TW202129106A

TW202129106A - 碳纖維束的製造方法

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Publication number: TW202129106A
Application number: TW109136012A
Authority: TW
Inventors: 田中文彦; 渡邉潤
Original assignee: 日商東麗股份有限公司
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2021-08-01
Also published as: JPWO2021090641A1; WO2021090641A1

Abstract

為了提供於製造總纖度大、施加撚的彈性模數高且絲線寬度大的碳纖維束的情況下，抑制起因於驅動輥的搬運過程中的絨毛產生的方法，本發明為一種碳纖維束的製造方法，所述碳纖維束的製造方法於進行對聚丙烯腈系碳纖維前驅物纖維束於200℃～300℃的氧化性環境中進行熱處理的耐火化處理而獲得耐火化纖維束後，進行對該耐火化纖維束於控制成最高溫度為500℃～1200℃的惰性環境中進行熱處理的預碳化處理而獲得預碳化纖維束，繼而，進行對該預碳化纖維束於控制成最高溫度為1200℃～3000℃的惰性環境中進行熱處理的碳化處理而獲得碳纖維束，且於該碳纖維束的製造方法中，於碳化處理前後，纖維束在與驅動輥接觸的同時行進，所獲得的碳纖維束的總纖度A為6000 dtex～40000 dtex，最大撚角B為1°～10°，碳化處理中的纖維束的張力C為50 N/束～500 N/束，碳化處理前後的驅動輥的直徑D為200 mm～1000 mm。

Description

碳纖維束的製造方法

本發明是有關於一種高品質地製造生產性優異的彈性模數高的碳纖維束的製造方法。

作為聚丙烯腈系碳纖維的特長之一，可列舉彈性模數高，為了比通用品更進一步提高彈性模數且提高生產性，正在進行提高碳纖維束的總纖度的研究（專利文獻1）。而且，關於所提出的總纖度大的彈性模數高的碳纖維束，藉由施加撚，碳纖維束的絲線寬度（厚度）變大。

此處，碳纖維束是經過將聚丙烯腈系碳纖維前驅物纖維束於200℃～300℃的氧化性環境下轉換為耐火化纖維的耐火化步驟、於500℃～1200℃的惰性環境下進行預碳化的預碳化步驟、於1200℃～3000℃的惰性環境下進行碳化的碳化步驟而工業性地製造。其中，為了碳纖維束的高彈性模數化，正在進行於碳化步驟中賦予高張力。具體而言，例如專利文獻2中，提出了於製造碳纖維束時於碳化步驟中賦予高張力。專利文獻3中，提出了於製造碳纖維束時施加撚且於碳化步驟中賦予高張力。

另外，作為製造碳纖維束時的製造設備，有用於搬運纖維束的驅動輥，已知有將輥徑增大至60 mm以上的例子（專利文獻4）。 [現有技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：國際公開第2019/244830號專利文獻2：日本專利特開2014-141762號公報專利文獻3：日本專利特開2014-141761號公報專利文獻4：日本專利特開昭49-92327號公報

[發明所欲解決之課題] 然而，先前的技術存在如下課題。

與聚丙烯腈系碳纖維前驅物纖維束、耐火化纖維不同，被搬運至碳化步驟中的纖維束藉由至預碳化步驟為止的處理，斷裂應變小。因此，若如專利文獻1所記載般於提高總纖度的同時施加撚並以高張力進行碳化處理，則由於碳化爐內的張力，於碳化爐外的輥的跟前亦產生絨毛。即，新產生了如下課題：利用不僅於碳化爐內，而且於碳化爐外存在的輥的搬運過程中絨毛增加。專利文獻2及專利文獻3中，就生產性的觀點而言，必須的總纖度低，因此於通常的輥搬運中未產生特別的問題，未研究增大總纖度時的課題。專利文獻4中，雖記載了於耐火化步驟中，越增大輥徑，物性越提高，但於實施例中亦最多僅示出了使用直徑為159 mm的輥的方式。而且，無與斷裂應變小的碳化步驟相關的記載，亦無賦予高張力的暗示，且品質未受到關注。

因此，本發明的目的在於提供一種於製造總纖度大、施加撚的彈性模數高且絲線寬度大的碳纖維束的情況下，抑制由驅動輥所引起的搬運過程中纖維束的絨毛產生的方法。 [解決課題之手段]

為了達成所述目的，本發明的碳纖維束的製造方法具有以下任一特徵。（1）一種碳纖維束的製造方法，於進行對聚丙烯腈系碳纖維前驅物纖維束於200℃～300℃的氧化性環境中進行熱處理的耐火化處理而獲得耐火化纖維束後，進行對所述耐火化纖維束於控制成最高溫度為500℃～1200℃的惰性環境中進行熱處理的預碳化處理而獲得預碳化纖維束，繼而，進行對所述預碳化纖維束於控制成最高溫度為1200℃～3000℃的惰性環境中進行熱處理的碳化處理而獲得碳纖維束，且於所述碳纖維束的製造方法中，於碳化處理前後，纖維束在與驅動輥接觸的同時行進，所獲得的碳纖維束的總纖度A為6000 dtex～40000 dtex，最大撚角B為1°～10°，碳化處理中的纖維束的張力C為50 N/束～500 N/束，碳化處理前後的驅動輥的直徑D為200 mm～1000 mm。（2）一種碳纖維束的製造方法，於進行對聚丙烯腈系碳纖維前驅物纖維束於200℃～300℃的氧化性環境中進行熱處理的耐火化處理而獲得耐火化纖維束後，進行對所述耐火化纖維束於500℃～1200℃的惰性環境中進行熱處理的預碳化處理而獲得預碳化纖維束，繼而，進行對所述預碳化纖維束於1200℃～3000℃的惰性環境中進行熱處理的碳化處理而獲得碳纖維束，且於所述碳纖維束的製造方法中，於碳化處理前後，纖維束在與驅動輥接觸的同時行進，所獲得的碳纖維束的總纖度A為6000 dtex～40000 dtex，最大撚角B為1°～10°，碳化處理中的纖維束的張力C為50 N/束～500 N/束，碳化處理前後的驅動輥的直徑D為200 mm～1000 mm。

於該些製造方法中，較佳為所述碳纖維束的總纖度A、所述碳纖維束的最大撚角B、所述碳化處理中的纖維束的張力C及所述驅動輥的直徑D滿足式（1）。 D＞C/2+（A^0.5 ×B）/10 ･･･式（1）另外，通過所述碳化處理後的驅動輥的纖維束較佳為伸長率為0.5%～3.0%。 [發明的效果]

根據本發明的碳纖維束的製造方法，可以高品質且高生產性獲得彈性模數高的碳纖維束。

本發明為一種碳纖維束的製造方法，所述碳纖維束的製造方法於進行對聚丙烯腈系碳纖維前驅物纖維束於200℃～300℃的氧化性環境中進行熱處理的耐火化處理而獲得耐火化纖維束後，進行對所述耐火化纖維束於500℃～1200℃的惰性環境中進行熱處理的預碳化處理而獲得預碳化纖維束，繼而，進行對所述預碳化纖維束於1200℃～3000℃的惰性環境中進行熱處理的碳化處理而獲得碳纖維束，且於所述碳纖維束的製造方法中，藉由著眼於處理斷裂應變小的纖維束的碳化步驟，實現了以高品質且高生產性獲得彈性模數高的碳纖維束。

於本發明的碳纖維束的製造方法中，所獲得的碳纖維束的總纖度A為6000 dtex～40000 dtex，較佳為8000 dtex～35000 dtex，更佳為10000 dtex～30000 dtex。碳纖維束的總纖度與碳纖維束的生產性相關，因此越大越佳。另外，碳纖維束的總纖度於目錄上以單位面積重量（g/m）表述，因此若換算成dtex，則可容易瞭解。碳纖維束於碳化步驟中發生質量變化，因此總纖度於步驟中途會發生變化，但自碳化爐出爐後的質量變化小，碳纖維束的總纖度可視為自碳化爐剛出爐後的總纖度。即，若碳纖維束的總纖度為6000 dtex以上，則可以說碳纖維束的生產性高。若碳纖維束的總纖度為40000 dtex以下，則碳纖維束的品質成為令人滿足的水準。亦需要注意的是，碳纖維束的總纖度越大，輥上的束的厚度越大（詳情將後述）。碳纖維束的總纖度可根據每10 m的質量進行換算來加以評價。為了控制碳纖維束的總纖度，只要調整單纖維纖度與長絲數即可。

碳纖維束的每1根絲線中的長絲數較佳為10000根～80000根，更佳為20000根～50000根。若碳纖維束的長絲數為10000根以上，則可以說碳纖維束的生產性高。若碳纖維束的長絲數為80000根以下，則碳纖維束的品質成為令人滿足的水準。

於本發明的碳纖維束的製造方法中，所獲得的碳纖維束的最大撚角B為1°～10°，較佳為2°～9°，更佳為3°～8°。於搓撚碳纖維束時，關於纖維束的徑向，中心部的撚角接近0°，最表層為最大撚角。碳纖維束具有撚是指集束性高，只要以最大撚角調整即可。若碳纖維束的最大撚角為1°以上，則滿足集束性，若為10°以下，則於碳化處理時容易賦予張力。亦需要注意的是，碳纖維束的最大撚角越大，碳纖維束的剖面越容易自扁平圓剖面化，輥上的束的厚度越大（詳情將後述）。為了使碳纖維束處於加撚的狀態，於碳化步驟之前對纖維束賦予撚。最大撚角是使用所使用的纖維束的單位面積重量y（g/m）、密度d（g/cm³ ）及撚數T（T/m），藉由下式（2）計算。

撚角（°）=arctan{（0.01×y/π/d）^0.5 ×10^-6 ×π×T} ･･･（2）作為對纖維束賦予撚的方法，可自公知的方法中選擇。具體而言，可藉由將纖維束暫時捲繞於筒管（bobbin）後，於捲出該纖維束時使筒管在與捲出方向正交的面旋轉的方法、使旋轉的輥或帶與未捲繞於筒管而行進中的纖維接觸而賦予撚的方法等進行控制。換言之，最大撚角亦可根據單位面積重量、密度與撚數進行評價。

於本發明的碳纖維束的製造方法中，碳化處理中的張力C為50 N/束～500 N/束，較佳為100 N/束～450 N/束，更佳為150 N/束～400 N/束。碳化處理中的張力是決定碳纖維束的彈性模數的重要因素，若張力為50 N/束以上，則彈性模數可令人滿足，若為500 N/束以下，則碳纖維束的品質為可令人滿足的結果。碳化處理中的張力可藉由變更處理前後的輥速度（延伸比）來調整，可利用張力計等進行評價。

於本發明的碳纖維束的製造方法中，於碳化處理前後纖維束在與驅動輥接觸的同時行進，碳化處理前後的該驅動輥的直徑D為200 mm～1000 mm，較佳為250 mm～800 mm，更佳為270 mm～600 mm。於本發明中，於碳化處理中對有厚度的碳纖維束賦予高張力，有厚度的碳纖維束於驅動輥上在碳纖維束內側（與驅動輥接觸的一側）與碳纖維束外側（離驅動輥最遠的一側）周長差大，即使無張力亦產生應變。因此，驅動輥的曲率半徑越大，即驅動輥的直徑越小，越容易產生碳纖維束的應變，容易產生絨毛。然而，若驅動輥的直徑為200 mm以上，則容易抑制碳纖維束的絨毛，若亦有1000 mm，則抑制絨毛的效果大多飽和。

於本發明的碳纖維束的製造方法中，較佳的要點是於所述總纖度A、最大撚角B及碳化處理中的纖維束的張力C為特定範圍時，碳化處理前後的驅動輥的直徑D滿足式（1）的關係。 D＞C/2+（A^0.5 ×B）/10 ･･･式（1）和碳化處理中的張力及碳纖維束的厚度相關的周長差所引起的應變與碳纖維束中的絨毛的產生方式有關，該式是藉由增大驅動輥的直徑而緩和碳纖維束的周長差的影響，從經驗上理解並導出難以產生碳纖維束的絨毛。因此，較佳為根據A、B、C的條件來調整驅動輥的直徑。於本發明中，所謂碳化處理前後的驅動輥，是指出入碳化爐的纖維束於碳化爐的事前、事後分別在最接近碳化爐的位置接觸的驅動輥。

於本發明的碳纖維束的製造方法中，碳化處理前後各自的驅動輥的個數較佳為1個～10個。若驅動輥的個數為1個以上，則可搬運纖維束，若為10個以下，則可抑制起因於各驅動輥的絨毛的增加。本發明中規定的「碳化處理前後的驅動輥」歸根結底只表示碳化處理前後分別較佳為1個～10個驅動輥中最接近碳化爐的驅動輥。其中，其他驅動輥的直徑亦較佳為200 mm～1000 mm。

於本發明的碳纖維束的製造方法中，通過碳化處理後的驅動輥的纖維束的伸長率較佳為0.5%～3.0%，更佳為0.5%～2.0%。通過該驅動輥的纖維束的伸長率越低，藉由調整驅動輥的直徑，越容易獲得抑制驅動輥所引起的絨毛產生的效果。若纖維束的伸長率為0.5%以上，則強度高，多具有工業價值，若為3.0%以下，則意味著彈性模數高，多具有工業價值。該纖維束的伸長率可藉由碳化爐的最高溫度或張力C來調整。另外，該纖維束的伸長率可藉由單纖維的拉伸試驗進行評價，詳情將後述。作為通過碳化處理後的驅動輥的纖維束，可直接對碳化處理後的驅動輥上存在的纖維束進行取樣，即使是經過之後的表面處理、上漿劑塗佈處理等的纖維束，伸長率亦未發生變化，因此較佳，可直接使用最終所獲得的碳纖維束。碳纖維束的伸長率如各公司的目錄值所示，標準大致為0.7%～2.2%左右。

對其他較佳的碳纖維束的製造方法進行了敘述。

作為本發明的碳纖維束的基礎的碳纖維前驅物纖維束可將聚丙烯腈共聚物的紡絲溶液製絲而獲得。藉由利用濕式紡絲法或乾濕式紡絲法對所獲得的紡絲溶液進行紡絲，可製造碳纖維前驅物纖維。具體而言，將紡絲溶液導入至凝固浴中使其凝固，使所獲得的凝固纖維經過水洗步驟、浴中延伸步驟、油劑賦予步驟及乾燥步驟，藉此獲得碳纖維前驅物纖維。另外，亦可於所述步驟中加入乾熱延伸步驟或蒸汽延伸步驟。

所獲得的碳纖維前驅物纖維束通常為連續纖維的形態。另外，其每1根絲線中的長絲數較佳為10000根～80000根，更佳為20000根～50000根。於本發明中碳纖維前驅物纖維束亦可視需要併線，以調整所獲得的碳纖維束的每1根絲線中的長絲數。

於本發明的碳纖維束的製造方法中，於對所述碳纖維前驅物纖維束進行耐火化處理後，依次進行預碳化處理、碳化處理。

碳纖維前驅物纖維束的耐火化處理於空氣等氧化性環境中，較佳為於200℃～300℃的溫度範圍內進行。碳纖維前驅物纖維束於該溫度範圍內被進行耐火化處理，而成為耐火化纖維束。

於本發明中，於所述耐火化處理之後，進行耐火化纖維束的預碳化處理。於預碳化處理中，較佳為將藉由耐火化處理而獲得的耐火化纖維束於被控制成最高溫度為500℃～1200℃的範圍內的惰性環境中熱處理至密度成為1.5 g/cm³ ～1.8 g/cm³ 。耐火化纖維束被進行預碳化處理，而成為預碳化纖維。再者，惰性環境的最高溫度較佳為未滿1200℃。

進而，於所述預碳化處理之後，進行預碳化纖維的碳化處理。碳化處理是將藉由預碳化處理而獲得的預碳化纖維於被控制成最高溫度為1200℃～3000℃的範圍內的惰性環境中進行。就提高所獲得的碳纖維束的彈性模數的觀點而言，碳化處理中的最高溫度較佳為較高，若為1200℃以上，則作為碳纖維強化複合材料，可獲得適合於重視剛性的用途的、彈性模數高的碳纖維束。碳化處理的最高溫度較佳為設為1500℃以上。另一方面，若碳化處理的最高溫度過高，則有時品質容易下降。

於本發明中，作為用於惰性環境的惰性氣體，例如可較佳地例示氮、氬及氙等，就經濟性的觀點而言，可較佳地使用氮。

利用所述製造方法而獲得的碳纖維束亦可進而於最高3000℃為止的惰性環境中進行追加的石墨化處理，根據用途適宜調整碳纖維束的彈性模數。

關於如上所述般獲得的碳纖維束，為了提高碳纖維束與基質的接著強度，較佳為於碳化處理後實施表面處理，導入含有氧原子的官能基。作為表面處理方法，可使用氣相氧化、液相氧化及液相電解氧化，就生產性高、可均勻處理的觀點而言，可較佳地使用液相電解氧化。於本發明中，液相電解氧化的方法並無特別制約，只要利用公知的方法進行即可。

本說明書中所記載的各種物性值的測定方法如下所述。再者，未特別記載者以測定數n=1來進行評價。

＜最大撚角＞最大撚角使用所使用的纖維束的單位面積重量y（g/m）與密度d（g/cm³ ）、撚數T（T/m），藉由下式（2）計算。

撚角（°）=arctan{（0.01×y/π/d）^0.5 ×10^-6 ×π×T} ･･･（2）＜總纖度＞關於測定的纖維束，對長度10 m的部分進行取樣，使其絕乾後，將測定的質量乘以1000，藉此求出每10000 m的質量即總纖度。

＜纖維束的伸長率＞將20 cm左右的纖維束大致4等分，自4個束依次取樣單纖維。此時對合計15根單纖維進行取樣，於各束中盡可能均勻地自整體取樣。將取樣的單纖維分別固定於50 mm的開孔襯紙。固定使用米其邦（Nichiban）股份有限公司製造的環氧系接著劑「愛牢達（araldite）（註冊商標）」快速硬化型，塗佈後，於室溫下靜置24小時使其硬化。將固定有單纖維的襯紙安裝於拉伸試驗裝置，於50 mm的各標距（Gauge Length）下，以應變速度4%/分鐘、試樣數15進行拉伸試驗。將各單纖維的伸長率（%）進行平均，而作為纖維束的伸長率。

再者，於本實施例中，作為拉伸試驗裝置，使用艾安得（A&D）股份有限公司製造的拉伸試驗機「滕喜龍（Tensilon）RTF-1210」。

＜碳纖維束的絨毛數＞僅將因驅動輥產生的絨毛作為對象來進行評價。特別是於碳化爐前後的驅動輥中，評價因碳化爐後的驅動輥產生的絨毛作為兩者的代表。關於碳纖維束的絨毛數，於碳化爐後的驅動輥群的入側與出側分別對絨毛進行計數。為了容易觀察到絨毛，利用投光器照射的同時對10 m的部分進行計數並除以10，藉此作為每1 m的絨毛數。為了去除碳化處理過程中生成的絨毛，自出側的絨毛數中減去入側的絨毛數來作為最終的絨毛數。 [實施例]

以下，基於實施例對本發明進行詳細的說明，但本發明並不限定於該些。

以下記載的實施例1～實施例9及比較例1～比較例8、參考例1～參考例3是於以下的總括性的實施例中所記載的實施方法中，使用表1中所記載的各條件來進行。

[總括性的實施例] 將二甲基亞碸作為溶媒，藉由溶液聚合法使聚丙烯腈共聚物進行聚合，而獲得紡絲溶液。繼而，藉由將所獲得的紡絲溶液自紡絲模口暫時噴出至空氣中，之後導入至凝固浴中的乾濕式紡絲法而獲得凝固纖維束。然後，於將所述凝固纖維束水洗後，於浴中進行延伸，賦予矽酮油劑，進行乾燥、加壓水蒸氣中的延伸，而獲得單纖維纖度1.1 dtex的碳纖維前驅物纖維束。

將所獲得的碳纖維前驅物纖維束以總纖度成為表1中所記載的值的方式併線，使捲繞的筒管旋轉，在以成為表1的撚角的方式施加撚的同時，於空氣環境230℃～280℃的烘箱中進行耐火化處理，轉換為耐火化纖維束。將所獲得的耐火化纖維束於最高溫度800℃的氮環境中進行預碳化處理，而獲得預碳化纖維束。繼而，將該預碳化纖維束於最高溫度1800℃的氮環境中，以表1所示的負荷進行碳化處理，而獲得碳纖維束。那時的碳化處理前後的驅動輥各為8個，該些全部的輥徑設為表1所示的值。將通過碳化處理後的驅動輥的纖維束的伸長率、所獲得的碳纖維束的評價結果及所述式（1）的右邊的計算結果記載於表1中。

再者，參考例1～參考例3中，由於總纖度、最大撚角及負荷中的任一者不在本發明的範圍內，於該情況下碳纖維束的絨毛數不會增加，因此是不產生如本發明般的課題的條件。

[表1] 表1

	總纖度A（dtex）	撚角B（°）	負荷C（N）	輥徑D（mm）	式（1）的右邊	伸長率（%）	絨毛數（個/m）
實施例1	16000	7	300	200	239	1.3	9
實施例2	16000	7	300	280	239	1.3	1
實施例3	16000	7	300	500	239	1.3	0
實施例4	16000	7	440	280	309	1.1	12
實施例5	16000	7	440	500	309	1.1	3
實施例6	16000	7	60	200	119	1.5	0
實施例7	9000	3	150	200	103	1.3	0
實施例8	16000	3	150	250	113	1.4	1
實施例9	32000	7	440	500	345	1.4	2
比較例1	16000	7	200	110	189	1.4	50
比較例2	16000	7	100	110	139	1.5	20
比較例3	16000	7	150	60	164	1.4	50
比較例4	16000	7	50	60	114	1.5	15
比較例5	9000	7	150	60	141	1.3	20
比較例6	9000	7	100	60	116	1.4	10
比較例7	9000	7	100	33	116	1.4	100
比較例8	9000	7	100	17	116	1.4	300
參考例1	5000	7	150	150	124	1.3	2
參考例2	6000	0	0	21	0	1.3	4
參考例3	6000	0	0	10	0	1.3	0

另外，作為參考例4～參考例12，於所述[總括性的實施例]中以總纖度成為26000 dtex的方式進行併線，而獲得耐火化纖維束（伸長率：4.0%），使用該耐火化纖維束，於室溫下以表2所示的撚角、負荷及輥徑進行絨毛數的評價（未實施預碳化處理及碳化處理）。將結果記載於表2中。於該些耐火化纖維束中，輥徑的影響小，無法發揮如本發明般的效果。

[表2] 表2

	總纖度A（dtex）	撚角B（°）	負荷C（N）	輥徑D（mm）	式（1）的右邊	絨毛數（個/m）
參考例4	26000	7	20	120	123	0
參考例5	26000	7	20	200	123	0
參考例6	26000	7	20	250	123	0
參考例7	26000	7	50	120	138	1
參考例8	26000	7	50	200	138	0
參考例9	26000	7	50	250	138	0
參考例10	26000	7	70	120	148	4
參考例11	26000	7	70	200	148	4
參考例12	26000	7	70	250	148	5

[產業上的可利用性]

本發明的碳纖維束的製造方法可以高品質且高生產性獲得彈性模數高的碳纖維束。藉由使用本發明的碳纖維束，可以高生產性獲得彈性模數高的碳纖維強化複合材料。

無

Claims

一種碳纖維束的製造方法，於進行對聚丙烯腈系碳纖維前驅物纖維束於200℃～300℃的氧化性環境中進行熱處理的耐火化處理而獲得耐火化纖維束後，進行對所述耐火化纖維束於控制成最高溫度為500℃～1200℃的惰性環境中進行熱處理的預碳化處理而獲得預碳化纖維束，繼而，進行對所述預碳化纖維束於控制成最高溫度為1200℃～3000℃的惰性環境中進行熱處理的碳化處理而獲得碳纖維束，且於所述碳纖維束的製造方法中，於碳化處理前後，纖維束在與驅動輥接觸的同時行進，所獲得的碳纖維束的總纖度A為6000 dtex～40000 dtex，最大撚角B為1°～10°，碳化處理中的纖維束的張力C為50 N/束～500 N/束，碳化處理前後的驅動輥的直徑D為200 mm～1000 mm。
一種碳纖維束的製造方法，於進行對聚丙烯腈系碳纖維前驅物纖維束於200℃～300℃的氧化性環境中進行熱處理的耐火化處理而獲得耐火化纖維束後，進行對所述耐火化纖維束於500℃～1200℃的惰性環境中進行熱處理的預碳化處理而獲得預碳化纖維束，繼而，進行對所述預碳化纖維束於1200℃～3000℃的惰性環境中進行熱處理的碳化處理而獲得碳纖維束，且於所述碳纖維束的製造方法中，於碳化處理前後，纖維束在與驅動輥接觸的同時行進，所獲得的碳纖維束的總纖度A為6000 dtex～40000 dtex，最大撚角B為1°～10°，碳化處理中的纖維束的張力C為50 N/束～500 N/束，碳化處理前後的驅動輥的直徑D為200 mm～1000 mm。
如請求項1或請求項2所述的碳纖維束的製造方法，其中所述碳纖維束的總纖度A、所述碳纖維束的最大撚角B、所述碳化處理中的纖維束的張力C及所述驅動輥的直徑D滿足式（1）： D＞C/2+（A^0.5 ×B）/10 ･･･式（1）。
如請求項1至請求項3中任一項所述的碳纖維束的製造方法，其中通過所述碳化處理後的驅動輥的纖維束的伸長率為0.5%～3.0%。