(57)【要約】【課題】ポリアクリロニトリル系前駆体繊維を原料とした、繊度バラツキが小さい優れた品質安定性を有する、特に航空宇宙用途に好適な炭素繊維束および炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法並びに炭素繊維束の製造方法を提供する。【解決手段】ボビンに巻き取られた炭素繊維束の実重量Ｍ１と炭素繊維束の設定繊度と長さの積からなるボビン重量Ｍ２の比Ｍ１／Ｍ２が０．９８以上１．０２以下であることを特徴とするポリアクリロニトリル系炭素繊維束。【選択図】図２
2008127707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンに巻き取られた炭素繊維束の実重量Ｍ１と炭素繊維束の設定繊度と長さの積からなるボビン重量Ｍ２の比Ｍ１／Ｍ２が０．９８以上１．０２以下であることを特徴とするポリアクリロニトリル系炭素繊維束。
【請求項２】
フィラメント数が３０００以上である、請求項１に記載のポリアクリロニトリル系炭素繊維束。
【請求項３】
炭素繊維束製造用ポリアクリロニトリル系前駆体繊維束を複数本並行に走行させながら、該前駆体繊維束に一定温度の熱風を供する耐炎化処理室とその熱風を循環させる循環部とを有するとともに、前記前駆体繊維束の走行方向の両端に耐炎化途中糸を出入りさせる複数のスリットおよび折り返しローラーが設置されている耐炎化炉を用いて、耐炎化処理室を複数回通過せしめて耐炎化する耐炎化繊維束の製造方法において、全機幅の１０％から７０％の幅を有する機幅方向中央部の耐炎化途中糸間距離Ｐ１とその他の耐炎化途中糸間距離Ｐ２の比Ｐ１／Ｐ２が１を超え５以下となるように前駆体繊維束を走行させることを特徴とする炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法。
【請求項４】
前記耐炎化処理室内を走行する耐炎化途中糸間距離がＰ１およびＰ２ともに２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、請求項３に記載の炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法。
【請求項５】
前記炭素繊維束製造用ポリアクリロニトリル系前駆体繊維束は、その総繊度が２０００ｄｔｅｘ以上８００００ｄｔｅｘ以下である、請求項３または４に記載の炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載の炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法によって得られる耐炎化繊維束を不活性雰囲気中で予備炭化および炭化することを特徴とする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、炭素繊維束繊度変動率が小さいポリアクリロニトリル系炭素繊維束および炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法並びに炭素繊維束の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維束は他の補強用繊維に比べて優れた比強度および比弾性率を有することから航空宇宙用途、スポーツおよび自動車・土木建築などの一般産業用途において、複合材料の補強繊維として工業的に広く使用されている。これらの用途で炭素繊維束を用いた複合材料が使用され、その品質は材料である炭素繊維束の品質そのものであることから、ユーザーから炭素繊維の高性能化の要求はますます強くなっている。とりわけ、航空宇宙用途など厳しい品質管理が要求される用途においては、炭素繊維強化プラスチックの品質レベルはもちろん、品質バラツキ低減そのものが品質安定化の面から強く要求されており、言い換えれば、炭素繊維束の品質バラツキ低減が重要な課題となっている。
【０００３】
炭素繊維束の品質にはいろいろあるが、とりわけ繊度のバラツキ低減に対してユーザーからの要望が一番強い。これは、炭素繊維束を用いる複合材料である成形体内の炭素繊維含有量が炭素繊維繊度により変動し、各種コンポジット特性のバラツキに直接影響するためである。
【０００４】
一般に炭素繊維束の繊度は、炭素繊維束の原料である前駆体繊維束が酸化性雰囲気中で約２００〜３００℃の温度で熱処理される耐炎化工程における熱処理量に比例する。炭素繊維束の繊度安定化のためには、耐炎化工程で前駆体繊維束が耐炎化完了するまでに、耐炎化途中糸が受ける熱処理量を安定させることが必要である。ただし、耐炎化炉を走行する耐炎化途中糸が炉内で常に発熱反応を起こすことや、外気の昼夜間温度変動などにより、経時的に耐炎化途中糸が受ける熱処理量は常に変動しており、その結果、炭素繊維束の繊度もその長手方向にばらついている。
【０００５】
この課題を解決すべく、耐炎化炉内で耐炎化途中糸の発熱もしくは除熱を、熱風を供した状態で、耐炎化途中糸を折り返す溝ローラーのピッチ、すなわち耐炎化途中糸間距離を規定することで、熱処理量の均一化が図れ、有効である。具体的には、糸条間距離が狭い場合は発熱による蓄熱が発生し熱処理量が増加し、逆にピッチが広い場合は熱風による除熱効果により熱処理量が減少するために、糸条間距離の適正化が熱処理量の均一化に有効である。
【０００６】
従来、耐炎化工程の溝ピッチを特定した提案がなされているが（例えば、特許文献１、２参照）、いずれも生産性や品位向上を目的としており、また、溝ピッチが機幅方向で一定であることから、炉壁からの放熱や炉中央部での蓄熱により目付バラツキ低減に対して、充分な効果は得られていない。さらに糸条間距離が機幅方向に対して同一である従来の技術では、最近のユーザーからの強いコストダウン要求により、生産能力を上げるべく耐炎化炉が大型化した場合に、耐炎化での熱処理量の変動が大きくなり、耐炎糸繊維束すなわち炭素繊維束の繊度バラツキが増大する問題があった。
【０００７】
このように従来の技術では、繊度バラツキが小さい品質安定性が優れた炭素繊維束およびその製造方法が得られなかった。
【特許文献１】特開昭５８−２１４５３２号公報
【特許文献２】特開２０００−１５４４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ポリアクリロニトリル系前駆体繊維を原料とした、繊度バラツキが小さい優れた品質安定性を有する、特に航空宇宙用途に好適な炭素繊維束および炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法並びに炭素繊維束の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
（１）ボビンに巻き取られた炭素繊維束の実重量Ｍ１と炭素繊維束の設定繊度と長さの積からなるボビン重量Ｍ２の比Ｍ１／Ｍ２が０．９８以上１．０２以下であることを特徴とするポリアクリロニトリル系炭素繊維束。
【００１０】
（２）フィラメント数が３０００以上である、前記（１）に記載のポリアクリロニトリル系炭素繊維束。
【００１１】
（３）炭素繊維束製造用ポリアクリロニトリル系前駆体繊維束を複数本並行に走行させながら、該前駆体繊維束に一定温度の熱風を供する耐炎化処理室とその熱風を循環させる循環部とを有するとともに、前記前駆体繊維束の走行方向の両端に耐炎化途中糸を出入りさせる複数のスリットおよび折り返しローラーが設置されている耐炎化炉を用いて、耐炎化処理室を複数回通過せしめて耐炎化する耐炎化繊維束の製造方法において、全機幅の１０％から７０％の幅を有する機幅方向中央部の耐炎化途中糸間距離Ｐ１とその他の耐炎化途中糸間距離Ｐ２の比Ｐ１／Ｐ２が１を超え５以下となるように前駆体繊維束を走行させることを特徴とする炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法。
【００１２】
（４）前記耐炎化処理室内を走行する耐炎化途中糸間距離がＰ１およびＰ２とも２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、前記（３）に記載の炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法。
【００１３】
（５）前記炭素繊維束製造用ポリアクリロニトリル系前駆体繊維束は、その総繊度が２０００ｄｔｅｘ以上８００００ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする前記（３）または（４）に記載の炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法。
【００１４】
（６）前記（３）〜（５）のいずれかに記載の炭素繊維束製造用耐炎化繊維束の製造方法によって得られる耐炎化繊維束を不活性雰囲気中で予備炭化および炭化することを特徴とする炭素繊維束の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下に説明するとおり長手方向の炭素繊維束の繊度バラツキを低減し、品質安定性を向上せしめ、その結果、炭素繊維を用いた複合材料の品質安定性を達成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明における炭素繊維束の繊維形態としては、前駆体繊維束に撚りをかけて焼成して得られる有撚糸、その有撚糸を解いて得られる解撚糸、前駆体繊維束に実質的に撚りをかけずに焼成して得られる無撚糸などが使用できることから限定するものではないが、高次加工性を考慮すると無撚糸または解撚糸が好ましく、さらに高次加工時の拡がり性の点から無撚糸が好ましい。
【００１７】
本発明の炭素繊維束は複数の単繊維の集合体であるが、複数の単繊維が集合した炭素繊維束は実質的に無撚りであることが好ましい。ここでいう実質的に無撚りとは、無撚り、もしくは、たとえ撚りがあっても、炭素繊維束１ｍあたり０．５ターン以下であることを意味する。
【００１８】
また、ボビンに巻き取られた炭素繊維束の実重量Ｍ１と炭素繊維束の設定繊度と長さの積からなるボビン重量Ｍ２の比Ｍ１／Ｍ２が０．９８以上１．０２以下であるものであり、さらに０．９９以上１．０１以下であることが好ましい。ここで言う設定繊度とは、目標とする繊度のことであり、具体的には繊度の仕様中心値やカタログ値などを指す。ボビンに巻き取られた炭素繊維束の実重量Ｍ１と炭素繊維束の設定繊度と長さの積からなるボビン重量Ｍ２の比Ｍ１／Ｍ２が０．９８未満であると、炭素繊維強化プラスチック内の炭素繊維束含有量が減り、コンポジット特性が低下する。また、Ｍ１／Ｍ２が１．０２を超えると、炭素繊維束含有量が増加してコンポジット特性は向上するものの、炭素繊維強化プラスチックの重量が大きくなり、軽量化に支障を及ぼす。さらに、Ｍ１／Ｍ２が０．９８未満もしくは１．０２を超えた場合は、実際の炭素繊維束の繊度が設定繊度と異なる、すなわち炭素繊維束の繊度バラツキが増大していることを意味しているために、炭素繊維強化プラスチック内の炭素繊維含有量のバラツキをもたらし、コンポジット特性のバラツキが発生する。
【００１９】
ここでいう炭素繊維束の実重量Ｍ１は次のようにして求める。すなわち、紙管などのボビンに巻き取られた炭素繊維束パッケージをグラム表示をする電子秤量に乗せて、小数点第１位まで読み取る。その後で紙管などのボビン重量を差し引いた重量を炭素繊維束の実重量Ｍ１とする。ここで使用する電子秤量は特に限定するものではなく、市販のものでよい。
【００２０】
炭素繊維束において、単繊維数の好ましい範囲は３０００本以上であり、より好ましくは６０００本以上であり、さらに好ましくは１２０００本以上である。単繊維数が３０００本未満の場合は取り扱い性が悪い上に、生産能力の低下を招きコストアップをもたらす。
【００２１】
単繊維数の上限に特に限定はないが、炭素繊維束が太すぎるとプリプレグなどの高次加工時に樹脂が炭素繊維束内部まで含浸せず、均一性を失い、炭素繊維強化プラスチック成型時にボイドを形成して物性が低下することから、単繊維数は４８０００本以下が好ましい。
【００２２】
上記した炭素繊維束は次のようにして製造することができる。まず、炭素繊維の前駆体としてアクリロニトリルが９０重量％以上でアクリロニトリルと共重合可能なモノマーが１０重量％以下で構成されるポリアクリロニトリル系繊維束を使用する。上述の共重合可能なモノマーとしては、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸またはこれらのメチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、スチレンスルホン酸およびこれらのアルカリ金属塩から少なくとも１種を用いることができる。
【００２３】
得られた炭素繊維用前駆体繊維束の総繊度の範囲は２０００ｄｔｅｘ以上８００００ｄｔｅｘ以下、好ましくは３０００ｄｔｅｘ以上６００００ｄｔｅｘ以下、より好ましくは４０００ｄｔｅｘ以上４００００ｄｔｅｘ以下である。前駆体繊維束の総繊度が２０００ｄｔｅｘ未満の場合は、ローラーとの擦過で毛羽立ち取り扱いが悪い上に、生産能力が低いためにコストアップにつながる。また、総繊度が８００００ｄｔｅｘを超える場合は、耐炎化工程での糸条内の蓄熱が助長され、防災上危険な状態になるばかりか、プリプレグなどの高次加工時に樹脂が炭素繊維束内部まで含浸せず、均一性を失い炭素繊維強化プラスチック成型時にボイドを形成して物性が低下する
このポリアクリロニトリル系前駆体繊維束を空気などの酸化性雰囲気中にて２００℃から３００℃程度の温度範囲で耐炎化することで耐炎化繊維束を製造し、窒素などの不活性雰囲気中で３００℃から１０００℃程度の温度内で予備炭化した後に、窒素などの不活性雰囲気中で最高温度が１０００℃から２５００℃程度の温度内で炭化することで炭素繊維束を得ることができる。炭化処理後に施す表面処理は既知の薬液を用いる液相酸化、電解液溶液中で炭素繊維束を陽極とする電解酸化を用いればよいが、比較的取り扱い性が良く、コスト的に優れた電解酸化処理方法が好まれて使われる。電解液は酸性水溶液またはアルカリ水溶液いずれでもよいが、酸性水溶液は強酸を示す硫酸、硝酸が好ましく、アルカリ水溶液は炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、重炭酸アンモニウムなどの無機アルカリが好ましく使われる。表面処理後に炭素繊維束にサイジング剤を付与する。ここでいうサイジング剤の種類は特に限定するものではないが、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂を主成分とするものがよい。
【００２４】
ここで、本発明の炭素繊維束を得るために好適な耐炎化繊維束を製造する方法は次のとおりである。
【００２５】
炭素繊維束の原料でもある耐炎化繊維束の繊度は耐炎化工程で受ける熱処理量に大きく影響を受け、この熱処理量の変動が大きいと炭素繊維束の繊度の変動につながるため、炭素繊維束の繊度変動率を抑制するためには耐炎化熱処理量の均一化が極めて重要である。
【００２６】
図１は本発明で好適に用いられる耐炎化炉の一例を示す概略側面図である。炭素繊維用前駆体であるポリアクリロニトリル系繊維束を複数本同時に並行に走行させて、耐炎化熱処理室１に入炉させる。炭素繊維用ポリアクリロニトリル系前駆体繊維束が耐炎化繊維束となる前の耐炎化途中糸２に、一定温度の熱風が供される耐炎化熱処理室１と、その熱風を循環する循環部３があるもので、さらに耐炎化熱処理室１の繊維束走行方向の両端に耐炎化途中糸２を出入りさせる複数の折り返しローラー４およびスリット５が具備されている耐炎化炉で耐炎化繊維束を得る。繊維束はスリット５から出入りして、折り返しローラー４で折り返されて、耐炎化熱処理室１内をジグザグに通過する。耐炎化途中糸２の走向方向は特に限定はなく、耐炎化熱処理室の上部から下部もしくは下部から上部いずれでもよい。また、耐炎化熱処理室１に供給される熱風の温度は、通常、循環部３にある気体加熱手段６と循環用ファン７により制御される。
【００２７】
耐炎化熱処理室１内で耐炎化途中糸２が発熱するために、防災面から走行糸条の過剰発熱を抑制する必要があり、その手段として耐炎化熱処理室外から循環部を通じて一定温度の熱風を走行糸条に吹き付けることで除熱せしめることが一般的である。熱風の供給方向は、走行糸条に対して鉛直方向に熱風を吹き付ける直交流と耐炎化熱処理室側壁から熱風を吹き付ける並行流がある。本発明ではいずれの供給方向でも構わないが、温度を一括に制御できることや加熱手段が少なくてすみ、コストパフォーマンスに優れた直交流が好ましい形態である。図１に示す耐炎化炉の熱風供給も直交流である。
【００２８】
折り返しローラー４の形状は耐炎化熱処理室で熱風により走行糸条が振動していることから、ある程度形態保持性を与えられる溝ローラーが好ましい。溝がないローラー、すなわち平ローラーの場合は耐炎化初期段階で前駆体繊維束に含まれる油剤がローラーに転写してしまい、粘着により走行糸条の巻付きや毛羽取られといった品位悪化をもたらすので好ましい形態ではない。
【００２９】
前述したとおり、耐炎化熱処理室１内で走行糸条である耐炎化途中糸は常に発熱しており、耐炎化熱処理室内中央部は蓄熱しやすいために高温となり、炉壁やスリット近傍は放熱や外気との接触のために低温となり、走行糸条に与えられる熱処理量は常に変動しているため炭素繊維束長手方向の繊度のバラツキの一因となっている。また、炭素繊維前駆体であるアクリロニトリル系繊維束の長手方向繊度ムラ自体により、耐炎化熱処理室で太い糸条部分は発熱量が多く、細い糸条部分は発熱量が低いために、経時的に、すなわち長手方向に特定糸条に着目した場合、耐炎化工程での熱処理量が変動するために、炭素繊維束長手方向の繊度のバラツキの原因となりうる。
【００３０】
そこで、本発明では、耐炎化途中糸からの発熱による熱処理量変動を抑制するために、耐炎化途中糸間距離（以下ピッチと略称する）に着目した。すなわち、耐炎化途中糸からの発熱による蓄熱で高温部を形成する機幅方向中央部のピッチを大きくすることで、循環部から耐炎化処理室に供される熱風で耐炎化途中糸への除熱効果を高めると同時に、炉壁からの放熱で低温部を形成しやすい機幅方向端部でのピッチを狭めることで、耐炎化途中糸からの発熱を利用した蓄熱効果を得ることができ、経時的に、言い換えれば糸条長手方向の熱処理変動を抑制できるのである。その結果、耐炎化繊維束、しいては炭素繊維束の長手方向の繊度変動が抑制され、品質安定性に優れた炭素繊維束を得ることが可能となる。
【００３１】
図２は、本発明における折り返しローラーを走行する耐炎化途中糸の平面図であり、ここでいう機幅方向中央部８とは、図２に示すとおり、耐炎化処理室の機幅方向つまり折り返しローラー４の軸方向に同時に並行走行する耐炎化途中糸条群の中心線９を基準点として、その基準点を左右対称に耐炎化途中糸幅に対して１０％〜７０％、より好ましくは２０％〜６０％、より好ましくは３０％〜５０％の範囲を指す。機幅方向中央部が１０％未満の場合は、ピッチを大きくする耐炎化途中糸条が少ないために、熱風による充分な除熱効果が得られず、長手方向の耐炎化糸の繊維変動が小さくならず、また、７０％を越える場合は多くの耐炎化途中糸条のピッチが大きくなるために、熱風による除熱効果と炉壁からの放熱が相乗的に作用し、熱処理量が大きく低下するため繊度が低下するばかりでなく、予備炭化で素抜けや毛羽立ちにより工程通過性が低下する問題が発生する。
【００３２】
機幅方向中央部８内の耐炎化途中糸２ａのピッチＰ１とその他の部分を走行する耐炎化途中糸２ｂのピッチＰ２の比、Ｐ１／Ｐ２の範囲は１を超え５以下、好ましくは１．５以上４以下、より好ましくは２以上３以下である。耐炎化途中糸ピッチであるＰ１およびＰ２は一定でも良いし変化していても良く、変化する場合はＰ１は最も長いピッチを指し、Ｐ２は最も短いピッチを指す。ただし、ローラーの加工賃減少や耐炎化途中糸の熱処理の均一化を考えると、Ｐ１およびＰ２は一定であることが好ましい。Ｐ１／Ｐ２が１以下の場合、すなわち機幅方向中央部を走行する耐炎化途中糸２ａのピッチがそれ以外を走行する耐炎化途中糸２ｂのピッチと比べて同じもしくは小さいことを意味しており、機幅方向中央部で熱風が走行糸条の間を通過しにくいために除熱効果が低減して常に高温部を形成し、温度が不安定となるばかりか防災面でも好ましくない。また、Ｐ１／Ｐ２が５を超える、すなわち機幅方向中央部を走行する耐炎化途中糸２ａのピッチがそれ以外を走行する耐炎化途中糸２ｂのピッチと比べて広い場合は熱風が糸条間を通過できるので充分な除熱効果は得られるものの、走行糸条からなる機幅の長さが増大するために炉の大型化につながり、設備費が高くなる。
【００３３】
耐炎化途中糸間ピッチの範囲は、Ｐ１およびＰ２とも、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、好ましくは３．５ｍｍ以上１８ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。耐炎化途中糸間ピッチが２ｍｍ未満の場合、熱風が耐炎化途中糸の間を充分に通過せずに充分な除熱が得られず発熱反応が促進され、耐炎温処理室内で温度が急上昇言い換えれば暴走反応をもたらしてしまい、防災上極めて危険な状態となる。一方、耐炎化途中糸間ピッチが２０ｍｍを超えると、走行糸条からなる機幅の長さが増大するために炉の大型化につながり、設備費が高くなる。
【００３４】
このように本発明によれば、炭素繊維束の繊度バラツキ、とくに長手方向のバラツキが低減し、品質安定性に優れた炭素繊維束を得られることから、一方向性プリプレグ法やフィラメントワインディング法をはじめとする各種高次加工品での品質安定を達成することができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本実施例で用いた個々の特性値は以下の方法により測定したものである。
【００３６】
（１）炭素繊維束の長手方向繊度変動率
温度２３±５℃、相対湿度６０±２０％の雰囲気中で、長手方向繊度変動率評価用サンプルである炭素繊維束をボビンから長手方向に１ｍ撚りが入らないように長方形状に正確に切断する。次にボビンの炭素繊維切断面から長手方向に５０ｍの炭素繊維束をボビンから解じょする。その後再び炭素繊維束をボビンから長手方向に１ｍ撚りが入らないように正確に切断して、２本目のサンプルを得る。その後長手方向に５０ｍ解じょした後で同様にして１ｍの３本目のサンプルを得る。５０本のサンプルを得られるまで、このサンプリングを繰り返す。採取した炭素繊維束サンプルを電子秤量で測定して、小数点第４位まで読み取り記録する。ここでいう電子秤量は特に限定せず、汎用品でかまわない。炭素繊維束の長手方向繊度変動率を次式を用いて求める。
【００３７】
炭素繊維束の長手方向繊度変動率（％）＝（σ／Ｘ）×１００
ここで、σは繊度を測定したサンプル５０本全データの標準偏差、Ｘは繊度を測定したサンプル５０本全データの平均値を指す。
【００３８】
（実施例１）
アクリロニトリル９９重量％とイタコン酸１重量％から重合してなるアクリル系重合体溶液を調製し、乾湿式紡糸法により単繊維繊度０．７４ｄｔｅｘ、フィラメント数２４０００本（総繊度１７７６０ｄｔｅｘ）からなる無撚りのアクリロニトリル系前駆体繊維束を得た。得られた前駆体繊維束を複数同時に並行走行して耐炎化炉に入炉せしめ、耐炎化処理を行い炭素繊維束の中間材料となる耐炎化繊維束を製造した。耐炎化するための耐炎化炉には、同時並行して走行する複数の耐炎化途中糸に対して温度２００℃〜２８０℃の範囲で温度制御した一定温度の熱風を鉛直方向から供給する耐炎化熱処理室と、その熱風を下方から上方に循環する循環部とがあり、さらに耐炎化熱処理室における糸条走行方向の両端に耐炎化途中糸を入出炉させる複数のスリットおよび溝ローラーである折り返しローラーが設置されている。
【００３９】
全機幅の４０％の幅を占める機幅方向中央部を走行する耐炎化途中糸ピッチＰ１を１０ｍｍ、それ以外の部分を走行する耐炎化途中糸ピッチＰ２を４ｍｍにして、Ｐ１／Ｐ２の比が２．５になるような溝形状を有する折り返し溝ローラーを使用した。得られた耐炎糸繊維束を窒素雰囲気中で４００℃から８００℃の温度領域で予備炭化し、さらに窒素雰囲気中で１０００℃から１８００℃の温度領域で炭化した。続いて、硫酸水溶液を電解液として炭素繊維１ｇあたり１０クーロンの電気量で表面処理を行い、水洗洗浄した後で、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を主成分とするサイジング剤を１重量％になるように付着させた後で紙管に巻き付けて、炭素繊維束を得た。この炭素繊維束の設定繊度は１０００ｔｅｘであった。得られた炭素繊維は、実重量Ｍ１が４０４０ｇで炭素繊維束の設定繊度と長さの積からなるボビン重量Ｍ２が４０００ｇであり、その比Ｍ１／Ｍ２は１．０１であった。また、炭素繊維束の長手方向繊度変動率も１％であった。
【００４０】
（実施例２）
全機幅の１０％の幅を占める機幅方向中央部を走行する耐炎化途中糸ピッチＰ１を２０ｍｍ、それ以外の部分を走行する耐炎化途中糸ピッチＰ２を４ｍｍにして、Ｐ１／Ｐ２の比が５．０になるような溝形状を有する折り返し溝ローラーを使用した以外は実施例１と同じにして炭素繊維束を得た。得られた炭素繊維は、実重量Ｍ１が３９６０ｇで炭素繊維束の設定繊度と長さの積からなるボビン重量Ｍ２が４０００ｇであり、その比Ｍ１／Ｍ２は０．９９であった。また、炭素繊維束の長手方向繊度変動率も１％であった。
【００４１】
（実施例３）
全機幅の７０％の幅を占める機幅方向中央部を走行する耐炎化途中糸ピッチＰ１を１１ｍｍ、それ以外の部分を走行する耐炎化途中糸ピッチＰ２を１０ｍｍにして、Ｐ１／Ｐ２の比が１．１になるような溝形状を有する折り返し溝ローラーを使用した以外は実施例１と同じにして炭素繊維束を得た。得られた炭素繊維は、実重量Ｍ１が４０８０ｇで炭素繊維束の設定繊度と長さの積からなるボビン重量Ｍ２が４０００ｇであり、その比Ｍ１／Ｍ２は１．０２であった。また、炭素繊維束の長手方向繊度変動率も２％であった。
【００４２】
（比較例１）
走行する耐炎化途中糸のピッチを全て均一の１５ｍｍになるような溝形状を有する折り返し溝ローラーを使用した以外は実施例１と同じにして、炭素繊維束を得た。得られた炭素繊維は、実重量Ｍ１が４２００ｇで炭素繊維束の設定繊度と長さの積からなるボビン重量Ｍ２が４０００ｇであり、その比Ｍ１／Ｍ２は１．０５と繊度変動が大きい品質安定性に劣るものであった。また、炭素繊維束の長手方向繊度変動率も５％であった。
【００４３】
（比較例２）
全機幅の５％の幅を占める機幅方向中央部を走行する耐炎化途中糸ピッチＰ１を１ｍｍ、それ以外の部分を走行する耐炎化途中糸ピッチＰ２を１０ｍｍにして、Ｐ１／Ｐ２の比が１０になるような溝形状を有する折り返し溝ローラーを使用した以外は実施例１と同じにして炭素繊維束を得た。機幅中央を走行する耐炎化途中糸の発熱反応のために耐炎化工程で糸切れが多発して、耐炎糸繊維束を得ることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明で用いる耐炎化炉の概略側面図である。
【図２】本発明における折り返しローラーを走行する耐炎化途中糸の平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：耐炎化熱処理室
２：耐炎化途中糸
２ａ：機幅方向中央部を走行する耐炎化途中糸
２ｂ：機幅方向中央部以外を走行する耐炎化途中糸
３：循環部
４：折り返しローラー
５：スリット
６：気体加熱手段
７：循環用ファン
８：機幅方向中央部
９：中心線
【図１】
2008127707.tif 000003
【図２】
2008127707.tif 000004