JPH10273810A - Melt-extruder for producing synthetic fiber and melt-extrusion fiber-forming process - Google Patents

Melt-extruder for producing synthetic fiber and melt-extrusion fiber-forming process

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JPH10273810A
JPH10273810A JP7868997A JP7868997A JPH10273810A JP H10273810 A JPH10273810 A JP H10273810A JP 7868997 A JP7868997 A JP 7868997A JP 7868997 A JP7868997 A JP 7868997A JP H10273810 A JPH10273810 A JP H10273810A
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JP
Japan
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melt
spinning
filter medium
pack
film
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Application number
JP7868997A
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Japanese (ja)
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Yoshiharu Okumura
由治 奥村
Yuhei Maeda
裕平 前田
Katsunori Matsuda
克典 松田
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply and stably form a layer coating the surfaces of the parts to interrupt the contact of the molten polymer with the surfaces in a melt- extrusion spinning machine and satisfactorily inhibit the gelation and deterioration caused by the direct contact between the melt-extrusion spinning machine and the molten polymer. SOLUTION: In a melt-extrusion spinning machine for synthetic fibers, the surfaces of the spinning machine are coated with a layer comprising oxides, nitrides or carbides of any metal selected from among Si, Ti, Zr, Al, W, B, Ta and Ge. SiO2 , TiO2 , ZrO2 and Al2 O3 are preferred as the coating layer. As parts in the melt-spinning machine to be coated with the metal compound, are cited the inner walls of the spinneret and/or the filtration material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は合成繊維用溶融紡糸
装置および溶融紡糸方法の改良に関するものである。特
に、溶融紡糸に使用される紡糸装置の内部表面材質の改
良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a melt spinning apparatus and method for synthetic fibers. In particular, the present invention relates to improvement of an inner surface material of a spinning device used for melt spinning.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリアミド繊維、ポリエステル繊維など
の合成繊維は一般に溶融紡糸法によって製造される。溶
融紡糸法によって得られる合成繊維は優れた機械的およ
び化学的特性を有するので、衣料用途や産業資材用途に
広く使用されている。
2. Description of the Related Art Synthetic fibers such as polyamide fibers and polyester fibers are generally produced by a melt spinning method. Synthetic fibers obtained by the melt spinning method have excellent mechanical and chemical properties, and are therefore widely used for clothing and industrial materials.

【0003】一般に溶融ポリマを紡糸するにあたっては
紡糸パックが使用される。配管を通して紡糸パックに供
給された溶融ポリマは、紡糸パック内で流路が拡幅さ
れ、場合によっては濾過された後に口金の吐出孔から紡
出される。紡糸パックを構成する拡幅板、耐圧板、口金
板などの部品の材質としては、強度、耐腐食性、工作
性、価格などのバランスに優れたステンレス鋼が一般に
使用され、濾材としては一般に珪砂、ガラスビーズ、ア
ルミナ系粒子、ステンレス系粒子などの粒子系濾材、あ
るいは主にステンレス製の金網濾材や金属繊維不織布か
らなる平板状濾材が単独であるいは組み合わされて使用
される。
In general, a spin pack is used for spinning a molten polymer. The molten polymer supplied to the spin pack through the pipe is spun from the outlet of the die after the flow path is widened in the spin pack and, if necessary, filtered. As a material of components such as a widening plate, a pressure plate, a base plate and the like constituting a spinning pack, stainless steel excellent in balance of strength, corrosion resistance, workability, price, and the like is generally used. Particle-based filter media such as glass beads, alumina-based particles, and stainless-based particles, or plate-shaped filter media mainly made of stainless steel wire mesh or metal fiber nonwoven fabric are used alone or in combination.

【0004】パック部品や濾材として使用されるステン
レス材は、他の材質で代え難い上述のような多くの利点
を有するバランスの優れた素材であるが、特公昭53−
29732号公報に記載のとおり、特に溶融したポリエ
ステルやポリアミドとの接触により触媒的にこれらのポ
リマのゲル化を促進する。
[0004] The stainless steel material used as a pack component or a filter material is a well-balanced material having many advantages as described above, which is difficult to replace with other materials.
As described in US Pat. No. 29732, the gelation of these polymers is promoted catalytically, especially by contact with molten polyester or polyamide.

【0005】ステンレス鋼との接触によるポリマのゲル
化を抑制するためには、特公昭53−29732号公報
では特に接触面積の大きい金属濾材の材質にクロム含有
率の高い合金を使用することが提案されている。しか
し、該公報にも記載されているとおりクロム含有率の高
い合金はステンレス鋼と比較してポリマのゲル化促進の
程度は小さいもののガラスとの比較ではやはりポリマと
の接触によりゲル化が促進されており、さらにステンレ
ス鋼に比較して高価な高クロム合金を基本的に使い捨て
で使用される濾材に使用することは工業的実施面でも問
題があった。
[0005] In order to suppress gelation of a polymer due to contact with stainless steel, Japanese Patent Publication No. 53-29732 proposes to use an alloy having a high chromium content as a material of a metal filter medium having a particularly large contact area. Have been. However, as described in the publication, the alloy having a high chromium content has a small degree of promotion of gelation of the polymer as compared with stainless steel, but the gelation is also promoted by contact with the polymer in comparison with glass. Furthermore, the use of a high chromium alloy, which is more expensive than stainless steel, for a filter medium that is basically used disposably has a problem in industrial practice.

【0006】また、ステンレス鋼以外の材質で一般に濾
材に使用されている珪砂、カラスビーズ、アルミナ系粒
子などはいずれも材質としてステンレス鋼のような触媒
的なポリマのゲル化促進作用は有していないが、特公平
5−32485号公報に記載されているとおりその表面
には微細な凹凸が多く存在し、高温状態でこのような凹
凸が活性点となって特に紡糸の開始時に溶融ポリマの劣
化を促進し、製糸性を悪化させるばかりでなく、得られ
る繊維の強伸度や染色後の色調に悪影響を及ぼすという
問題があった。
[0006] Silica sand, crow beads, alumina-based particles, etc., which are generally used as a filter medium with a material other than stainless steel, all have catalytic gelation-promoting action of a polymer such as stainless steel. However, as described in Japanese Patent Publication No. 5-32485, there are many fine irregularities on the surface, and such irregularities become active points in a high temperature state, and the molten polymer deteriorates particularly at the start of spinning. Not only deteriorates the spinnability, but also adversely affects the strength and elongation of the resulting fiber and the color tone after dyeing.

【0007】これら問題を解決するため、特公平5−3
2485号公報や特公平5−32486号公報には粒状
の濾材粒子表面にシリコーン硬化被膜を形成し、粒子表
面の凹凸を被覆することで濾材との接触によるポリマの
劣化を抑制する方法が記載されている。この方法は紡糸
初期のポリマ劣化の抑制には効果的であるが、使用され
ているシリコーン樹脂がメチルハイドロジェンポリシロ
キサンに代表される有機シリコーン樹脂であり、メチル
基などシロキサン結合に寄与しない有機側鎖を多数(主
鎖中の珪素原子とほぼ同数)有するために架橋密度が低
く、長期の使用時の耐熱性に問題が残り、例えば1ヶ月
以上の長期間洗浄せずに連続使用するような部分では有
機シリコーン樹脂自身が劣化してしまうことから好適な
方法とはいえない。また、濾材に有機シリコーン樹脂処
理をする場合には、濾材の凝着や閉塞を防ぐために紡糸
パックを組み上げる前にあらかじめ有機シリコーン樹脂
を塗布した濾材を加熱し、架橋させる必要があるが、こ
のように濾材やパック部品に加熱架橋を行うと工程が増
加することになり、さらに加熱後組立作業を行うための
冷却に時間がかかり、作業性が悪化することが問題であ
った。
To solve these problems, Japanese Patent Publication No. 5-3
Japanese Patent Publication No. 2485 and Japanese Patent Publication No. 5-32486 describe a method of forming a silicone cured film on the surface of granular filter media particles and covering the irregularities on the particle surfaces to suppress polymer deterioration due to contact with the filter media. ing. Although this method is effective in suppressing polymer deterioration at the beginning of spinning, the silicone resin used is an organic silicone resin represented by methyl hydrogen polysiloxane, and the organic side which does not contribute to the siloxane bond such as a methyl group is used. Crosslinking density is low due to the large number of chains (substantially the same as the number of silicon atoms in the main chain), and there remains a problem in heat resistance during long-term use. In some parts, the organic silicone resin itself is deteriorated, so that it is not a preferable method. In addition, when an organic silicone resin treatment is applied to the filter medium, it is necessary to heat and filter the organic silicone resin-coated filter medium before assembling the spinning pack in order to prevent the filter medium from adhering and blocking. However, when the heat-crosslinking is performed on the filter medium or the pack parts, the number of steps increases, and furthermore, it takes a long time to cool down for assembling work after heating, and the workability deteriorates.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように溶融紡糸装
置内において、溶融ポリマとステンレス鋼からなる装置
部材や部材等との接触は、ポリマのゲル化やあるいは劣
化を促進するという点から好ましくないものの、溶融ポ
リマと装置構成部品とを遮断するための従来の手段は一
長一短があるので、工業的実施のためさらに簡便かつ安
定な手段が求められていた。
As described above, in the melt spinning apparatus, contact between the molten polymer and an apparatus member or member made of stainless steel is not preferable in that gelation or deterioration of the polymer is promoted. However, the conventional means for shutting off the molten polymer and the component parts of the apparatus have advantages and disadvantages, so that a simpler and more stable means has been required for industrial implementation.

【0009】そこで、本発明は従来技術の問題を解消
し、簡便かつ安定に装置内部材表面を被覆することがで
き、溶融ポリマと紡糸装置内表面との接触を遮断し、紡
糸装置と溶融ポリマとの接触に起因するポリマのゲル化
や劣化を十分に抑制できる溶融紡糸装置および溶融紡糸
方法の提供を主たる目的とする。
Therefore, the present invention solves the problems of the prior art, can easily and stably coat the inner surface of the apparatus, cuts off the contact between the molten polymer and the inner surface of the spinning apparatus, and allows the spinning apparatus and the molten polymer to be coated. It is a main object of the present invention to provide a melt spinning apparatus and a melt spinning method capable of sufficiently suppressing gelation and deterioration of a polymer due to contact with a melt.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】これら課題は、合成繊維
用溶融紡糸装置における溶融ポリマと接触する装置部分
の表面に、Si,Ti,Zr,Al,W,B,Ta及び
Geのうちのいずれかの金属の酸化物、窒化物あるいは
炭化物からなる被膜を形成することにより達成できたも
のである。即ち、このような特定の無機化合物類からな
る被膜が、紡糸装置部材と溶融ポリマとの接触を断ち、
極めて安定にかつ簡便に紡糸装置部材と溶融ポリマとの
接触面における反応を抑え、ポリマのゲル化や劣化を抑
制し得る。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide any one of Si, Ti, Zr, Al, W, B, Ta and Ge on a surface of a device portion of a synthetic fiber melt spinning device which comes into contact with a molten polymer. This has been achieved by forming a coating made of such a metal oxide, nitride or carbide. That is, the coating made of such specific inorganic compounds cuts off the contact between the spinning device member and the molten polymer,
The reaction on the contact surface between the spinning device member and the molten polymer can be extremely stably and easily suppressed, and gelation and deterioration of the polymer can be suppressed.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、詳細に本発明について説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.

【0012】本発明で紡糸装置中の溶融ポリマと直接接
触する部分に形成される被膜は、Si,Ti,Zr,A
l,W,B,Ta及びGeのうちのいずれかの金属の酸
化物、窒化物あるいは炭化物(以下、無機化合物類と総
称する)からなるので、電気化学的に安定であり、かつ
通常溶融紡糸が行われる最高350℃程度の温度におい
ても長期間にわたって熱的に安定である。具体的な例と
してはSiO2 、TiO2 、ZrO2 、Al2 3 、S
iC、TiN、TiCN、TiCなどがあげられる。な
かでも、SiO2 、TiO2 、ZrO2 、Al2 3
ような酸化物が好ましい。これら化合物は、単独で使用
されてもよく、2種類以上が混合された状態で膜形成さ
れていてもよく、また均一な構造を持つ膜であっても厚
さ方向に組成の異なる複数の層からなる膜であってもよ
い。
According to the present invention, the coating formed on the portion in direct contact with the molten polymer in the spinning device is made of Si, Ti, Zr, A
Since it is composed of an oxide, nitride or carbide of any one of l, W, B, Ta and Ge (hereinafter collectively referred to as inorganic compounds), it is electrochemically stable and usually melt-spun Is thermally stable for a long period of time even at a temperature of about 350 ° C. at the maximum. Specific examples include SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , S
iC, TiN, TiCN, TiC and the like. Among them, oxides such as SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , and Al 2 O 3 are preferable. These compounds may be used alone, or may be formed as a film in a mixture of two or more types, and even if the film has a uniform structure, a plurality of layers having different compositions in the thickness direction. May be used.

【0013】紡糸装置の各部分の被膜処理に用いられる
膜形成性物質は同一のものであってもよいが、処理され
る部品、濾材の形状などに応じて膜形成性物質、膜厚な
どを変更してもよい。
Although the same film-forming substance may be used for the film treatment of each part of the spinning apparatus, the film-forming substance, the film thickness and the like may be changed depending on the parts to be processed and the shape of the filter medium. May be changed.

【0014】膜の厚さは特に限定されるものではない
が、0.01〜20μmが好ましく、さらに好ましくは
0.02〜10μmである。膜厚が0.01μmよりも
小さいと均一な膜形成を行うことが難しく、部分的にパ
ック部材金属と溶融ポリマとの絶縁が不十分になって所
期の効果が得られなくなることから好ましくなく、逆に
膜厚が20μmよりも大きいと処理膜と母材である金属
との熱膨張係数の差から処理膜に亀裂や剥離が生じやす
くなることから好ましくない。
The thickness of the film is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 20 μm, and more preferably 0.02 to 10 μm. If the film thickness is smaller than 0.01 μm, it is difficult to form a uniform film, and the insulation between the pack member metal and the molten polymer is partially insufficient, so that the desired effect cannot be obtained. Conversely, if the film thickness is larger than 20 μm, it is not preferable because cracks and peeling are apt to occur in the treated film due to the difference in thermal expansion coefficient between the treated film and the base metal.

【0015】本発明において紡糸装置とは、チップ形状
で供給されるポリアミドを溶融、計量、濾過し、溶融糸
条として吐出するまでの一連の装置を指し、具体的には
スクリュー式あるいはプレッシャーメルター式の溶融装
置、計量ポンプ、紡糸パック、濾材、それらをつなぐ配
管部などから構成される。紡糸パックは配管から供給さ
れる溶融ポリマの流路を拡幅し、必要に応じて濾過を行
い、口金板から均一に吐出するためのものであり、拡幅
板、口金板、耐圧板、ハウジングなどの紡糸パック部品
から構成される。濾材としてはサンド、ガラスビーズな
どの粒状濾材または金網、金属不織布などの平板状濾材
が単独であるいは組み合わされて使用される。濾過の方
法としては、濾材を耐圧板上や口金上に設置するなどし
て紡糸パック部品とともに紡糸パックに組み上げ、紡糸
パック中で行ってもよいし、溶融装置から紡糸パックに
至る配管中で行っても、または紡糸パック中と配管中の
両方で行ってもよい。
In the present invention, a spinning device refers to a series of devices from melting, measuring, filtering, and discharging a polyamide supplied in the form of chips into a molten yarn, and specifically, a screw type or a pressure melter type. It consists of a melting device, a measuring pump, a spinning pack, a filter medium, and a piping section connecting them. The spinning pack is for widening the flow path of the molten polymer supplied from the pipe, filtering if necessary, and uniformly discharging from the base plate, such as a widening plate, a base plate, a pressure plate, a housing, and the like. Consists of spin pack components. As the filter medium, a granular filter medium such as a sand or a glass bead or a flat filter medium such as a wire mesh or a metal nonwoven fabric is used alone or in combination. As a method of filtration, a filter medium may be placed on a pressure plate or a die, assembled into a spin pack together with spin pack components, or performed in the spin pack, or performed in a pipe from a melting device to the spin pack. Or both in the spin pack and in the piping.

【0016】本発明で被膜処理を行う箇所としては、ポ
リマが溶融状態で紡糸装置構成部材と接触している全て
の面が対象となり得る。すなわち、例えばスクリュー式
の溶融押し出し装置を使用する場合にはスクリュー、バ
レル、計量ポンプ、配管部、紡糸パック部品、濾材など
が対象となる。
In the present invention, all the surfaces where the polymer is in contact with the components of the spinning device in a molten state can be targeted as the portion where the coating treatment is performed. That is, for example, when a screw-type melt extrusion device is used, a screw, a barrel, a metering pump, a piping section, a spin pack component, a filter medium, and the like are targeted.

【0017】被膜処理はその全てに行うことが好ましい
が、流路が複雑で流速の遅いパック内の部品壁面のみの
被膜処理、もしくは表面積が大きくゲル化物や劣化物を
生成しやすく、生成したゲル化物によって濾圧の上昇を
招く濾材のみの被膜処理によっても紡糸、延伸性の改
善、得られる合成繊維の品位改善には大きな効果が得ら
れ、パック内の部品壁面と濾材部分の両方を被膜処理す
ることによってさらに大きな効果を得ることができる。
It is preferable to carry out the coating treatment on all of them. However, the coating treatment is performed only on the wall surfaces of the parts in the pack having a complicated flow path and a low flow rate, or the gelation or the degraded matter having a large surface area is easily generated. The coating treatment of only the filter media, which causes an increase in filtration pressure due to the fluoride, has a great effect on spinning, elongation and the quality of the synthetic fiber obtained. By doing so, a greater effect can be obtained.

【0018】これらの被膜を紡糸装置中のポリマと接触
する部分に形成する方法としては、被膜形成物を含有す
る液体中に紡糸装置部品を浸漬するかあるいは紡糸装置
部品に被膜形成物を含有する液体を塗布した後に乾燥さ
せるなどの、ディッピングあるいはコーティングによる
方法や、真空蒸着法やCVD法などがあげられるが、処
理する紡糸装置部品や濾材の形状に対し幅広く適応でき
ること、処理が簡便で安価であることからディッピング
あるいはコーティングによる方法が好ましい。
As a method for forming these coatings on the portion of the spinning device which comes into contact with the polymer, the spinning device component is immersed in a liquid containing the coating product or the spinning device component contains the coating forming product. Examples include dipping or coating methods, such as drying after applying a liquid, and vacuum evaporation methods and CVD methods.They can be widely applied to the shape of the spinning device parts and filter media to be processed, and processing is simple and inexpensive. For this reason, a dipping or coating method is preferred.

【0019】ディッピングあるいはコーティングに適す
るという点からは被膜形成物としてはSiO2 、TiO
2 、ZrO2 、Al2 3 が好ましい。溶液からこれら
の被膜を形成する造膜性物質としては例えばSiO2
を形成するものとして水酸化ポリシロキサンを使用する
ことができる。水酸化ポリシロキサン溶液のハンドリン
グ性や形成する膜の接着性を向上させるために使用する
水酸化ポリシロキサンの水酸基の一部をアルキル基など
で変性したものを使用することもできるが、この際、ア
ルキル基などによる変性の程度は得られる膜の耐熱性を
損なわない程度でなければならない。
From the viewpoint of being suitable for dipping or coating, the film-forming materials are SiO 2 and TiO.
2 , ZrO 2 and Al 2 O 3 are preferred. As a film-forming substance for forming these films from a solution, for example, polysiloxane hydroxide can be used for forming an SiO 2 film. Although a part of the hydroxyl group of the hydroxylated polysiloxane used for improving the handleability of the hydroxylated polysiloxane solution and the adhesiveness of the formed film may be modified with an alkyl group, etc. The degree of modification by an alkyl group or the like must be such that the heat resistance of the obtained film is not impaired.

【0020】また、TiO2 、ZrO2 、Al2 3
を形成する造膜性物質としては例えばテトラブチルチタ
ネート、テトライソプロピルチタネート、ジルコニウム
ブトキシド、ジルコニウムnプロポキシドなどTi、Z
r、Alの金属アルコレートあるいはそのオリゴマ、ま
たはチタンテトラアセチルアセトネート、チタンエチル
アセトアセテート、チタンオクチレングリコレート、チ
タンラクテート、チタントリエタノールアミネート、ジ
ルコニウムアセチルアセトネート、ジルコニウムブトキ
シアセチルアセトネート、ジルコニルアセテート、アル
ミニウムアセチルアセトネートなど金属キレートあるい
はそのオリゴマが挙げられる。ディッピングやコーティ
ングはこれらの物質の水系溶液あるいは非水系溶液を使
用して行うことができる。これらの中で均一な膜を形成
しやすい被膜形成物としてSiO2 が特に好ましい。
Examples of the film-forming material for forming the TiO 2 , ZrO 2 , and Al 2 O 3 films include, for example, Ti, Z, such as tetrabutyl titanate, tetraisopropyl titanate, zirconium butoxide, and zirconium n-propoxide.
r, metal alcoholate of Al or its oligomer, or titanium tetraacetylacetonate, titanium ethyl acetoacetate, titanium octylene glycolate, titanium lactate, titanium triethanolamine, zirconium acetylacetonate, zirconium butoxyacetylacetonate, zirconyl Metal chelates such as acetate and aluminum acetylacetonate or oligomers thereof are mentioned. Dipping and coating can be performed using an aqueous solution or a non-aqueous solution of these substances. Among them, SiO 2 is particularly preferable as a film forming product that easily forms a uniform film.

【0021】一般にディッピング法あるいはコーティン
グ法によって被膜形成が可能な造膜性の無機物は溶液塗
布後に加熱することまたは変性触媒と作用させることで
容易に架橋硬化する。このために、常温で乾燥のみを行
った状態においてもべとつきが少なく、特に加熱架橋す
ることなしに紡糸装置を組み立てることが可能である。
この場合にも紡糸装置はポリマ吐出前に予熱昇温される
ので予熱昇温時に架橋硬化が進み、この架橋硬化によっ
て安定で強固な膜が形成される。
In general, a film-forming inorganic substance capable of forming a film by a dipping method or a coating method is easily cross-linked and cured by heating after application of a solution or by acting with a denaturing catalyst. For this reason, even in a state where only drying is performed at room temperature, stickiness is small, and it is possible to assemble the spinning apparatus without particularly performing heat crosslinking.
Also in this case, since the spinning device is preheated before the polymer is discharged, the crosslinking and curing proceeds during the preheating and temperature rising, and a stable and strong film is formed by the crosslinking and curing.

【0022】また、本発明で膜形成を行うに際して、例
えばSiO2 を用いて膜形成を行う場合にメチルトリメ
トキシシラン、ジメチルジメトキシシランなどを混用
し、その架橋密度を耐熱性、安定性を損なわない範囲で
調整してもよい。
Further, when forming a film in the present invention, for example, when forming a film using SiO 2 , methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane or the like is mixed, and the cross-link density decreases heat resistance and stability. It may be adjusted in a range that does not exist.

【0023】被膜形成処理は紡糸装置部品を解体洗浄の
度に行ってもよいし、解体洗浄後も被膜が安定に残って
いる場合には毎回被膜形成処理を行うことなく、繰り返
し使用してもよい。
The film forming treatment may be performed each time the spinning device parts are dismantled and washed, or if the film remains stable after dismantling and washing, the film forming treatment is not performed each time and the film can be used repeatedly. Good.

【0024】被膜処理を施した紡糸装置部品および濾材
は従来の紡糸装置部品および濾材と同様に取り扱うこと
ができるので通常の方法で組み立て、予熱を行った後溶
融紡糸を行うことができる。
The spinning device parts and the filter medium which have been subjected to the coating treatment can be handled in the same manner as the conventional spinning apparatus parts and the filter medium. Therefore, the spinning apparatus parts and the filter medium can be assembled by a usual method, preheated and then melt-spun.

【0025】本発明で特定した無機化合物類の被覆を形
成させることにより、溶融状態にあるポリマと金属から
なる紡糸装置部品表面との接触を実質的に隔離すること
が可能になる。これにより従来、溶融ポリマと金属との
接触界面で生じていたポリマの劣化、ゲル化を抑制する
ことが可能になり、その結果、劣化物やゲル化物の製品
中への混入による製糸性の悪化や品位劣化を大幅に減少
することができるのである。
The formation of the coating of the inorganic compound specified in the present invention makes it possible to substantially isolate the contact between the polymer in the molten state and the surface of the spinning device component made of metal. This makes it possible to suppress the degradation and gelation of the polymer, which had conventionally occurred at the contact interface between the molten polymer and the metal, and as a result, the deterioration of the spinnability due to the incorporation of the deteriorated or gelled product into the product And quality degradation can be greatly reduced.

【0026】本発明の溶融紡糸装置・方法は、ナイロン
6、ナイロン66、ナイロン46、ナイロン4、ナイロ
ン11、ナイロン12、ナイロン610、ナイロン61
2などの脂肪族ポリアミド系;キシリレンジアミン系ポ
リアミドなどの芳香族ポリアミド系;ポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエ
ステル系;ポリオレフィン系;及び、ポリアルキレン系
などで代表される熱可塑性合成重合体あるいはそれらの
共重合物やブレンド物を溶融紡糸する際に適用すること
ができ、特にポリアミドやポリエステルの如き高温で比
較的分解しやすいポリマを溶融紡糸する際に好適であ
る。
The melt-spinning apparatus and method of the present invention include nylon 6, nylon 66, nylon 46, nylon 4, nylon 11, nylon 12, nylon 610, and nylon 61.
Aliphatic polyamides such as No. 2; aromatic polyamides such as xylylenediamine polyamide; polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; polyolefins; and thermoplastic synthetic polymers represented by polyalkylenes or the like. It can be applied when melt-spinning such copolymers and blends, and is particularly suitable for melt-spinning polymers that are relatively easily decomposed at high temperatures, such as polyamides and polyesters.

【0027】本発明の溶融紡糸方法は、上記の合成繊維
からなるマルチフィラメント、モノフィラメント、ステ
ープル、スパンボンド不織布などの製造に用いることが
できる。また、使用されるポリマの粘度や紡糸速度、紡
糸後の延伸倍率、延伸糸繊度なども特に限定されるもの
ではなく、本発明によって得られる合成繊維は産業資材
用途や衣料用途に好適に使用される。
The melt spinning method of the present invention can be used for the production of multifilaments, monofilaments, staples, spunbonded nonwoven fabrics and the like comprising the above synthetic fibers. Further, the viscosity and spinning speed of the polymer used, the draw ratio after spinning, the drawn yarn fineness and the like are not particularly limited, and the synthetic fiber obtained by the present invention is suitably used for industrial material applications and clothing applications. You.

【0028】[0028]

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。な
お、本明細書中に記載した特性等の測定法は以下の通り
である。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. In addition, the measuring method of the characteristic etc. described in this specification is as follows.

【0029】(1)硫酸相対粘度 試料2.5gを98%硫酸25ccに溶解し、オストワ
ルド粘度計を用いて25℃で測定する。
(1) Relative viscosity of sulfuric acid 2.5 g of a sample is dissolved in 25 cc of 98% sulfuric acid, and measured at 25 ° C. using an Ostwald viscometer.

【0030】(2)極限粘度 試料8gをオルソクロロフェノール100mlに溶解
し、その溶液粘度(η)をオストワルド粘度計を用いて
25℃で測定し、次の式から極限粘度(IVを算出す
る。 IV=0.0242η+0.2634
(2) Intrinsic viscosity 8 g of a sample is dissolved in 100 ml of orthochlorophenol, and the solution viscosity (η) is measured at 25 ° C. using an Ostwald viscometer, and the intrinsic viscosity (IV) is calculated from the following equation. IV = 0.0242η + 0.2634

【0031】(3)濾圧 紡糸パックの上流側、計量ポンプ2次側の圧力を隔膜式
圧力計で測定する。
(3) Filtration pressure The pressure on the upstream side of the spinning pack and on the secondary side of the measuring pump is measured with a diaphragm type pressure gauge.

【0032】[実施例1]造膜性を有するSiO2 溶液
(触媒化成(株)製“セラメートC513”)をイソプ
ロピルアルコール(IPA)で固形分濃度1.5wt%
に希釈し、ステンレス不織布からなる濾材を除く紡糸パ
ック全部品(ステンレス製)の溶融ポリマとの接触面に
塗布し、常温にて乾燥した。また、ステンレス不織布か
らなる濾材(15μmカット)を上記と同じSiO2
液をIPAで固形分濃度0.5wt%に希釈した溶液に
浸漬後常温にて乾燥することにより表面がSiO2 でコ
ーティングされたパック部品および濾材を得た。
Example 1 A SiO 2 solution having film-forming properties (“Ceramate C513” manufactured by Catalysis Kasei Co., Ltd.) was solidified with isopropyl alcohol (IPA) at a solid concentration of 1.5 wt%.
And coated on the contact surface with the molten polymer of all the components of the spinning pack (made of stainless steel) except the filter medium made of stainless steel non-woven fabric, and dried at room temperature. The surface was coated with SiO 2 by immersing a filter material (15 μm cut) made of stainless steel nonwoven fabric in a solution obtained by diluting the same SiO 2 solution with IPA to a solid content concentration of 0.5 wt% and drying at room temperature. A pack part and a filter medium were obtained.

【0033】得られた紡糸パック部品および濾材を組み
上げ、予熱機中で24時間300℃に加熱した後に紡糸
機に取り付け、硫酸相対粘度3.8のナイロン6繊維の
紡糸を表1の条件で行った。
The resulting spinning pack parts and the filter medium were assembled, heated at 300 ° C. for 24 hours in a preheater, attached to the spinning machine, and spun with nylon 6 fiber having a sulfuric acid relative viscosity of 3.8 under the conditions shown in Table 1. Was.

【0034】初期濾圧、使用開始7日目の濾圧、糸切れ
発生頻度を表2示す。
Table 2 shows the initial filtration pressure, the filtration pressure on the 7th day from the start of use, and the frequency of occurrence of yarn breakage.

【0035】表面がSiO2 で被膜処理されたパック部
品および濾材を使用することにより使用時の濾圧上昇が
小さく、糸切れの少ない安定した紡糸を行うことができ
た。 [実施例2]ステンレス不織布からなる濾材(15μm
カット)に被膜処理を行わなかったこと以外は実施例1
と同様にして紡糸を行った。
By using a pack component and a filter medium whose surfaces were coated with SiO 2 , a rise in filtration pressure during use was small, and stable spinning with little thread breakage could be performed. [Example 2] A filter medium (15 μm
Example 1 except that no coating treatment was performed on the cut)
Spinning was carried out in the same manner as described above.

【0036】初期濾圧、使用開始7日目の濾圧、糸切れ
発生頻度を表2示す。
Table 2 shows the initial filtration pressure, the filtration pressure on the 7th day from the start of use, and the frequency of occurrence of yarn breakage.

【0037】表面がSiO2 で被膜処理されたパック部
品を使用することにより使用時の濾圧上昇が小さく、糸
切れの少ない安定した紡糸を行うことができた。
By using a pack part whose surface was coated with SiO 2 , a rise in filtration pressure during use was small, and stable spinning with little thread breakage could be performed.

【0038】[実施例3]ステンレス不織布からなる濾
材(15μmカット)には被膜処理を行い、それ以外の
紡糸パック部品には被膜処理を行わなかったこと以外は
実施例1と同様にして紡糸を行った。
[Example 3] Spinning was performed in the same manner as in Example 1 except that a coating treatment was applied to a filter medium (15 μm cut) made of a stainless steel non-woven fabric, and no coating treatment was applied to the other spinning pack parts. went.

【0039】初期濾圧、使用開始7日目の濾圧、糸切れ
発生頻度を表2示す。
Table 2 shows the initial filtration pressure, the filtration pressure on the 7th day from the start of use, and the frequency of occurrence of yarn breakage.

【0040】表面がSiO2 で被膜処理されたパック部
品を使用することにより使用時の濾圧上昇が小さく、糸
切れの少ない安定した紡糸を行うことができた。
By using a pack part whose surface was coated with SiO 2 , the rise of the filtration pressure during use was small, and stable spinning with little thread breakage could be performed.

【0041】[実施例4]造膜性を有するTiO2 溶液
(日本曹達(株)製アトロンNTi−500)をイソプ
ロピルアルコール(IPA)で固形分濃度3wt%に希
釈し、濾材を除く紡糸パック全部品(ステンレス製)の
溶融ポリマとの接触面に塗布し、常温にて乾燥した。ま
た、ステンレス不織布からなる濾材(20μmカット)
を上記と同じTiO2 溶液をIPAで固形分濃度1wt
%に希釈した溶液に浸漬後常温にて乾燥することにより
表面がTiO2 でコーティングされたパック部品および
濾材を得た。
Example 4 A TiO 2 solution having film-forming properties (Atron NTi-500 manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) was diluted with isopropyl alcohol (IPA) to a solid concentration of 3% by weight, and all the spinning packs except the filter medium were removed. The product (made of stainless steel) was applied to the contact surface with the molten polymer and dried at room temperature. Filter media made of stainless steel non-woven fabric (20 μm cut)
The same TiO 2 solution as above was treated with IPA to a solid content concentration of 1 wt.
% And dried at room temperature to obtain a pack part and a filter medium whose surfaces were coated with TiO 2 .

【0042】得られた紡糸パック部品および濾材を組み
上げ、予熱機中で24時間300℃に加熱した後紡糸機
に取り付け、極限粘度1.2のポリエチレンテレフタレ
ート繊維の紡糸を表1の条件で行った。
The resulting spinning pack parts and the filter medium were assembled, heated at 300 ° C. for 24 hours in a preheater, attached to a spinning machine, and spun into polyethylene terephthalate fiber having an intrinsic viscosity of 1.2 under the conditions shown in Table 1. .

【0043】初期濾圧、使用開始7日目の濾圧、糸切れ
発生頻度を表2に示す。
Table 2 shows the initial filtration pressure, the filtration pressure on the 7th day from the start of use, and the frequency of occurrence of yarn breakage.

【0044】表面がTiO2 で被膜処理されたパック部
品および濾材を使用することにより使用時の濾圧上昇が
小さく、糸切れの少ない安定した紡糸を行うことができ
た。 [実施例5]ステンレス不織布からなる濾材(20μm
カット)を実施例1と同じSiO2溶液をIPAで固形
分濃度0.5wt%に希釈した溶液に浸漬後常温にて乾
燥することにより表面がSiO2 でコーティングされた
濾材を得た。得られた濾材と、被膜処理を行なわなかっ
たこと以外は実施例4に使用したものと同じパック部品
を用いて実施例4と同条件で紡糸を行った。
By using a pack component and a filter medium whose surfaces were coated with TiO 2 , a stable spinning with a small increase in filtration pressure during use and little breakage of yarn could be performed. [Example 5] A filter medium (20 μm
Cut) was immersed in a solution obtained by diluting the same SiO 2 solution as in Example 1 with IPA to a solid concentration of 0.5 wt%, and then dried at normal temperature to obtain a filter medium coated with SiO 2 on the surface. Spinning was performed under the same conditions as in Example 4 using the obtained filter medium and the same pack parts as those used in Example 4 except that the coating treatment was not performed.

【0045】初期濾圧、使用開始7日目の濾圧、糸切れ
発生頻度を表2に示す。
Table 2 shows the initial filtration pressure, the filtration pressure on the 7th day from the start of use, and the frequency of occurrence of yarn breakage.

【0046】表面がSiO2 で被膜処理された濾材を使
用することにより使用時の濾圧上昇が小さく糸切れの少
ない安定した紡糸を行うことができた。
By using a filter medium whose surface was coated with SiO 2 , a stable spinning with a small increase in filtration pressure during use and little breakage of yarn could be performed.

【0047】[比較例1]表面処理を行わないことを除
いて実施例1と同じパック部品およびステンレス不織布
からなる濾材を使用してパックを組み上げ、予熱機中で
24時間300℃に加熱した後紡糸機に取り付け、実施
例1と硫酸相対粘度3.8のナイロン6繊維の紡糸を実
施例1と同じ表1の条件で行った。
Comparative Example 1 A pack was assembled using the same pack parts as in Example 1 except that no surface treatment was performed, and a filter medium made of stainless steel nonwoven fabric, and heated at 300 ° C. for 24 hours in a preheater. Attached to a spinning machine, spinning of nylon 6 fiber having a relative viscosity of 3.8 in Example 1 was carried out under the same conditions as in Table 1 as in Example 1.

【0048】初期濾圧、使用開始7日目の濾圧、糸切れ
発生頻度を表2に示す。
Table 2 shows the initial filtration pressure, the filtration pressure on the 7th day of use, and the frequency of yarn breakage.

【0049】表面にコーティング処理を行わないパック
部品および濾材を使用した紡糸においてはコーティング
処理を施した場合に比較して使用時間に伴う濾圧の上昇
が大きく、また紡糸時の糸切れの発生頻度も大きかっ
た。
In spinning using a pack component and a filter medium whose surface is not coated, the increase in filtration pressure with use time is larger than that in the case of coating, and the frequency of yarn breakage during spinning. Was also big.

【0050】[比較例2]表面処理を行わないことを除
いて実施例4と同じパック部品およびステンレス不織布
からなる濾材を使用してパックを組み上げ、予熱機中で
24時間300℃に加熱した後紡糸機に取り付け、実施
例4と同じ極限粘度1.2のポリエチレンテレフタレー
ト繊維の紡糸を表1の条件で行った。
Comparative Example 2 A pack was assembled using the same pack parts as in Example 4 except that no surface treatment was performed and a filter medium made of stainless steel nonwoven fabric, and heated to 300 ° C. for 24 hours in a preheater. The sample was attached to a spinning machine, and spinning of the same polyethylene terephthalate fiber having an intrinsic viscosity of 1.2 as in Example 4 was performed under the conditions shown in Table 1.

【0051】初期濾圧、使用開始7日目の濾圧、糸切れ
発生頻度を表2に示す。
Table 2 shows the initial filtration pressure, the filtration pressure on the 7th day of use, and the frequency of yarn breakage.

【0052】表面にコーティング処理を行わないパック
部品および濾材を使用した紡糸においてはコーティング
処理を施した場合に比較して使用時間に伴う濾圧の上昇
が大きく、また紡糸時の糸切れの発生頻度も大きかっ
た。
In spinning using a pack component and a filter medium whose surface is not coated, the increase in filtration pressure with the use time is larger than in the case of coating, and the frequency of yarn breakage during spinning. Was also big.

【0053】[0053]

【表1】 実施例1〜3 実施例4,5 及び比較例1 及び比較例2 フィラメント数 (−) 144 196 延伸糸繊度 (d) 840 1000 紡糸パック温度 (℃) 285 300 加熱フード長 (cm) 30 30 加熱フード温度 (℃) 300 300 第1ローラ温度 (℃) 非加熱 70 〃 速度(m/分) 500 600 第2ローラ温度 (℃) 50 95 〃 速度(m/分) 5150 620 第3ローラ温度 (℃) 170 110 〃 速度(m/分) 1850 2200 第4ローラ温度 (℃) 200 220 〃 速度(m/分) 2553 3300 第5ローラ温度 (℃) 130 非加熱 〃 速度(m/分) 2501 3200 Table 1 Examples 1 to 3 Examples 4 and 5 And Comparative Example 1 and Comparative Example 2 Number of filaments (-) 144 196 Drawing yarn fineness (d) 840 1000 Spinning pack temperature (° C) 285 300 Heating hood length (cm) 30 30 Heating hood temperature (° C) 300 300 First roller Temperature (° C) No heating 70 ° Speed (m / min) 500 600 Second roller temperature (° C) 50 95 ° Speed (m / min) 5150 620 Third roller temperature (° C) 170 110 ° Speed (m / min) 1850 2200 4th roller temperature (° C) 200 220 〃 Speed (m / min) 2553 3300 5th roller temperature (° C) 130 Non-heating 速度 Speed (m / min) 2501 3200

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の装置・方法によると紡糸装置中
の金属と溶融ポリマとの接触によるゲル化物の生成、ポ
リマの劣化を抑制することができ、その結果、使用中の
濾圧の上昇、糸切れを大幅に低減することができる。こ
れにより高品質・高品位の繊維を安定に得ることが可能
になる。
According to the apparatus and method of the present invention, it is possible to suppress the formation of a gelled substance and the deterioration of the polymer due to the contact between the metal and the molten polymer in the spinning apparatus, and as a result, the increase in the filtration pressure during use. In addition, yarn breakage can be greatly reduced. This makes it possible to stably obtain high-quality and high-quality fibers.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶融ポリマと接触する装置部分の表面
に、Si,Ti,Zr,Al,W,B,Ta及びGeの
うちのいずれかの金属の酸化物、窒化物あるいは炭化物
からなる被膜が形成されていることを特徴とする合成繊
維用溶融紡糸装置。
1. A coating made of an oxide, nitride or carbide of a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Zr, Al, W, B, Ta and Ge on a surface of an apparatus portion in contact with a molten polymer. A melt-spinning apparatus for synthetic fibers, wherein the apparatus is formed.
【請求項2】 被膜が、SiO2 、TiO2 、ZrO
2 、Al2 3 よりなる群から選ばれた少なくとも1種
の化合物からなることを特徴とする請求項1に記載の合
成繊維用溶融紡糸装置。
2. The coating is made of SiO 2 , TiO 2 , ZrO.
2, Al 2 O 3 for synthetic fibers melt spinning apparatus according to claim 1, characterized in that it consists of at least one compound selected from the group consisting of.
【請求項3】 被膜が形成された装置部分が、紡糸パ
ック内壁部及び/又は濾材であることを特徴とする請求
項1記載の合成繊維用溶融紡糸装置。
3. The melt-spinning apparatus for synthetic fibers according to claim 1, wherein the portion of the device on which the coating is formed is an inner wall portion of a spin pack and / or a filter medium.
【請求項4】 ポリマを溶融紡糸する際に、請求項1
記載の溶融紡糸装置を用いることを特徴とする溶融紡糸
方法。
4. The method according to claim 1, wherein the polymer is melt-spun.
A melt spinning method, comprising using the melt spinning apparatus according to the above.
【請求項5】 ポリマが熱可塑性ポリアミド及び/又
は熱可塑性ポリエステルであることを特徴とする請求項
4記載の溶融紡糸方法。
5. The method according to claim 4, wherein the polymer is a thermoplastic polyamide and / or a thermoplastic polyester.
JP7868997A 1997-03-31 1997-03-31 Melt-extruder for producing synthetic fiber and melt-extrusion fiber-forming process Pending JPH10273810A (en)

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US09/047,613 US5997789A (en) 1997-03-31 1998-03-25 Process of melt-spinning synthetic fiber
EP98302518A EP0869204B1 (en) 1997-03-31 1998-03-31 Method of melt-spinning synthetic fiber, shaping device for molten polymer and filter
DE69809107T DE69809107T2 (en) 1997-03-31 1998-03-31 Process for melt spinning synthetic fibers, molding device for molten polymer and filter
CNB981088961A CN1154753C (en) 1997-03-31 1998-03-31 Melt-spinning method for synthetic fibre, shaping device for melted resin and filter
KR1019980011151A KR19980080913A (en) 1997-03-31 1998-03-31 Melt spinning method for synthetic fibers, molding apparatus and filter for resin melt

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004300653A (en) * 2003-03-19 2004-10-28 Toray Ind Inc Melt-spinning apparatus, method for producing the same and melt-spinning method using the same
JP2004324037A (en) * 2003-04-08 2004-11-18 Toray Ind Inc Melt-spinning device, method for manufacturing the same, and melt-spinning method using the device

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