JP2016108672A - Composite spinneret and composite fiber manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合口金および複合繊維の製造方法に関する。 The present invention relates to a composite die and a method for producing a composite fiber.
ポリエステルやポリアミドなどの熱可塑性ポリマーを用いた繊維は、力学特性や寸法安定性に優れるため、用途が多様化し、様々な機能性を付与した繊維が数多く開発されるようになった。 Fibers using thermoplastic polymers such as polyester and polyamide are excellent in mechanical properties and dimensional stability, so their uses have diversified and many fibers with various functionalities have been developed.
例えば、衣料用途では、ソフトな風合い等を付与する狙いで単糸細繊度化・多フィラメント化や、吸水・速乾性の向上や光沢感を変更する等の狙いで単糸異形断面化、また、鮮明性に優れた染色の実現等の新たな機能性付与の狙いでポリマーを改質する等の改良が行われている。また、産業資材用途では、同様に単糸細繊度化・多フィラメント化や単糸異形断面化の他、高強度化、高弾性化や、耐候性、難燃性等の新たな機能性付与を狙ったポリマーの改質等の改良が行われている。さらに、上記改良に加えて、2種類以上のポリマーを組み合わせることによって、単一成分のポリマーでは不十分な性能を補完したり、また、全く新しい機能を付与する複合繊維の開発も盛んに行われている。 For example, in apparel applications, single yarn fine cross-section with the aim of giving fine texture, soft filament, etc., improving water absorption, quick drying, changing glossiness, etc. Improvements such as polymer modification have been made with the aim of imparting new functionality such as realization of dyeing with excellent sharpness. For industrial materials, in addition to making single yarn finer, multifilament, and single yarn irregular cross-section, new functionalities such as high strength, high elasticity, weather resistance, flame resistance, etc. Improvements such as targeted polymer modifications have been made. In addition to the above improvements, composite fibers that combine two or more polymers to complement performance that is insufficient with a single component polymer or that give a completely new function are being actively developed. ing.
この複合繊維には、複合口金を用いて得られる芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型と、ポリマー同士を溶融混練することで得られるアロイ型がある。芯鞘型は、芯成分を鞘成分が被覆することで、単独繊維では達成されない風合い、嵩高性などといった感性的効果、また、強度、弾性率、耐摩耗性などといった力学特性の付与が可能となる。また、サイドバイサイド型では、単独繊維では不可能であった捲縮性を発現させ、ストレッチ性等を付与することが可能となる。 The composite fiber includes a core-sheath type, a side-by-side type, and a sea-island type obtained by using a composite die, and an alloy type obtained by melt-kneading polymers. In the core-sheath type, the sheath component coats the core component, so that it is possible to impart sensibility effects such as texture and bulkiness that cannot be achieved with a single fiber, and mechanical properties such as strength, elastic modulus, and wear resistance. Become. Further, in the side-by-side type, it is possible to express crimpability, which is impossible with a single fiber, and to impart stretchability and the like.
そして、海島型では、溶融紡糸した後に易溶出成分(海成分)を溶出することにより、難溶出成分(島成分)だけが残存し、単繊維の糸径がナノオーダーの極細繊維を得ることが可能となる。このような極細繊維になると、衣料用途では、一般の繊維では得ることができない柔軟なタッチやきめ細やかさが発現し、人工皮革や新感触テキスタイル等に適用でき、また、繊維間隔が緻密となることから、高密度織物として、防風性、撥水性が必要とされるスポーツ衣料用途にも展開できる。また、産業資材用途では、比表面積が増大し、塵埃捕集性が高まることによる高性能フィルタ等への適用や、また、極細繊維が微細な溝に入りこみ、汚れを拭き取ることによる精密機器などのワイピングクロスや、精密研磨布等にも適用が可能となる。 And in the sea-island type, by eluting the easily-eluting component (sea component) after melt spinning, only the difficult-to-elute component (island component) remains, and it is possible to obtain ultrafine fibers with a single fiber diameter of nano-order. It becomes possible. When it becomes such an extra fine fiber, in the use for clothing, a soft touch and fineness that cannot be obtained with ordinary fibers are expressed, and it can be applied to artificial leather, new touch textiles, etc., and the fiber spacing becomes dense. Therefore, it can be developed as a high-density woven fabric for sports clothing that requires windproof and water repellency. In industrial material applications, it can be applied to high-performance filters, etc., because the specific surface area is increased and dust collection is improved, and precision equipment is used by wiping off dirt by inserting ultrafine fibers into fine grooves. It can also be applied to wiping cloths, precision polishing cloths, and the like.
また、芯鞘型は、芯成分を鞘成分が被覆することで、単独繊維では達成されない風合い、嵩高性などといった感性的効果、また、強度、弾性率、耐摩耗性などといった力学特性の付与が可能となる。また、サイドバイサイド型では、単独繊維では不可能であった捲縮性を発現させ、ストレッチ性等を付与することが可能となる。 In addition, the core-sheath type has a core component covered with a sheath component, so that it can provide a sensory effect such as a texture and bulkiness that cannot be achieved with a single fiber, and mechanical properties such as strength, elastic modulus, and wear resistance. It becomes possible. Further, in the side-by-side type, it is possible to express crimpability, which is impossible with a single fiber, and to impart stretchability and the like.
また、近年では、海島型の極細繊維でありながら、各単糸では芯鞘型やサイドバイサイド型となる繊維も創出されるようになってきた。更には、芯成分と海成分とを同一成分とすることで、または芯成分と鞘成分と海成分とがそれぞれ異なる3成分ポリマー(芯成分と海成分は溶解性ポリマー)とすることで、中空型の極細繊維も創出されるようになってきた。 In recent years, fibers that are core-sheath type or side-by-side type have been created for each single yarn, although they are sea-island type ultrafine fibers. Furthermore, by making the core component and the sea component the same component, or by making the core component, the sheath component and the sea component different from each other (the core component and the sea component are soluble polymers), The type of ultrafine fibers has also been created.
海島型複合繊維を製造するにおいて、多様な繊維断面形態を高精度に形成し、この断面形態の寸法安定性を高く維持できる複合口金が提案されている(たとえば、特許文献1)。 In manufacturing sea-island type composite fibers, a composite base has been proposed that can form various fiber cross-sectional shapes with high accuracy and maintain high dimensional stability of the cross-sectional shapes (for example, Patent Document 1).
この複合口金は、各ポリマー成分を分配するための分配孔および/又は分配溝が形成された1枚以上の分配板と、分配板のポリマーの紡出経路方向の下流側に位置し、複数の島成分吐出部と複数の海成分吐出部とが形成された最下層分配板とで構成されている。また、各島成分吐出部は、島成分ポリマーを吐出するための1つ以上の島成分吐出孔で構成されており、各海成分吐出部は、海成分ポリマーを吐出するための1つ以上の海成分吐出孔で構成されている。最も短い中心間距離で隣接する2つの島成分吐出部と、該2つの島成分吐出部の2本の共通外接線とで囲まれる領域内に、海成分吐出部の少なくとも一部が存在することが記載されている。 The composite base is located on the downstream side of the distribution plate in the direction of the polymer spinning path of one or more distribution plates in which distribution holes and / or distribution grooves for distributing each polymer component are formed. It is comprised by the lowermost layer distribution plate in which the island component discharge part and the several sea component discharge part were formed. Moreover, each island component discharge part is comprised by the 1 or more island component discharge hole for discharging an island component polymer, and each sea component discharge part is 1 or more for discharging a sea component polymer. It consists of sea component discharge holes. At least a part of the sea component discharge portion exists in a region surrounded by two island component discharge portions adjacent at the shortest center distance and two common circumscribing lines of the two island component discharge portions. Is described.
しかしながら、特許文献1に記載の複合口金は、安価に製作できると共に、島成分ポリマーの吐出孔の孔充填密度を拡大しつつ、島成分ポリマー同士の合流を防止し、多様な繊維断面形態を高精度に形成し、この断面形態の寸法安定性を高く維持できるという特徴があるが、薄板の積層体で構成されていることから、複合口金にて生じる流路圧損が大きく、大流量のポリマーに対応できないおそれがある。よって、本発明の目的は、各成分ポリマーの複合口金に生じる流路圧損を小さくし、大流量のポリマーにも対応できる複合口金を提供することにある。 However, the composite die described in Patent Document 1 can be manufactured at a low cost, and while increasing the hole filling density of the discharge holes of the island component polymer, it prevents the island component polymers from joining together, thereby increasing the variety of fiber cross-sectional forms. It has a characteristic that it can be accurately formed and the dimensional stability of this cross-sectional shape can be maintained high, but because it is composed of a laminate of thin plates, the flow path pressure loss that occurs in the composite die is large, and a high flow rate polymer It may not be possible to respond. Accordingly, an object of the present invention is to provide a composite die that can reduce flow path pressure loss generated in the composite die of each component polymer and can cope with a polymer having a large flow rate.
上記課題を解決する本発明の第1の形態の複合口金は、
第1成分ポリマーおよび第2成分ポリマーによって構成される複合ポリマー流を吐出するための複合口金であって、
第1成分ポリマーを流すための第1成分ポリマー流路と、第2成分ポリマーを流すための第2成分ポリマー流路が形成されており、
第1成分ポリマー流路および/または第2成分ポリマー流路が、ポリマー紡出経路方向の下流側に向かうにつれて分岐しており、
第1成分ポリマー流路および/または第2成分ポリマー流路が、各流路で隣り合う分岐点と分岐点の間で湾曲しており、
1つまたは複数の第1成分ポリマー流路と1つまたは複数の第2成分ポリマー流路とが、ポリマー紡出経路方向の最下流で一体となっている。
The composite base of the first embodiment of the present invention that solves the above problems is
A composite base for discharging a composite polymer stream constituted by a first component polymer and a second component polymer,
A first component polymer flow path for flowing the first component polymer and a second component polymer flow path for flowing the second component polymer are formed;
The first component polymer flow path and / or the second component polymer flow path are branched toward the downstream side in the polymer spinning path direction;
The first component polymer flow path and / or the second component polymer flow path is curved between adjacent branch points in each flow path;
One or a plurality of first component polymer channels and one or a plurality of second component polymer channels are integrated at the most downstream side in the polymer spinning path direction.
本発明の第1の形態の複合口金は、第1成分ポリマー流路および/または第2成分ポリマー流路をポリマー紡出経路方向から観察した流路の形状が、各流路で隣り合う分岐点と分岐点の間で湾曲していることが好ましい。 The composite die according to the first aspect of the present invention is a branch point where the shape of the flow path when the first component polymer flow path and / or the second component polymer flow path is observed from the direction of the polymer spinning path is adjacent to each flow path. It is preferable that it is curved between the branch point.
また、上記課題を解決する本発明の第2の形態の複合口金は、
第1成分ポリマーおよび第2成分ポリマーによって構成される複合ポリマー流を吐出するための複合口金であって、
第1成分ポリマーを流すための第1成分ポリマー流路と、第2成分ポリマーを流すための第2成分ポリマー流路が形成されており、
第1成分ポリマー流路および/または第2成分ポリマー流路が、ポリマー紡出経路方向の下流側に向かうにつれて分岐しており、
第1成分ポリマー流路および/または第2成分ポリマー流路が、各流路で隣り合う分岐点と分岐点の間の2ヶ所以上のそれぞれで90度より大きな角度で屈曲しており、
1つまたは複数の第1成分ポリマー流路と1つまたは複数の第2成分ポリマー流路とが、ポリマー紡出経路の最下流で一体となっている。
Moreover, the composite base of the second embodiment of the present invention that solves the above problems is
A composite base for discharging a composite polymer stream constituted by a first component polymer and a second component polymer,
A first component polymer flow path for flowing the first component polymer and a second component polymer flow path for flowing the second component polymer are formed;
The first component polymer flow path and / or the second component polymer flow path are branched toward the downstream side in the polymer spinning path direction;
The first component polymer flow path and / or the second component polymer flow path is bent at an angle greater than 90 degrees at each of two or more points between the branch points adjacent to each other in the flow paths;
The one or more first component polymer channels and the one or more second component polymer channels are united at the most downstream side of the polymer spinning path.
本発明の第2の形態の複合口金は、第1成分ポリマー流路および/または第2成分ポリマー流路をポリマー紡出経路方向から観察した流路の形状が、各流路で隣り合う分岐点と分岐点の間2ヶ所以上のそれぞれで90度より大きな角度で屈曲していることが好ましい。 The composite die according to the second aspect of the present invention is a branch point in which the shape of the flow path when the first component polymer flow path and / or the second component polymer flow path is observed from the direction of the polymer spinning path is adjacent to each flow path. It is preferable to bend at an angle greater than 90 degrees at each of two or more locations between the branch points.
本発明の複合繊維の製造方法は、本発明の複合口金を用いた複合紡糸機により複合繊維を製造する方法である。 The method for producing a conjugate fiber of the present invention is a method of producing a conjugate fiber by a conjugate spinning machine using the conjugate die of the present invention.
本発明において、「ポリマー紡出経路方向」とは、各成分ポリマーが計量板から吐出板の口金吐出孔まで流れる主方向をいう。
本発明において、「各流路で隣り合う分岐点と分岐点」とは、第1成分ポリマー流路、第2成分ポリマー流路が、ポリマー紡出経路方向に連通して上流から下流に向かい分岐される流路において、最も近接した上流側の分岐点と下流側の分岐点のことをいう。
本発明において、「分岐点」とは、第1成分ポリマー流路、第2成分ポリマー流路において、上流側の流路が、下流に向かい複数個に分割されている流路の分岐点をいう。
In the present invention, the “polymer spinning path direction” refers to the main direction in which each component polymer flows from the measuring plate to the die discharge hole of the discharge plate.
In the present invention, “a branch point and a branch point adjacent to each flow path” means that the first component polymer flow path and the second component polymer flow path communicate with each other in the polymer spinning path direction and branch from upstream to downstream. In this flow path, the closest upstream branch point and the downstream branch point are referred to.
In the present invention, the “branch point” refers to a branch point of a flow path in which the upstream flow path is divided into a plurality of downstream streams in the first component polymer flow path and the second component polymer flow path. .
本発明の複合口金によれば、各成分ポリマーの吐出孔の孔充填密度を拡大しつつ、複合口金に生じる流路圧損を小さくし、大流量のポリマーにも対応できる。また、本発明の複合口金を用いることで、多様な繊維断面形態を形成できる。 According to the composite die of the present invention, the flow path pressure loss generated in the composite die can be reduced while expanding the hole filling density of the discharge holes of each component polymer, and it is possible to deal with a polymer having a large flow rate. Moreover, various fiber cross-sectional forms can be formed by using the composite die of the present invention.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。図3は、本発明の実施形態に用いられる複合口金の概略断面図であり、図5は図3のX−X矢視図であり、図1は図3の一部である分配板の概略部分断面図であり、図2は、図3の一部である分配板の部分拡大平面図であり、図4は本発明の実施形態に用いられる複合口金と、紡糸パック、冷却装置周辺の概略断面図である。なお、これらは、本発明の要点を正確に伝えるための概念図であり、図を簡略化しており、本発明の複合口金は特に制限されるものでなく、孔および溝の数ならびにその寸法比などは実施の形態に合わせて変更可能なものとする。また、本発明の複合口金においては、第1成分ポリマーと第2成分ポリマーの2つのポリマー流路(第1成分ポリマー流路3、第2成分ポリマー流路4)を実際には有しているが、説明を簡単化するために、1成分のポリマー流路のみで説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 3 is a schematic cross-sectional view of a composite base used in an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view taken along the line XX of FIG. 3, and FIG. 1 is a schematic of a distribution plate which is a part of FIG. 2 is a partial cross-sectional view, FIG. 2 is a partially enlarged plan view of a distribution plate that is a part of FIG. 3, and FIG. 4 is a schematic view of the periphery of a composite base, a spin pack, and a cooling device used in an embodiment of the present invention. It is sectional drawing. These are conceptual diagrams for accurately transmitting the main points of the present invention, which are simplified, and the composite base of the present invention is not particularly limited, and the number of holes and grooves and the size ratio thereof are not limited. These can be changed according to the embodiment. In addition, the composite die of the present invention actually has two polymer channels (first component polymer channel 3 and second component polymer channel 4) of the first component polymer and the second component polymer. However, in order to simplify the explanation, only one component polymer flow path will be explained.
初めに、本発明も最も重要なポイントである、複合口金18の孔充填密度(孔充填密度とは、吐出孔5の数を複合口金18の断面積で除することによって求めた値であり、値が大きいほど、複合繊維の断面を多島、または多様化が可能になる)を大きくしつつ、大流量ポリマーであっても、複合口金に生じる流路圧損が小さくできる原理について説明する。
First, the present invention is also the most important point, the hole filling density of the composite die 18 (hole filling density is a value obtained by dividing the number of
ここで、複合口金18の孔充填密度を大きくするためには、複合口金18に配置された分配板6に微細な流路を狭いピッチで形成し、それに連通した吐出孔5を狭い孔間ピッチにて配置する必要がある。
Here, in order to increase the hole filling density of the
この微細な流路の製作方法としては、エッチング加工が知られており、これは通常電気・電子部品の加工に用いられており、薄板にパターンを転写し、化学的に処理することで微細加工を施すものである。 Etching is known as a manufacturing method for this fine flow path, and it is usually used for processing electrical and electronic parts. The pattern is transferred to a thin plate and chemically processed. Is to be applied.
この加工の特徴としては、被加工物の歪への配慮が必要ないため、被加工物の厚みの下限に制約がなく、極めて薄い金属板に合流溝8や分配孔7を穿設することが可能となる。また、金属材の厚みによって製作できる分配溝8の溝幅、分配孔7の孔径、および溝間/孔間ピッチが決まっており、金属板の厚みと同等レベルの溝幅、孔径、および溝・溝(孔・孔)間距離まで穿設することが可能となる(例えば、金属板の板厚み0.1mmには、孔径φ0.1mm、溝幅0.1mm、溝・溝間距離0.1mmが加工可能となる)。
As a feature of this processing, since it is not necessary to consider the distortion of the workpiece, there is no restriction on the lower limit of the thickness of the workpiece, and the joining
このエッチング加工を用いて、微細な流路を形成するには、極めて薄い1枚の金属板に微細な溝や孔を、狭小の溝・溝(孔・孔)間ピッチで穿設した後、それらを複数枚積層させることが好ましい。 In order to form a fine flow path using this etching process, after making fine grooves and holes in a very thin metal plate with a pitch between narrow grooves / grooves (holes / holes), It is preferable to laminate a plurality of them.
この場合に形成される流路構造を説明する。図6に示すように、複数の積層された分配板6(上記の金属板)において、分配板6に形成された分配孔7(上記の孔)が、ポリマーの紡出経路方向の下流側に向かい増加するように構成し、ポリマーの紡出経路方向にポリマーを導く分配孔7が形成された分配板6と、ポリマーの紡出経路方向に垂直な方向にポリマーを導く分配溝8(上記の溝)が形成された分配板6とを交互に積層させて、ポリマーの紡出経路方向の上流側に位置する分配孔7と、ポリマーの紡出経路方向の下流側に位置する分配孔7とを連通するように分配溝8が形成されている。そこで、一つの分配孔7に対して、そのポリマー紡出経路方向の下流側の位置に連通する一つの分配溝8を形成し、その分配溝8の端部に連通する複数個(図6では2つ)の分配孔7を構成するトーナメント方式のポリマーの通流経路が形成されている。この場合、上流側に配置した分配孔7と、下流側に配置した分配溝8との接合部分が分岐点14となり、ポリマー紡出経路方向の下流に向かい、ポリマーが微細に分割される。そして、最も下流側に配置された分配板6の吐出孔5の孔充填密度を極限まで大きくすることができる。
The flow path structure formed in this case will be described. As shown in FIG. 6, in the plurality of stacked distribution plates 6 (the above metal plates), the distribution holes 7 (the above holes) formed in the
しかしながら、この方式を採用すると、ポリマーの紡出経路方向(分配板6の積層方向)、またはポリマーの紡出経路方向に垂直な方向(分配板6の面方向)にしか流路を形成することができない。そのため、ポリマーを上流から下流に向け微細に分割する流路を形成するには、90度に屈曲する階段状の流路しか形成することができず、流路長さが必然的に長くなり、つまりは流路圧損が大きくなる。 However, if this method is adopted, the flow path is formed only in the direction of the polymer spinning path (stacking direction of the distribution plate 6) or in the direction perpendicular to the direction of the polymer spinning path (surface direction of the distribution plate 6). I can't. Therefore, in order to form a flow path that finely divides the polymer from upstream to downstream, only a step-like flow path bent at 90 degrees can be formed, and the flow path length is inevitably long, That is, the flow path pressure loss increases.
また、微細な流路を製作するために、板厚みの非常に薄い分配板6を採用することから、分配溝8の溝高さは、分配板6の板厚み以上には大きくできず、ポリマー通過時の流路圧損が必然的に大きくなる。また、溝高さが大きくできない場合に溝幅を拡大していく方法があるが、この際には、製作できる分配溝8の個数が少なくなるため、その結果、最も下流に配置される吐出孔5の数が少なくなり、孔充填密度を大きくできない。また、流路圧損には、溝幅よりも、間隙が狭い溝高さの影響が大きいため、溝幅の拡大にも限界がある。特に、複合口金18に供給されるポリマー流量が大きい場合には、流路圧損が極めて大きくなり、複合口金18に撓みが発生し、微細なポリマーに分割することが困難となる。
In addition, since the
従って、孔充填密度を拡大しつつ、複合口金に生じる流路圧損を小さくし、大流量のポリマーにも対応し、多種多様な繊維断面形態を有する繊維を製造するのは極めて重要な技術となる。そこで、本発明者らは、従来の技術では、何の配慮もされていなかった、上記問題に関して、鋭意検討を重ねた結果、本発明の新たな技術を見出すに至った。 Therefore, it is an extremely important technique to produce fibers having various fiber cross-sectional shapes by expanding the hole packing density, reducing the flow path pressure loss generated in the composite die, and corresponding to a high flow rate polymer. . Accordingly, the present inventors have conducted extensive studies on the above-mentioned problem, which was not considered in the conventional technology, and as a result, have found a new technology of the present invention.
すなわち、本発明の実施形態の複合口金18は、図1に示すように、ポリマー紡出経路方向に垂直な方向から観察して、第1成分ポリマー流路と第2成分ポリマー流路とが形成されており(以降は、説明の簡単化のためポリマー流路と呼ぶ)、ポリマー紡出経路方向の下流側に向かうにつれて、ポリマー流路が分岐点14において複数個(図1では2つ)に分岐され、トーナメント方式の流路が形成されている。そして、このポリマー流路は、各流路で隣り合う分岐点と分岐点との間、言い換えると、上流側に位置する分岐点14と下流側に位置する分岐点14との間において湾曲されている。そこで、このポリマー流路が、分配板の最下流となる吐出孔5に最終的には連通しており、ポリマー紡出経路方向の最下流となる吐出導入孔11にて一体となっている。
That is, as shown in FIG. 1, the
分配板6に供給された第1成分ポリマーと第2成分ポリマーは、トーナメント方式に形成された各々のポリマー流路を通過し、分岐点14を通過する毎に、複数のポリマー流に分割される。そして、分割されたポリマーが吐出孔5から吐出された後、吐出導入孔11にて合流し、複合ポリマー流が形成される。
The first component polymer and the second component polymer supplied to the
この場合、隣り合う分岐点14と分岐点14との間で、ポリマー流路が湾曲されていることから、従来の階段状となる流路と比べて、流路長さを短尺化することができ、流路圧損を低減することができる。また、分配板6に微細な流路として、数百から数十万個の流路を形成する場合には、第1成分ポリマー流路3と第2成分ポリマー流路4とが完全に分離し、かつ第1成分ポリマー流路3と第2ポリマー流路4に連通した吐出孔5が互いに隣接し、混在した状態で配置することになるため、分岐点14と分岐点14との間を階段状に連結した流路だけでは、到底、連通した流路を形成できない。
In this case, since the polymer flow path is curved between the adjacent branch points 14, the length of the flow path can be shortened compared to a conventional step-shaped flow path. It is possible to reduce the flow path pressure loss. When hundreds to hundreds of thousands of channels are formed as fine channels on the
そこで、本発明の湾曲したポリマー流路とすることで、ポリマー流路同志の干渉を自由に回避することができ、複材なポリマー流路を形成することができる。これを利用して、極めて狭い領域に吐出孔5を密集させることが可能となり、ひいては多様な断面となる複合繊維を得ることができる。なお、第1成分ポリマー、第2成分ポリマーの2成分にて説明しているが、2成分だけでは無く、3成分以上のポリマーであっても、本発明の複合口金18は適用が可能である。(上記のポリマー流路を第3成分ポリマー流路とすればよい)
また、本発明の別の実施形態として、図2に示すように、ポリマー流路は、ポリマー紡出経路方向から観察して、各流路で隣り合う分岐点14と分岐点14との間で湾曲していてもよく、上記と同様に、ポリマー流路同志の干渉を回避することができる。
Therefore, by using the curved polymer flow path of the present invention, interference between the polymer flow paths can be avoided freely, and a composite polymer flow path can be formed. By utilizing this, it becomes possible to concentrate the discharge holes 5 in an extremely narrow region, and as a result, composite fibers having various cross sections can be obtained. In addition, although it demonstrated in 2 components of a 1st component polymer and a 2nd component polymer, the composite nozzle | cap | die 18 of this invention is applicable not only to 2 components but to a polymer more than 3 components. . (The above polymer flow path may be a third component polymer flow path)
As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the polymer flow path is observed between the branch points 14 adjacent to each other in the flow paths when observed from the direction of the polymer spinning path. It may be curved, and the interference between the polymer flow paths can be avoided as described above.
また、本発明の別の実施形態として、分岐点14と分岐点14との間の2ヶ所以上のそれぞれで90度より大きな角度で流路を屈曲させてもよい。屈曲部分と屈曲部分との間の流路は直線であっても、わずかに湾曲していてもよい。このように、分岐点14と分岐点14との間の流路を90度より大きな角度で複数回屈曲させることで、分岐点14と分岐点14との間の流路を全体として湾曲した形状とすることができる。この実施形態においても、ポリマー流路は、ポリマー紡出経路方向から観察して、各流路で隣り合う分岐点14と分岐点14との間の2ヶ所以上のそれぞれで90度より大きな角度で屈曲していてもよい。
Further, as another embodiment of the present invention, the flow path may be bent at an angle larger than 90 degrees at each of two or more points between the branch points 14. The flow path between the bent portions may be straight or slightly curved. In this way, the flow path between the
本発明で用いられている湾曲した微細な流路の製作方法としては、積層造形法(Additive Manufacturing)を用いることが好ましい。金属に適用できる積層造形法には、大きく分けて熱溶解積層法(Fused Deposition Molding)と、指向性エネルギー堆積法(Direct Metal Deposition)とがあり、前者(熱溶解積層法)は、金属粉末を層状に敷き詰め、レーザで直接焼結することで、立体的に造形することが可能であり、後者(指向性エネルギー堆積法)は、高出力レーザで溶融金属を吹き付けて造形することが可能であり、それぞれ用途別に使い分けることが可能となる。 この加工方法の特徴としては、上記の手法を用いて、ポリマー流路を有した金属の板材(分配板6)を一から製作していくため、直線状の流路だけでは無く、3次元状に屈曲したポリマー流路を自在に製作することが可能となる。 As a manufacturing method of the curved fine flow path used in the present invention, it is preferable to use an additive manufacturing method. The additive manufacturing methods that can be applied to metals can be broadly divided into the Fused Deposition Molding method and the Direct Metal Deposition method. The former (Thermolytic lamination method) uses metal powder. It is possible to form three-dimensionally by laying in layers and sintering directly with a laser. The latter (directed energy deposition method) can be formed by spraying molten metal with a high-power laser. These can be used for different purposes. As a feature of this processing method, a metal plate material (distribution plate 6) having a polymer flow path is manufactured from scratch using the above-described method, so that not only a straight flow path but also a three-dimensional shape. It is possible to freely manufacture a polymer flow path bent in a straight line.
次に、図1、図2、図3、図4、図5に示した本発明の実施形態の複合口金18に共通した各部材、各部材の形状について詳細に説明する。
Next, each member and the shape of each member common to the
本発明における複合口金18は、円形状に限定されず、四角形であってもよく、多角形であってもよい。また、複合口金18における口金吐出孔7の配列は、複合繊維の本数、糸条数、冷却装置17に応じて、適宜決定すればよい。口金吐出孔7のポリマーの紡出経路方向に垂直な方向の断面は丸形状に限定されず、丸形以外の断面状や中空断面状であってもよい。但し、丸形以外の断面形状とする場合は、ポリマーの計量性を確保するために、口金吐出孔7の長さを大きくするのが好ましい。
The
また、本発明における第1ポリマー流路、第2ポリマー流路、吐出孔5は、断面形状が丸形状に限定されず、丸形以外の異形断面状であってもよく、丸形と矩形と言った複合形態であってもよい。また、第1ポリマー流路、第2ポリマー流路の断面積は、分岐点14と分岐点14の間において、ポリマーの流れ方向に一定であるのが好ましいが、断面積が漸減、または漸増、もしくは漸減と漸増していてもよい。これは、本発明では、主に積層造形法を用いて加工していることから、断面形状、断面積は容易に変更することが可能となる。
In addition, the first polymer flow channel, the second polymer flow channel, and the
また、本発明の吐出導入孔11、縮流孔12は、ポリマーの紡出経路方向に垂直な断面は、丸形状に限定されず、丸形以外の異形断面状であってもよい。但し、複合ポリマー流の流動安定性を考慮すれば、吐出導入孔11、縮流孔12、および口金吐出孔7は、相似しているのが好ましい。
In addition, the
また、本発明の分配板6は、一体構成であってもよいが、複数個が積層されていてもよい。また、本発明の分配板6のポリマー紡出経路方向の上方、または下方、または中間(複数個の分配板6の中間)に第1成分ポリマー流路3、または/および第2成分ポリマー流路4に連通した他のポリマー流路(例えばエッチング加工により形成されたポリマー流路)を有したが分配板6が形成されていても良い。
In addition, the
次に、図1、図2、図3、図4、図5に示した本発明の実施形態の複合口金18に共通した複合繊維の製造方法について詳細に説明する。本発明の複合繊維の製造方法は、公知の複合紡糸機で、本発明の複合口金18を使用すればよい。溶融紡糸において、芯鞘型の複合繊維を製造するには、第1成分ポリマー、第2成分ポリマーの一方を芯成分ポリマー、他方を鞘成分ポリマーとすればよい。また、海島型の複合繊維を製造するには、一方を島成分ポリマー、他方を海成分ポリマーとすればよい。また、芯鞘型や海島型以外の複合繊維を製造する場合には、適宜、ポリマーを選定すればよい。
Next, the manufacturing method of the composite fiber common to the composite nozzle | cap | die 18 of embodiment of this invention shown in FIG.1, FIG.2, FIG.3, FIG.4 and FIG. 5 is demonstrated in detail. The composite fiber manufacturing method of the present invention may be a known composite spinning machine using the
本発明は、一般的な溶液紡糸法に用いられる複合口金に限らず、メルトブロー法およびスパンボンド法に用いられる口金にも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。 The present invention can be applied not only to a composite die used for a general solution spinning method but also to a die used for a melt blow method and a spun bond method, but the application range is not limited thereto. .
1 第1成分ポリマー
2 複合ポリマー
3 第1成分ポリマー流路
4 第2成分ポリマー流路
5 吐出孔
6 分配板
7 口金吐出孔
8 分配溝
9 計量板
10 吐出板
11 吐出導入孔
12 縮小孔
13 第2成分ポリマー
14 分岐点
15 紡糸パック
16 スピンブロック
17 冷却装置
18 複合口金
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st component polymer 2 Composite polymer 3 1st component polymer flow path 4 2nd component
Claims (5)
前記第1成分ポリマーを流すための第1成分ポリマー流路と、前記第2成分ポリマーを流すための第2成分ポリマー流路が形成されており、
前記第1成分ポリマー流路および/または前記第2成分ポリマー流路が、ポリマー紡出経路方向の下流側に向かうにつれて分岐しており、
前記第1成分ポリマー流路および/または前記第2成分ポリマー流路が、各流路で隣り合う分岐点と分岐点の間で湾曲しており、
1つまたは複数の前記第1成分ポリマー流路と1つまたは複数の前記第2成分ポリマー流路とが、ポリマー紡出経路方向の最下流で一体となっている、複合口金。 A composite base for discharging a composite polymer stream constituted by a first component polymer and a second component polymer,
A first component polymer flow path for flowing the first component polymer and a second component polymer flow path for flowing the second component polymer are formed;
The first component polymer flow path and / or the second component polymer flow path is branched toward the downstream side in the polymer spinning path direction;
The first component polymer flow path and / or the second component polymer flow path is curved between adjacent branch points in each flow path;
One or a plurality of the first component polymer flow paths and one or a plurality of the second component polymer flow paths are integrated at the most downstream side in the polymer spinning path direction.
前記第1成分ポリマーを流すための第1成分ポリマー流路と、前記第2成分ポリマーを流すための第2成分ポリマー流路が形成されており、
前記第1成分ポリマー流路および/または前記第2成分ポリマー流路が、ポリマー紡出経路方向の下流側に向かうにつれて分岐しており、
前記第1成分ポリマー流路および/または前記第2成分ポリマー流路が、各流路で隣り合う分岐点と分岐点の間の2ヶ所以上のそれぞれで90度より大きな角度で屈曲しており、
1つまたは複数の前記第1成分ポリマー流路と1つまたは複数の前記第2成分ポリマー流路とが、ポリマー紡出経路の最下流で一体となっている、複合口金。 A composite base for discharging a composite polymer stream constituted by a first component polymer and a second component polymer,
A first component polymer flow path for flowing the first component polymer and a second component polymer flow path for flowing the second component polymer are formed;
The first component polymer flow path and / or the second component polymer flow path is branched toward the downstream side in the polymer spinning path direction;
The first component polymer flow path and / or the second component polymer flow path are bent at an angle greater than 90 degrees at each of two or more points between the branch points adjacent to each other in the flow paths;
One or a plurality of the first component polymer flow paths and one or a plurality of the second component polymer flow paths are integrated at the most downstream side of the polymer spinning path.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN110621815A (en) * | 2017-05-11 | 2019-12-27 | 费森尤斯医疗护理德国有限责任公司 | Spinning nozzle, device having a spinning nozzle, method for producing hollow fibers or hollow fiber membranes by means of a spinning nozzle, and filter |
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2014
- 2014-12-02 JP JP2014243749A patent/JP2016108672A/en active Pending
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CN110621815A (en) * | 2017-05-11 | 2019-12-27 | 费森尤斯医疗护理德国有限责任公司 | Spinning nozzle, device having a spinning nozzle, method for producing hollow fibers or hollow fiber membranes by means of a spinning nozzle, and filter |
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