TW201516194A - 紡紗組件 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種紡紗組件。在不使用粒狀過濾材料的紡紗組件中，實現聚合物的凝膠狀部分的充分細化、組件內的聚合物的滯留時間縮短以及多個噴嘴間的聚合物紡出量的均勻化等。 紡紗組件(4)具備：聚合物流入構件(43)，具有供導入熔融聚合物的導入部(47)和藉由聚合物供給孔(43a)與該導入部(47)直接連接的緩衝空間(49)；過濾器(44)，在緩衝空間(43)的下側配置於該緩衝空間(43)內的下部；以及噴紗頭(45)，配置成與過濾器(44)相接，形成有多個將通過了過濾器(44)的熔融聚合物分別紡出的多個噴嘴(54)。過濾器(44)包括將具有多邊形截面的金屬短纖維燒結而成的第1過濾層(51)。

Description

紡紗組件

本發明係關於一種紡紗組件，其具備有紡出熔融聚合物的噴紗頭。

以往，已知有紡出合成纖維紗的熔融紡紗裝置。一般的熔融紡紗裝置具備可拆裝的紡紗組件。向紡紗組件供給加熱了的熔融聚合物，該熔融聚合物從紡紗組件的多個噴嘴分別紡出而成為多根長纖維。紡紗組件通常具備對熔融聚合物進行過濾的過濾材料。

在專利文獻1中公開了具有砂粒等粒狀過濾材料的一般的紡紗組件。該紡紗組件具有聚合物導入口、粒狀過濾材料、過濾器以及噴紗頭等。在紡紗組件內部，在聚合物導入口的下側設置有空間，在該空間的下部填充有粒狀過濾材料。從聚合物導入口導入到上述空間內的熔融聚合物，在分別通過了粒狀過濾材料和過濾器之後從噴紗頭的多個噴嘴紡出。

相對於此，還已知有不使用粒狀的過濾材料的紡紗組 件。專利文獻2的紡紗組件特別用於紡出產業用高強力紗，具有上部掃流板、過濾器、整流板、下部掃流板以及噴紗頭。上部掃流板收容於與聚合物的導入部連通的空間內。過濾器配置於上部掃流板的下側。另外，該專利文獻2的過濾器僅由金屬不織布形成。通過了過濾器的熔融聚合物進一步通過整流板、下部掃流板而從噴紗頭紡出。

此外，專利文獻3的紡紗組件具有聚合物的導入部、過濾器、以及配置于過濾器正下方的噴紗頭。在該紡紗組件中，在其內部也形成有與聚合物的導入部連通的空間，但在該空間的大致整體中密集地收容有構成過濾器的多個過濾板。從導入部導入到上述空間內的熔融聚合物，通過多個過濾板而從其正下方的噴紗頭的多個噴嘴分別紡出。

專利文獻1：日本特開平9-41215號公報

專利文獻2：日本特開平8-269816號公報

專利文獻3：美國專利第6716016號公報

在專利文獻1所公開那樣的使用了粒狀過濾材料的紡紗組件中，存在以下那樣的各種問題。首先，由於所供給的熔融聚合物的壓力，使粒狀的過濾材料局部地網眼擴開或者局部地被壓縮。由此，使過濾材料的空隙率局部地改變，而使過濾性能改變。即，當空隙率提高時過濾性能降低，又當空隙率下降時過濾壓力上升，因此需要提前更換組件。即，在一般情況下，在使用了粒狀過濾材料的紡紗組件中組件壽命變短。此外，當在過濾材料內網眼擴開量、壓縮量不平衡時，空隙率會產生偏差，在粒狀過濾材 料內聚合物變得不能夠均勻地流動。結果，從多個噴嘴分別紡出的聚合物量變得不均勻，而使長纖維間之粗細(纖度)等的物性變得不同。進而，由於為了將粒狀過濾材料進行再利用時必須耗費時間勞力，在多數情況下每當更換紡紗組件時都將過濾材料廢棄，又由於組件壽命短而使更換紡紗組件的頻率提高，因此廢棄物的量變多。此外，為了確保收納粒狀過濾材料的空間，紡紗組件的全高變大，在這一點也是不利的。相對於此，在專利文獻2、3那樣的不使用粒狀過濾材料的紡紗組件中，不會產生上述缺點。但是，在專利文獻2，3的結構中，會產生其他問題。

以往使用的砂粒等粒狀過濾材料，除了過濾熔融聚合物而捕集其中所含的雜質以外，還具有將熔融聚合物的成為凝膠狀的部分進行細化的另外的重要作用。構成粒狀過濾材料的砂粒等的外表面具有尖銳的銳角部。在熔融聚合物通過粒狀過濾材料時，熔融聚合物的凝膠化部分藉由粒狀過濾材料的上述銳角部使其分裂。凝膠狀部分使聚合物產生黏度不均勻。因而，當該凝膠狀部分未被充分細化時，從噴嘴紡出的熔融聚合物中會殘留較大的凝膠狀部分，成為紗線品質降低、長纖維(單絲)斷裂的重要原因。關於這一點，在專利文獻2、3的紡紗組件中未使用粒狀的過濾材料，在專利文獻2中僅採用由一張金屬不織布形成的過濾器，而在專利文獻3中僅採用層疊了多個過濾板的過濾器。僅通過該結構，對於凝膠狀部分的細化難 以獲得與以往的粒狀過濾材料相同的性能，可能會產生由細化不良導致的紗線品質降低、長纖維斷裂。

此外，在專利文獻2的紡紗組件中，在聚合物的導入部與過濾器之間配置有上部掃流板。尤其是，在用於產業資材的高黏度聚合物的情況下，難以進行紡紗組件內的聚合物的均勻分配，因此設置有與上述上部掃流板類似的聚合物分配用的構件的情況較多。但是，當在過濾器的上游側存在聚合物分配用的構件時，熔融聚合物通過紡紗組件內所需要的時間會相應地變長，容易產生由熱劣化導致的聚合物變質。

此外，在專利文獻3的紡紗組件中，在與聚合物的導入部連通的空間內，密集地收容有多個過濾器。因此，導入到該空間內的熔融聚合物無法在過濾器的面方向充分地擴展，而無法在面方向上均勻地通過過濾器。即，聚合物容易在過濾器的一部分集中地通過。由此，在上述過濾器的一部分，雜質捕集能力提前降低，因此組件壽命降低。此外，在多個噴嘴間聚合物的紡出量產生偏差，會產生長纖維間的粗細不均。

本發明的目的在於，在不使用粒狀過濾材料的紡紗組件中，實現聚合物的凝膠狀部分的充分細化、抑制組件內的聚合物因滯留導致的熱劣化、以及多個噴嘴間的聚合物紡出量的均勻化等。

第1發明的紡紗組件為，用來紡出黏度為300Pa．s以下的熔融聚合物，其特徵在於，具備：聚合物流入構件，具有供導入上述熔融聚合物的導入部、和藉由聚合物供給孔與上述導入部直接連接且填充有上述熔融聚合物的緩衝空間；過濾器，配置於上述緩衝空間的下部空間；以及噴紗頭，在上述緩衝空間以及上述過濾器的下側配置成與上述緩衝空間或者上述過濾器相接，且形成有將通過了上述過濾器的上述熔融聚合物分別紡出的多個噴嘴，上述過濾器包括第1過濾層，該第1過濾層是將具有多邊形截面的金屬短纖維燒結而成的。

本發明的紡紗組件為將導入部、緩衝空間、過濾器以及噴紗頭按照該順序串列配置的非常簡單的結構。從導入部導入的熔融聚合物，在緩衝空間內使壓力均勻化之後，就那樣通過過濾器，就那樣立即從噴紗頭的多個噴嘴紡出。另外，本發明的“下側”意味著紡紗組件裝配於熔融紡紗裝置的使用狀態下的“下側”。此外，“噴紗頭配置成與緩衝空間相接”意味著噴紗頭配置成從下側堵塞緩衝空間。根據該紡紗組件，能夠得到以下所示的效果。

(1)聚合物的凝膠狀部分的細化

過濾器具有將多邊形截面的金屬短纖維燒結而成的第1過濾層。存在於熔融聚合物中的凝膠狀部分，在通過第1過濾層時，藉由具有多邊形截面的金屬短纖維的銳角部分，以切碎的方式進行分裂。因而，即便沒有粒狀過濾材 料，藉由第1過濾層也能使凝膠狀部分充分地細化。

(2)抑制聚合物因滯留導致的熱劣化

在高溫狀態的紡紗組件內，當熔融聚合物長時間滯留時，由於聚合物因熱劣化導致的變質，而產生紗線斷裂、紗線品質不均。

關於該情況，相對於上述的在從聚合物的導入部到噴紗頭之間存在用於分配聚合物的構件的以往的紡紗組件，本發明的紡紗組件為將導入部、緩衝空間、過濾器以及噴紗頭按照該順序串列配置的非常簡單的結構。因而，不會產生聚合物的異常滯留，能夠抑制聚合物的熱劣化。

此外，在本發明的紡紗組件中，在導入部與過濾器之間既不存在粒狀過濾材料、也不存在用於分配熔融聚合物的構件，因此從導入部導入的熔融聚合物到達過濾器為止的時間變得非常短。因而，從熔融聚合物被導入紡紗組件內起到從噴紗頭的多個噴嘴紡出為止的時間縮短，能夠儘量抑制紡紗組件內的聚合物因熱劣化導致變質。

(3)多個噴嘴間的聚合物紡出量的均勻化

由於在導入部與過濾器之間存在緩衝空間，從導入部導入的熔融聚合物的壓力在緩衝空間中被充分地均勻化之後，熔融聚合物才通過過濾器。此外，過濾器的第1過濾層是將金屬短纖維燒結而成的剛性較高的過濾層，與以往的粒狀過濾材料不同，即便在聚合物的壓力作用下，也不會那麼簡單地使網眼擴開或者壓壞。因此，在過濾器的一部分部位發生空隙率局部地變化這種情況難以產生。根據 以上，在熔融聚合物通過過濾器時流動不致不平衡，多個噴嘴間的熔融聚合物的紡出量之差能抑制為較小。

另外，在本發明的紡紗組件中，在導入部與過濾器之間不存在任何用於分配熔融聚合物的構件。但是，由於是對熔融聚合物的黏度為300Pa．s以下這種黏度比較低的聚合物進行處理，即便從導入部到過濾器為止不存在分配用的構件，通過噴紗頭上方的緩衝空間、以及具有一定程度的厚度且將具有多邊形截面的金屬短纖維燒結而成的第1過濾層，也能夠謀求熔融聚合物的分散，能夠使熱歷程均勻。

(4)組件壽命

在上述(3)中已進行了敘述，第1過濾層不會因聚合物的壓力而簡單地使網眼擴開或者壓壞。因此，與因聚合物壓力而容易使網眼擴開或者壓縮的以往的粒狀過濾材料相比，使用開始後的第1過濾層的空隙率的變化變得緩和許多。因而，能夠抑制過濾粒度的降低以及組件內的聚合物壓力上升量的增加，使紡紗組件的組件壽命變長。

第2發明的紡紗組件的特徵在於，在上述第1發明中，上述緩衝空間形成為以橫跨全部噴嘴的方式在上述過濾器的面方向擴展。

由此，從導入部導入的熔融聚合物，在過濾器的面方向擴展而到達全部噴嘴的正上方位置，之後通過過濾器並分別流向多個噴嘴。因而，分別流向多個噴嘴的聚合物量的偏差變小，使在多個噴嘴間之聚合物紡出量進一步均勻 化。

第3發明的紡紗組件的特徵在於，在上述第1或者第2發明中，上述過濾器的厚度為5mm以下。

當過濾器為5mm以下時，熔融聚合物在短時間內通過過濾器，因此能夠縮短聚合物的滯留時間。

第4發明的紡紗組件的特徵在於，在上述第1~第3發明的任一發明中，上述過濾器具有第2過濾層，該第2過濾層配置於上述第1過濾層的下側，且過濾粒度小於上述第1過濾層的過濾粒度。

據此，藉由第1過濾層將熔融聚合物的凝膠狀部分細化，同時捕集熔融聚合物所含的尺寸比較大的雜質。另一方面，藉由第2過濾層除去在第1過濾層中未被捕集到的較小的雜質。

第5發明的紡紗組件的特徵在於，在上述第1~第4發明的任一發明中，上述紡紗組件是紡出分別由多根長纖維構成的第1紗線和第2紗線的紡紗組件，上述聚合物流入構件具有一個上述導入部以及與上述一個導入部連通的一個上述緩衝空間，上述噴紗頭具有由分別紡出上述第1紗線的多根長纖維的多個噴嘴構成的第1噴嘴群、以及由分別紡出上述第2紗線的多根長纖維的多個噴嘴構成的第2噴嘴群，上述一個緩衝空間內的熔融聚合物通過上述過濾器而朝上述第1噴嘴群和上述第2噴嘴群分別供給。

以往，從一個導入部導入的熔融聚合物被分配到兩個噴嘴群，從上述兩個噴嘴群分別紡出兩根紗線之紡紗組件 是已知的。但是，在多個噴嘴間的聚合物紡出量的偏差大的情況下，在上述結構的紡紗組件中，在兩個噴嘴群之間聚合物紡出量也會產生差異，從各個噴嘴群紡出的兩根紗線的粗細大不相同。關於這一點，在本發明中，藉由採用上述過濾器等的結構，使多個噴嘴間的聚合物紡出量均勻化，使屬於第1噴嘴群的噴嘴與屬於第2噴嘴群的噴嘴之間的聚合物紡出量之差也變小。因而，能夠使第1紗線與第2紗線之間的粗細大致相等。

4、4A‧‧‧紡紗組件

43‧‧‧聚合物流入構件

43a‧‧‧聚合物供給孔

44‧‧‧過濾器

45‧‧‧噴紗頭

47‧‧‧導入部

49‧‧‧緩衝空間

50‧‧‧金屬短纖維

51‧‧‧第1過濾層

52‧‧‧第2過濾層

54‧‧‧噴嘴

60a‧‧‧第1噴嘴群

60b‧‧‧第2噴嘴群

圖1是本實施形態的熔融紡紗裝置以及紡紗牽引機的概略結構圖。

圖2是紡紗組件以及加熱箱體的組件裝配部的剖視圖。

圖3是過濾器的剖視圖。

圖4(a)是圖3的A部分的概略放大剖視圖，圖4(b)是圖3的B部分的概略放大剖視圖。

圖5是變更方式的紡紗組件以及組件裝配部的剖視圖。

圖6是另外的變更方式的紡紗組件以及組件裝配部的剖視圖。

接著說明本發明的實施形態。圖1為本實施形態的熔 融紡紗裝置1及捲繞從該熔融紡紗裝置1紡出的紗線Y的紡紗牽引機2的概略結構圖。另外，將圖1的上下方向定義為熔融紡紗裝置1及紡紗牽引機2的上下方向。首先，對熔融紡紗裝置1及紡紗牽引機2的概略結構進行說明。

熔融紡紗裝置1具備加熱箱體3和分別能夠拆卸地安裝在該加熱箱體3中的多個紡紗組件4。多個紡紗組件4沿圖1的紙面垂直方向並列配置。由多根長纖維f構成的紗線Y從各紡紗組件4紡出到下方。對於包含紡紗組件4的熔融紡紗裝置1的結構後面詳細說明。

紡紗牽引機2具備油劑導件10、導輥11、5個導紗輥12~16、導輥17以及捲繞裝置18。從熔融紡紗裝置1的多個紡紗組件4分別往下方紡出的多根紗線Y，利用油劑導件10賦與油劑後，藉由導輥11送往5個導紗棍12~16。

5個導紗輥12~16分別為在內部具有加熱器的加熱輥，被收容在保溫箱19內。下側的3個導紗輥12~14為用來將拉伸前的多根紗線Y預熱的加熱輥。另一方面，上側的2個導紗輥15、16為用來將拉伸後的多根紗線Y熱定型的加熱輥。並且，位於喂紗方向下游測的2個導紗輥15、16的喂紗速度比位於喂紗方向上游側的3個導紗輥12~14的速度快。

被導入保溫箱19內的多根紗線Y，首先在藉由下側的3個導紗輥12~14輸送期間被預熱到能夠拉伸的溫度。接著，預熱過的多根紗線Y，藉由2個導紗輥14、15 之間的喂紗速度差而被拉伸。而且，多根紗線Y在藉由上側的2個導紗輥15、16輸送期間，被加熱到更高的溫度，使其拉伸的狀態熱定型。藉由保溫箱19內的5個導紗輥12~16拉伸的多根紗線Y，藉由導輥17輸送到捲繞裝置18。

捲繞裝置18具備筒管座20和接觸輥21等。筒管座20具有沿圖1的紙面垂直方向延伸的長條形狀，由未圖示的電動機旋轉驅動。該筒管座20上沿其軸向排列安裝有多個筒管22。捲繞裝置18通過使筒管座20旋轉，將由導輥17輸送來的多根紗線Y同時捲繞到多個筒管22上，形成多個捲繞捲裝體23。接觸輥21與多個捲繞捲裝體23的表面接觸、賦與既定的接觸壓力，藉此調整捲繞捲裝體23的形狀。

接著對熔融紡紗裝置1進行詳細說明。圖2為紡紗組件4及加熱箱體3的組件安裝部31的剖視圖。另外，圖2中只有加熱箱體3中的組件安裝部31用實線表示，其他部分用雙點鏈線表示。

首先，對安裝紡紗組件4的加熱箱體3進行說明。加熱箱體3為對紡紗組件提供熔融聚合物的構件。本實施形態中使用用來生產衣料用紗線的黏度300Pa．s以下的聚酯等熔融聚合物。該加熱箱體3的內部，充滿從未圖示的鍋爐提供的傳熱介質蒸汽，而保持在高溫(例如約300℃)。如此，通過加熱箱體3內的熔融聚合物被維持在某個合適的溫度範圍內。加熱箱體3在其下表面具有多個收 容凹部30。各收容凹部30具有圓筒孔形狀，各收容凹部30的頂面上安裝有組件安裝部31。

組件安裝部31具有圓板狀的固定部32和從該固定部32下面的大致中央部延伸到正下方的軸部33，為截面大致T字形狀的構件。在組件安裝部31上，從固定部32到軸部33的下端形成有上下貫穿該組件安裝部31的聚合物流路34。固定部32藉由未圖示的螺栓固定在加熱箱體3的收容凹部30的頂面上。此時，聚合物流路34的上端與加熱箱體3內未圖示的聚合物流路連接。並且，在軸部33的外表面形成有外螺紋部33a。

接著，對紡紗組件4進行說明。紡紗組件4插入加熱箱體3的收容凹部30，能夠拆卸地安裝於組件安裝部31。紡紗組件4具有組件主體部40、殼體構件41和鎖環42。組件主體部40具有大致圓柱狀的形狀。殼體構件41具有圓筒形狀，組件主體部40收容在該殼體構件41內。此時，在殼體構件41的下端開口41a，使設置在組件主體部40下面的多個噴嘴54露出。鎖環42安裝在殼體構件41的上部，防止組件主體部40從殼體構件41脫落(脫離)。

對組件主體部40進行說明。組件主體部40具有聚合物流入構件43、過濾器44及噴紗頭45。

在聚合物流入構件43的上部形成有有底狀的筒部46。在該筒部46的內周面形成有內螺紋部46a。並且，在筒部46的底部形成有用來將熔融聚合物導入紡紗組件 4內的導入部47。如果邊轉動紡紗組件4邊將其插入加熱箱體3的收容凹部30，藉由使組件安裝部31的軸部33的外螺紋部33a與聚合物流入構件43的筒部46的內螺紋部46a螺合，將紡紗組件4安裝到組件安裝部31上。另外，在組件安裝部31上設置有用來防止紡紗組件4相對於組件安裝部31旋轉既定角度以上的限制構件35。當紡紗組件4安裝到組件安裝部31上時，組件安裝部31的軸部33的下端面抵接於聚合物流入構件43的筒部46的底部，而使組件安裝部31一側的聚合物流路34與聚合物流入構件43的導入部47連接在一起。另外，在組件安裝部31的軸部33與聚合物流入構件43的筒部46之間夾裝有用來密封聚合物流路34與導入部的連接部分的密封墊48。

在聚合物流入構件43的下部形成有：與導入部47連通的聚合物供給孔43a、和藉由聚合物供給孔43a與導入部47直接連接的緩衝空間49。緩衝空間49具有從與導入部47連通的部分越朝下方越沿水平方面擴大而逐漸擴展的圓錐孔形狀。該緩衝空間49內填充從上方的導入部47通過聚合物供給孔43a導入的熔融聚合物。

過濾器44配置在緩衝空間49的下部空間內。更具體為，過濾器44配置在緩衝空間49下端的位置。過濾器44具有從上依序層疊的第1過濾層51、第2過濾層52及第3過濾層53。有關該過濾器44的結構後面詳述。

噴紗頭45配置成在過濾器44的下側與過濾器44的 下表面接觸。即，在過濾器44與噴紗頭45之間不存在其他的構件，通過了過濾器44的熔融聚合物直接朝噴紗頭45流入。噴紗頭45具有將通過了過濾器44的熔融聚合物分別紡出的多個噴嘴54。噴紗頭45的所有噴嘴54與位於其正上方的緩衝空間49沿上下方向重疊。換言之，緩衝空間49形成為橫跨噴紗頭45的全部噴嘴54而沿過濾器44的平面方向擴展。

以上的紡紗組件4成為將導入部47、緩衝空間49、過濾器44及噴紗頭45按這個順序串列配置的非常簡單的結構。

接著，對過濾器44的結構詳細地進行說明。圖3為過濾器44的剖視圖。如圖3所示，圖4(a)為第1過濾層51的圖3中的A部的概略放大剖視圖。並且，圖4(b)為第2過濾層52的圖3中的B部的概略放大剖視圖。

第1過濾層51為燒結多數的第1金屬短纖維50a而成的層。更詳細為，如圖4(a)所示，構成第1過濾層51的第1金屬短纖維50a具有角部為銳角的多邊形截面(例如三角形截面)。作為第1過濾層51的原料的金屬材料，最好是不銹鋼等耐腐蝕性高的材料。具有上述多邊形截面的第1金屬短纖維50a一般能夠用顫振切削法製造。在顫振切削法中，藉由邊使成為原料的金屬材料旋轉邊刻意地使切削工具產生自激振動(顫振)來加工金屬材料而製造極細的短纖維。該方法所製造的第1金屬短纖維 50a，藉由上述顫振產生銳角多邊形截面。第1金屬短纖維50a的纖維長度為1.0~3.0mm，直徑(換算為圓形截面)為30~100μm，纖維長度與直徑的比(Aspect ratio)為10~100。

第1過濾層51的空隙率為60%~80%，與以往的紡紗組件中經常使用的金屬制粉末的空隙率大致相同。並且，由於第1金屬短纖維50a的纖維直徑如上所述比較大，因此難以使第1過濾層51的過濾粒度變小，例如為20μm以上。另外，過濾粒度(也稱為過濾精度)為表示過濾器能夠除去多大的異物的指標，上述過濾粒度20μm表示除去95%以上的20μm以上的異物。

但是，提供給紡紗組件4的熔融聚合物其一部分可能會凝膠化。這一點，由於第1過濾層51為具有多邊形截面的金屬短纖維50燒結而成的層，即使從加熱箱體3提供給紡紗組件4的熔融聚合物中存在上述凝膠狀部分，該凝膠化部分在通過第1過濾層51之際，藉由多數的金屬短纖維50的銳角部分以切碎的方式分裂、細化。雖然以往的紡紗組件中使用的粒狀濾材也具有熔融聚合物中的凝膠狀部分的細化功能，但藉由設置第1過濾層51取代以往的粒狀濾材，能夠省略粒狀濾材。

第2過濾層52也是燒結多數的第2金屬短纖維50b而成的層。另外，構成第2過濾層52的第2金屬短纖維50b，是拉伸金屬絲狀的金屬所獲得。因此，像圖4(b)所示那樣，第2金屬短纖維50b在與纖維長度正交的截面 內具有大致圓形的截面形狀。其中，所謂“圓形截面”並不僅僅是完全的正圓形狀，還包含近似橢圓形的截面形狀。並且，第2過濾層52也與第1過濾層51同樣最好用不銹鋼等耐腐蝕性高的材料形成。第2金屬短纖維50b的纖維長為20~30mm，纖維直徑為10~30μm。

第2過濾層52的空隙率與第1過濾層51一樣，為例如60%~80%。並且，第2過濾層52為比第1過濾層51過濾粒度更小的層。由於構成第2過濾層52的第2金屬短纖維50b比第1金屬短纖維50a纖維直徑更小，因此能夠減小第2過濾層52的過濾粒度。第2過濾層52的過濾粒度也取決於與其並用的第1過濾層51的過濾粒度，為例如10~40μm。藉由該第2過濾層52將由過濾粒度比較大的第1過濾層51不能捕集乾淨的小異物除去。即，第2過濾層52為進行“最終的精密過濾”的過濾層。

第3過濾層53為金屬網過濾器。對於金屬網的種類沒有特別限制，能夠使用一般的平紋組織金屬網或其他的斜紋組織、平疊紋組織、斜疊紋組織等金屬網。設置用金屬網形成的第3過濾層53的目的之一為補強第1過濾層51及第2過濾層52。燒結金屬短纖維50b而成的第2過濾層52的剛性低。因此，在熔融聚合物的壓力作用下第2過濾層52容易變形。例如，在熔融聚合物的壓力作用下，過濾器44在噴紗頭45上面的與噴嘴54相連的孔的位置處會局部變形而有進入孔的疑慮。

另外，如果構成第3過濾層53的金屬網的孔太細， 第3過濾層53的剛性低，不能夠獲得足夠的補強效果。因此，表示第3過濾層53的網孔粗細程度的每英寸的網眼數(以下也簡稱為“網眼數”)為30~100網眼。藉由將上述第3過濾層53層疊到第1過濾層51及第2過濾層52上，過濾器44的剛性變高，可抑制熔融聚合物的壓力引起的過濾器44的變形。

設置第3過濾層53的其他的主要目的是防止第2金屬短纖維50b從第2過濾層52脫落。金屬短纖維種類不同的第1過濾層51和第2過濾層52中金屬短纖維脫落的難易程度不同。具體為，第1過濾層51的第1金屬短纖維50a與第2過濾層52的第2金屬短纖維50b相比不容易產生脫落。其原因推測如下。

第1金屬短纖維50a由於具有多邊形截面，因此在第1過濾層51內第1金屬短纖維50a彼此能夠面接觸，纖維之間的接觸面積增加。相對於此，第2金屬短纖維50b由於具有圓形截面，因此在第2過濾層52內第2金屬短纖維50b彼此只能點接觸。即，由於不能夠面接觸，因此纖維之間的接觸面積小，燒結之際纖維之間只能夠以小的面積結合，不能夠獲得強的結合力。

並且，由於利用顫振切削法製造的第1金屬短纖維50a在其纖維表面存在多數的細微凹凸，因此纖維彼此容易纏繞，並且難以滑動。另一方面，拉伸金屬絲獲得的第2金屬短纖維50b由於其纖維表面光滑，因此纖維彼此不容易纏繞，並且容易滑動。由於以上的原因，多邊形截面 的第1金屬短纖維50a與圓形截面的第2金屬短纖維50b相比不容易脫落。

由於以上原因，本實施形態中第3過濾層53層疊在容易產生金屬短纖維脫落的第2過濾層52上。由此，成為第2過濾層52被第1過濾層51和第3過濾層53夾著的結構，防止第2金屬短纖維50b從第2過濾層52的脫落。另一方面，第1過濾層51上沒有層疊第3過濾層53，使第1過濾層51的與第2過濾層52相反一側的面露出。由於第1金屬短纖維50a從第1過濾層51的脫落不容易產生，因此不設置第3過濾層53也沒有問題。

這樣，藉由僅在第2過濾層52上設置第3過濾層53，能夠將過濾器44的整體厚度抑制成比較小，並且能夠防止金屬短纖維脫落。藉由將過濾器44的厚度抑制成較小，相應地能夠縮短紡紗組件4內熔融聚合物的滯留時間。

過濾器44的厚度具體在5mm以下，最好在3mm以下。但是，如果第1過濾層51太薄，則難以將熔融聚合物中的凝膠狀部分充分細化。因此，第1過濾層51的厚度最好在1mm以上。並且，第2過濾層52的厚度為0.35~0.45mm。第3過濾層53中構成金屬網的線材直徑(以下稱為“線徑”)為例如 0.15~0.35mm。在第3過濾層53為平紋組織金屬網的情況下，其厚度為線徑的大約2倍，例如為0.3~0.7mm。

並且，如果以分別覆蓋第1過濾層51和第2過濾層 52兩者的方式設置相同的第3過濾層53，則過濾器44的哪一個面為配置有第1過濾層51的面非常難於明白。因此，在組裝紡紗組件4時有誤將過濾器44安裝成上下方向相反(第2過濾層52位於比第1過濾層51靠上游側地)的疑慮。如果第1過濾層51和第2過濾層52的上下位置顛倒，則不能夠獲得所希望的過濾性能。具體為，包含凝膠狀部分的熔融聚合物首先通過過濾粒度小的第2過濾層52，第2過濾層52立即被堵塞了。本實施形態只在第2過濾層52上設置有第3過濾層53，使第1過濾層51露出。因此，過濾器44的哪個面為第1過濾層51一側的面容易明白，不會將過濾器44安裝成上下方向相反。

另外，上述3層過濾層51~53可以分別組裝到紡紗組件4中，也可以事先將3層過濾層51~53以層疊的狀態一體化。例如，也可以將3層過濾層51~53藉由點焊結合。或者，也可以藉由安裝在這3層過濾層51~53外周部的環狀固定構件(環圈)使3層過濾層51~53互相固定。這種情況下，由於3層過濾層51~53外周部之間的間隙被環狀固定構件封閉，因此可防止熔融聚合物從上述間隙漏出的事情。這樣，如果使3層過濾層51~53一體化，則紡紗組件4組裝時過濾器44的安裝、或者紡紗組件4分解時過濾器44的拆卸等作業變得容易。

對以上說明過的紡紗組件4中熔融聚合物的紡出進行說明。當紡紗組件4插入加熱箱體3的收容凹部30而安裝到組件安裝部31時，在組件安裝部31的聚合物流路 34中流動的熔融聚合物從導入部47導入紡紗組件4內。

從導入部47導入的熔融聚合物通過聚合物供給孔43a立即流入緩衝空間49。在該緩衝空間49內使熔融聚合物的壓力均勻化，同時使熔融聚合物沿過濾器44的面方向擴展。於是在過濾器44的大致整個區域均勻地通過過濾器44。

在過濾器44中，熔融聚合物首先通過第1過濾層51。此時，熔融聚合物中的凝膠狀部分，藉由第1過濾層51的具有多邊形截面的金屬短纖維50的銳角部分而逐漸分裂、細化。同時，包含在熔融聚合物中的比較大的異物被第1過濾層51捕集。通過了第1過濾層51的熔融聚合物通過第2過濾層52、第3過濾層53。由於第2過濾層52比第1過濾層51過濾粒度小，因此沒有被第1過濾層51捕集到的小的異物藉由第2過濾層52除去。

通過了過濾器44的熔融聚合物流入位於該過濾器44正下方的噴紗頭45的多個噴嘴54，分別從多個噴嘴54紡出，變成多根長纖維f。

另外，依據要生產多粗的紗線，過濾器44的合適的過濾粒度不同。具體為，從噴紗頭45的聚合物紡出量與過濾器44的過濾粒度最好有如下關係。

如果使用過濾粒度小的過濾器44生產粗的紗線(即增大熔融聚合物的紡出量)，則紡紗組件4內的壓力過高，過濾器44提早堵塞，因此紡紗組件4的壽命變短。因此，在這樣的情況下，有必要使聚合物紡出量在一定量 以下。具體為，在第1過濾層51的過濾粒度為20~50μm、第2過濾層52的過濾粒度為10~30μm的情況下，使紡出量在80g/分以下。而且，在過濾器44的過濾粒度非常小的情況下，即第1過濾層51的過濾粒度為20~30μm、第2過濾層52的過濾粒度為10~20μm的情況下，使紡出量在40g/分以下。

如果與上述相反，使用過濾粒度大的過濾器44生產細的紗線(減少熔融聚合物的紡出量)，則紡紗組件4內的壓力反而過低，聚合物的紡出變得不穩定。因此，在這樣的情況下，有必要使聚合物紡出量在一定量以上。具體為，在第1過濾層51的過濾粒度為50~80μm、第2過濾層52的過濾粒度為20~40μm的情況下，使紡出量在50g/分以上。

根據以上說明過的紡紗組件4，能夠獲得以下效果。

(1)過濾器44具有由多邊形截面的金屬短纖維50a燒結而成的第1過濾層51。存在於熔融聚合物中的凝膠狀部分，在通過第1過濾層51之際藉由具有多邊形截面的金屬短纖維50a的銳角部分以切碎的方式分裂。因此，即使沒有粒狀濾材，凝膠狀部分也藉由第1過濾層51充分地細化。

(2)紡紗組件4為將導入部47、緩衝空間49及過濾器44、噴紗頭45按該順序串列配置的非常簡單的結構。因此，不會產生聚合物的異常滯留，可抑制聚合物的熱劣化。

並且，導入部47和緩衝空間49藉由聚合物供給孔43a直接連接，在導入部47與過濾器44之間既不存在粒狀濾材也不存在聚合物分配用的構件。因此從導入部47導入的熔融聚合物到達過濾器44的時間變得非常短。因此，熔融聚合物從導入紡紗組件4內到從噴紗頭45的多個噴嘴54紡出的時間縮短，能夠儘量抑制紡紗組件4內的聚合物的熱劣化引起的變質。

(3)由於在導入部47與過濾器44之間存在緩衝空間49，使從導入部47導入的熔融聚合物的壓力在緩衝空間49均勻化後，熔融聚合物才通過過濾器44。並且，過濾器44的第1過濾層51為由燒結金屬短纖維50a構成的剛性高的構件，與以往的粒狀濾材不同，即使在熔融聚合物的壓力作用下也不會輕易地使網眼擴開或者壓壞。因此，不容易發生在過濾器44的部分場所空隙率局部變化這樣的情況。由於以上原因，在熔融聚合物通過過濾器44之際流量不容易偏差，多個噴嘴54之間的熔融聚合物的紡出量之差能抑制到很小。

另外，本實施形態的紡紗組件4為處理熔融聚合物的黏度在300Pa．s以下這種黏度比較低的聚合物的組件。因此，即使從導入部47到過濾器44之間沒有聚合物分配用的構件，利用噴紗頭45上方的緩衝空間49、和具有一定厚度的過濾器44，該過濾器44包含由燒結具有多邊形截面的金屬短纖維50a而成的第1過濾層51，也能夠謀求熔融聚合物的分散，能夠使熱歷程均勻。

而且，緩衝空間49形成為以橫跨噴紗頭45的所有噴嘴54的方式沿過濾器44的面方向擴展。由此，從導入部47導入的熔融聚合物，沿過濾器44的面方向擴展而到達所有的噴嘴54的正上方的位置之後，才通過過濾器44。因此，分別向多個噴嘴54流動的聚合物的量的偏差變小，使在多個噴嘴54間之聚合物的紡出量進一步均勻化。

(4)先前已經敘述過，由於第1過濾層51的剛性高，因此第1過濾層51不會因熔融聚合物的壓力輕易地使網眼擴開或者壓壞。因此，使用開始後第1過濾層51空隙率的變化，與網眼因聚合物壓力輕易地擴開或壓縮的以往的粒狀濾材相比，變得緩和許多。因此，可抑制過濾粒度的降低、以及紡紗組件4內聚合物壓力上升量的增加，使紡紗組件4的組件壽命變長。

(5)在過濾器44中第3過濾層53層疊在金屬短纖維50b容易脫落的第2過濾層52上。由此，第2過濾層52成為被第1過濾層51和第3過濾層53夾著的結構，可防止第2金屬短纖維50b從第2過濾層52的脫落。另一方面，第1過濾層51上沒有層疊第3過濾層53，使第1過濾層51的與第2過濾層52相反一側的面露出。由於第1金屬短纖維50a從第1過濾層51的脫落不容易產生，因此不設置第3過濾層53也沒有問題。

藉由僅在第2過濾層52上設置第3過濾層53，能夠將過濾器44的整個厚度抑制到很小，並且能夠防止金屬 短纖維的脫落。並且，由於第1過濾層51沒被第3過濾層53覆蓋，因此能夠容易地識別過濾器44的哪個面是第1過濾層51一側的面。因此，防止在將過濾器44組裝到紡紗組件4中之際誤將過濾器44安裝成方向相反。

(實施例)

接著，對本發明的具體實施例進行說明。

(A)第1過濾層(多邊形截面金屬短纖維過濾層)的效果驗證

使用過濾器包含由多邊形截面的金屬短纖維構成的第1過濾層的紡紗組件(實施例)、和過濾器不包含第1過濾層的紡紗組件(比較例)，分別紡出由多根長纖維構成的紗線，將該紗線捲繞到捲裝體上。另外，無論在實施例的紡紗組件中還是在比較例的紡紗組件中都沒有使用粒狀濾材。上述以外的試驗條件說明如下。

[試驗條件]

(1)紡紗條件(實施例、比較例通用)

聚合物種類：半消光PET(PET semi-dull)

聚合物黏度：200Pa．s

紗線品種：FDY 55dtex/48f

吐出量：25g/分

(2)過濾器

(a)實施例

(上層)多邊形截面金屬短纖維過濾層

過濾精度：38μm，材質：SUS430，厚度：2.0mm，空隙率70%

(中層)圓形截面金屬短纖維過濾層

過濾精度：20μm，材質：SUS316，厚度：0.35mm，空隙率70%

(下層)平紋組織金屬網過濾層

網眼數：50網眼，材質：SUS304，線徑： 0.18mm，開口率：42%

(b)比較例

(上層)平紋組織金屬網過濾層

網眼數：400網眼×4層，材質：SUS304，線徑： 0.1mm，開口率：36%

(中層)圓形截面金屬短纖維過濾層(與上述實施例的中層相同，詳細省略)

(下層)平紋組織金屬網過濾層(與上述實施例的下層相同，詳細省略)

(3)捲繞條件(實施例、比較例通用)

拉伸前的喂紗速度：2030m/min(由圖1的導紗輥12~14進行的喂紗速度)

拉伸後的喂紗速度：4575m/min(由圖1的導紗輥15、16進行的喂紗速度)

捲繞速度：4520m/min(圖1的捲繞裝置18中的紗線捲繞速度)

使用捲繞從實施例的紡紗組件紡出的紗線的捲裝體和 捲繞從比較例的紡紗組件紡出的紗線的捲裝體，比較了起毛率。另外，所謂“起毛率”為產生起毛的捲裝體數占成為對象的所有捲裝體的比例。使用實施例的紡紗組件生產出的捲裝體中起毛率為0.14%。相對於此，使用比較例的紡紗組件生產出的捲裝體的起毛率為8.85%。

如果熔融聚合物中的凝膠狀部分沒有被充分細化，熔融聚合物就從噴嘴紡出的話，則從噴嘴紡出的長纖維容易斷裂，結果在捲裝體產生起毛。這一點，實施例的捲裝體與比較例相比，起毛率顯著降低。推測這是因為實施例的紡紗組件因為具有由多邊形截面的金屬短纖維構成的第1過濾層51，因此凝膠狀部分的細化變充分的緣故。

(B)對過濾器的過濾粒度與聚合物紡出量之間的關係的驗證

準備了第1過濾層(多邊形截面金屬短纖維過濾層)和第2過濾層(圓形截面金屬短纖維過濾層)的過濾粒度分別不同的3種過濾器X、Y、Z。下面說明過濾器X、Y、Z的規格及聚合物條件。

[過濾器X]

(第1過濾層)過濾粒度：25μm，厚度：1.0mm、3.0mm

(第2過濾層)過濾粒度：10μm

(第3過濾層)網眼數：50網眼

[過濾器Y]

(第1過濾層)過濾粒度：38μm，厚度：1.0mm， 3.0mm

(第2過濾層)過濾粒度：15μm

(第3過濾層)網眼數：50網眼

[過濾器Z]

(第1過濾層)過濾粒度：62μm，厚度：1.0mm、3.0mm

(第2過濾層)過濾粒度：30μm

(第3過濾層)網眼數：50網眼

[聚合物]

聚合物種類：半消光PET

聚合物黏度：200Pa．s

在上述條件中，第1過濾層的厚度為1.0mm、3.0mm表示分別對過濾器X、Y、Z使用厚度為1.0mm和3.0mm這2種第1過濾層。

對3種過濾器X、Y、Z測量了改變從噴紗頭的聚合物紡出量時的紡紗組件入口的聚合物壓力(以下也稱為“組件壓力”)。更具體為，對過濾粒度小的過濾器X、Y驗證了聚合物紡出量能夠應用的範圍的上限，對過濾粒度大的過濾器Z驗證了聚合物紡出量能夠應用的範圍的下限。另外，聚合物紡出量的控制，是藉由改變向紡紗組件提供熔融聚合物的齒輪泵的吐出量來進行。測量結果表示在表1中。

如果組件壓力過大，由於過濾器提早堵塞，因此紡紗組件的壽命變短。並且，如果組件壓力過低，則聚合物的吐出變得不穩定。其中，使組件壓力的合適範圍為70~150kg/cm²。在表1中，“可”表示組件壓力進入上述合適範圍時的情況，“不可”表示超出上述合適範圍時的情況。

過濾粒度小的過濾器X、Y，在聚合物紡出量多的情況下組件壓力過高。詳細為，過濾器Y在聚合物紡出量為90g/分以上時組件壓力超出合適範圍的上限。並且，過濾粒度比過濾器Y小的過濾器X，在聚合物紡出量為50g/分以上時組件壓力超出合適範圍的上限。另一方面，過濾粒度大的過濾器Z，在聚合物紡出量少的情況下組件壓力過低。詳細為，在聚合物紡出量為40g/分以下時組件壓力比合適範圍的下限低。

接著，對給上述實施形態施加了種種變更的變更形態進行說明。但是，對於具有與上述實施形態相同的結構的構件附加相同的元件符號，適當省略其說明。

1)上述實施形態中，為過濾器44位於緩衝空間49的下端，噴紗頭45與過濾器44的下表面接觸的結構(參照圖2)。與此不同，也可以像圖5所示那樣過濾器44配置在緩衝空間49下部空間的中間部，噴紗頭45不是與過濾器44相接而是與緩衝空間49相接地配置。即，噴紗頭45配置成從下方堵塞緩衝空間49中的比過濾器44更下側的空間。該結構中，通過了過濾器44的熔融聚合 物，被暫時收容在過濾器44下側的空間內，然後向噴紗頭45的多個噴嘴54流入。或者，也可以構成為，在3層過濾層51~53與噴紗頭45之間配置間隔件，使3層過濾層51~53離開噴紗頭45相當於間隔件厚度的距離。換言之，緩衝空間49被過濾器44上下分隔，緩衝空間49中的下側的空間由過濾器44與噴紗頭45之間的間隔件形成。

2)上述實施方式的紡紗組件4紡出由多根長纖維f構成的一根紗線Y，但也能夠將本發明應用於紡出兩根以上的紗線Y的紡紗組件。

例如，紡紗組件也可以是具有一個導入部47和分別紡出2根以上的多根紗線的多個噴嘴群的結構。圖6的紡紗組件4A具有聚合物流入構件43、過濾器44和噴紗頭45A。聚合物流入構件43和過濾器44為具有與上述實施形態的紡紗組件4相同結構的構件。即，聚合物流入構件43具有：一個導入部47和通過聚合物供給孔43a與上述一個導入部47連通的一個緩衝空間49。過濾器44具有：多邊形截面金屬短纖維過濾層即第1過濾層51、圓形截面金屬短纖維過濾層即第2過濾層52、以及由金屬網形成的第3過濾層53。

噴紗頭45A具有：由多個噴嘴54a構成的第1噴嘴群60a、由多個噴嘴54b構成的第2噴嘴群60b。第1噴嘴群60a的多個噴嘴54a和第2噴嘴群60b的多個噴嘴54b沿圖中的左右方向分開地配置。在殼體構件41A的下端形 成有開口41a。在開口41a中使第1噴嘴群60a的多個噴嘴54a和第2噴嘴群60b的多個噴嘴54b露出。一個緩衝空間49內的熔融聚合物通過過濾器44分別提供給第1噴嘴群60a和第2噴嘴群60b。並且，通過從第1噴嘴群60a的多個噴嘴54a分別將熔融聚合物紡出，形成由多根長纖維f1構成的第1紗線Y1。並且，通過從第2噴嘴群60b的多個噴嘴54b分別將熔融聚合物紡出，形成由多根長纖維f2構成的第2紗線Y2。

在多個噴嘴54之間聚合物紡出量的偏差大的情況下，2個噴嘴群60a、60b之間聚合物紡出量上也會產生偏差，從各個噴嘴群60a、60b紡出的2根紗線Y1、Y2的粗細變得大不相同。但是，藉由採用本發明的過濾器等結構，使多個噴嘴54之間的聚合物紡出量均勻化，屬於第1噴嘴群60a的噴嘴54a與屬於第2噴嘴群60b的噴嘴54b之間的聚合物紡出量之差也變小。因此，能夠使第1紗線Y1與第2紗線Y2之間的粗細大致相等。

另外，噴紗頭也可以是具有3個以上的噴嘴群，從這3個以上的噴嘴群分別紡出3根以上的紗線。並且，雖然圖6中在聚合物流入構件43中只形成了一個緩衝空間49，但也可以在聚合物流入構件43中，分別與2個以上的多個噴嘴群相對應地形成與一個導入部47連通的多個緩衝空間49。而且，導入部47也可以分別與多個噴嘴群相對應地設置多個。

3)在上述實施方式中，過濾器44為3層過濾層51、 52、53層疊的結構，但過濾器44的結構並不限定於上述結構。例如，也可以在第1過濾層51的上側層疊由金屬網構成的第3過濾層53。或者，相反地，也可以省略第3過濾層53，過濾器44僅由第1過濾層51和第2過濾層52這2層結構。此外，過濾粒度較小的第2過濾層52也可以由網眼較小的金屬網(例如400網眼程度)形成。

4)雖然上述實施形態的紡紗牽引機2構成為，藉由作為加熱輥的5個導紗輥拉伸從紡紗組件紡出的紗線，但對於導紗輥的數量和配置等並不局限於上述結構，能夠適當變更。並且，導紗輥並非必須是加熱輥，一部分導紗輥也可以是非加熱輥。而且，也可以構成為所有的導紗輥都是非加熱輥，紡紗牽引機2不拉伸從紡紗組件4紡出的紗線Y，就那樣朝捲繞裝置18輸送。

3‧‧‧加熱箱體

4‧‧‧紡紗組件

30‧‧‧收容凹部

31‧‧‧組件安裝部

32‧‧‧固定部

33‧‧‧軸部

33a‧‧‧外螺紋部

34‧‧‧聚合物流路

35‧‧‧限制構件

40‧‧‧組件主體部

41‧‧‧殼體構件

41a‧‧‧下端開口

42‧‧‧環鎖

43‧‧‧聚合物流入構件

44‧‧‧過濾器

45‧‧‧噴紗頭

46‧‧‧筒部

46a‧‧‧內螺紋部

47‧‧‧導入部

48‧‧‧密封墊

49‧‧‧緩衝空間

51‧‧‧第1過濾層

52‧‧‧第2過濾層

53‧‧‧第3過濾層

54‧‧‧噴嘴

f‧‧‧長纖維

Y‧‧‧紗線

Claims (5)

1. 一種紡紗組件，係用來紡出黏度為300Pa．s以下的熔融聚合物，其特徵在於，具備：聚合物流入構件，具有供導入上述熔融聚合物的導入部、和藉由聚合物供給孔與上述導入部直接連接且填充有上述熔融聚合物的緩衝空間；過濾器，配置於上述緩衝空間的下部空間；以及噴紗頭，在上述緩衝空間以及上述過濾器的下側配置成與上述緩衝空間或者上述過濾器相接，且形成有將通過了上述過濾器的上述熔融聚合物分別紡出的多個噴嘴，上述過濾器包括第1過濾層，該第1過濾層是將具有多邊形截面的金屬短纖維燒結而成的。
2. 如申請專利範圍第1項所述的紡紗組件，其中，上述緩衝空間形成為以橫跨全部噴嘴的方式在上述過濾器的面方向擴展。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的紡紗組件，其中，上述過濾器的厚度為5mm以下。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的紡紗組件，其中，上述過濾器具有第2過濾層，該第2過濾層配置於上述第1過濾層的下側，該第2過濾層的過濾粒度小於上述第1過濾層的過濾粒度。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的紡紗組件，其中，上述紡紗組件是紡出分別由多根長纖維構成的第1紗線和第2紗線的紡紗組件，上述聚合物流入構件具有：一個上述導入部、以及與上述一個導入部連通的一個上述緩衝空間，上述噴紗頭具有：由分別紡出上述第1紗線的多根長纖維的多個噴嘴構成的第1噴嘴群、以及由分別紡出上述第2紗線的多根長纖維的多個噴嘴構成的第2噴嘴群，上述一個緩衝空間內的熔融聚合物通過上述過濾器而朝上述第1噴嘴群和上述第2噴嘴群分別供給。