JPH08260223A - 繊維の製法 - Google Patents

繊維の製法

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JPH08260223A
JPH08260223A JP8037056A JP3705696A JPH08260223A JP H08260223 A JPH08260223 A JP H08260223A JP 8037056 A JP8037056 A JP 8037056A JP 3705696 A JP3705696 A JP 3705696A JP H08260223 A JPH08260223 A JP H08260223A
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JP
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spinneret
holes
head
diameter
shape
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JP8037056A
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English (en)
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Giampaolo Busato
ジャンパオロ・ブサート
Luigi Signoretti
ルイジ・シニョレッティ
Raffaele Tedesco
ラッファエレ・テデスコ
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Montefibre SpA
Original Assignee
Montefibre SpA
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/02Spinnerettes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/06Wet spinning methods
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/18Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated nitriles, e.g. polyacrylonitrile, polyvinylidene cyanide

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重合体溶液を乾式押出してフィラメントと
し、該フィラメントを凝固浴に導入して繊維を製造する
に際し、乾燥押出しされたフィラメントが相互に付着す
ることを防止する。 【解決手段】 紡糸口金表面から延びる突起部に孔を形
成した紡糸口金を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、いわゆる「ドライジェット湿式
紡糸法」を使用することにより、重合体溶液からアクリ
ル繊維を製造する方法に係る。
【0002】重合体溶液から繊維が製造される際、紡糸
口金キャピラリーを出る溶液は、重合体溶液が受けた変
形の弾性回復のため膨潤を受けることが知られている。
【0003】このフィラメントの膨潤は、押出されたフ
ィラメントの直径とキャピラリー孔の直径との比の値と
して表示される値3〜4に達し、これよりも高い値に達
することもある。
【0004】従来の湿式紡糸(紡糸口金が凝固浴内に直
接浸漬される)では、フィラメントが紡糸口金の孔から
排出されると、直ちに、ほぼ瞬時に表面の硬化が生じ、
これは溶液の膨張を同時的に制限することに寄与する。
残念なことには、この効果は、たとえばフィラメントの
塑性が乏しい(このため、紡糸口金における伸縮能力及
びシンニングファクター(thinning factor)が制限さ
れる)及び繊維の側面上に顕著なしま(streak)が存在
するとのいくつかの欠点を伴う。
【0005】限られた紡糸伸縮能力は、たとえ小さい直
径のキャピラリー(たとえば35μm)を使用した場合
でも、0.7 dtexよりも小さい番手の繊維を製造する可能
性を制限する。
【0006】表面上にしまが存在することは、不規則な
光の反射による光沢の乏しい繊維が生成することとな
り、また、摩擦係数の増大により最終製品の手触りがざ
らざらしたものとなる。凝固工程時の直径と最終繊維の
直径との比が大きくなればなるほど、最終繊維の側面は
しまによりますます影響を受けることになる。
【0007】ドライジェット湿式紡糸法(DJWS)の紡糸
技術(この方法によれば、フィラメントの紡糸は乾燥押
出し条件下で、つづいて湿式凝固条件下で行われる)
は、上記欠点を解消できる。実際、孔から排出される
際、フィラメントはなお流体相であり、その結果、なお
充分な塑性条件により、高い紡糸延伸率にも耐えること
ができ、最終繊維が長手方向のしまのない極めて平滑な
側面を保持できる。
【0008】しかしながら、残念なことには、DJWS紡糸
法(理論的には、高い押出し速度で、特に平滑な表面を
もつ繊維を生成することが可能である)も欠点を有す
る。
【0009】最も重大な欠点は、紡糸口金から排出され
る際、紡糸口金上で重合体溶液が受ける膨潤である。こ
れにより、膨潤が凝固表面の固化によってもはや制限さ
れないため、個々のフィラメントが近接するキャピラリ
ーから出てきたフィラメントと融合する。通常、この欠
点を解消するため、紡糸口金の孔の間の距離が増大され
る。しかしながら、このような条件下においても、フィ
ラメントの突然の破壊のため紡糸は不安定である。
【0010】上記欠点の結果として、DJWS法によって達
成される紡糸口金の生産性は、フィラメントが相互に付
着することを防止するために紡糸口金全体に設けられる
孔の数が少ないこと及び紡糸安定性に乏しいこと(その
結果、紡糸がしばしば中断される)により低い。
【0011】発明者らは、驚くべきことには、習慣的に
使用されている紡糸口金の代表的な直径を保持したま
ま、より大きい押出表面積及びより多いキャピラリー孔
の数を有する紡糸口金を使用する乾燥押出/湿式凝固紡
糸法によって、これらの問題及び欠点を解消できること
を見出し、本発明に至った。
【0012】これによれば、本発明の目的は、可溶性の
紡糸可能重合体から繊維を製造する方法において、
(a)紡糸口金本体と、各々が直径と平行して配置され
た直径75〜600μmの複数個の孔を有する環形状の紡
糸口金ヘッドであって、これらの孔が前記紡糸口金ヘッ
ドの表面から延びる限定された幾何形状を有する突起部
に設けられている紡糸口金ヘッドとを包含する紡糸口金
によって重合体溶液の連続フィラメントを押出し、
(b)非凝固流体内で連続フィラメントを延伸し、
(c)この連続フィラメントを凝固液浴内を通過させて
重合体繊維を生成することを特徴とする繊維の製法を提
供することにある。
【0013】本発明による代表的な紡糸口金のヘッド
を、図1(A)、1(B)、1(C)、1(D)を参照
して説明する。
【0014】図1(A)は孔の分布スキームを説明する
平面図であり、図1(B)は紡糸口金の断面図である。
この図において、突起部1は円錐台形状である。図1
(C)は図1(B)の線2で示す部分の詳細を示すもの
であり、円錐台形状の突起部1及びこの突起部の頂部域
の孔3が図示されている。孔につながる導入部の円錐台
は開口角度45°を有する。導入部は円筒形状でもよ
い。
【0015】紡糸口金の表面上に設けられる突起部は、
図1(B)に示す円錐台以外に図1(D)の断面図に示
すように、半球形状4でもよい。突起部の形状はさらに
異なるものでもよく、たとえば、突起部は平行六面体形
状又は切頭ピラミッド形状でもよい。
【0016】孔の直径は、押出されるフィラメントにつ
いての所望の直径に応じて、75〜600μmの範囲内で
ある。紡糸口金ヘッド全体に設けられる孔の数は、糸の
製造者が練紡において望むフィラメントの数の関数であ
り、相互に1〜4mmの距離に離して配置される。
【0017】本発明の他の具体例によれば、紡糸口金全
体の孔が紡糸口金表面から延びる突起部に設けられず、
突起部間の谷部に設置されてもよい。
【0018】本発明による方法を図2を参照して詳述す
る。
【0019】重合体を好適な溶媒(たとえば、ジメチル
アセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホ
キシド、又は他の公知の溶媒)に溶解する。
【0020】重合体溶液(5)を紡糸ブロック6に供給
し、上述の紡糸口金と同様の紡糸口金7を介して35℃
で乾燥押出する。紡糸延伸比(V1/V0)(ここで、V1
は粗糸を第1のローラーペアーで引張る際の速度(m/
分)であり、V0は重合体の理論上の表面速度である: Vo=(4×Q/eta × D2)×106 m/分 (式中、Qは孔の壁に対する溶液の流速(ml/分)で
あり、Dは紡糸口金の孔の直径(μm)である))は各
種の値を有することができるが、一般的な湿式紡糸法で
得られる通常の紡糸延伸比の少なくとも3倍である。
【0021】乾燥紡糸(好適な条件下、非凝固流体とし
て空気が使用され、他のガスも任意に使用される)後、
重合体溶液のフィラメントの円錐状束8を凝固浴9に浸
漬することによって湿式凝固させる。凝固浴に入るまで
に乾燥間隙を通るフィラメントの距離は、各種のファク
ター、特に紡糸口金の孔の直径、フィラメントの数、溶
液の粘性等に左右される。この距離は好ましくは1〜4
cmである。
【0022】凝固液は、従来技術から公知の各種の有機
溶媒の水性混合物のいずれかである。
【0023】凝固したフィラメント10の粗紡は、凝固
浴の底に設けられた金属ロッド11の周りを走らせ、第
1の引張りローラーペアー12の周りを走らせることに
よって行われる。
【0024】大部分の残留溶媒を除去するため熱い脱塩
水で洗浄した後、フィラメントの粗糸を沸騰水中に浸漬
することによる第2の延伸工程に供し、ついで周速度V
2で回転する第2のローラーペアーの周りを走らせる。
比V2/V1は予め定められた延伸比である。
【0025】つづいて、すべての残留溶媒を除去する洗
浄工程の後、粗糸を仕上げ浴に入れ、潤滑剤、帯電防止
剤の如き添加剤及び必要であれば柔軟剤を含浸させる。
【0026】この仕上げ工程の後、フィラメントを乾燥
させ、その構造を安定化させるために、粗糸は次の加熱
ローラーペアー(電気的に又は水蒸気によって加熱され
る)の周囲で巻かれる。
【0027】粗糸は温度約150℃でこの処理から排出さ
れ、ついで、先のローラーと同じ速度で回転する水冷ロ
ーラーの周囲を走ることによって冷却される。
【0028】繊維をボビン上又は容器内(そのままで又
はけん縮して)で集める。繊維の用途によって要求され
る場合には、延伸によって与えられた応力を解放し、繊
維の脆化を低減させ、繊維に良好な染色性を付与するた
め、繊維を飽和水蒸気によるオートクレーブ処理に供す
ることもできる。
【0029】本発明で使用される重合体は、好ましくは
ポリアクリロニトリル及びアクリロニトリル共重合体で
ある。
【0030】本発明の方法(多数の孔を有する特殊なタ
イプの紡糸口金を使用する)により、フィラメントの破
壊及び紡糸の中断を生ずることなく、格別の紡糸安定性
と共に、一般的な湿式法によって達成されるものに匹敵
する生産性が得られ、さらに、平滑な表面及び良好な機
械特性、良好な光沢、良好な染色性等を発揮するフィラ
メントが生成される。
【0031】本発明がさらに良好に理解されるように実
施例を例示するが、これは本発明を限定するものではな
い。
【0032】
【実施例】固有粘度0.155、得られる溶液の粘度が50
℃で400ポイズとなるように溶媒/重合体の重量比75
/25を有するアクリロニトリル/酢酸ビニル(93%
/7%)共重合体の溶液を調製した。
【0033】溶液を、凝固浴から1cm離して設置した
紡糸口金を介して温度35℃で空気中に押出した。この
紡糸口金は、相互に1mmの間隔を置いた円錐台形状の
突起部800個を有する。突起部の頂部域全体に、直径175
μmの孔が同じ数設けられている。
【0034】凝固浴は、60%ジメチルアセトアミドを
含有し、温度30℃に維持された水溶液である。溶液を
流速145ml/分で紡糸口金に供給した。第1のローラ
ーペアーの引張速度V1は20m/分であり、第2のロ
ーラーペアーの速度V2は150m/分である。次の延伸率
が得られた:紡糸延伸率V1/V0 2.75及び沸騰水浴延
伸率V2/V1 7.5。
【0035】つづく、仕上げ、乾燥及びコラプシング工
程を速度150m/分で行った。
【0036】ボビンで集められた粗糸は総番手232texを
有し、各フィラメントの番手は0.29texであった。オー
トクレーブにおいて飽和水蒸気により圧力3.3バールで
繊維の熱硬化を行った。
【0037】顕微鏡での観察では、フィラメントは、し
まがなく、非常に平滑な表面を有し、卵形の断面を有し
ていた。
【0038】従来公知の方法に従って測定した機械特性
を表1に示す。
【0039】
【表1】 番手(dtex) 3.65 ジン性(cN/tex) 37.7 破壊時の伸び(%) 40.4 弾性モジュラス(cN/tex) 689
【比較例】上記実施例で使用したものと同じ紡糸溶液
を、同じ組成及び温度を有する凝固浴から同じ距離を置
いて配置した同じ直径を有する同数の孔を有する一般的
な紡糸口金に同じ流速で供給した。
【0040】この紡糸法は極めて不充分であり、実際の
ところ下記の欠点が生じた。 (a)紡糸溶液が個々のフィラメントを生ずることなく
落下するため、紡糸口金を凝固浴の上方に配置して紡糸
を行うことは困難であった。個々のフィラメントの分離
は、紡糸口金を凝固浴に数秒間浸漬し、ついで紡糸口金
を凝固浴の上方1cmの高さに上昇させることによって
のみ達成された。 (b)粗糸の完全な破壊のため又はフィラメントによっ
て生ずる落下中の溶液の相互の付着のため、紡糸法が不
安定である。これらの現象が極めて頻繁に生ずるため、
特性の測定に使用する有効な量の繊維を集めることがで
きなかった。
【0041】孔の数を半分に減らして、孔の相互の距離
を長くすることによっても、当該方法を改善することは
できなかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法で使用する紡糸口金を説明する図
である。
【図2】本発明の方法の実施状況を示す図である。
【符号の説明】
1 突起部 3 孔 6 紡糸ブロック 7 紡糸口金 9 凝固浴 12 引張ローラー
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年3月21日
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【図1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラッファエレ・テデスコ イタリー国ヴェネジア州メストレ市ビア・ ブレンタ・ヴェッキア11

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可溶性の紡糸可能重合体から繊維を製造す
    る方法において、(a)紡糸口金本体と、各々が直径と
    平行して配置された直径75〜600μmの複数個の孔を
    有する環形状の紡糸口金ヘッドであって、これらの孔が
    前記紡糸口金ヘッドの表面から延びる限定された幾何形
    状を有する突起部に設けられている紡糸口金ヘッドとを
    包含する紡糸口金によって重合体溶液の連続フィラメン
    トを押出し、(b)非凝固流体内で連続フィラメントを
    延伸し、(c)この連続フィラメントを凝固液浴内を通
    過させて重合体繊維を生成することを特徴とする、繊維
    の製法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の製法において、前記紡糸口
    金ヘッドにおける孔が突起部間の領域に設けられてい
    る、繊維の製法。
  3. 【請求項3】請求項1記載の製法において、前記紡糸口
    金ヘッドに設けられた突起部が円錐台形状を有する、繊
    維の製法。
  4. 【請求項4】請求項1記載の製法において、前記紡糸口
    金ヘッドに設けられた突起部が半球形状を有する、繊維
    の製法。
  5. 【請求項5】請求項1〜4のいずれか1項記載の製法に
    おいて、溶液中の重合体がアクリロニトリル−酢酸ビニ
    ル共重合体である、繊維の製法。
  6. 【請求項6】請求項1〜4のいずれか1項記載の製法に
    おいて、溶液中の重合体がポリアクリロニトリルであ
    る、繊維の製法。
  7. 【請求項7】請求項1〜6記載の製法を実施するために
    紡糸口金において、紡糸口金本体と、各々が直径と平行
    にかつ1〜4mmの間隔で配置された直径75〜600μ
    mの複数個の孔を有する環形状の紡糸口金ヘッドとを包
    含し、前記孔が、前記紡糸口金ヘッドの表面から延びる
    限定された幾何形状を有する突起部に設けられているこ
    とを特徴とする、紡糸口金。
  8. 【請求項8】請求項7記載のものにおいて、前記紡糸口
    金ヘッドにおける孔が突起部間の領域に設けられてい
    る、紡糸口金。
  9. 【請求項9】請求項7記載のものにおいて、前記紡糸口
    金ヘッドに設けられた突起部が円錐台形状を有する、紡
    糸口金。
  10. 【請求項10】請求項7記載のものにおいて、前記紡糸
    口金ヘッドの突起部が半球形状を有する、紡糸口金。
  11. 【請求項11】請求項7記載のものにおいて、前記紡糸
    口金ヘッド中に設けられた孔が相互に1mmの距離で配
    置されている、紡糸口金。
JP8037056A 1995-02-01 1996-02-01 繊維の製法 Withdrawn JPH08260223A (ja)

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ITMI950165A IT1273481B (it) 1995-02-01 1995-02-01 Processo per la produzione di fibra acrilica che utilizza una testa di filiera di nuovo tipo
IT95A000165 1995-12-22

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JP (1) JPH08260223A (ja)
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ITMI950165A1 (it) 1996-08-01
ITMI950165A0 (it) 1995-02-01
IT1273481B (it) 1997-07-08
EP0728854A1 (en) 1996-08-28

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