JPH0214441B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ｛産業上の利用分野｝ 本発明は溶融紡糸方法および装置に関するもの
である。

更に詳しくは紡糸原料が元来、 分子量分布が広範囲であつて、そのため物
性、例えば融点が明確でなく、溶融粘度等にバ
ラツキがあり、 溶融状態にまで加熱された時、固体もしくは
ゲル状の熱変性物、重化合物が発生し易く、 また、熱分解、重化合によりガスを発生し易
く、 溶融粘度の温度依存性が高い、 更にまた、溶融状態で大気に接触すると酸化
してしまう、 などの特徴を有する、例えば、フエノール系樹
脂、エチレンポリビニルアルコール系共重合樹
脂、ポリエステルにエポキシ、ポリエチレングリ
コールなどを共重合又はブレンドした系のような
物質の溶融紡糸方法および装置に関する。

｛従来の技術｝ 一般に、紡糸原料の紡糸装置、例えばチツプ溶
融紡糸装置においては、原料チツプを溶融押出し
するメルタ、該メルタから押出されたポリマを計
量する計量ポンプ、計量されたポリマを導入して
過後紡糸口金から吐出して紡糸する紡糸パツク
から構成される。

前記メルタには一般的に、押出機あるいはポツ
トタイプのメルタが用いられる。

｛発明が解決しようとする問題点｝ ところが、前述したような紡糸原料において
は、以下のような欠点を有する。

先ず、通常の押出機においては、熱分解もしく
は重化合により発生するガスを脱気する必要があ
る場合はベントタイプ押出機を用いるのが一般的
である。ところが、上記原料の溶融粘度のバラツ
キ、温度依存性の高いことに起因して、押出機の
溶融部、ベント部、押出部間における紡糸原料の
マテリアルバランスがとれず、安定した運転が不
可能である。

また、前記した如き紡糸原料は、更に元来、固
体もしくはゲル状の熱変性物あるいは化合物が発
生し易く、事前に該原料を過しておいても、前
記押出機から導出した該原料は熱履歴を受けて熱
変性物、化合物を生じているため、後続の紡糸パ
ツク内過部でこれらの熱変性物、化合物が固体
もしくはゲル状態として補集され経時的な圧上
昇を起こし、長期的な運転は不可能である。

一方、ポツトタイプのメルタを用いて、熱分解
し易い原料を溶融紡糸することは、脱気しつつ溶
融した原料を移送することが不可能なため、バツ
チ生産しかできずこれも連続性がない。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解消せん
とするものであり、紡糸原料が元来、分子量分
布が広範囲であつて、そのため物性、例えば融
点、が明確でなく、溶融粘度等にバラツキがあ
り、溶融状態にまで加熱された時、固体もしく
はゲル状の熱変性物、重化合物が発生し易く、
また、熱分解、重化合物が発生し易く、溶融粘
度の温度依存性が高い、更にまた、溶融状態で
大気に接触すると酸化してしまうなどの特徴を有
する、例えば、フエノール系樹脂、エチレンポリ
ビニルアルコール系共重合樹脂、ポリエステルに
エポキシ、ポリエチレングリコールなどを共重合
又はブレンドした系のような物質を原料として、
これを連続的に溶融紡糸して高品質の長繊維を製
造する溶融紡糸方法および装置を提供せんとする
ものである。

｛問題点を解決するための手段｝ しかして、本発明に係る溶融紡糸方法は、紡糸
原料を第１段目の押出機で溶融吐出し、次いで第
２段目の押出機へ連続的に供給して前記紡糸原料
のガス成分を脱気しながら押出し、続いて計量手
段で計量後過した後紡糸口金から溶融紡糸する
溶融紡糸方法において、 (イ) 前記第１段目の押出機と前記第２段目の押出
機との間に過手段を介在せしめて溶融吐出さ
れた紡糸原料を過し、 (ロ) 前記第２段目の押出機のスクリユー回転数
を、該押出機の吐出量が前記第１段目の押出機
の吐出量よりも吐出過多となる回転数に制御
し、 (ハ) 該第２段目の押出機のスクリユー回転数を、
一定回転数に制御し、かつ、該第２段目の押出
機の吐出圧を、前記計量手段よりも上流側で検
出しつつ該吐出圧を一定ならしめるように前記
第１段目の押出機のスクリユー回転数を制御
し、 (ニ) 前記紡糸口金の加熱温度を、前記計量手段お
よび前記過手段の加熱温度よりも高い温度に
制御し、該紡糸口金から溶融紡糸することを特
徴とする溶融紡糸方法である。

さらに、本発明に係る溶融紡糸装置は、紡糸原
料のフイード機能と溶融機能とを有する第１段目
の押出機と、該第１段目の押出機の吐出部に、前
記紡糸原料の供給部が直列に連結された、ベント
機能と押出機能とを有する第２段目の押出機と、
該第２段目の押出機の吐出部に連結された、前記
紡糸原料の計量手段と過手段とを内蔵した紡糸
ブロツクと、前記ブロツクの下端に接続された紡
糸口金とを備えている溶融紡糸装置において、 (イ) 前記第１段目の押出機の吐出部と前記第２段
目の押出機の供給部との間に介在された紡糸原
料の過手段と、 (ロ) 前記第２段目の押出機の吐出量を前記第１段
目の押出機の吐出量よりも吐出過多にするため
の回転数制御手段と、 (ハ) 前記計量手段よりも上流側に設けられた、前
記第２段目の押出機の吐出圧を検出するための
吐出圧検出手段と、 (ニ) 前記第２段目の押出機のスクリユー回転数を
一定にし、かつ、前記吐出圧検出手段によつて
求めた吐出圧を一定ならしめるように前記第１
段目の押出機のスクリユー回転数を制御するた
めの吐出圧制御手段と、 (ホ) 前記紡糸口金の加熱温度を、前記計量手段お
よび前記過手段の加熱温度よりも高い温度に
制御するための該紡糸口金の加熱制御手段と、 を備えたことを特徴とする溶融紡糸装置である。

本発明の更に好ましい態様は以下の説明に従つ
て順次明らかになる。

以下、本発明の溶融紡糸方法および装置につい
て図面に基づき更に詳しく説明する。

図は、本発明の溶融紡糸装置の好ましい一実施
態様例を説明する模式図である。

本図において、押出機１，２のバレル部及び連
結管１９，２０の加熱手段は図示するのを省略し
ている。

図において、紡糸原料４は第１段目の押出機１
のスクリユー６にかみ込みし易い適当な大きさの
チツプ状、粉末状の状態で必要な量が収納できる
ホツパー５へ先ず収納される。

第１段目の押出機１は、前記紡糸原料４をホツ
パー５の下部からスクリユー６の回転によりフイ
ードし、溶融する機能を有する。第２段目の押出
機２はバレル部にベント孔９を有し、かつ、スク
リユー７のベント孔９より先端側に押出機能を持
たせる。前記第１段目の押出機１の吐出部と第２
段目の押出機の供給部とを連結管１９で直列連結
する。前記第２段目の押出機２の吐出側へは紡糸
ブロツク１０を連結管２０で接続するとともに、
紡糸口金１４へ至るまでポリマー通路２１の途中
に計量手段、例えばギヤポンプ１１、前記紡糸口
金１４と計量手段１１の間に過手段(A)１２を有
する構成である。

また、前記１段目の押出機１と前記第２段目の
押出機２との間の連結管１９には、第１段目の押
出機１で発生した熱変性物、重化合物などを除去
するため、前記過手段(A)１２とは別の過手段
(B)８が設けられている。

また、前記紡糸口金１４の加熱手段１８は紡糸
ブロツク１０の加熱手段１６と独立して構成され
ており、更に過手段(A)１２を加熱する手段１７
は、前記加熱手段１６，１８と独立して構成する
のが好ましい。

また、前記計量手段１１と前記過手段(A)１２
の間に混練手段、例えば静止型混合器２６を何段
か入れておくと更に好ましい。

更にまた、前記第２段目の押出機２のスクリユ
ー７の回転数を定回転で制御し、かつ前記第２段
目の押出機２の吐出圧を前記ギヤポンプ１１より
上流側で検出する吐出圧検出手段（図示せず）を
設け、該吐出圧を一定ならしめるように第１段目
の押出機１のスクリユー６の回転数を制御する吐
出圧制御手段（図示せず）の各制御機能が設けら
れている。

以上述べたような構成において繊維を製造する
際、第２段目のベントタイプ押出機２の運転条件
を第１段目の押出機の吐出量よりも吐出過多とな
るスクリユー回転数で運転すること、すなわち、
第２段目の押出機２のスクリユー回転数を回転数
制御手段（図示せず）で制御することが肝要であ
る。

即ち、目的の項で述べたような紡糸原料を溶融
紡糸する際、押出機をフイード機能と溶融機能を
有する第１段目の押出機１とベント機能と押出機
能を有する第２段目の押出機２として機能分割し
たことによつて、それぞれの機能を単独に制御で
きるため、該原料の溶融粘度の温度依存性の高い
ことに起因した運転上の不安定性、すなわち、第
２段目の押出機２の吐出圧変動や、ギヤポンプ１
１前の吐出圧変動などが解消される。また、第１
段目と第２段目の押出機の連結管１９へ過手段
(B)８を、前記第２段目の押出機２と紡糸口金１４
の間に計量手段１１を、該計量手段１１と前記紡
糸口金１４の間に別の過手段(A)１２を設けるこ
とによつて、過手段(B)８はベント孔９より上流
側にあり、過手段(A)１２は、計量手段、例えば
ギヤポンプ１１の後流側にあるため、該紡糸原料
が熱履歴を受けて固体もしくはゲル状の熱変性
物、重化合物を生じ、前記(A)あるいは(B)の過手
段に補集されて経時的に圧上昇を起こしても、
第２段目の押出機２の運転条件を第１段目の押出
機１の吐出量よりも吐出過多となるスクリユー回
転数で運転する限りは、前記第２段目の押出機２
の背圧が上昇しないので、脱気部であるベント孔
９において溶融原料のベントアツプ（送給されて
いる溶融紡糸原料がスクリユー７からベント孔側
へ溢れだしてくること）を起すことによるベント
孔９の閉塞がなく（熱変性物、重化合物を連続的
に除去しつつ）安定した長期運転ができる。その
際、既述のような制御機能を設けることにより、
自動的に安定した長期運転が実現できる。

更にまた、少なくとも前記紡糸口金１４の加熱
手段１８を、紡糸ブロツク１０の加熱手段１６と
独立して構成することによつて、紡糸上最適な温
度を加熱ブロツク１０と単独にある範囲で選択で
き、本発明の目的とするような熱履歴を受けて熱
変性物、重化合物、ガスを発生し易い紡糸原料に
おいては、紡糸ブロツク１０等での温度を可能な
限り低くして上記物質の生成を抑制し、紡糸口金
１４の設定加熱温度を第２段目の押出機２の吐出
口から前記紡糸口金に至るまでの設定加熱温度の
中で最高温度、すなわち、紡糸口金１４の加熱温
度を、紡糸ブロツク１０内の計量手段１１および
過手段１２の加熱温度より高い温度に制御して
紡糸するものである。

更に、過手段(A)１２も独立な加熱手段１７を
有することによつて、過度を温度によつてある
範囲に制御できる。例えば温度を上げるとゲル状
物は粘度低下して過手段をスリ抜けてしまうの
で、温度で圧との兼ね合いで低い方が好まし
い。第２の過手段１２を紡糸口金１４の直前の
分散板１３上流に配置することによつて、紡糸口
金１４背面へ溶融原料を均等に分配し、紡糸口金
１４の各吐出孔の背面圧を等化せしめる。

更にまた、前記計量手段１１と過手段(A)１２
の間に混練手段、例えば静止型混合器２６を設け
ることによつて、第２段目の押出機２の吐出圧を
上げることなく溶融原料を自分自身で混練し、当
該原料の物性を均質化し製糸性を向上できる。

上記構成において、第２段目の押出機２の運転
条件を第１段目の押出機１の吐出量よりも吐出過
多となるスクリユー回転数、即ち飢餓状態で運転
することによつて、第２段目の押出機２のスクリ
ユー７の溝空間には該原料が充満しないため、粘
度ムラによつて当該押出機２の吐出圧が変動して
も、上記溝空間部で吐出圧が上流側へ波及せず、
ベントアツプすることなく、安定して紡糸するこ
とができる。

また、ベント孔９においては、積極的に脱気し
なくても原料によつては大気圧で脱気しうる場合
もあるが、好ましくは大気圧以下に真空引きして
脱気するのが良い。また、溶融状態で酸化性を有
する原料に対しては、真空引きして大気がモレ込
み、該原料と接触して酸化に促進することにもな
り兼ねないので、むしろ若干量の非酸化性ガス、
例えばN₂、Ar、He等を図のガス導入孔２４から
導入しつつ、排気口２５から原料の発生ガス成分
とともに大気圧以下に真空引きして脱気するのが
良い。

また、上記のような酸化性を有する原料の溶融
紡糸においては、前記の他、少なくとも第２段目
の押出機２のスクリユーエンド、好ましくは第１
段目の押出機１のスクリユーエンドも、紡糸口金
１４の直下、ギアポンプ１１と紡糸ブロツク１０
との接触面等とともに、原料が溶融状態で大気に
接触する可能性のある部位の周辺の雰囲気を非酸
化性ガス雰囲気に保持しつつ紡糸することが勘要
である。

更にまた、原料４にも大気、湿気を含むので、
開閉弁２７を閉止後、該原料４をホツパー５へ投
入した上で排気孔２３からホツパー内を真空引き
した後、ガス供給孔２２から非酸化性ガスを供給
して大気圧まで回復せしめるという操作を３〜４
回繰り返すことによつて、ホツパー５内の酸素濃
度を低下せしめた後、開閉弁２７を開いて運転を
開始し、運転中は排気口２３を閉止するととも
に、ガス供給孔２２を開いて非酸化性ガスのガス
圧を大気圧以上かけつつ紡糸するのが良い。

以上述べた如く、本発明は、紡糸原料が、元
来、目的の項で記述したような物質の溶融紡糸に
特に有効であるが、一般の合成繊維、例えばポリ
エステル、ナイロン等の溶融紡糸に対しても有効
であることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明は、上記の構成としたため、次の如き作
用効果を奏する。すなわち、 紡糸原料のフイード、溶融、ベント、計量の
各機能を、第１段目の押出機、第２段目の押出
機、計量手段等によつて適切な位置に分割配置
させたので、これらの機能が個別制御でき、吐
出圧変動、ベントアツプなどのない、安定した
運転が可能となる。

第１段目の押出機で溶融された紡糸原料が
過手段で過された後に、第２段目の押出機に
供給されるので、第１段目の押出機で発生した
熱変性物、重化合物などが除去され、計量手段
での噛み込み、紡糸口金での目詰りなども防止
され、高品質の長繊維が得られる。

第２段目の押出機のスクリユー回転数が、第
１段目の押出機の吐出量よりも吐出過多となる
条件で運転されるので、たとえ紡糸原料の粘度
ムラによつて第１段目の押出機の吐出圧が変動
したり、紡糸口金前に設けられた過手段の
圧が経時的に上昇しても、前記第２段目の押出
機２の背圧が上昇しないので、何らベントアツ
プすることなく、安定した溶融紡糸が継続でき
る。

また、この際、同時に第２段目の押出機のス
クリユー回転数と吐出圧とが一定になるように
制御されるので、計量手段には常に一定量の紡
糸原料が送られると共に、計量手段前の吐出圧
が安定することとなり、第２段目の押出機から
のベントアツプがより解消された長期の安定運
転ができる。

回転数制御手段、吐出圧制御手段および加熱
制御手段などの適切な制御機能を有しているの
で、紡糸原料が目的の項で述べた溶融粘度がバ
ラツキ、熱変性物、重化合物などの発生し易い
特殊のものであつても、トラブルのない安定し
た自動運転が実現できる。

少なくとも紡糸口金の加熱手段を他の加熱手
段から独立して設けたので、ベント以降の紡糸
原料の熱変性物、重化合物、ガスなどの発生を
できるだけ抑えた温度条件で溶融紡糸でき、高
品質の長繊維が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る一実施態様例を示す模式図で
ある。 図面中の符号の説明、１：第１段目の押出機、
２：第２段目の押出機、３：紡糸ヘツド、４：紡
糸原料、５：ホツパー、６：第１段目のスクリユ
ー、７：第２段目のスクリユー、８：第１段目の
過手段、９：ベント孔、１０：紡糸ブロツク、
１１：ギヤポンプ、１２：第２段目の過手段、
１３：分散板、１４：紡糸口金、１５，１６，１
７，１８：加熱手段、１９，２０：連結管、２
１：ポリマー通路、２２，２４：ガス供給孔、２
３，２５：排気口、２６：静止型混合器、２７：
開閉弁、３０：減速装置、３１：駆動モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 紡糸原料を第１段目の押出機で溶融吐出し、
   次いで第２段目の押出機へ連続的に供給して前記
   紡糸原料のガス成分を脱気しながら押出し、続い
   て計量手段で計量後過した後紡糸口金から溶融
   紡糸する溶融紡糸方法において、 (イ) 前記第１段目の押出機と前記第２段目の押出
   機との間に過手段を介在せしめて溶融吐出さ
   れた紡糸原料を過し、 (ロ) 前記第２段目の押出機のスクリユー回転数
   を、該押出機の吐出量が前記第１段目の押出機
   の吐出量よりも吐出過多となる回転数に制御
   し、 (ハ) 該第２段目の押出機のスクリユー回転数を、
   一定回転数に制御し、かつ、該第２段目の押出
   機の吐出圧を、前記計量手段よりも上流側で検
   出しつつ該吐出圧を一定ならしめるように前記
   第１段目の押出機のスクリユー回転数を制御
   し、 (ニ) 前記紡糸口金の加熱温度を、前記計量手段お
   よび前記過手段の加熱温度よりも高い温度に
   制御し、該紡糸口金から溶融紡糸することを特
   徴とする溶融紡糸方法。 ２ 紡糸原料のフイード機能と溶融機能とを有す
   る第１段目の押出機と、該第１段目の押出機の吐
   出部に、前記紡糸原料の供給部が直列に連結され
   た、ベント機能と押出機能とを有する第２段目の
   押出機と、該第２段目の押出機の吐出部に連結さ
   れた、前記紡糸原料の計量手段と過手段とを内
   蔵した紡糸ブロツクと、前記ブロツクの下端に接
   続された紡糸口金とを備えている溶融紡糸装置に
   おいて、 (イ) 前記第１段目の押出機の吐出部と前記第２段
   目の押出機の供給部との間に介在された紡糸原
   料の過手段と、 (ロ) 前記第２段目の押出機の吐出量を前記第１段
   目の押出機の吐出量よりも吐出過多にするため
   の回転数制御手段と、 (ハ) 前記計量手段よりも上流側に設けられた、前
   記第２段目の押出機の吐出圧を検出するための
   吐出圧検出手段と、 (ニ) 前記第２段目の押出機のスクリユー回転数を
   一定にし、かつ、前記吐出圧検出手段によつて
   求めた吐出圧を一定ならしめるように前記第１
   段目の押出機のスクリユー回転数を制御するた
   めの吐出圧制御手段と、 (ホ) 前記紡糸口金の加熱温度を、前記計量手段お
   よび前記過手段の加熱温度よりも高い温度に
   制御するための該紡糸口金の加熱制御手段と、 を備えたことを特徴とする溶融紡糸装置。