TWI620594B - 過濾器及紡紗方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種過濾器及紡紗方法。在層疊2種金屬短纖維過濾器的過濾器中，將過濾器的厚度抑制到儘量小，並且防止金屬短纖維脫落。防止誤將過濾器安裝成方向相反。過濾器(44)具有：燒結具有多邊形截面的第1金屬短纖維(50a)而成的第1過濾層(51)，層疊在第1過濾層(51)上且是燒結具有圓形截面的第2金屬短纖維(50b)而成的第2過濾層(52)，以及層疊在第2過濾層(52)上的第3過濾層(53)。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。

Description

過濾器及紡紗方法

本發明係關於過濾熔融聚合物的過濾器及從噴絲頭將利用過濾器過濾過的熔融聚合物紡出的紡紗方法。

以往，從噴絲頭將熔融聚合物紡出的紡紗組件是已知的。一般的紡紗組件在其內部具有用來過濾熔融聚合物的過濾器。

專利文獻1的紡紗組件在其內部具有金屬線過濾器。該金屬線過濾器具有：燒結金屬纖維過濾器、和分別層疊在該燒結金屬纖維過濾器兩面上的金屬網。另外，在專利文獻1中記載“金屬網不一定必須配置在燒結金屬纖維過濾器的兩側，只要設置在至少一個面上就可以”。

另外，雖然專利文獻1中沒有明確記載，但以往使用的一般的金屬纖維的燒結過濾器為將金屬絲狀的金屬拉伸所獲得的金屬短纖維燒結而成的構件，該金屬短纖維具有圓形截面形狀(以下稱為“圓形截面金屬短纖維過濾器”)。

並且，專利文獻2的紡紗組件具有：金屬線過濾器、配置在該金屬線過濾器的上側的燒結過濾器、以及填充在燒結過濾器之上的濾材。燒結過濾器為燒結多邊形截面的金屬短纖維而構成的過濾器。另外，相對於上述“圓形截面金屬短纖維過濾器”，將這樣的過濾器稱為“多邊形截面金屬短纖維過濾器”。多邊形截面金屬短纖維藉由顫振切削法製造出。另外，多邊形截面金屬短纖維過濾器與濾材一起，是為了將熔融聚合物中的凝膠狀部分細化而設置的。

[專利文獻1]日本特許第3365000號公報

[專利文獻2]日本特開2005-256197號公報

但是，本申請發明人等正在研究，將以往的圓形截面金屬短纖維過濾器和專利文獻2中公開的多邊形截面金屬短纖維過濾器這2種金屬短纖維的種類不同的金屬纖維燒結過濾層進行層疊而使用的情況。如此，能夠利用多邊形截面金屬短纖維過濾器將熔融聚合物中的凝膠部分細化，並且能夠用金屬短纖維的截面不同的2種過濾層確實地捕集熔融聚合物中包含的異物。

但是，僅僅使上述2種過濾層重疊的話，金屬短纖維容易從過濾層的露出面脫落而混入熔融聚合物中。這一點，像專利文獻1那樣金屬網分別配置在金屬短纖維過濾層兩側的結構，可防止金屬短纖維從金屬短纖維過濾層的脫落。但是，藉由將上述2種金屬短纖維過濾層重疊使得過濾器的厚度增大，而且如果將金屬網配置在其兩側，則 過濾器的厚度變得更厚了。如果過濾器的厚度變厚，相應地，熔融聚合物在紡紗組件內滯留的時間變長，容易產生熔融聚合物的熱劣化。

並且，如果在2種金屬短纖維過濾層的兩側分別設置相同的金屬網，則過濾器的哪個面是設置了哪種金屬短纖維過濾層的面非常難以知道。因此，在紡紗組件中，有誤安裝成方向相反的疑慮。由於2種金屬短纖維過濾層各自所被要求的功能不同，因此如果安裝成方向相反的話，則不能夠發揮所希望的過濾功能。

本發明的一個目的是在層疊了2種金屬短纖維過濾器的過濾器中，將過濾器的厚度抑制到儘量小、並且防止金屬短纖維脫落。並且，本發明的其他的目的是防止誤將過濾器安裝成方向相反。

發明第1方案的過濾器，為將從噴絲頭紡出的熔融聚合物在其紡出之前過濾的過濾器，其特徵在於，具有：燒結具有多邊形截面的第1金屬短纖維而成的第1過濾層，層疊在上述第1過濾層上且是燒結具有圓形截面的第2金屬短纖維而成的第2過濾層，以及層疊在上述第2過濾層上的第3過濾層；在上述第1過濾層上沒有層疊上述第3過濾層，使上述第1過濾層的與上述第2過濾層相反一側的面露出。

根據本發明，藉由多邊形截面金屬短纖維過濾器、即 第1過濾層將熔融聚合物中的凝膠狀部分細化。並且，在第1過濾層上層疊有圓形截面金屬短纖維過濾器、即第2過濾層，利用這2個過濾層確實地捕集異物。另外，在本發明方案中，“圓形截面”並不局限於完全的正圓截面形狀，還包含與正圓相比稍微扁平的近似橢圓形的截面形狀。

並且，本申請發明人通過實際觀察得知，金屬短纖維種類不同的第1過濾層和第2過濾層中，金屬短纖維脫落的難易程度不同。具體為，第1過濾層的第1金屬短纖維與第2過濾層的第2金屬短纖維相比，不容易產生脫落。對於這一點可以認為是以下原因：第1金屬短纖維由於具有多邊形截面，因此在第1過濾層內第1金屬短纖維彼此能夠面接觸，纖維之間的接觸面積增加。相對於此，第2金屬短纖維由於具有圓形截面，因此在第2過濾層內第2金屬短纖維彼此只能點接觸。即，由於不能夠面接觸，因此纖維之間的接觸面積小，燒結之際纖維彼此間只能以小面積結合，不能夠獲得很強的結合力。根據以上原因推測，多邊形截面的第1金屬短纖維與圓形截面的第2金屬短纖維相比，不容易脫落。

鑒於上述情況，本發明中在容易產生金屬短纖維脫落的第2過濾層上層疊第3過濾層。由此，第2過濾層成為被第1過濾層和第3過濾層夾著的結構，防止第2金屬短纖維從第2過濾層的脫落。另一方面，在第1過濾層上不層疊第3過濾層，使第1過濾層的與第2過濾層相反一側 的面露出。由於第1金屬短纖維從第1過濾層的脫落不容易產生，因此即使不設置第3過濾層也沒有問題。

這樣，藉由僅在第2過濾層上設置第3過濾層，能夠將過濾器整體的厚度抑制到很小，並且能夠防止金屬短纖維脫落。並且，由於第1過濾層沒被第3過濾層覆蓋，因此能夠容易地識別過濾器的哪個面是第1過濾層一側的面。因此，防止在將過濾器組裝到紡紗組件之際過濾器被誤安裝成方向相反。

發明第2方案的過濾器的特徵在於，在上述發明第1方案中，上述第2過濾層的過濾粒度比上述第1過濾層的過濾粒度小。

根據本發明，能夠用第2過濾層確實地除去用第1過濾層不能捕捉的熔融聚合物中的小異物。

發明第3方案的過濾器的特徵在於，在上述發明第2方案中，第2過濾層的上述第2金屬短纖維的纖維直徑，比上述第1過濾層的上述第1金屬短纖維的換算成圓形截面的直徑小。

在本發明中，“第1金屬短纖維的換算成圓形截面的直徑”是指具有與多邊形截面的第1金屬短纖維相等的截面積的圓的直徑。本發明中，由於第2金屬短纖維為比第1金屬短纖維更細的纖維，因此能夠使由第2金屬短纖維構成的第2過濾層成為過濾粒度比第1過濾層小的過濾層。

發明第4方案的過濾器的特徵在於，在上述發明第1 ~3方案中的任一方案中，上述第3過濾層由金屬網形成；上述第3過濾層的網眼數為30~100網眼。

本發明中第3過濾層由金屬網形成，而且其網眼數為30~100網眼，具有足夠的剛性。因此，第3過濾層還發揮補強第1過濾層和第2過濾層的作用。因此，可抑制熔融聚合物的壓力所造成的過濾器的變形。

發明第5方案的過濾器的特徵在於，在上述發明第1~4方案中的任一方案中，使上述第1過濾層、上述第2過濾層以及上述第3過濾層一體化。

本發明中，由於使3層過濾層一體化，因此紡紗組件組裝時的過濾器的安裝、紡紗組件分解時過濾器的拆卸等作業變得容易。

發明第6方案的紡紗方法，為將藉由上述發明第1~第5方案中的任一方案的過濾器過濾後的熔融聚合物從上述噴絲頭紡出的紡紗方法，其特徵在於，上述第1過濾層的過濾粒度為20~50μm，上述第2過濾層的過濾粒度為10~30μm；使從上述噴絲頭的熔融聚合物的紡出量在80g/分以下。

如果使用過濾粒度小的過濾器生產粗的紗線(增大熔融聚合物的紡出量)，則紡紗組件內的壓力變得過高，過濾器提早堵塞，因此紡紗組件的壽命變短。本發明在第1過濾層的過濾粒度為20~50μm、第2過濾層的過濾粒度為10~30μm的情況下，使紡出量為80g/分以下。

發明第7方案的紡紗方法的特徵在於，在上述發明第 6方案中，上述第1過濾層的過濾粒度為20~30μm，上述第2過濾層的過濾粒度為10~20μm；使從上述噴絲頭的熔融聚合物的紡出量在40g/分以下。

在過濾器的過濾粒度非常小的情況下，即第1過濾層的過濾粒度為20~30μm、第2過濾層的過濾粒度為10~20μm的情況下，使紡出量為40g/分以下。

發明第8方案的紡紗方法，為將藉由上述發明第1~第5方案中的任一方案的過濾器過濾後的熔融聚合物從上述噴絲頭紡出的紡紗方法，其特徵在於，上述第1過濾層的過濾粒度為50~80μm，上述第2過濾層的過濾粒度為20~40μm；使從上述噴絲頭的熔融聚合物的紡出量在50g/分以上。

與上述發明第6方案相反，如果使用過濾粒度大的過濾器生產細的紗線(減少熔融聚合物的紡出量)，則紡紗組件內的壓力反而變得過低，聚合物的紡出變得不穩定。本發明中在第1過濾層的過濾粒度為50~80μm、第2過濾層的過濾粒度為20~40μm的情況下，使紡出量在50g/分以上。

44‧‧‧過濾器

45‧‧‧噴絲頭

50a‧‧‧第1金屬短纖維

50b‧‧‧第2金屬短纖維

51‧‧‧第1過濾層

52‧‧‧第2過濾層

53‧‧‧第3過濾層

圖1為本實施形態的熔融紡紗裝置及紡紗牽引機的概略結構圖；圖2為紡紗組件及加熱箱體的組件安裝部的剖視圖；圖3為過濾器的剖視圖； 圖4(a)為圖3的A部的概略放大剖視圖，圖4(b)為圖3的B部的概略放大剖視圖；圖5為變更形態的紡紗組件及組件安裝部的剖視圖；圖6為其他的變更形態的紡紗組件及組件安裝部的剖視圖。

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往下方紡出。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個導紗輥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的表面接觸而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及噴絲頭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。

噴絲頭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與噴絲頭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絲頭45流入。噴絲頭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。噴絲頭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形成為橫跨噴絲頭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及噴絲頭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，藉由邊使作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製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在噴絲頭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更上游側地)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正下方的噴絲頭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，從噴絲頭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、噴絲頭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內到從噴絲頭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，利用噴絲頭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形成為以橫跨噴絲頭45的所有噴嘴54的方式沿過濾器44的面方向擴展。如此，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的起毛率為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測量了改變從噴絲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組件符號，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，噴絲頭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，噴絲頭45配置成不是與過濾器44相接而是與緩衝空間49相接。即，噴絲頭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，然後向噴絲頭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與噴絲頭45之間配置間隔件，使3層過濾層51~53離開噴絲頭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與噴絲頭45之間的間隔件形成。

2)上述實施形態的紡紗組件4為紡出由多根長纖維f構成的一根紗線Y的組件，但紡出2根以上的紗線Y的紡紗組件也能夠應用本發明。

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和噴絲頭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。

噴絲頭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，能使多個噴嘴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，噴絲頭也可以是具有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)對於紡紗組件4，除了先前敘述過的以外，還可 以進行如下結構的變更。例如，也可以在熔融聚合物的導入部47與過濾器44之間設置用來分配熔融聚合物的構件。並且，也可以在過濾器44與噴絲頭45之間設置聚合物分配用的構件。

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。

Claims (8)

1. 一種過濾器，係將從噴絲頭紡出的熔融聚合物在其紡出之前過濾，其特徵在於，具有：燒結具有多邊形截面的第1金屬短纖維而成的第1過濾層，層疊在上述第1過濾層上且是燒結具有圓形截面的第2金屬短纖維而成的第2過濾層，以及層疊在上述第2過濾層上的第3過濾層；在上述第1過濾層上沒有層疊上述第3過濾層，使上述第1過濾層的與上述第2過濾層相反一側的面露出。
2. 如申請專利範圍第1項所述的過濾器，其中，上述第2過濾層的過濾粒度比上述第1過濾層的過濾粒度小。
3. 如申請專利範圍第2項所述的過濾器，其中，第2過濾層的上述第2金屬短纖維的纖維直徑，比上述第1過濾層的上述第1金屬短纖維的換算成圓形截面的直徑小。
4. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所述的過濾器，其中，上述第3過濾層由金屬網形成；上述第3過濾層的網眼數為30~100網眼。
5. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所述的過濾器，其中，使上述第1過濾層、上述第2過濾層以及上述第3過濾層一體化。
6. 一種紡紗方法，係將藉由申請專利範圍第1~5項中的任一項所述的過濾器過濾後的熔融聚合物從上述噴絲 頭紡出，其特徵在於，上述第1過濾層的過濾粒度為20~50μm，上述第2過濾層的過濾粒度為10~30μm；使從上述噴絲頭的熔融聚合物的紡出量在80g/分以下。
7. 如申請專利範圍第6項所述的紡紗方法，其中，上述第1過濾層的過濾粒度為20~30μm，上述第2過濾層的過濾粒度為10~20μm；使從上述噴絲頭的熔融聚合物的紡出量在40g/分以下。
8. 一種紡紗方法，係將藉由申請專利範圍第1~5項中的任一項所述的過濾器過濾後的熔融聚合物從上述噴絲頭紡出，其特徵在於，上述第1過濾層的過濾粒度為50~80μm，上述第2過濾層的過濾粒度為20~40μm；使從上述噴絲頭的熔融聚合物的紡出量在50g/分以上。