JPS6359407A - 熱可塑性重合体の溶融吐出方法 - 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、熱可塑性合成ｗ４維、おるいはフィルムの改
良された溶融吐出方法に関するものである。

［従来技術とその問題点］ ポリエステル、ポリアミド等の熱可塑性重合体からなる
合成繊維、あるいはフィルムは、該重合体を加熱溶融し
、異物などを濾過した俊、吐出用口金に穿った細孔、あ
るいはスリットから冷却気体雰囲気中に吐出し、冷却固
化して繊維、あるいはフィルムとして引取るという、い
わゆる溶融吐出方法によって生産されている。

溶融吐出方法における従来技術の問題点を、合成繊維に
ついて、具体的に挙げると次のとおりでおる。

合成繊維の生産において、マルチフィラメント糸および
ステープルファイバーを生産する際、各々所望の数の細
孔を有する紡糸用口金を使用する。この場合の問題点の
一つに「口金汚れ」がおる。これは、紡糸用口金の吐出
側にあける細孔の出口の周辺に、吐出される溶融重合体
やその熱変性物および重合体への添加物などが付着する
ものである。この汚れは紡糸時間の経過とともにその世
が増し、遂には正常な吐出を不可能にし、フィラメント
を切断に至らしめるものである。

ここで、その汚れを図を用いて説明する。第２図は合成
繊維を溶融紡糸した際の、紡糸川口金の細孔出口周辺の
汚れを説明するための平面図でおる。紡糸用口金１の細
孔の外縁１１に接近して、汚れ１２が付着する。この紡
糸用口金の汚れを防止するために、たとえば耐熱性に優
れたシリコーン剤を口金の吐出側に塗布したり、該口金
面を直接空気に触れさせないために水蒸気でシールした
り、不活性ガスでシールしたりしているが最終的には、
前記口金面の汚れをヘラ様の道具で時々かき取る、いわ
ゆる口金修正が行なわれている。

フィルムを生産する場合にも、吐出用口金のスリットの
出口周辺に汚れが付着し、繊維を生産する場合と全く同
様の問題がおる。

そこで、本発明者らは、口金汚れについて、その原因を
検討した結果、吐出する重合体に存在する微細粒子が静
電的性質を有しているという知見を得、その静電的性質
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号で提案した。

特願昭６０−１３５９９７号は、吐出用口金を該口金の
隣接部材と電気的に絶縁し、該口金に静電気を帯電させ
るものでおる。このようにすると、高）門で溶融された
手合体が微細な細孔（スリットの意も含む。以下同じ）
から吐出される際、前記細孔を穿った口金材と前記重合
体との間で静電気が発生し、静電気が発生すると、口金
の細孔から吐出された重合体に帯電する電荷とは逆の符
号の電荷の帯電が口金に蓄積され、かかる口金と、手合
体に帯電している電荷とは逆の符号の電荷を帯びていて
、しかも口金汚れの起因である重合体中の微細粒子とが
静電的性質（同じ符号の電荷）による吸引、吸容作用を
阻害することによって口金汚れを防止するものである。

なお、特願昭６０−１３５９９７号に機構的に類似する
ものとして、紡糸用口金に電流を通じる紡糸装置が特公
昭３７−１０８５４号公報で提案されている。

該技術は口金自体に電流を導通することによって口金を
加熱し、重合体を溶融するための装置であって、特願昭
６０−１３５９９７号とは意味が異なるものである。

またＪ、Ｐｏ１ｙ、Ｓｃｉ、、Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ　Ｅｄｉｔｉｏｎ１９、９０９．　（１９８１
）には、紡糸用口金とある距離をおいて、その下部に設
【プた細孔を穿った金属板の両方に３〜８ｋＶ／ｃｍの
直流電圧を印加し、吐出される溶融重合体の分子配向性
、表面状態などを変化させる試みに関する電文がある。

該技術は、電圧を印加した紡糸口金と金属板の間に生起
する電解の強さによって、その間におる溶融重合体の分
子配向性や表面形態などを変える技術で必って、一対の
印加電圧体を必要とするもので必る。

また、特開昭５９−４７４０８号公報、特開昭５９−４
７４０９号公報および特開昭５９−４７４１１号公報に
は、−文・１の磁性体を用いて両端間に生起する磁力を
利用した溶融紡糸方法ならびに紡糸口金が提案されてい
るが、これら技術も基本的には、上記電文と類似の目的
、効果を有するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、前記特願昭６０−１３５９９７号の場合は、
手合体が口金から吐出される際に生ずる静電電荷が、口
金に帯電するものを利用する形であるが、本発明者らは
、前記口金に帯電する静電電荷の帯電間の影響があるこ
とをつきとめ、さらに検討した結果、本発明に至ったの
である。

すなわち、本発明は、口金汚れを静電的性質を利用して
防止するための更に改良された溶融吐出方法を提供する
ものである。

［問題点を解決するための手段］ つまり、本発明は熱可塑性重合体を加熱溶融し、吐出用
口金に穿った細孔、おるいはスリットから冷却気体雰囲
気中に吐出し、冷却固化して繊維、あるいはフィルムと
するに際し、前記吐出用口金を該口金の隣接部材と電気
的に絶縁し、該口金に直流電圧を印加した状態で吐出す
ることを特徴とする熱可塑性重合体の溶融吐出方法であ
る。

以下、本発明について詳細に説明する。

ここで、合成繊維を生産する場合の一実１川態様を図を
用いて説明する。

第１図は合成繊維の溶融紡糸（吐出）用の口金を組込ん
だ口金ユニットの例を示す縦断面図でおる。第１図にお
いて１は口金、２は口金ユニット、３．３−はシール材
、４は口金の円周部、５は押出機本体、６は溶融重合体
の入り口部である。

口金と該口金の隣接部材を電気的に絶縁するには、口金
ユニット２において、紡糸用の口金１の上、下のシール
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。他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を絶縁する方法などがある。な
お第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２．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１０−”（Ω・ｃｍ＞−’
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、吐出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４Ａりればなら
ない。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、その他耐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によって、
適宜選択するものでおる。−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４にはテフロンシ
ートを用いるなどである。

このように吐出用口金を実質的に絶縁状態とした上で直
流電圧を印加する。この印加電圧はあまり低いと効果が
小さいので、３５ｖ以上が好ましく、より好ましくは５
００Ｖ以上、−層好ましくは１０００　Ｖ以上である。

それぞれの生産条件に適する電圧を変圧器（交流電源を
変圧後、整流する）を用いて調整する。たとえば、吐出
用口金と隣接部材との間を絶縁して、直流電圧を印加す
る場合は、第１図の吐出用口金に印加結線用ターミナル
１０を取付けておき、ここに、たとえば直流高電圧発生
装置からの印加電圧の導線（図示せず）を結線すればよ
く、電流を流すのではない。もらろん、該口金ユニツ１
〜を押出は本体と絶縁しておくことも安全上望ましいこ
とである。ざらに、本発明では吐出用口金に直流電圧を
印加することと、シリコーン剤の該口金への塗布、ある
いは不活性ガスのシールを併用すれば、より顕著な効果
が得られる。

本発明の可塑性重合体とは、溶融吐出可能で、繊維、あ
るいはフィルム形成能力のおる合成高分子化合物を意味
するものである。たとえば、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系
、ポリカプラミド、ポリヘキサメチレンアジペートなど
のポリアミド系ポリエチレン、ポリプロピレンなとのポ
リオレフィン系、その他ポリ塩化ビニリデン系、ボリス
ヂレン系、ポリウレタン系などでおる。また、これらを
主体とする重合化合物も含まれる。特に、吐出用の口金
材７１との関係において、帯電能力の大きなポリエステ
ル系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニリデン系、の重
合体に効果が大きい。

本発明では、基本的に静電的性質を帯びる微細粒子、た
とえば酸化ヂタン、シリカ、カオリン、炭酸カルシウム
、炭酸バリウム、燐酸カルシウムなどの無機質粒子、そ
の他各種の顔お１などを含む重合体の溶融吐出時に有効
であることは勿論、重合触媒、おるいは内部粒子形成用
の各種金属塩（生成物）も同様な静電的挙動を示すもの
とみられ有効である。

繊維生産の場合には、吐出用の口金に、所定数の細孔が
穿たれているが、孔径の小さい吐出孔はど（特に０．３
ｍφ以下）、あるいは異形断面糸用の細いスリット形状
部を有する吐出孔はど特に効果が大きい。

また、本発明はｍ雄部るいｔよフィルムの形態を問うも
のではない。たとえば繊維では、各種の変形断面糸、２
種おるいは２種以上の重合体を用いた複合糸などにも当
然適用できる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により、具体的に説明する。

実施例１ 酸化チタンを０．５重量％含右した固有粘度０．９０の
ポリブチレンテレフタレートを２６０℃で溶融し、０．
２３ｍφの細孔を３６個有するステンレス製の紡糸用口
金（下面に耐熱性シリコーン剤を塗布）から、吐出ｆｆ
ｉ　３３．５　’ｊ　／分で吐出した。

第１図に示した口金上下のシール材５．５′として、厚
さ２．０＃の高絶縁性アスベスト板を用い、口金の円周
部に厚さ０．２＃のテフロンテープを巻いて電気的に絶
縁（口金ユニットとの導電率は６ｘｉｏ−ｉ３　（Ω・
ｃｉ７り−１＞シ、口金に直流高電圧発生装置（春日電
殿（株））を用いて直流電圧を種々変更して印加した。

テスト結果をまとめて第１表に示した。口金の細孔出口
周辺の汚れは、長焦点顕微鏡でｖＡ察した。

なお、汚れ状況は次のように表現した。

◎：仝孔汚れなし　△：半数以上汚れなしＯ：数孔汚れ
なし　Ｘ：全孔汚れあり 第　　１　　表 第１表から明らかなように、口金に直流電圧を印加しな
い従来方法（テストＮ２１）に比べ、直流電圧を印加す
る本発明（テストＮ、２〜Ｎ、５）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２．０＠量％含有した、固有粘度０．６６
のポリエチレンテレフタレートを２９０℃で溶融し、０
．２３ａｎφの細孔を３６個有するステンレス製の紡糸
用口金（下面に耐熱性シリコーン剤を塗布）から吐出ｆ
ｆ１４２．５ｇ／分吐出した。

実施例１と同じ条件で口金を電気的に絶縁し、口金に直
流電圧を印加したテストＮ、７〜Ｎ、１０、および比較
例として、口金に直流電圧を印加しないテストＮ、６の
テスト結果をまとめて第２表に示した。汚れ状況の表現
は実施例１と同じ。

第　　２　　表 ＝ 第２表から明らかなように、従来方法（テストＮ、６〉
に比べ、本発明による方法（テストＮ。

７〜Ｎ、１０）は汚れ発生が少なく、かつ成長も遅い。

［発明の効果］ このように、本発明の方法によって、吐出用口金の細孔
あるいはスリットの出口周辺の汚れの発生をより一層防
止することが可能であり、口金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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の合成繊維の溶融紡糸用の口金を組込ん
だ口金ユニツＩ〜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＝ロ金ユニツト ３．３−：シール材　　　　４：円周部５：押出本体 ６：溶融重合体の入口部 ７：耐圧板　　　　８：金網フィルター〇：濾過材 １０：印加結線用ターミナル １１：細孔の外縁　　　１２：汚れ 特許出願人　　東　し　株　式　会　社第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性重合体を加熱溶融し、吐出用口金に穿った細孔
   、あるいはスリットから冷却気体雰囲気中に吐出し、冷
   却固化して繊維、あるいはフィルムとするに際し、前記
   吐出用口金を該口金の隣接部材と電気的に絶縁し、該口
   金に直流電圧を印加した状態で吐出することを特徴とす
   る熱可塑性重合体の溶融吐出方法。