JPH0536522B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、炭素繊維織物、不織布などを成形し
てなる炭素繊維成形体の電気抵抗、引張り強度、
引張り弾性率などの電気的、物理的な特性を調整
するために、炭素繊維成形体を高温下で焼成する
ときの方法に関するものである。

かかる炭素繊維成形体は電気部品、活性炭素製
品、高温用構造材などに用いられるものである。

この発明の方法によつて処理される炭素繊維成
形体をなす織物、不織布などの原料である炭素繊
維は、製造時の条件によつて引張り強度、引張り
弾性率、電気抵抗などの特性が異なる。

従つて、炭素繊維成形体に要求される特定の特
性を得るために、かかる特性が得られる温度と昇
温、保持時間を定め、この条件下で炭素繊維成形
体を不活性雰囲気中で焼成することが行なわれて
いる。

加熱温度は一般的にいつて、炭素繊維成形体を
炭素質とする場合は約1800℃で、黒鉛質とする場
合は約2000〜3000℃である。また、この時の加熱
雰囲気は、炭素繊維の酸化を防止するために不活
性ガス（窒素、アルゴン、ヘリウムガス等）雰囲
気である。

(ロ) 従来技術 上記した焼成のために用いられている従来方法
は、真空パージ室付きトレープツシヤー搬送方式
の焼成炉によつて行なわれて来た。

かかる従来の方法を示すために、第２図により
真空パージ室付きトレープツシヤー搬送方式の焼
成炉の一例を示す。

処理品（炭素繊維成形体）を不活性ガス雰囲気
の炉中に送入する時、処理品に含浸している酸
素、水蒸気をあらかじめ除去する必要がある。
2000℃以上で加熱する時には、窒素をも排除する
必要があることもある。

このために、第２図に図示する焼成炉の入口と
出口には真空パージ室９が設けられ、黒鉛トレー
上に載せられた成形品８をプツシヤー１５で該真
空パージ室９に送り、真空扉１１を閉じ、真空ポ
ンプ１０でパージ室９を排気した後で不活性ガス
（窒素）を導管７′から入れて満たす。

予熱室２ならびに加熱室３は設定された温度に
保持され、これらの室中には不活性ガス（窒素）
が導管７′から送入される。そこで、真空扉１２
を開けて、処理品８を予熱室２に送入する。

以後同様に、処理品８は順次に加熱（焼成）室
３、冷却室４を経て、出口パージ室９に達する
と、引出し機１０で焼成品として炉から引出され
る。

第２図中で７は不活性ガス（アルゴン）送入の
ための別の導管であり、１３，１４は１１と１２
と同様な別の真空扉である。

(ハ) 問題点とその解決手段 このように、従来の焼成方法では、処理品は間
欠的に真空パージ室に送られ、比較的大容量の真
空パージ室をその都度真空にしなければならない
不都合があつた。

また、処理品はトレーに載せられて搬送され、
この種のトレーのほとんどは最高約3000℃までの
高温に耐え得るように黒鉛で作られている。

トレーをなす黒鉛はそれが運ぶ炭素繊維成形品
に比較して重く、しかもそれが炉中へ押込まれ炉
中から引出されるために相当な厚さとかさ（嵩）
を必要とする。重量で比べてみると、トレーの重
量はそれが運ぶ炭素繊維成形品の数倍ないし数十
倍にもなり、このような比で炉の加熱エネルギー
がトレーの加熱に無駄に使われてしまうことにな
り、炉の有効加熱率が著しく低いものとなる。

また、トレーに吸着している分の酸素や水蒸気
も真空パージしなければならない無駄がある。

ところで、この発明の方法では、処理品である
炭素繊維成形体を加熱炉の系外でポリエチレン、
ナイロン等の樹脂室の袋中に入れてあらかじめ真
空パツクした後で炉中に送入するものである。

このため、第２図に図示される如き従来の焼成
炉における入口と出口の真空パージ室９と真空ポ
ンプ１０と雰囲気ガスの導管７′は不必要であり、
また真空扉１１，１２，１３，１４も不要とな
り、それらの操作のための手間とエネルギーも不
要となる。

また、この発明の方法では、真空パツクされた
処理品はトレーに載せて移動させる必要がなく、
炉中をエンドレスに移動するメツシユベルト上に
載つて連続的に移送することができる。

このために、この発明の方法ではトレーは不必
要になり、またトレーによつて奪われてきたエネ
ルギーを節約することができる。

この発明の方法において、処理品を真空パツク
するために用いられるポリエチレンやナイロン質
等の樹脂製の袋は、炉中で加熱昇温によつて昇華
又は焼失して処理品から除去される。これは雰囲
気中に残る酸素や水蒸気と反応して、炉中雰囲気
をより低酸素雰囲気とする副次的な効果をも有す
る。

(ニ) 実施例 以下、この発明の高温焼成法を第１図を参照し
て説明する。

第１図に示される焼成炉は、この発明方法を達
成するために好適な一例であり、第２図を参照し
て上述した従来の焼成炉と同様な部材に同一の符
号が付されている。

直径8μm、引張り強さ70Kg／mm²の炭素繊維のフ
エルト条不織布を成形体（厚さ約30mm、幅300mm、
長さ300mmで重量81ｇ）に成形した。

この炭素繊維成形体に高温炉用ライナーとして
の使用目的に適する特性を与えるために、以下の
通りに高温焼成した。

この炭素繊維成形体８をポリエチレンの薄膜で
真空ポンプ１０を備えた真空パツク機５により炉
の系外で圧力１トールで真空パツクした。

このようにして真空下でポリエチレンの薄膜で
パツクされた炭素繊維成形体１８の厚さは約８mm
になつた。

第１図の高温焼成炉は、高温に耐えるために炭
素繊維強化炭素でつくられたメツシユベルトコン
ベア６を備えている。また、この炉は発熱体に黒
鉛棒を用い、断熱材に高温部では炭素質多孔体と
フエルトを用い、低温部ではセラミツク質フエル
トを用いてある。

予熱室２の温度を700℃、加熱室３の温度を中
間温度部では1200℃に、また最高温度部では2500
℃とし、雰囲気ガスには導管７′と７からそれぞ
れ送られる窒素ガスとアルゴンガスを用い、焼成
加熱室３中の酸素濃度を1ppm以下とした。第１
図中で、１は外気遮断室である。

そこで、真空パツクされた成形体１８をコンベ
アベルト６に載せて炉中に送入し、2500℃で１時
間保持し、冷却室４で冷却後に炉より取り出し
た。

この焼成品は、電気抵抗率が0.3Ωcm、熱伝導
率0.6Kcal／mh℃、密度0.06ｇ／cm³、圧縮強度
（10％変形）20ｇ／cm²であつて、上記した目的の
使用に適する特性に調整された。

(ホ) 発明の効果 第１図を参照して説明した上記の実施例と、従
来方法を示す第２図を比較して分る通り、本発明
の方法においては従来方法に必須な高価な真空扉
４面を含む真空パージ室が不必要となる利点があ
る。

また、従来方法においてトレーのような重量物
によつて無駄に奪われてきた加熱熱量が節減さ
れ、更にまた成形体の形状を固定するために接着
剤が炭素繊維のバインダーとして用いられている
場合などには、成形体がそれぞれ個別にパツクさ
れているため、手指等にべたつかず、取扱いが誠
に容易となる等々の効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するために好適な
高温焼成炉の説明的側面図であり、第２図は従来
方法に用いられてきた高温焼成炉の同様な側面図
である。 符号説明、１…外気遮断室、２…予熱室、３…
加熱室、４…冷却室、５…真空パツク機、６…コ
ンベアベルト、７…アルゴンガス入口、７′…窒
素ガス導管、８…処理品、９…真空パージ室、１
０…真空ポンプ、１１，１２，１３，１４…真空
扉、１５…トレープツシヤー、１６…トレー引出
し機、１８…処理品パツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭素繊維の織物、不織布などよりなる炭素繊
   維成形体を高温焼成処理する方法において、該炭
   素繊維成形体を予め樹脂質の袋に入れて真空パツ
   クした後、不活性ガス雰囲気炉中に入れて移動さ
   せて加熱、冷却し、該炭素繊維成形体を炭素質又
   は黒鉛質とすることを特徴とする炭素繊維成形体
   の高温焼成法。 ２ 前記炭素繊維成形体を炭素繊維強化炭素から
   なるメツシユベルトコンベアーで炉中を移動させ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   炭素繊維成形体の高温焼成法。