JP3492630B2 - Method for transporting vapor-grown carbon fiber and method for heat treatment - Google Patents
Method for transporting vapor-grown carbon fiber and method for heat treatmentInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、気相成長炭素繊
維の搬送方法及び熱処理方法に関し、さらに詳しくは、
かさ密度の低い気相成長炭素繊維を効率よく簡単に搬送
することができる気相成長炭素繊維の搬送方法及び熱処
理前の圧縮成形処理が不要であり、単純なプロセスで熱
処理をすることができる熱処理方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for transporting vapor-grown carbon fibers and a method for heat treatment, and more specifically,
Vapor grown carbon fibers with low bulk density can be efficiently and easily transported, and the method for transporting vapor grown carbon fibers does not require compression molding before heat treatment, and heat treatment can be performed by a simple process. Regarding the method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】気相成長炭素繊維は、触媒とキャリヤー
ガスと有機化合物とを反応炉に導入して有機化合物を８
００℃〜１３００℃程度で熱分解することで、生成され
る。一般的な気相成長炭素繊維の製造方法としては、
フェロセン等の遷移金属化合物を気化させ反応炉（熱分
解炉）に導入し、遷移金属の微粒子を生成させシードと
して用い製造する方法（特開昭６０−５４９９８号公
報）や鉄等の遷移金属を直接熱分解炉中で気化させて
シードを作り製造する方法（特開昭６１−２９１４９７
号公報）や、フェロセン等の遷移金属化合物を液体有
機化合物に分散または溶融させて反応炉中にスプレーし
てシードとして製造する方法（特開昭５８−１８０６１
５号公報）がある。2. Description of the Related Art A vapor-grown carbon fiber is prepared by introducing a catalyst, a carrier gas and an organic compound into a reaction furnace to form an organic compound.
It is generated by thermal decomposition at about 00 ° C to 1300 ° C. As a general method for producing vapor grown carbon fiber,
A method in which a transition metal compound such as ferrocene is vaporized and introduced into a reaction furnace (pyrolysis furnace) and fine particles of the transition metal are generated and used as a seed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-54998) or a transition metal such as iron is used. A method for producing seeds by vaporizing them directly in a pyrolysis furnace (JP-A-61-291497).
Or a transition metal compound such as ferrocene is dispersed or melted in a liquid organic compound and sprayed in a reaction furnace to produce a seed (JP-A-58-18061).
No. 5).
【０００３】これらの方法で得られた気相成長炭素繊維
は、気相成長炭素繊維以外に例えば未利用触媒の残さ、
未反応有機物、非繊維炭化物、及びタール分が含まれた
粗製繊維である。The vapor-grown carbon fibers obtained by these methods include, for example, the residue of unused catalyst in addition to the vapor-grown carbon fibers,
It is a crude fiber containing unreacted organic matter, non-fiber carbide, and tar content.
【０００４】粗製繊維から非繊維物質を除去するのに４
００℃〜１２００℃で熱処理が行われ、さらにその後、
気相成長炭素繊維をグラファイト化するのに２０００〜
３０００℃で熱処理が行われる。4 to remove non-fibrous material from crude fibers
Heat treatment is performed at 00 ° C to 1200 ° C, and then,
2000 to graphitize vapor grown carbon fiber
Heat treatment is performed at 3000 ° C.
【０００５】熱処理の一つの方法として、反応炉から取
り出された粗製繊維をグラファイト製のるつぼに入れて
上記温度の異なる２段の熱処理炉にて熱処理を行うバッ
チ式の方法がある。この場合、るつぼに粗製繊維を導入
する作業や、るつぼを熱処理炉に入れる作業が作業者一
人に依存され、連続的に作業することができず、大量生
産には向かないという欠点がある。As one of the heat treatment methods, there is a batch type method in which the crude fiber taken out from the reaction furnace is put in a graphite crucible and heat-treated in the two-stage heat treatment furnaces having different temperatures. In this case, the work of introducing the crude fiber into the crucible and the work of putting the crucible in the heat treatment furnace depend on one operator, and it is not possible to work continuously, which is not suitable for mass production.
【０００６】別の熱処理方法としては、特開平８−６０
４４４号公報や特開平８−６０４４６号公報に記載され
ているように、反応炉から取り出された粗製繊維を機械
で圧縮して成形体を作り、この成形体をコンベアで上記
温度の異なる２段の熱処理炉に搬送して熱処理を行う連
続式の方法がある。しかし、この連続式の場合は、繊維
の加圧成形処理、並びに熱処理後の繊維の解砕及び分級
処理が必要となり、プロセスが複雑になり、設備費がか
さむという欠点がある。さらに、解砕処理時に繊維が折
れてしまい、繊維の均一性が損なわれるという欠点もあ
る。Another heat treatment method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-60.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 444/844 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-60446, the crude fiber taken out from the reaction furnace is mechanically compressed to form a molded body, and the molded body is conveyed on a conveyor in two stages having different temperatures. There is a continuous method in which the material is transferred to the heat treatment furnace and heat treated. However, in the case of this continuous method, there is a drawback that the pressure molding treatment of the fiber and the crushing and classification treatment of the fiber after the heat treatment are required, the process becomes complicated and the equipment cost is increased. Further, there is a drawback that the fibers are broken during the crushing process and the uniformity of the fibers is impaired.
【０００７】また、粗製繊維は細く、かさ密度が小さい
という特徴と有するので、圧縮を行わずにコンベア等で
搬送した場合には、不純物の混入や粗製繊維の付着、詰
まりといった問題が生じる。また、粗製繊維のかさが大
きくなるのに伴い、熱処理炉も大きなものが必要にな
る。さらに、粗製繊維と粗製繊維との間の気体部分の加
熱に熱エネルギーが費やされることになり、熱処理時の
加熱効率が悪く、エネルギーの損失が大きいという欠点
もある。Further, since the crude fiber is thin and has a low bulk density, when it is conveyed by a conveyor or the like without being compressed, problems such as mixing of impurities, adhesion of the crude fiber and clogging occur. Further, as the bulk of the crude fiber becomes large, a large heat treatment furnace is required. Furthermore, since heat energy is consumed for heating the gas portion between the crude fibers, the heating efficiency at the time of heat treatment is poor, and energy loss is large.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、か
さ密度の低い気相成長炭素繊維を効率よく簡単に搬送す
ることができる気相成長炭素繊維の搬送方法を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a vapor growth carbon fiber conveying method capable of efficiently and easily conveying vapor growth carbon fibers having a low bulk density. .
【０００９】また、本発明は、熱処理前の加圧成形処理
及び熱処理後の解砕、分級処理が不要でプロセスが単純
であり、設備コスト、運転コストの低い気相成長炭素繊
維の熱処理方法を提供することを目的とする。Further, the present invention provides a heat treatment method for vapor-grown carbon fibers, which does not require pressure molding treatment before heat treatment, crushing and classification treatment after heat treatment, and has a simple process, and has low equipment cost and operation cost. The purpose is to provide.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の手段は、反応炉で生成され、前記反応炉の排
出口から排出される気相成長炭素繊維を、この気相成長
炭素繊維の排出方向に対して斜めに移動する条体で捕集
することを特徴とする気相成長炭素繊維の搬送方法であ
り、また、本発明の他の手段は、反応炉で生成され、前
記反応炉の排出口から排出される気相成長炭素繊維を、
この気相成長炭素繊維の排出方向に対して斜めに移動す
る条体で捕集し、熱処理炉に搬送することを特徴とする
気相成長炭素繊維の熱処理方法であり、また、本発明の
他の手段は、前記条体が組成中に酸素原子を含まず、熱
処理温度に対する耐熱性を有する物質より成ることを特
徴とする請求項２に記載の気相成長炭素繊維の熱処理方
法であり、さらに、本発明の他の手段は、前記条体が炭
素繊維であることを特徴とする請求項２又は３に記載の
気相成長炭素繊維の熱処理方法であり、さらに，本発明
の他の手段は、前記熱処理炉内において条体から脱離し
た気相成長炭素繊維を回収する移動床を設けたことを特
徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の気相成長
炭素繊維の熱処理方法である。Means for Solving the Problems The means of the present invention to solve the above problem is generated in the reactor, the vapor-grown carbon fibers discharged from the discharge port of the reactor, the vapor
A method of transporting vapor-grown carbon fibers, characterized in that it is collected by a striation that moves obliquely with respect to the discharge direction of carbon fibers, and another means of the present invention is produced in a reaction furnace, The vapor growth carbon fiber discharged from the outlet of the reaction furnace,
A heat treatment method for vapor grown carbon fibers, characterized in that the vapor-grown carbon fibers are collected by a strip that moves obliquely with respect to the discharge direction and conveyed to a heat treatment furnace. The heat treatment method for vapor-grown carbon fiber according to claim 2, characterized in that the strips are made of a substance that does not contain oxygen atoms in its composition and has heat resistance to a heat treatment temperature. Another means of the present invention is the heat treatment method for vapor-grown carbon fiber according to claim 2 or 3, wherein the strip is a carbon fiber. The heat treatment of the vapor grown carbon fiber according to any one of claims 2 to 4, wherein a moving bed for recovering the vapor grown carbon fiber desorbed from the strip is provided in the heat treatment furnace. Is the way.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例である気
相成長炭素繊維の熱処理装置の概略図を示す。熱処理装
置は、反応炉１で生成された気相成長炭素繊維の粗製繊
維を熱処理部に搬送する搬送部２０と粗製繊維を熱処理
する熱処理部３０と熱処理によりグラファイト化された
気相成長炭素繊維の回収部４０とを有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a schematic view of a heat treatment apparatus for vapor-grown carbon fibers which is an embodiment of the present invention. The heat treatment apparatus includes a conveyance unit 20 that conveys the crude fibers of the vapor-grown carbon fibers produced in the reactor 1 to the heat treatment unit, a heat treatment unit 30 that heat treats the crude fibers, and a vaporized carbon fiber graphitized by the heat treatment. And a recovery unit 40.
【００１２】反応炉１は、原料及びキャリヤーガスの供
給口５，６と、所定の温度に加熱される反応領域２と生
成した粗製繊維を反応炉１外へ排出するための排出口で
ある吸出管３とを有する。The reaction furnace 1 is a suction port which is a discharge port for discharging the raw material and carrier gas supply ports 5, 6 and a reaction region 2 heated to a predetermined temperature and the generated crude fiber to the outside of the reaction furnace 1. With tube 3.
【００１３】搬送部２０は、条体である搬送用糸２１
と、搬送用糸２１を巻回したリール２２と、搬送用糸２
１を移動させる送り装置である駆動ローラ２３と、非駆
動ローラ２４〜２７とを有する。搬送用糸２１の素材と
しては例えば炭素繊維が用いられる。リール２２から送
り出された搬送用糸２１が、前記吸出し管３の出口付近
に位置する気相成長炭素繊維の捕集領域４を通過するよ
うに非駆動ローラ２４〜２７が配置される。また捕集領
域４では、吸出し管３から排出される粗製繊維に対して
搬送用糸２１が一定の角度で接触するように、搬送用糸
２１が斜めに移動するように配置されている。捕集領域
４を通過した搬送用糸２１は、さらに駆動ローラ４４に
より熱処理炉内に送られ、最終的に図示しない巻取り装
置により巻き取られる。The carrying section 20 is provided with a carrying thread 21 which is a filament.
And a reel 22 around which the transport yarn 21 is wound, and the transport yarn 2
It has a driving roller 23 which is a feeding device for moving 1 and non-driving rollers 24 to 27. Carbon fiber, for example, is used as the material of the conveying yarn 21. The non-driving rollers 24 to 27 are arranged so that the conveying yarn 21 sent out from the reel 22 passes through the vapor growth carbon fiber collecting region 4 located near the outlet of the suction pipe 3. In the collection area 4, the conveying yarn 21 is arranged so as to move obliquely so that the conveying yarn 21 comes into contact with the crude fiber discharged from the suction pipe 3 at a constant angle. The conveying yarn 21 that has passed through the collecting region 4 is further sent into the heat treatment furnace by the drive roller 44, and finally wound up by a winding device (not shown).
【００１４】熱処理部３０には、未燃成分である有機化
合物を除去するための熱処理炉３１とグラファイト成形
用熱処理炉３２とが備えられている。熱処理炉３１及び
３２には、炉内を通過する搬送用糸２１を上下に挟む形
で加熱手段であるヒータ３３，３４，３５，３６が設け
られている。熱処理炉３１は、例えば４００℃〜１２０
０℃に加熱され、熱処理炉３２は、例えば２０００℃〜
３０００℃に加熱される。The heat treatment section 30 is provided with a heat treatment furnace 31 for removing organic compounds which are unburned components and a graphite molding heat treatment furnace 32. The heat treatment furnaces 31 and 32 are provided with heaters 33, 34, 35, 36 which are heating means in such a manner that the conveying yarn 21 passing through the furnaces is vertically sandwiched. The heat treatment furnace 31 is, for example, 400 ° C. to 120 ° C.
The heat treatment furnace 32 is heated to 0 ° C.
Heat to 3000 ° C.
【００１５】回収部４０は、搬送用糸２１に付着した気
相成長炭素繊維を搬送用糸２１から分離するためのノズ
ル４１と、分離された気相成長炭素繊維を収容する回収
容器４２と、熱処理炉３１及び３２内に設けられた移動
床である移動受け皿４３とを有する。ノズル４１には、
搬送用糸２１と同程度の径の開口が設けられ、この開口
を搬送用糸２１が通過する際に、搬送用糸２１の表面に
付着した気相成長炭素繊維が搬送用糸２１から分離され
る。移動受け皿４３によって、熱処理炉３１及び３２内
を通過中に搬送用糸２１から脱離した気相成長炭素繊維
が回収される。移動受け皿４３は、板状片を連結したリ
ング状のベルトからなり、駆動ローラ４４により、熱処
理炉内を循環移動する。移動受け皿４３は、耐熱性に優
れ、酸素を含まない材料、例えば、グラファイトで作ら
れる。The collecting section 40 has a nozzle 41 for separating the vapor-grown carbon fibers adhering to the carrying yarn 21 from the carrying yarn 21, and a collecting container 42 for containing the separated vapor-grown carbon fibers. It has a moving tray 43 which is a moving bed provided in the heat treatment furnaces 31 and 32. In the nozzle 41,
An opening having a diameter similar to that of the carrying yarn 21 is provided, and when the carrying yarn 21 passes through this opening, the vapor-grown carbon fibers attached to the surface of the carrying yarn 21 are separated from the carrying yarn 21. It The moving tray 43 collects the vapor-grown carbon fibers detached from the transport yarn 21 while passing through the heat treatment furnaces 31 and 32. The moving tray 43 is composed of a ring-shaped belt connecting plate-like pieces, and is circulated in the heat treatment furnace by a driving roller 44. The moving tray 43 is made of a material having excellent heat resistance and containing no oxygen, for example, graphite.
【００１６】上記熱処理装置を用いた気相成長炭素繊維
の熱処理は次のように行われる。The heat treatment of the vapor grown carbon fiber using the above heat treatment apparatus is performed as follows.
【００１７】反応炉１の上部に設けられた原料供給口５
から原料が、キャリヤーガス供給口６からキャリヤーガ
スが導入され、反応領域２にて気相成長炭素繊維の粗製
繊維７が生成される。ここでは原料としては、例えばベ
ンゼンが用いられ、キャリヤーガスとしては、例えば、
非酸化性のアルゴンガスが用いられる。触媒としては、
例えば、フェロセンが用いられる。反応領域２において
気相成長した粗製繊維７は、吸出し管３を通って反応炉
１の外部に排出される。Raw material supply port 5 provided in the upper part of the reactor 1.
The raw material and the carrier gas are introduced from the carrier gas supply port 6, and the crude fiber 7 of vapor grown carbon fiber is generated in the reaction region 2. Here, for example, benzene is used as the raw material, and as the carrier gas, for example,
Non-oxidizing argon gas is used. As a catalyst,
For example, ferrocene is used. The crude fiber 7 vapor-grown in the reaction region 2 is discharged to the outside of the reaction furnace 1 through the suction pipe 3.
【００１８】吸出し管３から排出された粗製繊維７は、
捕集領域４に設けられた搬送用糸２１によって捕集され
る。吸出し管３から排出された粗製繊維７には、炭化水
素の未燃成分が含まれているため、捕集領域４において
粗製繊維７が飛散することなく搬送用糸２１に付着し、
容易に捕集することができる。The crude fiber 7 discharged from the suction pipe 3 is
It is collected by the transporting yarn 21 provided in the collecting area 4. Since the crude fiber 7 discharged from the suction pipe 3 contains unburned hydrocarbon components, the crude fiber 7 adheres to the transport yarn 21 without scattering in the collection area 4,
It can be easily collected.
【００１９】捕集領域４において、吸出し管３から排出
される粗製繊維７は、図２に示すように吸出し管３の大
きさに依存する中心径ａの範囲に分布しながら排出され
る。搬送用糸２１はこの排出される粗製繊維７の流れを
斜めに横切る形で移動し、粗製繊維７を捕集する。効率
よく粗製繊維７を捕集するために、図４に示すように、
複数の搬送用糸２１を中心径ａ以上の幅となるように帯
状に並べるのが好ましい。この場合、中心径ａの粗製繊
維７の分布領域２８よりも帯状搬送糸２９の方が幅広い
ので漏れなく捕集することができる。In the collection area 4, the crude fibers 7 discharged from the suction pipe 3 are discharged while being distributed in the range of the central diameter a depending on the size of the suction pipe 3 as shown in FIG. The conveying yarn 21 moves obliquely across the flow of the discharged crude fiber 7 and collects the crude fiber 7. In order to efficiently collect the crude fiber 7, as shown in FIG.
It is preferable to arrange a plurality of conveying yarns 21 in a band shape so as to have a width equal to or larger than the central diameter a. In this case, the band-shaped carrier yarn 29 is wider than the distribution region 28 of the coarse fiber 7 having the center diameter a, and therefore, it can be collected without leakage.
【００２０】さらに、この搬送用糸２１と水平面とがな
す角度θ1は粗製繊維７の安息角であることが望まし
い。安息角とは、図３に示すように粉体を堆積させた場
合における粉体の自由表面と水平面とのなす角θrのこ
とであるが、角度θ1が安息角であると搬送用糸２１
に、より多くの粗製繊維７を捕集できるという利点があ
る。一方で角度θ1を安息角以上の角度とすると、粗製
繊維７が搬送用糸２１から滑り落ち、捕集領域４の下部
に位置する搬送用糸２１に粗製繊維７が偏って付着する
ことになるので好ましくない。また搬送用糸２１に角度
をつけないで粗製繊維７の流れに対して水平に横切る形
で搬送用糸２１を移動させると、搬送用糸２１が粗製繊
維７の流れによる反力で分散してしまうので好ましくな
い。Further, it is desirable that the angle θ 1 formed by the carrying yarn 21 and the horizontal plane be the angle of repose of the coarse fiber 7. The angle of repose, but is that the angle theta r between the free surface and the horizontal plane of the powder in case of depositing the powder as shown in FIG. 3, the transport thread and the angle theta 1 is angle of repose 21
In addition, there is an advantage that more crude fibers 7 can be collected. On the other hand, when the angle θ 1 is set to an angle of repose or more, the coarse fiber 7 slips off from the transport yarn 21, and the coarse fiber 7 is unevenly attached to the transport yarn 21 located in the lower part of the collection area 4. Therefore, it is not preferable. Further, when the conveying yarn 21 is moved horizontally across the flow of the crude fiber 7 without making an angle to the conveying yarn 21, the conveying yarn 21 is dispersed by the reaction force due to the flow of the crude fiber 7. It is not desirable because it will end up.
【００２１】捕集領域４において、粗製繊維７を付着さ
せた搬送用糸２１は、続いて熱処理炉３１に送られ、粗
製繊維７中の未燃成分が除去される。続いて搬送用糸２
１は、熱処理炉３２に送られ、グラファイト相が形成さ
れる。この時、粗製繊維７に残っていた触媒粒子も蒸発
して取り除かれ、粗製繊維７が炭素のみからなる気相成
長炭素繊維となる。In the collecting area 4, the transporting yarn 21 to which the crude fiber 7 is attached is then sent to the heat treatment furnace 31 and the unburned components in the crude fiber 7 are removed. Then, the yarn for transport 2
1 is sent to the heat treatment furnace 32, and a graphite phase is formed. At this time, the catalyst particles remaining in the crude fiber 7 are also evaporated and removed, and the crude fiber 7 becomes a vapor growth carbon fiber composed of only carbon.
【００２２】気相成長炭素繊維７は熱処理炉３２の出口
付近に設けられた、回収部４０のノズル４１によって搬
送用糸２１から解離され、回収容器４２に回収される。
本発明においては、従来の圧縮式の熱処理方法と異な
り、熱処理後の気相成長炭素繊維の解砕処理を必要とし
ないので、解砕時に繊維が折れることにより気相成長炭
素繊維の均一性が損なわれることがない。The vapor grown carbon fiber 7 is dissociated from the conveying yarn 21 by the nozzle 41 of the recovery section 40 provided near the outlet of the heat treatment furnace 32 and recovered in the recovery container 42.
In the present invention, unlike the conventional compression-type heat treatment method, since the crushing treatment of the vapor-grown carbon fiber after the heat treatment is not required, the uniformity of the vapor-grown carbon fiber can be improved by breaking the fiber during crushing. It is not damaged.
【００２３】熱処理炉３１又は３２を通過中に搬送用糸
２１から脱離した粗製繊維７は、移動受け皿４３上に集
積され搬送糸２１と同様に熱処理炉内を移動する。移動
受け皿４３上の粗製繊維７についても、熱処理により未
燃成分が除去されグラファイト化される。移動受け皿４
３上でグラファイト化された気相成長炭素繊維７も、移
動受け皿４３の端部に位置する回収容器４２に回収され
る。移動受け皿の端部には、気相成長炭素繊維７をかき
とるためのかきとり部材、例えばスクレバーを設けても
よい。このような移動受け皿を設けることにより、効率
的に無駄なく気相成長炭素繊維を回収することができ
る。The coarse fibers 7 separated from the conveying yarn 21 while passing through the heat treating furnace 31 or 32 are accumulated on the moving tray 43 and move in the heat treating furnace in the same manner as the conveying yarn 21. The crude fibers 7 on the moving tray 43 are also graphitized by removing unburned components by heat treatment. Moving saucer 4
The vapor-grown carbon fibers 7 graphitized on 3 are also collected in the collection container 42 located at the end of the moving tray 43. A scraping member for scraping off the vapor-grown carbon fiber 7, for example, a scrubber may be provided at the end of the moving tray. By providing such a moving tray, vapor-grown carbon fibers can be efficiently collected without waste.
【００２４】本発明において粗製繊維を搬送する条体に
は、熱処理温度にて、変形したり、溶解したりしてしま
うことのない、耐熱性を有する材料であり、さらに、熱
処理炉内において、気相成長炭素繊維と酸化反応を生じ
ることのない不燃性物質であれば、いずれの材料でも使
用することができる。上記不燃性物質であるためには、
具体的には酸素原子を含んでいないことが必要とされ
る。上記条体に適した材料としては、例えば炭素繊維を
挙げることができる。In the present invention, the strip for carrying the crude fiber is a heat-resistant material that is neither deformed nor melted at the heat treatment temperature. Furthermore, in the heat treatment furnace, Any material can be used as long as it is a noncombustible substance that does not cause an oxidation reaction with the vapor grown carbon fiber. To be the above non-combustible substance,
Specifically, it is required that no oxygen atom is contained. Examples of the material suitable for the strip include carbon fiber.
【００２５】条体の太さは、材料の強度や弾性に応じて
適宜選択することができる。好ましくは、０．１〜５．
０ｍｍである。また条体は、単一のフィラメントであっ
てもフィラメントをよりあわせたより糸であってもよ
い。The thickness of the strip can be appropriately selected according to the strength and elasticity of the material. Preferably 0.1-5.
It is 0 mm. Further, the filament may be a single filament or a twisted yarn in which filaments are twisted together.
【００２６】また、条体は、一本でも本発明の効果を達
成することができるが、効率よく粗製繊維を搬送するに
は、複数本用いるのが好ましい。例えば、図４に示すよ
うに条体同士に一定の間隔を設けて帯状に並べてもよい
し、条体同士に間隔を設けずに密に並べてもよい。帯状
にされた条体の束の幅は、反応炉１の吸出し管３から排
出される粗製繊維の分布の中心径ａによって定まり、そ
の幅に基づいて熱処理炉の大きさが定めることができ
る。したがって、条体の束を通過させるための熱処理炉
の内部空間は、吸出し管３から排出される粗製繊維の分
布の中心径ａと同程度であればよく、熱処理炉自体を小
型化することができる。The effect of the present invention can be achieved with only one filament, but it is preferable to use a plurality of filaments in order to efficiently convey the crude fiber. For example, as shown in FIG. 4, the strips may be arranged in a strip shape with a certain space therebetween, or the strips may be arranged closely without providing a space. The width of the band of strips is determined by the center diameter a of the distribution of the crude fibers discharged from the suction tube 3 of the reaction furnace 1, and the size of the heat treatment furnace can be determined based on the width. Therefore, the internal space of the heat treatment furnace for passing the bundle of strips may be about the same as the center diameter a of the distribution of the crude fibers discharged from the suction pipe 3, and the heat treatment furnace itself can be downsized. it can.
【００２７】熱処理炉は、耐熱性の材料で作られていれ
ば良く、例えば炭素材料、例えば黒鉛を用いることがで
きる。熱処理炉の加熱手段は、特に物体の加熱に通常用
いられるものであればよく、例えば電気や高温ガスを用
いた外熱式の加熱手段や高温ガスによる直接式の加熱手
段を取ることができる。加熱温度は目的により異なる
が、例えば未燃成分の除去を目的とする場合は、４００
℃〜１２００℃であり、気相成長炭素繊維のグラファイ
ト化を目的とする場合は、２０００〜３０００℃であ
る。The heat treatment furnace may be made of a heat resistant material, and for example, a carbon material such as graphite can be used. The heating means of the heat treatment furnace may be one that is usually used for heating an object, and may be, for example, an external heating type heating means using electricity or high temperature gas or a direct heating type means using high temperature gas. Although the heating temperature varies depending on the purpose, for example, when the purpose is to remove unburned components, 400
C. to 1200.degree. C., and 2000 to 3000.degree. C. for the purpose of graphitizing the vapor grown carbon fiber.
【００２８】また、熱処理炉内に酸素ガスが存在する
と、加熱温度が５００℃以上、特に１０００℃以上にな
ると粗製繊維と酸素ガスとの反応が生じるので、それを
防止するために、熱処理炉内に非酸化性ガスを充填し酸
素ガスを除去する。非酸化性ガスとしては、例えば、窒
素、ヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトンを挙げ
ることができる。従って、熱処理炉には、非酸化性ガス
を導入し、排出する機構が備えられる。また、粗製繊維
の加熱時に発生する非燃成分を排出する排出機構が備え
られる。When oxygen gas is present in the heat treatment furnace, the reaction between the crude fiber and oxygen gas occurs at a heating temperature of 500 ° C. or higher, particularly 1000 ° C. or higher. Is filled with a non-oxidizing gas to remove oxygen gas. Examples of the non-oxidizing gas include nitrogen, helium, argon, xenon, and krypton. Therefore, the heat treatment furnace is provided with a mechanism for introducing and discharging the non-oxidizing gas. Further, a discharge mechanism for discharging non-combustible components generated when the crude fiber is heated is provided.
【００２９】熱処理炉内に設けられる移動床は、熱処理
温度に対する耐熱性があり、条体から脱離した気相成長
炭素繊維をその上に受け、熱処理炉外へ搬送し回収でき
るものであれば形状、材質はいずれであってもよい。材
質は特にセラミックスが好ましい。The moving bed provided in the heat treatment furnace is heat-resistant to the heat treatment temperature and can receive vapor-grown carbon fibers desorbed from the filaments thereon and convey it outside the heat treatment furnace to collect it. Any shape and material may be used. Ceramics are particularly preferable as the material.
【００３０】また、本発明の熱処理方法は、気相成長反
応を行う反応炉であればいずれの反応条件であっても、
いずれの反応炉であっても適用することができる。Further, the heat treatment method of the present invention can be carried out under any reaction condition as long as it is a reaction furnace for carrying out a vapor phase growth reaction.
It can be applied to any reactor.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、かさ密度の低い気相成
長炭素繊維を効率よく簡単に搬送することができる気相
成長炭素繊維の搬送方法を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a method for transporting vapor-grown carbon fibers which can efficiently and easily transport vapor-grown carbon fibers having a low bulk density.
【００３２】また、本発明によれば、熱処理前の加圧成
形処理及び熱処理後の解砕、分級処理が不要となり、プ
ロセスが単純であり、設備コスト、運転コストの低い気
相成長炭素繊維の熱処理方法を提供することができる。Further, according to the present invention, the pressure forming treatment before the heat treatment and the crushing and the classification treatment after the heat treatment are not necessary, and the process is simple, and the equipment cost and the operation cost are low. A heat treatment method can be provided.
【００３３】また、本発明によれば、気相成長炭素繊維
と条体以外との接触を避けることができ、気相成長炭素
繊維に不純物が混入することを防ぐことができる。Further, according to the present invention, it is possible to avoid contact between the vapor-grown carbon fiber and other than the strip, and it is possible to prevent impurities from being mixed into the vapor-grown carbon fiber.
【００３４】また、本発明によれば、熱処理後の解砕処
理がないので熱処理によって気相成長炭素繊維の均一性
が損なわれることがない。Further, according to the present invention, since there is no crushing treatment after the heat treatment, the heat treatment does not impair the uniformity of the vapor grown carbon fiber.
【図１】 図１は本発明の一実施例である気相成長炭素
繊維の熱処理装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a heat treatment apparatus for vapor-grown carbon fibers, which is an embodiment of the present invention.
【図２】 図２は図１の熱処理装置における捕集領域の
拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a collection area in the heat treatment apparatus of FIG.
【図３】 図３は安息角の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an angle of repose.
【図４】 図４は本発明の他の実施例である熱処理装置
における捕集領域の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a collection region in a heat treatment apparatus which is another embodiment of the present invention.
１ 反応炉 ２ 反応領域 ３ 吸出し管 ４ 捕集領域 ５ 原料供給口 ６ キャリヤーガス供給口 ７ 粗製繊維 ２０ 搬送部 ２１ 搬送用糸 ２２ リール ２３ 駆動ローラ ２４，２５，２６，２７ ローラ ２８ 分布領域 ２９ 帯状搬送用糸 ３０ 熱処理部 ３１ 熱処理炉 ３２ 熱処理炉 ３３，３４，３５，３６ ヒータ ４０ 回収部 ４１ ノズル ４２ 回収容器 ４３ 移動受け皿 ４４ 駆動ローラ 1 Reactor 2 reaction area 3 Suction tube 4 Collection area 5 Raw material supply port 6 Carrier gas supply port 7 crude fiber 20 Transport section 21 Transport yarn 22 reels 23 Drive roller 24, 25, 26, 27 rollers 28 Distribution area 29 Band-shaped transport yarn 30 heat treatment department 31 heat treatment furnace 32 heat treatment furnace 33, 34, 35, 36 heaters 40 Collection Department 41 nozzles 42 Collection container 43 Moving saucer 44 drive roller
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D01F 9/08 - 9/32 C01B 31/00 - 31/36 Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) D01F 9/08-9/32 C01B 31/00-31/36
Claims (5)
から排出される気相成長炭素繊維を、この気相成長炭素
繊維の排出方向に対して斜めに移動する条体で捕集する
ことを特徴とする気相成長炭素繊維の搬送方法。1. A generated in the reactor, the vapor-grown carbon fibers discharged from the discharge port of the reactor, the vapor-grown carbon
A method for transporting vapor-grown carbon fibers, characterized in that the fibers are collected by striations that move obliquely with respect to the discharge direction of the fibers.
から排出される気相成長炭素繊維を、この気相成長炭素
繊維の排出方向に対して斜めに移動する条体で捕集し、
熱処理炉に搬送することを特徴とする気相成長炭素繊維
の熱処理方法。2. A generated in the reactor, the vapor-grown carbon fibers discharged from the discharge port of the reactor, the vapor-grown carbon
It is collected by the striations that move diagonally with respect to the fiber discharge direction ,
A heat treatment method for vapor-grown carbon fibers, characterized by transporting to a heat treatment furnace.
熱処理温度に対する耐熱性を有する物質より成ることを
特徴とする請求項２に記載の気相成長炭素繊維の熱処理
方法。3. The composition does not contain oxygen atoms in the composition,
The heat treatment method for vapor grown carbon fiber according to claim 2, wherein the heat treatment method comprises a substance having heat resistance to a heat treatment temperature.
する請求項２又は３に記載の気相成長炭素繊維の熱処理
方法。4. The heat treatment method for vapor grown carbon fiber according to claim 2, wherein the filament is carbon fiber.
た気相成長炭素繊維を回収する移動床を設けたことを特
徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の気相成長
炭素繊維の熱処理方法。5. The vapor phase growth according to claim 2, further comprising a moving bed for recovering the vapor growth carbon fibers desorbed from the strip in the heat treatment furnace. Carbon fiber heat treatment method.
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| JP2000386158A JP3492630B2 (en) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | Method for transporting vapor-grown carbon fiber and method for heat treatment |
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