CN104562227A - 过滤器及纺丝方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种过滤器及纺丝方法。在层叠2种金属短纤维过滤器的过滤器中，将过滤器的厚度抑制到尽量小，并且防止金属短纤维脱落。防止误将过滤器朝向安装颠倒了。过滤器(44)具有：烧结具有多边形截面的第1金属短纤维(50a)而成的第1过滤层(51)，层叠在第1过滤层(51)上、烧结具有圆形截面的第2金属短纤维(50b)而成的第2过滤层(52)，以及层叠在第2过滤层(52)上的第3过滤层(53)。第1过滤层(51)上没有层叠第3过滤层(53)，第1过滤层(51)的与第2过滤层(52)相反一侧的面露出。

Description

过滤器及纺丝方法

技术领域

本发明涉及过滤熔融聚合物的过滤器及从喷丝头纺出用过滤器过滤过的熔融聚合物的纺丝方法。

背景技术

以往，我们知道从喷丝头纺出熔融聚合物的纺丝组件。一般的纺丝组件在其内部具有用来过滤熔融聚合物的过滤器。

专利文献1的纺丝组件在其内部具有金属丝过滤器。该金属丝过滤器具有烧结金属纤维过滤器和分别层叠在该烧结金属纤维过滤器两面上的金属网。另外，专利文献1中具有“金属网也不一定必须配置在烧结金属纤维过滤器的两侧，只要设置在至少一个面上就可以”的记载。

另外，虽然专利文献1中没有明确记载，但以往使用的一般的金属纤维的烧结过滤器为将拉伸金属丝状的金属获得的金属短纤维烧结的部件，该金属短纤维具有圆形截面形状(以下称为“圆形截面金属短纤维过滤器”)。

并且，专利文献2的纺丝组件具有金属丝过滤器、配置在该金属丝过滤器上侧的烧结过滤器、以及填充在烧结过滤器之上的滤材。烧结过滤器为烧结多边形截面的金属短纤维而构成的过滤器。另外，相对于上述“圆形截面金属短纤维过滤器”，将这样的过滤器称为“多边形截面金属短纤维过滤器”。多边形截面金属短纤维通过颤振切削法制造。另外，多边形截面金属短纤维过滤器与滤材一起是为了将熔融聚合物中的凝胶状部分细化而设置的。

[专利文献1]日本特许第3365000号公报

[专利文献2]日本特开2005-256197号公报

但是，本申请发明者们正在研究将以往的圆形截面金属短纤维过滤器和专利文献2中公开的那种多边形截面金属短纤维过滤器这2种金属短纤维的种类不同的金属纤维烧结过滤层层叠来使用的情况。由此，能够利用多边形截面金属短纤维过滤器将熔融聚合物中的凝胶部分细化，并且能够用金属短纤维的截面不同的2种过滤层切实地捕集熔融聚合物中包含的异物。

但是，仅仅使上述2种过滤层重合的话，金属短纤维容易从过滤层的露出面脱落而混入熔融聚合物中。这一点，像专利文献1那样金属网分别配置在金属短纤维过滤层两侧的结构中金属短纤维从金属短纤维过滤层的脱落被防止。但是，上述2种金属短纤维过滤层重合使过滤器的厚度增大，而且如果金属网配置在其两侧，则过滤器的厚度变得更厚了。如果过滤器的厚度变厚，相应地，熔融聚合物在纺丝组件内滞留的时间变长，容易产生熔融聚合物的热老化。

并且，如果在2种金属短纤维过滤层的两侧分别设置相同的金属网，则过滤器的哪个面是设置了哪种金属短纤维过滤层的面非常难以知道。因此，在纺丝组件中存在误将过滤器朝向颠倒地安装了的担忧。由于2种金属短纤维过滤层各自所被要求的功能不同，因此如果朝向颠倒地安装了的话，则不能够发挥所希望的过滤功能。

发明内容

本发明的一个目的是在层叠了2种金属短纤维过滤器的过滤器中，将过滤器的厚度抑制到尽量小、并且防止金属短纤维脱落。并且，本发明的其他的目的是防止误将过滤器朝向颠倒地安装了。

发明第1方案的过滤器为将从喷丝头纺出的熔融聚合物在其纺出之前过滤的过滤器，其特征在于，具有：烧结具有多边形截面的第1金属短纤维而成的第1过滤层，层叠在上述第1过滤层上、烧结具有圆形截面的第2金属短纤维而成的第2过滤层，以及层叠在上述第2过滤层上的第3过滤层；在上述第1过滤层上没有层叠上述第3过滤层，上述第1过滤层的与上述第2过滤层相反一侧的面露出。

根据本发明，熔融聚合物中的凝胶状部分被多边形截面金属短纤维过滤器即第1过滤层细化。并且，在第1过滤层上层叠有圆形截面金属短纤维过滤器即第2过滤层，利用这2个过滤层切实地捕集异物。另外，在本发明方案中，“圆形截面”并不局限于完全的正圆截面形状，还包含与正圆相比稍微扁平的近似椭圆形的截面形状。

并且，本申请发明者通过实际观察得知，金属短纤维种类不同的第1过滤层和第2过滤层中，金属短纤维脱落的难易程度不同。具体为，第1过滤层的第1金属短纤维与第2过滤层的第2金属短纤维相比，不容易产生脱落。对于这一点可以认为是以下原因：第1金属短纤维由于具有多边形截面，因此在第1过滤层内第1金属短纤维彼此能够面接触，纤维之间的接触面积增加。相对于此，第2金属短纤维由于具有圆形截面，因此在第2过滤层内第2金属短纤维彼此只能点接触。即，由于不能够面接触，因此纤维之间的接触面积小，烧结之际纤维彼此间只能以小面积结合，不能够获得很强的结合力。根据以上原因推测，多边形截面的第1金属短纤维与圆形截面的第2金属短纤维相比，不容易脱落。

鉴于上述情况，本发明中在容易产生金属短纤维脱落的第2过滤层上层叠第3过滤层。由此，第2过滤层成为被第1过滤层和第3过滤层夹着的结构，防止第2金属短纤维从第2过滤层的脱落。另一方面，在第1过滤层上不层叠第3过滤层，第1过滤层的与第2过滤层相反一侧的面露出。由于不容易产生第1金属短纤维从第1过滤层的脱落，因此即使不设置第3过滤层也没有问题。

这样，通过仅在第2过滤层上设置第3过滤层，能够将过滤器整体的厚度抑制到很小，并且能够防止金属短纤维脱落。并且，由于第1过滤层没被第3过滤层覆盖，因此能够容易地识别过滤器的哪个面是第1过滤层一侧的面。因此，防止在将过滤器组装到纺丝组件中之际过滤器被误装朝向颠倒了。

发明第2方案的过滤器的特征在于，在上述发明第1方案中，上述第2过滤层的过滤粒度比上述第1过滤层的过滤粒度小。

根据本发明，能够用第2过滤层切实地除去用第1过滤层不能捕捉的、熔融聚合物中小的异物。

发明第3方案的过滤器的特征在于，在上述发明第2方案中，第2过滤层的上述第2金属短纤维的纤维直径，比上述第1过滤层的上述第1金属短纤维的用圆形截面换算的直径小。

在本发明中，“第1金属短纤维的用圆形截面换算的直径”是指具有与多边形截面的第1金属短纤维相等的截面积的圆的直径。本发明中，由于第2金属短纤维为比第1金属短纤维细的纤维，因此能够使由第2金属短纤维构成的第2过滤层为过滤粒度比第1过滤层小的过滤层。

发明第4方案的过滤器的特征在于，在上述发明第1～3方案中的任一方案中，上述第3过滤层用金属网形成；上述第3过滤层的网眼数为30～100网眼。

本发明中第3过滤层用金属网形成，而且其网眼数为30～100网眼，具有足够的刚性。因此，第3过滤层起到增强第1过滤层和第2过滤层的作用。因此，熔融聚合物的压力引起的过滤器的变形被抑制。

发明第5方案的过滤器的特征在于，在上述发明第1～4方案中的任一方案中，上述第1过滤层、上述第2过滤层以及上述第3过滤层被一体化。

本发明中，由于3层过滤层被一体化，因此纺丝组件组装时的过滤器的安装、纺丝组件分解时过滤器的拆下等作业变得容易。

发明第6方案的纺丝方法为从上述喷丝头纺出利用上述发明第1～第5方案中的任一方案的过滤器过滤后的熔融聚合物的纺丝方法，其特征在于，上述第1过滤层的过滤粒度为20～50μm，上述第2过滤层的过滤粒度为10～30μm；使从上述喷丝头的熔融聚合物的纺出量在80g/分以下。

如果使用过滤粒度小的过滤器生产粗的丝线(增大熔融聚合物的纺出量)，则纺丝组件内的压力变得过高了，过滤器提早堵塞，因此纺丝组件的寿命变短。本发明在第1过滤层51的过滤粒度为20～50μm、第2过滤层52的过滤粒度为10～30μm的情况下，使纺出量为80g/分以下。

发明第7方案的纺丝方法的特征在于，在上述发明第6方案中，上述第1过滤层的过滤粒度为20～30μm，上述第2过滤层的过滤粒度为10～20μm；使从上述喷丝头的熔融聚合物的纺出量在40g/分以下。

在过滤器的过滤粒度非常小的情况下，即第1过滤层的过滤粒度为20～30μm、第2过滤层的过滤粒度为10～20μm的情况下，使纺出量为40g/分以下。

发明第8方案的纺丝方法为从上述喷丝头纺出利用上述发明第1～第5方案中的任一方案的过滤器过滤后的熔融聚合物的纺丝方法，其特征在于，上述第1过滤层的过滤粒度为50～80μm，上述第2过滤层的过滤粒度为20～40μm；使从上述喷丝头的熔融聚合物的纺出量在50g/分以上。

与上述发明第6方案相反，如果使用过滤粒度大的过滤器生产细的丝线(减少熔融聚合物的纺出量)，则纺丝组件内的压力反过来变得过低，聚合物的纺出变得不稳定。本发明中在第1过滤层51的过滤粒度为50～80μm、第2过滤层52的过滤粒度为20～40μm的情况下，使纺出量在50g/分以上。

附图说明

图1为本实施形态的熔融纺丝装置及纺丝牵引机的概略结构图；

图2为纺丝组件及加热箱体的组件安装部的剖视图；

图3为过滤器的剖视图；

图4(a)为图3的A部的概略放大剖视图，(b)为图3的B部的概略放大剖视图；

图5为变更形态的纺丝组件及组件安装部的剖视图；

图6为其他的变更形态的纺丝组件及组件安装部的剖视图。

图中，44-过滤器；45-喷丝头；50a-第1金属短纤维；50b-第2金属短纤维；51-第1过滤层；52-第2过滤层；53-第3过滤层

具体实施方式

接着说明本发明的实施形态。图1为本实施形态的熔融纺丝装置1及卷绕从该熔融纺丝装置1纺出的丝线Y的纺丝牵引机2的概略结构图。另外，将图1的上下方向定义为熔融纺丝装置1及纺丝牵引机2的上下方向。首先，对熔融纺丝装置1及纺丝牵引机2的概略结构进行说明。

熔融纺丝装置1具备加热箱体3和分别能够拆下地安装在该加热箱体3中的多个纺丝组件4。多个纺丝组件4沿图1的纸面垂直方向并列配置。由多根单纤维f构成的丝线Y从各纺丝组件4纺出到下方。对于包含纺丝组件4的熔融纺丝装置1的结构后面详细说明。

纺丝牵引机2具备油剂引导器10、引导辊11、5个导丝辊12～16、引导辊17以及卷绕装置18。从熔融纺丝装置1的多个纺丝组件4分别纺出到下方的多根丝线Y在被油剂引导器10付与油剂后被引导辊11向5个导丝棍12～16输送。

5个导丝辊12～16分别为在内部具有加热器的加热辊，被收容在保温箱19内。下侧的3个导丝辊12～14为用来拉伸前预热多根丝线Y的加热辊。另一方面，上侧的2个导丝辊15、16为用来热定型拉伸后的多根丝线Y的加热辊。并且，位于喂丝方向下游测的2个导丝辊15、16的喂丝速度比位于喂丝方向上游侧的3个导丝辊12～14的速度快。

被导入保温箱19内的多根丝线Y首先在被下侧的3个导丝辊12～14输送期间被预热到能够拉伸的温度。接着，预热过的多根丝线Y由于2个导丝辊14、15之间的喂丝速度差而被拉伸。而且，多根丝线Y在被上侧的2个导丝辊15、16输送期间被加热到更高的温度，被拉伸的状态被热定型。被保温箱19内的5个导丝辊12～16拉伸的多根丝线Y被引导辊17输送到卷绕装置18。

卷绕装置18具备筒管支架20和接触辊21等。筒管支架20具有沿图1的纸面垂直方向延伸的细长形状，由未图示的电动机旋转驱动。该筒管支架20上沿其轴向排列安装有多个筒管22。卷绕装置18通过使筒管支架20旋转将由引导辊17输送来的多根丝线Y同时卷绕到多个筒管22上，形成多个卷绕卷装23。接触辊21与多个卷绕卷装23的表面接触、付与规定的接触压力，梳理卷绕卷装23的形状。

接着对熔融纺丝装置1进行详细说明。图2为纺丝组件4及加热箱体3的组件安装部31的剖视图。另外，图2中只有加热箱体3中的组件安装部31用实线表示，其他部分用双点划线表示。

首先，对安装纺丝组件4的加热箱体3进行说明。加热箱体3为给纺丝组件提供熔融聚合物的部件。本实施形态中使用用来生产衣料用丝线的粘度300Pa·s以下的聚酯等熔融聚合物。该加热箱体3的内部用从未图示的锅炉提供的传热介质蒸汽填充，保持在高温(例如约300℃)。由此，通过加热箱体3内的熔融聚合物被维持在某个合适的温度范围内。加热箱体3在其下表面具有多个收容凹部30。各收容凹部30具有圆筒孔形状，各收容凹部30的顶面上安装有组件安装部31。

组件安装部31具有圆板状的固定部32和从该固定部32下面的大致中央部延伸到正下方的轴部33，为截面为近似T字形状的部件。在组件安装部31上形成有从固定部32到轴部33的下端、上下贯穿该组件安装部31的聚合物流路34。固定部32用未图示的螺栓被固定在加热箱体3的收容凹部30的顶面上。此时，聚合物流路34的上端与加热箱体3内未图示的聚合物流路连接。并且，在轴部33的外表面形成有外螺纹部33a。

接着，对纺丝组件4进行说明。纺丝组件4***加热箱体3的收容凹部30，能够拆下地安装到组件安装部31上。纺丝组件4具有组件主体部40、壳体部件41和锁环(日文：ロックリング)42。组件主体部40具有大致圆柱状的形状。壳体部件41具有圆筒形状，组件主体部40收容在该壳体部件41内。此时，在壳体部件41的下端开口41a，设置在组件主体部40下面的多个喷嘴54露出。锁环42安装在壳体部件41的上部，防止组件主体部40从壳体部件41脱落。

对组件主体部40进行说明。组件主体部40具有聚合物流入部件43、过滤器44及喷丝头45。

在聚合物流入部件43的上部形成有有底状的筒部46。在该筒部46的内周面形成有内螺纹部46a。并且，在筒部46的底部形成有用来将熔融聚合物导入纺丝组件4内的导入部47。如果边转动纺丝组件4边将其***加热箱体3的收容凹部30，通过组件安装部31的轴部33的外螺纹部33a与聚合物流入部件43的筒部46的内螺纹部46a螺合，纺丝组件4被安装到组件安装部31上。另外，在组件安装部31上设置有用来防止纺丝组件4相对于组件安装部31旋转规定角度以上的限制部件35。当纺丝组件4被安装到组件安装部31上时，组件安装部31的轴部33的下端面与聚合物流入部件43的筒部46的底部相抵接，组件安装部31一侧的聚合物流路34与聚合物流入部件43的导入部47连接。另外，在组件安装部31的轴部33与聚合物流入部件43的筒部46之间夹装有用来密封聚合物流路34与导入部的连接部分的密封垫48。

在聚合物流入部件43的下部形成有与导入部47连通的聚合物供给孔43a和由聚合物供给孔43a直接与导入部47连接的缓存空间49。缓存空间49具有从与导入部47连通的部分越朝下方越沿水平方面扩大、逐渐扩展的圆锥孔形状。该缓存空间49内填充从上方的导入部47通过聚合物供给孔43a导入的熔融聚合物。

过滤器44配置在缓存空间49的下部空间内。更具体为，过滤器44配置在缓存空间49下端的位置上。过滤器44具有从上依次层叠的第1过滤层51、第2过滤层52及第3过滤层53。有关该过滤器44的结构后面详述。

喷丝头45在过滤器44的下侧与过滤器44的下表面接触配置。即，在过滤器44与喷丝头45之间不存在其他的部件，通过了过滤器44的熔融聚合物原样地向喷丝头45流入。喷丝头45具有分别纺出通过了过滤器44的熔融聚合物的多个喷嘴54。喷丝头45的所有喷嘴54与位于其正上方的缓存空间49沿上下方向重叠。换言之，缓存空间49横跨喷丝头45的全部喷嘴54沿过滤器44的平面方向扩展地形成。

以上的纺丝组件4成为导入部47、缓存空间49、过滤器44及喷丝头45按这个顺序串联配置的非常简单的结构。

接着，对过滤器44的结构详细地进行说明。图3为过滤器44的剖视图。如图3所示，图4(a)为第1过滤层51的图3中的A部的概略放大剖视图。并且，图4(b)为第2过滤层52的图3中的B部的概略放大剖视图。

第1过滤层51为烧结大量第1金属短纤维50a而成的层。更详细为，如图4(a)所示，构成第1过滤层51的第1金属短纤维50a具有边角部为锐角的多边形截面(例如三角形截面)。作为成为第1过滤层51的原料的金属材料，最好是不锈钢等耐腐蚀性高的材料。具有上述多边形截面的第1金属短纤维50a一般能够用颤振切削法制造。颤振切削法中通过边使成为原料的金属材料旋转边有意地使切削工具产生自激振动(颤振)来加工金属材料制造极细的短纤维。该方法中制造的第1金属短纤维50a通过上述颤振产生锐角多边形截面。第1金属短纤维50a的纤维长度为1.0～3.0mm，直径(换算为圆形截面)为30～100μm，纤维长度/纤维直径之比为10～100。

第1过滤层51的空隙率为60％～80％，与以往的纺丝组件中经常使用的金属制粉末的空隙率大致相同。并且，由于第1金属短纤维50a的纤维直径如上所述比较大，因此难以使第1过滤层51的过滤粒度变小，例如为20μm以上。另外，过滤粒度(也称为过滤精度)为表示过滤器能够除去多大的异物的指标，上述过滤粒度20μm表示除去95％以上的20μm以上的异物。

但是，提供给纺丝组件4的熔融聚合物有时其一部分凝胶化。这一点，由于第1过滤层51为具有多边形截面的金属短纤维50烧结而成的层，因此即使从加热箱体3提供给纺丝组件4的熔融聚合物中存在上述凝胶状部分，该凝胶化部分在通过第1过滤层51之际被大量金属短纤维50的锐角部分细细切碎地分割、细化。虽然以往的纺丝组件中使用的粒状滤材也具有熔融聚合物中的凝胶状部分的细化功能，但通过设置第1过滤层51取代以往的粒状滤材，能够省略粒状滤材。

第2过滤层52也是烧结大量的第2金属短纤维50b而成的层。另外，构成第2过滤层52的第2金属短纤维50b拉伸金属丝状的金属获得。因此，像图4(b)所示那样，第2金属短纤维50b在与纤维长度正交的截面内具有大致圆形的截面形状。其中，所谓“圆形截面”并不仅仅是完全的正圆形状，还包含近似椭圆形的截面形状。并且，第2过滤层52也与第1过滤层51同样最好用不锈钢等耐腐蚀性高的材料形成。第2金属短纤维50b的纤维长为20～30mm，纤维直径为10～30μm。

第2过滤层52的空隙率与第1过滤层51一样，为例如60％～80％。并且，第2过滤层52为比第1过滤层51过滤粒度小的层。由于构成第2过滤层52的第2金属短纤维50b比第1金属短纤维50a纤维直径小，因此能够减小第2过滤层52的过滤粒度。第2过滤层52的过滤粒度取决于与之并用的第1过滤层51的过滤粒度，为例如10～40μm。用该第2过滤层52将由过滤粒度比较大的第1过滤层51不能捕集干净的小异物除去。即，第2过滤层52为进行“最终的精密过滤”的过滤层。

第3过滤层53为金属网过滤器。对于金属网的种类没有特别限制，能够使用一般的平纹编织金属网或其他的斜纹编织、平纹席型编织、斜纹席型编织等金属网。设置用金属网形成的第3过滤层53的目的之一为加强第1过滤层51及第2过滤层52。烧结金属短纤维50b而成的第2过滤层52的刚性低。因此，在熔融聚合物的压力作用下第2过滤层52容易变形。例如，在熔融聚合物的压力作用下，存在过滤器44在喷丝头45上面的与喷嘴54相连的孔的位置处局部变形，进入孔的担忧。

另外，如果构成第3过滤层53的金属网的孔十分细，第3过滤层53的刚性低，不能够获得足够的加强效果。因此，表示第3过滤层53的网孔粗细程度的每英寸的网眼数(以下也简称为“网眼数”)为30～100网眼。通过上述第3过滤层53层叠到第1过滤层51及第2过滤层52上，过滤器44的刚性变高，抑制熔融聚合物的压力引起的过滤器44的变形。

设置第3过滤层53的其他的主要目的是防止第2金属短纤维50b从第2过滤层52脱落。金属短纤维种类不同的第1过滤层51和第2过滤层52中金属短纤维脱落的难易程度存在不同。具体为，第1过滤层51的第1金属短纤维50a与第2过滤层52的第2金属短纤维50b相比不容易产生脱落。其原因推测如下。

第1金属短纤维50a由于具有多边形截面，因此在第1过滤层51内第1金属短纤维50a之间能够面接触，纤维之间的接触面积增加。相对于此，第2金属短纤维50b由于具有圆形截面，因此在第2过滤层52内第2金属短纤维50b之间只能点接触。即，由于不能够面接触，因此纤维之间的接触面积小，烧结之际纤维之间只能够以小的面积结合，不能够获得强的结合力。

并且，由于利用颤振切削法制造的第1金属短纤维50a在其纤维表面存在大量的细微凹凸，因此纤维之间容易缠绕，并且难以滑动。另一方面，拉伸金属丝获得的第2金属短纤维50b由于其纤维表面光滑，因此纤维之间不容易缠绕，并且容易滑动。由于以上的原因，多边形截面的第1金属短纤维50a与圆形截面的第2金属短纤维50b相比不容易脱落。

由于以上原因，本实施形态中第3过滤层53层叠在容易产生金属短纤维脱落的第2过滤层52上。由此，成为第2过滤层52被第1过滤层51和第3过滤层53夹着的结构，防止第2金属短纤维50b从第2过滤层52的脱落。另一方面，第1过滤层51上没有层叠第3过滤层53，第1过滤层51的与第2过滤层52相反一侧的面露出。由于不容易产生第1金属短纤维50a从第1过滤层51的脱落，因此不设置第3过滤层53也没有问题。

这样，通过仅在第2过滤层52上设置第3过滤层53，能够将过滤器44的整体厚度抑制到比较小，并且能够防止金属短纤维脱落。通过将过滤器44的厚度抑制到小，相应地能够缩短纺丝组件4内熔融聚合物的滞留时间。

过滤器44的厚度具体在5mm以下，最好在3mm以下。但是，如果第1过滤层51过于薄，则难以将熔融聚合物中的凝胶状部分充分细化。因此，第1过滤层51的厚度最好在1mm以上。并且，第2过滤层52的厚度为0.35～0.45mm。第3过滤层53中构成金属网的线材直径(以下称为“线径”)为例如φ0.15～0.35mm。在第3过滤层53为平纹编织金属网的情况下，其厚度为线径的大约2倍，为例如0.3～0.7mm。

并且，如果分别覆盖第1过滤层51和第2过滤层52两者地设置相同的第3过滤层53，则过滤器44的哪一个面为配置有第1过滤层51的面非常难于明白。因此，在组装纺丝组件4时有误将过滤器44上下朝向颠倒(第2过滤层52位于比第1过滤层51靠上游侧地)安装了的担忧。如果第1过滤层51和第2过滤层52的上下位置颠倒，则不能够获得所希望的过滤性能。具体为，包含凝胶状部分的熔融聚合物首先通过过滤粒度小的第2过滤层52，第2过滤层52立即被堵塞了。本实施形态只在第2过滤层52上设置有第3过滤层53，第1过滤层51露出。因此，过滤器44的哪个面为第1过滤层51一侧的面容易明白，不会将过滤器44上下朝向颠倒地安装了。

另外，上述3层过滤层51～53既可以分别组装到纺丝组件4中，也可以预先在3层过滤层51～53层叠的状态下一体化。例如，也可以3层过滤层51～53通过点焊结合。或者，也可以通过安装在这3层过滤层51～53外周部的环状固定部件(挡圈)使3层过滤层51～53互相固定。这种情况下，由于3层过滤层51～53外周部之间的间隙被环状固定部件堵塞，因此熔融聚合物从上述间隙漏出的事情被防止。这样，如果3层过滤层51～53被一体化，则纺丝组件4组装时过滤器44的安装或者纺丝组件4分解时过滤器44的拆下等作业变得容易。

对以上说明过的纺丝组件4中熔融聚合物的纺出进行说明。当纺丝组件4***加热箱体3的收容凹部30、安装到组件安装部31时，在组件安装部31的聚合物流路34中流动的熔融聚合物从导入部47导入纺丝组件4内。

从导入部47导入的熔融聚合物通过聚合物供给孔43a立即流入缓存空间49。在该缓存空间49内熔融聚合物的压力被均匀化，同时熔融聚合物沿过滤器44的面方向扩展。于是在过滤器44的几乎整个区域均匀地通过过滤器44。

在过滤器44中，熔融聚合物首先通过第1过滤层51。此时，熔融聚合物中的凝胶状部分被第1过滤层51的具有多边形截面的金属短纤维50的锐角部分分割、细化。同时，包含在熔融聚合物中的比较大的异物被第1过滤层51捕集。通过了第1过滤层51的熔融聚合物通过第2过滤层52、第3过滤层53。由于第2过滤层52比第1过滤层51过滤粒度小，因此没有被第1过滤层51捕集到的小的异物被第2过滤层52获取除去。

通过了过滤器44的熔融聚合物流入位于该过滤器44正下方的喷丝头45的多个喷嘴54，分别从多个喷嘴54纺出，变成多根单纤维f。

另外，根据生产多粗的丝线，过滤器44的合适的过滤粒度不同。具体为，从喷丝头45的聚合物纺出量与过滤器44的过滤粒度最好有如下关系。

如果使用过滤粒度小的过滤器44生产粗的丝线(即增大熔融聚合物的纺出量)，则纺丝组件4内的压力过高，过滤器44提早堵塞，因此纺丝组件4的寿命变短。因此，在这样的情况下，有必要使聚合物纺出量在一定量一下。具体为，在第1过滤层51的过滤粒度为20～50μm、第2过滤层52的过滤粒度为10～30μm的情况下，使纺出量在80g/分以下。而且，在过滤器44的过滤粒度非常小的情况下，即第1过滤层51的过滤粒度为20～30μm、第2过滤层52的过滤粒度为10～20μm的情况下，使纺出量在40g/分以下。

如果与上述相反，使用过滤粒度大的过滤器44生产细的丝线(减少熔融聚合物的纺出量)，则纺丝组件4内的压力反过来过低，聚合物的纺出变得不稳定。因此，在这样的情况下，有必要使聚合物纺出量在一定量以上。具体为，在第1过滤层51的过滤粒度为50～80μm、第2过滤层52的过滤粒度为20～40μm的情况下，使纺出量在50g/分以上。

根据以上说明过的纺丝组件4，能够获得以下效果。

(1)过滤器44具有由多边形截面的金属短纤维50a烧结而成的第1过滤层51。存在于熔融聚合物中的凝胶状部分在通过第1过滤层51之际被具有多边形截面的金属短纤维50a的锐角部分细细切碎地分割。因此，即使没有粒状滤材，凝胶状部分也被第1过滤层51充分细化。

(2)纺丝组件4为导入部47、缓存空间49及过滤器44、喷丝头45按该顺序串联配置的非常简单的结构。因此，不会产生聚合物的异常滞留，聚合物的热老化被抑制。

并且，导入部47和缓存空间49由聚合物供给孔43a直接连接，在导入部47与过滤器44之间既不存在粒状滤材也不存在聚合物分配用的部件。因此从导入部47导入的熔融聚合物到达过滤器44的时间变得非常短。因此，熔融聚合物从被导入纺丝组件4内到从喷丝头45的多个喷嘴54纺出的时间被缩短，能够尽量抑制纺丝组件4内的聚合物的热老化引起的变质。

(3)由于在导入部47与过滤器44之间存在缓存空间49，因此从导入部47导入的熔融聚合物的压力在缓存空间49被均匀化，熔融聚合物通过过滤器44。并且，过滤器44的第1过滤层51为由烧结金属短纤维50a构成的刚性高的部件，与以往的粒状滤材不同，即使作用有熔融聚合物的压力也不会轻易地孔眼张开或者压坏。因此，不容易发生在过滤器44的部分场所空隙率局部变化这样的情况。由于以上原因，在熔融聚合物通过过滤器44之际流量不容易偏差，多个喷嘴54之间的熔融聚合物的纺出量之差被抑制到很小。

另外，本实施形态的纺丝组件4为处理熔融聚合物的粘度在300Pa·s以下这样粘度比较低的聚合物的组件。因此，即使从导入部47到过滤器44之间没有聚合物分配用的部件，利用喷丝头45上方的缓存空间49和具有一定厚度、并且包含由烧结具有多边形截面的金属短纤维50a而成的第1过滤层51的过滤器44，也能够谋求分散熔融聚合物，能够使热历程均匀。

而且，缓存空间49横跨喷丝头45的所有喷嘴54地沿过滤器44的面方向扩展地形成。由此，从导入部47导入的熔融聚合物沿过滤器44的面方向扩展、到达所有的喷嘴54的正上方的位置之后通过过滤器44。因此，分别向多个喷嘴54流动的聚合物的量的偏差变小，在多个喷嘴54之间聚合物的纺出量被进一步均匀化。

(4)先前已经叙述过，由于第1过滤层51的刚性高，因此第1过滤层51不会因熔融聚合物的压力轻易地孔眼扩开或者压坏。因此，使用开始后第1过滤层51空隙率的变化与孔眼因聚合物压力轻易地扩开或压缩的以往的粒状滤材相比远远地变缓。因此，过滤粒度低下以及纺丝组件4内聚合物压力上升量的增加被抑制，纺丝组件4的组件寿命变长。

(5)在过滤器44中第3过滤层53层叠在金属短纤维50b容易脱落的第2过滤层52上。由此，第2过滤层52成为被第1过滤层51和第3过滤层53夹着的结构，第2金属短纤维50b从第2过滤层52的脱落被防止。另一方面，第1过滤层51上没有层叠第3过滤层53，第1过滤层51的与第2过滤层52相反一侧的面露出。由于不容易产生第1金属短纤维50a从第1过滤层51的脱落，因此不设置第3过滤层53也没有问题。

通过仅在第2过滤层52上设置第3过滤层53，能够将过滤器44的整个厚度抑制到很小，并且能够防止金属短纤维的脱落。并且，由于第1过滤层51没被第3过滤层53覆盖，因此能够容易地识别过滤器44的哪个面是第1过滤层51一侧的面。因此，防止在将过滤器44组装到纺丝组件4中之际过滤器44被误装朝向颠倒了。

(实施例)

接着，对本发明的具体实施例进行说明。

(A)第1过滤层(多边形截面金属短纤维过滤层)的效果验证使用过滤器包含由多边形截面的金属短纤维构成的第1过滤层的纺丝组件(实施例)和不包含第1过滤层的纺丝组件(比较例)，分别纺出由多根单纤维构成的丝线，将该丝线卷绕到卷装上。另外，无论在实施例的纺丝组件中还是在比较例的纺丝组件中都没有使用粒状滤材。上述以外的试验条件说明如下。

[试验条件]

(1)纺丝条件(实施例、比较例通用)

聚合物种类：半消光PET(PET semi-dull)

聚合物粘度：200Pa·s

丝线品种：FDY 55dtex/48f

吐出量：25g/分

(2)过滤器

(a)实施例

(上层)多边形截面金属短纤维过滤层

过滤精度：38μm，材质：SUS430，厚度：2.0mm，空隙率70％

(中层)圆形截面金属短纤维过滤层

过滤精度：20μm，材质：SUS316，厚度：0.35mm，空隙率70％

(下层)平纹编织金属网过滤层

网眼数：50网眼，材质：SUS304，线径：φ0.18mm，开口率：42％

(b)比较例

(上层)平纹编织金属网过滤层

网眼数：400网眼×4层，材质：SUS304，线径：φ0.1mm，开口率：36％

(中层)圆形截面金属短纤维过滤层(与上述实施例的中层相同，详细省略)

(下层)平纹编织金属网过滤层(与上述实施例的下层相同，详细省略)

(3)卷绕条件(实施例、比较例通用)

拉伸前的喂丝速度：2030m/min(由图1的导丝辊12～14进行的喂丝速度)

拉伸后的喂丝速度：4575m/min(由图1的导丝辊15、16进行的喂丝速度)

卷绕速度：4520m/min(图1的卷绕装置18中的丝线卷绕速度)

用卷绕从实施例的纺丝组件纺出的丝线的卷装和卷绕从比较例的纺丝组件纺出的丝线的卷装，比较了毛刺率。另外，所谓“毛刺率”为产生毛刺的卷装数占成为对象的所有卷装的比例。使用实施例的纺丝组件生产的卷装中毛刺率为0.14％。与此相对，使用比较例的纺丝组件生产出的卷装的毛刺率为8.85％。

如果熔融聚合物中的凝胶状部分没有被充分细化，熔融聚合物就从喷嘴纺出的话，则从喷嘴纺出的单纤维容易断丝，结果卷装产生毛刺。这一点，实施例的卷装与比较例相比，毛刺率显著降低。推测这是因为实施例的纺丝组件因为具有由多边形截面的金属短纤维构成的第1过滤层51，因此凝胶状部分的细化变充分的缘故。

(B)对过滤器的过滤粒度与聚合物纺出量之间的关系的验证

准备了第1过滤层(多边形截面金属短纤维过滤层)和第2过滤层(圆形截面金属短纤维过滤层)的过滤粒度分别不同的3种过滤器X、Y、Z。下面说明过滤器X、Y、Z的规格及聚合物条件。

[过滤器X]

(第1过滤层)过滤粒度：25μm，厚度：1.0mm、3.0mm

(第2过滤层)过滤粒度：10μm

(第3过滤层)网眼数：50网眼

[过滤器Y]

(第1过滤层)过滤粒度：38μm，厚度：1.0mm，3.0mm

(第2过滤层)过滤粒度：15μm

(第3过滤层)网眼数：50网眼

[过滤器Z]

(第1过滤层)过滤粒度：62μm，厚度：1.0mm、3.0mm

(第2过滤层)过滤粒度：30μm

(第3过滤层)网眼数：50网眼

[聚合物]

聚合物种类：半消光PET

聚合物粘度：200Pa·s

在上述条件中，第1过滤层的厚度为1.0mm、3.0mm表示分别对过滤器X、Y、Z使用厚度为1.0mm和3.0mm这2种第1过滤层。

对3种过滤器X、Y、Z测量了改变从喷丝头的聚合物纺出量时的纺丝组件入口中的聚合物压力(以下也称为“组件压力”)。更具体为，对过滤粒度小的过滤器X、Y验证了聚合物纺出量能够应用的范围的上限，对过滤粒度大的过滤器Z验证了聚合物纺出量能够应用的范围的下限。另外，聚合物纺出量的控制通过改变向纺丝组件提供熔融聚合物的齿轮泵的吐出量来进行。测量结果表示在表1中。

[表1]

如果组件压力过大，则由于过滤器提早堵塞，因此纺丝组件的寿命变短。并且，如果组件压力过低，则聚合物的吐出变得不稳定。其中，使组件压力的合适范围为70～150kg/cm²。在表1中，“可”表示组件压力进入上述合适范围时的情况，“不可”表示超出上述合适范围时的情况。

过滤粒度小的过滤器X、Y中，在聚合物纺出量多的情况下组件压力过高。详细为，过滤器Y在聚合物纺出量为90g/分以上时组件压力超出合适范围的上限。并且，过滤粒度比过滤器Y小的过滤器X中在聚合物纺出量为50g/分以上时组件压力超出合适范围的上限。另一方面，过滤粒度大的过滤器Z中，在聚合物纺出量少的情况下组件压力过低。详细为，在聚合物纺出量为40g/分以下时组件压力比合适范围的下限低。

接着，对给上述实施形态施加了种种变更的变更形态进行说明。但是，对于具有与上述实施形态相同的结构的部件添加相同的附图标记，适当省略其说明。

1)上述实施形态中，为过滤器44位于缓存空间49的下端、喷丝头45与过滤器44的下表面接触的结构(参照图2)。与此不同，也可以像图5所示那样过滤器44配置在缓存空间49下部空间的中间部，喷丝头45不是与过滤器44相接而是与缓存空间49相接地配置。即，喷丝头45从下方堵塞缓存空间49中的比过滤器44靠下侧的空间地配置。该结构中，通过了过滤器44的熔融聚合物被暂时收容在过滤器44下侧的空间内，然后向喷丝头45的多个喷嘴54流入。或者，也可以是在3层过滤层51～53与喷丝头45之间配置衬垫，3层过滤层51～53离开喷丝头45与衬垫厚度相等的距离的结构。换言之，缓存空间49被过滤器44上下分隔，缓存空间49中的下侧的空间由过滤器44与喷丝头45之间的衬垫形成。

2)上述实施形态的纺丝组件4为纺出由多根单纤维f构成的一根丝线Y的组件，但纺出2根以上的丝线Y的纺丝组件也能够应用本发明。

例如，纺丝组件也可以是具有一个导入部47和分别纺出2根以上的多根丝线的多个喷嘴组的结构。图6的纺丝组件4A具有聚合物流入部件43、过滤器44和喷丝头45A。聚合物流入部件43和过滤器44为具有与上述实施形态的纺丝组件4相同结构的部件。即，聚合物流入部件43具有一个导入部47和通过聚合物供给孔43a与上述一个导入部47连通的一个缓存空间49。过滤器44具有多边形截面金属短纤维过滤层即第1过滤层51、圆形截面金属短纤维过滤层即第2过滤层52以及由金属网形成的第3过滤层53。

喷丝头45A具有由多个喷嘴54a构成的第1喷嘴组60a、由多个喷嘴54b构成的第2喷嘴组60b。第1喷嘴组60a的多个喷嘴54a和第2喷嘴组60b的多个喷嘴54b沿图中的左右方向分开地配置。在壳体部件41A的下端形成有开口41a。在开口41a中第1喷嘴组60a的多个喷嘴54a和第2喷嘴组60b的多个喷嘴54b露出。一个缓存空间49内的熔融聚合物通过过滤器44分别提供给第1喷嘴组60a和第2喷嘴组60b。并且，通过从第1喷嘴组60a的多个喷嘴54a分别纺出熔融聚合物，形成由多根单纤维f1构成的第1丝线Y1。并且，通过从第2喷嘴组60b的多个喷嘴54b分别纺出熔融聚合物，形成由多根单纤维f2构成的第2丝线Y2。

在多个喷嘴54之间聚合物纺出量的偏差大的情况下，2个喷嘴组60a、60b之间聚合物纺出量上也产生偏差，从各个喷嘴组60a、60b纺出的2根丝线Y1、Y2的粗细大不相同了。但是，通过采用本发明的过滤器等结构，多个喷嘴54之间的聚合物纺出量被均匀化，属于第1喷嘴组60a的喷嘴54a与属于第2喷嘴组60b的喷嘴54b之间的聚合物纺出量之差也变小。因此，能够使第1丝线Y1与第2丝线Y2之间的粗细大致相等。

另外，喷丝头也可以是具有3个以上的喷嘴组，从这3个以上的喷嘴组分别纺出3根以上的丝线的部件。并且，虽然图6中在聚合物流入部件43中只形成了一个缓存空间49，但也可以在聚合物流入部件43中分别与2个以上的多个喷嘴组相对应地形成与一个导入部47连通的多个缓存空间49。而且，导入部47也可以分别与多个喷嘴组相对应地设置多个。

3)对于纺丝组件4，除了先前叙述过的以外，还可以进行如下结构的变更。例如，也可以在熔融聚合物的导入部47与过滤器44之间设置用来分配熔融聚合物的部件。并且，也可以在过滤器44与喷丝头45之间设置聚合物分配用的部件。

4)虽然上述实施形态的纺丝牵引机2为用作为加热辊的5个导丝辊拉伸从纺丝组件纺出的丝线的结构，但对于导丝辊的数量和配置等并不局限于上述结构，能够适当变更。并且，导丝辊并非必须是加热辊，一部分导丝辊也可以是非加热辊。而且，也可以是所有的导丝辊都是非加热辊，纺丝牵引机2不拉伸从纺丝组件4纺出的丝线Y，原封不动地向卷绕装置18输送的结构。

Claims (8)

1.一种将从喷丝头纺出的熔融聚合物在其纺出之前过滤的过滤器，其特征在于，具有：

烧结具有多边形截面的第1金属短纤维而成的第1过滤层，

被层叠在上述第1过滤层上、烧结具有圆形截面的第2金属短纤维而成的第2过滤层，以及

被层叠在上述第2过滤层上的第3过滤层；

在上述第1过滤层上没有层叠上述第3过滤层，上述第1过滤层的与上述第2过滤层相反一侧的面露出。

2.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，上述第2过滤层的过滤粒度比上述第1过滤层的过滤粒度小。

3.如权利要求2所述的过滤器，其特征在于，第2过滤层的上述第2金属短纤维的纤维直径，比上述第1过滤层的上述第1金属短纤维的用圆形截面换算的直径小。

4.如权利要求1～3中的任一项所述的过滤器，其特征在于，上述第3过滤层用金属网形成；

上述第3过滤层的网眼数为30～100网眼。

5.如权利要求1～4中的任一项所述的过滤器，其特征在于，上述第1过滤层、上述第2过滤层以及上述第3过滤层被一体化。

6.一种将利用权利要求1～5中的任一项所述的过滤器过滤后的熔融聚合物从上述喷丝头纺出的纺丝方法，其特征在于，

上述第1过滤层的过滤粒度为20～50μm，上述第2过滤层的过滤粒度为10～30μm；

使从上述喷丝头的熔融聚合物的纺出量在80g/分以下。

7.如权利要求6所述的纺丝方法，其特征在于，上述第1过滤层的过滤粒度为20～30μm，上述第2过滤层的过滤粒度为10～20μm；

使从上述喷丝头的熔融聚合物的纺出量在40g/分以下。

8.一种将利用权利要求1～5中的任一项所述的过滤器过滤后的熔融聚合物从上述喷丝头纺出的纺丝方法，其特征在于，

上述第1过滤层的过滤粒度为50～80μm，上述第2过滤层的过滤粒度为20～40μm；

使从上述喷丝头的熔融聚合物的纺出量在50g/分以上。