JPH01221521A - ピッチの紡糸方法 - Google Patents
ピッチの紡糸方法Info
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- JPH01221521A JPH01221521A JP4197388A JP4197388A JPH01221521A JP H01221521 A JPH01221521 A JP H01221521A JP 4197388 A JP4197388 A JP 4197388A JP 4197388 A JP4197388 A JP 4197388A JP H01221521 A JPH01221521 A JP H01221521A
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Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明はピッチの熔融紡糸方法に関する６本発明は高速
の気流によって熔融ピッチを牽引して繊維化する紡糸方
法において、繊維に含有するショットの量を少なくする
方法に関する。
の気流によって熔融ピッチを牽引して繊維化する紡糸方
法において、繊維に含有するショットの量を少なくする
方法に関する。
（ロ）従来の技術
熔融紡糸において極めて高速の紡糸が可能な方法として
、紡糸孔の周辺から高速の気流を流出させて、この気流
によって牽引し、繊維を形成させる、いわゆるメルトブ
ロー法と呼ばれる方法が知られている。
、紡糸孔の周辺から高速の気流を流出させて、この気流
によって牽引し、繊維を形成させる、いわゆるメルトブ
ロー法と呼ばれる方法が知られている。
メルトブロー法の一つのタイプとして、米国特許３，８
２５．３８０号および３，８４９．２４１号に断面がナ
インエツジ型の口金を用い、中心部の三角形の断面を有
するダイの先端に、紡糸孔もしくはスリットを設け、中
心部ダイの両側に設けたナイフェツジ状の空気吐出スリ
ットから、高温空気を噴出させて中心部グイから吐出す
るポリマー液を吹き飛ばし、細化させて、繊維状の形態
に成形し、該繊維を捕集面に回収する技術が開示されて
いる。
２５．３８０号および３，８４９．２４１号に断面がナ
インエツジ型の口金を用い、中心部の三角形の断面を有
するダイの先端に、紡糸孔もしくはスリットを設け、中
心部ダイの両側に設けたナイフェツジ状の空気吐出スリ
ットから、高温空気を噴出させて中心部グイから吐出す
るポリマー液を吹き飛ばし、細化させて、繊維状の形態
に成形し、該繊維を捕集面に回収する技術が開示されて
いる。
特開昭５８−１３２０７９号には、このようなナイフェ
ツジ型の口金を用いて、ピッチを紡糸する方法が開示さ
れている。この方法は、軟化点が２５０℃以上でメソフ
ェース量が実質上０％の高軟化点石油ピッチを原料とし
て、メルトブロー紡糸するものであり、そのようなピッ
チでは良好な不織布が得られるが、メソフェース量が多
いピッチを原料として、この方法によるメルトブロー紡
糸は難しく、コスト高と述べている。
ツジ型の口金を用いて、ピッチを紡糸する方法が開示さ
れている。この方法は、軟化点が２５０℃以上でメソフ
ェース量が実質上０％の高軟化点石油ピッチを原料とし
て、メルトブロー紡糸するものであり、そのようなピッ
チでは良好な不織布が得られるが、メソフェース量が多
いピッチを原料として、この方法によるメルトブロー紡
糸は難しく、コスト高と述べている。
この特許の記述には不明確な点があるが、メソフェース
量の多いピッチを原料とする場合、加熱によりピッチの
重縮合が迅速に進行するため、曳糸性が低下するためか
、流動特性が異なる成分が分・離して来るため、紡糸性
が低下するためと推定される。
量の多いピッチを原料とする場合、加熱によりピッチの
重縮合が迅速に進行するため、曳糸性が低下するためか
、流動特性が異なる成分が分・離して来るため、紡糸性
が低下するためと推定される。
メルトブロー紡糸の別の方法として、米国特許４．３８
０．５７０号には、加熱空気を噴き出すノズルの中に繊
維原料を押し出す管状の紡糸孔を設け、該管状の紡糸孔
から繊維原料である繊維形成性熱可塑性重合体を押し出
して、加熱空気により牽引して繊維を形成させ、捕集装
置に送って不織布に形成させる方法が開示されている。
０．５７０号には、加熱空気を噴き出すノズルの中に繊
維原料を押し出す管状の紡糸孔を設け、該管状の紡糸孔
から繊維原料である繊維形成性熱可塑性重合体を押し出
して、加熱空気により牽引して繊維を形成させ、捕集装
置に送って不織布に形成させる方法が開示されている。
この方法の問題点は、加熱空気がノズルから出てからす
ぐに広がってしまうため、牽引力が不十分である事であ
る。このため加熱空気温度を極めて高温にして噴出速度
を大きくするとともに、繊維形成性熱可塑性重合体の粘
度を下げる必要がある。このため空気を加熱するコスト
が非常に高い事が問題である。
ぐに広がってしまうため、牽引力が不十分である事であ
る。このため加熱空気温度を極めて高温にして噴出速度
を大きくするとともに、繊維形成性熱可塑性重合体の粘
度を下げる必要がある。このため空気を加熱するコスト
が非常に高い事が問題である。
特に繊維原料がピッチのように紡出時の強度が極めて小
さい材料の場合、牽引する空気が広がるのを防止して牽
引力を増加させようとしても、空気の渦流のために紡出
糸が切断し、牽引力を増すことが困難である。
さい材料の場合、牽引する空気が広がるのを防止して牽
引力を増加させようとしても、空気の渦流のために紡出
糸が切断し、牽引力を増すことが困難である。
このように繊維原料の温度よりもかなり高温の空気を用
いてメルトブロー紡糸を行う場合、紡糸口金下方の温度
が高くなり、紡出糸の凝固が遅い問題点がある。紡出糸
の凝固が遅くなると、紡出糸が不均一になりやすく、炭
化収率が低い上、概して得られる製品の強度が低い問題
点がある。
いてメルトブロー紡糸を行う場合、紡糸口金下方の温度
が高くなり、紡出糸の凝固が遅い問題点がある。紡出糸
の凝固が遅くなると、紡出糸が不均一になりやすく、炭
化収率が低い上、概して得られる製品の強度が低い問題
点がある。
ピッチ繊維の場合には、紡出糸が元来極めて脆いため、
紡出糸の均一性の低下は繊維の弱点を大幅に増加させる
結果となり、紡出糸の取扱性を極めて悪いものにする問
題点がある。
紡出糸の均一性の低下は繊維の弱点を大幅に増加させる
結果となり、紡出糸の取扱性を極めて悪いものにする問
題点がある。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明はピッチをメルトブロー紡糸する際に、ショット
が多発する問題点、および紡出糸の凝固が遅く、得られ
る紡出糸が不均一になりやすい問題点を解決することを
目的とする。
が多発する問題点、および紡出糸の凝固が遅く、得られ
る紡出糸が不均一になりやすい問題点を解決することを
目的とする。
（ニ）問題点を解決する手段
本発明は紡糸孔から吐出する熔融ピッチを、紡糸孔の周
辺から流出する高速の気流によって牽引して繊維化する
際は、該高速の気流が主成分として水蒸気を含有するこ
とを特徴とするピッチの紡糸方法である。
辺から流出する高速の気流によって牽引して繊維化する
際は、該高速の気流が主成分として水蒸気を含有するこ
とを特徴とするピッチの紡糸方法である。
高速の気流としては水蒸気、とくに過熱水蒸気、もしく
は燃焼廃ガスを使用する。
は燃焼廃ガスを使用する。
水蒸気を含有する気流を使用する利点は、第一にはノズ
ルからの噴出速度が大きく、牽引力が大きいことである
。水蒸気は空気に比べて粘度が低いため、流体の粘性に
よる牽引には向いていないが、ピッチの場合には紡出糸
が切れ易いので、吐出孔でのエジェクター効果によって
発生する負圧による牽引力の方が支配的であり、水蒸気
の牽引力がおおきいのはこれが原因と見られる。
ルからの噴出速度が大きく、牽引力が大きいことである
。水蒸気は空気に比べて粘度が低いため、流体の粘性に
よる牽引には向いていないが、ピッチの場合には紡出糸
が切れ易いので、吐出孔でのエジェクター効果によって
発生する負圧による牽引力の方が支配的であり、水蒸気
の牽引力がおおきいのはこれが原因と見られる。
第二には赤外線の放射能力が大きく、放射冷却により急
速に冷却されることである。空気は赤外線に対してほと
んど透明であり、熱伝導率が小さいので、紡出糸に対し
て極めて効率の良い保温材として作用する。空気は周辺
の低温空気を巻き込んでの強制対流伝熱によって主に冷
却される。このため紡出糸は比較的ゆっくりと冷却され
、得られる紡出糸は均一性が悪くなる傾向を示し、切れ
易くなるとともに、ショットが増加する傾向を示す。
速に冷却されることである。空気は赤外線に対してほと
んど透明であり、熱伝導率が小さいので、紡出糸に対し
て極めて効率の良い保温材として作用する。空気は周辺
の低温空気を巻き込んでの強制対流伝熱によって主に冷
却される。このため紡出糸は比較的ゆっくりと冷却され
、得られる紡出糸は均一性が悪くなる傾向を示し、切れ
易くなるとともに、ショットが増加する傾向を示す。
水蒸気の場合には、周辺を低温で赤外線の吸収能力の高
い材料で囲んでやれば、水蒸気から多量に発散される赤
外線を吸収するので、水蒸気は急速に冷却される。水蒸
気温度が２００℃以下になると、冷却は非常に遅くなる
が、この温度範囲ではピッチは凝固しており、応力緩和
は進まなくなっていて糸質やショット景に対する影響は
少ない。
い材料で囲んでやれば、水蒸気から多量に発散される赤
外線を吸収するので、水蒸気は急速に冷却される。水蒸
気温度が２００℃以下になると、冷却は非常に遅くなる
が、この温度範囲ではピッチは凝固しており、応力緩和
は進まなくなっていて糸質やショット景に対する影響は
少ない。
燃焼廃ガスを気流として使用する場合、燃料として炭化
水素が好ましい、また燃焼廃ガスの温度を調節するため
、水を吹き込んで水蒸気濃度を大きくすることが好まし
い、また別に作った水蒸気と混合使用しても良い、水蒸
気濃度は好ましくは１０〜５０Ｖｏ Ｉ％である。廃ガ
スには二酸化炭素濃度の高くないものが好ましい、二酸
化炭素は赤外線の放射率は高いのであるが、二酸化炭素
の濃度が大きくなるとノズルからの噴出速度が小さくな
り、紡出糸を牽引する能力が低下するので好ましくない
。
水素が好ましい、また燃焼廃ガスの温度を調節するため
、水を吹き込んで水蒸気濃度を大きくすることが好まし
い、また別に作った水蒸気と混合使用しても良い、水蒸
気濃度は好ましくは１０〜５０Ｖｏ Ｉ％である。廃ガ
スには二酸化炭素濃度の高くないものが好ましい、二酸
化炭素は赤外線の放射率は高いのであるが、二酸化炭素
の濃度が大きくなるとノズルからの噴出速度が小さくな
り、紡出糸を牽引する能力が低下するので好ましくない
。
紡出糸を牽引する気流の速度は、ノズルから噴出する所
で１００ｍ／秒以上、好ましくは気流の音速の６０〜２
００％、最も好ましくは音速の７０〜１００％である。
で１００ｍ／秒以上、好ましくは気流の音速の６０〜２
００％、最も好ましくは音速の７０〜１００％である。
気流の速度が低すぎる場合には、牽引する力が足らず、
繊維直径が大きくなり、繊維長が長く不均一になる上、
ショットなど繊維状でない成型物を多量に生じるので好
ましくない、また気流の速度が高すぎる場合には、衝撃
波を生じてその騒音により作業環境が劣悪になる上、多
量のガスを消費するためコストが高くなり、その割りに
は製品品質が良くならないので好ましくない。
繊維直径が大きくなり、繊維長が長く不均一になる上、
ショットなど繊維状でない成型物を多量に生じるので好
ましくない、また気流の速度が高すぎる場合には、衝撃
波を生じてその騒音により作業環境が劣悪になる上、多
量のガスを消費するためコストが高くなり、その割りに
は製品品質が良くならないので好ましくない。
紡出糸を牽引する気体は、ノズルに導入する前に０．３
〜４．０ｋｇ／ｃｍ２Ｇの圧力を有することが好ましい
、気体の圧力、流量が小さすぎる場合には、牽引する力
が不足し、繊維直径が大きくなり繊維長が長く不均一に
なる上、ショットなど繊維状でない成型物を多量に生じ
るので好ましくない、大きすぎる場合には多量のガスを
消費するためコストが高くなり、その割りには製品品質
が良くならないので好ましくない。
〜４．０ｋｇ／ｃｍ２Ｇの圧力を有することが好ましい
、気体の圧力、流量が小さすぎる場合には、牽引する力
が不足し、繊維直径が大きくなり繊維長が長く不均一に
なる上、ショットなど繊維状でない成型物を多量に生じ
るので好ましくない、大きすぎる場合には多量のガスを
消費するためコストが高くなり、その割りには製品品質
が良くならないので好ましくない。
紡出糸を牽引する気体の温度はピッチの軟化点より８０
℃以上高温、好ましくは１００〜１８０℃高温である。
℃以上高温、好ましくは１００〜１８０℃高温である。
温度が高すぎる場合には、紡糸口金の交換周期が極めて
短くなるので好ましくない、温度が低すぎる場合には、
牽引する力が不足し、繊維直径が大きくなり繊維長が長
く不均一になる上、ショットなど繊維状でない成型物を
多量に生じるので好ましくない。
短くなるので好ましくない、温度が低すぎる場合には、
牽引する力が不足し、繊維直径が大きくなり繊維長が長
く不均一になる上、ショットなど繊維状でない成型物を
多量に生じるので好ましくない。
紡糸口金はピッチを流さずに、紡糸条件の温度、圧力の
気体のみを流して運転したとき、ピッチの流路に負圧を
生じるものであることが好ましい。
気体のみを流して運転したとき、ピッチの流路に負圧を
生じるものであることが好ましい。
負圧の大きさは好ましくは水柱１０〜５０００−一、特
に好ましくは水柱１００〜１０００ｎ＋＋ｅである。
に好ましくは水柱１００〜１０００ｎ＋＋ｅである。
実施例 １
軟化点２８５℃、光学異方性分率１００％の石油系ピッ
チを、次の条件でメルトブロー紡糸を行った。
チを、次の条件でメルトブロー紡糸を行った。
ピッチの吐出型 １２ｇ１分ピッチ温度
３２０℃ 加熱気体（水蒸気）流量 ０．２７ ｋｇ／分加熱加熱
気体蒸気）温度 ４２０℃ 加熱気体（水蒸気）圧力 １．５ ｋｇ／ａｍ” Ｇ紡
糸孔（ピッチ吐出孔）０．３φＸ ７４ｈｏｌｅ気体吐
出孔 １．０φ 口金表面温度 ４２０℃ 紡糸を６時間連続して行った後、得られたピッチ不織布
から１０カ所ランダムサンプリングして、繊維の形状を
調べた。繊維長は９５％が５〜３０…ｍの間に収まり、
繊維径は８５％が４〜７１ｍの間に収まった。ショット
は１０ｇ当たり７個であった。
３２０℃ 加熱気体（水蒸気）流量 ０．２７ ｋｇ／分加熱加熱
気体蒸気）温度 ４２０℃ 加熱気体（水蒸気）圧力 １．５ ｋｇ／ａｍ” Ｇ紡
糸孔（ピッチ吐出孔）０．３φＸ ７４ｈｏｌｅ気体吐
出孔 １．０φ 口金表面温度 ４２０℃ 紡糸を６時間連続して行った後、得られたピッチ不織布
から１０カ所ランダムサンプリングして、繊維の形状を
調べた。繊維長は９５％が５〜３０…ｍの間に収まり、
繊維径は８５％が４〜７１ｍの間に収まった。ショット
は１０ｇ当たり７個であった。
この不織布を通常の方法で不融化した後、常法により炭
化を行った。得られた炭素繊維の強度は１５４ｋｇ／ｍ
ｎ”、伸度１．０％であった。
化を行った。得られた炭素繊維の強度は１５４ｋｇ／ｍ
ｎ”、伸度１．０％であった。
実施例 ２
実施例 １の加熱気体の水蒸気の代わりに、プロパンガ
スを燃焼させた排気を使用したところ、はぼ同様のショ
ットの少ない、ピッチ不織布が得られた。
スを燃焼させた排気を使用したところ、はぼ同様のショ
ットの少ない、ピッチ不織布が得られた。
実施例 ３
実施例 １の原料である光学異方性ピッチのかわりに、
軟化点２４５℃の高軟化点等方性ピッチを用いて、同様
の装置により、ピッチ温度、加熱気体温度および口金温
度をそれぞれ４０℃ずつ低くして紡糸したところ、実施
例 １と同様に均一でショットの少ない炭素繊維不織布
が得られた。
軟化点２４５℃の高軟化点等方性ピッチを用いて、同様
の装置により、ピッチ温度、加熱気体温度および口金温
度をそれぞれ４０℃ずつ低くして紡糸したところ、実施
例 １と同様に均一でショットの少ない炭素繊維不織布
が得られた。
（ホ）発明の作用および効果
本発明は高速の気流によって熔融ピッチを牽引して繊維
化する紡糸方法において、繊維に含有するショットの量
を少なくする方法に関する。
化する紡糸方法において、繊維に含有するショットの量
を少なくする方法に関する。
以上
Claims (3)
- （１）紡糸孔から吐出する熔融ピッチを、紡糸孔の周辺
から流出する高速の気流によって牽引して繊維化する際
に、該高速の気流が主成分として水蒸気を含有すること
を特徴とするピッチの紡糸方法。 - （２）前項において高速の気流が水蒸気であることを特
徴とするピッチの紡糸方法。 - （３）第１項において高速の気流が燃焼廃ガスであるこ
とを特徴とするピッチの紡糸方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197388A JPH01221521A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | ピッチの紡糸方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197388A JPH01221521A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | ピッチの紡糸方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01221521A true JPH01221521A (ja) | 1989-09-05 |
Family
ID=12623140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4197388A Pending JPH01221521A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | ピッチの紡糸方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01221521A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005087991A1 (ja) * | 2004-03-11 | 2008-01-31 | 帝人株式会社 | 炭素繊維 |
| JP2009035854A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-02-19 | Panasonic Corp | 微細高分子材料製造方法、微細高分子材料製造装置 |
| WO2018087993A1 (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | 関西電子株式会社 | 樹脂ファイバの製造方法、これに用いられるノズルヘッド及び製造装置 |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP4197388A patent/JPH01221521A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005087991A1 (ja) * | 2004-03-11 | 2008-01-31 | 帝人株式会社 | 炭素繊維 |
| JP4521397B2 (ja) * | 2004-03-11 | 2010-08-11 | 帝人株式会社 | 炭素繊維 |
| JP2009035854A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-02-19 | Panasonic Corp | 微細高分子材料製造方法、微細高分子材料製造装置 |
| WO2018087993A1 (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | 関西電子株式会社 | 樹脂ファイバの製造方法、これに用いられるノズルヘッド及び製造装置 |
| JP2018080405A (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 関西電子株式会社 | 樹脂ファイバの製造方法、これに用いられるノズルヘッド及び製造装置 |
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