JPH06294009A

JPH06294009A - モノマー排出装置

Info

Publication number: JPH06294009A
Application number: JP3014413A
Authority: JP
Inventors: Dennis G Shealy; ゴードンシーリィデニス; Eugene T Stamey; トーマススタミイユージン
Original assignee: BASF Corp
Current assignee: BASF Corp
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-02-05
Publication date: 1994-10-21
Also published as: CA2034306A1; AU6935891A; EP0443207A3; DE69012786T2; CA2034306C; DE69012786D1; EP0443207A2; EP0443207B1; AU635995B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】溶融紡糸に使用される紡糸口金から出る有害ガ
スを排出する装置で、効率を改善するため蒸気化した重
合体抽出物を、最初の抽出点に出来るだけ近い点で除去
するモノマー排出装置の提供。【構成】排出装置を構成するハウジング１８と、ハウジ
ング１８から有害ガス源の方へ、ノズルチップが有害ガ
スを収集するため充分近接するように部分的に延びてい
るノズル組立体と、排出室と連通し、有害ガスを排出す
るための出口を有するダクト１７と、有害ガスを装置を
通して、ノズルから出口に移動させる駆動力、および、
排出装置１１から、凝結した有害ガス堆積物を自動的に
取り去る方法を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に重合体材料を溶融
紡糸するための装置に関する。特に、本発明は溶融紡糸
に使用される紡糸口金から出る有害ガスを排出する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ある種の重合体を溶融紡糸する場合に
は、反応しない反応物質および揮発性の副産物が生産物
の蒸気から放出されることがよく知られている。ある種
のポリアミドは未反応重合体を放出しがちである。ナイ
ロン６の場合には、重合体の生産物が溶融紡糸作業の間
にε−カプロラクタムを放出する。放出の共通位置は、
処理中の重合体蒸気が抽出する大気に曝される場所であ
る。このような一つの場所は紡糸口金である。

【０００３】典型的には、ε−カプロラクタム・モノマ
ーの約１０％は、ナイロン６生産物内に反応することな
く残存する。ナイロン・チップが通常溶融紡糸前に清掃
されたとしても、約１乃至２％の未反応モノマーが引き
出されずに残存する。ε−カプロラクタムは比較的高価
な原材料である。さらに、未反応のε−カプロラクタム
の存在は、重合体の処理を困難にすることが知られてい
る。放出されるモノマーを、処理すると共に除去するこ
とは生産性を著しく向上させる。例えば、溶融紡糸工程
自身の間に未反応モノマーを除去する量が多い程、溶融
紡糸に先だってモノマーを除去するために必要な処理が
減少する。従って、工程間にモノマーを重合体から分離
させることは、効率上、経済上の理由からである。紡糸
口金はモノマーが放出される主な場所であるから、そこ
でモノマー有害ガスを収集することが有利である。標準
的工程では、溶解した押し出し重合体は紡糸口金を出
て、重合体を固化させるように設計された急冷箱に入
る。コシネツクなどの米国特許４，４３６，６８８は急
冷箱と紡糸口金との構造を示している。処理繊維を横切
る空気の流れは、蒸気化された重合体抽出物を除去する
ためのフードへと、紡糸口金近傍において排出される。
急冷箱と、その周囲とは、入ってくる重合体および未反
応モノマー蒸気よりも温度が低い。排出フードもまた低
温である。モノマー有害ガスは低温表面に凝結する。従
って、既知の排出装置は全て、清浄さに依存して間欠的
に作動する。一般に、排出フード入り口が紡糸口金に近
付けば近付く程、フードは蒸気化した重合体抽出物を、
より効果的に除去する。他方、紡糸口金は、維持、観
察、その他の理由により近接可能でなければならない。
従って、排出装置が紡糸口金への近接の邪魔になること
は望ましくない。既知の設計においては、このことが、
フード入り口の紡糸口金からの距離を制限して来た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】依然として必要なもの
は、連続運転をするモノマー排出装置である。効率を改
善するためにさらに必要なものは、蒸気化した重合体抽
出物を、最初の抽出点に出来るだけ近い点で除去するモ
ノマー排出装置である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、排出
有害ガスの一部が装置上に凝結するような溶融紡糸工程
から放出される有害ガスを排出するための排出装置を提
供する。該排出装置は、排気室を構成するハウジング
と、ハウジングから有害ガス源へと部分的に延び、ノズ
ルの先端が有害ガスを収集するに充分な程有害ガス源に
近接しているノズル組立体と、排出室と流通し、有害ガ
スを排出するための出口を有するダクトと、有害ガスを
前記装置を通り、前記ノズルから前記出口に輸送する駆
動力と、および排出装置から、凝結した有害ガス堆積物
を自動的に除去する機構とを有している。本発明の一つ
の目的は、改良された急冷箱排出装置を提供することで
ある。本発明の他の目的は、急冷箱排出装置の改良され
たノズルを提供することである。次に示す好適な実施例
についての記述から、さらに他の目的、利点が、本分野
における当業者に明らかになるであろう。

【０００６】

【実施例】本発明の原理に関する理解を促進するため、
図面および特定の記載を参照して、本発明を説明する。
しかし、これは本発明の範囲を限定するものではなく、
図示された装置の他の修正、変更、または、本発明の説
明された原理の他の適用は、本発明に関連する分野の当
業者には通常起こり得ることであることが理解されよ
う。図１は、本発明のモノマー排出装置を取り付けた急
冷箱１０の一側面の立面図である。モノマー排出装置１
１が急冷箱１０の側面１２に取り付けられている。この
目的のため、通常の取り付けバンド１３，１４が用いら
れている。ロックワッシャをもつ適当なねじ１５ａ，１
５ｂ，１６ａ，１６ｂが、取り付けバンド１３，１４を
急冷箱１０の側面に締め付けている。排出ダクト１７が
側面１２にほぼ沿って延びている。ダクトの配置は、こ
の他、この分野の当業者には明らかなように、種々の適
切な経路に沿って考えられよう。モノマー排気ガス収集
ハウジング１８が急冷箱１０に接して前面に延びてい
る。ダクト出口１９が排出ガス収集ハウジング１８の反
対側にほぼ垂直に置かれており、凝結物と溶液とが重力
の作用で流れ易くしている。エルボ２１が、ハウジング
１８とダクト１７とを連結させている。一つの好適な配
置では、エルボ２１がハウジング１８に溶接されるか、
他の方法で取り付けられている。完全にするために、圧
力計２０が急冷箱１２の側面に、任意の相対配置で取り
付けられたところが示されている。しかし、圧力計２０
は、排出装置１１に機能的に関連したものでもなく、必
要なものでもない。

【０００７】図２は、排出装置１１を取り付けた急冷箱
１０の前方立面図である。噴霧組立体２５が急冷箱側面
２６に沿って置かれている。ダクト１７と噴霧組立体２
５は急冷箱の反対側に搭載されて示されているが、ダク
トの噴霧組立体に対する他の相対配置も考えられる。排
出収集ハウジング１８が急冷箱前面２７に取り付けられ
ている。この目的のため、滑りラッチ２８ａ，２８ｂ
と、整合ストライカ２９ａ，２９ｂとが使用されてい
る。ラッチ２８は排出装置に固定され、ストライカ２９
は急冷箱前面に固定されている。多分、ハードウエアと
して蝋接軟アルミニウム鋲を有する、適切な滑動ラッチ
やストライカが、Ｓｏｕｔｈｃｏ会社から入手出来る。
以下より詳細に論議されるように、ラッチの使用は、ハ
ウジングの取り外しを容易にする。さらに、箱面２７は
箱内部に近接するためのドアを有している。このドア
は、この排出装置に無関係に操作される。噴霧組立体２
５は、排出収集ハウジングの側面を貫通し、ハウジング
と流体流れ連通をする噴霧ノズル３０を有している。急
速連結コネクタ３１がノズル３０を管３２に連結してい
る。コネクタ３１を構成する有用な急速連結棒と本体と
は、スウェイジロックから入手出来る。管３２は、例え
ば、適切な外内径を有するパラフレックス（Ｐａｒａｆ
ｌｅｘ）管であってよい。管は、ノズル３０と反対端に
おいて、流体源（図示せず）に連結されている。多くの
場合、この流体は水である。弁３３が流体供給装置に沿
うある位置に設置されている。弁は好適には、タイマ３
４によって制御される。

【０００８】図３は排出物フードハウジング１８を非常
に詳細に示す前面透視図である。図の一部断面が、オリ
フィス３８を有し外ねじを切られた噴霧ノズル３０をね
じ受容する内面ねじを切られた管タップ３７を示してい
る。オリフィス３８は、そこを流れる水を出口において
噴霧状にするに充分細い直径になっている。有用なノズ
ルは、３．２ｍｍＧＤ３．５ノズルの噴霧装置であ
る。排出ダクト１７は、その後壁３９を通してハウジン
グ１８内に開口している。プランジャ組立体４０は、プ
ランジャロッド４１とプランジャ停止材４２とを有して
いる。圧力点検口４３は、本発明の運転に必須のもので
はないが、随意都合のよい位置に設けられる。Ｌ字形の
ブラケット４４がハウジング１８の頂部に存在し、排出
ガス収集装置と急冷箱との間の密封面をなしている。

【０００９】図４は、破線で示されたプランジャ組立体
を備えた本発明の側面立面図である。収集ノズル４５が
完全に延ばされている。この点で、ノズルチップ４６
が、抽出される有害ガスＳ源、ここでは紡糸口金に最も
近接している。収集ノズル４５は、排出ガス収集ハウジ
ング１８の後方に延びた突出部４７内に滑動可能に搭載
されている。ノズル４５はハウジング１８により構成さ
れた排気室５３と連通している。

【００１０】図５は、本発明の排気収集装置の断面図で
ある。収集ノズル４５は、突出部４７内に完全に引き込
まれている。プランジャロッド４１は、ハウジング１８
の外側に位置するリング４８を有している。リング４８
は把持ハンドルとして使用される。プランジャロッド４
１は、プランジャロッド４１よりも僅かに大きい適当な
直径をもつ孔を開けられたプランジャ停止材４２を通っ
て、ハウジング１８内へ入っている。プランジャロッド
４１は、プランジャ停止材４２を通り、滑動可能に受容
されている。プランジャロッド４１は、さらに、係合停
止材４９を備え、該停止材４９は、プランジャ停止材４
２と係合し、プランジャと、プランジャに取り付けられ
た収集ノズル４５とがさらに後方に移動することを防止
し、それにより、最大伸長位置を制限している（図４参
照）。プランジャロッド４１は孔５０を有している。さ
らに、プランジャ停止材４２は、止めプランジャ（図示
せず）を受け入れる孔５９を有している。孔５９は孔５
０と整列関係にあり、止めプランジャが孔５９を横切
り、長手方向に、選択された孔５０と係合する。この構
造は、ノズル４５が調整され、各種引き込み位置に設定
されることを可能にしている。最も後方の端部におい
て、プランジャロッド４１は、対応するねじ止めナット
５１を受容するためのねじ５５を切られている。止めナ
ット５１は、バー５２に固く締め付けられている。バー
５２は、ノズル４５の端壁の一部を形成し、プランジャ
ロッド４１を受容する孔を有している。この孔は、その
直径回りにねじを切られていることが望ましい。バー５
２を除いては、ノズル４５はほぼ中空であり、４個のほ
ぼ堅固な側面を有し、四角形をなしている。

【００１１】図６は、ノズル４５の正面立面図である。
バー５２がノズル４５の側面５７，５８の間のほぼ中点
に置かれている。このようにして、プランジャロッド４
１の整合面を依然として備えながら、通路５６の大きさ
を最大にすることが可能である。（図５参照）。構造と
しては、一部ではステンレス鋼で作ることが有利である
が、本発明の大部分に対しては、３．２ｍｍ厚みのアル
ミニウムが使用される。例えば、プランジャロッドは、
ステンレス鋼で作ることが可能である。流体供給部のよ
うな他の部分は、青銅、銅または合成材料から作ること
が好ましいであろうが、材料の選択は当業者の知識で容
易に決め得ることである。移動可能に、または取り外し
可能に結合されるように設計された本発明の金属部分
は、ばりのない溶接構造であることが有利である。ノズ
ル４５は、その外表面と、排気収集ハウジング１８の内
表面との間の摩擦を減少させるために、外表面にコーチ
ングを施される。この材料は、例えば、１．５ｍｍから
２．０ｍｍ厚みのナイロンである。他の減摩材料を使用
することも考えられるが、本発明が設置される重合工程
に対応するようコーチング材料を調整することが望まし
い。

【００１２】上述したように、ノズル４５の位置は調節
可能である。これを実行するためには、使用者は単にリ
ング４８を把持すればよい。ノズル４５を引き込むため
には、リング４８を使用者側に動かし、ノズルを伸長す
るためには、使用者から離れるように動かされる。所望
の位置は、止めプランジャを孔５０に係合させることで
固定される。紡糸口金に近接するためには、上記手順に
従ってノズル４５を引き込む。止めプランジャの代わり
に、類似の部品を使用することも考えられる。このよう
な部品の一例はセットねじである。本発明の他の利点と
して、調節可能なノズルが、修正比率を調節可能にする
という驚くべきことが発見された。言い換えれば、ノズ
ル４５の紡糸口金Ｓからの距離が、ある程度、製造され
る繊維の断面を決定するのである。ほぼ、または完全な
円形から、突出部の多い形状に至る範囲の断面が、ノズ
ルを引き込んだり、伸長させたりすることにより、それ
ぞれ得られるのである。修正の種々の度合いは、中間の
伸長、引き込みを調節することの結果として得られる。
理論によって制限されることは望ましくないが、ノズル
４５が引き込み位置にあることから結果する繊維の急速
な冷却は、修正比率を増加させるものと信じられてい
る。

【００１３】

【作用】運転時には、ノズル４５が、有害ガス放出源、
本場合では、ポリアミド工程における紡糸口金からのモ
ノマー排気に向かって延ばされる。急冷ガス、最も典型
的には冷たい空気が、なにかの駆動力により急冷箱１０
を通って導入される。この駆動力は、ダクト出口１９近
傍の吸引ファンであってよい（図１）。急冷空気は押し
出される重合体から出る有害ガスによりある程度に暖め
られ、該ガスと混合される。空気−有害ガス混合物は、
ノズルチップ４６を通り、排出装置１０へ入り、排気収
集ハウジング１８の室５３内へと引き込まれる。運転中
の駆動力、すなわち吸引ファンは、排気有害ガス、空気
混合物をダクト内に、再生利用または廃棄のための適当
な廃棄物収集場所へと移動させる。急冷箱のハウジング
とモノマー排出装置は通常、入ってくる空気よりも冷た
いから、モノマー有害ガスはそこに凝結する傾向にあ
り、それが乾燥したときに、障害物を形成し、廃棄有害
ガス除去と急冷の効率に関する問題を生じさせる。障害
物の酷い形成を避け、周期的に装置から過剰なモノマー
堆積物を追い出すために、排出装置の内面に周期的に洗
浄される。洗浄作業の間隔は、流体供給装置のどこかに
設置された自動タイマー（図１）により決められる。こ
の目的のための適当なタイマーがトルク社（Ｔｏｒｋ）
により供給されており、一般に、１個の電磁弁を有し、
また他の弁やタイマーが使用されることもある。ナイロ
ン６の製造の場合には、ε−カプロラクタムモノマーは
水に溶けるから、洗浄液は、収集された廃棄モノマーを
再生利用しようとする場合には、浄化された水でよく、
または、廃棄しようとする場合には、水道水などでよ
い。ナイロン６を重合する場合には、水ジェットがモノ
マーを、モノマーが収集されている排出装置内面から溶
解し、ついで、水と溶解されたモノマーとが排出ダクト
１７を通って排出される（図１）。勿論、他の洗浄溶剤
も、洗浄されるべき凝結物の溶解性に依存して使用する
ことが可能である。本発明が、種々の工程、成分を変更
しても可能であることは理解されよう。必要ならば、適
当な変形を行うことにより、他の重合体、工程、装置な
どにも適用することが出来る。本発明の他の特徴は、サ
ービスなどのために除去する作業の容易さである。急速
コネクター３１は簡単に取り外され、滑動ラッチ２８
ａ，２８ｂがストライカ２９ａ，２９ｂから解放される
（図１）。排出ダクト１７は、急冷箱１０上に静止した
ままであり、エルボ２１がコネクター２２から解放され
る（図１）。ついで、ハウジング全体が前方に引き出さ
れ、急冷箱１０から外される。

【００１４】本発明は、図面とこれまでの記述におい
て、詳細に図示、説明されたが、このことは、説明のた
めのものであり、制限的な性格をもつものではない。現
在好適だと考えられる実施例だけが、図示説明されただ
けであり、本発明の概念内の全ての変更、修正が保護さ
れることが希望されることが理解されるべきであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】急冷箱に取り付けられた、本発明のモノマー排
出装置の側面立面図。

【図２】図１の排出装置と、急冷箱の正面立面図。

【図３】本発明の排出フードの、一部断面図になった前
面透視図。

【図４】破線で第１位置において示されたプランジャ組
立体をもつ、図３のハウジングの側面立面図。

【図５】プランジャ組立体が第２位置にある図３のハウ
ジングの、線５−５に沿って矢印方向に見られた断面
図。

【図６】本発明の収集ノズルの前面立面図。

【符号の説明】

１０急冷箱１１モノマー排出装置１７排出ダクト１８排気収集ハウジング２５噴霧組立体３０噴霧ノズル４０プランジャ組立体４５収集ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排出有害ガスの一部が装置上に凝結する
ような溶融紡糸工程から放出される有害ガスを排出する
ための排出装置において、該装置が排気室を構成するハ
ウジングと、前記ハウジングから有害ガス源へと部分的に延び、ノズ
ルの先端が有害ガスを収集するに充分な程ガス源に近接
しているノズル組立体と、前記排出室と流通し、有害ガスを排出するための出口を
有するダクトと、有害ガスを前記装置を通り、前記ノズルから前記出口に
輸送する駆動力と、および前記排出装置から、凝結した
有害ガス堆積物を自動的に除去する清掃装置とを有する
ことを特徴とする排出装置。
【請求項２】前記ノズルが有害ガス源から遠ざかるよ
うに引き込まれることを特徴とする請求項１に記載の排
出装置。
【請求項３】さらに前記ノズルと連通する外部引き込
み制御装置を有することを特徴とする請求項２に記載の
排出装置。
【請求項４】前記ノズルが前記ハウジング内で引き込
まれることを特徴とする請求項３に記載の排出装置。
【請求項５】前記外部制御装置が、前記ノズルを種々
の引き込み度合いに調節するための調節装置を有してい
ることを特徴とする請求項４に記載の排出装置。
【請求項６】前記有害ガスがε−カプロラクタム・モ
ノマーを含有していることを特徴とする請求項１に記載
の排出装置。
【請求項７】前記清掃装置が、流体を霧状で前記ハウ
ジング内に吹き込む第２ノズルを有し、該第２ノズル
が、連続的な流体源と流体流連通状態にあり、また前記
清掃装置が前記ノズルからの流体噴霧の時期を決める時
限弁を有していることを特徴とする請求項１に記載の排
出装置。
【請求項８】溶融紡糸工程から出る無益の有害ガスを
排出する排出装置の収集ノズルにおいて、該ノズルが排
出装置ハウジングと有害ガス排気連通するノズル体と、前記ノズルを有害ガスから遠ざけるように引き込める引
き込み装置とを有することを特徴とする採取ノズル。
【請求項９】前記引き込み装置が、一端においてハウ
ジングの外部に延び、他端において前記ノズルに取り付
けられているプランジャを有することを特徴とする請求
項８に記載のノズル。
【請求項１０】前記プランジャが、その外部端に把持
ハンドルを有していることを特徴とする請求項９に記載
のノズル。
【請求項１１】前記引き込み装置が、さらに、前記ノ
ズルの有害ガスからの距離を調節する調節装置を有して
いることを特徴とする請求項９に記載のノズル。
【請求項１２】前記調節装置が前記プランジャ上に存
在する一連の孔と、該孔と係合するように、対応して並
んだ止め具とを有することを特徴とする請求項１１に記
載のノズル。
【請求項１３】有害ガスがε−カプロラクタム有害ガ
スであることを特徴とする請求項８に記載のノズル。
【請求項１４】前記排出装置が、前記装置内に水を噴
射し、その際モノマー堆積物を洗浄する第２ノズルを有
していることを特徴とする請求項１３に記載のノズル。
【請求項１５】 ε−カプロラクタム溶融紡糸工程中の
紡糸口金において発生する未反応モノマーを除去する排
出装置において、室を構成するハウジングと、横方向に細長いノズルと、前記室を水で洗浄するための噴霧器と、前記噴霧器からの噴霧量を制御する弁と、および排出有
害ガスと水とを放出する出口とを有することを特徴とす
る排出装置。
【請求項１６】前記弁が、周期的な間隔を置いて自動
的に開くように作動時期を規定されていることを特徴と
する請求項１５に記載の排出装置。
【請求項１７】前記ノズルが、前記ハウジング内に引
き込まれることを特徴とする請求項１６に記載の排出装
置。
【請求項１８】前記ハウジングが急冷箱上に搭載され
ていることを特徴とする請求項１５に記載の排出装置。
【請求項１９】前記ハウジングが前記急冷箱から取り
外し可能であることを特徴とする請求項１８に記載の排
出装置。
【請求項２０】溶融紡糸工程がポリエチレン・テレフ
タル酸塩を含むことを特徴とする請求項１５に記載の排
出装置。