JP2013231244A - Apparatus for producing carbon fiber - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for producing a carbon fiber, which can uniformly heat-treat a precursor of the carbon fiber with high energy efficiency by using a microwave, and also can prevent the precursor from being cut due to arc discharge.SOLUTION: The apparatus for producing the carbon fiber heat-treats the precursor of the carbon fiber, and comprises: a cylindrical outer wall part; a microwave source that is provided at the outer wall part and irradiates an inner part of the outer wall part with a microwave; a cylindrical absorption/transmission member that is provided at the inner part of the outer wall part, absorbs at least one part of the microwave irradiated from the microwave source to generate heat, and also transmits at least one part of a microwave irradiated from a magnetron to an inner part thereof; and a travel mechanism that makes the precursor of the carbon fiber travel in the inner part of the absorption/transmission member from one end part to another end part of the absorption/transmission member.

Description

本発明は炭素繊維の製造装置に係り、特に、マイクロ波を用いて炭素繊維の前駆体（プリカーサ）を加熱処理する炭素繊維の製造装置に関する。   The present invention relates to a carbon fiber manufacturing apparatus, and more particularly to a carbon fiber manufacturing apparatus that heats a carbon fiber precursor (precursor) using a microwave.

従来より、炭素繊維の製造には、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）糸又はピッチ（ＰＩＴＣＨ）糸を加熱する工程が含まれる。例えば、ＰＡＮ糸を用いた炭素繊維の製造方法には、ＰＡＮ糸を酸化性雰囲気中で２００〜３００℃で熱処理を行う不燃化工程によって安定化ＰＡＮ糸を形成する工程と、不燃化工程を経た安定化ＰＡＮ糸を不活性ガス中で１０００℃以上で熱処理を行う炭化工程が含まれる。炭化工程では、一定の張力が加えられた安定化ＰＡＮ糸が一定温度で加熱され、黒鉛構造とアモルファス構造が適度に混在する微細構造が形成されることにより、高強度、高弾性の炭素繊維が製造される。   Conventionally, the production of carbon fibers includes the step of heating polyacrylonitrile (PAN) yarns or pitch (PITCH) yarns. For example, in the carbon fiber manufacturing method using PAN yarn, the PAN yarn is subjected to a process of forming a stabilized PAN yarn by an incombustible process in which heat treatment is performed at 200 to 300 ° C. in an oxidizing atmosphere, and an incombustible process is performed. A carbonization step is included in which the stabilized PAN yarn is heat-treated at 1000 ° C. or higher in an inert gas. In the carbonization process, the stabilized PAN yarn to which a certain tension is applied is heated at a certain temperature, and a fine structure in which a graphite structure and an amorphous structure are mixed appropriately is formed. Manufactured.

この炭化工程を行うためには、炉壁に設けられた抵抗性ヒータにより加熱された加熱炉内で安定化ＰＡＮ糸を走行させて加熱する装置が用いられている。しかしながら、加熱炉内における安定化ＰＡＮ糸の走行速度は一定以下に制限せざるを得ないため、加熱炉の内部容積が大きなものとなり、エネルギー効率が低下すると共に、温度制御が困難になる。また、炉壁は安定化ＰＡＮ糸の温度よりも高温になるので耐熱性が要求される。さらに、不燃化工程では酸化ガスとして空気を使うことが一般的であるが、フッ素ガス（Ｆ２）や塩素ガス（Ｃｌ２）等のハロゲンガスを使用あるいは添加することで炭素繊維の製造歩留まりが向上することが知られている。しかし、従来の外部加熱方式の炉でハロゲンが残留した安定化ＰＡＮ糸を処理すると、高温の炉壁がハロゲンによって腐食されるおそれがあるという問題があった。
一方、マイクロ波又はマイクロ波よって誘起されるプラズマを用いて安定化ＰＡＮ糸を加熱処理する装置も提案されている。 In order to perform this carbonization step, an apparatus is used in which the stabilized PAN yarn is run and heated in a heating furnace heated by a resistive heater provided on the furnace wall. However, since the traveling speed of the stabilized PAN yarn in the heating furnace must be limited to a certain value or less, the internal volume of the heating furnace becomes large, energy efficiency is lowered, and temperature control becomes difficult. In addition, the furnace wall is required to have heat resistance because it has a temperature higher than that of the stabilized PAN yarn. Furthermore, air is generally used as an oxidizing gas in the incombustible process, but the production yield of carbon fibers is improved by using or adding a halogen gas such as fluorine gas (F2) or chlorine gas (Cl2). It is known. However, when the stabilized PAN yarn in which halogen remains is processed in a conventional external heating type furnace, there is a problem that a high-temperature furnace wall may be corroded by halogen.
On the other hand, an apparatus for heat-treating a stabilized PAN yarn using microwaves or plasma induced by microwaves has also been proposed.

特表２００９−５３３５６２Special table 2009-533562 特開２０１１−１６２８９８JP2011-162898 米国特許第７８２４４９５号U.S. Pat. No. 7,824,495

しかしながら、安定化ＰＡＮ糸の電気抵抗は、安定化ＰＡＮ糸の加熱炭化処理の進行に従って低下する。従って、マイクロ波により安定化ＰＡＮ糸を炭化する場合、炭化の進行により安定化ＰＡＮ糸のマイクロ波の吸収率及びマイクロ波による加熱効率が変化し、加熱条件の制御が困難になる。特に処理の最初期においては安定化ＰＡＮ糸前駆体はほぼ絶縁物でありマイクロ波をほとんど吸収しない。このため直接の加熱はほぼ不可能である。また、特に一定の処理が進行して安定化ＰＡＮ糸前駆体が炭素繊維に変化して電気抵抗値が低下すると、反応容器のマッチング特性を変化に伴って反射率が変動し、マイクロ波の実質供給電力が不安定に変化する問題があった。さらに、炭素繊維の電気抵抗が非常に低くなり、局所的な異常加熱やアーク放電が発生し、安定化ＰＡＮ糸が切断されるおそれがある。加熱装置内で安定化ＰＡＮ糸が切断されると、製造工程を停止せざるを得ず、また、加熱炉内の洗浄を行う必要が生じ、生産性を低下させる。   However, the electrical resistance of the stabilized PAN yarn decreases with the progress of the heat carbonization treatment of the stabilized PAN yarn. Therefore, when the stabilized PAN yarn is carbonized by microwaves, the absorption rate of microwaves of the stabilized PAN yarn and the heating efficiency by microwaves change due to the progress of carbonization, and it becomes difficult to control the heating conditions. In particular, at the beginning of the process, the stabilized PAN yarn precursor is almost an insulator and hardly absorbs microwaves. For this reason, direct heating is almost impossible. In particular, when a certain process proceeds and the stabilized PAN yarn precursor is changed to carbon fiber and the electrical resistance value is lowered, the reflectivity fluctuates in accordance with the change in the matching characteristics of the reaction vessel, and the actual microwave There was a problem that the supplied power changed in an unstable manner. Further, the electrical resistance of the carbon fiber becomes very low, local abnormal heating and arc discharge occur, and the stabilized PAN yarn may be cut. If the stabilized PAN yarn is cut in the heating device, the manufacturing process must be stopped, and the inside of the heating furnace needs to be cleaned, which reduces productivity.

また、マイクロ波を利用してプラズマを発生させ、発生したプラズマを炭化工程に用いる従来技術も存在する。しかし、プラズマを安定的に発生させることが容易ではなく、処理基体の温度制御が非常に困難である。さらに、真空又は１〜１０Ｔｏｒｒ程度の減圧条件が要求されるため、装置の構造が複雑となりコスト高となる。結果として、そのような従来技術は実用上、必ずしも炭化工程には利用できないという問題点があった。   There is also a conventional technique in which plasma is generated using microwaves and the generated plasma is used in a carbonization process. However, it is not easy to generate plasma stably, and it is very difficult to control the temperature of the processing substrate. Furthermore, since vacuum or pressure reduction conditions of about 1 to 10 Torr are required, the structure of the apparatus becomes complicated and the cost increases. As a result, there is a problem that such a conventional technique cannot be practically used for the carbonization process.

本発明は上述した問題点を解決しようとしてなされたものであり、マイクロ波を用いて高エネルギー効率で炭素繊維の前駆体を均一に加熱処理することが可能であると共に、アーク放電による前駆体の切断を防止することが可能な炭素繊維の製造装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to uniformly heat a carbon fiber precursor with high energy efficiency using a microwave, and to perform the precursor discharge by arc discharge. An object of the present invention is to provide a carbon fiber production apparatus capable of preventing cutting.

上記目的を達成するため、本発明の炭素繊維の前駆体を加熱処理する炭素繊維の製造装置は、筒状の外壁部と、外壁部に設けられ、外壁部内部にマイクロ波を照射するマイクロ波源と、外壁部の内部に設けられ、マイクロ波源から照射されたマイクロ波の少なくとも一部を吸収して発熱すると共に、マイクロ波原から照射されたマイクロ波の少なくとも一部を内部に透過させる筒状の吸収・透過部材と、吸収・透過部材の内部で炭素繊維の前駆体を吸収・透過部材の一方の端部から他方の端部に走行させる走行機構を備える。   In order to achieve the above object, a carbon fiber manufacturing apparatus for heat-treating a carbon fiber precursor of the present invention includes a cylindrical outer wall part, a microwave source that is provided on the outer wall part and that irradiates microwaves inside the outer wall part And a cylindrical shape that is provided inside the outer wall portion and absorbs at least a part of the microwave irradiated from the microwave source and generates heat and transmits at least a part of the microwave irradiated from the microwave source to the inside. And a traveling mechanism for causing the carbon fiber precursor to travel from one end of the absorbing / transmitting member to the other end within the absorbing / transmitting member.

本発明に係る製造装置によれば、マイクロ波により加熱装置の内部に設けられた吸収・透過部材及び炭素繊維の前駆体自体の加熱が行われるため、抵抗性加熱ヒータを用いて加熱炉内全体を加熱する従来の装置に比べ、加熱のためのエネルギー効率が向上し、吸収・透過部材内部の温度制御を行うことが容易になる。   According to the manufacturing apparatus according to the present invention, since the absorption / transmission member provided inside the heating apparatus and the carbon fiber precursor itself are heated by the microwave, the entire inside of the heating furnace is used using a resistive heater. Compared with the conventional apparatus which heats, the energy efficiency for heating improves and it becomes easy to control the temperature inside an absorption and permeation | transmission member.

また、マイクロ波源は外壁部に設けれられているが、前駆体の加熱は外壁部内部に設けられた吸収・透過部材内部で行われるため、前駆体に不燃化工程で用いられたハロゲンガスが残留していたとしても、外壁部を腐食するおそれがない。   In addition, although the microwave source is provided on the outer wall, the precursor is heated inside the absorption / transmission member provided inside the outer wall, so that the halogen gas used in the incombustibility process is not added to the precursor. Even if it remains, there is no risk of corroding the outer wall.

さらに、本発明の製造装置では、前駆体の周りにマイクロ波を吸収する吸収・透過部材が設けられており、過剰なマイクロ波は吸収・透過部材に吸収されるので、アーク放電の発生を防止することができる。   Furthermore, in the manufacturing apparatus of the present invention, an absorption / transmission member that absorbs microwaves is provided around the precursor, and excess microwaves are absorbed by the absorption / transmission member, thus preventing arc discharge. can do.

本発明に係る炭素繊維の製造装置の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the manufacturing apparatus of the carbon fiber which concerns on this invention. 本発明に係る炭素繊維の製造装置の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the manufacturing apparatus of the carbon fiber which concerns on this invention. 本発明に係る炭素繊維の製造装置で用いられるマグネトロンの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the magnetron used with the manufacturing apparatus of the carbon fiber which concerns on this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、不燃化工程を経た安定化ＰＡＮ糸を前駆体として炭化処理する装置を例として説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, an apparatus that performs carbonization using a stabilized PAN yarn that has undergone a non-combustible process as a precursor will be described as an example.

図１及び図２は本発明に係る、炭化工程に用いられうる、炭素繊維の製造装置１０を示す。この製造装置１０は、金属製の中空円筒状の外壁部２０と、外壁部２０の内部に設けられた中空円筒状の断熱部材３０と、断熱部材３０の内部に設けられた中空円筒状の吸収・透過部材４０を備えている。この製造装置１０は、長手方向（中心線方向）が水平となるように配置され、例えば、３００本から４００本の、所定数本の安定化ＰＡＮ糸（前駆体）がこの中空円筒状の吸収・透過部材４０の中空内を走行する。   FIG.1 and FIG.2 shows the manufacturing apparatus 10 of the carbon fiber which can be used for the carbonization process based on this invention. The manufacturing apparatus 10 includes a metal hollow cylindrical outer wall portion 20, a hollow cylindrical heat insulating member 30 provided inside the outer wall portion 20, and a hollow cylindrical absorption member provided inside the heat insulating member 30. A transmissive member 40 is provided. The manufacturing apparatus 10 is arranged so that the longitudinal direction (center line direction) is horizontal. For example, a predetermined number of 300 to 400 stabilized PAN yarns (precursors) are absorbed in the hollow cylindrical shape. -It runs in the hollow of the transmissive member 40.

外壁部２０は、厚さ１−３ｃｍ程度のステンレス等の材質で形成されており、外径は６０〜１２０ｃｍ程度、長さは５〜２０ｍ程度である。外壁部２０の外周面には、外壁部２０内部にマイクロ波を導入するための複数のマグネトロン２２が設けられている。外壁部２０の外周面は端面からの距離により複数の円筒状のゾーン２０ａに区分されており、マグネトロン２２は各々のゾーン２０ａにおいて等間隔で複数個（本実施形態では、４０°間隔で９個）設けられている。また、一のゾーン２０ａのマグネトロン２２は、隣接する他のゾーン２０ａのマグネトロン２２と千鳥状に配置されている。このマグネトロン２２としては、例えば、ＩＳＭバンド内の２．４５ＧＨｚの物体加熱用のマイクロ波を照射可能なものが用いられる。マグネトロン２２のオンオフ状態やその出力等は個々のマグネトロン毎にマグネトロン制御部７０により個別独立に制御可能とすることができる。典型的なマグネトロンの出力は０．７〜１．５ｋW程度である。各マグネトロンにはカソード加熱用の直流電流と発振用の高圧電圧が印加される。通常、直流電流は常に一定とし、高圧電源をパルス印加することによってマイクロ波の平均出力を制御する。   The outer wall 20 is made of a material such as stainless steel having a thickness of about 1-3 cm, and has an outer diameter of about 60 to 120 cm and a length of about 5 to 20 m. A plurality of magnetrons 22 for introducing microwaves into the outer wall 20 are provided on the outer peripheral surface of the outer wall 20. The outer peripheral surface of the outer wall portion 20 is divided into a plurality of cylindrical zones 20a according to the distance from the end surface, and a plurality of magnetrons 22 are equally spaced in each zone 20a (in this embodiment, nine at 40 ° intervals). ) Is provided. The magnetrons 22 in one zone 20a are arranged in a zigzag manner with the magnetrons 22 in the other adjacent zones 20a. As this magnetron 22, for example, a magnetron capable of irradiating a microwave for heating an object of 2.45 GHz in the ISM band is used. The on / off state of the magnetron 22 and its output can be controlled independently by the magnetron controller 70 for each magnetron. The output of a typical magnetron is about 0.7 to 1.5 kW. A direct current for heating the cathode and a high voltage for oscillation are applied to each magnetron. Usually, the direct current is always constant, and the average output of the microwave is controlled by applying a pulse to a high-voltage power supply.

図３は外壁部２０に設けられたマグネトロン２２の一例を示す。図３において、マグネトロン２２は外壁部２０に形成された孔部の周辺から外側に突出する筒状部２４ａに形成されたフランジ部２４ｂに取り付けられている。マグネトロン２２はケーシング２２ａと、ケーシング２２ａ内部から筒状部２４ａ内に突出しており、外壁部２０内にマイクロ波を照射するためのアンテナ部２２ｃを備えている。ケーシング２２ａには空冷フィン２２ｂが設けられ、外壁部２０とフランジ部２４ｂの間には水冷パイプ２４ｃが設けられており、マグネトロン２２及びその周辺部を冷却することができる。また、筒状部２４ａには、手動により、または、モータなどの駆動機構により自動的に開閉する開閉式の金属製シャッター２６が設けられており、マグネトロンを使用しない時やマグネトロン交換時等には、マグネトロン２２と外壁部２０内を遮断することができる。図１の実施形態の場合、(９ＸＮ)個のマグトロンが使用されており、本装置１０の稼働中に、いくつかマグネトロンが故障することも考えられる。このような場合、故障したマグネトロンの位置にあるシャッター２６を閉めることにより、マイクロ波の漏れを防ぐことができるので、本装置１０の稼働状態を継続したまま、故障したマグネトロンを交換することができる。   FIG. 3 shows an example of a magnetron 22 provided on the outer wall portion 20. In FIG. 3, the magnetron 22 is attached to a flange portion 24 b formed on a cylindrical portion 24 a that protrudes outward from the periphery of a hole formed in the outer wall portion 20. The magnetron 22 is provided with a casing 22a and an antenna part 22c for projecting microwaves into the outer wall part 20 from the inside of the casing 22a into the cylindrical part 24a. The casing 22a is provided with air cooling fins 22b, and a water cooling pipe 24c is provided between the outer wall portion 20 and the flange portion 24b, so that the magnetron 22 and its peripheral portion can be cooled. The cylindrical portion 24a is provided with an openable / closable metal shutter 26 that is manually opened or opened automatically by a driving mechanism such as a motor. When the magnetron is not used or when the magnetron is replaced, etc. The magnetron 22 and the inside of the outer wall portion 20 can be shut off. In the case of the embodiment of FIG. 1, (9 × N) magnetrons are used, and it is conceivable that several magnetrons will fail during operation of the apparatus 10. In such a case, since the microwave leakage can be prevented by closing the shutter 26 at the position of the failed magnetron, the failed magnetron can be replaced while the operation state of the apparatus 10 is continued. .

また、外壁部２０の内面であってマグネトロン２２の間の位置には、マグネトロン２２から導入されたマイクロ波を外壁部２０の中心方向に指向させるための金属製のリフレクタ２６が設けられている。このリフレクタ２６は、マグネトロン２２から導入されたマイクロ波を調節できるよう、外壁部２０の内側面から外壁部２０の中心方向に向かって移動可能に構成されている。リフレクタ２６の位置調整は、リフレクタ制御部８０がモータなどの駆動機構を制御することにより行われる。リフレクタの調整の目的は、マグネトロンからのマイクロ波が効率よく外壁部２０内に導入されること、及び、外壁部２０内でマイクロ波の分布がほぼ一定になることである。そのためには、反応容器内でマイクロ波の実効的な強度分布や温度分布を測定する必要がある。その測定には後述する温度プローブ、マイクロ波プローブが適している。   Further, a metal reflector 26 for directing the microwave introduced from the magnetron 22 toward the center of the outer wall 20 is provided on the inner surface of the outer wall 20 and between the magnetrons 22. The reflector 26 is configured to be movable from the inner side surface of the outer wall portion 20 toward the center of the outer wall portion 20 so that the microwave introduced from the magnetron 22 can be adjusted. The position adjustment of the reflector 26 is performed by the reflector control unit 80 controlling a driving mechanism such as a motor. The purpose of adjusting the reflector is that the microwave from the magnetron is efficiently introduced into the outer wall portion 20 and that the distribution of the microwaves in the outer wall portion 20 is substantially constant. For that purpose, it is necessary to measure the effective intensity distribution and temperature distribution of the microwave in the reaction vessel. A temperature probe and a microwave probe described later are suitable for the measurement.

外壁部２０の内部には、内壁部から所定間隔を配して、中空円筒状の断熱部材３０が設けられている。この断熱部材３０はマグネトロン２２から導入されたマイクロ波を透過させると共に、断熱部材３０の内部と外部の温度差を保持することが可能なセラミック、アルミナ、石英ウール等で形成され、厚さ３〜 １５ｃｍ程度、外径は５８〜１１８ｃｍ程度である。   A hollow cylindrical heat insulating member 30 is provided inside the outer wall portion 20 at a predetermined interval from the inner wall portion. The heat insulating member 30 is made of ceramic, alumina, quartz wool or the like that can transmit the microwave introduced from the magnetron 22 and can maintain the temperature difference between the inside and the outside of the heat insulating member 30. About 15 cm, the outer diameter is about 58-118 cm.

断熱部材３０の内部には、マグネトロン２２から導入されたマイクロ波の少なくとも一部を吸収して発熱するとともに、マイクロ波の少なくとも一部を透過させる中空円筒状の吸収・透過部材４０が設けられている。この吸収・透過部材４０の一方の端部（導入口）の近傍には、処理される安定化ＰＡＮ糸５０を導出して、吸収・透過部材４０内部に供給する安定化ＰＡＮ糸導出装置５２が設けられ、他方の端部（排出口）には吸収・透過部材を通過した安定化ＰＡＮ糸を巻き取る巻取り装置５４が、各々複数個設けられている。これによって、複数本（本実施形態では、３００〜４００本）の安定化ＰＡＮ糸５０が吸収・透過部材４０内部を走行して処理される。吸収・透過部材４０の内部は窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス雰囲気に保持されている。 Inside the heat insulating member 30, there is provided a hollow cylindrical absorption / transmission member 40 that absorbs at least a part of the microwave introduced from the magnetron 22 and generates heat and transmits at least a part of the microwave. Yes. In the vicinity of one end (inlet) of the absorbing / transmitting member 40, there is a stabilized PAN yarn deriving device 52 for deriving the stabilized PAN yarn 50 to be processed and supplying it to the absorbing / transmitting member 40. A plurality of winding devices 54 for winding the stabilized PAN yarn that has passed through the absorption / transmission member are provided at the other end (discharge port). As a result, a plurality (300 to 400 in this embodiment) of stabilized PAN yarns 50 travel inside the absorbent / permeable member 40 and are processed. The inside of the absorption / transmission member 40 is maintained in an inert gas atmosphere such as nitrogen (N 2 ) or argon (Ar).

この吸収・透過部材４０は、マイクロ波を吸収して発熱する性質を有する炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、炭素繊維複合材料、珪素化モリブデン、珪素化タングステンなどの金属珪素化物等の発熱物質又はこれらの発熱物質の微粉末を含有するセラミック材料で形成される。吸収・透過部材４０を形成するセラミック材料中の発熱物質の含有量は、安定化ＰＡＮ糸５０の進行方向に向かって、低下する部分を有するように形成されている。これによって、安定化ＰＡＮ糸５０の進行方向に向かって、吸収・透過部材４０のマイクロ波の吸収率、即ち、マイクロ波による吸収・透過部材４０の加熱効率を低下させると共に、マイクロ波の吸収・透過部材４０の透過率を上昇させることができる。例えば、吸収・透過部材４０の導入口近傍では炭化ケイ素の含有量は１００％とし、吸収・透過部材４０の中央部分では炭化ケイ素の含有量は５０％とし、吸収・透過部材４０の排出口近傍では炭化ケイ素の含有量は１０％とすることができる。このような吸収・透過部材４０は、発熱物質の含有量の異なるセラミックの円筒部材を複数個準備し、この円筒部材を順次、結合することにより形成することができる。これらの各位置における円筒部材の混合比や厚みは、前駆体から炭素繊維に変化する被処理体の電気抵抗及びマイクロ波吸収率の変化に対応する。被処理体の吸収率が極めて小さい、導入口付近では、炭化ケイ素の混合比を高くするか、厚みを大きくすることでマイクロ波のほとんどが透過・吸収体を加熱するために消費される。被処理体である安定化ＰＡＮ糸は、透過・吸収体からの輻射、対流を通じて加熱される。一方、抵抗値が中程度の反応炉の中央部では、透過・吸収体のマイクロ波吸収率を下げて、８０〜９０％のマイクロ波を被処理体に照射することで、直接、効率よく加熱を行う。さらに抵抗値の低下する反応炉の出口付近では、炭素繊維によるマイクロ波吸収が局所的に不均一となりアーク放電のリスクが増大するので、透過・吸収体によるマイクロ波吸収率を中程度（３０〜６０％）に調整することで安定化と加熱効率を両立させる。   The absorbing / transmitting member 40 is a metal such as silicon carbide (SiC), silicon (Si), carbon (C), carbon fiber composite material, molybdenum silicide, tungsten silicide, etc., which has the property of absorbing heat and generating heat. It is formed of a ceramic material containing exothermic substances such as silicides or fine powders of these exothermic substances. The content of the heat generating substance in the ceramic material forming the absorbing / transmitting member 40 is formed so as to have a portion that decreases in the traveling direction of the stabilized PAN yarn 50. As a result, the absorption rate of the microwave of the absorption / transmission member 40 toward the traveling direction of the stabilized PAN yarn 50, that is, the heating efficiency of the absorption / transmission member 40 by the microwave is reduced, and the absorption / resorption of microwaves is reduced. The transmittance of the transmissive member 40 can be increased. For example, the content of silicon carbide is 100% in the vicinity of the inlet of the absorption / transmission member 40, and the content of silicon carbide is 50% in the center of the absorption / transmission member 40. Then, the silicon carbide content can be 10%. Such an absorbing / transmitting member 40 can be formed by preparing a plurality of ceramic cylindrical members having different exothermic substance contents and sequentially joining the cylindrical members. The mixing ratio and thickness of the cylindrical member at each of these positions correspond to changes in the electrical resistance and microwave absorption rate of the object to be processed that change from the precursor to the carbon fiber. In the vicinity of the inlet where the absorption rate of the object to be processed is extremely small, most of the microwave is consumed to heat the transmission / absorption body by increasing the mixing ratio of silicon carbide or increasing the thickness. The stabilized PAN yarn, which is the object to be treated, is heated through radiation and convection from the transmission / absorption body. On the other hand, in the central part of the reactor with a medium resistance value, the microwave absorption rate of the transmission / absorber is lowered, and the object to be treated is irradiated with 80 to 90% of the microwave, thereby heating directly and efficiently. I do. Further, in the vicinity of the reactor outlet where the resistance value decreases, the microwave absorption by the carbon fiber is locally non-uniform and the risk of arc discharge increases, so the microwave absorption rate by the transmission / absorber is moderate (30- 60%) to achieve both stabilization and heating efficiency.

また、個々の円筒部材は、必ずしも結合されている必要はなく、所定の間隙による離間をもって配置されてもよい。吸収・透過部材４０の厚さは１−５ｃｍ程度であるが、ＰＡＮ糸の進行方向に向かって変化させることも可能である。   In addition, the individual cylindrical members do not necessarily have to be joined, and may be arranged with a predetermined gap. Although the thickness of the absorbing / transmitting member 40 is about 1-5 cm, it can be changed toward the traveling direction of the PAN yarn.

断熱部材３０と吸収・透過部材４０の間には、アルミナ粉や石英ウール等のマイクロ波を透過させる断熱材を充填することができる。また、断熱部材３０の内周面に吸収・透過部材４０を直接形成することも可能である。   Between the heat insulating member 30 and the absorbing / transmitting member 40, a heat insulating material that transmits microwaves such as alumina powder or quartz wool can be filled. It is also possible to directly form the absorbing / transmitting member 40 on the inner peripheral surface of the heat insulating member 30.

本発明に係る製造装置１０においては、吸収・透過部材４０の内部で放射温度計を備えた石英ファイバを走行させる機構を設けることができ、これによって、吸収・透過部材４０内部の温度を測定することができる。また、吸収・透過部材４０内部で石英ファイバの先端にマイクロ波を吸収しないアルミナやアモルファス系の炭素とマイクロ波を効率よく吸収する黒鉛系の炭素をプローブとして設置し、これらのプローブの温度を石英ファイバ介して放射温度計で測定する機構を設けることもできる。これによって、マイクロ波を吸収しないプローブの温度から吸収・透過部材４０内部の温度を検知し、マイクロ波を吸収しない炭素繊維とマイクロ波を吸収する炭素繊維の温度差からマイクロ波の強度を検知することが可能になる。これらのプローブから得られる測定値は、各マグネトロンの出力やリフレクタ―の調整の目的に使用される。   In the manufacturing apparatus 10 according to the present invention, it is possible to provide a mechanism for running a quartz fiber having a radiation thermometer inside the absorption / transmission member 40, thereby measuring the temperature inside the absorption / transmission member 40. be able to. In addition, alumina or amorphous carbon that does not absorb microwaves and graphite carbon that efficiently absorbs microwaves are installed as probes at the tip of the quartz fiber inside the absorbing / transmitting member 40, and the temperature of these probes is set to quartz. It is also possible to provide a mechanism for measuring with a radiation thermometer via a fiber. Accordingly, the temperature inside the absorption / transmission member 40 is detected from the temperature of the probe that does not absorb microwaves, and the intensity of the microwave is detected from the temperature difference between the carbon fibers that do not absorb microwaves and the carbon fibers that absorb microwaves. It becomes possible. Measurements obtained from these probes are used to adjust the output and reflector of each magnetron.

マグネトロン制御部７０、リフレクタ制御部８０、シャッター２６の開閉制御部９０、安定化ＰＡＮ糸導出装置５２、巻取り装置５４の制御は、ＣＰＵからなる中央制御装置１００により統括制御される。中央制御装置１００は、オペレータが操作パネル１１０から入力する操作コマンドに基づき、各部、各装置を制御する。   Control of the magnetron control unit 70, the reflector control unit 80, the opening / closing control unit 90 of the shutter 26, the stabilized PAN yarn derivation device 52, and the winding device 54 is controlled in a centralized manner by a central control device 100 comprising a CPU. The central controller 100 controls each unit and each device based on an operation command input from the operation panel 110 by the operator.

図１を参照しながら、本装置１０の作り方について説明する。図１の場合、本装置１０の長手方向の全長は５〜２０メートルであるが、仮に１６メートルとすると、まず、１個の円筒状のゾーン２０ａに対応する、１メートル幅の円筒形筐体を１６個用意する。各々の円筒形筐体にマグネトロン２２取付用の穴およびリフレクタ２６取付用の穴を円周上、等間隔に９個穿孔し、各々の円筒形筐体に、９個のマグネトロン２２およびリフレクタ２６を取り付ける。さらに、１メートル幅の、円環状の断熱部材３０により、囲繞された吸収・透過部材４０を１６個、用意し、支持部材を用いて、一個の円筒形筐体内部に対し、一個の断熱部材３０および吸収・透過部材４０取り付ける。この時、円筒形筐体の中心と、円環状の断熱部材３０および吸収・透過部材４０の中心とが、ほぼ一致するように取付が行われる。このようにしてできた、１６個の円筒形筐体を、その円周上にとりつけられたマグネトロン２２が千鳥状に配置されるように、順次、溶接等で切れ目なく結合する。その結果、全長１６メートルの、外壁２０を有する円筒形本体が形成される。上記実施形態においては、円筒形筐体の中に入れる、円環状の断熱部材３０および吸収・透過部材４０の幅を１メートルとしたので、円筒形本体の内部では、断熱部材３０および吸収・透過部材４０が、全長１６メートルにわたり、切れ目なく構成されることとなる。他の実施形態として、断熱部材３０および吸収・透過部材４０の両者、あるいは、一方の幅を１メートル以下、例えば、８０センチメートルとすれば、円筒形本体の内部では、断熱部材３０あるいは吸収・透過部材４０が、所定長の切れ目、例えば、２０センチメートルの切れ間を有して構成されることとなる。この切れ目の長さを調整することにより、吸収・透過部材４０の内部を通過する安定化ＰＡＮ糸の温度プロファイルを調整することもできる。１６個の円筒形筐体に取り付けられる、１６個の吸収・透過部材４０は、前述のように、その材質が少しづつ変化する、１６個の吸収・透過部材４０を選択すればよい。なお、このとき、吸収・透過部材４０の一個一個の材質は、均質なものでよい。このような本装置１０の作り方によると、円筒形本体を構成するための、長手方向に長大な円筒形部材を必要とせず、製造が容易となる。さらに、中に入れられる吸収・透過部材４０については、安定化ＰＡＮ糸進行方向に沿い、材質が変化するような、１個の長大な円筒形の吸収・透過部材を必要とするわけではないので、製造が容易となる。   With reference to FIG. 1, how to make the device 10 will be described. In the case of FIG. 1, the total length of the apparatus 10 in the longitudinal direction is 5 to 20 meters, but if it is assumed to be 16 meters, first, a cylindrical housing having a width of 1 meter corresponding to one cylindrical zone 20a. 16 pieces are prepared. Nine holes for attaching the magnetron 22 and the reflectors 26 are formed in each cylindrical case at equal intervals on the circumference, and nine magnetrons 22 and the reflectors 26 are provided in each cylindrical case. Install. Furthermore, 16 absorption / transmission members 40 surrounded by an annular heat insulation member 30 having a width of 1 meter are prepared, and one heat insulation member is used for one cylindrical housing using a support member. 30 and the absorption / transmission member 40 are attached. At this time, the attachment is performed so that the center of the cylindrical casing and the centers of the annular heat insulating member 30 and the absorption / transmission member 40 substantially coincide. The 16 cylindrical casings thus formed are sequentially joined by welding or the like so that the magnetrons 22 mounted on the circumference thereof are arranged in a staggered manner. As a result, a cylindrical body having an outer wall 20 having a total length of 16 meters is formed. In the above embodiment, since the width of the annular heat insulating member 30 and the absorption / transmission member 40 placed in the cylindrical housing is 1 meter, the heat insulation member 30 and the absorption / transmission in the cylindrical main body. The member 40 is configured without a break over the entire length of 16 meters. As another embodiment, if both the heat insulating member 30 and the absorption / transmission member 40 or one of the widths is 1 meter or less, for example, 80 centimeters, the heat insulation member 30 or the absorption / transmission member is formed inside the cylindrical body. The transmissive member 40 is configured to have a predetermined length of cut, for example, a gap of 20 centimeters. By adjusting the length of the cut, the temperature profile of the stabilized PAN yarn passing through the inside of the absorbing / transmitting member 40 can be adjusted. The 16 absorption / transmission members 40 attached to the 16 cylindrical casings may be selected from the 16 absorption / transmission members 40 whose materials change little by little as described above. At this time, the material of each absorption / transmission member 40 may be homogeneous. According to such a method of making the device 10, a cylindrical member that is long in the longitudinal direction for constituting the cylindrical main body is not required, and the manufacture is facilitated. Further, the absorbing / transmitting member 40 inserted therein does not require a single long cylindrical absorbing / transmitting member whose material changes along the direction of travel of the stabilized PAN yarn. Manufacturing becomes easy.

以下、上記の製造装置の作用について説明する。   Hereinafter, the operation of the manufacturing apparatus will be described.

不燃化工程を経た安定化ＰＡＮ糸５０は安定化ＰＡＮ糸導出装置５２から巻取り装置５４に巻き取られることにより、吸収・透過部材４０内部を走行する。導入側とに対して取り出し側のプーリの回転速度を調整して走行中の被処理体には常に、張力がかかるように設定されている。   The stabilized PAN yarn 50 that has undergone the incombustible process is wound around the winding device 54 from the stabilized PAN yarn lead-out device 52, and thus travels inside the absorption / transmission member 40. The rotational speed of the pulley on the take-out side with respect to the introduction side is adjusted so that a tension is always applied to the object to be processed.

マグネトロン２２からマイクロ波が外壁部２０内部に照射されると、このマイクロ波は断熱部材３０を透過して、吸収・透過部材４０に到達する。吸収・透過部材４０に到達したマイクロ波の少なくとも一部は吸収・透過部材４０に吸収され、吸収・透過部材４０を介してその内部空間を加熱する。一方、吸収・透過部材４０に到達したマイクロ波の一部は吸収・透過部材４０を透過して、吸収・透過部材４０の内部空間に到達する。これによって、吸収・透過部材４０内部を走行するＰＡＮ糸は加熱された吸収・透過部材４０から輻射熱により加熱されると共に、吸収・透過部材４０を透過したマイクロ波により加熱される。このとき、本発明に係る製造装置１０によれば、マイクロ波により加熱装置１０の内部に設けられた吸収・透過部材４０及びＰＡＮ糸５０自体の加熱が行われるため、抵抗性加熱ヒータを用いて加熱炉内全体を加熱する従来の装置に比べ、加熱のためのエネルギー効率が向上し、吸収・透過部材内部に温度勾配を形成する等の温度制御を行うことが容易になる。また、加熱源であるマグネトロン２２は外壁部２０に設けれられているが、ＰＡＮ糸５０の加熱は外壁部２０内部に設けられた吸収・透過部材４０内部で行われるため、ＰＡＮ糸５０に不燃化工程で用いられたハロゲンガスが残留していたとしても、外壁部２０を腐食するおそれがない。   When microwaves are irradiated from the magnetron 22 into the outer wall portion 20, the microwaves pass through the heat insulating member 30 and reach the absorption / transmission member 40. At least a part of the microwave that reaches the absorption / transmission member 40 is absorbed by the absorption / transmission member 40 and heats the internal space via the absorption / transmission member 40. On the other hand, part of the microwave that reaches the absorption / transmission member 40 passes through the absorption / transmission member 40 and reaches the internal space of the absorption / transmission member 40. As a result, the PAN yarn traveling inside the absorption / transmission member 40 is heated by the radiant heat from the heated absorption / transmission member 40 and also heated by the microwave transmitted through the absorption / transmission member 40. At this time, according to the manufacturing apparatus 10 according to the present invention, the absorption / transmission member 40 and the PAN yarn 50 itself provided inside the heating apparatus 10 are heated by the microwave, and therefore a resistive heater is used. Compared to the conventional apparatus that heats the entire inside of the heating furnace, the energy efficiency for heating is improved, and it is easy to perform temperature control such as forming a temperature gradient inside the absorption / transmission member. Further, although the magnetron 22 as a heating source is provided on the outer wall portion 20, the PAN yarn 50 is heated inside the absorption / transmission member 40 provided inside the outer wall portion 20, so that the PAN yarn 50 does not burn. Even if the halogen gas used in the conversion step remains, there is no possibility of corroding the outer wall portion 20.

前駆体である不燃化処理を経た直後の安定化ＰＡＮ糸は電気伝導度が低いためほとんどマイクロ波を吸収しない。ＰＡＮ糸は炭化進むと電気抵抗値が減少し、マイクロ波を効率よく吸収し内部から発熱する。本発明に係る製造装置１０では、吸収・透過部材４０を形成するセラミック材料中の発熱物質の含有量はＰＡＮ糸５０の進行方向に向かって低下している。すなわち、ＰＡＮ糸５０の進行方向に向かってマイクロ波による吸収・透過部材４０の加熱効率は低下する一方、マイクロ波の吸収・透過部材の透過率は上昇する。従って、吸収・透過部材４０の導入口側では、吸収・透過部材４０がマイクロ波を吸収して発熱し、ＰＡＮ糸５０は吸収・透過部材４０からの輻射熱により加熱される。一方、ＰＡＮ糸５０が吸収・透過部材４０内部を進行し、ＰＡＮ糸５０の炭化が進行するとＰＡＮ糸５０がマイクロ波を効率よく吸収し内部から発熱する。従って、本発明に係る製造装置１０によれば、ＰＡＮ糸が吸収・透過部材４０内を走行している間、ＰＡＮ糸５０を均一に加熱することでき、高品質な炭素繊維を提供することが可能になる。本発明に係る製造装置１０において、吸収・透過部材４０の温度は、例えば、導入口近傍では１２００℃とし、排出口近傍では３００℃とすることができる。   The stabilized PAN yarn immediately after the flame retardant treatment, which is a precursor, hardly absorbs microwaves because of its low electrical conductivity. As the PAN yarn carbonizes, the electrical resistance value decreases, efficiently absorbing microwaves and generating heat from the inside. In the manufacturing apparatus 10 according to the present invention, the content of the exothermic substance in the ceramic material forming the absorbing / transmitting member 40 decreases in the traveling direction of the PAN yarn 50. That is, the heating efficiency of the microwave absorbing / transmitting member 40 decreases in the direction of travel of the PAN yarn 50, while the microwave absorbing / transmitting member transmittance increases. Therefore, at the inlet side of the absorbing / transmitting member 40, the absorbing / transmitting member 40 absorbs microwaves and generates heat, and the PAN yarn 50 is heated by the radiant heat from the absorbing / transmitting member 40. On the other hand, when the PAN yarn 50 advances inside the absorption / transmission member 40 and the carbonization of the PAN yarn 50 advances, the PAN yarn 50 efficiently absorbs microwaves and generates heat from the inside. Therefore, according to the manufacturing apparatus 10 according to the present invention, it is possible to uniformly heat the PAN yarn 50 while the PAN yarn is traveling in the absorbent / permeable member 40, and to provide high-quality carbon fiber. It becomes possible. In the manufacturing apparatus 10 according to the present invention, the temperature of the absorption / transmission member 40 can be, for example, 1200 ° C. near the inlet and 300 ° C. near the outlet.

また、ＰＡＮ糸の炭素化が進んでＰＡＮ糸の電気抵抗が更に低下すると、従来のマイクロ波を用いた装置ではアーク放電が生じ、ＰＡＮ糸が切断されるおそれがある。これに対し、本発明の製造装置１０では、ＰＡＮ糸５０の周りにマイクロ波を吸収する吸収・透過部材４０が設けられており、過剰なマイクロ波は吸収・透過部材４０に吸収されるので、アーク放電の発生を防止することができる。   In addition, when the carbonization of the PAN yarn progresses and the electrical resistance of the PAN yarn further decreases, arc discharge occurs in the conventional apparatus using microwaves, and the PAN yarn may be cut. On the other hand, in the manufacturing apparatus 10 of the present invention, the absorption / transmission member 40 that absorbs the microwave is provided around the PAN yarn 50, and excess microwave is absorbed by the absorption / transmission member 40. The occurrence of arc discharge can be prevented.

尚、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、適宜変更して実施することが可能である。例えば、外壁部２０に設けられた複数個のマグネトロン２２は全て同時に稼動させる必要はなく、ある時点では一部のマグネトロン２２のみを稼動させ、他の時点では他のマグネトロン２２のみを稼動させてもよい。また、マグネトロン制御部７０が個々のマグネトロン２２の出力を調節することにより、さらに、リフレクタ制御部８０がリフレクタ２６の位置を適宜、調整することにより、吸収・透過部材４０内部で所望の温度プロファイルを形成してもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement suitably. For example, it is not necessary to operate all of the plurality of magnetrons 22 provided on the outer wall portion 20 at the same time. Even if only a part of the magnetrons 22 is operated at a certain time and only the other magnetrons 22 are operated at other times. Good. Further, the magnetron control unit 70 adjusts the output of each magnetron 22, and the reflector control unit 80 appropriately adjusts the position of the reflector 26, so that a desired temperature profile can be obtained inside the absorption / transmission member 40. It may be formed.

また、上記実施形態では、本発明にかかる炭化工程に用いられる装置１０の前に、安定化ＰＡＮ糸導出装置５２を設けるようにしたが、前工程である不燃化工程で処理された、複数本の前駆体をそのまま、本装置１０に供給して、複数本の前駆体が吸収・透過部材４０内を走行するようにしてもよい。さらに、本装置１０の後段でも、巻取り装置５４による巻取りを行うことなく、炭化された複数の安定化ＰＡＮ糸をそのまま、後工程に供給するようにしてもよい。この場合は、巻取り装置はその後工程以後に設けられることとなる。   Moreover, in the said embodiment, although the stabilized PAN thread | yarn derivation | leading-out apparatus 52 was provided in front of the apparatus 10 used for the carbonization process concerning this invention, the multiple processed by the nonflammability process which is a previous process. These precursors may be supplied to the apparatus 10 as they are, and a plurality of precursors may travel through the absorption / transmission member 40. Further, a plurality of carbonized stabilized PAN yarns may be supplied to the subsequent process without being wound by the winding device 54 even at the subsequent stage of the apparatus 10. In this case, the winding device is provided after the subsequent process.

また、上記実施形態においては、装置１０の外壁部２０、断熱部材３０、吸収・透過部材４０の断面形状は、全て、円形であったが、装置１０の外壁部２０、断熱部材３０、吸収・透過部材４０のすべては、あるいは、それらのうちのいずれかの断面形状は、矩形（正方形、長方形）あるいは、５角形以上の多面体形状であってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the cross-sectional shape of the outer wall part 20, the heat insulation member 30, and the absorption / transmission member 40 of the apparatus 10 was all circular, the outer wall part 20, the heat insulation member 30, absorption / transmission member 40 of the apparatus 10 were all. All of the transmissive members 40 or the cross-sectional shape of any of them may be a rectangle (square, rectangle) or a polyhedron shape of pentagon or more.

石英ファイバを用いたモニターは本発明装置の調整、モニター、フィードバックに効果的に利用できる。ファイバから得られるプローブ発生する赤外線、可視光は放射温度計で計測され局所的な雰囲気温度やマイクロ波の強度を間接的にモニタ可能である。また、ファイバによって炉内空間の光の強度のちらつきをモニターすることにより、マイクロ波加熱にありがちなアーク放電を検知することもできる。アーク放電を検知した際には直ちに周辺のマイクロ波電源の出力を低下あるいは遮断することにより、被害が拡大して糸切れに至るリスクを抑制することができる。   A monitor using quartz fiber can be effectively used for adjustment, monitoring and feedback of the apparatus of the present invention. Infrared and visible light generated by the probe obtained from the fiber is measured with a radiation thermometer, and the local ambient temperature and the intensity of the microwave can be monitored indirectly. Further, by monitoring the flickering of the light intensity in the furnace space with the fiber, it is possible to detect arc discharge that is likely to occur in microwave heating. When the arc discharge is detected, the output of the surrounding microwave power supply is immediately reduced or cut off, thereby suppressing the risk of damage spreading and thread breakage.

上記の説明から明らかなように、本発明の炭素繊維の製造装置によれば、抵抗性加熱ヒータを用いて加熱炉内全体を加熱する従来の装置に比べ、加熱のためのエネルギー効率が向上し、吸収・透過部材内部の温度制御を行うことが容易になる。また、処理すべき前駆体に不燃化工程で用いられたハロゲンガスが残留していたとしても、外壁部を腐食するおそれがない。   As apparent from the above description, according to the carbon fiber manufacturing apparatus of the present invention, the energy efficiency for heating is improved as compared with the conventional apparatus that heats the entire inside of the heating furnace using a resistive heater. It becomes easy to control the temperature inside the absorbing / transmitting member. Moreover, even if the halogen gas used in the incombustibility process remains in the precursor to be treated, there is no possibility of corroding the outer wall portion.

さらに、本発明の製造装置では、過剰なマイクロ波は吸収・透過部材に吸収されるので、アーク放電及びこれに起因する炭素繊維前駆体の切断を防止することができる。   Furthermore, in the manufacturing apparatus of the present invention, excessive microwaves are absorbed by the absorbing / transmitting member, and therefore arc discharge and cutting of the carbon fiber precursor due to this can be prevented.

１０ 炭素繊維の製造装置
２０ 外壁部
２２ マグネトロン
３０ 断熱部材
４０ 吸収・透過部材
５０ ＰＡＮ糸
５２ 安定化ＰＡＮ糸導出装置
５４ 巻取り装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Carbon fiber manufacturing apparatus 20 Outer wall part 22 Magnetron 30 Heat insulation member 40 Absorption / transmission member 50 PAN yarn 52 Stabilized PAN yarn lead-out device 54 Winding device

Claims (5)

炭素繊維の前駆体を加熱処理する炭素繊維の製造装置であって、
筒状の外壁部と、
前記外壁部に設けられ、前記外壁部内部にマイクロ波を照射するマイクロ波源と、
前記外壁部の内部に設けられ、前記マイクロ波源から照射されたマイクロ波の少なくとも一部を吸収して発熱すると共に、前記マイクロ波源から照射されたマイクロ波の少なくとも一部を内部に透過させる筒状の吸収・透過部材と、
前記吸収・透過部材の内部で前記炭素繊維の前駆体を走行させる走行機構を備えた炭素繊維の製造装置。 A carbon fiber manufacturing apparatus for heat-treating a carbon fiber precursor,
A cylindrical outer wall,
A microwave source that is provided on the outer wall and irradiates microwaves inside the outer wall;
A cylindrical shape that is provided inside the outer wall portion and absorbs at least a part of the microwave irradiated from the microwave source and generates heat and transmits at least a part of the microwave irradiated from the microwave source to the inside. Absorbing and transmitting members of
An apparatus for producing carbon fiber, comprising: a traveling mechanism that causes the carbon fiber precursor to travel inside the absorbing / transmitting member. 前記吸収・透過部材は、炭化ケイ素、ケイ素、金属珪化物、炭素、炭素繊維複合材料からなる群から選択される物質を含有する材料で形成される請求項１記載の炭素繊維の製造装置。   2. The carbon fiber manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the absorbing / transmitting member is formed of a material containing a substance selected from the group consisting of silicon carbide, silicon, metal silicide, carbon, and a carbon fiber composite material. 前記吸収・透過部材は、炭化ケイ素、ケイ素、金属珪化物、炭素、炭素繊維複合材料からなる群から選択される物質の濃度が、前駆体の進行方向に向かって低下する部分を有する請求項２記載の炭素繊維の製造装置。   The absorption / transmission member has a portion in which the concentration of a substance selected from the group consisting of silicon carbide, silicon, metal silicide, carbon, and carbon fiber composite material decreases in the traveling direction of the precursor. The carbon fiber manufacturing apparatus described. 前記外壁部と前記吸収・透過部材との間に、マイクロ波源からのマイクロ波を透過させる断熱部材が設けられている請求項１〜３のいずれか１項記載の炭素繊維の製造装置。   The carbon fiber manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a heat insulating member that transmits microwaves from a microwave source is provided between the outer wall portion and the absorbing / transmitting member. 前記吸収・透過部材は、組成の異なる複数個の筒状の均質な吸収・透過材を含む請求項１〜４のいずれか１項記載の炭素繊維の製造装置。   5. The carbon fiber manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the absorbent / permeable member includes a plurality of cylindrical homogeneous absorbent / permeable materials having different compositions.
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