JPH06158416A

JPH06158416A - 紡糸装置

Info

Publication number: JPH06158416A
Application number: JP31013092A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Arakane; 秀行荒金; Kunihiko Ueda; 邦彦上田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1992-11-19
Filing date: 1992-11-19
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】紡糸筒内部が減圧雰囲気にされた紡糸装置にお
いて、油剤が突沸したり、凍結することなく、安定した
油剤付与のできる紡糸装置を提供する。【構成】紡糸装置を口金部１０、口金部に連なる紡糸筒
３０、紡糸筒に接続された減圧手段４０、および引取手
段６０で構成する。そして、紡糸筒３０の底部に糸条Ｙ
の狭い通過孔を有する複数の糸条ガイド１７〜２２で構
成される、一定長さＬの糸条Ｙの糸道を設けると共に、
この糸道Ｌ内に油剤を付与する油剤供給部５０を設け、
これに油剤供給手段５０Ａで油剤を供給する。油剤供給
部５０が設けられている調圧室２３は、その真空度が
２．６×１０³Ｐａ以上大気圧未満であり、この真空度
は、真空計３５で確認する。【効果】油剤が突沸、凍結等を生じない最適条件の糸道
内で行えるので、安定した油剤付与が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部が外部雰囲気より
も減圧状態に保持された紡糸筒内部に糸条を溶融紡糸
し、この紡糸筒内で冷却固化後、常圧の紡糸筒外部に引
き出す紡糸装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成繊維の製造に際しては、周知の如く
紡出された糸条に対してその集束性、平滑性、制電性等
を改善する目的で油剤が塗布される。この油剤として
は、通常、集束剤、平滑剤、制電剤から成る油分を０．
１〜３０重量％程度含む水性エマルジョンタイプのもの
が用いられる。

【０００３】このような油剤を、内部が減圧状態に保持
された紡糸筒内を走行する糸条に対して付与することの
できる、いわゆる減圧紡糸の溶融紡糸装置としては、特
公平４−５７６６号公報に記載されたものが知られてい
る。この紡糸装置は、口金、紡糸筒、ゴデーローラ、お
よびワインダがこれらの順に設けられたもので、紡糸筒
には、内部を減圧雰囲気にする真空ポンプが連結され、
その下部には狭いスリット状の糸条通路であるシールガ
イドが設けられたものである。そして、この公報では、
口金から紡出された糸条を、真空ポンプで減圧雰囲気に
された紡糸筒内部、シールガイドおよびゴデーローラを
経てワインダに巻き取る際に、上記シールガイドで糸条
に油剤を供給することを提案している。

【０００４】一方、特開昭６２−１５３１５号公報に
も、紡糸筒内部を減圧状態に保持し、かつ、上記のシー
ルガイド直前の紡糸筒内部に油剤付与装置を設けた紡糸
装置が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来装置
は、紡糸筒内の真空度が高くなって油剤の飽和圧力近く
になると、油剤中に溶解している空気が気泡となり油剤
と共に突沸する。このため、油剤供給孔から供給される
油剤は、油剤供給孔から飛び散るように噴出し、糸条へ
の付着不良となる。また、油剤供給孔から吐出された油
剤は、紡糸筒内部が減圧状態のため蒸発，冷却されて凍
結し、その結果油剤成分の変質を招き、糸切れを起こす
原因ともなる。さらに、蒸発した油剤が膨張するため、
紡糸筒に連結されている真空ポンプの吸引能力を著しく
低下させるなど、紡糸装置全体の操業性を著しく悪化さ
せる原因ともなる。

【０００６】そこで、上記油剤の突沸、凍結、変質等の
原因となる油剤付与装置を紡糸筒外に設けるという方策
もあるが、これでは糸条が紡糸筒底部の糸条出口部から
引き出されるときに、シールガイドで擦過を生じ、高品
質の糸条が製造できないという欠点がある。したがっ
て、給油ガイドは、どうしても紡糸筒内に設けなければ
ならない。

【０００７】本発明は、上記従来装置の欠点を解消し、
紡糸筒内部での油剤の突沸、凍結等を防止することによ
り、紡糸筒内部を通過する糸条に安定した油剤付与が行
える紡糸装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【問題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明に係る紡糸装置は、溶融された合成樹脂
を吐出孔から糸条として紡出する口金部と、前記口金部
の周囲を包囲すると共に、前記紡出された糸条の周囲を
囲む紡糸筒と、前記紡糸筒に連通し、前記紡糸筒内を減
圧雰囲気にせしめるための減圧手段と、前記口金部か
ら紡出された糸条を、前記紡糸筒内を経て所定の速度で
引き取る引取手段と、を備えた紡糸装置において、
（イ）前記紡糸筒の下部に、前記紡出糸条の走行方向に
沿って一定の長さを有し、かつ、前記糸条が通過し得る
だけの狭い糸道が形成された糸条出口部を設けると共
に、（ロ）前記糸条出口部の糸道の途中に、油剤供給手
段に連結された油剤供給部を設けたことを特徴とする。

【０００９】この場合、前記油剤供給部は、真空度が
２．６×１０³Ｐａ以上大気圧未満の位置に設けるのが
好ましい。その理由は、２０℃における水の飽和圧力が
２．６×１０³Ｐａであるので、減圧紡糸の油剤として
多用されている水性エマルジョンの主要成分である水が
沸騰、凍結等を生じない条件である上記圧力条件の位置
に設ければよいからである。

【００１０】以下、本発明の内容を図面を参照しながら
具体的に説明する。

【００１１】図１は、本発明に係る紡糸装置の代表的な
実施態様例の縦断面図、図２は、図１に示した糸道シー
ル部１５のＡ−Ａ矢視断面図である。また、図３は、糸
道シール部１５の他の実施態様例の縦断面図、図４は、
図３に示した糸道シール部のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【００１２】図において、１０は、図示省略のエクスト
ルーダから押出された溶融ポリマを糸条Ｙとして紡出す
る口金部で、多数の吐出孔２を有する口金１が紡糸パッ
ク３と一体にされた状態でスピンブロック４内のパック
ホルダ５上にアルミニユーム製金属シール６を介して固
定されている。

【００１３】３０は、紡出された糸条Ｙを冷却固化する
紡糸筒で、内部に糸条Ｙの走行方向に沿って延びる長い
断面円形状の紡糸室Ｓを有する胴部３０Ａと、紡糸筒３
０の底部を形成すると共に、糸条Ｙの出口となる糸条出
口部３０Ｂとで構成されている。胴部３０Ａは、上部フ
ランジ７がパックホルダ５のフランジ５ａにゴム製Ｏリ
ング９を介してボルト８で固定されている。紡糸筒３０
の長さ、すなわち口金１の吐出孔２の下面から紡糸室Ｓ
の底部までの長さは、吐出孔２の下面から少なくとも紡
出糸条Ｙの固化点までを包囲できる長さとされている。

【００１４】胴部３０Ａの右側面には、紡糸室Ｓの真空
度を表示する接点付き真空計５５と、紡糸室Ｓ内の雰囲
気を高真空にする真空ポンプ１２とがそれぞれ配管５５
ａ、１２ａを介して接続され、真空ポンプ１２は、真空
計５５が所望の真空度を維持するようにコントローラ１
１によって制御されるようなっている。すなわち、これ
らの部材で紡糸筒内部を減圧雰囲気にする減圧手段４０
を構成している。

【００１５】糸条出口部３０Ｂは、ケーシング１５の上
部フランジ１５ａがゴム製Ｏリング１４を介してボルト
１３で紡糸筒７の下部フランジ５ｂに固定されている。
糸条出口部３０Ｂの下部は、紡糸室Ｓ内に外気が侵入す
るのを防止するため、図２に示すように、糸条Ｙの走行
方向に沿って糸条Ｙが通過し得るだけの狭い内径ｄの糸
条通過孔１７ａ〜２２ａを有する糸条ガイド１７〜２２
が一定間隔で複数ケーシング１５に固定され、各糸条ガ
イド間は、所定の空間容積を有する調圧室２３〜２７が
設けられている。すなわち、糸条ガイド１７の上端から
糸条ガイド２２の下端までが糸条出口部３０Ｂの糸道
（長さＬ）を形成するものであり、この糸道で外気の紡
糸室Ｓ内への侵入を有効に防止する。この場合、糸道長
さＬは、紡糸室Ｓの内部雰囲気にもよるが１０〜１００
０ｍｍ程度にするのが好ましい。糸条出口部３０Ｂは、
本実施例では６段から成る糸条ガイド１７〜２２とその
間に介在された５室の調圧室２３〜２７を設けている
が、何もこの態様に限定されものではなく、さらに多段
に設ければラビリンス効果により一層の高真空下での紡
糸が可能になる。しかし、余り多くすると糸条Ｙの糸条
ガイドへの接触機会が増えるので好ましくなく、糸条Ｙ
の擦過、糸切れ等を有効に防止して高品質の糸条を紡糸
するには、１〜２０段程度、より好ましくは、３〜１０
段とするのがよい。また、口金１から紡出された糸条Ｙ
の引取手段６０への糸掛けを容易にするため、各糸条ガ
イドは、図２に示すように糸条通過孔１９ａにスリット
１９ｂが設けられており、ケーシング１５とは別部材の
糸道シール蓋１６が蝶番２９ａを支点として開閉できる
ようにされている。糸道シール蓋１６の接合面には、パ
ッキン２８が固定されており、図示の如く糸道シール蓋
１６を閉止して締め付け具２９ｂでロックした場合に
は、糸条通過孔１８ａ、１９ａだけが開口する調圧室２
４が形成されるようになっている。なお、糸条ガイド１
７〜２２の形状は、本実施態様例のように円形の糸条通
過孔と、長方形のスリットとが連結された形状のものに
限定する必要はなく、例えば楕円形、長方形、正方形、
三角形に、またはスリットだけにするなど、任意の形状
を選ぶことができることは言うまでもない。また、糸条
ガイドの材質は、糸条への損傷をできるだけ小さくする
ため、例えばセラミック製のものを用いるのが好まし
い。すなわち、糸条出口部３０Ｂは、糸掛け時に糸道シ
ール蓋１６を開いて全ての糸条ガイドに同時に糸掛けす
ることができるようにされている。

【００１６】５０は、糸条Ｙに油剤を付与するための油
剤供給部で、本実施態様例では最上段の調圧室２３に設
けられており、給油ポンプ３３、油剤タンク３４、フレ
キシブルホース３１ａ、配管３３ａから成る油剤供給手
段５０Ａと接続されている。本実施態様例では油剤供給
部５０は、内部に油剤供給孔３１ｂを有するノズル形の
給油ガイド３１とされ、先端の接糸部は、糸条走行方向
断面が半円形をしており、糸条Ｙに接触した状態でケー
シング１５内壁面内に装着されたＯリング３２で固定さ
れている。このＯリング３２は、調圧室２３内に外気が
侵入しないようにシールする役目をも有している。油剤
供給孔３１ｂの中心軸と直交する方向の断面形状は、本
実施例では円形とされているが、調圧室２３を通過する
糸条Ｙの引取本数や糸束外径等に応じて長方形断面やそ
の他の断面形状とすることもできる。また、複数の糸条
Ｙを口金から並列して紡糸する場合には、糸条ガイドを
対応する糸条数だけ隣接して設けてもよい。給油ポンプ
３３は、ギヤポンプ、ダイヤフラムポンプ等の公知の容
積式ポンプを用いることができるが、ギヤポンプが油剤
の吐出量を高精度で供給できるので好ましい。なお、図
示を省略したが油剤ポンプ３３は、真空計３５と電気的
に接続されていて、調圧室２３内部が所定の真空度のと
きだけ運転可能なようにインターロックされていてもよ
いし、油剤タンク３４に油剤液面の上限および下限スィ
ッチを設け、これと連動運転できるようにされていても
よい。

【００１７】給油ガイド３１の装着位置は、油剤が糸条
出口部３０Ｂの糸道Ｌ内で突沸、凍結等を生じない圧力
条件の位置に設ければよいのであって、このような位置
は油剤の沸点、凍結点等の物性にもよるが、真空度が
２．６×１０³Ｐａ以上大気圧未満の位置に設ければ通
常使用される大半の油剤の突沸、凍結等を回避すること
ができる。この場合、油剤の物性が上記圧力条件の範囲
内にあるのであれば、糸道内を走行する紡出糸条が無給
油の状態で多数の糸条ガイドと接触することによって発
生する擦過、糸切れ等を避けるため、給油ガイドの設置
位置は、図１に示すように、極力、紡糸室Ｓに近い位置
に設けるのが好ましい。このような条件を備えた給油ガ
イドの位置は、紡糸条件から要求される紡糸室Ｓ内部の
真空度と大気圧との差圧と、糸道長さＬとが予め判明し
ているので、計算によって糸道Ｌ間の圧力勾配を求める
ことで容易にその位置を知ることできる。また、例えば
図１に示すように、各調圧室に対応する数だけの給油ガ
イド装着孔５１と真空計取付孔５２とをケーシング１５
と糸道シール蓋１６にそれぞれ設け、減圧手段４０を実
際に運転し、給油ガイド３１と真空計３５をそれぞれの
取付孔５１、５２に付け換えて上記条件に適合する油剤
供給部の位置を探索し、装着位置が判明した後は残余の
取付孔をそれぞれの盲プラグ５３、５４で封止してもよ
い。なお、給油ガイドの設置個数は、本実施例のように
１個に限定されるものではなく、上記圧力条件の範囲内
で糸条の走行方向に複数個設けて、より均一かつ確実な
油剤付与を行なってもよい。

【００１８】図３および図４は、図１および図２の糸条
出口部３０Ｂと油剤供給部５０とは異なる実施態様例の
もので、図３は、その縦断面図、図４は、図３のＢ−Ｂ
矢視断面図である。

【００１９】図に示すように、本実施態様例の糸条出口
部３０Ｂは、図１の紡糸筒３０の底部に円筒部材４２が
形成されており、円筒部材４２の下部には、円柱状栓４
３の装着孔４２ａが形成され、紡糸室Ｓ底部からＥの距
離には、上記装着孔４２ａに開口する圧力検出孔４２ｂ
が設けらけれていると共に、この圧力検出孔に真空計４
７が配管４７ａで固定されている。円柱状栓４３は、円
筒部材４２に嵌合される円形断面のプラグ部４３ａと、
ボルト４５によって円筒部材底部に固定されるフランジ
４３ｂとから構成されている。プラグ部４３ａは、その
外径が円筒部材の装着孔４２ａの内径としまり嵌め程度
の公差に加工されていると共に、左側面には、糸条Ｙが
通過できるだけの図示の如く長方形断面や、正方形、三
角形、楕円形等の狭い断面形状の糸条Ｙの糸道であるス
リット４４が糸条Ｙの走行方向に沿って形成されてい
る。また、上記圧力検出孔４２ｂと対向するスリット４
４の位置には、給油道４６が連通しており、その他端
は、給油ポンプ３３、給油タンク３４と接続されてい
る。なお、距離Ｅは、上記したように油剤供給部の好ま
しい位置として真空計４７の指針が２．６×１０³Ｐａ
以上大気圧未満を示す位置であり、紡糸室Ｓ内部の真空
度と大気圧との差圧と、糸道長さとから計算によって求
めたものである。

【００２０】このような実施態様例とすれば、図１およ
び図２の実施態様例の装置と同様、油剤タンク３４から
給油ポンプ３３で給油道４６を経てスリット４４内を走
行する糸条Ｙに突沸や凍結を生じることなく油剤付与が
できると共に、スリット４４によって紡糸室Ｓ内への外
気の侵入を阻止することができるうえに、図１および図
２の実施態様例の装置に比べて、糸条出口部３０Ｂの構
造が非常に簡単になるメリットがある。しかも、円柱状
栓４３は、円筒部材４２の装着孔４２ａに容易に抜き差
しできるので、スリット４４の断面積を適宜変更したも
のを複数用意しておけば、糸条Ｙの紡出径、紡出糸条数
の変更に伴なう糸束外径の変更に迅速に対応できる。

【００２１】再び、図１に戻り、糸条出口部３０Ｂ下方
の６０は、上記糸条出口部３０Ｂから糸条Ｙを引き出す
ための引取手段で、共に適当な駆動手段で強制回転され
る一対のゴデーローラ３６、３７と、ワインダ４１とを
備え、コデーローラ３７とワインダ４１間の糸道に設け
られた張力検出器３８で糸条Ｙの巻取張力を検出し、コ
ントローラ３９によって巻取パッケージの巻取張力が一
定になるように構成されている。

【００２２】次に、上記実施態様例の装置の作用を説明
する。

【００２３】まず、口金１から紡出された糸条Ｙをワイ
ンダ４１に糸掛けするには、紡糸筒３０の下端の糸条シ
ール蓋１６を開き、口金１から導き出した糸条Ｙを図示
しないサクションガンで引き取りつつ、各スリット１７
ｂ〜２２ｂから糸条ガイド１７〜２２の糸条通過孔１７
ａ〜２２ａ内に挿入し、糸道シール蓋１６を閉止する。
糸掛け作業が完了したら、真空ポンプ１２を運転し、
予めコントローラ１１に入力した紡糸室Ｓ内部の好まし
い減圧雰囲気に到達させる。紡糸室内が所定の真空度に
達したら、調圧室２３内の真空度を真空計３５で確認
し、真空計の目盛が２．６×１０³Ｐａ以上大気圧未満
を指示していたら、給油ポンプ３３を運転し、給油ガイ
ド３１から油剤を紡糸紡出糸条Ｙに付与する。油剤が付
与された糸条Ｙは、各糸条ガイド１７〜２２を通過して
ゴデーロール３６、３７を経て所定の引取張力でワイン
ダ４１に巻き取られる。この場合、調圧室２３内では、
油剤が突沸や凍結しない真空度にされているので、この
調圧室内部で安定した油剤付与が行なわれ、以後の糸条
ガイド１８〜２２での擦過が防止される。また、紡糸筒
下部の糸条出口部３０Ｂでは、各糸条ガイドの糸条通過
孔１７ａ〜２２ａの内径ｄが糸条Ｙが通過するだけの狭
い内径とされているので、外部から紡糸室Ｓ内への外気
の侵入を有効に阻止する。

【００２４】

【実施例】図１の装置において、糸条ガイド１７〜２２
の糸条通過孔の内径ｄを１．０ｍｍとし、真空ポンプ１
２として、排気速度１２００Ｌ／分の油回転式のものを
２台使用して紡糸室Ｓ内部の真空度を９００Ｐａにし、
調圧室２３内の真空度を真空計３５で確認して４．４×
１０⁴Ｐａに維持した。そして、口金１からポリエステ
ル糸条Ｙを紡出して、ゴデーロール３６、３７とワイン
ダ４１の引取速度を共に３０００ｍ／分に設定して、５
０デニール２４フィラメントの糸条Ｙを巻取パッケージ
として巻きとった。

【００２５】なお、油剤は、下記に示す組成、濃度の水
性エマルジョン型の織編共用油剤を用いた。

【００２６】［濃度］１０％［組成］オクチルステアレート５０％鉱物油１０％ POE(n)オレート１５％ POE(n)硬化ひまし油エーテル２０％アルキルスルホネートＮａ５％紡糸装置の糸条出口部３０Ｂでは、吐出不良や凍結を生
じることなく安定した油剤付与が行え、引取手段６０で
糸条出口部３０Ｂから引き取られた糸条Ｙも擦過傷や糸
切れのない高品質のものが得られた。

【００２７】

【比較例】これに対し、コントローラ１１からの指令に
より真空ポンプ１２の排気量を徐々に高くしていって引
取手段６０で引取られた糸条Ｙを調べたところ、糸条Ｙ
に気泡が付着しており、この時の調圧室２３内部の真空
度を真空計３５で確認したところ、真空度が２．０×１
０³Ｐａになった時点で油剤から気泡が発生しているこ
とが判明した。

【００２８】さらに、真空ポンプ１２を制御して調圧室
２３内部の真空度を徐々に高くしていったところ、真空
度が高くなるに従い、引き取られた糸条Ｙには、凍結し
た油剤が付着することが分った。この現象と共に紡出糸
条は、糸条出口部３０Ｂにて単糸切れを起こし、安定し
た紡糸が行えない状態になった。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る紡糸装置は、上述した構
成、特に紡糸筒の下部に、紡出糸条の走行方向に沿って
一定長さの、糸条が通過し得るだけの狭い糸道が形成さ
れた糸条出口部を設けると共に、糸条出口部の糸道の途
中に、油剤供給手段に連結された油剤供給部を設けたの
で、紡糸筒内部を高い真空度の雰囲気に維持した状態で
紡糸筒内部での油剤の突沸、凍結等を防止することがで
き、安定した油剤付与を行なうことができる。

【００３０】その結果、擦過傷や糸切れのない高品質の
糸条を生産効率が高い状態で紡糸することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る紡糸装置の代表的な実施態様例の
縦断面図である。

【図２】図１に示した糸道シール部のＡ−Ａ矢視断面図
である。

【図３】図１および図２に示した糸条出口部および油剤
供給部とは異なる実施態様例の縦断面図である。

【図４】図３に示した糸道シール部のＢ−Ｂ矢視断面図
である。

【符号の説明】

１……口金２……吐出孔３……紡糸パック４……スピンブロック５……パックホルダ１０……口金部１１、３９……コントローラ１２……真空ポンプ１５……ケーシング１６……糸道シール蓋１７〜２２……糸条ガイド２３〜２７……調圧室３０……紡糸筒３０Ａ……胴部３０Ｂ……糸条出口部３１……給油ガイド３３……給油ポンプ３４……油剤タンク３５、５５……真空計３６、３７……ゴデーロール３８……張力検出器４０……減圧手段４２……円筒部材４３……円柱状栓４４……スリット４６……給油道５０……油剤供給部６０……引取手段ｄ……孔径Ｌ……糸道の長さＳ……紡糸室Ｙ……糸条

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融された合成樹脂を吐出孔から糸条とし
て紡出する口金部と、前記口金部の周囲を包囲すると共に、前記紡出された糸
条の周囲を囲む紡糸筒と、前記紡糸筒に連通し、前記紡糸筒内を減圧雰囲気にせし
めるための減圧手段と、前記口金部から紡出された糸
条を、前記紡糸筒内を経て所定の速度で引き取る引取手
段と、を備えた紡糸装置において、（イ）前記紡糸筒の下部に、前記紡出糸条の走行方向に
沿って一定の長さを有し、かつ、前記糸条が通過し得る
だけの狭い糸道が形成された糸条出口部を設けると共
に、（ロ）前記糸条出口部の糸道の途中に、油剤供給手段に
連結された油剤供給部を設けたことを特徴とする紡糸装
置。
【請求項２】前記油剤供給部の設置位置は、真空度が
２．６×１０³Ｐａ以上大気圧未満の位置であることを
特徴とする請求項１記載の紡糸装置。