[发明专利]碳化方法及碳纤维的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及前体纤维的碳化方法及碳纤维的制造方法。

背景技术

碳纤维通过烧成由聚丙烯腈系纤维、人造纤维、纤维素系纤维及沥青系纤维等制造的前体纤维而制造。例如，由聚丙烯腈系纤维制造的前体纤维的烧成经由在含有氧的氛围中(耐火化炉内)进行加热的耐火化工序、将经由耐火化工序的纤维(以下，称为“耐火纤维”)在非活性氛围中(碳化炉)加热的碳化工序而进行。此外，上述烧成通过纤维通过(移动)耐火化炉及碳化炉而进行。

在碳化工序中，为了提高机械特性，需要对工序中的纤维作用适当的张力。因此，还具有一种技术，碳化工序中，设置温度不同的两个(以上)炉，使耐火纤维从温度低的炉依次通过(例如，专利文献1)。

碳化工序中的加热利用电加热器等。即，利用电加热器等加热炉内氛围，耐火纤维通过该加热的炉内，由此，间接地加热耐火纤维。在该情况下，需要加热炉内整体，因此，对耐火纤维的加热效率降低(低加热效率)，或者炉内的热从耐火纤维束的外侧向内侧逐渐传递，因此，碳化需要时间(长时间化)。

作为改善使用了这样的电加热器等时的低加热效率及碳化的长时间化的方法，研究了直接加热耐火纤维的方法等。

作为直接加热的方法，例如，有：利用微波的方法(例如，专利文献2、3)、利用等离子的方法(例如，专利文献4)、利用微波和等离子双方的方法(例如，专利文献5)、利用高频电磁波的方法(例如，专利文献6)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利第4838595号

专利文献2：日本国专利第1483314号

专利文献3：日本国专利第1401146号

专利文献4：美国专利第6,372,192号

专利文献5：美国专利第8,679,592号

专利文献6：日本国专利第5191004号

发明内容

发明所要解决的课题

但是，专利文献2～4的技术是将规定长度的耐火纤维以配置于容器等的状态下加热的技术，不能适用于在炉内移动的耐火纤维。

专利文献5的技术，由于在一个波导管内同时产生微波和等离子，因此，难于对波导管内的耐火纤维作用适于纤维状态的张力。专利文献6的技术，由于使高频电磁波如同轴电缆那样与纤维直接结合，因此，在处理体内引起一次放电时，有时不能进行后面稳定的处理。

鉴于上述课题，本发明的目的在于，提供碳化方法及碳纤维的制造方法，可以以高的加热效率实现碳化的时间缩短，同时作用适于碳工序中的纤维状态的张力。

用于解决课题的手段

为了实现所述目的，本发明的一方式涉及的碳化方法，其将移动中的前体纤维碳化，其特征在于，加热纤维的碳化炉在移动方向存在多个，在多个的碳化炉之中的至少一个的碳化炉中，利用等离子加热通过炉内的纤维。

为了实现所述目的，本发明的一方式涉及的碳纤维的制造方法，其包含将移动中的前体纤维碳化的碳化工序，其特征在于，所述碳化工序通过所述碳化方法进行。

发明效果

本发明一方式涉及的碳化方法及碳纤维的制造方法中，利用等离子对通过至少一个的碳化炉内的纤维进行加热。因此，能够以高的加热效率加热纤维。另外，由于具备多个的碳化炉，因此，能够作用适于各碳化炉内的纤维的张力。

附图说明

图1是表示碳纤维的制造工序的概略图；

图2是表示第一碳化工序中的加热状态的概念图，(a)表示第一碳化炉，(b)表示对通过第一碳化炉内的耐火纤维照射的微波的强度分布，(c)表示第一碳化炉内的电场强度调整机构的概略，(d)表示电场强度调整机构的缝隙引起的开口面积比；

图3是表示实施方式2的第二碳化炉的概略图的图；

图4是说明变形例1的第一碳化炉的图，(a)表示第一碳化炉，(b)表示对通过第一碳化炉内的耐火纤维照射的微波的强度分布；

图5是表示变形例2的第一碳化工序中的加热状态的概念图，(a)表示第一碳化炉，(b)表示对通过第一碳化炉内的耐火纤维照射的微波的强度分布，(c)表示第一碳化炉内的电场强度调整机构的概略。

具体实施方式

＜＜概要＞＞

就本发明一方式涉及的碳化工序而言，在将移动中的前体纤维碳化的碳化方法中，加热纤维的碳化炉在移动方向上存在多个，在多个的碳化炉之中的至少一个的碳化炉中，利用等离子加热通过炉内的纤维。