WO2010021045A1 - 等方性ピッチ系炭素繊維織物及びその製造方法 - Google Patents

等方性ピッチ系炭素繊維織物及びその製造方法 Download PDF

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WO2010021045A1
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康 岡田
嘉裕 有本
啓二 長山
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株式会社クレハ
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Definitions

  • the present invention relates to an isotropic pitch-based carbon fiber fabric and a method for producing the same.
  • polyacrylonitrile (PAN) and carbon fiber, PAN-based carbon fiber and rayon-based carbon fiber and pitch-based carbon fiber based on pitch are manufactured.
  • Isotropic pitch-based carbon fibers do not exhibit high strength or high elastic modulus.
  • isotropic pitch-based carbon fibers are manufactured at a relatively low price because the raw materials are inexpensive and the manufacturing method is advantageous for mass production, and are lightweight, chemical resistant, heat resistant, slidable and conductive. Are widely used.
  • Carbon fibers are used in many forms such as filaments, yarns, spun yarns, woven fabrics, chops, milled, mats, prepregs, and the firing temperature and degree of graphitization can be changed depending on the application.
  • carbon fiber fabrics are used as constituent materials for heat insulating materials, sliding materials, and conductive materials, and are required to have an affinity with polymer materials, and control of the thickness and voids of the fabric is important.
  • a “sliver” is a fiber assembly in which discontinuous single fibers constituting the fiber are generally bundled in parallel without being entangled more than necessary, and infinite length compared to the constituent fiber length. It can be understood as meaning a string-like fiber assembly having a length that may be said.
  • the carbon fiber sliver is a semi-finished product of various carbon fiber products. A spun yarn is obtained by spinning the carbon fiber sliver, and a carbon fiber fabric (cross) is obtained by weaving the spun yarn. These carbon fiber products are widely used in applications such as heat-resistant materials, conductive materials, reinforcing materials, and heat-insulating materials that use heat resistance, conductivity, strength, and the like.
  • the present applicant has preferentially extended a pitch-based carbon fiber mat in which the fiber length extension directions of the pitch-based carbon fibers are preferentially aligned in one direction and are deposited together.
  • a pitch carbon fiber sliver manufacturing method has been proposed (Japanese Patent Publication No. 2005-179809), which is characterized in that it is stretched and sooted directly by a sooting machine while being transferred in the deposition direction.
  • the applicant of the present invention is suitable as a gas diffuser for a solid polymer electrolyte fuel cell having a mass per unit area of 50 g / m 2 or more and less than 200 g / m 2 and a thickness of 0.20 to 0.60 mm.
  • a pitch-based carbon fiber spun yarn fabric Japanese Patent Publication No. 2005-163208.
  • the present invention relates to an isotropic pitch-based carbon fiber woven fabric and an isotropic pitch having a mass per unit area of 200 g / m 2 to 700 g / m 2 and a thickness of 0.35 mm to 3.65 mm.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a carbon fiber woven fabric from a carbon fiber.
  • an isotropic pitch-based carbon fiber woven fabric having a mass per unit area of 200 g / m 2 to 700 g / m 2 and a thickness of 0.35 mm to 3.65 mm is provided.
  • the isotropic pitch-based carbon fiber fabric of the present invention preferably has a thickness of 0.35 mm or more and 2.00 mm or less.
  • the step of drawing and carding the isotropic pitch-based carbon fiber mat to form the first sliver, and the first sliver to the first kneading A step of drawing a second sliver obtained by drawing with a rolling machine with a second drawing machine to form a third sliver, and drawing a sliver finally obtained with a spinning machine, A mass per unit area of 200 g / m 2 or more and 700 g / m 2 or less, comprising a step of forming a spun yarn having a fineness of 1500 tex and a step of weaving the spun yarn, and 0.35 mm or more and 3.65 mm
  • a method for producing an isotropic pitch-based carbon fiber fabric having the following thickness is provided.
  • the production method of the present invention it is preferable to further comprise a step of forming a fourth sliver by stretching a third sliver obtained by stretching with the second stretching machine with a third stretching machine. More preferably, the production method of the present invention further includes a step of forming a fifth sliver by stretching a fourth sliver obtained by stretching with the third stretching machine with a fourth stretching machine. .
  • the draw ratio in the first drawing machine is 2.0 to 10.0 times
  • the draw ratio in the second drawing machine is 2.0 to 10.0 times
  • the draw ratio in the third drawing machine 1.0 to 7.0 times
  • the draw ratio in the fourth drawing machine is 1.0 to 7.0 times
  • the draw ratio in the spinning machine is 10.0 to 20.0 times Is preferred.
  • An isotropic pitch-based carbon fiber mat that is stretched and carded using the carding machine includes a rotating ball that ejects a pitch by a centrifugal force, and a belt conveyor that accumulates the pitch ejected from the rotating ball.
  • the belt conveyor is melt-spun isotropic pitch-based carbon fiber using a centrifugal spinning machine configured to traverse (reciprocate) in a direction orthogonal to the traveling direction while moving in the traveling direction, After stretching, it is preferable that the isotropic pitch-based carbon fiber mat is deposited on the belt conveyor to be infusible and fired.
  • the isotropic pitch-based carbon fiber woven fabric of the present invention has excellent heat resistance and electrical conductivity and has good mechanical strength. Therefore, the material in the furnace, a sealing material such as packing, a friction material such as a brake pad, a sealing material, and It can be used as a material for CFRP (carbon fiber reinforced plastic) such as wear rings, C / C composites, fuel cells, secondary batteries, and the like.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • FIG. 1 is a view of a centrifugal spinning machine and a belt conveyor used in the process of forming an isotropic pitch-based carbon fiber mat as seen from the direction of the rotation axis.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
  • FIG. 3 is a side view in the traveling direction of the carding machine used in the step of forming the sliver from the isotropic pitch-based carbon fiber mat.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a drawing machine used in a process of forming a sliver.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a spinning machine used in the process of forming spun yarn.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the twisting machine.
  • the step of forming the isotropic pitch-based carbon fiber mat in the present invention is preferably formed using the centrifugal spinning machine shown in FIGS.
  • the isotropic pitch heated and melted in the spinning cylinder 1 is quantified by a gear pump 9, and a plurality of nozzle holes 3 arranged in a single row or a plurality of rows on the outer peripheral portion through a pitch supply line 8. It is poured into the rotating ball 2 that it has. Centrifugal force acts on the isotropic pitch by the rotation of the rotating ball 2, and the isotropic pitch is blown from the nozzle hole 3 and spun.
  • gas is uniformly ejected from a drawing air outlet 6 surrounding the spinning cylinder 1 through the drawing air supply pipe 5.
  • This gas acts as stretching wind.
  • the spun fiber is drawn along the surface of the drawing plate 4 surrounding the spinning cylinder 1 by the cooperation of the drawing air from the drawing air outlet 6 and the centrifugal force generated by the rotation of the rotating ball 2.
  • the pitch fiber contacts with at least one cutter 7 on the stretched plate and is cut.
  • the cut pitch-based fibers draw a trajectory as shown as a to e and a ′ to e ′ in FIG. 1 due to drawing air, gravity, and arbitrary intake air from the back side of the deposition surface of the belt conveyor 11.
  • the fibers are gradually entangled and accumulated in a single yarn shape.
  • the belt conveyor 11 repetitively moves, that is, traverses at least twice the moving speed of the belt conveyor in the direction perpendicular to the fiber drawing direction while moving the pitch-based fiber deposition surface in the fiber drawing direction.
  • a pitch fiber mat having a constant width and a constant thickness is formed.
  • the pitch fiber mat is infusibilized and fired to form carbon fiber according to a conventional method.
  • Infusibilization may be performed by heating the pitch fiber mat to 100 to 400 ° C. in an air atmosphere containing an oxidizing gas such as NO 2 , SO 2 , and ozone.
  • Firing may be performed by heating the infusibilized pitch-based fiber mat to 500 to 2000 ° C. in a non-oxidizing atmosphere.
  • the step of forming a sliver from the isotropic pitch-based carbon fiber mat is preferably performed using a carding machine that has been improved widely for mat-like carbon fiber treatment.
  • FIG. 3 is a side view in the advancing direction of a carding machine (wide gil) 20 that has been improved to have a wide width for treating mat-like carbon fibers.
  • the basic configuration of the carding machine 20 is that between the back roller 21 and the front roller 22 arranged in the traveling direction of the carbon fiber mat, a pair of an oil spray supply device 23 and a number of metal needle arrays are arranged above and below the mat.
  • a forum 24 is arranged.
  • the carbon fiber mat 25 supplied from the left side of the drawing by a horizontal belt conveyor has, for example, an oil agent for facilitating the flossing process while being sent from the back roller 21 to the front roller 22.
  • the fiber direction is aligned.
  • the carbon fiber is stretched by a peripheral speed ratio between the front roller 21 and the back roller 22 rotated at a peripheral speed larger than that of the back roller 22 to form a sliver 26.
  • the step of forming the sliver in the present invention is preferably performed using a drawing machine 30 as shown in FIG.
  • the carbon fiber sliver is subjected to a strip treatment (a treatment for obtaining a sliver with improved fiber alignment and homogeneity by drawing (drafting) a plurality of slivers while doubling them).
  • a strip treatment a treatment for obtaining a sliver with improved fiber alignment and homogeneity by drawing (drafting) a plurality of slivers while doubling them.
  • the coarsely wound sliver 26 is extracted from the coiler 27 of the carding machine 20 shown in FIG. 3 and stored in the first product case 31 of the drawing machine 30 shown in FIG.
  • the two slivers 26A and 26B are pulled out from the first product case 31.
  • the two slivers 26A and 26B pulled out are ligated while being sent to the left in the drawing along the cradle guide 33 and the sliver guide 34 of the cradle stand 32, and the back roller 35, the middle roller 36, the front roller 37, After being stretched between the nip roller 38 and the top roller 39 and re-rolled by the forer 40, the sliver 41 with improved alignment is sent to the second product case 44 via the sliver guide 42 and the coiler 43.
  • the draw ratio in the first drawing machine is 2.0 to 10.0 times
  • the draw ratio in the second drawing machine is 2.0 to 10.0 times
  • the draw ratio in the third drawing machine is 1.0 to 7.0 times
  • the draw ratio in the fourth drawing machine is 1.0 to 7.0 times.
  • FIG. 4 shows a mode in which two slivers are subjected to the drawing process to form one sliver
  • the number of slivers to be subjected to the drawing process is not limited to this.
  • the step of forming the spun yarn in the present invention is preferably performed using a spinning machine (ring spinning machine) 50 having the configuration shown in FIG.
  • the carbon fiber sliver 45 is taken out from the second product case 44 of the fourth drawing machine configured as shown in FIG. 4, and the krill stand roller 51, the back roller 52, the middle roller 53 (the apron 53A and the bottom 53B), and the front roller 54 are removed.
  • a single twisted yarn (single yarn) is obtained by a twisting (primary twisting) treatment in a winding bobbin 58 having a snell guide 55, a spindle 56 and a ring 57.
  • the single twisted yarn (single yarn) wound around the winding bobbin 58 is combined with a plurality of (two in the figure) single twisted yarns by a twisting machine 60 having a configuration as shown in FIG. 6 as an example.
  • the yarn is twisted (secondarily twisted) to obtain a twisted yarn (twist yarn).
  • two bobbins 58 wound with the single twisted yarn from the spinning machine shown in FIG. 5 are attached to the krill stand 61, and the single twisted yarns from both the bobbins 58 are attached to the sliver guide 62, the front guide 63, and the snell guide 64.
  • the isotropic pitch-based carbon fiber fabric of the present invention can be obtained by plain weaving, basket weaving, twill weaving, etc., of the spun yarn thus obtained.
  • Fiber strength Carbon fibers extracted one by one were attached to a tensile test fixing frame to obtain a test piece. A state in which the fixed frame is attached to a tensile tester (Shimadzu Corporation, small desktop testing machine EZ Test-5N) so that the carbon fiber gripping interval is 25 mm, and the central part of the fixed frame is cut. Thus, the breaking strength when pulled at a tensile strength of 5 mm / min was determined. Using the average value and the average fiber diameter value obtained by 12 measurements, the tensile strength per unit area was determined by the following formula.
  • a test piece in the preferential extension deposition direction of carbon fibers (length in the preferential extension deposition direction: 300 mm, length in the direction orthogonal to the preferential extension deposition direction: 50 mm) is cut from the carbon fiber mat of the sample, and then the mat
  • the tensile strength M 200 (N / tex) of the mat was obtained by dividing the tensile strength at the time of pulling at a tensile speed of 200 mm / min by the tex value of the mat test piece. The average value of 5 points for each sample was determined.
  • the thickness of the test piece was the same in the range of 5 to 30 mm.
  • Fineness of spun yarn The spun yarn cut out to 1 m was wound up and put in an aluminum box having a known empty mass.
  • the sample was dried by heating for 1 hour in a constant temperature dryer adjusted to 110 ° C. Subsequently, the aluminum box was transferred to a desiccator and cooled for 1 hour, and then precisely weighed, and the fineness was determined by the following formula (physical test method general rules for JIS L0105 textiles). However, since the official moisture content of carbon fiber is 0.0%, no correction coefficient is used.
  • Tensile strength of the woven fabric Five test pieces having a width of about 60 mm were cut out from the woven fabric with the warp direction as the long side (length 400 mm) to obtain a test piece in the warp direction. Five test pieces having a width of about 60 cm with the weft direction as the long side (length 400 mm) were cut out from the woven fabric to obtain test pieces in the weft direction. Each test piece was attached to a tensile tester (Orientec Co., Ltd., RTC-1310A type) adjusted to a grip interval of 150 mm, and the width was adjusted to 50 mm by removing the yarn from both sides in the width direction.
  • a tensile tester Orientec Co., Ltd., RTC-1310A type
  • Woven fabric thickness Measured according to carbon fiber cloth test method, method 1 of JCFS 003-1982. Specifically, for 5 test pieces of 100 mm ⁇ 100 mm, using a linear paper micrometer PPM-25 type (manufactured by Mitutoyo Corporation), the spindle is gently rotated and the measurement surface is parallel to the sample surface. The scale when the ratchet made three sounds was read. The average value of the measured values was obtained to 2 digits after the decimal point.
  • a device in which two horizontal centrifugal spinning machines having a nozzle hole diameter of 0.7 mm, a nozzle hole number of 420, and a ball diameter of 200 mm are arranged in parallel with the belt conveyor is operated at a rotation speed of 800 rpm and a drawing wind of 100 m / sec, and 10.8 kg per machine.
  • Isotropic pitch was melt spun at a throughput of / h.
  • the melt-spun isotropic pitch fibers were sequentially cut by a cutter and deposited on a belt conveyor.
  • the belt conveyor is a wire mesh belt (40 mesh) that moves in the traveling direction at a traveling speed of 1.51 m / min and reciprocates in a direction orthogonal to the traveling direction at a rate of 5 times per minute.
  • the extending direction of the fiber length of the isotropic pitch fibers can be preferentially aligned with the traveling direction of the belt conveyor.
  • isotropic as an aggregate of short fibers (fiber length is mainly 100 to 1500 mm) having an effective mat width of 700 mm, a basis weight of 0.32 kg / m 2 , a mat thickness of 20 mm, and an apparent density of 16 kg / m 3 .
  • a pitch-based carbon fiber mat was deposited. This mat can be handled as a continuous yarn because the extending direction of the fiber length of the isotropic pitch fibers is aligned in one direction.
  • the isotropic pitch-based carbon fiber mat was infusible. Infusibilization was performed using an infusibilizing furnace having a total length of 10 m in which a 2 m wide bar was circulated at a constant speed of 0.044 m / min without using a tray. Infusible furnace was air atmosphere containing NO 2 2%. An isotropic pitch-based carbon fiber mat is suspended over a length of 1.5 m on a bar having an interval of 300 mm, and an in-furnace gas is supplied from the direction orthogonal to the orientation direction of the isotropic pitch-based carbon fiber mat by 0.5 m / The mixture was heated to 100 to 250 ° C. over 3 hours while inducing infusibility while removing the heat of reaction at a flow rate of sec (superficial velocity).
  • the isotropic pitch-based carbon fiber mat was fired. Firing was performed using a vertical heat treatment furnace having a total length of 14.8 m (including the cooling part) and a width of 2 m. An isotropic pitch-based carbon fiber mat was suspended by its own weight in the furnace, heated to 1000 ° C. over 15 minutes and heat-treated, then cooled to 200 ° C., and sent out of the furnace.
  • the isotropic pitch-based carbon fiber thus obtained had good single fiber properties with no fiber fusion, a fiber diameter of 14.5 ⁇ m, a tensile strength of 800 MPa, and an elongation of 2.3%. .
  • B. Sooting, kneading, spinning An isotropic pitch-based carbon fiber mat having a width of 700 mm, a thickness of 20 mm, and 220 g / m was subjected to a sooting process in a carding machine.
  • carbon fiber spinning oil (“Merinol C-75” manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.) is sprayed onto an isotropic pitch-based carbon fiber mat, and 2 wt% I wore it. While stretching the isotropic pitch-based carbon fiber mat 10.0 times, the fibers were aligned to form a first sliver of 22 g / m.
  • the obtained first sliver was passed through the first drawing machine and stretched 7.2 times.
  • the second sliver thus obtained was passed through a second drawing machine and stretched 7.2 times.
  • the sliver finally obtained was passed through a spinning machine, drawn 20.0 times, and spun at a Z (left) twist number of 220 times / m to obtain a 67 tex spun yarn.
  • the two spun yarns were combined using a twisting machine and combined at an S (right) twist number of 135 times / m to obtain a spun yarn of 135 tex.
  • This spun yarn was plain woven to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 210 g / m 2 and a thickness of 0.33 mm.
  • a spinning yarn of 200 tex was obtained in the same manner as in Example 1 except that the draw ratio of the spinning machine was changed to 13.5 times.
  • This spun yarn was plain woven to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 210 g / m 2 and a thickness of 0.49 mm.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was performed except that the draw ratio of the first drawing machine was 5.2 times, the draw ratio of the second drawing machine was 5.3 times, and the draw ratio of the spinning machine was changed to 10.0 times. 500 tex spun yarn was obtained.
  • This spun yarn was plain woven to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 210 g / m 2 and a thickness of 1.21 mm.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was performed except that the draw ratio of the first drawing machine was 3.7 times, the draw ratio of the second drawing machine was changed to 3.7 times, and the draw ratio of the spinning machine was changed to 10.0 times. , 1000 tex spun yarn was obtained.
  • This spun yarn was plain woven to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 210 g / m 2 and a thickness of 2.43 mm.
  • a 200 tex spun yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that the isotropic pitch-based carbon fiber formed at a firing temperature of 2000 ° C. was used and the draw ratio of the spinning machine was changed to 13.5 times. It was.
  • This spun yarn was plain woven to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 210 g / m 2 and a thickness of 0.49 mm.
  • a 200 tex spun yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that an isotropic pitch-based carbon fiber having a yarn diameter of 12.5 ⁇ m was used and the draw ratio of the spinning machine was changed to 13.5 times.
  • This spun yarn was plain woven to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 210 g / m 2 and a thickness of 0.49 mm.
  • a 200 tex spun yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that an isotropic pitch-based carbon fiber having a yarn diameter of 18.0 ⁇ m was used and the draw ratio of the spinning machine was changed to 13.5 times.
  • This spun yarn was plain woven to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 210 g / m 2 and a thickness of 0.49 mm.
  • the sliver is drawn with a draw ratio of the first drawing machine of 4.0 times and a draw ratio of the second drawing machine of 10.0 times. After being obtained, the obtained sliver was further passed through a third drawing machine and stretched 4.0 times. Furthermore, the sliver thus obtained was passed through a fourth drawing machine and stretched 4.0 times. Subsequently, it carried out similarly to Example 1 except having changed the draw ratio of the fine spinning machine to 17.0 times, and obtained the 135 tex spun yarn.
  • This spun yarn was woven into a basket to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 295 g / m 2 and a thickness of 0.48 mm.
  • a 200 tex spun yarn was obtained in the same manner as in Example 8 except that the draw ratio in the fourth drawing machine was changed to 3.9 times and the draw ratio in the fine spinning machine was changed to 11.8 times.
  • This spun yarn was woven into a basket to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 295 g / m 2 and a thickness of 0.63 mm.
  • the 200 tex spun yarn obtained in Example 9 was twilled to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 210 g / m 2 and a thickness of 0.35 mm.
  • a 450 tex spun yarn was obtained in the same manner as in Example 8 except that the draw ratio in the second drawing machine was changed to 5.1 times and the draw ratio in the fine spinning machine was changed to 10.0 times.
  • This spun yarn was twilled to obtain a woven fabric having a mass per unit area of 670 g / m 2 and a thickness of 1.06 mm.

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Abstract

　横型遠心紡糸機を用いて、等方性ピッチ系炭素繊維を溶融紡糸し、延伸した後に、ベルトコンベア上に堆積させ、不融化し、焼成して等方性ピッチ系炭素繊維マットを形成する工程と；梳綿機を用いて、当該等方性ピッチ系炭素繊維マットを延伸・梳綿処理して、第１のスライバーを形成する工程と；当該第１のスライバーを第１練条機で延伸して得られた第２のスライバーを第２練条機で延伸して第３のスライバーを形成する工程と；最終的に得られたスライバーを精紡機で延伸して、３０～１５００ｔｅｘの繊度を有する紡績糸を形成する工程と；当該紡績糸を織る工程により、２００ｇ／ｍ２以上７００ｇ／ｍ２以下の単位面積あたりの質量と、０．３５ｍｍ以上３．６５ｍｍ以下の厚みと、を有する、等方性ピッチ系炭素繊維織物を得る。

Description

等方性ピッチ系炭素繊維織物及びその製造方法
　本発明は、等方性ピッチ系炭素繊維織物及びその製造方法に関する。
　現在、炭素繊維としてポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）およびレーヨンを原料とするＰＡＮ系およびレーヨン系炭素繊維とピッチ類を原料とするピッチ系炭素繊維が製造されている。等方性ピッチ系炭素繊維は、高い強度や高い弾性率を発現しない。しかし、等方性ピッチ系炭素繊維は、原料が安価であり且つ製造方法が大量生産に有利であることから比較的廉価に製造され、軽量、耐薬品性、耐熱性、摺動性および導電性等の特性を有するため、広く使用されている。
　炭素繊維は、フィラメント、ヤーン、紡績糸、織物、チョップ、ミルド、マット、プリプレグなど多くの形態で使用され、用途により焼成温度や黒鉛化度も変えられる。中でも炭素繊維織物は、断熱材、摺動材、導電材の構成材料として利用されており、高分子材料などとの親和性が求められ、織物の厚みや空隙の制御が重要である。
　「スライバー」とは、一般に、それを構成する不連続単繊維同士が必要以上に交絡することなく平行に配列して束状となっている繊維集合体であり、構成繊維長に比べれば無限長といってもよい程度の長さを有するひも状繊維集合体を意味するものとして理解できる。炭素繊維スライバーは、各種炭素繊維製品の半製品であり、これを紡績加工することにより紡績糸が得られ、紡績糸を製織することにより炭素繊維織物（クロス）が得られる。これら炭素繊維製品は、その耐熱性、導電性、強度等を利用した耐熱材、導電材、補強材、断熱材等の用途に幅広く使用されている。
　本出願人は、炭素繊維スライバー及び紡績糸を製造する方法として、ピッチ系炭素繊維の繊維長延長方向を一方向に優先的に整列させて集合堆積させたピッチ系炭素繊維マットを、その優先延長堆積方向に移送させつつ直接梳綿機にかけて延伸・梳綿処理することを特徴とするピッチ系炭素繊維スライバーの製造方法を提案した（日本特許公開２００５－１７９８０９号公報）。
　また、本出願人は、５０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２未満の単位面積当たりの質量及び０．２０～０．６０ｍｍの厚さを有する、固体高分子電解質型燃料電池のガス拡散体として好適なピッチ系炭素繊維紡績糸織物を提案した（日本特許公開２００５－１６３２０８号公報）。
　本発明は、２００ｇ／ｍ２以上７００ｇ／ｍ２以下の単位面積あたりの質量と、０．３５ｍｍ以上３．６５ｍｍ以下の厚みと、を有する、等方性ピッチ系炭素繊維織物および等方性ピッチ系炭素繊維から当該炭素繊維織物を製造する方法を提供することを目的とする。
　本発明によれば、２００ｇ／ｍ２以上７００ｇ／ｍ２以下の単位面積あたりの質量と、０．３５ｍｍ以上３．６５ｍｍ以下の厚みと、を有する、等方性ピッチ系炭素繊維織物が提供される。本発明の等方性ピッチ系炭素繊維織物は、０．３５ｍｍ以上２．００ｍｍ以下の厚みを有することが好ましい。
　また、本発明によれば、梳綿機を用いて、等方性ピッチ系炭素繊維マットを延伸・梳綿処理して第１のスライバーを形成する工程と、当該第１のスライバーを第１練条機で延伸して得られた第２のスライバーを第２練条機で延伸して第３のスライバーを形成する工程と、最終的に得られたスライバーを精紡機で延伸して、３０～１５００ｔｅｘの繊度を有する紡績糸を形成する工程と、当該紡績糸を織る工程と、を具備する、２００ｇ／ｍ２以上７００ｇ／ｍ２以下の単位面積あたりの質量と、０．３５ｍｍ以上３．６５ｍｍ以下の厚みと、を有する、等方性ピッチ系炭素繊維織物の製造方法が提供される。
　本発明の製造方法において、前記第２練条機で延伸して得られた第３のスライバーを第３練条機で延伸して第４のスライバーを形成する工程をさらに具備することが好ましい。さらに好ましくは、本発明の製造方法は、前記第３練条機で延伸して得られた第４のスライバーを第４練条機で延伸して第５のスライバーを形成する工程をさらに具備する。
　前記第１練条機での延伸倍率は２．０～１０．０倍、前記第２練条機での延伸倍率は２．０～１０．０倍、前記第３練条機での延伸倍率は１．０～７．０倍、前記第４練条機での延伸倍率は１．０～７．０倍で、前記精紡機での延伸倍率は１０．０～２０．０倍であることが好ましい。
　前記梳綿機を用いて延伸・梳綿処理する等方性ピッチ系炭素繊維マットは、遠心力によりピッチを噴出させる回転ボールと、当該回転ボールから噴出されたピッチを堆積させるベルトコンベアとを具備し、当該ベルトコンベアは進行方向に移動すると同時に進行方向に直交する方向にトラバース（往復移動）するように構成されている遠心紡糸機を用いて、等方性ピッチ系炭素繊維を溶融紡糸し、延伸した後に、当該ベルトコンベア上に堆積させて等方性ピッチ系炭素繊維マットを形成し、次いで不融化し、焼成して得られるものであることが好ましい。
　本発明の等方性ピッチ系炭素繊維織物は、耐熱性及び導電性に優れ、良好な機械的強度を有するため、炉内材料、パッキンなどのシール材料、ブレーキパッドなどの摩擦材、シール材及びウエアリングなどのＣＦＲＰ（炭素繊維補強プラスチック）、Ｃ／Ｃ複合材、燃料電池、二次電池などの材料として利用することができる。
図１は、等方性ピッチ系炭素繊維マットを形成する工程において用いる遠心紡糸機及びベルトコンベアを回転軸の方向から見た図である。 図２は、図１のＡＡ’における断面図である。 図３は、等方性ピッチ系炭素繊維マットからスライバーを形成する工程において用いる梳綿機の進行方向側面図である。 図４は、スライバーを形成する工程において用いる練条機の概略構成図である。 図５は、紡績糸を形成する工程において用いる精紡機の概略構成図である。 図６は、撚糸機の概略構成図である。
符号の説明
１：紡糸円筒
２：回転ボール
３：ノズル
４：延伸板
５：延伸風供給パイプ
６：延伸風吹き出し口
７：カッター
８：ピッチ供給ライン
９：ピッチ供給用ギヤーポンプ
１０：ボール駆動モータ
１１：ベルトコンベア
１２：ベルトコンベア駆動ローラ
１３：ベルトコンベア駆動モータ
１４：トラバーサー
１５：トラバーサー駆動モータ
１６：排気ファン
　本発明における等方性ピッチ系炭素繊維マットを形成する工程は、図１及び図２に示す遠心紡糸機を用いて形成することが好ましい。この遠心紡糸機において、紡糸円筒１において加熱溶融された等方性ピッチは、ギヤーポンプ９によって定量され、ピッチ供給ライン８を経て外周部に単列又は複数列に配置された多数のノズル孔３を有する回転ボール２の内部に注がれる。等方性ピッチには回転ボール２の回転によって遠心力が作用し、等方性ピッチはノズル孔３から吹き出されて紡糸される。ノズル周辺には、気体が延伸風供給パイプ５を通って紡糸円筒１を囲む延伸風吹き出し口６から均一に噴出される。この気体は延伸風として作用する。延伸風吹き出し口６からの延伸風と、回転ボール２の回転による遠心力との協働により、紡糸された繊維は、紡糸円筒１を囲む延伸板４の表面に沿って延伸される。ピッチ系繊維は、ボールが１回転する度に、延伸板上の少なくとも１個のカッター７に接触して切断される。こうして、ボールが１回転する度に、自由両端部（free ends）を有するほぼ一定長の繊維がノズル孔の数に応じた数で形成される。裁断されたピッチ系繊維は、延伸風、重力及びベルトコンベア１１の堆積面裏側からの任意の吸気により、図１においてａ～ｅ及びａ’～ｅ’として示すような軌跡を描いてベルトコンベア１１上に緩やかに単糸状に繊維が絡みつつ堆積する。ベルトコンベア１１は、ピッチ系繊維堆積面を繊維延伸方向に移動させると同時に繊維延伸方向に直交する方向に、ベルトコンベアの移動速度の少なくとも２倍の速度で反復運動、すなわちトラバースする。その結果、一定幅及び一定厚さを有するピッチ系繊維マットが形成される。次いで、このピッチ系繊維マットは、常法に従って不融化、焼成して炭素繊維化される。不融化は、ピッチ系繊維マットを、例えばＮＯ２、ＳＯ２、オゾンなどの酸化性ガスを含む空気雰囲気中、１００～４００℃に加熱することにより行われてもよい。焼成は、不融化されたピッチ系繊維マットを、非酸化雰囲気中、５００～２０００℃に加熱することにより行われてもよい。
　本発明における等方性ピッチ系炭素繊維マットからスライバーを形成する工程は、マット状炭素繊維処理用に広幅に改良された梳綿機を用いて行うことが好ましい。図３は、マット状炭素繊維処理用に広幅に改良された梳綿機（広幅ギル）２０の進行方向側面である。この梳綿機２０の基本構成は、炭素繊維マット進行方向に配置されたバックローラ２１とフロントローラ２２の間に、オイル噴霧供給装置２３と多数の金属植針列の対をマット上下に配したフォーラ２４とを配置してなる。図面左方より水平ベルトコンベア（図示せず）により供給された炭素繊維マット２５は、バックローラ２１からフロントローラ２２へと送通される間に梳綿処理を容易にするための油剤が例えば１．８～２．０質量％程度の割合でオイル噴霧供給装置２３から噴霧展着され、更にフォーラ２４の多数の植針列対の適時のマット２５への挿入による梳綿処理（梳り）を受け、繊維方向が引き揃えられる。同時に、バックローラ２２より大なる周速で回転されるフロントローラ２１とバックローラ２２との周速比により炭素繊維は延伸されて、スライバー２６を形成する。
　本発明におけるスライバーを形成する工程は、図４に概略構成の一例を示すような練条機３０を用いて行うことが好ましい。この工程において、炭素繊維スライバーは、練条処理（複数のスライバーを合条（ダブリング）しつつ延伸（ドラフティング）して繊維配列性および均質性の一層向上したスライバーを得る処理）に付される。具体的には、図３に示す梳綿機２０のコイラ２７から粗巻き状態のスライバー２６を抜き取り、図４に示す練条機３０の第１製品ケース３１に収容する。第１製品ケース３１から２本のスライバー２６Ａ及び２６Bが引き出される。引き出された２本のスライバー２６Ａ及び２６Bは、クリルスタンド３２のクリルガイド３３、スライバーガイド３４に沿って図中左方へ送られながら合条され、バックローラ３５、ミドルローラ３６、フロントローラ３７、ニップローラ３８及びトップローラ３９間での延伸、フォーラ４０による再度の梳りを受けた後、配列性の向上したスライバー４１がスライバーガイド４２及びコイラ４３を介して第２製品ケース４４へと送られる。本発明においては、この練条機を２台用いることが最も好ましいが、３台又は４台の練条機を用いてそれぞれ異なる延伸倍率で練条処理を行うこともできる。すなわち、第１練条機での延伸倍率は２．０～１０．０倍、第２練条機での延伸倍率は２．０～１０．０倍、第３練条機での延伸倍率は１．０～７．０倍、第４練条機での延伸倍率は１．０～７．０倍とする。なお、図４においては、２本のスライバーを練条処理して１本のスライバーとする態様を示したが、練条処理するスライバーの本数はこれに限定されない。
　本発明における紡績糸を形成する工程は、図５に示す構成の精紡機（リング精紡機）５０を用いて行うことが好ましい。図４に示す構成の第４練条機の第２製品ケース４４から炭素繊維スライバー４５が取り出され、クリルスタンドローラ５１、バックローラ５２、ミドルローラ５３（エプロン５３Ａ及びボトム５３Ｂ）、フロントローラ５４の間で延伸され、スネルガイド５５、スピンドル５６及びリング５７を具備する巻取りボビン５８での加撚（一次撚り）処理により片撚り糸（単糸）が得られる。巻取りボビン５８に巻き取られた片撚り糸（単糸）は、必要に応じて、一例として図６に示すような構成の撚糸機６０により、複数本（図では二本）の片撚り糸が合糸され加撚（二次撚り）されて、もろより糸（双糸）が得られる。撚糸機６０では、図５に示す精紡機からの片撚り糸を巻き取ったボビン５８を２個、クリルスタンド６１に取り付け、両方のボビン５８から片撚り糸をスライバーガイド６２、フロントガイド６３、スネルガイド６４を介して加撚しながら、スピンドル６６及びリング６７を具備する巻き取りボビン６５に巻き取る。
　こうして得られた紡績糸を平織り、バスケット織り、綾織りなどして本発明の等方性ピッチ系炭素繊維織物が得られる。
　以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。しかし、本発明はこれらに限定されない。
　本明細書中に記載する各種引張強度、紡績糸の繊度、織物の単位面積当たりの質量、引張強力及び厚みは、以下の方法により測定した。
（１）繊維強度：１本ずつ抜き取った炭素繊維を引張試験用固定枠に貼付して試験片とした。この試験片を、炭素繊維の掴み間隔が２５ｍｍとなるように固定枠を引張試験機（（株）島津製作所、小型卓上試験機ＥＺ Test-5N）に取り付け、固定枠の中央部を切断した状態で、引張強度５ｍｍ／ｍｉｎで引っ張った時の破断強さを求めた。１２回の測定により得られた平均値と平均繊維直径の値を用いて、次式により単位面積当たりの引張強さを求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 （２）ピッチ系炭素繊維マットの引張強度：引張試験機（（株）オリエンテック製、「テンシロン万能試験機１３１０型」）を用いて、試料の炭素繊維マットから炭素繊維の優先延長堆積方向の試験片（優先延長堆積方向の長さ：２００ｍｍ、優先延長堆積方向と直交する方向の長さ：５０ｍｍ）を裁断した。次いで、マット試験片のつかみ間隔を１００ｍｍとし、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張ったときの破断強力をそのマット試験片のｔｅｘ値で割って、マットの引張強度Ｍ１００（Ｎ／ｔｅｘ）とした。更に、試料の炭素繊維マットから炭素繊維の優先延長堆積方向の試験片（優先延長堆積方向の長さ：３００ｍｍ、優先延長堆積方向と直交する方向の長さ：５０ｍｍ）を裁断し、次いで、マット試験片のつかみ間隔を２００ｍｍとし、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張ったときの破断強力をそのマット試験片のｔｅｘ値で割って、マットの引張強度Ｍ２００（Ｎ／ｔｅｘ）とした。各々試料５点の平均値を求めた。試験片の厚さは５～３０ｍｍの範囲で同じ厚さとした。
（３）紡績糸の繊度：１ｍに切り出した紡績糸を空質量既知のアルミ箱に巻き取って入れておいた。試料を１１０℃に調整した恒温乾燥器内で１時間加熱して乾燥させた。続いて、アルミ箱をデシケータに移して１時間冷却した後、精密に秤量し、次式により繊度を求めた（ＪＩＳ　Ｌ０１０５繊維製品の物理試験方法通則）。ただし、炭素繊維の公定水分率は０．０％であるため補正係数を使用しない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 （４）紡績糸の引張強度：引張試験機（（株）オリエンテック製、「テンシロン万能試験機１３１０型」）を用いて、紡績糸のつかみ間隔２００ｍｍとし、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張ったときの破断強力をその紡績糸のｔｅｘ値で割って、紡績糸強度（Ｎ／ｔｅｘ）とした。試料５点の平均値を求めた。
（５）織物の単位面積当たりの質量：織物の全質量を織物の紙管への巻き取り時のカウンター長さと織り幅から得られる全平面面積で除した値を織物の単位面積当たりの質量［ｇ／ｍ２］とした。
（６）織物の引張強さ：織物から、縦糸方向を長辺（長さ４００ｍｍ）として幅約６０ｍｍの試験片を５個切り出し、縦糸方向の試験片とした。織物から、横糸方向を長辺（長さ４００ｍｍ）として幅約６０ｃｍの試験片を５個切り出し、横糸方向の試験片とした。各試験片を掴み間隔１５０ｍｍに調節した引張試験機（（株）オリエンテック、RTC-1310A型）に取り付け、幅方向の両側から糸を除去して幅を５０ｍｍに調整した。その後、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、引張強さ［Ｎ／５ｃｍ］を測定した。縦糸方向及び横糸方向の測定値各５個の平均値を求めた。
（７）織物の厚み：炭素繊維クロス試験法、ＪＣＦＳ ００３－１９８２の方法１に準拠して測定した。具体的には、１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片５個について、直進式ペーパーマイクロメーターＰＰＭ－２５型（（株）ミツトヨ製）を用いて、そのスピンドルを静かに回転させて測定面が試料面に平行に接触し、ラチェットが３回音をたてたときの目盛りを読み取った。測定値の平均値を小数点以下２桁まで求めた。
Ａ．等方性ピッチ系炭素繊維マットの作製
　石油ナフサを熱分解して、エチレン、プロピレン等のオレフィン類を分取した残りの高沸点留分（いわゆるエチレンボトム油）を３８０℃で熱処理して３２０℃、１０ｍｍＨｇ（絶対値）で減圧蒸留して、炭素含有率９４．５wt%、平均分子量６２０、軟化点（高架式フローテスター）１７０℃の等方性ピッチを得た。
　ノズル孔径０．７ｍｍ、ノズル孔数４２０、ボール直径２００ｍｍの横型遠心紡糸機２台をベルトコンベアと平行に配列した装置を回転数８００ｒｐｍ、延伸風１００ｍ／ｓｅｃで運転し、１台あたり１０．８ｋｇ／ｈの処理量で、等方性ピッチを溶融紡糸した。溶融紡糸した等方性ピッチ系繊維をカッターにより順次カッティングして、ベルトコンベア上に堆積させた。ベルトコンベアは、進行速度１．５１ｍ／ｍｉｎで進行方向に移動すると共に毎分５回の割合で進行方向と直交する方向に往復移動する金網ベルト（４０ｍｅｓｈ）である。このような動きをするベルトコンベアに、溶融したピッチを遠心力によって噴出させることによって、等方性ピッチ系繊維の繊維長の延長方向をベルトコンベアの進行方向に優先的に整列させることができる。こうして、ベルトコンベア上に、マット有効幅７００ｍｍ、目付０．３２ｋｇ／ｍ２、マット厚２０ｍｍ、見掛け密度１６ｋｇ／ｍ３の短繊維（繊維長は主として１００～１５００ｍｍ）の集合体としての等方性ピッチ系炭素繊維マットを堆積させた。このマットは、等方性ピッチ系繊維の繊維長の延長方向が一方向に整列しているので、連続糸として取り扱うことができる。
　次いで、等方性ピッチ系炭素繊維マットを不融化させた。不融化は、トレイを用いずに、２ｍ幅のバーを０．０４４ｍ／ｍｉｎで等速循環させている全長１０ｍの不融化炉を用いて行った。不融化炉内をＮＯ２を２％含む空気雰囲気とした。３００ｍｍ間隔のバーに、等方性ピッチ系炭素繊維マットを１．５ｍの長さにわたって懸架し、等方性ピッチ系炭素繊維マットの配向方向と直交する方向から炉内循環ガスを０．５ｍ／ｓｅｃ（空塔速度）を流し、反応熱を除去しながら、１００～２５０℃まで３時間かけて昇温して不融化させた。
　次いで、等方性ピッチ系炭素繊維マットを焼成した。焼成は、全長１４．８ｍ（冷却部を含む）、幅２ｍの竪型熱処理炉を用いて行った。炉内に、等方性ピッチ系炭素繊維マットを自重懸垂させ、１０００℃まで１５分間かけて昇温して熱処理した後、２００℃まで冷却させ、炉外に送り出した。
　このようにして得た等方性ピッチ系炭素繊維は、繊維間の融着がなく、繊維径１４．５μｍ、引張強度８００ＭＰａ、伸度２．３％の良好な単繊維物性を有していた。
Ｂ．梳綿、練条、紡績
　幅７００mm、厚さ２０mm、２２０ｇ／ｍの等方性ピッチ系炭素繊維マットを梳綿機において梳綿処理した。梳綿機において、フロントローラとバックローラとの間で、炭素繊維紡績用油剤（竹本油脂（株）製「メリノールＣ－７５」）を等方性ピッチ系炭素繊維マットに噴霧し、2ｗｔ％展着させた。等方性ピッチ系炭素繊維マットを１０．０倍に延伸させながら、繊維を引き揃え、２２ｇ／ｍの第１のスライバーを形成した。
　次に、得られた第１のスライバーを第１練条機に通して、７．２倍に延伸した。次いで、こうして得た第２のスライバーを第２練条機に通して、７．２倍に延伸した。
　次に、最終的に得られたスライバーを精紡機に通して、２０．０倍に延伸し、Ｚ（左）撚り数２２０回／ｍで紡糸して６７ｔｅｘの紡績糸を得た。次いで、この紡績糸２本を撚糸機を用いて合わせて、Ｓ（右）撚り数１３５回／ｍで合糸し、１３５ｔｅｘの紡績糸を得た。
　この紡績糸を平織りして、単位面積当たりの質量２１０ｇ／ｍ２、厚み０．３３ｍｍの織物が得られた。
　精紡機の延伸倍率を１３．５倍に変えた以外は実施例１と同様に行い、２００ｔｅｘの紡績糸を得た。
　この紡績糸を平織りして、単位面積当たりの質量２１０ｇ／ｍ２、厚み０．４９ｍｍの織物が得られた。
　第１練条機の延伸倍率を５．２倍、第２練条機の延伸倍率を５．３倍、精紡機の延伸倍率を１０．０倍に変えた以外は実施例１と同様に行い、５００ｔｅｘの紡績糸を得た。
　この紡績糸を平織りして、単位面積当たりの質量２１０ｇ／ｍ２、厚み１．２１ｍｍの織物が得られた。
　第１練条機の延伸倍率を３．７倍、第２練条機の延伸倍率を３．７倍、精紡機の延伸倍率を１０．０倍に変えた以外は実施例１と同様に行い、１０００ｔｅｘの紡績糸を得た。
　この紡績糸を平織りして、単位面積当たりの質量２１０ｇ／ｍ２、厚み２．４３ｍｍの織物が得られた。
　焼成温度を２０００℃に変えて形成した等方性ピッチ系炭素繊維を用いて、精紡機の延伸倍率を１３．５倍に変えた以外は実施例１と同様に行い、２００ｔｅｘの紡績糸を得た。
　この紡績糸を平織りして、単位面積当たりの質量２１０ｇ／ｍ２、厚み０．４９ｍｍの織物が得られた。
　糸径を１２．５μｍの等方性ピッチ系炭素繊維を用いて、精紡機の延伸倍率を１３．５倍に変えた以外は実施例１と同様に行い、２００ｔｅｘの紡績糸を得た。
　この紡績糸を平織りして、単位面積当たりの質量２１０ｇ／ｍ２、厚み０．４９ｍｍの織物が得られた。
　糸径を１８．０μｍの等方性ピッチ系炭素繊維を用いて、精紡機の延伸倍率を１３．５倍に変えた以外は実施例１と同様に行い、２００ｔｅｘの紡績糸を得た。
　この紡績糸を平織りして、単位面積当たりの質量２１０ｇ／ｍ２、厚み０．４９ｍｍの織物が得られた。
　繊維径１４．５μｍの等方性ピッチ系炭素繊維を用いて、第１練条機の延伸倍率を４．０倍、第２練条機の延伸倍率を１０．０倍として延伸してスライバーを得た後、さらに、得られたスライバーを第３練条機に通して、４．０倍に延伸した。またさらに、こうして得たスライバーを第４練条機に通して、４．０倍に延伸した。次いで、精紡機の延伸倍率を１７．０倍に変えた以外は実施例１と同様に行い、１３５ｔｅｘの紡績糸を得た。
　この紡績糸をバスケット織りして、単位面積当たりの質量２９５ｇ／ｍ２、厚み０．４８ｍｍの織物が得られた。
　第４練条機での延伸倍率を３．９倍、精紡機での延伸倍率を１１．８倍に変えた以外は実施例８と同様に行い、２００ｔｅｘの紡績糸を得た。
　この紡績糸をバスケット織りして、単位面積当たりの質量２９５ｇ／ｍ２、厚み０．６３ｍｍの織物が得られた。
　実施例９で得た２００ｔｅｘの紡績糸を綾織りして、単位面積当たりの質量２１０ｇ／ｍ２、厚み０．３５ｍｍの織物が得られた。
　第２練条機での延伸倍率を５．１倍、精紡機での延伸倍率を１０．０倍に変えた以外は実施例８と同様に行い、４５０ｔｅｘの紡績糸を得た。
　この紡績糸を綾織りして、単位面積当たりの質量６７０ｇ／ｍ２、厚み１．０６ｍｍの織物が得られた。
　実施例１～１１の条件及び結果を表１にまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003

Claims (9)

  1. 　２００ｇ／ｍ２以上７００ｇ／ｍ２以下の単位面積あたりの質量と、０．３５ｍｍ以上３．６５ｍｍ以下の厚みと、を有する、等方性ピッチ系炭素繊維織物。
  2. 　０．３５ｍｍ以上２．００ｍｍ以下の厚みを有する、請求項１に記載の等方性ピッチ系炭素繊維織物。
  3. 　梳綿機を用いて、等方性ピッチ系炭素繊維マットを延伸・梳綿処理して、第１のスライバーを形成する工程と、
    　当該第１のスライバーを第１練条機で延伸して第２のスライバーを形成し、次いで当該第２のスライバーを第２練条機で延伸して第３のスライバーを形成する工程と、
    　最終的に得られたスライバーを精紡機で延伸して、３０～１５００ｔｅｘの繊度を有する紡績糸を形成する工程と、
    　当該紡績糸を織る工程と、
    を具備する、２００ｇ／ｍ２以上７００ｇ／ｍ２以下の単位面積あたりの質量と、０．３５ｍｍ以上３．６５ｍｍ以下の厚みと、を有する、等方性ピッチ系炭素繊維織物の製造方法。
  4. 　前記第２練条機で延伸して得られた第３のスライバーを第３練条機で延伸して第４のスライバーを形成する工程をさらに具備する、請求項３に記載の製造方法。
  5. 　前記第３練条機で延伸して得られた第４のスライバーを第４練条機で延伸して第５のスライバーを形成する工程をさらに具備する、請求項４に記載の製造方法。
  6. 　前記第１練条機での延伸倍率は２．０～１０．０倍、前記第２練条機での延伸倍率は２．０～１０．０倍、前記精紡機での延伸倍率は１０．０～２０．０倍である、請求項３に記載の製造方法。
  7. 　前記第３練条機での延伸倍率は１．０～７．０倍である、請求項４に記載の製造方法。
  8. 　前記第４練条機での延伸倍率は１．０～７．０倍である、請求項５に記載の製造方法。
  9. 　前記梳綿機を用いて延伸・梳綿処理する等方性ピッチ系炭素繊維マットは、遠心力によりピッチを噴出させる回転ボールと、当該回転ボールから噴出されたピッチを堆積させるベルトコンベアとを具備し、当該ベルトコンベアは進行方向に移動すると同時に進行方向に直交する方向にトラバース（往復移動）するように構成されている遠心紡糸機を用いて、等方性ピッチ系炭素繊維を溶融紡糸し、延伸した後に、当該ベルトコンベア上に堆積させて等方性ピッチ系炭素繊維マットを形成し、次いで不融化し、焼成して得られるものである、請求項３に記載の製造方法。
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