(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂の溶融紡糸に用いる口金であって、吐出孔を穿設した口金板と、該口金板の上面に接して、吐出孔と連通する溶融液流通孔を穿設した前板から成り、該前板における溶融液流通孔に絞り部を設け、該絞り部の第一下流テーパー角θ１と第二下流テーパー角θ２が次式を満足することを特徴とする溶融紡糸用口金。
θ１＝２０°〜９０°
θ２＝６０°〜１５０°
θ１＜θ２
【請求項２】
絞り部の最小孔径部の長さ（Ｌｍｍ）とその直径（Ｄｍｍ）との比が下記の数値を満足することを特徴とする請求項１記載の溶融紡糸用口金。
Ｌ／Ｄ＝０．３〜３．０
【請求項３】
２９０℃での溶融粘度が３０００〜１００００ポイズである熱可塑性樹脂を溶融紡糸することを特徴とする請求項１または２記載の溶融紡糸用口金。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱可塑性樹脂を溶融紡糸する際に使用する溶融紡糸用口金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂を用いて溶融紡糸する口金として、従来、図３の様な整流板下に紡糸孔を持つ口金が用いられている。また、異繊度混繊糸製造用口金として、特開昭58-174612 号公報には、図４の様に口金板(12)と整流板(13)との間に口金板(12)の上面に接して、紡糸孔(14)と連通する溶融液流通孔を穿設した前板(15)を設置した溶融紡糸用口金が提案されている。この溶融紡糸用口金は、前板からの流出部(16)の孔径が口金板への流入部(17)に比べ極めて小さい。このため、高粘度の熱可塑性樹脂を溶融紡糸する場合、熱可塑性樹脂は口金板流入部の上端部(18)で異常滞留を起こし、長時間に渡る熱履歴により熱劣化し、紡糸性および延伸性が悪化するという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した口金板流入部での異常滞留、熱可塑性樹脂の熱劣化による紡糸性および延伸性の悪化を解決し、高粘度の熱可塑性樹脂を効率よく溶融紡糸することができる溶融紡糸用口金を提供することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、吐出孔を穿設した口金板の上面に接する前板の溶融液流通孔の形状を変更することによって、口金板流入部での異常滞留の発生を解消し効率よく溶融紡糸することができることを見いだし、本発明に到達した。
【０００５】
本発明の要旨は次の通りである。
(１)熱可塑性樹脂の溶融紡糸に用いる口金であって、吐出孔を穿設した口金板と、該口金板の上面に接して、吐出孔と連通する溶融液流通孔を穿設した前板から成り、該前板における溶融液流通孔に絞り部を設け、該絞り部の第一下流テーパー角θ１と第二下流テーパー角θ２が次式を満足することを特徴とする溶融紡糸用口金。
θ１＝２０゜〜９０゜
θ２＝６０゜〜１５０゜
θ１＜θ２
(２)絞り部の最小孔径部の長さ（Ｌｍｍ）とその直径（Ｄｍｍ）との比が下記の数値を満足することを特徴とする前項(１)記載の溶融紡糸用口金。
Ｌ／Ｄ＝０．３〜３．０
(３)紡糸時の溶融粘度が３０００〜１００００ポイズである熱可塑性樹脂を溶融紡糸することを特徴とする前項(１)または(２)記載の溶融紡糸用口金。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の溶融紡糸用口金の全体図で、図２は本発明の溶融紡糸用口金の詳細な部分拡大図である。本発明の溶融紡糸用口金について図１および図２を用いて説明する。本発明の溶融紡糸用口金は吐出孔(5) を穿設した口金板(4) と口金板(4) の上面に接して、吐出孔(5) と連通する溶融液流通孔(6) を穿設した前板(3) から成り、該前板(3) における溶融液流通孔(6) に絞り部(7) を設けてあり、前板流出部(8) と口金板流入部(9) の孔径差を小さくしている。本発明の溶融紡糸用口金における絞り部(7) とは、絞り部(7) の断面積(S) が溶融液流入部および溶融液流出部の断面積(S1 ,S2 ) より小さくなっている部分を指す。かかる口金において、溶融液は前板(3) の溶融液流通孔(6) を通り、絞り部(7) で整流され口金板(4) へ流入するが、前板流出部(8) と口金板流入部(9) の孔径差が小さいため、従来例に見られたような口金板流入部で異常滞留を起こすことなく口金板へ流入する。
【０００７】
次に、絞り部(７)において整流された溶融液が異常滞留を起こさずに口金板(４)に流入するために、絞り部下のテーパーは二段階とし、第一下流テーパー角θ１と第二下流テーパー角θ２は下記式の範囲を満足する。
θ１＝２０゜〜９０゜
θ２＝６０゜〜１５０゜
θ１＜θ２
θ１が２０゜未満であると、溶融液が第二下流テーパー部で異常滞留を起こし、９０゜を超えると、溶融液が第一下流テーパー部で異常滞留を起こす。また、θ２が６０゜未満であると、溶融液が口金板流入部で異常滞留を起こし、１５０゜を超えると、口金板流入部の孔径が大きくなるため、紡糸孔数が制限されたり、前板(３)が厚くなるため、口金ホルダーへの挿入が困難になる。
【０００８】
さらに、θ1 、θ2 は上記の問題から、好ましくはθ1 ＝３０゜〜７０゜，θ2 ＝７０゜〜１２０゜、さらに好ましくはθ1 ＝４０゜〜６０゜，θ2 ＝８０゜〜１００゜である。また、絞り部下のテーパーは二段階と限定する必要はなく、二段階以上でも何らさしつかえはない。二段階以上のテーパーを設けた場合、θ2 は最終テーパーのテーパー角となる。
【０００９】
絞り部の最小孔径部の長さ（Ｌmm）とその直径（Ｄmm）との比は、下記式の範囲を満足することが好ましい。
Ｌ／Ｄ＝０．３〜３．０
Ｌ／Ｄが上記式の範囲を満足すると、溶融液への整流効果があり、適切な背面圧を与えることが出来る。
【００１０】
本発明の溶融紡糸用口金は熱可塑性樹脂の溶融紡糸に用いる口金であるが、異常滞留を起こしやすい２９０℃における溶融粘度が3000〜10000 ポイズである熱可塑性樹脂の溶融紡糸には、より有用である。本発明において、熱可塑性樹脂とは、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどの溶融紡糸可能な重合体をいう。これらの熱可塑性樹脂は少量の添加剤、例えば艶消し剤、着色剤、安定剤、制電剤などを含有していても何ら差し支えない。
【００１１】
また、口金板に穿孔する紡糸孔の形状は、特に限定されるものではなく、丸断面、３葉、６葉等の異形断面のいずれでも何らさしつかえない。
【００１２】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明する。尚、実施例における各特性値は次の方法により求めた。
【００１３】
（Ａ）溶融粘度
島津製作所製高化式フローテスターを用いて、２９０℃で測定した。
【００１４】
（Ｂ）紡糸糸切れ回数
紡糸糸切れ回数は、６kg巻きの未延伸糸パッケージ５０００個を得るまでに発生した紡糸時の糸切れの回数とした。◎、○が本発明の目標レベルである。
尚、紡糸性の判定は以下の通りとした。
紡糸糸切れ回数      紡糸性の判定
０〜１０回      ◎
１１〜２０回      ○
２１〜３０回      △
３１回以上        ×
【００１５】
（Ｃ）延伸糸切れ回数
延伸糸切れ回数は、２kg巻きの延伸糸パッケージ３０００個を得るまでに発生した延伸時の糸切れの回数とした。◎、○が本発明の目標レベルである。
尚、延伸性の判定は以下の通りとした。
引伸糸切れ回数      引伸性の判定
０〜１０回      ◎
１１〜２０回      ○
２１〜３０回      △
３１回以上        ×
【００１６】
実施例１
図１の溶融紡糸用口金を用いて、２９０℃での溶融粘度が5000ポイズであるポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸した。得られた未延伸糸は、延伸糸の伸度が３５％程度となる延伸倍率で常法により延伸した。紡糸条件および延伸条件は下記の通りとした。
紡糸条件
紡糸温度：２９５℃
紡糸口金の孔数：３６
紡糸口金の孔径：０．２３ｍｍ
吐出量：３６．０ｇ／分
紡糸速度：１５００ｍ／分
第一下流テーパー角θ1 ：４０゜
第二下流テーパー角θ2 ：９０゜
絞り部の最小孔径部の長さ（Ｌmm）と直径（Ｄmm）との比（Ｌ／Ｄ）：１．０
延伸条件
ホットローラー温度：８６℃
熱板温度：１４０℃
延伸速度：７５０ｍ／分
紡糸および延伸における糸切れ回数は４回、５回であり、紡糸性および延伸性は非常に良好であった。
【００１７】
比較例１
図４の溶融紡糸用口金を用いて、実施例１と同様な条件で紡糸および延伸を行った。この場合、紡糸および延伸において糸切れ回数が３５回、３７回と多発し、紡糸性および延伸性が非常に不良であった。また、紡糸終了後の口金板流入部（図４(18)部）に異常滞留による黒色化した劣化ポリマが確認された。
【００１８】
実施例２、比較例２
図１の溶融紡糸用口金を用いて、第一下流テーパー角θ１、第二下流テーパー角θ２、絞り部の最小孔径部の長さ（Ｌｍｍ）と直径（Ｄｍｍ）との比および、２９０℃での溶融粘度を表１の様に種々変更した以外は、実施例１と同様な条件で紡糸および延伸を行った。このときの紡糸性および延伸性を併せて表１に示す。
【００１９】
表１から明らかなように、本発明の範囲であるＮｏ．１〜６の水準では紡糸性、延伸性が非常に良好なレベルであった。本発明の範囲外であるＮｏ．７〜９の水準では紡糸性、延伸性がやや不良なレベルであった。
【００２０】
【表１】
0003689956.tif 000002
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、口金板流入部での異常滞留、熱可塑性樹脂の熱劣化による紡糸性および延伸性の悪化を解消することができるので、高粘度の熱可塑性樹脂を効率良く溶融紡糸することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融紡糸用口金の全体模式図である。
【図２】本発明の溶融紡糸用口金の詳細な部分拡大図である。
【図３】従来の溶融紡糸用口金の部分拡大図である。
【図４】従来の溶融紡糸用口金の部分拡大図である。
【符号の説明】
１・・口金ホルダー
２・・整流板
３・・前板
４・・口金板
５・・吐出孔
６・・溶融液流通孔
７・・絞り部
８・・前板流出部
９・・口金板流入部
θ1 ・第一下流テーパー角
θ2 ・第二下流テーパー角
Ｌ・・絞り部の最小孔径部の長さ
Ｄ・・絞り部の最小孔径部の直径
Ｓ・・絞り部の最小孔径部の断面積
Ｓ1 ・溶融液流入部の断面積
Ｓ2 ・溶融液流出部の断面積
１１・・口金ホルダー
１２・・口金板
１３・・整流板
１４・・紡糸孔
１５・・前板
１６・・前板からの流出部
１７・・口金板への流入部
１８・・口金板流入部の上端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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