JPS6189313A - 溶融紡糸用口金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業上の利用分野 本発明はポリアミド、ポリオレフィン、ポリエステル等
の熱可塑性重合体を溶融紡糸するに適した口金を提供す
るものであり、その目的は円環状に多数配列されてなる
紡糸孔よシ紡出された糸条を均一に、かつ効果的に冷却
せしめ、もって融着糸を発生ぜしめず、断面斑、配向斑
などの極めて少ない均一性の高い合成繊維を得ることに
ある。

殊に本発明は上記の如き合成繊維を多孔かつ高速度にて
紡糸するだめの口金に関するものである。

仲）従来の技術 近年設備生産性の向上を計るために、紡糸口金の多孔化
および高速度化がさかんに研究されているが、この際問
題となるのは紡出された糸条の冷却である。

すなわち、溶融紡糸における冷却工程は、デニール変動
率、配向度、結晶化度、更には融着糸の発生率、延伸工
程における糸切れ、延伸斑の発生等に著しい影響を与え
る重要な工程であり、均一に冷却することが必要である
。

従来一つの冷却方式としていわゆる横吹方式があるが、
この方法は冷却風の風上側と風Ｆ側で冷却斑を生じると
いった欠点があり、特に多孔化に伴ないその傾向が助長
をれる間厘点を有している。

もう１つの方法としては、多数の紡糸孔を円環状に配列
してなる紡糸口金より紡出された多数の糸条を冷却する
に際して、糸条の外面周囲より冷却気体を吹きつける方
法が知られている。この方法においても口金の多孔化が
進むとやはり冷却気の風上と風下においての冷却斑を発
生するようになる。その上、外周方向から冷却風が吹き
つけるため、糸条全体の集団形態が鼓状となり、その結
果単糸間隙は狭くなり、融着現象が発生しやすくなる欠
点があった。これが多孔かつ高速度での紡糸になるとま
すます融着糸が発生し易い傾向にあることは云うまでも
ない。

かかる欠点を解決するための手段としては、冷却工程に
おいて種々の設備的検討がなでれでいる。

例えば（１）特公昭４９−４０４号に示されているよう
に、紡出糸条を取り囲む円筒状の冷却風吹出し装置を設
けて、冷却風を外から内へ吹込むと同時に紡糸口金下方
中央部に吸引装置を設けて熱気を吸引する装置、（２）
特開昭５２−１５６１５号に示きれているように、紡出
糸条を中央部から半径方向に外方に向う冷却風によって
冷却するように構成した　　、）１・ 溶融紡糸装置、（８）特開昭５１−１１６２１５号に示
されているように、紡糸口金面の下方の紡出走行糸条の
通路内に変流体を設置することなど、種々の方法が提案
でれている。しかしいずれも溝道が複雑である上、口金
面及び紡出直後の糸条の観察が困難となるとか、冷却風
吹出し装置の挿入が困難であるとか、口金表面の掃除に
口金中央部に位置する装置が邪魔で操作が出来にくい等
、操作上の問題が大きく、実際の操業化においては多く
の欠陥を有している。

こうした実情に鑑み本発明者らは、多数の紡糸孔（特に
孔数１０００個以上）を有した紡糸口金を用いて特別の
冷却装置を使用せず操業操作上も容易である効果的な冷
却方法について鋭意検討した結果、特に孔数１０００個
以上といった多数の紡糸孔を円環状に配列した紡糸口金
孔より紡糸した多数の糸条を均一に冷却し、もって均一
性の高い合成繊維を得るためには、走行糸条の走行通路
の内部にある随伴気流を外方に放出嘔ぜると同時に冷却
筒よシ吹出された冷却風を容易に糸条内部に到達せしめ
、しこうして走行糸条の内部通路内の気流温度を低下せ
しめることが重要であり、そのためには、基本的に複数
の環状列に配列された紡糸口金孔を２群以上、８群以下
に分割（好ましくは等分割）すればよいことを見い出し
たものである。

即ち、穿孔環状列に非穿孔部（無孔部）を、該非穿孔部
（無孔部）により前記穿孔環状列が２群以上、８群以下
に分ヤ１１１されるよう（で設けることを見い出し、こ
れにつき先に特許出）ζ５１シた（脣凶昭５８−１００
０３７号）。

この先願のように紡糸口金の穿孔部をいくつかの穿孔群
に分割することにより走行糸条の内９１．ｉｌと外側と
の間で、気流が、走行する糸条にほとんど影響されるこ
となく、出入可能な通路が設けられることとなり、その
結果、冷却筒から吹出された冷却風が容易に糸条の円部
に到達可能となり、又通路内部の気流温度を低下せしめ
ることができる。

特に紡糸の高速化においては、該分割方法が特ｉ′Ｃ有
効となる。すなわち、捲取速度１５０（１７分以下の所
謂ＵＤＹ領域に較べ、捲取速度が３０００〜４５００ｍ
／分の所謂Ｐ　ＯＹ領域、あるいは−１５００〜５００
０ｍ／分以上の所謂ＤＳＹ領域で高速切糸を行なう場合
、糸条の内層部と外層部での冷却斑がＵＬ）Ｙに軟べ冗
生し易くなる。そのため冷却斑をできるだけ誉くすフヒ
めに、冷却風速度を速くする傾向にある。ところで、該
先順に示す如き最外周環状列から最内周環状列へ至る非
穿孔部（無孔部）を設けたノズルを用いた場合、冷却斑
は認められず効果は十分あるものの冷却ｊ久と篩速度で
下流に流れる随伴流よシ生ずる乱気流により、内層部か
つ／侍に非穿孔部周りの余栄の糸揺れ、不整な脈拐ち現
象が現われ、融着糸が発生することがあることがわかっ
た。

←→　発明が解決しようとする問題点 上述で理解されるように、従来技術は紡糸冷却部でのね
・）造が複雑で操作上の問題が大きく、実際の操菓操作
がむつかしく、多糸条かつ高速度紡糸を行なうだめには
好ましいものではなかった。

ｂ＝つて本発明は、多数孔を有する紡糸口金を用いて多
糸条かつ高速度紡糸を行なうだめの、設備１田での構成
が簡単で操業操作がし易く、かつ安定な紡糸がでさる紡
糸口金を提供せんとするものでわるＯ に）問題点を解決するための手段および作用すなわち１
本発明は、穿孔環状列に、最外周環状列あるいは最外周
列より内側１〜３列の環状列は全て穿孔した紡糸孔を設
け、該環状列から最内周環状列へは、非穿孔Ｓ（無孔部
）を、前記穿孔環状列が２＃以上、８群以下に分割され
るように設けることによって前述の問題点をことごとく
解消したものである。

ところでこのような多孔紡糸においては、多孔紡糸口金
の穿孔部を複数群に分割した口金を用いると共に、その
穿孔された紡糸孔が、次の（１）式および（２）式全満
足していることが必須かつ不可欠である。

（１）　　１．７≦Ｐ≦４ （２）９≦’４００　）１／π（ｐ、２−Ｄ２２）≦３
５但しＰ；最内周列の孔の間隔（、、） Ｄｌ；孔配列最外径（ＩＦＦ＋） Ｄ２；孔配列最内径（＋ｍ） Ｈ；孔数（ケ） 本発明において非穿孔部を９以上とし穿孔群を９以上と
すると、気流の通路が小さくなりすき゛て気流の通路と
しての意味がなくなるばかりでなく、冷却風等気流の乱
れが生じ、その結果糸がゆれて融ｍ糸が発生しやすくな
り好１しくない。したがって穿孔群は２群以上、８群以
下がよく、より好ましい分割は穿孔群を３〜５とするこ
とである。

このような穿孔群の分割配置において、孔間隔が最小と
なる最内周列の孔の間隔Ｐ（＋ｎｍ）は、１．７調以上
、４間以下が好ましい。１．７調より小では孔間隙が狭
過ぎ安定な紡糸が出来ず、均一な今加効果もで７）い。

また逆に４笥より大きくなれば多孔化の目的が達せられ
ず好丑しくない。

さらにまた本発明において、複数の環状列に穿けられる
紡糸孔の穿孔密度に対応する値として、前記の式 ％式％） を満足するように孔数Ｈを決めることが肝要であル０４
００Ｈ／π（Ｄ、”−ｐ、り　カ９１：　！ｌ）　小ｆ
ｔｆ多孔化ノ目的が達せられず好ましくないし、凍た３
５より多くなると満足な紡糸が出来ず、均一な冷却幼木
もでない。

また穿孔部に対する非穿孔部（無孔部）の比率は、穿孔
部の面積５ｌ（Ｊ）と非穿孔部（無孔部）の面積５２（
ｒ！Ａ）との間において ０．８≦Ｓｌ／Ｓ１＋Ｓ２≦０．９５ なる関係を満足するように非穿孔部（無孔部）を設ける
のがより好ましい。ここでＳｌ／Ｓ１＋Ｓ２が０．８よ
シ小さいと冷却の点では好ましいが、口金面積に占める
穿孔部面積が小さくて高生産性はのぞめない。反対にＳ
ｌ／Ｓ１＋Ｓ２が０．９５より大きいと高生産性はのぞ
めるが、均一な冷却が得られず結果として均一な糸を得
ることが困難となる。より好ましい範囲は０．８５≦Ｓ
ｔ／５ｔ−１−３≦０．９２である０ また紡糸孔の配列数は、高生産性と均一冷却がのぞめる
８列以上が好ましいが、２０列を越えるものでは均一冷
却の点で好ましくなく、８〜２０列が好ましい。

また本発明においては、最外周環状列から最内周環状列
へ至る全環状列を２〜８群に分割するのでなく、最外周
環状列あるいは最外周列より内側１〜３列の環状列は全
て穿孔した紡糸孔とし、それより内側の環状列を２−８
群に分割することにある０ 以下図面によって本発明を説明するがこの図面は本発明
の一例であり、本発明はこれに制限されるものではない
。

第１図は本発明の実施例を示す紡糸用口金の概略図であ
る。第１図において、１は口金本体でろ９、その中央部
に口金取付は用の孔１２が設けられており、パック１１
に組込時ブレーカープレート等にボトルを介して支持さ
れる。２は口金に穿孔された紡糸孔を示し、配列列４上
に一定間隙を置いて穿設される。本図においては配列数
としては便宜上、４列の配列図として示しているが、配
列数は前述したごとく８〜２０列であればいくらでもか
捷わない。３は非穿孔部を示す。本図は４分割された口
金の例であり、非穿孔部（無孔部）は４つある。その地
温１図の図中英数字で示したものについて、　Ｄｌは孔
配列最外径、　Ｄ２は孔配列最内径、　Ｓｌは穿孔部面
積、Ｓ２は仕切部の面ｉ′改を示す。

第２図は、本発明による口金を用いて紡糸している状態
を示す概念図である。

１は口金本体であり、口金孔から吐出ｊｎ之彷糸糸粂６
は、冷却装置５から吹出される冷却風により冷却固化で
れる。しかる後、ガイド７＆でより集束され、油剤付与
装置８により油剤付与をなされた後、方向転換ローラー
９を介して走行方向を変えた後引キ敗られる。この際、
本発明口金の非穿孔部３は気流の通路としての役割をな
すっすなわち冷却筒から吹き出された冷却風が容易に内
部に到達可能となると同時に、この通路を経て走行糸条
の通路内部にある随伴気流等が糸条の外部にはきだされ
る。かくして走行糸条の内部通路内の気流温度は低下し
、内側の糸条の冷却遅れがなく　　、なり、均一な冷却
が可能となるものである。　　　　′”（ホ）実施例 本発明の効果を更に具体的に説明するため、次に実施例
を示す。試験結果の良否は（１）紡糸での糸切れの発生
状況、（２）融着糸の発生状況、（８）引取多径の紡糸
原糸の断面均斉度から総合的に判断した。

評価は下記の基準で実施した。

（１）紡糸調子 ○印−４時間の紡糸において断糸回数が１回以下Δ印−
上記断糸回数が２〜５回 Ｘ印−上記断糸回数が６回以上 （２）＠着糸の発生 ５０ｒｎ間隔で４個の紡糸原糸の顕微情断面写真をとり
、融着糸の発生個数を数える。

○印−融着糸の発生がＯのもの Δ印−Ｍ着糸の発生が２〜４のもの ×印−融着糸の発生が５以上のもの （８）断面均斉度 ○印−下記の式で与えられる変動率が４％以下△印−上
記変動率が４１％〜７．５チ Ｘ印−上記変動率が７．５チ以上 紡糸原糸の顕微等断面写真をとり、任意に３００個を取
り出して断面径ｄを測定する。変動率ＸはＸ−σｎ／ｄ
ｘｌｏｏで与えられる。ここで断酊径の平均値１と標準
偏差σｎは で与えられる。

実施例１ フェノールとテトラクロールエタンの等重ｉ±混合溶媒
を用いて３０℃で測定した固有粘度が０．６４のポリエ
チレンテレフタレー　トを、孔径０．２簡φ、の紡糸孔
をもつ紡糸口金（口金直径２００１φ）を用いて紡糸！
＋ｆｆ１２８５℃、引取り速度１２００　ｍ　、、／分
で引き取り後の紡糸原糸の単糸デニールが４．０デニー
ルとなるように吐出量を調修して紡糸した。

この時用いた紡糸口金の孔間列数は１２列、総孔数１５
００　Ｈ／錘であり、口金の形態は第１表に示すものを
用いた。

なお、紡糸における冷却装置は円筒型のものを使用し、
冷却セシ件は下記の条件に固定して試１倹を行なった。

（１）冷却風吹出し位１冴；紡糸口金より下方　３０１
（２）冷却ｊ虱吹出し面の内径；　２３５ｍ（３）冷却
１虱吹出し面の長さ；２５０ｍＸ！＋　　冷却風の温度
；２５°Ｃ １５）冷却風々速；　０．７５　ｍ／　ｓｅｃ試験結果
金；Ａ１茨に示す。

また油剤付与は通常のオイリングローラ−を用いて行な
った。

第　　　１　　　表 但し　Ｓｌ；穿孔部面積（ｘｊ） Ｓ２；非穿孔部面積（−） テストノｆ６のうち２〜５までが本発明の範、ｉｌｉ内
であシ、良好な結果がイ４られた。これに対し、テスト
７に１は分割を行なっていない口金のものでｈｌｐｓｔ
ｎ着糸の発生が多く、又１：訂而面斉度も不良であった
ため、延伸工程において毛羽及び拉付が多発して正常な
製品を得ることが出来なかつｙと。またテスト馬６は本
発明の上限を越えて分割した例でちり、紡糸時に気流の
乱れにより融着糸、単糸切れが多発し、満足な紡糸がで
きなかった。

実施例２ フェノールとテトラクロールエタンの等電１に混合溶媒
を用いて３０°Ｃで測定した固有粘度が０．６４のポリ
エチレンテレフタレートヲ、孔径０．２５醋φ、の紡糸
孔をもつ紡糸口金（口金直径２００鵡φ）音用いて紡糸
温度２９０°Ｃ１引取速ｙ４ｓｏｏｉ／分で引き取り、
引き取り後の紡糸原糸の単糸デニールが２．３デニール
となるように吐出及をＡ整した。

この時用いた紡糸口金は孔配列列数は１３列または１５
列、列間のピッチは１．８　ｒｎｍ　、最内列の孔間隙
は１．９４ｓａｓであり、口金総孔数は３１５０ホール
である。この口金１２７３０ホールとなるように先細の
アルミニウム製のピンで孔詰めを実施し試験に供した。

口金の形１櫟は第２表及び第３図の通シである。

なお、紡糸における冷却装置は円筒型のものを使用し、
冷却条件は下記の条件に固定して試験を行なった。

（１）　　冷却風吹出し位置：紡糸口金より下方　３０
間（２）冷却風吹出し面の内径；２３５ｍ（３）冷却風
吹出し面の長さ；３００＋ａ＋（４）冷却風の温度；２
５℃ （５）冷却風々速；　１．２　ｍ／ｓｅｃ試験結呆を第
２表に示す。

また油〜ｊ付与は辿當のオイリングローラ−を用いて行
なった。

テストＪｆｉのうちＪｌｆａ　８．１０．１２．１３が
本発明の範囲内であり、良好な結果が得られた。これに
対し非穿孔部を設けなかった應７のテストについては内
部糸条の１８層が激しく請足な紡糸が不可能であった。

捷た、最外周列から非穿孔部（無孔部）を設けた４９．
１１は無孔部直近の内部糸条の不整な脈打ち現象及び糸
条の融着等好ましくない現象が発生した。

また本発明の分割上限をこえているテスト人１３につい
ても気流の乱れにより正常な紡糸が不可能でらった。

第　　　２　　　表 但し　Ｓｌ；穿孔部面積（−（） Ｓ２；非穿孔部面ｆＲ（，４’） （羽　発明の効果 実施例でも示されるように、本発明は、特に多糸条かつ
高速紡糸においてその効果を最大限に発揮できるもので
、紡糸口金だけの改良により多糸条かつ高速紡糸の均一
な冷却が可能となったものであり、余分な冷却装置また
は付属装置ａは必要とせず、従来の紡糸工程と同等の操
作性で多糸条かつ高速紡糸の操業が非常に安定性よく可
能となるという実用上優れたものである０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いられる溶融紡糸用口金の一実施態
様を示す概略図、第２図は本発明による紡糸口金を用い
て紡糸する場合の一状態を示す概略図、第３図は紡糸孔
と非穿孔部との関係を示す紡糸口金の部分概略図である
０ １；紡糸口金、２；紡糸孔、３；非穿孔部（無穿部）、
４；紡糸孔の配列列、５：冷却装置、６；県東、７；ガ
イド、８；油削供給装置、９；方向転換ローラー、１０
；口金パック、１１；口金取ｐ付は用のボルト穴専　３
　図 （Ｑ）　　　　　　　　（ｂ） （ｄ）　　　　　　　（ｅ） （ｑ） （Ｃ） （ｆ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、紡糸孔が複数の環状列に穿孔配置された溶融紡糸用
   口金において、最外周列あるいは最外周列より内側１〜
   ３列の環状列は全て穿孔された紡糸孔が設けられ、該環
   状列から最内周環状列に至り非穿孔部（無孔部）が設け
   られ、該無孔部により穿孔環状列が２群以上８群以下に
   分割されていることを特徴とする溶融紡糸用口金。 ２、該穿孔された紡糸孔が下記（１）式および（２）式
   を満足していることを特徴とする溶融紡糸用口金。 （１）１．７≦Ｐ≦４ （２）９≦（４００Ｈ）／［π（Ｄ＿１＾２−Ｄ＿２＾
   ２）］≦３５但しＰ；最内周列の孔の間隔（ｍｍ） Ｄ＿１；孔配列最外径（ｍｍ） Ｄ＿２；孔配列最内径（ｍｍ） Ｈ；孔数（ケ） ３、穿孔部の面積Ｓ＿１（ｃｍ＾２）と非穿孔部（無孔
   部）の面積Ｓ＿２（ｃｍ＾２）との間において ０．８≦Ｓ＿１／Ｓ＿１＋Ｓ＿２≦０．９５なる関係を
   満足するように非穿孔部（無孔部）が設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶融紡糸用
   口金。 ４、紡糸孔の配列数が８〜２０であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜３項記載の溶融紡糸用口金。