JPS6157407B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はケーク状繊維塊形成用のポツト及びそ
の製造方法に関する。更に詳細にはビスコース等
から成形された人造繊維フイラメント紡糸用に供
される優れた特性を有するポツト及びその製造方
法の改善に関している。

近年、紡糸速度を増大し生産性を高めようとす
る要求に伴つて、高速回転での長期使用に耐える
軽量で且つ機械的性質、耐薬品性のすぐれた紡糸
用ポツトが必要とされた。この要求に応じる一つ
の先行技術は特公昭47−36206号公報明細書に記
載されたポツトである。このポツトは耐薬品性材
料からなるポツト底部マンドレルとエポキシ樹脂
を含浸したガラスまたは炭素からなる繊維を角度
を変えて複数層巻回したのち、該樹脂分を硬化さ
せてポツト本体を形成してなるものである。しか
しながら上記のポツト構造ではなお高速回転と紡
糸液に対してその耐久性が充分でないことを本発
明者等は多数の実験結果、確認しそれらの欠点を
改良したポツト及びその製造方法を先に提案し
た。

これらのポツトはいずれも、先行して成形され
るポツト底マンドレル上にポツト本体を被覆して
成形するため、底マンドレル部分と本体部分との
センターを出すことが必ずしも容易でなく、紡糸
の高速回転時飛出しの危険性がなおも残ることが
明らかとなつた。従つてこれらのポツトは実用特
性の面から工業的に意義あるものとなるためには
更に改善の必要性があつた。

かくして本発明の第一の目的は前記先行技術か
らなるポツトの欠点を改善して更に実用特性の面
から耐久性に豊んだ紡糸用ポツトを提供すること
にある。本発明の重要な他の目的はダイナミツク
センターを出すことの容易なポツト及びその製造
方法を提供することにある。また他の目的はポツ
ト各部にわたつて接着強度により豊んだ高強度の
ポツト及びその製造方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的及びメリツトは以下の記述
により更に一層明瞭となろう。

本発明によれば金属性ブツシユ及びそれを包被
する部分からなるポツトテールとポツト底部及び
ポツト側部からなるポツト本体とからなり、ブツ
シユを包被する部分は耐蝕熱硬化性樹脂を含浸し
たガラスまたは炭素繊維からなる芯材をもつて複
数層巻回して形成されており、該ポツト本体は上
記ブツシユ包被部分と同一素材でかつ連続的に成
形されている芯材層とこれを被覆する被覆層から
なり、ポツト側部の内外面被覆層は前記樹脂を含
浸した耐蝕有機合成繊維製筒編地であり、ポツト
底部の内面または内外面被覆層は前記樹脂を含浸
した耐蝕性布帛物であることを特徴とする紡糸用
ポツトを提供する。

ここで耐蝕性という用語は該ポツトが使用され
る時に受ける紡糸液の作用に耐えるという意味で
あつて耐酸性を主に意味するが、使用される環境
によつて耐溶剤性、耐ガス性、耐アルカリ性、耐
油性をも包含している。

上記本発明のポツトを製造する場合にはブツシ
ユセツト用突起を有する円筒状金型に、該突起を
通してポツト底部の内面被覆層用の耐蝕性布帛
物、次いで金属性ブツシユを取り付け次いで前記
布帛物を一部もしくは全部覆うように円筒金型の
周面部に耐蝕有機合成繊維製筒編地を取り付け、
該ブツシユの周囲に耐蝕熱硬化性樹脂を含浸した
ガラスまたは炭素繊維を巻回しながらブツシユ包
被部を形成し、次にポツト底部外面成形用金型に
より上記含浸繊維でポツト底部を形成し、次いで
ポツト側部を上記含浸繊維で巻回及びまたは角度
を変えながら複数層巻回してポツト本体芯材層を
形成し、常温または加温して樹脂分を硬化させて
金型を取りはずし、必要であれば切削により芯材
層の厚み調整を行つた後前記熱硬化性樹脂を含浸
した耐蝕有機合成繊維製筒編地を上記芯材層上に
被せ、該樹脂分を硬化せしめて外側被覆層を形成
することにより達成される。金型には必要に応じ
ポツト蓋嵌合溝作成用凹状環を取り付けておくこ
ともできる。

以下本発明の紡糸用ポツトとその製造方法の実
施態様を図面に従つて詳述する。これらの説明の
ために供せられる態様は説明の便宜のためのもの
であつて本発明内容を限定するものではない。

第１図は本発明に係わる紡糸用ポツトの構造を
例示する断面図である。第１図において金属性ブ
ツシユ１は耐薬品性、耐摩耗性の金属であり、鉋
錆鋼、ステンレス、ジユラルミン、耐蝕アルミ合
金等でつくられる。このブツシユのテール先端部
は第１図に示すごとくつばが付いており、ポツト
モータのテーラーセツトピンと嵌合できるように
溝が設けられている（図示せず）。ブツシユはつ
ばが無くてもよいが耐摩耗性と強度の点から本図
に示すごとく有る方がよい。２はこのブツシユを
包被するポツトテールである。ポツトテール２を
基礎としてポツト本体の側部、底部が構成されて
いる。

本発明においては、説明の便宜上、ポツトテー
ル２、ポツト底部、側部に分割してあるが、これ
らの部分は同一材料からなる連続層として一体化
している。

本発明ではポツト本体は角度を変えながら複数
層巻回された芯材３，４による強化樹脂に加えて
その内外表面に被覆層５，６，７を有する。ポツ
ト底部の内面被覆層７は耐蝕性の布帛物であり、
好ましくはポリエチレンテレフタレート等のポリ
エステル繊維からなる不織布状物、織物、編物、
フエルト状物である。

ポツト側部の内外面被覆層５，６は耐蝕有機合
成繊維製筒編地であり、好ましくはポリエチレン
テレフタレート繊維等のポリエステル繊維からな
るシームレスニツト編地である。ポツト側部内面
被覆層５は前記布帛物７を一部もしくは全部覆う
ように取り付けられる。これらによつて耐蝕性繊
維による被覆層によりポツト本体に実質的に露出
部分がないようにする。

芯材としては、ガラス繊維または炭素繊維等の
高モジユラス無機繊維を使用するが、樹脂との親
和性に豊むこと及び経済的に有利であることから
ガラス繊維が好ましい。芯材の巻回構造は、種々
の巻姿が考えられるが、軸に対して直角方向の平
行巻きのみでは軸方向に対する強度に問題があり
第３図に示すような斜交巻姿が実用的である。巻
回数は使用時における回転速度との関係で特定で
きないが30〜60回程度で、繊維の大きさはガラス
繊維で1000〜5000デニール、炭素繊維で500〜
3000デニール程度が望ましい。

側部被覆層５，６は大略100〜300デニールの有
機合成繊維例えばポリエステル繊維、ポリアクリ
ロニトリル系繊維、ポリオレフイン系繊維、ポリ
ビニル系繊維、特に好ましくはポリエチレンテレ
フタレート繊維を用いたシームレスの筒編地で、
一定の伸縮性を備えていることが密着性の観点か
ら不可決であり、ストレートヤーンからなる筒編
地を用いてもよいが、ストレツチバツクの一層増
大したクリンプヤーン（例えば仮撚糸）からなる
ものがより好ましい。

従来、ある種の成形品の表面にガラス等のチヨ
ツプドストランドマツト、フイラメントマツト、
ロービングクロス等を被覆することは知られてい
る。しかしこれらの先行技術を適用したものでは
接合部において連続的な密着ができないばかりで
なく、接合部の強度も著るしく劣ることが判明し
た。

また上記マツトまたはクロスをオーバーラツプ
させて被覆したときには、これらの欠点はなくな
るが高速回転時にダイナミツクバランスを大きく
崩すため実際の使用に耐えることができない。

これに対して本発明で提供する耐蝕有機合成繊
維のシームレスニツトの被覆においては、継ぎ目
がなく且つストレツチバツクがあるので平滑な表
面が仕上り、且つポツトのダイナミツクバランス
を保持することが極めて容易となる。

また耐蝕有機合成繊維からなるニツト編は高い
強度と柔軟性を有し、後述するポツトの製造過程
において金型に被せたり、または成形品の上に被
せる等の作業の際に少々の力では破断することが
なく、特に凹凸部を有する部分に被せる時の加工
作業性が高い。更に特にポリエチレンテレフタレ
ート繊維は樹脂の硬化前に樹脂と接しても劣化さ
れないという有用性を有しているだけでなく、樹
脂分のエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂と
の親和性が高く強固な成形品を作ることに役立
つ。

前記特公昭47−36206号公報明細書に記載され
たポツトでは、ガラスロービングが表面層近傍に
出ており耐摩耗性、耐薬品性が低くなるが、本発
明においては表面層近傍にポリエチレンテレフタ
レート等のポリエステル繊維が存在し、これらの
欠点を改善する。

使用するポリエステル繊維は普通タイプのもの
で充分であるが、成形品の強度を考慮して高強度
低伸度タイプ、高強度低収縮タイプ（８〜10ｇ/
ｄ）のものを用いることもできる。

ポツトテール及びポツト本体の耐蝕熱硬化性樹
脂分は、接着強度の大きいエポキシ樹脂が最適
で、他に不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアク
リレート樹脂、フラン樹脂、ジアリルフタレート
樹脂及びそれらの誘導体、などが使用できる。し
かしながら芯材の含浸樹脂と被覆層の含浸樹脂、
あるいはその外表面の仕上塗装に用いる樹脂は同
一系の樹脂組成でないと剥離の原因となる。硬化
剤、添加剤等の種類、組成比の若干の変動は許容
できる。

なお、本体側部の上開口部内側には、必要に応
じポツト蓋嵌合溝９を有するポツト蓋受部１０を
設ける。この場合、溝加工等による側部被覆層
５，６の切断は好ましくなく、高速回転に耐える
高度なバランスと強度を保つためには、外面被覆
層６と内面被覆層５は各々単一の連続筒編地で構
成し、両者の接合部は本体側部の上端部内外面近
傍に位置させるのがよい。

第２図、第３図は、本発明による紡糸用ポツト
の製造方法の一例を示す。

第２図において円筒金型１１の先端中央部にブ
ツシユセツト用突起１３が設けられており、これ
を通してポツト底部の内面被覆層となる耐蝕性布
帛物、及び金属性ブツシユを取り付ける。また、
同金型１１のつば下にポツト蓋受部１０及びポツ
ト蓋嵌合溝成形用凸状環１４を取り付ける。該凸
状環１４には、ポツト本体硬化後、加温により取
り外しできるように熱軟化性樹脂、例えばポリ塩
化ビニルを使用する。勿論、通常の金型ではあら
かじめ外表面に離型剤を塗布しておく必要があ
る。

円筒金型１１の円周面上に前述した耐蝕熱硬化
性樹脂を含浸させた例えばポリエチレンテレフタ
レート繊維のシームレス筒編地（ニツト編地）を
被せる。この場合ポツト内面のすべての部分にお
いて被覆層が存在するようにポツト底部の内面被
覆層となる布帛物を一部もしくは全部覆うように
取り付ける。また該筒編地の上端は円筒金型１１
のつば部周端以上まで広げておく。

この本体側部の内面被覆層５上に含浸した樹脂
分が硬化しないうちに該樹脂と同一樹脂を含浸さ
せたガラス繊維、炭素繊維を先ずブツシユ１の周
囲の部分、即ちポツトテールから巻回する。この
場合角度を変えながら巻回した方が都合がよい。

ポツトテール部及びポツト本体底部の一部が成
形されるとポツト底部外面成形用金型１２を設置
し、ポツト底部を連続して成形する。必要に応じ
てポツト底部の外面層に前記布帛物を取り付けて
もよい。底部の成形が終了すると直ちに連続して
本体側部芯材層４の成形に入る。この時は例えば
第３図に示すように斜交状に巻くと生成するポツ
トの性質を向上させることに役立つ。芯材巻き形
態は必ずしも第３図に示す斜交状に限定するもの
ではないが、ポツト本体の軸に直角に円周に沿つ
て平行に巻回するだけでは充分な強度は得られな
い。巻回は通常200〜300回程度行ない、芯材層を
複数層形成する。

ここで一旦常温または80〜100℃に加温して樹
脂分を硬化させる。加温は円筒金型１１の中心軸
の透孔（図示せず）に温水、蒸気等を通して行な
えばよい。硬化が進行したら金型１１，１２を取
り外す。この場合、ポツト蓋嵌合溝成形用凸状環
１４は高温軟化性の樹脂で成形してあるので、樹
脂分が硬化した後でも簡単に取り外すことができ
る。

高速回転には、高度のバランスが要求されるの
で、芯材の巻回による樹脂分の凹凸等不均整な外
表面を切削加工して厚み調整をする。この上に、
再び前記のポリエステル繊維等の耐蝕有機合成繊
維製筒編地を被せ、前記同一樹脂を含浸させる。
樹脂分をあらかじめ編地に含浸させて被せ、ポツ
ト側部外面被覆層６を構成してもよい。このよう
にポリエステル繊維ニツトをポツト表面に被せ、
樹脂を含浸させ硬化させれば平滑な表面仕上げ、
耐摩耗性、耐薬品性のある表面を有するポツトと
することに役立つ。また被覆層となる筒編地は内
面と外面とが別々のものであつてもよいが、あら
かじめ長く裁断された一連のものを内面の終端を
折り返して外面の被覆層としてもよい。樹脂硬化
後、必要に応じて再度仕上げ加工して、最終仕上
げ塗装を同一樹脂を用いて施す。

かくて成形されたポツトにおいてはブツシユ内
孔から液体が通過し実際の使用において問題とな
るので密封手段を施す。この場合密封手段として
耐蝕樹脂からなる栓が最も実用的である。栓の材
料は熱硬化性または熱可塑性の樹脂材料からあら
かじめ内孔形に合致させて作られたものであつて
熱硬化性材料では先に記載した耐蝕性の材料を使
うことができる。また熱可塑性材料のものではポ
リオレフイン、それらの塩化物、弗化物並びにそ
れらの共重合物、誘導体であつてもよい。これら
はブツシユ内孔に接着剤をもつて接着させること
ができる。栓の位置は必ずしもポツト底面の位置
に合致させる必要はない。

以上本発明のポツトによれば、単に芯材として
ガラス繊維、炭素繊維を複数層巻回してなる従来
の強化樹脂製ポツトに較べて高速回転、耐紡糸液
性が著るしく向上する。特に内外表面を実質的に
耐蝕性繊維筒編地及び布帛物により被覆している
ので、例えば実用試験において従来２ケ月程度で
剥離や腐蝕を生じていたものが、２年程度使用し
ても全く損傷を発見できないほどんある。また、
筒編地はその縦目構造が単純な線状体の巻回構造
と違つて、緊密且つ強固で四軸方向いずれに対し
ても同一の強度を有するなど、構造的な強度と安
定性を備えている。織物とも異なり、伸縮性にも
富んでいるので、筒編地は均一な被覆層を簡単に
できる利点もあり、このため表面仕上げが良好で
風損による電力使用の増加を防止できる等多大な
効果がある。

更に先行技術によるポツトはいずれもあらかじ
め成形されるポツト底マンドレル上にポツト本体
を被覆して成形するため、底マンドレル部分と本
体部分とのセンターを出すことが必ずしも容易で
なく、紡糸の高速回転時飛出しの危険性があつ
た。しかし本発明によるポツトでは公知のポツト
に比較して一体成形されているためダイナミツク
センターを出すことが極めて容易となる。

また先行技術によるポツトは底部マンドレル部
分と本体部分の接着性に問題があつたが、本発明
ポツトでは一連の操作によつて連続して成形され
た一体層であるため極めて強じんな接着性を均等
に有することとなつた。

一方、本発明のポツト製造方法によれば、特公
昭47−36206号公報記載の方法のように、円筒形
金型の除去を化学的溶解処理で行なう必要がなく
若干の加温で簡単に取り外せるので操作が簡単な
ばかりでなく、処理廃液の処理等公害上の問題も
ない。特に、ポツト蓋嵌合溝の作成は、従来もつ
とも困難とされていたもので、仕上後切削加工で
行なうと芯上やポツト側部内面被覆層５を傷つけ
る原因となり、金型で加工すると型枠の取除きが
できない原因となつていたが、本発明では高温軟
化性樹脂からなるポツト蓋嵌合溝成形用凸状環１
４を円筒金型１１とは別個に構成して使用するこ
とにより、この問題を一挙に解決し、加温工程を
除けばすべて機械的処理で操作できる簡単なポツ
ト製造方法の提供に成功したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポツトの構造を例示する断面
図、第２図、第３図は本発明のポツト製造方法の
過程を示す説明図であつて、それぞれ断面図と側
面図である。 １……金属性ブツシユ、２……金属性ブツシユ
を包被するポツトテール、３……ポツト底部芯材
層、４……ポツト側部芯材層、５……ポツト側部
内面被覆層、６……ポツト側部外面被覆層、７…
…ポツト底部内面被覆層、８……栓、９……ポツ
ト蓋嵌合溝、１０……ポツト蓋受部、１１……円
筒金型、１２……ポツト底部外面成形用金型、１
３……ブツシユセツト用突起、１４……ポツト蓋
嵌合溝成形用凸状環。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (1) 金属性ブツシユ及びそれを包被する部分
   からなるポツトテールとポツト底部及びポツト
   側部からなるポツト本体とからなり (2) ブツシユを包被する部分は耐蝕熱硬化性樹脂
   を含浸したガラスまたは炭素繊維からなる芯材
   をもつて複数層巻回して形成されており (3) 該ポツト本体は上記ブツシユ包被部分と同一
   素材で、かつ連続的に成形されている芯材層と
   これを被覆する被覆層からなり (4) ポツト側部の内外面被覆層は前記樹脂を含浸
   した耐蝕有機合成繊維製筒編地であり (5) ポツト底部の内面または内外面被覆層は前記
   樹脂を含浸した耐蝕性布帛物であることを特徴
   とする紡糸用ポツト。 ２ 耐蝕熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂、不飽和ポ
   リエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、フ
   ラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂及びそれらの
   誘導体からなる群から選ばれた少なくとも一種で
   ある特許請求の範囲第１項記載の紡糸用ポツト。 ３ 芯材層の巻回構造が斜交状である特許請求の
   範囲第１項記載の紡糸用ポツト。 ４ 耐蝕有機合成繊維筒編地がポリエチレンテレ
   フタレート繊維等のポリエステル系繊維ポリアク
   リロニトリル系繊維、ポリオレフイン系繊維、ポ
   リビニル系繊維から選ばれたシームレスニツト編
   地である特許請求の範囲第１項記載の紡糸用ポツ
   ト。 ５ ポツト底部被覆層である布帛物が織物、編
   物、不織布状物、フエルト状物である特許請求の
   範囲第１項記載の紡糸用ポツト。 ６ 金属ブツシユのポツトテール先端部がつばの
   付いたブツシユである特許請求の範囲第１項記載
   の紡糸用ポツト。 ７ 金属ブツシユ内孔に耐蝕樹脂製の栓を設けた
   特許請求の範囲第１項記載の紡糸用ポツト。 ８ ブツシユセツト用突起を有する円筒状金型
   に、該突起を通してポツト底部の内面被覆層用の
   耐蝕性布帛物、次いで金属性ブツシユを取り付
   け、次いで前記布帛物を一部もしくは全部覆うよ
   うに円筒金型の周面部に耐蝕有機合成繊維製筒編
   地を取り付け、該ブツシユの周囲に耐蝕熱硬化性
   樹脂を含浸したガラスまたは炭素繊維を巻回しな
   がらブツシユ包被部を形成し、次にポツト底部外
   面成形用金型により上記含浸繊維でポツト底部を
   形成し、次いでポツト側部を上記含浸繊維で巻回
   及びまたは角度を変えながら複数層巻回してポツ
   ト本体芯材層を形成し、常温または加温して樹脂
   分を硬化させて金型を取りはずし、前記熱硬化性
   樹脂を含浸した耐蝕有機合成繊維製筒編地を上記
   芯材層上に被せ、該樹脂分を硬化せしめて外面被
   覆層を形成することを特徴とする紡糸用ポツトの
   製造方法。 ９ 円筒金型つば下部にポツト蓋受部及び嵌合溝
   成形用の高温軟化性樹脂からなる凸状環を装備し
   た金型を用いる特許請求の範囲第８項記載の紡糸
   用ポツトの製造方法。 １０ 高温軟化性樹脂がポリ塩化ビニルである特
   許請求の範囲第９項記載の紡糸用ポツトの製造方
   法。 １１ 芯材及び内面被覆層の含浸樹脂分を80〜
   100℃の温水で硬化させる特許請求の範囲第８項
   記載の紡糸用ポツトの製造方法。 １２ 有機合成繊維の筒編地を被せたのち耐蝕熱
   硬化性樹脂を含浸させ、硬化させて外面被覆層を
   形成する特許請求範囲第８項記載の紡糸用ポツト
   の製造方法。 １３ あらかじめ長く裁断された一連の耐蝕有機
   合成繊維製筒編地を用いてポツト側部の内面被覆
   層を形成させたのち、内面の終端を折りかえし、
   外面の被覆層を形成させることを特徴とする特許
   請求の範囲第８項記載の紡糸用ポツトの製造方
   法。