JPH05279908A - 多錘取り溶融紡糸方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 それぞれの口金２に供給されるポリマーの計
量部を口金数と同数設け，１口金あたり１糸条群を紡糸
し，環状冷却装置で冷却，固化させて巻き取る。この口
金２の紡糸口金ホルダー１への装着を，環状冷却装置内
の円筒フィルター13の幾何学的中心点を中心とする一重
円上かつ等分の位置となるように配置し，口金２の紡糸
孔12を円筒フィルター13の幾何学的中心点を中心とする
一重又は多重の円弧上に配列させるとともに，この円弧
の最小半径が円筒フィルター13半径の１／３以上とす
る，多錘取り溶融紡糸方法。 【効果】 ポリエステルやポリアミド等の熱可塑性ポリ
マーを容易に多錘取り紡糸することができ，しかも高速
化との併用によって飛躍的に生産量を高めることが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，ポリエステル，ポリア
ミドを代表とする熱可塑性ポリマーの溶融紡糸方法に関
するものであり，さらに詳しくは，高効率生産が可能な
多錘取り溶融紡糸方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル，ポリアミドを代表とする
熱可塑性ポリマーの溶融紡糸には，その生産性向上のた
めに高速紡糸法が広く採用されている。近年では，この
高速紡糸法に加えて，単位面積あたりのポリマー吐出量
を飛躍的に増大させるための多錘取り溶融紡糸技術の研
究が盛んである。

【０００３】近年，工業化されつつある多錘取り溶融紡
糸方法は，１つの紡糸口金に，紡出糸条群数に対応して
複数に分割した紡糸孔群を配したものを用いて溶融紡糸
を行う方法である。この方法では，糸条群数が多くなる
ほど実質的に単糸数も増えるため，糸条を冷却する際，
各糸条の周囲方向から冷却風を吹き付ける環状冷却法で
冷却を行ったほうが，各糸条の１方向から冷却風を吹き
付ける片面冷却法より均一な糸条冷却ができて好ましい
が，この方法にも次に示すような欠点がある。

【０００４】(1) １つの口金で多糸条群を得ようとする
ため，従来の紡糸孔密度では必然的に口金の直径が大型
化し，準備，操作等の取り扱いが不便となるのみでな
く，口金直上に異常滞留ポリマーが発生しやすく，これ
が原因となって糸切れを誘発しやすい。また，口金が大
型化するのに伴い，紡糸頭の温度斑の影響を受けやす
く，これに起因するポリマー粘度斑や，口金上面のポリ
マー被覆面積が大きくなることによって発生する押し出
し圧力の分布不良や，口金に穿孔された紡糸孔の加工精
度斑による紡糸孔間の吐出量に分布不良が発生しやす
く，結果的に糸条群間や群内の吐出量差を起こしやす
い。

【０００５】(2) 口金の直径を大きくしないで紡糸孔密
度を高めた場合には，環状冷却法であっても，冷却風の
糸条間貫通が不十分となるため，均一な冷却が困難とな
り，特に単糸繊度が1.0 デニール以下となるようなファ
インデニール糸等は，太さ斑が大きくなるばかりか，極
端な場合には，固化点の不揃いによる糸切れにより，安
定した紡糸が不可能となる。

【０００６】(3) 紡糸速度が3000ｍ／分を超すような高
速紡糸においては，(1), (2)のような状況が発生した場
合，糸揺れや固化点変動による紡糸張力斑を抑えること
ができず，糸切れ，単糸密着，毛羽の発生を誘発し，安
定した連続紡糸ができない。

【０００７】このように，高効率生産を目的とした多錘
取り溶融紡糸方法には技術的課題が多く，ポリマー計
量，口金，紡糸孔配列，さらには冷却装置をも含めた総
合的な技術確立が必要であり，工業的に多錘取り溶融紡
糸方法を実施するのは困難であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，前記した問
題点を解決し，糸条群間，群内の冷却斑に起因する品質
斑をなくし，高速紡糸にも十分対応可能な多錘取り溶融
紡糸方法を提供することを技術的な課題とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは，前記した
課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果，紡糸口金
ホルダーへの口金の配列方法や，口金に穿孔する紡糸孔
の配列，さらには冷却装置との組み合わせを工夫するこ
とにより，糸条群間，群内の冷却斑に起因する品質斑を
なくすことが可能となることを見出し，本発明に到達し
た。

【００１０】すなわち，本発明は，１個の紡糸口金ホル
ダーに複数の口金を装着して紡糸した各糸条群を，１個
の環状冷却装置で冷却，固化させた後，引き取りローラ
を介して巻き取る熱可塑性ポリマーの多錘取り溶融紡糸
方法において，それぞれの口金に供給されるポリマーの
計量部を紡糸口金ホルダーの外部に口金数と同数設け，
計量後のポリマーが互いに合流されることなく，個別の
ポリマー流路を経て口金に供給し，１口金あたり１糸条
群を紡糸するとともに，この口金の紡糸口金ホルダーへ
の装着を，前記環状冷却装置内の円筒フィルターの幾何
学的中心点を中心とする一重円上かつ等分の位置となる
ように配置し，該口金に穿孔される紡糸孔を前記円筒フ
ィルターの幾何学的中心点を中心とする一重又は多重の
円弧上に配列させるとともに，この円弧の最小半径が円
筒フィルター半径の１／３以上となるようにして紡糸す
ることを特徴とする多錘取り溶融紡糸方法を要旨とする
ものである。

【００１１】以下，本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。図１は，本発明の一実施態様を示す溶融紡糸工程の
概略図である。図２は，図１に示す紡糸口金ホルダー部
分の断面図であり，４個の口金を装着した実施態様を示
している。図３は，口金部分を糸条の下流側の直下より
見た拡大図である。矢印の方向は，冷却風の進行方向を
示すものである。

【００１２】溶融された熱可塑性ポリマーは，各糸条群
間の吐出量差を完全に解消するために，糸条群数に対応
した数だけのポリマー計量部を設けたギアポンプ９に導
入される。ギアポンプ９で計量されたポリマーは，互い
に分割されたまま，個々のポリマー流路11−１，11−
２，11−３，11−４を通って各口金２−１，２−２，２
−３，２−４に供給され，紡糸孔12から吐出される。こ
のギアポンプには，１イン１アウト，１イン多アウト等
種々あるが，本実施態様の場合は，１基で４口金分のポ
リマー計量が可能な１イン４アウトのものを用いる。

【００１３】紡糸孔12から吐出された糸条は，紡糸口金
ホルダー１の下流に設けられた環状冷却装置３で冷却，
固化され，ガラス転移点以下の温度になった後，油剤付
与装置４，交絡処理装置５でそれぞれ油剤付与，交絡処
理が施された後，引き取りローラ６−１，６−２を介し
て巻取機７で巻き取られる。なお, 図２中，８は加熱
箱, 10はギアポンプ駆動モータである。

【００１４】紡糸口金ホルダー１に装着される口金２の
配列が直列であったり，円筒フィルター13の空気吹き出
し面からの距離に差がある場合には，環状冷却装置３を
用いても糸条群間に冷却斑が生じ，安定した紡糸ができ
ない。これを回避するため，口金の数に関係なく，すべ
ての口金２を空気吹き出し面から等距離の位置に配置す
る。すなわち，前記円筒フィルター13の幾何学的中心点
を中心とする一重円上で，かつこの円周を等分する位置
に配置することが必要である。これにより，各口金から
の糸条群間の冷却斑を解消することが可能となる。

【００１５】複数の口金２をこのように配置した上で，
さらに各口金２に穿孔される紡糸孔12の配列を円筒フィ
ルター13の中心点と同心の円弧上に配列させることで，
吐出された各単糸が円筒フィルター13の中心に向かって
吹き付けられる冷却風をバランスよく受けることが可能
となる。これによって，各単糸の均一冷却ができるばか
りか，糸揺れによる糸の太さ斑も抑止でき，高速紡糸も
可能となる。

【００１６】しかし，上記したような口金２や紡糸孔12
の配列であっても，紡糸孔列の円弧の最小半径が円筒フ
ィルター13の半径の１／３未満であると，この紡糸孔か
ら吐出された糸条は，冷却風が十分に届かずに冷却不足
となり，太さ斑が発生したり，固化点変動による糸切
れ，密着，毛羽が発生する。

【００１７】円筒フィルター13から吹き出される冷却風
の風速は，通常高々0.2 〜1.2 ｍ／sec 程度であり，上
記現象を回避しようとしてむやみに風速を高めた場合に
は，糸条間を貫通した風と口金間の糸条群のない部分を
通過した風の速度差から生じた乱流により，円筒フィル
ター13の中心点付近の糸条が旋回運動を起こし，極度の
太さ斑が発生するので好ましくない。従って，紡糸孔列
の円弧の最小半径は，円筒フィルター半径の１／３以上
とし，好ましくは１／２以上とすることが必要である。

【００１８】また，１個の紡糸口金ホルダーに装着され
る口金の数は，２〜８個とすることが好ましい。８個以
上になると，口金面径が極端に小さくなるため，必然的
に孔密度が大きくなり，この結果，単糸数が制限される
ばかりか，１紡糸頭あたりの各糸条群を複数の巻取機に
巻き取るという繁雑さがあり，好ましくない。

【００１９】口金に穿孔される紡糸孔の形状は，一般的
な丸断面形状に限定されず，３葉，４葉等の多葉形状や
偏平等の異形でもよく，孔形状の異なる口金を併用して
もよい。

【００２０】紡糸口金ホルダーは，個々の口金を独立し
て脱着可能とし，不良が発生した場合には，個別の口金
単位で交換できるタイプのものが好ましい。紡糸口金ホ
ルダーや口金の形状は，冷却装置が環状であることから
円形であることが好ましいが，４角，６角等の多角形で
あっても，あるいはそのどちらか一方のみが円形であっ
てもよく，形の異なる口金を同一ホルダーに装着しても
構わない。

【００２１】本発明に適用される熱可塑性ポリマーとし
ては，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレ
フタレート等に代表されるポリエステル系や，ナイロン
６，ナイロン６６等のポリアミド系がある。また，これ
らのポリマーに第３成分を共重合したものや，艶消剤，
帯電防止剤，顔料等の添加剤を含有させたものでもよ
い。さらに，単一ポリマーのみでなく，異種ポリマーと
の接合型複合，芯鞘型複合，割繊型複合等の複合として
もよい。

【００２２】

【実施例】次に，本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお，実施例における特性値及び評価は次のよう
にして行った。

【００２３】（ａ）繊度斑（％） ・群間斑は，同時に紡糸された各糸条群を巻き取り，そ
のデニールを測定して平均値ｘを求め，次式で変動率を
算出して評価した。 変動率Ｒ（％）＝〔（ｍａｘ値−ｍｉｎ値）／ｘ〕×10
0 ｍａｘ値：最大繊度の糸条群のデニール。 ｍｉｎ値：最小繊度の糸条群のデニール。 ・群内斑は，旭光精工製の単糸デニール測定装置を用い
て，１糸条内任意の20本の単糸のデニールを測定して平
均値Ｙを求め，下式で変動率を算出して評価した。 変動率ＣＶ（％）＝（σ／Ｙ）×100 σ：測定値の標準偏差 （ｂ）太さ斑Ａ（％） ZELLWEGER USTER 社製のウースターテスターを用い，各
糸条の太さ変動を記録紙にとり，基準線に対する太さ，
細さの乖差率を求め，下式により変動率とした。なお，
太さ斑Ａは，比較的短い糸長の太さ斑を測定した値であ
る。 太さ斑Ａ（％）＝（ａ＋ｂ）／２ ａ：糸長５ｍ内の最も太い部分の基準に対する乖差率
と，最も細い部分の乖差率を足して２で除した値。 ｂ：続く５ｍ内のａ値。 〔測定条件〕 糸送り速度 2.5 ｍ／分 チャート速度 5.0 cm／分 フルスケール 12.5 ％ 感 度 １／２ inart 測 定 長 10 ｍ （ｃ）太さ斑Ｂ（％） 太さ斑Ａと同方法で，測定条件のみを下記に変更し，比
較的長い糸長における太さ斑を測定し，太さ斑Ａと同じ
計算式で評価した。なお，上記ａ，ｂに相当する糸長を
それぞれ500 ｍとする。 〔測定条件〕 糸送り速度 200 ｍ／分 チャート速度 2.5 cm／分 フルスケール 12.5 ％ 感 度 １／２ inart 測 定 長 1000 ｍ （ｄ）染色斑 同時に紡糸，巻き取った各糸条群のチーズより100 ｍの
糸を引き出し，筒編み，精練した後，分散染料（キャリ
アーあり）で染色し，下記の基準に従って目視で評価し
た。 〔評価基準〕 ○：染斑，筋等の欠点がなく，良好。 △：時々色割れ状（濃淡色混在）の斑あり，ただし，製
品許容内。 ×：色割れがひどく，製品として不可。 （ｅ）紡糸糸切れ １ワインダーあたり８糸条群を連続して引き取り，24時
間あたりに発生する糸切れ回数を１糸条あたりに換算し
て評価した。なお，糸切れとは，毛羽や単糸切れは含ま
ずに，１糸条群以上が完全に切断してしまうことを意味
する。 （ｆ）総合評価 ○：よい。得られた製品の品質もよく，工業的に十分生
産性が高い。 △：やや悪い。得られた製品にわずかな欠点がある，又
は生産性がやや劣る。 ×：悪い。製品として不適格か，又は生産性が極めて低
く，工業化が不可能である。

【００２４】実施例１，２ 固有粘度（フェノールとテトラクロロエタンとの等重量
混合物を溶媒とし，20℃で測定。）0.65のポリエチレン
テレフタレート（艶消剤として二酸化チタン0.4 重量％
含有）を用い，図３に示すような１つの円形の紡糸口金
ホルダー１に面径80mmφ，孔数36の４個の口金２−１，
２−２，２−３，２−４を装着し，４糸条群を同時に紡
糸した。このとき，紡糸口金ホルダーの温度は295 ℃
で，各口金に供給されるポリマーは４つのギアポンプ９
で別々に計量され，毎分42ｇが各口金に供給された。紡
糸された各糸条を，図１に示すごとく，紡糸口金ホルダ
ー１の下流に設けた環状冷却装置３ (内装された円筒フ
ィルター13の半径は113mm)で冷却，固化した後，油剤付
与装置４で油剤を，交絡処理器５で交絡を付与した。引
き続き，90℃，3500ｍ／分で回転する引き取りローラ６
−１に7.5 回巻き，さらに，125 ℃，5400ｍ／分で回転
する第２の引き取りローラ６−２間で熱延伸，熱セット
した後，巻取機７で75デニール／36フィラメントの糸条
４本を巻き取った。このとき，口金に穿孔した紡糸孔12
の配列を本発明の円弧配列とし，五重の円弧の半径を種
々変更して紡糸した。この結果を表１に示す。

【００２５】比較例１，２ 紡糸孔列の最小円弧半径を円筒フィルター半径の１／３
未満（すなわち，37.7mm未満）とした以外は，実施例
１，２と同様に実施した。この結果を表１に併せて示
す。

【００２６】比較例３，４ ポリマー計量部数を１個とし，口金も面径195mm φの大
型で，４つの孔群の紡糸孔を穿孔したもの１個を使用し
た以外は，実施例１，２と同様に実施した。この結果を
表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】実施例３〜６ 紡糸孔数及び断面形状を変更した以外は，実施例１，２
と同様に行った。この結果を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】表１の比較例１，２に示したように，紡糸
孔列の最小半径，すなわち，円筒フィルターの冷却空気
吹き出し面から最も遠い孔列の半径が，円筒フィルター
の半径の１／３未満（37.7mm未満）となった場合には，
糸条群内の繊度斑や太さ斑Ａ，Ｂのいわゆる糸長方向の
斑が顕著となった。また，１個の紡糸口金を用いた比較
例３，４では，糸条群内の繊度斑や太さ斑Ａ，Ｂは，本
発明の実施例の結果と遜色ないが，群間の繊度斑が異常
に大きくなった。一方，実施例１〜６では，紡糸孔の形
状や孔数に左右されることなく，品質的，操業的にも極
めて安定した結果が得られた。

【００３１】

【発明の効果】本発明の多錘取り溶融紡糸方法によれ
ば, ポリエステルやポリアミド等の熱可塑性ポリマーを
容易に多錘取り紡糸することができ，しかも高速化との
併用によって飛躍的に生産量を高めることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様を示す概略工程図である。

【図２】図１の紡糸口金ホルダー付近の断面図である。

【図３】図２の口金部分を糸条の下流側の直下より見た
拡大図である。

【符号の説明】

１ 紡糸口金ホルダー ２ 口金 ３ 環状冷却装置 ４ 油剤付与装置 ５ 交絡処理装置 ６ 引き取りローラ ７ 巻取機 ８ 加熱箱 ９ ギアポンプ 10 ギアポンプ駆動モータ 11 ポリマー流路 12 紡糸孔 13 円筒フィルター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖田 和正 愛知県西尾市寺津町南若王子85 (72)発明者 野田 靖 愛知県岡崎市舳越町字上川成１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １個の紡糸口金ホルダーに複数の口金を
   装着して紡糸した各糸条群を，１個の環状冷却装置で冷
   却，固化させた後，引き取りローラを介して巻き取る熱
   可塑性ポリマーの多錘取り溶融紡糸方法において，それ
   ぞれの口金に供給されるポリマーの計量部を紡糸口金ホ
   ルダーの外部に口金数と同数設け，計量後のポリマーが
   互いに合流されることなく，個別のポリマー流路を経て
   口金に供給し，１口金あたり１糸条群を紡糸するととも
   に，この口金の紡糸口金ホルダーへの装着を，前記環状
   冷却装置内の円筒フィルターの幾何学的中心点を中心と
   する一重円上かつ等分の位置となるように配置し，該口
   金に穿孔される紡糸孔を前記円筒フィルターの幾何学的
   中心点を中心とする一重又は多重の円弧上に配列させる
   とともに，この円弧の最小半径が円筒フィルター半径の
   １／３以上となるようにして紡糸することを特徴とする
   多錘取り溶融紡糸方法。
2. 【請求項２】 １個の紡糸口金ホルダーに装着される口
   金が，２〜８個である請求項１記載の多錘取り溶融紡糸
   方法。