JP5431460B2 - マルチフィラメント糸を溶融紡糸し、延伸しかつ巻き上げる方法並びにこの方法を実施する装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチフィラメント糸を溶融紡糸し、延伸しかつ巻き上げてＦＤＹ糸を形成する方法、並びに請求項９の上位概念部に記載した形式の、前記方法を実施する装置に関する。

このような形式の、マルチフィラメント糸を溶融紡糸し、延伸しかつ巻き上げる方法並びにこの方法を実施する装置は、例えばＤＥ３１４６０５４Ａ１に基づいて公知である。

合成糸を製造する場合、糸の内部におけるポリマ材料の分子連鎖の配向の程度に関連して、いわゆるＰＯＹ糸とＦＤＹ糸とが区別される。予備配向された糸（Pre Oriented Yarn）であるＰＯＹ糸は、まだ完全には延伸されていない、予備配向された構造を有している。このような糸は有利には、延伸テクスチャード過程においてさらに処理される。これに対して、完全に延伸された糸（Full Drawn Yarn）であるＦＤＹ糸は、完全に延伸された配向された構造を有している。このような糸は従って、さらなる処理なしに直に面状製品へと加工することができる。

いわゆるＦＤＹ糸を単段過程において製造できるようにするために、押し出されたばかりのフィラメントは、１つの糸にまとめられた後で完全に延伸され、次いでスプールに巻き上げられる。このようなＦＤＹ糸を製造する方法は、例えばＤＥ３１４６０５４Ａ１に開示されている。最初に、例えばポリエステル又はポリアミドであるポリマ溶融物から、多数のフィラメントが押し出される。これらのフィラメントは次いで、ポリマ材料を硬化させるために冷却され、冷却後にまとめられて、準備処理液によって湿潤される。準備処理された糸は引き出されて、ゴデットの間において延伸される。この場合通常、糸は所定の延伸ポイントを解すために、延伸の前に加熱される。そのために、加熱されるゴデット周壁を備えた引出しゴデットが設けられており、このゴデット周壁の周囲において糸は簡単な巻掛けによって案内される。４０００ｍ／分を上回ることもある延伸速度に基づいて、引出しゴデットに糸が部分的に巻き掛けられている場合には、極めて短い接触長さしか生ぜず、延伸ポイントを引き起こす温度に糸を十分に加熱することができない。例えば加熱延伸は、糸材料のガラス固化温度が得られた場合に、達成することができる。これは例えばポリエステルのためには、約８５℃の温度である。従ってゴデットへの部分巻掛け時に得られる、糸を加熱するための接触長さは、糸のすべてのフィラメントを完全にかつ均一に加熱するのには不十分である。

公知の方法及び公知の装置は、糸において完全な加熱延伸を実施するためには、条件付きでしか適していない。

明細書に択一的に提案されている方法、つまり糸を引出しゴデットに複数回巻き掛けて案内する方法によっても、加熱延伸は、引出しゴデット及び延伸ゴデットにおける大量のエネルギ及び材料の使用によってしか実現することができない。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の、マルチフィラメント糸を溶融紡糸し、延伸しかつ巻き上げる方法並びにこの方法を実施する装置を改良して、可能な限り僅かな消費エネルギで完全な延伸のために糸を加熱することができるようにすることである。

本発明の別の課題は、冒頭に述べた形式の方法及び装置を改良して、互いに平行にもしくは並列的に紡糸された複数のフィラメント束を、可能な限りコンパクトな配置形式で製造できるようにすることである。

上記課題を解決するために本発明の方法では、マルチフィラメント糸を溶融紡糸し、延伸しかつ巻き上げてＦＤＹ糸を形成する方法であって、次のステップ、すなわち、
１.１ 熱可塑性の溶融物から多数のフィラメントを押し出し、
１.２ 押し出されたフィラメントを、熱可塑性材料のガラス固化温度を下回る温度に冷却し、
１.３ 流体の供給なしにフィラメントをまとめてフィラメント束を形成し、
１.４ フィラメント束を、１５００ｍ／分を上回る範囲の引出し速度で引き出し、
１.５ フィラメント束を、熱可塑性材料のガラス固化温度を上回る温度に加熱し、フィラメント束を、３５００ｍ／分を上回る範囲、有利には４０００ｍ／分を上回る範囲の延伸速度で延伸し、
１.６ フィラメント束を準備処理液によって準備処理し、
１.７ 糸をスプールに巻き上げる、
というステップを有するようにした。

また前記課題を解決するために本発明の装置では、上記方法を実施する装置であって、複数のフィラメントを押し出すための紡糸ノズルと、フィラメントを冷却するための冷却装置と、複数のフィラメントを１つのフィラメント束にまとめるための集合糸ガイドと、フィラメント束を引き出すための引出し手段と、フィラメント束を延伸するための延伸装置と、糸を巻き上げるための巻上げ装置と、フィラメント束を準備処理するための準備処理装置とが設けられている形式のものにおいて、準備処理装置が、延伸装置と巻上げ装置との間における糸走行ゾーンに配置されていて、該糸走行ゾーンにおいてフィラメント束が、３５００ｍ／分を上回る糸走行速度を有しているようにした。

本発明による別の有利な構成は、特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。

本発明は、マルチフィラメント糸の加熱時には、糸材料と準備処理液とが均一に加熱されねばならない、という認識に基づいている。例えば準備処理された糸の加熱前に、初めに、準備処理液の水分が蒸発させられ、フィラメント複合体から解離される。

解決策を見出す際には、初めに著しく大きな前提条件が存在していた。例えば一般的に公知であるように、複数のフィラメントからまとめられたフィラメント束は、表面との各接触時に静電荷され、このような静電荷によってフィラメント束はコントロールされずに拡開してしまう。さらに糸をさらに処理するためには、フィラメントを準備処理液によって湿らせることが強制的に必要である。しかもこの場合、フィラメント束の個々のフィラメントには準備処理液が均一に分配もしくは分布及び付着することが、保証されていなくてはならない。しかしながらこのような方法ステップは、糸速度が高い場合に、困難を伴ってしか実施することができない。

多くの前提条件にもかかわらず、本発明は、糸の準備処理を延伸後に行うという、まったく新たな方法を選択している。そのために準備処理装置は、延伸装置と巻上げ装置との間における糸走行ゾーンに配置されており、この糸走行ゾーンにおいて糸は、４０００ｍ／分を上回る糸走行速度を有している。これによって、延伸されたばかりのフィラメント束を冷却後に、準備処理液の供給なしに乾燥状態において加熱し、かつ延伸することができる。

本発明は、ＵＳ３８４０６３３に基づいて公知の方法に基づいても推考されなかった。この公知の方法では、押し出されたばかりのフィラメント束が低い速度で引き出され、１２００ｍ／分の最大の延伸速度で延伸される。この場合フィラメント束は直接、ゴデットの周囲においてまとめられて引き出される。従ってこの公知の方法は、例えば１５００ｍ／分を上回る引出し速度においてフィラメント束を確実に案内するためには、まったく適していない。引出しゴデットへの走入時において既に、大きな拡開、ひいては処理における不均一性を回避することができない。そして開放された複合体に基づいて、フィラメントそれぞれにおいて摩擦が作用し、この摩擦によって、フィラメントの不良な導電率に基づいてフィラメントは電荷されることになる。このような効果もしくは現象は、フィラメントの引出し速度が高くなればなるほど、さらに激しくなる。さらに通常は、１つの引出しゴデットを用いて複数のフィラメント束が互いに平行に並んで、１つの紡糸ゾーンから引き出される。このことは公知の方法によってはしかしながらまた、不可能であると言わざるを得ない。それというのは、糸間隔が小さい場合には、個々のフィラメントの飛び跳ねを回避することができないからである。

本発明による方法及び装置では、フィラメント束は冷却後にまとめられ、次いで既に束ねられた状態で引出し手段、有利には引出しゴデットによって、１２００ｍ／分、有利には１５００ｍ／分を上回る範囲の引出し速度で引き出され、その結果フィラメントの延伸のためには、３５００ｍ／分、有利には４０００ｍ／分を上回る範囲の延伸速度が必要である。

３５００ｍ／分を上回る極めて高い糸速度でフィラメント束を延伸した後で、フィラメント束のフィラメントを集中的に湿らせるために、本発明の有利な方法では、フィラメント束を、駆動される２つのゴデットの間において緊張させられた糸部分において準備処理するようにした。このようにすると、糸の緊張もしくは応力を、フィラメント束の前記糸部分におけるゴデットの周速度の調節によって、準備処理のプロセスステップに合わせて調節することができる。

フィラメント束のすべてのフィラメントに対して準備処理液を均一に分布もしくは分配できるようにするために、本発明の有利な方法では、フィラメント束を準備処理のために、微細な孔を有する孔付金属薄板の湾曲した接触面に沿って案内し、該孔付金属薄板の下側において連続的に準備処理液を供給するようにした。このようにすると、一方では湿し手段の接触面においてフィラメントを帯状に分配させることができ、かつ他方では、フィラメントと孔付金属薄板の湿った表面との間における接触面において十分な接触長さを実現することができ、その結果４０００ｍ／分を上回る極めて高い糸走行速度においても、フィラメントを十分にかつ集中的に湿らせることが可能になる。

高い糸走行速度で乾燥したフィラメント束を引出しかつ延伸するために、本発明の別の有利な方法では、フィラメント束を、駆動されるゴデットの周囲に単純に巻き掛けて案内し、この際にフィラメント束を、少なくとも引出しゴデット１において環状のガイド溝内で案内するようにした。このようにすると、一方では、個々のフィラメントとゴデット表面との間における摩擦が最小になり、かつ他方では、フィラメント束におけるフィラメントのまとまりが改善される。この有利な方法の別の利点としては、１つのゴデットにおいて複数の糸を僅かな糸間隔をおいて並べて確実に案内できる、ということがある。

熱間延伸を実施できるようにするために、本発明の別の方法では、フィラメント束を、加熱された表面との接触によって、及び／又は接触なしに熱放射によって、及び／又は対流によって加熱するようにした。通常の繊維の糸番手では、熱可塑性材料のガラス固化温度を上回る温度にフィラメント束を十分に加熱するためには、接触加熱の場合比較的長い加熱区間が必要である。フィラメント束はしかしながらまた有利には無接触式に輻射ヒータ、例えば赤外線ヒータを用いて、所望の温度に加熱することも可能である。この場合有利には、ゴデットの間における糸区間を、フィラメント束を加熱するために使用することができる。

糸をさらに処理するためには、糸が十分な糸結合部を有していることが必要であり、このような糸結合部は通常、フィラメント束の交絡時に生じるいわゆる交絡結節部によって生ぜしめられる。特に先行するプロセスステップ及び後続のプロセスステップとは無関係に、交絡のために最適な糸緊張を糸において調節することができるようにするために、本発明の有利な方法では、糸を巻上げの前に、駆動される２つのゴデットの間において緊張させられた糸部分において交絡させ、この交絡によって、糸長さ１ｍ当たり少なくとも１０の交絡結節部を生ぜしめるようにした。これにより、両方のゴデットの間における速度差を調節することによって、交絡のために最適な糸緊張を調節することができる。そしてこの場合、例えば巻上げのような後続のプロセスステップは、前記糸緊張とは無関係な巻上げ緊張によって実施することができる。

本発明による方法の特に有利な別の方法では、引出し及び延伸時におけるフィラメント束の案内を、例えばゴデットの滑らかな外周面において改善するために、フィラメント束にまとめた後で、まとめられたフィラメント束を引き出す前に、フィラメント束において撚りを生ぜしめるようにした。この場合には、フィラメント束において戻る撚りを、まとめる際に停止することが保証され、押出し後及び冷却時における糸の案内が、撚りの影響を受けることがなくなる。しかも糸走行において先行する撚りは、フィラメント束内におけるフィラメントのまとまりを改善するために役立つ。

本発明による方法を実施するための本発明による装置は、準備処理装置が、延伸装置と巻上げ装置との間における糸走行ゾーンに配置されていて、該糸走行ゾーンにおいてフィラメント束が、３５００ｍ／分を上回る糸走行速度を有している、という特徴を有している。このように構成されていると、糸を延伸時に僅かな消費エネルギで、有利には糸材料のガラス固化温度を上回る延伸温度に、加熱することができる。

準備処理装置は、最適な糸緊張を調節できるようにするために、糸走行ゾーンにおいてフィラメント束を案内する駆動される２つのゴデットの間に配置されている。そのために両ゴデットにはそれぞれ、互いに無関係に独立して制御可能な固有の駆動装置が配属されており、その結果、両ゴデットの速度差を０に調節することも、又は僅かにすることも可能である。

準備処理液を連続的に供給してフィラメント束を適宜に湿らせるために、本発明の有利な構成では、準備処理装置がフィラメント束を湿すために、微細な孔を備えた孔付金属薄板を有しており、該孔付金属薄板がその下側において、準備処理液を供給するための圧力室と接続されていて、かつ上側には、湾曲した接触面を有している。この場合特に、例えば電鋳法もしくは電型法によって製造される極めて薄い孔付金属薄板が、特に適している。

引出し及び延伸のために本発明による装置は有利には、駆動される複数のゴデットを有していて、これらのゴデットによってフィラメント束は単純な巻掛けによって案内可能であり、少なくとも１つの引出しゴデットが周囲に、フィラメント束を案内するための環状のガイド溝を有している。

延伸温度へのフィラメント束の加熱は、本発明による装置では有利には、延伸装置に配属された加熱手段によって実施され、この加熱手段は、接触式ヒータ及び／又は輻射ヒータによって形成されている。しかしながらまた、例えば流体によって糸を加熱する、対流式ヒータも同様に使用することができる。

糸の巻上げ前に糸結合部を形成するために、本発明による装置では交絡装置が設けられており、この交絡装置は、準備処理装置と巻上げ装置との間に配置されており、該交絡装置には、走入側と走出側とにそれぞれ１つの駆動されるゴデットが配属されている。このように構成されていると、ゴデットの個々の駆動装置を制御することによって所望の糸緊張を調節することができる。

フィラメント束が撚りを有するような、方法を実施するためには、本発明による装置は、糸走行路において集合糸ガイドに後置された加撚機を有していて、この加撚機によってフィラメント束に撚りを生ぜしめることができる。加撚機としてはこの場合有利には空気ノズルが使用され、この場合フィラメント束において衝突する空気流がフィラメント束に撚りを生ぜしめる。

次に図面を参照しながら、本発明による方法及びこの方法を実施する本発明による装置の実施例について詳説する。

本発明による方法を実施する本発明による装置の第１実施例を示す側面図である。 図１に示された実施例の正面図である。 本発明による方法を実施する本発明による装置の別の実施例を示す正面図である。 本発明による方法を実施する本発明による装置の別の実施例を示す側面図である。

図１及び図２には、ＦＤＹ糸を製造するための本発明による方法を実施する、本発明による装置の１実施例が示されている。図１にはこの実施例が側面図で示され、図２には正面図で示されている。両方の図のうちの一方を特に参照するという記載がない限り、以下における記載は、両方の図に対して言えることである。

マルチフィラメント糸を溶融紡糸するためには、加熱可能な紡糸ヘッド１が設けられており、この紡糸ヘッド１はその下側に、多数のノズル開口を備えた紡糸ノズル３を有し、かつ上側に溶融物供給路２を有している。この溶融物供給路２は、図示されていない溶融物源、例えば押出し機と連結されている。紡糸ヘッド１の内部には、溶融物を案内しかつ溶融物を搬送する別の部材が配置されていてもよいが、これらの部材については、ここでは触れない。

紡糸ヘッドはその下側に複数の紡糸ノズル３を有しており、これによって同時に複数の糸を互いに平行に並んで紡糸することができる。以下における装置及びユニットにおいてはしかしながら１つの糸の経過についてだけ詳しく説明する。基本的に、互いに平行に並んで生ぜしめられる全部で４つの糸は、それぞれ同じ処理を施され、図示の実施例における紡糸ノズル及び位置の数は、単に一例である。例えば、４つよりも多くの糸を、互いに平行に紡糸し、延伸し、かつ巻き上げることも可能である。

紡糸ヘッド１の下には冷却装置６が設けられており、この冷却装置６は冷却ダクト８とブロー装置７とから形成されている。冷却ダクト８は紡糸ノズル３の下に配置されていて、紡糸ノズル３によって押し出された多数のフィラメントが冷却ダクト８を通過するようになっている。ブロー装置７は、冷却空気流を生ぜしめることができ、この冷却空気流は冷却ダクト８内に導入され、これにより、紡糸ノズル３によって押し出されたフィラメント４は均一に冷却される。

冷却ダクト８の下には、多数のフィラメント４を１つのフィラメント束５にまとめるために、集合糸ガイド９が設けられている。この集合糸ガイド９はそのために紡糸ノズル３の真下に配置されており、これによってフィラメント４は集合糸ガイド９において均一にまとめられる。

フィラメント束５を紡糸ゾーンから引き出し、次いで延伸するために、集合糸ガイド９の下には引出しゴデット１０と、該引出しゴデット１０と共働する延伸装置１１とが配置されている。図示の実施例では引出しゴデット１０は、駆動される加熱ドラム１５.１によって形成されている。加熱ドラム１５.１は加熱周壁２１を有しており、この加熱周壁２１は、その都度の糸材料のガラス固化温度よりも高い、８０℃〜２２０℃の範囲の温度に加熱されている。

図２から分かるように、加熱ドラム１５.１の加熱周壁２１にはフィラメント束５毎にそれぞれ１つのガイド溝２２が設けられている。そしてフィラメント束５はガイド溝２２内において、加熱ドラム１５.１の周囲に部分的に巻き掛けられて案内される。この場合加熱ドラム１５.１は駆動装置１３.２によって、１２００ｍ／ｍｉｎよりも高い周速度、有利には１５００ｍ／ｍｉｎよりも高い周速度で駆動される。

図１及び図２から分かるように、加熱ドラム１５.１には走出ゴデット１２.１が配属されている。この走出ゴデット１２.１は、駆動装置１３.２によって、加熱ドラム１５.１とほぼ等しい周速度で駆動される。走出ゴデット１２.１は加熱ドラム１５.１の外周に対して、フィラメント束５が可能な限り大きな巻掛け角をもって、例えば３００°の巻掛け角をもって加熱周壁２１において案内されるように、対応配置されている。

図１から分かるように、延伸装置１１は第２の加熱ドラム１５.２を有しており、この第２の加熱ドラム１５.２は、第１の加熱ドラム１５.１の側方に並んで配置されている。第２の加熱ドラム１５.２も同様に駆動装置（図示せず）と連結されており、この駆動装置は加熱周壁２１を、３５００ｍ／ｍｉｎよりも高い延伸速度、有利には４０００ｍ／ｍｉｎよりも高い延伸速度で駆動する。加熱ドラム１５.２の加熱周壁２１は、第１の加熱ドラム１５.１の加熱周壁と同様に加熱されていて、フィラメント束において延伸後にリラクゼーション処理を施すことができる。従ってフィラメント束５の延伸は、加熱ドラム１５.１と加熱ドラム１５.２との間において行われる。

加熱ドラム１５.２にも同様に、駆動装置（図示せず）を介して駆動される走出ゴデット１２.２が配属されている。この走出ゴデット１２.２の周速度はこの場合、加熱ドラム１５.２の周速度と同じである。ここでも走出ゴデット１２.２は、フィラメント束５が可能な限り大きな巻掛け角をもって第２の加熱ドラム１５.２の加熱周壁２１に巻き掛けられて案内されている。

加熱ドラム１５.１，１５.２と両走出ゴデット１２.１，１２.２は、ゴデットボックス１４内に配置されている。そのためにフィラメント束５は、ゴデットボックス１４の入口とゴデットボックス１４の出口とを介して案内されている。

延伸装置１１の下には、該延伸装置１１と後続の巻上げ装置２３との間における糸走行ゾーンに、準備処理装置１６が配置されている。この準備処理装置１６はこの場合延伸装置１１の走出側に直に保持されており、フィラメント束５の、準備処理装置１６を通る糸部分は、走出ゴデット１２.２と、準備処理装置１６に後置されたガイドゴデット２０.１との間において緊張させられている。ガイドゴデット２０.１は駆動装置と連結されているので、走出ゴデット１２.２とガイドゴデット２０.１との間においては速度差を調節することができる。

準備処理装置１６は図示の実施例では、微細な孔を備えた孔付金属薄板１７によって形成されており、この孔付金属薄板１７はその下側において圧力室１８と接続されていて、かつその上側もしくは表面に、湾曲した接触面を有しており、この接触面においてフィラメント束５は接触しながら案内されている。圧力室１８は流体接続部１９を介して圧力源と接続されており、この圧力源によって準備処理液が連続的に圧力室１８に供給される。このような準備処理装置は例えばＥＰ１５９０５１２に基づいて公知であるので、ここでは詳しい説明は省く。

巻上げ装置２３の上には、別のガイドゴデット２０.２が設けられており、この別のガイドゴデット２０.２は巻上げ装置２３の端面に保持されている。この第２のガイドゴデット２０.２もまた同様に駆動装置と連結されている。両ガイドゴデット２０.１，２０.２の間には、緊張させられた糸部分に交絡装置３５が配置されており、これによって糸３４において交絡結節部（Verflechtungsknote）の形成によって糸結合部（Fadenschluss）を生ぜしめることができる。この場合糸３４を交絡させるための糸応力もしくは糸緊張は、有利には、ガイドゴデット２０.１，２０.２の間において調節される速度差によって規定することができる。

ガイドゴデット２０.１，２０.２の下には、巻上げ装置２３が配置されている。この巻上げ装置２３は図示の実施例では、いわゆるスプールリボルバ機によって形成され、このスプールリボルバ機は、片持ち式に張り出した２つの巻管スピンドル２７.１，２７.２を備えた回転可能なスピンドル保持体２９を有している。このスピンドル保持体２９は機械フレーム３０に支承されている。この場合巻管スピンドル２７.１と２７.２とは交互に、スプールを巻成するための運転領域と、スプールを交換するための交換領域とに案内されることができる。機械フレームには、糸３４をスプール２８に巻成するために、綾振り装置２５と圧着ローラ２６とが設けられている。この場合圧着ローラ２６は、スプール２８の表面に接触して位置している。綾振り装置２５は糸毎に１つの綾振りユニットを有しており、各綾振りユニットにおいて糸は、チーズ（Kreuzspule）を形成するために往復案内される。綾振り装置２５の上にはヘッド糸ガイド２４が設けられており、このヘッド糸ガイド２４を通して巻成箇所への糸の走入が案内されている。図示の実施例ではヘッド糸ガイド２４は、自由回転可能な変向ローラによって形成され、これによってガイドゴデット２０.２から進出する糸を、ほぼ水平な分配平面から巻成箇所に変向させることができる。これによって、糸は通常ゴデットにおいて狭い糸間隔をもって案内されているので、２つの巻成箇所への糸の拡開を回避することができる。

ＦＤＹ糸を製造するために、図１及び図２に示された実施例では、例えばポリエステル又はポリアミドから成るポリマ溶融物が紡糸ヘッド１に供給される。紡糸ノズル３の内部においてポリマ溶融物は、圧力下で、紡糸ノズル３の下側に形成されたノズル孔を通して押し出され、これによって多数のフィラメントを押し出すことができる。冷却ダクト８の内部においてフィラメントは、熱可塑性材料のガラス固化温度を下回る温度に冷却され、その結果フィラメントは硬化され、かつ予備配向（Vororientierung）される。フィラメント４の冷却後にフィラメント４は、フィラメント束５にまとめられるが、しかしながらその際には準備処理液は供給されないので、フィラメント束５のフィラメント４は、異物なしにまとめられる。次いでフィラメント束５はまとめられた後で、乾燥状態において１５００ｍ／分を上回る引出し速度で引き出され、延伸される。引出しゴデットは図示の実施例では加熱ドラム１５.１によって形成され、この加熱ドラム１５.１は加熱された加熱周壁２１を有しており、これによりフィラメント４から成るフィラメント束５を、熱可塑性材料のガラス固化温度を上回る温度に加熱することができる。加熱周壁はそのために、８０℃〜２２０℃の範囲の表面温度を有している。例えばポリエステルのガラス固化温度は８０℃の範囲にある。フィラメント束５の完全な延伸、ひいてはフィラメント４における糸材料の分子構造の配向を得るために、フィラメント束５は４０００ｍ／分を上回る延伸速度で延伸される。この延伸速度は図示の実施例では第２の加熱ドラム１５.２によって生ぜしめられ、この第２の加熱ドラム１５.２においては同時に、フィラメント束５におけるリラクゼーションの後処理が実施される。

フィラメント束５が完全に延伸された後で、フィラメント束５の糸結合部、ひいては糸３４を形成するために、準備処理（Praeparierung）が行われる。そのためにフィラメント束５は、駆動される２つのゴデットの間に案内されて、準備処理される。この場合フィラメント束５は、微細な孔を有する孔付金属薄板の湾曲した接触面に部分的に巻き掛けられて案内され、この孔付金属薄板の表面においては連続的に準備処理液が流出する。このようにして、フィラメント束５の内部に準備処理液を均一に分配することができ、フィラメント束５はベルト状に接触面において案内される。これによりすべてのフィラメント４は同様に湿されることができる。

しかしながらまた、準備処理剤を、フィラメント束５の付加的なブローによって均一化すること、又は完全に、他の手段、例えば準備処理ピンによって、フィラメント束にもたらすことも可能である。

完全に延伸された糸３４の巻上げの前に、糸結合部は交絡装置３５によって固定され、この際に糸３４には多数の交絡結節部が生ぜしめられる。例えばＦＤＹ糸では、走行する糸長さ１ｍ当たり、少なくとも１０の結節部が生ぜしめられる。

本発明による方法及び本発明による装置は、特に、糸を延伸するために要する消費エネルギが僅かであることによって、傑出している。乾燥したフィラメント束を、６０００ｍ／分までのもしくはそれを上回る、通常の高い生産速度においても、短時間のうちにかつ僅かなエネルギで、延伸温度に加熱することができる。

図３には、完全に延伸された糸をＦＤＹ糸に製造する本発明による方法を実施するための本発明による装置の別の実施例が示されている。この実施例は図３において正面図で示されており、この場合ただ１つの糸しか示されていない。この場合においても、複数の糸を互いに平行に並んで紡糸し、延伸し、かつ巻き上げることは、通常である。

図３に示された全体装置は、主として延伸装置１１において異なっている。フィラメントを溶融紡糸する装置及びマルチフィラメント糸を巻き上げる装置は、実質的に図１及び図２に示された実施例と同一であるので、以下においては単に相違点についてだけ述べる。

フィラメント束５を引き出して延伸するために、冷却ダクト８の下には、複数のガイドゴデット１０，２０.１，２０.２を備えたシステムが設けられている。延伸装置１１のゴデット１０，２０.１，２０.２は、冷却ダクト８の下におけるゴデットボックス１４内に配置されている。延伸装置１１はそのために引出しゴデット１０を有しており、この引出しゴデット１０は、フィラメント束５を紡糸ゾーンから引き出すために、集合糸ガイド９の直ぐ後ろに配置されている。引出しゴデット１０には２つの別のガイドゴデット２０.１，２０.２が後置されている。両ガイドゴデット２０.１，２０.２はそれぞれ、両ガイドゴデットの間において速度差を調節できるようにするために、固有の駆動装置を有している。ゴデット１０，２０.１，２０.２はフィラメント束５によってほぼ約１８０°の巻掛け角で巻き掛けられており、この場合引出しゴデット１０とガイドゴデット２０.１との間及びガイドゴデット２０.２とガイドゴデット２０.１との間には、それぞれ１つの加熱区間が形成されており、この加熱区間においてフィラメント束５が加熱可能である。そのために加熱区間には２つの輻射ヒータ３２.１，３２.２が配属されている。輻射ヒータ３２.１，３２.２は例えば、赤外線放射体によって形成されていることができ、フィラメント束５を接触なしに単に熱輻射によって、その都度の糸材料のガラス固化温度を上回る温度に加熱する。この場合フィラメント束５の延伸は、有利には引出しゴデット１０とガイドゴデット２０.１との間において行われる。しかしながらまた、フィラメント束５の延伸を２つのステップにおいて行うことも可能であり、この場合第１の部分延伸は引出しゴデット１０とガイドゴデット２０.１との間において行われ、第２の部分延伸はゴデット２０.１とゴデット２０.２との間において行われる。

延伸後にフィラメント束５は、後続のガイドゴデット２０.３，２０.４を介して案内される。ガイドゴデット２０.３〜２０.５はそれぞれ駆動装置を有しているので、これらのゴデットの間において緊張させられる、フィラメント束５の糸部分は、その糸緊張が調節可能である。

ガイドゴデット２０.３とガイドゴデット２０.４との間の糸部分には、準備処理装置１６が配置されており、この準備処理装置１６によってフィラメント束５は準備処理液によって湿される。この準備処理装置１６は図１及び図２の実施例における同じであるので、準備処理装置１６についての説明はここでは省く。

ガイドゴデット２０.４とガイドゴデット２０.５との間において緊張される糸部分には、交絡装置３５が設けられており、これによって糸３４を交絡すること及びその際に交絡結節部による糸の結合部を改善することができる。次いで糸３４はガイドゴデット２０.５によって巻上げ装置２３に案内され、この巻上げ装置２３において糸３４はスプール２８に巻成される。図示の実施例において糸３４は、鉛直方向の分配配置から個々の巻取り箇所に分配される。その限りでは、複数の糸が平行に案内される場合には、これらの糸はガイドゴデット２０.５からの走出後に、巻上げ装置２３の軸線方向において広げられて、個々の巻取り箇所に分配される。

図３の実施例は従って、ＦＤＹ糸を製造するための本発明による方法を実施するのに同様に適している。フィラメント束及び糸を引き出し、延伸しかつ案内するゴデットは、それぞれ部分的に巻き掛けられ、この場合特に延伸装置の引出しゴデット及びガイドゴデットは、フィラメント束を案内するための環状のガイド溝を有することができる。

図４には、本発明による方法を実施するための本発明による装置のさらに別の実施例が側面図で示されている。図４に示された実施例は、図３に示された実施例とほぼ同一であるので、重複している部分の説明は省き、以下においては相違点についてだけ述べる。

図４に示された実施例では、紡糸ヘッド１に保持された紡糸ノズルは、列状の配置形式で保持されており、これらの紡糸ノズルは、巻上げ装置２３の巻管スピンドル２７.１，２７.２に対して平行に位置している。装置全体の可能な限りコンパクトな配置形式を得るために、フィラメント束５は押出し後に、紡糸ノズル３の側方に並んで配置された引出しゴデット１０によって引き出される。集合糸ガイド９はこの場合変向ローラによって形成され、これらの変向ローラはその周囲に集合溝を有している。引出しゴデット１０は有利には、加熱されるゴデット周壁をもって構成されているので、フィラメント束５の部分加熱が行われる。この実施例においても、引出しゴデット１０の加熱されるゴデット周壁の周囲にはガイド溝が設けられており、このガイド溝にフィラメント束５は巻き掛けられる。

集合糸ガイド９と引出しゴデット１０との間において緊張させられた糸部分には、加撚機（Drallgeber）３３が配置されており、これによってフィラメント束５において撚りを生ぜしめることができる。加撚機３３は有利には空気ノズルによって形成され、この空気ノズルによって生ぜしめられた空気流は、フィラメント束５において撚りモーメントを生ぜしめる。

この実施例では延伸装置１１は引出しゴデット１０に後置されている。延伸装置１１はそのために複数のガイドゴデット２０.１，２０.２，２０.３によって形成され、これらのガイドゴデットはゴデットボックス１４内に配置されている。自由なガイド区間の間には、フィラメント束５を加熱するために、輻射ヒータ３２.１，３２.２，３２.３が配置されている。延伸装置１１の図４に示された実施例は従って、第１のガイドゴデット２０.１と第２のガイドゴデット２０.２との間において完全な延伸を実施するのに、特に適している。ガイドゴデット２０.２と２０.３との間において緊張させられた、フィラメント束５の糸部分には、リラクゼーションの後処理を実施することができる。

延伸装置１１には２つの別のガイドゴデット２０.４，２０.５が続いており、この場合ガイドゴデット２０.４には準備処理装置１６が前置されている。この準備処理装置１６は既に述べた実施例と同じに形成されているので、フィラメント束５は延伸後に、通常はオイル・水エマルジョンから成る準備処理液によって準備処理される。

糸結合部を改善するために、糸３４には交絡装置３５によって複数の交絡結節部が生ぜしめられる。次いで糸３４はガイドゴデット２０.５を介して巻上げ装置２３に案内される。この巻上げ装置２３は図１及び図２に示された実施例におけると同じであるので、ここでの説明は省く。

図４に示された実施例は特に、本発明による方法を装置の極めてコンパクトな配置形式によって実施するために適している。

１ 紡糸ヘッド、 ２ 溶融物供給路、 ３ 紡糸ノズル、 ４ フィラメント、 ５ フィラメント束、 ６ 冷却装置、 ７ ブロー装置、 ８ 冷却ダクト、 ９ 集合糸ガイド、 １０ 引出しゴデット、 １１ 延伸装置、 １２ 走出ゴデット、 １３.１，１３.２，１３.３ 駆動装置、 １４ ゴデットボックス、 １５.１，１５.２ 加熱ドラム、 １６ 準備処理装置、 １７ 孔付金属薄板、 １８ 圧力室、 １９ 流体接続部、 ２０.１，２０.２，２０.３，２０.４，２０.５ ガイドゴデット、 ２１ 加熱周壁、 ２２ ガイド溝、 ２３ 巻上げ装置、 ２４ ヘッド糸ガイド、 ２５ 綾振り装置、 ２６ 圧着ローラ、 ２７.１，２７.２ 巻管スピンドル、 ２８ スプール、 ２９ スピンドル保持体、 ３０ 機械フレーム、 ３１ 巻管、 ３２.１，３２.２，３２.３ 輻射ヒータ、 ３３ 加撚機、 ３４ 糸、 ３５ 交絡装置

Claims (15)

1. マルチフィラメント糸を溶融紡糸し、延伸しかつ巻き上げてＦＤＹ糸を形成する方法であって、次のステップ、すなわち、
   １.１ 熱可塑性の溶融物から多数のフィラメントを押し出し、
   １.２ 押し出されたフィラメントを、熱可塑性材料のガラス固化温度を下回る温度に冷却し、
   １.３ 流体の供給なしにフィラメントをまとめてフィラメント束を形成し、
   １.４ フィラメント束を、乾燥状態において１５００ｍ／分を上回る範囲の引出し速度で引き出し、
   １.５ フィラメント束を、乾燥状態において熱可塑性材料のガラス固化温度を上回る温度に加熱し、フィラメント束を、４０００ｍ／分を上回る範囲の延伸速度で延伸し、
   １.６ 延伸後に初めてフィラメント束を準備処理液によって湿し、
   １.７ その後で糸をスプールに巻き上げる、
   というステップを有することを特徴とする、マルチフィラメント糸を溶融紡糸し、延伸しかつ巻き上げてＦＤＹ糸を形成する方法。
2. フィラメント束を、駆動される２つのゴデットの間において緊張させられた糸部分において準備処理液によって湿す、請求項１記載の方法。
3. フィラメント束を準備処理液によって湿すために、微細な孔を有する孔付金属薄板の湾曲した接触面に沿って案内し、該孔付金属薄板の下側において連続的に準備処理液を供給する、請求項２記載の方法。
4. 引出し及び延伸のためにフィラメント束を、駆動されるゴデットの周囲に単純に巻き掛けて案内し、この際にフィラメント束を、少なくとも引出しゴデットにおいて環状のガイド溝内で案内する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. フィラメント束を、加熱された表面との接触によって、及び／又は接触なしに熱放射によって、及び／又は対流によって加熱する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 糸を巻上げの前に、駆動される２つのゴデットの間において緊張させられた糸部分において交絡させ、この交絡によって、糸長さ１ｍ当たり少なくとも１０の交絡結節部を生ぜしめる、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 交絡のために、糸の糸部分における糸緊張を、両方のゴデットの間における速度差の調節によって生ぜしめる、請求項６記載の方法。
8. フィラメント束にまとめた後で、まとめられたフィラメント束を引き出す前に、フィラメント束において撚りを生ぜしめる、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１から８までのいずれか１項記載の方法を実施する装置であって、複数のフィラメント（４）を押し出すための紡糸ノズル（３）と、フィラメント（４）を冷却するための冷却装置（６）と、複数のフィラメント（４）を１つのフィラメント束（５）にまとめるための集合糸ガイド（９）と、フィラメント束（５）を引き出すための引出し手段（１０）と、フィラメント束（５）を延伸するための延伸装置（１１）と、糸（３４）を巻き上げるための巻上げ装置（２３）と、フィラメント束（５）を準備処理液によって湿すための準備処理装置（１６）とが設けられている形式のものにおいて、
   延伸装置（１１）が、乾燥状態においてフィラメント束（５）を延伸するように設計されており、準備処理装置（１６）が、延伸装置（１１）と巻上げ装置（２３）との間における糸走行ゾーンに配置されていて、該糸走行ゾーンにおいてフィラメント束（５）が、３５００ｍ／分を上回る糸走行速度を有していることを特徴とする装置。
10. 準備処理装置（１６）が、前記糸走行ゾーンにおいてフィラメント束（５）を案内する駆動される２つのゴデット（２０.３，２０.４）の間に配置されている、請求項９記載の装置。
11. 準備処理装置（１６）がフィラメント束（５）を湿すために、微細な孔を備えた孔付金属薄板（１７）を有しており、該孔付金属薄板（１７）がその下側において、準備処理液を供給するための圧力室（１８）と接続されていて、かつ上側には、湾曲した接触面を有している、請求項９又は１０記載の装置。
12. 引出し手段（１０）と延伸装置（１１）とが、駆動されるゴデットによって形成されていて、該ゴデットによってフィラメント束（５）は単純な巻掛けによって案内可能であり、引出し手段（１０）に配属された引出しゴデット（１０）が周囲に、環状のガイド溝（２２）を有している、請求項９から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 延伸装置（１１）が少なくとも１つの加熱手段（２１，３２.１，３２.２）を有しており、該加熱手段（２１，３２.１，３２.２）が接触式加熱装置（２１）及び／又は輻射ヒータ（３２.１）によって形成されている、請求項９から１２までのいずれか１項記載の装置。
14. 準備処理装置（１６）と巻上げ装置（２３）との間における糸走行路に、交絡装置（３５）が配置されており、該交絡装置（３５）には、走入側と走出側とにそれぞれ１つの駆動されるゴデット（２０.４，２０.５）が配属されている、請求項９から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 集合糸ガイド（９）には糸走行路において加撚機（３３）が後置されていて、該加撚機（３３）によってフィラメント束（５）には撚りが生ぜしめられる、請求項９から１４までのいずれか１項記載の装置。

Images