JP2020100902A - 乾湿式紡糸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凝固液槽の周囲の複数の位置からエアギャップを正確に確認可能な乾湿式紡糸装置の提供。【解決手段】凝固液１１を収容する凝固液槽と、凝固液槽の上方に配置され、凝固液槽の内部に向けて紡糸液を吐出するノズル７と、凝固液槽の上部の周囲に設けられ、凝固液槽からオーバーフローする凝固液を回収する回収溝２５とを備え、凝固液槽上部に設けて、少なくとも周方向の複数の領域に一定の水平面に沿って延びるオーバーフロー堰を有し、ノズルの先端を水平面に近接する高さに配置し、オーバーフロー堰から凝固液がオーバーフローする際に先端と凝固液の液面との間に所定のエアギャップを形成する様にノズルを設置し、回収溝の外周側には周方向にオーバーフロー堰に対応する位置に上端縁を有する周壁部を設け、周壁部の上端縁の位置が、オーバーフロー堰と同じか又はオーバーフロー堰よりも低くしている乾湿式紡糸装置１。【選択図】図１

Description

本開示は、乾湿式紡糸装置に関する。

特許文献１，２に記載されるように、凝固液の液面よりも上に配置された口金から紡糸原液を吐出させ、この紡糸原液がわずかな空気層を経由して凝固液中に導入されるように構成された乾湿式紡糸装置が知られている。乾湿式紡糸装置では、安定した紡糸を行うために、口金の先端と凝固液の液面との間の距離の変動を抑え、その距離を一定に保つことが重要である。

たとえば、特許文献１に記載の装置では、凝固液槽は、紡糸原液が供給される入口側と糸が引き出される出口側とを有する。糸は、入口側から出口側に向けて進行する。この凝固液槽には、凝固液の循環手段が設けられている。少なくとも凝固液槽の入口側には、凝固液をオーバーフローさせるためのオーバーフロー堰が設けられている。特許文献２に記載の装置では、凝固液槽の内部に流管が配置されており、この流管内に凝固原液が導かれる。凝固液は、凝固液槽の供給口から供給され、その大部分が流管を通って凝固糸とともに流出するが、若干の凝固液が凝固液槽の液面よりオーバーフローする。特許文献１，２に記載されるように、凝固液をオーバーフローさせる構成により、上記した距離の変動の低減が図られている。

特開平７−７０８１３号公報 特開平４−１９４０１４号公報

上記した従来の装置では、距離すなわちエアギャップの変動の低減が図られている。しかしながら、エアギャップをどのようにして確認するのかについては考慮されていない。凝固液槽から凝固液をオーバーフローさせたとしても、実際には、たとえば外側の壁部が邪魔になって、エアギャップを正確に確認することは難しい。外側の壁部越しにエアギャップを確認しようとしても、視線が斜めになるため、エアギャップを正確に確認することは難しい。

本開示は、凝固液槽の周囲の複数の位置からエアギャップを正確に確認可能な乾湿式紡糸装置を説明する。

本開示の一態様に係る乾湿式紡糸装置は、凝固液を収容すると共に、上方に開放された筒状の上部を有する凝固液槽と、凝固液槽の上方に配置され、凝固液槽の内部に向けて紡糸液を吐出するためのノズルであって、紡糸液が吐出される先端を有するノズルと、凝固液槽の上部の周囲に設けられ、凝固液槽からオーバーフローする凝固液を回収する回収溝と、を備え、凝固液槽は、上部に設けられ、少なくとも周方向の複数の領域において一定の水平面に沿って延びるオーバーフロー堰を有し、ノズルの先端は水平面に近接する高さに配置され、オーバーフロー堰から凝固液がオーバーフローする際に先端と凝固液の液面との間に所定のエアギャップが形成されるようにノズルが設置されており、回収溝の外周側には、周方向においてオーバーフロー堰に対応する位置に上端縁を有する周壁部が設けられており、周壁部の上端縁の位置は、オーバーフロー堰と同じか又はオーバーフロー堰よりも低くなっている。

この乾湿式紡糸装置によれば、ノズルの先端から吐出された紡糸液は、所定のエアギャップを介して凝固液中に導かれて凝固され、糸状凝固体となる。このとき、凝固液の一部が、凝固液槽内に導入される紡糸液の量に応じた分だけ凝固液槽内からオーバーフロー堰を乗り越えてオーバーフローし、回収溝に流入する。オーバーフロー堰は一定の水平面に沿って延びており、凝固液槽における凝固液の液面を規定する。周壁部の上端縁はオーバーフロー堰に対応する位置にあり、かつ、上端縁の位置はオーバーフロー堰と同じか又はオーバーフロー堰よりも低いため、水平方向（すなわち真横）から、ノズルの先端および液面が容易に見えるようになっている。これにより、適正なエアギャップが保たれているか否かを、例えば目視により正確に確認可能である。オーバーフロー堰は、少なくとも周方向の複数の領域に設けられているので、凝固液槽の周囲の複数の位置からエアギャップを正確に確認可能である。なお、本明細書で言う周方向の複数の領域とは、周方向に互いに間隔をおいて複数個存在する領域と、周方向に間隔を隔てることなく互いに繋がって、全周に連続して延びる形態とされた複数の領域との両方を含む。

オーバーフロー堰は凝固液槽の上部の全周に亘って設けられてもよい。この場合、凝固液は凝固液槽の上部の全周からオーバーフローするので、周方向のあらゆる位置から、エアギャップを容易に確認可能である。

上端縁は、周壁部の全周に亘って設けられてもよい。この場合、ノズルの先端およびオーバーフロー堰は水平な全方向に露出している。よって、凝固液槽の周囲のどの位置からでも、エアギャップを容易に確認可能である。

凝固液槽が上下方向に延びる筒状をなしており、凝固液槽の上下方向の長さは凝固液槽の水平方向の長さよりも大きくてもよい。この場合、縦長な形状の凝固液槽が提供される。このような縦長の凝固液槽では、凝固液槽の容量に比して、オーバーフロー堰の全長を短くできる。よって、オーバーフロー量を低減することができ、その結果、凝固液の節約が図られ得る。凝固液槽の高さ（すなわち凝固液の深さ）をもって凝固液内における糸状凝固体の走行距離（経路）を確保しつつも、装置のコンパクト化および省スペース化が図られる。加えて、凝固液槽の開口部を小さくすることができ、それによって、凝固液槽からの凝固液の蒸発量を有利に低減可能となる。

乾湿式紡糸装置は、凝固液槽内に設けられ、ノズルの先端から吐出された紡糸液が凝固液槽内で凝固されてなる糸状凝固体が巻き掛けられる折り返しローラと、折り返しローラに接続されて折り返しローラを昇降し、凝固液槽内における折り返しローラの高さを変更可能な昇降機と、を更に備えてもよい。この場合、昇降機によって折り返しローラの高さが変更されることにより、紡糸の段取り作業の作業性が向上する。また、凝固液槽内での繊維（糸状凝固体）の走行距離を任意に変更することができ、その結果、凝固液中での繊維の滞在時間をコントロールすること（紡糸条件の変更）が可能となる。

乾湿式紡糸装置は、ノズルの先端から吐出された紡糸液が凝固液槽内で凝固されてなる糸状凝固体の走行方向において凝固液槽の下流側に配置されて、凝固液を収容する第２凝固液槽を更に備え、糸状凝固体が、凝固液槽内および第２凝固液槽内を順次通過するようになっていてもよい。この場合、たとえば、凝固液槽と第２凝固液槽とにおいて、それぞれ独立した温度制御が可能である。たとえば、凝固液槽と第２凝固液槽とにおいて、所望の温度勾配を設けること等も可能である。

第２凝固液槽が上下方向に延びる筒状をなしており、第２凝固液槽の上下方向の長さは第２凝固液槽の水平方向の長さよりも大きくてもよい。この場合、縦長な形状の第２凝固液槽が提供される。このような縦長の第２凝固液槽では、第２凝固液槽の高さ（すなわち凝固液の深さ）をもって凝固液内における糸状凝固体の走行距離（経路）を確保しつつも、装置のコンパクト化および省スペース化が図られる。加えて、第２凝固液槽の開口部を小さくすることができ、それによって、第２凝固液槽からの凝固液の蒸発量を有利に低減可能となる。

乾湿式紡糸装置は、第２凝固液槽内に設けられ、第２凝固液槽内に導入された糸状凝固体が巻き掛けられる第２折り返しローラと、第２折り返しローラに接続されて第２折り返しローラを昇降し、第２凝固液槽内における第２折り返しローラの高さを変更可能な第２昇降機と、を更に備えてもよい。この場合、第２昇降機によって第２折り返しローラの高さが変更されることにより、紡糸の段取り作業の作業性が向上する。また、第２凝固液槽内での繊維（糸状凝固体）の走行距離を任意に変更することができ、その結果、凝固液中での繊維の滞在時間をコントロールすること（紡糸条件の変更）が可能となる。

乾湿式紡糸装置は、紡糸液が凝固液により凝固されてなる糸状凝固体の走行方向において凝固液槽の下流側に配置され、洗浄液を収容する１つ又は複数の洗浄液槽を更に備え、洗浄液槽が上下方向に延びる筒状をなしており、洗浄液槽の上下方向の長さは洗浄液槽の水平方向の長さよりも大きくてもよい。この場合、洗浄液槽において、糸状凝固体を洗浄可能である。また、縦長な形状の洗浄液槽が提供される。このような縦長の洗浄液槽では、洗浄液槽の高さ（すなわち洗浄液の深さ）をもって洗浄液内における糸状凝固体の走行距離（経路）を確保しつつも、装置のコンパクト化および省スペース化が図られる。

乾湿式紡糸装置は、洗浄液槽内に設けられ、洗浄液槽内に導入された糸状凝固体が巻き掛けられる第３折り返しローラと、第３折り返しローラに接続されて第３折り返しローラを昇降し、洗浄液槽内における第３折り返しローラの高さを変更可能な第３昇降機と、を更に備えてもよい。この場合、第３昇降機によって第３折り返しローラの高さが変更されることにより、紡糸の段取り作業の作業性が向上する。また、洗浄液槽内での繊維（糸状凝固体）の走行距離を任意に変更することができ、その結果、洗浄液中での繊維の滞在時間をコントロールすること（洗浄条件の変更）が可能となる。

複数の洗浄液槽が糸状凝固体の走行方向に並んで配置されており、糸状凝固体が複数の洗浄液槽内を順次通過するようになっていてもよい。この場合、たとえば、複数の洗浄液槽において、それぞれ独立した温度制御が可能である。たとえば、複数の洗浄液槽において、所望の温度勾配を設けること等も可能である。

本開示のいくつかの態様によれば、凝固液槽の周囲の複数の位置からエアギャップを確認可能である。

本開示の第１実施形態に係る乾湿式紡糸装置の概略構成を示す図である。 凝固液槽の上部付近の構成を示す図である。 図２の凝固液槽を上方から見て示す図である。 オーバーフロー堰から凝固液がオーバーフローして回収される状態を示す図である。 図１の乾湿式紡糸装置の凝固液槽、折り返しローラおよび昇降機を示す図である。 第２実施形態に係る乾湿式紡糸装置の凝固液槽の上部を示す断面図である。 第３実施形態に係る乾湿式紡糸装置の凝固液槽の上部を示す斜視図である。 図７の凝固液槽の上部を示す断面図である。 第４実施形態に係る乾湿式紡糸装置の凝固液槽の上部を示す斜視図である。 図９の凝固液槽の上部を示す断面図である。 本開示の第５実施形態に係る乾湿式紡糸装置の概略構成を示す図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１に示されるように、本実施形態の乾湿式紡糸装置１は、たとえばタンパク質繊維を紡糸するための装置である。乾湿式紡糸装置１は、凝固液槽２、洗浄液槽３、ドープ供給装置１０、ホットローラ１７、および巻取装置１８を備え、これらがベース１３に固定された一体型の装置である。このように、一例として、コンパクトタイプの乾湿式紡糸装置１が示されているが、乾湿式紡糸装置はこの形式に限られず、他の形式および規模（サイズ）で実施されてもよい。

乾湿式紡糸装置１によって紡糸される繊維は、特に限定されない。乾湿式紡糸装置１によって紡糸される繊維は、タンパク質繊維であってもよく、化学繊維であってもよい。いわゆる乾湿式紡糸により製造され得る公知のあらゆる繊維が、乾湿式紡糸装置１によって紡糸され得る。以下、乾湿式紡糸装置１によってタンパク質繊維が紡糸される場合について説明する。

ドープ供給装置１０は、タンパク質溶液であるドープ液（紡糸液）を凝固液槽２に供給する。ドープ液に用いられるタンパク質としては、たとえば、天然に存在するフィブロイン等の天然型構造タンパク質や、そのような天然型構造タンパク質に由来するポリペプチド（人造構造タンパク質）が用いられてもよい。天然に存在するフィブロインやそれに由来するフィブロイン（人造フィブロイン）として、昆虫及びクモ類が産生するフィブロインやそれに由来するフィブロインが用いられ得る。たとえば、天然クモ糸フィブロインや天然絹フィブロイン、若しくはそれらに由来するクモ糸フィブロインや絹フィブロイン等が用いられ得る。スパイダーシルクタンパク質を含む構造タンパク質が用いられてもよい。ドープ液の溶媒は、特に限定されず、タンパク質の種類等によって適宜に決定される。具体的には、ドープ液の溶媒は、例えば水であってもよく、緩衝液等の水系溶媒であってもよく、或いは各種の有機溶媒であってもよい。

乾湿式紡糸装置１は、１つの凝固液槽２を備える。凝固液槽２は、内部に凝固液１１を収容する。凝固液１１としては、たとえば、メタノール溶液等が用いられる。凝固液１１としては、脱溶媒が可能な溶液であればどのような溶液が使用されてもよい。凝固液１１は、紡糸対象の繊維の種類等に応じて、適宜に決定され得る。

凝固液槽２は、全体として、たとえば円筒状をなし、上方に向けて開放されている。この開放部分が、走行する繊維２０（またはドープ液乃至糸状凝固体）の入口および出口となっている。凝固液槽２は、筒状の胴部２ｃと、胴部２ｃの上側に接続された上部２ａと、胴部２ｃの下側に接続された下部２ｂとを有する。凝固液槽２の断面形状は、円形に限られず、たとえば矩形やその他の形状であってもよい。本実施形態において、凝固液槽２の上部２ａは、円筒状である。この上部２ａの断面形状も、円形に限られず、たとえば矩形やその他の形状であってもよい。言い換えれば、凝固液槽２は、竪型の槽である。

図５を参照してより詳細に説明すると、凝固液槽２は、上下方向に延びる筒状をなしており、凝固液槽２の高さ（上下方向の長さ）Ｈは、凝固液槽２の内径（水平方向の長さ）Ｄよりも大きい寸法とされている。

図１に示されるように、凝固液槽２は、ベース１３に対して、第１治具２１等によって支持および固定されている。凝固液槽２の下部２ｂには連通管２ｄが設けられている。連通管２ｄは、たとえば上下方向に、たとえば胴部２ｃの軸線に沿って配置されてもよい。この連通管２ｄに、流入配管６の第１端が接続されている。流入配管６の第２端は、図示しない循環配管、凝固液タンク、およびポンプ等の循環装置に接続されている。流入配管６は、凝固液１１を凝固液槽２内に流入させる。

なお、図１の乾湿式紡糸装置１では、１つの凝固液槽２が設けられる場合について示されているが、複数の凝固液槽２が設けられてもよい。その場合、同様の構成を有する凝固液槽２が並列されてもよい。各凝固液槽２に、流入配管６が接続され得る。

図１および図２に示されるように、上方に向けて開放された凝固液槽２の上部２ａに対面するようにして、ノズル７を含むドープ供給装置１０が設けられている。ドープ供給装置１０は、凝固液槽２の上方に配置されている。ドープ供給装置１０は、ドープ液を貯留する容積タンク９と、容積タンク９の下部に接続され、ノズル７に向けてドープ液を送出するギアポンプ８と、ギアポンプ８に接続され、ギアポンプ８から送出されたドープ液を凝固液槽２の内部に向けて吐出するノズル７とを備える。ドープ供給装置１０は、ギアポンプ８に代えて、公知の自動の送出装置を備えてもよく、また手動の送出装置（シリンジ等）を備えてもよい。手動の送出装置が設けられる場合、容積タンク９は省略されてもよい。

ノズル７は、凝固液槽２の上方であって空気中に配置される。ノズル７としては、乾湿式紡糸や湿式紡糸等に用いられる公知のノズル（口金）が採用され得る。ノズル７には、多数のホール（孔）が形成されてもよい。ノズル７は、下端に位置する先端７ａを有する。この先端７ａから、ドープ液が吐出される。ノズル７の先端７ａは、平面状であってもよい。先端７ａが平面状である場合、当該先端７ａのいずれの箇所においてもエアギャップｄ（詳しくは後述する）を均一に確保可能である。

乾湿式紡糸装置１においては、ノズル７の先端７ａからドープ液が吐出されると、ドープ液は僅かなエアギャップｄを経由して凝固液槽２内の凝固液１１に導入される。ドープ液が凝固液１１に接触すると、ドープ液から溶媒が離脱する。これにより、ドープ液内のタンパク質が凝固されてなる糸状凝固体が得られる。

図１および図３に示されるように、凝固液槽２内には、第１折り返しローラ３３が設けられている。この第１折り返しローラ３３は、上方から見て胴部２ｃの中央に配置されている。第１折り返しローラ３３は、その軸線が水平に延在するように配置されている。第１折り返しローラ３３には、ノズル７の先端７ａから吐出されたドープ液が凝固液槽２内で凝固されてなる糸状凝固体が巻き掛けられる。第１折り返しローラ３３としては、公知のローラが採用され得る。

一方、ベース１３には、第１昇降機３１が固定されている。第１昇降機３１は、ベース１３に固定されたシリンダ３１ａと、シリンダ３１ａに取り付けられ、シリンダ３１ａに対して往復動するように構成されたロッド３１ｂとを含む。第１折り返しローラ３３には、ロッド３１ｂの先端が接続されている。第１昇降機３１は、図示しないアクチュエータ等を備えており、第１折り返しローラ３３を昇降させることができる。第１昇降機３１として、油圧または空気圧を用いたシリンダ機構が採用され得る。第１昇降機３１は、胴部２ｃの下側（下部２ｂ寄りの領域）と胴部２ｃの上側（上部２ａ寄りの領域）との間で、第１折り返しローラ３３の高さを変更可能である。

第１昇降機３１として、上記の構成に限られず、あらゆる公知の昇降機構が採用され得る。たとえば、ピニオンおよびラックを含むギヤ機構やリンク機構、カム機構等と電動モータ等が組み合わされてもよい。

乾湿式紡糸装置１は、１つの洗浄液槽３を備える。洗浄液槽３は、紡糸された繊維（糸状凝固体）２０の走行方向において凝固液槽２の下流側に配置される。洗浄液槽３は、内部に洗浄液１２を収容する。洗浄液１２は、洗浄液槽３内に導入された繊維２０を洗浄するためのものである。洗浄液１２は、たとえば水であってもよい。この洗浄液槽３は、凝固液槽２と同様、竪型の円筒状をなしている。洗浄液槽３の上部３ａは上方に開放されている。この開放部分が、走行する繊維２０の入口および出口となっている。洗浄液槽３は、ベース１３に対して、第２治具２２等によって支持および固定されている。凝固液槽２について上述したのと同様、洗浄液槽３の形状はこれに限定されない。

より詳細には、洗浄液槽３は、上下方向に延びる筒状をなしており、洗浄液槽３の高さ（上下方向の長さ）は、洗浄液槽３の内径（水平方向の長さ）よりも大きい寸法とされている。洗浄液槽３におけるこれらの寸法は、凝固液槽２における寸法と違っていてもよいし、同じであってもよい。

洗浄液槽３にも、第３折り返しローラ３４と、第３折り返しローラ３４に接続されて第３折り返しローラ３４を昇降させる第３昇降機３２とが設けられている。第３昇降機３２は、ベース１３に固定されたシリンダ３２ａと、シリンダ３２ａに取り付けられ、シリンダ３２ａに対して往復動するように構成されたロッド３２ｂとを含む。第３昇降機３２は、第３折り返しローラ３４の高さを変更可能である。第３昇降機３２として、上記の構成に限られず、あらゆる公知の昇降機構が採用され得る。

なお、紡糸される繊維の種類等に応じて、洗浄液槽３および洗浄液１２を省略してもよい。

ベース１３内には、凝固液槽２および洗浄液槽３の外部において繊維２０を案内する複数のガイドローラ１４，１６と、繊維２０を乾燥させるためのホットローラ１７と、繊維２０を巻き取るための巻取装置１８とが設けられている。これら繊維を乾燥させるための装置や、繊維を巻き取るための装置としては、公知の装置が何れも採用され得る。

なお、紡糸工程としては、乾湿式紡糸方法として従来から一般に知られる工程が採用され得る。乾湿式紡糸装置１には、延伸工程および／またはオイリング工程等の工程を実施するための装置類が付加されてもよい。

乾湿式紡糸装置１には、上記したエアギャップｄを正確かつ容易に確認可能とする構成が組み込まれている。乾湿式紡糸装置１においては、ノズル７の先端７ａと凝固液１１の液面Ａとの距離であるエアギャップｄ（図４参照）を一定に保つことが重要である。たとえば、エアギャップｄが過小であると、液面Ａの変動により、ノズル７の先端７ａが液面Ａに接して紡糸ができなくなる可能性がある。またエアギャップｄが過大であると、液面Ａの変動で糸切れが発生する可能性がある。そのため、乾湿式紡糸装置１では、所望のエアギャップｄが保たれているか否かが、容易に確認できるようになっている。

図２および図４に示されるように、凝固液槽２は、上部２ａの全周に亘って一定の高さを有するオーバーフロー堰２ｅを備えている。このオーバーフロー堰２ｅは、上部２ａの上端面に相当する。オーバーフロー堰２ｅは、一定の水平面Ｐに沿って延びている。このように全周に亘って設けられたオーバーフロー堰２ｅは、周方向のすべての領域に形成されていると言える。凝固液槽２は、オーバーフロー堰２ｅの全域から凝固液１１がオーバーフローするように構成されている。

凝固液槽２の上部２ａの周囲には、凝固液槽２からオーバーフローする凝固液１１を回収する回収溝２５が設けられている。より詳細には、凝固液槽２の上部２ａには、上部２ａを取り囲むようにして、周壁部２７および底壁部２８が一体的に形成されている。凝固液槽２の上部２ａと、外周側に延在する円筒状の周壁部２７と、上部２ａおよび周壁部２７の下端を接続する環状の底壁部２８とによって、環状の溝である回収溝２５が画成されている。

周壁部２７、底壁部２８、および回収溝２５のいずれもが、全周に亘って設けられている。底壁部２８すなわち回収溝２５の底部の高さは、周方向において同一であってもよいし、適宜の勾配が形成されてもよい。なお、周壁部２７には、周方向の一箇所において、回収溝２５内の凝固液１１を流出させる回収配管２６が接続されている。

上記したノズル７は、先端７ａが水平面Ｐに近接する高さに位置するように配置されている。ノズル７は、オーバーフロー堰２ｅから凝固液１１がオーバーフローする際に、先端７ａと凝固液１１の液面Ａとの間に所定のエアギャップｄが形成されるように設置されている。エアギャップｄは、紡糸される繊維の種類等に応じて適切に設定され得る。

回収溝２５の外周側には、周壁部２７の全周に亘って、上端縁２７ａが設けられている。この上端縁２７ａは、周壁部２７の上端面に相当する。すなわち、上端縁２７ａは、全周に亘って設けられたオーバーフロー堰２ｅに対応する位置に設けられている。

図４に示されるように、周壁部２７の上端縁２７ａの位置は、オーバーフロー堰２ｅと同じ高さになっている。すなわち、上端縁２７ａは、水平面Ｐ（図２参照）に沿って延びている。言い換えれば、回収溝２５の外周側には、先端７ａおよびエアギャップｄに対して、水平方向の視界を遮る壁部等が何ら存在しない。先端７ａおよびエアギャップｄは、全周にわたって水平方向に露出している。

乾湿式紡糸装置１によれば、ノズル７の先端７ａから吐出されたドープ液は、所定のエアギャップｄを介して凝固液１１中に導かれて凝固され、糸状凝固体となる。このとき、凝固液１１の一部が、凝固液槽２内に導入されるドープ液の量に応じた分だけ、凝固液槽２内からオーバーフロー堰２ｅを乗り越えてオーバーフローし、回収溝２５に流入する。オーバーフロー堰２ｅは一定の水平面Ｐに沿って延びており、凝固液槽２における凝固液１１の液面Ａを規定する。周壁部２７の上端縁２７ａはオーバーフロー堰２ｅに対応する位置（上記実施形態では全周）にあり、かつ、上端縁２７ａの位置はオーバーフロー堰２ｅと同じである。これにより、水平方向（すなわち真横）から、ノズル７の先端７ａおよび液面Ａが容易に見えるようになっている（図４参照）。よって、適正なエアギャップｄが保たれているか否かを、上端縁２７ａ越しに、例えば目視により正確に確認可能である。なお、エアギャップｄの確認は、目視に限られず、カメラ等の機器を用いたモニタリングによって行われてもよい。オーバーフロー堰２ｅは、少なくとも周方向の複数の領域に設けられているので、凝固液槽２の周囲の複数の位置からエアギャップｄを正確に確認可能である。

エアギャップｄがもし適正に保たれていない／適正な範囲から外れそうな状況が確認された場合には、例えば、液面Ａの高さ位置に応じて、ドープ供給装置１０を図示しない昇降装置等で上下動させたり、或いは循環装置における循環（供給）流量を調整する等により、液面Ａの高さを調整したりして、エアギャップｄを所望の大きさに安定的に維持するようにしてもよい。

オーバーフロー堰２ｅは凝固液槽２の上部２ａの全周に亘って設けられており、凝固液１１は凝固液槽２の上部２ａの全周からオーバーフローする。これにより、周方向のあらゆる位置から、エアギャップｄを容易に確認可能になっている。

上端縁２７ａは、周壁部２７の全周に亘って設けられており、ノズル７の先端７ａおよびオーバーフロー堰２ｅは水平な全方向に露出している。これにより、凝固液槽２の周囲のどの位置からでも、エアギャップｄを容易に確認可能になっている。

縦長な形状の凝固液槽２では、凝固液槽２の容量に比して、オーバーフロー堰２ｅの全長が短くなっている。よって、オーバーフロー量を低減することができ、その結果、凝固液１１の節約が図られ得る。凝固液槽２の高さ（すなわち凝固液の深さ）をもって凝固液１１内における繊維２０の走行距離（経路）を確保しつつも、装置のコンパクト化および省スペース化が図られている。また、凝固液槽２の開口部を可及的に小さくすることができる。それによって、かかる開口部を通じての凝固液槽２からの凝固液１１の蒸発が抑制される。凝固液１１の蒸発量を有利に低減可能となっており、凝固液１１の節約が図られ得る。

第１昇降機３１によって第１折り返しローラ３３の高さが変更されることにより（図５参照）、紡糸の段取り作業の作業性が向上している。加えて、凝固液１１中での繊維２０の滞在時間をコントロールすることが可能となり、以って、繊維２０からの脱溶媒時間等の紡糸条件を容易に変更できるようになる。

洗浄液槽３において、繊維２０を洗浄可能である。また、縦長な形状の洗浄液槽３では、洗浄液槽３の高さ（すなわち洗浄液の深さ）をもって洗浄液１２内における繊維２０の走行距離（経路）を確保しつつも、装置のコンパクト化および省スペース化が図られている。

洗浄液槽３においても、第３昇降機３２によって第３折り返しローラ３４の高さが変更されることにより、紡糸の段取り作業の作業性が向上している。また、洗浄液１２中での繊維２０の滞在時間をコントロールすることが可能となり、以って、繊維２０の洗浄条件を容易に変更できるようになる。

次に、図６を参照して、本開示の第２実施形態について説明する。なお、図６〜図１０においては、凝固液槽の上部２ａのみが図示されており、ノズル７および回収溝２５の図示は省略されている。凝固液槽２Ａでは、周壁部２７の上端縁２７ａは、オーバーフロー堰２ｅに対応する位置（上記実施形態と同様に全周）にあるが、上端縁２７ａの位置は、オーバーフロー堰２ｅよりも低くなっている。このような周壁部２７および上端縁２７ａを備えた凝固液槽２Ａによっても、第１実施形態と同様の作用・効果が奏される。

次に、図７および図８を参照して、本開示の第３実施形態について説明する。凝固液槽２Ｂでは、周壁部２７に複数の切欠き部２７ｃが設けられている。周壁部２７には、周方向に複数の（たとえば４つの）切欠き部２７ｃが設けられている。切欠き部２７ｃの底部に相当する上端縁２７ａの位置は、オーバーフロー堰２ｅよりも低くなっているが、切欠き部２７ｃが設けられていない第２上端縁２７ｂの位置は、オーバーフロー堰２ｅよりも高くなっている。このような凝固液槽２Ｂによっても、適正なエアギャップｄが保たれているか否かを、上端縁２７ａ越しに、例えば目視により正確に確認可能である。

次に、図９および図１０を参照して、本開示の第４実施形態について説明する。凝固液槽２Ｃでは、凝固液槽２Ｂと同様、周壁部２７に複数の切欠き部２７ｃが設けられている。さらに、上部２ａにも、複数の切欠き部２ｆが設けられている。上部２ａには、周方向に複数の（たとえば４つの）切欠き部２ｆが設けられている。周壁部２７に形成された切欠き部２７ｃの底部に相当する上端縁２７ａの位置は、上部２ａに形成された切欠き部２ｆの底部に相当するオーバーフロー堰２ｅよりも低くなっている。この場合、オーバーフロー堰２ｅは、周方向の複数の領域において水平面Ｐに沿って延びており、上端縁２７ａは、オーバーフロー堰２ｅに対応する位置に設けられている。このような凝固液槽２Ｃによっても、適正なエアギャップｄが保たれているか否かを、上端縁２７ａ越しに、例えば目視により正確に確認可能である。なお、上記のように周壁部２７と上部２ａの周方向の互いに対応する部位に切欠き部２７ｃ，２ｆをそれぞれ設ける場合には、回収溝２５を、それら各切欠き部２７ｃ，２ｆに対応して位置するように、周方向に複数設けるようにしてもよい。

図１１を参照して、本開示の第５実施形態について説明する。第５実施形態が上記した第１〜第４実施形態と違う点は、凝固液槽２に加えて第２凝固液槽４０が更に設けられた点と、複数の洗浄液槽３が設けられた点である。乾湿式紡糸装置１Ｄは、１つの凝固液槽２と、１つの第２凝固液槽４０と、２つの洗浄液槽３とを備える。これらの凝固液槽２、第２凝固液槽４０、洗浄液槽３，３は、繊維２０の走行方向に並んで配置されている。第２凝固液槽４０は、繊維２０の走行方向において凝固液槽２の下流側に配置されている。洗浄液槽３，３は、繊維２０の走行方向において第２凝固液槽４０の下流側に配置されている。繊維２０が、凝固液槽２、第２凝固液槽４０、１番目の洗浄液槽３、および２番目の洗浄液槽３を順次通過するように、乾湿式紡糸装置１Ｄは構成されている。

第２凝固液槽４０は、内部に凝固液１１を収容する。第２凝固液槽４０の形状および寸法は、たとえば、凝固液槽２の形状および寸法と同じである。図５に示される凝固液槽２と同様、第２凝固液槽４０は、上下方向に延びる筒状をなしており、第２凝固液槽４０の高さ（上下方向の長さ）は、第２凝固液槽４０の内径（水平方向の長さ）よりも大きい寸法とされている。第２凝固液槽４０の上部は上方に開放されており、この開放部分が、走行する繊維２０の入口および出口となっている。なお、第２凝固液槽４０の形状はこれに限定されない。

第２凝固液槽４０にも、第２折り返しローラ３３Ａと、第２折り返しローラ３３Ａを昇降させる第２昇降機３１Ａとが設けられている。第２折り返しローラ３３Ａおよび第２昇降機３１Ａは、凝固液槽２に設けられた第１折り返しローラ３３および第１昇降機３１と同様の構成を有する。２番目の洗浄液槽３にも、第３折り返しローラ３４と、第３折り返しローラ３４を昇降させる第３昇降機３２とが設けられている。

乾湿式紡糸装置１Ｄによっても、第１実施形態の乾湿式紡糸装置１と同様の作用・効果が奏される。

第２凝固液槽４０が設けられる構成によれば、たとえば、凝固液槽２と第２凝固液槽４０とにおいて、それぞれ独立した温度制御が可能である。たとえば、凝固液槽２と第２凝固液槽４０とにおいて、所望の温度勾配を設けること等も可能である。

縦長の第２凝固液槽４０によれば、第２凝固液槽４０の高さ（すなわち凝固液の深さ）をもって凝固液１１内における糸の走行距離（経路）を確保しつつも、装置のコンパクト化および省スペース化が図られている。加えて、第２凝固液槽４０の開口部を可及的に小さくすることができる。それによって、第２凝固液槽４０からの凝固液１１の蒸発量を有利に低減可能となっている。

第２凝固液槽４０においても、第２昇降機３１Ａによって第２折り返しローラ３３Ａの高さが変更されることにより、紡糸の段取り作業の作業性が向上している。また、凝固液１１中での繊維２０の滞在時間をコントロールすることが可能となり、以って、繊維２０からの脱溶媒時間等の紡糸条件を容易に変更できるようになる。

複数の洗浄液槽３が設けられる構成によれば、たとえば、複数の洗浄液槽３において、それぞれ独立した温度制御が可能である。たとえば、複数の洗浄液槽３において、所望の温度勾配を設けること等も可能である。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。凝固液槽は、上部のみが筒状であって、上部以外の部分が別の形状をなしていてもよい。また、上部の形状も、特に限定されるものではなく、例えば、角筒状や水平断面が楕円形状のもの、或いは水平断面が不定形状等であってもよい。さらに、凝固液槽２は、従来用いられている横型（矩形の横長型）であってもよい。

オーバーフロー堰２ｅの水平断面における形状は多角形状であってもよく、楕円形状であってもよく、星形状であってもよく、不定形状であってもよい。流入配管６は凝固液槽２の側部に接続されてもよい。

乾湿式紡糸装置１には、少なくとも１つの凝固液槽２が設けられておればよく、第２凝固液槽４０および洗浄液槽３の設置数は何ら限定されるものではない。たとえば、１つの凝固液槽２のみが設けられ、洗浄液槽が設けられなくてもよい。１つの凝固液槽２と１つ又は複数の第２凝固液槽４０が設けられ、洗浄液槽が設けられなくてもよい。１つの凝固液槽２と１つ又は複数の第２凝固液槽４０と１つ又は複数の洗浄液槽３とが設けられてもよい。１つの凝固液槽２と１つ又は複数の洗浄液槽３とが設けられ、第２凝固液槽４０が設けられなくてもよい。１つ又は複数の第２凝固液槽４０に対して、凝固液槽２と同様、オーバーフロー堰２ｅおよび回収溝２５が設けられてもよく、流入配管６が設けられてもよい。

第５実施形態、または、第２凝固液槽４０および洗浄液槽３の設置数を変更したその他の形態において、第２〜第４実施形態の凝固液槽２Ａ，２Ｂ，２Ｃが適用されてもよい。

１，１Ｄ…乾湿式紡糸装置、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…凝固液槽、２ａ…上部、２ｂ…下部、２ｃ…胴部（側部）、２ｅ…オーバーフロー堰、３…洗浄液槽、６…流入配管、７…ノズル、７ａ…先端、８…ギアポンプ、９…容積タンク、１０…ドープ供給装置、１１…凝固液、１２…洗浄液、１７…ホットローラ、１８…巻取装置、２０…繊維（糸状凝固体）、２５…回収溝、２６…回収配管、２７…周壁部、２７ａ…上端縁、３１…第１昇降機、３１Ａ…第２昇降機、３２…第３昇降機、３３…第１折り返しローラ、３３Ａ…第２折り返しローラ、３４…第３折り返しローラ、４０…第２凝固液槽、Ａ…液面、Ｄ…内径（水平方向の長さ）、ｄ…エアギャップ、Ｈ…高さ（上下方向の長さ）。

Claims (11)

1. 凝固液を収容すると共に、上方に開放された筒状の上部を有する凝固液槽と、
   前記凝固液槽の上方に配置され、前記凝固液槽の内部に向けて紡糸液を吐出するためのノズルであって、前記紡糸液が吐出される先端を有するノズルと、
   前記凝固液槽の前記上部の周囲に設けられ、前記凝固液槽からオーバーフローする前記凝固液を回収する回収溝と、を備え、
   前記凝固液槽は、前記上部に設けられ、少なくとも周方向の複数の領域において一定の水平面に沿って延びるオーバーフロー堰を有し、
   前記ノズルの前記先端は前記水平面に近接する高さに配置され、前記オーバーフロー堰から前記凝固液がオーバーフローする際に前記先端と前記凝固液の液面との間に所定のエアギャップが形成されるように前記ノズルが設置されており、
   前記回収溝の外周側には、周方向において前記オーバーフロー堰に対応する位置に上端縁を有する周壁部が設けられており、
   前記周壁部の前記上端縁の位置は、前記オーバーフロー堰と同じか又は前記オーバーフロー堰よりも低くなっている、乾湿式紡糸装置。
2. 前記オーバーフロー堰は前記凝固液槽の前記上部の全周に亘って設けられている、請求項１に記載の乾湿式紡糸装置。
3. 前記上端縁は、前記周壁部の全周に亘って設けられている、請求項１または２に記載の乾湿式紡糸装置。
4. 前記凝固液槽が上下方向に延びる筒状をなしており、前記凝固液槽の上下方向の長さは前記凝固液槽の水平方向の長さよりも大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の乾湿式紡糸装置。
5. 前記凝固液槽内に設けられ、前記ノズルの前記先端から吐出された紡糸液が前記凝固液槽内で凝固されてなる糸状凝固体が巻き掛けられる折り返しローラと、
   前記折り返しローラに接続されて前記折り返しローラを昇降し、前記凝固液槽内における前記折り返しローラの高さを変更可能な昇降機と、を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の乾湿式紡糸装置。
6. 前記ノズルの前記先端から吐出された前記紡糸液が前記凝固液槽内で凝固されてなる糸状凝固体の走行方向において前記凝固液槽の下流側に配置されて、凝固液を収容する第２凝固液槽を更に備え、
   前記糸状凝固体が、前記凝固液槽内および前記第２凝固液槽内を順次通過するようになっている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の乾湿式紡糸装置。
7. 前記第２凝固液槽が上下方向に延びる筒状をなしており、前記第２凝固液槽の上下方向の長さは前記第２凝固液槽の水平方向の長さよりも大きい、請求項６に記載の乾湿式紡糸装置。
8. 前記第２凝固液槽内に設けられ、第２凝固液槽内に導入された前記糸状凝固体が巻き掛けられる第２折り返しローラと、
   前記第２折り返しローラに接続されて前記第２折り返しローラを昇降し、前記第２凝固液槽内における前記第２折り返しローラの高さを変更可能な第２昇降機と、を更に備える、請求項６または７に記載の乾湿式紡糸装置。
9. 前記紡糸液が前記凝固液により凝固されてなる糸状凝固体の走行方向において前記凝固液槽の下流側に配置され、洗浄液を収容する１つ又は複数の洗浄液槽を更に備え、
   前記洗浄液槽が上下方向に延びる筒状をなしており、前記洗浄液槽の上下方向の長さは前記洗浄液槽の水平方向の長さよりも大きい、請求項１〜８のいずれか一項に記載の乾湿式紡糸装置。
10. 前記洗浄液槽内に設けられ、前記洗浄液槽内に導入された前記糸状凝固体が巻き掛けられる第３折り返しローラと、
    前記第３折り返しローラに接続されて前記第３折り返しローラを昇降し、前記洗浄液槽内における前記第３折り返しローラの高さを変更可能な第３昇降機と、を更に備える、請求項９に記載の乾湿式紡糸装置。
11. 複数の前記洗浄液槽が前記糸状凝固体の前記走行方向に並んで配置されており、前記糸状凝固体が複数の前記洗浄液槽内を順次通過するようになっている、請求項９または１０に記載の乾湿式紡糸装置。

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