[發明專利]碳纖維束及其制造方法

有效

• 申請號: 201880068523.6
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN111263834B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 齋藤大祐;石尾桂一;伊原康樹
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: D01F9/22
• 分類號: D01F9/22
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;王瀟悅

1.一種碳纖維束，是含浸樹脂的股線拉伸彈性模量為265～300GPa、含浸樹脂的股線拉伸強度為6.0GPa以上、結節強度為820N/mm²以上、單纖維數為30000根以上、且平均可撕裂距離為600～850mm的碳纖維束，

在將碳纖維束導入紗道后，從筒子架拉出的張力為6N/tex且通過紗道的紗線速度為50m/min以上的條件下將碳纖維束解舒時的紗線寬度變動率為8％以下，并且，具有相對于在所述條件下將碳纖維束解舒時的紗線寬度平均值為75％以下的紗線寬度的部分為4處/1000m以下。

2.根據權利要求1所述的碳纖維束，單纖維直徑d與采用單纖維環法評價的即將斷裂前的環寬W之比d/W、與股線彈性模量E的乘積E×d/W為13.0GPa以上，E×d/W的威布爾圖中的威布爾形狀系數m為12以上。

3.根據權利要求1或2所述的碳纖維束，結節強度的由標準偏差與平均值之比表示的變動系數為5％以下。

4.根據權利要求3所述的碳纖維束，含浸樹脂的股線拉伸強度的由標準偏差與平均值之比表示的變動系數為4％以下。

5.一種碳纖維束的制造方法，是制造權利要求1～4中任一項所述的碳纖維束的方法，包括：

并絲工序，使用并絲引導件前輥和并絲引導件，將并絲引導件前輥與并絲引導件的距離設為進入并絲引導件的碳纖維前體纖維束的紗線間距的12倍以上進行并絲；

第1阻燃化工序，對在并絲工序中得到的單纖維數為30000根以上、平均可撕裂距離為400～800mm的聚丙烯腈系碳纖維前體纖維束進行8～25分鐘阻燃化，直到紅外光譜中的1453cm^-1的峰強度相對于1370cm^-1的峰強度之比成為0.98～1.10的范圍為止；

第2阻燃化工序，對在第1阻燃化工序中得到的纖維束進行20～35分鐘阻燃化，直到紅外光譜中的1453cm^-1的峰強度相對于1370cm^-1的峰強度之比成為0.60～0.65的范圍、并且紅外光譜中的1254cm^-1的峰強度相對于1370cm^-1的峰強度之比成為0.50～0.65的范圍為止；

預碳化工序，在最高溫度為500～1200℃的惰性氣氛中，將拉伸倍率設為1.00～1.10，對在第2阻燃化工序中得到的纖維束進行預碳化；以及

碳化工序，在最高溫度為1000～2000℃的惰性氣氛中，對在該預碳化工序中得到的纖維束進行碳化。

6.根據權利要求5所述的碳纖維束的制造方法，在并絲工序之前和/或之后，進行對碳纖維前體纖維束吹送流體的第2并絲工序。

7.根據權利要求5或6所述的碳纖維束的制造方法，聚丙烯腈系碳纖維前體纖維束的單位面積重量的由標準偏差與平均值之比表示的變動系數為1～4％。