[发明专利]碳纤维及碳纤维的制造方法

说明书

本发明提供碳纤维及碳纤维的制造方法。提供具有更高拉伸强度的碳纤维。碳纤维满足下述的式(1)的关系以及式(2)～式(5)的任一者的关系。La≥1(1)，在170≤TM≤230的情况下，La≤－0.5+0.01×TM(2)，在230＜TM≤240的情况下，La≤－37.3+0.17×TM(3)，在240＜TM≤300的情况下，La≤－2.5+0.025×TM(4)，在300＜TM的情况下，La≤2+0.01×TM(5)，其中，“La”是通过X射线衍射测定的与纤维轴平行的方向的晶体尺寸[nm]，“TM”为拉伸弹性模量[GPa]。

本申请是申请号为201680019664.X、申请日为2016年3月29日、发明名称为“碳纤维及碳纤维的制造方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及经过碳化工序制造的碳纤维。

背景技术

碳纤维对从聚丙烯腈类纤维、人造纤维、纤维素类纤维及沥青类纤维等制造的前体纤维进行烧成来制造。例如，在利用从聚丙烯腈类纤维制造的前体纤维来制造碳纤维的情况下，进行：在含氧氛围中(耐火化炉内)对前体纤维进行加热的耐火化工序，对经过了耐火化工序的纤维(以下称作“耐火纤维”)在非活性氛围中(碳化炉)进行加热的碳化工序。予以说明，上述加热通过纤维在耐火化炉和碳化炉中通过(移动)来进行。

碳化工序中的加热利用例如电加热器。即，用电加热器加热炉内气氛，耐火纤维通过该经加热的炉内，由此间接加热耐火纤维。

提供了调整碳化工序中的温度条件、纤维的延伸条件等从而具有拉伸特性、压缩特性等各种特性的碳纤维(例如，专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10－25627号公报

专利文献2：日本特开2002－54031号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，如专利文献1、2所记载的那样，即使调整碳化工序的温度条件、延伸条件，仍得不到具有高拉伸强度(高伸长率)特性的碳纤维。

鉴于上述课题，本发明的目的在于，提供一种具有更高拉伸强度的碳纤维及该碳纤维的制造方法。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，根据本发明的一实施方案的碳纤维满足下述的式(1)的关系并满足式(2)～式(5)的任一者的关系：

La≥1 (1)，

在170≤TM≤230的情况下，La≤－0.5+0.01×TM (2)，

在230＜TM≤240的情况下，La≤－37.3+0.17×TM (3)，

在240＜TM≤300的情况下，La≤－2.5+0.025×TM (4)，

在300＜TM的情况下，La≤2+0.01×TM (5)，

其中，“La”是通过X射线衍射测定的与纤维轴平行的方向的晶体尺寸[nm]，“TM”为拉伸弹性模量[GPa]。

另外，根据其它实施方案的碳纤维满足下述的式(6)和(7)的关系：

Lc≥1 (6)，

Lc≤0.4+e＾(0.006×TM) (7)，

其中，“Lc”是通过X射线衍射测定的与纤维轴垂直的方向的晶体尺寸[nm]，“e”是自然对数的底数。