(57)【要約】      （修正有）【課題】金面深度と油剤給油位置の位置を微調整可能とすることにより、品種切り替え作業の自動化と生産機会損失改善を図った溶融紡糸装置の提供。【解決手段】樹脂を溶融押し出しする押出機、押し出されたポリマーを計量分配する加熱ボックス１、所望の繊維状に形成する口金３を備えたパック２、紡糸された糸条Ｙを冷却する装置１２、口金３下面から冷却装置１２の上端までにある糸条Ｙを囲設するフード、糸条Ｙに油剤を付与する油剤付与装置１３、及び糸条Ｙの巻き取り装置２１を備えた溶融紡糸装置において、油剤付与装置１３と前記フードをそれぞれ任意の位置にそれぞれを移動及び保持させる駆動部１０，１７を設けた合成繊維の溶融紡糸装置。【選択図】図１
2016108698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を溶融押し出しする押出機、押出機より押し出されたポリマーを計量分配する加熱ボックス、加熱ボックス内に設けられ、かつ計量分配されたポリマーを所望の繊維状に形成する口金を備えたパック、該口金より紡糸された複数の糸条を冷却風によって冷却する冷却装置、冷却装置を口金面に対して垂直方向に移動可能とする駆動装置、該紡糸口金下面から冷却装置の上端までにある糸条を囲設するフード、前記冷却装置によって冷却された糸条に油剤を付与する油剤付与装置、油剤付与後の糸条を巻き取ることができる巻取ローラーを備えた巻き取り装置からなる溶融紡糸装置において、該フードを該紡糸口金下吐出面から該冷却装置の上端までの間で口金吐出面に対して垂直方向に任意に伸縮かつ保持可能にするとともに、該油剤付与装置を該冷却装置下端から該巻取ローラーまでの間で紡糸口金吐出面に対して垂直方向に任意に移動かつ保持可能にすることを特徴とする合成繊維の溶融紡糸装置。
【請求項２】
フードを筒状とし、筒の上端面全周は、加熱ボックス、パック、口金のいずれかに接触し、他方の筒の下端面は冷却装置に接触しており、かつ口金面に対して垂直方向に伸縮せしめる案内機構と、フードの伸縮長さを任意の長さで保持する位置決め部を有し、かつ伸縮するフード内をフード両端面以外の空間から遮蔽する手段を有したこと特徴とする請求項１記載の合成繊維の溶融紡糸装置。
【請求項３】
フード内に水蒸気を含んだ空気を供給する手段を有したことを特徴とする請求項１または２記載の合成繊維の溶融紡糸装置。
【請求項４】
フード外周にヒータを設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の合成繊維の溶融紡糸装置。
【請求項５】
油剤付与装置を冷却装置下端から巻取ローラーまでの間で紡糸口金吐出面に対して
垂直方向に移動かつ保持できる駆動部と、該油剤付与装置の位置を検出する検出部と、該油剤付与装置を任意の位置に移動させるため、予め設定した任意の位置を記憶する記憶部と、検出した該油剤付与装置の現在位置と記憶部に予め設定されている位置に基づき、該油剤付与装置を移動かつ保持させるように駆動部に指示する制御部とを設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の合成繊維の溶融紡糸装置。
【請求項６】
フードを紡糸口金吐出面から冷却装置上端までの間で紡糸口金吐出面に対して垂直
方向に伸縮かつ保持できる駆動部と、該フードの位置を検出する検出部と、該フードを任意の位置に伸縮させるため、予め設定した任意の位置を記憶する記憶部と、検出した該フードの現在位置と記憶部に予め設定されている位置に基づき、該フードを伸縮かつ保持させるように駆動部に指示する制御部とを設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の合成繊維の溶融紡糸装置。
【請求項７】
油剤付与装置とフードをそれぞれ任意の位置に移動・伸縮させるため、検出し
たそれぞれの現在位置と記憶部に予め設定されている位置に基づき、それぞれを移動及び伸縮して保持させるようにそれぞれの駆動部に同時に指示する制御部を設けたことを特徴とする請求項６記載の合成繊維の溶融紡糸製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一溶融紡糸装置で多品種の合成繊維を製造するに際し、複雑な装置変更等の作業を伴わずに、各品種に合わせて紡糸口金下面から冷却装置の上端までの長さ（以下、口金面深度と記す）、および紡糸口金下面から油剤を付与するまでの長さ（以下、油剤給油位置と記す）を容易に変更し、且つ変更位置の微調整を可能とすることで、良好な品質・操業性を得られるとともに、品種切り替え作業の労力低減・時間短縮を図り生産損失を減らすことができる溶融紡糸装置に関するものである。
【０００２】
さらに詳しくは、単糸繊度の太細、単糸数の多少、紡糸温度の高低、引取速度の遅速、ポリマー粘度の高低、共重合の有無、添加剤の多少等の紡糸条件やポリマーの基質が変更されても、これらの要因に影響を受けることのない適正な口金面深度と油剤給油位置を、簡単且つ微調整可能な可変機構を有することで、良好な品質・操業性が得られるのみならず、多品種を生産する際に増加する品種切り替え作業を、あらかじめ設定した条件に基づき、自動的に口金面深度と油剤給油位置を変更することで、作業にかかる労力や時間をほぼなくすことができる合成繊維の溶融紡糸装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
近年、合成繊維、とりわけポリエステル繊維は品種の多様化が進み、同一溶融紡糸装置での少量多品種による高付加価値品種の生産が必須となってきた。このような多品種を生産する場合には、自ずと品種毎に適正条件が存在し、操業性、品質に見合った条件とするためには、品種切り替え時に条件を適正化するため、取り分け、口金面深度および油剤給油位置の適正化には装置の入れ替え、取り付け等々の改造で多大な時間と労力を余儀なくされる上、少量他品種を生産する場合は、品種切り替え作業の回数自体も増加するため、ますます多大な時間と労力がかかっていた。
【０００４】
ここで、口金面深度と油剤給油位置について説明する。まず、口金面深度とは、ポリマーが吐出する口金下面から糸条を冷却するための冷却風が吹き出される冷却装置の上段までを指す。この口金面深度領域は所定のポリマーが口金孔から吐出され、糸条化される領域で、溶融紡糸の中でも製糸性、品質に大きな影響を与える極めて重要なゾーンの一つである。例えば、単孔当たりの吐出量が多く、単糸繊度の太い品種であれば、糸条が冷却固化するまでには長い距離が必要であるから、口金深度が深い装置が必要となる。一方、単糸繊度の細い品種は糸条の冷却固化が早く終了するので口金面深度は浅い方が好ましい。また、例えば、高粘度ポリマーで紡糸温度の高い品種では、吐出されてから糸条が冷却固化するまでには長い距離が必要となるので、口金面深度の深い装置が必要となる。一方、紡糸温度の低い低粘度の品種では、糸条の冷却固化が短距離で終了するので口金面深度は浅い方が好ましい。すなわち口金吐出孔から吐出されたポリマーが糸条に成形される際には溶融吐出されるポリマーの熱量が多ければ、冷却固化するまでの距離を長くする必要があり、一方少ない場合にはその距離は短くする必要がある。
【０００５】
続いて油剤給油位置について説明する。油剤給油位置とは、溶融ポリマーが口金から吐出する口金吐出面から油剤を付与する位置までの距離を指す。この油剤給油位置は単糸の繊度斑や強度・伸度に影響を与える重要な条件の一つである。
繊度斑の観点からみると、糸条に早目に油剤を付与し収束させることが糸揺れによる繊度斑の発生を防ぐことができるので望ましい。そのため、糸条が冷却固化され、表面形態が安定した直後に給油することが好ましい。よって例えば、単糸繊度の太い品種では糸条の冷却固化点までの距離が長いので、油剤給油位置を長くとる必要がある。一方、単糸繊度の細い品種は糸条の冷却固化が早く終了するので油剤の給油位置は短くするのが好ましい。
一方、繊維の強度・伸度の観点からみると油剤給油位置を短くして早期に付与することで、糸条の収束を早めに行い、紡糸張力（糸条が走行する際に発生する空気抗力）を下げ分子配向を抑制することが、強度・伸度の向上をはかる上で重要である。
これらのことから、口金面深度と油剤給油位置は溶融紡糸のなかでも、製糸性や品質に与える影響が大きいことから、各品種に合わせてそれぞれの条件を適正化することが求められてきた。また、その条件についても品種の多様化が進むにつれ、その都度適切な条件変更の必要になるため、条件変更の必要性が求められてきた。
【０００６】
したがって、従来技術においては、品種切り替えをするたびに、口金面深度と油剤給油位置を適正化する装置の入れ替え、取り付けが頻繁に行われていた。この作業は人手による労力や作業自体に時間がかかるうえ、品種の切り替え作業を行っている間は溶融紡糸を停止せざる得なく、そのための生産停止・復旧作業（糸切り・糸掛け作業等）も生じてしまい、さらなる労力や生産損失（原料ロス・生産機会減少による損失）の発生を余儀なくされていた。
【０００７】
このように品種切り替え時の人手による煩雑な作業を簡素化し、装置化する提案もなされている。例えば、特許文献１には高速紡糸法により、合成繊維を製造するに際し、紡糸口金より、溶融紡出された糸条を均一でかつ安定した冷却を行うとともに、紡糸口金および紡糸口金近傍の温度低下を起こすことなく紡糸することができ、単糸切れやたるみ糸のない良好なパッケージとして巻き取れ、繊度斑がなく、品質バラツキのない合成繊維を得ることができる合成繊維の溶融紡糸装置とそれを用いた溶融紡糸方法が開示されている。そしてその効果は高速紡糸法により、ポリエステルマルチフィラメント糸を繊度斑、およびバラツキがなく、安定して製造することが可能となるポリエステルマルチフィラメント糸の溶融紡糸装置と溶融紡糸方法とされている。
【０００８】
しかしながら、上記の提案は紡糸口金を備えた溶融押し出し装置および該紡糸口金より紡糸された合成繊維を冷却する冷却風の吹き出し部を有する環状冷却装置を有する合成繊維の溶融紡糸装置であり、口金面深度の可変に関しては何ら検討も示唆もなされていない。
また、特許文献２には、従来の複雑な機械構成と人手による調整を簡素化し、安価な昇降給油計量吐出ノズル装置を備えた合成繊維の製造装置を提供する技術が開示されている。その効果は、冷却風での糸張りに対し、計量吐出ノズル位置の前後調整が不要となり、昇降装置のフレーム本体を冷却装置の下方で納め、昇降装置を２重スライダーに構成することで、中太糸の場合は冷却ゾーンが全て生かせ、極細糸の場合は冷却ゾーンの中央まではみ出し、生産品種の冷却と油剤付与が適切であるとしている。これは、合成繊維を吐出する口金と、該吐出された繊維を冷却する冷却装置と、該冷却糸条に油剤を付与し、上下方向に昇降可能に設けられた油剤付与装置を備えた合成繊維の製造装置において、該油剤付与装置が口金中心と該油剤付与装置の最下降位置の口金中心からのオフセット量とを結ぶ線に沿って昇降可能に油剤付与装置昇降手段であり、油剤の付与に関しては効果を発揮できる。しかしながら、口金面深度の可変に関しては何ら検討も示唆もなされていない。
【０００９】
また、特許文献３にはポリエステル繊維、なかでも共重合ポリエステルポリマーを使用した紡糸工程において、口金表面に塗布したシリコーン油の流動性を長期間維持するとともに口金吐出孔付近の汚れ付着を抑制し、修正間隔を著しく延長して安定して連続運転可能な溶融紡糸方法が開示されている。これは、口金吐出孔の汚れ抑制の技術に関するものであり、口金面深度の可変に関しては何ら検討も示唆もなされていない。
【００１０】
以上の通り、口金面深度や油剤給油位置の可変装置は、重要な技術であるにもかかわらず研究、開発が遅れているのが実情である。これらの技術が生産に適用されれば画期的なことで、生産機会の損失を最小限にして、生産性の向上をはかることが可能となるばかりか、製糸性、品質の安定した製品を供給することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−２２５７９２号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１９０２号公報
【特許文献３】特開２００９−１５５７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、同一溶融紡糸装置で多品種の合成繊維を製造するに際し、複雑な装置変更等の作業を伴わずに、良好な品質・操業性を得るために、口金面深度と油剤給油位置を容易に変更し、且つ変更位置の微調整を可能とするとともに、品種切り替え作業の自動化を図ることで生産損失を減らすことができる製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の上記目的は、樹脂を溶融押し出しする押出機、押出機より押し出されたポリマーを計量分配する加熱ボックス、加熱ボックス内に設けられ、かつ計量分配されたポリマーを所望の繊維状に形成する口金を備えたパック、該口金より紡糸された複数の糸条を冷却風によって冷却する冷却装置、冷却装置を口金面に対して垂直方向に移動可能とする駆動装置、該紡糸口金下面から冷却装置の上端までにある糸条を囲設するフード、前記冷却装置によって冷却された糸条に油剤を付与する油剤付与装置、油剤付与後の糸条を巻き取ることができる巻取ローラーを備えた巻き取り装置からなる溶融紡糸装置において、該フードを該紡糸口金下吐出面から該冷却装置の上端までの間で口金吐出面に対して垂直方向に任意に伸縮かつ保持可能にするとともに、該油剤付与装置を該冷却装置下端から該巻取ローラーまでの間で紡糸口金吐出面に対して垂直方向に任意に移動かつ保持可能にすることを特徴とする合成繊維の溶融紡糸装置により達成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の合成繊維の製造装置によれば、同一溶融紡糸装置で多品種の合成繊維を製造するに際し、複雑な装置変更等の作業を伴わずに、口金面深度と油剤給油位置を容易に変更し、且つ変更位置の微調整を可能とするとともに、良好な品質・操業性が得られ、品種切り替え作業の自動化を図ることで生産損失を減らすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の合成繊維の製造装置の一実施態様を示す概略工程図である。
【図２】本発明の口金面深度可変装置の一実施態様を示す概略正面図である。
【図３】本発明の口金面深度可変装置のフード内へ水蒸気を含んだ空気を流入させるための水蒸気供給装置の一実施態様を示す横断面図である。
【図４】本発明の口金面深度可変装置のフードを加熱するためのフードヒータの一実施態様を示す横断面図である。
【図５】本発明の口金面深度可変装置の口金面深度を任意の位置に設定する場合での一実施態様を示す概略正面図である。
【図６】本発明の口金面深度可変装置の最下端位置での一実施態様を示す概略正面図である。
【図７】本発明の油剤給油位置可変装置の一実施態様を示す概略側面図である。
【図８】本発明の口金面深度可変装置駆動制御の一実施態様を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の合成繊維の製造装置、すなわち口金面深度可変装置および油剤給油位置可変装置とは、ポリマーが吐出する口金下面から糸条を冷却するための冷却風が吹き出される冷却装置の上段までの長さ、すなわち口金面深度と、ポリマーが吐出する口金下面から油剤を付与する位置すなわち油剤給油位置を、あらかじめ設定された条件位置と検出した現状位置に基づき、連動制御させながら自動的を任意に可変する装置である。
【００１７】
続いて口金面深度・給油位置可変装置の可変機構および駆動制御について説明する。
まず、口金面深度を可変する手段について一例を挙げると、可変機構として電動シリンダーを有したスライドレールを用い、位置決め部にはクランプ式のストッパーを用い、周囲空間との遮断手段としては２重筒状のフードにＯリングシールを設けたものがある。
【００１８】
また一例を挙げたもの以外でも可変機構として、サーボモータとボールネジを用い、位置決め部には駆動源を任意の位置で停止し位置を決める位置検出センサーを用い、周囲空間からフード内を遮断する手段として、伸縮可能なベローズフードを好ましく用いることができるが、当然ながら定長のフードを取り替え交換しても勿論使用可能である。したがって、口金面深度を可変する手段については上記の一例であげたものに限定されるものではない。
【００１９】
また、駆動制御としては、あらかじめ記憶部には各品種に合わせた最適な口金面深度の位置を記録しておき、電動シリンダーやスライドレールを取り付けられたセンサー等を利用した現状の位置を検出する検出部を設け、記憶されている最適位置と検出した現状の位置をもとに、最適位置までのフードの伸縮をコントロールする制御部を設けている。このようにして、現状の位置を正確に検出し、それに基づき駆動をコントロールすることで、口金面深度の微調整および自動的な可変を行う。
【００２０】
また、口金面深度可変装置にはフード内への水蒸気供給装置が組み込まれていてもよい。この水蒸気供給装置について簡単に説明する。
【００２１】
一般に熱可塑性ポリマーの溶融紡糸においては、ポリマー中に含まれる低分子物質や、ポリマーの熱分解によって生じる物質、更には重合段階で添加される触媒や艶消し剤などの無機粒子等が紡出糸から遊離して、口金吐出孔付近に付着して劣化し口金汚れとなる。この口金汚れが増加すると、紡出糸条がピクついたり、曲がったり、最終的には糸切れとなり紡糸トラブルを引き起こす。ポリエステルについても同様であり、特にイソフタル酸やポリアルキレングリコールを共重合させたポリエチレンテレフタレートを紡糸した場合や、添加剤を多量に含有したポリマーを紡糸する場合は口金吐出孔の汚れが顕著に現れる。
【００２２】
水蒸気供給装置とは、これら、口金面の汚れを防止し、安定した製糸を行うためのもので、口金吐出面直下域に適量の水蒸気を含んだエアーを供給する装置であり、こうすることで口金表面に塗布したシリコーン油の流動性を長期間維持するとともに口金吐出孔付近の汚れ付着を抑制し、口金修正間隔を延長し、作業の要員、生産ロスの減少を図るとともに、安定した連続運転を可能とするものである。
【００２３】
また、口金面深度可変装置にはフードヒータが組み込まれていてもよい。このフードヒータについて簡単に説明する。口金面深度を浅くすると紡糸室の雰囲気温度の影響を受け易くなり、口金面温度が低下する。ここで、通常のポリエステルの紡糸温度は２７０℃〜３００℃が一般的である。これに対して紡糸室内の雰囲気温度は５０℃以下が一般的である。従って、口金面深度が浅くなれば浅くなるほど口金面は外気温度、すなわち、紡糸室内温度の影響を受け、口金面が冷やされることになり、極端な場合には低温紡糸となり、曳糸性が低下し、糸切れが多発する。このような状態を回避するために、口金面深度を浅くしても口金面温度が低下しないように、本発明の口金面深度可変装置にはあらかじめフードヒータを組み込んだものである。このようにフードヒータを組み込むことで吐出孔の出口近傍の温度を自由にコントロールでき、該当品種に最適な口金面温度を採用することが可能となるのである。
【００２４】
次に、油剤給油位置可変装置の可変機構および駆動制御について説明する。
油剤給油位置を可変する手段にはついて一例をあげると、口金面深度可変装置と同様に、電動シリンダーを有したスライドレールに係合した油剤給油部を設け、電動シリンダーを駆動させることで、油剤給油部を可変可能にしたものがある。この際、油剤の給油にはオイリングローラや給油ガイドなどどちらを採用してもよく、上記の一例であげたもの限定されるものではない。
【００２５】
また、駆動制御としても、口金面深度可変装置と同様に、あらかじめ記憶部には各品種に合わせた最適な油剤給油位置を記録しておき、電動シリンダーやスライドレールを取り付けられたセンサー等を利用した現状の位置を検出する検出部を設け、記憶されている最適位置と検出した現状の位置をもとに、最適位置までの駆動をコントロールする制御部を設けている。当然ながら、現状の位置が最適の品種も存在するが、これらの最適位置も含めた範囲を油剤給油位置可変装置は含むものとする。
【００２６】
このようにして、現状の位置を正確に検出し、それに基づき駆動をコントロールすることで、油剤給油位置の微調整および自動的な可変を行う。
【００２７】
さらに、上記の口金面深度・油剤給油位置可変装置の駆動制御部には、それぞれが連動して最適な条件を設定可能なように、あらかじめそれぞれ最適位置を記憶する記憶部と、検出した油剤付与装置の位置とフードの伸縮位置に基づき、予め記憶された油剤付与装置の位置とフードの伸縮位置に移動及び伸縮または保持させるように駆動をコントロールする共通の制御部を設けている。このようにして、口金面深度と油剤給油位置を連動制御することで、品種切り替え作業を一括で行い、各品種にあった最適な品種条件への変更および微調整を可能とし、且つ生産運転を止めることなく、労力・生産損失を低減することが可能となるのである。
【００２８】
本発明の口金面深度と油剤給油位置可変装置は、口金面深度と油剤給油位置を簡単に変更することができ、水蒸気供給装置とフードヒータを備えているので紡出糸条の単糸繊度の太細、単糸数の多少に影響を受けることが少なく、単糸繊度であれば延伸糸換算で０．１デシテックス〜２０デシテックスの範囲が好ましく製造できる。また、単糸数であれば１フィラメント〜２００フィラメントまでの生産が可能である。
【００２９】
また、ポリマーの固有粘度（以下ＩＶ）は０．４５〜１．２０まで広範囲のＩＶに対応可能である。これらは紡糸温度の高低に関係なく口金面深度と油剤給油位置を適正化し、口金面温度を最適温度、適正な給油位置で給油することができるためである。
また、共重合ポリマー、添加剤の多少に関しても広範囲に生産適用が可能である。これは、口金面深度を適正化させた条件で水蒸気供給装置が適用できることに起因しており、ポリエステルであれば、ほぼ例外なしに好ましく生産適用が可能である。
【００３０】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明で製造し得る合成繊維は、ポリエステルやポリアミドなどの溶融紡糸できる合成繊維であれば、特に、限定されるものではない。
例えば、上述の如くホモポリマー、共重合ポリマー、顔料、染料、艶消し剤、防汚剤、蛍光増白剤、難燃剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤等を含んでいてもよい。
【００３１】
本発明で用いられる合成繊維は、単成分紡糸でも、複合紡糸でもよく、複数成分紡糸の場合には、例えば、芯鞘、サイドバイサイド、海島複合、混繊等の構成が挙げられる。また繊維の断面形状は、丸、三角、扁平等の異形状や中空であってもよい。
本発明において対象とする合成繊維、単繊維繊度、フィラメント数は、目的に応じて適宜選択することが可能となる。
【００３２】
以下、本発明の合成繊維の製造装置、製造方法の一実施例について、図面により説明する。
【００３３】
図１は、本発明の合成繊維の製造装置の一実施態様を示す概略工程図である。
【００３４】
図１において、合成繊維の製造装置は、加熱ボックス１、パック２、口金３、水蒸気供給装置４、フードヒータ５、口金面深度可変装置６、記憶部７（口金面深度可変装置）、検出部８（口金面深度可変装置）、制御部９（口金面深度可変装置）、駆動部１０（口金面深度可変装置）、口金面深度領域１１，冷却装置１２，油剤給油位置可変装置１３、記憶部１４（油剤給油位置可変装置）、油剤検出部１５（油剤給油位置可変装置）、制御部１６（油剤給油位置可変装置）、駆動部１７（油剤給油位置可変装置）、共通制御部１８、巻取ローラー１９、２０および巻取装置２１を備えている。また、Ｌ１は口金面深度、Ｌ２は油剤給油位置、Ｙは紡出された糸条を示している。
【００３５】
図1において、水蒸気供給装置４から吹き出される水蒸気を含んだエアーで口金面を湿潤し、フードヒータ５で口金面を適正に加熱された状態にある口金３の吐出孔から紡出された糸条Ｙは、口金面深度領域１１を通過する。この口金面深度領域１１には、加熱ボックス１の下端に水蒸気供給装置４、フードヒータ５を備えた口金面深度可変装置６が取り付けられている。
【００３６】
口金面深度領域１１を通過した糸条は、冷却装置１２から吹き出される冷却風により冷却され、油剤給油位置可変装置１３で油剤を付与された後、一対の引き取りローラー１９、２０を介して巻き取り装置２１により巻き取られる。
以下、本発明の合成繊維の製造装置である水蒸気供給装置、フードヒータを備えた口金面深度可変装置について、図２を参照しつつ詳細に説明する。
【００３７】
図２は、本発明の口金面深度可変装置の一実施態様を示す概略正面図である。
【００３８】
図２において、２２はスライドレール軸、２３はスライダープレート（口金面深度可変装置）、２４はシリンダー、２４’はシリンダーピストン、２５はブラケット（口金面深度可変装置）、２６は上側クランプ式ストッパー、２６’は下側クランプ式ストッパー、２７は上側フード、２８は下側フード、２９はＯリング、Ｌ１は口金面深度を示している。
【００３９】
本発明の口金面深度可変装置は次の３つの機構より構成される。
【００４０】
（１）可変機構
加熱ボックス下面に口金面に対して垂直方向に取り付けられた円柱状のスライドレール軸２２に、スライダー軸受けとその軸受けを係合したスライダープレート２３がはめ込まれており、スライドレール軸２２に沿ってスライダー軸受けとともにスライダープレート２３が口金面に対して水平方向にずれることなく、垂直方向に可動することができる。さらにこのスライダープレート２３には、本装置の可動位置に干渉しない位置に設けられたシリンダー２４のシリンダーピストン２４’がスライダープレート２３に係合されているブラケット２５を介して締結されており、シリンダーピストン２４’が昇降することによって、ブラケット２５を介してスライダープレート２３を口金面に対して垂直方向に昇降させる。これにより、口金下面から冷却装置上端すなわちスライダープレート２３下面が可変することで口金面深度Ｌ１を可変する。このスライダープレート２３の下面には前記のとおり冷却装置１２の上端が密着するため、密着部に隙間ができないようゴム製のパッキン等を挟んで接着させることが好ましい。また、シリンダー２４の駆動源については、圧空、油圧、電動などが考えられるが、装置の昇降に必要な力や装置の設置環境によってそれぞれの駆動源を選定すればよく、特に特定の駆動源は規定しない。
また、案内を行うスライド機構についても、リニアガイドやボールスプライン等のスライド機構を用いてもよい。
【００４１】
（２）位置決め機構
スライドレール軸２２にはスライダープレート２３を挟んだ上側・下側の２箇所にクランプ式ストッパー２６、２６′が設けられている。これらのストッパー２６、２６′はスライドレール軸２２に沿って口金面に対して垂直方向に可動しつつ、スライドレール軸２２を挟み込むようにクランプすることでストッパー２６、２６′をスライドレール軸２２に沿った任意の位置で固定することができる。任意の位置で固定された上側のストッパー２６は、スライダープレート２３が上昇した際、ストッパー２６の本体にスライダープレート２３が押し当たることで、スライダープレート２３のスライド上端位置を規制する。このスライダープレート２３の規制された上端位置が口金３下面からスライダープレート２３下面までの口金面深度Ｌ１を規定するものとなる。また、同様に下側のストッパー２６’はスライドレール軸２２の最下端に固定されており、スライダープレート２３が下降した際、スライドプレート２３のスライド下端位置を規制する。下側のストッパー２６’は、スライダープレート２３の落下防止および、上側ストッパー２６の位置変更時のスライダープレート待機位置として利用される。したがって、これらのストッパー２６をスライドレール軸２２の任意の位置に移動し固定することで、口金面深度Ｌ１を任意の位置に可変することが可能となる。ストッパーの固定方法は、ストッパーの位置変更が簡素化できるようスライドレール軸に開けた穴にストッパーピンを差し込む方法やセットビスによる締め付け固定などを用いてもよい。
【００４２】
（３）周囲空間との遮断手段
加熱ボックス下面とスライダープレート２３の上面にそれぞれ内径の異なった筒状のフード２７、２８を設け、上側フード２７の内径部に下側フード２８を差し込むように２重の筒形状で取り付けられている。上側フード２７の内面には円周方向全周にわたり溝を設け、その溝に沿ってＯリング２９をはめ込むことで、下側フード２８がスライダープレート２３とともに口金面に対して垂直方向に可動しても、二つのフードの間をＯリング２９がシールするため、フード両端面以外の周囲空間からフード内を遮断するよう糸条Ｙを囲設できる。
【００４３】
本発明の口金面深度可変装置に組み込まれた水蒸気供給装置について説明する。
水蒸気供給装置とは、口金面の汚れを防止し、安定した製糸を行うためのもので、口金吐出面直下域に適量の水蒸気を含んだエアーを供給する装置であり、こうすることで口金表面に塗布したシリコーン油の流動性を長期間維持するとともに口金吐出孔付近の汚れ付着を抑制し、口金修正間隔を延長して安定した連続運転を可能とするものである。
【００４４】
図３は本発明の口金面深度可変装置のフード内へ水蒸気を含んだ空気を流入させるための水蒸気供給装置の一実施態様を示す横断面図である。図３において、１は加熱ボックス、２はパック、３は口金、２７は上側フード、３０はフードに気体を流入させるための気体流入管、３１は気体流出筒、Ａは含水気体、Ｙは紡出された糸条である。
溶融紡糸されたポリマーは、加熱ボックス１に装着されたパック２の下部に取り付けられた口金３の細孔より押し出される。紡出された糸条Ｙはフード、冷却装置により徐冷されながら通過して巻き取られる。この際、フード内には予め混合した水蒸気を含んだ空気Ａを気体流入管３０と上側フード２７を通して気体流出筒３１の上部より流入させ、フード内の雰囲気を調整する。フード内の雰囲気を均一化するためには気体流入管３０の形状は環状であることが望ましい。
【００４５】
本発明の口金面深度可変装置に組み込まれたフードヒータについて説明する。
口金面深度を浅くすると紡糸室の雰囲気温度の影響を受け易くなり、口金面温度が低下する。これは、通常のポリエステルの紡糸温度は２７０℃〜３００℃が一般的である。これに対して紡糸室内の雰囲気温度は５０℃以下が一般的である。従って、口金面深度が浅くなれば浅くなるほど口金面は外気温度、すなわち、紡糸室内温度の影響を受け、口金面が冷やされることになり、極端な場合には低温紡糸となり、曳糸性が低下し、糸切れが多発する。このような状態を回避するために、口金面深度を浅くしても口金面温度が低下しないように口金面深度可変装置にはあらかじめフードヒータを組み込むものである。その結果、口金吐出孔の温度をフードヒータによって自由にコントロールでき、該当品種に最適な口金面温度を採用することが可能となる。
【００４６】
図４は本発明の口金面深度可変装置のフードを加熱するためのフードヒータの一実施態様を示す横断面図である。図４において、１は加熱ボックス、２はパック、３は口金、５はフードヒータ、２７は上側フード、２８は下側フード、３２は温度検出部、Ａ’は加熱気体を示している。フードヒータ５にはアルミの鋳込みヒータを用い、上側フード２７の外周部に鋳込みヒータを固定することで上側フード２７の加熱を行う。フードヒータ５には温度検出部３２が設けられており、この温度検出部３２から検出された温度をもとにフードヒータ５の温度コントロールを行う。フードヒータ５による上側フード２７の加熱によって、フード内空気の温度を任意の温度にコントロールする。フードヒータ５によって加熱されたフード内加熱空気Ａは口金３面に接触することで、口金吐出孔の温度を任意の温度にすることが可能となる。フードヒータについてはアルミ鋳込みヒータ以外にも真鍮鋳込みヒータやバンドヒータ等が考えられるが、使用温度に合わせて適宜選定すればよく、特に特定のヒータは規定しない。
【００４７】
本発明は合成繊維の製造装置で、紡糸機本体の加熱ボックス下端に取り付けられ、水蒸気供給装置、フードヒータを備えた口金面深度可変装置で、口金面深度を品種毎の適正値に合わせ可変可能とした合成繊維の製造装置である。
【００４８】
図１に示すように、口金面深度可変装置６は冷却装置１２の直上の位置に配置されている。口金面深度可変装置６に組み込まれているスライダープレートは３０〜２００ｍｍの範囲で口金面に対して垂直方向に昇降可能であり、この昇降と連動し２重筒状の伸縮するフードがフード両端面以外の周囲空間からフード内を遮断するように糸条を囲設したまま、口金面深度Ｌ１をスライダープレートの昇降と同等の３０〜２００ｍｍの範囲で可変を可能としている。また、冷却装置１２についても口金面深度を可変する際には同様に冷却装置１２の上段位置を可変する必要があるため、口金面深度可変装置６と同様の範囲で昇降するになっている。
【００４９】
図５は本発明の口金面深度可変装置の口金面深度を任意の位置に設定する場合での一実施態様を示す概略正面図である。
【００５０】
図５に示すように合成繊維の製造時には、口金面深度可変装置のスライダープレート２３は、シリンダーピストン２４’の上昇とともに、スライドレール軸２２の任意の位置で固定された上側のクランプ式ストッパー２６に押し当たり停止しつつ、スライダープレート２３の上昇と連動した二重筒状のフード２７、２８がフード両端面以外の周囲空間からフード内を遮断するように糸条を囲設したまま縮むことで、任意の口金面深度Ｌ１を保持する。また、冷却装置１２についても同様にスライダープレート２３下面に冷却装置１２の上端を密着するまで上昇させることで、スライドプレート２３下面との隙間をなくし、任意の口金面深度Ｌ１を保持したまま、糸条の冷却を行う。
【００５１】
図６は本発明の口金面深度可変装置の最下端位置での一実施態様を示す概略正面図である。
【００５２】
図６に示すように合成繊維の製造時以外や、口金面深度Ｌ１を可変する際には、口金面深度可変装置のスライダープレート２３は、シリンダーピストン２４’の下降とともに、スライドレール軸２２の最下端の位置で固定された下側のクランプ式ストッパー２６’にのしかかり停止しつつ、スライダープレート２３の下降と連動した二重筒状のフードが伸び、スライドレール軸２２の最下端の位置で待機する。この待機位置の状態で、上側のクランプ式ストッパー２６のクランプを解除し、スライドレール軸２２に沿った任意の位置に変更することで、口金面深度Ｌ１を可変することができる。
【００５３】
本発明は、更には加熱ボックス下端に取り付けられた口金面深度可変装置のフード内に水蒸気供給装置を備えたものである。合成繊維の製造時にはフード内に適量の水蒸気を含んだエアーを供給し、口金表面に塗布したシリコーン油の流動性を長期間維持するとともに口金吐出孔付近の汚れ付着を抑制し、口金修正間隔を延長して安定した連続運転を可能とするものである。
【００５４】
本発明は、また加熱ボックス下端に取り付けられた口金面深度可変装置のフードにフードヒータを備えたものである。合成繊維の生産時には、二重筒状のフードでフード両端面以外の周囲空間からフード内を遮断することで、室内温度による影響を最小限にしつつ、フードヒータでフードを加熱することで、口金面温度を任意の温度にコントロールし、低温度紡糸による糸切れを防ぎ安定した連続運転を可能とするものである。
次に、本発明の合成繊維の製造装置である油剤給油位置可変装置について、図７を参照しつつ詳細に説明する。
【００５５】
図７は、本発明の油剤給油位置可変装置の一実施態様を示す概略側面図である。
図７において、３３はスライドレール、３４はスライダー、３５はスライダープレート（油剤給油位置可変装置）、３６はオイリングロール、３７は油剤受け皿、３８はオイリングロールカバー、３９はブラケット(油剤給油位置可変装置)、４０は電動シリンダー(油剤給油位置可変装置)、４１は位置センサー(油剤給油位置可変装置)、４２はシリンダーピストン位置記憶部(油剤給油位置可変装置)、４３はシリンダーピストン位置制御部(油剤給油位置可変装置)を示している。
本発明の油剤給油位置可変装置は次の２つの機構より構成される。
【００５６】
（１）可変機構
口金吐出面に対して、垂直方向に据え付けられたスライドレ−ル３３に、スライダー３４がはめ込まれており、スライドレール３３に沿ってスライド可能となっている。このスライダー３４に、スライダープレート３５を係合することで、スライダープレート３５もスライダー３４とともに、口金吐出面に対して水平方向にずれることなく、垂直方向に可動することができる。
【００５７】
さらに、このスライダープレート３５には、糸条に油剤を給油するためのオイリングロール３６、油剤受け皿３７、オイリングロールカバー３８がそれぞれユニット化されて係合されている。したがって、このスライダープレート３５を垂直方向の可変させることで、ユニット化されているオイリングロール３６も合わせて可変することができる。
スライダープレート３５の可動には、スライダープレート３５下部にブラケット３９を介して係合されている電動シリンダー４０を用いて行う。電動シリンダー４０のピストンが口金吐出面に対して垂直方向に動作することで、スライダープレート３５を昇降させる。これにより合わせてオイリングロール３６も可変し、油剤給油位置を可変することができる。
【００５８】
（２）駆動制御機構
油剤給油位置を可変させる電動シリンダー４０には、シリンダーピストンの位置を検出する位置センサー４１と、シリンダーピストン位置を予め設定した任意の位置を記憶できるシリンダーピストン位置記憶部４２と、シリンダーピストンの位置を制御することができるシリンダーピストン位置制御部４３が備えられている。さらにこれらの機器は互いにそれぞれの位置情報などを通信することが可能である。
【００５９】
この位置センサー４１にて検出した位置情報を基に、まずは現在の油剤給油位置を算出する。また、シリンダーピストン位置記憶部４２には、予め品種毎に設定されている最適な油剤給油位置が記憶されおり、検出された現在位置と、記憶されている最適な油剤給油位置に基づき、電動シリンダー４０を可動させるように、シリンダーピストン位置制御部４３が電動シリンダーの駆動を指示する。このようにして電動シリンダーの駆動を制御し、油剤給油位置を任意の位置に可変することができる。
本発明の合成繊維の製造装置である口金面深度可変装置の駆動制御について、図８を参照しつつ詳細に説明する。
【００６０】
図８は、本発明の口金面深度可変装置駆動制御の一実施態様を示す概略正面図である。
図８において、２２はスライドレール軸、２３はスライダープレート、２５はブラケット、２７は上側フード、２８は下側フード、２９はＯリング、４４は電動シリンダー（口金面深度可変装置）、４５は位置センサー（口金面深度可変装置）、４６はシリンダーピストン位置記憶部（口金面深度可変装置）、４７はシリンダーピストン位置制御部（口金面深度可変装置）を示している。
【００６１】
本発明の口金面深度可変装置は次の２つの機構より構成される。
【００６２】
（１）可変機構
加熱ボックス下面に口金面に対して垂直方向に取り付けられた円柱状のスライドレール軸２２に、スライダー軸受けとその軸受けを係合したスライダープレート２３がはめ込まれており、スライドレール軸２２に沿ってスライダー軸受けとともにスライダープレート２３が口金吐出面に対して水平方向にずれることなく、垂直方向に可動することができる。
【００６３】
また、加熱ボックス下面とスライダープレート２３の上面にそれぞれ内径の異なった筒状のフード２７、２８を設け、上側フード２７の内径部に下側フード２８を差し込むように２重の筒形状で取り付けられている。上側フード２７の内面には円周方向全周にわたり溝を設け、その溝に沿ってＯリング２９をはめ込むことで、下側フード２８がスライダープレート２３とともに口金面に対して垂直方向に可動しても、二つのフードの間をＯリング２９がシールするため、フード両端面以外の周囲空間からフード内を遮断するよう糸条Ｙを囲設できる。
【００６４】
さらに、このスライダープレート２３には、本装置の可動位置に干渉しない位置に設けられた電動シリンダー４４のシリンダーピストンがスライダープレート２３に係合されているブラケット２５を介して締結されており、シリンダーピストンが昇降することによって、ブラケット２５を介してスライダープレート２３を口金面に対して垂直方向に昇降させる。これにより、紡糸口金吐出面から冷却装置上端すなわちスライダープレート２３下面が可変することで口金面深度Ｌ１を可変する。
【００６５】
（２）駆動制御機構
口金面深度可変装置の駆動制御機構は、油剤給油位置可変装置の駆動制御機構とほぼ同様であり、位置センサー４５にて検出した位置情報を基に、まずは現在の口金面深度を算出する。また、シリンダーピストン位置記憶部４７には、予め品種毎に設定されている最適な口金面深度が記憶されおり、検出された現在位置と、記憶されている最適な口金面深度に基づき、電動シリンダー４４を可動させるように、シリンダーピストン位置制御部４６が電動シリンダー４４の駆動を指示する。このようにして電動シリンダー４４の駆動を制御し、口金面深度Ｌ１を任意の位置に可変することができる。
【００６６】
本発明の合成繊維の製造装置である油剤給油位置・口金面深度可変装置の同時駆動制御について、図１を参照しつつ詳細に説明する。
【００６７】
本発明の油剤給油位置・口金面深度可変装置の駆動制御部には、それぞれの制御部９，１６を同時に制御できるように、共通制御部１８が設置されている。この共通制御部１８はそれぞれの駆動制御部に通信可能となっており、検出したそれぞれの現在位置と、予め品種毎に設定されている最適な油剤給油位置Ｌ２・口金面深度Ｌ１に基づき、それぞれの駆動制御部に同時に駆動を指示することで、連動させながら自動的に油剤給油位置Ｌ２と口金面深度Ｌ１を任意の位置に可変することができる
本発明は合成繊維の製造装置で、紡糸機本体の加熱ボックス下端に取り付けられ、口金面深度可変装置と油剤給油位置可変装置で、口金面深度と油剤給油位置を品種毎の適正値に合わせ同時に連動させながら可変可能とした合成繊維の製造装置である。
図１に示すように、口金面深度可変装置６は冷却装置１２の直上の位置に配置されている。口金面深度可変装置６に組み込まれているスライダープレートは３０〜２００ｍｍの範囲で口金吐出面に対して垂直方向に昇降可能であり、この昇降と連動し２重筒状の伸縮するフードがフード両端面以外の周囲空間からフード内を遮断するよう糸条を囲設したまま、口金面深度Ｌ１をスライダープレートの昇降と同等の３０〜２００ｍｍの範囲で可変を可能としている。また、冷却装置１２についても口金面深度を可変する際には同様に冷却装置１２の上段位置を可変する必要があるため、口金面深度可変装置６と同様の範囲で昇降するになっている。さらに、油剤給油位置可変装置１３は冷却装置１２の直下の位置に配置されている。油剤給油位置可変装置１３に組み込まれているスライダープレートは口金吐出面から１１５０〜１７５０ｍｍの範囲で可変可能としている。また、口金面深度可変装置６と油剤給油位置可変装置１３は連動しながら同時に品種毎ごとに設定されている最適な油剤給油位置Ｌ２・口金面深度Ｌ１に自動的に可変することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１：加熱ボックス
２：パック
３：口金
４：水蒸気供給装置
５：フードヒータ
６：口金面深度可変装置
７：記憶部（口金面深度可変装置）
８：検出部（口金面深度可変装置）
９：制御部（口金面深度可変装置）
１０：駆動部（口金面深度可変装置）
１１：口金面深度領域
１２：冷却装置
１３：油剤給油位置可変装置
１４：記憶部（油剤給油位置可変装置）
１５：検出部（油剤給油位置可変装置）
１６：制御部（油剤給油位置可変装置）
１７：駆動部（油剤給油位置可変装置）
１８：共通制御部
１９：引取ローラー（前側）
２０：引取ローラー（後側）
２１：巻き取り装置
２２：スライドレール軸
２３：スライダープレート（口金面深度可変装置）
２４：シリンダー
２４′：シリンダーピストン
２５：ブラケット（口金面深度可変装置）
２６：上側クランプ式ストッパー
２６′：下側クランプ式ストッパー
２７：上側フード
２８：下側フード
２９：Ｏリング
３０：気体流入管
３１：気体流出管
３２：温度検出部
３３：スライドレール
３４：スライダー
３５：スライダープレート（油剤給油位置可変装置）
３６：オイリングロール
３７：油剤受け皿
３８：オイリングロールカバー
３９：ブラケット（油剤給油位置可変装置）
４０：電動シリンダー（油剤給油位置可変装置）
４１：位置センサー（油剤給油位置可変装置）
４２：シリンダーピストン位置記憶部（油剤給油位置可変装置）
４３：シリンダーピストン位置制御部（油剤給油位置可変装置）
４４：電動シリンダー（口金面深度可変装置）
４５：位置センサー（口金面深度可変装置）
４６：シリンダーピストン位置記憶部（口金面深度可変装置）
４７：シリンダーピストン位置制御部（口金面深度可変装置）
Ａ：含水気体
Ａ′：加熱気体
Ｌ１：口金面深度
Ｌ２：油剤給油位置
Ｙ：糸条
【図１】
2016108698.tif 000003
【図２】
2016108698.tif 000004
【図３】
2016108698.tif 000005
【図４】
2016108698.tif 000006
【図５】
2016108698.tif 000007
【図６】
2016108698.tif 000008
【図７】
2016108698.tif 000009
【図８】
2016108698.tif 000010