(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂繊維の製造において、溶融紡糸口金パックの濾圧上昇を抑制し、パック交換周期を延長させることにより、作業工数の大幅な削減、およびパック材料ロスを大幅に減少させることのできる溶融紡糸パックを提供し、さらに熱可塑性樹脂繊維を糸切れをおさえつつ、物性変化無く製造する方法を供給することを目的とする。【解決手段】パックケースに、出口側から少なくとも口金、整流板、フィルター、及び濾材とが収容されており、前記フィルターが金属線金網と、金属線不織布からなる濾過部と前記濾過部の外周端を挟持する金属リムとで構成され、かつ、その濾過表面が立体形状である溶融紡糸パックにおいて、前記フィルター出口側にフィルターの立体形状を保持する部材を設けたことを特徴とする溶融紡糸口金パック。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パックケースに、出口側から少なくとも口金、整流板、フィルター、及び濾材とが収容されており、前記フィルターが金属線金網と、金属線不織布からなる濾過部と前記濾過部の外周端を挟持する金属リムとで構成され、かつ、その濾過表面が立体形状である溶融紡糸口金パックにおいて、前記フィルター出口側にフィルターの立体形状を保持する保持部材を設けたことを特徴とする溶融紡糸口金パック。
【請求項２】
前記保持部材のフィルター保持面がフィルターと同様の立体形状を有しており、フィルター出口側面の凹（溝）部と保持部材入口側面の凸（山）部がはまり合うように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の溶融紡糸口金パック。
【請求項３】
前記保持部材が、ポリマー流路を有する整流板と一体で構成されている事を特徴とする請求項１または２に記載の溶融紡糸口金パック。
【請求項４】
前記保持部材がフィルター立体形状の濾面の少なくとも６０％以上を保持してい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溶融紡糸口金パック。
【請求項５】
該立体形状が山形および／または波形の繰り返し形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の溶融紡糸口金パック。
【請求項６】
上記請求項１から５のいずれかの溶融紡糸口金パックを用いて製造することを特徴とする、熱可塑性樹脂繊維の製造方法
【請求項７】
前記溶融紡糸口金パックの熱可塑性樹脂導入孔部の圧力が、熱可塑性樹脂繊維製造工程において、１５０ｋｇ／ｃｍ２〜２８０ｋｇ／ｃｍ２  の範囲まで上昇することを特徴とする請求項６に記載の熱可塑性樹脂繊維の製造方法
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂繊維が無機微粒子を３〜７重量％含有していることを特徴とする請求項６または７記載の熱可塑性樹脂繊維の製造方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱可塑性繊維樹脂製造工程に用いられる溶融紡糸用口金パックおよびそれを用いた熱可塑性樹脂繊維の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂を溶融紡糸するために使用される溶融紡糸口金パックは例えば特許文献１に開示されており、図５に示すようにパックケース１の中に出口側から順に、多数の紡糸孔を有する紡糸口金２、１〜複数の孔をもつ整流板４ｃ、粒状濾材を支持するとともに熱可塑性樹脂中の異物等を取り除くための金網および金属線不織布フィルター６ｃ、粒状濾材の封入層７とその封入層をを形成するスペーサ８、および溶融ポリマーの導入孔１０ａをもつ流入ブロック１０を積層し、最後に流入ブロックをネジ部  を介してパックケース入口側のネジ部に螺合させて、締め付け固定されている。
上記パックで用いられる金網および金属線不織布フィルターは、金属線フィルターと金属線不織布フィルターを本体とし、その外周をアルミニウム合金等のリムにより縁取りした構成の平板状のものが一般的である。（たとえば特許文献２，３）
熱可塑性樹脂繊維の紡糸においては、上記フィルター部および濾層部に熱可塑性樹脂中の異物等が捕捉、蓄積されることにより濾圧が上昇する。濾圧が上昇した場合、パックシール部からポリマー漏れおよび熱可塑性樹脂を供給するポンプ吐出が不安定になることによる繊度斑、さらには熱可塑性樹脂繊維の物性の変化や、異物がフィルターを通り抜ける事によりおこる糸切れの増加等が発生するため、パック交換しなければならない。このパック交換は多大な作業工数がかかるだけでなく、パック材料のロスが発生するため交換周期（頻度）はできるだけ長く（少なく）する事が要求される。前記目的を達成するための手段としては、フィルター部の濾過面積を大きくする方法が有効である。
【０００３】
しかしながら上記平板状フィルターを用いた溶融紡糸口金パックでは、現状パックサイズではこれ以上濾過面積を増やすことは困難であり、濾過面積を大きくするためにはパック自体を大きくする必要がある。これには、パック自体の製作だけでなく、パックを取り付ける紡糸設備自体の改造が必要となるため高額な設備費がかかるという問題があった。
【０００４】
上記課題を解決する手段としては、たとえば特許文献４にフィルター自体が立体形状を有し前記フィルター濾過部の表面積が濾過面平面積の２倍以上であるフィルターを用いる事により、現状パックサイズで濾圧上昇を抑制する方法が開示されている。しかしながら、上記フィルターを使用した場合、高圧下では濾圧上昇にしたがってフィルターの立体形状が圧縮変形し、フィルター出口側の流路が閉塞され、実質的に平板状フィルターとほとんど同一の濾過性能しか発揮されず、パック交換周期もほとんどのばせないという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２５６４２０号公報  図２
【０００６】
【特許文献２】特開平８−２６９８１０号公報
【０００７】
【特許文献３】特開平２００２−２６６１５１号公報
【０００８】
【特許文献４】特開平２００２−２６６１５２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、熱可塑性樹脂繊維の製造において、溶融紡糸口金パックの濾圧上昇を抑制し、パック交換周期を延長させることにより、作業工数の大幅な削減、およびパック材料ロスを大幅に減少させることのできる溶融紡糸パックを提供し、さらに熱可塑性樹脂繊維を糸切れをおさえつつ、物性変化無く製造する方法を供給することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る溶融紡糸口金パックは次の構成からなる。
【００１１】
すなわち、パックケースに、出口側から少なくとも口金、整流板、フィルター、及び濾材とが収容されており、前記フィルターが金属線金網と、金属線不織布からなる濾過部と前記濾過部の外周端を挟持する金属リムとで構成され、かつ、その濾過表面が立体形状である溶融紡糸口金パックにおいて、前記フィルター出口側にフィルターの立体形状を保持する保持部材を設けたことを特徴とする溶融紡糸口金パック。
この本発明に係る溶融紡糸口金パックの好ましい様態は以下の通りである。
（イ）前記保持部材のフィルター保持面がフィルターと同様の立体形状を有しており、フィルター出口側面の凹（溝）部と保持部材入口側面の凸（山）部がはまり合うように設置されていることを特徴とする溶融紡糸口金パック。
（ロ）前記保持部材が、ポリマー流路を有する整流板と一体で構成されている事を特徴とする溶融紡糸口金パック。
（ハ）前記保持部材がフィルター立体形状の少なくとも６０％以上を保持していることを上記目的を達成するための本発明に係る糸条パッケージの製造方法は、次の構成からなる。特徴とする溶融紡糸口金パック。
（ニ）該立体形状が山形および／または波形の繰り返し形状であることを特徴とする溶融紡糸口金パック。
上記目的を達成するための本発明に係る糸条パッケージの製造方法は、次の構成からなる。
（ａ）上記記載のいずれかの溶融紡糸口金パックを用いて製造する事を特徴とする、熱可塑性樹脂繊維の製造方法。
（ｂ）前記溶融紡糸口金パックの熱可塑性樹脂導入孔部の圧力が、熱可塑性樹脂繊維製造工程において、１５０ｋｇ／ｃｍ２〜２８０ｋｇ／ｃｍ２  の範囲まで上昇することを特徴とする熱可塑性樹脂繊維の製造方法
（ｃ）前記熱可塑性樹脂繊維が金属酸化物微粒子を３〜７重量％含有していることを特徴とする熱可塑性樹脂繊維の製造方法
【００１２】
【発明実施の形態】
以下に図面を用いて発明実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の溶融紡糸口金パックの好適な実施様態の断面図を示した物である。
【００１３】
溶融紡糸口金パックは、円筒状のパックケース１の中に出口側から複数の紡糸孔をもつ紡糸用口金２、口金と整流板間の漏れを紡糸するパッキン３、１〜複数個の孔をもちポリマーの流れを均一化するとともに、入口側フィルターの山形形状を保持する機能をあわせもった整流板４ａ、粒状濾材を支持するとともに熱可塑性樹脂中の異物等を取り除くための金網および金属線不織布フィルターで構成される、表面が立体的な山形の繰り返し形状であるフィルター６、濾材の封入層７とその封入層をを形成するスペーサ８、スペーサ８入口側面と流入ブロック１０出口側面の漏れを防止するパッキン９を積層し、最後に溶融ポリマーの導入孔をもつ流入ブロック１０をネジ部を介してパックケース入口側のネジ部に螺合させて、締め付け固定されている。
【００１４】
溶融紡糸パック形状は本実施形態では円筒状であるが、とくに限定されるものではなく長方形等であっても良い。その場合固定方法としは詳細な説明は行わないが長尺ボルト等をもちいた方法等が必要となる。
【００１５】
上記フィルター６の表面立体形状は、ポリマー流れの阻害または流れ差による繊度開差等品質不具合が発生しない限り特に限定されないが、図示すように山形の均等な繰り返し形状および図３に示すような波形の均等な繰り返し形状がポリマー流れの均一化および限られた範囲内での濾過面積の増加によるパック交換周期延長の観点から有効である。
【００１６】
濾過部表面積は、パック交換周期効果の観点から濾過平面積の１．５倍以上が好ましく、ポリマー流れの均一化による繊度開差の抑制等糸質保持の観点およびフィルターのコスト面から３．５倍までの範囲が好ましい。前記山形および波形の繰り返し形状周期および底部と頂部の高さ差は、上記濾過部表面積の範囲であれば、とくに限定されないが、底部と頂部の高さ差については、ポリマー流れ差による繊度開差等品質面から１２ｍｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは８ｍｍ以下が好ましい。
【００１７】
フィルターの構成としては、濾過部と周縁に設けられた金属リムからなっている。濾過部は金属線不織布と金属線金網からなり、金属線不織布の上下を金属線金網で挟み込んだ３層構造または、金属線金網入口側に金属線不織布を積層した２層構造のものが一般に使用されるが、金属線の金網入口側に濾過精度の高い金属線不織布を積層し更にその上に濾過精度は低いがポリマーの拡散およびミキシング効果をもつ金属線不織布を積層した構成のものでもよい。
【００１８】
金属線不織布材料としては公知のものが使用可能であるが、強度および熱可塑性樹脂とのステンレス繊維の使用が好ましく、製法としては収束伸線法により製作した長繊維を切断した物が一般的に用いられる。
【００１９】
濾過精度としては糸切れの減少等生産安定化の観点から５μｍ〜３０μｍのものが好ましい。また、上記金属線金網、濾過精度の高い金属線不織布、濾過精度の低い金属線不織布の３層構造の場合に用いられる不織布構成としては、中間層の金属線不織布は前記同様濾過精度５μｍ〜３０μｍの集束伸線法により製作されたものを用いるのが好ましく、入口側不織布にはポリマー拡散およびミキシング効果の観点から、断面が略多角形で表面に多数の凹凸を有する金属短繊維で構成された濾過精度３０μｍ〜１００μｍで、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１５〜７０の範囲であるものが好ましい。この金属短繊維例としてはビビリ振動切削法で削出されたものがある。
【００２０】
金属線金網は公知の材料が使用可能であるが、ステンレス繊維の使用が好ましく、メッシュとしては２０〜２００メッシュの金網が一般的である。
【００２１】
フィルターの金属リム部は濾過部の金網、不織布形状を保持する作用とともに、熱可塑性樹脂の漏れを防ぐシール材として作用をもっており、材質としてはアルミ合金及び銅合金が好ましく用いられ、形状としては濾過部を狭持するためコの字状の断面であることが好ましい。
【００２２】
フィルターの立体形状を保持する部材は、フィルターの濾過表面の立体形状に合わせた形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、保持部材のフィルター保持面がフィルターと同様の立体形状を有しており、フィルター出口面の凹（溝）部と保持部材入口面の凸（山）部がはまり合うように設置されていることが好ましい。又、フィルターにある程度の柔軟な弾性乃至は可撓性があるならば、元の形状が余り合致していなくても保持する部材により矯正することを許容できる場合がある。
【００２３】
フィルターの立体形状を保持する部材の具体的態様としては、整流板４ａのように入口面をフィルター形状に合わせた形状として組合せ、整流板機能とフィルター形状保持機能をあわせもたせた構成が、部材点数の削減によるコスト減少等の点から好ましいが、図２に示すように、フィルター形状保持部材５をフィルター出口側に設置し、その出口側に整流板を４ｂを設けた２部材構成でもよい。フィルターの立体形状を保持部材が保持する保持率については特に限定されないが、パック交換周期の延長効果等を考慮して６０％以上であることが好ましい。より好ましくは７０％以上、更に好ましくは８０％以上である。なお、保持率とはフィルターの立体形状部の表面積に対して、保持部材がフィルター立体形状の変形防止のために接して支持する表面積の比率を示したものであり、フィルター立体形状部表面積／保持部材フィルター立体部保持表面積で表される。なお、保持部材（或いは保持部材と一体となった整流板）は細孔（好ましくは直径０．５〜３ｍｍ）を有するので、保持率が１００％となっても問題はない。
【００２４】
本発明で用いられる濾材は、公知の濾材である二酸化珪素や酸化アルミニウム等のセラミックス系粉粒体、或いは金属粉等の粉粒体を用いる構成が好ましいが、図４に示すように１〜複数個の孔をもつ濾材保持部材１１上に断面が略多角形で表面に多数の凹凸を有する金属短繊維を積層、焼結した濾材７ｂをのせた構成のものでもよく、また濾材７ｂを直接フィルター上にのせた構成でもよい。この際、局部的に応力がかかる事によるフィルターの圧縮変形を防止するために濾材７ｂ出口側形状をフィルターに合わせて加工を施す事が好ましい。前記金属短繊維の濾層は、濾過精度４０μｍ〜１００μｍの範囲のものが好ましく、ポリマー分散、ミキシングの観点からアスペクト比１５〜７０のものが好ましい。
【００２５】
熱可塑性樹脂は図示しないポンプにより送り出され、導入孔１０ａから流入し、濾材封入層７で分散、略濾過され、フィルター６で異物、凝集した添加物粒子、ゲルしたポリマーが濾過され、整流板４ａをとおして紡糸口金２の吐出孔から繊維状に紡出される。
【００２６】
本発明の熱可塑性樹脂繊維の製造方法としては、熱可塑性樹脂をパックに供給するポンプから導入孔１０ａ間の圧力が熱可塑性樹脂繊維製造工程において１００ｋｇ／ｃｍ２以上に増加する条件下でより効果を発揮するため好ましく。更に好ましくは１５０ｋｇ／ｃｍ２以上から２８０ｋｇ／ｃｍ２に上昇する条件下が好ましい。２８０ｋｇ／ｃｍ２以上になると供給するポンプの吐出バラツキによる繊度むら、パックの洩れ等が発生し始めるため使用が困難となる。
【００２７】
本発明の熱可塑性樹脂繊維の製造に用いられる熱可塑性樹脂としては繊維状に形成でき、延伸可能なものであれば、特に限定されないが、好ましいものとしては、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、セルロースがあげられる。この中でもポリエステルやナイロン６やナイロン６６等のポリアミドが好ましい。さらに、機能付加のために熱可塑性樹脂に無機粒子を添加する事が一般的であるが、無機粒子の添加有無については特に限定されない。ただし、無機粒子の添加量に応じてフィルター部の圧損があがり、濾圧上昇速度も速くなるため、本発明の熱可塑性樹脂繊維の製造方法がより効果を発揮するという観点から、無機粒子を添加したものが好ましい。更にこの添加量としては１重量％以上添加した場合に、より効果が発揮され、パック交換周期の観点から２０重量％以下であることが好ましい。更に好ましくは３重量％から７重量％の範囲がよい。この無機粒子に用いられる無機化合物は、熱可塑性樹脂繊維の製造および糸質に悪影響を与えないものであればその種類は特に限定されない。好ましいものとしては例えば酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等を主成分とするものあげられる。
また無機粒子の粒子径としては  、濾圧上昇および糸強度保持等の観点から平均粒径１μｍ以下のものが好ましい。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
熱可塑性樹脂として、ナイロン６に平均粒子径０．７μｍの酸化チタン６％含有させたペレットを用い、２６０℃で溶融後、溶融紡糸口金パックに供し、丸孔口金からフィラメント状に吐出させ冷却させた。その後、含水系油剤を給油、交絡した後に３５００ｍ／分のゴデローラーで引き取り、続いて延伸した後に、巻取速度４５００ｍ／分で４４デシテックス３４フィラメントのポリアミド繊維を製造し、濾圧（供給ポンプから溶融紡糸口金パック導入孔間の圧力）が２００ｋｇｆ／ｃｍ２  に達するまでの時間を計測した。
【００２９】
この時の溶融紡糸口金パック内のフィルターは金属リム部を含む外径がφ１００ｍｍ、表面形状は波形の繰り返し形状で濾過部表面積が平面濾過面積の約２．５倍のものを使用した。
【００３０】
また、フィルター濾過部構成としては、出口側から５０メッシュのＳＵＳ製金網、濾過精度が１０μｍのＳＵＳ製不織布、１００メッシュのＳＵＳ製金網の３層構成であるものを使用した。
フィルター出口側のフィルター形状保持部材は整流板と一体型で、表面がフィルターとほぼ同形状の波形繰り返し形状で、保持率８０％のものを使用した。
【００３１】
（比較例１）
パック内フィルター形状がフラットな平板形状（濾過平面積が実施例１の１／２．５）および整流板入口側面形状が平面状である以外は実施例１同一条件でポリアミド繊維を製造し、濾圧が２００ｋｇｆ／ｃｍ２  に達するまでの時間を計測した。
【００３２】
（比較例２）
パック内フィルターは実施例１と同様のものを使用し、フィルター出口側に形状保持部材を用いず入口側面が平面状である整流板を用いた以外は実施例１と同一条件でポリアミド繊維を製造し、濾圧が２００ｋｇｆ／ｃｍ２  に達するまでの時間を計測した。
表１に上記実施例および比較例の結果を示す。
比較例１では、初期圧が１６０  ｋｇｆ／ｃｍ２  、濾圧が２００ｋｇｆ／ｃｍ２  に到達するまでの時間が約９６時間であった。
比較例２では、初期圧が１３０ｋｇｆ／ｃｍ２  と比較例１に対して低い値であったが、濾圧が１５０ｋｇｆ／ｃｍ２  付近から急激に上昇し、２００ｋｇｆ／ｃｍ２  に到達するまでの時間は１０５時間となり、フィルター濾過面積増加分の濾圧上昇時間抑制効果が得られなかった。
実施例１では、初期濾圧が約１３０ｋｇｆ／ｃｍ２  濾圧が２００ｋｇｆ／ｃｍ２  に到達するまでの時間が２２１時間と時間は約２．３倍となり、濾過面積アップ分通りの増加ではなかったが、大幅な濾圧上昇時間遅延効果を確認した。
【００３３】
【表１】
2004292988.tif 000003
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る溶融紡糸口金パックおよびこれを用いた熱可塑性樹脂繊維の製造方法をもちいることによって、パックの大型等の改造を行うことなく、フィルター部の濾過面積を高圧力下で大きく保つことが可能となり、これにより濾圧上昇にともなうパック交換周期の延長が可能となり、交換に係る多大な作業工数を削減するとともに、、パック材料のロスを減少させる事が可能となる。熱可塑性樹脂繊維の製造において、濾圧上昇にともなう糸切れをおさえつつ、物性変化無く安定して製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融紡糸口金パックの一実施形態を示す、概略縦断面図である。
【図２】本発明の溶融紡糸口金パックの一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図３】本発明のフィルターの一実施形態を示す、概略断面図である。
【図４】本発明の溶融紡糸口金パックの一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図５】従来の溶融紡糸口金パックを示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１  ：パックケース
２  ：溶融紡糸用口金
３  ：パッキン
４ａ：フィルター形状保持機能付き整流板
４ｂ：整流板
５  ：フィルター形状保持部材
６  ：山形形状フィルター
６ｂ：平面フィルター
７  ：濾材封入層
７ｂ：金属短繊維濾層
８  ：スペーサ
９  ：パッキン
１０  ：流入ブロック
１０ａ：導入孔
１１  ：濾材保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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