(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紡糸原料供給手段に接続される分配管の末端に接続されかつ紡糸パックの直前に配置されたミキシングブロックと、このミキシングブロックに着色インキを供給する手段と、供給された着色インキをミキシングブロック内で紡糸原料に注入混合するノズルより成り、前記ノズルは、着色インキの注入口と１以上の注出口を有し、注入口と注出口との間に逆止弁が配置された紡糸原料着色装置。
【請求項２】
前記ミキシングブロックのノズル下流に、互に反転する連続した複数のらせん通路から成るスタティックミキサーを設けた請求項１に記載の紡糸原料着色装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
この発明は、紡糸原料に直接インキを混入して着色を行なう装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来着色糸を得る場合、染色を行なうか原料着色を行なうかの２種類の方法があり、後者の原料着色方法には、マスターバッチ法とドープダイイング法が知られている。マスターバッチ法は、図５に示すように、ホッパ１から原料チップに色チップを混合して投入し、押出機２によって加熱溶融されたポリマーは、トーナメント式に配管された分配管３の末端管３ａに設けられ計量ポンプ４を介して紡糸パック５に供給され、ノズル６より紡出される。また、ドープダイイング法は、押出機２に設けたインキ注入口７から液体インキを注入する。
【０００３】
【発明の課題】
図５から理解されるように、上記いずれの紡糸法も押出機２を用い分配管３の末端に至る距離が長いため、着色インキが長時間加熱されるため劣化する問題が生じるほか、色替え作業には、押出機２及び分配管３内の着色溶融ポリマーを除去するために多量のクリーニング用ポリマーを必要とし、さらに時間もかなり労費するため、コスト面での負担が大きい問題がある。
【０００４】
また、連続重合紡糸法により、図５の重合装置８から直接溶融ポリマーを供給する場合には、原料着色を行なう手段が開発されていない。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、上記いずれの方法に拘わらず適用することができ、少量のクリーニング用ポリマーを用いて短時間で色替え作業が可能で、着色インキ劣化の恐れがない原料着色装置を提供することである。
【０００６】
【課題の解決手段】
上記の課題を解決するために、この発明の紡糸原料着色装置は、紡糸原料供給手段に接続される分配管の末端に接続されかつ紡糸パックの直前に配置されたミキシングブロックと、このミキシングブロックに着色インキを供給する手段と、供給された着色インキをミキシングブロック内で紡糸原料に注入混合するノズルから成り、前記ノズルの着色インキ注入口と、注出口との間に逆止弁を配置したのである。
【０００７】
前記ノズルの下流に互に反転する連続した複数のらせん通路を形成しておくのがよい。
【０００８】
【実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。図１に示すように、分配管３の末端管３ａには、この発明の特徴をなす着色インキ混入装置１０が設けられ、この混入装置１０に紡糸パック５が接続されている。前記分配管３に溶融ポリマーを供給する手段は、押出機、重合装置のいずれでもよい。
【０００９】
前記着色インキ混入装置１０は、末端管３ａから計量ポンプ４を介して供給される溶融ポリマーに、着色インキのタンク２０から、インキ供給管２１及びその供給管２１に設けられた計量ポンプ２２を介して注入される着色インキを混合するミキシングブロック３０より成る。なお、計量ポンプ４及び２２には、例えばギヤポンプが用いられる。また、計量ポンプ４は、ミキシングブロック３０の下流に配置してもよい。
【００１０】
図２に示すように、ミキシングブロック３０には、溶融ポリマーの供給口３１が設けられ、この供給口３１は、シリンダ状混合室３２に連通している。この混合室３２内にノズル４０及び混合器５０が設けられている。図２及び図３に示すように、前記ノズル４０の円筒形本体４０ａ内には、大径孔４１、中径孔４２、小径孔４３が設けられ、大径孔４１はノズル４０の一端に設けられたインキ注入口４４に連通し、小径孔４３は盲孔になっており、その内端近辺から本体４０ａの半径方向に延びかつ本体４０ａの円錐形先端部４０ｂの方向に傾斜した複数（図の場合４個）のインキ注出孔４５が設けられている。そして、本体４０ａの外面には、前記各注出孔４５に対応して、軸線方向に供給口３１の位置まで延びる浅い縦溝４６ａが設けられ、この縦溝４６ａは注出孔４５の位置から二つに分かれて軸線からやや傾斜した分岐溝４６ｂとなり円錐形先端部４０ｂの基部まで延びている。また、本体４０ａ内の小径孔４３と中径孔４２との間の段部４２ａには、圧縮コイルスプリング４７の一端が当接し、このコイルスプリング４７の他端は、ボール４８をインク注入孔４４の小径部内端４４ａに押圧し、逆止弁機構を形成している。
【００１１】
前記ノズル４０の先端部４０ｂから所定の間隔をあけて、混合器５０が取り付けられている。この混合器５０は、図４に示すように、らせん状に捩ったエレメント５１をそれぞれ９０度角度をずらせて複数個（図の場合３個）固着し、隣接するエレメント５１と５１とは互に逆方向に捩られた公知のスタティックミキサーが好ましい。
【００１２】
いま、インク供給管２１の計量ポンプ２２から供給された着色インキがノズル４０の注入口４４に注入され、ボール４８を押し開いて孔４１、４２、４３に充満する一方、溶融ポリマーがミキシングブロック３０の供給口３１から連続して供給され混合室３２内に充填されると、溶融ポリマーはノズル４０の本体４０ａ及び先端部４０ｂに設けられた縦溝４６ａ及び分岐溝４６ｂに充満しながらこれらの溝４６ａ、４６ｂに沿って混合器５０の方向に流動する。一方、着色インキは注出孔４５から四方に注出し、溝４６ａ内で流動する溶融ポリマーに混合される。即ち着色インキは、混合室３２内で流動する溶融ポリマーに対して均等な量に分割されて混入される。これがさらに混合器５０のエレメント５１によって形成されるらせん通路を通過し、かつ９０度位置をずらせた隣接するらせん通路を通過する間に、反転しながらよく混練され、着色インキは溶融ポリマーに均一に分散する。この混合物は排出口３３から紡糸パック５に供給される。
【００１３】
なお、特殊な斑（まだら）模様の紡糸を希望する場合は、ノズル４０の注出孔４５を単数にしたり、混合器５０を省略するか又はエレメント５１を減少するなどの方法で着色インキを不均一に混合することも可能である。また、着色インキは、全てのミキシングブロック３０に対して同一色を供給するだけでなく、異なった色を供給してもよい。
【００１４】
さらに、この発明は、合成繊維ばかりでなく、半合成繊維や再生繊維にも適用することができる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によれば、以上のように、分配管の末端に設けた紡糸パックの直前に、ミキシングブロックを配置し、このミキシングブロックで溶融ポリマーに着色インキを注入して混合するようにしたので、インキ劣化の恐れがなくなるばかりでなく、色替えの際に押出機や分配管をクリーニングする必要はなく、ミキシングブロックと紡糸パックだけをクリーニングすればよいため、クリーニングポリマーのロスは最小限で済み、作業時間も短時間でよく、コスト削減に資するところ大である。
【００１６】
また、同時に異なった色の紡糸が可能であり、上記の作業性と合いまって多品種少量生産にも適している。さらに、均一着色のほか斑模様の着色も可能で興趣のある新しい紡糸を得ることもできる。そのほか、押出機を用いる紡糸方法だけでなく、連続重合紡糸方法にも適用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の原料着色装置の一例を示すブロック図
【図２】同上のミキシングブロックの詳細を示す一部縦断正面図
【図３】着色インキのノズルを示す縦断面図
【図４】ミキシングブロックに設けた混合器を示す斜視図
【図５】従来の紡糸原料着色装置を示すブロック図
【符号の説明】
１  ホッパー
２  押出機
３  分配管
３ａ  末端管
４  計量ポンプ
５  紡糸パック
６  紡糸ノズル
７  インキ注入口
８  重合装置
１０  着色インキ混入装置
２０  着色インキタンク
２１  インキ供給管
２２  計量ポンプ
３０  ミキシングブロック
３１  溶融ポリマー供給口
３２  混合室
３３  排出孔
４０  ノズル
４０ａ  円筒状本体
４０ｂ  円錐先端部
４１  大径孔
４２  中径孔
４３  小径孔
４４  インキ注入口
４４ａ  小径部内端
４５  インキ注出口
４６ａ  縦溝
４６ｂ  分岐溝
４７  圧縮コイルスプリング
４８  ボール
５０  混合器
５１  らせん状エレメント
【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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