(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紡糸溶液を凝固液中へ吐出して合成繊維を湿式紡糸するための、吐出面形状が円形の紡糸口金であって、該紡糸口金には略等穿孔密度の吐出孔群が口金中心から半径方向へ向って放射状に穿設された穿孔部と、
該穿孔部中に吐出孔群が穿設されていない部分が孤立して形成されると共に、口金中心に対して円周方向及び半径方向に規則的な間隔をおいて前記口金の中心方向側に頂点を有する扇型形状を有する非穿孔部と
が形成された湿式紡糸口金。
【請求項２】
前記吐出孔群の穿孔個数が３００〜３００００個である請求項１記載の湿式紡糸口金。
【請求項３】
全芳香族ポリアミド用の湿式紡糸に用いることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の湿式紡糸口金。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーヨン、アクリル、全芳香族ポリアミドなどの合成繊維を湿式紡糸するための紡糸口金に関し、特に、多数の吐出孔が穿設された紡糸口金から凝固液中に紡糸溶液を吐出して合成繊維を湿式紡糸するための紡糸口金に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、レーヨン、アクリル、全芳香族ポリアミドなどの合成繊維は、紡糸口金に穿設された吐出孔群より、紡糸溶液を凝固液中へ吐出して繊維化する湿式紡糸法によって製造される。このような湿式紡糸においては、1枚の紡糸口金板に多数の吐出孔、例えば、数百〜数十万個の吐出孔を穿設して、一度に多くの単繊維を紡出することも行われている。
【０００３】
そして、前記紡糸口金板の形状としては図２（図Ａは紡糸溶液の吐出面を例示した平面図、図Ｂはその正断面図をそれぞれ示す）に示すように、紡糸溶液を吐出する吐出面が円形を有するものや、図示省略するが長方形のものが一般に使用される。その際、可能な限り多くの単繊維群を一枚の紡糸口金から効率的に紡出して繊維化するという目的を達成するために、口金吐出面の略全面に渡って略等穿孔密度で吐出孔群が多数高密度に形成されているのが通常である（例えば、特公昭５５−３７６０５号公報、特公昭５５−３７６０６号公報、特公昭５５−３７６０７号公報、特公平２−４５０号公報など参照）。
【０００４】
しかしながら、図２に示したような従来の湿式紡糸口金では、極めて多くの吐出孔群を高密度で穿設すると、凝固液が更新されずに滞留して必要な量の新鮮な凝固液が供給されない部分が生じて、凝固させて繊維化するための紡糸溶液から充分に溶剤を抜き出すことができないという問題が生じる。そして、もし、このような事態が生じると、別々の吐出孔から吐出した単繊維同士が密着したり、単繊維切れが生じたりして、紡糸調子が悪化する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであって、その目的は、多数の吐出孔群が穿設された湿式紡糸口金を使用しても、紡出された単繊維間で密着が発生せず、しかも、凝固不十分によって単繊維切れの発生を極めて効果的に抑制できる湿式紡糸口金を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上に述べた本発明の目的は、下記の湿式紡糸口金によって達成される。
【０００７】
ここに、本発明の湿式紡糸口金として、「合成繊維を湿式紡糸するための紡糸溶液を凝固液中へ吐出する吐出面形状が円形の紡糸口金であって、該紡糸口金には略等穿孔密度の吐出孔群が口金中心から半径方向へ向って放射状に穿設された穿孔部と、該穿孔部中に吐出孔群が穿設されていない部分が孤立して形成されると共に、口金中心に対して円周方向及び半径方向に規則的な間隔をおいて前記口金の中心方向側に頂点を有する扇型形状を有する非穿孔部とが形成された湿式紡糸口金」が提供される。
【０００８】
その際、前記吐出孔群の穿孔個数が３００〜３００００個であることが好ましい。
【０００９】
そして、本発明の湿式紡糸口金は、特に、全芳香族ポリアミド用の湿式紡糸に好適に用いることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以上に述べた本発明の湿式紡糸口金の実施の形態について、以下に図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は、紡糸溶液の吐出面形状が円形である本発明の湿式紡糸口金に関して、その四分の一の部分だけを取り出して例示した一実施形態の模式説明図（平面図）であって、参照符号１は口金板本体、２は吐出孔群、３は仮想区画線（二点鎖線で表示）をそれぞれ表す。なお、言うまでもないが、その主旨を満足する限り、本発明は図１に例示した実施形態に限定されるものではない。
【００１２】
ここで、前記口金板本体１の全体形状は、従来の技術の欄で既に述べた口金の形状と同様に、その吐出面が円形である皿状形状を有している。また、二点鎖線で表示した前記仮想区画線３は、参照符号Ｏで示した口金中心から半径方向へ延びる半直線であって、互いに隣接する二つの仮想区画線３で囲まれる区画領域内に一定の規則的なパターンを有する吐出孔群２が穿設される。
【００１３】
したがって、図１の実施形態では、隣接する二つの仮想区画線３で囲まれる区画領域は、５０個存在することとなり、これら各区画領域には同じの規則的なパターンを有する吐出孔群２が穿設されていることになる。
【００１４】
そこで、吐出孔群２が穿設される規則的なパターンについて説明すると、まず、参照符号２０で示した一連の吐出孔群が、中心Ｏから一定の距離をおいた位置Ｐ1から半径方向に向かって位置Ｐ4にまで、一定間隔で一列に穿孔されている。次に、図示したように、前記吐出孔群２０を挟むようにして吐出孔群２０の列の外側にそれぞれ隣接して平行に吐出孔群２１ａと２１ｂとが位置Ｐ2から位置Ｐ4まで、同様に穿孔されている。更に、これら吐出孔群２１ａと２１ｂの外側にも、図示したように、これら吐出孔群２１ａ，２１ｂの二つの列の外側にそれぞれ隣接して平行に吐出孔群２２ａと２２ｂとが位置Ｐ3から位置Ｐ4まで一定間隔で同様に穿孔されている。
【００１５】
以上に述べたようにして、口金本体１の吐出面の全面に渡って吐出孔群を穿設すると、略等穿孔密度の吐出孔群２が穿設された穿孔部Ｂからなる海中に、規則的な間隔をおいて設けられた島状の孤立した一連の非穿孔部Ａ（Ａ１、Ａ２、及びＡ３）が出現する。このような非穿孔部Ａは、略等穿孔密度で穿孔された吐出孔群２からなる海（穿孔部Ｂ）の中に孤立して存在する島のように規則的なパターンを形成して、口金の中心Ｏ側に頂点を有する扇型形状を有している。
【００１６】
つまり、図１に例示した実施形態では、口金本体１の吐出面側に島状の孤立した非穿孔部Ａの状態で円周方向及び／又は半径方向に規則的な間隔をおいて形成されている。しかも、この実施形態例では、口金の中心Ｏに近い部分において、非穿孔部Ａ２が穿孔部に対して占める面積比率が、口金外周部における非穿孔部Ａ３のそれよりも大きいために、従来の口金では、口金中心部で新鮮な凝固液の更新が行われ難かった状況が、大幅に改善される。
【００１７】
なお、ここで付言すると、本発明において、「吐出孔群２中に円周方向及び／又は半径方向に規則的な間隔をおいて存在する島状の孤立した非穿孔部Ａ」とは、従来から知られている口金中心部に存在する円形の非穿孔部Ａ１を含んだ概念であって、このような非穿孔部Ａ１の有無とは関係なく、図１に示したような非穿孔部Ａ２及び／又は非穿孔部Ａ３を持つ場合をさすものとする。
【００１８】
本発明においては、吐出孔群２が穿孔されている穿孔部Ｂ中に存在する非穿孔部Ａの分布状態が重要である。何故ならば、穿孔部Ｂが広い面積を占有すると、この部分では、凝固液が進入することが困難となるからである。したがって、口金吐出面の円周方向に沿って扇型状に等区分する区画領域の数は、このような状況を勘案して設定する必要があるが、特殊な条件下で無い限り、１０〜５００とすることが好ましい。ただし、区画領域の数に関しては、口金中心Ｏから外周部へかけて、円環領域を段階的に設定し、これら各円環領域内で区画領域の数をそれぞれ変えるようにしても良い。例えば、口金中心部では、区画する領域の数を少なくし、逆に、外周部方向に近い円環領域では、その区画数を多くしてもよい。
【００１９】
なお、この区画領域の数は、凝固液の単繊維間への進入の容易性は、紡糸速度、凝固液の流動状態、口金に穿孔する吐出孔の数や穿孔密度、あるいは、紡糸口金形状などの紡糸条件によっても左右されるため、これらの条件に合わせて適宜最適な数を選定することが必要である。何故ならば、非穿孔部Ａを広範囲に多数存在させることによって、単繊維同士の密着や単繊維切れを防止することはできるが、このようにすると、一枚の口金に穿孔可能な吐出孔群２の数が減少するからである。したがって、生産効率を低下させない範囲内で最適状態を決定する必要があり、最終的には実験によって決定することが好ましい。
【００２０】
また、一枚の口金に穿孔する吐出孔群の数の上限は、５００００個であり、本発明においては、３００〜３００００個とすることが、本発明の目的を達成する上で好ましい。何故ならば、吐出孔数が３００個未満であれば、本発明の湿式紡糸口金を採用しなくても、単繊維同士の密着や単繊維切れの発生を抑制することができ、また、吐出孔数が３００００個より多くなるとなると、非穿孔部を多く持つ本発明の湿式紡糸口金はその直径がおおきくなり過ぎて、実用的でなくなるからである。
【００２１】
以上に詳述したように、本発明においては、「吐出孔群の穿孔部Ａ中に島状の孤立した非穿孔部Ｂが規則的な間隔をおいて設けられていること」が極めて重要であって、この非穿孔部Ａが存在することで、この部分に凝固液が進入しやすくなって、新鮮な凝固液が常に更新して供給されることとなる。そして、これによって凝固液中に紡出された紡糸溶液から円滑に溶剤が凝固液中に抽出されるため、単繊維同士の密着や単繊維切れの発生が抑制されることとなる。
【００２２】
したがって、本発明における非穿孔部の形状としては、図１に例示した実施形態の中心方向側に頂点を有する扇型形状が円形口金においては、特に好ましい。しかしながら、本発明の湿式紡糸口金は、これらの形状に限定されず、口金中心へ短辺側が向いた台形状、その２本の対角線中長い方の対角線の延在方向が口金中心に向かう菱形状などを採用することもできる。また、場合によっては、長方形状、楕円状、あるいは三角形状などの非穿孔部を略等穿孔密度で穿設された吐出孔群中に、単繊維同士が密着を起こしたり、単繊維切れが発生しないように吐出孔群中へ散在させても良い。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例によって、本発明を更に詳しく具体的に説明する。ただし、これらの実施例は本発明の理解を助けるためのものであって、これらの記載によって、本発明の主旨に合致する実施例までも限定するものではない。なお、実施例中、還元粘度（Ｉ．Ｖ．）は、重合体溶液から芳香族ポリアミドポリマーを単離して乾燥した後、濃硫酸中、ポリマー濃度１００ｍｇ／１００ｍｌ硫酸で３０℃において測定した値である。
【００２４】
特公昭４７−１０８６３号公報に記載の方法に準じた界面重合法によって製造したＩ．Ｖ．が１．９のポリメタフェニレンイソフタルアミド粉末２１.５重量部を、−１０℃に冷却したＮ−メチル−２−ピロリドン７８．５重量部中に懸濁させ、スラリー状にした後、６０℃まで昇温して溶解させ、透明な全芳香族ポリアミドからなる紡糸溶液を得た。そして、前記紡糸溶液を原液として、孔径が０.０７ｍｍ、孔数が５０００個の吐出孔群が穿設された紡糸口金を使用して湿式紡糸を行った。
【００２５】
このとき使用した湿式紡糸口金は、図１に例示したものと実質的に同じものであった。すなわち、紡糸溶液を吐出するための吐出孔群が開口する吐出面の外径が１３０ｍｍの円形口金であって、図の二点鎖線で囲まれた扇型形状に区画された区画領域の数が５０個、すなわち、この各区画領域には吐出孔群がそれぞれ１００個ずつ穿設してあった。
【００２６】
また、前記各区画領域に穿孔された１００個の吐出孔群に関しては、図１に示した吐出孔群２０については位置Ｐ1から位置Ｐ4まで孔ピッチ間隔を１.１４ｍｍとして口金中心から半径方向に一列に４４個穿孔した。ただし、その際、口金の中心Ｏから位置Ｐ1までの距離ＯＰ1は、２２．３６ｍｍとした。次に、位置Ｐ2から位置Ｐ4に存在する２４個の吐出孔群２０の一部をそれぞれ左右両側の円周方向へ間隔１.４３３ｍｍを保って平行移動させた状態で吐出孔群２１ａと２１ｂとを図示のように吐出孔群２０を挟んだ両側にそれぞれ一列ずつ２列に合計４８個穿孔した。さらに、これら吐出孔群２１ａ及び２１ｂの両外側にも、前記と同様に、４個ずつ位置Ｐ3から位置Ｐ4までに穿設された吐出孔群２０を円周方向へ吐出孔群２１ａ及び２１ｂに対して間隔１.４３３ｍｍを保って平行移動させた状態で合計８個穿孔した。
【００２７】
このようにして、口金の紡糸溶液吐出面の全面に吐出孔群を穿孔することによって、吐出孔群中に島状の孤立した扇型形状の非穿孔部Ａ１及びＡ２が図示したように、口金の半径方向に２箇所形成され、さらに、その円周方向についても、それぞれ５０箇所形成されていた。なお、このとき、口金の中心部には吐出孔が全く形成されていない非穿孔部Ａ１も形成された。
【００２８】
以上の実施例に述べた紡糸口金を使用して、水／ＮＭＰ比率を４０重量％／６０重量％に調整し、その温度が６０℃に維持された凝固液中に浸漬させて、前述の紡糸原液を０．０３２５ｃｃ／分・孔で５０００個の吐出孔群２から一斉に吐出させ、糸速７ｍ／分で紡糸した。そして、このようにして得られた５０００本の単繊維群の密着本数と紡糸時間１０分の間に発生する単繊維切れの回数を評価した。
【００２９】
ただし、その際、前記実施例と比較するために、紡糸条件は前記実施例と同じであるが、口金に穿孔する吐出孔群の分布パターンのみが異なる図２に模式的に示した湿式紡口金を比較例として用いた。なお、この比較例として用いた口金においては、図示の二点鎖線群によって吐出孔群の穿孔領域は、１０個の区画に分割され、これら１０個の区画領域には孔径が０.０７ｍｍである５００個の吐出孔群がそれぞれ穿孔され、このときの吐出孔群の孔間隔を半径方向へ１.１４ｍｍ、円周方向へ１.７４８〜２．４７４ｍｍとした。ただし、前記二点鎖線群によって区画される各区画領域の境界に関しては、孔間隔は３.５ｍｍとした。なお、付言すると、このようにして吐出孔群が穿孔された口金では、穿孔された吐出孔群中に島状の孤立した非穿孔部が規則的な間隔をおいて設けられていないことは明らかである。
【００３０】
以上に述べた実施例と比較例の湿式紡糸口金を使用してその単繊維同士の密着本数と単繊維切れの本数（回／１０分）とを評価した結果を表１に示す。この表１より明らかなように、本発明の湿式紡糸口金を使用することによって、従来の口金では、多数の吐出孔群を穿孔した場合に、単繊維同士が密着したり、単繊維切れが発生したりするのを抑制することが困難であったが、このような問題が解消されていることが分る。
【００３１】
【表１】
0003958626.tif 000002
【００３２】
【発明の効果】
以上に述べた本発明の湿式紡糸口金によれば、多数の紡糸溶液の吐出孔群が穿設された湿式紡糸口金を使用しても、その非穿孔部の存在によって、凝固液の滞留が生じず、充分に凝固液が更新される。このため、紡出された単繊維間で密着が発生せず、しかも、凝固不十分によって単繊維切れの発生を極めて効果的に抑制できるという極めて顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】吐出面形状が円形である本発明の紡糸口金であって、その四分の一の部分だけを取り出して例示した一実施形態の模式説明図（平面図）である。
【図２】従来の湿式糸口金の実施形態を例示した模式説明図であって、図Ａは紡糸溶液の吐出面を例示した平面図、図Ｂはその正断面図をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１  紡糸口金
２  吐出孔群
Ａ（Ａ1〜Ａ3）  非穿孔部
Ｂ  穿孔部
Ｏ  口金中心
Ｐ1〜Ｐ3  穿孔開始位置
Ｐ4      穿孔終了位置
【図１】
0003958626.tif 000003
【図２】
0003958626.tif 000004