JP2003089918A - 合成繊維の製造方法および装置 - Google Patents

合成繊維の製造方法および装置

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JP2003089918A
JP2003089918A JP2001285495A JP2001285495A JP2003089918A JP 2003089918 A JP2003089918 A JP 2003089918A JP 2001285495 A JP2001285495 A JP 2001285495A JP 2001285495 A JP2001285495 A JP 2001285495A JP 2003089918 A JP2003089918 A JP 2003089918A
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yarn
synthetic fiber
heated gas
gas
producing
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Hironori Furuta
裕基 古田
Takao Sano
高男 佐野
Yasushi Fujii
恭 藤井
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 糸の太さ斑や断糸の発生を抑制し、優れた品
質の糸を高い生産性をもって高速紡糸できる合成繊維の
製造方法および装置を提供する。 【解決手段】 口金の吐出孔から吐出された糸に、加熱
気体を糸吐出方向と交差する方向に吹き付けるとともに
その方向に通過させ、次いで、糸に糸走行方向の速度成
分を持つ冷却気体を吹き付けて糸を冷却・牽引すること
を特徴とする、合成繊維の製造方法および装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成繊維の製造方
法および装置に関し、とくに、高速紡糸を行っても高い
生産性、優れた糸品質を得ることが可能な合成繊維の製
造方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の合
成繊維の製糸速度を高速化し、生産性向上、コストダウ
ンをはかることが種々検討されているが、高速製糸にお
いては、糸の品質を低下させないことが重要である。
【0003】たとえば、ポリエステル繊維、ナイロン繊
維等の合成繊維に膨らみ感等の風合いを与える方法とし
て捲縮加工法があり、この捲縮加工法を高い生産性で実
施する手段として延伸と仮撚加工とを同時に行う延伸仮
撚加工法がある。この延伸仮撚加工法に使用する原糸と
しては、部分的に適度に配向が進んだ部分配向未延伸糸
(以下、POYと略称する。)が適している。
【0004】すなわち、一般にポリエステルPOYの製
造方法では、2,000〜4,000m/分の紡糸速度
から得られたPOYが適しているとされている。4,0
00m/分よりも高速の紡糸速度から得られたPOY
は、配向が進みすぎているため、延伸仮撚加工の際に毛
羽や断糸を発生しやすく、糸品質が悪くなり、操業が安
定しなくなるためである。
【0005】しかし、合成繊維の製造において、4,0
00m/分よりも高速の紡糸速度が採用できないこと
は、生産性向上のためには極めて大きなマイナスであ
る。その打開策として、紡糸速度を4,000m/分を
超える超高速にしても、2,000〜4,000m/分
の紡糸速度から得られる配向度をもつPOYが得られる
ようにする方法の探索が課題になっている。
【0006】上記打開策として、例えば特許第2918
332号公報に記載されるように、口金の吐出孔から吐
出直後の糸に加熱気体を糸吐出方向と平行に接触させ、
糸のドラフト域における急冷を抑制することにより配向
の進行を抑制するようにすることかできる。しかし、特
許第2918332号公報に記載されている紡糸口金
は、吐出孔の吐出縁と吐出縁を囲む加熱気体の噴射口
(ギャップ)とが同一平面にあるため、吐出孔縁に蓄積
したポリマーやモノマーを定期的に口金面を払拭して清
掃するとき、そのポリマーやモノマーの蓄積物が噴射口
ギャップの中に入り込み、詰まりを生じやすくなる傾向
がある。そのため、加熱気体の噴射口からの噴き出し状
態にばらつきが生じ、糸の太さ斑や断糸が発生しやすく
なるという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、4,
000m/分以上の紡糸速度でも、とくに配向度の低い
POYを製糸する場合でも、優れた糸品質を確保できる
とともに、口金汚れに起因して発生する糸の太さ斑や断
糸を抑制して生産性を向上することが可能な、合成繊維
の製造方法及び装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る合成繊維の製造方法は、口金の吐出孔
から吐出された糸に、加熱気体を糸吐出方向と交差する
方向に吹き付けるとともにその方向に通過させ、次い
で、糸に糸走行方向の速度成分を持つ冷却気体を吹き付
けて糸を冷却・牽引することを特徴とする方法からな
る。
【0009】この合成繊維の製造方法においては、加熱
気体の温度としては、口金から吐出された糸のガラス転
移温度(ポリエチレンテレフタレートの場合は約70
℃)以上とし、冷却気体の温度を該ガラス転移温度未満
とすることが好ましい。
【0010】また、加熱気体を、口金から300mm以
内の範囲で吹き付けることが好ましい。この範囲内であ
っても、高速化した場合に十分な加熱性能が得られ、か
つ、装置全体を大型化することもない。
【0011】加熱気体は、糸に対して単に吹き付けてそ
のまま通過させるだけでもよいが、望ましくは吹き付け
方向対面側から吸引することが好ましい。これによっ
て、加熱気体の望ましい指向性と流量の制御が可能にな
る。
【0012】また、横列状に配列された複数本の糸に、
加熱気体を、糸吐出方向と交差する方向に、かつ、糸の
配列方向と交差する方向に吹き付けることが好ましい。
これによって、複数糸条に対して均等に望ましい加熱気
体吹き付け状態を達成することができる。
【0013】このような本発明に係る方法は、紡糸速度
を4,000m/分以上とする場合に特に有用である。
たとえば、POYにおいて、紡糸速度を4,000m/
分以上にしても所定の優れた品質および望ましい高い生
産性の確保が可能となる。
【0014】本発明に係る合成繊維の製造装置は、糸の
吐出孔を有する口金と、吐出された糸に吐出方向と交差
する方向に加熱気体を吹き付ける加熱手段と、加熱され
た糸に対し糸走行方向の速度成分を持つ冷却気体を吹き
付ける冷却・牽引手段とを有することを特徴とするもの
からなる。
【0015】この合成繊維の製造装置においては、加熱
手段による糸への加熱気体の吹き付け範囲が口金から3
00mm以内に設定されていることが好ましい。
【0016】また、加熱手段の加熱気体吹き付け方向対
面側に、吹き付けられた加熱気体を吸引する手段が設け
られていることが好ましい。
【0017】さらに、加熱手段による加熱気体の吹き付
け流量と、上記加熱気体吸引手段による加熱気体の吸引
流量が同一流量に設定されていることが好ましい。加熱
気体の送給と吸引にブロワを使用している場合には、両
ブロワの流量制御により、容易に上記の如く同一流量に
制御することができる。
【0018】また、口金に複数個の吐出孔が列状に配列
されている場合、加熱手段による加熱気体の吹き付け方
向が、糸吐出方向と交差する方向であるとともに吐出孔
の配列方向と交差する方向に設定されていることが好ま
しい。
【0019】このような本発明に係る合成繊維の製造装
置も、紡糸速度として4,000m/分以上を目指す場
合に好適である。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一
実施態様に係る合成繊維の製造装置を示しており、とく
にPOYの製造に好適な装置を示している。図1におい
て、1は溶融紡糸機におけるスピンブロックであり、こ
のスピンブロック1に、吐出孔2を有する口金3が組み
込まれている。吐出孔2は、本実施態様では図2に示す
ように、複数、列状に配列されている。各吐出孔2か
ら、溶融ポリマが吐出され、下方に向けて牽引されるこ
とにより糸4として紡糸される。
【0021】口金3の直下には、口金3の吐出孔2から
吐出された糸4に対し、糸吐出方向(つまり、図1の下
方)と交差する方向に加熱気体5(たとえば、加熱空
気)を吹き付ける加熱手段6が配置されている。吹き付
けられる加熱気体5は、本実施態様では図2に示すよう
に、複数の吐出孔2の配列方向に対しても交差する方向
となるように吹き付けられる。この加熱気体5の流路
は、本実施態様では、口金3の下面と、口金3の下方に
配置された隔壁板7によって画成されており、糸4に吹
き付けられる加熱気体5が上記所定の方向となるように
形成されている。加熱気体5が吹き付けられる範囲は、
本実施態様では口金3の下面と隔壁板7間の距離は、3
00mm以内に設定されている。
【0022】本実施態様では、加熱気体5は、ブロワ9
によって、熱交換器8によって所定の温度に加熱制御さ
れた加熱気体5が圧送され、糸4に吹き付けられる。吹
き付けられる加熱気体5の温度は、糸4のガラス転移温
度以上にコントロールされている。糸4の吹き付けられ
た加熱気体5は、そのままその方向に糸4の位置を通過
される。糸4を加熱した後の加熱気体5は、そのまま排
出されてもよいが、本実施態様では、ブロワ10を有す
る吸引手段11によって、加熱気体吹き付け方向対向側
から吸引される。加熱気体5の吹き付け流量と、吸引手
段11による吸引流量とは、実質的に同一流量に設定さ
れており、本実施態様では、ブロワ9、10の流量が同
一流量に制御されている。
【0023】上記加熱手段6の糸走行方向下流には、糸
4の冷却・牽引手段12が設けられている。冷却・牽引
手段12は、その内部に、上下方向に貫通して延びる糸
条走行路13と、冷却気体14を一時貯留するマニホー
ルド15、マニホールド15から斜め下方に向けて冷却
気体14を糸4に向けて吹き付ける噴出口16を有して
いる。したがって、吹き付けられる冷却気体14は糸走
行方向の速度成分を持ち、糸4を冷却するとともにエジ
ェクタ作用によって糸4を下方に向けて牽引する(引き
取る)。冷却・牽引に使用された後の冷却気体14は、
排気口17から排出される。この冷却気体14の温度
は、糸4のガラス転移温度未満の低温に設定されてい
る。
【0024】冷却・牽引手段12の下方には、油剤付与
手段18、交絡付与手段19が設けられており、その下
流に、第1引取ローラ20と第2引取ローラ21が設け
られている。POY糸の場合には、通常、第1引取ロー
ラ20、第2引取ローラ21による延伸は行われない
が、他の合成繊維の場合、この間で延伸を行うようにす
ることができる。
【0025】第2引取ローラ21を通過した糸4は、ロ
ーラベール22を介して巻取装置23のスピンドル24
に装着されたボビン25上に巻き取られる。
【0026】このように構成された合成繊維の製造方法
においては、口金3の吐出孔2から吐出された直後の溶
融ポリマの状態にある糸4が、加熱気体5によって加熱
されるが、加熱気体5の吹き付け方向が糸吐出方向に対
し交差する方向とされている。したがって、吹き付けら
れる加熱気体5の流れの各部が糸4に接触するのは極め
て短時間となり、瞬間的に接触して加熱に使用された後
そのまま通過してしまうから、所定の温度の制御され連
続的に供給されてくる加熱気体5による糸4の加熱作用
は極めて均一なものとなる。その結果、加熱気体5によ
る加熱に伴う糸4の太さ斑の発生が抑えられ、所望の均
一な太さの糸4が得られる。また、加熱気体5の流路
は、口金3の直下において、加熱気体5がそのまま通過
するように形成されているから、しかも、比較的大きな
断面積の流路に形成されているから、口金清掃等による
流路閉塞のおそれは全くない。したがってこの面から
も、流路部分閉塞等による糸太さ斑の発生や断糸の発生
が防止される。さらに、溶融ポリマの状態にある糸4か
らは、モノマー等が揮散されることもあるが、加熱気体
5は糸4に吹き付けられた後そのまま通過されるので、
口金3の下面や周辺部にモノマー等が付着するおそれも
除去される。その結果、この糸加熱部分では、安定した
操業が可能になり、紡糸速度の高速化、とくに4,00
0m/分以上への(たとえば、4,000〜6,000
m/分の範囲への)高速化が可能になる。
【0027】また、上記実施態様のように、加熱気体5
の吹き付け流量と吸引流量を実質的に同一に制御すれ
ば、糸4の走行部位を通過する加熱気体5の流れが極め
て安定した状態となり、糸4の太さ斑の発生を一層効果
的に抑制することができる。
【0028】加熱された糸4は、冷却・牽引手段12に
よって冷却され牽引され、さらに第1引取ローラ20に
よって所定の設定速度にて引き取られる。上述したよう
に均一に加熱された糸が、冷却気体14によって牽引さ
れることにより、ポリマーを配向させることなく細化さ
せることが可能になり、所望のPOYを得ることが可能
になる。また、加熱部分の通過加熱気体5により、糸4
から発生するモノマー等が適切に除去されているので、
冷却・牽引手段12部分におけるモノマー等の付着は極
めて少量に抑えられる。したがって、この面からも生産
性の大幅な改善が可能となる。
【0029】このように製造されるPOYにおいては、
4,000m/分以上で高速紡糸されても、糸4の太さ
斑が抑えられ、モノマー等の付着を抑えられているの
で、高い品質のフィラメントとして製造することがで
き、しかも高い生産性が得られる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の合成繊維
の製造方法および装置によれば、糸の太さ斑や断糸の発
生を効果的に抑制することができ、優れた品質の合成繊
維を高い生産性をもって高速で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係る合成繊維の製造装置
の概略構成図である。
【図2】図1の装置における口金の底面図である。
【符号の説明】
1 スピンブロック 2 吐出孔 3 口金 4 糸 5 加熱気体 6 加熱手段 7 隔壁板 8 熱交換器 9、10 ブロワ 11 吸引手段 12 冷却・牽引手段 13 糸条走行路 14 冷却気体 15 マニホールド 16 噴出口 17 排気口 18 油剤付与手段 19 交絡付与手段 20 第1引取ローラ 21 第2引取ローラ 22 ローラベール 23 巻取装置 24 スピンドル 25 ボビン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 恭 滋賀県大津市園山1丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 Fターム(参考) 4L045 AA05 BA01 DA15 DA22 DA28

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 口金の吐出孔から吐出された糸に、加熱
    気体を糸吐出方向と交差する方向に吹き付けるとともに
    その方向に通過させ、次いで、糸に糸走行方向の速度成
    分を持つ冷却気体を吹き付けて糸を冷却・牽引すること
    を特徴とする、合成繊維の製造方法。
  2. 【請求項2】 加熱気体の温度を口金から吐出された糸
    のガラス転移温度以上とし、冷却気体の温度を該ガラス
    転移温度未満とする、請求項1の合成繊維の製造方法。
  3. 【請求項3】 加熱気体を、口金から300mm以内の
    範囲で吹き付ける、請求項1または2の合成繊維の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 加熱気体を、吹き付け方向対面側から吸
    引する、請求項1〜3のいずれかに記載の合成繊維の製
    造方法。
  5. 【請求項5】 横列状に配列された複数本の糸に、加熱
    気体を、糸吐出方向と交差する方向に、かつ、糸の配列
    方向と交差する方向に吹き付ける、請求項1〜4のいず
    れかに記載の合成繊維の製造方法。
  6. 【請求項6】 紡糸速度を4,000m/分以上とす
    る、請求項1〜5のいずれかに記載の合成繊維の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 糸の吐出孔を有する口金と、吐出された
    糸に吐出方向と交差する方向に加熱気体を吹き付ける加
    熱手段と、加熱された糸に対し糸走行方向の速度成分を
    持つ冷却気体を吹き付ける冷却・牽引手段とを有するこ
    とを特徴とする合成繊維の製造装置。
  8. 【請求項8】 加熱手段による糸への加熱気体の吹き付
    け範囲が口金から300mm以内に設定されている、請
    求項7の合成繊維の製造装置。
  9. 【請求項9】 加熱手段の加熱気体吹き付け方向対面側
    に、吹き付けられた加熱気体を吸引する手段が設けられ
    ている、請求項7または8の合成繊維の製造装置。
  10. 【請求項10】 加熱手段による加熱気体の吹き付け流
    量と、加熱気体吸引手段による加熱気体の吸引流量が同
    一流量に設定されている、請求項9の合成繊維の製造装
    置。
  11. 【請求項11】 口金に複数個の吐出孔が列状に配列さ
    れており、加熱手段による加熱気体の吹き付け方向が、
    糸吐出方向と交差する方向であるとともに吐出孔の配列
    方向と交差する方向に設定されている、請求項7〜10
    のいずれかに記載の合成繊維の製造装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110565185A (zh) * 2019-09-19 2019-12-13 黄健达 一种喷丝顺流且丝热匀的聚酯纤维纺丝设备

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110565185A (zh) * 2019-09-19 2019-12-13 黄健达 一种喷丝顺流且丝热匀的聚酯纤维纺丝设备

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