(57)【要約】【課題】紡糸口金から押出されたポリマーが流体流が流れる流体流筒内を通過して糸条とするに際し、流体流筒から排出されたポリマーが下方に配置された収束部において安定して走行し、得られる糸条の糸質を安定させることが可能な糸条パッケージの製造方法および製造装置を提供すること。【解決手段】収束部における単糸の収束角度θが√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π≦θ≦４＊√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π  （ｄｅｇ）を満たすよう収束する。ここで、θ：２＊ｔａｎ−１（Ｗ／２Ｌ）、Ｖａ：流体流筒出口のポリマー流（または単糸）走行方向の流体流流速度（ｍ／ｓｅｃ）、Ｖｇ：引取速度：Ｖｇ（ｍ／ｓｅｃ）、Ｗ：流体流筒出口において１つの収束部に収束する複数のポリマー流（または単糸）の流体流筒出口走行幅（ｍｍ）、Ｌ：流体流筒出口から収束部までのポリマー流（または単糸）走行方向の収束距離：Ｌ（ｍｍ）である。【選択図】図１
2004292965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の吐出孔を備えた口金からポリマーを吐出して複数のポリマー流を形成し、前記口金の吐出方向下流に設けた流体流筒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単糸を収束部で収束し、これを引き取る糸条パッケージの製造方法であって、収束部における単糸の収束角度θが
√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π≦θ≦４＊√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π  （ｄｅｇ）
を満たすよう収束することを特徴とする糸条パッケージの製造方法。
θ：２＊ｔａｎ−１（Ｗ／２Ｌ）
Ｖａ：流体流筒出口のポリマー流（または単糸）走行方向の流体流流速度（ｍ／ｓｅｃ）
Ｖｇ：引取速度：Ｖｇ（ｍ／ｓｅｃ）
Ｗ：流体流筒出口において１つの収束部に収束する複数のポリマー流（または単糸）の流体流筒出口走行幅（ｍｍ）
Ｌ：流体流筒出口から収束部までのポリマー流（または単糸）走行方向の収束距離：Ｌ（ｍｍ）
【請求項２】
前記ポリマー流を固化前に前記流体流筒に進入させ、前記流体流筒内で前記ポリマー流を冷却することを特徴とする請求項１に記載の糸条パッケージの製造方法。
【請求項３】
流体流筒から排出されたポリマー流が流体流筒出口から排出走行長さＬｘの領域をもって前記流体流筒出口走行幅Ｗ（ｍ）を維持していることを特徴とする請求項１または２に記載の糸条パッケージの製造方法。
【請求項４】
前記流体流筒を流れる気体の速度Ｖａが５００ｍ／分以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の糸条パッケージの製造方法。
【請求項５】
複数個の吐出孔を備えた口金からポリマーを吐出して複数のポリマー流を形成し、前記口金の吐出方向下流に設けた流体流筒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単糸を収束部で収束し、これを引き取る糸条パッケージの製造方法であって、
前記口金として吐出孔が列をなして配置されたものを用い、前記複数の単糸の収束を複数の群に分割して行うことを特徴とする糸条パッケージの製造方法。
【請求項６】
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流体流筒と、ポリマー流の固化によって得た単糸を収束する収束部とを備えた糸条パッケージの製造装置であって、前記収束部は、単糸の収束角度θが
√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π≦θ≦４＊√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π  （ｄｅｇ）
を満たすよう構成されていることを特徴とする糸条パッケージの製造装置。
θ：２＊ｔａｎ−１（Ｗ／２Ｌ）
Ｖａ：流体流筒出口のポリマー流（または単糸）走行方向の気体の速度（ｍ／ｓｅｃ）
Ｖｇ：ローラ引取速度：Ｖｇ（ｍ／ｓｅｃ）
Ｗ：流体流筒出口において１つの収束部に収束する複数の走行ポリマー流（または単糸）の流体流筒出口走行幅（ｍｍ）
Ｌ：流体流筒出口から収束部までのポリマー流（または単糸）走行方向の収束距離：Ｌ（ｍｍ）
【請求項７】
前記流体流筒は、流路出口がスリット形状を有するものであることを特徴とする請求項６に記載の糸条の製造装置。
【請求項８】
前記紡糸口金は、吐出孔が列をなすように配置されているものであることを特徴とする請求項６または７に記載の糸条の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紡糸口金から押出されたポリマー流に流体流を付与して糸条とする糸条パッケージの製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成繊維の製造工程では、紡糸口金から吐出されたポリマーは、引取ロールに至る間で、例えば、主に冷却などの目的のため空気などの流体の流れである流体流が付与される。従来ポリマーを冷却するためには、ポリマーの走行方向を横切るように片側から流体流を流すクロスフロー法が用いられていたが、ポリマーの走行位置と流体流の供給位置との関係から、流体流付与部の流体流を付与するポリマーの奥側・手前側とでの冷却条件差などによるポリマーの冷却ムラが高品質化の課題となりはじめている。そこで、近年、この流体流の付与を均一にするため、筒体（円筒など）形状をもつの流体流筒内で流体流を付与する手法が多く用いられるようになってきた。
【０００３】
たとえば、図１に示すような繊維製造装置１について例を上げて説明する。以下、説明では、連続して走行するポリマーが糸条を形成する工程において、口金から高温で吐出されるポリマーをポリマー流Ｐ、ポリマー流Ｐが冷却されて一本の糸となった状態を単糸ＰＦ、単糸ＰＦが複数本収束された状態を糸条Ｆと呼称を変えて区別化する。ポリマー流Ｐが吐出される口金２はスピンブロック１１内に備えられている。流体流筒５は、空気発生装置３０から流量Ｑｉをもって送られた冷風４を導入するバッファ５ａと、バッファ５ａに導入した冷風４を流体流筒５内を走行するポリマー流Ｐに供給するために、外側から内側に向けて通気性を持つフィルター６と、フィルター６を通して導入した流体流３をポリマー流Ｐと一緒に排出する出口管７からなる。流体流筒５を口金２の下に配備させ、流体流筒５のフィルター６から中央に向けて流体流３を送ることで流体流筒５内を走行する複数のポリマー流Ｐが冷却され、単糸ＰＦを形成するとともに、その後流体流３がポリマー流Ｐの走行方向へ流れる走行流速Ｖｘを持つ下降流体流３ｘとなるとともに単糸ＰＦが流体流筒５の下部の出口管７の出口から排出流速Ｖａを持つ排出流体流３ａとともに排出される。次いで、出口管７から排出された複数の単糸ＰＦを流体流筒５の出口からの所定の収束距離Ｌの位置に備えた収束部８にて収束・給油して糸条Ｆを成し、引き取り速度Ｖｇを有するゴデーローラ２１、２２を介して、ワインダ９等で巻取り、糸条パッケージＰＫを形成するように構成されている。
【０００４】
また、流体流筒５が特許文献１に開示された装置のように円筒の場合、口金２に設けられた吐出孔２ａが、複数の吐出孔２ａが配備される最大の円内（あるいは環状）、すなわち、複数の吐出孔２ａが構成する最外の領域幅である吐出幅Ｗｐ内、に配置されいる（図１０）。ここで、流体流筒５が特許文献４に開示された装置のようにスリット形の場合は、一般的に吐出孔２ａはマトリクスあるいは線状といった単一または複数の列をなす形態に配列されており、その長辺側の領域幅がＷｐとなる（参照：図４においてはＷｐ１）。
【０００５】
図１に示すように流体流筒５が円筒の場合は、吐出されたポリマー流Ｐは、流体流筒５に導かれ放射状内向き方向に向けてポリマー流Ｐの群を冷却するため、流体流３がポリマー流Ｐの群を中央に集合することとなり、流体流筒５の出口では吐出孔２ａの有した最外周径（吐出幅Ｗｐ）よりも十分小さい走行幅Ｗ内に収まって走行する。しかしながら、この場合、流体流筒５から排出された排出流体流３ａの排出流速Ｖａが速い場合、流体流筒５の出口にて単糸ＰＦを乱し、糸条Ｆに毛羽を発生させたり、最悪の場合は断糸させてしまうなど操業上の問題があった。
【０００６】
一方、流体流筒５の下流での流体流の影響を軽減するためには、特許文献１にも示されているような、流体流筒５の出口管７の下部を拡幅部７ａのように末広がりにすることによって、排出流体流３ａを拡散・減勢し、排出流速Ｖａを小さくする方法が一般的に用いられるが、逆に、図２に示すように、広がりに沿って走る拡幅流体流３ｗが存在し、前述のように中央に集合していたポリマー流Ｐを再び外側に広げてしまい、走行幅Ｗを大きくする作用を生じる。その際、収束部８の収束位置までの距離（収束距離）Ｌを長くしないと、その後の単糸ＰＦの収束時に大きな屈曲（収束角度θを大きくしてしまう）が生じてしまい、例えば、収束部８から単糸ＰＦが飛び出してしまうこともある。特に、特許文献２のように、流体流筒５の出口管７内の壁面に沿って直接下降流体流３ｘを付与する場合は、流体流筒５の壁側の流速が速くなるため、この現象は顕著に現れ、排出流体流３ａの大きさによっては、収束部８への糸通過性を大きく悪化させてしまうこともある。
【０００７】
特許文献３に代表されるように、出口管７は、図３のようなフィルター６よりも小さい断面を有する絞りノズル２５を備えることによって、流体流３がポリマー流Ｐの群の内面を通過しやすくなり、それによるポリマー流Ｐの冷却の安定性を向上させたり、流体流３から得られる下降流体流３ｘの走行流速Ｖｘがより高速となるため、ポリマー流Ｐに作用する空気抵抗が減少し、ゴデーローラ２１によって単糸ＰＦに作用する張力を軽減でき、高速引取でも安定した引取状態を達成できることが知られており、紡糸条件に応じて、フィルター６よりも小さい水平断面にて構成される様々な寸法の絞りノズル２５を脱着交換自在に備えることも容易である。しかしながら、その一方で、絞りノズル２５によって大きく加速された下降流体流３ｘによって、排出流体流３ａの排出速度Ｖａも大きくなるため収束に用いる給油ガイド（収束部８）上の油剤が拡散してしまい、給油状態のムラから最終的に後工程での染色ムラを引き起こすなど不具合を発生させる可能性もある。
【０００８】
さらに発展して、本発明者らは、流体流３によるポリマー流Ｐの冷却の均一性を高める手法として、特許文献４に示されるような装置を提案している。特徴は、図４のように、流体流筒１５がスリット状の流路断面を有し、口金１２の吐出孔１２ａの配列を列状にするものであり、この手法の場合、ポリマー流Ｐの走行が流体流筒１５内にて平行に走行しているため、流体流出口１７においても、ポリマー流Ｐを冷却して得た単糸ＰＦが口金１２の吐出孔１２ａの配列状態をほぼ維持しており、走行幅Ｗは吐出幅Ｗｐとほぼ同一のままとなる。さらに、図４のように、流体流筒５出口以降の単糸ＰＦは排出される排出流体流３ａの維持流れ３ａ’によって、その排出方向に、ほとんど同じ幅（吐出幅と走行幅Ｗがほぼ同じ）のまま、しばらく維持されて維持区間（図４、Ｌｘ部分）を有し、その後、実収束角度θ１をもって収束部８へと走行する状態となるため、排出流体流３ａの速度によっては、出口幅Ｗと流体流筒５の出口から収束部８までの収束距離Ｌとから得られる収束角度θよりも実収束角度θ１が大きくなってしまい、収束部８から単糸ＰＦが飛び出すなどの収束不良、特に最外を走行する単糸ＰＦは収束部８による収束時の大きな屈曲（θ１）が影響して走行時に断糸してしまう虞もある。
【０００９】
一つの口金から吐出されたポリマーを収束するために、冷却後の給油ガイドを対象にその給油ガイドを特定の位置に設ける技術、例えば、特許文献５や特許文献６に開示されたものなどがある。いずれもネッキング現象が生じる高速引取域（ポリエステルの場合、通常、引き取り速度５０００ｍ／分以上）でポリマーの変形状態と給油ガイド位置の関係を所定の範囲とするというものであり、流体流筒からの下降流体流（排出流体流）の流速の大きさや排出した複数の単糸の走行する幅に対する影響が考慮されていないため、口金吐出孔の配置や冷却風の付与条件によってはポリマー流Ｐを安定して収束することが困難となる場合がある。
【００１０】
また、特許文献７のように、ポリマー流Ｐに平行して流れる流体流をその下流での吸引によって発生させる手法が紹介されているが、この場合は流体流筒５の排出流３ａを極力抑えることが可能となるものの、流体流筒５の流体流出口（出口管７の下端）を縮径するなどの構成となるため、予期せぬ断糸時には装置内にポリマー流Ｐが停滞してしまい、流体流筒５内を封鎖し、メンテナンス作業の増加などにより、操業性が悪化する場合もある。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−３０９４３１号公報
【００１２】
【特許文献２】
特開２００１−３３６０２３号公報
【００１３】
【特許文献３】
特表２００２−５１０７５４号公報
【００１４】
【特許文献４】
特開２００１−２６２４２７号公報
【００１５】
【特許文献５】
特許第３３３０７２０号公報
【００１６】
【特許文献６】
特開平３−２９４５１６号公報
【００１７】
【特許文献７】
特表平８−５０６３９３号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、紡糸口金から押出されたポリマーが流体流が流れる流体流筒内を通過して糸条とするに際し、流体流筒から排出されたポリマーが下方に配置された収束部において安定して走行し、得られる糸条の糸質を安定させることが可能な糸条パッケージ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。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明によれば、複数個の吐出孔を備えた口金からポリマーを吐出して複数のポリマー流を形成し、前記口金の吐出方向下流に設けた流体流筒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単糸を収束部で収束し、これを引き取る糸条パッケージの製造方法であって、収束部における単糸の収束角度θが
√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π≦θ≦４＊√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π  （ｄｅｇ）                        （式１）
を満たすよう収束することを特徴とする糸条パッケージの製造方法が提供される。
θ：２＊ｔａｎ−１（Ｗ／２Ｌ）
Ｖａ：流体流筒出口のポリマー流（または単糸）走行方向の流体流流速度（ｍ／ｓｅｃ）
Ｖｇ：引取速度：Ｖｇ（ｍ／ｓｅｃ）
Ｗ：流体流筒出口において１つの収束部に収束する複数のポリマー流（または単糸）の流体流筒出口走行幅（ｍｍ）
Ｌ：流体流筒出口から収束部までのポリマー流（または単糸）走行方向の収束距離：Ｌ（ｍｍ）
前記ポリマー流を固化前に前記流体流筒に進入させ、前記流体流筒内で前記ポリマー流を冷却することを特徴とする糸条パッケージの製造方法が提供される。
【００２０】
また、本発明の好ましい形態によれば、流体流筒から排出されたポリマー流が流体流筒出口から排出走行長さＬｘの領域をもって前記流体流筒出口走行幅Ｗ（ｍ）を維持していることを特徴とする糸条パッケージ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、前記流体流筒を流れる流体流速度Ｖａが５００ｍ／分以上であることを特徴とする糸条パッケージの製造方法が提供される。
【００２２】
また、本発明の別の形態によれば、複数個の吐出孔を備えた口金からポリマーを吐出して複数のポリマー流を形成し、前記口金の吐出方向下流に設けた流体流筒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単糸を収束部で収束し、これを引き取る糸条パッケージの製造方法であって、
前記口金として吐出孔が列をなして配置されたものを用い、前記複数の単糸の収束を複数の群に分割して行うことを特徴とする糸条パッケージの製造方法が提供される。
【００２３】
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流体流筒と、ポリマー流の固化によって得た単糸を収束する収束部とを備えた糸条パッケージの製造装置であって、
前記収束部は、単糸の収束角度θが
√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π≦θ≦４＊√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π  （ｄｅｇ）
を満たすよう構成されていることを特徴とする糸条パッケージの製造装置が提供される。
θ：２＊ｔａｎ−１（Ｗ／２Ｌ）
Ｖａ：流体流筒出口のポリマー流走行（または単糸）方向の流体流速度（ｍ／ｓｅｃ）
Ｖｇ：ローラ引取速度：Ｖｇ（ｍ／ｓｅｃ）
Ｗ：流体流筒出口において１つの収束部に収束する複数の走行ポリマー流（または単糸）の流体流筒出口走行幅（ｍｍ）
Ｌ：流体流筒出口から収束部までのポリマー流（または単糸）走行方向の収束距離：Ｌ（ｍｍ）
また、本発明の好ましい形態によれば、前記流体流筒は、流路出口がスリット形状を有するものであることを特徴とする糸条の製造装置が提供される。
【００２４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記紡糸口金は、吐出孔が列をなすように配置されているものであることを特徴とする糸条の製造装置が提供される。
【００２５】
本発明は、上記課題を解決するために、糸条パッケージの製造に関して、特にポリマーの走行方向に流体流が付与される流体流筒を複数本のポリマー流が通過する際、冷却後のポリマーを収束するための構成を最適にする条件を新たに見いだしたものである。
【００２６】
本発明者らは、複数のポリマー流や単糸が収束される形態について、その収束状態における最適な角度は、流体流筒出口の流体流速度とゴデーローラの引取速度とに相関があることを見いだした。
【００２７】
流体流筒を流れる流体がその出口から排出されるとき、その排出流の速度が大きいほどその下流に備えた収束ガイドなどの設備への影響が大きいことは明らかである。さらに、溶融状態のポリマー流がゴデーローラに引き取られる際、ポリマー流の冷却が終了して固化した単糸となった後、そのゴデーローラの速度（引き取り速度）に到達する。引き取り速度が高速になるほどポリマーの走行にともなってその周囲に発生する随伴流が増大する。そこで発明者らは、これらふたつの要因が、流体流筒の下流において、収束操作などによる単糸（ポリマー流）の走行方向が偏向される場合に大きく影響を与え、それぞれに相乗作用が生じるものであると考え、流体流筒出口の流体流速度とゴデーローラの引き取り速度との積が流体流筒下流での収束を行う収束角度の条件に強い関連があることを見いだした。
【００２８】
そして、収束角度は、口金の吐出孔配列の最大幅ではなく流体流筒の出口におけるポリマー流群の最大幅と、口金面から収束部までの距離ではなく流体流筒の出口から収束部までの距離とで示されることが、本発明の注目すべき点である。
【００２９】
具体的には、流体流筒出口において１つの収束部に収束する複数の走行ポリマー流（または単糸）の流体流筒出口走行幅をＷ（ｍｍ）、流体流筒出口から収束部までのポリマー流走行方向の収束距離をＬ（ｍｍ）としたとき、得られる収束角度θは
θ＝２＊ｔａｎ−１（Ｗ／２Ｌ）
で表すこととし、そして、流体流筒出口におけるポリマー流走行方向の流体流速度をＶａ（ｍ／ｓｅｃ）、収束後のローラ引取速度をＶｇ（ｍ／ｓｅｃ）とすれば
√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π≦θ≦４＊√（１／（Ｖａ＊Ｖｇ））＊１８０／π  （ｄｅｇ）
を満たすような収束位置の条件が糸条パッケージの製造における運転・操業上、最も好適に実施できることを見いだしたのである。
【００３０】
本発明において、「流路出口がスリット形状を有する」とは、ポリマー流の配列方向における流体流筒の流路出口の寸法が、厚み方向における流路出口の寸法よりも大きいことをいう。
【００３１】
また、本発明において、「ポリマー流が流体流筒出口から排出走行長さＬｘの領域をもって前記流体流筒出口走行幅Ｗ（ｍ）を維持している」とは、ポリマー流の広がりが流体流筒出口における幅Ｗの９０％以上である範囲が流体流筒出口からポリマー流走行方向にＬｘの長さだけ存在していることをいう。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態例を詳細に説明する。本発明は口金から吐出されたポリマー流を冷却して引取ることによって製造される糸条パッケージの製造方法及び装置であって、ポリマー流が走行方向に沿った流体流とともに流体流筒を通過するものであれば類を問わず実施可能なものであるが。本実施形態では特に、ポリエステル糸の製造を例に説明する。なお、本発明は従来の設備に容易に追加可能なきわめて汎用性の高い技術であり、従来技術の説明に用いた図面を利用しつつ、本発明の実施形態例を説明する。
【００３３】
まず、本形態の糸条パッケージの製造装置について説明する。
【００３４】
図１は本形態の実施形態に係る糸条パッケージの製造装置１を示している。溶融紡糸機におけるスピンブロック１１内にポリマー流Ｐを吐出する複数の吐出孔２ａを備えた口金２が組み込まれている。口金２の下流側にはポリマー流Ｐを冷却するための流体流筒５が設けられ、流体流筒５の下流に、流体流筒５から排出され、ポリマー流Ｐが冷却完了（固化）した状態で収束・給油する収束部８を備え、収束された糸条Ｆをゴデーローラ２１、２２により速度Ｖｇで引取り、最終的にワインダ９にて巻き取られて糸条パッケージＰＫを製造するように構成されている。
【００３５】
流体流筒５は円筒状に構成されており、その外壁を構成するバッファ５ａと、その内部にバッファ５ａに導入された流量Ｑｉの冷風４を流体流３としてポリマー流Ｐへ付与できるよう少なくとも一部がその外側から内側へ向けて通気性の領域６ａをもつフィルター６を備え、そして導入された流体流３をポリマー流Ｐの走行方向に走る、走行方向成分の流体流速度Ｖｘを有する下降流体流３ｘへと導く出口管７とで構成されている。流体流筒５の出口における流体流速度Ｖａは、事前に流体流筒５の出口等で一般的な風速計にて計測しておけば良く、また、流体流筒５に導入する冷風４の流量Ｑｉ、あるいは導入圧力Ｐｉを計測して、出口管７の出口における流路面積で出口速度Ｖａに換算することも容易にできる。なお、流量Ｑｉ以外に流体流筒５に導入される流体（流体流筒５上部から外気の吸込現象などがある場合：後述の図９参照）や出口管７上流に排気機構を設けて流体流を一部排出する場合などであっても、同様に、流量Ｑｉまたは導入圧力Ｐｉを計測し、そこで得られる排出速度Ｖａを事前に計測しておく手法などによって流体流速度Ｖａとのコントロールするパラメータ（ＱｉもしくはＰｉなど）との相互関係を容易に確認し、簡易的に実行することができる。ここで、口金２（あるいはスピンブロック１１）と流体流筒５は流体流３が口金２方向へ流れないよう、パッキン１９にて気密に構成されていることが、口金２を冷却してしまうこと、さらには吐出直後のポリマー流Ｐを乱すことを回避でき、安定性向上にも好ましい。さらに好ましくは、図示していないが、流体流筒５を流体流筒昇降装置（エアシリンダなど）に係合してポリマー流Ｐの走行方向に上下動可能にすることにより、流体流筒５を下げた状態で口金２の脱着および口金２の修正作業などが容易になり、生産時には上昇させて流体流筒５上面とスピンブロック１１下面とを気密な構成とすることが可能となり、作業性が向上する。
【００３６】
出口管７は、図３のように、排出流体流３ａと流体流３とのバランス、例えば、単糸ＰＦ径の小さな、ポリマー流Ｐの吐出量が少ない場合など、少ない冷風流量Ｑｉ（流体流３を弱く）、かつ、流体流速度Ｖａの高速化を達成させたい場合など、それぞれの紡糸条件に応じて、フィルター６よりも小さい水平断面にて構成される様々な寸法の絞りノズル２５を脱着交換自在に備えることも容易である。流体流筒５の絞りノズル２５は、その下端を拡幅部２５ａ（図３）のように末広がりにし、下降流体流３ｘの排気流体流３ａを減勢するような構成をとる場合もある。なお、糸条パッケージＰＫの品種によっては、出口管７を絞りノズル２５とは逆に拡幅した拡幅出口２６（図５）を備える場合も本発明を適用可能である。
【００３７】
口金２に設けられた複数の吐出孔２ａは、図１に示すようにフィルター６の水平断面の幅Ｗｆよりも小さい吐出幅Ｗｐの内側に複数個すべてが配備されている。なお、フィルター６の通気性の領域６ａは、通気性のある素材であれば有孔板や金網など特定する必要はない。形状としては、水平断面で考えた場合、フィルター６が円筒の場合はその中心軸に対して放射状に、矩形を含むスリット形の場合はフィルター６を構成する壁面に対して略垂直な方向に流体流３が整流されるよう設けられていることがポリマー流Ｐへの均一冷却の観点から好ましい。なお、整流の方向は軸方向（ポリマー流走行方向）に直交する方向としてもよく、斜め向きとしても良い。
【００３８】
図６に収束部８の構成を示す。図６（ａ）は収束部８の側面図、図６（ｂ）は収束部８の正面図である。ポリマー流Ｐが冷却された状態の複数の単糸ＰＦを収束して糸条Ｆとする収束部８は流体流筒５の下流に備えられる。収束部８は、収束部移動手段８１に係合された収束部架台８２に給油ガイド８３、規制ガイド８４を配備する構成となっている。流体流筒５から排出された単糸ＰＦは、給油ガイド８３において収束されながら、油剤供給ユニット８５によって送られた油剤が給油ガイド８３の油剤穴８８に供給されることによって、油剤を供給され、規制ガイド８４を通過して糸条Ｆとして下流のゴデーローラ２１に送られる。収束部架台８２は、モータやエアシリンダ等のアクチュエータからなる収束部移動手段８１を駆動させることによって、ポリマー流Ｐ（糸条Ｆ）の走行方向に摺動可能であり、給油ガイド８３を流体流筒５の下流からゴデーローラ２１の間の所望の位置（収束距離Ｌ）に配置することができるようになっている。ここで、収束距離Ｌは、流体流筒５の下端から収束部８に単糸ＰＦが最初に接触する部位までの距離と定義する。収束距離Ｌは単糸ＰＦが収束部８（給油ガイド８３）に収束される際の角度（収束角度θ）が所望の範囲に収まるように決定される。
【００３９】
図７に示すように、流体流筒５の下流で収束部８の経路に至るまで、本発明における収束角度θは、流体流筒５の下面から収束部８に至る経路において、単糸ＰＦが直線で走行しない場合であっても、ポリマー流Ｐの群の有する走行幅Ｗの両端と収束部８（給油ガイド８３）を結んだ線分が成す角度であると定義する。なお、図面においては、実施上最も好ましい、走行幅Ｗの中心線Ｙ（同様に吐出幅Ｗｐの中心線）上に収束部８が存在するような状態を設定して説明をしているが、これに限定されることなく、図７（ｂ）のように、収束部８の位置が走行幅Ｗの中心線ＹからＺの量だけずれて位置取り、見かけの収束角度θｃの左右（前後）を構成する角度θａ、θｂが異なっている場合であっても、θａ、θｂそれぞれの２倍の値（２θａ、２θｂ）が本発明の示す収束角度θを満たす範囲であれば本発明に包含されるものである。
【００４０】
また、収束部８は、糸条Ｆを構成する単糸ＰＦの群に対して１つ以上であればよく、例えば、図８のように、複数の単糸ＰＦの群を２つ以上の領域に分割して給油を行う分割収束部８０として構成することもできる。例えば、分割収束部８０は２つの第１収束部８６を構成する給油ガイド８３ａ、８３ｂ、規制ガイド８４ａ、８４ｂと、さらに第１収束部８６にて収束後の糸条Ｆａ同士をさらに収束する第２収束部８７を備える。このように、分割して収束・給油した後に再び収束（合糸）することで１つの糸条Ｆを得ることにより、同じ収束距離Ｌであっても収束操作によって生じる収束角度θを小さくでき、収束ガイド等での糸切れを軽減できるとともに、単糸ＰＦの本数が多い場合であっても糸条Ｆへの給油の均一性を向上させることもできる。また、複数の口金２から糸条Ｆを合糸して１つの糸条パッケージＰＫを製造することも、この手段を用いて容易に実施可能である。逆に、一つの口金２から糸条パッケージＰＫを２つ以上得るようにしてもよい。その際には上記第２収束部８７を通過さず、糸条Ｆａをそのまま対応する２つのゴデーローラ２１、２２へと導けばよい。なお、本発明は、複数の単糸ＰＦを収束する条件に特徴があるものであり、合糸の場合などは第１収束部８６における単糸ＰＦの収束条件に係わるものであるため、収束距離Ｌに関しても、第１の収束部に対応するもので、その下流での糸条Ｆａを糸条Ｆに合糸するまでの走行状態やそれ以降の糸条走行経路の条件等は重要ではない。
【００４１】
同様に、図４と図９を用いて、別の実施形態について説明する。
【００４２】
糸条パッケージの製造装置１０は、列をなすように設けられた複数の吐出孔１２ａを有する口金１２、その下流に備えられた矩形（スリット形）の流路を持つ流体流筒１５、流体流筒１５から排出された単糸ＰＦを収束する収束部８備え、図１の製造装置１と同様、ゴデーローラを介してワインダ９へと糸条Ｆが導かれる構成となっている。ここで、上記口金における吐出孔１２ａは２列以上の列をなすよう配置しても良いが、ポリマー（単糸）への流体流付与の影響を考え、１列とすることが糸条パッケージの品質上、最も好ましい。
【００４３】
図９に示したように、流体流筒１５は供給される気体１４がポリマー流Ｐの走行方向の速度成分を持つ噴射流体流１３として、ポリマー流Ｐの両側から斜め下方に向けて噴射口１５ｖから流路１６内へと付与される構成となっており、噴射流体流１３は噴射口１５ｖ下方の流路１６で、ポリマー走行方向の流体流速度Ｖｘ１をもつ下降流体流１３ｘとなり、ポリマー流Ｐと一緒に流体流出口１７から排出速度Ｖａ１をもつ排出流体流１３ａとなって排出される。通常、噴射流体流１３の速度は高速であるため、口金１２と流体流筒１５上面の間を流れる吸込流１３ｉが生じる。すなわち、下降流体流１３ｘおよび排出流体流１３ａはこの吸込流１３ｉと噴射流体流１３が合わさって発生するものである。
【００４４】
この構成の場合、図４のように口金１２から吐出されたポリマー流Ｐの吐出幅Ｗｐ１は、流体流筒１５の内部で減少することはほとんどなく、吐出幅Ｗｐ１と流体流筒１５出口でのポリマー流Ｐの走行幅Ｗ１とはほぼ同一のままとなる。そのため、同じ単糸（ＰＦ）の数であったとしても、図１に示したような口金２の吐出孔２ａが円内に設けられ（図１０）、円筒の流体流筒５によって得られる走行幅Ｗよりも、図４のように口金１２の吐出孔１２ａが列状をなして配置されており、吐出されたポリマーＰが列状をなして流体流筒１５を通過することによって生じる走行幅Ｗ１のほうがより大きくなるため、同じ収束距離Ｌにおける収束角度θが大きくなり、図４のような装置の場合は、収束部８を複数設けると、容易に収束角度θを適正範囲に収めるようにすることができる。
【００４５】
以上説明してきた各装置は、いずれも、式１をみたす条件で糸条パッケージを製造することができるよう構成されている。
【００４６】
続いて、図１を参照して、上記装置により本発明の糸条パッケージの製造方法を実施する例について説明する。なお、本説明は図１の装置を対象にその運転方法を説明するが、これに限ることなく、たとえば、図４のような装置であっても同様に、好適に実施できるものである。
【００４７】
口金２から吐出された複数のポリマー流Ｐは、互いが接触することなく流体流筒５を通過し、冷却後の単糸ＰＦを収束部８にて給油して糸条Ｆとし、引取ローラ２１、２２を介して、最終的にワインダ９にて糸条パッケージＰＫを製造するようになっている。
【００４８】
流体流筒５には、ポリマー流Ｐを冷却させるため、図示していない冷風発生器からの冷風４がバッファ５ａ内に導入され、流体流筒５の通気性のフィルター６を通り、流体流３としてポリマー流Ｐに向けて供給される。流体流３を供給されたポリマー流Ｐはそのまま下流に進み、流体流３は流体流速度Ｖｘを有しながら、下降流体流３ｘとなってポリマー流Ｐの走行方向へ偏向され、流体流筒５にて冷却されたポリマー流Ｐは複数の単糸ＰＦとなり、ポリマー流Ｐ（単糸ＰＦ）と排出流体流３ａは一緒に流体流筒５から排出される。下降流体流３ｘは排出後に排出流体流３ａとして大気開放される一方、流体流筒５から排出された複数の単糸ＰＦはそのまま、収束部８に送られて給油・収束されて糸条Ｆとなる。
【００４９】
運転開始前の糸掛け作業において、口金２から吐出されたポリマー流Ｐは冷風４の供給無し、あるいは、通常運転状態のよりも少ない流量で流体流筒５に送られ、サクションガン（図示せず）等の糸掛け手段によって引き取られる。この状態で単糸ＰＦの群は収束部８に糸かけ作業がなされる。この際、収束部８は収束部移動手段８１によって、流体流筒５から最も離れた糸かけ位置Ｌｚに備えられる（図６）。流体流筒５から離れた位置で単糸ＰＦを収束すると、収束操作に係る安定性（収束角度θが小さくできる）を向上でき、糸掛け時の断糸などを回避することができる。
【００５０】
続いて、サクションガンで引き取っている糸条Ｆをゴデーローラ２１、２２と順次糸掛けする。この状態にて、冷風４の流量Ｑｉを運転条件に合わせて増流すると、同時に、排気流体流３ａの排流体流速Ｖａも増速される。最後に、収束部８を収束部移動手段８１によって、所望の収束距離Ｌの位置に配備し、ゴデーローラ２２下流の糸条Ｆをワインダ９に糸掛けすることによって糸条パッケージＰＫの製造がスタートする。
【００５１】
たとえば、図６に示す装置を参照すれば、所望の糸条Ｆを製造するための運転条件において、ポリマー流Ｐの吐出幅Ｗｐや吐出量などと、製造条件における流体流３を得るための流量Ｑｉから発生する走行幅Ｗがすでに確認できている場合、さらには過去の条件と同じ条件で繰り返し稼働させる場合などは、それぞれのパラメータを入力することによって所望の収束距離Ｌを判断する制御システム（図示せず）を備え、収束部移動手段８１に駆動信号を出力して駆動させ、収束部８の給油ガイド８３が所望の収束距離Ｌの位置にあるように、制御することもできる。なお、規制ガイド８４は糸切れセンサや張力センサなどによって別の機能を付加し、糸道規制とともに糸条Ｆを管理する機能を兼務・代替することも可能である。
【００５２】
以下、本発明に係る実施例、比較例を紹介する。
＜実施例および比較例＞
図１の装置を用いて、ポリエステル繊維（１５０ｄｔｅｘ−４８ｆ）をゴデーローラ２１の引取速度Ｖｇを３０００ｍ／ｍｉｎ（５０ｍ／ｓｅｃ）の条件で製造した。流体流筒５に供給する流体流３の温度は２５℃とし、２８５℃で吐出されたポリマーＰが流体流筒５の出口において冷却が完了するように（ポリエステルのガラス転移点温度７０℃以下となるように）流量Ｑｉを調整した。この際、流体流筒出口における排流体流速Ｖａは１０００ｍ／ｍｉｎ（１６．７ｍ／ｓｅｃ）であり、表１にいくつかの引取距離Ｌにて糸条パッケージＰＫを得た結果を示す。
【００５３】
【表１】
2004292965.tif 000003
【００５４】
ここで、図１の装置に係る主な寸法を説明する。口金２の４８個の吐出孔２ａは半径（吐出幅Ｗｐ）＝１００ｍｍの円内にすべて互いに略等間隔に設けられている。流体流筒５の上面から口金１２の表面までの距離は１００ｍｍ、流体流筒５の内筒である流体流３を付与するフィルター６の内径は１２５ｍｍ、長さは２５０ｍｍである。出口管７は内径１２５ｍｍとしてフィルター６に連続しており、その長さは５００ｍｍである。収束部８の収束距離Ｌは流体流筒５の下端から最大で２５００ｍｍ遠方まで遠ざけて配備させることができる。なお、表１に示す実施例、比較例はすべて拡幅部７ａを持たない装置である。
【００５５】
収束距離Ｌが５００ｍｍの比較例１は頻繁にガイドから単糸外れを発生させるなど引取状態が不安定で、パッケージとして得られた糸条もムラが大きく、毛羽が発生しているなど品質に問題があった。収束距離が２５０ｍｍの比較例２に至っては収束して引き取ることができずに断糸してしまった。これに対し、実施例１、２では収束距離Ｌをそれぞれ１５００ｍｍ、１０００ｍｍとしたものであり、収束性も良好であり、得られた糸条に問題は発生しなかった。一方、実施例２よりも収束位置Ｌをより遠方（最下端のＬ＝２５００ｍｍ）に備えた比較例３では、単糸の通過に問題はないものの、得られた糸に油剤の付着ムラが示された。これは、複数の単糸の収束が給油ガイド上で強固な集合となり、油剤の浸透を阻害し、すべての単糸に均一な油剤供給を行えていないことを意味し、収束角度θを小さくしすぎることなく、給油ガイド上で適度な単糸の広がりを持たせることが必要なことを示している。
【００５６】
なお、それぞれの収束距離Ｌと出口最外幅Ｗから得た収束角度θは、実施例１，２でそれぞれ２．７°，４．０°、比較例１，２、３でそれぞれ８．０°，１５．９°、１．６°であった。
【００５７】
表中、θＬは本発明において、発明者らが見いだした適切な収束角度θの下限値、同様に、θＨは収束角度θの上限値を示したものであり、実施例１，２は収束角度θがこの範囲にある一方、比較例１〜３はこの範囲を逸脱していることが分かる。
【００５８】
同様に、図１の出口管７を図３の絞りノズル２５（絞り径＝５０ｍｍ）に交換したことを除いて、実施例２と同じ条件とし、その上で冷風４の流量Ｑｉをコントロールして下降流体流Ｖａの速度を変化させた場合について示すと表２の通りとなった。
【００５９】
【表２】
2004292965.tif 000004
【００６０】
実施例２と同速の下降風速Ｖａを持つ実施例３では問題なく糸条を製造することが可能であった。一方、風速を２０００ｍ／ｍｉｎ（３３．３ｍ／ｓｅｃ）にした実施例４では、実施例３よりも走行幅Ｗが縮小されていたものの糸条パッケージＰＫの製造は問題なく実施できることが確認された。それぞれの収束角度θはθＬ、θＨの範囲内であった。一方、下降風速Ｖａを３０００ｍ／ｍｉｎ（５０ｍ／ｓｅｃ）とした比較例４では、走行幅Ｗは大きく縮小されており、糸条パッケージＰＫの巻取はできたものの、収束部８への排出流体流３ａによる油剤の拡散が見られた上、得られたパッケージ糸条に油剤の付着ムラ、さらに一部では単糸切れが確認された。比較例４の収束角度θは下限θＬを逸脱していた。そこで、実施例５では絞りノズル２５の下端に拡幅部２５ａを具備させ、比較例４の走行幅Ｗを拡幅することを試みたところ、運転中、実際に流体流筒５の出口での単糸ＰＦの広がりが生じていることが確認された（図２参照のこと）。この拡幅部２５ａの効果によって、収束角度θが所望の範囲内に収まることとなり、さらに、流体流筒５から排出される排気流体流３ａも収束部８上では比較的弱まっていた。運転時には、収束部８での油剤付着も安定すると共に、単糸ＰＦ自身も安定して走行し、さらに、得られた糸条Ｆが他の実施例よりも高伸度化されていた。従来技術で述べたように、ポリマー流Ｐに対し、平行流体流（３ｘ）を作用させることによって、ポリマー流Ｐに作用する空気抵抗が減少し、高伸度化した糸条が得られるということが、製造工程の効率化から近年注目視されているが、本発明がこのような目的で使用される流体流筒５の場合においても大きな効果をもたらすことが示された。
【００６１】
続いて、図４および図９に示す装置を用いて紡糸評価した結果を表３に示す。製造する繊維はポリエステル糸（１００ｄｔｅｘ−３６ｆ）であり、下降流１３ａの下降流速Ｖａ１の速度を２０００ｍ／ｍｉｎ（３３ｍ／ｓｅｃ）とし、引取速度Ｖｇを変化させている。なお、実施例６〜８、比較例６は収束位置Ｌ＝１５００ｍｍとしている。
【００６２】
口金１２に設けられた３６個の吐出孔１２ａは吐出孔１２ａ同士のピッチ１２ｐ＝３ｍｍを同間隔で１列に配備されている（吐出幅Ｗｐ１＝１０５ｍｍ）。流体流筒１５の流路１６は、その入口、出口で拡幅部１６ｉ、１６ｏをもつものの、内部は流体流筒５の全長に渡り、５ｍｍｘ１５０ｍｍのスリット状の矩形としている。流体流筒１５はその全長を５００ｍｍとし、口金１２下２５０ｍｍの位置に設置した。なお、吐出孔１２ａの配列は、この流路１６の長辺方向に合わせられ、噴射流体流１３はこの長辺面から斜め下流に向けて噴射される。流体流筒１５の下流には収束部８が備えられ、流体流筒５から排出された単糸ＰＦを収束・給油後、図１と同様、ワインダー９にて糸条パッケージが製造される。
【００６３】
【表３】
2004292965.tif 000005
【００６４】
以下の実施例・比較例ではすべてスリット状の矩形の流路をもつ流体流筒１５の特徴である図４に示すような、流体流筒５の出口における走行幅Ｗ１が吐出幅Ｗｐ１とほぼ同等であり、なおかつ、流体流筒１５から排出された単糸ＰＦは走行幅Ｗ１を保つ維持区間Ｌｘを有していた。なお、維持区間Ｌｘの計測は最端の単糸ＰＦを対象に定規等で概略計測した値である。
【００６５】
引取速度Ｌｇが３０００ｍ／ｍｉｎ（５０ｍ／ｓｅｃ）、４５００ｍ／ｍｉｎ（６６．７ｍ／ｓｅｃ）である実施例６，７では、収束角度θが本発明の範囲内に収まっており、単糸ＰＦの収束状態も、得られた糸条Ｆも良好な状態であった。一方、比較例６のように引取速度Ｌｇを６０００ｍ／ｍｉｎ（１００ｍ／ｓｅｃ）にまで高速化させると、収束角度θはその下限θＬをはずれた上、収束部８における単糸ＰＦの切れや最終的な糸条Ｆの糸切れを生じ、糸条パッケージＰＫが製造できるまでに至らなかった。
【００６６】
そこで、実施例８では比較例６の条件において図８の収束部８０を用い、単糸ＰＦを２つに分割して収束・給油した。収束部８０の２つの給油ガイド８３の互いの距離Ｗｏ＝５０ｍｍとし、それぞれが、口金１２の吐出孔１２ａのうち、両端から１８個ずつの吐出孔１２ａからのポリマー流Ｐに対応して収束するようにした。その結果、θはθＬとθＨの間に存在するようになり、第２収束ガイド８７にて合糸した糸条Ｆも問題ない状態で良好な糸条パッケージＰＫを採取することができた。
【００６７】
さらに、実施例８の条件において、収束位置Ｌを半分の７５０ｍｍに短縮した実施例９の場合であっても、実施例８よりも収束角度θは大きくなるものの、本発明の収束角度θの範囲を満たしており、良好な糸条パッケージＰＫを得ることができた。このことから、収束角度θを満たした上で複数の収束部を備えれば設備スペース軽減も可能であることが確認できた。
【００６８】
以上、それぞれの実施例が示すように、本発明の収束角度θを満たすよう、収束位置Ｌをコントロールする、あるいは、収束部８を複数にしてそれぞれの収束角度θが所望の範囲に収まるようにすることによって、良好な糸条パッケージＰＫを得ることができることが示された。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、糸切れ等のトラブルを回避できるとともに走行する糸の収束を安定して実行できる。
【００７０】
特に、ポリマー流Ｐに冷却操作を行う流体流筒の場合に効果を発揮する。
【００７１】
さらに、装置構成上、流体流筒の流路が矩形等のスリット形である場合は、流体流筒内さらには流体流筒出口直後でもポリマーの集合作用がないので、走行幅Ｗが大きくなり、同時に収束位置によってもたらされる収束角度θが大きくなるため、複数の収束部を設けるなど、流体流筒の下流での収束角度θの最適化は特に重要となり、本発明を施行することで安定して糸条パッケージを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術および本発明に係る糸条パッケージの製造装置の説明図である。
【図２】従来技術および本発明に係る出口管７（２５）の詳細説明図である。
【図３】従来技術および本発明に係る絞りノズル２５の説明図である。
【図４】従来技術および本発明に係る別の流体流筒１５の説明図である。
【図５】従来技術および本発明に係る別の流体流筒５の説明図である。
【図６】本発明に係る収束部８の説明図である。
【図７】本発明に係る収束部８の収束状態の説明図である。
【図８】本発明に係る別の収束部８０の説明図である。
【図９】従来技術および本発明に係る流体流筒１５の詳細説明図である。
【図１０】従来技術および本発明に係る口金２の詳細説明図である。
【符号の説明】
１・・・糸条パッケージ製造装置
２・・・口金
３・・・流体流
３ａ・・・排出流体流
５・・・流体流筒
７・・・出口管
２１、２２・・・ゴデーローラ
９・・・ワインダ
Ｐ・・・ポリマー
ＰＦ・・・単糸
Ｆ・・・糸条
ＰＫ・・・糸条パッケージ
Ｗｐ・・・吐出幅
Ｗ・・・走行幅
Ｌ・・・収束距離
θ・・・収束角度
Ｖａ・・・排流体流速
Ｖｇ・・・引取速度
【図１】
2004292965.tif 000006
【図２】
2004292965.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004292965.tif 000010
【図６】
2004292965.tif 000011
【図７】
2004292965.tif 000012
【図８】
2004292965.tif 000013
【図９】
2004292965.tif 000014
【図１０】
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