JP2017082036A - 再生炭素繊維の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
加熱室215の温度が100℃を越えた時点で、過熱水蒸気発生装置213から、水蒸気配管214を経由して、炭化乾留室102に100℃以上800℃以下の過熱水蒸気が供給される。過熱水蒸気の供給は、乾留が終わり、冷却が開始されるまで継続される。
(式1)
残存率(重量%)=(再生炭素繊維に付着している固定炭素の重量(g))
÷ (付着している固定炭素を含む再生炭素繊維の重量(g))×100 %
(式2)
再生炭素繊維維持率(重量%)=再生炭素繊維の重量(g)÷(付着している固定炭素が実質的に0gの場合の再生炭素繊維の重量(g))×100%
再生炭素繊維の表面に付着した固定炭素等は、炭素繊維より先に燃焼しやすいので、酸素による処理を強化することにより固定炭素を減少させることができる。燃焼すべき固定炭素がなくなると、次に炭素繊維本体が燃焼し重量減少し始める。酸素が行き渡りにくく、燃焼しにくい部分の固定炭素まで十分燃焼させようとすると、酸素が行き渡りやすく燃焼しやすい部分の炭素繊維本体の燃焼が起こり炭素繊維本体の重量減少がある程度発生することは避けることが出来ないのである。
再生炭素繊維維持率が100%以下ということは、再生プロセス中に炭素繊維の表面が酸化により削り取られ、炭素繊維が本来持っていると思われる表面欠陥、ボイド、表面に付着、あるいは浸透している除去した方が好ましいと考えられる化学物質などが同時に、コントルールされた状態で除去されているので、再生炭素繊維集合体内への樹脂含浸のしやすさ、速さ、均一性など、良い効果をもたらしていると考えられる。また、再生炭素繊維の開繊のしやすさ、分散性においても、極めて優れた特性を示しており、後工程の工程改善に大きく貢献している。これらの特性が総合的に再生炭素繊維CFRP成形体の品質向上、品質安定化、コストダウンに大きく貢献している。以上のような新知見は、本発明による方法および装置を使用することによって、初めて実現されたことである。
104 バーナー
105 ブロワー
107 ガス燃焼用配管
111 耐熱棚
116 支柱
117 水平部材
118 補助部材
119 貫通孔
141,142,143,144 温度計測センサ
200 再生炭素繊維の製造装置
201 炭化乾留炉
203 燃焼室
205 本体部
212 外部ボイラー
213 過熱水蒸気発生装置
214 水蒸気配管
215 加熱室
220 コンプレッサ
230 炭素繊維強化プラスチック(CFRP)
Claims (3)
- 炭素繊維及びマトリックス成分を含有する炭素繊維強化プラスチックを原料として再生炭素繊維を製造する装置であって、
箱状の本体部と、前記本体部の内側に配置されており前記炭素繊維強化プラスチックを収納する炭化乾留室と、前記炭化乾留室の下部に配置されておりバーナーを備えている燃焼室と、前記本体部と前記炭化乾留室との間の空間に形成されている加熱室と、を備えている炭化乾留炉を含んでおり、
当該炭化乾留炉がさらに、前記炭化乾留室に連通する酸素供給手段を備えており、
前記炭素繊維強化プラスチックを乾留して前記マトリックス成分の一部を固定炭素に転換し、当該固定炭素の一部が前記炭素繊維の表面に付着している再生炭素繊維を製造することを特徴とする再生炭素繊維の製造装置。 - 前記炭化乾留室が炭素繊維強化プラスチックを収容する耐熱棚によって区画規定されており、
前記耐熱棚に過熱水蒸気の供給路が設けられており、当該過熱水蒸気の供給路から、100℃以上800℃以下の過熱水蒸気が供給されることを特徴とする請求項1記載の再生炭素繊維の製造方法。 - 炭素繊維及びマトリックス成分を含有する炭素繊維強化プラスチックを原料として再生炭素繊維を製造する方法であって、
炭化乾留炉の炭化乾留室の耐熱棚に、炭素繊維強化プラスチックを収容する工程と、
前記炭化乾留室の目標温度を200℃以上800℃以下で維持し、さらに100℃以上800℃以下の過熱水蒸気を供給することで、前記炭素繊維強化プラスチックを乾留し、前記マトリックス成分の一部を固定炭素に転換して前記炭素繊維の表面に付着させる炭化乾留工程と、
200℃以上の前記炭化乾留室に酸素を供給し、前記固定炭素が付着した炭素繊維から前記固定炭素の一部を燃焼により除去して再生炭素繊維を得る焼成工程と、
を備えることを特徴とする再生炭素繊維の製造方法。
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2015
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