JPS62141113A - 繊維の製造方法 - Google Patents
繊維の製造方法Info
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- JPS62141113A JPS62141113A JP27928985A JP27928985A JPS62141113A JP S62141113 A JPS62141113 A JP S62141113A JP 27928985 A JP27928985 A JP 27928985A JP 27928985 A JP27928985 A JP 27928985A JP S62141113 A JPS62141113 A JP S62141113A
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- Artificial Filaments (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は湿式又は乾湿式紡糸法によって紡糸される糸条
の製造方法に関する。また特に高強度、高弾性率糸条の
製造、及び炭素繊維用として有用なアクリル繊維の製法
に関する。
の製造方法に関する。また特に高強度、高弾性率糸条の
製造、及び炭素繊維用として有用なアクリル繊維の製法
に関する。
［従来の技術］
従来、湿式紡糸又は乾湿式紡糸方法は、広く繊維の製造
に用いられているが、特に近年高重合度のポリマを紡糸
し、ゲル状態で取り扱い、超延伸する手法等が開発され
るに及んで、溶融紡糸法では取り扱いが困難なポリマの
紡糸が可能であることから、高強度繊維の製造方法とし
て注目を浴びている。 良く知られているように、これ
らの超高強度繊維は弾性率が高い材料であることが多く
、その強度は微細な傷にも影響を受ける。従って、高性
能の繊維を得るためには、出来るだけ傷の少ない繊維を
作る必要がある。例えばアクリル系の炭素繊維前駆体（
プリカーサ）を製造する際の糸条のガイドについてその
表面を改良した例が知られている（特開昭５３−８１７
３３、特開昭５５−１４２７１９など）。また特に乾湿
式紡糸方法に使用する凝固浴ガイドを、積極回転するロ
ーラとした例も知られている（実開昭５４−９３５１４
）。特に繊維の剛性が高い場合や、繊度が小さい場合に
、製造工程の前半において糸条が充分緻密化していない
湿潤糸条を扱う工程などにおいては、従来より一層の高
強度化を達成するため、傷の発生や張力の斑による伸度
斑を防止する技術が必要とされている。
に用いられているが、特に近年高重合度のポリマを紡糸
し、ゲル状態で取り扱い、超延伸する手法等が開発され
るに及んで、溶融紡糸法では取り扱いが困難なポリマの
紡糸が可能であることから、高強度繊維の製造方法とし
て注目を浴びている。 良く知られているように、これ
らの超高強度繊維は弾性率が高い材料であることが多く
、その強度は微細な傷にも影響を受ける。従って、高性
能の繊維を得るためには、出来るだけ傷の少ない繊維を
作る必要がある。例えばアクリル系の炭素繊維前駆体（
プリカーサ）を製造する際の糸条のガイドについてその
表面を改良した例が知られている（特開昭５３−８１７
３３、特開昭５５−１４２７１９など）。また特に乾湿
式紡糸方法に使用する凝固浴ガイドを、積極回転するロ
ーラとした例も知られている（実開昭５４−９３５１４
）。特に繊維の剛性が高い場合や、繊度が小さい場合に
、製造工程の前半において糸条が充分緻密化していない
湿潤糸条を扱う工程などにおいては、従来より一層の高
強度化を達成するため、傷の発生や張力の斑による伸度
斑を防止する技術が必要とされている。
［発明が解決しようとする問題点コ
本発明の目的は湿式または乾湿式紡糸法によって製造さ
れる繊維の操業性差ひに機械的特性を改善し、その品質
を向上せしめることにある。また特にアクリル系プリカ
ーサ、すなわち炭素繊維製造用アクリル系原糸の製造に
あたり、毛羽や傷がなく、しかも均一性に優れたものを
製造する方法に関する。他の目的は原糸製造工程、炭化
工程での操業上の種々の問題を解決し、品質品位とも良
好な糸条を得ることが出来る方法を提供することにある
。
れる繊維の操業性差ひに機械的特性を改善し、その品質
を向上せしめることにある。また特にアクリル系プリカ
ーサ、すなわち炭素繊維製造用アクリル系原糸の製造に
あたり、毛羽や傷がなく、しかも均一性に優れたものを
製造する方法に関する。他の目的は原糸製造工程、炭化
工程での操業上の種々の問題を解決し、品質品位とも良
好な糸条を得ることが出来る方法を提供することにある
。
［問題点を解決するための手段］
このような本発明の目的は、湿式又は乾湿式紡糸法によ
って紡糸した繊維束が、未だ湿潤状態にあるうちにガイ
ドを用いてその走行方向を変化させるか、又は（および
）集束させるにあたり、該糸条ガイドに特別な形状のも
のを用いることで達成されることが明らかとなった。本
発明の製造方法においては、製造工程中、糸条が湿潤状
態にある場合に使用するガイドの接糸部が、糸条の走行
方向に対して曲率半径が０．１〜１．５ｍｍ、好ましく
は０．５〜１．０ｍｍである事に特徴がある。通常この
ようなガイドは糸条を傷つけるのではないかと考えられ
るが、特に湿潤状態にある繊維束についてはまったく異
なる挙動を示し、このようなガイドによれば、ガイド摩
擦力（即ち出側の張力の入側の張力に対する比で現わさ
れるガイドの抵抗）が大幅に減少し、その結果ガイドに
よる糸条の擦過傷も減少することが明らかになった。
って紡糸した繊維束が、未だ湿潤状態にあるうちにガイ
ドを用いてその走行方向を変化させるか、又は（および
）集束させるにあたり、該糸条ガイドに特別な形状のも
のを用いることで達成されることが明らかとなった。本
発明の製造方法においては、製造工程中、糸条が湿潤状
態にある場合に使用するガイドの接糸部が、糸条の走行
方向に対して曲率半径が０．１〜１．５ｍｍ、好ましく
は０．５〜１．０ｍｍである事に特徴がある。通常この
ようなガイドは糸条を傷つけるのではないかと考えられ
るが、特に湿潤状態にある繊維束についてはまったく異
なる挙動を示し、このようなガイドによれば、ガイド摩
擦力（即ち出側の張力の入側の張力に対する比で現わさ
れるガイドの抵抗）が大幅に減少し、その結果ガイドに
よる糸条の擦過傷も減少することが明らかになった。
このような効果が得られる理由としては、ガイドの摩擦
力が、実質的には糸条とガイドとの接触表面積に依存す
るため、平滑に仕上げた表面を有するガイドては、本発
明に開示した形態のものが大きな効果を有すると考えら
れる。糸条の走行方向に対する曲率半径が１．５ｒｎｍ
以上では接触面積が大きくなりすぎて本発明の効果が乏
しい。一方、０．１ｍｍ以下では不均一な圧力を糸条に
与えることになり、また滑らかな表面のガイドを製作す
ることが困難になって、かえって糸条を傷つけることに
なり好ましくない。
力が、実質的には糸条とガイドとの接触表面積に依存す
るため、平滑に仕上げた表面を有するガイドては、本発
明に開示した形態のものが大きな効果を有すると考えら
れる。糸条の走行方向に対する曲率半径が１．５ｒｎｍ
以上では接触面積が大きくなりすぎて本発明の効果が乏
しい。一方、０．１ｍｍ以下では不均一な圧力を糸条に
与えることになり、また滑らかな表面のガイドを製作す
ることが困難になって、かえって糸条を傷つけることに
なり好ましくない。
本方法で用いるガイドは、直径が０．２〜３ｍｍ１好ま
しくは１〜２ ｒｎ ｒｒｉの丸棒であることが出来る
。また先端が本発明の範囲に含まれる曲率半径を有し、
後背部分に先端部分の補強、および水流の整流効果を有
するブレードがあるものについても、条件によって好適
に使用できる。
しくは１〜２ ｒｎ ｒｒｉの丸棒であることが出来る
。また先端が本発明の範囲に含まれる曲率半径を有し、
後背部分に先端部分の補強、および水流の整流効果を有
するブレードがあるものについても、条件によって好適
に使用できる。
本発明の方法で用いるガイドは、一般的に湿潤状態にあ
る糸条を、集束または（および）方向変化させるのに際
して使用すると効果があり、その例としては凝固浴中ガ
イド、延伸浴ガイド、水洗ガイド、給油ガイド、および
湿潤した糸条を巻取る場合の巻取りガイドなどが挙げら
れるが、中でも重合体を口金より一旦気体中に吐出せし
め、その後凝固浴に導く乾湿式紡糸方法において、垂直
方向に糸条を走行せしめながら凝固させた後、該糸条の
方向を変更するガイドに使用すると特に効果がある。こ
の方法によれば、ガイド上における糸条の接触部分の長
さが減少するため、凝固浴より引きとられる糸条の張力
が減少し、それに１半なって糸条傷が減少するばかりで
なく、糸条の繊度斑、伸度斑が減少し、また浴液の随伴
流及び乱れが激減する事が明らかになった。特に紡糸浴
中において糸条に過大な張力を付与することは、適切な
糸条把持機構が存在しない以上、避ける必要がある。す
なわち紡糸浴中において凝固糸の降伏応力以上の張力が
付与された糸条ては、好ましくない条件で不均一な延伸
が生じるため、後に続く延伸工程での種々の問題の原因
となっていた。
る糸条を、集束または（および）方向変化させるのに際
して使用すると効果があり、その例としては凝固浴中ガ
イド、延伸浴ガイド、水洗ガイド、給油ガイド、および
湿潤した糸条を巻取る場合の巻取りガイドなどが挙げら
れるが、中でも重合体を口金より一旦気体中に吐出せし
め、その後凝固浴に導く乾湿式紡糸方法において、垂直
方向に糸条を走行せしめながら凝固させた後、該糸条の
方向を変更するガイドに使用すると特に効果がある。こ
の方法によれば、ガイド上における糸条の接触部分の長
さが減少するため、凝固浴より引きとられる糸条の張力
が減少し、それに１半なって糸条傷が減少するばかりで
なく、糸条の繊度斑、伸度斑が減少し、また浴液の随伴
流及び乱れが激減する事が明らかになった。特に紡糸浴
中において糸条に過大な張力を付与することは、適切な
糸条把持機構が存在しない以上、避ける必要がある。す
なわち紡糸浴中において凝固糸の降伏応力以上の張力が
付与された糸条ては、好ましくない条件で不均一な延伸
が生じるため、後に続く延伸工程での種々の問題の原因
となっていた。
しかし本発明のガイドを用いると、特に高速引取時にお
いても、低張力で操作が出来るため、糸条の降伏応力以
下の力が付与されるのみであるあて、有効な結果を与え
ることが判明した。
いても、低張力で操作が出来るため、糸条の降伏応力以
下の力が付与されるのみであるあて、有効な結果を与え
ることが判明した。
本発明に適用される重合体としてはアクリロニトリル及
びその共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
オキシメチレン、ポリビニルアルコール及びその誘導体
、ポリアミド、アラミド、ポリエステル等溶液状態で紡
糸が可能である物が挙げられる。又特に炭素繊維のプリ
カーサとして用いるアクリロニトリル重合体に適用する
と好結果が得られる。
びその共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
オキシメチレン、ポリビニルアルコール及びその誘導体
、ポリアミド、アラミド、ポリエステル等溶液状態で紡
糸が可能である物が挙げられる。又特に炭素繊維のプリ
カーサとして用いるアクリロニトリル重合体に適用する
と好結果が得られる。
本発明で使用するアクリル系重合体としては、少なくと
もアクリロニトリルを９０％以上含有し必要に応じて他
の不飽和単量体を共重合させて作成されるが、その例と
しては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、アク
リル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリルアミドお
よびその誘導体、アリルスルフォン酸およびその塩等を
あげることが出来る。またその重合方法には、特に制限
はなく、従来からの一般的な方法によることができる。
もアクリロニトリルを９０％以上含有し必要に応じて他
の不飽和単量体を共重合させて作成されるが、その例と
しては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、アク
リル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリルアミドお
よびその誘導体、アリルスルフォン酸およびその塩等を
あげることが出来る。またその重合方法には、特に制限
はなく、従来からの一般的な方法によることができる。
更にこの重合体の紡糸原液の作成に際しては、溶媒とし
て有機系のジメチルスルフオキシド、ジメチルフォルム
アミド、ジメチルアセ］・アミドや無機系の硝酸、塩化
亜鉛、ロダンソーダ等の水溶液等を使用することが出来
る。
て有機系のジメチルスルフオキシド、ジメチルフォルム
アミド、ジメチルアセ］・アミドや無機系の硝酸、塩化
亜鉛、ロダンソーダ等の水溶液等を使用することが出来
る。
本発明の紡糸方法における東あたりのフィラメント数は
、通常１〜３００００の範囲で選ぶことが出来る。特に
フィラメント数が多く、糸条の速度が比１校的高い場合
に効果が大きい。また、ｉｌｌ糸の繊度としては、０．
１〜１００ｄの範囲で選ぶことが出来るが、単糸繊度が
１ｄ以下、好ましくは０．１〜０．８ｄのものは傷が付
きやすいため、特に効果がある。
、通常１〜３００００の範囲で選ぶことが出来る。特に
フィラメント数が多く、糸条の速度が比１校的高い場合
に効果が大きい。また、ｉｌｌ糸の繊度としては、０．
１〜１００ｄの範囲で選ぶことが出来るが、単糸繊度が
１ｄ以下、好ましくは０．１〜０．８ｄのものは傷が付
きやすいため、特に効果がある。
本発明で使用するガイドは、その材質が硬質クロムメッ
キをした金属、金属上にチタン、アルミナ、チタンカー
バイドなどのセラミックスやテフロン、シリコンなどで
コーティングを施したもの、あるいはガラス、アルミナ
、チタン、ジルコニアなどのセラミックスなど、通常の
糸道ガイドに用いられる材質が使用される。表面の状態
は鏡面または梨地状であることが出来るが、糸と接した
ときに惧が発生するのを防止するため微細な凹凸や尖端
部分が無いものが好ましいのは自明である。
キをした金属、金属上にチタン、アルミナ、チタンカー
バイドなどのセラミックスやテフロン、シリコンなどで
コーティングを施したもの、あるいはガラス、アルミナ
、チタン、ジルコニアなどのセラミックスなど、通常の
糸道ガイドに用いられる材質が使用される。表面の状態
は鏡面または梨地状であることが出来るが、糸と接した
ときに惧が発生するのを防止するため微細な凹凸や尖端
部分が無いものが好ましいのは自明である。
１足って鏡面状のものでは、出来るだけ表面を滑らかに
し、梨地状のものでは、接糸部分が球面状に仕上げたも
のを用いると好ましい結果が得られる。
し、梨地状のものでは、接糸部分が球面状に仕上げたも
のを用いると好ましい結果が得られる。
し発明の効果］
本発明の方法で得られる繊維は、工程中の張力を低く出
来るため、毛羽やたるみの少ない操業性の良好なもので
ある。また特に凝固浴中のガイドとして使用した場合、
凝固状態が各々のフィラメント間で均一化しているため
、繊度斑、伸度斑が無く、また低張力で引きとられるた
めに、繊維表面の傷が出来にくく、凝固浴中でのドラフ
トが小さい。その結果として後続する延伸工程における
工程安定性が増加し、延伸倍率が上昇するという特徴が
ある。従って特にアクリル系繊維に適用した場合、この
プリカーサを用いて製造した炭化糸は毛羽の少ない、高
品位のものが得られ、また高品質であるという特徴を得
ることができる。
来るため、毛羽やたるみの少ない操業性の良好なもので
ある。また特に凝固浴中のガイドとして使用した場合、
凝固状態が各々のフィラメント間で均一化しているため
、繊度斑、伸度斑が無く、また低張力で引きとられるた
めに、繊維表面の傷が出来にくく、凝固浴中でのドラフ
トが小さい。その結果として後続する延伸工程における
工程安定性が増加し、延伸倍率が上昇するという特徴が
ある。従って特にアクリル系繊維に適用した場合、この
プリカーサを用いて製造した炭化糸は毛羽の少ない、高
品位のものが得られ、また高品質であるという特徴を得
ることができる。
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
なお湿潤糸条の降伏応力は定速引張型引張試験機によっ
て、紙長５０ｍｍ、引張速度５００ｍｍ／ｍｉｎで、湿
潤状態のまま測定した１次降伏点実施例１ アクリロニ！・リル９９．３％、イタコン酸０゜７％（
重量％）からなるアクリル系共重合体の２０％ジメチル
スルフオキシド（ＤＭＳＯ）溶液（４５℃における溶液
粘度が６００ボイスの重合度を示すもの）を直径０．２
ｍｍ、孔数１５００の口金を介して一旦空気中に吐出せ
しめ、其の後３０％のＤＭＳＯ水溶液中に導き凝固させ
、口金から５００ ｍｍの距離だけ垂直方向に引きとっ
たのち、折り返しガイドを用いて角度７０度で上方に方
向転換し浴外に引き取った。こののち常法に従って水洗
、延伸、油剤付与、乾燥緻密化をおこないさらにスチー
ム中で延伸して、単糸繊度０゜７ｄのアクリル系プリカ
ーサを得た。この糸条を２３０〜２６０°Ｃの空気中で
酸化し、のち最高温度１３５０℃の不活性雰囲気中で炭
化して、炭素繊維を得た。
て、紙長５０ｍｍ、引張速度５００ｍｍ／ｍｉｎで、湿
潤状態のまま測定した１次降伏点実施例１ アクリロニ！・リル９９．３％、イタコン酸０゜７％（
重量％）からなるアクリル系共重合体の２０％ジメチル
スルフオキシド（ＤＭＳＯ）溶液（４５℃における溶液
粘度が６００ボイスの重合度を示すもの）を直径０．２
ｍｍ、孔数１５００の口金を介して一旦空気中に吐出せ
しめ、其の後３０％のＤＭＳＯ水溶液中に導き凝固させ
、口金から５００ ｍｍの距離だけ垂直方向に引きとっ
たのち、折り返しガイドを用いて角度７０度で上方に方
向転換し浴外に引き取った。こののち常法に従って水洗
、延伸、油剤付与、乾燥緻密化をおこないさらにスチー
ム中で延伸して、単糸繊度０゜７ｄのアクリル系プリカ
ーサを得た。この糸条を２３０〜２６０°Ｃの空気中で
酸化し、のち最高温度１３５０℃の不活性雰囲気中で炭
化して、炭素繊維を得た。
この凝固糸の湿潤状態での降伏応力は、０．５ｇ／ｄで
あった。此の際浴中ガイドとして第１表に示すものを用
いた。第１表に示すように、本発明によれば、糸条の引
取張力が減少するため凝固浴中で不必要な延伸を生じる
ことがなく、最大延伸倍率が上昇し、繊度斑が減少する
とともに、炭素繊維のストランド強度が向上することが
判明した。
あった。此の際浴中ガイドとして第１表に示すものを用
いた。第１表に示すように、本発明によれば、糸条の引
取張力が減少するため凝固浴中で不必要な延伸を生じる
ことがなく、最大延伸倍率が上昇し、繊度斑が減少する
とともに、炭素繊維のストランド強度が向上することが
判明した。
Claims (2)
- （１）湿式又は乾湿式紡糸法によって紡糸した湿潤状態
にある糸条を、ガイドを用いてその走行方向を変化させ
るか、又は（および）集束させるにあたり、該糸条ガイ
ドの接糸部が、糸条の走行方向に対して曲率半径が０．
１〜１．５ｍｍのものを用いることにより、引きとられ
る糸条の張力を、該糸条の湿潤状態における荷重伸張曲
線の降伏応力以下とすることを特徴とする湿式又は乾湿
式紡糸法による繊維の製造方法。 - （２）該ガイドが、乾湿式紡糸において、凝固浴中で垂
直方向に糸条を走行せしめながら凝固させた後、該糸条
の方向を変更するガイドである、特許請求の範囲第１項
の繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27928985A JPS62141113A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27928985A JPS62141113A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62141113A true JPS62141113A (ja) | 1987-06-24 |
| JPH0341561B2 JPH0341561B2 (ja) | 1991-06-24 |
Family
ID=17609090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27928985A Granted JPS62141113A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62141113A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01132817A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-25 | Kuraray Co Ltd | 細繊度ビスコースレーヨンフィラメント糸およびその製造方法 |
| JPH02149771U (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-21 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045605A (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-12 | Toray Ind Inc | 紡糸引取方法 |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP27928985A patent/JPS62141113A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045605A (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-12 | Toray Ind Inc | 紡糸引取方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01132817A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-25 | Kuraray Co Ltd | 細繊度ビスコースレーヨンフィラメント糸およびその製造方法 |
| JPH02149771U (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0341561B2 (ja) | 1991-06-24 |
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