JP2018142461A - マイクロ波加熱処理装置 - Google Patents
マイクロ波加熱処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018142461A JP2018142461A JP2017036356A JP2017036356A JP2018142461A JP 2018142461 A JP2018142461 A JP 2018142461A JP 2017036356 A JP2017036356 A JP 2017036356A JP 2017036356 A JP2017036356 A JP 2017036356A JP 2018142461 A JP2018142461 A JP 2018142461A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heated
- microwave
- fiber
- heated fiber
- dielectric constant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 122
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 53
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 16
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 abstract 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 19
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 19
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 7
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 7
- 102100040287 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Human genes 0.000 description 5
- 101710185324 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Proteins 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
Description
ここで、Kは、0.556 x 10-10 、εrは誘電体の比誘電率、tanδは誘電体の誘電損失、fは周波数[Hz]、Eは電界強度 [V/m]である。
ここで、P2は発熱量 [W/m3]、Eはマイクロ波電界強度 [V/m]、σは導電率 [S/m] = [1/Ωm]である。
※1:CFRPの2桁悪い値とする。
※2:CFRPは良導体であるため、HFSSにデフォルトで設定されている銅の材料定数と同じとする。
※3:繊維であるため薄いと考える。また、0.01 〜 1.00 mmの幅を持たせる.ただし,炭化前後で厚さは変化しないとする。
この条件により、シミュレーションとして、以下の事例1、事例2を実施した。
炭化前,炭化後の材料について周波数特性を求める。周波数,厚さは以下の通り変化させる。
・周波数: 0.1, 1.0, 10, 100 (GHz)
・厚さ: 0.01, 0.10 , 1.00 (mm)
・材料定数: 図14の通り。
炭化前後の材料定数で最も変化が大きい導電率の影響を求める。導電率は以下の通り変化させ、それ以外は一定とする。
・周波数: 10 GHz固定
・厚さ: 0.10 mm固定
・導電率: 1, 10, …, 100, 1000 (S/m)
・比誘電率: 1.0 固定
・Tanδ: 0固定
次に、シミュレーションの結果を説明する。
図15、図16及び図17にシミュレーションの結果を示す。図15は炭化前後の周波数特性(透過|S21|)及び厚さの影響を表で示す図であり、図16はガラス繊維強化樹脂(GFRP)の周波数特性(透過)|S21|をグラフで示す図であり、図17は炭素繊維強化樹脂(CFRP)の周波数特性(透過)|S21|をグラフで示す図である。すべての周波数でガラス繊維強化樹脂(GFRP)に対して,炭素繊維強化樹脂(CFRP)は|S21|が低いことがわかる。ただし、厚さ0.01 mmでは1.5 dBしか差がないことがわかる。
図18、図19及び図20にシミュレーションの結果を示す。図18は、炭化前後の周波数及び厚さの影響(反射|S11|)を表で示す図であり、図19はガラス繊維強化樹脂(GFRP)の周波数特性(反射)|S11|をグラフで示す図であり、図20は炭素繊維強化樹脂(CFRP)の周波数特性(反射)|S11|をグラフで示す図である。すべての周波数でガラス繊維強化樹脂(GFRP)に対して、炭素繊維強化樹脂(CFRP)は|S11|が低い。ただし、厚さ0.01 mmでは差が小さいことがわかる。
図21、及び図22にシミュレーションの結果を示す。図21は、導電率と周波数の反射特性|S11|及び透過特性|S21|の関係を表で示す図であり、図22は、導電率と周波数の反射特性|S11|及び透過特性|S21|の関係をグラフで示す図である。
Claims (5)
- 被加熱繊維にマイクロ波を照射する照射部と、
前記照射部により加熱された前記被加熱繊維の誘電率を計測する測定部と、を備えた
ことを特徴とするマイクロ波加熱処理装置。 - 請求項1に記載のマイクロ波加熱処理装置において、
前記測定部は、
第1アンテナと第2アンテナとを含み、
前記第1アンテナと前記第2アンテナとは、前記照射部により加熱された前記被加熱繊維を挟み込むように、対向して設けられ、
前記第1アンテナは、前記照射部により加熱された前記被加熱繊維に高周波を照射し、また、前記被加熱繊維により反射された前記高周波の反射波を受信し、
前記第2アンテナは、前記被加熱繊維を透過した前記高周波の透過波を受信する、
ことを特徴とするマイクロ波加熱処理装置。 - 請求項2に記載のマイクロ波加熱処理装置において、
前記透過波の値、前記反射波の値、誘電率との相関から、前記被加熱繊維の炭化の進行具合を判断する制御部と、
前記制御部は、判断結果に従って、前記照射部から照射される前記マイクロ波の出力を調節する、
ことを特徴とするマイクロ波加熱処理装置。 - 請求項1に記載のマイクロ波加熱処理装置において、
前記被加熱繊維はロール トゥ ロール方式で加熱処理される、
ことを特徴とするマイクロ波加熱処理装置。 - 加熱処理室の中でマイクロ波を用いて加熱処理が行われている被加熱繊維に、高周波を照射し、その反射波と透過波とから、前記被加熱繊維の誘電率、導電率との相関値を用いるもしくは数値を算出し、事前に測定した前記被加熱繊維の誘電率と導電率の関係から、適切な加熱処理状態及び加熱処理時間になるように、マイクロ波出力を調節する、
ことを特徴とするマイクロ波加熱処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017036356A JP6869052B2 (ja) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | マイクロ波加熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017036356A JP6869052B2 (ja) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | マイクロ波加熱処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018142461A true JP2018142461A (ja) | 2018-09-13 |
JP6869052B2 JP6869052B2 (ja) | 2021-05-12 |
Family
ID=63528096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017036356A Active JP6869052B2 (ja) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | マイクロ波加熱処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6869052B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020158845A1 (ja) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | 東レ株式会社 | 多孔質炭素繊維および流体分離膜 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006101084A1 (ja) * | 2005-03-23 | 2006-09-28 | Bridgestone Corporation | 炭素繊維及びその(連続)製造方法、並びにそれを用いた触媒構造体、固体高分子型燃料電池用電極及び固体高分子型燃料電池 |
JP2013201096A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Panasonic Corp | マイクロ波加熱装置 |
-
2017
- 2017-02-28 JP JP2017036356A patent/JP6869052B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006101084A1 (ja) * | 2005-03-23 | 2006-09-28 | Bridgestone Corporation | 炭素繊維及びその(連続)製造方法、並びにそれを用いた触媒構造体、固体高分子型燃料電池用電極及び固体高分子型燃料電池 |
JP2013201096A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Panasonic Corp | マイクロ波加熱装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020158845A1 (ja) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | 東レ株式会社 | 多孔質炭素繊維および流体分離膜 |
CN113272484A (zh) * | 2019-02-01 | 2021-08-17 | 东丽株式会社 | 多孔质碳纤维和流体分离膜 |
US11617990B2 (en) | 2019-02-01 | 2023-04-04 | Toray Industries, Inc. | Porous carbon fiber and fluid separation membrane |
CN113272484B (zh) * | 2019-02-01 | 2023-04-28 | 东丽株式会社 | 多孔质碳纤维和流体分离膜 |
JP7413993B2 (ja) | 2019-02-01 | 2024-01-16 | 東レ株式会社 | 多孔質炭素繊維および流体分離膜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6869052B2 (ja) | 2021-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5191004B2 (ja) | 炭素繊維の連続製造法 | |
KR101974219B1 (ko) | 마이크로파를 응용한 가열 장치 | |
NO20023819D0 (no) | Varmeapparat med mikrobölger | |
EP3745817B1 (en) | Microwave processing device and carbon fiber production method | |
US20130334215A1 (en) | Microwave heating apparatus with multi-feeding points | |
KR20180089854A (ko) | 마이크로파 플라스마원, 마이크로파 플라스마 처리 장치, 및 플라스마 처리 방법 | |
CN102612576B (zh) | 聚丙烯腈前体纱线的稳定化 | |
JP5877448B2 (ja) | マイクロ波を応用した加熱装置 | |
KR102251788B1 (ko) | 탄소 섬유 제조 장치 및 탄소 섬유 제조 방법 | |
JP6869052B2 (ja) | マイクロ波加熱処理装置 | |
JP2013231244A (ja) | 炭素繊維の製造装置 | |
JP2024023984A (ja) | マイクロ波処理装置、および炭素繊維の製造方法 | |
JP6826613B2 (ja) | マイクロ波加熱処理装置及び炭素繊維の製造装置と製造方法 | |
JP2008021493A (ja) | マイクロ波利用装置 | |
JP2011150911A (ja) | マイクロ波加熱装置 | |
WO2019142578A1 (ja) | マイクロ波処理装置、および炭素繊維の製造方法 | |
JP4383136B2 (ja) | マイクロ波加熱装置 | |
WO2018125051A1 (en) | Nano-cooling in solid-state cooking microwave ovens | |
JP5467341B2 (ja) | マイクロ波処理装置 | |
JP2008535172A (ja) | 高出力マイクロ波を使用した大型金属試料の迅速且つ均質な熱処理 | |
US20240076808A1 (en) | Apparatus and Method for Close Proximity Carbonization of Polymeric Materials for Carbon Fiber Production | |
JP7278569B2 (ja) | マイクロ波処理装置、および炭素繊維の製造方法 | |
KR100418492B1 (ko) | 시트형 피가열체 열처리장치 및 그 열처리방법 | |
Kim et al. | Electromagnetic field simulation in a microwave chamber with multiple waveguides | |
US20230131336A1 (en) | Material processing apparatus using quasi-traveling microwave to conduct heat treatment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200110 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210331 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210413 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6869052 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |