(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーを送出するポンプと、
紡糸口金を有する紡糸パックが取り付けられるパック装着部、及び、内部に前記ポンプから前記紡糸パックに至るポリマー流路を有する加熱箱体と、を備えており、
前記パック装着部は、前記加熱箱体の外部に設けられ、前記紡糸パックがシール用のパッキンを挟んで装着される装着筒部を有しており、
前記装着筒部には、装着された前記紡糸パックに連なる前記ポリマー流路となる貫通孔が形成されており、
前記装着筒部には、前記ポリマー流路の圧力が所定の圧力を超えたときに、前記貫通孔を前記加熱箱体の外部空間と連通させてポリマーを放出させる放出手段が一体的に設けられていることを特徴とする溶融紡糸装置。
【請求項２】
前記装着筒部の側壁部には、局所的に肉厚が薄くなった薄肉部が設けられており、
前記放出手段が前記薄肉部であることを特徴とする請求項１に記載の溶融紡糸装置。
【請求項３】
前記装着筒部の前記側壁部には、外側から凹んだ孔が形成されており、
前記薄肉部は、前記側壁部の、前記孔の底面と前記貫通孔の内面の間の部分であることを特徴とする請求項２に記載の溶融紡糸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーを紡糸するための溶融紡糸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ポリマーを送出するポンプと、その内部にポンプから紡糸パックに至る導管からなるポリマー流路を有し、ポリマーの融点以上に加熱された加熱箱体と、を有する溶融紡糸装置について記載されている。この特許文献１では、加熱箱体に取替え可能に紡糸パックが取り付けられるが、この取り付け時には、紡糸パックをあらかじめ加熱してから加熱箱体に取り付けているが、紡糸パックの加熱温度がポリマーの融点にそもそも達していなかったり、取り付け作業をしている間に紡糸パックの温度がポリマーの融点以下に低下したりすると、紡糸パック内でポリマーが固まり、紡糸パックの紡糸口金に至る流路が塞がってしまうことがある。
【０００３】
このような状態で、ポンプからポリマーが供給され続けても、紡糸口金からポリマーは吐出されず、加熱箱体のポリマー流路の圧力は、開放されないため急激に上昇していく。そして、ポリマー流路の圧力が、そのまま上昇し続けると、ポリマー流路を構成する導管が破裂してしまい、導管の破裂部分を通って加熱箱体内にポリマーが漏れ出してしまう。これでは、加熱箱体内に漏れ出したポリマーがさらに加熱箱体の外部空間に漏れ出すまで、作業者は導管の破裂を検知するのが遅れてしまう。さらに、破裂した導管に加えて、ポリマーが漏れ出した加熱箱体全体の交換が必要になってしまう。
【０００４】
そこで、特許公報１の溶融紡糸装置では、加熱箱体の外面から突出した紡糸パック連結体と紡糸パックの間に挟まれるパッキンに局所的に肉厚が薄くなった破裂膜が形成されている。そして、加熱箱体のポリマー流路の圧力が過度に上昇していったときに、ポリマー流路を構成する導管が破裂する前に、このパッキンに形成された破裂膜が破裂して、この破裂した部分から加熱箱体の外部空間にポリマーを放出させる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３０３３５７号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許公報１の溶融紡糸装置のように、単純にパッキンに破裂膜を形成すると、パッキン単体のコストが増大する。その上、パッキンは、紡糸パックの取替えのたびに交換する消耗品なので、交換頻度が高い。一方、上述したようなポリマー流路の過度な圧力上昇は、そう頻繁に起こることではない。この頻繁に起こらない事象に対処するために、交換頻度の高いパッキンに、破裂膜が形成されたパッキンを使用すると、パッキン単体のコストが増大していることから、非常に無駄なコストがかかる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、交換頻度が低い、加熱箱体のパック装着部に放出手段を設けることで、コストを低減させた溶融紡糸装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の溶融紡糸装置は、ポリマーを送出するポンプと、紡糸口金を有する紡糸パックが取り付けられるパック装着部、及び、内部に前記ポンプから前記紡糸パックに至るポリマー流路を有する加熱箱体と、を備えており、前記パック装着部は、前記加熱箱体の外部に設けられ、前記紡糸パックがシール用のパッキンを挟んで装着される装着筒部を有しており、前記装着筒部には、装着された前記紡糸パックに連なる前記ポリマー流路となる貫通孔が形成されており、前記装着筒部には、前記ポリマー流路の圧力が所定の圧力を超えたときに、前記貫通孔を前記加熱箱体の外部空間と連通させてポリマーを放出させる放出手段が一体的に設けられている。
【０００９】
本発明の溶融紡糸装置によると、正常時には、ポンプから送出されたポリマーは、加熱箱体内のポリマー流路を通って、紡糸パックの紡糸口金から吐出されており、ポリマー流路の圧力は過度に上昇することはない。一方、紡糸パック内でポリマーが固まり、紡糸パックの紡糸口金に至る流路が塞がると、ポリマー流路の圧力は開放されずに急激に上昇していく。そして、ポリマー流路の圧力が、所定の圧力を超えたときには、装着筒部の放出手段により貫通孔を外部空間と連通させることで、ポリマー流路の圧力は下がる。
【００１０】
これにより、ポリマー流路を構成する流路部材が破裂して、加熱箱体内にポリマーが漏れ出すのを防止することができる。また、放出手段により貫通孔から漏れ出したポリマーは外部空間に直接漏れ出すため、作業者が装置の異常を迅速に検知することができる。さらに、この放出手段は、紡糸パックの取替え時に交換する部材ではない、交換頻度の低い装着筒部に形成されているため、交換頻度の高いパッキンに形成する場合に比べて、コストを低減することができる。
【００１１】
また、前記装着筒部の側壁部には、局所的に肉厚が薄くなった薄肉部が設けられており、前記放出手段が前記薄肉部であることが好ましい。パッキンは、シールする部材であり、変形しやすい材料で形成されている。仮に、このような変形しやすいパッキンに破裂膜を形成して、ポリマー流路に過度な圧力上昇が生じたとすると、パッキンに作用する圧力がパッキン自体の変形となって圧力が逃げるため、破裂膜が設定圧力で正しく破裂しないおそれがある。しかしながら、装着筒部の側壁部の一部を局所的に薄くすることで、その薄肉部において局所的に強度が弱くなり、ポリマー流路の過度な圧力上昇にともない積極的に破裂する放出手段とする。すると、装着筒部は、紡糸パックを取り付けるのに十分な強度を有するものであって、剛性が高い。このような変形しづらい装着筒部に放出手段を設けることで、装着筒部自体は変形しにくいため、変形して圧力が逃げることがない。したがって、放出手段から所定の設定圧力で確実にポリマーを放出させることができる。
【００１２】
さらに、前記装着筒部の前記側壁部には、外側から凹んだ孔が形成されており、前記薄肉部は、前記側壁部の、前記孔の底面と前記貫通孔の内面の間の部分であることが好ましい。これによると、孔の深さを精度よく管理すれば、所定の圧力で精度よくポリマーを放出させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
交換頻度が低い、加熱箱体のパック装着部に放出手段を設けることで、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】溶融紡糸装置から糸巻取装置までの各種装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１の溶融紡糸装置の断面図である。
【図３】図２の紡糸パック近傍の部分拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】変形例１における紡糸パック近傍の拡大図である。
【図６】変形例２について説明する図であり、（ａ）は変形例２における紡糸パック近傍の拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について説明する。図１は、溶融紡糸装置から糸巻取装置までの各種装置の概略構成を示す側面図である。図１に示すように、上方にある溶融紡糸装置１に取り付けられた紡糸パック１０の紡糸口金１１から吐出された複数のフィラメントからなる糸条Ｙは、給油ノズル２により油剤を付着させた後、２つのゴデッドローラ３ａ、３ｂで延伸された上で、下方にある糸巻取装置４に搬送されて巻き取られる。
【００１６】
まず、溶融紡糸装置１以外の装置の構成について簡単に説明する。給油ノズル２は、溶融紡糸装置１から給糸された複数のフィラメントからなる糸条Ｙに油剤を噴射して付着させる。ゴデッドローラ３ａは、その上方に配置されたセパレートローラ５ａと一対となっており、ゴデッドローラ３ｂは、その下方に配置されたセパレートローラ５ｂと一対となっている。２つのゴデッドローラ３ａ、３ｂは、図示しない駆動モータによって駆動される駆動ローラであり、２つのセパレートローラ５ａ、５ｂは、糸条Ｙの走行にともなって回転する従動ローラである。
【００１７】
溶融紡糸装置１から給油ノズル２を介して送られた糸条Ｙは、上流側のゴデッドローラ３ａ及びセパレートローラ５ａに複数回巻き掛けられた後、下流側のゴデッドローラ３ｂ及びセパレートローラ５ｂに複数回巻き掛けられてから糸巻取装置４に巻き取られる。
【００１８】
このとき、下流側のゴデッドローラ３ｂは、上流側のゴデッドローラ３ａよりも高速で回転している。また、ゴデッドローラ３ａは糸条Ｙが延伸可能な温度（例えば、９０度）に加熱されているとともに、ゴデッドローラ３ｂはゴデッドローラ３ａよりも高い温度（例えば、１２０度）に加熱されている。これにより、溶融紡糸装置１から送られた糸条Ｙは、まず、ゴデッドローラ３ａで延伸可能な温度まで加熱された後、ゴデッドローラ３ｂにより延伸されつつ糸巻取装置４に搬送される。
【００１９】
次に、溶融紡糸装置１について説明する。図２は、図１の溶融紡糸装置の断面図である。図３は、図２の紡糸パック近傍の部分拡大図である。図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。図２に示すように、溶融紡糸装置１は、外部から送られたポリマーを導管３１を介して受け入れる紡糸ポンプ２０と、紡糸パック１０が装着されるパック装着部４０を有し、且つ、その内部に紡糸ポンプ２０から複数の紡糸パック１０に至る複数の配管３２が形成された加熱箱体２１と、を有している。複数の紡糸パック１０は、図２の紙面直交方向に配列されている。
【００２０】
加熱箱体２１は、外部に設けられた熱媒ボイラー（図示せず）から供給された熱媒蒸気を受け入れる供給管２２と、供給管２２から受け入れた熱媒蒸気が封入され、配管３２が配置された熱媒蒸気封入部２３と、熱媒蒸気封入部２３の下部に接続され、熱媒蒸気封入部２３内の熱媒蒸気凝縮液を排出する排出管２４とを有している。また、加熱箱体２１の外側には、断熱材３６が充填された保温箱３７が配置されている。
【００２１】
そして、保温箱３７は、上方に開口した凹部３７ａを有しており、この凹部３７ａ内には、導管３１と複数の配管３２とが連結されたポリマー分配ブロック３３と、ポリマー分配ブロック３３の上面に固定され、紡糸ポンプ２０が取り付けられたポンプ取付板３５が設けられている。また、凹部３７ａの開口部には、凹部３７ａを封止する保温蓋３８が着脱自在に載置されている。また、保温箱３７は、下方に開口し、紡糸パック１０の配列に対応して形成された凹部３７ｂを有しており、この凹部３７ｂにパック装着部４０が設けられている。
【００２２】
図３に示すように、パック装着部４０は、保温箱３７の凹部３７ｂ内に、紡糸パック１０が取り付けられる装着筒部４１を有している。装着筒部４１は、例えばＳＵＳなどの剛性の高い材料からなり、加熱箱体２１の外面２１ａ（凹部３７ｂの底面）に、取替え自在に図示しないネジで固定された固定部４２と、固定部４２から下方に突出し、ネジ山４３ａが形成された接続部４３とを有している。そして、装着筒部４１の固定部４２及び接続部４３には、配管３２内の流路と連通し、紡糸ポンプ２０から紡糸パック１０に連なるポリマー流路の末端部となる貫通孔４４が形成されている。
【００２３】
次に、紡糸パック１０について説明する。紡糸パック１０は、内部空間５２が形成されたパック部材５０と、内部空間５２に配置され、ポリマーをろ過するろ過部材５１と、ポリマーを吐出する紡糸口金１１とを有している。そして、パック部材５０には、その上面から凹んで、その内周面に装着筒部４１の接続部４３のネジ山４３ａに対応したネジ溝５３ａが形成され、接続部４３と螺着可能な螺着部５３と、接続部４３の貫通孔４４と内部空間５２を連通させる貫通孔５５と、下端において厚み方向に開口し、内部空間５２を外部空間と連通させる開口５６が設けられている。この開口５６には、紡糸口金１１が嵌め込まれている。
【００２４】
そして、紡糸パック１０は、装着筒部４１の接続部４３の先端に配置され、例えばアルミなどの変形しやすい材料で形成されたパッキン６０を挟んで、パック装着部４０に取り付けられる。このとき、紡糸パック１０の螺着部５３の深さは、装着筒部４１の接続部４３の突出長さよりも短くなっており、装着筒部４１の固定部４２の下面と紡糸パック１０の上面の間には隙間があき、その隙間から接続部４３の一部が外部空間に露出している。
【００２５】
上述のように構成された溶融紡糸装置１は、図２及び図３に示すように、熱媒ボイラー（図示せず）から熱媒蒸気が加熱箱体２１の熱媒蒸気封入部２３へ供給され、供給された熱媒蒸気によって加熱箱体２１がポリマーの融点よりも高い所定の紡糸温度に加熱される。その後、加熱器（図示せず）などで上記紡糸温度と同等の温度に予熱された複数の紡糸パック１０が、保温箱３７の凹部３７ｂからパック装着部４０へ挿入されて、装着筒部４１に螺着される。
【００２６】
そして、ポリマーが、導管３１から紡糸ポンプ２０へ導入され、溶融紡糸装置１が紡糸温度に達した後、駆動モータに連結された紡糸ポンプ２０の駆動軸３９が回転して、紡糸が開始される。そして、紡糸中のポリマーは、紡糸ポンプ２０によって所定量に計量されて、配管３２、装着筒部４１の貫通孔４４を介して紡糸パック１０へ送られる。
【００２７】
ここで、上述したように、紡糸パック１０はあらかじめ加熱してから取り付けているが、紡糸パック１０の加熱温度がポリマーの融点にそもそも達していなかったり、例えば、緩慢な装着作業によって紡糸パック１０の取り付けが遅れ、その間に紡糸パック１０の温度がポリマーの融点以下に低下したりして、紡糸パック１０の内部空間５２でポリマーが固まり、紡糸口金１１に至るポリマーの流路が塞がってしまい、紡糸口金１１からポリマーが吐出されなくなってしまうことがある。
【００２８】
このような状態で、紡糸ポンプ２０からポリマーが供給され続けると、紡糸ポンプ２０から紡糸パック１０に至るポリマー流路の圧力が急激に上昇していく。そして、ポリマー流路の圧力が、そのまま上昇し続けると、ポリマー流路を構成する配管３２が破裂してしまい、配管３２の破裂部分から加熱箱体２１の熱媒蒸気封入部２３にポリマーが漏れ出してしまう。
【００２９】
そこで、本実施形態においては、図３及び図４に示すように、装着筒部４１の接続部４３には、紡糸パック１０が装着されたときに、紡糸パック１０の上面と固定部４２の下面との間の隙間において、外側から貫通孔４４に向かって凹んだ孔５７が形成されている。
【００３０】
この孔５７は、接続部４３の外側から、図示しない研削機でその深さを制御して研削されている。そして、接続部４３には、孔５７の底面と貫通孔４４の内面の間の部分であり、局所的に肉厚が薄くなり、強度が弱くなった薄肉部５８が形成されている。そして、この薄肉部５８の厚みＸは、孔５７の深さによって決まるものであり、紡糸パック１０や溶融紡糸装置１の最高使用圧力（例えば、３５０ｋｇ／ｃｍ２）以上であって、且つ、加熱箱体２１内の配管３２の上記紡糸温度における破壊圧力以下に設定された所定の圧力（例えば、１０００ｋｇ／ｃｍ２）を超えたら破裂するような厚みとなっている。
【００３１】
接続部４３にこのような薄肉部５８を設けていても、通常の紡糸時には、紡糸ポンプ２０から送出されたポリマーは紡糸パック１０の紡糸口金１１から吐出されており、紡糸パック１０内でポリマーが固まり、紡糸パック１０の紡糸口金１１に至る流路が塞がることもなく、加熱箱体２１のポリマー流路の圧力も過度に上昇することはない。一方、紡糸パック１０内でポリマーが固まり、紡糸パック１０の紡糸口金１１に至る流路が塞がると、ポリマー流路の圧力は開放されずに急激に上昇していく。そして、ポリマー流路の圧力が、上記所定の圧力を超えたときには、装着筒部４１の接続部４３の薄肉部５８が破裂して、接続部４３の貫通孔４４内と外部空間が連通し、この破裂箇所から、加熱箱体２１から紡糸パックに送られるべきポリマーは外部空間に放出されて、ポリマー流路の圧力は開放されて下がる。
【００３２】
これにより、ポリマー流路を構成する配管３２が破裂して、加熱箱体２１内にポリマーが漏れるのを防止することができる。また、貫通孔４４から薄肉部５８の破裂箇所を通って漏れ出したポリマーは外部空間に直接漏れ出すため、作業者が装置の異常を迅速に検知することができる。さらに、この薄肉部５８は、ポリマー流路の圧力が過度に上昇して、ポリマーが漏れ出したときくらいしか交換しない装着筒部４１に形成されているため、交換頻度の高いパッキン６０に形成する場合に比べて、コストを低減することができる。
【００３３】
加えて、装着筒部４１の接続部４３は、紡糸パック１０を取り付けるのに十分な強度を有するものであって、剛性が高く、変形しづらくなっている。このような変形しづらい装着筒部４１の接続部４３に局所的に強度の弱い薄肉部５８を設けることで、ポリマー流路の圧力が過度に上昇したときに、接続部４３自体は変形しにくいため、薄肉部５８が集中して変形して破裂することになり、所定の設定圧力で確実にポリマーを放出させることができる。そして、接続部４３の孔５７の深さを精度よく管理できるので、薄肉部５８の厚みも精度よく管理することができ、薄肉部５８からポリマーを放出させ始める所定の設定圧力は、精度よく設定することができる。
【００３４】
次に、上述した実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。ただし、上述した実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００３５】
本実施形態においては、接続部４３の薄肉部５８は、紡糸パック１０が装着されたときに生じる、紡糸パック１０の上面と固定部４２の下面との間の隙間に形成されて、その外側面は外部空間に露出していたが、図５に示すように、薄肉部１５８は、接続部４３のネジ山４３ａよりも下方であり、紡糸パック１０と対向する位置に形成されていてもよい（変形例１）。この場合、パック装着部４０に取り付けられたときに、紡糸パック１０の螺着部５３の薄肉部１５８と対向する部分には、薄肉部１５８が破裂したときに、貫通孔４４から薄肉部１５８の破裂部分を通って、外部空間と連通するための切り欠き１７０が形成されている。なお、紡糸パック１０に切り欠き１７０を形成せずに、貫通孔４４内を薄肉部１５８の破裂部分を通って、外部空間と連通させることが可能であれば、接続部４３に切り欠きが形成されていてもよい。
【００３６】
また、本発明は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、１つの接続部２４３にそれぞれ独立したポリマー流路と連通する２つの貫通孔２４４が形成された装着筒部２４１に対しても適用可能である（変形例２）。この場合、接続部２４３には、外側から２つの貫通孔２４４に向かってそれぞれ凹んだ２つの孔２５７が形成されており、孔２５７の底面と貫通孔２４４の内面を最短距離でそれぞれ結ぶ部分であり、局所的に肉厚が薄くなり、強度が弱くなった薄肉部２５８が設けられている。
【００３７】
また、本実施形態においては、接続部４３の薄肉部５８を、本発明における放出手段としていたが、この放出手段としては、接続部４３の側壁に貫通孔４４と外部空間を連通させる貫通孔が形成され、その貫通孔に弾性部材などの、接続部４３の側壁よりも強度の弱い材料を充填してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  溶融紡糸装置
１０  紡糸パック
１１  紡糸口金
２０  紡糸ポンプ
２１  加熱箱体
３２  配管
４０  パック装着部
４１  装着筒部
５８  薄肉部
６０  パッキン
【図１】
0005717404.tif 000002
【図２】
0005717404.tif 000003
【図３】
0005717404.tif 000004
【図４】
0005717404.tif 000005
【図５】
0005717404.tif 000006
【図６】
0005717404.tif 000007