JPH01183513A

JPH01183513A - 紡糸用ポット

Info

Publication number: JPH01183513A
Application number: JP917288A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Uotani; 魚谷　真一郎; Hideo Fukuda; 英男福田
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1989-07-21
Also published as: JPH0515802B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ポットの各部が定常運転使用時及び工程異常
時の荷刊の負担に応じた強度を右する軽量で省エネ・ル
ギーに適合した紡糸用ポットに関する。

〔従来技術及び問題点〕

人造繊維の製造に使用される紡糸用ポットは、その中に
人造繊維のケークが入った状態で約８０００ｒｐ−もの
高速で回転するので、安全性の見地から十分な強度を有
することが要求され、加えて、省エネルギーの見地から
動力削減のため軽量であること、及び、回転時の空気抵
抗を小さくするため肉厚が薄く表面が滑らかであること
が要求される。

従来、こうした要求にこたえて鋼線入りベークライト類
のものや、炭素繊維等を使用した繊維強化樹脂（ＦＲＰ
）製のものが提案されている（特開昭５６−１５４０６
号、同５６−１５４０７号、同５６−１８００４号公報
参照）。

これまで提案されたもののうちＦＲＰ製の紡糸用ポット
は、材料の比強度、つまり比重に対する強度の割合が高
く、鋼線入りのものに比較すればそれなりに有効である
が、しかし、まだ前記の安全性及び省エルネギ−の要求
を十分に満足するものではない。

また、別提案の紡糸ポットは、定常運転時の負荷、すな
わち側壁部における周方向の引張り応力を回転方向に対
してθ〜±２０度に配向させた繊維強化熱硬化性樹脂層
で受は持たせ、底部、テール部における増速時のトルク
によるねじり応力は、ランダムに配向した１〜１００＋
ｅｍの短繊維で強化された熱硬化性樹脂で受は持たせて
使用時の応力に最も有効に対応しており、安全性及び省
エネルギーの要求に十分適合している（特開昭５９−２
０４９１０号公報）。しかし、この繊維配向構成では、
工程異常による減速時のトルク、すなわち８０ＧＯｒｐ
ｍで回転しているポットの緊急停止時、紡糸用ポット上
部の溝に取り付けであるポット蓋より急激に荷担がかか
った場合、周方向引張荷重に対応した繊維角度を持つポ
ット上部の溝部はこの部分のみ厚さが薄くなっているた
め、破損する問題がある。８０００ｒｐｓで回転してい
るポットの停止時荷重は、人造繊維をポット内に誘導す
る棒に人造ｓｕｍが巻き付き、ポットに蓋に接触する場
合に発生する。

（発明の目的及び構成）本発明は、従来技術における前記問題点を克服した紡糸
用ポットを提供しようとするものである。

本発明は、下記の構成からなる。

（イ）側壁部全体が、ポットの回転方向に対してｏ１〜
±２０度の範囲で配向した繊維で強化され、さらに側壁
部上部のポット蓋取り付け溝部は±３０度〜±６０度の
範囲で配向した繊維で強化された補強層を併せ持つ８８
強化熱硬化性樹脂からなり、底部及びテール部がランダ
ムに配向した１〜１００１ｍの短繊維で強化されたｌｌ
ｌＮ１強化熱硬化性樹脂からなり、かつ、各部の繊維含
有率が３０〜１０体積％であることを特徴とする紡糸用
ポット。

（０）ポット蓋取り付け溝部の補強層である繊維角度±
３０度〜±６０度層が細物又は組紐で構成されている前
記（イ）記載の紡糸用ポット。

（ハ）ポット蓋取り付け溝部の補強層であるＩＩＭ角度
±３０度〜±６０度層の厚みが、ポット蓋取り付け溝の
厚みの５〜８０％である前記（イ）記載の紡糸用ポット
。

（ニ）ポット蓋取り付け溝部の補強層である繊維角度±
３０度〜±６０度層の幅を、ポット蓋取り付け溝の幅の
１〜１０倍の範囲内で配した前記（イ）記載の紡糸用ポ
ット。

本発明の紡糸用ポットは、定常運転時及び工程異常時の
負荷に応じたＩｌ維配向をしており、安全性及び省エネ
ルギーの要求を満足させるだけでなく、工程異常時に破
損せず、耐久性が向上した紡糸用ポットである。

本発明を図面により説明する。

第１図は紡糸用ポットの軸方向断面図を示したものであ
る。一般にポットは、第１図に示す如く側壁部１、底部
２及びテール部３の各部から構成されているが、紡糸用
ポットを設計Ｊるに当っては定常運転時にかかる負荷、
すなわち側壁部における周方向の引張応力及び底部、テ
ール部における増速時のトルクによるねじり応力を主に
考慮しなければならないとともに、工程異常時にかかる
負荷、すなわら減速時の側壁部上部におけるトルクによ
るねじり応力も考慮しなければならない。本発明の紡糸
用ポットは、定常運転時の負荷に対応すべく、側壁部全
体がポットの回転方向に対し０麿〜±２０度の範囲で配
向した１１８Ｎで強化された繊維強化熱硬化性樹脂から
なり、底部及びテール部がランダムに配向した１〜１０
０嘗■の短繊維で強化されたｌｌＨ強化熱硬化性樹脂か
らなり、かつ工程異常時の負荷に対応すべく側壁部上部
のポット蓋取り付け溝部は、回転方向に対し±３０１！
に、〜±６０度の範囲で配向した繊維で強化された補強
層を併せ持つ繊維強化熱硬化性樹脂からなることを特徴
とする紡糸用ポットである。

定常運転時には側壁部において最大の応力を受けるのは
ポットの円周方向、すなわち、ポットの回転軸に対して
０度の方向であり、その負荷に応じて強化用ＩＩＨの配
向角を０度〜±２０度とすることが必要である。配向角
がこの範囲をはずれる場合は、ポットの円周方向の強度
と弾性率が大きく低下する。正の配向角と負の配向角に
配向した繊維の量比を等しくして、円周方向に対称に繊
維を配向させるのがよい。

このように強化用繊維の配向をポットの回転方向に対し
て０度〜±２０度にしてポットの回転方向の引張強度を
強化すれば、側壁部の肉厚を薄くすることが可能となり
、それだけ軽量化できるばかりでなく、同じ肉厚のもの
に比べて外径を小さくすることができ、このため回転時
の空気抵抗を減少させ省エネルギーの効果を挙げること
ができる。

一方、工程異常によるポットの急速な減速による負荷は
、側壁部上部の蓋取り付け溝部に最大のトルク荷Ｉｎが
かかる。このトルク荷重に応じて強化用繊維の配向角を
士、３０度〜±６０麿とすることが必要である。配向角
がこの範囲をはずれる場合は、ねじり強度と横弾性率が
大きく低下する。また、正の配向角と負の配向角に配向
した繊維のＭ比を等しくして、円周方向に対称に繊維を
配向させるのがよい。

この±３０度〜±６０度の補強層は、作業性の点で織物
や組紐を使用するのが好ましい。

第２図は、本発明による紡糸用ポットの上部の一部の斜
視断面図を示したものである。本発明によるポットは定
常運転時と工程異常時の負荷に対応するために、ポット
側壁部の実質上全体の強化用繊維がポット回転方向に対
して０度〜±２０ＦＩの範囲で配向されている上に、側
壁部上部のポット蓋取り付け溝部は±３０度〜±６０度
の範囲で配向したＩＩ維で強化された補強層５を併せ持
つものである。側壁部上部のポット蓋取り付け溝部の補
強層は、同図ａ、ｂ、ｃに示した如く、その厚さ方向に
対して、内側でも外側でも又はその中間でもよい。

そして、この補強層の厚さは、ポット蓋取り付け溝部の
厚みの５〜８０％の範囲で、かつ、その幅は、ポット蓋
取り付け溝部の肉厚の小さい部分を幅方向に余すことな
く、溝の幅の１〜１０倍の範囲内にすることが好ましい
。

補強ｌｌ！５の厚さがポット蓋取り付け溝部の厚みの５
％未満では、工程異常時の負荷に対応できず、また、８
０％超では、定常運転時の負荷に対応できない傾向があ
る。補強層５の幅がポット蓋取り付け溝部の幅未満であ
れば、ポット蓋取り付け溝部を補強しきれず工程異常時
の負荷に対応できず、また、１０倍超重は定常運転時の
負荷に対応できない傾向がある。ここで、厚さとは、ポ
ット半径方向の寸法をさし、幅及び幅方向とは、ポット
回転軸方向の寸法及びボッ］・回転軸方向のことをさす
。

次に、底部及びテール部は繊維強化熱硬化性樹脂からな
り、ここでは１〜１００ｍ５の短繊維がづンダムに配向
されていることが必要である。

短ＩＪＩ＃の繊維長は１〜１１００ａである。底部及び
テール部をこのように構成すると高速回転するトルクを
十分に伝動することができる。

本発明において、強化用の繊維は、通常ＦＲＰの製造に
用いられる無機ｍ維、有機ｍ雄であって、例えば炭ｊｌ
！繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維等である。

これらを１種又は２秤用いる。熱硬化性樹脂は、例えば
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フラン樹脂、
フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等である。各部におけ
る強化用繊維と樹脂との混合比、つまり繊維含有率は３
０〜１０体積％であることが必要である。

３０体積％未満では強度が低下し、また、７０体積％を
超えると成形性が低下するほかｌｌ雑含有ｆ１１の増加
に見合うそれ以上の強度の向上がない。

〔発明の効果〕

本発明の紡糸用ポットは、定常運転時及び工程異常時の
負荷に最も有効に対応しつる強度を有し、しかも軽量で
、安全性に優れ、省エネルギーに適合し、耐久性が向上
した紡糸用ポットであり、経済性に優れ工業上極めて有
用である。

〔実施例及び比較例〕

実施例１高強度タイプ炭素繊１（東邦レーヨン（株）製ベスファ
イトの）を一方向に引き揃えフェノールノボラックタイ
プエボキシ樹脂プリプレグ（硬化ｆｉｌＪ（１３０℃）
を用意し、その長さ（繊維方向）を紡糸用ポット周長の
１．１倍に、そして幅を約３０−にカットした。得られ
たプリプレグシート（４ｏｏｇ　）を第３図に示す雄型
（ａ）の側面部に、ポットの円周方向に対し０度になる
如く巻き回した。

さらに、高強度タイプ炭素繊維〔東邦レーヨン（株）製
ベスファイトの）の織物にフェノールノボシックタイプ
エボキシ樹脂を含浸させたプリプレグを、ポットの円周
方向に対し、±４５度になるようカットして、ポット上
部に巻き回した。

当該層は、ポット蓋取り付け溝の約４倍の幅で、その厚
さの２５％を占めるように巻き回した。

別に、エポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維（同上）のス
トランドを１５ｎ＋ｎ＋にカットし、得られた短繊維８
００ｇを第３図に示す雌型（ｂ）の下部に充填した。

この雌型の中へ前記雄型を組み込み、金型温度を８０℃
に加熱しながら徐々に圧入した。次いで、金型温度を約
３０分で１３０℃に上げた。この昇温途中の約９０℃に
なるまでにＩＩ型中への雄型の圧入を完了した。続いて
、約９０分間１３０℃に保って成形を終えた。

比較例１実施例１にお・ノると同じ型を使用しポット円周方向に
対して±４５度になる織物プリプレグの層に代えて、そ
の分量と同じだけ１方向のプリプレグの層にした積層仕
様のものを使用して−、実施例１と同じ成形条件で成形
を行なった。

８例で得られた炭素繊維強化樹脂製紡糸用ポットは、と
もに表面が極めて滑らかで寸法精度が良好であった。側
壁部厚みは、約２ｍｍでボッ゛　ト全体の重石は約１２
００！Ｉ＋であった。ちなみに、゛現在数多く使用され
ている鋼線入りのベークライト製紡糸用ポットの側壁部
厚みは８ｍ＋＋＋であり、ポット全体のｆｆ１ｆｆｉは
約２６００９である。

これらの紡糸用ポットを連続で３ケ月間運転した結果、
破損もなく問題なく使用できた。−方、工程異常時の破
壊状況を推定するために、それぞれの紡糸用ポットにつ
いて破壊テストを行なった。テストは、ポットモーター
により１５００ｒｐｍで回転しているポットを、その上
部蓋取り付け用溝にブレーキをかけて０ｒｐ−まで減速
させ破壊状況を調べた。なお、ポットには規定量の人造
繊維が納まっている。破壊テストに供した数は、実施例
、比較例とも、それぞれ２０個である。テスト結果を第
１表に示す。

第　　１　　表この結果より、本発明の紡糸用ポットは工程異常時の急
激な減速による負荷に対し極めて有効であることがわか
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は紡糸用ポットの軸方向断面図、第２図は本発明
紡糸用ポットの上部の一部の斜視断面図、第３図はプリ
プレグシートを巻き回した雄型（ａ　）及び成形素材を
充填した雌型（ｂ）の各断面概略図、第４図は雌型に雄
型を組み込んだ場合の断面概略図を示す。図面における記号の説明１：側壁部、２：底部、３：テール部、４：蓋取り付け
溝、５：補強層、６：プリプレグシート、７：成形素材
、８：雄型、９：雌型第１図第２図 α　　　　ｂ　　　　　ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）側壁部全体が、ポットの回転方向に対して０度〜
±２０度の範囲で配向した繊維で強化され、さらに側壁
部上部のポット蓋取り付け溝部は±３０度〜±６０度の
範囲で配向した繊維で強化された補強層を併せ持つ繊維
強化熱硬化性樹脂からなり、底部及びテール部がランダ
ムに配向した１〜１００ｍｍの短繊維で強化された繊維
強化熱硬化性樹脂からなり、かつ、各部の繊維含有率が
３０〜７０体積％であることを特徴とする紡糸用ポット
。
（２）ポット蓋取り付け溝部の補強層である繊維角度±
３０度〜±６０度層が織物又は組紐で構成されている特
許請求の範囲（１）記載の紡糸用ポット。
（３）ポット蓋取り付け溝部の補強層である繊維角度±
３０度〜±６０度層の厚みが、ポット蓋取り付け溝の厚
みの５〜８０％である特許請求の範囲（１）記載の紡糸
用ポット。
（４）ポット蓋取り付け溝部の補強層である繊維角度±
３０度〜±６０度層の幅を、ポット蓋取り付け溝の幅の
１〜１０倍の範囲内で配した特許請求の範囲（１）記載
の紡糸用ポット。