JPH06108317A - 黒鉛化繊維の製造方法および製造装置 - Google Patents
黒鉛化繊維の製造方法および製造装置Info
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- JPH06108317A JPH06108317A JP4274823A JP27482392A JPH06108317A JP H06108317 A JPH06108317 A JP H06108317A JP 4274823 A JP4274823 A JP 4274823A JP 27482392 A JP27482392 A JP 27482392A JP H06108317 A JPH06108317 A JP H06108317A
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- tubular heating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】長期間安定した高品質の黒鉛化繊維が得られる
加熱方法および加熱装置を得ること。 【構成】加熱装置内部を不活性ガスにより加圧状態に
し、筒状発熱体の一部に孔をあけ、この孔を通して発熱
体内壁の温度を測定し加熱を制御する。
加熱方法および加熱装置を得ること。 【構成】加熱装置内部を不活性ガスにより加圧状態に
し、筒状発熱体の一部に孔をあけ、この孔を通して発熱
体内壁の温度を測定し加熱を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、黒鉛化繊維の製造方法
および製造装置の改良に関し、詳しくは、炭素繊維を安
定した温度で焼成し均質な黒鉛化繊維を製造する方法及
び装置に関するものである。
および製造装置の改良に関し、詳しくは、炭素繊維を安
定した温度で焼成し均質な黒鉛化繊維を製造する方法及
び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】黒鉛化繊維の製造方法は、通常、次ぎの
方法によって製造される。まず、ポリアクリロニトリル
繊維、再生セルローズ繊維、フェノール系繊維、ピッチ
系繊維等の有機重合体を空気または他の酸化性ガス雰囲
気中にて２００〜３００度（以下、温度は、全て摂氏で
表示する。）の温度で耐炎化する。次いで、これを窒
素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中にて８００〜２０
００度の温度で炭化し、炭素繊維とする。次に、この炭
素繊維を２０００度以上の温度で焼成し黒鉛化を行うこ
とにより、ヤング率が一段と高い黒鉛化繊維を得る。
方法によって製造される。まず、ポリアクリロニトリル
繊維、再生セルローズ繊維、フェノール系繊維、ピッチ
系繊維等の有機重合体を空気または他の酸化性ガス雰囲
気中にて２００〜３００度（以下、温度は、全て摂氏で
表示する。）の温度で耐炎化する。次いで、これを窒
素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中にて８００〜２０
００度の温度で炭化し、炭素繊維とする。次に、この炭
素繊維を２０００度以上の温度で焼成し黒鉛化を行うこ
とにより、ヤング率が一段と高い黒鉛化繊維を得る。
【０００３】このような黒鉛化繊維の製造方法に用いら
れる従来の装置としては、タンマン型や高周波誘導方式
による発熱体自体を加熱する型の装置が知られている。
この従来の装置の一例を図面に基づいて説明する。
れる従来の装置としては、タンマン型や高周波誘導方式
による発熱体自体を加熱する型の装置が知られている。
この従来の装置の一例を図面に基づいて説明する。
【０００４】第３図は、そのタンマン型の装置（炉）の
概略断面図、第４図は第３図のＣ−Ｃ´断面を示す概略
断面図で、黒鉛または炭素からなり内側を繊維糸条の処
理域とする筒状発熱体２と、前記筒状発熱体の両側に設
けられた電極４と、前記筒状発熱体および前記電極を囲
むと共に前記筒状発熱体の内部に不活性ガスを供給する
ためのガス注入口１２と繊維の入口および出口とを有す
る炉殻１と、前記繊維の入口および出口に接続され前記
不活性ガスをシールするシール部７と、前記筒状発熱体
の外周面温度を炉殻に形成された覗窓９１を通して測定
する測温手段１０１と、前記測温手段からの信号に基づ
き前記電極を経て前記筒状発熱体に流れる電流を制御し
発熱体の温度を調節する温度制御手段２０１とを備えた
ものである。なお、測温手段１０２、温度指示記録計２
０２は、温度管理用である。
概略断面図、第４図は第３図のＣ−Ｃ´断面を示す概略
断面図で、黒鉛または炭素からなり内側を繊維糸条の処
理域とする筒状発熱体２と、前記筒状発熱体の両側に設
けられた電極４と、前記筒状発熱体および前記電極を囲
むと共に前記筒状発熱体の内部に不活性ガスを供給する
ためのガス注入口１２と繊維の入口および出口とを有す
る炉殻１と、前記繊維の入口および出口に接続され前記
不活性ガスをシールするシール部７と、前記筒状発熱体
の外周面温度を炉殻に形成された覗窓９１を通して測定
する測温手段１０１と、前記測温手段からの信号に基づ
き前記電極を経て前記筒状発熱体に流れる電流を制御し
発熱体の温度を調節する温度制御手段２０１とを備えた
ものである。なお、測温手段１０２、温度指示記録計２
０２は、温度管理用である。
【０００５】そして、この装置を用い、ニップローラ２
１側から炭素繊維１４を供給して筒状発熱体２内で２０
００度以上で焼成し、ニップローラ２２で引き取り、黒
鉛化繊維を製造していた。
１側から炭素繊維１４を供給して筒状発熱体２内で２０
００度以上で焼成し、ニップローラ２２で引き取り、黒
鉛化繊維を製造していた。
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】しかし、上記従来の黒
鉛または炭素からなる筒状発熱体は、外周面に発熱体の
熱分解物が付着し、それが経時的に堆積するため、放射
温度計で測定する外周面の温度は、筒状発熱体の内周面
の温度に対して経時的に低下していた。一方、筒状発熱
体の温度は、その発熱体の外周面の温度測定信号に基づ
いて制御されているため、上記のように経時的に低下す
ると、その低下した分だけ外周面の温度を上昇させるよ
うに制御されるので、筒状発熱体の内周面の温度は、外
周面の低下した温度に相当する分だけ逆に上昇する。す
なわち、従来の筒状発熱体は、外周面に発熱体の熱分解
物が経時的に付着堆積するため、その堆積による外周面
と内周面との温度差に対応する分だけ内周面の温度が経
時的に上昇し、発熱体の内側である繊維の処理域の温度
が経時的に変化するという欠点を有していた。
鉛または炭素からなる筒状発熱体は、外周面に発熱体の
熱分解物が付着し、それが経時的に堆積するため、放射
温度計で測定する外周面の温度は、筒状発熱体の内周面
の温度に対して経時的に低下していた。一方、筒状発熱
体の温度は、その発熱体の外周面の温度測定信号に基づ
いて制御されているため、上記のように経時的に低下す
ると、その低下した分だけ外周面の温度を上昇させるよ
うに制御されるので、筒状発熱体の内周面の温度は、外
周面の低下した温度に相当する分だけ逆に上昇する。す
なわち、従来の筒状発熱体は、外周面に発熱体の熱分解
物が経時的に付着堆積するため、その堆積による外周面
と内周面との温度差に対応する分だけ内周面の温度が経
時的に上昇し、発熱体の内側である繊維の処理域の温度
が経時的に変化するという欠点を有していた。
【０００７】また、筒状発熱体は、使用温度が２０００
度以上と非常に高いため、炭素質の蒸発（昇華）が起こ
り、短時間で減耗、劣化し、頻繁な発熱体の交換を余儀
なくされることになる。炭素質の蒸発は、発熱体温度が
２５００度を超えると急速に激しくなり、３０００度レ
ベルの超高温度では、数十乃至数百時間の寿命でしかな
く、上記の如く、経時的に温度が上昇することは、それ
だけ、寿命が短くなるという欠点を生ずる。
度以上と非常に高いため、炭素質の蒸発（昇華）が起こ
り、短時間で減耗、劣化し、頻繁な発熱体の交換を余儀
なくされることになる。炭素質の蒸発は、発熱体温度が
２５００度を超えると急速に激しくなり、３０００度レ
ベルの超高温度では、数十乃至数百時間の寿命でしかな
く、上記の如く、経時的に温度が上昇することは、それ
だけ、寿命が短くなるという欠点を生ずる。
【０００８】また、一度発熱体の交換の必要が生ずる
と、先ず、炉の温度を下げなければならず、２０００度
或いは２５００度といった状態から、作業できる状態ま
でおよそ１週間が必要である。交換に数日を要したとし
て、交換完了から徐々に温度を上げてゆき、定常状態に
達するまでに約一週間が必要である。従って、交換の都
度約半ヶ月間は生産は行われない。使用時間が数時間或
いは数十時間ということになると、装置はほとんど発熱
体の交換に時間を取られ、使用時間は極めて少なくなる
ので、装置の稼働率が極めて低く、上記の如き経時的温
度上昇による寿命低下の改善が強く望まれていた。
と、先ず、炉の温度を下げなければならず、２０００度
或いは２５００度といった状態から、作業できる状態ま
でおよそ１週間が必要である。交換に数日を要したとし
て、交換完了から徐々に温度を上げてゆき、定常状態に
達するまでに約一週間が必要である。従って、交換の都
度約半ヶ月間は生産は行われない。使用時間が数時間或
いは数十時間ということになると、装置はほとんど発熱
体の交換に時間を取られ、使用時間は極めて少なくなる
ので、装置の稼働率が極めて低く、上記の如き経時的温
度上昇による寿命低下の改善が強く望まれていた。
【０００９】本発明は、このような従来の状態に鑑み、
これを改善して正確な温度制御による加熱を可能にする
ことにより、発熱体の適正な寿命を確保し、被処理物の
製品品質を向上し、処理装置全体の稼働率を上げること
を可能にする高温加熱装置を提供しようとするものであ
る。
これを改善して正確な温度制御による加熱を可能にする
ことにより、発熱体の適正な寿命を確保し、被処理物の
製品品質を向上し、処理装置全体の稼働率を上げること
を可能にする高温加熱装置を提供しようとするものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、 １．黒鉛または炭素からなり内側を繊維の処理域とする
筒状発熱体と、前記筒状発熱体の両側に設けられた電極
と、前記筒状発熱体および前記電極を囲むと共に前記筒
状発熱体の内部に不活性ガスを供給するためのガス注入
口と繊維の入口および出口とを有する炉殻と、前記繊維
の入口および出口に接続され前記不活性ガスをシールす
るシール部と、前記筒状発熱体の温度を炉殻に形成され
た窓を通して測定する測温手段と、前記測温手段からの
信号に基づき前記電極を経て前記筒状発熱体に流れる電
流を制御し発熱体の温度を調節する温度制御手段とを備
えた加熱装置を用い、炭素繊維を、前記筒状発熱体内へ
連続的に通過せしめながら加圧不活性ガス雰囲気中、２
０００℃以上の温度で焼成する黒鉛化繊維の製造方法に
おいて、前記筒状発熱体には筒体の外側から内側へ貫通
する測温孔を設け、前記測温手段で前記筒状発熱体の測
温孔を通して筒状発熱体の内周面の温度を測定し、前記
温度測定信号に基づいて前記筒状発熱体の温度を前記温
度制御手段で制御しながら前記焼成をすることを特徴と
する黒鉛化繊維の製造方法。
筒状発熱体と、前記筒状発熱体の両側に設けられた電極
と、前記筒状発熱体および前記電極を囲むと共に前記筒
状発熱体の内部に不活性ガスを供給するためのガス注入
口と繊維の入口および出口とを有する炉殻と、前記繊維
の入口および出口に接続され前記不活性ガスをシールす
るシール部と、前記筒状発熱体の温度を炉殻に形成され
た窓を通して測定する測温手段と、前記測温手段からの
信号に基づき前記電極を経て前記筒状発熱体に流れる電
流を制御し発熱体の温度を調節する温度制御手段とを備
えた加熱装置を用い、炭素繊維を、前記筒状発熱体内へ
連続的に通過せしめながら加圧不活性ガス雰囲気中、２
０００℃以上の温度で焼成する黒鉛化繊維の製造方法に
おいて、前記筒状発熱体には筒体の外側から内側へ貫通
する測温孔を設け、前記測温手段で前記筒状発熱体の測
温孔を通して筒状発熱体の内周面の温度を測定し、前記
温度測定信号に基づいて前記筒状発熱体の温度を前記温
度制御手段で制御しながら前記焼成をすることを特徴と
する黒鉛化繊維の製造方法。
【００１１】２．黒鉛または炭素からなり内側を繊維の
処理域とする筒状発熱体と、前記筒状発熱体の両側に設
けられた電極と、前記筒状発熱体および前記電極を囲む
と共に前記筒状発熱体の内部に不活性ガスを供給するた
めのガス注入口と繊維の入口および出口とを有する炉殻
と、前記繊維の入口および出口に接続され前記不活性ガ
スをシールするシール部と、前記筒状発熱体の温度を炉
殻に形成された窓を通して測定する測温手段と、前記測
温手段からの信号に基づき前記電極を経て前記筒状発熱
体に流れる電流を制御し発熱体の温度を調節する温度制
御手段とを備えた黒鉛化繊維の製造装置において、前記
筒状発熱体は、筒体の外側から内側へ貫通する測温孔が
設けられ、かつ、前記測温手段は、前記測温孔を通して
前記筒状発熱体の内周面の温度を測定する放射温度計で
あることを特徴とする黒鉛化繊維の製造装置。
処理域とする筒状発熱体と、前記筒状発熱体の両側に設
けられた電極と、前記筒状発熱体および前記電極を囲む
と共に前記筒状発熱体の内部に不活性ガスを供給するた
めのガス注入口と繊維の入口および出口とを有する炉殻
と、前記繊維の入口および出口に接続され前記不活性ガ
スをシールするシール部と、前記筒状発熱体の温度を炉
殻に形成された窓を通して測定する測温手段と、前記測
温手段からの信号に基づき前記電極を経て前記筒状発熱
体に流れる電流を制御し発熱体の温度を調節する温度制
御手段とを備えた黒鉛化繊維の製造装置において、前記
筒状発熱体は、筒体の外側から内側へ貫通する測温孔が
設けられ、かつ、前記測温手段は、前記測温孔を通して
前記筒状発熱体の内周面の温度を測定する放射温度計で
あることを特徴とする黒鉛化繊維の製造装置。
【００１２】３．黒鉛または炭素からなる筒状発熱体で
あって、前記発熱体は筒体の外側から内側へ貫通する孔
が形成されていることを特徴とする筒状発熱体。によっ
て目的を達成するものである。
あって、前記発熱体は筒体の外側から内側へ貫通する孔
が形成されていることを特徴とする筒状発熱体。によっ
て目的を達成するものである。
【００１３】本発明者らは目的を達成するにあたり次ぎ
の点に着目した。すなわち、一般の物質の蒸発速度は蒸
気の外周雰囲気中への拡散係数に比例する。そして、拡
散係数は、発熱体の温度の１．５乗に比例し、発熱体に
加わる圧力に反比例するので、発熱体の寿命を向上する
ためには雰囲気圧力を上げると共に発熱体の温度を経時
的に上昇させないようにすることが有効となる。よっ
て、本発明は、発熱体に、内壁を覗ける窓を設けて内部
温度を直接測定し、その測定信号で温度制御することに
より、発熱体の加熱温度の経時的変化による寿命低下の
防止と、糸に対する処理温度の安定化を図るものであ
る。
の点に着目した。すなわち、一般の物質の蒸発速度は蒸
気の外周雰囲気中への拡散係数に比例する。そして、拡
散係数は、発熱体の温度の１．５乗に比例し、発熱体に
加わる圧力に反比例するので、発熱体の寿命を向上する
ためには雰囲気圧力を上げると共に発熱体の温度を経時
的に上昇させないようにすることが有効となる。よっ
て、本発明は、発熱体に、内壁を覗ける窓を設けて内部
温度を直接測定し、その測定信号で温度制御することに
より、発熱体の加熱温度の経時的変化による寿命低下の
防止と、糸に対する処理温度の安定化を図るものであ
る。
【００１４】以下図面を用いて詳細説明する。図１は、
本発明に係る高温加熱装置の全体構成を示すための、正
面断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ´部で切
断した側面断面図である。なお、図１は図２のＢ−Ｂ´
部で切断した断面図である。
本発明に係る高温加熱装置の全体構成を示すための、正
面断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ´部で切
断した側面断面図である。なお、図１は図２のＢ−Ｂ´
部で切断した断面図である。
【００１５】図１は符号１４で示した被処理物と装置各
部の関わりあいが示されている。図面では被処理物は炭
化工程を経た炭化糸（炭素繊維）が示されており、図面
に示された加熱炉で加熱されて黒鉛化処理を受けるもの
が示されている。なお、本発明に適用される炭素繊維
は、公知の炭素繊維であれば何れであってもよく特に限
定されない。糸１４は矢印の方向に進行する。
部の関わりあいが示されている。図面では被処理物は炭
化工程を経た炭化糸（炭素繊維）が示されており、図面
に示された加熱炉で加熱されて黒鉛化処理を受けるもの
が示されている。なお、本発明に適用される炭素繊維
は、公知の炭素繊維であれば何れであってもよく特に限
定されない。糸１４は矢印の方向に進行する。
【００１６】加熱装置は全体が炉殻１の中に収容されて
いる。２は筒状の黒鉛製又は炭素製の発熱体である。筒
状発熱体２の外側にはスペーサーリング３１を介して外
筒３が嵌合している。外筒３は発熱体の支持と保護のた
めに設けられるものである。外筒３の外側には例えば黒
鉛粉末と電気絶縁材からなる黒鉛成形フェルトの如き断
熱材５が外筒と一体に設けられており炉殻内部を埋めて
いる。
いる。２は筒状の黒鉛製又は炭素製の発熱体である。筒
状発熱体２の外側にはスペーサーリング３１を介して外
筒３が嵌合している。外筒３は発熱体の支持と保護のた
めに設けられるものである。外筒３の外側には例えば黒
鉛粉末と電気絶縁材からなる黒鉛成形フェルトの如き断
熱材５が外筒と一体に設けられており炉殻内部を埋めて
いる。
【００１７】筒状発熱体２の両端部に電極４が接続され
ている。電極４は発熱体への通電のために設けられてお
り、高温度下での通電を確保するため水冷電極が使用さ
れ、外部の低電圧大電流の温度制御機２０１に接続して
いる。通電により筒状発熱体２はジュール熱により発熱
する。なお、水冷電極４は発熱体の発熱に伴う膨張に対
応するため一方を炉内に固定し、他方は炉内を移動でき
る構造となっている。
ている。電極４は発熱体への通電のために設けられてお
り、高温度下での通電を確保するため水冷電極が使用さ
れ、外部の低電圧大電流の温度制御機２０１に接続して
いる。通電により筒状発熱体２はジュール熱により発熱
する。なお、水冷電極４は発熱体の発熱に伴う膨張に対
応するため一方を炉内に固定し、他方は炉内を移動でき
る構造となっている。
【００１８】炉殻１にはガス注入口１２が設けられてい
る。またこれに対応して炉殻１には圧力検出器１５、圧
力調節弁１６が設けられている。ガス注入口１２からは
例えば窒素、アルゴン等の不活性ガスが注入される。炉
内は発熱体の蒸発を抑制するため加圧状態にしておく必
要がある。このため炉殻内の雰囲気は少なくとも１Ｋｇ
／ｃｍ2Ｇの圧力に加圧することが好ましく、２〜１０
Ｋｇ／ｃｍ2Ｇの範囲がより好ましい。圧力検出器１
５、圧力調節弁１６は炉殻内の圧力を所定の値に保持す
るためのもので、自動的に圧力調節弁を作用させて炉殻
１内の圧力を所定の設定範囲に維持するよう作用する。
炉殻１は内部の圧力が加圧状態に保たれるので当然これ
に耐える耐圧構造となっている。
る。またこれに対応して炉殻１には圧力検出器１５、圧
力調節弁１６が設けられている。ガス注入口１２からは
例えば窒素、アルゴン等の不活性ガスが注入される。炉
内は発熱体の蒸発を抑制するため加圧状態にしておく必
要がある。このため炉殻内の雰囲気は少なくとも１Ｋｇ
／ｃｍ2Ｇの圧力に加圧することが好ましく、２〜１０
Ｋｇ／ｃｍ2Ｇの範囲がより好ましい。圧力検出器１
５、圧力調節弁１６は炉殻内の圧力を所定の値に保持す
るためのもので、自動的に圧力調節弁を作用させて炉殻
１内の圧力を所定の設定範囲に維持するよう作用する。
炉殻１は内部の圧力が加圧状態に保たれるので当然これ
に耐える耐圧構造となっている。
【００１９】６は筒状発熱体の両端に設けられたスペー
サーで、発熱体である筒の内部の熱の逃げるのを抑える
機能を果たしている。７はシールで炉殻の糸の出入口に
設けられ、糸の通過に伴う不活性ガスの漏出を抑制する
ために設けられている。図１において被処理物である糸
１４は図の左側からシール７を経て炉殻内に入る。炉殻
内は不活性ガスにより加圧状態となっているので筒状発
熱体の蒸発は抑制された条件下にある。糸１４はこの雰
囲気の中でスペーサー６を経て筒状の発熱体の筒の中に
送られ所定の加熱を受ける。次いで加熱による処理が終
わるとスペーサー６シール７を経て炉殻１の外へ移動す
る。
サーで、発熱体である筒の内部の熱の逃げるのを抑える
機能を果たしている。７はシールで炉殻の糸の出入口に
設けられ、糸の通過に伴う不活性ガスの漏出を抑制する
ために設けられている。図１において被処理物である糸
１４は図の左側からシール７を経て炉殻内に入る。炉殻
内は不活性ガスにより加圧状態となっているので筒状発
熱体の蒸発は抑制された条件下にある。糸１４はこの雰
囲気の中でスペーサー６を経て筒状の発熱体の筒の中に
送られ所定の加熱を受ける。次いで加熱による処理が終
わるとスペーサー６シール７を経て炉殻１の外へ移動す
る。
【００２０】図２には図１のＡ−Ａ´断面で切断した側
面が示されている。外筒３に孔をあけ、ここに測温パイ
プ８１、８２、８３が嵌合されている。測温パイプ８
１、８２、８３はグラファイトで作られており、一方の
端を外筒３の中に開口し、断熱材５の中を通り他方の端
を炉殻１に設けた取付部１７、１８、１９に開口してい
る。取付部１７、１８、１９の端は覗き窓９１、９２、
９３に接続している。１３は取付部の覗き窓付近に設け
られたガス注入口である。
面が示されている。外筒３に孔をあけ、ここに測温パイ
プ８１、８２、８３が嵌合されている。測温パイプ８
１、８２、８３はグラファイトで作られており、一方の
端を外筒３の中に開口し、断熱材５の中を通り他方の端
を炉殻１に設けた取付部１７、１８、１９に開口してい
る。取付部１７、１８、１９の端は覗き窓９１、９２、
９３に接続している。１３は取付部の覗き窓付近に設け
られたガス注入口である。
【００２１】筒状発熱体２の一部に測温孔１１１、１１
２を設けている。測温パイプ８１、８３の一端は測温孔
１１１、１１２にそれぞれ対峙し筒状発熱体の内壁に向
いている。測温パイプ８１に対応している覗窓９１には
放射温度計１０１が設けられている。測温パイプ８２対
応している覗窓９２には放射温度計１０２が設けられ、
さらに、測温パイプ８３に対応している覗窓９３には放
射温度計１０３が設けられている。 測温孔１１１、１
１２の大きさは、筒状発熱体の熱膨張を考慮して定めら
れるが５〜３０ｍｍ、なかんずく５〜１５ｍｍの範囲が
好ましい。また、孔の形は同じ理由から丸孔よりも長孔
が好ましい。
２を設けている。測温パイプ８１、８３の一端は測温孔
１１１、１１２にそれぞれ対峙し筒状発熱体の内壁に向
いている。測温パイプ８１に対応している覗窓９１には
放射温度計１０１が設けられている。測温パイプ８２対
応している覗窓９２には放射温度計１０２が設けられ、
さらに、測温パイプ８３に対応している覗窓９３には放
射温度計１０３が設けられている。 測温孔１１１、１
１２の大きさは、筒状発熱体の熱膨張を考慮して定めら
れるが５〜３０ｍｍ、なかんずく５〜１５ｍｍの範囲が
好ましい。また、孔の形は同じ理由から丸孔よりも長孔
が好ましい。
【００２２】測温パイプ８１、８３は筒状発熱体２の内
壁を炉殻１の外から見えるようになっている。従って覗
窓９１、９３に設けられた放射温度計１０１、１０３に
より筒状発熱体２の内壁の温度を測定することが出来
る。また、測温パイプ８２に対応している覗窓９２に設
けられた放射温度計１０２は、筒状発熱体２の外壁の温
度を測定することが出来る。なお、放射温度計１０２と
１０３は、筒状発熱体２の内壁と外壁の温度が経時的に
どのように変化するかを見るために設けたものである。
筒状発熱体２の内壁温度を直接測定している放射温度計
１０１の信号は、図１に示すように、加熱を制御する機
構を持つ加熱制御器２０１に伝達されるので、加熱体の
内壁温度は、その制御器２０１により一定値に保持され
る。
壁を炉殻１の外から見えるようになっている。従って覗
窓９１、９３に設けられた放射温度計１０１、１０３に
より筒状発熱体２の内壁の温度を測定することが出来
る。また、測温パイプ８２に対応している覗窓９２に設
けられた放射温度計１０２は、筒状発熱体２の外壁の温
度を測定することが出来る。なお、放射温度計１０２と
１０３は、筒状発熱体２の内壁と外壁の温度が経時的に
どのように変化するかを見るために設けたものである。
筒状発熱体２の内壁温度を直接測定している放射温度計
１０１の信号は、図１に示すように、加熱を制御する機
構を持つ加熱制御器２０１に伝達されるので、加熱体の
内壁温度は、その制御器２０１により一定値に保持され
る。
【００２３】覗窓９１、９２、９３は測温パイプ８１、
８２、８３で外筒３に連なっているので筒状発熱体２が
加熱され蒸発をすると、蒸発物がその測温パイプを通っ
て覗窓に至り覗窓の中側を曇らせてしまう。そこでガス
注入口１３から、不活性ガスを測温パイプ内に送り込み
覗窓の曇りを防ぎ温度測定の正確さを確保するものであ
る。この場合、ガス注入量があまり多いことは炉殻内の
各部分に悪影響があるので、毎分１〜１０リットル、な
かんずく１〜５リットル程度が好ましい。
８２、８３で外筒３に連なっているので筒状発熱体２が
加熱され蒸発をすると、蒸発物がその測温パイプを通っ
て覗窓に至り覗窓の中側を曇らせてしまう。そこでガス
注入口１３から、不活性ガスを測温パイプ内に送り込み
覗窓の曇りを防ぎ温度測定の正確さを確保するものであ
る。この場合、ガス注入量があまり多いことは炉殻内の
各部分に悪影響があるので、毎分１〜１０リットル、な
かんずく１〜５リットル程度が好ましい。
【００２４】かくして筒状発熱体の内壁の温度が正確に
制御されるので、被処理物を正確な所定の温度で熱処理
することができる。なお、直接円筒状発熱体の内壁の温
度を測定し、この測定信号に基づいて温度制御すること
は如何に重大な意味があるかを示すために行った実験結
果を表１に示している。
制御されるので、被処理物を正確な所定の温度で熱処理
することができる。なお、直接円筒状発熱体の内壁の温
度を測定し、この測定信号に基づいて温度制御すること
は如何に重大な意味があるかを示すために行った実験結
果を表１に示している。
【００２５】表１は不活性ガスとしてアルゴンガスを使
用し、雰囲気圧力を平方センチメートルあたり３Ｋｇに
設定した後、円筒内部の温度を３０００度になるように
加熱し、筒状発熱体の内壁と外壁の温度を経時的に測定
したものである。使用した発熱体は、外形５０ｍｍ、内
径３０ｍｍ、長さ６５０ｍｍの円筒状のグラファイト製
のものを用い図２の放射温度計１０２、１０３で測定し
たものである。
用し、雰囲気圧力を平方センチメートルあたり３Ｋｇに
設定した後、円筒内部の温度を３０００度になるように
加熱し、筒状発熱体の内壁と外壁の温度を経時的に測定
したものである。使用した発熱体は、外形５０ｍｍ、内
径３０ｍｍ、長さ６５０ｍｍの円筒状のグラファイト製
のものを用い図２の放射温度計１０２、１０３で測定し
たものである。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１によれば、発熱体内壁の温度は一定に
た持たれている。しかしながら、加熱当初から発熱体外
壁温度は発熱体内壁温度より若干低いが、時間の経過と
ともにその温度差は拡大しており、３５０時間経過した
状態では１７０度にも達している。したがって筒状発熱
体の外壁の温度を測定し、この測定信号に基づいて筒状
発熱体の温度が一定となるように制御する場合、筒状発
熱体の内壁の温度は経時的に表１の値だけ高い値に制御
され、筒状発熱体が過加熱されて寿命が短くなるだけで
なく、糸に対する処理温度も経時的に変化するという欠
点を有する。これに対し、本発明は、筒状発熱体の内壁
の温度を測定し、この測定信号に基づいて筒状発熱体の
温度が一定となるように制御するので、筒状発熱体の手
内壁の温度は経時的に変化するということがなく一定と
なり、筒状発熱体の寿命を短くすることもなく、また、
糸に対する処理温度も経時的に安定化する。
た持たれている。しかしながら、加熱当初から発熱体外
壁温度は発熱体内壁温度より若干低いが、時間の経過と
ともにその温度差は拡大しており、３５０時間経過した
状態では１７０度にも達している。したがって筒状発熱
体の外壁の温度を測定し、この測定信号に基づいて筒状
発熱体の温度が一定となるように制御する場合、筒状発
熱体の内壁の温度は経時的に表１の値だけ高い値に制御
され、筒状発熱体が過加熱されて寿命が短くなるだけで
なく、糸に対する処理温度も経時的に変化するという欠
点を有する。これに対し、本発明は、筒状発熱体の内壁
の温度を測定し、この測定信号に基づいて筒状発熱体の
温度が一定となるように制御するので、筒状発熱体の手
内壁の温度は経時的に変化するということがなく一定と
なり、筒状発熱体の寿命を短くすることもなく、また、
糸に対する処理温度も経時的に安定化する。
【００２８】
（１）本発明は、炭素繊維を、筒状発熱体内へ連続的に
通過せしめながら加圧不活性ガス雰囲気中、２０００度
以上の温度で焼成する黒鉛化繊維の製造方法において、
前記筒状発熱体には筒体の外側から内側へ貫通する測温
孔を設け、前記測温手段で前記筒状発熱体の測温孔を通
して筒状発熱体の内周面の温度を測定し、前記温度測定
信号に基づいて前記筒状発熱体の温度を前記温度制御手
段で制御しながら焼成をする黒鉛化繊維の製造方法とし
たので、焼成温度が経時的に安定し、均質な炭素繊維を
得ることができるという優れた効果を奏する。
通過せしめながら加圧不活性ガス雰囲気中、２０００度
以上の温度で焼成する黒鉛化繊維の製造方法において、
前記筒状発熱体には筒体の外側から内側へ貫通する測温
孔を設け、前記測温手段で前記筒状発熱体の測温孔を通
して筒状発熱体の内周面の温度を測定し、前記温度測定
信号に基づいて前記筒状発熱体の温度を前記温度制御手
段で制御しながら焼成をする黒鉛化繊維の製造方法とし
たので、焼成温度が経時的に安定し、均質な炭素繊維を
得ることができるという優れた効果を奏する。
【００２９】（２）また、本発明は、黒鉛または炭素か
らなり内側を繊維の処理域とする筒状発熱体と、前記筒
状発熱体の両側に設けられた電極と、前記筒状発熱体お
よび前記電極を囲むと共に前記筒状発熱体の内部に不活
性ガスを供給するためのガス注入口と繊維の入口および
出口とを有する炉殻と、前記繊維の入口および出口に接
続され前記不活性ガスをシールするシール部と、前記筒
状発熱体の温度を炉殻に形成された窓を通して測定する
測温手段と、前記測温手段からの信号に基づき前記電極
を経て前記筒状発熱体に流れる電流を制御し発熱体の温
度を調節する温度制御手段とを備えた黒鉛化繊維の製造
装置において、前記筒状発熱体は、筒体の外側から内側
へ貫通する測温孔が設けられ、かつ、前記測温手段は、
前記測温孔を通して前記筒状発熱体の内周面の温度を測
定する放射温度計である黒鉛化繊維の製造装置としたの
で、発熱体が過加熱されることがなく、その結果発熱体
の寿命の延長を図ることができ、また、発熱体の交換周
期の延長により装置の稼働率を高めることができるとい
う優れた効果を奏する。
らなり内側を繊維の処理域とする筒状発熱体と、前記筒
状発熱体の両側に設けられた電極と、前記筒状発熱体お
よび前記電極を囲むと共に前記筒状発熱体の内部に不活
性ガスを供給するためのガス注入口と繊維の入口および
出口とを有する炉殻と、前記繊維の入口および出口に接
続され前記不活性ガスをシールするシール部と、前記筒
状発熱体の温度を炉殻に形成された窓を通して測定する
測温手段と、前記測温手段からの信号に基づき前記電極
を経て前記筒状発熱体に流れる電流を制御し発熱体の温
度を調節する温度制御手段とを備えた黒鉛化繊維の製造
装置において、前記筒状発熱体は、筒体の外側から内側
へ貫通する測温孔が設けられ、かつ、前記測温手段は、
前記測温孔を通して前記筒状発熱体の内周面の温度を測
定する放射温度計である黒鉛化繊維の製造装置としたの
で、発熱体が過加熱されることがなく、その結果発熱体
の寿命の延長を図ることができ、また、発熱体の交換周
期の延長により装置の稼働率を高めることができるとい
う優れた効果を奏する。
【００３０】
【図１】は本発明に係る黒鉛化装置の中心部分における
正面断面図である。
正面断面図である。
【図２】は図１のＡ−Ａ´断面の断面図である。
【図３】は在来の黒鉛化装置の中心部分における正面断
面図である。
面図である。
【図４】は図３のＣ−Ｃ´断面の断面図である。
【００３１】
１：炉殻 ２：発熱体 ３：外筒 ４：電極 ５：断熱材 ６：スペーサー ７：シール ８１：測温パイプ ８２：測温パイプ ８３：測温パイプ ９１：覗窓 ９２：覗窓 ９３：覗窓 １０１：放射温度計 １０２：放射温度計 １０３：放射温度計 １１１：測温孔 １１２：測温孔 １２：ガス注入口 １３：ガス注入口 １４：糸 １５：圧力検出器 １６：圧力調節弁 １７：取付部 １８：取付部 １９：取付部 ２０１：温度制御器 ２０２：温度指示記録計 ２０３：温度指示記録計 ２１：ニップローラ ２２：ニップローラ ３１：スペーサリング
Claims (3)
- 【請求項１】黒鉛または炭素からなり内側を繊維の処理
域とする筒状発熱体と、前記筒状発熱体の両側に設けら
れた電極と、前記筒状発熱体および前記電極を囲むと共
に前記筒状発熱体の内部に不活性ガスを供給するための
ガス注入口と繊維の入口および出口とを有する炉殻と、
前記繊維の入口および出口に接続され前記不活性ガスを
シールするシール部と、前記筒状発熱体の温度を炉殻に
形成された窓を通して測定する測温手段と、前記測温手
段からの信号に基づき前記電極を経て前記筒状発熱体に
流れる電流を制御し発熱体の温度を調節する温度制御手
段とを備えた加熱装置を用い、炭素繊維を、前記筒状発
熱体内へ連続的に通過せしめながら加圧不活性ガス雰囲
気中、２０００℃以上の温度で焼成する黒鉛化繊維の製
造方法において、前記筒状発熱体には筒体の外側から内
側へ貫通する測温孔を設け、前記測温手段で前記筒状発
熱体の測温孔を通して筒状発熱体の内周面の温度を測定
し、前記温度測定信号に基づいて前記筒状発熱体の温度
を前記温度制御手段で制御しながら前記焼成をすること
を特徴とする黒鉛化繊維の製造方法。 - 【請求項２】黒鉛または炭素からなり内側を繊維の処理
域とする筒状発熱体と、前記筒状発熱体の両側に設けら
れた電極と、前記筒状発熱体および前記電極を囲むと共
に前記筒状発熱体の内部に不活性ガスを供給するための
ガス注入口と繊維の入口および出口とを有する炉殻と、
前記繊維の入口および出口に接続され前記不活性ガスを
シールするシール部と、前記筒状発熱体の温度を炉殻に
形成された窓を通して測定する測温手段と、前記測温手
段からの信号に基づき前記電極を経て前記筒状発熱体に
流れる電流を制御し発熱体の温度を調節する温度制御手
段とを備えた黒鉛化繊維の製造装置において、前記筒状
発熱体は、筒体の外側から内側へ貫通する測温孔が設け
られ、かつ、前記測温手段は、前記測温孔を通して前記
筒状発熱体の内周面の温度を測定する放射温度計である
ことを特徴とする黒鉛化繊維の製造装置。 - 【請求項３】黒鉛または炭素からなる筒状発熱体であっ
て、前記発熱体は筒体の外側から内側へ貫通する孔が形
成されていることを特徴とする筒状発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4274823A JPH06108317A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 黒鉛化繊維の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4274823A JPH06108317A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 黒鉛化繊維の製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06108317A true JPH06108317A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17547072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4274823A Pending JPH06108317A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 黒鉛化繊維の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06108317A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100740448B1 (ko) * | 2003-07-28 | 2007-07-19 | 모토로라 인코포레이티드 | Ｏｆｄｍ 통신 시스템 |
| CN106914498A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-04 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种用于轧制钼合金管材的加热装置及加热方法 |
| WO2019122252A1 (fr) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | Drever International Sa | Four comprenant une unité de contrôle associée à des propriétés d'inertie thermique d'éléments constitutifs |
| WO2020022724A1 (ko) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 주식회사 엘지화학 | 마이크로웨이브를 이용한 탄소 섬유 탄화 장치 |
| US11459673B2 (en) | 2018-07-23 | 2022-10-04 | Lg Chem, Ltd. | Carbon fiber carbonization apparatus using microwave |
-
1992
- 1992-09-21 JP JP4274823A patent/JPH06108317A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100740448B1 (ko) * | 2003-07-28 | 2007-07-19 | 모토로라 인코포레이티드 | Ｏｆｄｍ 통신 시스템 |
| CN106914498A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-04 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种用于轧制钼合金管材的加热装置及加热方法 |
| CN106914498B (zh) * | 2017-03-29 | 2018-12-14 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种用于轧制钼合金管材的加热装置及加热方法 |
| WO2019122252A1 (fr) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | Drever International Sa | Four comprenant une unité de contrôle associée à des propriétés d'inertie thermique d'éléments constitutifs |
| US11905572B2 (en) | 2017-12-20 | 2024-02-20 | Drever International Sa | Kiln comprising a control unit associated with the thermal inertia properties of constitutive elements |
| WO2020022724A1 (ko) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 주식회사 엘지화학 | 마이크로웨이브를 이용한 탄소 섬유 탄화 장치 |
| US11459673B2 (en) | 2018-07-23 | 2022-10-04 | Lg Chem, Ltd. | Carbon fiber carbonization apparatus using microwave |
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