碳纤维制造装置及碳纤维制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106460243A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201580009919.X(74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专(22)申请日2015.03.26利商标事务所11038代理人吴宗颐(30)优先权数据2014-0749002014.03.31JP(51)Int.Cl.2014-0748992014.03.31JPD01F9/32(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2016.08.23(86)PCT国际申请的申请数据PCT/JP2015/0595122015.03.26(87)PCT国际申请的公布数据WO2015/152019JA2015.10.08(71)申请人国立大学法人东京大学地址日本东京(72)发明人图子博昭铃木贵也杉山顺一权利要求书3页说明书15页附图5页(54)发明名称碳纤维制造装置及碳纤维制造方法(57)摘要本发明的课题是提供通过照射微波而加热被碳化纤维的碳纤维制造装置，其是不需要添加电磁波吸收剂等和利用外部加热来预先碳化、且能在常压下碳化的小型的碳纤维制造装置。本发明的碳纤维制造装置(200)包括：筒状炉体(27)，其由一端封闭的圆柱形波导管形成，其是在上述圆柱形波导管的上述一端形成纤维导出口(27b)，并且在上述圆柱形波导管的另一端形成纤维导入口(27a)的筒状炉体(27)；向上述筒状炉体(27)内导入微波的微波振荡器(21)；一端连接上述微波振荡器(21)侧、另一端连接上述筒状炉体(27)的一端的连接波导管(22)。CN106460243ACN106460243A权利要求书1/3页1.碳纤维制造装置，其特征在于，包括：筒状炉体，其由一端封闭的圆柱形波导管形成，其中，在上述圆柱形波导管的上述一端形成有纤维导出口，并且，在上述圆柱形波导管的另一端形成有纤维导入口，微波振荡器，其向上述筒状炉体内导入微波，和连接波导管，其一端连接上述微波振荡器侧，另一端连接上述筒状炉体的一端。2.权利要求1所述的碳纤维制造装置，其中，上述圆筒状炉体内的电磁场分布为TM模。3.权利要求2所述的碳纤维制造装置，其中，连接于上述圆柱形波导管的上述连接波导管内的电磁场分布为TE模，且具有与纤维移动方向平行的电场成分。4.碳纤维制造方法，其特征在于，通过具有与纤维移动方向平行的电场成分的微波加热来进行碳化。5.碳纤维制造方法，其使用权利要求1所述的碳纤维制造装置，其特征在于，包括：纤维供给工序，从上述纤维导入口将碳含量为66～72质量％的中间碳化纤维连续供给到上述圆筒状炉体内，微波照射工序，在非活性气氛下向在上述圆筒状炉体内移动的上述中间碳化纤维照射微波而得到碳纤维，和碳纤维取出工序，从上述纤维导出口连续取出上述碳纤维。6.碳纤维制造装置，其特征在于，包括：至少一端封闭的筒状炉体，向上述筒状炉体内导入微波的微波振荡器，和配设在与上述筒状炉体的轴心平行的轴心上、且纤维从其一端导入且从另一端导出的微波透过性的绝热套。7.权利要求6所述的碳纤维制造装置，其中，上述绝热套的微波透过率在常温下为90％以上。8.权利要求6所述的碳纤维制造装置，其中，上述筒状炉体和上述微波振荡器经由连接波导管连接，所述连接波导管的一端连接于上述微波振荡器侧，另一端连接于上述筒状炉体。9.权利要求6所述的碳纤维制造装置，其中，上述筒状炉体为圆柱形波导管。10.权利要求6所述的碳纤维制造装置，其中，在上述绝热套的上述另一端侧进一步配设加热器。11.碳纤维制造方法，使用权利要求6所述的碳纤维制造装置，其特征在于，包括：纤维供给工序，向上述绝热套内连续供给碳含量为66～72质量％的中间碳化纤维，微波照射工序，在非活性气氛下向在上述绝热套内移动的上述中间碳化纤维照射微波而得到碳纤维，和碳纤维取出工序，从上述绝热套内连续取出上述碳纤维。12.碳纤维制造装置，其特征在于，包括：(1)第1碳化装置，其包括：方管状炉体，其由一端封闭的方形波导管形成，其中，在上述方形波导管的上述一端形成纤维导出口，并且在上述方形波导管的另一端形成纤维导入口，微波振荡器，向上述方管状炉体内导入微波，和2CN106460243A权利要求书2/3页连接波导管，其一端连接上述微波振荡器侧，另一端连接上述方管状炉体的一端；以及(2)由权利要求1所述的碳纤维制造装置构成的第2碳化装置。13.碳纤维制造装置，其特征在于，包括：(1)第1碳化装置，其包括：方管状炉体，其由一端封闭的方形波导管形成，其中，在上述方形波导管的上述一端形成纤维导出口，并且在上述方形波导管的另一端形成纤维导入口，微波振荡器，向上述方管状炉体内导入微波，和连接波导管，其一端连接上述微波振荡器侧，另一端连接上述方管状炉体的一端；