JP2007063690A

JP2007063690A - 糸条冷却装置

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Publication number: JP2007063690A
Application number: JP2005249349A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Hagiwara; 克之萩原; Shuhei Fujioka; 修平藤岡
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】紡出糸条の冷却時に生じる冷却不良、冷却斑、糸揺れなどの要因に起因する繊度斑や単糸切れなどの従来技術が有する諸問題を解消して、繊度斑が生じない高品質の糸条を安定に溶融紡糸できる糸条冷却装置を提供する。
【解決手段】熱可塑性ポリマーを吐出する紡糸孔群が多重同心円上に穿設された紡糸口金から紡出されたマルチフィラメント糸を該紡糸口金下で徐冷する徐冷領域の直下に設けられ、かつ前記紡糸孔群から紡出されて円周状に多重配列されて下流側へ走行するマルチフィラメント糸に対して最外周列側から最内周列側へ放射状に冷却風を吹き出す円筒状の冷却風吹出手段と、該冷却風吹出手段の最上流側吹出部から吹き出される冷却風の速度を該最上流側吹出部より下流側の吹出部から吹き出される冷却風の風速よりも低速に制御する風速制御手段とを備えたことを特徴とする糸条冷却装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポリアミド、ポリエステルなどからなる熱可塑性合成繊維を溶融紡糸する際に用いる紡出糸条の冷却装置に関する。

ポリアミド、ポリエステルなどの熱可塑性ポリマーを紡糸口金に穿孔された紡糸孔から溶融吐出した後、紡出糸条を冷却する方法は、熱可塑性合成繊維の溶融紡糸における一般的なプロセスである。このような合成繊維の冷却プロセスは、高品質な糸を得る上で重要な役割を果たしており、特に、衣料用長繊維の溶融紡糸プロセスでは紡糸後の糸強度や伸度、染織性に非常に大きな影響を与えることが知られている。

近年、織物、編物あるいは不織布等の材料として細繊度の糸条が幅広く使用されている。しかも、これら細繊度の糸条を用いた布帛では、その風合や機能性をより高めるために、更にその単糸繊度を細くする傾向にある。このため、このようなマルチフィラメント糸として、構成単糸数が９０本以上で、その単糸繊度が０．３デシテックス以下のものを生産することが行われるようになってきた。しかも、生産性を高めるために、一つの口金から多数本の単糸群（以下、この“単糸群”を“フィラメント群”ともいう）を紡出するようになってきている。

このような多数の細繊度単糸群で構成される糸条を効率よく製造しようとすると、一枚の口金に多数の紡糸孔を高密度で穿孔する必要がある。しかしながら、一枚の口金に９０個以上の紡糸孔群を穿孔しようとすると、これらの紡糸孔群から紡出された単糸群を均一に冷却するのが難しくなる。そうすると、得られるマルチフィラメント糸を構成する単糸群の繊度の均一性が悪化する。また、冷却不良や冷却不足が原因となって単糸同士の密着による断糸が発生したり、溶融紡糸後の糸条を後工程で処理した場合に染斑が発生したりする。

そこで、このような問題を解消するために、特許文献１（特開平５−１２５６０９号公報）において、紡糸口金に穿設する紡糸孔の配列を二重正方格子にして、紡出されたフィラメント群間へ冷却風を良好に貫流させることが提案されている。

しかしながら、この特許文献１に記載の技術を含む特許文献２（特開平７−９７７０９号公報）や特許文献３（特開２０００−３４６１５号公報）などに提案されている従来技術は、横吹冷却方法を前提としている。すなわち、図３に例示したように、冷却風を一定長さに渡って横方向から吹き付けて糸条を冷却する冷却装置１０を口金１の直下に配置し、紡糸口金１から紡出されたマルチフィラメント糸２に対してほぼ直角に、その横方向から吹き付けて冷却する方法を採用している。

しかしながら、この横吹冷却方法を採用する場合、冷却装置１０から供給される冷却風の乱れをなくすことが要求される。そこで、従来技術においては、均一な風速でかつ一定の風向を有する冷却風を供給すると共に、走行糸条２の周りに生成する随伴気流が発達するの抑制する冷却風制御が主に行われてきた。

すなわち、従来の冷却風制御技術においては、冷却風の供給源がもともと有している気流乱れを冷却風吹出口での冷却風の吹出圧力を均圧制御することによって冷却風の吹出風量や吹出風速を均一化している。通常、このような均圧制御は、前記金網、パンチングプレートあるいは多孔質金属板等からなる様々な均圧化部材５’を用いて行われる。また、冷却風の吹出方向（図中に矢印で示した方向）を一定に揃えて整流するために冷却風吹出口と糸条２との間に平行整流板やハニカム板などを整流部材６’として設置して、整流された冷却風を糸条に吹き付けることが行われる。

しかしながら、紡糸口金１に穿設する紡糸孔群の穿孔密度が更に高くなる細繊度多フィラメント糸条２を溶融紡糸する場合は、これらの従来技術では限界に達している。その大きな原因は、横吹冷却方式を採用する限り、紡糸口金１から紡出されたマルチフィラメント糸２に対して、一方向からのみ冷却風が吹き付けることにある。

一般に、従来の横吹冷却方式では、口金の下流側へ走行する糸条２に対して冷却風が一方向から吹き付けられ、紡出されたフィラメント群間を貫流することによって、糸条２から熱を奪った後、反対側へ流出する。このとき、従来の横吹冷却方式では、フィラメント群と冷却風吹出面との間の距離が大きくなってしまうために、糸条２を冷却する能力が低下し、糸条２と冷却風との間の熱交換性能が低下してしまう。また、紡出糸条２の糸揺れも大きくなる。

そこで、この状況を克服するために、糸条２へ吹き付ける冷却風の速度や風量を大きくすればよいと考えられる。しかしながら、このような手段を採用すると、図３に例示したように、冷却を強化して風量や風速が強化されたために風圧によって走行糸条２が風下側へ大きくふくらむことにある。そうすると、かえって糸揺れを助長してしまうという問題が生じる。

なお、当然のことながら、横吹方式では、一つの口金から高密度で紡出するフィラメント数が多くなればなるる程、単糸群間への冷却風の貫通性が低下する。そうすると、冷却風の吹付側に位置するフィラメント群と反吹付側に位置するフィラメント群との間で冷却斑が生じてしまう。この要因が糸条の品質を低下させる諸要因の中で最も主要なものであり、極細マルチフィラメント糸に対する冷却プロセスとしての横吹冷却技術に限界が生じている大きな理由でもある。

特開平５−１２５６０９号公報特開平７−９７７０９号公報特開２０００−３４６１５号公報

前述の従来技術が有する諸問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、特に衣料用長繊維の細繊度マルチフィラメント糸を溶融紡糸において、吐出フィラメント同士が密着断糸したり、断糸に至らない迄も繊度斑が発生したり、あるいは染斑が発生したりするのを効果的に抑制することができる糸条冷却装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、多重同心円上に紡糸口金に穿設された紡糸孔群を紡出すると共に、紡糸口金の直下に設けられた徐冷領域を下端に設けられた仕切板の開口を除いて密閉して気密状態にすれば、フィラメント群の細化に重大な影響を及ぼす徐冷領域内での雰囲気の乱れが解消されることを知見した。

しかも、円周状に多重配列したマルチフィラメント群に対して、円筒状の冷却風吹出面から吹き出される放射状の冷却風によって、走行するフィラメント群の最外周列側から最内周列側へと冷却風を貫流させるようにすれば、冷却風吹出面と紡出糸条との間の距離を短く設定でき、糸条に対する気流の貫通性を向上させることができることも知見して本発明を着想するに至ったものである。

ここに、前記課題を達成するための本発明として、
(1) 熱可塑性ポリマーを吐出する紡糸孔群が多重同心円上に穿設された紡糸口金から紡出されたマルチフィラメント糸を該紡糸口金下で徐冷する徐冷領域の直下に設けられ、かつ前記紡糸孔群から紡出されて円周状に多重配列されて下流側へ走行するマルチフィラメント糸に対して最外周列側から最内周列側へ放射状に冷却風を吹き出す円筒状の冷却風吹出手段と、該冷却風吹出手段の最上流側吹出部から吹き出される冷却風の速度を該最上流側吹出部より下流側の吹出部から吹き出される冷却風の風速よりも低速に制御する風速制御手段とを備えたことを特徴とする糸条冷却装置、
(2) 前記徐冷領域を糸条走行域である下端開口を除いて気密構造とした(1)に記載の糸条冷却装置、
(3) 前記下端開口に紡出されたマルチフィラメント糸に近接させて設けられた仕切板を有する(2)に記載の糸条冷却装置、
(4) 前記冷却風吹出手段が冷却風の風速を制御する円筒状の均圧化部材と、冷却風の風向を制御する円筒状の整流部材とから構成された(1)〜(3)の何れかに記載の糸条冷却装置、
(5) 前記均圧化部材が紡出糸条が走行する方向に沿って複数に分割され、かつ最上流側の分割部材がそれ以外の分割部材よりも冷却風の通過抵抗が大きくされている(4)に記載の糸条冷却装置、
(6) 前記均圧化部材の分割部位に対応させて、冷却風の風量を分割して前記冷却風吹出手段へ分配供給する気流制御板を備えた(5)に記載の糸条冷却装置、
(7) 前記冷却風吹出手段から吹き出される冷却風の風速が０．０５〜０．２０ｍ／秒である(1)〜(6)の何れかに記載の糸条冷却装置、
(8) 紡糸孔群をその上に穿設する多重同心円に関し、該多重同心円が２重同心円又は３重同心円であって、かつ最外周の同心円直径と最内周の同心円直径との差を２０ｍｍ以下である(1)〜(7)の何れかに記載の糸条冷却装置、そして、
(9) 延伸後の単糸繊度が０．１〜１．０デシテックスであって、かつそのフィラメント数が９０〜４００本の紡出後のポリエステル糸条を冷却する(1)〜(8)の何れかに記載の糸条冷却装置が提供される。

従来方式の糸条冷却装置を用いた合成繊維の溶融紡糸においては、特に、繊度斑の小さなハイマルチ且つ極繊度の衣料用マルチフィラメント糸を得ることが困難とされていた。しかしながら、本発明の糸条冷却装置を用いると、紡出されたマルチフィラメント糸に対して微風速の冷却風を糸条の外周側から放射状に直近から吹き付けることができる。このため、紡出されたフィラメント群が糸揺れを起すのを抑制しながらフィラメント群間へ冷却風を容易に貫流させることができ、その結果、繊度斑のない品質に優れた繊維を単糸切れなどの発生もなく安定して得ることができる。

また、冷却風吹出手段から吹き出す冷却風の速度を最上流側においてその下流側よりも遅くすること（すなわち、風量を低減すること）により、紡糸口金のポリマー吐出面への気流の吹き上がりを抑制し、口金面の冷却を防止すると共に、紡出されたフィラメント群の糸揺れも抑制することができる。その結果、紡糸口金に穿設された紡糸孔群から吐出されるポリマーの吐出斑が解消され、また、糸揺れも小さくなるため、各フィラメントの繊度斑が小さくなって均質で高品質の合成繊維を安定に得ることができる。

その上、本発明の糸条冷却装置では、紡糸口金の直下に設けられる徐例領域を糸条走行域である下端開口を除いて気密構造としているために、冷却風が徐冷領域に逆流するのを防止できるため、徐冷領域内の雰囲気が擾乱されない。また、好ましくは、下端開口に紡出したフィラメント群に近接して仕切板を設けている。したがって、フィラメント群が細化される徐冷領域内へ冷却風が進入するのを効果的に防止できる。この結果、紡出されたフィラメント群の下流方向への走行状態が乱されず円滑に下流側へ走行することができるため、繊度斑や単糸切れを効果的に抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、ポリアミド、ポリエステルなどからなる熱可塑性ポリマーを衣料用マルチフィラメント糸として溶融紡糸する溶融紡糸工程に、本発明に係る糸条冷却装置を適用した２つの実施形態例を模式的に示した説明図（正断面図）である。この図１及び図２において、1は紡糸口金、2は紡出糸条の徐冷手段、3は仕切板、4は糸条冷却装置、5は油剤付与装置、6は交絡付与装置、7は一対の引取ロ−ラ、8は巻取機、そして、Yはマルチフィラメント糸をそれぞれ示している。

なお、図１及び図２に示した糸条冷却装置4に係わる２つの実施形態例では、図示省略した冷却風発生装置及び冷却風供給装置、冷却風供給口41、円筒状の冷却空気室42、円筒状の整流部材43、円筒状の均圧化部材44（44a,44b,44c）、気流制御板45などから構成されている。また、円筒状の整流部材43と円筒状の均圧化部材44とから冷却風吹出手段が構成されており、整流部材43は冷却風の吹出方向を所定の方向へ揃える役割（風向制御）を果たし、均圧化部材44は冷却風の吹出速度を所定の値に設定する役割（風速制御）を果たす。

ここで、前記紡糸口金１には、ポリマー吐出面Fから見た平面図である図３に例示したように、一点鎖線で示したC1及びC2からなる２重同心円上に紡糸孔群Hが穿設されている。したがって、多重の同心円（図２では、２重同心円(C₁)及び(C₂)である）上に紡糸口金1に穿設された紡糸孔群Ｈからは、複数列の円周状（円環状）に多重配列された状態でマルチフィラメント糸Yが紡出されて下流側へ走行する。

また、前記糸条冷却装置4は、所定温度（通常、２０℃程度）の冷却風を発生させる冷却風発生装置（図示せず）及び発生させた一定流量の冷却風を冷却風供給口41へ供給する冷却風供給装置（図示せず）を備えている。そして、この冷却風供給装置（図示せず）によって冷却風供給口41へ供給された冷却風は、冷却風の流れ方向を制御する気流制御板45によって流れ方向が制御されながら冷却空気室42へ導入される。

このとき、冷却風吹出手段を構成する冷却風吹出面には、冷却空気室42に導入された冷却風に背圧を生じさせるための均圧化部材44が設けられており、この均圧化部材44の作用によって冷却空気室42内に供給された冷却風には背圧が付与される。このように一定の背圧を生じさせることによって、背圧がない場合と比較して、冷却空気室42の内部に一時的あるいは局所的な圧力変動が生じても、その変動は背圧によって吸収され、冷却空気室42内の圧力が殆ど変化しなくなる。その結果、均圧化部材44を冷却風が単位時間に単位面積を通過する風量がぃツ低に保たれ、当然のことながら冷却風の風速も経時的に変動せず一定に保たれる。なお、その詳細は後述するが、この均圧化部材44は、風速制御手段をも兼ねている。

以上に述べた図１及び図２において、紡糸口金1より円周状（円環状）に多重配列した状態で紡出されたマルチフィラメント糸Yは、円周状の多重配列状態を維持したままで、円筒状の吹出面を有する糸条冷却装置4の内部に導入される。このようにして、糸条冷却装置4の円筒状吹出面に導入された紡出糸条Yは、円筒状の冷却風吹出手段の内周面から紡出糸条Yの中心へ向かって放射状に吹き出された冷却風（図中に矢印で示している）によって所定の温度（ポリエステル繊維であれば、ガラス転移温度）以下にまで冷却される。次いで、冷却された紡出糸条Yは、該糸条冷却装置4の下方に位置する油剤付与装置8によって油剤を付与され、交絡付与装置6によってフィラメント群間に交絡処理が施された後、一対の引取ロ−ラ7に引き取られて巻取機8により糸条パッケージとして巻き取られる。

なお、このように糸条パッケージとして巻き取られる一本のマルチフィラメント糸Yとしては、特に、ポリエステル繊維が好ましく、その単糸繊度が０．１〜１．０デシテックスと細繊度であって、かつフィラメント数が９０〜４００本であるものが、図４に例示した従来の糸条冷却装置4’よりも、より繊度斑が少ないものが得られるため好ましく、特に、好ましくは１５０〜３００本である。なお、フィラメント数（単糸数）が９０本未満であれば、本発明の糸条冷却装置を使用しなくても、従来の糸条冷却装置によって本発明の課題を達成することができる。また、４００本を超える場合は衣料用としてその用途が限定されてしまうため、必要以上にフィラメント数を多くする理由がない。

なお、本発明において使用できポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステルを使用する。また、その性質を本質的に変化させない範囲であればその他の成分として、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等のジカルボン酸、プロピレングリコール、又は１．４−ブタンジオールやポリエチレングリコール等のジオールを共重合させたコポリエステルを使用することもできる。また、これらのポリエステルには艶消剤、安定剤、表面改質剤等を添加することも可能である。

以上に述べたように構成される本発明の糸条冷却装置4に係る実施形態例では、図１及び図２に示すように、糸条冷却装置4の冷却風の吹出面に円筒状の均圧化部材44を設けている。通常、この均圧化部材44は、空気中の塵埃などを取り除いて空気を浄化する周知のエアーフィルターなどの通気性部材で構成される。

このように、本発明の糸条冷却装置では、円筒状の均圧化部材44から冷却風を走行糸条の内部中心方向へ向かって放射状に均一に吹き出すことができる。なお、図１及び図２に例示した２つの実施形態例では、上流側から下流側へと風速制御手段でもある均圧化部材44を３つの部分（44a，44b，44c）に分割し、冷却風が各分割均圧化部材44a〜44cを通過する冷却風通過抵抗をそれぞれ調整することによって、それぞれの分割均圧化部材44a〜44cから吹き出される冷却風の単位面積当り風量を制御して冷却風の吹出速度を調整自在としている。

ここで、前記均圧化部材44は、本発明においても極めて重要なパーツであり、これを構成する材料としては、周知のエアーフィルターが好適に使用でき、例えば、市販されている紙を素材とした多孔質体、焼結金属を材料とした多孔質体、あるいは金網を積層した通気性部材、更には多数の細孔が穿設されたパンチングプレートなどを挙げることができる。また、これらの複数種の材料を組み合わせて均圧化部材44としても良い。

本発明においては、前記均圧化部材44の内側に図示したように整流部材43を設けることによって、均圧化部材44から吹き出される冷却風の吹き出し方向を、紡出されて多重円周状に多重配列したマルチフィラメント群に対して、その最外周列側から最内周列側へ向かって放射状に吹き付けることができるように揃えることができる。しかも、冷却風の吹出面を構成する整流部材43と紡出糸条Yとの間の距離も短くすることができる。

なお、前記機能を果たすための冷却風吹出手段を構成する重要なパーツである整流部材43の構成については、冷却風の吹出方向を一定方向へ揃える役割を担っている。したがって、本発明の整流部材43は、このような機能を発揮できればよく、このような整流部材43として、冷却風が通過するための間隙を形成して上下に平行に重なり合った平行板、更に、該平行板に加えて鉛直方向にも冷却風が通過する間隙を形成して格子状に積層された格子状板、あるいはハニカム（蜂の巣状）板などを例示することができる。その際、整流部材43は、均圧化部材44とその機能を分離して個別に設けるようにしてもよいが、これらの機能を兼用させて一体化されたものを用いることもできる。

以上に述べたように、本発明の糸条冷却装置4では、冷却風吹出手段の一部を構成する整流部材43によって吹出方向が揃えられた冷却風を至近距離から最外周フィラメント群へ吹き付けることができる。そうすると、整流部材43から至近距離で紡出糸条Yに向かって吹き出された冷却風は、吹付距離が短いために拡散することなく紡出糸条Yへ到達し、吹出方向が放射方向へ揃えられたままの状態で容易にフィラメント群間を貫流することができる。したがって、冷却風の風速が０．０５〜０．２０ｍ／秒のような微風であっても、冷却風はすぐに拡散することなく容易にフィラメント群間を貫流できる。このため、本発明の糸条冷却装置4を用いれば、紡出糸条Yをきわめて効果的に冷却することができる。

しかしながら、最外周列側から最内周列側へ複数列にフィラメント群を円周状に多重配列させる場合に、列数を余りに多くとると、フィラメント群間への冷却風の貫流性が低下する。したがって、その配列数を２列あるいは３列とすることが好ましく、それ故に、紡糸口金1には、２重同心円又は３重同心円上に紡糸孔群Ｈを穿設して、円周状（円環状）に２重又は３重配列させたマルチフィラメント群を溶融紡糸することが好ましい。

このとき、紡糸孔群を穿孔する最外周の同心円直径と最内周の同心円直径との差を２０ｍｍ以下（好ましくは、１５ｍｍ以下）とすることが好ましく、この間に密に紡糸孔群を穿設することが好ましい。何故ならば、その差が２０ｍｍを超えると、最外周側同心円上に穿孔された紡糸孔群から紡出されたフィラメント群と最内周側同心円上に穿孔された紡糸孔群から紡出されたフィラメント群との間の冷却風の貫流性に差が生じて冷却差が拡大し、フィラメント間で品質差が生じるため好ましくない。

以上に説明したように、本発明に係る冷却風吹出手段では、紡出糸条Yを囲繞するように円周方向から走行糸条の中心部へ向かって放射状に均一な冷却風を紡出糸条Yに吹き付けるこができるので、最外周列側で円周状に配列したフィラメント群が受ける空気抵抗が円周方向で均一となる。また、最内周列側に配列するフィラメント群が受ける空気抵抗もその配列数を２列又は３列とすることによって、最外周列側に位置するフィラメント群が受ける空気抵抗と殆ど変わらないように制御することができる。したがって、このようにして得られるマルチフィラメント糸Yは、全体として極めて均一な状態で冷却される。

そうすると、整流部材43から吹き出される冷却風の流速を小さく設定しても、紡出糸条Yと冷却風との間の熱交換性を大きく向上させることができ、紡出糸条Yの冷却効率をより向上させることができるために、冷却風吹出面を構成する整流部材43から吹き出される冷却風の流速を小さくすることが可能となる。すると、より弱い風速で紡出糸条Yを冷却することができるために、繊度斑が発生する最大の要因である「糸揺れ」を小さくすることができ、その結果として、本発明の糸条冷却装置4によれば、図４に例示したような従来の糸条冷却装置4’と比較してより高品質の糸を製造することができる。

以上に述べたように、本発明の糸条冷却装置を使用することによって高品質の細繊度ハイマルチフィラメント糸を製造することができる。しかしながら、単糸繊度のより小さな銘柄を溶融紡糸する際の冷却においては、より口金1に近い位置で紡出糸条Yが冷却されるため、冷却固化点が上流側（口金側）へ移動する。したがって、単糸繊度の小さな銘柄では、口金1の直下に設けられた徐冷領域2内の気流の乱れが繊度斑の発生に大きく影響する。

この点に関して、図４に例示した糸条冷却装置4’では、冷却風の逃げ場（つまり、冷却風の出口）が装置本体の上下部の２ケ所に存在する。したがって、このような糸条冷却装置4’の構造上の問題から紡糸口金1と糸条冷却装置4’の間の隙間があると、この隙間から冷却風が流れるため、口金1のポリマー吐出面へ冷却風の逆流が生じる。この場合、冷却風は、紡出糸条Yの反走行方向へと流れるので、この冷却風の流れが走行糸条に大きく作用して糸揺れを誘発してしまう。

そうすると、断糸が発生し紡糸が不可能となる。また、紡出されたフィラメント群が細化されて繊維化される極めて重要な細化工程で雰囲気の気流が擾乱されるために、繊度斑を誘発する。更に、冷却風が口金1のポリマー吐出面に当ると、口金1を局所的に冷却してしまって、紡糸孔Ｈからのポリマーの吐出量を変動させてしまい、よりいっそうの繊度斑の発生を誘発する。

そこで、本発明に係る糸条冷却装置4の実施形態では、口金1のポリマー吐出面と糸条冷却装置4との間の徐冷領域2を密閉して実質的に気密にすることが望ましい。このために、口金1の直下に設ける徐冷領域2は、口金1のポリマー吐出面と糸条冷却装置4との間の領域であって、この徐冷領域2は気密にすることが好ましい。何故ならば、このようにすることによって、徐冷領域2の外部から流入する気流を抑制して、徐冷領域2の内部雰囲気が擾乱されることがなくなるからである。

また、多錘の溶融紡糸装置の場合には、徐冷領域2によって徐冷領域2を各錘毎に個別に密閉状態にして仕切ることで、隣接錘などから進入する気流などに起因する外乱を防止することができる。このようにすることによって、糸揺れの要因となる糸条随伴流の影響を抑制できるという効果を奏する。そうすると、糸条冷却装置4の下部の開口が大気開放とされているので、円筒状の整流部材43から吹き出した冷却風は、徐冷領域2に進入することなく、紡出糸条Yの走行方向と同方向に流れて行く。

したがって、徐冷領域2に進入した冷却風が紡出糸条Yの走行抵抗となって紡出糸条Yの走行を乱すことがなくなる。その結果、重要な細化工程において紡出糸条Yの糸揺れを抑制することが可能となって、繊度斑の発生を抑制できる。また、口金1から紡出されたフィラメント群が徐冷領域2で細化される際における気流の乱れも抑制されるために、細化がスムーズに行われるため、この点からも繊度斑の発生を抑制することができる。更に、冷却風が口金1のポリマー吐出面に殆ど到達することがなくなって、口金1が冷却されてしまいポリマーの吐出斑を惹起することもなくなる。

しかしながら、口金1のポリマー吐出面と糸条冷却装置4との間の徐冷領域2を密閉したとしても、細繊度を有する銘柄の場合には、徐冷領域2が狭くなることに加えて、冷却風吹出手段を構成する整流部材43の最上部から吹き出された冷却風が口金面１へとわずかに吹き上がってしまう。そうすると、口金1が局部的に冷却されたり、徐冷領域2の雰囲気が擾乱されたりして、断糸には至らないまでも、大きな繊度斑を引き起こす原因となる。そこで、紡出されたマルチフィラメント糸Yに近接して、紡出糸条Yが走行するための走行域を確保する開口を有する仕切板3を徐冷領域2の下端に設ける。このようにすることによって、徐冷領域2への冷却風の進入を抑制することができる。

このとき、溶融紡糸する糸条の銘柄にもよるが、紡糸口金1のポリマー吐出面から糸条冷却装置4（冷却風吹出手段）の上端までの徐冷領域2の距離は、２０〜１００ｍｍとすることが好ましい。何故ならば、徐冷距離が２０ｍｍ未満と短い場合は、徐冷領域2での細化が充分でない状態で冷却風によって急冷されて断面斑および繊度斑が発生するからである。また、徐冷距離が１００ｍｍを超えると、紡糸孔群から吐出された紡出糸条Yの走行と共に徐冷領域2内の空気も一緒に仕切板3の開口部から流出して徐冷領域2内の気圧が低下し、この気圧の低下に対応して徐冷領域2の内部を常圧に保とうとする開口からの外気の流入が生じて乱気流が起こり、この場合も断面斑および繊度斑が発生する。

更に、徐冷領域2への冷却風の進入を防ぐために、整流部材43から吹き出す冷却風の風速分布プロファイルを糸条走行方向に沿って最適にすることが必要である。そのために、本発明の糸条冷却装置4においては、風速制御手段を兼ねる均圧化部材44を上下方向で分割し、冷却風の通過抵抗（通過圧力損失）を可変とする。つまり、上部の分割部44a及び44bにおける冷却風の通過抵抗（通過圧力損失）を大きくし、これら上部以外の下部分割部44cでの冷却風の通過抵抗（通過圧力損失）を小さく設定する。

そうすると、整流部材43の最上流側吹出部から吹き出される冷却風の速度（風量）を他の吹出部分と比較して小さくすることができ、口金1のポリマー吐出面へ吹き上がる冷却風の風速（風量）自体をより低減することができる。その結果、徐冷領域2への冷却風の流入による糸揺れ、徐冷領域2における雰囲気の擾乱、紡糸口金1の局所冷却などに起因する繊度斑の発生を抑制することができる。

更に、本発明の糸条冷却装置4では、冷却空気室42への冷却風の供給流路上に気流制御板46を流れ方向に沿って設置することが好ましい。なお、この気流制御板46は、図示省略した冷却風の供給装置（通常、送風機が使用される）の冷却風供給口41から一体として供給された冷却風の流量を流れ方向に沿って複数に分割して、分割した冷却風の流量を目的とする冷却空気室42の各部位へ分配供給する役割を果たす。このように気流制御板46を設置することよって、整流部材43の最上部側に速度（流量）の大きな冷却風が供給されないように積極的に制御することができる。その結果として、徐冷領域2へ流入する冷却風の流量を小さくすることができ、冷却風が徐冷領域2へ逆流するのを抑制することができる。

以上に述べたように本発明は、糸条冷却装置4の冷却風吹出面から供給する冷却風の風速プロファイルを適正に制御し、しかも、紡出糸条Yに吹き付ける冷却風の風速を従来よりも弱くしても大きな冷却効果が得られる。このため、糸揺れを抑制しながら紡出糸条Yの急冷を実現することができ、整流部材43の最上部側からの冷却風の徐冷領域2への吹上りを抑制できる。その結果として、油剤付与装置5を紡糸口金1に近い上流側に移動させることができ、結果的に紡出糸条Yの集束位置を短くすることができる。これに対して、紡出糸条Yの冷却固化が遅い場合、油剤付与装置７と糸条Yとの摩擦抵抗が大きくなり、擦過による単糸切れ、または断糸を誘発することが分かっている。

マルチフィラメント糸の溶融紡糸工程に、糸条冷却装置を適用する実施形態例を模式的に示した説明図（正断面図）である。マルチフィラメント糸の溶融紡糸工程に、糸条冷却装置を適用する他の実施形態例を模式的に示した説明図（正断面図）である。紡糸口金をポリマーの吐出面から見た平面図である。従来の糸条冷却装置の一例を模式的に示した説明図（正断面図）である。

符号の説明

1：紡糸口金
2：徐冷手段
3：仕切板
4：糸条冷却装置
5：油剤付与装置
6：交絡付与装置
7：一対の引取ローラ
8：巻取機
41：冷却風供給口
42：冷却空気室
43：整流部材
44（44a，44b，44c）：均圧化部材
46：気流制御板
Y：糸条

Claims

熱可塑性ポリマーを吐出する紡糸孔群が多重同心円上に穿設された紡糸口金から紡出されたマルチフィラメント糸を該紡糸口金下で徐冷する徐冷領域の直下に設けられ、かつ前記紡糸孔群から紡出されて円周状に多重配列されて下流側へ走行するマルチフィラメント糸に対して最外周列側から最内周列側へ放射状に冷却風を吹き出す円筒状の冷却風吹出手段と、該冷却風吹出手段の最上流側吹出部から吹き出される冷却風の速度を該最上流側吹出部より下流側の吹出部から吹き出される冷却風の風速よりも低速に制御する風速制御手段とを備えたことを特徴とする糸条冷却装置。
前記徐冷領域を糸条走行域である下端開口を除いて気密構造とした請求項１に記載の糸条冷却装置。
前記下端開口に紡出されたマルチフィラメント糸に近接させて設けられた仕切板を有する請求項２に記載の糸条冷却装置。
前記冷却風吹出手段が冷却風の風速を制御する円筒状の均圧化部材と、冷却風の風向を制御する円筒状の整流部材とから構成された請求項１〜３の何れかに記載の糸条冷却装置。
前記均圧化部材が紡出糸条が走行する方向に沿って複数に分割され、かつ最上流側の分割部材がそれ以外の分割部材よりも冷却風の通過抵抗が大きくされている請求項４に記載の糸条冷却装置。
前記均圧化部材の分割部位に対応させて、冷却風の風量を分割して前記冷却風吹出手段へ分配供給する気流制御板を備えた請求項５に記載の糸条冷却装置。
前記冷却風吹出手段から吹き出される冷却風の風速が０．０５〜０．２０ｍ／秒である請求項１〜６の何れかに記載の糸条冷却装置。
紡糸孔群をその上に穿設する多重同心円に関し、該多重同心円が２重同心円又は３重同心円であって、かつ最外周の同心円直径と最内周の同心円直径との差を２０ｍｍ以下である請求項１〜７の何れかに記載の糸条冷却装置。
延伸後の単糸繊度が０．１〜１．０デシテックスであって、かつそのフィラメント数が９０〜４００本の紡出後のポリエステル糸条を冷却する請求項１〜８の何れかに記載の糸条冷却装置。