JPH0197217A

JPH0197217A - 炭素繊維の製造装置

Info

Publication number: JPH0197217A
Application number: JP25296787A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamazaki; 宏山崎; Hiroharu Shinohara; 篠原　弘治; Akira Ito; 皓伊藤
Original assignee: DONATSUKU KK; IHI Corp
Current assignee: DONATSUKU KK; IHI Corp
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1989-04-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は炭素繊維の製造装置、特に、マット状に積層
させた原料繊維を連続的に移送しながら不融化処理およ
び炭化処理を施すようにした炭素繊維の製造装置に関す
るものである。

「従来の技術」たとえば石油系あるいは石炭系ピッチを原料として炭素
繊維を製造する場合、原料ピッチを溶融紡糸して得た原
料繊維を不活性ガス雰囲気下で焼成して炭化させるに先
立って、まず前処理として不融化処理を行う必要がある
。不融化処理は、酸化性ガス中で原料繊維を加熱するこ
とによって、後段の炭化処理の際に原料繊維が軟化溶融
することを防ぎ、その安定化（硬化）を図ることを目的
とするものである。

そのような不融化処理および炭化処理を行って炭素繊維
を製造する装置として、紡糸された原料繊維を長尺マッ
ト状に積層させて原料繊維マット（以下ではマットと略
称する）となし、そのマットをコンベアによって連続的
に移送することによって、不融化処理を行うための不融
化炉と焼成を行うための炭化炉の内部を順次通過さけつ
つ連続的に処理するようにした連続式の炭素繊維製造装
置が従来より知られている。第４図は、そのような連続
式の製造装置において用いられる不融化炉１を、また第
５図はその不融化炉ｌの後段に配される炭化炉２を示す
ものである。

第４図に示す不融化炉Ｉは、炉体の内部をコンベア３に
よって水平方向（第４図では紙面に直交する方向）に連
続的に移送されるマットＭに対し、炉体下部より熱風を
吹き付けることによって原料ｗ４維を酸化させるととも
に、炉内から排気を行って酸化反応熱を除去するように
構成されている。

符号４は空気を循環させるためのダクト、５は送風機、
６は循環空気を加熱するヒータである。

その不融化炉ｌを通過して前処理のなされたマットＭは
、そのままコンベア３によって第５図に示す炭化炉２に
導かれ、その内部を通過する間に焼成されて炭素繊維と
なる。その炭化炉２は、炉体内部が不活性ガス（たとえ
ば窒素ガス）雰囲気とされ、マットＭをヒータ７によっ
て上下から９５０℃程度までに加熱するように構成され
ている。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、上記のような連続式の製造装置を用いる場合
、多量の原料繊維を一度に処理して生産性を向上させた
い、という要求があり、そのため、連続的に移送するマ
ットＭの厚みを厚くするか、または幅を大きくすること
が検討されている。

しかしながら、上記の製造装置における不融化炉！にお
いては、マットＭの内部にまで充分に熱風を吹き込むた
めに、また、酸化反応熱をマットＭの内部から有効に除
去するために、マット〜１をあまり厚くできず、一般に
は５０ｍｍ程度が上限とされている。また、マットＭの
幅を大きくするこ　゛とは、不融化炉ｌと炭化炉２の炉
体の寸法のみならず、送風機５やダクト４、ヒータ６．
７等の全てが大容量となってしまい、設置スペースやコ
ストの点で難があって必ずしも得策ではない。

なお、炭素繊維の製造装置としては、たとえばパケット
内に所定量の原料繊維を収納し、そのパケットを不融化
炉および炭化炉に装入して処理するバッチ式のものも知
られているが、そのようなバッチ式の製造装置において
は不融化炉、炭化炉へのパケットの出し入れや、不融化
炉から炭化炉へのパケットの移送に手間がかかり、その
点で連続式の製造装置に比して生産性が良くないもので
ある。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、生産性
を向上させることの可能な連続式の炭素繊維製造装置を
提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」この発明は、原料繊維を長尺マット状に積層させてなる
原料ｍ維マットを連続的に移送して不融化炉およびその
不融化炉の後段に配された炭化炉の内部を順次通過させ
、前記不融化炉の内部において前記原料繊維マットにそ
の下方から上方に向かって熱風を吹き付けて原料繊維に
不融化処理を施すとともに、前記炭化炉の内部において
原料繊維を加熱焼成させるように構成した炭素繊維の製
造装置において、前記原料繊維マットをその長さ方向に
移送する複数のコンベアを、それぞれ前記不融化炉の内
部を通過させかつ上下に所定の間隔をおいて配設すると
ともに、それら複数のコンベアのうちの最下段に位置す
るコンベアを前記炭化炉の内部を通過するように配設し
てなり、それら複数のコンベアのそれぞれにより原料繊
維マットを移送して前記不融化炉内を通過させるととも
に、不融化炉を通過した各マットを最下段に位置するコ
ンベア上に一つに重ねて載置して、そのコンベアによっ
て一つに重ねられた複数のマットを移送して前記炭化炉
内を通過させるようにしたことを特徴としている。

「作用」この発明の炭素繊維製造装置では、不融化炉の内部にお
いては上下に間隔をおいて配設された複数のコンベアの
それぞれによって複数のマットを各別に移送しつつ、そ
れらのマットに熱風を吹き付けて不融化処理を施す。そ
して、不融化炉を通過した各マットを最下段に位置する
コンベア上に一つに重ねて載置し、そのコンベアによっ
て炭化炉の内部を通過させて炭化処理を施す。

「実施例」以下、この発明の一実施例を第１図ないし第３図を参照
して説明する。第１図はこの実施例の炭素繊維製造装置
の全体概略構成を示す図であり、第２図はこの製造装置
における不融化炉１１．第３図は炭化炉１２の概略構成
を示す図である。

この実施例の製造装置においては、それぞれほぼ水平方
向に延びていて不融化炉１１の内部を通過している第１
のコンベア１３、第２のコンベア１４、第３のコンベア
１５が、上下に所定の間隔をおいて３段にわたって配設
されている。

上段の第１のコンベア１３と中段の第２のコンベア１４
は、それぞれの始端と終端とが不融化炉１１の人口、出
口の外側に位置している。第２のコンベア１４の長さは
第１のコンベア１３よりやや長くされていて、その始端
は第１のコンベア１３の始端よりやや移送方向後方（第
１図において左側）に位置し、また、第２のコンベア１
４の終端は第１のコンベア１３の終端よりやや移送方向
前方（第１図において右側）に位置している。また、最
下段の第３のコンベア１５の始端は、第２のコンベア１
４の始端よりさらにやや後方に位置しているとともに、
この第３のコンベア１５は炭化炉１２の内部をも通過し
ていて、その終端は炭化炉１２の出口の外側に位置して
いる。

これら３台のコンベア１３，１４．１５は、第１図に示
すように、３台の紡糸機１６，１７．１８からそれぞれ
紡ぎ出されるマット（原料繊維マット）Ｍ　＋　、　Ｍ
　ｔ　、　Ｍ　ｓを移送して不融化炉１１の内部を各別
に通過させるとともに、不融化炉１１を通過した各マッ
トＭ　＋　、　Ｍ　ｔ　、　Ｍ　ｓを不融化炉１１と炭
化炉】２との間で一つに重ね、それらの重ねられたマッ
トＭ　＋　１Ｍ　ｔ　、　Ｍ　３を第３のコンベア１５
によって移送して炭化炉１２の内部を通過させるもので
ある。

すなわち、第１のコンベア１３によって移送されたマッ
トＭ、は、第１のコンベア！３の終端から落下して第２
のコンベア１４によって移送されるマットＭ、の上面に
重なり、さらに、それら２枚のマットＭ　、、Ｍ　１は
、第２のコンベア１４の終端から落下して第３のコンベ
ア１５によって移送されるマットＭ３の上面に重なり、
一つに重ねられたそれら３枚のマットＭ、、Ｍ、、Ｍ３
は第３のコンベア１５によって移送されて炭化炉１２内
を通過するようにされている。

なお、上記の各コンベア１３，１４．１５としては、耐
熱性を有するものであれば、たとえばメツシュベルト式
のもの、回転ローラ１こよるもの、チェーンベルト式の
もの等のいずれでも良い。

上記の不融化炉１１の内部には、第１のコンベア１３の
下方に位置して、第１の熱風管２０・・・が複数本（こ
の例では１０本）並べられており、同様に、第２のコン
ベア１４の下方、第３のコンベア１５の下方にも、それ
ぞれ第２の熱風管２１・・・、第３の熱風管２２・・・
が並べられている。

これらの熱風管２０・・・、２１・・・、２２・・・は
、それぞれ各コンベア１３，１４．１５の幅方向に延び
ていて、第２図に示すように上向きに熱風を吹き出すこ
とにより各コンベアｌ　３，１４．１５によって移送さ
れる各マットＭ　ｒ　、　Ｍ　ｔ　、　Ｍ　３に対して
熱風を吹き付けるようになっている。各熱風管２０・・
・、２１・・・、２２・・・から吹き出された熱風は、
各マツ）Ｍ、、Ｍ、、Ｍ、内を通過して原料繊維を酸化
した後、炉内を上昇して炉頂部からダクト２３を通して
送風機２４に吸引される。そして、その送風機２４によ
って３本の分岐ダクト２５，２６．２７に振り分けられ
、それらのダクト２５，２６．２７の途中に設けられて
いるヒータ２８，２９．３０を通過して加熱され、再び
各熱風管２０・・・、２１・・・、２２・・・から吹き
出されるようになっている。符号は３１は風ｆｆ１ｌ整
用のダンパである。

上記の各熱風管は、第１１第２、第３の順で径が大きく
されていて、それらから吹き出される熱風の風量もその
順で多くなるようにされ、この不融化炉内での所要風量
の大半が第３の熱風管２２・・・から吹き出されるよう
になっている。そして、第３の熱風管２２・・・から吹
き出された熱風は各マットＭ、、Ｍ７．Ｍ、内を順次通
過していって原料繊維を酸化するが、その一部は側方に
流れてマットＭ９、Ｍｌを通過する風量は減少するとと
もに温度も低下するので、その風量減少分および温度低
下を第２、第１の熱風管２１・・・、２０・・・から吹
き出す熱風によって補うようになっている。このように
することにより、各マットの内部に充分に熱風が通過し
て、各マット内の原料繊維を効率良く酸化させることが
できる。

また、上記の炭化炉１２の内部には、一つに重ねられて
第３のコンベア１５によって移送される３枚のマットＭ
　８．　Ｍ　２　、　Ｍ　３を加熱するヒータ３２・・
・、３３・・・が、上下にそれぞれ複数本（この例では
各８本）ずつ配設されている。これらのヒータ３２・・
・、３３・・・は、主として輻射熱によってマットＭ、
、Ｍ、、Ｍ３を加熱するものである。この炭化炉Ｉ２は
従来の製造装置における炭化炉と同様に、不活性ガス雰
囲気下でマットを加熱することによって、不融化炉１１
によって不融化処理のなされた原料繊維を加熱焼成して
炭化させるしのである。

上記構成の製造装置にあっては、不融化炉ＩＩの内部で
３枚のマットＭ、、Ｍ、、Ｍ３を同時にかつ各別に処理
するものであるので、１枚のマットしか処理することの
できなかった従来の装置に比して生産性が大きく向上す
る。そして、不融化炉１１の内部においては、３枚のマ
ットＭ　ｌ　、　Ｍ　２　、　Ｍ　３を３台のコンベア
Ｉ　３，１４．１５によって各別に移送しつつ熱風を吹
き付けるようにしたことから、熱風を各マット内に充分
に通過させることができ、マットを単に厚くした場合の
ようにマット内に熱風が通過しにくくなったり酸化反応
熱の除去が阻害されるようなことはない。また、主とし
て第３の熱風管２２・・・からの空気を各マットに順次
通過させるようにしたから、所要風量も１枚のマットを
処理する場合に比してさほど増大しない。

また、炭化炉１２の内部においては３枚のマットＭ　＋
　、　Ｍ　２　、　Ｍ　ｓを一つに重ねて移送するよう
にしたので、ここではマットの厚みが増大したことと同
等であるが、炭化炉１２内での加熱はヒータ３２・・・
、３３・・・からの主として輻射熱によるので、中段の
マットＭ、の内部まで充分に加熱することができる。

なお、上記実施例においては、不融化炉の内部に３段の
コンベアを配して３枚のマットを同時に処理するように
したが、コンベアは２段であっても、あるいはさらに多
段であっても良いことは勿論である。

また、不融化炉の最下段に設けた熱風管の吹き出し風量
およびその温度を適宜調整することによって、その最下
段の熱風管から吹き出される熱風のみで全てのマットに
不融化処理を施すことは可能であり、その場合には中段
および上段に設けた熱風管は省略しても良い。

「発明の効果」以上で詳細に説明したように、この発明によれば、不融
化炉の内部においては複数のマットを複数のコンベアに
よって各別に移送しつつ不融化処理を行い、炭化炉の内
部においては各マットを一つに重ねて移送しつつ炭化さ
せるように構成したので、各マットに対して充分な不融
化処理、炭化処理を施すことができるとと乙に、多量の
原料繊維を一度に処理することができ、生産性を大きく
向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明に係わる炭素繊維の製造
装置の一実施例を示すもので、第１図は全体概略構成を
示す断面図、第２図は第１図の■−■線視固視図３図は
第１図の■−■線視固視図る。第４図および第５図は従
来の炭素繊維製造装置を示すもので、第４図は不融化炉
の断面図、第５図は炭化炉の断面図である。Ｍ　Ｉ、　Ｍ　ｔ　、　Ｍ　、ｚ・・・・・・原料繊維
マット、１１・・・・・・不融化炉、１２・・・・・・
炭化炉、＋　３．１４．１５・・・・・・コンベア、２
０．２１．２２・・・・・・熱風管、２８．２９．３０
・・・・・・ヒータ、３２．３３・・・・・・ヒータ。出願人　　石川島播磨重工業株式会社株式会社ドナツク第４図　　　　　第５図

Claims

【特許請求の範囲】

原料繊維を長尺マット状に積層させてなる原料繊維マッ
トを連続的に移送して不融化炉およびその不融化炉の後
段に配された炭化炉の内部を順次通過させ、前記不融化
炉の内部において前記原料繊維マットにその下方から上
方に向かって熱風を吹き付けて原料繊維に不融化処理を
施すとともに、前記炭化炉の内部において原料繊維を加
熱焼成させるように構成した炭素繊維の製造装置におい
て、前記原料繊維マットをその長さ方向に連続的に移送
する複数のコンベアを、それぞれ前記不融化炉の内部を
通過させかつ上下に所定の間隔をおいて配設するととも
に、それら複数のコンベアのうちの最下段に位置するコ
ンベアを前記炭化炉の内部を通過するように配設してな
り、それら複数のコンベアのそれぞれにより原料繊維マ
ットを移送して前記不融化炉内を通過させるとともに、
不融化炉を通過した各マットを最下段に位置するコンベ
ア上に一つに重ねて載置して、そのコンベアによって一
つに重ねられた複数のマットを移送して前記炭化炉内を
通過させるようにしたことを特徴とする炭素繊維の製造
装置。