JPH0544105A - 溶融紡糸方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリマーの劣化を防ぐとともに、ポリマーの
吐出領域を制限することなく、かつ、口金の着脱を容易
にして操業性を向上する。 【構成】 下面に口金２が取り付けられたパックボディ
１が、スピンブロック７に挿通され、ボルト８によって
固定されている。パックボディ１の側面の周囲には、間
隙１２を介して、誘導コイル１３が取り付けられてい
る。誘導コイル１３に低周波電流を流すと、パックボデ
ィ１とともに口金部分が誘導加熱されてポリマーの劣化
が抑えられるとともに、口金２が低周波振動することに
より、口金２からの糸離れもよくなる。なお、パックボ
ディ１は、ボルト８によって、スピンブロック７に対し
て容易に脱着でき、また、誘導コイル１３がポリマーの
吐出領域を制限することもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステル、ポリアミ
ド等のポリマーの溶融紡糸方法に係り、特に、パックボ
ディに取り付けられた溶融紡糸用口金を誘導加熱しつ
つ、溶融紡糸を行う方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の溶融紡糸方法として、例
えば、特開昭６２−１７７２０７号公報に開示されたも
のがある。この溶融紡糸方法は、溶融紡糸用口金下面近
傍に誘導コイルを設け、前記口金に誘導電流を発生させ
ることによって、前記口金を加熱しつつ、溶融紡糸を行
うものである。この方法によれば、口金のみを選択的に
加熱することができるので、ポリマーの劣化をもたらす
ことなく高速の紡糸が可能になり、またエネルギーのロ
スも少なくなるので、経済的であるという利点がある。

【０００３】また、特開平２−１１２４０３号公報に
は、濾過体、紡糸口金等を組み込んだパック本体を有す
る紡糸パックであって、パック本体の側面に少なくとも
１以上のスリットを設け、該スリットに断熱板を挿着し
た紡糸パックが開示されている。この紡糸パックは、前
記断熱板によってパック本体を上下方向に熱的に分割す
ることにより、口金温度を上げてもその影響がパック上
部に及ばないようにして、ポリマーの劣化を防止しよう
とするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例によれば次のような問題点がある。すなわち、
特開昭６２−１７７２０７号公報に記載の溶融紡糸方法
は、口金下面に誘導コイルを設置している関係で、ポリ
マーの吐出領域が広くなると、吐出されたフィラメント
が誘導コイルに接触するため、ポリマーの吐出領域を狭
く設定しなければならないという不都合がある。

【０００５】また、口金吐出面を掃除する場合、誘導コ
イルが邪魔になって掃除しにくく、更にスピンブロック
下方からパックボディを着脱する場合、誘導コイルも着
脱しなければならず、操業性が悪いという問題点もあ
る。

【０００６】一方、特開平２−１１２４０３号公報に記
載の紡糸パックは、紡糸パックの加熱方法が対流または
輻射加熱であるので、断熱板を介設しても長時間経過す
ると、パックボディ全体が同一温度になり易く、ポリマ
ーの劣化防止の効果が少なくなる。また、口金からの糸
離れが悪いという問題点もある。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、ポリマーの劣化を防止して高速製糸が
可能であるとともに、ポリマーの吐出領域を広く設定す
ることができ、かつ、操業性のよい溶融紡糸方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の発明は、溶融紡糸用口金が取り付
けられたパックボディの側面の周囲に、間隙を介して誘
導コイルを設け、少なくとも前記パックボディに誘導電
流を発生させることによって、前記パックボディを加熱
しつつ、溶融紡糸を行うものである。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の溶融紡糸方法において、前記誘導コイルに低周
波電流を流して溶融紡糸を行うものである。

【００１０】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の溶融紡糸方法において、前記パックボディの
前記誘導コイルに対向する部分の温度を、前記パックボ
ディのポリマー誘導部の温度よりも、１０℃以上１５０
℃以下の範囲で高くして溶融紡糸を行うものである。こ
こで、パックボディの誘導コイルに対向する部分の温度
とは、パックボディの外周面であって、かつ、誘導コイ
ルの対向する位置の温度を、熱電対や測温抵抗体等の公
知の温度測定器で測定した値をいう。また、パックボデ
ィのポリマー導入部の温度とは、パックボディの外周面
であって、かつ、ポリマー導入部近傍の温度を上記測定
器で測定した値をいう。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、誘導コイルが
パックボディの側面周囲にあるので、誘導コイルによっ
てポリマーの吐出領域が制限されることがなく、しか
も、パックボディを取り外す際に、誘導コイルが邪魔に
なることがないので、操業性が向上する。また、溶融紡
糸用口金が取り付けられたパックボディの側面の周囲に
間隙を介して設けられた誘導コイルによって、パックボ
ディが加熱され、また、そのパックボディからの熱伝導
により口金部がより効果的に加熱される。よって、メル
タ（図示省略）で溶融されたポリマーはスピンブロック
のポリマー配管からパックボディに入り、口金に至る
が、誘導コイルに対向した部分のパックボディや口金が
紡糸性に必要な温度に加熱されるのでメルタから口金に
導かれるまでにポリマーが不必要に加熱されて劣化する
ということがなく、また、エネルギーのロスも少なくな
る。また、パックボディ下方側面の周囲、特に、パック
ボディに取り付けた口金の上面または下面の延長面を含
む位置に誘導コイルを配置することにより、前記効果は
大となる。また、誘導加熱であるため、加熱時の昇温時
間が早いため、温度コントロールの応答性が良く、ポリ
マー粘度を応答性良くコントロールでき、一段と操業性
が向上する。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、誘導コイ
ルに低周波電流を流しているので、パックボディが低周
波振動し、口金自体も振動するので、口金面からのポリ
マー（糸）離れ効果も大きく、また、口金自体が振動す
ることにより、吐出孔周囲の汚れ付着も少ないという効
果も有する。また、誘導コイルに高周波電流を流した場
合に比べてパックボディに発生する誘導電流の浸透深さ
が深くなりパックボディのみならず口金部にも誘導電流
が発生し、口金中心部と外周部との温度差が小さくなる
という効果も有する。一般に、誘導電流の浸透深さδは
電源周波数ｆの平方根に反比例し、非加熱体の材質が１
８−８ステンレスの場合、６０Ｈｚ、常温においてδ≒
５７ｍｍである。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、パックボ
ディのポリマー導入部、別言すればスピンブロックの温
度に比べて、パックボディの誘導コイル対向部の温度を
１０℃以上、１５０℃以下の範囲で高くすることによ
り、低温度で送液されてきたポリマーを有効に加熱し、
紡糸に必要な曳糸性を与えることができる。ここで、１
０℃以上とした理由は、ポリマーの熱劣化を防ぐには紡
糸温度に対し１０℃以上の低い温度でポリマーを口金近
傍まで持って来る必要がありことと、実質的に１０℃以
上の温度差がないと、ポリマーが有効に加熱されないた
めである。また、１５０℃以下とした理由は、特に劣化
の激しいポリマーの場合、可能な限り低い温度で送液し
口金直前で、必要な曳糸性が得られる温度に加熱される
ことが望ましいからである。一般的に溶融紡糸されるポ
リマーの溶融温度は１８０〜２４０℃程度であり、一
方、紡糸温度は２５０〜３２０℃程度である。したがっ
て、パックボディのポリマー導入部に比べて誘導コイル
対向部の温度を１５０℃より高くする必要はない。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例に係
る溶融紡糸方法を説明する。図１は、溶融紡糸用口金の
周辺部の概略断面図である。

【００１５】図中、符号１は、その下面に溶融紡糸用の
口金２が取り付けられたパックボディであり、図中に実
線のハッチングで示した各部材４〜６および１６から構
成され、これらはボルト（図示省略）で締付けられ一体
化されている。パックボディ１は、少なくとも部材６お
よび口金２を支持している部材１６が誘導電流を発生す
る材質、すなわち、金属、例えばステンレス鋼等で形成
されている。前記口金２も誘導電流が発生する材質であ
ることが望ましい。

【００１６】パックボディ１は、スピンブロック７に形
成されたパックボディ１よりも若干径大の開口に下方あ
るいは上方から挿通され、ボルト８によって着脱自在に
固定されており、その上面に放熱を防ぐための断熱部材
９が配置されている。

【００１７】スピンブロック７およびパックボディ１中
の部材４、５には、溶融ポリマーを導入するための流路
１０が形成されており、部材５の下面に形成された空所
内には、溶融ポリマー中の異物を除去するためのフィル
タ１１が配備されている。このフィルタ１１は、砂ある
いは多孔質金属体と、その下にある金網で構成されてい
る。フィルタ１１を通過した溶融ポリマーは、部材６に
設けられた複数の分岐流路を介して、口金２に供給され
る。

【００１８】スピンブロック７は、図３に示すように、
パックボディ１の溶融ポリマー導入部Ｂになるべく近い
位置に設けられた測温用センサ１７によってその温度が
検出され、予め設定された所定温度となるように、コン
トローラ１８で公知の加熱媒体を封入した加熱箱あるい
は電熱ヒータ１９が制御され、流路１０内に溶融ポリマ
ーを送液するのに必要な温度に保持される。そして、ス
ピンブロック７にボルト８によって押し付けられている
パックボディ１の部材４の溶融ポリマー導入部Ｂの温度
もスピンブロック７と同じ温度に保持される。

【００１９】一方、パックボディ１の下方には、若干の
間隙１２（例えば、１〜２ｍｍ程度）を隔てて、環状の
誘導コイル１３が配設されている。この誘導コイル１３
と、これを支持する部材１４との間に、例えばケイ素鋼
板等で形成された磁気シールド体１５を介在させること
により、誘導コイル１３の内面に対向する部材以外の部
材が極力加熱されないようにしている。具体的には、図
３に示すよう、パックボディ１の誘導コイル１３に対向
する部分Ａには、測温用センサ２０が取り付けられ、そ
の検出信号に基づいて誘導コイル１３に流れる電流がコ
ントローラ１８で制御され、予め設定された温度、すな
わち、溶融ポリマー導入部Ｂ、言い換えるとスピンブロ
ック７の温度に比べ１０℃以上、１５０℃以下の温度に
制御される。

【００２０】前記測温用センサ２０は必ずしもＡ部に直
接取り付ける必要はなく誘導コイル１３の内面に取り付
け、間隙１２の温度を検出して誘導コイル１３に流れる
電流を制御してもよい。この方がパックボディ１の着脱
の際に測温用センサ２０を着脱する必要がなく好まし
い。その場合、間隙１２の温度（雰囲気温度）はＡ部の
温度に比べ常に低いため、設定温度を低めに設定する必
要がある。例えば、Ａ部の温度を３００℃に制御しよう
とする場合、間隙１２の温度は２９０℃程度になるよう
に制御する必要がある。Ａ部と間隙１２との温度差はス
ピンブロック７の温度およびＡ部との温度差をいくらに
するか等によって変化するが、通常３０℃を越えること
はない。また、複数の誘導コイルを、１カ所に取り付け
た測温用センサの信号に基づき、１台の温度制御装置で
一斉に制御することも可能である。なお、本発明におけ
る間隙は、パックボディ１の全周囲にわたって均一にな
っているのが好ましいが、一方に偏っていてもよくパッ
クボディ１が振動可能な隙間であればよい。

【００２１】上述したようにパックボディ１と、その側
面周囲に配置された誘導コイル１３との間に間隙１２を
介在させているから、スピンブロック７に螺合されたボ
ルト８を緩めることによって、パックボディ１および口
金２を一体としてスピンブロック７から容易に離脱させ
て、パックボディ１および口金２の交換等を行うことが
できる。また、誘導コイル１３がパックボディ１の下面
にないため、下方からの口金面の掃除等を容易に行うこ
とができる。

【００２２】誘導コイル１３に流す電流の周波数は特に
限定しないが、口金２から吐出されるポリマーの糸離れ
をよくする上で、また、誘導電流の浸透深さを深くし、
半径方向の温度差を小さくする点から、３０〜２００Ｈ
ｚの低周波電流が好ましい。特に、経済性の点から言え
ば、商用周波数（６０Ｈｚ、あるいは５０Ｈｚ）がより
好ましい。

【００２３】誘導コイル１３に交流電流が流れると、こ
れに対向するパックボディ１に誘導電流が流れ、口金２
が取り付けられたパックボディ１の下方が部分的に加熱
される。また、誘導コイル１３に低周波電流が流れる
と、パックボディ１、したがって、口金２が低周波振動
する結果、口金２から吐出されたポリマーの糸離れが良
好になる。

【００２４】図２は、直径２４０ｍｍのパックボディ１
を、２．１３ｋＷの電力で低周波（商用周波数）で誘導
加熱したときの、口金２の温度上昇特性を示している。
図２から明らかなように、一般的な口金温度２７０〜２
８０℃に達するのに、１２０分程度を要している。この
とき、口金部分以外の温度上昇は僅かであり、溶融ポリ
マーの劣化を極力抑えられることが確認できた。

【００２５】図４は、図１におけるパックボディ１の形
状が異なる場合の例を示す概略の断面図である。図中、
符号Ｐは口金２の上面の延長面を、また、符号Ｑは口金
２の下面の延長面を示し、他の符号は図１と同様であ
る。図１と異なる点は、口金支持部材１６がパックボデ
ィ全体を包んでいることである。本発明におけるパック
ボディ１は、このように形状が変わっていてもよく、口
金２を備えていれば、例えばフィルタの省略されたも
の、あるいは、ポリマーを受け入れる部材４と口金２と
の間に、ポリマーの流れの分割と合流とを繰り返す通路
を形成して、ポリマーを混合させる公知の静止形混合器
を設けたものであってもよい。なお、本発明における磁
気シールド体１５を含む誘導コイル１３の位置は、上記
延長面Ｐ，Ｑの少なくとも一方を含む位置に配置されて
いる（図４では延長面Ｐを含んでいる）のが好ましい。

【００２６】本発明の効果を確認するために、下記条件
で紡糸した。ポリエチレンフタレートチップをスクリュ
軸径が４０ｍｍの図示しないエクストルーダーで溶融押
し出しし、ギヤポンプにて計量しながらスピンブロック
７、パックボディ１に導き、口金２より紡出した。口金
２は、孔径０．４ｍｍ、孔数１２０ホールのものを用い
た。パックボディ１の温度としては、部材６の外表面に
測温抵抗体２０を設けて温度を計測し、その温度が１９
５℃になるように誘導コイル１３に流れる電流を制御し
た。一方、スピンブロック７の温度は測温抵抗体１７
を、部材４の外周面であって、かつ、流路１０の近傍に
設けて、その温度を測定し、次表に示すそれぞれの水
準、すなわち、１９５℃，１８０℃，１７５℃になるよ
うに電熱ヒータ１９を制御した。

【００２７】このようにして得られた結果は、下記表に
示す通り、実施例１，２において極限粘度（ＩＶ）低下
の抑制効果、すなわち、紡糸ポリマーの劣化抑制効果が
得られた。しかし、スピンブロック７とパックボディ１
の温度に差がない比較例では、この効果は得られなかっ
た。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次の効果を奏する。すなわち、請求項１に記載
の発明によれば、溶融紡糸用の口金が取り付けられたパ
ックボディの側面に間隙を隔てて設けた誘導コイルによ
って、パックボディを部分的に誘導加熱しているので、
口金に至るまでの溶融ポリマーが不必要に加熱されて、
劣化することがなく、また口金下面の気流によって口金
下面の温度が下げられることもなく常に安定した口金温
度が保たれる。また、誘導コイルによってポリマーの吐
出領域が制限されることがなく、しかも、誘導コイルが
邪魔にならないので、パックボディを下方から取り外す
ことができ、また、パックボディを取り付けたままで口
金の掃除等を簡単に行うことができることから、操業性
が向上する。さらに、加熱時間が短いため、温度コント
ロールの応答性が早い（口金温度を２９０℃から３００
℃に昇温する場合、電熱加熱では６０分、誘導加熱では
１５分で誘導加熱の方が早い）ことにより、ポリマー粘
度のコントロールの応答性も良く、一段と操業性が向上
する。

【００３０】また、請求項２に記載の発明によれば、誘
導コイルに低周波電流を流しているので、パックボディ
と一体に口金が低周波振動する結果、口金からの糸離れ
が良好になり、また、口金吐出付近の汚れ付着も少なく
なるとともに、誘導電流の浸透深さが深くなり、口金半
径方向の温度差が小さくなり、一層、操業性を向上する
ことができる。

【００３１】さらに、請求項３の発明によれば、パック
ボディの溶融ポリマー導入部Ｂの温度に比べて誘導コイ
ル対向部Ａの温度を１０℃以上１５０℃以下に局部的に
高くすることにより、低温度で送液されてきたポリマー
が有効に加熱され、紡糸に必要な曳糸性が与えられるこ
とにより、極限粘度の低下等の物性低下のない糸条を安
定に紡糸することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る溶融紡糸装置の口金部分の断面図
である。

【図２】低周波誘導加熱による口金部分の温度上昇特性
を示した図である。

【図３】図１に示した溶融紡糸装置の温度制御部を示す
断面図である。

【図４】パックボディの形状が図１と異なる場合の溶融
紡糸装置の口金部分の断面図である。

【符号の説明】

１…パックボディ ２…口金 ７…スピンブロック １２…間隙 １３…誘導コイル １６…口金支持部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融紡糸用口金が取り付けられたパック
   ボディの側面の周囲に、間隙を介して誘導コイルを設
   け、少なくとも前記パックボディに誘導電流を発生させ
   ることによって、前記パックボディを加熱しつつ、溶融
   紡糸を行うことを特徴とする溶融紡糸方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の溶融紡糸方法におい
   て、前記誘導コイルに低周波電流を流して溶融紡糸を行
   う溶融紡糸方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の溶融紡糸方法におい
   て、前記パックボディの前記誘導コイルに対向する部分
   の温度を、前記パックボディのポリマー誘導部の温度よ
   りも、１０℃以上１５０℃以下の範囲で高くして溶融紡
   糸を行う溶融紡糸方法。