JP2000345429A - Production of acrylic fiber - Google Patents

Production of acrylic fiber

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JP2000345429A
JP2000345429A JP2000097152A JP2000097152A JP2000345429A JP 2000345429 A JP2000345429 A JP 2000345429A JP 2000097152 A JP2000097152 A JP 2000097152A JP 2000097152 A JP2000097152 A JP 2000097152A JP 2000345429 A JP2000345429 A JP 2000345429A
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Japan
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steam
stretching
dryness
yarn
acrylic fiber
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JP2000097152A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Ogawa
文夫 小川
Kazuhisa Narisawa
和久 成澤
Kohei Takatani
幸平 高谷
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an acrylic fiber capable of minimizing fluffs and yarn breakages and suitable as a carbon fiber precursor by stretching a yarn tow obtained by spinning the acrylic polymer in a bath, and then, stretching the stretched product in steam while controlling the degree of dryness of the steam. SOLUTION: This method for producing an acrylic fiber comprises spinning an acrylic polymer to form a yarn tow having 4,000-100,000 number of filaments, stretching it by 1.5-6 fold, preferably 2-4 fold in a bath at 35-98 deg.C, preferably 50-80 deg.C bath temperature, drying and then, performing a secondary stretching in steam, stretching the two in the steam by 10-20 fold, preferably 12-18 fold total stretching ratio while controlling 0.7-1 preferably 0.8-1 range of the degree of dryness by adjusting the amount of water supplied into a stretching machine through an atomizer in accordance with the degree of dryness obtained by monitoring the dryness of the steam to obtain the acrylic fiber.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として炭素繊維
用前駆体繊維などに使用されるアクリル系繊維の製造方
法に関するものであり、さらに詳しくは、繊維表面の毛
羽や、製造時の糸切れの発生を極少化できるアクリル系
繊維の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing acrylic fibers mainly used as precursor fibers for carbon fibers and the like. More particularly, the present invention relates to a method for producing fluff on the fiber surface and yarn breakage during production. The present invention relates to a method for producing an acrylic fiber capable of minimizing generation.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭素繊維用前駆体繊維などのアクリル系
繊維は、アクリル系重合体を有機、又は無機の溶媒に溶
存させたものを凝固浴中に吐出して糸条とした後、水洗
して浴中で延伸するか、又は浴中で延伸した後に水洗す
ることにより、製造されることが多い。
2. Description of the Related Art Acrylic fibers such as precursor fibers for carbon fibers are prepared by dissolving an acrylic polymer in an organic or inorganic solvent into a coagulation bath to form a yarn, and then washing with water. It is often manufactured by stretching in a bath or stretching in a bath and then washing with water.

【0003】かかる浴中延伸においては、できるだけ高
温環境下で延伸するのが、延伸倍率を高くすることがで
き、高配向、高強度の繊維が得られるため好ましいが、
延伸浴液に、水又は水溶液を用いたのでは延伸温度を高
くするには限界がある。
[0003] In such in-bath stretching, it is preferable to stretch in a high temperature environment as much as possible because the draw ratio can be increased and a fiber with high orientation and high strength can be obtained.
If water or an aqueous solution is used as the stretching bath solution, there is a limit to increasing the stretching temperature.

【0004】これに対して、特開昭58−214520
号公報には、浴中延伸、さらに乾燥緻密化後に、加圧ス
チームを用い、小口径ノズルを有するスチーム延伸機内
で糸条の張力を0.3〜0.7g/dとして二次延伸す
る方法が提案されている。しかしながら、かかる方法で
は、得られるアクリル系繊維の表面の毛羽を十分に低減
させることはできず、また製造時に糸切れの発生が頻発
する問題があった。
[0004] On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Japanese Patent Application Publication No. 2002-131, discloses a method in which after drawing in a bath and further drying and densifying, secondary drawing is performed by using a pressurized steam and adjusting the yarn tension to 0.3 to 0.7 g / d in a steam drawing machine having a small-diameter nozzle. Has been proposed. However, such a method has a problem that the fluff on the surface of the obtained acrylic fiber cannot be sufficiently reduced, and yarn breakage frequently occurs during production.

【0005】また、特開昭58−214521号公報に
は、浴中延伸、さらに乾燥緻密化後に、加圧スチームを
用いて延伸するに際して、スチームの湿り度を制御する
ことによりスチーム延伸直後における糸条の含水率を7
〜20重量%の範囲とする方法が提案されている。しか
しながら、かかる方法では、毛羽の発生は有る程度まで
は抑制されるが、含水率が過剰となると、その後に炭素
繊維とする焼成処理、即ち耐炎化処理、炭化処理する
際、糸傷みが発生したり、さらには炭素繊維の強度の低
下が惹起される場合があった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-214521 discloses that a yarn immediately after steam drawing is controlled by controlling the wetness of steam when drawing using a pressurized steam after drawing in a bath and further drying and densifying. 7 moisture content
A method has been proposed in which the content is in the range of 2020% by weight. However, in such a method, although the generation of fluff is suppressed to a certain extent, if the water content is excessive, yarn baking occurs during the subsequent baking treatment for forming carbon fibers, that is, the oxidation treatment and the carbonization treatment. In some cases, the strength of the carbon fiber may be reduced.

【0006】さらに、特開平10−292240号公報
には、加圧されたスチームを用いて繊維を延伸する際
に、延伸槽内を所定の圧力に維持し、延伸処理に用いる
加圧されたスチームの温度をT1(℃)とし該加圧スチ
ームと同一圧力の飽和水蒸気の温度をT2(℃)とした
とき、T2<T1<T2+5を満たすように温度制御する
ことが提案されている。しかしながら、かかる方法では
延伸機に供給されるスチームが部分的に過熱されている
と想定されるため、この場合、アクリル系繊維の延伸に
おいて、水分が、繊維を形成する高分子の可塑剤として
作用する効果が弱まり、糸条の各単糸に架かる張力にム
ラが生じ易くなり、その結果、単繊維の細い部分が切断
されて毛羽となったり、炭素繊維とする焼成工程におい
て、糸切れが惹起される場合があった。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-292240 discloses that when a fiber is drawn using pressurized steam, the inside of a draw tank is maintained at a predetermined pressure, and a pressurized steam used for a drawing process is used. Suggest a temperature T 1 (° C.) and then the temperature of the saturated steam pressurizing steam the same pressure when the T 2 (℃), be temperature controlled to satisfy the T 2 <T 1 <T 2 +5 Have been. However, in such a method, it is assumed that the steam supplied to the drawing machine is partially heated, and in this case, in the drawing of the acrylic fiber, the water acts as a polymer plasticizer for forming the fiber. Effect is weakened, and the tension applied to each single yarn of the yarn is likely to be uneven, and as a result, a thin portion of the single fiber is cut and becomes fluff, or a yarn break occurs in a firing process of forming a carbon fiber. There was a case.

【0007】また、前記公報に開示されているような、
スチームラインの温度をモニターし、測定される温度に
応じて水分を供給する方法では、スチームの飽和温度以
下では温度制御が不能となる問題があった。
Further, as disclosed in the above publication,
In the method of monitoring the temperature of the steam line and supplying water according to the measured temperature, there is a problem that the temperature control cannot be performed at a temperature lower than the saturation temperature of the steam.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、糸切れが少
なく工程通過性が良好で、かつ毛羽が僅少な高品位のア
クリル系繊維を安定して製造する方法を提供せんとする
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for stably producing a high-quality acrylic fiber which has few yarn breaks, has good processability, and has few fluffs. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために次の構成を有する。即ち、アクリル系重合
体を紡糸して糸条となし、さらに浴中で延伸したのち、
スチームを使用して二次延伸をするアクリル系繊維の製
造方法において、該スチームの乾き度を0.7〜1の範
囲に制御することを特徴とするアクリル系繊維の製造方
法である。
The present invention has the following structure to solve the above-mentioned problems. That is, after spinning the acrylic polymer into a yarn, and further stretching in a bath,
A method for producing acrylic fiber in which secondary drawing is performed using steam, wherein the dryness of the steam is controlled in the range of 0.7 to 1.

【0010】また、本発明は、前記課題を解決するため
に次の構成を有する。即ち、走行する糸条を延伸する延
伸機と、スチームの乾き度をモニターする機構と、延伸
機内に水分を供給する手段と、前記スチームが、目標と
する乾き度になるよう、延伸機内に供給する水分の量を
調節する機構とを有することを特徴とするアクリル系繊
維製造用スチーム延伸装置である。
The present invention has the following configuration in order to solve the above-mentioned problems. That is, a stretching machine for stretching a running yarn, a mechanism for monitoring the dryness of steam, a means for supplying moisture to the stretcher, and a supply for supplying steam to the stretcher so that the steam has a target dryness. And a mechanism for adjusting the amount of moisture to be produced.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0012】本発明は、アクリル系重合体を紡糸し、浴
中延伸し、場合により乾燥緻密化し、さらにスチームを
使用して二次延伸することによりアクリル系繊維とする
ものである。
In the present invention, an acrylic polymer is spun, stretched in a bath, dried and densified in some cases, and then subjected to secondary stretching using steam to obtain an acrylic fiber.

【0013】アクリル系重合体には、アクリロニトリル
のホモポリマーあるいは、コモノマーを少量共重合した
アクリロニトリルの共重合体、具体的にはイタコン酸、
メタクリル酸、アクリル酸等を0.1〜1重量%程度共
重合させた共重合体が使用できる。紡糸用原液は、かか
る共重合体を従来公知の有機、又は無機の溶媒に溶解し
たり、あるいは直接溶媒中で重合することによって調整
される。
The acrylic polymer includes a homopolymer of acrylonitrile or a copolymer of acrylonitrile obtained by copolymerizing a small amount of a comonomer, specifically, itaconic acid,
A copolymer obtained by copolymerizing methacrylic acid, acrylic acid, or the like at about 0.1 to 1% by weight can be used. The stock solution for spinning is prepared by dissolving such a copolymer in a conventionally known organic or inorganic solvent, or by directly polymerizing in a solvent.

【0014】次に、直接凝固浴中に紡糸する湿式紡糸法
や、一旦気中に紡出した糸条を浴中凝固させる乾湿式紡
糸法によって糸条を紡糸する。
Next, the yarn is spun by a wet spinning method in which the yarn is spun directly into a coagulation bath or a dry-wet spinning method in which the yarn once spun into the air is coagulated in the bath.

【0015】次いで、浴中延伸は、糸条が紡出された直
後に延伸しても良いし、糸条を水洗して溶媒を除去した
後に延伸しても良い。かかる浴中延伸は、35〜98
℃、好ましくは50〜80℃の延伸浴中で、延伸倍率を
1.5〜6倍、好ましくは2〜4倍として延伸するのが
良い。さらに、乾燥緻密化する場合は、浴中延伸後の糸
条をホットロールなどを使用して行うが、乾燥温度、乾
燥時間は従来公知の方法より適宜選択することができ
る。
Next, the stretching in the bath may be performed immediately after the yarn is spun, or may be performed after the yarn is washed with water to remove the solvent. The stretching in the bath is 35 to 98.
In a stretching bath at a temperature of 50 ° C., preferably 50 to 80 ° C., the stretching ratio is 1.5 to 6 times, preferably 2 to 4 times. Further, in the case of drying and densification, the yarn after drawing in a bath is performed using a hot roll or the like, and the drying temperature and the drying time can be appropriately selected from conventionally known methods.

【0016】この後、圧力が1〜6kg/cm2G、好
ましくは3〜6kg/cm2G、乾き度が後述するよう
な範囲にあるスチームを使用して、延伸倍率を2〜6
倍、好ましくは3〜5倍として二次延伸する。なお、二
次延伸前の糸条は、例えば乾燥緻密化後の、含有する水
分率が実質的に0重量%の状態であるのが好ましい。
After that, using a steam having a pressure of 1 to 6 kg / cm 2 G, preferably 3 to 6 kg / cm 2 G and a dryness in a range described later, the stretching ratio is set to 2 to 6 kg.
2 times, preferably 3 to 5 times. It is preferable that the yarn before the second stretching has a moisture content of substantially 0% by weight, for example, after drying and densification.

【0017】本発明では、スチームを、その乾き度が
0.7〜1、好ましくは0.8〜1、より好ましくは
0.9〜1の範囲になるよう、アトマイザーなど水分を
供給する手段を使用して制御した後、糸条を二次延伸す
る延伸機内に供給する。0.7未満であると、糸条に付
与される水分が過剰となり、後の耐炎化工程において、
水分を蒸発除去せしめるために電力の負荷が増大するば
かりでなく、延伸機内に供給されるスチーム量の変動を
伴い、延伸機内で糸条に架かる張力のムラにより、毛羽
が発生することがある。一方、1を越えると、乾きスチ
ーム状態、即ち、いわゆるスーパーヒート状態となると
きがあり、糸条に付与される水分が減少し、繊維に含有
される水分の可塑化効果が弱まり、スチーム延伸機内で
糸条に架かる張力にムラが生じ、得られる繊維に毛羽が
発生することがある。
In the present invention, means for supplying water such as an atomizer is used so that the steam has a dryness of 0.7 to 1, preferably 0.8 to 1, and more preferably 0.9 to 1. After use and control, the yarn is fed into a drawing machine for secondary drawing. If it is less than 0.7, the moisture imparted to the yarn becomes excessive, and in the subsequent flameproofing step,
Not only does the load of electric power increase to evaporate and remove water, but also the amount of steam supplied into the drawing machine fluctuates, and fuzz may occur due to unevenness in tension applied to the yarn in the drawing machine. On the other hand, if it exceeds 1, a dry steam state, that is, a so-called superheated state may occur, the water given to the yarn decreases, the plasticizing effect of the water contained in the fiber weakens, and the inside of the steam drawing machine is reduced. As a result, the tension applied to the yarn may become uneven, and the resulting fiber may be fluffed.

【0018】本発明においては、糸条の全延伸倍率は1
0〜20倍、好ましくは12〜18倍の範囲とするのが
良い。10倍未満であると、得られる炭素繊維におい
て、引張強度等の機械強度が不足することがあり、20
倍を越えると単糸切れにより毛羽が発生することがあ
る。
In the present invention, the total draw ratio of the yarn is 1
It is good to make it the range of 0-20 times, preferably 12-18 times. If the ratio is less than 10 times, the obtained carbon fiber may have insufficient mechanical strength such as tensile strength.
If it exceeds twice, fluff may be generated due to breakage of single yarn.

【0019】また、本発明においては、糸条のフィラメ
ント数は4、000〜100、000、好ましくは6、
000〜50、000、より好ましくは8、000〜1
5、000の範囲であるのが良い。4、000未満であ
ると、糸条に供給される水分が過剰となり糸条の長手方
向の温度ムラにより単糸切れが生じることがあり、10
0、000を越えると、糸条に供給される水分が不足
し、毛羽が発生することがある。本発明では、太物糸条
であっても、フィラメント数が、かかる範囲にあれば、
糸条束内に浸透する水分量の減少による毛羽の発生や、
炭素繊維とする焼成工程、即ち耐炎化工程や炭化工程に
おいて、糸条の損傷や単糸切れが効果的に抑止できるよ
うになる。
In the present invention, the number of filaments in the yarn is 4,000 to 100,000, preferably 6,
000 to 50,000, more preferably 8,000 to 1
The range is preferably 5,000. If the molecular weight is less than 4,000, the water supplied to the yarn becomes excessive, and the yarn may break due to temperature unevenness in the longitudinal direction of the yarn.
If it exceeds 000, the water supplied to the yarn becomes insufficient, and fluff may be generated. In the present invention, even in the case of a thick yarn, if the number of filaments is within such a range,
The generation of fluff due to the decrease in the amount of water that penetrates into the yarn bundle,
In the firing step of carbon fibers, that is, in the flameproofing step and the carbonizing step, damage to the yarn and breakage of the single yarn can be effectively suppressed.

【0020】また、本発明においては、スチームボイラ
ー部から供給されたスチームは、その一部がスーパーヒ
ート状態となっている場合もあるため、2重管に水など
の適当な熱媒を使用してスチームの乾き度を調節する手
段を補助的に採用することもできる。
In the present invention, since a part of the steam supplied from the steam boiler is in a superheated state, an appropriate heat medium such as water is used for the double pipe. Means for adjusting the dryness of steam can also be employed as an auxiliary.

【0021】なお、スチームの乾き度は、供給する際の
圧力や、供給ラインの保温性などの影響を受けるため、
なるべく延伸機内に供給される直前にモニターし、設定
値に制御するのが好ましい。制御方法としては、オン・
オフ制御、PID制御など従来公知の各種の制御方法が
採用できるが、より制御の安定性を高める観点から、P
ID制御を採用するのが好ましい。また、制御に際して
は、スチームの乾き度の変動幅が0.05以内、好まし
くは0.03以内に収まるように、制御パラメータを設
定するのが良い。さらに、アトマイザーなど水分を供給
する手段は、延伸機内におけるスチームの乾き度を安定
化する観点から、できるだけ延伸機に近づけて設置する
のが好ましい。
The dryness of steam is affected by the pressure at the time of supply and the heat retention of the supply line.
It is preferable to monitor as much as possible just before being fed into the stretching machine and control the set value. The control method is
Conventionally known various control methods such as off control and PID control can be adopted, but from the viewpoint of further improving control stability,
It is preferable to employ ID control. In the control, it is preferable to set the control parameters so that the fluctuation range of the dryness of the steam falls within 0.05, preferably within 0.03. Further, the means for supplying water such as an atomizer is preferably installed as close as possible to the stretching machine from the viewpoint of stabilizing the dryness of steam in the stretching machine.

【0022】また、スチームは、延伸機内に供給される
際の圧力と、スチームボイラー部における元圧との差圧
をなるべく小さくし、好ましくは10kg/cm2G以
下、より好ましくは7kg/cm2G以下として供給す
るのが良い。10kg/cm2Gを越えると、スーパー
ヒート状態となるときがあり、スチームの乾き度を上記
範囲の値に制御することが困難となる場合がある。
Further, steam, and pressure when supplied to the stretching machine, and minimize the pressure difference between the original pressure in the steam boiler unit, preferably not more than 10 kg / cm 2 G, more preferably 7 kg / cm 2 It is good to supply as G or less. If it exceeds 10 kg / cm 2 G, a superheat state may occur, and it may be difficult to control the dryness of steam to a value in the above range.

【0023】本発明における延伸機とスチーム供給ライ
ンの概略の系統図を図1及び図2に示す。高圧スチーム
は減圧弁1で一度減圧した後、フィルター2を通過し、
さらに延伸機で使用するに適した圧力とするため、減圧
弁3で減圧した後、ドレンセパレーター5でドレンを除
去して延伸機7内に供給される。
FIGS. 1 and 2 are schematic system diagrams of the stretching machine and the steam supply line in the present invention. The high-pressure steam is once depressurized by the pressure reducing valve 1 and then passes through the filter 2.
Further, in order to make the pressure suitable for use in the stretching machine, the pressure is reduced by the pressure reducing valve 3, the drain is removed by the drain separator 5, and the pressure is supplied into the stretching machine 7.

【0024】ここで、乾き度計6により延伸機内(図
1)又は配管内(図2)におけるスチームの乾き度がモ
ニターされ、目標とする乾き度と比較することにより、
その値に応じて水量調節自動弁8で水分量が調節され、
調整後の水分がアトマイザー4で霧状に配管内に供給さ
れる。
Here, the dryness of the steam in the stretching machine (FIG. 1) or in the pipe (FIG. 2) is monitored by the dryness meter 6 and compared with the target dryness.
The water amount is adjusted by the water amount adjustment automatic valve 8 according to the value,
The adjusted water is supplied into the pipe in a mist state by the atomizer 4.

【0025】なお、本発明の実施態様はこれらに限定さ
れるものではなく、例えば、水分の供給するためにアト
マイザー以外に強制注入法によって水分を添加しても良
い。また、アトマイザーの直後にドレントラップを設け
るのも好ましい。さらに、延伸機内にアトマイザーで直
接水分を供給する態様としても良い。さらには、本発明
では、スチームの乾き度をモニターするために、乾き度
計以外の手段を採用することも可能である。
The embodiment of the present invention is not limited to these. For example, water may be added by a forced injection method in addition to the atomizer in order to supply the water. It is also preferable to provide a drain trap immediately after the atomizer. Furthermore, a mode in which water is directly supplied into the stretching machine by an atomizer may be adopted. Furthermore, in the present invention, it is also possible to employ means other than a dryness meter to monitor the dryness of steam.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例において、アクリル系繊維に発生する
糸切れ、毛羽、耐炎化糸の比重、炭素繊維の引張強度、
弾性率、及び比重は次のようにして測定した。また、炭
素繊維の単繊維径、破断伸度は次のようにして算出し
た。 (アクリル系繊維の糸切れ)発生状況を24時間目視に
より観察した。 (アクリル系繊維の毛羽)走行している糸条を5分間目
視により観察し、毛羽の発生個数を数えた。 (耐炎化糸の比重)測定する耐炎化糸を、オーブン中、
120℃で2時間乾燥した後、その重量W 1を測定し、
さらに120℃で1.5時間乾燥した後、耐炎化糸を比
重dのエタノール中に浸漬し、液中重量W2を測定し、
次式により求めた。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.
You. In the examples, it occurs in the acrylic fiber.
Yarn breakage, fluff, specific gravity of oxidized yarn, tensile strength of carbon fiber,
The elastic modulus and specific gravity were measured as follows. Also charcoal
The single fiber diameter and elongation at break of the elementary fiber are calculated as follows.
Was. (Acrylic fiber breakage) Visual observation for 24 hours
Observed more. (Acryl fiber fluff) 5 minutes after running yarn
Observation was made visually, and the number of fluffs generated was counted. (Specific gravity of flame-resistant yarn) The flame-resistant yarn to be measured is placed in an oven,
After drying at 120 ° C. for 2 hours, its weight W 1Measure
After further drying at 120 ° C. for 1.5 hours, the flame-resistant yarn was
D in ethanol with a weight dTwoMeasure
It was determined by the following equation.

【0027】比重(−)=W1×d/(W1−W2) (炭素繊維の引張強度、弾性率)ユニオン・カーバイド
(株)製 、”ベークライト”ERL−4221を10
00g(100重量部)、三フッ化ホウ素モノエチルア
ミンを30g(3重量部)及びアセトンを40g(4重
量部)混合した樹脂組成物を、測定する炭素繊維に含浸
させて、樹脂含浸ストランドを得た。これを130℃、
0.5時間加熱して硬化物を得、樹脂含浸ストランド試
験法(JIS R7601)に従って求めた。 (炭素繊維の比重)測定する炭素繊維の重量W1を測定
し、さらに比重dのオルトジクロロベンゼン中に浸漬
し、液中重量W2を測定し、次式により求めた。
Specific gravity (−) = W 1 × d / (W 1 −W 2 ) (tensile strength and elastic modulus of carbon fiber) 10 pieces of “Bakelite” ERL-4221 manufactured by Union Carbide Co., Ltd.
A carbon fiber to be measured is impregnated with a resin composition obtained by mixing 00 g (100 parts by weight), 30 g (3 parts by weight) of boron trifluoride monoethylamine and 40 g (4 parts by weight) of acetone to obtain a resin-impregnated strand. Was. 130 ° C,
The cured product was obtained by heating for 0.5 hour, and determined according to the resin impregnated strand test method (JIS R7601). Weighed W 1 of the carbon fiber to be measured (specific gravity of the carbon fibers), further immersed in orthodichlorobenzene specific gravity d, measured in liquid weight W 2, it was determined by the following equation.

【0028】比重(−)=W1×d/(W1−W2) (炭素繊維の単繊維径)測定する炭素繊維より、次式に
より求めた。
Specific Gravity (-) = W 1 × d / (W 1 -W 2 ) (Single Fiber Diameter of Carbon Fiber) It was determined from the carbon fiber to be measured by the following equation.

【0029】単繊維径(μm)=2000×(Y/(C
×d×3.14))0.5 ここで、Y:繊維の目付(g/m)、C:フィラメント
数、d:比重である。 (炭素繊維の破断伸度)測定する炭素繊維より、次式に
より求めた。
Single fiber diameter (μm) = 2000 × (Y / (C
× d × 3.14)) 0.5 Here, Y: weight of fiber (g / m), C: number of filaments, d: specific gravity. (Elongation at break of carbon fiber) It was determined from the carbon fiber to be measured by the following equation.

【0030】 破断伸度(%)=(強度/弾性率)×100 下記する実施例、比較例において、二次延伸の条件、二
次延伸の直後におけるアクリル系繊維の糸切れや毛羽の
発生状態を表1〜3に纏めて示した。 (実施例1〜4)アクリロニトリル99モル%、イタコ
ン酸1モル%からなる、アクリル系共重合体が20重量
%のジメチルスルホキシド(以下、DMSOと略記)紡
糸原液を調整した。
Elongation at break (%) = (strength / elastic modulus) × 100 In the following Examples and Comparative Examples, the conditions of secondary stretching and the state of yarn breakage and fluffing of acrylic fibers immediately after secondary stretching. Are summarized in Tables 1 to 3. (Examples 1 to 4) A stock solution of dimethyl sulfoxide (hereinafter abbreviated as DMSO) spinning solution composed of 99 mol% of acrylonitrile and 1 mol% of itaconic acid and containing 20% by weight of an acrylic copolymer was prepared.

【0031】次に、0.15mmφの吐出孔を12、0
00ホール有する口金から、乾湿式紡糸法により(エア
ーパス長:10mm)、DMSO:水=35重量%:6
5重量%からなる、10℃の凝固浴中に吐出して糸条と
なし、さらに水洗、温度80℃の浴中延伸で3倍に延伸
した後、乾燥緻密化を行い、スチームを使用して糸条を
5倍に二次延伸して単繊維繊度1d、フィラメント数1
2、000のアクリル系繊維を製造した。
Next, a discharge hole of 0.15 mmφ
DMSO: water = 35% by weight: 6 by dry-wet spinning method (air path length: 10 mm) from a die having 00 holes.
5% by weight is discharged into a coagulation bath at 10 ° C. to form a thread, washed with water, stretched three times by stretching in a bath at a temperature of 80 ° C., dried, densified, and then steamed. The yarn is secondarily drawn 5 times and the single fiber fineness is 1d, the number of filaments is 1
2,000 acrylic fibers were produced.

【0032】ここでスチームの乾き度は、図2に示す態
様に従い、予め設定した乾き度を目標値として、水量調
節自動弁で水分の供給量を調節しながら、アトマイザー
で霧状に水分を配管内に供給することにより制御した。
この際、供給されるスチームは元圧15kg/cm2
を8kg/cm2Gに減圧した後、さらに4.4kg/
cm2Gに減圧して使用した。
The dryness of the steam is determined in accordance with the embodiment shown in FIG. 2 by setting a predetermined dryness as a target value and adjusting the supply of water by an automatic water flow control valve while supplying water in a mist form by an atomizer. Controlled by feeding into.
At this time, the supplied steam has an original pressure of 15 kg / cm 2 G
Was reduced to 8 kg / cm 2 G, and then 4.4 kg / cm 2 G
The pressure was reduced to cm 2 G before use.

【0033】ここでは乾き度計として、小川サンプリン
グ(株)、O・S・K・129型を使用し、スチーム供給
ライン(蒸気圧:4.4kg/cm2G)からの蒸気の
一部を絞り弁を介して乾き度計本体に供給し、本体内で
のスチームの温度、圧力を測定することにより乾き度を
求めた。 (実施例5〜9)浴中延伸で3倍に延伸した後、乾燥緻
密化を行い、二次延伸の倍率を変更して全延伸倍率を1
6倍又は18倍とした以外は実施例1と同様にしてアク
リル系繊維を製造した。 (実施例10〜16)口金のホール数を変え、紡糸され
る糸条のフィラメント数を一部変更した以外は実施例1
と同様にしてアクリル系繊維を製造した。 (比較例1〜4)スチームの乾き度の目標値を高めの値
に設定した以外は実施例1と同様にしてアクリル系繊維
を製造した。 (比較例5)延伸機内に水分を供給する手段を備えない
スチーム延伸装置を使用し、スチームの乾き度を制御し
なかったこと以外は、実施例1と同様にしてアクリル系
繊維を製造した。 (比較例6)2重管を使用し、温度25℃の水で冷却す
ることにより、スチームの乾き度を調節した以外は実施
例1と同様にしてアクリル系繊維を製造した。 (比較例7〜13)糸条のフィラメント数(比較例10
〜12)と、糸条の二次延伸の倍率を変更(比較例7〜
9)し、さらにスチームの乾き度の目標値を高めの値に
設定した以外は実施例1と同様にしてアクリル系繊維を
製造した。 (実施例17)アクリロニトリル98モル%、メタクリ
ル酸2モル%からなる、アクリル系共重合体を溶液重合
法により重合し、アクリル系共重合体の22重量%DM
SO紡糸原液を調整した。ここでは、アンモニアガスを
紡糸原液のpHが8.5になるまで吹き込み、メタクリ
ル酸を中和して、アンモニウム基をポリマーに導入する
ことにより、紡糸原液の親水性を向上させておいた。
Here, an OSK 129 model from Ogawa Sampling Co., Ltd. was used as a dryness meter, and a part of steam from a steam supply line (steam pressure: 4.4 kg / cm 2 G) was used. The dryness was supplied to the main body of the dryness meter via a throttle valve, and the temperature and pressure of steam in the main body were measured to determine the dryness. (Examples 5 to 9) After stretching by 3 times by stretching in a bath, drying and densification were performed, and the ratio of the secondary stretching was changed so that the total stretching ratio was 1
An acrylic fiber was produced in the same manner as in Example 1 except that the ratio was 6 times or 18 times. (Examples 10 to 16) Example 1 except that the number of holes in the die was changed and the number of filaments of the spun yarn was partially changed.
In the same manner as in the above, an acrylic fiber was produced. (Comparative Examples 1 to 4) Acrylic fibers were produced in the same manner as in Example 1 except that the target value of the dryness of steam was set to a higher value. (Comparative Example 5) An acrylic fiber was produced in the same manner as in Example 1 except that a steam stretching apparatus having no means for supplying moisture into the stretching machine was used and the dryness of steam was not controlled. (Comparative Example 6) An acrylic fiber was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the dryness of steam was adjusted by cooling with water at a temperature of 25 ° C using a double tube. (Comparative Examples 7 to 13) Number of filaments in yarn (Comparative Example 10
To 12) and the secondary draw ratio of the yarn is changed (Comparative Examples 7 to 12).
9) Then, an acrylic fiber was produced in the same manner as in Example 1 except that the target value of the dryness of steam was set to a higher value. (Example 17) An acrylic copolymer consisting of 98 mol% of acrylonitrile and 2 mol% of methacrylic acid was polymerized by a solution polymerization method, and 22% by weight of the acrylic copolymer was DM.
The SO spinning stock solution was prepared. Here, the hydrophilicity of the spinning stock solution was improved by blowing ammonia gas until the pH of the spinning stock solution became 8.5, neutralizing methacrylic acid, and introducing an ammonium group into the polymer.

【0034】次に、0.15mmφの吐出孔を12、0
00ホール有する口金から、乾湿式紡糸法により(エア
ーパス長:5mm)、DMSO:水=35重量%:65
重量%からなる、3℃の凝固浴中に吐出して糸条とな
し、さらに水洗、温度80℃の浴中延伸で3倍に延伸し
た。
Next, a 0.15 mmφ discharge hole is formed in a 12
DMSO: Water = 35% by weight: 65 by dry / wet spinning method (air path length: 5 mm) from a die having 00 holes.
The mixture was discharged into a coagulation bath of 3% by weight and formed into a thread, and then washed with water and stretched three times by stretching in a bath at a temperature of 80 ° C.

【0035】次いで、糸条をアミノ変性シリコーン系油
剤を繊維に付与した後、150℃に温調した加熱ローラ
ーを用いて、乾燥緻密化処理を行い、さらに、実施例1
4と同様にしてスチームで二次延伸して単繊維繊度1
d、フィラメント数12、000のアクリル系繊維を製
造した。
Then, after applying the amino-modified silicone oil agent to the fiber, the yarn was dried and densified using a heating roller adjusted to 150 ° C.
Secondary drawing with steam in the same manner as in Step 4 and single fiber fineness 1
d. An acrylic fiber having 12,000 filaments was produced.

【0036】得られたアクリル系繊維を、230〜26
0℃の空気中で、延伸倍率0.90で加熱して、比重が
1.30の耐炎化繊維に転換し、さらに、窒素雰囲気中
300〜500℃の温度領域での昇温速度を400℃/
分、1、000〜1、200℃の温度領域での昇温速度
を500℃/分とし、延伸倍率を0.92として1、4
00℃まで温度を上昇させて焼成した。
The obtained acrylic fiber was converted to 230-26
In air at 0 ° C., the film was heated at a draw ratio of 0.90 to convert it into oxidized fiber having a specific gravity of 1.30. /
Min, the temperature rising rate in the temperature range of 1,000 to 1,200 ° C. was 500 ° C./min, and the stretching ratio was 0.92.
The temperature was raised to 00 ° C. and calcination was performed.

【0037】この後、炭酸アンモニウムの水溶液中で、
10クーロン/g−CFの陽極酸化処理を行った。
Thereafter, in an aqueous solution of ammonium carbonate,
Anodizing treatment of 10 coulomb / g-CF was performed.

【0038】得られた炭素繊維は、単繊維径7.0μ
m、強度5.2GPa、弾性率230GPa、破断伸度
2.26%、比重1.80であり、高品位なものであっ
た。
The obtained carbon fiber had a single fiber diameter of 7.0 μm.
m, strength: 5.2 GPa, elastic modulus: 230 GPa, elongation at break: 2.26%, specific gravity: 1.80, and high quality.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、延伸機内に供給される
スチームの乾き度を適切に制御することができ、工程通
過性が良好で、かつ毛羽が僅少な高品位のアクリル系繊
維を安定して製造することができる。
According to the present invention, it is possible to appropriately control the dryness of steam supplied into a drawing machine, and to stabilize high-grade acrylic fibers having good process passability and little fluff. Can be manufactured.

【0043】また、本発明によれば、二次延伸時に糸条
に水分が必要充分量供給できるため、糸条内で水分が可
塑剤として作用し、高倍率の延伸が可能となる。また、
これにより、高配向の前駆体繊維が得られ、繊維の品位
が損なわれることなく焼成ができるようになる。
According to the present invention, a sufficient amount of water can be supplied to the yarn during the secondary stretching, so that the water acts as a plasticizer in the yarn, thereby enabling high-magnification stretching. Also,
As a result, highly oriented precursor fibers can be obtained, and firing can be performed without impairing the quality of the fibers.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるスチーム延伸装置の一実施態様を
示す図である。
FIG. 1 is a view showing one embodiment of a steam stretching apparatus according to the present invention.

【図2】本発明によるスチーム延伸装置の別の一実施態
様を示す図である。
FIG. 2 is a view showing another embodiment of the steam stretching apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:減圧弁 2:フィルター 3:減圧弁 4:アトマイザー 5:ドレンポット 6:乾き度計 7:延伸機 8:水量調節自動弁 1: Pressure reducing valve 2: Filter 3: Pressure reducing valve 4: Atomizer 5: Drain pot 6: Dryness meter 7: Stretcher 8: Automatic water volume control valve

フロントページの続き Fターム(参考) 4L035 BB04 BB06 BB11 BB15 BB17 BB60 BB69 BB72 BB80 BB82 BB85 BB89 BB94 FF01 GG04 MB03 MB04 4L036 AA01 MA04 PA03 PA19 PA26 UA21 4L037 AT02 CS03 FA03 FA06 FA08 FA12 PA55 PA65 PC10 PC11 PC13 PF45 PF56 PS00 PS02 PS17 Continued on the front page F-term (reference) 4L035 BB04 BB06 BB11 BB15 BB17 BB60 BB69 BB72 BB80 BB82 BB85 BB89 BB94 FF01 GG04 MB03 MB04 4L036 AA01 MA04 PA03 PA19 PA26 UA21 4L037 AT02 CS03 FA03 FA06 PA08 PS08 PC03 PA03 PC PS17

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アクリル系重合体を紡糸して糸条となし、
さらに浴中で延伸したのち、スチームを使用して二次延
伸をするアクリル系繊維の製造方法において、該スチー
ムの乾き度を0.7〜1の範囲に制御するアクリル系繊
維の製造方法。
An acrylic polymer is spun to form a yarn,
A method for producing acrylic fiber, wherein the acrylic fiber is subjected to secondary stretching using steam after being further stretched in a bath, wherein the dryness of the steam is controlled in the range of 0.7 to 1.
【請求項2】前記スチームの乾き度を0.8〜1の範囲
に制御する請求項1記載のアクリル系繊維の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the dryness of the steam is controlled in a range of 0.8 to 1.
【請求項3】スチームの乾き度をモニターし、該乾き度
に応じて延伸機内に供給する水分の量を調節することに
より、前記スチームの乾き度を制御する請求項1又は2
記載のアクリル系繊維の製造方法。
3. The dryness of the steam is controlled by monitoring the dryness of the steam and adjusting the amount of water supplied into the stretching machine according to the dryness.
The method for producing an acrylic fiber according to the above.
【請求項4】延伸機内に水分を供給するに当たり、アト
マイザーを使用することを特徴とする請求項3記載のア
クリル系繊維の製造方法。
4. The method for producing acrylic fiber according to claim 3, wherein an atomizer is used for supplying water into the drawing machine.
【請求項5】糸条の全延伸倍率が10〜20倍である請
求項1〜4のいずれかに記載のアクリル系繊維の製造方
法。
5. The method for producing an acrylic fiber according to claim 1, wherein the total draw ratio of the yarn is 10 to 20 times.
【請求項6】前記糸条のフィラメント数が4、000〜
100、000である請求項1〜5のいずれかに記載の
アクリル系繊維の製造方法。
6. The filament having a filament number of 4,000 to 4,000.
The method for producing an acrylic fiber according to any one of claims 1 to 5, which is 100,000.
【請求項7】浴中での延伸の後、二次延伸の前に乾燥緻
密化する請求項1〜6のいずれかに記載のアクリル系繊
維の製造方法。
7. The method for producing an acrylic fiber according to claim 1, wherein after the stretching in the bath, before the second stretching, the fiber is dried and densified.
【請求項8】走行する糸条を延伸する延伸機と、スチー
ムの乾き度をモニターする機構と、延伸機内に水分を供
給する手段と、前記スチームが、目標とする乾き度にな
るよう、延伸機内に供給する水分の量を調節する機構と
を有するアクリル系繊維製造用スチーム延伸装置。
8. A drawing machine for drawing a running yarn, a mechanism for monitoring the dryness of steam, a means for supplying water to the drawing machine, and a drawing machine so that the steam has a target dryness. A steam stretching apparatus for producing an acrylic fiber having a mechanism for adjusting the amount of water supplied into the machine.
【請求項9】前記延伸機内に水分を供給する手段が、ア
トマイザーである請求項5記載のアクリル系繊維製造用
スチーム延伸装置。
9. The steam stretching apparatus for producing acrylic fibers according to claim 5, wherein the means for supplying water into the stretching machine is an atomizer.
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