JP2008231639A - 紡出糸条の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
粘度が低い混合溶液を紡出し、糸条を凝固液中で凝固する際において、紡出糸条がローラーの回転によって生じる凝固液の随伴流に影響されることなく安定した走糸を提供する。
【解決手段】
口金より紡出した糸条を凝固する方法において、紡出後の糸条が最初に接するローラーを凝固液液面より所定位置分高く設置することで、随伴流の発生を抑制し、低粘度の紡出混合溶液においても、高品質の糸条を３０ｍ／ｍｉｎを超える高速で安定して紡糸する製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明はノズル先端より、溶解された混合溶液から紡出された糸条を液体中に導入し、走行させて凝固する紡出糸条の製造方法に関するものである。

ノズル先端より、溶解された混合溶液から紡出された糸条を凝固する際、糸条を方向転換する際に接するローラーの回転によって生じる液体の随伴流が方向転換前の糸条を振動させ、糸条の糸道を不安定にし、隣接する糸条との融着や、時には糸切れするという欠点を有していた。ローラー上方にせき止め板を設けるという、特許文献１に記載された技術では、僅かに発生する随伴流のため、紡出時の混合溶液の粘度が８Ｐａ・ｓ以下では、安定した製糸が難しい場合もあった。
特開平１−１６８９０９号公報

本発明の課題は、紡出糸条の製造方法において、紡出された糸条を凝固する際の糸条の方向転換前後における糸条の糸道を安定化し、隣接糸条との融着や糸切れの問題を防止できる紡出糸条の製造方法を提供することにある。

（１） 口金より紡出した糸条を凝固する方法において、紡出後の糸条が最初に接するローラーが凝固液液面より紡速（ｍ／ｍｉｎ）／８ｍｍ以上、ローラー半径以下上方に突出して設けられていることを特徴とする紡出糸条の製造方法。
（２） 該糸条が中空糸であることを特徴とする（１）に記載の紡出糸条の製造方法。
（３） 該糸条の紡出時の粘度が８Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の紡出糸条の製造方法。
（４） ローラの上方に該ローラーの軸と平行にせき止め板が設けられ、該せき止め板とローラー表面との間に２．０ｍｍ以下の間隙をなしていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の紡出糸条の製造方法。
（５）（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法で製造された紡出糸条を具備することを特徴とする流体処理装置。
（６）（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法で製造された紡出糸条を具備することを特徴とする血液浄化器。
（７）人工腎臓であることを特徴とする（６）に記載の血液浄化器。
（８）（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法で製造された紡出糸条を具備することを特徴とする水浄化器。

本発明に係る紡出糸条の製造方法は、紡出直後の糸条の凝固を均一となし、隣接して走行する糸条に接しての融着、糸切れの防止および低粘度混合溶液による糸条の高速紡糸を可能とし、品質の均一性、生産性の向上に顕著な効果を奏する。

本発明の構成は、紡糸された糸条を凝固する方法において、口金より紡出された糸条を凝固浴に導入し、最初に接するローラーが、液面より紡速（ｍ／ｍｉｎ）／８ｍｍ以上、ローラー半径以下の垂直距離分上方に突出して設けられていることを特徴とする紡出糸条の製造方法にある。本発明を構成する口金とは糸条を紡出するためのノズルを指し、例えば、中空糸条を紡出するためには二重スリット構造のノズルを用いる。紡出とは溶解された混合溶液を口金より吐出することである。この混合溶液は特に限定されるものではなく、例えばポリスルホン系、ポリメチルメタクリレート系、セルロース系などの樹脂と例えば、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルビロリドンなどの親水性高分子を溶媒に溶解したものである。溶媒についても特に限定されるものではなく、例えばジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどである。また、糸条とは口金より混合溶液を紡出された糸状のものであり、中空糸条も含まれる。紡速とは紡出した糸条の走糸速度であり、ここでは、紡出後の糸条が最初に接するローラーの周速を指す。凝固とは糸条を液中に浸積し、その形状を固化することである。さらにローラーとは円筒形で、糸条の延伸、走糸方向の変更、走糸速度の制御を目的として、設置されているものであり、その材質はＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などであるが特に限定されるものではない。粘度とは流体内において速度こう配があるとき、その速度こう配の方向に垂直な面において速度の方向に生じる応力のことであり、本発明においては、糸条が吐出される際の口金温度と同一温度において、吐出時のずり速度と実質的に同一のずり速度で測定された粘度を指す。この粘度は、Ｂ型粘度計等によって測定することができる。ローラーを液面より高く設置することで、随伴流の発生を抑制し、８Ｐａ・ｓ以下の紡出混合溶液においても、高品質の中空糸を３０ｍ／ｍｉｎを超える高速で紡糸すること可能とした。

本発明について図面を用いて詳記する。図面は、すべて本発明に係る装置の一例を示すものであり、同一概念であれば、何ら拘束されるものではない。図１は紡出糸条を凝固・冷却する装置の部分概略縦断面図、図２は図１のI−II矢視概略平面図である。図１および図２に示したように、紡出部から下向きに紡出された糸条Ｙは、凝固浴２の凝固液中に導入されて凝固するとともに該凝固浴中に設けられている最初に接するローラー３を経て走糸される。この糸条は、好ましくは外径２００μｍ以上７００μｍ以下、より好ましくは２４０μｍ以上５００μｍ以下である。なお、ローラー３は矢印方向に回転している。このローラーは、直径３０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下が好ましく、１００ｍｍ以上１５０ｍｍ以下がより好ましい。また、ローラーの回転数は５０ｒｐｍ以上２００ｒｐｍ以下が好ましい。

前記ローラー３の上方には、せき止め板５がローラー３の軸と平行に設けられている。このせき止め板は複数の糸条Ｙが走糸する糸幅よりも広幅とし、好ましくはローラー３の軸方向の長さよりも広幅とする。材質は“テフロン（登録商標）”が好ましい。

前記ローラー３は、静止状態における液面Ｍより高さＨ上方にローラー３の半径以下で紡速（ｍ／ｍｉｎ）／８ｍｍ以上突出している必要がある。高さＨが紡速（ｍ／ｍｉｎ）／８ｍｍより小さいと、ローラー３の回転により生じる凝固浴液の随伴流によって、紡出直後の糸条Ｙが揺動し、隣接して走行する糸条に接して融着、あるいは糸切れを生じることがある。また、高さＨがローラー３の半径を超える高さとした場合は、糸条が凝固する前にローラー３に接することになり、走糸不可能である。この高さＨをローラー３の半径以下で且つ紡速（ｍ／ｍｉｎ）／８ｍｍ以上突出させることにより、紡出糸条の紡出時の粘度が８Ｐａ・ｓ以下である低粘度の紡出糸条であっても、紡速３０ｍ／ｍｉｎを超える高速で円滑に糸条Ｙを凝固することができ、従来の方法で発生していたローラー３の随伴流に起因する隣接して走行する糸条との融着や糸切れをなくすことができる。これは、ローラー３に随伴する凝固浴液の流動および液面Ｍの波立ちを、ローラー３を上方に突出することにより、糸条が凝固浴に入る部位と随伴流の発生する凝固液面をローラー３で分けることにより、糸条が凝固浴に入る部位の凝固浴液が安定した状態を保っていることによる。

本発明に係る紡出糸条の製造方法は、特に紡出時の糸条粘度が低いものおよび、紡出後凝固液に浸漬するまでの空走部での糸条間の最短距離（以下、糸条間ピッチと称する）が３０ｍｍ以下の小さいもの、たとえば、人工腎臓用途等の血液浄化器用途、また浄水器用途等の水浄化器用途に用いる中空糸条を得る場合に特に有効に用いることができる。

以下実施例について具体的に説明するが、本発明がこれによって限定されるものではない。

実施例１
粘度３Ｐａ・ｓ（３０℃ Ｂ型粘度計）のポリスルホン、ポリビニルピロリドン、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）からなる混合溶液を二重スリット構造の口金の外管部分から吐出し、同時に、注入孔である内管部分からＤＭＡｃと水からなる注入液を吐出することにより紡出した中空糸を、直径１４０ｍｍのローラー３で、紡糸速度４０ｍ／ｍｉｎ、中空糸本数４８本、糸条間ピッチ１０ｍｍ、高さＨ１０ｍｍで走糸した。紡出混合溶液および注入液の吐出量は凝固後の中空糸内径が200μｍ、外径が300μｍとなるよう調整した。せき止め板として、“テフロン（登録商標）”製の板を実質的にローラー面に対して平行にローラー表面から上方に１ｍｍの隙間が設けられるように設置し、１２時間の連続紡糸を実施した結果、糸融着本数、糸切れ本数についてはいずれも０本であった。

実施例２
実施例１の混合溶液、２重スリット構造の口金で吐出された中空糸を直径１４０ｍｍのローラー３で、紡糸速度３０ｍ／ｍｉｎ、中空糸本数１４４本、糸条間ピッチ１０ｍｍ、高さＨ５ｍｍで走糸した。紡出混合溶液および注入液の吐出量は凝固後の中空糸内径が200μｍ、外径が280μｍとなるよう調整した。せき止め板として、“テフロン（登録商標）”製の板を実質的にローラー面に対して平行にローラー表面から上方に２ｍｍの隙間が設けられるように設置し、１２時間の連続紡糸を実施した結果、糸融着本数、糸切れ本数についてはいずれも０本であった。

実施例３
実施例１の混合溶液、２重スリット構造の口金、で吐出された中空糸を直径１４０ｍｍのローラー３で、紡糸速度４０ｍ／ｍｉｎ、中空糸本数１４４本、糸条間ピッチ１０ｍｍ、高さＨ１５ｍｍで走糸した。紡出混合溶液および注入液の吐出量は凝固後の中空糸内径が180μｍ、外径が240μｍとなるよう調整した。せき止め板は設置せず、１２時間の連続紡糸を実施した結果、糸融着本数、糸切れ本数についてはいずれも０本であった。

実施例４
粘度５Ｐａ・ｓ（３０℃ Ｂ型粘度計）のポリスルホン、ポリビニルピロリドン、ＤＭＡｃからなる混合溶液を実施例１の２重スリット構造の口金から吐出された中空糸を直径１４０ｍｍのローラー３で、紡糸速度４５ｍ／ｍｉｎ、中空糸本数１４４本、糸条間ピッチ５ｍｍ、高さＨ１５ｍｍで走糸した。紡出混合溶液および注入液の吐出量は凝固後の中空糸内径が300μｍ、外径が400μｍとなるよう調整した。せき止め板は設置せず、１２時間の連続紡糸を実施した結果、糸融着本数、糸切れ本数についてはいずれも０本であった。

実施例５
実施例４の混合溶液、２重スリット構造の口金で吐出された中空糸を直径１４０ｍｍのローラー３で、紡糸速度７０ｍ／ｍｉｎ、中空糸本数１４４本、糸条間ピッチ１０ｍｍ、高さＨ２０ｍｍで走糸した。紡出混合溶液および注入液の吐出量は凝固後の中空糸内径が200μｍ、外径が280μｍとなるよう調整した。せき止め板は設置せず、１２時間の連続紡糸を実施した結果、糸融着本数、糸切れ本数についてはいずれも０本であった。

比較例１
凝固液面がローラー上面から１０ｍｍ上方にある（ローラーが完全に凝固液に浸漬している）（高さＨ：−１０ｍｍ）状態に設定した以外は実施例３と同一条件にて１２時間の連続紡糸を実施した結果、糸融着本数については、１４４本中、４本であった。また、糸切れ本数については１４４本中、１本であった。

比較例２
液面高さＨが２ｍｍであること以外、実施例３と同一条件にて紡糸した結果、糸融着本数については、１４４本中、２本であった。また、糸切れ本数については１４４本中、１本であった。

比較例３
凝固液面がローラー上面から１０ｍｍ上方にある（ローラーが完全に凝固液に浸漬している）（高さＨ：−１０ｍｍ）状態に設定した以外は実施例４と同一条件にて１２時間の連続紡糸を実施した結果、糸融着本数については、１４４本中、５２本であった。また、糸切れ本数については１４４本中、３本であった。

比較例４
液面高さＨが２ｍｍであること以外、実施例４と同一条件にて紡糸した結果、糸融着本数については、１４４本中、４６本であった。また、糸切れ本数については１４４本中、２本であった。

比較例５
凝固液面がローラー上面から１０ｍｍ上方にある（ローラーが完全に凝固液に浸漬している）（高さＨ：−１０ｍｍ）状態に設定した以外は実施例５と同一条件にて１２時間の連続紡糸を実施した結果、糸融着本数については、１４４本中、７０本であった。また、糸切れ本数については１４４本中、５本であった。

比較例６
液面高さＨが２ｍｍであること以外、実施例５と同一条件にて紡糸した結果、糸融着本数については、１４４本中、５６本であった。また、糸切れ本数については１４４本中、５本であった。

比較例１
凝固液面がローラー上面から１０ｍｍ上方にある（ローラーが完全に凝固液に浸漬している）（高さＨ：−１０ｍｍ）状態に設定した以外は実施例１と同一条件にて１２時間の連続紡糸を実施した結果、糸融着本数については、１４４本中、４本であった。また、糸切れ本数については１４４本中、１本であった。

紡出糸条を凝固・冷却する装置の部分概略縦断面図である。 図１のI−II矢視概略平面図である。

符号の説明

１ 紡出部
２ 凝固浴
３ ローラー
４ ローラー軸
５ せき止め板
Ｇ 凝固液
Ｈ 高さ
Ｍ 液面
Ｙ 糸条

Claims (8)

1. 口金より紡出した糸条を凝固する方法において、紡出後の糸条が最初に接するローラーが凝固液液面より紡速（ｍ／ｍｉｎ）／８ｍｍ以上、ローラー半径以下上方に突出して設けられていることを特徴とする紡出糸条の製造方法。
2. 該糸条が中空糸であることを特徴とする請求項１に記載の紡出糸条の製造方法。
3. 該糸条の紡出時の粘度が８Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紡出糸条の製造方法。
4. ローラの上方に該ローラーの軸と平行にせき止め板が設けられ、該せき止め板とローラー表面との間に２．０ｍｍ以下の間隙をなしていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の紡出糸条の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法で製造された紡出糸条を具備することを特徴とする流体処理装置。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法で製造された紡出糸条を具備することを特徴とする血液浄化器。
7. 人工腎臓であることを特徴とする請求項６に記載の血液浄化器。
8. 請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法で製造された紡出糸条を具備することを特徴とする水浄化器。

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