JP2011063906A - Spinneret and method for producing filament yarn - Google Patents

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祥二 船越
Seiji Mizukami
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spinneret having excellent spinning stability, giving little fineness unevenness among single fibers and among yarns, and exhibiting remarkable effects for obtaining yarns having good quality such as thickness unevenness, strength and elongation of the yarn when producing a multifilament. <P>SOLUTION: The spinneret having arranged spinning holes for spinning a polymer as a filament yarn satisfies the following requirements (1) to (4): (1) the spinning hole is at least constituted of an introducing hole, and an extruding hole arranged at the downstream side of the introducing hole in the spinning route of the polymer, and for extruding the polymer from the lower surface of the spinneret; (2) the spinneret is at least constituted of an upper plate in which the introducing holes are arranged, and a lower plate in which the extruding holes are arranged; (3) the cross section area of the introducing hole in the direction orthogonal to the spinning route direction of the polymer is larger than that of the extruding hole in the direction orthogonal to the spinning route direction of the polymer; and (4) the heat conductivity of the upper plate is smaller than that of the lower plate. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、紡糸口金およびフィラメント糸の製造方法に関する。   The present invention relates to a spinneret and a method for producing a filament yarn.

ポリエステル繊維やナイロン繊維等、ポリエステルやポリアミド等から構成されるフィラメント糸は、一般に溶融紡糸法、即ち、ポリエステルやポリアミド等の熱可塑性のポリマを溶融させて紡糸パックに供給し、紡糸パックに装備された紡糸口金からフィラメント糸として紡出し、気流等により冷却、固化させた後、必要に応じ、集束や油剤付与等を施して、ローラ等で一旦引き取り、更に必要に応じ加熱ローラ等で延伸や熱処理等を行った後に、巻き取る等の過程を経て製造される。なお、上記した延伸や熱処理等は、紡糸口金から紡出されたフィラメント糸を、気流等により冷却、固化させた後に、加熱チューブ等を通過させて行う場合や、一旦引き取り、巻き取った後に別工程で行う場合もある。   Filament yarns composed of polyester and polyamide, such as polyester fiber and nylon fiber, are generally equipped with a spinning method, that is, a thermoplastic polymer such as polyester or polyamide is melted and supplied to a spinning pack. After spinning from the spinneret as a filament yarn, cooling and solidifying with an air flow, etc., if necessary, bundling or applying an oil agent, etc., once taken up with a roller, etc. Etc. are manufactured through a process such as winding. The above-described drawing, heat treatment, and the like are performed when the filament yarn spun from the spinneret is cooled and solidified by an air current or the like and then passed through a heating tube or the like. It may be performed in a process.

一方、アクリル繊維等、ポリアクリロニトリル等から構成されるフィラメント糸は、一般に溶液紡糸法、即ち、ポリアクリロニトリル等のポリマを溶媒に溶解させ、ポリマ溶液として紡糸パックに供給し、紡糸パックに装備された紡糸口金からフィラメント糸として凝固浴に紡出し、固化させた後、必要に応じ、水洗や延伸、乾燥、あるいは油剤付与等を施した後に、巻き取る等の過程を経て製造される。なお、紡糸口金からフィラメント糸を凝固浴に紡出させ、固化させる方法としては、上記の様に、フィラメント糸を、直接、凝固浴に紡出して固化させる方法と、紡糸口金からフィラメント糸を、一旦、気体中に紡出し、次いで、凝固浴を通過させて固化させる方法とが知られており、一般に、前者は湿式紡糸法、後者は乾湿式紡糸法と呼ばれている。   On the other hand, filament yarn composed of acrylic fiber, polyacrylonitrile, etc. is generally equipped with a spinning pack, that is, a polymer such as polyacrylonitrile is dissolved in a solvent and supplied to a spinning pack as a polymer solution. After being spun into a coagulation bath as a filament yarn from a spinneret and solidified, it is manufactured through a process such as washing, drawing, drying, or applying an oil as necessary, and then winding. As described above, the filament yarn is spun into a coagulation bath from the spinneret and solidified, as described above, the filament yarn is directly spun into the coagulation bath and solidified, and the filament yarn from the spinneret is solidified. A method of spinning in a gas and then solidifying by passing through a coagulation bath is known. Generally, the former is called a wet spinning method and the latter is called a dry wet spinning method.

また、溶液紡糸法には、ポリマを揮発性の溶媒に溶解させ、ポリマ溶液として紡糸パックに供給し、紡糸パックに装備された紡糸口金からフィラメント糸として加熱気体中に紡出し、溶媒を蒸発させることで固化させた後に、ローラ等で一旦引き取り、必要に応じて、延伸等を施した後に、巻き取る等の過程を経て、フィラメント糸を製造する方法もある。この方法は、一般に乾式紡糸法と呼ばれており、ポリウレタン繊維等にはこの方法が採用されている。   In the solution spinning method, a polymer is dissolved in a volatile solvent, supplied to a spinning pack as a polymer solution, spun into a heated gas as a filament yarn from a spinneret equipped in the spinning pack, and the solvent is evaporated. There is also a method of producing a filament yarn after being solidified by such a method, once taken up by a roller or the like, subjected to drawing or the like as necessary, and then taken up. This method is generally called a dry spinning method, and this method is adopted for polyurethane fibers and the like.

なお、本明細書においては、以下、溶融紡糸法で使用する溶融したポリマと、溶液紡糸法で使用するポリマ溶媒に溶解したポリマ溶液を総称して、ポリマと呼ぶこととする。   In the present specification, hereinafter, the molten polymer used in the melt spinning method and the polymer solution dissolved in the polymer solvent used in the solution spinning method will be collectively referred to as a polymer.

これら紡糸方法において、紡糸口金は、フィラメント糸の形状・太さ・重さを正確に計量し、安定的に紡出するための極めて重要な装置として、一般に認識されている。   In these spinning methods, the spinneret is generally recognized as an extremely important device for accurately measuring the shape, thickness, and weight of the filament yarn and stably spinning.

他方、従来から、フィラメント糸の製造においては、生産性向上を狙いに、高速化や多糸条化等の開発が多数行われてきた。例えば、溶融紡糸法の分野では、主としてポリエステル繊維を中心に高速化の開発が進められ、当初は紡糸速度が凡そ1000m/分代までの紡糸工程で低配向未延伸糸(以下UDY:Un Drawn Yarn)を得た後、別工程で延伸や実撚付与等を行い、配向の進行した延伸糸(FOY:Full Oriented Yarn)を得る手法が主流であったが、1970年代になると、巻取速度が凡そ5000m/分代まで紡糸と延伸を直結して延伸糸を1工程で得る紡糸直延伸(以下DSD:Direct Spin Draw)が開発された。また、紡糸速度が凡そ3000〜5000m/分代までの紡糸工程で部分配向糸(以下POY:Partially Oriented Yarn)を得て、別工程で延伸糸だけでなく、延伸と仮撚加工まで施した延伸仮撚加工糸(以下DTY:Draw Textured Yarn)を得ることができる合理的な手法が開発された。更に、延伸を必要としない紡糸速度が5000m/分代のOSY(One Step Yarn)が開発され、1980年代末には8000m/分代、1990年代には10000m/分代の紡糸巻取が実現されている。   On the other hand, in the production of filament yarn, many developments such as high speed and multiple yarns have been made with the aim of improving productivity. For example, in the field of the melt spinning method, development of high speed has been promoted mainly on polyester fiber, and initially, unoriented undrawn yarn (hereinafter referred to as UDY: Un Drawn Yarn) in a spinning process up to a spinning speed of about 1000 m / min. ) Was obtained in a separate process, and a method for obtaining oriented oriented yarn (FOY: Full Oriented Yarn) was mainstream. However, in the 1970s, the winding speed was increased. Direct spinning drawing (DSD: Direct Spin Draw) has been developed, in which spinning and drawing are directly connected to approximately 5000 m / min to obtain a drawn yarn in one step. Further, a partially oriented yarn (hereinafter referred to as POY: Partially Oriented Yarn) is obtained in a spinning process with a spinning speed of about 3000 to 5000 m / min, and stretched and false twisted in a separate process. A rational technique has been developed that can provide false-twisted yarn (hereinafter DTY: Draw Textured Yarn). Furthermore, OSY (One Step Yarn) with a spinning speed of 5000 m / min, which does not require stretching, was developed. Spin winding at 8000 m / min in the late 1980s and 10,000 m / min in the 1990s was realized. ing.

また、同様に、生産性向上を狙いとして、一つの紡糸口金から複数のフィラメント糸を紡出させる多糸条化の開発も盛んに行われてきた。   Similarly, with the aim of improving productivity, development of a multi-filament that allows a plurality of filament yarns to be spun from a single spinneret has been actively conducted.

一方、近年は、フィラメント糸に対するニーズが多様化し、様々な機能性を付与した特品フィラメント糸が数多く開発され、上市される様になった。例えば、衣料用分野では、ソフトな風合い等を付与する狙いで単糸細繊度化・多フィラメント化や、吸水・速乾性の向上や光沢感を変更する等の狙いで単糸異形断面化、また、鮮明性に優れた染色の実現等の新たな機能性付与の狙いでポリマを改質する等の改良が行われている。また、産業用分野では、同様に単糸細繊度化・多フィラメント化や単糸異形断面化の他、高強度化、高弾性化や、耐候性、難燃性等の新たな機能性付与を狙ったポリマの改質等の改良が行われている。更に最近は、上記した様な機能性を複数組み合わせて付与する試みも盛んに行われ始めている。   On the other hand, in recent years, the needs for filament yarn have diversified, and many special filament yarns with various functions have been developed and put on the market. For example, in the field of clothing, the single yarn has an irregular cross section for the purpose of giving fine texture, soft filaments, etc., and improving the water absorption and quick drying, and changing the glossiness. Improvements such as modifying polymers with the aim of imparting new functionality such as realization of dyeing with excellent sharpness have been made. Similarly, in the industrial field, in addition to making single yarn finer, multifilament, and single yarn irregular cross-section, new functionalities such as high strength, high elasticity, weather resistance, flame resistance, etc. Improvements such as targeted polymer modification have been made. Furthermore, recently, attempts to provide a combination of a plurality of functionalities as described above have begun actively.

しかしながら、上記した様な特品フィラメント糸は優れた機能性を有する高機能品種である一方、紡糸が極めて難しい難紡糸品種でもある。そのため、特に、特品フィラメント糸を、高い生産性の下、具体的には、高速、多糸条、あるいは、高速且つ多糸条で、製造することが極めて難しく、特品フィラメント糸の低コスト化、延いては、特品フィラメント糸の拡販や用途拡大の妨げとなってきた。   However, special filament yarns as described above are high-functional varieties having excellent functionality, but also difficult-to-spin varieties. Therefore, it is extremely difficult to produce special filament yarns with high productivity, specifically, at high speed, multiple yarns, or high speed and multiple yarns, and the special filament yarns are low in cost. As a result, it has been a hindrance to the expansion of sales and applications of special filament yarns.

この問題を、溶融紡糸法の分野で、フィラメント糸を単糸細繊度化・多フィラメント化した場合を一例に説明する。単糸細繊度化を行うと、フィラメント糸の各単糸は、紡糸口金の近傍で固化し易くなり、紡糸口金の近傍で所定の引取速度に到達する様になる。そのため、本発明者らの知見によれば、紡糸口金の近傍からフィラメント糸の各単糸廻りに大きな随伴流が形成される様になる。また、フィラメント糸製造の高速化を行うと、益々大きな随伴流が紡糸口金の近傍に形成される様になる。この結果、紡糸口金の近傍の気流の流れは極めて複雑化し、乱れ易くなる。そして、装置の寸法や冷却用の気流の不均一さ等が引き金となって、局所的に、冷却用の気流が、直接、フィラメント糸の各単糸によって紡糸口金の近傍に引き込まれる等して、局所的に紡糸口金が冷やされて、紡糸口金に大きな温度斑が形成される様になる。そして、これらの結果、フィラメント糸の各単糸を紡出する紡糸口金の各吐出孔においてポリマの吐出量に大きな斑が発生する様になり、これが多糸条化を行った場合には、紡糸口金から紡出される各フィラメント糸の間の大きな繊度斑に繋がり、大きな問題となっていた。   This problem will be described by taking as an example the case where the filament yarn is made into a single yarn fineness and multifilament in the field of melt spinning. When the fineness of the single yarn is reduced, each single yarn of the filament yarn is easily solidified in the vicinity of the spinneret, and reaches a predetermined take-up speed in the vicinity of the spinneret. Therefore, according to the knowledge of the present inventors, a large accompanying flow is formed around each single yarn of the filament yarn from the vicinity of the spinneret. In addition, when the production speed of the filament yarn is increased, an increasingly large accompanying flow is formed in the vicinity of the spinneret. As a result, the flow of airflow in the vicinity of the spinneret becomes extremely complicated and easily disturbed. Then, the size of the device and the non-uniformity of the cooling airflow are triggered, and locally, the cooling airflow is directly drawn into the vicinity of the spinneret by each single filament yarn. The spinneret is locally cooled and large temperature spots are formed on the spinneret. As a result, large spots appear in the discharge amount of the polymer in each discharge hole of the spinneret that spins each single yarn of the filament yarn. This led to large fineness irregularities between the filament yarns spun from the die, which was a big problem.

また、この問題は、単糸異形断面化されたフィラメント糸や、改質されたポリマから構成されるフィラメント糸等においても、同様に大きな問題となる。例えば、単糸異形断面化されたフィラメント糸では、単糸の表面積や空気抵抗等が丸断面と比べて大きくなるため、フィラメント糸の各単糸は紡糸口金の近傍で固化し易い。また、単糸の表面積や空気抵抗等が丸断面と比べて大きくなることから、フィラメント糸の各単糸廻りに形成される随伴流の大きさも大きくなり易い。また、例えば、熱可塑性のポリマにおいて、ポリマの改質方法の一例として、共重合が挙げられるが、一般に共重合を行うと、分子構造が乱されるため、フィラメント糸の強度や伸度等が低くなり易い。そのため、多くの場合において、ポリマの溶融粘度を高くする対応が採られるが、そうすると、紡糸口金から紡出されたフィラメント糸の各単糸は紡糸口金の近傍で固化し易くなる。また、例えば、熱可塑性のポリマの中には、一般に広く活用されているポリエステルやポリアミド等と比べ、ガラス転移温度が高いものもあり、この様な特殊なポリマから構成されるフィラメント糸においては、フィラメント糸の各単糸は紡糸口金の極めて近傍で固化し易い。   This problem also becomes a serious problem in the case of filament yarns having a single-shaped irregular cross section, filament yarns made of modified polymers, and the like. For example, in a filament yarn having a single-filament modified cross section, the surface area, air resistance, etc. of the single yarn are larger than those of a round cross section, so that each single filament yarn is easily solidified in the vicinity of the spinneret. Further, since the surface area, air resistance, etc. of the single yarn are larger than those of the round cross section, the size of the accompanying flow formed around each single yarn of the filament yarn is likely to be large. In addition, for example, in thermoplastic polymers, copolymerization is an example of a method for modifying the polymer. Generally, when copolymerization is performed, the molecular structure is disturbed, so that the strength and elongation of the filament yarn are reduced. It tends to be low. For this reason, in many cases, measures are taken to increase the melt viscosity of the polymer. However, in this case, each single yarn of the filament yarn spun from the spinneret is easily solidified in the vicinity of the spinneret. In addition, for example, some thermoplastic polymers have a higher glass transition temperature compared to commonly used polyesters and polyamides, and in filament yarns composed of such special polymers, Each single yarn of the filament yarn is easily solidified very close to the spinneret.

更に、上記した様な機能性を複数組み合わせる場合、例えば、単糸細繊度化・多フィラメント化と単糸異形断面化、あるいは単糸細繊度化・多フィラメント化とポリマの改質を組み合わせる等の場合には、これら問題は更に大きな問題となる。   Furthermore, when combining a plurality of functions as described above, for example, combining single yarn fineness / multifilament and single yarn irregular cross-section, or combining single yarn fineness / multifilament and polymer modification, etc. In some cases, these problems are even greater.

なお、生産性向上の手段としては、上記の通り、高速化や多糸条化等の手段が挙げられるが、例えば、溶融紡糸法の分野では、高速化を行うと、製造できるフィラメント糸の機能性のバリエーションの幅が狭くなり易いことが知られている。具体的に言えば、OSYのフィラメント糸よりも、UDYやPOY、あるいはDSDを用いて得たフィラメント糸の方が、機能性のバリエーションの幅が広くなり易いことが知られている。加えて、近年、溶融紡糸法の分野では、高密度織物等のフィラメント糸として、フィラメント糸自体の繊度を細繊度化するニーズも高まっており、一つの紡糸口金からのフィラメント糸の生産量を維持した上で、特品フィラメント糸を複数本同時に製造できる多糸条化の重要性は、今後、益々高まるものと考えられる。
この様に、上記した様な特品フィラメント糸を、高い生産性の下、特に、多糸条で製造するにおいて、紡糸口金の温度斑を抑制し、紡糸口金から紡出される各フィラメント糸の間の繊度斑を抑制することは、極めて重要な要素であり、従来から、様々な提案が行われている。
As mentioned above, as means for improving productivity, means such as high speed and multiple yarns can be mentioned. For example, in the field of melt spinning, the function of the filament yarn that can be produced when speed is increased. It is known that the width of the sex variation tends to be narrow. Specifically, it is known that the filament yarn obtained using UDY, POY, or DSD tends to have a wider range of functional variations than the OSY filament yarn. In addition, in recent years, in the field of melt spinning, there has been an increasing need to reduce the fineness of the filament yarn itself as a filament yarn for high-density fabrics, etc., and the production of filament yarn from a single spinneret has been maintained. On the other hand, it is considered that the importance of making multiple yarns capable of simultaneously producing a plurality of special filament yarns will increase further in the future.
In this way, when producing the above-mentioned special filament yarn with high productivity, particularly with multiple yarns, the temperature variation of the spinneret is suppressed, and the filament yarns spun from the spinneret are prevented. It is an extremely important factor to suppress fineness of the skin, and various proposals have been made.

なお、装置の寸法や冷却用の気流の不均一さ等を、大量生産を前提とした、フィラメント糸の製造方法において是正することは極めて難しく、現実味がない。   It should be noted that it is extremely difficult and unrealistic to correct the dimensions of the apparatus and the non-uniformity of the cooling airflow in the filament yarn manufacturing method based on mass production.

例えば、特許文献1では、図16に示したような紡糸口金が開示されている。図16は、特許文献1の紡糸口金の正面図である。図中、20は吐出孔、3は保温カラーをそれぞれ示す。以下、各図面において、説明済みの図に対応する部材が存在する場合は、同じ参照符号を用いて説明を省略することがある。特許文献1は、吐出孔20の下に、吐出孔20の口径よりも大きな外径を有する保温カラー3を設けることで、冷却装置からの冷却風が直接、吐出孔20の当たらず、口金面内の温度分布を均一に保つことができると記載されている。また、冷却装置の冷却風吹出し側から遠ざかるほど、保温カラー3の長さを短くすることで、冷却風吹出し側と反冷却風吹出し側との繊維物性差を著しく低減させる新規な紡糸口金が提案されている。この保温カラー3と吐出孔20を独立に構成してもよく、また、保温カラー3を伝熱の悪い金属以外の材質とすることが推奨されている。この手法を用いると、冷却装置と吐出孔20を有する紡糸口金との距離を短くしても、口金面内の温度分布を均一に保つことができ、充分な品質の糸を得ることができると記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses a spinneret as shown in FIG. FIG. 16 is a front view of the spinneret of Patent Document 1. In the figure, 20 is a discharge hole, and 3 is a heat retaining collar. Hereinafter, in each drawing, when a member corresponding to the already-explained drawing exists, the description may be omitted by using the same reference numerals. In Patent Document 1, by providing the heat retaining collar 3 having an outer diameter larger than the diameter of the discharge hole 20 below the discharge hole 20, the cooling air from the cooling device does not directly hit the discharge hole 20, and the base surface It is described that the temperature distribution inside can be kept uniform. In addition, a new spinneret is proposed that significantly reduces the difference in fiber properties between the cooling air blowing side and the anti-cooling air blowing side by shortening the length of the heat retaining collar 3 as the distance from the cooling air blowing side of the cooling device increases. Has been. The heat retaining collar 3 and the discharge hole 20 may be configured independently, and it is recommended that the heat retaining collar 3 be made of a material other than a metal having poor heat transfer. When this method is used, even if the distance between the cooling device and the spinneret having the discharge holes 20 is shortened, the temperature distribution in the die surface can be kept uniform, and a yarn of sufficient quality can be obtained. Are listed.

しかしながら、本発明者らの知見によれば、吐出孔20と保温カラー3に段差を有しているため、長時間連続して紡糸を続け、吐出孔20の周りにモノマやオリゴマといった付着物が堆積した際には、それを除去する口金清掃が困難となり、糸条の曲がり、ピクツキ、糸切れ等が多発し、最悪の場合は、紡糸口金を変更しなければ、生産不可能となり、生産性が悪化する場合がある。また、本発明者らの知見によれば、保温カラー3を備えているために、口金面が凹部のような形状となることから、気流乱れ、糸揺れが発生し、糸太さ斑や、強度、伸度等の物性斑が悪化する場合がある。   However, according to the knowledge of the present inventors, since there is a step between the discharge hole 20 and the heat retaining collar 3, spinning continues for a long time, and deposits such as monomers and oligomers are found around the discharge hole 20. When it accumulates, it becomes difficult to clean the base to remove it, and the yarn is bent, picked, and broken frequently. In the worst case, it is impossible to produce without changing the spinneret. May get worse. In addition, according to the knowledge of the present inventors, since the base surface has a shape like a concave portion because it is provided with the heat retaining collar 3, air current turbulence, yarn swaying occurs, There are cases in which physical properties such as strength and elongation deteriorate.

また、図17、図18に示したような溶融紡糸方法が特許文献2で開示されている。図17は、特許文献2の紡糸口金の概略図、図18は、図17の部分拡大図である。図中、1は紡糸口金、4は導入部、5はオリフィス部をそれぞれ示す。特許文献2の紡糸口金1は、複数の導入部4と、それに連結したオリフィス部5から構成されており、口金面上の温度分布は容認し、口金面上の位置によりオリフィス部5の長さを調整することで、吐出孔を通過する際の抵抗を一定にし、各吐出孔からの吐出量を均一化できる方法が記載されている。   Also, Patent Document 2 discloses a melt spinning method as shown in FIGS. FIG. 17 is a schematic view of the spinneret of Patent Document 2, and FIG. 18 is a partially enlarged view of FIG. In the figure, 1 is a spinneret, 4 is an introduction part, and 5 is an orifice part. The spinneret 1 of Patent Document 2 is composed of a plurality of introduction parts 4 and an orifice part 5 connected thereto, and the temperature distribution on the face of the base is accepted, and the length of the orifice part 5 depends on the position on the face of the base. A method is described in which the resistance at the time of passing through the discharge holes is made constant by adjusting the pressure and the discharge amount from each discharge hole can be made uniform.

しかしながら、本発明者らの知見によれば、紡糸条件により、口金直下の気流等が逐次変化するため、条件が変更される毎に、それに対応した紡糸口金を準備する必要がある。そのため、設備費が高額となる問題がある。また、本発明者らの知見によれば、口金面内の温度差が大きくなると、オリフィス部5の長さの調整では充分に対応し難い場合がある。また、ポリマ種類、品種、紡糸機の限界圧力に加えて、口金面温度分布を考慮して、オリフィス部5の長さや、孔径を決定せねばならず、設計が極めて煩雑となる。更に、口金面温度分布を考慮した設計を行うには、紡糸口金を試作して、紡糸評価を幾つか繰り返す必要があるが、これら期間や手間、費用が必要となり、この点においても設備費が過大となる問題がある。   However, according to the knowledge of the present inventors, since the airflow directly under the base changes sequentially depending on the spinning conditions, it is necessary to prepare a spinneret corresponding to each change of the conditions. Therefore, there is a problem that the equipment cost becomes high. Further, according to the knowledge of the present inventors, if the temperature difference in the die surface becomes large, it may be difficult to sufficiently cope with the adjustment of the length of the orifice portion 5. In addition to the limit pressure of the polymer type, product type, and spinning machine, the length of the orifice portion 5 and the hole diameter must be determined in consideration of the die surface temperature distribution, and the design becomes extremely complicated. In addition, in order to design in consideration of the temperature distribution of the die surface, it is necessary to make a spinneret prototype and repeat the spinning evaluation several times. There is an oversized problem.

また、図19、図20に示したような紡糸口金が特許文献3で開示されている。図19は、特許文献3の紡糸口金の平面図であり、図20は、図19の部分縦断面図である。図中、6は押え板、7は電熱線、8は電熱線埋設溝、9は温度コントローラ、10は温度センサー、11は吐出孔始端部、21は導入孔をそれぞれ示す。特許文献3の紡糸口金は、押え板6、電熱線7、温度コントローラ9、温度センサー10、吐出孔20、導入孔21から構成されており、吐出孔20に対応して、多数の等間隔を隔有する直線状、又は曲線状に形成した電熱線7を、吐出孔始端部11付近に埋設すると共に、温度コントローラ9により、電熱線7を加熱することにより、口金面温度を均一化することができると記載されている。   A spinneret as shown in FIGS. 19 and 20 is disclosed in Patent Document 3. FIG. 19 is a plan view of the spinneret of Patent Document 3, and FIG. 20 is a partial longitudinal sectional view of FIG. In the figure, 6 is a pressing plate, 7 is a heating wire, 8 is a heating wire embedding groove, 9 is a temperature controller, 10 is a temperature sensor, 11 is a discharge hole start end, and 21 is an introduction hole. The spinneret of Patent Document 3 includes a presser plate 6, a heating wire 7, a temperature controller 9, a temperature sensor 10, a discharge hole 20, and an introduction hole 21, and a plurality of equal intervals corresponding to the discharge hole 20. The heating wire 7 formed in a linear or curved shape having a space is embedded in the vicinity of the discharge hole start end portion 11, and the heating wire 7 is heated by the temperature controller 9, thereby making the base surface temperature uniform. It is stated that it can be done.

しかしながら、本発明者らの知見によれば、口金面の放熱は、口金面の位置により異なるため、吐出孔20に対して、電熱線7を等間隔に配設するだけでは、口金面温度の不均一な状態は改善されない場合がある。また、口金面の放熱量分布に合わせて、温度コントローラ9を用いて、電熱線7の発熱量を調整するのでは、装置構成が複雑となり過ぎる問題がある。また、300℃程度の高温部に電熱線7や、温度コントローラ9を設置する必要があり、熱への対応を考慮した設計が必要となる他、メンテナス頻度が過大となったり、作業性が悪化したり、メンテナンス性が悪化する問題がある。また、吐出孔間に電熱線7を配設する構造であることから、吐出孔間ピッチが制約され、吐出孔20を高密度に配置することが難しくなり、生産性が悪化する問題がある。また、紡糸口金に加えて、電熱線7や、温度コントローラ9を必要とする構成であるため、設備費が高額となる問題がある。   However, according to the knowledge of the present inventors, the heat radiation of the base surface differs depending on the position of the base surface. Therefore, the temperature of the base surface can be reduced only by arranging the heating wires 7 at equal intervals with respect to the discharge holes 20. The uneven state may not be improved. Further, adjusting the heat generation amount of the heating wire 7 using the temperature controller 9 in accordance with the heat radiation amount distribution on the base surface has a problem that the device configuration becomes too complicated. In addition, it is necessary to install the heating wire 7 and the temperature controller 9 in a high temperature part of about 300 ° C., and it is necessary to design in consideration of heat, and the maintenance frequency is excessive or workability is deteriorated. And there is a problem that the maintainability deteriorates. In addition, since the heating wire 7 is arranged between the discharge holes, the pitch between the discharge holes is restricted, and it becomes difficult to arrange the discharge holes 20 at a high density, which results in a problem that productivity is deteriorated. Moreover, since it is the structure which requires the heating wire 7 and the temperature controller 9 in addition to the spinneret, there is a problem that the equipment cost becomes high.

また、特許文献3と類似した構造として、図21、図22に示したような紡糸口金が特許文献4で開示されている。図21は、特許文献4の紡糸口金の正面図であり、図22は、図21のI−I断面図である。図中、2は紡糸孔、12は積層部材、13はヒータ部材、14はリード線をそれぞれ示す。特許文献4の紡糸口金は、紡糸孔2を有する積層部材12、ヒータ部材13、およびリード線14から構成されており、積層部材12を金属よりも熱容量が大きく、且つ熱伝導率が小さいセラミックス(例えば、アルミナが特許文献4に記載されている)とすることで、紡糸口金の外周部と中央部での温度分布の勾配が小さくなり、また、ヒータ部材13を加熱しても、積層部材12が急激に温度変化することは無く、その結果、紡糸口金全体が常に均一温度に保持できると記載されている。   Further, as a structure similar to that of Patent Document 3, a spinneret as shown in FIGS. 21 and 22 is disclosed in Patent Document 4. FIG. 21 is a front view of the spinneret of Patent Document 4, and FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. In the figure, 2 is a spinning hole, 12 is a laminated member, 13 is a heater member, and 14 is a lead wire. The spinneret of Patent Document 4 is composed of a laminated member 12 having a spinning hole 2, a heater member 13, and a lead wire 14, and the laminated member 12 is a ceramic (having a larger heat capacity than a metal and having a lower thermal conductivity). (For example, alumina is described in Patent Document 4), the gradient of the temperature distribution at the outer peripheral portion and the central portion of the spinneret becomes small, and even if the heater member 13 is heated, the laminated member 12 It is described that the temperature does not change rapidly, and as a result, the entire spinneret can always be kept at a uniform temperature.

しかしながら、本発明者らの知見によれば、ヒータ部材13を設置していることから、特許文献3と同様に、メンテナンス性が悪く、また、紡糸孔2の間にヒータ部材13を配設するため、紡糸孔間ピッチが制約され、紡糸孔2を密に配設することが難しくなり、生産性が悪化し、加えて、ヒータ部材13を埋設することから、設置費用が高額となる場合がある。また、本発明者らの知見によれば、紡糸孔2をセラミックスの積層部材12とした構造では、紡糸孔2の孔径、および孔長の寸法精度がステンレス鋼に比べて劣るため、寸法精度ばらつきにより、各吐出孔間にてポリマの吐出量不均一、つまりはポリマ吐出流量斑が発生する場合がある。また、セラミックスの積層構造であることから、紡糸孔2に段差が生じ易く、段差位置が基点となって、ポリマの異常滞留が生じやすくなる場合がある。加えて、ポリエステルやポリアミドといった汎用的ポリマでは、問題とならなかったが、溶融粘度の温度の依存性の高いポリマに対しては、ポリマ吐出流量斑がより顕著になる場合がある。   However, according to the knowledge of the present inventors, since the heater member 13 is installed, the maintainability is poor as in Patent Document 3, and the heater member 13 is disposed between the spinning holes 2. For this reason, the pitch between the spinning holes is restricted, it is difficult to arrange the spinning holes 2 densely, the productivity is deteriorated, and in addition, the heater member 13 is embedded, so that the installation cost may be high. is there. Further, according to the knowledge of the present inventors, in the structure in which the spinning hole 2 is a ceramic laminated member 12, the dimensional accuracy of the spinning hole 2 and the hole length is inferior to that of stainless steel. As a result, there is a case where the discharge amount of the polymer is not uniform between the discharge holes, that is, the uneven discharge of the polymer discharge occurs. Further, because of the laminated structure of ceramics, a step is likely to occur in the spinning hole 2, and the abnormal position of the polymer is likely to occur due to the step position as a base point. In addition, general-purpose polymers such as polyester and polyamide have not been a problem, but polymer discharge flow spots may become more conspicuous for polymers having a high temperature dependence of melt viscosity.

一方、紡糸口金のもう一つ重要な機能として、ポリマを安定して吐出する機能が挙げられる。しかしながら、実際の溶融紡糸では、紡糸口金は300℃程度の高温に長時間晒され、ポリマに含まれる添加物や、モノマ、オリゴマが吐出孔の周りに付着し、堆積され、口金面の汚れとなって、ポリマの吐出を阻害して、吐出ポリマの曲がりや、糸切れを引き起こし、製糸性を不安定にすることが知られている。   On the other hand, another important function of the spinneret is a function of stably discharging the polymer. However, in actual melt spinning, the spinneret is exposed to a high temperature of about 300 ° C. for a long time, and the additives, monomers, and oligomers contained in the polymer adhere to and deposit around the discharge holes, and the spinneret surface becomes dirty. Thus, it is known that the discharge of the polymer is hindered, the discharge polymer is bent and the yarn is broken, and the yarn-making property is unstable.

そこで、この口金面汚れを低減するために、図23に示したような紡糸口金が特許文献5で開示されている。図23は、特許文献5の紡糸口金の部分縦断面図である。図中、15は上部口金、16は下部口金、17は導入・案内孔部、18セラミックス製ノズルチップ18をそれぞれ示す。   Therefore, in order to reduce the contamination of the base surface, a spinneret as shown in FIG. FIG. 23 is a partial vertical cross-sectional view of the spinneret of Patent Document 5. In the figure, 15 is an upper cap, 16 is a lower cap, 17 is an introduction / guide hole, and 18 is a ceramic nozzle tip 18.

特許文献5の紡糸口金は、吐出孔20を有したセラミックス製ノズルチップ18が埋め込まれた下部口金16と、導入・案内孔部17を有する上部口金15から構成されており、下部口金16をセラミックス化することも提案されている。特許文献5によると、金属製口金における吐出孔20の孔配置密度を維持したまま、吐出孔20に、耐摩耗性、耐熱性、離型性に優れたセラミックスを配置していることから、目やに等の堆積物の発生を抑え、紡糸口金の生産周期が大幅に延長できると記載されている。   The spinneret of Patent Document 5 is composed of a lower base 16 in which a ceramic nozzle tip 18 having a discharge hole 20 is embedded, and an upper base 15 having an introduction / guide hole 17, and the lower base 16 is made of ceramics. It is also proposed to make it. According to Patent Document 5, ceramics excellent in wear resistance, heat resistance, and releasability are disposed in the discharge holes 20 while maintaining the hole arrangement density of the discharge holes 20 in the metal base. It is described that the production cycle of the spinneret can be greatly extended by suppressing the generation of such deposits.

しかしながら、本発明者らの知見によると、セラミックス口金としても口金面汚れの発生が皆無となる訳ではなく、長時間紡糸を続けると発生は避けられない。そこで、吐出孔20の周りに汚れが発生すると、シリコン等の離型剤を口金面に吹き付け、ヘラ等の清掃治具で掻き取る、口金清掃が必要となってくる。一般に、セラミックスはステンレス鋼と比べて硬度は優れるものの、靭性に劣ることが知られている。そのため、口金清掃時のヘラ等による軽度な衝撃にて、吐出孔20に割れ、欠け等が発生し、紡糸口金自体の寿命が短くなる場合がある。また、口金清掃の際に、口金面にシリコンを吹き付けると、口金面温度が急激に低下する。そのため、口金内部に、急激な温度差による内部応力が発生し、ひび、欠けが発生する場合もある。また、吐出孔20の孔径、孔長の加工精度がステンレス鋼といった金属製部材と比較して劣るため、寸法精度ばらつきにより、各吐出孔での吐出量の不均一が発生する場合もある。   However, according to the knowledge of the present inventors, the occurrence of contamination on the die surface is not completely eliminated even with a ceramic die, and the occurrence is unavoidable if spinning is continued for a long time. Therefore, when dirt is generated around the discharge hole 20, it is necessary to clean the die by spraying a release agent such as silicon onto the die surface and scraping with a cleaning jig such as a spatula. In general, ceramics are known to be inferior in toughness, although they are superior in hardness to stainless steel. For this reason, the discharge hole 20 may be cracked, chipped, or the like due to a slight impact caused by a spatula or the like during base cleaning, and the life of the spinneret itself may be shortened. Further, when silicon is sprayed on the base surface during base cleaning, the base surface temperature rapidly decreases. For this reason, internal stress due to a rapid temperature difference is generated inside the die, and cracks and chipping may occur. Moreover, since the processing accuracy of the hole diameter and the hole length of the discharge hole 20 is inferior to that of a metal member such as stainless steel, the discharge amount at each discharge hole may be uneven due to dimensional accuracy variation.

また、本発明者らの知見によると、前述の特許文献4においても、口金面にセラミックス焼結体を採用していることから、特許文献5と同様に、口金清掃にて割れ、欠けが発生する場合がある。   Further, according to the knowledge of the present inventors, in the above-mentioned Patent Document 4, since a ceramic sintered body is employed on the base surface, cracking and chipping are generated in the base cleaning as in Patent Document 5. There is a case.

また、口金面に口金面汚れが付着しにくい表面改質技術として、特許文献6では、金属製口金にセラミックスをコーティングすることが提案されているが、特許文献5と同様に、口金清掃にて割れ、欠けが発生する場合がある。   In addition, as a surface modification technique that makes it difficult for dirt on the die surface to adhere to the die surface, Patent Document 6 proposes coating a metal die with ceramics. Cracking and chipping may occur.

以上の様に、紡糸口金の温度斑を抑制し、紡糸口金から紡出される各フィラメント糸の間の繊度斑を抑制することは、フィラメント糸製造の生産性向上の上で、極めて重要な要素であるが、上記した様に、本発明者らの知見によれば、種々の問題が残されており、フィラメント糸製造の生産性向上の妨げとなってきた。従って、この繊度斑の抑制に纏わる問題を解決することは、工業上、重要な意味を有するのである。   As described above, suppressing temperature unevenness in the spinneret and suppressing fineness irregularities between the filament yarns spun from the spinneret are extremely important factors in improving the productivity of filament yarn production. However, as described above, according to the knowledge of the present inventors, various problems remain, which hinders the improvement of the productivity of filament yarn production. Therefore, solving the problems related to the suppression of fineness spots has an important industrial significance.

特開2001−303355号公報JP 2001-303355 A 特開平2−33325号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-333325 特開昭60−139821号公報Japanese Patent Laid-Open No. 60-139721 特開昭58−136833号公報JP 58-136833 A 特開2000−303249号公報JP 2000-303249 A 特開平2−74620号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-74620

本発明の目的は、様々なポリマ種類、品種に対応でき、紡糸口金の製作費が安価であり、メンテナンス性、耐久性が高く、吐出孔に異物が付着しても容易に除去できると共に、紡糸安定性に優れ、単糸間、糸条間における繊度斑が小さく、糸の太さ斑や強度・伸度等の品質良好な糸条を得るために顕著な効果を発揮する紡糸口金およびフィラメント糸の製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to cope with various polymer types and varieties, the production cost of the spinneret is low, the maintainability and durability are high, and even if foreign matter adheres to the discharge hole, it can be easily removed, and the spinning Spinneret and filament yarn with excellent stability, small unevenness between single yarns and between yarns, and remarkable effect to obtain yarns with good quality such as thickness unevenness, strength and elongation It is in providing the manufacturing method of.

上記目的を達成するため、本発明によれば、ポリマをフィラメント糸として紡出する紡出孔が配設された紡糸口金であって、以下の(1)〜(4)の要件を満足する紡糸口金が提供される。
(1)前記紡出孔が、少なくとも、導入孔と、前記導入孔より前記ポリマの紡出経路方向の下流側に配設され、前記紡糸口金の下面から前記ポリマを吐出する吐出孔とから構成されること。
(2)前記紡糸口金が、少なくとも、前記導入孔が配設された上部板と、前記吐出孔が配設された下部板とから構成されること。
(3)前記導入孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が、前記吐出孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積より大きいこと。
(4)前記上部板の熱伝導率が、前記下部板の熱伝導率より小さいこと。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a spinneret provided with spinning holes for spinning a polymer as a filament yarn, which satisfies the following requirements (1) to (4): A base is provided.
(1) The spinning hole includes at least an introduction hole, and a discharge hole that is arranged downstream of the introduction hole in the spinning path direction of the polymer and discharges the polymer from the lower surface of the spinneret. To be done.
(2) The spinneret includes at least an upper plate in which the introduction hole is disposed and a lower plate in which the discharge hole is disposed.
(3) The cross-sectional area of the introduction hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction is larger than the cross-sectional area of the discharge hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction.
(4) The thermal conductivity of the upper plate is smaller than the thermal conductivity of the lower plate.

また、本発明の別の形態によれば、ポリマをフィラメント糸として紡出する紡出孔が配設された紡糸口金であって、以下の(5)〜(8)の要件を満足する紡糸口金が提供される。
(5)前記紡出孔が、少なくとも、導入孔と、前記導入孔より前記ポリマの紡出経路方向の下流側に配設され、前記紡糸口金の下面から前記ポリマを吐出する吐出孔とから構成されること。
(6)前記紡糸口金が、少なくとも、前記導入孔を形成する外周層と、前記吐出孔が配設された下部板とから構成されること。
(7)前記導入孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が、前記吐出孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積より大きいこと。
(8)前記外周層の熱伝導率が、前記下部板の熱伝導率より小さいこと。
According to another aspect of the present invention, there is provided a spinneret provided with spinning holes for spinning a polymer as a filament yarn, which satisfies the following requirements (5) to (8): Is provided.
(5) The spinning hole includes at least an introduction hole, and a discharge hole that is arranged downstream of the introduction hole in the spinning path direction of the polymer and discharges the polymer from the lower surface of the spinneret. To be done.
(6) The spinneret includes at least an outer peripheral layer that forms the introduction hole and a lower plate on which the discharge hole is disposed.
(7) The cross-sectional area of the introduction hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction is larger than the cross-sectional area of the discharge hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction.
(8) The thermal conductivity of the outer peripheral layer is smaller than the thermal conductivity of the lower plate.

また、本発明の別の形態によれば、ポリマをフィラメント糸として紡出する紡出孔が配設された紡糸口金であって、以下の(9)〜(12)の要件を満足する紡糸口金が提供される。
(9)前記紡出孔が、少なくとも、導入孔と、前記導入孔より前記ポリマの紡出経路方向の下流側に配設された中間導入孔と、前記中間導入孔より前記ポリマの紡出経路方向の下流側に配設され、前記紡糸口金の下面から前記ポリマを吐出する吐出孔とから構成されること。
(10)前記紡糸口金が、少なくとも、前記導入孔が配設された上部板と、前記中間導入孔が配設された中間板と、前記吐出孔が配設された下部板とから構成されること。
(11)前記導入孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が、前記吐出孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積より大きいこと。
(12)前記中間板の熱伝導率が、前記下部板の熱伝導率より小さいこと。
According to another aspect of the present invention, there is provided a spinneret provided with spinning holes for spinning a polymer as a filament yarn, which satisfies the following requirements (9) to (12): Is provided.
(9) The spinning hole is at least an introduction hole, an intermediate introduction hole disposed downstream of the introduction hole in the polymer spinning path direction, and the polymer spinning path from the intermediate introduction hole. And a discharge hole which is disposed on the downstream side in the direction and discharges the polymer from the lower surface of the spinneret.
(10) The spinneret includes at least an upper plate provided with the introduction hole, an intermediate plate provided with the intermediate introduction hole, and a lower plate provided with the discharge hole. thing.
(11) The cross-sectional area of the introduction hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction is larger than the cross-sectional area of the discharge hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction.
(12) The thermal conductivity of the intermediate plate is smaller than the thermal conductivity of the lower plate.

また、本発明の好ましい形態によれば、前記導入孔と前記吐出孔を連結する中間導入孔を有した中間板が設けられ、前記中間板の熱伝導率が、前記下部板の熱伝導率より小さい紡糸口金が提供される。   According to a preferred embodiment of the present invention, an intermediate plate having an intermediate introduction hole for connecting the introduction hole and the discharge hole is provided, and the thermal conductivity of the intermediate plate is higher than the thermal conductivity of the lower plate. A small spinneret is provided.

また、本発明の好ましい形態によれば、前記中間板の熱伝導率を小さくする手段として、前記中間板に空隙を設けた紡糸口金が提供される。   Moreover, according to the preferable form of this invention, the spinneret which provided the space | gap in the said intermediate plate as a means to make small the heat conductivity of the said intermediate plate is provided.

また、本発明の好ましい形態によれば、前記導入孔の前記ポリマの紡出経路方向の一部に計量孔が配設された紡糸口金が提供される。   According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a spinneret in which a metering hole is provided in a part of the introduction hole in the direction of the polymer spinning path.

また、本発明の好ましい形態によれば、上記のいずれかの紡糸口金を用いてマルチフィラメント糸を製造するフィラメント糸の製造方法が提供される。   Moreover, according to the preferable form of this invention, the manufacturing method of the filament yarn which manufactures a multifilament yarn using one of said spinneret is provided.

本発明において、「ポリマの紡出経路方向」とは、ポリマが通過する流路の主軸方向をいう。   In the present invention, the “polymer spinning path direction” refers to the principal axis direction of the flow path through which the polymer passes.

本発明の紡糸口金およびマルチフィラメント糸の製造方法によれば、様々なポリマ種類、品種に対応でき、紡糸口金のメンテナンス性、耐久性が高く、吐出孔に異物が付着しても容易に除去できると共に、紡糸安定性に優れ、単糸間、糸条間における繊度斑が小さく、糸の太さ斑や強度・伸度等の品質良好な糸条を得ることができる。   According to the spinneret and multifilament yarn manufacturing method of the present invention, it is possible to cope with various polymer types and varieties, the spinneret is highly maintainable and durable, and can be easily removed even if foreign matter adheres to the discharge hole. At the same time, it is possible to obtain a yarn having excellent spinning stability, small fineness unevenness between single yarns and yarns, and good quality such as yarn thickness unevenness and strength / elongation.

本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金の平面図である。It is a top view of a spinneret used for a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the spinneret used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に用いられる紡糸口金の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the spinneret used for the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に用いられる紡糸口金の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the spinneret used for the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金の他の好ましい形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other preferable form of the spinneret used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に用いられる紡糸口金の他の好ましい形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other preferable form of the spinneret used for the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金の他の好ましい形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other preferable form of the spinneret used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金の他の好ましい形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other preferable form of the spinneret used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金の他の好ましい形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other preferable form of the spinneret used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金の他の好ましい形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other preferable form of the spinneret used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金の他の好ましい形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other preferable form of the spinneret used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金の他の好ましい形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other preferable form of the spinneret used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金の他の好ましい形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other preferable form of the spinneret used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金と、冷却装置周辺の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the spinneret used for the 1st Embodiment of this invention, and a cooling device periphery. 本発明に採用された温度が異なる2種類のポリマの剪断速度と溶融粘度の関係を表したものである。This shows the relationship between the shear rate and the melt viscosity of two types of polymers with different temperatures employed in the present invention. 従来例の紡糸口金の正面図である。It is a front view of a spinneret of a conventional example. 従来例の紡糸口金の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the spinneret of a prior art example. 図17の拡大図である。It is an enlarged view of FIG. 従来例の紡糸口金の正面図である。It is a front view of a spinneret of a conventional example. 図19の部分縦断面図である。FIG. 20 is a partial vertical sectional view of FIG. 19. 従来例の紡糸口金の正面図である。It is a front view of a spinneret of a conventional example. 図21のI−I断面図である。It is II sectional drawing of FIG. 従来例の紡糸口金の部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of a conventional spinneret.

以下、図面を参照しながら、本発明の紡糸口金およびフィラメント糸の製造方法の最良の実施形態について詳細に説明する。図1は、本発明の第1の重要な実施形態に用いられる紡糸口金の平面図であり、図2は、図1の概略断面図であり、図5、図7、図8、図9、図10、図11、図12、図13は、本発明の第1の実施形態に用いられる他の好ましい形態の概略断面図であり、図14は、本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金と、冷却装置周辺の概略断面図である。本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金1は、図14に示すように、紡糸パック26に、多孔板19、パッキン29等と共に装備され、スピンブロック27の中に固定され、紡糸口金1の直下に冷却装置28が構成される。そこで、紡糸パック26に導かれたポリマは、多孔板19、紡糸口金1を通過して、吐出孔20の口金下面32から吐出された後、冷却装置28により吹き出される気流により冷却され、油剤を付与された後に、マルチフィラメン糸として巻き取られる。なお、図14では、蒸気付与装置35により蒸気を付与し、口金下面32をシールする構成を採用している。   Hereinafter, the best embodiment of the method for producing a spinneret and filament yarn of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a plan view of a spinneret used in the first important embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. 5, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 10, FIG. 11, FIG. 12, and FIG. 13 are schematic cross-sectional views of other preferred forms used in the first embodiment of the present invention, and FIG. 14 is used in the first embodiment of the present invention. It is a schematic sectional drawing of a spinneret and a cooling device periphery. As shown in FIG. 14, the spinneret 1 used in the first embodiment of the present invention is mounted on a spin pack 26 together with a perforated plate 19, a packing 29, and the like, fixed in a spin block 27, and the spinneret. 1, a cooling device 28 is configured. Therefore, the polymer guided to the spin pack 26 passes through the perforated plate 19 and the spinneret 1 and is discharged from the lower face 32 of the discharge hole 20 and then cooled by the airflow blown out by the cooling device 28, and the oil agent After being applied, it is wound up as a multifilament yarn. In FIG. 14, a configuration is adopted in which steam is applied by the steam applying device 35 and the base lower surface 32 is sealed.

本発明の第1の実施形態に用いられる紡糸口金1は、図2に示すように、円筒等の柱状流路からなる導入孔21と、導入孔21が配設された上部板22と、前記導入孔21のポリマの紡出経路方向の下流側に、口金下面32に面して穿孔された円筒等の柱状流路からなる吐出孔20と、吐出孔20が配設された下部板23から構成され、導入孔21のポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が、吐出孔20のポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積より大きく、且つ、上部板22の部材の熱伝導率を、下部板23の部材の熱伝導率より小さくした特徴を持つ。その場合、上部板22と下部板23は、位置決めピンにより、導入孔21と吐出孔20の中心位置(芯)が合うように位置決めを行い、重ね合わせた後に、ネジ、ボルト等で固定してもよいが、熱圧着により金属接合させてもよい。また、上部板22に、導入孔21と吐出孔20を連通させるための円錐台等の絞り形状の流路を構成するのが好適である。   As shown in FIG. 2, the spinneret 1 used in the first embodiment of the present invention includes an introduction hole 21 composed of a columnar channel such as a cylinder, an upper plate 22 provided with the introduction hole 21, From the downstream side of the introduction hole 21 in the polymer spinning path direction, from the discharge hole 20 formed of a columnar flow path such as a cylinder drilled facing the lower surface 32 of the base, and the lower plate 23 provided with the discharge hole 20 And the cross-sectional area of the introduction hole 21 in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction is larger than the cross-sectional area of the discharge hole 20 in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction. The thermal conductivity is smaller than that of the member of the lower plate 23. In that case, the upper plate 22 and the lower plate 23 are positioned with positioning pins so that the center positions (cores) of the introduction hole 21 and the discharge hole 20 are aligned, and after being overlapped, fixed with screws, bolts, or the like. Alternatively, metal bonding may be performed by thermocompression bonding. Further, it is preferable that the upper plate 22 is configured with a throttle-shaped flow path such as a truncated cone for communicating the introduction hole 21 and the discharge hole 20.

まず始めに、上述の第1の実施形態の構成を取ることにより、紡糸口金1の口金下面32から吐出されるポリマの吐出流量斑と、それに付随する口金面清掃時の問題の両方を同時に解消できる原理を説明する。ポリマの吐出流量斑の発生要因として、一つは、吐出孔の孔径、孔長等の寸法精度悪化に起因するものと、もう一つは、口金面に発生した温度斑が引き起こすポリマの溶融粘度斑に起因するものが挙げられる。なお、前者は、近年、機械加工の精度アップが図られ、吐出孔の寸法精度が向上しており、影響は小さくなっている。従って、口金面の温度斑起因によるポリマ吐出流量斑を抑制し、それに起因する各単糸、各糸条間の繊度斑を抑制することが重要である。   First, by adopting the configuration of the first embodiment described above, both the discharge flow rate irregularity of the polymer discharged from the base lower surface 32 of the spinneret 1 and the problems associated with cleaning the base surface are simultaneously solved. Explain the principle that can be done. One of the causes for the occurrence of unevenness in the discharge flow rate of the polymer is one caused by deterioration of dimensional accuracy such as the diameter and length of the discharge hole, and the other is the melt viscosity of the polymer caused by temperature unevenness generated on the die surface. The thing resulting from a spot is mentioned. Note that the former has been improved in machining accuracy in recent years, the dimensional accuracy of the discharge holes has been improved, and the influence has been reduced. Accordingly, it is important to suppress polymer discharge flow rate unevenness due to temperature unevenness on the base surface, and to suppress fineness unevenness between each single yarn and each yarn resulting therefrom.

図15は、本実施形態に用いられるポリマの異なる温度における剪断速度と溶融粘度の関係を表したものである。なお、この関係は、ナイロン6、ナイロン66、ポリエステルといった汎用ポリマにも同様に当てはまる。一般的に、ポリマの溶融粘度は、温度と剪断速度に強く依存しており、温度の高い方が、溶融粘度が低く、温度の低い方が、溶融粘度が高くなる。また、剪断速度の低い方が、粘度が高く、剪断速度が大きくなるに従い、溶融粘度が小さくなる。そこで、低剪断領域における温度差ΔTでの溶融粘度差ΔηLと、高剪断領域における温度差ΔTでの溶融粘度差ΔηHを比較すると、ΔηL>ΔηHとなる。つまり、低剪断領域では、温度差による溶融粘度差は大きいが、高剪断領域では、温度差による溶融粘度差が小さくなる傾向にある。本発明は、この特徴に着目し、考案したものである。   FIG. 15 shows the relationship between the shear rate and the melt viscosity at different temperatures of the polymer used in this embodiment. This relationship also applies to general purpose polymers such as nylon 6, nylon 66, and polyester. Generally, the melt viscosity of a polymer strongly depends on the temperature and the shear rate. The higher the temperature, the lower the melt viscosity, and the lower the temperature, the higher the melt viscosity. The lower the shear rate, the higher the viscosity, and the higher the shear rate, the lower the melt viscosity. Therefore, when the melt viscosity difference ΔηL at the temperature difference ΔT in the low shear region is compared with the melt viscosity difference ΔηH at the temperature difference ΔT in the high shear region, ΔηL> ΔηH. That is, the melt viscosity difference due to the temperature difference is large in the low shear region, but the melt viscosity difference due to the temperature difference tends to be small in the high shear region. The present invention has been devised by paying attention to this feature.

本発明者らは、従来の技術では、何の配慮もされていなかった、紡糸口金の清掃性を高めつつ、ポリマの吐出流量斑を抑制する技術を見出すに至った。即ち、図2に示すように、紡糸口金1を低剪断速度の部分と高剪断速度の部分と(つまり、ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が大きい部分と小さい部分と)で、上部板22、下部板23に2分割し、剪断速度が小さく、温度差によってポリマの溶融粘度差の変化が大きくなり易い導入孔21の部分に温度斑が伝播し難くなるように、上部板22の熱伝導率を小さくした。これにより、温度斑が導入孔21に伝播し難くなるため、口金下面32の温度斑によるポリマの吐出流量斑を大きく抑制することができる。   The inventors of the present invention have found a technique that suppresses unevenness in the discharge flow rate of the polymer while enhancing the cleanability of the spinneret, which is not considered in the prior art. That is, as shown in FIG. 2, the spinneret 1 is divided into a portion having a low shear rate and a portion having a high shear rate (that is, a portion having a large cross-sectional area in a direction perpendicular to the direction of the polymer spinning path and a portion having a small cross section). The upper plate 22 and the lower plate 23 are divided into two parts, the upper plate so that the temperature variation is difficult to propagate to the portion of the introduction hole 21 where the shear rate is small and the change in the melt viscosity difference of the polymer is likely to increase due to the temperature difference. The thermal conductivity of 22 was reduced. This makes it difficult for temperature spots to propagate to the introduction hole 21, so that the polymer discharge flow spot caused by the temperature spots on the base lower surface 32 can be greatly suppressed.

また、本発明の第1の実施形態は、上記温度斑の問題に付随して起こりがちな、口金下面32の清掃の問題に関しても解消できるものである。つまり、上記温度斑を解決するには、断熱性の優れた材質、例えば、セラミックス等を紡糸口金1に採用することが好ましいが、往々にして、そのような材質は、断熱性に優れるものの、靭性が劣るため、割れたり、欠けたりし易いものが多い。そのため、背景技術で記載したように、口金下面32の清掃には耐えられず、吐出孔20付近に割れ、欠けが発生する問題があった。   In addition, the first embodiment of the present invention can also solve the problem of cleaning the base lower surface 32 that tends to accompany the problem of temperature spots. That is, in order to solve the above temperature spots, it is preferable to employ a material having excellent heat insulation, for example, ceramics or the like for the spinneret 1, but such a material is often excellent in heat insulation, Since the toughness is inferior, many of them are easily cracked or chipped. For this reason, as described in the background art, there is a problem that the bottom surface 32 of the base cannot be cleaned and cracks and chips are generated in the vicinity of the discharge holes 20.

それに対して、本発明の第1の実施形態では、上部板22と下部板23に分割しており、特に、ポリマの剪断速度が大きく、口金面等の温度斑の影響で、ポリマの溶融粘度の差が大きくなりにくい下部板23に熱伝導率が比較的大きく、高強度であり、耐食性、靭性の優れた材質、例えば、一般的に用いられるステンレス等の鋼材を利用できるので、口金下面32の清掃時に割れや欠けを起こすことがない。また、口金面等の温度斑の影響で、ポリマの溶融粘度差が大きくなりやすい上部板22に、熱伝導率の小さい、断熱性の優れた材質、例えば、セラミックスを利用できるので、ポリマの吐出流量斑を大きく抑制できる。従って、本発明は、ポリマの吐出流量斑と、それに付随する口金面清掃時の問題の両方を同時に解消できるものである。   On the other hand, in the first embodiment of the present invention, the upper plate 22 and the lower plate 23 are divided. Particularly, the shear rate of the polymer is large, and the melt viscosity of the polymer is influenced by temperature spots such as the die surface. The lower plate 23 is less likely to have a large difference in thermal conductivity, high strength, and excellent corrosion resistance and toughness, for example, a generally used steel material such as stainless steel. No cracking or chipping when cleaning. In addition, since the upper plate 22 where the difference in melt viscosity of the polymer is likely to increase due to temperature spots on the die surface or the like, a material having a low thermal conductivity and excellent heat insulation, such as ceramics, can be used. Flow spots can be greatly suppressed. Therefore, the present invention can solve both of the discharge flow rate unevenness of the polymer and the problems associated with the cleaning of the base surface at the same time.

更には、口金下面32を面一定、すなわち平滑に構成できることから、紡糸口金1の直下における気流乱れや、糸揺れ等の発生が防止でき、紡糸安定性が向上し、糸太さ斑や、強度、伸度等の物性斑を低減することができる。   Furthermore, since the bottom surface 32 of the base can be made constant, that is, smooth, it is possible to prevent the occurrence of air current turbulence and yarn swaying directly below the spinneret 1, improve spinning stability, increase the thickness variation, It is possible to reduce physical properties such as elongation.

また、吐出孔20は、ポリマを口金下面32から吐出する役割に加えて、ポリマを計量する役割を担っており、孔径、孔長の寸法精度がポリマ吐出量斑に直接影響を及ぼすため、極めて厳しい寸法精度が要求される。本実施形態では、この精度が要求される吐出孔20を穿孔するために、安価で切削性が良く、セラミックスと比較して、加工精度が1〜2桁ほど優れたステンレス鋼を利用できる利点を有する。   In addition to the role of discharging the polymer from the base lower surface 32, the discharge hole 20 plays a role of weighing the polymer, and the dimensional accuracy of the hole diameter and the hole length directly affects the polymer discharge amount unevenness. Strict dimensional accuracy is required. In this embodiment, in order to pierce the discharge hole 20 that requires this accuracy, there is an advantage that stainless steel can be used that is inexpensive and has good machinability, and excellent in processing accuracy by about 1 to 2 digits compared to ceramics. Have.

また、本発明の第1の実施形態と同様な効果を有しつつ、異なる効果も有する他の実施形態を図9、図10、図11を用いて説明する。図9に示すように、下部板23に、吐出孔20と導入孔21を連通させる円錐台等の絞り形状の流路が構成されていてもよい。また、図10に示すように、上部板22に、導入孔21と吐出孔20を連通させる円錐台等の絞り形状の流路と、吐出孔20のポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積と等しい断面積を有する円筒等の柱状流路を連結した流路が構成されていてもよく、あるいは、円錐台等の絞り形状の流路と円筒等の柱状流路を複数回連結した流路が構成されていてもよい。また、図11に示すように、下部板23に、吐出孔20と導入孔21を連通させる円錐台等の絞り形状の流路と、導入孔21のポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積と等しい断面積を有する円筒等の柱状流路を連結した流路が構成されていてもよく、あるいは、円錐台等の絞り形状の流路と円筒等の柱状流路を複数回連結した流路が構成されていてもよい。その場合、円錐台状の絞り形状の流路を構成することで、ポリマの異常滞留を極力抑制することができる。ここで、絞り形状の流路の広がり角度を大きくすると、デッドスペースが生じ、ポリマが滞留し易くなり、また反対に、広がり角度を小さくすると、ポリマの異常滞留は抑えられるが、絞り形状の流路長が長くなり、結果として、紡糸口金1全体が大きくなるため、広がり角度を30〜120度範囲で適宜調整するのが好ましい。また、図11の実施形態では、上部板22と下部板23の合わせ面において、比較的孔径が大きな導入孔21となることから、上部板22と下部板23の芯合わせが容易となり芯ズレが発生し難くなる。   Further, another embodiment having the same effect as the first embodiment of the present invention but also having a different effect will be described with reference to FIGS. 9, 10, and 11. As shown in FIG. 9, the lower plate 23 may be configured with a throttle-shaped flow path such as a truncated cone that allows the discharge hole 20 and the introduction hole 21 to communicate with each other. Further, as shown in FIG. 10, the upper plate 22 is connected to a drawing-shaped channel such as a truncated cone for communicating the introduction hole 21 and the discharge hole 20, and a direction perpendicular to the polymer spinning path direction of the discharge hole 20. A flow path that connects columnar flow paths such as cylinders having a cross-sectional area equal to the cross-sectional area may be configured, or a narrow flow path such as a truncated cone and a columnar flow path such as a cylinder are connected multiple times. A flow path may be configured. Further, as shown in FIG. 11, the lower plate 23 has a constriction-shaped flow path such as a truncated cone for communicating the discharge hole 20 and the introduction hole 21, and a direction perpendicular to the polymer spinning path direction of the introduction hole 21. A flow path that connects columnar flow paths such as cylinders having a cross-sectional area equal to the cross-sectional area may be configured, or a narrow flow path such as a truncated cone and a columnar flow path such as a cylinder are connected multiple times. A flow path may be configured. In that case, the abnormal confinement of the polymer can be suppressed as much as possible by configuring the truncated conical throttle-shaped flow path. Here, if the expansion angle of the throttle-shaped flow path is increased, a dead space is generated and the polymer is liable to stay. Conversely, if the expansion angle is decreased, abnormal retention of the polymer is suppressed, but the flow of the throttle-shaped flow path is suppressed. Since the path length becomes long and, as a result, the entire spinneret 1 becomes large, it is preferable to adjust the spread angle appropriately in the range of 30 to 120 degrees. In the embodiment of FIG. 11, the introduction surface 21 having a relatively large hole diameter is formed on the mating surface of the upper plate 22 and the lower plate 23, so that the upper plate 22 and the lower plate 23 can be easily aligned and misalignment occurs. It becomes difficult to occur.

また、本発明の第1の実施形態と同様な効果を有しつつ、異なる効果も有する他の実施形態を、図8を用いて説明する。図8に示すように、導入孔21のポリマの紡出経路方向の一部において、導入孔21より孔径を小さくした計量孔31が配設された構成であってもよい。その場合、ポリマを計量している吐出孔20に加えて、導入孔21の一部に計量孔31を配設することで、吐出孔20より吐出されるポリマの計量性が向上し、ポリマの吐出流量斑を抑制することができる。   Further, another embodiment having the same effect as that of the first embodiment of the present invention but also having a different effect will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, a configuration may be employed in which a measuring hole 31 having a diameter smaller than that of the introduction hole 21 is disposed in a part of the introduction hole 21 in the polymer spinning path direction. In that case, in addition to the discharge hole 20 for measuring the polymer, the metering hole 31 is provided in a part of the introduction hole 21, thereby improving the meterability of the polymer discharged from the discharge hole 20. Discharge flow spots can be suppressed.

また、本発明の第1の実施形態と同様な効果を有しつつ、異なる効果も有する他の実施形態を、図13を用いて説明する。図13に示すように、上部板22のポリマの紡出経路方向の上流側に、下部板23と同じ熱伝導率を持つ導入孔21を連続して配設し、導入孔21のポリマの紡出経路方向の一部において、導入孔21より孔径を小さくした計量孔31が配設された構成であってもよい。その場合、ポリマを計量している吐出孔20に加えて、計量孔31を配設することで、吐出孔20より吐出されるポリマの計量性が向上することに加えて、計量孔31を、口金下面32から遠ざけることで、口金下面32の温度斑影響を低減することができ、ポリマの吐出流量斑を抑制することができる。   Further, another embodiment having the same effect as that of the first embodiment of the present invention but also having a different effect will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 13, an introduction hole 21 having the same thermal conductivity as that of the lower plate 23 is continuously arranged on the upstream side of the polymer spinning path direction of the upper plate 22, and the polymer of the introduction hole 21 is spun. A configuration may be adopted in which a measuring hole 31 having a hole diameter smaller than that of the introduction hole 21 is provided in a part of the exit path direction. In that case, in addition to the discharge hole 20 that is measuring the polymer, the measurement hole 31 is disposed, so that the measurement property of the polymer discharged from the discharge hole 20 is improved. By moving away from the base lower surface 32, the influence of temperature spots on the base lower surface 32 can be reduced, and the discharge flow rate spots of the polymer can be suppressed.

また、本発明の第1の実施形態と同様な効果を有しつつ、異なる効果を有する他の実施形態を、図12を用いて説明する。図12に示すように、一つの導入孔21に対して、複数の吐出孔20が配設された構成であってもよく、吐出孔20の個数に限定されない。その場合、導入孔21のポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が、導入孔21に連結される全ての吐出孔20のポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積の合計より大きくなるように構成される。一つの導入孔21に対して、複数の吐出孔20を配設することにより、口金下面32において、吐出孔20を高密度に配置できる。   Further, another embodiment having the same effect as that of the first embodiment of the present invention but having a different effect will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 12, a configuration in which a plurality of discharge holes 20 are provided for one introduction hole 21 may be used, and the number of discharge holes 20 is not limited. In that case, the cross-sectional area in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction of the introduction hole 21 is the sum of the cross-sectional areas in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction of all the discharge holes 20 connected to the introduction hole 21. Configured to be larger. By disposing a plurality of discharge holes 20 with respect to one introduction hole 21, the discharge holes 20 can be disposed at a high density on the base lower surface 32.

また、本発明の第1の実施形態と同様な効果を有しつつ、異なる効果も有する他の実施形態を、図5を用いて説明する。図5に示すように、上部板22と下部板23との間に、導入孔21と吐出孔20を連結する中間導入孔25と、中間導入孔25が配設された中間板24が構成され、中間板24の部材の熱伝導率を、下部板23の部材の熱伝導率より小さくした構成であってもよい。その場合、下部板23での温度斑が上部板22へ伝導されるのを抑制し、その結果、上部板22が均温化され、ポリマの吐出流量斑を抑制することができる。また、上部板22と下部板23を熱伝導率の異なる材質を用いる場合、各部材の線膨張係数が異なるために、高温時には、導入孔21と吐出孔20の位置にズレが生じ易くなるため、上部板22と下部板23の中間的な線膨張係数となる中間板24を配設することで、位置ズレを緩和させることができる。また、中間板24は、上部板22の下面(口金上面33とは反対側、中間板24側の面)、または下部板23の上面(口金下面32とは反対側、中間板24側の面)、もしくは上部板22の下面と、下部板23の上面の両面に熱伝導率の小さい液体をコーティングしてもよく、また、物理的蒸着、化学的蒸着法を用いて気相コーティングしてもよい。また、中間導入孔25は、導入孔21と吐出孔20を連結させる円錐台等の絞り形状の流路にすることがポリマの異常滞留抑制のために好適であるが、導入孔21とポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が等しい円筒等の柱状流路でもよく、吐出孔20とポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が等しい円筒等の柱状流路でもよい。   Another embodiment having the same effect as the first embodiment of the present invention but also having a different effect will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, between the upper plate 22 and the lower plate 23, an intermediate introduction hole 25 that connects the introduction hole 21 and the discharge hole 20 and an intermediate plate 24 in which the intermediate introduction hole 25 is disposed are configured. Further, the thermal conductivity of the member of the intermediate plate 24 may be smaller than the thermal conductivity of the member of the lower plate 23. In this case, it is possible to suppress the temperature spots on the lower plate 23 from being transmitted to the upper plate 22, and as a result, the upper plate 22 is soaked and the discharge flow rate spots of the polymer can be suppressed. Further, when materials having different thermal conductivities are used for the upper plate 22 and the lower plate 23, the linear expansion coefficients of the respective members are different, so that the positions of the introduction hole 21 and the discharge hole 20 are likely to be displaced at high temperatures. By disposing the intermediate plate 24 having an intermediate linear expansion coefficient between the upper plate 22 and the lower plate 23, the positional deviation can be reduced. Further, the intermediate plate 24 is a lower surface of the upper plate 22 (a surface opposite to the upper surface 33 of the base, a surface on the side of the intermediate plate 24) or an upper surface of the lower plate 23 (a surface opposite to the lower surface of the base 32, a surface on the side of the intermediate plate 24). ), Or the lower surface of the upper plate 22 and the upper surface of the lower plate 23 may be coated with a liquid having low thermal conductivity, or may be vapor-phase coated using physical vapor deposition or chemical vapor deposition. Good. The intermediate introduction hole 25 is preferably a constricted channel such as a truncated cone connecting the introduction hole 21 and the discharge hole 20 in order to suppress abnormal retention of the polymer. A columnar channel such as a cylinder having the same cross-sectional area in the direction perpendicular to the spinning path direction may be used, or a columnar channel such as a cylinder having the same cross-sectional area in the direction perpendicular to the direction of spinning of the discharge holes 20 and the polymer may be used.

また、本発明の第1の実施形態と同様な効果を有しつつ、異なる効果も有する実施形態を、図7を用いて説明する。図7に示すように、導入孔21と吐出孔20を連結する中間導入孔25と、中間導入孔25が配設された中間板24に加えて、熱伝導率を小さくする手段として、上部板22と下部板23の間に空気層30が配設された構成でもよい。空気層30を設けることで、口金下面32における温度斑が下部板23から上部板22へ伝熱するのを抑制できるため、上部板23が均温化され、ポリマの吐出流量斑が抑制できる。また、空気層30には、常圧の空気を充満してもよいが、真空にすることで断熱性をより強化できる。更には、熱伝導率の低い気体として、アルゴン、一酸化炭素、二酸化炭素、アンモニアを充満させることで断熱性を強化することができる。   An embodiment having the same effect as the first embodiment of the present invention but also having a different effect will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, in addition to the intermediate introduction hole 25 connecting the introduction hole 21 and the discharge hole 20 and the intermediate plate 24 provided with the intermediate introduction hole 25, the upper plate is used as a means for reducing the thermal conductivity. Alternatively, the air layer 30 may be disposed between the lower plate 22 and the lower plate 23. By providing the air layer 30, it is possible to suppress the temperature spots on the base lower surface 32 from transferring heat from the lower plate 23 to the upper plate 22, so that the upper plate 23 is temperature-equalized and the discharge flow rate spots of the polymer can be suppressed. In addition, the air layer 30 may be filled with normal-pressure air, but the heat insulating property can be further enhanced by applying a vacuum. Furthermore, heat insulation can be strengthened by filling argon, carbon monoxide, carbon dioxide, and ammonia as a gas having low thermal conductivity.

次に、図3に示したように、本発明の第1の実施形態と同様な効果を有し、異なる実施形態として、本発明の第2の実施形態について説明する。図3は、本発明の第2の実施形態に用いられる紡糸口金1の概略断面図であり、円筒等の柱状流路からなる導入孔21と、導入孔21が形成された外周層34と、導入孔21のポリマの紡出経路方向の下流側に、口金下面32に面して穿孔された円筒等の柱状流路からなる吐出孔20と、吐出孔20が配設された下部板23から構成され、導入孔21のポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が、吐出孔20のポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積より大きく、且つ、外周層34の部材の熱伝導率が、下部板23の部材の熱伝導率より小さくした特徴を持つ。その場合、紡糸口金1の外周層34のみを熱伝導率の低い材質とすることができ、効率的な断熱性能が得られ、温度斑を抑制することができる。また、外周層34を紡糸口金1のピース部品として嵌合できる構造とすることで、容易に取付け、取外しができ、ポリマ種類、品種に応じて外周層34の交換が可能となり、設備費を安価にすることができる。また、外周層34の熱伝導率を小さくする別の方法としては、熱伝導率の小さい液体を導入孔21の流路側面にコーティングしてもよく、また、物理的蒸着、化学的蒸着法を用いて気相コーティングしてもよい。   Next, as shown in FIG. 3, the second embodiment of the present invention will be described as a different embodiment having the same effects as those of the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the spinneret 1 used in the second embodiment of the present invention, an introduction hole 21 formed of a columnar flow path such as a cylinder, an outer peripheral layer 34 in which the introduction hole 21 is formed, From the downstream side of the introduction hole 21 in the polymer spinning path direction, from the discharge hole 20 formed of a columnar flow path such as a cylinder drilled facing the lower surface 32 of the base, and the lower plate 23 provided with the discharge hole 20 And the cross-sectional area in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction of the introduction hole 21 is larger than the cross-sectional area in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction of the discharge hole 20, and The thermal conductivity is smaller than the thermal conductivity of the member of the lower plate 23. In that case, only the outer peripheral layer 34 of the spinneret 1 can be made of a material having low thermal conductivity, an efficient heat insulation performance can be obtained, and temperature spots can be suppressed. In addition, since the outer peripheral layer 34 can be fitted as a piece part of the spinneret 1, it can be easily attached and removed, and the outer peripheral layer 34 can be replaced depending on the polymer type and product type, so that the equipment cost is low. Can be. Further, as another method for reducing the thermal conductivity of the outer peripheral layer 34, a liquid having a low thermal conductivity may be coated on the side surface of the flow path of the introduction hole 21, and physical vapor deposition or chemical vapor deposition may be performed. May be used for vapor phase coating.

また、本発明の第2の実施形態と同様な効果を有しつつ、異なる効果も有する他の実施形態を、図6を用いて説明する。前述の第1の実施形態と同様に、中間導入孔25と、中間板24を構成とすることで、下部板23での温度斑が外周層34へ伝導されるのを抑制し、外周層34が均温化され、ポリマの吐出流量斑を抑制することができる。   Further, another embodiment having the same effect as the second embodiment of the present invention but also having a different effect will be described with reference to FIG. Similar to the first embodiment described above, the intermediate introduction hole 25 and the intermediate plate 24 are configured to suppress conduction of temperature spots on the lower plate 23 to the outer peripheral layer 34. Can be soaked and polymer discharge flow spots can be suppressed.

次に、図4に示したように、本発明の第1の実施形態、第2の実施形態と同様な効果を有し、異なる実施形態として、本発明の第3の実施形態について説明する。図4は、本発明の第3の実施形態に用いられる紡糸口金1の概略断面図であり、円筒等の柱状流路からなる導入孔21と、導入孔21が配設された上部板22と、導入孔21のポリマの紡出経路方向の下流側に配設された中間導入孔25と、中間導入孔25が配設された中間板24と、中間導入孔25のポリマの紡出経路方向の下流側に、口金下面32に面して穿孔された円筒等の柱状流路からなる吐出孔20と、吐出孔20が配設された下部板23から構成され、導入孔21のポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が、吐出孔20のポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積より大きく、且つ、中間板24の部材の熱伝導率を、下部板23の部材の熱伝導率より小さくした特徴を持つ。前述の第1の実施形態と同様に、中間導入孔25と、中間板24を構成とすることで、下部板23での温度斑が上部板22へ伝導されるのを抑制し、上部板22が均温化され、ポリマ吐出流量斑を抑制することができる。また、紡糸口金1を、上部板22と下部板23に2分割し、その間に中間板24を挟み込む、またはコーティングすることで、ポリマの吐出流量斑を抑制できることから、設備費を比較的安価とすることができる。   Next, as shown in FIG. 4, the third embodiment of the present invention will be described as a different embodiment having the same effects as those of the first and second embodiments of the present invention. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the spinneret 1 used in the third embodiment of the present invention. The introduction hole 21 is a columnar flow path such as a cylinder, and the upper plate 22 is provided with the introduction hole 21. The intermediate introduction hole 25 disposed downstream of the introduction hole 21 in the polymer spinning path direction, the intermediate plate 24 provided with the intermediate introduction hole 25, and the polymer spinning path direction of the intermediate introduction hole 25 , A discharge hole 20 composed of a columnar flow path such as a cylinder perforated facing the base lower surface 32 and a lower plate 23 provided with the discharge holes 20, and the polymer of the introduction hole 21 is spun. The cross-sectional area in the direction perpendicular to the discharge path direction is larger than the cross-sectional area in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction of the discharge hole 20, and the thermal conductivity of the member of the intermediate plate 24 is set as the member of the lower plate 23. It has a feature that is smaller than the thermal conductivity. Similar to the first embodiment described above, the intermediate introduction hole 25 and the intermediate plate 24 are configured to suppress the temperature spots on the lower plate 23 from being transmitted to the upper plate 22, and the upper plate 22. Is soaked and polymer discharge flow spots can be suppressed. Further, the spinneret 1 is divided into two parts, that is, an upper plate 22 and a lower plate 23, and an intermediate plate 24 is sandwiched or coated between them. can do.

次に、図2に示した本発明の第1の実施形態と、図3に示した本発明の第2の実施形態と、図4に示した本発明の第3の実施形態の紡糸口金1に共通した各部材、各部材の形状について詳細に説明する。   Next, the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3, and the spinneret 1 of the third embodiment of the present invention shown in FIG. Each member and the shape of each member common to the above will be described in detail.

本発明の第1の実施形態、第2の実施形態、第3の実施形態の紡糸口金1は、円形状に限定されず、四角形であってもよく、多角形であってもよい。また、紡糸口金1における吐出孔20の配列は、マルチフィラメント糸の本数、糸条数、冷却装置28に応じて、適宜決定すればよい。冷却装置28として、外周から内周に冷却風を吹き付ける環状冷却装置では、吐出孔20を一列、もしくは複数列に渡り環状に配列するのがよく、また、冷却風を一方向から吹き付ける一方向冷却装置では、吐出孔20を千鳥に配列するのがよい。その場合には、冷却装置28から吹き付けられた気流が糸間、糸条間を通過し易くなり、糸斑を抑制し、糸物性斑を低減し、更には糸切れを低減させることができる。   The spinneret 1 of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment of the present invention is not limited to a circular shape, and may be a quadrangle or a polygon. Further, the arrangement of the discharge holes 20 in the spinneret 1 may be appropriately determined according to the number of multifilament yarns, the number of yarns, and the cooling device 28. In the annular cooling device that blows cooling air from the outer periphery to the inner periphery as the cooling device 28, the discharge holes 20 are preferably arranged in a ring or in a plurality of rows, and the one-way cooling that blows the cooling air from one direction. In the apparatus, the discharge holes 20 are preferably arranged in a staggered manner. In that case, the airflow blown from the cooling device 28 can easily pass between the yarns and the yarns, thereby suppressing yarn unevenness, reducing yarn physical property unevenness, and further reducing yarn breakage.

本発明の第1の実施形態、第2の実施形態、第3の実施形態の吐出孔20、および導入孔21は、ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面は丸形状に限定されず、異形断面形状や中空断面状であってもよい。   The discharge hole 20 and the introduction hole 21 of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment of the present invention are not limited to a circular cross section in a direction perpendicular to the polymer spinning path direction. Alternatively, an irregular cross-sectional shape or a hollow cross-sectional shape may be used.

また、本発明の第1の実施形態、第2の実施形態の上部板22、外周層34の材質は、熱伝導率の小さいセラミックスの酸化ジルコニウム(熱伝導率3W/m・K)が好適であるが、下部板23に対して、熱伝導率が小さければよく、例えば、上部板22、外周層34の材質として、熱伝導率が3〜15W/m・Kの範囲となるインコネル600、インコネルX750、インコロイ800、ハステロイX、ステライト6B、ニモニック80A、ニクロム、超鋼合金(化学組成式:34WC−60Tic−6Co)、6Al−4V合金等であってもよい。   In addition, the material of the upper plate 22 and the outer peripheral layer 34 of the first and second embodiments of the present invention is preferably zirconium oxide made of ceramics (thermal conductivity 3 W / m · K) with low thermal conductivity. However, it is sufficient that the thermal conductivity is lower than that of the lower plate 23. For example, as the material of the upper plate 22 and the outer peripheral layer 34, Inconel 600, Inconel having a thermal conductivity in the range of 3 to 15 W / m · K. X750, Incoloy 800, Hastelloy X, Stellite 6B, Nimonic 80A, Nichrome, super steel alloy (chemical composition formula: 34WC-60Tic-6Co), 6Al-4V alloy, and the like may be used.

また、本発明の第3の実施形態の上部板22の材質は、高強度であり、耐食性に優れたSUS630(熱処理H1075)が最も好適であるが、他のステンレス鋼のSUS420J2であってもよく、SUS304であってもよく、炭素鋼であってもよい。(ステンレス鋼の熱伝導率範囲:15〜30W/m・K)更に、上述の通り、熱伝導率の小さいセラミックスの酸化ジルコニウムでもよく、下部板23に対して、熱伝導率が小さければよく、例えば、上部板22の材質として、インコネル600、インコネルX750、インコロイ800、ハステロイX、ステライト6B、ニモニック80A、ニクロム、超鋼合金(化学組成:34WC−60Tic−6Co)、6Al−4V合金等であってもよい。   The material of the upper plate 22 of the third embodiment of the present invention is most preferably SUS630 (heat treatment H1075) which has high strength and excellent corrosion resistance, but may be SUS420J2 of other stainless steel. SUS304 or carbon steel. (Stainless steel thermal conductivity range: 15 to 30 W / m · K) Further, as described above, it may be ceramic zirconium oxide having a small thermal conductivity, and the lower plate 23 only needs to have a low thermal conductivity. For example, the material of the upper plate 22 is Inconel 600, Inconel X750, Incoloy 800, Hastelloy X, Stellite 6B, Nimonic 80A, Nichrome, super steel alloy (chemical composition: 34WC-60Tic-6Co), 6Al-4V alloy, etc. May be.

また、上述の通り、本発明の第1の実施形態、第2の実施形態、第3の実施形態の下部板23の材質は、高強度であり、耐食性、靭性に優れたSUS630(熱処理H1075)が最も好適であるが、他のステンレス鋼のSUS420J2であってもよく、SUS304であってもよく、炭素鋼等であってもよい。   In addition, as described above, the material of the lower plate 23 of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment of the present invention is SUS630 (heat treatment H1075) having high strength and excellent corrosion resistance and toughness. Is most suitable, but may be SUS420J2 of other stainless steel, SUS304, carbon steel or the like.

また、上述の通り、本発明に用いられる紡糸口金1の中間板24の材質は、熱伝導率の小さいセラミックスの酸化ジルコニウムが好適であるが、下部板23に対して、熱伝導率が小さければよく、例えば、中間板24の材質として、インコネル600、インコネルX750、インコロイ800、ハステロイX、ステライト6B、ニモニック80A、ニクロム、超鋼合金(化学組成式:34WC−60Tic−6Co)、6Al−4V合金等であってもよい。   Further, as described above, the material of the intermediate plate 24 of the spinneret 1 used in the present invention is preferably ceramic zirconium oxide having a low thermal conductivity, but if the thermal conductivity is lower than that of the lower plate 23. Well, for example, as the material of the intermediate plate 24, Inconel 600, Inconel X750, Incoloy 800, Hastelloy X, Stellite 6B, Nimonic 80A, Nichrome, super steel alloy (chemical composition formula: 34WC-60Tic-6Co), 6Al-4V alloy Etc.

本発明は、極めて汎用性の高い発明であり、紡糸口金およびフィラメント糸の製造方法によって得られる全てのマルチフィラメント糸に好適である。従って、マルチフィラメント糸を構成するポリマにより特に限られるものではない。例えば、本発明に好適なマルチフィラメント糸を構成するポリマの一例を挙げれば、ポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン等々が挙げられる。   The present invention is an extremely versatile invention and is suitable for all multifilament yarns obtained by a spinneret and a method for producing filament yarns. Therefore, it is not particularly limited by the polymer constituting the multifilament yarn. For example, polyesters, polyamides, polyphenylene sulfides, polyolefins, polyethylenes, polypropylenes, etc. can be cited as examples of polymers constituting the multifilament yarn suitable for the present invention.

更に、上記したポリマに、製糸安定性等を損なわない範囲で、二酸化チタン等の艶消し剤、酸化ケイ素、カオリン、着色防止剤、安定剤、抗酸化剤、消臭剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、着色顔料、表面改質剤等の各種機能性粒子や有機化合物等の添加剤が含有されていても良く、共重合が含まれても良い。   Furthermore, in the above-mentioned polymers, matting agents such as titanium dioxide, silicon oxide, kaolin, anti-coloring agents, stabilizers, antioxidants, deodorizers, flame retardants, yarn friction, as long as yarn production stability is not impaired. Various functional particles such as a reducing agent, a color pigment, and a surface modifier, additives such as organic compounds may be contained, and copolymerization may be included.

また、本発明に用いられるポリマは、単一成分で構成しても、複数成分で構成してもよく、複数成分の場合には、例えば、芯鞘、サイドバイサイド等の構成が挙げられる。また、マルチフィラメント糸の断面形状は、丸、三角、扁平等の異形状や中空であってもよい。   Moreover, the polymer used for this invention may be comprised by a single component, or may be comprised by multiple components, and in the case of a multiple component, structures, such as a core sheath and a side-by-side, are mentioned, for example. In addition, the cross-sectional shape of the multifilament yarn may be an irregular shape such as a circle, a triangle, a flat shape, or a hollow shape.

本発明は、極めて汎用性の高い発明であり、紡糸口金、およびマルチフィラメント糸の製造方法によって得られる全てのマルチフィラメント糸に好適である。従って、マルチフィラメント糸の単糸繊度により特に限られるものではない。単糸繊度が小さければ小さいほど、従来の技術との差異が明確となる。   The present invention is an extremely versatile invention and is suitable for all multifilament yarns obtained by a spinneret and a method for producing a multifilament yarn. Therefore, it is not particularly limited by the single yarn fineness of the multifilament yarn. The smaller the single yarn fineness, the clearer the difference from the prior art.

また、マルチフィラメント糸の単糸数により特に限られるものではなく、マルチフィラメント糸の単糸数が多ければ多いほど、従来の技術との差異が明確となる。更には、マルチフィラメント糸の糸条数により特に限られるものでも無く、1糸条であってもよく、2糸条以上の多糸条であってもよい。多糸条のマルチフィラメント糸を製造する場合は、口金下面32に吐出孔20が穿孔されている穿孔部と、吐出孔20が穿孔されていない非穿孔部が設けられ、穿孔部と非穿孔部では、冷却装置28から吹き付けられる気流の通過量が異なるため、口金面温度差が発生し易くなるため、本発明の紡糸口金1を用いることにより、従来との差異がより明確となる。   Moreover, it is not particularly limited by the number of single yarns of the multifilament yarn, and as the number of single yarns of the multifilament yarn is larger, the difference from the conventional technique becomes clearer. Furthermore, it is not particularly limited by the number of yarns of the multifilament yarn, and may be one yarn or a multi yarn of two or more yarns. When manufacturing multifilament multifilament yarn, a perforated portion in which the discharge hole 20 is perforated on the base lower surface 32 and a non-perforated portion in which the discharge hole 20 is not perforated are provided. Then, since the passing amount of the air flow blown from the cooling device 28 is different, the temperature difference of the base surface is likely to occur. Therefore, the difference from the conventional one becomes clearer by using the spinneret 1 of the present invention.

また、本発明の紡糸口金1を用いてマルチフィラメント糸を製造する場合は、ポリマを紡糸口金1から吐出し、冷却装置28の吹き出された冷却風により冷却され、引き取った後一旦巻き取り、ついで延伸または延伸仮撚してもよく、また延伸せずに巻き取ってもよい。   In the case of producing a multifilament yarn using the spinneret 1 of the present invention, the polymer is discharged from the spinneret 1, cooled by the cooling air blown from the cooling device 28, taken up, and then wound up. The film may be stretched or stretched, and may be wound without being stretched.

実施例中に使用した各特性値は以下の測定方法により求めた。
(1)繊度変動値CV(%)、繊度斑:
マルチフィラメント糸の糸条の繊度測定は、JIS L 1013−1999 8.3.1繊度 正量繊度A法に準じて測定を行い、次式より求めた繊度変動率CV(%)に対して、「1.0未満」を◎、「1.0以上1.5未満」を○、「1.5以上2.0未満」を△、「2.0以上」を×とし、繊度斑として評価した。
Each characteristic value used in the examples was determined by the following measurement method.
(1) Fineness variation value CV (%), fineness unevenness:
The fineness of the yarn of the multifilament yarn is measured according to JIS L 1013-1999 8.3.1 fineness fineness fineness A method, and with respect to the fineness variation rate CV (%) obtained from the following formula: “Less than 1.0” was evaluated as 、, “1.0 or more and less than 1.5” as ◯, “1.5 or more and less than 2.0” as Δ, and “2.0 or more” as x. .

繊度変動率CV(%)=(糸条繊度の標準偏差)/(糸条繊度の算術平均)×100
(2)糸切れ:
紡糸するに際し、試作量2トンを採取し、この間の糸切れ回数を測定し、「1.5回未満」を◎、「1.5回以上3回未満」を○、「3回以上5回未満」を△、「5回以上」を×として評価した。
(3)極限粘度[η]
オルソクロロフェノールを溶媒として25℃で測定した。
(4)98%硫酸相対粘度[ηr]
(a)試料を秤量し、98重量%濃硫酸に試料濃度(C)が1g/100mlとなるように溶解する。
(b)(a)項の溶液をオストワルド粘度計にて25℃での落下速度(T1)を測定する。
(c)試料を溶解していない98重量%濃硫酸の25℃の落下速度(T2)を測定する。
(d)試料の98%硫酸相対粘度(ηr)を下記式により算出する。測定温度は25℃とする。
Fineness variation rate CV (%) = (standard deviation of yarn fineness) / (arithmetic average of yarn fineness) × 100
(2) Thread breakage:
When spinning, sample a ton of 2 tons, collect the number of yarn breaks during this time, measure "less than 1.5 times", "1.5 times or more and less than 3 times", "3 times or more and 5 times" “Less than” was evaluated as Δ, and “more than 5 times” was evaluated as ×.
(3) Intrinsic viscosity [η]
Measurement was performed at 25 ° C. using orthochlorophenol as a solvent.
(4) 98% sulfuric acid relative viscosity [ηr]
(A) A sample is weighed and dissolved in 98% by weight concentrated sulfuric acid so that the sample concentration (C) is 1 g / 100 ml.
(B) The drop rate (T1) at 25 ° C. of the solution of item (a) is measured with an Ostwald viscometer.
(C) Measure the drop rate (T2) at 25 ° C. of 98% by weight concentrated sulfuric acid not dissolving the sample.
(D) The 98% sulfuric acid relative viscosity (ηr) of the sample is calculated by the following formula. The measurement temperature is 25 ° C.

[ηr]=(T1/T2)+{1.891×(1.000−C)}
[実施例1]
ナイロン6(98%硫酸相対粘度[ηr]2.8のチップ、溶融温度260℃)のポリマを溶融し、本発明の第1の実施形態の紡糸口金1より吐出後、蒸気噴出装置35により蒸気を口金下面32に吹き付け、冷却装置28により冷却し、その後、給油、交絡処理、熱延伸を行い、巻取ローラで4000m/分の速度で引き取り、マルチフィラメント糸を製造した。その際、紡糸口金1は、図2に示したように、上部板22の材質にセラミックスの酸化ジルコニウム、下部板23の材質にSUS630(熱処理H1075)を用いて、また、導入孔21の孔径φ1.5mm、吐出孔20の孔径φ0.17mmとし、吐出孔20を環状に配列した。上記の紡糸口金1を用いて、10dtex、19本のフィラメント糸、6糸条のポリアミド繊維を製造した結果、繊度変動率は0.8%となった。表1に記載のとおり、紡糸の際の糸切れは最良な結果、および得られた繊維の繊度斑は最良な結果を得た。
[実施例2]
実施例1と同等のポリマ、同等の繊度、糸条数で紡糸し、本発明の第2の実施形態の紡糸口金1を用いた実施例として、実施例2を説明する。紡糸口金1として、図3に示したように、導入孔21を形成する外周層34の材質にセラミックスの酸化ジルコニウム、下部板23の材質にSUS630(熱処理H1075)を用いて、また、導入孔21の孔径φ1.5mm、吐出孔20の孔径φ0.17mmとし、吐出孔20を環状に配列した。上記の紡糸口金1を用いて、ポリアミド繊維を製造した結果、繊度変動率は1.2%となった。表1に記載のとおり、紡糸の際の糸切れは最良な結果、および得られた繊維の繊度斑は良好な結果を得た。
[実施例3]
実施例1と同等のポリマ、同等の繊度、糸条数で紡糸し、本発明の第3の実施形態の紡糸口金1を用いた実施例として、実施例3を説明する。紡糸口金1として、図4に示したように、上部板22の材質にSUS630(熱処理H1075)、下部板23の材質にSUS630(熱処理H1075)、中間板24の材質にセラミックスの酸化ジルコニウムを用いて、また、導入孔21の孔径φ1.5mm、吐出孔20の孔径φ0.17mmとし、吐出孔20を環状に配列した。上記の紡糸口金1を用いて、ポリアミド繊維を製造した結果、繊度変動率は1.4%となった。表1に記載のとおり、紡糸の際の糸切れは最良な結果、および得られた繊維の繊度斑は良好な結果を得た。
[実施例4]
実施例3と同等のポリマ、同等の繊度、糸条数で紡糸し、本発明の第3の実施形態の紡糸口金1の上部板22の材質をセラミックスの酸化ジルコニウムに変更し、また、中間板24に空気層30を設けた実施例として、実施例4を説明する。紡糸口金1において、図7に示したように、上部板22の材質にセラミックスの酸化ジルコニウム、下部板23の材質にSUS630(熱処理H1075)、中間板24の材質にセラミックスの酸化ジルコニウムを用いて、また、導入孔21の孔径φ1.5mm、吐出孔20の孔径φ0.17mmとし、吐出孔20を環状に配列した。また、空気層30には、完全密閉された空間に、空気を充満した。上記の紡糸口金1を用いて、ポリアミド繊維を製造した結果、繊度変動率は0.8%となった。表1に記載のとおり、紡糸の際の糸切れは良好な結果、および得られた繊維の繊度斑は最良な結果を得た。
[実施例5]
実施例1と同等のポリマ、同等の繊度、糸条数で紡糸し、本発明の第1の実施形態の紡糸口金1の導入孔21の一部に計量孔31が配設された実施例として、実施例5を説明する。計量孔31の孔径φ0.17mmの紡糸口金1を用いて、ポリアミド繊維を製造した結果、繊度変動率は0.7%となった。表1に記載のとおり、紡糸の際の糸切れは最良な結果、および得られた繊維の繊度斑は最良な結果を得た。
[比較例1]
実施例1にて使用した紡糸口金1において、上部板22の材質をSUS630(熱処理H1075)に変更し、その他は、実施例1と同等の紡糸口金1を用いて、同等のポリマ、繊度、糸条数で紡糸し、ポリアミド繊維を製造した結果、繊度変動率は2.4%となった。表1に記載のとおり、紡糸の際の糸切れは悪化し、および得られた繊維の繊度斑が悪化した。また、比較例1の類似構造として、上部板22と下部板23が完全に結合され、一体構造となった紡糸口金においても、上記と同様の結果を得た。
[比較例2]
実施例1にて使用した紡糸口金1において、下部板23の材質をセラミックスの酸化ジルコニウムに変更し、その他は、実施例1と同等の紡糸口金1を用いて、同等のポリマ、繊度、糸条数で紡糸し、ポリアミド繊維を製造した結果、吐出孔20の孔径、孔長の加工精度ばらつき起因により、ポリマ吐出流量斑が発生し、繊度変動率は1.6%となった。表1に記載のとおり、得られた繊維の繊度斑は良好であったが、紡糸の際の糸切れは悪化した。また、比較例2の類似構造として、上部板22と下部板23が完全に結合され、一体構造となった紡糸口金においても、上記と同様の結果を得た。
[まとめ]
実施例1と比較例1の比較では、上部板22の材質をSUS630(熱処理H1075)からセラミックスの酸化ジルコニウムに変更することで、温度斑が導入孔21に伝播し難くなり、その結果、ポリマの吐出流量斑が低減され、繊度斑を抑制することができた。
[Ηr] = (T1 / T2) + {1.891 × (1.000−C)}
[Example 1]
A polymer of nylon 6 (chip of 98% sulfuric acid relative viscosity [ηr] 2.8, melting temperature 260 ° C.) is melted and discharged from the spinneret 1 according to the first embodiment of the present invention. Was sprayed onto the lower surface 32 of the die, cooled by the cooling device 28, and then oiled, entangled, and hot drawn, and taken up at a speed of 4000 m / min with a winding roller to produce a multifilament yarn. At this time, as shown in FIG. 2, the spinneret 1 uses ceramic zirconium oxide as the material of the upper plate 22, SUS630 (heat treatment H1075) as the material of the lower plate 23, and the diameter φ1 of the introduction hole 21. The diameter of the discharge hole 20 was 0.17 mm, and the discharge holes 20 were arranged in an annular shape. As a result of producing 10 dtex, 19 filament yarns, and 6 yarns of polyamide fiber using the above spinneret 1, the fineness variation rate was 0.8%. As shown in Table 1, the best results were obtained for the yarn breakage during spinning, and the fineness unevenness of the obtained fibers obtained the best results.
[Example 2]
Example 2 will be described as an example using the spinneret 1 according to the second embodiment of the present invention, in which spinning is performed with a polymer equivalent to Example 1, the same fineness, and the number of yarns. As the spinneret 1, as shown in FIG. 3, ceramic zirconium oxide is used as the material of the outer peripheral layer 34 forming the introduction hole 21, SUS630 (heat treatment H1075) is used as the material of the lower plate 23, and the introduction hole 21. The hole diameter was 1.5 mm, the diameter of the discharge hole 20 was 0.17 mm, and the discharge holes 20 were arranged in an annular shape. As a result of producing a polyamide fiber using the spinneret 1 described above, the fineness variation rate was 1.2%. As shown in Table 1, the best results were obtained for yarn breakage during spinning, and good results were obtained for fineness unevenness of the obtained fibers.
[Example 3]
Example 3 will be described as an example using the spinneret 1 according to the third embodiment of the present invention, in which spinning is performed with a polymer equivalent to Example 1, the same fineness, and the number of yarns. As shown in FIG. 4, as the spinneret 1, SUS630 (heat treatment H1075) is used as the material of the upper plate 22, SUS630 (heat treatment H1075) is used as the material of the lower plate 23, and ceramic zirconium oxide is used as the material of the intermediate plate 24. Further, the diameter of the introduction hole 21 was 1.5 mm, the diameter of the discharge hole 20 was 0.17 mm, and the discharge holes 20 were arranged in an annular shape. As a result of producing a polyamide fiber using the spinneret 1 described above, the fineness variation rate was 1.4%. As shown in Table 1, the best results were obtained for yarn breakage during spinning, and good results were obtained for fineness unevenness of the obtained fibers.
[Example 4]
Spinning with the same polymer, equivalent fineness, and number of yarns as in Example 3, the material of the upper plate 22 of the spinneret 1 of the third embodiment of the present invention is changed to ceramic zirconium oxide, and the intermediate plate Example 4 will be described as an example in which an air layer 30 is provided at 24. In the spinneret 1, as shown in FIG. 7, ceramic zirconium oxide is used for the upper plate 22, SUS630 (heat treatment H1075) is used for the lower plate 23, and ceramic zirconium oxide is used for the intermediate plate 24. Further, the introduction hole 21 has a hole diameter φ1.5 mm and the discharge hole 20 has a hole diameter φ0.17 mm, and the discharge holes 20 are arranged in an annular shape. The air layer 30 was filled with air in a completely sealed space. As a result of producing a polyamide fiber using the spinneret 1 described above, the fineness variation rate was 0.8%. As shown in Table 1, the yarn breakage during spinning was good, and the fineness unevenness of the obtained fiber gave the best result.
[Example 5]
As an example in which spinning is performed with a polymer equivalent to Example 1, an equivalent fineness, and the number of yarns, and a measuring hole 31 is provided in a part of the introduction hole 21 of the spinneret 1 of the first embodiment of the present invention. Example 5 will be described. As a result of producing a polyamide fiber using the spinneret 1 having a hole diameter φ0.17 mm of the measuring hole 31, the fineness variation rate was 0.7%. As shown in Table 1, the best results were obtained for the yarn breakage during spinning, and the fineness unevenness of the obtained fibers obtained the best results.
[Comparative Example 1]
In the spinneret 1 used in Example 1, the material of the upper plate 22 was changed to SUS630 (heat treatment H1075), and other than that, using the same spinneret 1 as in Example 1, the same polymer, fineness, yarn As a result of producing the polyamide fiber by spinning with the number of filaments, the variation rate of the fineness was 2.4%. As shown in Table 1, the yarn breakage during spinning deteriorated, and the fineness unevenness of the obtained fiber deteriorated. In addition, as a similar structure of Comparative Example 1, the same results as described above were obtained in the spinneret in which the upper plate 22 and the lower plate 23 are completely coupled to form an integrated structure.
[Comparative Example 2]
In the spinneret 1 used in Example 1, the material of the lower plate 23 is changed to ceramic zirconium oxide, and the other is the same polymer, fineness and yarn using the same spinneret 1 as in Example 1. As a result of producing a polyamide fiber by spinning the number, a discharge rate of polymer discharge was generated due to variations in processing accuracy of the diameter and length of the discharge hole 20, and the fineness variation rate was 1.6%. As shown in Table 1, although the fineness unevenness of the obtained fiber was good, the yarn breakage during spinning deteriorated. Further, as a similar structure of Comparative Example 2, the same result as above was obtained also in the spinneret in which the upper plate 22 and the lower plate 23 are completely coupled to form an integrated structure.
[Summary]
In the comparison between Example 1 and Comparative Example 1, by changing the material of the upper plate 22 from SUS630 (heat treatment H1075) to ceramic zirconium oxide, temperature spots are less likely to propagate to the introduction hole 21, and as a result, the polymer The discharge flow rate unevenness was reduced, and fineness unevenness could be suppressed.

また、実施例1と比較例2の比較では、下部板23の材質をセラミックスの酸化ジルコニウムからSUS630(熱処理H1075)に変更することで、吐出孔20の孔径、孔長の加工精度が向上し、また、口金清掃時の割れ、かけ等の発生を抑制でき、その結果、ポリマの吐出流量斑が低減され、繊度斑を抑制することができた。   Further, in the comparison between Example 1 and Comparative Example 2, the processing accuracy of the hole diameter and the hole length of the discharge hole 20 is improved by changing the material of the lower plate 23 from ceramic zirconium oxide to SUS630 (heat treatment H1075). Moreover, the generation | occurrence | production of the crack at the time of nozzle | cap | die cleaning, a crack, etc. can be suppressed, As a result, the discharge flow spot of a polymer was reduced and the fineness spot could be suppressed.

Figure 2011063906
Figure 2011063906

本発明は、溶液紡糸法に用いられる紡糸口金およびマルチフィラメント糸の製造方法に限らず、湿式紡糸法や、乾湿式紡糸法に用いられる紡糸口金およびマルチフィラメント糸の製造方法にも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。   The present invention is not limited to the method of manufacturing the spinneret and multifilament yarn used in the solution spinning method, but can be applied to the method of manufacturing the spinneret and multifilament yarn used in the wet spinning method and the dry and wet spinning method. Yes, but the scope of application is not limited to these.

1 紡糸口金
2 紡糸孔
3 保温カラー
4 導入部
5 オリフィス部
6 押え板
7 電熱線
8 電熱線埋設溝
9 温度コントローラ
10 温度センサー
11 吐出孔始端部
12 積層部材
13 ヒータ部材
14 リード線
15 上部口金
16 下部口金
17 導入・案内孔部
18 セラミックス製ノズルチップ
19 多孔板
20 吐出孔
21 導入孔
22 上部板
23 下部板
24 中間板
25 中間導入孔
26 紡糸パック
27 スピンブロック
28 冷却装置
29 パッキン
30 空気層
31 計量孔
32 口金下面
33 口金上面
34 外周層
35 蒸気付与装置
ΔηL 低剪断領域における温度差ΔTでの溶融粘度差
ΔηH 高剪断領域における温度差ΔTでの溶融粘度差
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spinneret 2 Spinning hole 3 Heat retaining collar 4 Introduction part 5 Orifice part 6 Holding plate 7 Heating wire 8 Heating wire burying groove 9 Temperature controller 10 Temperature sensor 11 Discharge hole start end part 12 Laminated member 13 Heater member 14 Lead wire 15 Upper mouthpiece 16 Lower base 17 Introduction / guide hole 18 Ceramic nozzle tip 19 Perforated plate 20 Discharge hole 21 Inlet hole 22 Upper plate 23 Lower plate 24 Intermediate plate 25 Intermediate introduction hole 26 Spin pack 27 Spin block 28 Cooling device 29 Packing 30 Air layer 31 Metering hole 32 Base lower surface 33 Base upper surface 34 Outer peripheral layer 35 Steam applicator ΔηL Melt viscosity difference at temperature difference ΔT in low shear region ΔηH Melt viscosity difference at temperature difference ΔT in high shear region

Claims (7)

ポリマをフィラメント糸として紡出する紡出孔が配設された紡糸口金であって、以下の(1)〜(4)の要件を満足することを特徴とする紡糸口金。
(1)前記紡出孔が、少なくとも、導入孔と、前記導入孔より前記ポリマの紡出経路方向の下流側に配設され、前記紡糸口金の下面から前記ポリマを吐出する吐出孔とから構成されること。
(2)前記紡糸口金が、少なくとも、前記導入孔が配設された上部板と、前記吐出孔が配設された下部板とから構成されること。
(3)前記導入孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が、前記吐出孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積より大きいこと。
(4)前記上部板の熱伝導率が、前記下部板の熱伝導率より小さいこと。
A spinneret provided with spinning holes for spinning a polymer as a filament yarn, which satisfies the following requirements (1) to (4):
(1) The spinning hole includes at least an introduction hole, and a discharge hole that is arranged downstream of the introduction hole in the spinning path direction of the polymer and discharges the polymer from the lower surface of the spinneret. To be done.
(2) The spinneret includes at least an upper plate in which the introduction hole is disposed and a lower plate in which the discharge hole is disposed.
(3) The cross-sectional area of the introduction hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction is larger than the cross-sectional area of the discharge hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction.
(4) The thermal conductivity of the upper plate is smaller than the thermal conductivity of the lower plate.
ポリマをフィラメント糸として紡出する紡出孔が配設された紡糸口金であって、以下の(1)〜(4)の要件を満足することを特徴とする紡糸口金。
(1)前記紡出孔が、少なくとも、導入孔と、前記導入孔より前記ポリマの紡出経路方向の下流側に配設され、前記紡糸口金の下面から前記ポリマを吐出する吐出孔とから構成されること。
(2)前記紡糸口金が、少なくとも、前記導入孔を形成する外周層と、前記吐出孔が配設された下部板とから構成されること。
(3)前記導入孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が、前記吐出孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積より大きいこと。
(4)前記外周層の熱伝導率が、前記下部板の熱伝導率より小さいこと。
A spinneret provided with spinning holes for spinning a polymer as a filament yarn, which satisfies the following requirements (1) to (4):
(1) The spinning hole includes at least an introduction hole, and a discharge hole that is arranged downstream of the introduction hole in the spinning path direction of the polymer and discharges the polymer from the lower surface of the spinneret. To be done.
(2) The spinneret includes at least an outer peripheral layer that forms the introduction hole and a lower plate on which the discharge hole is disposed.
(3) The cross-sectional area of the introduction hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction is larger than the cross-sectional area of the discharge hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction.
(4) The thermal conductivity of the outer peripheral layer is smaller than the thermal conductivity of the lower plate.
ポリマをフィラメント糸として紡出する紡出孔が配設された紡糸口金であって、以下の(1)〜(4)の要件を満足することを特徴とする紡糸口金。
(1)前記紡出孔が、少なくとも、導入孔と、前記導入孔より前記ポリマの紡出経路方向の下流側に配設された中間導入孔と、前記中間導入孔より前記ポリマの紡出経路方向の下流側に配設され、前記紡糸口金の下面から前記ポリマを吐出する吐出孔とから構成されること。
(2)前記紡糸口金が、少なくとも、前記導入孔が配設された上部板と、前記中間導入孔が配設された中間板と、前記吐出孔が配設された下部板とから構成されること。
(3)前記導入孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積が、前記吐出孔の前記ポリマの紡出経路方向に垂直な方向の断面積より大きいこと。
(4)前記中間板の熱伝導率が、前記下部板の熱伝導率より小さいこと。
A spinneret provided with spinning holes for spinning a polymer as a filament yarn, which satisfies the following requirements (1) to (4):
(1) The spinning hole includes at least an introduction hole, an intermediate introduction hole disposed downstream of the introduction hole in the direction of the polymer spinning path, and a spinning path of the polymer from the intermediate introduction hole. And a discharge hole which is disposed on the downstream side in the direction and discharges the polymer from the lower surface of the spinneret.
(2) The spinneret includes at least an upper plate provided with the introduction hole, an intermediate plate provided with the intermediate introduction hole, and a lower plate provided with the discharge hole. thing.
(3) The cross-sectional area of the introduction hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction is larger than the cross-sectional area of the discharge hole in the direction perpendicular to the polymer spinning path direction.
(4) The thermal conductivity of the intermediate plate is smaller than the thermal conductivity of the lower plate.
前記導入孔と前記吐出孔を連結する中間導入孔を有した中間板が設けられ、前記中間板の熱伝導率が、前記下部板の熱伝導率より小さいことを特徴とする請求項1または2に記載の紡糸口金。 An intermediate plate having an intermediate introduction hole for connecting the introduction hole and the discharge hole is provided, and the thermal conductivity of the intermediate plate is smaller than the thermal conductivity of the lower plate. Spinneret described in 1. 前記中間板の熱伝導率を小さくする手段として、前記中間板に空隙を設けたことを特徴とする請求項3または4に記載の紡糸口金。 The spinneret according to claim 3 or 4, wherein a gap is provided in the intermediate plate as means for reducing the thermal conductivity of the intermediate plate. 前記導入孔の前記ポリマの紡出経路方向の一部に計量孔が配設されたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の紡糸口金。 The spinneret according to any one of claims 1 to 5, wherein a metering hole is disposed in a part of the introduction hole in a spinning path direction of the polymer. 請求項1〜6のいずれかに記載の紡糸口金を用いてマルチフィラメント糸を製造することを特徴とするフィラメント糸の製造方法。 A method for producing a filament yarn, wherein a multifilament yarn is produced using the spinneret according to claim 1.
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