JPH0590005U - 炭素繊維炭素複合材料製焼成用チェーン - Google Patents
炭素繊維炭素複合材料製焼成用チェーンInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温で用いることができ、ハンドリングし易
く、軽量で、高強度、耐熱衝撃性に優れる焼成用チェー
ンを目的とする。 【構成】 複数のチェーン用リンクを相互に密接嵌合さ
せて連結したチェーンにおいて、チェーン用リンクの一
端から垂直に向う方向の第１スリットと、当該第１スリ
ットの入口に第１掛止部とを該チェーン用リンクの一端
に設け、チェーン用リンクの他端から垂直に向う方向の
第２スリットと、当該第２スリットの入口に第２掛止部
とを該チェーン用リンクの反対端に、第１スリット及び
第１掛止部と同じ形状で設け、前記第１及び第２スリッ
トを相互に噛合連結させるようにしたことを特徴とす
る。
く、軽量で、高強度、耐熱衝撃性に優れる焼成用チェー
ンを目的とする。 【構成】 複数のチェーン用リンクを相互に密接嵌合さ
せて連結したチェーンにおいて、チェーン用リンクの一
端から垂直に向う方向の第１スリットと、当該第１スリ
ットの入口に第１掛止部とを該チェーン用リンクの一端
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第２スリットと、当該第２スリットの入口に第２掛止部
とを該チェーン用リンクの反対端に、第１スリット及び
第１掛止部と同じ形状で設け、前記第１及び第２スリッ
トを相互に噛合連結させるようにしたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
本考案は炭素繊維炭素複合材料（以下Ｃ／Ｃコンポジットと称す）を用いる焼 成用チェーンに関するものであり、好適には1000℃〜3000℃の高温焼成用のＣ／ Ｃコンポジット製チェーンに関するもので、例えば、高温焼成する物体の移動、 ずれ等の防止として巻き付けたり、焼成炉の出し入れ時に掛けて利用することが できるものである。
【０００２】
従来、1000〜2000℃の高温で焼成するためのチェーンとしては、SBC31, SBC50 , SBC70 等の炭素鋼等の各種金属類、セラミックス、炭素繊維等の材料で製造さ れたものが知られている。
【０００３】 しかしながら、高温焼成用に使用するチェーンをSBC31, SBC50, SBC70 等の炭 素鋼等の各種金属類で製造すると、重量が大きくなるばかりでなく、焼成の際に 昇温、降温を繰り返すことにより形状が変形し、取扱いが困難となり、ロボット による作業ができなくなる。
【０００４】 SBC31, SBC50, SBC70 等の炭素鋼等の金属類より製造されるチェーンは、まず 熱間圧延丸鋼を製造し、該丸鋼をチェーン用リンク状に屈曲する。次いで、接合 部分の両端を電極ではさみ、電流を流しながら約1000〜1200℃に加熱して相互の 接合端をフラッシュバット溶接し、該接合端を接合させてチェーン用リンクを製 造する。得られたチェーン用リンクを連結する手段としては、フラッシュバット 溶接の前に次のチェーン用リンク用丸鋼を、該溶接を行なうチェーン用リンクに 通して、順次連結製造するか、又は該溶接後に得られたチェーン用リンクに該丸 鋼を通して、順次連結する手段が知られている。
【０００５】 従って、当該金属類は、使用可能温度が約1200℃程度であり、温度変化による 変形が大きいため、それ以上の温度で使用すると、金属が溶融し始め、焼成に用 いるのは困難であった。 また、長期間使用していると表面が錆てくるという問題もある。
【０００６】 また、セラミックス材料は、焼成の際の使用可能温度は材料によって異なるが 高価で、熱衝撃に弱く、脆いので、作業中に落としたり、ぶつけたりしたときに 、ひびが入ったり割れたり、破壊しやすく、作業性に問題がある。
【０００７】 また、炭素繊維としては、石油ピッチ若しくはコールタールピッチを原料とし 、紡糸用ピッチの調整、溶融紡糸、不融化及び炭素化、必要に応じて黒鉛化して 得られるピッチ系炭素繊維並びにアクリロニトリル（共）重合体繊維を耐炎化及 び炭素化、必要に応じて黒鉛化して得られるＰＡＮ系炭素繊維が知られている。 炭素繊維束を組紐状等にしてチェーンとして用いているものが知られている。
【０００８】 しかしながら、このような炭素繊維製チェーンは、経時変化するため長時間仕 用できず、更に炭素繊維が表面に露出しているので、ハンドリンクの際の該繊維 を傷め易く、また毛羽を発生し易く、従って、チェーンの有する強度等の機械的 物性を低下させてしまうという問題もある。
【０００９】
本考案の課題は、高強度、高弾性率、軽量である特徴を有するＣ／Ｃコンポジ ットを用いて、ハンドリンクし易く、軽量で、高温で用いることができる、しか も温度変化に対する変形のない安価な高温焼成用チェーンを提供することである 。
【００１０】
本考案者らは、上記従来の問題点を解決すべく高強度、高弾性率、軽量等の特 徴を有するＣ／Ｃコンポジットに着目して鋭意研究の結果、従来の材料では製造 できないハンドリンクし易く、軽量で、高温で用いることができる、しかも温度 変化に対する変形のない安価なチェーンを得ることを知見し、その構造上の特徴 は、チェーンを構成するリンク相互の接合を嵌合孔と掛止部の掛合により可能に したことである。
【００１１】 即ち、本考案のＣ／Ｃコンポジット製焼成用チェーンは、複数のチェーン用リ ンクを相互に密接嵌合させて連結したもので、チェーン用リンクの一端から垂直 に向う方向の第１スリットと、当該第１スリットの入口に第１掛止部とを該チェ ーン用リンクの一端に設け、チェーン用リンクの他端から垂直に向う方向の第２ スリットと、当該第２スリットの入口に第２掛止部とを該チェーン用リンクの反 対端に、第１スリット及び第１掛止部と同じ形状で設け、前記第１及び第２スリ ットを相互に噛合、連結させるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
次に図１〜図５を参照して本考案のＣ／Ｃコンポジット製焼成用チェーンの一 実施例を詳述する。
【００１３】 図１において、チェーン１は、５個のチェーン用リンク２を相互に噛合わせた 構成になっている。
【００１４】 チェーン用リンク２は図２に示すように、その両端近くにチェーン用リンク２ の厚さより若干広い幅ａを有するスリット2aを形成する。該スリット2aの入口部 には溝幅ｂがチェーン用リンク２の厚さより若干狭い幅となるようにした掛止部 2bを設ける。チェーン用リンク２のスリット2aを設けた側の反対側には、同じ形 状のスリット2a′を設ける。噛合させる他のチェーン用リンクの板厚より若干広 い幅としたチェーン用リンク２の有効長ｃが、チェーン用リンク２のスリット2a の最深部から反対側のスリット2a′の底部までの距離ｄより若干長くなるように する。
【００１５】 また、チェーン用リンクの組立てに際しては、図３に示すように、図２に示す チェーン用リンク２と同様な形状のチェーン用リンクを90°回転させた状態のも の２′のスリット2a′に、チェーン用リンク２のスリット2aを噛合させる。この 際スリット2aの入口の掛止部2cを設けた部分をチェーン用リンク２，２′の弾性 に抗して押し広げて嵌合させると、チェーン用リンク２の掛止部2bがチェーン用 リンク２′の掛止部2b′と合致した位置で、スリット2a, 2a′によってもたらさ れた弾性により弾性復帰し、相互に噛合して連結される。 このようにして必要な数のリンクを順次嵌合、連結して所望の長さの鎖状のチ ェーン１を構成する。
【００１６】 本考案の焼成用チェーンに用いるＣ／Ｃコンポジットには、含浸法、ＣＶＤ法 等の従来の方法により製造したＣ／Ｃコンポジットの他、好ましくは、プリフォ ームドヤーン法によるＣ／Ｃコンポジットを用いることができる。
【００１７】 Ｃ／Ｃコンポジットは、軽量で、強度、弾性率が大きく、熱衝撃に強く、温度 変化を繰り返しても変形しないなどの利点から高温焼成用のマッフル、治具、ボ ックス、トレーなどに効果的である。
【００１８】 ＣＶＤ法により得られＣ／Ｃコンポジットは、炭素繊維を予め簡単に成形し、 炉に入れて高温下で加熱し、次いで炭化水素系ガスを炉内に通して分解炭化させ 、炭素を表面に沈着固化させるものである。
【００１９】 他に、本考案に用いるＣ／Ｃコンポジットを得る方法として、炭素繊維の束、 織布、不織布などを、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂により所 望の形状に成形した後、不活性ガス雰囲気で熱処理を行って樹脂を炭化させる方 法もある。
【００２０】 また炭素繊維で強化した樹脂成形体を焼成炭化し、更に樹脂が炭化する際に分 解物が抜けてできた気孔に樹脂を含浸して炭化する操作を繰り返すことにより、 本考案に用いるＣ／Ｃコンポジットを得る方法もある。
【００２１】 本考案に使用するＣ／Ｃコンポジットに用いる炭素繊維としては、石油ピッチ 若しくはコールタールピッチを原料とし、紡糸用ピッチの調整、溶融紡糸、不融 化及び炭素化して得られるピッチ系炭素繊維並びにアクリロニトリル（共）重合 体繊維を耐炎化及び炭素化して得られるＰＡＮ系炭素繊維の何れのものでもよい 。
【００２２】 プリフォームドヤーン法により得られるＣ／Ｃコンポジットが特に好ましく、 当該プリフォームドヤーンは本件出願人による特願昭61−182483号に記載された 方法により製造するものである。
【００２３】 プリフォームドヤーンにおいては、炭素繊維束の周囲に熱可塑性樹脂からなる 柔軟な被覆（即ちスリーブ）が設けられている。
【００２４】 プリフォームドヤーンで用いる炭素繊維束は、フィラメントのデニール数が約 0.05〜約600 の範囲内で、フィラメント数が約50〜300000のもの、特にフィラメ ントのデニール数が約0.25〜約16で、フィラメント数が約100 〜約48000 のもの が好ましく、該スリーブの肉厚は一般的には、均一なスリーブ形成及びプリフォ ームドヤーンの柔軟性のため約５〜約1000μm とするのが良く、特に約10〜約30 0 μm とするのが好ましい。
【００２５】 従って、プリフォームドヤーンとしては、炭素繊維束に含有される最終的にマ トリックスとなる粉末状のピッチ、コークス類の粉末類も含めて、直径約0.1 〜 約10mmの範囲のものが適切であり、約0.5 〜約５mmのものが好ましい。前記繊維 束の周囲に上記スリーブを設けることによって、プリフォームドヤーンの補強用 繊維含有量は、補強効果及び高品質で均一な成形品を得るため約５〜約70容量％ の範囲で任意に選択される。
【００２６】 プリフォームドヤーンにおいて、柔軟なスリーブ形成材として用いる熱可塑性 樹脂は、後加工における成形温度で完全に溶解する樹脂であり、例えばポリアミ ド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフッ化 ビニリデン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテ ルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等のポ リマーが挙げられる。更に具体的にはポリアミドとしては、ナイロン66、ナイロ ン12、ナイロン6/66/12 ターポリマーのようなホモ又はコポリマーが用いられる 。またポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ フタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリオキシエトキシベンゾ エート、全芳香族ポリエステル等のホモポリマー又はこれらコポリマーが用いら れる。
【００２７】 次いで得られた炭素繊維束を熱可塑性樹脂で被覆してなる比較的太い柔軟性プ リフォームドヤーンと、比較的細い熱可塑性樹脂繊維糸又は比較的細い炭素繊維 束を、その何れか一方を経糸とし、他方を緯糸として製織して一方向プリフォー ムどシートを製造する。
【００２８】 当該プリフォームドシートは、本件出願人による特願昭63−231791号公報に開 示されている。 当該プリフォームドシートの経糸若しくは緯糸として用いられる熱可塑性樹脂 繊維糸は、後加工における成形温度で完全に溶融する樹脂繊維糸であり、例えば ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ リフッ化ビニリデン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポ リエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイ ド等のポリマーの繊維が挙げられる。更に具体的には、ポリアミド繊維としては 、ナイロン66、ナイロン６、ナイロン12、ナイロン6/66/12 ターポリマーのよう なホモ又はコポリマーから得られる繊維が用いられ、またポリエステル繊維とし ては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレ ン−２，６−ナフタレート、ポリオキシエトキシベンゾエート、全芳香族ポリエ ステル等のホモポリマー又はこれらのコポリマーから得られる繊維が用いられ、 この熱可塑性樹脂繊維糸としてはできるだけ細い糸を使用するのが良く、前記プ リフォームドヤーンに対して、直径が1/5 以下のものを使用するのが、プリフォ ームドヤーンの直線性を保持して通常織物にしたことによる後加工時の強度低下 を殆どなくすため好ましい。
【００２９】 更に、プリフォームドヤーンと熱可塑性樹脂繊維との交織割合は、プリフォー ムドヤーン中の補強用繊維と熱可塑性樹脂との割合によって変わり、また成形後 の複合材料の用途によっても変わるが、通常プリフォームドシート全体での補強 用繊維の割合が約３〜約70容量％程度になるようにするのが好ましい。
【００３０】 このようにして得られたシートを最終製品である焼成用チェーンの板厚に必要 な枚数だけ重ね、これをホットプレスで約300 〜約900 ℃の温度、常圧〜300kg/ cm2 の圧力を加えて成型する。 温度が300 ℃以下だとマトリックスの炭化が十分に行なわず、また成形品が十 分に作製されないため好ましくない。 300kg/cm2 以上の圧力だと成型品の形がくずれることもあり、装置的にも大規 模なものが必要となり好ましいない。 特に、300 ℃以上、好ましくは500 ℃以上でホットプレス処理をおこなった際 には成形体中に揮発分が殆ど残存せず、従って、次いで、黒鉛化処理してもガス の発生がないため、気孔が殆どなく、再含浸処理、炭化処理、黒鉛化処理を繰り 返すことなしに、充分な機械的強度を有する複合材料を得ることができる。
【００３１】 次いで、ホットプレス法により得られた成型品を約700 〜約1200℃の温度で炭 化、次いで約1500℃〜約3000℃の温度で黒鉛化してＣ／Ｃコンポジットを得る。
【００３２】 更に、Ｃ／Ｃコンポジットの他に、酸化防止、浸炭防止、表面の平滑化のため 、Ｃ／Ｃコンポジット基材の表面に各種のコーティングを施しものも使用するこ とができる。
【００３３】 該コーティングには、SiC, TiC, ZrC, WC, TiN, ZrN, AlN, BN, Si3N4, Al2O3 , TiO2, Cr2O3, SiO2 等のセラミックス類、Cr, Zr, Ti, Si, B 等の金属類、ガ ラス類、グラッシーカーボン等を用いることができる。
【００３４】 またコーティングする方法としてはＣＶＤ法、ＰＶＤ法、イオンプレーティン グ、スパッタリンク、溶射、水性ガラスコーティング、レーザー蒸着法、プラズ マ溶射、メッキライニング、塗装等の従来の方法を用いることができ、コーティ ングは、最終製品であるボックスに組み立てる前にＣ／Ｃコンポジット基材に施 しても、又、チェーンに連結した後に施してもよい。
【００３５】 次に図４を参照して、チェーン用リンク２の他の実施例を説明する。図３に示 した実施例では孔2cは設けられていなかったが、この図５に示した実施例ではチ ェーン用リンクの中央に、チェーン用リンク２の板厚より若干広い幅としたスリ ット2aの有効長ｃが、チェーン用リンク２のスリット2aの最深部から孔2cの端部 までの距離ｄより若干長くなるようにする。当該孔2cによりチェーン用リンクの 一層の軽量化が図れるようになる。
【００３６】 また、図５は、チェーン用リンク２の他の実施例を示す。この図５に示す例で はチェーン用リンク２を楕円板状にしたものである。
【００３７】 このように、チェーン用リンクは、楕円板状の他適宜必要に応じた形状のチェ ーン用リンクを用いることができる。
【００３８】 チェーン用リンク相互を噛合させるとき、スリットの奥の部分に応力が集中す るがその応力の最大値はたわみ（δ）、弾性率（Ｅ）、スリットの位置（Ｈ）と 長さ（Ｌ）によって決まる。従って、固定部の最大応力が許容応力以下となるよ うに設計する必要がある。
【００３９】 以下に図１〜図５に示す実施例のＣ／Ｃコンポジット製チェーン用リンクにお ける強度及び当該リンクを用いて製造したチェーンの重量の試験の結果を示す。 試験例１ プリフォームドヤーン法により製造した板厚10mmのＣ／Ｃコンポジット（商品 名エクセルシーＡＣ200 、（株）アクロス製）を用いて外形220 ×21×10mmのチ ェーンを製造した。 該Ｃ／Ｃコンポジットの曲げ強度σは15kgf/mm2 、曲げ弾性率Ｅは4000kgf/mm 2 であり、掛止部を設けるチェーン板のたわみ（掛止部の高さ）δを0.5mm 、割 ピン高さＨを５mm、スリットの幅ａを11mm、掛止部の幅を９mmとした。許容応力 σn を破断応力の1/2 とすると7.5kgf/mm2となった。 従って掛止部の受け長Ｌは45mm以上であればよく、50mmとすると、掛止部の耐 え得る最大荷重Ｐは５kgとなった。 このチェーン用リンクを22個連結すると約５m の焼成用チェーンが製造でき、 その重量は約1.7kg であった。
【００４０】
上述のように本考案において得られたＣ／Ｃコンポジットから成る焼成用チェ ーンは、ハンドリンクし易く、軽量で、高強度、高弾性率を有し、温度変化に対 する変形がないという効果が得られる。 また、特に高温で用いることが可能で、強度保持、耐熱衝撃性に優れ、コスト の低減を図れるという効果もある。
【図１】本考案の１実施例の炭素繊維炭素複合材料製焼
成用チェーンを示す正面図である。
成用チェーンを示す正面図である。
【図２】１実施例のチェーン用リンクを示す平面図であ
る。
る。
【図３】チェーン用リンク相互の嵌合状態を示す正面図
である。
である。
【図４】他の実施例のチェーン用リンクを示す平面図で
ある。
ある。
【図５】他の実施例のチェーン用リンクを示す平面図で
ある。
ある。
１ チェーン ２，２′ チェーン用リンク 2a, 2a′ スリット 2b, 2b′ 係止部 2c 孔
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のチェーン用リンクを相互に密接嵌
合させて連結したチェーンにおいて、チェーン用リンク
の一端から垂直に向う方向の第１スリットと、当該第１
スリットの入口に第１掛止部とを該チェーン用リンクの
一端に設け、チェーン用リンクの他端から垂直に向う方
向の第２スリットと、当該第２スリットの入口に第２掛
止部とを該チェーン用リンクの反対端に、第１スリット
及び第１掛止部と同じ形状で設け、前記第１及び第２ス
リットを相互に噛合、連結させるようにしたことを特徴
とする炭素繊維炭素複合材料製焼成用チェーン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992032258U JP2600122Y2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 炭素繊維炭素複合材料製焼成用チェーン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992032258U JP2600122Y2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 炭素繊維炭素複合材料製焼成用チェーン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590005U true JPH0590005U (ja) | 1993-12-07 |
| JP2600122Y2 JP2600122Y2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=12353990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992032258U Expired - Lifetime JP2600122Y2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 炭素繊維炭素複合材料製焼成用チェーン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600122Y2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60501503A (ja) * | 1983-06-08 | 1985-09-12 | イ−・アイ・デユポン・ド・ネモア−ス・アンド・コンパニ− | 置換ベンゾペンタチエピン、その製造方法および中間体 |
| JPS6348047U (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-01 | ||
| JPS6421246A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-24 | Nippon Carbon Co Ltd | Heat-resisting chain |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP1992032258U patent/JP2600122Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60501503A (ja) * | 1983-06-08 | 1985-09-12 | イ−・アイ・デユポン・ド・ネモア−ス・アンド・コンパニ− | 置換ベンゾペンタチエピン、その製造方法および中間体 |
| JPS6348047U (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-01 | ||
| JPS6421246A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-24 | Nippon Carbon Co Ltd | Heat-resisting chain |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2600122Y2 (ja) | 1999-10-04 |
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