JP2002309438A - アクリル系繊維の製造方法 - Google Patents
アクリル系繊維の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭素繊維製造の際の毛羽、糸切れ発生を低減
させ、製造装置の安定運転を可能とする炭素繊維製造用
アクリル系繊維の製造方法を提供する。 【解決手段】 炭素繊維製造原料であるアクリル系繊維
の製造に際し、アクリル系繊維束に２０〜３０質量％の
水分を含有させた後、加圧スチーム中で３〜６倍に延伸
する。含水率の調節は、水浴を通して含水させたアクリ
ル系繊維束に圧縮空気を吹付けて除水することが好まし
い。
させ、製造装置の安定運転を可能とする炭素繊維製造用
アクリル系繊維の製造方法を提供する。 【解決手段】 炭素繊維製造原料であるアクリル系繊維
の製造に際し、アクリル系繊維束に２０〜３０質量％の
水分を含有させた後、加圧スチーム中で３〜６倍に延伸
する。含水率の調節は、水浴を通して含水させたアクリ
ル系繊維束に圧縮空気を吹付けて除水することが好まし
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維製造用の
アクリル系繊維（前駆体繊維）の製造方法に関する。更
に詳述すれば、本発明はアクリル系繊維束の含水率を調
節することにより、製造設備の運転状態を安定化させ、
製造工程における蓄積毛羽や糸切れを減少させたアクリ
ル系繊維の製造方法に関する。
アクリル系繊維（前駆体繊維）の製造方法に関する。更
に詳述すれば、本発明はアクリル系繊維束の含水率を調
節することにより、製造設備の運転状態を安定化させ、
製造工程における蓄積毛羽や糸切れを減少させたアクリ
ル系繊維の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、炭素繊維製造用のアクリル系繊維
は、ノズルから凝固液中に吐出されたアクリル系重合体
溶液が凝固して得た糸条を更に延伸して製造する。
は、ノズルから凝固液中に吐出されたアクリル系重合体
溶液が凝固して得た糸条を更に延伸して製造する。
【０００３】高配向、高強度のアクリル系繊維を得るた
めには、アクリル系繊維束の延伸倍率は高いことが望ま
しく、このため 延伸操作は比較的高温の浴中やスチー
ム中で行われている。この延伸操作はかなり過酷なもの
であるので、従来延伸操作の際に毛羽や糸切れが発生
し、製造装置の運転状態が不安定になり、従来製造上の
大きな問題とされている。
めには、アクリル系繊維束の延伸倍率は高いことが望ま
しく、このため 延伸操作は比較的高温の浴中やスチー
ム中で行われている。この延伸操作はかなり過酷なもの
であるので、従来延伸操作の際に毛羽や糸切れが発生
し、製造装置の運転状態が不安定になり、従来製造上の
大きな問題とされている。
【０００４】アクリル系繊維束がスチーム中で延伸され
る際、水は可塑剤として作用すると考えられているの
で、この点に着目してスチームの湿り度に関連してスチ
ーム中での延伸条件が従来検討されている（例えば、特
開平１０−２９２２４０号公報、特開平８−１５８１６
２号公報、特開２０００−３４５４２９号公報）。しか
し、スチーム延伸機に供給される前のアクリル系繊維束
の水分調節、及びこれによる製造装置の運転状態の安定
化に関する検討報告は従来知られていない。
る際、水は可塑剤として作用すると考えられているの
で、この点に着目してスチームの湿り度に関連してスチ
ーム中での延伸条件が従来検討されている（例えば、特
開平１０−２９２２４０号公報、特開平８−１５８１６
２号公報、特開２０００−３４５４２９号公報）。しか
し、スチーム延伸機に供給される前のアクリル系繊維束
の水分調節、及びこれによる製造装置の運転状態の安定
化に関する検討報告は従来知られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、アクリ
ル系炭素繊維製造の際の毛羽や糸切れを低減させ、製造
装置の運転状態を安定化させることを目的として、アク
リル系重合体を紡糸し、浴中で延伸し、更に乾燥、緻密
化したアクリル系繊維束に含浸される含水率に付き種々
検討しているうちに、アクリル系繊維束の含水率を２０
−３０質量％に調節した後、スチーム延伸処理を行う
と、炭素繊維製造の際の、毛羽、糸切れの問題を解決で
きることを見いだした。
ル系炭素繊維製造の際の毛羽や糸切れを低減させ、製造
装置の運転状態を安定化させることを目的として、アク
リル系重合体を紡糸し、浴中で延伸し、更に乾燥、緻密
化したアクリル系繊維束に含浸される含水率に付き種々
検討しているうちに、アクリル系繊維束の含水率を２０
−３０質量％に調節した後、スチーム延伸処理を行う
と、炭素繊維製造の際の、毛羽、糸切れの問題を解決で
きることを見いだした。
【０００６】本発明は上記知見に基づき完成するに至っ
たもので、その目的とするところは、炭素繊維製造の際
に製造装置の運転状態の安定化を図るとにより、毛羽、
糸切れ等の発生を低減させたアクリル系繊維の製造方法
を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、炭素繊維製造の際
に製造装置の運転状態の安定化を図るとにより、毛羽、
糸切れ等の発生を低減させたアクリル系繊維の製造方法
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決する本発
明は、以下に記載するものである。
明は、以下に記載するものである。
【０００８】〔１〕 アクリル系繊維束に２０〜３０質
量％の水分を含有させた後、加圧スチーム中で３〜６倍
に延伸することを特徴とするアクリル系繊維の製造方
法。
量％の水分を含有させた後、加圧スチーム中で３〜６倍
に延伸することを特徴とするアクリル系繊維の製造方
法。
【０００９】〔２〕 水浴を通したアクリル系繊維束に
圧縮空気を吹付けて含水率を２０〜３０質量％に調節す
る〔１〕に記載のアクリル系繊維の製造方法。
圧縮空気を吹付けて含水率を２０〜３０質量％に調節す
る〔１〕に記載のアクリル系繊維の製造方法。
【００１０】〔３〕 水浴温度が８０〜１００℃である
〔２〕に記載のアクリル系繊維の製造方法。
〔２〕に記載のアクリル系繊維の製造方法。
【００１１】〔４〕 圧縮空気の吹付け方向がアクリル
系繊維束の走行方向に対して反対方向の成分を含む
〔２〕又は〔３〕に記載のアクリル系繊維の製造方法。
系繊維束の走行方向に対して反対方向の成分を含む
〔２〕又は〔３〕に記載のアクリル系繊維の製造方法。
【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に於て用いるアクリル系重
合体は、アクリロニトリルの単独重合体、及びイタコン
酸、メタクリル酸、アクリル酸等の極性単量体を５質量
％未満共重合したアクリロニトリル共重合体である。
合体は、アクリロニトリルの単独重合体、及びイタコン
酸、メタクリル酸、アクリル酸等の極性単量体を５質量
％未満共重合したアクリロニトリル共重合体である。
【００１４】本発明においては、上記アクリル系重合体
を常法により紡糸し、必要により浴中延伸し、更に必要
により乾燥、緻密化し、糸条化する。これらの工程自体
は当業者に周知のものである。
を常法により紡糸し、必要により浴中延伸し、更に必要
により乾燥、緻密化し、糸条化する。これらの工程自体
は当業者に周知のものである。
【００１５】次いで図１に示すように、製造したアクリ
ル系繊維束２を水浴４中の水６を潜らせることにより、
アクリル系繊維束に水を含浸させる。これによりアクリ
ル系繊維束の含水率は通常４０〜５０質量％になる。水
浴４中の水６の温度は特に制限がないが、８０〜１００
℃の温水を用いる場合は、後述するスチーム延伸機に導
入する前のアクリル系繊維束２の予備加熱を兼ねること
になり、都合がよい。なお、８、１０はガイドローラ
ー、１２は浸漬ローラーである。
ル系繊維束２を水浴４中の水６を潜らせることにより、
アクリル系繊維束に水を含浸させる。これによりアクリ
ル系繊維束の含水率は通常４０〜５０質量％になる。水
浴４中の水６の温度は特に制限がないが、８０〜１００
℃の温水を用いる場合は、後述するスチーム延伸機に導
入する前のアクリル系繊維束２の予備加熱を兼ねること
になり、都合がよい。なお、８、１０はガイドローラ
ー、１２は浸漬ローラーである。
【００１６】前記水を４０〜５０質量％含浸したアクリ
ル系繊維束は、次いでガイドローラー１０、１４、巻き
出しローラー１６、ガイドローラー１８を順次通過す
る。その後、アクリル系繊維束に除水ノズル２０から吹
出す圧縮空気を吹きかけ、アクリル系繊維束に含浸させ
た水のうち余分の水を吹飛ばす。これにより、アクリル
系繊維束の含水率を２０〜３０質量％に調節するもので
ある。
ル系繊維束は、次いでガイドローラー１０、１４、巻き
出しローラー１６、ガイドローラー１８を順次通過す
る。その後、アクリル系繊維束に除水ノズル２０から吹
出す圧縮空気を吹きかけ、アクリル系繊維束に含浸させ
た水のうち余分の水を吹飛ばす。これにより、アクリル
系繊維束の含水率を２０〜３０質量％に調節するもので
ある。
【００１７】除水ノズル２０のノズル孔の形状は制限が
なく、円形、楕円形、矩形、スリット状等の何れも使用
できるが、アクリル系繊維束の幅方向に沿って配置した
スリット状のノズルが好ましい。スリット状のノズルを
使用する場合は、圧縮空気をエアカーテンのようにアク
リル系繊維束に吹付けることができるので、効率よく除
水できる。
なく、円形、楕円形、矩形、スリット状等の何れも使用
できるが、アクリル系繊維束の幅方向に沿って配置した
スリット状のノズルが好ましい。スリット状のノズルを
使用する場合は、圧縮空気をエアカーテンのようにアク
リル系繊維束に吹付けることができるので、効率よく除
水できる。
【００１８】圧縮空気の吹付け方向は特に制限がない
が、アクリル系繊維束の走行方向と逆方向が好ましい。
即ち、アクリル系繊維束の走行方向に対して反対方向の
成分を含む方向が好ましい。
が、アクリル系繊維束の走行方向と逆方向が好ましい。
即ち、アクリル系繊維束の走行方向に対して反対方向の
成分を含む方向が好ましい。
【００１９】アクリル系繊維束に吹付ける圧縮空気の風
速は、アクリル系繊維束の表面において２０〜５０ｍ／
秒が好ましく、３０〜４０ｍ／秒がより好ましい。
速は、アクリル系繊維束の表面において２０〜５０ｍ／
秒が好ましく、３０〜４０ｍ／秒がより好ましい。
【００２０】風速が２０ｍ／秒未満の場合は、除水が不
十分になり、アクリル系繊維束の含水率が３０質量％を
超える。このため後述するスチーム延伸機中でアクリル
系繊維束が迅速に加熱されず、その結果毛羽の発生が顕
著になる。
十分になり、アクリル系繊維束の含水率が３０質量％を
超える。このため後述するスチーム延伸機中でアクリル
系繊維束が迅速に加熱されず、その結果毛羽の発生が顕
著になる。
【００２１】風速が５０ｍ／秒を超える場合は、除水が
激しすぎ、アクリル系繊維束の含水率が２０質量％未満
になる。この場合はスチーム延伸機中でアクリル系繊維
束への熱伝達が不均一になり、その結果延伸性が低下
し、毛羽の発生が増加するので、好ましくない。
激しすぎ、アクリル系繊維束の含水率が２０質量％未満
になる。この場合はスチーム延伸機中でアクリル系繊維
束への熱伝達が不均一になり、その結果延伸性が低下
し、毛羽の発生が増加するので、好ましくない。
【００２２】上記のようにしてアクリル系繊維束の含水
率を調節した後、アクリル系繊維束をスチーム延伸機２
２に送り、スチーム中で延伸（スチーム延伸）を行う。
率を調節した後、アクリル系繊維束をスチーム延伸機２
２に送り、スチーム中で延伸（スチーム延伸）を行う。
【００２３】スチーム延伸条件は、アクリル系繊維束の
含水率と密接な関係がある。本発明においては飽和スチ
ーム圧力は０．１５〜０．２４ＭＰａ（絶対圧）が好ま
しく、０．１５〜０．２ＭＰａがより好ましい。
含水率と密接な関係がある。本発明においては飽和スチ
ーム圧力は０．１５〜０．２４ＭＰａ（絶対圧）が好ま
しく、０．１５〜０．２ＭＰａがより好ましい。
【００２４】延伸倍率は３〜８倍であり、４〜６倍がよ
り好ましい。
り好ましい。
【００２５】スチーム延伸機２２内で延伸したアクリル
系繊維束は、ガイドローラー２４、巻取りローラー２
６、ガイドローラー２８を順次通り、スチーム延伸機２
２外に取出され、これにより本発明のアクリル系繊維が
得られる。
系繊維束は、ガイドローラー２４、巻取りローラー２
６、ガイドローラー２８を順次通り、スチーム延伸機２
２外に取出され、これにより本発明のアクリル系繊維が
得られる。
【００２６】なお、上記の様にして得られたアクリル系
繊維は、その後耐炎化処理工程、炭素化工程等を順次経
由し、炭素繊維が製造される。
繊維は、その後耐炎化処理工程、炭素化工程等を順次経
由し、炭素繊維が製造される。
【００２７】なお、上記実施形態においては、アクリル
系繊維束に圧縮空気を吹付けてアクリル系繊維束の含水
率を調節するようにしたが、これに限られず例えば一対
のローラー間にアクリル系繊維束を通過させることによ
り水を絞り出したり、ガイドに押圧することにより水を
絞り出しても良く、その他本発明の要旨を変更しない範
囲で種々変形しても差支えない。
系繊維束に圧縮空気を吹付けてアクリル系繊維束の含水
率を調節するようにしたが、これに限られず例えば一対
のローラー間にアクリル系繊維束を通過させることによ
り水を絞り出したり、ガイドに押圧することにより水を
絞り出しても良く、その他本発明の要旨を変更しない範
囲で種々変形しても差支えない。
【００２８】以下、実施例により本発明をより具体的に
説明する。
説明する。
【００２９】
【実施例】実施例１ 図１に示すフローのアクリル系繊維の製造装置を用いて
炭素繊維製造用アクリル系繊維を製造した。
炭素繊維製造用アクリル系繊維を製造した。
【００３０】アクリロニトリル９５質量％にアクリル酸
メチルを４質量％、イタコン酸を１質量％共重合した共
重合体を、不図示の紡糸ノズルを用いて紡糸し、１．１
ｄｔｅｘ、繊維数１２００のアクリル系繊維束２を得
た。このアクリル系繊維束２を、ガイドローラー８、次
いで水６の入った水浴４中の浸漬ローラ１２に送り、こ
こで水をアクリル系繊維束２に含浸させた。これによ
り、アクリル系繊維束２の含水率は４０質量％いなっ
た。
メチルを４質量％、イタコン酸を１質量％共重合した共
重合体を、不図示の紡糸ノズルを用いて紡糸し、１．１
ｄｔｅｘ、繊維数１２００のアクリル系繊維束２を得
た。このアクリル系繊維束２を、ガイドローラー８、次
いで水６の入った水浴４中の浸漬ローラ１２に送り、こ
こで水をアクリル系繊維束２に含浸させた。これによ
り、アクリル系繊維束２の含水率は４０質量％いなっ
た。
【００３１】次いで、浸漬したアクリル系繊維束を順次
ガイドローラー１０、１４、巻き出しローラー１６、ガ
イドローラー１８に送り、ガイドローラー１８の近傍に
取付けたノズル２０のスリットから圧縮空気をアクリル
系繊維束に吹付け、アクリル系繊維束中の余分の水を除
去した。この操作により、アクリル系繊維束の含水率は
２８質量％になった。アクリル系繊維束表面における圧
縮空気の流速は３０ｍ／秒であった。なお、圧縮空気の
吹付け方向は、アクリル系繊維束の進行方向に対して向
流になっていた。
ガイドローラー１０、１４、巻き出しローラー１６、ガ
イドローラー１８に送り、ガイドローラー１８の近傍に
取付けたノズル２０のスリットから圧縮空気をアクリル
系繊維束に吹付け、アクリル系繊維束中の余分の水を除
去した。この操作により、アクリル系繊維束の含水率は
２８質量％になった。アクリル系繊維束表面における圧
縮空気の流速は３０ｍ／秒であった。なお、圧縮空気の
吹付け方向は、アクリル系繊維束の進行方向に対して向
流になっていた。
【００３２】次ぎに、水分を除去したアクリル系繊維束
をスチーム延伸機２２に送り、ここで５倍に延伸し、本
発明に係るアクリル系繊維を得た。
をスチーム延伸機２２に送り、ここで５倍に延伸し、本
発明に係るアクリル系繊維を得た。
【００３３】スチーム延伸機２２の飽和スチーム圧力は
０．１６ＭＰａ（絶対圧）であった。
０．１６ＭＰａ（絶対圧）であった。
【００３４】更に、得られたアクリル系繊維束に、耐炎
化処理、炭化処理を施して炭素繊維を製造した。これら
の製造条件及び製造装置は通常のものであった。得られ
た炭素繊維の強度及び毛羽数を測定した。なお、２４、
２６、２８はローラーである。
化処理、炭化処理を施して炭素繊維を製造した。これら
の製造条件及び製造装置は通常のものであった。得られ
た炭素繊維の強度及び毛羽数を測定した。なお、２４、
２６、２８はローラーである。
【００３５】炭素繊維の強度はＪＩＳ Ｒ ７６０１に
準拠して測定した。
準拠して測定した。
【００３６】炭素繊維の毛羽量の測定は、炭素繊維束ウ
レタンスポンジ（寸法：３２ｍｍ×６４ｍｍ×１０ｍ
ｍ、重さ約０．２５ｇ）２枚の間に挟み、１２５ｇの錘
をウレタンスポンジ全面にかかるように乗せ、炭素繊維
束を１５ｍ／分の速度で２分間通過させた後の、ウレタ
ンスポンジに付着した毛羽の質量を毛羽量とした。
レタンスポンジ（寸法：３２ｍｍ×６４ｍｍ×１０ｍ
ｍ、重さ約０．２５ｇ）２枚の間に挟み、１２５ｇの錘
をウレタンスポンジ全面にかかるように乗せ、炭素繊維
束を１５ｍ／分の速度で２分間通過させた後の、ウレタ
ンスポンジに付着した毛羽の質量を毛羽量とした。
【００３７】含水率はアクリル系繊維束試料を乾燥機で
１１０℃で乾燥し、乾燥前と乾燥後との変化質量から算
出した。
１１０℃で乾燥し、乾燥前と乾燥後との変化質量から算
出した。
【００３８】実施例２ 圧縮空気の流速を増加した以外は実施例１と同様に操作
した。
した。
【００３９】実施例３ 圧縮空気を吹付けて除水する代りに、アクリル系繊維束
を金属製のガイドバーに擦過させることにより水を除去
する以外は実施例１と同様に操作した。
を金属製のガイドバーに擦過させることにより水を除去
する以外は実施例１と同様に操作した。
【００４０】比較例１ 圧縮空気を吹付けて除水することを省略した以外は実施
例１と同様に操作した。 比較例２ 圧縮空気の流量を小さくしてアクリル系繊維束の含水率
を３５質量％に調節した以外は実施例１と同様に操作し
た。
例１と同様に操作した。 比較例２ 圧縮空気の流量を小さくしてアクリル系繊維束の含水率
を３５質量％に調節した以外は実施例１と同様に操作し
た。
【００４１】比較例３ 圧縮空気の流量を大きくしてアクリル系繊維束の含水率
を１５質量％に調節した以外は実施例１と同様に操作し
た。
を１５質量％に調節した以外は実施例１と同様に操作し
た。
【００４２】各実施例、比較例で得られた結果を表１、
２に示した。
２に示した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
【発明の効果】本発明においては、アクリル系繊維束の
含水率を所定範囲に制御して加圧スチーム中で延伸する
ようにしたので、製造装置の運転状態が安定化し、スチ
ーム中での延伸時及び炭素繊維製造の際の糸切れ、毛羽
の発生が少ない。また、アクリル系繊維束に圧縮空気を
吹付けてその含水率を調節する場合、更に糸切れ、毛羽
の発生が少なくなり、炭素繊維強度も高くなる。
含水率を所定範囲に制御して加圧スチーム中で延伸する
ようにしたので、製造装置の運転状態が安定化し、スチ
ーム中での延伸時及び炭素繊維製造の際の糸切れ、毛羽
の発生が少ない。また、アクリル系繊維束に圧縮空気を
吹付けてその含水率を調節する場合、更に糸切れ、毛羽
の発生が少なくなり、炭素繊維強度も高くなる。
【図１】本発明の実施に使用するアクリル系繊維の製造
装置の一例を示すフロー図である。
装置の一例を示すフロー図である。
２ アクリル系繊維束 ４ 水浴 ６ 水 ８、１８ ガイドローラー １２ 浸漬ローラ １０、１４ 順次ガイドローラー １６ 巻き出しローラー ２０ ノズル２０ ２２ スチーム延伸機 ２４、２６、２８ ローラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L035 BB03 BB80 BB87 FF01 FF07 MB00 4L036 MA04 MA33 PA03 PA19 PA26 RA13 UA21 4L045 AA02 BA03 DA36 DA41
Claims (4)
- 【請求項１】 アクリル系繊維束に２０〜３０質量％の
水分を含有させた後、加圧スチーム中で３〜６倍に延伸
することを特徴とするアクリル系繊維の製造方法。 - 【請求項２】 水浴を通したアクリル系繊維束に圧縮空
気を吹付けて含水率を２０〜３０質量％に調節する請求
項１に記載のアクリル系繊維の製造方法。 - 【請求項３】 水浴温度が８０〜１００℃である請求項
２に記載のアクリル系繊維の製造方法。 - 【請求項４】 圧縮空気の吹付け方向がアクリル系繊維
束の走行方向に対して反対方向の成分を含む請求項２又
は３に記載のアクリル系繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001118590A JP2002309438A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | アクリル系繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001118590A JP2002309438A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | アクリル系繊維の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002309438A true JP2002309438A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18968960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001118590A Pending JP2002309438A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | アクリル系繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002309438A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101210698B1 (ko) | 2009-12-30 | 2012-12-10 | 주식회사 효성 | 탄소섬유 제조방법 |
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-
2001
- 2001-04-17 JP JP2001118590A patent/JP2002309438A/ja active Pending
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