JP2547116B2

JP2547116B2 - 紡糸口金

Info

Publication number: JP2547116B2
Application number: JP2105819A
Authority: JP
Inventors: 外美石坂; 忍上ノ町; 道春児玉
Original assignee: Kyocera Corp; Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Kyocera Corp
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1996-10-23
Anticipated expiration: 2011-10-23
Also published as: JPH042803A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は合成繊維の紡糸に使用する紡糸口金に関する
ものである。

〔従来の技術〕

合成繊維の紡糸に使用する紡糸口金は、第３図に示す
ように円板状の口金本体10に、多数の導入孔11およびこ
れに連通する紡出孔12を形成してなるものであり、例え
ば溶融紡糸の場合は、溶融原液を紡出孔12から紡出させ
ることによって、所定の形状、太さの合成繊維を得るよ
うになっていた。

上記口金本体10の材質としては、ステンレス鋼などの
金属材、あるいはセラミックス、サーメット、超硬合金
などが用いられていた。

また、導入孔11、紡出孔12の近傍のみをセラミック
ス、サーメット、超硬合金などのノズルピースとし、こ
のノズルピースを金属製の口金本体10に取付ける構造の
ものもあった（特開昭58−76512号参照）。

〔従来技術の課題〕

上記ステンレス鋼などの金属材からなる紡糸口金は、
溶融原液の炭化物が付着しやすく短期間で清掃作業が必
要であり、また耐摩耗性が低いため寿命が短いという問
題点があった。

また、セラミックス、サーメット、超硬合金などの硬
質材で一体的に形成した紡糸口金は、多数の紡出孔12を
精度よく形成することが困難であり、製造上の歩留りが
非常に悪く、コストも高いものであった。

したがって、セラミックス、サーメット、超硬合金な
どからなるノズルピースを、金属製の口金本体を取付け
る構造のものが最も優れているが、この場合はノズルピ
ースと口金本体の結合方法が難しかった。たとえば、単
に、焼嵌め、圧入、機械的結合等の方法で結合するだけ
では、結合部分が完全にシールできずに溶融原液が漏れ
てしまい、またロウ付けをすると、口金本体の方が熱膨
張率が大きいため、ロウ付け後の冷却時にノズルピース
側に大きな応力が加わり、クラックが発生してしまうと
いう問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記に鑑みて本発明は、ノズルピースとしてセラミッ
クス、サーメットまたは超硬合金を用い、口金本体とし
て前記ノズルピースの熱膨張率以下の熱膨張率を持った
金属を用いるとともに、これらノズルピースと口金本体
をロウ付けと焼嵌めを併用して結合するようにしたもの
である。

なお、本発明において熱膨張率とは、30〜400℃間の
平均熱膨張率のことを表している。

〔実施例〕

以下、本発明実施例を図によって説明する。

第１図に示す紡糸口金は、導入孔1aと紡出孔1bを有す
るノズルピース１を、口金本体２に形成した取付孔2a内
に配置して結合したものである。この結合構造は、段部
1cによってノズルピース１の抜けを防止するとともに、
ノズルピース１の先端側は焼嵌め部３として焼嵌めによ
り結合し、後端側はロウ付け部４として、微小な隙間に
ロウ材５を充填してロウ付けにより結合している。

また、他の実施例を第２図に示すように、段部1cをな
くして、ノズルピース１をストレート形状とし、焼嵌め
部３とロウ付け部４のみによって結合することも可能で
ある。

なお、第１図、第２図では１個のノズルピース１しか
示していないが、口金本体２には、多数のノズルピース
１が同様に結合されている。

上記ノズルピース１の材質は、第１表に示すように、
アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素、などのセ
ラミックス、あるいはサーメット、超硬合金などを用い
る。なお、上記サーメットとは、4a,5a族の遷移金属の
炭化物、窒化物、あるいは炭窒化物（TiC,TiN,TiCN,Nb
C,TaC等）が50重量％以上と、鉄族金属（Fe,Ni,Co）に
より構成される。導電性を有する耐熱性焼結体である。

また、口金本体２としては、ノズルピース１の熱膨張
率以下の熱膨張率を有する金属を用いる。例えば、第１
表に示すようにコバール、42Ni合金、インコロイ、イン
バー等の中からノズルピース１以下の熱膨張率を持った
金属を選択して用いればよい。

このように口金本体２の熱膨張率を、ノズルピース１
よりもやや低いものとしてあることによって、製造工程
中、ロウ付け後の冷却時にノズルピース１に応力が加わ
らず、クラックが生じることはない。

また、ノズルピース１と口金本体２の結合構造とし
て、焼嵌めとロウ付けを併用してあるため、焼嵌め部３
によってノズルピース１の平面方向の位置決めを正確に
でき、かつロウ付け部４によって結合部を完全にシール
することができる。

さらに、第１図、第２図の実施例では、ノズルピース
１の先端側を焼嵌め部３とし、後端側をロウ付け部４と
しているが、逆に先端側をロウ付けし、後端側を焼嵌め
したものでもよい。ただし、ノズルピース１先端の紡出
孔1bの平面方向の位置決めを正確にするためには、ノズ
ルピース１の先端側を焼嵌めすることが望ましい。

また、焼嵌め部３の長さとロウ付け部４の長さの比率
は、ノズルピース１の材質、大きさ、あるいは使用条件
等に応じて異なるが、ロウ付け部４はシールを行うため
のものであるから特に長く形成しておく必要はなく、ロ
ウ付け部４の長さは結合部全体の半分以下としたものが
優れていた。

次に、上記ノズルピース１と口金本体２との結合方法
について具体的に説明する。

ノズルピース１として、直径6mm、長さ20mm、段部1c
の高さ3mmでTiC,TiNを主成分とするサーメットを用い、
口金本体２として42Ni合金を用いた。まず、口金本体２
に取付孔2aを穿設するが、このとき焼嵌め部３に相当す
る部分はノズルピース１の直径よりも小さく（焼嵌め代
0.005mm）し、一方ロウ付け部４に相当する部分はノズ
ルピース１の直径よりも大きく（ロウ付け代0.05mm）形
成する。そして、ノズルピース１のロウ付け部分には金
属メッキ又はメタライズを施しておいて、この取付孔2a
内に圧入し、ロウ付け代によって生じる隙間には銀ロウ
などのロウ材５を配置しておいて、金体を約850℃に加
熱した後冷却すれば、ノズルピース１の先端側は焼嵌め
され、後端側はロウ付けされることになる。

上記結合方法は、ノズルピース１、口金本体２の材質
を変えても同様であるが、焼嵌め代、ロウ付け代の大き
さやロウ材の種類、ロウ付け温度などは、各材質に応じ
て最適のものとすれば良い。

また、上記結合方法では、一つの工程で焼嵌めとロウ
付けを同時に行ったが、まず焼嵌め工程を行い次にロウ
付け工程を行うようにしてもよい。

次に第１図に示す構造で、34個のノズルピースを有す
る紡糸口金を試作し、使用試験を行った。第２表に示す
ように、ノズルピース１と口金本体２の材質および結合
構造を７種類に変化させたものを、それぞれ４個、合計
28個の紡糸口金を用意した。

それぞれ、製造時にクラックの発生したノズルピース
の数、接合後のノズルピース１の中心と取付孔2aの中心
との最大偏心量を求めた。また、No.1〜７について４個
の紡糸口金を１台のスピンボックスに取付けて、さまざ
まな圧力でポリマーの溶融紡糸を行い、48時間保持した
ときに１ケ所でも漏れが発生したときの圧力を耐圧力と
した。

結果は第２表に示す通りである。No.7は、口金本体２
としてステンレス（熱膨張率11〜17×10^-6／℃）を用い
たものであり、熱膨張差が大きいため製造時にノズルピ
ース１にクラックが生じ、使用試験を行うことができな
かった。また、No.6はロウ付けのみによって結合したた
め、ノズルピース１と取付孔2aの最大偏心量が0.04〜0.
05mmと大きく、ロウ付けが不均一となり、紡糸時の耐圧
力が100kg/cm²と低かった。さらに、No.5は焼嵌めのみ
によって結合したため、結合部のシール性が悪く、紡糸
時の耐圧力が150kg/cm²と低かった。一般に、上記耐圧
力は250kg/cm²以上必要であるが、No.5〜７はいずれも
これを満たすものではなかった。

これらに対し、No.1〜４の本発明実施例は、口金本体
２としてノズルピース１と同程度または小さい熱膨張率
を有する金属を用い、焼嵌めとロウ付けを併用してある
ため、ノズルピースにクラックが発生することがなく、
ノズルピース１と取付孔2aの最大偏心量が0.01〜0.02mm
と小さいことからシール性にも優れ、耐圧力が300kg/cm
²以上と優れた結果を示した。

〔発明の効果〕このように、本発明によれば、セラミックス、サーメ
ットまたは超硬合金からなるノズルピースを、該ノズル
ピースの熱膨張率以下の熱膨張率を持った金属からなる
口金本体に、焼嵌めとロウ付けを併用して取付けたこと
によって、製造時にノズルピースにクラックが発生する
ことはなく、ノズルの位置決め性、結合部のシール性に
も優れた紡糸口金を得ることができる。また、紡出孔が
セラミックス、サーメット、超硬合金からなるため、溶
融原液の炭化物の付着や摩耗が少なく長寿命とでき、さ
らにノズルピースを取付ける構造であるため、製造時の
歩留りが良く、コストも低いなど、多くの特長をもった
紡糸口金を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明実施例に係る紡糸ノズ
ルの部分断面図である。第３図は従来の紡糸ノズルを示す一部破断側面図であ
る。 1:ノズルピース、1a:導入孔 1b:紡出孔、2:口金本体 3:焼嵌め部、4:ロウ付け部 5:ロウ材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き審査官門前浩一 (56)参考文献特開昭62−57905（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックス、サーメットまたは超硬合金
からなるノズルピースを、該ノズルピースの熱膨張率以
下の熱膨張率を持った金属からなる口金本体に、焼嵌め
とロウ付けを併用して取付けたことを特徴とする紡糸口
金。