JP5613987B2 - 多孔質炭素繊維シート前駆体の連続熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献1には、排ガスダクトへの固形分及び有機物の付着、毛羽の付着・滞留によるダクト閉塞を回避するため、排ガス処理装置を排ガス排気口の近傍に配置することが望ましいと記載されているに止まり、排気口周辺に析出する析出物がシート上に落下して、多孔質炭素繊維シート前駆体に染み、貫通孔等の外観不良を発生させることに関する記載はなく、また熱処理装置の底面に対する熱処理装置内に導入する多孔質炭素繊維シート前駆体の面占有率についても何ら記載されていない。
すなわち、本件第1発明は、樹脂が含浸、硬化され連続的に供給される多孔質炭素繊維シート前駆体を予備炭素化処理する予備炭素化熱処理装置と、予備炭素化処理された多孔質炭素繊維シート前駆体を不活性雰囲気下で炭素化処理するための高温炭素化熱処理装置とを備え、
予備炭素化熱処理装置及び高温炭素化熱処理装置のそれぞれが、各熱処理装置内に排ガスの排気口を有するとともに、多孔質炭素繊維シート前駆体の搬送手段を有し、
前記排ガスの排気口が多孔質炭素繊維シート前駆体の幅方向左右端縁の近傍に配されてなり、
前記搬送手段が搬送バー又は搬送ロールであって、隣接する搬送バー又は搬送ロール間の間隔が15cm以上、100cm以下であり、
前記排気口付近の搬送バー又はロールのピッチ間隔L2と、他の搬送バー又はロールのピッチ間隔L1とが、L2<L1の関係にあり、
前記搬送バー又は搬送ロールの登頂部を各熱処理装置の底部から2cm以上、30cm以下に配して、搬送バー又は搬送ロールの上面に載置移送される多孔質炭素繊維シート前駆体が熱処理装置底部から離間されてなる、ことを特徴としている。
なお、以下に説明する実施形態及びその変形例では、樹脂が含浸、硬化され連続的に供給される多孔質炭素繊維シート前駆体の予備炭素化熱処理装置及び、予備炭素化された多孔質炭素繊維シート前駆体の高温炭素化熱処理装置が、実質的に同一内部構造を備えている場合を挙げているが、予備炭素化熱処理装置及び、高温炭素化熱処理装置の内部構造は、処理する多孔質炭素繊維シート前駆体の性状により適宜変更できる。以下の説明では、冗長を避けるため、予備炭素化熱処理装置及び、高温炭素化熱処理装置を単に熱処理装置1として説明する。
a)2つの排ガス排気口10(10a,10b)が処理装置内の多孔質炭素繊維シート前駆体4の幅方向左右端縁の側方近傍に配置されている。
b)各熱処理装置1の底面に対する、連続的に導入される多孔質炭素繊維シート前駆体4のシート面の面占有率が50〜90%である。
c)多孔質炭素繊維シート前駆体4を下方から支持搬送するための搬送手段としての搬送バー又は搬送ロール9が熱処理装置内部に配される。このとき、排気口付近の搬送バー又はロール9のピッチ間隔をL2とし、他の搬送バー又はロール9のピッチ間隔をL1としたとき、その距離関係がL2<L1となるように設定する。
d)排ガス処理装置12を排ガス排気口10以降の排気通路下流側に配置する。
e)熱処理装置1が多孔質炭素繊維シート前駆体4の搬送路を形成するインナーマッフル6と、インナーマッフル6とヒーター7を囲むように配置されたアウターマッフル5とからなるマッフル構造を備えており、インナーマッフル6内に多孔質炭素繊維シート前駆体の上記搬送手段が配される。
f)シール装置3として、熱処理装置1内部の雰囲気を維持するために好適なラビリンスシール装置を設ける。
なお、本実施形態にあっては、一段の多孔質炭素繊維シート前駆体4を熱処理装置1に通して処理する例を挙げているが、例えば熱処理装置1の内部を複数段にて多孔質炭素繊維シート前駆体4を移送処理する場合には、排ガス排気口10a,10bも多孔質炭素繊維シート前駆体4の段数に合わせて多段に配するようにする。
多孔質炭素繊維シート前駆体4のシート幅を大きくし、大量の多孔質炭素繊維シート前駆体を炭素化処理するには、熱処理装置1を大型化せざるを得なくなる。この場合、多孔質炭素繊維シート前駆体4の処理面積の増加に伴い、熱処理室内にて発生する排ガス量も必然的に増えることになり、多孔質炭素繊維シート前駆体4を多段に配して処理する場合であっても、排ガス排気口10のトータルとしての開口面積を大きくすることが好ましい。この変形例では、熱処理装置本体2における他の構成を変更することなく、第1実施形態の排ガス排気口10の開口面積を拡げるとともに、排気ダクトの径を大きくして、排気効率を高めている。
上記第1実施形態によれば、排ガス排気口10a,10bを多孔質炭素繊維シート前駆体4の幅方向左右端縁に隣接させて、多孔質炭素繊維シート前駆体4のシート面と同一平面上に配しているが、本実施形態では排ガス排気口10a,10bを多孔質炭素繊維シート前駆体4の幅方向左右端縁に隣接させて、多孔質炭素繊維シート前駆体4のシート面の上面に開口面の下端を接触する斜め上方位置に配している。かかる構成を採用すると、熱処理室の上方を流れる排ガスの排気量が、下方に発生する排ガスの排気量よりも多くなるため、多孔質炭素繊維シート前駆体4の上方に排気ガスが滞留しにくくなり、装置内面に付着して析出する析出物の落下を低減させ、多孔質炭素繊維シート前駆体4に析出物の落下により形成される貫通孔や染み等の外観不良をなくすことができる。
この実施形態では、上記第3実施形態の排ガス排気口10の配置とは逆に、排ガス排気口10を多孔質炭素繊維シート前駆体4の幅方向左右端縁に隣接させて、多孔質炭素繊維シート前駆体4のシート面の下面に開口面の上端を接触するよう斜め下方位置に配している。この実施形態によれば、熱所室内に発生する排ガスを多孔質炭素繊維シート前駆体4の下面側に積極的に集めるようにしており、その結果、多孔質炭素繊維シート前駆体4の上面側の排気ガスの排気を円滑に行うと同時に、多孔質炭素繊維シート前駆体4の下方に滞留しようとする排ガスを積極的に集約して排出されるようになる。しかも、仮に排ガス排気口10a,10bに析出物が析出したとしても、その析出物の落下はその重量と排ガスの流れの影響を受けるだけで、必ず多孔質炭素繊維シート前駆体4の下方に落下するため、多孔質炭素繊維シート前駆体4に析出物が落下することが皆無となり、多孔質炭素繊維シート前駆体4に貫通孔や染み等の外観不良を発生させることを激減させることができる。
2 熱処理装置本体
3,115 導入部及び導出部に設けられたシール装置
4 多孔質炭素繊維シート前駆体
5 アウターマッフル
6 インナーマッフル
7 ヒーター
8 断熱部
9,109 搬送バー又は搬送ロール(搬送手段)
10,10a,10b,110
排ガス排気口
11 シャッター
12,112 排ガス処理装置
13,113 多孔質炭素繊維シート前駆体の導入口
14,114 多孔質炭素繊維シート前駆体の導出口
Claims (6)
- 樹脂が含浸、硬化され連続的に供給される多孔質炭素繊維シート前駆体を予備炭素化処理する予備炭素化熱処理装置と、予備炭素化処理された多孔質炭素繊維シート前駆体を不活性雰囲気下で炭素化処理するための高温炭素化熱処理装置とを備え、
予備炭素化熱処理装置及び高温炭素化熱処理装置のそれぞれが、各熱処理装置内に排ガスの排気口を有するとともに、多孔質炭素繊維シート前駆体の搬送手段を有し、
前記排ガスの排気口が多孔質炭素繊維シート前駆体の幅方向左右端縁の近傍に配されてなり、
前記搬送手段が搬送バー又は搬送ロールであって、隣接する搬送バー又は搬送ロール間の間隔を15cm以上、100cm以下とし、
前記排気口付近の搬送バー又はロールのピッチ間隔L2と、他の搬送バー又はロールのピッチ間隔L1とが、L2<L1の関係にあり、
前記搬送バー又は搬送ロールの登頂部を各熱処理装置の底部から2cm以上、30cm以下に配して、搬送バー又は搬送ロールの上面に載置移送される多孔質炭素繊維シート前駆体が熱処理装置底部から離間させてなる、
ことを特徴とする多孔質炭素繊維シート前駆体の連続熱処理装置。 - 各熱処理装置の底面に対する熱処理装置内に導入する多孔質炭素繊維シート前駆体の面占有率が50〜90%である、
ことを特徴とする請求項1記載の連続熱処理装置。 - 前記多孔質炭素繊維シート前駆体の幅方向左右端縁の近傍に配される排ガスの排気口は、前記多孔質炭素繊維シート前駆体の幅方向左右端縁の外側側方に配されてなる、
ことを特徴とする請求項1記載の連続熱処理装置。 - 前記多孔質炭素繊維シート前駆体の幅方向左右端縁の近傍に配される排ガスの排気口は、前記多孔質炭素繊維シート前駆体の幅方向左右端縁の外側側部の斜め上方に配されてなる、
ことを特徴とする請求項1記載の連続熱処理装置。 - 前記多孔質炭素繊維シート前駆体の幅方向左右端縁の近傍に配される排ガスの排気口は、前記多孔質炭素繊維シート前駆体の幅方向左右端縁の外側側部の斜め下方に配されてなる、
ことを特徴とする請求項1記載の連続熱処理装置。 - 樹脂が含浸、硬化され連続的に供給される多孔質炭素繊維シート前駆体を予備炭素化熱処理装置内で予備炭素化処理を行った後、不活性雰囲気にある高温炭素化熱処理装置内で、連続的に炭素化処理する多孔質炭素繊維シート前駆体の連続熱処理方法において、
各熱処理装置内にて発生する排ガスを、搬送手段により連続的に供給される多孔質炭素繊維シート前駆体の幅方向左右端縁の側方近傍に配された排気口にて排気し、
前記搬送手段が搬送バー又は搬送ロールであって、隣接する搬送バー又は搬送ロール間の間隔が15cm以上、100cm以下とし、
前記排気口付近の搬送バー又はロールのピッチ間隔L2が、他の搬送バー又はロールのピッチ間隔L1としたとき、その距離関係がL2<L1となるよう設定されてなり、
前記搬送バー又は搬送ロールの登頂部の各熱処理装置の底部からの高さH1が2cm以上、30cm以下に設定され、搬送バー又は搬送ロールの上面を載置移送される多孔質炭素繊維シート前駆体を熱処理装置底部から離間させる、
ことを特徴とする多孔質炭素繊維シート前駆体の連続熱処理方法。
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