JP3399955B2 - 紡糸セル - Google Patents

紡糸セル

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JP3399955B2 JP50037095A JP50037095A JP3399955B2 JP 3399955 B2 JP3399955 B2 JP 3399955B2 JP 50037095 A JP50037095 A JP 50037095A JP 50037095 A JP50037095 A JP 50037095A JP 3399955 B2 JP3399955 B2 JP 3399955B2
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は紡糸セルに関し、特にlyocellフィラメント
の凝結に使用される紡糸セルに関する。
【０００２】 ここで「lyocell」とは、レーヨン及び合成繊維の標
準化のための国際事務局（BISFA）によって同意された
定義によれば、次のように定義されている。
【０００３】 「有機溶剤紡糸方法によって得られたセルロース繊
維、ここで （１）「有機溶剤」とは基本的に有機薬品と水との混合
物を意味し、 （２）「溶媒紡糸」とは、誘導体を形成することなく溶
解・紡糸することを意味する。
【０００４】 このように、lyocell繊維は、中間生成物を生じるこ
となく有機溶剤（代表的にはＮ−メチルモルフォリンＮ
−オキシド）を含む水にセルロースを直接溶解して製造
される。該溶液が押し出され（紡糸され）た後、セルロ
ースは繊維として凝結する。この製造方法はビスコース
等のセルロース繊維の製造方法とは異なり、後者の場
合、セルロースは先ず中間生成物に変換され、次に無機
「溶剤」中に溶解する。ビスコース法では、溶液が押し
出されると中間生成物はセルロースに戻る。
【０００５】 lyocell繊維の製造のための一般的な方法は、McCorsl
eyの米国特許第4,416,698号に記載され、同特許の引用
をもってこの明細書の記載に代えるものとする。
【０００６】 本発明は、特に、紡糸された繊維が紡糸口金又はジェ
ットを出た後に通過する紡糸セルに関し、繊維は先ずエ
アギャップを通過し、次に凝結浴に入る。
【０００７】 本発明の一態様によれば、セルロース用有機溶剤に含
まれているセルロースの溶液からフィラメントを凝結さ
せる紡糸セルが提供され、該セルは、フィラメントから
溶剤を浸出させるための紡糸浴と該紡糸浴の上方の間隙
とを具え、該間隙の下面は前記紡糸浴の表面によって規
定され、上面はフィラメントが出てきた紡糸口金によっ
て規定され、更に前記セルは前記間隙を横切る気流を生
成する手段を有する。この手段は、前記間隙の一方の面
に入口を有する吸い込みノズルを具えていることが好ま
しい。
【０００８】 本発明は、有機溶剤中のセルロースの溶液からセルロ
ースフィラメントを製造する方法を提供するものであ
る。該方法は、複数の紡糸孔を有するダイを通じて溶液
を押し出して複数の線状体を形成し、該線状体を気体間
隙を経て水を含む紡糸浴に導入してフィラメントを形成
し、前記間隙を横切って気流を発生させることによっ
て、前記間隙を通って前記紡糸浴の水の上面に平行な気
流を流す各ステップを含む。気体が前記間隙を横切って
吸引される。さらに、紡糸浴に液体を供給する手段及び
紡糸浴から液体を除去する手段を含む。
【０００９】 上に述べたように、本発明は特にlyocellフィラメン
トの製造に適している。
【００１０】 前記間隙がエアギャップであり、該エアギャップの一
方の側に出口を有する吹き出しノズルが前記エアギャッ
プを挟んで前記吸い込みノズルの反対側に設けられてい
ることが望ましい。
【００１１】 前記吸い込みノズルの入口における断面積は、前記吹
き出しノズルの出口における断面積より大きいことが望
ましい。
【００１２】 前記紡糸浴内には隔壁手段が設けられて紡糸浴内での
液体の流れを抑制し、液体の表面を静穏にさせている。
本発明の更に別の態様においては、有機溶剤中のセルロ
ースの溶液から形成されたセルロースフィラメントを凝
結させるための紡糸セルは、フィラメントのトウが通過
する際に該トウから溶剤を浸出させるための紡糸浴を具
え、該紡糸浴は乱流を減少させるための隔壁を有するこ
とを特徴とする。
【００１３】 本発明は、有機溶剤中のセルロースの溶液からセルロ
ースフィラメントを製造する方法も提供し、該溶液は複
数の孔を有するダイを通じて押し出され、該フィラメン
トがトウとして水を含有する紡糸浴を通過する際に溶剤
がフィラメントから浸出され、紡糸浴には隔壁が設けら
れて乱流を減少させることを特徴とする。
【００１４】 本発明の更に他の態様においては、有機溶剤中のセル
ロースの溶液から形成されたセルロースフィラメントを
凝結させるための紡糸セルが提供され、該セルはフィラ
メントのトウから溶剤を浸出させるための紡糸浴を有
し、該紡糸浴の下端にはトウが通過可能な出口が設けら
れ、該孔はトウに弾性的に接触可能な弾性周縁を具えて
いることを特徴とする。
【００１５】 本発明は、有機溶剤中のセルロースの溶液からセルロ
ースフィラメントを製造する方法をも提供し、該方法
は、前記溶液が複数の紡糸孔を有するダイを通じて押し
出されて複数のフィラメントを形成し、該フィラメント
は水を含む紡糸浴を通過してフィラメントから溶剤を浸
出され、該フィラメントのトウは前記紡糸浴の下端に設
けられた出口を通り、該出口はトウに弾性的に接触可能
な弾性周縁を具えていることを特徴とする。
【００１６】 前記弾性周縁は弾性材料からなる円筒状ゲートルによ
って形成され、該ゲートルは未拘束状態ではトウの断面
積より僅かに小さいオリフィスを有すると共に、上端で
紡糸浴の下端の前記出口の周囲にこれをシールするよう
に取付けられ、使用時にトウが該オリフィスを通る際に
ゲートルのオリフィスの断面積が膨張するように構成さ
れている。
【００１７】 必要に応じて、本発明の装置は、紡糸浴液を紡糸浴に
供給する手段と、 紡糸浴液を紡糸浴から除去する手段と、 吹き出しノズルが設けられている場合には、これに所
定温度と湿度を有する空気を供給する手段とを具えても
よい。
【００１８】 セルロースを溶解させるのに使用される溶剤は、水性
のｎ−メチルモルフォリンＮ−オキシド溶剤であること
が好ましい。
【００１９】 エアギャップの空気の温度は50℃より低く、且つ混合
物の繊維束内の水分を凍結させる温度よりは高いことが
好ましく、該空気の相対湿度は露点が10℃より低くなる
ように維持されていることが好ましい。
【００２０】 エアギャップ内での繊維束の長さは、0.25〜50cmに維
持されていることが望ましい。
【００２１】 溶液が押し出されるダイは500個以上、即ち500〜100,
000個の孔を有し、好ましくは5,000〜25,000個、更に好
ましくは10,000〜25,000個の孔を有する。これらの孔は
25〜200ミクロンの範囲の直径を有する。
【００２２】 このセルロース溶液は、90〜125℃に維持される。
【００２３】 上に述べたように、気体は空気であってもよく、該空
気はエアギャップを横断して吸い込まれたり、吹き出さ
れたりし、該エアギャップは0.5〜25cmの高さを有す
る。この溶液は実質的に垂直に下向きに紡糸浴内に押し
出される。空気は10℃又はそれより低い露点と、０〜50
℃の範囲の温度を有する。
【００２４】 フィラメントは紡糸浴の底部の孔から引き出され、該
孔は、これを通過するフィラメントに接触する可撓性ゲ
ートルを具え、この孔を通り抜ける紡糸浴液を減少させ
る。
【００２５】 紡糸浴の液の上部レベルを規定するダム面が設けられ
ている。このダムは紡糸浴の少なくとも一つの縁によっ
て規定される。ダムに隣接して紡糸浴の側面を流れ下る
排液通路が設けられている。該排液通路には水トラップ
が設けられている。この紡糸セルは長方形をなし、長辺
の一つに吹き出しノズルを、その対辺に吸い込みノズル
を具えている。該セルの短辺の一方又は両方にアクセス
用ドアが設けられている。吸い込み側のセルの上縁は、
セル内の液体のレベルを規定するダムとして機能する。
このダムを有する壁の外面には排液通路が設けられてい
る。この排液通路は、空気がこの通路に吸吸い込まれな
いようにする液体トラップを具えている。
【００２６】 セルには、複数の高さの隔壁が設けられている。これ
らの隔壁は孔あきプレートを有する。
【００２７】 少なくとも吹き出し側の紡糸口金の側壁の下方には、
断熱層が設けられている。この断熱層は、吹き出し側と
二つの短辺側に設けられている。
【００２８】 添付の図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００２９】 本発明は、これらの図と米国特許第4,416,698号に図
示・説明されている発明とを比較することによって、明
瞭になるであろう。
【００３０】 米国特許第4,416,698号の第２図には、アミンオキシ
ドと非溶剤である水とに溶解されたセルロースの溶液
が、紡糸口金即ちジェット10を通じて押し出されて一群
のフィラメントを形成し、エアギャップを経て水槽に導
入されることが示されている。これらのフィラメント
は、次にローラー12の周囲に巻き付けられ、水槽の表面
から現れる。フィラメントが紡糸口金10から出てエアギ
ャップに入ると、フィラメントはエアギャップ内で延伸
される。フィラメントが紡糸浴の液体中に入ると、溶剤
がフィラメントから浸出されて、該フィラメント自体で
セルロースフィラメントが形成される。
【００３１】 米国特許第4,416,698号の紡糸口金によって製造され
るフィラメントの本数は、実施例１（第６欄、40行）に
示されているように少なく、代表的には32本である。
【００３２】 フィラメント本数が少ないことは、lyocellフィラメ
ント糸の製造には適しているが、ステープルファイバを
製造する場合には、非常に多本数のフィラメントを同時
に紡糸することが必要である。例えば、１個の紡糸セル
から5,000本を越えるフィラメントが製造され、多数の
紡糸セルを並列して配置して数十万本もの非常に多数の
フィラメントが製造され、これらを洗浄し切断してステ
ープルファイバが形成される。
【００３３】 本発明は、紡糸口金から紡出されたばかりのフィラメ
ントを冷却するためにエアギャップを横切る気流を発生
させる、紡糸セルを提供する。代表的には、紡糸口金を
通してセルロース溶液を押し出す際の温度は、95〜125
℃の範囲にある。この温度が下がり過ぎると、セルロー
ス溶液の粘度が高くなり過ぎ、紡糸口金を通じてこれを
押し出すことが不可能となる。Ｎ−メチルモルフォリン
Ｎ−オキシド（以下NMMOと称する）の潜在的な発熱性に
起因して、該溶液（ドープとも称する）の温度は125℃
以下、好ましくは115℃以下に維持されることが望まし
い。こうして、紡糸口金内のドープの温度は、紡糸浴に
使用されることの多い水の沸点に近いか、それより高い
温度となる。紡糸浴の成分は、水単独か、又は水とNMMO
の混合物である。NMMOはフィラメントから連続的に紡糸
浴中に浸出されるので、正常の操業状態にある場合に
は、紡糸浴は常にNMMOを含有している。
【００３４】 エアギャップ内に横断気流を発生させることによっ
て、フィラメントが紡糸口金から出ると直ぐに、フィラ
メントを安定化させることができるので、必要に応じて
大規模にステープルファイバを製造する際に、与えられ
た時に同時に多数のフィラメントを製造することが可能
になる。
【００３５】 横断気流の利用によって、紡糸口金の面と紡糸浴中の
液体の面との間の間隙を最小のレベルに維持することが
可能となるので、紡糸セル全体の高さを低くすることが
できる。
【００３６】 最適な結果を得るために、空気の相対湿度は、該空気
が10℃又はそれよりも低い露点を有するように制御され
る必要がある。この露点は４〜10℃の範囲にある。空気
の温度は５〜30℃の範囲にあり、10℃で100％の相対湿
度を有する。
【００３７】 図５を参照すると、紡糸セル101は下端に向かって細
くなったプリズム型部分102を具えたほぼ直方体形状を
なしている。該セルの底部には出口103が設けられてい
るが、これについては後に更に詳述する。紡糸セルの上
縁104は、紡糸セル内の液体の上限を規定している。セ
ルに入っている液体は、水と25％のNMMOの混合物である
ことが多いが、NMMOの濃度は、10〜40重量％又は20〜30
重量％の場合もある。点線105と106は、浸出工程におい
て紡糸浴を通過するフィラメントの経路を規定してい
る。セルの上端において、フィラメントはほぼ長方形状
の列107をなしている。該列107の形状は、紡糸工程にお
いてフィラメントが押し出される紡糸口金即ちジェット
の形によって規定される。セル内で紡糸浴液が過度の乱
流を形成しないように、3mmの孔と40％の空隙率を有す
る孔あきプレート108と109が、セルの上部領域に設けら
れ、セル内での液体の流れを制約している。
【００３８】 フィラメントがトウの形でセルを通って下降するにつ
れ、25℃又は20〜30℃に保たれた紡糸浴の液がこれに随
伴し、該随伴液は下方に運ばれる。フィラメント・トウ
の全断面積は、それが出口に近づくに従って減少するの
で、過剰の紡糸浴液はフィラメント・トウから横方向に
押し出される。これによって、紡糸浴内で液のポンプ作
用が生じ、セル内に液流を発生させる。多孔性隔壁108,
109,110を使用すれば、紡糸浴の表面と該浴の上部の乱
流が著しく減少する。この乱流の減少により、紡糸浴液
が紡糸口金の面まで跳ね上がることが無くなるか又は著
しく減少し、フィラメントの運動の乱れが防がれる。
【００３９】 図６に示すように、隔壁111と112は、セルを通って下
降するフィラメントのトウの運動表面にごく接近するよ
うな形に作られることが好ましい。フィラメントを二つ
のトウ113と114に別けて形成する紡糸口金を使用した場
合、これらのトウは、紡糸セルの底部の出口孔103を通
っで合体して外に出るまで、プリズム型領域115と116を
形成しながら紡糸セルを下降する。
【００４０】 図７は、エアギャップと横断気流発生機構の詳細を示
す。紡糸浴126は、紡糸セルの縁部117,118,119,120によ
って規定された上面127を有する。これらの縁部は、実
質的にダム即ち堰として機能し、僅かに過剰な紡糸浴液
がセルに入り、ダムを越えて溢れるので、一定の位置、
従って一定の高さの上面127が形成される。
【００４１】 10〜40℃の範囲の温度と４〜10℃の範囲の露点に相当
する相対湿度を有する空気の横断気流が、吹き出しノズ
ル121から吸い込みノズル122に向かってエアギャップを
横切って吹いている。ノズル122を通じて空気が吸引さ
れ、紡糸浴を横断する平行気流を維持している。吹き出
しノズル121の厚さは、吸い込みノズル122の厚さの約1/
4〜1/5である。吸い込みノズル122の下縁123は、紡糸浴
の縁119と実質的に同じレベルにある。代表的には20℃
の空気がエアギャップを横切って10m/秒の速度で吹き出
す。
【００４２】 代表的なものでは、吸い込みノズル122は約25mmの厚
さを有し、エアギャップは約18〜20mmの高さを有する。
【００４３】 フィラメント125を製造するジェットアセンブリ124
は、紡糸口金に熱を与える組立体に取付けられた、紡糸
口金の底部を熱的に絶縁する平らな下面を有する構造体
に溶接されたステンレスの薄いシートで作製された紡糸
口金を有する。このような紡糸口金は、横断気流が紡糸
口金から出てくるフィラメントを安定化させるので、本
発明の紡糸セルに理想的なものである。
【００４４】 図１は、断熱性のカバー１とフレーム２の中に設けら
れたジェットを示す。このフレーム２はスチール製の支
持構造体から熱的に絶縁され、該フレームの周囲に延在
する孔３を有し、これを通って熱水、蒸気、オイル等の
適宜な熱媒が流れ、フレームの下端を加熱している。ジ
ェットアセンブリを通って紡糸されるセルロース溶液
は、高温、例えば105℃でこのジェットアセンブリに供
給されるので、過剰な熱損失が生じたり、作業員の傷害
が起こらないように、溶液を正しい温度に維持する加熱
を行うことが望ましい。
【００４５】 フレーム２には、ボルトやスタッド4,5によってトッ
プハウジング６が固定されている。このトップハウジン
グは上部分配チャンバ７を形成し、その中には導入供給
パイプ８が入り込んでいる。この導入供給パイプは、Ｏ
リング９とフランジ10とを具えている。ロック用リング
11がトップハウジング６の頂面12にボルト止めされてフ
ランジ10を固定し、前記導入供給パイプをトップハウジ
ング上に保持している。適宜なボルト又はスタッド13,1
4によって、リング11をトップハウジング６に固定して
いる。
【００４６】 トップハウジング６の下面には、底部ハウジング20が
固定されている。一組のボルト21,22が、トップハウジ
ングと底部ハウジングとを共に固定するのに使用され、
環状空間23が積極的なストッパを形成して、トップハウ
ジングと底部ハウジングとの間に所定の距離を設定して
いる。
【００４７】 底部ハウジング20は、上向きの環状表面25を有する内
側に突出したフランジ部24を有する。このトップハウジ
ング６は、下向きの水平な環状把持面26を有する。
【００４８】 前記面25と26の間には、紡糸口金、ブレーカプレート
及びフィルタアセンブリが把持されている。図３に斜視
図で示されているこの紡糸口金は、外側を向いたフラン
ジ部29を一体的に組み込んだ、基本的にシルクハット型
断面をなす上向きの周壁28を具えた、平面図で長方形を
なす部材からなる。この紡糸口金は複数の孔あきプレー
ト30,31,32を有し、該プレートには多数の紡糸孔が設け
られ、これを通じてアミンオキシド中のセルロースの溶
液が紡糸・押し出しされて、フィラメントを形成するよ
うなっている。
【００４９】 前記フランジ29の上面にはガスケット35が設置されて
いる。ガスケット35の上部には、フィルタエレメント37
を支えるのに用いられる孔あきプレート36が設置されて
いる。このフィルタエレメント37は焼結金属で作られ、
この焼結金属が細かい孔サイズを有する場合には、使用
時の該フィルタの前後の圧力低下によってフィルタが破
壊されることがある。ブレーカプレート36は、使用時に
このフィルタを支えるのに使用される。フィルタのいず
れかの側の一対のガスケット38,39によって、底部ハウ
ジングの上向き面25とトップハウジングの下向き面26と
の間に設けられるアセンブリが完成する。このアセンブ
リをボルト21,22によって一体的に把持することによっ
て、紡糸口金、ブレーカプレート及びフィルタは積極的
に所定位置に保持される。
【００５０】 底部ハウジング20の下には、平面図で長方形状をなす
環状断熱リング40が設けられている。この環状断熱リン
グは、底部ハウジング20の底面41の下方に延びる壁28の
全周にわたって延在している。紡糸口金の一つの長辺に
は、この断熱リング40から一体的に突出した部分42が設
けられ、周壁28の長壁部分43の下側に延在している。前
記断熱リング40は、周壁28の他方の長辺部分41には一体
的突出部分42を持たないが、リング40の該部分の底面44
は、紡糸口金の周壁28の前記部分41の面46と同じ平面内
にある。
【００５１】 図２に更に判り易く示されているように、ねじ（図示
しない）によって底部ハウジング20の下面に固定されて
いる断熱リング40は、紡糸口金の周壁28の短辺部分52,5
3の底面を覆って突出する一体的突出部分50,51を有す
る。
【００５２】 図３は、ジェットアセンブリに組み込まれる紡糸口金
の斜視図を示す。符号60で示されるこの紡糸口金は、壁
28と一体的な外側フランジ29を有する。この紡糸口金が
長方形をなすことは図３の斜視図に明瞭に示されてい
る。紡糸口金の短軸は図１の断面図に示され、長軸は図
２の断面図に示されている。６枚の孔あきプレート61が
紡糸口金の底部に溶接され、その中の３枚30,31,32が図
１の断面図に見えている。これらのプレートは実際には
紡糸孔が設けられ、これを通じてセルロース溶液が押し
出される。これらの孔は、25〜200ミクロンの範囲の直
径を有し、それらの中心間距離は0.5〜3mmである。紡糸
口金は単一の平面内にある底面を有し、アミンオキシド
中のセルロース溶液を紡糸する際に受ける高い押し出し
圧に耐えることができる。各プレートは500〜10,000個
の範囲、即ち４枚のプレートを有するジェット１個当た
りに40,000個までの孔を有する。100,000個までの孔を
使用可能である。
【００５３】 図４は、紡糸口金の底面図であり、環状断熱部材40の
位置を示す。Tufnol（商標）等の樹脂含浸布帛材料で作
られたこの断熱層は、紡糸口金の三辺の周壁28の下部の
下に突出している。下から見ると、辺62,63,64において
は、周壁28の下部は符号42,50,51で示される断熱部材の
突出部分によって隠されて見えない。しかし、第４辺65
においては、紡糸口金60の周壁28の下部66が断熱被覆さ
れておらずに露出されている。このように、この断熱リ
ングは紡糸口金を実質的に完全に取り囲み、紡糸口金の
周壁の三辺の下方に延在している。
【００５４】 ブレーカプレート36は傾斜した孔67を有し、フィルタ
37の良好に支持体を構成すると共にジェットアセンブリ
を通る粘稠なセルロース溶液の流れを円滑化している。
一方、ブレーカプレート36は、内部支持部材68,69,70の
上縁に支持されている。この内部支持部材の上縁は、各
孔あきプレートの上方の入口面積が等しくなるように該
部材の中心線から偏っていてもよい。
【００５５】 ハウジング及び／又はブレーカプレート36の面26は、
図２に示すような小さな凹部80を有し、上下ハウジング
を保持するボルトが締め付けられた時に、ガスケットが
該凹部内に押し込まれてシールが完璧になるように構成
されている。上下ハウジングの間にＯリング84が設けら
れ、上下ハウジング間、ブレーカプレートとフィルタア
センブリの間の主たるシールに事故が生じた時の第２シ
ールとして作用するようにしている。
【００５６】 このようにして、本発明において採用されている紡糸
口金は、フィルタの上流側の圧力が50〜200バールの範
囲にあり、ダイの表面の内側における圧力が20/100バー
ルの範囲にある粘稠な高圧セルロース溶液を取り扱うこ
とが可能である。フィルタ自体は作動中に大きな圧力低
下を生じさせる。
【００５７】 本発明のアセンブリは好適な熱の経路も提供し、紡糸
セル内のドープの温度を押し出しの目的のための理想的
な紡糸温度に近く維持することができる。底部ハウジン
グ20は、上を向いた環状面25を介して紡糸口金にしっか
りと積極的に接触している。同様に、底部ハウジング20
は、ボルト4,5によって、外側に突出したフランジ部82
に形成された下向き面81を介してフレーム部材22にぴっ
たりと保持されている。この面81はハウジング２の上向
き面83に積極的に接触している。
【００５８】 面83の直下に加熱チューブ３の形の加熱エレメントを
設けることにより、該チューブ３の熱媒から紡糸口金へ
の熱の直接流路が形成されている。熱は、前述のように
取付けねじ4,5によって積極的に接触するように保持さ
れている面83,81を介して流れることが判るであろう。
次いで、熱は面25とフランジ29を経て紡糸口金の壁28に
流れる。
【００５９】 添付図面に示したタイプのアセンブリは、常温の工場
で組み立てられる。このようにして、ねじ21,22を締め
付けることによって、上下ハウジング、紡糸口金、ブレ
ーカプレート及びフィルタプレート・アセンブリが組み
立てられる。紡糸口金を底部ハウジング20に組み込むた
めには、周壁28と底部ハウジング20の内部の孔との間に
充分な間隙を設けて、紡糸口金を挿入・取外しできるよ
うにする必要がある。使用時には、このアセンブリは10
0℃に加熱されることも判るであろう。加熱と内圧との
組合せにより、アセンブリは不規則に膨張する。このこ
とは、底部ハウジングの下部から側方へ水平方向に周壁
28の側面への直接の熱転移に依存することが不可能なこ
とを意味している。
【００６０】 同じようなことが、フレーム２の加熱された下部から
底部ハウジング20の側壁への水平方向の直接熱転移にも
言える。しかし、面81,83等の面同士を積極的に把持す
ることによって、孔３内の媒体から熱を紡糸口金に転移
させる積極的なルートが提供される。熱水，蒸気，加熱
オイル等の適宜な熱媒が前記孔３を流れている。
【００６１】 作業員に対する安全の点からは不要であるが、下部断
熱部材40を設けることによって、高温のセルロース溶液
自体からの熱が孔３からジェットアセンブリへ流れる際
に、底部ハウジングの底面から逃げることがなくなる。
【００６２】 紡糸セルの構成部品は、それを通過する溶剤溶液に耐
える材料で作製される必要があることは容易に判るであ
ろう。こうして、例えば、紡糸口金はステンレス、又は
それが適する場合には鋳鉄の鋳物で作られる。ガスケッ
トはPTFEで作られる。
【００６３】 本発明を損なうことなく、セルロースのNMMO水溶液に
含まれている水の一部が横断気流によって蒸発して、紡
糸口金から出たばかりのフィラメントにスキンを形成す
るものと信じられている。横断気流による冷却とフィラ
メントからの水分の蒸発との相乗効果によってフィラメ
ントが冷却され、スキンが形成され、これによって紡糸
浴に入る前にフィラメントが安定化される。このこと
は、非常に多数のフィラメントを一度に製造可能なこと
を意味する。
【００６４】 紡糸セルの底部の各出口103は、図８に詳細に示され
ているように、ゲートルを具えている。フィラメントの
トウ130は出口103を通過して、該出口103が設けられて
いる壁に上端で液密に接触している弾性ゲートル131に
入る。このゲートル131はその下端にトウ130よりも少し
小さい直径の孔を有する。このゲートルはネオプレンゴ
ムで作られ、トウがゲートルを通過する際にトウ130は
このゴムを少し引伸し、トウの形に沿って接触させる。
こうして、ゲートルは紡糸セルの底部からの過剰な液漏
れを制限する。
【００６５】 次いで、トウはゴデットの下を通って上に向かい、水
洗及び後続工程に向かう。前記ゴデットの下方には、ト
ウに随伴して出口103を通過した紡糸浴液を集めるドリ
ップトレイが設けられている。
【００６６】 紡糸セルの上部での紡糸浴液の流れを、図９と10を参
照しながら詳しく説明する。図９は、空になっている紡
糸セルの上部の平面斜視図を示す。紡糸セルは、実質的
に、側壁135と136及び端壁137と138とで規定された液密
な溶液である。側壁135と136は、連続的なスチール製の
側壁であり、端壁137と138は、次に更に詳細に述べるド
ア139と140を具えている。
【００６７】 前記壁135〜138で規定された液密な紡糸セルの外側に
は、側壁141と142及び端壁143と144で規定された外部フ
レームが設けられている。端壁141と142とは、符号145
と146で示されたＵ字型の切り欠き部145と146を具えて
いる。側壁135と136の上縁は、前記端縁特にドア139と1
40によって規定される部分の上縁より僅かに下方にあ
る。これらのドアは金属、ガラス又は透明なプラスチッ
ク材料で形成されている。これらのドアは、開放可能に
側壁に取付けられている。例えば、ドアはその下端でヒ
ンジ止めされてボルトによって閉鎖位置に保持された
り、セルの側壁に三辺でボルト止めされている。
【００６８】 使用時には、僅かに過剰な液が紡糸セル内に圧送さ
れ、該過剰な液は辺135と136の上縁をオーバーフローし
て、セル内に液の上面を形成する。必要に応じて、これ
らの上縁を鋸歯状にしてもよい。
【００６９】 セルの吸い込み側には、液トラップが設けられること
が望ましい。これは図10により明瞭に示されており、基
本的には角度のついた壁147と側壁135の上部との間に形
成されたチャンネルを有する。吸い込みノズル148は、
チャンネル147の上面から下方に垂れ下がったストリッ
プ149を有する。過剰な液は上縁150を越えて溝153のパ
イプ154から流出し、必要に応じて循環する。チャンネ
ル151内の液と垂れ下がったストリップ149との相乗効果
によって気密シールが形成され、壁141と135との間のセ
ルの辺に沿って吸い込みノズル148に空気が吸い込まれ
ることを防ぐ。
【００７０】 前述のように出口103を紡糸浴のセル底部に設けるこ
とによって、lyocell繊維の製造を開始する際の始動時
にトウを仕掛ける工程が大幅に簡単化される。製造開始
のためにこの工程は、セル内に少量の繊維を紡出し、該
繊維を底部の前記出口を通じて引っ掛け、トウを下方に
引き出してゴデット即ちローラ（図示しない）の周囲に
巻き付け、次にトウを次工程の水洗・乾燥工程（図示し
ない）に引き通して進行させるのみでよい。
【００７１】 紡糸セルの上端とジェットアセンブリの下部領域との
間の間隙は狭いが、ドア139と140を設けたことによっ
て、トウの仕掛けはかなり容易になる。紡糸作業の開始
時にセルにフィラメントを仕掛けるためにドア139と140
を開き、セルからの紡糸溶液を周囲の回収溝に落下させ
る。次いで紡糸が開始され、紡出された繊維はセルの底
部の出口を通って押し出される。セルに一旦フィラメン
トが仕掛けられれば、ドア139と140は閉じられ、セルは
再び液で充填され紡糸作業は自動的に続行される。
【００７２】 必要に応じて、始動の目的で、純粋な水を紡糸浴に使
用してもよい。この水は、水性アミンオキシド混合物よ
りも泡立ちが少なく、セルの始動が容易である。ドア13
9と140を設けたことにより、紡糸浴の内部へのアクセス
及び吸い込みノズルの縁部へのアクセスも容易となる。
これによって、作業中にセルに成長した少量の結晶を除
去することができる。この結晶の成長は、少量のアミン
オキシドが蒸発することによって発生するものと信じら
れている。
【００７３】 多数のセルが並列して設けられ、各セルの底部に作業
員が容易にアクセス可能なことが判るであろう。これに
反して、繊維が紡糸浴の上面を通って出てくる場合は、
この系に対するフィラメントの仕掛けは非常に複雑であ
り、作業員は紡糸浴の表面の下方で作業して、紡糸浴の
表面の下方で繊維をトウの形に集めなければならない。
その上、多数のセルが並列状態で設置されている場合に
は、セルの上面にアクセスすることが困難であり、これ
は特にエアギャップが非常に小さく、且つセルが狭い場
合に著しい。下部出口を利用することによって、セルを
狭くし、且つ紡糸浴を通過するくさび型のトウよりも僅
かに大きくすることが可能なことが判る。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 図１は、ジェットアセンブリの短軸に沿う断面図であ
る。
【図２】 図２は、図１に垂直な、図１の部分の断面図である。
【図３】 図３は、紡糸口金の斜視図である。
【図４】 図４は、該紡糸口金の底面図である。
【図５】 図５は、紡糸セルの一つの形態を示す斜視図である。
【図６】 図６は、紡糸セルの第２の形態を示す斜視図である。
【図７】 図７は、図６の紡糸セルの上部の斜視図であり、エア
ギャップを示している。
【図８】 図８は、紡糸セルの出口の断面図である。
【図９】 図９は、紡糸浴の上部の斜視図である。
【図１０】 図10は、水トラップの断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オーウェンス，アラン イギリス国，ニュニートン シーブイ11 ６ジージー，ホレストン グランジ, ニューリン クローズ 22 (72)発明者 ラフセッジ，イアン デビッド アメリカ合衆国，アラバマ 36693，モ ービル，ガバメント ブールバード 75 4950 (72)発明者 デイビース，リチャード ジェームス イギリス国，サウス ハンバーサイド ディーエヌ37 ７エイチジー，グリンス ビー，レイスビー，セント フランシス グローブ ８ (72)発明者 セラーズ，アラン イギリス国，サウス ハンバーサイド ディーエヌ19 ７エヌエヌ，ゴックスヒ ル，トリニティー クローズ ２ (72)発明者 マクドナルド，ジャックリーン フェイ イギリス国，コベントリー シーブイ２ １アールエス，ヘンリー グリーン, ブライアリー ロード 26 (72)発明者 クイグリー，マイケル コリン イギリス国，メリデン シーブイ５ ９ キューエイチ，ボンビル クローズ 41 (72)発明者 ドレイパー，ラルフ イギリス国，コベントリー シーブイ６ ４ジーゼット，ナンツ レーン 103 (56)参考文献 特開 平４−308220（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−507936（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D01F 2/00 D01D 5/06

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】有機溶剤中のセルロースの溶液からセルロ
    ースフィラメントを製造する方法であって、複数の紡糸
    孔を有するダイを通じて前記溶液を押し出して複数の繊
    維束を形成し、該繊維束を気体間隙を通って水を含有す
    る紡糸浴内に進行させてフィラメントを形成し、前記間
    隙を通過して前記紡糸浴の液体の上面に平行に強制気流
    を発生させ、気体が前記間隙を横切って吸引され、紡糸
    浴に液体を供給する手段及び紡糸浴から液体を除去する
    手段を提供する各ステップを含むことを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項２】前記ダイが500〜100,000個の紡糸孔を有す
    ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記セルロース溶液が100〜125℃の温度範
    囲に維持されていることを特徴とする請求項１又は２に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】気体が前記間隙を横切って吸引及び吹き出
    しされる請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記気体が空気であることを特徴とする請
    求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記空気が10℃又はそれより低い露点を有
    することを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記空気が０〜50℃の温度にあることを特
    徴とする請求項５又は６に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記間隙の高さが0.5〜25cmの間にある請
    求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記紡糸浴内に隔壁手段が設けられ、該紡
    糸浴中での液流を抑制し、液面を静穏にしていることを
    特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】フィラメントは紡糸セルから前記紡糸浴
    の下端部の開口を通って引き出され、フィラメントは、
    自由状態ではフィラメントの合計面積よりも僅かに小さ
    い断面積の出口を有する可撓性材料で作られたゲートル
    を通り、該ゲートルはその上端で前記紡糸浴の下端部の
    前記開口の周囲に密封状に固定され、フィラメントは該
    ゲートルの出口の断面積を膨張させながら該出口を通過
    するように構成されていることを特徴とする請求項１〜
    ９のいずれか１項に記載の方法。
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