[发明专利]前驱体纤维束的制造方法及碳纤维束的制造方法和碳纤维束

说明书

提供能制造碳纤维束的前驱体纤维束的制造方法等，该碳纤维束能大量生产并可获得高拉伸强度且纤维束的纱开裂少。前驱体纤维束的制造方法具有从喷丝头对纺纱原液进行纺纱而获得凝固纤维束的纺纱工序和对凝固纤维束喷吹流体并使其交织的交织工序，交织工序对含水率处于25～50％的范围内的凝固纤维束(14)在作用了0.02g/dtex以下的张力的状态下喷吹0.01～0.05MPa的范围内的压力的流体(18)。

技术领域

本发明涉及碳纤维束制造所使用的前驱体纤维束的制造方法以及从该前驱体纤维束制造碳纤维束的碳纤维束的制造方法和碳纤维束。

背景技术

碳纤维由于比强度、弹性比率优异且轻量，所以，作为热硬化性以及热塑性树脂的强化纤维，不仅被利用于以往的体育、一般产业用途，还被利用于航空宇宙用途、汽车用途等广泛的用途。近年来，碳纤维复合材料的优越性越来越高，尤其是在汽车、航空宇宙用途中，针对碳纤维复合材料的性能以及生产性改进的要求较高。作为复合材料的特性大多是因碳纤维自身的特性而产生的，故而针对碳纤维自身的强度以及生产性改进的要求也越发强烈。

其中，将聚丙烯腈纤维作为前驱体纤维来获得的碳纤维具有相比将其他纤维作为前驱体纤维的碳纤维更高的拉伸强度，因而被使用于需要特别高的性能的复合材料。为了获得高强度且高品位的碳纤维束，对于作为其前驱体纤维的聚丙烯腈纤维束就需要没有纱开裂或毛刺等的高品位纤维束。

另外，在碳纤维的制造工序中，若在耐燃化工序或碳化工序中纤维束过于开纤，则存在会因所制造的纤维束向辊的卷绕或邻接的纤维束彼此的干涉导致形成物性不均匀的碳纤维束这样的问题。因而，对于前驱体纤维束，需要高的品位以及充分的收束性。

为了获得收束性优异的前驱体纤维束，进行了各种研究。例如在专利文献1、2中提出了利用流体对前驱体纤维束进行交织处理的方案。但是，在专利文献1、2所述的方法中，由于交织处理所使用的流体的压力高，故而前驱体纤维束会出现损伤，所获得的碳纤维束的强度或品位无法满足需求。

另一方面，在专利文献3、4中提出了利用较弱压力的流体来进行交织处理的方法。但是，在专利文献3、4的方法中，存在着纤维束的根数多的场合等纤维的收束性不充分的场合。

因而，寻求具有高品位和充分收束性并能以高生产性获得高强度的碳纤维束的碳纤维前驱体纤维束。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－137602号公报

专利文献2：日本特开2014－141760号公报

专利文献3：日本专利第5100758号公报

专利文献4：日本专利第5264150号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于获得能以高生产性制造高强度的碳纤维束的前驱体纤维束的制造方法、能以高生产性制造高强度且高品质的碳纤维束的碳纤维束的制造方法、以及生产性优异的高强度且高品质的碳纤维束。

用于解决课题的方案

本发明所涉及的前驱体纤维束的制造方法，其中，该前驱体纤维束的制造方法具有：纺纱工序，从喷丝头对纺纱原液进行纺纱来获得凝固纤维束；以及交织工序，对上述凝固纤维束喷吹流体并使上述凝固纤维束交织，上述交织工序对含水率处于25～50％的范围内的上述凝固纤维束在作用了0.02g/dtex以下的张力的状态下喷吹0.01～0.05MPa的范围内的压力的流体。

本发明所涉及的碳纤维束的制造方法是从前驱体纤维束制造碳纤维束的碳纤维束的制造方法，其中，上述前驱体纤维束是由上述的制造方法制造的前驱体纤维束。