[发明专利]碳纤维的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳纤维的制造方法。

本申请基于2013年3月27日在日本申请的日本特愿2013-066096号主张优先权，将其内容援引于此。

背景技术

碳纤维的制造例如通过以下的方法进行。即，介由导向辊使碳纤维前体纤维束例如聚丙烯腈系纤维束折返，在预氧化炉的热处理室内分多个阶段走行，用200℃～300℃的热风加热，制造具有期望的预氧化密度的预氧化纤维，然后，在非活性气体中在300℃～2500℃的温度范围内进行碳化处理。

进行预氧化处理时，从碳纤维前体纤维束产生含有有害物的气体。为了防止这样的气体从预氧化炉向大气中漏出，已知下述方法：通过设置与预氧化炉邻接的密封室并使密封室内的压力低于大气压，防止气体从预氧化炉向大气中漏出(例如专利文献1～4)。

然而，进行预氧化处理时，由碳纤维前体纤维束产生的气体中含有具有在热处理室内保持挥发状态而在更低温度下发生凝集的性质的物质。一般而言，密封室内的温度比热处理室内的温度低。因此，有时这样的物质会在密封室内部凝集并附着在碳纤维前体纤维束上。在这种情况下，有可能在之后的碳化处理中导致碳纤维的强度降低。专利文献1～4记载的发明中，不一定对这样的可能性进行了充分的考虑。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭62-228865号公报

专利文献2:日本特开平11-173761号公报

专利文献3:日本特开2000-136441号公报

专利文献4:日本特开2004-143647号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是为了解决上述课题而作出的，提供能够获得高品质的碳纤维的制造方法。

用于解决课题的方法

本发明具有以下那样的实施方式。

(I)一种碳纤维的制造方法，满足以下的(1)～(3)。

(1)包括下述工序：将片状展开的碳纤维前体纤维束导入预氧化炉，在200℃～300℃的温度范围内对导入上述预氧化炉的碳纤维前体纤维束进行预氧化处理，将由上述预氧化处理获得的预氧化纤维束导入碳化炉，在300℃～2500℃的温度范围内对导入上述碳化炉的预氧化纤维束进行碳化处理。

(2)上述预氧化炉具有热处理室和与之邻接的密封室，从上述密封室向上述预氧化炉外进行排气。

(3)从上述热处理室向上述密封室吹出的热风的空间速度SV(1/h)满足以下的关系。

80≤SV≤400

(II)满足以下的(4)的、(I)的碳纤维的制造方法。

(4)当将向上述预氧化炉导入的上述碳纤维前体纤维束的量设为Y(kg/h)、将从上述热处理室向上述热处理室外的总排气量设为X(Nm³/h)时，满足以下的关系。

0.001≤Y/X≤0.012

(III)满足以下的(5)和(6)的(I)或(II)的碳纤维的制造方法。

(5)上述预氧化处理是，使上述碳纤维前体纤维束在上述热处理室内沿上述碳纤维前体纤维束的纤维方向移动，上述移动是使上述碳纤维前体纤维束在上述热处理室内的多个位置相互平行地移动而进行的。

(6)上述密封室具有向所述预氧化炉外开口的外侧狭缝和向所述热处理室开口的内侧狭缝，所述外侧狭缝和所述内侧狭缝之数目彼此相同于多次移动的上述碳纤维前体纤维束的移动次数。

(IV)满足以下的(7)和(8)的(III)记载的碳纤维的制造方法。

(7)在上述预氧化处理中，上述多个位置是上述热处理室内的上下方向的位置不同的多个位置，上述移动是在上述热处理室内的水平方向上移动而进行的。

(8)上述多个上述外侧狭缝分别设于沿上下方向不同的位置，上述上下方向的位置中位于最下侧的上述外侧狭缝的开口面积比位于最上侧的上述外侧狭缝的开口面积小。

此外，本发明的实施方式的另一方面具有以下那样的构成。

(V)一种碳纤维的制造方法，满足以下的(1A)～(3A)。

(1A)将片状展开的碳纤维前体纤维束导入预氧化炉，在200℃～300℃的温度范围内进行预氧化处理，将获得的预氧化纤维束导入碳化炉，在300℃～2500℃的温度范围内进行碳化处理。

(2A)上述预氧化炉具有热处理室和与之邻接的密封室，从上述密封室排气，从而防止上述热处理室内的热风向大气中漏出。