JP2000034614A

JP2000034614A - 溶融紡糸装置

Info

Publication number: JP2000034614A
Application number: JP10218604A
Authority: JP
Inventors: Shuji Inada; 修司稲田
Original assignee: IS KK
Current assignee: IS KK
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】熱可塑性重合体の溶融紡糸装置に関するもの
で、複数の紡糸口金を一つの紡糸ヘッドに装着して紡糸
するフィラメント紡糸における糸条の冷却を均一かつ効
果的に行うことができるようにする。【解決手段】多数の紡糸孔が形成された紡糸口金の複
数個を一つの保持体に互いに間隔をおいて環状に配置し
て設けるとともに、該環状に配置した紡糸口金群の下方
に該紡糸口金群によって紡糸された糸条群の外周部及び
／又は内周部から当該糸条群に向かって冷却風を吐出す
る冷却装置を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性重合体の
溶融紡糸装置に関するものであり、特に紡糸口金の配置
とその冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ポリエステル、ポリアミド、ポ
リオレフィン、ポリビニル等、及びこれらの共重合体等
からなる熱可塑性重合体の溶融紡糸は、溶融原料を紡糸
口金の紡糸孔から吐出させることにより紡糸される。

【０００３】前記紡糸孔は、円盤状の紡糸口金にマルチ
フィラメント糸を構成する単糸本数に応じた数だけ穿設
されており、この紡糸口金の２〜８個が円形状又は方形
状に形成した紡糸ヘッドに装着されている。紡糸ヘッド
には、口金を加熱するための加熱装置として、通常は加
熱媒体が流通する加熱媒体流路が設けられているものも
多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記紡糸孔で紡糸され
た糸条群は、紡糸孔を出た直後に冷却風によって冷却さ
れ固化する。この冷却は、通常紡糸ヘッドに装着されて
いる口金の下方で紡糸された糸条の通路の側部に設けた
冷却筒から冷却風を吹き付けることにより行われてい
る。

【０００５】図１０は従来の冷却方法を模式的に表した
もので、同図（ａ）では角型の紡糸ヘッドＨに複数の口
金Ｋ，…を列状に配置し、該列状の口金群を加熱媒体流
路Ｒで囲むとともに、その一方の側部に冷却風吹出口を
有する角型の冷却装置Ｃを設けている。しかしながら、
この配置では、複数の口金が直列に配置されているの
で、左右幅が長くなり、その分だけ必要な設置スペース
が広くなるという問題があった。

【０００６】また、長いスペース間に延在する紡糸口金
の糸条列と、この糸条を巻き取る引取り装置の幅員に差
があるので、引取り装置のゴデッドローラ上にマルチフ
ィラメント糸を集束する際、紡糸糸条を急激に扇状に狭
めることが必要となり、外側糸条と中央部糸条の間に張
力差が生じ、糸質に悪影響を及ぼすという問題もある。
このような問題は、紡糸糸条を案内する糸ガイド上での
糸条屈曲を小さくすることで軽減できるが、このこと
は、紡糸口金面とゴデッドローラ間の垂直方向の距離を
必然的に大きくすることとなり、垂直方向のスペースの
大型化を招くこととなる。

【０００７】一方、図１０（ｂ）に示す配置では、複数
の口金Ｋ，…が円形の紡糸ヘッドＨの外周に沿って環状
に配置されているので、その左右幅は図（ａ）のものよ
りも狭く、上記のような問題点は生じないが、冷却装置
Ｃが紡糸ヘッドの一方の側部に設けられているだけなの
で、糸条数が多くなると均一な冷却が行われなくなり、
品質にバラツキが生じるという問題点がある。なお、上
記のようなフィラメント紡糸ではなく、ステープルファ
イバー紡糸では、単独ノズル体の全面にわたって多数の
紡糸孔が密に穿設されているので、中央部まで冷却する
ことができるように、紡糸ヘッドの外周部に環状の冷却
装置を配置し、外周部から中央に向けて冷却風を吐出す
る方法も採用されている。

【０００８】本発明は、複数の紡糸口金を一つの紡糸ヘ
ッドに装着して紡糸するフィラメント紡糸において、そ
の冷却を均一かつ効果的に行うことができるようにする
ことを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本
発明にかかる溶融紡糸装置は、多数の紡糸孔が形成され
た紡糸口金の複数個を一つの保持体に互いに間隔をおい
て環状に配置して設けるとともに、該環状に配置した紡
糸口金群の下方に該紡糸口金群によって紡糸された糸条
群の外周部及び／又は内周部から当該糸条群に向かって
冷却風を吐出する冷却装置を設けたことを特徴とする。

【００１０】本発明では、複数の紡糸口金を一つの保持
体に環状に配置して設けるので、当該保持体に設けた一
つの供給口から供給される紡糸原料を複数の紡糸口金群
に分配供給するようにすることもできる。また、複数の
紡糸口金が環状に配置されているので、紡糸口金群の平
面視における中央部にはスペースが生じる。このため、
このスペースに該紡糸口金群を内側から加熱する加熱装
置を設け、均一な加熱を行えるようにすることもでき
る。

【００１１】紡糸の生産量アップを図るには、紡糸速度
を高速化するか紡糸糸条の数を多くするしかないが、紡
糸速度を余り速くすると品質にバラツキが生じるので高
速化にも限度がある。一方、紡糸糸条の数を増やすため
には口金の数を多くしなければならないので、設置スペ
ースが大きくなるという問題が生じる。本発明の紡糸装
置は、口金の数を多くする方向で紡糸の効率化を図るも
のであるが、複数の紡糸口金を一つの保持体に互いに間
隔をおいて環状に配置するので、狭いスペースでも多数
の糸条を紡糸することができ、紡糸された糸条群を極端
に扇形状にすることなく巻き取ることができるので、均
一な品質の糸を得ることができる。また、環状に配置し
た口金群の平面視における外周部もしくは内周部又は外
周部と内周部から冷却エアを吹き付けるので、冷却エア
が全体的に均等に行き渡るとともに、隣接する口金と口
金の間の隙間を通って環状の口金列の内側もしくは外側
にも流通するので、内側及び外側の糸条の冷却も効果的
に行うことができる。しかも、環状の口金群に囲まれた
中央部には糸条が通らない上下方向の空間部が形成され
るので、糸条によって温められた温風が当該空間部を通
って下方へ逃げやすく、この点でも冷却効果が高い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。この紡糸装置１は、図
１乃至図３に示すように、上（Ｂ₁ ）、中（Ｂ₂ ）、下
（Ｂ₃ ）に３分割されたボデイＢを備え、これらが一体
として紡糸ヘッド２に着脱されるようになっている。下
部ボデイＢ₃ には複数の口金３，…が取り付けられてい
る。口金３は、円盤状の本体に多数の紡糸孔５，…を設
けたもので、図示例では、一つのボデイに８個の口金３
が設けられ、各口金にはそれぞれ１４４個の紡糸孔５，
…が設けられている。なお、紡糸孔の数と口金の数は、
これに限定されるものではない。

【００１３】上記複数の口金３，…は、保持体である円
盤状の下部ボデイＢ₃ の外周に沿って互いに間隔ｔをお
いて環状に配置されている。また、各口金の紡糸孔５，
…は、口金の中央部の幅ｗの間に並列状に設けられてお
り、該紡糸孔列の長さＬよりも幅ｗがかなり小さくなっ
ている。このため、各口金における紡糸孔群はボデイＢ
₃ の円周に沿う同心円上に配置されており、全体として
帯状を呈している。

【００１４】上記口金３の上面にはパッキン７が設けら
れ、該パッキンの上に凹部９を有するキャップ部材１０
が設けられている。これら口金３とキャップ部材１０
は、円筒状のホルダ１３によって保持されている。図の
１４は外周面にネジの切られたネジリングであり、ホル
ダ１３に設けた雌ネジ部に螺合してキャップ部材１０と
ホルダ１３を固定する。なお、口金の下部には段部３ａ
が形成されており、この段部がホルダの内向き突出部１
３ａに載置された状態で固定されている。

【００１５】上記口金３、パッキン７、キャップ部材１
０及びホルダ１３からなるパック２０は、下部ボデイＢ
₃ に設けられた取付穴２１に嵌合して装着される。この
装着は、ホルダ外周部に間隔をおいて設けた凸部１３
ｂ，１３ｂを下部ボデイＢ₃ の取付穴２１内面部に設け
た逆Ｌ状の溝２１ａに下側から嵌め込んで９０度回転さ
せるネジ式装着方法により行われる。なお、この装着方
法としては着脱可能な他の適当な方法、例えばボルトに
よる固着法等で行ってもよい。下部ボデイＢ₃ の上側に
は中間ボデイＢ₂ が設けられ、該中間ボデイの上部には
上部ボデイＢ₁ が設けられている。紡糸装置のボデイを
構成するこれら上部ボデイＢ₁ 、中間ボデイＢ₂ 及び下
部ボデイＢ₃ は、ボルト２５，…で接合一体化されてい
る。このボルトを外せば上、中、下各ボデイに分解する
ことができる。

【００１６】上記下部ボデイＢ₃ の上部中央部には、原
料流入口２７と該流入口から各パック２０に分岐する分
配流路２８，…が設けられており、該下部ボデイの中央
部下部には、加熱室となる中空部２９が形成されてい
る。この部分には必要に応じて鋳込みヒーター等の加熱
装置が設けられる。この加熱装置として、加熱媒体をこ
の中空部２９に流通させるようにしてもよい。また、中
間ボデイＢ₂ の中央部には上に開口する濾過凹部３０が
設けられ、このなかに分配ブロック３５と濾過材層３６
が収容されている。分配ブロック３５と濾過材層３６と
の境界部にはフィルター３７が介装されている。濾過凹
部３０の底部には、前記下部ボデイの原料流入口２７に
連通する通孔３８が穿設されている。

【００１７】分配ブロック３５は、多数の溝又は通孔が
形成されたブロックであり、上面部に供給された溶融原
料を該ブロックの下方へ流下させるようになっている。
分配ブロック３５の上側に充填されている濾過材は、例
えば、メタルサンド等の粒状体であり、その層を流下す
る原料が流下中に濾過される。なお、上部ボデイＢ₁の
中央部下部には、下に開口する漏斗状の凹部４５が形成
されている。この漏斗状凹部４５の中央部には、上部ボ
デイＢ₁ の側面部に設けた原料供給口４７に連通する供
給孔４８が連通している。

【００１８】この紡糸装置１のボデイＢの下側には口金
に接近させて冷却装置５０が設けられている。図５乃至
図７はこの冷却装置を取り付けた状態を表すもので、こ
の冷却装置５０は、平面視で口金の紡糸孔群を囲むよう
に配置された所定長さの円筒部５１と該円筒部に冷却風
ＣＡを供給する供給部５２とを備えている。円筒部５１
の内面部には紡糸糸条群が内部を通過する多孔質の筒体
５３が内装されており、円筒部５１に設けた通孔から内
部へ供給される冷却風が当該筒体５３の細孔群を通って
内側へ吐出されるようになっている。なお、冷却装置と
口金列との関係は図７に示す通りである。

【００１９】つぎに、図８及び図９は口金と上記冷却装
置５０との間に加熱フード５５を設けた例を表す。加熱
フード５５は上記ボデイＢに着脱自在に取り付けられる
環状体として形成されており、その中空部５６内に加熱
媒体が流通させられる。この加熱フード５５は、口金の
紡糸孔から紡出された糸条を加熱することにより紡出直
後の糸条の急激な固化を防止するためのもので、これを
設けておくことによりバラツキの少ない安定した物性の
糸条が得られる。上記冷却装置５０は、この加熱フード
５５の下側に取り付けられる。なお、パック２０を取り
外す時は、これら加熱フード、冷却装置を簡単に着脱す
ることができる。

【００２０】この紡糸装置１の使用時には、上記供給口
４７から供給される溶融原料が凹部４５内に充満し、そ
こから濾過材層３６及びフィルター３７を通って分配ブ
ロック３５の上面全体に供給される。この溶融原料とは
溶融紡糸可能な熱可塑性重合体であって、その例として
は、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエス
テル、ポリカプラミドやポリヘキサメチレンアジバミド
に代表されるポリアミド、ポリエチレンに代表されるポ
リオレフィンが挙げられる。分配ブロック３５上に供給
された溶融原料は、分配ブロックの溝又は通孔を通って
流下し、通孔３８から下部ボデイＢ₃ の原料流入口２７
に流入した後、分配流路２８，…に分配されて各パック
２０，…に供給される。パック２０に流入した原料は、
凹部９に充満した後、口金３の紡糸孔５，…から紡出さ
れる。

【００２１】紡糸孔から吐出された多数の単糸状の紡糸
糸条Ｆは、冷却装置５０から吐出される気流で冷却固化
された後、マルチフィラメント糸に集束され、然る後ガ
イド兼ノズルオイリング装置に接触してオイリングが施
され、図示しない巻取り装置によって巻き取られる。

【００２２】この紡糸装置１は、口金３の紡糸孔５が詰
まった時に紡糸ヘッドから紡糸装置を取り外す必要がな
く、単独に当該パック２０のみをボデイから取り外して
口金を簡単に交換できるので便利である。濾過部の各部
材や他の構成部材に異常が生じた場合も簡単に交換又は
補修することができる。また、複数のパックが環状に配
置されているので、単一（又は少数）の濾過部を通して
全口金に均一に原料を供給することができるという利点
があるほか、口金の数を多くしても幅を小さく抑えるこ
とができる。原料供給用のギヤポンプの数を減らして、
極端な場合は単一のギヤポンプで供給するように構成す
ることもできる。

【００２３】環状に配置した口金群の中央部には空間が
できるので、この中央部の温度が下がり、紡糸口金群の
外周部と内周部とに温度差が生じて原料の温度ムラが発
生するが、この紡糸装置では、この中央部の空間部に加
熱装置を設けて各口金を均一に加熱することができる。
なお、口金群の外周側は紡糸ヘッドに設けた既設の加熱
装置により加熱されるようになっている。さらに、冷却
装置が平面視で環状に形成されているので、各口金から
紡出される糸条群を外周及び／又は内周部から均一に冷
却することができる。しかも、隣接する口金と口金の間
には隙間が設けられているので、外周部から吹き付けら
れる冷却風がこの隙間を通って内側に流入する結果、糸
条群が内側からも均一に冷却される。糸条に接触して温
められた冷却風は、中央部の空間を通って下方へ排出さ
れるので、温かい空気が滞留することが防がれ、効果的
な冷却が行われる。

【００２４】次に、図４は、図２の例と異なる実施形態
を表すものである。この紡糸装置６０は、紡糸ヘッド
（ビーム）に並べて設けた複数の取付部がボデイＢ’と
なっており、この部分に上方及び下方から各部材を嵌合
して装着するようになっている。すなわち、ボデイＢ’
の下部には下に開口する取付凹部６１，…が互いに間隔
をおいて環状に設けられており、この部分に上記実施形
態におけると同様なパック２０が装着されている。この
パック２０の構成及び取付方法は上記実施形態と同様で
あり、同一部分には同一記号を付している。

【００２５】一方、ボデイＢ’の上部には上に開口する
段付きの凹部６２が設けられている。この凹部６２の最
下部は径が小さい濾過部６２ａとなっており、この部分
に濾過部ボデイ６５が嵌合している。濾過部ボデイ６５
は上に開口する容器状であり、その底面の中央部に通孔
３８が設けられている。この通孔３８の下部は原料流入
口２７に連通しており、該流入口から各パック２０に向
けて分配流路２８，…が分岐している。６７はパッキン
である。濾過部ボデイ６５の内部には上記実施形態と同
様な濾過材層３６とフィルター３７と分配ブロック３５
が設けられている。

【００２６】濾過部の上部には導入部を兼ねた蓋部材６
８が設けられている。この蓋部材には、前記実施形態に
おけると同様な逆向き漏斗状の凹部４５が設けられ、ボ
デイＢ’の側面部に設けた原料供給口４７と供給孔４８
で連通している。上記凹部６２の開口部は保温材７０で
閉塞されている。図中の７３，７４はパッキンである。
なお、ボデイＢ’の下方には、前記実施形態におけると
同様の冷却装置５０が設けられ、パック群の中央部に形
成された中空部２９には加熱装置が設けられている。

【００２７】この紡糸装置６０も前記実施形態における
紡糸装置１と同様に、複数の口金が互いに間隔をおいて
環状に設けられ、その下方に紡出された糸条群の外周か
ら冷却風を吹き出す環状の冷却装置５０が設けられてい
るので、前記実施形態と同様な効果が得られる。口金３
のいずれかの紡糸孔５が詰まった時は、当該パックのみ
を取り外して口金を簡単に交換することができる点も前
記と同様である。

【００２８】なお、上記実施形態では、冷却装置５０が
糸条群の外周部に沿う円筒状に設けられ、糸条群の外周
側から内周側に向かって冷却風を吹き付けるようになっ
ているが、冷却装置を糸条群の内側、すなわち平面視で
環状の口金列の内側に設け、そこから外周部の糸条群に
向かって冷却風を吹き付けるようにすることもできる。
また、冷却装置を糸条群の外側と内側に設けておいても
よい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明にかかる紡糸
装置は、複数の口金を環状に配置しているので、口金の
数を多くしても左右幅が小さくてすむとともに、単一又
は少数の原料供給口や濾過部を通して各口金に均一に原
料を供給することができる。このように口金を環状に配
置すると、紡出された糸条の冷却を効果的に行うのがむ
つかしく、冷却状態が不均一となりやすいが、本発明で
は、平面視で前記環状の口金群の外周部及び／又は内周
部に設けた冷却装置から冷却風を吹き付けるように構成
すると共に、隣接する口金と口金の間に隙間を設けてい
るので当該冷却風が糸条群の内該側にもうまく流通する
ようになり、糸条群の内外から均一で効果的な冷却を行
うことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施形態を例示する平面図であ
る。

【図２】その縦断面図である。

【図３】そのＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】上記と異なる実施形態における縦断面図であ
る。

【図５】冷却装置を取り付けた状態における紡糸装置の
縦断面図である。

【図６】そのＣ−Ｃ断面図である。

【図７】冷却装置と口金列との関係を表す平面図であ
る。

【図８】加熱フードを取り付けた状態における縦断面図
である。

【図９】そのＤ−Ｄ断面図である。

【図１０】従来の口金の配置と冷却装置の関係を示す模
式図である。

【符号の説明】

１，６０紡糸装置３口金５紡糸孔１０キャップ部材１３ホルダ２０パック５０冷却装置

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年７月２４日（１９９８．７．２
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】上記下部ボデイＢ_３の上部中央部には、原
料流入口２７と該流入口から各パック２０に分岐する分
配流路２８，…が設けられており、該下部ボデイの中央
部下部には、加熱室となる中空部２９が形成されてい
る。この部分には必要に応じて鋳込みヒーター等の加熱
装置が設けられる。この加熱装置として、加熱媒体をこ
の中空部２９に流通させるようにしてもよい。なお、中
空部２９の形状は、図示例では断面方形となっている
が、環状に配置した口金列の内側に形成することができ
るものであればよく、図示例とは異なる種々の形状のも
のであってもよいことは云うまでもない。中間ボデイＢ
_２の中央部には上に開口する濾過凹部３０が設けられ、
このなかに分配ブロック３５と濾過材層３６が収容され
ている。分配ブロック３５と濾過材層３６との境界部に
はフィルター３７が介装されている。濾過凹部３０の底
部には、前記下部ボデイの原料流入口２７に連通する通
孔３８が穿設されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】なお、上記実施形態では、冷却装置５０が
糸条群の外周部に沿う円筒状に設けられ、糸条群の外周
側から内周側に向かって冷却風を吹き付けるようになっ
ているが、冷却装置を糸条群の内側、すなわち平面視で
環状の口金列の内側に設け、そこから外周部の糸条群に
向かって冷却風を吹き付けるようにすることもできる。
また、冷却装置を糸条群の外側と内側に設けておいても
よい。以上の実施形態では濾過材層３６を含む濾過部が
ボデイの中央部に設けられているが、この濾過部を紡糸
ヘッドの別の箇所に取り付けてもよく、あるいは紡糸ヘ
ッドの外部に設けてもよいことは云うまでもない。さら
に、口金の加熱を安定して均等に行うため、従来公知の
もののように、ボデイの上部にも鋳込みヒーター、加熱
媒体流通路等の加熱装置を設置してもよい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の紡糸孔が形成された紡糸口金の複
数個を一つの保持体に互いに間隔をおいて環状に配置し
て設けるとともに、該環状に配置した紡糸口金群の下方
に該紡糸口金群によって紡糸された糸条群の外周部及び
／又は内周部から当該糸条群に向かって冷却風を吐出す
る冷却装置を設けたことを特徴とする紡糸装置。
【請求項２】保持体に設けた一つの供給口から供給さ
れる紡糸原料を複数の紡糸口金群に分配供給するように
構成した請求項１に記載の溶融紡糸装置。
【請求項３】環状に配置した紡糸口金群の平面視にお
ける中央部に、該紡糸口金群を内側から加熱する加熱装
置を設けた請求項１又は２に記載の溶融紡糸装置。