JPS6284289A - 高温焼成炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高温焼成炉に関するものであり、更に詳しくは
、炭素繊維等の焼成工程に適した高温焼成炉に関するも
のである。

（従来の技術） 一般に１長繊維等の焼成工程には、いわゆる高温雰囲気
を作るための焼成炉が必要であり、高温雰囲気の達成に
は、炉自体の取り扱いのしやすさ、温度調節のしやすさ
を考慮して、電気抵抗加熱方式、電気誘導方式等が多く
用いられている。

例えば、第１図（但し、ｊ−４は除く）に示すような通
常の電気抵抗加熱炉に於ては、電極ｌは炉芯管λの上下
に炉芯管の軸方向に対して直角方向に並んでおり、各部
雰囲気温度を調節可能なように炉芯管長手方向に任意に
分割されていて、それぞれ分割部が独立に電源に接続さ
れている。電極／から炉芯管コへは熱は主に放射で伝達
するが、該電極の外側には放熱を抑えるための断熱材３
、さらに該断熱材および該電極端部の過熱防止のために
、外表面にはジャケット４（が設けられ冷却されている
。

また、炉芯管コは被焼成物を各帯域毎にそれぞれ設定さ
れた温度において可及的定常的条件下で焼成することを
主な目的としており、該炉芯管の材質としては、加熱温
度によって６徨のセラミック、グラファイト等が用いら
れる。

被焼成物の焼成温度は前述のように各分割部の電極に印
加する電流値又は電圧値によって制御される。

ここで、ポリアクリロニトリル、セルロース、石炭ピッ
チ、石油ピッチ等を原料として炭素繊維を製造する場合
は、紡糸後、耐炎化処理もしくは不融化処理され、次い
で炭化処理と続き、更に必要により黒鉛化処理が施され
るが、このうち炭化処理及び黒鉛化処理は通常不活性雰
囲気中で行なわれている。具体的には炭化処理の場合は
、窒素雰囲気Ｔｌ００〜２０００℃、黒鉛化処理の場合
は窒素あるいはアルゴン雰囲気下２ｊｔ００〜３０００
℃程度の条件で実施されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の高温焼成炉では、繊維の移動に伴
ない炉芯管内部に酸素が持ち込まれ、高温雰囲気下での
酸素の存在により被処理物である炭素繊維等の劣化が著
しく、更にはグラファイト製炉芯管を用いる場合は炉芯
管自体の劣化を生じる問題があった。

（問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は上記の問題点を解決すべく鋭意検
討を行なった結果、炉芯管の少なくとも入口側端部に被
処理物よりも酸素と反応しやすい物質を載置することに
より、上記問題点が解決できることを見い出し本発明に
到達した。

すなわち、本発明の目的は炉芯管内部に酸素が実質的に
存在しないようにした高温焼成炉を提供するものである
。そしてその目的は炉芯管、該炉芯管の外側に設けられ
た該炉芯管を加熱するための加熱部及び該加熱部の熱の
放散を防ぐための断熱材層から構成された高温焼成炉に
おいて、該炉芯管の少なくとも入口側端部に該炉芯管の
径よシ拡大した径を有する室体を設け、該室体内に易酸
化性物質を載置したことを特徴とする高温焼成炉により
容易に達成される。

以下、本発明を図面により詳しく説明する。

ＷＪ１図は本発明の一実施態様を示すもので、酸素を除
去する手段として易酸化性物質が収納された室体を設け
た高温焼成炉の縦断面図である。

ここでｌは加熱用発熱体、コは炉芯管、３は断熱材層は
炉本体用ジャケット、！は室体、ｔは易酸化性物質、７
は繊維の進行方向をそれぞれ示す。

室体！は炉芯管コの端部と連通して設けられており、炭
素繊維は繊維の進行方向７の通り、室体ｊ１炉芯管コの
順で移送される。また室体！内にはかかる移送により持
ち込まれた酸素を除去するための易酸化性物質≦を載置
する。

このようにして炉芯管２内の酸素濃度を！Ｏｐｐｍ以下
、好ましくは／　Ｏｐｐｍ以下、更に好ましくは！　ｐ
ｐｍ以下とする。

易酸化性物質ｔとしては被処理物である繊維より酸素と
反応しやすい物質であれば特に限定されるものではなく
、具体的には酸化されやすい金属１例えば鉄、銅等やカ
ーボンあるいはグラファイト発熱体等が用いられ、特に
グラファイト発熱体を用いるのが最も好ましい。

易酸化性物質としてグラファイト発熱体を用いる場合は
、通常１００℃程度に発熱した状態で用いるのが好まし
く、かかる状態のグラファイト発熱体が室体！内に持ち
込まれた酸素と反応して燃焼することにより酸素が除去
される。

グラファイト発熱体の有する熱が被処理物である繊維に
悪影響を与える場合は熱反射部材を繊維とグラファイト
発熱体の間にグラファイト発熱体の数だけ設けてもよく
、また室体！内には炉体本体に設けたと同様に断熱材及
びジャケットを設けてもよい。また、室体！の繊維入口
部の断面積を小さくすると繊維の移動に伴なう酸素の室
体！への流入量が少なくなるので好ましい。更に室体！
の前に窒素等を流通させたシールボックスを設けるとボ
ックス！内へ流入する酸素量をよシ減少させることがで
き望ましい。

なお、易酸化性物質の載置位置は、被処理物である繊維
に直接接触しない位置であれば特に限定されるものでは
なく、適宜選択決定される。

室体！は上述した様な機能を充足することが可能でさえ
あればその空間形状は特に制限されず、円注状、直方体
状等種々の形状であり得るが、少くとも繊維の進行方向
と直交する面での横断面積を炉芯管のそれより大きく（
通常２倍以上、より好ましくは≠倍以上）すべきであり
、本発明では、この条件を炉芯管の径より拡大された径
を有する室体と表現する。かくて本発明における室体ｊ
は外気とは可及的に遮断され、しかも被処理物と易酸化
性物質が同−雰囲気内に共存し得る空間を構成し、かつ
その径が炉芯管の径より拡大されており、焼成炉本体の
端部に追加的に付設してもよく、又、焼成炉本体の内端
部に構成しても良い。かかる構造をした室体ｔは高温焼
成炉の少なくとも入口側端部に設置されればよいが、高
温焼成炉の両端に設けることが望ましい。

（効　果〕 本発明によれば、上記易酸化性物質を収納した室体を高
温焼成炉に設置するという簡便な方法によシ、炉芯管内
の酸素濃度を効果的に減少でき、酸素による一被処理物
の特性劣化を防止でき、またグラファイト製炉芯管を用
いる場合には、炉芯管自体の劣化をも防止できる。

【図面の簡単な説明】

Ｉｇｔ図は本発明の高温焼成炉の一例の概略縦断面図で
ある。 ｌ；加熱用発熱体　　２；炉芯管 ３；断熱材　　　　　≠；炉本体用ジャケット！；ボッ
クス　　　　６；易酸化性物質７；繊維の進行方向 出　願　人　　三菱化成工業株式会社 代　埋　人　　長谷用　　　− （ほか１名〕

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉芯管、該炉芯管の外側に設けられた該炉芯管を
   加熱するための加熱部及び該加熱部の熱の放散を防ぐた
   めの断熱材層から構成された高温焼成炉において、該炉
   芯管の少なくとも入口側端部に該炉芯管の径より拡大さ
   れた径を有する室体を設け、該室体内に易酸化物質を載
   置したことを特徴とする高温焼成炉。
2. （２）易酸化性物質がグラファイト発熱体であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高温焼成炉。