(57)【要約】      （修正有）【課題】紡糸口金の大小に関わらず、初期糸切れを発生させることなく、安定してアクリル繊維を製造する方法を提供する。【解決手段】以下の（１）〜（４）の工程を行うノズルパック８の清浄方法。（１）ノズルパックを構成する部材に分解する。（２）それぞれの部材を溶剤、水で順次洗浄・乾燥する。（３）それぞれの部材を空気清浄度クラス１０００以下の環境下に移し、清澄な液体で洗浄する。（４）引き続き、空気清浄度クラス１０００以下の環境下で風乾後、前記環境内でノズルパックに組立ててノズルパックとし、開口部をフィルムでふさいで作業を完了する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の（１）〜（４）の工程を行うノズルパックの清浄方法。
（１）ノズルパックを構成する部材に分解する。
（２）それぞれの部材を溶剤、水で順次洗浄・乾燥する。
（３）それぞれの部材を空気清浄度クラス１０００以下の環境下に移し、清澄な液体で洗浄する。
（４）引き続き、空気清浄度クラス１０００以下の環境下で風乾後、
前記環境内でノズルパックに組立ててノズルパックとし、開口部をフィルムでふさいで作業を完了する。
【請求項２】
ノズルパックを構成する部材を洗浄した洗浄液中に存在する異物を、液中微粒子計によって測定し、次の基準を満たすまで、洗浄を繰り返し施す請求項１に記載のあるノズルパックの清浄方法。
紡糸口金の孔径の４分の１以上の大きさの粒子径を有する異物：１０個以下／ｍｌ
紡糸口金の孔径の２分の１以上の大きさの粒子径を有する異物：０個／ｍｌ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルパックの清浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクリル繊維は紡糸口金の細孔を通して重合体溶液を押出すことにより形成される。こうした押出操作において、口金の流路部、特に細孔部は重合体の残渣や無機物粒子が付着し経時的に汚れてくる。このようにして汚れた口金は、紡糸の連続性及び紡出時の品質に障害を起こすので、これらの汚れを洗浄しなければならない。
汚れた口金の洗浄は、例えば溶剤洗浄、超音波洗浄、高圧洗浄流体により行うことができる。特許文献１には、口金を高圧洗浄流体により洗浄する事で、糸切れが低減できる事が提案されている。
また、特許文献２では、ノズルパックの組立て前に、クリーンルーム内で圧縮空気によってノズルパックに付着した異物を除去し、ノズルパックの組立て操作を行う事で、紡糸スタートアップ直後の糸切れが低減できる事が記載されている。
しかし、上記で示した操作を組み合わせても、紡糸スタートアップ直後の糸切れ低減はまだまだ満足できるものではなく、特に細径口金を用いた紡糸に至っては大きな効果を示すものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３８６９公報
【特許文献２】特開２００８−１０６３９６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、紡糸スタートアップ直後の糸切れ原因を鋭意検討した結果、組立て時にノズルパック内に混入した異物や、ノズルパックを構成する部材の洗浄後に行う乾燥工程において、圧縮空気を吹き付ける事によって混入する微小な異物が、紡糸スタートアップ直後の糸切れ（初期糸切れ）に関係する事を見出した。本発明は、紡糸口金孔径の大小に関わらず、初期糸切れを発生させることなく、安定してアクリル繊維を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明の要旨は、以下の（１）〜（４）の工程を行うノズルパックの清浄方法である。
（１）ノズルパックを構成する部材に分解する。
（２）それぞれの部材を溶剤、水で順次洗浄・乾燥する。
（３）それぞれの部材を空気清浄度クラス１０００以下の環境下に移し、清澄な液体で洗浄する。
（４）引き続き、空気清浄度クラス１０００以下の環境下で風乾後、
前記環境内でノズルパックに組立ててノズルパックとし、開口部をフィルムでふさいで作業を完了する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のノズルパックの清浄方法によれば、紡糸スタートアップ直後の糸切れ（初期糸切れ）が低減でき、紡糸安定性が向上する。特に、炭素繊維用アクリル系前駆体繊維においては、後の炭素繊維の毛羽低減にもつながり、炭素繊維製造工程を安定化できる。また本発明はノズル孔径が小さくなるほど大きな効果が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のノズルパックの清浄方法は、アクリロニトリルと、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸およびそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩および低級アルキルエステル類、アクリルアミドおよびその誘導体、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸およびそれらの塩類またはアルキルエステル類の、アクリロニトリルと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体を、溶剤に溶解させた紡糸原液を用いる。
溶剤は、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、塩化亜鉛水溶液、硝酸を使用することができる。
アクリル繊維の紡糸には、図１に示すように、口金１と、口金ホルダー２と、ノズルパック上蓋３と、図示しないパッキンとからなるノズルパック８を使用する。紡糸原液導入配管６よりノズルパック８に紡糸原液を導入する。そして、口金１に設けられたノズル孔から紡糸原液を凝固液中に吐出して凝固糸を得る。凝固液は、前述の溶剤の水溶液を用いる。
紡糸方法は、湿式紡糸法、乾湿式紡糸法、乾式紡糸法などを採用できる。紡糸により凝固糸を得た後、凝固糸に対し水洗、浴延伸、工程油剤付与、乾燥緻密化、スチーム延伸などの処理をして、所定の繊度を有するアクリル繊維を得る。
紡糸を長時間続けることにより、口金１に設けられたノズル孔が経時的に汚れてくる。そこで、紡糸原液導入配管６よりノズルパック８を取り外して洗浄する。
洗浄はまず溶剤、溶剤水溶液、水を用いてノズルパックを構成する各部材を洗浄し、紡糸原液を取り除く。ついで、液体分を完全に除去するために各部材を乾燥機で乾燥させる。本発明においてノズルパックを構成する部材とは紡糸口金、濾過媒体、口金ホルダー、多孔板、ノズルパック上蓋、分配板、パッキンの事を指す。
溶剤洗浄だけでは、十分に洗浄効果が得られない場合には、水中において超音波洗浄を行う。さらに紡糸口金に関しては孔を閉塞させる重合残渣物を除くために高圧流体洗浄についても行う。
その後、空気清浄度クラス１０００以下の環境内にて清澄な液体で洗浄を行う。この際、より好ましくは、空気清浄度クラス１００以下の環境内である事が望ましい。また、本発明における清澄な液体とは、１０ｍｌ中に粒子径０．０１ｍｍ以上の異物が１個以下存在する液体（液中微粒子計によって測定）とするが、この発明の効果を大きく望むならば、１０ｍｌ中に粒子径は０．００１ｍｍ以上の異物が１個以下である液体が望ましい。また、本発明の実施例では清澄な液体として水を使用しているが、揮発性の高い液体であれば、水に限定する必要はない。また、洗浄方法としてはノズル部材に対して上部から清澄な液体を掛け流す事で洗浄する。本発明では、洗浄方法としてかけ洗いを使用しているが、洗浄方法に関して特に限定する必要はない。
洗浄後、ノズルパックを構成する部材に下記式（１）に当てはまる量の超純水をノズルパック上部から掛け流し、かかる内から１０ｍｌを液中微粒子計によって５回測定し、５回の平均値として紡糸口金の孔径に対し４分の１以上の粒子径を有する異物が１０個／ｍｌ以下、かつ５回の測定結果においていずれも、紡糸口金の孔径に対し２分の１以上の粒子径を有する異物が０個となるまで、洗浄操作を繰り返す。この際、発明効果を大きくするためには、紡糸口金の孔径に対し４分の１以上の粒子径を有する異物を５個／１０ｍｌ以下まで洗浄する事が望ましい。
【０００８】
ノズルパックを構成する部材の総表面積（ｃｍ２）×１５＝超純水の量（ｍｌ）・・（１）
上記洗浄後にノズルパック構成部材を空気清浄度クラス１０００以下の環境内で風乾させる。より好ましくは、空気清浄度クラス１００以下の環境内で風乾する事が望ましい。この時、乾燥時間が長すぎると異物の付着量が増える危険があるため、複雑な構造ゆえに風乾が遅くなりがちな紡糸口金、濾過部材に関しては時間をかけて風乾させるよりも、洗浄液体に対して親和性の高い揮発性有機溶剤で置換しておき、乾燥時間を短縮させるのが望ましい。この場合、熱をかけて揮発を促進させるか、洗浄液体に水を使用するならばアセトン、メタノールのような親水性と揮発性の高い溶剤を使うこと、ならびに、１ｍｌ中に粒子径０．０１ｍｍ以上の異物が１個以下存在する液体（液中微粒子計によって測定）である液体が望ましい。
ノズルパック構成部材をそのまま空気清浄度クラス１０００以下の環境において、組立てノズルパック８とした後、ノズルパックの口金表面にキャップ４を取り付け、さらに紡糸原液導入配管との接続口にフィルム７をかける。より好ましくは、組立て環境について空気清浄度クラス１００以下の環境内である事が望ましい。キャップ、フィルムは構造、材料は特に限定はされず、口金表面、接続口を外気から遮断できればよい。次いで、ノズルパック８を取り付け位置に移し、前記フィルム７を取り、接続口５を紡糸原液導入配管６に接続する。そして紡糸原液導入配管６からノズルパック８に紡糸原液を導入して紡糸を開始する。キャップ４は接続口５を紡糸原液導入配管６に接続した後に口金表面から外す。本発明は製造工程を安定化できるのみならず、得られるアクリル繊維の糸切れ、毛羽などの欠陥を非常に少なくできるので、特に炭素繊維用アクリル系前駆体繊維の製造に好適である。
（実施例１）
以下に本発明を実施例により具体的に説明する。
孔径０．０５０ｍｍのノズル孔を１０００個有する口金、口金ホルダー、ノズルパック上蓋及びそれらの間のパッキンからなるノズルパックの部材１組をジメチルアセトアミド１００％液に浸漬し１００℃で３０分間して洗浄した後、水洗によりジメチルアセトアミドを除去したのち１００℃空気乾燥機中で１時間乾燥させた。その後、ジメチルアセトアミド浸漬で取り除かれなかった異物を除去するために水中で超音波洗浄後を行った。さらに紡糸口金に関してはプランジャーポンプ（有交工業株式会社製）によって１００ｋｇｆ/ｃｍ２に加圧された洗浄水を噴射ノズルから吹き付ける事で洗浄を行った。
その後、クラス１００程度の環境内（エアーテック社製、垂直気流型クリーンベンチ）で超純水製造装置（ミリポア社製、製品名：Ｅｌｉｘ ＵＶ３）にて製造された超純水を被洗浄物に対してかける事で洗浄を行った。
ノズルパック構成部材に付着した異物量・異物径についてはノズルパック表面積に応じた超純水をノズルパックから掛け流し、かかる水中のうち１０ｍｌを液中微粒子計測器（ＨＩＡＣ  ＲＯＹＣＯ社製、製品名：Ｓｙｓｔｅｍ８０１１）で５回測定した平均値によって確認した。洗浄の終了点は、かけ洗いに使用した超純水中に紡糸口金の孔径に対し４分の１以上の粒子径を有する異物が５個／１０ｍｌ以下かつ２分の１以上の粒子径を有する異物が数値状０となるまでとした。
これらの洗浄後の部材を小型フィルターユニット（ＩＵＣＨ社製、製品名：ＳＳ−ＭＡＣ）によってクラス１００に保たれたデシケーター内に置き、一晩風乾させた。この際、紡糸口金と濾過媒体に関しては、アセトン（関東化学社製、試薬特級）を数回かけて置換した後、風乾させた。
風乾後のノズルパック構成部材についてはクラス１００程度の環境内でノズルパックの組立てを行った。こうして組立てたノズルパックをノズルパックの取り付け位置に移し、紡糸原液導入配管に接続した。
続いて、アクリロニトリル（ＡＮ）、アクリル酸メチル（ＭＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）の共重合モル比がＡＮ／ＭＡ／ＭＡＡ＝９６／２／２であるアクリル系共重合体をジメチルアセトアミドに２１質量％溶解させた溶液を紡糸原液とし、ノズルパック内に通液し紡糸を開始した。
紡出後、凝固糸引取速度を５分おきに１ｍ/ｍｉｎずつ上昇させていき、凝固糸に張力負荷を掛けながら紡浴中のノズルパックで発生する糸切れ本数を目視で確認した。本発明のノズルを使用する事で凝固糸引取り速度を１５．０ｍ/ｍｉｎまで上昇させても紡糸口金からの糸切れは確認されなかった。
（比較例１）
孔径０．０５０ｍｍのノズル孔を１０００個有する口金を用い、実施例１と同様の方法で溶剤洗浄、超音波洗浄、高圧流体洗浄まで行った。
ひきつづき洗浄後のノズルパック構成部材に圧縮気体を押し当て、乾燥とノズルパック構成部材に付着した異物の除去を行った。その後ノズルパック構成部材を特に空気清浄を行っていない環境内で組立て、かかるノズルパックをノズルパックの取り付け位置に移し、紡糸原液導入配管に接続した。
続いて、アクリロニトリル（ＡＮ）、アクリル酸メチル（ＭＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）の共重合モル比がＡＮ／ＭＡ／ＭＡＡ＝９６／２／２であるアクリル系共重合体をジメチルアセトアミドに２１質量％溶解させた溶液を紡糸原液とし、ノズルパック内に通液し紡糸を開始した。
紡出後、実施例１と同様の方法で凝固糸引取速度を上昇させていき、凝固糸に張力負荷を掛けながら紡浴ノズルからの糸切れ本数を目視で確認した。本発明のノズルを使用する事で紡糸直後から凝固糸引取り速度５．０ｍ/ｍｉｎの段階で紡糸口金から既に２〜３本の糸切れが発生した。
（実施例２）
孔径０．０５０ｍｍのノズル孔を１８０００個有する口金を用い、ノズルパックの部材の組数を４組にし、ジメチルアセトアミド１００％液に浸漬し１００℃で１０時間洗浄した以外は、実施例１と同様にして、ノズルパック部材の洗浄、その後、実施例１と同様にして異物量を測定し、組立てを行った。
なお、実施例２では、クラス１００の環境内で、口金表面にキャップ（プラスチック製）を取り付け、紡糸原液導入配管との接続口にシールフィルム（旭テクノグラス社製、製品名：ノビックス−ＩＩ）をかけた。かかるノズルパックをノズルパックの取り付け位置に移し、前記フィルムを取り紡糸原液導入配管に接続した。
続いて、アクリロニトリル（ＡＮ）、アクリル酸メチル（ＭＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）の共重合モル比がＡＮ／ＭＡ／ＭＡＡ＝９６／２／２であるアクリル系共重合体をジメチルアセトアミドに２１質量％溶解させた溶液を紡糸原液とし、ノズルパック内に通液し紡糸を開始した。紡糸開始後の４錐合計の凝固糸切れ量はそれぞれ、１日目１８９ｇ、２日目５８ｇ、３日目１８ｇであった。なお、凝固糸切れ量の評価方法は以下の通りである。凝固浴オーバーフロー落ち口にメッシュを敷き、口金部で切れた凝固糸がこのメッシュ上にたまるようにした。紡糸開始から１日ごとにたまった凝固糸を回収し、遠心脱水後重さを量った。
（比較例２）
孔径０．０５０ｍｍのノズル孔を１８０００個有する口金を用い、ノズルパックの部材４を実施例２と同様の方法で溶剤洗浄、超音波洗浄、高圧流体洗浄まで行った。
洗浄後のノズルパック構成部材に圧縮気体を押し当て、乾燥とノズルパック構成部材に付着した異物の除去を行った。その後ノズルパックをクラス１００の環境内で組立て、かかるノズルパックをノズルパックの取り付け位置に移し、紡糸原液導入配管に接続した。
続いて、アクリロニトリル（ＡＮ）、アクリル酸メチル（ＭＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）の共重合モル比がＡＮ／ＭＡ／ＭＡＡ＝９６／２／２であるアクリル系共重合体をジメチルアセトアミドに２１質量％溶解させた溶液を紡糸原液とし、ノズルパック内に通液し紡糸を開始した。実施例２と同様の手法で凝固糸切れ量を測定したところ、紡糸開始後の４錐合計の凝固糸切れ量はそれぞれ、１日目３４６ｇ、２日目９６ｇ、３日目６０ｇであった。
（実施例３）
孔径０．０７５ｍｍのノズル孔を１２０００個有する口金を用い、ノズルパックの部材の組数を１０組とし、ジメチルアセトアミド１００％液に浸漬し１００℃で３時間洗浄した以外は、実施例２と同様にして、ノズルパック部材の洗浄、その後、実施例１と同様にして異物量を測定し、組立てを行った。
さらに、実施例２と同様に口金表面にキャップ（プラスチック製）を取り付け、紡糸原液導入配管との接続口にシールフィルム（旭テクノグラス社製、製品名：ノビックス−ＩＩ）をかけた。
続いて、アクリロニトリル（ＡＮ）、アクリル酸メチル（ＭＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）の共重合モル比がＡＮ／ＭＡ／ＭＡＡ＝９６／２／２であるアクリル系共重合体をジメチルアセトアミドに２１質量％溶解させた溶液を紡糸原液とし、ノズルパック内に通液し紡糸を開始した。実施例２と同様の手法で凝固糸切れ量を測定したところ、紡糸開始後の１０錐合計の凝固糸切れ量はそれぞれ、１日目４３２ｇ、２日目１３０ｇ、３日目４０ｇであった。
（比較例３）
孔径０．０７５ｍｍのノズル孔を１２０００個有する口金、口金ホルダー、ノズルパック上蓋及びそれらの間のパッキンからなるノズルパックの部材１０組を実施例３と同様の方法で溶剤洗浄、超音波洗浄、高圧流体洗浄まで行った。
洗浄後のノズルパック構成部材に圧縮気体を押し当て、乾燥とノズルパック構成部材に付着した異物の除去を行った。その後ノズルパックをクラス１００の環境内で組立てた後、かかるノズルパックをノズルパックの取り付け位置に移し、紡糸原液導入配管に接続した。
続いて、アクリロニトリル（ＡＮ）、アクリル酸メチル（ＭＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）の共重合モル比がＡＮ／ＭＡ／ＭＡＡ＝９６／２／２であるアクリル系共重合体をジメチルアセトアミドに２１質量％溶解させた溶液を紡糸原液とし、ノズルパック内に通液し紡糸を開始した。実施例２と同様の手法で凝固糸切れ量を測定したところ、紡糸開始後の１０錐合計の凝固糸切れ量はそれぞれ、１日目５６０ｇ、２日目１７０ｇ、３日目４０ｇであった。
【０００９】
【表１】
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【００１０】
実施例１〜３、比較例１〜３の紡糸結果を示す
上表中の紡糸成績の判定基準として、○は１ヶ月間の運転においての凝固糸切れ因による工程不良が発生しない。△は１ヶ月間の運転においての凝固糸切れ因による工程不良は１〜３回の頻度で発生する。×は１ヶ月間の運転においての凝固糸切れ因による工程不良は４回以上の頻度で発生する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明により洗浄されたノズルパックを配管に取り付ける様子を示す一部断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  口金
２  口金ホルダー
３  ノズルパック上蓋
４  キャップ
５  接続口
６  紡糸原液導入配管
７  フィルム
８  ノズルパック
【図１】
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