JPH02270771A - 走行繊維の巻付防止方法および走行繊維巻付防止装置 - Google Patents

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］ 本発明は、走行繊維の巻付防止方法および走行繊維巻付
防止装置に関し、さらに詳しくは、連続的に繊維を移送
するフリーロールに繊維か巻き付くことを有効に防止す
ることのてきる走行繊維の巻付防止方法および走行繊維
巻付防止装置に関する。

［従来の技術および 発明が解決しようとする課題］ 従来、たとえば、ポリアクリロニトリル繊維などを用い
て炭素繊維か製造されている。

炭素ｍ維は、通常、紡糸したたとえばポリアクリロニト
リル繊維な耐炎化炉に供給して耐炎化繊維にし、次いで
この耐炎化繊維を炭素化炉に供給することにより製造さ
れている。

この耐炎化炉は、その天井外部に複数個の上部フリーロ
ールを配置し、また耐炎化炉内の底部近傍に配置された
、あるいは耐炎化炉の底部外に配置された下部フリーロ
ールを配置してなる。そして、耐炎化炉内に導入したポ
リアクリロニトリル繊維を前記上部フリーロールと前記
下部フリーロールとに掛渡して、耐炎化炉内で繊維を上
下に往復走行させることにより、ポリアクリロニトリル
繊維を加熱処理して耐炎化繊維を製造している。

また、炭素化炉についいても、前記耐炎化炉の構造と同
様に、炭素化炉の天井外部に複数個の上部フリーロール
を配置すると共に、炭素化炉内の底部近傍にあるいは炭
素化炉の底部外に下部フリーロールを複数個配置して炭
素化炉か構成されてなり２耐炎化繊維を炭素化炉内に導
入後、耐炎化繊維を炭素化炉内て前記上下のフリーロー
ル間で往復走行させ、この往復走行中に加熱処理される
ことにより炭素繊維か形成されている。

そして、前記耐炎化炉および炭素化炉のいずれにおいて
も、上部フリーロールは炉の天井外部に設けられている
ので、＃Ｉ維は炉の天井部に設けられた繊維走行用の開
口部を非接触的に通過してから上部のフリーロールの周
側面に接触し、このフリーロールにより走行方向を１８
０度転換し、方向転換した繊維は別に設けた繊維走行用
の開口部を通って再び炉内に導入されて行く。

しかしながら、このような形態の炉で繊維を加熱あるい
は焼成処理する場合、しばしばフリーロールに繊維か絡
まり、ときとして走行繊維の破断が起き、あるいはこの
フリーロールにｌＩｉ維か絡まらないにしてもケバ立ち
が多くて、強度の弱い炭素繊維が生成すると言う問題点
かある。

このような問題点を解決するために、たとえばフリーロ
ールの下側周側面に邪魔板を接触させてフリーロールに
走行繊維が絡まないようにさせる考案もあるが、この場
合には、邪魔板がフリーロールに接触していることによ
りロールの回転か円滑でなくなり、その結果として、フ
リーロールの周側面で走行繊維がこすれてｍ維かケバ立
ち、強度の弱い炭素繊維が形成されると言う問題点かあ
る。

本発明は、前記従来技術の欠点を克服し、繊維の毛羽だ
ち、巻き付きあるいは切断を防止し、強度の低下のない
炭素繊維の製造に寄与する走行繊維の巻付防止方法およ
び走行繊維巻付防止装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記目的を達成するべく鋭意研究した結
果、炉の天井外部に設けられたフリーロールて方向転換
した繊維を炉内に案内するための走行繊維用の開口部か
らは熱風か上昇していて、この上昇気流が炉内に案内さ
れる走行繊維を揺動させ、揺動する走行繊維かフリーロ
ールに絡むことを発見した。

本発明はこの発見に基すいて完成したものである。

すなわち、前記目的を達成するための請求項１に記載の
本発明は、連続的に走行する繊維の走行方向を変換する
フリーロールの周側面に沿い、かつ送り出される繊維の
フリーロール上の接点に向かって、フリーロールの回転
方向とは逆方向に気体を流すことを特徴とする走行繊維
の巻付防止方法である。

また、請求項２に記載の本発明は、連続的に走行する繊
維の走行方向を変換するフリーロールの周側面に臨んで
配置され、フリーロールの回転方向とは逆方向に、かつ
フリーロールの周側面に沿って流れる気体を噴出回部に
してなる気体噴出口を備えることを特徴とする走行繊維
巻付防止装置である。

本発明において、連続的に走行する繊維として、たとえ
ば炭素繊維の製造過程における繊維を挙げることがてき
、通常は、耐炎化工程における原料繊維、あるいは炭素
化工程における耐炎化繊維が挙げられる。

前記原料繊維の具体例としては、たとえばポリアクリロ
ニトリル系ｍ維、セルロース系繊維、レーヨン系繊維、
ポリ塩化ビニル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維等
を挙げることかできる。

本発明の方法におけるフリーロールは、耐炎化炉の天井
外部に配置された上部フリーロールおよび耐炎化炉外に
配置された下部フリーロールのいずれてあっても良く、
また炭素化炉における天井外部の上部フリーロールおよ
び底部外に配置された下部フリーロールのいずれであっ
ても良い。

いずれの炉の」二下いずれに配置されたフリーロールで
あっっても、本発明方法を適用することができるのであ
る。

上下いずれのフリーロールにおいても、本発明方法にお
いては、連続的に走行する繊維の走行方向を変換するフ
リーロールの周側面に沿い、かつ送り出される繊維のフ
リーロール上の接点に向かって、フリーロールの回転方
向とは逆方向に気体を流すことが重要である。

炉の天井外部に配置された上部フリーロールの場合、フ
リーロールで１８０度の方向転換をした繊維は、炉の天
井に設けられた繊維走行用の開口部を通過して炉内に案
内されるのである。このとき、前記開口部から吹き出す
熱風の上昇気流によって炉内に案内される繊維か揺動し
、フリーロールの回転方向に巻き込まれようとするので
あるか、本発明の方法ては、フリーロールの周側面に沿
い、かつ送り出される＃１ｉｒａのフリーロール上の接
点に向かって、フリーロールの回転方向とは逆方向に流
す気流によって、フリーロールに巻き込まれようとする
繊維が押し戻されることとなって、繊維のフリーロール
への巻込み、ケバ立ち、破断等が防止される。

また、炉の底部外に配置された下部フリーロールの場合
も同様に、フリーロールて１８０度の方向転換をした繊
維は、炉の底に設けられた繊維走行用の開口部を通過し
て炉内に案内されるのである。このとき、前記開口部に
吹き込む外部の冷気によって炉内に案内される繊維が揺
動し、フリーロールの回転方向に巻き込まれようとする
のであるが、本発明の方法では、フリーロールの周側面
に沿い、かつ送り出される繊維のフリーロール上の接点
に向かって、フリーロールの回転方向とは逆方向に流す
気流によって、フリーロールに巻き込まれようとする繊
維が押し戻されることとなって、繊維のフリーロールへ
の巻込み、ケバ立ち、破断等が防止される。

次に本発明方法を実施するための本発明装置について図
面を参照しながら説明する。

たとえば耐炎化炉の場合には、第１図に示すように、走
行繊維巻付防止装置は、耐炎化炉の天井外に設けられた
上部フリーロール１の下方にエアーチャンバー２を設け
、そのエアーチャンバー２から上方に向って延びる２枚
の気流案内板３．４によって気体噴出口を構成する。

一方の案内板３はフリーロール１に向って直立させると
ともに他方の案内板４はフリーロール１に向って延ばす
とともに、フリーロールｌ近傍の適宜の位置からフリー
ロールｌの周側面に沿って、繊維５のフリーロール１と
の接点に向うようにかつフリーロール１の回転方向と逆
方向に気体か噴出するように位置させる。なお、気流案
内板４の先端部は走行する繊維に接触しないようにする
のか好ましい。

前記のような構成の気体噴出口を設けると、エアーチャ
ンバー２から吹き出る気体は、フリーロールｌの周側面
に沿い、方向転換をした繊維５のフリーロールｌ上の接
点に向って、かつフリーロール１の回転方向とは逆の方
向に吹き流れることになり、繊維走行ようの開口部から
噴出する」二昇気流によって揺動し、フリーロールの回
転と相まって、繊維のフリーロールに巻き込まれるか防
止される。

前記エアーチャンバー２は、たとえば第２図のように構
成してもよい。すなわち、エアーチャンバー２から、フ
リーロールｌの周側面に沿って、繊維のフリーロールｌ
との接点に向ってかつフリーロールの回転方向と逆の方
向に管状の気流噴出口を構成する。

この場合にもエアーチャンバー２から吹き出る気体は、
前記第１図に示す実施例と同様に吹き出ることになり、
繊維かフリーロールの回転方向に巻き込まれるのか防止
される。

本発明装置における気流噴出口は、フリーロールｌの周
側面にそって開口するスリット上てあっても良く、また
、フリーロールｌの周側面に沿って開口する小円形のノ
ズルを多数配置してなる構成を有していても良い。

前記気流噴出口からフリーロール１に向って放出される
気体の流量は、ｉ＆維の走行速度によって変化するか、
たとえば繊維の走行速度が、０．１〜１０ｍ１分の場合
には、０．３〜３０ｒｓ／秒、好ましくは１〜１０膳／
秒である。

また、前記気体としては、空気か安価てかつ安全である
のて好ましいか、たとえば、窒素ガス、アルゴンガス、
ヘリウムガスなどの不活性ガスを用いてもよい。

前記気体を噴出させる方法としては、たとえば炉の天井
外に設置したエアーコンプレッサーから前記エアーチャ
ンバーにパイプを介して気体を圧送しても良いし、また
、フリーロールの直下にあるエアーチャンバー内にファ
ンを設けても良い。

なお、炉の底部外のフリーロールに対する走行繊維巻付
防止装置についても、炉の天井部外に設けたフリーロー
ルに対する走行繊維巻付防止装置と同様に構成すること
がてきる。

［実施例］ （実施例１） 天井部外に配置した１２個の上部フリーロールと底部部
外に配置した１２個の下部フリーロールとを備え、前記
上部フリーロールそれぞれに第１図に示す走行繊維巻付
防止装置を設け、炉内温度を２００〜２８０°Ｃに４段
階に分けて昇温し、耐炎化炉を、直径１０　ｐ−ｍ　Ｘ
　１２，０００本のフィラメントからなるアクリル繊維
トウ５０本を、前記上下のフリーロールで方向転換させ
なから往復走行させた。

このとき、炉の有効長さは２７ｍ、繊維の走行速度は炉
入口て０．５　ｔｓ／秒、炉の出口で０．７ａ＋／分、
フリーローラにおいて繊維に加わるテンションは８ｋｇ
／　）−ウてあった。

また、第１図に示す走行繊維巻付防止装置の気流噴出口
から噴出する空気の流速は６ｍ／秒てあった。

この耐炎化炉に４，０００　ｍ分の繊維を走行させたと
ころ、フリーロールでの巻き付きドラフルか一度も無か
った。

得られた耐炎化繊維を最高温度１，３００℃、有効炉長
】、５−の炭素化炉中を入口速度０．７ｍ／分、出ロ速
度０．７＋＊／分で走行させて炭素化を行なうことによ
り、炭素繊維を得た。

得られた炭素繊維の強度を測定したところ５０８ｋｇ／
ｍ＠２てあった。また、炭素繊維トウには殆ど毛羽が見
られなかった。

（比較例１） 実施例１において、巻付防止装置を用いなかった以外は
同様に行なってポリアクリロニトリル繊維の耐炎化処理
を行なった。

耐炎化炉中な４，０００　ｍ分の繊維を走行させたとこ
ろ、フリーロールでの巻き付きトラブルか３回発生した
。

また、得られた耐炎化繊維を炭素化炉で実施例１と同様
の条件て炭素化を行なって炭素繊維を得た。

得られた炭素繊維の強度を測定したところ、４８５ｋｇ
／＋ｕ＋２てあり、実施例１のものに比べて明らかに劣
るものてあった。また、炭素繊維トウには約５〜］Ｏｍ
毎に毛羽塊が付着しているのか見られた。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明の走行繊維の巻付防止方
法および走行繊維巻付防止装置によれば、たとえば耐炎
化炉や炭素化炉におけるフリーロールでの走行繊維の毛
羽たちや巻き付きや切断を確実に防止することかでき、
ひいては、良好な強度を有する炭素繊維を製造すること
かできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図は、本
発明の他の実施例を示す説明図である。 ｌ・・・フリーロール、２・・・エアーチャンバー、３
．４・・・案内板、５・・・繊維。 第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続的に走行する繊維の走行方向を変換するフリ
   ーロールの周側面に沿い、かつ送り出される繊維のフリ
   ーロール上の接点に向かって、フリーロールの回転方向
   とは逆方向に気体を流すことを特徴とする走行繊維の巻
   付防止方法。
2. （２）連続的に走行する繊維の走行方向を変換するフリ
   ーロールの周側面に臨んで配置され、フリーロールの回
   転方向とは逆方向に、かつフリーロールの周側面に沿っ
   て流れる気体を噴出可能にしてなる気体噴出口を備える
   ことを特徴とする走行繊維巻付防止装置。
3. （３）前記フリーロールが耐炎化炉に設けられたフリー
   ロールである前記請求項２に記載の走行繊維巻付防止装
   置。