JP2008138328A - 炭素繊維の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】耐炎化炉1,2が上下方向に複数台配置され、耐炎化炉1,2と予備炭素化炉40の間に耐炎化ストランド9,10を送り出す第1駆動装置21,22を各々設け、第1駆動装置21,22と予備炭素化炉40の間に耐炎化ストランド9,10を上下方向に幅寄せする第1幅寄せ手段60を配設し、予備炭素化炉40と炭素化炉50の間に予備炭素化ストランド31,32を送り出す第2駆動装置23,24を設け、第2駆動装置23,24と炭素化炉50の間に予備炭素化ストランド31,32を上下方向に幅寄せする第2幅寄せ手段70を配設し、炭素化炉50の下流側に炭素化ストランド33,34を送り出す第3駆動装置25,26を設けたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
また、各耐炎化炉を通過する耐炎化ストランドの原材料に作用する張力、通過速度等を任意に設定できるので、当該原材料の張力、通過速度等を耐炎化炉毎に適宜調整し、耐炎化ストランドの品質を向上させ、品質を均一化することができる。
同様に、第2、第3駆動装置によって張力、通過速度等を任意に設定することで、それぞれ予備炭素化炉、炭素化炉によって処理される予備炭素化ストランド、炭素化ストランドの品質を向上させ、品質を均一化することができる。また、各耐炎化炉から送出された耐炎化ストランド毎に異なった張力、通過速度等の制御を行い、異品種の炭素繊維を製造することができ、生産の合理化を図ることも可能である。
したがって、炭素繊維の生産性を向上させつつ、高品質かつ均一な性能を有する炭素繊維を製造することができる。
図1は本実施の形態に係る炭素繊維の製造装置の全体構成を表す概略断面図である。図1に示すように、炭素繊維の製造装置は、上流側(図示左側)に複数の耐炎化炉1,2を備えている。耐炎化炉1,2は外壁および断熱材等によって断面矩形の箱型に形成され、炉内を加熱する加熱装置、酸化ガス等の供給装置、ガス排気装置等(不図示)を備えている。ここで、耐炎化炉1,2の高温部は、例えば炭素材等の高耐熱性材料によって形成され、その他の部分は、例えば鉄やステンレス等の構造材料によって形成されている。
各パスの送入口1a,2a,…、および送出口1b,2b,…の外側には、例えばエアカーテン等のシール装備(不図示)が、炉内への外気の侵入および炉内から外部へのガスの漏出を防止することができるように設けられている。
搬送用ローラー11a,12aは、予備炭素化炉40によって処理された予備炭素化ストランド31,32を搬送できるように、その回転軸が紙面に略垂直に、回転自在に設けられている。搬送用ローラー11aの下流側には同様の搬送用ローラー11bが上側に離間して配置され、後述する第2駆動装置23の最上段に対応して設けられている。予備炭素化ストランド31,32の搬送用ローラー11a,11b,12aの下流側には、第2駆動装置23,24が設けられている。
第2幅寄せ手段70には、第2駆動装置24の最下段の駆動ローラーに対応して、第1幅寄せローラー12bが設けられている。また、第1幅寄せローラー12bの下流側の上側に、第2幅寄せローラー11c,12cが上下に一対、近接して設けられている。第2幅寄せローラー11c,12cは、後述する炭素化炉50の予備炭素化ストランド送入口50aに対応して設けられている。第2幅寄せローラー11c,12cの下流側には断面が矩形で筒状の炭素化炉50が設けられている。
図1に示すように、前駆体繊維が紙面に垂直方向に幅を持って束ねられた前駆体ストランド3,4を各耐炎化炉1,2の第1送入口1a,2aから各炉内へ送入する。各耐炎化炉1,2の炉内は加熱装置(不図示)によって加熱され、前駆体繊維を耐炎化することができる温度に維持されている。また、酸化ガス供給装置(不図示)により、炉内に酸化ガスが供給され、シール装備(不図示)によって炉内への外気の侵入と炉内から外部へのガスの漏出が防止されている。炉内に送入された前駆体ストランド3,4は酸化雰囲気下で加熱され、第1送出口1b,2bから炉外へ送出される。この第1パスを経て加熱され、炉外へ送出された前駆体ストランド3,4は、第1ローラー5a,6aによって捲回され、逆方向に折り返されるようにして第2送入口1c,2cから再び耐炎化炉1,2内部へ送入される。
このとき、耐炎化炉1,2は上下方向に二台積み重ねて配置されている。したがって、一台しか設置されていない場合と比較して炭素繊維の中間生成物である耐炎化ストランド9,10の生産量を容易に増加させることができる。よって、炭素繊維の生産性を容易に向上させることができる。
また、耐炎化炉1,2から搬出される各耐炎化ストランド9,10を上下方向に重ねることができるので、各耐炎化ストランド9,10を紙面垂直方向に並べた場合のように、予備炭素化炉40の耐炎化ストランド9,10の送入口40aの紙面垂直方向の幅を必要以上に大きくする必要がない。したがって、耐炎化ストランド9,10の送入口40aを小さくし、予備炭素化炉40の熱効率を向上させることができる。また、予備炭素化炉40の紙面垂直方向の幅を小さくし、予備炭素化炉40をコンパクトにして熱効率を向上させるとともに、設置スペースを縮小することができる。
よって、複数の耐炎化炉1,2毎に条件が異なる場合でも、前駆体ストランド3,4の通過速度、張力等を耐炎化炉1,2毎に適宜調整し、耐炎化ストランド9,10の品質を向上させ、品質を均一化することができる。一方、各耐炎化炉1,2を通過する前駆体ストランド3,4毎に、通過速度、張力等を異ならせることで、加熱条件の異なった異品種の炭素繊維を製造することもできる。これにより、多品種生産に容易に対応することができ、生産の合理化を図ることができる。
これにより、各耐炎化ストランド9,10が幅寄せされない場合と比較して予備炭素化炉40の耐炎化ストランド9,10の送入口40aの図示上下方向の高さを小さくすることができる。また、耐炎化ストランド9,10の上下方向の間隔が小さくなるので予備炭素化炉40の上下方向の寸法も小さくし、予備炭素化炉40をコンパクトにすることができる。したがって、予備炭素化炉40の熱効率を向上させることができ、設置スペースを縮小することができる。
また、耐炎化ストランド9,10を上下方向に幅寄せすることで耐炎化ストランド9,10に水平方向の無理な力が作用することがないので、耐炎化ストランド9,10のケバの発生を防止し、炭素繊維の品質を向上させることができる。
このとき、第1駆動装置21,22と同様に構成された第2駆動装置23,24によって、予備炭素化炉40を通過する耐炎化ストランド9,10に作用する張力および通過速度等を任意に設定しつつ、予備炭素化炉40によって耐炎化ストランド9,10を炭素化処理することができる。したがって、第2駆動装置23,24を設置することによって、上述の第1駆動装置21,22を設置したときの効果と同様の効果を得ることができる。
したがって、上述の第1幅寄せ手段60を設置したときと同様に、第2幅寄せ手段70を設置することで炭素化炉50をコンパクトにし、炭素化炉50の熱効率を向上させ、さらに予備炭素化ストランド31,32へのケバの発生を防止して、炭素繊維の品質を向上させることができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、炭素繊維の生産性を向上させつつ、高品質かつ均一な性能を有する炭素繊維を製造することができる。
また、各炉を上下方向に積み重ねる場合、完全な鉛直方向ではなく、多少水平方向にずらして積み重ねても良い。このように配置することで、例えば、設置場所の制限に応じて各炉を配置し、限られたスペースに炭素繊維の製造装置を設置することが可能となる。
また、各駆動装置の駆動ローラへの各ストランドの導入位置は最上段、最下段のどちらからであってもよい。このとき、各駆動装置への導入位置を変更することで、各炉の間の各ストランドの通過経路を変化させ、各炉間を各ストランドが走行する距離を調整することができる。
更に、予備炭素化炉40を省略しても良く、その他本発明の要旨を変更しない範囲で種々変形してもよい。
2 耐炎化炉
9 耐炎化ストランド
10 耐炎化ストランド
21 第1駆動装置
22 第1駆動装置
23 第2駆動装置
24 第2駆動装置
25 第3駆動装置
26 第3駆動装置
31 予備炭素化ストランド
32 予備炭素化ストランド
33 炭素化ストランド
34 炭素化ストランド
40 予備炭素化炉
50 炭素化炉
60 第1幅寄せ手段
70 第2幅寄せ手段
Claims (1)
- 上流側に耐炎化炉、下流側に予備炭素化炉、炭素化炉を順次配置してなる炭素繊維の製造装置であって、
前記耐炎化炉が上下方向に複数台配置され、前記複数台の耐炎化炉と前記予備炭素化炉の間に前記複数台の耐炎化炉から各々搬出される耐炎化ストランドを送り出す第1駆動装置を各々設け、前記第1駆動装置と前記予備炭素化炉の間に前記耐炎化ストランドを上下方向に幅寄せする第1幅寄せ手段を配設し、前記予備炭素化炉と前記炭素化炉の間に前記第1幅寄せ手段により上下方向に幅寄せされ前記予備炭素化炉で処理された予備炭素化ストランドを送り出す第2駆動装置を設け、前記第2駆動装置と前記炭素化炉の間に前記予備炭素化ストランドを上下方向に幅寄せする第2幅寄せ手段を配設し、前記炭素化炉の下流側に前記第2幅寄せ手段で上下方向に幅寄せされ前記炭素化炉で処理された炭素化ストランドを送り出す第3駆動装置を設けたことを特徴とする炭素繊維の製造装置。
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- 2006-12-04 JP JP2006326981A patent/JP4740098B2/ja active Active
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