JP2009097119A - 熱可塑性繊維の溶融紡糸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性繊維を製造するに際し、汎用性が高く、溶融紡糸された糸条を均一で、かつ安定した冷却を可能にする熱可塑性繊維の溶融紡糸装置を提供する。
【解決手段】溶融押し出し装置の下部と冷却固化する装置の上部が接し、かつ上記冷却固化する装置の冷却風吹き出し部が環状であるとともに、冷却風を均一に吹き出すための均圧室を冷却風の吹き出し部より下部に有し、さらに冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離が前記スピンブロック下面から口金面までの鉛直距離より短く、冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための温度制御の可能な加熱装置が均圧室より上部に設けられていることを特徴とする熱可塑性繊維の溶融紡糸装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、延伸または延伸仮撚加工が可能な紡糸配向した熱可塑性繊維を安定して連続的に製造することができる熱可塑性繊維の溶融紡糸装置に関する。

従来、マルチフィラメントの熱可塑性繊維の製造方法において、特に多フィラメントの熱可塑性繊維を均一冷却する方法として円周方向に冷却風が吹き出す環状チムニーが良く用いられ、様々な方法が知られている。多フィラメントの極細熱可塑性繊維の製造方法において、口金面の吐出孔より吐出された溶融ポリマは固化が早いため、環状チムニーの冷却風吹き出し面の最上部を口金面に近づけ、かつ、口金面および口金面下近傍の温度低下を抑制するため、冷却風の吹き出し方向を下向きにする冷却方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、冷却風の吹き出し速度を変更できる環状チムニーを長手方向に２つ重ね合わせ、冷却風の風量を調整し、糸条近傍に発生する随伴気流の影響を抑制させることで多フィラメントの極細熱可塑性繊維を均一に冷却する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、これらの方法は、多フィラメントの極細熱可塑性繊維を長手方向の繊度斑なく安定して紡糸できるが、その目的を達成するには口金面と冷却風吹き出し面の最上部の距離を短くする必要があり、また、口金下近傍の温度低下を抑制するため、積極的に加熱するヒーターを設置するなど付帯設備が必要であり、汎用性に欠けるといった課題が残っている。

また、環状チムニーの冷却風を円周方向に均一に吹き出すためには、図２に示すような均圧室を冷却風吹き出し面と同面に設置することが知られている。この装置においては、一般的には冷却風の供給は一方向より供給されるため、均圧室を大きくし、冷却風を均一に円周方向に吹き出す方法が採用されているが、隣接する錘間を大きくする必要があり、生産性が低くなるという課題が残っている。
特開２００４−３００６１４号公報 特開２００３−２５３５２２号公報

本発明の目的は、上記した問題点を解決し、熱可塑性繊維を製造するに際し、汎用性が高く、溶融紡糸された糸条を均一で、かつ安定した冷却を可能にする熱可塑性繊維の溶融紡糸装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
（１）紡糸口金を備えた溶融押し出し装置と、該溶融押し出し装置を加熱および保温するスピンブロックとを備え、該紡糸口金より紡出された熱可塑性繊維を冷却固化する装置により冷却固化して巻き取る溶融紡糸装置において、上記溶融押し出し装置の下部と上記冷却固化する装置の上部が接し、かつ上記冷却固化する装置の冷却風吹き出し部が環状であるとともに、冷却風を均一に吹き出すための均圧室を冷却風の吹き出し部より下部に有し、さらに冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）が前記スピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための温度制御の可能な加熱装置が均圧室より上部に設けられていることを特徴とする熱可塑性繊維の溶融紡糸装置。

（２）冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための温度制御の可能な加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が下記（イ）〜（ハ）式を満足することを特徴とする前記（１）に記載の熱可塑性繊維の溶融紡糸装置。

（イ）１０ｍｍ≦ｃ≦２５０ｍｍ
（ロ）５０ｍｍ≦ｄ≦１５０ｍｍ
（ハ）ｄ≦３ｃ
（３）冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）とスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）の差が７０ｍｍ〜１６０ｍｍであることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の熱可塑性繊維の溶融紡糸装置。

本発明によれば、上記のように環状であり、均圧室および冷却風の加熱装置を有する熱可塑性繊維を冷却固化する装置の設置位置を特定するだけで、汎用性が高く、溶融紡糸された糸条を均一で、かつ安定した冷却を行うことができ、単繊維繊度が細いマルチフィラメントであっても繊度斑が少ない熱可塑性繊維を得ることができ、さらには熱可塑性繊維のタフネスを向上させることができる。

ここでいう単繊維繊度が細いマルチフィラメントとは、単繊維繊度が０．２ｄｔｅｘ〜１．５ｄｔｅｘのことを言う。

また、本発明の熱可塑性繊維の溶融紡糸装置は冷却装置を環状とすることで、冷却風がフィラメント数に関係なく、各糸条と冷却風の位置が一定範囲内にあり、均一に冷却でき、かつ冷却風の温度を高くすることで高分子の配向を抑制した延伸または延伸仮撚加工が可能な紡糸配向した熱可塑性繊維が得られ、しかも高倍率で延伸することが可能であり、熱可塑性繊維のタフネスを向上させることができるため、高分子の配向が高く高倍率で延伸できずタフネス不足が生じる極細熱可塑性繊維やホモポリマを用いた熱可塑性繊維に比べタフネスが低い共重合ポリマを用いた熱可塑性繊維を紡糸する場合に特に好適である。

本発明の紡糸口金を備えた溶融押し出し装置の下部と熱可塑性繊維を冷却固化する溶融紡糸装置の上部は接することが重要である。該溶融押し出し装置の下部と該溶融紡糸装置の上部が接していない場合、熱可塑性繊維の固化に伴い発生する随伴気流により糸条近傍が減圧になり、それを補うために外気を取り込むため該溶融押し出し装置の下部と該溶融紡糸装置の上部の間の気流が乱れたり、冷却風が該溶融押し出し装置の下部と該溶融紡糸装置の上部の間に流れ込んだりして、熱可塑性繊維の均一冷却ができなくなる。

本発明の紡糸口金を備えた溶融押し出し装置の下部と熱可塑性繊維を冷却固化する溶融紡糸装置の上部が接する手段としては、冷却開始位置を均一にする機構であれば特に限定されるものではない。また、材質としては適度な剛性を有し、かつ伸縮性、もしくは弾力性を有するものであれば紙、木、金属および合成樹脂等特に限定するものではない。

本発明の熱可塑性繊維を均一に冷却する溶融紡糸装置は、冷却風吹き出し部が環状であり、冷却風を均一に吹き出すための均圧室を冷却風吹き出し部より下部に有するものである。均圧室がない場合、冷却風吹き出し部が環状であっても冷却風が均一とならないため、熱可塑性繊維の長手方向に繊度斑が生じる。また、均圧室が冷却風吹き出し部と同じ高さにある場合、冷却固化する装置の外周が大きくなり、空間占有が高くなるため生産性が悪くなる。また、均圧室が冷却風吹き出し部の上部にある場合、冷却風吹き出し部と口金面の距離が長くなり、単繊維繊度の太い熱可塑性繊維は均一冷却できるが、単繊維繊度の細い熱可塑性繊維は冷却する前に固化が始まり、それに伴い発生する随伴気流の影響により長手方向の繊度斑が発生する。

ここでいう冷却風を均一に吹き出すとは、環状の冷却風吹き出し部の風速を円周方向に８等配で測定し、その風速の最大値と風速の最小値の差が０．２ｍ／秒以下であることを言う。

本発明の溶融紡糸装置は、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短いことが重要である。冷却固化する装置の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より長い場合、口金面および口金面下雰囲気の温度低下が生じるため、加熱ヒーターを設置して口金面を積極的に加熱するなど付帯設備が必要となり汎用性がない。冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）とスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）の差が短すぎると口金面および口金面下雰囲気の温度が低下する傾向を示し、また、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）とスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）の差が長すぎると紡糸口金より紡出された熱可塑性繊維糸条が冷却固化した後に発生する随伴気流が外乱となり、糸条の揺れを引き起こし、熱可塑性繊維の長手方向に繊度斑を生じる傾向を示すので、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）とスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）の差は７０ｍｍから１６０ｍｍの範囲であることが好ましい。なお、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）とスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）の差は前記（ｂ）から前記（ａ）の差のことをいう。

本発明の冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）は１０ｍｍから８０ｍｍの範囲に設定することが好ましい。冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）が１０ｍｍ未満では、口金面の温度低下が見られる場合があり、また、８０ｍｍを超えると、熱可塑性繊維の長手方向の繊度斑や製糸性の悪化が起こる場合があるが、紡糸する熱可塑性繊維、単繊維繊度、フィラメント数、ポリマの種類に応じて適宜選択すればよい。

本発明のスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）は８０ｍｍから２５０ｍｍの範囲に設定することが好ましい。スピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）が８０ｍｍ未満では、口金面の温度低下が見られる場合があり、また、２５０ｍｍを超えると、熱可塑性繊維の長手方向の繊度斑や製糸性の悪化が起こる場合があるが、紡糸する熱可塑性繊維、単繊維繊度、フィラメント数、ポリマの種類に応じて適宜選択すればよい。

本発明の溶融紡糸装置は熱可塑性繊維の単糸繊度が細くなるにつれて、紡糸口金より紡出された熱可塑性繊維糸条の冷却固化した後に発生する随伴気流に起因する空気の吸い込みが発生しやすくなるため溶融紡糸装置の最上部と紡糸パック最下部は密接することが好ましい。

本発明の溶融紡糸装置の冷却風は５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下であることが重要である。冷却風の温度が５０℃未満の場合、均一冷却はできるが徐冷ができずにタフネス向上が得られず、冷却風が口金面温度の低下を生じさせ紡糸ができなくなる。一方、冷却風の温度がポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃より高いと隣接する紡糸口金より吐出したポリマが冷却されずに融着して糸切れを生じさせ紡糸不可となってしまうことがある。

また、本発明の冷却風は上部が高温であり、下部が低温である温度勾配をもつことが好ましい。ここでいう、上部とは冷却風の吹き出しが紡糸口金に近い部分のことをいい、下部とは上部より下の部分をいう。上部と下部は冷却長（Ｌ）の二等分で区分することが好ましいが、等分でなくともよい。冷却風の上部が低温の場合、均一冷却は可能であるが、徐冷ができずにタフネス向上は得られにくく、下部が高温の場合、熱可塑性繊維の冷却が不十分となり長手方向の繊度斑が生じやすくなる。好ましくは上部の冷却風が５０℃以上であり、かつポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下であり、下部が５０℃以下である。上部の冷却風がポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃を超えると徐冷によるタフネス向上は得られるが、単糸間の干渉による製糸性不調や均一冷却ができず、長手方向の繊度斑が生じやすくなる。より好ましくは上部の冷却風が５０℃以上２４０℃以下である。下部の冷却風は低すぎると上部の加熱に影響を与える傾向があるので、好ましくは２０℃以上５０℃以下である。

本発明の溶融紡糸装置は冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための温度制御の可能な加熱装置が均圧室より上部に設けられていることが重要である。冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための温度制御の可能な加熱装置が均圧室と同じ高さに設けられた場合、冷却風供給口と対面する均圧室の冷却風に温度差が生じ均圧が保持されず均一冷却ができなくなる。また、冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための加熱装置が均圧室より下部に設けられた場合、均一冷却するには冷却装置全体を均一に加熱する必要があり、膨大な熱量を必要とするため生産性が悪く、また、本発明の溶融紡糸近傍の雰囲気温度が上昇するため他の溶融紡糸装置の操業性に悪影響を及ぼす。冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための温度制御の可能な加熱装置の長さ(ｃ)とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が下記（イ）〜（ハ）式を満足することを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性繊維の溶融紡糸装置。

（イ）１０ｍｍ≦ｃ≦２５０ｍｍ
（ロ）５０ｍｍ≦ｄ≦１５０ｍｍ
（ハ）ｄ≦３ｃ
冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための温度制御の可能な加熱装置の長さ(ｃ)が１０ｍｍ未満の場合、熱容量が小さく冷却風を十分加熱しにくくなり均一冷却はできるがタフネスが低くなりやすくなる。また、加熱装置の長さ（ｃ）が２５０ｍｍより長い場合、熱容量は十分あり冷却風を十分加熱できるが溶融紡糸装置が長くなるにつれて空間占有が高くなる傾向になる。また、スピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が５０ｍｍ未満の場合、紡糸パックがスピンブロック下面に近くなり口金面温度が低下しやすくなる。また、スピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が１５０ｍｍより長い場合、溶融紡糸装置が長くなるにつれて空間占有が高くなる傾向になる。前記式（イ）、（ロ）を満足し、かつ冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための温度制御の可能な加熱装置の長さ(ｃ)を３倍したものがスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）より短い場合、加熱装置の長さが短くなるにつれて熱容量が小さくり、冷却風を加熱しにくくなる。

本発明の溶融紡糸装置の冷却風は整流されることが好ましい。例えば、金属製リボンを螺旋状に巻いて焼結した多孔性部材を用いることにより冷却風を整流する方法があるが、冷却風が整流されるのであれば、特に限定するものではない。

本発明の溶融紡糸装置より吹き出される冷却風の風速は、０．１ｍ／秒から０．３ｍ／秒程度であることが好ましく、紡糸された糸条と冷却装置との距離は５ｍｍから２０ｍｍ程度とすることが好ましい。冷却風の風速が０．１ｍ／秒未満では、糸条の冷却が不足し、製糸性が悪化し、また、０．３ｍ／秒を超えると糸揺れが発生し、効果が損なわれる傾向を示す。また、糸条と冷却装置との距離が５ｍｍ未満では、冷却装置と糸条が接触し、糸切れを発生する問題があり、また、距離が２０ｍｍを超えると、糸条の冷却が不足し効果が損なわれ、製糸性が悪化する傾向を示す。

本発明の熱可塑性繊維は、ポリエステル、ポリアミドなど溶融紡糸できる熱可塑性繊維であれば特に限定されるものではない。また、本発明の熱可塑性繊維は機能付与するために添加物を含んでもよい。例えば、顔料、染料、艶消し剤、防汚剤、蛍光増白剤、難燃剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤等を含んでもよい。

本発明で用いられる熱可塑性繊維は、単一成分で構成しても、複数成分で構成してもよく、複数成分の場合には、例えば、芯鞘、サイドバイサイド等の構成が挙げられる。また、繊維の断面形状は、丸、三角、扁平等の異形状や中空であってもよい。

本発明において対象とする熱可塑性繊維、単繊維繊度、フィラメント数は、目的に応じて適宜選択される。

以下、本発明の溶融紡糸装置の一実施例について、図１を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の熱可塑性繊維溶融紡糸装置の一実施態様を示す概略図である。図１において、溶融紡糸装置は、溶融押し出し装置１、環状冷却装置３−１、給油ガイド８、引取ローラー１２、１３および巻取装置１４を備えている。溶融押し出し装置１はスピンブロック４により加熱および保温され、溶融押し出し装置１は紡糸口金２を備えており、紡糸口金２の吐出孔より紡出された糸条９は、環状冷却装置３−１から吹き出される冷却風で冷却され、給油ガイド１０で油剤を付与された後、インターレースノズル１１で交絡を付与される。その後、引取ローラー１２、１３で引き取られ、巻取装置１４で巻き取られる。上述装置において、本発明における環状冷却装置３−１は、冷却風吹き出し部６および冷却風を高温にするための温度制御可能な加熱装置５を均圧室７の上部に有しており、図示しない温調器より供給された冷却風を冷却風調節装置１５で任意の風量に調整し、上部にパンチングプレート８を有する均圧室７で均圧にし、加熱装置５で冷却風を任意の温度に加熱し、冷却風吹き出し部６で整流して糸条９に吹き付けるようになっている。

均圧室７は円筒状をしており、冷却風の均圧を目的としたドーナツ状のパンチングプレート８を上部に有し、冷却風吹き出し部と仕切られている構造になっている。

ここで、使用するパンチングプレート８の開孔は、均圧性の面から、全面に均一に開孔していることが好ましく、開孔率は３０〜６０％が好ましい。

以下、ポリエステルマルチフィラメントおよびポリアミドマルチフィラメントを例に取り、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。実施例中に使用した各特性値は次の測定方法により求めた。
［溶融温度（Ｔｍ）］
ポリマを１０ｍｇ精秤し、アルミニウム製オープンパンおよびパンカバーを用いて封入し、示差走査熱量計（パーキンエルマー社製、ＤＳＣ７型）を用いて、窒素気流下、２０℃から２８５℃まで１６℃／分で昇温させ、その途中で観察される吸熱ピークの温度を溶融温度（Ｔｍ）とした。
［強度・伸度・タフネス］
（１）ポリエステルマルチフィラメントの場合
ＯＲＩＥＮＴＥＣ（現エー・アンド・ディ）社のＴＥＮＳＩＬＯＮ ＲＴＣ−１２１０Ａを用い、試長２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／分で荷重伸長曲線を求め、糸が破断した際の力を繊度で除した値を強度とし、糸が破断した際の伸びを試料長で除した値に１００を乗じた値を伸度とし、次式より求めた強伸度積を用いタフネスを評価し、冷風を用いた環状チムニーの強伸度積に対して、「＋３．５以上」の差を○○、「＋２．５以上＋３．５未満」の差を○、「＋１．０以上＋２．５未満」の差を△、「＋１．０以下」の差を×として評価した。

なお、実施例のタフネス評価は比較例７の強伸度積の差より評価した。

強伸度積＝強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）×（伸度（％））^１／２
（２）ポリアミドマルチフィラメントの場合
ＯＲＩＥＮＴＥＣ（現エー・アンド・ディ）社のＴＥＮＳＩＬＯＮ ＲＴＣ−１２１０Ａを用い、試長５００ｍｍ、引張速度５００ｍｍ／分で荷重伸長曲線を求め、糸が破断した際の力を繊度で除した値を強度とし、糸が破断した際の伸びを試料長で除した値に１００を乗じた値を伸度とし、次式より求めた強伸度積を用いタフネスを評価し、冷風を用いた環状チムニーの強伸度積に対して、「＋３．５以上」の差を○○、「＋２．５以上＋３．５未満」の差を○、「＋１．０以上＋２．５未満」の差を△、「＋１．０以下」の差を×として評価した。

なお、実施例のタフネス評価は比較例９の強伸度積の差より評価した。

強伸度積＝強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）×（伸度（％））^１／２
［ウスター斑（繊度斑）（Ｕ％）］
（１）ポリエステルマルチフィラメントの場合
ＺＥＬＬＷＥＧＥＲ ＵＳＴＥＲ社のＵＳＴＥＲ ＴＥＳＴＥＲ ＵＴ−４を用い、糸速１００ｍ／分、給糸張力１／３０ｇ／ｄｔｅｘ、Ｓ撚り、ツイスター回転数８０００ｒｐｍで５分間測定し、ＨＩｎｅｒｔで評価し、Ｕ％（Ｈ）「０．５未満」を○○、「０．５以上１．０未満」を○、「１．０以上１．５未満」を△、「１．５以上」を×として評価した。
（２）ポリアミドマルチフィラメントの場合
ＺＥＬＬＷＥＧＥＲ ＵＳＴＥＲ社のＵＳＴＥＲ ＴＥＳＴＥＲ ＵＴ−４を用い、糸速５０ｍ／分、給糸張力１／３０ｇ／ｄｔｅｘ、Ｓ撚り、ツイスター回転数８０００ｒｐｍで５分間測定し、ＨＩｎｅｒｔで評価し、Ｕ％（Ｈ）「０．８未満」を○○、「０．８以上１．３未満」を○、「１．３以上１．８未満」を△、「１．８以上」を×として評価した。
［冷却風速］
日本カノマックス株式会社のアネモマスター風速計（ＭＯＤＥＬ６００４）を用い、任意の風量に設定し、環状の冷却風吹き出し部から５ｍｍ離れた位置の風速を円周方向に８等配で測定し、その風速（ｍ／秒）の最大値と風速の最小値の差を算出した。
［製糸性および生産性］
パック数２０個で、２４時間の紡糸を行い、この間の糸切れ回数評価を実施し、「１回未満」を○○、「１回以上２回未満」を○、「２回以上３回未満」を△、「３回以上」を×として評価した。
［生産性］
同一製糸条件、同一敷地面積で、２４時間の紡糸を行い、その生産量を比較した際、パック数２０個を使用した場合との生産量を比較した場合、「同じ生産量」を○、「少ない生産量」を×として評価した。

実施例１〜３、比較例１〜８
溶融温度（Ｔｍ）２５５℃のポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、それぞれ冷却風温度、紡糸口金を備えた押し出し装置の下部と冷却装置の上部の接し方、均圧室および均圧室位置、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）、スピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）を異ならせるようにし、実施例１〜３および比較例１〜７は図１の冷却装置を、実施例８は図３の冷却装置を用い、紡糸速度２７００ｍ／分で引き取った後、延伸倍率１．６２で延伸した。得られた延伸糸特性を表１に示す。

実施例１〜３は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ紡糸口金を備えた押し出し装置の下部と冷却装置の上部が接しており、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短いので、Ｕ％、タフネス、製糸性ともに非常に優れるものであった。

比較例１は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、紡糸口金を備えた押し出し装置の下部と冷却装置の上部が接しており、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短いが、均圧室が冷却風の吹き出し部の上部にあるため、Ｕ％が劣るものであった。

比較例２は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、紡糸口金を備えた押し出し装置の下部と冷却装置の上部が接しており、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短いが、均圧室がないためＵ％、タフネス、製糸性が劣るものであった。

比較例３は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、紡糸口金を備えた押し出し装置の下部と冷却装置の上部が接しており、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短いが、均圧室が冷却風吹き出し部と同じ高さにあるため、Ｕ％、タフネス、製糸性、生産性が劣るものであった。

比較例４は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置、紡糸口金を備えた押し出し装置の下部と冷却装置の上部が接しているが、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）と同じであるため、口金面および口金下雰囲気温度が低下し、Ｕ％、タフネス、製糸性が劣るものであった。

比較例５は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置、紡糸口金を備えた押し出し装置の下部と冷却装置の上部が接しているが、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より長いため、Ｕ％、タフネス、製糸性、生産性が劣るものであった。

比較例６は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短いが、紡糸口金を備えた押し出し装置の下部と冷却装置の上部が接していないため、Ｕ％、タフネス、製糸性、生産性が劣るものであった。

比較例７は本発明に適した冷却装置、均圧室および均圧室位置、紡糸口金を備えた押し出し装置の下部と冷却装置の上部が接しており、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短いが、冷却風温度が低いので、タフネスが劣るものであった。

比較例８は冷却装置がクロスフローであるため、Ｕ％が劣るものであった。

実施例４〜８
溶融温度（Ｔｍ）２５６℃のポリエチレンテレフタレートを図１に示す環状冷却装置により溶融紡糸し、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）、スピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）、加熱装置の長さ（ｃ）、スピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）をそれぞれ異ならせるように、紡糸速度２９００ｍ／ｍｉｎで引き取った後、延伸速度１．６５で延伸した。得られた延伸糸特性を表２に示す。

実施例４は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているが、加熱装置の長さ（ｃ）がやや短いのでタフネスがやや劣るものであった。

実施例５は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているが、加熱装置の長さ（ｃ）がやや長いので生産性がやや劣るものであった。

実施例６は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているが、スピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）がやや短いため、タフネス、製糸性がやや劣るものであった。

実施例７は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているが、スピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）がやや長いため、タフネス、生産性がやや劣るものであった。

実施例８は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）、スピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているため、Ｕ％、タフネス、製糸性、生産性に優れたものであった。

実施例９〜１３
溶融温度（Ｔｍ）２５６℃のポリエチレンテレフタレートを図１に示す環状冷却装置により溶融紡糸し、単繊維繊度、冷却風速の最大値と最小値、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）、スピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）をそれぞれ異ならせるように、紡糸速度３０００ｍ／ｍｉｎで引き取った後、延伸速度１．５０で延伸した。得られた延伸糸特性を表３に示す。

実施例９は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているが、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）の差がやや小さいため、タフネス、製糸性がやや劣るものであった。

実施例１０は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているが、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）の差がやや大きいため、Ｕ％、タフネス、製糸性のやや劣るものであった。

実施例１１は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）、スピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているが、単繊維繊度がやや細いため、Ｕ％、タフネス、製糸性、生産性のやや劣るものであった。

実施例１２は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）、スピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているが、単繊維繊度がやや太いため、Ｕ％、タフネス、製糸性がやや劣るものであった。

実施例１３は本発明に適した冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）、スピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているが、冷却風速の最大値と最小値の差がやや大きいため、Ｕ％、タフネス、製糸性、生産性のやや劣るものであった。

実施例１４、比較例９
溶融温度（Ｔｍ）２５０℃のナイロン６６を図１に示す環状冷却装置により溶融紡糸し、冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）、スピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）をそれぞれ異ならせるように、紡糸速度４０００ｍ／ｍｉｎで引き取った。得られたナイロン糸特性を表４に示す。

実施例１１は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）、スピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が適しているため、Ｕ％、タフネス、製糸性、生産性に優れたものであった。

比較例９は本発明に適した冷却装置、冷却風温度、均圧室および均圧室位置であり、かつ冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）がスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短いが、加熱装置がないので、タフネスが劣るものであった。

本発明の熱可塑性繊維溶融紡糸装置の一実施態様を示す概略図である。 従来の熱可塑性繊維溶融紡糸装置の一実施態様を示す概略図である。 従来の熱可塑性繊維溶融紡糸装置の一実施態様を示す概略図である。

符号の説明

１：溶融押し出し装置
２：紡糸口金
３−１：本発明の環状冷却装置
３−２：従来の環状冷却装置
３−３：従来のクロスフロー冷却装置
４：スピンブロック
５：冷却風加熱装置
６：冷却風吹き出し部
７：均圧室
８：パンチングプレート
９：糸条
１０：給油ガイド
１１：インターレースノズル
１２、１３：引取ローラー
１４：巻取装置
１５：冷却風調節装置

Claims (3)

1. 紡糸口金を備えた溶融押し出し装置と、該溶融押し出し装置を加熱および保温するスピンブロックとを備え、該紡糸口金より紡出された熱可塑性繊維を冷却固化する装置により冷却固化して巻き取る溶融紡糸装置において、上記溶融押し出し装置の下部と上記冷却固化する装置の上部が接し、かつ上記冷却固化する装置の冷却風吹き出し部が環状であるとともに、冷却風を均一に吹き出すための均圧室を冷却風の吹き出し部より下部に有し、さらに冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）が前記スピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）より短く、冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための温度制御の可能な加熱装置が均圧室より上部に設けられていることを特徴とする熱可塑性繊維の溶融紡糸装置。
2. 冷却風を５０℃以上ポリマ溶融温度（Ｔｍ）−１０℃以下とするための温度制御の可能な加熱装置の長さ（ｃ）とスピンブロック下面から冷却風吹き出し部の最上部までの鉛直距離（ｄ）が下記（イ）〜（ハ）式を満足することを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性繊維の溶融紡糸装置。
   （イ）１０ｍｍ≦ｃ≦２５０ｍｍ
   （ロ）５０ｍｍ≦ｄ≦１５０ｍｍ
   （ハ）ｄ≦３ｃ
3. 冷却風吹き出し部の最上部から口金面までの鉛直距離（ａ）とスピンブロック下面から口金面までの鉛直距離（ｂ）の差が７０ｍｍ〜１６０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性繊維の溶融紡糸装置。

Images