JPH06322606A - 繊維を製造するための方法および装置 - Google Patents

繊維を製造するための方法および装置

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JPH06322606A
JPH06322606A JP6096335A JP9633594A JPH06322606A JP H06322606 A JPH06322606 A JP H06322606A JP 6096335 A JP6096335 A JP 6096335A JP 9633594 A JP9633594 A JP 9633594A JP H06322606 A JPH06322606 A JP H06322606A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 遠心紡糸法による繊維の製造用装置を用いる
紡糸法。 【構成】 この装置を用いて、紡糸温度で粘度50〜2
00Pa.sを有する樹脂溶液を回転プレート1に供給
し、かつ繊維を紡糸する際に、回転プレート1の内部
で、樹脂溶液が、回転プレート1のノズルを完全に満た
すのに十分な圧力下にあるようにする。 【効果】 高い強度を有する、弾力性の、均一な防炎性
繊維が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心紡糸法による繊維
製造のための方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特にアミノ樹脂から繊維を製造するため
の種々異なる方法は公知である。
【0003】英国特許(GB−A)第1141201号
明細書は、1対のベルトの表面の間に導入される樹脂材
料から出発する繊維の製造を記載している。次いで、ベ
ルトの表面を取り去り、これにより、繊維が形成され
る。
【0004】ドイツ国特許出願公開(DE−A)第23
64091号明細書は、耐炎性でかつ熱的に非融解性の
メラミン樹脂繊維の製法を記載していて、その際、メラ
ミン−アルデヒド前縮合物の溶液を加熱雰囲気中へと紡
糸し、溶剤を蒸発させ、前縮合物を硬化させる。
【0005】ドイツ国特許出願公開(DE−A)第28
10535号明細書は、遠心紡糸による、熱硬化性ホル
ムアルデヒド樹脂からの繊維の製法を記載していて、そ
の際、繊維は冷たい湿潤大気を用いて並流的に形成され
る。このために、冷たい湿潤大気の流れは、この大気流
の少なくとも1部が、樹脂および触媒の混合物と一緒に
回転ドラムに入るようにして、回転ドラムの方向へと下
方に向い、従って、大気流は、この混合物が回転ドラム
又はプレート中に存在しているかぎり、混合物の全ての
乾燥および反応に対立する。回転ドラムから生じる繊維
を一緒に運び、かつ冷たい湿潤大気流により細くする。
次いで、細くされた繊維を、回転ドラムの下方から外側
に流れる熱い乾燥大気流により50〜100℃まで加熱
し、かつ集める。
【0006】これらの方法は、多くの欠点を有する。い
くつかの例で、紡糸液は、非常に低い粘度を有するべき
である。これにより、ウェブ又は織物製造のために使用
することができない非常に脆い短い繊維が製造される。
一方、高粘性溶液を使用し、かつ高温で紡糸する場合、
繊維形成工程が、かなりの内部繊維融合( interfiberfu
sion )を伴ない、かつジェット圧潰( jet collapse )の
危険が認められることが分かる。
【0007】冷たい湿潤大気を使用するドイツ国特許出
願公開(DE−A)第2810535号明細書の方法
は、同様に、乾燥前の湿潤雰囲気中での長い滞留時間故
に、かなりの内部繊維融合を生じる。繊維束は分けるこ
とができず、かつ脆性の脆砕性の太い繊維が生じ、これ
は、ウェブおよび糸に加工するのが非常に困難である。
【0008】公知の方法では、繊維は、部分的に満たさ
れたノズルから形成される。すなわち、それから繊維を
形成する樹脂の流れは、繊維を紡糸する際、全ノズル横
断面を満たしていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、これ
により、特に、高い強度レベルを有する、弾力性の、均
一な、低い引火性の繊維がメラミン−ホルムアルデヒド
樹脂を基礎として得られ、かつ前記の欠点がなくなる、
遠心紡糸による繊維の製造法および装置を提供すること
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、本発明
により、紡糸温度で粘度50〜200Pa.sを有する
樹脂溶液を回転プレートに供給し、かつ繊維を紡糸する
際に、回転プレートの内部で、樹脂溶液が、回転プレー
ト1のノズルを完全に満たすのに十分な圧力下にあるこ
とによりなる、遠心紡糸法による樹脂の紡糸による繊維
の製法により達成されることが分かった。
【0011】本発明は、更に、樹脂のための供給管路
3、回転プレート1および駆動軸2からなる、遠心紡糸
法による繊維の製造用装置も提供し、その際、樹脂のた
めの供給管路3は駆動軸2中に配置されている。
【0012】さて、本発明の方法を、図中に示した、方
法を実施するために有利な装置に関して説明する。ここ
で、1は、回転プレートであり、2は、回転プレートの
ための駆動軸であり、3は、樹脂溶液のための供給管路
であり、4および5は、駆動軸の周りに同心的に備えら
れた乾燥大気の供給用軸であり、6は、オーバーフロー
穴( overflow hole )であり、7および8は、回転プレ
ートに備えられた翼であり、かつ9は、ノズルである。
【0013】本発明方法において、繊維は、樹脂で完全
に満たされた横断面を有するノズルから紡糸される。こ
れは、ノズル中の圧力損失に打ち勝つために、回転プレ
ート1中のノズル9の上流で圧力pを必要とする。
【0014】樹脂で完全に満たされた横断面を有するノ
ズルからの繊維の紡糸は、有利には10〜80バール、
有利には20〜70バール、特に有利には30〜55バ
ールの樹脂への圧力pで行なわれる。回転プレート1中
のノズル9の上流の圧力pは、樹脂溶液の密度ρ、周速
vおよび回転プレート1中の相当する液体環の内径Di
および外径Deから、等式I:
【0015】
【数1】
【0016】により計算される。ここで、Diは、樹脂
溶液を含んでいる回転プレート1の内部の円柱形空間の
直径に相当する。
【0017】回転プレート1の内部の圧力pは、一般的
に、遠心力に起因する。平衡は、充填レベルとノズルを
介する物質流の間に、回転プレート幾何学( whirler pl
ategeometry )、1分あたりの回転数および樹脂の材料
特性、つまり密度および粘度の関数として定められる。
【0018】圧力pは、有利には、方法の間、一定に保
たれる。
【0019】本発明方法は、一般的に、直径0.1〜1
mm、有利には0.4〜0.6mm、速度10000〜
25000rpm、有利には16000〜20000r
pm、回転プレートの内部の樹脂溶液のための粘度50
〜200Pa.s、有利には80〜150Pa.sを有
するノズル9を用いて実施される。特定の粘度は、紡糸
温度で、プレートコーン( plate-cone )粘度計を用い
て測定する。
【0020】有利には、本発明方法は、方法を実施する
際に、適当な供給方法を介して、回転する回転プレート
1に連続的に導かれる乾燥大気の環境中に回転プレート
が存在するようにして実施される。
【0021】このために少なくとも1種の乾燥大気流
を、回転プレート1の上部から、駆動軸2に沿って回転
プレート1の方向に通し、かつそこから外へ出す。
【0022】本発明により使用されるべき乾燥大気は、
10〜50℃、有利には25〜35℃の温度、および4
g/大気kgより少ない、有利には0〜3g/大気kg
の湿度を有する。
【0023】有利には、少なくとも2種の乾燥大気流
を、駆動軸から種々異なる間隔で配置された管路を介し
て通し、その際、駆動軸に隣接する大気流の速度を、よ
り離れた大気流の速度よりも早くする。特に有利には、
大気供給を、同心的に備えられる軸4および5を介して
回転プレート1の方向に実施する。内側軸4は、有利に
は、その下部末端に円錐テーパー( conical taper )を
有する。
【0024】乾燥大気を案内するこの方法は、形成され
る繊維の迅速な乾燥を保証し、かつそのフライト( flig
ht )に、繊維が融合又は合体しないように影響する。
【0025】繊維のフライトは、翼7および8が回転プ
レート1に備えられている場合に、もっと有利に影響す
る。これは、融合又は合体の回避に関して特に有利であ
る。
【0026】回転プレートに備えられた翼7および8
は、有利には、0.5〜1.5cm2の面積を有する。
【0027】本発明方法で乾燥に使用される大気は、通
常、再循環することができ、この場合、慣例の方法で、
適当な再生乾燥機を用いて、所望の湿度レベルに調節す
る。
【0028】大気流は、有利には、製造された繊維1k
gあたり乾燥大気10〜100kg、有利には15〜5
0kgが使用されるように調節する。
【0029】本発明方法は、樹脂のための供給管路、回
転プレートおよび回転プレートのための駆動軸を包含す
る、遠心紡糸による繊維の製造用装置を用いて実施され
る。
【0030】本発明の1態様において、樹脂溶液を、駆
動軸に沿って備えられた管路を介して回転プレートに供
給する。管路を、有利には、管路に備えられたスライダ
ー(slider )を用いて外側から密封することができる狭
い環状間隙に通す。
【0031】本発明の有利な1態様において、樹脂を、
駆動軸2内のダクト(供給管路3)を介して供給する。
【0032】有利には、回転プレート1は、繊維のため
の出口(ノズル9)、供給管路3およびオーバーフロー
穴6を除いては完全に閉じられている。
【0033】本発明による装置の特に有利な1態様にお
いては、大気を供給するための少なくとも1個の軸4又
は5を、回転プレート1上に、かつ駆動軸2の周りに同
心的に備えている。
【0034】特に有利な1態様においては、回転プレー
トは、有利には0.5〜1.5cm2の面積を互いに有
する翼7および8を備える。
【0035】本発明方法で使用される樹脂は、一般的
に、水溶液の形で存在する。
【0036】本発明によれば、遠心紡糸により繊維に加
工される任意の熱硬化性又は熱可塑性樹脂を使用するこ
とができる。有利な樹脂は、ポリエーテル、ポリアミ
ド、ポリビニルアルコールおよびアミノ樹脂である。特
に有利には、アミノ樹脂が挙げられる。
【0037】本発明によるアミノ樹脂は、例えば、尿
素、メラミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、
ジシアンジアミン、グアニジン又はチオ尿素とアルデヒ
ド、特にホルムアルデヒドとの縮合生成物を包含してい
る。
【0038】有利なアミノ樹脂は、尿素およびトリアジ
ン樹脂である。トリアジン樹脂のトリアジン成分は、例
えば、ベンゾグアナミン、アセトグアナミンおよびメラ
ミンから選択される。
【0039】メラミン樹脂を使用することは有利であ
る。特に有利なメラミン樹脂は、欧州特許(EP−A)
第93965号明細書、同第221330号明細書およ
び同408947号明細書に記載されたような、メラミ
ン又はメラミン誘導体とホルムアルデヒドとの縮合生成
物である。
【0040】本発明方法は、メラミン−ホルムアルデヒ
ド前縮合物溶液を用いて特に有利に実施される。これ
は、例えば、欧州特許(EP−A)第355760号明
細書中に記載されている。
【0041】本発明方法は、メラミン0.1〜70mo
l%が、式:(CH2−CH2−O)n−CH2−CH2
OH(n=1〜5)のヒドロキシオキサアルキル基1〜
3個により置換されたメラミンに変えられている、メラ
ミンおよびホルムアルデヒドの水性縮合生成物を用いて
有利に実施される。このような縮合生成物は、欧州特許
(EP−A)第408947号明細書中に記載されてい
る。
【0042】更に、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂
は、フェノール基を含有していてもよい。このような樹
脂およびその縮合による製造は、ドイツ国特許出願公開
(DE−A)第4123050号明細書中に記載されて
いる。
【0043】製造されたアミノ樹脂繊維は、紡糸の前に
樹脂に添加することができる充填剤を含有していてよ
い。
【0044】これらの充填剤は、一般的に、有利には1
0μmより小さい粒径を有する、繊維−又は粉末状の無
機補強剤又は充填剤、例えばガラス繊維、金属粉末、金
属塩又はケイ酸塩、例えばカオリン、タルク、バライ
ト、水晶又は白亜、更に、顔料および染料および難燃剤
である。
【0045】本発明の方法および装置は、多くの利点を
有する。
【0046】例えば、しばしば必要な繊維形成助剤、例
えばポリエチレンオキシド又はポリビニルアルコールの
必要がない。これらの繊維形成助剤は、繊維の引火特性
に不利に影響するという欠点を有する。
【0047】本発明方法により製造された繊維は、高い
強度、最少融合およびブリスターの不存在と一緒になっ
た、好ましい長さの分布および狭い繊維直径分布(有利
には平均直径15μを有する)という利点も有する。
【0048】本発明方法により製造された繊維は、例え
ば、欧州特許(EP−B)第80655号明細書に記載
されたように、繊維マットを製造するために使用するこ
とができる。しかしながら、ウェブおよび布の製造も、
同様に有利に可能である。
【0049】
【実施例】図に一致する装置を、 メラミン 43.28重量% N,N′N′′−トリス−(5−ヒドロキシ−3−オキサペンチル)メラミン 15.66重量% ビスフェノールA 1.14重量% ホルムアルデヒド(40重量%濃度水溶液) 28.05重量% パラホルムアルデヒド 11.70重量%および ジエチルエタノールアミン 0.17重量% を含有し、かつ24℃で700Pa.sの粘度を有する
均一溶液から出発する、メラミン−ホルムアルデヒドを
基礎とする弾性繊維を製造するために使用した。紡糸装
置に入れる直前に、水溶液を基礎として2重量%の35
重量%濃度ホルムアルデヒドを、酸触媒中に均一に混合
した。これにより、粘度が約30%減少した。紡糸溶液
の密度ρは、1.36g/cm3であった。回転プレー
ト1は、外部直径De120mmを有した。その円周上
に、これは、均一な配置で、直径0.5mmのノズル4
5個を有した。回転プレートの速度は、1分あたり約1
8500回転であった。樹脂総押出量は、1時間あたり
17kgであった。繊維を、68バールの圧力で紡糸し
た。紡糸温度は28℃であった。同心軸4は120kg
/hの乾燥大気を供給し、かつもう一つの同心軸5は8
0kg/hの乾燥大気を供給した。前記の乾燥大気は2
5〜30℃の温度、および水0〜1g/大気kgの残留
含水率を有した。
【0050】繊維を、エンドレスベルト上に集め、連続
炉中で180〜220℃で硬化させた。既製繊維は、ス
ムースな表面および織物風合を有した。DIN5381
6の方法で測定した場合、その強度は3.5cN/dt
exであり、かつその伸び率は15%であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、遠心紡糸法による繊維製造用装置を示
す。
【符号の説明】
1 回転プレート、 2 駆動軸、 3 供給管路、
4 駆動軸の周りに同心的に備えられた乾燥大気の供給
用軸、 5 駆動軸の周りに同心的に備えられた乾燥大
気の供給用軸、 6 オーバーフロー穴、 7 回転プ
レートに備えられた翼、 8 回転プレートに備えられ
た翼、 9 ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴォルフガング ファート ドイツ連邦共和国 ヒルシュベルク エリ ザベート−クルマン−シュトラーセ 3 (72)発明者 ハインツ ベルプナー ドイツ連邦共和国 メルレンバッハ イム クリンゲンアッカー 9

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 遠心紡糸法による樹脂の紡糸による繊維
    の製法において、紡糸温度で粘度50〜200Pa.s
    を有する樹脂溶液を回転プレート1に供給し、かつ繊維
    を紡糸する際に、回転プレート1の内部で、樹脂溶液
    が、回転プレート1のノズルを完全に満たすのに十分な
    圧力下にあることを特徴とする、繊維の製法。
  2. 【請求項2】 樹脂のための供給管路3、回転プレート
    1および回転プレート1のための駆動軸2からなる、遠
    心紡糸法による繊維製造用装置において、その際、樹脂
    のための供給管路3が駆動軸2中に配置されていること
    を特徴とする、遠心紡糸法による繊維製造用装置。
  3. 【請求項3】 樹脂のための供給管路3、回転プレート
    1および回転プレート1のための駆動軸2からなり、そ
    の際、樹脂のための供給管路が駆動軸にそって伸び、か
    つ回転プレートの入口に密封的に連結している、遠心紡
    糸法による繊維製造用装置。
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