CN102007061A - 碳纤维丝的制造装置以及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种碳纤维丝的制造装置,该制造装置(1)是连续地烧成碳纤维原丝(X)来制造碳纤维丝(Z)的装置,所述碳纤维原丝(X)具有将碳纤维原丝(X)的端部彼此间连接起来的连接部(a),该装置具备:对所述碳纤维原丝(X)进行预氧化处理的预氧化炉(10);进行碳化处理的碳化炉(12);将碳纤维丝(Z)卷取在卷取筒管上的卷取机(18);检测连接部(a)的检测装置(24);获取连接部(a)的位置信息的位置信息获取装置(26);控制装置(28),其根据所述位置信息对卷取机(18)进行控制,使含有连接部(a)的碳纤维丝和不含有所述连接部的碳纤维丝卷取在各自的卷取筒管上。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维丝的制造装置以及制造方法。
本申请根据2008年4月18日在日本提出申请的特愿2008-108970号主张优先权,其内容援引于此。
背景技术
碳纤维丝通常通过如下方法制造:在200~300℃的氧化性氛围下,对丙烯腈纤维丝等碳纤维原丝进行预氧化处理,得到预氧化纤维丝后,进一步在1000℃以上的惰性氛围下,对该预氧化纤维丝进行碳化处理。这样的碳纤维丝具备各种优良的物性,因此,被广泛用作各种纤维强化复合材料等强化用纤维,近年来,不仅用在飞机、体育用品等用途,还被用在建筑、土木、能源相关的产业用途中,因此,其需求量急剧上升。由此,寻求以更低的成本来供给碳纤维丝。
作为以低成本获得碳纤维丝的方法,已知有如下方法:将多根碳纤维原丝卷取在筒管等上或者在箱体中折叠而层叠,在上述形态的基础上,对各个碳纤维原丝的端部彼此间进行连接,实施连续烧成(预氧化处理以及碳化处理)。但是,就该方法而言,将碳纤维原丝的端部彼此间进行连接的连接部,与除此以外的部分相比,由于蓄热等而容易在烧成中断丝。因此,在烧成前对连接部预先进行预氧化处理,从而防止断丝。
具体而言,专利文献1中给出了如下方法:通过预先进行了预氧化处理的丝,对在先的碳纤维原丝的后端和后续的碳纤维原丝的前端进行连接。另外,专利文献2和3中给出了如下方法:将对前端和后端的至少一方实施了预氧化处理的碳纤维原丝彼此间进行连接。另外,专利文献4中给出了如下方法:为了检测存在于丝束内的缺陷部,用曲率半径小的导辊使通过的纤维丝弯曲,使得缺陷部突出至丝束外周之外,从而用光学检测装置检测突出的部分。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-226918号公报
专利文献2:日本特开2000-144534号公报
专利文献3:日本特开2002-302341号公报
专利文献4:日本特开平6-308053号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,像专利文献1~3这样的方法,所得到的碳纤维丝的连接部及其周边部的强度低于除此以外部分的强度。因此,在将得到的碳纤维丝卷取于产品筒管时,需要去除连接部。以往,一直采用通过目测监视碳纤维丝中的连接部并将其除去的方法等,但是,有由于毛刺、斑块等引起误检或未检,使得连接部混入到产品的情况,难以保持质量,另外,也难以提高操作性。因此,期望一种能够提高操作性和成本方面、且可稳定获得高质量碳纤维丝的方法。另外,就专利文献4所示的方法,为了使缺陷部突出至丝束外周,而用曲率半径小的导辊使其弯曲,因此,伴随着缺陷部的通过,而引起长丝的缠绕,为将其除去不仅要花费劳力,而且在进展缠绕时,不得不停止操作本身。
因此,本发明的目的在于提供一种能以高操作性且低成本来防止因连接部的混入而导致质量降低的碳纤维丝的制造装置和制造方法。
解决课题的手段
本发明的碳纤维丝的制造装置的特征在于,是通过连续地烧成碳纤维原丝来制造碳纤维丝的装置,所述碳纤维原丝具有将碳纤维原丝的端部彼此间连接起来的连接部,该装置具备:对所述碳纤维原丝进行预氧化处理来得到预氧化纤维丝的预氧化炉;对所述预氧化纤维丝进行碳化处理来得到碳纤维丝的碳化炉;具有多个卷取筒管、切断装置和转换机构的卷取机,其中,所述切断装置用于切断所述碳纤维丝,所述转换机构用于将由所述切断装置切断的各所述碳纤维丝卷取在各自的卷取筒管上;根据连接部的厚度和非连接部的厚度之差来检测所述连接部的检测装置;获取所述连接部处于所述检测装置和所述卷取机之间的位置信息的位置信息获取装置;控制装置,其根据所述位置信息对所述卷取机进行控制,使得通过切断所产生的含有所述连接部的碳纤维丝和不含有所述连接部的碳纤维丝卷取在各自的卷取筒管上。
另外,本发明的碳纤维丝的制造方法的特征在于,是连续地烧成碳纤维原丝来制造碳纤维丝的方法,所述碳纤维原丝具有将碳纤维原丝的端部彼此间连接起来的连接部,该方法包含下述(1)~(5)的工序,
工序(1):根据连接部的厚度和非连接部的厚度之差来检测所述连接部的工序;
工序(2):烧成所述碳纤维原丝来获得碳纤维丝的工序;
工序(3):在从检测出所述连接部的位置开始到卷取碳纤维丝之前的期间,获取所述连接部所存在的位置的位置信息的工序;
工序(4):根据所述位置信息,在所述连接部的前后切断碳纤维丝的工序;
工序(5):将通过切断所产生的含有所述连接部的碳纤维丝和不含有所述连接部的碳纤维丝分别卷取的工序。
发明效果
根据本发明的碳纤维丝的制造装置,能够以高操作性和低成本来防止因连接部混入而导致的产品质量降低。另外,根据本发明的碳纤维丝的制造方法,能够以高操作性和低成本,来获得对连接部的混入所导致的质量降低有所抑制的碳纤维丝。
附图说明
图1是表示本发明的碳纤维丝的制造装置的实施方式的一实例的示意结构图;
图2是表示碳纤维原丝的连接部的一实例的主视图。
符号说明
1:制造装置,10:预氧化炉,12:碳化炉,18:卷取机,24:检测装置,26:位置信息获取装置,28:控制装置
具体实施方式
[制造装置]
图1是表示本发明的碳纤维丝的制造装置的实施方式的一实例的示意结构图。本实施方式的制造装置1是连续地烧成碳纤维原丝X来制造碳纤维丝Z的装置,所述碳纤维原丝X具有将碳纤维原丝X的端部彼此间连接起来的连接部a。其中,烧成是指对碳纤维原丝实施预氧化处理和碳化处理。
制造装置1如图1所示,具备:对碳纤维原丝X进行预氧化处理来得到预氧化纤维丝Y的预氧化炉10;对所述预氧化纤维丝Y进行碳化处理来得到碳纤维丝Z的碳化炉12;对碳纤维丝Z的表面进行处理的表面处理装置14;对碳纤维丝Z赋予上浆剂的上浆剂赋予装置16;具有多个卷取筒管、切断装置和转换机构的卷取机18,其中,所述切断装置用于切断碳纤维丝Z,所述转换机构用于将通过所述切断装置切断的各碳纤维丝Z卷取在各自的卷取筒管上;检测连接部a的检测装置24;在检测装置24和卷取机18之间获取连接部a的位置信息的位置信息获取装置26;控制装置28,其根据所述位置信息对卷取机18进行控制,使得通过切断所产生的含有连接部a的碳纤维丝Z和不含有所述连接部的碳纤维丝卷取在各自的卷取筒管上。另外,制造装置1具备传送碳纤维原丝X、预氧化纤维丝Y、碳纤维丝Z的传送辊30a、30b、30c、30d。另外,由供给用箱体32a、32b来供给碳纤维原丝X。
另外,在本说明书中,有时将碳纤维原丝X、预氧化纤维丝Y以及碳纤维丝Z统称为丝。
预氧化炉10是,通过对碳纤维原丝在氧化性氛围下进行加热来实施预氧化处理,从而获得预氧化纤维丝Y的炉。预氧化炉10只要是能使碳纤维原丝X进行预氧化处理的炉即可,可以使用在碳纤维丝的制造中通常所使用的预氧化炉。预氧化炉10可以只有1个,也可以将多个预氧化炉连结起来。
碳化炉12是,通过在惰性氛围下对经由预氧化处理而得到的预氧化纤维丝Y进行加热来实施碳化处理,从而得到碳纤维丝Z的炉。碳化炉12只要是能使预氧化纤维丝Y进行碳化的炉即可,可以使用在碳纤维丝的制造中通常所使用的碳化炉。碳化炉12可以只有1个,也可以将多个碳化炉连结起来。
表面处理装置14是对碳纤维丝Z的表面进行处理的装置,其用于提高碳纤维丝Z和环氧树脂等树脂的粘接性。作为表面处理装置14,例如,可举出:通过臭氧氧化等干式法对碳纤维丝Z实施表面处理的表面处理装置;通过在电解质中进行电解处理的湿式法对碳纤维丝Z实施表面处理的表面处理装置等。
上浆剂赋予装置16是对经过表面处理的碳纤维丝Z赋予上浆剂的装置。上浆剂赋予装置16只要能对碳纤维丝Z赋予上浆剂即可,并无特别限制。通过赋予上浆剂,使得碳纤维丝Z的处理性、与纤维强化树脂的亲和性得以提高。
上浆剂只要是能得到所希望的特性的物质即可,例如,可举出:以环氧树脂、聚醚树脂、环氧改性聚氨酯树脂、聚酯树脂为主成分的上浆剂。
卷取机18是对碳纤维丝Z进行卷取的机械,其具有:多个卷取筒管;将碳纤维丝Z进行切断的切断装置;以及,将通过所述切断装置所切断的各碳纤维丝Z卷取在各自的卷取筒管上的转换机构。在图1的例示中,卷取机18具有产品卷取筒管20和连接部卷取筒管22来作为卷取筒管。
另外,切断装置(图未示)只要是能切断碳纤维丝Z的装置即可,并无特别限制。
另外,转换机构只要是能用所希望的卷取筒管卷取碳纤维丝Z的机构即可,并无特别限制。
作为卷取机18,只要能通过切断装置在所希望的位置上切断碳纤维丝Z,通过转换机构将不含有连接部a的碳纤维丝Z卷取在产品卷取筒管20上,将含有连接部a的碳纤维丝Z卷取在连接部卷取筒管22上即可,例如,可举出自动切换转台式卷取机等。
检测装置24是,根据连接部a的厚度和非连接部的厚度之差对连接部a进行检测的装置。检测装置24只要是能根据厚度之差检测连接部a的装置即可,并无特别限制,例如,可举出:线性刻度尺(linear gauge)(接触式位移传感器)等接触方式的检测装置;根据超声波、激光、放射线、光、空气等非接触方式的检测装置。
作为检测装置24的具体例子,例如,可举出LJ-G080(基恩士制造,激光位移传感器)等,通过同时检测在纤维束并列方向的位置和连接部分的厚度,从而能够通过一个检测装置对多根并行传送的纤维束丝进行一并监测,对哪根纤维束有连接部都能作出辨别。
位置信息获取装置26是,在检测装置24和卷取机18之间获取连接部a的位置信息的装置。位置信息获取装置26只要能获取连接部a的位置信息即可,例如,可举出:根据检测装置24和卷取机18之间的丝的移动距离L和丝的移动速度来演算连接部a的位置的装置。此外,如果将检测装置24紧挨着卷取机18来设置的话,也可以省略演算。
以下,例示出在检测装置24和卷取机18之间通过演算来获取连接部a的位置的装置,但位置信息获取装置26并不限于该装置。
如图1所示,将从检测装置24至预氧化炉10前的丝移动距离设为L1(m),从预氧化炉10至传送辊30b的丝移动距离设为L2(m),从传送辊30随后至传送辊30c的丝移动距离设为L3(m),从紧挨着传送辊30c之后至卷取机18的丝移动距离设为L4(m)。另外,将基于传送辊30a的丝传送速度设为V1(m/分钟),基于传送辊30b的丝传送速度设为V2(m/分钟),基于传送辊30c的丝传送速度设为V3(m/分钟),基于传送辊30d的丝传送速度设为V4(m/分钟)。
从检测装置24至卷取机18的丝移动时间T(分钟),通过下式算出。
T=T1+T2+T3+T4
其中,T1(分钟)是从检测装置24至预氧化炉10之前的丝移动时间(T1=L1/V1),T2(分钟)是从预氧化炉10至传送辊30b的丝移动时间(T2=L2/V2),T3(分钟)是从紧挨着传送辊30之后至传送辊30c的丝移动时间(T3=L3/V3),T4(分钟)是从紧挨着传送辊30c之后至卷取机18的丝移动时间(T4=L4/V4)。
即,将连接部a从检测装置24至移动距离Kn(m)的移动时间设为Tn时,连接部a的位置,在Tn<T1时,处于检测装置24和预氧化炉10之前的区间,在T1<Tn<T1+T2时,处于预氧化炉10至传送辊32b之间,在T1+T2<Tn<T1+T2+T3时,处于从紧挨着传送辊30b之后至传送辊30c之间,在T1+T2+T3<Tn<T时,处于从紧挨着传送辊30c之后至卷取机18之间。
连接部a在检测装置24和卷取机18之间的位置信息(从检测装置24开始的移动距离Kn(m),通过下式算出。
Tn<T1时:
Kn=L1×Tn/T1
T1<Tn<T1+T2时:
Kn=L1+L2×(Tn-T1)/T2
T1+T2<Tn<T1+T2+T3时:
Kn=L1+L2+L3×(Tn-T1-T2)/T3
T1+T2+T3<Tn<T时:
Kn=L1+L2+L3+L4×(Tn-T1-T2-T3)/T4
控制装置28根据由位置信息获取装置26获取的连接部a的位置信息,对卷取机18进行控制,使得含有连接部a的碳纤维丝Z和不含有连接部a的碳纤维丝Z卷取在各自的卷取筒管上。即,控制装置28是如下的控制装置:根据由位置信息获取装置26获取的连接部a的位置信息,对切断装置进行控制,使在连接部a的前后切断碳纤维丝Z,并且,对转换机构进行控制,使含有连接部a的碳纤维丝Z卷取在产品卷取筒管20上,不含连接部a的碳纤维丝Z卷取在连接部卷取筒管22上。
控制装置28只要是能根据连接部a的位置信息来控制卷取机18的装置即可,并无特别限制。
就控制装置28而言,例如,可以由市售品来构成,也可以由专用的硬件、软件来构成。另外,控制装置28中,根据需要,也可以连接输入装置、显示装置等周边装置。作为输入装置,例如,可举出显示器触摸屏、开关屏、键盘等输入装置。作为显示装置,例如,可举出CRT(Cathode Ray Tube,布朗管)、液晶显示装置等。
作为传送辊30a、30b、30c、30d,只要能传送丝即可,可使用通常在碳纤维丝的制造中使用的传送辊。
另外,作为供给用箱体32a、32b,只要能向制造装置1供给碳纤维原丝X即可,例如,可使用将碳纤维原丝X折叠使其层叠来收纳的箱体等。另外,也可以代替供给用箱体32a、32b,将卷取在卷取筒管上的碳纤维原丝X供给于制造装置1。
另外,本发明的碳纤维丝的制造装置不限于图1所示的装置。例如,在本实施方式的制造装置1中,检测装置24设置在预氧化炉10的最先侧,但是只要是在卷取机18的最先侧,检测装置24就可以配置在任一位置上。检测装置24的配置最好是在考虑到检测装置24和卷取机18的距离与连接部a的位置信息的误差之间的关系、以及卷取筒管根据卷取机18的转换机构进行转换所需要的时间等之后再决定。另外,也可以是不具备表面处理装置14、上浆剂赋予装置16的制造装置。
碳纤维原丝X可以根据用途进行选择,例如,可举出由聚丙烯腈的均聚物、或者聚丙烯腈与其他单体的共聚物等聚丙烯腈系聚合物所形成的碳纤维原丝等。
[制造方法]
本发明的碳纤维丝的制造方法,是通过连续地烧成碳纤维原丝来制造碳纤维丝的方法,所述碳纤维原丝具有将碳纤维原丝的端部彼此间连接起来的连接部,该方法包括:根据连接部的厚度和非连接部的厚度之差来检测所述连接部的工序(1);烧成所述碳纤维原丝来获得碳纤维丝的工序(2);从检测出所述连接部的位置开始到卷取碳纤维丝之前的期间,获取所述连接部所存在的位置的位置信息的工序(3);根据所述位置信息,在所述连接部的前后切断碳纤维丝的工序(4);将通过切断产生的含有所述连接部的碳纤维丝和不含所述连接部的碳纤维丝分别进行卷取的工序(5)。
以下,作为本发明的制造方法的实施方式的一实例,对使用所述的制造装置1制造碳纤维丝的方法加以说明。
首先,通过对供给用箱体32a、32b各自所收纳的碳纤维原丝X的端部彼此间进行连接,从而形成连接部a。在图1的图示例中,供给用箱体32b所收纳的碳纤维原丝X的后端,和供给用箱体32a所收纳的碳纤维原丝X的前端被连接起来,从而形成连接部a。另外,供给用箱体32a所收纳的碳纤维原丝X的后端,与随后的供给用箱体(图未示)所收纳的碳纤维原丝X的前端相连接。如此,通过对碳纤维原丝X的端部彼此间进行连接,对制造装置1连续地供给碳纤维原丝X,进行烧成。
对于将碳纤维原丝X的端部彼此间进行连接的方法,没有特别限制,但是,从防止在烧成中由于蓄热等而引起断丝的角度考虑,优选对碳纤维原丝X的连接部a实施预氧化化。即,优选连接部a具有经过预氧化化的部位。
作为将碳纤维原丝X的端部彼此间进行连接的方法,可举出在预氧化化的状态下对碳纤维原丝X的至少一个端部进行连接的方法、通过实施有预氧化处理的别的预氧化纤维丝对碳纤维原丝X的端部彼此间进行连接的方法等,优选为前者,更优选如图2所示的、将对两端部实施了预氧化化的碳纤维原丝X的端部彼此间进行连接。作为前者的方法,可举出日本特开2000-144534号公报、日本特开2002-302341号公报等记载的方法等,作为后者的方法,可举出日本特开平10-226918号公报所记载的方法等。
碳纤维原丝X的连接部a的厚度D1和非连接部的厚度D2之比(D1/D2),优选为D1/D2=2.0~6.0。通过使厚度比(D1/D2)为2.0以上,可减少连接部a的误检和未检。另外,通过使厚度比(D1/D2)为6.0以下,可减少因产生毛刺等而引起的误检。
碳纤维原丝X的厚度优选为0.2~0.35mm左右,连接部a的厚度优选为0.4~2.1mm。
具有连接部a的碳纤维原丝X,通过传送辊30a被导入预氧化炉10。
工序(1)中,在传送辊30a的最先侧,通过检测装置24检测连接部a。通过检测装置24对连接部a的检测,在连接部a整体通过检测装置24的时间为t(秒)的情况下,优选的是,检测装置24在0.2t秒~1.0t秒的期间内检测到相当于连接部a的厚度时,检测到有连接部a通过了检测装置24。由此,容易防止连接部a的误检。
工序(2)中,用预氧化炉10对碳纤维原丝X进行预氧化处理而得到预氧化纤维丝X,接着,通过传送辊30c将预氧化纤维丝Y导入碳化炉12,进行碳化,由此得到碳纤维丝Z。在工序(2)中,从将采用预氧化炉10和碳化炉12的处理中的丝的张力保持在适当的张力的角度考虑,对传送辊30b和传送辊30c的传送速度给予速度差。
另外,在本实施方式中,通过表面处理装置14,对用碳化炉12实施碳化所得到的碳纤维丝Z的表面进行处理,并洗涤、干燥后,通过上浆剂赋予装置16对碳纤维丝Z赋予上浆剂,进行干燥。
工序(3)中,在从检测出连接部a的位置开始到卷取碳纤维丝之前的期间,即,从检测装置24至卷取机18之间,获取连接部a的位置信息。通过位置信息获得机构26的演算,来获得连接部a的位置信息。
工序(4)中,在连接部a的前后切断所得到的碳纤维丝Z。由此,碳纤维丝Z被分为含有连接部a的碳纤维丝Z和不含有连接部a的碳纤维丝Z。工序(4)中的碳纤维丝Z的切断通过如下所述来进行:利用位置信息获取装置26的演算来算出连接部a到达卷取机18的时间,根据该时间由控制装置28来控制通过卷取机18的切断装置实施的切断。
碳纤维丝Z的切断,优选在距离连接部a前后25~50m以上的位置进行。通过在距离连接部a前后25m以上的位置切断碳纤维丝Z,容易防止降低有连接部a及其周边部的强度的部分混入产品中。另外,通过在距离连接部a前后50m以内的位置切断碳纤维丝Z,使得减少碳纤维丝Z的损失,从而提高生产率变得容易。
工序(5)中,将不含连接部a的碳纤维丝Z卷取在产品卷取筒管20上,将含有连接部a的碳纤维丝Z卷取在连接部卷取筒管22上。工序(5)中的碳纤维丝Z的卷取,与工序(4)的切断同样地,通过位置信息获取装置26的演算来算出连接部a到达卷取机18的时间,根据该时间由控制装置28控制卷取机18的转换机构,对产品卷曲筒管20和连接部卷取筒管22进行转换,由此进行碳纤维丝Z的卷取。
以下,例示出工序(4)和工序(5)的具体方法,但是并不限于该方法。
将不含连接部a的碳纤维丝Z卷取在产品卷取筒管20上,使产品卷曲筒管20移动至待机位置上,同时,使连接部卷取筒管22移动至卷取位置的跟前。此时,以碳纤维丝Z未切断而相连的状态变更导纱器(图未示)的导线区间,将碳纤维丝Z导向线握持装置(图未示)侧来握持。然后,导纱器回到通常的导线区间,在连接部卷取筒管22上卷取碳纤维丝Z,在产品卷取筒管20和连接部筒管之间的碳纤维丝Z通过切断装置被自动切断,利用连接部卷取筒管22开始卷取。
接着,在连接部卷取筒管22上卷取含有连接部a的碳纤维丝Z的期间,从卷取机18上取下成为满管的产品卷取筒管20,重新安装空的产品卷取筒管20。并且,在将含有连接部a的碳纤维丝Z仅卷取规定长度的部分后,使连接部卷取筒管22移动至待机位置,同时,使产品卷取筒管20移动至卷取位置,开始对作为产品的不含连接部a的碳纤维丝Z进行卷取,通过切断装置在连接部卷取筒管22和产品卷取筒管20之间切断碳纤维丝Z。
如上说明了本发明的碳纤维丝的制造装置和制造方法,对碳纤维原丝进行连续地烧成,所述碳纤维原丝具有将碳纤维原丝的端部彼此间连接起来的连接部。另外,根据由检测装置获得的连接部的位置信息,在连接部的前后对所得到的碳纤维丝进行切断,可以将含有连接部的碳纤维丝和不含连接部的碳纤维丝分别进行卷取。由此,能够防止因目测确认所导致的连接部的误检和未检,能够得到质量优异的碳纤维丝,而且,能够从碳纤维原丝的烧成至卷取实现自动化。因此,能够以高的操作性且低成本来制造高质量的碳纤维丝。
工业实用性
本发明的碳纤维丝的制造装置和制造方法,能够以高的操作性且低成本来获得高质量的碳纤维丝,因此,能够适宜地作为在飞机、体育用品、建筑、土木、能源相关产业等用途中使用的碳纤维丝的制造装置和制造方法而利用。
Claims (2)
1.一种碳纤维丝的制造装置,其特征在于,其为连续地烧成碳纤维原丝来制造碳纤维丝的装置,所述碳纤维原丝具有将碳纤维原丝的端部彼此间连接起来的连接部,该装置具备:
预氧化炉;
碳化炉;
卷取机;
检测装置,其根据连接部的厚度和非连接部的厚度之差来检测所述连接部;
位置信息获取装置,其用于获取所述连接部在所述检测装置和所述卷取机之间的位置信息;
控制装置,其根据所述位置信息对所述卷取机进行控制,使得通过切断所产生的含有所述连接部的碳纤维丝和不含有所述连接部的碳纤维丝被卷取在各自的卷取筒管上。
2.一种碳纤维丝的制造方法,其特征在于,其为连续地烧成碳纤维原丝来制造碳纤维丝的方法,所述碳纤维原丝具有将碳纤维原丝的端部彼此间连接起来的连接部,该方法包含下述(1)~(5)的工序,
工序(1):根据连接部的厚度和非连接部的厚度之差来检测所述连接部的工序;
工序(2):烧成所述碳纤维原丝来获得碳纤维丝的工序;
工序(3):在从检测出所述连接部的位置开始到卷取碳纤维丝之前的期间,获取所述连接部所存在的位置的位置信息的工序;
工序(4):根据所述位置信息,在所述连接部的前后切断碳纤维丝的工序;
工序(5):将通过切断所产生的含有所述连接部的碳纤维丝和不含有所述连接部的碳纤维丝分别卷取的工序。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103597130A (zh) * | 2011-05-10 | 2014-02-19 | 赢创德固赛有限公司 | 制造碳纤维的方法 |
CN104220654A (zh) * | 2012-04-12 | 2014-12-17 | 三菱丽阳株式会社 | 碳纤维前体丙烯腈系纤维束、其一部分的热氧化处理方法、热氧化处理炉、以及碳纤维束的制造方法 |
CN113430679A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-09-24 | 中材新材料装备科技(天津)有限公司 | 一种识别预氧化炉内碳纤维异常的生产平台 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2599903B1 (en) * | 2010-07-27 | 2015-01-28 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method for producing carbon-fiber bundles |
US9657413B2 (en) | 2014-12-05 | 2017-05-23 | Cytec Industries Inc. | Continuous carbonization process and system for producing carbon fibers |
ITUB20155285A1 (it) * | 2015-10-20 | 2017-04-20 | M A E S P A | Organo di avanzamento per materiale in fibra e forno di carbonizzazione per la produzione di fibre di carbonio |
CN114262956B (zh) * | 2021-12-29 | 2023-11-14 | 吉林宝旌炭材料有限公司 | 一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5637315A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-11 | Sumitomo Chem Co Ltd | Continuous production of carbon fiber |
JP3237776B2 (ja) * | 1992-05-20 | 2001-12-10 | オリンパス光学工業株式会社 | カメラのブレ補正装置 |
JP2564741B2 (ja) | 1992-09-14 | 1996-12-18 | 新日本製鐵株式会社 | 糸疵検出方法およびその装置 |
JP3722323B2 (ja) * | 1997-02-14 | 2005-11-30 | 東レ株式会社 | 炭素繊維とその製造方法および製造装置 |
JPH11131348A (ja) | 1997-10-28 | 1999-05-18 | Toray Ind Inc | 炭素繊維の製造方法及び製造装置 |
JP3706754B2 (ja) | 1998-11-09 | 2005-10-19 | 三菱レイヨン株式会社 | 炭素繊維製造用のアクリル系繊維糸条及びその製造方法 |
JP2000281379A (ja) | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光ファイバの線引装置 |
TWI290164B (en) * | 1999-08-26 | 2007-11-21 | Ciba Sc Holding Ag | DPP-containing conjugated polymers and electroluminescent devices |
US6884093B2 (en) * | 2000-10-03 | 2005-04-26 | The Trustees Of Princeton University | Organic triodes with novel grid structures and method of production |
JP4541583B2 (ja) | 2001-04-09 | 2010-09-08 | 三菱レイヨン株式会社 | 糸継ぎ機及び炭素繊維の製造方法 |
WO2002101129A1 (fr) * | 2001-06-12 | 2002-12-19 | Mitsubishi Rayon Co.,Ltd. | Appareil de production de fibres de carbone et procede de production correspondant |
JP3838354B2 (ja) * | 2002-03-13 | 2006-10-25 | 村田機械株式会社 | コアヤーンの糸継ぎ方法とその継ぎ目、及びコアヤーン用糸継ぎ装置を備えた自動ワインダ |
US7002176B2 (en) * | 2002-05-31 | 2006-02-21 | Ricoh Company, Ltd. | Vertical organic transistor |
JP2004076174A (ja) * | 2002-08-12 | 2004-03-11 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 炭素繊維の製造方法 |
EP1856510A1 (de) | 2005-02-24 | 2007-11-21 | Uster Technologies AG | Vorrichtung und verfahren zum optischen abtasten eines länglichen textilen materials |
WO2007094164A1 (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-23 | Nec Corporation | 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
JP2008108970A (ja) | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Kyocera Corp | 発光素子用配線基板および発光装置 |
TW200826290A (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-16 | Univ Nat Chiao Tung | Vertical organic transistor and manufacturing method thereof |
US7910684B2 (en) * | 2007-09-06 | 2011-03-22 | Xerox Corporation | Diketopyrrolopyrrole-based derivatives for thin film transistors |
JP5323411B2 (ja) * | 2008-07-23 | 2013-10-23 | ニッタン株式会社 | 火災報知設備の音響停止装置 |
JP5457249B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-04-02 | アズビル株式会社 | ポジショナ |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103597130A (zh) * | 2011-05-10 | 2014-02-19 | 赢创德固赛有限公司 | 制造碳纤维的方法 |
CN104220654A (zh) * | 2012-04-12 | 2014-12-17 | 三菱丽阳株式会社 | 碳纤维前体丙烯腈系纤维束、其一部分的热氧化处理方法、热氧化处理炉、以及碳纤维束的制造方法 |
CN104220654B (zh) * | 2012-04-12 | 2017-07-14 | 三菱化学株式会社 | 碳纤维前体丙烯腈系纤维束、其一部分的热氧化处理方法、热氧化处理炉、以及碳纤维束的制造方法 |
CN113430679A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-09-24 | 中材新材料装备科技(天津)有限公司 | 一种识别预氧化炉内碳纤维异常的生产平台 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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