JP2005009009A

JP2005009009A - Melt spinning apparatus

Info

Publication number: JP2005009009A
Application number: JP2003173033A
Authority: JP
Inventors: Hajime Shibaike; 哉芝池
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: JP4033810B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a melt spinning apparatus for a conjugated fiber, which causes slight polymer deterioration even in the case of large difference in melting point and controls a cost even in scaling-up of the apparatus. SOLUTION: The melt spinning apparatus is constituted of a spinneret pack 7 which introduces two kinds of molten polymers A and B and spins a conjugated fiber, a spinning block 4 which is heated integrally in a mounted state of the spinneret pack 7 and polymer feed pipings 1A and 1B and 5A and 5B which are installed at the upstream side and the downstream side, respectively, of metering feeders 2A and 2B for separately feeding two kinds of the molten polymers A and B to the spinneret pack 7. The polymer feed pipings 1A and 1B and 5A and 5B are equipped with a heater different from that of the spinning block 4. The polymer feed pipings 1A and 1B and 5A and 5B and the metering feeders 2A and 2B are separated from the spinning block 4 except a feed part for feeding the molten polymers A and B to the spinning block 4. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの合成繊維を溶融紡糸するための溶融紡糸装置に関する。更に詳しくは、複数種のポリマーを用いて複合繊維を溶融紡糸するための溶融紡糸装置する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリアミド、ポリエステル等の熱可塑性ポリマーを溶融紡糸するに際して、２種類以上のポリマーを使用して複合繊維を製造することが行われている。このような複合繊維が製造されるのは、伸度、熱収縮率等の性質が異なるポリマーを一本の繊維中で組み合わせることにおよって、単１種のポリマーから成る繊維では実現することができなかった機能や風合いを発現させたりするためである。また、複数種のポリマーを貼り合わせて複合繊維とする際に貼り合わせ界面で、隣接するポリマーを分割し易くするために、互いに非相溶のポリマー同士を貼り合わせて製糸後、貼り合わせ面で分割することによって極細繊維を製造することも行われている。
【０００３】
このような複合繊維を製造するためには、既に述べたように２種以上のポリマーが使用されるが、これらのポリマーを選定するに当たって、単一種のポリマーから得られる繊維よりも優れた機能や特性を得るために、一般的に、各ポリマーの融点、耐熱性、劣化のし易さなどが大きく異なる組み合わせになることが多い。
【０００４】
このような融点などの特性が異なる２種以上のポリマーを使用して紡糸する必要があるにもかかわらず、従来は、以下に述べるような技術を用いて複合繊維の溶融紡糸が行われることが多かった。すなわち、各ポリマーをそれぞれ溶融押出機へ投入して溶融状態で輸送配管中へ押出し供給し、各輸送配管から溶融ポリマーをスピンブロックに設置されたギヤポンプ等の定量供給装置群にそれぞれ導入し、次いで、前記各定量供給装置からスピンブロック内に設置された各紡糸口金パックへ溶融ポリマーを定量供給し、最終的に紡糸口金パックが備える口金から紡出して繊維化するのである。
【０００５】
このとき、従来のスピンブロックには、前記定量供給装置群へポリマーをそれぞれ分配して供給するための分配供給配管、そして、これらの定量供給装置から各紡糸口金パックへポリマーを導入するためのポリマー導入配管が一体として内蔵されている。そして、これらの記定量供給装置、分配供給配管、ポリマー導導入管、及び紡糸口金パックなどは、熱楳加熱手段又は電気加熱手段などによってスピンブロック全体が均一な温度に加熱され、したがって、スピンブロックは一律な加熱温度に設定されている。
【０００６】
しかしながら、このような従来装置で複合繊維を溶融紡糸しようとすると、定量供給装置へポリマーを分配するためのポリマー導入配管及び、定量供給装置以降、紡糸口金パックまでがスピンブロックと同一の温度に加熱されるため、各ポリマーを適正温度に設定することができないという問題を惹起する。なお、一般に、前記溶融押出機から紡糸口金パックまでポリマーを輸送するのに適正な温度として、各ポリマーの融点に対して５〜３０℃程度高めにした範囲の温度が設定される。したがって、複合繊維に使用する２種以上のポリマーがこのような温度範囲に収まっている場合には問題は無いが、この範囲を逸脱するような場合には次に述べるような重大な問題が生じる。
【０００７】
すなわち、スピンブロックの加熱温度は、一般的に言って、使用ポリマーの中でも融点が比較的高いポリマーの適正温度に近い条件に設定されることが多く、このような条件下では、融点が比較的低いポリマーにとっては温度が高くなり過ぎる。そうすると、融点が比較的低いポリマーが熱劣化を起こし、劣化したポリマーの影響で単繊維切れや断糸が発生したり、所望するの機能や風合いを有する複合繊維を得ることができないという問題を惹起する。
【０００８】
そこで、このような従来技術が有する問題を解決するために、特公平２−４６８７号公報において、ポリマー導入路や定量供給装置を複数にブロック化し、これらのブロックを断熱材を介してスピンブロックと連結することによって、熱的に切り離すと共に、これらの各ブロックに対してスピンブロックとは別に独立した加熱手段を設けた溶融紡糸装置が提案されている。確かに、この従来技術によると、各ブロックをスピンブロックとは独立に加熱できるため、各ポリマーを適正な温度条件で加熱してスピンブロックへ導入することができる。
【０００９】
しかしながら、例えば、複合繊維を製造するために必要な２種のポリマー間に適正とされる温度差が５０℃を超えるような場合、あるいは、生産性を向上させるためにスピンブロックを大型化するような場合には、スピンブロック及び各ブロック間での熱膨張差の影響が無視できなくなる。すなわち、大きな熱膨張差が原因となって、スピンブロックと各ブロックとの間の接合部などにずれが生じる。そうすると、スピンブロックと各ブロックの接続部のシールが良好に行えないため運転中にポリマーが漏れたりする。更に、ひどい場合には、スピンブロックと各ブロックを接続するための締結部品に破損が生じたりするという極めて重大な問題が発生することになる。その上、熱膨張差によって僅かであってもずれが生じると、ずれた部分にポリマーが異常滞留し易くなって、この場所でポリマーの劣化が発生したりするという問題も惹起する。
【００１０】
また、特に、ポリマー間の融点差が大きく、しかも紡糸装置が大型化した場合に、熱膨張差に起因する問題を解決しようとすると、装置の製作コストが大きくなるという問題もある。何故ならば、前述の諸問題を解決するためには、例え、各ブロックを熱膨張差が生じたとしても、熱膨脹差の影響を少なくするために、特別な配管材料、断熱材、シール部材を使用したり、各ポリマーが流れるそれぞれのブロックを更に分割したりして熱膨張の影響をできるだけ受けないような特殊な構造にしたりする必要があるからである。
【００１１】
【特許文献１】
特公平２−４６８７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上に述べた従来技術が有する欠点を解消することを目的になされたものである。すなわち、本発明は、複合繊維を紡糸するために使用する２種以上のポリマー中で、ポリマー間の融点差が極めて大きい場合においても、使用する複数のポリマーを劣化させることなく、溶融紡糸時に紡出糸条が単繊維切れや断糸を起こすことなく、更には、装置が大型化しても、その製作費用を抑えることが可能な溶融紡糸装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
ここに、前記課題を達成するための本発明として、請求項１に記載の発明として、「少なくとも２種の溶融ポリマーを導入して複合繊維を紡出する紡糸口金パック、前記紡糸口金パックを装着した状態で一体として加熱されるスピンブロック、前記紡糸口金パックへ少なくとも２種の前記溶融ポリマーを個別に定量供給しながら連続的にそれぞれ供給する定量供給装置、そして、前記定量供給装置の上流側と下流側とにそれぞれ設けられにポリマー導入配管を含んで構成された溶融紡糸装置であって、少なくとも前記ポリマー導入配管に対しては前記スピンブロックとは別の加熱装置が設けられ、かつ前記ポリマー導入配管及び前記定量供給装置は前記スピンブロックへ前記溶融ポリマーを導入する導入部を除いて前記スピンブロックとは分離して設けられていることを特徴とする溶融紡糸装置」が提供される。
【００１４】
その際、請求項２に記載の発明のように、「内部をそれぞれ流れる前記溶融ポリマーの性質と性状にそれぞれ対応させて前記ポリマー導入配管に対して、前記ポリマー種毎に対応させた加熱条件を設定する熱媒加熱方式の加熱装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の溶融紡糸装置」とすることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以上に述べた本発明の実施の形態について、以下に図面を参照しながら、その作用と共に詳細に説明する。
【００１６】
図１及び２は本発明の溶融紡糸装置の概略構成を模式的に例示した構成図であって、図１（ａ）は模式平面図、そして、図１（ｂ）は模式正面図をそれぞれ示し、図２は図１のＸ−Ｘ方向矢視断面図を示す。
【００１７】
なお、図１（ａ）に例示した実施態様では、中心線ＣＬを基準として略線対称に構成されているので、図１（ｂ）の側面図では、Ｂポリマー側の機械要素にＡポリマー側の機械要素が隠れてしまうため、（）内にＡポリマー側の機械要素を参考までに記してある。また、本発明の溶融紡糸装置には、少なくとも２種類、特に３種類以上の性質及び性状が異なるポリマーを使用する場合にも好適に適用することができる。しかしながら、通常の複合紡糸や混合紡糸においては２種類のポリマーを使用する場合が、３種類以上のポリマーを用いる場合に比較すると、圧倒的に多い。このため、以下の説明では、図１及び２に例示したように、２種類のポリマーを使用した場合について説明する。
【００１８】
ここで、図中に記載した参照符号について説明すると、２種類のポリマー中、一方のポリマーをＡ、他方のポリマーをＢでそれぞれ表すことで、お互いを区別することとする。更に、ポリマーＡが通過する機械要素については数字にＡを付し、また、ポリマーＢが通過する機械要素については数字にＢを付して、どの機械要素にどのポリマーが通過するのかを明確にしている。なお、参照符号にＡもＢも付さなかった機械要素については、ポリマーＡ及びＢに対して共通に使用される機械要素を示している。
【００１９】
以上に述べた情報を念頭に置いて、図１及び２に示された機械要素について説明すると、１Ａと１Ｂは第一ポリマー導入配管、２Ａと２Ｂは定量供給装置、３Ａと３Ｂは分岐ブロック、４はスピンブロック、５Ａと５Ｂは第二ポリマー導入配管、６Ａと６Ｂはポリマー導入孔、７は紡糸口金パック、８Ａと８Ｂは紡糸口金パックの内部に設けられたポリマー濾過部、そして、９は紡糸口金をそれぞれ示す。
【００２０】
なお、図１及び２に例示した溶融紡糸装置は、サイドバイサイド型、シースコア型などの複合繊維（コンジュゲート繊維）を得るために好適に使用でき、それぞれの紡糸口金パック７からは、複合フィラメント群からなる一本の糸条がそれぞれ紡出される。なお、本発明においては、図示したように、前記第一ポリマー導入配管１Ａと１Ｂは定量供給装置２Ａと２Ｂの上流側に設けられ、そして、前記第二ポリマー導入配管２Ａと２Ｂは定量供給装置２Ａと２Ｂの下流側に設けられたものをそれぞれ指しており、これらを区別して使用している。
【００２１】
その際、図１の溶融紡糸装置例では４個の紡糸口金９を一つの角型紡糸口金パック本体７内に組み込んだ４眼の紡糸口金パックを例示したが、勿論、２眼の紡糸口金パックや単眼の紡糸口金パックにも適用できることは言うまでもない。なお、このようにして、最終的に紡糸口金パック７から紡出された糸条群は、その詳細説明は省略するが、定法に従って、周知の溶融紡糸方法によって巻き取られる。
【００２２】
ここで、本発明に使用する前記紡糸口金パック７について、図２を参照しながら説明すると、紡糸口金パック７は、スピンブロック４内に形成されたパックドームに取り付けられる。そして、前述のようにスピンブロック４に穿設された導入孔６Ａと６Ｂからそれぞれ導入されるポリマーＡとＢを受け入れる。このようにして、紡糸口金パック７に受け入れたポリマーＡとＢは、紡糸口金パック７内に設けられた濾過部８Ａと８Ｂをそれぞれ通過する際に、ポリマーＡとＢに含まれる異物などが除去されて、通常は複数のプレートから構成される複合紡糸口金９から紡出される。
【００２３】
このとき、スピンブロック４のパックドームに取り付けられた紡糸口金パック７を加熱するために、スピンブロック４の内部に封入した熱楳により加熱するようにすることが好ましいが、このような態様に限定せずに、電気加熱装置等の周知の加熱装置により加熱することもできる。なお、図１では、紡糸口金パック７が４個設けられているが、その数に制限されるものではなく、通常の溶融紡糸で使用される範囲の数を設けることができる。
【００２４】
以上に述べたように構成される本発明の溶融紡糸装置の実施態様例において、ポリマーＡとＢの流れ経路を説明すると、例えば図示省略した溶融押出機等によってポリマーＡとＢはそれぞれ適正温度に溶融され、まず、第一ポリマー導入配管１Ａと１Ｂへそれぞれ供給され、次いで、定量供給装置２Ａと２Ｂへと供給される。このとき、第一ポリマー導入配管１Ａと１Ｂの流路断面としては、三角形、矩形、六角形、長円形、楕円形などの任意の断面形状を採ることができるが、一般的には曲げ加工が容易、安価、ポリマーの異常滞留が少ないなどの利点を有する円形断面が好ましい。また、当然のことながら、耐熱性と耐食性を有し、配管の施工性に優れた金属配管を使用することが好ましい。
【００２５】
その際、第一ポリマー導入配管１Ａと１Ｂは、前記溶融押出機（図示せず）から供給されたポリマーＡとＢを定量供給装置２Ａと２Ｂとに分配しながら輸送する役割を果たすが、各定量供給装置２Ａと２ＢへポリマーＡとＢが均一に分配輸送されるように配慮すること必要である。すなわち、この分配輸送に際して、ポリマーＡとＢの各分配流の滞留時間差が生じないように、ポリマーの流路断面積、流路長さなどを考慮して、トーナメント状に分配することが好ましい。
【００２６】
ただし、本発明で言う「トーナメント状の分配」とは、一試合ごとに敗者を除いて勝者同士を戦わせ、最後に勝ち残った一人または一チームを優勝とする競技方法において使用される「トーナメント方式の競技方法」に因んで名付けたものである。ただし、競技に使用するトーナメント方式の試合の分配は、第１試合から勝ち進んで優勝決定戦に至るまでの試合配分に対して用いられるが、本発明のトーナメント状の分配とは、このような競技に使用する試合の分配方式とは逆に、優勝者から競技対象者のそれぞれに試合を振り分ける方式を採る。したがって、本発明で言う「トーナメント状の分配」とは、「一つのポリマー供給源から多数の分配対象に対してトーナメント状にポリマーを分配」することを指すものとする。
【００２７】
なお、前記分岐ブロック３Ａと３Ｂには、定量供給装置２Ａと２Ｂが取り付けられており、定量供給装置２Ａと２Ｂへのポリマーの流入と流出はこの分岐ブロック３Ａと３Ｂをそれぞれ経由して行われる。また、前記定量供給装置２Ａと２Ｂとしては、連続してポリマーを精度よく定量計量できることなどから、通常、ギヤポンプが使用される。
【００２８】
次に、以上に述べたようにして、定量供給装置２Ａと２Ｂへとそれぞれ流入したポリマーＡとＢは、前記分岐ブロック３Ａと３Ｂから流出して、第二ポリマー導入配管５Ａと５Ｂへとそれぞれ供給され、この導入配管５Ａと５Ｂからスピンブロック４に穿設されたポリマー導入孔６Ａと６Ｂへとそれぞれ導入される。そして、このポリマー導入孔６Ａと６ＢからポリマーＡとＢとが最終的に紡糸口金パック７中へとそれぞれ供給されて、ここで複合化され、この紡糸口金パック７に付設された口金９から複合繊維として紡出される。このとき、本発明においては、定量供給装置２Ａ及び２Ｂと、第二ポリマー導入配管５Ａ及び５Ｂとをそれぞれ一対一に対応させて、一つの定量供給装置２Ａ又は２Ｂからは、必ず一つのポリマー導入配管５Ａ又は５Ｂへと供給するようにしておくことは、特に好ましい実施態様である。
【００２９】
以上に詳細に述べたように、前述の実施態様のように本発明は、第一ポリマー導入配管１Ａと１Ｂ、及び第二ポリマー導入配管５Ａと５Ｂがスピンブロック４に埋め込まれた状態で設けられずに、第二ポリマー導入配管５Ａと５Ｂがスピンブロック４へ接続される部分を除いて、スピンブロック４から分離した状態で、その運動の自由度が極めて大きな状態で設けられている。
【００３０】
このように、前述の第一ポリマー導入配管１Ａと１Ｂ、及び第二ポリマー導入配管５Ａと５Ｂは、実質的にスピンブロック４とは熱的に分離されるために、スピンブロック４の加熱状態にほとんど影響されることがなくなる。しかも、スピンブロック４に穿設されたポリマー導入孔６Ａと６Ｂは、その流路長が熱的な影響を極力受けないように短縮されているために、スピンブロック４の加熱に伴う熱的な影響に対して、導入孔６Ａと６Ｂを流れるポリマーへの熱的な影響を最小限に止めることができる。
【００３１】
また、近年盛んに行われているように、生産性を向上させる目的で多錘化してスピンブロック４を大型化した場合には、第一ポリマー導入配管１Ａと１Ｂ、及び第二ポリマー導入配管５Ａと５Ｂの配管長を長くする必要が生じる。また、ポリマーの熱履歴を改善するために、ポリマー導入配管（１Ａ、１Ｂ、５Ａ、５Ｂ）のそれぞれでその内部を流れるポリマーＡとＢの加熱温度を個別に最適な温度に設定するために、各配管（１Ａ、１Ｂ、５Ａ、５Ｂ）間で温度差を大きくつけたりする必要が生じる。
【００３２】
しかしながら、このような目的で前記各配管（１Ａ、１Ｂ、５Ａ、５Ｂ）が長くなったり、大きな温度差を持つようになったりしても、これら配管（１Ａ、１Ｂ、５Ａ、５Ｂ）は、従来のようにスピンブロック４にブロック化されて埋め込まれたような拘束状態にないため、自由に動ける状態にある。したがって、熱膨張に起因する大きな伸長が配管（１Ａ、１Ｂ、５Ａ、５Ｂ）に生じても、他の機械要素に大きな影響を及ぼすことなくこの熱膨張を吸収することができる。
【００３３】
しかも、各配管（１Ａ、１Ｂ、５Ａ、５Ｂ）は運動の自由度が大きい状態にあるために、配管間を接続する部分に大きな熱応力が作用しなくなって、配管のずれが生じにくくなり、この部分からのポリマー漏れを防ぐシール構造も単純化したり、より安価なものに置き換えたりすることができる。更には、各配管（１Ａ、１Ｂ、５Ａ、５Ｂ）に対して、それぞれ個別に最適な温度に設定しても問題がなくなるために、配管内でのポリマーの熱劣化を抑えることができ、劣化したポリマーに起因する紡出繊維が単繊維切れを起こしたりする紡糸異常などの工程調子の不良が発生するのを大幅に抑制することができる。また、スピンブロック４や各配管間の接続部のシールも良好に行えるため、運転中にポリマーが漏れ出すというトラブルの発生もなくなり、安定して溶融紡糸をすることが可能となる。
【００３４】
このように、本発明の大きな特徴として、第一ポリマー導入配管１Ａと１Ｂ、定量供給装置２Ａと２Ｂ、及び第二ポリマー導入配管５Ａと５Ｂに対して、ポリマーＡとＢの熱的な条件を加味した上で、更に最適な生産条件や設備構成をも考慮に入れて、スピンブロック４とは熱的な状態が実質的に独立した加熱手段を設けることができることが挙げられる。つまり、最適な生産プロセスを考慮に入れて、ポリマーＡとＢにとって適正な温度条件でポリマーＡとＢの分配輸送経路をそれぞれ独立に加熱制御することができるのである。
【００３５】
以下、この点について、更に図３を参照しながら具体的に説明する。なお、図３は本発明の溶融紡糸装置に係る一つの実施態様の概略構成を模式的に例示した正面図を示したものであって、特に、多錘化などによって大型化する装置をできるだけ簡単な構成にして製作費用を低減したり、レイアウトの都合から装置をコンパクトに抑えたりする目的に対してはより効果的である。なお、図３は、図１と同様にポリマーＡに係る機械要素のみが図示される状態となるため、ポリマーＡに係る機械要素に隠れたポリマーＢの機械要素は、（）を付して併記した。
【００３６】
図３において、１Ａ’と１Ｂ’は第一ポリマー導入配管、１０Ａと１０Ｂは加熱ボックスをそれぞれ示す。なお、その他の参照符号に対応する機械要素は図１に示した機械要素に準じるものとする。
【００３７】
図３において、ポリマーＡとＢは、図の矢印方向からそれぞれ第一ポリマー導入配管１Ａ’と１Ｂ’へと流入し、トーナメント状に形成されたポリマー配管によって分岐ブロック３Ａと３Ｂを介して定量供給装置２Ａと２Ｂへそれぞれ供給される。そして、各定量供給装置２Ａと２Ｂへと供給されたポリマーＡとＢは再び分岐ブロック３Ａと３Ｂを介して、第二ポリマー導入配管２Ａと２Ｂへと定量供給され、図１に例示した実施態様と同様に最終的に紡糸口金パック７から複合繊維として紡出される。
【００３８】
その際、ポリマーＡとＢを分配輸送する配管系はフランジ接続などの周知の接続手段によってボルト等の締結材で締結することによって簡単に構成することができ、しかも、その接続部のシール方法も、例えば耐熱性と耐腐食性を有するガスケットなどのシール部材で簡単に構成することができる。しかも、このようにして形成されたポリマーの分配輸送配管系は、図示したように加熱ボックス１０Ａと１０Ｂを設けてジャケットとし、このジャケットの内部に所定の温度に加熱した熱楳を封入する熱媒加熱方式を採用することによって配管系を一体で加熱することができる。このようにすることで、加熱するポリマーの分配輸送配管の配管経路が長くなったとしても、熱媒加熱方式であるために長手方向での加熱の均一性が保障され、これによって、温度斑なく加熱することができる。その上、ポリマーの分配輸送配管系を加熱する加熱装置は比較的単純な構造とでき、溶融紡糸装置自体をコンパクトに設計できるだけでなく、製作費用も低減できる。
【００３９】
その際、勿論、生産プロセスに要求される条件に対応させて、第一ポリマー導入配管１Ａ’と１Ｂ’、定量供給装置２Ａと２Ｂ、そして、第二ポリマー導入配管５Ａと５Ｂに対して、それぞれ個別に独立した加熱ボックス（加熱手段）を設けて加熱することもできる。そして、このようにすることにより、ポリマーＡ又はＢを無意味に高温で加熱してしまうことを防いでポリマーの劣化を抑えたり、逆にポリマーＡ又はＢにとって低すぎる温度条件での加熱を防いだりすることができる。また、配管系内のポリマー粘度を最適な状態に保つことによって、配管系内でのポリマーの流動性を確保して配管系内でのポリマーの閉塞を防ぐことが可能となる。さらには、定量供給装置２Ａと２Ｂが作動する上でより好ましい粘度を有するポリマーを定量供給装置２Ａと２Ｂに供給することができ、最適な条件下で定量供給装置２Ａと２Ｂを作動させることもできるようになる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の溶融紡糸装置により、溶融押出機からスピンブロックまでのポリマー導入配管とスピンブロックを個別に独立して加熱制御でき、特性、性質が異なる複数の溶融ポリマーを使用して製造する複合繊維を製造する場合に、各溶融ポリマーを適正化温度条件で分配輸送して、スピンブロックへ導入することができるので、ポリマーを劣化させること無く溶融紡糸が可能となる。
【００４１】
また、定量供給装置とスピンブロックとの接続をパイプ状のポリマー導入配管で行うため、スピンブロックとポリマー導入配管の設定温度の差が大きかったり、装置が大型化したりしても、スピンブロックとの接続部に熱膨張に起因するずれが生じることがないため、ポリマーの滞留箇所の発生を抑制してポリマーの劣化を抑えることが可能となり、これによって、断糸等の工程異常を発生させず、かつポリマー漏れ等のトラブルを発生させずに良好な品質の繊維を得ることができる。
【００４２】
また、装置が大型化してもそのサイズをコンパクトに抑え、かつ設備製作費用を抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融紡糸装置に係る一実施態様を模式的に例示した概略構成図であって、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面図をそれぞれ表す。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ矢視方向断面図である。
【図３】本発明の他の実施態様を模式的に例示した概略構成図（正面図）である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ第一ポリマー導入配管
２Ａ、２Ｂ定量供給装置
３Ａ、３Ｂ分岐ブロック
４スピンブロック
５Ａ、５Ｂ第二ポリマー導入配管
６Ａ、６Ｂ導入孔
７紡糸口金パック
８Ａ、８Ｂ濾過部
９紡糸口金[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a melt spinning apparatus for melt spinning synthetic fibers such as polyester fibers and polyamide fibers. More specifically, a melt spinning apparatus for melt spinning a composite fiber using a plurality of types of polymers.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when melt spinning a thermoplastic polymer such as polyamide or polyester, a composite fiber is produced using two or more kinds of polymers. Such a composite fiber can be produced in a fiber composed of a single type of polymer by combining polymers having different properties such as elongation and heat shrinkage ratio in one fiber. This is because the functions and textures that could not be achieved are expressed. Also, in order to make it easier to split adjacent polymers at the bonding interface when multiple types of polymers are bonded to form a composite fiber, the incompatible polymers are bonded together to form a composite fiber. It is also practiced to produce ultrafine fibers by dividing.
[0003]
In order to produce such a composite fiber, two or more kinds of polymers are used as described above. In selecting these polymers, functions superior to fibers obtained from a single kind of polymer, In order to obtain characteristics, generally, the melting point, heat resistance, ease of deterioration, and the like of each polymer are often greatly different.
[0004]
In spite of the necessity of spinning using two or more kinds of polymers having different properties such as melting point, conventionally, melt spinning of a composite fiber is performed by using the technique described below. There were many. That is, each polymer is put into a melt extruder and extruded and fed into a transport pipe in a molten state, and the melt polymer is introduced from each transport pipe into a group of quantitative supply devices such as a gear pump installed in a spin block, The molten polymer is quantitatively supplied from each of the quantitative supply devices to each spinneret pack installed in the spin block, and finally spun from the base included in the spinneret pack to be fiberized.
[0005]
At this time, in the conventional spin block, a distribution supply pipe for distributing and supplying the polymer to the above-mentioned constant supply device group, and a polymer for introducing the polymer from these fixed supply devices to each spinneret pack Introductory piping is integrated as a unit. In addition, these fixed quantity supply devices, distribution supply pipes, polymer introduction pipes, spinneret packs, etc. are heated to a uniform temperature throughout the spin block by hot metal heating means or electric heating means. Is set to a uniform heating temperature.
[0006]
However, when a composite fiber is to be melt-spun with such a conventional apparatus, the polymer introduction pipe for distributing the polymer to the quantitative supply apparatus, and the fixed supply apparatus and thereafter, the spinneret pack is heated to the same temperature as the spin block. Therefore, the problem that each polymer cannot be set to an appropriate temperature is caused. In general, a temperature in the range of about 5 to 30 ° C. higher than the melting point of each polymer is set as an appropriate temperature for transporting the polymer from the melt extruder to the spinneret pack. Therefore, there is no problem when two or more kinds of polymers used for the composite fiber are within such a temperature range, but when the temperature is outside this range, the following serious problem occurs. .
[0007]
That is, generally speaking, the heating temperature of the spin block is often set to a condition close to an appropriate temperature of a polymer having a relatively high melting point among the used polymers. Under such conditions, the melting point is relatively low. For low polymers, the temperature is too high. Then, a polymer having a relatively low melting point causes thermal degradation, causing a problem that a single fiber is cut or broken due to the deteriorated polymer, and a composite fiber having a desired function and texture cannot be obtained. To do.
[0008]
Therefore, in order to solve such problems of the prior art, in Japanese Patent Publication No. 2-4687, the polymer introduction path and the quantitative supply device are made into a plurality of blocks, and these blocks are made into a spin block via a heat insulating material. There has been proposed a melt spinning apparatus which is thermally disconnected by being connected and provided with heating means independent of the spin block for each of these blocks. Certainly, according to this prior art, since each block can be heated independently of the spin block, each polymer can be heated to an appropriate temperature condition and introduced into the spin block.
[0009]
However, for example, when the appropriate temperature difference between the two types of polymers necessary for producing the composite fiber exceeds 50 ° C., or to increase the size of the spin block in order to improve productivity. In this case, the influence of the thermal expansion difference between the spin block and each block cannot be ignored. That is, due to a large difference in thermal expansion, a shift occurs in the junction between the spin block and each block. If it does so, since the seal | sticker of the connection part of a spin block and each block cannot be performed favorably, a polymer leaks during a driving | operation. Further, in a severe case, a very serious problem occurs that the fastening part for connecting the spin block and each block is damaged. In addition, if a slight deviation occurs due to a difference in thermal expansion, the polymer tends to stay abnormally in the displaced portion, and the polymer may be deteriorated at this location.
[0010]
In particular, when the melting point difference between the polymers is large and the spinning apparatus is enlarged, if the problem due to the thermal expansion difference is to be solved, there is a problem that the manufacturing cost of the apparatus increases. This is because in order to solve the above-mentioned problems, special piping materials, heat insulating materials, and sealing members are used to reduce the influence of the thermal expansion difference even if each block has a thermal expansion difference. This is because it is necessary to use or to divide each block through which each polymer flows so as to have a special structure that is not affected by thermal expansion as much as possible.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 2-4687 [0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made for the purpose of eliminating the drawbacks of the prior art described above. That is, according to the present invention, even when two or more kinds of polymers used for spinning a composite fiber have a very large melting point difference between the polymers, the plurality of polymers used are not deteriorated and are spun during melt spinning. It is an object of the present invention to provide a melt spinning apparatus that can suppress the production cost without causing the output yarn to break or break the single fiber, and even if the apparatus is enlarged.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Here, as the present invention for achieving the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is equipped with “a spinneret pack for introducing composite fibers by introducing at least two types of molten polymers, and the spinneret pack”. A spin block that is heated as a unit in this state, a quantitative supply device that continuously supplies at least two types of the molten polymer to the spinneret pack while individually supplying the fixed amount, and an upstream side of the quantitative supply device; A melt spinning apparatus provided on the downstream side and including a polymer introduction pipe, wherein at least the polymer introduction pipe is provided with a heating device different from the spin block, and the polymer introduction The pipe and the quantitative supply device are separated from the spin block except for an introduction part for introducing the molten polymer into the spin block. Melt spinning apparatus, "which is characterized in that is provided is provided with.
[0014]
At that time, as in the invention described in claim 2, “a heating condition corresponding to each polymer type is set to each of the polymer introduction pipes corresponding to the properties and properties of the molten polymers flowing inside. It is preferable to provide a melt spinning apparatus according to claim 1, further comprising a heating medium heating type heating device to be set.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the present invention described above will be described below in detail together with the operation thereof with reference to the drawings.
[0016]
1 and 2 are configuration diagrams schematically illustrating the schematic configuration of the melt spinning apparatus according to the present invention. FIG. 1 (a) is a schematic plan view, and FIG. 1 (b) is a schematic front view. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
[0017]
In the embodiment illustrated in FIG. 1A, the configuration is substantially line symmetrical with respect to the center line CL. Therefore, in the side view of FIG. Since the machine element of is hidden, the machine element on the A polymer side is shown in () for reference. The melt spinning apparatus of the present invention can also be suitably applied to the case where at least two types, particularly three or more types of polymers having different properties and properties are used. However, in ordinary composite spinning and mixed spinning, the case where two types of polymers are used is overwhelmingly more than the case where three or more types of polymers are used. For this reason, in the following description, as illustrated in FIGS. 1 and 2, a case where two types of polymers are used will be described.
[0018]
Here, the reference numerals described in the drawings will be described. In the two types of polymers, one polymer is represented by A and the other polymer is represented by B, thereby distinguishing each other. Furthermore, for machine elements through which polymer A passes, A is added to the number, and for machine elements through which polymer B passes, B is added to the number to clarify which polymer passes through which machine element. ing. In addition, about the machine element which did not attach | subject A or B to the reference code, the machine element used in common with respect to the polymers A and B is shown.
[0019]
With the information described above in mind, the mechanical elements shown in FIGS. 1 and 2 will be described. 1A and 1B are first polymer introduction pipes, 2A and 2B are metering feeders, 3A and 3B are branch blocks, 4 is a spin block, 5A and 5B are second polymer introduction pipes, 6A and 6B are polymer introduction holes, 7 is a spinneret pack, 8A and 8B are polymer filtration parts provided inside the spinneret pack, and 9 is Each spinneret is shown.
[0020]
The melt spinning apparatus illustrated in FIGS. 1 and 2 can be suitably used for obtaining a composite fiber (conjugate fiber) such as a side-by-side type or a seascore type, and each of the spinneret packs 7 includes a composite filament group. A single yarn consisting of In the present invention, as shown in the figure, the first polymer introduction pipes 1A and 1B are provided on the upstream side of the quantitative supply apparatuses 2A and 2B, and the second polymer introduction pipes 2A and 2B are provided in the quantitative supply apparatus. It points to what was provided in the downstream of 2A and 2B, respectively, and these are distinguished and used.
[0021]
In this case, in the example of the melt spinning apparatus in FIG. 1, a four-lens spinneret pack in which four spinnerets 9 are incorporated in one rectangular spinneret pack body 7 is illustrated. Needless to say, the present invention can also be applied to monocular spinneret packs. In this way, the yarn group finally spun from the spinneret pack 7 is wound up by a well-known melt spinning method according to a conventional method, though detailed description thereof is omitted.
[0022]
Here, the spinneret pack 7 used in the present invention will be described with reference to FIG. 2. The spinneret pack 7 is attached to a pack dome formed in the spin block 4. Then, the polymers A and B introduced from the introduction holes 6A and 6B formed in the spin block 4 as described above are received. In this way, when the polymers A and B received in the spinneret pack 7 pass through the filtration portions 8A and 8B provided in the spinneret pack 7, foreign matters contained in the polymers A and B are removed. Then, it is spun from a composite spinneret 9 that is usually composed of a plurality of plates.
[0023]
At this time, in order to heat the spinneret pack 7 attached to the pack dome of the spin block 4, it is preferable to heat the spinneret pack 7 with a hot metal sealed inside the spin block 4. Without heating, it can also be heated by a known heating device such as an electric heating device. In FIG. 1, four spinneret packs 7 are provided. However, the number of spinneret packs 7 is not limited, and the number of ranges used in normal melt spinning can be provided.
[0024]
In the embodiment of the melt spinning apparatus of the present invention configured as described above, the flow paths of the polymers A and B will be described. For example, the polymers A and B are respectively brought to appropriate temperatures by a melt extruder not shown. It is melted and first supplied to the first polymer introduction pipes 1A and 1B, respectively, and then supplied to the quantitative supply devices 2A and 2B. At this time, the cross section of the first polymer introduction pipes 1A and 1B can have any cross-sectional shape such as a triangle, a rectangle, a hexagon, an oval, and an ellipse. A circular cross section having advantages such as easy, inexpensive, and less abnormal polymer retention is preferred. Of course, it is preferable to use a metal pipe having heat resistance and corrosion resistance and excellent pipe workability.
[0025]
At that time, the first polymer introduction pipes 1A and 1B serve to transport the polymers A and B supplied from the melt extruder (not shown) while being distributed to the quantitative supply devices 2A and 2B. It is necessary to take care so that the polymers A and B are uniformly distributed and transported to the quantitative supply devices 2A and 2B. That is, in this distribution and transportation, it is preferable to distribute in a tournament form in consideration of the cross-sectional area of the flow path of the polymer, the length of the flow path, and the like so as not to cause a difference in residence time between the distribution flows of the polymers A and B.
[0026]
However, “tournament-like distribution” as used in the present invention refers to a “tournament method” used in a competition method in which winners fight each other except for the loser for each game, and the last one or one team who wins wins. The name was named after the competition method. However, the tournament-type game distribution used for the competition is used for the game distribution from the first game to the winning decision game, but the tournament-shaped distribution of the present invention is such a competition. Contrary to the game distribution method used for the game, the game is distributed from the winner to each of the competition subjects. Accordingly, the “tournament-like distribution” in the present invention refers to “distributing a polymer in a tournament form from a single polymer source to a large number of distribution objects”.
[0027]
In addition, fixed supply devices 2A and 2B are attached to the branch blocks 3A and 3B, and the inflow and outflow of the polymer to the fixed supply devices 2A and 2B are performed via the branch blocks 3A and 3B, respectively. . As the quantitative supply devices 2A and 2B, a gear pump is usually used because the polymer can be quantitatively metered continuously with high accuracy.
[0028]
Next, as described above, the polymers A and B that have flowed into the quantitative supply devices 2A and 2B flow out of the branch blocks 3A and 3B, respectively, and flow into the second polymer introduction pipes 5A and 5B, respectively. Supplied and introduced into the polymer introduction holes 6A and 6B formed in the spin block 4 from the introduction pipes 5A and 5B, respectively. The polymers A and B are finally supplied from the polymer introduction holes 6A and 6B into the spinneret pack 7, where they are combined and combined from the base 9 attached to the spinneret pack 7. Spinned as a fiber. At this time, in the present invention, the fixed amount supply devices 2A and 2B and the second polymer introduction pipes 5A and 5B are in one-to-one correspondence to each other, and one single polymer supply device 2A or 2B always introduces one polymer. Supplying to the pipe 5A or 5B is a particularly preferable embodiment.
[0029]
As described in detail above, the present invention is provided in a state where the first polymer introduction pipes 1A and 1B and the second polymer introduction pipes 5A and 5B are embedded in the spin block 4 as in the above-described embodiment. The second polymer introduction pipes 5 A and 5 B are provided in a state where the degree of freedom of movement is extremely large in a state where the second polymer introduction pipes 5 A and 5 B are separated from the spin block 4 except for the portion connected to the spin block 4.
[0030]
Thus, since the first polymer introduction pipes 1A and 1B and the second polymer introduction pipes 5A and 5B are substantially thermally separated from the spin block 4, the spin block 4 is heated. It is almost unaffected. In addition, the polymer introduction holes 6A and 6B formed in the spin block 4 are shortened so that the flow path length is not affected as much as possible. With respect to the influence, the thermal influence on the polymer flowing through the introduction holes 6A and 6B can be minimized.
[0031]
In addition, as has been done actively in recent years, when the spin block 4 is enlarged by increasing the number of spindles for the purpose of improving productivity, the first polymer introduction pipes 1A and 1B and the second polymer introduction pipe 5A are used. It is necessary to lengthen the pipe length of 5B. In order to improve the thermal history of the polymer, in order to individually set the heating temperature of the polymers A and B flowing through the inside of each of the polymer introduction pipes (1A, 1B, 5A, 5B) to the optimum temperature, It is necessary to increase the temperature difference between the pipes (1A, 1B, 5A, 5B).
[0032]
However, even if the pipes (1A, 1B, 5A, 5B) become longer or have a large temperature difference for such purposes, these pipes (1A, 1B, 5A, 5B) Since it is not in a constrained state that is blocked and embedded in the spin block 4 as in the prior art, it is free to move. Therefore, even if a large extension caused by thermal expansion occurs in the pipes (1A, 1B, 5A, 5B), this thermal expansion can be absorbed without greatly affecting other machine elements.
[0033]
Moreover, since each pipe (1A, 1B, 5A, 5B) has a large degree of freedom of movement, a large thermal stress does not act on the part connecting the pipes, and the pipes are less likely to be displaced, The seal structure for preventing polymer leakage from this portion can also be simplified or replaced with a cheaper one. Furthermore, even if each pipe (1A, 1B, 5A, 5B) is individually set to an optimum temperature, there is no problem, so that thermal degradation of the polymer in the pipe can be suppressed, It is possible to greatly suppress the occurrence of poor process condition such as spinning abnormality in which the spun fiber resulting from the polymer that has been spun is broken. Further, since the sealing of the connection portion between the spin block 4 and each pipe can be performed satisfactorily, there is no trouble that the polymer leaks during operation, and stable melt spinning can be performed.
[0034]
Thus, as a major feature of the present invention, the thermal conditions of the polymers A and B are set for the first polymer introduction pipes 1A and 1B, the quantitative supply apparatuses 2A and 2B, and the second polymer introduction pipes 5A and 5B. In consideration of this, it is possible to provide a heating means that is substantially independent of the thermal state of the spin block 4 in consideration of optimum production conditions and equipment configuration. In other words, taking into account the optimum production process, the distribution transport paths of the polymers A and B can be independently controlled under the temperature conditions appropriate for the polymers A and B.
[0035]
Hereinafter, this point will be specifically described with reference to FIG. FIG. 3 is a front view schematically illustrating the schematic configuration of one embodiment of the melt spinning apparatus according to the present invention. In particular, an apparatus for increasing the size by increasing the number of spindles is as simple as possible. This is more effective for the purpose of reducing the manufacturing cost by using a simple structure or keeping the apparatus compact for the sake of layout. Note that FIG. 3 shows a state in which only the mechanical element related to the polymer A is illustrated in the same manner as FIG. 1, and therefore the mechanical element of the polymer B hidden behind the mechanical element related to the polymer A is indicated with (). did.
[0036]
In FIG. 3, 1A ′ and 1B ′ indicate first polymer introduction pipes, and 10A and 10B indicate heating boxes, respectively. The machine elements corresponding to the other reference numerals are the same as those shown in FIG.
[0037]
In FIG. 3, polymers A and B flow into the first polymer introduction pipes 1A ′ and 1B ′ respectively from the direction of the arrows in the figure, and are quantitatively supplied via the branch blocks 3A and 3B by the polymer pipe formed in a tournament shape. Supplied to devices 2A and 2B, respectively. Then, the polymers A and B supplied to the respective quantitative supply devices 2A and 2B are again quantitatively supplied to the second polymer introduction pipes 2A and 2B via the branch blocks 3A and 3B, and the embodiment illustrated in FIG. In the same manner as above, the fiber is finally spun from the spinneret pack 7 as a composite fiber.
[0038]
At that time, the piping system for distributing and transporting the polymers A and B can be easily configured by fastening with a fastening material such as a bolt by a well-known connecting means such as a flange connection, and the sealing method of the connecting portion is also provided. For example, it can be simply configured with a sealing member such as a gasket having heat resistance and corrosion resistance. In addition, the polymer distribution and piping system thus formed is provided with heating boxes 10A and 10B as a jacket as shown in the figure, and a heating medium that encloses a hot metal heated to a predetermined temperature inside the jacket. By adopting the heating method, the piping system can be integrally heated. In this way, even if the distribution route of the polymer distribution and heating pipe to be heated becomes long, the heating medium heating system ensures the uniformity of heating in the longitudinal direction. Can be heated. In addition, the heating apparatus for heating the polymer distribution and transportation piping system can have a relatively simple structure, and the melt spinning apparatus itself can be designed in a compact manner, and the manufacturing cost can be reduced.
[0039]
At that time, of course, corresponding to the conditions required for the production process, for the first polymer introduction pipes 1A ′ and 1B ′, the quantitative supply apparatuses 2A and 2B, and the second polymer introduction pipes 5A and 5B, respectively. It is also possible to provide an individual heating box (heating means) for heating. And by doing in this way, polymer A or B is prevented from heating at high temperature meaninglessly, polymer deterioration is suppressed, or conversely, heating at a temperature condition that is too low for polymer A or B is prevented. Can be drunk. In addition, by maintaining the polymer viscosity in the piping system at an optimum state, it becomes possible to ensure the fluidity of the polymer in the piping system and prevent the clogging of the polymer in the piping system. Furthermore, a polymer having a more preferable viscosity can be supplied to the quantitative supply devices 2A and 2B when the quantitative supply devices 2A and 2B operate, and the quantitative supply devices 2A and 2B can be operated under optimum conditions. become able to.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, with the melt spinning apparatus of the present invention, the polymer introduction piping from the melt extruder to the spin block and the spin block can be individually heated and controlled, and a plurality of molten polymers having different characteristics and properties are used. When manufacturing the composite fiber to be manufactured, each molten polymer can be distributed and transported under optimized temperature conditions and introduced into the spin block, so that melt spinning can be performed without deteriorating the polymer.
[0041]
In addition, since the quantitative supply device and the spin block are connected by a pipe-shaped polymer introduction pipe, even if the set temperature difference between the spin block and the polymer introduction pipe is large or the equipment is enlarged, Since there is no deviation due to thermal expansion in the connecting portion, it is possible to suppress the occurrence of polymer retention and suppress deterioration of the polymer, thereby preventing process abnormalities such as yarn breakage, Moreover, good quality fibers can be obtained without causing problems such as polymer leakage.
[0042]
In addition, even if the apparatus is enlarged, the size can be reduced and the cost of manufacturing the equipment can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically illustrating an embodiment of a melt spinning apparatus according to the present invention, where FIG. 1 (a) is a plan view and FIG. 1 (b) is a front view.
FIG. 2 is a cross-sectional view in the direction of arrows XX in FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram (front view) schematically illustrating another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1A, 1B 1st polymer introduction pipe 2A, 2B fixed quantity supply device 3A, 3B Branch block 4 Spin block 5A, 5B 2nd polymer introduction pipe 6A, 6B Introduction hole 7 Spinneret pack 8A, 8B Filtration part 9 Spinneret

Claims

少なくとも２種の溶融ポリマーを導入して複合繊維を紡出する紡糸口金パック、前記紡糸口金パックを装着した状態で一体として加熱されるスピンブロック、前記紡糸口金パックへ少なくとも２種の前記溶融ポリマーを個別に定量供給しながら連続的にそれぞれ供給する定量供給装置、そして、前記定量供給装置の上流側と下流側とにそれぞれ設けられにポリマー導入配管を含んで構成された溶融紡糸装置であって、少なくとも前記ポリマー導入配管に対して前記スピンブロックとは別の加熱装置が設けられ、かつ前記ポリマー導入配管及び前記定量供給装置は前記スピンブロックへ前記溶融ポリマーを導入する導入部を除いて前記スピンブロックとは分離して設けられていることを特徴とする溶融紡糸装置。A spinneret pack in which at least two types of molten polymers are introduced to spin composite fibers, a spin block that is integrally heated with the spinneret pack mounted thereon, and at least two types of the molten polymers in the spinneret pack A quantitative spinning device that continuously feeds each of them while being individually metered, and a melt spinning device that includes a polymer introduction pipe provided on the upstream side and the downstream side of the quantitative feeding device, At least a heating device different from the spin block is provided for the polymer introduction pipe, and the polymer introduction pipe and the quantitative supply device are provided with the spin block except for an introduction section for introducing the molten polymer into the spin block. A melt spinning apparatus characterized by being provided separately.

内部をそれぞれ流れる前記溶融ポリマーの性質と性状にそれぞれ対応させて前記ポリマー導入配管に対して、前記ポリマー種毎に対応させた加熱条件を設定する熱楳加熱方式の加熱装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の溶融紡糸装置。A heating apparatus of a hot metal heating method is provided for setting heating conditions corresponding to each polymer type for the polymer introduction pipe corresponding to the properties and properties of the molten polymer flowing inside. The melt spinning apparatus according to claim 1.