纺丝组件、纺丝组件的制造方法及纺丝组件的改造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及具备纺出熔融聚合物的喷丝头的纺丝组件、纺丝组件的制造方法及纺丝组件的改造方法。
【背景技术】
[0002]以往，我们知道纺出合成纤维纱的熔融纺丝装置。一般的熔融纺丝装置具备具有喷丝头的纺丝组件。给纺丝组件提供熔融聚合物，该熔融聚合物通过分别从喷丝头的多个喷嘴纺出而变成多根单纤维。
[0003]—般的纺丝组件具备过滤熔融聚合物的过滤材料。专利文献1、2中公开了具有砂粒等粒状滤材的纺丝组件。这些纺丝组件从上方开始依顺具有聚合物导入孔、粒状滤材、过滤器、喷丝头等。在纺丝组件内部设置有与聚合物导入孔连接的空间，在该空间内填充有粒状滤材。从聚合物导入孔导入上述空间内的熔融聚合物在通过粒状滤材和过滤器后，从喷丝头的多个喷嘴纺出。
[0004][专利文献I]日本特开2002-266152号公报
[0005][专利文献2]日本特公昭62-1001号公报
[0006]专利文献1、2等使用的粒状滤材除了过滤熔融聚合物、捕集其中包含的异物以夕卜，还具有细化熔融聚合物的变成凝胶状的部分这一另外重要的作用。构成粒状滤材的砂粒、金属砂等在其外面具有尖的锐角部。在熔融聚合物通过粒状滤材之际，熔融聚合物的凝胶化部分被粒状滤材的上述锐角部分割。由于凝胶状部分为具有高的粘性、失去了流动性的固体状的异物，因此如果不充分进行该凝胶状部分的捕捉、细化，从喷嘴纺出的熔融聚合物中残留大的凝胶状部分，成为纱线质量下降、单纤维(单纱)断裂的重大原因。
[0007]但是，使用了粒状滤材的纺丝组件存在如下各种各样的问题。首先，粒状滤材在所提供的熔融聚合物的压力下局部地网眼张开或者局部地被压缩了。由此，滤材的空隙率局部地变化，过滤性能变化。空隙率增加时，过滤性能下降。并且，空隙率降低时，由于过滤压上升，因此产生提前更换组件的需要。因此，一般情况下，使用了粒状滤材的纺丝组件中组件的寿命变短。并且，在滤材内网眼张开量、压缩量不平衡时，空隙率产生偏差，在粒状滤材内聚合物不均匀流动。结果，分别从多个喷嘴纺出的聚合物量不均匀，在单纤维之间粗细(纤度)等物理性质变得不同。而且，由于粒状滤材在进行再利用时花费时间劳力，因此多数情况下每次更换纺丝组件都将滤材废弃，因此与组件的寿命短相结合，废弃物的量变多。
[0008]因此，本申请发明者进行了不使用粒状滤材的纺丝组件的开发。具体为，使用烧结多边形截面的金属短纤维形成的过滤器(以下称为“多边形截面金属短纤维过滤器”)取代粒状滤材。多边形截面金属短纤维过滤器有例如日本特开平5-253418、日本特开2005-256197号公报等中公开的过滤器。当熔融聚合物通过多边形截面金属短纤维过滤器之际，聚合物中的凝胶状部分被具有多边形截面的金属短纤维的锐角部分切碎地分割。即，多边形截面金属短纤维过滤器与粒状滤材同样，具有细化熔融聚合物中的凝胶状部分的功倉泛。
[0009]但是，在上述使用了多边形截面金属短纤维过滤器取代粒状滤材的纺丝组件中，有可能全新地采用与以往使用了粒状滤材的纺丝组件完全不同的组件结构。但是，如果仅稍微改变已经使用的纺丝组件的内部就能够作为新的纺丝组件使用的话，则能够节约成本，对熔融纺丝装置的使用者来说非常理想。并且，如果以往的纺丝组件与新的纺丝组件的组件尺寸相差很大的话，则必须迎合它重新调整熔融纺丝装置的各装置的位置等。例如，如果纺丝组件的上下尺寸变化，则从喷丝头纺出聚合物的位置与安装纺丝组件的装置(后面的实施形态中的加热箱体相当于此)的下表面之间的距离变化。因此有更改上述装置的纺丝组件安装部件、调整喷丝头的位置的必要。对于这一点，如果以往的纺丝组件与新的纺丝组件使形成有聚合物流路的部件等主要零部件通用的话，能够使新的纺丝组件的尺寸与以往的纺丝组件相同，即使使用新的纺丝组件也能够使纺出位置不变。并且，通过使以往的纺丝组件与新的纺丝组件的主要零部件通用，还能够降低新的纺丝组件的制造成本。
[0010]鉴于上述这一点，本申请发明者对使用一部分与使用粒状滤材的以往的纺丝组件相同的零部件构成新的纺丝组件进行了研究。具体为，在形成有聚合物流路的零部件(流路形成体)中，不往形成在其内部的聚合物填充空间内填充粒状滤材，而是安装多边形截面金属短纤维过滤器取代该粒状滤材。但是，这种情况下发现产生下述这样的问题。
[0011]以往的纺丝组件由于聚合物填充空间内收容有粒状滤材，相应地聚合物填充空间内实际填充熔融聚合物的空间变小。但是，新的纺丝组件由于没有使用粒状滤材，因此聚合物填充空间内填充了大量的熔融聚合物，聚合物滞留的时间变长。由此，聚合物产生热老化引起的变质，成为断纱、纱线质量不均匀的主要原因。
【发明内容】
[0012]本发明的目的就是要在使用了多边形截面金属短纤维过滤器取代粒状滤材的纺丝组件中尽量抑制组件内聚合物的滞留。
[0013]发明第I方案的纺丝组件的特征在于，具备:流路形成体，具有导入熔融聚合物的导入部和与上述导入部连接、填充上述熔融聚合物的聚合物填充空间；减容体，收容在上述流路形成体的上述聚合物填充空间的至少下部空间；过滤器，配置在上述流路形成体内上述减容体下侧的位置上，并且具有烧结具有多边形截面的金属短纤维而形成的第I过滤层；以及喷丝头，配置在上述流路形成体的下侧，形成有分别纺出通过了上述过滤器的上述熔融聚合物的多个喷嘴。
[0014]本发明使用具有烧结具有多边形截面的金属短纤维而形成的第I过滤层的过滤器取代往流路形成体的聚合物填充空间内填充粒状滤材。用过滤器的第I过滤层确实地细化熔融聚合物中的凝胶状部分。并且，如果在流路形成体的聚合物填充空间的下部空间没有填充粒状滤材的话，则聚合物填充空间内实际填充熔融聚合物的实际填充空间的容积变大相应的量，聚合物滞留的时间变长。这一点，本发明在聚合物填充空间的下部空间内收容有减容体，聚合物填充空间的、上述实际填充空间的容积减少与该减容体的体积相等的量。因此，聚合物填充空间中熔融聚合物的滞留时间变短，熔融聚合物的由热老化引起的变质被抑制。
[0015]发明第2方案的纺丝组件的特征在于，在上述第I方案中，上述减容体在上述聚合物填充空间内的占有容积为上述聚合物填充空间全部容积的60%?90%。并且发明第3方案的纺丝组件的特征在于，在上述第2方案中，上述减容体的上述聚合物填充空间内的占有容积为上述聚合物填充空间全部容积的75%?90%。
[0016]减容体在聚合物填充空间内的占有容积小，则滞留时间缩短的效果变低。另一方面，如果减容体的占有容积过大，则聚合物填充空间内的、实际填充聚合物的空间变得过小，流动阻力变大，相反，容易产生聚合物的滞留。因此，减容体在聚合物填充空间内的占有容积最好在60%?90%的范围内，而且，在75%?90%的范围内更好。
[0017]发明第4方案的纺丝组件的特征在于，在上述第I?第3方案中的任一方案中，上述减容体的下端与上述过滤器的上表面之间的间隙为I?3mm。
[0018]如果减容体的下端与过滤器的上表面之间的间隙过大，则通过过滤器之前熔融聚合物滞留的时间变长了。另一方面，如果上述间隙过小，则聚合物在该间隙中流动之际的流动阻力变大，相反，容易产生聚合物的滞留。因此，减容体的下端与过滤器的上表面之间的间隙最好在I?3mm的范围内。
[0019]发明第5方案的纺丝组件的特征在于，在上述第I?第4方案中的任一方案中，上述过滤器还具有配置在上述第I过滤层的下侧、烧结具有圆形截面的金属短纤维而形成的第2过滤层，上述第2过滤层的过滤粒度比上述第I过滤层的过滤粒度小。
[0020]用第I过滤层在细化熔融聚合物的凝胶状部分的同时，捕集熔融聚合物中包含的尺寸比较大的异物。另一方面，用过滤粒度小的第2过滤层除去第I过滤层没有捕集的异物。
[0021]发明第6方案的纺丝组件的制造方法为使用流路形成体制造第2纺丝组件的方法，上述流路形成体具有导入熔融聚合物的导入部和与上述导入部连接、填充上述熔融聚合物的聚合物填充空间，将粒状滤材收容到上述聚合物填充空间内而构成第I纺丝组件；上述第2纺丝组件不使用上述粒状滤材，该制造方法的特征在于，将用来减小实际填充上述熔融聚合物的实际填充空间的容积的减容体收容到上述流路形成体的上述聚合物填充空间的、在上述第I纺丝组件中收容上述粒状滤材的空间内，将具有烧结具有多边形截面的金属短纤维而形成的第I过滤层的过滤器安装到上述流路形成体内上述减容体下侧的位置上。
[0022]根据本发明，由于使用与使用粒状滤材的第I