JP2022111978A - 合成繊維の溶融紡糸装置及び合成繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】口金の温度の調整を容易とするとともに、要求される品質の糸条を形成することのできる合成繊維の溶融紡糸装置及び合成繊維の製造方法を提供する。
【解決手段】糸条を紡出する口金と、糸条を加熱する加熱部と、前記口金と前記加熱部との間の糸条が送られる空間を囲む断熱部と、を備えている。口金２と加熱部１０との間に断熱部２０が位置するため、口金２が加熱部１０の熱の影響を直接的に受けることはなく、口金２の温度の調整が容易となる。また、口金２において紡出される糸条Ｙが、断熱部２０及び加熱部１０において急激な温度変化が抑制されるため、曵糸性を向上させることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、合成繊維の溶融紡糸装置及び合成繊維の製造方法に関するものである。

従来の合成繊維の溶融紡糸装置としては、糸条を紡出する口金と、口金から紡出された糸条を加熱する加熱部と、を備え、口金から紡出された糸条を加熱部において加熱することにより、糸条の曵糸性を向上するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６０－１９７９１６号公報

しかしながら、従来の溶融紡糸装置は、口金の近傍に加熱部が設置されていたため、口金が加熱部の熱の影響を直接的に受けることになり、口金を目的の温度に保持することができず、糸条の品質を安定化させることが困難である。

また、従来の溶融紡糸装置では、糸条の曵糸性を向上させるために、口金から紡出された糸条をより高温で加熱する方法が考えられている。しかし、糸条を高温で加熱する溶融紡糸装置では、最終的に得られる合成繊維の表面が平滑となって光沢が増すことになり、要求される品質の合成繊維を形成することができない。

本発明の目的とするところは、口金の温度の調整を容易とするとともに、要求される品質の糸条を形成することのできる合成繊維の溶融紡糸装置及び合成繊維の製造方法を提供することにある。

本発明に係る合成繊維の溶融紡糸装置は、糸条を紡出する口金と、糸条を加熱する加熱部と、前記口金と前記加熱部との間の糸条が送られる空間を囲む断熱部と、を備えている。

また、本発明に係る合成繊維の溶融紡糸装置は、好ましくは、前記加熱部が、糸条が加熱される加熱空間を有し、前記加熱空間の温度を、紡出される糸条の原材料となる樹脂組成物のガラス転移温度よりも０℃以上１２０℃以下の範囲内の高い温度に保持する。

また、本発明に係る合成繊維の溶融紡糸装置は、好ましくは、前記口金、前記断熱部および前記加熱部が、同軸上に配置されている。

また、本発明に係る合成繊維の溶融紡糸装置は、好ましくは、前記加熱部の糸条が送られる方向の長さоと、前記断熱部の糸条が送られる方向の長さｍと、の比が、о：ｍ＝１０：１～１：１０である。

また、本発明に係る合成繊維の溶融紡糸装置は、好ましくは、前記口金と前記断熱部との間隔ｌと前記断熱部の糸条が送られる方向の長さｍとの和と、前記加熱部の糸条が送られる方向の長さоと、の比が、（ｌ＋ｍ）：о＝１０：１～１：１０である。

また、本発明に係る合成繊維の溶融紡糸装置は、好ましくは、前記断熱部と前記加熱部との間隔ｎが、０ｃｍ以上５ｃｍ以下である。

また、本発明に係る合成繊維の溶融紡糸装置は、好ましくは、前記口金と前記断熱部との間隔ｌが、０ｃｍ以上５ｃｍ以下である。

また、本発明に係る合成繊維の溶融紡糸装置は、好ましくは、前記断熱部が、前記口金と前記加熱部との間を送られる糸条を、厚さ寸法が１５ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲内の断熱体によって囲む。

また、本発明に係る合成繊維の製造方法は、口金から糸条を紡出する糸条紡出工程と、前記糸条紡出工程において紡出した糸条を断熱された空間を送る断熱送り工程と、断熱送り工程において送られた糸条を加熱する加熱工程と、を有している。

また、本発明の係る合成繊維の製造方法は、好ましくは、前記加熱工程が、加熱する糸条を、前記紡出工程において紡出される糸条の原材料となる樹脂組成物のガラス転移温度よりも０℃以上１２０℃以下の範囲内の高い温度に保持された空間を通過させる。

また、本発明の係る合成繊維の製造方法は、好ましくは、前記加熱工程が、前記口金から離間した位置において送られる糸条を加熱し、前記断熱送り工程が、前記紡出工程において紡出した糸条を、厚さ寸法が１５ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲内の断熱体に囲まれた空間を通過させる。

本発明によれば、口金と加熱部との間に断熱部が位置するため、口金が加熱部の熱の影響を直接的に受けることはなく、口金の温度の調整が容易となる。また、口金と加熱部との間に断熱部が位置するため、断熱部及び加熱部における急激な温度変化を抑制することができ、口金において紡出される糸条を、緩やかな温度変化により加熱することになるため、曵糸性を向上させることが可能となる。さらに、加熱部を高温に設定する必要がなくなるため、合成繊維の表面の凹凸を増加させることができ、低光沢の合成繊維を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る合成繊維の溶融紡糸装置の概略図である。 本発明の他の実施形態に係る合成繊維の溶融紡糸装置の概略図である。 本発明の実施例に係る合成繊維の溶融紡糸装置の有効性を確認する試験に用いられる口金に対する加熱部及び断熱部の配置を示す図である。

図１は、本発明の一実施形態を示すものであり、合成繊維の溶融紡糸装置の概略図である。

＜溶融紡糸装置＞
溶融紡糸装置１は、少なくとも、糸条Ｙを紡糸するための口金２と、糸条Ｙを加熱するための加熱部１０と、口金２と加熱部１０との間を送られる糸条Ｙを囲む断熱部２０と、を有する。

ここで、断熱部２０は、特に限定されないが、口金２の下端部から３ｍｍ離間させて配置されることが好ましく、加熱部１０は、断熱部２０の下端部に接続されている。

＜加熱部＞
加熱部１０は、内周側を糸条Ｙが通過可能な円筒状の部材である。加熱部１０は、内周面側に設けられた電熱ヒータによって内周側の空間の空気を加熱し、内周側の空間を通過する糸条Ｙを加熱する。加熱部１０の内周側の空間の温度は、合成繊維の原材料となる樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇ＋０℃以上１２０℃以下であることが好ましい。また、加熱部１０の内周側の空間の温度は、加熱部１０の糸条Ｙが送られる方向の一端部から他端部にわたって均一であることが好ましい。加熱部１０は、中心軸方向の長さが例えば２４ｃｍに形成されている。加熱部１０の中心軸方向の長さは、１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下であることが好ましい。加熱部１０の中心軸方向の長さが１０ｃｍ未満の場合には、ドラフトを行う時間が短時間となり、糸切れが生じやすくなる。また、加熱部１０の中心軸方向の長さが５０ｃｍより大きい場合には、糸条Ｙの冷却が不十分となり、糸条Ｙに繊度斑が生じやすくなる虞がある。

加熱部１０としては、特に限定されるものではなく、市販の伝熱ヒータを用いることができる。

また、本発明におけるガラス転移温度Ｔｇとは、対象となる樹脂組成物を、ある温度以上に加熱することによって、分子が運動しやすい状態の軟質のゴム状態とした後、冷却することによって分子の運動が制限されて硬質のガラス状態となる温度のことを意味する。ガラス転移温度Ｔｇは、一般的な方法で測定でき、例えば示唆走査熱量計（ＤＳＣ）を用いることができる。

＜断熱部＞
本発明の断熱部２０は、口金２から吐出された糸条Ｙの急激な温度変化を抑制し、加熱部１０の上部に位置することで、保温領域を拡大させることにより緩やかに温度を加えることができ、曵糸性に優れた合成繊維を得ることが可能となる。さらには、加熱部１０を高温に設定する必要がなくなるため、合成繊維の表面の凹凸を増加させることができ、低光沢の合成繊維を得ることができる。

断熱部２０は、断熱体として厚さ寸法が１５ｍｍ以上３００ｍｍ以下のロックウール等の断熱性を有する部材を囲んで糸条Ｙが通過するような空間を形成することにより構成され、内周側を糸条Ｙが通過可能である。断熱部２０は、加熱部１０と同一の内径寸法を有し、内周側の空間が加熱部１０の内周側の空間と連通している。断熱部２０は、中心軸方向の長さが例えば１５ｃｍに形成されている。断熱部２０の中心軸方向の長さは、１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下であることが好ましい。断熱部２０の中心軸方向の長さが１０ｃｍ未満の場合には、ドラフトを行う時間が短時間となり、糸切れが生じやすくなる。また、断熱部２０の中心軸方向の長さが３０ｃｍより大きい場合には、糸条Ｙの断熱部２０における保温状態を保持することができず、温度が低下する虞がある。

＜合成繊維＞
本実施形態の溶融紡糸装置１は、例えばアクリル系樹脂を用いた樹脂組成物により、アクリル系繊維を製造することができ、ポリ塩化ビニル系樹脂を用いた樹脂組成物により、塩化ビニル系繊維を製造することができ、ポリエステル系樹脂を用いた樹脂組成物により、ポリエステル系繊維を製造することができる。さらには、芯部および鞘部を有する芯鞘構造の合成繊維を製造することもできる。

アクリル系繊維は、アクリル系重合体の全体重量に対して、アクリロニトリルを４０～７０重量％、他の成分を３０～６０重量％含むアクリル系重合体で構成されていることが好ましい。上記アクリル系重合体中のアクリロニトリルの含有量が４０～７０重量％であれば、アクリル系繊維の耐熱性及び難燃性が良好になる。

上記他の成分としては、アクリロニトリルと共重合可能なものであればよく、特に限定されるものではない。例えば、ハロゲン含有ビニル系単量体、スルホン酸基含有単量体などが挙げられる。

上記ハロゲン含有ビニル系単量体としては、例えば、ハロゲン含有ビニル、ハロゲン含有ビニリデンなどが挙げられる。ハロゲン含有ビニルとしては、例えば、塩化ビニル、臭化ビニルなどが挙げられる。ハロゲン含有ビニリデンとしては、塩化ビニリデン、臭化ビニリデンなどが挙げられる。これらのハロゲン含有ビニル系単量体は、１種又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。耐熱性及び難燃性の観点から、上記アクリル系繊維は、アクリル系重合体の全体重量に対して、他の成分としてハロゲン含有ビニル系単量体を３０～６０重量％含むことが好ましい。

上記スルホン酸基を含有する単量体としては、例えば、メタクリルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、及びそれらの塩などが挙げられる。上記において、塩としては、例えば、ｐ－スチレンスルホン酸ソーダなどのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらのスルホン酸基を含有する単量体は、１種又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。スルホン酸基を含有する単量体は、必要に応じて使用されるが、上記アクリル系重合体中のスルホン酸基を含有する重合体の含有量が３重量％以下であれば紡糸工程の生産安定性に優れる。

上記アクリル系重合体は、４０～７０重量％のアクリロニトリルと、３０～５７重量％のハロゲン含有ビニル系単量体、０～３重量％のスルホン酸基を含有する単量体を共重合した共重合体であることが好ましい。より好ましくは、上記アクリル系重合体は、４５～６５重量％のアクリロニトリルと、３５～５２重量％のハロゲン含有ビニル系単量体、０～３重量％のスルホン酸基を含有する単量体を共重合した共重合体である。

本発明におけるポリエステル系繊維は、ポリエステル系樹脂組成物を主成分とする。ポリエステル系樹脂組成物とは、ポリエステル系樹脂組成物の全体重量を１００重量％とした場合、ポリエステル系樹脂を５０重量％より多く含むことを意味し、ポリエステル系樹脂を７０重量％以上含むことが好ましく、８０重量％以上含むことがより好ましく、９０重量％以上含むことがさらに好ましく、９５重量％以上含むことがさらにより好ましい。

前記ポリエステル系樹脂としては、ポリアルキレンテレフタレート及びポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルからなる群から選ばれる１種以上を用いることが好ましい。本発明の一実施形態において、「ポリアルキレンテレフタレートを主体とする共重合ポリエステル」は、ポリアルキレンテレフタレートを８０モル％以上含有する共重合ポリエステルをいう。

前記ポリアルキレンテレフタレートとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートなどが挙げられる。

前記ポリアルキレンテレフタレートを主体とする共重合ポリエステルとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートを主体とし、他の共重合成分を含有する共重合ポリエステルなどが挙げられる。

前記他の共重合成分としては、例えば、イソフタル酸、オルトフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの多価カルボン酸及びそれらの誘導体；５－ナトリウムスルホイソフタル酸、５－ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルなどのスルホン酸塩を含むジカルボン酸及びそれらの誘導体；１，２－プロパンジオール、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、４－ヒドロキシ安息香酸、ε－カプロラクトン、ビスフェノールＡのエチレングリコールエーテルなどが挙げられる。

前記共重合ポリエステルは、安定性及び操作の簡便性の点から、主体となるポリアルキレンテレフタレートに少量の他の共重合成分を含有させて反応させることにより製造するのが好ましい。ポリアルキレンテレフタレートとしては、テレフタル酸及び／又はその誘導体（例えば、テレフタル酸メチル）と、アルキレングリコールとの重合体を用いることができる。前記共重合ポリエステルは、主体となるポリアルキレンテレフタレートの重合に用いるテレフタル酸及び／又はその誘導体（例えば、テレフタル酸メチル）と、アルキレングリコールとの混合物に、少量の他の共重合成分であるモノマーあるいはオリゴマー成分を含有させたものを重合させることにより製造してもよい。

前記共重合ポリエステルは、主体となるポリアルキレンテレフタレートの主鎖及び／又は側鎖に上記他の共重合成分が重縮合していればよく、共重合の方法などには特別な限定はない。

前記ポリアルキレンテレフタレートを主体とする共重合ポリエステルの具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートを主体とし、ビスフェノールＡのエチレングリコールエーテル、１，４－シクロヘキサジメタノール、イソフタル酸及び５－ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルからなる群から選ばれる一種の化合物を共重合したポリエステルなどが挙げられる。

前記ポリアルキレンテレフタレート及び前記ポリアルキレンテレフタレートを主体とする共重合ポリエステルは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、ポリエチレンテレフタレート；ポリプロピレンテレフタレート；ポリブチレンテレフタレート；ポリエチレンテレフタレートを主体とし、ビスフェノールＡのエチレングリコールエーテルを共重合したポリエステル；ポリエチレンテレフタレートを主体とし、１，４－シクロヘキサンジメタノールを共重合したポリエステル；ポリエチレンテレフタレートを主体とし、イソフタル酸を共重合したポリエステル；及びポリエチレンテレフタレートを主体とし、５－ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルを共重合したポリエステルなどを単独又は２種以上組み合わせて用いることが好ましい。

前記ポリエステル樹脂の固有粘度（ＩＶ値と称す場合がある）は、特に限定されないが、０．３以上１．２以下であることが好ましく、０．４以上１．０以下であることがより好ましい。固有粘度が０．３以上であると、得られる繊維の機械的強度が低下せず、燃焼試験時にドリップする恐れもない。また、固有粘度が１．２以下であると、分子量が増大しすぎず、溶融粘度が高くなり過ぎることがなく、溶融紡糸が容易となるうえ、繊度も均一になりやすい。

前記ポリエステル系樹脂組成物は、ポリエステル系樹脂に加えて他の樹脂を含んでも良い。他の樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、モダアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

また、耐熱性が低く、曵糸性が不安定な合成繊維を製造する場合にも本発明を適用可能である。

本発明の合成繊維は特に人工毛髪用途に好適である。人工毛髪用途では、人毛に近い外観が求められるため、低光沢は重要な特性であり、上述したように、本発明の溶融紡糸装置１により得られる合成繊維が好適に用いられる。人工毛髪用繊維は、非捲縮生糸状の繊維であってもよい。また、人工毛髪用繊維は、人工毛髪に適するという観点から、繊度は１０～１００ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは２０～９０ｄｔｅｘであり、さらに好ましくは３５～８０ｄｔｅｘである。

人工毛髪用繊維は、断面形状が限定されるものではなく、例えば円形、楕円形、異形、例えば馬蹄形、Ｃ字形、Ｙ字形が挙げられる。

＜溶融紡糸法＞
本発明における溶融紡糸法は特に限定されず、一般的な方法を用いることができ、口金２から糸条Ｙを紡出する紡出工程と、前記紡出工程において紡出した糸条Ｙを、断熱された空間を通過させる断熱送り工程と、前記断熱送り工程において送られた糸条Ｙを加熱する加熱工程と、を有している。紡出された糸条を冷却用の水を入れた水槽で冷却し、繊度のコントロールを行うことも可能である。加熱筒の温度と長さ、冷却風の温度と吹付量、冷却水槽の温度、冷却時間及び引取速度は、ポリマーの吐出量及びノズルの孔数によって適宜調整することができる。具体的には、アクリル系繊維の場合、前記アクリル系樹脂を含む樹脂組成物（例えば、溶融混練後のペレット状の樹脂組成物）を溶融紡糸することで、アクリル系繊維を得ることができる。塩化ビニル系繊維についても同様である。アクリル系繊維について説明すると、まず、前記アクリル系樹脂組成物を溶融紡糸して繊維状の未延伸糸にする。具体的には、押出機、例えば一軸押出機、異方向二軸押出機、コニカル二軸押出機にて溶融混練した樹脂組成物の溶融混練物（ペレット状の樹脂組成物）を、押出機にて口金２から吐出し（紡出工程）、断熱部２０（断熱送り工程）を通過させ、さらに加熱部１０を通過（加熱工程）させて樹脂組成物の繊維化物を引取機で引取可能な温度以上に昇温した後、空冷、水冷などの手段でガラス転移点以下の温度に冷却しながら、一対の引取ローラ４，５と、糸条Ｙを巻き取るための巻取機６にて引き取ることで糸条（未延伸糸）を形成する。押出機は、例えば、１２０℃以上２００℃以下の温度範囲で運転することが好ましい。引取速度／吐出速度の比は、特に限定されないが、例えば、１倍以上１００倍以下の範囲となる速度比で引き取ることが好ましく、紡糸安定性の観点から５倍以上５０倍以下の範囲であることがより好ましい。口金２の口径は、特に限定されないが、例えば、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることがより好ましい。口金２からの吐出物がメルトフラクチャーを発現しない口金２の温度以上で押し出すことが好ましい。口金２の温度は、１６０℃以上であることが好ましく、１７０℃以上であることがより好ましい。加熱筒の温度は、２００℃以上であることが好ましく、２３０℃以上であることがより好ましい。冷却温度は、空冷で－１９６℃以上４０℃以下であることが好ましく、より好ましくは０℃以上３０℃以下であり、水冷で５℃以上６０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１０℃以上４０℃以下である。糸条Ｙを引き取るための速度は５０ｍ／分以上５０００ｍ／分以下の速度で引き取ることができる。

上記で得られた未延伸糸に、公知の方法で延伸処理、及び必要に応じて熱緩和処理を施こすことができる。例えば、人工毛髪として用いる場合は、単繊維繊度が２ｄｔｅｘ以上１００ｄｔｅｘ以下の繊維にすることが好ましい。延伸処理条件としては延伸処理温度が７０℃以上１５０℃以下の乾熱雰囲気下で、延伸倍率は１．１倍以上６倍以下程度にすることが好ましく、１．５倍以上４．５倍以下程度であることがさらに好ましい。延伸処理を施した繊維に熱緩和処理を施して、好ましくは１％以上５０％以下の緩和率で、より好ましくは５％以上４０％以下の緩和率で繊維を緩和処理することにより、熱収縮率を低下させることができる。また繊維表面の凹凸を整えて、人毛に類似したサラサラした触感にするために熱緩和処理が好ましい。また、未延伸糸又は延伸糸を水洗することで、繊度のコントロールを行うことも可能である。本発明において、単繊維繊度は、ＪＩＳ Ｌ １０１３に準じて測定する。

合成繊維が原着されている場合、そのまま使用してもよい。合成繊維が原着されていない場合、染色することができる。染色に使用される顔料、染料、助剤などとしては、耐候性及び難燃性を有するものも使用できる。

必要に応じて、耐熱剤、光安定剤、蛍光剤、酸化防止剤、静電防止剤、顔料、可塑剤、潤滑剤などの各種添加剤を含有させることができる。顔料を含有させることにより、原着繊維を得ることができる。さらに、繊維表面処理剤、柔軟剤などの油剤を使用し、触感、風合を調整して、より人毛に近づけることができる。これらの繊維表面処理剤、柔軟剤は、低光沢化を目的とした樹脂エマルジョンと混合して塗布しても、別々に塗布しても構わない。

上記で得られたアクリル系繊維（熱処理糸）の見かけのガラス転移温度は、海外輸送時には船内コンテナで６０℃まで室内温度が上がる場合があることや、加熱加工時の繊維同士の融着等を阻止する観点から、６０℃以上であることが好ましい。

このように、本実施形態の合成繊維の溶融紡糸装置１によれば、糸条Ｙを紡出する口金２と、糸条Ｙを加熱する加熱部１０と、口金２と加熱部１０との間を送られる糸条Ｙを囲む断熱部２０と、を備えている。

また、本実施形態の合成繊維の製造方法によれば、口金２から糸条Ｙを紡出する紡出工程と、紡出工程において紡出した糸条Ｙを断熱された空間を通過させる断熱送り工程と、断熱送り工程において送られた糸条Ｙを加熱する加熱工程と、を有している。

これにより、口金２と加熱部１０との間に断熱部２０が位置するため、口金２が加熱部１０の熱の影響を直接的に受けることはなく、口金２の温度の調整が容易となる。また、口金２において紡出される糸条Ｙが、断熱部２０及び加熱部１０において急激な温度変化が抑制されるため、曵糸性を向上させることが可能となる。

また、本実施形態の合成繊維の溶融紡糸装置１によれば、好ましくは、加熱部１０が、糸条Ｙが加熱される加熱空間を有し、加熱空間の糸条Ｙが送られる方向の長さが１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下であり、加熱空間の温度を、紡出される糸条Ｙの原材料となる樹脂組成物のガラス転移温度よりも０℃以上１２０℃以下の範囲内の高い温度に保持する。

また、本実施形態の合成繊維の製造方法によれば、好ましくは、加熱工程が、加熱する糸条Ｙを、１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の長さであり、紡出工程において紡出される糸条Ｙの原材料となる樹脂組成物のガラス転移温度よりも０℃以上１２０℃以下の範囲内の高い温度に保持された空間を通過させる。

これにより、例えば、糸条Ｙの原材料となる樹脂のガラス転移温度＋１２０℃より高いの温度に加熱された空間に、糸条Ｙを通過させることによって生じる光沢の発生を抑制することができるので、目的の表面形状を有する要求される品質の糸条Ｙを得ることが可能となる。

また、本実施形態の合成繊維の溶融紡糸装置１によれば、好ましくは、加熱部１０が、口金２から１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下の範囲内で離間して配置されており、断熱部２０が、口金２と加熱部１０との間を送られる糸条Ｙを、厚さ寸法が１５ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲内の断熱体によって囲む。

また、本実施形態の合成繊維の製造方法によれば、好ましくは、加熱工程が、口金２から１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下の範囲内で離間した位置において送られる糸条Ｙを加熱し、断熱送り工程が、紡出工程において剖出した糸条Ｙを、厚さ寸法が１５ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲内の断熱体に囲まれた空間を通過させる。

これにより、口金２に対する加熱部１０の熱の影響を確実に低減することが可能となる。

尚、前記実施形態では、加熱部１０において電熱ヒータによって糸条Ｙを加熱するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。加熱部１０の糸条Ｙを加熱するための熱源としては、例えば、蒸気によって糸条Ｙを加熱するようにしてもよい。

図２は、本発明の他の実施形態を示すものであり、合成繊維の溶融紡糸装置の概略図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

本実施形態の溶融紡糸装置１は、口金２、断熱部２０および加熱部１０が、同軸上に配置されている。

また、口金２と断熱部２０との間隔ｌは、０ｃｍ以上５ｃｍ以下である、ことが好ましい。口金２と断熱部２０との間隔ｌが５ｃｍより大きい場合には、口金２から吐出された糸条Ｙが、断熱部２０に到達する前に急激に冷却されることになり、糸条Ｙの品質が不安定となる虞がある。

また、断熱部２０と加熱部１０との間隔ｎは、０ｃｍ以上５ｃｍ以下である、ことが好ましい。

また、加熱部１０の糸条Ｙが送られる方向の長さоと、断熱部２０の糸条Ｙが送られる方向の長さｍと、の比は、о：ｍ＝１０：１～１：１０である、ことが好ましい。さらに、加熱部１０の糸条Ｙが送られる方向の長さоと、断熱部２０の糸条Ｙが送られる方向の長さｍと、の比は、о：ｍ＝８：１～５：１である、ことがより好ましい。加熱部１０の糸条Ｙが送られる方向の長さоに対して断熱部２０の糸条Ｙが送られる方向の大きさｍが前述の範囲よりも大きくなる場合には、断熱部２０において糸条Ｙが冷却されることになる。また、加熱部１０の糸条Ｙが送られる方向の長さоに対して断熱部２０の糸条Ｙが送られる方向の大きさｍが前述の範囲よりも小さくなる場合には、断熱部２０において糸条Ｙの温度が保持されることなく加熱部１０に到達することになる。

また、口金２と断熱部２０との間隔ｌと断熱部２０の糸条Ｙが送られる方向の長さｍとの和と、加熱部１０の糸条が送られる方向の長さоと、の比が、（ｌ＋ｍ）：о＝１０：１～１：１０である、ことが好ましい。さらに、また、口金２と断熱部２０との間隔ｌと断熱部２０の糸条Ｙが送られる方向の長さｍとの和と、加熱部１０の糸条が送られる方向の長さоと、の比が、（ｌ＋ｍ）：о＝８：１～５：１である、ことがより好ましい。加熱部１０の糸条Ｙが送られる方向の長さоに対して、口金２と断熱部２０との間隔ｌと断熱部２０の糸条Ｙが送られる方向の長さｍとの和（ｌ＋ｍ）が前述の範囲よりも大きくなる場合には、断熱部２０において糸条Ｙが冷却されることになる。また、加熱部１０の糸条Ｙが送られる方向の長さоに対して、口金２と断熱部２０との間隔ｌと断熱部２０の糸条Ｙが送られる方向の長さｍとの和（ｌ＋ｍ）が前述の範囲よりも小さくなる場合には、断熱部２０において糸条Ｙの温度が保持されることなく加熱部１０に到達することになる。

以上のように構成された溶融紡糸装置１によれば、前記実施形態と同様に、口金２と加熱部１０との間に断熱部２０が位置するため、口金２が加熱部１０の熱の影響を直接的に受けることはなく、口金２の温度の調整が容易となる。また、口金２において紡出される糸条Ｙが、断熱部２０及び加熱部１０において急激な温度変化が抑制されるため、曵糸性を向上させることが可能となる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

図３は、合成繊維の溶融紡糸装置の有効性を確認する試験に用いられる口金に対する加熱部及び断熱部の配置を示す図である。

以上のように構成された溶融紡糸装置１において、２０Ｌのヘンシェルミキサに、表１に示すように、主な原材料としてのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の１０９重量部が約６．５ｋｇとなるように計量して投入するとともに、ポリ塩化ビニルの１０９重量部に対するそれぞれの配合剤の部数を計量して投入し、最終到達温度が１１９℃に到達するまで攪拌する。その後、７０℃になるまで冷却した配合剤を含むポリ塩化ビニルの混合物を、表２に示す条件に基づいて、溶融紡糸を行う。なお、混合物のガラス転移温度Ｔｇは、８０℃である。

溶融紡糸は、混合物の押出量が１．１Ｋｇ／ｈとなるようにスクリューの回転数を設定し、口金２から糸条Ｙを紡出する（紡出工程）。口金２から紡出された糸条Ｙは、１８５℃～１９０℃の温度で断熱部２０に進入する。断熱部２０に進入した糸条Ｙは、断熱部２０の内周側の空間を送られて通過し（断熱送り工程）、冷却されることなく加熱部１０に進入する。加熱部１０に侵入する糸条Ｙは、２２０℃に設定された加熱部１０において加熱される（加熱工程）。このとき、断熱部２０の内周側の空間は、加熱部１０の内周側の空間と連通しているため、加熱部１０側に近づくにしたがって温度が高くなる。即ち、口金２において紡出された糸条Ｙは、断熱部２０の内周側の空間において、加熱部１０側に送られるにしたがって徐々に加熱され、加熱部１０に進入して加熱される。これにより、口金２において紡出された糸条Ｙは、冷却されることなく断熱部２０及び加熱部１０において長時間にわたって加熱されることで曵糸性が高くなる。また、加熱部１０を通過した糸条Ｙは、口金２から２メートル離間した位置に設置された引取ローラ４，５によって引き取られて、巻取機６に巻き取られる。巻取機６は、糸条Ｙの繊度が１８０ｄｔｅｘ以上２００ｄｔｅｘ以下となるように回転速度が調整される。

ここで、図３に示すように、本実施形態の溶融紡糸装置１の構成ａ（図３（ａ））と、その他の構成ｂ（図３（ｂ））、構成ｃ（図３（ｃ））、構成ｄ（図３（ｄ））のそれぞれにおいて、加熱部１０の内周側の設定温度Ｔを変化させて紡糸を行い、糸切れが生じることなく紡糸の継続が可能な時間である連続紡糸時間を計測する試験を行った結果を表３に示す。表３には、以下に示すように、実施例１及び２、比較例１乃至１４についての試験結果を記載している。口金２の下方には、図３に示すように、口金２の下端部から５ｃｍ離間した位置の温度を計測するための第１温度センサＴ１と、口金２の下端部から１５ｃｍ離間した位置の温度を計測するための第２温度センサＴ２と、口金２の下端部から２５ｃｍ離間した位置の温度を計測するための第３温度センサＴ３と、が配設されている。表３には、実施例１及び２、比較例１乃至１４のそれぞれにおいて、連続紡糸時間とともに、第１温度センサＴ１、第２温度センサＴ２及び第３温度センサＴ３の実測値が記載されている。

＜構成ａ＞
構成ａは、前述のように、口金２の下端部から３ｍｍ離間させて断熱部２０を配置し、断熱部２０の下端部に加熱部１０を接続している。

＜構成ｂ＞
構成ｂは、断熱部２０を設置することなく、口金２の下端部から１５ｃｍ離間させて加熱部１０を設置している。

＜構成ｃ＞
構成ｃは、断熱部２０を設置することなく、口金２の下端部から３ｍｍ離間させて加熱部１０を設置している。

＜構成ｄ＞
構成ｄは、口金２の下端部から３ｍｍ離間させて加熱部１０を設置し、加熱部１０の下端部に断熱部２０を接続している。

（実施例１）
実施例１は、構成ａにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを２２０℃とした場合である。

（実施例２）
実施例２は、構成ａにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを２７０℃とした場合である。

（比較例１）
比較例１は、構成ａにおいて、加熱部１０の電熱ヒータをオフとした場合である。

（比較例２）
比較例２は、構成ａにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを３２０℃とした場合である。

（比較例３）
比較例３は、構成ｂにおいて、加熱部１０の電熱ヒータをオフとした場合である。

（比較例４）
比較例４は、構成ｂにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを２２０℃とした場合である。

（比較例５）
比較例５は、構成ｂにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを２７０℃とした場合である。

（比較例６）
比較例６は、構成ｂにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを３２０℃とした場合である。

（比較例７）
比較例７は、構成ｃにおいて、加熱部１０の電熱ヒータをオフとした場合である。

（比較例８）
比較例８は、構成ｃにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを２２０℃とした場合である。

（比較例９）
比較例９は、構成ｃにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを２７０℃とした場合である。

（比較例１０）
比較例１０は、構成ｃにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを３２０℃とした場合である。

（比較例１１）
比較例１１は、構成ｄにおいて、加熱部１０の電熱ヒータをオフとした場合である。

（比較例１２）
比較例１２は、構成ｄにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを２２０℃とした場合である。

（比較例１３）
比較例１３は、構成ｄにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを２７０℃とした場合である。

（比較例１４）
比較例１４は、構成ｄにおいて、加熱部１０の設定温度Ｔを３２０℃とした場合である。

表３に示すように、比較例１乃至１４では、第１温度センサＴ１、第２温度センサＴ２及び第３温度センサＴ３の一部または全ての検出温度が、合成繊維の原材料となる樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇ＋０℃以上、樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇ＋１２０℃以下の範囲内になく、連続紡糸時間が０秒間から４０秒間の範囲内である。一方、実施例１及び２では、第１温度センサＴ１、第２温度センサＴ２及び第３温度センサＴ３の全ての検出温度が、合成繊維の原材料となる樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇ＋０℃以上、樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇ＋１２０℃以下の範囲内であり、実施例１では連続紡糸時間が３００秒間、実施例２では連続紡糸時間が２００秒間であることが確認された。即ち、本実施形態のように、口金２、断熱部２０、加熱部１０の順に配置した溶融紡糸装置１において加熱部１０の設定温度Ｔを２２０℃とした場合、及び、２７０℃とした場合には、比較例１乃至１４と比較して温度変化が緩やかになるため、曵糸性が向上していると考えられる。

１ 溶融紡糸装置
２ 口金
１０ 加熱部
２０ 断熱部

Claims (11)

1. 糸条を紡出する口金と、
   糸条を加熱する加熱部と、
   前記口金と前記加熱部との間を送られる糸条を囲む断熱部と、を備えた
   合成繊維の溶融紡糸装置。
2. 前記加熱部は、糸条が加熱される加熱空間を有し、前記加熱空間の温度を、紡出される糸条の原材料となる樹脂組成物のガラス転移温度よりも０℃以上１２０℃以下の範囲内の高い温度に保持する
   請求項１に記載の合成繊維の溶融紡糸装置。
3. 前記口金、前記断熱部および前記加熱部は、同軸上に配置されている
   請求項１または２に記載の合成繊維の溶融紡糸装置。
4. 前記加熱部の糸条が送られる方向の長さоと、前記断熱部の糸条が送られる方向の長さｍと、の比が、о：ｍ＝１０：１～１：１０である
   請求項３に記載の溶融紡糸装置。
5. 前記口金と前記断熱部との間隔ｌと前記断熱部の糸条が送られる方向の長さｍとの和と、前記加熱部の糸条が送られる方向の長さоと、の比が、（ｌ＋ｍ）：о＝１０：１～１：１０である
   請求項３または４に記載の溶融紡糸装置。
6. 前記断熱部と前記加熱部との間隔ｎは、０ｃｍ以上５ｃｍ以下である
   請求項３乃至５のいずれか１項に記載の合成繊維の溶融紡糸装置。
7. 前記口金と前記断熱部との間隔ｌは、０ｃｍ以上５ｃｍ以下である
   請求項３乃至６のいずれか１項に記載の合成繊維の溶融紡糸装置。
8. 前記断熱部は、前記口金と前記加熱部との間を送られる糸条を、厚さ寸法が１５ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲内の断熱体によって囲む
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。
9. 口金から糸条を紡出する紡出工程と、
   前記紡出工程において紡出した糸条を、断熱された空間を通過させる断熱送り工程と、
   前記断熱送り工程において送られた糸条を加熱する加熱工程と、を有している
   合成繊維の製造方法。
10. 前記加熱工程は、加熱する糸条を、前記紡出工程において紡出される糸条の原材料となる樹脂組成物のガラス転移温度よりも０℃以上１２０℃以下の範囲内の高い温度に保持された空間を通過させる
    請求項９に記載の合成繊維の製造方法。
11. 前記加熱工程は、前記口金から離間した位置において送られる糸条を加熱し、
    前記断熱送り工程は、前記紡出工程において紡出した糸条を、厚さ寸法が１５ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲内の断熱体に囲まれた空間を通過させる
    請求項１０に記載の合成繊維の製造方法。

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