JP2608175B2 - 溶融紡糸用▲ろ▼過体及びその製造方法 - Google Patents

溶融紡糸用▲ろ▼過体及びその製造方法

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JP2608175B2 JP2297100A JP29710090A JP2608175B2 JP 2608175 B2 JP2608175 B2 JP 2608175B2 JP 2297100 A JP2297100 A JP 2297100A JP 29710090 A JP29710090 A JP 29710090A JP 2608175 B2 JP2608175 B2 JP 2608175B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はポリエステル、ナイロン等の繊維の溶融紡糸
に用いられる過体に関するもので、更に詳しくは過
体が良好で圧縮強度が大きく、長時間に圧力損失の上昇
も少なく安定して紡糸することが可能なポリマー過体
及びその製造方法に関するものである。
[従来技術] 溶融紡糸に用いられる過体としては、一般に金網フ
イルターとサンドからなる積層フイルター、金属粒子を
焼結して成型したフイルター、金属繊維を焼結したフイ
ルター、或いはこれらを積層したフイルター等が用いら
れている。この内、金属繊維焼結フイルターは細い金属
繊維の不織布を焼結したものであるので、細い金属繊維
がランダムにかつ密に圧縮積層されており、小さい目開
きで三次元過を行うことができ、ポリマー中の異物除
去効果も大きいことから最近よく用いられている。これ
らの過体に要求される種々の特性の中でも安定した紡
糸性を得るためより精度が高く(絶対過径が小さ
い)、また経時的な圧力上昇が小さいという特性を有す
るフイルターが要求される。例えば、特開昭59−1712号
公報ではステンレススチール繊維の不織布からなるフイ
ルターとステンレス金属粉末からなるサンド層の組み合
わせによるパツク内過条件が提案されている。しかし
ながら、この方法を用いるとパツク初期圧力が高く、ま
た経時的なパツク圧力の上昇が大きいため工業生産にお
いては実用的でない。
また特開昭62−125013号公報においてはステンレスス
チール繊維の不織布からなるフイルターを用い、フイル
ターの絶対過径を規定することにより圧力上昇を抑え
る方法が開示されている。
しかしながら、この方法においては経時的な圧力上昇
を抑え、フイルターの目開き等の破壊が発生するのを抑
制しようとすると、過体が悪化し効果的な過が実施
し得ないという欠点がある。
最近、ポリエステル繊維の紡糸は益々高速化されてき
ており、これに伴ってフイルターを通過する単位時間当
りのポリマー量は増大しているためパツク初期圧力は高
くなり、また経時的圧力上昇は大きくなつている。更に
タイヤコード、Vベルト、コンベアベルト、ホース、シ
ートベルト、ミシン糸等の産業用資材に適用される繊維
の紡糸においては高強度の繊維を得るため、高重合度で
高粘度のポリマーが使用され、特にフイルターにおける
圧力損失は大きく、パツク初期圧力や経時的圧力上昇が
大きいという欠点があり、従来の一般に用いられてきた
ステンレススチール繊維の不織布からなる絶対過径の
小さいフイルターは高粘度ポリマーには適用できないと
いうのが現状である。
[発明が解決しようとする課題] 本発明者等は従来のステンレススチール繊維の不織布
からなる過体を用いたポリエステル繊維の溶融紡糸に
おいて経時的に圧力上昇が起り、糸切れや単糸切れが増
加し紡糸性が低下する原因について鋭意検討を行った。
その結果、かかる原因については従来より知られている
ポリマー中の異物、具体的にはポリマーの熱劣化物や未
溶解物或は重合工程で添加される各種添加物の凝集物等
により過体が目詰りを起こすこと以外に、過体自体
が変化していることを見い出だした。
すなわち、過体自体の有する圧力損失と過体によ
つて異物が捕捉されることによつて増加する圧力損失の
増分により、過体は経時的に大きな圧力を受けるよう
になり、これによつて過体は目開き等の破壊が発生し
異物の捕捉が十分なし得なくなつたり、圧力の増大によ
つて過体が圧縮変形を受け空隙率や平均空孔径が減少
して更に大きな圧力損失を発生させるという問題がある
ことが発見された。
このことから、経時的に糸切れや単糸切れなく安定し
た紡糸性を維持するためには過体の初期の圧力損失を
減少させると共に異物の捕捉容量を大きくし、かつ耐圧
強度を大きくすることが必要であるとの結論に達したの
である。
本発明の目的はこのように従来の溶融紡糸用過体で
は問題であつた、高精度な過における経時的圧力上昇
を解消し、紡糸性及び過体寿命を向上させるステンレ
ススチール単繊維不織布からなる改良された過体及び
その製造方法を提供し、高粘度のポリマーを用いた繊維
の溶融紡糸においても高精度な過体を可能にすること
にある。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは上記の目的を達成するため吐出孔の形状
について鋭意検討した結果、本発明に達したものであ
る。
すなわち、本発明はステンレススチール単繊維からな
る不織布焼結体であつて、下記特性を同時に備えてなる
溶融紡糸用過体。
(イ)単繊維直径 10〜30μm (ロ)目付量 ≧500g/m2 (ハ)空隙率 50〜80% (ニ)平均空孔径 20〜80μm (ホ)耐圧縮性 ≧300kg/cm2 及び単繊維直径が10〜30μmであるステンレススチー
ル単繊維からなる不織布を次式で示す圧力P(kg/cm2
で圧縮成型した後、焼結して板状積層体となすことを特
徴とする溶融紡糸用過体の製造方法である。
P≧−0.4T+190 但し、Tは圧縮成型時の温度(℃) ここで、平均空孔径はJISB8356に従いバブルポイント
法によつて求められる値であり、耐圧縮性は過体を常
温で圧縮していつた時の降伏点の圧力である。
本発明のステンレススチール単繊維の不織布からなる
過体は単繊維の直径が10μm以上30μm以下、好まし
くは15μm以上20μm以下であることが必要である。10
μm未満の単繊維のものを用いると溶融紡糸時の圧力に
よつて単繊維自体の変形が起り易く、十分な耐圧性能を
有する過体が得られない。また、30μmを越えると平
均空孔径の小さなものをつくるのが困難で、高精度のな
過を行う過体を得ることができない。不織布の目付
量については500g/m2以上、好ましくは700g/m2以上が必
要であり、500g/m2未満であると異物捕捉容量が少なく
長期間の寿命を得ることができない。
以上の構成からなるステンレススチール繊維不織布を
板状積層体に成型するに当っては成型時の圧力が非常に
重要であり、次式で示す圧力P(Kg/cm2)以上であるこ
とが必要である。
P≧−0.4T+190 但し、Tは圧縮成型時の温度(℃) 圧縮成型時の圧力が溶融紡糸の過体として使用され
る時の圧力より低いと溶融紡糸中に過体の目開き等の
破損や圧力による圧縮が起こり経時的圧力上昇や紡糸性
の不調を来たす原因となる。
また、ステンレススチール繊維不織布の圧縮成型は常
温で行われるのが一般的であるが、溶融紡糸用過体と
して使用される時には約300℃という高温条件下で使用
され、過体の素材であるステンレススチールの強度は
常温条件下よりも高温下では低下しているわけであるか
ら、圧縮成型時においてはこの温度による強度変化を考
慮して十分な圧力で圧縮成型を行うことが必要である。
以上にようにして圧縮成型したステンレススチール繊
維からなる不織布の成型体は公知の方法で800〜1400℃
で焼結し、隣接接触した単繊維同志を融着させることに
より三次元網増構造が形成される。このようにして成型
された板状積層体は空隙率50%以上80%以下、好ましく
は60%以上75%以下、平均空孔径は20〜80μm、好まし
くは30〜60μmであることが必要である。空隙率が50%
未満であると圧力損失が大きく、また異物の捕捉容量が
小さいため経時的圧力上昇の原因となる。一方、80%を
越えると異物捕捉能力や耐圧縮性が低下する。
平均空孔径は20μm未満になると圧力損失が大きく、
80μmを越えると異物の捕捉効果が小さく紡糸性向上へ
の効果が少ない。
耐圧縮性は従来のステンレススチール繊維を焼結した
過体では100kg/cm2以下であるのが一般的であつた
が、溶融紡糸用過体として使用される高温下では耐圧
縮性が低下するため、溶融紡糸時のポリマー圧力が過
体の耐圧縮性を越える場合には過体の圧縮が起こり、
経時的圧力上昇や紡糸性の不調を来たしていた。これら
の問題を引き起こさないためには耐圧縮性は300kg/cm2
以上必要であり、本発明によつて提示した製法によつて
のみ達成される。
本発明による過体は一定のステンレススチール単繊
維直径、空隙率、平均空孔径からなるものを一層のみで
使用してもよいが、更に異なる直径、空隙率、平均空孔
径からなるものを二層以上の多層に積層しても良い。こ
の場合、上層より下層に平均空孔径を順次細かくして、
少なくとも一層が本発明にある直径、目付量、空隙率、
平均空孔径の過体よりなる多層の過体とするとより
効果的である。また、過体に通常の金網を同時焼結し
て強度を高めることも可能である。
本発明の過体は平板のまま溶融紡糸のパツク中に挿
着しても良く、また紡糸機で溶融後パツクに至る迄のポ
リマー導管の途中に設けられた過体にリーフデイスク
型或はカートリツジ型等のフイルターに成型したものと
して使用しても良い。
本発明の過体は単独で使用しても良く、石英砂、ア
ルミナ砂、金属粒、ガラス粒、メタルパウダー等と重ね
合せて使用しても良い。
[実施例] 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。
実施例1 ステンレススチール繊維の不織布からなり、第1表に
示す各種条件のもとで成型された過体を作製し、直径
150mmφの溶融紡糸パツク用フイルターとして成型し
た。このフイルターを挿着したパツクを用いて第1表に
示した条件下で固有粘度0.75,0.97,1.15のポリエチレン
テレフタレートチツプを溶融紡糸した。口金下にはスピ
ンブロツクと断熱板を介して30cmの加熱筒を取り付け雰
囲気温度を400℃とした。紡出糸は加熱筒を通過した
後、25℃の冷却風を400mmにわたつて6.0Nm3/分吹き付け
ながら冷却固化せしめた。次いでオイリングローラで糸
条に油剤を付与後、紡糸速度を制御するため所定の速度
で回転する引取りロールで引取り、続いて一旦巻取るこ
となく3段延伸熱処理した後、4%の弛緩を与え3000m/
分の速度で巻き取った。
この時の延伸倍率は延伸糸の強度が9.4g/deとなるよ
う紡糸の引取速度を変えて延伸倍率を調整した。尚、得
られた延伸糸の繊度はいずれも1500de/250filである。
以上の製糸条件で各種過体について評価した結果を
第1表に示すが、本発明に規定した過体を用いた場合
には経時的圧力上昇が少なく、かつ糸切れが少なく長期
間にわたつて安定した紡糸性や工程調子を得ることがで
き、その効果は顕著である。
[発明の効果] 以上に説明の如く、本発明によれば高精度な過にお
ける経時的圧力上昇を解消し、紡糸性及び過体寿命を
延長し、長期間にわたつて非常に安定して紡糸すること
が可能となる。特に産業資材に適用される高粘度ポリマ
ーを用いた繊維の溶融紡糸において顕著な効果を奏す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−142313(JP,A) 実開 昭53−144913(JP,U) 実開 昭62−156322(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステンレススチール単繊維からなる不織布
    焼結体であつて、下記特性を同時に備えてなる溶融紡糸
    用過体。 (イ)単繊維直径 10〜30μm (ロ)目付量 ≧500g/m2 (ハ)空隙率 50〜80% (ニ)平均空孔径 20〜80μm (ホ)耐圧縮性 ≧300kg/cm2
  2. 【請求項2】単繊維直径が10〜30μmであるステンレス
    スチール単繊維からなる不織布を次式で示す圧力P(kg
    /cm2)で圧縮成型した後、焼結して板状積層体となすこ
    とを特徴とする溶融紡糸用過体の製造方法。 P≧−0.4T+190 但し、Tは圧縮成型時の温度(℃)
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