JPH0563433B2 - - Google Patents

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JPH0563433B2
JPH0563433B2 JP2009910A JP991090A JPH0563433B2 JP H0563433 B2 JPH0563433 B2 JP H0563433B2 JP 2009910 A JP2009910 A JP 2009910A JP 991090 A JP991090 A JP 991090A JP H0563433 B2 JPH0563433 B2 JP H0563433B2
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carbon
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JP2009910A
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JPH03215361A (ja
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Susumu Takahashi
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Kanto Yakin Kogyo Co Ltd
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Kanto Yakin Kogyo Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • C04B35/83—Carbon fibres in a carbon matrix
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C31/00—Handling, e.g. feeding of the material to be shaped, storage of plastics material before moulding; Automation, i.e. automated handling lines in plastics processing plants, e.g. using manipulators or robots
    • B29C31/002—Handling tubes, e.g. transferring between shaping stations, loading on mandrels
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C69/00—Combinations of shaping techniques not provided for in a single one of main groups B29C39/00 - B29C67/00, e.g. associations of moulding and joining techniques; Apparatus therefore
    • B29C69/001—Combinations of shaping techniques not provided for in a single one of main groups B29C39/00 - B29C67/00, e.g. associations of moulding and joining techniques; Apparatus therefore a shaping technique combined with cutting, e.g. in parts or slices combined with rearranging and joining the cut parts
    • B29C69/002—Winding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D24/00—Producing articles with hollow walls
    • B29D24/002—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled
    • B29D24/004—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled the structure having vertical or oblique ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/60—Multitubular or multicompartmented articles, e.g. honeycomb
    • B29L2031/601—Multi-tubular articles, i.e. composed of a plurality of tubes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、高温下で使用される構造材、例えば
雰囲気高温加熱炉内で用いられる断熱材の保持用
あるいは処理物設置台又はレール等をなす構造材
の製造方法に関するものである。
特に、この発明ではアルミナ等の既知の耐火材
の耐熱温度を超える炉内用等の構造材を炭素繊維
強化炭素で作る方法にかかるものである。
(ロ) 背景技術 1800℃を超える高温の熱処理炉は、その発熱
体、耐火材、断熱材、処理物保持具などが高耐熱
材で構成されている。特に、2000〜3000℃もの高
温の熱処理炉の炉内構造材としては、金属やセラ
ミツク等で使用できるものは少なく、一般に炭素
系材料が使われている。
例えば、高温炉の発熱体は黒鉛質の板又は丸棒
などで作られ、構造材にも黒鉛質の板材が多く用
いられ、断熱材には炭素又は黒鉛の粒、粉、繊維
などが用いられて来た。
特に、構造材には圧倒的に多く黒鉛焼結材が使
用されて来たが、黒鉛質のものよりもはるかに強
度が高い炭素繊維強化炭素が開発されると、これ
が黒鉛質のものに代つて多く用いられるようにな
つて来た。
ところが、炭素繊維又は炭素織物で所望の形状
の構造材、例えばＨ型、Ｔ型などの構造材を作る
のは容易でなく、非常に困難である。
炭素繊維や炭素織物などに接着材を塗布し所望
の型で焼成するとき、型に強く圧力をかけて焼成
しないと強度の高い構造材は得られない。このた
めには加熱炉中に型を加圧しながら挿入する必要
があり、これは操業を非常に困難なものにすると
共に、炉の構造を複雑なものとする。特に、長尺
の構造物を得たいときには、加圧下の焼成は更に
難しいものとなり、炉の設備は更に複雑で高価な
ものとなる。
(ハ) 発明の開示 高温下でも強度が低下しない炭素質のものが高
温下で使われる構造材には適しており、上述した
通り炭素繊維強化炭素材が黒鉛焼結材にとつて代
つて使われつつあるが、その製作時に所望の形状
の長尺な構造材を作るのは容易でない。
従つて、本発明は、長尺な炭素繊維強化炭素の
構造材を容易かつ安価に製造する方法を提供する
ものである。
本発明の方法においては、まず巻き型の周囲に
炭素繊維を巻回し、これに接着剤を含浸させ、更
にこの周囲をアラミド繊維のような温度線膨張係
数が負の繊維で巻回して強く締付ける。次に、こ
れを昇温して接着剤を炭化させて固化させると、
金型等で周囲より加圧したものと同等の炭素繊維
強化炭素成形体が得られる。
そこで、この発明の方法では、このようにして
得た炭素繊維強化炭素成形体の複数本を互いに接
着し、管体の長手方向に沿つて切断して、Ｈ型や
Ｔ型等の型材を製作するものである。
以下、更にこの発明の実施例を図面を参照して
説明する。
(ニ) 実施例 第１図に示すように、一辺が30mmの正四角形角
柱型１の周囲に径約7μｍの高強度炭素繊維２を
図示されるように角柱型の長平方向軸に対して約
30〜40℃に傾斜するように、しかも該繊維が互い
に交叉して交点３を作るようにして繊維の厚さが
約３mmとなるまで巻回した。
これに熱硬化性のフエノール樹脂を含浸させ、
更に炭素繊維の周囲をアルミド繊維束４で強く巻
回した。
このようにして得た角管型の高強度炭素繊維体
の複数本（この実施例で３個）をその長手方向の
一側が互いに隣接する他の一側と接するようにし
て並べ、その周囲をアラミド繊維束で強く巻回し
た。
これを窒素雰囲気の加熱炉中で１時間当り100
℃の昇温速度で600℃まで昇温して固化した。
離型後に再び窒素雰囲気中で加熱して、100℃
で炭素化処理した。用途によつては、2800℃での
黒鉛化処理をしてもよい。
成形体の周囲に巻回したアラミド繊維４は400
℃で長さが２％収縮する温度線膨張係数が負の繊
維なので、成形体は強く締めつけられ、強固な構
造物が得られた。なお、2500℃以上に加熱する時
には、雰囲気をアルゴンガスとした。
次に、第２図の点線５に沿つて成形体の長手方
向に該成形体をダイヤモンドカツタで切断した。
これにより、ハツチング６で示されるものと示さ
れないものの２組の断面Ｈ型構造材とＵ型構造材
７が製作された。
従つて、切断方法によつては、断面Ｔ型のもの
や更に他の断面形状のものも容易に得られること
になる。
この構造材の平均的な強度は、引張り強度で20
〜25Kg／mm2であり、曲げ強度で25〜30Kg／mm2であ
つた。
(ホ) 発明の効果 以上説明したように、この発明の方法によれば
特別の型による加熱設備が不要となり、従つて作
業も容易であり、長尺の種々の型の高温用構造材
が連続的に経済的な製造コストで製造することが
できる卓越した効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法に用いられる管体の単体の
作り方の説明的な斜視図、第２図は第１図の管体
の複数を複合し、その後に切断して所望の型構造
体とする製造方法を示す説明的な斜視図である。 符号説明、１……巻き型、２……酸素繊維、３
……炭素繊維の交点、４……アラミド繊維、５…
…切断線、６……Ｈ型構造材、７……Ｕ型構造
材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 多数の炭素繊維を互いに交叉するように管状
    に巻回し、これに炭素系接着剤を含浸して得られ
    た管状成形体の複数本を長手方向の側面にて互い
    に接するように並列させて複合体を作り、その後
    にこれを長手方向で切断することによりＨ型、Ｕ
    型、Ｔ型等の所定の型の炭素繊維強化炭素構造材
    を製造する方法。
JP2009910A 1990-01-19 1990-01-19 炭素繊維強化炭素による構造材の製造法 Granted JPH03215361A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009910A JPH03215361A (ja) 1990-01-19 1990-01-19 炭素繊維強化炭素による構造材の製造法
US07/640,877 US5112422A (en) 1990-01-19 1991-01-14 Method of manufacturing carbon fibre-reinforced carbon elongated structural components

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JP2009910A JPH03215361A (ja) 1990-01-19 1990-01-19 炭素繊維強化炭素による構造材の製造法

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JPH03215361A JPH03215361A (ja) 1991-09-20
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US5112422A (en) 1992-05-12
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