JPS60199907A - 溶融紡糸用口金パツク - 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】 本発明は合成繊維等を製造する工程で用いる溶融紡糸用
口金バックに関し、さらに詳しくは、溶マーを用いて、
繊度斑の少ない、均一な品質の合成繊維を長時間安定し
て製造するのに有効な溶融紡糸用口金バックに関するも
のである。

一般に、溶融粘度が２０００ホイズ以上、特に５０００
〜１ｏｏｏｏボイズとｂった高粘Ｋ　ホＩＪマーの溶融
紡糸においては、ポリマー溶融部から溶融紡糸用口金バ
ックに至る管内及び該ロ鉱バック内でのポリマーの流れ
は一般に層流であり、このように層流全なす溶融ポリマ
ーは、加熱保温下の管の中音流動する際管中心金泥ｎる
ポリマーは終始管中心を流れ、また管壁會流れるポリマ
ーは終始管壁金泥ｎる傾向にある。特にホリマー粘度が
５０００ボイズ以上の高粘度ポリマーの場盆、管中心？
流れるポリマーと管壁を流れるポリマーとでは流速に著
しい差異が生じ、この結果管中心部を流れるポリマーと
管壁？流ｎるポリマーとの間に大きな熱履歴差？生じ、
結果として重曾腋の異なった、即ち溶融粘度の異なった
ポリマーが口金上に分布することになり、さらに、口金
バンク内の一部に異常滞留力！生起することによって本
前宵己旧（梅に瀉融粘度の異なったポリマーが口金上に
分布するといった現象が起こり単繊維間の繊度斑の増大
や品質の不均一や、紡糸中の糸切れ多発の原因となって
いる。

この問題を解決する方法として、・静止型混合器を用い
て、ポリマーを均一状態ｒＣなる１で、混合拡散させる
方法が、特開昭５３−１４７８０９号公報、特開昭５３
−１４７８１０号公報等に開示されている。

しかしながら従来法は、比較「ジ低粘度のポリマーを扱
う場合に、その効果が認めらｎるものであって、溶融粘
度が２０００ボイズ以上の高粘度ポリマーを扱う場合に
は、多孔板全通過したポリマーが、静止型混合器に導入
される際に、反重力方向に指向して流動する構造を有す
るのとポリマーの粘度が高いために、口金ノ、くツク内
及び静止型混合器内の圧力損失が増大し、その結果、バ
ック背圧が著しく大きくなり、ポリマーの吐出量斑の増
大や、計量ポンプ等の部材に欠陥？及ぼし、長時間連続
的に紡糸全行うことが困難となり、又紡糸時の糸切れや
繊度斑の増大といった問題がおった。

この問題を解決するために、本発明者等は溶融粘度が２
０００ボイズ以上の高粘度ポリマーの溶融紡糸において
、高粘度溶融ポリマーの溶融紡糸口金パック内での流動
混合方法について、鋭意研究を重ねた結果、多孔板を経
て静止型混合器を通過するポリマーの流れに着目し、多
孔板を通過したポリマーが静止型混合器に導入される際
に、反重力方向に指向して流動することがない様に流動
させ、次経路の混合ブロックに静止型混合器全複数個並
列的に配置して、ポリマーの流動混合断面積を拡大し、
かつ静止型混合器ｒｗ成する最下段のエレメントの口金
側端面の長手方向の配置を選択することによって前記す
る問題をすべて解決することのできる本発明に到達した
。

即ち、本発明は、１層、多孔板、混合ブロックおよび口
金をこの順に積層内蔵する溶融紡糸用口金バックであっ
て、該混合ブロックには、３個以上のエレメントよシな
る静止型混合器が並列的に複数個配列されており、該並
列的に複数個配列された静止型混合器の最下段エレメン
トの口金側端面の長手方向が混合ブロックの中心に対し
て放射状に配置さｎｌかつ、前記多孔板を通過したポリ
マーが該静止型混合器に導入される際に反重力方向に指
向して流動することがないように該静止型混合器が該混
合ブロックに内蔵されていること全特徴とする高粘度ポ
リマー溶融紡糸用口霊パックである。

以下、図面に基いて詳細に本発明の溶融紡糸用口金バッ
クについて説明する。

第１−は本発明にかかる溶融紡糸用口金ノ（ツタの一態
様例を示す縦断面図である。

第１図において、１はポリマー流入口、２１１′ｉ）（
ツクにおける上部フタ、３はバックケース、４は１層、
５は多孔板、６は混合ブロック、７は口金である。かか
る態様においてポリマーは、溶融されスピンブロック（
図示せず）を経てポリマー流人孔１からバック内に流入
し、Ｐ層４ｉＣて濾過され多孔板５に千鳥状または同心
円状に穿孔された多数の小孔を流下し、多孔板５と混合
ブロック６９つ混合ブロック６に到る。

第２図は混合ブロック６の一部破断斜視図でおる。第２
図には混合ブロックに内蔵される静止型混合器１１の一
例を示している。多孔板５ｖｆ″通過したポリマーを反
重力方向に流動させることのないように、該静止型混合
器１１は多孔板５に突出しないように、該混合ブロック
６中に内蔵さ九ていることが必要である。

静止型混合器１１全構成するエレメント１２は、１８０
°ねじれた３個以上の螺旋羽根（エレメント）により構
成され、好ましいエレメントの配列としては９０°ずつ
位相をずらして３個以上連ねたものが良い。該静止型混
合器１１ｔ−並列的に４個備えた混合ブロック６により
、該混合ブロック流入以前に管中心、管壁での熱履歴差
をもったポリマーは分割・金合金くり返され、均一化、
細分化、混合されて口金７上に到り吐出される。

さらに本発明では、混合ブロック６の最下段のエレメン
トの口金側端面の長手方向がブロックの中＋１”、に対
１．イｔｋ射状に配列されていることが必要でめる。第
３図は第２図に示した混合ブロック６の底面図を示す。

第３図より、静止型混合器の最下段のエレメントの口金
側端面１３の長手方向がブロックの中心１４に対して放
射状に配列されていることがわかる。比較例として第４
図には、エレメントの口霊側端面１３が、本発明で限定
の放射状に配列さｆｔでいない場合の例を示す。

第４図に示される様に最下段のニレメン）ｋ配設すると
、ポリマーの流動に際し、静止型混合器を流動したポリ
マーは、最下段のエレメント全量た後、第１図の空間１
０において、巣４図Ｂ点での速度が極端に遅くなりこの
Ｂ′点付近でポリマーが滞留するため、熱分解によりポ
リマーの粘度低下を生じ、繊度斑や糸切れに結びつき、
長時間、安定的１７ｉ：紡糸することができない。とこ
ろが第３図のエレメント配設例で示される本発明におい
ては第４図Ｂ点に対応する第３図Ｂ点でのポリマーの滞
留が＃よとんどなく、長時間安定した紡糸が可能となる
。

第５図は皐−の静止型混合器音用いた従来公知の溶融紡
糸口金バックの縦断面図金示すもので、多孔板全通過し
たポリマーが静止型混合器に導入される際に、反重力方
向に指向して流動する構造となっている。Ｃ尚、各符号
は第１図の場合と同一である。） 本発明の溶融紡糸用口金バックはこのように並列的に配
列された複数個の静止型混合器１１を内蔵する混合ブロ
ックを有することを特徴とし、好ましくは混合ブロック
６のポリマー流下方向に対する総横断面積（πＸ　Ｄ”
／　４　）に対して、静止型混合器１１のポリマー流路
横断面積の総和〔（π×ｄ”ｘ　ｎ／４　）　ｉ　ｎは
静止型混合器１１の数〕の比率が２％以上３０％以下、
さらに好ましくは３％以上１５％以下とするのが良い。

２％未満では、静止型混合器１１の数を複数個配置して
も静止型混合器１１のポリマー流路断面積の総オロが小
さく、ポリマー流量に対してポリマーの圧力損失の増大
やバックの交換寿命が短くなり、混合ブロック６上部で
のデッドスペースが増大し滞留による粘度低下の原因と
なり打着しくない。さらに３０％を超える場合は上記の
問題は解決されるものの、複数個配置された個々の静止
型混合器１１間の距離が小さく彦り、混合ブロック６の
強度上の欠陥が生じる。

また、静止型混合器１１の数は用いるポリマーの粘度に
より適宜選択されるが２個以上、好１しくけ３個以上で
あり、さらに混合ブロックのポリマー流下方向に対する
横断面の中心に対して同心円周状に１重又は２重以上に
配置した方が平均したポリマー流速が得られ、かつ、デ
ッドスペースも減少するので好ましい。又、静止型混合
器１１を構成するエレメント１２は３個以上連ねること
が必要で、２個以下では分割、混合効果が不十分で好ま
しくない。

本発明は以上詳述した如き笑ｍ態様に限定されるもので
なく、用いる複数の静止型混合器はそれぞｔ異なった流
路断面の静止型混合器よりなる混合ブロックによっても
前記条件を満足すれば十分な本発明の効果を得ることが
できる。

÷　Ｉ！Ｌ　Ｇ１１ｌｌ　Ｌ−ｒ％涼ｍｈ　全七　女　
ｍ　ｒ−＋　Ａｈ　、ζ　、、　力　Ｉ＋　（ｍ　１　
ＩＰ　Ｉｆ　！ｌ　−：する如く、コンパクトであり、
とくに混合ブロックは従来の多孔板を取り扱う場合と同
様に取扱いが容易である。又、本発明の溶融紡糸用口金
バックはナイロン、ポリエステル全はじめあらゆる合成
繊維の溶融紡糸に適用が可能であるが、特に溶融ポリマ
ーの粘度が２０００ボイズ以上、好ましく１ｔ５０００
〜１ｏｏｏｏボイズのもの全紡糸する際に有効なもので
ある。

本発明の溶融紡糸用口金バックは前述するように静止型
混合器？複数個並列に備えた混合ブロック金配し、さら
に、多孔板を通過したポリマーが静止型混合器に導入さ
れる際に、反重力方向に指向して流動することがない様
にし、かつ、静止を混合器全構成する最下段のエレメン
トの口金側端面の長手方向を、混合ブロックの中心に対
して放射状に配置したのが大きな特徴であり、高粘度溶
融ポリマーの場合、従来技術では困難とされていた比較
的高い圧力損失領域において、取り扱い操作性も容易で
あり、さらには巣繊維間の繊度ムラが小さく、紡糸中の
糸切れが極めて少なく均一な品質の繊維？生産するため
の溶融紡糸を可能にした工業的価値の大きいものである
。

以下本発明の溶融紡糸用口金バックを実施例に基づいて
説明する。

実施例１ 溶融ポリマー粘度が７０００ボイズであるナイロン６を
、紡糸温度２９０℃にて、孔径０．３１ＥＩＯの丸型孔
２４ホールを有する紡糸口金を備えた第１図に示す態様
の紡糸口金バックを用いて、旺出景６３ｆ／分で溶融紡
糸し、未延伸糸ｔ＝５００ｍ／分の速度で引取った。

混合ブロックは第２図に示す態様のものでポリマー流下
方向に対する総断面の直径りが６０酩メのものを用いた
。混合ブロックケ構成する静止型混合器は、第２図に示
す如く１８０°ねじれた螺旋羽根よシ成り、すべてポリ
マーの流路横断面の直径ｄが８關ダのものを用い、その
構成本数、ブロック内有効混合面積比、エレメントの組
合せ個数および最下段エレメントの口金側端面の配ｆａ
ｉ１表の笑験轟１〜実験煮７に示す如く各種変更した以
外はすべて同一条件で紡糸した。

それぞれ紡糸した結果、単繊維間の繊度斑、および紡糸
時静止型混合器内でのポリマー圧力損失は第１表に示す
とおりであった。

単繊維間の繊度斑の評価は次のとおりとした。

捲取った未延伸糸の各フィラメントＣ本実施例及び比較
例では２４フイラメント）について、長さ方向任意の１
０ケ所よりサンプリングした試料の横断面直径を、光電
マイクロメータの付いたデジタル測微装置（三豊製作所
製］で測定し、それぞｉｔのフィラメントの横断面直径
の平均値をめた。これらの横断面直径の平均値の変動係
数Ｃｖ（％）１にめ、単繊維間の繊度斑の評価値とした
。

第１表に示す結果から明らかなように静止型混合器を複
数個配置し、エレメント７３個以上重ね、かつ最下段エ
レメントの口金側端面の長手方向をブロックの中心に対
して放射状に配置した本発明の実験Ａ　２　、　Ｊｆ６
３の場合は、Ｐ層、計量ポンプに悪影響を与えることな
く単繊維間の繊度のバラツキは著しく減少し、本発明の
効果が明白である。

また紡糸中の糸切れも極めて少なく長時間連続紡糸が可
能なことがわかる。

一方、最下段エレメントの口金側端面の配置が本発明以
外の実験Ａ１の場合は単繊維間の繊度斑、糸切本数とも
増加の傾向にある。

又、静止型混合器の数が４個配されているにもかかわら
ずエレメントの数が２以下である比較例の実験屋４およ
び実験Ａ５では、単繊維間の繊度斑が増加の傾向にある
。又、静止型混合器が１本で構成された混合ブロックを
用いた比較例を示す実＠に６の場合は、圧力損失が大き
くなり、ＰＭの背圧が上昇し、ｐ層に悪影響を及ぼし、
単一、椎間の繊度斑も大きい結果となっている。

又比較例の実験Ａ４．５および６の場合、いずれも紡糸
中の糸切れが大で、長時間連続運転できないことがわか
る。さらに又、前記実験ＡＩ　、Ａ４及び実験７１Ｌ５
の比較例並びに災験扁２及びＡ３の本発明例のそれぞれ
の口金バックを実験終了俊分解して内部の観察を行なっ
たところ、実験煮５の場合、筑４図に示すＢｉｉには滞
留に１ス豊荀ポリマーの存在が認められた。実験扁１の
場合は、実験Ａ５はどではないが第４図に示すＢ′点に
は僅かにポリマーの滞留の痕跡が認められた。これらに
対して本発明例Ｃ実験屋２、実験Ａ３）の場合は、第４
図に示すＢ点に対応する第３図のＢ点には、ポリマーの
滞留の痕跡は全く認められなかった。なお実験Ａ４の場
合、第３図のＢ点にはポリマーの滞留の痕跡は認められ
なかったが、エレメント数が２コと少ないため、前記し
た如く混合不足に基づく紡糸糸切れの多発及び単繊維間
の繊度斑の増大という欠点が認められた。

比較例１ 実施例１と同一のナイロン６を用いて、多孔板５及び混
合ブロック６の態様をか１５図に示す如く、多孔板５中
に実施例１で用いたものと同様のエレメント？：４個連
ねた１個の静止混合器１１を突出させた態様とした以外
は、実施例１と同一紡糸条件で紡糸した。紡糸した結果
金、実施例１と同様な評価をして、第１表の実験Ａ７に
示した。

本比較例では、多孔板を通過したポリマーが靜正型混合
器に導入される際に、ポリマーが高粘度であることと、
反重力方向に指向流動するためにノズル背圧が著しく増
大し、紡糸ポンプが過負荷状態となり、紡出した繊維に
ついては単繊維間の繊度斑も大きく、又紡糸中の糸切れ
が著しく大で、長時間連続運転が困難であった。

以下余白

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる溶融紡糸用口金パックの一態様
例金示す縦断面図、第２図は本発明の溶融紡糸用口金パ
ックに用いる混合ブロックの一態様例を示す一部破断斜
視図、第３図は第２図に示した混合ブロックの底面図、
第４図はエレメントの口金側端面が本発明で限定の放射
状に配列されていない場合のブロックの底面図、第５図
は従来面 の溶融紡糸口金パックの縦断１図？示す。 １・・拳ポリマー流入孔　２１１φ・上部フタ３■Φバ
ツクケース　４・０Ｆ　層 ５・・・多　孔　板　６・・・混合ブロック７０・口　
金　８−・・金　網 ９．１０−−・空　間　１１　・書φ静止型混合器１２
１１エレメント １３−−・―最下段エレメントの口金側端面１４＠会・
混合ブロックの中心 特許上・υ人　東洋紡績株式会社 早　１４！Ｊ 早　２１！１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｆ層、多孔板、混合ブロックおよび口金をこの順に積層
   内蔵する溶融紡糸用口金バックであって、該混合ブロッ
   クには、３個以上のエレメントよりなる静止型混合器が
   並列的に複数個配列されており、該並列的に複数個配列
   された静止型混合器の最下段エレメントの口金側端面の
   長手方向が混合ブロックの中心に対して放射状に配置さ
   れ、かつ、前記多孔板全通過したポリマーが該静止型混
   合器に導入される際に反重力方向に指向して流動するこ
   とがないように該静止型混合器が該混合ブロックに内蔵
   されていること全特徴とする高粘度ポリマー溶融紡糸用
   口金バック。