JPH0737688B2 - 繊維形成性ピツチの溶融紡糸装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、石油系ピッチ、石炭系ピッチ、その他化学工
業などで副生するピッチ等の繊維形成性ピッチから、連
続フィラメント状繊維を形成する溶融紡糸装置に関する
ものである。

（従来の技術） 一般に、繊維形成性ピッチを溶融紡糸する装置として
は、繊維形成ピッチを溶融する溶融タンク、溶融ピッチ
を真空中で脱泡する脱泡タンク、溶融ピッチを紡糸する
紡糸パック、溶融タンクから脱泡タンクへ溶融ピッチを
定量的に移送する計量ポンプ（例えば、ギヤポンプ）あ
るいはエクストルーダーおよび脱泡タンクから紡糸パッ
クへ溶融ピッチを供給する計量ポンプからなる装置が知
られている。

従来のこの種の繊維形成性ピッチの溶融紡糸装置におい
ては、第４図に示すような脱泡タンク１が設けられてい
る。脱泡タンク１の上部には、断面がＶ字状で脱泡タン
ク１の内周に沿ってリング状に形成されたオーバーフロ
ー溝２が設けられ、図外の溶融タンクから計量ポンプに
よって脱泡タンク１の上部に形成された供給口３を通し
て溶融ピッチがオーバーフロー溝２に供給される。オー
バーフロー溝２に供給された溶融ピッチはオーバーフロ
ー溝２の越流面４を越えてオーバーフローし、脱泡タン
ク１内に垂直に形成された内壁５に沿って落下する。そ
して、オーバーフロー溝２に供給された溶融ピッチが越
流面４の全周から内壁５の全周に亘って供給されるの
で、溶融ピッチは薄膜状となって内壁５に沿って落下す
る。

このように、脱泡タンク１内で溶融ピッチを薄膜状と
し、さらに脱泡タンク１内を真空ポンプによって吸引す
る、すなわち、薄膜脱泡によってピッチの高温溶融時に
発生する多量の熱分解ガスを溶融ピッチから容易に分離
することができる。その結果、断糸の発生が紡糸される
と共に、ピッチ繊維の物性、例えば強度等の低下を防止
していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の繊維形成性ピッチの溶
融紡糸装置においては、溶融ピッチが単一の供給口を通
して脱泡タンクのオーバーフロー溝に供給されているの
で、オーバーフロー溝内の位置によって供給口からの距
離が異なり、これに伴いオーバーフロー溝を流れる溶融
ピッチの圧力損失がオーバーフロー溝内の位置によって
異なるため、越流面を越える溶融ピッチの厚みをオーバ
ーフロー溝の全周に亘って均一にすることが困難であっ
た。また、オーバーフロー溝の全周に亘って、均一厚み
でオーバーフローさせるためには、越流面が水平に保た
れねばならないので、脱泡タンクの据付時にその水平レ
ベルを極めて高い精度とするよう配慮する必要があっ
た。したがって、必ずしも溶融ピッチが均一な厚みの薄
膜状となって脱泡タンクの内壁を落下せず、脱泡効果が
低下するという問題点があった。

（発明の目的） そこで本発明は、プレートに、供給口から供給された溶
融ピッチを案内部材に案内する連通溝、放射溝および環
状溝を設けるとともに、脱泡タンクの内壁側に案内部材
に案内された溶融ピッチを受ける受面を設けることによ
り、環状溝から案内部材に供給される溶融ピッチを薄膜
状にしてその流速および厚みを環状溝の全周に亘って均
一化するとともに、受面に沿って下降する際にもその厚
みの均一化を維持するようにして、脱泡タンクの据付時
に脱泡タンクの水平レベルを高精度に配慮する必要なし
に、脱泡効果を向上することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明による繊維形成性ピッチの溶融紡糸装置は上記目
的達成のため、溶融ピッチを脱泡タンク内で脱泡し、紡
糸パックによって紡糸する繊維形成性ピッチの溶融紡糸
装置において、前記脱泡タンクの上端部に形成され、溶
融ピッチが供給される供給口と、該脱泡タンク内の上面
に取付けられ、前記供給口に連通して溶融ピッチが通過
する連通溝が成形されたプレートと、該プレート内に設
けられ、連通溝の外周から放射状に延在して溶融ピッチ
が通過する複数の放射溝と、該放射溝の延在方向端部に
連通するように環状に延在して形成されるとともに、脱
泡タンクの下方に向かって開口し、複数の放射溝を通過
した溶融ピッチを脱泡タンク内に供給する環状溝と、前
記プレートの下方に設けられ、環状溝から供給される溶
融ピッチを脱泡タンクの内壁側に向かって案内する案内
部材と、前記脱泡タンクの内壁の周面に沿って設けら
れ、案内部材から供給される溶融ピッチを受けて脱泡タ
ンクの下方に降下させる少なくとも１つ以上の受面と、
を備えている。

（作用） プレートに、供給口から供給された溶融ピッチを案内部
材に案内する連通溝、放射溝および環状溝が設けられる
ので、環状溝から案内部材に供給される溶融ピッチが薄
膜状になってその流速および厚みが環状溝の全周に亘っ
て均一化される。

また、案内部材から供給される溶融ピッチを受けて脱泡
タンクの下方に降下させる少なくとも１つ以上の受面が
脱泡タンクの内壁の周面に沿って設けられるので、環状
溝から薄膜状に押出された溶融ピッチがその厚みが均一
化された状態を維持したまま該受面を沿って下降する。
したがって、脱泡タンクの据付時脱泡タンクの水平レベ
ルを高精度に配慮する必要なしに、脱泡効果が向上す
る。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１、２図は本発明の第１実施例を示す図である。

第１図において、10は真空脱泡タンクであり、真空脱泡
タンク10は、内部に円筒状の内壁13が形成された本体11
および本体11上部の開口を閉止する蓋12からなる。真空
脱泡タンク10の蓋12には、図外の溶融タンクから計量ポ
ンプ（あるいは、エクストルーダー）を介して供給され
る溶融ピッチを本体11内に導入する供給口14、窒素ガス
を本体11内に導入する窒素導入口15および真空ポンプに
連通して本体11内に発生する溶融ピッチの熱分解ガスを
吸引する吸引口16が形成されている。真空脱泡タンク10
の下方には紡糸パック18が設けられ、真空脱泡タンク10
と紡糸パック18の間には真空脱泡タンク10内の溶融ピッ
チを防止パック18へ移送する計量ポンプ17が介装されて
いる。そして、紡糸パック18は、本体19および本体19の
内部に上部から順次収装される整流板20、集合板21、口
金22からなっている。

23は真空脱泡タンク10の蓋12の下面に取付けられた円板
状の第１プレートであり、第１プレート23の下面には円
板状のライナープレート24を介して円板状の第２プレー
ト25が取付けられている。したがって、第１プレート23
の下面23a、第２プレート25の上面25aおよびライナープ
レート24の外周面24aによって隙間26が円周方向に略連
続して画成される。図中に示す隙間26の幅Ｗはライナー
プレート24の厚さに等しく、例えばＷ＝0.02〜0.05mmが
好ましい。また、上述した第１プレート23およびライナ
プレート24は請求項でいうプレートを構成している。

第２図に示すように、第１プレート23の下面23aには、
中央部に形成され、供給口14に連通する円形の溝（連通
溝）27、溝27の外周から放射状に形成された複数の放射
溝28および放射溝28の各先端部（延在方向端部）を互に
連通するように形成され、脱泡タンク10の下方に向かっ
て開口する環状溝としてのリング状溝（チャンバー部）
29が設けられている。そして、リング状溝29の内径はラ
イナープレート24の外径に相等しく、溝27および放射溝
28の開口がそれぞれライナープレート24によって閉止さ
れるようになっている。また、第１プレート23の中心部
にはセンター孔31が形成され、センター孔31を介して蓋
12の供給口14と第１プレート23の溝27が互に連通してい
る（第１図参照）。

再び、第１図に戻って、第２プレート25の外周には、図
中上方向に絞られる円錐状の傾斜面25bが形成される。
すなわち、第２プレート25は案内部材を構成しており、
リング状溝29から供給される溶融ピッチを脱泡タンク10
の内壁13に向かって案内するようになっている。一方、
脱泡タンク10の上部には受面としての傾斜面32が内壁13
の周面に沿って設けられており、該傾斜面32は傾斜面25
bの終端部に略対向する位置から脱泡タンク10の中心軸
の下方に向かって傾斜している。そして、溝12の供給口
14、第１プレート23のセンター孔31、溝27、放射溝28お
よびリング状溝29を通して供給される溶融ピッチが第２
プレート25の全周から傾斜面25bに沿って案内されて下
降するとき、傾斜面32は第２プレート25から供給される
受面としての機能を果たし、溶融ピッチを傾斜面32の全
周に亘って厚さの均一な薄膜状にして内壁13に沿って下
降させる。すなわち、スリット26は、溶融ピッチを真空
脱泡タンク10に供給する計量ポンプの吐出圧力を利用し
て、一様な速度分布をもたせる機能を有するとともに、
全周に亘って厚さ均一な薄膜状に形成する機能を有す
る。

ここで、第１図に示すチャンバー部の溝の深さおよび放
射溝28の深さＤ、第２図に示すリング状溝29の幅Ａ、放
射溝28の幅Ｂ、および放射溝28の本数Ｎは、チャンバー
部から溶融ピッチを均等にスリット26へ供給して前述の
スリット26の機能を最適化するために、例えば、Ｄ＝1.
5〜3mm、Ａ＝２〜4mm、Ｂ＝２〜4mm、Ｎ＝８〜16にする
ことが好ましい。

なお、真空脱泡タンク10の本体11の外壁には図外の外部
加熱ヒータが設けられ、この加熱ヒータによる加熱によ
って真空脱泡タンク10内が常にピッチの軟化点以上に保
持されて真空脱泡タンク10の脱泡操作に支障のないよう
にしている。

次に、作用を説明する。

第１図において、まず、真空脱泡タンク10内が吸引口16
を通して真空ポンプによって吸引され、真空脱泡タンク
10内が、例えば10〜260Torrの真空になり、引続き、窒
素導入口15を通して真空脱泡タンク10内に窒素ガスが導
入される。このような操作を２〜３回繰返しておく。次
いで、溶融タンクにおいて溶融されたピッチがギヤーポ
ンプ等の移送手段によって一定量ずつ計量されながら、
供給口14を通してセンター孔31に供給される。センター
孔31に供給された溶融ピッチが溝27から放射溝28によっ
て放射状に押出され、リング状溝29を通して隙間26を通
過し、第２プレート25の傾斜面25bに沿って下降する。
このとき、前述したように、リング状溝29を通して隙間
26を通過した溶融ピッチが一様な速度分布および均厚と
なるので、傾斜面25bに沿って下降する溶融ピッチは、
第１プレート23の全周に亘って厚さ均一な薄膜を形成し
ながら傾斜面32および内壁13に沿って流下する。

この間、真空ポンプが常時作動されており、真空脱泡タ
ンク10内が常に真空に保たれているので、溶融ピッチ中
に含まれている分解ガスの気泡は略完全に除去される。
そして、真空中で連続的に薄膜脱泡された溶融ピッチが
計量ポンプ17で一定量ずつ計量されながら紡糸パック18
に供給され、紡糸パック18の口金22から紡糸された溶融
ピッチが吐出され、さらに、別途に設けられた巻取手段
によって一定速度で巻取られる。なお、紡糸時の断糸
や、繊維中のボイドの発生を防止するために、溶融ピッ
チの真空中での薄膜脱泡を紡糸中も継続して行うことが
必要である。

このように、第１プレート23およびライナプレート24
に、供給口14から供給された溶融ピッチを第２プレート
25に案内する溝27、放射溝28およびリング状溝29を設け
るとともに、脱泡タンク10の内壁13の上部に第２プレー
ト25に案内された溶融ピッチを受ける傾斜面32を設けて
いるので、隙間26を通過する溶融ピッチを薄膜状にして
その流速および厚みを隙間26全周に亘って均一化でき、
併せて、傾斜面32に沿って下降する溶融ピッチを均一な
厚みの薄膜状にして脱泡表面積を増大することができ
る。その結果、真空脱泡タンク10の据付時に真空脱泡タ
ンク10の水平レベルを高精度に配慮する必要なしに、脱
泡効果を向上することができる。

第３図は本発明の第２実施例を示す図である。

本実施例は、第１図に示す傾斜面32、内壁13の代わりに
真空脱泡タンク10内に複数の傾斜面を設け、リング状溝
29を通して隙間26を出た溶融ピッチの通過面積、すなわ
ち脱泡表面積を増大し、真空脱泡タンク10の脱泡効果を
さらに向上するようにしたものである。

第３図において、40は、真空脱泡タンク10の本体11内に
上下方向に設けられた柱部であり、柱部40の下端は脚部
41を介して本体11の底部に固定されている。柱部40に
は、図中下方向に絞られる複数の円錐状の傾斜プレート
42および上方向に絞られる複数の円錐状の傾斜プレート
43が柱部40の上部から交互に配設されている。傾斜プレ
ート42は、上端面42aおよび下端面42bが第２プレート25
の上面25aに平行し、上端面42aの外周面が内壁13に当接
して設けられている。また、傾斜プレート43は、傾斜プ
レート43の上端面43aおよび下端面43bが第２プレート25
の上面25aに平行して設けられるとともに、上端面43aの
外径が傾斜プレート42の下端面42bの内径よりも小さ
く、下端面43bの外径が傾斜プレート42の上端面42aの内
径よりも小さく、かつ下端面42bの内径よりも大きくな
るように形成されている。さらに、一対の傾斜プレート
42、43は下端面42bと上端面43aの上下方向の位置が一致
するように設けられている。

そして、傾斜プレート42の内周に沿って形成される傾斜
面42cおよび傾斜プレート43の外周に沿って形成される
傾斜面43cは水平面に対し交互に逆方向に傾斜して、順
次リング状溝を通して隙間26を通過した溶融ピッチを受
け、溶融ピッチを薄膜状にし脱泡する受面としての機能
を有している。その他の構成および作用は第１図に示す
第１実施例と同様であるため説明を省略する。

このように、本実施例においては、リング状溝を通して
隙間26を通過し、第２プレート25の傾斜面25bに沿って
下降する溶融ピッチが複数の傾斜面42cおよび43cに沿っ
て厚さの均一な薄膜を形成しながら順次下降するので、
溶融ピッチの真空脱泡タンク10内における脱泡表面積が
著しく増大する。さらに傾斜面42c、43cが交互に逆方向
の傾斜をもって形成されているので、薄膜状に形成され
て下降する溶融ピッチは交互に表、裏両面から脱泡さ
れ、真空脱泡タンク10内の脱泡効果は著しく向上する。

（効果） 本発明によれば、プレートに、供給口から供給された溶
融ピッチを案内部材に案内する連通溝、放射溝および環
状溝を設けているので、環状溝から案内部材に供給され
る溶融ピッチを薄膜状にしてその流速および厚みを環状
溝の全周に亘って均一化することができる。また、案内
部材から供給される溶融ピッチを受けて脱泡タンクの下
方に降下させる少なくとも１つ以上の受面を脱泡タンク
の内壁の周面に沿って設けているので、環状溝から薄膜
状に押出された溶融ピッチをその厚みを均一化した状態
を維持したまま該受面を沿って下降させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１、２図は本発明による繊維形成性ピッチの溶融紡糸
装置の第１実施例を示す図であり、第１図はその脱泡タ
ンクおよび紡糸パックの縦断面図、第２図は第１図のII
-II線矢視図、第３図は本発明による繊維形成性ピッチ
の溶融紡糸装置の第２実施例を示すその脱泡タンクの要
部断面図であり、第４図は従来の繊維形成性ピッチの溶
融紡糸装置を示すその脱泡タンクの縦断面図である。 10……真空脱泡タンク（脱泡タンク）、13……内壁、14
……供給口、23……第１プレート（プレート）、24……
ライナプレート（プレート）、25……第２プレート（案
内部材）、27……溝（連通溝）、28……放射溝、29……
リング状溝（環状溝）、32、42c、43c……傾斜面（受
面）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融ピッチを脱泡タンク内で脱泡し、紡糸
   パックによって紡糸する繊維形成性ピッチの溶融紡糸装
   置において、 前記脱泡タンクの上端部に形成され、溶融ピッチが供給
   される供給口と、 該脱泡タンク内の上面に取付けられ、前記供給口に連通
   して溶融ピッチが通過する連通溝が成形されたプレート
   と、 該プレート内に設けられ、連通溝の外周から放射状に延
   在して溶融ピッチが通過する複数の放射溝と、 該放射溝の延在方向端部に連通するように環状に延在し
   て形成されるとともに、脱泡タンクの下方に向かって開
   口し、複数の放射溝を通過した溶融ピッチを脱泡タンク
   内に供給する環状溝と、 前記プレートの下方に設けられ、環状溝から供給される
   溶融ピッチを脱泡タンクの内壁側に向かって案内する案
   内部材と、 前記脱泡タンクの内壁の周面に沿って設けられ、案内部
   材から供給される溶融ピッチを受けて脱泡タンクの下方
   に降下させる少なくとも１つ以上の受面と、を備えたこ
   とを特徴とする繊維形成性ピッチの溶融紡糸装置。