(57)【要約】【課題】  大幅な設備改造を実施しなくても特定の吐出孔配列を採用することにより、生産性を低下させることなく、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溶融紡糸用口金を提供する。【解決手段】  １８０個以上の吐出孔を有する多ホールの円形紡糸口金において、吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ以上２．６ｍｍ以下で同心円上に並んだ６以上の吐出孔からなる群をなし、該吐出孔群の間隔が４．５ｍｍ以上１６．０ｍｍ以下であることを特徴とする溶融紡糸用口金。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１８０個以上の吐出孔を有する多ホールの円形紡糸口金において、吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ以上２．６ｍｍ以下で同心円上に並んだ６個以上の吐出孔からなる群をなし、該吐出孔群の間隔Ｈが４．５ｍｍ以上１６ｍｍ以下であることを特徴とする溶融紡糸用口金。
【請求項２】
前記吐出孔群内の吐出孔が共通の導入孔を有していることを特徴とする請求項１に記載の溶融紡糸用口金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融紡糸用口金、特に細単糸繊度、多フィラメント用の溶融紡糸用口金に関する。
【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当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の通り抜けによる均一冷却効果による品質の向上は可能であるが、吐出糸条の徐冷効果が得られないために、１８０以上の吐出孔を駆使して細単糸繊度、多フィラメントの合成繊維を品質、操業性良く製糸する目的は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くても特定の吐出孔配列を採用することにより、生産性を低下させることなく、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溶融紡糸用口金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）１８０個以上の吐出孔を有する多ホールの円形紡糸口金において、吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ以上２．６ｍｍ以下で同心円上に並んだ６個以上の吐出孔からなる群をなし、該吐出孔群の間隔Ｈが４．５ｍｍ以上１６ｍｍ以下であることを特徴とする溶融紡糸用口金。
【０００８】
（２）前記吐出孔群内の吐出孔が共通の導入孔を有していることを特徴とする前記（１）に記載の溶融紡糸用口金。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の口金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、本発明の口金はコストや少量多品種生産を前提とした原糸生産設備の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】
【００１０】
本発明の口金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０．８ｄｔｅｘ（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０．１ｄｔｅｘ以上の極細糸に本口金を適用するのが好ましい。反面、本口金の特徴である単糸繊度０．８ｄｔｅｘ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１８０個以上の単糸が吐出される場合であり、１７９個以下では通常の同心円状の吐出孔配列や格子状あるいは千鳥格子状の配列の口金と品質は変わらないものとなる。例えば、８４ｄｔｅｘ−１９２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、５６ｄｔｅｘ−９６フィラメントのポリエチレンテレフタレートを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５６ｄｔｅｘ−９６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。
【００１１】
本発明の口金は吐出孔間隔Ｓが０．８ｍｍ以上２．６ｍｍ以下である６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。
【００１２】
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１参照）
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２．６ｍｍ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２．６ｍｍ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。
【００１３】
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６個以上でありかつ同心円上の配列していることが重要である。吐出孔群に含まれる吐出孔の数が５個以下の場合、あるいは同心円上に配列されていない場合、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８個以下であると好ましい。また、口金の制作面から吐出孔群内の吐出孔が同じ導入孔を有していると好ましい。
【００１４】
一般的に極細糸を溶融紡糸する場合は通常糸に比べて溶融ポリマの固化点が口金に近づくために、これに対応するための手段を講じる（例えば冷却装置の取り付け位置を口金に近づける）必要がある。吐出孔群を構成する吐出孔が本発明の要件を満たすことにより、互いに近接した吐出ポリマの影響を受けて徐冷効果が生まれ、従来技術では想起できない品質と製糸安定性が得られるようになった。
【００１５】
これに加えて本発明の口金においては、前述した吐出孔群の間隔Ｈが４．５ｍｍ以上、１６ｍｍ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。（図２参照）
吐出孔群の間隔Ｈが４．５ｍｍ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、１６ｍｍを超えると通常使用される円形紡糸口金の径の制限から必要とする数の吐出孔を穿つことができなくなる。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。なお、吐出孔群間隔Ｈは７．０ｍｍ以上となると糸条理の均一性の点からさらに好ましい。
【００１６】
本発明の口金が有する吐出孔の形状はあらゆる形状の吐出孔が適用可能であるがＴ型孔のような形状よりも口金直下で吐出ポリマの屈曲しないＹ型孔、十字型孔などの点対称形状が好ましく、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０．１２ｍｍ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。
【００１７】
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】
【００１８】
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。
【００１９】
（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３段階で評価し、◎、○を合格レベルとした。
【００２０】
◎：ハーフイナート０．６未満
○：ハーフイナート０．６以上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、○を合格レベルとした。
【００２１】
○：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。
【００２２】
△：糸切れ発生頻度が２回／ｔを超えるレベルのもの
×：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。
【００２３】
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４０ｍｍから１０００ｍｍにわたり一方向から冷却風を吹き込むシステムを有する一般的な紡糸設備）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℃、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／分で紡糸を行った。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２１６の円形孔、直径０．１０ｍｍ、長さ０．３０ｍｍ）であり、製糸後に８４ｄｔｅｘ−２１６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下表のとおりである。また吐出孔群の配列は図２に準ずる同心円状配列とした。また比較例１を除いて全ての水準の口金は図３に示す断面を有しており１つの導入孔に対して６つないし４つのの吐出孔（１つの吐出孔群）を有している。
【００２４】
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。特に実施例１は糸条均斉性の点で優れていた。
【００２５】
比較例１は、従来の吐出孔配列（同心円状）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。
【００２６】
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。
【００２７】
比較例３は吐出孔配列は本発明のものであるが吐出孔間隔が広すぎて、糸条均斉性において実施例には劣るものである。
【００２８】
比較例４は吐出孔群内の吐出孔数が４である場合を示したものである。糸条均斉性において実施例に劣るものとなっている。
【００２９】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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】紡糸口金の断面図。
【図４】比較例４で用いる吐出孔群内の吐出孔配列を示す模式配置図。
【符号の説明】
【００３１】
１：吐出孔
２：吐出孔群
３：導入孔
Ｓ：吐出孔の間隔
Ｈ：吐出孔群の間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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