JPH042803A - spinneret - Google Patents
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- JPH042803A JPH042803A JP10581990A JP10581990A JPH042803A JP H042803 A JPH042803 A JP H042803A JP 10581990 A JP10581990 A JP 10581990A JP 10581990 A JP10581990 A JP 10581990A JP H042803 A JPH042803 A JP H042803A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は合成繊維の紡糸に使用する紡糸口金に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a spinneret used for spinning synthetic fibers.
合成繊維の紡糸に使用する紡糸口金は、第3図に示すよ
うに円板状の口金本体10に、多数の導入孔11および
これに連通ずる紡出孔12を形成しでなるものであり、
例えば溶融紡糸の場合は、溶融原液を紡出孔12から紡
出させることによって、所定の形状、太さの合成繊維を
得るようになっていた。As shown in FIG. 3, the spinneret used for spinning synthetic fibers consists of a disc-shaped spinneret body 10 with a large number of introduction holes 11 and a spinning hole 12 communicating with the introduction holes 11.
For example, in the case of melt spinning, a synthetic fiber having a predetermined shape and thickness is obtained by spinning a molten stock solution through a spinning hole 12.
上記口金本体10の材質としては、ステンレス鋼などの
金属材、あるいはセラミックス、サーメット、超硬合金
などが用いられていた。As the material of the mouthpiece body 10, metal materials such as stainless steel, ceramics, cermet, cemented carbide, etc. have been used.
また、導入孔11、紡出孔12の近傍のみをセラミック
ス、サーメット、超硬合金などのノズルピースとし、こ
のノズルピースを金属製の口金本体10に取付ける構造
のものもあった(特開昭58−76512号参照)。In addition, there was also a structure in which a nozzle piece made of ceramics, cermet, cemented carbide, etc. was used only in the vicinity of the introduction hole 11 and the spinning hole 12, and this nozzle piece was attached to the metal mouthpiece body 10 (Japanese Patent Laid-Open No. 58 -76512).
上記ステンレス鋼などの金属材からなる紡糸口金は、溶
融原液の炭化物が付着しやすく短期間で清掃作業が必要
であり、また耐摩耗性が低いため寿命が短いという問題
点があった。Spinnerets made of metal materials such as stainless steel have problems in that carbides from the molten stock solution tend to adhere to them, requiring cleaning work in a short period of time, and their lifespan is short due to low wear resistance.
また、セラミックス、サーメット、超硬合金などの硬質
材で一体的に形成した紡糸口金は、多数の紡出孔12を
精度よ(形成することが困難であり、製造上の歩留りが
非常に悪く、コストも高いものであった。In addition, it is difficult to form a large number of spinning holes 12 with precision in a spinneret made of a hard material such as ceramics, cermet, or cemented carbide, and the manufacturing yield is very low. The cost was also high.
したがって、セラミックス、サーメット、超硬合金など
からなるノズルピースを、金属製の口金本体に取付ける
構造のものが最も優れているが、この場合はノズルピー
スと口金本体の結合方法が難しかった。たとえば、単に
、境域め、圧入、機械的結合等の方法で結合するだけで
は、結合部分が完全にシールできずに溶融原液が漏れて
しまい、またロウ付けをすると、口金本体の方が熱膨張
率が大きいため、ロウ付は後の冷却時にノズルピース側
に大きな応力が加わり、クラックが発生してしまうとい
う問題点があった。Therefore, the best structure is to attach a nozzle piece made of ceramics, cermet, cemented carbide, etc. to a metal mouthpiece body, but in this case, it is difficult to connect the nozzle piece and the mouthpiece body. For example, if you simply join using methods such as boundary fitting, press-fitting, or mechanical joining, the joining part will not be completely sealed and the molten stock will leak, and if you braze, the cap body will thermally expand. Due to the large ratio, brazing has the problem that large stress is applied to the nozzle piece side during subsequent cooling, resulting in cracks.
上記に鑑みて本発明は、ノズルピースとしてセラミック
ス、サーメットまたは超硬合金を用い、口金本体として
前記ノズルピースの熱膨張率と同程度もしくは小さい熱
膨張率を持った金属を用いるとともに、これらノズルピ
ースと口金本体をロウ付けと境域めを併用して結合する
ようにしたものである。In view of the above, the present invention uses ceramics, cermet, or cemented carbide as the nozzle piece, uses a metal having a coefficient of thermal expansion similar to or smaller than the coefficient of thermal expansion of the nozzle piece as the mouthpiece body, and uses these nozzle pieces. The main body of the cap and the base are joined together using a combination of brazing and bonding.
なお、本発明において熱膨張率とは、30〜400℃間
の平均熱膨張率のことを表している。In addition, in this invention, the thermal expansion coefficient represents the average thermal expansion coefficient between 30-400 degreeC.
以下、本発明実施例を図によって説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図に示す紡糸口金は、導入孔1aと紡出孔1bを有
するノズルピース1を、口金本体2に形成した取付孔2
a内に配置して結合したものである。この結合構造は、
段部1cによってノズルピース1の抜けを防止するとと
もに、ノズルピースlの先端側は境域め部3として境域
めにより結合し、後端側はロウ付は部4として、微小な
隙間にロウ材5を充填してロウ付げにより結合している
。The spinneret shown in FIG. 1 includes a nozzle piece 1 having an introduction hole 1a and a spinning hole 1b, and a mounting hole 2 formed in a spinneret body 2.
It is arranged and combined within a. This bond structure is
The step part 1c prevents the nozzle piece 1 from coming off, and the tip side of the nozzle piece l is joined by a boundary part 3 as a boundary part 3, and the rear end part is a part 4 with solder, and a brazing material 5 is inserted into the minute gap. are filled and joined by brazing.
また、他の実施例を第2図に示すように、段部1cをな
くして、ノズルピース1をストレート形状とし、境域め
部3とロウ付は部4のみによって結合することも可能で
ある。Further, as shown in FIG. 2, another embodiment is possible, in which the step part 1c is eliminated, the nozzle piece 1 is made into a straight shape, and the bordering part 3 and the brazing part 4 are connected only by the brazing part 4.
なお、第1図、第2図では1個のノズルピース1しか示
していないが、口金本体2には、多数のノズルピース1
が同様に結合されている。Although only one nozzle piece 1 is shown in FIGS. 1 and 2, a large number of nozzle pieces 1 are shown in the mouthpiece body 2.
are similarly combined.
上記ノズルピース1の材質は、第1表に示すように、ア
ルミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素、などのセラ
ミックス、あるいはサーメット、超硬合金などを用いる
。なお、上記サーメットとは、4a、 5a族の遷移金
属の炭化物、窒化物、あるいは炭窒化物(TtC,Tt
N、 TtCN、 Nbc、 TaC等)が50重量%
以上と、鉄族金属(Fe、 Ni、 Co)により構成
される、導電性を有する耐熱性焼結体である。As shown in Table 1, the material of the nozzle piece 1 is ceramics such as alumina, zirconia, silicon carbide, silicon nitride, cermet, cemented carbide, or the like. The above-mentioned cermet refers to carbides, nitrides, or carbonitrides (TtC, Tt
N, TtCN, Nbc, TaC, etc.) is 50% by weight
This is a heat-resistant sintered body having conductivity and made of iron group metals (Fe, Ni, Co).
また、口金本体2としては、ノズルピース1の熱膨張率
と同程度もしくは低い熱膨張率を有する金属を用いる。Further, as the mouthpiece body 2, a metal having a coefficient of thermal expansion comparable to or lower than the coefficient of thermal expansion of the nozzle piece 1 is used.
たとえば、第1表に示すようにコバール、42Ni合金
、インコロイ、インバー等ヲ用いればよい。For example, as shown in Table 1, Kovar, 42Ni alloy, Incoloy, Invar, etc. may be used.
このように口金本体2の熱膨張率を、ノズルピース1よ
りもやや低いものとしであることによって、製造工程中
、ロウ付は後の冷却時にノズルピースlに応力が加わら
ず、クラックが生じることはない。By making the coefficient of thermal expansion of the mouthpiece body 2 slightly lower than that of the nozzle piece 1 in this way, no stress is applied to the nozzle piece l during the brazing process during the manufacturing process, which prevents cracks from occurring during subsequent cooling. There isn't.
第1
表
〔以下余白〕
また、ノズルピース1と口金本体2の結合構造として、
境域めとロウ付けを併用しであるため、境域め部3によ
ってノズルピース1の平面方向の位置決めを正確にでき
、かつロウ付は部4によって結合部を完全にシールする
ことができる。Table 1 [Margins below] In addition, as the connection structure between the nozzle piece 1 and the mouthpiece body 2,
Since the boundary fitting and brazing are used together, the boundary fitting part 3 can accurately position the nozzle piece 1 in the plane direction, and the brazing part 4 can completely seal the joint part.
さらに、第1図、第2図の実施例では、ノズルピース1
の先端側を境域め部3とし、後端側をロウ付は部4とし
ているが、逆に先端側をロウ付けし、後端側を境域めし
たものでもよい。ただし、ノズルピース1先端の紡出孔
1bの平面方向の位置決めを正確にするためには、ノズ
ルピース1の先端側を境域めすることが望ましい。Furthermore, in the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the nozzle piece 1
Although the front end side is the boundary part 3 and the rear end side is the brazed part 4, it may be conversely that the front end side is brazed and the rear end side is the boundary part 4. However, in order to accurately position the spinning hole 1b at the tip of the nozzle piece 1 in the plane direction, it is desirable that the tip side of the nozzle piece 1 be bordered.
また、境域め部3の長さとロウ付は部4の長さの比率は
、ノズルピース1の材質、大きさ、あるいは使用条件等
に応じて異なるが、ロウ付は部4はシールを行うための
ものであるから特に長く形成しておく必要はなく、ロウ
付は部4の長さは結合部全体の半分以下としたものが優
れていた。In addition, the ratio of the length of the boundary part 3 and the length of the brazing part 4 varies depending on the material, size, or usage conditions of the nozzle piece 1, but since the brazing part 4 performs sealing, Since it is a type of joint, there is no need to make it particularly long, and it is better to make the length of the brazed part 4 less than half of the entire joint part.
次に、上記ノズルピース1と口金本体2との結合方法に
ついて具体的に説明する。Next, a method of connecting the nozzle piece 1 and the mouthpiece body 2 will be specifically explained.
ノズルピースlとして、直径6+nn+ 、長さ20m
m、段部1cの高さ3 mmでTiC,TiNを主成分
とするサーメットを用い、口金本体2として42N1合
金を用いた。まず、口金本体2に取付孔2aを穿設する
が、このとき境域め部3に相当する部分はノズルピース
1の直径よりも小さく(境域め代0.005 mm)
L。Nozzle piece L: diameter 6+nn+, length 20m
m, the height of the stepped portion 1c was 3 mm, and a cermet whose main components were TiC and TiN was used, and the base body 2 was made of 42N1 alloy. First, the mounting hole 2a is drilled in the mouthpiece body 2, but at this time, the part corresponding to the boundary part 3 is smaller than the diameter of the nozzle piece 1 (the boundary width is 0.005 mm).
L.
一方ロウ付は部4に相当する部分はノズルピース1の直
径よりも大きく(ロウ付は代0.05mm)形成する。On the other hand, the portion corresponding to the brazed portion 4 is formed larger than the diameter of the nozzle piece 1 (the diameter of the brazed portion is 0.05 mm).
そして、ノズルピースlのロウ付は部分には金属メツキ
又はメタライズを施しておいて、この取付孔2a内に圧
入し、ロウ付は代によって生じる隙間には銀ロウなどの
ロウ材5を配置しておいて、合体を約850℃に加熱し
た後冷却すれば、ノズルピース1の先端側は境域めされ
、後端側はロウ付けされることになる。Then, the brazing part of the nozzle piece l is metal plated or metallized, and is press-fitted into this mounting hole 2a, and a brazing material 5 such as silver solder is placed in the gap created by the brazing part. If the assembly is heated to about 850° C. and then cooled, the front end of the nozzle piece 1 will be bounded, and the rear end will be brazed.
上記結合方法は、ノズルピースI、口金本体2の材質を
変えても同様であるが、境域め代、ロウ付は代の大きさ
やロウ材の種類、ロウ付は温度などは、各材質に応じて
最適のものとすれば良い。The above joining method is the same even if the materials of the nozzle piece I and the mouthpiece body 2 are changed, but the border allowance, the size of the gap for brazing, the type of brazing material, the temperature for brazing, etc. will depend on each material. It is best to choose the optimal one.
また、上記結合方法では、一つの工程で境域めとロウ付
けを同時に行ったが、まず境域め工程を行い次にロウ付
は工程を行うようにしてもよい。Further, in the above-mentioned joining method, the boundary forming and brazing are performed simultaneously in one process, but the boundary forming process may be performed first, and then the brazing process may be performed.
次に第1図に示す構造で、34個のノズルピースを有す
る紡糸口金を試作し、使用試験を行った。Next, a spinneret having the structure shown in FIG. 1 and having 34 nozzle pieces was fabricated as a prototype, and a usage test was conducted.
第2表に示すように、ノズルピース1と口金本体2の材
質および結合構造を7種類に変化させたものを、それぞ
れ4個、合計28個の紡糸口金を用意した。As shown in Table 2, a total of 28 spinnerets were prepared in which the nozzle piece 1 and the spinneret body 2 were made of seven different materials and bonding structures, with four pieces each.
それぞれ、製造時にクラックの発生したノズルピースの
数、接合後のノズルピース1の中心と取付孔2aの中心
との最大偏心量を求めた。また、階1〜7について4個
の紡糸口金を1台のスピンボックスに取付けて、さまざ
まな圧力でポリマーの溶融紡糸を行い、48時間保持し
たときに1ケ所でも漏れが発生したときの圧力を耐圧力
とした。For each, the number of nozzle pieces in which cracks occurred during manufacturing and the maximum eccentricity between the center of the nozzle piece 1 and the center of the attachment hole 2a after joining were determined. In addition, for floors 1 to 7, four spinnerets were installed in one spin box, and the polymer was melt-spun at various pressures. Pressure resistant.
結果は第2表に示す通りである。N17は、口金本体2
としてステンレス(熱膨張率11〜17X10−’/’
C)を用いたものであり、熱膨張差が大きいため製造時
にノズルピース1にクランクが生じ、使用試験を行うこ
とができなかった。また、鳩6はロウ付けのみによって
結合したため、ノズルピース1と取付孔2aの最大偏心
量が0.04〜0.05mmと大きく、ロウ付けが不均
一となり、紡糸時の耐圧力が100Kg 7cm2と低
かった。さらに、11h5は境域めのみによって結合し
たため、結合部のシール性が悪く、紡糸時の耐圧力が1
50 Kg/cm”と低かった。一般に、上記耐圧力は
250 Kg/cm2以上必要であるが、迎5〜7はい
ずれもこれを満たすものではなかった。The results are shown in Table 2. N17 is the base body 2
Stainless steel (coefficient of thermal expansion 11~17X10-'/'
C), and due to the large difference in thermal expansion, a crank occurred in the nozzle piece 1 during manufacture, making it impossible to conduct a usage test. In addition, since the pigeon 6 was joined only by brazing, the maximum eccentricity between the nozzle piece 1 and the mounting hole 2a was as large as 0.04 to 0.05 mm, making the brazing uneven, and the withstand pressure during spinning was 100 kg 7 cm2. It was low. Furthermore, since 11h5 was bonded only through the border, the sealing properties of the bonded portion were poor, and the withstand pressure during spinning was 1.
The pressure resistance was as low as 50 Kg/cm2. Generally, the above-mentioned pressure resistance is required to be 250 Kg/cm2 or more, but none of the test cases 5 to 7 met this requirement.
これらに対し、逐1〜4の本発明実施例は、口金本体2
としてノズルピースlと同程度または小さい熱膨張率を
有する金属を用い、境域めとロウ付けを併用しであるた
め、ノズルピースにクランクが発生することがなく、ノ
ズルピース1と取付孔2aの最大偏心量が0.01〜0
.02mmと小さいことがらシール性にも優れ、耐圧力
が300 Kg/cm2以上と優れた結果を示した。In contrast, in each of the first to fourth embodiments of the present invention, the cap body 2
Since a metal with a coefficient of thermal expansion comparable to or smaller than that of the nozzle piece 1 is used, and boundary fitting and brazing are used together, there is no cranking of the nozzle piece, and the maximum distance between the nozzle piece 1 and the mounting hole 2a is Eccentricity is 0.01~0
.. Since it was small at 0.2 mm, it also had excellent sealing properties, and showed excellent results with a pressure resistance of 300 Kg/cm2 or more.
〔発明の効果〕
このように、本発明によれば、セラミックス、サーメッ
トまたは超硬合金からなるノズルピースを、該ノズルピ
ースの熱膨張率と同程度もしくは小さい熱膨張率の金属
からなる口金本体に、境域めとロウ付けを併用して取付
けたことによって、製造時にノズルピースにクラックが
発生することはなく、ノズルの位置決め性、結合部のシ
ール性にも優れた紡糸口金を得ることができる。また、
紡出孔がセラミックス、サーメット、超硬合金からなる
ため、溶融原液の炭化物の付着や摩耗が少なく長寿命と
でき、さらにノズルピースを取付ける構造であるため、
製造時の歩留りが良く、コストも低いなど、多くの特長
をもった紡糸口金を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a nozzle piece made of ceramics, cermet, or cemented carbide is attached to a mouthpiece body made of a metal whose coefficient of thermal expansion is similar to or smaller than that of the nozzle piece. By attaching the spinnerets using a combination of bonding and brazing, cracks do not occur in the nozzle pieces during manufacturing, and a spinneret with excellent nozzle positioning and joint sealing properties can be obtained. Also,
Since the spinning hole is made of ceramics, cermet, or cemented carbide, there is less adhesion of carbide from the molten stock solution and less wear, resulting in a long life. Furthermore, the nozzle piece is attached to the structure.
It is possible to provide a spinneret with many features such as high yield during production and low cost.
第1図、第2図はそれぞれ本発明実施例に係る紡糸ノズ
ルの部分断面図である。
第3図は従来の紡糸ノズルを示す一部破断側面図である
。
l:ノズルピース
1b:紡出孔
3:境域め部
5:ロウ付
1a:導入孔
2:口金本体
4:ロウ付は部1 and 2 are partial cross-sectional views of spinning nozzles according to embodiments of the present invention, respectively. FIG. 3 is a partially cutaway side view showing a conventional spinning nozzle. l: Nozzle piece 1b: Spinning hole 3: Boundary part 5: Brazing part 1a: Introduction hole 2: Mouthpiece body 4: Brazing part
Claims (1)
ルピースを、該ノズルピースの熱膨張率と同程度もしく
は小さい熱膨張率を持った金属からなる口金本体に、焼
嵌めとロウ付けを併用して取付けたことを特徴とする紡
糸口金。Attaching a nozzle piece made of ceramics, cermet, or cemented carbide to a mouthpiece body made of a metal whose coefficient of thermal expansion is similar to or smaller than that of the nozzle piece using a combination of shrink fitting and brazing. A spinneret featuring:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2105819A JP2547116B2 (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Spinneret |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2105819A JP2547116B2 (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Spinneret |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042803A true JPH042803A (en) | 1992-01-07 |
| JP2547116B2 JP2547116B2 (en) | 1996-10-23 |
Family
ID=14417685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2105819A Expired - Lifetime JP2547116B2 (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Spinneret |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2547116B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998011281A1 (en) * | 1996-09-13 | 1998-03-19 | Filtration Systems Inc. | Spinneret and method of manufacture thereof |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2105819A patent/JP2547116B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998011281A1 (en) * | 1996-09-13 | 1998-03-19 | Filtration Systems Inc. | Spinneret and method of manufacture thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2547116B2 (en) | 1996-10-23 |
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