JPS609916A - 炭素繊維製造用耐炎化炉の糸掛け方法およびその装置 - 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】 本発明は炭素繊維製造用耐炎化炉の糸掛は方法およびそ
の装置に関するものである。

炭素繊維製造プロセスでは糸自体の性質および熱処理に
長時間を要するなどの特殊性力ごら、熱処理設備は大型
化の方向にあり、運転スタート時の糸掛は作業に多大の
人手と長時間を要する上、特に運転中に糸切れ艇発生し
た場合、熱処理炉が高温のため、再糸掛けが著しく困畔
であるという問題があった。

ところで、炭素繊維以外の繊維製造プロセスではリード
ベルト等に糸条を一括して結びつけて糸掛けする方法が
提案されているが、炭素繊維製造プロセス、特にフィラ
メントタイプの場合には多数の糸条を整然と並列して熱
処理する必要から、一括してリードベルトに結びつけて
糸掛けすると、糸道の整理が極めて唾かしく。

実用化できない。

このため、炭素繊維製造プロセスにおける熱処理炉の糸
掛は方式として特公昭５４−１８１１号公報により、ロ
ーラによって糸条を移送しながら炭素繊維を製造する熱
処理炉において、前記ローラの両端にローラと関係なく
回転可能なチェノホイルを設け、該チェノホイルに駆動
装置によって駆動される２本の案内チェ２をエンドレス
に掛けると共に、該案内チェ２に糸結び用バーを掛は渡
し、糸結び用バーに糸条を結びつけて糸掛けすること（
以下、この糸掛けをチェノ方式という）が提案され、ロ
ーラ上、多数本の糸条を並列に、かつ整然と糸掛けする
には確かに有効であった。

しかるにかかるチェノ方式による糸掛けには次のような
欠点があった。すなわち、炭素Ｒ１Ｇ用熱処理炉の糸掛
けは通常加熱状態で行なわれ、このため糸掛は時の糸条
が炉内にて熱処理を受け、糸条の繊維軸方向へ収縮する
。特に耐炎化炉では糸条の収縮量が大きい。たとえば、
アクリロニトリル系繊維を加熱空気（２００〜３５０℃
）中、１０〜３００分間、加熱し、この間で糸条の酸化
処理を行なう耐炎化工程では、糸条は数〜ｖ！、１０％
の熱収縮を生じると言われている。このため該耐炎化工
程の定常運転ではこの収縮を抑えるべく、糸条速度を調
整し、耐炎化炉への糸条の゛入り速度と出速度との比率
を０９〜１．４の範囲で緊張処理されているが、糸掛は
時では前述した糸条の熱収、縮が局在化し、このため該
熱収縮に対して糸条移送用ローラの回転速度がうまく追
従しないときは、熱収縮そのものが阻害され、大きな糸
張力が不規則に発現する。また該熱収縮にローラの回転
速度をうまく合致させること自体、実際的には不可能で
ある。このため糸掛は時には定常運転時にくらべて特に
耐炎化炉入口付近での糸切れが発生し易い。一方該糸張
力は糸掛は装置中、特に案内チェ２に対する過大な負荷
として働らき、糸掛は最中にチェノが切断するなどのト
ラブルや、該チェノ駆動用電力の増大を１余儀なくされ
ていた。

かかる糸掛は時の糸条の熱収縮にもとづく糸張力の問題
点に工業的には極めて重大間−であり、このような技術
的背景のもとで糸掛は作業を如何に容易、かつ円滑に行
なうがか、炭素繊維製造上、早期に解決すべき重要な技
術的課ψとされていた。

本発明者は上記技術的課題に対して、ます耐炎化炉の糸
掛は時における糸条の熱収縮が主として物理収縮であり
、しがもその熱収縮の大ＰｊＫ分が耐炎化炉入日付近に
て起ることをつきとめ、更にこの熱収縮にもとづく糸張
力の吸収策について鋭意検討の結果、本発明に至ったも
のである。

すなわち、本発明は （１）　加熱空気中、多数のローラによって糸条を移送
させなから耐炎化糸を製造する耐炎化炉で、該四−ラの
両端軸に、ローラと関係なく回転可能なチェノホイルを
設け、該チェンホイル各々に駆動装置にて駆動される案
内チェする方法において、 前記耐炎化炉内を走行中の糸条にかかる張力を検出し、
張力信号を出さしめ、該張力信号にもとづいて、該耐炎
化炉の手前に設けられた糸条供給装置にて供給される糸
条の速度、または前記案内チェノの移行速度を調整せし
めることを特徴とする炭素繊維製造用耐炎化炉の糸掛は
方法。

（２）　加熱空気中、多数のローラによって糸条を移送
、させなから耐炎化糸を製造する耐炎化炉で、該ローラ
の両端軸に、ローラと関係なく回転可能なチェノホイル
を設け、該チェンホイル各々に駆動装置にて駆動される
案内チェノをエンドレスに掛けると共に、該案内チェノ
に糸結び用バーを掛は渡し、糸結び用バーいて、 Ａ、該耐炎化炉内の糸条の張力を検出する張力検出手段
と、 Ｂ、該張力検出手段から発生する張力信号にもとづいて
、 （Ａ）　該耐炎化炉の手前に設けられた糸条供給装置か
ら供給される糸条の速度を１１−制御する糸条供給速度
制御手段、または （Ｂ）　案内チェノの移行速度を制御する案内チェノ速
度制御手段、 とを装備せしめることを特徴とする炭素繊維製造用耐炎
化炉の糸掛は装置。

に関するものである。以下、本発明を図面にも寺とづい
て具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施装置を示す（１１Ｌ断面概略図
、第２図は本発明の他の実施装置を示す側断面概略図、
第３図は第１図に示した装置のＡ−Ａ矢視図、第４図は
第１図に示した装置のＢ−Ｂ矢視図である。

図において、糸条ｌは糸条供給ローラ２　（］）　。

２（２）を介して耐炎化炉７中に移送され、この間に所
定の耐炎化処理が施される。

この耐炎化炉７には、加熱されたガス（通常は加熱空気
）を“供給するガス供給ダクト８と。

糸条１を処理したガスを排出するガス排出ダクト９が設
けられている。炉７の下面外側には複数本のローラ１０
（１）〜１０　（ｎ）からなる第１のローラ列が配設さ
れ、炉７の上面外側には複数本のローラｌ　１　（ｚ）
〜１１　（ｎ−１）からなる第２のローラ列が配列され
ている。ここでまず耐炎化炉７に設けられたローラとそ
の糸掛は装置を、第４図に示すローラ１０（１）により
説明しておく。

炉７におけるローラｌ　Ｏ（１）には、通常その表面に
糸条１を巻き掛は易いように糸条溝１２が刻設されてお
り、原註〜う１０（１）の両端〔軸部１０’（１）　）
に軸受１３Ｒ，１３Ｌと、ローラの回転に関係なく回転
可能なチェノホイル１０（１）Ｒ。

１、０　（１）　Ｌとが取付けられ、このチェノホイル
１Ｏ（１）Ｒ，１０（１）ＩＩには駆動装置１５（第１
，２図参照）にて駆動される案内チェノ１４Ｂ。

１４Ｉ、がエンドレスに掛けられ、この案内チェノ１４
Ｒ，１４Ｌの間に、糸結び用バー１６が渡され、該バー
１６の両端が案内チェノ１４Ｒ。

１４Ｌに着脱自在に取付けられている。糸結び用バー１
６には四−ラ面の糸条溝１２のピッチに対応して、糸条
取付穴１７が穿設され、糸条１の先端がこの穴１７を通
してバー１６に結びつけられるようになっている。

またローラ１０（１）の一端にはローラ駆ｔｌ＋用モー
タ１８が取付けられている。

なおローラｌ　０（１）　〜ｌ　０（ｎ）、ｌ　１（１
）　〜１１　（ｎ−１）のうち、必らずしも積極的に回
転駆動させるまでもなく９巻き掛けられた糸条ｌの移動
に伴なって従動すれば事足りるものについてはローラ駆
動用モータ１８は省いてもよい。また前記ローラのうち
、少なくとも第１番目のローラ、即ち１０（１）、ある
いは必要に応じて１ｏ　（］）　＋１１　（１）および
ｌ　Ｏ（２）などについては各ローラ軸にクラッチ機構
（図示せず）を介在させ、これにより糸掛は時にはこれ
らローラがフリー回転できるようにする場合もある。

次に本発明装置における糸条供給ローラ２　（１）　。

２（２）の糸条供給速度と案内チェ２の移行速度との制
御手段について説明する。

まず、糸条供給ローラ２（１）、２（２）の糸条供給速
度制御手段として、炉７中には糸条張力を検出するため
の糸張力検出部１９い９′：ケーブル）が設けられ、そ
して糸条供給ローラ２　（１）　１ｚ（２）には、たと
えば第３図に示す如く、その一端にローラ回転速度検出
部３　（３’：ケーブル）。

変速部４　（４’　：ケーブル］およびローラ駆動用モ
ータ５が取付けられている（６Ｒ，６Ｌ：ローラ軸受）
。これら糸張力検出部１９．ローラ回転速度検出部３．
変速部４は後述するように別置の演算部２０と一体とな
って、ローラ回転速度制御回路を形成し、糸条供給装置
における糸条供給速度が炉７中の糸張力を常に所定範囲
に制御できるようになっている。該糸張力検出部１９で
検出された糸張力は電流信号に変換され、信号Ａとして
演算部２０へ送達され、またローラ回転速度検出部３で
検出されたローラ回転速度は信号Ｂとして該演算部２０
へ送達される。

演算部２０では、該信号ＡおよびＢを受けて。

予しめ設定されたプログラムにもとづき、ローラの適正
回転速度に対する補償値Ｃを計算する機構と、該補償値
Ｃを補償用信号りとして変速部４へ送出する機構とを備
えており、この補償用信号りを受けた変速部４・が糸条
供給装置のローラを炉７′中の糸条が常に所定の張力範
囲を保つよう遅速運転させるのである。この場合、炉中
での糸条の張力範囲は糸条固有の性質、炉構造、炉中の
温度条件などによって異なるが、通常は炉中の糸条張力
を０．０１〜０．２　ｔｄに保ち得るよう、若干緊張気
味に糸条供給速度を設定するのが好ましい。

前記糸張力検出部１９には糸条の張力を直接測定する張
力計方法や、あるいはローラにかかる力を測定するトル
ク計方式など、またローラ回転速度検出部３には電磁式
、光電式など、更に変速部４には摩擦車式、Ｖベルト式
、チェン式、油圧式などの無段変速機が適用できるが何
れについても高精度のものを選択すべきである。

一方、案内チェ２の移行速度制御手段としては、前述の
糸条供給ローラでの糸条供給速度制御の場合と同様に、
炉７中、糸張力検出部１６を設け、これより発信する糸
張力信号ａを案内チェン移行速度制御装置２１へ送信し
、該信号ａを受けた制御装置２１では予め設定されたプ
ログラムにもとづき、案内チェ２の適正移行速度を信号
すとしてチェノ駆動用モータ１苧へ送信し、該モータ１
５を遅速運転させるのである。

なお、ここで炉の大型化により案内チェ２が長大化した
場合には、前記チェノ駆動用モータ１５、あるいはチェ
ン駆動用袖助モータ（図示せず）を複数個設けることも
随意である。

次に本発明装置による糸掛は方法について説明する。

多数本の糸条１を耐炎化炉７中、−斉に糸掛けするには
、まず糸条供給ローラ２　（１）　、　２　（２）およ
びローラ：ＬＯ（１）〜ｌ　Ｏ（ｎ）、ｌ　１　（１）
〜１１（ｎ−１）を所定の回転速度で駆動させる。次に
案内チェノ駆動用モータ１５により糸結び用バー１６を
取付けた案内チェ２１４Ｒ，１４Ｌを回動させ、バー１
６が炉７人ロ付近に到達したとき、一旦案内チエン１，
４Ｒ，１４Ｌの駆動を停止させる。ここで糸条供給ロー
ラ２　（１）　、２’　（２）より供給された糸条１は
、その先端を該ローラ２（１）、２（２）を停止させた
状態で、バー１６の糸条取付穴１７に結び付ける。糸条
ｌのバー１６への結び付けが終ると、再び糸条供給ロー
ラ２　（１）　。

２（２）および案内チェ２１４Ｒ，１４Ｌを駆動させる
。バー１５に結び付けられた糸条１が炉７人ロ付近、即
ちローラｌ　Ｏ（１）、ｌ　ｌ　（１）に巻き掛けられ
たとき、該糸条１に対して糸張力検出部１９をセットし
、前述した糸条供給ローラ２　（１）　。

２（２）の回転速度制御回路、または案内チェ２１４Ｒ
，１４Ｌの移行速度制御回路を作動させる。これによっ
てバー１６は案内チェ２１４Ｒ。

１４Ｌと共に回動し、糸条１は炉７中で所定の張力範囲
に保たれながら、ローラ１０（１）〜１゜（ｎ）　、ｌ
　ｌ　（＋）〜ｌ　ｌ　（ｎ−１）の糸条溝１２に沿っ
て。

整然と糸掛けされる。

７１ＴＩ常耐炎化炉に糸掛けする場合、炉内は予め１８
０℃〜耐炎化温度近くまで昇温されており、炉内に移送
された糸条は前述したように熱収縮にもとづく糸張力が
発生する。しかもその糸張力の発生は不規則に変動し、
特に炉内入口部に集中する。このためチェノ方式による
従来の糸掛けでは、糸条が一定速度で供給された場合。

糸条の熱収縮にもとづく糸張力により、糸条の切断およ
び糸掛は最中での案内チェノの切断などの問題があった
。これに対して本発明は糸掛は中、炉内の糸張力に応じ
て、糸条供給装置でのローラ回転速度（糸条供給装置）
、または案内チェノの移行速度を遅速させ、糸張力が常
に所定範囲に保持されるようにしたため、前記トラブル
から回避できる。上記糸掛けが終れば、引きつづき炉内
は昇温させ、所定の耐炎化温度（通常は２３０〜３００
℃）として定常運転に移行されるが、該定常運転中、糸
条供給装置でのローラ回転速度（糸条供給速度）の制御
回路を作動させておくことは随意である。

なお、定常運転中、成る糸条が切断した場合に、定常運
転を停止することなく１．その糸条を糸掛けすることは
生産面から重要なことであるが、前記装置の糸結び用バ
ー１６における糸切れ箇所に対応した糸取付穴１７に糸
条を結び付け、従来どおりの方法で糸掛けできる。ただ
。

この際はスタート時の糸掛けに比較して糸条本数が少な
く、糸張力の影響が無視できるため前記したように糸条
供給装置でのローラ回転速度〔糸条供給速度〕または案
内チェノの移行速度を制御するには及ばない。

上述のとおり、本発明は耐炎化炉のチェノ方式による多
糸条の一斉糸掛は作業において、炉内の糸張力を検出し
、その信号に応じて、糸条供給装置でのローラ回転速度
（糸条供給速度）。

または案内チェノの移行速度を遅速させ、これによりチ
ェノ方式による従来の糸掛は作業では。

糸条の熱収縮にもとづく糸張力のため、耐炎化炉入口付
近での糸切れ多発、糸掛は最中での案内チェノの切断、
などを余儀なくされていた点が、−挙に解決できるとい
う炭素繊維製造上。

顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施装置を示す側断面概略図、第２
図は本発明の他の実施装置を示す側断面概略図、第３図
は第１図に示した装置のＡ−Ａ矢視図、第４図は第１図
に示した装置のＢ−Ｂ矢視図である。 １：　糸条 ２　（１）、２　（２）　：　糸条供給装置（糸条供給
ローラ）３：　ローラ回転速度検出部 ４：　（ローラ回転）変速部 ５：　ローラ駆動用モータ ６：　ローラ軸受 ７：　耐炎化炉 ８：　ガス供給ダクト ９：　ガス排出ダクト １０（１）〜ｌ　Ｏ（ｎ）　：　第１のローラ列１１（
１）〜１１（ｎ−１）；　第２のローラ列１０（１）Ｒ
〜Ｉ　０（ｎ）Ｒ（１１（１）Ｒ〜１１（ｎ　−１）　
Ｒ）　’右側チェノホイル １ｏ（１）　Ｌ〜１０（ｎ）Ｉ＋　Ｃｌ　ｘ（ｚ）Ｌ７
Ｖｌ　ｌ　（ｎ　−１１Ｌ　）　：左側チェノホイル １２：　糸条溝 １３　Ｒ，ｌ　３　Ｌ　：　ローラ軸受（耐炎化炉）１
４Ｒ，ｌ　４Ｌ　：　案内チェノ １５：　案内チェノ駆動用モータ １６：　糸結び用バー １７：　糸条取付穴 １８：　ローラ駆動用モータ １９：　糸張力検出部 ２０：　演算部 ２１：　案内チェン移行速度制御装置 特許出願人東し株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　加熱空気中、多数のローラによって糸条を移送
   させなから耐炎化糸を製造する耐炎化炉で、該ローラの
   両端軸に、ローラと関係なく回転可能なチェノホイルを
   設け、該チェンホイル各々に駆動装置にて駆動される案
   内チェノに糸結び用パーに糸条を結びつけて糸掛け＾ する方法において、 前記耐炎化炉内を走行中の糸条にかかる張力を検出し、
   張力信号を出さしめ、該張力信号にもとづいて、該耐炎
   化炉の手前に設けられた糸条供給装置にて供給される糸
   条の速度、または前記案内チェ２の移行速度を遅速せし
   めることを特徴とする炭素繊維製造用耐炎化炉の糸掛は
   方法。
2. （２）　糸条供給装置から供給される糸条の速度。 または案内チェ２の移行速度が、耐炎化炉内の糸条張力
   を０．Ｏ１〜０．２　Ｖｌの範囲となす速度である特許
   請求の範囲第（１）項記載の炭素繊維製造用耐炎化炉の
   糸掛は方法。
3. （３）加熱空気中、多数のローラによって糸条を移送さ
   せなから耐炎化糸を製造する耐炎化炉で、該ローラの両
   端軸に、ローラと関係なく回転可能なチェノホイルを設
   け、該チェンホイル各々に駆動装置にて駆動される案内
   チェ゛ンをエンドレスに掛けると共に、該案内チェ２に
   糸結び用パーを掛は渡し、糸結び用パーに糸条を結びつ
   けるように構成した糸掛は装置において、 Ａ、該耐炎化炉内の糸条の張力を検出する張力検出手段
   と、 Ｂ、該張力検出手段から発する張力信号にもとづいて、 （Ａ）　該耐炎化炉の手前に設けられた糸条供給装置か
   ら供給される糸条の速度を 遅速させる糸条供給速度制御手段、ま たは （Ｂ）　案内チェ２の移行速度を遅速させる案内チェノ
   移行速度制御手段、 とを装備せしめることを特徴とする炭素繊維製造用耐炎
   化炉の糸掛は装置。