(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列させた複数のアクリル系繊維糸条をラビリンスシール部を有するスチーム延伸装置にてスチーム延伸してアクリル系繊維を製造するに際し、スチーム延伸装置のラビリンスシール部に導入される直前の各糸条に５〜５０ｗｔ％の水を噴霧により付与することを特徴とするアクリル系繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭素繊維プレカーサとして有用なアクリル系繊維の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクリル系繊維は、炭素繊維プレカーサとして広く利用され、炭素繊維プレカーサとしての生産工程においては、スチーム延伸装置にてアクリル系繊維糸条を走行させながらスチーム延伸する方法が一般に用いられている。
【０００３】
スチーム延伸は、加圧スチーム中で糸条を延伸するものであるが、スチーム延伸装置としては、安定した延伸雰囲気を保持し、糸質に斑のない糸条を得るうえで、筒型或いはボックス型の加圧スチーム延伸部の入口及び出口からのスチームの漏出をできるだけ低減させる必要があり、加圧スチーム延伸部の入口及び出口にラビリンスシール部を設け、スチームの漏出を低減させる技術が特開平６−５７５７２号公報、特開２００１−１４０１６１号公報等で提案されており、かかる技術によれば、エネルギーロスの低減効果のみならず、加圧スチーム延伸室のコンパクト化を可能とする。
【０００４】
しかしながら、ラビリンスシール部においてラビリンスノズルを多段にするに従い、シールがより強化されスチームの漏出低減効果は上がるものの、走行する糸条がシール部と接触する頻度が増え、シール部との擦過により糸切れ、毛羽立ちを生じ炭素繊維プレカーサとしての品位を低下させる、という新たな問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ラビリンスシール部を有するスチーム延伸装置にてのスチーム延伸の際、糸条に水を付与して集束性を高めるならば、走行する糸条とシール部と接触する頻度を減らし、またシール部との擦過による損傷を低減させることができるという技術思想に基づくものであり、本発明の目的は、スチーム延伸におけるラビリンスシール部を有するスチーム延伸装置内での糸切れを減少させ操業性を向上させるとともに、毛羽の少ない高品位の炭素繊維プレカーサとして有用なアクリル系繊維を生産性高く得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、並列させた複数のアクリル系繊維糸条をラビリンスシール部を有するスチーム延伸装置にてスチーム延伸してアクリル系繊維を製造するに際し、スチーム延伸装置のラビリンスシール部に導入される直前の各糸条に５〜５０ｗｔ％の水を噴霧により付与することを特徴とするアクリル系繊維の製造方法、にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられるアクリル系繊維糸条としては、アクリロニトリルが９０モル％以上含まれるアクリロニトリル系重合体からなるものであり、アクリロニトリル系重合体には１０モル％未満であれば、アクリロニトリルと共重合可能な他のビニルモノマーを含んでいてもよい。
共重合可能な他のビニルモノマーとしては、特に限定はなく、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸或いはこれらのアルキルエステル、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或いはこれらのアルカリ金属塩等が挙げられる。
【０００８】
本発明においては、かかるアクリロニトリル系重合体をジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の溶媒に溶解して紡糸原液とし、湿式、乾湿式或いは乾式の紡糸法によって紡糸し、脱溶剤、浴中延伸、油剤付与、乾燥緻密化して得られるアクリル系繊維糸条を用いるものであり、スチム延伸されるべきアクリル系繊維糸条の製造方法自体には特に限定はない。
【０００９】
本発明においてスチーム延伸に用いられるラビリンスシール部を有するスチーム延伸装置は、加圧スチーム延伸部の糸条の入口及び糸条の出口にラビリンスシール部を設けてなる延伸装置である。ラビリンスシール部は、走行する糸条に対し垂直にラビリンスノズルが、糸条が走行し得るスリット状の間隙を空けて、対峙して設けられ、またこのラビリンスノズルは糸条の走行方向に多段に配されている。ラビリンスノズルの段数は、特に限定はないが、１０段以上、好ましくは８０段以上である。
【００１０】
スチーム延伸装置は、複数のアクリル系繊維糸条を並列に走行させて一括してスチーム延伸させることができる型構造であればよいが、その加圧スチーム延伸部、ラビリンスシール部は操作性、設備設置上等からボックス型のものであることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、かかるスチーム延伸装置にて複数のアクリル系繊維糸条をスチーム延伸する際、スチーム延伸装置のラビリンスシール部に導入される直前の各糸条に５〜５０ｗｔ％の水を付与することを必須とする。
【００１２】
水を付与する手段としては、走行糸条とは非接触であり、糸条の表層に水を付与し得ること、また設備設置上から、スプレイ（噴霧）方式であることが好ましい。スプレイ方式による水付与手段では、スプレイノズルより水をスプレイして走行糸条に水を付与する。スプレイノズルは、走行する各糸条の走行路毎に設置してもよいし、並列に走行する糸条の全部或いはいくつかの群毎に水がスプレイされるよう一つ或いは複数設置してもよい。
【００１３】
本発明におけるスチーム延伸工程を図１で説明すると、乾燥ロール６を経たアクリル系繊維糸条に水スプレイノズル１から水量調節弁２にて水量が調節された水をスプレイした後、水を付与したアクリル系繊維糸条をスチーム延伸装置のラビリンスシール部３ａに導入し、加圧スチーム延伸部４にてスチーム供給口５から供給される加圧スチーム雰囲気下でスチーム延伸し、ラビリンスシール部３ｂから出し、引取りロール（図示なし）にて引き取られる。
【００１４】
なお、図１では紡糸後、乾燥ロールによる乾燥緻密化の工程から連続してスチーム延伸する例を示したが、乾燥ロールにより乾燥緻密化して一旦アクリル系繊維糸条を巻取った後、スチーム延伸してもよいことは勿論である。
【００１５】
糸条への水の付与量は、５〜５０ｗｔ％、好ましくは１０〜３０ｗｔ％であり、かかる水の付与により、糸条の集束性を高め、走行する糸条の一部とシール部との接触する頻度を減らしシール部との擦過による損傷を低減させ、また隣接して走行する糸条同士の接触を回避することができる。水付与量が５ｗｔ％未満では、糸条に集束性を与えることが不十分であり、５０ｗｔ％を超えると、糸条重量が増し逆にシール部と接触する頻度が増え好ましくない。
【００１６】
糸条へ付与する水は、糸条を湿潤させて集束性を与え、また潤滑効果を与えるものであれば特に限定はないが、本発明によるアクリル系繊維が炭素繊維プレカーサーとして用いられ焼成されること考慮するならば、塩素、鉄分等を含まぬイオン交換水であることが好ましい。付与する水の温度は、特に限定はなく、水の付与量にも依るが、水の付与に引き続くスチーム延伸での延伸を妨げず、水付与を煩雑にせぬよう２０〜４０℃であることが望ましい。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例中、糸条水分率、糸切れ回数、毛羽数は次の方法に拠った。
【００１８】
糸条水分率：
スチーム延伸装置に導入される直前の糸条をサンプリングし、１１０℃で２時間乾燥した後の糸条重量（Ｂ）と乾燥前の糸条重量（Ａ）とから、次式により糸条水分率（％）を求めた。
糸条水分率（％）＝［（Ａ−Ｂ）／Ｂ］×１００
【００１９】
糸切れ回数：
糸切れを目視により判定し、その糸切れ回数を巻き取った製品の巻き取り長さ当たりの回数に換算し、糸切れ回数とした。
【００２０】
毛羽数：
巻き取ったボビンの外観を目視により観察して毛羽数を測定し、製品の巻き取り長さ当たりの毛羽数に換算し、毛羽数とした。
【００２１】
（実施例１）
アクリロニトリル９６モル％、メチルアクリレート２モル％及びメタクリル酸２モル％からなるアクリロニトリル系重合体をジメチルアセトアミドに２０ｗｔ％溶解させて紡糸原液として、ホール数１２０００の紡糸口金よりジメチルアセトアミド濃度７０ｗｔ％、液温３５℃の水溶液中に吐出し、この凝固糸を熱水浴中で３倍に延伸し、油剤処理で油剤を付与した後、１３５℃で乾燥緻密化してアクリル系繊維糸条を得た。
【００２２】
得られた糸条を、各糸条間の距離を３０ｍｍとし、２０本並列させて走行させ、走行する糸条から上方に５ｃｍ離れた位置で、かつ走行する糸条の幅方向に６個配設した水スプレイノズル（イケウチ社製扇形ノズル、１／４ＭＶＰ１１５０５Ｓ）より、水スプレイノズル１個当たり０．５リットル／分の量の水を糸条にスプレイし、引き続き加圧スチーム延伸部の糸条の入口及び糸条の出口にラビリンスシール部を設けてなるスチーム延伸装置に加圧スチーム延伸部の糸条の入口側のラビリンスシール部側より導入し、加圧スチーム延伸部内のスチーム圧をスチームゲージ圧で０．２５ＭＰａ、延伸倍率３倍の条件で延伸を行った。得られた延伸糸条の評価結果を表１に示した。
【００２３】
（比較例１）
実施例１において、スプレイノズルからの水をスプレイする工程を除いた以外は、実施例１と同じ条件でスチーム延伸し延伸糸条を得た。得られた延伸糸条の評価結果を表１に示した。
【００２４】
【表１】
0003916447.tif 000002
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、アクリル系繊維糸条のをスチーム延伸する際のラビリンスシール部を有するスチーム延伸装置内での糸切れを減少させ操業性を向上させるとともに、毛羽の少ない高品位の炭素繊維プレカーサとして有用なアクリル系繊維を生産性高く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるスチーム延伸装置の一例の概略断面図である。
【符号の説明】
１  水スプレイノズル
２  水量調節弁
３a  ラビリンスシール部
３b  ラビリンスシール部
４  加圧スチーム延伸部
５  スチーム供給口
５  乾燥ロール
【図１】
0003916447.tif 000003