特許 7234634 繊維の製造方法および炭素繊維の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-28

(45)【発行日】2023-03-08

(54)【発明の名称】繊維の製造方法および炭素繊維の製造方法

(51)【国際特許分類】

   D01D 5/06 20060101AFI20230301BHJP

   D01F 6/18 20060101ALI20230301BHJP

   D01F 9/22 20060101ALI20230301BHJP

【ＦＩ】

D01D5/06 105Z

D01D5/06 102Z

D01F6/18 E

D01F9/22

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018560240

(86)(22)【出願日】2018-11-02

(86)【国際出願番号】 JP2018040807

(87)【国際公開番号】W WO2019167344

(87)【国際公開日】2019-09-06

【審査請求日】2021-10-25

(31)【優先権主張番号】P 2018032781

(32)【優先日】2018-02-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003159

【氏名又は名称】東レ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】長坂 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】石尾 桂一

(72)【発明者】

【氏名】古川 直幸

【審査官】春日 淳一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－０４４１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０８－５１０５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１１９９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第０３／０１４４３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１８０１８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２３６１３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０１Ｄ１／００－１３／０２

Ｄ０１Ｆ１／００－９／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維形成性重合体がジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドまたはジメチルアセトアミドである溶媒に溶解されてなる紡糸原液を紡糸口金から吐出し、一旦空気中にて走行させた後、凝固浴液中に導き凝固させる繊維の製造方法において、紡糸口金の吐出面から鉛直下向きに凝固浴液面との間に形成される気相部の単位時間当たりの風量（Ａｆ）が気相部容積（Ｖｈ)中の単位時間当たりの紡糸原液中の溶媒量（Ａｓ）に対して０．０００８ｍ^３≦Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）≦０．００１５ｍ^３の関係式を満たし、気相部における口金外周部４点での絶対湿度の１時間平均値がそれぞれ２０ｇ／ｍ^３以下で、紡糸口金の孔数が２，０００以上、５０，０００以下であり、繊維形成性重合体がアクリロニトリル系重合体であり、紡糸原液に用いた前記溶媒と同じ溶媒の水溶液を凝固浴として用いる繊維の製造方法。

【請求項2】

気相部における口金外周部４点の風速の相対標準偏差が４０％以下である請求項１に記載の繊維の製造方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の繊維の製造方法で繊維を製造後、２００～３００℃の酸化性雰囲気中で耐炎化処理し、次いで１，０００℃以上の不活性雰囲気中で加熱する炭素繊維の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、乾湿式紡糸方法で繊維を得るに際し、紡糸口金表面に結露または水滴を発生させることなく、糸条の走行性を著しく安定させて繊維を得ることができる繊維の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ポリアクリロニトリル等の溶融しにくい繊維形成性重合体を紡糸して繊維を得るためには、湿式紡糸法や乾湿式紡糸法が採用されている。これらのうち乾湿式紡糸法は、繊維形成性重合体が溶媒に溶解してなる紡糸原液を紡糸口金から吐出し、一旦気体中にて走行させた後、直ちに凝固浴液中に導き凝固させる方法であるが、湿式紡糸法に比べると浴液抵抗のない気体中においてドラフトが緩和されるために高速、あるいは、高ドラフトでの紡糸が可能であり、衣料用や産業用の繊維の製造に利用されている。また、乾湿式紡糸法によると繊維をより緻密化できるため、最近では高強度・高弾性率炭素繊維の前駆体繊維の製造に活用され、乾湿式紡糸法で高速度紡糸や紡糸口金の多ホール化を行い、生産性を上げている。

【0003】

このような乾湿式紡糸法は、凝固浴の外に設置した紡糸口金から、紡糸原液を押し出すため、口金面と凝固浴との間に気相部が存在し、高速度紡糸または１つの紡糸口金における孔数を増大させる、いわゆる多ホール化を行うと、気相部で紡糸原液を構成する溶媒の蒸気が増加し、この蒸気が気相部に滞留し、紡糸口金面に結露が発生しやすくなる。結露した液滴は、紡糸口金の吐出孔を塞ぎ繊維の密着や繊度斑、単糸切れ、さらには液滴が凝固液面と接触することにより口金浸漬となり、後工程でのローラ巻き付き、延伸工程での毛羽、糸切れを招き、操業性、品位を著しく低下させる。かかる問題は、特に生産性を上げるための高速度紡糸または紡糸口金の多ホール化を行うことにより顕著となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

これらの問題を改善することを目的として、乾湿式紡糸における紡糸口金面と、凝固浴の気相部で一方向から気体を流通させ結露を防止する方法が提案されている（特許文献１）。

【0005】

また、２，０００ホールを超える多ホール口金においても、紡糸口金の吐出面と凝固浴との間に形成される気相部の気体を吐出面を挟む２方向から交互に吸引することにより溶媒蒸気の滞留を防ぐ方法について検討されている（特許文献２）。

【0006】

また、口金周辺の温湿度をコントロールすることで口金面結露抑制をするため、凝固室内を囲い温湿度を調整した空気を循環させる方法についても検討されている（特許文献３）。

【文献】特開平５－０４４１０４号公報

【文献】特開２００７－２３９１７０号公報

【文献】特開２０１０－２３６１３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

紡糸口金において用いる孔数が、たとえば３００ホール程度と少ない場合には、特許文献１で提案される技術でも、有効に結露を抑制することができる場合があるが、２，０００ホール以上の数で、孔密度を高くし、さらには乾湿式紡糸における紡糸口金吐出面から鉛直下向きに凝固浴液液面との間の気相部高さが２０ｍｍ未満という気相部に溶媒の蒸気が滞留しやすい条件においては、特許文献１で提案される技術を適用しても気流の偏流が発生し、蒸気が滞留することがあり結露を解消できないという問題点があった。

【0008】

また、特許文献２について、孔密度が高い場合は気相部の吸引が充分でなく溶媒の蒸気が凝集すること、排気していない面について凝集が進み結露してしまうという問題点があった。

【0009】

特許文献３については、口金外層部の吐出孔にはコントロールされた空気が導入されるが口金内部までコントロールした空気が届かず結露の抑制には効果不十分であった。さらに凝固室内全体を囲い温湿度コントロールを実施するため、設備の増大および設備費が増大になるため実質的に実施が困難であった。

【0010】

本発明の目的は、たとえば２，０００ホール以上の孔密度が高い、さらには乾湿式紡糸における紡糸口金吐出面から鉛直下向きに凝固浴液液面との間に形成される気相部高さが２０ｍｍ未満という条件においても、紡糸口金における結露の発生をおさえ、後続する工程でのローラー巻き付き、延伸工程での毛羽、糸切れによる品位低下を改善して、全体として大幅に生産性と品位を高めることができる繊維の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するため、本発明の繊維の製造方法は、次の構成を有する。すなわち、
繊維形成性重合体がジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドまたはジメチルアセトアミドである溶媒に溶解されてなる紡糸原液を紡糸口金から吐出し、一旦空気中にて走行させた後、凝固浴液中に導き凝固させる繊維の製造方法において、紡糸口金の吐出面から鉛直下向きに凝固浴液面との間に形成される気相部の単位時間当たりの風量（Ａｆ）が気相部容積（Ｖｈ)中の単位時間当たりの紡糸原液中の溶媒量（Ａｓ）に対して０．０００８ｍ^３≦Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）≦０．００１５ｍ^３の関係式を満たし、気相部における口金外周部４点での絶対湿度の１時間平均値がそれぞれ２０ｇ／ｍ^３以下で、紡糸口金の孔数が２，０００以上、５０，０００以下であり、繊維形成性重合体がアクリロニトリル系重合体であり、紡糸原液に用いた前記溶媒と同じ溶媒の水溶液を凝固浴として用いる繊維の製造方法、である。

【0012】

また、本発明の炭素繊維の製造方法は、次の構成を有する。すなわち、
前記の繊維の製造方法で繊維を製造後、２００～３００℃の酸化性雰囲気中で耐炎化処理し、次いで１，０００℃以上の不活性雰囲気中で加熱する炭素繊維の製造方法、である。

【0013】

本発明の繊維の製造方法は、気相部における口金外周部４点の風速の相対標準偏差が４０％以下であることが好ましい。

【0014】

本発明の繊維の製造方法は、紡糸口金の孔数が２，０００以上、５０，０００以下である。

【0015】

本発明の繊維の製造方法は、繊維形成性重合体がアクリロニトリル系重合体である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、たとえば２，０００ホール以上の孔密度が高い、さらには紡糸口金と凝固浴液との距離が２０ｍｍ未満という乾湿式紡糸の条件においても、紡糸口金における結露の発生をおさえ、後続する工程でのローラー巻き付き、延伸工程での毛羽、糸切れによる品位低下を改善でき、全体として大幅に生産性と品位を高めることができる。特に、炭素繊維用アクリロニトリル系前駆体繊維を製造するのに好適である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明において給気ノズル又は排気ノズルを設置した場合の紡糸領域の概略上面図と正面図の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明をより詳細に説明する。

【0019】

本発明の方法は、衣料用アクリロニトリル繊維、炭素繊維製造用アクリロニトリル系繊維、芳香族ポリアミド繊維などを製造する際に使用することができるが、特に炭素繊維製造用アクリロニトリル系繊維を製造する際に、その効果が最も顕著に認められる。

【0020】

本発明においては、繊維形成性重合体が溶媒に溶解してなる紡糸原液を用いる。繊維形成性重合体としては、アクリロニトリル系重合体を用いる。重合体を得るための重合法については、溶液重合、乳化懸濁重合、塊状重合等が用いられ、バッチ法でも連続法でもよい。

【0021】

重合体が溶解している溶媒としては、アクリロニトリル系重合体の場合、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、塩化亜鉛水溶液（ＺｎＣｌ_２ａｑ）、チオシアン酸ナトリウム水溶液（ＮａＳＣＮａｑ）等を使うことができるが、生産性の面、乾湿式紡糸法において、重合体の凝固速度が速いＤＭＳＯ，ＤＭＦあるいはＤＭＡｃが好ましく、凝固速度が特に速いＤＭＳＯが特に好ましい。

【0022】

かかる紡糸原液を、凝固浴の上に気相部を介して設置した紡糸口金の吐出面から吐出して、凝固浴で凝固させて繊維を形成する。

【0023】

紡糸原液の温度、凝固浴の温度については、紡糸口金吐出面から鉛直下向きに凝固浴液面との間に形成される気相部の雰囲気温度と露点の差（雰囲気温度－露点）が出来るだけ大きく現れる条件が好ましい。

【0024】

紡糸原液の温度としては、温度が低い方が溶媒の蒸発量は少ないため好ましく、紡糸原液に用いられる溶媒の凝固点以上であれば良く、凝固点以上、凝固点＋２０℃以下、さらには凝固点＋５℃以上、凝固点＋１５℃以下であることが好ましい。紡糸原液の温度がこの好ましい範囲であると、紡糸原液粘度が適度に保たれて可紡性が良好で操業性に優れる。凝固浴としては、通常、紡糸原液に用いた溶媒と同じ溶媒の水溶液が用いられるが、特に有機溶媒系で結露が発生しやすいため、ＤＭＳＯ、ＤＭＦ、ＤＭＡｃの水溶液を凝固浴として用いた場合に、特に本発明の効果が顕著に現れる。凝固浴の温度の上限は、好ましくは２０℃以下、より好ましくは１０℃以下、さらに好ましくは７℃以下である。凝固浴の温度の上限がこの好ましい範囲であると、結露発生を有効に抑制することができる。凝固浴の温度の下限は、好ましくは０℃以上、より好ましくは１℃以上である。凝固浴の温度の下限がこの好ましい範囲であると、可紡性が良好で操業性に優れる。

【0025】

紡糸口金の孔数は、２，０００以上５０，０００以下である。孔数がこの範囲であると、生産性が良好である一方、口金の質量が過度に大きくならず作業性の確保が容易で、設備費増大を防ぐことができる。１ホール当たりの口金占有面積（紡糸口金面積÷孔数）は５ｍｍ^２以上１０ｍｍ^２以下としたものを用いるのが好ましい。１ホール当たりの口金占有面積がこの好ましい範囲であると、生産性が良好である一方、乾湿式紡糸を行う際の紡糸口金と凝固浴との気相部に十分な空隙が確保できない場合であっても結露の発生を有効に防ぐことができる。

【0026】

本発明において、紡糸口金の吐出面と凝固浴液面との間に形成される気相部の単位時間当たりの風量（Ａｆ）が気相部の体積（Ｖｈ）中の単位時間当たりの紡糸原液中の溶媒量（Ａｓ）に対して、０．０００８ｍ^３≦Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）≦０．００１５ｍ^３の関係式を満たし、気相部における口金外周部４点で（測定点Ａ～Ｄ）の絶対湿度の１時間平均値がそれぞれ２０ｇ／ｍ^３以下であることが重要である。

【0027】

そのために例えば、紡糸口金から離れた位置に除湿空気の送風機を設置し、気相部に一定量の風量を送風する方法や、口金周辺に給気ノズルまたは排気ノズルを設置して給排気を同時に行ったり経時的に給排気方向を切り替えたりする方法などが挙げられる。

【0028】

本発明の場合、Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）が０．０００８ｍ^３以上０．００１５ｍ^３以下とするものであり、好ましくは０．０００９ｍ^３以上０．００１４ｍ^３以下、より好ましくは０．００１０ｍ^３以上０．００１３ｍ^３以下である。０．００１５ｍ^３を超える場合、凝固浴の液面が揺れ紡糸性が不安定になり効果が不十分となる。また、口金外周部４点での絶対湿度の１時間平均値がそれぞれ２０ｇ／ｍ^３以下、好ましくは１５ｇ／ｍ^３以下、さらに好ましくは１０ｇ／ｍ^３以下であることが良い。

【0029】

口金外周部４点の風速にばらつき無く掃気する観点から、口金外周部４点の風速の相対標準偏差が好ましくは４０％以下、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下である。口金外周部４点の風速の相対標準偏差がこの好ましい範囲にあるとき、円形や矩形などの口金形状に拠らず紡糸口金吐出面の結露発生を抑制できる。

【0030】

本発明において、単位時間当たりの風量（Ａｆ）は、測定点である口金外周部４点で測定した風速のうち、気流の上流側に位置する１点の風速と気流上流側から紡糸口金を見たときの断面積とから算出する。気相部の体積（Ｖｈ）は、口金最外吐出孔から算出される吐出面積と吐出面から鉛直下向きに凝固浴液面との間に形成される気相部高さから算出する。吐出原液中の溶媒量（Ａｓ）は、単位時間あたりに口金から吐出される原液中に含有される溶媒量である。

【0031】

また、本発明において、口金外周部４点の風速、絶対湿度は、図１に示すとおり、口金形状に拠らず口金外周を均等に４分割した箇所の液面から口金面までの高さの中間点かつ口金最外吐出孔から３０ｍｍ離れた位置にて測定する。ここで、本発明において、口金外周部４点とは、例えば口金形状が円形の場合は、外周円を均一に４分割する外周円上の任意の４点を選択することができ、口金形状が矩形の場合は、外周を構成する各線分の中点４箇所を選択することができる。風速、温度、相対湿度はクリモマスターＭＯＤＥＬ６５０１（日本カノマックス（株））を用いて測定できる。絶対湿度（ＡＨ）［ｇ／ｍ^３］はクリモマスターで測定した温度（Ｔ）［℃］、相対湿度（ＲＨ）［％］から次の計算式を用いて算出する。（ｅ：飽和蒸気圧［ｈＰａ］）
ｅ＝６．１１×１０^{（７．５Ｔ／（Ｔ＋２３７．３））}
ＡＨ＝２１７×ｅ／（Ｔ＋２７３．１５）×ＲＨ／１００
ここで、口金外周部４点での絶対湿度の１時間平均値は、上記のとおり風速、温度、相対湿度を５分間隔で１２回測定し、上記計算式を用いて絶対湿度を算出したものの各測定点の平均値である。

【0032】

さらに、気体を給気または排気するに際し給気または排気ノズルを用いる場合には、そのノズルの向きは、図１で示すように、ノズル出口が口金方向であり凝固浴液面と平行になるように、具体的には、ノズルの設置角度が、鉛直下向き（０゜とする）より口金方向に向かって、好ましくは６０゜以上１２０゜以下、より好ましくは８０～１００゜傾斜させるのが好ましく、さらに好ましくは９０゜とする。図１では、例としてノズルの設置角度が９０゜である場合を示している。ノズルの設置角度（ノズル角度）を９０゜にすると、溶媒から発生する蒸気を効率的に掃気することができ、紡糸口金面への結露付着を極めて有効に抑制できる。ノズルの設置角度がこの好ましい範囲であると、給気ノズルの場合、気流が口金面に当たり乱流化しにくく、滞留が発生せず結露生成を有効に防ぐことができ、排気ノズルの場合、溶媒から発生する蒸気は口金面と接触しながら吸引されやすいにもかかわらず、液滴の成長を有効に防ぐことができる。一方、給気ノズル、排気ノズルともに凝固浴液面の揺れが発生しにくく、液面が口金に触れる口金浸漬や単糸間接着など品位・工程安定性に悪影響を与える現象を有効に抑制することができる。

【0033】

本発明は、アクリロニトリル系重合体を用いてアクリロニトリル系繊維、特に炭素繊維前駆体であるアクリロニトリル系繊維を製造する際に特に効果を奏するが、その場合の特有の条件について、次に詳細に説明する。

【0034】

乾湿式紡糸を行う際の紡糸原液は、９０質量％以上のアクリロニトリル及びそれと共重合可能なビニル系単量体で構成されるアクリロニトリル系重合体が、溶解してなる溶液を用いる。アクリロニトリル系重合体におけるアクリロニトリルの共重合割合がこの好ましい範囲であると、本発明の方法により得られるアクリロニトリル系繊維を焼成して得られる炭素繊維の強度が高く、優れた機械的特性を有する炭素繊維を製造することが容易となる。また、紡糸原液における重合体の濃度がこの好ましい範囲であると、溶媒の含有量が適量で、乾湿式紡糸における紡糸口金と凝固浴液との間の気相部で溶媒の蒸気量が多すぎないので、結露が発生しにくく、一方、アクリロニトリル系重合体を重合する際の粘度上昇やゲル化を抑制でき、乾湿式紡糸を行う際に、紡糸口金の吐出孔を塞ぎにくいので、繊維の密着や繊度斑、単繊維切れを有効に防止でき、また、後続する工程でのローラー巻き付き、延伸工程での毛羽、糸切れを有効に防止でき、操業性に優れ、製品の品位低下を有効に防ぐことができる。

【0035】

本発明は、繊維当たりのフィラメント数が、通常２，０００～５０，０００の範囲、またその単繊維繊度としては通常０．５ｄｔｅｘ～３ｄｔｅｘの範囲のものを得る場合に好適に採用できる。凝固浴で繊維化された繊維を直接延伸浴中で延伸しても良いし、また溶媒を水洗して除去した後に浴中延伸しても良い。

【0036】

浴中延伸後は、通常、油剤を付与し、ホットローラーなどで乾燥する。また、必要があればその後、スチーム延伸等の延伸を行い、繊維を得る。

【0037】

以下に、繊維形成性重合体がアクリロニトリル系重合体である繊維の製造方法によって得られた繊維から炭素繊維を製造する方法について説明する。

【0038】

前記したアクリロニトリル系繊維の製造方法により製造されたアクリロニトリル系繊維を、２００～３００℃の空気などの酸化性雰囲気中において耐炎化処理する。処理温度は低温から高温に向けて複数段階に昇温するのが耐炎化繊維を得る上で好ましく、さらに毛羽の発生を伴わない範囲で高い延伸比で繊維を延伸するのが炭素繊維の性能を十分に発現させる上で好ましい。次いで得られた耐炎化繊維を窒素などの不活性雰囲気中で１，０００℃以上に加熱することにより、炭素繊維を製造する。その後、電解質水溶液中で陽極酸化をおこなうことにより、炭素繊維表面に官能基を付与し樹脂との接着性を高めることが可能となる。また、エポキシ樹脂等のサイジング剤を付与し、耐擦過性に優れた炭素繊維を得ることが好ましい。

【実施例】

【0039】

以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本実施例で用いる口金外周部４点の風速、絶対湿度は、図１に示すとおり矩形形状の口金外周を均等に４分割した箇所の液面から口金面までの高さの中間点かつ口金最外吐出孔から３０ｍｍ離れた位置にて測定した。風速、温度、相対湿度はクリモマスターＭＯＤＥＬ６５０１（日本カノマックス（株））を用いて測定した。絶対湿度（ＡＨ）［ｇ／ｍ^３］はクリモマスターで測定した温度（Ｔ）［℃］、相対湿度（ＲＨ）［％］から次の計算式を用いて算出した（ｅ：飽和蒸気圧［ｈＰａ］）。

【0040】

ｅ＝６．１１×１０^{（７．５Ｔ／（Ｔ＋２３７．３））}
ＡＨ＝２１７×ｅ／（ｔ＋２７３．１５）×ＲＨ／１００
ここで、口金外周部４点での絶対湿度の１時間平均値は、上記のとおり風速、温度、相対湿度を５分間隔で１２回測定し、上記計算式を用いて絶対湿度を算出したものの各測定点それぞれの平均値とした。

【0041】

また、単位時間当たりの風量（Ａｆ）は測定点４点で測定した風速のうち、気流の上流側に位置する点１点の風速と気流上流側から紡糸口金を見たときの断面積とで算出した。気相部の体積（Ｖｈ）は口金最外吐出孔から算出される吐出面積と吐出面から鉛直下向きに凝固浴液面との間に形成される気相部高さで算出した。吐出原液中の溶媒量（Ａｓ）は単位時間あたりに口金から吐出される原液中に含有される溶媒量である。

【0042】

口金面結露の程度、アクリロニトリル系繊維の品位、工程安定性は次のようにして判定した。

【0043】

（口金面結露の程度）
１週間連続して紡糸を続けたときの紡糸口金面の、結露の大きさ、個数を測定し、次の規準で点数換算した。

【0044】

結露の直径～２ｍｍ未満：１点／個
結露の直径２ｍｍ以上５ｍｍ未満：５点／個
結露の直径５ｍｍ以上：１０点／個。

【0045】

（アクリロニトリル系繊維の品位）
アクリロニトリル系繊維を巻き取る手前で１，０００ｍ分のアクリロニトリル系繊維の毛羽の数を数え、品位を５段階で評価した。評価基準は以下の通りである。

【0046】

１：（毛羽本数／１繊維・１，０００ｍ）≦１
２：１＜（毛羽本数／１繊維・１，０００ｍ）≦２
３：２＜（毛羽本数／１繊維・１，０００ｍ）≦５
４：５＜（毛羽本数／１繊維・１，０００ｍ）＜６０
５：６０≦（毛羽本数／１繊維・１，０００ｍ）。

【0047】

（アクリロニトリル系繊維の工程安定性）
アクリロニトリル系繊維１０ｔ製造時の糸切れ回数から５段階で評価した。評価基準は以下の通りである。

【0048】

１：（糸切れ回数／アクリロニトリル系繊維１０ｔ製造）≦１
２：１＜（糸切れ回数／アクリロニトリル系繊維１０ｔ製造）≦２
３：２＜（糸切れ回数／アクリロニトリル系繊維１０ｔ製造）≦３
４：３＜（糸切れ回数／アクリロニトリル系繊維１０ｔ製造）＜５
５：５≦（糸切れ回数／アクリロニトリル系繊維１０ｔ製造）。

【0049】

＜実施例１～４＞
アクリロニトリル９９質量％、イタコン酸１質量％からなるアクリロニトリル系重合体のＤＭＳＯ溶液を溶液重合により調製した。

【0050】

得られたアクリロニトリル系重合体溶液（紡糸原液）を、原液吐出孔総数６，０００個有する口金を用い、紡糸口金の吐出面から一旦空気中に吐出し、気相部を通過させた後、ＤＭＳＯ３５質量％／水６５質量％からなる凝固浴液中に吐出し、凝固繊維を得た。

【0051】

ここで、紡糸に際し、紡糸口金の前側に、５ｍｍ×２００ｍｍの開口部を有する給気ノズルと排気ノズルを、口金を挟むように設置し、給気ノズルから除湿した空気を送風し、排気ノズルにより吸引することで吐出面と凝固浴の間の気相部で発生する溶媒蒸気を掃気した。なお、各実施例で、給排気ノズルのノズル角度、Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）と各測定点４点の風速相対標準偏差を表１のとおり変更した。各実施例での吐出面の結露の程度、アクリロニトリル系繊維の品位・工程安定性を表１に併せて示した。

【0052】

得られた凝固繊維を引き続き水洗した後、浴延伸工程で延伸させながら油剤を付与し、更に乾燥・延伸工程を経て、単繊維本数６，０００本のアクリロニトリル系繊維を安定して製造することができた。

【0053】

【表1】

【0054】

＜実施例５＞
Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）を表１の通り変更し、除湿の程度を強めた以外は実施例１～４と同様にしてアクリロニトリル系前駆体繊維を得た。

【0055】

＜実施例６＞
Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）を表１の通り変更し、９，０００ホールの口金を用いた以外は実施例１～４と同様にしてアクリロニトリル系前駆体繊維を得た。

【0056】

＜実施例７＞
Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）を表１の通り変更し、２，０００ホールの口金を用いた以外は実施例１～４と同様にしてアクリロニトリル系前駆体繊維を得た。

【0057】

＜比較例１＞
Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）を表１の通り変更し、給排気ノズルを稼働させなかった以外は、実施例１～４と同様にしてアクリロニトリル系前駆体繊維を得た。

【0058】

＜比較例２＞
Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）を表１の通り変更した以外は、実施例１～４と同様にしてアクリロニトリル系前駆体繊維を得た。

【0059】

＜比較例３＞
Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）を表１の通り変更し、除湿の程度を弱めた以外は、実施例１～４と同様にしてアクリロニトリル系前駆体繊維を得た。

【0060】

＜比較例４＞
Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）を表１の通り変更し、除湿の程度をさらに弱めた以外は、実施例１～４と同様にしてアクリロニトリル系前駆体繊維を得た。

【0061】

＜比較例５＞
Ａｆ／（Ａｓ／Ｖｈ）を表１の通り変更し供給空気は除湿しなかった以外は、実施例１～４と同様にしてアクリロニトリル系前駆体繊維を得た。

【0062】

各実施例、比較例での吐出面の結露の程度、アクリロニトリル系繊維の品位・工程安定性を表１に併せて示した。

【0063】

表１に示す通り、本発明により口金の吐出面での結露が抑制と品位・工程安定性が改善していることがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本発明は、炭素繊維前駆体繊維の製造において口金面の結露の発生を抑制するに限らず、あらゆる乾湿式紡糸において結露抑制による生産性向上策として応用することができる。

【符号の説明】

【0065】

１：紡糸口金
２：給気ノズル又は排気ノズル
３：凝固浴
４：風速・気流測定点Ａ
５：風速・気流測定点Ｂ
６：風速・気流測定点Ｃ
７：風速・気流測定点Ｄ

【図1】