JPS60173119A - ピツチ系炭素繊維の製造方法と装置 - 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】 く技術分野〉 本発明はピッチ系炭素繊維の製造方法と装置に関する。

より詳しくは本来はパッチ生産であるピッチ系炭素繊維
の製造を連続的に行う製造方法と装［ＫＩ４＠する。

〈先行技術〉 炭素繊維は自動車、航空機等の耀造材や建築材に対する
補強材として、あるいは活性炭素繊維として広く用いら
れている。

前記用途の中の活性炭素繊維として現在多く用いられて
いるものは、再生セルローズやホリアクリロニトニルを
原料として作られたものである。

しかしこれら原料は高価であるため、繊維状活性炭は粒
状活性炭に比して優れた特性を多く有しているにもかか
わらず、価格面からその利用範囲が限定されている。そ
こで廉価に製造でき、且つ吸着特性等の緒特性において
も再生セルローズ等を原料とした従来からの活性炭素繊
維と変わらないか、場合によってはそれ以上の特性を有
するピッチを原料とした活性炭素繊維が最近注目されて
きている。

したがってピッチを原料とした活性炭素繊維、したがっ
てそれの基になるピッチを原料とした炭素繊維の製造に
ついては一々研究はされてｂるが、本質的にはパッチ生
産であるので原料のピッチの熱処理から紡糸して繊維状
にする迄の工程を一貫して連続的に処理することのでき
る良収率且つ経済的な製造方法および装置は末だ出現し
ていない。

〈発明の目的〉 本発明は素原料ピッチの熱処理から紡糸して繊維状にす
る迄の工程を連続的に実施することのできるピッチ系炭
素繊維の製造方法と装置を提供することを目的とする。

〈発明の構成〉 本発明の目的は、ピッチ炭素繊維の製造工程中の熱処理
工程を主として低沸点物の除去を行う第１工程と、主と
して残液を重縮合する第２工程とに分け、前記第１工程
を共通の１個の第１次反応器で行い一方前記第２工程を
それぞれ前記第１次反応器に並列に連結された複数個の
第２次反応器で行い、第１次反応器で処理された原料は
処理終了毎に順次複数の前記第２次反応器に供給され、
反応処理開始時間が順次ずれている前記第２次反応器の
それぞれは共通の１組の溶融紡糸装置に選択的に連結さ
れ、重縮合処理完了後は紡糸原料供給源として作用し、
特定の第２次反応器中の紡糸原料が空になる時には次の
第２次反応器で重縮合が完了して紡糸原料が用意される
ように第１次反応器の反応時間、第２次反応器の個数お
よび反応時間、および溶融紡糸装置の能力等の操業条件
が定められて熱処理工程から紡糸工程迄の連続生産が可
能であることを特徴とするピッチ系炭素繊維の製造方法
によって達成される。

本発明の目的を達成するだめの製造装置においては、第
１次反応器に並列に連結された複数の第２次反応器が実
質的に同一水平面上で円状に配置され、その直下に溶融
紡糸装置が配置されていると好ましい。

本発明による方法および装置では、前述のように複数の
第２次反応器を用いて、且つ第２次反応器を順次溶融紡
糸装置に連結することにょバ素原料ピ、チから炭素繊維
の紡糸塩を一貫して連続的に処理することができる。併
せて第２次反応器と溶融紡糸装置との距離を短くするこ
とができるのでピッチの変質や詰まｂｔ大幅に防止する
ことができ、収率の一段の向上に役立つ。さらに又大型
の反応器と小型の反応器を併用することによシ、効率良
く熱処理を完結することができ、その結果従来よシ反応
時間を１／３短縮することができる。

〈実施例〉 本発明による装置の一実施例を示す添付図面を参照して
本発明を以下に詳述する。

第１図に示す実施例においては、１基の大型の第１反応
器１（容量２４０ｍりの下方に５基の小屋の第２反応器
３，４，５．６および７（容量７０りが同一水平面内で
円状に配置されている。

５基の第２反応器３，４，５，６および７の直下の前記
円状配置のほぼ中心付近に紡糸原料取入口が配置された
回転紡糸装置８が設置される。第１図に示した実施例の
ピッチ系炭素繊維の製造装置では原料タンク１７に貯蔵
されたナフサピッチがバルブ９を開いてポンプ１１を作
動することによってフィルタ１５を経て所定量だけ第１
反応器１に供給される。第１反応器１では窒素置換を行
い攪拌槓２を作動させながら約６時間をかけて３６５℃
迄昇温する。この間にナフサピッチは熱処理されて低沸
点物が除去されて凝縮ピッチになる。

３６５℃迄昇温したならばパルプ１３をｌ苦目の第２反
応器３に向けて開放し、前記濃縮ピッチを流込む。第２
反応器３では濃縮ピッチが導入されると昇温を開始して
３６５℃に達したならば窒素流量３０Ａ／ｍｉｎの条件
下で熱反応処理が行われ、１９時間で濃縮ピッチは重組
合されて紡糸原料が製造される。一方この間に第１反応
器１は第２反応器４，５．６および７用の濃縮ピッチの
製造を行い、順次濃縮ピッチを第２反応器４，５．６お
よび７に供給し、それぞれの第２反応器４，５゜６およ
び７では熱反応処理が行われている。一方１番目の第２
反応器３では熱反応処理終了後温度調整をＯＦＦシ、窒
素ガス流量を減少した上で・々ルプ１４を開け、製造さ
れた紡糸原料ピッチを回転紡糸機８に供給する。第２反
応器３で製造された紡糸原料ピッチからの紡糸には約７
時間要し、この間は第２反応器３拡回転紡糸機８への原
料供給紡糸原料ピッチを受入れ　゛回 転紡糸機８は引続き紡糸を続ける。

一方第２反応器３ではその櫂を洗滌するためにパル７”
１３を開いて廃液ポンプ１２を作動して廃液を廃液タン
ク１６から廃液パルプ１０および第１反応器１を経て導
入される。そして５，５ｈｒの洗滌処理が行われる。こ
の洗滌処理が行われている間には第１反応器１では第２
反応器３用の濃縮ピッチの製造が行われているので洗滌
処理が終了すると直ちに濃縮ピッチが第１反応器１から
第２反応器３に供給されることになシ、かくして素原料
のナフサピッチからのピッチ系炭素繊維の製造が連続的
に行われることになる。

前記本発明によるピッチ系炭素繊維の製造における１基
の第１反応器と５基の第２反応器との処理手順の概略を
各工程の準備時間を含めて第２図に示す。第２図にて明
らかなように、第１反応器１は７時間か、けて濃輔ピッ
チを製造し順次第２反応器３，４，５．６および７に渡
して行く、一方第２反応器はそれぞれ７時間づつの時間
遅れで熱反応処理を開始し、其後紡糸および４’ｌの洗
滌を３５時間かけて行う。したがって第２反応器のそれ
ぞれが洗滌を終了したときには第１反応器ではその第２
反応器用の凝縮ピッチが製造されている。

その結果第２図に示した手順を繰返えすことによってピ
ッチ系炭素繊維を連続して製造することができる。

本発明による製造装置においては、第１図に示すように
第２反応器の直下に回転紡糸機が配置されているので配
管距離を極度に短かくすることができる。その結果、反
応器と紡糸核間での紡糸原料ピッチの変質および詰ま夛
を大幅に防止することができる。

〈発明の効果〉 本発明は前述のように構成されているので素原料ピッチ
からピッチ系炭素繊維の紡糸迄を連続して実施すること
ができる。又反応器を２段に分け（大型と小型）、併用
して効率良く熱処理を完結することができるので反応時
間を従来の装造方法の２／３にすることができる。さら
に反応器と紡糸装置の間の距離を短くすることができる
ので紡糸原料ピッチの変質および詰まシを大幅に防止す
ることができ原料収率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるピッチ系炭素繊維製造装置の一実
施例をモデル的に示す略示正面図である。 第２図は本発明によるピッチ系炭素繊維の製造に際して
１４１反応器と′４Ｉ数の反応器の作業手順の関連の一
例を示すタイムダイヤグラムである。 ｌ・・・第１反応器（容量２４０１Ｊ）、３ｔ４＊５ｔ
６，７・・・第２反応器（容１７０Ｊ）、８・・・回転
紡糸機、１３．１４・・・パルプ、１６・・・廃液タン
ク、エフ・・・原料タンク。 特許出願人 株式会社日本自動車部品総合研究所 日本電装株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　朗 弁理士　西舘和之 弁理士　山　口　昭　之 弁理士　西　山　雅　也 第１図 第２図 手続補正書 １事件の表示 昭和５９年特鰭陣２４４９３号 ２発明の名称 ピッチ系炭素繊維の製造方法と装置 ３？！正をする者 ４補正の対象 明細書の発明０甫な説明の欄。 ５補正の内容 （１）明細書の第６頁第１１行乃至第１４行の「さらに
・・・できる。」を削除する。 （２）同書第１０頁第９行の「（大型と小型）」を削除
する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、素原料ビ、チ中の低沸点物を除去した後にその残液
   の重縮合を行って素原料ピッチから紡糸用原料を得る熱
   処理工程と、該紡糸原料を溶融紡糸する工程とを含んで
   なるピッチ系炭素繊維の製造方法において、 前記熱処理工程を主として低沸点物の除去を行う第１工
   程と、主として残液を重縮合する第２工程とに分け、前
   記第１工程を共通の１個の第１次反応器で行い一方前記
   第２工程をそれぞれ前記第１次反応器に並列に連結され
   た複数個の第２次反応器で行い、第１次反応器で処理さ
   れた原料は処理終了毎に順次値数の前記第２次反応器に
   供給され、反応処理開始時間が順次ずれている前記第２
   次反応器のそれぞれ社共通の１組の溶融紡糸装置に選択
   的に連結され、重縮合処理完了後は紡糸原料供給源とし
   て作用し、特定の第２次反応器中の紡糸原料が空になる
   時には次の第２次反応器で重縮合が完了して紡糸原料が
   用意されるように第１次反応器の反応時間、あ２次反応
   器の個数および反応時１…、および溶融紡糸装置の能力
   前の操業条件が定められて熱処理工程から紡糸工程名の
   連続生産が可能であることを特徴とするピッチ系炭素繊
   維の製造方法。 ２、前記第１次反応器における第１工程の所安時間が約
   ７時間でめシ、前記第２次反応器の第２工程および紡糸
   原料供給源として使用される時間が約３５時間に設定さ
   れ、５個の第２次反応器が上流の共通の第１次反応器か
   ら選択的に残液を受け、且つ反応終了後は下流の共通の
   溶融紡糸装置匝紡糸原料を供給することを特徴とする特
   許糸求の範囲第１項記載の方法。 ３、　素原料ピッチ中の低沸点物を主として除去する１
   個の第１次反応器と、該第１次反応器に並列に連結され
   て第１次反応器から受けた残液を主として爪輻合する複
   数の第２次反応器と、販第２次反応器のそれぞれに連結
   された共通の一組の溶蛎紡光装置とを含んで構成され、 前記複数個の第２次反応器が実質的に同一水平面上で円
   状に配置され、その直下に溶融紡糸装置が配置されてい
   ることを特徴とするピッチ糸炭素繊維の製造装置。