JP6570649B2 - 帯状のカーボン加熱フィラメントおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
(a)炭素繊維を繊維状の結合体の形で含む平面構造物を準備すること、
(b)この平面構造物を熱可塑性プラスチックで含浸すること、および
(c)この含浸された平面構造物を、複合材料の形成下で炭化すること
を含む、炭素繊維が炭素からなるマトリックス中に埋め込まれている複合材料からなる、縦軸を有する加熱フィラメントの製造方法に関する。
このような加熱フィラメントは、規定通りの使用の場合には、頻繁に持続的に800℃以上の温度に曝される。一定の放射線放出を保証するために、この加熱フィラメントにおいては、温度負荷にもかかわらず、電気的特性および機械的特性が、予め設定された許容範囲内にできる限り長く留まることが要求される。
カーボン加熱フィラメントの最後の2つに説明された実施態様の場合に、電流の流れる方向に関して良好な電気伝導性の炭素繊維の配向により、もしくは所定の範囲内での炭素繊維の中断の度合いにより、電気抵抗に影響を及ぼすことができる。しかしながら、電気抵抗における可変性に関するこの獲得は、機械的安定性に負担がかかる。さらに、電流の流れる方向に対して大きな角度での炭素繊維の配向は、帯材の歪みおよび短い耐用時間を引き起こしかねないことが明らかとなった。
この課題は本発明の場合、加熱フィラメントの製造方法に関して、冒頭に挙げた種類の方法から出発して、熱可塑性プラスチックからなるプラスチック糸が平面構造物の繊維状の結合体中に組み込まれている繊維複合材料からなる平面構造物を準備することにより解決される。
次に、本発明を、実施例および図面を用いて詳細に説明する。ここに詳細に示す。
Claims (15)
- 次の方法工程:
(a)炭素繊維を繊維状の結合体の形で含む平面構造物を準備すること、
(b)前記平面構造物を熱可塑性プラスチックで含浸すること、および
(c)前記含浸された平面構造物を複合材料の形成下で炭化すること
を含む、炭素繊維が炭素からなるマトリックス中に埋め込まれている複合材料からなる、縦軸を有する加熱フィラメントの製造方法において、
熱可塑性プラスチックからなるプラスチック糸(3;23)が、前記平面構造物の前記繊維状の結合体中に組み込まれている繊維複合材料(20)からなる平面構造物を準備することを特徴とする、縦軸を有する加熱フィラメントの製造方法。 - 前記プラスチック糸(3;23)は、前記繊維状の結合体の構造糸を形成することを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記プラスチック糸(3;23)は、加熱フィラメントの縦軸(25)の方向に整列されていることを特徴とする、請求項1または2記載の方法。
- 多数のプラスチック糸(3;23)は、加熱フィラメント(30)の幅にわたり均一に分配されていることを特徴とする、請求項3記載の方法。
- 前記加熱フィラメントは、互いに平行に延びる2つの縦辺を備え、かつ前記プラスチック糸は、主に2つの縦辺の領域内に延びることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 前記繊維複合材料(20)中で、前記プラスチック糸(3;23)と前記炭素繊維(2)とは10〜80度の角度をなすことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 前記繊維複合材料は、編み目を備えた経編構造と、その中に組み込まれた固定糸とを有する経編物として構成され、かつ前記編み目の多数、好ましくは前記編み目の全ての中に、前記プラスチック糸からなる固定糸が備えられていることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 前記繊維複合材料は、組物構造中に組み込まれた固定糸(3)を備えた組物構造を有する組物(1)として構成され、前記固定糸の少なくとも2つ、好ましくは前記固定糸の全てが前記プラスチック糸から形成されていることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
- 前記繊維複合材料は、縦方向に延びる経糸と、前記経糸に対して垂直にまたは他の角度で延びる緯糸とを含む織物構造を有する織物として構成され、かつ前記経糸の多数、好ましくは前記経糸の全ては、前記プラスチック糸から形成されていることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
- 前記繊維複合材料(20)に対する前記炭素繊維(2)の体積割合は、50〜60体積%の範囲にあることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
- 前記炭素繊維(2)は、0.05〜0.09texの範囲の繊度を有し、かつ100〜300g/m2の範囲の面積重量を示す繊維複合材料(20)を準備することを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
- 前記繊維複合材料(20)の前記プラスチック糸(3;23)は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を含むことを特徴とする、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。
- 前記繊維複合材料(20)は、含浸の際に、両側に当てられた熱可塑性プラスチックからなるシートの間にサンドイッチ状に配置されることを特徴とする、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。
- 前記含浸された平面構造物を金型中で加圧下に加熱することにより、前記含浸された平面構造物は圧密化されることを特徴とする、請求項1から13までのいずれか1項記載の方法。
- 請求項1から14までのいずれか1項記載の方法により得られ、炭素繊維が、繊維状の結合体の形で炭素からなるマトリックス中に埋め込まれている、複合材料からなる帯状の加熱フィラメントにおいて、前記繊維状の結合体は、第1の炭素繊維と第2の炭素繊維とからなる糸系を含み、ここで、前記第1の炭素繊維と前記第2の炭素繊維とは45〜135度の範囲の繊維交差角αをなし、かつ前記加熱フィラメントは、900〜1600℃の範囲のフィラメント温度で、少なくとも25Ωmm2/mの比電気抵抗を示すことを特徴とする、帯状の加熱フィラメント。
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