JP2001518987A - 糸又は同様の組織を流体で洗浄又は処理するためのエレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、糸又は同様の組織を流体で洗浄又は処理するためのエレメントであって、このエレメントが、糸を案内するための空隙と、流体を糸に方向付けるための少なくとも１つの流体噴射口とを有している形式のものにおいて、空隙が、管状で、スロットを介してエレメントの外部と連通していることを特徴とするものに関する。前記エレメントを用いることにより、エアゾールの形成が回避され、流体の消費が半減される。

Description

【発明の詳細な説明】 糸又は同様の組織を流体で 洗浄又は処理するためのエレメント 本発明は、糸又は同様の組織を流体で洗浄又は処理するためのエレメントに関 するものであり、このエレメントは、糸を案内するための空隙と、流体を糸へ方 向付けるための少なくとも１つの流体噴射口とを有している。 このような洗浄エレメントは、国際公開第９３／０６２６６号パンフレットよ り公知であり、このパンフレットには、糸と洗浄流体との間の質量及び熱の交換 が、流体を糸に噴射することによってどのように改良されることができるかが記 載されている。交換が改良された結果、糸を洗浄するために必要な時間が短縮さ れ、使用される機械を小型化することができる。 噴射口の使用及び／又は現代の機器において利用される糸の高い速度により、 洗浄流体は、通常糸から洗い落とされた物質を含んだ洗浄流体の噴霧又はエアゾ ールの形成が不可避である程度にまで乱される。エアゾールは、作業環境及び機 器自体を著しく汚染する。特に、腐食性の材料が含まれる場合、例えばアラミド 糸（硫酸）又はセルロース糸（燐酸）の製造におけるケースでは、前記汚染は、 人員及び機器に著しい脅威 を与え、幾つかの（高価かつ非実用的な）安全手段を補足することを必要にする 。 糸の洗浄又は処理中に遭遇する別の問題は、洗浄又は処理流体の消費である。 アラミド糸から除去された、例えば硫酸を含む洗浄流体は、通常、再利用又は廃 棄される前にさらに処理される必要があり、このことは、付加的な費用を発生さ せる。したがって、洗浄又は処理工程において使用される流体の量は、できるだ け少ないのが望ましく、流体への物質移動は、できるだけ有効であることが望ま しい。 本発明の目的は、エアゾールの形成を低減又は回避し、洗浄又は処理流体の消 費を低減し、流体への物質移動の効果を増大することである。この目的及び以下 で説明される付加的な利点は、第１段落に記載したようなエレメントによって達 成される。前記空隙は、（ほぼ）管状であり、スロットを介してエレメントの外 部に連通している。 驚くべきことに、噴出口からの水によりエアゾールの形成がほぼ回避されるこ とが分かった。噴出口からの水は、スロットに閉じこめられた水柱又は浴を形成 し、これは、噴出口の近傍における液滴及びエアゾールの形成を回避する。さら に、流体の消費は、糸の洗浄又は処理の効果を減じることなしに、ほぼ半分に減 じることができる。 スロットは空隙の全長に亘って延びていると有利で ある。これにより、フィラメントがスロットを通って空隙に進入することを妨げ る障害物は存在せず、スピニングインが容易となりかつ迅速かつ自動的に行われ ることができる。エレメントにおけるフィラメントのスピニングイン（スレディ ングイン又はレーシングアップとも呼ばれる）は、エレメントの外部の近傍で分 岐したスロットを使用することにより更に高めることができる。フィラメントが エレメントに進入するための開口は、よりアクセスし易くなる。 本発明によるエレメントが、互いに対して鋭角（９０°よりも小さい角度）を 形成した２つの噴射口を有すると有利であり、これによりエレメントのコンパク トな構成を可能にする。 スロット内の水柱又は浴が十分な高さを有するように、スロットは比較的狭幅 であることが望ましい。ほとんどの流体のためには、スロットは０．３〜４ｍｍ の幅を有していると有利である。しかしながら、最適な幅は、使用される流体の 表面張力に依存するので、最適な幅は前記４ｍｍよりも大きくなる場合もある。 さらに、スロット及び／又は空隙の長さは、８ｍｍよりも大きいと有利であり、 ２０〜１００ｍｍの範囲が最も有利であるが、スロットの高さは、１０ｍｍより も大きいと有利であり、１５〜４０ｍｍの範囲が最も有利である。 有利な実施例では、管状の空隙は、Ｖ字形の横断面 を効果的に有しており、このＶ字形の頂点は、前述のように互いに鋭角を形成し ていると有利な噴射口とは反対方向を指している。したがって、噴射口から噴出 される水は、フィラメントを頂点に向かって押し付け、フィラメントが同じ位置 に保持されることを保証する。 管状の空隙自体がＶ字形であることができるが、空隙に嵌合するＶ字形横断面 を有する部材が管状の空隙に挿入されても有利である。したがって、部材の材料 は、糸を洗浄又は処理するためのエレメントの材料とは無関係に選択することが でき、別個に製造することができ、保守の間に容易に交換することができる（結 局、糸が通過する空隙は摩耗される）。 図１は、有利な実施例の斜視図を示しており、エレメント（１１）は、ビルデ ィングブロック（１２）を有しており、このビルディングブロック（１２）は、 スロット（１３）に対して平行な平面に関して対称的でありかつ前記平面に対し て平行なエレメントの両外側に、空隙（１４）とスロット（１３）とのほぼ半分 を有している。ビルディングブロック（１２）は、互いに隣接して位置決めされ ており、これにより空隙（１４）と、流体の内部搬送のための通路とを形成して いる。ビルディングブロック（１２）の位置決めは、例えば、ビルディングブロ ック（１２）をフレーム（図示せず）にスナップ結合（１５）させることにより 行うことができる。スナップ結合（１５）により、構造物全体を分離させる必要 なしに、１つ以上の（欠陥のある）ビルディングブロック（１２）を新たなビル ディングブロックと迅速に交換することができる。これにより、糸の洗浄又は処 理の妨げが最小限の時間に維持される。 エレメント（１１）は、さらに、空隙（１４）の入口の上方に突出部（１６） 若しくは“バルコニ”を有しており、この突出部（１６）は、糸が第１のエレメ ントを出た後に糸に付着し、第２の又は別のエレメントへの進入に基づき小さな 液滴を形成する流体を捕捉するために働く。糸がエレメント（１１）を出た後に おける流体の除去を改良するために、空隙１４の出口の近傍には傾斜した棚状部 （１７）が設けられている。 エレメントはポリマから形成されることができると有利である。なぜならば、 ポリマは射出成形等の極めて正確でかつ高価でない製造技術の使用を可能にする からである。適切なポリマの選択は、主に、洗浄又は処理工程において使用され る流体及び糸から洗い落とされる材料とに依存する。酸等のより腐食性の材料を 含む、極めて多数の流体及び材料に適したポリマの例は、ＰＥＥＫ（ポリエーテ ルエーテルケトン）である。 前述のように、エレメントを形成する材料とは無関 係に、管状の部材（噴射口のための適切な開口を有している）が、空隙に挿入さ れることができる。この挿入体は、例えば硬質で耐摩耗性の材料、例えばセラミ ックス材料から形成されることができる。 本発明は、本発明のエレメントを使用して糸又は同様の組織を洗浄又は処理す るための方法にも関する。有利な実施例においては、噴射口からの排出流体は、 前記流体で、スロットより大きな部分を充填するように選択されている。 前記流体は、糸又は同様の組織の洗浄又は処理に適したあらゆる流体であって よいが、液体であると有利である。例えば、この流体は、あらゆる種類の化学物 質又は水であることができる。 繊維質の組織又は同様の物を含む“糸”という言葉は、特に、１つ以上の合成 ポリマ、選択的に製造されたばかりの、例えば紡糸、再生又はこのようなポリマ 、その他の慣用の繊維形成物質又は天然繊維から成るフィラメントを意味してお り、このフィラメントは、モノフィラメント繊維、マルチフィラメント繊維又は 中空繊維として、及びストリップの形式で又は繊維質の糸として存在することが できる。糸は、乾式紡糸又は湿式紡糸工程、すなわち、紡糸口金を通じて射出す ることによって溶融又は溶解から、又は機械的な紡糸工程によって製造されてい てよい。したがって、本発明による工程は、特に、リオセル（lyocell）糸（例 その他の溶剤紡糸セルロース糸、ポリエステル糸、ナ ）、炭素糸、シリカ糸、綿糸、選択的に膜として作用するこのためにも知られて いるセルロースポリマ又は合成ポリマから成る多孔性及び非多孔性の中空繊維等 に適している。 ＧＢ７６２９５９号明細書は、上で説明した国際公開第９３／０６２６６号パ ンフレットに開示された工程と同様の工程を開示している。しかしながら、ＧＢ ７６２９５９号明細書には、管状の空隙もスロットも言及又は提案されていない 。 さらに、米国特許第４４５３２９８号明細書は、レーシングアップを容易にす るために開閉可能な、合成フィラメントのためのテキスチャライジングノズルを 開示している。このノズルは、走行する糸から物質を抜き出すように設計されて いないが、その代わりに、糸のフィラメントを絡ませるように設計されており、 このことは、基本的に異なる動作である。 今や、本発明は非制限的な実施例によって説明する。 第１図は、本発明の有利な構成の斜視図を示している。 第２図は、Ｖ字形横断面のセラミックス挿入体を備えた、以下の実施例の主題 である実施例の横断面であ る。 実施例 １．エレメントＡ（本発明による） 糸を洗浄するためのエレメント（２１）は、全部で５つの空隙（２３）と５つ のスロット（２４）とを形成した、ステンレス鋼から成る６つの主ビルディング ブロック（２２）から成っている。空隙（２３）は、長さが４０ｍｍでありかつ ５．５ｍｍの直径を有している。空隙（２３）には、空隙（２３）の横断面をＶ 字形にするために、溝が形成されたセラミックス製のロッド（２５）が挿入され ている。スロットは、幅が０．５ｍｍであり、長さが４０ｍｍ（エレメントＡ１ ）又は１０ｍｍ（エレメントＡ２）であり、高さが２０ｍｍである。スロット（ ２４）は、エレメント（２７）の外部の近傍で分岐している。流体の噴射口（２ ６）は、Ｖ字形の頂点の方向を指しており、互いに４０°の角度を形成しており 、０．５ｍｍの直径を有する円形横断面を有している。流体は、主入口（２８） と、より小さな通路（２９）とを介して円筒形の空隙（３０）へ搬送される。空 隙（３０）は、ストッパ（３１）によってシールされている。円筒形の空隙（３ ０）から、流体は噴射口（２６）によって空隙（２３）内へ噴射される。 ２．エレメントＢ（比較例） ステンレス鋼製のエレメントは、２．５ｍｍの間隔を置いて配置された２つの 壁部を有している。壁部の間には、糸の走行方向に対して横方向に、２つの円筒 状の水平方向のガイドが、糸を案内するために取り付けられている。両壁部には 、０．５ｍｍの直径を有する円形の横断面を有する流体噴射口が設けられている 。流体噴射口は、互いに対向して位置決めされており、互いに１８０°の角度を 形成している（すなわち、両液体噴射口は、直線上に位置しており、糸が走行す る水平面上に位置している）。 ３．エレメントＡ１、Ａ２及びＢを使用したセルロース糸の洗浄 ３０ｃｍの間隔を置いて連続的に配置された４つのエレメントが、５０のフィ ラメントから成る、ほぼ等しい濃度で水に溶解されたセルロース及びＮＭＭＯに 浸漬された、紡績されたばかりのセルロース糸のために使用された。３０℃の水 が、７ｄｍ３／ｈの速度で使用された。糸の速度は、４００ｍ／ｍｉｎだったあ 。以下の表は、各エレメントを用いて得られた物質移動率（１／ｓにおける“物 質ｔ”）を与える。“改良”（％）は、エレメントＢと比較したエレメントＡ１ の相対的な改良を与える。 これらの実験結果は、本発明によるエレメントが、洗浄流体への物質移動の著 しい改良を可能にすることを明確に示している。さらに、エレメントＡ１及びＡ ２の使用中にはエアゾールが形成されなかったのに対し、エレメントＢは許容で きないレベルのエアゾールを生ぜしめた（このことは様々な安全手段の使用を必 要とする）。 流体の流速の低減（７から５ｄｍ³／ｈまで）は、物質移動にほとんど影響を 与えなかった。さらに、エレメントＡ１又はＡ２への糸のスピニングインは、噴 射口の下方の箇所が達成されるまで単に糸をスロットに挿入することによって行 うことができる。この後、糸は空隙内へ自動的に押し込まれ、糸の位置決めが自 動的に行われる。エレメントＢを通過する糸の位置的な安定性を保証するために 、糸を、第１のガイドの上 方かつ第２のガイドの下方に位置決めする必要があった。このことは、時間のか かる作業であり、しかも位置的な安定性は満足できなかった。 エレメントＡ１及びＡ２が相対的に鋭角（４０°）を形成していることにより エレメントを極めてコンパクトな構成にすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ハンス−ディーター キアウブス ドイツ連邦共和国 Ｄ―63867 ヨハネス ベルク ウンテレ ザッテルヘッケ ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．糸又は同様の組織を流体で洗浄又は処理するためのエレメントであって、該 エレメントが、糸を案内するための空隙と、流体を糸へ方向付けるための少なく とも１つの流体噴射口とを有している形式のものにおいて、 前記空隙が、管状で、スロットを介してエレメントの外部と連通しているこ とを特徴とする、糸又は同様の組織を流体で線上又は処理するためのエレメント 。 ２．前記スロットが、空隙の長さに亘って延びている、請求項１記載のエレメン ト。 ３．前記エレメントが、互いに鋭角を形成した、少なくとも２つの噴射口を有し ている、請求項１又は２記載のエレメント。 ４．前記空隙とスロットとの長さが、少なくとも８ｍｍでありかつ／又はスロッ トの高さが少なくとも１５ｍｍでありかつ／又はスロットの幅が０．３〜４ｍｍ である、請求項１から３までのいずれか１項記載のエレメント。 ５．前記管状の空隙の横断面がＶ字形であるか、前記空隙にＶ字形の挿入体が設 けられており、Ｖ字形の頂点が、噴射口とは反対側を指している、請求項１から ４までのいずれか１項記載のエレメント。 ６．前記洗浄エレメントが、少なくとも２つの平行な空隙を有している、請求項 １から５までのいずれか１項記載のエレメント。 ７．前記洗浄エレメントが、ビルディングブロックを有しており、これらのビル ディングブロックが、スロットに対して平行な平面に関して対称的であり、前記 平面に対して平行なエレメントの両外側に空隙及び／又はスロットのほぼ半分を 有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のエレメント。 ８．前記エレメントに、フレームとの又は互いとのスナップ結合のための手段が 設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載のエレメント。 ９．請求項１から８までのいずれか１項記載のエレメントを使用して糸又は同様 の組織を洗浄又は処理するための方法。 １０．噴射口における流速が、前記流体でより大きな部分のスロットを充填する ように選択される、請求項９記載の方法