(57)【要約】                                                                        【課題】紡出糸条の繊度ばらつきを抑制する溶融紡糸用口金パックを提供する。【解決手段】上面１０が円錐状に形成され、下面１１が中央側の円錐状の座ぐり面１１ａと外周側の半円錐状凸面１１ｂとで形成され、中央にポリマ通過孔９を有する分配板５を内設した溶融紡糸用口金パックで、パックボデー内ポリマ通路最大内径ＤO 、分配板外径Ｄ1 、ポリマ通過孔径ｄ、ポリマ通過孔内面の比表面積Ｓ1 、上部リッド下面と分配板上面間のポリマ通路の比表面積Ｓ2 が、式（１），（２），（３）を満たす。    ６０≦（ＤO 2 ーＤ1 2 ）／ｄ2 ≦２５０・・・（１）    １．０≦Ｓ2 ／Ｓ1 ≦２．５            ・・・（２）    ０．５１≦Ｄ1 2 ／ＤO 2 ≦０．９５    ・・・（３）【選択図】      図１
2006037286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のパックボデーの下部に口金を装着し、上部にポリマ導入孔を中心に持つ上部リッドを装着し、該上部リッドの下側に分配板を隙間を介して相対面するように配置し、該分配板を上面側が中央を頂点とする円錐状に形成されると共に、下面側が中央側の円錐状の座ぐり面と外周側の半円錐状凸面とで形成され、かつ中央にポリマ通過孔が貫通するように構成した溶融紡糸用口金パックであって、前記パックボデー内のポリマ通路の最大内径ＤO 、前記分配板の外径Ｄ1 、前記ポリマ通過孔の径ｄ、該ポリマ通過孔内面の比表面積Ｓ1 、前記上部リッド下面と分配板上面の間のポリマ通路の比表面積Ｓ2 とが、それぞれ下記式（１），（２），（３）の条件を満たす溶融紡糸用口金パック。
６０≦（ＤO 2 ーＤ1 2 ）／ｄ2 ≦２５０          ・・・（１）
１．０≦Ｓ2 ／Ｓ1 ≦２．５                      ・・・（２）
０．５１≦Ｄ1 2 ／ＤO 2 ≦０．９５              ・・・（３）
【請求項２】
前記上部リッド下面を円錐状の座ぐり面に形成すると共に、該円錐状の座ぐり面の前記パックボデー中心軸に直行する面に対する傾斜角θo を、前記分配板の円錐状の上面が前記パックボデー中心軸に直行する面に対する傾斜角θ1 よりも大にした請求項１に記載の溶融紡糸用口金パック。
【請求項３】
前記分配板の円錐状の上面、下面側の半円錐状凸面及び円錐状の座ぐり面が前記パックボデー中心軸に直行する面となす傾斜角θ1 、θ2 、θ3 を、それぞれ７°〜１５°の範囲にした請求項１又は２に記載の溶融紡糸用口金パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融紡糸用口金パックに関し、さらに詳しくは、機械加工上の問題を生ずることなく、口金から紡出する糸条の単糸間及び／又は糸条間の繊度ばらつきを抑制可能にする溶融紡糸用口金パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に溶融紡糸用口金パックは、円筒状のパックボデーの下部に口金を装着し、上部にポリマ導入孔を有する上部リッドを装着し、これらの間に濾材などを収納した構成なっている。このような溶融紡糸用口金パック（以下、単に「口金パック」という。）を用いて溶融した熱可塑性重合体（以下、単に「ポリマ」という。）を紡糸すると、ポリマは口金パック内を層流になって流れるため流速の速い部分と遅い部分が生じ、口金に至る迄に流速にばらつきができる。このように流速にばらつきを有するポリマが同一口金の複数の口金孔から紡出すると、各口金孔で流量が不均一になるため、単糸間及び／又は糸条間に繊度のばらつきが発生するという問題があった。
【０００３】
従来、上記問題の対策として、例えば、特許文献１には、口金パックの上部にポリマの分配手段として、複数本の傾斜した紡糸液導入孔を穿設し、これら導入孔の孔径と孔長を位置に応じて異ならせた部品を挿入することを提案している。しかし、多数の紡糸液導入孔について、それぞれ異なる孔径や孔長を個別に精度加工することは機械加工技術上から非常に難しいため、コストアップは避けられない。しかも、複数の紡糸液導入孔がそれぞれ異なる角度で傾斜しているため、洗浄して再使用する場合に、各孔の洗浄状態を確認する検査が簡単には出来ないという欠点がある。
【０００４】
特許文献２は、上述した問題を解決するポリマ分配手段として、上面側を中央を頂点とする円錐状にすると共に、下面側を中央側の円錐状の座ぐり面と外周側の半円錐状凸面とで形成し、かつ中央にポリマ通過孔が貫通するようにした分配板を提案している。円錐面が基本構成になっているため精密機械加工が容易になり、かつポリマを中央のポリマ通過孔と上面の円錐面とにより中央部と外周部とに分配した後、それぞれ濾層上面拡開する流れにすることで、口金パック内のポリマ滞留をなくすようにしている。
【０００５】
しかし、本発明者らの検討によれば、上記分配板を口金パックに挿入すると、口金パック内ポリマー流れが上部リッドと分配板との隙間面積と中心のポリマ通過孔の孔面積との比に大きく影響を受け、例えば上部リッドと分配板との隙間面積に対するポリマ通過孔の孔面積の比が小さくなると、ポリマが濾層上面外周部に多く流れ、口金パックの中心部に滞留部が発生するためポリマ流れの均一化ができないという問題がある。
【特許文献１】特開平５−３３９８０８号公報
【特許文献２】特開平７−３０５２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、機械加工上の問題を生ずることなく、口金から紡出する糸条の単糸間及び／又は糸条間の繊度ばらつきを抑制可能にする溶融紡糸用口金パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の溶融紡糸用口金パックは、円筒状のパックボデーの下部に口金を装着し、上部にポリマ導入孔を中心に持つ上部リッドを装着し、該上部リッドの下側に分配板を隙間を介して相対面するように配置し、該分配板を上面側が中央を頂点とする円錐状に形成されると共に、下面側が中央側の円錐状の座ぐり面と外周側の半円錐状凸面とで形成され、かつ中央にポリマ通過孔が貫通するように構成した溶融紡糸用口金パックであって、前記パックボデー内のポリマ通路の最大内径ＤO 、前記分配板の外径Ｄ1 、前記ポリマ通過孔の径ｄ、該ポリマ通過孔内面の比表面積Ｓ1 、前記上部リッド下面と分配板上面の間のポリマ通路の比表面積Ｓ2 とが、それぞれ下記式（１），（２），（３）の条件を満たすことを特徴とするものである。
６０≦（ＤO 2 ーＤ1 2 ）／ｄ2 ≦２５０          ・・・（１）
１．０≦Ｓ2 ／Ｓ1 ≦２．５                      ・・・（２）
０．５１≦Ｄ1 2 ／ＤO 2 ≦０．９５              ・・・（３）
【発明の効果】
【０００８】
本発明の溶融紡糸用口金パックによれば、上記式（１），（２），（３）の条件を満たすことにより、口金パック内の中心部と外周部とでのポリマ滞留時間差を減少することが可能になるため、ポリマの熱履歴差を少なくし、かつポリマ溶融粘度を均一にすることにより単糸間及び／又は糸条間の繊度斑が小さい糸条を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１０】
図１は本発明の溶融紡糸用口金パックを例示する概略図である。
【００１１】
１は円筒状に形成されたパックケースである。このパックケース１に円筒状のライナー１ａが同心状に挿入されると共に、その下部に複数の紡糸孔２ａを有する口金２が装着されている。口金２の上に金網フィルタ３を介して濾砂４が支持され、濾砂４の上に分配板５が載せられ、最後に上部リッド６が装着されている。分配板５は、図示のように濾砂４の上に直接設置してもよいが、上部リッド６にボルトなどで固定してもよい。
【００１２】
上部リッド６はパックケース１の上端に螺合されている。この上部リッド６は、中央部にポリマ導入孔７を有し、かつ下面８をポリマ導入孔７を頂点とする座ぐり状の円錐面に形成している。ポリマ導入孔７は、図示しない押出機などの溶融ポリマ供給源に連結されることにより、その供給源から溶融ポリマを導入する。
【００１３】
上記分配板５は、上部リッド６のポリマ導入孔７から供給された溶融ポリマを濾砂４の上面に均等に分配するためのポリマ分配手段である。このようなポリマ分配機能を備えるため、分配板５は、図２に示すように、中央（中心）に上下に貫通するポリマ通過孔９を設け、かつ上面１０を中央を頂点とする円錐状に形成すると共に、下面１１を中央側の円錐状の座ぐり面１１ａと外周側の半円錐状凸面１１ｂとで形成し、全体として算盤玉に近い形状になっている。
【００１４】
上記分配板５の上面１０と上部リッド６の下面８との間には円錐状の隙間が形成されている。したがって、上部リッド６のポリマ導入孔７から供給されたポリマは、分配板５のポリマ通過孔９と上記円錐状の隙間との二つの流れに分流し、一方のポリマ通過孔９を流下したポリマは、円錐状の座ぐり面１１ａを拡散して濾砂４の上面に拡大する。また、他方の上記円錐状の隙間に分流したポリマは、分配板５とライナー１ａとの隙間を流下した後、半円錐状凸面１１ｂに拡散して濾砂４の上面に拡大する。
【００１５】
このように分配板５の中心側と外周側との両方から濾砂４の上面に拡散したポリマは、濾砂４の上面にほぼ均等にポリマを分散されるため、濾砂４を通過して口金２の多数の紡糸孔２ａから紡糸されるとき、紡糸孔２ａの相互でほぼ同一流量となり、単糸繊度にばらつきのない均一な糸条を得ることができる。
【００１６】
上記口金パックにおいて、分散板５の上面１０がパックボデー１の中心軸に直行する面となす傾斜角θ1 、半円錐状凸面１１ｂがなす傾斜角θ2 、及び円錐状の座ぐり面１１ａがなす傾斜角θ3 は、それぞれ７°〜１５°の範囲にすることが好ましい。また、上部リッド６の円錐状の下面８がパックボデー１の中心軸に直行する面となす傾斜角θo は、分配板５の傾斜角θ1 よりも大きく、上記円錐状の隙間が中心から外周側に向けて徐々に幅を小さくする楔状になっていることが好ましい。
【００１７】
また、パックボデー１内のポリマ通路の最大内径ＤO （図の例ではライナー１ａの内径が該当する）、分配板５の外径Ｄ1 、ポリマ通過孔９の径ｄ、該ポリマ通過孔内面の比表面積Ｓ1 、上部リッド６の下面８と分配板５の上面１０の間のポリマ通路の比表面積Ｓ2 とが、それぞれ下記式（１），（２），（３）の条件を満たすようになっている。
６０≦（ＤO 2 ーＤ1 2 ）／ｄ2 ≦２５０          ・・・（１）
１．０≦Ｓ2 ／Ｓ1 ≦２．５                      ・・・（２）
０．５１≦Ｄ1 2 ／ＤO 2 ≦０．９５              ・・・（３）
【００１８】
ここで（１）式の（ＤO 2 ーＤ1 2 ）／ｄ2 は、分配板５の外周部のポリマ通過隙間の面積とポリマ通過孔９の断面積との面積比に相当する。前者のポリマ通過隙間面積に対して中心のポリマ通過孔の面積の割合が大きいと、ポリマは経路が短いポリマ通過孔により多く流れ、口金パック内でのポリマの滞留時間が不均一になるので、６０以上であることが必要がある。逆に、中心のポリマ通過孔の面積に対して外周部のポリマ通過隙間面積の割合が大きくなると、ポリマは外周部により多く流れて、口金パック内でのポリマの滞留時間が不均一になるので、２５０以下であることが必要がある。
【００１９】
上記式（２）のＳ2 ／Ｓ1 は、中心のポリマ通過孔９の比表面積と、上部リッド６の下面８と分配板５の上面１０との隙間のポリマ流路の比表面積との比を表している。複数の流路を流れるポリマは圧力損失の小さい流路に多く流れようとし、圧力損失は流路の比表面積に依存することから、Ｓ2 ／Ｓ1 の値が大きくなると、分配板のポリマは外周部により多く流れ、ポリマを均一に分配する効果が小さくなるので、２．５以下にすることが必要である。また、この値が小さくなると、ポリマはポリマ通過孔９により多く流れ、ポリマを均一に分配する効果が小さくなるため、１．０以上であることが必要である。
【００２０】
また、（３）式のＤ1 2 ／ＤO 2 は、口金パック内ポリマ通路に占める分配板５の面積の割合を表しており、分配板５の面積が小さくなるとポリマを外周部に分配する作用が小さくなるため、０．５１以上にすることが必要である。また、分配板の面積が大きくなると、口金パックの内圧が大きくなり、内部の部材が変形するなどの問題を発生することがあるため、０．９５以下にすることが必要である。
【００２１】
なお、中央のポリマ通過孔９は、図の例のように１個だけでなく、３〜５個程度の複数個ｎを穿設するようにしてもよい。このようにポリマ通過孔をｎ個（直径ｄ1 ，・・・，ｄn ）設ける場合における（１）式中のｄは、合計面積を有する１個のポリマ通過孔と見なし、次の換算式でら計算される値を使用するものとする。
ｄ＝√（ｄ1 2 ＋・・・＋ｄn 2 ）
【００２２】
本発明の溶融紡糸用口金パックで紡糸可能はポリマとしては、溶融紡糸可能な熱可塑性重合体であれば特に限定されない。例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリ乳酸、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートなどを例示することができる。これらのポリマには、本発明の目的を逸脱しない範囲で、主成分の他に第２，第３の成分を共重合したり或いは混合してもよい。また、必要に応じて各種の添加剤、例えば、艶消剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、螢光増白剤などを配合することができる。
【００２３】
本発明の溶融紡糸用口金パックに使用される口金としては、１口金に複数の紡糸孔を設け、複数のフィラメントを同時に紡糸するようにした口金が好ましい。さらに好ましくは、複数本のフィラメントからなる糸条を複数糸条を同時に紡出するようにしたものが好ましい。特に、４糸条から８糸条の多糸条を同時に得るものが好ましい。
【実施例】
【００２４】
図１の構造を有する溶融紡糸用口金パックの構成において、ライナーの内径ＤO 、分配板の外径Ｄ1 、ポリマ通過孔の径ｄ、並びに（１）〜（３）を表１に記載のように異ならせた口金パックを製作し、これら口金パックを使用して、１３デシテックス、７フィラメントのナイロン糸条を１口金パック当たり６糸条とし、２口金パックで巻取り速度４，０００ｍ／ｍｉｎで引き取った。
【００２５】
それぞれについて、引取った糸条の繊度を測定し、下記式により繊度ばらつきのＣＶ値（％）を計算した。これらの結果を表１に示す。
繊度ＣＶ値（％）＝（糸条繊度の標準偏差／糸条の平均繊度）×１００
なお、繊度ＣＶ値の評価は、１．０％以下のものを合格（○）とし、１．０％より大のものを不合格（×）とした。
【００２６】
【表１】
2006037286.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の溶融紡糸用口金パックを例示する概略図である。
【図２】図１に使用された分配板を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  パックボデー
２  口金
５  分配板
６  上部リッド
７  ポリマ導入孔
８  （上部リッドの）下面
９  ポリマ通過孔
１０  （分配板の）上面
１１ａ  円錐状の座ぐり面
１１ｂ  半円錐状凸面
【図１】
2006037286.tif 000004
【図２】
2006037286.tif 000005