JP2013204161A - Melt-spinning apparatus and manufacturing method of hollow fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶融紡糸装置及び中空状繊維の製造方法に関し、特に、ポリオレフィン製多孔質中空糸膜を製造するために用いられる溶融紡糸装置及びこのような中空状繊維の製造方法に関する。 The present invention relates to a melt spinning apparatus and a method for producing hollow fibers, and more particularly to a melt spinning apparatus used for producing a polyolefin porous hollow fiber membrane and a method for producing such hollow fibers.
従来から、ポリオレフィン製多孔質中空糸膜は化学的安定性、強度特性、柔軟性等に優れていることから、廃水の処理、超純水の製造、空気の浄化等の幅広い分野で利用されている。このようなポリオレフィン製多孔質中空糸膜の製造方法は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを溶融紡糸して中空状賦形物を得る紡糸工程と、紡糸工程で得られた中空状賦形物を延伸して多孔質化する延伸工程からなる。そして紡糸工程には、通常、溶融したポリオレフィン樹脂を、環状開口を有するノズルから連続的に紡出させ、ノズルの下部に設けられた冷却筒内において樹脂に対して送風機等で冷却空気を連続的に吹き付けて冷却固化し中空状賦形物とする冷却工程が含まれている。この冷却工程においてノズルの環状開口から紡出された溶融樹脂は、ノズルから離れるに従って徐々に径が細くなり、さらに溶融樹脂が冷却されて完全に結晶化すると径が一定になり、最終的に一定の径を有する中空状賦形物が形成される。そして延伸工程において、径および膜厚が一定で均質な中空状賦形物を使用すると、延伸工程における糸切れが起こりにくく均質な多孔質中空糸膜を安定に得ることができるので、紡糸工程においてノズルから溶融樹脂が紡出されて冷却装置に入ってから径が一定になるまでの間の細化される領域における溶融樹脂の状態及び周辺条件を適切に管理することによって、径および膜厚が一定で均質な中空状賦形物を製造することが望ましい。 Conventionally, polyolefin porous hollow fiber membranes have been used in a wide range of fields such as wastewater treatment, production of ultrapure water, and air purification because they are excellent in chemical stability, strength characteristics, flexibility, etc. Yes. A method for producing such a polyolefin porous hollow fiber membrane includes a spinning step in which a polyolefin such as polyethylene and polypropylene is melt-spun to obtain a hollow shaped product, and a hollow shaped product obtained in the spinning step is drawn. And a stretching process for making it porous. In the spinning process, usually, the molten polyolefin resin is continuously spun from a nozzle having an annular opening, and cooling air is continuously supplied to the resin by a blower or the like in a cooling cylinder provided at the lower part of the nozzle. And a cooling step of cooling and solidifying to form a hollow shaped product. In this cooling process, the molten resin spun from the annular opening of the nozzle gradually decreases in diameter as it moves away from the nozzle, and when the molten resin is cooled and completely crystallized, the diameter becomes constant and finally constant. A hollow shaped article having a diameter of 5 mm is formed. In the stretching process, when a uniform hollow shaped product having a constant diameter and film thickness is used, yarn breakage in the stretching process hardly occurs and a homogeneous porous hollow fiber membrane can be stably obtained. By appropriately managing the state of the molten resin and the peripheral conditions in the region where the molten resin is spun from the nozzle and enters the cooling device until the diameter becomes constant, the diameter and film thickness can be reduced. It is desirable to produce a uniform and uniform hollow shaped product.
溶融樹脂に冷却空気を吹き付けて冷却固化する際の冷却空気の量や向き等の条件は、得られる中空状賦形物の膜厚や直径の均質性に影響を与え、その結果、この中空状賦形物を延伸して得られる中空糸膜の性能にも影響を与えるため重要である。そして、溶融樹脂を冷却固化するための装置としては、特許文献1に記載されたものが知られている。
Conditions such as the amount and direction of the cooling air when cooling air is blown into the molten resin to solidify it affect the uniformity of the film thickness and diameter of the resulting hollow shaped product. This is important because it affects the performance of the hollow fiber membrane obtained by stretching the shaped product. And what was described in
上述したように径および膜厚が一定で均質な中空状賦形物を製造するためには、紡糸工程における細化される領域での溶融樹脂の状態及び周辺条件を適切に管理する必要があるが、従来用いられていた方法では、冷却筒内に冷却空気を導入する際に冷却装置を制御することによって冷却筒内の冷却環境、即ち冷却筒内の雰囲気温度や冷却空気の流速を調整することは可能であった。 As described above, in order to produce a uniform hollow shaped article having a uniform diameter and film thickness, it is necessary to appropriately manage the state of the molten resin and the surrounding conditions in the region to be thinned in the spinning process. However, in the conventionally used method, the cooling environment in the cooling cylinder, that is, the atmospheric temperature in the cooling cylinder and the flow rate of the cooling air are adjusted by controlling the cooling device when introducing the cooling air into the cooling cylinder. It was possible.
しかしながらその結果、溶融樹脂の冷却環境が適切であるか否かを判断するためには、出来上がった中空状賦形物の外径値を測定して、この外径値のみから冷却環境の適否を判断する必要があり、熟練した判断能力と作業現場における試行錯誤を必要とするものであった。 However, as a result, in order to determine whether or not the cooling environment of the molten resin is appropriate, the outer diameter value of the completed hollow shaped article is measured, and the suitability of the cooling environment is determined only from the outer diameter value. It was necessary to make judgments, which required skilled judgment and trial and error at the work site.
また、一般的に溶融紡糸装置は、一年を通じてほぼ無休で運転されるため、一度、適切な冷却環境を作り出せたとしても、運転中の外気温等の環境変化によって溶融樹脂や冷却気体の温度変化が生じた場合に、再び試行錯誤を繰り返して適切な冷却環境を作り出す作業を繰り返し行う必要があった。 In general, melt spinning equipment is operated almost all year round, so even if an appropriate cooling environment can be created once, the temperature of the molten resin or cooling gas may change due to environmental changes such as the outside temperature during operation. When changes occur, it is necessary to repeat trial and error to create an appropriate cooling environment.
そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、細化される領域における冷却環境の適否を容易に判断することができる溶融紡糸装置及び中空状繊維の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a melt spinning apparatus and a method for producing hollow fibers that can easily determine the suitability of a cooling environment in a region to be thinned. The purpose is to do.
上述した課題を解決するために、本発明は、ノズルから紡出された溶融樹脂に対して溶融樹脂よりも低い温度の流体をあてて固化させる溶融紡糸装置であって、溶融樹脂が細化される領域における、溶融樹脂の冷却状態によって変化する溶融樹脂の物性値又は溶融樹脂周囲の物性値を測定する測定手段を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a melt spinning apparatus that applies a fluid having a temperature lower than that of the molten resin to the molten resin spun from the nozzle and solidifies the molten resin. And measuring means for measuring a physical property value of the molten resin or a physical property value around the molten resin, which varies depending on the cooling state of the molten resin.
このように構成された本発明によれば、測定手段によって、細化される領域での溶融樹脂の冷却状態によって変化する溶融樹脂の物性値又は溶融樹脂周囲の物性値を測定することができるので、この測定結果に基づいて溶融樹脂の冷却環境が適切であるか否かを容易に判断することができる。 According to the present invention configured as described above, the physical property value of the molten resin or the physical property value around the molten resin can be measured by the measuring means, which varies depending on the cooling state of the molten resin in the region to be thinned. Based on this measurement result, it can be easily determined whether or not the cooling environment of the molten resin is appropriate.
また、本発明において、好ましくは、前記測定手段による測定結果と予め決定された標準値とを比較し、冷却流体を供給する冷却装置から排出される冷却流体の温度又は流量の少なくとも一方を制御するための制御部をさらに備える。 In the present invention, it is preferable that the measurement result of the measuring means is compared with a predetermined standard value to control at least one of the temperature and the flow rate of the cooling fluid discharged from the cooling device that supplies the cooling fluid. A control unit.
このように構成された本発明によれば、測定手段による測定結果に基づいて冷却装置をフィードバック制御し、冷却環境を適切に維持することができる。 According to the present invention configured as described above, the cooling device can be feedback-controlled based on the measurement result by the measuring means, and the cooling environment can be appropriately maintained.
また、本発明において、好ましくは、前記ノズルは、複数個の紡出口を備えており、前記冷却装置が、各紡出口に対応し複数個設けられている。 In the present invention, it is preferable that the nozzle includes a plurality of spinning ports, and a plurality of the cooling devices are provided corresponding to the spinning ports.
このように構成された本発明によれば、一本の溶融樹脂流れ毎に冷却状態を適切に判断することができる。 According to the present invention configured as described above, it is possible to appropriately determine the cooling state for each molten resin flow.
また、本発明において、好ましくは、溶融樹脂の物性値は、溶融樹脂の表面温度である。また、本発明において、好ましくは、溶融樹脂の物性値は、溶融樹脂の外形寸法である。また、本発明において、好ましくは、溶融樹脂の物性値は、溶融樹脂の結晶化度である。また、本発明において、好ましくは、溶融樹脂周囲の物性値は、細化される領域の雰囲気温度である。 In the present invention, the physical property value of the molten resin is preferably the surface temperature of the molten resin. In the present invention, the physical property value of the molten resin is preferably the outer dimension of the molten resin. In the present invention, the physical property value of the molten resin is preferably the crystallinity of the molten resin. In the present invention, the physical property value around the molten resin is preferably the ambient temperature of the region to be thinned.
また、上述した課題を解決するために、本発明は、ノズルから紡出された溶融樹脂に対して溶融樹脂より低い温度の流体をあてて固化させて中空状賦形物を作り、この中空状賦形物を巻き取ることによって中空状繊維を製造する方法であって、溶融樹脂が細化される領域における、溶融樹脂の冷却状態によって変化する溶融樹脂の物性値又は溶融樹脂周囲の物性値を測定する工程を備えることを特徴とする。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention applies a fluid having a temperature lower than that of the molten resin to the molten resin spun from the nozzle and solidifies it to form a hollow shaped article. A method for producing hollow fibers by winding a shaped article, wherein the physical property value of the molten resin or the physical property value around the molten resin changes depending on the cooling state of the molten resin in a region where the molten resin is thinned. A measuring step is provided.
このように構成された本発明によれば、測定する工程において、細化される領域での溶融樹脂の冷却状態によって変化する溶融樹脂の物性値又は溶融樹脂周囲の物性値を測定することができるので、この測定結果に基づいて溶融樹脂の冷却環境が適切であるか否かを容易に判断することができる。 According to the present invention configured as described above, in the measuring step, it is possible to measure the physical property value of the molten resin or the physical property value around the molten resin, which changes depending on the cooling state of the molten resin in the region to be thinned. Therefore, it is possible to easily determine whether or not the cooling environment of the molten resin is appropriate based on the measurement result.
以上のように本発明によれば、細化される領域における冷却環境の適否を容易に判断することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily determine the suitability of the cooling environment in the area to be thinned.
本発明の実施形態による、中空糸膜を製造するための方法は、主に、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンの樹脂が融点以上に加熱された溶融樹脂を、ノズルの紡出口から紡出して中空状賦形物を得る紡糸工程と、中空状賦形物を延伸する延伸工程とを有している。そして、紡糸工程は、紡出された中空状賦形物の外周面に冷却気体を吹き付けて冷却固化する冷却工程を有する。
以下、図面を参照して、紡糸工程を実施するために用いられる溶融紡糸装置について詳述する。
A method for producing a hollow fiber membrane according to an embodiment of the present invention is mainly obtained by spinning a molten resin in which a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene is heated to a melting point or more from a nozzle outlet, and forming a hollow shape. It has a spinning process for obtaining a shaped product and a stretching process for stretching the hollow shaped product. And a spinning process has a cooling process which sprays cooling gas on the outer peripheral surface of the spun hollow shaped product, and solidifies by cooling.
Hereinafter, a melt spinning apparatus used for carrying out the spinning process will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態による溶融紡糸装置を示す概略図である。溶融紡糸装置1は、溶融加熱された樹脂を紡出するようになった紡糸ヘッド3と、紡糸ヘッド3から紡出された樹脂を冷却するための冷却装置5と、冷却固化した樹脂の中空状賦形物を巻き取るための巻き取り機7とを備えている。このような溶融紡糸装置1は、紡糸ヘッド3から紡出された溶融樹脂を重力に従って落下させ、溶融樹脂が落下する過程で冷却装置5内において冷却固化させ、冷却固化した中空状賦形物を巻き取るようなっているので、紡糸ヘッド3、及び冷却装置5は、溶融樹脂の落下方向と平行に、即ち、垂直方向に並んで配置されている。
FIG. 1 is a schematic view showing a melt spinning apparatus according to an embodiment of the present invention. The
また、冷却装置5は、冷却装置5内において溶融樹脂の物性値又は溶融樹脂周囲の物性値を測定するための測定手段9と、測定手段9に接続された制御部11と、制御部11による制御に基づいて冷却流体としての空気を冷却装置5内部に送り込むためのクエンチブロワ13とを備えている。
The
図2は、紡糸ヘッド、及び冷却装置を示す断面図である。紡糸ヘッド3は、溶融樹脂を紡出させるための四個の紡出口15を備えている。各紡出口15は、下向きに開口し紡出口を有しており、この紡出口は、紡糸ヘッド3の円形底面に配置されている。四個の紡出口15は、正方形の頂点を構成するように配置されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the spinning head and the cooling device. The spinning
冷却装置5は、紡糸ヘッドの下側に配置されており、上述した測定手段9、制御部11、及びクエンチブロワ13に加えて、紡糸ヘッド3から流れてきた溶融樹脂を囲むように構成された冷却筒17と、冷却筒17から上方に向けて延びる延長管19とを備えている。
The
冷却筒17は、溶融樹脂の落下方向(垂直方向下向き)と平行に延びており、上端及び下端が開口している。冷却筒17は、その中心軸が、紡糸ヘッドの中心軸と同軸になるように、紡糸ヘッド3の下側に配置されており、紡糸ヘッド3の四個の紡出口15から落下してくる溶融樹脂が、冷却筒17に触れずに上端から下端に向けて通過できるような径を有している。そして冷却筒17は、溶融樹脂が冷却筒17内を通過している間に、溶融樹脂にクエンチブロワ13から送られる冷却空気を当てて溶融樹脂を冷却し固化させるようになっている。このような冷却筒17は、外筒21と、多孔構造を有する内筒23とを備える二重管構造を有している。
The cooling
また、クエンチブロワ13は、冷却筒17の延伸方向と直交方向に、冷却筒17の外筒21と内筒23との間に冷却空気を送り込むように構成されている。そしてクエンチブロワ13から外筒21と内筒23との間に流入した冷却空気は、外筒21と内筒23との間の空間内で、冷却筒17の周方向に行き渡り、内筒23を通過して周方向から内筒23の中心に向けて流れ込む。これにより、冷却装置5は、クエンチブロワ13からの冷却空気を、周方向から溶融樹脂に当てる、所謂ラジアルクエンチを行うようになっている。そして溶融樹脂の落下方向と直交方向に流れて冷却筒17内に流入した冷却空気は、冷却筒17内で方向を変えて、より気圧の低い、開口した内筒の上端方向又は下端方向に流れる。
The quench
延長管19は、溶融樹脂の落下方向と平行に、紡糸ヘッド3の下面近傍まで延びている。延長管19は、冷却筒17から上方に向けて流れてきた冷却空気を更に上方に向けて流すように構成されている。これにより、冷却空気が溶融樹脂の落下方向と対向する方向に流れる。そして延長管19の上端に達した空気は、延長管19と紡糸ヘッド3との間の隙間から管外25に流出する。
The
紡糸ヘッド3の紡出口を有するノズル15から溶融樹脂を紡出すると、溶融樹脂の径は、落下するに従って徐々に細くなる。ここで紡出口は環状開口である事が好ましい。そして溶融樹脂の径は、或る点において一定になり、この点よりも下側では一定の径を有する中空状賦形物として巻き取り装置7によって巻き取られる。溶融樹脂の径が一定になる点は、溶融樹脂が十分に冷却されて結晶化が完了した位置であると考えられており、通常は、冷却装置5の冷却筒17または延長管19の内部において結晶化が完了する。そして溶融紡糸装置1は、溶融樹脂が冷却装置に入ってから径が一定になるまでの間の細化される領域Rにおける溶融樹脂の冷却挙動を判断する。
When the molten resin is spun from the
次に、溶融樹脂の物性値又は溶融樹脂周囲の物性値を測定するための測定手段9について詳述する。 Next, the measuring means 9 for measuring the physical property value of the molten resin or the physical property value around the molten resin will be described in detail.
溶融樹脂の冷却状態によって変化する溶融樹脂の物性値としては、溶融樹脂の任意の位置における溶融樹脂の表面温度、屈折率、赤外線放射量、光透過量、結晶化度、偏光量等をいう。溶融樹脂の冷却状態によって変化する、溶融樹脂周囲の物性値としては、雰囲気温度、雰囲気中に晒された物質の赤外線放射量、雰囲気気体の屈折率等をいう。これらの物性値は、冷却空気に曝されている溶融樹脂がどの程度冷却されているかと密接な関連を有しており、測定手段9は、これらの少なくとも何れかを測定するように構成されている。そして制御部11は、測定手段9による測定結果に基づいてクエンチブロワ13から供給される冷却空気の温度や量を調整するように構成されている。
The physical property value of the molten resin that changes depending on the cooling state of the molten resin refers to the surface temperature, refractive index, infrared radiation amount, light transmission amount, crystallinity, polarization amount, etc. of the molten resin at an arbitrary position of the molten resin. The physical property value around the molten resin, which changes depending on the cooling state of the molten resin, refers to the atmospheric temperature, the amount of infrared radiation of the substance exposed to the atmosphere, the refractive index of the atmospheric gas, and the like. These physical property values are closely related to how much the molten resin exposed to the cooling air is cooled, and the measuring means 9 is configured to measure at least one of these. Yes. And the
図3は、測定手段として溶融樹脂の表面温度、及び周辺温度を測定するためのセンサを用いた例を示す断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example in which a sensor for measuring the surface temperature of the molten resin and the ambient temperature is used as the measuring means.
図3に示すように、延長管19には、細化される領域における溶融樹脂の表面温度を測定するための放射温度センサ27と、細化される領域Rにおける溶融樹脂の周辺温度を測定するための電熱対29,31とが取り付けられている。そして放射温度センサ27と電熱対29,31は制御部11に接続されており、測定結果を制御部11に送信するようになっている。
As shown in FIG. 3, the
放射温度センサ27は、延長管19の側壁の一部をくり抜いて窓33を形成し、この窓33を介して任意の固定点における溶融樹脂の表面温度を継続的に測定する。この固定点の位置は、細化される領域R中のどの点であっても構わない。そして制御部11は、放射温度センサ27による測定結果に基づいて、この固定点における溶融樹脂の表面温度と、予め決定された温度とを比較する。そして比較した結果、この固定点における溶融樹脂の表面温度が予め決定された温度よりも高い場合には、制御部11は、溶融樹脂の冷却が足りていないと判断して、クエンチブロワ13から冷却筒17に供給される冷却空気の温度を下げ、及び/又は冷却空気の量を増加させる。このように溶融樹脂の表面温度をクエンチブロワ13から供給される冷却空気の温度・量にフィードバックすることによって、固定点における溶融樹脂の表面温度を一定に保つことができる。
The
また、電熱対29,31は、溶融樹脂と延長管19の内壁との間、及び四本の溶融樹脂流れの中央に配置されている。そして各電熱対29,31は、溶融樹脂と延長管19の内壁との間における固定点の雰囲気温度、及び四本の溶融樹脂流れの中央の固定点での雰囲気温度を制御部11に送信するようになっている。そして制御部は、電熱対29,31による測定結果に基づいて、この固定点における雰囲気温度と、予め決定された温度とを比較する。そして比較の結果、この固定点における雰囲気温度が予め決定された温度よりも高い場合には、制御部11は、溶融樹脂を十分に冷却できていないと判断して、クエンチブロワ13から冷却筒17に供給される冷却空気の温度を下げ、及び/又は冷却空気の量を増加させる。一方で、この固定点における雰囲気温度が予め決定された温度よりも低い場合には、制御部11は、溶融樹脂を冷却し過ぎていると判断して、クエンチブロワ13から冷却筒17に供給される冷却空気の温度を上げ、及び/又は冷却空気の量を減らす。このように溶融樹脂の表面温度をクエンチブロワ13から供給される冷却空気の温度・量にフィードバックすることによって、固定点における溶融樹脂の表面温度を一定に保つことができる。
The
尚、図3に示す例では、延長管19に放射温度センサ27及び複数の電熱対29,31を設けることとしているが、放射温度センサ19と複数の電熱対29,31の何れか一方を取り付けるようにしても良いし、一個の電熱対を取り付けるようにしても良い。
In the example shown in FIG. 3, the
図4乃至図6は、測定手段として溶融樹脂の光学特性を測定するためのセンサを用いた例を示す。図4乃至6に示す例では、溶融樹脂の偏光状態を測定することによって溶融樹脂の冷却状態を判断するように構成された溶融紡糸装置を示す。 4 to 6 show an example in which a sensor for measuring the optical characteristics of the molten resin is used as the measuring means. The examples shown in FIGS. 4 to 6 show a melt spinning apparatus configured to determine the cooling state of the molten resin by measuring the polarization state of the molten resin.
先ず図4に示す例では、環状開口を有するノズル15の中央(環状開口の中心)にGF(Glass Fiber)製のライトガイド等の導光体35が取り付けられている。導光体35の一端は、環状開口と中心から下向きに露出しており、他端から入射されて光りを溶融樹脂の流れる方向に向けて出射するように構成されている。導光体35の一端から出射された光は、中空状の溶融樹脂流れの中空部を通って進行する。また、延長管19の外部には、水平方向から撮像するように配置されたCCDカメラ37が設けられている。このCCDカメラ37は、例えば延長管19の一部を透明な材料で構成した窓33を介して溶融樹脂の細化される領域の固定点を撮像するようになっている。
In the example shown in FIG. 4, a
溶融樹脂は、紡糸ノズル3から紡出されたときは、液体状態であるので溶融樹脂の流れ方向と略平行に進行する光が溶融樹脂に当たったとしても、溶融樹脂の流れ方向と直交する方向、即ち水平方向に光を散乱することはない。しかし、溶融樹脂が固化して結晶化が進むにつれて、溶融樹脂に当たった光が散乱され易くなり、水平方向への光の散乱は、溶融樹脂の固化が進むにつれて多くなる。従って、溶融樹脂が進行している範囲に実質的に相当する細化される領域Rの固定点において、水平方向から溶融樹脂からの散乱光の強度を測定することによって、溶融樹脂の結晶化の進行程度を知ることができる。
When the molten resin is spun from the spinning
そして制御部11は、CCDカメラ37で撮像した画像に基づいて、この固定点における散乱光の強度と、予め決定された強度とを比較する。そして比較の結果、この固定点における散乱光の強度が、予め決定された強度よりも強い場合には、制御部11は、溶融樹脂の結晶化が進行し過ぎており溶融樹脂を冷却し過ぎていると判断して、クエンチブロワ13から冷却筒に供給される冷却空気の温度を上げ、及び/又は冷却空気の量を減らす。一方で、この固定点における散乱光の強度が、予め決定された強度よりも弱い場合には、制御部11は、溶融樹脂の結晶化が遅れており溶融樹脂を十分に冷却できていないと判断して、クエンチブロワ13から冷却筒17に供給される冷却空気の温度を下げ、及び/又は冷却空気の量を増加させる。このように溶融樹脂の結晶化の進行程度を溶融樹脂の光の散乱強度から判断してこの判断結果をクエンチブロワ13から供給される冷却空気の温度・量にフィードバックすることによって、固定点における溶融樹脂の結晶化の進行程度を一定に保つことができる。
Then, the
図5に示す例では、延長管19の同一の水平面に発光素子39及び受光素子41が取り付けられている。発光素子39及び受光素子41は、延長管19内部を通過する溶融樹脂流れを挟むように配置されており、発光素子39から水平方向に出射された光が溶融樹脂に当たるように配置されている。また受光素子41は、制御部11と接続されており、発光素子39からの光の検出結果を制御部11に送信するように構成されている。
In the example shown in FIG. 5, the
そして図5(a)に示すように、発光素子39と受光素子41が配置されている水平面の高さにおいて溶融樹脂の結晶化が既に完了している場合には、発光素子39からの光は溶融樹脂を通過しないので受光素子41に到達しない。一方で、図5(b)に示すように、発光素子39と受光素子41が配置されている水平面の高さにおいて溶融樹脂の結晶化が完了していない場合には、発光素子39からの光の少なくとも一部は溶融樹脂を通過して受光素子41に到達する。従って、制御部11において受光素子41で検出する光に関する閾値を予め設定しておくことによって、図4に示す例と同様に溶融樹脂の結晶化の進行程度を判断することができる。
As shown in FIG. 5A, when the crystallization of the molten resin has already been completed at the height of the horizontal plane where the
また、図6に示す例では、発光素子43と受光素子45が垂直方向に並んで延長管19に取り付けられている。この例では、溶融樹脂の光の反射の程度によって溶融樹脂の結晶化の進行程度を判断できるようになっている。即ち、図6(a)に示すように、発光素子43から斜め下向きに溶融樹脂に向けて出射された光が溶融樹脂の結晶化完了位置よりも低い位置において溶融樹脂に当たる場合には、発光素子43で出射された光の大部分を受光素子45において検出することができる。一方で、図6(b)に示すように、発光素子43から出射された光が結晶化完了位置よりも高い位置において溶融樹脂に当たる場合には、発光素子43で出射された光の大部分は溶融樹脂を通過してしまうため、受光素子45に向けて反射されない。従って、この場合には、受光素子45において溶融樹脂からの反射光を検出することができないか、また検出できたとしても光の強度は弱い。従って、制御部11において受光素子45で検出する、溶融樹脂からの反射光の強度に関する閾値を予め設定しておくことによって、図4に示す例と同様に溶融樹脂の結晶化の進行程度を判断することができる。
Further, in the example shown in FIG. 6, the
そして図5及び図6に示す何れの例においても、制御部11は、受光素子41,45における光の検出結果に基づいて、固定点における光の強度と、予め決定された光の強度とを比較する。そして比較の結果、この固定点における光の強度が、予め決定された強度よりも強い場合には、制御部11は、溶融樹脂の結晶化が進行し過ぎており溶融樹脂を冷却し過ぎていると判断して、クエンチブロワ13から冷却筒17に供給される冷却空気の温度を上げ、及び/又は冷却空気の量を減らす。一方で、この固定点における光の強度が、予め決定された強度よりも弱い場合には、制御部11は、溶融樹脂の結晶化が遅れており溶融樹脂を十分に冷却できていないと判断して、クエンチブロワ13から冷却筒17に供給される冷却空気の温度を下げ、及び/又は冷却空気の量を増加させる。このように溶融樹脂の結晶化の進行程度を溶融樹脂の光の散乱強度から判断してこの判断結果をクエンチブロワから供給される冷却空気の温度・量にフィードバックすることによって、固定点における溶融樹脂の結晶化の進行程度を一定に保つことができる。
In any of the examples shown in FIGS. 5 and 6, the
以上のように、溶融紡糸装置1によれば、測定手段9において溶融樹脂の物性値又は溶融樹脂周辺の物性値を測定することができるので、溶融樹脂の冷却状態を容易に知ることができる。さらに、溶融紡糸装置1によれば、測定手段9による測定結果に基づいてクエンチブロワ13をフィードバック制御することができるので、冷却環境を適切に維持し、均一な中空状賦形物を作り出すことができる。
As described above, according to the
尚、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Each structure of the above-mentioned embodiment can be suitably changed in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
例えば、上述の実施形態では、測定手段9を延長管19に取り付けているが、溶融樹脂が冷却装置5(延長管17)に入ってから径が一定になるまでの間の細化される領域での溶融樹脂の物性値又は溶融樹脂周辺の物性値を測定できる位置であればどの位置でもよい。
また、上述の実施形態では、冷却流体として空気を用いているが、窒素ガス等単独成分の気体や混合気体等でもよい。
上述の実施形態のように、溶融樹脂を上から下に鉛直方向に紡出し巻き取るのがより好ましいが、下から紡出し上に鉛直方向で巻き取る形態であってもよいし、水平に紡出し紡出口に対して水平方向で巻き取る形態であってもよい。
ノズルの紡出口は環状の開口部を有しているものを用いるのが好ましいが、これに限定されるものではなく、環状に完全に開口していない紡出口等、中空状の繊維が紡糸できるのであれば特に形状は限定されない。
For example, in the above-described embodiment, the measuring
In the above-described embodiment, air is used as the cooling fluid. However, a single component gas such as nitrogen gas, a mixed gas, or the like may be used.
As in the above-described embodiment, it is more preferable to spin and wind the molten resin from the top to the bottom in the vertical direction. The form may be wound in the horizontal direction with respect to the delivery spinning outlet.
Although it is preferable to use a nozzle spout having an annular opening, the present invention is not limited to this, and hollow fibers such as a spout that is not completely opened in a ring can be spun. If it is, shape will not be specifically limited.
1 溶融紡糸装置
3 紡糸ヘッド
5 冷却装置
9 測定手段
11 制御部
13 クエンチブロワ
15 ノズル
27 放射温度センサ
29,31 電熱対
37 CCDカメラ
39,43 発光素子
41,45 受光素子
DESCRIPTION OF
Claims (9)
溶融樹脂が細化される領域における、溶融樹脂の冷却状態によって変化する溶融樹脂の物性値又は溶融樹脂周囲の物性値を測定する測定手段を備える中空状繊維の溶融紡糸装置。 A melt spinning device that applies a fluid having a temperature lower than that of the molten resin to the molten resin spun from the nozzle and solidifies the molten resin,
A melt spinning apparatus for hollow fibers, comprising measuring means for measuring a physical property value of a molten resin or a physical property value around the molten resin, which varies depending on a cooling state of the molten resin in a region where the molten resin is thinned.
前記冷却装置が、各紡出口に対応し複数個設けられている、請求項1又は2に記載の溶融紡糸装置。 The nozzle includes a plurality of spinning outlets,
The melt spinning apparatus according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the cooling devices are provided corresponding to each spinning outlet.
溶融樹脂が細化される領域における、溶融樹脂の冷却状態によって変化する溶融樹脂の物性値又は溶融樹脂周囲の物性値を測定する工程を備える中空状繊維を製造する方法。 A method for producing a hollow fiber by making a hollow shaped article by applying a fluid having a temperature lower than that of the molten resin to a molten resin spun from a nozzle and solidifying the hollow shaped article, and winding the hollow shaped article Because
A method for producing a hollow fiber comprising a step of measuring a physical property value of a molten resin or a physical property value around the molten resin, which varies depending on a cooling state of the molten resin in a region where the molten resin is thinned.
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