JP3952873B2

JP3952873B2 - Horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber and method for producing carbon fiber using the same

Info

Publication number: JP3952873B2
Application number: JP2002176902A
Authority: JP
Inventors: 俊浩田中; 徹史大西; 利明平田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: JP2004019053A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通過する多数本の耐炎化フィラメント束を不活性ガス雰囲気中で焼成する炭素繊維製造用横型炭化炉に関する。更に詳しくは炭化炉内の不活性雰囲気中への外気の流入、フィラメント束内残留酸素の混入、および炭化炉内不活性ガスの炉外への流出をシールするシール装置を備えた炭素繊維製造用横型炭化炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
炭素繊維は、その優れた比強度・比弾性率から複合材料の補強用繊維として用いられている。さらに耐熱性・耐薬品性・極低温性も有しており過酷な使用環境の航空宇宙用途・スポーツ用途、さらには産業用途として自動車用部品・建築材料などとして使われている。
【０００３】
通常炭素繊維はポリアクリロニトリル、ピッチなどの有機繊維を酸化性雰囲気中にて２００℃以上で耐炎化処理した後、不活性雰囲気中において３００℃以上で炭化処理することによって得られる。
【０００４】
かかる炭化処理工程は強度、弾性率など炭素繊維の主要な品質を決定づける重要な工程である。炭化処理においては、炉内を不活性雰囲気に保持する必要があり、炭化炉内に空気などの外気が混入し、炉内酸素濃度が増加すると、炭素繊維の強度、弾性率が低下し、さらには炭素繊維が毛羽立ってしまい製品の品位までも悪化させてしまっていた。また、炭化炉内のマッフルが混入した酸素によって減耗し、その寿命を短くしてしまったりと、設備維持費が増大して、製造コストの大幅な増加につながるという問題を有するものであった。
【０００５】
かかる炭化炉においては、炉内の不活性雰囲気維持するため、フィラメント束の導入／導出口には、シール装置が備えられていた。かかるシール装置としては、外気の炭化炉内への流入を阻止することと、不活性ガスの炭化炉外への流出を防止することを目的とされており、横型炭化炉の場合はラビリンスシール装置を用いることが多かった。
【０００６】
かかる横型炭化炉としては、ラビリンスシール装置を使用したものが、特開２００１−９８４２８号公報で提案されている。この例では、箱形シール装置内に、フィラメント束の走行方向と直交する方向に、対向した複数の絞り片をフィラメント束の上下に配して膨張室を設け、その膨張室には、不活性ガスの吹き出し口があり、外気の炉内への漏れ込みおよび不活性ガスの炉外への漏れ出しを防いでいる構造を有するものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる特開２００１−９８４２８号公報に記載された箱形シール装置を用いた横型炭化炉は、直接的な炭化炉内への外気の流入防止および炭化炉内からの不活性ガスの漏れ出しの防止には、大きな効力を発揮するが、フィラメント束の糸条数が増えたときのフィラメント束内に潜んでいる残留酸素の除去に関しては万全ではなく、しばしば炉内酸素濃度が２５ｐｐｍを越えてしまい、つまり炉内の酸素濃度を低く保つことが困難であるという欠点を有するものであった。かかる横型炭化炉において、糸条数を増やした場合には、炉内の酸素濃度を２５ｐｐｍ以下に保つためには、さらに膨張室の段数を増やす必要があり、そのためシール装置は大がかりな設備になってしまい、それにより設備費が増大し、結果的に製造コストが莫大なものとなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、シール効率が高く、かつ、小型で設備費が安価である炭素繊維製造用横型炭化炉およびそれを用いてなる炭素繊維の製造方法を提供せんとするものである。
【０００９】
【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、本発明の炭素繊維製造用横型炭化炉は、フィラメント導入口および導出口の少なくとも一方に箱形シール装置が配置されてなる炭素繊維製造用横型炭化炉において、該箱形シール装置のシール部が、フラットな床面と、その上方に設けられた複数の仕切板で構成された膨張室とで構成されていることを特徴とするものである。また、本発明の炭素繊維の製造方法は、かかる炭素繊維製造用横型炭化炉を用いて、不活性ガスの吐出速度を０．１ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下の範囲で吐出させながら焼成することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、前記課題、つまりシール効率が高く、かつ、小型で設備費が安価ある炭素繊維製造用横型炭化炉シール装置について、鋭意検討し、前記従来技術ではフィラメント数が増えた場合に、そのフィラメント束内の残留酸素を完全に除去することができないという根本的な事実を追求し、まず、不活性ガスが充満し易く、置換し易いように、シール容積を大幅に減少させる構造とするために、フィラメント走行部分の下方部分をフラットな床面にしてみたところ、見事にかかる課題を解決することを究明したものである。
【００１１】
本発明では、さらに該膨張室に設けた該不活性ガス吐出口から不活性ガスを、該フラットな床面に向けて噴出させる、つまり吹き付ける方式を採用することによって、該フィラメント束内の残留酸素を、不活性ガスに積極的、かつ、完全に置換することができることを究明したものである。さらに本発明のフラットな床面によれば、炭化炉内のスケール排出を、極めて簡単、容易に行うことができる利点を発揮するものである。
【００１２】
要するに、本発明の箱形シール装置は、特開２００１−９８４２８号公報に記載の箱形シール装置とは、下方部分の構造と、不活性ガス吐出口の噴出方向の点において大きく相違する構造を有するものである。
【００１３】
すなわち、本発明の該箱形シール装置では、２個以上の不活性ガス吐出口から噴出した不活性ガスを該膨張室内から該フラットな床面に向けて吐出している。この吐出された不活性ガスにより、該シール装置内の圧力を大気圧よりも若干高めにコントロールすることによって、外気の混入を確実に防止することができる。さらに該吐出された不活性ガスが、フィラメント束と、フィラメント束の下方のフラットな床面とに衝突することによって、不活性ガスの流れがフィラメント束周辺で、好ましくは乱流化し、該フィラメント束内の残存酸素と不活性ガスとの置換を、積極的、かつ、確実に達成させることができる。
【００１４】
かかる機構により、従来の特開２００１−９８４２８号公報に記載の箱形シール装置に比較すると、該フィラメント束内の残存酸素の不活性ガスへの置換能力は、大幅に増加させることができ、十分なシール効果を得ることができたものである。すなわち、下側に膨張室を設ける必要がなく、それだけ設備を簡略化することができるので設備費の軽減が可能となる。さらには炭化炉に導入するフィラメント束のフィラメント数が増加した場合でも、膨張室の段数を増やすことなく炭化炉本体２内の酸素濃度を２５ｐｐｍ以下に抑えることができ、その結果、炭素繊維の強度や弾性率を維持しつつ、さらには炭素繊維の毛羽立ちを抑える効果を奏するものである。
【００１５】
さらにフィラメント束下方にフラットな面を有することにより炭化炉内で発生したスケールをそのままシール装置内のフラットな面にそって炉外に掻き出すことができるので、掃除に掛かる時間が大幅に軽減する。
【００１６】
以下、本発明の炭素繊維製造用横型炭化炉について、図面に基づきさらに詳しく説明する。
【００１７】
図１は本発明の炭素繊維製造用横型炭化炉の一例を示す概略側面図である。図１において、平行に配列されたフィラメント束１は、箱形シール装置３のフィラメント束導入口８、フィラメント束導出口９を経て炭化炉本体２へ導入される構造を有するものである。
【００１８】
フィラメント束１の上方には、仕切板５がフィラメント束走行方向と直角方向に複数枚設置されており、これにより膨張室４が形成されている。この図の例では、仕切板５を７枚設置して膨張室４を６つ形成している。この膨張室４内にはシール用の不活性ガスの供給口６が設置されており、該箱形シール装置３内を大気圧より若干高い圧力にコントロールすることができる。この図の例では、不活性ガス供給口６を炭化炉本体２側から数えて１、３番目の膨張室に設置している。
【００１９】
一方、フィラメント束１の下方には、フラットな面７が設置されており、これにより、膨張室内から吐出された不活性ガスはフィラメント束１の下方に設置された該フラットな面７とフィラメント束１に衝突して、不活性ガスの流れを乱流化する。この乱流化された不活性ガスにより、該フィラメント束１内の残存酸素が極めて効率的に除去されるのである。
【００２０】
また、炭化炉本体２内に貯まったスケールを、前記フラットな面７に沿って容易に炉外に排出することができるため、掃除にかかる時間が短縮される。
【００２１】
なお、該不活性ガスの吐出速度は０．１ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓの範囲であるのが好ましい。不活性ガスの吐出速度が０．１ｍ／ｓ未満では、フィラメント束１内の残留酸素の置換が十分でないため、炭化炉本体２内の酸素濃度が上昇してしまう。一方、不活性ガスの吐出速度が１．０ｍ／ｓより大きい場合では、速度が上昇するに連れて、炭化炉本体２内の酸素濃度は若干低下していくものの大きな変化はなく、これでは高価な不活性ガスを大量に使用することとなり、製造コストが高くなってしまう。
【００２２】
また、該フラットな面７とフィラメント束１との間隔としては、２ｃｍ以上５ｃｍ以下の範囲であるのが好ましい。フラットな面７とフィラメント束１との間隔が２ｃｍ未満では、フィラメント束１内の残存酸素除去能力は大きいものの、炭化炉本体２内のマッフルとフィラメント束１４との間隔が狭いため、炭化炉本体２内でフィラメント束１とマッフルとが擦過し、毛羽立ちが多くなる傾向があり、品位が劣る製品となるおそれががでてくる。該フラットな面７とフィラメント束１との間隔が５ｃｍより大きい場合は、不活性ガスの流れが乱流化しにくくなる傾向があり、そのため、フィラメント束１内の残存酸素除去能力が低下し、炭化炉本体２内の酸素濃度が上昇し、さらには２５ｐｐｍ以上になり易くなる傾向があり、その結果、炭素繊維の強度や弾性率を低下し、さらに炭素繊維を毛羽立ちの多い、品質の悪いものにしてしまうおそれがでてくる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
【００２４】
なお本文中の毛羽数は次の方法で求めた。
（１）炭化炉内酸素濃度
炭化炉内に設けた酸素濃度計（TELEDYNE ANALYTICAL INSTRUMENTS社製）にて測定し表示した。
（２）毛羽数
炭素繊維糸条に１デニールあたり０．０９ｇの張力下、３ｍ／ｍｉｎの糸速で走行させて側面から繊維糸条に対し、直角にレーザー光を照射し、毛羽数を毛羽検出装置で検出し個／ｍで表示する。
【００２５】
実施例１
ポリアクリロニトリル系炭素繊維を焼成するにあたり、酸化性雰囲気中にて２００℃以上で耐炎化処理した後、１５００℃に加熱した図１に示すようなシール装置を有する炭素繊維製造用横型炭化炉を用いて炭素化した。
【００２６】
ここに１２０００フィラメントよりなる４００本の糸条を１０ｍ／ｍｉｎで走行させ焼成処理を行った。横型炭化炉のフィラメント束導入／導出口には前記シール装置を設け、フィラメント束とフラット面との距離を３ｃｍとし不活性ガスの吐出速度を０．１〜２．０ｍ／ｓ範囲で変更し焼成処理を行った。
【００２７】
このようにして得られた炭化炉内酸素濃度、毛羽数を表１に示す。
【００２８】
比較例１
不活性ガス吐出速度を０．１、１．０ｍ／ｓとしフィラメント束下方の構造を図２に示すようなシール装置を有する炭素繊維製造用横型炭化炉を用いたこと以外は、実施例１と同じ条件および方法で焼成処理を行った。このようにして得られた炭化炉内酸素濃度、毛羽数を表１に示す。
【００２９】
実施例２
不活性ガス吐出速度を０．５ｍ／ｓとし、フィラメント束とフラット面の距離を１ｃｍ、２ｃｍ、５ｃｍ、７ｃｍとしたこと以外は、実施例１と同じ条件、方法で焼成処理を行った。このようにして得られた炭化炉内酸素濃度、毛羽数を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
表１の結果から明らかなように、フィラメント束下方にフラットな面を有することにより炭化炉内酸素濃度、毛羽数を大幅に抑制できることが分かる。またフィラメント束とフラット面の距離については２ｃｍ以上５ｃｍ以下の範囲で炭化炉内酸素濃度、毛羽数をより抑制できることが分かる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、これまでより小型装置でも、これまで同様のシール効果をもたらし、設備費の軽減をもたらし、また、炭化炉内のスケールを容易に炉外に掻き出すことができるので、掃除時間を短縮化することができ、もって、炭素繊維製造コストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図は、本発明の炭素繊維製造用横型炭化炉の一例を示す概略側面図である。
【図２】この図は、従来技術の炭素繊維製造用横型炭化炉の概略側面図である。
【符号の説明】
１フィラメント束
２炭化装置本体
３シール装置
４膨張室
５仕切板
６不活性ガス供給口
７フラットな面
８フィラメント束導入口
９フィラメント束導出口
Ｄフィラメント束とフラットな面との距離[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a horizontal carbonization furnace for producing carbon fibers in which a large number of passing flame-resistant filament bundles are fired in an inert gas atmosphere. More specifically, for carbon fiber production with a sealing device that seals inflow of outside air into the inert atmosphere in the carbonization furnace, contamination of residual oxygen in the filament bundle, and outflow of inert gas in the carbonization furnace to the outside of the furnace. The present invention relates to a horizontal carbonization furnace.
[0002]
[Prior art]
Carbon fibers are used as reinforcing fibers for composite materials because of their excellent specific strength and specific modulus. In addition, it has heat resistance, chemical resistance, and cryogenic temperature, and is used as an aerospace application / sport application in harsh usage environments, and as automotive parts / building materials for industrial applications.
[0003]
Carbon fibers are usually obtained by subjecting organic fibers such as polyacrylonitrile and pitch to a flame resistance treatment at 200 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere and then carbonizing them at 300 ° C. or higher in an inert atmosphere.
[0004]
Such a carbonization process is an important process that determines the main quality of the carbon fiber such as strength and elastic modulus. In the carbonization treatment, it is necessary to maintain the inside of the furnace in an inert atmosphere. When the outside air such as air is mixed in the carbonization furnace and the oxygen concentration in the furnace is increased, the strength and elastic modulus of the carbon fiber are reduced. The carbon fiber became fuzzy and the quality of the product deteriorated. In addition, when the muffle in the carbonization furnace is depleted by the mixed oxygen and its life is shortened, there is a problem that the equipment maintenance cost increases and the manufacturing cost increases significantly.
[0005]
In such a carbonization furnace, a sealing device is provided at the inlet / outlet of the filament bundle in order to maintain an inert atmosphere in the furnace. The sealing device is intended to prevent the outside air from flowing into the carbonization furnace and to prevent the inert gas from flowing out of the carbonization furnace. In the case of a horizontal carbonization furnace, the labyrinth seal device is used. Was often used.
[0006]
As such a horizontal carbonization furnace, one using a labyrinth seal device is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-98428. In this example, an expansion chamber is provided in a box-shaped sealing device by arranging a plurality of constricted strips facing each other in the direction perpendicular to the traveling direction of the filament bundle above and below the filament bundle. There was a gas outlet, and it had a structure that prevented leakage of outside air into the furnace and leakage of inert gas out of the furnace.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the horizontal carbonization furnace using the box-type sealing device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-98428 directly prevents inflow of outside air into the carbonization furnace and leaks inert gas from the carbonization furnace. In order to prevent this, it is very effective, but the removal of residual oxygen hidden in the filament bundle when the number of filaments in the filament bundle increases is not perfect, and the oxygen concentration in the furnace often exceeds 25 ppm. That is, it has the disadvantage that it is difficult to keep the oxygen concentration in the furnace low. In such a horizontal carbonization furnace, when the number of yarns is increased, in order to keep the oxygen concentration in the furnace at 25 ppm or less, it is necessary to further increase the number of stages of the expansion chamber, so that the sealing device becomes a large facility. As a result, there is a problem in that the equipment cost increases, and as a result, the manufacturing cost becomes enormous.
[0008]
In view of the background of such conventional technology, the present invention provides a horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber that has high sealing efficiency, is small, and has low equipment costs, and a method for producing carbon fiber using the same. Is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve such problems. That is, the horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber according to the present invention is a horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber in which a box-shaped sealing device is disposed at at least one of a filament inlet and an outlet. However, it is comprised by the flat floor and the expansion chamber comprised by the some partition plate provided above it. Moreover, the carbon fiber manufacturing method of the present invention is fired while discharging the inert gas at a discharge rate in the range of 0.1 m / s to 1.0 m / s using the horizontal carbonization furnace for manufacturing carbon fiber. It is characterized by doing.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention has intensively studied the carbon carbon production horizontal carbonization furnace sealing device for producing the above-mentioned problem, that is, high sealing efficiency, small size, and low equipment cost. Pursuing the fundamental fact that residual oxygen in the filament bundle cannot be completely removed, and first of all, to make the structure to greatly reduce the seal volume so that the inert gas can be easily filled and replaced In addition, when the lower part of the filament running part was made a flat floor surface, it was found that the problem concerning the stunning solution was solved.
[0011]
In the present invention, residual oxygen in the filament bundle is further adopted by adopting a system in which an inert gas is ejected from the inert gas discharge port provided in the expansion chamber toward the flat floor surface. Has been found to be able to actively and completely replace the gas with an inert gas. Furthermore, according to the flat floor surface of the present invention, the advantage that the scale discharge in the carbonization furnace can be performed very easily and easily is exhibited.
[0012]
In short, the box-shaped sealing device of the present invention differs from the box-shaped sealing device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-98428 in that the structure of the lower part and the structure of the ejection direction of the inert gas outlet are greatly different. It is what you have.
[0013]
That is, in the box-type sealing device of the present invention, the inert gas ejected from two or more inert gas discharge ports is discharged from the expansion chamber toward the flat floor surface. By controlling the pressure in the sealing device to be slightly higher than the atmospheric pressure with the discharged inert gas, it is possible to reliably prevent the outside air from being mixed. Further, the discharged inert gas collides with the filament bundle and the flat floor surface below the filament bundle, whereby the flow of the inert gas is preferably turbulent around the filament bundle, and the filament bundle It is possible to positively and reliably achieve the replacement of the residual oxygen with the inert gas.
[0014]
With this mechanism, the ability to replace residual oxygen in the filament bundle with an inert gas can be greatly increased as compared with the conventional box-type sealing device described in JP-A-2001-98428. A good sealing effect can be obtained. That is, it is not necessary to provide an expansion chamber on the lower side, and the equipment can be simplified accordingly, so that the equipment cost can be reduced. Furthermore, even when the number of filaments of the filament bundle introduced into the carbonization furnace is increased, the oxygen concentration in the carbonization furnace body 2 can be suppressed to 25 ppm or less without increasing the number of expansion chamber stages, and as a result, the strength of the carbon fiber. In addition, while maintaining the elastic modulus, the effect of suppressing the fluff of the carbon fiber is exhibited.
[0015]
Further, by having a flat surface below the filament bundle, the scale generated in the carbonization furnace can be scraped out of the furnace along the flat surface in the sealing device as it is, so that the time required for cleaning is greatly reduced.
[0016]
Hereinafter, the horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a schematic side view showing an example of a horizontal carbonization furnace for producing carbon fibers of the present invention. In FIG. 1, the filament bundles 1 arranged in parallel have a structure that is introduced into the carbonization furnace main body 2 through the filament bundle introduction port 8 and the filament bundle outlet port 9 of the box-shaped sealing device 3.
[0018]
Above the filament bundle 1, a plurality of partition plates 5 are installed in a direction perpendicular to the filament bundle traveling direction, thereby forming an expansion chamber 4. In the example of this figure, seven partition plates 5 are installed to form six expansion chambers 4. An inert gas supply port 6 for sealing is installed in the expansion chamber 4, and the inside of the box-shaped sealing device 3 can be controlled to a pressure slightly higher than atmospheric pressure. In the example of this figure, the inert gas supply port 6 is installed in the first and third expansion chambers counted from the carbonization furnace main body 2 side.
[0019]
On the other hand, a flat surface 7 is installed below the filament bundle 1, so that the inert gas discharged from the expansion chamber and the flat surface 7 installed below the filament bundle 1 are connected to the filament bundle. Colliding with 1 and turbulent flow of inert gas. The residual gas in the filament bundle 1 is removed very efficiently by the turbulent inert gas.
[0020]
Moreover, since the scale stored in the carbonization furnace body 2 can be easily discharged out of the furnace along the flat surface 7, the time required for cleaning is shortened.
[0021]
In addition, it is preferable that the discharge speed of this inert gas is the range of 0.1 m / s or more and 1.0 m / s. If the discharge speed of the inert gas is less than 0.1 m / s, substitution of residual oxygen in the filament bundle 1 is not sufficient, so that the oxygen concentration in the carbonization furnace body 2 increases. On the other hand, when the discharge speed of the inert gas is higher than 1.0 m / s, the oxygen concentration in the carbonization furnace main body 2 slightly decreases as the speed increases, but there is no significant change. As a result, a large amount of inert gas is used, and the manufacturing cost increases.
[0022]
Further, the distance between the flat surface 7 and the filament bundle 1 is preferably in the range of 2 cm to 5 cm. If the distance between the flat surface 7 and the filament bundle 1 is less than 2 cm, the residual oxygen removal capability in the filament bundle 1 is large, but the distance between the muffle in the carbonization furnace main body 2 and the filament bundle 14 is narrow. 2, the filament bundle 1 and the muffle tend to rub, and the fluff tends to increase, which may result in a product of poor quality. When the distance between the flat surface 7 and the filament bundle 1 is larger than 5 cm, the flow of the inert gas tends to be less turbulent, so that the ability to remove residual oxygen in the filament bundle 1 is reduced, and carbonization occurs. There is a tendency that the oxygen concentration in the furnace body 2 rises and tends to be 25 ppm or more. As a result, the strength and elastic modulus of the carbon fiber are lowered, and the carbon fiber is fuzzy and has poor quality. There is a risk of it.
[0023]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
[0024]
The number of fluff in the text was determined by the following method.
(1) Oxygen concentration in carbonization furnace Measured and displayed with an oxygen concentration meter (TELEDYNE ANALYTICAL INSTRUMENTS) provided in the carbonization furnace.
(2) The number of fluffs A carbon fiber yarn is run at a speed of 3 m / min under a tension of 0.09 g per denier, and laser light is irradiated at right angles to the fiber yarns from the side surface. Detected by the detection device and displayed in pieces / m.
[0025]
Example 1
In firing polyacrylonitrile-based carbon fiber, a horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber having a sealing device as shown in FIG. 1, which is subjected to flameproofing treatment at 200 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere and heated to 1500 ° C. is used. And carbonized.
[0026]
Here, 400 yarns made of 12000 filaments were run at 10 m / min and fired. The above-mentioned sealing device is provided at the inlet / outlet of the filament bundle of the horizontal carbonization furnace, the distance between the filament bundle and the flat surface is 3 cm, and the discharge rate of the inert gas is changed within the range of 0.1 to 2.0 m / s and firing. Processed.
[0027]
Table 1 shows the oxygen concentration in the carbonization furnace and the number of fluffs thus obtained.
[0028]
Comparative Example 1
Example 1 except that a horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber having an inert gas discharge rate of 0.1 and 1.0 m / s and a structure below the filament bundle having a sealing device as shown in FIG. 2 was used. The baking treatment was performed under the same conditions and method. Table 1 shows the oxygen concentration in the carbonization furnace and the number of fluffs thus obtained.
[0029]
Example 2
The firing treatment was performed under the same conditions and method as in Example 1 except that the inert gas discharge speed was 0.5 m / s and the distance between the filament bundle and the flat surface was 1 cm, 2 cm, 5 cm, and 7 cm. Table 1 shows the oxygen concentration in the carbonization furnace and the number of fluffs thus obtained.
[0030]
[Table 1]

[0031]
As is clear from the results in Table 1, it can be seen that by having a flat surface below the filament bundle, the oxygen concentration in the carbonization furnace and the number of fluffs can be significantly suppressed. It can also be seen that the oxygen concentration in the carbonization furnace and the number of fluff can be further suppressed in the range of 2 cm to 5 cm with respect to the distance between the filament bundle and the flat surface.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, even in a smaller apparatus than before, the same sealing effect as before is brought about, the equipment cost is reduced, and the scale in the carbonization furnace can be easily scraped out of the furnace. Therefore, it is possible to reduce the production cost of carbon fiber.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing an example of a horizontal carbonization furnace for producing carbon fibers according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic side view of a prior art horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filament bundle 2 Carbonization apparatus main body 3 Sealing apparatus 4 Expansion chamber 5 Partition plate 6 Inert gas supply port 7 Flat surface 8 Filament bundle introduction port 9 Filament bundle outlet D Distance between filament bundle and flat surface

Claims

フィラメント導入口および導出口の少なくとも一方に箱形シール装置が配置されてなる炭素繊維製造用横型炭化炉において、該箱形シール装置のシール部が、フラットな床面と、その上方に設けられた複数の仕切板で構成された膨張室とで構成されていることを特徴とする炭素繊維製造用横型炭化炉。In a horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber in which a box-shaped sealing device is disposed at at least one of a filament inlet and an outlet, a seal portion of the box-shaped sealing device is provided on a flat floor surface and above it. A horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber, comprising an expansion chamber composed of a plurality of partition plates.

該膨張室が、その内部に２個以上の不活性ガス吐出口を有することを特徴とするな請求項１に記載の炭素繊維製造用横型炭化炉。The horizontal carbonization furnace for producing carbon fibers according to claim 1, wherein the expansion chamber has two or more inert gas discharge ports therein.

該不活性ガス吐出口が、フィラメント束に対して垂直の方向に向けられているものである請求項１または２に記載の炭素繊維製造用横型炭化炉。The horizontal carbonization furnace for producing carbon fibers according to claim 1 or 2, wherein the inert gas discharge port is oriented in a direction perpendicular to the filament bundle.

該不活性ガス吐出口が、該フラットな床面に向けて不活性ガスを噴出させる機能を有するものである請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維製造用横型炭化炉。The horizontal carbonization furnace for producing carbon fibers according to any one of claims 1 to 3, wherein the inert gas discharge port has a function of ejecting an inert gas toward the flat floor surface.

前記請求項１記載の炭素繊維製造用横型炭化炉を用いて、不活性ガスの吐出速度を０．１ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下の範囲で吐出させながら焼成することを特徴とする炭素繊維の製造方法。Carbon using the horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber according to claim 1, while firing while discharging the inert gas at a discharge speed in the range of 0.1 m / s to 1.0 m / s. A method for producing fibers.

該炭素繊維製造用横型炭化炉において、フラットな床面と、走行するフィラメント束との間隔を、２ｃｍ以上５ｃｍ以下の範囲に維持しながら焼成することを特徴とする請求項５に記載の炭素繊維の製造方法。6. The carbon fiber according to claim 5, wherein in the horizontal carbonization furnace for producing carbon fiber, the carbon fiber is fired while maintaining a distance between the flat floor surface and the traveling filament bundle in a range of 2 cm to 5 cm. Manufacturing method.