碳纤维束以及碳纤维束的制造方法
【专利摘要】本发明提供即使单纤维纤度大，结节强度也高，操作性、加工性也优异的碳纤维束。单纤维纤度为0.8dtex以上2.5dtex以下，结节强度为298N/mm2以上的碳纤维束。结节强度为298N/mm2以上的碳纤维束的制造方法，其具有下述热处理工序：将说明书所记载的特定的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50分钟以上150分钟以下热处理。
【专利说明】碳纤维束以及碳纤维束的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及碳纤维束及其制造方法、以及使用了碳纤维束的复合材料。
【背景技术】
[0002] 由使以丙烯腈为主成分的聚合物作为原料的聚丙烯腈系纤维来制造碳纤维的方 法广为人知，首先，在空气或其它氧化性气体气氛中，在200?300°C预氧化而形成预氧化 纤维，接着将其在氮气、氩气等非活性气体气氛中在800?2, (KKTC碳化而制造。此外也进 一步进行：在2, 000°C以上的非活性气体气氛中进行石墨化，制造弹性模量更高的石墨纤 维。
[0003] 碳纤维束的结节强度是特别大受到碳纤维结构影响的特性之一。然而已知与碳纤 维束的抗拉强度不相关。例如专利文献1中记载了市售的4种碳纤维的结节强度，将该碳 纤维的纱线抗拉强度的目录资料归纳示于表1中。
[0004] [表 1]
[0005]
【权利要求】
1. 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，结节强度为 298N/mm2 以上。
2. 根据权利要求1所述的碳纤维束，碳纤维束的结节强度为345N/mm2以上。
3. 根据权利要求1所述的碳纤维束，碳纤维束的单纤维纤度为1. 2dtex以上1. 6dtex 以下，结节强度为380N/mm2以上。
4. 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。
5. 根据权利要求4所述的碳纤维束，单纤维根数为23, 000根以上38, 000根以下。
6. -种碳纤维束的制造方法，所述碳纤维束的结节强度为298N/mm2以上，所述制造方 法具有下述热处理工序： 将聚丙烯腈系前体纤维束，在220?300°C的温度范围内升温的氧化性气氛下，进行50 分钟以上150分钟以下热处理，所述聚丙烯腈系前体纤维束是：由丙烯腈单元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5. Odtex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°C、0. lOMPa基准的流量在100ml/分钟的空气气流中，以升温速度10°C /分钟测 得的30°C以上450°C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5. Odtex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°C以上260°C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°C以上290°C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。
7. 根据权利要求6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满 足以下的（C)条件， (045X聚丙烯腈系前体纤维束的单纤维纤度（dtex)彡热处理时间T1 (分钟）彡45X 聚丙烯腈系前体纤维束的单纤维纤度（dtex) -60。
8. 根据权利要求7所述的碳纤维束的制造方法，在所述热处理工序中，使所述聚丙烯 腈系前体纤维束的伸长率为-5%以上5%以下。
9. 一种树脂系复合材料，其含有权利要求1?5的任一项所述的碳纤维束。
【文档编号】D01F9/22GK104246033SQ201380020239
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年4月18日 优先权日:2012年4月18日
【发明者】桐山孝之, 杉浦直树, 畑昌宏 申请人:三菱丽阳株式会社