碳纤维连续石墨化炉制造技术

本发明专利技术的碳纤维连续石墨化炉(1)具备：供给部(2)，供给由碳纤维构成的被处理物(W)；腔(3)，对从供给部(2)供给的被处理物(W)进行石墨化处理；回收部(4)，回收从腔(3)导出的石墨化处理后的被处理物(W)。腔(4)具有：预加热区(7)，对供给的被处理物(W)进行预加热；通电加热区(8)，对预加热后的被处理物(W)进行通电加热。通电加热区(8)具有：一对通电辊(11)，架设预加热后的被处理物(W)并使其行进；直流电源(13)，与一对通电辊(11)连接、使电流经由架设在一对通电辊(11)上的预加热后的被处理物(W)而在一对通电辊(11)之间流通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及碳纤维连续石墨化炉。本申请基于2014年5月12日在日本申请的特愿2014－099064号主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
石墨(graphite)具有润滑性、导电性、耐热性、耐化学品性等在工业上的优良性质，被用于半导体领域、核领域、航空·机械领域等广泛的领域。虽然石墨一般是将碳粉末在石墨化炉中加热到高温(例如2000℃～3000℃)制造的，但已知也有将碳纤维加热烧制并石墨化的石墨化炉(例如参照专利文献1、专利文献2)。碳纤维由碳化处理烧制而形成。将碳纤维石墨化的石墨化炉是在惰性环境下加热到约2000℃～3000℃的温度而使碳纤维石墨化、变为石墨化纤维的加热炉。一般地，这样的石墨化炉使用电阻加热器将碳纤维加热到约2000℃～3000℃的温度、烧制并石墨化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本国特开2004－132557号公报专利文献2：日本国特开2004－176245号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题电阻加热器在高温下的加热，例如在2500℃以上加热的情况下消耗严重。因此，在量产水平中，若在2500℃以上的温度区域连续地加热烧制，则存在产生不良状况的可能性。使碳纤维石墨化时，尤其是若在2500℃以上加热，则能够获得高弹性。为了获得高弹性，希望是进行在2500℃以上、优选是2800℃左右的加热烧制。本专利技术鉴于所述问题而提出，目的在于提供一种碳纤维连续石墨化炉，能够抑制电阻加热器的消耗、并且能够进行2500℃以上的加热烧制。用于解决上述技术问题的方案本专利技术的第1方案为一种碳纤维连续石墨化炉，连续地加热烧制由碳纤维构成的被处理物而使其石墨化，具备：供给部，供给由碳纤维构成的所述被处理物；腔，对从所述供给部供给的所述被处理物进行石墨化处理；回收部，回收从所述腔导出的石墨化处理后的所述被处理物，所述腔具有：预加热区，对供给的所述被处理物进行预加热；通电加热区，对预加热后的所述被处理物进行通电加热；所述通电加热区具有：一对通电辊，架设预加热后的所述被处理物并使所述被处理物行进；直流电源，与所述一对通电辊连接，使电流经由架设在所述一对通电辊上的预加热后的所述被处理物而在所述一对通电辊之间流通。此外，本专利技术的第2方案，在所述第1方案的碳纤维连续石墨化炉中，所述通电加热区还具有一对张力辊，分别设置在所述一对通电辊的上游侧以及下游侧、对在所述一对通电辊上行进的所述被处理物赋予张力。此外，本专利技术的第3方案，在所述第1或第2方案的碳纤维连续石墨化炉中，所述腔配设为隔着非导电性部件相对于设置面浮起的状态，所述回收部具有卷取石墨化处理后的所述被处理物的非导电性的卷取辊，由所述卷取辊卷取石墨化处理后的所述被处理物，从而回收所述被处理物。专利技术效果根据本专利技术的碳纤维连续石墨化炉，腔具有对被处理物进行预加热的预加热区和对预加热后的被处理物进行通电加热的通电加热区。在预加热区中，例如利用电阻加热器将被处理物加热到1000℃左右，之后，在通电加热区中，电流通过一对通电辊和架设在其上并行进的预加热后的被处理物，通电加热被处理物，由此能够将被处理物在高温下烧制。因此，例如即使在预加热区中使用电阻加热器，在预加热区中仅进行在比较低温下的加热(预加热)，因为在高温下的烧制不是使用电阻加热器而是通过通电加热进行的，所以能够抑制电阻加热器的消耗，并且通过通电加热能够进行在2500℃以上的加热烧制。附图说明图1是用于说明本专利技术的碳纤维连续石墨化炉的一实施方式的附图，是示意化地表示碳纤维连续石墨化炉的立体图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的碳纤维连续石墨化炉详细地进行说明。另外，在以下的附图中，为了使各部件成为可识别的大小，对各部件的比例尺进行了适当变更。图1是用于说明本专利技术的碳纤维连续石墨化炉的一实施方式的示意图，图1中的附图标记1是碳纤维连续石墨化炉(以下记为石墨化炉。)。该石墨化炉1将由碳纤维构成的被处理物W连续地加热烧制，而使其石墨化。石墨化炉1具备：放卷供给由碳纤维构成的被处理物W的放卷部2(供给部)、对从放卷部2供给的被处理物W进行石墨化处理的腔3、卷取并回收从腔3导出的石墨化处理后的被处理物W的卷取部4(回收部)。在放卷部2中，在放卷辊2a上卷取由碳纤维构成的被处理物W。放卷辊2a由未图示的轴承可旋转地支撑，使卷取在放卷辊2a上的被处理物W(碳纤维)连续地放卷。另外，通过由设置在后述的卷取部4侧的电机等的驱动源的驱动来卷取并拉伸被处理物W，使得放卷辊2a旋转。但是，也可以在放卷部2的放卷辊2a上连结电机等的驱动源(未图示)，由驱动源的驱动使放卷辊2a旋转。作为被处理物W即碳纤维，多根(例如数千根～数万根)的长条的碳纤维被平面状地集束并卷取在放卷辊2a上。因此，在被处理物W被放卷时，多根碳纤维也会被平面状地集束放卷。但是，也可以不这样地集束多条的碳纤维，而将1根、或者数根～数百根的碳纤维平面状地排列卷取，并在该状态下放卷。此外，作为被处理物W即碳纤维，不仅限于纤维状态的碳纤维，也能够使用将碳纤维编织成薄片状的织布或者未经编织而薄片状地成形的无纺布等。即，可以将由碳纤维构成的薄片形成为长条作为被处理物W，在放卷辊2a上将该被处理物W卷取，并在制造时将该被处理物W放卷。另外，在图1中为了使其他的构成元件易见，记载了处理作为被处理物W的1根碳纤维或者多根被捆绑而成的碳纤维的形式。但是，在量产时，当然是处理多根(例如数千根～数万根)的碳纤维或薄片状的碳纤维。腔3对从放卷部2放卷供给的被处理物W进行石墨化处理。腔3是在内部具有封闭空间的长方体状，该封闭空间成为处理区。该腔3的底板、侧壁、顶棚都由具有耐热性、隔热性的材料形成。为了使腔3内的后述的通电加热区升温到1000℃～3000℃左右，在腔3中使用具有能够耐受这样的高温的耐热性以及隔热性的材料。此外，腔3配设为相对于设置腔3的房间的设置面5(底板面)隔着非导电性部件6浮起的状态。作为非导电性部件6，例如可以使用非导电性陶瓷。通过这样地相对于设置面5浮起地配置腔3，能够防止从腔3向设置面5的漏电。此外，在腔3的放卷部2侧的侧壁上形成有用于导入被处理物W的导入口3a，在腔3的后述的卷取部4侧的侧壁上形成有用于导出被处理物W的导出口3b。通过来自设置在腔3的侧壁的外侧上的空气喷出装置(未图示)的空气的喷出，使这些导入口3a、导出口3b都被空气密封。此外，在该腔3中，经由配管(未图示)连接有氮供给源(未图示)。该氮供给源通过使氮在腔3内循环，使腔3内形成氮环境。由于导入口3a、导出口3b被空气密封，外部气体几乎不会流入，这样的腔3内的氮环境被良好地维持。此外，在腔3的内部设置有预加热区7和通电加热区8。预加热区7是配置在放卷部2侧、即导入口3a侧的处理空间。在本实施方式中，在预加热区7中，一对电阻加热器9、9对置地配置在被处理物W的行进路径的上下方。电阻加热器9是以往公知的一般的加热器，连接在未图示的电源上并将预加热区7加热到800℃～1000℃左右。因此，在预加热区7的电阻加热器9、9间行进的被处理物W被加热到800℃～1000℃左右，由此推进利用烧制得到的碳化，被处理物W的特性从非导电性变化为导电性。此外，在利用这样的烧制进行碳化的过程中，根据需要添加到被处理物W(碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维连续石墨化炉，连续地加热烧制由碳纤维构成的被处理物而使其石墨化，具备：供给部，供给由碳纤维构成的所述被处理物；腔，对从所述供给部供给的所述被处理物进行石墨化处理；回收部，回收从所述腔导出的石墨化处理后的所述被处理物，所述腔具有：预加热区，对供给的所述被处理物进行预加热；通电加热区，对预加热后的所述被处理物进行通电加热；所述通电加热区具有：一对通电辊，架设预加热后的所述被处理物并使所述被处理物行进；直流电源，与所述一对通电辊连接，使电流经由架设在所述一对通电辊上的预加热后的所述被处理物而在所述一对通电辊之间流通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.12 JP 2014-0990641.一种碳纤维连续石墨化炉，连续地加热烧制由碳纤维构成的被处理物而使其石墨化，具备：供给部，供给由碳纤维构成的所述被处理物；腔，对从所述供给部供给的所述被处理物进行石墨化处理；回收部，回收从所述腔导出的石墨化处理后的所述被处理物，所述腔具有：预加热区，对供给的所述被处理物进行预加热；通电加热区，对预加热后的所述被处理物进行通电加热；所述通电加热区具有：一对通电辊，架设预加热后的所述被处理物并使所述被处理物行进；直流电源，与所述一对通电辊连接，使电流经由架设在所述一对通电辊上的预加热后的所述被处理物而在所述一对通电辊之间流通。2.如权利要求1所述的碳纤维连续石墨化炉，其特征在于，所述通电加热区还具有：一对张力辊，分别设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：松田至康，隐善厚生，
申请(专利权)人：株式会社IHI，IHI机械系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP