CN1361314A - 纺丝喷丝头 - Google Patents

Abstract

虽然湿式纺丝中原液吐丝孔形状是圆形,但是可以得到任意非圆形断面的纤维的纺丝喷丝头。在由湿式纺丝制造非圆形断面纤维用的纺丝喷丝头上,作为用于形成一根纤维的单位原液吐丝孔的至少2个以上的圆形吐丝孔是以与作为目的的纤维断面的形状相对应的一定的配置穿通设置而成的。以前,在制造非圆形断面纤维时,使用具有以纤维的形状为标准的形状的吐丝孔的纺丝喷丝头,为了得到复杂断面形状的纤维,纺丝喷丝头的加工采用微细加工,即困难又高价,另外,由于受异型加工部分的强度的制约,只好牺牲纺出速度、即纤维生产率。在本发明中,由于把吐丝孔断面做成圆形,可以降低制作费用,提高耐压性,进而提高生产速度。另外,通过孔的配置图形,可以得到任意的纤维断面形状。

Description

纺丝喷丝头

技术领域

本发明涉及在湿式纺丝中在制造非圆形断面纤维中使用的纺丝喷丝头。

背景技术

以前，在湿式纺丝制造化学纤维的工序中，在制造非圆形断面形状的纤维时，使用具有以作为目的的纤维断面形状为标准的断面形状的吐丝孔的纺丝喷丝头。例如，为了得到扁平形状断面的纤维，制作并使用备有同样扁平形状的吐丝孔的纺丝喷丝头，为了得到三角断面的纤维，使用备有Y形断面吐丝孔的纺丝喷丝头。

现在对此稍作说明。图1是作为非圆形断面内的最简单的形状的扁平断面纤维制造用的纺丝喷丝头的吐丝孔的断面图，图2是由其得到的纤维断面图，从吐丝孔出来的纺丝用原液经凝固、延伸等工序后，与吐丝孔断面图1相比略带圆弧状，最终成为图2所示断面形态的纤维。另外，三角断面纤维用喷丝头的吐丝孔及由其得到的纤维断面如图3及图4所示。即通常是把制作的吐丝孔的断面设定成把想得到的纤维断面形状锐角化了的形状。

但是在用这样原有的方法制作非圆形断面形状纤维用的纺丝喷丝头时，为要制造复杂断面形状纤维，必须加工相应的复杂断面形状的吐丝孔，例如，为了用原有的方式得到图6那样的断面纤维，必须设定图5所示的断面的吐丝孔。在做成这样复杂的断面的吐丝孔时，在多数情况会有图中a部所示的尖部。该部分是阻碍纺丝原液的通过，是剪切应力集中的部分，由于阻碍原液通过，所以必须把原液通过量设定成比圆形断面的通过量低，其结果是降低了纤维的生产率。另外，在生产中使用含有以赋予纤维一定性能为目的的固形成分的纺丝原液时，该a的部分成为最容易磨损的部分。当该部分磨损时，由于不能得到所希望的断面的纤维，与扁平用等简易形状的吐丝孔相比，不仅生产率变差，喷丝头的寿命也变差。另外，即使扁平用形状的吐丝孔也不例外，与圆形断面吐丝孔相比，生产速度和寿命都变差。

另外，现有的制造非圆形断面纤维用的吐丝孔的加工用以线切割等放电加工为代表的微细加工进行，断面越复杂，加工费越高，喷丝头购入的价格也越高。另一方面，圆形断面用的吐丝孔加工是由冲床和钻床进行的，与非圆形的断面相比，可以廉价制造。即复杂断面的纺丝喷丝头与圆形断面的相比，在纤维生产率，运转寿命和购入价格等方面，当然要变差。

发明目的

本发明者们反复研究用上述原有方法制造非圆形断面纤维的问题，特别研究了生产率的改善，结果完成了本发明。本发明的目的在于，提供一种能制造非圆形断面纤维的、廉价、寿命长、生产率高的纺丝喷丝头。

技术方案

本发明的这样的目的是由湿式纺丝中制造非圆形断面纤维用的纺丝喷丝头完成的，该纺丝喷丝头的作为形成一根纤维的单位原液吐丝孔是以与作为目的纤维断面的形状对应的一定的配置穿通设置至少2个以上的圆形吐丝孔而成的。再有，在该圆形吐丝孔的后背部上设置1～10单位原液吐丝孔共用的原液导入孔，构成单位原液吐丝孔的各个圆形吐丝孔的配置是连结最接近的各个孔中心的线段的图形，最好是直线状、V字状、三角形状、Y字、X字状、C字状、四角形状的任何一个和或者是它们的组合。

另外，在单位原液吐丝孔内，以从各吐丝孔吐出的原液相互接合为目的的2个圆形吐丝孔的孔中心间距离(接合吐丝孔间距)定在用公式：α×(

)×(圆形吐丝孔直径)(α是从0.9～1.3范围内选取的值，PR是在纺丝条件内用凝固浴离开速度除从本纺丝喷丝头采用的圆形吐丝孔中吐出的原液的线速度得到的值)得出的值的范围内，在单位原液吐丝孔内或它们之间，以从各吐丝孔吐出的原液相互离散为目的的2个圆形吐丝孔的孔中心间距离(离散吐丝空间距)定在用公式：β×( )×(圆形吐丝孔直径)(β≥1.5)得出的值的范围内，这样对达到本发明的目的是有效的。

附图的说明

图1是原来使用的制造扁平断面纤维用的纺丝喷丝头的断面图。

图2是用图1的纺丝喷丝头得到的纤维的断面图。

图3是原来使用的制造三角断面纤维用的纺丝喷丝头的吐丝孔的断面图。

图4是用图3的纺丝喷丝头得到的纤维的断面图。

图5是原来使用的制造图6那样断面纤维用的纺丝喷丝头的吐丝孔的断面图。

图6是用图5的纺丝喷丝头得到的纤维的断面图。

图7是用于说明本发明的具有Y字形断面的纤维的断面模式图。

图8是用于制造具有图7的断面的纤维的纺丝喷丝头的局部断面模式图，表示3单位原液吐丝孔。

图9是从纺丝喷丝头的里面看到的图8的3个单位原液吐丝孔的放大模式图，4个圆形吐丝孔配置成Y字形。

实施例

下面详述本发明，首先以三角断面纤维为例用附图说明本发明的纺丝喷丝头。图7为目的纤维的断面模式图。图8是用于制造这样断面的纤维的纺丝喷丝头的局部断面模式图，表示3单位的原液吐丝孔共用一个原液导入孔的例子。图9是从纺丝喷丝头里面看到的3单位原液吐丝孔和它们共用的原液导入孔的放大模式图。

本实施例的单位原液吐丝孔由4个圆形吐丝孔构成。在图8中，1是各个圆形吐丝孔，2是分别备有各圆形吐丝孔的毛细管部，3是集合1的单位原液吐丝孔，4是一单位或多单位原液吐丝共用的原液导入孔。图9中的粗线是连接最接近的有关系的孔的中心的线段，L是其长度(后述)。本发明的纺丝喷丝头的最大特征在于，既用于由湿式纺丝制造非圆形断面纤维，又把2个以上的多个圆形吐丝孔组成1单位原液吐丝孔，即原来是由一个复杂断面形状的吐丝孔与一根纤维对应，而现在是用非简单规定的多个圆形吐丝孔来代替。由于做成圆形吐丝孔，纺丝喷丝头的制作变得容易，避免了喷丝头加工时及纺丝时应力集中的问题。另外。该圆形吐丝孔的孔径设定在φ0.015～0.40mm的范围内，适用于工业上。

本发明所说的非圆形断面纤维是指用垂直于纤维轴的面切断纤维时断面形状近似于三角形和四角形、扁平状、哑铃状、Y字状、T字状、C字状、星型状、月芽状等形状的纤维那样的难以称为圆形的形状的纤维。对于椭圆形等形状，如果勉强地说，是指长轴和短轴之比为1.3以上的形状。

所谓单位原液吐丝孔，按文字理解是形成1根非圆形断面纤维所必需的圆形吐丝孔的集合，圆形吐丝孔的个数是2个以上。在使用于具有复杂纤维断面的纤维时和虽称为扁平状的纤维断面但具有接近于薄带状的断面的纤维时，圆形吐丝孔的个数必然增多。没必要非要设置个数的上限，但如果考虑到每个纺丝喷丝头的生产率即穿通设置的单位原液吐丝孔的单位数等，其上限是15个以下，最好是10个以下。

对于在单位原液吐丝孔中穿通设置2个以上的圆形吐丝孔时的配置来说，2个时没有选择的余地，一般来说做成为符合并对应想要用该纺丝喷丝头制造的纤维的断面形状的一定配置。为了表示这样的配置，在本发明中，考虑连接注目一个圆形吐丝孔时的，该圆形吐丝孔的中心和与该圆形吐丝孔相邻的其它的圆形吐丝孔(有时有多个吐丝孔存在)的中心的线段，该线段长度的最短的组合作为最接近的孔。对于作为单位原液吐丝孔的构成成员存在的其它全部圆形吐丝孔，用线顺序连接符合最接近的孔的条件的吐丝孔中心。该线段的长度(图9中的1)称为接合孔中心间距离或接合吐丝孔间距。

穿通设置的圆形吐丝孔的配置用这样的线段的集合描画的图形表示，在本发明中，最好是能看做为直线状、V字状、三角状、Y字状、X字状、C字状、四角状的配置的任何一种或是它们的组合。不用说，虽然除此而外也可以有正多角形状，但实际上不能期待从它们得到的非圆断面纤维具有特别优良的性质。而且，作为与该图形对应的纤维断面的形状依赖于纺丝原液特性和纺丝条件，但成为大致与原先顺序对应的扁平状、楔状、三角形状、三叶草叶状、十字乃至四角形状、C形乃至月芽状，及四角形状。

从上述最接近的孔彼此吐出的纺丝原液流，虽然从只间隔称为接合孔中心间距离或接合吐丝孔间距的距离的位置上单独喷出，但必须不是提供单独的纤维丝条而是提供相互接合的非圆形断面纤维。从最接近的孔彼此出来的原液流是结合还是离开不单决定于吐丝孔间距，即除在吐丝孔间距的硬件上具备固定的距离外，还依赖于作为同样的硬件的该吐丝孔的孔径和吐丝孔的毛细管部长度、供给纺丝的纺丝原液的粘弹性的特性和实际上采用的纺丝条件、例如供给原液吐丝孔的纺丝原液的供给速度、纺丝原液的温度、凝固过程中的凝固速度和PR(后面叙述，等于喷射延伸比的倒数)等软件因素。

因此，为了结合不能只在硬件方面一味地规定吐丝孔间距。但是如果无限制地增大吐丝孔间距就不能结合(不能实现发明的目的)，间距过小时会引起不希望的结合，而且还会增大纺丝喷丝头自身制作难度和降低耐压性等。如上述，虽然不能笼统地进行决定，考虑到纺丝喷丝头的制作性、纺丝原液特性和纺丝条件(软件)的可采用的幅度等，以结合为目的的结合吐丝孔之间的结合吐丝孔间距，我们推荐设定在用公式：α×(

)×(圆形吐丝孔孔径)(α是从0.9～1.3范围内选取的值)得出的值的范围内。

上述式中的PR是由「从吐丝孔出来的原液的吐出线速度/纤维束从凝固浴离去的速度」之比求得的，相当于喷射延伸比的倒数。因此PR表示速度、即平均单位时间内纤维长度的缩小倍率，其本质在概念上相当于纤维直径的膨胀倍率，是设计纺丝喷丝头时与耐压性并列的重要因素之一。从而，上述式中「(

)×(圆形吐丝孔孔径)」的部分，在概念上具有喷出到凝固浴内的液状丝的膨胀后的直径的意思。结果再乘以取值为0.9～1.3的α的上述式子的意思是由膨胀后的直径用α系数修正的值确定结合吐丝孔间距。α值取0.9～1.3，超过1.3时会出现以下的不良情况，即生成离散丝条、或通过减少能在一个纺系喷丝头上穿通设置的单位原液吐丝孔的单位数来降低所谓喷丝头的平均纤维生产率、或可采用的纺丝条件的容许幅度变得狭窄等。不到0.9时，接近纺丝喷丝头的制作极限，会产生不希望的结合丝条，也会成为喷丝头强度低下的原因，所以不予推荐。

其次，在本发明的纺丝喷丝头中，避免喷出的纺丝原液流结合即必须离散的情况产生在作为单位原液吐丝孔的构成成员的圆形吐丝孔之间的不符合最接近孔关系的圆形吐丝孔之间和相邻的2个单位原液吐丝孔之间的属于一个单位的圆形吐丝孔之中的任一个和在属于另一个单位的圆形吐丝孔中的任一个中符合最接近的孔的关系的圆形吐丝孔之间。简单地说，前者是指在一个单位原液吐丝孔内，对于任意的圆形吐丝孔来说，除了最接近的孔之外的孔都必须离散，后者是指在不同的单位原液吐丝孔之间即使是处于最接近的位置的圆形吐丝孔，如果所属单位不同，也必须离散。

即使对于这样应该离散的圆形吐丝孔之间的离散吐丝孔间距，因与上述同样的理由也不能笼统地决定。但是在确保离散的范围内减少该间距是可以提高每个纺系喷丝头的纤维生产率的，该间距推荐设定在由公式：β×(

)×(圆形吐丝孔孔径)得出的值的范围内。β值未满1.5时会引起不希望的结合并增加具有异常断面的纤维混在制造的纤维束中的危险，如果增大这样的比率，虽然没有上述那样故障，但是朝向牺牲纤维的生产率的方向发展。

通常在纺系喷丝头的圆形吐丝孔的后背部备有称作毛细管部的具有一定长度的部分及在其后背部还备有从大直径向毛细管部直径缩小成圆锥型形状的一般称为原液导入孔的公共纺丝原液的流路。在本发明的纺丝喷丝头中，虽然用于形成一根纤维的每个圆形吐丝孔也可以都分别配备原液导入孔，但采用的是1单位原液吐丝孔配备1个原液导入孔、即最好形成一根纤维的多个圆形吐丝孔集中起来共用一个原液导入孔，也可以根据情况把10单位以下的原液吐丝孔集中起来共用一个原液导入孔。

在上述那样的本发明的纺丝喷丝头中，从处在基本上只离开一定距离的位置上的多个圆形吐丝孔吐出的纺丝原液流，在凝固浴中相互接合，给出与吐丝孔的形状不同的圆形以外的断面形状的纤维。从位置上相离开的2个吐丝孔出来的原液流，如果是原来的话，通常分别形成2根丝条，而在本发明中由于下面的理由，它们会接合起来。

即，只要凝固速度不是极端的快，(通常的温式纺丝能满足该条件)，从圆形吐丝孔吐出的原液流，在刚吐出后，由于原液自身的粘弹性和从纺丝喷丝头喷出时受到的应力等原因，会提供直径比吐丝孔的直径多少粗一些的未凝固的液状丝。该现象称为膨化效果，作为其结果，从相互最接近的孔出来的液状丝的表面间距离比喷丝孔彼此的外缘间距离短，即更接近了。膨化效果大时，在这时两液状丝接合并成为一根纤维的原形，在适当进行凝固后就提供了非圆形断面纤维。

膨化效果大时不用说，即使在其效果不大的情况下，由于纺丝原液自身的特性和采用的诸条件等原因，伴随着在凝固浴中的凝固工序的进行，上述液状丝在向凝固浴离去部前进的同时慢慢地改变其物理性并减慢线速度，该线速度的减小，即上述的(改变液状丝的性质的结果的)平均单位时间的纤维长度的缩小，只要性质的变化不是极端的变化就大致被液状丝的直径的增大(膨胀)相抵消。把该液状丝的直径的增大以直径的膨胀意思称为「仿真膨化效应」。因此与上述的情况相同，液状丝的表面间距离更加接近，最后到达接合，这就是成为非圆形断面纤维的原因。不用说接合吐丝孔间距由液状丝从吐丝孔吐出后的变形程度决定。

构成本发明的纺丝喷丝头的1单位原液吐丝孔的多个圆形吐丝孔，一般是相同孔径的吐丝孔，但在极特别的情况下，也可以采用不同孔径的吐丝孔。另外，作为纺丝喷丝头的材料没有特别的限制，可以采用钽、不锈钢、白金—金合金、玻璃、陶瓷和环氧、聚碳酸脂、及其他的工程树脂等。

还有，本发明的纺丝喷丝头在湿式纺丝中能发挥出上述的效果，但在如溶融纺丝、干式纺丝、半干半湿式纺丝那样原液或融液在成为固化纤维前经过气体空间的纺丝中，由于不能避免在空间中的纤维形成过程中的纤维的摆动远远超过吐丝孔间距，所以用本方式形成定量的非圆形断面纤维有困难。

以上对使用本发明的纺丝喷丝头由湿式纺丝制造非圆形断面纤维的方法进行了说明。正像到此为止说明的那样，为了使吐出原液流在凝固浴内接合，谋求纺丝喷丝头的各种尺寸、纺丝原液的特性及凝固要素的平衡是重要的。因此，对于所谓尺寸不容易变化的纺丝喷丝头的硬件被固定的情况来说，需要整理用于结合的手段。

首先，在某种条件下进行湿式纺丝时，有不相结合的情况。除了结合吐丝孔间距不正常的过大而外，引起不能结合即各丝条离散的理由有以下几点：

1.凝固过快的情况；

2.膨化效果不充分的情况；

3.凝固引起的仿真膨化效果不充分的情况；

4.从凝固浴中离去速度过大的情况。

1是从喷丝头刚吐出后凝固(聚合体的凝集·沉淀的形成)形成所谓皮层的情况，必须采取减缓凝固速度的手段。作为凝固液，一般多使用聚合物的稀薄的溶剂溶液，举例来说，应该采取增加其浓度或者减少溶剂的扩散系数的手段等。如果是2的情况，应该向更能出现膨化效果的方向选定条件。由于膨化效果是起因于加到吐出原液上的可恢复的剪切变形的缓和恢复的现象，所以应该边提高原液中的聚合物的浓度并增加络合点边降低络合间分子量，或者缩短毛细管部滞留时间并减少应力缓和，或者在加上高剪切应力的纺丝条件下吐出等等。

3的情况，一部分与后述的4的情况相似，可以考虑降低离去速度，并试试减缓凝固的进行，再有也有必要变更纺丝喷丝头的设计要素，特别是设计时设定的PR。所谓4的情况，是这样的情况：虽然在适当的条件下可以接合，可是由于离去的速度大，喷出的液状丝从可接合的状态被延伸，其结果，引起液状丝的直径减小(膨胀降低)，错过接合的机会，如果是这种情况，通过慢慢降低离去速度，同时观察形成的纤维断面，可以容易地找到实现接合的点，一般说来，从纺丝喷丝头吐出的液状丝在被吐出的原封不动的平行状态下离去的是很稀少的，总会受什么集束作用后离去，这样至少会辅助接合的发生。

另外，接合过分，即1单位内的原液吐丝孔之间和在极端情况下属于不同单位的原液吐丝孔之间的预定离散的吐丝孔之间发生接合的情况，在这种情况下推荐向与上述大致相反的方向改变条件。

以上叙述了固定所谓纺丝喷丝头的硬件的情况。在可以变更纺丝原液特性、凝固要素等纺丝条件的范围内，在不能得到希望的接合或者离反时，应在硬件上下手。对此用已经叙述过的可以大致类推，基本上纺丝喷丝头支配上述膨化效果。凝固条件支配仿真膨化效果。即，圆形吐丝孔径的大小通过剪切速度、孔径和吐出孔的毛细管部长度通过剪切应力、毛细管的长度通过缓和时间影响膨化效果的出现。凝固速度和从凝固浴离去的速度影响液状丝的进一步膨胀。因此在这些结果显示的两种膨化效果之下，接合难时可以缩短接合吐丝孔间距，进行了以上必要的接合时可以加长接合吐丝孔间距。

实施例

下面通过实施例对本发明进行说明，这些内容是具体说明本发明的内容，但本发明不受这些内容的任何限定。另外，实施例中PR、α、β、断面构成、扁平度、纺丝操作性是用下面的计算式、观察法求出的值和特性。

(1)PR

用纤维束的凝固浴离去速度除原液从吐丝孔吐出的线速度的值。

(2)α

α＝用接合吐丝孔间距/[( )×吐丝孔直径]导出的值。

(3)β

β＝用离散吐丝孔间距/[(

)×吐丝孔直径]导出的值。

(4)断面构成

测定：在纤维轴的垂直面上切断得到的纤维，用显微镜观察该纤维断面，随机抽查100根纤维，由下面的基准求出各分类的构成比率。

本基准是针对扁平断面纤维做出的，该分类也可以应用于其他的断面形状。

分类：「非接合丝」是以纤度为目标纤度的大致〔构成单位原液吐丝孔的圆形吐丝孔的数目〕分之一程度的不进行接合的纤维，把圆形吐丝孔的数量作为单位进行计数。

「适当接合丝」是扁平度在1.3以上且纤度未满目标纤度2倍的接合的纤维。

「过接合丝」是扁平度未满1.3且纤度未满目标纤度的2倍的接合的纤维。

「异常接合丝」是在应该离散的多个单位原液吐丝孔之间接合的纤度为目标纤度2倍以上的纤维。

(5)扁平度

是关于扁平断面纤维的形状的一个指数，是100根对象纤维的纵横尺寸比(＝纤维断面的外接圆直径/最大内接圆直径)的平均值。在以下的实施例中表示的由本申请的纺丝喷丝头生产的纤维的扁平度是对于分类在「适当接合丝」的纤维的值。

(6)喷丝头压力

是在比较对象的各纺丝喷丝头中，把在沸水中延伸后的速度定为130m/min时的纺丝喷丝头压力测定值(MPa)。

判定：○    0.5Mpa以下的情况。

      △    超过0.5Mpa且在1.0MPa以下的情况。

      ×    超过1.0Mpa的情况。

(7)断丝率

测定：在凝固浴槽内的喷丝头出口处的丝条被切断的根数除以喷丝头的全部孔数得到的比率(％)。

判定：○    0.05％以下的情况。

      △    超过0.05％但在0.15％以下的情况。

      ×    超过0.15的情况。

喷丝头压力和断丝率是评价纺丝操作性的指标，都低的话表示有稳定的高的生产率。

实施例1

首先把含有90％重量的丙烯腈、9.5％重量的丙烯酸甲酯和0.5％重量的甲基烯丙基磺酸钠的(η)(30℃ DMF)＝1.5的共聚物溶解在48％硫氰酸钠的水溶液中，准备出共聚物浓度为11％(重量百分比)的纺丝原液。

作为纺丝喷丝头，准备了具有15,500个图1所示的矩形吐丝孔(最狭部×最大宽度部×横长度是29μm×35μm×182μm，纵横比5.2，孔截面积0.0058mm²)的喷丝头，上述吐丝孔以纤度3dTex的扁平断面纤维为目的，用原来的放电加工法加工。各吐丝孔设置长度为180μm的毛细管部，再在其后背部设置原液导入孔。设计上的纺丝PR是3(称为原有喷丝头A)。同样地准备了具有10,500个(最狭部×最大宽度部×横长度是20μm×24μm×264μm，纵横比11，孔截面积0.0058mm²)的吐丝孔(其他与原有喷丝头A相同)的纺丝喷丝头。设计上的纺丝PR同样是3。因为横长度长，孔数不起作用(原有喷丝头B)。再有，以降低纺丝喷丝头压力为目标，还制作了具有10,000个(最狭部×最大宽度部×横长度是50μm×60μm×310μm，纵横比5.2，孔截面积0.0175mm²)的矩形吐丝孔的设计上PR为1的喷丝头。

作为本发明的纺丝喷丝头，制作的喷丝头以纤度3dTex的扁平断面纤维为目的，备有单位原液吐丝孔20,000单位，该单位原液吐丝孔由2个孔径50μm的圆形吐丝孔组成，该圆形吐丝孔由冲床加工。各吐丝孔的毛细管部长度是50μm，接合吐丝孔间距是100μm，离散吐丝孔间距是225μm，3单位原液吐丝孔共用1个原液导入孔(发明喷丝头D)。

本发明的喷丝头的圆形吐丝孔，由于加工容易，1单位原液吐丝孔占有面积变小，在相同可穿孔面积的喷丝头上可穿通设置20,000单位，与上述原有喷丝头A、B相比，增加约30～100％。一个喷丝头的制作费用分别便宜20～40％左右，一根纤维平均便宜35～55％，作为喷丝头自身的优选性是明显的。

对于以上4种纺丝喷丝头，把上述纺丝原液吐出到作为凝固浴维持在0℃的10％重量的硫氰酸钠水溶液中，按常规方法实施凝固、水洗、沸水中延伸、热收缩处理来进行湿式纺丝，得到表1中所示的试样NO.1～4的扁平断面纤维。目标的纤度是3dTex，沸水中延伸后的速度：130m/mn，延伸后的全收缩率：30％，这些条件对全部试样是共同的。其他的纺丝条件、纺丝操作性、得到的纤维的特性一并记在表1中。

表1

试样NO.		1	2	3	4
								比较例	比较例	比较例	本发明
使用的纺丝喷丝头喷丝头吐丝孔断面形状孔截面积(mm2)纵横比(-)毛细管长度(mm)		原有喷丝头A矩形0.00585.20.18	原有喷丝头B矩形0.0058110.18	原有喷丝头C矩形0.01755.20.18	发明喷丝头D圆形×20.00196×21(圆形)0.050
						PRαβ		3--	3--	1--	41.02.3
孔数		15,500	10,500	10,000	20,000单位
						断面构成	非接合丝％适当接合丝％过接合丝％异常接合丝％扁平度	-100--1.1	-100--1.5	-100--(1.6)	5851001.6
喷丝头压力		○	△	○	○
						断丝率		○	△	×	○

使用原有的喷丝头A的试样NO.1，在操作性方面没有问题，但重要的是所得到的纤维的扁平度低，难以说是得到了目标纤维。原有喷丝头B以减少穿孔数(降低生产率)作为牺牲，使孔面积与原有喷丝头A相比保持不变，使纵横比大致增加一倍。使用该原有喷丝头B的试样NO.2，虽然照预想的那样喷丝头压力高，也有断丝率，扁平度有几分改善，但是由于孔数减少，使生产率降低和喷丝头压力高，没有了增速纺丝的可能性，这是致命的弱点。再有，试样NO.3是通过降低PR值来降低喷丝头压力提高扁平度为目标的现有的喷丝头C制作的，虽然喷丝头压力低，但断丝多，虽然扁平度的评价如带有( )的所示的那样其正常的纤维有高的偏平度，但是由于掺混很多在凝固浴槽内断的不能进行正常后延伸的断丝，不能说可以用于商业化生产。

与此相反，用以两个圆形孔作为原液吐丝孔的本发明喷丝头D的试样NO.4，操作性优良，扁平度也高，与上述喷丝头自身的优选性相结合达到了提供廉价且高生产率的纺丝喷丝头的目的。

另外，本发明喷丝头本质上是孤立的圆形吐丝孔的集合，如果是实验室规模的单位原液吐丝孔的单位数，适当接合丝能达到100％，如果是实用规模的单位数，如在断面构成的分析中所显示的那样，存在着适当接合丝以外的接合丝，但是这些接合丝的存在显示了异纤度混纤和异形纤维混合等效果，从单纯非圆断面纤维来看，是预想之外的特征。

实施例2

作为使用的纺丝喷丝头，是纤度3dTex的扁平断面纤维用的，使用圆形吐丝孔直径为50μm、毛细管部长度为50μm、接合吐丝孔间距为100μm、离散吐丝孔间距为240μm、单位原液吐丝孔为20,000单位的发明喷丝头E(其他规格与发明喷丝头D相同)，得到了表2所示的试样NO.5～11的7种纤维，该纤维的目标纤度为3dTex，除了改变凝固浴离去速度和PR值以外，其他与实施例1相同。纺丝操作性的评价一并记在表2中。

〔表2〕表2

试样NO.		5	6	7	8	9	10	11
											比较例	比较例	本发明	本发明	本发明	本发明	比较例
α值		0.7	0.8	0.9	1.0	1.2	1.3	1.4
									β值		1.7	2.0	2.1	2.4	2.8	3.0	3.4
PR值		8	6	5	4	3	2.5	2
									断面构成％非接合丝适当接合丝过接合丝异常接合丝		025750	050500	060400	585100	1080100	208000	901000
扁平度		1.3	1.3	1.5	1.6	1.7	1.7	1.7
									操作性	喷丝头压力	○	○	○	○	○	○	○
断丝率	○	○	○	○	○	○	×

像从表2的记载中所理解的那样，由于试样NO.5及6的仿真膨化效果过大，α值变低，虽然还未发生异常接合丝，但过度接合的「过接合丝」的比率高，丝扁平度变低。另外，由本发明的构成的试样NO.7～10，基本上满足操作性的要求，「适当接合丝」的比率较大，α值越大接合的程度越低，纤维扁平度越高。另外一方面，在α值超过1.3的试样NO.11中，仿真膨化效果小，虽然适当接合丝的扁平度高，但非接合丝多，同时在凝固槽内的断丝增加，纺丝操作性差，不能用于商业化生产。另外本实施例的β值全部1.7以上，如果是这样的话，没有看见本该离散的单位原液吐丝孔的丝条接合即异常接合的事实是可以理解的。

实施例3

作为纺丝喷丝头，使用圆形吐丝孔直径为75μm、毛细管部长度为75μm、接合吐丝孔间距为150μm、离散吐丝孔间距为350μm、单位原液吐丝孔为11,000单位的发明喷丝头F，与实施例2相比，使用大孔径的喷丝头，做成除了目标纤度为7dTex以外，其他与实施例2相同的试样NO.12～18的纤维。这样得到的纤维的断面构成、扁平度及纺丝操作性是如表3所示的特性。

〔表3〕表3

试样NO.		12	13	14	15	16	17	18
											比较例	比较例	本发明	本发明	本发明	本发明	比较例
α值		0.7	0.8	0.9	1.0	1.2	1.3	1.4
									β值		1.6	1.9	2.1	2.3	2.7	3.0	3.3
PR值		8	6	5	4	3	2.5	2
									断面构成％非接合丝适当接合丝过接合丝异常接合丝		030700	055450	585100	1080100	158050	208000	95500
扁平度		1.3	1.3	1.5	1.5	1.6	1.7	1.7
									操作性	喷丝头压力	○	○	○	○	○	○	○
断丝率	○	○	○	○	○	○	△

与实施例2相同，试样NO.12及13即使用大孔径喷丝头，由于仿真膨化效果过大进行过度地接合，「过接合丝」的比率增高，丝扁平度降低。另外由本发明构成的试样NO.14～17，「适当接合丝」的比率增大，α值越增大，接合的程度越低，纤维扁平度越增高。另一方面，α值超过1.3的试样NO.18，由于仿真膨化效果小，非接合丝变多，同时凝固浴槽内的断丝增加，所以不能用商业化生产。另外，本实施例的β值全部是1.6以上，所以不能确认单位原液吐丝孔之间的丝条接合是可以理解的。同样当与实施例2一起考虑时，即使圆形吐丝孔直径变成1.5倍，丝条接合的倾向被维持也是可以理解的。

实施例4

作为纺丝喷丝头，使用的圆形吐丝孔直径为50μm，毛细管部长度为50μm，接合吐丝孔间距为100μm，离散吐丝孔间距为150μm及200μm，单位原液吐丝孔为10,000单位，除此而外，其他与实施例2相同，做成的试样NO.19～24的纤维，除了这样得到的纤维的断面构成而外，其他是如同表4所表示的特性。

〔表4〕表4

试样NO.		19	20	21	22	23	24
										比较例	本发明	本发明	比较例	比较例	本发明
α值β值		0.91.4	1.01.5	1.21.7	0.71.4	0.81.5	0.91.8
								离散孔间间距μm		150	150	150	200	200	200
PR值		4.5	4	3	8	7	5
								断面构成％非接合丝适当接合丝过接合丝异常接合丝		0553510	585100	1080100	025705	040600	060400
扁平度		1.5	1.5	1.6	1.3	1.3	1.5
								操作性	喷丝头压力	○	○	○	○	○	○
断丝率	○	○	○	○	○	○

从表4的记载可知，β值越大，单位原液吐丝孔之间的接合比率越少，在比较例的β值未满1.5的试样NO.19(α值为0.9)，22中产生了异常接合丝。在由本发明构成的试样NO.20，21，24中异常接合丝的比例为零，以原液相互离散为目的的2个圆形吐丝孔的孔中心间距离可以理解成β值必须是1.5以上。另外，β值是1.5α值未满0.9的试样NO.23，虽然不存在异常接合丝，但过接合丝多，所以是断面构成差的例子。

实施例5

用与实施例2相同的喷丝头，PR值是4，除了如表5那样地使共聚物浓度、凝固液浓度及凝固液温度变化外，其他与实施例2相同地做成了3dTex纤维(试样NO.25～27)。其结果如表5所示，在同表中，为了参考，一起记入了实施例2的试样NO.8的结果。

〔表5〕表5

试样NO.		8	25	26	27
								本发明	参考	参考	参考
共聚物浓度％		11	9	11	11
						凝固液浓度％		10	10	22	10
凝固液温度℃		0	0	0	10
						断面构成非接合丝％适当接合丝％过接合丝％		58510	20800	25205	30655
扁平度		1.6	1.6	1.4	1.5
						操作性	喷丝头压力	○	○	○	○
断丝率	○	△	○	○

像从表5的记载中所理解的那样，与本发明的试样NO.8相反，在通过使共聚物浓度下降而膨化效果变小的试样NO.25中，即使是同样的PR值，非接合丝也增加。其次，即使在因凝固液浓度上升而使仿真膨化效果变小的试样NO.26中，非接合丝也增加，扁平度也降低。另外，在凝固液温度上升的试样NO.27中，由于吐出后立即形成皮层，表示非接合丝增加，为了降低非接合比率，凝固速度的适正化是必要的。这些纺丝条件可以作为控制断面构成比、控制扁平度的手段来任意采用。

发明效果

原有的制造非圆形断面纤维用的纺丝喷丝头，由于穿设复杂形状的吐丝孔，所以成为穿通加工很难的高价的喷丝头，在加工和纺丝时不可避免地存在应力集中，其结果喷丝头缺乏耐压性和耐久性，降低了喷丝头的平均纤维生产率。本发明的喷丝头由于最容易加工，且廉价，所以能够穿通设置的单位原液吐丝孔数比原有的非圆形吐丝孔多，由于是圆形孔，所以与孔相关的应力分布均匀，上面列举的原有的缺点几乎都被改善了。

Claims (4)

1.一种纺丝喷丝头，其特征在于，是由湿式纺丝制造非圆形断面纤维用的纺丝喷丝头，是以与目的纤维断面的形状相对应的一定的配置穿通设置作为用于形成一根纤维的单位原液吐丝孔的至少2个以上的圆形吐丝孔而成的。

2.如权利要求1所述的纺丝喷丝头，其特征在于，在圆形吐丝孔的后背部设置1～10单位原液吐丝孔共同使用的一个原液导入孔。

3.如权利要求1或者2所述的纺丝喷丝头，其特征在于，组成单位原液吐丝孔的各个圆形吐丝孔的配置是连接最接近的各个孔中心的线段的图形，是直线状、V字状、三角形状、Y字状、X字状、C字状、四角形状的任一个或是它们的组合。

4.如权利要求1～3的任一项所述的纺丝喷丝头，其特征在于，以从单位原液吐丝孔内的各个吐丝孔中吐出的原液相互接合为目的的2个圆形吐丝孔中心间距离(接合吐丝孔间距)是在用公式：α×(

)×(圆形吐丝孔直径)(α是在0.9～1.3的范围内选取的值，PR是用离开凝固浴的速度去除在纺丝条件之内从本纺丝喷丝头中采用的圆形吐丝孔中吐出的原液的线速度得到的值)得到的值的范围内，在单位原液吐丝孔内或之间，以分别从吐丝孔中吐出的原液相互离散为目的的2个圆形吐丝孔中心间距离(离散吐丝孔间距)是在用公式：β×(

)×(圆形吐丝孔直径)(β≥1.5)得出的值的范围内。

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