DE102014226964B4

DE102014226964B4 - Spinngarnstreckvorrichtung

Info

Publication number: DE102014226964B4
Application number: DE102014226964.4A
Authority: DE
Inventors: c/o TMT Machinery Inc. Hashimoto Kinzo; c/o TMT Machinery Inc. Sugiyama Kenji; c/o TMT Machinery Inc. Inui Toshiya; c/o TMT Machinery Inc. Nomura Hiroshi
Original assignee: TMT Machinery Inc
Current assignee: TMT Machinery Inc
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: JP6258698B2; CN104746154B; TWI599685B; DE102014226964A1; JP2015124454A; TW201525209A; CN104746154A

Abstract

Spinngarnstreckvorrichtung (3) zum Strecken eines Garns (Y), das aus einer Spinnvorrichtung (2) gesponnen wird, die aufweist:
Heizrollen (11-15), die aufgebaut sind, um das gewickelte Garn (Y) zu transportieren, wobei die Heizrollen (11-15) aufweisen:
eine erste Heizrolle (12);
eine zweite Heizrolle (13), an die das Garn (Y) von der ersten Heizrolle (12) transportiert wird; und
eine dritte Heizrolle (14), an die das Garn (Y) von der zweiten Heizrolle (13) transportiert wird und die eine größere Oberflächengeschwindigkeit als die zweite Heizrolle (13) aufweist, wobei
der Durchmesser (ΦD2) der zweiten Heizrolle (13) kleiner als der Durchmesser (ΦD1) der ersten Heizrolle (12) ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das Garn (Y) seriell auf die erste, zweite und dritte Heizrolle (14) aufgewickelt wird, wobei der Wicklungswinkel auf jeder der Heizrollen (11-15) kleiner als 270 Grad ist
und eine Temperatur der zweiten Heizrolle (13) gleich oder kleiner als eine Temperatur der ersten Heizrolle (12) ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spinngarnstreckvorrichtung, die aufgebaut ist, um gesponnene Fäden zu ziehen bzw. zu verstrecken.
In der JP 2012 - 214 941 A werden Fäden, die aus einer Schmelzspinnvorrichtung gesponnen werden, auf vier Galetten gewickelt. Die vier Galetten sind Heizrollen, die jeweils mit einer Heizeinrichtung vorgesehen sind und im Wesentlichen gleiche Durchmesser aufweisen. Ferner sind die vier Galetten so vorgesehen, dass, je weiter sich eine Galette auf der stromabwärts gelegenen Seite befindet, desto größer die Drehgeschwindigkeit der Galette ist. Aus diesem Grund sind die vier Galetten in der JP 2012 - 214 941 A so vorgesehen, dass, je weiter die Galette sich auf der stromabwärts gelegenen Seite befindet, desto größer die Oberflächengeschwindigkeit der Galette ist, und die Garne, die um die vier Galetten gewickelt sind, bezüglich der Unterschiede der Drehgeschwindigkeit der Galetten gezogen bzw. verstreckt werden, während diese erwärmt werden.
Die JP H05 - 5 876 U offenbart eine Spinngarnstreckvorrichtung mit einer ersten Walzengruppe mit großem Durchmesser und einer Temperatur von 60°C oder weniger, einer zweiten Walzengruppe mit kleinem Durchmesser und einer Temperatur von mehr als 110°C, sowie einer Ziehwalzengruppe zur Aufnahme der Garne von der zweiten Walzengruppe.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird im Detail beschrieben, wie die Fäden bzw. Garne gemäß der JP 2012 - 214 941 A gezogen werden. Wenn die Garne aufgrund der Differenz der Oberflächengeschwindigkeit zwischen zwei Galetten gezogen werden, laufen die Garne, die auf die Galette auf der stromaufwärts gelegenen Seite (im Folgenden als stromaufwärts gelegene Rolle bezeichnet) gewickelt sind und werden von einem Kontaktpunkt, an dem die Garne mit der stromaufwärts gelegenen Rolle in Kontakt geraten, bis zu einem Austrittspunkt, an dem die Garne die stromaufwärts gelegene Galette zur Galette auf der stromabwärts gelegenen Seite (im Folgenden stromabwärts gelegene Rolle bezeichnet) verlassen, allmählich gespannt. An einem Punkt (im Folgenden als Verstreckungspunkt bezeichnet), an dem die Spannung der Garne ausreichend wird, um die Garne zu ziehen bzw. zu strecken, wird die Transportgeschwindigkeit rasch erhöht, und folglich werden die Garne gezogen.
Der Verstreckungspunkt unterscheidet sich von dem Austrittspunkt um einen bestimmten Winkel bezüglich der Achse der stromaufwärts gelegenen Rolle. In diesem Zusammenhang ist der Betrag der Spannung der Garne an dem Verstreckungspunkt gleich dem Betrag der Kraft, die erforderlich ist, um die Garne zu ziehen. Wie es unten beschrieben ist, wird der Betrag der Spannung der Garne an dem Verstreckungspunkt von einer Funktion des Wicklungswinkels der Garne auf die stromaufwärts gelegene Rolle, einem Reibungskoeffizienten zwischen der stromaufwärts gelegenen Rolle und der Garne und dergleichen dargestellt. Aus diesem Grund ändert sich der oben genannte Winkel, wenn sich der Reibungskoeffizient zwischen der stromaufwärts gelegenen Rolle und der Garne ändert und/oder sich die Kraft, die zum Ziehen der Garne erforderlich ist, ändert. Der Reibungskoeffizient zwischen der Oberfläche der stromaufwärts gelegenen Rolle und der Garne ändert sich mit Bezug auf die Glätte (smoothness) der Oberfläche der stromaufwärts gelegenen Rolle, der Form jedes Garns, der Art und der Menge des Öls, das auf die Garne aufgebracht wird, oder dergleichen. Ferner ändert sich der Betrag der Kraft, die zum Ziehen der Garne erforderlich ist, gemäß der Art der Garne und der Temperaturen der Garne. Der Winkel des Verstreckungspunkts ändert sich gemäß den Unterschieden hinsichtlich der Glätte zwischen verschiedenen Abschnitten der Oberfläche der stromaufwärts gelegenen Rolle, den Unterschieden des Zustands der Anhaftung des Öls auf den Garnen, Abweichungen der Temperatur der Garne oder dergleichen. In diesem Zusammenhang, wenn der Durchmesser der stromaufwärts gelegenen Rolle groß ist, ändert sich der Verstreckungspunkt erheblich als Antwort auf eine Änderung des oben genannten Winkels. Wenn sich der Verstreckungspunkt der Garne erheblich ändert, ändert sich die Verstreckungsrate bzw. der Verstreckungsgrad (drawing rate) der Garne, und es kann eine Ungleichmäßigkeit der Färbung auftreten, wenn die Garne eingefärbt werden.
Darüber hinaus erhöht sich, wenn der oben genannte Winkel gleich bleibt, die Länge zwischen dem Verstreckungspunkt und dem Austrittspunkt, bei Vergrößerung des Durchmessers der stromaufwärts gelegenen Rolle. Wenn sich der Verstreckungspunkt auf der Oberfläche der stromaufwärts gelegenen Rolle befindet, während die Transportgeschwindigkeit der Garne im Wesentlichen gleich der Oberflächengeschwindigkeit der stromaufwärts gelegenen Rolle auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Verstreckungspunkts ist, ist ferner die Transportgeschwindigkeit der gezogenen Garne zwischen dem Verstreckungspunkt und dem Austrittspunkt größer als die Oberflächengeschwindigkeit der stromaufwärts gelegenen Rolle. Dadurch reiben die gezogenen Garne auf der Oberfläche der stromaufwärts gelegenen Rolle zwischen dem Verstreckungspunkt und dem Austrittspunkt, da die gezogenen Garne mit einer Geschwindigkeit laufen, die sich von der Oberflächengeschwindigkeit der stromaufwärts gelegenen Rolle unterscheidet. Somit erhöht sich die Länge eines Teils der Oberfläche der stromaufwärts gelegenen Rolle, auf der ein Teil der gezogenen Garne reibt, wenn der Durchmesser der stromaufwärts gelegenen Rolle größer wird und die Länge zwischen dem Verstreckungspunkt und dem Austrittspunkt auf der Oberfläche der stromaufwärts gelegenen Rolle größer wird. Folglich neigen die Garne dazu, sich aufzuplustern bzw. aufzufasern (fluffing up).
Ferner, während die Garne gezogen werden, während diese erhitzt werden, ist es erforderlich, dass die Kontaktlänge zwischen den Garnen und der Galette bis zu einem bestimmten Grad auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Verstreckungspunkts lang ist, da es erforderlich ist, die Garne ausreichend zu erhitzen, bevor die Garne gezogen werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spinngarnstreckvorrichtung bereitzustellen, bei der eine Änderung des Verstreckungspunkts der Garne bzw. Fäden minimiert wird, während die Garne ausreichend erhitzt werden, bevor diese gezogen bzw. gestreckt werden, und die Länge eines Abschnitts einer Heißrolle, auf der Teile der gezogenen Garne reiben, soweit wie möglich verkürzt wird.
Die vorliegende Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert. Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung weist eine Spinngarnstreckvorrichtung zum Ziehen eines Fadens bzw. Garns, das aus einer Spinnvorrichtung gesponnen wird, Heizrollen auf, die aufgebaut sind, um das gewickelte Garn nach vorn zu transportieren, wobei die Heizrollen aufweisen: eine erste Heizrolle; eine zweite Heizrolle, an die das Garn von der ersten Heizrolle transportiert wird; und eine dritte Heizrolle, an die das Garn von der zweite Heizrolle transportiert wird und die eine höhere Oberflächengeschwindigkeit als die zweite Heizrolle aufweist, wobei der Durchmesser der zweiten Heizrolle kleiner als der Durchmesser der ersten Heizrolle ist. Dabei wird das Garn seriell auf die erste, zweite und dritte Heizrolle aufgewickelt, wobei der Wicklungswinkel auf jeder der Heizrollen kleiner als 270 Grad ist.
Aufgrund des Unterschieds der Oberflächengeschwindigkeit zwischen der zweiten Heizrolle und der dritten Heizrolle wird das erhitzte Garn gezogen bzw. verstreckt. Das Garn, das auf bzw. um die zweite Heizrolle gewickelt ist, wird allmählich gespannt, während das Garn von einem Kontaktpunkt, an dem das Garn, das von der ersten Kontaktrolle kommt, mit der zweiten Heizrolle in Kontakt gerät, zu einem Austrittspunkt, an dem das Garn die zweite Heizrolle zur dritten Heizrolle verlässt, läuft. An einem Kontaktpunkt (im Folgenden als Verstreckungspunkt bezeichnet), an dem die Spannung der Garne ausreichen wird, um die Garne zu ziehen, wird die Transportgeschwindigkeit rasch erhöht, und folglich werden die Garne gezogen bzw. gestreckt.
Der Verstreckungspunkt unterscheidet sich von dem Austrittspunkt um einen bestimmten Winkel bezüglich der Achse der zweiten Heizrolle. In diesem Zusammenhang ist der Betrag der Spannung des Garns am Verstreckungspunkt gleich dem Betrag der Kraft, die zum Ziehen des Garns erforderlich ist. Der Betrag der Spannung des Garns an dem Verstreckungspunkt wird von einer Funktion des Wicklungswinkels des Garns auf der zweiten Heizrolle, dem Reibungskoeffizienten zwischen der zweiten Heizrolle und dem Garn und dergleichen dargestellt. Aus diesem Grund ändert sich der oben genannte Winkel, wenn sich der Reibungskoeffizient zwischen der zweiten Heizrolle und dem Garn ändert und/oder sich die Kraft, die zum Ziehen des Garns erforderlich ist, ändert. Der Reibungskoeffizient zwischen der Oberfläche der zweiten Heizrolle und des Garns ändert sich aufgrund der Glätte der Oberfläche der zweiten Heizrolle, der Form bzw. Gestalt des Garns, der Art und Menge des Öls, das ggf. auf das Garn aufgebracht wird. Ferner ändert sich der Betrag der Kraft, die zum Ziehen des Garns erforderlich ist, gemäß der Art des Garns und der Temperatur des Garns. Der Winkel des Verstreckungspunkts ändert sich folglich gemäß den Unterschieden hinsichtlich der Glätte zwischen verschiedenen Bereichen der Oberfläche der zweiten Heizrolle, Abweichungen des Zustands der Anhaftung des Öls auf dem Garn, Abweichungen der Temperatur des Garns oder dergleichen. Wenn der Durchmesser der zweiten Heizrolle groß ist, ändert sich in diesem Zusammenhang der Verstreckungspunkt erheblich als Antwort auf eine Änderung des oben genannten Winkels. Wenn der Verstreckungspunkt des Garns sich erheblich ändert, ändert sich die Verstreckungsrate des Garns, und eine Ungleichmäßigkeit beim Färben kann auftreten, wenn das Garn eingefärbt wird.
Wenn der oben genannte Winkel gleich bleibt, vergrößert sich ferner die Länge zwischen dem Verstreckungspunkt und dem Austrittspunkt auf der Oberfläche der zweiten Heizrolle, wenn der Durchmesser der zweiten Heizrolle größer wird. Wenn sich der Verstreckungspunkt auf der Oberfläche der zweiten Heizrolle befindet, während die Transportgeschwindigkeit des Garns im Wesentlichen gleich der Oberflächengeschwindigkeit der zweiten Heizrolle auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Verstreckungspunkts ist, ist die Transportgeschwindigkeit des Garns größer als die Oberflächengeschwindigkeit der zweiten Heizrolle zwischen dem Verstreckungspunkt und dem Austrittspunkt. Aus diesem Grund reibt das gezogene Garn auf der Oberfläche der zweiten Heizrolle zwischen dem Verstreckungspunkt und dem Austrittspunkt, da das Garn mit einer Geschwindigkeit läuft, die sich von der Oberflächengeschwindigkeit der zweiten Heizrolle unterscheidet. In diesem Zusammenhang, wenn der Durchmesser der zweiten Heizrolle größer wird und die Länge zwischen dem Verstreckungspunkt und dem Austrittspunkt auf der Oberfläche der zweiten Heizrolle größer wird, reibt das Garn und das Garn tendiert dazu, auszufasern bzw. sich aufzuplustern.
Wenn das Garn beim Verstrecken erhitzt wird, ist es erforderlich, dass die Kontaktlänge zwischen dem Garn und der Heizrolle ausreichend groß ist, bis zu einem bestimmten Ausmaß auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Verstreckungspunkts, da es erforderlich ist, das Garn ausreichend zu erwärmen, bevor das Garn gezogen wird.
Da der Durchmesser der zweiten Heizrolle kleiner als der Durchmesser der ersten Heizrolle ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Änderung bzw. Verschiebung des Verstreckungspunkts des Garns minimiert. Ferner wird die Länge zwischen dem Verstreckungspunkt und dem Austrittspunkt (d.h. die Länge eines Abschnitts, auf dem das Garn reibt) auf der Oberfläche der zweiten Heizrolle maximal verkürzt. Ferner wird die Länge des Garns, das auf die Heizrolle gewickelt ist, vergrößert, wenn der Durchmesser der Heizrolle größer wird, unter der Bedingung, dass der Wicklungswinkel des Garns auf der Heizrolle gleich bleibt. Da der Durchmesser der ersten Heizrolle größer als der Durchmesser der zweiten Heizrolle ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Gesamtlänge der Länge des Garns, das auf die erste Heizrolle gewickelt ist, und der Länge des Garns, das auf die zweite Heizrolle gewickelt ist, bis zu einem bestimmten Grad groß, selbst wenn der Durchmesser der zweiten Heizrolle verkleinert ist, mit dem Resultat, dass das Garn ausreichend erwärmt wird, bevor es gezogen wird.
Die Spinngarnstreckvorrichtung des ersten Aspekts ist ferner so vorgesehen, dass die Temperatur der zweiten Heizrolle gleich der oder kleiner als die Temperatur der ersten Heizrolle ist.
Je geringer die Temperatur des Garns ist, desto größer ist die Kraft, die zum Ziehen bzw. Strecken des Garns erforderlich ist. Somit, je geringer die Temperatur des Garns ist, das auf die zweite Heizrolle gewickelt wird, desto näher kommt der Verstreckungspunkt des Garns zum Austrittspunkt. Wenn der Verstreckungspunkt und der Austrittspunkt des Garns sich erheblich voneinander unterscheiden, wie es oben beschrieben ist, ist die Länge des Abschnitts der Oberfläche der zweiten Heizrolle, auf dem ein Teil des gezogenen Garns reibt, groß, und folglich neigt das Garn dazu, auszufasern bzw. sich aufzuplustern. Da die Temperatur der zweiten Heizrolle gleich der oder kleiner als die Temperatur der ersten Heizrolle ist, wird das Garn gemäß der vorliegenden Erfindung auf einer Temperatur gehalten, die nicht kleiner als die Glasübergangstemperatur aber so gering wie möglich ist, aufgrund der zweiten Heizrolle, die einen kleineren Durchmesser aufweist als die erste Heizrolle, nachdem das Garn von der ersten Heizrolle, deren Durchmesser größer als der der zweiten Heizrolle ist, ausreichend erwärmt wurde. Somit kommt der Verstreckungspunkt des Garns näher an den Austrittspunkt des Garns, und ein Abschnitt der zweiten Heizrolle, auf dem ein Teil des gezogenen Garns reibt, wird verkürzt. Damit wird ein Aufplustern des Garns begrenzt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist die Spinngarnstreckvorrichtung des ersten Aspekts ferner einen Wärmeisolationskasten auf, in dem die Heizrollen aufgenommen sind, wobei ein Innenraum des Wärmeisolationskastens in einem Raum, der die zweite Heizrolle aufnimmt, und einen Raum, der die anderen Heizrollen aufnimmt, unterteilt ist.
Wenn die Temperatur der zweiten Heizrolle nicht stabil ist, ist auch die Temperatur des Garns, das auf bzw. um die zweite Heizrolle gewickelt ist, nicht stabil, und folglich ändert sich der Verstreckungspunkt des Garns tendenziell. Da der Innenraum des Wärmeisolationskastens in den Raum, der die zweite Heizrolle aufnimmt, und den Raum, der die anderen Heizrollen aufnimmt, unterteilt ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die Temperatur der zweiten Heizrolle aufgrund der Wärme von anderen Heizrollen ändert, mit der Folge, dass die Temperatur der zweiten Heizrolle stabilisiert wird.
Da der Durchmesser der zweiten Heizrolle kleiner als der Durchmesser der ersten Heizrolle ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Bereich der Änderung bzw. Verschiebung des Verstreckungspunkts des Garns minimiert. Ferner wird die Länge zwischen dem Verstreckungspunkt und dem Austrittspunkt (d.h. die Länge eines Abschnitts, auf dem das gezogene Garn reibt) auf der Oberfläche der zweiten Heizrolle maximal verkürzt. Ferner, da der Durchmesser der ersten Heizrolle größer als der Durchmesser der zweiten Heizrolle ist, ist die Gesamtlänge der Länge des Garns, das auf die erste Heizrolle gewickelt ist, und der Länge des Garns, das auf die zweite Heizrolle gewickelt ist, bis zu einem gewissen Maß groß, selbst wenn der Durchmesser der zweiten Heizrolle verkleinert ist.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm einer Spinngarnwicklungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte Ansicht der Spinngarnstreckvorrichtung, die in 1 gezeigt ist.
3 ist eine vergrößerte Ansicht der zweiten Heizrolle, die in 2 gezeigt ist, und deren Umgebung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, weist eine Spinngarnstreckvorrichtung 1 eine Spinngarnstreckvorrichtung 3 und eine Aufnahmewicklungseinheit 4 auf.
Die Spinngarnstreckvorrichtung 3 zieht Garne Y, die durch serielles Ausspinnen eines geschmolzenen Fasermaterials, wie beispielsweise Polyester, aus einer Spinnvorrichtung 2, die oberhalb der Spinngarnstreckvorrichtung 3 vorgesehen ist, ausgebildet werden. Die Spinngarnstreckvorrichtung 3 weist eine Ölführung 10 und fünf Galetten 11 bis 15 auf. Die Ölführung 10 bringt Öl auf die Garne Y, die aus der Spinnvorrichtung 2 gesponnen werden, auf.
Die fünf Galetten 11 bis 15 werden jeweils von einem nicht dargestellten Motor drehbar angetrieben. Jede der fünf Galetten 11 bis 15 weist darin eine Heizeinrichtung auf. Mit anderen Worten sind die fünf Galetten 11 bis 15 Heizrollen, die aufgebaut sind, um die Garne zu erhitzen, während die Garne transportiert werden. Die fünf Galetten 11 bis 15 sind in einem Wärmeisolationskasten 16 aufgenommen, dessen Gestalt rechteckig, parallelepipedförmig ist. Durch einen aufrechten Seitenwandabschnitt des Wärmeisolationskastens 16 hindurch ist ein Garneinlass 16a, um die Garne Y in den Wärmeisolationskasten 16 einzubringen, und ein Garnauslass 16b ausgebildet, um die Garne Y aus dem Wärmeisolationskasten 16 herauszubringen. Der Wärmeisolationskasten 16 wird später im Detail beschrieben.
Die Garne Y, auf die Öl von der Ölführung 10 aufgebracht wird, passieren eine Führungsrolle 17 und werden anschließend durch den Garneinlass 16a in den Wärmeisolationskasten 16 geführt. Die Garne Y, die in den Wärmeisolationskasten 16 geführt wurden, werden seriell auf die fünf Galetten 11 bis 15 in dieser Reihenfolge aufgewickelt. Der Wicklungswinkel der Garne auf jedem der fünf Galetten 11 bis 15 ist kleiner als 270 Grad. In dieser Ausführungsform ist die Galette 12 äquivalent zu einer ersten Heizrolle der vorliegenden Erfindung, ist die Galette 13 äquivalent zu einer zweiten Heizrolle der vorliegenden Erfindung und ist die Galette 14 äquivalent zu einer dritten Heizrolle der vorliegenden Erfindung.
Die drei Galetten 11 bis 13 auf der stromaufwärts gelegenen Seite sind Heizrollen zum vorläufigen Erhitzen der Garne Y vor dem Ziehen bzw. Strecken. Die Oberflächentemperatur jeder der Heizrollen 11 bis 13 ist auf eine Temperatur festgelegt, die nicht kleiner als eine Glasübergangstemperatur der Garne Y ist. Ferner ist unter diesen drei Galetten 11 bis 13 die Oberflächentemperatur einer Galette 13 auf der stromabwärts gelegenen Seite nicht größer als die Oberflächentemperaturen der zwei Galetten 11 und 12 auf der stromaufwärts gelegenen Seite. Genauer gesagt, während beispielsweise die Galetten 11 und 12 auf Temperaturen von ungefähr 80 bis 110 Grad Celsius eingestellt sind, ist die Galette 13 auf Temperaturen von ungefähr 70 bis 80 Grad Celsius eingestellt. Der Durchmesser ΦD2 der Galette 13 ist kleiner als der Durchmesser ΦD1 der Galetten 11 und 12. Genauer gesagt, während beispielsweise der Durchmesser ΦD1 jeder der Galette 11 und 12 ungefähr 300 mm beträgt, beträgt der Durchmesser ΦD2 der Galette 13 beispielsweise ungefähr 200 bis 220 mm.
Ferner sind die beiden Galetten 14 und 15 auf der stromabwärts gelegenen Seite Heizrollen zum thermischen Einstellen (thermally setting) der gezogenen Garne Y. Die Oberflächentemperaturen der Galetten 14 und 15 werden auf Temperaturen eingestellt, die größer als die Oberflächentemperaturen der drei Galetten 11 bis 13 auf der stromaufwärts gelegenen Seite sind (das heißt, sie werden auf ungefähr 120 bis 140 Grad Celsius eingestellt). Ferner sind die Oberflächengeschwindigkeiten der beiden Galetten 14 und 15 auf der stromabwärts gelegenen Seite größer als die Oberflächengeschwindigkeiten der drei Galetten 11 bis 13 auf der stromaufwärts gelegenen Seite. Ferner beträgt der Durchmesser ΦD3 jeder Galette 14 und 15 ungefähr 300 mm.
Die Garne Y, die durch den Garneinlass 16a in den Wärmeisolationskasten 16 eingebracht wurden, werden zunächst auf Temperaturen erwärmt, bei denen die Garne Y gezogen werden können, das heißt Temperaturen, die nicht kleiner als die Glasübergangstemperatur sind, während die Garne Y durch die drei Galetten 11 bis 13 auf der stromaufwärts gelegenen Seite transportiert werden. Danach werden die vorläufig erwärmten Garne Y aufgrund einer Differenz der Oberflächengeschwindigkeit zwischen der Galette 13 und der Galette 14 gezogen bzw. gestreckt. Das Ziehen der Garne Y wird später im Detail beschrieben. Zusätzlich dazu werden die Garne Y auf hohe Temperaturen erhitzt, während die Garne Y durch die zwei Galetten 14 und 15 auf der stromabwärts gelegenen Seite transportiert werden, und der gezogene Zustand wird thermisch eingestellt. Die Garne Y, die wie oben beschrieben gezogen wurden, werden durch den Garnauslass 16b aus dem Wärmeisolationskasten 16 herausgebracht und anschließend durch eine Führungsrolle 18 zum Aufnahmewickler 4 transportiert.
Der Aufnahmewickler 4 ist unterhalb der Spinngarnstreckvorrichtung 3 vorgesehen. Dieser Aufnahmewickler 4 weist Elemente, wie beispielsweise einen Garnrollenhalter 30 und eine Kontaktrolle 31 auf. Der Garnrollenhalter 30 ist in einer Richtung senkrecht auf der Ebene der 1 länglich ausgebildet und wird von einem nicht dargestellten Motor drehbar angetrieben. An diesen Garnrollenhalter 30 sind mehrere Garnrollen 32 nebeneinander entlang der axialen Richtung des Garnrollenhalters 30 angebracht. Der Aufnahmewickler 4 dreht den Garnrollenhalter 30, um die Garne Y gleichzeitig auf die Garnrollen 32 aufzuwickeln, wodurch mehrere gewickelte Garnkörper 33 ausgebildet werden. Die Kontaktrolle 31 steht mit der Oberfläche jedes gewickelten Garnkörpers 33 in Kontakt, um einen bestimmten Kontaktdruck auf jeden gewickelten Garnkörper 33 aufzubringen, wodurch die Form jedes gewickelten Garnkörpers 33 eingestellt wird.
Im Folgenden wird das Ziehen der Garne Y durch Ausnutzen der Differenz der Oberflächengeschwindigkeit zwischen der Garnrolle 13 und der Garnrolle 14 im Detail beschrieben. Wenn die Garne Y durch Ausnutzen der Differenz der Oberflächengeschwindigkeit zwischen der Garnrolle 13 und der Garnrolle 14 gezogen werden, werden die Garne Y, die auf bzw. um die Galette 13 gewickelt sind, allmählich gespannt, während die Garne Y von dem Kontaktpunkt P0, an dem die Garne Y, die von der Galette 12 kommen, mit der Galette 13 in Kontakt geraten, zum Austrittspunkt P1, an dem die Garne Y die Galette 13 zur Galette 14 verlassen, laufen. An dem Verstreckungspunkt P2, an dem die Spannung der Garne Y die Kraft erreicht, die erforderlich ist, um die Garne Y zu ziehen, erhöht sich die Transportgeschwindigkeit rasch und die Garne Y werden gezogen bzw. gestreckt.
Im Folgenden werden die Details des Verstreckungspunkts P2 gegeben. Es war bekannt, dass die Spannung Td der Garne Y an einem gegebenen Punkt P in dem Bereich zwischen dem Verstreckungspunkt P2 und dem Austrittspunkt P1 auf der Oberfläche der Galette 13 wie unten angegeben dargestellt wird, unter der Annahme, dass die Spannung der Garne Y, die von der Differenz der Oberflächengeschwindigkeit zwischen der Galette 13 und der Galette 14 erzeugt wird, T1 ist, der Winkel zwischen dem Punkt P und dem Austrittspunkt P1 um die Achse der Galette 13 9 ist, der Reibungskoeffizient zwischen der Oberfläche der Galette 13 und der Garne Y µ ist, die Masse jedes Garns pro Längeneinheit m ist und die Transportgeschwindigkeit bzw. Laufgeschwindigkeit der Garne v ist. In der Gleichung unten wird mv² als Zentrifugalspannung bezeichnet und diese wird von der Zentrifugalkraft der Garne bewirkt. $Td = e^{- μθ} (T1 - {mv}^{2}) + {mv}^{2}$
Ein Punkt auf der Oberfläche der Galette 13, der einem Winkel 9 entspricht, an dem die Spannung Td der Garne Y gleich ist der Kraft F, die erforderlich ist, um die Garne Y zu ziehen, ist der Verstreckungspunkt P2.
In der Realität allerdings weicht die Spannung Td der Garne Y an dem Punkt P ab, aus Gründen wie beispielsweise Unterschieden der Glätte zwischen verschiedenen Abschnitten der Oberfläche der Galette 13 und Abweichungen des Reibungskoeffizienten µ aufgrund von Unterschieden des Zustands der Anhaftung des Öls auf den Garnen Y aufgrund einer ungleichmäßigen Aufbringung des Öls auf das Garn Y. Ferner weicht auch die Kraft F, die zum Ziehen der Garne Y erforderlich ist, aufgrund beispielsweise von Differenzen der Temperatur zwischen verschiedenen Abschnitten jedes Garns Y ab. Dadurch ändert sich der Winkel 9, an dem die Spannung Td gleich der Kraft F ist, die zum Ziehen der Garne Y erforderlich ist, das heißt die Position des Verstreckungspunkts P2. In diesem Zusammenhang wird, unter der Voraussetzung, dass der Änderungsbetrag des Winkels 9, an dem die Spannung Td gleich der Kraft F ist, die zum Ziehen der Garne Y erforderlich ist, Δθ ist, ein Betrag der Änderung ΔL des Verstreckungspunkts P2 entlang des Umfangs der Galette 13 als ΔL=(ΦD2/2) . Δθ dargestellt. Das heißt, je größer der Durchmesser ΦD2 der Galette 13 ist, desto größer wird der Änderungsbetrag ΔL in dem Verstreckungspunkt P2 bezüglich des Änderungsbetrags Δθ des Winkels 9.
Wenn der Änderungsbetrag ΔL in dem Verstreckungspunkt P2 groß ist, ändert sich die Verstreckungsrate der Garne Y, die zwischen der Galette 13 und der Galette 14 gezogen werden, erheblich. Wenn sich die Verstreckungsrate der Garne Y erheblich ändert, kann eine ungleichmäßige Färbung beim Einfärben der gezogenen bzw. verstreckten Garne Y auftreten.
In diesem Zusammenhang ist die vorliegende Ausführungsform so vorgesehen, dass, wie es oben beschrieben ist, der Durchmesser ΦD2 der Galette 13 kleiner als der Durchmesser ΦD1 der Galetten 11 und 12 ist. Aus diesem Grund, verglichen mit einem Fall, in dem der Durchmesser ΦD2 der Galette 13 mehr oder weniger gleich den Durchmessers ΦD1 der Galetten 11 und 12 ist, verringert sich beispielsweise der Änderungsbetrag ΔL des Verstreckungspunkts P2 bezüglich des Änderungsbetrags Δθ des oben beschriebenen Winkels 9. Dadurch verringert sich der Änderungsbetrag ΔL des Verstreckungspunkts P2, mit der Folge, dass die Änderung der Verstreckungsrate der Garne Y begrenzt wird.
Zusätzlich dazu, wenn der oben genannte Winkel 9 gleich bleibt, erhöht sich die Länge zwischen dem Verstreckungspunkt P2 und dem Austrittspunkt P1, wenn sich der Durchmesser ΦD2 der Galette 13 erhöht. Wenn der Austrittspunkt P1 sich auf der Oberfläche der Galette 13 befindet, während die Transportgeschwindigkeit der Garne Y im Wesentlichen gleich der Oberflächengeschwindigkeit der Galette 13 auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Verstreckungspunkts P2 ist, ist die Transportgeschwindigkeit des Verstreckungspunkts Y ferner größer als die Oberflächengeschwindigkeit der Galette 13 zwischen dem Verstreckungspunkt P2 und dem Austrittspunkt P1. Somit reiben die gezogenen Garne Y auf der Oberfläche der Galette 13 zwischen dem Verstreckungspunkt P2 und dem Austrittspunkt P1, da die Garne Y mit einer Geschwindigkeit laufen, die sich von der Oberflächengeschwindigkeit der Galette 13 unterscheidet. In diesem Zusammenhang erhöht sich, wenn sich der Durchmesser der Galette 13 vergrößert, die Länge zwischen dem Verstreckungspunkt P2 und dem Austrittspunkt P1 auf der Oberfläche der Galette 13, das heißt die Länge eines Teils der Oberfläche der Galette 13, auf der die Garne Y reiben, erhöht sich. Als Folge davon neigen die gezogenen Garne Y dazu, auszufasern bzw. sich aufzuplustern.
In diesem Zusammenhang ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Durchmesser ΦD2 der Galette 13 kleiner als der Durchmesser ΦD1 der Galette 12. Somit, verglichen beispielsweise mit einem Fall, in dem der Durchmesser ΦD2 der Galette 13 mehr oder weniger gleich den Durchmessern ΦD1 der Galetten 11 und 12 ist, wird die Länge des Abschnitts der Oberfläche der Galette 13, der sich zwischen dem Verstreckungspunkt P2 und dem Austrittspunkt P1 befindet (d.h. die Länge des Abschnitts der Oberfläche der Galette 13, auf dem die gezogenen Garne Y reiben) verkürzt. Dadurch wird vermieden, dass die Garne Y ausfransen bzw. sich aufplustern.
Ferner ist es zum Ziehen der Garne Y erforderlich, die Garne Y vor dem Ziehen der Garne Y ausreichend zu erhitzen. In diesem Zusammenhang erhöht sich die Länge der Garne Y, die auf jeder der Galetten 11 bis 13 gewickelt sind, wenn sich der Durchmesser jeder der Galetten 11 bis 13 vergrößert, vorausgesetzt, dass der Wicklungswinkel jeder Galette 11 bis 13 der gleiche ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Durchmesser ΦD1 jeder Galette 11 und 12 größer als der Durchmesser ΦD2 der Galette 13. Somit ist die Gesamtlänge der Längen der Garne Y, die auf die Galetten 11 und 12 gewickelt sind, und die Länge der Garne Y, die auf die Galette 13 gewickelt sind, in der vorliegenden Ausführungsform größer als die Gesamtlänge der Garne Y, die auf die Galetten 11 und 12 gewickelt sind, und die Länge der Garne Y, die auf die Galette 13 gewickelt sind, in dem Fall, in dem die Durchmesser der Galetten 11 und 12 auf ΦD2 festgelegt sind, der gleich dem Durchmesser der Galette 13 ist. Somit werden die Garne Y ausreichend erhitzt, bevor die Garne Y gezogen werden.
Ferner verringert sich die Kraft F, die zum Ziehen der Garne Y erforderlich ist, wenn sich die Temperaturen der Garne Y, die auf die Galette 13 gewickelt sind, erhöht. Aus diesem Grund, je größer die Temperaturen der Garne Y sind, die auf die Galette 13 gewickelt sind, desto geringer wird die Spannung, die erforderlich ist, um die Garne Y zu ziehen, und der Verstreckungspunkt P2 entfernt sich weiter von dem Austrittspunkt P1 (d.h. der Winkel 9, bei dem die Spannung Td gleich der Kraft F ist, erhöht sich). Wenn sich der Verstreckungspunkt P2 weiter von dem Austrittspunkt P1 entfernt, erhöht sich die Länge des Abschnitts der Oberfläche der Galette 13, auf dem die gezogenen Garne Y reiben. Als Folge davon neigen die Garne Y dazu, sich aufzuplustern.
In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie es oben beschrieben ist, die Oberflächentemperatur der Galette 13 gleich den oder kleiner als die Oberflächentemperaturen der Galetten 11 und 12. Aus diesem Grund werden die Garne Y der Galette 13 auf Temperaturen gehalten, die so klein wie möglich sind, aber nicht kleiner als die Glasübergangstemperatur, das heißt sie fallen in einen Temperaturbereich, in dem die Garne gezogen bzw. verstreckt werden können, nachdem die Garne durch die Galetten 11 und 12 ausreichend erhitzt wurden. Das bewirkt, dass der Verstreckungspunkt P2 nahe zum Austrittspunkt P1 kommt, selbst wenn hochfeste Garne, die eine hohe Verstreckungsrate erfordern, hergestellt werden. Als Folge davon wird der Abschnitt der Oberfläche der Galette 13, auf dem die gezogenen Garne Y reiben, verkürzt, und folglich wird das Aufplustern bzw. Ausfasern der Garne Y begrenzt.
Im Folgenden wird der Wärmeisolationskasten 16, der die Galetten 11 bis 15 aufnimmt, beschrieben. Der Wärmeisolationskasten 16 ist ausgebildet, um im Wesentlichen eine rechteckförmige, parallelepipedförmige Gestalt aufzuweisen, und ein Innenbereich 21 ist darin ausgebildet, um die Galetten 11 bis 15 aufzunehmen. Der Innenraum 21 ist mit einer Trennung 22 vorgesehen. Die Trennung 22 unterteilt den Innenraum 21 in einen Raum 21a, in dem die Galetten 11 und 12 aufgenommen sind, einen Raum 21b, in dem die Galette 13 aufgenommen ist, und einen Raum 21c, in dem die Galetten 14 und 15 aufgenommen sind. Somit ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Raum 21b, in dem die Galette 13 aufgenommen ist, von den Räumen 21a und 21c, in denen die anderen Galetten 11, 12, 14 und 15 aufgenommen sind, getrennt.
Ferner ist an einem Abschnitt der Trennung 22, der den Raum 21a von dem Raum 21b trennt, ein Schlitz 22a ausgebildet. Darüber hinaus ist an einem Abschnitt der Trennung 22, der den Raum 21b von dem Raum 21c trennt, ein Schlitz 22b ausgebildet.
Die Garne Y, die von der Führungsrolle 17 geführt werden, werden durch den Garneinlass 16a in den Raum 21a eingebracht und auf die Galetten 11 und 12 in dieser Reihenfolge seriell gewickelt. Danach werden die Garne Y, die von der Galette 12 zur Galette 13 transportiert werden, durch den Schlitz 22a von dem Raum 21a zum Raum 21b transportiert und werden anschließend auf die Galette 13 gewickelt. Danach werden die Garne Y, die von der Galette 13 zur Galette 14 transportiert werden, durch den Schlitz 22b von dem Raum 21b zum Raum 21c transportiert und werden anschließend auf die Galetten 14 und 15 in dieser Reihenfolge seriell gewickelt. Die Garne Y, die von der Galette 15 kommen, werden durch den Garnauslass 16b aus dem Raum 21c in die äußere Umgebung bezüglich des Wärmeisolationskastens 16 ausgegeben.
Wenn die Oberflächentemperatur der Galette 13 instabil ist, sind auch die Temperaturen der Garne Y, die auf die Galette 13 gewickelt sind, instabil, und folglich neigt der Verstreckungspunkt P2 zur Änderung. In diesem Zusammenhang wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Wärmeisolationskasten 16 der Raum 21b, der die Galette 13 aufnimmt, durch die Trennung 22 von dem Raum 21a, der die Galetten 11 und 12 aufnimmt, und dem Raum 21c, der die Galetten 14 und 15 aufnimmt, getrennt. Dadurch ist die Oberflächentemperatur der Galette 13 im Hinblick auf den Einfluss der Wärme von den Galetten 11, 12, 14 und 15 weniger anfällig, mit der Folge, dass die Oberflächentemperatur der Galette 13 stabil gehalten wird.
Im Folgenden werden Modifikationen der Ausführungsform beschrieben.
Während in der obigen Ausführungsform der Wärmeisolationskasten 16 so vorgesehen ist, dass der Raum 21a, der die Galetten 11 und 12 aufnimmt, der Raum 21b, der die Galette 13 aufnimmt, und der Raum 21c, der die Galetten 14 und 15 aufnimmt, voneinander getrennt sind, ist die Offenbarung nicht auf diese Anordnung beschränkt.
Beispielsweise muss der Raum 21a nicht von dem Raum 21c getrennt sein. Selbst in diesem Fall ist der Raum 21b, der die Galette 13 aufnimmt, von einem Raum getrennt, der die Galetten 11, 12, 14 und 15 aufnimmt, und folglich ist die Galette 13 hinsichtlich des Einflusses der Wärme von den Galetten 11, 12, 14 und 15 weniger anfällig.
Ferner muss der Raum 21b, der die Galette 13 aufnimmt, nicht von dem Raum getrennt sein, der die Galetten 11, 12, 14 und 15 aufnimmt. Beispielsweise können alle fünf Galetten 11 bis 15 in einem nicht unterteilten einzigen Raum aufgenommen sein.
Während in der obigen Ausführungsform die Oberflächentemperatur der Galette 13 gleich der oder kleiner als die Oberflächentemperatur der Galette 12 ist, kann die Oberflächentemperatur der Galette 13 so festgelegt sein, dass diese größer als die Oberflächentemperatur der Galette 12 ist. In diesem Zusammenhang ist, im Vergleich mit der obigen Ausführungsform, der Verstreckungspunkt P2 weiter weg von dem Austrittspunkt P1, und die Länge des Abschnitts der Oberfläche der Galette 13, auf dem die gezogenen Garne Y reiben, erhöht sich. Selbst in diesem Fall allerdings ist, da der Durchmesser ΦD2 der Galette 13 kleiner als die Durchmesser ΦD1 der Galetten 11 und 12 ist, die Länge des Abschnitts der Oberfläche der Galette 13, auf dem ein Teil der gezogenen Garne Y reiben, kleiner als beispielsweise in einem Fall, in dem der Durchmesser ΦD2 der Galette 13 mehr oder weniger gleich den Durchmessern ΦD1 der Galetten 11 und 12 ist.
Ferner ist, während bei der obigen Ausführungsform die Anzahl der Galetten fünf ist, die Offenbarung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Die Anzahl der Galetten kann etwa drei, vier, sechs oder größer sein.

Claims

Spinngarnstreckvorrichtung (3) zum Strecken eines Garns (Y), das aus einer Spinnvorrichtung (2) gesponnen wird, die aufweist: Heizrollen (11-15), die aufgebaut sind, um das gewickelte Garn (Y) zu transportieren, wobei die Heizrollen (11-15) aufweisen: eine erste Heizrolle (12); eine zweite Heizrolle (13), an die das Garn (Y) von der ersten Heizrolle (12) transportiert wird; und eine dritte Heizrolle (14), an die das Garn (Y) von der zweiten Heizrolle (13) transportiert wird und die eine größere Oberflächengeschwindigkeit als die zweite Heizrolle (13) aufweist, wobei der Durchmesser (ΦD2) der zweiten Heizrolle (13) kleiner als der Durchmesser (ΦD1) der ersten Heizrolle (12) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn (Y) seriell auf die erste, zweite und dritte Heizrolle (14) aufgewickelt wird, wobei der Wicklungswinkel auf jeder der Heizrollen (11-15) kleiner als 270 Grad ist und eine Temperatur der zweiten Heizrolle (13) gleich oder kleiner als eine Temperatur der ersten Heizrolle (12) ist.
Spinngarnstreckvorrichtung (3) nach Anspruch 1, die ferner aufweist: einen Wärmeisolationskasten (16), in dem die Heizrollen (11-15) aufgenommen sind, wobei ein Innenraum (21) des Wärmeisolationskastens (16) in einen Raum (21b), der die zweite Heizrolle (13) aufnimmt, und einen Raum (21a, 21c), der die anderen Heizrollen (11-15) aufnimmt, unterteilt ist.