CN108603309A - 碳纤维的制造方法及连接方法 - Google Patents

Abstract

一种碳纤维的制造方法及连接方法，该碳纤维的制造方法包括连接工序和碳化工序，连接工序经连接纤维束将第一被连接纤维束和第二被连接纤维束连接，碳化工序使连接了的纤维束在一个或多个碳化炉行走进行碳化，其中，连接工序通过下述方式进行，即，使连接纤维束的一端部和第一被连接纤维束的另一端部重合，喷射流体，形成第一交织部，并且使连接纤维束的另一端部和第二被连接纤维束的一端部重合，喷射流体，形成第二交织部，在各交织部的交织点数量在两个以上且各交织点的拉伸强度在400[N]以上的情况下，满足下述式的关系，40＞{L2/(L2‑A)}×(S+13)，L2表示从纤维束的行走方向的上游侧开始第一个存在的碳化炉中的延伸区间的距离[mm]，A表示第一交织部中的交织点和第二交织部中的交织点之间的最大距离[mm]，S表示在碳化炉中行走时对连接了的纤维束赋予的延伸率[％]。

Description

碳纤维的制造方法及连接方法

技术领域

本发明涉及包括被连接纤维束和连接纤维束的连接工序的碳纤维的制造方法及连接方法。

背景技术

碳纤维具有拉伸强度、拉伸率高，耐热性、疲劳特性优异等特点，在体育、休闲、航空、宇宙等领域中被广泛使用。

碳纤维通过下述的方式制造，即，将作为原料纤维的一例的丙烯纤维的纤维束在通过在空气中加热到150～300[℃]做成阻燃纤维后，使用碳化炉在惰性环境中加热到1000[℃]以上。一般来说，原料纤维被卷绕在绕线架上或被收容在袋、壳体等包装体中，在连续性地进行碳纤维的制造的情况下，在进行此绕线架、包装体的切换时，需要将向制造工序供给的纤维束的终端和被卷绕在绕线架上或被收容在包装体中的纤维束的始端连接。

作为连接纤维束的手段，公开了经连接纤维束将两根被连接纤维束连接的连接方法(专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-255168号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在专利文献1记载的方案中，在进行连接了的纤维束的碳化过程中，连接部切断的情况多，存在碳化工序的通过率低、生产性差这样的问题。

本发明是鉴于这样的问题做出的发明，以提供一种碳化工序的通过率高、生产性优异的碳纤维的制造方法及连接方法为目的。

为了解决课题的手段

为了实现上述目的，有关本发明的一个方式的碳纤维的制造方法，包括连接工序和碳化工序，前述连接工序经连接纤维束将第一被连接纤维束和第二被连接纤维束连接，前述碳化工序使前述连接了的纤维束在一个或多个碳化炉行走进行碳化，在此碳纤维的制造方法中，前述连接工序通过下述方式进行，即，使前述连接纤维束的一端部和前述第一被连接纤维束的另一端部重合，喷射流体，形成第一交织部，并且使前述连接纤维束的另一端部和前述第二被连接纤维束的一端部重合，喷射流体，形成第二交织部，在前述各交织部的交织点数量(N1)在两个以上且前述各交织点的拉伸强度(F1)在400[N]以上的情况下，满足下述式(1)的关系，

40＞{L2/(L2-A)}×(S+13)···(1)

式中，L2表示从前述纤维束的行走方向的上游侧开始第一个存在的碳化炉中的延伸区间的距离[mm]，A表示前述第一交织部中的交织点和前述第二交织部中的交织点之间的最大距离[mm]，S表示在前述碳化炉中行走时对前述连接了的纤维束赋予的延伸率[％]。

为了实现上述目的，有关本发明的一个方式的连接方法是将第一被连接纤维束和第二被连接纤维束经连接纤维束连接的连接方法，该第一被连接纤维束是在一个或多个碳化炉行走而被碳化的纤维束，是碳化前的状态的被连接纤维束，该第二被连接纤维束是在前述一个或多个碳化炉中行走而被碳化的纤维束，是碳化前的被连接纤维束，在此连接方法中，前述第一被连接纤维束和前述第二被连接纤维束的连接通过下述方式进行，即，使前述连接纤维束的一端部和前述第一被连接纤维束的另一端部重合，喷射流体，形成第一交织部，并且使前述连接纤维束的另一端部和前述第二被连接纤维束的一端部重合，喷射流体，形成第二交织部，在前述各交织部的交织点数量(N1)在两个以上且前述各交织点的拉伸强度(F1)在400[N]以上的情况下，满足下述式(1)的关系，

40＞{L2/(L2-A)}×(S+13)···(1)

式中，L2表示从前述纤维束的行走方向的上游侧开始第一个存在的碳化炉中的延伸区间的距离[mm]，A表示前述第一交织部中的交织点和前述第二交织部中的交织点之间的最大距离[mm]，S表示在前述碳化炉中行走时对前述连接了的纤维束赋予的延伸率[％]。

发明的效果

根据有关本发明的一个方式的碳纤维的制造方法及连接方法，因为能够没有将连接了的纤维束切断地进行碳化，所以碳化工序的通过率高，碳纤维的生产性提高。

附图说明

图1是表示有关本实施方式的纤维束的连接结构例的说明图。

图2是表示连接了的纤维束在碳化炉中的碳化的说明图。

图3(a)～(c)是概念性地表示由有关本实施方式的连接方法连接的纤维束的交织状态的说明图。

图4(a)、(b)是表示用于有关本实施方式的连接方法的装置的一个结构例的说明图。

具体实施方式

为了实施发明的方式

＜＜概要＞＞

有关一个方式的碳纤维的制造方法包括连接工序和碳化工序，前述连接工序经连接纤维束将第一被连接纤维束和第二被连接纤维束连接，前述碳化工序使前述连接了的纤维束在一个或多个碳化炉行走进行碳化，在此碳纤维的制造方法中，前述连接工序通过下述方式进行，即，使前述连接纤维束的一端部和前述第一被连接纤维束的另一端部重合，喷射流体，形成第一交织部，并且使前述连接纤维束的另一端部和前述第二被连接纤维束的一端部重合，喷射流体，形成第二交织部，在前述各交织部的交织点数量(N1)在两个以上且前述各交织点的拉伸强度(F1)在400[N]以上的情况下，满足下述式(1)的关系，

40＞{L2/(L2-A)}×(S+13)···(1)

式中，L2表示从前述纤维束的行走方向的上游侧开始第一个存在的碳化炉中的延伸区间的距离[mm]，A表示前述第一交织部中的交织点和前述第二交织部中的交织点之间的最大距离[mm]，S表示在前述碳化炉中行走时对前述连接了的纤维束赋予的延伸率[％]。

因此，能够没有将连接纤维束切断地进行碳化，碳纤维的生产性提高。

在有关其它的方式的碳纤维的制造方法中，前述多个碳化炉沿前述连接了的纤维束的行走方向存在。

在有关其它方式的碳纤维的制造方法中，从前述纤维束的行走方向的上游侧开始第一个存在的碳化炉是对密度1.30～1.45[g/cm³]的被连接纤维束进行碳化处理的碳化炉。因此，能够使纤维束的连接变少。

在有关其它方式的碳纤维的制造方法中，前述连接纤维束由阻燃纤维或碳纤维构成，前述各被连接纤维束由丙烯纤维构成。因此，能够得到高性能的碳纤维。另外，作为连接纤维束的阻燃纤维，也可以是由丙烯纤维、人造纤维制造的纤维。作为连接纤维束的碳纤维，也可以是由丙烯纤维、人造纤维制造的纤维、由沥青制造的纤维。

有关一个方式的连接方法是将第一被连接纤维束和第二被连接纤维束经连接纤维束连接的连接方法，该第一被连接纤维束是在一个或多个碳化炉行走而被碳化的纤维束，是碳化前的状态的被连接纤维束，该第二被连接纤维束是在前述一个或多个碳化炉中行走而被碳化的纤维束，是碳化前的被连接纤维束，在此连接方法中，前述第一被连接纤维束和前述第二被连接纤维束的连接通过下述方式进行，即，使前述连接纤维束的一端部和前述第一被连接纤维束的另一端部重合，喷射流体，形成第一交织部，并且使前述连接纤维束的另一端部和前述第二被连接纤维束的一端部重合，喷射流体，形成第二交织部，在前述各交织部的交织点数量(N1)在两个以上且前述各交织点的拉伸强度(F1)在400[N]以上的情况下，满足下述式(1)的关系，

40＞{L2/(L2-A)}×(S+13)···(1)

式中，L2表示从前述纤维束的行走方向的上游侧开始第一个存在的碳化炉中的延伸区间的距离[mm]，A表示前述第一交织部中的交织点和前述第二交织部中的交织点之间的最大距离[mm]，S表示在前述碳化炉中行走时对前述连接了的纤维束赋予的延伸率[％]。

因此，能够没有将连接纤维束切断地进行碳化，碳纤维的生产性提高。

图1是表示经连接纤维束35将第一被连接纤维束31和第二被连接纤维束33连接的方式的说明图。另外，图的左侧表示纤维束的行走方向的上游侧，图的右侧表示纤维束的行走方向的下游侧。

下面，以31为第一被连接纤维束，以33为第二被连接纤维束进行说明。

第一被连接纤维束31和第二被连接纤维束33经连接纤维束35连接。即，使连接纤维束35的一端部和第一被连接纤维束31的另一端部重合，喷射流体，形成第一交织部41，并且使连接纤维束35的另一端部和第二被连接纤维束33的一端部重合，喷射流体，形成第二交织部43。在这里，将第一被连接纤维束31、第二被连接纤维束33及连接纤维束35的行走方向的下游侧作为一端，将行走方向的上游侧作为另一端。另外，将第一被连接纤维束31和第二被连接纤维束33经连接纤维束35连接的部分，包括连接纤维束35在内作为连接部42。

由此，能够得到第一被连接纤维束31和第二被连接纤维束33经连接纤维束35间接地连接而成的纤维束(为了与其它的纤维束区别，作为“连续纤维束”)40。在这样连接的情况下，第一被连接纤维束31和第二被连接纤维束33不直接连接。由此，能够避免形成第一被连接纤维束31和第二被连接纤维束33重叠的部分。

因此，即使第一被连接纤维束31和第二被连接纤维束33是同种的纤维，也能够避免因同种的纤维集中在连接部42而引起的第一被连接纤维束31及第二被连接纤维束33的蓄热。即，能够防止在阻燃炉中的切断。

另外，对第一被连接纤维束31和连接纤维束35的连接及第二被连接纤维束33和连接纤维束35的连接将在后面叙述。

第一被连接纤维束31及第二被连接纤维束33，优选各自的单纤维数量为3000～50000[根]，更优选为6000～30000[根]。连接纤维束35，优选单纤维数量为3000～200000[根]，更优选为6000～120000[根]。另外，例如在如6000～120000[根]的那样表示为A～B的情况下，包括“A”及“B”的数字在内，换言之，是A以上，B以下的意思。

连接纤维束35的单纤维数量优选是第一被连接纤维束31及第二被连接纤维束33的各自的单纤维数量的1～4倍，更优选是1～2倍。在不足1倍的情况下，交织不充分，强度降低。在超过4倍的情况下，交织部的阻燃不充分，在碳化工序中容易切断。

图2是表示被连接的连续纤维束在碳化炉中的碳化的说明图。图的左侧表示连续纤维束40的行走方向的上游侧，图的右侧表示下游侧。

L1表示碳化炉100的全长[mm]。L2表示碳化炉100中的延伸区间的距离[mm]。

L2表示活跃地进行热分解反应的区域的长度，即，行走中的连续纤维束40中的第一被连接纤维束31及第二被连接纤维束33的组成、构造变动得大的区域的长度。具体地说，是在碳化炉100内，将被处理纤维束(31、33)的密度成为1.39[g/cm³]的部位作为始点到被处理纤维束(31、33)的密度成为1.48[g/cm³]的部位为止的区域的长度。被处理纤维束是受到碳化处理的第一被连接纤维束31及第二被连接纤维束33。

另外，在被导入碳化炉100的被处理纤维束(31、33)的密度超过1.39[g/cm³]的情况下，在碳化炉100内，将密度的变化(上升)开始的部位作为始点，在碳化炉100中在被处理纤维束(31、33)的密度不超过1.48[g/cm³]的范围内进行碳化处理的情况下，在碳化炉100内，将密度的变化结束的部位作为终点。L2的长度能够通过使碳化炉100的处理温度、温度梯度、连续纤维束40的通过速度等变化来适宜地调节。

L1优选为500～50000[mm]，更优选为1000～40000[mm]，进一步优选为2000～30000[mm]。

另外，L2优选为100～10000[mm]，更优选为200～8000[mm]，进一步优选为400～6000[mm]。

碳化炉100内的连续纤维束40的延伸率(S)，例如是来自碳化炉100的连续纤维束40的输出速度(V2)的与连续纤维束40的向碳化炉100的输入速度(V1)的差的比(S＝((V2-V1)/V1)×100)。

S优选不足10[％]，更优选为0～8[％]。

在本实施方式中，满足下述式(1)的关系。

D＝{L2/(L2-A)}×(S+13)···(1)

〔式中，L2表示碳化炉100中的延伸区间的距离[mm]，A表示第一交织部41中的交织点和前述第二交织部43中的交织点之间的最大距离[mm]，S表示当在碳化炉100中行走时赋予连续纤维束40的延伸率[％]。另外，D表示碳化炉通过系数，为D＜40。〕

若满足上述式(1)的关系，则在碳化时，连续纤维束40的连接部42难以被切断，碳化工序的通过率上升。

满足上述式(1)的关系的前提条件是第一交织部41及第二交织部43的各交织点数量(N1)在两个以上，且各交织点的拉伸强度(F1)在400[N]以上。由此，能够由作用于在阻燃炉、碳化炉100中行走时的连续纤维束40的张力抑制第一被连接纤维束31或第二被连接纤维束33脱落(切断)。

交织点数量(N1)优选在三个以上，特别优选在四个以上。

另外，拉伸强度(F1)优选在1300[N]以下，特别优选为550～950[N]。

另外，各交织部(第一交织部41、第二交织部43)中的交织点数量(N1)不需要相同，也可以不同。

另外，若各交织点中的拉伸强度(F1)在400[N]以上，则不需要相同，也可以不同。

A如图1所示表示第一交织部41中的交织点和第二交织部43中的交织点之间的最大距离。在图1中，表示第一交织部41中的最下游侧的交织点45和第二交织部43中的最上游侧的交织点47的距离。

图1中的三角形表示由后述的交织组件供给压力流体的位置。交织点是指以供给压力流体的位置为基准，在其周边部分中连接纤维束的纤维和被连接纤维束的纤维交织的部分。

A实质上相当于第一交织部41的长度a1、非交织部的长度b和第二交织部43的长度a2的合计，存在将此长度称为交织部的总长度(连接部长度)的情况。非交织部的长度b通常为400[mm]左右。

A优选为50～3000[mm]，更优选为500～1500[mm]。若A过小，则存在交织处理不充分的情况，若A过大，则存在碳化炉100的通过性容易变低的情况。

碳化炉通过系数(D)不足40，优选在36以下，更优选在33以下，特别优选在30以下。若碳化炉通过系数(D)在40以上，则碳化工序的通过率变低，生产性降低。

下面，参照附图，对本实施方式中的第一被连接纤维束和第二被连接纤维束的连接方法进行说明。

图3(a)～(c)是概念性地表示由本实施方式的连接方法连接的连接部中的单侧的交织状态的说明图。

在这里，为了说明第一被连接纤维束及第二被连接纤维束的一方的被连接纤维束和连接纤维束的交织，不进行“第一”及“第二”的区别，单纯作为“被连接纤维束”进行说明。

在图3中，11是被连接纤维束，11a是被连接纤维束11的单纤维丝。15是连接纤维束，15a是连接纤维束15的单纤维丝。

首先，将被连接纤维束11和连接纤维束15拉齐重合，形成重叠部(图3(a))。接着，夹持被连接纤维束11和连接纤维束15的重叠部的两端(下面，将被连接纤维束11及连接纤维束15由夹持机构(图4中的“21”、“23”)夹持的部位也称为“夹持点”)。夹持成重叠部中的被连接纤维束11及连接纤维束15的张弛率优选分别为0.03～2[％]。此后，若向此夹持点之间的重叠部中的被连接纤维束11及连接纤维束15喷射流体，则夹持点之间的重叠部中的被连接纤维束11及连接纤维束15均成为开纤状态。在流体的喷射结束后，开纤了的被连接纤维束11及连接纤维束15各自的单纤维丝不能完全返回原来的位置，维持开纤状态。这样，形成以各单纤维丝11a、15a单位(单丝单位)混纤的长度La的预备交织部12(图3(b))。

在这里，张弛率由下述式定义。

张弛率[％]＝[(在夹持点之间被夹持的纤维束的实际长度)-(夹持点之间的直线距离)]/[夹持点之间的直线距离]×100

另外，上述式中的纤维束是被连接纤维束11及连接纤维束15。

接着，将预备交织部12的夹持释放，并向这里喷射流体。通过流体的喷射，处于预备交织状态的被连接纤维束11及连接纤维束15回转，施加强的捻，在预备交织部12形成长度Lb1、Lb2的正式交织部13(图3(c))。此时，正式交织部13优选形成为长度收缩率成为1～40[％]。另外，在图3的(c)中，在预备交织部12内的两个部位喷射流体，形成了合计两个正式交织部13。在这里，由一个正式交织部13和与该正式交织部13邻接的预备交织部12构成了一个交织点。

在这里，长度收缩率由下述式定义。

长度收缩率[％]＝[(正式交织前的预备交织部12的长度)-(形成在预备交织部12内的正式交织部13的总长度+剩余的预备交织部12的总长度)]/[正式交织部13的总长度]×100

即，在图3(c)中，长度收缩率是[La-(Lb1+Lb2+La1+La2+La3)]/[Lb1+Lb2]×100。

图4(a)、(b)是表示用于有关本实施方式的连接方法的装置的一个结构例的说明图。在图4(a)中，11是被连接纤维束，15是连接纤维束，25是交织装置。交织装置25由可在纤维束方向(纤维束的长度方向)往复移动的交织组件29和被连接纤维束11及连接纤维束15的夹持机构21、23构成。在被连接纤维束11及连接纤维束15的连接的过程中，能够使用一台交织装置25或者沿纤维束方向并列地配置的多台交织装置25。交织组件29与未图示的流体供给源连接，箭头29a表示流体的流动方向。图4(b)表示使用夹持机构21、23夹持被连接纤维束11及连接纤维束15的状态。

被连接纤维束11的一端侧和连接纤维束15的一端侧被穿到交织装置25内，在装置内，以规定的长度重合(图4(a))。接着，使用夹持机构21、23，夹持被连接纤维束11和连接纤维束15，在夹持机构21和夹持机构23之间形成重叠部(图4(b))。此时，被连接纤维束11及连接纤维束15优选被夹持成在夹持点之间的张弛率分别成为0.03～2[％]。

张弛率的调整方法，既可以直接测定被连接纤维束11及连接纤维束15的实际长度，通过以规定的实际长度夹持被连接纤维束11及连接纤维束15进行调整，也可以在没有松弛的状态下夹持被连接纤维束11及连接纤维束15，然后，通过使夹持点在纤维束方向移动进行调整。

然后，在此状态下，由可在纤维束方向往复移动的交织组件29朝向被连接纤维束11及连接纤维束15喷射高压流体。由此，被连接纤维束11和连接纤维束15以各自的单纤维丝11a、15a的单位进行混纤，形成预备交织部12(图3(b))。

接着，将由夹持机构21、23进行的被连接纤维束11及连接纤维束15的夹持释放。由此，预备交织部12中的被连接纤维束11及连接纤维束15的约束被解开，成为非约束状态。在此状态下，从交织组件29朝向预备交织部12喷射高压流体。由此，在预备交织部12形成正式交织部13(图3的(c))，将被连接纤维束11和连接纤维束15连接。

在图4(a)及图4(b)中，在交织装置25内图示了一个交织组件29，但交织组件29也可以在交织装置25内设置多个。另外，至于交织组件29，能够使用以交错喷嘴(interlacenozzle)为主的公知的组件。

在本实施方式中，预备交织是指使被连接纤维束和连接纤维束通过重合地夹持成为约束状态，并通过向它们喷射高压流体使被连接纤维束和连接纤维束以单丝单位进行混纤。因为被连接纤维束和连接纤维束的混纤在被约束了的状态下实施，所以两纤维束实质上不回转。因此，在两纤维束上实质上没有形成捻。

预备交织既可以在将多个交织组件的位置固定了的状态下实施，也可以一面使一个或多个交织组件在纤维束方向往复移动一面实施。交织组件在移动时既可以喷射流体，也可以不喷射。也就是说，既可以一面移动一面喷射流体，也可以停止移动而喷射流体。

前述约束状态优选将被连接纤维束及连接纤维束的两端以0.03～2[％]的张弛率夹持，更优选将被连接纤维束及连接纤维束的两端以0.1～1[％]的张弛率夹持。在张弛率不足0.03[％]的情况下，难以形成预备交织部。另外，纤维束容易因高压流体而损伤。在张弛率超过2[％]的情况下，容易形成捻，难以形成预备交织部。在预备交织部的被连接纤维束和连接纤维束没有以单丝单位进行混纤的情况下，存在在连接部形成被连接纤维束不均匀的部位，在不均匀的部位，因蓄热而容易产生连续纤维束(连接部)的切断。

预备交织部可以形成在被连接纤维束和连接纤维束的重叠部整体上，也可以形成在一部分上。

预备交织部的长度(是全长，是图3(b)中的“La”)优选为90～2000[mm]，更优选为140～1000[mm]。在不足90[mm]的情况下，存在不能充分得到由被连接纤维束及连接纤维束的混纤产生的高强度化的效果的情况。在超过2000[mm]的情况下，用于交织的装置设备类大型化，在经济方面不利。

在本实施方式中，正式交织是指通过在将预备交织部的约束释放了的状态下喷射高压流体，使预备交织部的被连接纤维束及连接纤维束回转地交织。因为正式交织在非约束状态下进行，所以预备交织部的被连接纤维束及连接纤维束因高压流体的喷射而回转。其结果，在预备交织部形成捻。

正式交织可以在将多个交织组件的位置固定了的状态下实施，也可以在使一个或多个交织组件在纤维束方向往复移动后停止来实施。另外，预备交织组件和正式交织组件可以使用相同的组件，也可以分别使用单独地专用的组件。

每一个部位的正式交织部的长度优选在15[mm]以上，更优选在20[mm]以上。每一个部位的正式交织部的长度优选不超过每一个部位的预备交织部的长度。进而，更优选在预备交织部在正式交织部的两端侧分别剩余10[mm]以上。在正式交织部的长度不足15[mm]的情况下、每一个部位的正式交织部的长度超过预备交织部的一个部位的长度的情况下，存在连接强度不足的情况。

正式交织中的交织的程度由前述的长度收缩率表示。长度收缩率优选为1～40[％]，更优选为3～33[％]。在不足1[％]的情况下，捻变得不充分，连接强度容易不足。在超过40[％]的情况下，连接部过度牢固地绷紧，被连接纤维束的密度变得过大，在连接部容易产生蓄热而切断。

本实施方式的连接方法，优选在将两根被连接纤维束经一根连接纤维束连接时使用。

有关本实施方式的将两根被连接纤维束由连接纤维束连接的连接方法在碳纤维的制造工序中采用。一般来说，碳纤维通过下述方式制造，即，将作为原料纤维的一例的丙烯纤维的纤维束通过在空气中加热到150～300[℃]做成阻燃纤维，然后，使用碳化炉，将此阻燃纤维在惰性环境中加热到1000[℃]以上。在碳纤维的制造中采用有关本实施方式的连接方法的情况下，第一被连接纤维束31及第二被连接纤维束33是丙烯纤维或将丙烯纤维进行阻燃处理而成的阻燃纤维。在碳化炉中行走前的第一被连接纤维束31及第二被连接纤维束33的密度优选为1.30～1.45[g/cm³]，更优选为1.35～1.43[g/cm³]。另外，第一被连接纤维束31和第二被连接纤维束33的密度可以相同，也可以不同。

另外，连接纤维束35是由碳纤维或将丙烯纤维进行阻燃处理而成的阻燃纤维构成的纤维束。阻燃纤维的密度优选为1.30～1.45[g/cm³]，更优选为1.35～1.43[g/cm³]。在不足1.30[g/cm³]的情况下，构成连接部的被连接纤维束或连接纤维束在阻燃工序中容易蓄热而被切断。在超过1.45[g/cm³]的情况下，主要从经济性的观点考虑而不优选。

虽然丙烯纤维在阻燃处理时因化学反应而发热，但碳纤维、阻燃纤维在阻燃处理时几乎不发热。因此，通过将由丙烯纤维构成的两根被连接纤维束经作为阻燃纤维的连接纤维束连接，丙烯纤维不会在被连接纤维束和连接纤维束的连接部集中。因此，能够避免因发热的纤维(丙烯纤维)在连接部集中而产生的蓄热。

作为适用于交织组件29的高压流体，除了压缩空气以外，还可以例示惰性气体等各种压缩气体、水等各种流体。如前所述，交织组件也可以在将位置固定了的状态下使用，也可以一面在纤维束方向往复移动一面使用。另外，也可以一并使用固定式和移动式的交织组件。

向被连接纤维束及连接纤维束喷射的流体的压力优选为0.2～0.8[MPa]，更优选为0.3～0.7[MPa]。在不足0.2[MPa]的情况下，混纤及正式交织容易变得不充分。在超过0.8[MPa]的情况下，交织部分以外的被连接纤维束及连接纤维束容易混乱，容易损伤。

在使用移动式的交织组件的情况下，高压流体向被连接纤维束及连接纤维束的喷射时间优选为3～90[秒]，更优选为5～60[秒]。在使用固定式的交织组件的情况下，高压流体的喷射时间优选为1～30[秒]，更优选为2～20[秒]。在喷射时间短的情况下，交织容易变得不充分。在喷射时间长的情况下，主要从经济性的观点考虑而不优选。

在使用移动式的交织组件的情况下，移动速度优选为1～200[mm/秒]，更优选为5～60[mm/秒]。在不足1[mm/秒]的情况下，主要从经济性的观点考虑而不优选。在超过200[mm/秒]的情况下，预备交织或正式交织容易变得不充分。

在使用移动式的交织组件的情况下，移动距离优选为90～2000[mm]，更优选为140～1000[mm]。如前所述，在预备交织部的长度不足90[mm]的情况下，存在不能充分得到由被连接纤维束及连接纤维束的混纤产生的高强度化的效果的情况。在超过2000[mm]的情况下，被连接纤维束及连接纤维束的处理变得困难，造成装置的大型化等在经济方面不利的状况。

在使用移动式的交织组件的情况下，可以使用一个交织组件，也可以使用相互离开50[mm]以上、1000[mm]以下的多个交织组件。

在将移动式的交织组件用于预备交织部的形成的情况下，交织组件的往复次数优选为1～10次往复，更优选为2～5次往复。在不足1次往复的情况下，混纤容易变得不充分。在超过10次往复的情况下，被连接纤维束及连接纤维束容易产生细毛。产生的细毛成为正式交织时的故障、正式交织结束后的制造工序的故障的原因。

在将移动式的交织组件用于正式交织部的形成的情况下，交织组件的往复次数优选为0.5～3次往复，更优选为1～2次往复。在不足0.5次往复的情况下，正式交织容易变得不充分。在超过3次往复的情况下，被连接纤维束及连接纤维束容易产生细毛。产生的细毛成为以后的制造工序的故障的原因。正式交织部只要一面使交织组件在存在预备交织部的长度的范围内移动一面形成即可。虽然对正式交织部的数量没有特别限制，但数量少则经济性好。

在使用固定式的交织组件的情况下，正式交织部优选在每一个连接部位形成2～10个部位，更优选形成3～8个部位。在不足2个部位的情况下，连接部的连接强度容易变得不充分。在超过10个部位的情况下，主要从经济性的观点考虑而不优选。

正式交织点之间的距离(是指邻接的正式交织部的中心点之间的距离)优选为50～1000[mm]。在不足50[mm]的情况下，存在邻接的正式交织部彼此干涉而在正式交织状态下产生不良状况的情况。在超过1000[mm]的情况下，主要从经济性的观点考虑而不优选。

实施例

下面，表示实施例及比较例，更具体地说明本发明，但本发明在不超过其主旨的情况下不限定于下面的实施例。

〔实施例1〕

制造了经连接纤维束将两根被连接纤维束(第一被连接纤维束、第二被连接纤维束)连接而成的连续纤维束(参照图1)。作为被连接纤维束使用了单纤维数量为24000的丙烯纤维束，作为连接纤维束使用了单纤维数量为24000的碳纤维束。

即，使连接纤维束的一端侧和第一被连接纤维束的另一端部重合，喷射流体，形成了第一交织部。具体地说，由在图4中表示一例的构造的装置将第一被连接纤维束和连接纤维束拉齐重合，由在图4中表示一例的构造的装置夹持第一被连接纤维束及连接纤维束而形成了重叠部。使此时的张弛率为0.3[％]。

相对于此重叠部，使离开了200[mm]的两个移动式喷嘴花费30秒种分别一面往复两次一面喷射压缩空气(压力0.5[MPa])，使第一被连接纤维束和连接纤维束混纤，形成了400[mm]的预备交织部。

此后，将第一被连接纤维束和连接纤维束的夹持释放。相对于此预备交织部，使用两个移动式喷嘴分别喷射5秒钟压缩空气(压力0.5[MPa])，在预备交织部形成了5个部位(交织点)正式交织(第一交织部)。长度收缩率为20[％]。

接着，使连接纤维束的另一端部和第二被连接纤维束的一端部重合，喷射流体，形成了第二交织部。第二交织部的形成与第一交织部的形成方法同样地进行。

这样，制造了将第一被连接纤维束和第二被连接纤维束经连接纤维束间接地连接而成的连续纤维束。

＜工序通过率＞

使用实施例1的连续纤维束进行了阻燃及碳化。将其结果一并表示在下述的表1中。另外，在本实施例、比较例中，工序通过率是指在阻燃及碳化的各工序途中连续纤维束的连接部没有被切断而直至通过了最终工序的比例。

(碳化)

将碳化炉中的延伸区间的距离(L2)、碳化炉的全长(L1)及连续纤维束的延伸率(S)设定为下述表1所示的条件，进行了碳化。

〔实施例2～11，比较例1～5〕

使用下述表1所示的单纤维数量的被连接纤维束及连接纤维束，以实施例1为基准制造了下述表1所示的交织点的拉伸强度(F1)、交织点数量(N1)及交织部的总长度(A)的连续纤维束。接着，将碳化炉中的延伸区间的距离(L2)、碳化炉的全长(L1)及连续纤维束的延伸率(S)设定为下述表1所示的条件，进行了碳化。

[表1]

＜评价＞

表1的结果，实施例1～11的所有的阻燃工序及碳化工序的工序通过率为100[％]。

与此相对，比较例1，因为交织点的拉伸强度(F1)不足400[N]，所以阻燃工序及碳化工序的工序通过率明显差。

比较例2～5，因为碳化炉通过系数(D)在40以上，所以碳化工序的工序通过率明显差。

＜＜变形例＞＞

上面，基于实施方式进行了说明，但本发明不限定于实施方式。例如，可以将下面说明的变形例和实施方式的任意一个适宜地组合，也可以将多个变形例适宜地组合。

1.预备交织部、正式交织部

在实施方式中，在形成了预备交织部后，形成了正式交织部，但不限定于此，也可以不形成预备交织部而形成正式交织部。在此情况下，交织点与正式交织部一致。

2.向纤维束喷射的流体的压力

向纤维束喷射的流体的压力，不需要在多个交织点相同，也可以分别不同。

3.碳化炉

在实施方式中碳化炉为一个，但也可以存在多个，另外，碳化炉可以是立式，也可以是卧式。在存在多个碳化炉的情况下，将从纤维束的行走方向的上游侧开始第一个存在的碳化炉作为第一碳化炉。第一碳化炉优选是对密度1.30～1.45[g/cm³]的被连接纤维束进行碳化处理的碳化炉。

符号的说明

11：被连接纤维束；12：预备交织部；13：正式交织部；15：连接纤维束；31：第一被连接纤维束；33：第二被连接纤维束；35：连接纤维束；40：连续纤维束。

Claims (5)

1.一种碳纤维的制造方法，该碳纤维的制造方法包括连接工序和碳化工序，

前述连接工序经连接纤维束将第一被连接纤维束和第二被连接纤维束连接，

前述碳化工序使前述连接了的纤维束在一个或多个碳化炉行走进行碳化，

在此碳纤维的制造方法中，

前述连接工序通过下述方式进行，即，

使前述连接纤维束的一端部和前述第一被连接纤维束的另一端部重合，喷射流体，形成第一交织部，并且

使前述连接纤维束的另一端部和前述第二被连接纤维束的一端部重合，喷射流体，形成第二交织部，

在前述各交织部的交织点数量(N1)在两个以上且前述各交织点的拉伸强度(F1)在400[N]以上的情况下，满足下述式(1)的关系，

40＞{L2/(L2-A)}×(S+13)···(1)

式中，L2表示从前述纤维束的行走方向的上游侧开始第一个存在的碳化炉中的延伸区间的距离[mm]，A表示前述第一交织部中的交织点和前述第二交织部中的交织点之间的最大距离[mm]，S表示在前述碳化炉中行走时对前述连接了的纤维束赋予的延伸率[％]。

2.如权利要求1所述的碳纤维的制造方法，其中，

前述多个碳化炉沿前述连接了的纤维束的行走方向存在。

3.如权利要求1或2所述的碳纤维的制造方法，其中，

从前述纤维束的行走方向的上游侧开始第一个存在的碳化炉是对密度1.30～1.45[g/cm³]的被连接纤维束进行碳化处理的碳化炉。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的碳纤维的制造方法，其中，

前述连接纤维束由阻燃纤维或碳纤维构成，前述各被连接纤维束由丙烯纤维构成。

5.一种连接方法，该连接方法是将第一被连接纤维束和第二被连接纤维束经连接纤维束连接的连接方法，该第一被连接纤维束是在一个或多个碳化炉行走而被碳化的纤维束，是碳化前的状态的被连接纤维束，该第二被连接纤维束是在前述一个或多个碳化炉中行走而被碳化的纤维束，是碳化前的被连接纤维束，在此连接方法中，

前述第一被连接纤维束和前述第二被连接纤维束的连接通过下述方式进行，即，使前述连接纤维束的一端部和前述第一被连接纤维束的另一端部重合，喷射流体，形成第一交织部，并且使前述连接纤维束的另一端部和前述第二被连接纤维束的一端部重合，喷射流体，形成第二交织部，

在前述各交织部的交织点数量(N1)在两个以上且前述各交织点的拉伸强度(F1)在400[N]以上的情况下，满足下述式(1)的关系，

40＞{L2/(L2-A)}×(S+13)···(1)

式中，L2表示从前述纤维束的行走方向的上游侧开始第一个存在的碳化炉中的延伸区间的距离[mm]，A表示前述第一交织部中的交织点和前述第二交织部中的交织点之间的最大距离[mm]，S表示在前述碳化炉中行走时对前述连接了的纤维束赋予的延伸率[％]。