JP4154242B2 - 低収縮性の平滑ヤーンを製作するための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、低収縮性の合成平滑ヤーンを製作するための方法と、請求項１０の上位概念部に記載した形式の、前記方法を実施するための装置とに関する。

例えばＰＶＣコーティングされた防水シート、搬送ベルトまたはＶベルトを製作するために使用される高強度の平滑ヤーンの場合、この平滑ヤーンが後に熱影響下で更に加工される間に、僅かな収縮しか有していないことが要求される。

したがって、前記平滑ヤーンの製作に際してヤーンは、このヤーンがリラックスし得るように、溶融紡糸および延伸の後にもう一度、高められた温度と減少された張力とにさらされる。このような方法はヨーロッパ特許第０１６４６２４号明細書に記載されている。

ヤーンの収縮に対して、リラックス処理に際して低い糸張力、温度および時間といったパラメータが重要であることが判っている。前記ヨーロッパ特許第０１６４６２４号明細書に示されている装置では、まさしく糸張力、時間および温度といったパラメータは任意に調節され得ない。一方では、きれいな糸走行のためには最小糸張力が維持されなければならない。他方では、まさしく糸速度が高い場合には、長い滞留時間は大きい走行区間を必要とするであろう。この大きい走行区間は、さらに、糸張力が極めて低い場合にはすぐに不安定な糸走行をもたらすことがあり得る。完成したパッケージにおけるヤーンの収縮の減退によって、巻取り後に、パッケージがもはや緊締心棒から外され得ないほどに高い力がパッケージにおいて作用することがあり得る。

したがって本発明の課題は、公知の方法および公知の装置を改良して、リラックス処理に際して、できるだけ僅かな糸張力のもとで長い滞留時間が達成されるような方法および装置を提供することである。

この課題は本発明によれば、請求項１の特徴部に記載したように構成された方法と、請求項１０の特徴部に記載したように構成された装置とによって解決される。

本発明による方法の有利な実施態様は、従属請求項２〜９に規定されており、本発明による装置の有利な実施態様は、従属請求項１１〜１４に規定されている。

本発明は、糸速度が比較的に高い場合でも、長い滞留時間を伴うリラックス処理が可能であることを特徴としている。この場合、溶融紡糸後のマルチフィル糸は、まず延伸させられる。後続のリラックス処理のために、この糸は、押込み室（スタッファボックス）を備えたリラックス処理装置内で据え込まれて栓状体（Ｓｔｏｐｆｅｎ）になる。このために糸は、熱の影響下で押込み室内に搬送され、かつこの場所で据え込まれる。連続的に搬送される糸によって、前記栓状体は引張応力なしにリラックス処理装置を通って搬送される。栓状体は糸よりも著しく大きい直径を有しているので、連続性の条件に基づいて、栓状体の速度は糸の供給速度よりもはるかに低い。したがって、リラックス処理装置の短い案内長さでも、高い温度下でかつ引張応力のない状態で、比較的に長い滞留時間が達成され得る。リラックス処理装置からの流出に際して、平滑ヤーンは張力下で栓状体から引き出される。この場合、巻縮装置（この装置では、通常、栓状体は次いで巻縮の固定のために冷却される）とは対照的に、ヤーンはここでは熱い状態でリラックス処理装置から引き出され、このヤーンに巻縮が残らないほどに、したがって典型的な平滑ヤーンが得られるほどに高い糸張力によって、さらに加工される。

特にポリエステルが使用される場合、比較的に低い引出し張力のもとで既に、栓状体から平滑ヤーンが製作され得る。したがって、あらゆるポリエステルタイプが特別に適していると見なされ得る。

熱の影響下で糸を栓状体になるように案内するためには、糸の搬送のために有利には熱い媒体を使用する。この媒体は、搬送ノズルによって、糸と一緒に押込み室内に案内される。この場合、前記媒体は熱空気または熱い蒸気から成っていてよい。

本発明による方法の１つの方法実施態様では、リラックス処理後にもう一度後延伸が行われる。これにより、場合によってはヤーンにまだ残っている潜在的な残留巻縮が、除去される。

特別に有利な方法実施態様では、栓状体を引きほぐす方法ステップは、付加的な方法ステップによって補填され、かつ保証される。ヤーンパラメータまたは方法パラメータのばらつきに基づいて、異なる大きさの、流入および流出する糸・材料流（Ｆａｄｅｎ−Ｍａｓｓｅｎｓｔｒｏｅｍｅｎ）が生じることがあり得る。これは、栓状体の長さが場合によっては連続的に増大または減少し得るような結果をもたらす。したがって、この方法実施態様では、栓状体端部の位置が検知され、かつ前記媒体の温度に修正的に作用する。

さらなる有利な方法実施態様では、択一的にかまたは付加的に、糸を引き出すゴデットの回転数に影響が及ぼされる。この介入によって、栓状体長さに対する即時の作用が達成される。

本発明にとって特徴的であるのは、リラックス処理装置の下流側における糸走行中の糸速度が、リラックス処理装置の上流側における糸走行中の糸速度よりも低いことである。これに対して巻取り速度は、リラックス処理装置の下流側の糸速度よりもほんの少し高い。したがって本発明にとっては、巻取り装置が、リラックス処理装置の上流側の最後のゴデットの周速度の８５％よりも高い巻取り速度で運転される結果となる。

もちろん本発明による方法は、モノフィラメントを製作するために使用することもでき、すなわち、ただ１本の太いフィラメントから成っている糸のために使用することもできる。

本発明による方法を実施するための装置は、フィラメントが溶融紡糸される紡糸装置と、糸が高強度の糸になるように延伸させられる延伸装置と、リラックス処理装置としての押込み室と、巻取り装置とから成っている。この場合、押込み室は次のように構成されており、すなわち、糸の据込みに際して、滞積させられたフィラメントにできるだけ僅かなループおよび湾曲部しか形成されないように構成されている。この場合、重要であるのは、温度調整された糸が、できるだけ長い滞留時間のために、押込み室内において少ない張力で栓状体として案内されている可能性である。これにより、栓状体をほぐした後に、極めて低収縮性の平滑ヤーンが得られる。

本発明による装置の１実施態様では、リラックス処理装置の下流側に後延伸装置が設けられており、この後延伸装置は、押込み室の下流側の平滑ヤーンを再び平滑にするために、糸張力をほんの少し高める。最も単純な事例では、この後延伸装置は、巻取り装置と協働する１つのゴデット対から形成される。しかしながら、２つのゴデット対を使用することも可能である。この場合、第２のゴデット対がほんの少し高い速度で運転されるので、糸引張力が形成される。ゴデット対の代わりに、ガイドローラを備えたゴデットを使用することもできる。

糸の均等な搬送と同時に糸の加熱とを維持するために、リラックス処理装置は有利には搬送ノズルを有している。この搬送ノズルは媒体源に接続されていて、熱い媒体を供給される。したがって糸は、例えば熱空気または熱い蒸気によって過熱され得ると共に搬送され得る。

以下に、本発明による方法および本発明による装置の実施例を、図面につき詳しく説明する。

図１には、本発明による方法が適用される、本発明による装置の第１実施例を概略的に示してある。

図示の装置は紡糸装置を有しており、この紡糸装置は紡糸ヘッド１と複数の紡糸ノズル１５とから形成されている。紡糸ヘッド１は溶融流入部２９によって、溶融源例えば押出機（図示せず）に接続されている。紡糸ヘッド１の下側には、複数の紡糸ノズル１５が設けられている。これらの紡糸ノズル１５はそれぞれ複数の紡糸ノズル孔を有しており、これらの紡糸ノズル孔を通ってそれぞれ１つのフィラメント群２が押し出される。図示の実施例では４つの紡糸ノズル１を例示してある。

フィラメント群２は押出し後、冷却空気３によって冷却され、平滑剤処理装置４内で平滑剤含浸処理され、かつ糸５に纏められる。この説明はマルチフィラメント糸について当てはまるが、当該方法は原則的に、モノフィラメント糸のために使用することもできる。

糸５が形成された後、この糸５はまず、ガイドローラ２５と協働するゴデット６によって引き出される。このような紡糸設備において複数の糸が並行なプロセスで製作され、かつ同じゴデットにおいて並行して処理されることが、一般的である。以下の記述では、装置の設備と方法とを簡単に示すために１本の糸について説明する。

ゴデット６の下流側で、糸５は延伸装置に案内される。この延伸装置は複数のゴデット対７．１，７．２，７．３によって形成されている。この場合、糸５はまず、第１の延伸域８．１における加熱された２つのゴデット対７．１，７．２間で延伸させられ、次いで第２の延伸域８．２における加熱された２つのゴデット対７．２，７．３間で延伸させられる。この処理の後、糸５は高い強さを獲得している。しかしながらこの糸５は、温度影響下で収縮しようとする。このことは特に、後のさらなる加工時に熱いコーティング材料で糸が被覆される、先述の使用事例の場合、好ましくない。したがって糸５は、リラックス処理装置９を備えた、下流側のリラックス処理域１６において案内される。温度下でかつ張力のない状態で、リラックス処理装置９内の糸５にはリラックスさせられる機会が与えられ、すなわち、その収縮傾向を除去する機会が与えられる。この場合、糸はポリマとプロセスパラメータとに依存して、約１３％だけ短くなる。

このために糸５は、リラックス処理装置９（図２に詳細を示す）内で据え込まれて栓状体になる。複数の糸を並行処理する場合、各糸に対して別個のリラックス処理装置を設けることが可能であるかまたは複数の糸を共通のリラックス処理装置内で処理することが可能である。

リラックス処理後、栓状体は張力下で引き出されて平滑ヤーン２２になる。このために後延伸装置２１が設けられており、この後延伸装置２１は、図示の実施例では、別のガレット対７．４によって形成されている。次いで、前記平滑ヤーン２２は、巻取り装置１０によってパッケージ２６に巻き取られる。

リラックス処理装置９の下流側では、特にゴデット対７．４と巻取り装置１０との間に比較的に高い糸張力レベルが形成されているので、場合によっては残っている、糸におけるどのような巻縮も、除去される。ちなみに、この工程は後延伸と呼ばれる。

栓状体をほぐすためには、後延伸装置２１が、ガイドローラを備えたゴデットによって形成されていてもよかろう。この場合、後延伸のためには、ゴデットと巻取り装置とが協働する。

図２には、リラックス処理装置９の可能な実施例を断面図で示してある。この実施例によって、本発明による方法を実現することができる。リラックス処理装置９は搬送ノズル１７を有しており、この搬送ノズル１７に、管路２８を介して、加熱された媒体１８が供給される。加熱器１３によって予め加熱された媒体１８は、糸５を搬送するために糸通路２７内に導かれる。この糸通路２７は、リラックス処理装置９の押込み室１９に開口している。この押込み室１９内で、糸５は栓状体２０になるように案内される。この場合、糸はループを形成し、このループによって滞留が生ぜしめられ、この結果、据込みが行われる。これにより、糸５から栓状体２０が形成され、この栓状体２０は緩慢に、リラックス処理装置９の押込み室１９を通って搬送される。この場合、リラックス処理に必要な温度レベルを糸に提供するために、搬送媒体１８としては熱空気または蒸気のような熱い流体を使用する。押込み室１９の案内区分２３には、複数のスリットが加工成形されており、これらのスリットによって前記媒体が再び導出される。次いで、前記栓状体２０は出口開口２４を通ってリラックス処理装置９を出て、ほぐされて平滑ヤーン２２になる。

ヤーン番手が１０００ｄｔｅｘでかつ流入速度が５０００ｍ／ｍｉｎであると仮定する場合、これは、５００ｇ／ｍｉｎの流入する材料流に相当する。したがって、直径が２ｃｍで長さが１０ｃｍの、押込み領域の容積が約３１ｃｍ^３であるならば、栓状体密度が２０％の場合でかつポリマとしてのポリエステルの場合、リラックス処理装置９内におけるヤーンの滞留時間は約１秒となる。

リラックス処理装置９を出た後、前記平滑ヤーン２２は次いでゴデット対７．４（図１に示す）によって再び高い速度でさらに搬送されるので、この平滑ヤーン２２は、栓状体２０から引き出される。この場合に生じる高い加速に基づいて、慣性力が生じ、この慣性力がヤーンにおいて引張力を生ぜしめ、かつこのヤーンを十分に安定させる。この場合、ヤーンが引き出される速度は、時間単位あたりリラックス処理装置に供給される糸材料量が、導出される糸材料量に等しくなるように、調節されていなければならない。

導出される糸材料量の方が大きい場合には、栓状体は完全にリラックス処理装置から引き出されるであろう。導出される糸材料量の方が小さい場合には、押込み室１９の入り口における栓状体成長が出口２４における栓状体引出しよりも大きくなり、したがって、栓状体はリラックス処理装置９からはみ出してしまうであろう。図３には、リラックス処理装置９の別の実施例を示してある。このリラックス処理装置９は、例えば図１に示した装置内で使用可能であり、かつ栓状体形成の調整器を有している。このリラックス処理装置９は、図２に示した実施例とほぼ同じように形成されているので、以下は相違点だけを挙げてある。

リラックス処理装置９の出口開口２４にはセンサ１１が設けられており、このセンサ１１は、栓状体成長もしくは栓状体減少を検知するようになっている。センサ１１のシグナリングされた値は、比較器３０内で目標値と比較され、偏差に際して調整器１２に供給される。この調整器１２は加熱器１３に接続されており、この加熱器１３は、搬送ノズル１７に供給された媒体１８を加熱するようになっている。したがって調整器１２を介して、媒体１８の加熱が修正的に影響され得る。調整器１２はゴデット駆動装置１４に連結されており、このゴデット駆動装置１４は、後延伸装置２１のゴデット対７．４を駆動するようになっている。これにより、ゴデット対７．４を駆動するゴデット駆動装置１４の回転数が、付加的に、修正的に変化させられ得る。

短縮と、ひいては長さあたりのより高い材料量とが生じるようにするために、前記媒体１８の温度の上昇は、糸のより高度なリラックス処理をもたらす。これにより、ゴデット対７．４の周速度が一定である場合、栓状体のより高い材料流出が生じ、ひいては栓状体が減少される。

ゴデット対７．４の回転数の上昇は直接的に、栓状体２２のより高い材料搬送と、ひいては同じく栓状体減少とをもたらす。この場合、注意すべきは、ゴデット対７．４の回転数が直ちに栓状体長さに作用するのとは対照的に、温度は、リラックス処理装置内におけるヤーンの滞留時間にほぼ相当する時間遅れを伴って初めて、栓状体長さに作用することである。

しかしながら、図３に示したリラックス処理装置９を、搬送媒体の温度調整器と一緒にしか使用しないかまたはゴデット対の速度調整器と一緒にしか使用しない可能性も存在する。

図２および図３における図示のリラックス処理装置は、例示的である。したがって、図１に示した装置内では、糸が搬送媒体によって押込み室内で栓状体になるように案内されかつ加熱されるどのような任意のリラックス処理装置も、使用することができよう。糸速度が高い場合でも、糸の据込みによって、糸をリラックス処理するための十分な滞留時間が達成され得る。糸の据込みは、栓状体をほぐす際にフィラメントにおけるループおよびわなのほぼ完全な解消を既に達成するために、有利には低い栓状体密度で行われる。したがって、ほぐした後には糸はもはや巻縮を有していない。

本発明による方法が適用される、本発明による装置の第１実施例の概略図である 図１に示した実施例のリラックス処理装置の概略断面図である リラックス処理装置の別の実施例の概略図である

符号の説明

１ 紡糸ヘッド
２ フィラメント群
３ 冷却空気
４ 平滑剤処理装置
５ 糸
６ ゴデット
７．１，７．２，７．３，７．４ ゴデット対
８．１，８．２ 延伸域
９ リラックス処理装置
１０ 巻取り装置
１１ センサ
１２ 調整器
１３ 加熱器
１４ ゴデット駆動装置
１５ 紡糸ノズル
１６ リラックス処理域
１７ 搬送ノズル
１８ 搬送媒体
１９ 押込み室
２０ 栓状体
２１ 後延伸装置
２２ 平滑ヤーン
２３ 案内区分
２４ 出口開口
２５ ガイドローラ
２６ パッケージ
２７ 糸通路
２８ 管路
２９ 溶融流入部
３０ 比較器

Claims (13)

1. 高強度で低収縮性の合成平滑ヤーンを製作するための方法において、当該方法が、次のようなステップ、すなわち、
   １．１ 複数のフィラメントを溶融液状のポリマから溶融紡糸する；
   １．２ フィラメントを冷却しかつ纏めて糸にする；
   １．３ 糸を延伸させる；
   １．４ 糸を、高められた温度下で据え込んで栓状体にする；
   １．５ 栓状体を、押込み室（１９）を通して搬送する；
   １．６ 栓状体を張力下で引きほぐして平滑ヤーンにする；
   １．７ 平滑ヤーンをパッケージに巻き取る、
   以上１．１，１．２，１．３，１．４，１．５，１．６，１．７のステップから成っていることを特徴とする、低収縮性の平滑ヤーンを製作するための方法。
2. ポリエステルから成るフィラメントを溶融紡糸するための、溶融液状のポリマを押し出す、請求項１記載の方法。
3. 栓状体を形成するために糸を案内する媒体を用いて、栓状体になるように糸の据込みを行う、請求項１または２記載の方法。
4. 媒体が熱空気または熱い蒸気から成っている、請求項３記載の方法。
5. 栓状体を引きほぐした後、平滑ヤーンを後延伸させる、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 栓状体の引きほぐしに際してセンサにより栓状体端部の位置を検知し、これにより、栓状体端部の位置に応じて媒体の温度を調整する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 栓状体の引きほぐしに際してセンサにより栓状体端部の位置を検知し、これにより、栓状体端部の位置に応じて、栓状体からの平滑ヤーンの引出し速度を調整する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 据込み前の糸をゴデットによって案内し、平滑ヤーンを巻き取るための巻取り速度対ゴデットの周速度の比の値を、０．８５対１の比の値よりも大きくする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 糸をただ１本のフィラメントから形成する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 高強度で低収縮性の平滑ヤーンを製作するための装置であって、
    複数のフィラメントを溶融液状のポリマから溶融紡糸するための紡糸装置（１；１５）と延伸装置（７．１〜７．３）とリラックス処理装置（９）と巻取り装置（１０）とが設けられている形式のものにおいて、
    リラックス処理装置（９）が押込み室（１９）を有しており、該押込み室（１９）内で、糸（５）が栓状体（２０）になるように滞留させられるようになっており、更に、リラックス処理装置（９）の下流側に、平滑ヤーン（２２）を引き出しかつ延伸させるための後延伸装置（２１）が配置されており、該後延伸装置（２１）が糸（５）を、リラックス処理装置（９）の上流側の糸長さの少なくとも８５％の長さに延伸することを特徴とする、低収縮性の平滑ヤーンを製作するための装置。
11. 後延伸装置（２１）が、少なくとも１つのゴデット対（７．４）から形成されているかまたはガイドローラを備えた少なくとも１つのゴデットから形成されており、前記ゴデット対（７．４）が巻取り装置（１０）と協働している、請求項１０記載の装置。
12. リラックス処理装置（９）が、押込み室（１９）の上流側に配置された搬送ノズル（１７）を有しており、該搬送ノズル（１７）に、当該搬送ノズル内に形成された糸通路（２７）に通じる管路（２８）を介して、温度調整された媒体、有利には熱空気が供給され、該媒体により、糸（５）が糸通路（２７）を通って押込み室（１９）内に搬送されるようになっている、請求項１０又は１１記載の装置。
13. 押込み室（１９）が、ガス透過性の案内区分（２３）を有しており、該案内区分（２３）を通って、媒体が押込み室（１９）から流出するようになっている、請求項１２記載の装置。

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