【手続補正書】
【提出日】平成23年2月14日(2011.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリロニトリル系重合体溶液を紡糸、浴中延伸、乾燥緻密化した糸条を、スチーム延伸機にて二次延伸する炭素繊維前駆体糸条の製造方法であって、糸条充填率が８．０〜２５．０％となる径のラビリンスノズルを導入部に、糸条充填率が４．９〜８．１％となる径のラビリンスノズルを導出部に、その糸条導入部と糸条導出部の糸条充填率の比が１．５〜４．０であるように配したスチーム延伸機により二次延伸することを特徴とする炭素繊維前駆体糸条の製造方法。
【請求項２】
スチーム延伸機の導入部での総繊度が１００００ｄｔｅｘ〜１０００００ｄｔｅｘの糸条を延伸倍率３〜８倍で延伸する、請求項１に記載の炭素繊維前駆体糸条の製造方法。
【請求項３】
スチーム延伸機の導入部の糸条速度が３０ｍ／ｍｉｎ〜１５０ｍ／ｍｉｎである、請求項１または２に記載の炭素繊維前駆体糸条の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
すなわち、本発明は、アクリロニトリル系重合体溶液を紡糸、浴中延伸、乾燥緻密化した糸条を、スチーム延伸機にて二次延伸する炭素繊維前駆体糸条の製造方法であって、糸条充填率が８．０〜２５．０％となる径のラビリンスノズルを導入部に、糸条充填率が４．９〜８．１％となる径のラビリンスノズルを導出部に、その糸条導入部と糸条導出部の糸条充填率の比が１．５〜４．０であるように配したスチーム延伸機により二次延伸することを特徴とする炭素繊維前駆体糸条の製造方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
乾燥緻密化は浴中延伸後の糸条をホットローラ等で乾燥することにより行われるが、乾燥温度、乾燥時間等は適時用いればよく、特にこれらに限定されるものではない。本発明の特徴は、乾燥緻密化後の糸条を二次延伸する際に、糸条充填率が８．０〜２５．０％となる径のラビリンスノズルを導入部に、糸条充填率が４．９〜８．１％となる径のラビリンスノズルを導出部に配したスチーム延伸機により二次延伸することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
ラビリンスの流路面積（ｍｍ２）＝（ラビリンスノズル径（ｍｍ））２×π／４
スチーム延伸機導入部のラビリンスノズル径として、糸条充填率が８．０％となる径未満のものを用いた場合は、ラビリンスの開口部が最小径となった部分においてもラビリンス内壁と糸条間の空隙が多いため糸条が持ち込む随伴流により熱交換効率が低下するとともにスチーム延伸機内の内圧により乱流が発生するため糸条がラビリンス内壁に接触し、糸条にキズが発生し、さらには糸条切れを誘発する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
スチーム延伸機導入部のラビリンスノズル径として、糸条充填率が２５．０％となる径を越えるものを用いた場合は、ラビリンスの開口部が最小径となった部分においてもラビリンス内壁と糸条間の空隙が小さく、糸条が持ち込む随伴流が減少し熱交換器内のシール性は向上するものの、ラビリンス内壁への糸条の接触が顕在化し糸切れを誘発する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
スチーム延伸機導出部のラビリンスノズル径として、糸条充填率が４．９％となる径未満のものを用いた場合は、ラビリンスの開口部が最小径となった部分においてもラビリンス内壁と糸条間の空隙率多く糸条が持ち出す随伴流によりシール性の確保が困難となり熱交換効率が著しく低下する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
スチーム延伸機導出部のラビリンスノズル径として、糸条充填率が８．１％となる径を越えるものを用いた場合は、ラビリンスの開口部が最小径となった部分においてもラビリンス内壁と糸条間の空隙が小さく糸条が持ち出す随伴流が減少し熱交換器内のシール性は向上するものの、ラビリンス内壁への糸条の接触が増大し糸痛みの原因となるばかりか、延伸が進んだ糸条では表層部のキズが原糸物性に顕著に寄与し物性の低下が避けられない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
糸条充填率の確認方法は上述の通りであるが、以下の手順にてラビリンス径を選定することにより調整し、適時上述の方法により確認することにより設定する。すなわち、スチーム延伸機導入部での糸条充填率は、最終巻き上げ部での炭素繊維前駆体糸条の繊度と速度、スチーム延伸機に導入する際のフィードローラ速度（スチーム延伸機への導入速度）、および、ポリアクリロニトリル糸条の密度の代表値（ρ＝１．１４×１０−３ｇ／ｍｍ３）から下記式により糸条総断面積を求め、それを用いて糸条充填率が規定の範囲となるようにラビリンス径を選定する。ここで、ポリアクリロニトリル糸条の密度として代表値を用いるのは、ポリマー組成（共重合成分の比率など）及び緻密性（配向度・結晶化度など）により異なる値を取る可能性があるからである、従って文献等に記載されている一般的なＰＡＮ原糸の密度を代表値として用い、上述の確認方法により正確な値を得るようにするのである。もちろん、適用する系が固定されていれば、その製造工程中の測定部位での密度を得、それを用いることは好ましい方法である。また、
導入部の繊度（ｄｔｅｘ）＝巻き上げ後の繊度（ｄｔｅｘ）×巻き上げ速度（ｍ／ｍｉｎ）／フィードローラ速度（ｍ／ｍｉｎ）
糸条総断面積（ｍｍ２）＝導入部の繊度（ｄｔｅｘ）／ρ
ラビリンスの流路面積（ｍｍ２）＝糸条総断面積（ｍｍ２）／糸条充填率（−）
ラビリンス内径（ｍｍ）＝（ラビリンス流路面積（ｍｍ２）×４／π）（１／２）
また、スチーム延伸機導出部ではスチーム延伸機から導出する際のドローローラ速度（スチーム延伸機からの導出速度）を用いることで規定が可能となる。スチーム延伸機導出部での糸条充填率は、スチーム延伸機導入部で示したのと同様の方法により、最終巻き上げ部での炭素繊維前駆体糸条の繊度と速度、スチーム延伸機から導出する際のドローローラ速度、および、ポリアクリロニトリル糸条の密度の代表値（ρ＝１．１４×１０−３ｇ／ｍｍ３）から下記式により糸条総断面積を求め、それを用いて糸条充填率が規定の範囲となるようにラビリンス径を選定する。なお、ポリアクリロニトリル糸条の密度として代表値を用いる意味、等は上記と同様である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
導出部の繊度（ｄｔｅｘ）＝巻き上げ後の繊度（ｄｔｅｘ）×巻き上げ速度（ｍ／ｍｉｎ）／ドローローラ速度（ｍ／ｍｉｎ）
糸条総断面積（ｍｍ２）＝導出部の繊度（ｄｔｅｘ）／ρ
ラビリンスの流路面積（ｍｍ２）＝糸条総断面積（ｍｍ２）／糸条充填率（−）
ラビリンス内径（ｍｍ）＝（ラビリンス流路面積（ｍｍ２）×４／π）（１／２）
チーム延伸機に供給されるスチームは、一般的に湿り度を制御した加圧スチームが好適に用いられる。例えば加圧スチームの余分なドレンを分離した後、除熱を行い、飽和スチームを得て所定の圧力に設定する。ついで、再びドレンの分離を行い、温度及び流量をコントロールした冷却水にて除熱することで加湿を行い、湿り度を制御した加圧スチームを用いるが、特に該手法に限定されるものではない。なお、糸条の総繊度が大きい、単糸繊度が大きい、製糸速度が速い、延伸倍率が高いといった条件についてはその値が大きいほど延伸に要する熱量が大きくなる。加圧スチーム流量及び圧力は、大きいほど糸条に付与できる熱量が大きくなることから、前記条件に応じ、適宜設定すればよい。
本発明では、スチーム延伸機の糸条導入部の充填率と糸条導出部の充填率の比が１．５〜４．０の範囲とすることでより優れた効果を発揮する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
以下、実施例を挙げて発明を詳細に説明する。なお、実施例３、４、７、８、１５は比較例に相当する例である。
［繊度］
ＪＩＳ Ｌ１０１３（１９９９）に記載の８．３．１Ｂ法に従い測定した。
［糸条充填率］
糸条総断面積を次の方法によって求めた。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
導入部の繊度（ｄｔｅｘ）＝巻き上げ後の繊度（ｄｔｅｘ）×巻き上げ速度（ｍ／ｍｉｎ）／フィードローラ速度（ｍ／ｍｉｎ）
［導出部の繊度］
巻き上げ後の繊度と巻き上げ速度とドローローラ速度を測定し、下記式により求めた。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
導出部の繊度（ｄｔｅｘ）＝巻き上げ後の繊度（ｄｔｅｘ）×巻き上げ速度（ｍ／ｍｉｎ）／ドローローラ速度（ｍ／ｍｉｎ）
［糸条充填率の比］
糸条充填率導入部と糸条充填率導出部を測定し、下記式により求めた。