(57)【要約】【課題】一つの紡糸口金パックに複数の紡糸口金を装着する多錘用紡糸口金パックの大型化などに伴って発生する紡糸口金パックの内部に発生する温度バラツキを解消し、各紡糸口金から紡出される糸条群の品質斑を抑制し、均質な糸条群を安定生産することができる多錘用紡口金パックを提供する。【解決手段】複数個の口金を保持するパック体の内部に、口金の配列方向と平行にヒートパイプを内臓することにより、高温側のパックの側端部から低温側のパック中央部へと熱輸送を行なうことでパック自体の温度を均一化し、内部に保持している口金群の温度を均一化し、均質な合成繊維糸条を生産する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの紡糸口金パックの中に複数個の紡糸口金を組み込んで熱可塑性ポリマーを内部に受け入れて前記各紡糸口金から多錘糸条を紡出する多錘用紡糸口金パックにおいて、紡糸口金パックの側端部から中央内部部へ複数個のヒートパイプを内蔵したことを特徴とする多錘用紡糸口金パック。
【請求項２】
四角形状の前記紡糸口金パックである、請求項１に記載の多錘用紡糸口金パック。
【請求項３】
熱可塑性ポリマー用の紡糸パックに内蔵されたヒートパイプに封入する熱媒が水である、請求項１又は２に記載の多錘用紡糸口金パック。
【請求項４】
前記ヒートパイプを前記紡糸口金の配列方向に対して平行に内蔵する、請求項１〜３の何れかに記載の多錘用紡糸口金パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一つの紡糸口金パックに複数の紡糸口金を装着し、各紡糸口金に穿設された吐出孔群より熱可塑性ポリマーをそれぞれ繊維状に紡出して、多錘糸条を溶融紡糸する多錘用紡糸口金パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性ポリマーを溶融押出機から押し出してスピンブロックへ供給し、スピンブロックに装着された紡糸口金パックから合成繊維を紡出することが一般に行われている。このような合成繊維の溶融紡糸に使用される紡糸口金パックには、ポリマーを受け入れるためのポリマー流路が形成されたトッププレート、紡糸口金、ポリマーから異物を取り除くためのメタルサンドやリム付きフィルターなどの濾過部材、ポリマーの分配板、中間部パックボディ、紡糸口金を保持するキャップホルダーなどの多数の紡糸部品から構成されている。
【０００３】
また、近年の生産効率向上の要求に応えるために、一つの紡糸口金パックに複数個の紡糸口金を装着した多錘用紡糸口金が多用されるようになってきた。このため、紡糸口金パックのサイズをできるだけコンパクトに設計しようとしても、どうしても大型化せざるを得ない状況にある。
【０００４】
ところが、紡糸口金パックの内部に溶融ポリマーを受け入れて紡糸口金から紡出するためには、紡糸口金パックの内部に滞留するポリマーが良好な流動状態を維持するように過熱しておかなければならず、しかも、各紡糸口金から紡出される合成繊維の品質斑をなくすためには紡糸口金パック全体を均一に加熱する必要がある。しかし、紡糸口金パック自体には加熱装置が付属ず、紡糸口金パックを装着するためのパックドームが設けられたスピンブロックに封入された熱媒体などの加熱手段を介して加熱されることとなる。
【０００５】
その結果、スピンブロックに設けられたパックドーム自体に温度斑が生じていると、これに装着する紡糸口金パックにも温度斑が生じてしまうこととなり、熱が流入するパックドームとの接触部となる紡糸口金パックも側端部の温度が高く、パック中央部が相対的に低い温度分布を持つこととなる。このようにスピンブロックからの影響を受けて紡糸口金パック自体に発生した側端部と中央部の温度分布斑が、複数の紡糸口金間に温度差を発生させる要因となる。その結果、紡糸口金間での糸条品質差（各錘間での糸条品質斑）を生じさせる原因となっている。
【０００６】
このような紡糸口金パック内のに生じる温度斑を解消することは容易では無い。例えば、特許文献１および特許文献２に提案されているように、一つの紡糸口金に対するポリマーの分配斑の解消や滞留時間差の解消を図るためのポリマー流路構造の工夫では、一つの紡糸口金パックにに装着する多数の紡糸口金中へそれぞれ個別に流下するポリマー温度の均一化を図ることができない。
【０００７】
なお、特許文献１および特許文献２に記載された工夫では、一つの紡糸口金に多数穿設された吐出孔群から紡出するマルチフィラメントのフィラメント間の品質バラツキを解消できるに過ぎない。つまり、一つの紡糸口金へ上流側から下流側に向けて流下するポリマーの温度や滞留時間差を均一化するための工夫が行われているに過ぎない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２８５４２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１５５６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上に説明した従来技術が有する諸問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、一つの紡糸口金パックに複数の紡糸口金を装着する多錘用紡糸口金パックの大型化などに伴って発生する紡糸口金パックの内部に発生する温度バラツキを解消し、各紡糸口金から紡出される糸条群の品質斑を抑制し、均質な糸条群を安定生産することができる多錘用紡糸口金パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここに、前記課題を解決するための本発明として、「一つの紡糸口金パックの中に複数個の紡糸口金を組み込んで熱可塑性ポリマーを内部に受け入れて前記各紡糸口金から多錘糸条を紡出する多錘用紡糸口金パックにおいて、紡糸口金パックの側端部から中央内部部へ複数個のヒートパイプを内蔵したことを特徴とする多錘用紡糸口金パック」が提供される。
【００１１】
その際、本発明としては、四角形状の前記紡糸口金パックであることが好ましい。また、本発明としては、熱可塑性ポリマー用の紡糸パックに内蔵されたヒートパイプに封入する熱媒が水であることが好ましい。更に、本発明としては、前記ヒートパイプを前記紡糸口金の配列方向に対して平行に内蔵することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
紡糸口金パックの側端部から内部中央へ向ってヒートパイプを紡糸口金パックに内蔵することで、紡糸口金パックの側端部と中央部とで温度差が生じて、側端部が高温となり、中央部で低温となるような温度分布斑を解消できる。
【００１３】
すなわち、ヒートパイプの持つ高温側から低温側への短時間でのきわめて高い熱輸送能力と熱伝導特性を利用することによって、主として紡糸口金パックの側端部でパックドームから受取る熱を紡糸口金パックの中央部へ迅速かつ大量に輸送できるので、側端部と中央部との温度差を小さくすることができ、その結果、紡糸口金パック全体の温度を均一化することが可能となる。
【００１４】
したがって、一つの紡糸口金パックに複数の紡糸口金を装着する大型の多錘用紡糸口金であっても、全体を均一に加熱することができ、各紡糸口金からそれぞれ紡出される糸条の品質差（錘間品質差）を解消することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の多錘用紡糸パックの一実施形態を模式的に例示した概略正断面図である。
【図２】ヒートパイプを説明するための、一部に破断を施した斜視図である。
【図３】ヒートパイプの配設状態を例示した説明図（平面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明に係る多錘用紡糸口金の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の熱可塑性合成繊維を紡糸する際に用いる紡糸口金パック１をスピンブロックのパックドーム９（図１では２点鎖線で示してある）へ装着した実施形態を模式的に例示した概略正断面図である。
【００１７】
通常、紡糸口金パック１は多数の紡糸部品から構成されるが、紡糸口金パック１のパックボディに関して図１に例示した実施形態では前記パックボディが上部、中間部、そして、下部に３分割された態様を示している。なお、本発明においては、一つの紡糸口金パック１に複数の紡糸口金７を保持する多錘用紡糸口金パックを対象とする。
【００１８】
図１に例示したパックドーム９の直下に、スピンブロック内部に設けられたポリマー流路５との接続部を有するトッププレートと呼ばれる上部パックボディ１、紡糸口金７の上流でポリマー中に含まれる異物や凝集物を濾過するための濾過層６などの濾過部材が設けられる中間部パックボディ３、そして、紡糸口金７自体を組立ボルト８によって締結して保持するキャップホルダーを兼ねる下部パックボディ４からなる３分割のパックボディ中に様々な紡糸部品が組み込まれた状態の紡糸口金パック１としてパックドーム９の内部に装着されている。
【００１９】
ここで、図１に例示したパックドーム９の左右両側のスピンブロック本体には、スピンブロック自体の加熱も含めて紡糸口金パック１を加熱するための熱媒体と、これを所定温度に加熱して維持するヒータが熱媒封入室に設けられている。したがって、このような構造的な要因からパックドーム９内に装着されている紡糸口金パック１は左右両側端部の温度が高く、中央部が低くなる。
【００２０】
また、図１に例示したように一つの紡糸口金パック１内に複数の紡糸口金７を保持する多錘用紡糸口金パック１では、その形状がどうしても大型化せざるを得ないので全体を温度分布差が生じないように均一に加熱することは困難である。したがって、特に多錘用紡糸口金パック１に生じる温度分布斑は大きなものとなる傾向にある。
【００２１】
それにもかかわらず、このような事態を放置して紡糸口金パック１の温度分布斑が生じた状態で溶融紡糸を続行すると、紡糸口金パック１の内部を流れるポリマーの温度分布差を惹起し、各々の紡糸口金７を通過するポリマーの温度にも差異が生じ、結果としてポリマーの粘度斑や滞留時間差が生じ、各紡糸口金７から紡出される糸条間の品質差を発生させることとなる。
【００２２】
そこで、本発明の多錘用紡糸口金パック１においては、その内部にヒートパイプ１０を組み込むことによって、紡糸口金パック１に発生する温度分布差（温度斑）を解消することを大きな特徴とする。以下、この点について、詳細に説明する。
【００２３】
先ず、本発明で使用するヒートパイプ１０について簡単に説明すると、ヒートパイプ１０は、管の内壁に毛細管構造の網目状材料（図２に示した「ウィック材」が相当する）を内張りした金属製のパイプであり、内部は真空にされており、その内部に少量の熱媒が封入された構造となっている。
【００２４】
なお、前記ウィック材としてはパイプの内面に内張りされたガラス繊維、セラミックス繊維、網状の銅線等が使用される。また、ヒートパイプ１０の管材としては、熱膨張率の小さなステンレス材や熱伝導性が良く且つ安価な銅材やアルミニウム合金を用いることができる。更に、ヒートパイプ１０に封入する熱媒としては、紡糸温度条件に対応させて、水、アンモニア、フレオン、ペンタン、アセトン、メタン、メタノール、エタノールなどを使用することができ、また、これらの熱媒を２種以上組み合わせて使用することもできる。
【００２５】
このヒートパイプ１０では、図２に示すように、その一方端を加熱すると、内部の液体が蒸発して気化し、潜熱（気化熱）として熱が熱媒に取り込まれる。ついで、加熱された熱媒は、低温部へほぼ音速で移動し、そこで冷やされてまた液体に戻り、凝縮潜熱による熱放出をする。そして、凝縮した液体は重力あるいは毛細管構造のウィックを通って元の場所へ戻る。
【００２６】
なお、図２では、ヒートパイプの受熱部と放熱部は、その一方端が常に受熱部で他方端が放熱部であるということはなく、受熱部と放熱部は互いに入れ違ってもよい。すなわち、図２に例示した受熱部と放熱部とがそれぞれ放熱部と受熱部に入れ替わってもその機能を発揮する。
【００２７】
したがって、ヒートパイプ１０を使用することによって、紡糸口金パック１に温度分布差があっても高温側から低温側へと連続的に効率よく熱を移動させることができる。このように、ヒートパイプ１０という閉ループの電熱素子を使用すると、液体の蒸発と凝縮の潜熱を利用して、小さな温度差が生じても高温側から低音側へと大量の熱輸送が可能となる。
【００２８】
以下、以上に説明したヒートパイプ１０を多錘用紡糸口金パックに配設する点について、図１に加えて更に図３を参照しながら詳細に説明する。なお、図３は、四角形状の６錘用紡糸口金パック１にヒートパイプ１０を適用した実施形態を例示した説明図（平面図）である。この図３において、２点鎖線で示した６個の円のそれぞれが各紡糸口金７が存在する位置を示しており、図中に破線で示した位置がヒートパイプ１０が挿入される箇所を示している。
【００２９】
本発明においては、以上に説明したヒートパイプ１０を、図１と図３において破線で示したように、例えば紡糸口金パック１の上部パックボディ（トッププレート）２及び中間部パックボディ３の内部に紡糸口金７の配列方向に対して平行に紡糸口金パック１の中央内部にまで達するように内蔵する。その結果、パックドーム９の加熱壁から伝導した熱は、速やかに紡糸口金パックの内部にまで伝達されることとなって、温度斑を解消することができる。
【００３０】
つまり、加熱源となるが故に高温部を形成するパックドーム９の加熱壁の左右両側端部から紡糸口金パック１の左右両側端部に伝えられた熱量は、紡糸口金パック１の上部パックボディ（トッププレート）２と中間部パックボディ３の内部に内臓されたヒートパイプ１０によって、低温側の紡糸口金パック１中央部に即座に熱輸送され、その結果、紡糸口金パック１自体に生じた温度斑をを解消して均一化する。
【００３１】
それ故に、紡糸口金パック１に僅かな温度分布斑が発生していたとしても、ヒートパイプ１０の作用によって、温度差を解消する方向へ多量の熱を短時間で移送できるため、きわめて効果的に温度分布差を解消して、均熱化することができる。
【００３２】
なお、ヒートパイプ１０は、例えば１℃の温度差が生じていても作動する。したがって、理想的にはヒートパイプ１０を紡糸口金パック１の内部に組み込むことにより紡糸口金パック１の全体の温度差が１℃以内の均熱体とすることができる。このとき、設置するヒートパイプ１０の数としては、紡糸口金パック１の内部に問題となるような温度分布差がなくなるように、紡糸口金パック１の均熱化が十分に達成される数であることが必要である。
【符号の説明】
【００３３】
１．紡糸口金パック
２．上部パックボディ（トッププレート）
３．中間部パックボディ
４．下部パックボディ（キャップホルダー）
５．ポリマー流路
６．ポリマー濾過層
７．紡糸口金
８．組立ボルト
９．スピンブロック・パックドーム
１０．ヒートパイプ
【図１】
2010242261.tif 000002
【図２】
2010242261.tif 000003
【図３】
2010242261.tif 000004