JP4176243B2 - 溶融紡糸装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は合成繊維糸条の製造設備における溶融紡糸装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、合成繊維糸条の製造設備に設置されている溶融紡糸装置は、押出機からのポリマーが導入され、所定量のポリマーを少なくとも１個の紡糸パックに送液するためのメタリングポンプが取付けられたポンプブロックと、紡糸パックを取付ける収納部材と、該収納部材に連結された複数本のポリマーパイプを有する分配ブロックと、ポンプブロックと分配ブロックに挟着されたガスケットとを具備し、これ等が熱媒封入部を有する加熱箱に収納された構成になつている。
【０００３】
上述の分配ブロックのポリマーパイプは、加熱効率をよくするため熱媒封入部内に配設されていることが多い。
【０００４】
これらの部材は、加熱箱に形成された熱媒封入部内にて液体状熱媒がヒータで加熱されて発生する熱媒蒸気、あるいは外部から該熱媒封入部へ供給される熱媒蒸気によって加熱される。さらに、該加熱箱の外側部には断熱材が充填された保温箱が形成されている。
【０００５】
上述の溶融紡糸装置においては、メタリングポンプへ供給されたポリマーが、メタリングポンプの複数の吐出口から吐出され、ポンプブロック、分配ブロック、ポリマーパイプを経て紡糸パックへ導かれる。そして紡糸パックに内装された口金から糸条として紡出されるのであるが、その過程において、紡糸パック内に積層された濾過材や、紡糸パックに内装された口金等が、ポリマーに混在している不純物等により、時間を経て目詰りを起こす。この目詰りの度合いが大きくなるにつれて紡糸パック内の圧力が上昇し、糸条の品質や紡糸の連続運転に支障が生じる。
【０００６】
そこで、紡糸パック内の圧力が予め設定された圧力に達すると、予め予熱された紡糸パックと交換することによつて運転を続行している。しかし、何らかの原因で紡糸パック内やポリマ−パイプ内のポリマー圧力が急激に上昇して異常高圧になつた場合、あるいはメタリングポンプにゴミ等が噛み込んだ場合には、メタリングポンプの駆動モータに異常なトルクが掛ることになり、このトルクがある値を超えるとポンプやモータが破損することがある。
【０００７】
こういつた破損を防ぐために、駆動軸とモータの間に安全継手が設けられており、該安全継手は所定のトルクが掛ると破断するように設定された安全ピンを有し、該継手部に異常トルクが掛ると、先ず安全ピンが破断して駆動軸とモータとの連結が遮断されてモータのトルクが伝わらない状態にしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一方、紡糸パックの装着作業においては、紡糸パックを少なくともポリマーの溶融温度まで予熱された状態を維持しておく必要があるため、装着作業は紡糸パック自体の温度低下を防ぐため機敏な行動が要求される。
【０００９】
しかしながら、最近、社会的傾向である作業者の高齢化や熟錬者の減少による経験不足の作業者の増加等により、紡糸パックの装着作業に起因した問題が発生している。
【００１０】
即ち、予熱段階でポリマー溶融温度に達していない紡糸パックが装着されたり、緩慢な作業によって紡糸パック自体の温度が低下したりすることがある。このようなポリマー溶融温度以下になつた紡糸パックにポリマーが注入されると、パック内でポリマーの凝固が始まり、やがて固化してポリマー通路が塞がれることになる。ところが、ポリマーがメタリングポンプから圧送され続けるため、ポリマー通路の圧力が所定の紡糸圧を越えて上昇し、メタリングポンプ出口から紡糸パック入口の間に連結されているポリマーパイプの許容耐圧を越えると、該ポリマーパイプが破裂する事故が発生するという問題がある。
【００１１】
該ポリマーパイプが、加熱箱の熱媒封入部内に取付けられている場合には、破裂と同時にポリマーが熱媒封入部内に流出することになり、ポリマーの除去作業、及びポリマーパイプの修復作業を行なうために熱媒封入部内の熱媒を完全に除去した後、該熱媒封入部を切開しなければならず、長時間の運転停止を余儀なくされるという問題がある。
【００１２】
さらに、ポリマーパイプの破裂後ポリマーパイプ内の圧力が下がるために、熱媒封入部内に充満している熱媒蒸気が、ポリマーパイプの破裂部から該ポリマーパイプ内及び、連結部材のポリマー通路孔を流通して保温箱外部へ洩出して異臭を放つために融紡糸装置周辺の雰囲気が悪化するという問題がある。
【００１３】
該問題を解決するために異常高圧になつてもポリマーパイプが破裂しない強度を持つ堅固な構成にすることが考えられるが、厚肉パイプを使用しなければならないためにパイプが大径となり、連結部の溶接も強度的に大きくする必要があるために大きな連結部材が必要となる。さらにパイプの大径化のためにパイプの曲げ半径も大きくしなければならないために装置全体の大型化が避けられず設備コストが高くなるという問題がある。
【００１４】
本発明はポリマーの圧力が異常に高くなつても、ポリマーパイプが破裂するのを防止する溶融紡糸装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明の溶融紡糸装置は、請求項１のように、ポンプブロックと分配ブロックの内の少なくとも一つに、ポリマー圧力が所定の圧力になるとポリマーの流出部を形成するブッシュがポリマー送液通路孔に装着されていると共に、ポリマーを外に流出させる通路が設けられている。
【００１６】
また、請求項２のように、ポンプブロックと分配ブロックの間にメタルガスケットを介在させた場合、ポンプブロックと分配ブロックとメタルガスケットの内の少なくとも一つに、ポリマー圧力が所定の圧力になるとポリマーの流出部を形成するブッシュがポリマー送液通路孔に装着されていると共に、ポリマーを外に流出させる通路が設けられるようにすることもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の溶融紡糸装置の構成の第１の実施例を示す概略断面図であつて、溶融紡糸装置は、ポリマー供給用のメタリングポンプ１と、ポリマーの供給孔と送出孔を有し、該メタリングポンプ１を取付けるポンプブロック２と、該ポンプブロック２を取付ける分配ブロック５と、複数個の紡糸パック３を取付けるハウジング６と、熱媒封入部７aを形成する枠部材７とを有する加熱箱４とを備えた構成になつている。
【００１９】
上述の加熱箱４は、押出機（図示せず）からポリマーを導入するためのポリマー導入パイプ８が連結された分配ブロック５と、複数の紡糸パック３を装着できる空間部６ａを有したハウジング６とが枠部材７に溶着されており、該分配ブロック５と該ハウジング６には装着される複数の紡糸パック３と同数本のポリマーパイプ９が連結された構成になつている。該分配ブロック５の上部には空間部７ｂが形成されている。
【００２０】
また、加熱箱４の外周部には断熱材１０ａが充填された保温箱１０が形成されており、該保温箱１０には分配ブロック５の上部に形成された空間部７ｂに対応した開口部１０ｂが設けられ、該開口部１０ｂには保温蓋１１が着脱自在に載置されている。また、ハウジング６の下部には該ハウジング６に設けられた紡糸パック３を装着する空間部６ａに対応した開口部１０ｃが設けられている。ポンプブロック２と分配ブロック５との間にはメタルガスケット１２が挟着されている。
【００２１】
これら部材の組付けにおいては、ポンプブロック２、分配ブロック５、メタルガスケット１２には、メタリングポンプ１のポリマー導入口１ａに対応してポリマー通路孔２ａ、５ａ、１５ａが、メタリングポンプ１のポリマー吐出口１ｂに対応してポリマー通路孔２ｂ、５ｂ、１４ａが連通するように穿設されている。
【００２２】
ハウジング６の内部空間部６ａの上壁には、該ハウジング６に装着される複数個の紡糸パック３と同数の紡糸パック連結体１３が、ボルト（図示せず）によつてシール用パッキン（図示せず）を挟着して取付けられる。また、該紡糸パック連結体１３には、該ハウジング６のポリマー通路孔６ｂに連通するようポリマー通路孔１３ａが穿設されている。
【００２３】
次に、ポンプブロック２と分配ブロック５に挟着されているメタルガスケット１２について説明する。
【００２４】
メタルガスケット１２は図２に示されるように所定の厚さＴ1を有し、円盤状に形成されていると共に、メタリングポンプ１に設けられている複数のポリマー吐出口１b、及びポンプブロック2内に穿設された複数のポリマー通路孔2ｂに対応したポリマー通路部にブッシュ１４が挿着されている。該ブッシュ１４には各々にポリマー通路孔１４ａが穿設されており所定の肉厚Ｔ２を有する円筒状に形成されている。又、該ブッシュ１４の全長は、シール効果を増すために算定したつぶし代を含んでおり、メタルガスケット１２の厚さＴ１より若干長くしてある。さらに、図１、図３に示されるようにポンプブロック2のポリマー通路孔2ａに対応したポリマー通路部にもブッシュ１５が挿着されており、該ブッシュにはポリマー通路孔１５ａが穿設されている。又、ブッシュ１４と同様にシール効果を増すためにつぶし代を有している。ブッシュ１４、１５の材料はアルミ材を使用しているがこれに限定されるものではない。
【００２５】
前記ブッシュ１４の厚み寸法Ｔ２は上述ポリマーパイプ９の破裂経緯から、下記の条件に基づいて設定するのが好ましい。
【００２６】
「ブッシュ１４の許容耐圧力＜ポリマーパイプ９の許容耐圧力＜メタリング
ポンプ１の駆動部の安全ピンの許容破断トルク」
又、メタルガスケット１２には、図２、図３、図４に示されるように各ブッシュ１４の外周面１４ｂを起点に、該メタルガスケット１２に設けられている取付け用のボルト孔１２ｃとの干渉を避け、且つ、外周面に向かつて任意の方向に該ブッシュ１４と同数のポリマー流出通路１２ｄが貫通して形成されている。該ポリマー流出通路１２ｄは角形状あるいは台形状、Ｕ字状の何れかの断面形状にするか、図５、図６に示されるような円形等の貫通孔１２ｅとすることができる。
【００２７】
このように構成された溶融紡糸装置は、加熱箱４に形成された熱媒封入部７ａ内に保有されている液体状熱媒（図示せず）が該加熱箱４に付設されたヒータ（図示せず）で加熱されて発生する熱媒蒸気、あるいは外部から該熱媒封入部７ｂへ供給される熱媒蒸気によって所定の紡糸温度まで加熱される。次いで別途予熱器（図示せず）等で所定の温度に予熱された複数個の紡糸パック３を、保温箱１０の下部開口部１０ｃからハウジング６の空間部６ａへ挿入して紡糸パック連結体１３に取付ける。
【００２８】
紡糸パックの取付け方法には特許第２８８１１２４号公報に記載されているような下方から螺着によって取付ける方法、あるいは特公昭５３−２３４０４号公報に記載されているような複数本のボルトを紡糸パックの下方からねじ込んで取付ける方法がある。
【００２９】
該溶融紡糸装置が所定の紡糸温度になった後、メタリングポンプ１が付設の駆動装置（図示せず）によつて駆動されて紡糸が開始される。
【００３０】
紡糸中のポリマーはメタリングポンプ１によつて所定量に計量されて吐出された後、ポンプブロック２、メタルガスケット１２、分配ブロック５の各々の内部のポリマー通路孔２b、１４ａ、５ｂ内を流れてポリマーパイプ９、そしてハウジング６、紡糸パック連結体１３の各々の内部のポリマー通路孔６ｂ、１３ａを経て紡糸パック３へ送液されている。
【００３１】
ところで、紡糸中の紡糸パックの交換において、少なくとも１個以上のポリマー溶融温度に達していない紡糸パック３が取付けられて運転が継続された場合、該紡糸パック３の内部でポリマーが固化してポリマー通路が塞がれ、メタリングポンプ１から圧送され続けているポリマーにより、ポリマー通路の内圧が上昇していく。そして、上昇したポリマー圧力が前記ポリマーパイプ９が破裂する圧力より低い圧力に達すると、メタルガスケット１２に挿着されている複数個のブッシュ１４の内、対応するブッシュ１４のメタルガスケット１２に形成されたポリマー流出通路１２ｄに面した部分が破裂して、ポリマー通路１４ａが連通した状態になつて、加熱箱４に設けられた空間部７ｂにポリマーが流出する。流出したポリマーは該空間部７ｂに充満することになる。
【００３２】
次に、本発明の溶融紡糸装置の第２の実施例について説明する。
【００３３】
図７は第１の実施例のメタルガスケット１２が装着されていない場合を示しており、ポンプブロック１６を分配ブロック５に直接取付けた構成にしている。
【００３４】
ポンプブロック１６のポリマー通路孔１６ｂ部に挿着された複数のブッシュ１４と、該ポンプブロック１６に形成されている該ブッシュ１４と同数のポリマー流出通路１６ｃの形状、及び、配置等は第１の実施例（図２、図３）と同等にすることができ、また、ポンプブロック１６のポリマー通路孔１６ａ部に挿着されたブッシュ１５の形状、及び、配置等も第１の実施例（図２、図３）と同等にすることができる。
【００３５】
また、第２の実施例におけるポリマーのシール効果も、前記ブッシュ１４、１５に第１の実施例と同様のつぶし代を設けることにより確実に得ることができる。
【００３６】
本発明は、第１の実施例のようなメタルガスケット１２からポリマーが流出する構成、あるいは第２の実施例のようなポンプブロック１６からポリマーが流出する構成以外にも、分配ブロック５からポリマーが流出する構成にすることは可能であり、特公昭５４−１８０４号公報に記載されているような溶融紡糸装置や、ポリマーパイプ９に相当するポリマー送液用パイプを有する溶融紡糸装置にも適用できることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、請求項１、２のような、ポンプブロックと分配ブロックとメタルガスケットの内の少なくとも一つに、ポリマー圧力が所定の圧力になるとポリマーの流出部を形成するブッシュがポリマー送液通路孔に装着されていると共に、ポリマーを外に流出させる通路が設けられた構成としているため、メタリングポンプ出口から紡糸パック入口までの間の密閉された熱媒封入部内に連結されているポリマーパイプがポリマーの異常圧力によって破裂することがなく、熱媒封入部への流出によるポリマーの除去作業や、ポリマーパイプ破裂による修復作業が不要となり、長時間の運転停止を防止することができる。また、ポリマーパイプが破裂しないことによって熱媒蒸気の大気への洩出がなく装置周辺の雰囲気が悪化するのを防止することができる。
【００３８】
さらに、ポンプブロック、分配ブロック、メタルガスケットのいずれかに、ポリマーを外に流出させる通路を設けることにより、流出したポリマーがメタリングポンプが取付けられたポンプブロック廻りの空間部に流れ込み、流れ込んだポリマーの除去作業が空間部で行えるので除去作業が容易に行える。
【００３９】
また、ポリマーパイプが破裂しない強度を持つ構成にする必要がないため設備コストを低減させることができると共に、厚肉パイプ使用等による装置の大型化を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の溶融紡糸装置の構成の第１の実施例を示す概略断面図である。
【図２】 図１におけるＩ部の概略拡大断面図である。
【図３】 図２におけるＩＩ-ＩＩ矢視図である。
【図４】 図３におけるＩＩＩ矢視図である。
【図５】 メタルガスケットの構成の他の実施例を示す概略断面図である。
【図６】 図５におけるＩＶ矢視図である。
【図７】 本発明の溶融紡糸装置の第２の実施例を示す概略拡大断面図である。
【符号の説明】
１ メタリングポンプ
２、１６ ポンプブロック
３ 紡糸パック
４ 加熱箱
５ 分配ブロック
６ ハウジング
７ 枠部材
８ ポリマー導入パイプ
９ ポリマーパイプ
１０ 保温箱
１１ 保温蓋
１２ メタルガスケット
１３ 紡糸パック連結体
１４、１５ ブッシュ
１ａ ポリマー導入口
１ｂ ポリマー吐出口
２a、２ｂ、５ａ、５ｂ、６ｂ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａ、１６ｂ ポリマー通路孔
６a、７ｂ 空間部
７ａ 熱媒封入部
１０ａ、 断熱材
１０ｂ、１０ｃ 開口部
１２ｃ ボルト孔
１２ｄ、１２ｅ、１６ｃ ポリマー流出通路
１４ｂ ブッシュ外周面

Claims (2)

1. ポリマー供給用メタリングポンプが取付けられたポンプブロックと、複数の紡糸パックを装着するハウジングに連結された複数本のポリマーパイプを有する分配ブロックとを備えた溶融紡糸装置において、前記ポンプブロックと前記分配ブロックの内の少なくとも一つに、ポリマー圧力が所定の圧力になるとポリマーの流出部を形成するブッシュがポリマー送液通路孔に装着されていると共に、ポリマーを外に流出させる通路が設けられていることを特徴とする溶融紡糸装置。
2. 前記ポンプブロックと前記分配ブロックの間にメタルガスケットを介在させ、前記ポンプブロックと前記分配ブロックと前記メタルガスケットの内の少なくとも一つに、ポリマー圧力が所定の圧力になるとポリマーの流出部を形成するブッシュがポリマー送液通路孔に装着されていると共に、ポリマーを外に流出させる通路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の溶融紡糸装置。

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