JPH07118911A - 熱軟化性物質の溶融紡糸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 糸切れによって発生する太糸や非繊維化物質
の繊維への混入を大きく減少する溶融紡糸装置を提供
し、品質の高い繊維の製造を可能にすること。 【構成】 紡糸途中に糸切れや非繊維化物質が発生する
と、その糸切れ後に生じる太糸１０や非繊維化物質９お
よび非繊維化物質９につながった太糸１０はノズルプレ
ート１のチップ列の鉛直下方に設置された底部に通気性
部材を持つ捕集手段３にノズル２からの空気の噴出によ
って発生した捕集手段３の内部を通過する伴流Ａによっ
て回収される。太糸１０に引き続く糸は前進した可動式
案内手段４に導かれエアサッカーノズル（ノズル）２の
上部開口部内に伴流Ｂにより導かれ、再び牽引細化され
る。すなわち正常状態に復帰するのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱軟化性物質の溶融紡糸
装置に関するものであり、特にエアサッカー法を用いた
熱軟化性物質の繊維の紡糸に有効な溶融紡糸装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】繊維不織布は、近年産業用資材をはじめ
として医療・衛生資材や生活関連資材に至るまで極めて
多様な分野に用いられ、その生産量は年々拡大の一途を
たどっている。この繊維不織布の製造方法の中でも熱軟
化性物質を溶融紡糸法によって連続繊維と成し、ネット
コンベアなどの捕集面上にウエブを形成した後、繊維間
を結合する、いわゆる「スパンボンド法」の利用が急速
に伸びている。この「スパンボンド法」における熱軟化
性物質の溶融紡糸方法は、加熱溶融され、ノズルに設け
られた多数のチップから流出する溶融原料を、エジェク
ターによって牽引細化して連続繊維とする製法である
（繊維学会編「最新の紡糸技術」１９９２年、久保栄一
著「スパンボンドの製法について」繊維学会誌Ｖｏｌ．
４７，Ｎｏ．１０．１９９１）。

【０００３】ここで用いられるエジェクターを「エアサ
ッカーノズル」と称することがあることから、ここでは
上記のような溶融紡糸方法を従来公知の「ドラム巻き取
り法」などと区別するために、特に「エアサッカー法」
と称することにする。この「エアサッカー法」をピッチ
系炭素繊維の製造に用いる方法が提案されている（特開
昭６２−５７９２２号、特公昭５１−１２７４０号、特
開昭５９−９２２３号）。開繊されたウエブを得るに際
してエアサッカー法を用いれば、これまでのように一旦
ドラムに巻き取ったピッチ繊維を巻き戻す必要がないの
で、繊維の損傷が少なくてすむ。特に、ピッチ繊維のよ
うに脆弱な繊維に対してはエアサッカー法は効果的であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】熱軟化性物質の中で、
例えばピッチ系炭素繊維の紡糸においては、ドラム巻き
取り法やエアサッカー法のいずれにおいても、ノズルチ
ップや紡糸直後の繊維から低沸点の炭化水素蒸気が発生
し、ノズルチップ近傍やノズル底面に付着し、凝固、熱
変性してタール状物となることがよく知られている。こ
れがいわゆる汚染であり、このような汚染が発生すると
糸状の曲がりやデニール班が発生し、さらに汚染が進行
すると糸切れが生じたり、付着の程度によってはノズル
チップ直下のピッチのメニスカスの形成が阻害されピッ
チの流出異常が発生し、固形の非繊維化物質となって落
下することがある。この非繊維化物質は、単独で落下す
る場合と太糸を引き連れて落下する場合とがある。ま
た、糸切れ発生後は牽引を受けない太糸が生じる。その
結果、ウエブに太糸や非繊維化物質が混入するが、これ
らはそれ自体が製品の品質上好ましくないばかりでな
く、ピッチ系炭素繊維の不融化工程で発熱の原因とな
り、周囲の正常なピッチ系炭素繊維を損傷するので製品
の品質をさらに悪化させる要因となる。

【０００５】そこで、上記汚染防止のための種々の方法
が提案されている（特開昭５９−１５７３０９号、特開
昭６２−２８２０２３号、特開平２−７４６２０号
等）。これらの提案はノズル底面のチップ周辺に新鮮な
不活性気体を供給する、炭化水素蒸気を別途吸引する、
またはノズル底面を付着しにくい性質に改質する等の対
策を講じるものである。前記種々の提案の方法はいずれ
も一定の効果をもたらすことが期待されるが、炭化水素
蒸気の発生そのものを無くするものでないこと、また汚
染がメニスカスの直近で発生するため、メニスカスの安
定を考慮すれば新鮮な気体の大量供給や蒸気の強力な吸
引などという対策がとりにくいこと等の理由から、完全
な汚染防止を実現するには至っていない。その結果、蒸
気の汚染防止方法を講じても、なお紡糸時間の経過とと
もに糸切れが発生し、太糸や非繊維化物質が発生する。

【０００６】本発明は、ピッチ系炭素繊維等の熱軟化性
物質のエアサッカー法による溶融紡糸工程において、か
かる糸切れによって発生する太糸や非繊維化物質の繊維
への混入を大きく減少する溶融紡糸装置を提供し、もっ
て品質の高い繊維の製造を可能にすることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、溶融された熱軟化
性物質をノズルプレートの溶融物流出用ノズルから流出
させ、この流出原料をエアサッカーノズルを用いて気流
により牽引細化することによって溶融紡糸する熱軟化性
物質の溶融紡糸装置において、エアサッカーノズルはノ
ズルプレートの溶融物流出用ノズルの下方であって、該
溶融物流出用ノズルの鉛直方向から所定距離ずれた位置
に配置され、溶融物流出用ノズルの鉛直下方向には該エ
アサッカーノズルに隣接して配置される少なくとも底部
が通気性部材でできた捕集手段を設け、さらに該捕集手
段と溶融物流出用ノズルの間には溶融物流出用ノズルか
らの流出原料をエアサッカーノズルまたは捕集手段のい
ずれかに誘導するために気流方向を変えるための可動式
案内手段を設けた熱軟化性物質の溶融紡糸装置、また
は、上記溶融紡糸装置に、さらに溶融物流出用ノズルか
ら流出する熱軟化性物質の糸切れを検出する糸切れ検出
装置と、該糸切れ検出装置が熱軟化性物質の糸切れを検
出すると前記可動式案内手段を駆動させる駆動制御装置
を設けた熱軟化性物質の溶融紡糸装置である。

【０００８】ここで上記溶融紡糸装置のエアサッカーノ
ズルは、その中心線がノズルプレートの溶融物流出用ノ
ズルのチップ列の中心線から、少なくともチップ列の水
平方向の幅とノズルの上部開口部の水平方向の幅の合計
の１／２を超える長さだけ水平方向にずれた位置に配置
されることが望ましい。上記本発明のエアサッカーノズ
ルはノズルプレートの溶融物流出用ノズルの下方であっ
て、該溶融物流出用ノズルの鉛直方向から所定距離ずれ
た位置に配置されることが必要であり、溶融物流出用ノ
ズルの多数のチップから流出する溶融原料をエアーサッ
カーノズルが下方に噴出する高圧高速の気流により牽引
細化する。このエアサッカーノズルにはノズルプレート
の溶融物流出用ノズルから流出する溶融熱軟化性物質を
気流により牽引するための上部開口部が設けられるが、
この上部開口部の向きは水平方向に多数配置されている
溶融物流出用ノズルと同様に水平方向に向いたもの、あ
るいは溶融物流出用ノズルから流出する繊維状の熱軟化
性物質流にほぼ直交する方向に設けることもできる。

【０００９】また、捕集手段の底部の通気性部材とは網
状またはハニカム状等の部材で形成され、その目開きに
は適切な範囲がある。すなわち、前記目開きが大きすぎ
ると溶融物流出用ノズルの近傍に発生する非繊維化物質
から生じる太糸がエアーサッカーノズルの気流により生
じる捕集手段内を通過する伴流により牽引を受ける前に
捕集手段の底部から抜けやすくなり、抜けた太糸が製品
に混入するので繊維の品質を低下させる。一方、前記目
開きが小さ過ぎると、圧力損失が大きくなりエアーサッ
カーノズルの引き込む気流により生じる捕集手段内を通
過する伴流の速度が低下して、後述する正常復帰時に太
糸の細化が不十分のままエアーサッカーノズル内に導か
れる。本発明者らの検討によれば、前記非繊維化物質の
大きさや太糸の径が溶融物流出用ノズルのチップの内径
によって決まるため、該チップ内径にもよるが、捕集手
段の底部の目開きの大きさは０．１〜１ｍｍが適切であ
り、より好適には０．３〜０．５ｍｍである。

【００１０】また、可動式案内手段の形式は溶融物流出
用ノズルからの流出原料をエアーサッカーノズルまたは
捕集手段のいずれかに誘導するように気流の方向を変え
るものならば、いかなる形式のものでも良いが、エアー
サッカーノズルの引き込む気流により生じる伴流が捕集
手段内を通過するように空気流の方向を誘導する場合
と、前記伴流が捕集手段内を通過するのを阻止し、専ら
気流の方向をエアーサッカーノズルに誘導する場合とに
使い分けることができる形式のものを用いる。可動式案
内手段は、例えば、気流上流側に固定された回転軸を持
ち、気流下流側に自由端部を持つ板状または棒状部材か
らなり、この自由端部を前進、後退させることで、エア
ーサッカーノズルの牽引気流の方向を誘導する構造を有
するものを使用できる。前記可動式案内手段の自由端部
の前進、後退動作は流出溶融物流の状況に応じて、連続
的または間欠的に行う構成としても良い。また、可動式
案内手段の動作は手動でも良いが、溶融物流出用ノズル
から流出する熱軟化性物質の糸切れを検出する糸切れ検
出装置の糸切れ検出の有無に基づき、その駆動制御装置
が自動制御される構成としても良い。

【００１１】本発明の前記糸切れ検出装置としては従来
公知の方法、すなわちレザー光、赤外線等を溶融物流出
用ノズルから流出する熱軟化性物質に照射してその糸切
れを検出する方式のものを用いることができる。本発明
で紡糸される熱軟化性物質としては、加熱によって１０
〜数百ポアズの粘性が得られるものであれば、物質の種
類は問わないが、本発明は紡糸時にガス発生量の多い物
質に特に有用である。とりわけ、ピッチ系材料の紡糸に
好適である。ピッチとしては、石炭系、石油系、ナフタ
リン重縮合物、塩化ビニール誘導体の合成系など各種ピ
ッチ類、またこれらの等方性、異方性ピッチのいずれに
も適用できる。また、等方性ピッチと異方性ピッチとは
単独もしくは混合物を用いる。

【００１２】

【作用】本発明では特に、糸切れや非繊維化物質が発生
した後に正常な紡糸状態に回復させる方法に独特の工夫
を凝らしている。本発明の溶融紡糸装置を用いた熱軟化
性物質、例えばピッチ系材料は正常でかつ安定な運転に
あっては、溶融され、適当な粘性と流出量に調節され、
溶融物はノズルプレートの溶融物流出ノズルの複数のチ
ップより流出し、エアサッカーノズル内に導かれ、ここ
でエアーサッカーノズルから噴出される高圧高速の空気
流によって牽引細化され、所望の繊維径を有する細い繊
維に成形される。そしてこの繊維はネットコンベア上に
堆積してウエブとなる。紡糸途中に糸切れや非繊維化物
質が発生すると、その糸切れ後に生じる太糸や非繊維化
物質および非繊維化物質につながった太糸は重力に従い
自由落下するためノズルプレートのチップ列の鉛直下方
向に設置された捕集手段に回収される。このとき、可動
式案内手段が駆動開始して、太糸に引き続く糸は可動式
案内手段によってエアサッカーノズルの上部開口部方向
に誘導されながら、再び牽引細化される。すなわち正常
状態に復帰するのである。

【００１３】ここで、太糸に続く糸は、それが何らかの
牽引作用を受けないのであれば太糸のままでエアサッカ
ーノズル内に導かれる。このため太糸がウエブに混入し
てしまう。ところが本発明によると太糸に引き続く糸は
気流により牽引作用を受けて、正常な紡糸による繊維の
径と太糸との中間の径（以下「中径」と称する）を有す
る繊維となった後にエアサッカーノズル内に導かれる。
そして、この気流による太糸の牽引作用は、エアサッカ
ーノズルからの空気の噴出によって発生した底部が通気
性部材で構成される捕集手段の内部を通過する伴流によ
ってもたらされるのである。

【００１４】すなわち本発明の特徴は、非繊維化物質と
太糸が捕集手段に回収されることと合わせて、引き続く
糸が一旦中径にまで細化された後にエアーサッカーノズ
ルを利用する正常な紡糸経路に戻されることにあり、本
発明においてはこの特徴は太糸の牽引細化にエアサッカ
ーノズルの高速気体流の噴出にともなって発生する伴流
を利用する事によって達成されるのである。ここでエア
サッカーノズル（以下単に「ノズル」と称することがあ
る）周辺の気体流と伴流の流れを説明することが本発明
の理解に好適である。

【００１５】図３はエアサッカーノズル（以下単に「ノ
ズル」と称することがある）２周辺の気流を示した図で
あり、図４は本発明の捕集手段の一例である捕集籠３を
含んだときの周辺の気流を示した図である。ノズル２か
らの空気の噴出によってノズル２周辺には図３に示した
ような２種類の伴流の流れが生ずる。ひとつはノズル２
から噴出する高速気体流に沿う伴流Ａであり、噴出エネ
ルギーが大きいほど、この伴流Ａは大量に、かつ高速と
なる。一般に伴流Ａの量は噴出量の数十倍となることが
知られている。一方、ノズル２からの高圧高速気流の噴
出によって、その上部開口部の気圧が低下するために上
部開口部付近にはノズル２内に流入するもうひとつの伴
流Ｂが形成される。いまノズル２に接して底部が網等の
通気性部材を持つ捕集籠３を設置すると、捕集籠３内に
は伴流Ａの流れが形成される。その流速は底部の通気性
部材の目開きによって異なるが、それでもなお高速であ
る。そこでノズル２と捕集籠３の周辺は図４に示したよ
うな流れの状態となる。このように形成された高速の空
気の流れが上記に示したような本発明に特徴的な作用を
及ぼすのである。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を図面と共に説明する。図１
は本発明の一実施例の装置を含む紡糸装置全体の構成を
示す図であり、また図２は本発明の装置の配置関係を示
す斜視図である。図１、図２において、溶融物流出用ノ
ズル錘（以下「ノズルプレート」と称する）１は図示し
てない公知のエクストルーダー等の溶融装置および定量
供給や不純物ろ過を行う装置に直結されている。本実施
例においては該ノズルプレート１の底面には多数のピッ
チ溶融物流出孔（以下「チップ」と称する）１２が矩形
状に配列されている。また、ノズルプレート１の下方に
はエアサッカーノズル（以下では単に「ノズル」と称す
ることがある）２が配置されている。図１、図２には示
さないがノズル２は気体供給系に直結されており、該ノ
ズル２の内部には高圧高速の空気を下向きに噴出する噴
出口が設けられている。該ノズル２は、図２に示すよう
な上部開口部１３と下部開口部（図示せず）を有する。
本実施例では上部開口部１３は矩形を呈している。

【００１７】いま本実施例に含まれる各装置の位置関係
の理解のために、図１における水平方向を幅方向とし、
図２に示すように水平面でみて幅方向と垂直な方向を長
手方向とする。そしてノズルプレート１内のチップ列の
幅方向の中点Ｏを含む垂線を便宜上、該ノズルプレート
１の中心線ＣＬ₁と呼ぶことにする。同じ概念に基づき
ノズル２の上部開口部１３の幅方向の中点Ｐを含む垂線
を便宜上、該ノズル２の中心線ＣＬ₂と呼ぶことにす
る。エアサッカーノズル２は、その中心線ＣＬ₂がノズ
ルプレート１のチップ列の中心線ＣＬ₁から、少なくと
もチップ列の幅Ｗ₁（図２）とノズル２の上部開口部１
３の幅Ｗ₂（図２）の合計の１／２を超える長さＤ（図
１）だけ水平方向にずれた位置に配置されている。

【００１８】次に本発明の特徴の一つである通気性部材
を有する捕集手段の一例としての網状の底部１５を有す
る捕集籠３は、本実施例では全体として矩形を呈してい
る。該捕集籠３は、図１に示すようにノズルプレート１
の鉛直下方向にあって、かつ図２に示すように、その上
部の長手方向が前記エアサッカーノズル２の外壁１４に
接して配置されている。捕集籠３は上部に開口部１６を
有し、その大きさは、ノズル２との接点Ｒ’（図１）か
ら、ノズル２からみてノズルプレート１のチップ列の中
心線ＣＬ₁の反対側にあるチップ端Ｑの垂線と捕集籠３
の開口部との交点Ｓより外側にある点Ｒにおよぶ幅方向
の長さＷ₃（図２）と少なくともノズルプレート１のチ
ップ列の長手方向の最大長さＬ₁（図２）より大きい長
さの長手方向の長さＬ₃（図２）を有している。

【００１９】さらに本発明の特徴の一つである可動式案
内手段の一例としての可動式案内板４がノズルプレート
１とエアサッカーノズル２との間の空間に配置されてお
り、かつその可動支点４ａ（図１）がノズルプレート１
の中心線ＣＬ₁を挟んで該エアサッカーノズル２と反対
側に位置している。本実施例では可動式案内板４は全体
として矩形を呈しており、その平面はエアサッカーノズ
ル２の上部外壁１４のなす面と平行になるように図２の
長手方向に配置されている。可動式案内板４の下辺１７
の長さＬ₄（図２）はエアサッカーノズル２の上部開口
部１３の長手方向の長さＬ₂と略同一の長さを有してい
る。ここで可動式案内板４は、その下辺１７の全体がエ
アサッカーノズル２の上部外壁１４に接する位置と、捕
集籠３の開口部１６のエアサッカーノズル２からみて反
対側の端部に最も近づく位置との間を往復できるように
設定されている。さらに本実施例では可動式案内板４は
駆動装置１８によって支点４ａを中心に部分回転して、
自動的に往復運動をするようになっている。この駆動装
置１８の駆動制御は糸切れセンサー１９（発光部１９
ａ、受光部１９ｂ）の糸切れ検出により制御装置２０に
より行われる。

【００２０】また、図１に示すように、エアサッカーノ
ズル２と捕集籠３の下方には繊維７が吸引状態で搬送さ
れるネットコンベア５とネットコンベア５の下方には吸
引系に直結された吸引ボックス６が配置され、ピッチ繊
維７はネットコンベア５上に堆積してウエブ８となる。
これらネットコンベア５と吸引ボックス６のいずれもエ
アサッカー法において一般的に使用されている装置であ
る。上記構成からなる本実施例の装置を用いた熱軟化性
物質、例えばピッチ系材料の溶融紡糸においては、正常
でかつ安定な運転にあっては、溶融され適当な粘性と流
出量に調節されたピッチ溶融物はノズルプレート１の各
チップ１２より流出し、エアサッカーノズル２内に導か
れ、ここで該ノズル２内に噴出される高圧高速の空気流
によって牽引細化され、所望の繊維径を有する細いピッ
チ繊維７に成形される。そしてこのピッチ繊維７はネッ
トコンベア５上に堆積してウエブ８となることは既に述
べた通りである。

【００２１】そして、ピッチ溶融物の紡糸途中に糸切れ
や非繊維化物質が発生すると糸切れ後の太糸や非繊維化
物質、および非繊維化物質につながった太糸はノズルプ
レート１のチップ列の下方に設置された捕集籠３に回収
される。このとき、エアサッカーノズル２からの高圧高
速気体流の噴出によって発生する捕集籠３の内部を通過
する伴流Ａ（図４）の作用を受けるため太糸に引き続く
糸は牽引細化され、中径繊維となる。そして、可動式案
内板４の下辺１７の前進で中径繊維は可動式案内板４に
よってエアサッカーノズル２の開口部１３内に導かれて
正常状態に復帰する。エアサッカーノズル２の高速気体
流の噴出にともなって発生する伴流Ａ、Ｂについては図
３と図４に説明した通りである。

【００２２】以下に本実施例の作用をさらに詳細に図解
して説明する。図５は本実施例の装置を用いた紡糸にお
ける非繊維化物質や糸切れの発生から復旧までの一連の
経過を、非繊維化物質の発生を例にとって表した模式図
である。なお単純な糸切れも同じような経過をたどる。
正常な紡糸状態（図５（ａ））において、突発的に非繊
維化物質９がノズルプレート１の底面に発生する（図５
（ｂ））。この非繊維化物質９は太糸１０を伴って落下
し（図５（ｃ））、捕集籠３内に入り、その底部に達す
る（図５（ｄ））。太糸１０は捕集籠３内を通過する伴
流Ａによる牽引を受けて中径繊維１１に細化するともに
エアサッカーノズル２内に流入する伴流Ｂに引かれる。
次に、可動式案内板４が前進して捕集籠３の上方を塞ぐ
ようにして、伴流Ａが捕集籠３へ流入するのを妨害する
と、中径繊維１１はノズル２に接しながら捕集籠３内に
たまる（図５（ｆ））。さらに、可動式案内板４が前進
してその下辺１７がノズル２に接すると伴流Ａが捕集籠
３へ流入するのを完全に阻止し、中径繊維１１は切断さ
れる。そして、伴流Ａに代わって中径繊維１１は伴流Ｂ
に引かれてノズル２内に導かれる（図５（ｇ））。引き
続き今度はノズル２からの噴出空気によって中径繊維１
１は細いピッチ繊維７にまで牽引細化され、再び正常な
紡糸状態に復する（図５（ｈ））。

【００２３】以上要するに、まず、ノズル２の中心線Ｃ
Ｌ₂（図１参照）がノズルプレート１の中心線ＣＬ₁より
水平方向にずれるように配置され、かつ捕集籠３がノズ
ルプレート１の下方であってエアサッカーノズル２に接
して配置されるという配置形態と捕集籠３内の底部１５
に設けた網によって該捕集籠３内に生じた伴流Ａによっ
て、非繊維化物質９と太糸１０は確実に捕集籠３内に捕
集される。次に捕集籠３内を通過する伴流Ａの作用によ
って太糸１０に続く糸は中径繊維１１にまで細化され
る。そしてこの中径繊維１１は可動式案内板４によって
ノズル２内に導かれ、正常な紡糸状態に回復するのであ
る。

【００２４】本実施例の前記装置が効果を上げるために
は以下のような好適な条件がある。捕集籠３の底部１５
の目開きには適切な範囲がある。すなわち、前記目開き
が大きければ中径繊維１１の径が正常な紡糸による繊維
の径に近くなるので製品の品質が向上する。ただし太糸
１０が牽引を受ける前に捕集籠３の底部１５から抜けや
すくなり、抜けた太糸１０は製品に混入するので逆に品
質を低下させる。一方、前記目開きが小さければ太糸１
０が中径繊維１１に細化されるまで捕集籠３内にとどま
るために太糸１０の混入はなくなる。ただし圧力損失が
大きくなり捕集籠３内の伴流Ａの速度が低下するため
に、太糸１０の細化が不十分のままノズル２内に導かれ
る。本発明者らの検討によれば、非繊維化物質９の大き
さや太糸１０の径がノズルプレート１のチップ１２の内
径によって決まるため、該チップ１２の内径にもよる
が、捕集籠３の底部１５の目開きの大きさは０．１〜１
ｍｍが適切であり、より好適には０．３〜０．５ｍｍで
ある。

【００２５】ノズルプレート１の中心線ＣＬ₁とノズル
２の中心線ＣＬ₂との間隔Ｄ（図１）については、すべ
てのチップ１２から発生する非繊維化物質９や太糸１０
のノズル２内への混入を避けるために、ノズル２の上部
開口部１３は、少なくともすべてのチップ１２の垂線よ
り外側にあることが必要がある。ノズルプレート１の相
対位置が水平方向にずれているためにピッチ繊維７はチ
ップ１２から斜め方向に進行させられることになる。こ
のときのチップ１２の垂線とピッチ繊維７の進行方向と
のなす角度θ（図１）が大きすぎると糸切れを生じ易く
なる。本発明者らの検討によれば、ピッチ繊維７におい
て、紡糸速度１５００〜２５００ｍ／ｍｉｎ．で繊維径
１０〜２０μｍの繊維を紡糸する際には上記角度θが約
２０度以下であれば糸切れの増加は顕著ではなかった。
従って間隔Ｄは、チップ１２列の幅Ｗ₁（図２）とノズ
ル２の上部開口部１３の幅Ｗ₂の合計の１／２以上であ
って、かつ角度θが２０度以下となる範囲の長さを有す
るのが好適である。なお角度θはノズルプレート１とノ
ズル２との間隔Ｈ₁（図１）の変更によって調節が可能
である。

【００２６】また、ノズル２の上部開口部１３が水平で
あればノズル２の上部開口部１３の片側にピッチ繊維７
が集中するために、牽引効果が不十分となる場合がある
が、その場合は図６に示したように、ピッチ繊維７の連
続流とノズル２の上部開口部１３平面が垂直となるよう
にノズル２全体を角度θだけ傾けても良い。但し、その
結果としてノズル２を出たピッチ繊維７の飛散方向が吸
引ボックス６の吸引位置より離れることになるのでピッ
チ繊維７の均一な堆積が阻害される場合がある。そのよ
うな場合は図６に示したように、ノズル２の下端に飛散
方向を修正するための曲率の大きな方向規制筒１９をと
りつければ良い。

【００２７】また、可動式案内板４の往復運動は間欠的
であっても、連続であっても良く糸切れや非繊維化物質
９の発生頻度に合わせれば良い。また本実施例では可動
式案内板４は駆動装置によって往復するようになってい
るが、手動で行っても差し支えない。また本実施例では
エアサッカーノズル１やそのチップ１２の配列は矩形で
あるが、一般に使用されているような円形エアサッカー
ノズル１やチップ１２の円形配列であっても良い。さら
に本発明ではエアサッカーノズル２の高速気体流の伴流
Ａ、Ｂをもって捕集籠３用の気流としているが、経済的
に問題がなければ別の装置を用いて独立に吸引しても構
わない。

【００２８】以上に示したような選択的な条件は、本発
明の作用を損なわない限り全て本発明の範囲に含まれ
る。なお、本発明の効果が期待できるのであれば紡糸す
る物質はピッチに限定されないことは言うまでもない。
また、本発明の装置を用いれば、本発明が目的とする紡
糸途中の異物の混入防止に有用であるばかりでなく、通
常紡糸を開始するときには太糸１０や非繊維化物質９が
まず発生するので、これらによってネットコンベア５が
目詰まりを生じるなど汚れを生じやすいが、このような
汚れを生じることなく、別途回収方法を講じなくても良
くなる。

【００２９】本実施例を具体的データで説明する。ピッ
チ原料として、石炭系タールピッチを公知の方法で長繊
維紡糸用に改質した原料（メソフェーズ分率１００％）
を用いた。紡糸は図１に示した装置を用いて行った。こ
こでノズルプレート１にはチップ１２が幅方向に１０個
×長手方向に６０個、合計６００個が矩形に配列されて
いる。 エアサッカーノズル２は矩形であり、かつ、長
さＬ₂が５００ｍｍのスリット状の上部開口部１３を有
する全体として方形のものであり、ノズルプレート１と
の距離Ｈ₁（図１）を１０００ｍｍとし、中心線ＣＬ₂と
ノズルプレート１の中心線ＣＬ₁との間隔Ｄを６０ｍｍ
として設置した。この結果、エアサッカーノズル２の上
部開口部１３とノズルプレート１のチップ１２との成す
角度θは平均で５度であった。

【００３０】捕集籠３は、開口部１６（図２）の大きさ
が幅Ｗ₃１００ｍｍ×長さＬ₃５００ｍｍで、底部１５の
網の目開きが０．２ｍｍのものを用いた。可動式案内板
４は、下辺１７の長さが５００ｍｍで、駆動装置１８を
用いて５分／回の間隔で連続に往復運動をさせた。ノズ
ルプレート１の温度３００℃、溶融ピッチ原料の流出量
を１チップ当たり５０ｇ／Ｈで一定とし、エアサッカー
ノズル２へ常温の圧縮空気を供給圧７Ｋｇ／ｃｍ²Ｇで
供給してノズル２から噴出させ連続紡糸を行った。

【００３１】これによって得られたピッチ繊維７はの品
質は以下の通りであった。 （１）平均繊維径：光学式測定法によった。測定数５０
０で平均繊維径は１２μｍであった。 （２）非繊維化物質量：熱処理後の炭素繊維には発熱な
どによる損傷部分を含んでおり、一方脆弱なピッチ繊維
７から非繊維化物質９を選別することは困難であるため
以下の方法によった。すなわち、紡糸が２４時間以上経
過し、非繊維化物質９の発生が始まってから約３０分
間、ノズルプレート１を目視観察し、非繊維化物質９の
発生数をカウントした。その後、捕集籠３を取り外して
籠中に回収された非繊維化物質９の個数を測定した。そ
の結果、非繊維化物質９の目視での発生数は３０個、回
収数も３０個であった。

【００３２】（３）太糸１０の混入量：（１）と同様の
方法で測定した繊維径の分布を本発明の装置を使用しな
い場合と比較した。すなわち比較例として、本実施例で
捕集籠３と可動式案内板４を外し、エアサッカーノズル
２をその中心線ＣＬ₂がノズルプレート１のチップ列の
中心線ＣＬ₁と重なるようにして設置し、ピッチ繊維７
の流出条件とエアサッカーノズル２の空気噴出条件を同
一として連続紡糸を行った。 実施例と比較例とでとも
に紡糸時間が２４時間を経過した後にピッチ繊維７を採
取し、測定数５００で繊維径を測定した。図７、図８に
結果を示す。太糸１０を示す繊維径０．１ｍｍ以上の繊
維本数が実施例（図７）では比較例（図８）より極端に
減少していた。逆に中径繊維を示す２０μｍ付近の繊維
本数は実施例の方が多かった。

【００３３】

【発明の効果】本発明の装置を用いることによって、熱
軟化性物質から得られる繊維中の太糸や非繊維化物の量
が大きく減少するために、熱処理後の繊維中の混入量が
大きく減少するとともに、これらの異物に起因する熱処
理中の発熱などのトラブルを防ぐことができるので、こ
れも合わせて高い品質の繊維製品製造が可能である。ま
た、本発明の装置はすべて安価であり、かつ既存ライン
の大幅な改造を必要としないので経済的である。また伴
流を利用することから経済性も高いのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の溶融紡糸装置全体の構成
を示す図。

【図２】 図１の装置の配置関係を示す図。

【図３】 本発明のエアサッカーノズル周辺の気流の模
様を示す図。

【図４】 本発明の捕集手段を含むエアサッカーノズル
周辺周辺気流の模様を示す図。

【図５】 本発明の一実施例の溶融紡糸装置を用いての
非繊維化物質や太糸の発生から正常な紡糸回復までの経
過を示す模式図。

【図６】 本発明の一実施例の溶融紡糸装置のエアサッ
カーノズルの配置例を示す図。

【図７】 本発明の一実施例の溶融紡糸装置で得られた
ピッチ繊維の糸径分布を示す図。

【図８】 従来法の溶融紡糸装置で得られたピッチ繊維
の糸径分布を示す図。

【符号の説明】

１…ピッチ溶融物流出用ノズルプレ―ト、２…エアサッ
カーノズル、３…捕集籠、４…可動式案内板、７…ピッ
チ繊維、９…非繊維化物質、１０…太糸、１１…中径繊
維、１２…ピッチ溶融物流出孔（チップ）、１３…エア
サッカーノズル上部開口部、１４…エアサッカーノズル
上部外壁、１５…捕集籠の網状底部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 薫 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 吉井 成和 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 峯 孝之 奈良県奈良市南登美丘29−15 (72)発明者 町野 史和 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 根岸 浩明 大阪府泉大津市東助松３−３−31

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融された熱軟化性物質をノズルプレー
   トの溶融物流出用ノズルから流出させ、この流出原料を
   エアサッカーノズルを用いて気流により牽引細化するこ
   とによって溶融紡糸する熱軟化性物質の溶融紡糸装置に
   おいて、 エアサッカーノズルはノズルプレートの溶融物流出用ノ
   ズルの下方であって、該溶融物流出用ノズルの鉛直方向
   から所定距離ずれた位置に配置され、溶融物流出用ノズ
   ルの鉛直下方向には該エアサッカーノズルに隣接して配
   置される少なくとも底部が通気性部材でできた捕集手段
   を設け、さらに該捕集手段と溶融物流出用ノズルの間に
   は溶融物流出用ノズルからの流出原料をエアサッカーノ
   ズルまたは捕集手段のいずれかに誘導するために気流方
   向を変えるための可動式案内手段を設けたことを特徴と
   する熱軟化性物質の溶融紡糸装置。
2. 【請求項２】 エアサッカーノズルは、その中心線がノ
   ズルプレートの溶融物流出用ノズルのチップ列の中心線
   から、少なくともチップ列の水平方向の幅とノズルの上
   部開口部の水平方向の幅の合計の１／２を超える長さだ
   け水平方向にずれた位置に配置されたことを特徴とする
   請求項１記載の熱軟化性物質の溶融紡糸装置。
3. 【請求項３】 溶融された熱軟化性物質をノズルプレー
   トの溶融物流出用ノズルから流出させ、この流出原料を
   エアサッカーノズルを用いて気流により牽引細化するこ
   とによって溶融紡糸する熱軟化性物質の溶融紡糸装置に
   おいて、 エアサッカーノズルはノズルプレートの溶融物流出用ノ
   ズルの下方であって、該溶融物流出用ノズルの鉛直方向
   から所定距離ずれた位置に配置され、溶融物流出用ノズ
   ルの鉛直下方向には該エアサッカーノズルに隣接して配
   置される少なくとも底部が通気性部材でできた捕集手段
   を設け、さらに該捕集手段と溶融物流出用ノズルの間に
   は溶融物流出用ノズルからの流出原料をエアサッカーノ
   ズルまたは捕集手段のいずれかに誘導するために気流方
   向を変えるための可動式案内手段と溶融物流出用ノズル
   から流出する熱軟化性物質の糸切れを検出する糸切れ検
   出装置とを設け、該糸切れ検出装置が熱軟化性物質の糸
   切れを検出すると前記可動式案内手段を駆動させる駆動
   制御装置を設けたことを特徴とする熱軟化性物質の溶融
   紡糸装置。
4. 【請求項４】 エアサッカーノズルは、その中心線がノ
   ズルプレートの溶融物流出用ノズルのチップ列の中心線
   から、少なくともチップ列の水平方向の幅とノズルの上
   部開口部の水平方向の幅の合計の１／２を超える長さだ
   け水平方向にずれた位置に配置されたことを特徴とする
   請求項３記載の熱軟化性物質の溶融紡糸装置。