JP5100442B2 - ステンレス鋼製ノズルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、安定した紡糸が得られ、且つ、長期に渡って繰り返し使用が可能なステンレス鋼製ノズルの製造方法に関する。

セルロースアセテート繊維は主原料が天然パルプであり、半合成繊維といわれ天然繊維の特徴も併せ持つ特徴的な繊維である。即ち、セルロースアセテート繊維は優雅な光沢、深みのある色調、発色性、ドライ感、更には適度な吸湿性等の衣料用繊維として数多くの優れた特性を有することから、他の合成繊維とは異なった高級衣料用素材として位置付けられている。

セルロースアセテート繊維は一般的にアセトンを溶剤として乾式紡糸法により製造される。この乾式紡糸法において用いられるノズルには、加工性や製作精度、或いはコスト面からＳＵＳ３１６或いはＳＵＳ３１６Ｌといったステンレス鋼が広く使われている。

そして、使用したノズルは、通常、アセトン、ジクロロメタンなどの有機溶剤あるいは酸、アルカリなどで洗浄した後、超音波処理して繰り返し使用されている。しかし、超音波処理は、超音波の衝撃によりステンレス鋼製のノズルの金属組織の腐食が進み、ノズル孔の形状が変形してしまう可能性があるため、超音波の出力等、処理条件を慎重に設定する必要があり、ノズルそのものの寿命が低下してしまう原因にも成るという問題があった。

一方で、紡糸安定性を向上すべく、ノズル表面にクロムメッキ層を設けると、紡出性の向上や糸切れの抑制効果があるとされている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、表面のクロムメッキ層は、繰り返し使用すると剥離が進み所期の効果が持続しないという欠点がある。
また、ノズル内周面或いはノズルの材質をセラミック製とすることで高速化しても安定した紡糸が得られ、高速度での巻き取りを可能にしたノズル（紡糸口金）が以前から提案されてきている（例えば、特許文献２、３参照）。しかし、セラミックは耐衝撃性に劣るので、耐久性及び取り扱いに注意を要するという問題がある。

特公昭４８−１９６４号公報 特開平７−３３１５２７号公報 特開昭４８−４１０１２号公報

本発明の課題は、高速で安定した紡糸が得られ、しかも繰り返し長期に渡って使用することができるステンレス鋼製ノズルを開発することにある。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、所望の形状に加工されたステンレス鋼製ノズルを特定の条件で熱処理することにより所期の特性を有する紡糸用ノズルを開発することに成功した。
すなわち、本発明は、下記（１）〜（３）記載の条件で熱処理を行うことを特徴とするステンレス鋼製ノズルの製造方法を提供するものである。
（１）真空度：Ｖ≦２０Ｐａ
（２）処理温度：４５０℃≦Ｋ（℃）≦６５０℃
（３）処理時間：Ｔ＞３ｈｒｓ

本発明により、高速で安定した紡糸が得られ、且つ、超音波洗浄を行っても腐蝕が少なく、繰り返し使用が可能な、特に、セルロースアセテート繊維の乾式紡糸用として優れているステンレス鋼製ノズルが提供される。

本発明のステンレス鋼製ノズルの製造方法は、ノズル孔を開けた所望形状のステンレス鋼製ノズル素材を下記（１）記載の真空度及び（２）記載の処理温度で（３）記載の時間に渡って熱処理を行うことを特徴とする。
（１）真空度：Ｖ≦２０Ｐａ
（２）処理温度：４５０℃≦Ｋ（℃）≦６５０℃
（３）処理時間：Ｔ＞３ｈｒｓ

上記（１）の真空度（Ｖ）が２０Ｐａ以下であると光輝性に優れた高精度のノズルが得られる。一方、真空度が１００Ｐａを超える低真空領域ではノズルの表面が酸化されて着色することがあり好ましくない。
また、（２）の処理温度（Ｋ（℃））が４５０℃未満であると十分な耐久性向上効果が得られない。一方、処理温度が６５０℃を超えるとノズル孔の形状が変形を生ずる可能性があると共に十分な耐久性向上の効果が得られない。

また、（３）の処理時間（Ｔ）は３時間以上である必要があり、それ未満であると十分な耐久性向上の効果が得られない。また、処理温度によるが、例えば、４００〜６００℃の処理温度で１０時間を超える時間処理を行っても、それ以上の効果は期待しえず、また長時間の処理は処理エネルギーの損失にもなる。

そして、（１）〜（３）記載の条件の設定については、個々の条件を満たしている限り、それぞれの条件の範囲で任意に設定して行うことができる。また、その様式は、バッチ式で行っても、連続式で行ってもよい。
また、ステンレス鋼製ノズルに用いる材質としては、目的に応じて種々のステンレス鋼を使用することができるが、ＳＵＳ３１６Ｌが耐腐食性に優れていることや、ノズルの製作精度を確保できる点で好ましい。

以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。なお、超音波洗浄によるノズルの耐久性試験は以下の方法に従った。
［超音波の耐久性］
超音波発振器（Ｓ＆Ｃ Ｊａｐａｎ（株）製、製品名：アクアトロンバリアスII６００）を、超音波洗浄装置（東レプレシジョン（株）製、製品名：ＴＣ−０２８）に組み込み、出力２．４Ａ（出力レベルメーターＬＥＤ７つ）、２５ＫＨＺ周波数調整つまみを中央として設定し、洗浄層内にノズルの吐出面を超音波振動子に向けて設置して３０分間洗浄を行う。洗浄後のノズル孔部面を電子顕微鏡で観察し、腐食状態を目視で判定した。

［実施例１〜５］
ＳＵＳ３１６Ｌで製作された、板厚１．５ｍｍ、直径３インチ、吐出孔形状が１辺５２μｍの三角形としたノズルを用い表１に示す各条件で熱処理を行った。熱処理後のノズルを超音波洗浄し、そのノズル孔部の表面を電子顕微鏡で観察したところ、腐食は極めて小さかった。

［比較例１］
実施例と同一のノズルを用い、熱処理を行わずに超音波洗浄したところ、極めて大な腐食が認められた。

［比較例２，３］
実施例と同一のノズルを用い、表１に示す各条件で熱処理を行った後、各ノズルを超音波洗浄したところ、極めて大きな腐食が認められた。

Claims (1)

1. 下記（１）〜（３）記載の条件で熱処理することを特徴とするステンレス鋼製ノズルの製造方法。
   （１）真空度：Ｖ≦２０Ｐａ
   （２）処理温度：４５０℃≦Ｋ（℃）≦６５０℃
   （３）処理時間：Ｔ＞３ｈｒｓ