JPH0813232A

JPH0813232A - 紡糸パック

Info

Publication number: JPH0813232A
Application number: JP17589594A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Sakai; 一郎酒井
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】溶融状重合体が涙滴状など不均一状態で圧入さ
れても層厚に不均が発生せず、均一な予圧形成と十分な
ミキシング、濾過作用を発揮させて紡糸切れのない良好
な溶融紡糸を押し出すことができるようにする。【構成】紡糸パックにおいて、充填層６をアスペクト比
(L/D)が１０〜１００の金属短繊維群で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は合成繊維を溶融紡糸する
際に用いられる紡糸パックに関する。

【０００２】

【従来の技術】ナイロンやポリエステル等の合成繊維
は、通常の場合、原料の重合体を溶融状態で細孔から押
出す溶融紡糸法で製造される。この押出し用手段とし
て、濾材と紡糸ノズルが一体的に組み込まれた紡糸パッ
ク(口金パック)が用いられている。前記紡糸パックは、
従来では一般に、図５に示すように、紡糸ノズル４００
の上に多数の穿孔を有するブレーカプレート３００を設
け、このブレーカプレート３００の上に濾過フィルタ２
００を配し、該濾過フィルタ２００の上に予圧形成、ミ
キシングおよび前段ろ過の手段としてサンドないし砂濾
１００と呼ばれる粉粒体を層状に充填しており、その粉
粒体としては、二酸化珪素(SiO₂)や酸化アルミニウム(A
l₂O₃)等のセラミック系粉粒体、或いは金属粉が用いら
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】先行技術においては、
サンド１００は粉状ないし粒状という分散性ないし流動
性の高い物性のものである。このため、溶融状重合体Ａ
が圧入開始時にサンド１００の表面に対し涙滴状など不
均一な状態で流入すると、局部的な押圧力により分散性
が高い粉粒体は転動してサンド１００の層に凹状部が発
生し、層厚の厚い部分と薄い部分が生じる。これにより
サンド１００の層に凹状部が存在し層厚も不均一な状態
で以後溶融状重合体Ａが連続して紡糸パック内に圧入さ
れるため、溶融状重合体Ａに対する与圧の不均等が生
じ、ミキシング、濾過も不十分となり、紡糸切れが生ず
るという問題があった。

【０００４】本発明は前記のような問題点を解消するた
めに創案されたもので、その目的とするところは、溶融
状重合体が涙滴状など不均一状態で圧入されても層厚に
不均が発生せず、均一な予圧形成と十分なミキシング、
濾過作用を発揮させて紡糸切れのない良好な溶融紡糸を
押し出すことができる紡糸パックを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、紡糸ノズルの上に多数の穿孔を有するブレー
カプレートを設け、このブレーカプレートの上に濾過フ
ィルタを介して充填層を設けたものにおいて、前記充填
層をアスペクト比(L/D)が１０〜１００の金属短繊維で
構成したものである。金属短繊維は、好適には、断面が
略多角形状でかつ表面に多数の凹凸を有するものが用い
られる。その例としてはびびり振動切削法により削出さ
れた金属短繊維がある。

【０００６】

【作用】本発明においては、溶融状重合体が圧入される
領域に金属短繊維の集合構造から成る充填層を設けてお
り、金属短繊維はアスペクト比が１０〜１００であるた
め相互に絡みあい、それにより分散ないし移動が拘束さ
れる。したがって、溶融状重合体が不均一に圧入されて
も局部的な流入圧を実質的に広い面積で受圧することが
できるため、層に凹入部が形成されたりせず層厚が均等
に保持され、この均等な層厚の空隙を通して溶融状重合
体が流下する。従って、予圧が均一化されるとともに、
ミキシングやろ過も十分になり、この状態でフィルタか
らブレーカプレートを経てノズル孔から押し出される。
金属短繊維として断面が略多角形状でかつ表面に多数の
凹凸を有するものを用いた場合には、絡み合い性が増強
され、また多角形のエッジで溶融状重合体がせん断され
るため、濾過性とミキシング性が一層良好となる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図１と図２は本発明による紡糸パックの一実施例
を示しており、５はケーシングであり、最下流側にはス
テンレス鋼などからなるプレートに多数の細孔４０を穿
設した紡糸ノズル４が配され、この紡糸ノズル４の上に
多数の細孔３０を有するステンレス鋼などからなるブレ
ーカプレート３が積層され、このブレーカプレート３上
に金網などからなるフィルタ２が装着されている。６は
前記フィルタ２の上に設けられた充填層であり、図２に
一部を拡大して示すように、多数の金属短繊維７をラン
ダムな配向で堆積してなる。前記充填層６の上方には圧
入口８が設けられ、この圧入口８はろうと状の溜り部９
を介して図示しない溶融機構に通じている。

【０００８】金属短繊維７は、ステンレス鋼のような紡
糸すべき重合体に化学的な悪影響を与えない材質のもの
からなっており、アスペクト比（長さＬ／直径Ｄ）が１
０以上である。アスペクト比を１０以上とするのは、こ
れを下回る値では絡み合い性が不十分となるため耐分散
性が弱化し、溶融状重合体が滴状に圧入されたときに流
圧に負けて移動し、凹入部が形成されやすくなるからで
ある。アスペクト比の上限は１００程度であり、これを
超える値では絡み合い性はよいものの、塊状になって密
度が不均一となったり、剛性が乏しくなって流圧により
凹入部が形成されやすくなるため、あまり好適とはいえ
ない。したがって、アスペクト比は通常１０〜１００、
より好ましくは１５〜７０である。具体例例としてはス
テンレス繊維で長さ１．０〜３．０ｍｍ、換算直径３０
〜６０μmのものが挙げられる。

【０００９】前記金属短繊維７は、たとえば集束伸線法
により製作した長繊維を切断したものを用いることもで
きる。しかしこの方法によるものは、多数の工程によっ
て作られるためコストが高く、また、繊維形状が円形断
面で表面積が小さく、表面も滑らかであるため絡み合い
性が不足しやすく、また繊維を集合させたときの空孔率
が低くなりやすい。本発明において最も好適な金属短繊
維７としては、図４に例示するように表面に多数の凹凸
７０を有し、かつ断面形状が正三角形状、不等辺三角形
状、台形状など多角形ないしこれに近いものである。金
属短繊維７は繊維軸方向が直線状であるものはもとよ
り、曲率状となっていたり、ねじれを有していたりする
ものなど任意である。

【００１０】上記した金属短繊維７の代表的なものは、
びびり振動切削法により製造されたものである。このび
びり振動切削法とは、金属ブロック(コイル材を含む)を
回転させながらこれの表面に工具を所定の切込みで当
て、この工具に微小な送りを与えながら同時に故意に自
励振動(びびり振動)を起こさせ、その自励振動により金
属ブロック表面層を強制的にせん断破壊させる方法であ
り、具体的には、たとえば、工具として弾性工具など固
有振動数の高いものを使用し、切込み(切削幅）:0.5〜5
mm、切削速度:２０〜３００m/min、工具送り:0.0001〜
0.02mm/rev、自励振動数：１００〜５０００Ｈｚから適
宜条件を選定すればよい。これにより換算直径10〜100
μmの金属短繊維を原料材から直接多量生産することが
できる。この方法による金属短繊維７は、加工硬化によ
り強度が大きく、繊維軸線方向が切削方向と直角のため
旋削式による長繊維の場合のようなノッチによる表面欠
陥が少ない。しかも、図4(a)ないし(c)に例示するよう
な略多角形状の断面のものになり、切削自由表面側に繊
維軸線方向に走る多数のうねを持つしわ面と、繊維にな
る瞬間の破断分離により生ずる粗い破壊面を備えている
ため、断面全体として粗面の割合が高く、表面積がきわ
めて大きい。

【００１１】前記充填層６は、ケーシング５内に金属短
繊維７を直接投入し、適度に密度を高くことで構成して
もよい。これは金属短繊維７を直接フィルタ２の上のケ
ーシング５内に所要の量を投入し、この状態で板状ない
しブロック状の加圧手段で金属短繊維群を上から押えて
嵩を減じるとともに厚さを均一化する操作適宜回数繰り
返すことで実現される。金属短繊維７の絡み付きは上記
操作により強化される。あるいは、ケーシング５内に
に装填する前の段階で図４のように既に所定の厚さと密
度のカートリッジとなっていてもよい。これはたとえば
凹入部を有する雌型(ダイス)の中に金属短繊維７を装填
し、雄型（ポンチ）を押し込んで圧縮成形し、その成形
体に紡糸対象の重合体よりも低融点の接着用合成樹脂８
(たとえば重合体がポリエステルの場合にはナイロン)を
塗布したり、あるいは前記成形体を前記合成樹脂液に浸
漬したりすればよい。これによれば金属短繊維７は合成
樹脂８の接着力により結着し、所定の厚さと密度に固め
られたブロックとなるため、周囲に飛散させずに容易に
ケーシング内に充填層６を形成することができ、紡糸作
業開始前に前記合成樹脂よりも高い温度の流体(ダミー
用の溶融重合体を含む)をケーシング５に注入ことによ
り合成樹脂８は溶融して抽出されるため、簡単に金属短
繊維７の集合した充填層６とすることができる。

【００１２】

【実施例の作用】本発明はアスペクト比が１０以上の金
属短繊維７を集合させた充填層６としており、金属短繊
維同士が強固に絡み合っている。このため、窒素雰気中
などで重合して得た溶融状重合体が圧入口８から内部へ
不等圧に圧入され、矢印で示すように涙滴状に流入して
も、金属質のため剛性があるうえ、互いの絡み合いによ
り動きが拘束されるとともに、三次元的にブリッジ状に
支えられているため圧入荷重が分散して受け止められ
る。このため、従来のサンドのように流圧で凹状部が発
生することはなく、充填層６は常に均等な層厚を維持し
て溶融重合体を通過させる。したがって、与圧が均一と
なり、ミキシング、濾過も十分になり、フィルタ２を通
過しブレーカプレート３の穿孔を介して所要の押出量に
制御され、紡糸ノズル４から外部に押出され、紡糸切れ
が発生しない。このため、冷却、巻取り、延伸などの後
工程を円滑に行うことができる。

【００１３】金属短繊維７としてびびり振動切削法で製
造した図４のもののように表面の面粗度が比較的粗く、
断面形状が略多角形のものを用いた場合には、繊維同士
の絡み合いが強くなり、しかも表面積が大きいため溶融
重合体との接触面積が広くなり、また多角形のエッジな
いし稜線７１により溶融重合体がせん断、分流されるた
め濾過、ミキシング性を向上することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明した本発明によるときには、紡
糸ノズル４の上に多数の穿孔を有するブレーカプレート
３を設け、このブレーカプレート３の上に濾過フィルタ
２を介して充填層を設けたものにおいて、前記充填層を
アスペクト比(L/D)が１０〜１００の金属短繊維群で構
成したので、溶融重合体が不均等に圧入されたときに分
散したり移動したりせず、的確に一定の層厚を保持させ
ることができ、これにより予圧を均一化し、また濾過を
均一化することができるというすぐれた効果が得られ
る。請求項２によれば、金属短繊維が断面多角形で表面
に多数の凹凸があるものを使用していることにより繊維
同士の絡み合い性がより強化され、また多角形の稜線に
より溶融重合体に適切なせん断作用が与えられるため、
ミキシング、濾過効率を向上することができるというす
ぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による紡糸パックの一実施例を示す縦断
側面図である。

【図２】図１における充填層の部分拡大平面図である。

【図３】充填層を構成する金属短繊維を例示する断面図
である。

【図４】充填層の別の例を示す断面図である。

【図５】従来の紡糸パックの縦断側面図である。

【符号の説明】

２フィルタ３ブレーカプレート４紡糸ノズル５ケーシング６充填層７金属短繊維７０凹凸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紡糸ノズル４の上に多数の穿孔を有するブ
レーカプレート３を設け、このブレーカプレート３の上
に濾過フィルタ２を介して充填層６を設けたものにおい
て、前記充填層６をアスペクト比(L/D)が１０〜１００
の金属短繊維群で構成したことを特徴とする紡糸パッ
ク。
【請求項２】金属短繊維が略多角形状の断面を有し、表
面に多数の凹凸が形成されている請求項１に記載の紡糸
パック。
【請求項３】充填層６が予め金属短繊維を圧縮成形した
ブロック状となっているものを含む請求項１または請求
項２に記載の紡糸パック。