JP2017141524A - Manufacturing method of synthetic fiber yarn - Google Patents

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敬裕 渡部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of synthetic fiber yarn improving productivity without spoiling process stability.SOLUTION: In a manufacturing method spinning synthetic fiber by discharging spinning solution from a spinneret into solidifying medium, the spinneret has more than 1,000 of nozzle holes, the nozzle holes are arranged in a rectangle form, and when the long side of the rectangle is (a) and the short side is (b), the ratio (a)/(b) is 5-50. It is preferable that the plural spinnerets exist and are discharged into the same solidifying medium, and the spinning is wet-spinning or dry-wet-spinning.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は合成繊維糸条の製造方法に関し、特には凝固浴を使用して湿式または乾湿式の紡糸を行う合成繊維糸条の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a synthetic fiber yarn, and more particularly, to a method for producing a synthetic fiber yarn that performs wet or dry wet spinning using a coagulation bath.

合成繊維の製造においては、工程安定性を損なうことなく生産量を増大させ生産効率を向上させることが、重要な課題として認識されてきた。例えば糸条の走行速度を大きくしたり、紡糸口金ノズルに形成されるノズル孔を高密度に形成したりすることが、検討されている。   In the production of synthetic fibers, it has been recognized as an important issue to increase production volume and improve production efficiency without impairing process stability. For example, increasing the running speed of the yarn or forming the nozzle holes formed in the spinneret nozzle with high density has been studied.

しかしながら、単純に糸条の走行速度を増大させると糸切れ等の工程不良が発生し、逆に生産性は低下する。また通常の紡糸口金としては、ノズル孔が口金面に円形に配置された円形ノズル口金が一般的であるが、多数のノズル孔を高密度に配置した場合には、紡糸口金通過直後の繊維の凝固が不完全になって単糸間の密着や糸切れが発生し、紡糸調子が悪化してしまうという問題があった。またノズル孔と凝固浴槽との空隙をできるだけ減らすようにノズル孔を長方形に配置された角形ノズル口金を用いた場合には、一般にノズル孔数を円形ノズル口金よりも多く配置することが多いこともあり、紡糸調子を良好に保つことが困難であった。   However, when the running speed of the yarn is simply increased, process failures such as yarn breakage occur, and the productivity is reduced. In addition, as a normal spinneret, a circular nozzle base in which nozzle holes are arranged in a circle on the base surface is common, but when a large number of nozzle holes are arranged at a high density, the fiber just after passing through the spinneret is used. There was a problem in that coagulation was incomplete and adhesion between single yarns or yarn breakage occurred, resulting in a deterioration in spinning tension. In addition, when using a rectangular nozzle base in which the nozzle holes are arranged in a rectangle so as to reduce the gap between the nozzle hole and the solidification bath as much as possible, in general, the number of nozzle holes is often larger than that of the circular nozzle base. In other words, it was difficult to maintain a good spinning tone.

特にこのような生産性の問題は、凝固を液体浴中にて行う湿式または乾湿式の紡糸を行う場合に顕著であった。凝固を液体浴中にて行う場合には、凝固液が更新されずに繊維糸条間に滞留しやすく、必要な量の新鮮な凝固液が繊維糸条に供給されずに、繊維糸条に未凝固の部分が生じやすいからである。合成繊維の湿式または乾湿式の紡糸工程においては、口金から吐出させた紡糸溶液を凝固浴にて凝固させて繊維化するのであるが、ノズル孔が高密度に配置された場合には、凝固浴にて充分に溶剤を抜き出すことができないという問題があったのである。   In particular, such productivity problems are remarkable when performing wet or dry wet spinning in which coagulation is performed in a liquid bath. When coagulation is performed in a liquid bath, the coagulation liquid is not renewed and tends to stay between the fiber yarns, and the necessary amount of fresh coagulation liquid is not supplied to the fiber yarns. This is because an unsolidified portion is likely to occur. In the wet or dry wet spinning process of synthetic fibers, the spinning solution discharged from the die is coagulated in a coagulation bath to be fiberized, but if the nozzle holes are arranged at high density, the coagulation bath However, there was a problem that the solvent could not be extracted sufficiently.

そこで、例えば口金のノズル孔間に間隙を設けたり(特許文献1)、周辺部と中心部で口金ノズル孔密度を変更したりする(特許文献2)などの技術が検討されてきた。しかしこれらの方法では口金の構造が複雑になり、必ずしも生産性の向上に十分寄与していなかった。例えばノズル孔密度を部分的に変更すると、低密度のノズル孔の間に局所的に凝固液が多く流入し凝固液の流れが乱されて糸条を構成する各単糸を揺らすことが多く、最終的に得られる糸条の太さ斑や、生産時における糸切れの発生などの不具合が生じる、という問題があった。   Therefore, for example, a technique has been studied in which a gap is provided between the nozzle holes of the die (Patent Document 1), or the nozzle nozzle hole density is changed between the peripheral part and the central part (Patent Document 2). However, these methods complicate the structure of the die and do not necessarily contribute to the improvement of productivity. For example, when the nozzle hole density is partially changed, a lot of coagulation liquid flows in locally between low-density nozzle holes, and the flow of the coagulation liquid is disturbed to often shake each single yarn constituting the yarn, There was a problem that defects such as uneven thickness of the finally obtained yarn and occurrence of yarn breakage during production occurred.

特開2001−348722号公報JP 2001-348722 A 特開2009−263805号公報JP 2009-263805 A

本発明は、以上に述べた従来技術が有する諸問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、工程安定性を損なうことなく、生産性を向上させる合成繊維糸条の製造方法を提供することにある。   The present invention was made in order to solve the problems of the prior art described above, and the object of the present invention is to improve the productivity of synthetic fiber yarns without impairing process stability. It is to provide a manufacturing method.

本発明の合成繊維糸条の製造方法は、紡糸溶液を紡糸口金から凝固浴中へ吐出して合成繊維を紡糸する製造方法であって、紡糸口金が1000本以上のノズル孔を有し、ノズル孔が長方形に配置され、その長方形の長辺(a)と短辺(b)の比(a)/(b)が5〜50であることを特徴とする。
さらには、紡糸口金が複数存在し、同一の凝固浴中に吐出するものであることや、紡糸が湿式紡糸または乾湿式紡糸であることが好ましい。また、合成繊維がアクリル系繊維であることが好ましい。
The synthetic fiber yarn production method of the present invention is a production method of spinning a synthetic fiber by discharging a spinning solution from a spinneret into a coagulation bath, wherein the spinneret has 1000 or more nozzle holes, A hole is arrange | positioned at a rectangle and ratio (a) / (b) of the long side (a) and short side (b) of the rectangle is 5-50, It is characterized by the above-mentioned.
Furthermore, it is preferable that there are a plurality of spinnerets and that they are discharged into the same coagulation bath, and that the spinning is wet spinning or dry wet spinning. Moreover, it is preferable that a synthetic fiber is an acrylic fiber.

本発明によれば、工程安定性を損なうことなく、生産性を向上させる合成繊維糸条の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the synthetic fiber yarn which improves productivity, without impairing process stability is provided.

本発明の合成繊維糸条の製造方法は、紡糸溶液を紡糸口金から凝固浴中へ吐出して合成繊維を紡糸する製造方法に関するものである。本発明の製造方法にて得られる合成繊維としては凝固浴を用いて紡糸溶液中の合成樹脂を固化させる、いわゆる湿式紡糸や乾湿式紡糸を用いる繊維であれば良く、具体的にはレーヨン、アクリル、全芳香族ポリアミドなどの有機系高分子からなる合成繊維が好ましく例示される。   The method for producing a synthetic fiber yarn of the present invention relates to a production method for spinning a synthetic fiber by discharging a spinning solution from a spinneret into a coagulation bath. The synthetic fiber obtained by the production method of the present invention may be a fiber using so-called wet spinning or dry wet spinning in which a synthetic resin in a spinning solution is solidified using a coagulation bath. Specifically, rayon, acrylic Preferred examples include synthetic fibers made of organic polymers such as wholly aromatic polyamides.

中でも本発明の製造方法はアクリル繊維に適している。その場合、衣料用のアクリル繊維にも適用できるが、特に高性能の物性が要求される産業用のアクリル繊維であることが好ましい。中でも、繊維の断面形状として真円性が要求される産業用のアクリル繊維、特には炭素繊維の製造やその前駆体である耐炎化繊維の製造に用いられる産業用のアクリル繊維であることが好ましい。
そして本発明の合成繊維糸条の製造方法では、紡糸溶液を吐出する紡糸口金が1000本以上のノズル孔を有し、ノズル孔が長方形に配置され、さらにその長方形の長辺(a)と短辺(b)の比(a)/(b)が5〜50であることが必要である。
Among these, the production method of the present invention is suitable for acrylic fibers. In that case, although it can apply also to the acrylic fiber for clothes, it is preferable that it is an industrial acrylic fiber in which especially a high performance physical property is requested | required. Among them, an industrial acrylic fiber that requires roundness as a cross-sectional shape of the fiber, particularly an industrial acrylic fiber that is used for the production of carbon fiber and flame resistant fiber that is a precursor thereof is preferable. .
In the synthetic fiber yarn manufacturing method of the present invention, the spinneret for discharging the spinning solution has 1000 or more nozzle holes, the nozzle holes are arranged in a rectangular shape, and the rectangular long side (a) and the short side The ratio (a) / (b) of side (b) needs to be 5-50.

さらには、ノズル孔が配置された長方形のブロック群の長辺(a)と短辺(b)の比(a)/(b)は、7〜30の範囲であることが、さらには7.5〜15の範囲であることが好ましい。また、凝固浴中へは横向きに紡糸溶液を吐出することが好ましく、さらには長辺が深さ方向に短辺が横方向になるように設置されていることが好ましい。ここで(a)/(b)比が小さすぎる場合には、短辺方向の幅が大きくなり、凝固浴内に配置可能なノズルの数が減少したり、凝固浴の幅を長くする必要が生じ、効率が低下する。逆に(a)/(b)比が大きすぎる場合には、ノズル孔の長方形に配置されたブロック群の長辺方向の中央と端部での、品質斑が生じる。   Furthermore, the ratio (a) / (b) of the long side (a) to the short side (b) of the rectangular block group in which the nozzle holes are arranged is in the range of 7 to 30, and A range of 5 to 15 is preferable. The spinning solution is preferably discharged sideways into the coagulation bath, and more preferably installed such that the long side is in the depth direction and the short side is in the horizontal direction. Here, when the ratio (a) / (b) is too small, the width in the short side direction becomes large, and it is necessary to reduce the number of nozzles that can be arranged in the coagulation bath or to increase the width of the coagulation bath. Resulting in reduced efficiency. On the other hand, when the ratio (a) / (b) is too large, quality spots are generated at the center and the end in the long side direction of the block group arranged in the rectangle of the nozzle hole.

そして本発明で用いられる紡糸口金において、その長方形に配置されたノズル孔ブロック群から吐出される繊維の数としては、1000本以上が必要であるが(以下「1000本」のことを「1K」と表記することが有る)、好ましくは3000〜10万本(3K〜100K)、さらには5000〜5万本(5K〜50K)、特には1万〜2.5万本(10K〜25K)の範囲にあることが好ましい。通常このようにノズル孔や繊維の数が多い場合には凝固浴中の繊維密度が高くなり凝固が不均一になりやすいのであるが、本発明では短辺/長辺比が5倍以上の極めて細長い特殊なノズル孔の配置を採用することによって、得られる各単繊維の物性変動を抑えることが可能となった。   In the spinneret used in the present invention, the number of fibers ejected from the nozzle hole block group arranged in the rectangle needs to be 1000 or more (hereinafter referred to as “1000” as “1K”). ), Preferably 3000 to 100,000 (3K to 100K), more preferably 5000 to 50,000 (5K to 50K), particularly 10,000 to 25,000 (10K to 25K) It is preferable to be in the range. Usually, when there are a large number of nozzle holes and fibers, the fiber density in the coagulation bath increases and coagulation tends to be non-uniform. However, in the present invention, the ratio of short side / long side is 5 times or more. By adopting the arrangement of special long and narrow nozzle holes, it became possible to suppress the physical property fluctuation of each obtained single fiber.

さらに本発明においては長方形の範囲内の孔密度が2〜10個/mmの範囲内であることが好ましく、3〜6個/mmの範囲内であることがより好ましい。本発明ではこのようにノズル孔の間隔が小さく、密に吐出孔が配置されている場合に、特に効果的である。またノズル孔の直径としては0.01〜1mmの範囲であることが好ましい。 Preferably the pore density in the range of the rectangle is in the range of 2 to 10 / mm 2 in yet present invention, and more preferably in the range of 3 to 6 / mm 2. The present invention is particularly effective when the intervals between the nozzle holes are small and the discharge holes are densely arranged. The diameter of the nozzle hole is preferably in the range of 0.01 to 1 mm.

また本発明においては、このように長方形に配置されたノズル孔からなる群(以下「ノズル孔ブロック群」ということがある)が、複数存在することが好ましい。さらにはそれらの長方形のノズル孔ブロック群は、一つの口金を区切って複数のノズル孔ブロック群とすることもできるが、別々の単独の紡糸口金上にそれぞれ長方形のノズル孔ブロック群が配置され、ノズル孔ブロック群が一つの錘(以下「ノズル錘」ということがある)を構成していることが好ましい。それぞれのノズル孔ブロック群がノズル錘として独立して存在し、各紡糸ノズル錘間に凝固液が流れ込む構造とすることが可能となるからである。このように紡糸ノズル錘が複数存在し、同一の凝固浴中に吐出するものである場合には、各紡糸ノズル錘や紡糸口金間に凝固液が対流し、より凝固液が均一化するからである。   In the present invention, it is preferable that there are a plurality of groups (hereinafter sometimes referred to as “nozzle hole block groups”) of nozzle holes arranged in a rectangular shape as described above. Furthermore, those rectangular nozzle hole block groups can also be divided into a single nozzle to form a plurality of nozzle hole block groups, but each rectangular nozzle hole block group is disposed on a separate single spinneret, It is preferable that the nozzle hole block group constitutes one weight (hereinafter sometimes referred to as “nozzle weight”). This is because each nozzle hole block group exists independently as a nozzle weight, and it becomes possible to have a structure in which the coagulating liquid flows between the spinning nozzle weights. In this way, when there are multiple spinning nozzle weights and they are discharged into the same coagulation bath, the coagulating liquid convects between the spinning nozzle weights and the spinneret so that the coagulating liquid becomes more uniform. is there.

さらに本発明におけるノズル孔ブロック群は、非常に細長い長方形の形状を形成しているので、例え複数のノズル孔ブロック群やノズル錘を一つの凝固浴中に配置したとしても、その設置面積を小さく抑えることができる。例えば従来と同等の大きさの凝固浴槽を用いた場合であっても、設置されるノズル孔ブロック群やノズル錘の数を増やすことにより、より容易に高品質の繊維を大量に製造することが可能となる。このようなノズル孔ブロック群やノズル錘の数としては50個以下であることが好ましく、2〜20個であることが特に好ましい。   Further, since the nozzle hole block group in the present invention has a very long and narrow rectangular shape, even if a plurality of nozzle hole block groups and nozzle weights are arranged in one coagulation bath, the installation area is reduced. Can be suppressed. For example, even when a coagulation bath of the same size as the conventional one is used, a large number of high-quality fibers can be easily manufactured by increasing the number of nozzle hole block groups and nozzle weights to be installed. It becomes possible. The number of such nozzle hole block groups and nozzle weights is preferably 50 or less, and particularly preferably 2 to 20.

またこの長方形のノズル孔ブロック群を有する紡糸口金の配置としては、紡糸口金が凝固浴中に存在する湿式紡糸の場合には、横向きであることが好ましい。さらにはノズル孔ブロック群の短辺を凝固浴水面と並行に、長辺を凝固浴の深さ方向に配置する横向き紡糸口金とすることが好ましい。その場合には長辺の深さ方向に沿って凝固液が対流し、凝固浴の表面と凝固浴の深部との凝固液の交換が起こりやすくなり、得られる合成繊維の品質も安定する。また横向きのノズル孔ブロック群の短辺が凝固浴の水面に平行であることにより、凝固浴の設置面積を小さく効率的に配置することが可能となる。   The arrangement of the spinneret having the rectangular nozzle hole block group is preferably in the horizontal direction in the case of wet spinning in which the spinneret is present in the coagulation bath. Furthermore, it is preferable to use a transverse spinneret in which the short side of the nozzle hole block group is arranged in parallel with the water surface of the coagulation bath and the long side is arranged in the depth direction of the coagulation bath. In that case, the coagulating liquid convects along the depth direction of the long side, the coagulating liquid is easily exchanged between the surface of the coagulating bath and the deep part of the coagulating bath, and the quality of the resultant synthetic fiber is stabilized. In addition, since the short side of the horizontally oriented nozzle hole block group is parallel to the water surface of the coagulation bath, it is possible to efficiently arrange the coagulation bath in a small installation area.

そしてこのような長方形のノズル孔ブロック群を複数採用する場合には、各ノズル孔ブロック群の間隔はそれぞれ15mm以上の間隔を置いて配置することが好ましく、さらには30〜300mmの範囲、特には50〜200mmの範囲の間隔を開けて、配置することが好ましい。各ノズル孔ブロック群の間隔が狭すぎると、例え長方形のノズル孔ブロック群を採用したとしても、凝固液の更新を妨げ、凝固液が滞留する傾向にあるからである。すると繊維の凝固に必要な量の新鮮な凝固液が供給されにくい部分が生じ、紡糸溶液から充分に溶剤を抜き出すことができなくなり、さらには単糸間の密着や糸切れが発生して紡糸調子が悪化しやすい傾向となる。   When a plurality of such rectangular nozzle hole block groups are employed, the nozzle hole block groups are preferably arranged at intervals of 15 mm or more, more preferably in the range of 30 to 300 mm, particularly It is preferable to arrange them with an interval in the range of 50 to 200 mm. This is because if the interval between the nozzle hole block groups is too narrow, even if rectangular nozzle hole block groups are employed, the renewal of the coagulating liquid is prevented and the coagulating liquid tends to stay. As a result, there is a portion where it is difficult to supply the amount of fresh coagulation liquid necessary for coagulation of the fiber, so that the solvent cannot be sufficiently extracted from the spinning solution. Tends to get worse.

さらに凝固浴槽内に配置されたそれぞれのノズル孔ブロック群が各一つのノズル錘を構成している場合、それらの複数の各ノズル錘の間に仕切り板(整流板)を設置し、凝固液の流れを整流することが好ましい。このように凝固浴中に整流板を配置することにより、各ノズル錘間の凝固液の流れを、より容易に制御することが可能となる。   Further, when each nozzle hole block group arranged in the coagulation bath constitutes one nozzle weight, a partition plate (rectifying plate) is installed between each of these plurality of nozzle weights, It is preferable to rectify the flow. By arranging the current plate in the coagulation bath in this way, the flow of the coagulation liquid between the nozzle weights can be controlled more easily.

さて、本発明の合成繊維糸条の製造方法は、上記のような紡糸口金を用いて、紡糸溶液を紡糸口金から凝固浴中へ吐出して合成繊維を紡糸する、いわゆる湿式紡糸法あるいは乾湿式紡糸法と呼ばれる製造方法である。中でも本発明の製造方法は先にも述べたように、アクリル繊維の製造に最適であり、特に高性能の物性が要求される産業用のアクリル繊維、さらに炭素繊維の製造やその前駆体である耐炎化繊維の製造に用いられる産業用アクリル繊維に、特に好適に用いられる。   The synthetic fiber yarn production method of the present invention is a so-called wet spinning method or dry-wet method in which a spinning solution is discharged from a spinneret into a coagulation bath by using a spinneret as described above to spin a synthetic fiber. This is a manufacturing method called a spinning method. Among them, the production method of the present invention is optimal for the production of acrylic fibers, as described above, and is a production of acrylic fibers for industrial use that require particularly high-performance physical properties, as well as the production and precursors of carbon fibers. It is particularly preferably used for industrial acrylic fibers used in the production of flame resistant fibers.

以下、特に最適に用いられるアクリル繊維の製造方法を中心にして、本発明の製造方法の詳細な好ましい条件について、さらに群述する。
アクリル繊維の製造に用いられる好ましい紡糸溶液としては、アクリロニトリル系重合体を含む紡糸溶液であれば特に制限するものでは無いが、好ましくはポリアクリロニトリル系重合体として、アクリロニトリルを90質量%以上、さらには95〜99質量%含有する単量体を、単独又は共重合した重合体であることが好ましい。特に本発明の製造方法に最適なポリアクリロニトリル系重合体の組成としては、アクリロニトリル単量体90〜99質量%、及びビニル骨格を有するアクリロニトリルと共重合可能なコモノマー1〜10質量%含有する共重合体であることが好ましい。ここでアクリロニトリルと共重合可能なコモノマーとしては、例えばアクリル酸、イタコン酸等の酸類及びその塩類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルといったアクリル酸エステル類、アクリルアミドといったアミド類等が挙げられ、目的とする繊維特性に応じて1つまたは2以上を組み合わせて使用することができる。中でも、アクリル酸メチルとイタコン酸を組み合わせて使用することが好ましい。
Hereinafter, the detailed preferable conditions of the production method of the present invention will be further described with a focus on the production method of the acrylic fiber particularly optimally used.
A preferred spinning solution used for the production of acrylic fibers is not particularly limited as long as it is a spinning solution containing an acrylonitrile polymer, but preferably 90% by mass or more of acrylonitrile as a polyacrylonitrile polymer, and more It is preferable that it is the polymer which homopolymerized or copolymerized the monomer containing 95-99 mass%. In particular, the composition of the polyacrylonitrile polymer most suitable for the production method of the present invention includes 90 to 99% by mass of an acrylonitrile monomer and 1 to 10% by mass of a comonomer copolymerizable with acrylonitrile having a vinyl skeleton. It is preferably a coalescence. Examples of the comonomer copolymerizable with acrylonitrile include acids such as acrylic acid and itaconic acid and salts thereof, acrylic acid esters such as methyl acrylate and ethyl acrylate, and amides such as acrylamide. One or a combination of two or more can be used depending on the fiber properties. Among these, it is preferable to use methyl acrylate and itaconic acid in combination.

ちなみにこのような紡糸溶液用のポリアクリロニトリル系等の重合体は、その重合方法として、溶液重合、懸濁重合等公知の方法の何れも採用して得ることができる。重合反応に用いる重合触媒としては、重合方法に応じて、適宜公知の触媒を用いることができ、たとえばポリアクリロニトリル系重合体であれば、アゾ化合物や過酸化物などのラジカル重合触媒やレドックス触媒などを用いることができる。レドックス触媒を用いる場合は、例えば還元剤としては亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素アンモニウム、アルキルメルカプタン類、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素アンモニウム、酸化剤としては過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、亜塩素酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムを挙げることができる。   Incidentally, such a polyacrylonitrile polymer for the spinning solution can be obtained by adopting any known method such as solution polymerization or suspension polymerization as the polymerization method. As the polymerization catalyst used in the polymerization reaction, a known catalyst can be used as appropriate according to the polymerization method. For example, in the case of a polyacrylonitrile-based polymer, a radical polymerization catalyst such as an azo compound or a peroxide, a redox catalyst, etc. Can be used. When using a redox catalyst, for example, sodium bisulfite, ammonium bisulfite, alkyl mercaptans, sodium bisulfite, ammonium bisulfite as reducing agents, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, chlorite as oxidizing agents Examples thereof include sodium and ammonium persulfate.

このような重合体を紡糸するためには、重合体を溶剤で希釈して紡糸溶液として用いることが好ましい。紡糸溶液に用いる溶剤としては、公知の溶剤を用いることができ、例えばポリアクリロニトリル系重合体であれば、塩化亜鉛、チオシアン酸ナトリウム等の無機化合物の水溶液や、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の有機溶剤が挙げられる。これらの紡糸溶液を用いる際の濃度は特に限定されるものではないが、アクリロニトリル系重合体であれば5〜40質量%と成るように溶剤の量を調節することが好ましく、6〜30質量%とすることがより好ましく、7〜18質量%とすることが特に好ましい。   In order to spin such a polymer, the polymer is preferably diluted with a solvent and used as a spinning solution. As the solvent used in the spinning solution, a known solvent can be used. For example, in the case of a polyacrylonitrile polymer, an aqueous solution of an inorganic compound such as zinc chloride or sodium thiocyanate, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, etc. These organic solvents are mentioned. The concentration at the time of using these spinning solutions is not particularly limited. However, in the case of an acrylonitrile polymer, the amount of the solvent is preferably adjusted to 5 to 40% by mass, and 6 to 30% by mass. It is more preferable to set it as 7-18 mass%.

本発明の製造方法では、上記のように得られた紡糸原液を通常の湿式紡糸法、または乾湿式紡糸法によって紡糸し、すなわち紡糸溶液を紡糸口金から凝固浴中へ吐出して、合成繊維を紡糸する。さらにはこのように凝固させて紡糸した合成繊維糸条は、その後延伸することが好ましい。延伸の方法としては、浴中延伸を行うことが好ましく、紡出した糸条に対して直接行っても良いし、紡出糸条を一度水洗し溶媒を除去した後に行うことも好ましい。例えばアクリルニトリル系繊維を浴中延伸する場合には、通常25〜98℃の延伸浴中で約2〜10倍に延伸することが好ましい。   In the production method of the present invention, the spinning dope obtained as described above is spun by a normal wet spinning method or a dry wet spinning method, that is, the spinning solution is discharged from a spinneret into a coagulation bath to obtain a synthetic fiber. Spin. Furthermore, it is preferable that the synthetic fiber yarn thus coagulated and spun is then drawn. The stretching method is preferably performed in a bath, and may be performed directly on the spun yarn, or it is also preferable that the spun yarn is washed once with water and the solvent is removed. For example, when an acrylonitrile fiber is stretched in a bath, it is usually preferably stretched about 2 to 10 times in a stretching bath at 25 to 98 ° C.

本発明の製造方法にて得られた合成繊維糸条は、上記のように浴中延伸した後、さらに糸条に油剤、好ましくはシリコーン系油剤を付与することが好ましい。そして油剤が付与された合成繊維糸条に対して、さらなる延伸処理(後延伸処理)を行うことも好ましい。例えば合成繊維が炭素繊維用のアクリルニトリル系繊維の場合、炭素繊維前駆体繊維とするために後延伸処理での延伸倍率は1.0〜2.5倍であることが好ましい。延伸倍率がこの範囲であると、毛羽や糸切れを抑制しながら、前駆体繊維の配向を高めることができるため、高強度の炭素繊維を得やすくなる。延伸倍率が高くなりすぎると場合は糸切れや毛羽が増加し、工程通過性の低下や炭素繊維前駆体の品質低下が起こりやすい傾向がある。   After the synthetic fiber yarn obtained by the production method of the present invention is stretched in the bath as described above, it is preferable to further apply an oil agent, preferably a silicone oil agent, to the yarn. And it is also preferable to perform the further extending | stretching process (post-drawing process) with respect to the synthetic fiber yarn to which the oil agent was provided. For example, when the synthetic fiber is an acrylonitrile fiber for carbon fiber, the draw ratio in the post-drawing treatment is preferably 1.0 to 2.5 times in order to obtain a carbon fiber precursor fiber. When the draw ratio is within this range, the orientation of the precursor fiber can be increased while suppressing fuzz and yarn breakage, and thus it becomes easy to obtain high-strength carbon fibers. When the draw ratio becomes too high, yarn breakage and fluff increase, and the process passability and the quality of the carbon fiber precursor tend to decrease.

このような本発明の製造方法によって得られた合成繊維糸条は、工程安定性を損なうことなく、凝固浴槽内のノズル孔数を増やすことができ、生産性を向上させることが可能となった。
さらに本発明の製造方法によって炭素繊維用のアクリル系糸条を製造した場合には、さらにその後、耐炎化処理、焼成処理を行う事により、高品位の炭素繊維として利用することが可能となる。
The synthetic fiber yarn obtained by the production method of the present invention can increase the number of nozzle holes in the coagulation bath without impairing process stability, and can improve productivity. .
Further, when an acrylic yarn for carbon fiber is produced by the production method of the present invention, it can be used as a high-quality carbon fiber by further performing a flameproofing treatment and a firing treatment.

以下、実施例等により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例等により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited by these Examples.

[繊維斑の測定方法]
なお、繊度斑は得られた合成繊維糸条から無作為に50本を採取し、各単繊維の繊度を測定し、その測定結果の標準偏差を変動係数(CV)として示した。
[Measurement method of fiber spots]
In addition, 50 fineness spots were randomly collected from the obtained synthetic fiber yarn, the fineness of each single fiber was measured, and the standard deviation of the measurement result was shown as a coefficient of variation (CV).

[実施例1]
10℃に冷却したジメチルアセトアミド100%に対して、アクリロニトリル95質量%、アクリル酸メチル4質量%、イタコン酸1質量%からなるアクリロニトリル系重合体を18質量%の割合で10分間分散し、−0.10MPaの圧力で10分間減圧脱泡を行った後、80℃に加熱して溶解させ紡糸原液を得た。
得られた紡糸原液をノズル孔が存在する口金(ノズル錘)から凝固浴中に吐出し、湿式凝固した合成繊維糸条を得た。
ノズル孔は、直径0.075mmの総数12000のものであり、各ノズル孔のピッチは0.5mm、ノズル孔密度4.10個/mm、ノズル孔ブロック群の長辺(a)と短辺(b)の比(a)/(b)が7.7となるノズル孔であった。また、凝固浴は、濃度67質量%、温度35℃のジメチルアセトアミド水溶液を満たしたものであり、ノズル孔のブロック群と凝固浴槽の外枠との間には各7.5mmの間隙があり、ノズル孔は凝固浴中に横向きに、長辺が深さ方向に短辺が横方向になるように設置されていた。
得られた合成繊維糸条は、さらに25〜95℃の温度勾配を有する水洗槽中で脱溶媒するとともに7.5倍に湿潤延伸した。次いで得られた繊維糸条をシリコーン系油剤浴中に浸漬して油剤を付与し、表面温度190℃のローラーにて乾燥緻密化した。そして2.05倍に延伸した後、冷ローラーを通過させボビンに巻き取り、最終的にアクリロニトリル系重合体繊維束である合成繊維糸条を得た。さらに得られたアクリロニトリル系重合体繊維束を炭素繊維用の前駆体繊維として用い、その後耐炎化処理、焼成処理を行い、高品位の炭素繊維とした。
得られた合成繊維糸条及び炭素繊維は、延伸等の後工程においても単糸毛羽の発生は少なく、工程通過性も良好であった。合成繊維糸条の工程条件及び物性を表1に示した。
[Example 1]
An acrylonitrile polymer composed of 95% by mass of acrylonitrile, 4% by mass of methyl acrylate, and 1% by mass of itaconic acid is dispersed for 10 minutes at a rate of 18% by mass with respect to 100% of dimethylacetamide cooled to 10 ° C. After degassing under reduced pressure at a pressure of 10 MPa for 10 minutes, the mixture was heated to 80 ° C. and dissolved to obtain a spinning dope.
The obtained spinning dope was discharged from a die (nozzle weight) having nozzle holes into a coagulation bath to obtain a wet-coagulated synthetic fiber yarn.
The nozzle holes have a total number of 12000 with a diameter of 0.075 mm, the pitch of each nozzle hole is 0.5 mm, the nozzle hole density is 4.10 / mm 2 , and the long side (a) and the short side of the nozzle hole block group The nozzle hole was such that the ratio (a) / (b) of (b) was 7.7. The coagulation bath is filled with an aqueous dimethylacetamide solution having a concentration of 67% by mass and a temperature of 35 ° C., and there is a gap of 7.5 mm between the nozzle hole block group and the outer frame of the coagulation bath, The nozzle holes were installed sideways in the coagulation bath, with the long side in the depth direction and the short side in the horizontal direction.
The resultant synthetic fiber yarn was desolvated in a water washing tank having a temperature gradient of 25 to 95 ° C. and wet-stretched 7.5 times. Next, the obtained fiber yarn was immersed in a silicone-based oil agent bath to give an oil agent, and dried and densified with a roller having a surface temperature of 190 ° C. And after extending | stretching 2.05 times, it passed the cold roller and wound up on the bobbin, and finally the synthetic fiber yarn which is an acrylonitrile-type polymer fiber bundle was obtained. Further, the obtained acrylonitrile-based polymer fiber bundle was used as a precursor fiber for carbon fiber, and then subjected to flameproofing treatment and firing treatment to obtain high-quality carbon fiber.
The resulting synthetic fiber yarns and carbon fibers were less likely to generate single yarn fluff even in subsequent steps such as drawing, and the process passability was also good. Table 1 shows the process conditions and physical properties of the synthetic fiber yarn.

[実施例2、比較例1]
ノズル孔ブロック群の長辺(a)と短辺(b)の比(a)/(b)を13.8(実施例2)、及び4.9(比較例1)に変更したノズルを用いた以外は実施例1と同様にしてアクリロニトリル系重合体繊維束である合成繊維糸条及び炭素繊維を得た。いずれも単糸毛羽の発生は少なく、工程通過性も良好であった。合成繊維糸条の工程条件及び物性を表1に併せて示した。
[Example 2, Comparative Example 1]
A nozzle in which the ratio (a) / (b) of the long side (a) to the short side (b) of the nozzle hole block group is changed to 13.8 (Example 2) and 4.9 (Comparative Example 1) is used. A synthetic fiber yarn and carbon fiber, which are acrylonitrile-based polymer fiber bundles, were obtained in the same manner as in Example 1 except that. In all cases, the occurrence of single yarn fluff was small and the process passability was good. Table 1 shows the process conditions and physical properties of the synthetic fiber yarn.

[実施例3]
ノズル孔ブロック群が口金に各1つ存在するノズル錘を実施例1の一つから二つに変更し、横に並べて配置した以外は実施例1と同様にして、アクリロニトリル系重合体繊維束である合成繊維糸条及び炭素繊維を得た。なお、ノズル2錘間のノズル孔ブロック群短辺の中央からの距離は120mmであり、凝固浴の全体の幅は240mmであった。
得られた合成繊維糸条及び炭素繊維は、延伸等の後工程においても単糸毛羽の発生は少なく、工程通過性も良好であった。合成繊維糸条の工程条件及び物性を表1に併せて示した。
[Example 3]
In the same manner as in Example 1 except that the nozzle weights each having one nozzle hole block group in the base are changed from one to two in Example 1 and arranged side by side, an acrylonitrile-based polymer fiber bundle is used. A synthetic fiber yarn and carbon fiber were obtained. The distance from the center of the short side of the nozzle hole block group between the two nozzles was 120 mm, and the overall width of the coagulation bath was 240 mm.
The resulting synthetic fiber yarns and carbon fibers were less likely to generate single yarn fluff even in subsequent steps such as drawing, and the process passability was also good. Table 1 shows the process conditions and physical properties of the synthetic fiber yarn.

[実施例4、比較例2]
ノズル孔ブロック群の長辺(a)と短辺(b)の比(a)/(b)を13.8(実施例4)、及び4.9(比較例2)に変更したノズルを用いた以外は実施例3と同様にしてアクリロニトリル系重合体繊維束である合成繊維糸条及び炭素繊維を得た。いずれも単糸毛羽の発生は少なく、工程通過性も良好であった。合成繊維糸条の工程条件及び物性を表1に併せて示した。
[Example 4, Comparative Example 2]
A nozzle in which the ratio (a) / (b) of the long side (a) to the short side (b) of the nozzle hole block group is changed to 13.8 (Example 4) and 4.9 (Comparative Example 2) is used. A synthetic fiber yarn and carbon fiber, which are acrylonitrile-based polymer fiber bundles, were obtained in the same manner as in Example 3 except that. In all cases, the occurrence of single yarn fluff was small and the process passability was good. Table 1 shows the process conditions and physical properties of the synthetic fiber yarn.

Figure 2017141524
Figure 2017141524

Claims (4)

紡糸溶液を紡糸口金から凝固浴中へ吐出して合成繊維を紡糸する製造方法であって、紡糸口金が1000本以上のノズル孔を有し、ノズル孔が長方形に配置され、その長方形の長辺(a)と短辺(b)の比(a)/(b)が5〜50であることを特徴とする合成繊維糸条の製造方法。   A method of spinning a synthetic fiber by discharging a spinning solution from a spinneret into a coagulation bath, wherein the spinneret has 1000 or more nozzle holes, the nozzle holes are arranged in a rectangular shape, and the long side of the rectangle A method for producing a synthetic fiber yarn, wherein the ratio (a) / (b) of (a) to the short side (b) is 5 to 50. 紡糸口金が複数存在し、同一の凝固浴中に吐出するものである請求項1記載の合成繊維糸条の製造方法。   The method for producing a synthetic fiber yarn according to claim 1, wherein a plurality of spinnerets are present and discharged into the same coagulation bath. 紡糸が湿式紡糸または乾湿式紡糸である請求項1または2記載の合成繊維糸条の製造方法。   The method for producing a synthetic fiber yarn according to claim 1 or 2, wherein the spinning is wet spinning or dry wet spinning. 合成繊維がアクリル系繊維である請求項1〜3のいずれか1項記載の合成繊維糸条の製造方法。   The method for producing a synthetic fiber yarn according to any one of claims 1 to 3, wherein the synthetic fiber is an acrylic fiber.
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