JPS6328913A - 酸化チタン含有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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は酸化チタン含有ポリエステルｍ維の改良された
溶融紡糸方法に関するものでおる。

［従来の技術］ 通常、ポリエステル重合体からなる合成繊維は、該重合
体を加熱溶融し、異物などを濾過した後、最終的には紡
糸口金の細孔がら気体雰囲気中から紡糸し、冷却固化せ
しめて引取るという、いわゆる溶融紡糸方法によって生
産されている。

合成繊維の生産における問題点の一つに「口金汚れ」が
ある。これは、紡糸口金が長時間高温にざらされるため
、紡糸時に溶融重合体の一部や該重合体中の低重合物あ
るいは熱変性（分解、生成）によるゲル状物などが紡糸
口金の吐出側における細孔の出口の外縁に付着し、これ
が熱、空気中の酸素などの影響を受けて複雑に変化しつ
つ蓄積し、時間の経過とともに量が増し、遂にはフィラ
メントの切断に至るものでおる。

このような口金汚れにおける付着物において、紡糸口金
を通過する重合体に酸化チタンが含有されている場合に
は、酸化チタンが付着物の大きな役割を占めていること
が多い。

ここで、その汚れを図を用いて説明する。第２図は、溶
融紡糸した際の、紡糸口金の細孔の出口の外縁の汚れを
説明するための平面図である。紡糸口金１の細孔の外縁
１０に接近して汚れ１１が付着する。この紡糸口金の汚
れ付着を防止するために、たとえば耐熱性に優れたシリ
コーン剤を紡糸口金の吐出側の面全体に塗布したり、前
記口金の面全体を直接空気に触れさせないように水蒸気
でシールしたりしているが最終的には、前記紡糸口金の
吐出側の面の汚れをヘラ様の道具で時々かき取るいわゆ
る口金庭正が行なわれている。

そこで本発明者らは、抜本的な対策として口金汚れにつ
いてその原因を究明した結果、紡糸している重合体中に
存在する酸化チタンなどの微細粒子が静電気的性質を帯
びているという知見を得、その静電気的性質を逆に利用
することによって、口金汚れを防止し得ることを具体的
に特願昭６０−１３５９９７で提案した。特願昭６０−
１３５９９７号は、紡糸口金を該紡糸口金の隣接部材か
ら電気的に絶縁して、紡糸口金に静電気を帯電させるも
のである。

なお、殿構的に類似するものとして、紡糸口金と口金ユ
ニットとを絶縁する例が、特公昭３７−１０８５４号公
報、特開昭５７−３９２０８号公報などに示されている
。この場合は、紡糸口金に電流を流して紡糸口金自体を
発熱体とするものであり、前記絶縁の手段は単なる漏電
を防ぐための常法であって、静電気を帯電させる本発明
とは全く意味が異なるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが酸化チタンを含有する重合体を紡糸するに際し
ては、溶融粘度が汚れ防止に影響することをつきとめ、
本発明に至ったのである。

すなわち、本発明の目的は口金汚れを静電気的性質を利
用して防止するための更に改良された溶融紡糸方法を提
供するものである。

［問題点を解決するための手段］ つまり、前記した本発明の目的は、酸化チタン含有ポリ
エステル重合体を加熱溶融し、紡糸口金から冷却気体雰
囲気中に紡糸する際に、前記紡糸口金を該紡糸口金の隣
接部材から電気的に絶縁し、かつ該紡糸口金の吐出用細
孔通過時の見掛は粘度を５００ポイズ以上とすることに
よって達成できる。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の特徴とするところは、紡糸するポリエステル重
合体中に存在し、静電気的性質を有する酸化チタン粒子
に起因する口金汚れをその静電気的性質による吸引作用
を阻害することによって防止するというものでおる。

本発明者らが検討の結果、高温で溶融された重合体が紡
糸口金から紡糸される際、前記紡糸口金材と紡糸のため
流動している前記重合体との間で静電気が発生し、これ
が口金汚れの原因であった。

つまり、静電気が発生すると、紡糸口金の細孔から紡糸
された重合体に帯電する電荷とは逆の符号の電荷の帯電
が紡糸口金に蓄積されるのである。しかし、前記紡糸口
金は実質的に紡糸口金の支持体ひいては押出機本体と電
気的に一体となっているため、アースされて帯電口は非
常に少なくなっている。ポリエステル溶融重合体中に存
在する酸化チタン粒子においても、該重合体そのものが
帯電している電荷と逆の符号の電荷を帯びており、紡糸
口金細孔の出口で、かつ細孔内壁に極く近いところにあ
る酸化チタン粒子は、アースされている口金に静電的な
力によって吸引され、前記細孔の出口の外縁部に集積さ
れるが、同時にポリエステル重合体の一部をひき連れて
いく。この集積は、電荷密度の高い部分（たとえば、外
縁部の微細な凸部）に集積する傾向がある。かくして、
溶融吐出時間の経過とともに、汚れとして量的に成長す
ると判断される。

ところで、紡糸口金の細孔から紡糸されたポリエステル
重合体に帯電する電荷とは逆の符号の電荷が口金に発生
するけれども、しかし、前記したように紡糸口金に隣接
する支持体などでアースされて、電荷の帯電量は非常に
少なくなっている。ここで、紡糸口金に発生した電荷を
そのまま帯電した状態に維持すると、帯電している電荷
の符号は、ポリエステル重合体中の酸化チタン粒子に帯
電している電荷の符号と同じであるから、自ずと紡糸口
金と酸化チタン粒子は反発し合うものとみられる。

ところで、その時の紡糸口金における細孔通過時のポリ
エステル重合体の見掛は粘度が低すぎると吐出斑が発生
し、ポリエステル重合体の一部までも口金表面に粘着し
、蓄積されて口金汚れとなる。

このことから、紡糸口金における吐出孔通過時の見掛は
粘度は、５００ポイズ以上とすることが必要であり、見
掛は粘度が高すぎても、吐出斑が発生する傾向がおる点
を考慮し、６００〜３０００ポイズとすることがより好
ましい。

このように本発明では、本発明の紡糸口金を電気的に絶
縁した状態に保って、すなわち、紡糸される溶融重合体
に帯電している電荷とは逆の符号の電荷の帯電を紡糸口
金に蓄積することによって、紡糸口金への酸化チタン粒
子の静電気的吸着を阻害し、ひいては汚れを防止せんと
するものである。

紡糸口金を電気的に絶縁した状態とする方法は種々考え
られるが、たとえば次のような方法がある。

Ａ、紡糸口金と、該紡糸口金を支持する支持体などの隣
接部材との間を絶縁する方法。

Ｂ、紡糸口金、紡糸口金支持体を含む最少単位の口金ユ
ニットと該ユニットが装着されている押出機本体とを絶
縁する方法。

ここで、具体的な例をもって説明する。

第１図は本発明における、紡糸口金を組込んだ口金ユニ
ットの例を示す縦断面図である。

前記Ａの方法は、第１図に例示した口金ユニット２にお
いて、紡糸口金１の上部および下部のシール材３．３′
および円周部４を電気絶縁材料とするか、被覆するもの
である。

同様の考え方で、前記Ｂの方法は口金ユニット２と押出
機本体５との接続部や接触部、たとえば第１図の押出機
本体５からの溶融重合体の入り口部６を絶縁する方法で
ある。なあ、第１図７．８および９はそれぞれ耐圧板、
金網フィルターおよび濾過材を示す。

本発明においては、シール材として、溶融重合体の洩れ
のシール機能を有する電気絶縁材料が用いられるが、電
気絶縁性としては導電率が１Ｏ−６（Ω・ｃｍＶ’以下
のものが好ましく、かつ口金ユニットの組立時の締付は
力に耐え、紡糸時の口金ユニット内圧に耐え、かつ耐熱
性（熱安定性）を有しているものでなければならない。

なおシール材としては、たとえば石綿板、テフロン、マ
イカ、ガラス、磁器、その他側熱性の各種樹脂から作ら
れたパツキンやシートを用いることができる。紡糸時の
口金ユニット内圧の高さや紡糸温度の高さなどによって
、適宜選択するものである。−例を挙げると、シール材
３．３′には石綿板パツキンを、円周部６にはテフロン
シートを用いるなどである。従来、シール材３．３−は
、熱伝導性が良好で、口金ユニットを締付けて組立てる
際に、締付は力に対して適度に変形させ、紡糸中に溶融
重合体が洩れ出さないようにするシール機能が要求され
るため、比較的柔軟な金属材料、たとえば実公昭４７−
１５６２０号公報、実公昭４８−８６４６号公報などに
例示されるアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合
金が使用されるのが通例である。

ところが、本発明では、これらの電気的良導体である金
属材料を使用することは、紡糸口金に帯電している静電
気がアースされてしまうので不適当である。

また、従来は紡糸口金の円周部４については、口金ユニ
ット本体と密着させておくのみで、何らかの材料で被覆
する必要がなかったが、本発明では、円周部４そのもの
を電気絶縁材料とするか、円周部４に前記材料を被覆す
る必要がある。

かくのごとき方法で、電気的に絶縁した状態で溶融吐出
される方法は、酸化チタン含有ポリエステル重合体、特
にポリブチレンテレフタレートに対して有効である。

本発明におけるポリエステル重合体は、テレフタル酸を
主たる酸成分とし、炭素数２〜６のフルキレンレンゲリ
コール、すなわちエチレングリコール、トリメチレング
リコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレン
グリコール、ヘキサメチレングリコール、から選ばれた
少なくとも１種のグリコールを主たるグリコール成分と
するポリエステルを主たる対象とする。

また、テレフタル酸成分の一部を他の二官能性カルボン
酸成分で置換えたポリエステルであってもよく、あるい
はグリコール成分の一部を主成分以外の上記グリコール
、もしくは他のジオール成分で置換えたポリエステルで
あってもよい。

上記ポリエステル系重合体の中で、特に紡糸時の静電気
発生量が多く、口金汚れが発生しやすい、ポリエステル
すなわちアルキレングリコールとしてテトラメチレング
リコールを主たるグリコール成分とする、いわゆるポリ
ブチレンテレフタレートが好適に適用される。

本発明における絶縁とは、導電率が１Ｏ−６（Ω・ｃｍ
Ｖ’以下であればシール材としては絶縁されているもの
とみなす。

なお、本発明の紡糸口金における吐出孔適時の見掛は粘
度は次のハーゲン・ポアイズユの式より求めたものであ
る。

△ＰＸ７ｃＸＤ４×ρ ηａ＝　　　　　　　　　　　　Ｘ１Ｑ４１．３０６Ｘ
ＬＸＱ 但しηａ＝見掛は粘度［ポイズ］ △Ｐ＝口金背面圧［Ｋｇ／　ｃＩ７ｔ］Ｄ＝吐出孔径［
ｃｍ　］ ρ＝ポリマ密度［ｇ１０ｊ］ Ｌ＝口金孔深度［ｃｍ　］ Ｑ＝吐出量ｇ／ｍｉｎ・孔］ 本発明における酸化チタン含有ポリエステルとは、酸化
チタン量を０．０５重量％以上含有するものであり、０
．１重量％以上含有するとより好ましく、０．２重量％
以上含有すると極めて好適である。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により、ざらに説明する、 なお、実施例中の固有粘度は、オルソクロロフェノール
（ＯＣＰ＞を溶媒として２５℃で測定した値である。

実施例１ 酸化チタンを１．０％含有した固有粘度を第１表のよう
に種々変更したポリエチレンテレフタレートを２８５℃
で溶融し、０．１８ｓφの細孔を２４ｆ［ｉｉｌ有する
ステンレス製の紡糸口金（下面に耐熱性シリコーン剤を
塗布）から吐出ｆｆ１３３．５ｇ／分で吐出した。この
時の口金の吐出量孔通過時の見掛は粘度は第１表のとお
りであった。

テスト１〜３は第１図に示した口金下のシール材３．３
−とじて、厚さ１．０ｍの絶縁性アベスト板を用い、口
金の円周部に厚さ０．１３ｍのテフロン粘着テープを巻
いて電気的に絶縁した。口金と口金ユニットとの導電率
は１．８Ｘ１０−”（Ω・ｃｍ＞−’であった。テスト
４は、テスト３の比較例として、電気的に絶縁されてい
ない従来の方法（シール材はアルミ合金製、円周部は被
覆せず）の口金を用いた。

口金汚れの結果をまとめて第１表に示した。

細孔の外縁の汚れは、長焦点顕微鏡でａ察した。

第１表 汚れの判定 ◎：仝孔汚れなし。

Ｏ：数孔汚れなし。

Δ：半数以上汚れなし。

Ｘ：仝孔汚れ有。

第１表から明らかな如く、従来方法（テスト４）および
比較例の見掛は粘度の低いもの（テスト１）にくらべ本
発明による方法（テスト２〜３）は汚れ発生が少なく、
かつ成長も遅い。

実施例２ 酸化チタンを１．０％添加した、固有粘度を第２表のよ
うに種々変更したポリブチレンテレフタレートを、２６
０℃で溶融する他は実施例１と同じ条件で吐出した。口
金と口金ユニットとの導電率は３Ｘ’ＩＯ’（Ω・ｃｍ
Ｖ’でおった。

この時の口金の吐出孔通過時の見掛は粘度および口金汚
れの結果を第２表に示したとおりでる。

テスト７の比較例として、電気的に絶縁されていない従
来方法による口金の汚れの結果をテスト８として第２表
に示した。

第２表 第２表から明らかな如く、本発明になる方法（テストロ
、７）は、従来方法（テスト８）に比較して、汚れ発生
が少なく、かつ成長も遅い。

また、比較例（テスト５）のように電気的に絶縁しても
、見掛は粘度が低い場合は汚れは多かった。

［発明の効果］ 本発明はかかる方法によって、酸化チタンを含有するポ
リエステル重合体を紡糸するに当り紡糸口金の細孔の外
縁の汚れの発生を防止することが可能であり、汚れ除去
作業の減少が図られ、生産性（能率、収率）が向上し、
ひいては製品品質の向上、コストダウンが可能となった
。

糸用の口金を組込んだ口金ユニットの一例を示す縦断面
図である。第２図は合成繊維を溶融紡糸した際の紡糸用
口金の細孔出口周辺の汚れを説明するための平面図であ
る。

１；口金　　　　２；口金ユニット ３．３−：シール材　　４；円周部 ５；押出機本体　６：溶融重合体の入口部７：耐圧板　
　　８：金網フィルター ９；濾過材　　１０；細孔の外縁 １１；汚れ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化チタン含有ポリエステル重合体を加熱溶融し
   、紡糸口金から冷却気体雰囲気中に紡糸する際に、前記
   紡糸口金を該紡糸口金の隣接部材から電気的に絶縁し、
   かつ該紡糸口金の吐出用細孔通過時の見掛け粘度を５０
   ０ポイズ以上とすることを特徴とする酸化チタン含有ポ
   リエステル繊維の溶融紡糸方法。
2. （２）ポリエステル重合体がポリブチレンテレフタレー
   トである特許請求の範囲第（１）項記載の酸化チタン含
   有ポリエステル重合体の溶融紡糸方法。