(57)【要約】【課題】  特定の吐出孔スペック、かつ特定の吐出孔配列を有する口金を、冷却風の方向を考慮に入れて紡糸機に設置することにより、生産性を低下なく、品質悪化させることなく、細単糸繊度、多フィラメントの合成繊維を製造可能な製造方法および製造装置を提供すること。【解決手段】  溶融紡糸方法により単糸繊度が０．９ｄｔｅｘ以下の極細合成繊維を製造するに際して、（Ａ）７０個以上の吐出孔を有しており、（Ｂ）吐出孔間隔Ｓが０．８〜３．５ｍｍの３以上の吐出孔からなる群をなし、（Ｃ）該吐出孔群の間隔Ｈが５〜２７ｍｍである口金を使用して、口金下の冷却風吹き出し装置が、（ａ）ユニフロータイプの冷却装置であり、（ｂ）冷却風吹き出しの最上部と口金との距離Ｌが２０〜８０ｍｍであり、（ｃ）吐出孔群内の吐出孔配列が冷却風の風向きと同一方向にならないように設置されていることを特徴とする極細合成繊維の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融紡糸方法により単糸繊度が０．９ｄｔｅｘ以下の極細合成繊維を製造するに際して、
（Ａ）７０個以上の吐出孔を有しており、
（Ｂ）吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の３以上の吐出孔からなる群をなし、
（Ｃ）該吐出孔群の間隔Ｈが５ｍｍ以上２７ｍｍ以下である口金を使用しており、
口金下の冷却風吹き出し装置が、
（ａ）ユニフロータイプの冷却装置であり、
（ｂ）冷却風吹き出しの最上部と口金との距離Ｌが２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、
（ｃ）口金の吐出孔群内の吐出孔配列が紡糸糸条を冷却する冷却風の方向と同一方向には並ばないように設置されていることを特徴とする極細合成繊維の製造方法。
【請求項２】
全ての吐出孔がそれぞれ単独に導入孔を有している口金を用いたことを特徴とする請求項１記載の極細合成繊維の製造方法。
【請求項３】
溶融紡糸装置により単糸繊度が０．９ｄｔｅｘ以下の極細合成繊維を製造する装置において、
（Ａ）７０個以上の吐出孔を有しており、
（Ｂ）吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の３以上の吐出孔からなる群をなし、
（Ｃ）該吐出孔群の間隔Ｈが５ｍｍ以上２７ｍｍ以下である口金を使用しており、
口金下の冷却風吹き出し装置が、
（ａ）ユニフロータイプの冷却装置であり、
（ｂ）冷却風吹き出しの最上部と口金との距離Ｌが２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、
（ｃ）口金の吐出孔群内の吐出孔配列が紡糸糸条を冷却する冷却風の方向と同一方向には並ばないように設置されていることを特徴とする極細合成繊維の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は極細合成繊維の製造方法、特に最も一般的な溶融紡糸装置であるユニフロータイプの冷却装置を有する溶融紡糸装置を用いた極細合成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、ポリアミドなどの溶融紡糸により製糸される合成繊維は、その特徴（イージーケア性、耐薬品性など）から幅広い分野で活用されている。このような中、衣料用分野においては、ニーズの多様化から異形断面化（光沢感など）、ポリマ改質（染色後の発色性、制電性など）などの改善が加えられている。それら改善の一つに細単糸繊度化、多フィラメント化があり、これにより得られた織物に柔らかなタッチが付与できる。
【０００３】
細単糸繊度化、多フィラメント化のためには、紡糸プロセスにおいてはいかに均一に冷却するかが技術ポイントとなる。一般的に紡糸設備は円形の紡糸口金から吐出されるポリマを一方向から冷却するシステム（ユニフロータイプ）になっているが、冷却風吹き出し面に近い方の吐出フィラメントは冷却されるが、遠い側に位置する吐出フィラメントは冷却風が通り抜けてこないため、全く強制冷却されないことになる。
【０００４】
この問題を解決すべく、均一冷却のため環状の冷却装置を設置する方法が提案されている（特許文献１〜３参照）。さらにまた、環状冷却装置に対応して口金吐出孔配列を適正化し極細糸を得ようとする試みが提案されている（特許文献４参照）。しかしながら、これらの場合は、一般的な紡糸設備（ユニフロータイプ）から環状冷却装置への改造が前提となり、大がかりな設備改造を伴う。
【０００５】
この問題を避けるため、二重正方格子状に吐出孔を設ける手法が提案されている（特許文献５，６参照）。これらの提案によれば、吐出孔を正方格子状に配列した群をさらに正方格子状に配列することにより、一方向から吹き付けられる冷却風を効率よく糸条冷却に充てることが可能となる。しかしながら、この方法では紡糸冷却風と吐出孔配列の方向の相互関係について配慮がなされていないために、必ずしも細単糸繊度化、多フィラメント化の目的が達成されてはいなかった。
【特許文献１】特開昭５５−９０６０９号公報
【特許文献２】特開昭６２−２４３８２４号公報
【特許文献３】特開平９−２２６９２０号公報
【特許文献４】特開平７−２７８９４０号公報
【特許文献５】特開平５−１２５６０９号公報
【特許文献６】特開平７−３００７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、このような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、大幅な設備改造を実施しない前提で、特定の吐出孔スペックでかつ特定配列の吐出孔を有する口金を紡糸冷却風の方向を考慮に入れて紡糸機に設置することにより、生産性を低下することなく、また、品質を悪化させることなく、細単糸繊度、多フィラメントの合成繊維を製造することが可能な極細合成繊維の製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
（１）溶融紡糸方法により単糸繊度が０．９ｄｔｅｘ以下の極細合成繊維を製造するに際して、
（Ａ）７０個以上の吐出孔を有しており、
（Ｂ）吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の３以上の吐出孔からなる群をなし、
（Ｃ）該吐出孔群の間隔Ｈが５ｍｍ以上２７ｍｍ以下である口金を使用しており、
口金下の冷却風吹き出し装置が、
（ａ）ユニフロータイプの冷却装置であり、
（ｂ）冷却風吹き出しの最上部と口金との距離Ｌが２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、
（ｃ）口金の吐出孔群内の吐出孔配列が紡糸糸条を冷却する冷却風の方向と同一方向には並ばないように設置されていることを特徴とする極細合成繊維の製造方法。
【０００８】
（２）全ての吐出孔がそれぞれ単独に導入孔を有している口金を用いたことを特徴とする前記（１）記載の極細合成繊維の製造方法。
【０００９】
（３）溶融紡糸装置により単糸繊度が０．９ｄｔｅｘ以下の極細合成繊維を製造する装置において、
（Ａ）７０個以上の吐出孔を有しており、
（Ｂ）吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の３以上の吐出孔からなる群をなし、
（Ｃ）該吐出孔群の間隔Ｈが５ｍｍ以上２７ｍｍ以下である口金を使用しており、
口金下の冷却風吹き出し装置が、
（ａ）ユニフロータイプの冷却装置であり、
（ｂ）冷却風吹き出しの最上部と口金との距離Ｌが２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、
（ｃ）口金の吐出孔群内の吐出孔配列が紡糸糸条を冷却する冷却風の方向と同一方向には並ばないように設置されていることを特徴とする極細合成繊維の製造装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法を採用することにより、一般的な紡糸設備を使用した場合でも高品質な極細合成繊維を生産性よく製造する事が可能となる。これは従来技術では紡糸設備に大がかりな改造を施すことにより達成できるレベルであり、本発明の製造方法はコストや少量多品種生産を前提とした生産設備運用の点から画期的な効果をもたらす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の製造方法は溶融したポリマを空気中で冷却固化させる溶融紡糸方法により得られる合成繊維の全てに適用が可能であるが、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸などのポリエステルや、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミドなどに好ましく適用でき、特にいわゆる汎用の合成繊維であるポリエチレンテレフタレートや、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミドの差別化のために単糸繊度０．９ｄｔｅｘ（デシテックス）以下の多フィラメント糸を製糸する場合に好適に活用できる。ただし、これらのポリマに艶消し材として酸化チタンなどを含有したものや、共重合体を含むものであってもよい。なお,単糸繊度
が細くなるほど吐出ポリマの固化点は口金面に近づき,糸条均斉性は悪化する方向になる。このため用途によっては満足する品質の原糸が得られないケースが想定され、このような問題を回避するためには単糸繊度０．２ｄｔｅｘ以上の極細糸に本技術を適用するのが
好ましい。
【００１２】
反面、本発明の特徴である単糸繊度０．９ｄｔｅｘ以下の合成繊維を製糸した場合の品質優位性が発揮されるのは１つの口金あたり７０個以上の単糸が吐出される場合であり、６９以下では通常の吐出孔配列（図３参照）の口金と品質は変わらないものとなる。例えば、３３ｄｔｅｘ−７２フィラメントのポリエチレンテレフタレート糸を１口金１糸条で製糸する際に、本発明の口金を適用する場合には、その品質優位性が発揮できるが、３３ｄｔｅｘ−７２フィラメントのポリエチレンテレフタレート糸を１口金１糸条で製糸する場合は、通常の吐出孔配列の口金と品質面では大差ない結果になる。ただし、同じ３３ｄｔｅｘ−４８フィラメントのポリエチレンテレフタレート糸でも１口金２糸条で製糸する場合には通常の吐出孔配列の口金に対して本発明の口金から製糸される繊維の品質優位性が発揮できる。他方、後述する吐出孔間隔と吐出孔群間隔を満足させるために吐出孔数は９００個以下とすると好ましい。
【００１３】
本発明において使用する口金は吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である３個以上の吐出孔の集合体（以下吐出孔群と称する）をなしていることが重要である。
【００１４】
ここにおいて、吐出孔間隔Ｓとは、それぞれの吐出孔から最も近い別の吐出孔までの距離をいう（図１(Ａ)および図１(Ｂ)参照)。
【００１５】
吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ未満の場合、口金孔から吐出したポリマが冷却・固化される前に別の吐出孔から吐出したポリマと融着してしまい、安定した製糸が困難となる。また、吐出孔間隔Ｓが３．５ｍｍを越えた場合は本口金の特徴である極細繊維を紡糸した場合の品質優位性が失われてしまうこととなる。吐出孔間隔Ｓは０．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であれば本発明の条件を満たすが、吐出孔間隔Ｓは小さければ小さいほど一つの口金に穿孔できる吐出孔の数が増やすことが可能となる。
【００１６】
他方、本発明においては１つの吐出孔群に含まれる吐出孔の数は３個以上であることが重要である。吐出孔群に含まれる吐出孔の数が２個以下の場合、本口金の特徴である極細繊維を紡糸した場合の品質優位性が失われてしまうことになる。なお、吐出孔群に含まれる吐出孔の数には上限はないが吐出孔間隔を０．８ｍｍ以上を維持するために吐出孔群に含まれる吐出孔の数は６個以下であると好ましい。また、口金吐出孔における異常滞留によるポリマ変性とそれによる糸切れを回避するために、各吐出孔はそれぞれ独立した導入孔を有していると好ましい。なお、導入孔と吐出孔の関係について図５に記した。図５（Ａ）が「吐出孔がそれぞれ独立した導入孔を有する」例であり、図５（Ｂ）が「吐出孔が共通の導入孔を有する」例である。また、吐出孔群内の吐出孔は同心円状に等間隔に配列されていると吐出孔間隔を拡大できかつ各吐出孔から紡出されるポリマを均等に冷却できることから好ましい。
【００１７】
これに加えて本発明において使用する口金は、前述した吐出孔群の間隔Ｈが５ｍｍ以上２７ｍｍ以下であることが重要である。この吐出孔群の間隔Ｈとは１つの吐出孔群に属する吐出孔群と別の吐出孔群に属する吐出孔群との距離のうち、最短のものをいう。吐出孔群の間隔Ｈが５ｍｍ未満では本口金の特徴である極細繊維を紡糸した場合の品質優位性が失われてしまうことになる。また、２７ｍｍを超えた場合は、通常使用される径の円形口金に必要とする個数の吐出孔を穿つことが困難となる。ただし、吐出孔群の配列に関しては特に規定はなく、通常の吐出孔が配列されているように円周状の配列、格子状の配列などが採用できる。
【００１８】
本発明にて使用する口金吐出孔の形状はあらゆる形状とすることが可能であるが、Ｔ型のような形状よりも口金直下で吐出糸条の屈曲がないＹ型孔、十字孔などの点対称の形状が好ましく、最も好ましいのは円形孔である。なお、円形孔の場合は、直径０．０７ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であると好ましい。一般的に極細糸を製糸する場合は吐出孔の径は小さいほど優位にあるが０．０７ｍｍ未満の場合、吐出孔に詰まりが生じやすく、これを回避するために口金洗浄強化や組み立て工程のクリーン化といった対策が必要となる。また、吐出孔の長さは、直径の２．５倍から３．５倍の間にあるとポリマの計量性能が高く好ましい。
【００１９】
さらに、本発明の口金は吐出孔群内の吐出孔配列が紡糸の際に使用される冷却風の方向と同一方向には並ばないように、紡糸機に取り付けた際に口金の向きを規定することが重要である。以下、「冷却風の方向と同一方向に吐出孔郡内の吐出孔が並んでいない状態」について図４に示した例により説明する。
【００２０】
図４は本発明の吐出孔群内に含まれる吐出孔の配列例を示している。ここに冷却風の風向を矢印イの方向であるとすれば、風向方向イに対する垂線Ｘに対して吐出孔Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから上記風向方向イの平行線を引いて、上記垂線Ｘとの交点をＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２とした場合に、上記垂線Ｘ方向の吐出孔の直径（幅）に相当する線分Ａ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２、Ｄ１−Ｄ２が互いに交わらないことを「冷却風の方向と同一方向に吐出孔郡内の吐出孔が並んでいない状態」という。
【００２１】
本発明の溶融紡糸方法は一般的な紡糸設備であるユニフロータイプの冷却装置を有する紡糸機に適用したケースにおいて、極細糸を製糸した場合に従来の製糸方法に対して製糸された原糸の品質が優位にある点に特徴がある。このため、吐出孔群内の吐出孔配列と冷却風の方向との関係は一定の関係を維持していることが重要である。すなわち、冷却風の方向イと同一方向に吐出孔郡内の吐出孔が並んだ場合、吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ以上であっても口金孔から吐出したポリマが冷却、固化される前に別の吐出孔から吐出したポリマと融着してしまい、安定した製糸が困難となる。これは吐出したポリマが冷却風の影響によりその風向に揺れてしまうためと考えられる。
【００２２】
以上の要件を満足させるためには、口金を紡糸パックに取り付ける際に何らかの目印を口金に付与して組み立てる方法も採用できるが、口金に紡糸パックと嵌合するような位置決めピンや、切り欠きを入れることなどにより、紡糸機に設置される口金の方向を規定した場合の方が好ましい。
【００２３】
また、極細繊維を製糸する上で、口金から冷却風吹き出し位置までの距離は重要な技術ポイントであり、本発明の目的のためには、冷却風吹き出しの最上部と口金との距離（図６参照）が２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることが重要である。冷却風吹きしの最上部が口金から８０ｍｍを超えると極細繊維を溶融紡糸されたポリマの固化点が冷却風が当たるよりも前段階で発生してしまい、品質優位性が発揮しにくくなる。他方、２０ｍｍ未満では冷却風の影響により口金面の温度が低下して製糸安定性において劣るものとなる。なお、紡糸機に設置された口金の温度を保つために口金下に補助加熱装置を設けると好ましい。
【００２４】
一般にポリエチレンテレフタレートやナイロン６、ナイロン６６などのポリアミドなどを溶融紡糸する場合には、紡糸速度２０００ｍ／分以下の低紡糸速度で巻き取った未延伸糸を延伸してフラットヤーンとする２工程法や、紡糸速度３０００ｍ／分以上程度の紡糸速度で巻き取ったＰＯＹを延伸仮撚して仮撚糸とする方法、さらには紡糸した糸を巻き取ることなく連続して延伸熱処理する方法などが採用されるが、本発明の口金はそれらいずれの工程にも適用できる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明の目標とする品質優位性や製糸の安定性を評価する尺度として次のような評価を実施した。
【００２６】
（１）糸条均斉性：品質優位性の評価尺度
巻き取られた糸条をツェルベガー・ウースター社製のウースター・テスターを用いて、ハーフイナートテストで太さ斑を測定し、次の２段階で評価した。
【００２７】
○：ハーフイナート０．９未満
×：ハーフイナート０．９以上
（２）製糸性：製糸安定性の評価尺度
６ｅｎｄｓ×４ｐｏｓ（全２４錘）の小型紡糸機（一方向から冷却するシステムを有する一般的な紡糸設備）を用いて１ホットローラ（セパレートローラ付きホットローラ：９０℃、紡糸速度２５００ｍ／分、６回巻き）、２ホットローラ（セパレートローラ付きホットローラ：１４０℃、６回巻き）を介して巻き取り速度４５００ｍ／分で紡糸を行い、紡糸糸切れの発生状況を次ぎの３段階で評価した。
【００２８】
○：糸切れ発生頻度が２回／ｔ（紡糸量１ｔｏｎあたり２回糸切れ）以下で安定に製糸可能。
【００２９】
△：糸切れ発生頻度が２回／ｔを超えるレベルのもの。
【００３０】
×：ワインダーに糸かけ直後に糸切れが発生するため実質的に製糸不可能。
【００３１】
実施例１〜３，比較例１〜４
極限粘度（フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし、２０℃で測定）０．６７のポリエチレンテレフタレートチップ（酸化チタンを艶消し剤として０．３０ｗｔ％含有）を用いて６ｅｎｄｓ×４ｐｏｓ（全２４錘）の小型紡糸機（口金下６０ｍｍから１０００ｍｍにわたるユニフロータイプの冷却装置と口金下に加熱リングを設置した紡糸設備）により１ホットローラ（セパレートローラ付きホットローラ：９０℃、ローラ速度２５００ｍ／分、６回巻き）、２ホットローラ（セパレートローラ付きホットローラ：１４０℃、６回巻き）により、一旦、２５００ｍ／分で紡糸した糸を連続して１−２ホットローラ間で延伸した上で、巻き取り速度４５００ｍ／分で製糸した。製糸の際にユニフロータイプの冷却装置から流れる冷却風の風速は３０ｍ／分とした。また使用した口金は表１に示した数種類のもの（但し吐出孔はいずれも孔数１４４、直径０．１２ｍｍ、長さ０．３５ｍｍ）であり、製糸後に５６ｄｔｅｘ−１４４フィラメントのフラットヤーンになるように吐出量を調整した。得られた繊維の糸条均斉性や製糸安定性は表１のとおりである。そのうち本発明の口金は、位置決めピン用（紡糸パックと嵌合すべく設置）の穴３を設けており（図２参照）、紡糸機に設置された口金に対して矢印イの方向に冷却風が吹き込むよう紡糸パックがセットされた。また吐出孔群の配列は図２に準ずる円周状配列とした。
【００３２】
実施例１〜３はいずれも本発明の口金を適用した例であり、糸条均斉性、製糸性ともに良好であった。
【００３３】
比較例１は、従来の吐出孔配列（図３）をした口金を適用した例であり、ウースターにより測定した糸条均斉性が劣悪であった。また紡糸糸切れの実施例に比べ多い傾向にあった。
【００３４】
比較例２は、吐出孔配列は本発明のものであるが、吐出孔間隔が狭すぎて、紡糸の際に吐出したポリマの融着が発生しワインダー糸かけ直後に糸切れが発生した。但し、採取できた少量サンプルの糸条均斉性は良かった。
【００３５】
比較例３は口金は本発明のものであるが紡糸パック組み立て時に位置決めピンを使用せず、あえて吐出孔群内の吐出孔配列方向を冷却風の風向に合わせて紡糸機に設置した例である。糸条均斉性は良好なものの、紡糸糸切れが多発した。
【００３６】
比較例４は特開平５−１２５６０９号公報に記載された二重正方格子配列の口金を採用した場合である。位置決めピンが設置されていないために、吐出孔群内の吐出孔配列と冷却風の風向は合っているものといないものが混在している。この場合は、糸条均斉性は良好なものの、明らかに錘傾向を持った紡糸糸切れが発生して実施例に比べて糸切れが多かった。
【００３７】
【表１】
2005273039.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の吐出孔群内の吐出孔配列の一例を示す模式配置図。
【図２】本発明の吐出孔群の配列の一例を示す模式配置図。
【図３】従来の吐出孔の配列の例を示す模式配置図。
【図４】本発明の吐出孔群内の吐出孔配列と、紡糸機に設置した際の冷却風方向との関係を示す説明図。
【図５】紡糸口金の断面図。
【図６】紡糸機の概略模式図。
【符号の説明】
【００３９】
１：吐出孔
２：吐出孔群
３：位置決めピン用穴
４：導入孔
５：ポリマー流路
６：紡糸口金
７：紡糸パック
８：スピンブロック
９：加熱リング
１０：保温材
１１：冷却装置（ユニフロータイプ）
１２：糸条
Ｃ１：冷却風の風向き方向の例
Ｃ２：冷却風の風向き方向の例
Ｃ３：冷却風の風向き方向の例
イ：冷却風の風向き方向
Ｓ：吐出孔の間隔
Ｈ：吐出孔群の間隔
Ｌ：冷却風吹き出しの最上部と口金との距離
【図１】
2005273039.tif 000004
【図２】
2005273039.tif 000005
【図３】
2005273039.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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