JPH0737690B2 - ピッチ繊維の不融化炉 - Google Patents

ピッチ繊維の不融化炉

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JPH0737690B2
JPH0737690B2 JP32161188A JP32161188A JPH0737690B2 JP H0737690 B2 JPH0737690 B2 JP H0737690B2 JP 32161188 A JP32161188 A JP 32161188A JP 32161188 A JP32161188 A JP 32161188A JP H0737690 B2 JPH0737690 B2 JP H0737690B2
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健二 奥田
啓八郎 田仲
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Osaka Gas Co Ltd
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Osaka Gas Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、嵩高マット状のピッチ繊維の不融化炉に関す
る。
従来技術とその問題点 ナフサピッチまたはコールタールピッチを溶融紡糸する
ことにより得られる嵩高マット状ピッチ繊維(以下特に
必要でないかぎり、単に繊維マットという)の連続的不
融化方法としては、搬送コンベア上に置かれた繊維マッ
トの厚さ方向に酸化性のガスを強制的に通過させる方法
が提案されている(特開昭60-167928号公報)。しかし
ながら、この方法では、繊維マットが嵩高である(厚さ
30〜300mm程度)場合には、繊維マットの上下方向の温
度差が大きくなり、均一な不融化が行なわれない。上下
方向の温度差を小さくするために、加熱ガスの循環量を
増大させていくと、上方から下方に吹き付けられるガス
によって繊維マットが搬送コンベア上に押し付けられて
マットの嵩密度が増大するため、繊維相互が融着した
り、発熱による反応の暴走が誘発され易くなったりす
る。この様な場合には、繊維が損傷をうけ、炭化した繊
維の物性値が低下するという問題点もある。
特開昭62-33823号公報は、繊維マットをバーに懸架した
状態で不融化する方法を提案している。しかしながら、
嵩高の繊維マットの場合には、ピッチ繊維相互の絡みが
比較的不十分であるため、バーに懸架した繊維マットが
のびたり、切れたりする。また、繊維マット内部に強制
対流を起こさせる程の風量を確保することも、実際上困
難であるという問題点もある。
問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き技術の現況に鑑みて鋭意研究を
重ねた結果、通気性ベルトからなる搬送コンベア上に載
置された繊維マットを下方から上方に吹上げつつ酸化性
雰囲気中を移動させ、該通気性ベルトからなる搬送コン
ベアの上方に繊維マットを三次元的に保持する機構を設
けることにより繊維マット内に強制的に均一な酸化性加
熱気体流を生じさせる場合には、従来技術の問題点が大
巾に軽減されることを見出した。
すなわち、本発明は、下記の如き不融化炉を提供するも
のである: 通気性ベルトからなる搬送コンベア上に嵩高マット状
ピッチ繊維を載置し、酸化性加熱気体によりピッチ繊維
を下方から上方に吹上げつつ、酸化性雰囲気中を移動さ
せ、ピッチ繊維の不融化を行う不融化炉であって、該搬
送コンベアの上方にピッチ繊維の三次元的保持機構を備
えたコンベアを設けたことを特徴とする不融化炉。
ピッチ繊維の不融化のために下方から上方に吹き上げ
る酸化性加熱気体の一部を、ピッチ繊維を通過させるこ
となく迂回して上方に逃がす様にピッチ繊維を通過する
加熱気体の量を調整するための風量調整機構を設けた上
記項に記載の不融化炉。
以下図面に示す実施態様を参照しつつ、本発明をさらに
詳細に説明する。
第1図は、本発明による不融化炉の概要を示す縦断面図
である。繊維マットは、通気性ベルトからなる搬送コン
ベア(1)上に載置された状態で矢印(3)の方向に送
られる。不融化炉は、仕切により複数の室(5)、
(5)……に区画されている。各室(5)内では、繊維
マット内を下方から上方に流動する酸化性加熱気体
(7)が、繊維マットを貫いてこれを浮上させた状態で
加熱した後、搬送コンベア(1)の側方を矢印(9)の
方向に下降し、再び同様にして循環する。搬送コンベア
(1)の上方には、これと同一方向に移動するととも
に、ピッチ繊維を三次元的に保持する機構を備えたコン
ベア(11)が設けられている。また、(13)は、排気系
統を示す。
本願明細書において、“ピッチ繊維を三次元的に保持す
る”という表現は、下方から上方に循環する酸化性加熱
気体により持ち上げられた繊維マットの上面を単に平面
的或いは二次元的に押付けて保持するのではなく、繊維
マットの内部からも保持することを意味する。酸化性加
熱気体の温度は、50〜250℃程度とすることが好まし
い。
以下に、繊維マットを三次元的に保持する機構について
詳細に説明する。
第2図は、ピッチ繊維を三次元的に保持する機構を備え
たコンベア(11)の一例を示す。コンベア(11)の全面
には、小さな突起を複数個備えた針状固定具(17)が設
けられている。この針状固定具(17)は、繊維マット
(19)内を貫いて下方から上方に流動する加熱気体
(7)により持ち上げられた繊維マットの内部に入り込
み、流動酸化性加熱気体による力に抗して、繊維マット
を保持するので、繊維マットは、均一な嵩密度に保持さ
れる。かくして、従来技術とは異なって、繊維マット
(19)は、全体的に均一な条件で強制的に加熱されるの
で、繊維相互の融着、不融化反応熱の内部蓄熱による反
応の暴走などの障害は、生じない。なお、コンベア(1
1)の形態は、特に限定されず、例えば、図示した様に
繊維マット(19)の進行方向に垂直な方向に一定の間隔
で設けられたバー(21)に針状固定具(17)を取り付け
たもの、或いはネットコンベアに同様な針状固定具を取
り付けたもの(図示せず)などが、例示される。また、
針状固定具(17)としても、繊維マットの内部に入り込
み、流動酸化性加熱気体による力に抗して、繊維マット
を保持し得るものであば、特に限定されない。
繊維マットの三次元的保持機構としても、とくに限定さ
れず、繊維マットを圧密することなく、解きほぐした状
態で保持し得るものであれば、上記の実施例以外のもの
も使用可能である。
第4図は、第1図に示す仕切られた一つの室(5)の横
断面図を示す。(25)はブロワー(27)を備えた酸化性
加熱気体循環経路、(31)、(31)……はヒーターを示
す。本発明においては、第3図にも示すように、コンベ
ア(11)の進行方向に直行する方向に移動し得る強制通
過風量調整板(33)を移動させ、両側に設けられた加熱
気体バイパス用の開口(35)、(35)の幅を調整してそ
の両側を通過する風量を調節することによって、酸化性
加熱気体の循環量と繊維マット内の強制通過風量とのバ
ランスを取り、繊維マット(19)のコンベア(11)に対
する押し付けの抑制および繊維マットの適度の浮上を図
ることが出来る。この開口幅の調整は、通常繊維マット
(19)の全幅をAとし、開口幅(開口(35)、(35)の
幅の合計値)をBとする場合にB/A×100(%)で定義さ
れる開口率が、0〜10%となるように行なうことが好ま
しい。
本発明不融化炉により、処理された繊維マットは、引続
き常法に従って炭化処理し、炭素繊維としたり、さらに
黒鉛処理を行なって炭化繊維ととすることができる。
発明の効果 本発明によれば、下記の如き顕著な効果が達成される。
(イ)繊維マットの三次元的保持機構を設けたことによ
り、繊維マットの嵩密度が不均一となることはないの
で、酸化性加熱気体が繊維マット内に均一に供給され、
また反応熱も容易に除去される。したがって、従来技術
において見られた繊維マットの局部的な過熱、ピッチ繊
維相互の融着、不融化反応熱の内部蓄熱による反応の暴
走などの問題点は、生じない。
その結果、安定した連続操業が行なわれ、量産が可能と
なる。
(ロ)繊維マットは、三次元的保持機構により強制的に
搬送されるので、従来技術に比して、切断、蛇行などを
起こし難く、安定した生産が可能となる。
(ハ)コンベアの両側方に設けた開口の大きさを調節す
ることにより、酸化性加熱気体の循環量と繊維マット内
の強制通過風量とのバランスを取ることが出来るので、
必要以上の風圧を加える必要がない。
実施例 以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明らかにする。
実施例1 コールタール系エアブローンピッチ(軟化点280℃、QI4
0%)を渦流法により吹繊紡糸した後、通気性のあるメ
ッシュコンベア上に堆積させ、吸引集綿を行なって、嵩
高の連続繊維マットを形成させた。この繊維マットの厚
さは、150mm、目付は、1000g/m2であった。
得られた繊維マットを第1図に示す形式の熱風循環式の
不融化炉に送り込み、第2図に示す形式の針状固定具を
備えたコンベアで繊維マットを三次元的に保持しつつ、
循環風速0.8m/sec、開口率=0%の条件下に空気雰囲気
中で150℃から325℃まで65分かけて昇温し、その不融化
を行なった。
この際繊維マットは、風力により持ち上げられ、搬送コ
ンベア上方の針状固定具に十分突き刺さった状態となっ
ており、この状態で繊維マット上下間の圧力差を測定し
たところ、水柱約5mmであった。
また、不融化進行中の温度200℃、250℃および300℃に
おける繊維マット上面と下面との温度差は、それぞれ7
℃、9.5℃および12℃と極めて小さかった。
さらにまた、得られた不融化繊維の酸素含有率は、マッ
トの上部、中部および下部において、それぞれ6.8%、
7.2%および7.0%であった。
この様にして7日間連続して繊維マットの不融化を行な
ったが、発熱による暴走反応、マット切れなどの障害は
全く発生せず、安定した操業が可能であった。
上記で得られた不融化繊維を連続炭化炉において窒素雰
囲気下(残存酸素濃度50ppm以下)に23分かけて930℃ま
で昇温して、炭素繊維を得た。
得られた炭素繊維の力学的物性値を第1表に示す。
第1表に示す結果から明らかな様に得られた炭素繊維の
物性は、マットの位置を問わずほぼ一定である。このこ
とは、繊維マットの不融化が均一に行われたことを示し
ている。
実施例2 循環風量を2.4m/secとし、開口率を8%とする以外は実
施例1と同様にして、繊維マットの連続不融化を行なっ
た。
この際繊維マットは、風力により持ち上げられ、搬送コ
ンベア上方の針状固定具に十分突き刺さった状態となっ
ており、この状態で繊維マット上下間の圧力差を測定し
たところ、水柱約5mmであった。
また、不融化進行中の温度200℃、250℃および300℃に
おける繊維マット上面と下面との温度差は、それぞれ2
℃、3.5℃および5℃と実施例1に比してより一層小さ
かった。
さらにまた、得られた不融化繊維の酸素含有率は、マッ
トの上部、中部および下部において、それぞれ6.9%、
7.1%および7.0%であった。
この様にして7日間連続して繊維マットの不融化を行な
ったが、やはり発熱による暴走反応マット切れなどの障
害は全く発生せず、安定した操業が可能であった。
比較例1 実施例1で使用したと同様の繊維マットを、針状固定具
を備えたコンベアを使用することなく、実施例1に準じ
て不融化した。但し、循環風量を0.2m/secとするととも
に、繊維マットが風力により持ち上がることのない様
に、繊維マット上下間の圧力差を水柱約0.5mmとした。
不融化設定温度200℃、250℃および300℃における繊維
マットと上面と下面との温度差は、それぞれ14℃、20℃
および27℃と極めて大きかった。
さらに、不融化設定温度を325℃として得られた不融化
繊維の酸素含有率は、マットの上部、中部および下部に
おいて、それぞれ6.5%、8.1%および7.4%とバラツキ
が大きかった。これは、不融化時に発生する反応熱が十
分に除去されないために生じたものである。
この様にして7日間連続して繊維マットの不融化を行な
ったが、当初から発熱による暴走反応が頻発し、マット
切れもしばしば発生した。
上記で得られた不融化繊維(不融化設定温度325℃)を
連続炭化炉において実施例1と同様にして炭化処理し、
炭素繊維を得た。
得られた炭素繊維の力学的物性値を第2表に示す。
第1表に示す結果から明らかな様に得られた炭素繊維
は、実施例1の炭素繊維に比して、強度および伸度のバ
ラツキが大きく、その値も低くなっている。これらの結
果も、繊維マットの不融化が均一に行われなかったこと
を示している。
実施例3 実施例1で使用したと同様の繊維マットを循環風量1.2m
/sec、開口率2%の条件下に二酸化窒素1%を含む空気
雰囲気中で150℃から325℃まで35分かけて昇温し、その
不融化を行なった。
この際繊維マットは、風力により持ち上げられ、搬送コ
ンベア上方の針状固定具に十分突き刺さった状態となっ
ており、この状態で繊維マット上下間の圧力差を測定し
たところ、水柱約5mmであった。
また、不融化進行中の温度200℃、250℃および300℃に
おける繊維マット上面と下面との温度差は、それぞれ5
℃、7℃および10.5℃であった。
さらにまた、得られた不融化繊維の酸素含有率は、マッ
トの上部、中部および下部において、それぞれ7.3%、
7.6%および7.5%であった。本実施例では、酸化剤とし
て二酸化窒素1%を含む空気雰囲気中で不融化を行なっ
たので、時間を短縮したにもかかわらず、酸素含有量が
高くなっている。
この様にして7日間連続して繊維マットの不融化を行な
ったが、やはり発熱による暴走反応、マット切れなどの
障害は全く発生せず、安定した操業が可能であった。
上記で得られた不融化繊維を連続炭化炉において実施例
1と同様にして炭化処理し、炭素繊維を得た。
得られた炭素繊維の力学的物性値を第3表に示す。
得られた炭素繊維は、物性が均質であり、実施例1品に
比して、特に伸度に優れている。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明装置の概要を示す縦断面図である。 第2図は、本発明で使用するピッチ繊維の三次元的保持
機構を備えたコンベアの一例を示す図面である。 第3図は、強制通過風量調整板(33)によって加熱気体
バイパス用の開口(35)、(35)の幅を調整する機構の
一例を示す概略図(装置上部からみた図)である。 第4図は、本発明装置の概要を示す横断面図である。 (1)……搬送コンベア (3)……繊維マットの移動方向 (7)、(9)……加熱気体 (11)……コンベア (13)……排気系統 (17)……針状固定具 (19)……繊維マット (21)……バー (25)……酸化性加熱気体循環経路 (27)……ブロワー (31)……ヒーター (33)……強制通過風量調整板 (35)……酸化性加熱気体通過のための開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 健二 大阪府泉大津市条南町4番17号 (72)発明者 田仲 啓八郎 兵庫県伊丹市春日丘4―32―11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】通気性ベルトからなる搬送コンベア上に嵩
    高マット状ピッチ繊維を載置し、酸化性加熱気体により
    ピッチ繊維を下方から上方に吹上げつつ、酸化性雰囲気
    中を移動させ、ピッチ繊維の不融化を行う不融化炉であ
    って、該搬送コンベアの上方にピッチ繊維の三次元的保
    持機構を備えたコンベアを設けたことを特徴とする不融
    化炉。
  2. 【請求項2】ピッチ繊維の不融化のために下方から上方
    に吹き上げる酸化性加熱気体の一部をピッチ繊維を通過
    させることなく迂回して上方に逃がす様にピッチ繊維を
    通過する加熱気体の量を調整するための風量調整機構を
    設けた第一請求項に記載の不融化炉。
JP32161188A 1988-12-19 1988-12-19 ピッチ繊維の不融化炉 Expired - Lifetime JPH0737690B2 (ja)

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