JPS62104907A

JPS62104907A - 溶融紡糸口金

Info

Publication number: JPS62104907A
Application number: JP24171585A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Kuroda; 黒田　俊正; Tatsuya Shibata; 達也柴田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1985-10-30
Publication date: 1987-05-15
Also published as: JPH0343364B2

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】（１）産業上の利用分野本発明は溶融紡糸可能な熱可塑性高分子物を溶融防止す
る口金に関する。

更に詳しくは、本発明は伸度差を有する混繊糸を安価に
製造し得る単一の口金、低紡速で低伸度紡出糸を製造し
得る単一の口金及び高染着性の糸条を製造し得る単一の
口金に関する。

（２）従来技術従来から伸度差を有する紡出糸を空気交絡処理後、延伸
・熱処理するか、又は延伸熱処理後交絡処理を行ない、
糸足差を有づ−る糸条となし、表面タッチの良い織編物
とする方法、及びこの伸度差を有する紡出糸を加熱加工
［同時延伸仮撚加工（ＤＴＹ）を含むコすることにより
、低伸度糸条芯部に高伸度糸条を鞘部となし、風合の改
善された織編物とづることは良く知られた技術である。

従来、伸度差を有する糸条の製造方法としては次のよう
な方法が挙げられる。

■　紡糸速度の異なる糸条を別々に紡糸し、その後、こ
れらを合糸して使用する方法；（例えば紡速１５００ｍ
　／分位の未延伸糸（ＬＪＤＹ）と紡速３５００７ＦＬ
　／分位の部分配向糸（ＰＯＹ）との合糸、延伸糸（Ｆ
ＯＹ）、！：ＰＯＹｌ糸、紡速５０００ｍ分位のＵＳＹ
とＦｏＹの合糸、ＵＳＹ、！：ＰＯＹの合糸等） ■　紡糸時に伸度差を付与する方法としては（ａ）　　
紡糸時に一方は直延伸（ＳＯＹ）を行ない、他方は行な
わないものを合糸して、同時に巻取る方法（ｂ）　　紡糸時に一方は紡糸口金を出てからある距離
の所に設けた非接触加熱ヒーターに通し、簡易延伸熱処
理を行ない低伸度化させ、他方は通常の紡糸を行ない合
糸後同時に巻取る方法（Ｃ）　　紡糸時に一方は口金直下で非接触加熱を行な
い高伸度化させ、他方は口金直下を冷却させ低伸度化さ
せ合糸後同時に巻取る方法〈ｄ）　　一方は偏平糸等の
異形断面化して冷却効果をあげ、他方は通常の丸断面と
なし合糸後巻き取る方法（ｅ）　　単糸１１度の大小で伸度差を付与する方法（
Ｚ）　　特開昭５８−１４９３０９号公報に記載されて
いる如く、口金吐出面に凹凸を設け、冷却効果を付けて
紡糸する方法等が知られている。更に、これら（ω〜（ｆ）の外に（ロ）同一ポリマーでなく同じ紡速で伸度の異なるポリ
マーを別々の紡機で紡糸し、同時に巻取る方法等がある。

しかるに、上述した従来技術は種々の問題を有している
。異紡速糸の混繊はほぼ任意のものが得られるが、同時
に巻取られない為に紡糸生産性が悪く、又、別に一工程
必要となるか或いは延伸又はＤＴＹ加工時、クリールス
タンドを別に設ける必要がある。

又、ＳＤＹ方法で製造するときには、単なる紡糸工程以
外に直延工程が必要となり、しかも任意の伸度差は得ら
れにくい。例えば伸度８０％以上のＳＤＹは延伸型が大
であり、従って条斑、デニール斑が大である。

又、紡糸工程中に加熱ヒーターを用いて低伸度化する方
法も、工程の複雑化、錘内間の斑等に問題があり、又、
口金直下の加熱・冷却等を用いる場合にも、伸度差、自
然延伸倍率（ＮＤＲ）に任意に、広範囲で制御すること
は出来にくいし、これらは同−口金内で行なうには不向
きである。

一方、より冷却効果を上げつる高異形断面による低伸度
イビも、伸度差を大きく出来ないし、異形という制限が
ある。又、口金面を凹凸にする方法においても伸度差は
自由に付けられない。

特に低伸度化する凸部の冷却が進み過ぎると弱糸化し連
続紡糸が出来ない。

（３）発明の目的従って、本発明の目的は以上述べた種々の問題点、欠点
を解消し従来より低紡速領域においても紡出糸を低伸度
化でき、その結果、はぼ任意の伸度差又はＮＤＲ差を紡
出糸条間に付与すると共に従来技術のもう一つの欠点で
ある低伸度側糸条の淡染化をも防止し得るという、工程
の簡単化、合理化を可能にして安定紡糸が出来る紡糸口
金を提供することにある。

３、発明の構成本発明によれば通常の吐出孔（３）の終端（４）に引続
くポリマー溶融流路が該吐出孔（３）のｔｌＤ）より大
なる蚤の円筒又は末広がり状の通路（６）として構成さ
れ、その際該吐出孔（３）及び通路（６）す通して挿入
された針状物（７）の先端が該通路（６）の下方端より
も３Ｈ以上突出してなる紡糸孔を有することを特徴とす
る溶融紡糸口金。

が提供される。

本発明で云う溶融紡糸の対象となるポリマーとしてはポ
リエステル、ポリアミド、及びポリプロピレン等が挙げ
られるが、この中でもポリエステルが最も好ましく用い
られる。

次に、本発明の紡糸口金を図により説明する。

第１図は通常の紡糸孔より成る紡糸口金の要部縦断面図
、第２図は本発明の紡糸孔より成る紡糸口金の一実施！
原様を示す要部縦断面図をそれぞれ示す。第１図に示さ
れるように、通常の紡糸孔はいわゆる紡糸口金板１内に
ポリマー導入部２及び吐出孔３が内含（蔵）された形を
とっているのに対し、本発明の紡糸孔（口金）は第２図
に示されるように２つの大きな特徴を有する。即ち、第
１には、通常口金で云う所の吐出孔３の終端４（吐出孔
端）に引き続いて、吐出孔径（Ｄ）より大なる径の円筒
又は末広がり状のポリマー通路６を有しており、更に第
２には吐出孔３及び上記通路６の中心軸と一致するよう
に針状物７が挿入されており、しかも、この針状物売端
８と該通路路の下方端９（通路端）の距離夏が３ｍ以上
であることである。

本発明の上記２つの特徴のうち、後者の針状物７が吐出
孔３を通過して口金板下流迄突出するように配置した紡
糸口金が特に重要であり、ポリマー流液がこの針状物７
に沿って流下する為、通常口金で起こる吐出孔端４直後
のポリマー流液の急激な応力変形を緩和する作用が発生
し、その結果■低口金温度で紡糸可能であり■通常より
も低紡速で低伸度紡出糸を得ることができ、又、■通常
よりも＾染着性の糸条を得ることができるという効果を
提供してくれる。

次に前者の特徴である、吐出孔端４に引き続く通（流）
路６は、針状物７に沿って流れるポリマー流の温度勾配
、粘度勾配及び速度勾配をスムースにかつ均一に進行せ
しめ、かつ、口金下の冷却雰囲気や糸条随伴流の影響を
緩和・防止すると共に、通常口金面で見られるポリマー
やポリマー中の異物のにじみ出し、蓄積による口金面５
の汚れや、この口金汚れに依るベンディング、二−イン
クを防止する作用を有し、その結果、ポリマー等の付着
に伴なう口金〈面）清掃を皆無とし、加えて、均質な紡
出糸条を極めて安定に紡糸できるという効果を提供して
くれる。

ここで、針状物７部分の一例を示す斜視図が第３図であ
る。

第３図において針状物７はその上部で且つ周方向に複数
の（本例では４個の）羽根１０を等間隔に設けた　に組
み込まれ組体を成す。この針状物組体は第２図に示され
る如く、紡糸孔に挿入され、羽根１０を含む上部が紡糸
液導入孔２の上部に固着される。ここで、第３図に示す
針状物組体の上部形状は４枚羽根型で示しであるが、こ
の部分の働きは針状物７を紡糸孔にしっかりと固着させ
ること、ポリマー流液を吐出孔３へ導く通路を形成し、
保持することにある。従って上部形状は何ら限定される
ものではなく、周方向に複数の小円形のポリマー液流入
孔を等間隔に設けた形状でも差しつがえない。又、第３
図に示す針状物組体の針状物７の形状は本例では円柱状
であるが、特に限定されるものではなく、先端が尖鋭な
錐状を成した円鉗状でもよく、又、楕円柱（錐）、三角
柱（錐）や五角柱〈鉗）等の多角柱（錐）、その他各種
の異形断面柱（錐）であっても差しつかえない。

更には、円管、多角管、その他各種の異形断面の中空管
の形状を用いることによって、中空糸条の紡出も可能で
あり、又、サイド・パイ・サイド型やシース・コア型の
複合紡糸口金に針状物を適用することも可能である。

このｚ１状物７の外径は、曲がり等による変形をまるく
し、取扱い性、保守性の面を考慮すれば約０．３ＩＮＲ
以上、好ましくは０．５＃以上が望ましいが、ポリマー
液の粘度、紡出糸の繊度（Ｄｅ　）等によって、吐出孔
３の径（Ｄ）との関係がおのずとあるので、針状物７の
外径の上限は吐出孔径（Ｄ）より縦０，１．以上小さい
値が好ましく、この寸法関係の範囲で、針状物７の外径
と吐出孔（Ｄ）の組合せは任意に調整可能である。

上述の針状物７の軸は少なくとも導入孔２及び吐出孔３
の軸と一致しており、しかも吐出孔３゜通路６経て通路
端９より下方に突出せしめられる。

本発明の紡糸口金において、吐出孔３の形状は、概ね通
常口金のそれと相似しているが、寸法的には通常口金の
寸法より一般に大きい値（直径０．８〜５閣程度）が採
用される。

次に本発明のもう１つの特徴である吐出孔端４に引続く
通路６について更に詳細に説明する。

第２図の実施例に示ず如く、通路６は基本的には上流側
の内径（Ａ）、下流側通路端９の内径（Ｂ）、吐出孔端
４と通路ｒａ９の距離（Ｌ）で構成されている。

通常、粘弾性を有するポリマー流体では吐出孔を出たあ
とでその直径が増し、ふくらみが生じ、いわゆるバラス
効果が見られる。このバラス効果はポリマー流の吐出孔
端での吐出速度分布が吐出機緩和されて速度分布が均一
化される為に起こる現象と云われている。このバラス効
果による吐出孔径とポリマー流の最大径の比（バラス比
）はポリマー流の粘性、吐出速度等によって変化するが
、一般にはバラス比は１〜２．５（極端子場合１〜８）
の範囲にあると云われる。又、ポリマー流の最大径は口
金（吐出孔端）より１〜１０ＩＩｕＲ程度にある。

従って本発明の口金の通路６はこのバラス効果を充分考
慮して、寸法等の設計が必要であり、この通路６をポリ
マーが流下する過程で口金直下の雰囲気の影響を受ける
ことなくポリマー流の速度分布が均一化するようにすべ
きであって、最大ふくらみ径より極端に大きくすること
は無意味であり、又、極端に小さくすることはポリマー
流の流れをさまたげ、速度分布の均一化を乱すことにな
り好ましくない。

従って、第２図に示す通路６において上流側径へと吐出
孔径りとの比Ａ／Ａは１〜３．上流側径Ａ下流側径Ｂと
の比Ｂ／Ａは１〜３．吐出孔端４と通路端９の距離しは
１〜１０Ｍ　、このましくは３〜７ｎＭが採用されるが
、特に限定されるものではない。

本発明の特徴である針状物７と通路６との位置関係は第
２図に示す通路端９と針状物売端８との距１１ρで決め
られ、その距離文は、吐出孔径り。

針状物の径、ポリマー流の粘度、吐出量、紡糸ロ金温度
等に依存するが、３〜３０ｍ、好ましくは５〜２０Ｍ程
度が用いられる。この距離文（突出長）が小さい場合は
通常口金と同様、吐出孔端直後のポリマー液の応力変形
が急激となり、紡糸口金温度が通常よりさほど低くない
条件下でも弱糸や断糸発生が起こり安定紡糸が難かしく
、本発明の基本的特徴である低温紡糸の効果が充分得ら
れなくなる。一方、突出長文が極端に大であるとポリマ
ー液が針状物７に沿って流下する過程で、冷却が進み、
極端な場合、ポリマーが固化してしまい曳糸不可能にな
ることがあるので好ましくない。

尚、本発明の紡糸口金は針状物と吐出孔に続く通路を特
徴としており、上述の寸法関係以外については特に限定
されるものではない。第２図は、吐出孔端４が通常口金
で云う口金面５と一致し、通路６が口金面５より突出し
たー態様であり、第４図は通＋１８端９が口金面５と一
致した別の実施態様である。更に第２図の中間的位置関
係にある第５図も本発明の別の一態様として挙げられる
。

又、吐出孔端４と通路６の上部をつなぐ形の末広がり状
通路１１を持つ、第６図も本発明の別の一態様として挙
げられる。

更には、吐出孔径と通路上流側径（Ａ＞が一致し、それ
から下流に向かって末広がり状（゛ある通路を示す、第
７図も本発明の別の−ｇ３様として挙げられる。

以上説明してきた本発明の紡糸口金く第２図。

法４図〜第７図のいづれか）を用いて溶融紡糸するわけ
だが、本発明の効果をより有効に発現させる為には、紡
糸口金温度を（ポリマーの融点＋５）℃以上、通常口金
における再訪下限紡糸口金温度以下の範囲で溶融紡糸す
ることが好ましい。

本発明の紡糸口金の態様としては、吐出孔に続く通路と
針状物より成る紡出孔を少くとも１個有するものであり
、孔数１個のモノフィラメント用から、複数個のマルチ
フィラメント用まで特に限定されるものではない。又、
通常紡糸孔（円形。

異形断面孔を含む）と共に口金に設【ノたちのでもよい
。

（５）作用、効果本発明の紡糸口金を用いて溶融紡糸して得られる紡出糸
条の特徴と紡糸性の特徴について以下説明する。

第１に通常口金より低い紡糸口金温度で紡糸可能である
、云いかえれば低温紡糸が可能である。

これは針状物の効果の１つであり、ポリマーが針状物に
沿って冷却されながら、錐状又はつらら状体で紡出する
為、低温紡糸しても断糸することなく紡糸出来るのであ
る。

従来の口金では口金温度を下げて来ると断糸す゛る口金
温度、即ち弱糸化口金温度又は紡糸下限温度と云われる
温度があるが、本発明の紡糸口金ではこの紡糸下限温度
を通常口金よりも低下することが可能で、ポリマーの（
融点＋５）℃以上の口金温度であれば紡糸することがで
きる。

第２に同一口金温度、同一紡速においても従来の紡出糸
より低伸度の紡出糸ができ、従って、本発明の紡出孔と
通常紡出を同−口金内に併設することによって、伸度差
を有する紡糸混繊糸を容易に得るとかできる。

一般に通常紡糸においては、紡速増加と共に紡出糸の伸
度は減少し、又、紡出糸の単糸デニールが大になると同
一紡速でも、その伸度、ＮＤＲは大となる。

ポリエステルの場合、その伸度の値はおおよそ、紡速５
００〜２０００ＴｒＬ／分位のＵＤＹを云われる範囲で
は２００〜２５０％位、紡速２８００〜３５００７７Ｌ
　／分のＰＯＹ範囲では２００〜１３０％位、紡速４０
００〜６０００ｍ／分の高速紡糸（ＵＳＹ）範囲では１
００〜５０％位である。

これらに対し、本発明のように、紡糸孔中心部に針状物
を有し、それが、口金板より下方に突出しているものか
ら紡出することによる糸条の伸度はＵＤＹ紡速範囲で５
００〜１００％位迄変化させうるし、又、ＰＯＹ紡速範
囲では２００〜５０％位迄変化出来、ＵＳＹ紡速範囲で
は１００〜５０％位迄変化させることができる。これは
、針状物にポリマーを沿わせながら冷却することにより
溶融ポリマーの粘度を上げ紡糸することになるので低伸
度化しうるのである。

従って、その針状物の突出長を短かくすると高伸度化し
、長くすると低伸度となる。

本発明の効果を発揮する用途の１つとして伸度差紡糸混
繊糸があるが、勿論、本発明の紡糸口金及び通常口金と
から別々に紡糸して巻取時に合糸してもよいが、同−口
金内に通常紡糸孔と本発明の紡糸孔を持つ口金を使う方
が最も合理的である。

混繊糸の場合、巻取時あるいはオイリング前後又は引取
りローラー間等で空気交絡処理しておけば、後工程での
取扱性向上及び混繊状態より来る風合向上が期待できる
。尚、本発明の紡糸口金を用いてｌＩ２繊糸条を１ｑる
に当っては、それぞれ好みの伸度及び伸度差にするべく
、紡速９ロ金温度、針秋物の突出長等を変化させ設定す
ればよい。

又、別状物突出長が一定のものと通常紡糸孔よりの混繊
糸条に限定されるものでもなく、針状物突出長を種々変
化させ伸度差を２種以上に変化させた混繊糸、あるいは
これらと通常紡糸孔との組み合せによる混繊糸製造も含
まれるものであり、てれらの口金への配列配置を規定す
るものではない。

以上のようにして紡出された糸条は紡糸直延伸（ＳＤＹ
）しても、一旦巻取ってから次工程の延伸あるいはＤＴ
Ｙ加工に供してもよい。

第３に針状物を有する紡糸孔からの紡出糸は、通常紡糸
孔から紡出しだ糸条の同一伸度のものよりも濃染化する
傾向にあり、それは同一条件の延伸熱処理又はＤＴＹ加
工した糸においてもその傾向があり、従って通常紡糸孔
よりの高伸度糸条と針状物を有する紡糸孔よりの糸条の
混繊糸はその染着差が近づき、染による斑、イラツキ感
が少なくなる特徴を有している。このＳ染化する原因は
通常紡糸においてもＵＤＹ、ＰＯＹ、ＵＳＹと紡速が上
げるに従って、それらの延伸糸、ＤＴＹ糸は濃染化する
傾向はよく知られているが、この傾向がより極端に現わ
れるものと考えられる。

第４の特徴は吐出孔に続く通路によるものである。この
通路は上述した主に針状物による効果である第１〜第３
の特徴を損うことなく、むしろ助長し、極めて均質な糸
条を、安定に紡糸可能とするものがある。即ち、この通
路は、針状物に沿って流れるポリマー流の温度勾配、粘
度勾配及び速度勾配をスムースにかつ均一に進行せしめ
、かつ、口金下の冷却雰囲気や糸条随伴流の影響を緩和
・防止すると共に、通常口金面で見られるポリマーや、
ポリマー中の異物のにじみ出し、蓄積による口金面の汚
れや、この口金面の汚れに依るベンディング、二−イン
クを防止する作用を有し、その結果、ポリマー等の付着
に伴なう口金（而）の清掃を皆無とし、加えて均質な（
１１％に代表される）紡出糸条を極めて安定して紡糸で
きる効果を提供してくれる。

（６）実施例固有粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレー
トを２９５℃で溶融し通常の紡糸装置を用い、口金に通
常孔（高伸度側）として孔径（Ｄ）０．３履φ、Ｓさ０
．６ｊ１ｍ、孔数２４Ｈ２本発明に成る針状物を通路を
有する紡糸孔（低伸度側）として第２図の構造のもの孔
数１２Ｈを同−口金内に設けたものを用いて紡糸した。

ここで針状物と通路を有する紡糸孔としては、第２図に
おいて孔径（Ｄ）＝φ　１．Ｏ＃ＳＩＩ、長さ＝　２．
０＃Ｉｌ、針状物の直径＝φ　１．０Ｍ１通路の上流側
径（Ａ）＝φ２．０履、下流側径（Ｂ）＝φ４．Ｏｍ、
吐出孔端４と通路端９の距離Ｌ−５ｓ＋であり、針状物
の突出長（通路端９と針状物光端８との距離旦）を種々
変え、更に口金温度、紡糸巻取速度も変化させて２５℃
空気中で冷却し、油剤付与後巻き取った。

これら混繊糸の紡糸条件、破断伸度、及びその伸度差を
表−１に示す。尚、高伸度側の単糸□ｅ対低伸度側の単
糸Ｄｅは約１：１．６である。

表１より明らかな如く、低紡速のＵＤＹ域では針状物よ
りの糸条の伸度は通常のＰＯＹ程度の低伸度比が可能で
あり、又ＰＯＹ域の紡速にすればＬＩＳＹ程度の低伸度
化が可能であることが明確である。又、通常紡糸孔より
の伸度に対して、ＵＤＹ域では１４０％〜５０％程度の
伸度差、ＰＯＹ域では１０％〜３０％程度の伸度差が得
られることが示されている。表１には示されていないが
、針状物の形状、長さ２通路の形状、及び口金温度更に
はこれらに従来技術を組み合せればより高度な物性外の
混繊糸が得られることは明確である。

特に表１に示された実験Ｎｏ、７．１０について７日間
の連続紡糸を実施した結果、紡出糸の０％。

毛羽ハ各々Ｎｏ、７ｒ　ｏ、６％、Ｏケ／２０００ｍ、
　Ｎｏ。

１０で０．５％、１ケ／　２０００ｍと極めて均質な糸
条が得られており、しかも、本発明の紡糸孔にはポリマ
ー付着はなく、ポリマーの流れは真直で、糸揺れもなく
、紡糸断糸等のトラブルは全くなく、安定紡糸が出来た
。

【図面の簡単な説明】

第１図は通常の紡糸口金の要部縦断面図、第２図は本発
明の一実施態様を示す紡糸口金の要部縦断面図、第３図
は第２図における針状物部分の一実施態様を示す斜視図
、第４〜７図は本発明の紡糸口金の他の実施態様を示す
要部縦断面図である。１、口金板　　２．導入孔　　３．吐出孔４、吐出孔端
　５２口金面　　６１通路７、針状物　　８．針状物端
　９０通路端１０、羽根

Claims

【特許請求の範囲】

（１）通常の吐出孔（３）の終端（４）に引続くポリマ
ー融液流路が該吐出孔（３）の径（Ｄ）より大なる径の
円筒又は末広がり状の通路（６）として構成され、その
際該吐出孔（３）及び通路（６）を通して挿入された針
状物（７）の先端（８）が該通路（６）の下方端よりも
３ｍｍ以上突出してなる紡出孔を有することを特徴とす
る溶融紡糸口金。
（２）通常の吐出孔（３）の終端（４）に引続くポリマ
ー溶融流路が該吐出孔（３）の径（Ｄ）より大なる径の
円筒又は末広がり状の通路（６）として構成され、その
際該吐出孔（３）及び通路（６）を通して挿入された針
状物（７）の先端（８）が該通路（６）の下方端よりも
３ｍｍ以上突出してなる紡出孔を有することを特徴とす
る溶融紡糸口金と、前記針状物を挿入していない通常の
紡出孔とを併有することを特徴とする溶融紡糸口金。