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JP7682016B2 - Spinning nozzle - Google Patents
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JP7682016B2 - Spinning nozzle - Google Patents

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Description

本発明は、化学繊維を紡糸法により製造するためのノズルに関するものである。 The present invention relates to a nozzle for producing chemical fibers by a spinning method.

アクリル系繊維などの化学繊維の製造方法は様々あるが、重合体を含む紡糸原液を紡糸用ノズルの吐出孔(以降、ホールともいう)を通して押し出す、湿式紡糸法、乾式紡糸法などの紡糸方法が工業的に実用化されている。中でも、生産性の観点から湿式紡糸法が一般的に使用されている。この湿式紡糸法は、紡糸原液である重合体溶液を溶剤と水の混合液である凝固液に吐出・凝固して繊維を形成する方法であり、紡糸原液を紡糸ノズルから直接凝固液中に吐出させる狭義の湿式紡糸法と紡糸原液を紡糸ノズルから一旦気相部(通常は、空気中)に吐出させる乾湿式紡糸法などがある。
このような紡糸法において、紡糸原液は紡糸ノズルから吐出され、繊維状に形成された単繊維(フィラメント)の集合体である繊維束となって引き取られるが、紡糸ノズルの吐出孔密度を増加させ、繊維束の構成本数が増加すると、吐出孔群の外周部と中央部で、凝固速度に差異が発生しやすくなり、デニール(繊度)の斑や凝固斑が起こりやすくなる。また、紡糸ノズルの吐出孔密度を増加すると、生産性の向上の観点からは効果を有するが、フィラメント同士の融着が起こりやすくなったり、フィラメントの切断、所謂、単糸切れが多くなったりするという問題があった。
このような問題を解決するため、これまで種々の検討がなされ、例えば、紡糸用ノズルとして、「円形ノズルの円中心から外周にかけて形成された複数の略扇形穿孔領域と、前記複数の略扇形穿孔領域の間に形成された複数の非穿孔領域とからなる湿式紡糸用円形ノズルであって、前記扇形穿孔領域には円形ノズルの円中心を中心とする互いに等間隔離間する同心円上に所定間隔で穿設された吐出孔を有し、前記非穿孔領域は円形ノズルの外周から中心にかけて略同一幅に形成されてなることを特徴とする湿式紡糸用円形ノズル」が提案されている(特許文献1)。
特許文献1のノズルを利用することで、デニール斑や凝固斑等の少ない高品位の繊維を生産性良く製造することができる。
しかしながら、近年、さらに、生産性を高めるためにホール(上記の吐出孔である)数を増やしたいという要望があるが、単に、ホール数を増やすと、フィラメントの切断、所謂、単糸切れが多くなる。
There are various methods for producing chemical fibers such as acrylic fibers, and spinning methods such as wet spinning and dry spinning, in which a spinning dope containing a polymer is extruded through an outlet hole (hereinafter also referred to as a hole) of a spinning nozzle, have been industrially put to practical use. Among them, the wet spinning method is generally used from the viewpoint of productivity. This wet spinning method is a method in which a polymer solution, which is a spinning dope, is discharged and coagulated into a coagulation liquid, which is a mixture of a solvent and water, to form fibers, and includes a narrow wet spinning method in which the spinning dope is directly discharged from a spinning nozzle into the coagulation liquid, and a dry wet spinning method in which the spinning dope is once discharged from a spinning nozzle into a gas phase (usually into air).
In such a spinning method, the spinning solution is discharged from a spinning nozzle and taken up as a fiber bundle, which is an aggregate of single fibers (filaments) formed in a fibrous form, but if the density of the discharge holes of the spinning nozzle is increased and the number of fibers constituting the fiber bundle is increased, a difference in the coagulation speed is likely to occur between the outer periphery and the center of the discharge hole group, and unevenness in denier (fineness) and coagulation unevenness are likely to occur. In addition, although increasing the density of the discharge holes of the spinning nozzle is effective in terms of improving productivity, there are problems in that filaments are more likely to fuse together and filaments are more likely to be cut, i.e., so-called single yarn breakage.
In order to solve such problems, various studies have been conducted, and for example, a spinning nozzle has been proposed that is a "circular nozzle for wet spinning comprising a plurality of approximately sector-shaped perforated regions formed from the center of a circular nozzle to the outer periphery, and a plurality of non-perforated regions formed between the plurality of approximately sector-shaped perforated regions, characterized in that the sector-shaped perforated regions have discharge holes perforated at predetermined intervals on concentric circles equally spaced from each other and centered on the center of the circular nozzle, and the non-perforated regions are formed to have approximately the same width from the outer periphery to the center of the circular nozzle" (Patent Document 1).
By using the nozzle of Patent Document 1, high-quality fibers with little denier unevenness, coagulation unevenness, etc. can be produced with good productivity.
However, in recent years, there has been a demand to increase the number of holes (the above-mentioned discharge holes) in order to further increase productivity. However, simply increasing the number of holes increases the frequency of filament breakage, i.e., so-called single yarn breakage.

特開2002-348723号公報JP 2002-348723 A

本発明は、ホール数を増やしても、フィラメントの切断が生じ難い紡糸用ノズルを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a spinning nozzle that is less likely to break filaments even when the number of holes is increased.

本発明に係る紡糸用ノズルは、ノズル面を複数に区画したブロック部に複数のホールを有する紡糸用ノズルにおいて、前記ブロック部は、前記ノズル面の中央から当該ノズル面の外周に向かうにしたがってその幅が大きくなる形状であって、前記中央を基準として周方向に間隔をおいて存在し、前記ブロック部は、外周縁から前記中央に向かって凹入する凹入部分を有する。 The spinning nozzle according to the present invention has a plurality of holes in a block section that divides the nozzle surface into a plurality of sections, the block sections have a shape in which their width increases from the center of the nozzle surface toward the outer periphery of the nozzle surface, and exist at intervals in the circumferential direction with respect to the center, and the block sections have recessed portions that recess from the outer periphery toward the center.

本発明の紡糸用ノズルによれば、ホール数を増やしても、フィラメントの切断を抑えることができる。 The spinning nozzle of the present invention can prevent filament breakage even if the number of holes is increased.

実施形態の紡糸用ノズルを内部から見た図である。FIG. 2 is a diagram showing the inside of a spinning nozzle according to an embodiment. 凹入部分の説明図である。FIG.

<概要>
実施形態の一態様に係る第1の紡糸用ノズルは、ノズル面を複数に区画したブロック部に複数のホールを有する紡糸用ノズルにおいて、前記ブロック部は、前記ノズル面の中央から当該ノズル面の外周に向かうにしたがってその幅が大きくなる形状であって、前記中央を基準として周方向に間隔をおいて存在し、前記ブロック部は、外周縁から前記中央に向かって凹入する凹入部分を有する。これにより、ホール数を増やしても、フィラメントの切断を抑えることができる。また、凹入部分を設けることでフィラメント間の融着も抑制することができる。
実施形態に係る別態様に係る第2の紡糸用ノズルは、第1の紡糸用ノズルにおいて、前記ホールは、前記中央を中心する複数の同心円上であって前記ブロック部内に位置する仮想円弧上に形成され、前記凹入部分の長さは、前記外周縁と前記中央との間の長さに対して0.65倍以下である。
実施形態に係る別態様に係る第3の紡糸用ノズルは、第1又は第2の紡糸用ノズルにおいて、前記周方向に隣接するブロック部の間隔が、1.5mm以上である。
実施形態に係る別態様に係る第4の紡糸用ノズルは、第1又は第2の紡糸用ノズルにおいて、前記周方向に隣接するブロック部の間隔が、1.5mm以上であり、前記凹入部分の周方向の幅は、前記ブロック部の間隔よりも小さく、0.95mm以上である。
実施形態に係る別態様に係る第5の紡糸用ノズルは、第1~第4の紡糸用ノズルにおいて、前記ノズル面に存在する前記ホールの合計数が、18,000個以上である。
実施形態に係る別態様に係る第6の紡糸用ノズルは、第1~第5の紡糸用ノズルにおいて、前記ブロック部の数が30個以上である。
実施形態に係る別態様に係る第6の紡糸用ノズルは、第1~第5の紡糸用ノズルにおいて、前記仮想円弧上に形成されている前記ホールの最小のピッチが0.35mm以上である。
<Overview>
A first spinning nozzle according to one aspect of the embodiment is a spinning nozzle having a plurality of holes in a block section that divides the nozzle surface into a plurality of sections, the block section being shaped such that its width increases from the center of the nozzle surface toward the outer periphery of the nozzle surface, and the block section is present at intervals in the circumferential direction with respect to the center, and the block section has a recessed portion recessed from the outer periphery toward the center. This makes it possible to suppress filament breakage even if the number of holes is increased. Also, by providing the recessed portion, it is possible to suppress fusion between filaments.
A second spinning nozzle according to another aspect of the embodiment is a first spinning nozzle, in which the holes are formed on a virtual arc located within the block portion and on multiple concentric circles centered on the center, and the length of the recessed portion is 0.65 times or less the length between the outer peripheral edge and the center.
A third spinning nozzle according to another aspect of the embodiment is the first or second spinning nozzle, in which the distance between adjacent block portions in the circumferential direction is 1.5 mm or more.
A fourth spinning nozzle relating to another aspect of the embodiment is a first or second spinning nozzle, in which the spacing between adjacent block portions in the circumferential direction is 1.5 mm or more, and the circumferential width of the recessed portion is smaller than the spacing between the block portions and is 0.95 mm or more.
A fifth spinning nozzle according to another aspect of the embodiment is such that in the first to fourth spinning nozzles, the total number of the holes present on the nozzle surface is 18,000 or more.
A sixth spinning nozzle according to another aspect of the embodiment is the first to fifth spinning nozzles, in which the number of the block portions is 30 or more.
A sixth spinning nozzle according to another aspect of the embodiment is such that in the first to fifth spinning nozzles, the minimum pitch of the holes formed on the imaginary arc is 0.35 mm or more.

<実施形態>
実施形態で説明する紡糸用ノズルは、中心から径方向の外側に向かうにしたがって周方向の寸法が大きくなる扇状、三角形状、これらに似た形状のブロック部が設けられ、そのブロック部にホールが形成されているが、そのブロック部中にホールの無い凹入部分を設けることで、ホール数を増やしてもフィラメントの切断が生じ難く、且つフィラメント間の融着の無い高品位な繊維が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
<Embodiment>
The spinning nozzle described in the embodiment has block sections of a sector shape, a triangle shape, or similar shape whose circumferential dimensions increase from the center toward the radially outward direction, and holes are formed in the block sections. However, it was discovered that by providing recessed portions without holes in the block sections, filaments are less likely to break even if the number of holes is increased, and high-quality fibers without fusion between filaments can be obtained, which led to the completion of the present invention.

1.全体構成
紡糸用ノズル(以下、単に「ノズル」とする)について図1及び図2を用いて説明する。
ノズル100は、ノズル面1と、ノズル面1に設けられた紡糸用の多数のホール3とを有している。なお、図1は、紡糸原液が貯留されている側から見た図である。なお、紡糸原液が貯留されている側を内側又は裏側といい、貯留されていない側を外側又は表側という。
ノズル面1は例えば円形状をしている。多数のホール3は、ノズル面1を複数に区分して構成されたブロック部7に設けられている。なお、以下、周方向及び径方向は、円形状のノズル面1の中心5を基準とし、ここでの中心5は、ノズル面1の中央の一例に相当する。ノズル面3に存在するホール3の合計数は、18,000個以上であることが好ましく、より好ましくは24,000~50,000個である。
1. Overall Configuration The spinning nozzle (hereinafter simply referred to as "nozzle") will be described with reference to Figs. 1 and 2.
The nozzle 100 has a nozzle surface 1 and a number of spinning holes 3 provided on the nozzle surface 1. Fig. 1 is a view seen from the side where the spinning dope is stored. The side where the spinning dope is stored is called the inside or back side, and the side where the spinning dope is not stored is called the outside or front side.
The nozzle surface 1 has, for example, a circular shape. The numerous holes 3 are provided in block portions 7 that are configured by dividing the nozzle surface 1 into a number of portions. In the following, the circumferential direction and radial direction are based on the center 5 of the circular nozzle surface 1, and the center 5 here corresponds to an example of the center of the nozzle surface 1. The total number of holes 3 present in the nozzle surface 3 is preferably 18,000 or more, and more preferably 24,000 to 50,000.

ブロック部7は、ノズル面1と直交する方向であって裏側から見ると、ノズル面1の中央を基準として周方向に間隔を置いて存在する。ブロック部7は、中央、つまり中心5から径方向の外側(外周側)に向かうにしたがって周方向の寸法(幅)が大きくなる扇状、三角形状、これらに似た形状をしている。なお、ブロック部7の形状は、後述の凹入部分11がない場合の形状であるが、凹入部分の有無に関係なく、ブロック部の形状とする。
複数のブロック部7は、周方向に区画部9を挟んで存在する。換言すると、複数のブロック部7は、周方向に間隔を空けて設けられ、当該間隔の空いた部分が区画部9である。ここでの区画部9は、その幅が一定であり、複数のブロック部7は、周方向に等間隔をおいて(等ピッチで)存在する。複数のブロック部7は、中心5に対して点対称になるように、又は、中心5を通る仮想線に対して線対称となるように設けられている。各区画部9は中心5側から径方向の外方へ一直線状に延び、全体として中心5から放射状に伸びている。
When viewed from the back side in a direction perpendicular to the nozzle surface 1, the block portions 7 are spaced apart in the circumferential direction with the center of the nozzle surface 1 as the reference. The block portions 7 are fan-shaped, triangular, or similar shapes whose circumferential dimension (width) increases from the center, i.e., center 5, toward the radially outward (outer periphery). Note that the shape of the block portions 7 is the shape in the absence of a recessed portion 11, which will be described later, but the shape of the block portions is the same regardless of the presence or absence of a recessed portion.
The multiple block portions 7 are present in the circumferential direction, with partition portions 9 sandwiched between them. In other words, the multiple block portions 7 are provided at intervals in the circumferential direction, and the spaced apart portions are the partition portions 9. The partition portions 9 here have a constant width, and the multiple block portions 7 are present at equal intervals (equal pitch) in the circumferential direction. The multiple block portions 7 are provided so as to be point symmetric with respect to the center 5, or so as to be line symmetric with respect to a virtual line passing through the center 5. Each partition portion 9 extends in a straight line from the center 5 side radially outward, and extends radially from the center 5 as a whole.

ブロック部7は、裏側から見ると、そのブロック部7の外周縁(正確には、凹入部分11がないとした場合の外周縁である)から中央(ここでは中心5である)に向かって凹入する凹入部分11を有している。凹入部分11にはホール3が設けられていない。なお、凹入部分11は、ブロック部7の外周形状を構成するものであり、ノズル面1の厚み方向に凹入するような溝を意味しない。
凹入部分11は直線状をしている。凹入部分11は、区画部9よりも長さが短く、区画部9よりも幅が狭い。
When viewed from the back side, the block portion 7 has a recessed portion 11 that recesses from the outer periphery of the block portion 7 (more precisely, the outer periphery when the recessed portion 11 is not present) toward the center (here, the center 5). No hole 3 is provided in the recessed portion 11. Note that the recessed portion 11 constitutes the outer periphery of the block portion 7, and does not mean a groove that recesses in the thickness direction of the nozzle surface 1.
The recessed portion 11 has a straight line shape. The recessed portion 11 has a length shorter than that of the partition portion 9 and a width narrower than that of the partition portion 9.

2.ホールの配置
1つのブロック部7に設けられるホール3の配置について図2を用いて説明する。
複数のホール3は、隣接するホール3から吐出される紡糸同士が融着しない又は融着し難いように配置されている。ホール3のピッチは、複数種類あり、中心5からの距離によって決定されている。なお、ホール3のピッチは、ホール3の形状や直径、紡糸原液の粘度、紡糸原液の吐出速度や温度等によって決定されてものであり、一義的に定義できないが、0.35mm以上が好ましい。
複数のホール3は、ノズル面1の中心5を中心とする複数の同心円上であってブロック部7内の仮想円弧13上に設けられている。中心5から離れるほど各仮想円弧13の長さ(周方向に隣接する区画部9の間隔である)が大きくなり、仮想円弧上に形成されるホール3の個数が多くなる。
発明者らの検討によると、仮想円弧13上に配されたホール3が多くなると、当該ホール3と、当該ホール3に近接(隣接)する他のホール3とから吐出された紡糸同士が融着しやすいことが判明している。なお、このような融着を抑制するために、融着が発生しやすい領域に凹入部分11を設けているともいえる。
2. Hole Arrangement The arrangement of the holes 3 provided in one block portion 7 will be described with reference to FIG.
The holes 3 are arranged so that the spun yarns discharged from the adjacent holes 3 do not or are unlikely to fuse to each other. There are several types of pitches of the holes 3, which are determined by the distance from the center 5. The pitch of the holes 3 is determined by the shape and diameter of the holes 3, the viscosity of the spinning dope, the discharge speed and temperature of the spinning dope, etc., and cannot be uniquely defined, but is preferably 0.35 mm or more.
The multiple holes 3 are provided on multiple concentric circles centered on the center 5 of the nozzle surface 1 and on imaginary arcs 13 in the block portion 7. The length of each imaginary arc 13 (the distance between adjacent partitions 9 in the circumferential direction) increases with distance from the center 5, and the number of holes 3 formed on the imaginary arc increases.
According to the study by the inventors, it has been found that when the number of holes 3 arranged on the imaginary arc 13 increases, the spun yarn discharged from the hole 3 and the other hole 3 adjacent to the hole 3 are likely to fuse together. It can be said that the recessed portion 11 is provided in the region where the fusion is likely to occur in order to suppress such fusion.

融着が発生しやすい領域は、中心5からの距離、ホール3の形状や大きさ、ノズル面1の主面とホール3との境界部分の形状(面取りCの大きさやR加工の半径等である)、紡糸原液の粘度、吐出速度や温度等に依存するものであり、具体的な数字で定義することは困難である。
発明者の検討では、扇状、三角形(二等辺三角形)状、又はこれらに似た形状のブロック部7の周縁から10~20mm離れた領域で融着が発生しやすいことが判明している。また、10~20mmをホール数で置き換えると、ホール3の直径によっても異なるが、周縁から8個以上離れる領域で発生しやすい。つまり、仮想円弧上に15個以上ある領域である。
The area where fusion is likely to occur depends on the distance from the center 5, the shape and size of the hole 3, the shape of the boundary between the main surface of the nozzle surface 1 and the hole 3 (the size of the chamfer C and the radius of the R processing, etc.), the viscosity of the spinning dope, the extrusion speed, the temperature, etc., and it is difficult to define it by specific numbers.
The inventors' investigation has revealed that fusion is likely to occur in an area 10 to 20 mm away from the periphery of a fan-shaped, triangular (isosceles) or similarly shaped block portion 7. If 10 to 20 mm is replaced with the number of holes, fusion is likely to occur in an area 8 holes or more away from the periphery, although this varies depending on the diameter of the holes 3. In other words, this is an area with 15 holes or more on an imaginary arc.

3.凹入部分及び区画部
(1)区画部
区画部9の幅(周方向の長さ)は、1~2mmであり、好ましくは、1~1.5mmである。幅は、ホール3の直径に対して12~35倍であり、好ましくは、ホール3の直径に対して12~25倍である。
(2)凹入部分
凹入部分11の長さ(径方向の長さ)は、5~25mmであり、好ましくは、10~20mmである。凹入部分11の長さは、径方向における、中心5とブロック部7の最外縁との距離に対して0.05~0.65倍である。好ましくは、距離に対して、0.1~0.65倍であり、より好ましくは、距離に対して、0.2~0.6倍である。
凹入部分11の長さは、ホール3の直径に対して、100~1000倍、好ましくは、150~800倍が好ましい。凹入部分11の長さは、ホール3の最小ピッチに対して、10~150倍、好ましくは、20~100倍が好ましい。
3. Recessed Portion and Partition (1) Partition The width (length in the circumferential direction) of the partition 9 is 1 to 2 mm, preferably 1 to 1.5 mm. The width is 12 to 35 times the diameter of the hole 3, preferably 12 to 25 times the diameter of the hole 3.
(2) Recessed portion The length (radial length) of the recessed portion 11 is 5 to 25 mm, and preferably 10 to 20 mm. The length of the recessed portion 11 is 0.05 to 0.65 times the distance in the radial direction between the center 5 and the outermost edge of the block portion 7. Preferably, the length is 0.1 to 0.65 times the distance, and more preferably, the length is 0.2 to 0.6 times the distance.
The length of the recessed portion 11 is preferably 100 to 1000 times, and more preferably 150 to 800 times, the diameter of the hole 3. The length of the recessed portion 11 is preferably 10 to 150 times, and more preferably 20 to 100 times, the minimum pitch of the hole 3.

凹入部分11の幅(周方向の寸法)は、0.5~1.5mmであり、好ましくは、0.7~1.3mmである。凹入部分11の幅は、区画部9の幅に対して、0.3~0.8倍であり、好ましくは、0.4~0.7倍である。なお、区画部9の幅が一定でない場合は、区画部9の面積を区画部9の径方向の長さで割った値を幅とし、凹入部分11の幅が一定でない場合は、凹入部分11の面積を凹入部分11の径方向の長さで割った値を幅とする。
凹入部分11の幅は、ホール3の直径に対して、10~20倍であり、好ましくは、13~17倍である。凹入部分11の幅は、ホール3の最小ピッチに対して、2~3倍であり、好ましくは、2.2~2.7倍である。
(3)まとめ
区画部9と凹入部分11とを上記のような寸法や比率にすることで、単糸切れを抑制できる。また、融着を抑制しつつノズル面1に多くのホール3を設けることもできる。
The width (circumferential dimension) of the recessed portion 11 is 0.5 to 1.5 mm, and preferably 0.7 to 1.3 mm. The width of the recessed portion 11 is 0.3 to 0.8 times, and preferably 0.4 to 0.7 times, the width of the partition portion 9. If the width of the partition portion 9 is not constant, the width is determined by dividing the area of the partition portion 9 by the radial length of the partition portion 9, and if the width of the recessed portion 11 is not constant, the width is determined by dividing the area of the recessed portion 11 by the radial length of the recessed portion 11.
The width of the recessed portion 11 is 10 to 20 times, and preferably 13 to 17 times, the diameter of the hole 3. The width of the recessed portion 11 is 2 to 3 times, and preferably 2.2 to 2.7 times, the minimum pitch of the hole 3.
(3) Summary It is possible to prevent single yarn breakage by setting the partitions 9 and the recessed portions 11 to the above dimensions and ratios. It is also possible to provide many holes 3 on the nozzle surface 1 while preventing fusion.

<実施例> <Example>

紡糸原液は、例えば、60質量%の塩化亜鉛水溶液を溶媒として用い、これにアクリロニトリル95質量%、アクリル酸メチル4質量%、イタコン酸1質量%の共重合体を濃度7質量%に溶解させている。この紡糸原液を6℃の塩化亜鉛25質量%水溶液(凝固液である)に吐出することで凝固させた。この凝固糸を15~95℃の水中で洗浄しながら合計2.9倍の多段延伸を行い、得られた繊維をアミノシリコンの水分散液中(8g/L)で処理した。その後、70~150℃のサクションドラム乾燥機で水分率が1質量%以下になるまで乾燥緻密化を行った。次いで、90℃の熱水浴を通した後、0.75MPa(ゲージ圧)の飽和水蒸気中で5倍の再延伸を行って、前駆体繊維束を製造した。 For example, the spinning dope uses a 60% by weight aqueous zinc chloride solution as a solvent, in which a copolymer of 95% by weight of acrylonitrile, 4% by weight of methyl acrylate, and 1% by weight of itaconic acid is dissolved to a concentration of 7% by weight. This spinning dope is coagulated by discharging it into a 25% by weight aqueous zinc chloride solution (coagulation liquid) at 6°C. This coagulated yarn is washed in water at 15 to 95°C and multi-stage stretched to a total of 2.9 times, and the obtained fiber is treated in an aqueous dispersion of amino silicone (8 g/L). After that, it is dried and densified in a suction drum dryer at 70 to 150°C until the moisture content is 1% by weight or less. Next, it is passed through a hot water bath at 90°C, and then re-stretched 5 times in saturated steam at 0.75 MPa (gauge pressure) to produce a precursor fiber bundle.

製造した前駆体繊維束に対して、融着数と単糸切れ数を測定した。
融着数は、長さ9mの繊維束を3mごとに長さ3mmに切断して試料を得た。この試料をアセトン10mlに投入した後、超音波を1分間照射した。光学顕微鏡を用いて、倍率20倍で前記繊維束を分散させたアセトン溶液を観察し、融着繊維の本数を数えた。なお、融着数が5個以下であれば、融着数が少ないと評価している。
単糸切れ数は、長さ5mの繊維束を長さ1mずつに切断して、目視にて切れている単糸を数えることで測定している。なお、単糸切れ数は、1個以下であれば、単糸切れ数が少ないと評価している。
The number of fusions and the number of single yarn breakages were measured for the produced precursor fiber bundle.
The number of fusions was measured by cutting a 9 m long fiber bundle into 3 mm pieces every 3 m to obtain a sample. The sample was placed in 10 ml of acetone and then irradiated with ultrasonic waves for 1 minute. The acetone solution in which the fiber bundle was dispersed was observed at a magnification of 20 times using an optical microscope, and the number of fusion fibers was counted. If the number of fusions was 5 or less, it was evaluated as being low.
The number of single yarn breaks was measured by cutting a 5 m long fiber bundle into 1 m long pieces and visually counting the number of broken single yarns. Note that if the number of single yarn breaks was 1 or less, it was evaluated as having a low number of single yarn breaks.

<実施例1>
使用したノズル100は、円形状をし、全ホール数36,000個である。ブロック部7の形状は扇状をしている。ブロック部数は60個であり、1個のブロック部7に、直径が0.06mmのホール3が600個設けられている。最小のホール3のピッチ(最小ホール間ピッチ)は、0.40mmである。1個のブロック内のホール密度は、7.1個/mmであった。
周方向に隣接するブロック部7の間隔である区画部9の幅は、1.5mmであり、凹入部分11の幅は0.95mmであり、ブロック部7の外周縁から中心5に向かう凹入部分11の長さは、ノズル100の中心5からブロック部7の最外縁までの長さに対して0.2倍である。
本ノズル100を用いて前駆体繊維を製造した結果、融着数が「1」であり、単糸切れ数は、「0.8」であった。
このように、ホール数を18,000個以上の「36,000」個としても、融着の発生や単糸切れを抑えたノズル100が得られた。
なお、ノズル100の仕様及び評価結果を表1にまとめている。
Example 1
The nozzle 100 used was circular, with a total number of holes of 36,000. The shape of the block portion 7 was fan-shaped. The number of block portions was 60, with each block portion 7 having 600 holes 3 with a diameter of 0.06 mm. The minimum pitch of the holes 3 (minimum pitch between holes) was 0.40 mm. The hole density in one block was 7.1 holes/ mm2 .
The width of the partition portion 9, which is the spacing between circumferentially adjacent block portions 7, is 1.5 mm, the width of the recessed portion 11 is 0.95 mm, and the length of the recessed portion 11 from the outer peripheral edge of the block portion 7 toward the center 5 is 0.2 times the length from the center 5 of the nozzle 100 to the outermost edge of the block portion 7.
As a result of producing precursor fibers using this nozzle 100, the number of fusions was "1" and the number of single yarn breakages was "0.8".
In this way, even when the number of holes was increased to "36,000", which is more than 18,000, the nozzle 100 was obtained in which the occurrence of fusion and single yarn breakage was suppressed.
The specifications and evaluation results of the nozzle 100 are summarized in Table 1.

<実施例2>
使用したノズル100は、ホール径0.07mmであり、ブロックの形状、凹入部分11の構成等は実施例1と同じである。
実施例2では、融着数が「1」であり、単糸切れ数は、「1.0」であった。
このように、ホール数を18,000個以上の「36,000」個としても、融着の発生や単糸切れを抑えたノズル100が得られた。
なお、ノズル100の仕様及び評価結果を表1にまとめている。
Example 2
The nozzle 100 used had a hole diameter of 0.07 mm, and the shape of the block and the configuration of the recessed portion 11 were the same as those in the first embodiment.
In Example 2, the number of fusions was "1" and the number of single yarn breakages was "1.0".
In this way, even when the number of holes was increased to "36,000", which is more than 18,000, the nozzle 100 was obtained in which the occurrence of fusion and single yarn breakage was suppressed.
The specifications and evaluation results of the nozzle 100 are summarized in Table 1.

<実施例3>
使用したノズル100は、凹入部分11の幅は1.00mmであり、凹入部分11の長さは、ノズル100の中心5からブロック部7の最外縁までの長さに対して0.6倍である。また、1個のブロック内のホール密度は、7.3個/mmであった。
実施例3では、融着数が「1」であり、単糸切れ数は、「0.9」であった。
このように、ホール数を18,000個以上の「36,000」個としても、融着の発生や単糸切れを抑えたノズル100が得られた。
なお、ノズル100の仕様及び評価結果を表1にまとめている。
Example 3
The nozzle 100 used had a width of the recessed portion 11 of 1.00 mm, and the length of the recessed portion 11 was 0.6 times the length from the center 5 of the nozzle 100 to the outermost edge of the block portion 7. The hole density in one block was 7.3 holes/ mm2 .
In Example 3, the number of fusions was "1" and the number of single yarn breakages was "0.9".
In this way, even when the number of holes was increased to "36,000", which is more than 18,000, the nozzle 100 was obtained in which the occurrence of fusion and single yarn breakage was suppressed.
The specifications and evaluation results of the nozzle 100 are summarized in Table 1.

<比較例1>
使用したノズル100は、直径、形状、全ホール数、ホール3の直径、ブロック数、区画部9の幅は、実施例1と同じであるが、最小のホール3のピッチが0.46mmであり、凹入部分11を有していない。また、1個のブロック内のホール密度は、5.1個/mmであった。
比較例1では、融着数が「1」であり、単糸切れ数は、「3」であった。
このように凹入部分11を有しない場合、ホール数を18,000個以上の「36,000」個とすると、融着の発生は抑えることができたが、単糸切れを抑えることができなかった。
なお、ノズル100の仕様及び評価結果を表1にまとめている。
<Comparative Example 1>
The nozzle 100 used had the same diameter, shape, total number of holes, diameter of the holes 3, number of blocks, and width of the partitions 9 as in Example 1, but the minimum pitch of the holes 3 was 0.46 mm and it had no recessed portions 11. The hole density in one block was 5.1 holes/ mm2 .
In Comparative Example 1, the number of fusions was "1" and the number of single yarn breakages was "3".
In this way, when the concave portion 11 was not provided, when the number of holes was increased from 18,000 to "36,000", the occurrence of fusion could be suppressed, but the occurrence of single yarn breakage could not be suppressed.
The specifications and evaluation results of the nozzle 100 are summarized in Table 1.

<比較例2>
使用したノズル100は、直径、形状、全ホール数、ホール3の直径は、実施例1と同じであるが、最小のホール3のピッチが0.39mm、ブロック数が120個、区画部9の幅が0.95mmであり、凹入部分11を有していない。また、1個のブロック内のホール密度は、7.4個/mmであった。
比較例2では、融着数が「1」であり、単糸切れ数は、「3」であった。
このように凹入部分11を有しない場合、ホール数を18,000個以上の「36,000」個とすると、融着の発生は抑えることができたが、単糸切れを抑えることができなかった。
なお、ノズル100の仕様及び評価結果を表1にまとめている。
<Comparative Example 2>
The nozzle 100 used had the same diameter, shape, total number of holes, and diameter of the holes 3 as in Example 1, but the minimum pitch of the holes 3 was 0.39 mm, the number of blocks was 120, the width of the partitioned portion 9 was 0.95 mm, and the nozzle had no recessed portion 11. The hole density in one block was 7.4 holes/ mm2 .
In Comparative Example 2, the number of fusions was "1" and the number of single yarn breakages was "3".
In this way, when the concave portion 11 was not provided, when the number of holes was increased from 18,000 to "36,000", the occurrence of fusion could be suppressed, but the occurrence of single yarn breakage could not be suppressed.
The specifications and evaluation results of the nozzle 100 are summarized in Table 1.

<比較例3>
使用したノズル100は、直径、形状、全ホール数、ホール3の直径、ブロック数、区画部9の幅は、実施例1と同じであるが、最小のホール3のピッチが0.35mmであり、凹入部分11を有していない。また、1個のブロック内のホール密度は、15個/mmであった。
比較例2では、融着数が「10」であり、単糸切れ数は、「10」であった。
このように凹入部分11を有しない場合、ホール数を18,000個以上の「36,000」個とすると、融着の発生及び単糸切れを抑えることができなかった。
なお、ノズル100の仕様及び評価結果を表1にまとめている。
<Comparative Example 3>
The nozzle 100 used had the same diameter, shape, total number of holes, diameter of the holes 3, number of blocks, and width of the partitions 9 as in Example 1, but the minimum pitch of the holes 3 was 0.35 mm and it had no recessed portions 11. The hole density in one block was 15 holes/ mm2 .
In Comparative Example 2, the number of fusions was "10" and the number of single yarn breakages was "10".
In this way, when the concave portion 11 was not provided, if the number of holes was increased from 18,000 to "36,000", it was not possible to prevent the occurrence of fusion and single yarn breakage.
The specifications and evaluation results of the nozzle 100 are summarized in Table 1.

Figure 0007682016000001
Figure 0007682016000001

<まとめ>
(1)ホール数
実施例1~3と比較例1~3とは、同じホール数であったが、凹入部分11をブロック部7に有する実施例1~は、比較例1~3よりも単糸切れ数が少ない。このことから、ホール数が18,000個以上の場合、ブロック部7に凹入部分11を設けることで、単糸切れを抑制できることが分かる。
(2)ホール密度
参考例1の3.5個/mmでは、単糸切れ数が非常に少ないのに対し、比較例1では、5.1個/mmと参考例1に近い密度であるにもかかわらず、単糸切れ数が参考例1よりも多くなった。
実施例1~3は、比較例1のホール密度よりも高いが、単糸切れ数が少なかった。
このことから、ホール密度が4個/mm以上になると、単糸切れが発生しやすく、実施例1~3のように凹入部分11を設けると、単糸切れを抑制できることが分かる。
<Summary>
(1) Number of holes Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 had the same number of holes, but Examples 1 to 3, which have recessed portions 11 in the block portion 7, had fewer single yarn breakages than Comparative Examples 1 to 3. This shows that when the number of holes is 18,000 or more, providing the block portion 7 with recessed portions 11 can suppress single yarn breakage.
(2) Hole density In Reference Example 1, the number of single yarn breaks was very small at 3.5 holes/mm2 . In contrast, in Comparative Example 1, the number of single yarn breaks was higher than in Reference Example 1, despite the density being close to that of Reference Example 1 at 5.1 holes/ mm2 .
Although the hole density of Examples 1 to 3 was higher than that of Comparative Example 1, the number of single yarn breakages was small.
From this, it can be seen that when the hole density is 4 holes/mm2 or more , single yarn breakage is likely to occur, and that by providing the recessed portion 11 as in Examples 1 to 3, single yarn breakage can be suppressed.

<<変形例>>
以上、実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態に限られない。例えば、以下で説明する変形例と実施形態の何れかを適宜組み合わせてもよいし、複数の変形例を適宜組み合わせてもよい。
(1)ノズル100は、円形状であってもよいし、正方形状等の正多角形、楕円形状、長円形状等の他の形状であってもよい。ノズル100の大きさ(例えば、円形状の場合の直径である)は、特に説明していないが、ホール数、ホールの直径、ホール間ピッチ等により決定される。
(2)ホールの直径は、一定であってもよいし、異なってもよい。ホールの形状は、円形状であってもよいし、正方形状等の正多角形状、楕円形状等の他の形状であってもよい。ホールのピッチは、一定であってもよいし、異なってもよい。
(3)凹入部分11は、裏側から見たときに、ブロック部7において外周縁から中央に向かい、ブロック部7の外周形状を構成しているが、例えば、外周形状を構成すると共に、ノズル面1の厚み方向に凹入するような溝や突出する突条を形成することで、裏側から見たときに凹入形状を構成してもよい。また、ブロック部は、ノズル面において、ブロック部以外の部分と面一であってもよいし、面一でなくてもよい。
凹入部分11は、1つのブロック部7に対して1本存在したが、複数本あってもよい。
(4)ノズルは、炭素繊維用の前駆体繊維を製造するためのノズルであったが、アクリル繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維を製造するためのノズルであってもよい。
<<Modifications>>
Although the present invention has been described based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment. For example, any of the modified examples described below may be appropriately combined with the embodiment, or multiple modified examples may be appropriately combined.
(1) The nozzle 100 may be circular, or may be another shape such as a regular polygon such as a square, an ellipse, an oval, etc. Although not specifically described, the size of the nozzle 100 (for example, the diameter in the case of a circular shape) is determined by the number of holes, the diameter of the holes, the pitch between the holes, etc.
(2) The diameter of the holes may be constant or may vary. The shape of the holes may be circular, or may be a regular polygon such as a square, or may be an ellipse or other shape. The pitch of the holes may be constant or may vary.
(3) When viewed from the back side, the recessed portion 11 extends from the outer periphery toward the center of the block portion 7 and constitutes the outer periphery of the block portion 7, but for example, a recessed shape when viewed from the back side may be formed by forming a groove or a protruding ridge that recesses in the thickness direction of the nozzle surface 1 while constituting the outer periphery. Also, the block portion may or may not be flush with the portions of the nozzle surface other than the block portion.
Although one recessed portion 11 is provided for one block portion 7, a plurality of recessed portions 11 may be provided for each block portion 7.
(4) The nozzle is a nozzle for producing precursor fibers for carbon fibers, but it may be a nozzle for producing acrylic fibers, rayon fibers, or polyester fibers.

1 ノズル面
3 ホール
5 中心(中央)
7 ブロック部
9 区画部
11 凹入部分
100 ノズル

1 nozzle surface 3 hole 5 center (center)
7 Block portion 9 Partition portion 11 Recessed portion 100 Nozzle

Claims (8)

区画部によりノズル面複数に区画され複数のブロック部に複数のホールを有する紡糸用ノズルにおいて、
前記ブロック部は、前記ノズル面の中央から当該ノズル面の外周に向かうにしたがってその幅が大きくなる形状をし、
前記複数のブロック部は、前記中央を基準として周方向に前記区画部を挟んで隣接し、
前記区画部は、前記ノズル面において前記中央から外周縁まで延び、
前記ブロック部は、前記ノズル面の外周縁から前記中央に向かって凹入する凹入部分を有し、
前記凹入部分の前記周方向の寸法は、0.15~1.5mmであって、前記複数のホールの最小のピッチに対して2~3倍である
紡糸用ノズル。
A spinning nozzle having a plurality of holes in a plurality of block sections in which a nozzle surface is divided into a plurality of sections by partition sections ,
the block portion has a shape whose width increases from the center of the nozzle face toward the outer periphery of the nozzle face,
The plurality of block portions are adjacent to each other with the partition portion therebetween in a circumferential direction based on the center,
the partition portion extends from the center to an outer circumferential edge of the nozzle surface,
the block portion has a recessed portion recessed from an outer circumferential edge of the nozzle surface toward the center ,
The circumferential dimension of the recessed portion is 0.15 to 1.5 mm, which is 2 to 3 times the minimum pitch of the plurality of holes.
Spinning nozzle.
前記ホールは、前記中央を中心する複数の同心円上であって前記ブロック部内に位置する仮想円弧上に形成され、
前記凹入部分の長さは、前記外周縁と前記中央との間の長さに対して0.65倍以下である
請求項1に記載の紡糸用ノズル。
The holes are formed on a virtual arc located within the block portion and on a plurality of concentric circles centered on the center,
The spinning nozzle according to claim 1 , wherein the length of the recessed portion is 0.65 times or less the length between the outer periphery and the center.
前記仮想円弧上に形成されている前記ホールの最小のピッチが0.35mm以上である
請求項に記載の紡糸用ノズル。
The spinning nozzle according to claim 2 , wherein the holes formed on the imaginary arc have a minimum pitch of 0.35 mm or more.
前記周方向に隣接する前記ブロック部の間隔が、1.5mm以上である
請求項1~3の何れか1項に記載の紡糸用ノズル。
The spinning nozzle according to claim 1 , wherein the interval between the block portions adjacent in the circumferential direction is 1.5 mm or more.
前記周方向に隣接する前記ブロック部の間隔が、1.5mm以上であり、
前記凹入部分の前記周方向の幅は、前記ブロック部の間隔よりも小さく、0.95mm以上である
請求項1~3の何れか1項に記載の紡糸用ノズル。
The interval between the block portions adjacent to each other in the circumferential direction is 1.5 mm or more,
The spinning nozzle according to claim 1 , wherein the width of the recessed portion in the circumferential direction is smaller than the interval between the block portions and is 0.95 mm or more.
前記ノズル面に存在する前記ホールの合計数が、18,000個以上である
請求項1~の何れか1項に記載の紡糸用ノズル。
The spinning nozzle according to any one of claims 1 to 5 , wherein the total number of the holes present on the nozzle surface is 18,000 or more.
前記ブロック部の数が30個以上である
請求項1~の何れか1項に記載の紡糸用ノズル。
The spinning nozzle according to claim 1 , wherein the number of the block portions is 30 or more.
前記紡糸用ノズルは、炭素繊維用のアクリル繊維を紡糸するためのノズルである
請求項1~7の何れか1項に記載の紡糸用ノズル。
The spinning nozzle according to any one of claims 1 to 7, wherein the spinning nozzle is a nozzle for spinning acrylic fibers for carbon fibers.
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