JPS6246647B2 - - Google Patents
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- JPS6246647B2 JPS6246647B2 JP21094481A JP21094481A JPS6246647B2 JP S6246647 B2 JPS6246647 B2 JP S6246647B2 JP 21094481 A JP21094481 A JP 21094481A JP 21094481 A JP21094481 A JP 21094481A JP S6246647 B2 JPS6246647 B2 JP S6246647B2
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- JP
- Japan
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- fibers
- carbonization furnace
- inert gas
- temperature side
- furnace
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- Expired
Links
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Landscapes
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭素繊維を連続的に製造するための
横型炭素化炉の構造に関し、更に詳しくは、有機
質繊維を炭素化する際の低温側炭素化炉の構造に
関するものである。
横型炭素化炉の構造に関し、更に詳しくは、有機
質繊維を炭素化する際の低温側炭素化炉の構造に
関するものである。
炭素繊維の製造は、一般にポリアクリロニトリ
ル系繊維、セルロース系繊維等の有機繊維を酸化
性雰囲気、通常は空気中で200〜300℃の温度で酸
化処理（耐炎化処理）した後、炭素化炉において
不活性雰囲気中あるいは非酸化性雰囲気中300℃
以上の温度で炭素化することによつて行われる。
ル系繊維、セルロース系繊維等の有機繊維を酸化
性雰囲気、通常は空気中で200〜300℃の温度で酸
化処理（耐炎化処理）した後、炭素化炉において
不活性雰囲気中あるいは非酸化性雰囲気中300℃
以上の温度で炭素化することによつて行われる。
この炭素化工程においては、予備酸化処理ずみ
の有機繊維が300℃以上で熱分解され炭素繊維と
なるが、一般に1500℃、必要によつては2000℃以
上の黒鉛化の温度まで加熱し焼成が行われる。こ
の際低温側で起る熱分解の結果発生する分解ガス
及びタールが高温側に持ち込まれると、目的物で
ある炭素繊維の品質を低下させる。逆に分解ガス
がその発生温度以下のゾーンに達するとミストを
発生し繊維に付着する。
の有機繊維が300℃以上で熱分解され炭素繊維と
なるが、一般に1500℃、必要によつては2000℃以
上の黒鉛化の温度まで加熱し焼成が行われる。こ
の際低温側で起る熱分解の結果発生する分解ガス
及びタールが高温側に持ち込まれると、目的物で
ある炭素繊維の品質を低下させる。逆に分解ガス
がその発生温度以下のゾーンに達するとミストを
発生し繊維に付着する。
本発明者等は、これらの分解ガス及びタールを
有効に除去する装置について研究の結果、本発明
に至つた。
有効に除去する装置について研究の結果、本発明
に至つた。
すなわち、本発明は、300〜900℃の温度勾配を
有する不活性ガス雰囲気炉にて繊維を水平方向に
走行させ炭素繊維を連続的に製造するための横型
炭素化炉において、(a)炭素化炉本体の入口部及び
出口部にシール機構を有する誘導部を連結させ、
(b)炭素化炉本体の上壁面を炉内低温側に次第に高
くなるよう傾斜させると共に、この上壁面の最頂
部又は最頂部と他の位置に排ガス口を設け、(c)炭
素化炉本体の上部に低温側に次第に高くなるよう
複数の仕切り板を設け、(d)供給された不活性ガス
が繊維の分解ガスと共に繊維の間隙を通つて排ガ
ス口から排出されるよう不活性ガス噴出口を走行
繊維列の下側位置に開口させ、且つ(e)被処理繊維
からの分解タールが炉内低温側に向つて流れるよ
う傾斜した下壁面を有する連続炭素化炉である。
有する不活性ガス雰囲気炉にて繊維を水平方向に
走行させ炭素繊維を連続的に製造するための横型
炭素化炉において、(a)炭素化炉本体の入口部及び
出口部にシール機構を有する誘導部を連結させ、
(b)炭素化炉本体の上壁面を炉内低温側に次第に高
くなるよう傾斜させると共に、この上壁面の最頂
部又は最頂部と他の位置に排ガス口を設け、(c)炭
素化炉本体の上部に低温側に次第に高くなるよう
複数の仕切り板を設け、(d)供給された不活性ガス
が繊維の分解ガスと共に繊維の間隙を通つて排ガ
ス口から排出されるよう不活性ガス噴出口を走行
繊維列の下側位置に開口させ、且つ(e)被処理繊維
からの分解タールが炉内低温側に向つて流れるよ
う傾斜した下壁面を有する連続炭素化炉である。
このような炭素化炉によると、熱分解ガス及び
タールは高温側に移動せず被処理繊維と接触する
こともないため、高品質の炭素繊維を得ることが
できる。
タールは高温側に移動せず被処理繊維と接触する
こともないため、高品質の炭素繊維を得ることが
できる。
本発明において処理の対象とされる特に好まし
い繊維はポリアクリロニトリル系繊維を酸化性雰
囲気中200〜300℃で酸素結合量６〜20％まで酸化
処理したいわゆる耐炎繊維である。
い繊維はポリアクリロニトリル系繊維を酸化性雰
囲気中200〜300℃で酸素結合量６〜20％まで酸化
処理したいわゆる耐炎繊維である。
本発明装置を図面によつて説明する。
第１図は本発明炭素化炉の一例の横断面図を示
す。第１図において、１：被処理繊維、２：上壁
面、３：排ガス口、４：タール受、５：仕切り
板、６：下壁面、７：タール排出口、８：不活性
ガス供給機構、９：入口冷却部、１０：出口冷却
部。１１：不活性ガス、１２：冷媒、１３：ヒー
ターを示す。
す。第１図において、１：被処理繊維、２：上壁
面、３：排ガス口、４：タール受、５：仕切り
板、６：下壁面、７：タール排出口、８：不活性
ガス供給機構、９：入口冷却部、１０：出口冷却
部。１１：不活性ガス、１２：冷媒、１３：ヒー
ターを示す。
被処理繊維１は入口ローラーによつて支持され
て炭素化炉の繊維入口誘導部を経て炭素化炉本
体に導入される。炭素化炉内はヒーター１３、
によつて繊維の進行方向に沿つて次第に温度が上
昇するよう設計されている。炭素化炉の繊維入口
誘導部は外気の侵入を防ぐものであり、不活性
ガス１１が供給されシールされている。繊維出口
誘導部も同様の意味で不活性ガスが供給され
る。両方の誘導部とも、好ましくは冷媒１２によ
る冷却部９，１０を有する。
て炭素化炉の繊維入口誘導部を経て炭素化炉本
体に導入される。炭素化炉内はヒーター１３、
によつて繊維の進行方向に沿つて次第に温度が上
昇するよう設計されている。炭素化炉の繊維入口
誘導部は外気の侵入を防ぐものであり、不活性
ガス１１が供給されシールされている。繊維出口
誘導部も同様の意味で不活性ガスが供給され
る。両方の誘導部とも、好ましくは冷媒１２によ
る冷却部９，１０を有する。
被処理繊維は炭素化炉内を進みながら順次炭素
化される。このとき繊維は通常ストランド多数を
並列に配して処理される。炭素化炉本体におけ
る不活性ガス供給機構８は被処理繊維列の下側に
設けられている。入口及び出口の各誘導部に供給
された不活性ガスは、一部が入口及び出口の各ロ
ーラー部から炉外に排出され、残部が炉本体内に
供給される。炭素化炉本体内において繊維列の
下側から供給された不活性ガスと、入口及出口の
各誘導部，から供給された不活性ガスは、繊
維間を通つて炉内を分解ガスとともに上昇し、上
壁面２に達する。上壁面２は炉内低温側に次第に
高くなるよう傾斜させて設計される。ガスはこの
上壁面をはうように上昇し、最頂部に設けられた
排ガス口３から炉外へ排出される。排ガス口３は
最頂部のほかに、更に上壁面の他の位置に適当数
追加設置してもよい。この場合、排ガス口は、分
解ガスの最も発生し易い雰囲気温度300〜500℃の
部分に相当する位置にくるよう設計することが好
ましい。上壁面に設けられた排ガス口の周囲に
は、分解ガス中に含まれるタール分が凝縮し滴下
するので、これが繊維に付着しないよう排ガス口
直下にタール受４を配置するのがよい。タール受
は繊維の上部全面に設けてもよいが、その必要性
は少ない。
化される。このとき繊維は通常ストランド多数を
並列に配して処理される。炭素化炉本体におけ
る不活性ガス供給機構８は被処理繊維列の下側に
設けられている。入口及び出口の各誘導部に供給
された不活性ガスは、一部が入口及び出口の各ロ
ーラー部から炉外に排出され、残部が炉本体内に
供給される。炭素化炉本体内において繊維列の
下側から供給された不活性ガスと、入口及出口の
各誘導部，から供給された不活性ガスは、繊
維間を通つて炉内を分解ガスとともに上昇し、上
壁面２に達する。上壁面２は炉内低温側に次第に
高くなるよう傾斜させて設計される。ガスはこの
上壁面をはうように上昇し、最頂部に設けられた
排ガス口３から炉外へ排出される。排ガス口３は
最頂部のほかに、更に上壁面の他の位置に適当数
追加設置してもよい。この場合、排ガス口は、分
解ガスの最も発生し易い雰囲気温度300〜500℃の
部分に相当する位置にくるよう設計することが好
ましい。上壁面に設けられた排ガス口の周囲に
は、分解ガス中に含まれるタール分が凝縮し滴下
するので、これが繊維に付着しないよう排ガス口
直下にタール受４を配置するのがよい。タール受
は繊維の上部全面に設けてもよいが、その必要性
は少ない。
排ガス口３には炭素化炉の内圧を調整するため
ダンパー（図示していない）を設けることができ
る。
ダンパー（図示していない）を設けることができ
る。
本発明の炭素化炉において繊維から発生した熱
分解によるタール分は、傾斜した下壁面６に沿つ
て炉内低温側に向つて流れ、タール排出口７から
炉外へ排出され、このためタール分が繊維に付着
することがない。炭素化炉本体の上部には低温
側に次第に高くなるように繊維走行方向とほぼ直
角に複数の仕切り板５が設けられる。以上におい
て本発明を第１図により説明したが、第１図は本
発明の炭素化炉の一例を示すものであり、本発明
はこれに限定されるものではない。本発明の炭素
化炉に供給される繊維は、予備炭素化したセルロ
ース繊維、耐炎化処理したアクリロニトリル系繊
維等であり、炉内には不活性ガスとして窒素、ア
ルゴン、ヘリウム等が供給され、内圧は外気より
も５〜100mmH2O程度高圧にし、シール効果を高
めることが好ましい。本発明の炭素化炉は、有機
繊維を炭素化する場合における低温側の炭素化炉
として使用する場合に特に有効であり300〜900℃
の炭素化炉として使用し、この炭素化炉にて処理
された繊維を更に高温の炉にて熱処理することも
できる。従来の通常たて型炭素化炉にあつては、
繊維を上から導入し分解ガスは繊維と交流しつつ
排出されるが、この場合繊維は分解ガスと接触
し、かつ分解ガス中に含まれるタール分等の付着
を受け、炭素繊維の強度等が低下する。
分解によるタール分は、傾斜した下壁面６に沿つ
て炉内低温側に向つて流れ、タール排出口７から
炉外へ排出され、このためタール分が繊維に付着
することがない。炭素化炉本体の上部には低温
側に次第に高くなるように繊維走行方向とほぼ直
角に複数の仕切り板５が設けられる。以上におい
て本発明を第１図により説明したが、第１図は本
発明の炭素化炉の一例を示すものであり、本発明
はこれに限定されるものではない。本発明の炭素
化炉に供給される繊維は、予備炭素化したセルロ
ース繊維、耐炎化処理したアクリロニトリル系繊
維等であり、炉内には不活性ガスとして窒素、ア
ルゴン、ヘリウム等が供給され、内圧は外気より
も５〜100mmH2O程度高圧にし、シール効果を高
めることが好ましい。本発明の炭素化炉は、有機
繊維を炭素化する場合における低温側の炭素化炉
として使用する場合に特に有効であり300〜900℃
の炭素化炉として使用し、この炭素化炉にて処理
された繊維を更に高温の炉にて熱処理することも
できる。従来の通常たて型炭素化炉にあつては、
繊維を上から導入し分解ガスは繊維と交流しつつ
排出されるが、この場合繊維は分解ガスと接触
し、かつ分解ガス中に含まれるタール分等の付着
を受け、炭素繊維の強度等が低下する。
又通常の筒状横型炭素化炉では、分解ガスが繊
維に接触し易く得られた炭素繊維の強度等が低下
する。
維に接触し易く得られた炭素繊維の強度等が低下
する。
本発明の炭素化炉によると、前記の従来炉と異
なり、低温側分解ガスが、より高温側の繊維と接
触することがなく、また分解タールが繊維に付着
することがなく、高品質の炭素繊維を製造するこ
とができる。
なり、低温側分解ガスが、より高温側の繊維と接
触することがなく、また分解タールが繊維に付着
することがなく、高品質の炭素繊維を製造するこ
とができる。
第１図は本発明炭素化炉の横断面図である。
１：被処理繊維、２：上壁面、３：排ガス口、
５：仕切り板、６：下壁面、６：不活性ガス供給
機構、１３：ヒーター。
５：仕切り板、６：下壁面、６：不活性ガス供給
機構、１３：ヒーター。
Claims (1)
- １ 300〜900℃の温度勾配を有する不活性ガス雰
囲気炉にて繊維を水平方向に走行させ炭素繊維を
連続的に製造するための横型炭素化炉において、
(a)炭素化炉本体の入口部及び出口部にシール機構
を有する誘導部を連結させ、(b)炭素化炉本体の上
壁面を炉内低温側に次第に高くなるよう傾斜させ
ると共に、この上壁面の最頂部又は最頂部と他の
位置に排ガス口を設け、(c)炭素化炉本体の上部に
低温側に次第に高くなるよう複数の仕切り板を設
け、(d)供給された不活性ガスが繊維の分解ガスと
共に繊維の間隙を通つて排ガス口から排出される
よう不活性ガス噴出口を走行繊維列の下側位置に
開口させ、且つ(e)被処理繊維からの分解タールが
炉内低温側に向つて流れるよう傾斜した下壁面を
有することを特徴とする連続炭素化炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21094481A JPS58115119A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 炭素繊維製造用炭素化炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21094481A JPS58115119A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 炭素繊維製造用炭素化炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58115119A JPS58115119A (ja) | 1983-07-08 |
| JPS6246647B2 true JPS6246647B2 (ja) | 1987-10-03 |
Family
ID=16597672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21094481A Granted JPS58115119A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 炭素繊維製造用炭素化炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58115119A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102560710B (zh) * | 2010-12-20 | 2015-10-21 | 西安航科等离子体科技有限公司 | 一种碳纤维放丝辊用放丝架 |
| WO2021193520A1 (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 東レ株式会社 | 予備炭素繊維束の製造方法、炭素繊維束の製造方法および予備炭素化炉 |
-
1981
- 1981-12-26 JP JP21094481A patent/JPS58115119A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58115119A (ja) | 1983-07-08 |
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