JPS6197412A - 炭素繊維用ピッチのための紡糸口金 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炭素繊維用ピッチの溶融紡糸に使用される紡
糸口金に関するものであり、特に光学的異方性ピッチの
紡糸に好適に使用することのできる紡糸口金に関するも
のである。

従来の技術 従来、ピッチ系炭素繊維を製造するべく炭素繊維用ピッ
チを紡糸するに際しては１例えば第４図に図示されるよ
うに、ノズルプレート２に複数の紡糸ノズル（ｄ＋　：
　０．１５〜０３０　ｒ１７１及びＨ：１．２珊）４を
円周方向に１列又は同中心にて複数列形成した紡糸口金
１を利用し、紡糸ノズル４に溶融したピッチを加圧下に
挿入することによって炭素繊維用ピッチの紡糸が行なわ
れていた。

斯る紡糸口金１は１図示されろように、単にノズルプレ
ート２にドリル又は電子ビームにて紡糸ノズル４．及び
所望に応じ任意の形状とされるピッチ溜り部６が穿設さ
れて構成されるに過ぎなかった。

一方、ピッチ系炭素繊維のような高温溶融紡糸において
は、紡糸ノズル４の紡出口４ａから及び該防糸ノズル４
を介して紡糸された紡糸後のピッチ繊維糸条から揮発性
低分子の気体１例えば油煙（重質油分）等が発生し、紡
糸ノズル紡出口４ａ周辺の紡糸口金表面２ａに付着し、
紡糸口金２を汚損する。所謂「語れ現象」が見られた。

このような藺れ現象が発生すると、紡糸された糸条の糸
揺れが起り、各糸間の融着、デニール斑又最悪の嚇合に
は糸切れの原因ともなり、長期間の安定した紡糸を不可
能とした。

毎 従来、浴融紡ｉにおける上記の如き濡れ現象を防止する
ために紡糸口金内側の気体を吸引排気する方法とか、紡
糸口金表面へと強制的に冷却用気体を吹付ける方法とか
が提案されている。しかしながら、ピッチ系炭素数′准
の紡糸のような高温溶融防糸においては上記の如き従来
方法によると却って安定した紡糸を行なうことができな
いことが分った。

一方、炭素繊餠゛を得るためには、ピッチ繊維を高温で
紡糸する必要がある。しかし紡糸口金表面からの熱放散
はピッチ繊維の紡糸に伴う気流の流れ（ＩｆＩＬ伴流）
により大となり紡糸口金から出でくるピッチの温度を下
げてしまう。このため最適なピッチ繊維の紡糸温度を得
るためＫはどうしても口金パック内のピッチ温度を必要
以上に加熱させなければならなかった。しかしながら、
ピッチ温度の憎大は、場合によってはピッチの変質や発
泡現象を誘発′ｆること罠もなり、紡糸可能な温度範囲
を狭くし、且つ安定した紡糸が困難となった。

発明の目的 従って５本発明の主たる目的は、紡糸口金の「儒れ現象
」つまり紡糸口金面の特に紡糸ノズル周辺の汚損を防止
し、紡糸口金内側のピッチ温度と、紡糸口金表面のピッ
チ温度差を少なくし、最適のピッチ繊維を提供し、且つ
長期の安定した炭素繊維用ピッチの紡糸を行なうことの
できる紡糸口金を提供ｆることである、 本発明の他の目的は、構造が簡単で且つ効率の本発明者
等は、上記の如き従来の紡糸口金の持つ欠点に鑑み、数
多くの研究及び実験を繰り返した結果、紡糸口金の紡糸
ノズル紡出口周辺部に環状凹所な形成ｆろことによって
、上記諸口的を完全に達成し得ろこと、即ち、「濡れ現
象」を防止し、糸揺れ、糸間の融着、デニール斑をなく
シ。

炭素繊維を得ろための最適のピッチ繊維を長期間にわた
って安定して紡糸し得ることを見出した。

本発明は斯る新規な知見に基いてなされたものである。

本発明を要約すると１本発明は、炭素繊維用ピッチを紡
糸するための紡糸ノズルが設けられた紡糸口金において
、紡糸ノズルの紡出口周辺に凹所な設けたことを特徴と
する炭素繊維用ピッチのための紡糸口金である。

本発明の一実施態様によると、凹所は紡糸ノズルの周辺
に環状に形成され、又他の実施態様によると、紡糸ノズ
ルは中空パイプで形成される。

実施例 実施例１ 次に１本発明に係る紡糸口金を図面に則して更に詳しく
説明する。

第１図を参照すると１本発明に係る紡糸口金の一実施態
様が図示される。紡糸口金１は、一般には２０　ｍｍ程
度の厚さを有したステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６又は６
３０）にて作製されるノズルプレート２に、紡糸ノズル
４及び該紡糸ノズル４に連接してピッチ溜り部６が形成
されて構成される。本発明においては更に、紡糸ノズル
４の紡出口４ａの周辺に空所８が設けられる。該実施態
様において。

空所８は紡糸ノズル紡出口４ａの周辺のノズルプレート
２を環状に穿つことによって形成される。

該環状凹所８の形状は任意とすることができるが。

−例を掲げれば、　ｄ＋　：　Ｏ１〜０．３　ｍｍ　（
例えば０．２ｍｒ　）。

ｄ２：０．３〜０．６ｍｍ　（例えば０．４　ｍｍ　）
、　ｗ　：　０．８　ｍｍ。

ｈ：０．５〜１、ＯｙｎｍＣ例えば０．８ｍｍ　）　、
　Ｈ：　３．Ｏｍｍとされる。

実施例２及び３ 第２図及び第３図は、紡糸ノズル４がステンレス製のパ
イプ１０にて形成された実施態様を示す。

このように紡糸ノズル４を中空パイプ１０で形成した」
易合には、中空パイプ１０の紡出口１ｌＩＩＩ端部１０
ａ’！Ｂｒ、ノズルプレート２０表面より１例えばｈ＝
０．５〜１．０ｍ７１１程度突出せしめることによって
本発明が具現化されるしく第２図）、又中空パイプ１０
の紡出口側端部１０ａの周辺のノズルプレート２をｗ　
＝　０．８　ｍｍ及びｈ　＝　０．５〜ＬＯｍｒｎにて
環状に穿ち、環状凹所８を形成することによって本発明
を具体化することもできる（第３図）。

中空パイプ１０は、一般には０．１〜０．３開の孔径（
ｄ、）、ｏ、：３〜０．６間の外径（ｄ２）及びＨ＝３
．Ｏｒｒｒｍ　Ｋてノズルプレート２の下孔に焼嵌め、
カシメ又はロー付は等により嵌着される。又中空パイプ
１０の入口側、即ち、ピッチ溜り部６との連接部分は、
図示の如くわずかに拡開するよう構成してもよい、 上記第１図〜第３図（実施例１〜３）及び第４図（比較
例）に示す紡糸口金を使用して、実質的に１００係の光
学的異方性相から成るピッチを紡糸した。その時の、紡
糸口金１の具体的寸法は表１に又、紡糸機は第５図に概
略示される。

実験に用いた紡糸機１００について簡単に説明すると、
紡糸機１００は、加熱シリンダ１０２とピストン１０４
とを具備し、加熱シリンダ１０２の底面側に紡糸口金１
が配置された。紡糸口金１は口金押え１０８及びボルト
１１０によって加熱シリンダ１０２に脱着自在に固着さ
れた。又、加熱シリンダ１０２には、該シリンダ１０２
０側部に設けられたピッチ供給管１０６より溶融ピッチ
Ｐが供給される構成とされた。

ピッチの紡糸に当り、溶融したピッチＰが供給管１０６
より加熱シリンダ１０２内に装入され、ピストン１０４
により加圧された。ピッチＰは紡糸口金１の紡糸ノズル
４より紡糸され１巻取ロール１１２により巻取られたう 更に、紡糸後の糸条が風等により糸揺れを起さないよう
に、紡糸後の糸条を囲包して風防ガラス筒１１４が配置
された。

この実験で用いたピッチの軟化点は２５８°Ｇであり、
該ピッチを約３３０℃で溶融し、ピッチ供給管１０６よ
り加熱シリンダ１０２内に供給した。パルプを閉じてピ
ストンを一定速度で押下げ、ノズルから流下するピッチ
糸を毎分５００ｍで巻き取って長時間紡糸テストを行っ
た、紡糸ピッチ温度はノズル直−ヒで３３０℃に制御し
、ピッチの押出し速さは毎分０．０８　ｇｒ、で、ノズ
ルプレートを変えて経時ごとのノズル開口部周辺の変化
と糸切れ頻度を観察した。結果を表１に示す。同じく、
紡糸温度について比較するため同一ピッチで３３０℃か
ら徐々にピッチ温度を下げて行き紡糸可能温度をチェッ
クした結果は表１の通りである。

以下余白 表１ 表１から１本発明に係る紡糸口金を使用すると糸切頻度
が従来に比し、大幅に低減され、特に実施例３（第３図
）の構造が好適であることが分る。

発明の効果 以上の如くに構成される本発明に係る紡糸口金は、濡れ
現象を防止し、糸揺れ、糸間の融着、デニール斑をなり
シ、長期間にわたって糸切れのない安定した紡糸を行な
うことができ、更にピッチ繊維の町紡糸範囲が広くなり
、炭素繊維に必要な遣適のピッチ繊維を紡糸することが
可能となった。

又１本発明に係る紡糸口金は構造が簡単であり。

製造も容易で、マルチフィラメント用の紡糸口金をも比
較的簡単に製作し得るという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は１本発明に係る紡糸口金の部分断面
図である。 第４図は、従来の紡糸口金の部分断面図である、第５図
は、実験に用いた紡糸機の概略断面図である、 １：紡糸口金 ２：ノズルプレート ４：紡糸ノズル ６：ピツチ溜り部 ８：凹所 １０：中空パイプ 第４図 ４ａ　　４　　　　　２ａ 第５図 １０４　”’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）炭素繊維用ピッチを紡糸するための紡糸ノズルが設
   けられた紡糸口金において、紡糸ノズルの紡出口周辺に
   凹所を設けたことを特徴とする炭素繊維用ピッチのため
   の紡糸口金。 ２）凹所は紡糸ノズルの周辺に環状に形成されて成る特
   許請求の範囲第１項記載の紡糸口金。 ３）紡糸ノズルは中空パイプで構成されて成る特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の紡糸口金。