(57)【要約】      （修正有）【課題】複数ポリマーの複合紡糸、あるいは１個の計量ポンプから多数の紡糸パックハウジングに溶融ポリマーを供給する溶融紡糸機において、溶融ポリマーの受ける熱履歴を均一にすることができる溶融紡糸装置を提供する。【解決手段】溶融紡糸装置は、押出機から分配管によって細分された溶融ポリマーを複数個の計量ポンプを介して、更に複数個の紡糸パックに供給し溶融紡糸する装置において、前記押出機から該計量ポンプの間の分配管のポリマー通過時間がそれぞれ同一となるように該分配管は、トーナメント分岐する構成にすると共に、前記計量ポンプから複数個の紡糸パックハウジング５−１，５−２，５−３につながるポリマー通路４−１，４−２，４−３が３以上１２以下であり、かつ、前記ポリマー通路のポリマー通過時間がそれぞれ同一となるように、前記ポリマー通路の内部断面積と長さを異なる構成にした溶融紡糸装置。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ポリマーを押し出す押出機と、該押出機から押し出された溶融ポリマーを細分化して計量ポンプに供給する分配管と、細分された溶融ポリマーを複数個の計量ポンプを介しポリマー通路を経て、更に複数個の紡糸パックハウジングに供給し溶融紡糸する装置において、該押出機から該計量ポンプの間の分配管のポリマー通過時間がそれぞれ同一となるように該分配管は、トーナメント分岐する構成にすると共に、該計量ポンプから複数個の紡糸パックハウジングにつながるポリマー通路が３以上１２以下であり、かつ、該ポリマー通路のポリマー通過時間がそれぞれ同一となるように、該ポリマー通路の内部断面積と長さを異なる構成にしたことを特徴とする溶融紡糸装置。
【請求項２】
ポリマー通路が溝を有する板状部材を重ねてできる流路構成部材で構成されていることを特徴とする請求項１記載の溶融紡糸装置。
【請求項３】
２種以上の溶融ポリマーを紡糸する複合紡糸機であることを特徴とする請求項１または２記載の溶融紡糸装置。
【請求項４】
紡糸パックを、上方から紡糸パックハウジングに挿入する構造であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の溶融紡糸装置。
【請求項５】
複合紡糸パックが、複合紡糸パックに傾きが生じない部材を用いて固定されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか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、ポリエステルやポリアミド等の熱可塑性合成樹脂を原料とする単成分繊維や複合成分繊維を溶融紡糸するための溶融紡糸装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ポリエステルやポリアミド等の熱可塑性合成樹脂からなる合成繊維を溶融紡糸する際に、押出機から分配管によって細分された溶融ポリマーを複数個の計量ポンプを介して、更に複数個の紡糸パックに供給し、最終的に紡糸パックが備える口金から紡出して繊維化するのである。
【０００３】
このとき、溶融ポリマーを輸送する際のポリマー配管系は、ポリマー滞留時間を同じ条件とするために、トーナメント分岐とすることが提案されている（特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００４】
また別に、計量ポンプから複数個の紡糸パックにつながるポリマー通路が複数あることも提案されている（特許文献３参照。）。
【０００５】
しかしながら、これだけでは、近年の複数ポリマーの複合紡糸、更に１個の計量ポンプから多数の紡糸パックハウジングへポリマーを供給するようになると、配管が複雑になり大型となる。これでは、熱劣化の激しいポリマーには、滞留時間が長くなり、また各錘のポリマー滞留時間を同一にできなくなるという重大な課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３２１０７号公報（第５頁、［００２４］）
【特許文献２】特開平０９−３１７３９号公報（第８頁、図１）
【特許文献３】特開２００５−９００９号公報（第９頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の目的は、複数ポリマーの複合紡糸、また、あるいは１個の計量ポンプから多数の紡糸パックハウジングに溶融ポリマーを供給する溶融紡糸装置において、ポリマー通路がコンパクトで、ポリマー滞留時間を短く、各錘ポリマー滞留時間を同一にすることにより、ポリマーの受ける熱履歴を均一にすることができる溶融紡糸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】
本発明は、上記課題を解決せんとするものであって、本発明の溶融紡糸装置は、溶融ポリマーを押し出す押出機と、該押出機から押し出された溶融ポリマーを細分化して計量ポンプに供給する分配管と、細分された溶融ポリマーを複数個の計量ポンプを介しポリマー通路を経て、更に複数個の紡糸パックハウジングに供給し溶融紡糸する装置において、
該押出機から該計量ポンプの間の分配管のポリマー通過時間がそれぞれ同一となるように該分配管は、トーナメント分岐する構成にすると共に、該計量ポンプから複数個の紡糸パックハウジングにつながるポリマー通路が３以上１２以下であり、かつ、該ポリマー通路のポリマー通過時間がそれぞれ同一となるように、該ポリマー通路の内部断面積と長さを異なる構成にしたことを特徴とする溶融紡糸装置である。
【０００９】
本発明の溶融紡糸装置の好ましい態様によれば、前記のポリマー通路が溝を有する板状部材を重ねてできる流路構成部材で構成されていることである。
【００１０】
本発明の溶融紡糸装置の好ましい態様によれば、前記の溶融紡糸装置は２種以上の溶融ポリマーを紡糸する複合紡糸機である。
【００１１】
本発明の溶融紡糸装置の好ましい態様によれば、前記の紡糸パックを上方から紡糸パックハウジングに挿入する構造である。
【００１２】
本発明の溶融紡糸装置の好ましい態様によれば、前記の複合紡糸パックが、傾きが生じない部材を用いて固定されてなることである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数ポリマーの複合紡糸、また、あるいは１個の計量ポンプから多数の紡糸パックハウジングに溶融ポリマーを供給する溶融紡糸装置において、ポリマー通路がコンパクトで、ポリマー滞留時間を短く、各錘ポリマー滞留時間を同一にすることができ、容易に紡糸パックを装着することができ、更に口金面温度に斑が発生しない。総合してポリマーの受ける熱履歴を均一にすることができ、各糸条の品質が均一にできる合成繊維の溶融紡糸装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、合成繊維の溶融紡糸装置全体図の一例を示す概略模式図である。
【図２】図２は、従来の合成繊維の溶融紡糸装置の計量ポンプから紡糸パックハウジングを説明する概略平面図である。
【図３】図３は、本発明の合成繊維の溶融紡糸装置の計量ポンプから紡糸パックハウジングの一例を説明する概略平面図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ部断面矢視図である。
【図５】図５は、図４のＢ−Ｂ部断面矢視図である。
【図６】図６は、図４のＣ部の詳細を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の合成繊維の溶融紡糸装置のポリマー通路の形状の一例を示す断面図である。
【図８】図８は、複合紡糸パックを上方から挿入した状態の一例を示す概略側面図である。
【図９】図９は、図８のＺ方向から見た図において、従来の一例を示す概略正面図である。
【図１０】図１０は、図８のＺ方向から見た図において、本発明の一例を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の溶融されたポリエステルやポリアミド等の熱可塑性ポリマーを紡糸パックに導くに際し、それぞれの紡糸パックに入るまでのポリマーが受ける熱履歴を均一にすることが重要である。そのため、溶融紡糸装置は、押出機から各計量ポンプ間の分配管のポリマー通過時間がそれぞれ同一であること、計量ポンプから複数個の紡糸パックにつながるポリマー通路のポリマー通過時間がそれぞれ同一であること、そして該計量ポンプから複数個の紡糸パックへつながるポリマー通路が３以上１２以下であり、該ポリマー通路の内部断面積が異なることが重要である。
【００１６】
本発明において、ポリマー通路のポリマー通過時間がそれぞれ同一であるとは、ポリマー通過時間バラツキが、各紡糸パックハウジングにおいて最大１０％以内であることを示す。
【００１７】
通常、ポリエステルの場合を例に示すと、押出機から各紡糸パックハウジングへのポリマー滞留時間を１０分以内にして、且つ、ポリマーの圧力損失が１０Ｍｐａ以下となるよう配管の内径を決める。バラツキが最大１０％以内ということは、例えば、ポリマー滞留時間が８分としたとき、各紡糸パックハウジングにおいてポリマー滞留時間が４８秒以内のバラツキであることを意味する。
【００１８】
このバラツキが１０％を超えると、溶融ポリマーが受ける熱履歴が異なるため糸物性に影響する。溶融ポリマーが高温に曝される時間が長いと、熱劣化が進むためであり、特に、高粘度の溶融ポリマーは、その影響が大きい。
【００１９】
近年、溶融紡糸機をコンパクトにするため、計量ポンプのポート数を多くしている。これは、計量ポンプを駆動するモータ・減速機と、スイッチの数を減らす狙いがある。よって、溶融紡糸機をコンパクトにするために、本発明においては、計量ポンプから紡糸パックにつながるポリマー通路を３以上とし、糸条の巻取機の規模から１２以下にする。１２糸条を超える巻取機は、操業性および作業性が悪い。
【００２０】
本発明の溶融紡糸装置は、２種以上のポリマーを紡糸する複合紡糸機の機能を含むものである。ここでいうところの２種以上のポリマーとは、異種ポリマー、同一ポリマーでも粘度が異なるポリマーや性質の異なるポリマーなどを意味する。
【００２１】
本発明においては、計量ポンプから複数個の紡糸パックに吐出供給される溶融ポリマーを、溝を有する板状のものを重ねてできる流路構成部材を通して紡糸パックハウジングに導くようにすることより、コンパクトな溶融紡糸装置が得られる。
【００２２】
図１は、単成分ポリマーの合成繊維の溶融紡糸装置全体の一例を示す概略模式図である。図１において、冷却装置、オイリング装置、引取装置および巻取機装置は図示されていない。図１において、押出機７により溶融されたポリマーは、ポリマー配管６によって図のように通常トーナメント分配され細分化される。すなわち、押出機７から出たポリマーを同内径で同じ長さの配管により２つに分ける。その後、更に同内径で同じ長さの配管により２つに分ける。その後、計量ポンプ８（本図では３ポートを示す）により一定計量されて、３ポートの内１ポートは、ポリマー配管６−１を通り、紡糸パックハウジングの１つ５−１へと誘導される。残りの２ポートもそれぞれポリマー配管６−２、６−３を通り、紡糸パックハウジングの１つ５−２、５−３へと誘導される。
【００２３】
図２は、従来の合成繊維の溶融紡糸装置の計量ポンプから紡糸パックハウジングまでの一例を示す概略平面図である。
【００２４】
図１では、分かりやすくするために単成分ポリマーを用いる例を示したが、図２は、３成分（Ａ成分、Ｂ成分およびＣ成分とする。）ポリマーを用いる例を示している。それぞれの成分の計量ポンプ（図示せず）から送り出された溶融ポリマーが、紡糸パックハウジング５（５−１、５−２および５−３）に送られる。その際、各成分において、ポリマー配管６（６−１、６−２、６−３、・・・・）は同一容積であることが望ましい。そこで、従来は、ポリマー配管６の内径が規格で決まっているので、同一サイズのポリマー配管６を使用している。そのため、図２に示すように、計量ポンプから紡糸パックハウジング５までが近いポリマー配管６−１は、遠いポリマー配管６−３とポリマー滞留容積が同一となるようにくねくねさせて長くしている。これで、容易に想像ができるようにポリマー種類が多く、計量ポンプ出のポート数が多くなればなるほど複雑で、大きな紡糸機となってしまう。
【００２５】
計量ポンプから出たポリマーを紡糸パックハウジングまで導く役目のポリマー通路ブロック１は、紡糸パックハウジング５と計量ポンプとを結ぶための部材である。
【００２６】
Ａ成分ポリマー通路２は、計量ポンプから出たポリマーを、５−１、５−２、５−３の紡糸パックハウジングへ導く通路を示している。Ｂ成分ポリマー通路３も同様である。Ｃ成分ポリマー通路４も同様である。
【００２７】
図３は、本発明の合成繊維の溶融紡糸装置の計量ポンプから紡糸パックハウジングまでの一例を示す概略平面図である。
【００２８】
例えば、Ｃ成分で説明すると計量ポンプから送り出された溶融ポリマーは、４−１、４−２、４−３の内部容積を同一にするため、一番近い紡糸パックハウジング５−１へは、内部断面積を大きく、長さは短いＣ成分ポリマー通路４−１を通って、紡糸パックハウジング５−１へ導かれる。同様に一番遠い紡糸パックハウジング５−３へは、内部断面積を小さく、長さは長いＣ成分ポリマー通路４−３を通って、一番遠い紡糸パックハウジング５−３へ導かれる。同様に中間の紡糸パックハウジング５−２へは、内部断面積を中くらいに、長さも中くらいのＣ成分ポリマー通路４−２を通って、紡糸パックハウジング５−２へ導かれる。これらを図５（図４のＢ部断面矢視図である。）に示す。
【００２９】
すなわち、ポリマー通路のポリマー通過時間がそれぞれ同一となるように、ポリマー通路の内部断面積と長さを異なる構成にすることが重要である。
【００３０】
図４は、図３のＡ部断面矢視図である。図４において、Ａ成分ポリマー通路２は、計量ポンプから送り出された溶融ポリマーが、紡糸パックハウジング５の入る直前の状態を示している。これは、図８に示す紡糸パックのＡ部へとポリマーを導くものである。同様にＢ成分ポリマー通路３も、図８に示す紡糸パックのＢ部へとポリマーを導くものである。同様にＣ成分ポリマー通路４も、図８に示す紡糸パックのＣ部へとポリマーを導くものである。
【００３１】
図６は、図４のＣ部の詳細を示す断面図である。すなわち、ポリマー通路を形成するために複数枚の溝付き板１４を重ね、ボルト１３で固定する。このようにすることにより任意の断面積のポリマー通路が得られる。溝付き板１４を重ねる必要性は、溝を機械加工するためである。ポリマー通路が屈曲しているため、ブロックにドリルで穴を開けることは困難であるからである。
【００３２】
また、このようにポリマー通路を解体可能な構造にすることでポリマー洗浄が容易、かつ洗浄できているかの確認も容易である。このことは、多種のポリマーを生産するには重要が点である。
【００３３】
図７は、本発明の合成繊維の溶融紡糸装置におけるポリマー通路の断面形状の一例を示すものである。そのポリマー通路の断面形状は、図７の左側に示すとおり四角形状でも良いが、図７の右側に示すとおり極力エッジが無い、曲面とする方が溶融ポリマーの異常滞留を防ぐことができる。ポリマー通路の断面形状は、もちろん、図６に示す円形が望ましい。
【００３４】
図８は、複合紡糸パック９を上方から挿入した状態を示している。複数の溶融ポリマーを濾過しようとすると、複合紡糸パックは大きく、重くなる。このため、人手のみにより作業ができず、ホイストやチェーンブロックなどの助力装置が必要となる。そのため、上方から複合紡糸パック９を挿入する方が、作業性は優位である。
【００３５】
しかしながら、溶融ポリマーをシールするためのパッキン１１を押し付けるネジ１０により、図９（図８のＺ方向から見た図において、従来の一例を示す。）に示すとおり複合紡糸パック９を矢印（←）方向に傾ける力が働く。これにより、複合紡糸パック９の左下が紡糸パックハウジング５に接触、あるいは接近することにより、右下に比較して高温となる。これにより、複合紡糸パック９中の溶融ポリマー温度も上昇して、溶融ポリマー粘度が下がることによる左右の吐出斑が発生する。
【００３６】
これを防止する方法を図１０に示す。図１０は、図８のＺ方向から見た図において、本発明の一例を示す。すなわち、複合紡糸パック９が傾かないようなストッパー１２を設けることである。これは、図１０に示すように紡糸パックハウジング５側に付けても良いし、複合紡糸パック９側に付けてもかまわない。
【００３７】
本発明の溶融紡糸装置を使用することにより、例えば、色の付いたポリマーから透明なポリマーへ変更するとき、確実に前のポリマーが残らず洗浄出来ていることが確認できる。また、熱劣化の激しいポリトリメチレンテレフタレートや高粘度ポリエステルなどにはポリマーの滞留時間を極小化出来るため特に有効である。その他のポリマーでも熱劣化する性質があるので有効である。
【符号の説明】
【００３８】
１：計量ポンプから出たポリマーを紡糸パックハウジングまで導く役目のポリマー通路ブロック
２：Ａ成分ポリマー通路
３：Ｂ成分ポリマー通路
４：Ｃ成分ポリマー通路
５：紡糸パックハウジング
６：ポリマー配管
７：押出機
８：計量ポンプ
９：複合紡糸パック
１０：押し付けネジ
１１：パッキン
１２：ストッパー
１３：ボルト
１４：溝付き板
【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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【図１０】
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