JPH08506393A - フィラメントの溶融紡糸方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フィラメントとこれに接触する空気層との間の空気摩擦を防止し又は制限することにより、紡糸直後のフィラメント内の応力を減少させる。これは、糸の走行方向に流れる気流を発生させることによって行われ、該気流の速度はフィラメントの表面速度と同じか又はほぼ同じである。この気流は、チューブによってフィラメント表面を指向することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 フィラメントの溶融紡糸方法 本発明は、例えばポリエステル、ポリアミド（重縮合物）、ポリプロピレン等 からフィラメントを製造（紡糸）する方法に関する。この方法に適した装置も提 案する。 紡糸ノズルを通じて溶融物を押し出すことによって形成されるフィラメントの 紡糸速度を増加することは、効率上の理由によって常に変わらぬ目的となってい る。この「紡糸速度」の大きさは、すべての紡糸工程に適用可能な絶対的な値で はない。これは、むしろ紡糸される糸に応じて決められる。例えば、産業用糸と 衣料用糸との間には基本的な差があり、衣料用糸自体は、現在ではＰＯＹ（部分 配向糸）かＦＤＹ（完全延伸糸）のいずれかで紡糸されている。 高い紡糸速度に対する追求は、良く知られた紡糸速度の影響による制限を今の ところは受けている。これらの影響は、主として、フィラメントを構成するポリ マーの形態の変化に起因している。これらの変化によって、例えば、糸の強度や 伸度が減少して意図する目的に適さなくなってしまう。このことは、間接的にで はあるが、高速において工程が制御不能に陥り、その結果、制御不能な変化（及 びその結果としての不均一な糸特性）や糸切れ（操業上の問題）を生じる。 発明の目的 本発明の目的は、同じ糸特性を維持しながら紡糸速度を増加させ、及び／又は 同じ速度を維持しながら糸の特性を改善することにある。 先行技術 少なくとも２０年前から、高い紡糸速度において、糸とそれに随伴する空気層 との間の摩擦力は、得られる糸特性に影響を及ぼすことが知られていた（米国特 許第4，049，763号）。同時に、「補助的な」随伴気流を発生させてこの摩擦力 を避け、低速工程での好ましい糸特性を維持しようとすることも提案されている （米国特許第4，185，062号及び4，202，855号）。随伴気流の解決策は、別の理 由によって長年にわたって提案されてきた（米国特許第2，252，684号）。ここ で、「補助的随伴気流」とは、糸が空気中を通過する際にこの糸に引きずられて 生じる随伴気流とは別の随伴気流を発生させる特別な装置の効果のことを称する 。上述の提案は、すべて、糸を固化させる補助気流の発生のためのものである。 同時に、糸が固化する前に糸に張力を付与することが提案されている（米国特 許第3，706，826号）。この張力は気流によって発生させられる。同様の提案が その少し後に再び米国特許第4，496，505号（EP-56 963）に見られ、紡糸ノズル に続く加熱ゾーンを通過する糸の経路に沿ってアスピレータによって気流を発生 させている。WO 90/02222には加熱ゾーンは含まれておらず、アスピレータは「 紡糸チャンバ」を介して紡糸ノズルに接続されている。 関連する又は改変された提案が引き続いてなされ、例えば、糸は紡糸ノズルを 介して経路に沿って、所定の圧力に維持されている紡糸筒内を通過せしめられる （米国特許第4，702，871号、4，863，662号及び4，973，236号）。紡糸筒内の 圧力を維持するのに特別なシール装置が必要である。この問題は、米国特許第5 ，034，183号及び5，141，700号（EP-244217号）において解決され、（所定の圧 力を維持するのに使用された後に）空気は高速で紡糸筒から排出される。 これらの後者の提案の目的は、明らかではない。これらはすべて、明らかに一 つのタイプ及びもう一つのタイプの効果を生じることを意図している。上述の特 許明細書は、経験的に決まった現象以外の現象が含まれているかどうかについて は言及していない。或るものは、紡糸ノズルの近傍で糸に張力を選択的に付与す る目的を述べている。 なお、これに関連して、糸を紡出して不織布製品を形成するのに使用される装 置についても言及しておく（例えば米国特許第3，707，593号）。この装置は本 発明には無関係であり、既にEP 244217号に述べられているので、ここで説明は 繰り返さない。 基本概念 本発明は、Dr．H．Breuerその他による論文「ポリアミド６．６の高速紡糸」 の662頁以降（Journal Chemiefaser/Textilindstrie，1992年９月号）に一部述 べられている知見に基づくものである。この知見によれば、衣料用糸の製造技術 と形態にとって重要な高速紡糸された重縮合物の特性は、紡糸条件とは殆ど関係 なく、紡糸速度のみが特別な効果を与えている。 更に、本発明は、紡糸速度の影響は糸が固化する点までに糸に付与される荷重 （フィラメント応力）を通じて実際に与えられると言う知見に基づいている。従 って、本発明はこの応力、そしてその結果として糸特性を選択的に変える手段を 採用している。 発明の開示 第１の発明によれば、糸の表面に、糸の走行方向に気流を発生させる溶融紡糸 方法であって、前記気流は、ポリマー材料が未固化の糸部分の少なくとも一部の 上を流れ、この糸部分の上を流れる糸の 走行方向の該気流の速度は、糸が該糸とこれに接触する空気層との間の摩擦に起 因する応力を受けないか、又は無視可能な程度のこの応力を受けるようになされ ていることを特徴としている。 糸は巻取り装置に向かって紡出され、そこで所定の速度でボビン（パッケージ ）に巻かれる。糸の巻取り速度は、紡糸ラインの所定点以降の糸速度が糸の供給 方向の気流によって補助されなければ、糸とこれに接触する空気層との間の摩擦 によって糸に付加的な応力が加わって糸特性が影響を受けるようになっている。 本発明によれば、この気流は、少なくとも前記摩擦力によって糸特性がもはや影 響を受けなくなる紡糸ライン上の点、即ちポリマー材料が固化する点の近傍まで 、糸に随伴することが望ましい。この点まで、気流は、望ましくない摩擦力が生 じない速度に維持される。 気流は、糸の供給方向に可能な限り均一に、即ち渦流が最小になり、且つ糸に 作用する横方向の力が最小になるように、流れることが好ましい。 第２の発明によれば、糸が巻取り装置に向かって供給され、そこで所定速度で ボビンに巻かれ、この巻取り速度は、糸の走行方向の気流によって補助されなけ れば、走行糸に「ネッキング」が生じてしまうようなレベルに設定されており、 糸の走行方向の該気流はネッキングを回避するように補助されていること特徴と する。 第１の発明と第２の発明とは組み合わせて使用することが望ましく、特に、固 化の際の糸の応力が二様に減少し、即ち糸に作用する力が減少すると共に固化に 先立って糸のテーパリング（ネッキング）が防止されるるので好ましい。 以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。 図１は、最近のＰＯＹフィラメント紡糸工程におけるノズルとワインダ（スプ ーラ）との間の糸経路（紡糸ライン）を模式的に示し たものである。 図２は、本発明の新規な方法によるこれに対応する図である。 図３は、図２の工程を実現するための装置の模式図を示す。 図４は、非常に細いフィラメントを紡出するための補助装置のこれに対応する 図である。 図５は、拡張された工程の模式図である。 図６は、この拡張された工程の好適例を模式的に示す。 第２の態様の説明が複雑にならないように、先ず、本発明を非常に簡単化した 紡糸ラインを参照して説明する。この理由で、ＰＯＹの工程が例示として選ばれ た。本発明はこの例に限定されるものではなく、例えば公知のゴデットを利用す ることによって他の工程にも適用可能である。これについては、図の説明に従っ て後に簡単に言及する。 図１は、模式的に、ノズルプレート１０、図示しない装置によって溶融物１４ が押し出される前記プレート１０に設けられた単一の孔１２、及び得られたフィ ラメント１６を示す。説明を簡単にするために、一本のフィラメント１６だけが 示されているが、公知のように、同時に多数のフィラメント１６（それぞれがプ レート１０の単一の孔を通って）を形成することが可能である。図１に示す工程 は、フィラメント１６が巻取りユニット（ワインダ又はスプーラ）２０のボビン １８に巻かれて完了する。 最初は液状であるポリマーは、ノズルプレート１０とワインダ２０との間で冷 却され、この冷却は高温のポリマーからその周囲のガス（空気）への熱の移転に よって行われる。熱の移転は、少なくともポリマー材料がセット（固化）するま で継続され、この固化は糸経路内の確認可能な点（又は少なくとも確認可能な範 囲内）で生じる。「固化点」は、図１に位置ＥＰで示され、この位置は実質的に 紡糸条件に影響される（前述のJournal Chemiefaser/Textilindustrie，1992年 ９月号の論文参照）。 固化点ＥＰの上方（即ち、固化点とノズルプレート１０との間）でフィラメン トは細くなり、その断面は孔１２から押し出された時点での初期の断面より減少 する。固化点ＥＰの下方では、フィラメントの断面の（著しい）変化はない。従 って、ノズルプレートとワインダとの間の「ポリマー粒子」の速度は非常に複雑 な影響を受け、その或るものは未だに解明されていない。ポリマーの固化の後で は、この速度（紡糸速度）は専らワインダ２０によって決められる。そこで、こ の速度は固化点からワインダ２０まで同じである。 現在行われている工程では、フィラメントとそれに接触している空気層との間 には相対運動が生じている。空気層に対するフィラメントの相対速度は、多くの 因子によって決められる。それは、例えば ・糸経路が何らかの手段によって一般の室内空気から分離されているかどうか、 ・糸の近傍で空気を運動させる特別な手段があるかどうか、又、その方向はどち らか、 等である。 フィラメントとこれに接触する空気層との間の摩擦によって、通常は空気が糸 と共に糸の走行方向に「牽引」される。従って、糸経路上の任意の点での糸部分 に作用する力は、 Ｆｂ−加速力 Ｆｒ−空気摩擦による力 Ｆｓ−重力 ＦＲ−ワインダによって与えられるべき合成力 となる。 このことから、 ＦＲ＝Ｆｂ＋Ｆｒ−Ｆｓ の関係が得られるが、ここで第１近似においては重力を無視してもよい。 これらの変数は紡糸工程を完全には表現していない。本発明にとって重要な概 念に集約するために、多くの変数が無視されている。所与の工程の更に詳細な説 明は、例えば１９９２年４月発行の「Polymer Engineering and Scienee」の第 ２２巻第５号の２９２頁以降に記載のHenry H．Georgeの論文「中間引取り速度 における定常状態紡糸のモデル」に載っている。 前記糸部分に生じる応力は、次式によって与えられる。 応力＝ＦＲ／Ｑ ここでＱは前記糸部分の断面積の大きさである。応力、合成力ＦＲ及び断面積 Ｑは、すべてノズルプレート１０からの距離の関数である。 フィラメントが紡糸ノズルから出た直後の点では、この領域ではフィラメント 速度が比較的低いと言う事実によって、フィラメントの応力は空気摩擦による影 響を殆ど受けない。この領域では、応力は長手方向の加速度と粘度の影響を受け ている。しかし、加速度が或る限界を越えて増加した後は、大きな付加的応力が 生じ、これを防止又は制限するための何らかの方策を講じなければならない。 フィラメントの固化の際の応力のレベルは、フィラメント特性の或るもの（例 えば破断伸度、破断強度、沸水収縮率等）を決定する。例えばＰＯＹの紡糸工程 でのこの応力が高ければ、これらの糸特性の値が低下する。 従って、「数学的」には、これらの値に積極的に影響を与えるのに二つの手法 がある。 一つの手法として、合成力ＦＲを減少させればよい。従来工程において、この ことは糸速度を減少させればよい。 もう一つの手法として、固化前の断面積Ｑ（即ち、フィラメント当たりの繊度 ）を増加させればよい。 図２を参照して以下に述べるように、実際は、これらの両方の「数学的」手法 が使用される。 図２におけるエレメントは、基本的には図１に示すものと同じであり、同じ符 号が付されている。違いは、糸の走行方向に気流ＬＳを発生させる手段（図２に は図示されていない）が設けられていることにある。この気流ＬＳは空気層を形 成し、これが固化点ＥＰの上方のフィラメント１６に接触し、この空気層は糸の 走行方向に、フィラメントの表面速度と同じか又は殆ど同じ速度ＶＲで流れる。 これによって、摩擦力Ｆｒは無視し得る程度になり、その結果、合成力ＦＲを減 少させる。気流ＬＳは先ず、プレート１０の下方の距離Ａの点ＥＢでフィラメン ト１６に接触し、固化点ＥＰに至るまでフィラメントとの接触を保っている。 固化点ＥＰの上方での糸の運動を補助することによって、ノズルプレートと点 ＥＰとの間の糸の各部分における応力が滅少する。フィラメント応力が減少すれ ば、現状でネッキングの発生する速度よりも著しく高い糸速度において、「ネッ キング」―固化の直前に生じる突然のフィラメント断面の減少であって、固化し たフィラメントの断面積を減少させる―を防止することが可能となる。 図３はこの新規な原理を実用化するための第１実施例を示す。ノズルプレート は符号２５で、ワインダは符号２７で、ワインダ内のボビンは符号２８で示され ている。多数のフィラメント２９（図には３本が示されている）がプレート２５ において形成されて、これらは所定の点Ｐでまとめられて、一本の糸Ｆを形成し ている。ワイ ンダ２７に入る前に、計量ユニット３１によってオイルが付与され、必要に応じ てユニット３３によって渦流作用を受ける。この図には示されていないが、計量 ポンプが設けられ、溶融物を単位時間当たり所定量ずつ紡糸ノズル２５に供給し ている。この量は、ノズルの孔の数と紡糸速度と共に、各フィラメントの太さ、 いわゆるフィラメント当たりの繊度を決定する。これに関する限りは、この工程 は現在使用されている従来工程と同じである。 高速で流れる空気層を発生させるために、固化点ＥＰの上方の糸経路は、紡糸 チューブ３５によって取り囲まれている。チューブは負圧発生装置３７によって 作られた気流を搬送する。チューブ３５の上端３９は開放されており、空気はこ こからチューブ内に入って、チューブ内に前記気流を形成する。チューブ３５の 下端４１は長方形のチャンバ４３内に開いており、チャンバは、以下に詳細に述 べるように、前記チャンバ３５と負圧発生装置３７とを接続している。 前記チャンバ４３は、前記チューブ３５の糸の走行方向への延長部を形成し、 糸は前記チューブ３５とチューブ４３を通って、向きを変えることなく出口４５ から出る。出口４５は、糸の供給を妨害せずしかも室内の空気がチューブ４３内 に侵入しないような構成になっている。出口４５にはセラミックの糸ガイド４６ が設けられている。前記出口４５と前記ユニット３１との間の距離は、固化した 糸に対する空気の摩擦に起因して張力が大きく増加しないように選ばれている。 前記チャンバ４３の下端部分は穿孔表面４７として形成され、チャンネル５１ によって前記負圧発生装置３７に接続された捕集リング４９によって取り囲まれ ている。前記チャンネル５１の中又は上のいずれかに、バルブ５３、絞り部５５ 、メーター５７等の気流速 度を制御するための手段が設けられていることが望ましく、メーターは絞り部の 前後における差圧を計測する。このような構成は当業者にとって公知なので、本 明細書中での詳述は省略する。 チャンバ４３は接続ピース（トランペット）５８によってチャンバ３５に接続 され、トランペットは糸の走行方向に広がっている。これによって、糸がチャン バ４３に入る前に、チューブ３５内の高い空気速度が或る程度減少する。空気は 、その通路を通ってチャンバ４３から捕集リング４９内に入るまでに更に滅速さ れる。これらの対策によって、気流中の渦の発生の危険性が減少する。チャンバ ３５の下方での空気速度を減少させることによって、糸の張力を増加させること が可能となり、巻取りがやり易くなる。従来の巻取り工程では、供給糸の張力は 0.08〜0.15 CN/dtexの範囲内にある必要があった。 同じ理由によって、糸の走行方向にテーパーが付いて細くなったマウスピース （漏斗）５９が、チューブ３５の上端３９の上方に設けられている。漏斗５９の 内面（及び適用可能な箇所並びにトランペット５８の内面）は、気流中での渦流 の発生が最小となる形状を有するように形成されることが望ましい。前記漏斗５ ９は、空気が室内から吸引されるように穿孔されたシリンダ６１の内側に設置さ れている。この穿孔シリンダ６１は、紡糸ノズル２５を含む加熱ボックス６３ま で逆に延在している。前記第１の穿孔シリンダ６１の周囲には第２の穿孔シリン ダ６５が設置され、渦流を更に防止するための安静空間６７を形成している。 図示の構成の変形 チャンバ４３の出口の後に（ワインダの前に）ローラ（ゴデット）又はローラ アセンブリを設けてもよい。これは、「前段階糸（pre liminary yarn）」が前記チャンバから出てきたところを延伸して、ＦＤＹ又は 産業用糸を製造するのに使用される。ゴデットは、糸を延伸することなく、単に 巻取り前に糸張力を調節するのにも使用可能である。 前記穿孔シリンダ６１は、ワイヤメッシュ、穿孔金属シート、焼結圧縮体、又 は繊維状エレメントとして構成可能である。シリンダ６１の最小直径は、未だ液 状の（太い）フィラメント２９がシリンダ６１の内面に接触しない程度に設定さ れる必要がある。シリンダの軸方向長さは、５〜２００ｃｍの範囲であればよい 。 前記チューブ３５の内径は、０．５〜２０ｃｍ程度であればよい。チューブの 材料は、フィラメントがその内面に接触した場合に付着せず、且つその壁自体が 溶融しなければ、何でもよい。負圧発生装置３７の負圧に対するチューブ３５の 内径は、チューブ３５内に所望の空気速度が維持されるように選定される必要が ある。この空気速度は、防止速度、即ち固化後のフィラメント速度に等しいか、 又はこれより大きいことが望ましい。 紡糸ノズル２５と、内部を流れる空気が最初にフィラメントに接触する点との 間に、保護ゾーンＺを設けることができる。このゾーンＺは、紡糸ノズル２５の 下方において、リング６４を加熱ボックス６３に取付けることによって形成され る。別の例では、加熱ボックス６３自体が紡糸ノズル２５の下方まで突出してい る。内部を流れる空気は予備加熱される。 フィラメント２９がチューブ３５内面に接触する危険性を減少させるために、 チューブの上端３９（チューブ３５と漏斗５９との間）に空気噴射手段６０を設 け、チューブ３５の内面に沿って空気ジェットをチューブ軸方向に噴射してもよ い。この空気噴射手段６０は、糸通し作業を行うのにも使用される。 図面の説明の冒頭で述べたように、図面に示すこの「簡単な」紡糸ラインに補 助ユニットを付加して、公知の効果を得ることも可能である。（当業者には公知 である）このような構成の例示として、ドイツ特許公開公報第A-21 17 659号と ドイツ特許公報第C-40 21545号には、固化後の糸を加熱することが提案されてい る。前者には、糸を延伸するためのローラアセンブリ（一対のゴデット）も開示 されている。 図４は、ポリマーが紡糸ノズル２５から出てきた時に、ポリマーが急に固化し ないように、糸の冷却をゆっくりと行う例を示している。この場合、ノズル２５ の次に加熱スリーブ７０が設けられ、糸の温度が急激に低下するのを防いでいる 。シリンダ６１を仕切り板７２によって上部６１Ａと下部６１Ｂとに分割し、温 かい空気を仕切り板の上方の上部６１Ａに供給すると共に、比較的冷たい室内空 気を下部６１Ｂに入れるようにすることによって、更にこの効果を助けることが できる。 チューブ３５内の気流は、空気をチューブの上端に吹き込むことによって形成 される。 チューブ３５に入って来る空気の速度は、シリンダ６１を取り囲んでシリンダ に対して糸の走行方向に移動可能なダイヤフラム７４によって調節可能である。 このダイヤフラム７４は穿孔されておらず、従って室内空気が穿孔シリンダ６１ に入ることが制限される（又はダイヤフラム７４が下方に移動した時に、空気が 入ることが許容される）。 上に述べたように、チューブ３５内の空気速度は糸の速度と同一である。チュ ーブ内に気流を形成する室内空気は、（糸の長さ方向に垂直な）いわゆるクロス フロー（eross-flow）として吸引されることが望ましい。この室内空気の内部流 は渦流を含んでいてはなら ず、さもなければ、糸の特性にバラツキを生じるであろう。従って、空気の量が 多い程、渦流発生の危険性が多いので、空気の量は（チューブ３５の比較的小さ い直径の部分を通じて）可能な限り少なくすることが必要である。 本発明の効果及び応用例 フィラメントの応力が高い場合には、ポリマー構造の結晶化度と配向度が増大 する。従って、本発明の効果は、この結晶化度又は配向度を制限することにある 。そこで、好ましい利用分野は、これらの効果が最大の利点をもたらす分野であ る。これを説明するために、先ず、次の「糸のタイプ」間の差について述べる必 要がある。 ａ）産業用糸−これらの糸は最近では二つの段階で製造され、第１段階で「前 段階糸」を紡出し、第２段階で、この（セットされた）前段階糸を延伸して、そ の強度を大幅に増加させる。この前段階糸においては、第２段階で最大の延伸が 得られるように結晶化度と配向度は両方共可能な限り低いことが必要である。な お、これらの段階は「二段ステップ」又は「一段ステップ」で行われる。いわゆ る二段ステップ工程においては、前段階糸は低速で巻き取られ、ボビンは延伸の ために別の装置に搬送される。「一段ステップ工程」では、前段階糸は巻取りの 前にゴデットアセンブリ上で延伸される。 ｂ）ＰＯＹ衣料糸−これらの「部分配向糸」は、延伸又は延伸捲縮工程等の後 次工程のための前段階糸として役立つ。第２段階での最適な効果を得るために、 結晶化度は上限を越えてはならない。例えば、ＰＥＳ糸の場合には、最大結晶化 度は２０％であり、これによって約８０〜１５０％の伸度と約１０〜５０％の沸 水収縮率が与えられる。 ｃ）ＦＤＹ衣料糸−これらの「完全延伸糸」はその他の処理段階を必要としな いで最終用途に使用可能である。この場合には、高い結晶化度でも受入可能であ り、例えば結晶化度が約２０〜５０％のＰＥＳ糸の場合には、２５〜４５％の伸 度、３〜５CN/dtex、０〜１０％の沸水収縮率が与えられる。 明らかにこれらの例は、応用分野に応じて受入れ可能な結晶化度は大幅に変動 するが、それぞれの応用分野に対して上限が存在することを示している。 従って、所与の空気速度に対する結晶化度と配向度に影響を及ぼす本発明は、 次のような効果をもたらす。 ―所定の特性を有する糸を、現在の従来速度よりも高速の供給速度で紡糸する ことが可能である（例えば、フィラメント当たり０．５〜３０decitexのＰＯＹ 糸を、現在公知の糸特性を維持したまま、７０００〜８０００ｍ／ｍｉｎの供給 速度で紡糸可能であるが、従来の標準速度は２５００〜５５００ｍ／ｍｉｎであ る）。 ―或るポリマーから細いフィラメントを、現在では不可能な場合に経済的な供 給速度で紡糸可能である（例えば、フィラメント当たり約０．１〜０．５decite xのＰＥＳのＰＯＹ糸を、約３０００m/minの供給速度で紡糸可能である）。 或るタイプの糸を紡糸するための公知の工程を改変したものを、本発明の応用 の例示として次に述べる。ＦＤＹのＰＥＳ糸を得るための公知の工程 ＰＥＳ（ポリエステル）糸が、（巻き取られることなく）約３６００m/minの 速度でゴデットアセンブリに供給される。このアセンブリは約１．４５倍の延伸 を与え、延伸された糸は約５２００m/minの紡糸速度で巻き取られ、フィラメン ト当たり６decitex以下の糸が得られる。ＦＤＹのＰＥＳ糸を得るための新工程 本発明によれば、基準糸の特性を大幅に変えることなく、ゴデットアセンブリ への供給速度が約７０００m/minまで増加される。公知の糸特性が維持されるよ うに、ドラフトはそのまま変えないままとされる。巻取り速度は１０，０００m/ min以上に増加する。産業用糸（例えばコード布帛用の）を得るための公知の工程 ＰＥＳ又はＰＡ（ポリアミド）糸が、４００〜６００m/minの範囲の速度でゴ デットアセンブリに供給される（例えば，ＰＥＳのコード布帛の場合には約４０ ０m/min）。ゴデットアセンブリにおける延伸に引き続いて、糸は２０００〜３ ５００m/minの巻取り速度で巻き取られる（例えば、ＰＥＳのコード布帛の場合 には、２２００〜２５００m/mn）。巻き取られた糸は７〜９g/dの範囲の強度と 、フィラメント当たり１０decitexの繊度を有している。産業用糸を得るための新工程 本発明の応用を通じて、糸はノズルからゴデットアセンブリに１０００m/min 以上の速度で供給され、糸特性は公知の工程の場合と同じに維持されている。こ れによって、巻き取られた糸の特性を従来工程の場合と同じに維持したまま、巻 取り速度を５５００m/min以上に増大可能である。ＨＭＬＳ糸を得るための公知の工程 「高モジュラス・低収縮率」（ＨＭＬＳ）糸は、最近コード布帛を製造するの に使用されている。紡糸に当たって、ＰＥＳ糸は３０００〜３５００m/minの速 度でゴデットアセンブリに供給され、そこで前段階糸は延伸される。延伸された 糸は約６０００m/minの巻取り速度で巻取られる。配向度と結晶化度が比較的高 いにもかかわらず、この糸は或る用途の目的には適したものである。ＨＭＬＳ糸を得るための新工程 ポリマーによって紡糸条件に対して反応が異なるので、ＨＭＬＳ工程を他のタ イプのポリマーにそのまま移行することは不可能である。前述の紡糸条件の下で は、ポリプロピレン（ＰＰ）とＰＡ（ナイロン６．６を含む）は、最初のゴデッ トにおいてさえＰＥＳよりも遥かに高い結晶化度を示し、その結果、延伸に問題 を生じる。本発明は、このような場合にもこの受入れ不能な結晶化度を低くする ことができるので、応用可能である。 或る限度以下の応力レベルの下でフィラメントが処理されると、フィラメント は固化点まで次第に細くなり、固化がいわゆるガラス転移温度で生じる。応力が 増加すると、ポリマーはガラス転移温度以上で固化し（たとえ冷却条件が変わら なくても）、この固化は、結晶化の増加を伴う。これによって、「ネッキング」 の危険性が高まる。 糸の速度が高くなると、フィラメント切断の危険性が残る。この危険性は応力 を減らすことによって大幅に少なくなるが、他の紡糸条件を調節することによっ て、この危険性を更に減らす（制御する）ことも望ましい。このような条件とは 、例えば、加速、単位長当たりの伸度（Ａｘ／ｘ）及び冷却である。これらの条 件は、次の工程パラメータ：（チューブの上端からノズルプレートまでの）距離 Ａ、気流速度及び気温によって影響を受ける。これらの手段によって、現在行わ れている従来条件とほぼ同じ紡糸条件を作ることが可能である。 本発明の主たる目的は、例えばEP 456 505号の場合のように、温度変化を通じ て効果を得ることではない。しかし、これを図５，６を参照して以下に説明する ように、熱処理に基づく工程と巧く組み合わせることが可能である。これらの図 では、図３の実施例の部分と同じ部分には同じ符号が使用されている。 図５に示す実施例は、紡糸ノズル２５、チューブ３５、チャンバ４３及び空気 ドラフト５１を具えている。図５には、ノズル２５とチューブ３５の間の領域が 示されていないが、図３、４から読み取り可能である。 図５において、チャンバ４３の下方に熱処理チャンネル８０が設けられている 。チャンネル内で、固化した糸は上向きに流れる熱風（例えば２００〜２４０℃ の温度）によってガラス転移点以上の温度（但し溶融温度以下）に再加熱される 。このチャンネルから出てくる糸はゴデットの対８２，８４に供給されるが、糸 はこれらのゴデットによって延伸はされない。ゴデットの対に入ってくる糸の張 力は、糸がチャンネル内の延伸点ＤＰで延伸されるように調整されている。ゴデ ットの対を出た後の糸張力は、ワインダ２７での糸の巻取りに適したものである 。 この拡張された工程の好適例が図６に模式的に示され、加熱処理は本発明のた めに設置された装置内に組み込まれている。図６は、チューブ３５の（固化点Ｅ Ｐの近傍の）下端部分を示す。図３のチャンバ４３は、この例では気流速度を約 ７０００m/minから約５００m/minまで減少させる目的で比較的大きい拡大チャン ネル９０に代えられている。 チャンネル９０内を緩やかに流れる空気は、加熱手段９２によって加熱され、 糸はガラス転移点以上ではあるが溶融点以下の温度を得る。気流の減速は空気抵 抗（空気摩擦）を増加させ、その結果、これに対応して糸の張力を増加させる。 これによって、チャンネル９０の下方部分に延伸点ＤＰが形成される。延伸によ って結晶化度が増加し、沸水収縮率が減少する。この工程で作られた糸は衣料用 途（例えば、ニットや製織等）に直接使用可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．糸の表面に、糸の走行方向に気流を発生させる溶融紡糸方法であって、前 記気流は、ポリマー材料が未固化の糸部分の少なくとも一部の上を流れ、この糸 部分の上を流れる糸の走行方向の気流の速度は、糸とこれに接触する空気層との 間の摩擦に起因する応力を糸が受けないか、又は無視可能な程度のこの応力を受 けるようになされていることを特徴とする溶融紡糸方法。 ２．糸が巻取り装置に向かって供給され、そこで所定の速度でボビン（パッケ ージ）に巻かれる請求項１に記載の溶融紡糸方法であって、糸の巻取り速度は、 紡糸ラインの所定点以降の糸速度が糸の供給方向の気流によって補助されなけれ ば、糸とこれに接触する空気層との間の摩擦によって糸に付加的な応力が加わっ て糸特性が影響を受けるようになっており、又、気流が前記所定点から発生し、 その糸走行方向に向かう速度は、糸とこれに接触する空気層との間の摩擦力が糸 の特性に重大な影響を与える限度以下に留まっていることを特徴とする溶融紡糸 方法。 ３．前記気流が、少なくとも糸特性が前記摩擦力によって影響を受けなくなる 紡糸ライン上の位置、即ちポリマー材料が固化する位置の近傍まで糸に随伴する ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融紡糸方法。 ４．糸が巻取り装置に向かって供給され、そこで所定の速度でボビンに巻かれ 、この巻取り速度は、糸の走行方向の気流によって補助されなければ、糸走行経 路に「ネッキング」が発生するようなレベルに設定されている溶融紡糸方法であ って、糸の走行方向の前記気流は、ネッキングを防止するように補助されている ことを特徴とする溶融紡糸方法。 ５．前記方法が請求項１〜３のいずれか１項においても行われる請求項４に記 載の方法。 ６．紡糸ノズルとワインダを具えたフィラメントの溶融紡糸のための装置であ って、糸の走行方向の気流を発生させる手段が設けられ、糸の表面上の該気流の 速度は、糸とこれに接触する空気層の間に僅かな摩擦力しか生じないように糸の 表面速度に対応しており、前記手段は前記気流が紡糸ライン内の一点から流れる ように構成され、該気流の補助がなければ摩擦力が発生して糸特性に影響を及ぼ し、且つ前記気流はフィラメントが固化する点まで流れることを特徴とする溶融 紡糸装置。 ７．前記手段は紡糸ラインを被包するチューブを具え、前記気流は該チューブ を通ってフィラメントの近傍に導かれることを特徴とする請求項６に記載の装置 。 ８．前記気流が負圧の発生によって生じることを特徴とする請求項６又は７に 記載の装置。 ９．室内空気が前記チューブの上端に入って前記気流を形成することを特徴と する請求項７又は８に記載の装置。 １０．フィラメントがノズル出口から出現した後に該フィラメントの冷却を遅 らせるための手段が、前記紡糸ノズルに設けられていることを特徴とする請求項 ６〜９のいずれか１項に記載の装置。