JPH041082B2 - - Google Patents
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- JPH041082B2 JPH041082B2 JP59111013A JP11101384A JPH041082B2 JP H041082 B2 JPH041082 B2 JP H041082B2 JP 59111013 A JP59111013 A JP 59111013A JP 11101384 A JP11101384 A JP 11101384A JP H041082 B2 JPH041082 B2 JP H041082B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melt
- spinning
- nozzle
- molded body
- spinning nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D4/00—Spinnerette packs; Cleaning thereof
- D01D4/02—Spinnerettes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/12—Articles with an irregular circumference when viewed in cross-section, e.g. window profiles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は紡糸用ノズルに関する。特に平板状の
分子構造を有する高分子物質を溶融紡糸して得ら
れる繊維の断面構造を制御するための紡糸用ノズ
ルに関する。
分子構造を有する高分子物質を溶融紡糸して得ら
れる繊維の断面構造を制御するための紡糸用ノズ
ルに関する。
有機高分子化合物を紡糸して繊維を製造する方
法として、従来より微小な穴径のノズルを有する
ダイスから有機高分子の溶融物もしくは適当な溶
媒に溶解させた高分子溶液を押し出す方法が用い
られている。
法として、従来より微小な穴径のノズルを有する
ダイスから有機高分子の溶融物もしくは適当な溶
媒に溶解させた高分子溶液を押し出す方法が用い
られている。
高分子物質、特に直鎖状ポリマーの溶融紡糸に
あつては、繊維軸方向の配向が繊維特性を左右す
る要因として重要視されている。しかしながら平
板状の分子構造を有する高分子の場合について
は、繊維軸方向の配向を制御するだけでは不十分
であり、繊維軸に垂直な方向、すなわち繊維断面
の配向も繊維特性を決定するうえで重要な要因で
あることが明らかとなつた。
あつては、繊維軸方向の配向が繊維特性を左右す
る要因として重要視されている。しかしながら平
板状の分子構造を有する高分子の場合について
は、繊維軸方向の配向を制御するだけでは不十分
であり、繊維軸に垂直な方向、すなわち繊維断面
の配向も繊維特性を決定するうえで重要な要因で
あることが明らかとなつた。
従来より一般に用いられている溶融紡糸用ノズ
ルの基本的形状は、第１図に示すように、流入孔
１、導入孔２、アプローチ３および毛細管４から
構成されており、その横断面は通常円形である。
流入孔と導入孔あるいはアプローチが一体となつ
ているものなど、必ずしも各部分を明確に区別す
ることができないものも多い。
ルの基本的形状は、第１図に示すように、流入孔
１、導入孔２、アプローチ３および毛細管４から
構成されており、その横断面は通常円形である。
流入孔と導入孔あるいはアプローチが一体となつ
ているものなど、必ずしも各部分を明確に区別す
ることができないものも多い。
しかしこのような一般的な溶融紡糸用ノズルを
用いて平板状の分子構造を有する高分子物質を溶
融紡糸しても、高性能の紡出糸を得ることは極め
て困難である。このことを平板状の分子構造を有
する高分子物質としてメソフエーズピツチを用い
た場合を例に説明する。
用いて平板状の分子構造を有する高分子物質を溶
融紡糸しても、高性能の紡出糸を得ることは極め
て困難である。このことを平板状の分子構造を有
する高分子物質としてメソフエーズピツチを用い
た場合を例に説明する。
メソフエーズピツチを一般的な溶融紡糸用ノズ
ルを用いて溶融紡糸した場合、得られるピツチ繊
維の断面構造は第２図のａで示されるような繊維
の中心から外周に向かつて放射するラジアル構造
となり易い。このラジアル構造を有するピツチ繊
維はラジアル方向に糸割れを生じ易く、またピツ
チ繊維の段階で糸割れしないものでも、さらに焼
成して炭素繊維とした場合において糸割れを起こ
し、十分な強度を発現することができず、結局製
品として供することが不可能となる。それ故、こ
のようなラジアル構造をとり易いメソフエーズピ
ツチをピツチ繊維へ紡糸する段階で第２図のｂも
しくはｃで示されるランダム構造もしくはオニオ
ン構造の断面を有する構造へ、あるいは基本的に
はラジアル構造であるが、糸割れを生じにくい断
面構造へ制御することができるかが、メソフエー
ズピツチから高強度の炭素繊維を製造するうえに
おいてきわめて重要となる。
ルを用いて溶融紡糸した場合、得られるピツチ繊
維の断面構造は第２図のａで示されるような繊維
の中心から外周に向かつて放射するラジアル構造
となり易い。このラジアル構造を有するピツチ繊
維はラジアル方向に糸割れを生じ易く、またピツ
チ繊維の段階で糸割れしないものでも、さらに焼
成して炭素繊維とした場合において糸割れを起こ
し、十分な強度を発現することができず、結局製
品として供することが不可能となる。それ故、こ
のようなラジアル構造をとり易いメソフエーズピ
ツチをピツチ繊維へ紡糸する段階で第２図のｂも
しくはｃで示されるランダム構造もしくはオニオ
ン構造の断面を有する構造へ、あるいは基本的に
はラジアル構造であるが、糸割れを生じにくい断
面構造へ制御することができるかが、メソフエー
ズピツチから高強度の炭素繊維を製造するうえに
おいてきわめて重要となる。
この問題に関しての報告例は数少なく、アメリ
カ特許第4376747号においては、ダイス内部に金
属もしくはセラミツクスの多孔質体を埋め込む方
法が開示されている。また毛細管内壁に凸凹の刻
み込みを施した例も併せて開示されている。しか
しながら工業的規模において、１つのダイスから
の複数の糸を同時に紡糸する多孔紡糸を行う場合
には、上記方法では各孔の圧力損失を均一とする
ことが非常に困難であり、その結果、各孔からの
糸の押出量も不均一となり繊維の糸径、糸条を安
定させることができないという問題がある。
カ特許第4376747号においては、ダイス内部に金
属もしくはセラミツクスの多孔質体を埋め込む方
法が開示されている。また毛細管内壁に凸凹の刻
み込みを施した例も併せて開示されている。しか
しながら工業的規模において、１つのダイスから
の複数の糸を同時に紡糸する多孔紡糸を行う場合
には、上記方法では各孔の圧力損失を均一とする
ことが非常に困難であり、その結果、各孔からの
糸の押出量も不均一となり繊維の糸径、糸条を安
定させることができないという問題がある。
本発明者等は、これらの欠点を示すことなく効
果的に繊維断面の配向を制御することのできる溶
融紡糸用ノズルを開発すべく鋭意検討した結果、
効果の顕著な本発明を完成するに至つた。即ち本
発明は、ノズル内に、ノズル内壁との間に溶融物
流路となる空間を形成する縦長成形体を配置して
なる溶融紡糸用ノズルを提供するものであり、こ
の溶融紡糸用ノズルは特に多環芳香族の平板状分
子を溶融紡糸する際に好適に用いられる。
果的に繊維断面の配向を制御することのできる溶
融紡糸用ノズルを開発すべく鋭意検討した結果、
効果の顕著な本発明を完成するに至つた。即ち本
発明は、ノズル内に、ノズル内壁との間に溶融物
流路となる空間を形成する縦長成形体を配置して
なる溶融紡糸用ノズルを提供するものであり、こ
の溶融紡糸用ノズルは特に多環芳香族の平板状分
子を溶融紡糸する際に好適に用いられる。
本発明の溶融紡糸用ノズル本体は第１図に示し
た如き一般的な紡糸用ノズルでよい。
た如き一般的な紡糸用ノズルでよい。
本発明はかかる紡糸用ノズルに紡糸方向に縦長
成形体を該成形体とノズル内壁との間に溶融物流
路となる空間が形成されるように配置した点に構
造的特徴を有する。
成形体を該成形体とノズル内壁との間に溶融物流
路となる空間が形成されるように配置した点に構
造的特徴を有する。
本発明における縦長成形体は高さが巾よりも長
いものであればその形状には本質的な制限はな
く、円筒、半円筒、円錐体、多角柱、多角錐、だ
円体、板状等およびそれらの任意の組み合わせか
らなる種々の形状物が適用可能である。これらは
側面に溝もしくは突起を有していてもよい。溝と
してはドリル状やネジ状の如きらせん形状のもの
が特に好ましい。また上記に例示した形状物の一
部もしくは全体にねじれを有するものも好まし
い。本発明で用いる縦長成形体の材質は非多孔質
であれば特に制限はなく適宜の金属を用いて製造
しうる。
いものであればその形状には本質的な制限はな
く、円筒、半円筒、円錐体、多角柱、多角錐、だ
円体、板状等およびそれらの任意の組み合わせか
らなる種々の形状物が適用可能である。これらは
側面に溝もしくは突起を有していてもよい。溝と
してはドリル状やネジ状の如きらせん形状のもの
が特に好ましい。また上記に例示した形状物の一
部もしくは全体にねじれを有するものも好まし
い。本発明で用いる縦長成形体の材質は非多孔質
であれば特に制限はなく適宜の金属を用いて製造
しうる。
本発明では該成形体とノズル内壁との間に溶融
物流路を形成させるものであり、成形体内全体が
流路となるような多孔質体は用い得ない。
物流路を形成させるものであり、成形体内全体が
流路となるような多孔質体は用い得ない。
かかる縦長成形体は上部からダイス板厚の1/3
以上、好ましくは1/2以上であつて且つ毛細管部
に接しない長さまで配置することが好ましい。そ
の配置深さがダイス板厚の1/3未満の場合は、本
発明の効果を十分には期待し難い。また縦長成形
体をノズル内に配置した際任意の横断面において
ノズル内壁の少なくとも１部と該成形体との間に
溶融物の流路となる空間が形成される必要があ
る。この空間の面積は毛細管部の断面積以上であ
ればよい。
以上、好ましくは1/2以上であつて且つ毛細管部
に接しない長さまで配置することが好ましい。そ
の配置深さがダイス板厚の1/3未満の場合は、本
発明の効果を十分には期待し難い。また縦長成形
体をノズル内に配置した際任意の横断面において
ノズル内壁の少なくとも１部と該成形体との間に
溶融物の流路となる空間が形成される必要があ
る。この空間の面積は毛細管部の断面積以上であ
ればよい。
本発明で用いる縦長成形体の一例を第３図に示
す。
す。
縦長成形体はダイス内に設けたそれぞれのノズ
ル内にできるだけ均一に配置し固定することが望
ましいが、そのためには、成形体の上端がダイス
上面に出るような大きさとし且つそれを支える固
定台を設けることが好ましい。第４図にその状態
を示す。第４図のａは多数のノズル５を有するダ
イス６（７はダイス板厚を示す）と、ダイスと重
ね合せたときにノズルの位置と一致する位置に成
形体固定用の穴８を有する固定台９を示してい
る。第４図のｂは固定台９を使つてノズル内に成
形体１０を配置した状態の断面図である。成形体
１０の上端に固定片をつけこれを固定台９の穴８
からダイス６のノズル内へ通す。このようにする
ことにより成形体を垂直かつ一定位置に容易に配
置できる。尚溶融物のデイストリピユーターは固
定台の中央部に設けてもよいし、固体台の上に別
途に設けてもよい。
ル内にできるだけ均一に配置し固定することが望
ましいが、そのためには、成形体の上端がダイス
上面に出るような大きさとし且つそれを支える固
定台を設けることが好ましい。第４図にその状態
を示す。第４図のａは多数のノズル５を有するダ
イス６（７はダイス板厚を示す）と、ダイスと重
ね合せたときにノズルの位置と一致する位置に成
形体固定用の穴８を有する固定台９を示してい
る。第４図のｂは固定台９を使つてノズル内に成
形体１０を配置した状態の断面図である。成形体
１０の上端に固定片をつけこれを固定台９の穴８
からダイス６のノズル内へ通す。このようにする
ことにより成形体を垂直かつ一定位置に容易に配
置できる。尚溶融物のデイストリピユーターは固
定台の中央部に設けてもよいし、固体台の上に別
途に設けてもよい。
本発明の紡糸ノズルを用いた場合、メソフエー
ズピツチよりランダム構造もしくはオニオン構造
の断面構造を有するピツチ繊維が容易に得られ、
またピツチ繊維の糸割れが発生しないことはもち
ろんのこと、ピツチ繊維を焼成して得られる炭素
繊維にも糸割れはなく、高強度のものが得られ
る。
ズピツチよりランダム構造もしくはオニオン構造
の断面構造を有するピツチ繊維が容易に得られ、
またピツチ繊維の糸割れが発生しないことはもち
ろんのこと、ピツチ繊維を焼成して得られる炭素
繊維にも糸割れはなく、高強度のものが得られ
る。
また本発明の縦長成形体は同一形状のものを容
易に製作でき且つ均一に配置できるため、多孔紡
糸に適用した場合に、多孔の圧力損失を均一に保
持することができ、工業的規模において径のそろ
つた糸を安定して紡糸できる。
易に製作でき且つ均一に配置できるため、多孔紡
糸に適用した場合に、多孔の圧力損失を均一に保
持することができ、工業的規模において径のそろ
つた糸を安定して紡糸できる。
以下に実施例により本発明を具体的に説明す
る。
る。
比較例
軟化点、260℃の石油系ピツチを、導入孔径３
mmφ、ダイス板厚７mm、ダイス孔径0.25mmφの溶
融紡糸装置を用い、紡糸温度320℃にて溶融紡糸
を行つた。
mmφ、ダイス板厚７mm、ダイス孔径0.25mmφの溶
融紡糸装置を用い、紡糸温度320℃にて溶融紡糸
を行つた。
得られたピツチ繊維の断面構造は第５図のａに
示すとおりラジアル構造であつた。
示すとおりラジアル構造であつた。
実施例
比較例で用いた溶融紡糸装置に第３図で示すａ
〜ｆの縦長成形体を深さ５mmに配置して、比較例
と同様の方法にて溶融紡糸を行つた。
〜ｆの縦長成形体を深さ５mmに配置して、比較例
と同様の方法にて溶融紡糸を行つた。
得られたピツチ繊維の断面構造はそれぞれ第５
図のｂ〜ｇに示すとおりであつた。
図のｂ〜ｇに示すとおりであつた。
第１図は溶融紡糸用ノズルの基本的形状を示す
斜視図であり、第２図はａラジアル構造、ｂラン
ダム構造およびｃオニオン構造の概念図であり、
第３図のａ〜ｎは本発明に用いられる縦長成形体
の一例を示す斜視図であり、第４図のａはダイス
と固定台の斜視図であり、ｂはａの使用状態を示
す断面図であり、第５図のａ〜ｇは比較例及び実
施例におけるピツチ繊維の断面の電子顕微鏡写真
である。
斜視図であり、第２図はａラジアル構造、ｂラン
ダム構造およびｃオニオン構造の概念図であり、
第３図のａ〜ｎは本発明に用いられる縦長成形体
の一例を示す斜視図であり、第４図のａはダイス
と固定台の斜視図であり、ｂはａの使用状態を示
す断面図であり、第５図のａ〜ｇは比較例及び実
施例におけるピツチ繊維の断面の電子顕微鏡写真
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ノズル内にノズル内壁との間に溶融物流路と
なる空間を形成する非多孔質の縦長成形体を配置
してなる溶融紡糸用ノズル。 ２ 縦長成形体を上部からダイズ板厚の1/3以上
であつて且つ毛細管部に接しない長さまで配置し
てなる特許請求の範囲第１項記載の溶融紡糸用ノ
ズル。 ３ 縦長成形体が周囲に溝又は突起を有する棒状
体である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
溶融紡糸用ノズル。 ４ 平板状の分子構造を有する高分子物質の溶融
紡糸のための特許請求の範囲第１項から第３項の
いずれかに記載の溶融紡糸用ノズル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111013A JPS60259609A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 紡糸用ノズル |
| US06/739,155 US4717331A (en) | 1984-06-01 | 1985-05-30 | Spinning nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111013A JPS60259609A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 紡糸用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60259609A JPS60259609A (ja) | 1985-12-21 |
| JPH041082B2 true JPH041082B2 (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=14550179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59111013A Granted JPS60259609A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 紡糸用ノズル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4717331A (ja) |
| JP (1) | JPS60259609A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6147825A (ja) * | 1984-08-15 | 1986-03-08 | Teijin Ltd | ピツチ系炭素繊維 |
| JPS61113827A (ja) * | 1984-11-06 | 1986-05-31 | Teijin Ltd | 高性能ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
| JPH0637725B2 (ja) * | 1985-01-19 | 1994-05-18 | 工業技術院長 | 炭素繊維の製法 |
| US4816202A (en) * | 1986-10-09 | 1989-03-28 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Method of melt spinning pitch |
| US5272004A (en) * | 1988-03-17 | 1993-12-21 | Petoca Ltd. | Carbon fibers and process for producing the same |
| JPH0742615B2 (ja) * | 1988-03-28 | 1995-05-10 | 東燃料株式会社 | 高強度、高弾性率のピッチ系炭素繊維 |
| US5037589A (en) * | 1988-11-18 | 1991-08-06 | Nippon Steel Corporation | Method of producing mesophase pitch type carbon fibers and nozzle for spinning same |
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| US5169584A (en) * | 1989-02-16 | 1992-12-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method of making small diameter high strength carbon fibers |
| US5437927A (en) * | 1989-02-16 | 1995-08-01 | Conoco Inc. | Pitch carbon fiber spinning process |
| JP2640528B2 (ja) * | 1989-02-22 | 1997-08-13 | 日本石油株式会社 | ピッチ系炭素繊維 |
| US5061413A (en) * | 1989-02-23 | 1991-10-29 | Nippon Oil Company, Limited | Process for producing pitch-based carbon fibers |
| JP2894880B2 (ja) * | 1991-09-13 | 1999-05-24 | 株式会社ペトカ | ピッチ系炭素繊維紡糸用口金 |
| US5277976A (en) * | 1991-10-07 | 1994-01-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Oriented profile fibers |
| EP2832902A1 (de) * | 2013-08-02 | 2015-02-04 | NANOVAL GmbH & Co. KG | Optimierung einer Spinndüse zum Spinnen von Filamenten aus einer Spinnmasse |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3168509A (en) * | 1965-02-02 | figure | ||
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| US3375548A (en) * | 1965-09-29 | 1968-04-02 | Mitsubishi Rayon Co | Apparatus for producing conjugated filaments |
| NL6602465A (ja) * | 1966-02-25 | 1967-08-28 | ||
| US3421181A (en) * | 1966-06-24 | 1969-01-14 | Du Pont | Spinneret plate |
| CH486570A (de) * | 1966-09-21 | 1970-02-28 | Inventa Ag | Vorrichtung zur Herstellung von aus mindestens zwei verschiedenen Polymeren bestehenden Verbundfäden |
| NL6712079A (ja) * | 1967-09-02 | 1969-03-04 | ||
| DE2243944A1 (de) * | 1972-09-07 | 1974-03-14 | Bernd Dipl Ing Zingsheim | Vorrichtung zum ausgleichen von temperaturunterschieden innerhalb des massestranges von thermoplastischen und elastomeren massen |
| JPS4962380A (ja) * | 1972-10-18 | 1974-06-17 | ||
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| US4316714A (en) * | 1979-02-21 | 1982-02-23 | American Cyanamid Company | Apparatus for preparing open structure fibers |
| US4346053A (en) * | 1979-02-21 | 1982-08-24 | American Cyanamid Company | Process for melt-spinning hollow fibers |
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-
1984
- 1984-06-01 JP JP59111013A patent/JPS60259609A/ja active Granted
-
1985
- 1985-05-30 US US06/739,155 patent/US4717331A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60259609A (ja) | 1985-12-21 |
| US4717331A (en) | 1988-01-05 |
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