JPH0544104A - 乾・湿式紡糸方法 - Google Patents

乾・湿式紡糸方法

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JPH0544104A
JPH0544104A JP21626191A JP21626191A JPH0544104A JP H0544104 A JPH0544104 A JP H0544104A JP 21626191 A JP21626191 A JP 21626191A JP 21626191 A JP21626191 A JP 21626191A JP H0544104 A JPH0544104 A JP H0544104A
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air gap
spinning
dry
gas
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JP21626191A
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Shinya Takagi
伸哉 高木
Masatsugu Mochizuki
政嗣 望月
Kazutaka Koda
和孝 甲田
Shiro Murakami
志朗 村上
Naohiko Nagata
直彦 永田
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度,高弾性率繊維を生産性よく製造可能
な乾・湿式紡糸方法を提供する。 【構成】 繊維形成性重合体を溶媒に溶解して調製した
紡糸原液を凝固浴又は冷却浴2中に乾・湿式紡糸する。
その際,紡糸口金1と凝固浴又は冷却浴2の液面との間
の気相部7に気体を流通させる。 【効果】 気相部で滞留する紡糸溶媒の蒸気が気体の流
通で除去される。そのため,紡糸口金の結露による単糸
切れや糸条間の密着を防ぐことができ,得られる繊維の
品質及び生産性を著しく向上させることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度・高弾性率繊維
を生産性よく製造可能な乾・湿式紡糸方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、繊維形成性重合体を溶媒に溶解し
て調製した紡糸原液から乾・湿式紡糸法により高強度・
高弾性率繊維を得る方法が開発され注目を浴びている。
例えば、特開昭59−130314号公報には超高重合度のポリ
ビニルアルコールから引張り強度19.2g/dの繊維を、
また特開昭62−164912号公報には高重合度のポリビニル
アルコールから引張り強度19.5g/dの繊維を得た旨が
記載されている。
【0003】これらの方法は、高重合度の繊維形成性重
合体を高温で溶媒に溶解した紡糸原液を凝固浴や冷却浴
中に乾・湿式紡糸し、得られた溶媒含有繊維中の溶媒を
溶媒と相溶性を有する抽出液で抽出除去した後、乾燥し
て未延伸糸とし、さらに高倍率延伸することにより伸び
切り鎖構造を発現させようとするものである。
【0004】このような乾・湿式紡糸法は、凝固浴又は
冷却浴外に設置した紡糸口金から、紡糸原液を押し出
し、紡糸口金と凝固浴又は冷却浴液面との間の気相部を
走行させた後、凝固浴又は冷却浴中に導入して凝固又は
ゲル繊維を得るものであり、紡糸口金と凝固浴又は冷却
浴面との間に気相部(以下エアギャップと称する。)が
存在するのが特徴である。
【0005】しかしながら、乾・湿式紡糸方法を採用す
る際の問題点として、凝固浴又は冷却浴内に生ずる液流
により紡糸直後の繊維が乱れてエアギャップでの繊維同
士の密着が生じやすいこと、紡糸口金面に紡糸原液が粘
着してノズル離れが悪くなることなどが挙げられる。
【0006】これらの問題点を改良する方法として種々
の技術が提案されている。例えば、USP4702876号には、
ポリアミドフィラメントを凝固液とともに流下させる方
法で乾・湿式紡糸する際に、エアギャップ部での繊維同
士の密着を防止するために吐出孔間の間隔を広くとった
紡糸口金から複数本の糸条を紡糸する方法が提案されて
いる。
【0007】また、凝固浴中にエアギャップを介して乾
・湿式紡糸する方法に於いて紡糸糸条の乱れを防ぐ目的
で、浴中のガイドにベルトを掛けて回転するようにし、
随伴する液流の影響により発生する単糸の巻き付きなど
のトラブルを防止するという提案がある(実開昭54-935
14号公報)。さらに、浴内に浴液自然吸引型紡糸筒を設
置することにより、浴内の液の流れを制御して糸条の乱
れを防ぐという提案もなされている(特開平2−19508
号)。
【0008】一方、紡糸口金面に紡糸溶液が粘着し、い
わゆるノズル離れが悪くなるのを防ぐため、特開昭63-8
5103号公報では、口金の吐出面のみに紡糸性良好な材質
を使用した構造の口金を用いることによりノズル離れを
改良する方法が提案されている。
【0009】以上のように、乾・湿式紡糸法において、
凝固浴内の液流の乱れを防止する方法やエアギャップで
の繊維同士の密着を防止して安定した紡糸を行う方法に
関する提案は従来から数多くなされている。しかしなが
ら、本発明者らが詳細に検討した結果、乾・湿式紡糸に
おいては上記の問題の他に、エアギャップで紡糸原液を
構成する溶媒の蒸気が発生し、この蒸気がエアギャップ
に滞留し、紡糸口金面に結露することが判明した。この
ような現象が発生すると、結露した液滴が紡糸口金の吐
出孔を塞ぎ、繊維の密着やいわゆる虫の発生、あるいは
単糸切れを引き起こすという問題が生じ、安定した紡糸
を行うことが不可能となるのである。
【0010】上記のように、従来の乾・湿式紡糸法にお
いても、紡糸口金を改良して繊維同士の密着を防止した
り、浴内の液の流れを制御して安定した紡糸を行うとい
った試みは種々なされている。しかしながら、上述した
ように紡糸原液を構成する溶媒の蒸気が紡糸口金直下の
エアギャップに滞留して紡糸口金面に結露して吐出孔を
塞ぐことにより糸条の密着や虫が発生したり、単糸切れ
を引き起して安定した紡糸が行えないという問題につい
ては、何ら改善策がとられてないのが現状である。
【0011】つまり、従来の乾・湿式紡糸法では、紡糸
原液を構成する溶媒の蒸気がエアギャップ部に滞留し、
その後この蒸気が紡糸口金面に結露し大きな液滴に成長
して吐出孔を覆うことによって繊維の単糸が切断した
り、虫が発生したりあるいは液滴が繊維に接着して繊維
同士の密着や繊度斑の原因となる問題があった。このよ
うな蒸気の滞留で生じる結露による繊維の密着、単糸の
切断や繊度斑は、後工程でのローラへの単糸巻付き、延
伸工程での毛羽や糸切れの原因となり、また繊維の品
質、生産性を著しく低下させる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題を
解消し、比較的簡単な装置を用いて、ノズル直下のエア
ギャップに紡糸溶媒の蒸気が滞留するのを防止し、得ら
れる繊維の品質及び生産性を高めることができる乾・湿
式紡糸方法を提供することを技術的な課題とするもので
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、繊維形成性重合体を溶媒に溶
解して調製した紡糸原液を凝固浴又は冷却浴中に乾・湿
式紡糸するに際し、紡糸口金と凝固浴又は冷却浴液面と
の間のエアギャップに気体を流通させることを特徴とす
る乾・湿式紡糸方法を要旨とするものである。
【0014】以下、本発明について詳細に説明する。図
1は、本発明の一実施態様を示す概略図であり、図中、
1は紡糸口金、2は凝固浴又は冷却浴、3は紡出糸条、
4はガイドローラ、6は流路、7はエアギャップ、8は
気体吸引装置のダクト部であり、Aは気体を流通させる
方向を示す矢印である。
【0015】乾・湿式紡糸において、紡糸原液は紡糸口
金1から押し出され、まずエアギャップ7を走行した
後、凝固浴又は冷却浴2に導入されて凝固又は固化した
紡出糸条3となる。さらに紡出糸条3は通常、ガイドロ
ーラ4に掛けられて方向を変え、引き続き流路6に導入
される。
【0016】本発明おいては、紡糸口金1と凝固浴又は
冷却浴2との間のエアギャップ7に、気体を一方向(例
えば図1の矢印A方向)に流通させることが極めて重要
である。すなわち、紡糸口金1下部のエアギャップ7に
気体を一方向に流通させて滞留している溶媒蒸気を除去
することにより、紡糸口金1面に蒸気が結露しなくな
り、その結果、繊維の単糸切れ、密着、虫の発生あるい
は繊度斑を防止でき、繊維の品質及び生産性を著しく向
上させることが可能となる。
【0017】本発明において、エアギャップに流通させ
る気体は、紡糸糸条に化学的な影響を与えないものでも
あればいずれでもよいが、空気、もしくは窒素等の不活
性気体が好ましい。また、気体を流通させる方向は、特
に限定されるものではないが、好ましくはエアギャップ
を走行する糸条に対してほぼ垂直(すなわち凝固浴又は
冷却浴の液面と平行な方向)であり、さらに紡出糸条が
浴中のガイドローラで走行方向を変更される場合は、変
更後の糸条の進行方向である。この理由は、流す気体の
方向を糸条の進行方向にすると、糸条が紡糸口金直下の
ガイドローラの中央に真直ぐ掛り、また、ガイドローラ
に安定して掛かるだけの適当な張力も得られるので、糸
条が多少糸揺れしても紡糸口金直下のガイドローラには
安定して掛かって走行できるようになるからである。
【0018】本発明において、エアギャップに流通させ
る気体の風量は特に限定されるものではないが、エアギ
ャップに紡糸原液から発生する蒸気が滞留せずに除去で
き、かつ糸条が糸揺れして密着することが起こらない風
量であればよく、具体的には風速が5m/分から50m/
分となるように設定することが好ましい。風量がこの範
囲にあり、しかも気体を流通させる方向が紡糸口金から
の鉛直方向に対してほぼ垂直、すなわち凝固浴又は冷却
浴の液面と平行な方向で、さらに糸条の進行方向であれ
ば、エアギャップには紡糸溶媒の蒸気が滞留せず、紡糸
口金面に結露が起こらない。その結果、紡糸時の糸条の
単糸切れ、密着、虫の発生や、繊度斑等が起こらないの
で、乾・湿式紡糸における繊維の品質及び生産性を著し
く向上させることができる。
【0019】さらに、本発明において、エアギャップに
空気や窒素等の気体を流通させる方法は特に限定される
ものではなく、例えば、気体を送風機で送る方法、ある
いは吸引装置で空気を吸い込む方法などが挙げられる
が、経済的にも設備的にも空気を吸引装置で吸い込む方
法が好ましい。
【0020】
【作用】本発明では、従来、乾・湿式紡糸法で問題とな
る紡糸口金直下のエアギャップで滞留する紡糸溶媒の蒸
気をエアギャップに気体を流通させて除去するので、紡
糸口金の結露を防ぐことができ、その結果、得られる繊
維の品質及び生産性を著しく向上させることができる。
さらに、エアギャップに流す気体は,空気、もしくは窒
素等の不活性ガスでよく、風量も5〜50m/分の範囲で
よいので、気体を流通させる装置としては小型のもので
よく、容易に設置することができる。
【0021】
【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例1 ユニチカケミカル社製の重合度3900のポリビニルアルコ
ールポリマーを濃度が15重量%となるようにジメチルス
ルホキシドに溶解して調製した紡糸原液を、孔数300 の
紡糸口金から毎分150gの吐出量でメタノール凝固浴中に
20mmのエアギャップを通して乾・湿式紡糸した。この
際、図1に示すように紡糸口金横に吸引装置を設けてエ
アギャップの空気を吸引した。乾・湿式紡糸後、非水系
の油剤を付与し、さらに95℃で乾燥して未延伸糸を得
た。
【0022】次いで、この未延伸糸を入口温度が 205
℃、出口温度が260℃に設定された長さ4mの熱風加熱
炉を用いて延伸速度20m/分で17.5倍に延伸した後、連
続して内部温度が 265℃に設定された熱処理機中で定長
6秒間で熱処理したところ、引張強度18.5g/d、初期
弾性率 480g/dの高強度繊維が得られた。
【0023】実施例1においては、エアギャップに空気
を流通させたことにより紡糸溶媒の蒸気がエアギャップ
に滞留せず、ひいては紡糸口金に結露することがなかっ
たため、紡糸口金直下での繊維の単糸切れ、密着は全く
発生しなかった。さらに、紡糸後の延伸工程でも繊維の
単糸切れ及び毛羽は全く発生せず、生産性も良好であっ
た。
【0024】比較例1 エアギャップに空気を流さない以外は、実施例1と同様
の条件で乾・湿式紡糸を行い、その後、延伸、熱処理を
施し,強度14.5g/d、初期弾性率 361g/dの繊維を
得た。
【0025】この乾・湿式紡糸では、エアギャップに紡
糸溶媒の気化した蒸気が滞留して紡糸口金面に結露した
ことにより、紡糸口金直下での繊維の単糸切れ、密着が
発生した。その結果、得られた繊維の延伸倍率は16.3倍
と低く、機械的性能に劣るものであった。また、延伸工
程でも繊維の単糸切れや毛羽が多く発生し、生産性が低
いものであった。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、紡糸口金直下での繊維
の単切れ及び密着が起こらない乾・湿式紡糸を行うこと
ができるので、得られた未延伸糸は高倍率まで延伸する
ことができ、機械的性質の優れた繊維とすることができ
る。さらに、この方法を適用すると、単糸切れ及び密着
のない延伸性に優れた未延伸糸を得られるので、後続す
る延伸工程での単糸切れ、あるいは毛羽が発生せず、ひ
いては工程安定性が増加して生産性を著しく向上させる
ことができる。
【0027】また、本発明を実施する場合、設備的には
小型の送風装置あるいは吸引装置を設置するだけでよい
ために、低コストで乾・湿式紡糸法による高強度・高弾
性率繊維を生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様を示す概略図である。
【符号の説明】
1 紡糸口金 2 凝固浴又は冷却浴 3 紡出糸条 4 ガイドローラ 6 流路 7 エアギャップ 8 気体吸引装置のダクト部 A 気体を流通させる方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01F 6/14 Z 7199−3B (72)発明者 村上 志朗 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 永田 直彦 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維形成性重合体を溶媒に溶解して調製
    した紡糸原液を凝固浴又は冷却浴中に乾・湿式紡糸する
    に際し、紡糸口金と凝固浴又は冷却浴液面との間の気相
    部に気体を流通させることを特徴とする乾・湿式紡糸方
    法。
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