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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung vollverstreckter Fäden (fully drawn yarns) durch Verstrecken von Fäden, die von einer Schmelzspinnvorrichtung ausgesponnen werden, und eine Vorrichtung zur Herstellung vollverstreckter Fäden.
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Patentliteraturen 1 und 2 (
japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer Heisei 06-17312 und
internationale Veröffentlichung Nr. 2011/009498 ) betreffen eine Vorrichtung, die ausgelegt ist, um die Fäden, die aus Polyesterfäden oder dergleichen gefertigt sind, die aus einer Schmelzspinnvorrichtung ausgesponnen werden, zu verstrecken und Fadenkörper durch Wickeln der verstreckten Fäden auszubilden.
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Die Vorrichtung der Patentliteratur 1 enthält zwei Heizrollen, die zum Verstrecken der gesponnen Fäden verwendet werden. Jede Heizrolle ist mit einer separaten Rolle vorgesehen und jeder Faden wird mehrere Male zwischen der Heizrolle und der separaten Rolle gewickelt. Die Fäden werden durch die stromaufwärts gelegene Heizrolle auf zumindest die Glasübergangstemperatur erhitzt und werden anschließend zwischen den zwei Heizrollen verstreckt.
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Auch die Vorrichtung der Patentliteratur 2 enthält zwei Heizrollengruppen, die zum Verstrecken der gesponnenen Fäden verwendet werden. Jede Heizrollengruppe wird von zwei Heizrollen gebildet, und die Fäden werden auf jede Heizrolle mit einem Wicklungswinkel von 180° oder größer (und kleiner als 360°) gewickelt. Die Fäden, die von der stromaufwärts gelegenen Heizrollengruppe wenigstens auf die Glasübergangstemperatur erhitzt sind, werden zwischen den zwei Heizrollengruppen verstreckt.
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Zusätzlich zu dem oben gesagten enthält jede der Vorrichtungen aus der Patentliteratur 1 und 2 eine Ölaufbringeinrichtung, die ausgelegt ist, um Öl (Behandlungsflüssigkeit) auf die Fäden aufzubringen, die von der Schmelzspinnvorrichtung ausgesponnen werden und noch nicht verstreckt sind. Patentliteratur 1 lehrt, dass der Wasserinhalt des Öls 80 bis 85% beträgt. Patentliteratur 2 lehrt, dass der Wasserinhalt des Öls höchstens 8% beträgt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In der Patentliteratur 1 ist der Wasserinhalt des Öls (Behandlungsflüssigkeit) sehr hoch. Aus diesem Grund, wenn die Fäden von der Heizrolle auf eine erforderliche Temperatur erhitzt werden, um die Fäden, auf welche die Behandlungsflüssigkeit aufgebracht wurde, zu verstrecken, wird der Großteil des Wärmebetrags, der auf die Fäden übertragen wurde, durch Verdampfung des Wassers in der Behandlungsflüssigkeit aufgebraucht, und folglich ist die Heizeffizienz gering. Wenn die Fäden auf die Heizrolle mehrere Male gewickelt werden, wie in der Patentliteratur 1, ist es notwendig, die Fäden auf eine einzelne Heizrolle viele Male zu wickeln, um die Kontaktlänge zwischen den Fäden und der Heizrolle zu erhöhen. Dadurch wird das Auffädeln der Fäden erschwert, und es ist erforderlich, dass jede Heizrolle lang ist. Wenn der Wicklungswinkel der Fäden auf der Heizrolle kleiner als 360° ist (das heißt die Fäden sind auf der Rolle weniger als einmal gewickelt), wie in der Patentliteratur 2, ist es notwendig, die Anzahl der Heizrollen zu erhöhen oder den Außendurchmesser jeder Heizrolle zu vergrößern, um die Kontaktlänge zwischen den Fäden und der Heizrolle zu erhöhen.
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Zusätzlich dazu, wenn der Wasserinhalt der Behandlungsflüssigkeit hoch ist, verdampft eine große Menge von Wasser in der Behandlungsflüssigkeit während des Heizens und Verstreckens der Fäden, mit dem Resultat, dass Flecken aufgrund nicht gleichförmigen Heizens auf den vollverstreckten Fäden ausgebildet werden, und die Ausbildung solcher Flecken war eine Ursache ungleichmäßiger Färbung.
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In der Patentliteratur 2 ist der Wasserinhalt der Behandlungsflüssigkeit gering (das heißt die Konzentration des Bearbeitungsmittels ist hoch). In diesem Fall ist die Heizwirkung bzw. Heizeffizient der Heizrolle groß, da der Wärmebetrag, der durch Wasserverdampfung verbraucht wird, gering ist. Allerdings ist der Betrag des Bearbeitungsmittels (das heißt Komponenten, die sich von dem Wasser in der Behandlungsflüssigkeit unterscheiden), das auf die Fäden aufzubringen ist, konstant, unabhängig von der Konzentration des Bearbeitungsmittels. Aus diesem Grund, wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels groß ist, ist der erforderliche Betrag der Behandlungsflüssigkeit klein. Es ist folglich schwierig, den Betrag bzw. die Menge der zugeführten Behandlungsflüssigkeit einzustellen. Wenn die Einstellung bezüglich des Betrags der zugeführten Behandlungsflüssigkeit fehlerhaft ist, ist der Betrag der aufgebrachten Behandlungsflüssigkeit zu große oder zu klein. Selbst wenn die Einstellung des Betrags der zugeführten Behandlungsflüssigkeit sachgerecht ausgeführt wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Behandlungsflüssigkeit gleichmäßig auf jeden Faden aufgebracht wird, wenn der Betrag der Behandlungsflüssigkeit kleiner ist, und folglich ist es wahrscheinlich, dass ein fleckiges Aufbringen (ungleichmäßiges Anhaften) auftritt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der vollverstreckten Fäden bereitzustellen, die im Stande sind, eine Behandlungsflüssigkeit gleichmäßig auf die Fäden aufzubringen und eine hohe Heizwirkung beim Heizen der Fäden durch eine Heizrolle zeigen.
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Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung enthält ein Verfahren zur Herstellung vollverstreckter Fäden durch Verstrecken der Fäden, die aus der Schmelzspinnvorrichtung ausgesponnen werden: einen Behandlungsflüssigkeitsaufbringschritt des Aufbringens der Behandlungsflüssigkeit, welche das Bearbeitungsmittel enthält, auf die Fäden, die aus der Schmelzspinnvorrichtung ausgesponnen werden; und einen Verstreckungsschritt des Ziehens bzw. Verstreckens mittels mehrerer Rollen, die wenigstens eine Heizrolle enthalten, der Fäden, auf die die Behandlungsflüssigkeit aufgebracht wurde, wobei die Behandlungsflüssigkeit, die in dem Behandlungsflüssigkeitsaufbringschritt auf die Fäden aufgebracht wird, eine Emulsion ist, in der das Bearbeitungsmittel in Wasser dispergiert ist und die Konzentration des Bearbeitungsmittels in der Behandlungsflüssigkeit in den Bereich zwischen 40 Masseprozent und 60 Masseprozent fällt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Konzentration des Bearbeitungsmittels in der Behandlungsflüssigkeit, die auf die Fäden aufgebracht wird, 40 Massenprozent oder mehr beträgt, ist der Wärmebetrag, der durch Wasserverdunstung zur Zeit des Erhitzens der Fäden durch die Heizrolle aufgebraucht wird, gering, und folglich ist die Heizwirkung verbessert. Auf der anderen Seite, da die Konzentration des Bearbeitungsmittels 60 Masseprozent oder weniger beträgt, ist der erforderliche Betrag der zugeführten Behandlungsflüssigkeit bis zu einem gewissen Grad bzw. verhältnismäßig groß. Folglich wird die Behandlungsflüssigkeit gleichmäßig auf die Fäden aufgebracht und das Auftreten einer fleckigen Erscheinung wird unterbunden.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist das Verfahren des ersten Aspekts so vorgesehen, dass die kinematische Viskosität der Behandlungsflüssigkeit, welche in dem Behandlungsflüssigkeitsaufbringschritt auf die Fäden aufgebracht wird, 100 bis 200 mm2/s bei 30°C, gemessen basierend auf dem Cannon-Fenske-Verfahren.
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Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Behandlungsflüssigkeit gleichmäßig auf die Fäden verteilt, da die kinematische Viskosität der Behandlungsflüssigkeit in den Bereich von 100 bis 200 mm2/s fällt.
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Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist das Verfahren des ersten oder zweiten Aspekts so vorgesehen, dass die Behandlungsflüssigkeit erhitzt wird, bevor die Behandlungsflüssigkeit in dem Behandlungsflüssigkeitsaufbringungsschritt auf die Fäden aufgebracht wird.
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Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Behandlungsflüssigkeit noch gleichmäßiger auf die Fäden aufgebracht, da die Viskosität der Behandlungsflüssigkeit durch Erhitzung der Behandlungsflüssigkeit mittels eines Behandlungsflüssigkeitsheizabschnitt verringert wird.
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Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung enthält eine Vorrichtung zur Herstellung vollverstreckter Fäden durch Verstrecken von Fäden, die aus der Schmelzspinnvorrichtung ausgesponnen werden: eine Behandlungsflüssigkeitsaufbringeinheit, die ausgelegt ist, um die Behandlungsflüssigkeit, welche das Bearbeitungsmittel enthält, auf die Fäden, die aus der Schmelzspinnvorrichtung ausgesponnen werden, aufzubringen; und die mehreren Rollen, welche wenigstens eine Heizrolle enthalten und die ausgelegt sind, um die Fäden, auf welche die Behandlungsflüssigkeit aufgebracht wurde, zu verstrecken, wobei die Behandlungsflüssigkeit, welche in dem Behandlungsmittelaufbringschritt auf die Fäden aufgebracht wird, eine Emulsion ist, in der das Bearbeitungsmittel in Wasser dispergiert ist und wobei die Konzentration des Bearbeitungsmittels in der Behandlungsflüssigkeit in den Bereich zwischen 40 Masseprozent und 60 Masseprozent fällt.
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Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Wärmebetrag, der durch Wasserverdunstung zur Zeit des Heizens der Fäden durch die Heizrolle aufgebraucht wird, gering, da die Konzentration des Bearbeitungsmittels in der Behandlungsflüssigkeit, die auf die Fäden aufgebracht wird, 40 Masseprozent oder mehr beträgt. Die Heizeffizienz bzw. Heizwirkung ist folglich verbessert. Ferner, da die Konzentration des Bearbeitungsmittels 60 Masseprozent oder weniger beträgt, ist der erforderliche Betrag der zugeführten Behandlungsflüssigkeit vergleichsweise groß. Folglich wird die Behandlungsflüssigkeit gleichmäßig auf die Fäden aufgebracht und das Auftreten eines fleckigen Aufbringens wird unterbunden.
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Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist die Vorrichtung zur Herstellung vollverstreckter Fäden des vierten Aspekts so vorgesehen, dass die Fäden auf die wenigstens eine Heizrolle in einem Wicklungswinkel von weniger als 360° gewickelt werden.
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Wie es oben beschrieben ist, wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels groß ist (das heißt, der Wasserinhalt ist gering), ist der Wärmebetrag, der durch Wasserverdampfung zur Zeit des Erhitzens der Fäden durch die Heizrolle aufgebraucht wird, gering, und folglich ist die erforderliche Kontaktlänge zwischen den Fäden und der Heizrolle kurz. In diesem Zusammenhang ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Fäden nicht mehr als einmal um die Heizrolle gewickelt werden. In einem solchen Fall ist es notwendig, die Anzahl der Heizrollen zu erhöhen oder den Außendurchmesser der Heizrolle zu vergrößern, um die Kontaktlänge zwischen den Fäden und der Heizrolle zu vergrößern. Das allerdings erfordert eine Vorrichtung großer Abmessung und hat erhöhte Kosten zur Folge. Wenn die Kontaktlänge wie oben kurz ist, sind die Anzahl der Heizrollen und die Länge des Durchmessers begrenzt.
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Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung enthält die Vorrichtung zur Herstellung vollverstreckter Fäden gemäß dem vierten Aspekt eine separate Rolle, die vorgesehen ist, um benachbart zu der wenigstens einen Heizrolle zu sein, und wobei die Fäden auf einen Raum zwischen der wenigstens einen Heizrolle und der entsprechenden separaten Rolle wenigstens einmal gewickelt sind.
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Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Fäden einmal oder mehr als einmal auf den Raum zwischen der Heizrolle und der separaten Rolle gewickelt. In diesem Zusammenhang ist es notwendig, die Anzahl der Wicklungen zu vergrößern, um die Kontaktlänge zwischen den Fäden und der Heizrolle zu vergrößern, aber dieses trifft auf das Problem, dass die Vergrößerung der Anzahl von Wicklungen das Auffädeln der Fäden behindert und die Länge der Heizrolle sich vergrößert. Wenn die Kontaktlänge wie oben kurz ist, ist die Anzahl der Wicklungen der Fäden auf der Heizrolle verringert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Profil einer Spinn- und Aufnahmevorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
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2 ist eine perspektivische Ansicht der Heizrollen und Führungsrollen.
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3(a) ist eine Vorderansicht einer Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung, wohingegen 3(b) ein Querschnitt ist, der an der Linie B in 3(a) genommen ist.
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4 zeigt eine Tabelle, in der die kinematische Viskosität der Behandlungsflüssigkeit der vorliegenden Ausführungsform mit der kinematischen Viskosität bekannter Behandlungsflüssigkeiten verglichen wird.
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5 zeigt Resultate von Experimenten mit Behandlungsflüssigkeiten eines Beispiels und eines vergleichenden Beispiels.
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6 ist ein Profil einer Spinn- und Aufnahmevorrichtung gemäß einer Modifikation.
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7 ist eine Vorderansicht einer Spinn- und Aufnahmevorrichtung gemäß einer anderen Modifikation.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein Profil einer Spinn- und Aufnahmevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform. Es sei bemerkt, dass die Beschreibungen unten voraussetzen, dass die Linksrichtung in 1 nach „vorn“ ist und die Rechtsrichtung in 1 nach „hinten“ ist. Wie es in 1 gezeigt ist, enthält die Aufnahmevorrichtung 1 (äquivalent zur „Vorrichtung zur Herstellung vollverstreckter Fäden“ der vorliegenden Erfindung) Komponenten, wie beispielsweise eine Behandlungsflüssigkeitsaufbringeinheit 3, die aufgebaut ist, um Behandlungsflüssigkeit auf mehrere Fäden 10, die aus einer Schmelzspinnvorrichtung 2 ausgesponnen werden und aus Polyesterfasern gefertigt sind, aufzubringen, vier Heizrollen 4 (vergleiche 2), die vorgesehen sind, um die mehreren Fäden 10, auf welche die Behandlungsflüssigkeit aufgebracht wurde, zu ziehen bzw. zu verstrecken, und eine Wicklungseinrichtung 5, die aufgebaut ist, um die mehreren verstreckten Fäden 10 (FDY) zu wickeln, um Fadenkörper P auszubilden.
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Die Behandlungsflüssigkeitsaufbringeinheit 3 enthält eine Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung 30, die unterhalb der Schmelzspinnvorrichtung 2 vorgesehen ist, und einen Zufuhrabschnitt 31, der aufgebaut ist, um die Behandlungsflüssigkeit der Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung 30 zuzuführen. Indem die mehreren Fäden 10, die aus der Schmelzspinnvorrichtung 2 ausgesponnen werden, nach unten verlaufen, während diese mit der Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung 30 in Kontakt geraten, wird die Behandlungsflüssigkeit auf die mehreren Fäden 10 aufgebracht (Behandlungsflüssigkeitsaufbringschritt). Die Details der Behandlungsflüssigkeitseinheit 3 werden unten gegeben.
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2 ist eine perspektivische Ansicht der Heizrollen und Führungsrollen. Wie es in 2 gezeigt ist, sind die vier Heizrollen 4 (4a bis 4d) in einem thermisch isolierten Kasten 26 aufgenommen, der aus einem wärmeisolierenden Material gefertigt ist. Um den Innenraum des thermisch isolierten Kastens 26 zu zeigen, ist die Kontur des thermisch isolierten Kastens 26 mittels Zwei-Punkt-Strich-Linien in 2 dargestellt.
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Wie es in 1 gezeigt ist, sind die Heizrollen 4a bis 4d, die in dem thermisch isolierten Kasten 26 aufgenommen sind, unterhalb der Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung 30 und oberhalb des führenden Endes eines Spulenkörperhalters 7 einer unten beschriebenen Wicklungseinrichtung 5 vorgesehen. Die vier Heizrollen 4 sind so angeordnet, dass deren Achsen parallel zur Vor-/Zurückrichtung verlaufen.
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Auf die vier Heizrollen 4a bis 4d werden mehrere Fäden 10 einer nach dem anderen in einem Wicklungswinkel von 360° oder weniger gewickelt. Die vier Heizrollen 4 werden jeweils von Motoren (nicht dargestellt) gedreht. Die vier Heizrollen 4 empfangen die mehreren Fäden 10, auf welche die Behandlungsflüssigkeit an der Behandlungsflüssigkeitsaufbringeinheit 3 aufgebracht wurde, und schicken die mehreren Fäden 10 nach draußen zur Wicklungseinrichtung 5 auf der stromabwärts gelegenen Seite.
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Zusätzlich zu dem obigen enthält jede der vier Heizrollen 4 darin eine Heizeinrichtung 27. Unter den vier Heizrollen 4a bis 4d erwärmen die zwei Heizrollen 4a und 4b auf der stromaufwärts gelegenen Seite in dem Fadenverlaufsweg die mehreren Fäden 10, die nicht verstreckt wurden, auf die Glasübergangstemperatur von Polyester. Auf der anderen Seite ist die Drehgeschwindigkeit der zwei Heizrollen 4c und 4d auf der stromabwärts gelegenen Seite vorgesehen, um größer als die Drehgeschwindigkeit der zwei Heizrollen 4a und 4b auf der stromaufwärts gelegenen Seite zu sein. Aufgrund dieses Unterschieds der Drehgeschwindigkeit (Differenz bei der Fadenzufuhrgeschwindigkeit), werden die mehreren Fäden 10, welche auf die Glasübergangstemperatur erhitzt wurden, verstreckt (Verstreckungsschritt). Ferner sind die zwei Heizrollen 4c und 4d auf der stromabwärts gelegenen Seite auf Temperaturen eingestellt, die größer als die der Heizrollen 4a und 4b auf der stromaufwärts gelegenen Seite sind, und die mehreren verstreckten Fäden 10 werden erhitzt und so thermogehärtet, dass der Verstreckungszustand beibehalten wird. Beispielsweise sind die zwei Heizrollen 4a und 4b auf der stromaufwärts gelegenen Seite auf 80 bis 100°C eingestellt, wohingegen die zwei Heizrollen 4c und 4d auf der stromabwärts gelegenen Seite auf 120 bi 170°C eingestellt sind.
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Diese vier Heizrollen 4a bis 4d sind in dem thermisch isolierten Kasten 26, der aus einem wärmeisolierenden Material gefertigt ist, aufgenommen, und folglich wird die Wärmestrahlung daraus begrenzt. Der thermisch isolierte Kasten 26 ist mit einer Tür 26a vorgesehen, die zu öffnen und zu schließen ist und die Vorderendflächen der Heizrollen 4 abdeckt. Wenn die Tür 26a offen ist, sind die vier Heizrollen 4a bis 4d nach vorn freigelegt. In diesem Zustand kann eine Bedienperson vor der Spinn- und Aufnahmevorrichtung 1 die Fäden auf die vier Heizrollen 4a bis 4d aufwickeln. Durch die obere Platte des thermisch isolierten Kastens 26 ist ein Schlitz 28 ausgebildet, um die mehreren Fäden 10 in den thermisch isolierten Kasten 26 einbringen zu können. Auf der anderen Seite ist durch die Bodenplatte des thermisch isolierten Kastens 26 ein Schlitz 29 ausgebildet, um die mehreren Fäden 10 aus dem thermisch isolierten Kasten 26 abzugeben.
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Auf der stromabwärts gelegenen Seite der vier Heizrollen 4 sind zwei Führungsrollen 11 und 12 vorgesehen, die an dem Hauptkörpergestellt 15 der Wicklungseinrichtung 5 angebracht sind. Eine Führungsrolle 11 ist direkt unter dem thermisch isolierten Kasten 26, der die vier Heizrollen 4 aufnimmt, angeordnet. Die andere Führungsrolle 12 ist hinter dem thermisch isolierten Kasten 26 und oberhalb des mittleren Teils des Spulenkörperhalters 7 der unten beschriebenen Wicklungseinrichtung 5 angeordnet. Die axialen Richtungen der zwei Führungsrollen 11 und 12 sind parallel zur Links-/Rechtsrichtung und senkrecht zu den axialen Richtungen der Heizrollen 4 vorgesehen. Die zwei Führungsrollen 11 und 12 werden entsprechend von Motoren (nicht dargestellt) gedreht. Die mehreren Fäden 10, die von dem thermisch isolierten Kasten 26 ausgegeben werden, werden durch die zwei Führungsrollen 11 und 12 zur Wicklungseinrichtung 5 geschickt. Wie es durch Zwei-Punkt-Strich-Linien in 1 dargestellt ist, ist die Führungsrolle 12 entlang der Führungsplatte 16 zu einer Fadenauffädelposition (dargestellt durch eine Zwei-Punkt-Strich-Linie in 1) in der Nähe der Führungsrolle 11 beweglich. Folglich, indem die Führungsrolle 12 zur Fadenauffädelposition bewegt wird, wird ein Arbeitsablauf einer Bedienperson zum Auffädeln der Fäden von der Vorderseite vereinfacht.
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Die mehreren Fäden 10, die an den vier Heizrollen 4 verstreckt werden, werden an der Wicklungseinrichtung 5 gewickelt. Die Wicklungseinrichtung 5 enthält Komponenten, wie beispielsweise ein Hauptkörpergestell 15, einen scheibenförmigen Drehteller 6, der drehbar an dem Hauptkörpergestell 15 angebracht ist, zwei Spulenkörperhalter 7, an denen jeweils mehrere Spulenkörper B entlang der axialen Richtung angebracht sind, mehrere Querführungen 8, die jeweils die mehreren Fäden 10, die auf die Spulenkörper B zu wickeln sind, queren, und eine Kontaktrolle 9, die aufgebaut ist, um mit den mehreren Spulenkörpern B, die an dem Spulenkörperhalter 7 (oder an dem Fadenkörper P, der an den Spulenkörpern B ausgebildet wird) angebracht sind, in Kontakt zu geraten.
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Die zwei Spulenkörperhalter 7 werden so von dem Drehteller 6 auf der Rückseite drehbar unterstützt, dass die axiale Richtung davon parallel zur Vor-/Zurückrichtung liegt. Die zwei Spulenkörperhalter 7 werden entsprechend von Motoren (nicht dargestellt) gedreht. Indem jeder Spulenkörperhalter 7 gedreht wird, werden die mehreren Spulenkörper B, die an diesem Spulenkörperhalter 7 angebracht sind, zusammen mit dem Spulenkörperhalter 7 gedreht. Ferner, indem die Drehscheibe 6, welche die zwei Spulenkörperhalter 7 unterstützt, gedreht wird, wird die Position der zwei Spulenkörperhalter 7 zwischen einer Wicklungsposition (obere Position in 1) und einer zurückgezogenen Position (untere Position in 1) umgeschaltet. Kurz gesagt ist der Drehteller 6 vorgesehen, um die Spulenkörperhalter 7 umzuschalten, auf welche die Fäden 10 aufgewickelt werden.
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Oberhalb der Spulenkörperhalter 7 sind mehrere Drehachsenführungen 13 und mehrere Querführungen 8, die an dem Hauptkörpergestell 15 angebracht sind, vorgesehen, wobei diese jeweils den mehreren Spulenkörpern B entsprechen. Die mehreren Fäden 10, die von der Führungsrolle 12 zugeführt werden, werden entsprechend auf die mehreren Drehachsenführungen 13 aufgewickelt. Ferner werden die mehreren Fäden 10 entsprechend auf die mehreren Spulenkörper B, die an dem Spulenkörperhalter 7 angebracht sind, an der Wicklungsposition gewickelt, während diese um die entsprechenden Drehachsenführungen 13, die als Drehachsen dienen, in der axialen Richtung der Spulenkörper B durch die mehreren Querführungen 8 durchgebracht werden. Folglich werden entsprechend mehrere Fadenkörper B an den mehreren Spulenkörpern B ausgebildet. Ferner wird während der obigen Fadenwicklung die Form jedes Fadenkörpers P eingestellt, indem sich die Kontaktrolle 9 dreht, während diese mit dem äußeren Umfang jedes Fadenkörpers P in Kontakt steht und einen bestimmten Kontaktdruck darauf aufbringt.
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Im Folgenden wird die Behandlungsflüssigkeitsaufbringeinheit 3 beschrieben. In 3, welche die Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung zeigt, ist 3(a) eine Vorderansicht, wohingegen 3(b) ein Querschnitt ist, der an der Linie B in 3(a) genommen ist. Wie es in 3 gezeigt ist, weist die Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung 30 an deren Vorderteil (das heißt auf der Seite, die näher zum Betrachter der 3(a) liegt) eine Führungsnut 33 auf, die sich in der Hoch-/Runterrichtung erstreckt, zum Führen der mehreren Fäden 10, die aus der Schmelzspinnvorrichtung 2 ausgesponnen werden. Ferner ist an dem hinteren Teil der Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung 30 eine Zufuhröffnung 34 ausgebildet, die mit dem Zufuhrabschnitt 31 (vergleiche 1) verbunden ist, und das führende Ende der Zufuhröffnung 34 ist zur Führungsnut 33 offen. Die Behandlungsflüssigkeit wird von dem Zufuhrabschnitt 31 in die Führungsnut 33 durch die Zufuhröffnung 34 eingebracht. Der Zufuhrabschnitt 31 ist mit einer Zahnradpumpe vorgesehen, die aufgebaut ist, um die Behandlungsflüssigkeit abzugeben. Diese Zahnradpumpe wird von einem Motor betrieben, dessen Drehung von einem Drehrichter bzw. Inverter gesteuert wird. Mit dieser Struktur misst der Zufuhrabschnitt 31 eine bestimmte Menge von Behandlungsflüssigkeit ab und gibt die abgemessene Menge der Flüssigkeit an jede Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung 30 ab.
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In der Führungsnut 33 sind mehrere Flüssigkeitsaufnahmenuten 35 ausgebildet, wobei diese vertikal linienförmig ausgerichtet sind. Jede Flüssigkeitsaufnahmenut 35 ist in der Querrichtung lang ausgebildet, und die beiden Enden davon erreichen die Seitenflächen der Führungsnut 33. Die Behandlungsflüssigkeit, die von der Zufuhröffnung 34 in die Führungsnut 33 zugeführt wird, wird über die gesamte Innenfläche der Führungsnut 33 verteilt. Insbesondere wird ein Teil der Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufnahmenuten 35 behalten. Um die Behandlungsflüssigkeit sicher zu behalten, ist die Anzahl der Flüssigkeitsaufnahmenuten 35 vorzugsweise fünf oder mehr.
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Indem die mehreren Fäden 10 nach unten verlaufen, während diese von der Führungsnut 33 geführt werden, haftet die Behandlungsflüssigkeit in den Führungsnuten 33 an diesen Fäden 10 an. Ferner, da die Behandlungsflüssigkeit in den Flüssigkeitsaufnahmenuten 35, die sich in der Querrichtung erstrecken, aufgenommen bzw. zurückgehalten wird, wird eine gleichförmige Aufbringung der Behandlungsflüssigkeit auf die mehreren Fäden 10, die in der Führungsnut 33 verlaufen, vereinfacht.
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Im Folgenden werden Details der Behandlungsflüssigkeit, welche durch die Behandlungsflüssigkeitsaufbringeinheit 3 auf die Fäden aufgebracht wird, gegeben. Die Behandlungsflüssigkeit, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, ist eine auf Wasser basierende Emulsion, in der ein flüssiges Bearbeitungsmittel (was genauer Öl ist) im Wasser dispergiert ist.
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Die Konzentration des Bearbeitungsmittels in der Behandlungsflüssigkeit beträgt 40 bis 60% (das heißt der Wasserinhalt beträgt 60 bis 40%). Im Folgenden wird die Einheit der Konzentration einfach als „%“ ausgedrückt, aber diese kennzeichnet „Masseprozent“. Ferner, um die Behandlungsflüssigkeit gleichmäßig auf die Fäden 10 aufzubringen, wird die Viskosität der Behandlungsflüssigkeit vorzugsweise so eingestellt, dass die kinematische Viskosität, die basierend auf dem Cannon-Fenske-Verfahren gemessen wird, 100 bis 200 mm2/s beträgt, bei einer Umgebungstemperatur während der Verwendung (30°C).
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Wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels in der Behandlungsflüssigkeit, welche auf die Fäden aufgebracht wird, 10 bis 40% oder mehr beträgt, verringert sich die Wärmemenge, die durch Wasserverdampfung aufgebraucht wird, zur Zeit des Erwärmens der Fäden 10 durch die Heizrollen 4. Die Wärmemenge, die an die Fäden 10 übertragen wird, erhöht sich aufgrund dieser Verringerung der Wärmemenge und folglich wird die Heizeffizienz verbessert. Folglich werden die mehreren Fäden 10 sicher auf die Temperaturen erhitzt, die erforderlich ist, um diese durch die vier Heizrollen 4 zu verstrecken, mit dem Resultat, dass die Fadenqualität verbessert wird.
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Auf der anderen Seite, wenn der Betrag der Behandlungsflüssigkeit, die von dem Zufuhrabschnitt 31 zugeführt wird, klein ist, ist der erlaubte Bereich zur Einstellung des Betrags der Behandlungsflüssigkeit an dem Zufuhrabschnitt 31 schmal, und folglich wird die Einstellung schwierig. Das heißt, selbst eine geringe Erhöhung oder Verringerung des Betrags der Behandlungsflüssigkeit bezüglich des bestimmten Betrags ändert erheblich die Menge des Bearbeitungsmittels (enthalten in der Behandlungsflüssigkeit). Ferner, selbst wenn die Einstellung sachgerecht durchgeführt wird, ist es recht unwahrscheinlich, dass die Behandlungsflüssigkeit gleichmäßig auf die Fäden 10 verteilt wird, wenn der Betrag der Verarbeitungsflüssigkeit gering ist, und ein fleckiges Anhaften (ungleichmäßiges Anhaften) wird wahrscheinlich erzeugt.
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In diesem Zusammenhang sei bemerkt, da die Konzentration des Bearbeitungsmittels 60% oder weniger beträgt, erhöht sich die Menge der zugeführten Behandlungsflüssigkeit in einem bestimmten Ausmaß. Beispielsweise ist die erforderliche Menge an Behandlungsflüssigkeit, wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels 60% beträgt, 1,67 Mal größer als die erforderliche Menge an Behandlungsflüssigkeit, wenn das Bearbeitungsmittel 100% ausmacht (das heißt, der Wasserinhalt 0% beträgt), und der erforderliche Betrag der Behandlungsflüssigkeit, wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels 40% beträgt, ist 2,5 Mal größer als die erforderliche Menge an Behandlungsflüssigkeit, wenn das Bearbeitungsmittel 100% ausmacht. Das Bearbeitungsmittel wird gleichmäßig auf die mehreren Fäden aufgebracht, wenn die Menge der zugeführten Behandlungsflüssigkeit groß ist, und das Auftreten einer fleckenförmigen Aufbringung (ungleichmäßige Aufbringung) wird begrenzt.
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Bei einer typischen bekannten Behandlungsflüssigkeit ist die kinematische Viskosität recht hoch, wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels in den Bereich von 40 bis 60% fällt. Wenn die Viskosität (kinematische Viskosität) groß ist, wird die Behandlungsflüssigkeit nicht gleichmäßig auf die Fäden 10 aufgebracht und es ist wahrscheinlich, dass eine fleckenförmige Aufbringung erzeugt wird, und folglich ist der Viskositätsbereich wie oben auf herkömmliche Weise ungeeignet.
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Zusätzlich zu dem oben gesagten werden Bearbeitungsmittel für synthetische Fasern, die jeweils ein besonderes Schmiermittel, einen nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff und einen anionischen oberflächenaktiven Stoff in bestimmten Verhältnissen enthalten, als Behandlungsflüssigkeit vorgeschlagen, die eine hohe sogenannte „step passing performance“ aufweisen. Bei solchen Mitteln erhöht sich aufgrund einer Änderung der Konzentration eines Emulsionsbearbeitungsmittels während des Prozesses die Viskosität deutlich, insbesondere in dem Konzentrationsbereich von 40 bis 70%. In solchen Fällen kann sich gallertartiger Schlamm an der Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung 30, einer Bindungsdüse (interlace nozzle) und einer Zufuhrdüse (migration nozzle) ansammeln, oder eine unzureichende Bearbeitbarkeit, wie beispielsweise beschädigte bzw. zerstörte Filamente und Fadenbruch können bewirkt werden.
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In diesem Zusammenhang ist bei der Behandlungsflüssigkeit (beispielsweise DELION TMT-200, hergestellt von TAKEMOTO OIL & FAT Co., Ltd) der vorliegenden Ausführungsform die Konzentration des Bearbeitungsmittel 40% oder größer, und folglich ist eine Erhöhung der kinematischen Viskosität gering, und die kinematische Viskosität ist begrenzt, um nahezu identisch zur kinematischen Viskosität der reinen bzw. unverdünnten Lösung zu sein, in der die Konzentration des Bearbeitungsmittels 100% beträgt. Aus diesem Grund tritt eine deutliche Erhöhung der Viskosität, die bei herkömmlichen Behandlungsflüssigkeiten auftritt, hier nicht auf, selbst wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels in den Bereich von 40 bis 60% fällt, und das Auftreten einer fleckigen Anhaftung wird nicht vereinfacht.
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Ein spezifisches Beispiel der Konzentration des Bearbeitungsmittels und der Viskosität der Behandlungsflüssigkeit wird im Folgenden beschrieben. 4 zeigt eine Tabelle, welche die kinematische Viskosität der Behandlungsflüssigkeit der vorliegenden Ausführungsform (DELION TMT-200, hergestellt von TAKEMOTO OIL & FAT Co., Ltd) und die kinetische Viskosität einer bekannten Behandlungsflüssigkeit vergleicht. Es sei bemerkt, dass die kinematischen Viskositäten, die in 4 gezeigt sind, Werte bei 30°C sind. Wie es in 4 gezeigt ist, waren Änderungen bei der bekannten Behandlungsflüssigkeit wie folgt: die kinematische Viskosität betrug 1810 mm2/s, wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels 70% betrug, die kinematische Viskosität betrugt 9160 mm2/s, wenn die Konzentration 60% betrug, die kinematische Viskosität betrug 306 mm2/s wenn die Konzentration 50% betrug und die kinematische Viskosität betrug 243 mm2/s wenn die Konzentration 40% betrug. Wie es in der Tabelle gezeigt ist, war die kinematische Viskosität am größten, wenn die Konzentration ungefähr 60% betrug. Bei der Behandlungsflüssigkeit der vorliegenden Ausführungsform (DELION TMT-200) wurde die kinematische Viskosität von ungefähr 100 mm2/s in im Wesentlichen dem gesamten Konzentrationsbereich von 40% bis 70% erzielt.
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[Beispiel]
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Als nächstes wird ein spezifisches Beispiel der Herstellung der vollverstreckten Fäden unter Verwendung der oben dargelegten Behandlungsflüssigkeit im Vergleich mit einem Vergleichsbeispiel beschrieben. Das Bearbeitungsmittel war DELION TMT-200, hergestellt von TAKEMOTO OIL & FAT Co., Ltd.
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5 zeigt Resultate aus Experimenten, wenn die Behandlungsflüssigkeiten des Beispiels und des Vergleichsbeispiels verwendet wurden. Wie es in 5 gezeigt ist, wurden vollverstreckte Fäden (FDY) durch Verstrecken der gesponnenen Fäden, die aus Polyesterfasern gefertigt sind, mit den Behandlungsflüssigkeiten (des Beispiels), in denen die Konzentration des Bearbeitungsmittels 40%, 50% und 60% betrug, und den Behandlungsflüssigkeiten (des Vergleichsbeispiels), bei denen die Konzentration des Bearbeitungsmittels 30%, 70% und 90% betrug, hergestellt.
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Wie es in 5 gezeigt ist, wurden das Beispiel und das Vergleichsbeispiel basierend auf drei Hauptprüfungspunkten evaluiert, das heißt, defekten bzw. kaputten Filamenten, Fadenqualität und Fadenfädeleigenschaft bzw. Fadenwickeleigenschaft.
- (1) Defekte Filamente: Wenn die Behandlungsflüssigkeit nicht gleichmäßig auf die Fäden verteilt bzw. aufgebracht wird, können die Filamente einfach geschnitten werden. Wenn ein Fadenkörper durch Wickeln der Fäden, welche defekte Filamente enthalten, ausgebildet wird, erscheinen die defekten bzw. gebrochenen Filamente an den Endflächen des Fadenkörpers. Bei diesem Prüfungspunkt wurde das Vorhandensein (Anzahl) von defekten Filamenten an den Endflächen eines vollständigen Fadenkörpers geprüft. Das Resultat war „gut“, wenn keine gebrochenen Filamente gefunden wurden.
- (2) Fadenqualität: Die Fadenqualität wurde basierend auf drei Unterprüfungspunkten (a) bis (c) unten evaluiert.
(a) Tropfen von Öl (abgekürzt als „OD“ in 4 und 5)
Das Auftreten des Tropfens der Behandlungsflüssigkeit (Höhe) von der Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung wurde visuell begutachtet. Wenn ein Öltropfen auftritt, ändert sich der Betrag der Behandlungsflüssigkeit in der Führung und es ist wahrscheinlich, dass eine fleckige Anhaftung auf den Fäden erzeugt wird.
(b) Ungleichmäßiges Trocknen
Die hergestellten vollverstreckten Fäden wurden gefärbt und das Resultat einer visuellen Begutachtung wurde notiert. Die Bezugslinie bzw. Bestehensgrenze (passing line) betrug 4.
(c) U%
U% (normal) wurde mittels eines Fadenflecken-Messinstruments gemessen, das von Uster hergestellt wurde. Die Bezugslinie bzw. Bestehensgrenze (passing line) betrug 1%.
- (3) Fadenfädeleigenschaft: Das Bearbeitungsmittel enthält einen Inhaltsstoff zum Vermeiden statischer Elektrizität. Wenn eine fleckige Aufbringung (ungleichmäßige Aufbringung) auf den Fäden auftritt, können die Fäden zur Zeit des Auffädelns an den Rollen anhaften, und folglich ist es möglich, dass das Auffädeln der Fäden nicht sachgemäß durchgeführt wird. Das Resultat war „gut“, wenn das Auffädeln der Fäden erfolgreich abgeschlossen wurde, wohingegen das Resultat „schlecht“ war, wenn die Fäden an den Rollen anhafteten und das Auffädeln der Fäden nicht sachgemäß abgeschlossen wurde.
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(Auswertung)
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Wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels 30% betrug, fiel die Punktzahl des ungleichmäßigen Färbens runter auf 4. U% war größer als 1% in einigen Fällen und die Fadenqualität war „schlecht“. Die Ursache für dieses Resultat scheint im unzureichenden Verstrecken aufgrund unzureichenden Erhitzens durch die Heizrollen zu liegen. Wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels 70% betrug, traten kaputte bzw. defekte Filamente auf. Ferner traten Öltröpfchen auf, wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels 70% und 90% betrug. Aufgrund des oben dargelegten wird angenommen, dass sich das Bearbeitungsmittel auf den Fäden kaum gleichmäßig verteilt, wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels 70% oder 90% beträgt. Insbesondere, wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels 90% betrug und die Anzahl der Filamente groß war (Vergleichsbeispiel 5), hafteten die Fäden an den Rollen und das Auffädeln der Fäden wurde überhaupt nicht durchgeführt. Der Grund liegt vermutlich darin, wenn jedes Filament dünn ist, dass dann die Filamente einfach an den Rollen anhaften, an Teilen, wo das Bearbeitungsmittel nicht hinreichend vorhanden ist. Auf der anderen Seite, in den Beispielen, bei denen die Konzentration des Bearbeitungsmittels in den Bereich von 40 bis 60% fiel, waren die Resultate bei allen drei Prüfungspunkten alle gut, das heißt, bezüglich der kaputten Filamente, der Fadenqualität und der Fadenfädeleigenschaft, ungeachtet der Art der Fäden.
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Als nächstes werden Modifikationen der oben dargelegten Ausführungsform beschrieben. Es sei bemerkt, dass Komponenten, die identisch mit denen der oben dargelegten Ausführungsform sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, und somit wird eine detaillierte Beschreibung derselben im Folgenden ausgelassen.
- 1] Um die Behandlungsflüssigkeit auf die Fäden 10 gleichmäßig aufzubringen, ist die Viskosität der Behandlungsflüssigkeit vorzugsweise bis zu einem gewissen Maß gering. In diesem Zusammenhang, wie es in 6 gezeigt ist, kann die Behandlungsflüssigkeitsaufbringeinheit 3 mit einer Heizeinrichtung 36 (Behandlungsflüssigkeitsheizeinrichtung) zum im Voraus Erhitzen der Behandlungsflüssigkeit, die der Behandlungsflüssigkeitsaufbringführung 30 zugeführt wird, vorgesehen sein. Somit wird die Behandlungsflüssigkeit noch gleichmäßiger auf die Fäden 10 aufgebracht, wenn die Behandlungsflüssigkeit durch die Heizeinrichtung 36 erwärmt wird, bevor die Behandlungsflüssigkeit auf die Fäden 10 aufgebracht wird, so dass die Viskosität der zuzuführenden Behandlungsflüssigkeit verringert wird.
- 2] Während bei der oben dargelegten Ausführungsform die Fäden 10 auf die vier Heizrollen 4 aufgewickelt werden, ist die Anzahl der Heizrollen 4 nicht auf vier beschränkt und kann wahlweise bestimmt werden.
- 3] Während in der oben dargelegten Ausführungsform die Fäden auf eine einzelne Heizrolle in einem Wicklungswinkel von weniger als 360° aufgewickelt werden, ist die vorliegende Erfindung für die unten beschriebene Anordnung anwendbar, bei der die Fäden auf eine einzelne Heizrolle wenigstens mit einer Umwicklung aufgewickelt werden.
7 ist eine Zeichnung (Vorderansicht), die eine Spinn- und Aufnahmevorrichtung der Modifikation von vorn zeigt. Die Spinn- und Aufnahmevorrichtung 41, die in 7 gezeigt ist, enthält Komponenten, wie beispielsweise eine Behandlungsflüssigkeitsaufbringeinheit 43, zwei Heizrollen 44 und eine Wicklungseinrichtung 45. Eine separate Rolle 46 ist benachbart zu jeder Heizrolle 44 vorgesehen, und jede Heizrolle 44 und die entsprechende separate Rolle 46 sind in dem thermisch isolierten Kasten 47 aufgenommen. Die mehreren Fäden 10 sind mit einer Umdrehung auf jede Heizrolle 44 und die dazu benachbarte separate Rolle 46 aufgewickelt.
In der obigen Anordnung ist es zur Erhöhung der Kontaktlänge zwischen jedem Faden 10 und den Heizrollen 44, um das Erwärmen der Fäden 10 auf die bestimmte Temperatur sicherzustellen, notwendig, die Anzahl der Wicklungsumdrehungen zu erhöhen. Das allerdings macht es schwierig, das Fadenauffädeln auszuführen und erhöht die Länge der Heizrolle 44. In diesem Zusammenhang, wenn die Konzentration des Bearbeitungsmittels der Behandlungsflüssigkeit auf 40 bis 60% festgelegt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung, wird die Heizeffizienz an jeder Heizrolle 44 verbessert. Da es nicht erforderlich ist, dass die Kontaktlänge zwischen den Fäden 10 und der Heizrolle 44 lang ist, ist die Anzahl der Umwicklungen der Fäden 10 auf der Heizrolle 44 gering.
- 4] Weil in der oben dargelegten Ausführungsform die vier Heizrollen 4a bis 4d, auf welche die mehreren Fäden aufgewickelt sind, jeweils den Heizer 27 enthalten, müssen die Rollen, auf welche die Fäden vor dem Verstrecken gewickelt sind, keine Heizrollen sein, wenn Fäden verstreckt werden, die ein geringe Glasübergangstemperatur aufweisen, wie beispielsweise solche, die aus Nylon gefertigt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 06-17312 [0002]
- EP 2011/009498 [0002]