JPS6399327A - ピツチ繊維の紡糸方法 - Google Patents
ピツチ繊維の紡糸方法Info
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- JPS6399327A JPS6399327A JP61240740A JP24074086A JPS6399327A JP S6399327 A JPS6399327 A JP S6399327A JP 61240740 A JP61240740 A JP 61240740A JP 24074086 A JP24074086 A JP 24074086A JP S6399327 A JPS6399327 A JP S6399327A
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- spinning
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- nozzle hole
- spinning nozzle
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、炭素繊維であるピッチ繊維の紡糸方法に関し
、特に、長時間紡糸してもむらやクラックの発生しない
ピッチｍｒａの紡糸方法に関する。
、特に、長時間紡糸してもむらやクラックの発生しない
ピッチｍｒａの紡糸方法に関する。
［従来の技術］
炭素繊維は、軽くて電気伝導性もよく、耐熱性も高いと
いった特徴を有しており、中でもピッチｍ＃Ｉは、他の
炭素系ｔａ！ｌに比べて、原料の潤沢がよく、炭化工程
の歩留りも大きく、さらには繊維の弾性率が高いなどの
利点を有するところから。
いった特徴を有しており、中でもピッチｍ＃Ｉは、他の
炭素系ｔａ！ｌに比べて、原料の潤沢がよく、炭化工程
の歩留りも大きく、さらには繊維の弾性率が高いなどの
利点を有するところから。
種々の分野でその利用が図られている。
しかし、ピッチｍ維にクラックが発生したり、ピッチ繊
維を焼成して得られる炭素繊維にクラックが発生し、そ
の結果、炭素繊維の機械的強度が低いといった欠点があ
った。このため、クラックの発生をなくし、機械的強度
を高めるため従来多くのピッチ繊維の紡糸方法が提案さ
れている。
維を焼成して得られる炭素繊維にクラックが発生し、そ
の結果、炭素繊維の機械的強度が低いといった欠点があ
った。このため、クラックの発生をなくし、機械的強度
を高めるため従来多くのピッチ繊維の紡糸方法が提案さ
れている。
このうち、紡糸ノズルの上流部に充填層を設け、紡糸ピ
ッチをこの充填層に流通させた後、紡糸ノズルに流通さ
せピッチｔｍ＃を紡糸する方法が特開昭５１３−８８９
０９号および同８１−１２９１１１号に開示されている
。
ッチをこの充填層に流通させた後、紡糸ノズルに流通さ
せピッチｔｍ＃を紡糸する方法が特開昭５１３−８８９
０９号および同８１−１２９１１１号に開示されている
。
［解決すべき問題点］
しかしながら、上述の特開昭５９−８８９０９号および
同８１−１２９１９号に示されている方法は、クラック
の発生をかなり防止することはできるものの十分とはい
えず、長時間紡糸を続けると紡糸むらの発生することが
実験の結果判明した。
同８１−１２９１９号に示されている方法は、クラック
の発生をかなり防止することはできるものの十分とはい
えず、長時間紡糸を続けると紡糸むらの発生することが
実験の結果判明した。
本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、ク
ラックの発生を防止し、繊維の機械的強度を高めつつ、
長時間紡糸を続けても紡糸むらの発生しないピッチ繊維
の紡糸方法の提供をＦｌ的とした。
ラックの発生を防止し、繊維の機械的強度を高めつつ、
長時間紡糸を続けても紡糸むらの発生しないピッチ繊維
の紡糸方法の提供をＦｌ的とした。
［問題点の解決手段］
本発明者は上記目的を達成するため鋭意検討した結果、
ノズル孔指数Ｆが１０以上である紡糸ノズル孔の上流部
分に、ピッチ流変更部と、先端面と紡糸方向との角度θ
が４５°〜９０°であるピッチ貯留部とを設けた紡糸ノ
ズル内に、紡糸ピッチを流通させることにより上記目的
を達成することを見い出し１本発明に到達した。
ノズル孔指数Ｆが１０以上である紡糸ノズル孔の上流部
分に、ピッチ流変更部と、先端面と紡糸方向との角度θ
が４５°〜９０°であるピッチ貯留部とを設けた紡糸ノ
ズル内に、紡糸ピッチを流通させることにより上記目的
を達成することを見い出し１本発明に到達した。
すなわち本発明は、ピッチ流変更部、ピッチ貯留部およ
び紡糸ノズル孔を備えた紡糸ノズル内に、紡糸ピッチを
。
び紡糸ノズル孔を備えた紡糸ノズル内に、紡糸ピッチを
。
■ まず、ピッチ流変更部、
■ 次いで、先端面と紡糸方向との角度０が４５°〜９
０°であるピッチ貯留部、 ■ ソノ後、ノズル孔指ａＦ（＝Ｚ２／Ｄ＠Ｌ）が１０
以上である紡糸ノズル孔、 の順序で流通させピッチ繊維を紡糸する方法としである
。
０°であるピッチ貯留部、 ■ ソノ後、ノズル孔指ａＦ（＝Ｚ２／Ｄ＠Ｌ）が１０
以上である紡糸ノズル孔、 の順序で流通させピッチ繊維を紡糸する方法としである
。
以下、本発明の詳細な説明する。
まず、本発明の紡糸方法に用いる紡糸ノズルの一実施例
を第１図にもとづいて説明する。紡糸ノズル１０は、そ
の内部に、上流側より順にピッ慟流変更部１１、ピッチ
貯留部１２、ノズル孔１３が形成しである。
を第１図にもとづいて説明する。紡糸ノズル１０は、そ
の内部に、上流側より順にピッ慟流変更部１１、ピッチ
貯留部１２、ノズル孔１３が形成しである。
ピッチ流変更部１１は、紡糸ピッチの流れを乱すための
部材１１ａを厚さ１層層〜１０ｃｍの範囲内で積層して
形成しである。ピッチ流を乱すための部材１１ａとして
は、金属性あるいは無ａ質製の粒体、粉体、焼結体、不
織布、織布などを用い、好ましくは粒体のもの、特に好
ましくは粒体の内の球体のものを用いる。この場合の粒
体としては、径が０．０１ｍｍ〜５１のものが好ましく
、粒体の径が５１層以上となると、ピッチ流の乱れが不
十分となる。なお、このピッチ流変更部１１は、ピッチ
貯留部１２と分割できるように形成することも可能であ
る。
部材１１ａを厚さ１層層〜１０ｃｍの範囲内で積層して
形成しである。ピッチ流を乱すための部材１１ａとして
は、金属性あるいは無ａ質製の粒体、粉体、焼結体、不
織布、織布などを用い、好ましくは粒体のもの、特に好
ましくは粒体の内の球体のものを用いる。この場合の粒
体としては、径が０．０１ｍｍ〜５１のものが好ましく
、粒体の径が５１層以上となると、ピッチ流の乱れが不
十分となる。なお、このピッチ流変更部１１は、ピッチ
貯留部１２と分割できるように形成することも可能であ
る。
ピッチ貯留部１２は、ピッチ流変更部１１より。
流れてきた紡糸ピッチを一時貯留する部分であり、ノズ
ル孔１３に接する先端面と紡糸方向との角度０が４５°
〜９Ｇ’となるようにしである。この角度θは、実験の
結果、６０°〜９０’であることが好ましく、８０°〜
８０°としたとさらに好ましい結果の得られることが判
った。また、ピッチ貯留部指数Ｇ Ｇ＝Ｐ−ｓｉｎＯ（Ｐ：ピッチ貯留部長さ）が３．５〜
５０となるようにしである。なお。
ル孔１３に接する先端面と紡糸方向との角度０が４５°
〜９Ｇ’となるようにしである。この角度θは、実験の
結果、６０°〜９０’であることが好ましく、８０°〜
８０°としたとさらに好ましい結果の得られることが判
った。また、ピッチ貯留部指数Ｇ Ｇ＝Ｐ−ｓｉｎＯ（Ｐ：ピッチ貯留部長さ）が３．５〜
５０となるようにしである。なお。
ピッチ貯留部１２の内径Ｚは１通常２ｍｍ以下としであ
る。
る。
紡糸ノズル孔１３は、ピッチ貯留部１２からの紡糸ピッ
チを吐出して紡糸するもので、そのノズル孔径りは１通
常０．００５ｍ＋ｗ〜０．５１、好ましくは０．０５諺
腸〜０．３脂■としである。また。
チを吐出して紡糸するもので、そのノズル孔径りは１通
常０．００５ｍ＋ｗ〜０．５１、好ましくは０．０５諺
腸〜０．３脂■としである。また。
ノズル孔長さＬとノズル孔径りの比Ｌ／Ｄは、通常０．
５〜２０、好ましくは１．０〜１０としである。
５〜２０、好ましくは１．０〜１０としである。
さらに、ノズル孔指数Ｆ
Ｆ＝Ｚ２／Ｄ−Ｌ
は、１０〜５０００となるようにしである。このノズル
孔指数Ｆも、実験の結果、１０〜３０００であることが
好ましく、ｉｏｏ〜１０００としたとさらに好ましい結
果の得られることが判った。
孔指数Ｆも、実験の結果、１０〜３０００であることが
好ましく、ｉｏｏ〜１０００としたとさらに好ましい結
果の得られることが判った。
本発明は、このような構成からなる紡糸ノズル１０内に
紡糸ピッチを供給し、ピッチ流変更部１１、ピッチ貯留
部１２を流通させ、ノズル孔１３より０．５ｋｇ／ｃ鳳
２〜５０ ｋｇ／ ｃｍ２ 、好ましくはｌ 、 Ｏｋ
ｇ／ ｃｍ２〜１０ ｋｇ／ ｃｍ２の吐出圧で吐出さ
せてピッチ繊維の紡糸を行なう。
紡糸ピッチを供給し、ピッチ流変更部１１、ピッチ貯留
部１２を流通させ、ノズル孔１３より０．５ｋｇ／ｃ鳳
２〜５０ ｋｇ／ ｃｍ２ 、好ましくはｌ 、 Ｏｋ
ｇ／ ｃｍ２〜１０ ｋｇ／ ｃｍ２の吐出圧で吐出さ
せてピッチ繊維の紡糸を行なう。
本発明に用いる紡糸ピッチとしては石炭系１石油系およ
び化学系のピッチを使用することが好ましい、このよう
なピッチは、光学的異方性ピッチであり、紡糸時に適度
な流動特性（粘度、および曳糸性）を有することが好ま
しい。
び化学系のピッチを使用することが好ましい、このよう
なピッチは、光学的異方性ピッチであり、紡糸時に適度
な流動特性（粘度、および曳糸性）を有することが好ま
しい。
一方、流動特性との兼ね合いではあるが、不融化時の融
着を防止するためには、軟化点を比較的高くする方が良
い、このような性状を満足させるためには以下に示すピ
ッチ性状が好ましい。
着を防止するためには、軟化点を比較的高くする方が良
い、このような性状を満足させるためには以下に示すピ
ッチ性状が好ましい。
Ｍｎ ： ５００〜１５００ （好ましくは、９０
０〜１ｌ１００）、 ／Ｍｎ： １．１〜３（好ましく
は、 １．５〜１．７）軟化点：２５０℃〜３５０℃（
好ましくは、２７０℃〜 ３３０℃） ＱＩ：５％〜６０％（好ましくは５％〜５０％）［実施
例および比較例］ 以下、実施例および比較例にもとづいて本発明を具体的
に説明する。
０〜１ｌ１００）、 ／Ｍｎ： １．１〜３（好ましく
は、 １．５〜１．７）軟化点：２５０℃〜３５０℃（
好ましくは、２７０℃〜 ３３０℃） ＱＩ：５％〜６０％（好ましくは５％〜５０％）［実施
例および比較例］ 以下、実施例および比較例にもとづいて本発明を具体的
に説明する。
〈実施例１〉
接触分解残渣油を用いて得られた光学異方性相１００％
のメソフェーズピッチを原料として用いた。このピッチ
は、軟化点が３２０℃でＢｉｒｃｈ 還元を行なった後
測定した数平均分子量は１１００であった。このピッチ
を上述した構造の紡糸ノズルを用いて紡糸した。紡糸ノ
ズルにおける条件は、充填層の厚み２０■■、充填層粒
径３ＷＩｌ。
のメソフェーズピッチを原料として用いた。このピッチ
は、軟化点が３２０℃でＢｉｒｃｈ 還元を行なった後
測定した数平均分子量は１１００であった。このピッチ
を上述した構造の紡糸ノズルを用いて紡糸した。紡糸ノ
ズルにおける条件は、充填層の厚み２０■■、充填層粒
径３ＷＩｌ。
Ｚ＝ ３ｍｍ、 Ｐ＝ １ ３ｍｍ、 Ｄ＝
０ 、 ２＋＊ｍ。
０ 、 ２＋＊ｍ。
Ｉ、／Ｄ＝ １ 、０＝９０°、Ｆ＝２２５の形状のも
のを用いた。紡糸条件は、紡糸温度３５０℃、紡糸圧力
５ ｋｇ／ ｃ〜２ 、巻取速度５００ｍ／ｓｉｎで
巻き取り、１２．のピッチ繊維を得た。
のを用いた。紡糸条件は、紡糸温度３５０℃、紡糸圧力
５ ｋｇ／ ｃ〜２ 、巻取速度５００ｍ／ｓｉｎで
巻き取り、１２．のピッチ繊維を得た。
得られた繊維は、２０時間連続紡糸後もクラックおよび
紡糸むらが生じることはなく、第２図に示すような断面
構造であった。このピッチ繊維を２００℃から４００℃
まで１０分間で昇温し１、不融化を行なった。さらに、
１５００℃で５分間焼成を行ない炭素繊維を得た。得ら
れた繊維の強度は３００ｋｇ／ｍ層？１弾性率は３０ｔ
／磨麿２であった。
紡糸むらが生じることはなく、第２図に示すような断面
構造であった。このピッチ繊維を２００℃から４００℃
まで１０分間で昇温し１、不融化を行なった。さらに、
１５００℃で５分間焼成を行ない炭素繊維を得た。得ら
れた繊維の強度は３００ｋｇ／ｍ層？１弾性率は３０ｔ
／磨麿２であった。
（実施例２〉
実施例１で用いてメソフェーズピッチを用いて紡糸した
。紡糸ノズルにおける条件は、充填層の厚ミ１０ｍｍ、
充填層粒径０．０７ｍｍ、Ｚ＝１０ｍｍ、Ｐ＝２０ｍｍ
、Ｄ＝０．３ｔｓ、Ｌ／Ｄ＝４゜０＝９０１１．Ｆ＝２
７８の形状のものを用いた。
。紡糸ノズルにおける条件は、充填層の厚ミ１０ｍｍ、
充填層粒径０．０７ｍｍ、Ｚ＝１０ｍｍ、Ｐ＝２０ｍｍ
、Ｄ＝０．３ｔｓ、Ｌ／Ｄ＝４゜０＝９０１１．Ｆ＝２
７８の形状のものを用いた。
紡糸条件は、紡糸温度３５０℃、紡糸圧力３ ｋｇ／
ｃｍ２ 、巻取速度５００ｍ７ｓｉｎで巻きとり、１２
蓼のピッチ繊維を得た（強度２９０ ｋｇ／ ｍｍ２゜
弾性率２８ｔ／會層２）。
ｃｍ２ 、巻取速度５００ｍ７ｓｉｎで巻きとり、１２
蓼のピッチ繊維を得た（強度２９０ ｋｇ／ ｍｍ２゜
弾性率２８ｔ／會層２）。
さらに、紡糸温度３７０℃、紡糸圧力
２ ｋｇ／ ｃｍ２ 、巻取速度５００ ａ／ｗｉｎ
テ巻きとり１２卦のピッチ繊維を得た（′強度３１０
ｋｇ／ｍ層２゜弾性＄ ３０ ｔ／ ｍｍ２）、 得
ｊ”＋ ｈりｔＪｋ！ｌ ハ、２０時間連続紡糸後もク
ラックおよび紡糸むらが生じることはなく、それぞれ第
３図および第４図に示すような断面構造であった。
テ巻きとり１２卦のピッチ繊維を得た（′強度３１０
ｋｇ／ｍ層２゜弾性＄ ３０ ｔ／ ｍｍ２）、 得
ｊ”＋ ｈりｔＪｋ！ｌ ハ、２０時間連続紡糸後もク
ラックおよび紡糸むらが生じることはなく、それぞれ第
３図および第４図に示すような断面構造であった。
（比較例１〉
実施例１で用いたメソフェーズピッチを用いて紡糸した
。紡糸ノズルは、実施例１のものから充ＪＲ層を除いた
ものを用い、紡糸条件も実施例１のものと同じ条件で行
なった。その結果、強度２５０ ｋｇ／ ｍｍ２ 、弾
性率２０ ｔ／層履２め第５図に示すような断面ラジア
ル構造の繊維が得られた。
。紡糸ノズルは、実施例１のものから充ＪＲ層を除いた
ものを用い、紡糸条件も実施例１のものと同じ条件で行
なった。その結果、強度２５０ ｋｇ／ ｍｍ２ 、弾
性率２０ ｔ／層履２め第５図に示すような断面ラジア
ル構造の繊維が得られた。
（比較例２）
実施例１で用いたメソフェーズピッチを用いて紡糸した
。紡糸ノズルは、実施例１のものからθを３０℃に変化
させたものを用い、紡糸条件も実施例１のものと同じ条
件で行なった。その結果、第６図に示すような断面ラジ
アル構きで部分的にクラックを有するｍ雄が得られた。
。紡糸ノズルは、実施例１のものからθを３０℃に変化
させたものを用い、紡糸条件も実施例１のものと同じ条
件で行なった。その結果、第６図に示すような断面ラジ
アル構きで部分的にクラックを有するｍ雄が得られた。
〈比較例３〉
実施例１で用いたメソフェーズピッチを用いて紡糸した
。紡糸ノズルにおける条件は、充填層の厚み１７．８ｍ
ｍ、充填層は１００メツシユのニッケル粒体を焼結させ
て（１られた焼結体、Ｚ＝６．４層■、Ｄ＝０．５濡■
、Ｉ、／Ｄ＝２３．４゜θ＝９０’ 、Ｐ＝３ｍ層、Ｆ
＝７．０の形状のものを用い、実施例１のものと同じ条
件で行なった。
。紡糸ノズルにおける条件は、充填層の厚み１７．８ｍ
ｍ、充填層は１００メツシユのニッケル粒体を焼結させ
て（１られた焼結体、Ｚ＝６．４層■、Ｄ＝０．５濡■
、Ｉ、／Ｄ＝２３．４゜θ＝９０’ 、Ｐ＝３ｍ層、Ｆ
＝７．０の形状のものを用い、実施例１のものと同じ条
件で行なった。
その結果、２時間紡糸後に紡糸が不可能となった。
［発明の効果］
以上のように、本発明によれば、クラックが発生せず１
機械的強度の大きい、紡糸むらのないピッチ繊維を紡糸
でさる効果がある。
機械的強度の大きい、紡糸むらのないピッチ繊維を紡糸
でさる効果がある。
第１図は本発明方法に用いる紡糸ノズルの一実施例の構
造図、第２図ないし第６図は本実施例および比較例によ
って得られたｔａ雑の断面構造図を示す。
造図、第２図ないし第６図は本実施例および比較例によ
って得られたｔａ雑の断面構造図を示す。
Claims (4)
- （１）ピッチ流変更部、ピッチ貯留部および紡糸ノズル
孔を備えた紡糸ノズル内に、紡糸ピッチを次の順序で流
通させて紡糸することを特徴としたピッチ繊維の紡糸方
法。 イ、ピッチ流変更部を流通させ、 ロ、次いで、先端面と紡糸方向との角度θが４５°〜９
０°であるピッチ貯留部を流通させ、 ハ、その後、ノズル孔指数 Ｆ（＝Ｚ＾２／Ｄ・Ｌ）が１０以上である 紡糸ノズル孔を流通させる。 - （２）ピッチ貯留部指数Ｇ（＝Ｐ・ｓｉｎθ）が、３．
５〜５０であることを特徴とした特許請求の範囲第１項
記載のピッチ繊維の紡糸方法。 - （３）ピッチ貯留部の先端面と紡糸方向との角度θが６
０°〜９０°であることを特徴とした特許請求の範囲第
１または２項記載のピッチ繊維の紡糸方法。 - （４）ピッチ流変更部が、粒体を充填したものであるこ
とを特徴とした特許請求の範囲第１、２または３項記載
のピッチ繊維の紡糸方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61240740A JPH0791696B2 (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | ピツチ繊維の紡糸方法 |
| US07/096,858 US4816202A (en) | 1986-10-09 | 1987-09-14 | Method of melt spinning pitch |
| EP87113894A EP0263358A3 (en) | 1986-10-09 | 1987-09-23 | Nozzle for melt spinning of pitch and method for spinning pitch |
| KR1019870011285A KR930003223B1 (ko) | 1986-10-09 | 1987-10-06 | 피치의 용융 방사용 노즐 및 피치 섬유의 방사방법 |
| US07/253,762 US4887957A (en) | 1986-10-09 | 1988-10-05 | Nozzle for melt spinning of pitch and method for spinning pitch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61240740A JPH0791696B2 (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | ピツチ繊維の紡糸方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6399327A true JPS6399327A (ja) | 1988-04-30 |
| JPH0791696B2 JPH0791696B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=17063992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61240740A Expired - Lifetime JPH0791696B2 (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | ピツチ繊維の紡糸方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791696B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168127A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-21 | Toray Ind Inc | 炭素繊維の製造方法 |
| JPS61186520A (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-20 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
| JPS61258024A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-15 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
-
1986
- 1986-10-09 JP JP61240740A patent/JPH0791696B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168127A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-21 | Toray Ind Inc | 炭素繊維の製造方法 |
| JPS61186520A (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-20 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
| JPS61258024A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-15 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0791696B2 (ja) | 1995-10-04 |
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