JP2004027390A - 溶融紡糸口金装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光沢、風合い等に優れた異形断面繊維を長時間安定して紡糸できる紡糸口金装置を提供する。
【解決手段】異形断面吐出孔（２）　を備えた溶融紡糸口金装置（１０）の紡糸口金本体（１）　に形成される吐出孔（２）　のうち、最外周に配される吐出孔（２）　の更に外周辺に、少なくとも一端が離型液供給部と連通する凹溝（３）　を有している。かかる構成により、吐出孔への低重合物或いは劣化物などの付着が防止され、確実に糸切れの発生を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、長時間にわたり安定して異形断面の紡糸が可能な溶融紡糸口金装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
布帛の風合い、光沢等の改良のため、溶融紡糸による種々の異形断面繊維が開発されている。異形断面吐出孔から繊維を吐出する場合、各吐出孔の中心から外周までの距離が一定ではないため、繊維軸方向に対する横断方向のポリマー吐出速度分布が一定ではなくなり、通常の丸断面の繊維よりニーリングが大きくなる。
【０００３】
ニーリングが大きくなると、吐出ポリマーが吐出孔の縁に接触しやすく、吐出孔周辺に低重合物が堆積しやすくなり、糸切れの発生が増加し、ノズル面の洗浄（スクレーピング）を頻繁に実施する必要があった。
【０００４】
このような課題に対処するため、例えば特開平１０−３４６６９号公報には、口金全面に連続的に且つ口金中心部まで均一に離型液を導入する方法が記載されている。具体的には、紡糸口金の全ての吐出孔に隣接した位置に離型液を導入するための凹溝を形成するとともに、その凹溝の深さ及び溝幅を規定しており、また使用する離型液の粘度及び表面張力の値を規定する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記公報に開示された方法では、異形断面繊維のニーリングによる紡糸安定性の低下を防ぐには相変わらず十分ではなかった。
【０００６】
本発明はこのような従来技術における問題点を解決するものであり、光沢、風合い等に優れた異形断面繊維を長時間安定して紡糸できる紡糸口金装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
本発明の基本的な構成は、異形断面吐出孔を備えた溶融紡糸口金装置であって、最外周に配される吐出孔の外周辺に、少なくとも一端が離型液供給部と連通する凹溝を有してなることを特徴とする溶融紡糸口金装置にある。
【０００８】
本発明にあっても、異形断面吐出孔から異形断面繊維を紡糸する際に、紡糸口金装置の離型液供給部から口金表面の凹溝に離型液を供給することにより、吐出孔への低重合物の付着を防ぎ、糸切れの発生を防ぐものである。
【０００９】
異形断面吐出孔としては　三角断面、Ｙ断面、中空断面、八葉断面、扁平断面などが挙げられる。
【００１０】
また異形断面形状の吐出ポリマーが曲がる方向に離型液を供給する凹溝が存在すると、該凹溝に低重合物および劣化物などが堆積し、離型液の供給不良が生じ糸切れの発生が増加する。本発明では、この点を回避するため最外周の吐出孔よりも外側にのみ該凹溝を形成することが重要である。
【００１１】
さらに、糸切れなどの発生により、ポリマーの吐出が極めて不安定になり、ポリマーが吐出面に張り付く現象が生じた場合、ノズル面の洗浄（スクレーピング）が必要となるが、本発明では最外周の吐出孔より外側にのみ該凹溝が形成されていることで、スクレーピングの作業を容易に行える。
【００１２】
また、本発明では、最外周の吐出孔よりも外側にのみ上記凹溝を形成しているため、口金面の加工も容易に行うことができるようになり、口金面の加工において問題であった加工時の吐出孔の研磨により発生する口径の変化による、染め品位の変化を回避することができる。
【００１３】
さらに本発明では、前記凹溝の寸法は清掃の容易性と毛細管現象の発現性を考慮して設定され、幅は１０〜３０００μｍで、深さは１０μｍ以上が好ましいが、更に好ましくは、幅が１００〜５００μｍ、深さが５０〜５００μｍの範囲である。前記凹溝の幅が１０μｍ以上であると目詰まりがなく、一方、前記凹溝の幅が３０００μｍ以下であれば、毛細管現象により口金面に離型液を容易に供給することができる。また、溝の深さを１０μｍ以上とすることも毛細管現象により口金面に離型液を供給することを容易にする。
【００１４】
前記凹溝の本数は、離型液の拡散のため２本以上が好ましく、１本では離型液量が不均一となりやすい。
【００１５】
また前記凹部は、少なくとも一端が離型液供給部と連通している。この離型液供給部は、外部から供給される離型液を前記凹溝に定常的に供給するための媒介（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）となる部分であり、前記凹溝に離型液を供給するのに十分な離型液流量を確保できるような構造であれば特にその構造に制限はない。
【００１６】
また、離型液口金面の表面粗さは、０．４μｍ　以上であることが好ましい。表面粗さが０．４μｍ　以下では離型液の広がる速さが不十分となりやすい。なお、本件明細書において、表面粗さの指標である最大高さ（Ｒｍａｘ）とは、断面曲線の基準長さとして０．２５ｍｍを抜き取った抜取部分に平行な２直線で前記部分を挟んだとき、この２直線の間隔を断面曲線の縦倍率方向に測定したときの距離である（ＪＩＳ　Ｂ０６０１に準ずる）。
【００１７】
離型液としては、有機ポリシキロサン類が挙げられ、その保管や口金面での流動性の観点から、室温で液体であるものが好ましく、有機ポリシロキサンとしては、シリコーンオイルが好ましく、特にジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルが特に好ましい。
【００１８】
【発明の実施形態】
以下、本発明の紡糸口金装置について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の紡糸口金装置における紡糸口金面の代表的な実施形態の例を示している。なお、図１に示す紡出口の形状はＹ字形状を例示しているが、その他にも例えば三角形、八葉形、扁平形などの任意の異形が採用できる。
【００１９】
紡糸口金本体１に形成される紡出口２ａは、図１の（ａ）〜（ｃ）に示すように、複数の紡出口２ａが一方向を向いて配せられた紡出口列Ａが複数列平行に並んでいる。これらの図から理解できるように、前述のごとく配列された多数の紡出口２ａのうち最外周に配された紡出口２ａの外側に、複数本の凹溝３が形成されている。
【００２０】
図１（ａ）にあっては、水平方向に延びる複数列の紡出口列Ａの列方向の両端に配された紡出口２ａの外側に、同じく水平方向に延びる複数本の凹溝３が形成され、同図（ｂ）にあっては、斜め方向に延びる複数列の紡出口列Ａの最も外側に配された紡出口２ａの更に外側に、水平方向に延びる複数本の凹溝３が形成され、同図（ｃ）にあっては、同図（ａ）と同様に複数列の紡出口列Ａが水平方向に延びており、その紡出口列Ａの周辺に放射方向に延びる多数の凹溝３が周方向に等間隔に形成されている。
【００２１】
前記凹溝３の断面形状および仕上げ精度は特に限定されないが、加工の容易性から三角形、矩形、Ｕ字形状、或いは、底広がりの形状が好ましい。
【００２２】
前記紡糸口金本体１の材質及び形状は特に限定されないが、紡糸口金面１ａの表面における仕上げ粗さは離型液の広がりに大きく影響するため、適正に設定しなければならない。即ち、前記紡糸口金面１ａの表面粗さを、最大高さ（Ｒｍａｘ　）が、０．４μｍ以上となるように設定することが好ましく、これにより離型液の広がりを十分に速くすることができる。ここで、最大高さ（Ｒｍａｘ）とは、断面曲線の基準長さとして０．２５ｍｍを抜き取った抜き取り部分の平均線に平行な２　直線で前記抜き取り部分を挟んだとき、この２直線の間隔を断面曲線の縦倍率方向に測定したときの距離である（ＪＩＳ　Ｂ０６０１に準ずる）。即ち、紡糸口金面１ａの表面で、０．２５ｍｍの間隔を選んだとき、最も高い山と最も低い谷との間で０．４μｍ以上の差がある程度の粗さであることが好ましい。
【００２３】
前記紡糸口金面１ａにおける前記紡出口２ａの端面は、その全周が同じ仕上げであることが紡糸安定性の点から必要であるが、離型液の浸透性を高めるためには粗い方が好ましい。しかし、必要以上に粗くすると、前記紡出口２ａの端面形状不良の原因となる。従って、前記吐出口２ａの端面における最大高さ（Ｒｍａｘ　）の上限は、長さ０．８ｍｍを抜き取ったときに、２μｍ以下とすることが好ましい。通常、前記紡糸口金面１ａは全面が均一な状態に加工されるが、前記紡出口２ａの周辺を上述した範囲内に形成することが重要であり、その他の部分は上述のとおりである。
【００２４】
図２は、紡糸口金装置１０の全体を示す図１のＩＩ−ＩＩ　線の矢視断面図である。前記紡糸口金装置１０は中央部に多数の紡出孔（樹脂吐出孔）２が形成された紡糸口金本体１と、同紡糸口金本体１の紡糸口金面１ａの周縁部に配される離型液導入口金４とを備えており、前記紡糸口金本体１と離型液導入口金４とは、それぞれを紡糸口金面１ａと離型液導入口金面４ａとを密着させて積層固定される。前記紡糸口金面１ａには前記紡出孔２の紡出口（吐出口）２ａが配置されている。
【００２５】
更に前記口金面１ａには、上述のごとく、複数の前記紡出口２ａのうち最外周に配された吐出孔２よりも外側に隣接して凹溝３が形成されている。前記凹溝３は前記離型液導入口金４の口金面４ａとの間で離型液の導入路を構成する。前記離型液導入口金４は下方から前記導入口金面４ａに連通する離型液の供給孔５を有し、同供給孔５には外部に設置される離型液供給源である離型液供給源２０から作られる離型液を供給するための供給配管２０ａに連結されている。前記離型液供給孔５の上部には供給された離型液を貯留するためのプール部５ａが形成されて本発明における離型液の供給部を構成している。
【００２６】
図２に示す紡糸口金装置１０においては前記離型液導入口金４を別途設けているが、図３に示すように前記紡糸口金本体１を保持するホルダー６と一体に形成することもできる。
【００２７】
以下、実施例を挙げて本発明を説明する。なお、以下の実施例及び比較例における評価は以下の方法で行った。
吐出孔汚れ：７日間紡糸を行った後の吐出孔への低重合物の堆積を目視により確認した。
糸切れ：紡糸１トンあたりの糸切れ回数を測定した。
【００２８】
（実施例１）
紡糸温度を２９０℃とし、図１（ａ）に示すＹ断面の吐出孔を３６孔有する紡糸口金装置１０を用いて紡糸装置により、５６デシテックス３６フィラメントのＹ断面ポリエチレンテレフタレートを紡糸した。該紡出糸条を冷却・給油後、１８００ｍ／分の引き取り速度で巻取り、１１０デシテックス３６フィラメントのＹ断面ポリエチレンテレフタレートの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を２倍程度に延伸・熱処理して、５６デシテックス３６フィラメントのＹ断面ポリエチレンテレフタレートを得た。
【００２９】
紡糸口金表面の凹溝は、幅１００μｍ、深さ１００μｍで、口金面の表面粗さは０．４μｍとした。離型液としては、粘度１００ｃｐ（２９０℃）、表面張力２０ｄｙｎ／ｃｍ（２５℃）のメチルフェニルシリコーンオイルを使用した。　　なお、ここで表面粗さの指標である最大高さ（Ｒｍａｘ）とは、断面曲線の基準長さとして０．２５ｍｍを抜き取った抜取部分に平行な２直線で前記部分を挟んだとき、この２直線の間隔を断面曲線の縦倍率方向に測定したときの距離である（ＪＩＳ　Ｂ０６０１に準ずる）。
【００３０】
７日間経過後にも、吐出孔及び凹溝に対して低重合物の堆積がほとんどなく、糸切れ回数も１回／ｔと長時間安定した紡糸が可能であった。
【００３１】
（比較例１）
紡糸口金面１１ａの外周側に配された吐出孔１２の隣接位置から内側に配された吐出孔１２の隣接位置まで連続する凹溝１３を形成した、図４に示す紡糸口金本体１１を用い、その他の条件については実施例１と同様にして、５６デシテックス３６フィラメントのＹ断面ポリエチレンテレフタレートを紡糸した。
７日間経過後の吐出孔や凹溝には、多くの低重合物の堆積が見られ、糸切れ回数も３回／ｔと安定した紡糸が困難であった。
【００３２】
以上説明したように、本発明の紡糸口金装置は、特に異形断面繊維を紡糸する際に、紡糸口金装置の離型液供給部から口金表面の凹溝に離型液を供給するにあたって、凹溝を口金表面に形成された多数の吐出孔の最も外側に配された吐出孔の外側にのみ離型液導入用の凹溝を形成しているため、繊維断面において中心から外周までの距離が異なる異形断面繊維の紡糸にあたっても、吐出孔への低重合物或いは劣化物などの付着が防止され、確実に糸切れの発生を防ぐことができるようになり、長期間にわたる安定した紡糸が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紡糸口金装置における紡糸口金面の表面図である。
【図２】本発明の代表的な実施形態である紡糸口金装置の全体を示す図１のＩＩ−ＩＩ　線における矢視断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態である紡糸口金装置の全体を示す図２に対応する断面図である。
【図４】本発明と比較するための比較例に使われる紡糸口金装置における紡糸口金面の表面図である。
【符号の説明】
１　　　紡糸口金本体
１ａ　　紡糸口金面
２　　　紡出孔（樹脂吐出孔）
２ａ　　紡出口
３　　　凹溝
４　　　離型液導入口金
４ａ　　離型液導入口金面
５　　　供給孔
５ａ　　プール部
６　　　ホルダー
１０　　　紡糸口金装置
１１　　　紡糸口金本体
１１ａ　　紡糸口金面
１２　　　吐出孔
１３　　　凹溝
２０　　　供給配管
Ａ　　　紡出口列

Claims (4)

1. 異形断面吐出孔を備えた溶融紡糸口金装置であって、
   最外周に配される吐出孔の外周辺に、少なくとも一端が離型液供給部と連通する凹溝を有してなることを特徴とする溶融紡糸口金装置。
2. 前記凹溝が幅１０〜３０００μｍ、深さ１０μｍ以上である請求項１記載の溶融紡糸口金装置。
3. 凹溝の本数が２本以上である請求項１または２記載の溶融紡糸口金装置。
4. 吐出孔がＹ断面である請求項１〜３のいずれかに記載の溶融紡糸口金装置。

Images