JPS58132104A - 乾式紡糸方法における熱ガス誘導方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乾式紡糸方法によるフィラメントの製造にお
いて、熱ガスが紡糸口金の直下においてフィラメントＫ
ａｊたるようＫなっている、熱ガス會誘導する方法およ
び装置に関する・乾式紡糸方法によるフィラメントの製
造に用いられる紡糸チェンバーは、２つの操作領域、す
なわち通常円形の断面１有するドロップチェンバーと該
ドロップチェンバーに取抄付けられた紡糸ヘッドより構
成されている。該ドロップチェンＡ−０＃ｌｒｍおよび
長さはポリ！−の処環遭ｍ、ｓｓの量および潜媒會フィ
ラメントから蒸発させるために用いられる熱ガスの量に
依存する〇一般に、ドロップチェンバーは、加熱ジャケ
ットにより、通常溶１ｓの沸点以上の温［Ｋ加熱される
。

使用する熱ガスは、空気でもよいが不活性ガスが好まし
い・＃フィラメントに作用する熱ガスは、通常フィラメ
ントと同一方向ＫＲれる・該熱ガスｏｌ＞よび温Ｉｆは
、ポリマーおよび溶媒の性質、ならびに紡糸押出量に依
存し、通常所定ＯａＩ糸物質の所要量に％とづいて実験
的に決める必要があるｏ１５Ｇ’〜４００１１：０範囲
の温ｆが過電便用される。

該紡糸ヘッドは、！１ｊｌｋノズルのアセンブリー、紡
糸波管供給し、分配する装置、およびｒ退部＃【包含す
る０紡糸孔（ａｐ・ｒｔｕｒ・＃λの数、ならびにそれ
らの径および形状は、紡糸されるポリマー液の性質およ
び紡糸押出量に依存する０本発明において用いられるノ
ズルは、リング紡糸ノズルであって、該ノズルにはノズ
ル孔が円形リング状に配設されている。円形表面含有し
、該円形表面は、該表面の全ｌ１ｌｉｔたは該表面の周
辺円形リング上に配設されたノズル孔會有するようなポ
ットノズルもまた全知である。

骸紡糸ヘッドは、熱ガスをドロップチェンバーへ導入す
る装置’ｆｔ％包含する。リング紡糸ノズルにおいては
、熱ガス流ｔ＃リングの円側および外側両方に流出させ
るこ−とが知られている０紡・糸ノズルを調節して、１
ノズル円の紡糸液の温度が継媒の蒸発温度よりも充分低
くなるようにしている。他方、熱ガスの温度線該蒸発温
度よ少も高くして、溶媒の蒸発が紡糸ノズルの直下で直
ちに始まるようＫしなければならない〇熱ガスが紡糸ヘ
ッドＯ内部にあ）、かつ紡糸ダイの上方にある場合に杜
、熱ガス社、一般に軸方向ＫＲれ４ｏ１ｍガスの速度は
非常に小さいので、該空気流領竣會該ドロップチェンバ
ーより閉じる金属網（−〇ｔａ１ｇａｕｇ・）　１通し
ての圧損失は最小となる。この圧損失は、乱流および温
度差に顕著な均一化効果を奏するには不充分である。流
速が非常に小さいので充分な混合が起らない。

ガス流が均衡していないと、紡糸ノズルの下方に不安定
な流れｔ生じて、まだ多量の溶媒を含有している押出モ
ノフィラメントが横方向の運動會うけ、個々のフィラメ
ントのタイター（ｔｉｔｒ・）が変動し、かつフィラメ
ント−志が粘着するようＫする◎こＯような紡糸上Ｏ欠
点は、後続Ｏフィラメントの後処理および糸製造工１１
において岡ｌＩｔ炉来する％０であって、望ましく１い
＠ フィラメントの通常の方向を横切るように、高速度て、
ガス會紡糸ノズルり上方で、半径方向ま＊、Ｆｉ接一方
向に供給し、環状の回転流を生じさせることＫよりガス
流の均一化【改善することが知られている（米ａｉ１＊
許＠２，４１５，１９８号；米国特許第５．５０　？、
２４４号：米国特許第５，１１１．５６１５号および米
国特許第４，１２５，２０８号各明細書）０このために
社、中心部へ伸びる回転流が紡糸ノズルに−より覆われ
る中心部において高真空音生ずるのでポットノズル音１
２！用する会費がある。しかしながら、ポットノズルは
、紡糸孔が円形リング状に配設されている場合で６つて
ｔ１中心部に近い所にあるフィラメントには熱ガスが容
易に到達せず、したがって、中心部に近い所にあるフィ
ラメントは充分に乾燥されないという欠点會有する。他
方、中心部に開口するリングノズルを用いると、回転Ｒ
Ｋよ）生じた真空のため、フィラメントの七ット内に着
しい逆流音生じ、したがって同様に紡糸上Ｏ欠点となる
。

円側および外側に位置するフィラメント會均等に乾燥す
るためＫ、米国特許第４，１２５，２０８号明錆ＩＦＫ
＃ｉ、ポットノズルのノズルアセンブリー内の半径方向
の孔（ｂｏｒ・１）を通して内側に熱ガス１送ることが
提案されている◎しかしなから、これらの孔は、極めて
少量のガスを内側へ送ることができるに過ぎない。該ガ
スはノズルアセンブリー會通過し、冷却されるとと１に
ノズルアセンブリーを加熱する。得られる効果は、リン
グ紡糸ノズルを用いて得られる効果にも及ばない。

本発明の目的は、回転流により充分予備混合された熱ガ
スを、逆流が生じないか、あるいは直流によるフィラメ
ントの著しい動きがなく、充分な量の熱ガスが円側に違
して円匈のフィラメントｗｌｌｉ燥させるような方法で
リング紡糸ノズル１通して送ることにある◎ 本発明の方法に関する＠）、熱ガスの回転流【細分割し
て、リング紡糸ノズルの内部および外部にそれぞれ位置
する２つの量的に調節された部分流とし、熟ガスのこれ
らの流れを屈折（ａ＠ｆｌ＠ｅｔ　）させてフィラメン
トの引取）（ｄｒａｗ−ｏｆｆ　）　　方向に平行な流
れとし、これらの流れを安定化させるととにより間Ｉ＠
は解決される〇 装置に関しては、紡糸ノズルのアセンブリーがリング紡
糸ノズルの形ｋＷする紡糸ヘッドであって、該紡糸ヘッ
ドが、紡糸ダイの胞りに接線方向Ｖ入口ｒ備えた環状チ
ェンバー１有し、該環状チェンバーの内壁が上部領穢に
おいて、均一化装置（ｓｑｕａ１１ｇ＠ｒ　）により閉
じられ、下側が紡糸ノズルの下端の位置で均一化装置お
よび金属網によシ閉じられていること、およびリング紡
糸ノズルの内側において、核紡糸ヘッドが、上部均一化
装置Ｋより上部環状チェンバーと接続し、リング紡糸ノ
ズルの下端の位置でさらに追加の均一化装置および金属
調髪下端に備えた円形チェンバー１有することに％黴と
する該紡糸ヘッドにより解決される。加えて、好ましい
実施態様においては環状プレチェンバーが設けられてお
砂、該ルチェンバー中へａｍ方向の入口が開口している
０＃積状テヱンパ〜と円形チェンバーとの間ＫＦｉ直接
の接続はないけれども１該プレチエンバーは、調節可能
な入口−ロ部により環状チェンバーと接続すると共に円
形チェンバーと直＊＊続している。また、円筒状プラン
ジャーが円形チェンバーの中央に配設されている。

均−化装櫃と該均一化装置の下流に設けられている金属
網との関に狭いギャップを設けるのが好ましい。

該均一化装置は、例えばパイ１パツク、金属波板の垂直
バック、ｔたはアルミニウムハネカムであってもよい◇ 本発明の方法および装置管、添付図Ｅｌ會参照しながら
、実施例として以下説明する〇第ｆｌｉｐは、ＩＩ線方
向人口１および内部円形チェンバー５と接続する外部環
状チェンバー２が示されている０両チェンバーと％に、
均一化バック５および金属網６Ｋｊりドロンブチエンパ
ー４よ）分離されている。紡糸ノズルアセンブリー８を
カバーするシールド７と紡糸ヘッドをカバーするカバー
９との間に均一化バック１０および保■チヱーブ１１が
設け、られてお参、誼保課チューブ１１に＃′ｉノズル
への接続１２゜（液の接続ならびに冷却流体の入口およ
び出口）が納められている。

第２図は、変形された装置を示しており、該装置におい
て、内部円形チェンバーＳに直接接続されたプレチェン
バー１５が外部環状チェンバー　２　（Ｄ　ｆｉｌ　Ｋ
設けられている０＃環状チエンバー２およびプレチェン
バー１５Ｆｉ、斜めスロット１４により接続されている
◇皺内部円形チェンバーの中央には円筒状プランジャー
１５が設けられている。

第１図において、熱ガスは接線方向入口１ｔ−経て外部
環状チェンバー２にはいり、チェンバー２において高速
度で回転する。均一化パック１０において、紡糸ノズル
のシールド７の上方で部分流が分離され、半径方向に送
られて内部円形チェンバーに至る０紡糸ヘツドのカバー
９【通って伸びるノズル接続１２への熱の伝達を防止す
る定めに、該接続１２は、大きい径Ｏ保―管１１ＶＣよ
り包囲されている◇該内部円形チェンバーＳ中の熱ガス
ｔさらに均一化バック５に通して、残留する回転＃ｌ會
直線流とする０外部項状チェンバー２中に残留する回転
流も、均一化バッタＳＫより−けて皺パック５ｔ−出た
後、熱ガスが、紡糸ノズルア竜ンプリ−８【出るフィラ
メントに平行ＫｍれるようＫする。該熱ガス中ｏｔ＊ｒ
均すために、該ガスがドロップチェンバー４に達する前
に該ガス【金属網６に通すＯ 第２Ｗｌｉにおいて、熱ガス【均一化するために必Ｉ！
ｅａ転流は、先づ円部環状チェンバー５と直接接続され
ているプレチェンバー１５において得られる＠（ロ）転
流によシ高真空を生ずる環状ｆｘｙＡ−５ｔ）中央には
円筒状グランジャー１５が設けられてお９、酸１ランジ
ャーによりド四７７？エンバーよりの逆流が防止される
。

皺外部褒状チェンバー２における部分流の分離は、スー
ツ）１４によって行なわれ、はじめは、回転流が大部分
残っている０ガス流をフィラメントに平行にするために
１ガス流の屈折會、均一化、バッタ５（該バッタと直列
に金属網６が設けられている）により外側および内側の
両方で行なって乱流【均す・ 前記外部環状チェンバーにおける回転速度は、ドロップ
シャ７　）　（ｄｒｏｐ−ｓｈａｆｔ　）　　Ｋ″おけ
る熱の平均速度（ｔｈ＠ａｖ＠ｒａｇｅ　ｖ＊１ｏｃ１
ｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅｈｅａｔ　）　　よ、９１０〜２０
０倍、好ましく祉２０〜８０倍大でなければならない〇 空気流の通る外部表面積は、通常空気流の通る中央部面
積の４〜７倍である。上記内面積【合計□するとドロッ
プチェンバーにおいて有効な全断面積の約５０〜４０９
＄１占め”る。

該熱ガスが本発ｗＡＫしたがって誘導されると、紡糸チ
ェンバーにおける紡糸フィラメントの運動が殆どなく、
フィラメントの均一性が改善される〇 実施例１ 固形分５０重量嘔のジメチルホルムアミド中アクリルニ
トリルポリマー（アクリロニトリル９４重量嘔、メチル
アクリレート４　重１１　）　ｖ柵Ｉｌ會１時間当シ一
体物質１ａ２−の押出速度で７００個の孔會有するノズ
ルから紡糸した。

＃溶液Ｏ温度はｔｓ’５℃であったｏ　１０　ｄｔｅｘ
の個々のタイター（ｔ１ｔｒ＠）　１（有する押出され
たフィラメント【空気的４５１　ＭＪ／ｂｌｃ当てた。

該空気は、空気流の内部断ＦＩＢｒｖ直下で測定したと
ころ、その１１度が５ｓｏｔであった。該チェンバーの
温度は１１１０に：てあった◎空気Ｒ械會閉じる金属網
が軸方向０１１ｔＬＫ暴露されるごときリング紡糸ノズ
ル１有する従来の紡糸ヘッドｉ第１０実験において用い
た０皺流速は、外部空気流械において約（Ｌ　４　調／
−であり、内部域において約１’ｇ／−であった。

１転流れ【有するリング紡糸ノズル【備えた紡糸ヘッド
を、第２０紡糸実験に用いた。第２図に示されるプレチ
ェンバー【有する装置を選んだ。

加燃チェンバーにおける回転速度は、約５１ｗ５ｌ−で
あっ尺＠外匈および８匈の軸方向速度は実質上保持され
た。

均一化装置と金属網との間のギャップは、高さ５−であ
った。該均一化装置は、金属波板のバックの形状であっ
た。

従来の紡糸ヘッドを用いた場合、１０１００の破損率は
前記撚や紡糸ヘッドを用いた場合の１０倍以上であった
０ 実施例２ ジアミンエキステンダー【有する弾性ポリウレタン繊維
を紡糸した。固形分は２２饅で、使用した溶剤社ジメチ
ルアセトアミドてあつ７ｊ。

フィラメントノ厚みは、４００　ｄｔ＠ｘ／ｆ　５４で
あった０ 軸方向流れによる従来の紡糸方法【用いた場合および第
１図の紡糸ヘッドにおける回転＃ｌＫよる方法を用いた
場合の両方共に、平均温度２７０℃における空気的５０
　Ｎｍ”／ｈ　ｋ射出してフィラメント會乾燥した。

上記空気流速により、撚シ紡糸ヘッドにおいて２２調／
−の回転速度が得られたｏ／％ネカムグリッド會均−化
装置として用いた０均一化装置とスクリーンとの間のギ
ャップは、高さ５■であった０ 従来の紡糸ヘッド【用いた場合、紡糸ダイの下方１００
ｍＫおける４０１ｃ（Ｄ最大温度偏差は、第１図ｏ１１
１紡糸ヘッドの場合の約５倍以上であった〇 タイターの均一性Ｏ評価１行なったところ、金体タイタ
ーを基準として、従来方法において、最大偏差が±１０
４ｔｅｘ　であり、回転流による本発明の方法において
最大偏差が±４　ｄｔ＠ｘ　であったＯ

【図面の簡単な説明】

第１図は紡糸ヘッド０ｌｒｌｉ図であり、第２図はさら
にプレチェンバー１備えた紡糸ヘッドの断面図である０ 代理人　　　内　　１）　　　　明

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　熱ガスがリング紡糸ノズルの上方で回転流と
   なるようなリング紡糸ノズル１用いる乾式紡糸方法によ
   りフィラメント會製造する場合に、該熱ガス＊ｆｌｋ導
   する方法において、該熱ガスを該リング紡糸ノズルの外
   側および内側の２つの量的に調節可能な部分流に細分割
   し、該部分流會屈折してフィラメントの４象方向に平行
   な流れとし安定化することを特徴とする該熱ガス誘導方
   法０ （２）　　該フィラメントに平行なガス速直が最低１転
   速直より１０〜２００倍以上小さい特許請求の範囲第１
   項記載の方法０ ０）　紡糸ヘッド中にリング紡糸ノズルを含有し、乾式
   紡糸法における熱ガスを誘導すゐ装置において、骸すン
   グ紡糸ノズル外儒に配設され、接線方向の管入口を有す
   る環状チェンバーであって、皺チェンバ°−の内壁が上
   部領域において、均一化装置により円形チェンバーから
   分離されており、−劣下側がリング紡糸ノズルの下端の
   位置において均−化装置および金属網により紡糸チェン
   バーから分離されている該環状チェンバー、およびリン
   グ紡糸ノズルの内部に配設され、上部均一化装置により
   外部環状チェンバーとＩＩ続し、該リング紡糸ノズル０
   下端の位置において追加の均一化装置および金属網によ
   ）紡糸シャフトから、その下側で分離されている円形チ
   ェンバーＹｔ４１徽とする該装置０ （４）　　紡糸ヘッドの内側にリング紡糸ノズル【含有
   し、乾式紡糸における熱ガスｉ誘導する装置において、
   該リング紡糸ノズルの外側ＯＩＩ状チェンバー、該環状
   チェンバーの上流で外方に配設された綾線方向む管人口
   會有する環状ブレチェンバー、および内部円形チェンバ
   ーよりなり、該ブレチェンバーが内部円形チェンバーと
   直接ＩＩａされ、ま几斜めの調節可能な入口開口部また
   は内ＩＬ！！會介して該リング紡糸ノズルの外側で該堺
   状チェンバーと接続されていること、そして円筒状プラ
   ンジャーが該円形チェンバーの中央に配設され、該環′
   状チェンバーおよび円形チェンバーが、該リング紡糸ノ
   ズルの下端の位置で均一化装置および金属網により底部
   において紡糸チェンバーから分離されていることを特徴
   とする該装置。 （５）　　該金属網が該均一化装置の下ＲＫ配設され、
   狭いギャップが該網と該均一化装置との間に存在する特
   許請求の範囲第５項および第４項記載の装置。