[发明专利]碳纤维束以及碳纤维的制造方法

权利要求书

1.一种碳纤维束，碳纤维束的单纤维纤度为0.8dtex以上2.1dtex以下，由ASTM D4018法求出的纱线强度为4.9GPa以上并且由所述方法求出的纱线弹性模量为200GPa以上，单纤维拉伸试验中的单纤维弹性模量的变化率为20％以下。

2.一种碳纤维束，碳纤维束的单纤维纤度为0.8dtex以上2.5dtex以下，由ASTM D4018法求出的纱线强度为3.0GPa以上并且由所述方法求出的纱线弹性模量为240GPa以上，单纤维拉伸试验中的单纤维弹性模量的变化率为20％以下。

3.根据权利要求2所述的碳纤维束，由所述ASTM D4018法求出的纱线弹性模量为265GPa以上。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的碳纤维束，所述单纤维纤度为1.1dtex以上。

5.根据权利要求1～3的任一项所述的碳纤维束，单纤维根数为6,000根以上50,000根以下。

6.根据权利要求5所述的碳纤维束，单纤维根数为36,000根以下。

7.根据权利要求1～3的任一项所述的碳纤维束，总纤度为4800dtex以上56000dtex以下。

8.获得权利要求1所述的碳纤维束的碳纤维束的制造方法，其具有下述热处理工序：

将聚丙烯腈系前体纤维束，在220～300℃的温度范围内升温的氧化性气氛下，进行95分钟以上200分钟以下热处理，所述聚丙烯腈系前体纤维束是：由包含丙烯腈单元96～99摩尔％和甲基丙烯酸羟基烷基酯单元1～4摩尔％的聚丙烯腈系共聚物形成的单纤维纤度为1.7dtex以上4.2dtex以下的聚丙烯腈系前体纤维束；和/或，使用热流型差示扫描量热仪，以30℃、0.10MPa基准的流量在100ml/分钟的空气气流中，以升温速度10℃/分钟测得的30℃以上450℃以下的等速升温放热曲线满足以下的(A)和(B)条件的单纤维纤度为1.7dtex以上4.2dtex以下的聚丙烯腈系前体纤维束，

(A)将等速升温放热曲线的230℃以上260℃以下的放热速度积分而求出的热量Ja为140kJ/kg以上200kJ/kg以下，

(B)将260℃以上290℃以下的放热速度积分而求出的热量Jb为600kJ/kg以上1000kJ/kg以下。

9.根据权利要求8所述的碳纤维束的制造方法，所述热处理工序中的热处理时间T1(分钟)满足以下的(C)条件，

(C)140×聚丙烯腈系前体纤维束的单纤维纤度(dtex)-100≥热处理时间T1(分钟)≥140×聚丙烯腈系前体纤维束的单纤维纤度(dtex)-270。

10.根据权利要求8或9所述的碳纤维束的制造方法，对由所述热处理工序获得的纤维束，实施在非活性气体气氛下以最高温度为1,000℃～1,700℃进行热处理的碳化处理，形成由ASTM D4018法求出的纱线强度为4.9GPa以上的碳化纤维束。

11.根据权利要求8或9所述的碳纤维束的制造方法，所述聚丙烯腈系前体纤维束的单纤维根数为6,000根以上50,000根以下。

12.根据权利要求10所述的碳纤维束的制造方法，所述聚丙烯腈系前体纤维束的单纤维根数为6,000根以上50,000根以下。

13.根据权利要求8或9所述的碳纤维束的制造方法，所述热处理工序中的聚丙烯腈系前体纤维束的伸长率为-5％以上5％以下。

14.根据权利要求10所述的碳纤维束的制造方法，所述热处理工序中的聚丙烯腈系前体纤维束的伸长率为-5％以上5％以下。

15.根据权利要求8或9所述的碳纤维束的制造方法，形成单纤维拉伸试验中的单纤维弹性模量的变化率为20％以下的碳纤维束。

16.根据权利要求10所述的碳纤维束的制造方法，形成单纤维拉伸试验中的单纤维弹性模量的变化率为20％以下的碳纤维束。