(57)【要約】【課題】熱処理室内をパスを形成して走行する前駆体繊維ストランドを熱処理する際、液状異物のパスへの落下、ストランドの汚染、切断が起こらず安定した熱処理を行うことができる熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理装置２内を水平に且つ熱処理装置の側壁４に平行にパス６を形成して走行する前駆体繊維ストランド又は耐炎化繊維ストランドを熱処理する炭素繊維熱処理装置２において、異物受止め樋１０を排気ポート下端部側内壁に形成した、当該排気ポート８を熱処理装置２の頂部に設けてなる炭素繊維熱処理装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理装置内を水平に且つ熱処理装置の側壁に平行にパスを形成して走行する前駆体繊維ストランド又は耐炎化繊維ストランドを熱処理する炭素繊維熱処理装置において、異物受止め樋を排気ポート下端部側内壁に形成した、当該排気ポートを熱処理装置頂部に設けてなる炭素繊維熱処理装置。
【請求項２】
パス幅よりも幅広の角筒状排気ポートを、パスの幅全体を覆って形成すると共に、パス走行方向と直角方向の排気ポート内壁の下端部側にパスの幅全体を覆う異物受止め樋を形成してなる請求項１に記載の炭素繊維熱処理装置。
【請求項３】
異物受止め樋が中央部を頂上とする山型に形成してなる請求項２に記載の炭素繊維熱処理装置。
【請求項４】
異物受止め樋がパス走行方向と直角方向の排気ポート内壁に一体に接合された曲率がＲ１０ｍｍ以上の１／８〜１／４円筒からなる請求項２に記載の炭素繊維熱処理装置。
【請求項５】
排気ポートの立上がり部の形状が円筒であり、円筒の下端部の全内周に亘って異物受止め樋が設置された請求項１に記載の炭素繊維熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は炭素繊維の製造に際し、熱処理装置内を走行する前駆体繊維や、耐炎化繊維を熱処理して炭素繊維にする炭素繊維熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前駆体繊維としてのポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系繊維を焼成して炭素繊維を製造する方法においては、通常まずＰＡＮ系繊維を装置内温度３００℃以下の熱処理装置により耐炎化処理を施して耐炎化繊維を得る。この耐炎化処理において、ＰＡＮ系繊維は通常束ねて僅かに撚られた糸（ストランド）として熱処理装置（耐炎化処理装置）に投入される。
【０００３】
次いで、４００〜８００℃で熱処理（第一炭素化処理）した後、１０００℃以上の炉（第二炭素化炉）で炭素化を行う。
【０００４】
上記第一炭素化処理においては、大量のガスが発生し、走行ストランドの１０〜４０質量％がガス化される。このガスは排気ポートを通過して第一炭素化炉外へ排出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図３は従来の炭素繊維熱処理装置（第一炭素化炉）の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、その平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるｃ〜ｃ線に沿う側面断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）におけるｄ〜ｄ線に沿う正面断面図である。
【０００６】
図３に示すように従来の第一炭素化炉５２は熱処理時において、排気ガスが熱処理装置頂部（天井）に設置された、熱処理装置内部よりも低温の排気ポート５４を通過する際、上記ガスは凝縮しタール等の液状異物５６になって内壁面５８に付着する。
【０００７】
付着した液状異物５６は、第一炭素化炉５２内へ滴下し、炉内を水平にパス６０を形成して走行するストランドを汚染、若しくは切断することがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６２−８５０２９号公報（第２〜４頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記問題について鋭意検討しているうち、熱処理装置内を走行する前駆体繊維を熱処理して耐炎化繊維や炭素繊維にする炭素繊維熱処理装置において、熱処理装置頂部に設置された排気ポートに付着したタール等の異物が前駆体繊維に落下するのを防止するための異物受止め樋（とい）を、排気ポートの下端部側に設置することにより、前駆体繊維の汚染、切断を防止できることを知得し、本発明を完成するに到った。
【００１０】
従って、本発明の目的とするところは、上述した問題点を解決した、炭素繊維熱処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００１２】
〔１〕    熱処理装置内を水平に且つ熱処理装置の側壁に平行にパスを形成して走行する前駆体繊維ストランド又は耐炎化繊維ストランドを熱処理する炭素繊維熱処理装置において、異物受止め樋を排気ポート下端部側内壁に形成した、当該排気ポートを熱処理装置頂部に設けてなる炭素繊維熱処理装置。
【００１３】
〔２〕    パス幅よりも幅広の角筒状排気ポートを、パスの幅全体を覆って形成すると共に、パス走行方向と直角方向の排気ポート内壁の下端部側にパスの幅全体を覆う異物受止め樋を形成してなる〔１〕に記載の炭素繊維熱処理装置。
【００１４】
〔３〕    異物受止め樋が中央部を頂上とする山型に形成してなる〔２〕に記載の炭素繊維熱処理装置。
【００１５】
〔４〕    異物受止め樋がパス走行方向と直角方向の排気ポート内壁に一体に接合された曲率がＲ１０ｍｍ以上の１／８〜１／４円筒からなる〔２〕に記載の炭素繊維熱処理装置。
【００１６】
〔５〕    排気ポートの立上がり部の形状が円筒であり、円筒の下端部の全内周に亘って異物受止め樋が設置された〔１〕に記載の炭素繊維熱処理装置。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び２を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の炭素繊維熱処理装置の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、その平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるａ〜ａ線に沿った側面断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）におけるｂ〜ｂ線に沿った正面断面図である。
【００１９】
図１において、２は炭素繊維熱処理装置（第一炭素化炉）である。耐炎化処理装置（不図示）において耐炎化処理を施された前駆体繊維ストランド（耐炎化繊維ストランド）は、４００〜８００℃に昇温された第一炭素化炉２内を水平に且つ炉２の側壁４に平行にパス６を形成して走行し、熱処理（第一炭素化処理）された後、第二炭素化炉（不図示）で更に熱処理（第二炭素化処理）されて炭素繊維にされる。
【００２０】
上記炉２の頂部には、ストランドの熱処理によって発生したガス（熱分解ガス）を炉２内から外部に排出するための排気ポート８が設置されている。即ち、排気ポート８により、熱分解ガスを炉２の頂部（天井）から排出する。
【００２１】
前記排気ポート８の立上がり部は形状が角筒であり、角筒の水平方向断面は、パス６の走行に平行方向の辺を短辺、パス６の走行に直角方向の辺を長辺とする矩形である。矩形の長辺の長さはパス６の幅より長く炉２の幅より短い長さである。排気ポートの内壁であって壁面がパス６の走行方向に平行な壁（矩形の短辺）１４は、パス６の側端部１６と炉２の側壁４との間隙の上方にある。
【００２２】
排気ポート８の下端部側には、異物受止め樋１０が設置されている。この樋１０は、上記熱分解ガスが凝縮し、排気ポート８に付着したタール等の液状異物１２がパス６に落下するのを防止するものであり、ストランドが汚染、切断されることを防止する。前記樋１０の形状は、排気ポート８の立上がり部の形状に応じて適宜合わせることが好ましい。
【００２３】
図１（Ｃ）に示すように、前記樋１０は、中央部２０を頂上として矩形の長辺１８に沿って下り勾配をつけられた山型の樋である。樋の端部は、樋に溜った異物が落下する開口部２２を有し、その開口部２２の位置は、パス６の側端部１６と炉２の側壁４との間の上方である。
【００２４】
図１（Ｂ）に示すように、樋１０上の異物を流れやすくして異物の滞留や付着を防止するため、樋１０における矩形の短辺平行方向断面は１／８〜１／４円であることが好ましく、その曲率はＲ１０ｍｍ以上が好ましく、Ｒ４０ｍｍ以上が更に好ましい。
【００２５】
図２は本発明の炭素繊維熱処理装置の他の例を示す概略平面図である。
【００２６】
図２の炭素繊維熱処理装置は図１の熱処理装置とほぼ同様の構成である。即ち、３２は炭素繊維熱処理装置（第一炭素化炉）、３４は側壁、３６はパス、３８は円筒状の排気ポートである。また、４０は異物受止め樋、４２は液状異物である。
【００２７】
図２の例では、排気ポート３８の立上がり部の形状が円筒であるので、円筒の下端部の全内周に亘って異物受止め樋４０を設置している。
【００２８】
図２に示すように、樋４０に溜った異物４２を樋４０から排出するため、先端部に開口部４４を有する異物排出用樋４６を樋４０に取付けている。なお、開口部４４の位置は、異物４２がパス３６に落下するのを防止するため、パス３６の側端部４８と炉３２の側壁３４との間の上方になっている。
【００２９】
なお、異物付着量が少ない場合は、異物排出用樋４６を設けず、一定期間毎に異物受止め樋４０内に溜った異物を除去するようにしても良い。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の熱処理装置を実施例及び比較例を用いて説明するが、本発明はこれら実施例及び比較例に限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１）
図１に示す熱処理装置において、パスにアクリル繊維ストランドを用い、炭素化熱処理を行ったところ、液状異物のパスへの落下、ストランドの汚染、切断は起こらず安定した熱処理を行うことができた。
【００３２】
（実施例２）
図２に示す熱処理装置において、パスにアクリル繊維ストランドを用い、炭素化熱処理を行ったところ、液状異物のパスへの落下、ストランドの汚染、切断は起こらず安定した熱処理を行うことができた。
【００３３】
（比較例１）
図３に示す熱処理装置において、パスにアクリル繊維ストランドを用い、炭素化熱処理を行ったところ、液状異物のパスへの落下、ストランドの汚染、切断が起こり、安定した熱処理を行うことはできなかった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の熱処理装置を用いて、熱処理室内をパスを形成して走行する前駆体繊維ストランドを熱処理する場合、熱処理装置頂部に設置された排気ポートに付着したタール等の異物が前駆体繊維に落下するのを防止するための異物受止め樋を、排気ポートの下端部側に設置しているので、液状異物のパスへの落下、ストランドの汚染、切断は起こらず安定した熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炭素繊維熱処理装置の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、その平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるａ〜ａ線に沿った側面断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）におけるｂ〜ｂ線に沿った正面断面図である。
【図２】本発明の炭素繊維熱処理装置の他の例を示す概略平面図である。
【図３】従来の炭素繊維熱処理装置（第一炭素化炉）の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、その平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるｃ〜ｃ線に沿った側面断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）におけるｄ〜ｄ線に沿った正面断面図である。
【符号の説明】
２        炭素繊維熱処理装置（第一炭素化炉）
４        第一炭素化炉の側壁
６        パス
８        排気ポート
１０        異物受止め樋
１２        液状異物
１４        排気ポートの内壁であって壁面がパスの走行方向に平行な壁（矩形の短辺）
１６        パスの側端部
１８        排気ポートの下端部であって下端部の線がパス６の走行方向に直角な下端部（矩形の長辺）
２０        異物受止め樋の中央部
２２        異物受止め樋の端部における開口部
３２        炭素繊維熱処理装置（第一炭素化炉）
３４        第一炭素化炉の側壁
３６        パス
３８        排気ポート
４０        異物受止め樋
４２        液状異物
４４        異物排出用樋の端部における開口部
４６        異物排出用樋
４８        パスの側端部
５２        第一炭素化炉
５４        排気ポート
５６        液状異物
５８        排気ポートの内壁面
６０        パス
【図１】
2004162184.tif 000003
【図２】
2004162184.tif 000004
【図３】
2004162184.tif 000005