JPS591712A - ポリエステル繊維の溶融紡糸方法 - 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】 本発明はポリエステル繊維を５０００ｍ／分以上の超高
速で糸切れなく、かつ長時間に渡り安定に紡糸する方法
に関するものであり、さらに詳しくは５０００ｍ／分以
上の超高速紡糸を糸切れなく、かつ長時間にパック内圧
の上昇も少なく安定して紡糸するためのパック内濾過の
改良に関するものである。

ポリエステルを溶融紡糸する場合、１０００〜５５００
　ｍ７分の紡糸速度で行なうのが一般的であり、かつこ
の程度の速度では紡糸性も安定しており、均一な糸条が
得られる。

一方、近年紡糸速度は増々高速化されてきており、これ
に伴って高速紡糸技術も長足の進歩をとげているが、紡
糸速度が５０００　ｍ７分以上になると、急激に紡糸中
の糸切れや単糸切れが発生し始め、安定した紡糸はでき
ないのが現状である。これを解決するため、例えば米国
特許第４．１３４，８８２号明細書等で、吐出する糸の
半径方向の配向度分布を小さくする紡糸方法等が提案さ
れているが、この方法を用いても工業生産プロセスの規
模になると安定した紡糸成績は得られていない。

紡糸速度が５０００　ｍ７分以上で急激に糸切れが増加
し、紡糸性が低下する原因について、本発明者等は鋭意
検討を続けた結果、５０００ｍ／分以上になると、ポリ
マが吐出されて細化される過程に於いてポリマの変形速
度が極めて大きくなり、それに伴い伸長応力も増大する
ため、ポリマがこのような高応力化の大変形に追随しき
れないことが主原因だという結論に達した。これを解決
するためには、　　５０００　ｍ７分以上の高応力下の
大変形にも追随できるような吐出ポリマ状態にすること
がポイントであり、このためには５０００　ｍ７分以上
に適したパック内濾過条件を適正化することが最も現実
的な処方であることに気伺いだのである。

すなわち、従来一般に用いられてきたパック濾過条件、
例えば枦拐として数種の大きさの砂、粒状物、具体的に
は石英砂、アルミナ砂、金属粒、ガラス粒等を重ね合わ
せ、さらに最下層に該炉材の流出を防ぐステンレス製の
金網を置く方法では、毛羽、糸切れが多発して全く実用
化できないことをつきとめた。

しかも、従来の濾過方法では、濾過強化を行なっても製
糸性が不良であるのみならず、紡糸開始時のパック内圧
が高くなり、経時による内圧の」二昇も大きくパンクラ
イフが短くなる等積々の問題を生じる。

このため、５　［１００ｍ７分以上の超高速紡糸に適し
たγ濾過条件として種々の炉材構成について検討を続け
た結果、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明の構成はポリエステル繊維を紡糸速度
５０００　ｍ７分以上の超高速で溶融紡糸する際に紡糸
パックの濾過部にステンレス金属粉末でかつ少なくとも
粒度５０／１００ツノ／ユ以上の粉末からなるサンド層
を含むステンレス金属粉末からなるサンド層とその下層
にステンレススチール繊維の不織布からなる絶対濾過径
が２０μ以下のフィルターを用いて紡糸することを特徴
とするポリエステル繊維の溶融紡糸方法である。

以下に本発明の詳細な説明する。

ン濾渦部に用いる炉材の構成は、ステンレス金属粉末か
らなるサンド層のうち少なくとも粒度５０／１００メソ
ンユ以上、好ましくは粒度８０／１２０メツ／ユ以上の
粉末が混在してなるサンド層を含むこととサンド層の下
層にステンレススチール繊維の不織布からなる絶対濾過
径が２０μ以下、好ましくは１５μ以下のフィルターを
組み合せて用いることが必須である。サンド層中に粒度
５０／１００メソ／ユ以上のサンド層を含ませても絶対
７濾過径が前記に規定した以外つまり２０μを越えるフ
ィルターと組み合せた場合は毛羽、糸切れ等が多発し、
紡糸性が不良とある。

また、絶対濾過径が２０μ以下の前記フィルターを用い
ても粒度５０／１００メソ７ユ未満の粉末からなるサン
ド層のみで構成されたサンド層を使用するとかあるいは
全くサンドを使用しない場合には紡糸性が不良であり、
本発明の目的は達成することはできない。もちろん、粒
度５０／１００メソシュ未満の粉末からなるサンド層と
絶対濾過径が２０μを越えるフィルターを組み合せても
同様に目的は達成できない。

なお、フィルタ一部にワイヤーメツツユ枦拐、粉末焼結
金属Ｐ月等を用いて組み合せても同様に不良である。

従って、本発明で規定したρ材とン濾過構成の組み合せ
で始めて本発明の目的を達成できる。

さらに詳細に説明をすると、本発明で規定するＰ利と炉
層構成を採用することにより、５０００　ｍ７分以上の
超高速紡糸を行なっても糸切れなく、かつ長時間に渡っ
て安定して紡糸できる点については未だ明確ではないが
、基礎検討の結果から判断して次のように考えられる。

（１）　　粒度５０／１００メツシュ以上のステンレス
金属粉末からなるサンド層においては、ポリマ中の比較
的大きな異物の捕捉性能と吐出流の乱れ、毛羽糸切れの
原因となる熱劣化物、ゲル状物の影響を緩和する分散性
能があるものと考えられる。第１図は前記サンド層のポ
リマの分散性能を示すグラフであり、粒度５０／１００
ツノ／ユ以上のサンドは５０／１００メツシュ未満のサ
ンドと比較して分散性が高いことを示している。

さらに粉末自体が複雑な形や構造をしているために充填
状態でも従来のアルミナ砂等に比べ高い空隙率を有して
いる。そのために濾過圧（パック内圧）を低くおさ乏−
ることかでき、パック内圧上昇も少なく、パック寿命の
延長が可能であると考えられる。また、空隙率が高いた
めにポリマ中の異物捕捉量も多いとも考えられる。

（２）　　絶対濾過径が２０μ以下のステンレススチー
ル繊維の不織布からなるフィルターでは上部のサンド層
で捕捉されなかった小さな異物あるいはゲル状物を捕捉
する性能を有しているものと考えられる。また、その他
に大きさが規定された規格サンドといえどもその大きさ
に分布があるだめにサンド層をすり抜けてしまうような
微細なサンドとかつ紡糸中何らかの原因で割れてしまっ
たと思われる微細なサンド等も捕捉する性能があるもの
と考えられる。

以上述べたとおり、本発明においては、サンド層に空隙
率の高いステンレス金属粉末を用いているため、パック
内圧を軽減化するのみならず捕捉分散性能によりポリマ
中の欠点のうち大半の異物が捕捉され、さらに細かく均
一に分散されたポリマ中の欠点はフィルターにより完全
に捕捉される。従ってパック内圧上昇が抑制され、また
口金から吐出されるポリマは欠点の非常に少ない均一な
ものになる等顕著な効果をもたらすものである。

さらには、フィルターが不織布のためにポリマ流がここ
で再び分散されるのでより一層の効果をもたらすのであ
る。

このような１００メツシュ以上のステンレス金属粉末と
絶対濾過径２０μ以下のフィルターの組み合せにして始
めて紡糸速度５０００　ｍ７分以上の大変形にも十分に
追随できるほど、均一で異物の少ないポリマが口金より
長時間に渡り吐出されるのである。。

さらにフィルターとして、」二層より下層に絶対ン濾遍
在を順次細かくして少なくとも一層が２０μ以下のフィ
ルターよりなる多層フィルターとするとポリマ中の異物
をより完全に捕捉し一層均一分散化された異物の少ない
ポリマを得ることができる。この場合でも紡糸速度５０
００ｍ／分以上の大変形にも十分に追随できるポリマが
口金より長時間に渡り、吐出されるのである。

さらに本発明で規定する濾過条件を用いて良好な糸、パ
ッケージ、製糸性を得るには巻取糸条で単糸デニール５
デニール以下の際に効果が太きい。

ここで本発明を具体的な実施形態の一例を図をもって説
明するがこれに限定するものではない。

第２図は本発明の溶融紡糸工程を示す概略図である。パ
ックハウジング２により溶融されたポリマはパック１か
ら吐出して糸条となる。

吐出されだ糸条は冷却筒３で冷却固化されて給油装置４
゛にて給油され、５０００ｍ／分以上の速度で回転する
ボディロール５を経て巻取機乙に巻き取られる。

第３図は本発明に用いるパックを示す縦断面図である。

パック１内の濾過部の構成は大きく別けてサンド層の部
分７ａ〜７ｄ（多層）とステンレススチール繊維の不織
布からなるフィルター８の二つよりなる。サンド層の枦
拐はステンレス金属粉末である。

パック１の上方にポリマを供給し、前記濾過部を通過し
た後耐圧板９を経て口金１ｏより吐出される。

前記サンド層のうち少なくとも一層は粒度５０／１００
メツシュ以上が存在していることが必要で好ましくは粒
度８０／１２０メツシユ以」二の大きさのステンレス金
属粉末を配するのが好ましい。

粒度が５０／１００メッンユ未満であると異物の捕捉能
力の低下、異物の再分散ゲル状物の分散等の分散機能の
低下を生じ、紡糸性が低下する。

さらに上記サンド層の厚さは４ｍｍ以上、好ましくは７
ｔｒａｎ以上にすることがその効果を十分に発揮せしめ
るので好ましい。

サンド層の構成は上層７ａは中層７ｂ、７．ｃよリサン
ドの粒子の大きいもの（すなわち粒度メツシュが小さい
もの）を、そして下層７ｄは中層より粒子の大きいもの
を配するのが中層の炉材の流出防止という点で好ましい
。

さらに中層を多層にする場合は中上層５ｂは中下層７ｃ
より粒子の大きいものを配し、上層より粒子を小さいも
の（粒度（メツシュ）が大きいもの）を配するのが好ま
しい。

このように炉層を多層にしてサンドの粒子の太きいもの
ほど上層に、小さいものほど下層に配する方法（以後順
層濾過と呼ぶ）は異物を能率的に捕捉することと異物を
再分散させることにより紡糸性およびパック寿命を向上
させる。

従ってサンド層の構成を順層タイプにすることにより、
より効果を促進する。

濾過部の最下層に絶対−遍在２０μ以下、さらに好まし
くは１５μ以下のステンレススチール繊維の不織布から
なるフィルタ〒８を用いる。

２０μを越えると異物、ゲル状物の捕捉性能の低下を生
じ、紡糸性が低下する。

本発明は既に述べたように本発明で規定するパック内炉
材と炉層構成を採用することにより■　始めて５０００
　ｍ７分以上の超高速紡糸が毛羽糸切れもなく、かつパ
ック内圧上昇が少ないために長時間に渡り安定して紡糸
することが可能となる。

■　５０００　ｍ７分以上で安定して紡糸が可能となる
ことは高生産性メリットを生じ、また、５０００　ｍ７
分以上の紡糸で得られる糸条は後で延伸工程を経ずとも
実用繊維として使用できるため工程合理化メリットをも
産み出す。

従って大幅なコストダウンが可能となる。

■　パック内圧上昇が少ないためにパック寿命が延長で
きる。すなわちパック交換の繁雑さコストアップ等が回
避される。

さらに内圧上昇が少なくなることはポリマを供給するポ
ンプ等に消費するエネルギーも軽減できる。

■　超高速紡糸であるために、紡糸中に糸条が通過する
過程での雰囲気温度斑、冷却斑、外気流の影響を受けに
くく得られる糸条は極めて均一性の高い糸質を得ること
が可能である。

さらに雰囲気温度、冷却等の管理も低紡速紡糸はどシビ
アにすることもないために工程管理が容易である。

本発明でいうポリエステル繊維は少なくとも７０モルチ
カエチレンテレフタレート単位からなるポリエステルで
あり、ポリエチレンテレフタレートが最も好ましく用い
られる。

本発明で用いたステンレス金属粉末からなるサンドは、
米国メタラジカルインダスリーズ社製の“メタルパウダ
ー“を主たる対象とする。

なお、粒度の規格については、　　５０／１００という
表示は実質的に全ての粒子が５０メツシユのふるいを通
過するが、実質的に全ての粒子が１００メツシユのふる
いを通過しないことを意味する。

（メツシュは標準米国ふるい系列に対する規定のもので
ある。） 本発明で規定する絶対濾過径とはフィルターを透過する
最大粒子径をいう。

以下実施例にて本発明を具体的に説明する。

実施例１ ２５℃オルンクロロフェノールにおける極限粘度０．６
６の通常のポリエチレンテレフタレート乾燥チップを用
い、紡糸温度３００℃、吐出量７０ｇ／分、孔数２４の
口金を用いて表−１の水準Ａ　−Ｄの一過条件、紡糸速
度５０００　ｍ７分で紡糸したところ次の結果を得た。

ただし、水準Ａ。

Ｂは本発明の効果を明確にするだめの比較例である。

本発明で規定する粒度５０／１００メツ／ユ以上のステ
ンレス粉末が配されているサンド層とステンレススチー
ル繊維の不織布からなる絶対濾過径が２０μ以下のフィ
ルターを組み合せた水準Ｃは糸切れ、毛羽が少なく、紡
糸性が良好であった。

しかし、２０μのフィルターと粒度５０／１００メツシ
ュ未満のサンドの組み合せで構成された水準Ｂは糸切れ
、毛羽が多く、紡糸性が不調であった。

さらに粒度１００メツシュ以上のサンドと２０μを越え
るフィルターを組み合せた水準Ａは水準Ｂと同様に紡糸
性が不調であった。

以上に述べたように本発明で規定するような特定の濾過
条件を組み合わせることによりのみ５０００ｍ／分での
超高速紡糸が糸切れもなく、安　１定に行なうことがで
きる。　　　　　　　　　　　硯実雄側２ 実施例１と同様の条件で表−２に示す濾過条件（ただし
フィル・ターは実施例１水準Ｃと同じ）にて紡糸したと
ころ、酸化アルミナサンド（モランダム）を用いた比較
例である水準りは紡糸性は良好であったが、内圧および
内圧上昇が大きくそのためにわずか１０日間の紡糸でパ
ック交換を実施しなければならなかった。

一方、本発明におけるステンレス金属粉末からなるサン
ド（メタルパウダー）は酸化アルミナサンドに比較して
初期パック内圧も半減し、内圧推移も緩やかであり２０
日間以上の紡糸が比較的安定して可能であった。

以上に述べたとおり本発明で規定する特定の濾過条件を
組み合わせることによりのみ５０００ｍ／分の超高速紡
糸が長時間に渡って安定して行なうことができた。

表　　−２

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るサンド層とポリマの分散性能の関
係を説明するだめのグラフである。 第２図は本発明の溶融紡糸工程を示す概略図、第５図は
本発明に用いるパックを示す縦断面図である。 １：パ　ン　り ２：バンクハウジング ３：冷　却　筒 ４：給油装置 ５：ボディロール ６：巻　取　機 ７ａ〜７ｄ：サンド層 ８：フィルター ９：耐　圧　板 １０：口　　　金 特許出願人　　東し株式会社 ０ 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ポリエステル繊維を紡糸速度５０００ｍ／分
   以上の超高速で溶融紡糸する際に、紡糸バックの一過部
   にステンレス金属粉末でかつ少なくとも粒度５０／１０
   ０メツシュ以上の粉末からなるサンド層を含むステンレ
   ス金属粉末からなるサンド層とその下層にステンレスス
   チール繊維の不織布からなる絶対−遍在が２０μ以下の
   フィルターを用いて紡糸することを特徴とするポリエス
   テル繊維の溶融紡糸方法。
2. （２）　　フィルターが、フィルターの絶対濾過径を上
   層より下層に順次細かくして、少なくとも一層が２０μ
   以下の多層フィルターよりなる特許請求の範囲第（１）
   項記載のポリエステル繊維の溶融紡糸方法。