(57)【要約】【課題】太さ斑のない均一性に優れたマルチフィラメント糸条を紡糸する溶融紡糸装置を提供する。【解決手段】紡糸ビーム１に内設したパックハウジング３３に複数錘の紡糸パック２を列状に配列するように装着し、その下方に複数錘の紡糸パック２に共通する一体型の冷却風供給箱１５を設け、該冷却風供給箱１５の内側に紡糸パック毎に対応するように円筒型フィルター８，９からなる糸条冷却筒４４を設けた溶融紡糸装置において、前記糸条冷却筒４４の上部と下部を冷却風供給箱１５の上板と下板に対してそれぞれ第１のシール機構２１，２２でシールすると共に、さらに該糸条冷却筒４４の上部をパックハウジング３３の下面に対してスペーサ５，３５を介在させて第２のシール機構２０によりシールしたことを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紡糸ビームに内設したパックハウジングに複数錘の紡糸パックを列状に配列するように装着し、その下方に前記複数錘の紡糸パックに共通する一体型の冷却風供給箱を設け、該冷却風供給箱の内側に前記紡糸パック毎に対応するように円筒型フィルターからなる糸条冷却筒を設けた溶融紡糸装置において、
前記糸条冷却筒の上部と下部を前記冷却風供給箱の上板と下板に対してそれぞれ第１のシール機構でシールすると共に、さらに該糸条冷却筒の上部を前記パックハウジングの下面に対してスペーサを介在させて第２のシール機構によりシールした溶融紡糸装置。
【請求項２】
前記紡糸パックの列状配列が千鳥配列である請求項１に記載の溶融紡糸装置。
【請求項３】
前記円筒型フィルターが、多孔板，金網，不織布，多孔質材の少なくとも一種から構成した請求項１に記載の溶融紡糸装置。
【請求項４】
前記糸条冷却筒の圧力損失を△Ｐ（ｋＰａ）、単位面積当たりの冷却風流量をＱ（リットル／分／ｃｍ２  ）として、通過抵抗△Ｐ／Ｑを０．０２〜０．０６の範囲に設定した請求項３に記載の溶融紡糸装置。
【請求項５】
前記第２のシール機構が、下向きの環状突起部を形成したシールリングとリング状のパッキンとからなり、前記シールリングの環状突起部を前記パッキンに押圧するように構成した請求項１〜４のいずれかに記載の溶融紡糸装置。
【請求項６】
前記第２のシール機構が、下向きの環状突起部を形成したシールリングと液体金属を充填したリング状のポットとからなり、前記シールリングの環状突起部を前記液体金属に浸漬するように構成した請求項１〜４のいずれかに記載の溶融紡糸装置。
【請求項７】
前記パックハウジングと冷却紡糸筒との間に環状の保温部材を配置した請求項１〜６のいずれかに記載の溶融紡糸装置。
【請求項８】
単糸繊度０．５５ｄｔｅｘ以下の極細マルチフィラメント糸条の溶融紡糸用である請求項１〜７のいずれかに記載の溶融紡糸装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶融紡糸装置に関し、さらに詳しくは、特に極細マルチフィラメント糸条を太さ斑がない優れた均一性の糸条として紡糸可能にする溶融紡糸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に熱可塑性重合体の溶融紡糸は、押出機で溶融した溶融重合体を紡糸パックに供給し、この紡糸パックの紡糸口金からマルチフィラメントとして紡出し、それに冷却風を吹き付け冷却固化して糸条にしている。しかし、紡出されるマルチフィラメントの本数が多ければ多いほど、各フィラメントを相互にかつ長手方向に均一に冷却することが難しくなり、冷却斑を生じたり、また紡糸口金下でフィラメント同士が接触したり、太さ斑を生じたりする問題がある。
【０００３】
特に単糸繊度が０．５５ｄｔｅｘ以下、さらに０．３３ｄｔｅｘ以下の極細フィラメントになると、各フィラメントにおける内部歪みが高くなりやすく、かつ随伴気流や冷却風の乱れの影響を受けやすくなって太さ斑を発生しやすくなる。また、単糸繊度の極細化によりマルチフィラメントを構成するフィラメント本数も、一般繊維糸条の２〜５倍にも多くなることから、上述した傾向を一層発生しやすくなっている。
【０００４】
従来、溶融紡出マルチフィラメントの均一な冷却方法としては、紡糸パックの下方に円筒状の紡糸冷却筒を配置し、その紡糸冷却筒上部から吹き込んだ冷却風をフィラメントに平行に流すことが有効であることが知られている（例えば、特許文献１）。このように冷却紡糸筒で冷却する場合、特許文献２に記載されるように、紡糸冷却筒の上端を紡糸パックに対してパッキンでシールし、隣接の紡糸パックに対して紡糸冷却筒の冷却風が流れ込まないようにすると、冷却作用を一層均一するようにし、特に極細マルチフィラメントを溶融紡糸する場合に、非常に有効であることがわかっている。
【０００５】
しかし、特許文献２のように、紡糸冷却筒の上端部を紡糸パックに直接接当させてシールした構成では、下記する理由からシールを完全に行なうことが難しいという問題がある。そのため不完全なシール箇所から外部の冷却風が紡糸冷却筒内に流入し、冷却風の気流を乱すことがあり、必ずしも各フィラメントに対して均一な冷却作用が得られないという問題があった。
【０００６】
すなわち、紡糸パックは複数の部品から組み立てられているので、それらの部品の製作誤差や、また紡糸パックに付属するシール要素の組み立て及び取り付け時の潰れ量の差などにより、紡糸パックを装着した時の下端位置が各錘毎に差が生ずることは避けられず、全てを同一平面に揃えることは難しい。そのため紡糸冷却筒の上端部のシール部が不完全になり、ひいては隣接する紡糸冷却筒の冷却風が流入するようになって冷却斑の原因になる。特に、冷却部の構成として、複数錘の紡糸パックに跨がるように一体型の冷却風供給箱を設け、その冷却風供給箱の内側に紡糸パック毎に対応するように糸条冷却筒を設けるようにしたものでは、その影響が発生しやすくなる。
【０００７】
【特許文献１】
国際公開ＷＯ９９／０６７４５０Ａ号公報
【０００８】
【特許文献２】
国際公開ＷＯ０１／７９５９４Ａ号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、太さ斑のない均一性に優れたマルチフィラメント糸条を紡糸することができる溶融紡糸装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、特に単糸繊度０．５５ｄｔｅｘ以下の極細マルチフィラメント糸条であっても、フィラメント間及び長手方向に優れた均一性を有する極細マルチフィラメント糸条を溶融紡糸可能にする溶融紡糸装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の溶融紡糸装置は、紡糸ビームに内設したパックハウジングに複数錘の紡糸パックを列状に配列するように装着し、その下方に前記複数錘の紡糸パックに共通する一体型の冷却風供給箱を設け、該冷却風供給箱の内側に前記紡糸パック毎に対応するように円筒型フィルターからなる糸条冷却筒を設けた溶融紡糸装置において、前記糸条冷却筒の上部と下部を前記冷却風供給箱の上板と下板に対してそれぞれ第１のシール機構でシールすると共に、さらに該糸条冷却筒の上部を前記パックハウジングの下面に対してスペーサを介在させて第２のシール機構によりシールしたことを特徴とするものである。
【００１２】
このように各錘の糸条冷却筒の上部と下部とを一体型の冷却風供給箱の上板と下板に対して第１のシール機構でシールした上に、さらに糸条冷却筒の上部をパックハウジングの下面に対して第２のシール機構によりシールしているため、糸条冷却筒を経由した安定な冷却風だけを流入させ、紡出マルチフィラメントを均一に冷却することができる。また、糸条冷却筒の上部を紡糸パックに対してではなく、パックハウジングの下面に対して第２のシール機構によりシールしているので、パック交換等により紡糸パックの取付け高さが変化するようになった場合でも、シール漏れを発生することなく紡出マルチフィラメントを確実に均一冷却することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の溶融紡糸装置に適用される熱可塑性重合体は、繊維形成性のものであれば特に限定されるものではなく、いずれの熱可塑性重合体も使用可能である。例えば、ポリアミド，ポリエステル，ポリオレフィン等の熱可塑性重合体を挙げることができる。
【００１４】
また、本発明の溶融紡糸装置は、紡出糸条の単糸繊度如何にかかわらず均一性に優れた糸条が紡糸可能であるが、特に単糸繊度が０．５５ｄｔｅｘ以下、さらに０．３３ｄｔｅｘ以下の糸条の溶融紡糸に有効である。さらに、このように単糸繊度が低く、しかもフィラメント総数が９０本以上であるような極細マルチフィラメント糸条の溶融紡糸に優れた効果を発揮する。
【００１５】
以下、本発明の溶融紡糸装置について、図に示す具体的な実施形態を参照して詳細を説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態からなる溶融紡糸装置を示し、図２は図１において矢印Ｐで示す箇所の拡大図、図３は図１におけるＸ−Ｘ矢視の断面を示す。
【００１７】
これら図１〜３において、上部の紡糸ビーム１にはパックハウジング３３が内設され、そのパックハウジング３３に複数錘の紡糸パック２が紙面に直交する方向に配列するように収納されている。各紡糸パック２には紡糸口金３が組み込まれ、その紡糸口金３は下面を露出させている。パックハウジング３３としては、各紡糸パック毎に形成されたものであってもよく、或いは複数錘の紡糸パックを装着するように複数個の装着穴を備えた一体型のものであってもよい。
【００１８】
上記のようにパックハウジング３３に装着された紡糸パック２の下方に、紡糸口金３の下面から２０〜５０ｍｍ下方の位置で糸条Ｙに冷却風が吹き付けられるようにした糸条冷却装置６が設けられている。糸条冷却装置６は、紡糸パック２の紡糸口金３から紡出された糸条Ｙを取り囲むようにした糸条冷却筒４４を各紡糸パック毎に独立に有し、かつその糸条冷却筒４４を冷却風供給箱１５の中に装着するように構成されている。外側の冷却風供給箱１５は、複数錘の紡糸パック２に共通するように一体型に形成されており、その中に紡糸パック２毎に独立に設けた糸条冷却筒４４を内設している（図３参照）。その糸条冷却筒４４は、図５に示すように、図示の例では内外二重構造の円筒状フィルター８，９から構成されている。
【００１９】
上記糸条冷却装置６において、冷却風供給箱１５の上板６ｂとパックハウジング３３下面との間には、紡糸パック２の装着穴を取り囲むように断熱材からなる保温部材２４が設けられ、この保温部材２４により紡糸口金３の下面を溶融紡糸に適正な温度に保つようにしている。また、冷却風供給箱１５における糸条冷却筒４４の下側には、糸条Ｙの保護カバー１２が分離可能に接続され、この保護カバー１２の下部に給油装置１１が設けられ、糸条冷却筒４４で冷却風により冷却された糸条Ｙに油剤が付与されるようになっている。さらに給油装置１１の下流には、不図示の引取用ゴデットローラを介して巻取装置が設けられている。
【００２０】
また、上記糸条冷却装置６において、各錘の糸条冷却筒４４には、その上部と下部とにそれぞれパッキン２１，２２が第１のシール機構として挿入され、冷却風供給箱１５の上板６ｂと下板６ｃに対してシールされている。この第１のシール機構のシールにより、糸条冷却筒４４の筒状フィルター８，９を透過した以外の冷却風が糸道２７に流入しないようにしている。
【００２１】
また、冷却風供給箱１５の上板６ｂの上面には、スペーサとしてシールプレート５がパッキン３９を介して重ねられている。このシールプレート５は、その一部を糸条冷却筒４４の上部のパッキン２１に重ねると共に、その上面をパッキン２０を第２のシール機構としてパックハウジング３３の下面に対してシールされている。このような第２のシール機構のシールにより、糸条冷却筒４４上部からパックハウジング３３下面までの糸道に外部から冷却風が流れ込まないようにし、下流の糸条冷却筒４４を通過する糸条Ｙに外乱を与えないようにしている。また、糸条冷却筒４４の上部が紡糸パック２に対してでなく、パックハウジング３３の下面に対してシールされるようになっているので、パック交換等により紡糸パック２の取付け高さが変化しても、この糸条冷却筒４４上部とパックハウジング３３下面との間にシール漏れを起こさないようにしている。
【００２２】
上記のようにスペーサとして挿入されたシールプレート５は、その厚さを変えることにより、紡糸口金３の下面から糸条冷却筒４４の冷却風吹きだし開始位置までの距離の適正化を図る役目をしている。紡糸口金３の下面から糸条冷却筒４４の冷却風吹きだし開始位置までの距離は特に限定されないが、好ましくは単糸繊度に応じて選定するとよく、単糸繊度０．５５ｄｔｅｘ以下の極細糸の紡糸では２０〜５０ｍｍの範囲、さらに好ましくは３０〜４０ｍｍの範囲がよい。
【００２３】
図示の糸条冷却装置６は、保護カバー１２の背面に油圧シリンダの昇降装置１３を設けている。この昇降装置１３により、保護カバー１２を介して糸条冷却装置６を昇降させ、糸条冷却装置６の降下により紡糸パック２の交換や、また紡糸口金面３の清掃作業を行なえるようにしている。また、糸条冷却装置６を複数錘の紡糸パック２の単位で昇降できるようにしたことにより、糸条冷却装置６の気密シ−ル性を一層良好にしている。
【００２４】
上記糸条冷却装置６の冷却風供給箱１５は、ダクト３２を介して冷却風供給ダクト２６に接続されている。このダクト２６と３２の間の接続部には、図６に示すような多孔体７が組み込まれ、その多孔体７が冷却風の風量と静圧を均等にし、冷却風供給箱１５内の各錘の糸条冷却筒４４に対して冷却風を均一に分配させるようになっている（図３参照）。多孔体７の開口率としては、３０〜５０％が好ましく、また構成材としては、耐食性金属、プラスチック等の多孔板、金網、不織布等の透過抵抗特性を有する材料を単独又は組み合わせて用いることができる。
【００２５】
冷却風供給ダクト２６には風量調節装置１４と伸縮継手１７が組み込まれ、風量調節装置１４により糸条冷却装置６に対する風量を適正に調節し、また伸縮継手１７により、昇降装置１３による糸条冷却装置６の昇降操作に支障を与えないようにしている。
【００２６】
糸条冷却装置６において、複数錘の紡糸パック２に跨がるようにした一体型の冷却風供給箱１５における複数錘の糸条冷却筒４４の配列は、図３に示すように１列の配列にするほか、紡糸ビーム１に対する紡糸パック２（紡糸口金３）の配列を千鳥配列にすることに対応させて、図４に示すように千鳥状配列にするようにしてもよい。この千鳥状の配列ににより、溶融紡糸装置のコンパクト化を図ることができる。
【００２７】
一体型の冷却風供給箱１５に対する糸条冷却筒４４の数は、例えば４，６、８，１０，１２、１４，１６など任意に設定することができる。糸条冷却筒４４を構成する内外の筒状フィルター８，９は、外側の筒状フィルター９を開孔率５〜８％の多孔板で形成し、内側の筒状フィルター８は、それよりも開孔率の低い微多孔質フィルターで構成するようにするとよい。また、糸条冷却筒４４を構成する筒状フィルター８，９の長さは、冷却風供給箱１５に組み込んだ時の冷却風吹出し長さが８０〜１００ｍｍの範囲になるように設定することが好ましい。
【００２８】
このように二重構造に構成した糸条冷却筒４４は、その糸条冷却筒の圧力損失を△Ｐ（ｋＰａ）、単位面積当たりの冷却風流量をＱ（リットル／分／ｃｍ２  ）とするとき、その通過抵抗ΔＰ／Ｑを０．０２〜０．０６の範囲になるように設定することが好ましい。また、この通過抵抗を満足させるため、上記内外の筒状フィルターの間に金網や不織布を挟み込むようにしてもよい。通過抵抗△Ｐ／Ｑが０．０２より低いと、各錘の糸条冷却筒４４の相互間及び糸条冷却筒の各々における静圧と冷却風量が均等でなくなり、糸条相互間を均一に冷却することがしにくくなる。また、通過抵抗△Ｐ／Ｑが０．０６よりも高い場合は、糸条冷却筒４４での圧力損失が大きくなるため、その糸条冷却筒４４の内側に向かって吹き込まれる風量が不十分になり、均一な冷却が行われにくくなる。圧力損失が大きい状態で糸条冷却筒４４に吹き込まれる冷却風量を充分な量にしようとすると、ランニングコストが高くなるため経済的に不利になる。
【００２９】
図７は、本発明の溶融紡糸装置の他の実施形態の要部を示す。
【００３０】
前述した図１及び図２の実施形態と同様に、糸条冷却筒４４上部のパッキン２１にシールプレート５を重ね、その上面にパッキン２０を重ねている構成は同じであるが、そのパッキン２０をパックハウジング３３の下面に直接密着させるのでなく、下向きの環状突起部３５ａを有するシールリング３５を介在させ、そのシールルング３５の突起部３５ａがパッキン２０の表面に喰い込ませるようにして、強固にシールしている点が異なっている。このシールリング３５はスペーサとしての役目もしている。このシールリング３５は、パックハウジング３３の下面に紡糸パック２の装着穴を囲むように形成され、そのパックハウジング３３の下面に着脱可能にネジ止めされている。突起部３５ａをパッキン２０の表面に喰い込ませる操作は、昇降装置１３により保護カバー１２を上昇させることにより行なうことができる。
【００３１】
図８は、本発明の溶融紡糸装置の更に他の実施形態の要部を示す。
【００３２】
この図８の実施形態も、図７の場合と同様に、下向きの環状突起部３５ａを有するシールリング３５をパックハウジング３３の下面に対して着脱可能にネジ止めするように設けている。このシールリング３５はスペーサの役目をしている。また、図７において糸条冷却筒４４上部のパッキン２１に重ねたシールプレート５は、図８の実施形態では環状のポット３７に置き換えられており、そのポット３７に液体金属４３がシール材として充填されている。そして、液体金属４３の中にシールリング３５の環状突起部３５ａを浸漬させることでシールを行うようになっている。液体金属としては、低温ハンダ、ヒューズ、また消火栓、高圧ガス溜安全栓，歯科材料，理化学模型等に用いられる低融点金属などを適用することができる。
【００３３】
本件実施形態の場合も、昇降装置１３により保護カバー１２を上昇させることにより、シールリング３５の環状突起部３５ａを液体金属４３に浸漬させることができる。
【００３４】
図９は、本発明の溶融紡糸装置の更に他の実施形態の要部を示す。
【００３５】
図９の実施形態では、紡糸パック２の下部がパックハウジング３３の下面よりも下方へ突出するように装着されるようにした場合を示す。このように紡糸パック２の下部が下方に突出しているため、その突出部の周囲に加熱ヒータ４がセットされ、紡糸口金３の表面温度が所定温度（紡糸温度−１０℃以内）に維持されるようにしている。加熱ヒータ４は、断熱パッキン１９を介してパックハウジング３３の下面に固定され、この加熱ヒータ４の下面に、図１及び図２の実施形態と同様のパッキン２０とシールリング５が当接されている。
【００３６】
【実施例】
図１及び図２に示す溶融紡糸装置を使用し、ポリエチレンテレフタレートを２８００ｍ／分の引取速度で引き取りながら溶融紡糸することにより、８２ｄｔｅｘ−１７７ｆの超極細マルチフィラメントからなる部分配向未延伸糸を得た。
【００３７】
得られた未延伸糸をツエルベガー製ウースター糸斑測定器型でノーマル条件でウースタ斑Ｕ（％）を測定したところ、０．７％であった。また、ハーフイナート条件で測定したウースタ斑Ｕ（％）は０．３％であった。いずれの測定値も極めて小さく、均一性の高い糸条であった。
【００３８】
また、上記部分配向未延伸糸を同時延伸仮撚り加工したところ、得られた仮撚り加工糸は染め斑もなく，風合いが良好であった。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳細説明したように、本発明の溶融紡糸装置によれば、各錘の糸条冷却筒の上部と下部とを一体型の冷却風供給箱の上板と下板に対して第１のシール機構でシールした上に、さらに糸条冷却筒の上部をパックハウジングの下面に対して第２のシール機構によりシールしているため、糸条冷却筒を経由した安定な冷却風だけを流入させ、紡出マルチフィラメントを均一に冷却することができる。また、糸条冷却筒の上部を紡糸パックに対してではなく、パックハウジングの下面に対して第２のシール機構によりシールしているので、パック交換等により紡糸パックの取付け高さが変化するようになった場合でも、シール漏れを発生することなく紡出マルチフィラメントを確実に均一冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融紡糸装置の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１において、矢印Ｐで示す部分の拡大図である。
【図３】図１において、Ｘ−Ｘ矢視による一部破断して示す上面図である。
【図４】本発明の他の実施形態による図３に相当する上面図である。
【図５】本発明の溶融紡糸装置における糸条冷却筒の概略斜視図である。
【図６】本発明の溶融紡糸装置の冷却風供給路に使用される多孔板を例示する概略図である。
【図７】本発明の他の実施形態の要部を示す概略断面図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態の要部を示す概略断面図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態の要部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１    紡糸ビーム
２  紡糸パック
３  紡糸口金
４  加熱ヒータ
５  シールプレート（スペーサ）
６  糸条冷却装置
６ｂ  上板
６ｃ  下板
８，９  円筒状フィルター
１２  保護カバー
１３  昇降装置
１５  冷却風供給箱
２０，２１，２２，３９  パッキン
２４  保温部材
２７  糸道
３３  パックハウジング
３５  シールルング（スペーサ）
３５ａ  環状突起部
３７  ポット
４３  液体金属
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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