JPH02118115A - ポリアクリロニトリル繊維の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、合成ポリマーの乾式紡糸法、特に高度極性溶
媒、例えばジメチルホルムアミド溶液から、同溶液を紡
糸口金の僅か上流で１００−１５０℃に加熱、一定の形
をした紡糸口金で紡糸して、そして紡糸室中でエネルギ
ー供給率を加熱室面積Ｉｎ２当たり少なくとも０．０９
　ｋｗｈとし、同紡糸室には１時間当たり少なくとも７
０ｍ’（標準状態換算）の熱風を充填し、そして得られ
ｆ−、フィラメントを、紡糸室の底部で水又は水性油剤
で処理し、紡糸室を出るフィラメントの温度を１１０℃
以下にするポリアクリロニトリル繊維の乾式紡糸法に関
する。

これらの条件では、ｌ紡糸基当たり、１時間に固体基準
で少なくとも２０　ｋｇもの、思いもよらず大量のポリ
アクリロニトリルを、黄変したり、自己発火したすせず
に吐出することができる。

８５％以上、好ましくは９２重量％以上のアクリロニト
リルを含むポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）の乾式紡糸
で、先行技術では紡糸溶液を直立紡糸室中紡糸口金を使
用して紡糸する。紡糸溶液は、好ましくは紡糸口金の少
し上流で１００ないし１５０℃の温度に加熱、そして紡
糸室壁は＋５０ないし２２０　’Ｃに加熱する。約４０
０℃以下の温度の加熱空気又は不活性気体は繊維の方向
に、１時間当たり約４０ｍ　”（標準状態）で吹き込ん
で繊維を通過させる。紡糸室では、極性溶媒（ＤＭＦ）
の大部分が蒸気になり、紡糸気体と一緒になって紡糸室
の底部から吸引除去される。フィラメントの太さによっ
て約２００ないし２　、０００の紡糸孔を有する口金が
使用される。

固化し、乾式紡糸されたフィラメントは２００ないし５
００　ｍ／ｍｉｎの速度で引き取られる。紡出された製
品はスライバー上で色揚げ削氷性液で、好ましくは紡糸
室の下で処理し、缶に入れるか、又はフィラメント製造
の箱に入れ油状色揚げ剤で処理し、コツプに巻き取るっ
連続トウ方式も最近例えば、ヨーロッパ特許（ＥＰ−Ａ
）第９８４８５号、第９８４７７号、又は１１９５２１
号に記載されている。

このような乾式紡糸室の吐出量は、最終的には装置の形
状大きさ、及び紡糸気体と加熱紡糸室壁から供給される
熱量によって決まってくる［ＵＩｌｍａｎｎｓ　Ｅｎｃ
ｙｃｌｏｐａｄｉｅ　（ウルマンの百科事典）第１１巻
、３２９頁右欄参照１゜ 概して乾式紡糸で到達する吐出量は、紡糸室１個当たり
、１時間で約８ないし１５　ｋｇである。２０ｋｇ／ｈ
以上の乾式紡糸吐出量はドイツ国特許公告明細書簡１．
７６０，３７７号に記載されているが、この方法では、
極く特殊な紡糸ヘッドと方法を使用した際に、ようやく
最高３２　ｋｇ／ｈに達するのみである。

１．０００個のノズル孔を有する円筒状で同心円状に分
けられた紡糸口金から出てくる紡糸液の流れに、気体を
ケンプ式気体整流装置を使用して紡糸口金の中心へ向け
て吹き付け、紡糸液は紡糸口金の特定領域とは異なる温
度で吐出させる。これらの高紡糸吐出量では、紡糸口金
近くでの紡糸気体の流れ特性を変え、紡糸口金のある部
分での紡糸液温度を変えた複雑な紡糸液のへ７ドを使用
して、初めて紡糸上の欠陥を避けることができる。

紡糸室吐出量りは合計紡糸液滴下量（ｔｏｔａｆ　５ｐ
ｕｎ　（ｉｔｒｅ）Ｇ　ｓ＋（ｄＬｅＸ）から下記式の
ように計算できる。

Ｌ　　＝　　［Ｇ５．（ｄｔｅｘ）　ｘ引き取り速度（
ｍ／ｍ１ｎ）　ｘ６０］／（１０，０００ｘ　１，００
０）　［ｋｇ／紡糸室／ｈ］合計紡糸液滴下量Ｇｓ＋（
ｄｔｅｘ）　＝　ｇ／１０．０００　ｍ）は下記式から
計算できる。

Ｇ、、　＝　（Ｐ　ｘ　Ｕ　ｘ　Ｋ　ｘ’ｏ、９４　ｘ
　１０，０００）／（Ａｘ　１００） ここで Ｇ５．−合計紡糸液滴下量（ｄｔｅｘ）Ｐ−ポンプ容量
（ｃｍ３） Ｕ−ポンプ回転数（ｍｉｎ−’） Ｋ−紡糸液濃度（ｇ／ｃｍ３） 八−引き取り速度（ｍ／ｍｉｎ） である。

最近、乾式紡糸法によるＰＡＮ繊維連続製造法が幾つか
開示された［例えばドイツ国特許（ＤＥ）第３．３０８
．６５７号、第３．２５５，２６６号及び第３．６３４
．７５３号参照１゜ 本発明の目的の一つは乾式紡糸室の吐出量増加を達成し
、それに続く後工程を（紡糸缶を使用せずに）特に有利
に行うことである。

当技術分野の熟達者は、紡糸室の能力は主に紡糸孔、引
さ収り速度と吐出量、そしてフィラメントに供給する熱
量を増やせば可能であることを知っている。しかし、こ
れらのパラメーターには、技術的な限界があり、吐出量
の増加を現在まで阻んできている。例えは紡糸室の形状
大きさ（即ち紡糸室の長さと直径）かあらかじめ決まっ
ている場合、紡糸孔数を自由に増やしたり、紡糸液の吐
出量及び引き取り量を自由に増やすことは、紡出された
フィラメントが乾かなくなり、互いに付着してしまう。

更に又、紡糸室への紡糸気体供給も、室内で振動や乱流
が起こったりしである程度までしか増加させることはで
きない。空気を紡糸気体媒体として使用するときは、紡
糸気体温度をこれ以上、例えは４００’０以上に上げる
ことは安全上の理由から不可能である。紡糸室表面温度
を２２０℃以上、特に２５０℃以上に上げると、紡糸室
の内部壁に接触すると、ポリアクリロニトリルが熱分解
を起こし、それによって発火する危険性がある。

更に多くの隠れた問題か、高温のフィラメントか周囲の
空気の中に飛び込んで来るために引き起こされる。紡糸
室の大きさを拡大して紡糸室の高吐出量を得、そして紡
糸気体とエネルギー供給を上げて許容温度に保つことが
できるが、これにも当然限界がある。一方でこのような
乾式紡糸装置は、例えば紡糸を開始する際、あるいは紡
糸口金交換の際、あるいは紡糸上のトラブルを除く際に
、扱いやすく、そして操作しやすくなければならず、他
方で例えば紡糸室火災及び爆燃に関する安全規制も守ら
なければならない。これらのことは、極く広く一般的に
行われている条件設定では、紡糸室吐出量に多くの制限
をうけなければならないことを示している。

本発明の目的は、安全面を損なわず、他の因子でもその
許容限界を越えることなく、紡糸室吐出量かＰＡＮ固体
基準で、１紡糸室当たり、１時間少なくとも２０　ｋｇ
である乾式紡糸法を提供するにある。得られる紡糸製品
は欠点か可能な限り低い水準でなければならないし、通
常の方法で非連続的に（即ち一旦紡糸糸条を缶に貯蔵し
てから）、好ましくは直接連続的に（中間貯蔵なしに）
後処理段階に送ることか出来なければならない。

驚くべきことに、ある種の因子及び工程段階を組み合わ
せると、上記目的が達成でさることが発見されに。

かくして本発明は、高温空気を紡糸気体媒体として使用
し、高度分極溶剤に溶解した高温ＰＡＮ溶液を、多数の
紡糸孔を有する環状口金を通して紡糸し、紡糸雰囲気゛
気体を噴出させ、そして紡糸仕上げ剤を塗布する乾式紡
糸法によるＰＡＮｍ維の製造法において、紡糸室の形状
があらかじめ決められており（円形の紡糸室であり、そ
の直径が２７０ないし３００　ｍ　ｍ、好ましくは２７
５ないし２８５　ｍｍ、特に好ましくは約２８０ｍｌＴ
ｌである）、ａ）紡糸溶液中のＤ　Ｍ　Ｆ含量を３０重
量％以下にし、紡糸室吐出量が、Ｉ紡糸室光たり、１時
間Ｐ　Ａ　Ｎ固体で少なくとも２０　ｋｇ、好ましくは
２゜ナイし５０　ｋｇ、特ｉ：　２０　ナイｌ、　４０
　ｋｇ　テア’）、ｂ）使用する熱風量が少なくとも１
時間当たり、７０ｍ’（標準状態）、好ましくは７ｏな
いし１００ｍ１特に７０ないし８０ｍ３であり、 Ｃ）紡糸熱風の温度が少なくとも３６０’０、好ましく
は３６０ないし４００　’Ｃであり、同熱風を頂部から
底部に向けて繊維束と実質的に平行に噴射させ。

ｄ）紡糸室壁温度は少なくとも２００−Ｃ１好ましくは
２００ないし２２　ｏ　’ｃであり、Ｃ）エネルギー消
費率がＰＡＮ固体当たり、そして加熱表面１ｍ２当たり
、少なくとも０．０９ｋｗｈであり、 ｆ）環状紡糸口金の吐出孔密度が、環状口金表面撰１ｃ
ｍ２当たり、１ｏ、５孔より大きくな（・、ｇ）環状口
金上にある少なくとも５００、好ましくは５００ないし
２　、５００ある紡糸孔の孔間隔が少なくとも２．８　
ｍｍであり、 ｈ）紡出フィラメントの仕上げ剤処理を、水及び／又は
油を含む水性製剤を使用して、紡糸室内で行い、 ｌ）水又は油を含む水性製剤の最小塗布量は、紡糸室を
出るフィラメント中のＰＡＮ固体基準で、１０重量％以
上の水分を与えるようにし、そして ｋ）紡出フィラメント温度は、紡糸室出口で測定して１
１０℃１好ましくは１００℃である、ことを特徴とする
ＰＡＮ繊維の製造法に関する。

もし高温空気を、紡糸気体媒体として使用するならば、
大量の紡糸気体を使用しなければならず、紡糸室をあら
かじめ決めた形状大きさにし、紡出フィラメントに供給
するエネルギーは、加熱紡糸室壁１　ｍ　２当たり、Ｐ
ＡＮ固体１　　ｋｇ当たり少なくとも０．０９　ｋｗｈ
でなければならない。このエネルギー消費率は、紡糸系
に供給される紡糸気体のエネルギーと、紡糸室を加熱す
るのに必要な電気エネルギーからなっている。これらの
エネルギー消費は、クリップで止められる探子あるいは
センサーを有する適当な装置を取り付けてキロワット（
ｋｗ）で特定することができる。紡糸気体エネルギーを
定量する場合、測定はいわゆる空気ヒーターの直後で実
施する。紡糸用空気の量は適当な才りフイスメーターを
使用して定量する。円形の紡糸室を使用するときは、紡
糸室壁の加熱面積（ｍ２で測定）は、円筒面積に対する
式を用いて、紡糸室長さ（ｍ）ｘ直径（ｍ）ｘπから計
算する。上述の、加熱紡糸室壁１　　ｍ２当たり、通過
ＰＡＮ固体１　　ｋｇ当たり帆０９　ｋｗｈのエネルギ
ー消費率は、紡糸がフィラメントが付着せず、紡糸室当
たり１時間で少なくとも２０　ｋｇのＰＡＮ固体吐出量
で可能な最低限界を表している。エネルギー供給率が低
くなるほど（表　ｌ及び実施例１１及び１４参照）、紡
出糸条の欠陥水準が大きく上がってしまうか、乾式紡糸
が不可能になってしまう。紡出糸条の品質は、紡糸孔ｔ
ｏｏ、ｏｏｏ個当たりの紡糸欠陥数で定量する。紡糸欠
陥が紡糸孔１００．０００１１！当たり１０個以下なら
ば、紡糸はうまく行っているど言うことができる。紡糸
室当たり、１時間で約１０　ｋｇのＰＡＮ固体吐出の乾
式紡糸では、通常エネルギー消費率は、空気を紡糸気体
媒体として使用し、紡糸気体供給量を約４０ｍ１（標準
状態）とした場合、加熱面積１　ｍ　２当たり、そして
ＰＡＮ固体固体１肖 である。

最初に述べた爆発限界の問題のために、ＰＡＮフィラメ
ントがオーバーヒートされると、紡糸室が火事になっ１
；す、爆燃が起こったり、そして熱分解の危険があり、
紡糸室能力を１時間当たり、２０ｋｇＰＡＮ固体に上げ
ようと、エネルギー供給を単純に必要なだけ増加するこ
とはできない。ＰＡＮ繊維の燃焼挙動、及び燃焼メカニ
ズムの詳細は、例えはＭｅｌｌｉａｎｄ　Ｔｅｘｔｉｌ
ｂｅｒｉｃｈｔｅ　５３　（１９７２）。

１３９５−１４０２　、特に１４００頁、及び述（１９
５７）、　５２−５９。

特に５５頁に記載されている。例えばＰＡＮ繊維の発火
点は２４５℃［Ｃｈｅｍｉｅｆａｓｅｒｎ／Ｔｅｘｔ．
　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ（人造繊維／繊維工業）１９７２
．　７月号、６６１頁右欄，繊維物質の熱特性参照１。

２８０℃でＰＡＮ繊維は分解を始め、毒性の熱分解生成
物、即ちニトリル、青酸及び−酸化炭素も発生し始める
。

驚くべきことに、加熱面積１ｍ２当たり、ＰＡＮ１ｋｇ
当たり少なくとも０．０９　ｋｗｈの高いエネルギー供
給率、そして大量の高温空気の供給に拘わらず、ある種
の紡糸パラメーターを維持し、特に紡出後まだ紡糸室内
にいる糸条のフィラメント温度を、好ましくは水または
油含有水性仕上げ剤で、紡糸室底部で処理して下げ、紡
糸室を出て、周囲の空気に接触する時の紡出フィラメン
ト温度が１１０℃、好ましくは１００℃になるようにす
ることにより、１紡糸室当たり、ＰＡＮ固体少なくとも
２０　ｋｇ／ｈの高能力で乾式紡糸が可能であることが
発見された。通常、ＰＡＮ乾式紡糸では第１仕上げ剤処
理を紡糸室の外側で、紡糸缶に貯蔵する前に行う（この
点については、Ｒ．　［Ｉｅｂｅｒ：合成ステープル繊
維及びトウにおける仕上げ剤及び仕上げ法：Ｍｅｌｌｉ
ａｎｄ　Ｔｅｘｔｉｌｂｅｒｉｃｈｔｅ　３／１９７７
＋　１８７−１９（Ｌ特に１８８頁頭部参照）。紡出フ
ィラメントを紡糸室内で仕上げ剤処理するのに適当な装
置については、例えばドイツ国特許公告明細書（ＤＥ−
Ａ）第３，５１５．０９１号に詳細に記載されている。

ヨーロッパ特許公告明細書（ＥＰＡ）９８．４８４１も
又、紡糸室中で１０％以上塗布する方法について述べて
いる。フィラメントを１１０℃以下の温度に冷却するの
に、更に個々のフィラメントから後続加工、例えば連続
法又はコンブへの巻取り、に有用なスライバーを形成す
るに必要な水分および仕上げ剤の量は、ＰＡＮ固体基準
で１０％以上である。細繊維によるスライバー形成は、
個々の繊維が紡糸室で濡れ、そして集束してから均一に
まとまった状態で存在し、個々のフィラメントは纏れる
ことなく、そして巻取り、あるいは缶の中に折り込まれ
る間に個々のフィラメントかフィブリル化（開裂）する
ことが無い状態と理解される。スライバー形成で特徴的
な紡出フィラメントの包装は、纏れることなく、均一で
平行な層状態に行うことが技術的にかなり重要である。

このことは又、例えばドイツ国特許公告公報（Ｇｅｒｍ
ａｎ　Ｏｆｆｅｎｌｅｇｕｎｇｓｓｃｒｉｆｔ）第３，
７２６．２１１号からも明らかで、同特許では湿式紡糸
したアクリル繊維トウの、紡糸工程から得た水分は、凝
固工程の後、５ないし１５％収縮させながら、フィラメ
ントのゲル構造は維持しながら、水分１００ないし１０
重量％に乾燥し、該フィラメントが後処理を受けやすく
し、フィラメントの破断無しに、炭素繊維を得ている。

しかし、本発明の方法とは対照的に湿式紡糸のフィラメ
ントは、紡糸工程からいつも濡れており、乾いてはいな
いのであまり纏れたり、紡糸溶媒によって互いに付着す
ることはない。乾式紡糸では反対に、事前に乾燥した溶
媒が残っているだけのフィラメントに、本発明のおける
様に、集束の前に水分を与え、フィラメントの停滞（ｂ
ａｃｋｉｎｇ−ｕｐ）、摩擦及び静電気を防止する。更
に厄介なことは、フィラメントを水分を与えずに集束す
ると、本発明の方法におけるように、多量のエネルギー
が与えられ（例えば、２００ないし２２０℃の紡糸室温
度、３６０ないし４００℃の紡糸空気温度）ために、フ
ィラメントは非常に付着し易くなり、繊維内に残ってい
る溶媒が接着剤として作用し、フィラメントを塊にして
しまう。本発明では水分付加を、紡糸室自体中でフィラ
メントを集束している間に実施してこれを防止する。水
分含量、又は紡糸仕上げ剤の量が消費より少ないときは
、液状付着繊維が巻取られてくる（詳細には表２参照）
。

ドイツ国特許（ＤＥ）第３．５１５，０９１号は、フィ
ラメントの仕上げ剤処理を紡糸室の底部で実施すること
を記載しているが、フィラメントは′°エネルギーの損
失することなく延伸装置へ供給しなければならない。こ
の場合、紡糸は高吐出量ではないし、又その他のパラメ
ーター、例えば紡糸気体の多量供給も維持されない。

上述したように、紡出繊維の温度が１１０’ｏ以下に下
がらない場合は、フィラメント温度が高いために、フィ
ラメント同士が付着する。フィラメント温度が更に高い
場合は、急速に黄色化し、続いて自己発火する。このよ
うに、フィラメントを本発明によって水で冷却しても、
上述温度に迄低下しない場合は、高エネルギーを供給し
ていると、フィラメントが紡糸室から出てくる際、少な
くとも黄色化が著しく進み、多くの場合赤熱が始まる。

紡出フィラメントの温度は、非接触法で、ＫＴＩ５輻射
線式温度計目１ｅｉｍａｎｎ　Ｇｍｂｔ（社、（Ｗｉｅ
ｓｂａｄｅｎ。

西ドイツ）製１を使用してフィラメントが紡糸室を出て
きた直後を測定する。高温空気中のＰＡＮフィラメント
の乾式紡糸では、加熱面積１　　ｍ２当たり、ＰＡＮ固
体１　　ｋｇ当たり１０９　ｋｖｈの割合でのエネルギ
ー供給か、本発明に従って、例えば加熱紡糸室壁が７．
６ｍ”である加熱紡糸室域、及び上述量の紡糸気体中を
通過させて、少なくとも２０ｋｇのＰＡＮ繊維紡糸能力
を達成するには必要である。

しかし、このように高エネルギーを供給すると、紡糸溶
液中のＤＭＦ含量が２重量％以下になり、繊維集束中に
静電気がフィラメント上に発生するか、紡糸室の金属部
分と接触するところで赤熱さえも起こることが発見され
た（実施例２も参照）。

紡出フィラメントを紡糸室内仕上げ剤処理して、その冷
却及び集束を行わないと、約５ないし３０％とＤＭＦ含
量が比較的高くても荷電していないフィラメントを紡糸
室から取り出すことが可能である。

しかし、フィラメントが部分的に付着してしまい、紡糸
室から出てくるスライバーは固く感する［板状（ｂｏａ
ｒｄｙ）］。このような試料の光学顕微鏡断面写真で示
されるように、フィラメントの束全体があちこちでフィ
ラメント同士が付着しており個々の繊維に分離すること
ができない。更にフィラメントは黄色を帯びるか、更に
地が黄色になってしまう。高吐出量紡糸によるこれらの
悪影響全てが、本発明によって、特にフィラメントを上
述したように、紡糸室中で集束冷却する際に、水で仕上
げ処理をすると、紡出繊維中のＤＭＦ含量が非常に低く
ても（ＤＭＦ含量２％以下、好ましくは１％以下）でも
避けることができる。

乾式紡糸では、紡糸気体は一般に紡糸口金上部から、紡
出フィラメントに平行に、（フィラメントの中心部及び
外側を）流される。ｌ紡糸基当たり、１時間に少なくと
も２０　ｋｇのＰＡＮ固体吐出量での紡糸試験で示され
るように、紡糸中工業生産で要求される１００．０００
本繊維当たり１０本以下の欠陥水準を維持する為には、
少なくとも７０、好ましくは７０ないし１００、特に７
０ないし８５ｍ’（標準状態）の空気量が、この吐出量
に対して必要である。

このような高吐出量紡糸が必要な場合の、このような高
空気量供給は、ドイツ国特許（ＤＥ）第３，４２４゜３
４３号で乾式紡糸法に好ましいとされた横吹き法（Ｌｒ
ａｖｅｒｓｅ　ｊｅｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ）では、実施例
に示すように不可能である。

紡糸孔密度りも乾式紡糸で影響がある。紡糸孔密度は、
紡糸口金表面１　ｃｍ’当たりの吐出孔の数として定義
される。紡糸口金表面の孔空間が小さくなればなる程、
紡糸気体媒体を個々のフィラメントに到達させるのは難
しくなる。あらかじめ決められた紡糸室の形状及び大き
さに対して、紡糸孔密度が１０．５／ｃｍ２以下の環状
紡糸口金では、少なくとも７０ｍ”（標準状態）の空気
を供給すれば、紡糸がうまく行われる。紡糸口金上での
孔空間は少なくとも２．８　ｍｍあるべきである。従来
技術による乾式紡糸法における好ましい実施態様では、
紡糸気体を紡糸室の上部に供給し、横方向に内側から外
へ向けて、比較的短い円筒状のデイストリビューターを
通して噴き出して実施している（ドイツ国特許（ＤＥ）
第３．４２４，３４３号参照）。しかし、紡糸気体とし
て空気を使用した適当な紡糸試験で示したように、紡糸
孔が１　、２００以上そして孔密度が６孔／　Ｃｍ２以
上の環状紡糸口金の場合には、紡糸溶液滴下が変動する
、フィラメント同士が付冴する、そしてフィラメントに
細い部分、太い部分ができるなどのかなりの問題が起こ
る。ここでは空気の横方向の流れのために、フィラメン
トが下方向へ進もうとするのを、略完全におされられて
いる。

実施例１３ないし１６に示したように、紡糸気体を少な
くしたほうか良い紡糸結果が得られる（実施例１３参照
）。しかし、紡糸室吐出量がＰＡＮ固体固体間時間当２
０　ｋｇ以上では良い結果は得られず、この方法は本発
明には使用できない。

紡糸試験にも示したように、本発明で得られる紡出物の
ＤＭＦ含量は、滴下量ががなり多い場合でも、一般に殆
ど３０重量％以下であり、高吐出量に拘わらず欠点水準
の低い繊維を製造できる。

これは、紡糸室加熱表面を通して高い供給率でエネルギ
ーを供給して初めて可能になった。この知見は、高いＤ
ＭＦ値（紡出物中のＤＭＦ含量が３０％以上）では、個
々の細繊維が非常に付着しやすくなって、いわゆる剛毛
が形成され、このためフィラメントが使用不可能になる
ので、非常に重要である。

本発明の方法は、不連続法及び特に最近開示された紡糸
−後処理連続法の両方で使用することができる。連続法
では、紡糸室中で塗布する仕上げ剤の量は、非常に量が
少なくても、例えば帆１ないし０．２重量％（不連続法
では帆３重量％以上）十分で、こうして得られたフィラ
メントは、洗浄工程を入れて洗浄しなくても全工程段階
を通過させることかできる。

洗浄を行う不連続法では、紡糸室中で塗布した仕上げ剤
が（その大部分を）洗い流され、（続いて）トウ（多く
のスライバーからなる）が塗布される。

Ｂｅｒｇｅｒ白度Ｗ、はＨｕｎｔｅｒ社の３色フィルタ
ー付き光度計で３刺激値Ｘ、Ｙ及びＺを測定して決定し
た。下記の関係が適用できる。

ＷＢ　　＝　　Ｒｙ　＋　３　（Ｒｚ　　Ｒｘ）Ｘ　　
−０，７８３Ｒｘ　　＋　Ｏ，１９８ＲｚＺ　　＝　　
１．１８Ｒｚ 以下実施例によって本発明を更に詳細に説明する。ただ
し、本発明はこれらに制限されるものではない。特に断
りがなけれは％は全て重量％である。

実施例　ｌ Ｋ値か８３で、９３．６％のアクリロニトリル、５．７
％のアクリル酸メチル、及び０．７％のメタリルスルホ
ン酸ナトリウムから得られたアクリル共重ａ体を、８０
℃でジメナルホルムアミドに溶解し、２９゜５　Ｗ／Ｖ
％（溶液体積に対するポリマー重ｉ）濃度の紡糸溶液を
作成した。紡糸溶液は、予熱器で１３５℃に加熱し、各
リングに１１５の紡糸孔を有する１２リングからなる合
計紡糸孔１３８０の環状紡糸口金から紡出した。最小紡
糸孔空間は３．５　ｍｍ、紡糸孔密度りは７．２孔／　
ｃ　ｍ　”、そして紡糸孔は円形で、直ｉ０．２　ｍｍ
であった。紡出されたフィラメント１こは、３６０℃の
空気をフィラメントの走行方向に対して平行に吹き付け
た。１時間当たり、７０ｍ３（標季状態）（室温におけ
る標準ｍ３として測定）の空気を紡糸気体として紡糸室
（直径２８０　ｍｍ）内を通過させた。紡糸室の加熱面
積は７．６ｍ”であった。

紡糸は紡糸室温度２００℃で実施した。１３８８　ｃｍ
３／ｍｉｎの紡糸溶液か紡糸室を通して押し出された。

フィラメントは３００　ｍ／ｍ目１で引き取られ、紡糸
室内で、互いに向き合って、高さかン゛グザグに配置さ
れている２個のＹ−型フォークガイドを経て集束し、同
時に水を（ドイツ国特許公告公報（ＤＥ−Ａ）第３，５
１５゜０’ｌ１号による装置を使用し℃）糸条に付着し
、フィラメントの含水量を固体含量基準で１５．３％と
した。

紡出フィラメントは約１０４℃のフィラメント温度で紡
糸室を出た。紡糸溶液滴下量９．３　ｄｔｅｘか得られ
、それに相当する吐出量は１時間当たり、ＰＡＮ固体２
３．０　ｋｇであった。紡出繊維の欠陥率は１００゜０
００繊維当たり、５以下であった（異なる紡糸条件につ
いて２０回試験した結果）。以下のこと、即ち繊維同士
の付着及び太さが異なるフィラメントか、欠陥として評
価された。紡出フィラメントのＤＭＦ含量は１９．３％
であった。Ｂｅｒｇｅｒ白度は４５．６であった。紡糸
気体のエネルギー消費は、エアーヒーターの下流と、紡
糸室への入り口の前で測定した所、８．３　ｋｗｈで、
紡糸室加熱壁のエネルギ消費は３．４　ｋｗｈであった
。こうして、ＰＡＮ固体Ｉｋｇ当たり、紡糸室加熱表面
１ｍ２当たりのエネルギー消費率は０．０９５　ｋｗｈ
であった。

表１に更に紡糸条件を掲げる。ここでは実施例１による
アクリロニトリル紡糸溶液を使用した。

実施例１に対して変化させたパラメーターを表に示しｌ
二。

表１に見られるように、本発明の方法は、広範囲な滴下
量での生産に対して適している（実施例１目ないし５ｔ
ｌ参照）。約１０　ｄｔｅｘ以下の滴下量の場合、紡糸
孔数は好ましくは１．０００以上、好ましくは１　、５
００以上（約２．５００以下）である。滴下量が約２０
ｄｔｅｘ以下の場合、使用される紡糸孔数は好ましくは
ｌ　、　０００以上（２，０００以下）であり、滴下量
か３０　ｄｔｅｘ以上の場合、使用される紡糸孔数は好
ましくは、５００以上（約１　、５００以下）である。

実施例６は、紡糸孔密度か低いに拘わらず、紡糸欠陥は
、紡糸孔空間か小さずぎて１００．０００繊維に対して
１００個以上である。実施例７ｉ１でも同様な結果が得
らｔしている。ここでは紡糸孔空間か大きくなる程、紡
糸孔密度か高くなりすぎて、欠陥水準が高くなつ−Ｃい
る。紡糸気体はもはや全てのフィラメントに到達できず
、特に環状に配列された紡糸孔の中心部のフィラメント
に到達できない。

しかし、紡糸孔密度が１０．５　／ｃｍ２、紡糸孔空間
が少なくとも２−８ｍｍから、満足でさる紡糸か可能に
なる（実施例１参照）。

実施例８ｔｌは、紡糸気体か少なすぎると紡糸欠陥水準
がかなり大きくなることを明白に示している。紡糸気体
の温度が低くても（実施例９（１）、同様な結果になる
。実施例１Ｏでは、紡糸気体の温度を４００℃に上げた
。実施例１１ｔｌは、エネルギー消費率が低すぎると（
ＰＡＮ１ｋｇ当たり、加熱表面積１ｍ：当たり、０．８
６２　ｋｗｈ）、紡糸情況は不満足なものになる。

実施例１２ｔｌでは、紡糸室温度を２１０℃まで上昇さ
せた。表１で、続〈実施例１３Ｌ１ないし１６ｔ１では
、紡糸気体を紡糸室の上部に導入し、続いてフィラメン
トに対して、内側から外側へ、円筒状気体分配器を通し
て供給した［ドイツ国特許公告明細書（ＤＥ−Ａ）第３
，４２４．３４３号参照１゜実施例１３ｔｌでは、１１
５０孔の紡糸口金を使用し、（僅かに）１２　ｋｇ／ｈ
の吐出量で、紡糸欠陥水準から見て、優れた紡糸特性が
記録された。しかし、実施例１４ｔｌに述べられている
ように、紡糸室吐出量を１時間当たり、ＰＡＮ固体２０
　ｋｇに上げたところ紡糸は不可能であった。空気供給
量を５０ｍ”（標準状態）／ｈより大きくすることは、
この空気分配器が空気を繊維走行方向に対して送り出す
ために、フィラメントが必要以上にまかり、又紡糸室の
壁にぶつかってしまうので不可能である。実施例１６ｉ
　ｌに示されるである。

ように、紡糸孔数が１．３８０以上の紡糸口金はこの紡
糸技術には適していない。環状紡糸口金上の外部環に配
列された紡糸孔には紡糸気体が到達しない。内部のフィ
ラメントがカーテンとなり、紡糸気体が外側に流れよう
とするのを遮ってしまうの実施例　２　（Ｉｔ、表２参
照） ａ）実施例１に従って製造したＰＡＮ紡糸液を、実施例
　ｌと同様に紡糸した。ただし、紡出フィラメントは、
紡糸室底部での水又は再生剤を含む水性油剤では処理し
なかった。同フィラメントは、紡糸室から空気中に出て
くる際淡褐色に変色し、部分的に繊維同士が付着した。

紡糸室を出る際のフィラメント温度は１２７℃、フィラ
メントＤＭＦ含量は１７．５％であった。

ｂ）実施例１に従って製造したフィラメントは紡糸室の
外側で、水又は再生剤を含む水性油剤で処理した。紡糸
室終端、油剤処理装置及び巻取り装置との間でフィラメ
ント破断及び停滞が定常的に起こった。

Ｃ）更に一連の試験で、実施例１に従って紡出したフィ
ラメントについて、水処理量、又は制電剤、潤滑剤を含
む水性油剤の量を定量し、フィラメント温度を紡糸室か
ら出た直後に測定した。更に紡糸特性を評価した。使用
した紡糸油剤は潤滑剤、制電剤の混合物で、濃度は４０
ｇ／ｌであった。適当な潤滑剤は、例えばグリコール類
、シリコーン類、又はエトキン化脂肪酸、脂肪アルコー
ル、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、及び脂肪族アルキ
ルエーテルスルホン酸塩である。適当な制電剤は、例え
ばカチオン、アニオン又は非イオン性化合物、例えば長
鎖、エトキシ化硫酸塩又はエステル及び中和アルコール
類である。

表２に見られるように、紡出フィラメントの含水量は、
後続の加工工程を円滑に行うためにはポリマー固体に対
して１０重量％以上でなけれはならない。（表２におけ
る実験　１ｔｌから７ｔ２参照）。

本発明の主なる特徴及び態様は下記のようである。

１、高温空気を紡糸気体媒体として使用し、高度分極溶
剤に溶解した高温ＰＡＮ溶液を、多数の紡糸孔を有する
環状口金を通して紡糸し、紡糸雰囲気気体を噴出させ、
そして紡糸仕上げ剤を塗布する屹式紡糸法によるＩ）　
Ａ　Ｎ繊維の製造法において、紡糸室の形状かあらかじ
め決められており（円形の紡糸室であり、その直径が２
７０ないし３００　ｍｍ。

好ましくは２７５ないし２８５　ｍｍ、特に好ましくは
約２８０　ｍｍである）、 ａ）紡糸溶液中のＤＭＦ含量を３０重量％以下にし、紡
糸室吐出量が、■紡糸室光たり、１時間Ｐ　Ａ　Ｎ固体
で少なくとも２０　ｋｇ、好ましくは２０ないし５０　
ｋｇ、特に２０ないし４０　ｋｇであり、ｂ）使用する
熱風量か少なくとも１時間当たり、７０ｍ’（標準状態
）、好ましくは７０ないし１００ｍ’特に７０ないし８
０ｍ３であり、 Ｃ）紡糸熱風の温度が少なくとも３６０℃１好ましくは
３６０ないし４００℃であり、同熱風を頂部から底部に
向けて繊維束と実質的に平行に噴射させ、ｄ）紡糸室壁
温度は少なくとも２００℃、好ましくは２００ないし２
２０℃であり、 ｅ）エネルギー消費率がＰＡＮ固体当たり、そして加熱
表面１ｍ”当たり、少なくとも０．０９　ｋｗｈであり
、 ｆ）環状紡糸口金の吐出孔密度が、環状口金表面積１　
　ｃｍ２当たり、１０．５孔より大きくなく、ｇ）環状
口金上にある少なくとも５００、好ましくは５００ない
し２　、５００ある紡糸孔の孔間隔が少なくとも２．８
　ｍｍであり、 ｈ）紡出フィラメントの仕上げ剤処理を、水及び／又は
油を含む水性製剤を使用して、紡糸室内で行い、 Ｉ）水又は油を含む水性製剤の最小塗布量は、紡糸室を
出るフィラメント中のＰＡＮ固体基準で、１０重量％以
上の水分を与えるようにし、そして ｋ）紡出フィラメント温度は、紡糸室出口で測定して１
１０℃１好ましくは１００℃である、ことを特徴とする
ＰＡＮ繊維の製造法。

２．上記第１項において、紡糸室における紡糸欠陥水準
か１０／１００，０００フイラメント以下であることを
特徴とするＰＡＮ繊維の製造法。

３、上記第１項において、紡出フィラメントの後処理を
、繊維を紡糸缶に貯蔵せず、随時幾つかの紡糸室からの
繊維を集めてトウにし、直接そして連続的に後処理装置
に供給して実施することを特徴とするＰＡＮ繊維の製造
法。

４、上記第１項及び第２項において、ポリアクリロニト
リル繊維の後処理を、不連続的に、随時糸条を合わせて
トウを形成し、紡糸缶に貯蔵してから実施することを特
徴とするＰＡＮ繊維の製造法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高温空気を紡糸気体媒体として使用し、高度分極溶
   剤に溶解した高温ＰＡＮ溶液を、多数の紡糸孔を有する
   環状口金を通して紡糸し、紡糸雰囲気気体を噴出させ、
   そして紡糸仕上げ剤を塗布する乾式紡糸法によるＰＡＮ
   繊維の製造法において、紡糸室の形状があらかじめ決め
   られており（円形の紡糸室であり、その直径が２７０な
   いし３００ｍｍ、好ましくは２７５ないし２８５ｍｍ、
   特に好ましくは約２８０ｍｍである）、 ａ）紡糸溶液中のＤＭＦ含量を３０重量％以下にし、紡
   糸室吐出量が、１紡糸室当たり、１時間ＰＡＮ固体で少
   なくとも２０ｋｇ、好ましくは２０ないし５０ｋｇ、特
   に２０ないし４０ｋｇであり、 ｂ）使用する熱風量が少なくとも１時間当たり、７０ｍ
   ＾３（標準状態）、好ましくは７０ないし１００ｍ＾３
   特に７０ないし８０ｍ＾３であり、 ｃ）紡糸熱風の温度が少なくとも３６０℃、好ましくは
   ３６０ないし４００℃であり、同熱風を頂部から底部に
   向けて繊維束と実質的に平行に噴射させ、 ｄ）紡糸室壁温度は少なくとも２００℃、好ましくは２
   ００ないし２２０℃であり、 ｅ）エネルギー消費率がＰＡＮ固体当たり、そして加熱
   表面１ｍ＾２当たり、少なくとも０．０９ｋｗｈであり
   、 ｆ）環状紡糸口金の吐出孔密度が、環状口金表面積１ｃ
   ｍ＾２当たり、１０．５孔より大きくなく、 ｇ）環状口金上にある少なくとも５００、好ましくは５
   ００ないし２，５００ある紡糸孔の孔間隔が少なくとも
   ２．８ｍｍであり、 ｈ）紡出フィラメントの仕上げ剤処理を、水及び／又は
   油を含む水性製剤を使用して、紡糸室内で行い、 ｉ）水又は油を含む水性製剤の最小塗布量は、紡糸室を
   出るフィラメント中のＰＡＮ固体基準で、１０重量％以
   上の水分を与えるようにし、そして ｋ）紡出フィラメント温度は、紡糸室出口で測定して１
   １０℃好ましくは１００℃である、ことを特徴とするＰ
   ＡＮ繊維の製造法。 ２、特許請求の範囲第１項において、紡出フィラメント
   の後処理を、繊維を紡糸缶に貯蔵せず、随時幾つかの紡
   糸室からの繊維を集めてトウにし、直接そして連続的に
   後処理装置に供給して実施することを特徴とするＰＡＮ
   繊維の製造法。