JPS63145405A - 遠心式紡糸機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、糸を形成する紡糸材料、特にポリエステル、
ポリアミド、ポリオレフィンのようなポリマーから紡糸
するだめの遠心式紡糸機であって、ポンプを備えており
、紡糸材料がこのポンプによって液状で遠心式紡糸機の
中央の入口へ加圧下に供給されるようになっている形式
のものに関する。

従来技術 上記の形式の遠心式紡糸機はヨーロッパ特許出願第１６
８８１７号明細書によって知られている。この遠心式紡
糸機では紡糸材料が紡糸可能な液体として紡糸ボンイの
外部に配置された押出機によって紡糸ポンプの中央の入
口へ圧送される。この手段は、紡糸圧力全遠心加速によ
って達戚可ｎしな程度よりも高めるために配慮されてい
る。この公知の遠心式紡糸機の欠点は、供給導管と遠心
式紡糸機の回転する入口通路との間に運動用のシールが
必璧であることであり、該シールは動荷重の他に著しい
熱的な荷重にも耐えなければならず、したがって長期的
には、シール性を失なう。封じガスによるシールは都合
良くはない、それというのもそのためには封じガスによ
って占められるシール空間内の液体レベルの制御が必要
であると思われるからである。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、紡糸液が加圧下に供給され、しかもシ
ールを設けずに済む遠心式紡糸機を見出すことである。

問題点を解決するだめの手段 上記の課題を解決するための本発明の手段は、冒頭に記
載の形式の遠心式紡糸機においてポンプが遠心式紡糸機
の中央の入口内に配置されており、かつポンプの回転す
る部材が゛遠心式紡糸機の中央の入口と相対回動不能に
結合されていることである。

発明の効果 本発明による遠心式紡糸機の利点は特に、シールが用い
られていないために遠心式紡糸機の入口圧力をきわめて
高く選択することができることである。

紡糸液の吐出と圧力発生のためのポンプとしては、原則
的には回転する部材と定置の部材（例えばギヤポンプで
はケーシングとギヤ）との対から成るすべてのポンプが
考えられる。本発明による特別な点は、通常の対の逆転
が行なわれていることである。すなわち通常は定置の部
材が本発明によれば遠心式紡糸機の中央の入口と一緒に
回転し、通常回転する部材が本発明によれば定置で配置
されている。ボ／ゾが内接歯車ポンプとして構成されて
いる場合には歯付きリムが遠心式紡糸機の入口と固定的
に結合されており、かつビニオンが自由に回転可能に支
承されている。

実施態様 本発明によるポンプとしては特に押出機が使用される。

押出機の利点は、押出機はスクリューとバレルの同軸的
な対から構成されており、したがって機械構造上簡単な
構成で遠心式紡糸機の中央の入口内に組込むことができ
ることである。更に押出機の利点は、押出機が入口側に
圧力で負荷されるシールを必要としないことである。

ポンプでは、および特に押出機では本発明によればバレ
ルが回転するので、紡糸材料を液状、または粒体または
顆粒のまだ固体の形状で定置のスクリュー内へ供給する
ことが有利に提策され、その場合にはスクリューがスク
リュー溝に開口した半径方向の流出路を有する軸線方向
の供給路金偏えている。

紡糸液を固体、粉体、顆粒の形状で、または液状で供給
する他の方法は、押出機バレル、すなわち遠心式紡糸機
の中央の入口通路が端部領域において軽く円錐形に構成
されていることである、これによりホッパ状の供給ポケ
ットが得られる。

押出機のもう１つの利点は、押出機が圧送、したがって
圧力発生のためのみならず、紡糸材料、例えば糸を形成
するポリマーを溶融するためにも使うことができること
である。したがって紡糸材料全押出機内へ供給する調量
装置は液体ポンプとしてまたは粉体または顆粒用の送り
装置として構成されている。いずれの場合にも紡糸材料
が調量された量で供給される必要がある。遠心加速によ
って惹起される紡糸圧力のみが遠心式紡糸機内の液状の
紡糸材料に対して作用する場合には、調量が変動する場
合にも最少量が少なくとも押出紡糸されるような量に和
尚しなければならない。

本発明と押出機使用の利点は、この条件を維持する際に
遠心式紡糸機が自発調整的に作動することである。すな
わち紡糸される材料量（紡糸量）が押出機によって供給
される材料量よりも大きい場合には、遠心式紡糸機内で
圧力破壊、したがって紡糸量の減少が行なわれる。紡糸
量が押出機に供給される量よりも小さい場合には遠心式
紡糸機内で圧力形成、その結果紡糸される量の増大が行
なわれる。したかつて調量装置は、少なくとも遠心加速
によって発生する圧力下に紡糸される量の紡糸材料が供
給されるように調節されなければならない。調量装置に
よって供給される紡糸材料の最大量は、押出機および遠
心加速によって発生される最大可能な圧力で紡糸される
紡糸量よりも大きくてはならない。

既述したように、紡糸材料は粉体または顆粒として供給
することができる。この場合には紡糸材料が押出機内で
溶融されるように押出機が構成されていると有利である
。その場合スクリューに対して相対的なバレルの高回転
数のために押出機内で発生する内部熱は一般に溶融に十
分であろう。十分ではない場合には本発明により無接触
式の加熱（例えば放射または誘導による）が提案される
。

紡糸材料が液状で供給される場合には、供給は調量ポン
プを用いて行なうことができ、次いで先ず紡糸材料は例
えば押出機内で溶融される。

しかし遠心式紡糸機に配属された押出機の直前に溶融押
出機を配置することも可能である。方法操作および紡糸
材料の形式によりガス発生のおそれがある。そのために
更に、遠心式紡糸機に配置された押出機の入口内でガス
抜きを行なうことが提案される。そのためには定置のス
クリュー内にガス抜き孔を設けることができる。

スクリューが、融液を供給する中央の入口通路を有して
いる場合には、ガス抜き兼真空接続部が中央の入口通路
に平行に位置していて、しかも該中央通路の半径方向の
流出通路も開口したスクリュー溝の領域内に開口してい
る。

実施例 第１図には遠心式紡糸機１の断面図が示されている。遠
心機は遠心車２とこれに固定的に結合された中央の遠心
機への入口３とを備えている。遠心車２は円板形の半径
方向の室４または複数の半径方向通路金儲えている。半
径方向の室４は中央の入口３を基点にして延び、かつ遠
心車２の周面の紡糸孔５に連通している。中央の入口３
は押出機バレルとして構成されている。

押出機バレルは支承部材６内に回転可能に支承されてい
る。押出機バレル３は駆動車７と駆動ベルト９とを介し
て駆動モータ８によって高回転数、例えば５００　ｒ、
ｐ、ｍで駆動される。押出機バレル３は部分区間におい
て加熱ジャケット１５によって加熱される。加熱ジャケ
ット１５は複数の電気的な加熱棒または加熱管を備えて
いる。伝熱は有利には無接触式に、放射により行なわれ
、この場合加熱ジャケット１５は定置に配置されており
、かつ押出機バレル３との間に狭いギャップ全形成して
いる。

押出機バレル３は自由端部の入口領域で円錐形に構成さ
れており、そのために押出機バレルは供給端部１０ｔ−
構成している。しかし円錐度は軽度である、それという
のも軽度でないと供給された顆粒が遠心力によって外部
へ飛び出る危険があるからである。

更に押出機バレルは供給端部１０に続く入口側に軸線方
向の溝を有している。

押出スクリュー１１は保持部材１２内に定置に、かつ不
動に押出機バレル３内に支承されている。押出スクリュ
ーは本実施例では半径方向室４の平面近くまで達してい
る。その他については通常の押出機構造であシ、その設
計は紡糸すべき材料（紡糸材料）とその他の操作条件、
例えは特に遠心車の回転数に依存する。遠心車２の回転
数が紡糸すべき材料において許容されない剪断速度と剪
断力とをもたらす場合には、スクリューを回転可能に支
承し、かつ付加的な駆動モータによって押出機バレル３
の回転方向で駆動することができ、その結果押出スクリ
ュー１１と押出機バレル３との間の相対速度は減少する
。

適切な駆動装置２６がスクリュー支承部材２７と一緒に
破線で示されている。

紡糸材料は顆粒の形で調量装置１３によって供給される
。調量装置は供給ホッパとコンベヤベルトから構成され
ている。時間単位当り供給される量が遠心車２の回転数
に依存する特定の限界値を上回らない、もしくは下回ら
ないことが保証される。限界値を越えることはそれ自体
無害であり、単に供給端部１０からのオーバーフローを
もたらすだけである。しかし下限値を下回ってはならな
い。下限値は、所与の操作条件（特に温度、粘度）で、
所与の回転数で遠心加速のみによって発生される圧力に
おいて紡糸されるような時間単位当りの紡糸可能な材料
の量（紡糸量）である。調量された紡糸材料量がこの限
界値を下回ると、遠心機は空転する。その他の場合には
両限界値開で自発調節が行なわれる、それというのも供
給された量、押出機と遠心加速とによって紡糸材料に対
して生ぜしめられた圧力、紡糸量との間で平衡が得られ
るからでおる。

第２図による遠心式紡糸機１も同様にして遠心車２と中
央の入口３とを備えており、入口は押出様バレルとして
構成されている。押出機バレル３は支承部材６内に回転
可能に支承され、かつ駆動ベルト９と駆動車７並びに駆
動モータ８によって回転駆動される。紡糸孔が符号５で
示されている。ここから糸が出ているのが認められる。

第１図による実施例の場合と同様に紡糸量の内部には半
径方向通路が設けられており、この半径方向通路は中央
の入口３と紡糸孔５とを連通している。第２図による実
施例では押出スクリュー１１は下方の円筒形の部分１１
（これはほぼ遠心車２内まで達している）並びに供給領
域１６並びに保持部材部分１７から構成されている。保
持部材部分１７は保持部材１２内に相対回動不能に、か
つ軸線方向で確保されている。保持部材部分には供給領
域が続いている。

供給領域１６は押出機バレルの供給端部１０に対応して
円錐形に構成されている。保持部材部分１７と供給領域
１６とは中央の通路１Ｂ（供給通路）によって貫通され
ている。供給通路１８は押出機バレルの円錐形の供給端
部１０において半径方向の出口２０に開口している。半
径方向の出口はスクリュー表面のらせん形の切欠きとし
て示されている。らせん形の切欠きは押出スクリュー１
１の単数または複数のスクリュー溝に開口している。供
給通路１８には供給管１９が連通しており、供給管は調
量装置１３、この実施例ではギヤ調量ポンプと接続され
ている。ギヤ調量ポンプ１３と供給管１９とを介して精
確に調量された量が押出機の供給通路１８およびらせん
形の切欠き２０内へ供給される。

調量ポンプ１３には浴融押出機２４によって供給される
。溶融押出機２４には紡糸材料が粉体または顆粒として
調量された量で供給される。

破線による導管２４によって示されているように、溶融
押出機２４によって溶融せしめられた紡糸材料は直接遠
心式紡糸機の供給管１９内に供給することもできる。

紡糸材料の溶融によってモノマーまたは他の構成材料が
蒸発するか、またはガスとして遊離することがある。そ
のために押出スクリュー１１の保持部材部分１７は真空
接続部材２２を備えており、該真空接続部材はガス抜き
通路として用いられる。ガス抜き通路は供給通路１８に
平行に位置していて、しかもらせん形の切欠き２０に開
口している。供給された液状の紡糸材料がこの切欠きに
おいて半径方向に外に向がってスクリュー溝内に流出す
る。ガス抜き通路２２には低圧ポンプを接続することが
できる。

これによりガス抜きが促進される。

符号２１によってシール部材が示されている。

このシール部材によって供給管１９がスクリューの供給
通路内でシールされている。その場合にこのシール部材
が押出機の供給領域におけるきわめて小さな融液圧に耐
えればいいことは認めることができる。同じことがシー
ル部材２３についてもいえる、該シール部材はスクリュ
ーの保持部材部分１Ｙｔ−押出機バレル３の供給端部に
対してシールする。シール部材２１と２３との間には融
液が真空に曝される融液路の領域が位置している。

作用について； 調量装置１３によって紡糸材料、すなわち糸を形成する
材料を顆粒または粉体の形で（第１図）または融液状で
（第２図）、遠心式紡糸機に供給する。材料は例えばポ
リゾロピレン、ポリアミド、ポリエステルであってよい
。紡糸材料は高回転数で回転する押出機バレル３内に入
る。第２図による実施例では押出機バレル３の入口内で
ガス抜きが行なわれる。第１図による実施例では紡糸材
料を固定の（または緩慢に一緒に回転する）スクリュー
と回転する押出機バレルとの間の相対運動によって溶融
し、その他の場合には高圧下に遠心車２の内部へ送る。

遠心車において紡糸材料を変向して半径方向通路内へ外
向きに送る。紡糸材料は半径方向通路内で１つには押出
機によって発生される圧力の下に、もう１つには遠心力
によって発生される圧力の下にある。

押出機（押出機は遠心式紡糸機の中央の入口内に配置さ
れている）の使用は、このような押出機が高圧に曝され
るシールを必要としないのが有利である。押出機によっ
て紡糸時に一般的な圧力に相当する圧力を発生させるこ
とができる。したがって高粘性の融液も、糸のノズルか
らの引張り速度を許容し得ない程度に高めることなしに
微細な繊度を有するものに紡糸することが可能である。

他方遠心式紡糸機の回転数は紡糸に必要な圧力とは無関
係に調節し、かつ最適化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による遠心式紡糸機の、糸を形成する
材料が顆粒の形状で供給される形式の実施例の略示断面
図、第２図は、糸を形成する材料が融液状で供給される
形式の実施例を部分的に破断して示した図である。 １・・・遠心式紡糸機、２・・・遠心車、３・・・押出
機バレル、４・・・半径方向室、５・・・紡糸孔、６・
・・支承部材、７・・・駆動基、８・・・駆動モータ、
９・・・駆動ベルト、１０・・・供給端部、１１・・・
押出スクリュー、１２・・・保持部材、１３・・・調量
装置、１４・・・顆粒、１５・・・加熱ジャケット、１
６・・・供給領域、１７・・・保持部材部分、１８・・
・供給通路、１９・・・供給管、２０・・・切欠き、２
１．２３・・・シール部材、２２・・・ガス抜き通路、
２４・・・溶融押出機、２５・・・導管、２６・・・駆
動装置、２７・・・スクリュー支承部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、糸を形成する紡糸材料から紡糸するための遠心式紡
   糸機であつて、ポンプを備えており、紡糸材料がこのポ
   ンプによつて液状で遠心式紡糸機の中央の入口へ加圧下
   に供給されるようになつている形式のものにおいて、ポ
   ンプが遠心式紡糸機の中央の入口内に配置されており、
   かつポンプの回転する部材が遠心式紡糸機の中央の入口
   と相対回動不能に結合されていることを特徴とする、遠
   心式紡糸機。 ２、ポンプが押出機であり、該押出機が遠心式紡糸機に
   対して同軸的に配置されており、押出スクリユーが定置
   で支承されており、かつ遠心式紡糸機の中央の入口が回
   転するバレルとして押出スクリユーを取巻いている、特
   許請求の範囲第１項記載の遠心式紡糸機。 ３、液状の紡糸材料を調量供給するためにポンプの前方
   に調量装置が配置されている、特許請求の範囲第１項記
   載の遠心式紡糸機。 ４、押出機の前方に顆粒または粉体のための調量装置が
   配置されており、かつ押出機が顆粒または粉体の溶融に
   も使用されている、特許請求の範囲第２項記載の遠心式
   紡糸機。 ５、押出機バレルが定置の加熱ジヤケツトによつて取巻
   かれており、該加熱ジヤケツトが必要な加熱エネルギー
   を無接触式に伝達するようになつている、特許請求の範
   囲第４項記載の遠心式紡糸機。 ６、押出機の前方にもう１つの溶融押出機が配置されて
   いる、特許請求の範囲第３項記載の遠心式紡糸機。 ７、液状の紡糸材料のガス抜きのために真空が遠心式紡
   糸機の入口内に設けられている、特許請求の範囲第６項
   記載の遠心式紡糸機。 ８、定置の押出スクリユーが、スクリユー溝に開口した
   半径方向の流出路を有する中央の供給孔を備えている、
   特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１つの
   項記載の遠心式紡糸機。 ９、単数または複数の流出路が開口したスクリユー溝の
   領域内に真空が設けられている、特許請求の範囲第８項
   記載の遠心式紡糸機。