JPH08246284A - スチーム延伸装置およびスチーム延伸方法 - Google Patents

スチーム延伸装置およびスチーム延伸方法

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JPH08246284A
JPH08246284A JP4547195A JP4547195A JPH08246284A JP H08246284 A JPH08246284 A JP H08246284A JP 4547195 A JP4547195 A JP 4547195A JP 4547195 A JP4547195 A JP 4547195A JP H08246284 A JPH08246284 A JP H08246284A
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JP
Japan
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steam
yarn
acrylic
box
roller
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JP4547195A
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English (en)
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Takahiro Ogushi
隆浩 大串
Yoshikazu Tokuoka
義和 徳岡
Hideo Tamai
秀雄 玉井
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】アクリル系糸条をスチーム延伸する装置であっ
て、導入糸条を予熱するためのスチームボックスと、加
圧スチームを供給して延伸するためのスチーム延伸機と
からなることを特徴とするスチーム延伸装置、およびそ
れによるスチーム延伸方法。 【効果】特にシリコーン系油剤を付与したアクリル系糸
条をスチーム延伸する場合に、毛羽発生などの品位低下
やローラー巻付き等の操業性不良を起こすことなく、安
定して延伸できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクリル系糸条のスチ
ーム延伸方法およびスチーム延伸装置に関するものであ
り、安定した操業性を有する糸条のスチーム延伸方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリアクリロニトリル系繊維は炭素繊維
のプリカーサとして利用されており、性能の優れた炭素
繊維を得るために多くの改善技術が開示されている。炭
素繊維はそのプリカーサであるポリアクリロニトリル系
繊維を紡糸する製糸工程、200〜400℃の空気雰囲
気中で該繊維を加熱焼成して酸化繊維に転換する耐炎化
工程、窒素,アルゴン,ヘリウム等の不活性雰囲気中で
さらに300〜2500℃に加熱して炭化する炭化工程
を経ることで得られ、複合材料の強化繊維として航空宇
宙用途やスポーツ用途、一般産業用途などに幅広く利用
されている。
【0003】従来、炭素繊維プリカーサの生産性を上げ
るために、加圧スチーム中でアクリル繊維を延伸するス
チーム延伸法が一般的であった。例えば、特開昭58−
214521号公報には、一段延伸でなおかつスチーム
の湿り度を適正化し、糸条を適度に濡らし可塑効果を与
えることにより延伸性を向上させようとする技術が開示
されている。
【0004】近年、高強度炭素繊維用プリカーサーの製
造技術として、シリコーン系油剤を付与したプリカーサ
が開発され、さまざまなシリコーン系油剤が検討されて
いる。しかし、シリコーン系油剤を付与したアクリル系
糸条の場合は、シリコーン油剤の性質である撥水作用に
より糸条内への水分の浸透速度が遅いため、伝熱速度も
遅くなる。その結果、特開昭58−214521号公報
に記載の技術をシリコーン系油剤付与糸に適用した場
合、スチーム延伸工程において延伸不良を起こし毛羽が
発生して品位低下やローラー巻付き等の操業性不良を起
こす欠点があった。また、プリカーサの品位が低下する
と次工程である焼成工程でも品位低下やローラー巻付き
等が起こり、操業性を著しく阻害する等の問題が起こ
る。
【0005】これらの問題に対して、特開平5−263
313号公報には、アクリル系糸条をスチーム延伸する
場合、1つのスチームチューブ内に3つのラビリンスシ
ールを用いて、予熱状態の延伸工程とそれに続く加熱状
態の延伸工程の2工程からなるスチームチューブを用い
ることにより延伸性を向上させようとする技術が開示さ
れているが、このスチームチューブは一段延伸のスチー
ムチューブに比べ、スチームのシール部が多くなるた
め、シール部との擦過によりプリカーサの品位が低下し
たり、スチームチューブの構造が複雑になるため設備費
が高くなるなどの問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、アク
リル系糸条をスチーム延伸する場合、特にシリコーン系
油剤を付与したアクリル系糸条をスチーム延伸する場合
に、安定して延伸できる延伸方法および延伸装置を提供
し、製造工程の安定化とプリカーサーの品位向上をはか
ることにある。
【0007】
【課題を解決する手段】上記課題を達成するため、本発
明のスチーム延伸装置は次の構成を有する。すなわち、
アクリル系糸条をスチーム延伸する装置であって、導入
糸条を予熱するためのスチームボックスと、加圧スチー
ムを供給して延伸するための両端をシールしたスチーム
延伸機とからなることを特徴とするスチーム延伸装置で
ある。
【0008】また上記課題を達成するため、本発明のス
チーム延伸方法は次の構成を有する。すなわち、アクリ
ル系糸条をスチーム延伸するに際して、導入糸条をスチ
ームボックス内に導いて糸条の予熱を行い、ついで両端
をシールしたスチームチューブへ導いて加圧スチーム中
で延伸することを特徴とするスチーム延伸方法である。
【0009】以下、本発明の詳細と好ましい態様を説明
する。
【0010】本発明において適用するアクリル系糸条と
は、アクリロニトリル90重量%以上からなるアクリル
系重合体からなるものである。10重量%未満であれば
他のモノマーを共重合成分として含んでいても良い。コ
モノマーとしてはアクリル酸、メタアクリル酸、イタコ
ン酸、もしくはこれらのメチルエステル、エチルエステ
ル、プロピルエステル、ブチルエステル、アルカリ金属
塩、アンモニウム塩、またはアリルスルホン酸、メタリ
ルスルホン酸、スチレンスルホン酸、もしくはこれらの
アルカリ金属塩等のうち一種または二種以上を用いるこ
とができる。アクリル系重合体は公知の乳化重合、塊状
重合、溶液重合等の重合法を用いて得られる。 本発明
において適用するアクリル系糸条は、かかる重合体から
次のようにして得ることができる。ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド(以下、DMSO)、ジメチ
ルホルムアミド、硝酸、ロダンソーダ水溶液等を溶媒と
するアクリル系重合体の溶液を紡糸原液として、通常の
湿式紡糸法、乾湿式紡糸法、または乾式紡糸法によって
紡糸し、その後、通常浴中延伸を行う。浴中延伸は紡出
糸に対して直接行っても良いし、紡出糸を一度水洗し溶
媒を除去した後行ってもよい。浴中延伸は通常50〜9
8℃の延伸浴中で約2〜6倍に延伸される。浴中延伸さ
れた糸条は、通常、油剤、特にシリコーン系油剤を付与
し、ホットローラ等で乾燥緻密化される。
【0011】かかるアクリル系糸条を、スチーム延伸に
供する。
【0012】本発明のスチーム延伸装置は、スチームボ
ックスとスチーム延伸機とからなる。スチーム延伸機に
導入する糸条を予熱するためにスチームボックスをスチ
ーム延伸機の前に配置する必要がある。これにより、例
えばシリコーン系油剤が付与されているため撥水作用に
より伝熱速度の遅いアクリル系糸条の場合でも、スチー
ム延伸機に導入されるアクリル系糸条はスチームボック
スにおいて十分に予熱されるので、毛羽発生などの品位
低下やローラー巻付き等の操業性不良を起こすことのな
い良好な延伸を行なうことができるのである。
【0013】スチームボックスは図1に示すように、ス
チームボックス1の中にスチーム吹き出し口3を備え、
吹き出されたスチームが直接糸条4に当たって単糸切れ
を起こさないよう、またボックス内にスチームを均一に
行きわたらせる様に遮蔽版2が備えてあるのが好まし
い。またボックス内にはスチームドレンを排出するため
のドレン抜き5を備えても良い。また、アクリル系糸条
の擦過による品位低下を防止するため、スチームボック
スにおける糸条の出入り口には、ラビリンスシールなど
のシール構造を設けない方が良い。
【0014】スチームボックスの寸法が大きすぎると供
給するスチーム流量を多くしなければならないし、また
操作性が悪くなる場合がある。従って、スチームボック
スの長さは200〜500mm、幅は30〜50mm、
深さは50〜100mmが好ましい。
【0015】スチームボックス内に供給するスチームの
圧力が低い場合は予熱の効果が小さくなり、逆にスチー
ムの圧力が高い場合にはスチームの漏れが多くなること
により走行糸条を乱して毛羽が発生することもあるの
で、スチームボックス内に供給するスチームの圧力は好
ましくは0.5〜1.5kg/cm2 、より好ましくは0.
7〜1.2kg/cm2 であるのがよい。
【0016】本発明におけるスチーム延伸機は、チュー
ブ型、ボックス型等の公知の延伸機を用いることができ
るが、操作性等の点でチューブ型の延伸機であることが
好ましい。スチーム延伸機内のスチームとしては、常圧
スチームよりも加圧スチームを用いる方が延伸倍率を高
く設定できる。したがって、スチーム延伸機内のスチー
ムの圧力を加圧下に保つため、スチーム延伸機の出入り
口にはラビリンスシールなどのシール構造を有する。
【0017】スチームボックスとスチーム延伸機との間
隔が大きすぎると、スチームボックスで予熱した糸条が
スチーム延伸機へ導入される前に冷えてしまい、その結
果、延伸不良を招いてしまう場合があるので、スチーム
ボックスとスチーム延伸機との間隔は200mm以内で
あることが好ましい。
【0018】
【実施例】以下実施例をあげて本発明を具体的に説明す
る。
【0019】(実施例1〜7)アクリロニトリル99.
7モル%、イタコン酸0.3モル%からなる固有粘度
[η]が1.80のアクリル系重合体の20%DMSO
溶液を紡糸原液として、孔径が0.05mmφの300
0ホールの口金を用いてDMSO59%、水41%から
なる凝固浴中に吐出し凝固糸を得た。該凝固糸を水洗後
熱水中で5倍に延伸しアミノ変性シリコーンを付与した
後、乾燥緻密化を行って、アクリル系糸条を得た。
【0020】得られたアクリル系糸条を、長さ300m
m、幅40mm、深さ70mmのスチームボックスをス
チーム延伸機の100mm前方に配置した、図2に示す
スチーム延伸装置を用いて、スチーム延伸機内のスチー
ム圧力を3.0kg/cm2の加圧スチームとして、ス
チームボックスに供給するスチームの圧力を変更して、
2.8倍に延伸を行なった。その後乾燥して、単繊維繊
度が1.0dで、総繊度が3000dの延伸糸条を得
た。
【0021】得られた延伸糸条の毛羽の発生状況を評価
し、表1に示した。なお、毛羽の評価は走行状態の糸条
を肉眼で10分間観察し、糸条表面の毛羽の数をカウン
トした。
【0022】表1の結果から、本発明のスチーム延伸装
置を用いると毛羽の発生が少ないことが分かる。
【0023】(比較例1)スチームボックスを用いなか
った以外は、実施例と同様にして延伸糸条を得た。得ら
れた延伸糸条の毛羽発生は、表1に示すように著しかっ
た。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、特にシリコーン系油剤
を付与したアクリル系糸条をスチーム延伸する場合に、
毛羽発生などの品位低下やローラー巻付き等の操業性不
良を起こすことなく、安定して延伸できるので、アクリ
ル系繊維の製造工程の安定化と品位向上をはかることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスチーム延伸装置の一例を示す概略断
面図である。
【図2】従来のスチーム延伸装置を示す概略断面図であ
る。
【符号の説明】
1:スチームボックス 2:遮蔽版 3:スチーム供給口 4:アクリル系糸条 5:ドレン排出口 6:糸条供給ローラー 7:糸条引取ローラー 8:スチーム導入管 9:スチームチューブ 10:ラビリンスシール

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクリル系糸条をスチーム延伸する装置で
    あって、導入糸条を予熱するためのスチームボックス
    と、加圧スチームを供給して延伸するための両端をシー
    ルしたスチーム延伸機とからなることを特徴とするスチ
    ーム延伸装置。
  2. 【請求項2】アクリル系糸条をスチーム延伸するに際し
    て、導入糸条をスチームボックス内に導いて糸条の予熱
    を行い、次いで両端をシールしたスチーム延伸機へ導い
    て加圧スチーム中で延伸することを特徴とするスチーム
    延伸方法。
JP4547195A 1995-03-06 1995-03-06 スチーム延伸装置およびスチーム延伸方法 Pending JPH08246284A (ja)

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