(57)【要約】【課題】複合繊維を溶融紡糸するための紡糸口金パックにおいて、紡糸口金を構成する複数枚の口金板が互いにメタルタッチによって接合してポリマー漏れをシールする構造を有している場合に、ポリマー漏れの発生を抑制するようにボルト締付け力を紡糸口金に付与することができる複合繊維用紡糸口金パックを提供する。【解決手段】溶融した複数種のポリマーを内部に導入して複合ポリマー流を形成して複合繊維を紡出すると共に複数枚の口金板が上下に積層されてメタルタッチで互いに接合された紡糸口金と、前記紡糸口金を装着するパックボディと、前記紡糸口金を前記パックボディに対して所定の間隙を形成させて取付ける前記キャップホルダーと、前記紡糸口金を保持した前記キャップホルダーを前記パックボディに対して締め付けると共に前記口金板のメタルシール部にシール力を付与する締め付けボルトとを少なくとも備えた紡糸口金パックにおいて、  前記締め付けボルトによって前記キャップホルダーを前記パックボディに締め付けた時に前記間隙の変形量を小さくするスペーサを少なくとも変形が大きくなる「前記キャップホルダーと前記パックボディとの間の位置」に設けて、前記間隙の変形量分布のバラツキが小さくなるように調整自在としたことを特徴とする複合繊維用紡糸口金パックとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した複数種のポリマーを内部に導入して複合ポリマー流を形成して複合繊維を紡出すると共に複数枚の口金板が上下に積層されてメタルタッチで互いに接合された紡糸口金と、前記紡糸口金を装着するパックボディと、前記紡糸口金を前記パックボディに対して所定の間隙を形成させて取付ける前記キャップホルダーと、前記紡糸口金を保持した前記キャップホルダーを前記パックボディに対して締め付けると共に前記口金板のメタルシール部にシール力を付与する締め付けボルトとを少なくとも備えた紡糸口金パックにおいて、
前記締め付けボルトによって前記キャップホルダーを前記パックボディに締め付けた時に前記間隙の変形量を小さくするスペーサを少なくとも変形が大きくなる「前記キャップホルダーと前記パックボディとの間の位置」に設けて、前記間隙の変形量分布のバラツキが小さくなるように調整自在としたことを特徴とする複合繊維用紡糸口金パック。
【請求項２】
複数の紡糸口金を１個の紡糸口金パックに組み込んだ請求項１に記載の複合繊維用紡糸口金パック。
【請求項３】
前記スペーサを設置する位置に前記スペーサの板厚と同じ形状を有する凸部を前記キャップホルダー又は前記パックボディに形成した請求項１又は請求項２に記載の複合繊維用紡糸口金パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種の熱可塑性合成樹脂を使用して複合繊維を紡出するための紡糸口金パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂（以下、単に「ポリマー」とも言う）を多数のポリマー吐出孔が穿設された紡糸口金を装着する紡糸口金パックへ導入して、前記ポリマー吐出孔から紡出して合成繊維を溶融紡糸することが行なわれている。この溶融紡糸で使用する紡糸口金パックは、その内部に濾過部材、分配板、紡糸口金等を組み込む必要上、パック本体は複数に分割して構成されている。そして、必要な紡糸部品を内部の必要な箇所に収納した後、分割されたパック本体は一体化されて組み立てられる。
【０００３】
その際、当然のことながら紡糸口金パックには、溶融したポリマーが内部に導入されるので、この溶融ポリマーが、組み立てられ紡糸口金パックから漏れないようにシールする必要がある。このようなシール機構としては、分割されたパック本体の必要な箇所にアルミニウムなどの軟質金属製ガスケットなどをシール部材として介在させ、締め付けボルトによって強制的に分割パック本体を締め付けてシールを行なう強制シール方式がある。この強制シール方式では、シール力を向上するため分割パック本体間に設けるシール部材との接触面積を減らすことにより、接触シール部分の圧力を向上させることが可能である。しかしながら、分割パック本体のシール部材と接触しない部分の形状によっては、シール力を得るための締め付け力に起因する歪変形が発生してポリマー漏れが発生する原因になる。
【０００４】
特に、近年、溶融紡糸装置の設置スペースの節減や多錘化による生産性向上を図るために、１個の口金パックで複数錘の糸条を同時に紡糸可能とした繊維化ユニットを組み込んだ紡糸口金パック、あるいは、複数種のポリマーを紡糸口金パック内で合流させて複合ポリマー流を形成させた後、これらの複合ポリマー流を複合繊維を紡出する所謂「複合繊維用紡糸口金パック」も多用される傾向にある。
【０００５】
この場合、紡糸口金パックの構成部品数が必然的に多くなり、しかも、ポリマー漏れを防ぐためにシールをする必要がある箇所が増加する。特に、前述のように、１個の紡糸口金パックから多錘糸条を紡出する多錘用紡糸口金パックでは、どうしても紡糸口金パックの形状が長大化し、これと共にシールしなければならない箇所も長大化する宿命がある。そうすると、シール性を確保するための締め付け力も増強することが要求されるので、この締め付け力に起因する歪変形も大きくなって漏れ要因となる。
【０００６】
また、多錘化により紡糸口金パックが長大化すると、加熱温度の不均一性に起因する糸品質の錘間物性差や、紡糸口金パックの重量増大に伴う作業性不具合が問題になる。そこで、紡糸口金パックのコンパクト化が必須となるのであるが、当然のこながらこれにも限界がある。例えば、紡糸口金パックの高さを減らして薄くすると、締結力に起因する曲げ力による歪変形がかえって増大し、その結果、シール性も低下すると言う具合である。
【０００７】
そこで、特許文献１においては、パックを構成する部品数を減少させ、かつ、その構造が簡単で重量も減少させることができ、更には、ポリマー漏れの発生が少ない強制シール式パックが提案されている。しかしながら、この方式を複合繊維用紡糸口金パックに用いるのは、その構造上難しく、部品点数も増加する。このため、特許文献１に提案されている技術は単一種ポリマー専用の紡糸口金パックに対しては効果があるが、複合繊維用の紡糸口金パックに対しては適用し難いという問題がある。
【０００８】
特に、複合繊維用の紡糸口金においては、複数種のポリマーを同時に紡糸口金パック内に導入して、これらのポリマーを狙った通りの形状に貼り合わせた複合繊維を得ることが要求される。このような複合紡糸用の紡糸口金では、複数種のポリマー流を分流あるいは合流させながら複合ポリマー流を形成する必要があり、それ故に紡糸口金に複雑な形状を有するポリマー流路を形成することが要求される。
【０００９】
そこで、このような要求に応えるための複雑な形状を有する紡糸口金を製作しようとすると、複雑かつ錯綜した全てのポリマー流路を一枚の口金板に工作することは不可能であって、それ故に、加工上の問題から口金板も複数個に分割して製作した後に、これらを一体化して組み立てる必要が生じる。当然のことながら、このような複数枚の口金板を組合わせる時には、口金板の間隙から溶融ポリマーが漏れ出さないようにシールをすることが要求される。
【００１０】
しかしながら、組合わせる口金板の間にシール部材を介在させることは、口金構造をより一層複雑化することになるので、口金板間のシールはメタルタッチで行われることが多い。このメタルタッチ方式のシールでは、シール性を向上させることを目的として口金板同士の貼り合せ面の平面度は極めて良好に加工されていることが要求されるが、シール面積が増加するので必要シール力もこれに比例して増加し、漏れの発生度合いも多くなるという問題がある。
【００１１】
また強制シール方式とは別に、紡糸口金パック内の溶融紡糸原液の圧力をシール圧力とするセルフシール方式があるが、溶融ポリマーの導入開始時、もしくは、例えば計量ポンプのトラブルなどの要因によりパック内の溶融ポリマーの圧力が一度でも低下し、その後に再度圧力が上昇した場合には、セルフシール部分によりポリマー漏れが発生しやすい。しかも、セルフシール方式は、紡糸口金パックを構成する全てのシール部に適用するのは難しく、その適用箇所は限定的にならざるを得ない。
【特許文献１】特開平１０−２９８８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上に説明した従来技術が有する諸問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、複合繊維を溶融紡糸するための紡糸口金パックにおいて、紡糸口金を構成する複数枚の口金板が互いにメタルタッチによって接合してポリマー漏れをシールする構造を有している場合に、ポリマー漏れの発生を抑制するようにボルト締付け力を紡糸口金に付与することができる複合繊維用紡糸口金パックを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
ここに、前記の課題を解決するための本発明として、「溶融した複数種のポリマーを内部に導入して複合ポリマー流を形成して複合繊維を紡出すると共に複数枚の口金板が上下に積層されてメタルタッチで互いに接合された紡糸口金と、前記紡糸口金を装着するパックボディと、前記紡糸口金を前記パックボディに対して所定の間隙を形成させて取付ける前記キャップホルダーと、前記紡糸口金を保持した前記キャップホルダーを前記パックボディに対して締め付けると共に前記口金板のメタルシール部にシール力を付与する締め付けボルトとを少なくとも備えた紡糸口金パックにおいて、
前記締め付けボルトによって前記キャップホルダーを前記パックボディに締め付けた時に前記間隙の変形量を小さくするスペーサを少なくとも変形が大きくなる「前記キャップホルダーと前記パックボディとの間の位置」に設けて、前記間隙の変形量分布のバラツキが小さくなるように調整自在としたことを特徴とする複合繊維用紡糸口金パック」が提供される。
【００１４】
その際、本発明に係る前記複合繊維用紡糸口金パックとしては、複数の紡糸口金を１個の紡糸口金パックとすることが、複数個の紡糸口金を１個のキャップホルダーで保持したとしてもメタルタッチシールで接合された口金板からのポリマー漏れを好適に紡糸できるため好ましい。
【００１５】
更に、本発明に係る前記複合繊維用紡糸口金パックは、前記スペーサを設置する位置に前記スペーサの板厚と同じ形状を有する凸部を前記キャップホルダー又は前記パックボディに形成すると、前記凸部をスペーサの代用とできるので、このような態様も口金板のメタルタッチ部からのポリマー漏れを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る複合繊維用紡糸口金パックでは、紡糸口金を構成する複数の口金板が互いにメタルタッチシール方式が使用されているが、締め付けボルトを締め付けてキャップホルダーを介して複数の口金板にシール力を付与する際に、締め付け力に大きく変形するキャップホルダー部にスペーサを設置している。そうすると、キャップホルダーが大きく変形しようとして、スペーサに接触してしまうために、それ以上の変形を起こさない。
【００１７】
したがって、過度の締め付け力が作用しても、キャップホルダーの変形量は、設計値どおりに収まる。このため、メタルタッチで接合する口金板に均等にシール力を付与することができるので、不均等なキャップホルダーの変形によるポリマー漏れを最小限に抑える効果が得られる。
【００１８】
特に、多数の紡糸口金を一個の紡糸口金パックに組み込んだ多数錘用の紡糸口金パックに対しては、一つのキャップホルダーによって、全錘の紡糸口金にシール力を付与する構造であるため、不均等なシール力が発生しやすい。したがって、本発明の紡糸口金パックをこのような多数錘用の紡糸口金パックに適用すれば、口金板からのポリマー漏れ防止に対して更に顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
先ず、本発明に係る紡糸口金パックでは，例えば、ポリエチレンテレフタラートおよびその共重合物、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ乳酸等の熱可塑性ポリマーが溶融紡糸される。その際、熱可塑性ポリマーの中に、酸化チタン、シリカ、酸化バリウム等の無機質、カーボンブラック、染料や顔料等の着色剤、難燃剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、あるいは紫外線吸収剤などの各種添加剤を含んでいてもよい。
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明をする。
図１は本発明に係る紡糸口金パックの実施形態例、そして、図３は従来の紡糸口金パックの実施形態例をそれぞれ示す。なお、これらの図1及び図３に例示した紡糸口金パックは、２個の紡糸口金を１個の紡糸口金パックに装着した２錘用の紡糸口金パックを示したものである。ただし、本発明の趣旨を満足する限りにおいては、前述の２錘用の紡糸口金パックに限定されることなく、４錘用あるいは６錘用などの多錘用紡糸口金パックにも適用できる。
【００２１】
ここで、図１〜図３に記載した参照符号について説明すると、参照符号１はパックボディ、参照符号２はキャップホルダー、参照符号３は紡糸口金、参照符号４は締付け用ボルト、そして、参照符号５は「前記キャップホルダー２と前記パックボディ１との間の位置」に設けたス−ペーサをそれぞれ示す。なお、紡糸口金３は、、図２に例示したように、複数枚の口金板（図２では、３枚の口金板３ａ、３ｂ、３ｃから構成された態様を示している）が組み合わされて上下に積層された構造を採り、更に、各口金板３ａ、３ｂ、３ｃは上下に互いに隣接する口金板同士がメタルタッチでシールされている。また、スペーサ５は、均一な板厚を有する金属板またはセラミックス板とすることが、その耐熱性などを考慮すると好ましい。
【００２２】
ただし、前記図１及び図３には、紡糸口金パックに装着する紡糸口金３部分の詳細図のみを示し、その他のパック部品、例えば紡糸口金パックに最初にポリマーが導入されるトッププレート、トッププレートとパックボディ間に設けられる濾過部材やポリマー分配部材などについては図示を省略してある。何故ならば、本発明は、特に紡糸口金３を構成する複数枚の口金板３ａ、３ｂ、３ｃがメタルタッチによってシールされている紡糸口金パックに適用した場合に極めて有効であり、したがって、るからである。つまり、本発明に重要な役割を果たす部分のみを詳細に図示し、その他の本発明にそれほど大きな意味を持たない部分は、説明が錯綜するのを回避する意味から図示を省略している。
【００２３】
なお、前述の図１及び図３において、図１（ａ）及び図３（ａ）は紡糸口金のポリマー吐出面を上面とする模式平面図、そして、図１（ｂ）及び図３（ｂ）は模式正面図である。また、図１（ｃ）及び図３（ｃ）は、パックボディ１とキャップホルダー２とが締付け用ボルト４によって締め付けられた場合に、キャップホルダー２とパックボディ１との間に発生する間隙Ｇの変形量分布の様子を変形量を実際よりも大きく強調して例示した変形量分布図をそれぞれ示す。
【００２４】
以上に説明したように構成された図１及び図３の紡糸口金パックの実施形態において、パックボディ１と、キャップホルダー２の間には前述のように複数枚の口金板３ａ、３ｂ、３ｃを互いにメタルタッチさせて上下に積層した紡糸口金３を組み込む。このようにして、紡糸口金３を組み込んだ後、締付け用ボルト４によってパックボディ１とキャップホルダー２を締付け、メタルタッチ部から溶融ポリマーが漏れないようなシール圧を得ている。
【００２５】
ここで、図３（ａ）及び図３（ｂ）に例示した強制シール構造を有する従来の紡糸口金パックにおいては、必要なシール力まで高めるために、パックボディ１とキャップホルダー２の間に一定の間隙Ｇが設けられている。これによりボルト軸力のかかる面積を極力小さくし、シール部分にかかる圧力を高める効果を得る。すなわち、パックボディ１とキャプホルダー２とが接してしまうと、それ以上締め付けることができなくなって必要とされる締め付け力が得られなくなる。そこで、設計上、パックボディ１とキャプホルダー２とが接触しないようにある程度の余裕を持たせて間隙Ｇが設けられる。
【００２６】
以上に説明したようにすることによって、締め付けボルト４によってキャップホルダー２を締め付けることによって、紡糸口金３に対してポリマー漏れを防ぐためのシールに必要な締め付け力が付与される。このとき、図３（ａ）のＹ−Ｙ矢視断面において、図３（ｃ）に例示したような「間隙Ｇの変形量分布」が発生する。すなわち、キャップホルダー２の両端部において間隙Ｇの変形が最も大きくなり、次いで、紡糸口金３と３との中間部において間隙Ｇの変形が大きくなる。しかも、間隙Ｇの変形量分布のバラツキを考えると、このバラツキも大きくなっている。
【００２７】
なお、図３（ｃ）に例示したような「間隙Ｇの変形量分布」は、図３（ａ）Ｙ−Ｙ矢視断面において、パックボディとキャプホルダー２との間に発生した間隙Ｇの変形量分布を説明するための模式正断面図である。ただし、図中に記載した一点鎖線は、キャップホルダー２の縁に沿って設けられる締め付けボルト４の取付け位置である。また、後述する図１（ｃ）は、図３（ｃ）と同様に、図１（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面において、パックボディ１とキャプホルダー２との間に発生した「間隙Ｇの変形量分布」を示した模式正断面図であって、図中に記載した一点鎖線は、キャップホルダー２の縁に沿って設けられる締め付けボルト４の取付け位置である。
【００２８】
これらの図１（ｃ）と図３（ｃ）において、パックボディ１は、キャップホルダー２と比較すると、様々なパック部品を内蔵し、かつ極めて高いパック圧力にも耐えることができるよう頑丈かつ剛直な構造に設計されている。このため、締め付けボルト４による締め付け力が作用しても、パックボディ１は、キャップホルダー２のような変形を殆ど起こさないので、図１（ｃ）と図３（ｃ）には、変形が起っていないものとして記載してある。
【００２９】
このように、間隙Ｇの変形量分布のバラツキが大きくなると言うことは、紡糸口金３を構成する複数の口金板３ａ、３ｂ、３ｃに対するシール力のバランスが崩れていることを意味している。いうまでもなく、口金板３ａ、３ｂ、３ｃ同士はメタルタッチによる面接触によってポリマー漏れシールしているわけであり、このようなメタルタッチによるシール方式では、均等な面圧を付与することが好ましい。したがって、通常の単一種ポリマーの溶融紡糸、もしくは単錘用の紡糸口金パックでは、シール構造の工夫でポリマー漏れを十分に防ぐことが可能である。
【００３０】
しかしながら、既に説明したように、複数種のポリマーからなる複雑な合成ポリマー流を形成することが要求される複合繊維の紡糸口金パック（特に複数錘の紡糸口金を一個の紡糸口金パックに組み込んだ紡糸口金パック）では、メタルタッチ構造がほぼ必須となる。そうすると、間隙Ｇの不均等な変形量分布の影響によって、メタルタッチシールのバランスが崩れて、ポリマー漏れが発生しやすい。したがって、図３（ｃ）のような不均等な面圧を惹起するような間隙Ｇの変形量分布では、間隔Ｇを設けて、シール力を高めようとしても、ポリマー漏れをかえって助長する。
【００３１】
そこで、本発明においては、キャップホルダー２とパックボディ１との間の位置であって、紡糸口金３と３とが隣接する中間部に対してそれぞれ対向する両端部に、図１（ａ）及び図１（ｂ）に例示したように、２つのスペーサ５と５を挿入して設ける。そうすると、図１（ｃ）に示したように、キャップホルダー２の両端部は、締め付けボルト４によってキャップホルダー２がパックボディ1に対して締め付けられても、キャップホルダー２の変形は挿入されたスペーサ５に妨げられて、図３（ｃ）に例示したように大きく変形することがない。したがって、間隙Ｇの変形量分布のバラツキが必然的に小さくなり、メタルタッチで接合する口金板間により均一なシール力を作用させることができる。
【００３２】
なお、念のために付言しておくと、前記スペーサ３は、締め付けボルト４が存在する場所には設けられずに、締め付けボルト４が存在しない場所に設けられることが好ましい。何故ならば、締め付けバルト４によって発生するシール力を利用するためには、従来の紡糸口金パックと同様に、設計上、必要なシール力を発生させるための「締め代」として間隙Ｇを設けることが必要となるからである。なお、本発明の紡糸口金パックは、スペーサ３を用いているが、スペーサ３という形態は必ずしも必須の実施形態ではなく、パックボディ1又はキャップホルダー２の該当する箇所に凸部を予め形成してスペーサ３と同様の作用を果たすようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）：本発明に係る紡糸口金パックの模式平面図及び正面図、図１（ｃ）：間隙の変形量分布図をそれぞれ示す。
【図２】本発明に係る紡糸口金を構成する複数の口金板を例示した模式正面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）：従来の紡糸口金パックの模式平面図及び正面図、図３（ｃ）：間隙の変形量分布図をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００３４】
１：パックボディ
２：キャップホルダー
３：紡糸口金
４：締付け用ボルト
５：スペーサ
Ｇ：間隙
【図１】
2009174076.tif 000002
【図２】
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【図３】
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