JP2001316936A - Method for producing solvent spun cellulose fiber - Google Patents

Method for producing solvent spun cellulose fiber

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JP2001316936A
JP2001316936A JP2000136838A JP2000136838A JP2001316936A JP 2001316936 A JP2001316936 A JP 2001316936A JP 2000136838 A JP2000136838 A JP 2000136838A JP 2000136838 A JP2000136838 A JP 2000136838A JP 2001316936 A JP2001316936 A JP 2001316936A
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JP
Japan
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spinneret
spinning
angle
solvent
cellulose fiber
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Application number
JP2000136838A
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Japanese (ja)
Inventor
Muneatsu Nakamura
宗敦 中村
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a solvent cellulose fiber, by which the solvent cellulose fiber can be produced without causing the generation of a whirlpool due to an unstable flow in a spinneret even on high extrusion and without unstabilizing the extrusion. SOLUTION: This method for producing the solvent spun cellulose fiber is characterized by spinning a tertiary amine oxide solution of the cellulose by the use of a spinneret 1 having two or more taper introduction angles, an L/D of <5 [L: the length (7) of a capillary portion; D: a hole diameter (8)], the larger taper angle α near to a flow exit than an angle β and the angle αof <=30 deg..

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】本発明はセルロース原料を三
級アミンオキシドなどの溶媒により、溶液とし繊維状に
成形する技術に関し、溶剤セルロース繊維の製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for forming a cellulose raw material into a solution with a solvent such as tertiary amine oxide into a solution, and to a method for producing a cellulose fiber solvent.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビスコース法に代わり、セルロースをN
−メチルモルホリン−N−オキシド(NMMO)水和物
を溶媒として成形する方法は工業的に利用されており、
その代表例としてリオセル(Lyocell)繊維がよ
く知られている。NMMOは三級アミンオキシドの1種
であり有機溶媒である。セルロースをNMMO水和物を
溶媒として用いたセルロース繊維の製造方法については
特公昭60−28848号公報に開示されており、環境
負荷の軽いこと、物性に優れることから近年さらに注目
を集めている。また、この溶液を用いて紡糸を行う場
合、孔径の小さい紡糸口金から低ドラフト比で細繊度の
糸条が得られることことが特開平4−308220号公
報に開示されている。しかしながら、孔径の小さい紡糸
口金を使用すると、紡糸口金内部での不安定流動の影響
で発生する渦(図2中の10)により吐出不安定である
メルトフラクチャーが発生し、孔径Dは0.2mm以下
の場合特に発生し易い。吐出不安定が生じると高紡糸速
度での巻取りが困難となる。この現象は高吐出時ほど顕
著になり、高速度で糸条を巻き取ることが困難となる。
2. Description of the Related Art Instead of the viscose method, cellulose is replaced with N.
A method of molding -methylmorpholine-N-oxide (NMMO) hydrate as a solvent is industrially used,
As a typical example, Lyocell fiber is well known. NMMO is one type of tertiary amine oxide and an organic solvent. A method for producing cellulose fibers using cellulose as a solvent with NMMO hydrate is disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 28848/1985, and has attracted much attention in recent years because of its light environmental load and excellent physical properties. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-308220 discloses that when spinning is performed using this solution, it is possible to obtain a fine yarn with a low draft ratio from a spinneret having a small pore diameter. However, when a spinneret having a small hole diameter is used, a melt fracture that is unstable in ejection occurs due to a vortex (10 in FIG. 2) generated due to the unstable flow inside the spinneret, and the hole diameter D is 0.2 mm. This is particularly likely to occur in the following cases. When ejection instability occurs, winding at a high spinning speed becomes difficult. This phenomenon becomes more remarkable at the time of high ejection, and it becomes difficult to wind the yarn at a high speed.

【0003】メルトフラクチャーの発生を制御するため
には孔径Dを大きくすれば良い。しかしながら、孔径D
を大きくすると吐出線速度が下がりドラフト比が上がる
為、高紡糸速度では糸切れが発生しやすく好ましくな
い。紡糸口金の孔径は小さいほど吐出線速度は上がりド
ラフト比を下げることができ、高紡糸速度での巻取りが
可能であり有効である反面、高吐出は紡糸口金内部での
不安定流動の影響で発生する渦によりメルトフラクチャ
ーが発生し高紡糸速度での巻取りが困難である。
[0003] In order to control the occurrence of melt fracture, the diameter D of the hole may be increased. However, the hole diameter D
When the spinning speed is increased, the ejection linear velocity decreases and the draft ratio increases. The smaller the hole diameter of the spinneret, the higher the discharge linear speed and the lower the draft ratio, and it is possible and effective to take up at a high spinning speed.On the other hand, high discharge is affected by the unstable flow inside the spinneret. Melt fracture occurs due to the generated vortex, and winding at a high spinning speed is difficult.

【0004】孔径Dが小さく、メルトフラクチャーを発
生すること無く高吐出が可能である紡糸口金については
国際公開特許WO 97/41284号公報に開示され
ている。テーパー導入角度を二段階設けることで、流出
口付近での流動不安定による渦の発生を抑え、高吐出を
可能としている。しかしながら、工業的に生産する場合
ではまだ吐出量は不十分であり高生産は困難である。ま
た、流出口に近いテーパー角度αは角度βよりも小さい
角度であるがこの場合、流出口に近いテーパー角度αが
角度βよりも大きい角度と比較すると流動不安定による
渦が発生しやすく好ましくない。また、テーパー導入角
度を極力小さくすることで高吐出が可能である紡糸口金
については特開平10−158922号公報及び特開平
10−158924号公報に開示されている。しかしな
がら、孔径Dが0.25mm以下の場合では、テーパー
導入角度を小さくした場合においても流出口付近での流
動不安定による渦が発生しやすく、高吐出は実質的に無
理である。
A spinneret having a small hole diameter D and capable of high discharge without generating melt fracture is disclosed in International Patent Publication WO 97/41284. By providing two stages of taper introduction angles, generation of vortices due to unstable flow near the outlet is suppressed, and high discharge is possible. However, in the case of industrial production, the discharge amount is still insufficient and high production is difficult. Also, the taper angle α near the outlet is smaller than the angle β, but in this case, vortices due to instability of flow are more likely to be generated than when the taper angle α near the outlet is larger than the angle β, which is not preferable. . Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-158922 and 10-158924 disclose a spinneret capable of performing high ejection by minimizing the taper introduction angle. However, when the hole diameter D is 0.25 mm or less, even when the taper introduction angle is reduced, a vortex is likely to be generated due to unstable flow near the outlet, and high discharge is practically impossible.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、高
吐出時においても紡糸口金内部での不安定流動による渦
は発生すること無く、従来よりも更に高吐出が可能であ
り、高紡糸速度においても巻取り可能である溶剤セルロ
ース繊維の製造方法を提案することを目的とする。
Therefore, according to the present invention, even at the time of high discharge, vortices due to unstable flow inside the spinneret do not occur, and higher discharge is possible than in the prior art. It is an object of the present invention to propose a method for producing a solvent cellulose fiber that can be wound up.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、以下のと
おりである。 1.テーパー導入角度を二つ以上有し、L/Dが5より
も小さく、流出口に近いテーパー角度αが角度βよりも
大きい角度であり、かつ角度αが30°以下である紡糸
口金を用いて、セルロースの三級アミンオキシド溶液を
紡糸することを特徴とする溶剤紡糸セルロース繊維の製
造方法。
That is, the present invention is as follows. 1. Using a spinneret having two or more taper introduction angles, L / D smaller than 5, a taper angle α close to the outlet, larger than angle β, and an angle α of 30 ° or less. A method for producing a solvent-spun cellulose fiber, comprising spinning a tertiary amine oxide solution of cellulose.

【0007】2.前記の紡糸口金が紡糸口金内部に無電
界金属メッキが施されていることを特徴とする前記1記
載の溶剤紡糸セルロース繊維の製造方法。
[0007] 2. 2. The method for producing a solvent-spun cellulose fiber according to the above item 1, wherein the spinneret is provided with electroless metal plating inside the spinneret.

【0008】3.前記の紡糸口金が配列された孔を有
し、横断面が異型状または中空状である繊維を紡糸でき
ることを特徴とする前記1記載の溶剤紡糸セルロース繊
維の製造方法。
[0008] 3. 2. The method for producing a solvent-spun cellulose fiber according to the above item 1, wherein the fiber having a hole in which the spinneret is arranged and having a cross section of an irregular or hollow shape can be spun.

【0009】4.前記の紡糸口金の角度βが3°以上か
ら15°以下である前記1記載の溶剤紡糸セルロース繊
維の製造方法。
4. 2. The method for producing a solvent-spun cellulose fiber according to the above 1, wherein the angle β of the spinneret is from 3 ° to 15 °.

【0010】5.前記の紡糸口金の孔径Dが0.1mm
以上0.3mm以下であり、テーパー角度が切り替わる
境の直径D1が0.7mm以下である前記1記載の溶剤
紡糸セルロース繊維の製造方法。
[0010] 5. The hole diameter D of the spinneret is 0.1 mm
3. The method for producing a solvent-spun cellulose fiber according to the above 1, wherein the diameter D1 at the boundary where the taper angle is switched is 0.7 mm or less.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳述する。まず、
本発明で使用する紡糸口金の断面図である図1について
説明する。長さL及び直径Dのキャピラリー部の流入口
にはテーパー角度が二段階、もしくはそれ以上設けてあ
る。流出口から離れる方向にしたがってテーパー角度は
小さくなり、流出口に近いテーパー角度αは角度βより
も大きい。また、テーパー角度が切り替わる境の直径を
D1と定義し、D1は小さいほど不安定流動の影響で発
生する渦は発生しにくく高吐出が可能であり、D1は
0.7mm以下が好ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. First,
FIG. 1 which is a cross-sectional view of a spinneret used in the present invention will be described. The inflow port of the capillary portion having the length L and the diameter D is provided with two or more taper angles. The taper angle becomes smaller in the direction away from the outlet, and the taper angle α closer to the outlet is larger than the angle β. The diameter at the boundary where the taper angle switches is defined as D1, and the smaller D1 is, the less vortex generated due to the influence of the unstable flow is, and the higher the discharge rate is. Thus, D1 is preferably 0.7 mm or less.

【0012】紡糸口金内部での流動不安定により発生す
る渦は、導入部のテーパー角度を小さくすることで解消
することが可能であり、流出口に近い導入部のテーパー
角度αは5°から30°の範囲が好ましい。しかしなが
ら、導入部のテーパー角度を極端に小さくすることは、
紡糸口金内部の機械加工上非常に困難となり、十分な加
工を施すことは困難である。十分な加工を施すことがで
きない場合、吐出不安定の原因となりうる。特にキャピ
ラリー導入部のテーパー角度αが10°以下になると精
度良く加工することは極めて困難となり生産コストが上
がるため、導入部のテーパー角度αは、更に好ましくは
10°から25°の範囲である。
Vortices generated due to unstable flow inside the spinneret can be eliminated by reducing the taper angle at the inlet, and the taper angle α at the inlet near the outlet is from 5 ° to 30 °. ° is preferred. However, making the taper angle of the introduction part extremely small,
It becomes very difficult to machine the inside of the spinneret, and it is difficult to perform sufficient processing. If sufficient processing cannot be performed, ejection may become unstable. In particular, when the taper angle α of the capillary introduction portion is 10 ° or less, it is extremely difficult to perform machining with high accuracy and the production cost increases. Therefore, the taper angle α of the introduction portion is more preferably in the range of 10 ° to 25 °.

【0013】導入部のテーパー角度を二段階、更には三
段階以上設けると、該導入部の入り口部での流動不安定
による発生する渦が生じにくくなり、導入部のテーパー
角度が一段階である場合と比較して高吐出が可能となり
好ましい。また、紡糸口金内部での流動不安定により発
生する渦は、キャピラリー導入部のテーパー角度αが、
テーパー角度βよりも大きい角度であるとき発生しにく
く望ましい。導入テーパー角度βもα同様、小さいほう
が紡糸口金内部での流動不安定による発生する渦が生じ
にくく好ましい。テーパー角度βは5°から15°の範
囲が好ましい。
[0013] If the taper angle of the introduction portion is provided in two stages, or more than three stages, a vortex generated due to flow instability at the entrance of the introduction portion is less likely to occur, and the taper angle of the introduction portion is one stage. This is preferable because high discharge can be achieved as compared with the case. In addition, the vortex generated due to unstable flow inside the spinneret has a taper angle α of the capillary introduction part,
When the angle is larger than the taper angle β, it hardly occurs and it is desirable. The smaller the introduced taper angle β is, like α, the smaller the vortex generated due to unstable flow inside the spinneret is preferably generated. The taper angle β is preferably in the range of 5 ° to 15 °.

【0014】導入部のテーパー角度を二段階設けた紡糸
口金については、国際公開特許WO97/41284号
公報に開示されており、導入部のテーパー角度について
は、図1中の導入部のテーパー角度αは、図1中のβよ
りも小さい。導入角度βが導入角度αと同じ場合は、導
入角度βと導入角度αが異なる場合と比較して、図2に
示した紡糸口金内部での流動不安定による発生する渦が
発生し易い。導入部のテーパー角度について、テーパー
角度αとβの大きさと吐出安定性の関係を調べたとこ
ろ、角度αは角度βよりも大きい方が、小さい時と比較
して高吐出が可能であることを見出し、導入部のテーパ
ー角度αは、角度βよりも大きいほうが好ましいことが
わかった。また、テーパー角度αが大きいほど精度良い
加工が可能であり、加工不十分のため生じる流動不安定
による発生する渦は抑制できるため、テーパー角度βは
テーパー角度αよりも小さいことが望ましい。
A spinneret having two stages of taper angles of the introduction portion is disclosed in International Publication WO97 / 41284. The taper angle of the introduction portion is shown in FIG. Is smaller than β in FIG. When the introduction angle β is the same as the introduction angle α, a vortex generated due to unstable flow inside the spinneret shown in FIG. 2 is more likely to be generated than when the introduction angle β and the introduction angle α are different. When the relationship between the taper angles α and β and the ejection stability of the introduction portion was examined, it was found that a larger ejection angle was possible when the angle α was larger than the angle β than when it was smaller. It has been found that the taper angle α of the introduction portion is preferably larger than the angle β. In addition, the larger the taper angle α, the more accurate the processing can be performed, and the vortex generated due to the unstable flow caused by insufficient processing can be suppressed. Therefore, the taper angle β is desirably smaller than the taper angle α.

【0015】同時にテーパー角度が切り替わる境の直径
D1を極力小さくするほうが、テーパー角度が切り替わ
る付近で発生する流動不安定による渦の発生空間は狭め
ることができ高吐出が可能である。D1は0.7mm以
下が好ましい。
At the same time, when the diameter D1 at the boundary where the taper angle is switched is made as small as possible, the generation space of the vortex due to instability of the flow generated near the switching of the taper angle can be narrowed, and high discharge can be achieved. D1 is preferably 0.7 mm or less.

【0016】紡糸口金内部での紡糸原液の流動安定性を
高めるため、L/Dを長くすることも有効であることは
特開平7−3523号公報に開示されている。しかしな
がら、L/Dを長くすることと流動不安定による発生す
る渦は無関係であった。また、L/Dを長くすると加工
費が上がり好ましくない。L/Dが5より小さい紡糸口
金を使用するのが好ましく、更に好ましくはL/Dが3
以下のものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-3523 discloses that it is effective to increase the L / D in order to enhance the flow stability of the spinning solution in the spinneret. However, the lengthening of L / D and the vortex generated due to flow instability were irrelevant. Further, if L / D is lengthened, processing cost increases, which is not preferable. It is preferable to use a spinneret having an L / D of less than 5, more preferably an L / D of 3
These are:

【0017】更に紡糸口金内部をぬれ性の低い無電界金
属メッキ処理を施すことで、壁面において生じる流動抵
抗を減少できる。この為高せん断速度をかけた時、即ち
高吐出時においても流動安定性が高まり、吐出不安定に
なりにくい。メッキの金属としてはニッケル、銅、す
ず、アルミニウムが好ましい。
Further, by subjecting the inside of the spinneret to electroless metal plating with low wettability, the flow resistance generated on the wall surface can be reduced. For this reason, even when a high shear rate is applied, that is, at the time of high discharge, the flow stability is enhanced, and discharge is less likely to be unstable. Nickel, copper, tin, and aluminum are preferred as the metal for plating.

【0018】また、この紡糸口金の孔形状は丸型のみに
限らない。孔を重ねあわせることで図3に示したような
多葉形、十字形等の異型断面繊維製造用紡糸口金、更に
は中空糸繊維製造用紡糸口金にも応用できる。
The hole shape of the spinneret is not limited to a round shape. By overlapping the holes, the present invention can be applied to a spinneret for producing fibers of irregular cross-section such as a multi-leaf or a cross as shown in FIG. 3 and a spinneret for producing hollow fiber.

【0019】以下、本発明における溶剤紡糸セルロース
繊維の製造方法について具体的に説明する。
Hereinafter, the method for producing a solvent-spun cellulose fiber according to the present invention will be specifically described.

【0020】溶剤セルロース繊維を製造するために、本
発明は上述したいずれかの紡糸口金を使用する。セルロ
ース平均重合度は800程度の木材精製パルプを原料と
して使用するのが好ましい。なお、高重合度のセルロー
スと低重合度のセルロースを混合した場合でも溶液の調
整は可能である。セルロースをNMMO水和物に溶解さ
せる場合、溶解時の温度は90〜135℃が好ましい。
また、セルロース濃度が5〜35wt%に調整すると均
一な溶解が可能であり、好ましくは10〜20wt%で
ある。セルロースの溶解に際し、セルロース重合度の低
下や、NMMOの分解を防ぐ目的で酸化防止剤を0.1
〜2.0wt%添加するのが望ましい。調整された紡糸
原液は紡糸ヘッドへ送られ、ギヤポンプで計量されスピ
ンパックへ供給される。温度は90〜135℃が好まし
い。90℃未満では紡糸原液の粘度が高く、実質的に吐
出困難であり、135℃以上では酸化防止剤を添加した
紡糸原液においてもセルロース重合度は著しく低下し好
ましくない。紡糸原液中の異物を取り除くためにフィル
トレーションを行うことは有効であり、スピンパック中
にサンドを用いたり、メッシュの金属フィルター等での
ろ過が望ましい。
The present invention uses any of the spinnerets described above to produce solvent cellulose fibers. It is preferable to use wood refined pulp having a cellulose average polymerization degree of about 800 as a raw material. The solution can be adjusted even when cellulose having a high degree of polymerization and cellulose having a low degree of polymerization are mixed. When cellulose is dissolved in NMMO hydrate, the temperature during dissolution is preferably 90 to 135 ° C.
Further, when the cellulose concentration is adjusted to 5 to 35 wt%, uniform dissolution is possible, and preferably 10 to 20 wt%. In dissolving the cellulose, 0.1% of an antioxidant is used for the purpose of preventing a decrease in the degree of polymerization of cellulose and decomposition of NMMO.
It is desirable to add ~ 2.0 wt%. The adjusted spinning dope is sent to a spinning head, measured by a gear pump, and supplied to a spin pack. The temperature is preferably from 90 to 135 ° C. If the temperature is lower than 90 ° C., the viscosity of the spinning stock solution is high, and it is practically difficult to discharge. It is effective to perform filtration in order to remove foreign substances in the spinning solution, and it is desirable to use a sand during spin pack or to perform filtration with a mesh metal filter or the like.

【0021】紡糸口金から吐出された紡糸原液は、紡糸
口金と凝固液面の間(エアーギャップ)で引き伸ばされ
る。エアーギャップは10mm〜100mm程度に設定
すれば良く、また高紡糸速度時は、クエンチチャンバー
等を用いて吐出糸条を積極的に冷却する方式を採用する
ことが好ましい。凝固浴としてはNMMOの水溶液を使
用するのが好ましく、凝固浴温度は室温程度が好まし
い。凝固浴を通過した糸条は、引き続いて水洗及び乾燥
が行われ、その後ワインダーで糸条として巻き上げられ
る。
The spinning solution discharged from the spinneret is stretched between the spinneret and the surface of the coagulating liquid (air gap). The air gap may be set to about 10 mm to 100 mm, and at the time of high spinning speed, it is preferable to adopt a method of actively cooling the discharged yarn using a quench chamber or the like. As the coagulation bath, an aqueous solution of NMMO is preferably used, and the coagulation bath temperature is preferably about room temperature. The yarn that has passed through the coagulation bath is subsequently washed with water and dried, and then wound up as a yarn by a winder.

【0022】紡糸原液のセルロース濃度及び原料として
使用した精製パルプのセルロース平均重合度が異なる
と、紡糸原液の溶融粘度は異なるため、セルロース濃度
及びセルロース平均重合度が大きい場合程、粘度は上昇
し、吐出不安定が起こり易くる。また、紡糸温度が10
0℃以下では、吐出不安定が起こり易く、100℃以上
が好ましく、110℃がより好ましい。孔径Dは、0.
1mm以下では吐出不安定が起こり易く、十分な吐出が
困難である為、0.15mm以上が好ましい。
If the cellulose concentration of the spinning dope and the cellulose pulp used as a raw material differ in the cellulose average polymerization degree, the melt viscosity of the spinning dope differs, so that the viscosity increases as the cellulose concentration and the cellulose average polymerization degree increase. Discharge instability tends to occur. When the spinning temperature is 10
When the temperature is 0 ° C. or lower, ejection instability is likely to occur, and the temperature is preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 110 ° C. The pore diameter D is set at 0.
When the thickness is 1 mm or less, ejection instability is likely to occur, and it is difficult to perform sufficient ejection.

【0023】[0023]

【実施例】以下、実施例を示すが本発明はこれらの実施
例に限定されるものではない。なお、紡糸原液の組成及
びセルロース平均重合度の確認を下記に示した方法で行
った。
The present invention is not limited to the following embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments. The composition of the spinning dope and the average degree of cellulose polymerization were confirmed by the methods described below.

【0024】<セルロース重合度の評価方法>セルロー
スの重合度は、キュウブリ・エチレンジアミン法で測定
した。試料を0.0075〜0.0085g秤量し、キ
ュウブリ・エチレンジアミン溶液中に投入する。室温で
約30分攪拌し、完全に試料を溶解させた後、温度を2
0℃一定に保持して測定を行った。
<Method of Evaluating Degree of Cellulose Polymerization> The degree of polymerization of cellulose was measured by the cubic ethylenediamine method. A sample is weighed in an amount of 0.0075 to 0.0085 g and put into a Cucumber / ethylenediamine solution. The mixture was stirred at room temperature for about 30 minutes to completely dissolve the sample.
The measurement was performed while the temperature was kept constant at 0 ° C.

【0025】<ドープ組成の評価方法>紡糸原液中の水
分率は、微量水分測定装置(平沼産業株式会社製、型式
AQ−7)にて測定した。試験片を約5g秤量し、無水
エタノール(99.5%)を約20ml加え、室温で一
晩静置した後、測定を行った。紡糸原液中のセルロース
濃度は、紡糸原液の重量を測定した後、紡糸原液を良く
水洗しセルロースを析出さた。そして60℃で一昼夜乾
燥した後の重量を測定した。紡糸原液の重量と良く水洗
しセルロースを析出させ、60℃で一昼夜乾燥した後の
重量の差でセルロース濃度を算出した。
<Method of Evaluating Dope Composition> The moisture content in the spinning stock solution was measured by a trace moisture analyzer (Model AQ-7, manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.). About 5 g of the test piece was weighed, about 20 ml of absolute ethanol (99.5%) was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature overnight, after which measurement was performed. The cellulose concentration in the spinning dope was determined by measuring the weight of the spinning dope and then thoroughly washing the spinning dope with water to precipitate cellulose. And the weight after drying at 60 degreeC all day and night was measured. The cellulose solution was washed well with the weight of the spinning dope to precipitate cellulose, and the cellulose concentration was calculated from the difference in weight after drying at 60 ° C. overnight.

【0026】溶剤セルロース繊維を製造するために、セ
ルロース平均重合度は800の日本製紙製の木材精製パ
ルプを原料として使用した。セルロースを日本乳化製の
NMMO水和物に溶解させる場合、減圧下でミキシング
をおこなうことでセルロース濃度が15wt%になるよ
う原料を投入した。また、酸化防止剤として没食子酸n
−プロピルを0.25wt%添加した。温度110℃、
減圧下で3時間程度攪拌することで紡糸原液を得た。調
整された紡糸原液は紡糸ヘッドへ送られ、ギヤポンプで
計量されスピンパックへ供給され、本発明の紡糸口金を
用いて吐出させた。吐出時の温度は110℃一定に保持
した。なお、紡糸原液中の異物を取り除くためにメッシ
ュの金属フィルターを用いて紡糸口金直前のろ過を行っ
た。
In order to produce a solvent cellulose fiber, a wood refined pulp made by Nippon Paper having an average degree of polymerization of 800 was used as a raw material. When dissolving cellulose in NMMO hydrate manufactured by Nippon Emulsion, raw materials were added by mixing under reduced pressure so that the cellulose concentration became 15 wt%. Also, gallic acid n as an antioxidant
-Propyl was added at 0.25 wt%. Temperature 110 ° C,
By stirring under reduced pressure for about 3 hours, a spinning stock solution was obtained. The adjusted spinning solution was sent to the spinning head, measured by a gear pump, supplied to a spin pack, and discharged using the spinneret of the present invention. The temperature at the time of ejection was kept constant at 110 ° C. In addition, in order to remove foreign substances in the spinning solution, filtration was performed immediately before the spinneret using a mesh metal filter.

【0027】紡糸口金から吐出された紡糸原液は50m
mのエアーギャップ中で引き伸ばした。また、クエンチ
チャンバー用いて吐出糸条を温度20℃、風速0.8m
/secにて冷却を行った。凝固浴は温度13℃でNM
MO濃度が18wt%の水溶液を使用した。
The spinning solution discharged from the spinneret is 50 m
m in the air gap. In addition, the discharge yarn was heated at a temperature of 20 ° C. and a wind speed of 0.8 m using a quench chamber.
/ Sec. Coagulation bath is NM at 13 ℃
An aqueous solution having an MO concentration of 18 wt% was used.

【0028】調整された紡糸原液のセルロース濃度及び
セルロース重合度を確認した結果、セルロース濃度は1
5.3wt%であり、セルロース重合度は489であっ
た。
As a result of confirming the cellulose concentration and the degree of cellulose polymerization of the adjusted spinning solution, the cellulose concentration was 1%.
It was 5.3 wt% and the degree of cellulose polymerization was 489.

【0029】<実施例1>上記の紡糸原液を用いて、D
=0.2mm、D1=1.0mm、L/D=1、α=2
0°、β=10°、孔数20である紡糸口金を温度11
0℃に保持し、流動不安定が起こる限界の吐出量を測定
した結果、9.8g/minの吐出が可能であった。紡
糸速度400m/minで紡糸を行ったところ糸切れは
1回/日発生したが、紡糸状態は安定であった。
Example 1 Using the above spinning stock solution,
= 0.2 mm, D1 = 1.0 mm, L / D = 1, α = 2
A spinneret having 0 °, β = 10 °, and 20 holes was heated at a temperature of 11 °.
The temperature was kept at 0 ° C., and the discharge amount at the limit where flow instability occurred was measured. As a result, discharge at 9.8 g / min was possible. When spinning was performed at a spinning speed of 400 m / min, thread breakage occurred once / day, but the spinning state was stable.

【0030】<実施例2>上記の紡糸原液を用いて、D
=0.2mm、D1=0.5mm、L/D=1、α=2
0°、β=10°、孔数20で孔を十字形に配列した紡
糸口金を温度110℃に保持し、流動不安定が起こる限
界の吐出量を測定した結果、30.8g/minの吐出
が可能であった。D1を小さくすることで高吐出が可能
となった。紡糸速度400m/minで紡糸を行ったと
ころ糸切れは発生せず、紡糸時は安定であった。
Example 2 Using the above spinning dope, D
= 0.2 mm, D1 = 0.5 mm, L / D = 1, α = 2
A spinneret with 0 °, β = 10 °, and 20 holes arranged in a cruciform shape was held at a temperature of 110 ° C., and a limit discharge amount at which flow instability occurred was measured. Was possible. By making D1 small, high ejection becomes possible. When spinning was performed at a spinning speed of 400 m / min, no yarn breakage occurred and the spinning was stable.

【0031】<実施例3>上記の紡糸原液を用いて、D
=0.2mm、D1=0.5mm、L/D=1、α=2
0°、β=10°、孔数20である紡糸口金を温度11
0℃に保持し、流動不安定が起こる限界の吐出量を測定
した結果、38.8g/minの吐出が可能であった。
D1を更に小さくすることで更に高吐出が可能となっ
た。紡糸速度500m/minで紡糸を行ったところ糸
切れは発生せず、非常に紡糸安定状態であった。
<Example 3> Using the above spinning dope, D
= 0.2 mm, D1 = 0.5 mm, L / D = 1, α = 2
A spinneret having 0 °, β = 10 °, and 20 holes was heated at a temperature of 11 °.
The temperature was kept at 0 ° C., and the limit discharge amount at which flow instability occurred was measured. As a result, discharge at 38.8 g / min was possible.
By making D1 even smaller, higher ejection was possible. When spinning was performed at a spinning speed of 500 m / min, no yarn breakage occurred and the spinning was in a very stable state.

【0032】<実施例4>上記の紡糸原液を用いて、D
=0.1mm、D1=0.5mm、L/D=1、α=2
0°、β=10°、孔数20である紡糸口金を温度11
0℃に保持し、流動不安定が起こる限界の吐出量を測定
した結果、3.0g/minの吐出が可能であった。紡
糸速度200m/minで紡糸を行ったところ糸切れは
発生せず、紡糸安定であった。
Example 4 Using the above spinning dope, D
= 0.1 mm, D1 = 0.5 mm, L / D = 1, α = 2
A spinneret having 0 °, β = 10 °, and 20 holes was heated at a temperature of 11 °.
The temperature was kept at 0 ° C., and the limit discharge amount at which flow instability occurred was measured. As a result, discharge at 3.0 g / min was possible. When spinning was performed at a spinning speed of 200 m / min, no yarn breakage occurred and spinning was stable.

【0033】<実施例5>上記の紡糸原液を用いて、D
=0.2mm、D1=0.5mm、L/D=1、α=2
0°、β=10°、孔数20で紡糸口金内部に無電解ニ
ッケル金属メッキを施した紡糸口金を温度110℃に保
持し、流動不安定が起こる限界の吐出量を測定した結
果、46.2g/minの吐出が可能であった。紡糸口
金内部に無電界ニッケル金属メッキを施しすことで更に
高吐出が可能であった。紡糸速度550m/minで紡
糸を行ったところ糸切れは発生せず、非常に紡糸安定で
あった。
Example 5 Using the above spinning dope, D
= 0.2 mm, D1 = 0.5 mm, L / D = 1, α = 2
The spinneret with electroless nickel metal plating inside the spinneret at 0 °, β = 10 ° and 20 holes was kept at a temperature of 110 ° C., and the limit discharge amount at which flow instability occurred was measured. Discharge of 2 g / min was possible. By applying electroless nickel metal plating inside the spinneret, a higher discharge was possible. When spinning was performed at a spinning speed of 550 m / min, no yarn breakage occurred and the spinning was very stable.

【0034】<実施例6>上記の紡糸原液を用いて、D
=0.1mm、D1=0.5mm、L/D=1、α=2
0°、β=10°、孔数20で紡糸口金内部に無電界ニ
ッケル金属メッキを施した紡糸口金を温度110℃に保
持し、流動不安定が起こる限界の吐出量を測定した結
果、5.0g/minの吐出が可能であった。紡糸速度
250m/minで紡糸を行ったところ糸切れは発生せ
ず、紡糸安定であった。
Example 6 Using the above spinning dope, D
= 0.1 mm, D1 = 0.5 mm, L / D = 1, α = 2
4. The spinneret with electroless nickel metal plating inside the spinneret at 0 °, β = 10 °, and 20 holes was held at a temperature of 110 ° C, and the limit discharge amount at which flow instability occurred was measured. Discharge of 0 g / min was possible. When spinning was performed at a spinning speed of 250 m / min, no yarn breakage occurred and spinning was stable.

【0035】<比較例1>上記の紡糸原液を用いて、D
=0.2mm、L/D=1、α=20°、β=0°、孔
数20の紡糸口金を温度110℃に保持し、流動不安定
が起こる限界の吐出量を測定した結果、5.6g/mi
nの吐出が可能であった。紡糸速度300m/minで
紡糸を行ったところ糸切れが多発し非常に紡糸不安定で
あった。
<Comparative Example 1> Using the above spinning stock solution,
= 0.2 mm, L / D = 1, α = 20 °, β = 0 °, the number of holes was kept at 110 ° C, and the limit discharge amount at which flow instability occurred was measured. 0.6 g / mi
It was possible to discharge n. When spinning was performed at a spinning speed of 300 m / min, thread breakage occurred frequently and the spinning was very unstable.

【0036】<比較例2>上記の紡糸原液を用いて、D
=0.2mm、D1=0.5mm、L/D=0.1、α
=10°、β=60°、孔数20である紡糸口金を温度
110℃に保持し、流動不安定が起こる限界の吐出量を
測定した結果、16.6g/minの吐出が可能であっ
た。紡糸速度400m/minで紡糸を行ったところ糸
切れは4回/日発生し、紡糸不安定であった。また、吐
出量を19.1g/minで紡糸を行ったところ通糸す
ることができなかった。
<Comparative Example 2> Using the above spinning stock solution,
= 0.2 mm, D1 = 0.5 mm, L / D = 0.1, α
= 10 °, β = 60 °, the number of holes was 20 and the spinneret was maintained at a temperature of 110 ° C, and the limit discharge amount at which flow instability occurred was measured. As a result, discharge at 16.6 g / min was possible. . When spinning was performed at a spinning speed of 400 m / min, thread breakage occurred four times / day and spinning was unstable. Further, when the yarn was spun at a discharge rate of 19.1 g / min, the yarn could not be passed.

【0037】<比較例3>上記の紡糸原液を用いて、D
=0.1mm、D1=0.5mm、L/D=0.1、α
=10°、β=60°、孔数20である紡糸口金を温度
110℃に保持し、流動不安定が起こる限界の吐出量を
測定した結果、2.6g/minの吐出が可能であっ
た。紡糸速度200m/minで紡糸を行ったところ糸
切れは7回/日発生し、紡糸不安定であった。また、吐
出量を3.0g/minで紡糸を行ったところ通糸する
ことが非常に困難であった。
<Comparative Example 3> Using the above spinning stock solution,
= 0.1 mm, D1 = 0.5 mm, L / D = 0.1, α
= 10 °, β = 60 °, the number of holes was 20 and the spinneret was maintained at a temperature of 110 ° C, and the limit discharge amount at which flow instability occurred was measured. As a result, 2.6 g / min discharge was possible. . When spinning was performed at a spinning speed of 200 m / min, thread breakage occurred 7 times / day, and spinning was unstable. When spinning was performed at a discharge rate of 3.0 g / min, it was very difficult to pass the yarn.

【0038】<比較例4>上記の紡糸原液を用いて、D
=0.2mm、L/D=15、α=20°、β=0°、
孔数20である紡糸口金を温度110℃に保持し、流動
不安定が起こる限界の吐出量を測定した結果、6.2g
/minの吐出が可能であった。紡糸速度300m/m
inで紡糸を行ったところ糸切れは3回/日発生し、紡
糸不安定であった。また、吐出量を9.8g/minで
紡糸を行ったところ通糸することができなかった。
<Comparative example 4>
= 0.2 mm, L / D = 15, α = 20 °, β = 0 °,
The spinneret having 20 holes was held at a temperature of 110 ° C., and the limit discharge amount at which flow instability occurred was measured.
/ Min was possible. Spinning speed 300m / m
When spinning was performed in, yarn breakage occurred three times / day, and spinning was unstable. When spinning was performed at a discharge rate of 9.8 g / min, the yarn could not be passed.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】表1に示すように、テーパー導入角度αが
βよりも大きい角度であり、D1が小さい実施例3及び
4とテーパー導入角度αがβよりも小さい角度である比
較例2及び3よりも、吐出性及び紡糸安定性が優れてい
ることが理解できる。さらに無電界金属メッキ処理を施
した紡糸口金を用いると、極めて高吐出が可能となり、
また高紡糸速度においても、紡糸安定性は非常に良く、
比較例より大幅に優れていることが理解できる。また、
L/Dが十分小さくても高吐出が可能であり、十分な紡
糸安定性であることが理解できる。
As shown in Table 1, the taper introduction angle α is an angle larger than β, and Examples 3 and 4 where D1 is small and Comparative Examples 2 and 3 where the taper introduction angle α is an angle smaller than β. Also, it can be understood that the dischargeability and the spinning stability are excellent. In addition, the use of a spinneret that has been subjected to electroless metal plating enables extremely high discharge,
Also at high spinning speed, spinning stability is very good,
It can be understood that it is significantly superior to the comparative example. Also,
It can be understood that high ejection is possible even if L / D is sufficiently small, and that spinning stability is sufficient.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明による紡糸口金を使用する製造方
法では、紡糸口金内部での不安定流動によって生じる渦
が発生しにくく、孔径Dが小さい場合においても高吐出
が可能となり、高紡糸速度においても紡糸安定性が悪化
すること無く大幅な生産性向上が可能である。
According to the manufacturing method using the spinneret according to the present invention, vortices caused by unstable flow inside the spinneret are less likely to occur, and high discharge can be achieved even when the hole diameter D is small, and high spinning speed can be achieved. Also, the productivity can be greatly improved without deteriorating the spinning stability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明で使用する溶剤セルロース繊維の紡糸口
金の一例の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an example of a spinneret for a solvent cellulose fiber used in the present invention.

【図2】紡糸口金でのメルトフラクチャー発生の模式図
である。
FIG. 2 is a schematic view of the occurrence of melt fracture in a spinneret.

【図3】異型断面用紡糸口金及び中空用紡糸口金の孔配
列の一例である。
FIG. 3 is an example of a hole arrangement of a spinneret for a modified section and a spinneret for a hollow.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1… 紡糸口金 2… 流出口 3… テーパー角度が切り替わる境の孔径 4… 流出口に近いテーパー角度 5… 流出口に遠いテーパー角度 6… 流入口孔径 7… キャピラリー部の長さ 8… 孔径 9… メルトフラクチャー 10…渦 11…安定流 a… 多葉形 b… 十字形 c… 三角中空形 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spinneret 2 ... Outlet 3 ... Hole diameter at the boundary where the taper angle is switched 4 ... Taper angle near the outlet 5 ... Taper angle far from the outlet 6 ... Inlet hole diameter 7 ... Capillary part length 8 ... Hole diameter 9 ... Melt fracture 10 ... vortex 11 ... stable flow a ... multi-leaf b ... cross-shaped c ... triangular hollow

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】テーパー導入角度を二つ以上有し、L/D
が5よりも小さく、流出口に近いテーパー角度αが角度
βよりも大きい角度であり、かつ角度αが30°以下で
ある紡糸口金を用いて、セルロースの三級アミンオキシ
ド溶液を紡糸することを特徴とする溶剤紡糸セルロース
繊維の製造方法。
An L / D having two or more taper introduction angles.
Is smaller than 5, the taper angle α close to the outlet is an angle larger than the angle β, and the angle α is 30 ° or less, using a spinneret to spin a tertiary amine oxide solution of cellulose. A method for producing a solvent-spun cellulose fiber.
【請求項2】前記の紡糸口金が紡糸口金内部に無電界金
属メッキが施されていることを特徴とする請求項1記載
の溶剤紡糸セルロース繊維の製造方法。
2. A method for producing a solvent-spun cellulose fiber according to claim 1, wherein said spinneret is provided with electroless metal plating inside the spinneret.
【請求項3】前記の紡糸口金が配列された孔を有し、横
断面が異型状または中空状である繊維を紡糸できること
を特徴とする請求項1記載の溶剤紡糸セルロース繊維の
製造方法。
3. The method for producing a solvent-spun cellulose fiber according to claim 1, wherein said spinneret has holes in which the spinnerets are arranged, and is capable of spinning a fiber having an irregular or hollow cross section.
【請求項4】前記の紡糸口金の角度βが3°以上から1
5°以下である請求項1記載の溶剤紡糸セルロース繊維
の製造方法。
4. The angle β of the spinneret is from 3 ° or more to 1 °.
The method for producing a solvent-spun cellulose fiber according to claim 1, which is at most 5 °.
【請求項5】前記の紡糸口金の孔径Dが0.1mm以上
0.3mm以下であり、テーパー角度が切り替わる境の
直径D1が0.7mm以下である請求項1記載の溶剤紡
糸セルロース繊維の製造方法。
5. The production of a solvent-spun cellulose fiber according to claim 1, wherein the diameter D of the spinneret is 0.1 mm or more and 0.3 mm or less, and the diameter D1 at the boundary where the taper angle switches is 0.7 mm or less. Method.
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