JP2017524836A - 紡糸されたばかりの複数の糸を引き出しかつ延伸する方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、糸が一緒に１つの糸群として、駆動される複数のゴデット周壁の周面においてガイドされる、紡糸されたばかりの複数の糸を引き出しかつ延伸する方法および装置に関する。ゴデット周壁は、ゴデットボックス内に配置されており、糸は、少なくとも１つの入口開口を通じてゴデットボックス内に導入され、かつ出口開口を通じてゴデットボックスから導出される。ゴデットボックス内における熱的な環境をできるだけ安定的にするために、本発明によれば、糸群により形成される随伴気流が、自由にガイドされる糸のゴデットボックス内への走入時および／またはゴデットボックスからの走出時に偏向される。このためには、入口開口および／または出口開口は、糸を非接触にガイドするために、糸毎に１０ｍｍ２〜２０ｍｍ２の範囲の開口横断面積を備えて形成されている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、紡糸されたばかりの複数の糸を引き出しかつ延伸する方法と、請求項５の上位概念部に記載の形式の、紡糸されたばかりの複数の糸を引き出しかつ延伸する装置とに関する。

溶融紡糸プロセスにおける合成糸の製造時に、紡糸されたばかりの複数の糸は、冷却後にさらなる処理のために、有利には１つの糸群として、駆動されるゴデット周壁を備えた複数のゴデットの配列においてガイドされる。この場合、ゴデットのゴデット周壁は、加熱式にまたは非加熱式に構成されていてよく、これにより糸を紡糸後に引き出し、延伸し、かつ緩和させることができる。このような方法およびこのような装置は、たとえば独国特許出願公開第１０２０１３２１１８０９号明細書（DE102013211809A1）から知られている。

公知の方法および公知の装置では、複数の糸は、一緒に１つの糸群として、駆動されるゴデット周壁の周面において、３６０°よりも小さく部分的に巻き掛けられてガイドされる。ゴデット周壁は、加熱式に構成されており、ゴデットボックス内に配置されている。このためには、糸群は、入口開口を通じてゴデットボックス内に導入され、出口開口を通じて再びゴデットボックスから導出される。入口開口および出口開口は、糸群が接触することなしに平行に相並んでガイド可能であるように、形成されている。

この場合に、周囲と、ゴデットボックスの内室との空気交換は不可避である。特に、完全延伸糸（ＦＤＹ）の製造時に、糸は、ゴデット周壁の表面において集中的に熱処理を受ける必要がある。糸と、ゴデット周壁の表面との間の限られた接触長さにもかかわらず、十分な熱処理を達成するためには、特にゴデットボックス内で自由にガイドされる糸区分における冷却段階が回避されるべきである。さらに、熱処理のためには、安定的な糸走行と、ゴデット周壁の周面における均一な糸案内路とが必要である。

したがって本発明の課題は、ゴデットボックス内の糸において均一かつ安定的に熱処理が可能である、紡糸されたばかりの複数の糸を引き出しかつ延伸する冒頭で述べた形式の方法および装置を提供することである。

本発明の別の目標は、糸の処理時の熱損失を最小限にすることにある。

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する方法と、請求項５の特徴部に記載の特徴を有する装置とにより解決される。

本発明の有利な態様は、各従属請求項に記載の特徴および特徴の組み合わせにより規定されている。

本発明は、完全延伸糸（ＦＤＹ）の製造時に、５０００ｍ／分までの比較的高い糸速度が生ぜしめられるので、自由な区間でガイドされている糸群が比較的に強い随伴気流を形成する、という知識に基づいている。したがって、ゴデットボックスの入口開口において、不都合な２つの効果が生じる。つまり、ゴデットボックスの環境内に、連続的に外部空気流が糸群を介して供給される。他方では、入口開口を通じて、糸群の周辺で空気乱流が随伴気流により形成され、この空気乱流は、糸のガイド、ひいてはゴデット表面への糸の乗り上げに著しい影響を与える。したがって、本発明は、糸の熱処理時におけるこのような不都合な効果が回避されるという利点を有している。つまり、糸群により生ぜしめられた随伴気流が、自由にガイドされている糸のゴデットボックス内への走入時および／またはゴデットボックスからの走出時に、偏向させられる。

本発明に係る装置は、このためには、入口開口および／または出口開口において、糸毎に１０ｍｍ^２〜糸毎に２０ｍｍ^２の開口横断面積を有している。糸の糸繊度に依存して選択されるこのような開口横断面積は、空気交換および空気乱流の著しい制限をもたらす。

糸群の各糸においてできるだけ均一な熱処理を達成するためには、糸は有利には相並んで平行にガイドされ、ゴデットボックス内への走入時および／またはゴデットボックスからの走出時に、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲のスリット高さを有するスリットを通じて非接触にガイドされる。相応して、入口開口および／または出口開口は、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲のスリット高さを有するスリットを有している。したがって、複数の糸は、安定的な糸走行でゴデットボックスを通ってガイドされ得る。

特に糸の給糸時に、非接触のガイドのための比較的大きな自由度を得るためには、プロセス開始時の糸群の給糸のために、入口開口および／または出口開口におけるスリットの大きさを変更する方法の態様が有利に実施されている。したがって、ゴデットボックスに設けられた入口開口またはゴデットボックスに設けられた出口開口を比較的大きな開口横断面積で形成する可能性が生じる。入口開口および／または出口開口における開口横断面積の調節可能性により、各運転状態に応じて、糸群の非接触のガイドが保証され得る。糸群において糸張力が構成された運転においてようやく、入口開口または出口開口は、開口横断面積の最小寸法へと調節される。

本発明に係る装置は、この場合、入口開口および／または出口開口に移動可能なカバーが対応配置されており、該カバーが、小さな開口を有する運転位置と大きな開口を有する給糸位置との間で往復移動可能である態様において有利に使用される。

特に、スリット状の開口横断面では、カバーは、有利には閉鎖エッジを有している。この閉鎖エッジは、スリットに対して平行に延びていて、スリットに対して直交する横方向に移動可能に形成されている。

ゴデット周壁の周速度により生ぜしめられる随伴気流内においても、ゴデットボックスの内部において、随伴気流を糸から引き離しておくためには、糸を、走入時および／または走出時にゴデットボックス内でそれぞれ走入金属薄板および／または走出金属薄板に対する小さな間隔で以てガイドする方法の態様が有利に実施されている。

このためには、入口開口には、ゴデットボックス内で、糸案内路を遮蔽するための走入金属薄板が対応配置されていて、出口開口には、ゴデットボックス内で、糸案内路を遮蔽するための走出金属薄板が対応配置されている。したがって、糸群の糸は、安定した糸走行で、糸走入部に面したゴデットの周面にまで供給され得る。

出口開口に対応配置されたゴデットからの糸群の剥離は、有利には、既にゴデット周壁の周面において、走出金属薄板の自由な端部により遮蔽される。この走出金属薄板は、短い側部間隔でゴデット周壁の隣に延びている。したがって、特に入口開口および／または出口開口の特に狭いスリットにおける糸群の走入および走出も支援される。

本発明に係る方法を以下に本発明に係る装置の幾つかの実施の形態につき、添付の図面を参照して詳しく説明する。

本発明に係る装置の第１の実施の形態の概略的な正面図である。 図１に示した実施の形態の上面を概略的に示す図である。 図１に示した実施の形態の下面を概略的に示す図である。 本発明に係る装置の別の実施の形態の概略的な正面図である。 図４に示した実施の形態の下面を互いに異なる運転状態で示す概略的な図である。 図４に示した実施の形態の下面を互いに異なる運転状態で示す概略的な図である。

図１から図３には、紡糸されたばかりの複数の糸を引き出しかつ延伸する本発明に係る装置の第１の実施の形態が概略的に複数の視点で図示されている。図１は、第１の実施の形態を正面図で示しており、図２では、第１の実施の形態を上から見た図で、図３では下から見た図で図示されている。複数の図面のうちの１つに明確に関連付けがなされない限り、以下の説明は全ての図面に適用される。

第１の実施の形態は、全体的に４つのゴデット１．１，１．２，１．３，１．４を有している。これらのゴデット１．１，１．２，１．３，１．４は、糸走行方向に対して相並んで配置されており、組付け壁３の正面側に保持されている。ゴデット１．１〜１．４は、それぞれ突出したゴデット周壁２．１〜２．４を有している。これらのゴデット周壁２．１〜２．４は、組付け壁３の正面側２１に突出するように保持されていて、組付け壁３の背面側２２に配置されたそれぞれ１つのゴデット駆動装置１１．１〜１１．４に接続されている。特に図２および図３の図面では、ゴデット駆動装置１１．１，１１．２ならびに１１．３，１１．４が示されており、これらのゴデット駆動装置１１．１，１１．２，１１．３，１１．４は、組付け壁３の正面側２１に配置されたゴデット周壁２．１〜２．４に結合されている。

図１〜図３の図面から判るように、突出して保持されたゴデット周壁２．１〜２．４は、ゴデットボックス４内に配置されている。ゴデットボックス４は、組付け壁３の正面側２１に保持される。この場合、ゴデットボックス４は、突出するゴデット周壁２．１〜２．４を覆っており、この場合、正面側に、旋回可能なドア８が形成されている。このドア８は、一方の側で旋回軸９を介してゴデットボックス４に結合されていて、旋回軸９とは反対に位置する側でハンドグリップ１０を有している。

図１には、ゴデットボックス４が、正面図でドアなしに示されている。図２および図３の図面では、それぞれ閉じられたドア８を備えたゴデットボックス４が運転状態で図示されている。

図１および図２の図面から判るように、ゴデットボックス４は、上面１３に入口開口５を有している。これにより相並んで平行にガイドされる複数の糸を備えた糸群１２を、ゴデットボックス４内へと非接触にガイドすることができる。入口開口５は、ゴデットボックス４の上面１３にスリット６として形成されている。スリット６は、ゴデットボックス４の正面側に向かって開いていて、ドア８により画定される。

図２の図面から判るように、入口開口５は、四角形の開口横断面を有している。この開口横断面積は、スリット長さＬおよびスリット高さＳにより規定されている。一方では糸群１２の非接触のガイドを可能にするために、かつ他方では糸群の周囲において連行される随伴気流の最大の偏向を達成するために、入口開口５の開口横断面積は、糸毎に１０ｍｍ^２〜２０ｍｍ^２の範囲に制限されている。この場合、運転中に複数の糸の非接触のガイドは、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲のスリット高さで保証されていることが明らかになった。したがって、合計６本の糸の糸群では、最少で１２ｍｍ〜最大で６０ｍｍのスリット長さＬが生じる。したがって、ゴデットボックス４に設けられた入口開口５の開口横断面積のこのような制限は、大量の外部空気の進入を阻止するので、ゴデットボックス４内のエネルギ状態は、あらゆる外部空気供給から実質的に影響を受けない。さらに、入口開口５において、ゴデットボックス４の内部における比較的大きな空気乱流が回避され得る。

図３には、組付け壁３に保持されているゴデットボックス４の下面を見た図が示されている。ゴデットボックス４の下面１４には、出口開口７が形成されている。出口開口７は、この実施の形態ではやはりスリット６として形成されている。スリット６は、スリット長さＬとスリット高さＳとにより規定されている。出口開口７の、スリット６により規定された開口横断面積は、この実施の形態では、入口開口５の開口横断面積と同一の大きさに形成されている。その限りでは、スリット高さＳは、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲にあるので、糸当たり１０ｍｍ^２〜２０ｍｍ^２の範囲の開口横断面積と、６本の糸の場合に、スリット長さＬは、１２ｍｍ〜６０ｍｍの範囲にある。これにより特にゴデットボックス４からの糸群の進出時に、ゴデットボックス４から随伴空気は大して導出されない。したがって、ゴデットボックス４内の環境は、実質的に周囲から熱的に遮断されたままであり、このことはゴデットボックス４内の特に安定的な雰囲気をもたらす。

ここで強調して述べておきたいことは、上面１３における入口開口５の開口横断面積と、下面１４における出口開口７の開口横断面積とは例示的であるということである。溶融紡糸プロセスにおける糸案内路に応じて、入口開口５または出口開口７または両開口は、ゴデットボックス４の側面に形成されていてもよい。さらに入口開口５および出口開口７の開口横断面積は互いに異なる大きさに形成されていてもよい。

糸案内路の安定性には、ゴデットボックス４内で、主に、ゴデット周壁の回転により生じる空気流によっても影響が及ぼされる。この場合、たしかに熱損失は生じないが、糸案内路には、ゴデット周壁の表面への乗り上げ時に、かつゴデット周壁の表面からの剥離時に影響が与えられる。この場合、特に、入口開口または出口開口において、付加的な空気乱流が発生し得る。この空気乱流は、最小の入口横断面および出口横断面における糸群の非接触のガイドを脅かす。

図４には、本発明に係る装置の別の実施の形態が概略的に正面図で図示されている。この実施の形態では、同様に複数のゴデット周壁２．１〜２．４がゴデットボックス４内に突出して配置されている。ゴデットボックス４は、上面１３に入口開口５を有していて、下面１４に出口開口７を有している。入口開口５はスリット状に形成されていて、上述の実施の形態に相応して形成されていてよい。

ゴデットボックス４の下面１４に設けられた出口開口７は、かなり大きな開口横断面積を有してゴデットボックス４に形成されている。この場合、下面１４には、移動可能なカバー（Blende）１８が設けられている。このカバー１８は、出口開口７の自由な開口横断面積を変更するために役立つ。

下面１４に形成された出口開口７の詳しい説明のために、図５．１および図５．２が参照される。

図５．１および図５．２は、出口開口７を備えた下面１４を示している。ゴデットボックス４の下面１４には、移動可能なカバー１８が保持されている。このカバー１８は、アクチュエータ２０を用いて移動可能である。カバー１８は、閉鎖エッジ１９を有している。この閉鎖エッジ１９は、出口開口７のスリットエッジ２４に対して平行に延びている。

図５．１には、糸群が溶融紡糸プロセスにおいて引き出され、延伸され、かつ緩和される運転状態が図示されている。この状態では、出口開口７の開口横断面積は、最小寸法にまで減じられているので、カバー１８は、運転位置に位置している。したがって、出口開口７は、実質的にカバー１８により覆われており、単に狭いスリットのみが糸群の進出のために開放されている。

図５．２には、プロセス開始時の状態が図示されている。この状態では、カバー１８は、給糸位置に位置している。この場合、出口開口７の完全な開口横断面積が開放されている。特に後置されたユニットへの給糸工程を、著しい摩擦接触なしに実施することができるように、糸群は、高いフレキシビリティで出口開口７の比較的大きな開口横断面積をガイドされ得る。糸群が後続のプロセスユニットに供給された後にようやく、カバー１８は運転位置へと、出口開口７の開口横断面積を縮小するためにガイドされ得る。

図４に図示されているように、ゴデットボックス４の内部における不所望な空気乱流を回避するために、糸群１２は、小さな間隔を以て走入金属薄板１５．１の隣でガイドされる。この走入金属薄板１５．１の自由端は、第１のゴデット１．１のゴデット周壁２．１の直前で終端している。走入金属薄板１５．１は、ゴデットボックス４の内部において入口開口５の直ぐ隣に配置されている。

図４に図示された実施の形態では、入口開口５に第２の走入金属薄板１５．２が対応配置されている。この第２の走入金属薄板１５．２は、第１の走入金属薄板１５．１と一緒に、糸群１２のためのガイド通路２３を形成する。第２の走入金属薄板１５．２の自由端は、ゴデット周壁２．１における糸群１２の乗上げ点にまで突出している。その限りでは、糸群１２は、遮蔽されてゴデットボックス４内へと導入される。

ゴデットボックス４内で、出口開口７には、走出金属薄板１６が対応配置されている。この走出金属薄板１６の表面に対して、糸群１２は小さな間隔を以てガイドされている。走出金属薄板１６は、出口開口７からゴデット周壁２．４にまで延びている。その限りでは、糸群１２の糸は、ゴデット周壁２．４からの剥離時に、遮蔽されて出口開口７へと導かれる。走出金属薄板１６に対する糸群１２の糸間隔は、１〜５ｍｍの範囲にある。

ゴデットボックス４内では、糸群１２の糸はゴデット周面２．１〜２．４において、それぞれ３６０°よりも小さい部分巻掛けで、有利には１８０°〜２７０°の範囲の部分巻掛けでガイドされる。ゴデット周壁２．１〜２．４は、加熱可能に形成されている。この場合、表面温度は、糸処理の要求に応じて、種々異なって実施されていてよい。したがって、温度は、４０℃〜２５０℃の範囲で調節され得る。特にゴデット周壁２．３および２．４において達成される延伸速度は、最大で３０００ｍ／分〜５０００ｍ／分である。ゴデット周壁２．１〜２．４により生ぜしめられる空気流を糸群の糸に対して遮蔽するために、第１のゴデット周壁２．１と第２のゴデット周壁２．２との間の糸移行部において、第１の遮蔽金属薄板１７．１が配置されている。この第１の遮蔽金属薄板１７．１は、糸が、第１のゴデット周壁２．１と第２のゴデット周壁２．２との間で第１の遮蔽金属薄板１７．１の表面に対して小さな間隔を以てガイド可能であるように、第１のゴデット周壁２．１と第２のゴデット周壁２．２との間で傾斜して保持されている。

別の遮蔽のためには、第２の遮蔽金属薄板１７．２が設けられている。この第２の遮蔽金属薄板１７．２は、第２のゴデット周壁２．２と第３のゴデット周壁２．３との間の糸移行部を遮蔽している。第３の遮蔽金属薄板１７．３は、第３のゴデット周壁２．３と第４のゴデット周壁２．４との間に延びている。遮蔽金属薄板１７．１〜１７．３は、この場合、一方の端部でゴデットボックス４において保持されており、それぞれ自由端でゴデット周壁間のガイド区分へと突入する。この場合、遮蔽金属薄板１７．１〜１７．３の自由端は、それぞれゴデット周壁の周面における糸群の乗上げ点の手前で小さな間隔を以て終端している。

したがって、本発明に係る装置の図４に図示された実施の形態は、８本、１６本またはそれよりも多くの糸を含み得る、複数の糸を有する糸群を、高い走行安定性で均一に加熱し、延伸するために特に有利である。

Claims (12)

1. 紡糸されたばかりの複数の糸を引き出しかつ延伸する方法であって、前記糸を一緒に糸群として、ゴデットボックス内に配置されている、駆動された複数のゴデット周壁の周面においてガイドし、前記糸を、少なくとも１つの入口開口を通じて前記ゴデットボックス内へと導入し、かつ出口開口を通じて前記ゴデットボックスから導出する、方法において、
   前記糸群により形成された随伴気流を、自由にガイドされる前記糸の前記ゴデットボックス内への走入時および／または前記ゴデットボックスからの走出時に偏向させることを特徴とする、紡糸されたばかりの複数の糸を引き出しかつ延伸する方法。
2. 前記糸群の前記各糸を平行にガイドし、前記走入時および／または前記走出時に、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲のスリット高さを備えたスリットを通じて非接触にガイドする、請求項１記載の方法。
3. プロセス開始時の前記糸群を給糸するために、前記入口開口および／または前記出口開口に設けられた前記スリットの大きさを変更する、請求項２記載の方法。
4. 前記糸を、前記走入時および／または前記走出時に、前記ゴデットボックス内で、それぞれ走入金属薄板および／または走出金属薄板に対して小さな間隔をおいてガイドする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 紡糸されたばかりの複数の糸を引き出しかつ延伸する装置であって、複数のゴデット（１．１〜１．４）を備え、該ゴデット（１．１〜１．４）の駆動可能なゴデット周壁（２．１〜２．４）がゴデットボックス（４）内に配置されており、該ゴデットボックス（４）は、少なくとも１つの入口開口（５）と、少なくとも１つの出口開口（７）とを有している、装置において、
   前記入口開口（５）および／または前記出口開口（７）が、前記糸を非接触にガイドするために、糸毎に、１０ｍｍ^２〜２０ｍｍ^２の範囲の開口横断面積を有していることを特徴とする、紡糸されたばかりの複数の糸を引き出しかつ延伸する装置。
6. 前記入口開口（５）および／または前記出口開口（７）が、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲のスリット高さ（Ｓ）を備えたスリット（６）を有している、請求項５記載の装置。
7. 前記入口開口（５）および／または前記出口開口（７）は、その開口横断面積の大きさを調節可能に形成されている、請求項５または６記載の装置。
8. 前記入口開口（５）および／または前記出口開口（７）に、可動のカバー（１８）が対応配置されており、該カバー（１８）は、小さな開口を備えた運転位置と、大きな開口を備えた給糸位置との間で移動可能である、請求項７記載の装置。
9. 前記カバー（１８）は、閉鎖エッジ（１９）を有しており、該閉鎖エッジ（１９）は、前記出口開口（７）のスリットエッジ（２４）に対して平行に延びており、該スリットエッジ（２４）に対して移動可能に形成されている、請求項８記載の装置。
10. 前記入口開口（５）には、前記ゴデットボックス（４）内で、糸案内路を遮蔽するための走入金属薄板（１５．１）が対応配置されていて、前記出口開口（７）には、前記ゴデットボックス（４）内で、糸案内路を遮蔽するための走出金属薄板（１６）が対応配置されている、請求項５から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 前記走入金属薄板（１５．１）は、前記ゴデットボックス（４）内で自由端を有しており、該自由端は、前記入口開口（５）に対応配置されている前記ゴデット周壁（２．１）にまで短い端部間隔をおいて延びている、請求項１０記載の装置。
12. 前記走出金属薄板（１６）は、前記ゴデットボックス（４）内で自由端を有しており、該自由端は、前記出口開口（７）に対応配置されている前記ゴデット周壁（２．４）の隣まで短い側部間隔をおいて延びている、請求項１１記載の装置。

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