JPS5930909A - 紡糸用口金 - 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】 本発明は重合体融液又は溶液（以下単に融液又は溶液と
略す）から繊維状物質ｆｉ−製造する為の紡糸用口金に
関するものである。更に評しくは、流動複屈折又は光学
的異方性を示す融液又は融液を１　　　’　　　　　　
　　　　Ｊ、％紡糸し、高強度、尚モジュラスを有する
高性能繊維を得るに好適な紡糸用口金に関するものであ
る。

従来、融液又は溶液を紡糸する為の紡糸用口金は種々提
案されており、ランドの直前にテーパー状の導入部を有
する紡糸用口金も既に知られている。更には、一般に融
液又は溶液に紡糸用口金内部で剪断力を与えることによ
って、分子配向を引き起こすことが出来ることは知られ
ているが、分子の配向の欄度は極めて低く、繊維製造の
場合には紡糸用口金から吐出された後、延伸によって分
子を配向させることによって初めて実用的な力学的特性
を得ることが常である。

一方、近年、ある種の重合体の融液又は溶液が、流動複
屈折又は光学的異方性を示すことが見い出され、これら
の融液又は浴液から紡糸して得られる繊維は、紡糸した
ままで、めるいは紡糸後の熱処ｍｅ行なうことのみによ
って繊維としての実用的力学時性を有することから、高
生産性、省エネルギー等の面から大いに注目されて来て
いる。

しかしながら、かかる融液又は階液は一般に高２− 粘性体である為に、紡糸圧が著しく増大し、吐出押出し
が困難でめり、ひいては紡糸性あるいは得られる繊維物
性及び品質を著しく低下させるものであった。

本発明者は、かかる欠点及び技術革新の著しい現今にお
いて、より高度な繊維の力学的特性の要求に応えるべく
、流動複屈折又は光学的異方性を示す重合体融液又は溶
液からの繊維の製造につき、該融液又は溶液の流動特性
に注目しつつ、紡糸用口金のランド及び導入部の検討を
鋭意進めた結果、ある特定の導入部形状とランドとの組
合せによって紡糸圧の上昇が少なく紡糸性に優れ、且つ
高性能の繊維を得ることを見い出し本発明を守成したも
のである。

即ち本発明は、ランド１２の直前にテーパー状導入ｆ４
１１を有し、該テーパー状導入部のテーパー角（の、及
びテーパ一部長さくＬ）が、下式（１）、及び（２）全
満足してなることを特徴とする紡糸用口金１０≦θ≦９
０　　　　　　　　　（１）（但し、式中、θはチルパ
ー状導入部１１のテーパー角（ｏ）、ｄはランド１２の
径（ＩａＩ）、Ｌはテーパ一部長さく簡）を表わす。）
である。

本発明の目的とするところは、流動複）Ｆｆｉ折又は光
学的異方性を示す重合体融液又は浴液から、強度及びモ
ジュラス等の機械的特性に優れた繊維を効率よくかつ安
定に製造することにある。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明の紡糸用口金のテーパー状導入部１１及
びランド１２の断面拡大図であり、第２本発明の紡糸用
口金は、例えば第５図に示されるアダプター２０によっ
て押出機と締結され、押出された重合体融液又は溶液１
３はテーパー状の導入部１１に至ｐ、このテーパー状導
入部１１及びランド１２を経て吐出される。

流動複屈折又は光学的異方性を示す融液又は溶液は、通
常一般的な光学的等方性の融液又は溶液に対して、融液
又は浴数の見掛は粘度の剪断速度依存性が著しく大きく
、これに対応して分子の配向が喚起されていることが各
剪断速度における融液又は溶液の見掛は粘度の詳細な測
定の結果判明した。

本発明の紡糸用口金におけるテーパー状導入部１１の機
能は、流動複屈折又は光学的異方性を示す融液又は溶液
を、その通過断面積全次第に減らしめ、圧縮することに
よって、剪断速度を変化させつつ剪断力を付与させるこ
とによって流れ方向に分子を効率よく充分に配向を喚起
させることにあり、その為にはテーパー状導入８１１の
テーパー角（のが、式（１）を満足することが本発明の
紡糸用口金のＭｌの必須要件である０ テーパー角（のを１０°以下とすると、分子の配向は充
分に喚起されるものの紡糸時の圧力損失が極めて大きな
ものとなり好ましくない。一方、テーパー角（のを９０
０以上とすると、゛流れ方向への分子の配向性を低下せ
しめるばかりでなく、ランド部への流入抵抗の増大によ
って安定した紡糸性を得ることが出来ず好ましくない。

更に、前述した如き機能を発揮する為には、分子が充分
に配向するのに必要とする必要な時間、テーパー状導入
部に滞留できる長さが必要であり、テーパー角（の及び
テーパー状導入部１１に続くランド１２の径（句に対応
して、テーパ一部長さくＬ）が式（２）を満足すること
が本発明の紡糸用口金の第２の必須要件である。

即ち、分子の配向性を高めることからはテーパ一部長さ
くＬ）を出来るだけ大きくとることが望ましいが、あま
り大きくとると紡糸圧の増大が著しく、紡糸性が低下し
好ましくない。特にテーパー角（θ）及びランド径が小
さい場合にはこめ影響が大きい。

従ってテーパ一部長さくＬ＞は、式（２）に示す如くラ
ンド径（（１）とテーパー角（θ）との積の２倍以下に
することが好ましい。一方、テーパ一部長さくＬ）を１
］短かくすると期待すべき配向効果を得ることが出来な
い。特にランド径（ｄ）及びテーパー角（のが大きい場
合には特に顕著であり、テーパ一部長さくＬ）は、ラン
ド径（ｄ）とテーパー角（θ）との積の一以上とする３ ことが肝要である。

テーパー状導入部の形状は円形に限定されるものではな
く、例えば多角錐、楕円錐等の他の形状とすることも可
能であるが、分子を均一に配向させる意味から通常は円
形とすることが好ましい。

また例えば、第４図に示した！！ＩＡ様の如く、上述し
た式（１）及び（２）を満足するテーパー状導入部の上
部に融液又は溶液の流れを規制する為の流路１４などを
設けても差支えない。テーパー状導入部に続くランド１
２は通常円柱状のものが用いられるが、紡糸する繊維の
所望の形状に従って例えば楕円形、多角形成いはその他
の複雑な任意の形状であってもよい。この場合ランドの
形状とテーパー状導入部１１との形状は一致させる必要
はなく、各々の形状は拙文して選択することが出来る。

本発明の紡糸用口金の材質は、通常一般的に紡糸用口金
の製造に使用されるものでよく、紡糸に供される融液又
は溶液の特性によって決定される０特に溶液を紡糸する
場合には耐食性の点から材質を選択決定すべきであｐｌ
例えば硫酸浴液等の腐食性の高い溶液においてはタンタ
ル、金−白金−ロジウム合金、金−白金レニウム会金等
々の材料から選択決ボする必要がある０尚これら賞金属
系の材質は極めて高価でるる為、これらの材料を例えば
ステンレス銅にクラッドした材料等を用いることも可能
であり本発明に例等支障を与えるものではない。

本発明の紡糸用口金によって紡糸される流動複屈折又は
光学的異方性を示す重曾体融液又は溶液としては、例え
ばハイドロキノン等の芳香族系ジオール及びその誘導体
と、テレフタル酸、４　、４’−ジカルボキシジフェニ
ルメタン、４　、４’−ジカルボキシジフェニルエーテ
ル、４　、４’−ジカルボキシジフェニル等の芳香族系
ジカルボン酸及びその誘導体から誘導される芳香族ポリ
エステル及びコポリエステル、ヒドロキシ安息香酸及び
その誘導体から誘導される芳香族ポリエステル及びコポ
リエステル、あるいはこれら芳香族ポリエステルとポリ
エチレンテレフタレートからなるコポリエステル又は混
合物等々の融液、ｐ−フェニレンジアミン及びその誘導
体及びテレンタル酸クロライド及びその誘導体から得ら
れる芳香族ポリアミド、ｐ−アミン安息香酸クロライド
から得られる芳香族ポリアミドの硫酸浴液、セルロース
ジアセテート、セルローストリアセテート、シアノエチ
ルセルロース等々のセルロース及びそのｖｊ誘導体アミ
ド不浴媒、ジメテルスルンオキシド、硝酸等々の俗媒と
からなる漉厚溶液等があげられるがこれに限定されるも
のではない。これらの流動複屈折又は光学的異方性を示
す融液又は溶液は、従来公知の方法及び条件で得ら扛る
ものでおってよい。

本発明の紡糸用口金を用いて、上述の流動複屈折又は光
学的異方性を示す融液又は溶液から繊維を得る紡糸は従
来公知の方法によってなされる。

本発明の紡糸用口金を用いて得られた繊維は、同一の紡
糸条件で従来公知の紡糸用口金を用いて得られた繊維に
比較してモジュラスが約１５％以上も高く、高性能繊維
を与える。更に鴬くべきことには、融液又は溶液の口金
吐出面での糸切れが減少し紡糸安定性が著しく向上する
。従って本発明の紡糸用口金は、高性能繊維を安定に、
かつ効率よく紡糸出来る為、工業的に極めて有用である
。

以下に実施例によって本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ ９８３４ｆｉｔ％硫酸、３５”ｃ、　ｏ、２１１／　１
０　ｏ頭で測定される園有粘ｆ（ηｉｎｈ　）が７．０
５のポリ−（バラフエニレンテレフヌルアミド）を、ポ
リマー濃度が１８Ｎ量チとなるように９９７重量％の濃
硫酸に、温度を８０℃に保ちながら溶解し紡糸用溶液（
以下ドープと略す）を調製した。このドープは光学的異
方性を示すことを直交ニコル下の偏光顕微鏡観察で確認
した。

ドープタンク及びイアポンゾを設けた押出機に、第５図
に示す接続用アダプター２０を介して、第２図に示され
る形状の紡糸用口金を取付け、上記のドープを７０°Ｃ
に保持して吐出、紡糸した。

使用した紡糸用口金１０のテーパー状導入部１１のテー
パー角（０）、テーパ一部長さくＬ）は夫々宍１に示す
ものであり、ランド１２の径及び畏さは、いすγしの紡
糸用口金とも０．０７　ｍでめり、孔数は５０個でりる
〇 紡糸は、紡糸用口金から吐出されたドープ流を５鰭の空
間部を介して、１０ｘｔ％ｍ酸浴中に導き、凝固を行わ
せたのち、変向ガイドを通して１収り用のイルノンロー
ル上に２００ｍ／分の速度で取り出し、ロール上で水洗
後、捲取機によＶがビン上に捲き取り、ついてヴビンご
と熱風乾燥機中に入れ、１２０℃にて乾燥した。

それぞれの紡糸用口金を用いて得られた繊維の物性を表
１に示す。表１より、本発明の紡糸用口金によって得ら
れた繊維はヤング率が、従来公知の紡糸用口金及び本発
明外の紡糸用口金から得られた繊維より約２０％高く、
極めて優れた繊維であることが認められた。

尚本発明の紡糸用口金で得られた繊維について、Ｘ線回
折による結晶配向度を調べたところいずれも９０％以上
であり優れた配向性を示すことが判った。

実施例２ 第６図に示す、材質がタンタル１６（厚み０．５■）及
びステンレス鋼１５（厚み２．　Ｏｗｍ　）の爆発圧着
材料からなり、テーパー状導入部１１が、テーパー角（
０３０°、テーパ一部長さくＬ）　２．４３暉、ランド
の径及び長さが０．０７　ｔｔｒｍであり、孔数５０個
の本発明の紡糸用口金を用いて、実施例１と同じドープ
及び紡糸方法、条件で紡糸し繊維を得た。

得られた繊維の引張強度は２４．８　ｇ／ｄ、伸度４．
７％、ヤング率５４２ｇ／ｄであｐ極めて優れた繊維で
あることが確認された。

実施例６ 特開昭５０−１５７＋５１９号公報の実施例４Ｂに従っ
て溶融異方性形成能をもつポリエステルを合成した。即
ち、クロロヒドロキノンシアセード、テレフタル酸及び
１　、２−　（４、４’−ゾカルポキシフエノキシ）エ
タンから、テレフタル酸成分と１　、２−（４、４’−
シカルがキシフェノキシ）エタン成分の比が７＝６のコ
ポリエステルを重合し、このコポリエステルの流水温度
は２９５℃であることを確めた。

エクストルーダー型溶融紡糸機に、第４図に示される本
発明の紡糸用口金を取付け、このコポリエステルを６０
０℃で押出し、紡糸した。

使用した紡糸用口金１０のテーパー状導入部１１のテー
パー角（θ）は３０°、テーパ一部長さくＬ）は２．８
−である。このテーパー状導入部１１の下部のランド１
２の径は０．２５ｍ、ランド１２の長さは０、５　ｍで
ある。テ・−パー状導入部１１の上部には、径３．４８
ａ＋、長さ３．７　ｗｓの流Ｍ１４が設けである０この
ようなテーパー状導入部１１及びランド１２を有する孔
数５個の本発明の紡糸用口金を用いて吐出された繊維状
物を５００ｍ／分の速度で捲き取った。

得られた繊維の物性等を比較例１とともに表２に示した
。表２より本発明の紡糸用口金を用いて得られた繊維の
ヤング率は、従来公知の紡糸用口金を用いて得られた繊
維のそれよりも約１７チ高く、優れた繊維性能を示すも
のであった。このような繊維は、ゴムの補強用繊維とし
て、殊にタイヤコードとして好ましく用いられる。

比較例１ 第４図と同一形状であり、テーパー角（θ）が４５°、
テーパ一部長さくＬ）が１．７　ｍ　、ランド径０．２
５ｗｍ。

ランド長０．５　ｗｔｎの従来公知の紡糸用日金金用い
た以外は全〈実施例６と同じ紡糸方法、条件により紡糸
し繊維を得た。

得られた繊維の物性は表２に示す通り、繊維性能的に実
施例３で示された繊維より劣る上に、紡糸中、紡糸口金
面での糸切れが多発し、紡糸安定性に欠けるものであっ
た。

表　　２

【図面の簡単な説明】

ｉｉ図及び第４図（Ｂ）は本発明の紡糸用口金のテーパ
ー状導入部及びランドの断面拡大図である。 である。 第５図は押出機（図示せず）と本発明の紡糸用口金を締
結する為のアダプターの態様の１つを示したものである
。 １０・・・紡糸用口金、１１・・・テーパー状導入部、
１２・・・ランド、１３・・・流動複屈折又は光学的異
方性を示す高分子融液又は溶液 特許出願人　　旭化成工業株式会社 １５− 第１図 ３ 第２図　　　　　第３図 □□−□□−−コ １５ 旧 □−丁 ４７ ＝１６− 第４図 ｉ　　　　　　第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ランド１２の直前にテーパー状導入部１１を有し、該テ
   ーパー状導入部のテーパー角（の、及びテーパ一部長さ
   くＬ）が、下式（１）、及び（２）を満足してなること
   を特徴とする紡糸用口金 １０≦θ≦９０　　　　　　　　　　（１）（但し、式
   中、θはテーパー状導入部１１のテーパー角（０）、ｄ
   はランド１２の径（−）、Ｌはテーパ一部長さく■）を
   表わす。）