乾式紡糸方法
【構成】 乾式紡糸方法において、紡糸ガス温度は筒頂から排気まで順次下り、かつ紡糸筒下部の紡糸ガス温度が紡糸筒最下端より３ｍの位置で１９０〜２５０℃、２ｍで１７０〜２５０℃、１ｍで１５０〜２５０℃、最下端で５０〜２５０℃にすることである。
【効果】 乾式紡糸において、巻取られる糸の物性を低下させることなく８００ｍ／ｍｉｎ以上の巻速で紡糸することが出来る。更に、上記の紡糸ガス条件で水蒸気を紡糸ガスとして用いれば、１０００ｍ／ｍｉｎ以上の巻速でも従来どおりの糸物性を得ることができる。
【効果】 乾式紡糸において、巻取られる糸の物性を低下させることなく８００ｍ／ｍｉｎ以上の巻速で紡糸することが出来る。更に、上記の紡糸ガス条件で水蒸気を紡糸ガスとして用いれば、１０００ｍ／ｍｉｎ以上の巻速でも従来どおりの糸物性を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリマーと溶剤からなる紡糸原液を紡糸口金より紡糸筒中に押し出し、高温紡糸ガスにて溶剤を蒸発し、糸条を形成せしめる乾式紡糸方法に関する。更に詳しくは糸の物性を損ねる事なく８００ｍ／ｍｉｎ以上の紡速で紡糸することを特徴とするものである。
【０００２】
【従来の技術】乾式紡糸における紡糸速度は従来３００〜６００ｍ／ｍｉｎであり、（特公昭３９−１６６６７、特公昭３９−２９６３７号公報）、円筒形の紡糸筒の上部に円周状に紡糸口金を配置し、その上部より紡糸熱風を糸条の走行方向と平行に供給し、溶剤を蒸発させ、糸条を形成する紡糸方法で紡糸ガスとしては主として空気が用いられてきた。又、ポリウレタンエラストマー繊維製造の場合では、太デニール糸の生産や多本取りにより紡糸筒内の溶剤濃度の上昇から爆発危険性を考慮して、窒素などの不活性ガスの使用も最近報じられている。さらに、特公昭４４−８９６号公報や、特公平２−２９３４１３号公報では、過熱水蒸気を使用する方法も提案されているが、従来の乾式紡糸方法によって紡糸速度が８００ｍ／ｍｉｎ以上の紡糸を実現しようとすると、従来どおりの糸の物性を得ることは不可能である。すなわち伸度が低く、モジュラスの高い糸ができてしまう。特にポリウレタンエラストマー繊維の場合はその影響が著しい。これは紡速の上昇に伴い表面で受ける摩擦抵抗が増加するため、かなり分子が引き延ばされた状態で熱セットされることが原因と考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は８００ｍ／ｍｉｎ以上の紡糸速度においても伸度やモジュラス等の糸物性を落さない方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、紡糸口金から紡糸原液を紡糸筒中に押し出し、溶剤を蒸発させ、糸条を形成せしめる乾式紡糸方法において、紡糸ガス温度は筒頂から順次下り、かつ紡糸ガス温度が紡糸筒下端より３ｍの位置で１９０〜２５０℃、好ましくは２００〜２４０℃とし、下端より２ｍの位置で１７０〜２５０℃、好ましくは１９０〜２３０℃とし、１ｍで１５０〜２５０℃、好ましくは１７０〜２３０℃最下端では５０〜２５０℃、好ましくは１５０〜２３０℃となる様に温度コントロールすることを特徴とする。これにより８００ｍ／ｍｉｎ以上で紡糸することが可能となった。本発明者らは乾式紡糸方法による高速化において、糸物性の発現の研究を鋭意重ねた結果、摩擦抵抗による糸張力を軽減することが極めて効果的であることの知見を得た。張力低減の手段としては、紡糸筒の長さを短くすることや、糸近傍の紡糸ガスの流速を上げて糸との相対速度を小さくし、流体抵抗を小さくする方法などが考えられるが、前者の場合は残留溶剤といった問題が、後者の場合は糸揺れが激しくなり、単糸の他エンドへの移動や、糸斑が発生するという問題が生じる。そこで本発明者らは、従来乾式紡糸法では紡糸筒下部における紡糸ガス温度は糸中の溶剤の蒸発による潜熱や、紡糸筒外への放熱などにより低温となってしまうが、これを紡糸筒に加熱（保温）ヒーターを取付けたり、筒最下部から高温ガスを投入したりして紡糸筒下部温度にすることにより、糸張力を軽減できることを見いだした。これは紡糸筒下部における紡糸ガス温度を高温にすることによって紡糸筒下部の糸温度を高くし、糸の粘度を低くすることで糸速が筒下部で大きく増えるようになる為、巻取速度は同じでも紡糸筒内の同一地点での糸速は、従来の紡糸方法よりも低くできることにより糸の紡糸ガスとの摩擦抵抗を軽減することができるためだと考えられる。
【０００５】ただし、この紡糸ガス温度を達成する場合、紡糸筒の入口から排気までの紡糸ガス温度は順次低くなっていき、かつ筒壁の温度を筒内の温度と同一に保持するか、または１０℃以内の低めに保持することが好ましい。又、走行中の糸の抵抗は抵抗係数とガス密度と速度差の２乗に比例する。抵抗係数は一般に（ガス粘度）／（ガス密度）のｎ乗（Ｏ＜ｎ＜ｌ）に比例するため、結局抵抗を小さくする為には（粘度）×（密度）の小さい水蒸気のような不活性ガスが望ましい。しかし１０００ｍ／ｍｉｎ以上、特に１２００ｍ／ｍｉｎ以上の紡速の場合には、紡糸ガスとして水蒸気を用いただけでは従来通りの糸物性を得ることは難しい。すなわち伸度が低く、モジュラスの高い糸となってしまう。この場合に従来並の糸物性を得る為には本発明の温度プロフィールが必要である。
【０００６】
【実施例１】スパンデックス重合体のジメチルアセトンアミド溶液を用い、１個の紡糸筒から２０デニールの糸条を複数本同時に１０００ｍ／ｍｉｎの速度で紡糸した。紡糸ガスとしてはＮ2 ガスを用い、３．８Ｎｍ3 ／Ｈｖ／ｅｎｄの速度で図２に示す如くヒーター１により加熱し、整流器３で整流した後約３００℃の温度になるように投入した。筒壁ヒーター７を各々適当な温度に制御し、かつ紡糸筒最下部から下部ヒーター９で加熱されたガスを投入することにより、紡糸ガス温度を紡糸筒最下端より３ｍで２２０℃、２ｍで２１０℃、１ｍで１９０℃、最下端で１７０℃にした。この際紡糸筒頂から排気までの紡糸ガス温度は順次低くなっていき、かつ筒壁の温度と筒内の温度は等しくした。この紡糸方法により安定な紡糸で、かつ糸物性も良好であった。
【０００７】
【実施例２】実施例１と同様に２０デニールの糸条を複数本同時に１２００ｍ／ｍｉｎの速度で紡糸した。紡糸ガスとしては図１に示す如く、水蒸気発生装置１１によりつくった水蒸気をヒーター１により加熱して用い、整流器３で整流した後約３００℃の温度になるように投入した。筒壁ヒーター７を各々適当な温度に制御し、かつ紡糸筒下部から下部ヒーター９で加熱された水蒸気を投入することにより、実施例１と同等の紡糸ガス温度とした。この紡糸方法は安定でかつ糸の物性も良好であった。
【０００８】
【発明の効果】本発明による乾式紡糸方法を用いれば、走行糸条の摩擦抵抗を低減することができ、従って紡糸中の糸張力も軽減でき、また紡糸筒の長さを変えずにすむために溶剤も十分に蒸発させることができるため、伸度やモジュラス等の糸物性を落とさずに高速紡糸が可能となり、生産性を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例２の概略図である。
【図２】本発明の実施例１の概略図である。
【符号の説明】
１：紡糸ガスヒーター
２：給気口
３：ガス整流器
４：紡糸口金
５：紡糸筒
６：紡糸原液導管
７：紡糸筒ヒーター
８：糸条
９：下部ガスヒーター
１０：コンデンサー
１１：水蒸気発生装置
１２：溶剤回収設備
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリマーと溶剤からなる紡糸原液を紡糸口金より紡糸筒中に押し出し、高温紡糸ガスにて溶剤を蒸発し、糸条を形成せしめる乾式紡糸方法に関する。更に詳しくは糸の物性を損ねる事なく８００ｍ／ｍｉｎ以上の紡速で紡糸することを特徴とするものである。
【０００２】
【従来の技術】乾式紡糸における紡糸速度は従来３００〜６００ｍ／ｍｉｎであり、（特公昭３９−１６６６７、特公昭３９−２９６３７号公報）、円筒形の紡糸筒の上部に円周状に紡糸口金を配置し、その上部より紡糸熱風を糸条の走行方向と平行に供給し、溶剤を蒸発させ、糸条を形成する紡糸方法で紡糸ガスとしては主として空気が用いられてきた。又、ポリウレタンエラストマー繊維製造の場合では、太デニール糸の生産や多本取りにより紡糸筒内の溶剤濃度の上昇から爆発危険性を考慮して、窒素などの不活性ガスの使用も最近報じられている。さらに、特公昭４４−８９６号公報や、特公平２−２９３４１３号公報では、過熱水蒸気を使用する方法も提案されているが、従来の乾式紡糸方法によって紡糸速度が８００ｍ／ｍｉｎ以上の紡糸を実現しようとすると、従来どおりの糸の物性を得ることは不可能である。すなわち伸度が低く、モジュラスの高い糸ができてしまう。特にポリウレタンエラストマー繊維の場合はその影響が著しい。これは紡速の上昇に伴い表面で受ける摩擦抵抗が増加するため、かなり分子が引き延ばされた状態で熱セットされることが原因と考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は８００ｍ／ｍｉｎ以上の紡糸速度においても伸度やモジュラス等の糸物性を落さない方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、紡糸口金から紡糸原液を紡糸筒中に押し出し、溶剤を蒸発させ、糸条を形成せしめる乾式紡糸方法において、紡糸ガス温度は筒頂から順次下り、かつ紡糸ガス温度が紡糸筒下端より３ｍの位置で１９０〜２５０℃、好ましくは２００〜２４０℃とし、下端より２ｍの位置で１７０〜２５０℃、好ましくは１９０〜２３０℃とし、１ｍで１５０〜２５０℃、好ましくは１７０〜２３０℃最下端では５０〜２５０℃、好ましくは１５０〜２３０℃となる様に温度コントロールすることを特徴とする。これにより８００ｍ／ｍｉｎ以上で紡糸することが可能となった。本発明者らは乾式紡糸方法による高速化において、糸物性の発現の研究を鋭意重ねた結果、摩擦抵抗による糸張力を軽減することが極めて効果的であることの知見を得た。張力低減の手段としては、紡糸筒の長さを短くすることや、糸近傍の紡糸ガスの流速を上げて糸との相対速度を小さくし、流体抵抗を小さくする方法などが考えられるが、前者の場合は残留溶剤といった問題が、後者の場合は糸揺れが激しくなり、単糸の他エンドへの移動や、糸斑が発生するという問題が生じる。そこで本発明者らは、従来乾式紡糸法では紡糸筒下部における紡糸ガス温度は糸中の溶剤の蒸発による潜熱や、紡糸筒外への放熱などにより低温となってしまうが、これを紡糸筒に加熱（保温）ヒーターを取付けたり、筒最下部から高温ガスを投入したりして紡糸筒下部温度にすることにより、糸張力を軽減できることを見いだした。これは紡糸筒下部における紡糸ガス温度を高温にすることによって紡糸筒下部の糸温度を高くし、糸の粘度を低くすることで糸速が筒下部で大きく増えるようになる為、巻取速度は同じでも紡糸筒内の同一地点での糸速は、従来の紡糸方法よりも低くできることにより糸の紡糸ガスとの摩擦抵抗を軽減することができるためだと考えられる。
【０００５】ただし、この紡糸ガス温度を達成する場合、紡糸筒の入口から排気までの紡糸ガス温度は順次低くなっていき、かつ筒壁の温度を筒内の温度と同一に保持するか、または１０℃以内の低めに保持することが好ましい。又、走行中の糸の抵抗は抵抗係数とガス密度と速度差の２乗に比例する。抵抗係数は一般に（ガス粘度）／（ガス密度）のｎ乗（Ｏ＜ｎ＜ｌ）に比例するため、結局抵抗を小さくする為には（粘度）×（密度）の小さい水蒸気のような不活性ガスが望ましい。しかし１０００ｍ／ｍｉｎ以上、特に１２００ｍ／ｍｉｎ以上の紡速の場合には、紡糸ガスとして水蒸気を用いただけでは従来通りの糸物性を得ることは難しい。すなわち伸度が低く、モジュラスの高い糸となってしまう。この場合に従来並の糸物性を得る為には本発明の温度プロフィールが必要である。
【０００６】
【実施例１】スパンデックス重合体のジメチルアセトンアミド溶液を用い、１個の紡糸筒から２０デニールの糸条を複数本同時に１０００ｍ／ｍｉｎの速度で紡糸した。紡糸ガスとしてはＮ2 ガスを用い、３．８Ｎｍ3 ／Ｈｖ／ｅｎｄの速度で図２に示す如くヒーター１により加熱し、整流器３で整流した後約３００℃の温度になるように投入した。筒壁ヒーター７を各々適当な温度に制御し、かつ紡糸筒最下部から下部ヒーター９で加熱されたガスを投入することにより、紡糸ガス温度を紡糸筒最下端より３ｍで２２０℃、２ｍで２１０℃、１ｍで１９０℃、最下端で１７０℃にした。この際紡糸筒頂から排気までの紡糸ガス温度は順次低くなっていき、かつ筒壁の温度と筒内の温度は等しくした。この紡糸方法により安定な紡糸で、かつ糸物性も良好であった。
【０００７】
【実施例２】実施例１と同様に２０デニールの糸条を複数本同時に１２００ｍ／ｍｉｎの速度で紡糸した。紡糸ガスとしては図１に示す如く、水蒸気発生装置１１によりつくった水蒸気をヒーター１により加熱して用い、整流器３で整流した後約３００℃の温度になるように投入した。筒壁ヒーター７を各々適当な温度に制御し、かつ紡糸筒下部から下部ヒーター９で加熱された水蒸気を投入することにより、実施例１と同等の紡糸ガス温度とした。この紡糸方法は安定でかつ糸の物性も良好であった。
【０００８】
【発明の効果】本発明による乾式紡糸方法を用いれば、走行糸条の摩擦抵抗を低減することができ、従って紡糸中の糸張力も軽減でき、また紡糸筒の長さを変えずにすむために溶剤も十分に蒸発させることができるため、伸度やモジュラス等の糸物性を落とさずに高速紡糸が可能となり、生産性を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例２の概略図である。
【図２】本発明の実施例１の概略図である。
【符号の説明】
１：紡糸ガスヒーター
２：給気口
３：ガス整流器
４：紡糸口金
５：紡糸筒
６：紡糸原液導管
７：紡糸筒ヒーター
８：糸条
９：下部ガスヒーター
１０：コンデンサー
１１：水蒸気発生装置
１２：溶剤回収設備
【特許請求の範囲】
【請求項１】 紡糸口金から紡糸原液を紡糸筒中に押し出し、溶剤を蒸発させ、糸条を形成せしめる乾式紡糸方法において、紡糸ガス温度は筒頂から排気まで順次下り、かつ紡糸筒下部の紡糸ガス温度が紡糸筒下端より３ｍの位置で１９０〜２５０℃、下端より２ｍの位置で１７０〜２５０℃、１ｍで１５０〜２５０℃、最下端では５０〜２５０℃、となる様に温度コントロールすることにより紡糸することを特徴とした乾式紡糸方法。
【請求項１】 紡糸口金から紡糸原液を紡糸筒中に押し出し、溶剤を蒸発させ、糸条を形成せしめる乾式紡糸方法において、紡糸ガス温度は筒頂から排気まで順次下り、かつ紡糸筒下部の紡糸ガス温度が紡糸筒下端より３ｍの位置で１９０〜２５０℃、下端より２ｍの位置で１７０〜２５０℃、１ｍで１５０〜２５０℃、最下端では５０〜２５０℃、となる様に温度コントロールすることにより紡糸することを特徴とした乾式紡糸方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開平５−５１８０８
【公開日】平成５年（１９９３）３月２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−２０７６３５
【出願日】平成３年（１９９１）８月２０日
【出願人】（０００００００３３）旭化成工業株式会社 (901)
【公開日】平成５年（１９９３）３月２日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）８月２０日
【出願人】（０００００００３３）旭化成工業株式会社 (901)
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