JPH03130418A - 前駆体繊維の熱処理方法 - 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〕 本発明は繊維の熱処理方法に関する。より詳しく繊維形
成性物質を溶融紡糸して得られる前駆体繊維を熱処理す
る際に用いられ、特にピッチ系炭素繊維前駆体繊維のよ
うに、紡糸直後の繊維強度が非常に弱く、糸切れ、毛羽
立ちを起こし易い繊維を熱処理炉内を移動するコンベア
上に積載し、その状態で熱処理を行う方法に関する。

〔従来の技術〕

前述のような紡糸直後の脆弱な前駆体繊維を連続熱処理
するには以下に述べるような方法が提案されている。す
なわち、特開昭６２−９０３０６号に依れば、紡糸して
得られる前駆体繊維を直ちに熱処理炉に付設されたコン
ベア上に連続的にほぼ矩形波状に積載して、その状態で
所定の熱処理をし、炉を出た後コンベア上の熱処理した
繊維をネルソンローラー等により連続的に、順次解舒し
ながら導出し、巻取機により巻き取られる。

尚、一般には巻き取られた糸は次工程の炭化、黒鉛化工
程で解舒しながら炭化、黒鉛化炉へ供給される。

〔発明が解決しようとする課Ｂ］ 前駆体繊維の熱処理では熱処理ムラが生じると炭化、黒
鉛化時に強度発現にムラが起こったり、発熱がある場合
はその均一な除熱が困難となり、単糸間の融着、極端な
場合燃焼を引き起こし、大きな問題となる。高風速で強
制通風することによって、燃焼は回避できる場合がある
が、ネットに押しつけられた部分の前駆体繊維は、部分
強度低下が起こったり、毛羽立ちも多くなるので極端な
高風速処理は難しい。従ってネット等に押しつけない上
向流あるいは低風速処理が不可欠となっていた。

前述のようなコンベア上に前駆体繊維を連続的に積載す
る方法において、従来、熱処理ムラを避けるため積載密
度を非常に低くし、糸条と糸条が出来るだけ重なり合わ
ないような工夫がなされていた。生産性を高めるため高
積載密度で前駆体繊維を積載した場合、−船釣なネット
状の底板と垂直側板を有する矩形断面形状コンベアでは
、コンベア上での熱処理中の成る段階において、熱収縮
が起こるような前駆体繊維、例えばピッチ糸等では積載
時に通風分布と熱処理中の通風分布に差が生じる。繊維
が側板と被処理繊維の間に収縮して生じた隙間を反応ガ
スが吹き抜け、積載時に通風分布が良好であっても熱処
理ムラが発生したり、燃焼が起こったりする問題点があ
った。

ここで、コンベアに用いるネットは一般的な多孔質板等
でも代用できる。

前駆体繊維を熱処理するためには、ネット状底板の前後
で均一通風できるような炉構造にすることが重要であり
、従来、底板部の整流板等を工夫することがなされてき
た。しかし高密度積載では均一通風がより重要となり、
前述の底板部の整流板等の改良によって対応できなかっ
た。

本発明は繊維、特に熱処理中に熱収縮から起こ法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的は、側縁より実質的に上方に立上った側板
を両側に有するコンベア上に繊維を連続的に積載し、そ
のコンベアを熱処理炉内を走行させて繊維を熱処理する
方法であって、コンベアの両側板間でコンベア床面上に
積載された繊維層を、常に側板との接触を保たせながら
熱処理することを特徴とする繊維の熱処理方法によって
達成される。

常に側板との接触を保たせるためにはコンベアの走行方
向に垂直な面で見たコンベアの断面が上方に開いた形状
であるコンベアを用いると好ましい。このようなコンベ
アを用いると側板と被処理繊維の間に繊維が収縮して生
じた隙間に上層の繊維がかぶさり、均一な熱処理を行う
ことができる。

側板との接触を保たせる他の方法として、コンベア上の
繊維層の幅方向の熱収縮に応じてコンベア側板が可動す
る機構を設け、隙間が生じないようにしてもよい。前記
側板可動機構として、バネ、炉昇温パターンを利用した
バイメタル、形状記憶合金等を用いることができる。さ
らにコンベアを連続的あるいは間歇的に振動させて熱収
縮による隙間が生じる前に繊維層を徐々に均らす方法を
用いてもよい。

以下非限定で示す本発明の熱処理方法の一例を示す添付
図面を参照して本発明の方法およびその作用を以下詳述
する。

第２図（ａ）に示されるような、従来用いられていた側
板２とコンベア底面３とのなす角度θが、９０度を有す
るコンベア１′では、コンベアの高さ方向、幅方向に被
処理繊維が熱収縮した場合、熱処理が進行していくと、
収縮率に対応して第２図（ｂ）に示された積載形状から
第２図（ｃ）に示される積載形状へと、しだいに変化し
、コンベア側板２と被処理繊維４間に隙間５が生じる。

第１図（ｃ）のような積載形状では、反応ガスは圧力損
失の小さい該隙間５を選択的に通過し易く、結果として
有効通風量が確保できない部分ができ熱処理ムラとなる
。

上記現象に対し、本方式によれば、反応ガスが、被処理
繊維の無い空間部分を吹き抜けることなく、被処理繊維
層内を均一に通過することができるので、問題となる熱
処理ムラは起こらない。例えば、コンベアの側板２に第
１図（ａ）のようなコンベア底面３とのなす角度θが９
０度より開いた、ある角度を設けることにより、被処理
繊維４が熱収縮を起こしても、側板２と被処理繊維４の
間に反応ガスが吹き抜けるような、大きな隙間５が生じ
ない。熱処理が進行していくと第１図（ｂ）に示される
ような積載形状から、第１図（ｃ）に示されるような積
載形状にしだいに変化する。しかし、第１図（ｃ）の場
合幅方向に収縮しているものの、重力により被処理繊維
４全体が底板３方向に沈下し、側板２と被処理繊維４の
間に問題となる大きな隙間５を生じない。即ち、第１図
（Ｃ）に示されるような収縮した繊維層が、第１図（ｄ
）に示されるように、側板２付近の被処理繊維４が側板
２にかぶさり、隙間５を塞ぐように作用する。

コンベア側板２のコンベア底面３とのなす角度θは９０
度より小さいと側板２と繊維４の隙間５を塞ぐ効果があ
り、好ましくは４６度〜８０度が用いられる。コンベア
側板２とコンベア底面３とのなす角度θが８０度より小
さくなると、側板２付近の繊維４が重力により側板２と
繊維４の隙間５を塞ぐ効果が大きくなる。コンベア側板
２とコンベア底面３とのなす角度θが４６度より小さい
場合、コンベア全幅に対する繊維積載量が小さくなり生
産性が悪くなる。

本方式において用いられる被処理繊維４の積載方法は、
特に限定されるものでは無く、コンベア上に一定の厚み
をもって積載される一般的な方法により行われる。

本方式において用いられる反応ガスの流れ方向は、被処
理繊維４層に対し、上向流あるいは下向流のどちらの場
合においても有効であるが、部分的な繊維強度低下を防
ぐため下向流の場合はネット等に強く押しつけないよう
な風速を選ぶのが好ましい。

〔実施例〕

〜３　　１１ コンベア底面とのなす角度θが４６　、６０　、８０度
、高さ２２５ｍｍの上方に開いた側板を有し、幅５００
ｍｍの底板に目開き１ｍｍのネットを用いたコンベアに
、単糸径１３μ、３０００フイラメントのピッチ糸を層
厚さ８０＋ｎｍにて積載し、熱風をコンベアに対し０．
４ｍ／秒の上向流で、０．８°Ｃ／分の昇温速度、到達
温度３１０°Ｃにて熱処理を行った結果を第１表に示す
。

熱処理後の側板と繊維層の隙間は無く、熱風吹き込み温
度３１０°Ｃにおける繊維上層と下層の温度差は７〜２
０℃であった。

従来例としてコンベア底面とのなす角度が９０度、高さ
２２５Ｍの側板を有し、幅５００ｍｍの底板に目開き１
ＩｎＩｎのネットを用いたコンベアにより熱処理を行っ
た結果は、熱処理後の側板と繊維層の隙間は両側１０閣
づつ生じ、熱風吹き込み温度３１０°Ｃにおける繊維上
層と下層の温度差は４０°Ｃであった。この場合繊維層
温度バラツキが大きくなる傾向があり熱処理ムラが生じ
るといえるが、熱処理自体は実行可能であった。

第 表 ※１：熱風温度が３１０″Ｃ時 ４〜６２ 実施例１と同様の処理を、層厚さ１５０閣に積載して行
った結果を第２表に示す、コンベア底面と３１０℃にお
け長繊維上層と下層の温度差は１０〜３７℃であった。

従来例として、コンベア底面とのなす角度が９０度のコ
ンベアでの処理結果は、２００°Ｃ付近にて異常昇温を
引き起こしたため処理を中断した。この場合、通風ムラ
による繊維層温度バラツキ（局所温度上昇）のため燃焼
したものと推察される。

第２表 〔発明の効果〕 本発明方法により、繊維、 時に熱処理の途中で 熱収縮が起こるような前駆体繊維に対して、従来法に比
べ生産性の高い高積載密度で熱処理することが可能にな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による繊維の熱処理方法を示す図であっ
て、第１図（ａ）は側板がコンベア底面に対して上方に
開いた形状のコンベアに繊維層が積載された状態を示す
斜視図、第１図（ｂ）は熱処理前の被処理繊維層断面図
、第１図（Ｃ）は熱処理後の被処理繊維層の沈下前の想
定断面図、第１図（ｄ）は熱処理後の被処理繊維層断面
図である。 第２図は従来法による繊維の熱処理方法を示す図であっ
て、第２図（ａ）は側板のコンベア底面とのなす角度が
９０°であるコンベアに繊維層が積載された状態を示す
斜視図、第２図（ｂ）は熱処理前の被処理繊維層断面図
、第２図（Ｃ）は熱処理後の被処理繊維層断面図である
。 １・・・コンベア、　　　　　　２・・・側板、３・・
・床板、　　　　　　　４・・・被処理繊維、５・・・
隙間、 θ・・・側板角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、側縁より実質的に上方に立上った側板を両側に有す
   るコンベア上に繊維を連続的に積載し、該コンベアを熱
   処理炉内を走行させて繊維を熱処理する方法において、 該コンベアの両側板間でコンベア床面上に積載された繊
   維層を、常に側板との接触を保たせながら熱処理するこ
   とを特徴とする繊維の熱処理方法。 ２、前記コンベアの走行方向に垂直な面で見たコンベア
   の断面が上方に開いた形状であるコンベアを用いて熱処
   理することを特徴とする請求項１記載の熱処理方法。 ３、前記繊維が熱処理中に収縮する繊維である請求項１
   項又は２項に記載の熱処理方法。