JP3439771B2 - フィラメントヤーンをエアー・トリートメントするための方法並びに装置 - Google Patents

フィラメントヤーンをエアー・トリートメントするための方法並びに装置

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、連続したヤーンチャンネルを有するヤーン
・トリートメント・ノズルを用いてフィラメントヤーン
をエアー・トリートメントするための方法並びに装置で
あって、前記ヤーンチャンネル内に圧力空気もしくはガ
ス状の流体が導入されかつ前記ヤーンチャンネル内で主
旋流が発生させられる形式のものに関する。
従来技術 化学繊維から成るヤーンの製作は、多数のプロセス基
本段に基づいている。個々のエンドレス・フィラメント
は、紡績ノズルを介して熱い液状の熱可塑性のポリマー
・素材から押出し成形され、次いで冷却段で硬化させら
れる。次いで、所望数のフィラメントは集合されて単一
の糸又はヤーンを形成し、この糸又はヤーンは、ステー
プル・ファイバとして切断されるか又は連続的なフィラ
メントとして維持される。以下においてはステープル製
品については最早詳述しない。ステープル製品は、基本
原理について典型的な天然ヤーン製作において公知であ
るのと類似の処理ステップにさらされる。高いプレス圧
力を受けて形成される極めて微細のフィラメント並びに
このフィラメントにより製作されるヤーンは、多数の基
本特性を有している。この基本特性は、テキスタイルを
製作するために硬化したストレッチされないフィラメン
トの直接的な使用を阻止する。フィラメントを重合する
場合には、鎖状分子の僅かな予備配向を有する鎖状分子
組織が形成される。このようなヤーンが強い引張り応力
にさらされた場合には、相当の永久的な長さ変化が生ず
る。記号POY（予備配向されたヤーン）を有するこのよ
うなヤーンの仲買人は、ファクタ1:1.5乃至1.8だけ可塑
的にストレッチすることができる。
30年前までは圧倒的多数でまだ、1:3乃至3.8の比でス
トレッチされねばならなかったLOY・クォーリティが製
作された。ストレッチプロセスは、テキスタイルを製作
するための後での使用のために、必ず実施される作業ス
テップである。それというのも、（ストレッチされない
ヤーンから製作された）面状構造体は最初の負荷を受け
た場合に局部的に永久的に伸張するからである。第２の
特性は、適当な処置を行った直後にヤーンが冷却される
場合に、分子配向がほぼ200℃以上のヤーン温度で永久
的に変化するということにある。ガラス転移点以下への
温度低下はいわば、力作用下で生じた変化した分子配向
の定着を生ぜしめる。第３の特性は第２の特性から出発
する。ヤーンは加熱状態で著しい捩じりを受けかつヤー
ンに強い撚りがかけられる。この処置は数十年来世界的
に使用されかつ仮撚り法を呼ばれる。撚り発生手段とし
て現在では極めて頻繁にフリクションスピンドルが使用
される。ヤーンに機械的に強要される撚りによって、ヤ
ーン内にスパイラル状の分子配向が形成されるので、硬
化後及び弛緩状態での個々のフィラメントは湾曲形状に
移行する（従来技術を示す第１図右側で概略的に図
示）。このようにして形成された螺旋状の分子配向の主
たる結果は、弛緩したヤーンがバルキー性もしくは捲縮
組織を有するということにある。このようにして形成さ
れた製品は、仮撚りテクスチャード・ヤーンと呼ばれか
つ後で得られる最終製品に所定のテキスタイル特性を与
える。
化学繊維ヤーンの別の特別な特性は、個々のフィラメ
ントが部分的に極めて細いということにある。経済的に
大きな生産出力を得るために、多数のフィラメントは適
当な数量の紡績ノズルから連続的にしかも極めて高速で
製作される。60年代中には紡績速度はまだほぼ1000m/mi
nであった。紡績速度はこれ以来連続的に増大しかつ現
在では3000m/min乃至8000m/minである。これ以外に、テ
クスチャーヤーン製作のために２つの特別な処理傍系が
ある。一方のケースでは、テクスチャード加工は紡績プ
ロセスと直接連結されていて、他方のケースでは（繊度
＜1000、特に＜334のために）テクスチャード加工は紡
績プロセスから分離されねばならない。第２のケースで
は、紡績速度（POY・ヤーン３−4000m/min）と可能なテ
クスチャード加工速度との間で著しい相違が生ずる。そ
れ故紡績後に、供給パッケージが製作されねばならな
い。この場合、仕上げストレッチ及びテクスチャード加
工は、フィラメント・紡績プロセスから場所的及び時間
的に分離されて供給パッケージによって実施される。粗
いテクスチャーヤーンの場合、いわゆるBCF・ヤーン
（バルキー・連続フィラメント）を、フィラメント押出
し、冷却及び伸張処理に次いで直接テクスチャード加工
することができる。代表的なBCF・生産速度は2500m/min
乃至5000m/minである。仮撚りテクスチャード加工にお
いては同時ストレッチ・テクスチャード加工及びシーケ
ンス・ストレッチ・テクスチャード加工が知られてい
る。両プロセスにおいて特徴的なことは、糸移動方向で
まず加熱領域が配置され、次いで撚り発生のために機械
的なフリクションスピンドルが配置されていることにあ
る。シーケンス・ストレッチ・テクスチャード加工（第
1a図参照）の場合には、第１段でヤーンがストレッチさ
れかつ（ヤーン張力に関連して）別個の第２段において
初めて仮撚りテクスチャード加工が実施される。撚りは
糸移動方向でみて後向きに前方に位置する次のデリベリ
機構まで行われるので、加熱領域の直後でしかも撚り発
生手段の手前に冷却領域を配置することができる。同時
ストレッチ・テクスチャード加工の場合には、第1b図で
図示のように、同じ段においてストレッチ及びテクスチ
ャード加工が行われる。機械的なフリクションスピンド
ルによって、現在可能な最大ヤーン速度で運転すること
ができる。しかし、主としてループ形成、ヤーンに対す
る最大許容引張り応力及び撚りディスクに対する摩擦抵
抗によって生ぜしめられる本来の出力限界が生ずる。撚
りディスクの伝達すべき出力が許容量以上に上昇する
と、サージングが生ずる。この場合、移動する糸によっ
て既に形成された仮撚りの一部が糸移動方向でみて前向
きに撚りディスクを飛び越える。これによって、瞬間的
に糸張力が減少しかつ同時に撚り作用が減少する。この
効果は、最終的に仕上げられたテキスタイルにおいて周
期的に繰り返される例えば色の差によるエラーとして認
められる。
記述の方法は、加熱／冷却並びに機械的に生ぜしめら
れる分子配向変化の組合せである。これとは異なって、
例えばヨーロッパ特許第88254号明細書によればエアー
ブラスト・テクスチャード加工が公知である。エアーブ
ラスト・テクスチャード加工は、エアーノズルの出口部
における空気力、特に衝撃波が利用される。衝撃波は、
個々の各フィラメントにおいて連続的なフィラメントル
ープを発生する。エアーブラスト・テクスチャード加工
の場合にはヤーンは著しい過供給（Ueberlieferung）で
エアーノズルに案内される。この過供給は、エアーブラ
スト・テクスチャード加工の場合にはあらゆる方向で、
糸内部に向けて形成されるループのために必要である。
ループヤーンの安定性はループ作用によって、特にフィ
ラメント同士の摩擦によって保証される。これに対し
て、仮撚り・テクスチャードヤーンにおけるバルキー発
生は新たに成形された螺旋・分子配向に基づいている。
エアーブラスト・テクスチャードヤーンと仮撚り・テク
スチャードヤーンとの特性は極めて異なっている。両ヤ
ーン・クォーリティは、それぞれ固有の特別な使用分野
を有している。（エアーブラスト・テクスチャードヤー
ンと仮撚り・テクスチャードヤーンとの）質的な相違以
外に両技術間の主たる相違は、テクスチャリング装置の
構造寸法にある。機械的なフリクションスピンドルは、
前記のエアーブラスト・テクスチャードノズルに比して
数倍の寸法を有している。機械的なフリクションスピン
ドルは、機能させるために可動部分を必要としないエア
ーブラスト・テクスチャードノズルに比して著しく高速
で回転する構成部材を有している。機械的なフリクショ
ンスピンドルの最も注目すべき欠点は幅寸法にある。多
数の糸を有する並行な糸群を処理する必要がある場合に
は、対応する装置は極めて広幅に形成される。代表的な
長いもしくは奥行きのあるストレッチ・テクスチャリン
グ機械の他に、例えば、ワープ区間のために特殊機械が
構成され、この機械によって、１メータ乃至２メータの
奥行きで1000本以上の糸を並行に、いずれにせよテクス
チャードスピンドルを用いずに処理することができる。
同じことはワーピング機械にも該当する。タンゲル（Ta
ngel−）装置を有するワープ・ストレッチ設備は、極め
て小さなスペースでエアー・トリートメントを行うこと
ができる。従って、所望のように圧力空気エレメント
を、最適の同時処理の可能性を持って、適当に小さな形
状で構成できる。
アメリカ合衆国特許第3279164号明細書に基づき既に4
0年前から、機械的な撚り発生手段の代わりにエアーノ
ズルによって公知のヘランカ・ヤーンを製作するため
に、エアーノズルの出力能を利用することが試みられ
た。この場合、少なくとも２分の１音速の圧力空気によ
って及び200000以上回転数でヤーンを処理することが試
みられた。この場合、毎分１ミリオンに達するまでの回
転数が得られたと記述されている。小さな横断面のチャ
ンネルから通常のノズル流過横断面まで、多数の種々の
構造形式並びに１バール乃至ほぼ12バールの空気圧が実
験された。この公知明細書の技術的な理論によれば、シ
ーケンス処理をテクスチャード加工領域に先行してスト
レッチプロセスを実施することにより得ようとした。特
に、プロセスの臨界作業条件を示す第48図が注目され
る。過供給は15％であった。12バール以上の圧力の場
合、撚り倍加現象に起因する著しい張力変動が生じた。
最適圧力として８バール乃至12バールの圧力が検出され
た。処理速度は圧倒的に100m/min乃至300m/minであっ
た。本発明の観点からみて極めて低いヤーン通過速度の
みが経済的にみて主たる根拠となった。それというの
も、前記の空気式仮撚り技術は実地において適用に則さ
ないからである。正に同じ時点に機械的な撚り発生手段
の極端な出力上昇が設定され、この出力上昇は30年のう
ちに４倍乃至５倍の処理速度をもたらした、つまり処理
速度は1000m/minを越えるまでになった。専門分野では
現在まで、特に仮撚りテクスチャード加工に関しフィラ
メントヤーンのエアー・トリートメントを経済的に実現
不能であるとの考えが普及している（例えばイスタンブ
ール（istanbul）在、ドクタ・デミール（Dr.Demir）著
の最新の専門文献：ケミカル・ファイバ・インターナシ
ョナル（Chemical Fibers International）、1996年発
行、第46巻、第361頁乃至363頁参照）。
発明の説明 本発明の課題は、機械的な可動構成部材を用いずに空
気工学技術によってヤーンを処理できひいては有利には
仮撚りテクスチャーを得ることのできる手段及び方策提
供しかつ対応する方法を開発することにある。更に特に
個々の糸又は糸群において同時のストレッチ及びテクス
チャード加工を実施でき、また、機械的な撚り発生ノズ
ルの代わりにエアー・トリートメント・ノズルを使用で
きるようにすることにある。
前記課題は本発明の方法によれば、フィラメントヤー
ンが加熱部材を介して、次いでヤーン・トリートメント
・ノズルを通して導かれ、この場合に、14バール以上の
高圧空気を使用して、フィラメントヤーンをストレッチ
・テクスチャード加工することによって、解決された。
少なくとも１つの加熱領域及び冷却領域並びに撚り発
生手段を用いてフィラメントヤーンをストレッチ・テク
スチャード加工するための特に有利な本発明の方法によ
れば、部分ストレッチされたヤーン、有利にはPOY・ヤ
ーンが出発材料として同時にストレッチされて、テクス
チャード加工（ストレッチ・テクスチャード加工）さ
れ、この際、14バール乃至80バール範囲の供給圧力を有
するエアー・トリートメント・ノズルによってヤーンに
撚りがかけられる。ミニチュア化して形成されたヤーン
チャンネル内で主旋流を発生させるためにヤーンチャン
ネル内に圧力空気を接線方向で供給する連続したヤーン
チャンネルを用いてフィラメントヤーンをエアー・トリ
ートメントするための本発明によるノズルは、ノズルが
14バール以上、特に20バール乃至50バールの高圧範囲の
ためにミニチュアノズルとして構成されており、ヤーン
・トリートメント・ノズルのヤーンチャンネル直径がヤ
ーン番手に依存して規定されていて微細なヤーンのため
に1mm以下であることを特徴としている。
特に有利な構成は、ミニチュア化形状の少なくとも１
つのエアー・トリートメント・ノズルを用いてフィラメ
ントヤーンをエアー・トリートメントするための設備、
特にストレッチ・テクスチャリング設備、20バール乃至
50バール範囲用の空気圧設備並びに選択可能な作業圧用
の調節手段に関する。
従来実地においてはエアー・トリートメント・ノズル
を用いたヤーンのエアー・トリートメントのために空気
圧力用の有効な上限が規定されていた。まず第１に、圧
力発生手段もしくはコンプレッサーにおいては、単段式
に圧縮される場合、ほぼ12バールの本来の上側の圧力限
界が知られている。第２に、公知の全ての実験から（ア
メリカ合衆国特許第3279164号明細書参照）、実際の使
用ケースに応じて８バール乃至12バール範囲を超えた圧
力値以上に上昇させることは大抵改善はもたらさず、む
しろ作業結果を悪化せしめることが明らかとなった。そ
れ故、圧力を２段又はこれ以上の段を介して例えば12バ
ール乃至14バールを越えるまで上昇させることは、重要
ではない。いずれにせよ高額の生産費用にも拘わらず空
気圧力上昇を空気速度上昇のためには利用できない。本
発明は正に逆の道筋を進むものである。従来では、多く
の使用において空気速度のみもしくは空気速度上昇が重
要であるのではなく、空気速度もしくは空気速度上昇が
空気の密度増大と関連して決定的な意味を持つことは知
られている。100バールから始まって公知の値まで連続
的に低下させる（従来の論理学に対する）多くの一連の
実験によって、特にヤーンの仮撚りテクスチャード加工
のために理想的な前提を提供する著しく卓越した作業レ
ンジを見出すことができた。検出された作業レンジは特
に低いヤーン速度の場合に比較的狭くかつ種々のヤーン
クォーリティに関連して異なっている。微細なヤーン領
域では作業レンジは20バール乃至35バールである。この
圧力は、２段又は３段式のコンプレッサーによって容易
に発生させることができる。別の利点は、500m/min以上
から800m/min以上までのヤーン速度の場合に容易に最良
の結果が得られる。従って、例えば公知のワープストレ
ッチ設備における直接的なインラインチャージを許容す
る速度範囲が得られる。更に主要点は、空気力を従来技
術におけるよりも著しく高い質量で制御できねばならな
いという認識にある。更に、できるだけ最小のヤーンチ
ャンネルまで極めて高い空気式撚り強度を得るために、
高いヤーン回転速度の場合に適当に高い空気・質量流が
生ぜしめられた。空気量が多数の小さな横通路を介して
接線方向でヤーンチャンネル内に導入される場合に強烈
に撚りがかけられることが、突き止められた。横断面の
小さな横通路の場合に高い空気質量流過量が得られるよ
うにするために、ノズル入口部において圧力は20バール
乃至100バールの前述の範囲内の値でテストされた。実
験は仮定の正当性を証明した。特に20バール以上の２段
式又は多段式に生ぜしめられる高圧は、ミニチュア化さ
れたノズルによって経済的に利用することができる。特
に特別な幾何学形状によって説明される。この場合、同
じ作業出力で圧力空気消費量が著しく減少されるとい
う、付加的な利点が得られる。
本発明は、多くの有利な構成もしくは使用を許容す
る。特に有利には、全ての横通路は、サイクロン状の主
旋流が発生させられかつフィラメントヤーンが実際に仮
撚りテクスチャード加工されるように、ヤーンチャンネ
ルに接線方向で連通している。この場合、エアーノズル
を最良の機械的な撚り発生手段と同等の撚り発生手段と
して作業させることができるという、利点が得られる。
特に有利には、領域限界を規定するために、一度又は繰
り返し14バール乃至50バールの作動圧力領域で作業レン
ジが検出され、これによって、作業レンジ範囲内で最適
の作動供給圧力を相応に規定できる。所定の圧力比に基
づき最も狭い横断面における流れは常時臨界値／超臨界
値である。これに対応して空気速度は音速／超音速範囲
である。空気速度は所定の幾何学形状の場合圧力の増大
に伴って制限された範囲内でのみ上昇する。更に全ての
実験に基づき本発明の仮定により、少なくとも制限され
た範囲で伝達可能な力が直接空気密度に比例して上昇す
ることが証明された。圧力レンジの下側の圧力範囲では
不十分なテクスチャード加工が生じかつ著しい圧力低下
の場合には糸張力の急勾配の増大によって極めて早くテ
キスタイルの崩壊が生ぜしめられる。低いヤーン速度の
場合及び高い空気供給圧力の場合空気力は、糸をノズル
内で直接剪断するように、大きい。作業レンジ以上の領
域は、機械的なスピンドルの場合に既に公知であるよう
に、サージングを生ぜしめる。これまで最善の結果は、
POY・ヤーンが出発材料として同時にストレッチ・テク
スチャード加工された場合に、得られる。この場合、ヤ
ーン移動方向でみて少なくとも１つの加熱領域、冷却領
域及び後続のエアー・トリートメント・ノズルを有する
ことによって、ヤーンはエアーブラスト・トリートメン
ト・ノズルを介して400m/minから800m/minを越えるまで
のヤーン供給速度で仮撚りテクスチャード加工された。
最良の作業レンジがまだ認識されていない第１の実験に
おいては、アメリカ合衆国特許第3279164号明細書に既
に記載の条件と類似の条件で、FOY・クォーリティによ
ってのみ使用可能な結果が得られた。実験は、本願出願
人によって初めて後に公知となったアメリカ合衆国特許
第3279164号明細書の構成の正当性においても証明され
る。FOY・クォーリティは剛性的な特性を有するので、
つまり最小限のみ延伸されるので、仮撚り時の短縮を補
償するために、絶対的に必要な過供給をもって作業する
必要がある。この場合、二次撚り形成に問題がある。
本発明によれば、有利には各ヤーンクォーリティのた
めにまず最良の作業レンジが検出される。ヤーン繊度に
関する最良のヤーン張力は、20バール乃至40バールの供
給圧力の場合に0.3乃至0.6（cN/dtex）である。このた
めに、制御値／調整値として有利にはヤーン速度、作業
圧力並びにヤーン張力がヤーンクォーリティに関連して
選ばれかつこれに相応して最良の値が調節される。更に
本発明は、個々の糸又は糸群としてであれヤーンの仮撚
りストレッチ・テクスチャード加工を可能にする。ヤー
ンは例えば糸群としてインラインで単段式にワープビー
ムへの巻取り直前にストレッチ・テクスチャード加工さ
れる。エアー・トリートメントノズルは、有利には多数
の、例えば４本乃至10本又はこれ以上の、有利には４本
乃至８本の横通路を有している。前記横通路は、一半径
方向平面内に、ヤーンチャンネル軸線に対して平行な一
平面内に又は両平面の複合平面内に配置されている。横
通路は、強烈なしかも最大可能な旋流が生ぜしめられる
ように、ヤーンチャンネル壁近くで接線方向に開口して
いる。有利には、糸群の並行なエアートリートメントの
ために多数のノズルが互いに密接している、つまりノズ
ル同士接して圧力分配体に配置されている。この場合、
２つ以上のノズルをノズルブロック内に統合できる。更
に、ノズル体を一体にしかも円筒状の被覆体形状で構成
でき、この場合被覆体形状の両端部領域にシールリング
が配置されかつ両シールリング間には圧力空気供給手段
が配置される。これまで記述の全ての実験によって、ヤ
ーンチャンネルが対称的に形成されかつ中央区分で円筒
状に高い表面質をもって形成され、かつ、ヤーンチャン
ネル内への接線方向の導入形式と関連した全ての横通路
の幾何学的な位置及び中央区分の横通路の開口部が同一
に配置されている場合に、最善の結果が得られる。接線
方向通路は、共通の一半径方向平面内、浅い円錐形状内
又は有利には互いにずらされた多数の半径方向平面内に
位置する。別の構成によれば、ノズル体は２部分から構
成されかつ接線方向通路は両部分の間で半径方向の分割
平面内に配置される。仮撚りテクスチャード加工のため
にエアー・トリートメント・ノズルを使用するために、
ヤーンチャンネルはヤーン流入部又はヤーン流出部の領
域に、有利には同一に円錐状に拡開して配置されてい
る。
更に本発明は、フィラメントヤーンをエアー・トリー
トメントするための設備に関し、この設備は、ミニチュ
ア化形状の少なくとも１つ又は多数のエアー・トリート
メント・ノズル、14バール乃至80バール、有利には20バ
ール乃至50バール用の圧力空気装置、特にヤーン速度用
の制御／調整装置、処理すべきヤーンクォーリティに関
連して選択可能な作業圧力並びに糸引張り力を有してい
る。有利には設備はワープ・ストレッチ設備として構成
されていて、この設備は、並行に処理される部分ストレ
ッチされた多数の有利にはPOY・ヤーンもしくは適当な
糸群、少なくとも１つの加熱部材、冷却部材及び糸数に
対応して多数のエアー・トリートメント・ノズルを備え
たノズルブロック並びにワープビーム並びに加熱部材の
前方及びノズルブロックの後方のそれぞれ１つのデリベ
リ機構を有している。
次に図示の実施例に基づき本発明を詳述する。
第1a図、第1b図及び第1c図は、従来技術の仮撚り・テ
クスチャード加工形式を示す図。
第２図は、単糸用の本発明による仮撚りプロセスを概
略的に示した図。
第3a図は、エアー・トリートメント・ノズルを使用す
るための本発明による作業レンジを示す図。
第3b図は、種々の糸引張り力を概略的に示した図。
第４図は、エアー・テクスチャード加工プロセスと連
結した仮撚りプロセスを概略的に示した図。
第５図及び第６図は、本発明によるエアー・トリート
メント・ノズルの２つの構成を示した図。
第７図は、従来技術の仮撚り（FZ）・テクスチャリン
グ機を概略的に示した図。
第８図は、本発明による仮撚り・ストレッチ・テクス
チャリング・アセンブリ機構を示す図。
第9a図、第9b図及び第9c図は、第８図の圧力空気分配
管を示す図。
第10a図は、シングルノズル（第1b図）を備えた糸群
用の一連のエアー・トリートメント・ノズルを示した
図。
実施例の説明 次に、現在実地で適用されている従来技術を示す第1a
図、第1b図及び第1c図に関連して説明する。第1a図左半
部の図では両基本プロセスステップが図示されている。
この場合、トーション発生手段（Tos.）並びに熱的な定
着手段が用いられる。未捲縮ヤーン４は、デリベリ機構
１（LW1）を介してプロセスに供給されかつデリベリ機
構２の後方で捲縮特性を有するヤーン５として引き出さ
れる。未捲縮ヤーン４は、第1b図及び第1c図によれば供
給パッケージ６から繰り出されかつ例えば巻取りパッケ
ージ７に再び巻き取られる。撚り発生手段として機械的
な撚り発生手段、例えば摩擦スピンドル８が使用され
る。熱的な定着手段３（therm.Fix）はほぼ、加熱部材
９（Ｈ）並びに冷却部材10（Ｋ）から構成されている。
撚り発生手段８は、熱的な定着手段の全段に亘って作用
する。この効果は、撚られたヤーン11として象徴的に示
されている。しかしながらこれは仮撚りであるので、こ
の仮撚りは撚り発生手段８の後方で再び解撚される。ト
リートメントによって生ぜしめられる分子配向変化は、
第１図右側で、一方はヤーンの外部の幾何学的な構成と
して及び他方は内部の分子配向として図示されている。
これについては、ドクタ・デミール（Dr.Demir）著、専
門文献：ケミカル・ファイバー・インターナショナル
（Chemical Fibers International）、1996年発行、第4
6巻、第361頁乃至363頁参照。公知の仮撚り・テクスチ
ャード加工の結果として、相応の永久的な内部の組織変
化に基づきクリンプヤーン５が得られる。第1b図ではシ
ーケンス・ストレッチ・テクスチャード加工が図示され
ている。この場合テクスチャード加工領域（TZ）に先行
してヤーンは、デリベリ機構１によって分割されたスト
レッチ領域（St.Z）でストレッチされる。これとは異な
って第1c図では、ストレッチ・テクスチャード領域14
（St.Z/TZ）における同時のストレッチ及びテクスチャ
ード加工が図示されている。このプロセスは、同時スト
レッチ・テクスチャード加工と呼ばれる。同時ストレッ
チ・テクスチャード加工の場合にはプロセス区間が縮小
されるので、このプロセスは著しく経済的に作動可能で
ある。冒頭に述べたように、現在では摩擦式撚り発生手
段を用いて著しく高速の生産速度で作動することができ
る。
製織のために、例えば500乃至1000、部分的に1000乃
至2000の並行な単糸を有するテクスチャード・ヤーンが
巻き取られねばならない（第７図参照）。この場合巻取
りは、極めて異なる分割に基づき間接的に行われる。従
来技術ではまず第１段として中間パッケージもしくは供
給パッケージ７が製作される。同時ストレッチ・テクス
チャード加工の場合には、ストレッチ及びテクスチャー
ド加工は１つの機械ユニットにおいて実施される。しか
しながらこの場合にもワープビーム16への巻取りはこれ
とは別個の第２の段で実施されねばならない（第７図参
照）。更に第７図で図示のように、仮撚り・ストレッチ
・テクスチャリング設備全体は、少なくとも次の構成要
素から構成される、つまりフィラメントヤーン・パッケ
ージ用のボビンクリール15;糸群20用の第１の糸搬送装
置LW1;糸群用の加熱プレート17;（強制冷却手段付き又
は無しの）冷却体18;撚り付与装置19;第２の糸搬送装置
LW2;糸群20用の巻取りビーム；機械の種々の個所に設け
られる監視装置から構成される。
第２図では、本発明を適用するための第１実施例が図
示されている。この場合、加熱部材までの設備の第１の
部分、同様に撚り発生手段後方のヤーン継続搬送は、第
1c図に相応している。本発明によれば撚り発生手段はミ
ニチュアノズル30として構成されている。この場合圧力
空気は、圧力発生ユニット23から強く圧縮されて、例え
ば２段式に圧縮されてミニチュアノズル30に供給され
る。一例としては、第１段において12バールがかつ第２
段において33バールが形成される。この場合圧力空気
は、流入部24を介して吸込まれて第１の圧縮段25で予備
圧縮され、流出弁26並びに空冷手段27を介して第２の圧
縮段28に供給される。第２の圧縮段から圧力空気は流出
弁並びに対応する圧力空気案内系29を介してヤーンチャ
ンネル33のミニチュアノズル30に供給される。更に符号
31で圧力調整弁、符号32で圧力調節手段及び符号34でエ
フェクトヤーンが図示されている。
第3a図ではダイヤグラムで規定のヤーンクォーリティ
（PES POY 167 f 30 VS−Visco Swiss）のための実験結
果が図示されている。実際に使用されたノズルは符号S3
で示されている。ドラフト量は1:1.766であった。加熱
部材の温度は200℃である。冷却レールの長さは1.7mで
ある。ロートシルド（Rothschild）・測定ヘッド100cN
が使用された。更にダイヤグラムではノズルに対して垂
直方向で糸引張り力F2が示されていて、圧力ｐはバール
で水平線として示されている。特性曲線群はヤーンの種
々の速度V2を示している。個々の領域におけるその都度
の傾向は太い矢印でマーキングされている。左上側の＜
Glattg.は未捲縮ヤーン特性の増大を意味し；＜Surg.は
サージングの増大を意味し；＞Text.int.はテクスチャ
ード加工度の減少を意味し;A/Eは作業レンジ及び有利な
調節領域を意味している。図において本発明の一方の半
部はアスペクト・圧力空気／作業レンジにある。他方の
半部はエアー・トリートメント・ノズルの構成にある。
解決策を見出すための主要問題点は、ミニチュア化され
たノズルの成果が作業レンジを見出すことを前提としか
つ作業レンジがミニチュア化されたノズルの存在を前提
とするということにある。水平線では供給空気の圧力
（20バール乃至60バール）が示されかつ垂直方向でヤー
ン引張り力がcNで示され、600m/min乃至1000m/minでの
テクスチャード実験として５つの特性曲線60,61,62,63,
64が得られた。ほぼ30バール乃至40バールである中央区
分では極めて著しい沈みが生ずる。ダイヤグラムを評価
するために特に重要なことは、プロセス限界の監視にあ
る。このプロセス限界は左側で、テクスチャード加工が
制限されてのみ行われるか又は最早行われないという、
事実に基づき生ずる。結果的に捲縮組織の代わりに益々
未捲縮ヤーンが生ずるかもしくはテクスチャード加工が
次第に行われなくなる。右側ではテクスチャーの増大が
確認されるが増大するサージは確認されない。これらの
間には、太い実線65で制限された作業レンジA/Eが位置
している。作業レンジA/E内部では、鎖線66で制限され
た（二重対角方向陰影線）有利な調節領域を検出でき
る。ヤーンタイプに応じて特性曲線は、例えば20乃至30
バールの領域で又は40バール以上の領域で極めて著しく
変位する。ダイヤグラムから一義的に表される注目点
は、作業レンジが逆転されているということにある。即
ち全く意外にも、高速度領域に（上部）広幅なレンジが
存在しかつ良好なクォーリティを容易に得ることができ
ることが明らかとなった。しかしながら生産速度を引き
続き増大した場合には、所定のノズル形状においてクォ
ーリティ限界が生じもしくはテクスチャード加工度は、
最早十分なクォーリティを得ることができないように、
著しく減少する。
第3b図では、別のヤーンクォーリティPES POY 167 f3
0 RP（Rhone Poulenc）を有する一例が図示されてい
る。第3b図は、３つの異なる作動圧力調節によるヤーン
・トリートメントの質的な経過を示している。クォーリ
ティ基準としては、垂直方向で糸引張り力Ｆの変化がか
つ水平方向で時間が示されている。ドラフト量は1,766
であり、ヤーン速度は600m/minである。加熱区間の長さ
は3mでありかつ温度は200℃である。第２図と同じノズ
ルを使用した。33バールの供給圧力は作業レンジの中央
にありかつ極めて良好なクォーリティもしくは捲縮組織
ひいては極めて安定的な値を生ぜしめた。25バールの場
合には、ヤーン引張り力の著しい変動が生じ、この場
合、テクスチャード・ヤーンのクォーリティは著しく悪
化した。40バールの場合には、サージングにとって特徴
的なウエーブ状に変動するヤーン引張り力が生じた。対
応して変動するテクスチャード加工度はヤーンクォーリ
ティを使用不能にする。第3b図による例では、作動圧力
は33バールに調節された。
第４図では組合わせ使用が示されていて、この場合、
仮撚りプロセスとエアー・テクスチャード加工プロセス
とが連結されている。FZ・ヤーン組織は仮撚り直後に解
撚される。フィラメントは互いに絡み合わない。このこ
とは、FZ・ヤーンをエアー・テクスチャード加工できる
という基本前提である。この場合、単数又は複数のエフ
ェクト糸34（EFF）並びにスタッファーヤーン35（STE
H）FZが使用されるか又は両糸ストランドの一方のみが
使用される。増大したテクスチャー及び特徴付けられた
手触りを有する糸が生産される。
第５図及び第６図では、エアー・トリートメント・ノ
ズルの一例を拡大図で図示している。ヤーンチャンネル
33は通常の小さな番手を有する微細なヤーンのために、
有利には1mm以下の直径Ｄを有しかつ0.1乃至0.3mm範囲
の給気用の横通路ｄ（40）を有している。ノズルの長さ
Ｌはほぼ1cm乃至1.5cmである。更に固有のミニチュアノ
ズルが使用される。第５図及び第６図ではミニチュアノ
ズルは相応に拡大して図示している。接線方向の導入形
式に関連した幾何学的な位置は、全ての横通路40におい
て有利には同一である。このとは次の構造形式の場合に
も該当する。接線方向の方向付けは、横通路40の最外部
のラインがヤーンチャンネルの周囲に対して接線方向に
延びるように、選ばれている。寸法Ｓはヤーンチャンネ
ル直径もしくは横通路直径に対する比で選ばれる。第5a
図及び第5b図では、ノズルブロック48と対応片49とによ
り２部分から構成されているノズルユニット47を図示し
ている。第5a図で図示のように横通路40は、ノズルブロ
ック内に設けられている。符号42で、ノズルブロック48
と対応片49との突合わせ面が示されている。
第6a図乃至第6d図では、特に重要なノズル構造が図示
されている。ノズル体内の典型的な孔の代わりに、それ
ぞれ１つの加工された横通路40を有する可変数の薄いデ
ィスク43が製作される。ディスク43の両側には、それぞ
れ１つの閉鎖片44及び対応片45が設けられる。所望数
の、例えば８個のディスク43、閉鎖片44及び対応片45
は、嵌合スリーブ46内に押し込まれかつ協働してノズル
47を形成する。このノズル47の作用は極めて効果的であ
り、この場合、各横通路40は平行な横方向平面内に位置
しかつ周方向でずらされている。第６図による解決策の
利点は、ディスクの数の選択によって任意に多くの横通
路を設けることができるということにある。少なくとも
テスト実験により、横通路の数の増大に伴って作用が改
善されることが確認された。この場合、種々の横方向平
面内に横通路を設けることが最善形であることが明らか
となった。
第８図では、糸群をトリートメントするための本発明
の極めて重要な使用例を図示している。POY・クォーリ
ティを有するヤーンは、供給パッケージ６から繰り出さ
れ、デリベリ機構１の後方で糸群の同時ストレッチ・テ
クスチャード加工手段に供され、この手段は、加熱部材
17、冷却部材18及びノズル弁ブロック50並びに後続のデ
リベリ機構２を有している。第８図では、多数の並行に
移動する糸のトリートメントが行われ、この糸はデリベ
リ機構２の後方で直接ワープビーム16に巻き取られる。
第７図と第８図との比較から明らかなように、本発明で
はストレッチ・テクスチャード加工及びワープビームへ
の巻取りを単一段で行うことができ、この場合、周知の
ように100本以上の単糸が並行に処理される。これによ
って、エアーノズルによって同時のストレッチ・テクス
チャード加工を行うことができない、少なくとも経済的
に不可能であるという従来の偏見は、本発明により初め
て克服できた。
第9a図では、処理すべき単糸の数の相応して本発明に
よるエアー・トリートメント・ノズルが組み込まれる圧
力分配管51を備えたノズルブロック50が概略的に図示さ
れている。第9b図は、第9a図のIX線に沿った断面図であ
りかつ圧力分配体に設けられたミニチュアノズル30を図
示している。第9c図は第9b図のＡ部分を示す図である。
通糸スリット52及びヤーンガイド53を備えた２つのミニ
チュアノズルが図示されている。設定長さLFはほぼ全機
械幅もしくはワープビーム16の長さに等しい。
第10a図では、できるだけ最小の間隔を置いて密接し
て並べられていてかつ圧力分配管51に取付け可能なノズ
ルユニットとして、一連のミニチュアノズル30の一区分
を図示している。この場合ピッチＴは、２分の１センチ
メータ範囲であり、つまり、ワープ・ストレッチ設備の
場合並行な糸の間隔に極めて近い。ノズルコア55は第10
b図でもう一度図示されている。この場合、横通路40を
有する圧力空気供給用の領域54が図示されている。ノズ
ルコアは、外部円筒形状Ｅ並びに両側にそれぞれ１つの
シールリング56を有している。
本発明は、フィラメントヤーン、特に部分ストレッチ
されたヤーン（POY・ヤーンとして公知）をエアー・ト
リートメント・ノズルを介してストレッチ・テクスチャ
ード加工するということを提案している。エアー・トリ
ートメント・ノズルはミニチュア化された形状で構成さ
れかつ連続したヤーンチャンネルを有している。ヤーン
チャンネルには、14バール以上の範囲の、有利には20バ
ール乃至50バールの所定の作業レンジ範囲の高圧空気を
供給するために、多数の横通路が開口している。本発明
によって初めて空気式撚り発生手段を用いてPOY・ヤー
ンを同時ストレッチ・テクスチャード加工により処理す
ることができた。本発明は、個々の糸並びに並行な糸群
を処理することができしかも500から1000以上までの糸
を同時にエアー・トリートメントする仮撚り・ストレッ
チ・テクスチャリング・アセンブリ機構の構造を許容す
る。
次の表によって、機械的な撚り発生手段と本発明によ
る空気式撚り発生手段との平行実験の結果を示してい
て、この結果は大部分全く同等の値を生じている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリスティアン ジメン スイス国 ヴァットヴィル クローンヴ ィーゼ ９ (56)参考文献 特開 昭53−45420（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D02G 1/00 - 3/48 D02J 1/00 - 13/00 ＥＵＲＯＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】連続したヤーンチャンネル（33）を有する
    ヤーン・トリートメント・ノズル（30）を用いてフィラ
    メントヤーン（４）をエアー・トリートメントするため
    の方法であって、前記ヤーンチャンネル内に圧力空気も
    しくはガス状の流体が導入されかつ前記ヤーンチャンネ
    ル（33）内で主旋流が発生させられる形式のものにおい
    て、フィラメントヤーンが加熱部材を介して、次いでヤ
    ーン・トリートメント・ノズルを通して導かれ、この場
    合に、14バール以上の高圧空気を使用して、フィラメン
    トヤーン（４）をストレッチ・テクスチャード加工する
    こと特徴とする、フィラメントヤーンをエアー・トリー
    トメントするための方法。
  2. 【請求項２】フィラメントヤーンを同時にストレッチ・
    テクスチャード加工する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】16バール乃至40バール範囲の圧力空気を使
    用して、フィラメントヤーン（４）を仮撚りテクスチャ
    ード加工する、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】一度又は繰り返し20バール乃至50バールの
    作動供給圧力範囲で作業レンジ（A/E）を検出し、作業
    レンジ内部で最適の作業条件を規定する、請求項１又は
    ２記載の方法。
  5. 【請求項５】少なくとも１つの加熱領域（Ｈ）、冷却領
    域（Ｋ）及び撚り発生手段を用いてフィラメントヤーン
    をストレッチ・テクスチャード加工するために、部分ス
    トレッチされたヤーンを、出発材料よりも２少ないスト
    レッチ比で同時にストレッチ・テクスチャード加工し、
    14バール乃至80バール範囲内の供給圧力を有するエアー
    ・トリートメント・ノズルによってヤーンに撚りをかけ
    る、請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】フィラメントヤーン（４）をヤーン・トリ
    ートメント・ノズル（30）を介して仮撚りテクスチャー
    ド加工し、次いでエアーブラスト・テクスチャード加工
    し、過供給なしに400m/min乃至1000m/minでヤーンを供
    給する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方
    法。
  7. 【請求項７】0.3乃至0.6のヤーン張力cN/dtex及びヤー
    ン強度に適合した供給圧力を有する最適の作業レンジ
    （A/E）を検出し、制御／調整値としてヤーン速度、作
    業圧力及びヤーン張力を選択する、請求項１から６まで
    のいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】フィラメントヤーン（４）を個々の糸又は
    糸群として平行に配置されたノズルを介して仮撚りスト
    レッチ・テクスチャード加工する、請求項１から７まで
    のいずれか１項記載の方法。
  9. 【請求項９】ヤーンを糸群としてインラインで単段式に
    ワープビーム（16）への巻取り前にストレッチ・テクス
    チャード加工する、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】連続したヤーンチャンネル（33）内で主
    旋流を発生させるためにヤーンチャンネル（33）内に圧
    力空気を接線方向で供給する前記ヤーンチャンネル（3
    3）を用いてフィラメントヤーン（４）をエアー・トリ
    ートメントするためのノズルであって、前記ヤーンチャ
    ンネルがミニチュア化されて形成されている形式のもの
    において、ヤーン・トリートメント・ノズル（30）が14
    バール乃至50バールの高圧範囲のためにミニチュアノズ
    ルとして構成されており、ヤーン・トリートメント・ノ
    ズルのヤーンチャンネル直径がヤーン番手に依存して規
    定されていて微細なヤーンのために1mm以下であること
    を特徴とする、ノズル。
  11. 【請求項１１】ノズルが少なくとも３本の横通路（40）
    を有していて、該横通路が、一半径方向平面内に、ヤー
    ンチャンネル軸線に対して平行な一平面内に又は両平面
    の複合平面内に配置されており、前記全ての横通路（4
    0）が、最大可能な旋流を発生させるように、ヤーンチ
    ャンネル壁近くで接線方向に開口しており、接線方向の
    導入部に関連した全ての横通路（40）の幾何学的な位置
    が、同一に配置されている、請求項10記載のノズル。
  12. 【請求項１２】糸群を並行にエアー・トリートメントす
    るために多数のノズルが密接して、即ち、ノズル同士接
    して圧力分配体に配置されており、２つ以上のノズル
    （30）がノズルブロック（48）内に統合されている、請
    求項10又は11記載のノズル。
  13. 【請求項１３】ノズル体が、一体に円筒状の被覆体形状
    で構成されて、被覆体形状の両端部領域に配置されたシ
    ールリングを備えており、両シールリングの間に圧力空
    気供給手段が配置されている、請求項10から12までのい
    ずれか１項記載のノズル。
  14. 【請求項１４】ヤーンチャンネル（33）が、中央区分で
    円筒状に形成されており、該中央区分に、横通路（40）
    の開口部が配置されている、請求項10から13までのいず
    れか１項記載のノズル。
  15. 【請求項１５】４本乃至８本の接線方向通路が共通の一
    半径方向平面内に又は浅い円錐形状内に配置されてお
    り、又は、４本乃至10本の接線方向通路が互いにずらさ
    れた半径方向平面内に配置されている、請求項10から14
    までのいずれか１項記載のノズル。
  16. 【請求項１６】ノズル体が２部分から構成されており、
    接線方向通路が両構成部分の間の半径方向の分割平面内
    に配置されている、請求項10から15までのいずれか１項
    記載のノズル。
  17. 【請求項１７】ヤーンチャンネル（33）が、ヤーン流入
    部及びヤーン流出部の領域で同一に円錐状に拡大して構
    成されている、請求項10から16までのいずれか１項記載
    のノズル。
  18. 【請求項１８】単糸としてのフィラメントヤーンをエア
    ー・トリートメントするための設備において、該設備
    が、単数又は複数の糸用の請求項10記載の少なくとも１
    つ又は多数のヤーン・トリートメント・ノズルを有して
    おり、更に、空気圧力設備が選択可能な作業圧力用の調
    節手段を有していることを特徴とする、単糸としてのフ
    ィラメントヤーンをエアー・トリートメントするための
    設備。
  19. 【請求項１９】糸群を仮撚りテクスチャード加工するた
    めの設備において、該設備がワープ・ストレッチ設備と
    して構成されて、糸群を仮撚り・ストレッチ・テクスチ
    ャード加工するために、多数の並行に処理される部分ス
    トレッチされたPOY・ヤーンもしくは対応する糸群、少
    なくとも１つの加熱部材（９）、冷却部材（10）及び糸
    の数に対応して請求項10記載の多数のヤーン・トリート
    メント・ノズル（30）を備えたノズルブロック（48）並
    びに加熱部材（９）の前方及びノズルブロックの後方に
    設けられたそれぞれ１つのデリベリ機構（LW1）を備え
    ていることを特徴とする、糸群を仮撚りテクスチャード
    加工するための設備。
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