JPH0881817A - 溶融紡糸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 加熱溶融装置から紡糸口金４に至るまでの流
路５における溶融熱可塑性重合体を加熱するパック加熱
器１、および該パック加熱器１とは独立した別個の加熱
器２を設け、該加熱器２は紡糸パック３とのクリアラン
ス０．５〜５．０ｍｍを経て紡糸口金４を加熱し、該加
熱器２の上面は該紡糸口金４の上面より０〜１０ｍｍ上
方にあり、かつ該加熱器２の下面は該紡糸口金４の下面
より５〜５０ｍｍ下方にあり、さらに吐出糸条６を冷却
する送風機７の最上位吹出し部Ａが該紡糸口金４の下面
より１００ｍｍ以内で下方に位置して設けられているこ
とを特徴とする溶融紡糸装置。 【効果】 延伸後の単糸繊度が０．１〜１．０デニール
である極細繊維を溶融紡糸方法により紡糸操業性良く製
造することが可能となり、しかも品質斑が小さく品位の
高い極細繊維を得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、極細繊維に好適な溶融
紡糸装置に関し、さらに詳しくは、高品位の極細繊維を
紡糸操業性良く溶融紡糸できる溶融紡糸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】延伸後の単糸繊度が０．１〜１．０デニ
ールである極細繊維は、合成皮革、高密度織物、高級起
毛布帛などの用途に広く使用されている。このような極
細繊維を溶融紡糸により得る方法は数多くあるが、この
うち最も簡単な第１の方法は、紡糸口金の１細孔あたり
の吐出量を少なくして紡糸する方法である（特開昭５５
−６２２０９号公報など）。第２の方法は、溶出型複合
紡糸繊維を用いるもので、いわゆる海島型複合繊維の海
成分を溶剤により溶出し、島成分のみを極細の繊維とし
て得る方法である（特公昭４８−２５３６２号公報な
ど）。第３の方法は、分割型複合繊維を用いるもので、
互いに非相溶性の重合体からなる成分を薬液や衝撃など
の作用によりバラバラに分割して、極細の繊維を得る方
法である（特開昭５１−１３０３１７号公報など）。

【０００３】これらの方法のうち、第２、第３の方法
は、溶融紡糸の段階で複数成分を必要とすること、複雑
な構造の特殊な紡糸口金が必要であること、溶出や分割
などの特殊な工程が必要であることなどのために、生産
コストが極めて高くなるという欠点があった。これに対
し第１の方法は単一の熱可塑性重合体を紡糸口金から紡
糸すればよいためコストが安いという利点はあるもの
の、１細孔当たりの吐出量が少ないので、以下に説明す
るように安定した紡糸が困難になり、高品質の極細繊維
を得ることが非常に難しいという技術上の問題があっ
た。

【０００４】ところで、溶融紡糸方法とは、熱可塑性重
合体を溶融して紡糸原液となし、これを計量して紡糸口
金から吐出すると共に冷却固化させて引き取る方法であ
る。ここで冷却は糸の長手方向の太さ斑を抑えることで
あり、それによって繊維の物性斑を小さくすることがで
きる。このような冷却のためには、細孔から吐出された
溶融状態あるいは半溶融状態の糸条を糸揺れにより融着
や糸切れを起こさない程度に積極的に冷却風を送ってや
ることが必要である。

【０００５】極細繊維の溶融紡糸のように１細孔当たり
吐出量が極めて少ない場合には、吐出糸条は熱容量が小
さいために紡糸口金の近くで冷却されて固化してしまう
ため、冷却風の吹き付け位置を紡糸口金に近付けて行わ
ないと太さ斑を小さくすることが難しくなり、また融着
や糸切れを頻発するようになる。しかしながら、単に、
紡糸口金直下に冷却風を送ることにより冷却を強化しよ
うとすると、紡糸口金の温度が低下してしまうので、紡
糸口金直上まで一定の高温に保たれていた熱可塑性重合
体は、紡糸口金部で急激に冷やされて吐出されることに
なる。このため吐出後の糸条は細化が不安定となり、紡
糸困難となるのである。

【０００６】これを回避するため、予め紡糸口金部に至
る熱可塑性重合体の温度を紡糸に不適切な温度まで高く
しているが、これでは熱可塑性重合体の熱分解などによ
る品質劣化を引き起こしてしまう。

【０００７】このため、紡糸口金付近を局部的に高温に
する方法がいくつか考えられている。 例えば、実公昭
４７−３４２４７号公報は、紡糸口金パックのろ過部と
紡糸口金との間に二重円管の隙間状の通路を設けその通
路を熱媒により加熱するようにしたものである。しか
し、この技術では、二重円管の管壁からの距離にしたが
って流速が異なるため、熱履歴の大きく異なった紡糸口
金に供給することになる。このため紡糸原液の溶融粘度
にバラツキが発生し、各吐出孔間で吐出量のバラツキを
引き起こすようになる。また一部の紡糸原液は熱分解が
激しくなってしまうことによって、細孔出口における紡
糸原液の“曲がり”現象や糸切れを引き起こすようにな
る。

【０００８】また、特公昭４６−３７７７７号公報に
は、繊度斑が少なく融着のない高品位の未延伸糸を得る
ために、紡糸口金パックの外周に加熱器を設け、加熱器
からの熱伝導により紡糸口金を直接加熱するようにした
ものである。しかし、この技術を極細繊維の製造に適用
すると、熱伝導による加熱と冷却雰囲気への放熱とを紡
糸口金面内で均一にバランスさせることが難しく、紡糸
口金中央部ほど温度が低くなってしまう現象が起こる。
このため、この温度差によって吐出直前の紡糸原液の粘
度のばらつきを引き起こし、上記と同様の問題を引き起
こすようになる。さらに、特開平６−１７３０４号公報
には、口金パック直下に加熱ヒーター、保温部、シャッ
ターを設けた極細用溶融紡糸装置が提案されている。こ
の紡糸装置では口金より下の雰囲気における乱流の抑制
や保温性の向上により糸斑や紡糸性が改善されるものの
紡糸口金に対する加熱および保温効果が小さいため、そ
の改善効果が十分でなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、前記の問題点がなく高品位な極細繊維を製造する方
法について鋭意検討した結果、適切なクリアランスを経
て紡糸口金を間接加熱することにより、従来技術では達
し得なかった高品位な極細繊維を紡糸操業性良く得られ
ることを見いだし、さらに種々検討することにより本発
明を完成した。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記した目的は、加熱溶
融装置から紡糸口金に至るまでの流路における溶融熱可
塑性重合体を加熱するパック加熱器、および該パック加
熱器とは独立した別個の加熱器を設け、該加熱器は紡糸
パックとのクリアランス０．５〜５．０ｍｍを経て紡糸
口金を加熱し、該加熱器の上面は該紡糸口金の上面より
０〜１０ｍｍ上方にあり、かつ該加熱器の下面は該紡糸
口金の下面より５〜５０ｍｍ下方にあり、さらに吐出糸
条を冷却する送風機の最上位吹出し部が該紡糸口金の下
面より１００ｍｍ以内で下方に位置して設けられている
ことを特徴とする溶融紡糸装置によって達成される。

【００１１】本発明における極細繊維とは、延伸後の単
糸繊度が０．１〜１．０デニールのマルチフィラメント
であり、紡糸工程により一旦未延伸糸を得た後、続く延
伸工程で該未延伸糸を延伸されたものであってもよく、
吐出された糸条を高速で引き取るなどの方法により紡糸
工程中に延伸されたものであってもよい。

【００１２】以下、本発明の構成を図面を用いて具体的
に説明する。図１は本発明の溶融紡糸装置の一例を示す
断面図である。加熱溶融された熱可塑性重合体は、流路
５から紡糸パック３を経て、紡糸口金４から吐出され、
吐出された糸条６は、送風機７から吹き出す冷却風によ
り冷却固化される。

【００１３】本発明の溶融紡糸装置は、パック加熱器１
に紡糸パック３を装着し、紡糸口金４はパック加熱器１
とは独立した加熱器２により加熱される。

【００１４】本発明における第１の特徴は、加熱器２が
紡糸パック３とのクリアランス０．５〜５．０ｍｍを経
て紡糸口金４を輻射を主体とした間接加熱をすることに
より、紡糸口金面における温度分布が小さいことにあ
る。該クリアランスが０．５ｍｍ未満では紡糸口金面の
内外における温度差が大きくなり、吐出孔から吐出され
る糸条の曲り現象や糸切れを引き起こし、得られる繊維
の単糸間における繊度差が大きくなり、繊維の品位が低
下する。また、該クリアランスが５．０ｍｍを越えると
紡糸口金４に対する加熱効果が小さくなるため、吐出後
の糸条の細化が不安定となり、得られる繊維の太さ斑が
大きくなり、また融着や糸切れを頻発する。

【００１５】さらに、本発明における第２の特徴は、加
熱器２の上面を紡糸口金４の上面より０〜１０ｍｍ上方
とし、かつ加熱器２の下面を紡糸口金４の下面より５〜
５０ｍｍ下方とすることにより、紡糸口金面における温
度分布が拡大せずに紡糸口金４に対する加熱効果が高い
ことにある。加熱器２の上面が紡糸口金４の上面より下
方にあると、加熱器２の紡糸口金４に対する加熱効果が
小さいため、吐出孔から吐出される糸条の曲り現象や糸
切れを引き起こし、得られる繊維の単糸間における繊度
差が大きくなり、繊維の品位が低下する。また、加熱器
２の上面が紡糸口金４の上面より１０ｍｍを越えて上方
にあると、熱可塑性重合体の熱分解が促進されるので、
得られる繊維が着色したり、糸切れを引き起こす。加熱
器２の下面と紡糸口金４の下面との距離が５ｍｍ未満で
は加熱器２の紡糸口金４に対する放熱面積が小さくなる
ため紡糸口金面の温度分布が大きくなり、吐出孔から吐
出される糸条の曲り現象や糸切れを引き起こし、得られ
る繊維の単糸間における繊度差が大きくなり、繊維の品
位が低下する。また加熱器２の下面と紡糸口金４の下面
との距離が５０ｍｍを越えると吐出糸条に対する加熱効
果が大きくなるため、吐出された単糸間の温度分布が大
きくなり、繊維の太さ斑の増大や融着・糸切れを頻発す
る。

【００１６】また、加熱器２の温度は、適宜設定するこ
とができるが、加熱器２の温度をパック加熱器１の温度
＋５℃以上、パック加熱器１の温度＋５０℃以下とする
ことが好ましい。紡糸口金部で溶融熱可塑性重合体が緩
やかに冷やされて吐出されるため、吐出後の糸条の細化
が安定となり、得られる繊維の太さ斑、また融着や糸切
れは軽減する。また、加熱器２の温度が、パック加熱器
の温度＋５０℃以下とすると紡糸口金面の内外における
温度差が小さくなり、吐出孔から吐出される糸条の曲り
現象や糸切れを抑制し、得られる繊維の単糸間における
繊度差が小さくなり、高品位な物が得られる。

【００１７】本発明の溶融紡糸装置において糸条６を冷
却する送風機７の最上位吹出し部Ａは紡糸口金４の下面
より１００ｍｍ以内で下方に位置して設けられているこ
とが必要である。送風機７の最上位吹出し部Ａと紡糸口
金４の下面との間の距離が１００ｍｍを越えると紡糸口
金直下の雰囲気が乱流となるために吐出糸条の細化が不
安定となり、得られる繊維の太さ斑が大きくなり、また
融着や糸切れを頻発する。また、送風機７より吹き出さ
れる冷却風の方向は水平方向に吹き出すことが好まし
い。上方向に吹き出すと紡糸口金面が冷却されるため、
糸切れが多発する傾向があり、下方向に吹き出すと紡糸
口金下の雰囲気において乱流が発生するので糸斑が悪化
する傾向がある。

【００１８】本発明における熱可塑性重合体として、ポ
リエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどの溶融紡
糸可能な熱可塑性を有する重合体を使用でき、特に本発
明の効果が顕著である点からポリエチレンテレフタレー
トを使用することが好ましい。 また、本発明の溶融紡
糸装置は、極細繊維の製造のみならず、異形断面糸、中
空糸などの溶融紡糸においても異形度や中空度の向上、
繊度斑の減少などにも有利な効果が得られるものであ
る。

【００１９】

【実施例】以下に、実施例により本発明を具体的に説明
する。なお、実施例における各特性値は次の方法により
求めた。

【００２０】（Ａ）極限粘度 オルトクロロフェノール溶液とし、３０℃で測定した。

【００２１】（Ｂ）強度および伸度 東洋ボールドウィン社製テンシロン引張試験機を用い
て、試料長２００ｍｍ，引張速度２００ｍｍ／分、チャ
ート速度３００ｍｍ／分で延伸糸の荷重伸長曲線を求
め、糸が破断した際の力を繊度で除した値を強度とし、
糸が破断した際の伸びを試料長で除した値に１００を乗
じた値を伸度とした。

【００２２】（Ｃ）糸斑 ツェルベーガー社製ウースター斑試験機により、糸速２
５ｍ／分、レンジ±１２．５％、チャート速度５０ｍｍ
／分とし、延伸糸の繊維軸方向における太さ斑を３分間
測定したＵ％値を糸斑とした。なお、糸の均一性の判定
は次の通りとした。 Ｕ％値 ０〜０．３０ ： 非常に良好 ０．３１〜０．５０ ： 良好 ０．５１〜０．８０ ： やや良好 ０．８１以上 ： 不良 （Ｅ）単糸間の繊度斑 得られた未延伸糸の断面を顕微鏡観察により判定した。

【００２３】（Ｆ）紡糸性 ６ｋｇ巻きの未延伸糸パッケージ５０００個を得るまで
に発生した紡糸時の糸切れの回数とした。なお、紡糸性
の判定は次の通りとした。 紡糸糸切れ回数 ０〜１０回 ： 非常に良好 １１〜２０回 ： 良好 ２１〜３０回 ： やや良好 ３１回以上 ： 不良 （Ｇ）延伸性 ２ｋｇ巻きの延伸糸パッケージ３０００個を得るまでに
発生した延伸時の糸切れの回数とした。なお、延伸性の
判定は次の通りとした。 延伸糸切れ回数 ０〜１０回 ： 非常に良好 １１〜２０回 ： 良好 ２１〜３０回 ： やや良好 ３１回以上 ： 不良 実施例１ 図１の溶融紡糸装置を用いて、極限粘度０．６２のポリ
エチレンテレフタレートを溶融紡糸した。得られた未延
伸糸は得られる延伸糸の伸度３５％程度となる倍率で常
法により延伸した。紡糸条件および延伸条件は次の通り
とした。紡糸条件 パック加熱器１の温度：２９０℃ 加熱器２の温度：３１０℃ 加熱器２と紡糸パック３とのクリアランス：２．０ｍｍ 加熱器２の上面の位置：紡糸口金４の上面の５ｍｍ上方 加熱器２の下面の位置：紡糸口金４の下面の３０ｍｍ下
方 送風機７の最上位吹出し部の位置Ａ：紡糸口金４の下面
の５０ｍｍ下方 冷却風の吹き出し方向：水平 紡糸口金の孔数：１４４ 紡糸口金の孔径：０．２０ｍｍ 吐出量：１２．０ｇ／分 紡糸速度：１５００ｍ／分延伸条件 供給ロール温度：８６℃ 熱板温度：１４０℃ 延伸速度：７５０ｍ／分 紡糸および延伸における糸切れはそれぞれ４回、５回で
あり、紡糸性および延伸性は非常に良好であった。

【００２４】得られた延伸糸の物性は、繊度７２デニー
ル、単糸繊度０．５０デニール、強度４．６ｇ／デニー
ル、伸度３５％であった。Ｕ％値は０．２５であり糸の
均一性が非常に良好であった。また、単糸間の繊度斑は
全くなかった。

【００２５】実施例２ 加熱器２と紡糸パック３とのクリアランスを表１の通り
変更したこと以外は実施例１と同様に紡糸および延伸を
行なった。結果は表２の通りであり、本発明の範囲であ
るＮｏ．３〜６の水準では、紡糸性、延伸性および糸の
均一性がやや良好以上のレベルであり、単糸間の繊度斑
はほとんどみられなかった。

【００２６】クリアランスが０．５ｍｍより小さいＮ
ｏ．１および２の水準では、紡糸性および延伸性が不良
であり、単糸間の繊度斑が大きかった。クリアランスが
５．０ｍｍより大きいＮｏ．７の水準では、紡糸性およ
び延伸性が不良であり、かつ糸斑が大きかった。

【００２７】

【表１】

【表２】 実施例３ 加熱器２の上面および下面の位置を表３の通り変更した
こと以外は実施例１と同様に紡糸および延伸を行なっ
た。結果は表４の通りであり、本発明の範囲であるＮ
ｏ．９，１０，１３および１４の水準では紡糸性、延伸
性および糸の均一性がやや良好以上のレベルであった。
また、単糸間の繊度斑はほとんどみられなかった。

【００２８】

【表３】

【表４】 加熱器２の上面が紡糸口金４の上面より下方にあるＮ
ｏ．８の水準では、紡糸性および延伸性が不良であり、
単糸間の繊度斑が大きかった。また、加熱器２の上面が
紡糸口金４の上面より１０ｍｍを越えて上方にあるＮ
ｏ．１１の水準では紡糸および延伸時における糸切れが
多発した。また、得られた繊維は黄色に着色していた。

【００２９】さらに、加熱器２の下面が紡糸口金４の下
面より５ｍｍ未満で下方にあるＮｏ．１２の水準では、
紡糸性および延伸性が不良であり、単糸間における繊度
斑が大きかった。また、加熱器２の下面が紡糸口金４の
下面より５０ｍｍを越えて下方にあるＮｏ．１５の水準
では紡糸および延伸時における糸切れが多発し、かつ糸
斑が大きかった。

【００３０】実施例４ 送風機７の最上位吹出し部の位置Ａを表５の通り変更し
たこと以外は実施例１と同様に紡糸および延伸を行なっ
た。結果は表６の通りであり、本発明の範囲であるＮ
ｏ．１６〜１８の水準では紡糸性、延伸性および糸の均
一性がやや良好以上のレベルであった。送風機７の最上
位吹出し部の位置Ａが紡糸口金より１００ｍｍを越えて
下方にあるＮｏ．１９の水準では紡糸性、延伸性および
糸の均一性がいずれも不良であった。

【００３１】

【表５】

【表６】 実施例５ 加熱器２の温度を表７の通り変更したこと以外は実施例
１と同様に紡糸および延伸を行なった。結果は表８の通
りであり、本発明の範囲であるいずれの水準においても
紡糸性、延伸性および糸の均一性がやや良好以上のレベ
ルであった。加熱器２の温度がパック加熱器１の温度よ
り５〜５０℃高いＮｏ．２２〜２４の水準では紡糸性、
延伸性および糸の均一性が非常に良好であった。

【００３２】

【表７】

【表８】 実施例６ 吐出量を表９の通り変更したこと以外は実施例１と同様
に紡糸および延伸を行なった。結果は表１０の通りであ
り、紡糸性、延伸性および糸の均一性が良好以上のレベ
ルであった。また、単糸間の繊度斑がほとんどなかっ
た。

【００３３】

【表９】

【表１０】

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、延伸後の単糸繊度が
０．１〜１．０デニールである極細繊維を溶融紡糸方法
により紡糸操業性良く製造することが可能となり、しか
も品質斑が小さく品位の高い極細繊維を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶融紡糸装置の一例を示す断面図

【符号の説明】 １・・・・・パック加熱器 ２・・・・・加熱器 ３・・・・・紡糸パック ４・・・・・紡糸口金 ５・・・・・流路 ６・・・・・糸条 ７・・・・・送風機 Ａ・・・・・送風機７の最上位吹出部の位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱溶融装置から紡糸口金に至るまでの
   流路における溶融熱可塑性重合体を加熱するパック加熱
   器、および該パック加熱器とは独立した別個の加熱器を
   設け、該加熱器は紡糸パックとのクリアランス０．５〜
   ５．０ｍｍを経て紡糸口金を加熱し、該加熱器の上面は
   該紡糸口金の上面より０〜１０ｍｍ上方にあり、かつ該
   加熱器の下面は該紡糸口金の下面より５〜５０ｍｍ下方
   にあり、さらに吐出糸条を冷却する送風機の最上位吹出
   し部が該紡糸口金の下面より１００ｍｍ以内で下方に位
   置して設けられていることを特徴とする溶融紡糸装置。
2. 【請求項２】 加熱器の温度が、パック加熱器の温度＋
   ５℃以上、パック加熱器の温度＋５０℃以下である請求
   項１記載の溶融紡糸装置。