JPS61258010A - 溶融紡糸方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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おる。

更に詳しくは紡糸原料が元来、 ■　分子量分布が広範囲でおって、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
、重化台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、フェノール系樹脂、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、例えばチップ溶融紡糸装
置においては、原料チップを溶融押出しするメルク、該
メルク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濾過後紡糸口金から吐出して
紡糸する紡糸パックから構成される。

前記メルクには一般的に、押出機あるいはポットタイプ
のメルクが用いられる。

（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おる。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、押出部のバラン
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
に該原料を濾過しておいても、前記タンデム押出機から
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、後続の紡糸バック内−退部でこれらの熱
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Ｐ圧上昇を起こし、長期的な運転は不可能であ
る。

一方、ポットタイプのメルクを用いて、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、バッ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
って、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、フェノール系樹脂、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、紡糸原料を押
出機を用いて溶融紡糸し繊維を製造する方法において、
第１段目の押出機で紡糸原料を溶融吐出し、そのままも
しくは濾過した後、第２段目の押出機へ連続的に導入し
て紡糸原料のガス成分を脱気しながら押出し、続いて計
量手段で計量後濾過した後紡糸口金から溶融紡糸するに
際して、第２段目の押出機の運転条件を第１段目の押出
機の吐出量よりも吐出過多となるスクリュー回転数で運
転することを特徴とする溶融紡糸方法である。

ざらに、本発明に係る溶融紡糸装置は、フィード機能と
溶融機能を有する第１段目の押出機と、ベント機能と押
出機能を有する第２段目の押出機とが、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で直列
に連結され、かつ紡糸ブロックと該紡糸ブロックの最下
端に接続した紡糸口金とが、前記第２段目の押出機の吐
出側に連結された構成であって、前記第２段目の押出機
と前記紡糸口金の間に計量手段、該計量手段と前記紡糸
口金の間に濾過手段を有する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って順次明
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
ュー６にかみ込みし易い適当な大きさのチップ状、粉末
状の状態で必要な量が収納できるホッパー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をホッパー５の
下部からスクリュー６の回転によりフィードし、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、スクリュー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
ブロック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１
１の間に；濾過手段（Ａ＞１２を有する構成である。

また、好ましくは前記第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、前記濾過手段（Ａ
＞１２とは別の；濾過手段（Ｂ）８を設けるのがよい。

また、前記紡糸口金１４の加熱手段１８は紡糸ブロック
１０の加熱手段１６と独立して構成されることが好まし
く、更に濾過手段（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と前記濾過手段（Ａ＞１２の間
に混線手段、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ｌａ２のスクリュー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より上流側で検出しつつ
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
スクリュー６の回転数を回転制御する制御機能を設ける
ことが好ましい。

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ュー回転数で
運転するすることが勘要である。

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、押出機をフィ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って、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は解消さ
れる。

また、第１段目と第２段目の押出機の連結管１９へ濾過
手段（Ｂ）８を、前記第２段目の押出機２と紡糸口金１
４の間に計量手段１１を、該計量手段１１と前記紡糸口
金１４の間に別の濾過手段（Ａ）１２を設けることによ
って、濾過手段（Ｂ）８はベント孔９より上流側にあり
、濾過手段（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；濾過手段に補集されて経時的
に戸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の吐出圧よりも吐出過多となる
スクリュ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、ベント孔９において溶
融原料のベントアップを起こすことなく（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、紡糸ブロック１０の加熱手段１６と独立して構成す
ることによって、紡糸上最適な温度を加熱ブロック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、紡糸ブロック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
にして紡糸することもできる。

更に、ｒ過手段（Ａ＞１２も独立な加熱手段１７を有す
ることによって、濾過度を温度によっである範囲に制御
できる。例えば温度を上げるとゲル状物は粘度低下して
ｒ過手段をスリ抜けてしまうので、温度は一圧との兼ね
合いで低い方が好ましい。第２の濾過手段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って
、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ｒ過手段（Ａ＞１２の間
に混線手段、例えば静止型混合器２６を設けることによ
って、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１１２の運転条件を
第１段目の押出１１１の吐出量よりも吐出過多となるス
クリュー回転数、即ち飢餓状態で運転することによって
、第２段目の押出機２のスクリュー７の溝空間には該原
料が充満しないため、粘度ムラによって当該押出Ｉ１２
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、ベントアップすることなく、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
原料によっ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を促進す
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
クリューエンド、好ましくは第１段目の押出機１のスク
リューエンドも、紡糸口金１４の直下、ギアポンプ１１
と紡糸ブロック１０との接続面等とともに、原料が溶融
状態で大気に接触する可能性のめ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２
７を閉止後、該原料４をホッパー５へ投入した上で排気
孔２３からホッパー内を真空引きした後、ガス供給孔２
２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って、ホッパー
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、 イ）溶融、ベントと計量機能を分割したので、個別に制
御しうるため安定した運転が可能である。

口）濾過、混練、計量手段を、ベント機能の障害になら
ないように構成したので、ベントアップによるトラブル
がなく長期連結運転ができる。

ハ）適切な制御機能を有しているので、トラブルなしの
自動運転ができる。

二）紡糸口金等の加熱手段を他の加熱手段と独立せしめ
たので、ベント以降原料の熱変性物、重化合物、ガスの
発生をできるだけ抑えた条件で紡糸できる。

ホ）溶融状態で大気に接触しないように工夫したので酸
化物を生じない。

【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。 図面の簡単な説明 １：第１段目の押出機　　２：第２段目の押出機３：紡
糸ヘッド　　　　　４：紡糸原料５：ホッパー ６：第１段目のスクリュー ７：第２段目のスクリュー ８：第１段目のｆ過半段 ９：ベント孔　　　　１０：紡糸ブロック１１：ギヤポ
ンプ　　１２：第２段目の濾過手段１３：分散板　　　
　１４：紡糸口金 １５．１６．’１７．１８：加熱手段 １９．２０連結管　　２１：ポリマー通路２２．２４：
ガス供給孔 ２３．２５：排気口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）紡糸原料を押出機を用いて溶融紡糸し繊維を製造
   する方法において、第１段目の押出機で紡糸原料を溶融
   吐出し、そのままもしくは濾過した後、第２段目の押出
   機へ連続的に導入して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濾過した後紡糸口金
   から溶融紡糸するに際して、第２段目の押出機の運転条
   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
   クリュー回転数で運転することを特徴とする溶融紡糸方
   法。
2. （２）フィード機能と溶融機能を有する第１段目の押出
   機と、ベント機能と押出機能を有する第２段目の押出機
   とが、前記第１段目の押出機の吐出部と前記第２段目の
   押出機の供給部で直列に連結され、かつ紡糸ブロックと
   該紡糸ブロックの最下端に接続した紡糸口金とが、前記
   第２段目の押出機の吐出側に連結された構成であって、
   前記第２段目の押出機と前記紡糸口金の間に計量手段、
   該計量手段と前記紡糸口金の間に濾過手段を有すること
   を特徴とする溶融紡糸装置。