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糸条の洗浄装置および洗浄方法
説明

糸条の洗浄装置および洗浄方法

【課題】有機系高分子からなる合成繊維において、設備費、屑発生費を増大させることなく、生産性を向上させることを目的とする。
【解決手段】繊維内部や表面に付着した溶媒や、油剤などが固着した汚れを除去する洗浄装置であって、洗浄槽内を走行する糸条に向け撹拌流を物理的に作用させる撹拌流発生手段からなることを特徴とする糸条の洗浄装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、糸条の洗浄装置および洗浄方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、有機系高分子から成る合成繊維の製造方法は、紡糸口金に設けられた吐出孔群より、紡糸液を凝固浴槽内の凝固液中に吐出させて凝固させ、繊維化させる湿式紡糸法や、上記と同様に、溶融した熱可塑性ポリマーを紡糸口金に設けられた吐出孔群より紡出させ冷却し固化することで繊維化する溶融紡糸法によって製造される。このような合成繊維の製造方法においては、湿式紡糸法では口金孔から吐出され繊維状となった糸条から溶媒を除去することやまた、溶融紡糸法では、繊維化後に高温化で熱処理することで固相重合を行う製造プロセスなどでは、固相重合前に糸条の通過性向上のため繊維表面に付与した油剤などの汚れを除去することを目的として糸条の洗浄処理が行われている。
【0003】
このような糸状の洗浄方法としては、走行する糸条を洗浄液を満たした洗浄槽に浸漬させ、浸漬した糸条を振動させる方法が一般に知られている。しかしながら、このような洗浄方法では、糸条が振動装置に直接接触し糸条にダメージを与えるため、品位の低下を招いたり、更には走行中の糸条が断糸し糸条を移送する移送ローラに糸条が巻き付く等のトラブルが発生する問題がある。
【0004】
そこで、このような問題を解決するために特許文献1では、紡糸後に洗浄液を満たした洗浄槽内に、随伴流制御機構を設置することで、糸条が走行する時に発生する随伴流の流れを阻害し乱流を発生させ、発生した乱流の作用により繊維束を振動させ、糸条に接触することなく洗浄する洗浄技術が開示されている。
【0005】
しかしながら、これらの従来の方法では、随伴流の流れを阻害し乱流を発生させるためには、糸条に非常に近接した位置に随伴流制御機構を設置する必要があり、乱流により振動する糸条と随伴流制御機構とが接触し、糸条にダメージを与え、その結果、毛羽や弛みなどの品位の低下や、糸切れ等のトラブルが発生する問題がある。更には、糸条との接着力が高い溶媒や糸条表面に頑固に付着した異物や油剤などの汚れ、また洗浄液に溶融し難い固形物などを除去するためには十分な洗浄効果が期待できるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−201620号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、糸条に付着した溶媒や油剤などの汚れ、洗浄液に溶融し難い糸条の溶媒および糸条に付着した油剤などの汚れを除去する洗浄装置と洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明は以下の(1)構成からなる。
(1)連続して走行する糸条を洗浄する洗浄装置であって、洗浄槽と、前記洗浄槽内に前記糸条を導入する糸条導入部と、洗浄した前記糸条を前記洗浄槽外へ排出する糸条排出部と、前記糸条に向けて洗浄液の撹拌流を物理的に作用させる撹拌流発生手段を有する糸条の洗浄装置。
また、かかる本発明のマルチフィラメント糸の交絡処理装置において、より具体的に好ましくは、以下の(2) 〜(6) の構成を有するものである。
(2)前記攪拌流発生手段が、少なくとも2つの回転ローラである(1)に記載の糸条の洗浄装置。
(3)前記回転ローラが、駆動手段により駆動されるものである(2)に記載の糸条の洗浄装置。
(4)前記回転ローラの回転軸に垂直な断面において、前記回転ローラの外周方向に前記洗浄液を攪拌し得る凹凸を有し、前記凹凸が前記回転ローラの回転軸方向に延在している(2)または(3)に記載の糸条の洗浄装置。
(5)前記撹拌流発生手段が、糸条を巻回するネルソンローラである(1)に記載の糸条の洗浄装置。
(6)上記(1)から(5)のいずれかに記載の糸条の洗浄装置を用いて糸条を洗浄する糸条の洗浄方法。
【発明の効果】
【0009】
以上の通り、本発明によれば、有機系高分子からなる合成繊維の製造工程において、洗浄槽内で回転するローラにより発生する撹拌流を糸条に吹き付けることにより繊維表面や内部に存在する溶媒の除去や油剤などの汚れを効率的に除去することが可能となり、設備費、屑発生費を増大することなく生産性を向上させるとともに、工程安定性にも貢献しうるものでもある。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明にかかる糸条の洗浄装置および方法の一実施態様を示す概略図。
【図2】本発明にかかる糸条の洗浄装置および方法の他の実施態様を示す概略図。
【図3】撹拌流を発生させるローラの構成を示す概略図。
【図4】本発明にかかる糸条の洗浄装置および方法の更に他の実施態様を示す概略図。
【図5】本発明にかかる糸条の洗浄装置および方法の更に他の実施態様を示す概略図。
【図6】図5の平面図。
【図7】一対一組のローラからなるネルソンローラの構造を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明に係る洗浄装置と洗浄方法について図面を参照しながら説明する。
【0012】
図1は、本発明に係る洗浄装置1の一実施形態を模式的に例示した概略図であり、11は洗浄槽、12はローラ、Yは糸条をそれぞれ示す。
【0013】
周知のように、有機系高分子からなる合成繊維は、紡糸口金(図示せず)に設けられた吐出孔群(図示せず)より紡糸液を凝固層(図示せず)内の凝固液中へ吐出させて凝固させ繊維化する湿式紡糸法や、あるいは熱可塑性ポリマーを溶融し紡糸口金(図示せず)に設けられた吐出孔群(図示せず)より吐出させ冷却し固化することで繊維化する溶融紡糸法により製造される。
【0014】
上記繊維化後において、合成繊維は、湿式紡糸法では、繊維中に残存する溶媒を除去するため、あるいは溶融紡糸では、繊維化後に固相重合を行うプロセスなどでは、繊維表面から、前記固相重合により変質した油剤などの汚れや異物を除去することを目的に、糸条の洗浄処理を実施する。
【0015】
図1に示したように、糸条Yは、入側移送ローラ21によって、糸条導入部13に案内されながら洗浄槽11へと導かれ洗浄された後、糸条導出部14に案内されながら出側移送ローラ22により下流の工程に移送される。
【0016】
図2は本発明に係る別の実施形態を模式的に例示した概略図であり、本図のように糸条導入部13及び糸条導出部14を洗浄液で満たされた洗浄層11の上空に設置し糸条Yが走行する糸道を変化させ糸条Yを洗浄層11に導いてもかまわない。
【0017】
洗浄槽11の槽内を走行する糸条Yには、回転軸をOリングなどでシールし洗浄層11の外部に設けられた駆動手段(図示せず)により回転するローラ12により発生する撹拌流vが矢印の方向に示す様に糸条Yへ吹き付けられる。このように、ローラ12の回転によって発生した撹拌流vが糸条Yへ吹き付けられることで、走行する糸条Yの繊維中に残存する溶媒や、糸条表面に付着した異物または油剤に対し、直接物理的に作用するので効果的に除去される。
【0018】
ここで、走行する糸条Yに対して矢印方向へ洗浄液が吹き付ける撹拌流vを発生させるローラ12としては、本発明においては特に限定する必要は無く、撹拌流vを好適に糸条Yに吹き付けることができるものであればよい。
【0019】
また、ローラ12の表面形態は、糸条Yへのダメージを考慮すると、梨地などの微少な凹凸のある表面が好ましく、この凹凸が撹拌流vの発生に好適に作用する。
【0020】
さらに、これら撹拌流vを発生させるローラ12の構成においては、図3(a)のように凹凸の激しい歯車を設けたものや、図3(b)のように外周に羽根をつけることで更に洗浄力の強い撹拌流vを得ることが出きる。
【0021】
また、このローラ12の個数と配置については、図1に示すように、走行する糸条Yの上下に複数のローラ12を走行する糸条Yを挟んで互いに対向して配置し、これらローラ12が回転することで発生する撹拌流vを吹き付けることができる構造であることが望ましい。
【0022】
ここで、回転するローラ12の回転方向としては、本発明の狙いである繊維束中に残存する溶媒や繊維表面に付着した油剤などの汚れが効果的に除去するためには、糸条走行方向に対して逆方向に回転させ撹拌流vを逆流させる方向に作用させることが好ましい。また、糸条Yが受けるダメージを抑制させる必要がある場合においては、糸条Yの走行方向に対してロール12の回転方向を順方向に回転させてもよく、更に上記中間的な性能を望む場合においては、回転方向が異なるものが混在しても構わない。
【0023】
以上に説明した本発明について、繊維中に残存する溶媒や糸条表面に付着した異物、油剤の除去をするための撹拌流vの発生メカニズム及び効果について、以下の通り簡単に説明する。
【0024】
本発明では、撹拌流vは、粘性流体である洗浄液中でローラ12を回転させることで発生し、この撹拌流vを物理的に糸条Yに勢いよくたたきつけることができるので、繊維中に残存する溶媒や糸条表面に付着した異物や油剤の除去効果は更に高まる。
【0025】
本発明によれば、ローラ12の回転力により発生する強力な洗浄力を持つ撹拌流vの力を糸条Yに物理的かつ効果的に作用させることができるので、従来の様に、随伴流制御機構により糸条が走行することで生じる僅かな随伴流を撹拌することで発生する微振動を利用する方法に比べ、糸条に付着した溶剤や油剤のなどの頑固の汚れに対して、優れた除去性能を発揮するが可能となる。
【0026】
図4は、本発明にかかる別の実施の形態を図示したものであって、糸条Yをローラ12の上下を交互に巻き付けながら通過する様に糸道を構成している。すなわち、その結果、糸条Yは撹拌流vの流れが最も強力なローラ12の表面を巻き付け角を持ちながらローラ12と追従しながら接触し走行することになり、撹拌流vをより直接的に作用させることができるので糸条Yを効果的に洗浄することが可能となる。
【0027】
図5は、本発明にかかる洗浄装置1の更に別の実施の形態を図示した概略図であって図6は図5の平面図である、ここで洗浄するローラは一対一組のネルソンローラ121からなり、少なくとも1組以上設置し、糸条Yを一対のネルソンローラ121の外周を複数回にわたり巻回させて走行させる。すなわち、糸条Yを巻回させることで、洗浄時間を長くすることが可能となることで優れた洗浄効果を得ることができる。
【0028】
図5、図6において、本発明によればローラ12及びネルソンローラ121の回転速度と糸条Yの走行速度は同速であることが好ましいが、糸条にダメージを与えることのない程度の範囲であれば速度差があっても構わない。
【0029】
また、ローラ12及びネルソンローラ121は糸条Yに従動させてもよく、更には駆動手段により駆動しても構わない。
【0030】
図7(a)は一対一組のローラからなるネルソンローラ121の構造を示す模式図で図7(b)は図7(a)の側面図である。図に示すとおり、上部ローラ121aの中心軸に対して下部ローラ121bの中心軸を傾斜させることで、移動ピッチPが得られるので糸条をネルソンローラ121に複数回巻回する事ができことが可能となり、洗浄距離を長く稼ぐことが可能となる。
【0031】
すなわち、以上に説明した図7(a)あるいは図7(b)の何れかの方式を採用することによって、撹拌流vのエネルギーを糸条Yに長時間に渡り作用させることが可能となり、これによって効率的に繊維中に残存する溶媒や糸条表面に付着した異物や油剤の除去をすることができる。
【0032】
ここで、本発明にかかる糸条の洗浄装置及び洗浄方法によれば、前述のように、走行する糸条Yに対して、洗浄槽11内を回転する回転ローラにより発生する撹拌流vを吹き付けて洗浄させることを一大特徴とする。このように回転ローラにより発生する撹拌流vの作用効果としては、糸条Yの界面に存在する随伴液及び繊維内部抽出された溶媒や、糸条表面に付着した汚れを、走行する糸条Yから効果的に除去できることにある。
【実施例】
【0033】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明による実施態様は
本実施例に限定されるものではない。
[実施例1、比較例1]
実施例1、比較例2における糸条に含まれる溶媒残存量の測定については、洗浄槽出の洗浄された糸条を採取し、100℃の蒸留水中で1.5時間煮沸して得た溶液と、アセト酢酸メチルとを1:1の割合で混合後、ガスクロにより評価する方法で行った。
[実施例1]
アクリロニトリル99.5モル%、イタコン酸0.5モル%からなる、固有粘度[η]が1.8のAN系共重合体を20重量%含むDMSO溶液を紡糸原液として、孔数12000の口金からDMSOを含む洗浄液からなる凝固浴中に紡出して、単糸数12000本の凝固糸条を得た。
【0034】
得られた凝固糸条(被処理糸条)を糸条幅40、50、70mmに帯状に並べ平面状に走行させ、それぞれ糸条密度3000、2400、2000dtex/mmの条件で変化させ、図1に示すように、被処理糸条を浴槽入側のフィードローラ21により洗浄槽11内に導き、洗浄槽11に浸漬されたローラ11で洗浄処理した後浴槽出側のフィードローラ22により下流の工程に送り出した。その後、浴中延伸、油剤付与、乾燥緻密化、加圧スチーム中での延伸工程を得て、単糸総繊度が1dtex、総繊度が13200dtexのアクリル系繊維を得た。
【0035】
このときの洗浄槽11の長さを2000mmとし浴槽内を走行する糸条Yの速度は400m/分とした。ここで、洗浄槽11に浸漬されたローラ12としては、直径が31.8mmで軸長が50mmのものを採用しローラ12の長手方向と平行になるように糸条進行方向の間隔を200mm、上下方向の間隔を40mmとし合計9本設置した。また、ローラ12の回転方向は糸条Yの進行方向と順方向とし評価を実施した。ローラ12の回転数は、糸速が400m/分になるように4000rpmに設定した。ローラ12の表面粗さはRa1.8の梨地としクロムメッキを施した。
【0036】
洗浄槽11内の洗浄液については、非イオン・アニオン系等の界面活性剤を添加し、界面活性剤の添加量は、0.5重量%とした。また、洗浄液の温度は60℃に設定し洗浄評価を実施した。
[比較例1]
実施例1と同じ条件で紡糸し、凝固させたアクリル系繊維を、実施例1と同じ組成の洗浄液中で、特許文献1に示した、従来の随伴流制御機構を用いた装置により洗浄処理を行った。得られた結果を表1にまとめた。
[実施例2〜3、比較例2]
実施例2〜3、比較例2における条に含まれる油分付着量の測定については、100mg以上の繊維を採取し、60℃にて10分間乾燥させた後の重量を測定し(WO)、繊維重量に足し100倍以上の水にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを繊維重量に対し2.0重量%添加した溶液に繊維を浸漬させ、室温にて20分超音波洗浄し、洗浄後の繊維を水洗し、60℃にて10分乾燥させた後の重量を測定し(WI)、次式により算出した。
(油分付着量(重量%))=(WO−WI)×100/WI
[実施例2]
溶融紡糸にて紡出した液晶ポリエステル繊維を巻き密度0.02g/ccの繊維パッケージとして一旦巻き取った後、巻き取ったパッケージを再度巻き返しにより巻き張力0.05cN/dtexにて巻き返してボビン上に形成する。パッケージの巻き返し速度は300m/分とし、この巻き返しの際に、セラミック製のオイリングローラによって繊維表面に融着防止剤を処理した。また、付着量は3.0重量%とした。
【0037】
上記方法により得られたボビン状のパッケージを、液晶ポリエステルの吸熱ピーク(融点)であるTm1(℃)に対し、最高到達温度がTm1−80(℃)になるよう調整し、窒素雰囲気中にて5時間固相重合を行った。
【0038】
上記固相重合で得られたパッケージについて、固相重合により固化し繊維表面に固着した融着防止剤などの汚れを除去するために、図1に示す洗浄装置により洗浄を行った。
【0039】
このときの洗浄層11の長さを2000mmとし浴槽内を走行する糸条Yの速度は400m/分とした。ここで、洗浄槽11に浸漬されたローラ12としては、直径が31.8mmで軸長が50mmのものを採用しローラ12の長手方向と平行になるように糸条進行方向の間隔を200mm、上下方向の間隔を40mmとし合計9本設置した。また、ローラ12の回転方向は糸条Yの進行方向と順方向とし評価を実施した。ローラ12の回転数は、糸速が400m/分になるように4000rpmに設定した。ローラ12の表面粗さはRa1.8の梨地としクロムメッキを施した。
【0040】
洗浄槽11内の洗浄液については、非イオン・アニオン系等の界面活性剤を添加し、界面活性剤の添加量は、0.5重量%とした。また、洗浄液の温度は60℃に設定し洗浄評価を実施した。
[実施例3]
図1と同様の装置を用い、図2に示す糸道構成とした洗浄装置により、上記洗浄条件と同様に評価を行った。
[実施例4]
図3(b)に示す洗浄装置により上記洗浄条件と同様に評価を行った。ローラ12としては、外径が31.8mmで軸長が65mmのものを使用し、厚みが2mmの羽根を合計30枚放射状に等配したものを採用した。
【0041】
上記実施例2から4の評価結果を表2に纏めた。
[比較例2]
実施例2〜4と同じ条件で紡糸し、得られた液晶ポリエステル繊維を、実施例2〜3と同じ組成の洗浄液中で、特許文献1に示した、従来の随伴流制御機構を用いた装置により洗浄処理を行った。得られた結果を表2にまとめた。
【0042】
【表1】

【0043】
【表2】

【符号の説明】
【0044】
1:洗浄装置
11:洗浄槽
12:ローラ
13:糸条導入部
14:糸条導出部
21:入側移送ローラ
22:出側移送ローラ
121:ネルソンローラ
121(a):上部ローラ
121(b):下部ローラ
Y:糸条
v:撹拌流

【特許請求の範囲】
【請求項1】
連続して走行する糸条を洗浄する洗浄装置であって、洗浄槽と、前記洗浄槽内に前記糸条を導入する糸条導入部と、洗浄した前記糸条を前記洗浄槽外へ排出する糸条排出部と、前記糸条に向けて洗浄液の撹拌流を物理的に作用させる撹拌流発生手段とを有することを特徴とする糸条の洗浄装置。
【請求項2】
前記攪拌流発生手段が、少なくとも2つの回転ローラであることを特徴とする請求項1に記載の糸条の洗浄装置。
【請求項3】
前記回転ローラが、駆動手段により駆動されるものであることを特徴とする請求項2に記載の糸条の洗浄装置。
【請求項4】
前記回転ローラの回転軸に垂直な断面において、前記回転ローラの外周方向に前記洗浄液を攪拌し得る凹凸を有し、前記凹凸が前記回転ローラの回転軸方向に延在していることを特徴とする請求項2または3に記載の糸条の洗浄装置。
【請求項5】
前記撹拌流発生手段が、糸条を巻回するネルソンローラであることを特徴とする請求項1に記載の糸条の洗浄装置。
【請求項6】
上記請求項1から5のいずれかに記載の糸条の洗浄装置を用いて糸条を洗浄することを特徴とする糸条の洗浄方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−177214(P2012−177214A)
【公開日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−41400(P2011−41400)
【出願日】平成23年2月28日(2011.2.28)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】