JPH0420495Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、高性能ピツチ系炭素繊維の原料とな
るピツチを製造するために使用される熱処理反応
器の改良に関する。

〔従来の技術〕

近年、航空機工業、自動車工業、又はその他の
種々の技術分野の技術進歩に即応し、或いは省エ
ネルギ、省資源の観点から軽量、高強度かつ高弾
性率を有する複合材料の素材として高強度、高弾
性率、高性能のピツチ系炭素繊維の開発が要望さ
れている。こうしたピツチ系炭素繊維は、原料ピ
ツチを加熱して脱アルキル反応と同時に縮合環化
反応を行なつて液晶状態のメソフエーズを多量に
含むピツチを生成し、このピツチを紡糸した後、
このピツチ繊維を不融化処理して不融化繊維と
し、更に炭素化、黒鉛化処理を行なうことにより
製造される。

ところで、上記ピツチ系炭素繊維の原料である
メソフエーズを含むピツチの製造方法としては、
いかつかの方法が提案されている。しかしなが
ら、これらの方法にあつては長時間の反応を必
要とし、かつ複雑な工程を必要とする、ピツチ
の軟化点が上昇するため紡糸が困難となる、ピ
ツチの軟化点を抑制すると不均質となる等の問題
があつた。

このようなことから、前記ピツチの製造方法と
して特開昭55−99646号に開示された方法が提案
されている。この方法は、重質油、タール又はピ
ツチを出発原料としてこれを一つの反応槽に収容
して内部に配置された攪拌羽根により攪拌、混合
しながら380℃程度の温度にて熱分解、重縮合し
てメソフエーズが20〜80％となるようにした後、
該重縮合物を400℃以下に保持しながら静置し、
反応槽の下層に密度の高いメソフエーズピツチを
沈降せしめ、成長熟成させつつ集積して、これを
反応槽上層の非メソフエーズピツチ（メタフエー
ズ）を多く含む部分から分離して取出す方法であ
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記方法では反応槽内で出発原
料であるピツチ等を熱分解、重縮合させる際、該
反応槽内に配置した攪拌羽根により単に攪拌、混
合するため、反応槽の内壁にピツチやコークスが
析出する、いわゆるコーキングを生じる。こうし
たコーキング物が反応槽の内壁に生成すると、次
のような問題を生じる。

反応槽の容積が減少し、所定の反応時間が保
持できなくなる。

コーキング物が巨大化すると、反応槽内の攪
拌、混合を阻害し、更にコーキング物の生成が
助長されると共に反応物の検出等が困難とな
る。

コーキング物の生成により、反応槽の外部に
配置された熱源から反応槽内部のピツチへの熱
伝達効率が低下する。

コーキング物の生成により、温度計、液面計
等の誤指示を生じ易くなり、運転が不可能とな
る。

本考案は、上記従来の課題を解決するためにな
されたもので、軟化点が比較的低いメソフエーズ
を多量に含むピツチが得られることは勿論、重縮
合時のコーキングを防止できると共に出発原料に
対して高収率で前記ピツチを得ることが可能なピ
ツチ製造用熱処理反応器を提供しようとするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、横置き型の反応器本体と、該本体の
長さ方向に互いに平行して配設された同一速度で
回転する複数の回転軸と、これら回転軸に側面が
互いに密接するように軸着され、かつ各回転軸間
において面方向で互いに合致するように配置され
た複数の攪拌板とから構成され、前記各回転軸に
軸着される複数の攪拌板はその中心が回転軸の軸
心に対し回転軸方向に螺旋状の軌跡を描くように
偏心して配置され、かつ面方向で互いに合致する
攪拌板同志はそれらの中心が回転軸の軸心に対し
同一方向、同一距離となるよう偏心されると共に
周面が互いに僅かな間隙をおくかもしくは接触し
て配置され、更に前記反応器本体はその内部に配
置される攪拌板群の回転により描かれる最外端軌
道に等しいかもしくは僅かに大きい断面形状を有
することを特徴とするピツチ製造用熱処理反応器
である。

〔作用〕

本考案の熱分解、重縮合を行なう熱処理反応器
によれば、攪拌板間及び攪拌板と反応器本体の間
でセルフクリーニングがなされるため、前述した
コーキング物の生成を防止でき、熱分解、重縮合
反応の迅速化、熱効率の向上化等を達成できる。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図〜第５図を参照
して説明する。

図中の１は、熱処理反応器である。この熱処理
反応器１で熱分解、重縮合反応処理されたピツチ
は、配管４ａを通して次の工程に供給される。

前記熱処理反応器１は、第２図〜第５図に示す
構造となつている。即ち、図中の１１は第４図及
び第５図に示すように内部に配置される後記攪拌
板群の回転により描かれる最外端軌道に等しい断
面が円を２つ連結した形状の筒体状反応器本体で
ある。この本体１１の左端上部及び右端下部に
は、夫々ピツチの入口１２、出口１３が設けられ
ている。前記本体１１の外周には、楕円筒体状の
ジヤケツト１４が配設されており、該ジヤケツト
１４の左端上部及び右端下部には夫々熱媒体の入
口１５、出口１６が設けられている。前記本体１
１の長さ方向には、同一速度で回転する複数、例
えば２本の回転軸１７，１８が互いに平行して貫
通されている。これら回転軸１７，１８は、前記
本体１１の両側壁に配設された軸受１９〜２２に
軸支されている。前記各回転軸１７，１８には、
複数の円板状の攪拌板２３…，２４…がそれらの
側面が互いに接触するように、かつ各回転軸１
７，１８間において面方向で合致するように軸着
されている。前記各回転軸１７，１８に軸着され
る攪拌板２３…，２４…は、第２図〜第５図に示
すように中心が前記回転軸１７，１８の軸心に対
して回転軸方向に螺旋状の軌跡を描くように偏心
し配置されている。具体的には、第４図及び第５
図に示すように同一回転軸（例えば１７）の隣接
した攪拌板２３，２３間においてそれら中心A₁，
A₂は回転軸１７の軸心Ｏに対して同一距離でか
つ互いに60°の周角度ずれるように偏心して配置
されている。また、前記各回転軸１７，１８間に
おいて面方向で合致する攪拌板２３，２４同志
は、第４図に示すようにそれらの中心A₁，B₁と
回転軸１７，１８の軸心Ｏ，Ｐとの関係におい
て、同一方向、同一距離となるように偏心される
と共に、それらの円周面が互いに接触するように
配置されている。つまり、回転軸１７，１８を図
示しない駆動機構により同一速度で回転させた場
合、それらの軸１７，１８に軸着された複数の攪
拌板２３…，２４…からなる攪拌板群は最外端軌
道が２つの円を連結した形状に回転し、かつ相互
に接触すると共に自動運動が妨げられないように
構成されている。

次に、上述したピツチ製造用熱処理反応器の作
用を説明する。

まず、熱処理反応器１の反応器本体１１内に入
口１２より出発原料であるピツチを処定量供給す
ると共に、熱媒体入口１５から所定温度の熱媒体
を供給して本体１１内の温度を例えば450℃に設
定した状態で回転軸１７，１８を同一速度、同一
方向に回転させると、各回転軸１７，１８に軸支
された複数の攪拌板２３…，２４…の中心は回転
軸１７，１８方向に螺旋状の軌跡を描くように回
転軸１７，１８の軸心に対して偏心されているた
め、それら攪拌板２３…，２４…からなる攪拌板
群が断続的なスクリユーを形成し、本体１１内に
供給されたピツチに強力な送り作用が生じる。こ
うした作用により、本体１１内のピツチは攪拌板
２３…，２４…により攪拌されながらピツチ入口
１２と反対側の出口１３に向かつて移動され、そ
の間にピツチは熱分解、重縮合がなされ、メソフ
エーズが生成され、配管４ａを通して次工程にさ
れる。

従つて、本考案のピツチ製造用熱処理反応器に
よれば以下に示す効果を有する。

熱分解、重縮合を行なう熱処理反応器１におけ
る反応器本体１１内の攪拌板２３…，２４…から
なる攪拌板群を回転させると、攪拌板２３…，２
４…間及び攪拌板２３…，２４…と本体１１の間
では互いに接触する構造になつているため、それ
ら部材がセルフクリーニングされ、攪拌板２３
…，２４…表面や本体１１内面に前述したコーキ
ング物が生成されるのを防止できる。その結果、
熱処理反応器１でのピツチの熱分解、重縮合反応
を迅速化でき、かつ熱効率の向上化を達成でき
る。

なお、上記実施例では熱処理反応器を構成する
回転軸を２本容器内を貫通して設けたが、３本以
上配設してもよい。

上記実施例では、回転軸に夫々軸着された攪拌
板を互いに接触するように配置したが、僅かな間
隙を置いて配置してもよい。

上記実施例では、容器を各回転軸に軸着された
攪拌板からなる攪拌板群の回転軌道と等しい形状
としたが、該回転軌道より僅かに大きい形状にし
てもよい。

〔考案の効果〕

以上詳述し如く、本考案によれば軟化点が比較
的低いメソフエーズを多量に含み、高性能のピツ
チ系炭素繊維を製造できるピツチが得られること
は勿論、重縮合時のコーキングを防止できると共
に出発原料に対して高収率で前記ピツチを得るこ
とが可能なピツチ製造用熱処理反応器を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すピツチ製造用
熱処理反応器の概略図、第２図は第１図の反応器
を示す部分切欠側面図、第３図は第２図の−
矢視方向の部分切欠側面図、第４図は第２図の
−線に沿う断面図、第５図は第２図の−線
に沿う断面図である。 １……熱処理反応器、１１……反応器本体、１
２……ピツチ入口、１３……ピツチ出口、１４…
…ジヤケツト、１７，１８……回転軸、２３，２
４……攪拌板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 横置き型の反応器本体と、該本体の長さ方向に
   互いに平行して配設された同一速度で回転する複
   数の回転軸と、これら回転軸に側面が互いに密接
   するように軸着され、かつ各回転軸間において面
   方向で互いに合致するように配置された複数の攪
   拌板とから構成され、前記各回転軸に軸着される
   複数の攪拌板はその中心が回転軸の軸心に対し回
   転軸方向に螺旋状の軌跡を描くように偏心して配
   置され、かつ面方向で互いに合致する攪拌板同志
   はそれらの中心が回転軸の軸心に対し同一方向、
   同一距離となるよう偏心されると共に周面が互い
   に僅かな間隙をおくかもしくは接触して配置さ
   れ、更に前記反応器本体はその内部に配置される
   攪拌板群の回転により描かれる最外端軌道に等し
   いかもしくは僅かに大きい断面形状を有すること
   を特徴とするピツチ製造用熱処理反応器。