JP2002266175A - 耐炎化熱処理装置 - Google Patents

耐炎化熱処理装置

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JP2002266175A
JP2002266175A JP2001053291A JP2001053291A JP2002266175A JP 2002266175 A JP2002266175 A JP 2002266175A JP 2001053291 A JP2001053291 A JP 2001053291A JP 2001053291 A JP2001053291 A JP 2001053291A JP 2002266175 A JP2002266175 A JP 2002266175A
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JP
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heat treatment
hot air
yarn
treatment chamber
heat
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JP2001053291A
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Inventor
Masanao Yamaguchi
正直 山口
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Teijin Ltd
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Toho Tenax Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリアクリロニトリル系繊維の耐炎化処理の
際に、異常に反応が進行する暴走反応を防止する。 【解決手段】 熱処理室12a、12b、12c、12
d内を走行するポリアクリロニトリル系繊維糸条28を
熱処理して耐炎化繊維を製造する耐炎化熱処理装置2に
おいて、前記熱処理室内を走行する糸条28の走行方向
に沿って糸条28の上方向及び下方向に交互に熱風導入
部14a、14b、14c、14d及び熱風導出部16
a、16b、16c、16dを配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリアクリロニトリ
ル系炭素繊維等の製造の前工程に用いる耐炎化熱処理装
置に関し、更に詳述すればポリアクリロニトリル系繊維
糸条等を耐炎化熱処理する耐炎化熱処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、耐炎化繊維はポリアクリロニトリ
ル系繊維を200℃〜300℃の酸化性雰囲気中で熱処
理することにより製造される。
【0003】ポリアクリロニトリル系繊維の耐炎化処理
における反応は酸化・環化が同時に進行する発熱反応で
ある。高温で熱処理を行えば反応がより速くなり、短時
間処理が可能になる。しかし、急速に耐炎化処理を行う
と、酸化反応に伴う反応熱が繊維内に蓄積しやすく、こ
のため繊維内温度が急上昇し、糸切れや発火を伴う暴走
反応が誘発され易い。
【0004】さらに、耐炎化処理は繊維を束ねた糸条の
状態で行うのが通常で、耐炎化処理を施す糸条数が多い
場合は蓄熱し易く、繊維の反応熱を効率よく除去しなけ
れば、高温、短時間で目的の耐炎化糸条を効率よく得る
ことができない。
【0005】耐炎化処理に要する時間、並びにエネルギ
ー消費量は極めて大きいので、耐炎化工程における生産
性の向上は必要不可欠である。
【0006】図2は従来の耐炎化熱処理装置の一例を示
す概略図で、(A)は側面断面図、(B)は正面断面図
である。図中52は耐炎化熱処理装置で、熱処理室54
内には多数本の糸条56が水平面に並んでパスを形成し
て走行している。このパスを形成している糸条56は、
熱処理室54の外部に配設された所定組の折返しローラ
ー58によって折り返されて熱処理室54に繰り返し供
給され、複数段のパスを形成している。前記熱処理室5
4の片側(本図左側)には、熱処理室54の上部流路6
0及び下部流路62を連通する熱風循環路64が設けら
れている。
【0007】熱処理室54の上部流路60から、ヒータ
ー66で加熱された熱風がファン68により熱処理室5
4内に送られ、ここで前記パスを形成して走行している
糸条56が耐炎化処理される。次いで熱風は下部流路6
2を通って熱風循環路64に入り、これを通って前記ヒ
ーター66に循環されることを繰返す。
【0008】また、この熱処理装置は熱効率を高めるた
めに、装置全体の外周が断熱材により覆われている。
【0009】なお熱風は、これを循環させることにより
糸条を加熱すると同時に除熱する役割も担っている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記耐炎化熱処理装置
を用いて、複数段のパスを形成して走行している糸条を
耐炎化処理する場合、熱風がパスを通過する毎に糸条群
の通過抵抗及び糸条通過窓から熱風の漏出により風速が
低下するので、下方に行くに従って糸条の酸化反応に伴
って発生する反応熱が除熱されにくく、更に熱風上流側
の上段パスの糸条から発生した反応熱は熱風により熱風
下流側に運ばれるため、下流側の下段パスの糸条が高温
になり、その結果下流側糸条が暴走反応を起こして発火
する場合がある。
【0011】従って、本発明の目的とするところは、上
述した問題点を解決した、より具体的には糸条の耐炎化
処理を均一に行うことができ、品質を損うことなく生産
性を向上させ得る耐炎化熱処理装置を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は従来よりも設置スペース
の小さい新規熱風循環方式の耐炎化熱処理装置を提供す
ることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、以下に記載するものである。
【0013】〔1〕 熱処理室内を水平に走行し、且つ
前記熱処理室の外部に配設された所定組の折返しローラ
ーによって折り返されて前記熱処理室に繰り返し供給さ
れるポリアクリロニトリル系繊維糸条を熱処理して耐炎
化繊維を製造する耐炎化熱処理装置において、前記熱処
理室内を走行する糸条の走行方向に沿って糸条の上方向
及び下方向に交互に熱風導入部及び熱風導出部を配設し
てなる耐炎化熱処理装置。
【0014】〔2〕 熱処理室内を水平に走行し、且つ
前記熱処理室の外部に配設された所定組の折返しローラ
ーによって折り返されて前記熱処理室に繰り返し供給さ
れるポリアクリロニトリル系繊維糸条を熱処理して耐炎
化繊維を製造する耐炎化熱処理装置において、前記熱処
理室内を走行する糸条の走行方向に沿って、少なくとも
1組の互いに逆方向に流れる熱風流循環ユニットを形成
すると共に熱風流を糸条に対して縦方向に供給する手段
を備えてなる耐炎化熱処理装置。
【0015】〔3〕 互いに逆方向に流れる熱風流間に
仕切板を配設してなる〔1〕又は〔2〕に記載の耐炎化
熱処理装置。
【0016】〔4〕 ヒーターが熱源に熱媒体を用いる
〔1〕乃至〔3〕の何れかに記載の耐炎化熱処理装置。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図1を参照して本発明を詳
細に説明する。
【0018】図1は本発明の耐炎化熱処理装置の一例を
示す概略正面断面図である。
【0019】図1中2は耐炎化熱処理装置で、耐炎化熱
処理装置2は、筐体4の内部に垂直に設けられた通過窓
付き仕切板6により筐体2内は2分割され2個のユニッ
ト8a、8bから構成されている。
【0020】ユニット8a、8bは、それぞれ同じ構成
をしているので、以下両者を代表してユニット8aにつ
いて、図1の耐炎化熱処理装置2を説明する。
【0021】ユニット8aの内部に垂直に設けられた仕
切板10aによりユニット8a内は2分割され2個の熱
処理室12a、12bが形成されている。
【0022】前記熱処理室12aの上部には熱風導入部
14aが、また下部には熱風導出部16aが形成されて
おり、前記熱風導入部14aにはファン18a、熱風導
出部16aにはヒーター20aがそれぞれ配設されてい
る。
【0023】同様に前記熱処理室12bにも、熱風導入
部14b、ファン18b、熱風導出部16b、ヒーター
20bがそれぞれ配設されている。
【0024】即ち、このユニット8aは2個の熱処理室
12a、12bで1ユニットとなっており、2室におけ
る循環ファンとヒーターの位置関係は点対称の関係にあ
る。
【0025】同様にユニット8bも2個の熱処理室12
c、12dで1ユニットとなっており、2室における循
環ファンとヒーターの位置関係は点対称の関係にある。
【0026】ユニット8aにおいて、ヒーター20bに
より熱せられた熱風はファン18aにより熱風導入部1
4a、熱処理室12a、熱風導出部16a、ヒーター2
0a、ファン18b、熱風導入部14b、熱処理室12
b、熱風導出部16bを順次通過し、前記ユニット8a
の中を循環させられる。
【0027】前記ファン18a、18bとしては特に制
限がないが、軸流ファン等が好ましい。
【0028】ヒーター20a、20bも、特に制限がな
く、電熱ヒーター、スチームや加熱流体等の加熱媒体を
熱源として用いるヒーター等が例示できる。
【0029】筐体4の側壁は、ユニット8a側が外壁2
2aと内壁24aとで形成され、ユニット8b側が外壁
22bと内壁24bとで形成されている。
【0030】筐体4の外方において、ユニット8a側の
側壁の外方には、折返しローラー26aが設けられてお
り、ユニット8b側の側壁の外方には、折返しローラー
26bが設けられている。
【0031】複数段のパスを形成している糸条(本図に
おいては5段のパスを形成している糸条)28は、筐体
4の外壁22a及び内壁24aにそれぞれ設けられた供
給窓30a及び32aを通ってユニット8aの熱処理室
12a、次いで仕切板4aに形成された通過窓34aを
通って熱処理室12b、更に仕切板6に形成された通過
窓36を通って、ユニット8bの熱処理室12c、次い
で仕切板4bに形成された通過窓34bを通って熱処理
室12d、筐体4の内壁24b及び外壁22bにそれぞ
れに設けられた排出窓32b及び30bを通って筐体4
外方に出る。
【0032】筐体4外方に出た糸条28は、上記折返し
ローラー26bによって折り返されて上記熱処理室12
d、12c、12b、12aに繰り返し供給され、走行
する。上記熱処理室12a、12b、12c、12dを
通過する際に、糸条28は耐炎化処理が施される。
【0033】また、熱処理室内の風速及び温度は、処理
条件や被処理糸条の基質により異なるが、一般的には耐
炎化処理時に発生する膨大な発熱量の除去と、スモーク
発生防止の観点から適宜決定される。
【0034】通常、熱風による糸条内部の蓄熱の抑制、
排除の効果を十分なものとし、一方糸条が熱風により揺
れすぎて糸条内の単繊維が擦れ合う結果、糸条が傷つい
て性能、品質に悪影響を及すことを防ぐ観点から、熱風
導入部、及び熱風導出部における熱風の風速は0.6m
/s以上2.5m/s以下にする事が望ましい。
【0035】なお、ユニットは、本図においては2個設
けたが、これに限られず糸条の走行方向に沿って2以上
の任意数配列することが好ましい。
【0036】本例においては、複数段のパスを形成して
走行する糸条28の走行方向に沿って交互に上側と下側
にファンとヒーターを設置しているため、パスを形成し
て走行する糸条は、上面、下面の何れからも同様に加
熱、放熱がなされ、放熱バランスが平均化される結果同
一となって、熱処理室の温度をほぼ均一にできる。ま
た、ユニット8a、8bそれぞれの2熱処理室の間に設
置した仕切板10a、10bは整流作用があり、熱風導
入部から熱風導出部へ熱風が至る経路で、隣室との流れ
の干渉を最小限にし、熱風の循環をスムーズにする作用
がある。さらに、熱風をユニット内で循環させるこの方
法は、従来の熱風を循環させる上記図1の方式と異な
り、両側壁方向に対する設置スペースの節約につなが
る。
【0037】
【発明の効果】本発明は、熱風を繊維束の走行方向に沿
って交互に上方向及び下方向に循環させて、その熱風に
より糸条を上面、下面の何れからも加熱処理するように
したので、ポリアクリロニトリル系繊維を均一に耐炎化
処理することができ、更に異常に反応が進行する暴走反
応を防止することができる。また、従来の耐炎化処理装
置のように熱処理室の側方に熱風循環路を形成する必要
がないので、装置の幅を狭くすることができ、設置スペ
ース、設備費用を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の耐炎化熱処理装置の一例を示す概略正
面断面図である。
【図2】従来の耐炎化熱処理装置の(A)は概略側面断
面図、(B)は概略正面断面図である。
【符号の説明】
2 耐炎化熱処理装置 4 筐体 6 仕切板 8a、8b ユニット 10a、10b 仕切板 12a、12b、12c、12d 熱処理室 14a、14b、14c、14d 熱風導入部 16a、16b、16c、16d 熱風導出部 18a、18b、18c、18d ファン 20a、20b、20c、20d ヒーター 22a、22b 外壁 24a、24b 内壁 26a、26b 折返しローラー 28 糸条 30a、30b、32a、32b、34a、34b、3
6 通過窓 52 耐炎化熱処理装置 54 熱処理室 56 糸条 58 折返しローラー 60 上部流路 62 下部流路 64 熱風循環路 66 ヒーター 68 ファン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱処理室内を水平に走行し、且つ前記熱
    処理室の外部に配設された所定組の折返しローラーによ
    って折り返されて前記熱処理室に繰り返し供給されるポ
    リアクリロニトリル系繊維糸条を熱処理して耐炎化繊維
    を製造する耐炎化熱処理装置において、前記熱処理室内
    を走行する糸条の走行方向に沿って糸条の上方向及び下
    方向に交互に熱風導入部及び熱風導出部を配設してなる
    耐炎化熱処理装置。
  2. 【請求項2】 熱処理室内を水平に走行し、且つ前記熱
    処理室の外部に配設された所定組の折返しローラーによ
    って折り返されて前記熱処理室に繰り返し供給されるポ
    リアクリロニトリル系繊維糸条を熱処理して耐炎化繊維
    を製造する耐炎化熱処理装置において、前記熱処理室内
    を走行する糸条の走行方向に沿って、少なくとも1組の
    互いに逆方向に流れる熱風流循環ユニットを形成すると
    共に熱風流を糸条に対して縦方向に供給する手段を備え
    てなる耐炎化熱処理装置。
  3. 【請求項3】 互いに逆方向に流れる熱風流間に仕切板
    を配設してなる請求項1又は2に記載の耐炎化熱処理装
    置。
  4. 【請求項4】 ヒーターが熱源に熱媒体を用いる請求項
    1乃至3の何れかに記載の耐炎化熱処理装置。
JP2001053291A 2001-02-28 2001-02-28 耐炎化熱処理装置 Pending JP2002266175A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106637516A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 湖南顶立科技有限公司 预氧化炉热风循环系统
WO2020100714A1 (ja) * 2018-11-12 2020-05-22 東レ株式会社 耐炎化繊維束および炭素繊維束の製造方法ならびに耐炎化炉

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