[发明专利]碳纤维用丙烯腈溶胀丝、前驱体纤维束、耐火化纤维束、碳纤维束以及它们的制造方法

权利要求书

1.一种碳纤维用丙烯腈溶胀丝，其特征在于，在单纤维表面在0.3个/μm²以上2个/μm²以下的范围具有在纤维的圆周方向上具有10nm以上宽度的开孔部，并且所述溶胀丝没有进行油剂处理。

2.如权利要求1所述的溶胀丝，其特征在于，由水银压入法测定的细孔分布中，平均细孔尺寸为55nm以下，总细孔体积为0.55ml/g以下。

3.如权利要求1或2所述的溶胀丝，其特征在于，构成溶胀丝的聚合物为以丙烯腈单元96.0质量％以上99.7质量％以下和具有一个以上羧基或酯基的不饱和烃单元0.3质量％以上4.0质量％以下为必须成分的丙烯腈系共聚物。

4.一种溶胀丝的制造方法，其特征在于，具有如下工序：

[1]将以丙烯腈96.0质量％以上99.7质量％以下和具有一个以上羧基或酯基的不饱和烃0.3质量％以上4.0质量％以下为必须成分进行共聚的丙烯腈系共聚物，在20质量％以上25质量％以下的浓度范围溶解于有机溶剂中，而调制温度50℃以上70℃以下的纺丝原液的工序；

[2]使用干湿式纺丝法将该纺丝原液从排出孔暂时排出到空气中后，在凝固浴中凝固而得到含有所述有机溶剂的凝固丝束的工序，其中所述凝固浴中有水溶液，其温度为-5℃以上20℃以下，其有机溶剂浓度为78.0质量％以上82.0质量％以下；

[3]将所述凝固丝束在空气中以1.0倍以上1.25倍以下的范围拉伸后，进而在含有有机溶剂的温水溶液中拉伸，拉伸至两次拉伸的合计拉伸倍数为2.6倍以上4.0倍以下的工序；

[4]接着，用温水脱溶剂，进而在热水中拉伸0.98倍以上2.0倍以下的工序。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，有机溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺的任一种。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在所述温水溶液中的拉伸倍数为2.5倍以上4.0倍以下。

7.一种碳纤维用前驱体纤维束，其特征在于，由以丙烯腈96.0质量％以上99.7质量％以下和具有一个以上羧基或酯基的不饱和烃0.3质量％以上4.0质量％以下为必须成分进行共聚的丙烯腈共聚物构成，由以有机硅化合物为主成分的油剂处理后的硅含量为1700ppm以上5000ppm以下，用索氏提取器由甲乙酮进行8小时油剂清洗后的硅含量为50ppm以上300ppm以下。

8.如权利要求7所述的前驱体纤维束，其特征在于，单纤维的纤度为0.5dtex以上1.0dtex以下，单纤维的纤维截面的长径与短径之比(长径/短径)为1.00以上1.01以下，没有单纤维的沿着纤维轴方向延伸的表面凹凸结构，最高部与最低部的高低差(Rp-v)为30nm以上100nm以下，中心线平均粗糙度(Ra)为3nm以上10nm以下。

9.一种碳纤维用前驱体纤维束的制造方法，其特征在于，使以有机硅化合物为主成分的油剂按照相对于溶胀丝100质量％的油剂成分为0.8质量％以上1.6质量％以下附着于通过权利要求4～6的任一种制造方法得到的溶胀丝的丝束上，并干燥，接着通过热拉伸法或蒸汽拉伸法在1.8倍以上6.0倍以下的范围实施拉伸。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，使用满足以下条件(1)和(2)的氨基改性有机硅化合物作为有机硅化合物，

(1)在25℃的运动粘度为50cst以上5000cst以下；

(2)氨基当量为1700g/mol以上15000g/mol以下。

11.一种碳纤维用前驱体纤维束的制造方法，其特征在于，使以有机硅化合物为主成分的油剂附着于权利要求1～3的任一项所述的溶胀丝的丝束上。