B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松山直正;中村祐太郎;廣田憲史;松村宏子;池田勝彥;若林巧己;大谷忠;伊藤彰浩;平野健司;畑山明人;兼田顯治;中島篤志
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱化學(xué)株式會社
• 主分類號: D01F6/18
• 分類號: D01F6/18;D01F9/22
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 陳彥;孔博

1.一種碳纖維，其單纖維的表面的中心線平均粗糙度Ra為6.0nm以上13nm以下，單纖維的長徑/短徑為1.11以上1.245以下。

2.一種碳纖維，其單纖維的表面的中心線平均粗糙度Ra為6.0nm以上13nm以下，單纖維的凹陷距離/短徑為0.011以上0.018以下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維，單纖維的凹陷距離/短徑為0.011以上0.018以下。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳纖維，所述單纖維表面的中心線平均粗糙度Ra為10nm以下，所述單纖維的長徑/短徑為1.135以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的碳纖維，所述單纖維的凹陷距離/短徑為0.0145以上。

6.一種碳纖維前體丙烯腈系纖維，其單纖維表面的中心線平均粗糙度Ra為18nm以上27nm以下，單纖維的長徑/短徑為1.11以上1.245以下，單纖維的凹陷距離/短徑為0.011以上0.018以下。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維前體丙烯腈系纖維，所述單纖維表面的中心線平均粗糙度Ra為24nm以下，所述單纖維的長徑/短徑為1.135以上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳纖維前體丙烯腈系纖維，所述單纖維的凹陷距離/短徑為0.0145以上。

9.一種碳纖維前體丙烯腈系纖維束的制造方法，其包括下述1)～3)的工序，且滿足下述4)和5)的條件，

1)使丙烯腈系聚合物溶液從噴絲頭排出至凝固液濃度為65質(zhì)量％以上70質(zhì)量％以下、凝固液溫度為36℃以上40℃以下的凝固液中使其凝固而獲得凝固絲，同時(shí)，一邊將施加到凝固絲的張力控制為55mgf/長絲以上75mgf/長絲以下一邊進(jìn)行牽引的工序，

2)將在所述1)工序中牽引出的凝固絲在空中實(shí)施1.00倍以上1.15倍以下的拉伸處理之后，利用使用了50℃以上的水的、由4級以上7級以下組成的洗滌-拉伸槽以2.4倍以上2.7倍以下的倍率范圍進(jìn)行拉伸、洗滌，進(jìn)一步利用使用了95℃以上的水的熱水槽進(jìn)行0.97倍以上1.1倍以下的松弛或拉伸，獲得拉伸絲的工序，

3)對于在所述2)工序中進(jìn)行了拉伸之后的拉伸絲賦予油劑并干燥之后，在130℃以上160℃以下的加壓水蒸氣氣氛下拉伸至3.0倍以上4.5倍以下的工序，

4)從由凝固液牽引出所述1)工序的凝固絲直至獲得所述2)工序的拉伸絲為止的凝固絲的合計(jì)拉伸倍率為2.4倍以上2.7倍以下，

5)從牽引出所述1)工序的凝固絲直至所述3)工序的加壓水蒸氣氣氛下的拉伸后為止的合計(jì)拉伸倍率為9.0倍以上12倍以下。

10.一種碳纖維束的制造方法，其包括下述7)～9)的工序：

7)預(yù)氧化工序，對于由權(quán)利要求6～8中任一項(xiàng)所述的碳纖維前體丙烯腈系纖維構(gòu)成的碳纖維前體丙烯腈系纖維束，在氧化性氣氛中加熱至200℃以上300℃以下，制成預(yù)氧化纖維束，

8)前碳化工序，將所述預(yù)氧化纖維束在非氧化性氣氛中，在550℃以上800℃以下進(jìn)行加熱，制成前碳化纖維束，

9)高溫碳化工序，將所述前碳化纖維束在非氧化性氣氛中，在1200℃以上3000℃以下進(jìn)行加熱，制成碳纖維束。