JP2007500289A - 均一のバットとして連続繊維を集積する方法と装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、連続的なマルチファイバは、列をなして製造されることで、幕状に形成されて、ベルト上に載せられバットを形成する。次いで、別の複数層が第1の層の下流に作られ、平らで、より厚いバットが作られる。幾つかの製造工程をへて形成された後、バットは炉に入れられ、炉内で乾燥される。この作業により、低嵩密度の均一なバットが製造されるのが好ましい。そのほうが比較的迅速かつ一様に乾燥できるからである。
本発明の1つ以上の実施例の詳細を、以下で添付図面につき説明する。本発明の他の特徴、目的、利点は、該説明及び図面、並びに請求項により明らかになろう。
一次ガスの所要温度は溶融体の特性に左右される。若干のポリマーの場合、一次ガス温度は、蒸発溶剤の冷却効果を補償するために、溶融体温度より高温にする必要があろう。例えば、溶融体が溶融中間相ピッチの場合、一次ガスは、例えば355°Cに、すなわちピッチ温度より高温にすることができ、これによりピッチ繊維は、溶融フィラメントから固体フィラメントに冷却される前に、繊細化されることが可能になる。
2次ガス流は、更にフィラメントを連行し維持する張力を補助する。2次ガス流は、1次ガス流より更に下流でフィラメントに接触するので、フィラメントを破断する恐れなしにフィラメントに推進力を作用させることができる。結果的に、2次ガスは、1次ガスより大きい体積で、かつまたフィラメント速度より高速で得ることができる。
フィラメントは、ベンチュリ管を通過した後、頂部から底部へ向かって拡大しているディフューザ57に入る。ベンチュリ管とディフューザとの境界は、適当な箇所に所在すると考えていい。例えば、ベンチュリ管は、ベンチュリ管のど48の最小幅のところが端部と考えてよく、ディフューザは、通路44の残りの部分と考えてよい。また、ベンチュリ管は、通路44の拡大部分の一部を含み、ディフューザは、通路44の残りの部分を含むと考えてもよい。
集積面14の下には真空ボックス74が配置されている。真空ボックス74は、ディフューザ出口70と等しい寸法及び形状でよく、整流器76と有孔板77とを備えることで、集積面14を通過するガス流が、より以上に層流となり均一になる。ガスを供給及び排出する他の構成要素の場合のように、真空ボックス74は、導管78によりファンに接続されるか、又は装置10がより大型のシステム内のマルチ装置の1つであれば、1つ以上の導管により他の複数真空ボックスに接続できる。システムがマルチ装置10を有する場合には、単一の真空ボックスか、セグメントの真空ボックスか、集積面14にバットを保持する負圧発生用の別の構造物のいずれかを備えればよい。また、バットは適当に上方から圧力を加えて定位置に保持してもよい。
取り外し可能な有孔板又はスクリーン79は、集積面14の下に配置され、破断繊維や排気流により集積面14から吸い出される繊維微片を除去又は濾別する。これらの有孔板又はスクリーンは、真空ボックス74の全面にわたって一様なガス流が得られるように設計され、均一なバット形成に役立っている。スクリーン79は、取り外してブラシをかけるか、紡糸作業中や繊維集積工程中に真空清浄することができる。スクリーン79により、整流器76及び有孔板77への破断繊維の詰まりが防止され、真空ボックス74の面上に一様に一定の排気流が作用して繊維集積工程を連続的に行うことが可能になる。
図3は、一様な多層繊維バットを製造するためのシステム100の数台の装置10の断面図である。図示のように、最も左の装置10は、最初に集積面14上にバットを堆積させ、集積面14はバットを左から右へ移動させる。次の装置10は別のバット層を重ね、システム100の最も右で4層のバットになるまで作業が続けられる。次に、多層バットは、繊維の種類や目標最終製品又は用途に応じて、製造したままで使用されるか、又は下流での追加加工、例えば繊維に残る溶剤除去のための乾燥、安定化、炭化、黒鉛化、刺し縫い等の処置を受ける。
以上、本発明の若干の実施例を説明した。しかし、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく種々の変更態様が可能であることが理解されよう。例えば、本発明を、ここではブロー紡糸ダイの使用に関連して説明したが、本発明は、同じように、溶融紡糸ダイを利用した繊維紡糸システム、又は紡糸されスプールやボビンに蓄えられた繊維や糸でバットを作るシステムにも適用できる。したがって、他の実施例も本発明の特許請求の範囲の枠内にある。
12 ブロー紡糸パック
16 滑りパネル
18 ブロー紡糸ダイ
20 基部
22 側板
24 紡糸末口
26 アンカーボルト
28 供給通路
30 溶融体溜め
31 細管又は紡糸金口
32 細管又は紡糸金口の出口
34 ガスプレナム
36 通路又はスロット
44 通路
46 ベンチュリ管入り口
48 ベンチュリ管ののど
50 ガス供給部
52 ガス導管
54、76 整流器
56 ガス源
57 ディフューザ
58 ディフューザ上部
60 ディフューザ壁
62 ディフューザ下部
64 排気口
66 排気プレナム
68 排気導管
70 ディフューザ出口
72 後壁
74 真空ボックス
77 有孔板
78 導管
79 有孔板又はスクリーン
81 仕切り
100 バット製造システム
110 バット集積装置
120 矢印
Claims (28)
- ブロースパン繊維から繊維バットを作製する方法において、
a)紡糸可能な物質を流動可能にするのに十分な温度に加熱する段階と、
b)紡糸可能な物質を紡糸装置内へ送入し、紡糸装置内に配置された少なくとも1つの細管を通過させることにより少なくとも1つの繊維を形成し、しかも前記少なくとも1つの繊維が或る初速を有するようにする段階と、
c)前記少なくとも1つの繊維を少なくとも1つのガス流に接触させ、かつ前記少なくとも1つの繊維をディフューザ内へ送入する段階と、
d)前記繊維を少なくとも1つの追加ガス流に接触させて、前記繊維に張力を加え、しかも前記少なくとも1つの追加ガス流の速度が繊維の前記初速より高くする段階と、
e)前記少なくとも1つの追加ガス流を散逸させ、それによって繊維の速度を最終速度に減速させる段階と、
f)前記繊維を前記最終速度で前記ディフューザから排出させる段階と、
g)前記少なくとも1つの繊維を集積して繊維バットを形成する段階とを含む、ブロースパン繊維から繊維バットを作成する方法。 - 更に、前記少なくとも1つの繊維と前記追加ガス流とをベンチュリ管内へ送入する段階を含む、請求項1に記載された方法。
- 前記追加ガス流の散逸速度を制御することで、繊維の最終速度を制御する段階を含む、請求項1に記載された方法。
- 前記追加ガス流の散逸速度を増すことで、繊維バットの体積密度が高められる、請求項3に記載された方法。
- 前記紡糸装置を出るさいの繊維の前記初速が、ディフューザを出るさいには、前記最終速度に減速され、しかも前記最終速度に対する前記初速の比は、最大50:1である、請求項3に記載された方法。
- 前記繊維が炭素質ピッチから紡糸される、請求項1に記載された方法。
- 前記繊維が溶融和中間相ピッチから紡糸される、請求項1に記載された方法。
- ブロー紡糸装置によって製造された繊維バットの面密度(g/m2)と体積密度(g/m3)とを制御する方法において、
a)前記繊維がブロー紡糸装置を出るさい、該紡糸装置により製造された繊維に初速(m/sec)を与える段階と、
b)ブロー紡糸装置の下で繊維集積面が移動する速度を変更する段階と、
c)前記繊維がブロー紡糸装置を出た後、前記繊維集積面に到達する前に、繊維の初速が減速される値を制御する段階とを含む、ブロー紡糸装置によって製造された繊維バットの面密度と体積密度とを制御する方法。 - 前記段階c)が、繊維を、繊維と逆方向に移動するガス流と接触させる作業を含む、請求項8に記載された方法。
- ブロースパン繊維から繊維バットを形成する装置において、
a)紡糸可能な物質を受け取る第1開口と前記物質と繊維として排出する第2開口とを有する少なくとも1つの細管と、排出される繊維に一次ガス流を向ける手段とを含むブロー紡糸ダイと、
b)前記ブロー紡糸ダイの下流に配置されたベンチュリ管とが含まれ、該ベンチュリ管が貫通通路を有し、該通路が第1と第2の開放端部を有し、しかも第1開放端部が、ブロー紡糸ダイから排出される繊維を受け取るように位置決めされており、更に
c)ベンチュリ管の下流に配置されたディフューザが含まれ、該ディフューザが、ベンチュリ管を貫通する前記通路の第2開放端部の下流に位置する第1開放端部と、前記繊維が前記ディフューザを出ることを可能にする第2開放端部とを有しており、しかも前記ディフューザが1つ以上の排気口を含み、これらの排気口が、ディフューザ内に繊維の流れ方向に抗する方向の空気流を発生させる、ブロースパン繊維から繊維バットを形成する装置。 - 更に、前記ベンチュリ管に入る前に、繊維に2次ガス流を向ける手段を含んでいる、請求項10に記載された装置。
- 前記ベンチュリ管と前記ディフューザとが、ベンチュリ管の中心を垂直に貫通する軸線を中心とした対向壁を有している、請求項10に記載された装置。
- 前記軸線とベンチュリ管第2開放端部の対向壁との間隔が、該軸線とベンチュリ管の第1開放端部の対向壁との間隔より大きい、請求項12に記載された装置。
- 前記軸線とディフューザの第2開放端部の対向壁との間隔が、前記軸線とディフューザ第1開放端部の対向壁との間隔より大きい、請求項12に記載された装置。
- 前記ディフューザが上部と下部とを含んでいる、請求項14に記載された装置。
- 前記ディフューザ上部の対向壁の少なくとも一部が、前記軸線に対し外方へ湾曲している、請求項15に記載された装置。
- 前記ディフューザ下部の対向壁の少なくとも一部が、前記軸線に対し外方へ湾曲している、請求項15に記載された装置。
- 前記ディフューザ内に配置された排気口を付加的に含んでいる、請求項10に記載された装置。
- 前記排気口が前記ディフューザ下部の対向壁内に1つ以上の開口を含んでいる、請求項18に記載された装置。
- 前記排気口が有孔板を含んでいる、請求項19に記載された装置。
- 付加的に、前記ディフューザから排出される空気量を制御する手段を含んでいる、請求項18に記載された装置。
- 繊維を集積する面を付加的に含んでいる、請求項10に記載された装置。
- 前記集積面の下に空気を排出する手段を付加的に含んでいる、請求項22に記載された装置。
- 前記ベンチュリ管と前記ディフューザとが隣接している、請求項10に記載された装置。
- 前記細管の第2開口と前記ベンチュリ管の第1開放端部との間隔が、約0.25インチ(0.635cm)−約100インチ(254cm)である請求項10に記載された装置。
- 前記少なくとも1つの細管の第2開口と、前記ベンチュリ管の第1開放端部との間隔が、約2インチ(5.08cm)−約4インチ(10.16cm)である、請求項25に記載された装置。
- 前記ベンチュリ管と、前記ディフューザと、前記少なくとも1つの繊維に対しベンチュリ管に入る前に2次ガス流を向ける前記手段とが、ハウジングによって取り囲まれている、請求項11に記載された装置。
- 前記ハウジングが上方への延長部を含むことで、前記少なくとも1つの細管の第2開口と前記ベンチュリ管の貫通通路の第1開放端部との間の通路を取り囲む密閉環境が得られる、請求項27に記載された装置。
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