專利名稱：具有接頭接合部的纖維束及其制造方法、以及碳纖維的制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及具有接頭接合部的纖維束及其制造方法、以及碳纖維的制造方法。在由碳纖維制造用的前體纖維束制造碳纖維時，有時需要將該前體纖維束長時間連續(xù)供給于碳纖維制造工序。這種情況下，需要準備將兩束碳纖維制造用前體纖維束的一束的終端部與另一束的始端部接在一起的一束連續(xù)的前體纖維束。在制作該一束連續(xù)的前體纖維束時，可有效使用本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束。
背景技術(shù)：
一般，在碳纖維制造工序中使用碳纖維制造用的前體纖維束。該前體纖維束通常以卷在卷線軸等上的形態(tài)或折疊層積在箱中的形態(tài)被準備在前體纖維束供給部。將從前體纖維束供給部拉出的前體纖維束通常供給于由耐燃化工序和碳化工序構(gòu)成的燒制工序。因此，為了將這些前體纖維束長時間連續(xù)燒制、長時間連續(xù)地持續(xù)制造碳纖維，需要用某種手段將從前體纖維束供給部拉出的前體纖維束的始端部接合在正通過燒制工序的前體纖維束的終端部上。通過將這些前體纖維束的長度方向的端部彼此接合，能夠?qū)⑶绑w纖維束連續(xù)供給于碳纖維制造工序，其結(jié)果，可謀求工序的作業(yè)性的提高。已知利用加壓流體使兩束作為碳纖維制造用前體纖維束的聚丙烯腈系前體纖維束的長度方向的端部彼此交織而接合的方法(參見專利文獻1)。但是，雖然利用該方法可以使前體纖維束的端部彼此接合，但由于形成的接頭接合部中的纖維的密度增高，所以存在在耐燃化工序中前體纖維束自身的發(fā)熱導致氧化反應易失控的問題。因此，接頭接合部發(fā)生燒斷或燒損的事故。為了避免蓄熱導致接頭接合部產(chǎn)生絲斷頭，有降低耐燃化工序的溫度的辦法。但是，如果耐燃化工序的溫度的降低幅度大， 則耐燃化處理所需的時間變長，所以所希望的碳纖維的生產(chǎn)率顯著降低。前體纖維束的單纖維的根數(shù)(纖絲數(shù))多時，從加壓流體噴射噴嘴噴射出的加壓流體噴不到前體纖維束全體上，前體纖維束不以單纖維級進行交織，分成幾小束進行纏繞。 如果在接合部不均一地產(chǎn)生這樣的小束的纏繞，則形成局部纖維密度高的部分，因此易于蓄熱。并且，接合部的纖維的纏繞變得不充分，前體纖維束彼此的結(jié)束強度也變?nèi)?。其結(jié)果， 存在纖維束不能耐受工序張力而破裂，或接頭接合部脫散這樣的問題。作為針對這些問題的對策，已知例如使用由非發(fā)熱性的耐燃化絲形成的連接介質(zhì) (連接纖維束)將兩束聚丙烯腈系前體纖維束接合的方法(參見專利文獻幻。但是，該方法中，雖然有降低蓄熱量的效果，但由于接合部的除熱不充分，所以在纖維密度變高的接合部依然易于產(chǎn)生絲斷頭等。因此，在接頭接合部通過耐燃化工序時，必須降低爐內(nèi)溫度。并且，形成了連接纖維束的耐燃化絲和形成了聚丙烯腈系前體纖維束的纖維由于各個纖維束的纖維的分解情況不同，所以形成了聚丙烯腈系前體纖維束的纖維與形成了連接纖維束的耐燃化絲不會充分混纖，不會均一交織。因此，兩者的纖維束彼此會脫散開，為了防止災害的發(fā)生不得不使耐燃化爐停止。另外，還已知如下方法，其不是利用加壓空氣而形成的交織接合，而是在各個纖維束的末端部將纖維束分割成多個小束，將小束彼此相互織入來進行接合的方法(參見專利文獻幻。此時，連接狀態(tài)為打成結(jié)兒的狀態(tài)，所以結(jié)扣被拉緊，接合部的纖維密度增大，產(chǎn)生由蓄熱導致的絲斷頭。并且，由于接合部的各小束間的結(jié)束強度不均一，所以應力集中在結(jié)束強度弱的小束上，存在從結(jié)束強度弱的小束起依次發(fā)生破裂的問題。并且，提出了一種碳纖維制造用的聚丙烯腈系纖維束，其中，用預先進行耐燃化、 密度1. 30g/cm3以上的耐燃化纖維束形成前體纖維束的末端部，將具有該末端部的前體纖維束彼此在該末端部使纖維彼此交織一體化而形成了接合部(參見專利文獻4)。此時，關于接合部的蓄熱所導致的絲斷頭，具有得到改善的傾向，但由于需要專用設備用來使前體纖維束的末端部為耐燃化纖維，所以并不能稱為生產(chǎn)率好的方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開平06-206667號公報專利文獻2 日本特開平10_2沈918號公報專利文獻3 日本特開2007-046177號公報專利文獻4 日本特開2000-144534號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的目的在于提供一種可消除上述的現(xiàn)有技術(shù)的問題點的具有接頭接合部的纖維束及其制造方法。并且，本發(fā)明的目的還在于提供一種使用了本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的碳纖維的制造方法，其中，接頭接合部的蓄熱少、燒制工序中難以發(fā)生接頭接合部因蓄熱而燒斷的情況、纖維束的工序通過性良好。用于解決問題的手段本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束如下。一種具有接頭接合部的纖維束，該纖維束具有由多根纖維構(gòu)成的第1纖維束的一端部與由多根纖維構(gòu)成的第2纖維束的一端部相互疊合而形成的纖維束疊合部、或具有由多根纖維構(gòu)成的第1纖維束的一端部和由多根纖維構(gòu)成的第2纖維束的一端部分別與由多根纖維構(gòu)成的連接纖維束相互疊合而形成的兩個纖維束疊合部，上述纖維束疊合部具有在上述各纖維束的長度方向上相間隔地設置的、上述各纖維處于相互纏繞的狀態(tài)的多個纖維交織部、和位于該多個纖維交織部之間的、上述各纖維處于相互開纖的狀態(tài)的纖維開纖部， 且各個上述纖維交織部由上述纖維束疊合部中的一方纖維束的上述多根纖維與另一方纖維束的上述多根纖維相互纏繞形成的、在上述各纖維束幅寬方向上間隔開地設置的多個部分交織部構(gòu)成，通過上述多個纖維交織部，在上述纖維束疊合部中上述各纖維束接在一起。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束中，上述第1纖維束和上述第2纖維束分別優(yōu)選為碳纖維制造用的前體纖維束。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束中，上述連接纖維束的熱導率優(yōu)選為3 700ff/m · K。
本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束中，優(yōu)選上述連接纖維束為碳纖維束，且其懸垂值為2 15cm，其扁平度為20以上。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束中，上述連接纖維束的細度優(yōu)選為上述第1纖維束和上述第2纖維束的細度的0. 2 3. 0倍。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束中，上述接頭接合部的常溫下的拉伸強度優(yōu)選為20g/tex以上。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束中，優(yōu)選上述各纖維交織部在上述纖維束長度方向的長度為8 30mm，上述纖維開纖部在上述纖維束長度方向的長度為30 100mm。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的制造方法如下。一種具有接頭接合部的纖維束的制造方法，在該方法中，對具有由多根纖維構(gòu)成的第1纖維束的一端部與由多根纖維構(gòu)成的第2纖維束的一端部相互疊合而形成的纖維束疊合部、或具有由多根纖維構(gòu)成的第1纖維束的一端部和由多根纖維構(gòu)成的第2纖維束的一端部分別與由多根纖維構(gòu)成的連接纖維束相互疊合而形成的兩個纖維束疊合部的纖維束的上述纖維束疊合部噴射來自纖維交織裝置的加壓流體，使上述各纖維纏繞，由此在上述纖維束疊合部中使上述各纖維束彼此接在一起而形成所述具有接頭接合部的纖維束，其中，上述纖維交織裝置具有第1流體噴射孔列和第2流體噴射孔列，所述第1流體噴射孔列由在沿著上述纖維束幅寬方向的第1直線上間隔開地排列的多個流體噴射孔構(gòu)成，所述第2流體噴射孔列由在第2直線上間隔開地排列的多個流體噴射孔構(gòu)成，所述第2直線在上述纖維束長度方向上與上述第1直線間隔開地設置并且與上述第1直線平行，從上述第 1流體噴射孔列的多個流體噴射孔和上述第2流體噴射孔列的多個流體噴射孔噴射加壓流體，由此，在上述纖維束疊合部中形成在上述各纖維束長度方向上相間隔地設置的、上述各纖維處于相互纏繞的狀態(tài)的多個纖維交織部、和位于該多個纖維交織部之間的、上述各纖維處于開纖的狀態(tài)的纖維開纖部，并且以由上述纖維束疊合部中的一方纖維束的上述多根纖維與另一方纖維束的上述多根纖維相互纏繞形成的、在上述各纖維束幅寬方向上間隔開地設置的多個部分交織部構(gòu)成的方式來形成各個上述纖維交織部，從而在上述纖維束疊合部中使上述各纖維束接在一起而形成所述具有接頭接合部的纖維束。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的制造方法中，優(yōu)選上述第1纖維束和上述第 2纖維束分別為碳纖維制造用的前體纖維束。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的制造方法中，上述連接纖維束的熱導率優(yōu)選為 3 700W/m · K。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的制造方法中，優(yōu)選上述連接纖維束為碳纖維束，且其懸垂值為2 15cm，其扁平度為20以上。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的制造方法中，上述連接纖維束的細度優(yōu)選為上述第1纖維束和上述第2纖維束的細度的0. 2 3. 0倍。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的制造方法中，上述接頭接合部的常溫下的拉伸強度優(yōu)選為20g/tex以上。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的制造方法中，優(yōu)選上述第1直線與第2直線的間隔為20 100mm，上述第1流體噴射孔列和上述第2流體噴射孔列中的流體噴射孔的排列間距為1. 7 4. 5mm。
本發(fā)明的碳纖維的制造方法如下?！N碳纖維的制造方法，其中，使本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束連續(xù)地從耐燃化爐、接著從碳化爐中通過，由此制造碳纖維。發(fā)明效果利用本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束，帶來了如下效果將該纖維束在燒制工序中連續(xù)燒制時，在燒制工序中不會發(fā)生纖維束破裂或形成了纖維束的纖維從纖維束中脫散的情況，抑制了接頭接合部中的蓄熱，且接頭接合部的除熱良好。因此，能夠使本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束連續(xù)通過燒制工序，而不會顯著降低當不具有接頭接合部的纖維束、或具有接頭接合部但該部分以外的部分的纖維束在通過燒制工序時通常采用的燒制工序中的爐內(nèi)溫度，所以可以以燒制工序的作業(yè)性良好的狀態(tài)長時間連續(xù)制造已燒制的纖維、例如碳纖維。其結(jié)果，使已燒制的纖維、例如碳纖維的生產(chǎn)率大幅提高。


圖1是本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的一例的示意性縱截面圖。圖2是本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的其他一例的示意性縱截面圖。圖3是本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的另一例的示意性縱截面圖。圖4是本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的一例的一個接頭部的示意性俯視圖。圖5是在實施本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的制造方法時使用的接頭裝置的一例的示意性側(cè)視圖。圖6是用于使在實施本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的制造方法所用的纖維發(fā)生交織的纖維交織裝置的一例的示意性橫截面圖。圖7是圖6的纖維交織裝置的Sl-Sl截面向視圖。圖8是用于說明利用圖6的纖維交織裝置形成本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的一例的一個接頭接合部的狀態(tài)的示意性側(cè)視圖。圖9是用于準備測定用樣品的制作測定用樣品的裝置的示意性側(cè)視圖，所述測定用樣品是在測定本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束所用的連接纖維束的懸垂值時使用的樣品。圖10是使用從圖9中得到的測定用樣品上切下的測定片來測定懸垂值的懸垂值測定裝置的示意性側(cè)視圖。圖11是說明使用安裝在圖10的懸垂值測定裝置上的測定片來測定懸垂值的測定方法的示意性側(cè)視圖。
具體實施例方式首先，對于本發(fā)明的碳纖維的制造方法的一實施方式進行說明。作為制造碳纖維的前體纖維束，使用聚丙烯腈系纖維束、浙青系纖維束、纖維素系纖維束等。其中，由于易于表現(xiàn)出高的強度，所以廣泛使用聚丙烯腈系纖維束。在制造作為碳纖維制造用原絲的聚丙烯腈系前體纖維束的工序中纖維束的工序通過速度、與在將所得到的前體纖維束燒制來制造碳纖維的燒制工序中纖維束的工序通過速度存在很大不同。因此，在前體纖維束的制造工序中制造的前體纖維束不能接連供給于燒制工序，所以以適當?shù)谋４嫘螒B(tài)暫時保存。作為適當?shù)谋４嫘螒B(tài)，有卷在卷線軸上的形態(tài)、折疊層積在箱體內(nèi)的形態(tài)。暫時保存的前體纖維束其后被從保存處拉出，供給于燒制工序。以下的說明中，將已經(jīng)一邊從保存處(卷線軸)拉出一邊供給于燒制工序的前體纖維束設定為第1纖維束，將接著從其他保存處(其他卷線軸)拉出并供給于燒制工序的預定的前體纖維束設定為第2纖維束。將第1纖維束從保存處拉出后，在燒制工序中的耐燃化爐內(nèi)進行耐燃化處理。該耐燃化處理中，將第1纖維束在氧化性氣氛下、通常于180 400°C的溫度進行加熱處理，制成耐燃化絲。將耐燃化絲在燒制工序中在與耐燃化爐連接配置的碳化爐內(nèi)進行碳化處理， 制成碳纖維。從碳化爐拉出的碳纖維根據(jù)需要在表面處理工序受到賦予施膠劑等的表面處理后，在卷繞工序被卷繞，形成碳纖維的制品。如果從保存處拉出的第1纖維束到達其終端部，則第1纖維束的終端部要與從其他保存處拉出的第2纖維束的始端部接頭，相互接合。即，前體纖維束的末端部彼此接合， 接上的第2纖維束隨第1纖維束的移動被導入燒制工序，連續(xù)進行碳纖維的制造。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束是為了防止在通過耐燃化工序的過程中接頭接合部因蓄熱而產(chǎn)生絲斷頭和工序通過過程中纖維束破裂而開發(fā)的。作為接頭接合部的形態(tài)，有以下兩種方式。圖1示出了具有采用了接頭接合部形態(tài)的第1方式的接頭接合部的纖維束。圖1 中，具有接頭接合部的纖維束ι具有第ι纖維束FBl的端部(終端部)5與第2纖維束冊2 的端部(始端部)6以在長度方向相互疊合的狀態(tài)形成的接頭接合部A。在第1纖維束FBl 與第2纖維束FB2疊合的纖維束疊合部中，根據(jù)需要能夠在其長度方向相間隔地設置多個接頭接合部A。圖2示出了具有采用了接頭接合部形態(tài)的第2方式的接頭接合部的纖維束。圖2 中，具有接頭接合部的纖維束2由第1纖維束FBI、第2纖維束FB2和連接纖維束JFB構(gòu)成。 具有接頭接合部的纖維束2具有第1纖維束rai的端部(終端部)5與連接纖維束JFB的一側(cè)的端部如以在長度方向上相互疊合的狀態(tài)形成的一側(cè)的接頭接合部A、和第2纖維束 FB2的端部(始端部)6與連接纖維束JFB的另一側(cè)的端部4b以在長度方向上相互疊合的狀態(tài)形成的另一側(cè)的接頭接合部A。圖3中給出具有采用了圖2所示的接頭接合部形態(tài)的第2方式的接頭接合部的纖維束2的變形方式。圖3中，具有接頭接合部的纖維束3與圖2的纖維束2相同，由第1纖維束FBI、第2纖維束FB2和連接纖維束JFB構(gòu)成。圖3的具有接頭接合部的纖維束3與圖 2的纖維束2不同之處在于在第1纖維束FBl與連接纖維束JFB疊合的纖維束疊合部中于長度方向上相間隔地具有3個接頭接合部A，并且，在第2纖維束FB2與連接纖維束JFB 疊合的纖維束疊合部中于長度方向上相間隔地具有3個接頭接合部A。對于纖維束疊合部中的接頭接合部A的個數(shù)，根據(jù)需要適宜選擇。需要說明的是，上文說明的第1纖維束與第2纖維束的疊合形態(tài)本身、以及第1 纖維束與連接纖維束、和第2纖維束與連接纖維束的疊合形態(tài)本身分別是已經(jīng)為人們所知的。
其次，說明本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束中的接頭接合部的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的特征在于該接頭接合部的結(jié)構(gòu)。圖4是表示本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束中的接頭接合部A的一例的示意性俯視圖。圖4中，接頭接合部A具有在疊合的各纖維束的長度方向上相間隔地設置的、形成了各纖維束的各纖維處于相互纏繞狀態(tài)的兩個纖維交織部(纏繞部)C、和位于該兩個纖維交織部C之間的、各纖維處于相互開纖狀態(tài)的纖維開纖部B。進而，各纖維交織部C由各纖維束疊合部中的一方纖維束的多根纖維與另一方纖維束的多根纖維相互纏繞形成的、在各纖維束幅寬方向間隔開地設置的多個部分交織部D構(gòu)成。在纖維束疊合部中，通過兩個纖維交織部C，將疊合的各纖維束接在一起，制成具有接頭接合部A的連續(xù)的纖維束。如圖4所示，兩纖維束的端部彼此疊合的接頭接合部A具有兩纖維束中的多根纖維發(fā)生開纖的纖維開纖部B，所以具有該接頭接合部A的纖維束被供給于耐燃化工序而經(jīng)受熱處理時，纖維開纖部B發(fā)揮使易蓄積在纖維束中的熱排放到外部的散熱部的作用，從而防止或緩和在耐燃化工序中在接頭接合部A中的蓄熱。纖維開纖部(散熱部)B是指在后述的纖維交織裝置中噴出的加壓流體(加壓空氣)直接噴到纖維束上，形成了纖維束的多根纖維開纖至單纖維級，各纖維不發(fā)生交織地混合存在的區(qū)域。纖維開纖部B中，優(yōu)選單纖維彼此不粘接，分別處于與外氣接觸的狀態(tài)。 圖4中，用箭頭HR示意性給出纖維開纖部B中的散熱狀態(tài)。圖4中，纖維開纖部B在纖維束長度方向的長度X如果過短，則散熱效果變小，如果過長，則接頭裝置整體大型化，所以纖維開纖部B的長度X優(yōu)選為30 100mm，更優(yōu)選為 35 50mm。并且，纖維開纖部B在纖維束幅寬方向的長度(寬)優(yōu)選為開纖前的纖維束的幅寬方向的長度(寬)的1. 5 2倍。纖維開纖部B在纖維束幅寬方向的長度如果小于開纖前的纖維束的幅寬方向的長度的1. 5倍，則纖維彼此開纖不充分，有時得不到充分的散熱效果。并且，纖維開纖部B在纖維束幅寬方向的長度超過開纖前的纖維束的幅寬方向的長度的2倍時，纖維開纖部B變得過大，在工序通過過程中，與相鄰行進的纖維束的纖維接觸，有時在它們之間引起纖維彼此混纖。這樣，通過存在纖維開纖部B，能夠使位于其兩側(cè)的纖維交織部C中所蓄積的熱排放到外部。其結(jié)果，能夠減小蓄積于接頭接合部A中的熱量，能夠大幅減少蓄熱所致的絲斷頭。纖維交織部(纏繞部)C是指在纖維束幅寬方向存在多個、優(yōu)選4 10個的部分纏繞部D的區(qū)域。部分纏繞部D是指疊合的兩纖維束中的多根纖維以單纖維級相互纏繞、 相互卷繞的部位。圖4中，給出了在纖維束的長度方向上存在于纖維開纖部B的兩端的外側(cè)、纖維交織成8個網(wǎng)眼狀的狀態(tài)的各部分纏繞部D。圖4中，纖維交織部C在纖維束長度方向的長度Y如果過短，則各纖維間的結(jié)束強度變小，如果過長，則接頭裝置整體大型化，所以纖維交織部C在纖維束長度方向的長度Y 優(yōu)選為8 30mm，更優(yōu)選為10 18mm。通過利用在纖維束幅寬方向間隔開地排列的多個部分交織部D來形成纖維交織部C，對于纖維交織部C而言，能夠在維持兩纖維束間的結(jié)合的同時處于將纖維束細分的狀態(tài)。部分交織部D的個數(shù)為4個以上時，能夠?qū)⒏鞑糠纸豢棽緿所含有的纖絲數(shù)設定為纖維束的總纖絲數(shù)的1/4以下。例如，在使纖絲數(shù)為12，000根的第1纖維束與纖絲數(shù)為12，000 根的第2纖維束接合時，各部分交織部D所含有的纖絲數(shù)為約6，000根。S卩，由于能夠防止各部分交織部D中的纖維高密度化，所以能夠抑制接頭接合部A 中的蓄熱。部分交織部D為11個以上時，各部分交織部D所含有的纖絲數(shù)變少，1個部分交織部D所具有的纖維的結(jié)束強度降低，不能耐受工序張力，纖維束易于破裂。由于各部分交織部D中的纖維的交織狀態(tài)大致均一，所以通過這些纖維交織，給接頭接合部A帶來充分的接合強度。另一方面，在各部分交織部D產(chǎn)生的熱沿著纖維向纖維開纖部B移動。圖4中，用箭頭H示意性給出該熱的移動狀態(tài)。圖5是在實施本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的制造方法時使用的接頭裝置的一例的示意性側(cè)視圖。圖5中，接頭裝置50包含在裝置的長度方向相間隔地配置的4 個纖維束夾持裝置52、在各纖維束夾持裝置52之間設置的3個纖維交織裝置51和在纖維束夾持裝置52與纖維交織裝置51a之間設置的6個纖維束松弛裝置53。各纖維交織裝置 51包含在上下方向間隔開地對置的上部纖維交織裝置51a和下部纖維交織裝置51b。在上部纖維交織裝置51a的下表面和下部纖維交織裝置51b的上表面開有多個流體噴射孔，該流體噴射孔在被導入接頭裝置50中的第1纖維束FBl和第2纖維束FB2的幅寬方向串行且在纖維束的長度方向間隔開地并行有2列。各纖維束夾持裝置52具有在上下方向開合的上夾板和下夾板以夾住疊合的第1 纖維束FBl和第2纖維束FB2。各纖維束松弛裝置53用于使疊合的第1纖維束FBl和第2纖維束FB2在長度方向上松弛一定長度，在各纖維束夾持裝置52沒有夾持纖維束的狀態(tài)，用例如可在上下方向移動的沿纖維束幅寬方向延伸的輥將纖維束壓低，由此使纖維束在長度方向松弛一定長度。形成纖維束的松弛狀態(tài)后，各纖維束夾持裝置52動作，將纖維束夾住。在該纖維束松弛的狀態(tài)下，易于利用各纖維交織裝置51使形成了纖維束的多根纖維發(fā)生交織，所以是優(yōu)選的，并且該松弛狀態(tài)也有益于調(diào)整纖維交織程度。對于使用了該接頭裝置50的、連接第1纖維束FBl和第2纖維束FB2的方法進行說明。首先，將正通過燒制工序的第1纖維束FBl的終端部與接著通過燒制工序的第2 纖維束冊2的始端部疊合，使其位于纖維交織裝置51內(nèi)。各端部優(yōu)選在纖維束長度方向疊合350 500mm。各纖維束FB1、FB2優(yōu)選疊合成厚度為0. 1 1. Omm的扁平狀。通過如此設定，在纖維交織裝置50中受到加壓流體處理時，能夠使纖維束疊合部中雙方的纖維束 FBI、FB2中的多根纖維開纖至單纖維級且充分地混纖并纏繞。接著，利用與纖維交織裝置51相鄰設置的纖維束松弛裝置53，在纖維交織裝置51 的附近，在疊合的纖維束上形成松弛部分。具體地說，例如使用重錘，利用其重量將雙方的纖維束FBI、FB2壓低而使其松緩。作為松弛的程度，優(yōu)選5 25%。該松弛程度小于5% 時，交織起來的程度變?nèi)?，所以接合部的結(jié)束強度降低，松弛程度超過25%時，纖維交織部增大，所以易于因蓄熱而產(chǎn)生絲斷頭。其次，用纖維束夾持裝置52的上夾板和下夾板把持住兩纖維束，進行固定以便兩纖維束FB1、FB2的重疊不破散。接著，卸下使纖維束FB1、FB2松弛的重錘，從各纖維交織裝置51的上部纖維交織裝置51a和下部纖維交織裝置51b噴射加壓流體。通過該加壓流體的噴射，在各纖維束夾持裝置52之間兩纖維束FB1、FB2中的多根纖維相互交織，形成接合部，松弛的纖維束FB1、FB2的垂度消失。并且，作為噴射的流體，可使用液體、氣體等可加壓供給的流體。作為噴射的流體，從作業(yè)性和經(jīng)濟性的方面出發(fā)，通常使用空氣。對于接頭接合部A的形成的構(gòu)造，使用圖6、圖7和圖8進行說明。圖6是纖維交織裝置51的一例的示意性橫截面圖。圖7是圖6的纖維交織裝置51的Sl-Sl截面向視圖。 圖8是說明使用圖6的纖維交織裝置來形成一個接頭接合部的狀態(tài)的示意性側(cè)視圖。纖維交織裝置51由上部纖維交織裝置51a和下部纖維交織裝置51b形成。上部纖維交織裝置51a和下部纖維交織裝置51b各自具有第1流體噴射孔列71和第2流體噴射孔列72，所述第1流體噴射孔列71由在與纖維束長度方向成直角的第1直線上間隔開地排列的多個流體噴射孔構(gòu)成，所述第2流體噴射孔列72由在第2直線上間隔開地排列的多個流體噴射孔構(gòu)成，所述第2直線在纖維束長度方向上與第1直線留有間隔地設置、并與第 1直線平行。上部纖維交織裝置51a中的第1流體噴射孔列71和第2流體噴射孔列72的各流體噴射孔在上部纖維交織裝置51a的下表面開口。下部纖維交織裝置51b中的第1流體噴射孔列71和第2流體噴射孔列72的各流體噴射孔在下部纖維交織裝置51a的上表面開口。 在上部纖維交織裝置51a的下表面與下部纖維交織裝置51a的上表面之間形成了流體處理室FC。上部纖維交織裝置51a中的第1流體噴射孔列71和第2流體噴射孔列72的各流體噴射孔的上游與設置在上部纖維交織裝置51a上的加壓流體供給路FS連通。下部纖維交織裝置51b中的第1流體噴射孔列71和第2流體噴射孔列72的各流體噴射孔的上游與設置在下部纖維交織裝置51b上的加壓流體供給路FS連通。配置各流體噴射孔，以便從各流體噴射孔噴射加壓流體(加壓空氣)時，得到細的具有強的線速的加壓流體的噴射流，并在加壓流體處理室FC內(nèi)產(chǎn)生多個均勻的流體旋渦。 通過加壓流體的噴射，能夠使兩纖維束FBI、FB2的多根纖維很細地開纖至單纖維級。通過該纖維的開纖，形成纖維開纖部B。開纖的多根纖維以固定著纖維束的纖維束夾持裝置52為基點向纖維交織裝置51 形成交織。利用在加壓流體處理室FC形成的均勻的多個流體旋渦，將兩纖維束FB1、FB2的多根纖維分割成小束，形成多個部分交織部D。通過在纖維束幅寬方向噴射均等的細的具有強的線速的加壓流體(加壓空氣)，能夠?qū)⒎指畹母餍∈械睦w絲數(shù)設定為相同程度， 能夠在纖維束幅寬方向形成均勻的多個部分交織部D。即，形成具有結(jié)束強度的波動少的多個部分交織部D的纖維交織部C。接著，為了形成作為能將熱排放到外部的散熱部的纖維開纖部B，纖維交織裝置 51需要具有在纖維束長度方向間隔開地并排設置的2列流體噴射孔列。由于在2列噴射孔列之間沒有用于形成纖維交織所必需的基點，所以在2列噴射孔列之間，纖維間不發(fā)生交織，多根纖維形成開纖的狀態(tài)。即，在纖維的交織作用方面，2列噴射孔列之間成為無效空間。因此，如圖8所示，在2列流體噴射孔列之間形成纖維開纖部(散熱部)B，在纖維交織裝置51與纖維束夾持裝置52之間形成纖維交織部C。如此，為了得到具有纖維開纖部(散熱部)B和纖維交織部C 二者的接頭接合部，纖維交織裝置51需要具有在纖維束長度方向間隔開地并列設置的2列流體噴射孔列71、
72。分別在上部纖維交織裝置51a的下表面和下部纖維交織裝置51b的上表面開口的流體
噴射孔列為1列時，不能設定為形成纖維束的多根纖維發(fā)生了開纖的狀態(tài)。 這種情況下，由于纖維的交織形成至位于相鄰的纖維束夾持裝置52之間的纖維
束的中央，所以無法形成能將熱排放到外部的纖維開纖部(散熱部)。需要說明的是，流體
噴射孔列為1列時，交織處理時間縮短，表觀上可以形成纖維開纖部(散熱部)，但這種情況
下，由于交織處理時間短，所以無法形成具有充分的結(jié)束強度的纖維交織部，在通過工序的
過程中纖維束易于破裂。流體噴射孔列為3列以上時，不僅加壓空氣量增加，而且纖維開纖
部(散熱部)的纖維束被加壓流體(加壓空氣)損壞，在通過工序的過程中纖維束易于破 m農(nóng)。 2列流體噴射孔列71、72之間的在纖維束長度方向的長度(列間隔)L優(yōu)選為20 100mm，更優(yōu)選為25mm 55mm。長度L小于20mm時，纖維開纖部(散熱部)變小，難以獲得具備充分的散熱效果的纖維開纖部(散熱部)，長度L超過IOOmm時，纖維開纖部(散熱部)變大，超出必要的程度。流體噴射孔列中流體噴射孔的排列間距P優(yōu)選為1. 7 4. 5mm，流體噴射孔的孔徑 HD優(yōu)選為12 2. 5mm。并且，如果考慮流體噴射孔的加工精度，則在各噴射孔間需要某種程度的壁厚，流體噴射孔的排列間距P優(yōu)選比孔徑HD大0. 5mm以上。流體噴射孔的排列間距P小于1. 7mm時，得不到細的具有強的線速的加壓空氣的噴射流，形成狹縫狀的噴射流，所以有時不能將纖維束開纖至單纖維水平且不能形成纖維交織部。流體噴射孔的排列間距P超過4. 5mm時，各部分交織部的尺寸變大，各部分交織部所含有的纖絲數(shù)增加，所以有時不能抑制蓄熱。對于流體噴射孔的孔徑HD，同樣，流體噴射孔的孔徑HD小的情況下，得不到具有充分的線速的加壓流體(加壓空氣)的噴射流，有時不能將纖維束開纖且不能形成纖維交織部。流體噴射孔的孔徑HD大的情況下，由于從各流體噴射孔噴出的加壓流體(加壓空氣)的噴射流變粗，所以不能使多根纖維開纖至單纖維水平，開纖不充分，有時不能獲得充分的散熱效果。加壓流體(加壓空氣)的壓力優(yōu)選為0. 3 0. 6MPa。壓力小于0. 3MPa時，形成纖維束的多根纖維的開纖不充分，有時難以形成具備多個部分交織部的纖維交織部。壓力超過0. 6MPa時，纖維束受到加壓流體而損害，纖維束易于破裂。將兩纖維束都預先在幅寬方向分割成多個纖維束，用多個纖維交織裝置來形成一個接頭接合部，這樣做是可以的。但是，不僅作業(yè)性變差，而且在分割纖維束時，纖維束起毛，接合強度降低，所以優(yōu)選以不將纖維束分割成多個纖維束的狀態(tài)，在幅寬方向統(tǒng)一用一個纖維交織裝置進行纖維交織處理。第1纖維束FBl和第2纖維束FB2分別優(yōu)選為碳纖維制造用的前體纖維束。圖2或圖3是通過連接纖維束(連接介質(zhì))使各個前體纖維束接合得到的本發(fā)明的具有接頭接合部的纖維束的一例的示意性縱截面圖。在使用了連接纖維束(連接介質(zhì))的方式中，連接纖維束優(yōu)選其熱導率為3 700ff/m · K。使用了該連接纖維束(連接介質(zhì))的方式中，連接纖維束優(yōu)選在150 400°C的氣氛溫度下的發(fā)熱量為500cal/g以下且熱導率為3 700W/m · K。除該優(yōu)選條件外，對于連接纖維束，還優(yōu)選形成該連接纖維束的多根纖維的單纖維根數(shù)(纖絲數(shù))為3，000以上、連接纖維束的懸垂值為2 15cm且其扁平度為20以上。使用該連接纖維束時，例如將第1纖維束FBl的終端部5與連接纖維束JFB的一側(cè)的端部疊合，同時將連接纖維束JFB的另一側(cè)的端部與第2纖維束FB2的始端部6疊合， 將其疊合部置于纖維交織裝置51中。優(yōu)選各端部與連接纖維束在纖維束長度方向分別疊合 350 500mm。此時，通過使用非發(fā)熱性(發(fā)熱量為500cal/g以下)且熱導率為3 700W/m · K 的連接纖維束，不僅能夠大幅降低耐燃化處理中的在接頭接合部A的發(fā)熱量，而且在通過耐燃化工序的過程中，還能夠促進第1纖維束FBl和第2纖維束FB2的纖維交織部所蓄積的熱量的除熱，所以能夠大幅減少蓄熱所致的絲斷頭。作為連接纖維束，優(yōu)選使用碳纖維束。接頭接合部A中的多根纖維的單纖維根數(shù)(纖絲數(shù))優(yōu)選為3，000 100，000。 更優(yōu)選為12，000 60，000。并且，單纖維(纖絲)的細度優(yōu)選為0.8 1.7dtex(0. 7 1. 5旦尼爾)。該接頭接合部A對聚丙烯腈系前體纖維束的接頭特別有效，具有該接頭接合部的聚丙烯腈系前體纖維束在通過燒制工序時，不會產(chǎn)生蓄熱所致的絲斷頭，不需要降低耐燃化爐內(nèi)的溫度，對連續(xù)制造碳纖維是優(yōu)選的。圖2和圖3所示的具有接頭接合部A的纖維束中，第3纖維束(連接纖維束)JFB 以在第ι前體纖維束(第ι纖維束)FBl與第2前體纖維束(第2纖維束)ra2之間架橋的狀態(tài)與各前體纖維束進行了接合。作為該連接纖維束JFB，優(yōu)選使用熱導率為3 700W/ m · K、纖絲數(shù)為3000以上、其懸垂值為2 15cm、其扁平度為20以上的碳纖維束。在前體纖維束與碳纖維束的接合部中，在使第1前體纖維束FBl和碳纖維束JFB 各自的多根纖維相互纏繞的部分形成接頭接合部A。并且，在碳纖維束JFB和第2前體纖維束FB2各自的多根纖維相互纏繞的部分形成接頭接合部A。在圖2的具有接頭接合部的纖維束中，在第1前體纖維束FBl與碳纖維束JFB的疊合部、和碳纖維束JFB與第2前體纖維束FB2的疊合部分別設置有1處接頭接合部A。接頭接合部的個數(shù)越多，接合部整體的拉伸強度越趨于穩(wěn)定，但如果要同時制作多個接頭接合部，則設備大型化，所以設備方面的成本升高。也可以多次使用制作一個接頭接合部的設備，但存在作業(yè)次數(shù)增加的問題。接頭接合部的個數(shù)優(yōu)選為2處、或如圖3所示的3處、或 4處左右。優(yōu)選預先進行切割，以使連接纖維束FJB的端部^、4b、第1前體纖維束FBl的端部5和第2前體纖維束的端部6位于距接頭接合部A的端部1 5cm左右的位置。通過在耐燃化爐中的熱處理，前體纖維束有時收縮，為了防止纖維交織部松開，優(yōu)選殘留Icm左右的長度來調(diào)整端部的位置。殘留的長度大于5cm時，燒制工序中，有可能引起與相鄰行進的纖維束的混纖等故障，所以不是優(yōu)選的。優(yōu)選的是，連接纖維束是熱導率為3 700W/m*K以下、纖絲數(shù)為3，000以上的碳纖維束，其懸垂值為2 15cm、進而后述的纖維束的扁平度為20以上。根據(jù)交織結(jié)合的前體纖維束的纖絲數(shù)，能夠適宜選擇連接纖維束的纖絲數(shù)。但是， 纖絲數(shù)小于3，000時，連接纖維束與前體纖維束沒有充分交織，在燒制工序中的張力的作用下，有時纖維束破裂。纖絲數(shù)增加時雖然有益于有效除去耐燃化爐內(nèi)由前體纖維產(chǎn)生的反應熱，但多余的纖絲數(shù)多、纖維束過粗時，連接纖維束與前體纖維束的纖維交織部過粗， 在通過燒制工序的過程中，有可能在與相鄰行進的纖維束之間產(chǎn)生混纖等不良情況，所以不優(yōu)選。因此，纖絲數(shù)優(yōu)選為100,000以下。如果用于連接纖維束的碳纖維束的熱導率不足3W/m · K，則耐燃化處理時，不能使接頭接合部產(chǎn)生的熱充分散逸，即，除熱效果低，所以引起因蓄熱導致的纖維束的破裂。并且，如果碳纖維束的熱導率超過700W/m · K，則纖維束的彈性模量過高，既不能良好地形成接頭接合部，也與高的除熱效果相抵。碳纖維束的熱導率更優(yōu)選為7 50W/m · K?；谝韵滤镜睦w維束的熱擴散率、密度、比熱，通過下面所示的式1計算出熱導率。λ = α ρ Cp (式 1)入熱導率(W/(m· k))α 熱擴散率(m2/s)該熱擴散率是依據(jù)下述文獻記載的光交流法計算出的。T. Yamane，S. Katayama， Μ. Todoki and I. Hatta J. Appl. Phys.，80 (1996) 4385。P 密度(kg/m3)該密度是基于被測物在空氣中的重量W1 (kg)和將該被測物沉入密度Pl的液體中時在液體中的重量W2 (kg)并通過以下給出的式2計算出的。P = W1X P L/ (W1-W2) (式 2)Cp :比熱(J/(kg · K))該比熱的值是以JIS-R1672為參考，用DSC(差示掃描量熱儀)在測定溫度25°C測定得到的值。只要是具有Perkin-Elmer社制造的DSC-7這種程度的功能的DSC足以。作為標準試樣，能夠使用藍寶石(Ci-Al2O3)和鋁容器。需要說明的是，纖維束的熱擴散率、比熱分別是以測定次數(shù)為2次測定得到的值的平均值，密度是以測定次數(shù)為6次測定得到的值的平均值。如果連接纖維束的懸垂值超過15cm，則纖維束過硬，所以在使用了加壓流體的纖維交織處理時，形成連接纖維束的多根纖維難以相互擴展，在形成了第1前體纖維束的多根纖維和形成了第2前體纖維束的多根纖維與形成了連接纖維束的多根纖維之間不能均一地進行纖維彼此的交織。因此，連接纖維束的懸垂值優(yōu)選為IOcm以下，更優(yōu)選為8cm以下。懸垂值是表示纖維束的硬度的值。其值越小，可以說纖維束越柔軟，形態(tài)保持性越小。連接纖維束的懸垂值的下限優(yōu)選為2cm。即，多根纖維易于相互擴展，易于進行纖維交織以至于整體成為較柔軟的纖維束，但懸垂值小于2cm時，纖維束過于柔軟，其處理變難。并且，由于多根纖維易于擴展，所以在與前體纖維束接合時，對除熱有效的各單絲易于斷開， 用于耐受工序張力的拉伸強度也降低，因而懸垂值優(yōu)選為2cm以上。作為控制懸垂值的方法有多種，但代表性的是，能夠用施加于連接纖維束上的施膠劑的附著量來控制。只要增加施膠劑的附著量，懸垂值就增高，減少附著量，懸垂值就降低，所以可以將連接纖維束的懸垂值調(diào)整為所期望的值。使用圖9 圖11來說明懸垂值的測定方法。首先，從連接纖維束(碳纖維束)上切下長度SL為約50cm的測定用樣品，準備測定用樣品。圖9是用于準備在測定懸垂值時使用的測定片的測定用樣品制作裝置的示意性側(cè)視圖。圖9中，測定用樣品的制作裝置90 在其上部具有用于固定測定用樣品的上端的樣品固定部91。將準備的測定用樣品92的上端固定于樣品固定部91，使測定用樣品92下垂。接下來，在測定用樣品92的下端安裝砝碼93，以使0. 0375g/tex的張力作用于測定用樣品92。其后，將測定用樣品的制作裝置90的內(nèi)部維持在溫度23°C、濕度60%的氣氛。在該氣氛下，將測定用樣品92放置30分鐘以上。其后，將測定用樣品91從測定用樣品的制作裝置90中取出。去掉所得到的測定用樣品91的上下端部，準備長度TL為30cm 的測定片。圖10是使用從圖9得到的測定用樣品上切出的測定片來測定懸垂值的懸垂值測定裝置的示意性側(cè)視圖。圖10中，懸垂值測定裝置100包含垂直固定在基臺101上面的四棱柱102和自由裝卸地安裝于四棱柱102的上面的、相對于四棱柱102的垂直側(cè)面在直角方向突出的平板103。懸垂值測定裝置100中，將預先準備的測定片TP的一端部固定在四棱柱102的上面，同時，將測定片TP載置于平板103的上面。由此，使測定片TP處于以懸臂支持的狀態(tài)不下垂且與基臺101的上面平行的位置。測定片TP與四棱柱102的上面之間的固定長度設定為5cm，從四棱柱102的垂直側(cè)面突出的長度DL設定為25cm。測定片TP在懸垂值測定裝置100上的安裝結(jié)束后，從四棱柱102上快速去掉平板 103。如圖11所示，失去平板103的支持的測定片TP因重力而成為下垂的狀態(tài)。將卸下平板103導致測定片TP開始下垂1秒后測定片103的前端(自由端)與四棱柱102的垂直側(cè)面之間的水平距離Ld(cm)設定為懸垂值。為了使在第1前體纖維束與連接纖維束的纖維束疊合部、和第2前體纖維束與連接纖維束的纖維束疊合部中，各個纖維束疊合部中的纖維間的交織處理更加均一，連接纖維束(碳纖維束)的扁平度優(yōu)選為20以上。扁平度不足20時，連接纖維束變細，所以流體交織處理時形成了連接纖維束的多根纖維的分解方式易于變得不均一，成為燒制工序中接頭接合部的拉伸強度降低和絲斷裂溫度降低的原因。扁平度的上限為200左右，如果超過200則纖維束的幅寬過大，所以在形成了第1 前體纖維束的纖維與形成了連接纖維束的纖維之間的纖維交織中和形成了第2前體纖維束的纖維與形成了連接纖維束的纖維之間的纖維交織中易于產(chǎn)生交織不均，導致燒制工序中接頭接合部的拉伸強度的降低。連接纖維束(碳纖維束)的扁平度是連接纖維束的幅寬W相對于連接纖維束的厚度T的大小、即W/T。連接纖維束的幅寬W(mm)是將連接纖維束靜置于平坦的測定臺上的狀態(tài)下測定的幅寬方向的長度，是用尺對該幅寬方向的長度直接進行測定而得到的值。連接纖維束的厚度T(mm)是基于形成了連接纖維束的多根纖絲中各纖絲的單絲細度Y(g/m)、密度P (kg/m3)、形成了連接纖維束的纖絲的數(shù)目F和連接纖維束的幅寬 Kmm)并由下述所示的式3和式4計算出的值。D(mm)=^(4XYXl03/(πXρ))(式 3)T(mm) =FXD2ZW (式 4)
連接纖維束的細度優(yōu)選相對于第1前體纖維束、第2前體纖維束的細度為0. 2 3. 0倍。小于0. 2倍時，在第1前體纖維束部分和第2前體纖維束部分易于產(chǎn)生連接纖維束的纖維沒有進行纏繞的交織不良部。超過3. 0倍時，在連接纖維束部分易于產(chǎn)生第1前體纖維束的纖維和第2前體纖維束的纖維沒有進行纏繞的交織不良。連接纖維束的細度相對于第1前體纖維束和第2前體纖維束的細度更優(yōu)選為 0. 3 1. 2倍，進一步優(yōu)選為0. 4 0. 8倍。在第1和第2的兩前體纖維束的細度相同的情況下以及不同的情況下，連接纖維束的細度處于上述優(yōu)選的細度范圍時，由這些纖維束形成的具有接頭接合部的纖維束在燒制工序的通過性方面良好，可以進行纖維束的連續(xù)燒制。即，可以進行連續(xù)的碳纖維束的制造。前體纖維束與碳纖維束間的接合部在常溫氣氛中的拉伸強度優(yōu)選為20g/tex以上。常溫是指將前體纖維束和碳纖維束進行接合的作業(yè)氣氛、即外部氣溫水平，具體為 20 30°C。優(yōu)選在該溫度范圍的全部溫度下接合部的拉伸強度為20g/tex以上。更優(yōu)選在5°C左右至50°C左右的溫度范圍的全部溫度下接合部的拉伸強度為20g/tex以上。在所述溫度范圍的任一溫度中，接合部的拉伸強度小于20g/tex時，接合部有時無法耐受在燒制工序中的張力，發(fā)生破裂，產(chǎn)生故障。從燒制工序的通過性的角度出發(fā)，優(yōu)選接合部的拉伸強度高，但為了提高接合部的拉伸強度而欲使纖維交織緊密時，反而前體纖維束、進而碳纖維束的各纖絲有時破裂。接合部的拉伸強度只要具有50g/teX左右足以。拉伸強度是使用拉伸試驗機(具有0RIENTEC社制造的型號RTC-1225A這種程度的能力的拉伸試驗機)以IOOmm/分鐘的拉伸速度對接合了前體纖維束和碳纖維束的兩端部間的拉伸強力進行測定時的最大值除以第1或第2前體纖維束內(nèi)的發(fā)生了破裂的一側(cè)的纖維束的細度(tex)而得到的值。用于連接纖維束的碳纖維束通過滿足其熱導率為3 700W/m ·Κ、形成該纖維束的纖絲數(shù)為3，000根以上、且其懸垂值為2 15cm、其扁平度為20以上的所有條件，由該纖維束構(gòu)成的具有接頭接合部的纖維束發(fā)揮出極其優(yōu)異的燒制工序通過性。對于熱導率為3 700W/m · K、纖絲數(shù)為3，000根以上的碳纖維束，其可通過對用于制造該碳纖維束的前體纖維束的纖絲數(shù)和對其進行燒制時的條件所致的碳化或石墨化的程度進行調(diào)整而得以制造。用作懸垂值為2 15cm、扁平度為20以上的連接纖維束的碳纖維束的優(yōu)選制造方法的一例如下。作為前體纖維，以聚丙烯腈作為原料進行紡絲，將得到的聚丙烯腈纖維束暫時卷在卷線軸上，進行準備。將準備的聚丙烯腈纖維束從卷線軸上拉出，在空氣中、230 280°C進行耐燃化處理，接下來，用最高溫度管理為1，900°C以下的碳化爐進行碳化，制成碳纖維束。根據(jù)需要，也可以將所得到的碳纖維束在最高溫度1，900 2，600°C加熱，制成石墨化纖維束。在1. 5 6. Og/tex、優(yōu)選2. 0 5. 5g/tex的張力下對這樣得到的碳纖維束或石墨化纖維束賦予施膠劑后，將纖維束推壓至溫度管理為100 150°C左右的熱輥上，使其扁平化，同時將其干燥，并卷繞。通過該工序，得到懸垂值為2 15cm、扁平度為20以上的碳纖維束。需要說明的是，對賦予的施膠劑沒有特別限定，然而為了將懸垂值調(diào)節(jié)在上述范圍， 只要適當選擇其附著量、附著方法、進而選擇干燥溫度即可。通過使用具有這樣的特性的碳纖維束作為連接纖維束，能夠有效除去在耐燃化爐的纖維束的發(fā)熱，能夠大幅改善所希望的碳纖維的生產(chǎn)率。其次，使用幾個實施例來說明本發(fā)明。但是，本發(fā)明并不限于這些實施例。實施例中，對在具有接頭接合部的纖維束能夠不產(chǎn)生絲斷頭地通過碳纖維制造工序中存在的耐燃化爐的爐內(nèi)溫度進行了測定，以及在耐燃化爐內(nèi)溫度為245°C時，對具有接頭接合部的纖維束可不產(chǎn)生絲斷頭地通過的工序張力進行了測定。進而，作為作業(yè)性的指標，測定耐燃化爐內(nèi)溫度為245°C、工序張力為^g/st下的工序通過率。任一實施例中，都將耐燃化爐中纖維束的耐燃化處理時間設定為60分鐘?？紤]溫度控制的變動幅度，以rc為單位對耐燃化爐內(nèi)的溫度進行調(diào)整。將樣品數(shù)設定為20，將能通過工序的樣品數(shù)設定為工序通過率。實施例中所用的前體纖維束為一根纖絲的細度為1. Odtex(0. 9旦尼爾)、纖絲數(shù)為24，000的聚丙烯腈系前體纖維束。將各實施例和比較例的結(jié)果列于表1。實施例1將第1前體纖維束FBl的端部5與第2前體纖維束FB2的端部6以纖維束疊合部的長度為400mm的方式進行疊合。使用圖5所示的接頭裝置，在纖維束疊合部使兩纖維束接合。此時，使用3個纖維交織裝置51。將各纖維交織裝置51的第1流體噴射孔列71和第2流體噴射孔列72各自的流體噴射孔的孔徑設定為1. 5mm，將流體噴射孔的排列間距設定為2. 5mm。將兩流體噴射孔列71、72之間的在纖維束長度方向的長度(列間隔)L設定為30mm。通過使用了圓棒的纖維束松弛裝置53，對疊合的第1和第2纖維束FB1、FB2賦予 9.0%的松弛。其后，從流體噴射孔噴射2秒鐘壓力為0. 4MPa的加壓空氣。由此，在纖維束形成了 3個接頭接合部。形成的各接頭接合部A具備1個纖維開纖部(散熱部)B和2個纖維交織部C。各纖維開纖部(散熱部)B的長度X為42mm，各纖維開纖部(散熱部)的幅寬方向的長度為開纖前的纖維束的幅寬方向的長度的1.6倍。各纖維交織部C具有4個部分交織部D。各纖維交織部C的長度Y為14mm。另一方面，對沒有接頭接合部的相同的前體纖維束、即連續(xù)原纖維束，使用相同的耐燃化爐進行耐燃化處理。將連續(xù)原纖維束的耐燃化處理的結(jié)果和實施例1的具有接頭接合部的連續(xù)纖維束的耐燃化處理的結(jié)果列于表1。與連續(xù)原纖維束相比，實施例1的具有接頭接合部的連續(xù)纖維束的情況下可通過耐燃化爐的溫度降低10°c左右，但確認了其降低幅度并沒有使作業(yè)性大幅降低。可通過的工序張力也*Ag/st，工序通過率為95%。進而，確認了，燒制后的接合部維持了扁平狀的均勻的接合形態(tài)。這意味著，在與相鄰行進的纖維束之間纖維彼此沒有發(fā)生混纖。實施例2對于第1前體纖維束FBl和第2前體纖維束FB2，準備與實施例1的情況相同的纖維束。另外準備由纖絲數(shù)為24，000、熱導率為55W/m ·Κ的碳纖維束構(gòu)成的連接纖維束JFB。 將準備的3個纖維束疊合成圖3所示的狀態(tài)。將第1前體纖維束rai與碳纖維束JFB的疊合部的長度、和第2前體纖維束FBl與碳纖維束JFB的疊合部的長度分別設定為400mm。將第1前體纖維束FBl的末端與第2前體纖維束FB2的末端之間的間隔設定為500mm。使用圖5所示的接頭裝置，在各個纖維束疊合部，使第1前體纖維束FBl與碳纖維束JFB接合，并使第2前體纖維束FBl與碳纖維束JFB接合。此時，使用與實施例1中使用的相同的3個纖維交織裝置51。與實施例1的情況相同，利用使用了圓棒的纖維松弛裝置 53對疊合的纖維束賦予9. 0%的松弛。其后，與實施例1的情況同樣地從流體噴射孔噴射2秒鐘壓力為0. 4MPa的加壓空氣。由此，在第1纖維束FBl與碳纖維束JFB之間形成3個接頭接合部，在第2纖維束FB2 與碳纖維束JFB之間形成3個接頭接合部。形成的各接頭接合部A具備1個纖維開纖部 (散熱部)B和2個纖維交織部C。各纖維開纖部(散熱部)B的長度X為42mm，各纖維開纖部(散熱部)的幅寬方向的長度為開纖前的纖維束的幅寬方向的長度的1.6倍。各纖維交織部C具有4個部分纏繞部D。各纖維纏繞部C的長度Y為14mm。需要說明的是，位于第 1前體纖維束FBl的末端與第2前體纖維束FB2的末端之間的區(qū)間的碳纖維束未受到加壓空氣的噴射。將該實施例中的具有使用了連接纖維束(碳纖維束)的接頭接合部的連續(xù)纖維束的耐燃化處理結(jié)果列于表1。該連續(xù)纖維束具有與連續(xù)原纖維束同等的可通過耐燃化爐的溫度。因此，能夠使接合部通過，而不用降低耐燃化爐的爐內(nèi)溫度?？赏ㄟ^的工序張力也為 Ag/st，接合部具有充分的纖維間的結(jié)束強度，工序通過率為100%。工序通過后的接合部的狀態(tài)也良好。比較例1準備與實施例1的情況同樣的第1纖維束FBl與第2纖維束FB2疊合的纖維束。 對于準備的纖維束，使用圖5所示的接頭裝置，在纖維束疊合部使兩纖維束接合。此時，使用3個纖維交織裝置51。各纖維交織裝置51中的流體噴射孔列設定為1列。流體噴射孔的孔徑設定為3. 0mm，流體噴射孔的排列間距設定為6. Omm0利用使用了圓棒的纖維束松弛裝置53，對疊合的第1和第2纖維束FBI、FB2賦予7. 0%的松弛。其后，從流體噴射孔噴射2秒鐘壓力為0. 4MPa的加壓空氣。由此，在纖維束上形成3個接頭接合部。在形成的各接頭接合部中形成了 1個纖維交織部，而沒有纖維開纖部 (散熱部)。形成的各纖維交織部具有2個部分交織部。各纖維交織部的長度Y為5mm。該比較例中的具有接頭接合部的連續(xù)纖維束由于接合部難以被除熱，所以在耐燃化爐中易于燒損。因此，可通過耐燃化爐的溫度為240°C，如表1所示，與連續(xù)原纖維束相比，可通過耐燃化爐的溫度大大降低。由于各部分交織部中的纖維交織的不均較大，所以， 可通過的工序張力也降低了，為5kg/st，工序通過率為80%，不是優(yōu)選的纖維束。[表1]
權(quán)利要求
1.一種具有接頭接合部的纖維束，該纖維束具有通過由多根纖維構(gòu)成的第1纖維束的一端部與由多根纖維構(gòu)成的第2纖維束的一端部相互疊合而形成的纖維束疊合部，或者具有通過由多根纖維構(gòu)成的第1纖維束的一端部和由多根纖維構(gòu)成的第2纖維束的一端部分別與由多根纖維構(gòu)成的連接纖維束相互疊合而形成的兩個纖維束疊合部，所述纖維束疊合部具有在所述各纖維束的長度方向上相間隔地設置的多個纖維交織部和位于該多個纖維交織部之間的纖維開纖部，各個所述纖維交織部的所述各纖維處于相互纏繞的狀態(tài)，所述纖維開纖部的所述各纖維處于相互開纖的狀態(tài)，并且，各個所述纖維交織部由在所述各纖維束幅寬方向上間隔開地設置的多個部分交織部構(gòu)成，所述多個部分交織部是通過所述纖維束疊合部中的一方纖維束的所述多根纖維與另一方纖維束的所述多根纖維相互纏繞而形成的，通過所述多個纖維交織部，在所述纖維束疊合部中所述各纖維束接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維束，其中，所述第1纖維束和所述第2纖維束分別為碳纖維制造用的前體纖維束。
3.如權(quán)利要求2所述的纖維束，其中，所述連接纖維束的熱導率為3W/m· K 700W/ m · K。
4.如權(quán)利要求3所述的纖維束，其中，所述連接纖維束為碳纖維束，并且，所述連接纖維束的懸垂值為2cm 15cm、扁平度為20以上。
5.如權(quán)利要求4所述的纖維束，其中，所述連接纖維束的細度為所述第1纖維束和所述第2纖維束的細度的0. 2倍 3. 0倍。
6.如權(quán)利要求4所述的纖維束，其中，所述接頭接合部的常溫下的拉伸強度為20g/tex 以上。
7.如權(quán)利要求1所述的纖維束，其中，所述各纖維交織部在所述纖維束長度方向的長度為8mm 30mm，所述纖維開纖部在所述纖維束長度方向的長度為30mm 100mm。
8.一種具有接頭接合部的纖維束的制造方法，在該方法中，對于具有通過由多根纖維構(gòu)成的第1纖維束的一端部與由多根纖維構(gòu)成的第2纖維束的一端部相互疊合而形成的纖維束疊合部、或者具有通過由多根纖維構(gòu)成的第1纖維束的一端部和由多根纖維構(gòu)成的第 2纖維束的一端部分別與由多根纖維構(gòu)成的連接纖維束相互疊合而形成的兩個纖維束疊合部的纖維束，對所述纖維束疊合部噴射來自纖維交織裝置的加壓流體，使所述各纖維纏繞， 由此在所述纖維束疊合部中使所述各纖維束彼此接在一起而形成所述具有接頭接合部的纖維束，其中，所述纖維交織裝置具有第1流體噴射孔列和第2流體噴射孔列，所述第1流體噴射孔列由在沿著所述纖維束幅寬方向的第1直線上間隔開地排列的多個流體噴射孔構(gòu)成，所述第2流體噴射孔列由在第2直線上間隔開地排列的多個流體噴射孔構(gòu)成，所述第2直線與所述第1直線在所述纖維束的長度方向上間隔開地設置并且所述第2直線與所述第1直線平行，從所述第1流體噴射孔列的多個流體噴射孔和所述第2流體噴射孔列的多個流體噴射孔噴射加壓流體，由此，在所述纖維束疊合部中形成在所述各纖維束長度方向上相間隔地設置的多個纖維交織部和位于該多個纖維交織部之間的纖維開纖部，各個所述纖維交織部的所述各纖維處于相互纏繞的狀態(tài)，所述纖維開纖部的所述各纖維處于開纖的狀態(tài)，并且，各個所述纖維交織部以由在所述各纖維束幅寬方向上間隔開地設置的多個部分交織部構(gòu)成的方式來形成，所述多個部分交織部通過所述纖維束疊合部中的一方纖維束的所述多根纖維與另一方纖維束的所述多根纖維相互纏繞形成，從而在所述纖維束疊合部中使所述各纖維束接在一起而形成所述具有接頭接合部的纖維束。
9.如權(quán)利要求8所述的纖維束的制造方法，其中，所述第1纖維束和所述第2纖維束分別為碳纖維制造用的前體纖維束。
10.如權(quán)利要求9所述的纖維束的制造方法，其中，所述連接纖維束的熱導率為3W/ m · K 700ff/m · K。
11.如權(quán)利要求10所述的纖維束的制造方法，其中，所述連接纖維束為碳纖維束，并且，所述連接纖維束的懸垂值為2cm 15cm、其扁平度為20以上。
12.如權(quán)利要求11所述的纖維束的制造方法，其中，所述連接纖維束的細度為所述第1 纖維束和所述第2纖維束的細度的0. 2倍 3. 0倍。
13.如權(quán)利要求11所述的纖維束的制造方法，其中，所述接頭接合部的常溫下的拉伸強度為20g/tex以上。
14.如權(quán)利要求8所述的纖維束的制造方法，其中，所述第1直線與第2直線的間隔為 20mm 100mm，所述第1流體噴射孔列和所述第2流體噴射孔列中的流體噴射孔的排列間距為 1. 7mm 4. 5mm。
15.一種碳纖維的制造方法，其中，使權(quán)利要求4所述的纖維束連續(xù)地從耐燃化爐、接著從碳化爐中通過，由此制造碳纖維。
全文摘要
一種具有接頭接合部的纖維束，該纖維束是將由多根纖維構(gòu)成的纖維束的終端部和由多根纖維構(gòu)成的纖維束的始端部直接疊合、或?qū)⑦@些終端部和始端部與由多根纖維構(gòu)成的連接纖維束疊合，形成纖維束疊合部，對該纖維束疊合部噴射加壓流體，使各個纖維束的多根纖維彼此發(fā)生纖維交織，由此將各纖維束彼此接合起來而成的纖維束，其中，接頭接合部由各纖維已開纖的纖維開纖部和位于其兩側(cè)的纖維交織部構(gòu)成，且纖維交織部由在纖維束幅寬方向間隔開地設置的多個部分交織部構(gòu)成。將該具有接頭接合部的纖維束供給于碳纖維的制造工序時，由于接頭接合部具有纖維開纖部和纖維交織部，所以減少了熱對接頭接合部造成的損傷。
文檔編號D01F9/22GK102209806SQ20098014476
公開日2011年10月5日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者三島邦裕, 加藤公康, 尾崎充利, 廣瀨孝光, 渡邊大樹 申請人:東麗株式會社