[发明专利]碳纤维束的制造方法

说明书

根据本发明，提供一种碳纤维束的制造方法，其具有以下(b)至(e)的工序：(b)油剂赋予工序，对前体纤维束赋予有机硅油剂从而得到油剂附着前体纤维束，(d)耐焰化工序，对所述油剂附着前体纤维束进行耐焰化处理从而得到耐焰纤维束，(e)碳化工序，对所述耐火纤维束进行碳化，其特征在于，所述有机硅油剂在250℃下的指触干燥时间小于40分钟。

技术领域

本发明涉及碳纤维束的制造方法。特别是涉及包括用规定的方法对碳纤维的前体纤维束进行耐焰化处理(耐火处理，耐炎化処理)的工序的碳纤维束的制造方法。

背景技术

碳纤维具有优异的比强度和比弹性模量，利用其轻质性和优异的机械特性，作为与树脂复合的增强纤维等，在工业上广泛用于航空航天用途、运动用途、一般产业用途等。

作为碳纤维的制造方法，通常是将前体纤维束在200～300℃的氧化性气氛中加热从而转换为耐焰纤维束后，在非活性气氛中进行碳化的方法。在这些利用高热进行的热处理时，产生前体纤维束的单纤维彼此的熔合(熔融黏着)，另外，在这些工序中，由纤维彼此或与制造装置的摩擦而产生刮擦，存在得到的碳纤维的品质、等级(品位)降低的问题。

因此，在耐焰化工序中，为了防止由伴随着热处理、氧化反应的大量放热引起的单纤维间的熔合，防止工序中的刮擦引起的损伤，对前体纤维束赋予油剂。作为该油剂，大多使用有机硅油剂。但是，在使用有机硅油剂的情况下，在耐焰化工序中，有机硅的一部分热分解而生成氧化硅等的细粉尘。该细粉尘飞散到耐焰化炉内，污染耐焰化炉，因此需要频繁地打扫耐焰化炉，使生产率显著降低。另外，如果该细粉尘污染纤维束，则碳纤维束的强度降低。进而，由于赋予至纤维束的有机硅油剂而阻碍纤维束的开纤性，或者凝胶化的有机硅油剂在耐焰化工序、碳化工序中附着于输送辊、引导件，前体纤维、耐焰化纤维缠绕，由此有时发生工序故障，导致操作性降低、所得到的碳纤维的强度降低。另外，由于有机硅油剂浸透到前体纤维束的单纤维内，在单纤维表层部和内部形成空隙，有时得到的碳纤维束的强度反而降低。

为了防止单纤维间的熔合、刮擦引起的损伤，同时抑制有机硅油剂引起的操作性的降低、碳纤维束的强度降低，进行了各种研究。作为抑制有机硅油剂引起的操作性降低的方法，例如在专利文献1中公开了使用难以凝胶化的特定组成的有机硅油剂。专利文献2中公开了以特定比例使用容易凝胶化的改性有机硅油剂。另外，在专利文献3中，提出了通过使用粘性低的油剂来防止纤维束的开纤性的降低的方法。但是，在这样的油剂中，油剂容易浸透到前体纤维的单纤维内，因此所得到的碳纤维的强度不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-159138号

专利文献2：日本特开2015-30931号

专利文献3：日本特开2012-46855号

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的课题在于提供一种碳纤维束的制造方法，其能够防止耐焰化工序、碳化工序中单纤维间的熔合、刮擦引起的损伤，制造具有优异物性的碳纤维束。

用于解决课题的手段

本发明人发现，通过在制造碳纤维束的耐焰化工序中，向前体纤维束赋予通过规定的加热从而高分子化了的有机硅油剂后，进行耐焰化处理，由此能够解决上述课题，从而完成了本发明。

解决上述课题的本发明是以下记载的制造方法。

[1]碳纤维束的制造方法，其具有以下(b)至(e)的工序：

(b)油剂赋予工序，对前体纤维束赋予有机硅油剂从而得到油剂附着前体纤维束，

(d)耐焰化工序，对所述油剂附着前体纤维束进行耐焰化处理从而得到耐焰纤维束，