JP2019015013A - 炭素繊維を製造するための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
フィラメント(121)の断面形状(126)を変化させフィラメント(121)に複数の別個の表面(130)を生成するために、フィラメント(121)に圧力(124)を加えること(402)と、
フィラメント(121)を、複数の別個の表面(130)を有する黒鉛質炭素繊維(142)に変換すること(404)と、
少なくとも2種の異なるサイジング剤を含む複数のサイジング剤(145)を黒鉛質炭素繊維(142)の複数の別個の表面(130)に塗布すること(406)と
を含む、炭素繊維を製造する方法。
フィラメント(121)に圧力(124)を加えること(402)は、
フィラメント(121)の断面形状(126)をほぼ円形から平坦化形状に変化させるためにフィラメント(121)に圧力成形力を加え、これによりフィラメント(121)の上面(131)及び底面(132)を生成することを含む、段落A1に記載の方法も提供される。
複数のサイジング剤(145)を塗布すること(406)は、
黒鉛質炭素繊維(142)の第1の表面に第1のサイジング剤(144)を塗布することと、
黒鉛質炭素繊維(142)の第2の表面に、第1のサイジング剤(144)とは異なる第2のサイジング剤(148)を塗布することとを含む、段落A2に記載の方法も提供される。
フィラメント(121)を形成するために、出力システム(106)の開口を通ってポリマー(118)を押出成形することを更に含む、段落A1に記載の方法も提供される。
ポリマー(118)を押出成形することは、
白色のフィラメント(121)を形成するためにポリアクリロニトリルポリマー(122)を出力システム(106)の開口から押出成形することを含む、段落A4に記載の方法も提供される。
フィラメント(121)を黒鉛質炭素繊維(142)に変換することは、
非晶質炭素繊維(136)を形成するために、フィラメント(121)に第1のレベルの熱(134)を加えながらフィラメント(121)を引っ張ることと、
黒鉛質炭素繊維(142)を形成するために、非晶質炭素繊維(136)に第2のレベルの熱(140)を加えながら非晶質炭素繊維(136)を引っ張ることとを含む、段落A1に記載の方法も提供される。
フィラメント(121)を引っ張ることは、
灰色の非晶質炭素繊維(136)を形成するために、加熱チャンバを用いてフィラメント(121)に第1のレベルの熱(134)を加えながらフィラメント(121)を引っ張ることを含む、段落A6に記載の方法も提供される。
非晶質炭素繊維(136)を引っ張ることは、
黒色の黒鉛質炭素繊維(142)を形成するために、加熱チャンバを用いて非晶質炭素繊維(136)に第2のレベルの熱(140)を加えながら非晶質炭素繊維(136)を引っ張ることを含む、段落A7に記載の方法も提供される。
非晶質炭素繊維(136)を引っ張ることは、黒鉛質炭素繊維(142)を形成するために加熱チャンバを用いて非晶質炭素繊維(136)に第2のレベルの熱(140)を加えながら非晶質炭素繊維(136)を引っ張ることを含み、黒鉛質炭素繊維(142)の内側中央部が非晶質の状態で維持される、段落A6に記載の方法も提供される。
複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
第1のサイジング剤(144)塗布ローラを用いて黒鉛質炭素繊維(142)の第1の表面に第1のサイジング剤(144)を塗布することと、
第2のサイジング剤(148)塗布ローラを用いて黒鉛質炭素繊維(142)の第2の表面に第2のサイジング剤(148)を塗布することとを含む、段落A1に記載の方法も提供される。
フィラメント(121)に圧力(124)を加えることは、フィラメント(121)の断面形状(126)をほぼ円形からほぼ長円形、楕円形、及び丸みを帯びた角を有する矩形に変化させるためにフィラメント(121)に圧力(124)を加えることを含み、これによりフィラメント(121)の露出した表面積を増大させる、段落A1に記載の方法も提供される。
フィラメント(121)に圧力(124)を加えることにより、フィラメント(121)を黒鉛質炭素繊維(142)に変換させるのに必要な時間が短縮される、段落A1に記載の方法も提供される。
複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
サイジング剤塗布ローラ(150)を用いて黒鉛質炭素繊維(142)の第1の表面に第1のサイジング剤(144)を塗布することと、
化学浴(155)を用いて黒鉛質炭素繊維(142)の第2の表面に第2のサイジング剤(148)を塗布することとを含む、段落A1に記載の方法も提供される。
複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
サイジング剤塗布ローラ(150)、サイジング剤塗布スプレー(152)、サイジング剤塗布ブラシ(154)、又は化学浴(155)のうち少なくとも1つを用いて、複数のサイジング剤(145)の各サイジング剤を黒鉛質炭素繊維(142)の複数の別個の表面(130)のうち対応する別個の表面に塗布することを含む、段落A1に記載の方法も提供される。
複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
少なくとも2種の異なるサイジング剤を少なくとも2つの別個の表面(130)に同時に塗布することを含む、段落A1に記載の方法も提供される。
複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
少なくとも2種の異なるサイジング剤を複数の別個の表面(130)のうちの1つの別個の表面の異なる部分に塗布することを含む、段落に記載の方法A1も提供される。
複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
サイジング剤を第1の表面及び第2の表面の両方に同時に塗布することを含む、段落A1に記載の方法も提供される。
段落A1からA17のいずれか1つに記載の方法にしたがって組み立てられた、航空機の部分。
複数のフィラメント(120)を形成するために、出力システム(106)の複数の開口(116)を通ってポリアクリロニトリルポリマー(122)を押出成形することと、
各フィラメント(121)の断面形状(126)を引き伸ばし、各フィラメント(121)に複数の別個の表面(130)を生成するために、ローラシステム(108)を用いて複数のフィラメント(120)の各フィラメントを平坦化することと、
複数のフィラメント(120)を各々が複数の別個の表面(130)を有する複数の黒鉛質炭素繊維(142)に変換することと、
少なくとも2種の異なるサイジング剤を含む複数のサイジング剤(145)を複数の黒鉛質炭素繊維(142)の各黒鉛質炭素繊維(142)に塗布することとを含む、炭素繊維を製造するための方法。
複数のフィラメント(120)を複数の黒鉛質炭素繊維(142)に変換することは、
複数の非晶質炭素繊維(135)を形成するために、第1のレベルの熱(134)で複数のフィラメント(120)を加熱することと、
複数の黒鉛質炭素繊維(142)を形成するために、第1のレベルの熱(134)よりも高い第2のレベルの熱(140)で複数の非晶質炭素繊維(135)を加熱することとを含む、段落B1に記載の方法も提供される。
複数のフィラメント(120)を第1のレベルの熱(134)で加熱する前に、第1のレベルの熱(134)よりも低いレベルの熱で複数のフィラメント(120)を熱酸化することを更に含む、段落B2に記載の方法も提供される。
複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
複数の黒鉛質炭素繊維(142)の各々の上面(131)に第1のサイジング剤(144)を塗布することと、
複数の黒鉛質炭素繊維(142)の各々の底面(132)に第2のサイジング剤(148)を塗布することとを含む、段落B1に記載の方法も提供される。
複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
サイジング剤塗布ローラ(150)、サイジング剤塗布スプレー(152)、サイジング剤塗布ブラシ(154)、又は化学浴(155)のうち少なくとも1つを用いて、複数のサイジング剤(145)の各サイジング剤を複数の黒鉛質炭素繊維(142)の各黒鉛質炭素繊維(142)の複数の別個の表面(130)のうち対応する別個の表面に塗布することを含む、段落B1に記載の方法も提供される。
段落B1からB5のいずれか1つに記載の方法にしたがって組み立てられた、航空機の部分。
フィラメント(121)の断面形状(126)を変化させ複数の別個の表面(130)を生成するために、フィラメント(121)に圧力(124)を加えるローラシステム(108)と、
フィラメント(121)を黒鉛質炭素繊維(142)に変換する加熱システム(112)と、
少なくとも2種の異なるサイジング剤を含む複数のサイジング剤(145)を黒鉛質炭素繊維(142)の複数の別個の表面(130)に塗布する複数の表面サイジング剤アプリケータ(113)と
を含む装置。
複数の表面サイジング剤アプリケータ(113)のうちの表面サイジング剤アプリケータは、サイジング剤塗布ローラ(150)、サイジング剤塗布スプレー(152)、サイジング剤塗布ブラシ(154)、化学浴(155)のうち少なくとも1つを含む、段落C1に記載の装置も提供される。
フィラメント(121)の加熱前、フィラメント(121)の加熱中、又はフィラメント(121)の加熱後のうち少なくとも1つにおいてフィラメント(121)を引っ張る張力システム(110)を更に含む、段落C1に記載の装置も提供される。
黒鉛質炭素繊維(142)の複数の別個の表面(130)が上面(131)と底面(132)とを含む、段落C1に記載の装置も提供される。
複数のサイジング剤(145)は、
上面(131)に塗布される第1のサイジング剤(144)と、
底面(132)に塗布される第2のサイジング剤(148)とを含む、段落C4に記載の装置も提供される。
加熱システム(112)は第1のレベルの熱(134)を用いてフィラメント(121)を非晶質炭素繊維(136)に変換させ、第2のレベルの熱(140)を用いてフィラメント(121)を黒鉛質炭素繊維(142)に変換する、段落C1に記載の装置も提供される。
非晶質炭素繊維(136)は灰色であり、黒鉛質炭素繊維(142)は黒色である、段落C6に記載の装置も提供される。
黒鉛質炭素繊維(142)の内側中央部が非晶質のまま維持される、段落C6に記載の装置も提供される。
フィラメント(121)はポリアクリロニトリルポリマー(122)から構成される、段落C1に記載の装置も提供される。
ローラシステム(108)は、フィラメント(121)を保護し、フィラメント(121)がローラシステム(108)に固着するのを防ぐための粉末コーティングを有する少なくとも1つのローラを備える、段落C1に記載の装置も提供される。
加熱システム(112)が、
非晶質炭素繊維(136)を形成するためにフィラメント(121)を第1のレベルの熱(134)で加熱する第1の加熱チャンバと、
黒鉛質炭素繊維(142)を形成するためにフィラメント(121)を第2のレベルの熱(140)で加熱する第2の加熱チャンバとを備える、段落C1に記載の装置も提供される。
開口を有する出力システム(106)を更に備え、押出成形されるポリマー(118)が当該開口を通ってフィラメント(121)を形成する、段落C1に記載の装置も提供される。
段落C1からC12のいずれか1つに記載の装置を用いた航空機の部分の作製。
Claims (15)
- フィラメント(121)の断面形状(126)を変化させ前記フィラメント(121)に複数の別個の表面(130)を生成するために、前記フィラメント(121)に圧力(124)を加えること(402)と、
前記フィラメント(121)を、前記複数の別個の表面(130)を有する黒鉛質炭素繊維(142)に変換すること(404)と、
少なくとも2種の異なるサイジング剤を含む複数のサイジング剤(145)を前記黒鉛質炭素繊維(142)の前記複数の別個の表面(130)に塗布すること(406)と
を含む、炭素繊維を製造する方法。 - 前記フィラメント(121)に圧力(124)を加えること(402)は、
前記フィラメント(121)の前記断面形状(126)をほぼ円形から平坦化形状に変化させるために前記フィラメント(121)に圧力成形力を加え、これにより前記フィラメント(121)に上面(131)及び底面(132)を生成することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記フィラメント(121)を前記黒鉛質炭素繊維(142)に変換することは、
非晶質炭素繊維(136)を形成するために、前記フィラメント(121)に第1のレベルの熱(134)を加えながら前記フィラメント(121)を引っ張ることと、
黒鉛質炭素繊維(142)を形成するために、前記非晶質炭素繊維(136)に第2のレベルの熱(140)を加えながら前記非晶質炭素繊維(136)を引っ張ることとを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
サイジング剤塗布ローラ(150)、サイジング剤塗布スプレー(152)、サイジング剤塗布ブラシ(154)、又は化学浴(155)のうち少なくとも1つを用いて、前記複数のサイジング剤(145)の各サイジング剤を前記黒鉛質炭素繊維(142)の前記複数の別個の表面(130)のうち対応する別個の表面に塗布することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
前記少なくとも2種の異なるサイジング剤を少なくとも2つの別個の表面(130)に同時に塗布することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
少なくとも2種の異なるサイジング剤を前記複数の別個の表面(130)のうちの1つの別個の表面の異なる部分に塗布することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のサイジング剤(145)を塗布することは、
サイジング剤を第1の表面及び第2の表面の両方に同時に塗布することを含む、請求項1に記載の方法。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の方法にしたがって組み立てられた、航空機の部分。
- フィラメント(121)の断面形状(126)を変化させ複数の別個の表面(130)を生成するために、前記フィラメント(121)に圧力(124)を加えるローラシステム(108)と、
前記フィラメント(121)を黒鉛質炭素繊維(142)に変換する加熱システム(112)と、
少なくとも2種の異なるサイジング剤を含む複数のサイジング剤(145)を前記黒鉛質炭素繊維(142)の前記複数の別個の表面(130)に塗布する複数の表面サイジング剤アプリケータ(113)と
を備える装置。 - 前記複数の表面サイジング剤アプリケータ(113)のうちの表面サイジング剤アプリケータは、サイジング剤塗布ローラ(150)、サイジング剤塗布スプレー(152)、サイジング剤塗布ブラシ(154)、化学浴(155)のうち少なくとも1つを含む、請求項9に記載の装置。
- 前記フィラメント(121)の加熱前、前記フィラメント(121)の加熱中、又は前記フィラメント(121)の加熱後のうち少なくとも1つにおいて、前記フィラメント(121)を引っ張る張力システム(110)を更に備える、請求項9に記載の装置。
- 前記黒鉛質炭素繊維(142)の前記複数の別個の表面(130)は、上面(131)と底面(132)とを含む、請求項9に記載の装置。
- 前記加熱システム(112)が、
非晶質炭素繊維(136)を形成するために前記フィラメント(121)を第1のレベルの熱(134)で加熱する第1の加熱チャンバと、
前記黒鉛質炭素繊維(142)を形成するために前記フィラメント(121)を第2のレベルの熱(140)で加熱する第2の加熱チャンバとを備える、請求項9に記載の装置。 - 開口を有する出力システム(106)を更に備え、ポリマー(118)が前記開口を通って押出成形されて前記フィラメント(121)を形成する、請求項9に記載の装置。
- 請求項9から14のいずれか一項に記載の装置を用いた航空機の部分の作製。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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