JPH06306704A - 溶融紡糸用チムニー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固化点が短い繊維を溶融紡糸する際に生じる
随伴流を積極的に利用してノズル下面の清掃を行ない、
それによって安定した溶融紡糸を可能とする溶融紡糸用
チムニーを提供する。 【構成】 中間仕切板１２が、スピンパック１００から
紡出されたフィラメントｆを集束器３２にて集束させる
位置より少し上流側に位置して配置され、外筒１０の内
部を第１チムニー２０と、第２チムニー３０とに分割す
る。底板３６の外周に配置された吸気孔４０からチムニ
ー内に流入した空気流は、チムニー内を、スピンパック
１００の下面へと上昇して流動し、次いで、糸の随伴流
を利用してチムニー内のガスを連行して、外部へと排出
する。チムニー内での対流は発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固化点（即ち、スピン
パック（紡糸口金）から紡出された繊維が凝固するまで
の、スピンパックからの距離）が短い繊維を溶融紡糸す
る際にスピンパックの下方に配置して用いられる溶融紡
糸用チムニーに関し、特に、石油系、石炭系及び合成ピ
ッチを溶融紡糸してピッチファイバを製造する際に好適
に使用することのできる溶融紡糸用チムニーに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、石油系、石炭系及び合成ピッチ
を溶融紡糸してピッチファイバを製造する際には、一般
に、紡糸ノズル直下の雰囲気温度を変動させると曳糸性
や物性にバラツキがでるため、紡糸されたファイバが凝
固するまでの距離を含めて、通常、チムニーと呼ばれる
ダクトをスピンパック下方部に設け、周囲からの風の影
響を避けている。

【０００３】又、紡糸時に発生するモノマーガス（ピッ
チ中の軽質分）をチムニー内に滞留させると、これら軽
質分がノズル面に付着し、その結果、ピッチファイバの
曳糸性や物性が悪くなる。このため、通常、ノズル直下
にこれらのガスを滞留させないように、リング状の排出
リングを設けて一定量のガスを排出するか、又は、リン
グ状の給気リングを設けて一定量のガスを導入し、それ
によってノズル面が汚れるのをできるだけ防止すること
が行なわれている。

【０００４】勿論、糸の冷却が十分でない場合には、曳
糸性に影響を与えないチムニー下部にて糸を冷却するこ
とも行なわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば合繊のように、
紡糸時ノズル直下での固化点が２０ｃｍ以上あるような
繊維を紡糸する場合には、ノズル直下での曳糸速度も低
く、従って、一定量のガスの供給や排出を行なうことに
よってモノマーガスをノズル面に付着させないように構
成することも可能である。

【０００６】しかしながら、例えばピッチファイバのよ
うな固化点の短い繊維を紡糸する場合には、ノズル直下
での曳糸速度が高く、従って随伴流による風速が大であ
り、そのために、ノズル面を清掃するためにガス排出装
置やガス供給装置を設けたとしても、これら装置のガス
量制御が難しく、本発明者らの実験研究の結果による
と、安定して紡糸することはできなかった。又、単に筒
状で下部が全面的に開口しているタイプのチムニーで
は、チムニー内にガスが滞留してノズル面を汚し、且つ
ノズル直下の雰囲気温度の上昇を招き、いずれにしても
安定紡糸は不可能であった。

【０００７】従って、本発明の目的は、固化点が短い繊
維を溶融紡糸する際に生じる随伴流を積極的に利用して
ノズル下面の清掃を行ない、それによって安定した溶融
紡糸を可能とする溶融紡糸用チムニーを提供することで
ある。

【０００８】本発明の他の目的は、ノズル下面の雰囲気
温度を安定化し、糸の曳糸性を向上し、糸切れをなくす
ことができ、しかも、一定した糸径の紡糸を可能とし、
更には、紡糸時に発生するガスがノズル下面に滞留する
のを防止して、ノズル面の清掃頻度を著しく軽減せし
め、作業効率を向上させることのできる、溶融紡糸用チ
ムニーを提供することである。

【０００９】本発明の他の目的は、特に、石油系、石炭
系及び合成ピッチを溶融紡糸してピッチファイバを製造
する際に好適に使用することのできる溶融紡糸用チムニ
ーを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
溶融紡糸用チムニーにて達成される。要約すれば、本発
明は、スピンパックを含む溶融紡糸ヘッド構造体の下側
に取り付けられる溶融紡糸用チムニーであって、（ａ）
全体として筒形状とされる外筒と、（ｂ）前記スピンパ
ックから紡出された多数のフィラメントを集束器にて集
束させる位置より少し上流側に位置して、前記外筒の内
部を第１チムニーと、第２チムニーとに分割する部材で
あって、中央部には多数のフィラメントが通過する開口
部を備え、外周部には環状に複数個の空気流通孔が形成
された中間仕切板と、（ｃ）前記外筒の底部を形成する
部材であって、中央部には集束されたフィラメントが通
過する開口部を備え、外周部には環状に複数個の空気流
通孔が形成された底板と、（ｄ）前記底板に形成された
開口部を介して、前記チムニー内を吸引するためのリン
グ状の吸引装置と、（ｅ）前記チムニー内に発生し、外
部へと排出されたガスを吸引するためのガス吸引部と、
を有することを特徴とする溶融紡糸用チムニーである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る溶融紡糸用チムニーを図
面に則して更に詳しく説明する。

【００１２】図１〜図４に、本発明の溶融紡糸用チムニ
ーの一実施例を示す。本実施例にて、溶融紡糸用チムニ
ー１は、ピッチファイバを溶融紡糸するためのスピンパ
ック１００の下面に付設して使用されるものとして説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００１３】本実施例にて、溶融紡糸用チムニー１は、
複数個の紡糸ノズルを備えたスピンパック１００の下面
領域を全面的に覆うようにして、このスピンパック１０
０を含む溶融紡糸ヘッド構造体２００の下側に適当な固
着手段にて取り付けられる。

【００１４】溶融紡糸ヘッド構造体２００は、その上流
側に設けられたエクストルーダー（図示せず）から所定
の圧力にて送出された溶融ピッチを受けると、スピンパ
ック１００の紡糸ノズルから多数本のピッチファイバフ
ィラメントｆを、本実施例では二重の環状を成して、本
発明の溶融紡糸用チムニー１内へと紡出する。スピンパ
ック１００の下面中央部には、紡出されるピッチファイ
バフィラメントｆの内側に位置して、整流筒１０２を配
置することができる。

【００１５】本実施例にて、溶融用チムニー１は、前壁
２、後壁８、両側壁４、６にて構成され、全体として略
角筒形状を呈した外筒１０を有する。又、外筒１０の内
部には中間仕切板１２が設けられ、チムニー内を、スピ
ンパック１００と連通した第１チムニー２０と、該第１
チムニー２０に連通した第２チムニー３０とに分割して
いる。

【００１６】前記第１チムニー２０の上端に設けられた
上板１４には、スピンパック１００にて紡糸された多数
のフィラメントｆが通過可能に開口部１４Ａが形成され
る。又、チムニーの前壁２や側壁４には、図２及び図３
を参照すると理解されるように、開閉自在の扉２Ａ、２
Ｂを設けることができ、この扉２Ａ、２Ｂは、好ましく
は、内部が観察し得るように透明の強化ガラスにて作製
される。

【００１７】又、第１チムニー２０の上方には、ブロワ
ー（図示せず）に接続された、流量コントロールダンパ
ー付きの排気フード１５を設けることができる。これに
よって、スピンパック１００の清掃（ワイピング）時に
は、ブロワーを作動させ、ダンパーを全開とすることに
より、発生するモノマーガスをこの排気フード１５を介
して室外へと排出することができる。

【００１８】一方、第２チムニー３０の内部には、上流
側に、前記スピンパック１００から紡出された多数本の
フィラメントｆを１束のピッチファイバ（糸）Ｆへと油
剤を付与して集束するための集束器（エアーサッカー）
３２が配置され、そして、この集束器３２の下流側に
は、集束器３２にて集束された糸Ｆに更に油剤を付与す
る油剤ガイド３４が設けられる。

【００１９】第１チムニー２０と第２チムニー３０とを
分割する前記中間仕切板１２は、図４をも参照するとよ
り良く理解されるように、中央部にフィラメントｆが通
過可能な開口部２２、本実施例では円形穴が形成される
と共に、この円形穴２２を中心として同心状に複数の空
気流通孔２４が環状に形成される。

【００２０】又、外筒１０の下端には底板３６が設けら
れ、この底板３６にも、図３をも参照するとより良く理
解されるように、糸Ｆを外方へと通過せしめるために、
中央部に開口部３８、本実施例では円形穴が形成され、
又、この円形穴３８を中心として同心状に複数の空気流
通孔４０が環状に形成される。

【００２１】更に、溶融紡糸チムニーの底板３６には、
第２チムニー３０とは反対側面に、即ち外方に、リング
状の吸引装置５０が設けられる。つまり、吸引装置５０
は、前記円形穴３８と同心のドーナツ状をした吸引ダク
トにて形成され、その内周面には多数の吸引孔５２が形
成されている。吸引ダクトはブロワー（図示せず）に接
続されている。又、吸引装置５０と円形穴３８とは連通
ダクト５４を介して接続される。この吸引装置５０は、
ブロワーを作動させることにより、チムニー１内に発生
したガスを吸引し、強制的に排出する作用を成す。

【００２２】更に、前記吸引装置５０の下流側には、糸
Ｆの通過経路に沿って、ガス吸引部６０が配置される。
このガス吸引部６０は、糸Ｆの通過経路に対面して多数
の孔６２が形成され、ブロワー（図示せず）にて吸引さ
れることにより、チムニー１から漏出するモノマーガス
を吸引し、これらガスが周囲に拡散されるのを防止す
る。

【００２３】なお、本実施例においては、外筒１０は、
角筒形状を呈するものとして説明したが、円筒形状とす
ることもできる。

【００２４】次に、以上の構成とされる本発明の溶融紡
糸用チムニー１の作用について説明する。

【００２５】溶融紡糸の開始に伴ない、各ブロワーが作
動され、吸引装置５０及びガス吸引部６０が吸引を開始
する。主として吸引装置５０の吸引作用によって、図５
に示すように、チムニー１内の空気が円形穴３８を介し
て吸引装置５０内へと吸引され、これにより、チムニー
下部の底板３６の外周に形成した吸引孔４０を介して第
２チムニー３０内へと空気が流入する。次いで、第２チ
ムニー３０内へと流入した空気は、第２チムニー３０の
外周領域を流動して中間仕切板１２の外周に形成した空
気流通孔２４を介して第１チムニー２０内へと流入す
る。更に、この空気は、上昇してスピンパック１００の
ノズル下面にて、半径方向中心部へと導入され、次い
で、紡糸により発生した下方へと流れる糸の随伴流に合
流して、下方へと流動する。このとき、スピンパック１
００による紡糸に伴なって発生するモノマーガスを一緒
に下方へと連行する。又、各チムニー２０、３０の外周
領域にて上方へと流動する空気流の一部をも巻き込ん
で、糸の随伴流と共に下方へと流動する。

【００２６】このように、ガスが混合した空気流は、中
間仕切板１２の開口部２２及び底板３６の開口部３８を
介して下方へと流動し、吸引装置５０或はガス吸引部６
０にてチムニー外へと吸引排出される。

【００２７】本発明の溶融紡糸用チムニー１では、チム
ニー内部の中間仕切板１２は、フィラメントｆを集束器
３２にて集束させる位置より少し上流側に配置される。
これは、随伴流が発生している領域と、フィラメントｆ
の集束により随伴流のエネルギーが低減した領域とを仕
切り、ガスの滞留を防止するためである。斯かる構成に
よって、上述したように、ガス排出のための極めて有効
な空気の流動が達成される。

【００２８】このような空気流動を達成するためには、
紡糸条件（即ち、スピンパックのノズルホール数、紡糸
速度）により異なるが、本発明者らの実験研究の結果に
よると、いずれの場合においても吸気孔２４、４０での
流速は０．６ｍ／秒以下となるように、孔径及び孔数を
決めるのが好適であることが分かった。流速が０．６ｍ
／秒より大きくなると、ノズル下での雰囲気温度が上昇
するだけでなく曳糸性も悪くなる。本実施例では、２５
０〜５００本のフィラメントｆを８．３〜１２．５ｍ／
秒にて紡糸したが、そのとき吸気孔２４、４０の直径を
３８〜４５ｍｍとし、２８個形成することによって、好
結果を得ることができた。又、このとき、吸引されるフ
レッシュエアーとしては温度２３℃、湿度５０％のもの
を使用した。

【００２９】又、吸気孔２４、４０の位置は、チムニー
内におけるガスの対流を防止するために、出来るだけチ
ムニー外周に近い方が良く、例えば、開口部２２、３８
の直径（Ｄ）の２．５倍以上のピッチ円（Ｄ₀ ）上に形
成されるのが好適であり、これによりチムニー内でガス
が対流するのを有効に防止することができる。

【００３０】図６は、本発明の溶融防止用チムニーから
中間仕切板１２を除去した状態を示す。このような構成
では、チムニー１内のガスは、糸の随伴流の力で下方へ
と流動するが、チムニー内部で対流を起こす。これによ
って、ノズル下の雰囲気温度が上昇し且つノズル下面が
モノマーガスにより汚れ曳糸性が悪くなる。そのため
に、頻繁にノズル下面の清掃が余儀なくされる。

【００３１】上記問題を解決するべく、図７に示すよう
に、ノズル下面近傍に給気リング１２０を設け、この給
気リング１２０からガスを吹き出し、ノズル下面を清掃
し且つ温度を安定させようとしたが、逆に、ノズル直下
の温度が不安定になり曳糸性が悪くなった。得られるピ
ッチファイバの糸径のバラツキも大きくなった。

【００３２】図８は、給気リング１２０の代わりに排出
リング１３０を配置し、ガスを吸引したが、この場合に
は、チムニー内部でガスが対流し、ノズル下面での雰囲
気温度が大きく変動し曳糸性が悪くなった。糸径のバラ
ツキも大きくなった。

【００３３】図９は、単なる筒状のチムニー１を配置し
た構成を示すが、この場合には、随伴流によりチムニー
内部でガスが対流し、ノズル下面では温度が上昇し曳糸
性が悪くなる。勿論、ノズル下面の汚れも大きく、頻繁
なノズル面清掃が必要であった。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る溶融
紡糸用チムニーは、スピンパックから紡出されたフィラ
メントを集束器にて集束させる位置より少し上流側に位
置して、外筒の内部を第１チムニーと、第２チムニーと
に分割する中間仕切板を配置し、チムニー内に対流を発
生させることなく、糸の随伴流を利用してチムニー内の
ガスを外部へと排出する構成とされるので、 （１）固化点が短い繊維を溶融紡糸する際に生じる随伴
流を積極的に利用してノズル下面の清掃を行ない、それ
によって安定した溶融紡糸を可能とする。 （２）ノズル下の雰囲気温度安定により糸の曳糸性を向
上し、糸切れをなくすことができる。 （３）紡糸時に発生するガスがノズル下部に滞留しない
ためノズル表面をきれいに保持することができ、ワイピ
ングインターバルを３０分から８〜９時間以上に延長す
ることができる。 （４）糸の直径値バラツキを減少することができる。 （５）特に、石油系、石炭系及び合成ピッチを溶融紡糸
してピッチファイバを製造する際に好適に使用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶融紡糸用チムニーの一実施例の
断面図である。

【図２】図１の溶融紡糸用チムニーの正面図である。

【図３】図１の線III −III に取った断面図である。

【図４】図１の線IV−IVに取った断面図である。

【図５】本発明に係る溶融紡糸用チムニーの作動を説明
する断面図である。

【図６】中間仕切板を除去した場合の溶融紡糸用チムニ
ーの作動を説明する断面図である。

【図７】給気リングを設けた場合の溶融紡糸用チムニー
の作動を説明する断面図である。

【図８】排出リングを設けた場合の溶融紡糸用チムニー
の作動を説明する断面図である。

【図９】外筒のみからなる溶融紡糸用チムニーの作動を
説明する断面図である。

【符号の説明】

１ 溶融紡糸用チムニー １０ 外筒 １２ 中間仕切板 ２０ 第１チムニー ３０ 第２チムニー ３６ 底板 ５０ 吸引装置 ６０ ガス吸引部 １００ スピンパック ２００ 溶融紡糸ヘッド構造体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スピンパックを含む溶融紡糸ヘッド構造
   体の下側に取り付けられる溶融紡糸用チムニーであっ
   て、（ａ）全体として筒形状とされる外筒と、（ｂ）前
   記スピンパックから紡出された多数のフィラメントを集
   束器にて集束させる位置より少し上流側に位置して、前
   記外筒の内部を第１チムニーと、第２チムニーとに分割
   する部材であって、中央部には多数のフィラメントが通
   過する開口部を備え、外周部には環状に複数個の空気流
   通孔が形成された中間仕切板と、（ｃ）前記外筒の底部
   を形成する部材であって、中央部には集束されたフィラ
   メントが通過する開口部を備え、外周部には環状に複数
   個の空気流通孔が形成された底板と、（ｄ）前記底板に
   形成された開口部を介して、前記チムニー内を吸引する
   ためのリング状の吸引装置と、（ｅ）前記チムニー内に
   発生し、外部へと排出されたガスを吸引するためのガス
   吸引部と、を有することを特徴とする溶融紡糸用チムニ
   ー。