碳纤维前体丙烯腈纤维束的制造方法技术

一种蒸汽拉伸装置，沿着碳纤维前体丙烯腈纤维束T的输送方向配置有：输送碳纤维前体丙烯腈纤维束T的供给辊（1），对碳纤维前体丙烯腈纤维束T进行开纤的开纤装置（2），对于碳纤维前体丙烯腈纤维束T的宽度进行控制的宽度控制装置（3），供给蒸汽且将所述纤维束T加热到能够拉伸的温度的蒸汽箱（4），对碳纤维前体丙烯腈纤维束T以比供给辊（1）的输送速度快的输送速度进行输送的牵引辊（5）；通过配置于所述供给辊（1）和所述蒸汽箱（4）之间的任意位置的宽度控制装置（3）将通过宽度控制装置（3）之后的所述纤维束T的宽度控制为相对于导入供给辊之前的所述纤维束T的宽度的65～110%。本发明专利技术提供一种通过使用由上述结构构成的蒸汽拉伸装置，从而能够高速稳定地进行高倍率拉伸的碳纤维前体丙烯腈纤维束的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种蒸汽拉伸装置，沿着碳纤维前体丙烯腈纤维束T的输送方向配置有：输送碳纤维前体丙烯腈纤维束T的供给辊（1），对碳纤维前体丙烯腈纤维束T进行开纤的开纤装置（2），对于碳纤维前体丙烯腈纤维束T的宽度进行控制的宽度控制装置（3），供给蒸汽且将所述纤维束T加热到能够拉伸的温度的蒸汽箱（4），对碳纤维前体丙烯腈纤维束T以比供给辊（1）的输送速度快的输送速度进行输送的牵引辊（5）；通过配置于所述供给辊（1）和所述蒸汽箱（4）之间的任意位置的宽度控制装置（3）将通过宽度控制装置（3）之后的所述纤维束T的宽度控制为相对于导入供给辊之前的所述纤维束T的宽度的65～110%。本专利技术提供一种通过使用由上述结构构成的蒸汽拉伸装置，从而能够高速稳定地进行高倍率拉伸的。【专利说明】
本专利技术涉及使用蒸汽拉伸装置的。
技术介绍
丙烯酸系纤维束作为碳纤维前体被广泛利用，在碳纤维前体丙烯腈纤维束的制造工序中，通常已知利用蒸汽拉伸装置使碳纤维前体丙烯腈纤维束在一个方向上连续移动并同时进行拉伸的方法。通过对碳纤维前体丙烯腈纤维束进行蒸汽拉伸，能够进行绒毛、断丝少的高倍率的拉伸，并且能够实现生产性的提高。另一方面，作为高强度碳纤维用的碳纤维前体丙烯腈纤维束的制造技术，通常已知在蒸汽拉伸装置的制造工序上游赋予油剂后进行干燥致密化的技术。然而认为，干燥致密化工序中由于油剂引起碳纤维前体丙烯腈纤维的单丝之间的伪粘接，从而蒸汽不会均一地浸透到纤维束内部，无法在纤维束内部均一地发挥由蒸汽带来的增塑化效果，从而蒸汽拉伸装置中均一的拉伸性降低，引起绒毛的产生、纤维束的断裂。以解除该伪粘接为目的，例如在日本特开平11-286845号公报(专利文献I)中，在将丙烯酸系长丝丝条导入至蒸汽箱之前利用流体进行开纤处理。另外，例如在日本特开平7-70862号公报(专利文献2)中，在对碳纤维前体丙烯腈纤维束进行蒸汽拉伸之前在蒸汽箱紧前方通过丝条轧液部件对纤维束进行轧液、并导入至加压蒸汽拉伸室内，从而能够稳定地拉伸。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平11-286845号公报专利文献2:日本特开平7-70862号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献I记载的蒸汽拉伸装置中，有关于开纤喷嘴的压力的记载，但没有提及结构。另外，专利文献I中记载了，为了得到充分的开纤效果并且防止丝条的曲折运动，根据开纤装置紧前方和紧后方的辊间距离将丝条张力设定为0.01?0.09g/d的方法，但存在下述这样的问题:即，在控制丝条张力时所述开纤装置前后的辊和丝条之间发生滑动，丝条受损，特别是如果纺丝速度为高速则成为绒毛的产生、碳纤维强度降低的原因。另外，专利文献I中记载的蒸汽拉伸装置中，由于没有控制碳纤维前体丙烯腈纤维束的宽度的手段，因而在利用流体进行开纤处理时，容易丧失碳纤维前体丙烯腈纤维束的集束性，碳纤维前体丙烯腈纤维束的宽度和移动位置不稳定，另外，引起碳纤维前体丙烯腈纤维束破裂等现象。因此，在蒸汽箱内部引起与邻接的纤维束、壁面的接触，导致碳纤维前体丙烯腈纤维束的切断、碳纤维强度降低，对于工业上进行稳定的拉伸带来问题，或者碳纤维前体丙烯腈纤维束的厚度很可能出现不匀，对于在蒸汽箱内部进行均一的拉伸带来问题。另外，对于专利文献2中记载的蒸汽拉伸装置而言，存在下述这样的问题:由于仅在蒸汽箱的紧前方使用丝条轧液部件来控制碳纤维前体丙烯腈纤维束宽度，因此丝条中出现厚度不匀，成为蒸汽箱内部不均一拉伸的原因，在丝条轧液部件之间引起摩擦，特别是如果使纺丝速度为高速则成为绒毛的产生、之后制造的碳纤维强度下降的原因。本专利技术的问题是提供一种能够稳定地进行碳纤维前体丙烯腈纤维束的高速、高倍率的拉伸的使用蒸汽拉伸装置的。用于解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术的具有以下的基本构成。S卩，本专利技术的是包括以下步骤的:将碳纤维前体丙烯腈纤维束使用从流体喷出喷嘴喷出流体以进行开纤的开纤装置进行开纤后，导入至对碳纤维前体丙烯腈纤维束进行加热的蒸汽箱；所述制造方法是对于从所述流体喷出喷嘴喷出的流体使用气体、使所述气体的流量是每IOOOdtex为7NL/分钟以上16NL/分钟以下并且使所述气体的流速为130m/秒以上350m/秒以下的。本专利技术的中，优选地，所述流体喷出喷嘴的喷嘴开口在碳纤维前体丙烯腈纤维束的宽度方向上为长缝状，并且使所述流体喷出喷嘴的喷嘴开口宽度Wl和开纤装置紧前方的辊上的纤维束的宽度W2的比率(W1/W2)为1.2以上2.0以下。在本专利技术的中，优选地，在配置于开纤装置紧前方和紧后方的辊处，使碳纤维前体丙烯腈纤维束对辊的接触角为大于90度且小于200度。本专利技术的中，优选地，使所述开纤装置前后的棍的直径为300mm以上600mm以下。本专利技术的中，优选地，所述开纤装置在从所述喷出喷嘴喷出流体的方向上具有流体碰撞板。本专利技术的中，优选地，使用宽度控制装置，使刚刚通过宽度控制装置之后的所述碳纤维前体丙烯腈纤维束的宽度为相对于刚刚导入供给辊之前的碳纤维前体丙烯腈纤维束宽度的65?110%，并将碳纤维前体丙烯腈纤维束导入至蒸汽箱；所述宽度控制装置为位于与所述开纤装置的距离在纤维束输送方向上为50mm以上IOOOmm以下并且在圆周方向上具有沟槽的沟槽辊，碳纤维前体丙烯腈纤维束的宽度方向的两个端部相接触的部分的沟槽形状为圆弧或椭圆形状的一部分截面。本专利技术的中，优选地，使所述沟槽辊为旋转辊。本专利技术的中，优选地，将碳纤维前体丙烯腈纤维束在通过宽度控制装置之后利用加热辊将温度加热至80?160°C，并将碳纤维前体丙烯腈纤维束导入至蒸汽箱。本专利技术的中，还可在所述开纤装置和宽度控制装置之间配置扁平辊。专利技术效果根据本专利技术，能够将碳纤维前体丙烯腈纤维束以高倍率并且均一稳定地进行拉伸。【专利附图】【附图说明】图1为简要示出适用于本专利技术涉及的的蒸汽拉伸装置的代表性实施方式的整体侧视图；图2为示出本专利技术中的开纤装置的流体喷出喷嘴的缝和碳纤维前体丙烯腈纤维束的移动位置的关系的平面图；图3为简要示出本专利技术中的蒸汽拉伸装置的其他实施方式的整体侧视图；图4为简要示出本专利技术中的蒸汽拉伸装置的又一其他实施方式的整体侧视图；图5为简要示出本专利技术中的蒸汽拉伸装置的又一其他实施方式的整体侧视图；图6为简要示出本专利技术中的蒸汽拉伸装置的又一其他实施方式的整体侧视图；图7为示出来自开纤装置的流体喷出喷嘴的气体的喷出流量与断裂时的牵引辊和供给辊的速度比的相关性的图表；图8为示出蒸汽箱内的碳纤维前体丙烯腈纤维束的温度与断裂时的牵引辊和加热辊的速度比的相关性的图表；图9为示出蒸汽箱内的碳纤维前体丙烯腈纤维束温度和蒸汽箱内的纤维束速度/加热辊速度的比值的相关性的图表。【具体实施方式】以下，参照附图具体说明本专利技术的代表性实施方式。图1简要示出适用于本专利技术的的蒸汽拉伸装置的整体构成。本实施方式中的碳纤维前体丙烯腈纤维束的蒸汽拉伸装置(以下，简称为拉伸装置)如图1所示，沿着碳纤维前体丙烯腈纤维束T的输送方向配置有:输送碳纤维前体丙烯腈纤维束T的供给辊1，对碳纤维前体丙烯腈纤维束T进行开纤的开纤装置2，输送碳纤维前体丙烯腈纤维束T的输送辊7，供给蒸汽并将碳纤维前体丙烯腈纤维束T加热至能够拉伸的温度的蒸汽箱4，将碳纤维前体丙烯腈纤维束T以比供给辊I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维前体丙烯腈纤维束的制造方法，其特征在于，为包括以下步骤的碳纤维前体丙烯腈纤维束的制造方法：将碳纤维前体丙烯腈纤维束利用从流体喷出喷嘴喷出流体的开纤装置进行开纤，导入至对碳纤维前体丙烯腈纤维束进行加热的蒸汽箱；对于从所述流体喷出喷嘴喷出的流体使用气体，使所述气体的流量是每1000dtex为7NL/分钟以上16NL/分钟以下，并且使所述气体的流速为130m/秒以上350m/秒以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫内亮，大木勋，水鸟由贵广，多田旭成，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，
类型：
国别省市：