JP2008163510A - 凝固浴槽 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた生産性と品質を同時に得られる、湿式防止装置の凝固浴槽を提供する。特に凝固浴槽で高い引取速度が求められる場合、好適に使用できる。
【解決手段】凝固浴槽中に循環仕切板１を有し、かつ下記特長を有する湿式紡糸装置。（１）循環仕切板の上流側端及び下流側端に、循環流路を有する。（２）凝固液が口金背部の凝固浴槽上部から糸条Ｙの進行方向に供給され、凝固浴槽からは糸条の進行方向側へ排出される。（３）凝固浴槽底面が水平若しくは下流側へ上向きになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、湿式紡糸機の凝固浴槽に関するものであり、更に詳しくは、上述の凝固浴槽を活用して、良好な生産性を有する湿式紡糸機と紡糸方法に関するものである。

湿式紡糸機は、その長い歴史から、様々な提案がされており、提案件数も多い。中でも、溶融紡糸法や乾式紡糸法等と比較すると、紡糸速度が低く工程も複雑であるため、生産量増加や安定性改善など、生産性向上の提案も数多い。

ここで、凝固浴槽内で紡糸時に発生する随伴流は、湿式紡糸法特有の現象であり、凝固浴槽内での糸条速度が高くなるほど影響が大きくなる。随伴流の影響が大きくなると、凝固浴槽内での流れが乱れ、糸条の挙動が不安定となり、更には糸条が切れたり、過大な張力を受け、生産性や、品質への影響も懸念される。

この随伴流の影響を抑制する方法として、多数の提案がされている。この内、凝固浴槽内で板を設け、随伴流を凝固浴槽内で上下に循環させ、整流化させる提案もされているが、大半が凝固槽内の底部から糸条を上向けに引き取る方式であり、循環方向も、上向きとなる。（特許文献１）

しかし上向きの循環では、随伴流が凝固液面で方向を変える付近に壁面がなく、しかも鋭角なため、実際には凝固浴槽内で循環せず、随伴流の大半は凝固浴槽から流出してしまう。

また循環できても、環流と合流する口金付近や口金背面付近の構造が複雑であり、供給される凝固液の流れとの合流もあり、流れが乱れやすい。

これに対し、図２に示すように下向き循環の凝固浴槽提案もされている。（特許文献２）

下向き循環は、糸条と液面までの距離、糸条と循環仕切板との距離が短いため、糸条付近の随伴流の乱れは少なく、糸条への随伴流乱れの影響は軽微である。

しかしながら特許文献２では、図２にしめすように凝固槽の深さが凝固槽の下流側へ向かうほど深くなっている。これは、循環仕切板を有しない場合での凝固浴槽において、垂直断面積での平均流量を一定するのが目的である。

しかしこの様な下流部側が深い凝固浴槽の場合、特許文献２では、凝固浴槽下部を流れる環流が、循環仕切板上流端部を通過する付近では、流路が狭くなり、加えて新に供給される凝固液と流れが真逆なため、この付近を通過することは困難である。

また凝固浴槽下部を流れる環流が、該端部付近を通過して直ぐに反対向きに方向を変える設計となっているが、同様に環流が通過できず凝固液の循環流を起こすのが困難となる。
特公昭３３−７４６２号公報（特許請求の範囲） 特開昭６２−３３８１４号公報（特許請求の範囲）

本発明では、湿式紡糸装置の凝固浴槽において、紡糸による凝固液の随伴流を整流し、凝固液の流動挙動を安定させる装置を提供するものである。また、凝固液の安定化によって、凝固浴槽内での糸条挙動も安定し、湿式紡糸装置での生産安定性と製品品質が改善できる。

すなわち本発明は、凝固浴漕内の紡糸口金から吐出した紡出糸条を凝固浴槽の溢流出口に向けて走行させ、引き取る湿式紡糸装置の凝固浴槽において、下記の構成を有する凝固浴槽である。
（１）前記紡出糸条と前記凝固浴槽底面との間に循環仕切板を設け、該循環仕切板は前記紡糸口金より上流側を始端とするとともに前記溢流出口の上流側を終端とし、かつその全長にわたり紡出糸条から実質的に等間隔を維持して設けられており、
（２）前記凝固浴槽底面が水平または前記終端側が水平面より上方となる構造であり、
（３）前記循環仕切板の前記始端および前記終端に凝固液の循環流路を有し、
（４）凝固液が前記紡糸口金より上流側の凝固浴槽上部から糸条の進行方向に供給され、凝固浴槽から、糸条の進行方向に排出される。

さらに本発明は、かかる凝固浴槽を備えた湿式紡糸装置であり、かかる湿式紡糸装置を用いた湿式紡出糸の製造方法である。

本発明では、湿式紡糸装置において、凝固浴槽内の随伴流を整流させることができ、優れた生産安定性と製品品質の安定を併せ持つ凝固浴槽を提供できるものである。

本発明における湿式紡糸装置の凝固浴槽は、凝固浴槽中に循環仕切板を有し、かつ下記特長を有する湿式紡糸装置である。
・凝固浴漕内の紡糸口金から吐出した紡出糸条を凝固浴槽の溢流出口に向けて走行させ、引き取る。
（１）前記紡出糸条と前記凝固浴槽底面との間に循環仕切板を設け、該循環仕切板は前記紡糸口金より上流側を始端とするとともに前記溢流出口の上流側を終端とし、かつその全長にわたり紡出糸条から実質的に等間隔を維持して設けられており、
（２）前記凝固浴槽底面が水平または前記終端側が水平面より上方となる構造であり、
（３）前記循環仕切板の前記始端および前記終端に凝固液の循環流路を有し、
（４）凝固液が前記紡糸口金より上流側の凝固浴槽上部から糸条の進行方向に供給され、凝固浴槽から、糸条の進行方向に排出される。

以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の凝固浴槽の一実施態様の側断面概略図である。

本発明で対象となる湿式紡糸装置は、凝固浴漕内の紡糸口金５から吐出した紡出糸条Ｙを凝固浴槽の溢流出口３に向けて走行させ、引き取るものであり、凝固浴槽において、糸条Ｙが水平方向、若しくは水平から若干角度が付けられた引き取り形式を対象とする。凝固浴槽の外形は、通常扇型が多いが、側板が平行な長方形でも構わない。

本発明においては、前記紡出糸条と前記凝固浴槽底面との間に循環仕切板１を設け、該循環仕切板１は前記紡糸口金５より上流側を始端とするとともに前記溢流出口３の上流側を終端とし、かつその全長にわたり紡出糸条Ｙから実質的に等間隔を維持して設け、前記循環仕切板１の前記始端および前記終端に凝固液の循環流路を有するが、口金５と凝固浴槽底板４との間に循環仕切板１を有するのは、凝固浴槽内での随伴流によって生じる凝固液の流れを、循環仕切板１によって凝固浴槽内を下向きに循環させるためである。

また随伴流は、糸条Ｙの進行方向と同一であるため、凝固浴槽底部へ流れる様、循環仕切板１は下流側端に循環流路を設ける。

本発明においては、前記凝固浴槽底面４が水平または前記終端側が水平面より上方となる構造であり、循環仕切板１の角度は特に規定しないが、本発明が想定する湿式紡糸機は、糸条Ｙが横へ吐出される横型であり、糸条Ｙとほぼ平行であれば良い。

循環仕切板１と糸条Ｙとの間隔は特に限定しないが、３０ｃｍ以内が好ましい。３０ｃｍ以内であれば、随伴流以外の流れ、特に凝固浴壁による反射流が糸条Ｙと循環仕切板１との間に逆流入しにくく、好ましくは２０ｃｍ以内である。糸条Ｙと循環仕切板１との最小間隔は、紡糸された糸条Ｙが循環仕切板１と接触しなければ特に規定されない。

凝固液は通常、紡糸される原液との化学反応で濃度が変化するため、常に濃度を一定に保つ目的で、新たな凝固液を供給している。供給方式は、随伴流との合流による乱れを避けるため、口金５背面の凝固浴槽上部から紡糸方向に沿って供給する。凝固液が前記紡糸口金５より上流側の凝固浴槽上部から糸条の進行方向に供給され、凝固浴槽から、糸条の進行方向に排出される。凝固浴底部から口金５付近へ上向きの供給は、口金５周辺での乱れを生じるため、好ましくない。更に供給口２は、本発明では口金５が凝固液面に近い場所にあるため、凝固浴槽底部近くは好ましくない。

また、凝固浴槽内での随伴流により、凝固浴槽の後部で糸条Ｙと共に、紡糸方向に沿って排液される。この場合、凝固浴槽の後板に溢流出口３を設け、凝固液の上面から排液させる。上面排液とすることで、凝固液の下面では下向きの循環を促し、上面供給からは直線的な流れを利用できる。

凝固浴槽の底板４は、水平でも角度がついていても構わないが、環流と給液の流れが合流する付近での乱れを防ぐため、該付近での環流角度は鋭角とならない様、凝固浴の底板４は糸条Ｙの進行方向につれ、底板４が上がるのが好ましい。

また、複数の糸条Ｙを同時に紡糸する場合、糸条の配置は扇形でも構わない。更には、各糸条毎に仕切板で区切っても構わない。

以下に本発明の実施例を示す。

実施例
第１図に本発明の湿式紡糸装置における凝固浴槽側面図を示す。

本発明における凝固浴槽は、上部から見た形状が長方形をしており、一方の端部に凝固液供給部２を有し、他方の端部に凝固液の溢流出口３を有している。凝固浴槽の底面４は傾斜しており、凝固液供給部２から溢流出口３に向けて液深を徐々に浅くするようにしている。この凝固浴槽の凝固液供給部２よりやや下流位置には、複数の紡糸口金５が横方向に並列されている。各紡糸口金５には、紡糸原液供給ポンプから濾過部を介して紡糸原液が供給され、紡糸口金５から凝固液中に吐出された紡出糸条Ｙは、溢出出口３に向けて集束されながら引き取られるようになっている。

上記凝固浴槽には、更に紡出糸条Ｙと底面４との間に循環仕切板１が設けられると共に、各紡出糸条Ｙ毎に間を仕切るようにした整流板が設けられている。循環仕切板１は、紡糸口金５の上流側を始点にすると共に、溢流出口３の上流側で終端となっており、且つ複数の紡出糸条Ｙの下面側全体を底面４と分離するように設けられている。また、循環仕切板１の始端及び終端では、凝固液が循環できるよう、凝固浴槽と接触しないようにした。また凝固浴槽下部である循環仕切板１と底面４との間隔は、ほぼ同じ間隔とした。

上述のように構成された循環仕切板１は、凝固液流れを、その上部側を紡出糸条Ｙの随伴流にし、下部側を紡出糸条Ｙと逆方向の逆流に分離する作用を有している。即ち、凝固液供給部２から供給された凝固液は、循環仕切板１の上面部を矢印のように紡出糸条Ｙに沿って流れ、一部は溢流出口３から紡出糸条Ｙと共に流出するが、他の一部は循環仕切板１の終端で下向きに反転させ、矢印で示すように循環仕切板１の始端側へ逆流させることができる。逆流した凝固液は、凝固液供給部２から供給された新しい凝固液と合流し、再び紡出糸条Ｙに沿って流れるようになる。これによって逆流が循環仕切板の上部で随伴流と合流せず、液乱れがなくなる。

更に、新しい凝固液の供給は、口金５背部の凝固浴槽上部から、糸条Ｙの進行方向と同じ方向とした。これは、逆流して凝固浴槽下部を戻ってきた凝固液と新規な凝固液とが、口金５背部で乱れが少なく合流するため、紡出糸条Ｙの紡糸速度（引取速度）を高めても糸条の乱れや絡まりなどを防止することができる。

上述の作用を確実にするには、循環仕切板１を紡出糸条Ｙに対し、全長に渡り等間隔にすることが重要である。これが不均一な間隔になっていると、途中で凝固液の乱れを生ずるようになり、上述した効果が期待できなくなる。また、循環仕切板１の始端を紡糸口金５の上流側へ位置させるのも重要である。もし、この循環仕切板１の始端が、紡糸口金５よりも下流に位置していると、循環仕切板１の下面を逆流してきた凝固液が紡糸口金５の吐出部付近で乱れを生じ、紡出糸条Ｙを乱す原因となる。

また、上記整流板は、各紡出糸条Ｙ毎に流れる凝固液の相互干渉を防ぎ、それによって紡出糸条Ｙの数（紡糸口金５の数）を増加しても、流れ方向と流速を全紡出糸条Ｙに対し平均化させることができる。従って、各紡出糸条Ｙの揺れは小さくなり、糸条太さも均一になって走行するため、糸条毎の品質差をなくすことができる。

これにより、糸条の乱れが少なく、且つ、凝固液の循環性が高いため濃度斑も少ない凝固浴槽が得られた。

比較例
第２図に比較例として特許文献２の湿式紡糸装置における凝固浴槽側断面概略図を示す。

本発明における比較例は、凝固液の供給口２が、凝固浴槽の底部となり、また底板４の傾きは、凝固液供給部側が高く、溢流出口３側が深くなっているのが実施例と異なる。
その他の形態は実施例と同一にした。

この結果、循環仕切板１上部での随伴流は安定しているが、下部での循環流は循環仕切板１と底板４間を通らず、濃度斑が大きくなってしまった。

本発明の凝固浴槽は、横型湿式紡糸装置に関するものであり、更に詳しくは、上述の循環仕切板を活用して、凝固浴槽内で随伴流を循環させ、且つ新しく供給される凝固液との合流で乱れを少なくし、凝固浴槽内の流れの乱れを少なくできる湿式紡糸装置へ好適に使用される導電性繊維の製造に適用できる。

本発明によって得られる湿式防止装置の凝固浴槽の側断面概略図である。 本発明で引用した比較例での湿式防止装置凝固浴槽の側断面概略図である。

符号の説明

１．循環仕切板
２．凝固液供給部
３．溢流出口
４．底板
５．紡糸口金
Ｙ 糸条

Claims (3)

1. 凝固浴漕内の紡糸口金から吐出した紡出糸条を凝固浴槽の溢流出口に向けて走行させ、引き取る湿式紡糸装置の凝固浴槽において、下記の構成を有する凝固浴槽。
   （１）前記紡出糸条と前記凝固浴槽底面との間に循環仕切板を設け、該循環仕切板は前記紡糸口金より上流側を始端とするとともに前記溢流出口の上流側を終端とし、かつその全長にわたり紡出糸条から実質的に等間隔を維持して設けられており、
   （２）前記凝固浴槽底面が水平または前記終端側が水平面より上方となる構造であり、
   （３）前記循環仕切板の前記始端および前記終端に凝固液の循環流路を有し、
   （４）凝固液が前記紡糸口金より上流側の凝固浴槽上部から糸条の進行方向に供給され、凝固浴槽から、糸条の進行方向に排出される。
2. 請求項１に記載の凝固浴槽を備えた湿式紡糸装置。
3. 請求項１に記載の湿式防止装置を用いた湿式紡出糸の製造方法。

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