(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の前駆体繊維束を横一列に平行に並んだ状態で酸化性ガス雰囲気下、２００〜３００℃で加熱処理し、耐炎化繊維束とする耐炎化工程と、
該耐炎化繊維束を横一列に平行に並んだ状態で不活性ガス雰囲気下、５００〜８００℃の最高処理温度で加熱処理し、前炭素化処理繊維束とする前炭素化工程と、
該前炭素化処理繊維束を横一列に平行に並んだ状態で不活性ガス雰囲気下、１０００℃以上の最高処理温度で加熱処理して、炭素繊維束とする炭素化工程とを含む炭素繊維束の製造方法であって、
耐炎化工程における繊維束の走行ピッチをＰ１、前炭素化工程における繊維束の走行ピッチをＰ２、炭素化工程における繊維束の走行ピッチをＰ３としたとき、
０．８≦Ｐ２／Ｐ１≦１．０・・・（１）
０．４≦Ｐ３／Ｐ１≦０．８・・・（２）
を満たす炭素繊維束の製造方法。
【請求項２】
（ａ）耐炎化工程から得られる耐炎化繊維束、および、前炭素化工程から得られる前炭素化処理繊維束の少なくとも一方の繊維束について、２以上２０以下の繊維束ブロック毎に、繊維束ブロック内の繊維束の走行ピッチをより小さくする工程と、
（ｂ）工程（ａ）において繊維束の走行ピッチをより小さくした全ての繊維束ブロックについて、隣り合う繊維束ブロック同士をより接近させる工程と、
を含む請求項１記載の炭素繊維束の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）において、走行ピッチを小さくするために、溝ロール又はコームガイドを使用する請求項２に記載の炭素繊維束の製造方法。
【請求項４】
工程（ａ）を、互いに平行に配置された２本のロールを用いて行う請求項２に記載の炭素繊維束の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ａ）において、走行ピッチを小さくするために、少なくとも互いに平行に配置された２本のロールを使用し、
その際、該２本のロールの他にコームガイドを使用するか、
又は、該２本のロールのうちの少なくとも一方のロールとして溝ロールを使用する請求項２に記載の炭素繊維束の製造方法。
【請求項６】
工程（ａ）を、互いに平行に配置された２本のロールを用いて行い、その際、該２本のロールの軸方向と直交する面に対する、該２本のロールの間を走行する各繊維束ブロック内の繊維束の最大傾き角を、０．１°より大きく、３．０°より小さくする請求項２に記載の炭素繊維束の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ａ）で用いる互いに平行に配置された２本のロール間の距離が７５０ｍｍ以上である請求項４から６のいずれか一項に記載の炭素繊維束の製造方法。
【請求項８】
工程（ｂ）を、第１のロール対の間に配された角度調整可能な複数の第２のロール対を用いて行い、ただし、第１および第２のロール対はいずれも、互いに平行に配置された２本のロールからなり、第１のロール対を構成する２本のロールの軸と直交する面に対する、第２のロール対の間を走行する全ての繊維束ブロックの傾き角のうちの最大傾き角を２０°より小さくする請求項２から７のいずれか一項に記載の炭素繊維束の製造方法。
【請求項９】
多数の炭素繊維前駆体繊維束を横一列に並んだ状態で、耐炎化炉において、酸化性ガス雰囲気下、２００〜３００℃で加熱処理し、耐炎化繊維束とする耐炎化工程と、
該耐炎化繊維束を横一列に並んだ状態で、前炭素化炉において、不活性ガス雰囲気下、５００〜８００℃の最高処理温度で加熱処理し、前炭素化処理繊維束とする前炭素化工程と、
該前炭素化処理繊維束を横一列に並んだ状態で、炭素化炉において、不活性ガス雰囲気下、１０００℃以上の最高処理温度で加熱処理して、炭素繊維束とする炭素化工程とを含む炭素繊維束の製造方法であって、
該前炭素化炉の加熱処理部の入口における繊維束の走行ピッチをＰ１１、該前炭素化炉の加熱処理部の出口における繊維束の走行ピッチをＰ１２としたとき、
０．４０≦（Ｐ１２／Ｐ１１）≦０．９０・・・（３）
を満足する炭素繊維束の製造方法。
【請求項１０】
該前炭素化炉の加熱処理部を走行する繊維束の走行ピッチの変更を、該前炭素化炉の入口側と出口側とに１本ずつ配置された互いに平行な２本のロールを用いて行い、該２本のロールの軸方向と直交する面に対する、該２本のロールの間を走行する横一列に並んだ多数の繊維束の傾き角度のうちの最大傾き角度を、０．１°より大きく、３．０°より小さくする請求項９に記載の炭素繊維束の製造方法。
【請求項１１】
該炭素化炉の加熱処理部の入口における繊維束の走行ピッチをＰ１３、該炭素化炉の加熱処理部の出口における繊維束の走行ピッチをＰ１４としたとき、
０．４０≦（Ｐ１４／Ｐ１３）≦０．９０・・・（４）
を満足する請求項９または１０に記載の炭素繊維束の製造方法。
【請求項１２】
該炭素化炉の加熱処理部を走行する繊維束の走行ピッチの変更を、該炭素化炉の入口側と出口側とに１本ずつ配置された互いに平行な２本のロールを用いて行い、この２本のロールの軸方向と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行する横一列に並んだ多数の繊維束の傾き角度のうちの最大傾き角度を、０．１°より大きく、３．０°より小さくする請求項１１に記載の炭素繊維束の製造方法。
【請求項１３】
多数の炭素繊維前駆体繊維束を横一列に並んだ状態で、耐炎化炉において、酸化性ガス雰囲気下、２００〜３００℃で加熱処理し、耐炎化繊維束とする耐炎化工程と、
該耐炎化繊維束を横一列に並んだ状態で、前炭素化炉において、不活性ガス雰囲気下、５００〜８００℃の最高処理温度で加熱処理し、前炭素化処理繊維束とする前炭素化工程と、
該前炭素化処理繊維束を横一列に並んだ状態で、炭素化炉において、不活性ガス雰囲気下、１０００℃以上の最高処理温度で加熱処理して、炭素繊維束とする炭素化工程とを含む炭素繊維束の製造方法であって、
該炭素化炉の加熱処理部の入口における繊維束の走行ピッチをＰ１３、該炭素化炉の加熱処理部の出口における繊維束の走行ピッチをＰ１４としたとき、
０．４０≦（Ｐ１４／Ｐ１３）≦０．９０・・・（４）
を満足する炭素繊維束の製造方法。
【請求項１４】
該炭素化炉の加熱処理部を走行する繊維束の走行ピッチの変更を、該炭素化炉の入口側と出口側とに１本ずつ配置された互いに平行な２本のロールを用いて行い、該２本のロールの軸方向と直交する面に対する、該２本のロールの間を走行する横一列に並んだ多数の繊維束の傾き角度のうちの最大傾き角度を、０．１°より大きく、３．０°より小さくする請求項１３に記載の炭素繊維束の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維束の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維束は、通常、炭素繊維束の前駆体であるアクリル系繊維束を２００〜３００℃の酸化性雰囲気の炉（以下、耐炎化炉という）に通過させ、いわゆる耐炎化処理を施してから、順次最高処理温度が５００〜８００℃の温度の不活性雰囲気炉（以下、前炭素化炉という）、最高処理温度が１０００℃を超える温度の不活性雰囲気炉（以下、炭素化炉という）を通過させ、炭素化して製造する。更に、必要に応じて、最高処理温度が２０００℃を超える温度の不活性雰囲気炉（以下、黒鉛化炉という）を通過させ黒鉛化をおこなうことにより、高弾性な黒鉛化繊維束を製造することができる。【０００３】
耐炎化炉では、酸化性雰囲気下で前駆体繊維束を熱処理するが、この際、前駆体繊維束は酸化反応して発熱する。この反応熱が繊維束内部に蓄熱して発火しないように、熱処理温度を２００〜３００℃と低く設定するため、所定の耐炎化繊維束を得るには長時間の熱処理が求められる。【０００４】
炭素繊維の需要が増大し生産量を増やそうとすると、同時に多数の繊維束を投入するか、焼成速度を上げることになる。しかし、同時に多数の繊維束を投入し生産能力を増強するには反応熱が繊維束内部に蓄熱して発火しないように、より低い温度で長時間の処理が求められるために限界がある。また、焼成速度を上げて生産能力を増強するには、耐炎化炉内を走行している前駆体繊維束の長さを長くすれば良い。耐炎化炉内を走行している前駆体繊維束の長さを長くするには、前駆体繊維束は一旦耐炎化炉の外部に出た後、耐炎化炉の外部に配設された折り返しロールによって折り返されて耐炎化炉に繰り返し通過させる方法が通常採られる。【０００５】
耐炎化炉で熱処理の完了した耐炎化繊維束は、繊維束が酸化されないように不活性ガス雰囲気で満たした前炭素化炉において最高処理温度５００〜８００℃で処理した後、不活性ガス雰囲気で満たした最高処理温度が１０００℃をこえる温度で処理をおこなう炭素化炉を連続的に通過させて、炭素繊維束に転化する。炭素繊維束に転化しつつある繊維束は極めて弱く、繊維束内の一部が切れるためにおこる毛羽立ちの発生、甚だしいときには繊維束そのものが糸切れするので、慎重に走行させなければならない。また、この過程は、極めて短時間で炭素繊維束に転化すること、繊維束の昇温速度が品質に大きく影響すること、炭素繊維束への転化の段階で大量の分解物が発生し、繊維束を炉内に繰り返し通過させると分解物で繊維束が汚染され品質低下の原因になることなどから、通常１パスで熱処理を完了させている。炭素繊維の需要が増大し生産量を増やそうとすると、焼成速度を上げるか、同時に多数の繊維束を投入することになる。しかし、焼成速度を上げて生産能力を増強するには炉長が長くなり限界があるため、同時に多数の繊維束を投入すれば良い。【０００６】
特許文献１には、アクリロニトリル系前駆体繊維の密度上昇に合わせてトウ幅を狭めることにより品質の良い炭素繊維を生産性良くする方法が開示されている。しかし、前記方法では耐炎化工程中に前駆体繊維の走行ピッチが狭くなる場合があるため、繊維束内部の反応熱による蓄熱を除去することができなくなる場合がある。このため耐炎化工程で通常おこなわれている前駆体繊維の密度上昇に合わせて処理温度を上げる方法をおこなうことができない場合があり、耐炎化処理時間が長時間になるので生産性が返って低下することがある。【０００７】
また、特許文献２には、耐炎化炉から出た多数の耐炎化繊維束を複数の繊維束群に分割し、各繊維束群は水平方向には幅寄せがされ、鉛直方向には繊維束群毎に段を形成されることにより、炭素化炉の耐炎化繊維束の投入口を扁平な形状にすることなく熱効率を上げる方法が開示されている。しかし、前記方法は鉛直方向に複数段に分割された各繊維束群の加熱条件が上下の繊維束郡で異なる場合があるため、炭素繊維束の物性が異なることがあり、品質が安定しない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１９５２６号公報
【特許文献２】特許第３０４７６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、繊維束数増加に伴う前炭素化工程および炭素化工程で使用する高温炉（前炭素化炉および炭素化炉）の大型化を解消し、設備費およびエネルギー面で生産性が高く、品質が安定した炭素繊維束の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
炭素繊維束の製造方法に関する第一の発明は、複数本の前駆体繊維束を横一列に平行に並んだ状態で酸化性ガス雰囲気下、２００〜３００℃で加熱処理し、耐炎化繊維束とする耐炎化工程と、該耐炎化繊維束を横一列に平行に並んだ状態で不活性ガス雰囲気下、５００〜８００℃の最高処理温度で加熱処理し、前炭素化処理繊維束とする前炭素化工程と、該前炭素化処理繊維束を横一列に平行に並んだ状態で不活性ガス雰囲気下、１０００℃以上の最高処理温度で加熱処理して、炭素繊維束とする炭素化工程とを含む炭素繊維束の製造方法であって、耐炎化工程における繊維束の走行ピッチをＰ１、前炭素化工程における繊維束の走行ピッチをＰ２、炭素化工程における繊維束の走行ピッチをＰ３としたとき、
０．８≦Ｐ２／Ｐ１≦１．０・・・（１）
０．４≦Ｐ３／Ｐ１≦０．８・・・（２）
を満たす炭素繊維束の製造方法を提供するものである。【００１１】
また、前記炭素繊維束の製造方法は、（ａ）耐炎化工程から得られる耐炎化繊維束、および、前炭素化工程から得られる前炭素化処理繊維束の少なくとも一方の繊維束について、２以上２０以下の繊維束ブロック毎に、繊維束ブロック内の繊維束の走行ピッチをより小さくする工程と、（ｂ）工程（ａ）において繊維束の走行ピッチをより小さくした全ての繊維束ブロックについて、隣り合う繊維束ブロック同士をより接近させる工程とを含むことが好適である。【００１２】
この工程（ａ）においては、走行ピッチを小さくするために、溝ロール又はコームガイドを使用することが可能である。【００１３】
この工程（ａ）においては、互いに平行に配置された２本のロールを用いて行うことが好ましい。【００１４】
また、この工程（ａ）において、走行ピッチを小さくするために、少なくとも互いに平行に配置された２本のロールを使用し、その際、該２本のロールの他にコームガイドを使用するか、又は、該２本のロールのうちの少なくとも一方のロールとして溝ロールを使用することが好ましい。【００１５】
さらに工程（ａ）は、互いに平行に配置された２本のロールを用いて行い、その際、該２本のロールの軸方向と直交する面に対する、該２本のロールの間を走行する各繊維束ブロック内の繊維束の最大傾き角を、０．１°より大きく、３．０°より小さくすることが好ましい。【００１６】
また、前記工程（ａ）の互いに平行に配置された２本のロール間の距離が７５０ｍｍ以上あることが好ましい。【００１７】
さらに工程（ｂ）を、第１のロール対の間に配された角度調整可能な複数の第２のロール対を用いて行い、ただし、第１および第２のロール対はいずれも、互いに平行に配置された２本のロールからなり、第１のロール対を構成する２本のロールの軸と直交する面に対する、第２のロール対の間を走行する全ての繊維束ブロックの傾き角のうちの最大傾き角を２０°より小さくすることが好適である。【００１８】
炭素繊維束の製造方法に関する第二の発明は、多数の前駆体繊維束を横一列に並んだ状態で、耐炎化炉において、酸化性ガス雰囲気下、２００〜３００℃で加熱処理し、耐炎化繊維束とする耐炎化工程と、該耐炎化繊維束を横一列に並んだ状態で、前炭素化炉において、不活性ガス雰囲気下、５００〜８００℃の最高処理温度で加熱処理し、前炭素化処理繊維束とする前炭素化工程と、該前炭素化処理繊維束を横一列に並んだ状態で、炭素化炉において、不活性ガス雰囲気下、１０００℃以上の最高処理温度で加熱処理して、炭素繊維束とする炭素化工程とを含む炭素繊維束の製造方法であって、
該前炭素化炉の加熱処理部の入口における繊維束の走行ピッチをＰ１１、該前炭素化炉の加熱処理部の出口における繊維束の走行ピッチをＰ１２としたとき、
０．４０≦（Ｐ１２／Ｐ１１）≦０．９０・・・（３）
を満足する炭素繊維束の製造方法である。【００１９】
また、該前炭素化炉の加熱処理部を走行する繊維束の走行ピッチの変更を、該前炭素化炉の入口側と出口側とに１本ずつ配置された互いに平行な２本のロールを用いて行い、該２本のロールの軸方向と直交する面に対する、該２本のロールの間を走行する横一列に並んだ多数の繊維束の傾き角度のうちの最大傾き角度を、０．１°より大きく、３．０°より小さくすることが好ましい。【００２０】
さらに、該炭素化炉の加熱処理部の入口における繊維束の走行ピッチをＰ１３、該炭素化炉の加熱処理部の出口における繊維束の走行ピッチをＰ１４としたとき、
０．４０≦（Ｐ１４／Ｐ１３）≦０．９０・・・（４）
を満足することが好ましい。【００２１】
この際、該炭素化炉の加熱処理部を走行する繊維束の走行ピッチの変更を、該炭素化炉の入口側と出口側とに１本ずつ配置された互いに平行な２本のロールを用いて行い、この２本のロールの軸方向と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行する横一列に並んだ多数の繊維束の傾き角度のうちの最大傾き角度を、０．１°より大きく、３．０°より小さくすることがさらに好適である。【００２２】
炭素繊維束の製造方法における第三の発明は、多数の炭素繊維前駆体繊維束を横一列に並んだ状態で、耐炎化炉において、酸化性ガス雰囲気下、２００〜３００℃で加熱処理し、耐炎化繊維束とする耐炎化工程と、該耐炎化繊維束を横一列に並んだ状態で、前炭素化炉において、不活性ガス雰囲気下、５００〜８００℃の最高処理温度で加熱処理し、前炭素化処理繊維束とする前炭素化工程と、該前炭素化処理繊維束を横一列に並んだ状態で、炭素化炉において、不活性ガス雰囲気下、１０００℃以上の最高処理温度で加熱処理して、炭素繊維束とする炭素化工程とを含む炭素繊維束の製造方法であって、該炭素化炉の加熱処理部の入口における繊維束の走行ピッチをＰ１３、該炭素化炉の加熱処理部の出口における繊維束の走行ピッチをＰ１４としたとき、
０．４０≦（Ｐ１４／Ｐ１３）≦０．９０・・・（４）
を満足する炭素繊維束の製造方法である。【００２３】
また、該炭素化炉の加熱処理部を走行する繊維束の走行ピッチの変更を、該炭素化炉の入口側と出口側とに１本ずつ配置された互いに平行２本のロールを用いて行い、該２本のロールの軸方向と直交する面に対する、該２本のロールの間を走行する横一列に並んだ多数の繊維束の傾き角度のうちの最大傾き角度を、０．１°より大きく、３．０°より小さくすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、繊維束数増加に伴う前炭素化工程および炭素化工程で使用する高温炉（前炭素化炉および炭素化炉）の大型化を解消し、設備費およびエネルギー面で生産性が高く、品質の安定した炭素繊維束の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第一の発明に関する炭素繊維束の製造方法の一実施形態に用いることのできる装置の概略平面図である。
【図２】第一の発明に関する工程（ａ）および（ｂ）に用いることのできる装置の部分概略平面図である（図１に記載の繊維束ブロックの一部を図示）。
【図３】第一の発明に関する工程（ａ）および（ｂ）に用いることのできる装置の部分概略側面図である。
【図４】第一の発明に関する工程（ａ）の一実施形態を説明するための図（図３のＡ矢視図）である。
【図５】第一の発明に関する２本の溝ロールで繊維束の走行ピッチを変更する方法に用いることのできる装置の概略平面図である。
【図６】第二の発明及び第三の発明に関する炭素繊維束の製造方法の一実施形態に用いることのできる装置の概略平面図である。
【図７】第二の発明及び第三の発明に関する炭素繊維束の製造方法の一実施形態に用いることのできる装置の概略側面図である。
【図８】第二の発明及び第三の発明に関する前炭素化炉加熱処理部並びに炭素化炉加熱処理部の入口および出口における繊維束の走行ピッチの算出方法を説明するための図である。
【図９】繊維束の走行ピッチを変更する方法の一実施形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明者は、前記課題を解決するための合理的手段を研究した結果、耐炎化工程と前炭素化工程との間、および前炭素化工程と炭素化工程との間の少なくとも一方において、繊維束の走行ピッチを変更することにより前記課題を解決できることを見出し、第一の発明に到達した。
【００２７】
すなわち、前駆体繊維束が酸化反応によって発熱している耐炎化工程では、糸切れ時、糸切れした繊維束が隣接繊維束と重なって発火する場合があるため、糸切れ繊維束が隣接繊維束に重ならない走行ピッチとし、繊維束をロール（例えば、図２のフラットロール２１）の軸方向に等間隔に並べる配列が好ましい。一方、不活性雰囲気で処理をおこなう前炭素化工程および炭素化工程では糸切れ繊維束が隣接繊維束と重なっても良く、耐炎化工程より繊維束の走行ピッチを狭くすることができる。ただし、前炭素化工程では耐炎化繊維から炭素化繊維への転化の段階で大量の分解物が発生し、前記分解物が繊維束内に残ると品質面に影響を及ぼすことがあるため繊維束の走行ピッチを極端に狭めることはできない。一方、炭素化工程では分解物の発生が少ないため前炭素化工程より更に走行ピッチを狭めても品質面、操業面、装置の構造上のいずれにも影響しないことが判明した。
【００２８】
第一の発明に係る炭素繊維束の製造方法は、以下の工程を有する。
複数本の前駆体繊維束を横一列に平行に並んだ状態で酸化性ガス雰囲気下、２００〜３００℃で加熱処理し、耐炎化繊維束とする耐炎化工程。
前記耐炎化繊維束を横一列に平行に並んだ状態で不活性ガス雰囲気下、５００〜８００℃の最高処理温度で加熱処理し、前炭素化処理繊維束とする前炭素化工程。
前記前炭素化処理繊維束を横一列に平行に並んだ状態で不活性ガス雰囲気下、１０００℃以上の最高処理温度で加熱処理して、炭素繊維束とする炭素化工程。
また、第一の発明の炭素繊維束の製造方法は、耐炎化工程における繊維束の走行ピッチをＰ１、前炭素化工程における繊維束の走行ピッチをＰ２、炭素化工程における繊維束の走行ピッチをＰ３としたとき、以下の式を満たす。
【００２９】
０．８≦Ｐ２／Ｐ１≦１．０・・・（１）
０．４≦Ｐ３／Ｐ１≦０．８・・・（２）
なお、これらの工程を通して、繊維束の本数は変化しない。
【００３０】
以下、図１〜５を参照して第一の発明の実施形態を詳細に説明するが、本発明はこの実施形態に限定されない。
まず、１００本〜２０００本程度の前駆体繊維束を横一列にシート状に並べてシート状前駆体繊維束（１１）とし、耐炎化炉（１）で耐炎化して、耐炎化繊維束（１２）を作製する。なお、横一列に並べた多数の繊維束は平面を形成しており、これらの繊維束をシート状の繊維束と称する。
【００３１】
具体的に説明すると、例えば、図１に示すように、まず、クリールスタンドに掛けられたチーズ（不図示）から解舒された複数本の前駆体繊維束を、ガイド（不図示）により等間隔かつ平行に同一平面を構成するように並べて、シート状前駆体繊維束（１１）を形成する。ガイドは前駆体繊維束の等間隔及び平行状態が維持できるよう適宜配置する。ガイドの種類は、ロールの表面に等間隔に溝を刻印した溝ロール、等間隔にピンを配置したガイド等がある。
【００３２】
前記複数本の前駆体繊維束としては、アクリル系前駆体繊維束、ピッチ系前駆体繊維束などを用いることができる。前駆体繊維束の直径、本数などは、製造する炭素繊維束の直径や生産性に応じて適宜設定することができる。シート状前駆体繊維束（１１）における前駆体繊維束の耐炎化炉内走行ピッチ（Ｐ１）は、耐炎化炉（１）の外に設けられたガイド（不図示）により前駆体繊維束を等間隔に並べた時のピッチであり、耐炎化炉（１）の入側に設置されたロール（不図示）上で隣合う前駆耐繊維束の幅方向の中心間距離を測定した値の平均値で表される。入側に設置されたロールが溝ロールであれば溝のピッチが耐炎化炉内走行ピッチ（Ｐ１）となる。前炭素化炉内走行ピッチ（Ｐ２）、および炭素化炉内走行ピッチ（Ｐ３）も同様に、前炭素化炉（２）および炭素化炉（３）の入側に設置されたロール（不図示）上で測定した値の平均値でそれぞれ表される。また、耐炎化炉内の繊維束の走行ピッチ（Ｐ１）は、生産性および蓄熱防止の観点から４ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、例えば繊維束の走行ピッチが４ｍｍの場合、隣り合う繊維束の幅方向（図１では、紙面上下方向）の中心間の間隔（距離）が４ｍｍであることを意味する。
【００３３】
次に、シート状前駆体繊維束（１１）を耐炎化炉（１）に投入する。これらシート状前駆体繊維束（１１）は、酸化性ガス雰囲気にされた耐炎化炉（１）内で耐炎化処理されつつ走行した後、一旦耐炎化炉（１）の外部に出る。次いで、耐炎化炉（１）の外部に配設された折り返しロール群（不図示）の最初のロールによって折り返される。その後、耐炎化炉（１）内を再び通過して耐炎化処理される。以後、折り返しロール群の間で繰り返し耐炎化処理される。これにより、シート状耐炎化繊維束（１２）が得られる。酸化性ガス雰囲気としては酸化性を有する雰囲気であれば良く、通常、経済性の観点から空気が使用される。
【００３４】
耐炎化炉（１）の加熱処理温度としては、蓄熱防止の観点から２００℃以上３００℃以下であることが好ましい。耐炎化処理時間としては、生産性及び蓄熱防止の観点から２０分以上１２０分以下であることが好ましい。また、シート状前駆体繊維束（１１）の搬送速度としては、生産性の観点から３ｍ／分以上２０ｍ／分以下であることが好ましい。
【００３５】
これまで繊維束走行ピッチの変更は図５に示すような２本の溝ロールを使用して行っていた。このため、第一の発明の炭素繊維の製造方法においても、例えば、耐炎化工程から得られる耐炎化繊維束および前炭素化工程から得られる前炭素化処理繊維束の少なくとも一方の繊維束について、繊維束走行ピッチの変更を図５に示すような２本の溝ロール２６および２７を使用して１段階で行うことができる。
【００３６】
しかし第一の発明では、繊維束の走行ピッチを変更する際には、工程（ａ）と（ｂ）とからなる２段階の走行ピッチ変更方法を行うことが好ましい。この方法を用いることにより、撚りが発生することを容易に防ぎ、良好な品質の炭素繊維を容易に製造することができる。
【００３７】
なお、工程（ａ）は互いに平行に配置された２本のロールを用いて行うことが好ましい。また、工程（ａ）において、走行ピッチを小さくするために、溝ロール又はコームガイドを使用することができる。例えば、上記２本のロールのうちの少なくとも一方のロール（例えば、図２のロール（２１））として、溝ロールを用いることができる。また、上記２本のロールの他にコームガイドを用いることもできる。
【００３８】
以下に耐炎化工程から得られる耐炎化繊維束を例に、この２段階の走行ピッチ変更方法の一例を説明する。
【００３９】
図１および２に示すような耐炎化炉（１）と前炭素化炉（２）との間に配置した、繊維束走行方向（図２の矢印の方向）と垂直に配置した複数のロールと、角度調整可能な複数のロール対とからなるロール群（４）により、耐炎化工程から得られるシート状耐炎化繊維束（１２）の繊維束の走行ピッチの変更を行うことができる。より具体的には、ロール群（４）は、工程（ａ）を行うための互いに平行に配置された２本のロール（２１および２２）からなる工程（ａ）用ロール対と、工程（ｂ）を行うための第１のロール対および工程（ｂ）を行うための角度調整可能な複数の第２のロール対とからなることができる。工程（ｂ）用の第１および第２のロール対はいずれも、互いに平行に配置された２本のロールからなり、図２では、第１のロール対はロール（２２）および（２５）からなり、第２のロール対はロール（２３）および（２４）からなる。なお、１本のロールを、工程（ａ）用ロール対および工程（ｂ）用の第１のロール対に兼用することもできる。図２では、ロール２２を工程（ａ）用ロール対および工程（ｂ）用の第１のロール対に兼用している。工程（ａ）に用いる横一列に並んだ多数の繊維束の走行方向（図２では、矢印の方向）に対して垂直、かつこれらの繊維束が形成する同一平面に対して平行に、工程（ａ）用ロール対を構成する２本のロール（２１および２２）をそれぞれ配置することができる。
【００４０】
なお、工程（ａ）用ロール対の間の距離は、繊維束に撚りが発生することを防止する観点から７５０ｍｍ以上であることが好ましく、繊維束同士の接触、作業性の観点から２００００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４１】
工程（ｂ）用の第１のロール対を構成する２本のロール（２２および２５）はそれぞれ、工程（ａ）用ロール対を構成する２本のロール（２１および２２）に対して平行に配置することができる。工程（ｂ）用の第２のロール対を構成する２本のロール（２３および２４）はそれぞれ、この２本のロール間を走行する繊維束の走行方向に対して垂直、かつこの２本のロール間を走行する繊維束が形成する同一平面に対して平行に配置することができる。工程（ｂ）用の第２のロール対の個数は、繊維束ブロック数に応じて決めることができる。工程（ａ）では、横一列に並んだ多数の繊維束を２つ以上のまとまりに分けて、そのまとまり毎に走行ピッチを変更するが、繊維束ブロックとは、そのまとまりのことを意味する。図２では、３つの繊維束ブロックが表されており、Ｂ１、Ｂ２およびＢ３がそれぞれ１つの繊維束ブロックを表す。なお、繊維束走行ピッチは、前炭素化炉の生産性と、分解物による品質への影響を考慮して、上述した耐炎化工程における繊維束の走行ピッチ（Ｐ１）、前炭素化工程における繊維束の走行ピッチ（Ｐ２）とが、０．８≦Ｐ２／Ｐ１≦１．０となるようにする。
【００４２】
繊維束走行ピッチの変更方法の一例を図２〜４を用いてより具体的に説明する（図２〜４では、図１に示した５つの繊維束ブロックのうちの３つについて図示する）。なお、図４は、図３のＡ矢視図を表す。
【００４３】
まず、図２および図４に示すように耐炎化処理後のシート状繊維束３１を２つ以上の繊維束ブロック（Ｂ１〜Ｂ３）に分割し、ブロック内の耐炎化繊維束の走行ピッチを変更する。すなわち、分割前のシート状繊維束３１を２つ以上の繊維束ブロック毎に、繊維束ブロック内の耐炎化繊維束の走行ピッチをより小さく変更する（工程ａ）。例えば、図１では、シート状繊維束を５つの繊維束ブロックに分割しているため、５つの繊維束ブロックそれぞれについて、その繊維束ブロック内の繊維束の走行ピッチをより小さく変更する。なお、耐炎化処理後のシート状耐炎化繊維束（１２）のうち、分割前のシート状繊維束群を特に符号３１で表す。この時、図４に示すようにブロック内の繊維束走行ピッチの変更、即ち工程（ａ）を互いに平行に配置された２本のロール（２１および２２）を用いて行い、その際、この２本のロールの軸と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行する各繊維束ブロック内（図２では、Ｂ１、Ｂ２およびＢ３それぞれの繊維束ブロック内）の繊維束（例えば符号３２）の最大傾き角を、０．１°より大きく、３．０°より小さくすることが好ましい。最大傾き角は典型的には各繊維束ブロック内の端に位置する繊維束での傾き角度となる。なお、各繊維束ブロック内の端に位置する繊維束は２本あるが、これらの傾き角は同じであっても良いし、異なっていても良い。具体的には、例えば図４の繊維束ブロックＢ１の両端に位置する２つの繊維束（そのうちの１つは符号３２）の傾き角は同じであっても良いし、異なっていても良い。なお、Ｂ２およびＢ３についても同様のことが言える。各繊維束ブロックにおいて、両端に位置する２つの繊維束の傾き角が同じ場合は、その角度がその繊維束ブロック内の繊維束の最大傾き角となり、異なる場合は、これらの傾き角のうちの大きい角度が最大傾き角となる。また、各繊維束ブロック（図４ではＢ１〜Ｂ３それぞれ）について定義される最大傾き角は互いに同一の値（角度）であっても良いし、異なる値であっても良い。
【００４４】
このように、各繊維束ブロックについて最大傾き角が定義されるが、以降、それらの最大傾き角をθ１と総称する。なお、端に位置する繊維束は１つの繊維束ブロックにつき２本存在し、例えば、図１では、各繊維束ブロックの端に位置する２つの繊維束の傾き角が同じ値（角度）であるため、θ１が１０箇所（５（繊維束ブロック数）×２（両端））存在する。なお、図４では、図１の１０個のθ１のうちの１つを図示している。
【００４５】
これらの傾き角（θ１）がいずれも０．１°より大きい場合には、ロール（２１）とロール（２２）との距離が長くなることを容易に防ぎ、炭素繊維製造プロセスの長さが長くなることを容易に防ぐことができる。また、これらの傾き角（θ１）がいずれも３．０°より小さい場合には、撚りが発生することを容易に防ぐことができる。これらのθ１の角度はいずれも、０．３°より大きく、２．５°より小さくすることが更に好ましい。
【００４６】
なお、図４に示すような、等間隔かつ平行に同一平面を構成するように並べられた繊維束から構成される繊維束ブロック内の全ての繊維束について、工程（ａ）用ロール対を構成する２本のロールの軸と直行する面に対する傾き角を考えると以下のようにすることができる。即ち、繊維束ブロック内の両端に位置する繊維束の傾き角の角度を最も大きくし、繊維束ブロック内の中心に向かうほど繊維束の傾き角の角度を小さくすることができる。この場合、この２本のロールの軸方向と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行する各繊維束ブロック内の全ての繊維束の傾き角において、それらの傾き角のうちの最も大きい角度を、０．１°より大きく、３．０°より小さくすることが好ましく、０．３°より大きく、２．５°より小さくすることがより好ましい。
【００４７】
この時、２本のロール（２１および２２）は、図３に示すように、２本のロール間を走行するシート状耐炎化繊維束（１２）が鉛直方向に走行するように配置することがスペースを有効利用できるので好ましい。また、ロール（２１）をフラットロール（２１）とし、ロール（２２）を、繊維束の走行ピッチを制御可能な溝ロール（２２）で行うことが好ましい。溝ロール（２２）の他に、繊維束の走行ピッチを制御可能なガイドとフラットロールとを組合せた構成とすることもできる。
【００４８】
繊維束ブロックの数は、分割前のシート状繊維束（３１）の全幅、繊維束走行ピッチの変更量などによって変化するが、後述する繊維束ブロックの位置変更（工程ｂ）をおこなう角度調整可能な第２のロール対（２３および２４）の本数が増え装置費用が高くなることを防ぐため繊維束ブロックの数は、２以上２０以下にすることが好ましく、４以上１０以下にすることがより好ましい。
【００４９】
以下に、工程（ｂ）の方法、すなわち、全ての繊維束ブロックについて、隣り合う繊維束ブロック同士がより接近するように各繊維束ブロックのシート幅方向（図１の紙面上下方向）における位置を変更する方法、より具体的には、工程（ａ）において繊維束の走行ピッチがより小さくなった繊維束ブロック同士がより接近するように配置された角度調整可能な複数のロール対を用いて、繊維束ブロック同士間の間隔を変更して再配列する方法を図２および３を用いて説明する。繊維束ブロック同士をより接近させる際には、全ての繊維束の走行ピッチが、繊維束ブロック内の繊維束走行ピッチと同じになるように繊維束ブロック同士を接近させる。工程（ｂ）における全ての繊維束ブロックとは、工程（ａ）の繊維束ブロック全体を指し、図１のように５つの繊維束ブロックがある場合は、その５つの繊維束ブロックを意味する。すなわち、図１の場合では、工程（ｂ）により５つの繊維束ブロックの隣り合う繊維束ブロック同士をより接近させる。なお、図４に示すように、工程（ａ）により、溝ロール（２２）上で繊維束ブロック（Ｂ１〜Ｂ３）内の繊維束の走行ピッチは狭くなり、繊維束ブロック間には隙間ができている。即ち繊維束ブロック内の隣り合う繊維束間の間隔より、隣り合う繊維束ブロック間の間隔の方が広い状態となる。この状態から、工程（ｂ）により、繊維束ブロック（Ｂ１〜Ｂ３）の隙間を狭めて、全ての繊維束の走行ピッチが、繊維束ブロック内の繊維束走行ピッチと同じになるように角度調整可能なロール（２３、２４）を調整する。言い換えると、工程（ｂ）用の第１のロール対の間に配された角度調整可能な複数の第２のロール対（ロール（２３）およびロール（２４）から構成される）を用いて、隣り合う繊維束ブロック（Ｂ１〜Ｂ３）同士の隙間を狭めて、全ての繊維束の走行ピッチが同じになるように調整する。この時、各繊維束ブロック（Ｂ１〜Ｂ３）の角度変更量は、その繊維束ブロックが、シート中の全ての繊維束ブロック（図２では、Ｂ１〜Ｂ３）において、どの位置（両端、中央部等）に存在するかにより変化するが、各繊維束ブロック（Ｂ１〜Ｂ３）内の各繊維束は横一列に平行に並んだ状態で走行する。フラットロール（２１）と平行に設置したフラットロール（２５）においてシート状耐炎化繊維束（１２）の全ての繊維束の走行ピッチが前炭素化炉内に適した走行ピッチ（Ｐ２）となる。この時、第１のロール対を構成する２本のロール（２２および２５）の軸と直交する面に対する、シート状繊維束の繊維束ブロック（図２では、Ｂ１）が、第２のロール対の間（ロール２３とロール２４との間）を走行するときの最大傾き角を２０°より小さくすることが好ましい。傾き角は典型的にはシート状耐炎化繊維束の端に位置する繊維束ブロックで最大となる。なお、シート状耐炎化繊維束の端に位置する繊維束ブロックは２ブロックあるが、これらの傾き角は同じであっても良いし、異なっていても良い。端に位置する２つの繊維束ブロックの傾き角が同じ場合は、その角度が最大傾き角度となり、異なる場合は、これらの傾き角のうちの大きい角度が最大傾き角となる。
【００５０】
以降、この最大傾き角をθ２と称する。なお、端に位置する繊維束ブロックは１つのシート状繊維束につき２つ存在し、図１ではこれらの傾き角が同一となる。このため、図１においては、θ２は５つの繊維束ブロックのうちの紙面上下方向の両端の２つの繊維束ブロックに対して定義され、θ２が２箇所存在する。また、図２では、図１の２つのθ２のうちの１つ、具体的には、角度調整可能なフラットロール（２３および２４）の間を走行するシート状繊維束の両端に位置する繊維束ブロック（Ｂ１）の走行方向の傾き角を図示している。
【００５１】
この傾き角（θ２）が２０°より小さい場合には、撚りが発生することを容易に防ぐことができる。また、θ２の角度は、１６°より小さいことが更に好ましい。
【００５２】
なお、図２に示すように、等間隔かつ平行に同一平面を構成するように並べられた繊維束を用いて工程（ａ）を行い、続いて工程（ｂ）を行う場合では、第１のロール対を構成する２本のロール（２２、２５）の軸に直交する面に対する、第２のロール対の間を走行するシート状繊維束中の全ての繊維束ブロックの傾き角を考えると以下のようにすることができる。即ち、両端に位置する繊維束ブロック（例えば、図２のＢ１）の傾き角を最も大きくし、中心部に向かうほどその傾き角を小さくすることができる。このような場合では、２本のロール（２２、２５）の軸に直交する面に対する、第２のロール対間を走行する全ての繊維束ブロックの傾き角において、それらの傾き角のうちの最も大きい角度を２０°より小さくすることが好ましく、１６°より小さくすることがより好ましい。
【００５３】
また、上述したように工程（ａ）および（ｂ）からなる２段階の走行ピッチ変更方法は、耐炎化工程から得られる耐炎化繊維束の他に、前炭素化工程から得られる前炭素化処理繊維束についても用いることができる。このため、便宜的に、ロール群（４）を用いる耐炎化工程から得られる耐炎化繊維束の走行ピッチ変更におけるθ１およびθ２を、それぞれθ１−１およびθ２−１と呼び、ロール群（５）を用いる前炭素化工程から得られる前炭素化処理繊維束の走行ピッチ変更におけるθ１およびθ２を、それぞれθ１−２およびθ２−２と呼ぶ。
【００５４】
シート状耐炎化繊維束（１２）は、必要に応じて、上述した２段階の走行ピッチ変更方法（図１に示すロール群（４）を用いる）により繊維束走行ピッチを変更された後、前炭素化炉（２）の繊維束投入口から前炭素化炉（２）に投入される。
【００５５】
前炭素化炉（２）内は不活性ガス雰囲気にされている。不活性ガスとしては窒素、アルゴン等が使用できるが、通常、経済性の観点から窒素を使用する。必要に応じて走行ピッチが変更されたシート状耐炎化繊維束（１２）は、前炭素化炉（２）内を前炭素化処理されつつ走行した後、前炭素化炉（２）を出て、シート状前炭素化処理繊維束（１３）となる。
【００５６】
前炭素化工程の加熱処理における最高処理温度は、５００〜８００℃とする。前炭素化炉（２）内の加熱処理温度としては、炭素繊維としての強度発現性の観点から、５００℃以上８００℃以下であることが好ましい。また、前炭素化処理時間としては、生産性及び炭素繊維としての強度発現性の観点から０．６分以上３．０分以下あることが好ましい。
【００５７】
次に、シート状前炭素化繊維束（１３）の繊維束走行ピッチを必要に応じて、前述のシート状耐炎化繊維束（１２）のときと同様に、例えば、図１〜４に示す２段階の走行ピッチ変更方法を用いて変更する。その際、工程（ａ）における走行ピッチを小さくする手段や工程（ａ）用ロール対の間の距離は、前述の繊維束（１２）の場合と同様にすることができる。また、２段階の走行ピッチ変更方法を採用する場合は、工程（ａ）および（ｂ）におけるθ１−２およびθ２−２の好ましい角度範囲は、前述のシート状耐炎化繊維束の繊維束走行ピッチを変更した際のθ１−１およびθ２−１とそれぞれ同様であり、図１に示すロール群４の代わりに同様の構成のロール群５を用いる。以降、この２つのロール群を区別するため、ロール群（４）を構成するロール（２１〜２５）を、便宜的にロール（２１−１〜２５−１）と呼び、ロール群（５）を構成するロール（２１〜２５）を便宜的にロール（２１−２〜２５−２）と呼ぶ。
【００５８】
なお、工程（ａ）および（ｂ）における繊維束ブロックとは、耐炎化工程から得られる耐炎化繊維束について走行ピッチを変更する際には、耐炎化工程から得られる耐炎化繊維束を２つ以上に分割した際の繊維束ブロックを指し、前炭素化工程から得られる前炭素化処理繊維束について走行ピッチを変更する際には、前炭素化工程から得られる前炭素化処理繊維束を２つ以上に分割した際の繊維束ブロックを指す。例えば、図１において、ロール群（４）を用いて耐炎化工程から得られる耐炎化繊維束の走行ピッチを変更する際の工程（ａ）および（ｂ）における繊維束ブロックとは、ロール群（４）における５つの繊維束ブロックを指す。同様に図１において、ロール群（５）を用いて前炭素化工程から得られる前炭素化処理繊維束の走行ピッチを変更する際の工程（ａ）および（ｂ）における繊維束ブロックとは、ロール群（５）における５つの繊維束ブロックを指す。
【００５９】
繊維束走行ピッチは、炭素化炉の生産性、作業性を考慮して耐炎化工程における繊維束の走行ピッチをＰ１、炭素化工程における繊維束の走行ピッチをＰ３としたとき、０．４≦Ｐ３／Ｐ１≦０．８の範囲内になるようにする。
【００６０】
シート状前炭素化繊維束（１３）は、必要に応じて、図１に示すロール群（５）または図５に示す２本の溝ロールにより繊維束走行ピッチを変更された後、炭素化炉（３）の繊維束投入口から炭素化炉（３）に投入される。
【００６１】
炭素化炉（３）内は不活性ガス雰囲気にされている。必要に応じて走行ピッチを変更されたシート状前炭素化繊維束（１３）は、炭素化炉（３）内を炭素化処理されつつ走行した後、炭素化炉（３）を出て、シート状炭素化繊維束（１４）となる。
【００６２】
炭素化工程の加熱処理温度における最高処理温度は１０００℃以上とする。炭素化炉（３）内の加熱処理温度としては、強度発現性の観点から１２００℃以上１８００℃以下であることが好ましい。炭素化処理時間としては、生産性及び強度発現性の観点から０．６分以上３．０分以下であることが好ましい。
【００６３】
炭素化炉（３）で熱処理の完了したシート状炭素化繊維束（１４）は、必要に応じて繊維束が酸化されないように炉内を２０００℃をこえる不活性ガス雰囲気で満たした黒鉛化炉を連続的に通過させて、黒鉛化繊維束に転化することができる。
【００６４】
このようにして得られた炭素化もしくは黒鉛化繊維束は、従来公知の電解液中で電解酸化処理を施したり、気相または液相での酸化処理を施したりすることによって、複合材料における炭素もしくは黒鉛繊維とマトリックス樹脂との親和性や接着性を向上させることができる。さらに、必要に応じて従来公知の方法によりサイジング剤を付与することができる。また、耐炎化処理中の繊維束の張力を制御するためのゴデッドロールを設置するなど、必要に応じて従来公知の方法を使用することができる。
【００６５】
さらに、本発明者は、前記課題を解決するための合理的手段を研究した結果、前炭素化炉加熱処理部内および炭素化炉加熱処理部内の少なくとも一方で繊維束の走行ピッチを変更することにより前記課題を解決できることを見出し、第二の発明及び第三の発明に到達した。第二及び第三の発明により、炭素繊維の製造プロセスにおいて品質を損なうことなく生産性に優れた炭素繊維束の製造方法を提供することができる。
【００６６】
繊維束が酸化反応によって発熱している耐炎化工程では、糸切れ時、糸切れした繊維束が隣接する繊維束と重なって蓄熱し、ついには発火することがあるため、糸切れ繊維束が隣接する繊維束に重なりにくいように、繊維束をロール（例えば、図６のロール１１１）の軸方向に等間隔に並べる配列が好ましい。
【００６７】
一方、不活性ガス雰囲気下で処理をおこなう前炭素化工程および炭素化工程では糸切れ繊維束がたとえ隣接する繊維束と重なっても蓄熱し、発火することが無く、耐炎化工程より繊維束の走行ピッチを狭くすることができる。ただし、前炭素化工程では、耐炎化繊維から炭素化繊維への転化の段階で大量の分解物が発生し、前記分解物が繊維束内に残ると品質面に影響を及ぼすことがあるため、繊維束の走行ピッチを極端に狭めることができない。
【００６８】
一方、炭素化工程では、分解物の発生が少ないため、炭素化処理中に配列を変更、より具体的には、前炭素化工程より更に走行ピッチを狭めても品質面、操業面、装置の構造上のいずれにも影響しないことが判明した。
【００６９】
第二及び第三の発明に係る炭素繊維束の製造方法は、以下の工程を有する。
多数の炭素繊維前駆体繊維束を横一列に並んだ状態で、耐炎化炉において、酸化性ガス雰囲気下、２００〜３００℃で加熱処理し、耐炎化繊維束とする耐炎化工程。
前記耐炎化繊維束を横一列に並んだ状態で、前炭素化炉において、不活性ガス雰囲気下、５００〜８００℃の最高処理温度で加熱処理し、前炭素化処理繊維束とする前炭素化工程。
前記前炭素化処理繊維束を横一列に並んだ状態で、炭素化炉において、不活性ガス雰囲気下、１０００℃以上の最高処理温度で加熱処理して、炭素繊維束とする炭素化工程。
【００７０】
また、第二及び第三の発明の炭素繊維束の製造方法は、上述した通り、前炭素化炉加熱処理部内および炭素化炉加熱処理部内の少なくとも一方で繊維束の走行ピッチを変更することができ、その際、以下の式（３）および式（４）の少なくとも一方を満たす。各炉における加熱処理部とは、各炉のうち、各炉内を走行する繊維束の加熱処理を行う部分を指し、図６中５１ａ〜５４ａで表される。
【００７１】
なお、前炭素化炉の加熱処理部の入口における繊維束の走行ピッチをＰ１１、前炭素化炉の加熱処理部の出口における繊維束の走行ピッチをＰ１２、
炭素化炉の加熱処理部の入口における繊維束の走行ピッチをＰ１３、炭素化炉の加熱処理部の出口における繊維束の走行ピッチをＰ１４とする。
０．４０≦（Ｐ１２／Ｐ１１）≦０．９０・・・（３）
０．４０≦（Ｐ１４／Ｐ１３）≦０．９０・・・（４）
なお、これらの工程を通して、繊維束の本数は変化しない。
【００７２】
以下、図６〜９を参照して第二及び第三の発明の実施形態を詳細に説明するが、本発明はこの実施形態に限定されない。
【００７３】
まず、複数本（例えば、１００本〜２００本程度）の前駆体繊維束を横一列にシート状に並べてシート状前駆体繊維束とし、耐炎化炉（５１）の加熱処理部（５１ａ）で加熱処理することにより耐炎化して、耐炎化繊維束を作製する。なお、横一列に並べた多数の繊維束は平面を形成しており、これらの繊維束をシート状の繊維束と称する。
【００７４】
具体的に説明すると、例えば、図６に示すように、まず、クリールスタンドに掛けられたチーズ（不図示）から解除された複数本の前駆体繊維束を、ガイド（不図示）により等間隔かつ平行に同一平面を構成するように並べて、シート状前駆体繊維束を形成する。ガイドは前駆体繊維束の等間隔及び平行状態が維持できるよう適宜配置する。ガイドの種類は、ロールの表面に等間隔に溝を刻印した溝ロール、等間隔にピンを配置したガイド等がある。
【００７５】
前記複数本の前駆体繊維束としては、アクリル系炭素繊維前駆体繊維束、ピッチ系炭素繊維前駆体繊維束などを用いることができる。前駆体繊維束の直径、本数などは、製造する炭素繊維の直径や生産性に応じて適宜設定することができる。
【００７６】
シート状前駆体繊維束における各前駆体繊維束の走行位置は、耐炎化炉（５１）の外部に設置したロール（１１１、１１２、１１９）により制御することができる。
【００７７】
シート状前駆体繊維束における各前駆体繊維束の走行ピッチは、前駆体繊維を等間隔に並べた時のピッチであり、例えば、耐炎化炉（５１）の入口側に設置されたロール（１１１）上、および耐炎化炉（５１）の出口側に設置されたロール（１１２）上で測定することができる。また、入口側ロール（１１１）および出口側ロール（１１２）での繊維束の走行ピッチは、測定した値の平均値で表される。
【００７８】
例えば、耐炎化炉（５１）の入口側および出口側に設置されたロールが溝ロールであれば、その溝のピッチが、耐炎化炉の入口側のロール（１１１）および出口側のロール（１１２）における繊維束の走行ピッチとなる。
【００７９】
図６では、耐炎化工程において繊維束の走行ピッチは変更していないため、耐炎化炉（５１）の入口側ロール（１１１）での走行ピッチと、出口側ロール（１１２）での走行ピッチとは同じである。
【００８０】
以下、各炉の入口側ロールおよび出口側ロールにおける繊維束の走行ピッチは、同様の方法で測定する。
また、耐炎化炉内、より具体的には、耐炎化炉の加熱処理部内での繊維束走行ピッチは、生産性及び蓄熱防止の観点から４ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましく、一定の走行ピッチを保つことが好ましい。なお、例えば繊維束の走行ピッチが４ｍｍの場合、隣り合う繊維束の幅方向（図６では、紙面上下方向）の中心間の間隔（距離）が４ｍｍであることを意味する。耐炎化炉の加熱処理部内での繊維束走行ピッチは、耐炎化炉の入口側ロール（１１１）および出口側ロール（１１２）での繊維束走行ピッチから幾何学計算により算出することができる。
【００８１】
次に、シート状前駆体繊維束を耐炎化炉（５１）に投入する。これらシート状前駆体繊維束は、酸化性雰囲気にされた耐炎化炉加熱処理部（５１ａ）内で耐炎化処理されつつ走行した後、一旦耐炎化炉（５１）の外部に出る。次いで、耐炎化炉（５１）の外部に配設された折り返しロール群（１１９）の最初のロールによって折り返される。その後、耐炎化炉加熱処理部（５１ａ）内を再び通過して耐炎化処理される。以後、折り返しロール群（１１９）の間で繰り返し耐炎化処理される。これにより、シート状耐炎化繊維束が得られる。酸化性ガス雰囲気としては、酸化性を有する雰囲気であれば良く、通常、経済性の観点から空気が使用される。
【００８２】
図６および７では、耐炎化炉１台分を図示しているが、本発明では、数台の耐炎化炉を連続して設置し、前駆体繊維の耐炎化処理進行状態に対応して、これらの耐炎化炉加熱処理部の処理温度を徐々に高くしていく方法が好ましい。この時、これらの耐炎化炉加熱処理部の温度としては、蓄熱防止の観点から２００℃以上３００℃以下とする。耐炎化処理時間としては、生産性及び蓄熱防止の観点から２０分以上１２０分以下であることが好ましい。また、搬送速度としては、生産性の観点から３ｍ／分以上２０ｍ／分以下であることが好ましい。
【００８３】
なお、複数台（ｎ台）の耐炎化炉を連続して設置した場合、耐炎化炉の入口側ロールとは、シート状前駆体繊維束が最初に通過する１台目の耐炎化炉の入口側ロールを意味し、耐炎化炉の出口側ロールとは、シート状前駆体繊維束が最後に通過するｎ台目の耐炎化炉の出口側ロールを意味する。
【００８４】
本発明に係る製造方法では、図９に示すように互いに平行な２本のロール（１２０および１２１）を用いて、各炉内で（耐炎化炉内では、繊維束の走行ピッチを変更せず一定のピッチとすることが好ましいが）繊維束の走行ピッチを変更することができる。その際、この２本のロールの軸方向と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行する横一列に並んだ多数の繊維束の傾き角度のうちの最大傾き角度をθで表す。
【００８５】
典型的には、最大傾き角度は、横一列に並んだ多数の繊維束のうち端に位置する繊維束での傾き角度となり、繊維束の中心に向かうほど繊維束の傾き角度は小さくなる。なお、図９に示すように、多数の繊維束のうち端に位置する繊維束は２本あるが、これらの傾き角度は同じであっても良いし、異なっていても良い。両端に位置する２つの繊維束の傾き角度が同じ場合は、その角度が最大傾き角度θとなり、異なる場合は、これらの傾き角度のうちの大きい方の角度が最大傾き角度θとなる。図９は、両端に位置する２つの繊維束の傾き角度が同じ場合であり、一方の最大傾き角度θが図示されている。
【００８６】
以降、前炭素化工程における最大傾き角度θをθ１１と呼び、炭素化工程における最大傾き角度θをθ１３と呼ぶ。
【００８７】
耐炎化処理したシート状耐炎化繊維束の走行ピッチの変更には、この２本のロール（２０および２１）として、前炭素化炉（５２）の前後（入口側と出口側と）に１本ずつ配置した互いに平行な前炭素化炉入口側ロール（１１３）と前炭素化炉出口側ロール（１１４）を用いることができる。これにより前炭素化炉（２）内で繊維束走行ピッチの変更を行うことができ、その際、最大傾き角度θ１１は、０．１°＜θ１１＜３．０°の範囲内にすることが好ましく、０．３°＜θ１１＜２．５°の範囲とすることが更に好ましい。
【００８８】
最大傾き角度が０．１°より大きい場合にはロール（１１３）とロール（１１４）との間の距離が長くなることを容易に防ぎ、前炭素化炉の長さが長くなることを容易に防ぐことができる。最大傾き角度が３．０°より小さい場合には撚りが発生することを容易に防ぐことができる。
【００８９】
上記２本のロール（１１３および１１４）はそれぞれ、耐炎化工程より得られる横一列に並んだ多数の耐炎化繊維束の走行方向に対して垂直、かつこれらの繊維束が形成する平面に対して平行に配置することができる。
【００９０】
走行ピッチの変更に用いることのできるロール（１１１〜１１８）は、典型的には、図６に示すように各炉の外部に設置されるが、各炉の内部で、かつ各炉の加熱処理部の外部に設置することもできる。
【００９１】
繊維束走行ピッチを変更する際は、前炭素化炉の生産性と分解物による品質への影響を考慮して、前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）の入口における繊維束の走行ピッチをＰ１１、前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）の出口における繊維束の走行ピッチをＰ１２としたとき、０．４０≦（Ｐ１２／Ｐ１１）≦０．９０の範囲内となるようにする。好ましくは０．５０≦（Ｐ１２／Ｐ１１）≦０．８５の範囲とする。
【００９２】
なお、図８に示すように、前炭素化炉加熱処理部の入口及び出口における繊維束の走行ピッチ（Ｐ１１及びＰ１２）は、上述した方法で測定した前炭素化炉の入口側および出口側に設置したロール（１１３及び１１４）上での繊維束の走行ピッチ（ｐ１及びｐ２）から、以下の式（５）および（６）を用いた幾何学計算により算出することができる。
【００９３】
Ｐ１１＝ｐ１−｛ａ×（ｐ１−ｐ２）／（ａ＋ｂ＋ｃ）｝  ・・・（５）
Ｐ１２＝ｐ１−｛（ａ＋ｂ）×（ｐ１−ｐ２）／（ａ＋ｂ＋ｃ）｝  ・・・（６）
なお、式５および６中の符号は以下のものを表す。
Ｐ１１：前炭素化炉加熱処理部の入口における繊維束の走行ピッチ、
Ｐ１２：前炭素化炉加熱処理部の出口における繊維束の走行ピッチ、
ｐ１：前炭素化炉の入口側に設置したロール上での繊維束の走行ピッチ、
ｐ２：前炭素化炉の出口側に設置したロール上での繊維束の走行ピッチ、
ａ：前炭素化炉の入口側に設置したロール上（ｐ１測定地点）から前炭素化炉加熱処理部の入口までの距離、
ｂ：前炭素化炉加熱処理部の入口から出口までの距離、
ｃ：前炭素化炉加熱処理部の出口から前炭素化炉の出口側に設置したロール上（ｐ２測定地点）までの距離。
【００９４】
繊維束走行ピッチの変更方法としては、前炭素化炉入口側ロール（１１３）と前炭素化炉出口側ロール（１１４）を溝ロールとする方法、コームガイドとフラットロールを組合せる方法等公知の技術を用いることができる。
【００９５】
シート状耐炎化繊維束は、前炭素化炉入口側ロール（１１３）で必要に応じて再配列された後、前炭素化炉（５２）の繊維束投入口から前炭素化炉（５２）に投入される。前炭素化炉（５２）内は不活性ガス雰囲気にされている。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン等が使用できるが、通常、経済性の観点から窒素を使用する。シート状耐炎化繊維束は、前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）内を前炭素化処理されつつ、必要に応じて走行ピッチを狭めながら走行した後、前炭素化炉（５２）を出て、前炭素化炉出口側ロール（１１４）で必要に応じて走行ピッチを変更した状態で再配列されたシート状前炭素化繊維束となる。
【００９６】
前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）は、温度調整可能な複数のブロック（区画）からなることができる。加熱処理部（５２ａ）の温度は、耐炎化炉での最高処理温度設定より高い温度から徐々に高くしていくことが好ましく、最高処理温度は、炭素繊維としての強度発現性の観点から５００℃以上８００℃以下とする。また、前炭素化処理時間としては、生産性及び炭素繊維としての強度発現性の観点から０．６分以上３分以下であることが好ましい。
【００９７】
次に、図９に示す２本のロール（１２０および１２１）として、炭素化炉（５３）の前後（入口側と出口側と）に１本ずつ配置した互いに平行な炭素化炉入口側ロール（１１５）と炭素化炉出口側ロール（１１６）を用いることにより、炭素化炉内（５３）でシート状前炭素化繊維束の走行ピッチの変更を行うことができる。この２本のロール（１１５および１１６）はそれぞれ、前炭素化工程より得られる横一列に並んだ多数の前炭素化繊維束の走行方向に対して垂直、かつこれらの繊維束が形成する平面に対して平行に配置することができる。
【００９８】
繊維束走行ピッチを変更する際は、炭素化炉の生産性と分解物による品質への影響を考慮して、炭素化炉加熱処理部（５３ａ）の入口における繊維束の走行ピッチをＰ１３、炭素化炉加熱処理部（５３ａ）の出口における繊維束の走行ピッチをＰ１４としたとき０．４０≦（Ｐ１４／Ｐ１３）≦０．９０の範囲内となるようにする。更に好ましくは０．５０≦（Ｐ１４／Ｐ１３）≦０．８５の範囲である。
【００９９】
炭素化炉加熱処理部（５３ａ）の入口および出口における繊維束の走行ピッチ（Ｐ１３およびＰ１４）は、上述したＰ１１およびＰ１２と同様の計算式を用いて算出することができる。その際、図８に示すように、ｐ１、ｐ２およびａ〜ｃはそれぞれ、ｐ３、ｐ４およびｄ〜ｆに対応する。
【０１００】
なお、２本のロール（１１５および１１６）の軸方向と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行する横一列に並んだ多数の繊維束の傾き角度のうちの最大傾き角度θ１３を、０．１°＜θ１３＜３．０°の範囲内にすることが好ましい。最大傾き角度が０．１°より大きい場合には、ロール（１１５）と（１１６）との間の距離が長くなることを容易に防ぎ、炭素化炉の長さが長くなることを容易に防ぐことができる。最大傾き角度が３．０より小さい場合には撚りが発生することを容易に防ぐことができる。さらに、最大傾き角度θ１３は、０．３°＜θ１３＜２．５°の範囲とするが更に好ましい。
【０１０１】
炭素化炉内を走行する繊維束の走行ピッチの変更方法は、前述の前炭素化炉内での方法と同様の方法を用いることができる。
【０１０２】
シート状前炭素化繊維束は、炭素化炉入口側ロール（１１５）で必要に応じて再配列された後、炭素化炉（５３）の繊維束投入口から炭素化炉（５３）に投入される。炭素化炉（５３）内は不活性ガス雰囲気にされている。シート状前炭素化繊維束は、炭素化炉加熱処理部（５３ａ）内を炭素化処理されつつ、必要に応じて走行ピッチを狭めながら走行した後、炭素化炉（５３）を出て、炭素化炉出口側ロール（１１６）で必要に応じて走行ピッチを変更した状態で再配列されたシート状炭素化繊維束となる。
【０１０３】
なお、炭素化炉加熱処理部は温度調整可能な複数のブロックからなることができる。加熱処理部（５３ａ）の温度は、前炭素化炉の最高処理温度より高い温度から徐々に高くしていくことが好ましく、最高処理温度は、１０００℃以上とする。炭素化炉加熱処理部（５３ａ）内の温度としては、強度発現性の観点から１２００℃以上１８００℃以下であることが好ましい。炭素化処理時間としては、生産性及び強度発現性の観点から０．６分以上３分以下であることが好ましい。
【０１０４】
炭素化炉（５３）で熱処理の完了したシート状炭素化繊維束は、必要に応じて繊維束が酸化されないように炉内を、２０００℃をこえる不活性ガス雰囲気で満たした黒鉛化炉（５４）、より具体的には黒鉛化炉加熱処理部（５４ａ）を連続的に通過させて、黒鉛化繊維束に転化することができる。
【０１０５】
なお、シート状炭素化繊維束における各炭素化繊維束の走行位置は、黒鉛化炉（５４）の外部に設置したロール（１１７および１１８）により制御することができる。図６では、黒鉛化工程において繊維束の走行ピッチは変更していないため、黒鉛化炉（５４）の入口側ロール（１１７）での走行ピッチと、出口側ロール（１１８）での走行ピッチとは同じである。
【０１０６】
このようにして得られた炭素化もしくは黒鉛化繊維束は、従来公知の電解液中で電解酸化処理を施したり、気相又は液相での酸化処理を施したりすることによって、複合材料における炭素繊維もしくは黒鉛化繊維とマトリックス樹脂との親和性や接着性を向上させることができる。さらに、必要に応じて従来公知の方法によりサイジング剤を付与することができる。また、加熱処理中の繊維束の張力を制御するためのゴデッドロールを設置するなど、必要に応じて従来公知の方法を使用することができる。
【実施例】
【０１０７】
以下に第一の発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、第一の発明の炭素繊維束の製造方法はこれらによって限定されるものではない。【０１０８】
（実施例１）
実施例１では、図１に示す構成を有する装置を用いて炭素繊維を製造した。なお、繊維束ブロック数は、図１と異なる。また、実施例１〜１２及び比較例１〜３において、図２から図４に示されるロール（２１）およびロール（２２）の軸と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行する各繊維束ブロック内の両端に位置する繊維束の傾き角は同一角度とし、この角度を最大傾き角（θ１）とする。さらに、実施例１〜１２及び比較例１〜３において、ロール（２２）およびロール（２５）の軸と直交する面に対する、角度調整可能なロール間（２３〜２４）を走行するシート状繊維束の両端に位置する繊維束ブロックの傾き角は同一角度とし、この角度を最大傾き角（θ２）とする。【０１０９】
・耐炎化工程
単糸繊度が０．８ｄＴｅｘ、フィラメント数２４０００のアクリル系前駆体繊維束１００本を溝付きガイドロール上に１０ｍｍピッチ（Ｐ１：１０ｍｍ）で等間隔に並べたシート状前駆体繊維束（１１）を２３０〜２７０℃の熱風が循環している耐炎化炉（１）の左右に設置されたロール群によって耐炎化炉内を繰り返し通過させて、５０分間の耐炎化処理を行い、シート状耐炎化繊維束（１２）とした。【０１１０】
・走行ピッチ変更工程−１
（工程ａ）
耐炎化炉（１）を出て横一列に平行して走行する１００本の繊維束を８ブロックに分割し、互いに平行に配置された２本のロール（フラットロール（２１−１）および溝ロール（２２−１））を用いて８つの繊維束ブロック毎に、繊維束ブロック内の繊維束走行ピッチを９ｍｍに変更した。なお、溝ロール（２２−１）は、９ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印されており、フラットロール（２１−１）と溝ロール（２２−１）との距離は１ｍになるように配置した。この時、フラットロール（２１−１）および溝ロール（２２−１）の軸と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行する各繊維束ブロック内の両端に位置する繊維束の傾き角（θ１−１）は、いずれも０．４度であった。【０１１１】
（工程ｂ）
前記各繊維束ブロック内の繊維束走行ピッチを９ｍｍに変更した８つの繊維束ブロックについて、図２および３に示したロール配置によって、隣り合う繊維束ブロック間の間隔を狭めて、全ての繊維束の走行ピッチが９ｍｍになるように変更した。より具体的には、第１のロール対（溝ロール（２２−１）およびフラットロール（２５−１））の間に配された角度調整可能な複数の第２のロール対（フラットロール（２３−１）とフラットロール（２４−１））を用いて、隣り合う繊維束ブロック同士をより接近させた。なお、第１のロール対および第２のロール対をそれぞれ構成する２本のロールは、互いに平行に配置した。また、フラットロール（２３−１）とフラットロール（２４−１）との距離はいずれも１ｍになるように配置した。【０１１２】
この時、溝ロール（２２−１）およびフラットロール（２５−１）の軸と直交する面に対する、角度調整可能なフラットロール間（２３−１〜２４−１）を走行する８つに分割されたシート状繊維束の両端に位置する繊維束ブロックの傾き角（θ２−１）はいずれも３．０度であった。【０１１３】
以上の走行ピッチ工程（工程ａおよびｂ）により、繊維束走行ピッチを１０ｍｍ（Ｐ１）から９ｍｍ（Ｐ２）に変更した横一列に平行して走行する１００本の繊維束（走行ピッチ９ｍｍのシート状耐炎化糸繊維束（１２））が得られた。【０１１４】
・前炭素化工程
次いで、前記走行ピッチ９ｍｍのシート状耐炎化繊維束（１２）を窒素で充満された実質的加熱部が３００〜６００℃の温度分布を有する前炭素化炉（２）に導入して２分間の熱処理を行い、シート状前炭素化繊維束（１３）とした。【０１１５】
・走行ピッチ変更工程−２
前炭素化炉（２）を出て横一列に平行して走行するシート状前炭素化繊維束（１３）の繊維束走行ピッチを前述の繊維束走行ピッチ変更方法と同様の方法を用いて９ｍｍ（Ｐ２）から５ｍｍ（Ｐ３）に変更した。この際、上述した工程（ａ）および（ｂ）を、ロール（２１−１〜２５−１）からなるロール群（４）の代わりに同様の構成のロール（２１−２〜２５−２）からなるロール群（５）を用いて繊維束の走行ピッチの変更を行った。この時、フラットロール（２１−２）と溝ロール（２２−２）との距離を１ｍになるように配置した。このとき、フラットロール（２１−２）および溝ロール（２２−２）の軸と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行する各繊維束ブロック内の両端に位置する繊維束の傾き角（θ１−２）はいずれも１．４度であった。また、フラットロール（２３−２）とフラットロール（２４−２））との距離をいずれも１ｍになるように配置した。このとき、溝ロール（２２−２）およびフラットロール（２５−２）の軸と直交する面に対する、角度調整可能なフラットロール（２３−２）および（２４−２）間を走行する８つの繊維束ブロックからなるシート状繊維束の両端に位置する繊維束ブロックの傾き角（θ２−２）はいずれも１１度であった。【０１１６】
以上より、繊維束走行ピッチ（Ｐ３）が５ｍｍの横一列に平行して走行する１００本の繊維束（走行ピッチ５ｍｍのシート状前炭素化繊維束（１３））が得られた。【０１１７】
・炭素化工程
次いで、この繊維束走行ピッチを５ｍｍ（Ｐ３）としたシート状前炭素化繊維束（１３）を窒素で充満された実質的加熱部が１０００〜１５００℃の温度分布を有する炭素化炉（３）に導入して２分間の熱処理を行い、横一列に平行して走行する１００本の繊維束（シート状炭素化繊維束（１４））とした。さらに電解酸化表面処理、サイジング処理を施し、炭素繊維束とした。前記炭素繊維束は品質が良好なものであった。【０１１８】
なお、表１に示す炭素繊維束の生産性及び品質は以下の基準に基づき判定した。
・生産性
○：Ｐ３／Ｐ１≦０．８、すなわち炭素化炉３の幅を耐炎化炉１の幅に対して２０％以上削減できたもの。【０１１９】
×：０．８＜Ｐ３／Ｐ１、すなわち炭素化炉３の幅を耐炎化炉１の幅に対して２０％未満しか削減できなかったもの。
・品質
○：炭素繊維の品位に優れ全く問題がない。
△：炭素繊維の品位が多少劣るが問題がない。
×：炭素繊維の品位上問題となる。【０１２０】
（実施例２）
走行ピッチ変更工程−１および−２の繊維束ブロック数を５ブロックに変更し、θ１−１をいずれも０．６度に変更し、θ１−２をいずれも２．３度に変更した。それら以外は実施例１と同様にして、炭素繊維束を作製した。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであった。【０１２１】
（実施例３）
フラットロール（２３−１）とフラットロール（２４−１）との距離をいずれも０．７５ｍに変更し、θ２−１をいずれも４度に変更した。また、フラットロール（２３−２）とフラットロール（２４−２）との距離をいずれも０．７５ｍに変更し、θ２−２をいずれも１５度に変更した。それら以外は実施例１と同様にして、炭素繊維束を作製した。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであった。【０１２２】
（実施例４）
走行ピッチ変更工程−１および−２の繊維束ブロック数を４ブロックに変更し、θ１−１をいずれも０．７度に変更した。フラットロール（２３−１）とフラットロール（２４−１）との距離をいずれも０．５ｍに変更し、θ２−１をいずれも６度に変更した。また、前炭素化炉（２）を出て横一列に平行して走行するシート状前炭素化繊維束（１３）の変更後の走行ピッチ、すなわち炭素化工程における走行ピッチ（Ｐ３）を、７ｍｍに変更した。さらに、フラットロール（２３−２）とフラットロール（２４−２）との距離をいずれも０．５ｍに変更した。それら以外は実施例１と同様にして、炭素繊維束を作製した。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであった。【０１２３】
（実施例５）
走行ピッチ変更工程−１の繊維束ブロック数を５ブロックに変更し、シート状耐炎化繊維束（１２）の変更後の走行ピッチ、即ち前炭素化工程における繊維束の走行ピッチ（Ｐ２）を８ｍｍに変更した。また、θ１−１をいずれも１．１度に変更し、θ２−１をいずれも６度に変更した。さらに、炭素化工程における繊維束の走行ピッチ（Ｐ３）を８ｍｍに変更し、実施例５では、走行ピッチ変更工程−２は行わずに、前炭素化工程から得られたシート状前炭素化繊維束（１３）をそのままの走行ピッチで炭素化工程に供給した。それら以外は実施例１と同様にして、炭素繊維束を作製した。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであった。【０１２４】
（実施例６）
前炭素化工程における繊維束の走行ピッチ（Ｐ２）を１０ｍｍに変更し、実施例６では、走行ピッチ変更工程−１は行わずに、耐炎化工程から得られたシート状耐炎化繊維束（１２）をそのままの走行ピッチで前炭素化工程に供給した。
また、走行ピッチ変更工程−２における、前炭素化炉（２）を出て横一列に平行して走行するシート状前炭素化繊維束（１３）を分割するブロック数を５ブロックに変更し、θ１−２をいずれも１．７度に変更し、θ２−２をいずれも９度に変更した。さらに、炭素化工程における繊維束の走行ピッチ（Ｐ３）を７ｍｍに変更した。それら以外は実施例１と同様にして、炭素繊維束を作製した。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであった。【０１２５】
（比較例１）
シート状耐炎化繊維束（１２）の変更後の走行ピッチ、即ち前炭素化工程における繊維束の走行ピッチ（Ｐ２）を７ｍｍに変更した。また、θ１−１をいずれも１．１度に変更し、θ２−１をいずれも９度に変更した。さらに、炭素化工程における繊維束の走行ピッチ（Ｐ３）を７ｍｍに変更し、比較例１では、走行ピッチ変更工程−２は行わずに、前炭素化工程から得られたシート状前炭素化繊維束（１３）をそのままの走行ピッチで炭素化工程に供給した。それら以外は実施例１と同様にして、炭素繊維束を作製した。なお、比較例１の条件では、シート状耐炎化繊維束（１２）の繊維束走行ピッチ変更時（走行ピッチ変更工程−１の際）に溝ロール（２２−１）において単糸切れが発生し、良好な品質の炭素繊維束を得ることができなかった。【０１２６】
（比較例２）
シート状前炭素化繊維束（１３）の変更後の走行ピッチ、即ち炭素化工程における繊維束の走行ピッチ（Ｐ３）を３ｍｍに変更した。また、θ１−２をいずれも２．１度、θ２−２をいずれも１７度に変更した。それら以外は実施例１と同様にして、炭素繊維束を作製した。なお、比較例２の条件では、シート状前炭素化繊維束（１３）の繊維束走行ピッチ変更時（走行ピッチ変更工程−２の際）に溝ロール（２２−２）において単糸切れが発生し、良好な品質の炭素繊維束を得ることができなかった。【０１２７】
（比較例３）
繊維束走行ピッチを変更せずに（走行ピッチ変更工程−１および−２を行わずに、耐炎化工程から得られたシート状耐炎化繊維束（１２）をそのままの走行ピッチで前炭素化工程に供給し、この前炭素化工程から得られたシート状前炭素化繊維束（１３）をそのままの走行ピッチで炭素化工程に供給した）、前炭素化炉および炭素化炉に、耐炎化炉と同じ幅の物を使用した点以外は、実施例１と同様の条件で炭素繊維束の製造を行った。比較例３の条件では、炭素繊維束の品質が良好なものが得られるが、必要以上に幅の広い炭素化炉で炭素化をおこなうため、実施例に比べ生産性が低下した。【０１２８】
（実施例７）
走行ピッチ変更工程−１および２の代わりに、以下の走行ピッチ変更工程−３および４をそれぞれ行った以外は実施例１と同様にして、炭素繊維束を作製した。【０１２９】
・走行ピッチ変更工程−３
耐炎化炉（１）を出て横一列に平行して走行する１００本の繊維束の走行ピッチ（Ｐ１：１０ｍｍ）を図５に示すような２本の溝ロール（１０ｍｍピッチおよび９ｍｍピッチでそれぞれ等間隔に溝が刻印された２本の溝ロール）を用いて９ｍｍ（Ｐ２）に変更した。なお、この２本の溝ロール間の距離は１ｍとした。これにより、横一列に平行して走行する走行ピッチ９ｍｍの１００本の繊維束（走行ピッチ９ｍｍのシート状耐炎化糸繊維束）が得られた。【０１３０】
・走行ピッチ変更工程−４
前炭素化炉（２）を出て横一列に平行して走行するシート状前炭素化繊維束を上記２本の溝ロールを用いた走行ピッチ変更方法と同様の方法を用いて繊維束走行ピッチを９ｍｍ（Ｐ２）から５ｍｍ（Ｐ３）に変更した。このとき、２本の溝ロール（９ｍｍピッチおよび５ｍｍピッチでそれぞれ等間隔に溝が刻印された２本の溝ロール）間の距離は４ｍであった。これにより、繊維束走行ピッチ（Ｐ３）が５ｍｍの横一列に平行して走行する１００本の繊維束（走行ピッチ５ｍｍのシート状前炭素化繊維束）が得られた。【０１３１】
実施例７の条件では、繊維束走行ピッチ変更時に溝ロール（図５でいう符号２７の溝ロール）において若干撚りが発生し、実施例１から６と比較すると、炭素繊維束の品質はやや低下したが、比較例に対しては良好な品質であった。【０１３２】
（実施例８）
走行ピッチ変更工程−１および−２の繊維束ブロック数を３ブロックに変更し、θ１−１をいずれも１．０度に変更した。また、θ１−２をいずれも３．８度に変更した。それら以外は実施例１と同様にして、炭素繊維束を作製した。なお、実施例８の条件では、繊維束走行ピッチ変更時（走行ピッチ変更工程−２の際）に溝ロール（２２−２）において若干撚りが発生し、実施例１から６と比較すると、炭素繊維束の品質はやや低下したが、比較例に対しては良好な品質であった。【０１３３】
（実施例９）
フラットロール（２３−１）とフラットロール（２４−１）との距離をいずれも０．５ｍに変更し、θ２−１をいずれも６度に変更した。また、フラットロール（２３−２）とフラットロール（２４−２）との距離をいずれも０．５ｍに変更し、θ２−２をいずれも２２度に変更した。それら以外は実施例１と同様にして、炭素繊維束を作製した。なお、実施例９の条件では繊維束走行ピッチ変更時（走行ピッチ変更工程−２の際）にフラットロール（２３−２および２４−２）において若干撚りが発生し、実施例１から６と比較すると炭素繊維束の品質はやや低下したが、比較例に対しては良好な品質であった。【０１３４】
（実施例１０）
アクリル系前駆体繊維束の本数を６００本に変更した。また、走行ピッチ変更工程−１の互いに平行に配置された２本のロール（フラットロール（２１−１）および溝ロール（２２−１））との距離を９ｍに変更し、θ１−１を０．２°に変更、また、フラットロール（２３−１）とフラットロール（２４−１）との距離は実施例１と同様の１ｍとしてθ２−１は１７°に変更した。さらに走行ピッチ変更工程−２のフラットロール（２１−２）と溝ロール（２２−２）との距離を９ｍに変更しθ１−２を１．０°、フラットロール（２３−２）とフラットロール（２４−２）との距離を５ｍに変更しθ２−２を１３°に変更した。それら以外は実施例１と同様にして炭素繊維束を作製した。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであった。【０１３５】
（実施例１１）
アクリル系前駆体繊維束の本数を６００本に変更した。また、走行ピッチ変更工程−１の互いに平行に配置された２本のロール（フラットロール（２１−１）および溝ロール（２２−１））との距離を１２ｍに変更し、θ１−１を０．２°に変更、また、フラットロール（２３−１）とフラットロール（２４−１）との距離は実施例１と同様の１ｍとしてθ２−１は１７°に変更した。さらに走行ピッチ変更工程−２のフラットロール（２１−２）と溝ロール（２２−２）との距離を１２ｍに変更しθ１−２を０．７°、フラットロール（２３−２）とフラットロール（２４−２）との距離を５ｍに変更しθ２−２を１３°に変更した。それら以外は実施例１と同様にして炭素繊維束を作製した。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであった。【０１３６】
（実施例１２）
アクリル系前駆体繊維束の本数を６００本に変更した。また、走行ピッチ変更工程−１の互いに平行に配置された２本のロール（フラットロール（２１−１）および溝ロール（２２−１））との距離を１５ｍに変更し、θ１−１を０．１°に変更、また、フラットロール（２３−１）とフラットロール（２４−１）との距離は実施例１と同様の１ｍとしてθ２−１は１７°に変更した。さらに走行ピッチ変更工程−２のフラットロール（２１−２）と溝ロール（２２−２）との距離を１５ｍに変更しθ１−２を０．６°、フラットロール（２３−２）とフラットロール（２４−２）との距離を５ｍに変更しθ２−２を１３°に変更した。それら以外は実施例１と同様にして炭素繊維束を作製した。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであった。
以上の実施例、比較例における評価結果を表１に示す。【０１３７】
【表１】
0005496214.tif 000002
【０１３８】
以下に第二の発明及び第三の発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明の炭素繊維束の製造方法はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例１３〜２０及び比較例４〜７において、図６から図８に示す前炭素化炉入口側ロール（１１３）および出口側ロール（１１４）の軸と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行するシート状繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度は互いに同じ角度とし、この角度を最大傾き角度（θ１１）とする。さらに、実施例１３〜２０及び比較例４〜７において、図６から図８に示す炭素化炉入口側ロール（１１５）および出口側ロール（１１６）の軸と直交する面に対する、この２本のロールの間を走行するシート状繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度は互いに同じ角度とし、この角度を最大傾き角度（θ１３）とする。【０１３９】
（実施例１３）
単糸繊度が０．８ｄＴｅｘ、フィラメント数２４０００のアクリル系前駆体繊維束５０本を溝付きロール（１１１）上に１０ｍｍピッチで等間隔に並べたシート状前駆体繊維束を２３０〜２７０℃の熱風が循環している耐炎化炉（５１）の左右に設置された折返しロール群（１１９）によってジグザグに走行して５０分間の耐炎化処理を行い、シート状耐炎化繊維束とした。なお、耐炎化炉内では、繊維束の走行ピッチの変更は行わなかった。【０１４０】
耐炎化炉（５１）を出て横一列に平行して走行するシート状耐炎化繊維束を１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉入口側ロール（１１３）と８ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉出口側ロール（１１４）により前炭素化炉（２）内で走行ピッチを変更しながら窒素で充満された前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）が３００〜６００℃の温度分布を有する前炭素化炉（５２）内で２分間の熱処理を行い、シート状前炭素化繊維束とした。【０１４１】
なお、幾何学計算により算出した前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）の入口における繊維束の走行ピッチＰ１１は、９．９ｍｍであり、出口における繊維束の走行ピッチＰ１２は、８．１ｍｍであった。計算に用いたパラメータを表２に示す。【０１４２】
この時、前炭素化炉入口側ロール（１１３）の軸方向と直交する面に対する、シート状前炭素繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度θ１１は０．７度であった。【０１４３】
次いで、シート状前炭素化繊維束を窒素で充満された炭素化炉加熱処理部（５３ａ）が１０００〜１５００℃の温度分布を有する炭素化炉（５３）に導入して２分間の熱処理を行い、シート状炭素化繊維束とした。なお、炭素化炉内では繊維束の走行ピッチの変更は行わず、繊維束は８ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。さらに電解酸化表面処理、サイジング処理を施し、炭素繊維束とした。この炭素繊維束は品質が良好なものであり、生産性も良好であった。なお、炭素繊維束の品質および生産性は以下の基準に基づき判定した。【０１４４】
・生産性
○：炭素化炉の生産性が走行ピッチを変更しない場合に対して１０％以上向上。
×：炭素化炉の生産性の走行ピッチを変更しない場合に対する向上が１０％未満。
・品質
○：炭素繊維の品位に優れ全く問題がない。
△：炭素繊維の品位が多少劣るが問題がない。
×：炭素繊維の品位上問題となる。【０１４５】
（実施例１４）
シート状耐炎化繊維束を１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉入口側ロール（１１３）と６ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉出口側ロール（１１４）を用いて前炭素化炉内（２）で走行ピッチを変更する条件とした以外は実施例１３と同様の条件で炭素繊維束の製作をおこなった。なお、耐炎化炉内および炭素化炉内では、繊維束の走行ピッチの変更は行わず、それぞれ１０ｍｍピッチおよび６ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。【０１４６】
幾何学計算により算出した前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）の入口における繊維束の走行ピッチＰ１１は、９．８ｍｍであり、出口における繊維束の走行ピッチＰ１２は、６．２ｍｍであった。また、前炭素化炉入口側ロール（１１３）の軸方向と直交する面に対する、シート状前炭素繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度θ１１は１．３度であった。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであり、生産性も良好であった。【０１４７】
（実施例１５）
シート状耐炎化繊維束を１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉入口側ロール（１１３）と４ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉出口側ロール（１１４）を用いて前炭素化炉内（５２）で走行ピッチを変更する条件とした以外は実施例１３と同様の条件で炭素繊維束の製作をおこなった。なお、耐炎化炉内および炭素化炉内では、繊維束の走行ピッチの変更は行わず、それぞれ１０ｍｍピッチおよび４ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。【０１４８】
幾何学計算により算出した前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）の入口における繊維束の走行ピッチＰ１１は、９．７ｍｍであり、出口における繊維束の走行ピッチＰ１２は、４．３ｍｍであった。また、前炭素化炉入口側ロール（１１３）の軸方向と直交する面に対する、シート状前炭素繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度θ１１は２．０度であった。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであり、生産性も良好であった。【０１４９】
（実施例１６）
シート状耐炎化繊維束を１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉入口側ロール（１１３）と５ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉出口側ロール（１１４）を用いて前炭素化炉（５２）内で走行ピッチを変更する条件とした以外は実施例１３と同様の条件で炭素繊維束の製作をおこなった。なお、耐炎化炉内および炭素化炉内では、繊維束の走行ピッチの変更は行わず、それぞれ１０ｍｍピッチおよび５ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。【０１５０】
幾何学計算により算出した前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）の入口における繊維束の走行ピッチＰ１１は、９．５ｍｍであり、出口における繊維束の走行ピッチＰ１２は、５．５ｍｍであった。また、前炭素化炉入口側ロール（１１３）の軸方向と直交する面に対する、シート状前炭素繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度θ１１は３．１度であった。
得られた炭素繊維束の生産性は良好であるのに対し、一部の繊維束に撚りの発生により品位の低下傾向は見られたが、問題はないレベルであった。【０１５１】
（比較例４）
シート状耐炎化繊維束を１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉入口側ロール（１１３）と１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉出口側ロール（１１４）を用いて、前炭素化炉内（５２）で走行ピッチの変更をおこなわない条件とした以外は実施例１３と同様の条件で炭素繊維束の製作をおこなった。なお、耐炎化炉内および炭素化炉内でも繊維束の走行ピッチの変更は行わず、いずれも１０ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。得られた炭素繊維束は品質が良好なものであったが、炭素化工程での生産性が実施例と比較して不十分であった。【０１５２】
（比較例５）
シート状耐炎化繊維束を１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉入口側ロール（１１３）と３ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された前炭素化炉出口側ロール（１１４）を用いて、前炭素化炉内（５２）で走行ピッチを変更する条件とした以外は実施例１３と同様の条件で炭素繊維束の製作をおこなった。なお、耐炎化炉内および炭素化炉内では、繊維束の走行ピッチの変更は行わず、それぞれ１０ｍｍピッチおよび３ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。【０１５３】
幾何学計算により算出した前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）の入口における繊維束の走行ピッチＰ１１は、９．７ｍｍであり、出口における繊維束の走行ピッチＰ１２は、３．４ｍｍであった。また、この時、前炭素化炉入口側ロール（１１３）の軸方向と直交する面に対する、シート状前炭素繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度θ１１は２．３度であった。【０１５４】
この条件では、前炭素化加熱処理時に発生した分解ガスによると思われる融着現象の発生、及び前炭素化炉出口側ロールでの隣り合う繊維束による合糸の発生により良好な品質の炭素繊維束を得ることができなかった。【０１５５】
（実施例１７）
単糸繊度が０．８ｄＴｅｘ、フィラメント数２４０００のアクリル系前駆体繊維束５０本を溝付きロール（１１１）上に１０ｍｍピッチで等間隔に並べたシート状前駆体繊維束を２３０〜２７０℃の熱風が循環している耐炎化炉（５１）の左右に設置された折返しロール群（１１９）によってジグザグに走行して５０分間の耐炎化処理を行い、シート状耐炎化繊維束とした。なお、耐炎化炉内では、繊維束の走行ピッチの変更は行わなかった。【０１５６】
耐炎化炉（５１）を出て横一列に平行して走行するシート状耐炎化繊維束の走行ピッチを変更しない条件で、１０ｍｍピッチのまま走行させ、窒素で充満された前炭素化炉加熱処理部（５２ａ）が３００〜６００℃の温度分布を有する前炭素化炉（５２）内で２分間の熱処理を行い、シート状前炭素化繊維束とした。【０１５７】
次いで、前炭素化炉（５２）を出て横一列に平行して走行するシート状前炭素化繊維束を１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉入口側ロール（１１５）と６ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉出口側ロール（１１６）により炭素化炉（５３）内で走行ピッチを変更しながら窒素で充満された炭素化炉加熱処理部（５３ａ）が１０００〜１５００℃の温度分布を有する炭素化炉（５３）内で２分間の熱処理を行い、シート状炭素化繊維束とした。【０１５８】
幾何学計算により算出した炭素化炉加熱処理部（５３ａ）の入口における繊維束の走行ピッチＰ１３は、９．８ｍｍであり、出口における繊維束の走行ピッチＰ１４は、６．２ｍｍであった。計算に用いたパラメータを表３に示す。【０１５９】
また、この時、炭素化炉入口側ロール（１１５）の軸方向と直交する面に対する、シート状炭素化繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度θ１３は１．３度であった。【０１６０】
続いて、シート状炭素化繊維束を窒素で充満された黒鉛化炉加熱処理部（５４ａ）が１５００〜２５００℃の温度分布を有する黒鉛化炉（５４）に導入して２分間の熱処理を行い、シート状黒鉛化繊維束とした。なお、黒鉛化炉内では、繊維束の走行ピッチは変更せず、６ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。さらに電解酸化表面処理、サイジング処理を施し、黒鉛化繊維束とした。この黒鉛化繊維束は品質が良好なものであり、生産性も良好であった。なお、黒鉛化繊維束の品質および生産性は以下の基準に基づき判定した。【０１６１】
・生産性
○：黒鉛化炉の生産性が走行ピッチを変更しない場合に対して１０％以上向上。
×：黒鉛化炉の生産性の走行ピッチを変更しない場合に対する向上が１０％未満。
・品質
○：黒鉛繊維の品位に優れ全く問題がない。
△：黒鉛繊維の品位が多少劣るが問題がない。
×：黒鉛繊維の品位上問題となる。【０１６２】
（実施例１８）
実施例１３と同様の条件で製作したシート状前炭素化繊維束を８ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉入口側ロール（１１５）と５ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉出口側ロール（１１６）を用いて炭素化炉内（３）で走行ピッチを変更する条件とした以外は実施例１７と同様の条件で黒鉛化繊維束の製作をおこなった。なお、耐炎化炉内、および黒鉛化炉内では、繊維束の走行ピッチの変更は行わず、耐炎化炉内では、１０ｍｍピッチ、黒鉛化炉内では、５ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。【０１６３】
幾何学計算により算出した炭素化炉加熱処理部（５３ａ）の入口における繊維束の走行ピッチＰ１３は、７．９ｍｍであり、出口における繊維束の走行ピッチＰ１４は、５．２ｍｍであった。また、この時、炭素化炉入口側ロール（１１５）の軸方向と直交する面に対する、シート状炭素化繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度θ１３は１．０度であった。得られた黒鉛化繊維束は品質が良好なものであり、生産性も良好であった。【０１６４】
（実施例１９）
実施例１４と同様の条件で製作したシート状前炭素化繊維束を６ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉入口側ロール（１１５）と４ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉出口側ロール（１１６）を用いて炭素化炉内（５３）で走行ピッチを変更する条件とした以外は実施例１７と同様の条件で黒鉛化繊維束の製作をおこなった。なお、耐炎化炉内、および黒鉛化炉内では、繊維束の走行ピッチの変更は行わず、耐炎化炉内では、１０ｍｍピッチ、黒鉛化炉内では、４ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。【０１６５】
幾何学計算により算出した炭素化炉加熱処理部（５３ａ）の入口における繊維束の走行ピッチＰ１３は、５．９ｍｍであり、出口における繊維束の走行ピッチＰ１４は、４．１ｍｍであった。また、この時、炭素化炉入口側ロール（１１５）の軸方向と直交する面に対する、シート状炭素化繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度θ１３は０．７度であった。得られた黒鉛化繊維束は品質が良好なものであり、生産性も良好であった。【０１６６】
（実施例２０）
シート状前炭素化繊維束を１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉入口側ロール（１１５）と５ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉出口側ロール（１１６）を用いて、炭素化炉（３）内で走行ピッチを変更する条件とした以外は実施例１７と同様の条件で黒鉛化繊維束の製作をおこなった。なお、耐炎化炉内、前炭素化炉内および黒鉛化炉内では、繊維束の走行ピッチの変更は行わず、耐炎化炉内および前炭素化炉内では、１０ｍｍピッチ、黒鉛化炉内では、５ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。【０１６７】
幾何学計算により算出した炭素化炉加熱処理部（５３ａ）の入口における繊維束の走行ピッチＰ１３は、９．５ｍｍであり、出口における繊維束の走行ピッチＰ１４は、５．５ｍｍであった。また、この時、炭素化炉入口側ロール（１１５）の軸方向と直交する面に対する、シート状前炭素繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度θ１３は３．１度であった。得られた黒鉛化繊維束の生産性は良好であるのに対し、一部の繊維束に撚りの発生により品位の低下が見られたが、問題のないレベルであった。【０１６８】
（比較例６）
シート状前炭素化繊維束を１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉入口側ロール（１１５）と１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉出口側ロール（１１６）を用いて、炭素化炉内（５３）で走行ピッチの変更をおこなわない条件とした以外は実施例１７と同様の条件で黒鉛化繊維束の製作をおこなった。なお、耐炎化炉内、前炭素化炉内および黒鉛化炉内でも繊維束の走行ピッチの変更は行わず、いずれも１０ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。得られた黒鉛化繊維束は品質が良好なものであったが、炭素化工程での生産性が実施例と比較して不十分であった。【０１６９】
（比較例７）
シート状前炭素化繊維束を１０ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉入口側ロール（１１５）と３ｍｍピッチで等間隔に溝が刻印された炭素化炉出口側ロール（１１６）を用いて、炭素化炉内（５３）で走行ピッチを変更する条件とした以外は実施例１７と同様の条件で黒鉛化繊維束の製作をおこなった。なお、耐炎化炉内、前炭素化炉内および黒鉛化炉内では繊維束の走行ピッチの変更は行わず、耐炎化炉内および前炭素化炉内では１０ｍｍピッチ、黒鉛化炉内では３ｍｍピッチにて繊維束を走行させた。【０１７０】
幾何学計算により算出した炭素化炉加熱処理部（５３ａ）の入口における繊維束の走行ピッチＰ１３は、９．７ｍｍであり、出口における繊維束の走行ピッチＰ１４は、３．４ｍｍであった。また、この時、炭素化炉入口側ロール（１１５）の軸方向と直交する面に対する、シート状炭素繊維束の両端に位置する繊維束の傾き角度θ１３は２．３度であった。【０１７１】
この条件では、炭素化炉出口側ロールでの隣り合う繊維束による合糸の発生により良好な品質の炭素繊維束を得ることができなかった。以上の実施例、比較例における評価結果を表２、３に示す。【０１７２】
【表２】
0005496214.tif 000003
【０１７３】
【表３】
0005496214.tif 000004
【符号の説明】
【０１７４】
１  耐炎化炉
２  前炭素化炉
３  炭素化炉
４  ロール群
５  ロール群
１１  シート状前駆体繊維束
１２  シート状耐炎化糸繊維束
１３  シート状前炭素化糸繊維束
１４  シート状炭素繊維束
２１  フラットロール
２２  溝ロール
２３  角度調整可能なフラットロール
２４  角度調整可能なフラットロール
２５  フラットロール
２６  溝ロール
２７  溝ロール
３１  分割前のシート状繊維束群
３２  繊維束ブロック内の最端繊維束
Ｂ１〜Ｂ３  繊維束ブロック
θ１  フラットロール（２１）および溝ロール（２２）の軸と直交する面に対する各ブロック内の繊維束の最大傾き角
θ２  溝ロール（２２）およびフラットロール（２５）の軸と直交する面に対する、角度調整可能なフラットロール（２３〜２４）の間を走行するシート状繊維束内の繊維束ブロックの走行方向の最大傾き角
５１    耐炎化炉
５１ａ  耐炎化炉加熱処理部
５２    前炭素化炉
５２ａ  前炭素化炉加熱処理部
５３    炭素化炉
５３ａ  炭素化炉加熱処理部
５４    黒鉛化炉
５４ａ  黒鉛化炉加熱処理部
１１１  耐炎化炉入口側ロール
１１２  耐炎化炉出口側ロール
１１３  前炭素化炉入口側ロール
１１４  前炭素化炉出口側ロール
１１５  炭素化炉入口側ロール
１１６  炭素化炉出口側ロール
１１７  黒鉛化炉入口側ロール
１１８  黒鉛化炉出口側ロール
１１９  折返しロール
【図１】
0005496214.tif 000005
【図２】
0005496214.tif 000006
【図３】
0005496214.tif 000007
【図４】
0005496214.tif 000008
【図５】
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【図６】
0005496214.tif 000010
【図７】
0005496214.tif 000011
【図８】
0005496214.tif 000012
【図９】
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