(57)【要約】【課題】オートクレーブ等の大掛かりな調整装置を用いて、ピッチ材料中に酸化気体を吹き込むという面倒な方法を採ることなく、ピッチ材料の軟化点を容易に上げることができるピッチ材料の調整方法及び調整装置を提供する。【解決手段】ピッチ材料１５を外槽１１内に溶融状態で収容し、外槽１１の上部に設けられた移動体である円板１９を、外槽１１内のピッチ材料１５の内外を移動させることによって、ピッチ材料１５の軟化点を上げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を加熱溶融状態のピッチ材料の内外を移動させて、ピッチ材料の軟化点を上げるピッチ材料の調整方法。
【請求項２】
前記移動体は、板状をなし、その移動体を厚さ方向と交差する方向に移動させる請求項１に記載のピッチ材料の調整方法。
【請求項３】
前記移動体を、ピッチ材料の液面に沿って延びる軸を中心に回転させる請求項１または２に記載のピッチ材料の調整方法。
【請求項４】
前記移動体は、前記軸に対して中心において支持された円板である請求項３に記載のピッチ材料の調整方法。
【請求項５】
加熱部材を有し、ピッチ材料を加熱溶融状態で収容するピッチ槽と、
前記ピッチ槽の上部に設けられ、ピッチ槽内のピッチ材料の内外を移動する移動体と
を備えたピッチ材料の調整装置。
【請求項６】
前記ピッチ槽は、外槽と、その外槽内に着脱可能に設置され、ピッチを溶融状態に維持するためのヒータを有する内槽とを備え、前記内層内にピッチ材料が収容される請求項５に記載のピッチ材料の調整装置。
【請求項７】
前記移動体を、板状に形成し、その厚さ方向と交差する方向に移動されるようにした請求項６に記載のピッチ材料の調整装置。
【請求項８】
前記ピッチ槽内のピッチ材料の液面に沿って延びる支持軸を備え、前記移動体を前記支持軸に中心において支持された複数枚の円板から構成し、各円板を相互間隔をおいて並設した請求項７に記載のピッチ材料の調整装置。
【請求項９】
前記内槽の内底面と円板の外周とを同心上に形成した請求項７に記載のピッチ材料の調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、石炭タールピッチや石油ピッチ等のピッチ（以下、ピッチ材料という）の軟化点を調整するためのピッチ材料の調整方法及び調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ピッチ材料を紡糸してからカーボン繊維を製造する場合、紡糸性を高めるとともに、紡糸後の不融化処理等の後処理を円滑に行うために、高軟化点のピッチを使用することが望まれている。
【０００３】
このような要望に対処するために、例えば特許文献１に開示されるようなピッチ材料の調整方法が従来から提案されている。この従来方法においては、軟化点１２５℃のピッチ材料５００ｇを１リットルのオートクレーブに仕込んだ状態で、その内部に５リットル／分の空気等の酸化気体を吹き込み、撹拌しながら３５０℃で２時間熱処理して、ピッチ材料の調整を行っている。この調整によって、軟化点２９６．３度のピッチ材料を得るとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１４３４７５号公報（段落００３４，００３５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この従来方法においては、オートクレーブという大掛かりな調整装置が必要であるという問題があった。また、ピッチ材料中への酸化気体の吹き込みや、ピッチ材料の撹拌を、ピッチ材料の全体に均一に作用させることは困難である。この均一性が損なわれると、高軟化点のピッチ材料を得ることが難しい。
【０００６】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、オートクレーブ等の大掛かりな調整装置を用いて、ピッチ材料中に酸化気体を吹き込むという面倒な方法を採ることなく、ピッチ材料の軟化点を容易に上げることができるピッチ材料の調整方法及び調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、このピッチ材料の調整方法では、移動体を溶融状態のピッチ材料の内外を移動させて、ピッチ材料の軟化点を上げることを特徴としている。
従って、このピッチ材料の調整方法においては、移動体が溶融状態のピッチ材料内に移動されたとき、移動体の表面に溶融状態のピッチ材料が付着する。その後、移動体が溶融状態のピッチ材料内から大気中に移動されたとき、移動体の表面に付着しているピッチ材料が大気中の酸素を含有するとともに、大気中で冷却されて固化する。さらに、移動体が溶融状態のピッチ材料内に移動されたとき、移動体の表面のピッチ材料が再び溶融する。この動作の繰り返しにより、ピッチ材料中に大気から酸素が順に取り込まれて、ピッチ材料の軟化点が上がる。よって、従来技術とは異なり、オートクレーブ等の大掛かりな調整装置を用いて、ピッチ材料中に酸化気体を吹き込むという面倒な方法を採ることなく、ピッチ材料の軟化点を効果的に上げることができる。
【０００８】
また、このピッチ材料の調整装置では、加熱部材を有し、ピッチ材料を加熱溶融状態で収容するピッチ槽と、前記ピッチ槽の上部に設けられ、ピッチ槽内のピッチ材料の内外を移動する移動体とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
従って、このピッチ材料の調整装置においては、装置の構成が簡単であるとともに、高軟化点のピッチ材料を効率よく生成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ピッチ材料の軟化点を容易に上げることができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態のピッチ材料の調整装置を示す断面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】第２実施形態のピッチ材料の調整装置を示す平面図。
【図４】図３のピッチ材料の調整装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、ピッチ材料の調整方法及び調整装置の第１実施形態を図１及び図２に従って説明する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、この実施形態の調整装置においては、ピッチ槽１０が備えられている。ピッチ槽１０には外槽１１が備えられている。外槽１１には、上面が開放されるとともに、断面ほぼ半円状をなす凹部１１１が形成されている。外槽１１の凹部１１１内には、半円筒状で、周壁を中空状にした内槽１４が着脱可能に装着されている。内槽１４の周壁の内部には加熱部材としてのヒータ１２が配置されている。内槽１４内にピッチ材料１５が収容され、前記ヒータ１２による加熱によって溶融状態に保持される。
【００１４】
前記外槽１１の両端上面には、Ｕ字状またはＶ字状の支持溝１６１を有する一対の軸受１６が配設されている。両軸受１６の支持溝１６１間には、移動体ユニット１７が回転可能に、かつ着脱可能に載置状態で支持されている。この移動体ユニット１７は、内槽１４内に収容されたピッチ材料１５の液面１５１と近接して、その液面１５１と平行に延びるように、両支持溝１６１間に支持された支持軸１８と、中心において支持軸１８上に固定されるとともに、等間隔をおいた並設状態で配列された複数の板状の移動体としての円板１９とを備えている。ピッチ槽１０に対する移動体ユニット１７の装着状態において、円板１９の外周の円弧と内槽１４の内周面の円弧とは同心上に形成され、それらは近接している。そして、移動体ユニット１７の支持軸１８を中心とした回転により、各円板１９が内槽１４内のピッチ材料１５の内側位置と外側位置（大気）との間を回転移動される。従って、各円板１９は、その回転により厚さ方向と交差する方向に移動される。内槽１４、支持軸１８及び円板１９はステンレススチールによって構成されている。
【００１５】
前記外槽１１の一側部には、移動体ユニット１７を回転させるためのモータ２０がブラケット２１を介して支持されている。モータ２０のモータ軸２０１の端部と移動体ユニット１７の支持軸１８の端部との間には、カップリング２２が設けられている。このカップリング２２は、モータ軸２０１側に固定された駆動連結板２２１と支持軸１８側に固定された従動連結板２２２とを備えている。そして、両連結板２２１，２２２が複数の着脱可能なピン２２３により結合されることによって、モータ軸２０１と支持軸１８とが分離可能に連結されている。
【００１６】
次に、前記のように構成されたピッチ材料の調整装置により、ピッチ材料の軟化点を調整する調整方法について説明する。
ピッチ材料１５の調整を行う場合には、ピッチ材料１５が内槽１４内に収容されて、ヒータ１２の加熱により溶融状態に保持される。内槽１４内のピッチ材料の温度は、摂氏２５０〜３００度程度である。この状態で、モータ２０により移動体ユニット１７が回転されると、各円板１９が外槽１１内のピッチ材料１５の内外間を連続的に回転移動されて、ピッチ材料１５が撹拌される。この場合、移動体ユニット１７の回転速度は、１分につき１０〜３０回転程度である。そして、円板１９が溶融状態のピッチ材料１５内に移動されたときには、円板１９の表面に溶融状態のピッチ材料１５が付着する。また、円板１９が溶融状態のピッチ材料１５内から外側の大気中に移動されたときには、円板１９の表面に付着しているピッチ材料１５が大気中の酸素と反応するとともに、冷却されて固化する。その後、円板１９が溶融状態のピッチ材料１５内に移動されたときには、円板１９の表面のピッチ材料１５が再び溶融する。この動作が繰り返し行われることによって、ピッチ材料１５中に大気中から酸素が順に取り込まれて、ピッチ材料１５の軟化点が上がる。そして、軟化点の上がったピッチ材料が、固形状になって円板１９の表面に除々に付着される。
【００１７】
このようにして、内槽１４内に収容されたピッチ材料１５の大部分が各円板１９の表面に付着して、ピッチ材料１５の調整が完了した場合には、作業者によってカップリング２２のピン２２３が抜き取られることにより、移動体ユニット１７の支持軸１８とモータ２０のモータ軸２０１との連結が分離状態にされる。
【００１８】
そして、移動体ユニット１７が外槽１１の上部から取り外されて、各円板１９の表面に付着した調整済みのピッチ材料１５が剥離されて集められる。また、外槽１１の凹部１１１内から内槽１４が取り外されて、内槽１４の内周面に残留状態で付着した調整済みのピッチ材料１５も同様に剥離されて集められる。
【００１９】
ちなみに、軟化点１１０℃のピッチ材料１５を内槽１４内に収容し、ヒータ１２により加熱して、そのピッチ材料１５の温度を摂氏２７０〜２８０度の溶融状態に維持する。この状態で、モータ２０により移動体ユニット１７を回転させて、ピッチ材料１５の調整処理を２時間行ったところ、軟化点が摂氏２００度以上のピッチ材料１５が生成された。このように生成された高軟化点のピッチ材料は、粉砕され、再加熱されて紡糸される。
【００２０】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）移動体である円板１９を溶融状態のピッチ材料１５の内外において移動させることによって、ピッチ材料１５の軟化点を上げるようにしている。この動作により、ピッチ材料１５中に大気中から酸素が順に取り込まれて、ピッチ材料１５の軟化点が上がる。よって、従来方法とは異なり、オートクレーブ等の大掛かりな調整装置を用いて、ピッチ材料中に酸化気体を吹き込むという面倒な方法を採ることなく、ピッチ材料１５の全体の軟化点を均一かつ効果的に上げることができる。
【００２１】
（２）円板１９が支持軸１８を中心に回転することにより、言い換えれば、円板１９がその厚さ方向と交差する方向に回転することにより、円板１９がピッチ材料１５の内外を移動して、ピッチ材料１５の軟化点が上げられる。従って、ピッチ材料１５が過度に撹拌されることはない。このため、ピッチ材料１５に気泡が混入することはほとんどなく、ピッチ材料１５の品質低下を抑制できる。
【００２２】
（３）ピッチ材料１５の軟化点を上げるために、円板１９がその厚さ方向と交差する方向に比較的緩やかな速度で回転してピッチ材料１５の内外を移動するだけであるため、円板１９を回転させるためのモータパワーが大きい必要はない。このため、ピッチ材料１５を軟化処理するためのランニングコストを低減できる。
【００２３】
（４）調整装置は、主たる構成として、モータ２０を備えたピッチ槽１０と、移動体ユニット１７とを備えているだけであるため、部品点数が少なく、構成が簡単である。
（５）ピッチ槽１０の内槽１４の内底面が円板１９に近接して円板１９の外周と同心状をなしているため、内槽１４内のピッチ材料１５全体に対して高軟化点処理を効率よく実行できる。
【００２４】
（６）複数の円板１９が支持軸１８上に相互間隔をおいて並設されている。このため、各円板１９の表面積を合計した全体表面積が広くなり、円板１９の回転により、高軟化点のピッチ材料１５を短時間で能率よく生成することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
次に、ピッチ材料の調整方法及び調整装置の第２実施形態を前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００２６】
この第２実施形態においては、図３及び図４に示すように、支持軸１８及び複数の円板１９よりなる移動体ユニット１７が、外槽１１上の軸受１６に複数（実施形態では２つ）並設されている。この場合、各隣接する移動体ユニット１７の円板１９が互い違いとなるように配置されている。一方の移動体ユニット１７の支持軸１８には、モータ２０のモータ軸２０１がカップリング２２を介して解離可能に連結されている。モータ２０のモータ軸２０１には、駆動スプロケット２５が固定されている。
【００２７】
前記モータ２０を支持するブラケット２１上において、他方の移動体ユニット１７の支持軸１８と対応する位置には、連動軸２６が軸受２７を介して回転可能に支持されている。この連動軸２６は、他方の移動体ユニット１７の支持軸１８にカップリング２２を介して解離可能に連結されている。連動軸２６上には、従動スプロケット２８が固定されている。駆動スプロケット２５と従動スプロケット２８との間には、チェーン２９が掛装されている。スプロケット２５，２８は歯車であっても、チェーン２９はベルトであってもよい。また、２本の支持軸１８にそれぞれモータ２０が連結されて、各軸１８の回転を制御する構成であってもよい。そして、モータ２０の回転により、両移動体ユニット１７がチェーン２９を介して一体的に回転されて、ピッチ材料１５の調整が行われる。
【００２８】
従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）〜（６）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（７）この実施形態の調整装置においては、支持軸１８及びその支持軸１８上に並設された複数の円板１９よりなる移動体ユニット１７が、外槽１１上に複数配置されている。このため、複数の移動体ユニット１７によって、高軟化点のピッチ材料１５を短時間に多量に生成することができる。
【００２９】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・移動体を棒材あるいは多角形状の板材により構成し、その移動体をピッチ材料１５の内側位置と外側位置との間で直線状に移動させるように構成すること。
【００３０】
・円板１９を波形に形成するなどして、円板１９の表面積を広くすること。
【符号の説明】
【００３１】
１０…ピッチ槽、１１…外槽、１２…加熱部材としてのヒータ、１４…内槽、１５…ピッチ材料、１５１…液面、１７…移動体ユニット、１８…支持軸、１９…移動体としての円板、２０…モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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