(57)【要約】      （修正有）【課題】糸斑の発生なく、また線状ポリマーの全数に対して、均一に冷却を行う合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法と製造装置を提供する。【解決手段】（Ａ）〜（Ｄ）を有する合成繊維マルチフィラメント糸製造方法と製造装置。（Ａ）口金面２の中央領域を囲う外周域に配置された多数の紡糸孔から線状ポリマーを多数吐出すること。（Ｂ）前記口金面の中央領域の直下の下流域において、線状ポリマーの吐出方向に延在する冷却風吹き出し部材５を設け、該冷却風吹き出し部材から外周側に向けて冷却風を吹き出して前記吐出された線状ポリマーに当て、該線状ポリマーを冷却すること。（Ｃ）前記冷却風吹き出し部材は口金２の紡糸孔配置内部領域に接続され、該接続部内部には冷却風流路１２が設けられていて、該冷却風流路から冷却風吹き出し部材に冷却風を供給すること。（Ｄ）冷却された線状ポリマーを引取ること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の（Ａ）〜（Ｄ）を少なくとも有する溶融紡糸プロセスにより合成繊維マルチフィラメント糸を紡糸することを特徴とする合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法。
（Ａ）口金面の中央領域を囲う外周域に配置された多数の紡糸孔から線状ポリマーを多数吐出すること。
（Ｂ）前記口金面の中央領域の直下の下流域において、線状ポリマーの吐出方向に延在する冷却風吹き出し部材を設け、該冷却風吹き出し部材から外周側に向けて冷却風を吹き出して前記吐出された線状ポリマーに当て、該線状ポリマーを冷却すること。
（Ｃ）前記冷却風吹き出し部材は口金の紡糸孔配置内部領域に接続され、該接続部内部には冷却風流路が設けられていて、該冷却風流路から冷却風吹き出し部材に冷却風を供給すること。
（Ｄ）冷却された線状ポリマーを引取ること。
【請求項２】
以下の（Ｅ）〜（Ｈ）の要素を少なくとも有する溶融紡糸プロセスにより合成繊維マルチフィラメント糸を紡糸するように構成されてなることを特徴とする合成繊維マルチフィラメント糸の製造装置。
（Ｅ）口金面の中央領域を囲う外周域に配置された多数の紡糸孔から線状ポリマーを多数吐出する要素。
（Ｆ）前記口金面の中央領域の直下の下流域において、線状ポリマーの吐出方向に延在する冷却風吹き出し部材を設け、該冷却風吹き出し部材から外周側に向けて冷却風を吹き出して前記吐出された線状ポリマーに当て、該線状ポリマーを冷却する要素。
（Ｇ）冷却装置は、口金の紡糸孔配置内部領域に接続され、その接続部内部には冷却風を供給する流路を構成する要素。
（Ｈ）冷却された線状ポリマーを引取る要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法と製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維マルチフィラメント糸を溶融紡糸装置により紡糸するに際しては、溶融紡糸口金から吐出された線状ポリマーを冷却し、油剤付与、延伸などの必要な処理をして引き取る。
【０００３】
一般に、この冷却は、溶融紡糸口金の直下において、所定温度の空気流を線状ポリマーに吹き付けることにより行われ、従来の一般的な冷却は、溶融紡糸口金から吐出された線状ポリマー群の周囲から冷却風を吹き付けるという手法がとられ、空気流の安定化や紡糸口金ごとの環境の独立のため、紡糸筒と呼ばれる円筒状の通路内で行われている。
【０００４】
この冷却手法は、得られる合成繊維マルチフィラメント糸の物性・糸質を左右する大きな要素となるので、溶融紡糸の著しい高速化や、より多くのフィラメント本数のマルチフィラメント化、異形断面化、極細繊維化などの技術進展に伴い、技術検討が行われてきている（特許文献１、特許文献２）。このような従来の技術検討の中心は、均質な安定した効率の良い冷却の実現であり、紡糸筒の構造や口金の吐出口の配置・配列など、多方面からの検討が現在もなされている。
【０００５】
このような中で、紡糸口金上で紡糸孔を環状に配置して構成し、環状をなして吐出されたフィラメント群の中心側から外周側に向けて冷却風を吹き付けて冷却を行うという手法が提案されている（特許文献３−６）。
【０００６】
この手法は、外周側から中心部側に向けて冷却風を吹き付ける手法よりも、１本１本のフィラメントに対して確実に冷却風を当てることができる可能性がより大きく秘められていると考えられるものである。
【０００７】
すなわち、中心側から外周側に向けて冷却風を送った方が、フィラメント群を広げる方向なのでフィラメントどおしの重なり合いもなく、その逆の場合よりも確実で均一な冷却が可能と考えられるのである。
【０００８】
特に、極細繊維化されたフィラメントの群の場合には、一般にフィラメント本数も多くなり、また、１本１本のフィラメントの横断面積も小さいので、より瞬時に冷却され得ることにもなるので、より一層の確実かつ均斉な冷却作用を全フィラメントに瞬時に与えて、均一な冷却を実現することが望まれるのである。例えば、特許文献３には、紡糸孔の開口個数密度を４０ホール／ｃｍ2 まででき、単繊維繊度が０．８デシテックス以下という極細フィラメント糸の冷却に関し、紡糸口金と冷却ユニットとの間の距離の求め方についての提案がされている。
【０００９】
図４は、このように、紡糸口金上で紡糸孔を環状に配置して構成し、環状をなして吐出されたフィラメント群の中心側から外周側に向けて冷却風を吹き付けて冷却を行う、従来の方式の概略モデルを示した側面概略モデル図である。
【００１０】
同図において、１は溶融紡糸機、２は溶融紡糸口金、３は線状ポリマー、４は冷却吹出し空気の供給口、５は冷却空気吹き出し部材、６は給油ガイドまたはガイド、７は給油ガイド、オイリングロールまたは集束ガイドである。
【００１１】
図４からわかるように、この方式では、鍔状の構造を有する６の給油ガイドまたはガイドを用いることにより糸道がしっかりと固定され、線状ポリマーが、冷却風の作用を受けて重なり合うことや揺動することも少なく、外周側から中心部側に向けて冷却風を吹き出す方式よりも、より安定した効率の良い冷却が可能なものである。
【００１２】
しかし、このような図４に示したような方式のものでは、冷却風の供給配管を冷却装置の下側に設けるのが通常であり、そのため、線状ポリマーが該供給配管に接触をしたり、冷却風の供給配管の外側周辺での冷却風の流れの乱れが発生することなどにより、糸ムラが発生することも多くあった。
【特許文献１】特開平５−１９５３０７号公報
【特許文献２】特開平７−２７８９４０号公報
【特許文献３】特公平７−１８０４７号公報
【特許文献４】特開平６−１５８４１４号公報
【特許文献５】特開平１１−３５０２３８号公報
【特許文献６】特開２００４−８４１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、上述したような点に鑑み、中心側から外周側に向けて冷却風を送り、冷却を行う溶融紡糸機の態様において、糸ムラの発生もなく、また線状ポリマーの全数に対して、より均斉に効率よく冷却を行うのに顕著な効果を発揮する合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法と製造装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した目的を達成する本発明の合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法は、以下の(1) の構成からなるものである。
（１）以下の（Ａ）〜（Ｄ）を少なくとも有する溶融紡糸プロセスにより合成繊維マルチフィラメント糸を紡糸することを特徴とする合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法。
（Ａ）口金面の中央領域を囲う外周域に配置された多数の紡糸孔から線状ポリマーを多数吐出すること。
（Ｂ）前記口金面の中央領域の直下の下流域において、線状ポリマーの吐出方向に延在する冷却風吹き出し部材を設け、該冷却風吹き出し部材から外周側に向けて冷却風を吹き出して前記吐出された線状ポリマーに当て、該線状ポリマーを冷却すること。
（Ｃ）前記冷却風吹き出し部材は口金の紡糸孔配置内部領域に接続され、該接続部内部には冷却風流路が設けられていて、該冷却風流路から冷却風吹き出し部材に冷却風を供給すること。
（Ｄ）冷却された線状ポリマーを引取ること。
【００１５】
また、上述した目的を達成する本発明の合成繊維マルチフィラメント糸の製造装置は、以下の(2) の構成からなるものである。
（２）以下の（Ｅ）〜（Ｈ）の要素を少なくとも有する溶融紡糸プロセスにより合成繊維マルチフィラメント糸を紡糸するように構成されてなることを特徴とする合成繊維マルチフィラメント糸の製造装置。
（Ｅ）口金面の中央領域を囲う外周域に配置された多数の紡糸孔から線状ポリマーを多数吐出する要素。
（Ｆ）前記口金面の中央領域の直下の下流域において、線状ポリマーの吐出方向に延在する冷却風吹き出し部材を設け、該冷却風吹き出し部材から外周側に向けて冷却風を吹き出して前記吐出された線状ポリマーに当て、該線状ポリマーを冷却する要素。
（Ｇ）冷却装置は、口金の紡糸孔配置内部領域に接続され、その接続部内部には冷却風を供給する流路を構成する要素。
（Ｈ）冷却された線状ポリマーを引取る要素。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１にかかる本発明によれば、中心側から外周側に向けて冷却風を送り、冷却を行う溶融紡糸機の態様において、糸ムラの発生もなく、また線状ポリマーの全数に対して、より均斉に効率よく冷却を行うのに顕著な効果を発揮する合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法が提供される。
【００１７】
請求項２にかかる本発明によれば、中心側から外周側に向けて冷却風を送り、冷却を行う溶融紡糸機の態様において、糸ムラの発生もなく、また線状ポリマーの全数に対して、より均斉に効率よく冷却を行うのに顕著な効果を発揮する合成繊維マルチフィラメント糸の製造装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、更に詳しく本発明について、説明する。
【００１９】
本発明の合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法は、以下の（Ａ）〜（Ｄ）を少なくとも有する溶融紡糸プロセスにより合成繊維マルチフィラメント糸を紡糸することを特徴とする合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法である。
（Ａ）口金面の中央領域を囲う外周域に配置された多数の紡糸孔から線状ポリマーを多数吐出すること。
（Ｂ）前記口金面の中央領域の直下の下流域において、線状ポリマーの吐出方向に延在する冷却風吹き出し部材を設け、該冷却風吹き出し部材から外周側に向けて冷却風を吹き出して前記吐出された線状ポリマーに当て、該線状ポリマーを冷却すること。
（Ｃ）前記冷却風吹き出し部材は口金の紡糸孔配置内部領域に接続され、該接続部内部には冷却風流路が設けられていて、該冷却風流路から冷却風吹き出し部材に冷却風を供給すること。
（Ｄ）冷却された線状ポリマーを引取ること。
【００２０】
かかる本発明の合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法は、図１に示したように、図４に示した従来の冷却風の供給管の構造に代えて、上記（Ｃ）の如くに、冷却装置（冷却風吹き出し部材５）を、口金の紡糸孔配置内部領域に接続させて構成し、その接続部内部には冷却風を供給する冷却風流路１２が設けられていることに特徴がある。
【００２１】
すなわち、図１は、本発明の合成繊維の製造方法に用いられる溶融紡糸機の口金内部と口金直下における冷却風吹き出し部の構造の１例を示した側面概略モデル断面図である。
【００２２】
図１において、１は溶融紡糸機、２は溶融紡糸口金であり、線状ポリマー３は溶融紡糸口金２から吐出されて冷却されて、７の給油ガイド、オイリングロールまたは集束ガイドを介して引き取られる。冷却は、冷却空気吹き出し部材５から外周側に向かって吹き出される冷却空気流を線状ポリマー３に吹き当てることにより行われる。６は給油ガイドまたはガイドであり、多数の線状ポリマーの走行する糸道をガイドする役目を有する。
【００２３】
冷却風吹き出し部材５は、口金２の紡糸孔配置内部領域に接続されていて、該接続部内部には冷却風流路１２が設けられていて、該冷却風流路１２から冷却風吹き出し部材５に冷却風が供給される。
【００２４】
８は濾過層、９は耐圧多孔板、１０はポリマー供給路、１１は断熱材、１３はリングナットである。
【００２５】
本発明において、「口金面の中央領域を囲う外周域に配置された多数の紡糸孔」とは、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に溶融紡糸口金の吐出面をモデル的に示しているが、口金の中心点を含んで口金全面積の数分の１を占める領域Ｃを「口金面の中央領域」と想定して、該領域を囲う外周域に多数の紡糸孔１９が配置されている状態をいう。
【００２６】
図５（ａ）は多数の紡糸孔１９が二重の同心円を呈した環状に配置されている例、同図（ｂ）は多数の紡糸孔１９が二重の同心円を呈しているが、一部において紡糸孔の存在が区切れていて、紡糸後に２糸条に分けて引取りをするのに好都合な例を示している。
【００２７】
「口金面の中央領域を囲う外周域に配置された」とは、必ずしも完全な環状、円状などを呈している必要はなく、中央領域、すなわち、冷却空気吹き出し部材が設けられる位置に対応した領域の外側周辺に配置されていればよいもので、例えば、「コ」の字形、「Ｕ」の字形、上下間隔の広い「＝」の字形、「□」の字形、あるいは「△」の字形状に、中央領域を開けて、多数の紡糸孔が存在しているような態様でも良いものである。
【００２８】
本発明において、「紡糸孔配置内部領域」とは、前記「Ｃの口金面の中央領域」と概ねは共通する領域だが、必ずしも同一のものでなくてもよく、紡糸孔が配置されている内側の領域を言う。該紡糸孔配置内部領域において、冷却風吹き出し部材５は口金２の紡糸孔１９配置内部領域に接続されていて、さらに、該接続部内部には冷却風流路１２が設けられていて、該冷却風流路１２から該冷却風吹き出し部材５に冷却風が供給されるものである。冷却風流路１２は、口金面の中心位置に一本だけで設けられていてもよいが、複数本の流路が形成されていてもよい。
【００２９】
係る態様の本発明の方法、装置によれば、線状ポリマー３が冷却風の供給配管に接触したり、冷却風の供給配管の外側周辺での冷却風の流れの乱れを生ずることなどの問題が解消される。一般には、口金内部は高温状態であるため、冷却風流路１２の周囲は断熱材１１で覆われるように構成して、冷却風の低温状態が維持されるようにするのがよい。
【００３０】
図２は、本発明の合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法、装置により製造される合成繊維糸条が巻取り機に巻取られるまでの工程の一例を例示した概略モデル図であり、１４は必要に応じて用いられる交絡ノズル、１５は第１ゴデーローラ、１６は第２ゴデーローラ、１７は巻取機である。
【００３１】
本発明においては、さらに好ましくは、図３に示したように、冷却空気吹き出し部材５から吹き出された冷却空気を、該冷却空気が線状ポリマー間を通過したあとに、吸引機構１８により吸引をするようにしてもよい。このような構成にすると、冷却空気の流れが整流として形成され、６の糸ガイドにより糸道が整然と固定化されている線状ポリマー３の流れと相俟って、より効果的かつ速やかに冷却作用を与えることができるものである。
【００３２】
本発明において、溶融紡糸口金の温度は、溶融紡糸される合成繊維フィラメントであれば、２８０〜３００℃の範囲内であることが好ましい。口金面上での紡糸孔の配置は、特に限定されるものではなく、上述したように、冷却空気吹き出し部材が設けられる位置に対応した領域の外側周辺域に配置されていればよいものである。図５（ａ）、（ｂ）は、好ましい配置例を示したモデル図である。
【００３３】
本発明の溶融紡糸装置は、複数台を隣接して設けて生産ラインを構成してもよい。その場合は、直径１００ｍｍ程度の口金で、隣接口金間距離（隣接して設置された２つの口金の間の中心軸間最短距離）を１３０〜２００ｍｍの範囲内とするのがよい。特に、吸引機構１８を用いると、空気流が干渉することも少なく、該距離を上記のように短くでき、このことは、溶融ポリマーの紡糸機内経路を短くできることにつながり、生産性の向上、糸品質の向上につながるものである。
【００３４】
冷却風の吹き出し速度（冷却空気吹き出し部材５の最外部にある整流メディアを、冷却空気が通過する速度）は、１５〜６０ｍ／分の程度の範囲内がよいが、該速度は、単繊維太さ、紡出フィラメントの総繊度などに応じて変更されるべきものである。一般的には、単繊維太さが太いほど、紡出フィラメントの総繊度値が大きいほど、風量を多くする必要があり、該吹き出し速度も大きくするのがよい。
【００３５】
冷却部長さ（冷却空気吹き出し部材５の、フィラメント通過方向と平行な有効吹き出し部長さ）は２００〜１０００ｍｍ程度の範囲とするのがよいが、これも、単繊維太さや紡出フィラメントの総繊度などに応じて変更されるべきものであり、一般的には、単繊維太さが太いほど、紡出フィラメントの総繊度値が大きいほど、冷却部長さを大きくするのがよい。ただし、本発明の方法、装置によれば、効率的かつ高速に均斉な冷却を実現できるので、冷却部長さは従来の同種のものよりも短くできる方向である。
【００３６】
また、冷却開始点距離（口金吐出面から冷却空気吹き出し部材５の最外部にある整流メディアの上端までの距離）は１０〜１５０ｍｍ程度の範囲内とするのがよく、一般的には、単繊維太さが細いほど、該距離は短くするのがよい。
【００３７】
該整流メディアの濾過精度は２０〜１００μｍの範囲とするのがよく、より好ましくは４０〜６０μｍの範囲である。該整流メディアの種類は金属粒子、金属繊維の焼結体、金網、あるいは紙状のものを積層したものなどを使用するのが好ましい。
【００３８】
また、吸引機構１８を用いる場合、該吸引機構での吸引速度は、上記した冷却空気の吹き出し速度の０．８〜１．２倍とするのが好ましく、より好ましくは０．９〜１．１倍とするのがよい。吸引機構の最内側には、整流のために、上述した冷却空気吹き出し部材５の整流メディア種類として記載したもののほか、パンチングメタルなどを使用することが好ましい。
【００３９】
本発明の合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法、製造装置において、冷却された線状ポリマーを引取る工程における引取り速度は２０００ｍ／分〜６０００ｍ／分の範囲内であることが好ましい。本発明によれば、より高速度でも優れた冷却効果が得られるので、高速引き取りにも対応できるからである。また、紡糸孔１９が１００個以上５００個以下であること、すなわち、フィラメント本数が１００本以上５００本以下であることが好ましい。
【００４０】
本発明は、前述のように、より短時間で冷却がされ得る、より細繊度の合成繊維フィラメントの製造に際して、特に好適なものであり、単繊維繊度１．１ｄｔｅｘ以下のフィラメントの製造に最適である。
【００４１】
本発明の合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法を実施する製造装置は、以下の（Ｅ）〜（Ｈ）の要素を少なくとも有する溶融紡糸プロセスにより合成繊維マルチフィラメント糸を紡糸するように構成されてなることを特徴とする合成繊維マルチフィラメント糸の製造装置。
（Ｅ）口金面の中央領域を囲う外周域に配置された多数の紡糸孔から線状ポリマーを多数吐出する要素。
（Ｆ）前記口金面の中央領域の直下の下流域において、線状ポリマーの吐出方向に延在する冷却風吹き出し部材を設け、該冷却風吹き出し部材から外周側に向けて冷却風を吹き出して前記吐出された線状ポリマーに当て、該線状ポリマーを冷却する要素。
（Ｇ）冷却装置は、口金の紡糸孔配置内部領域に接続され、その接続部内部には冷却風を供給する流路を構成する要素。
（Ｈ）冷却された線状ポリマーを引取る要素。
【００４２】
本発明の合成繊維の製造装置は、複数台、隣接して設けられ生産ライン系列をなすことが好ましい。
【実施例】
【００４３】
本発明方法・装置の実施例として、図１に概略を示したものを用い、比較例として図４に概略を示したものを用い、さらに図５（ａ）に示した口金をいずれも用いて、ポリエチレンテレフタレートフィラメント糸（８４デシテックス）を製造し、得られた繊維物性などを評価し比較した。
【００４４】
実施例、比較例の共通の条件は、次のとおりである。
【００４５】
すなわち、ポリマー吐出量３２．３ｇ／分、溶融温度２９５℃、口金直径１００ｍｍ、紡出孔数１４４個（フィラメント数１４４本）、紡出孔配置は二重円で外側直径６５ｍｍ、内側直径５５ｍｍ、整流メディアの外径３７ｍｍ、整流メディアの長さ３５０ｍｍ、整流メディアの濾過精度４０μｍ、冷却風吐出速度２５ｍ、冷却開始点距離２０ｍｍ、引取り速度２５００ｍ／分である。
【００４６】
実施例、比較例で得られた各フィラメントを評価、比較した結果は、表１のとおりである。
【００４７】
この表１からわかるように、本発明の方法・装置を用いれば、強度・伸度については実施例品・比較例品ともにほぼ同等の物性のものが得られているが、糸長手方向斑（ウースターハーフ）については、比較例のものと比べて本発明のものは、ムラのない良好なものであった。
【００４８】
なお、かかる評価において各繊維物性の評価測定方法は、次のとおりである。
（１）強度・伸度：
強度および伸度は、一般的な引っ張り試験器を用いて製造された糸条（マルチフィラメント）から切り出した長さ５０ｍｍの試験糸条を、引っ張り速度４００ｍｍ／分で破断に至るまで延伸させて取得した値であり、ｎ数を５として平均値を求めたものである。
（２）ウースターハーフ：
Ｚｅｌｌｗｅｇｅｒ社製  ＵＳＴＥＲ  ＴＥＳＴＥＲ  ＭＯＤＥＬＣを使用して、１００ｍ／分の速度で糸条を供給しながらハーフモードで測定して取得した値であり、ｎ数を５として平均値を求めたものである。
【００４９】
【表１】
2006104601.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明の合成繊維の製造方法に用いられる溶融紡糸機の口金内部と口金直下における冷却風吹き出し部の構造の１例を示した側面概略モデル断面図である。
【図２】図２は、本発明の合成繊維マルチフィラメント糸の製造方法、装置により製造される合成繊維糸条が巻取り機に巻取られるまでの工程の一例を例示した概略モデル図である。
【図３】図３は、本発明の合成繊維の製造方法、装置の好ましい態様として、冷却空気流の吸引機構を付設した溶融紡糸機の口金内部と口金直下における冷却風吹き出し部の構造の１例を示した側面概略モデル断面図である。
【図４】図４は、紡糸口金上で紡糸孔を環状に配置して構成し、環状をなして吐出されたフィラメント群の中心側から外周側に向けて冷却風を吹き付けて冷却を行う、従来の方式の概略モデルを示した側面概略モデル図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、溶融紡糸口金の吐出面の構造の１例をモデル的に示した概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：溶融紡糸機
２：溶融紡糸口金
３：線状ポリマー
４：冷却吹出し空気の供給口
５：冷却空気吹き出し部材
６：給油ガイドまたはガイド
７：給油ガイド、オイリングロールまたは集束ガイド
８：濾過層
９：耐圧多孔板
１０：ポリマー供給路
１１：断熱材
１２：冷却風流路
１３：リングナット
１４：交絡ノズル
１５：第１ゴデーローラ
１６：第２ゴデーローラ
１７：巻取機
１８：吸引機構
１９：紡糸孔
Ｃ：口金面の中心領域
【図１】
2006104601.tif 000004
【図２】
2006104601.tif 000005
【図３】
2006104601.tif 000006
【図４】
2006104601.tif 000007
【図５】
2006104601.tif 000008