(57)【要約】【課題】  プレフィルター型装置において、溶融ポリマー流路への装着・交換を容易にし、生産性の向上に一層寄与するようにした溶融ポリマーフィルター装置を提供する。【解決手段】  ヒータ４を備えた筒状のハウジング２と該ハウジングに上方から脱着可能に挿入されるフィルターパック１とを有し、ハウジング２の片方の側面に溶融ポリマー移送管６０，７０に接続される流入孔６及び流出孔７を設けると共に、反対側の側面にフィルターパック１を押圧する押圧手段２４を設け、フィルターパック１の側面にハウジング側の流入孔６及び流出孔７と対応するように流入孔１０及び流出孔１１を設けると共に、底面側に該フィルターパックとハウジングとの流入孔６，１０同士及び流出孔７，１１同士を位置合わせするスペーサ２６を介在させたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータを備えた筒状のハウジングと該ハウジングに上方から脱着可能に挿入されるフィルターパックとを有し、前記ハウジングの片方の側面に溶融ポリマー移送管に接続される流入孔及び流出孔を設けると共に、反対側の側面に前記フィルターパックを押圧する押圧手段を設け、前記フィルターパックの側面に前記ハウジング側の流入孔及び流出孔と対応するように流入孔及び流出孔を設けると共に、底面側に該フィルターパックと前記ハウジングとの流入孔同士及び流出孔同士を位置合わせするスペーサを介在させた溶融ポリマーフィルター装置。
【請求項２】
前記フィルターパックの流入孔及び流出孔の少なくとも一方を側面から突出する突起部に開口させ、前記ハウジングの内壁面に該内壁面の上縁から下方に延び、かつ前記流入孔及び流出孔が底面に開口させるようにした案内溝を設け、該案内溝に前記突起部を係合させた請求項１に記載の溶融ポリマーフィルター装置。
【請求項３】
前記フィルターパックの外殻を上下一対の分割部材を組み合わせた構造体とし、一方の分割部材の側面に前記流入孔又は流出孔が開口する突起部を設け、該突起部を他方の分割部材の端部に設けた切り欠きに係合させた請求項１又は２に記載の溶融ポリマーフィルター装置。
【請求項４】
前記ハウジングを断熱材で構成された加温箱で被覆した請求項１、２又は３に記載の溶融ポリマーフィルター装置。
【請求項５】
前記溶融ポリマーがポリトリメチレンテレフタレート又はポリトリメチレンテレフタレートを主成分とする共重合ポリマーである請求項１〜４のいずれかに記載の溶融ポリマーフィルター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融ポリマーフィルター装置に関し、更に詳しくは、溶融紡糸機におけるポリマーの溶融部から紡糸パックに至る流路の途中にプレフィルターとして組み込まれる溶融ポリマーフィルター装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融紡糸機で繊維を製造する場合、紡糸前に溶融ポリマー中の固形異物やゲル状異物を濾過することは、繊維の品質安定のために必須である。従来、溶融紡糸機における濾過手段は、紡糸パック内に紡糸口金とともにフィルターを内蔵させるようにしたものが一般的であった。
【０００３】
一方、近年のように１ｄｔｅｘ以下の細繊度の繊維の需要が多くなってきたり、また生産性向上のため紡糸速度の高速化や紡糸口金の多孔化が進むにつれ、濾過を強化することが必要になっている。また、近年、ヤング率が低く、伸張弾性回復率が優れ、化学的にも安定していることから注目されているポリトリメチレンテレフタレートは、熱分解されやすく、添加粒子の凝縮物が生成しやすい特殊なポリマーであるが、このような特定のポリマーの場合にも一層の濾過強化が必要とされる。
【０００４】
しかし、従来の溶融紡糸パックのように紡糸パック内にフィルターを内臓した濾過方式では、紡糸口金の大きさ等の制約から濾過面積を十分にとれないため、上記のような特殊な溶融紡糸を行う場合の濾過強化は困難になる。例えば、フィルターのメッシュを細かくするという方法があるが、単にメッシュを細かくするだけでは初期濾過圧損が高くなり、短い周期でパック交換しなければならないという問題を生じる。
【０００５】
このような紡糸パック内蔵型フィルターの限界は、特許文献１や特許文献２に開示されているようなフィルター装置を、ポリマーの溶融部から紡糸パックに至る流路の途中にプレフィルターとして設けることにより解決することができる。しかし、従来のプレフィルター型の装置は、溶融ポリマーの流入孔と流出孔を互いに反対側の側面に設けているため、これをポリマー流路の途中に組み込むときは、左右に分離したポリマー移送管の端部にそれぞれ取り付けたフランジの間に挟み、ボルトで固定することになる。
【０００６】
しかし、左右のフランジ間に挟まれたフィルター装置を交換するには、周囲を囲むハウジングまで加熱ヒータや保温材と共に取り外す必要があるため、その取り外し時に温度低下が発生し、交換後に紡糸を再スタートするまでの時間が長くなり、生産性を低下させるという問題があった。また、溶融ポリマーが高温下にある時の作業であるため、上記フランジの締め付けボルトを弛める時、溶融ポリマーや熱分解により発生したガスが噴出するため危険な作業になり、交換時間を延長する原因になっていた。
【特許文献１】特開平８−１０５２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２６７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、プレフィルター型装置において、溶融ポリマー流路への装着・交換を容易にし、生産性の向上に一層寄与するようにした溶融ポリマーフィルター装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の溶融ポリマーフィルター装置は、ヒータを備えた筒状のハウジングと該ハウジングに上方から脱着可能に挿入されるフィルターパックとを有し、前記ハウジングの片方の側面に溶融ポリマー移送管に接続される流入孔及び流出孔を設けると共に、反対側の側面に前記フィルターパックを押圧する押圧手段を設け、前記フィルターパックの側面に前記ハウジング側の流入孔及び流出孔と対応するように流入孔及び流出孔を設けると共に、底面側に該フィルターパックと前記ハウジングとの流入孔同士及び流出孔同士を位置合わせするスペーサを介在させたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のポリマーフィルター装置は、加熱部を備えた筒状のハウジングに上方からフィルターパックを脱着可能に挿入するようにし、フィルターパックのみを単独で取り出せるようにしたので、そのフィルターパックの交換をホイストクレーン等で吊り下げて上方から容易に挿入したり、取り出したりすることができる。
【００１０】
また、溶融ポリマーの流入孔及び流出孔をハウジング及びフィルターパックの片方の側面に設け、その反対側の側面に押圧手段を設けているため、押圧手段の押し付けだけで流入孔同士及び流出孔同士を容易にシールすることができ、交換作業を数分間程度の短時間で行うことができる。
【００１１】
また、フィルターパックの取り外し時には、ハウジングに収納状態のまま押圧手段を弛めるようにすれば、残圧による溶融ポリマーや熱分解ガスの噴出を回避し、安全に作業することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を示す溶融ポリマーフィルター装置を参照して、具体的に説明する。
【００１３】
図１及び図２の溶融ポリマーフィルター装置において、１はフィルターパック、２はハウジング、３は加温箱である。ハウジング２は円筒状に形成され、周囲にバンド状のヒータ４が巻回され、かつその外側が加温箱３の断熱材５により覆われている。ハウジング２には、その一方の側面に溶融ポリマーの流入孔６と流出孔７が上下に設けられている。また、この流入孔６と流出孔７に対し、外部から溶融ポリマー移送管６０、７０が接続されている。このハウジング２の中に、上方からフィルターパック１が底面に高さ調節用のスペーサ２６が挟み込むようにして挿入されている。
【００１４】
さらに、ハウジング２の上面と加温箱３の上面とに、それぞれ中蓋２７と上蓋２８が被せられている。また、ハウジング２には温度センサー２９が埋設され、その検知信号に基づいてヒータ４による加熱温度が制御されるようになっている。加熱温度はポリマーの種類や溶融紡糸条件により任意に設定されるが、２００〜３００℃が一般的である。
【００１５】
図３に詳細を示すように、フィルターパック１は上下一対の円柱状の分割部材８，９が組み合わされて構成されている。上部側の分割部材８は内部に空間１２を形成し、その空間１２は、下端の開口から上方側に順次径が３段階に縮小する円筒が連続して形成されている。また、分割部材８の側面に流入孔１０がハウジング２側の流入孔６に対応するように設けられ、その流入孔１０は分割部材８の中心軸に直交するように延長し、空間１２の円錐状の頂部に連通している。
【００１６】
一方、下部側の分割部材９は、径の大きい基部９ａとそれより径が小さいロッド状のフィルター取付部９ｂとを有する。基部９ａは、上部側分割部材８の３段形状の空間１２の中段の円筒部に嵌合し、またフィルター取付部９ｂは最上段の円筒部に挿入されるようになっている。空間１２の最下段円筒部には内壁にメネジ１３が設けられ、このメネジ１３にリング状の締付ネジ１４が螺合することにより、分割部材９の基部９ａの上面外周をパッキン１５を介して空間１２の中段円筒と上段円筒の境界部に密着させるようになっている。
【００１７】
また、上記分割部材８には、流入孔１０が開口する側と同じ側面の下部に門型の切欠き１６が設けられ（図３及び図４参照）、その切欠き１６は空間１２の内外に貫通している。他方、この切欠き１６に対応して分割部材９の基部９ａに突起部２３が形成され、その突起部２３が切欠き１６に挿入されて係合している。この突起部２３の端面には溶融ポリマーの流出孔１１がハウジング２側の流出孔７に対向するように開口している。その流出孔１１は基部９ａ内を軸心に向け延長し、さらに軸心で上方へ折れ曲がってフィルター取付部９ｂの軸心に延びるように延長している。
【００１８】
上記のように分割部材９の突起部２３が分割部材８の切欠き１６に係合することにより、分割部材９を締付ネジ１４で締め付けて分割部材８に密着させるとき分割部材９の共回りを防止し、流出孔１１と７との周方向のずれを防止する。
【００１９】
フィルター取付部９ｂの表面には複数本の縦溝１８が軸方向に平行に設けられ、かつこれらの溝底に複数の透孔１９が内側の流出孔１１に貫通するように設けられている。この構成のフィルター取付部９ｂに、リーフディスク状の多数のフィルターエレメント２０が積み重ねられるように装着されている（図５参照）。
【００２０】
上記ハウジング２の内壁には、内壁の上縁から下方に向け、かつ流入孔６と流出孔７の開口を横断するようにした案内溝２１が設けられている（図６参照）。また、上記ハウジング２の側面には、上記流入孔６及び流出孔７が設けられた側と反対側に押圧手段２４が設けられている。その押圧手段２４は側面に螺合し、回動により前後に進入後退するようになっている。
【００２１】
他方、フィルターパック１の側面には、上下２箇所に二つの突起部２２，２３が形成され、これら突起部２２，２３の端面にそれぞれ流入孔１０と流出孔１１が開口している。二つの突起部２２，２３は上記ハウジング２側の案内溝２１に係合し、この係合により、流入孔１０と流出孔１１がそれぞれ流入孔６と流出孔７に対して周方向に位置ずれを起こさないようにしている。
【００２２】
また、押圧手段２４を回動し前進させてフィルターパック１を押し込むと、フィルターパック１側の流入孔１０と流出孔１１がそれぞれパッキン２５を介してハウジング２側の流入孔６と流出孔７に密着する。これら突起部２２，２３は押圧手段２４の押圧力を局部的に上昇させるため、流入孔同士間及び流出孔間のシール効果を一層高めることができる。押圧手段２４は、二つの突起部２２，２３の正反対側にそれぞれ１箇所づつ設けることもできる。しかし、図示の例のように突起部２２，２３間の中央に対応する正反対側に設けた場合に比べて、押圧手段２４のネジを回す作業などが増えること、締付け力にアンバランスが生じる懸念があるので、好ましくは図示の例のように突起部２２，２３間の中央に対応する位置に設けることが望ましい。
【００２３】
また、フィルターパック１の底面に挿入したスペーサ２６は、フィルターパック１側の流入孔１０と流出孔１１の開口部の高さを、ハウジング２側の流入孔６と流出孔７の開口部の高さに位置合わせする調節用に設けられている。高さ調整は、例えば、ハウジング２の案内溝２１の下端を所定高さにすることでも可能である。しかし、案内溝２１の下端による高さ調整は、フィルターパック１が非常に重量体であるため早期に溝変形や磨滅を招き、流入孔６，１０間及び流出孔７，１１間の高さ方向の位置ずれが早期に発生し、上記のスペーサ２６による高さ調整に比べて耐久性が劣る欠点がある。
【００２４】
上記フィルター装置による溶融ポリマーの濾過は、以下のように行われる。
【００２５】
エクスとルーダなどのポリマー溶融部で溶融されたポリマーは、溶融ポリマー移送管６０から流入孔６及び１０を経てフィルターパック１の空間１２に流入する。空間１２に流入した溶融ポリマーは、多数枚が積層されたフィルターエレメント２０を外側から内側に向かって濾過されたのち、縦溝１８から透孔１９を経てフィルター取付部９ｂの内側の流出孔１１に流出する。次いで、流出孔１１からハウジング２の流出孔７を経て溶融ポリマー移送管７０へ排出され、図示しない紡糸パックへ移送される。
【００２６】
上述したフィルター装置においてフィルターパック交換するときは、まず上蓋２８及び中蓋２７を装着したままにして押圧手段２４を緩めるようにする。この押圧手段２４の緩め操作により、溶融ポリマーの残圧や熱分解ガスがリークし、ガスなどが急激に噴出するのを防止することができる。次いで、上蓋２８及び中蓋２７を取り外し、交換が必要になったフィルターパック１をホイストクレーン等で吊り下げて取り出し、その後に予め別の場所で予熱しておいた新たなフィルターパック１をホイストクレーン等で上方向から吊り下げながらハウジング２内に収納する。次いで、押圧手段２４を締め付けて流入孔６，１０間及び流出孔７，１１間をシールし、最後に中蓋２７及び上蓋２８を装着する。これによりフィルターパック１の交換作業を数分間程度の短時間で行うことができる。
【００２７】
本発明の溶融ポリマーフィルター装置において、側面部に溶融ポリマーの流入孔及び流出孔は、ハウジング及びフィルターパックに対してそれぞれ同一側の側面に設けてあることが重要である。流入孔及び流出孔を設ける側面は、ハウジングにフィルターパックを挿入する方向に対して略平行になっている。上記のように流入孔及び流出孔が設けられた側面に対して、押圧手段が反対側のハウジングの側面に設けることが重要である。このような流入孔及び流出孔と押圧手段の配置関係により、フィルターパックをハウジング内に押圧手段の一方向への押圧作用だけで溶融ポリマーの流入孔及び流出孔を簡単にシールすることができる。
【００２８】
フィルターパック及びハウジングの形状としては、円柱状及び円筒状が好ましいが、正多角柱状又は正多角筒状（特に四角形以上）にしたものであってもよい。このような形状にすることにより、フィルターパック内部の溶融ポリマーをハウジングから均一に加熱されるようにすることができる。勿論、円柱状又は正多角柱状とは、幾何学的に完全な真円や正多角形であることを意味せず、表面に部分的な突起や切り欠きを有することは許される。
【００２９】
ハウジング側の流入孔及び流出孔とフィルターパック側の流入孔及び流出孔との上下方向の位置合わせは、フィルターパックの底部にスペーサを介在させて行う。このような上下方向の位置合わせは、ハウジング側の内壁面に設けた案内溝とフィルターパック側に設けた突起部との係合によっても可能ではあるが、案内溝を利用したものは長期使用により、フィルターパックの重量により溝が変形し、精度の高いシールが確保できなくなる欠点がある。
【００３０】
また、フィルターパックに設ける流入孔及び流出孔は、少なくとも一方はフィルターパックの側面から突出した突起部に開口するように設けることが好ましく、より好ましくは流入孔及び流出孔の両方とも突起部に開口するように設けるとよい。このように突起部に流入孔や流出孔を開口させた形態にすることにより、フィルターパックのハウジングに対する位置決めを容易にすると共に、押圧手段の押し付け力を突起部に集中させることで、流入孔同士及び流出孔同士のシールを確実・強固にすることができる。また、図示の例では、押圧手段がネジ機構により押圧力を発生するようにしたが、その手段としては油圧シリンダなどの他の手段であってもよい。
【００３１】
ハウジングとフィルターパックの側面にそれぞれ上下に設ける流入孔と流出孔は、図示の例では流入孔が上部側で、流出孔が下部側であるが、これを逆にして、流入孔が下部側で、流出孔が上部側にする配置にしてもよい。また、フィルターパックを組み立てる分割部材についても、図示の例の上下の位置関係を、分割部材８を下部側にし、分割部材９を上部側にする配置にしてももよい。
【００３２】
フィルターパックを構成する上下一対の分割部材は、互いに嵌合し合う組立構造にし、かつその嵌合部において外側の嵌合側部には端部から切れ込む切欠きを設け、内側の嵌合側部には側方へ突出する突起部を形成し、その切欠きに突起部が係合するような構成にする。かかる構造形態にすることにより、上下一対の分割部材を締付けネジの回転を利用して組み付けるとき、締付けネジに接する方の分割部材が共回りすることで、流入孔又は流出孔がハウジング側の流入孔又は流出孔に対して周方向への位置ずれを発生することを防止し、密閉性の高いフィルターパックを構成することができる。
【００３３】
本発明のフィルター装置により濾過する溶融ポリマーの種類は、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンなど特に限定されないが、特に熱分解されやすく、添加粒子の凝縮物が生成しやすいポリトリメチレンテレフタレートの濾過に好適である。また、特に１ｄｔｅｘ以下の極細繊度の繊維の製造に使用すると好適である。
【００３４】
ポリトリメチレンテレフタレートとは、１，３−プロパンジオール成分とテレフタル酸成分からなるものであるが、その特性を損なわない範囲でエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、シクロヘキサンジオール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールスルホン、ビスフェノールＡのＥＯ付加物、ビスフェノールスルホンのＥＯ付加物、１，４−ブタンジオール、ε−カプロラクトン、イソフタル酸、無水フタル酸、フタル酸、コハク酸、アジピン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、セバシン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−ナトリウムスルホテレフタル酸、５−カリウムスルホイソフタル酸、５−カリウムスルホテレフタル酸、５−リチウムスルホイソフタル酸、３，５−ジ（カルボ−β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンスルホン酸ナトリウム、３，５−ジ（カルボ−β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンスルホン酸カリウム、３，５−ジ（カルボ−β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンスルホン酸リチウム、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル、５−カリウムスルホイソフタル酸ジメチル、５−リチウムスルホイソフタル酸ジメチルなどが共重合されていてもよい。
【００３５】
また、艶消し剤として、二酸化チタン、滑剤としてのシリカやアルミナの微粒子、抗酸化剤として、ヒンダードフェノール誘導体、着色顔料などを必要に応じて添加することができる。
【００３６】
本発明の溶融ポリマーフィルターは、特に溶融紡糸用のフィルターとして有効であるが、プラスチックパイプ、プラスチック板材などの一般成形物の溶融成形にも適用することができる。溶融紡糸用には、直接連続重合紡糸及びチップ紡糸のいずれにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の溶融ポリマーフィルター装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１におけるフィルターパックの縦断面図である。
【図４】図３におけるＢ矢視図である。
【図５】図３のフィルターパックにおける要部断面図である。
【図６】図１の溶融ポリマーフィルター装置のハウジング内壁面に設けられる案内溝の部分を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  フィルターパック
２  ハウジング
３  加温箱
４  ヒータ
５  断熱材
６、１０  流入孔
７、１１  流出孔
８、９  分割部材
９ａ  基部
９ｂ  フィルター取付部
１２  空間
１３  メネジ
１４  締付ネジ
１６  空間
１８  縦溝
１９  透孔
２０  フィルターエレメント
２１  案内溝
２２、２３  突起部
２４  押圧手段
２６  スペーサ
２７  中蓋
２８  上蓋
６０、７０  溶融ポリマー移送管
【図１】
2006161222.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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