JP3802728B2 - Molten spinning base pack - Google Patents

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JP3802728B2
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正 神野
建二 岩下
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアミド、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂の重合体(以下、単に「ポリマー」と称する)からなる紡糸融液を繊維状にして溶融紡糸するための紡糸口金パックに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ポリアミド、ポリエステルなどのポリマーは押出機などによって溶融押出しされた後、ギヤポンプなどの定量供給手段によって、スピンブロックに設けられた紡糸口金パックへ定量供給され、紡糸口金に穿孔された吐出孔群から吐出され、それぞれ繊維として成形される。
【0003】
一般に、前記の紡糸口金パックの代表的な構造としては、図1(正断面略線図)に模式的に例示したようなものがある。ここで、このような溶融紡糸方法に使用される紡糸口金パックについて、前記図1を参照しながら簡単に説明する。
【0004】
先ず、紡糸パック口金の本体部1は、上部パック部材1a、中間パック部材1b、そして下部パック部材1cに3分割されており、これによって、その内部に必要な紡糸部材を組み込んだり、紡糸後の再使用に際して分解及び内部清掃を容易としている。
【0005】
つまり、濾過材2a〜2c、パッキン2d、支持部材3、金属サンド4、円筒状のカセットリング5、そして口金6などの紡糸部材をその内部に収容して、前記中間パック部材1bに対して上部パック部材1aと下部パック部材1cとを、それぞれ締結部材であるボルト7a及び7bによって、それぞれ上下から締結して取り付ける構造となっている。
【0006】
このような紡糸口金パックにおいて、上部パック部材1aに穿設されたポリマー導入孔Haから導入されたポリマーは、濾過材2c、金属サンド4、そして支持部材3の直上に設けられた濾過材2aをそれぞれ順番に通過した後、支持部材3へと供給される構造となっている。
【0007】
なお、前記濾過材2cは、その外周縁が例えばアルミニウム材のような金属リブを有するアルミリブ付きの濾材で囲繞されて形成されている。したがって、アルミリブ部をカセットリング5の上端面とパック本体の上部パック部材1aとの間で挟み付けて圧着させることで、この部分からのポリマーの漏れを防止できる構造となっている。また当然の事ながら比較的粒子径が大きな異物をこの部分で濾過する役割をも兼ねている。
【0008】
更に、支持部材3の直上に設けられる濾過材2aに関しては、ポリマー中に含まれる微小な異物を除去するために、平均粒子径が極めて小さな異物まで濾過することが要求されるため、濾過抵抗が必然的に高くなって、濾過圧力も上昇する。また、異物が捕獲されることによる濾材の経時的な目詰まりに起因する濾材寿命を延長する必要もある。
【0009】
このような理由から、支持部材3の直上に設けられる濾過材2aは、なるべく濾過面積を大きく採ることが要求される。つまり、濾過材2aの単位面積当たりのポリマー通過量を小さくすることで、濾過材2aが捕獲する異物の量を少なくすると共に、濾過圧を低下させることができるのである。
【0010】
したがって、一般に濾過材2aの直上でポリマー流路を大きく拡大し、その後拡散させたポリマーをポリマー集合孔Hbによって縮流して集合させ、その後紡糸口金6へと分配供給する、図1に例示したような紡糸口金パック構造が必要とされる。
【0011】
その場合、前記の支持部材3は、濾過材2aに懸る大きな濾過圧力を支えながら、大きく拡大されたポリマー流路を流れるポリマーを再び集合させてなるべく小さく縮流させる役割を果たす。そしてこれによって、支持部材3は、パック内で異なる流れ経路を経たポリマーを縮流部でもう一度集合させることで、各種の熱履歴を有するポリマーをある意味で均一に混合させる役割を果たす。このため、支持部材3の構造が極めて重要となる。
【0012】
何故ならば、支持部材3は、前述のような複合した機能を有するが故に、この支持部材3からスムーズにポリマーを口金6へ分配し、ポリマーの異常滞留がこの部分で生じないように設計することが極めて困難となるからである。もし、この支持部材3の部位でポリマーの異常滞留が部分的に生じると、長時間にわたって加熱された異常滞留ポリマーが熱分解を起こし、これらが正常なポリマーに混入するという事態が生じる。
【0013】
特に、図1に例示したように、その全面にわたって略均等に、ポリマーの分配孔群Hcが穿孔されているような支持部材3では、ポリマーの流れを十分制御することができず、ポリマーが長時間滞留し易い、いわゆる「デッドスペース」が生じ易く、これに伴うポリマーの熱分解が生じ易いという問題を有している。
【0014】
このような事態が生じると、得られる繊維の品質が劣ったものとなることは勿論、溶融紡糸工程自体も極めて不安定となるという問題を惹起することとなる。また、仮に溶融紡糸ができたとしても、後続の延伸工程において単繊維切れによる毛羽の発生や、色相異常を惹起するという問題を有する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
以上に述べた従来の溶融紡糸用紡糸口金パックが有する問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、「紡糸口金パック内でのポリマーの異常滞留を極力少なくし、これによって得られる繊維の品質の向上を図ると共に、溶融紡糸工程或いは後続の延伸工程での工程調子の安定をも図ることができる溶融紡糸用口金パックを提供する」ことにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
ここに、特許請求の範囲の請求項1に係わる本発明として、「少なくともポリマーから異物を取り除くための濾過材と、該濾過材を下方から支持するための支持部材とが設けられた、熱可塑性ポリマーを溶融紡糸するための紡糸口金パックにおいて、
前記支持部材には、
前記濾過材による濾過圧力を支える受圧部下面の受圧面が該支持部材の少なくとも外周部側にのみ形成されるか、或いは外周部側と内周部側の一部とに形成されて、その中間部には形成されず、かつ
前記濾過材の上流側で拡流されたポリマー流を該濾過材の下流側で縮流して口金へ供給する放射状のポリマー集合溝が前記受圧部下面に形成されていること
を特徴とする溶融紡糸用口金パック」が提供される。
【0017】
また、特許請求の範囲の請求項2に係わる本発明によれば、「前記濾過材と接する前記支持部材の支持上面に、前記濾過材を通過したポリマーを前記支持部材の外周部へと分配する放射状の分配溝が設けられたことを特徴とする請求項1記載の放射状の分配溝によって供給された溶融紡糸用口金パック」が提供される。
【0018】
そして、特許請求の範囲の請求項3に係わる本発明によれば、「前記支持上面に設けられた放射状の分配溝を介して前記支持部材の外周部へと一旦分散分配されたポリマーを、前記受圧部下面に設けられた放射状の集合溝を介して、再び縮流する縮流流路構造を有する請求項2記載の溶融紡糸用口金パック」が提供される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の溶融紡糸用口金パックについて、詳細に説明する。なお、本発明の紡糸口金パックの基本構造は、従来の技術の欄で説明した、図1に模式的に例示したものをそのまま使用することができる。したがって、本発明においても、図1に模式的に例示した溶融紡糸用口金パックを使用して以下に詳細に説明する。
【0020】
先ず、図1に模式的に例示した本発明でも基本構造はそのまま使用が可能な紡糸口金パックに関して、もう少し敷延して説明すると、一般に、溶融紡糸用口金パックにおいては、金属サンド4の他に、ガラスビーズなどの充填物が部品として使用されることもある。そこで、先ず金属サンドの役割について説明すると、これは、紡糸口金パックの本体内部に導入孔Haから導入されたポリマーの滞留時間を減少させるための作用と、導入されたポリマーを均一に加熱する役割を果たす。
【0021】
つまり、金属サンド4を充填することによって、この充填した金属サンド4が占有する体積分だけ、ポリマーのパック本体内での占有体積を減少させるのである。そして、これによって、その占有体積分だけパック内でのポリマーの滞留空間が減少して、これに伴ってパック内での滞留時間も減少することとなる。したがって、ポリマーがバック内で余分に加熱されることもなくなるため、ポリマーの長期間加熱に伴う熱劣化を抑制することができる。
【0022】
また、このとき金属サンド4は、パックに定常的に供給される熱によって、パック内で予め加熱されて、一定の温度にまで昇温している。このため、この金属サンド4とパック内に導入されたポリマーとが互いにパック内で接触することで、ポリマーが速やかに均一な温度に迄加熱されるという作用もある。
【0023】
つまり、金属サンド4が充填されていない場合は、ポリマーは外周部から徐々に加熱されるのに対して、金属サンド4が充填されていれば、充填された金属サンド4との接触によって、内部からも均一に加熱されるという効果を有する。
【0024】
次に、前述の支持部材3から供給されたポリマーを集合させて口金6へ導入する集合孔Hbの役割として、支持部材3と協働して、濾過材2aより下流側部分でのポリマー滞留時間を減少させることを挙げることができる。
【0025】
なお、溶融紡糸口金パック内におけるポリマーの流れは、極めて安定した層流状態にあるため、流路の外周側を流れるポリマーと内周側を流れるポリマーとの間で流線が互いに入れ換わることはない。したがって、流路の横断面内でポリマーを均一に混合することでポリマー流れの熱履歴を均質化するために、この集合孔Hbに例えばケニックス型やスルザー型などのスタチック・ミキサー(静的混合素子)を設置することもある。
【0026】
ところで、前記の図4において、例えば溶融押出機(図示せず)などによって溶融させられたポリマーは、紡糸口金パック本体の上部パック部材1aに穿設された導入孔Haから、図示しないギヤポンプなどの定量供給手段によって定量供給され、シール材を兼ねる濾過材2cを通過した後、カセットリング5内に充填された金属サンド4層を通過し、濾過材2dへ供給される。
【0027】
そして、前記濾過材2dを通過したポリマーは、その直下に設けられた支持部材3’によって縮流・集合させられる。更に、このようにして集められたポリマーは、口金6直上に設けられたシール材を兼ねる濾過材2bを通過して、最終的に口金6に穿孔された吐出孔(図示せず)から吐出されて、繊維として成形されることとなる。
【0028】
以上のように構成される、本発明の溶融紡糸用口金パックの一つの特徴は、前記「支持部材」が設けられる場所に、ポリマーが過度に長時間滞留して熱劣化を引き起こさないようにした点にあり、これについて以下に図面を参照しながら更に詳細に説明する。
【0029】
図2は、本発明の溶融紡糸用口金パックに使用する「支持部材」の一実施形態模式的に例示した説明図であって、図(a)は上部平面図、図(b)は側断面図(図(a)のX−X矢視断面図)、そして図(c)は下部平面図をそれぞれ模式的にそれぞれ例示したものである。なお、図(a)と図(c)においては、支持部材3’自体が線対称に形成されているため、全体ではなく、その上半分のみを図示してある。
【0030】
該図2に例示した支持部材3’において、参照符号G0〜G6は、例えば前述の図1に
示した口金パックに設けられた濾過材2dを通過したポリマーを下流側へ供給するための同心円状に設けられた分配溝(図2の実施態様では、6列の溝群からなる)を示す。また、参照符号P0〜P6は、前記濾過材2dが大きな圧力を受けて変形しないように、濾過材2dを支持するための支持上面を示す。
【0031】
更に、参照符号S1〜S16(この中で、S9〜S16は図示せず)は、支持部材3’の受圧部であり、参照符号R0〜R15(この中で、R9〜R15は図示せず)は、前記受圧部S1〜S16の下面に放射状に形成されたポリマー集合溝をそれぞれ示す。
【0032】
その際、受圧部S1〜S16の下面には、円環状溝Dが設けられている。したがって、この円環状溝D部では、濾過材2dに作用する大きな濾過圧力を受け持つことはできず、図(c)に示した受圧面(強調するために、多数の小点からなる網掛けで示した部分)でのみ、前記中間パック部材1bによって支えられて、濾過圧力を受けることとなる。なお、図(b)には、二点鎖線で前記中間パック部材1bと支持部材3’との境界線を図示している。
【0033】
このため、従来技術のように、円環状溝Dを設けずに受圧部S1〜S16の下面の全面で濾過圧力を支える場合と異なり、支持部材3’自体が変形し易くなるという強度上の問題はある。しかしながら、これに関しては、実用上大きな問題ではなく、それ以上に以下に述べるような大きな効果を期待できる。
【0034】
一般に、支持部材3’は、組立てや分解を容易にし、かつ内部の清掃を容易に可能とするため、中間パック部材1bに対して着脱自在の分離が可能な構造とされている。このため、支持部材3’が装着される中間パック部材1bとの接触面には、製作精度を上げてこの接触面の密着性を上げたとしても僅かな隙間が発生し、どうしてもこの隙間部分にポリマーが侵入し易くなる。
【0035】
また、これらの部品は一回だけの使用で廃棄されるものではなく、繰り返し使用が前提となる。このため、この接触面の密着性を上げたとしても、繰り返し使用によって、どうしても接触面の仕上げ精度が悪くなって隙間が発生することは避け難く、この隙間部分へのポリマーの侵入を妨げることには限界がある。
【0036】
以上に述べたような理由から、隙間に侵入したポリマーは、長時間にわたって、支持部材3’の受圧部S1〜S16の下面に滞留し、長時間か熱されることとなって、熱劣化を惹起することとなる。もし、このような熱劣化が生じたポリマーが熱劣化を受けないポリマーに混入するような事態が生じれば、得られる繊維の品質が劣ったものとなる。
【0037】
更には、溶融紡糸工程自体も極めて不安定となるという問題を惹起することとなる。また、仮に溶融紡糸ができたとしても、後続の延伸工程において単繊維切れによる毛羽の発生や、色相異常を惹起するという従来の技術の欄で既に述べた諸問題を惹起する。
【0038】
したがって、受圧部S1〜S16の下面に円環状溝Dを設けることで、この円環状溝D部では濾過材2dに作用する大きな濾過圧力を受け持たせず、図(c)に参照符号A1〜A16及びB1〜B16で示した受圧面(強調するために、多数の点からなる網掛けで示した部分)でのみ濾過圧力を受け持たせることが肝要となる。このようにして、前記受圧面A1〜A16及びB1〜B16の割合を極力少なくすることによって、この部分にポリマーが滞留する可能性を可能な限り、減少させることができる。
【0039】
なお、前記受圧部S1〜S16の下面には、前記濾過材2dの上流側で拡流されたポリマー流を該濾過材2dの下流側で縮流して口金6へ供給する放射状のポリマー集合溝R0〜R15が形成されている。なお、この放射状のポリマー集合溝R0〜R15は、受圧部S1〜S16の下面を流れるポリマーを円滑に集合孔Hbへと向かわせて該集合孔Hbへ縮流させながら導入する役割を果たす。
【0040】
以上に述べたように、円環状溝Dを設けることによって、前記濾過材2dによる濾過圧力を支える受圧部S1〜S16下面の受圧面A1〜A16及びB1〜B16が該支持部材3’の少なくとも外周部側と内周部側とに形成されることとなる。その際、支持部材3’の強度上の問題が解消されるのであれば、前記濾過材2dによる濾過圧力を支える受圧部S1〜S16下面の受圧面が少なくとも外周部側、即ち受圧面A1〜A16にのみ形成することがより好ましい。
【0041】
なお、前記円環状溝Dの溝深さは、単なる設計事項であって、特に制限する必要は無い。ただし、この部分でのポリマーの滞留量と滞留時間とが可及的に少なくなるように設定することは熱劣化を防止するという観点から好ましいことである。したがって、前記円環状溝Dの溝深さとしては、例えば0.3〜3mm程度にすれば、ポリマーの流れを円滑にすると共に、その滞留量(滞留時間)も少なくでき好ましい。
【0042】
次に、本発明の溶融紡糸用口金パックの他の実施形態について、以下に図3を参照しながら詳細に説明する。なお、この図3は、図1に例示した従来の支持部材3、及び図2の支持部材3’に代わる他の支持部材3”を模式的に例示した説明図である。
【0043】
ただし、前記図3において、図(a)は上部平面図、図(b)は側断面図(図(a)のX−X矢視断面図)、図(c)は側断面図(図(d)のY−Y矢視断面図)、そして、図(d)は下部平面図をそれぞれ模式的にそれぞれ例示したものである。なお、図(b)と図(c)では、支持部材3”のそれぞれ上半部のみを図示している。
【0044】
この図3において示されているように、前記濾過材2dは、濾過材2dを支持するための支持上面P1’,P2’,P3’,及びP4’(ただし、P3’及びP4’は図示せず)によって支持される。そして、この支持上面P1’〜P4’には、前記濾過材2dを通過したポリマーを支持部材3”の外周部へと分配する放射状の分配溝G0’〜G35’(ただし、G17’〜G35’は図示せず)が設けられている。
【0045】
したがって、前記濾過材2dによって異物が除去されたポリマーは、これらの分配溝G0’〜G35’を介して、全て支持部材3”の外周部へ一旦分配される。これによって、濾過材2dのあらゆる部位を通過したポリマー流は、どのような部位を通過したかに係わりなく、全て平等に支持部材3”の外周部へ一旦分配されることとなる。
【0046】
そしてその後、支持部材3”の支持上面P1’〜P4’の外周部から受圧部下面に設けられた放射状のポリマー集合溝R0’〜R35’(ただし、R17’〜R35’は図示せず)によって、前記集合孔Hbへと縮流・集合されて供給される。
【0047】
その際、受圧部下面には、円環状溝D’が設けられており、受圧部下面で濾過材2dをポリマーが通過することによる濾過圧力の発生を受ける受圧面としては、図(d)で多数の点で網掛けで強調表示したA1’〜A35’(ただし、A17’〜A35’は図示せず)のみで構成されることとなる。
【0048】
したがって、この実施形態においては、前記濾過材2dによる濾過圧力を支える受圧部下面の受圧面として外周部側の受圧面A1〜A16によってのみ形成されており、内周部側には形成されていない。
【0049】
以上に述べたように、本発明においては、受圧部下面の受圧面形状が極めて重要であり、このような受圧面形状について図4を参照しながら詳細に説明する。なお、図4は、本発明の溶融紡糸用口金パックに使用する「支持部材」の受圧部下面の受圧面形状に関し、各種実施形態を模式的に例示した説明図である。
【0050】
該図4の図(a)〜(f)において、中間パック部材1bと接触して、濾過材2dによって発生する濾過圧力を受けるための受圧部は、それぞれ多数の点で網掛けして強調表示された部分である。なお、図(a)〜(f)において、扇形で表わした部分は、多数の扇形の受圧面の一つだけを取り出して模式的に例示したものである。
【0051】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の溶融紡糸用口金パックによれば、紡糸口金パック内でのポリマーの異常滞留を極力少なくでき、これによって得られる繊維の品質の向上を図ると共に、溶融紡糸工程或いは後続の延伸工程での工程調子の安定をも図ることができる溶融紡糸用口金パックを提供するという、極めて顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一般に使用される溶融紡糸用口金パックを模式的に例示した正断面略線図である。
【図2】 本発明の溶融紡糸用口金パックに使用する「支持部材」の一実施形態を模式的に例示した説明図であって、図(a)は上部平面図、図(b)は側断面図(図(a)のA−A矢視断面図)、そして図(c)は下部平面図をそれぞれ模式的に例示したものである。
【図3】 本発明の溶融紡糸用口金パックに使用する「支持部材」の他の一実施形態を模式的に例示した説明図であって、図(a)は上部平面図、図(b)は側断面図(図(a)のX−X矢視断面図)、図(c)は側断面図(図(d)のY−Y矢視断面図)、そして、図(d)は下部平面図をそれぞれ模式的にそれぞれ例示したものである。
【図4】 本発明の溶融紡糸用口金パックに使用する「支持部材」の受圧部下面の受圧面形状に関し、各種実施形態を模式的に例示した説明図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spinneret pack for melting and spinning a spinning melt composed of a polymer of a thermoplastic resin such as polyamide or polyester (hereinafter simply referred to as “polymer”).
[0002]
[Prior art]
Generally, polymers such as polyamide and polyester are melt-extruded by an extruder or the like, and then quantitatively supplied to a spinneret pack provided in a spin block by a quantitative supply means such as a gear pump, and a group of discharge holes perforated in the spinneret. And are each formed as a fiber.
[0003]
In general, a typical structure of the spinneret pack is as schematically illustrated in FIG. 1 (a schematic cross-sectional diagram). Here, the spinneret pack used in such a melt spinning method will be briefly described with reference to FIG.
[0004]
First, the main body part 1 of the spin pack base is divided into an upper pack member 1a, an intermediate pack member 1b, and a lower pack member 1c, so that a necessary spinning member can be incorporated therein, or after spinning. Disassembly and internal cleaning are easy at the time of reuse.
[0005]
That is, spinning members such as the filter media 2a to 2c, the packing 2d, the support member 3, the metal sand 4, the cylindrical cassette ring 5, and the base 6 are accommodated in the interior thereof, and the upper portion with respect to the intermediate pack member 1b. The pack member 1a and the lower pack member 1c are attached by fastening them from above and below with bolts 7a and 7b, which are fastening members, respectively.
[0006]
In such a spinneret pack, the polymer introduced from the polymer introduction hole Ha drilled in the upper pack member 1 a is filtered through the filter medium 2 c, the metal sand 4, and the filter medium 2 a provided immediately above the support member 3. After passing through each in turn, the structure is supplied to the support member 3.
[0007]
The filter medium 2c is formed such that its outer peripheral edge is surrounded by a filter medium with an aluminum rib having a metal rib such as an aluminum material. Therefore, the aluminum rib portion is sandwiched between the upper end surface of the cassette ring 5 and the upper pack member 1a of the pack main body and is crimped to prevent leakage of the polymer from this portion. As a matter of course, it also serves to filter out foreign matters having a relatively large particle size at this portion.
[0008]
Further, regarding the filter medium 2a provided immediately above the support member 3, in order to remove minute foreign matters contained in the polymer, it is required to filter to foreign matters having an extremely small average particle diameter. Inevitably, the filtration pressure increases. In addition, it is necessary to extend the life of the filter medium due to the clogging of the filter medium over time due to the trapping of foreign substances.
[0009]
For this reason, the filter medium 2a provided immediately above the support member 3 is required to have as large a filtration area as possible. That is, by reducing the amount of polymer passing per unit area of the filter medium 2a, the amount of foreign matter captured by the filter medium 2a can be reduced and the filtration pressure can be reduced.
[0010]
Therefore, generally, the polymer flow path is greatly enlarged immediately above the filter medium 2a, and then the diffused polymer is condensed by the polymer collecting holes Hb, and then distributed and supplied to the spinneret 6 as illustrated in FIG. A spinneret pack structure is required.
[0011]
In this case, the support member 3 plays a role of re-aggregating the polymer flowing through the polymer flow path that is greatly expanded while contracting the flow as small as possible while supporting a large filtration pressure on the filter medium 2a. And thereby, the support member 3 plays a role of uniformly mixing the polymers having various thermal histories in a certain sense by assembling the polymers having passed through different flow paths in the pack once again at the contraction portion. For this reason, the structure of the support member 3 is extremely important.
[0012]
This is because the support member 3 has a combined function as described above, and therefore the polymer is smoothly distributed from the support member 3 to the base 6 so that the abnormal retention of the polymer does not occur in this portion. This is because it becomes extremely difficult. If the abnormal retention of the polymer at the site of the support member 3 partially occurs, causing a heated abnormal retention polymer pyrolysis over a long period of time, it occurs a situation that they are mixed to a normal polymer.
[0013]
In particular, as illustrated in FIG. 1, a substantially uniformly over the entire surface, the supporting member 3, such as the distribution hole group Hc of the polymer is perforated, it can not be sufficiently control the flow of the polymer, the polymer However, the polymer tends to stay for a long time, so-called “dead space” is likely to occur, and the resulting thermal decomposition of the polymer tends to occur.
[0014]
When such a situation occurs, not only the quality of the obtained fiber becomes inferior, but also the problem that the melt spinning process itself becomes extremely unstable is caused. Even if melt spinning can be performed, there is a problem that fluffing due to single fiber breakage or hue abnormality is caused in the subsequent drawing process.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the problems of the conventional spinneret packs for melt spinning described above, the problem to be solved by the present invention is “to minimize the abnormal stagnation of the polymer in the spinneret packs and to obtain the fibers obtained thereby. It is an object of the present invention to provide a melt spinning die pack that can improve the quality and stabilize the process condition in the melt spinning process or the subsequent drawing process.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
Here, as the present invention according to claim 1 of the claims, “a thermoplastic having at least a filter medium for removing foreign substances from the polymer and a support member for supporting the filter medium from below” is provided. In the spinneret pack for melt spinning the polymer,
In the support member,
The pressure receiving surface of the lower surface of the pressure receiving portion that supports the filtration pressure by the filter medium is formed only at least on the outer peripheral portion side of the support member, or formed between the outer peripheral portion side and a part of the inner peripheral portion side. A radial polymer collecting groove is formed on the lower surface of the pressure receiving portion, and is formed in the lower surface of the pressure receiving portion, and is formed on the lower surface of the pressure receiving portion. A spinneret pack for melt spinning ”is provided.
[0017]
According to the present invention relating to claim 2, the polymer that has passed through the filter material is distributed to the outer peripheral portion of the support member on the support upper surface of the support member in contact with the filter material. 2. A melt spinning base pack supplied by the radial distribution groove according to claim 1, wherein the radial distribution groove is provided. 3.
[0018]
According to the present invention relating to claim 3, the polymer once dispersed and distributed to the outer peripheral portion of the support member through the radial distribution groove provided on the support upper surface, 3. A melt spinning base pack according to claim 2, which has a contracted flow channel structure that contracts again through radial collecting grooves provided on the lower surface of the pressure receiving portion.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the melt spinning nozzle pack of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As the basic structure of the spinneret pack of the present invention, the one schematically illustrated in FIG. 1 described in the section of the prior art can be used as it is. Therefore, also in the present invention, the melt spinning nozzle pack schematically illustrated in FIG.
[0020]
First, the spinneret pack that can be used as it is in the present invention schematically illustrated in FIG. 1 will be described in a little more detail. Generally, in the spinneret pack for melt spinning, in addition to the metal sand 4, In some cases, fillers such as glass beads are used as parts. Therefore, first, the role of the metal sand 4 will be described. This is to reduce the residence time of the polymer introduced from the introduction hole Ha inside the main body of the spinneret pack and to uniformly heat the introduced polymer. Play a role.
[0021]
That is, by filling the metal sand 4, the occupied volume of the polymer in the pack body is reduced by the volume occupied by the filled metal sand 4. As a result, the polymer residence space in the pack is reduced by the occupied volume, and accordingly, the residence time in the pack is also reduced. Accordingly, since the polymer is not heated excessively in the bag, it is possible to suppress the thermal deterioration due to the long-term heating of the polymer.
[0022]
At this time, the metal sand 4 is heated in advance in the pack by the heat constantly supplied to the pack, and the temperature is raised to a certain temperature. For this reason, the metal sand 4 and the polymer introduced into the pack come into contact with each other in the pack, so that the polymer is quickly heated to a uniform temperature.
[0023]
That is, when the metal sand 4 is not filled, the polymer is gradually heated from the outer peripheral portion, whereas when the metal sand 4 is filled, the polymer is heated by contact with the filled metal sand 4. Also has the effect of being heated uniformly.
[0024]
Next, as a function of the assembly hole Hb that collects the polymer supplied from the support member 3 and introduces it into the base 6, the polymer residence time in the downstream portion of the filter medium 2 a in cooperation with the support member 3. Can be mentioned.
[0025]
Since the polymer flow in the melt spinneret pack is in a very stable laminar flow state, the streamlines are not interchanged between the polymer flowing on the outer peripheral side of the flow path and the polymer flowing on the inner peripheral side. Absent. Therefore, in order to homogenize the thermal history of the polymer flow by uniformly mixing the polymer in the cross section of the flow path, for example, a static mixer (static mixing element) such as a Kenix type or a Sulzer type is provided in the collecting hole Hb. ) May be installed.
[0026]
By the way, in FIG. 4 , the polymer melted by, for example, a melt extruder (not shown) or the like is introduced from an introduction hole Ha formed in the upper pack member 1a of the spinneret pack body into a gear pump ( not shown). After being quantitatively supplied by the quantitative supply means and passing through the filter medium 2c serving also as a sealing material, it passes through the metal sand 4 layer filled in the cassette ring 5 and supplied to the filter medium 2d.
[0027]
Then, the polymer that has passed through the filter medium 2d is contracted and aggregated by the support member 3 'provided immediately below. Further, the polymer collected in this way passes through the filter medium 2b also serving as a sealing material provided immediately above the base 6, and is finally discharged from a discharge hole (not shown) drilled in the base 6. Thus, it is molded as a fiber.
[0028]
One feature of the spinneret pack of the present invention configured as described above is that the polymer stays in a place where the "support member" is provided so as not to cause thermal deterioration due to excessive residence for a long time. This will be described in detail below with reference to the drawings.
[0029]
Figure 2 is an explanatory view of an embodiment illustrated schematically in "support member" as used in the melt-spinning spin pack of the present invention, FIG. (A) is a top plan view, (b) shows a side Cross-sectional views (cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 5A) and FIG. 5C schematically illustrate the lower plan view. In FIGS. 1A and 1C, since the support member 3 ′ itself is formed in line symmetry, only the upper half of the support member 3 ′ is illustrated.
[0030]
In the support member 3 ′ illustrated in FIG. 2, reference numerals G <b> 0 to G <b> 6 are, for example, concentric circles for supplying the polymer that has passed through the filter medium 2 d provided in the cap pack illustrated in FIG. 1 to the downstream side. FIG. 2 shows distribution grooves (in the embodiment of FIG. 2, consisting of six rows of groove groups). Reference numerals P0 to P6 denote support upper surfaces for supporting the filter medium 2d so that the filter medium 2d is not deformed by receiving a large pressure.
[0031]
Further, reference symbols S1 to S16 (in which S9 to S16 are not shown) are pressure receiving portions of the support member 3 ′, and reference symbols R0 to R15 (in which R9 to R15 are not shown). These indicate polymer collecting grooves formed radially on the lower surface of the pressure receiving portions S1 to S16, respectively.
[0032]
In that case, the annular groove | channel D is provided in the lower surface of pressure receiving part S1-S16. Therefore, in this annular groove D portion, it is not possible to take a large filtration pressure acting on the filter medium 2d, and the pressure receiving surface shown in FIG. Only in the portion shown, it is supported by the intermediate pack member 1b and receives the filtration pressure. In FIG. 2B, a boundary line between the intermediate pack member 1b and the support member 3 ′ is shown by a two-dot chain line.
[0033]
For this reason, unlike the case of supporting the filtration pressure on the entire lower surface of the pressure receiving portions S1 to S16 without providing the annular groove D as in the prior art, the problem of strength that the support member 3 ′ itself is easily deformed. There is. However, this is not a big problem in practice, and the following great effects can be expected.
[0034]
In general, the support member 3 ′ has a structure that can be detachably separated from the intermediate pack member 1b in order to facilitate assembly and disassembly and to facilitate internal cleaning. For this reason, a slight gap is generated on the contact surface with the intermediate pack member 1b on which the support member 3 'is mounted even if the manufacturing accuracy is increased and the adhesion of the contact surface is increased. The polymer easily enters.
[0035]
In addition, these parts are not discarded after being used only once, but are assumed to be used repeatedly. For this reason, even if the adhesion of the contact surface is increased, it is unavoidable that the repeated use of the contact surface deteriorates the accuracy of the contact surface and a gap is generated, which prevents the polymer from entering the gap. There are limits.
[0036]
For these reasons stated above, the polymer that has entered the gap, over a long period of time, to stay on the lower surface of the pressure receiving portion S1~S16 of the support member 3 ', become be prolonged or heated, thermal degradation Will be triggered. If such a polymer that has undergone thermal degradation is mixed with a polymer that does not undergo thermal degradation, the quality of the resulting fiber will be poor.
[0037]
In addition, the melt spinning process itself becomes very unstable. Further, even if melt spinning can be performed, the problems already described in the section of the prior art, such as generation of fuzz due to single fiber breakage and hue abnormality in the subsequent drawing process, are caused.
[0038]
Therefore, by providing the annular groove D on the lower surface of the pressure receiving portions S1 to S16, the annular groove D portion does not receive a large filtration pressure acting on the filter medium 2d. It is important to apply the filtration pressure only to the pressure receiving surfaces indicated by A16 and B1 to B16 (for emphasis, the portion indicated by the shaded area consisting of a number of points). In this way, by reducing the ratio of the pressure receiving surfaces A1 to A16 and B1 to B16 as much as possible, the possibility that the polymer stays in this portion can be reduced as much as possible.
[0039]
A radial polymer collecting groove R0 is provided on the lower surface of the pressure receiving portions S1 to S16, and the polymer flow expanded on the upstream side of the filter medium 2d is contracted on the downstream side of the filter medium 2d and supplied to the base 6. -R15 is formed. The radial polymer collecting grooves R0 to R15 serve to introduce the polymer flowing on the lower surfaces of the pressure receiving portions S1 to S16 while smoothly moving toward the collecting hole Hb and contracting the polymer to the collecting hole Hb.
[0040]
As described above, by providing the annular groove D, the pressure receiving surfaces A1 to A16 and B1 to B16 on the lower surface of the pressure receiving portions S1 to S16 that support the filtration pressure by the filter medium 2d are at least the outer periphery of the support member 3 ′. It will be formed on the part side and the inner peripheral part side. At this time, if the problem in strength of the support member 3 ′ is solved, the pressure receiving surfaces of the lower surfaces of the pressure receiving portions S1 to S16 that support the filtration pressure by the filter medium 2d are at least the outer peripheral side, that is, the pressure receiving surfaces A1 to A16. It is more preferable to form only in the case.
[0041]
The groove depth of the annular groove D is merely a design matter and does not need to be particularly limited. However, it is preferable from the viewpoint of preventing thermal deterioration to set the amount of residence and the residence time of the polymer in this portion as small as possible. Therefore, if the groove depth of the annular groove D is, for example, about 0.3 to 3 mm, it is preferable because the flow of the polymer can be made smooth and the retention amount (retention time) can be reduced.
[0042]
Next, another embodiment of the melt spinning die pack of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory view schematically illustrating the conventional support member 3 illustrated in FIG. 1 and another support member 3 ″ instead of the support member 3 ′ in FIG.
[0043]
However, in FIG. 3, the figure (a) is a top plan view, the figure (b) is a sectional side view (sectional view taken along the line XX of the figure (a)), and the figure (c) is a sectional side view (figure ( (d) is a cross-sectional view taken along the line Y-Y), and FIG. (d) schematically illustrates the lower plan view. In FIGS. 2B and 2C, only the upper half part of the support member 3 ″ is shown.
[0044]
As shown in FIG. 3, the filter medium 2d includes support upper surfaces P1 ′, P2 ′, P3 ′ and P4 ′ for supporting the filter medium 2d (however, P3 ′ and P4 ′ are not shown). Support). The support upper surfaces P1 ′ to P4 ′ have radial distribution grooves G0 ′ to G35 ′ (however, G17 ′ to G35 ′ that distribute the polymer that has passed through the filter medium 2d to the outer peripheral portion of the support member 3 ″. Is not shown).
[0045]
Therefore, the polymer from which the foreign matter has been removed by the filter medium 2d is once distributed to the outer peripheral portion of the support member 3 ″ through these distribution grooves G0 ′ to G35 ′. Regardless of which part of the polymer flow that has passed through the part, all of the polymer flow is once equally distributed to the outer peripheral portion of the support member 3 ″.
[0046]
After that, radial polymer collecting grooves R0 ′ to R35 ′ (however, R17 ′ to R35 ′ are not shown) provided from the outer peripheral portion of the support upper surfaces P1 ′ to P4 ′ of the support member 3 ″ to the lower surface of the pressure receiving portion. , Are supplied to the collecting hole Hb after being contracted and assembled.
[0047]
At that time, an annular groove D ′ is provided on the lower surface of the pressure receiving portion, and the pressure receiving surface that receives the generation of the filtration pressure due to the polymer passing through the filter medium 2d on the lower surface of the pressure receiving portion is shown in FIG. It is composed only of A1 ′ to A35 ′ (however, A17 ′ to A35 ′ are not shown) highlighted in shades at many points.
[0048]
Therefore, in this embodiment, it is formed only by the pressure receiving surfaces A1 to A16 on the outer peripheral side as the pressure receiving surface on the lower surface of the pressure receiving portion that supports the filtration pressure by the filter medium 2d, and is not formed on the inner peripheral side. .
[0049]
As described above, in the present invention, the pressure receiving surface shape of the lower surface of the pressure receiving portion is extremely important, and such a pressure receiving surface shape will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically illustrating various embodiments regarding the pressure receiving surface shape of the lower surface of the pressure receiving portion of the “support member” used in the melt spinning base pack of the present invention.
[0050]
In FIG. 4A to FIG. 4F, the pressure receiving portions for contacting the intermediate pack member 1b and receiving the filtration pressure generated by the filter medium 2d are shaded and highlighted at a number of points. It is the part which was done. In addition, in FIG. (A)-(f), the part represented by the fan shape took out only one of many fan-shaped pressure receiving surfaces, and illustrated typically.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the spinneret pack of the present invention, the abnormal stagnation of the polymer in the spinneret pack can be reduced as much as possible, thereby improving the quality of the fiber obtained and the melt spinning step or There is an extremely remarkable effect of providing a melt spinning base pack that can stabilize the process condition in the subsequent stretching process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view schematically illustrating a generally used melt spinning die pack.
FIGS. 2A and 2B are explanatory views schematically illustrating an embodiment of a “support member” used in the melt spinning die pack of the present invention, in which FIG. 2A is a top plan view and FIG. 2B is a side view; sectional view (a-a arrow sectional view of Fig. (a)), and FIG. (c) is an illustration of example lower plan view of the respective schematically.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing another embodiment of a “support member” used in the melt spinning die pack of the present invention, in which FIG. Is a side sectional view (sectional view taken along the line XX of FIG. (A)), FIG. (C) is a side sectional view (sectional view taken along the line YY of FIG. (D)), and FIG. Each of the plan views is schematically illustrated.
FIG. 4 is an explanatory view schematically illustrating various embodiments regarding the pressure receiving surface shape of the lower surface of the pressure receiving portion of the “support member” used in the die pack for melt spinning of the present invention.

Claims (3)

少なくともポリマーから異物を取り除くための濾過材と、該濾過材を下方から支持するための支持部材とが設けられた、熱可塑性ポリマーを溶融紡糸するための紡糸口金パックにおいて、
前記支持部材には、
前記濾過材による濾過圧力を支える受圧部下面の受圧面が少なくとも外周部側にのみ形成されるか、或いは外周部側と内周部側の一部とに形成されて、その中間部には形成されず、かつ
前記濾過材の上流側で拡流されたポリマー流を該濾過材の下流側で縮流して口金へ供給する放射状のポリマー集合溝が前記受圧部下面に形成されていること
を特徴とする溶融紡糸用口金パック。
In a spinneret pack for melt spinning a thermoplastic polymer, provided with at least a filter medium for removing foreign substances from the polymer and a support member for supporting the filter medium from below,
In the support member,
The pressure-receiving surface of the lower surface of the pressure-receiving portion that supports the filtration pressure by the filter medium is formed only at least on the outer peripheral portion side, or formed on the outer peripheral portion side and a part of the inner peripheral portion side, and formed in the intermediate portion In addition, a radial polymer gathering groove is formed on the lower surface of the pressure receiving portion, and the polymer flow expanded on the upstream side of the filter medium is contracted on the downstream side of the filter medium and supplied to the base. A spinneret pack for melt spinning.
前記濾過材と接する前記支持部材の支持上面に、前記濾過材を通過したポリマーを前記支持部材の外周部へと分配する放射状の分配溝が設けられたことを特徴とする請求項1記載の放射状の分配溝によって供給された溶融紡糸用口金パック。The radial distribution groove according to claim 1, wherein a radial distribution groove for distributing the polymer that has passed through the filter material to the outer peripheral portion of the support member is provided on a support upper surface of the support member in contact with the filter material. Nozzle pack for melt spinning supplied by a distribution groove. 前記支持上面に設けられた放射状の分配溝を介して前記支持部材の外周部へと一旦分散分配されたポリマーを、前記受圧部下面に設けられた放射状の集合溝を介して、再び縮流する縮流流路構造を有する請求項2記載の溶融紡糸用口金パック。The polymer once dispersed and distributed to the outer peripheral portion of the support member via the radial distribution groove provided on the upper surface of the support is again contracted through the radial collecting groove provided on the lower surface of the pressure receiving portion. The melt spinning die pack according to claim 2, which has a contracted flow channel structure.
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