(57)【要約】【課題】  長期間運転しても気流筒内に汚れの堆積がなく安定して操業できる繊維の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】  複数個の吐出孔を列状に設けた口金からポリマー流を吐出し、口金下でポリマー流の周囲の気体を吸引したのち、下流に備えた流路内でポリマー流に対してポリマー流の走行方向に平行な速度成分をもつ気体を付与することにより繊維を製造する。【選択図】図４
2004300658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列をなす複数個の吐出孔を備えた口金からポリマーを吐出してポリマー流の列を形成し、前記口金の吐出方向下流に設けた流路内でポリマー流に対してポリマー流の走行方向に平行な成分を有する速度をもつ気体を付与し、ポリマー流の固化により得た繊維を引き取る繊維の製造方法であって、前記口金から前記流路の間でポリマー流の周囲の気体を吸引する繊維の製造方法。
【請求項２】
前記流路として、前記ポリマー流の列の厚み方向の最小幅が１０mm以下のものを用いる請求項１に記載の繊維の製造方法。
【請求項３】
複数個の吐出孔を列をなすように設けた口金からポリマーを吐出してポリマー流の列を形成し、前記口金の吐出方向下流に設けた、ポリマー流の列の厚み方向の最小幅が１０mm以下の幅の流路内でポリマー流に対してポリマー流の走行方向に平行な成分を有する速度をもつ気体を付与し、ポリマー流の固化により繊維となす繊維の製造方法であって、前記口金から前記流路の間でポリマー流の周囲の気体を吸引する繊維の製造方法。
【請求項４】
前記気体の吸引を前記ポリマー流の列の厚み方向における両側から行う請求項１〜３のいずれかに記載の繊維の製造方法。
【請求項５】
前記気体の吸引を整流しながら行なう請求項１〜４のいずれかに記載の繊維の製造方法。
【請求項６】
３個以下の前記ポリマー流の列を形成する請求項１〜５のいずれかに記載の繊維の製造方法。
【請求項７】
前記気体のポリマー流に対する付与は、吸引により行なう請求項１〜６のいずれかに記載の繊維の製造方法。
【請求項８】
列をなす複数個のポリマーの吐出孔を備えた口金と、前記各吐出孔から吐出された列をなす複数本のポリマー流に対してポリマー流の走行方向に平行な成分を有する速度をもつ気体を付与するエジェクタと、ポリマー流の固化によって得られた繊維の引取装置とを備えた繊維の製造装置であって、前記口金と前記エジェクタとの間にポリマー流の周囲の気体を吸引するエアサクションを設けたことを特徴とする繊維の製造装置。
【請求項９】
前記エジェクタは、厚み方向の最小幅が１０mm以下の幅の流路中においてポリマー流に対して気体を付与するものである請求項８に記載の繊維の製造装置。
【請求項１０】
列をなす複数個のポリマーの吐出孔の列を備えた口金と、厚み方向の最小幅が１０mm以下の幅の流路中において前記吐出孔から吐出されたポリマー流にその走行方向に平行な成分を有する速度をもつ気体を付与するエジェクタと、を備えた繊維の製造装置であって、前記口金と前記エジェクタとの間にポリマー流の周囲の気体を吸引するエアサクションを設けたことを特徴とする繊維の製造装置。
【請求項１１】
前記エジェクタは、ポリマー流の吐出方向に直交する方向の断面における形状がスリット形の流路を有していることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の繊維の製造装置。
【請求項１２】
前記口金は、列をなす複数個の吐出孔からなる吐出孔の列が複数本形成され、かつ、吐出孔の配列方向における各吐出孔の位置が吐出孔の列ごとに互いに異なっている請求項８〜１１のいずれかに記載の繊維の製造装置。
【請求項１３】
前記エアサクションを、ポリマー流の列の厚み方向における両側に備えた請求項８〜１１のいずれかに記載の繊維の製造装置。
【請求項１４】
前記エアサクションは、気流を整流する整流格子を備えた請求項８〜１３のいずれかに記載の繊維の製造装置。
【請求項１５】
前記口金は、3個以下の前記吐出口の列を有するものである請求項８〜１４のいずれかに記載の繊維の製造装置。
【請求項１６】
前記エジェクタは、吸引により前記ポリマーの吐出方向の気流を発生させるものである請求項８〜１５のいずれかに記載の繊維の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口金から吐出されたポリマー流を固化して糸条とする繊維の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル（たとえば、ポリエチレンテレフタレート、以下ＰＥＴ）等に代表される繊維、特に部分延伸糸（ＰＯＹ）を製造する場合、図１のような装置を用いるのが一般的である。図１の装置は、口金１から吐出されたポリマーから形成されるポリマー流Ｆが、冷却手段３から発生する冷却風３ａによって冷却されながらゴデーローラ４に引取られて糸条Ｙとなり、その糸条Ｙが最終的に巻取装置５に巻き取られる構成となっている。
【０００３】
生産効率を向上させようとした場合、生産スピードの増加を試みることが一般的であるが、このような装置を用いる場合、特にゴデーローラ４の引取速度を上昇させると引取張力Ｔが増大し、糸のもつ伸度が奪われる。すなわち、たとえば引取速度が３０００ｍ／分で典型的なＰＥＴ繊維を得るとそのＰＥＴ繊維の伸度は１３５％となるが、４０００ｍ／分に増速すると伸度は９０％、５０００ｍ／分では伸度６５％と、高速化に伴い糸の伸度が低下する。
【０００４】
さらに、上述の装置においては、図２に示すような円形の口金１に設けた複数個の吐出孔６から吐出されるポリマー流Ｆに対して、一方の側のみから、そのポリマー流Ｆの走行方向に交差する方向に冷却風３ａを与えるため、特に高速化した場合にポリマー流Ｆの揺れが大きくなり、また、複数本のポリマー流Ｆ間で冷却手段３との距離に差があることに起因して、各ポリマー流Ｆの冷却状態に手前・奥とで違いが生じ、最終的に糸条Ｙとなった際に糸斑を発現する虞がある。
【０００５】
このように、引取速度を高速化したうえで低速時と同等の伸度をポリマー流ごとの差を小さくしつつ実現することは困難であった。
【０００６】
特許文献1には、上記問題点を解決し高速にて高伸度の糸条を得るために、図３に示すように、口金１の下流側に筒状冷却手段５５とその筒状冷却手段５５よりも径が小さいチューブ７３とを設け、筒状冷却手段５５の冷却風により下流のチューブ７３内に下降気流を発生させて、ポリマー流に対してポリマー流の走行方向(吐出方向)に成分を有する速度の気流を付与する技術が開示されている。
【０００７】
ところで、合成繊維の紡糸工程において、口金から吐出された直後のポリマー流からはガスが発生することがある。このガスは、ポリマーの低重合物、すなわちモノマー、オリゴマー（以下、揮発物）等のガスであり、口金面やその周辺に堆積して、運転時に断糸等を引き起こし、連続運転を妨げる要因となってしまう場合があった。これらガスは、ＰＥＴ繊維に限らず様々な種類のポリマーで同様に発生する。特に、熱分解しやすい材料（例えば、ナイロンやポリプロピレン、脂肪族ポリエステル（ポリ乳酸など））では、ガスの発生量が非常に多く、いずれの場合であっても、この揮発物の堆積が連続運転の妨げになってしまうことがある。
【０００８】
特許文献２や特許文献３には、これらガスを吸引する装置として、口金から吐出された直後のポリマー流の側方からガスを吸引する手段を設けることが開示されている。しかしながら、図２のような円形の口金１に設けた円内に実質的に均等に分布した複数個の吐出孔６から吐出されるポリマー流Ｆに対して、その外周域を走行するポリマー流の近傍のガスのみしか十分に吸引できない。そのため、ポリマー流群の内域で発生したガスをも十分に除去することはできず、ガスがポリマー流に随伴して下流に運び出されることになる。
【０００９】
上記特許文献１の構成においても、これらガスの発生は存在しうるがこの場合は、口金１下の領域が筒状冷却手段５５に気密に保持されているため、これにより供給される冷却風が揮発物を含んだガスを下流のチューブに運び、下端から排出するよう構成されている。本発明者らの知見によれば、このような構成においては、上記ガスは筒状冷却手段５５により排出されるので、口金面近傍にはガスが残存せず、このガスに起因する口金面に汚れは発生しにくい。そのため、このような構成においては、口金面の汚れを低減するために特許文献２，３のような吸引手段を設ける必要はない。
【００１０】
また、上記特許文献１の発明においては、図２に示したように円形の口金の円内に実質的に均等に分布した複数個の吐出孔からポリマーが吐出されるものと推定される。この場合、上述の通り、ポリマー流の群の内域で発生したガスはポリマー流に随伴して下流に運び出されるから、揮発物を口金から遠ざけるという点では好ましい構成である。さらに、このような構成において、筒状冷却手段の流路は、ポリマーの吐出方向に直交する方向における断面の形状は、円形であり、その直径は少なくとも２５mm以上であった。
【００１１】
本発明者らの知見によれば、このように広い流路の内壁に上記ガスに含まれる揮発物が多少付着しても、ポリマー流の走行に対する影響は口金の吐出孔近傍のおける付着に比べて軽微なものであった。したがって、このような構成において、口金の下流において筒状冷却手段を用いてポリマーの吐出方向の気流を発生させることは、口金近傍におけるガスをすみやかに排出することができるので、上記特許文献２や３に開示されたようなガスの吸引装置は、通常、必要ない。
【００１２】
一方、特許文献４や本願出願人による特願２００２−１６１１２４号明細書には、列をなす吐出孔をもつ口金からポリマーを吐出し、ポリマー流の吐出方向に直交する方向における断面における形状がスリット形の流路にて高温のポリマー流にそのポリマー流の走行方向下流側へ向けて流体を噴射することで紡糸速度を高速化しても高伸度の糸条をより安定して得る技術が開示されている。この技術は、列をなすポリマー吐出孔からポリマーを吐出し、スリット形のエジェクタの流路を通過させることにより、吐出されたそれぞれのポリマー流に均一に気体を付与できるというものである。この技術に用いられているエジェクタは、上流側から吸引により空気を取り込み、この空気と噴射流とを合わせて上記流路内を通過するポリマー流に吐出方向の気流を付与する構成をとっているため、特許文献１の技術と同様に、その流路内や噴射口に口金近傍にて発生した揮発物を含むガスが運ばれることになる。
【００１３】
したがって、上記構成においても、口金にて発生した揮発物を含むガスは、気流の走行する流路に運ばれ、その壁面にガス内の揮発物を堆積させる。前述の通り、特許文献１に開示されているような、流路（例えば図３のチューブ７３）が大きな内径の円筒で構成され、壁面から走行ポリマー流が十分離れている場合は、付着堆積した揮発物によって走行するガスの速度や流路内を通るポリマー流の走行へ影響することはほとんどないか、少なくとも、影響がでるまで相当長い時間がかかる。しかしながら、本発明者らの知見によれば、特許文献４に開示されたスリット状の狭い流路を気流とポリマー流とが流れ、かつ、ポリマー流が流路壁面の近くを走行する場合、なかでも流路の途中に幅の狭いスリットとなっている噴射口から気体を噴射する構成では、ガス中の揮発物が流路壁面や気体の噴射口近傍に経時的に堆積したものは、流路や噴射口のポリマー流の吐出方向およびポリマー流の配列方向にそれぞれ直交する方向(以下、この方向を「ポリマー流の列の厚み方向」、「流路の厚み方向」または単に「厚み方向」という)の寸法に対して相対的に大きいので、気流の速度など条件を変化させ、気流を乱しやすい。その結果、ポリマー流の走行が影響を受け、最終的に糸の斑やポリマー流の融着等による断糸が発生するため、長時間の安定運転が困難である場合がある。特に、厚み方向における流路の幅が１０mm以下の場合には、この影響が顕著である。さらに、円筒形の流路であってもスリット形の流路であっても、ポリマー流の走行方向下流に回転体等の引取設備が設けられていることが多く、ポリマー流の走行方向の気流が揮発物を含むガスを運んで、それら設備を揮発物の堆積物で汚してしまい、停機して清掃するなど操業性の悪化が伴うことも多くなるおそれもある。
【００１４】
加えて、特許文献１の繊維の製造装置のような、気流の導入部（筒状冷却手段５５）からの気流がその流路内に比較的広範囲から供給される場合は、堆積物が気流の導入部に付着しても、その供給速度が比較的遅い（特許文献１、５の実施例において、供給気体の風速は１０〜１５０m/min程度と推算される。）こともあり気流のバランスを崩しにくいが、上記特願２００２−１６１１２４号明細書に開示されているような（気体噴射速度が１０００ｍ／ｍｉｎを越え、噴射スリットＥｉが１ｍｍ以下の狭い領域であるような）高速噴射によりエジェクタの流路に気体が供給される場合は、気体が噴射される領域における堆積物が、流路内の気流の挙動を大きく乱してしまうため、繊維製造、不織布製造を問わず、堆積物の付着防止はそのプロセスにおける性能以上に重要視されるべきである。
【００１５】
ところで、特許文献５には、図３に示したエジェクタに類似した冷却チャンバを不織布の製造に用いた技術が開示されている。場合において、列をなして配置されている吐出孔をもつ口金とその下流の冷却室３との間に排気ノズル４を設け、口金近傍のガスに含まれるポリマー流の揮発物を除去している。しかしながら、この文献に開示された技術は、不織布製造設備であるためにポリマー流を固化させて形成した繊維を引き取ることなく、冷却室３から排出してこれを移動捕集面８にて捕集する。移動捕集面８の下面には吸引装置９が備えられており、繊維とともに冷却室３から排出されたガスは移動捕集面８を通過して吸引装置９に取り込まれるため、排出されたガスが製造設備周辺をガスの揮発物で汚してしまうことはほとんどない。
【００１６】
また、不織布製造装置であるため、不織布の目付を十分確保するために気流の流路である冷却室３の延伸部７には多数のポリマー流の列が配列される必要がある。しかも繊維の引取りをしないために、ポリマー流に作用する力はポリマー走行方向の気流による牽引力（張力）のみであり、繊維を引き取る場合のように各ポリマー流にポリマー流走行方向に作用する引取張力など各ポリマー流の走行路を安定化させる要素が存在しないから、厚み方向両端の列に属するポリマー流が流路の壁面に接触しないようにするために壁面までの距離を十分とる必要がある。そのため、実用上流路の最小幅は２０ｍｍ以上であるのが普通であるから、上記特願２００２−１６１１２４号明細書に記載された技術におけるような、堆積物による大きな影響を受けることはほとんどなかった。
【特許文献１】米国特許第５８２４２４８号明細書
【特許文献２】実公昭５０−１３９２４号公報
【特許文献３】特開平９−２５００２２号公報
【特許文献４】特開２００１−２６２４２７号公報
【特許文献５】特開２００２−３０２８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、口金から吐出されたポリマー流を引き取る繊維の製造方法および装置に関するものであり、特に、ポリマー流と平行な気流を用い、高速化しても糸斑を発現することなく高伸度等の所望の特性を有する糸を長時間安定して得ると同時に、ポリマー流から発する揮発物を含むガスがポリマー流の通過する流路さらにはその周辺設備への汚してしまうことを防止することのできる繊維の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明によれば、列をなす複数個の吐出孔を備えた口金からポリマーを吐出してポリマー流の列を形成し、前記口金の吐出方向下流に設けた流路内でポリマー流に対してポリマー流の走行方向に平行な成分を有する速度をもつ気体を付与し、ポリマー流の固化により得た繊維を引き取る繊維の製造方法であって、前記口金から前記流路の間でポリマー流の周囲の気体を吸引する繊維の製造方法が提供される。
【００１９】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記流路として、ポリマー流の列の厚み方向の最小幅が１０mm以下のものを用いる繊維の製造方法が提供される。
【００２０】
また、本発明の別の形態によれば、複数個の吐出孔を列をなすように設けた口金からポリマーを吐出してポリマー流の列を形成し、前記口金の吐出方向下流に設けたポリマー流の列の厚み方向の最小幅が１０mm以下の幅の流路内でポリマー流に対してポリマー流の走行方向に平行な成分を有する速度をもつ気体を付与し、ポリマー流の固化により繊維となす繊維の製造方法であって、前記口金から前記流路の間でポリマー流の周囲の気体を吸引する繊維の製造方法が提供される。
【００２１】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記気体の吸引を前記ポリマー流の列の厚み方向における両側から行う繊維の製造方法が提供される。
【００２２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記気体の吸引を、整流しながら行なう繊維の製造方法が提供される。
【００２３】
また、本発明の好ましい形態によれば、３個以下の前記ポリマー流の列を形成する繊維の製造方法が提供される。
【００２４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記気体のポリマー流に対する付与は、吸引により行なう繊維の製造方法が提供される。
【００２５】
また、本発明の別の形態によれば、列をなす複数個のポリマーの吐出孔を備えた口金と、前記各吐出口から吐出された列をなす複数本のポリマー流に対してポリマー流の走行方向に平行な成分を有する速度をもつ気体を付与するエジェクタと、ポリマー流の固化によって得られた繊維の引取装置とを備えた繊維の製造装置であって、前記口金と前記エジェクタとの間にポリマー流の周囲の気体を吸引するエアサクションを設けたことを特徴とする繊維の製造装置が提供される。
【００２６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エジェクタは、吐出方向および前記吐出口の配列方向にそれぞれ直交する方向の最小幅が１０mm以下の幅の流路中においてポリマー流に対して気体を付与するものである繊維の製造装置が提供される。
【００２７】
また、本発明の別の形態によれば、列をなす複数個のポリマーの吐出孔が列を備えた口金と、厚み方向の最小幅が１０mm以下の幅の流路中において前記吐出口から吐出されたポリマー流にその走行方向に平行な成分を有する速度をもつ気体を付与するエジェクタと、を備えた繊維の製造装置であって、前記口金と前記エジェクタとの間にポリマー流の周囲の気体を吸引するエアサクションを設けたことを特徴とする繊維の製造装置が提供される。
【００２８】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エジェクタは、ポリマー流の吐出方向に直交する方向の断面における形状がスリット形の流路を有していることを特徴とする繊維の製造装置が提供される。
【００２９】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記口金は、列をなす複数個の吐出孔からなる吐出孔の列が複数本形成され、かつ、吐出孔の配列方向における各吐出口の位置が吐出口の列ごとに互いに異なっている繊維の製造装置が提供される。
【００３０】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エアサクションを、ポリマー流の列の厚み方向における両側に備えた繊維の製造装置が提供される。
【００３１】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エアサクションは、気流を整流する整流格子を備えた繊維の製造装置が提供される。
【００３２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記口金は、3個以下の前記吐出口の列を有するものである繊維の製造装置が提供される。
【００３３】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エジェクタは、吸引により前記ポリマーの吐出方向の気流を発生させるものである繊維の製造装置が提供される。
【００３４】
本発明において、「エジェクタ」とは、口金から吐出されたポリマー流に対してポリマー流の走行方向に平行な速度成分をもつ気体を付与する装置をいう。エジェクタは、通常、ポリマー流の流れに沿う流路を形成する筒状壁面を備え、この流路中にポリマー流を通過させるに際し、ここに積極的にポリマー流に沿う向きの気体の流れを発生させる。図３や特許文献1に記載の筒状気流付与手段や特許文献5に記載の構成のように、ポリマー流の周辺から流路入り口に対して送風する形態をとるものや、流路の出口近くに吸引装置を備え、この吸引により気体の流れを発生させるものや、特許文献４や上記特願２００２−１６１１２４号明細書に記載のもののように、流路の途中にポリマー流に沿う方向の噴射流を付与することにより、流路入り口からの吸引流も含めた気流を発生させる形態もある。
【００３５】
また、本発明において、「繊維を引き取る」とは、ポリマー流が固化して形成された繊維を所定の張力を付与しつつ引っ張り、次の工程に供給することをいう。たとえば、図1においてはゴデーローラ４が繊維を引き取っている。また、ゴデーローラを備えず、直接巻き取り装置が繊維に対して張力を付与しつつ巻き取っている場合には、この巻き取り装置が引き取っていることになる。本発明においては、繊維の引き取りは必須ではないが、気体付与を効果的に行うためには、非常に狭い流路中にポリマー流またはこれが固化した繊維を通過させるのが好ましく、そのためには流路中のポリマー流や繊維の走行経路が安定させるべく引き取り張力を付与するほうがよいことが多い。
【００３６】
また、本発明において、「流路のポリマー流の吐出方向に直交する断面における形状がスリット形である」とは、ポリマー流の配列方向における流路の寸法が、厚み方向における流路の寸法よりも大きいことをいう。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の方法および装置によれば、複数個の吐出孔を列状に設けた口金からポリマー流を吐出し、前記口金の下流に備えた流路内でポリマー流に対してポリマー流の走行方向に平行な速度成分をもつ気体を付与し、前記口金から前記流路の間でポリマー流の周囲の気体を吸引することにより、ポリマー流の走行方向に平行な速度成分を持つ気体が、流路内に吐出ポリマー流が発する揮発性のガスを吸引し、それによる汚れが流路壁面に付着・堆積して流路内の気体流れを乱し、強いてはポリマー流自身の挙動を害してしまうことを防止でき、長時間であっても安定して操業できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を詳細に説明する。本実施態様では、特にポリエステル（ＰＥＴ）繊維の製造、とりわけ部分延伸糸（ＰＯＹ）の製造方法および装置を例に説明する。
【００３９】
図４は、本発明の一実施形態に係る合成繊維の製造装置１０を示しており、溶融紡糸機におけるスピンブロック１１内に吐出孔１３を備えた口金１２が組み込まれている。口金１２の吐出方向下流側にはエジェクタ２０が設けられ、エジェクタ２０の下流側には、給油部１７、第１ゴデーローラ１４、第２ゴデーローラ１５、巻取装置１６などが設けられ、口金１２から吐出されたポリマー流Ｆを糸条（繊維）Ｙとして製造できる構成となっている。
【００４０】
エジェクタ２０は、外部に設けた昇降装置２６で上下方向に移動可能となっている。すなわち、例えば、エジェクタ２０が摺動部材２６ａに締結され、その摺動部材２６ａがボールネジ２６ｂ上を摺動用モータ２６ｃの回転によって摺動できるように設けられ、口金１２とエジェクタ２０との間の距離を任意に設定できるように構成されている。
【００４１】
口金１２と、エジェクタ２０の間にはガス吸引装置６０が備えられ、口金１２直下のポリマー流Ｆから発する揮発物を含んだガスを吸引可能となっている。
【００４２】
図５は、口金１２を下方から見た図である。（ａ）、（ｂ）が口金１２の下面図、（ｃ）が（ｂ）の口金１２に設けられた吐出孔１３の投影図である。口金１２の吐出孔１３は、図５（ａ）の様に、架空の直線Ｚ上に一列に配置され直線状をなしている。口金１２は吐出孔が列状に配置されており、たとえば図５（ｂ）に示すように、直線状をなす複数個の吐出孔からなる吐出孔列がＺ１、Ｚ２・・・というように厚み方向に配列され複数本存在するように配置されていてもよい。なお、吐出孔列が複数本の場合は、図５（ｃ）に示されるように、その吐出孔１３の投影が重ならないようにすることが、エジェクタ２０内でのポリマー流同士の融着を回避できる上、ガス吸引装置６０によるポリマー流周辺のガスの吸引効率が向上する。なお、ポリマー流周辺のガスの吸引により均一性を持たすためには、ポリマー流の吐出孔列は１列であることが最もよく、３列以下であることが好ましい。
【００４３】
続いて、エジェクタ２０の構成について図６を用いて詳細に説明する。
【００４４】
エジェクタ２０は、気体流入部２２、気体噴射部２３、定常流部２１および気体排出部２４を、上流側から下流側に向かってこの順序で備え、気体流入部２２から気体排出部２４に亘ってポリマー流Ｆが走行する流路２５を備えている。このエジェクタ２０においては、気体供給装置４１によって供給される圧力空気４１ａを気体噴射部２３から流路２５内に噴射することによって、気体流入部２２に吸込流が発生し、その吸込流体と気体噴射部２３から噴射された噴射流体とが下流側へと流れ、定常流部２１で一定速度で流れた後、気体排出部２４から排出される。
【００４５】
図７は、図６に指示したエジェクタ２０のＡ−Ａ断面である。流路２５は、図７に示すようにその断面形状が矩形であり、スリット形でもあり、エジェクタ２０は、流路２５の長辺２１ａ側が上述の吐出孔１３の配列方向に、短辺２１ｂ側が配列方向に直交する方向に平行になるように設けられる。
【００４６】
気体噴射部２３には、流路２５内を走行するポリマー流Ｆに対して、ポリマー流Ｆの配列状態を維持しつつポリマー流の走行方向(吐出方向)に平行な速度成分をもつ気体を噴出する噴射孔２３ａが設けられている。噴射孔２３ａは、圧力空気４１ａが気体排出部２４に向かって流れるように、ポリマー流Ｆの走行方向に対して噴射角θをもって構成されており、その噴射角θは４５°以下である。４５°を超えると、噴射流体が気体流入部２２側へと流れ、糸の走行を阻害することがある。
【００４７】
次にガス吸引装置６０について説明する。図８のようにガス吸引装置６０は、口金１２と、エジェクタ２０との間に脱着自在に設けられ、口金１２直下のポリマー流Ｆから発する揮発物を含んだガスを吸引可能となっている。ガス吸引装置６０は、吸引バッファ６１と通気性の格子部材からなるガス吸引口６２とで構成され、口金１２から吐出されたポリマー流Ｆの列を挟むように両側に平行に備えられている。吸引バッファ６１にはガス吸引口６２から吸引したガスを装置外へ運ぶためのガス吸引ブロア６３が接続されており、吸引ガスはガス吸引ブロア手前の揮発物捕集フィルタ６４を通して、気体だけがガス吸引ブロア６３から外気へ開放される構成となっている。
【００４８】
ガス吸引装置６０は、可能な限り口金１２の下面に近い位置に備えることがガスの吸引に効果的であるが、口金１２に当接してしまうと口金１２を冷やしてしまうので、口金下空間の吐出方向長さＳＬは少なくとも２ｍｍ以上有するように配備するのがよい。また、ガス吸引口６２はポリマー流Ｆの列に並行な平面内に形成されている。ガス吸引口６２はできるだけポリマー流Ｆの列に近づけるほど、ガス吸引効率はよいが、近づけすぎると吸引流れによりポリマー流Ｆの揺れが大きくなり、ポリマー流Ｆの融着を発生させることもあるので、ガス吸引口６２からポリマー流Ｆの列までの吸引距離ＰＬは２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の距離に調整するのが好ましい。また、ガス吸引口６２にハニカム部材等の抵抗の少ない整流部材を用いて吸込ガスの整流を行えるように構成するとより良い。なお、ガスの吸引量は吸引調整バルブ６５によって所望の流量に調整可能であり、流量計６６の測定から、両面の吸引口６２の吸引流量を同じにすることが吸引のバランスがよく、ポリマー流Ｆへの吸引による揺れなどの影響が少なくなり好ましい。なお、流量のコントロールは、負圧計６７と事前に計測したガス吸引口６２の風速との相関を得ておくことからも容易に行えるものである。口金直下のポリマー流の走行速度が小さいことから、口金直下のポリマー流から発するガスの移動速度も小さいので、吸引風速は微速でよい。通常、ガス吸引口６２とポリマー流Ｆとの距離にもよるが、５ｍ／ｍｉｎから３０ｍ／ｍｉｎ程度が好ましい。また、下流に行くほどポリマー流の走行速度が高くなるので、吸引流量は、ガス吸引装置６０の上流よりも下流に行くほど増加するように調整すると、ポリマー流に随伴するガスを効率よく捕集することができて好ましい。
【００４９】
ガス吸引装置６０によるポリマー流周辺のガスを吸引すると、その周辺から外部の空気を吸引するような現象が生じる。そこで、外気が口金周辺を冷やし、製糸性を損なわないためにも、図９のように口金１２下面に保温板１２Ｌを備えることが望ましい。また、別の手段として、図１０のように、ガス吸引装置６０の吸引バッファ６１を口金１２とは当接せず、スピンブロック１１の下面に当接させたり、パッキン１１ｐを介して口金１２直下を気密化したり(ポリマー流の周囲における口金12と吸引バッファ６１との間のすきまをパッキン１１ｐで塞ぐ)しても良い。
【００５０】
図１１はガス吸引装置６０のポリマー流の走行方向に直交する方向の断面図である。ガス吸引装置６０がガス吸引口６２の両側面６２ａから外気をも吸引する場合、ポリマー流Ｆの列の両端のポリマー流をほかよりも強く吸引してしまい、得られた糸条の単糸の特性に斑を生じることがあるため、図１１のように側板６８を用いてガス吸引装置６０の側面を閉鎖する（流路を矩形にする、あるいは、ポリマー流Fの列の厚み方向両側からのみ吸引する構成をとる）構成が好ましい。
【００５１】
ガス吸引装置６０の下部から流入する外気については、その流入方向を整流するため図１３に示すようなハニカム状の格子状部材８８を備えた整流部３１を設けておけばよい。図１２のように吸込空間８０から流入した外気８１ａはポリマー流Ｆの走行に反して上昇流を発生させるため、ポリマー流Ｆに随伴して流れてくるガスであっても効率よく排除して吸引装置６０に捕集できる。そのため、その下流に備えたエジェクタ２０への口金１２近傍の発生ガスの流入を効果的に防止することができる。
【００５２】
そして、吸込空間８０の整流部３１をガス吸引装置６０の下端からエジェクタ２０にわたる間で配備させることにより、整流部３１の下流層では、エジェクタ２０によって発生する吸込流４２ａも整流されるため、所定の方向性をもった吸込流４２ａを流入させることができ、エジェクタ２０内に揮発物のすくない安定した気流を付与できる。そして、整流部３１は、その長手方向が、走行するポリマー流Ｆの配列方向に対して平行になるように格子状部材８８を設ければよく、エジェクタ２０と同様に流路断面が矩形になるように形成することで、走行するポリマー流Ｆに対して気流をより均一に作用させることができるので好ましい。また、整流部３１は、ポリマー流Ｆの走行をより安定させるため、配列されたポリマー流Ｆを挟むように両側に設けることが好ましい。
【００５３】
整流部３１に設ける格子状部材８８は、ポリマー流Ｆの列（例えば図５（ａ）の吐出孔列Ｚ）の配列方向に直交する方向に整流されていればよい。この整流方向は、厚み方向(ポリマー流Fの走行方向およびポリマー流Fの列の配列方向にそれぞれ直交する方向)に一致していてもよいが、厚み方向に対して傾斜した方向に整流されていてもよい。さらに、その傾斜角度が格子状部材の上流から下流に行くに従い変化するように備えられているものであっても、ポリマー流Ｆの列の走行を乱すものでない限り、有効な手段となりうる。なお、格子状部材８８は、整流方向の厚み８８ｔが厚いほど整流効果が高まるから、５ｍｍ以上の部材で構成するのが好ましい。また、図１４に示すような、送風機３３を用いて、吸込空間８０の整流部３１に積極的に気体を導入し、吸引装置６０に向けて流れる外気８１ａやエジェクタ２０に向けて流れる吸込流４２ａの流れを補助するような構成としてもよい。また、走行するポリマーの種類や状態など必要に応じて窒素等の不活性ガスを導入してもよいし、熱風や冷風を供給するなどしてポリマー流Fに作用する気体の温度をコントロールしてもよい。
【００５４】
続いて、本発明における繊維の製造方法に係る実施の形態について図４、図６および図８を参照して説明する。
【００５５】
まず、ガス吸引装置６０を吸引ファン６３を運転させて、ガス吸引装置６０の吸引状態を保つ。そして、気体供給装置４１によってエジェクタ２０内に圧縮空気４１ａを供給して走行流４０を発生させる。続いて、エジェクタ２０を、口金１２の鉛直方向下側で、かつ、列状に吐出されたポリマー流がそのまま真っ直ぐ鉛直方向下向きに走行しエジェクタ２０内を通過するような位置に配置する。このように配置することで、気体流入部２２に発生している吸込流４２ａによってポリマー流Ｆがエジェクタ２０内に容易に取り込まれ、ポリマー流Ｆをエジェクタ２０内に容易に通過させることができる。また、このとき、昇降装置２６を用いてエジェクタ２０を口金１２からより下方に下降させておくと、ポリマー流の冷却固化が進んだ状態となり、糸通しが容易になると同時に、ポリマー流Ｆから発する口金近傍のガスを運転始業前（糸掛け前）にエジェクタ２０内に取り込んでしまい、エジェクタ内を汚してしまうことを回避できる。
【００５６】
ガス吸引装置６０はエジェクタ２０と一緒に昇降するよう、エジェクタ２０の上部に付帯させても良いが、エジェクタ２０とは別体とし、スピンブロック１１（あるいは口金１２）の下面に別途配備しておけば、エジェクタ２０の昇降位置により、吸込空間８０の間隙を所望の距離に容易に調整できる。
【００５７】
次に、スピンブロック１１に設けられた口金１２の列状に配列された吐出孔１３からポリマー流Ｆを吐出し、ガス吸引装置６０およびエジェクタ（気体付与手段）２０を通過させる。ポリマー流Ｆは、エジェクタ２０を通過して固化され、その後、サクションガン等（図示せず）で吸引されて、給油部１７、第１ゴデーローラ１４、第２ゴデーローラ１５へと順次糸かけされ、最終的に巻取装置１６へと導かれる。こうして繊維の製造における始動作業を完了する。
【００５８】
その後は、連続的に、口金１２からポリマー流を列状に吐出し、吐出されたポリマー流Ｆに対して、そのポリマー流Ｆの配列状態を維持したまま、揮発したガスを吸引しつつ、ポリマー流Ｆの走行方向に平行な速度成分をもつ圧力空気４１ａを付与し、冷却固化した後、給油部１７で複数のポリマー流を収束・給油し、第１ゴデーローラ（引取手段）１４、第２ゴデーローラ１５を経て巻取装置１６に巻き取ることで糸条Ｙを製造する。
【００５９】
また、本発明は、従来技術に比べて品質および生産性の両者をバランスよく満足するものであるので、ポリプロピレンやポリ乳酸など多種多様なポリマー流であっても問題なく実施できるものであり、加えて、糸品質管理が困難な、単糸が０．５ｄｔｅｘ以下の極細糸や、モノフィラメント等など太物糸の生産において好適に実施できるものである。
【実施例】
【００６０】
図８に示す装置を用いてポリエステル繊維を製造し、得られた繊維の評価を行った。各評価における詳細な実験条件は表１に示すとおりであった。なお、各評価における装置の状態はそれぞれ３６時間の評価を行い、ポリマー流の状態を適宜観察しつつ、各１２時間ごとに糸条サンプルを評価し、３６時間後に運転停止し、その際のエジェクタ２０内の流路２５の状態を観察した。
【００６１】
実施例１で用いたエジェクタ２０は、図６、図７に示すように矩形の流路２５を有し、気体流入部２２および気体排出部２４に拡幅部２２ａ、２４ａを有するものであった。定常流部２１における流路２５の（厚み方向の）短辺長さＥｘは２ｍｍで、（吐出孔配列方向の）長辺長さＥｙは１００mmであった。噴射孔２３ａは、流路２５の長辺２１ａの流路の吐出口配列方向の全巾にわたるスリットで、スリット幅Ｅｉ＝０．４ｍｍであった。そして、気体噴射部２３を流れる圧力空気４１ａの噴射流速Ｖｓ（ｍ／ｍｉｎ）は、計測が困難であるため、気体供給装置４１としてブロアから供給される圧力空気４１ａの噴射流量Ｅｆ（ｍ3／ｍｉｎ）と噴射孔２３ａの流路断面積（Ｅｙ×Ｅｉ）ならびにエジェクタ２０への圧力空気４１ａの供給圧力から換算し、Ｖｓとした。さらに、定常流部２１を流れる走行流４０の走行流速度Ｖｅ（ｍ／ｍｉｎ）は、定常流部２１の壁面に設けた圧力管Ｐ１と気体排出部２４の下流側に設けた圧力管Ｐ２による差圧Ｐｏを計測し、次の一般的な換算式によって得た（図６参照）。なお、ρは気体の密度である。
【００６２】
Ｖｅ＝（２・Ｐｏ／ρ）1/2
ガス吸引装置６０においては、ガス吸引口６２において発生する吸引風速ＳＶを圧力計６７の指示と達成風速との相関を事前に計測した値を用いている。なお、ポリマー流Ｆは、その両側に備えたガス吸引口６２間の中央を走行するようにし、ガス吸引口６２とポリマー流Ｆとの吸引距離ＰＬは両側のガス吸引口６２が構成する間隙の１／２とした。また、図１２に示したようなガス吸引装置６０とエジェクタ２０との間に設けられた吸込空間８０には、格子状のハニカム部材（厚み15mm、格子ピッチ3mm）を用い、ポリマー流列と並行に両面に配備させ、ガス吸引装置６０と同様に、側板６８によって短辺方向を閉ざした形態としている（図１１参照）。
【００６３】
表中の記号について、図８にあるとおり、口金１２の下面からガス吸引装置６０上面までの距離を口金下空間ＳＬ、ガス吸引装置６０のポリマー流走行方向長さを吸引域ＢＬ、ガス吸引装置６０の下面からエジェクタ２０上面までの吸込空間８０のポリマー流走行方向長さを通気距離ＡＬ、図４にあるとおり、口金１２の下面からエジェクタ２０上面までの距離をエジェクタ距離Ｌ１（ｍｍ）、エジェクタ２０の全長をエジェクタ長Ｌ２（ｍｍ）、エジェクタ２０の上面から気体噴射部２３の噴射孔２３ａ（噴射孔２３ａの流路２５への開口面中心）までの距離をスリット位置Ｅｓ、口金１２の下面から給油ガイド１７までの距離を給油位置Ｌ３（ｍｍ）、口金１２の下面から第１ゴデーローラ１４までを引取位置Ｌ４（ｍｍ）とし、第１ゴデーローラ１４による引取速度はＶｗ（ｍ／ｍｉｎ）としている。
【００６４】
口金１２については、図５にあるとおり吐出孔の間隔を口金孔ピッチＰ（ｍｍ）、口金下面での孔径を口金孔径ｄ（ｍｍ）、複数個の吐出孔のうち最も離れている２つの孔の中心間距離を最外幅ｄｗとした。
＜実施例１＞
図８の装置を用い、表１に示す条件で、１３５ｄｔｅｘ、フィラメント数３６本のポリエステル繊維（PET繊維）を速度５０００ｍ／ｍｉｎで製造した。口金は、図３（ａ）に示すように、架空の直線Ｚ上に全ての吐出孔が配列されているものを用い、口金孔ピッチＰ＝２．５mm、口金孔径ｄ＝０．３ｍｍ、最外幅ｄｗが８７．５ｍｍであった。
＜実施例２、比較例１＞
比較例１、実施例２は、ガス吸引量が異なる以外は同条件であった。
なお、所定時間経過後に得られた糸条の糸質状態は表２の通りであり、強度、伸度、U%、毛羽および３６時間後のエジェクタ２０の流路２５内面の観察結果を示している。強度、伸度に関しては、一般的な引張試験機により、５０ｍｍのマルチフィラメントを引張速度４００ｍｍ／ｍｉｎの速度で破断に至るまで延伸させて得たものである。糸ムラを示すU%はＺｅｌｌｗｅｇｅｒ社製  ＵＳＴＥＲ  ＴＥＳＴＥＲ１  ＭＯＤＥＬＣを使用し、１００m/minの速度で糸を供給しながらノーマルモードで測定した。毛羽に関しては東レエンジニアリング社製フライカウンターを用い、４００ｍ／ｍｉｎの速度で測定距離１２０００ｍにおける毛羽個数を測定した。
【００６５】
【表１】
2004300658.tif 000003
【００６６】
【表２】
2004300658.tif 000004
【００６７】
実施例１、２におけるいずれの条件においても、実験期間中を通じてポリマー流Ｆは揺れも少なく、良好な紡糸状態であり、ポリマー流Ｆは、口金１２からエジェクタ２０の出口まで、口金１２にて吐出された直後の配列状態を維持しており、単糸同士が収束（接触）することもなくエジェクタ２０を通過していることを確認した。また、巻き取った繊維の糸質を評価したところ、表１に示すように、実施例１では、１２時間後で糸ムラを現すＵ％が０．８５、実施例２では、Ｕ％が０．８３、２４時間後でそれぞれ０．８８、０．８０、３６時間後で０．８４、０．８２であり、全体を通して、毛羽の発生も見られなかった。また、３６時間後にエジェクタ２０を解体し、流路２５に付着した揮発物の状態を確認したところ、汚れも少なく、良好であった。
【００６８】
一方、ガス吸引装置６０の吸引操作を行わなかった比較例１では１８時間を経過したあたりでエジェクタ２０に進入するポリマー流の揺れが見られはじめ、３０時間のあたりで大きな揺れが現れた。得られた糸条のU%も経時的に悪化し、スタート時に毛羽のなかったサンプルも運転が長時間化することで多く現れるようになった。３６時間後のエジェクタ２０の流路を観察したところ、白粉状の堆積物が多量に付着しており、一部で気体噴射部２３を塞いでしまっていた。堆積物をクロマトグラフィーにて調べたところ、主要成分はポリエステルの昇華物であるヒドロキシエチルテレフタレートであることを確認した。
【００６９】
なお、上記実施例においては、代表的なポリエステル繊維であるＰＥＴ繊維についてのみの記述したが、ポリマーの種類は特に限定されるものではない。たとえば、ナイロン、ポリプロピレンおよび脂肪族ポリエステル(ポリ乳酸等)に代表されるような繊維の製造工程においては、同様な効果を期待することができる。特に、ポリ乳酸を用いた繊維は、揮発物が多いので、本発明の特に好適な適用対象となろう。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、PET、ナイロン、ポリプロピレン、脂肪族ポリエステル等の熱分解しやすく、ガスの発生量が多い材料を含む繊維にもっとも好適に適用されるが、その適用対象はこれらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】従来の繊維の製造装置の概略模式図である。
【図２】図１の装置に設けられる口金１の概略模式図である。
【図３】従来の繊維の製造装置の概略模式図である。
【図４】本発明の一実施態様を示す繊維の製造装置の概略模式図である。
【図５】図４の装置に設けられる口金１２の概略模式図である。
【図６】図４の装置に設けられるエジェクタ２０の概略縦断面図である。
【図７】図４の装置に設けられるエジェクタ２０の概略横断面図である。
【図８】図４の装置に設けられるガス吸引装置６０の概略模式図である。
【図９】図４の装置に設けられるガス吸引装置６０の一実施形態の概略縦断面図である。
【図１０】図４の装置に設けられるガス吸引装置６０の別の一実施形態の概略縦断面図である。
【図１１】図４の装置に設けられるガス吸引装置６０の概略横断面図である。
【図１２】本発明の別の実施態様を示す繊維の製造装置の概略模式図である。
【図１３】図１２の装置に設けられる整流部３１の概略斜視断面図である。
【図１４】図１２の装置に設けられる整流部３１の別の一実施形態の概略斜視断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１    口金                 ３    冷却手段
４    ゴデーローラ              ５    巻取装置
６    吐出孔             １０    合成繊維の製造装置
１１    スピンブロック     １２    口金
１３    吐出孔             １４    第１ゴデーローラ
１５    第２ゴデーローラ        １６    巻取装置
１７    給油部             ２０    エジェクタ（気体付与手段）
２１    定常流部           ２２    気体流入部
２３    気体噴射部              ２４    気体排出部
２５    流路               ２６    昇降装置
３０    気流調整手段            ３１    整流部
４０    走行流             ４１    気体供給装置
６０    ガス吸引装置            ６２    ガス吸引口
７０    筒状気流付与部     ７２    加速部
７３    チューブ
８０    吸込域
【図１】
2004300658.tif 000005
【図２】
2004300658.tif 000006
【図３】
2004300658.tif 000007
【図４】
2004300658.tif 000008
【図５】
2004300658.tif 000009
【図６】
2004300658.tif 000010
【図７】
2004300658.tif 000011
【図８】
2004300658.tif 000012
【図９】
2004300658.tif 000013
【図１０】
2004300658.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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