JP2001234434A - 炭素繊維の製造法 - Google Patents
炭素繊維の製造法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、炭素繊維製造時の炭化処理するに際
し、糸掛け作業負荷を軽減するとともに、分解ガス中に
含まれるタール分による排ガスラインの閉塞を防止し、
効率的に、かつ、長期間連続して製造することができる
炭素繊維の製造法を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明の炭素繊維の製造法は、不活性雰囲
気中で３００〜１６００℃の高温下の加熱炉で加熱し
て、熱安定化繊維を炭素繊維に転換する際に、該加熱炉
として、排ガス燃焼装置に通じる排ガス抜き出しライン
が設けられ、かつ、該排ガスライン全体が３００〜６０
０℃に加熱されている単一炉を用いることを特徴とする
ものである。
し、糸掛け作業負荷を軽減するとともに、分解ガス中に
含まれるタール分による排ガスラインの閉塞を防止し、
効率的に、かつ、長期間連続して製造することができる
炭素繊維の製造法を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明の炭素繊維の製造法は、不活性雰囲
気中で３００〜１６００℃の高温下の加熱炉で加熱し
て、熱安定化繊維を炭素繊維に転換する際に、該加熱炉
として、排ガス燃焼装置に通じる排ガス抜き出しライン
が設けられ、かつ、該排ガスライン全体が３００〜６０
０℃に加熱されている単一炉を用いることを特徴とする
ものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、必要設備コストダ
ウンによる製造コストの低減、及び高温加熱処理炉への
糸かけ作業量軽減、及び長期間連続的に炭化処理するこ
とができる生産性に優れた炭素繊維の製造法に関する。
ウンによる製造コストの低減、及び高温加熱処理炉への
糸かけ作業量軽減、及び長期間連続的に炭化処理するこ
とができる生産性に優れた炭素繊維の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維の需要は年々増加しており、航
空機、スポーツの従来の用途から建築、土木、エネルギ
ー関係等一般産業用途への需要が拡大している。一般産
業用途の中でも特に大型の構造材の原料としての用途拡
大のためには炭素繊維のコストダウンが重要となる。炭
素繊維は製造装置が大型であり、また糸掛け作業負荷が
大きく製造コストが高くなり、そのため炭素繊維そのも
のが高価とならざるを得ず、用途拡大の妨げの一つとな
っている。炭素繊維の用途拡大のためには製造装置の小
規模化による設備コスト削減及び、それによる糸掛け作
業負荷軽減等による製造コスト削減が有効であり、これ
によりさらなる用途拡大が期待できる。
空機、スポーツの従来の用途から建築、土木、エネルギ
ー関係等一般産業用途への需要が拡大している。一般産
業用途の中でも特に大型の構造材の原料としての用途拡
大のためには炭素繊維のコストダウンが重要となる。炭
素繊維は製造装置が大型であり、また糸掛け作業負荷が
大きく製造コストが高くなり、そのため炭素繊維そのも
のが高価とならざるを得ず、用途拡大の妨げの一つとな
っている。炭素繊維の用途拡大のためには製造装置の小
規模化による設備コスト削減及び、それによる糸掛け作
業負荷軽減等による製造コスト削減が有効であり、これ
によりさらなる用途拡大が期待できる。
【０００３】従来はセルロース系、ポリアクリロニトリ
ル系、ピッチ系、ポリビニルアルコール系等の有機前駆
体繊維（以下プリカーサとする）を酸化雰囲気中で加熱
することにより得られた熱安定化繊維を不活性雰囲気中
で高温下に加熱して該熱安定化繊維を炭素繊維に転換す
るに際して、特願昭６０−１７４５４６に示されるよう
に、加熱炉は最高温度が被処理糸条からのタール分発生
の上限となる７００〜１０００℃の比較的低い温度に設
定した加熱炉１と加熱炉１′即ち、該加熱炉１より高温
で炭化処理温度として必要な高温度域（例えば１０００
℃以上ないし黒鉛化温度）とに区画して設けていた。即
ち、最高温度７００〜１０００℃までの領域では高温加
熱炉内雰囲気ガス中には被処理糸条からの分解生成物、
例えばＨＣＮ、ＮＨ3、Ｎ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2、及びタール
等が含まれ、これらの分解生成物の内、特にタール分は
被処理糸条に付着すると物性低下を始めとして毛羽増
大、糸切れ発生等、得られた炭素繊維の品質低下や生産
性低下をもたらす。このため、高温加熱炉は温度領域差
による発生分解ガスの違いから温度領域設定の異なる複
数の加熱炉を用いることが通例であった。即ち、高温加
熱処理には少なくとも２つ以上の加熱炉が必要とされて
おり、このため、製造装置設置コストが大きくなり、結
果として炭素繊維製造コスト増加につながっていた。
ル系、ピッチ系、ポリビニルアルコール系等の有機前駆
体繊維（以下プリカーサとする）を酸化雰囲気中で加熱
することにより得られた熱安定化繊維を不活性雰囲気中
で高温下に加熱して該熱安定化繊維を炭素繊維に転換す
るに際して、特願昭６０−１７４５４６に示されるよう
に、加熱炉は最高温度が被処理糸条からのタール分発生
の上限となる７００〜１０００℃の比較的低い温度に設
定した加熱炉１と加熱炉１′即ち、該加熱炉１より高温
で炭化処理温度として必要な高温度域（例えば１０００
℃以上ないし黒鉛化温度）とに区画して設けていた。即
ち、最高温度７００〜１０００℃までの領域では高温加
熱炉内雰囲気ガス中には被処理糸条からの分解生成物、
例えばＨＣＮ、ＮＨ3、Ｎ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2、及びタール
等が含まれ、これらの分解生成物の内、特にタール分は
被処理糸条に付着すると物性低下を始めとして毛羽増
大、糸切れ発生等、得られた炭素繊維の品質低下や生産
性低下をもたらす。このため、高温加熱炉は温度領域差
による発生分解ガスの違いから温度領域設定の異なる複
数の加熱炉を用いることが通例であった。即ち、高温加
熱処理には少なくとも２つ以上の加熱炉が必要とされて
おり、このため、製造装置設置コストが大きくなり、結
果として炭素繊維製造コスト増加につながっていた。
【０００４】また、このタール分は排ガス抜き出し口か
ら排ガスを分解または燃焼処理する装置へ送気するまで
のライン中に固着してラインを閉塞させ、連続製造期間
が短期化されてしまう問題がある。これに対し、特開昭
５０−４２１２６では高温加熱炉内へ供給する不活性気
体が塩化水素含有気体の場合に限定して、排ガス抜き出
し位置を炉内温度が３００℃以上となる部分から抜き出
すとしているが、不活性気体が窒素の場合については言
及していない。高温加熱炉を炉内温度１０００℃以上の
加熱炉については不活性気体として窒素としているが、
それ以下の温度では塩化水素含有気体としている。
ら排ガスを分解または燃焼処理する装置へ送気するまで
のライン中に固着してラインを閉塞させ、連続製造期間
が短期化されてしまう問題がある。これに対し、特開昭
５０−４２１２６では高温加熱炉内へ供給する不活性気
体が塩化水素含有気体の場合に限定して、排ガス抜き出
し位置を炉内温度が３００℃以上となる部分から抜き出
すとしているが、不活性気体が窒素の場合については言
及していない。高温加熱炉を炉内温度１０００℃以上の
加熱炉については不活性気体として窒素としているが、
それ以下の温度では塩化水素含有気体としている。
【０００５】また、加熱炉が２つ以上である場合には、
各加熱炉に個別に糸掛けを行っており、そのため作業負
荷が大きかった。また、特願昭６０−１７４５４６には
加熱炉を前述のように加熱炉１、１′に個別に設ける必
要がないことが記述されているが、この場合も１つの加
熱炉内が低温域と高温域に間仕切りにより区画されると
しており、排ガスは両温度別に個別に抜き出しを行う必
要がある。すなわち、排ガス抜き出し口が２ヶ所必要と
なる。つまり高温加熱処理においては処理温度領域差に
より発生する分解ガスに違いがあることから加熱炉を区
分し、各加熱炉毎に排ガスラインを個別に設ける装置構
造とする必要があり、全ての炭化処理、排ガス抜き出し
を１つとした製造技術は報告されていない。
各加熱炉に個別に糸掛けを行っており、そのため作業負
荷が大きかった。また、特願昭６０−１７４５４６には
加熱炉を前述のように加熱炉１、１′に個別に設ける必
要がないことが記述されているが、この場合も１つの加
熱炉内が低温域と高温域に間仕切りにより区画されると
しており、排ガスは両温度別に個別に抜き出しを行う必
要がある。すなわち、排ガス抜き出し口が２ヶ所必要と
なる。つまり高温加熱処理においては処理温度領域差に
より発生する分解ガスに違いがあることから加熱炉を区
分し、各加熱炉毎に排ガスラインを個別に設ける装置構
造とする必要があり、全ての炭化処理、排ガス抜き出し
を１つとした製造技術は報告されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の背景に鑑み、炭素繊維製造時の炭化処理するに際
し、糸掛け作業負荷を軽減するとともに、分解ガス中に
含まれるタール分による排ガスラインの閉塞を防止し、
効率的に、かつ、長期間連続して製造することができる
炭素繊維の製造法を提供せんとするものである。
術の背景に鑑み、炭素繊維製造時の炭化処理するに際
し、糸掛け作業負荷を軽減するとともに、分解ガス中に
含まれるタール分による排ガスラインの閉塞を防止し、
効率的に、かつ、長期間連続して製造することができる
炭素繊維の製造法を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の炭素繊維の製造法は、不活性雰
囲気中で３００〜１６００℃の高温下の加熱炉で加熱し
て、熱安定化繊維を炭素繊維に転換する際に、該加熱炉
として、排ガス燃焼装置に通じる排ガス抜き出しライン
が設けられ、かつ、該排ガスライン全体が３００〜６０
０℃に加熱されている単一炉を用いることを特徴とする
ものである。
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の炭素繊維の製造法は、不活性雰
囲気中で３００〜１６００℃の高温下の加熱炉で加熱し
て、熱安定化繊維を炭素繊維に転換する際に、該加熱炉
として、排ガス燃焼装置に通じる排ガス抜き出しライン
が設けられ、かつ、該排ガスライン全体が３００〜６０
０℃に加熱されている単一炉を用いることを特徴とする
ものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり炭素
繊維製造時の炭化処理するに際し、糸掛け作業負荷を軽
減するとともに、分解ガス中に含まれるタール分による
排ガスラインの閉塞を防止し、効率的に、かつ、長期間
連続して製造することができる炭素繊維の製造法につい
て、鋭意検討し、排ガス燃焼装置に通じる排ガス抜き出
しラインが設けられ、かつ、該排ガスライン全体が３０
０〜６００℃に加熱されている単一炉を用いて加熱して
みたところ、かかる課題を一挙に解決することを究明し
たものである。
繊維製造時の炭化処理するに際し、糸掛け作業負荷を軽
減するとともに、分解ガス中に含まれるタール分による
排ガスラインの閉塞を防止し、効率的に、かつ、長期間
連続して製造することができる炭素繊維の製造法につい
て、鋭意検討し、排ガス燃焼装置に通じる排ガス抜き出
しラインが設けられ、かつ、該排ガスライン全体が３０
０〜６００℃に加熱されている単一炉を用いて加熱して
みたところ、かかる課題を一挙に解決することを究明し
たものである。
【０００９】本発明に用いられる高温加熱炉は、公知の
炉であり、竪型、横型いずれのものでもよいが、好まし
くは加熱炉への被処理糸条の入口側、出口側の両方から
不活性気体を供給し、かつ、炉内への酸素等の流入を防
止できるシール機構を有する型式のものが好ましく使用
される。具体的には、図１の高温加熱処理炉を用いるこ
とができる。(1)は被処理糸条繊維、(2)は横型高温加熱
炉、(3)、(4)は窒素供給ライン、(5)、(6)は炉内への酸
化性雰囲気の流入防止のためのシール窒素供給ライン、
(7)は排ガス抜き出し口、(8)は排ガスライン、(9)は排
ガス分解、または燃焼する装置、(10)は吸引ブロワーで
あり、矢印は窒素、又は排ガスの流れる方向を示す。
炉であり、竪型、横型いずれのものでもよいが、好まし
くは加熱炉への被処理糸条の入口側、出口側の両方から
不活性気体を供給し、かつ、炉内への酸素等の流入を防
止できるシール機構を有する型式のものが好ましく使用
される。具体的には、図１の高温加熱処理炉を用いるこ
とができる。(1)は被処理糸条繊維、(2)は横型高温加熱
炉、(3)、(4)は窒素供給ライン、(5)、(6)は炉内への酸
化性雰囲気の流入防止のためのシール窒素供給ライン、
(7)は排ガス抜き出し口、(8)は排ガスライン、(9)は排
ガス分解、または燃焼する装置、(10)は吸引ブロワーで
あり、矢印は窒素、又は排ガスの流れる方向を示す。
【００１０】本発明における該炭化炉は、その最高温度
としては、好ましくは少なくとも１，０００℃、さらに
好ましくは１，２００〜１，６００℃であり、しかも、
被処理繊維の入口側から出側に向かって、順次、より高
温になるような温度分布を有しているものが好ましく使
用される。さらに、該温度域内である３００〜６００℃
の温度域で、該被処理繊維の熱分解が急激に進行し、こ
の温度域内で該繊維の重量減量が最も著しい領域である
ことから、該炉内温度が３００〜６００℃となる温度域
部分に、排ガス抜き出し口(7)を設けるのが好ましい。
これにより該繊維の熱分解物であるタール分を発生場所
の直近で炉外へ排出させることができ、タール分の付着
による、該被処理繊維の汚染を低減することができ、か
つ、炉内へのタール分の固着を防止することができる。
としては、好ましくは少なくとも１，０００℃、さらに
好ましくは１，２００〜１，６００℃であり、しかも、
被処理繊維の入口側から出側に向かって、順次、より高
温になるような温度分布を有しているものが好ましく使
用される。さらに、該温度域内である３００〜６００℃
の温度域で、該被処理繊維の熱分解が急激に進行し、こ
の温度域内で該繊維の重量減量が最も著しい領域である
ことから、該炉内温度が３００〜６００℃となる温度域
部分に、排ガス抜き出し口(7)を設けるのが好ましい。
これにより該繊維の熱分解物であるタール分を発生場所
の直近で炉外へ排出させることができ、タール分の付着
による、該被処理繊維の汚染を低減することができ、か
つ、炉内へのタール分の固着を防止することができる。
【００１１】尚、該排ガス抜き出し口(7)から抜き出さ
れる排ガス量としては、熱分解発生ガスの濃度が１０〜
５０容量％の範囲であるのが好ましいが、さらに好まし
くは、１０〜３０容量％であるのがよい。
れる排ガス量としては、熱分解発生ガスの濃度が１０〜
５０容量％の範囲であるのが好ましいが、さらに好まし
くは、１０〜３０容量％であるのがよい。
【００１２】また、炉内温度が８００℃より高い領域で
は、該被処理繊維から、繊維の品質、品位を悪化させる
等の害を及ぼすガス（ＮＨ4、Ｃｌ、Ｈ2Ｏ等）はほとん
ど発生しないので、該高温加熱炉の繊維処理室内に炉内
温度毎に区画するための間仕切り等は不要であり、窒素
供給ライン(3)から供給された窒素と高温度部から発生
したガスは、ともに炉温度がより低い領域に設けられた
排ガス抜き出し口(7)より、他温度領域で発生したガス
とともに抜き出される。
は、該被処理繊維から、繊維の品質、品位を悪化させる
等の害を及ぼすガス（ＮＨ4、Ｃｌ、Ｈ2Ｏ等）はほとん
ど発生しないので、該高温加熱炉の繊維処理室内に炉内
温度毎に区画するための間仕切り等は不要であり、窒素
供給ライン(3)から供給された窒素と高温度部から発生
したガスは、ともに炉温度がより低い領域に設けられた
排ガス抜き出し口(7)より、他温度領域で発生したガス
とともに抜き出される。
【００１３】かかる抜き出された排ガス中には、多種類
の成分ガスが混在しているため、種類毎に凝縮温度が異
なることから、排ガスライン内部への固着、凝縮が起こ
り、ラインを閉塞させ、排ガス抜き出しができなくな
り、分解ガスによる被処理繊維汚染により、連続製造が
困難となることが懸念されることから、排ガス抜き出し
口(7)から、排ガス分解または燃焼処理する装置までの
ライン全体を３００〜６００℃に加熱して、分解、燃焼
させることにより、分解ガス成分の固着、凝縮を防止す
ることができ、かくすることにより連続製造が可能とな
る。
の成分ガスが混在しているため、種類毎に凝縮温度が異
なることから、排ガスライン内部への固着、凝縮が起こ
り、ラインを閉塞させ、排ガス抜き出しができなくな
り、分解ガスによる被処理繊維汚染により、連続製造が
困難となることが懸念されることから、排ガス抜き出し
口(7)から、排ガス分解または燃焼処理する装置までの
ライン全体を３００〜６００℃に加熱して、分解、燃焼
させることにより、分解ガス成分の固着、凝縮を防止す
ることができ、かくすることにより連続製造が可能とな
る。
【００１４】本発明でいう被処理繊維糸条は、アクリル
ニトリル９０重量％以上からなるアクリル系繊維である
が、特にこれに限定されるものではない。また、前記繊
維を構成する単繊維の繊度は特に限定されるものではな
いが、０.５〜２.０ｄｔｅｘの範囲にあるのが好まし
い。さらに、被処理繊維の総数についても特に限定され
るものではないが、好ましくは３，０００〜９０，００
０本、より好ましくは、３，０００〜７０，０００本で
あるのが良い。繊維束を構成する単繊維の総数が９０，
０００本を超えると、酸化雰囲気中での熱処理ムラが生
じやすくなり、繊維束に毛羽が発生しやすくなり、品
質、品位の低下を起こすことがある。
ニトリル９０重量％以上からなるアクリル系繊維である
が、特にこれに限定されるものではない。また、前記繊
維を構成する単繊維の繊度は特に限定されるものではな
いが、０.５〜２.０ｄｔｅｘの範囲にあるのが好まし
い。さらに、被処理繊維の総数についても特に限定され
るものではないが、好ましくは３，０００〜９０，００
０本、より好ましくは、３，０００〜７０，０００本で
あるのが良い。繊維束を構成する単繊維の総数が９０，
０００本を超えると、酸化雰囲気中での熱処理ムラが生
じやすくなり、繊維束に毛羽が発生しやすくなり、品
質、品位の低下を起こすことがある。
【００１５】また、前記アクリル繊維糸条を前記高温加
熱炉で炭化処理するにおいて、高温加熱炉前後の駆動ロ
ーラー(11)、(12)で該繊維の炭化処理時の延伸比率を設
定する。
熱炉で炭化処理するにおいて、高温加熱炉前後の駆動ロ
ーラー(11)、(12)で該繊維の炭化処理時の延伸比率を設
定する。
【００１６】延伸比率の算出は、駆動ローラー(12)の回
転速度を駆動ローラー(11)の回転速度で割り返したもの
を、被処理繊維糸条の延伸比率とする。かかる被処理繊
維糸条の延伸比率は、０.９５〜１.１０の範囲が好まし
い。さらに好ましくは０.９８〜１.０４の範囲内であ
る。延伸比率が０.９５に満たない場合は、被処理繊維
糸条の高温加熱炉内での懸垂量が大きくなり、炉内下部
壁面にこすれ、擦過による毛羽立ちが著しく多くなり、
品質、品位ともに悪化してしまう。延伸比率が１.１０
を超えると、被処理繊維糸条が過剰な張力により破断
し、連続製造が不可能となる。
転速度を駆動ローラー(11)の回転速度で割り返したもの
を、被処理繊維糸条の延伸比率とする。かかる被処理繊
維糸条の延伸比率は、０.９５〜１.１０の範囲が好まし
い。さらに好ましくは０.９８〜１.０４の範囲内であ
る。延伸比率が０.９５に満たない場合は、被処理繊維
糸条の高温加熱炉内での懸垂量が大きくなり、炉内下部
壁面にこすれ、擦過による毛羽立ちが著しく多くなり、
品質、品位ともに悪化してしまう。延伸比率が１.１０
を超えると、被処理繊維糸条が過剰な張力により破断
し、連続製造が不可能となる。
【００１７】本発明により、従来の図２で示されるよう
な、前炭化と呼ばれる最高温度域６００〜１０００℃に
設定された高温加熱炉と、さらに最高温度域が１０００
℃以上に設定された炭化炉というような複数の高温加熱
炉を用いて製造されていた炭素繊維と、同等の品質、品
位の炭素繊維を、単一の高温加熱炉のみで得ることがで
きる。
な、前炭化と呼ばれる最高温度域６００〜１０００℃に
設定された高温加熱炉と、さらに最高温度域が１０００
℃以上に設定された炭化炉というような複数の高温加熱
炉を用いて製造されていた炭素繊維と、同等の品質、品
位の炭素繊維を、単一の高温加熱炉のみで得ることがで
きる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）アクリルニトリル９５重量％を含む連続繊
維（１.５ｄ ７０，０００フィラメント）を空気中２
４０〜２６０℃で熱処理した熱安定化繊維を、図１に示
すような形状の有効加熱長３ｍ、最高温度１４００℃に
保持している箱形高温加熱炉（排ガスライン８付き単一
炉）中を、毎分１.０ｍの糸速度で連続的に通過させ
た。該単一高温加熱炉内への不活性雰囲気として、窒素
を加熱炉の入口３と出口４付近から供給した。なお、被
処理繊維の該高温加熱炉での延伸比率は１.００とし
た。
る。 （実施例１）アクリルニトリル９５重量％を含む連続繊
維（１.５ｄ ７０，０００フィラメント）を空気中２
４０〜２６０℃で熱処理した熱安定化繊維を、図１に示
すような形状の有効加熱長３ｍ、最高温度１４００℃に
保持している箱形高温加熱炉（排ガスライン８付き単一
炉）中を、毎分１.０ｍの糸速度で連続的に通過させ
た。該単一高温加熱炉内への不活性雰囲気として、窒素
を加熱炉の入口３と出口４付近から供給した。なお、被
処理繊維の該高温加熱炉での延伸比率は１.００とし
た。
【００１９】なお、該排ガスライン８は、炉内温度が５
５０℃付近のところに排気ガス抜き出し口７を設け、こ
こから排気を行った。この排ガスライン８の温度は５５
０℃に保持した。
５０℃付近のところに排気ガス抜き出し口７を設け、こ
こから排気を行った。この排ガスライン８の温度は５５
０℃に保持した。
【００２０】このようにして連続４８時間の運転をした
後も、被処理繊維の糸切れ、毛羽増加、排ガス抜き出し
の詰まり等発生せず、連続運転ができた。
後も、被処理繊維の糸切れ、毛羽増加、排ガス抜き出し
の詰まり等発生せず、連続運転ができた。
【００２１】得られた炭素繊維のストランド強度、弾性
率、目付、比重を評価した。 （比較例１）実施例１と同じ熱安定化繊維を、図２に示
すような分離型炉を用いて、最高温度７００℃とした有
効炉長１.５ｍの高温加熱炉１を通過させた後、連続し
て最高温度１４００℃とした有効炉長１.５ｍの高温加
熱炉２を糸速度１.０ｍで通過させた。加熱炉１、２共
に炉入口と出口付近から窒素を供給し、加熱炉１は炉内
温度５５０℃付近のところから排ガス抜き出しを行い、
加熱炉２は炉入口付近から排ガス抜き出しを行った。ま
た、加熱炉１、２共に排ガスラインの温度は５５０℃に
保持した。被処理繊維の高温加熱炉中の延伸比率は実施
例１と同じ１.００とした。
率、目付、比重を評価した。 （比較例１）実施例１と同じ熱安定化繊維を、図２に示
すような分離型炉を用いて、最高温度７００℃とした有
効炉長１.５ｍの高温加熱炉１を通過させた後、連続し
て最高温度１４００℃とした有効炉長１.５ｍの高温加
熱炉２を糸速度１.０ｍで通過させた。加熱炉１、２共
に炉入口と出口付近から窒素を供給し、加熱炉１は炉内
温度５５０℃付近のところから排ガス抜き出しを行い、
加熱炉２は炉入口付近から排ガス抜き出しを行った。ま
た、加熱炉１、２共に排ガスラインの温度は５５０℃に
保持した。被処理繊維の高温加熱炉中の延伸比率は実施
例１と同じ１.００とした。
【００２２】得られた炭素繊維のストランド強度、弾性
率、目付、比重を評価した。 （比較例２）排ガスライン加熱なしとした他は実施例１
と同様とし、高温加熱炉１を通過させて、得られた炭素
繊維のストランド物性を評価した。
率、目付、比重を評価した。 （比較例２）排ガスライン加熱なしとした他は実施例１
と同様とし、高温加熱炉１を通過させて、得られた炭素
繊維のストランド物性を評価した。
【００２３】しかし、糸通過開始から約３時間で排ガス
ラインが詰まり、連続製造不可能となった。 （実施例２）被処理繊維の単繊維デニールを１.０ｄ、
フィラメント総数を１２，０００とした他は実施例１と
同様にして得られた炭素繊維のストランド物性評価を行
った。 （比較例３）被処理繊維の単繊維デニールを１.０ｄ、
フィラメント総数を１２，０００とした他は実施例２と
同様にして得られた炭素繊維のストランド物性評価を行
った。
ラインが詰まり、連続製造不可能となった。 （実施例２）被処理繊維の単繊維デニールを１.０ｄ、
フィラメント総数を１２，０００とした他は実施例１と
同様にして得られた炭素繊維のストランド物性評価を行
った。 （比較例３）被処理繊維の単繊維デニールを１.０ｄ、
フィラメント総数を１２，０００とした他は実施例２と
同様にして得られた炭素繊維のストランド物性評価を行
った。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１から明らかなように、実施例１、２の
ものに比して、比較例１、３のものは、通糸作業に時間
がかかりすぎ、比較例２のものは、糸切れ回数が多すぎ
て、連続製造時間も、比重も弾性率も低い繊維しか提供
することができないことがわかる。
ものに比して、比較例１、３のものは、通糸作業に時間
がかかりすぎ、比較例２のものは、糸切れ回数が多すぎ
て、連続製造時間も、比重も弾性率も低い繊維しか提供
することができないことがわかる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、従来、高温加熱炉を処
理温度の異なる複数の加熱炉に分けて炭素繊維は製造さ
れていたが、単一の高温加熱炉のみで、従来品と同等の
品質、生産性を持つ炭素繊維を、安価なコストで、か
つ、作業負荷も少なく安定して製造することができる。
理温度の異なる複数の加熱炉に分けて炭素繊維は製造さ
れていたが、単一の高温加熱炉のみで、従来品と同等の
品質、生産性を持つ炭素繊維を、安価なコストで、か
つ、作業負荷も少なく安定して製造することができる。
【図１】この図は、本発明で採用する単一炉での炭化を
行う高温加熱炉の一例を示す概略図である。
行う高温加熱炉の一例を示す概略図である。
【図２】この図は、従来の２段分割で炭化を行う高温加
熱炉の一例を示す概略図である。
熱炉の一例を示す概略図である。
(1)：被処理繊維糸条 (2)：高温加熱炉１ (3)：高温加熱炉入口側窒素供給ライン (4)： 〃 出口側 〃 (5)：高温加熱炉入口側窒素シールライン (6)： 〃 出口側 〃 (7)：排ガス抜き出し口 (8)：排ガスライン (9)：排ガス分解または燃焼装置 (10)：排ガス吸引ブロワー (11)：駆動ローラー (12)：駆動ローラー (13)：高温加熱炉２
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L037 CS03 CT10 CT30 CT42 FA01 FA03 FA06 FA08 PA53 PC09 PC13 PC20 PS02
Claims (4)
- 【請求項１】不活性雰囲気中で３００〜１６００℃の高
温下の加熱炉で加熱して、熱安定化繊維を炭素繊維に転
換する際に、該加熱炉として、排ガス燃焼装置に通じる
排ガス抜き出しラインが設けられ、かつ、該排ガスライ
ン全体が３００〜６００℃に加熱されている単一炉を用
いることを特徴とする炭素繊維の製造法。 - 【請求項２】該排ガス抜き出しラインの抜き出し口が、
高温加熱炉の炉内温度雰囲気が３００〜６００℃の領域
部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載
の炭素繊維の製造法。 - 【請求項３】該不活性雰囲気が、窒素によって構成され
ているものであることを特徴とする請求項１または２に
記載の炭素繊維の製造法。 - 【請求項４】該炭化処理の被処理繊維糸条の延伸比率
が、０.９５〜１.１０の範囲である請求項１〜３のいず
れかに記載の炭素繊維の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047121A JP2001234434A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 炭素繊維の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047121A JP2001234434A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 炭素繊維の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001234434A true JP2001234434A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18569423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000047121A Pending JP2001234434A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 炭素繊維の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001234434A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7749479B2 (en) | 2006-11-22 | 2010-07-06 | Hexcel Corporation | Carbon fibers having improved strength and modulus and an associated method and apparatus for preparing same |
| CN110242973A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-17 | 浙江精功碳纤维有限公司 | 一种碳纤维生产用废气处理管道*** |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000047121A patent/JP2001234434A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7749479B2 (en) | 2006-11-22 | 2010-07-06 | Hexcel Corporation | Carbon fibers having improved strength and modulus and an associated method and apparatus for preparing same |
| US8591859B2 (en) | 2006-11-22 | 2013-11-26 | Hexcel Corporation | Carbon fibers having improved strength and modulus and an associated method and apparatus for preparing same |
| US8734754B2 (en) | 2006-11-22 | 2014-05-27 | Hexcel Corporation | Carbon fibers having improved strength and modulus and an associated method and apparatus for preparing same |
| US8871172B2 (en) | 2006-11-22 | 2014-10-28 | Hexcel Corporation | Carbon fibers having improved strength and modulus and an associated method and apparatus for preparing same |
| US9121112B2 (en) | 2006-11-22 | 2015-09-01 | Hexcel Corporation | Carbon fibers having improved strength and modulus and an associated method and apparatus for preparing same |
| US9340905B2 (en) | 2006-11-22 | 2016-05-17 | Hexcel Corporation | Carbon fibers having improved strength and modulus and an associated method and apparatus for preparing same |
| US9677195B2 (en) | 2006-11-22 | 2017-06-13 | Hexcel Corporation | Carbon fibers having improved strength and modulus and an associated method and apparatus for preparing same |
| US9938643B2 (en) | 2006-11-22 | 2018-04-10 | Hexel Corporation | Carbon fibers having improved strength and modulus and an associated method and apparatus for preparing same |
| US10151051B2 (en) | 2006-11-22 | 2018-12-11 | Hexcel Corporation | Carbon fibers having improved strength and modulus and an associated method and apparatus for preparing same |
| CN110242973A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-17 | 浙江精功碳纤维有限公司 | 一种碳纤维生产用废气处理管道*** |
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