(57)【要約】【課題】熱処理装置内をパスを形成して走行する前駆体繊維ストランドや耐炎化繊維ストランドを熱処理する際、発生ガス流の下降やケバ、タール等の固液混合異物のパスへの落下などを防止し、並びに、ストランドの汚染、切断、劣化を防止して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の主体３内を水平に且つ熱処理装置主体３の側壁に平行にパス４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熱処理装置２において、熱処理装置主体３の頂部６に排気ポート１０を設け、排気ポート１０の下方かつパス４の上方に、排気ポート下方を覆う整流板１６を、ストランド入り口側の内壁１２及びストランド出口側の内壁１４から離して設けてなる熱処理装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理装置主体と前記熱処理装置主体の頂部に設けた排気ポートとを有する熱処理装置であって、前記熱処理装置主体内を水平に且つ熱処理装置主体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熱処理装置において、排気ポートの下方かつパスの上方に、排気ポート下方を覆う整流板を、ストランド入り口側の内壁及びストランド出口側の内壁から離して設けてなる熱処理装置。
【請求項２】
排気ポートの立上がり部内に立上がり部内壁を摺動自在に上下動する手段を有する掃除用プレートを設けてなる請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
熱処理装置主体の側壁の一部に、開閉可能に蓋が取付けられた開口部を設けてなる請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項４】
パス幅よりも幅広の整流板を、パスの幅全体を覆って形成してなり、整流板が中央部を頂上として熱処理装置主体の側壁に向かって下り勾配のついた山型に形成してなる請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項５】
整流板と熱処理装置主体の側壁との間の一部若しくは全部に、隙間があることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は耐炎化繊維や炭素繊維の製造に際し、前駆体繊維や、耐炎化繊維を熱処理する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℃以上の熱処理装置（炭素化炉）で、必要に応じ、４００〜８００℃で熱処理（第一炭素化処理）した後、１０００℃以上の熱処理装置（第二炭素化炉）で熱処理することにより炭素化を行う。
【０００４】
上記熱処理装置においては、大量のガス（発生ガス）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炭素化炉外へ排出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図２は従来の熱処理装置（炭素化炉）の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、熱処理装置運転中に発生するガスの動き（発生ガス流の状態）を示し、（Ｂ）は、パウダー、ケバ及びタールなどの異物が排気ポート立上がり部及びその近傍へ付着する状態や整流板へ脱落する状態等を示している。
【０００６】
図２に示すように従来の熱処理装置３２において、装置主体３３内を水平にパス３４を形成して走行するストランドを熱処理する際、発生ガス３６は熱処理装置主体３３の頂部３８に沿って広がる。この発生ガス３６は通常、熱処理装置主体３３の頂部３８に設けられた排気ポート４０の立上がり部４２から水平部４４を通って系外へ排出される。
【０００７】
熱処理装置主体３３の頂部３８に沿って広がった発生ガス３６は、低温の熱処理装置主体３３の頂部３８に触れ、高密度となって下降し、ストランドに触れ、ストランドを汚染、劣化ひいては切断する。
【０００８】
また、ストランドがシリコーンオイル等でオイル処理されている場合、発生ガスとの反応によりシリカパウダーやケバが発生する。このケバの多くは、発生ガス３６と共に排気ポート４０から排出される。しかし、一部のパウダーやケバは排気ポート立上がり部４２及びその近傍に付着する。
【０００９】
更に、発生ガス３６は、熱処理装置主体３３内部よりも低温の排気ポート４０を通過する際、凝縮しタール等の液状異物になり、上記パウダーやケバと共に固液混合異物４６になって排気ポート立上がり部４２内壁４７及びその近傍に付着する。
【００１０】
排気ポート立上がり部４２には通常、掃除用プレート４８が設けられていて、熱処理装置休転時に、付着した固液混合異物４６を除去できるようにしてある。
【００１１】
しかし、付着した固液混合異物４６は、熱処理装置運転中に熱処理装置３２内へ脱落し、上記ストランドを汚染、若しくは切断することがある。また、固液混合異物４６の除去ために頻繁に熱処理装置を休転させることは操業効率を低下させることになる。
【００１２】
【特許文献１】
特開昭６２−８５０２９号公報（第２〜４頁）
【００１３】
【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や耐炎化繊維を熱処理して耐炎化繊維や炭素繊維を製造する熱処理装置において、熱処理装置主体の頂部に排気ポートを設け、当該排気ポート下方に整流板を設置することにより、発生ガス流の下降や異物脱落による前駆体繊維や耐炎化繊維の汚染、切断、劣化を防止できることを知得し、本発明を完成するに到った。
【００１４】
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、熱処理装置を提供することにある。
【００１５】
【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。
【００１６】
〔１〕    熱処理装置主体と前記熱処理装置主体の頂部に設けた排気ポートとを有する熱処理装置であって、前記熱処理装置主体内を水平に且つ熱処理装置主体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熱処理装置において、排気ポートの下方かつパスの上方に、排気ポート下方を覆う整流板を、ストランド入り口側の内壁及びストランド出口側の内壁から離して設けてなる熱処理装置。
【００１７】
〔２〕    排気ポートの立上がり部内に立上がり部内壁を摺動自在に上下動する手段を有する掃除用プレートを設けてなる〔１〕に記載の熱処理装置。
【００１８】
〔３〕    熱処理装置主体の側壁の一部に、開閉可能に蓋が取付けられた開口部を設けてなる〔１〕に記載の熱処理装置。
【００１９】
〔４〕    パス幅よりも幅広の整流板を、パスの幅全体を覆って形成してなり、整流板が中央部を頂上として熱処理装置主体の側壁に向かって下り勾配のついた山型に形成してなる〔１〕に記載の熱処理装置。
【００２０】
〔５〕    整流板と熱処理装置主体の側壁との間の一部若しくは全部に、隙間があることを特徴とする〔１〕に記載の熱処理装置。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の熱処理装置の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、熱処理装置運転中に発生するガスの動き（発生ガス流の状態）を示し、（Ｂ）は、パウダー、ケバ及びタールなどの異物が排気ポート立上がり部及びその近傍へ付着する状態や整流板へ脱落する状態等を示している。
【００２３】
図１において、２は熱処理装置（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℃以上に昇温された炭素化炉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（炭素化処理）されて炭素繊維にされる。
【００２４】
この熱処理装置２は、必要に応じ、パス４の入り口側から出口側に向かうに従って４００〜８００℃に昇温された前段の第一炭素化炉で熱処理（第一炭素化処理）し、更に後段の第二炭素化炉で熱処理（第二炭素化処理）する二段の炭素化炉で構成しても良い。二段の炭素化炉とする場合は、熱処理装置２は、前段の第一炭素化炉として用いることが好ましい。
【００２５】
上記熱処理装置２の装置主体３の頂部６には、ストランドの熱処理によって発生したガス（発生ガス）８を熱処理装置主体３内から外部に排出するための排気ポート１０が設けられている。
【００２６】
この排気ポート１０の下方かつパス４の上方には、排気ポートのパス走行方向長さよりも長いパス走行方向長さの整流板であってストランド入り口側の内壁１２及びストランド出口側の内壁１４から離されて設けられた整流板１６が、排気ポートのパス走行方向長さ全体を覆って設けられている。
【００２７】
以上の構成により、熱処理装置主体３内の発生ガス８は、下降気流を起こすことなく、排気ポート１０に向かい、この排気ポート１０の立上がり部１８から水平部２０を通って系外へ排出される。
【００２８】
そのため、発生ガス８は、ストランドに触れることが少なくなり、ストランドの汚染、切断、劣化を防止できる。
【００２９】
更に、整流板１６は、排気ポート１０の立上がり部１８内壁１９及びその近傍に付着したパウダー、ケバ、タール等の固液混合異物２２の落下を受け止め、パス４を形成して走行しているストランドに付着するのを防止する。整流板１６は発生ガス８からばかりでなく、パウダー、ケバ、タール等の固液混合異物２２からも、ストランドの汚染、切断を防止できる。
【００３０】
これらの防止効果を更に高めるには、パス４の幅よりも幅広の整流板１６を、パスの幅全体を覆って熱処理装置を形成することが好ましい。また、整流板１６における、パス４の幅方向の中央部を頂上として熱処理装置主体３の側壁に向かって下り勾配をつけた山型の形状にし、整流板１６上に落下したパウダー、ケバ、タール等の固液混合異物２２を流れやすくして異物の滞留や付着を防止することも好ましい。
【００３１】
排気ポート立上がり部１８内部には、掃除用プレート２４が設けられている。この掃除用プレート２４は、柄２４ａと柄２４ａの先の平板２４ｂを有する。この平板２４ｂは、排気ポート立上がり部１８の断面と同一形状の平板であって、排気ポート立上がり部１８内壁１９を摺動する平板である。
【００３２】
この構造の掃除用プレート２４は、柄２４ａの軸方向に１〜５回往復させるだけで付着した固液混合異物２２を容易に除去することができる。
【００３３】
また、上述したように整流板１６は、付着した固液混合異物２２がストランドに落下するのを防止している。そのため、熱処理装置運転中であっても付着した固液混合異物２２を除去することができ、熱処理装置の操業効率を低下させることがない。
【００３４】
なお、整流板１６に落下した固液混合異物２２を除去するには、熱処理装置主体３の側壁の一部に特に整流板１６の近くに、開閉可能に蓋が取付けられた開口部を設けることにより、その開口部から掃除用手段を用いて上記固液混合異物２２を容易に除去することができる。
【００３５】
上記説明においては炭素化用の熱処理装置として説明したが、耐炎化用の熱処理装置にも用いることができる。
【００３６】
【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。
【００３７】
（実施例１）
図１に示す熱処理装置において、パス４にオイル処理を施した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、熱処理装置２内では発生ガス８は、下降気流を起こすことなく、排気ポート１０に向かい、この排気ポート１０の立上がり部１８から水平部２０を通って系外へ排出された。
【００３８】
また、排気ポート１０の立上がり部１８及びその近傍に付着したパウダー、ケバ、タール等の固液混合異物１８がパス４へ落下するなどのトラブルは起こらず、並びに、ストランドの汚染、切断、劣化も起こらず安定した熱処理を行うことができた。
【００３９】
更に、熱処理装置２を休転させずに付着した固液混合異物２２を除去することができ、熱処理装置２の連続運転期間は二ヶ月間と、高い操業効率で熱処理を行うことができた。
【００４０】
（比較例１）
図２に示す熱処理装置において、パス３４にオイル処理を施した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、運転開始直後から熱処理装置３２内では発生ガス３６は、排気ポート４０に到達直前で下降気流を起こし、パス３４に触れることが多くなった。
【００４１】
また、排気ポート４０の立上がり部４２及びその近傍に付着したパウダー、ケバ、タール等の固液混合異物４６のパス３４への落下などのトラブルが起こり、並びに、それらのトラブルによるストランドの汚染、切断、劣化も起こり、安定した熱処理を行うことはできなかった。
【００４２】
更に、付着した固液混合異物４６を除去する際は、除去したパウダー、ケバがストランド上に落下し、この部分は製品として採取することが出来なくて、大きなロスがでた。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の熱処理装置を用いて、熱処理装置内をパスを形成して走行する前駆体繊維ストランドや耐炎化繊維ストランドを特にオイル処理を施したストランドを熱処理する場合、本発明の熱処理装置は、熱処理装置主体の頂部に排気ポートを設け、当該排気ポート下方に整流板を設置しているので、発生ガス流の下降や異物のパスへの落下などを防止し、ストランドの汚染、切断、劣化を防止して安定した熱処理を行うことができる。
【００４４】
排気ポート立上がり部の内部に掃除用プレートを設ける場合、熱処理装置運転中であっても付着した固液混合異物を除去することができ、熱処理装置の操業効率を低下させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱処理装置の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、発生ガス流の状態を示し、（Ｂ）は、パウダー、ケバ及びタールなど異物の付着状態や脱落状態等を示す。
【図２】従来の熱処理装置の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、発生ガス流の状態を示し、（Ｂ）は、パウダー、ケバ及びタールなど異物の付着状態や脱落状態等を示す。
【符号の説明】
２        熱処理装置
３        熱処理装置主体
４        パス
６        熱処理装置主体の頂部
８        発生ガス
１０        排気ポート
１２        ストランド入り口側の内壁
１４        ストランド出口側の内壁
１６        整流板
１８        排気ポートの立上がり部
１９        排気ポートの内壁
２０        排気ポートの水平部
２２        固液混合異物
２４        掃除用プレート
２４ａ        掃除用プレートの柄
２４ｂ        掃除用プレートの平板
３２        熱処理装置
３３        熱処理装置主体
３４        パス
３６        発生ガス
３８        熱処理装置主体の頂部
４０        排気ポート
４２        排気ポートの立上がり部
４４        排気ポートの水平部
４６        固液混合異物
４７        排気ポートの内壁
４８        掃除用プレート
【図１】
2004332155.tif 000003
【図２】
2004332155.tif 000004