JP2004232092A

JP2004232092A - 溶融紡糸用口金パック

Info

Publication number: JP2004232092A
Application number: JP2002347649A
Authority: JP
Inventors: Goro Osumi; 悟朗大住; Toshiro Izawa; 利郎井澤
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】熱可塑性合成繊維のを溶融紡糸するための、溶融紡糸用口金パックに関して、溶融液の漏れを防止し、スピンブロックへの装着が容易である溶融紡糸用口金パックを提供するものである。
【解決手段】断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路のシール用パッキンが、リム構造のないブリネル硬さ（１０／５００）が１００以上の金属であって、断面積が１３ｃｍ^２以上の溶融液流路のシール用パッキンがリム構造を有している溶融紡糸用口金パックにある。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性合成繊維の溶融紡糸用口金パックに関し、溶融液の漏れを防止し、スピンブロックへの装着が容易である溶融紡糸用口金パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン等の熱可塑性合成繊維の溶融紡糸において、熱可塑性樹脂の溶融液中の異物を除去し、溶融液を均一に分散させ、良好に紡糸口金から吐出させ、繊維を形成するための紡糸口金パック（口金パック）が用いられている。このような口金パックは、その内部に濾過部材、分配板、口金等からなる繊維化ユニットを組み込むため、数分割されており、これら構成部品の間隙から溶融液が漏れないように、シール用パッキンを介在させる。
【０００３】
このシール機構は、口金パック内の溶融液の圧力をシール圧力とするセルフシール方式と、締め付けボルトによって強制的に締め付けて口金パックのシール性を確保する強制シール方式がある。
【０００４】
セルフシール方式は、溶融液の圧力が極めて低い、溶融液導入初期の初期シール力が不足しており、溶融液漏れが発生しやすい。さらに、計量ポンプの故障等のトラブルによって一時的に送液を停止することにより溶融液圧力が急激に低下した場合、一旦、シール力が緩和し、パッキンと口金パック部品に間隙が生じて溶融液が滲出してくる。さらに、トラブル解消後の送液再開後の再昇圧によってパッキンと口金パック部品間に滲出した溶融液が口金パック外に漏れ出してしまう問題がある。
【０００５】
締め付けボルトによる強制シール方式では、各ボルトを均一に締め付けなければ、特定ボルト、多くの場合最初に締め付けるボルトの周囲に、トルクが偏って集中してしまい、溶融液漏れを生じてしまう。そのため、ボルトの締め付けに十分な注意を払う必要があるため、作業者の熟練を要するとともに口金パックの装着時間が長くなり、効率が極めて悪いものとなっている。
【０００６】
このため、特許文献１には、口金パックねじ込み構造に加え、セルフシールによる効果を合わせて持つ口金パックが開示されている。しかし、セルフシール法の欠点の一つである、初期シール力を補う効果は認められるものの、最昇圧に起因する溶融液漏れに対しては十分な効果が認められず、溶融液漏れを解消する手段とはなっていない。
【０００７】
また、特許文献２には、構成部品数を可能な限り少なくし、ポリマー漏れが発生する部位を減らす方法が開示されている。しかし、部品の加工性の面から、少なくとも口金、分配板、濾過部材に分割されることは不可避であり、従って、各構成部品間に介在するシール用パッキンを完全に除去することは不可能である。
【０００８】
特に、近年、紡糸機の設置スペースの節減や多錘化による生産性向上のため、複数の錘を紡糸可能な繊維化ユニットを組み込んだ口金パック、あるいは、複数の溶融液流路を口金で合流し同時に吐出せしめる、所謂コンジュゲート用口金パック等が多用されている。この場合、構成部品数が必然的に多くなり、漏れの発生度合いも多くなっている。
【０００９】
さらに、口金パックを構成する部品の、溶融液流路の断面積が場所によって異なる場合、溶融液流路の断面積が大きい部分をシールするためのパッキンにくらべ、溶融液流路の断面積が小さい部分をシールするためのパッキンに、締め付けの際に加わる力が大きくなるため、溶融液流路の断面積の違いにより、シール性が不均一となり、溶融液漏れが発生しやすくなるという問題がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１８１８号公報
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２９８８２２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであって、溶融液流路の断面積に応じた、シール用パッキンを用いることで、溶融液の漏れを防止できる溶融紡糸用口金パックを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路のシール用パッキンが、リム構造のないブリネル硬さ（１０／５００）が１００以上の金属であって、断面積が１３ｃｍ^２以上の溶融液流路のシール用パッキンがリム構造を有している溶融紡糸用口金パックにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の溶融紡糸用口金パックの一例図を示す。
【００１５】
本発明の溶融紡糸用口金パックは、口金パック本体１、分配板２、口金３からなり、スピンブロック４に複数のボルト５で固定して用いられる。
【００１６】
本発明の溶融紡糸用口金パックは、溶融液流路の断面積に応じて、シール用パッキンの構造、材質を最適化することにより、該口金パックをスピンブロックにボルトで固定する際の締め付けトルクを均一に掛け、溶融液流路を均一にシールすることで、溶融液の漏れを確実に防止することができる。
【００１７】
本発明の溶融紡糸用口金パックは、断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路には、シール用パッキンとして、リム構造のないブリネル硬さ（１０／５００）が１００以上の金属を用い、断面積が１３ｃｍ^２以上の溶融液流路にはリム構造を有しているシール用パッキンを用いることが必要である。
【００１８】
断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路はシールする面積が小さく、口金パックをスピンブロックへ締め付ける際に、締め付けトルクを集中して受けるため、該溶融液流路のシール用パッキンに容易に変形する金属を用いた場合、断面積が１３ｃｍ^２以上の溶融液流路のシール用パッキンに掛かる締め付けトルクが不十分となり、断面積の大きい該溶融液流路のシール性が不良となり溶融液漏れが発生する。
【００１９】
このため、断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路には、リム構造のないブリネル硬さ（１０／５００）が１００以上の金属からなるシール用パッキン用い、比較的小さな締め付けトルクで変形させ、断面積が１３ｃｍ^２以上の溶融液流路のシール用パッキンに十分な締め付けトルクが掛かるようにすること必要である。
ブリネル硬さ（１０／５００）が１００以上の金属としてはアルミニウム（５０５６−Ｈ１８、２０１７−Ｔ４、２０２５−Ｔ６、７０７５−Ｔ６）、Ａｌ−Ｃｕ合金（２０１４−Ｔ４、２２１９−Ｏ）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ合金（７０７５−Ｏ）、黄銅１種（Ｃ２８００）、無酸素銅（Ｃ１０２０）、ステンレス（ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ８３６Ｌ、ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ）等が挙げられる。
【００２０】
また、該シール用パッキンのブリネル硬さ（１０／３０００）が１８７以下の金属であることが好ましく、ブリネル硬さ（１０／３０００）が１８７を超えると、該パッキンは容易に変形しないためにシール性不良が発生しやすく、洩れ防止のために、締め付けトルクを大きくすると、該パッキンと接する口金パック部品あるいはスピンブロック内の口金パック収納部を変形あるいは損傷させやすくなる。
【００２１】
なお、ブリネル硬さ（１０／５００）が１００以上で、ブリネル硬さ（１０／３０００）が１８７以下の金属としてはアルミニウム（５０５６−Ｈ１８、２０１７−Ｔ４、２０２５−Ｔ６、７０７５−Ｔ６）、Ａｌ−Ｃｕ合金（２０１４−Ｔ４、２２１９−Ｏ）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ合金（７０７５−Ｏ）、黄銅１種（Ｃ２８００）、無酸素銅（Ｃ１０２０）、ステンレス（ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｌ）等が挙げられる。
【００２２】
さらに本発明の、断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路のシール用パッキンの厚さは０．５〜２．０ｍｍが好ましい。厚さが０．５ｍｍ未満では、十分に変形せしめてもシール性が乏しくなりやすく、２０ｍｍを超えるとシール性を確保するに十分な変形を得るために必要な締め付けトルクが大きくなり、口金パック部品やスピンブロックが過剰なトルクにより損傷しやすくなる。
【００２３】
また、断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路のシール用パッキンはリム構造を有していないことが必要である。締め付けトルクの集中する該溶融液流路がリム構造を有している場合は、締め付けトルクによりリム構造が不均一に変形し、シール性が不十分となり溶融液漏れが発生する。
【００２４】
また本発明では、断面積が１３ｃｍ^２以上の溶融液流路のシール用パッキンがリム構造６を有していることが必要である。断面積が１３ｃｍ^２以上の溶融液流路の場合シールする範囲が広く、断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路に比べ、締め付けトルクが小さくなるため、リム構造がないと均一にシールすることができず溶融液漏れが発生する。
【００２５】
さらに本発明では、リム構造がブリネル硬さ（１０／５００）が４０以上の金属からなることが好ましい。ブリネル硬さ（１０／５００）が４０未満の場合、該パッキンは、容易に変形されすぎるため、該パッキン全体を均等に変形することが困難となり、溶融液漏れを助長するうえ、口金パック使用後、口金パックを解体する際、該パッキンの一部が構成部品に付着したまま除去できなくなりやすい。
【００２６】
なお、ブリネル硬さ（１０／５００）が４０以上の金属としてはアルミニウム（１１００−Ｈ１８、５０５２−Ｏ、５０５２−Ｈ３４、５１５４−Ｈ３８、５０５６−Ｈ１８、２０１７−Ｔ４、２０２５−Ｔ６、７０７５−Ｔ６）、Ａｌ−Ｃｕ合金（２０１４−Ｔ４、２２１９−Ｏ）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ合金（７０７５−Ｏ）、黄銅１種（Ｃ２８００）、無酸素銅（Ｃ１０２０）、ステンレス（ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ８３６Ｌ、ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ）等が挙げられる。
【００２７】
さらに本発明では。リム構造が、ブリネル硬さ（１０／３０００）が１８７以下の金属からなることがより好ましい。
【００２８】
金属のブリネル硬さ（１０／３０００）が１８７を超えると、リム構造が変形されにくく、締め付けトルクの大半が溶融液流路１３ｃｍ^２未満に用いるパッキンに集中してしまうため、大面積シール用パッキンに対して、変形するに十分な締め付けトルクが分配されず、該パッキンの不十分な変形に起因するシール性の不足から溶融液漏れが発生しやすくなる。
【００２９】
なお、ブリネル硬さ（１０／５００）が４０以上で、ブリネル硬さ（１０／３０００）が１８７以下の金属としてはアルミニウム（１１００−Ｈ１８、５０５２−Ｏ、５０５２−Ｈ３４、５１５４−Ｈ３８、５０５６−Ｈ１８、２０１７−Ｔ４、２０２５−Ｔ６、７０７５−Ｔ６）、Ａｌ−Ｃｕ合金（２０１４−Ｔ４、２２１９−Ｏ）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ合金（７０７５−Ｏ）、黄銅１種（Ｃ２８００）、無酸素銅（Ｃ１０２０）、ステンレス（ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｌ）等が挙げられる。
【００３０】
さらに本発明では、該リム構造は厚さ０．２〜１．３ｍｍの金属を加工してリム構造とすることが好ましい。金属の厚さが０．２ｍｍ未満または１．３ｍｍを超える場合は、リム加工が困難となりやすい。
【００３１】
また本発明では、分配板、口金等の口金パック構成部品が、シール用パッキンと接する部位に溝を設けていることが好ましい。口金パックをスピンブロックに取り付ける際の、締め付トルクよって変形したパッキンの一部が該溝を塞ぎ、滲出する溶融液に対し堰の役割を果たすことで漏れの発生を抑制しやすくなる。
【００３２】
該溝の形状は特に規定されるものではないが、その幅は接するシール用パッキンの幅を超えない範囲で０．５ｍｍ以上が望ましく、その深さは０．２ｍｍ以上が望ましい。該溝の幅が０．５ｍｍ未満である場合、パッキンの一部が該溝に入り込みにくく、堰の役割に支障をきたすことがある。また、該溝の深さが０．２ｍｍ未満の場合、堰の高さが不足し、滲出する溶融液に対し十分に効果を発揮できない場合がある。該溝は単一のパッキンに対し、１本のみ設けても良いし、複数本、多重に設けても良い。
【００３３】
また本発明では、複数の錘を紡糸可能な口金部品を、単一の口金パックに組み込むことも可能であり、複雑な溶融液流路を持つ場合において特に有効である。
【００３４】
なお、本発明の溶融紡糸用口金パックをスピンブロックに固定する際のボルトは、所望の締め付けトルクを得るために４本以上が望ましい。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例をあげて本発明を説明する。
【００３６】
ブリネル硬さはＪＩＳＢ７７２４にある試験機を用いて、ＪＩＳＺ２２４３に準じて測定したものである。なお、評価は以下の方法で行った。
【００３７】
（溶融液漏れ発生率）
ＪＩＳＫ−７２１０に準拠して、試験温度２３０℃、試験荷重２．１６Ｋｇの測定条件で測定したメルトフローレート値が２５ｇ／１０分のポリプロピレンを２２０℃で溶融し、１錘あたり毎分５０ｇ吐出させ、１２個の口金パックについて１０日間製糸した時の、溶融液漏れが発生した口金パックの割合（漏れ発生率）を百分率で表示し溶融液漏れ発生率とした。漏れ発生率が１０％未満のものを溶融液漏れ抑制効果が有ると判断した。
【００３８】
（実施例１）
図１に示す、溶融紡糸用口金パックを、６本の締め付けボルトでスピンブロックに取り付けた。スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７の断面積は１．２ｃｍ^２、口金パック本体と分配板の溶融液流路９、分配板と口金の間の溶融液流路１０の断面積は共に３８．５ｃｍ^２である。
【００３９】
スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７に、ブリネル硬さ（１０／５００）が１５０、厚さ４．５ｍｍのアルミニウム（７０７５−Ｔ６）からなるリム構造を有さないシール用パッキン８を配し、口金パック本体と分配板の溶融液流路９、分配板と口金の間の溶融液流路１０に、ブリネル硬さ（１０／５００）が４７、厚さ０．８ｍｍのアルミニウム（５０５２−Ｏ）板をリム加工し、５０メッシュの金網を挟み込んだシール用パッキンを配した。
【００４０】
なお、口金パック本体、分配板、口金のリム加工パッキンと接する部位に幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの溝１１を設けた。
【００４１】
溶融液漏れ発生率は０％であった。
【００４２】
（実施例２）
スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７のシール用パッキンとして、ブリネル硬さ（１０／５００）が１０５のアルミニウム（２０１７−Ｔ４）を用いた以外、実施例１と同様に検討を行った。
【００４３】
溶融液漏れ発生率は０％であった。
【００４４】
（実施例３）
スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７のシール用パッキンの厚さを０．５ｍｍとした以外、実施例１と同様に検討を行った。
【００４５】
溶融液漏れ発生率は３％であった。
【００４６】
（実施例４）
口金パック本体、分配板、口金のリム加工パッキンと接する部位に溝を設けなかった以外は実施例１と同様に検討を行った。
【００４７】
溶融液漏れ発生率は７％であった。
【００４８】
（比較例１）
スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７のシール用パッキンとして、ブリネル硬さ（１０／５００）が６８のアルミニウム（５０５２−Ｈ３４）を用いた以外、実施例１と同様に検討を行った。
【００４９】
溶融液漏れ発生率は２３％であった。
【００５０】
（比較例２）
口金パック本体と分配板の溶融液流路９、分配板と口金の間の溶融液流路１０のシール用パッキンをリム加工せずに平パッキンとし、金網を除去した以外は実施例１と同様に検討を行った。
【００５１】
溶融液漏れ発生率は９０％であった。
【００５２】
（比較例３）
口金パック本体と分配板の溶融液流路９、分配板と口金の間の溶融液流路１０のシール用パッキンをブリネル硬さ（１０／３０００）が１８５、厚さを０．２ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）板とし、リム加工せずに平パッキンとし、金網を除去した以外、実施例１と同様に検討を行った。
【００５３】
溶融液漏れ発生率は１００％であった。
【００５４】
（比較例４）
口金パック本体と分配板の溶融液流路９、分配板と口金の間の溶融液流路１０のシール用パッキンをブリネル硬さ（１０／５００）が４７、厚さを１．５ｍｍのアルミニウム（５０５２−Ｏ）板とし、リム加工せずに平パッキンとし、金網を除去した以外、実施例１と同様に検討を行った。
【００５５】
溶融液漏れ発生率は１００％であった。
【００５６】
（実施例５）
図１に示す溶融紡糸用口金パックにおいて、スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７の断面積は１２．６ｃｍ^２、口金パック本体と分配板の溶融液流路９、分配板と口金の間の溶融液流路１０の断面積は共に１５．２ｃｍ^２とした。
【００５７】
スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７に、ブリネル硬さ（１０／５００）が１５０、厚さ４．５ｍｍのアルミニウム（７０７５−Ｔ６）からなるリム構造を有さないシール用パッキンを配し、口金パック本体と分配板の溶融液流路９、分配板と口金の間の溶融液流路１０に、ブリネル硬さ（１０／５００）が４７、厚さ０．８ｍｍのアルミニウム（５０５２−Ｏ）板をリム加工し、５０メッシュの金網を挟み込んだシール用パッキンを配した。
【００５８】
なお、口金パック本体、分配板、口金のリム加工パッキンと接する部位に幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの溝を設けた。
【００５９】
溶融液漏れ発生率は０％であった。
【００６０】
（実施例６）
スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７のシール用パッキンの厚さを２．０ｍｍとした以外、実施例５と同様に検討を行った。
【００６１】
溶融液漏れ発生率は０％であった。
【００６２】
（実施例７）
スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７のシール用パッキンとして、ブリネル硬さ（１０／５００）が１０５のアルミニウム（２０１７−Ｔ４）を用いた以外、実施例６と同様に検討を行った。
【００６３】
溶融液漏れ発生率は３％であった。
【００６４】
（比較例５）
スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７のシール用パッキンとして、ブリネル硬さ（１０／５００）が６８のアルミニウム（５０５２−Ｈ３４）を用いた以外、実施例６と同様に検討を行った。
【００６５】
溶融液漏れ発生率は２７％であった。
【００６６】
（比較例６）
スピンブロックと口金パック本体の間の溶融液流路７のシール用パッキンとして、ブリネル硬さ（１０／５００）１５０、厚さ０．５ｍｍのアルミニウム（７０７５−Ｔ６）板をリム加工しをリム加工し、リム内部に５０メッシュと３０メッシュの金網を重ねたもの用いた以外、実施例６と同様に検討を行った。
【００６７】
溶融液漏れ発生率は１００％であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融紡糸用口金パックの一例図である
【符号の説明】
１：口金パック本体
２：分配板
３：口金
４：スピンブロック
５：ボルト
６：リム構造シール用パッキン
７：溶融液流路
８：シール用パッキン
９：溶融液流路
１０：溶融液流路
１１：溝
１２：濾材

Claims

断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路のシール用パッキンが、リム構造のないブリネル硬さ（１０／５００）が１００以上の金属であって、断面積が１３ｃｍ^２以上の溶融液流路のシール用パッキンがリム構造を有している溶融紡糸用口金パック。
断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路のシール用パッキンのブリネル硬さ（１０／３０００）が１８７以下の金属である請求項１記載の溶融紡糸用口金パック。
断面積が１３ｃｍ^２未満の溶融液流路のシール用パッキンの厚さが０．５〜２．０ｍｍである請求項１または２記載の溶融紡糸用口金パック。
リム構造が、ブリネル硬さ（１０／５００）が４０以上の金属からなる請求項１〜３いずれかに記載の溶融紡糸用口金パック。
リム構造が、ブリネル硬さ（１０／３０００）が１８７以下の金属からなる請求項４記載の溶融紡糸用口金パック。
口金パック構成部品が、シール用パッキンと接する部位に溝を設けている請求項１〜５のいずれかに記載の溶融紡糸用口金パック。
複数の錘を紡糸可能な請求項１〜６のいずれかに記載の溶融紡糸用口金パック。