JP5596422B2 - 糸条冷却装置 - Google Patents

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    • D01D5/092Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes in shafts or chimneys

Description

本発明は、溶融された材料を口金から糸条として紡出する紡糸ビームから紡出された糸条を冷却するための糸条冷却装置に関する。
特許文献1に記載の溶融紡糸装置においては、紡糸ビームが、溶融された材料を複数の口金から糸条として紡出する。紡糸ビームの下方には、複数の口金と対向する部分に複数の冷却筒が配置されている。ここで、これら複数の冷却筒は、口金の配列に合わせて、冷却風供給箱の内部空間(冷却筒収容室)に、1列に、あるいは2列に千鳥状に並んで配置されている。また、冷却風供給箱の内部空間の後端部には、ダクトが接続されており、ダクトから冷却風供給箱の内部空間に供給された冷却風が、冷却筒を形成するフィルタにおいて整流された上で、冷却筒の内部に形成された、紡糸ビームから紡出された糸条が走行する空間(糸条走行空間)に流れ込む。そして、この冷却風により、上記糸条走行空間内を走行する糸条が冷却される。
特許第3868404号公報
しかしながら、特許文献1に記載の溶融紡糸装置では、冷却筒収容室の後端部に接続されたダクトから冷却風が供給される、すなわち、冷却風供給箱の内部空間には、後方からのみ冷却風が流れ込むため、冷却筒を回り込むように流れて前方から糸条走行空間に流れ込む冷却風の風量が、冷却筒を回り込むことなく後方から糸条走行空間に流れ込む冷却風の風量よりも小さくなり、糸条走行空間に流れ込む冷却風の風量にばらつきが生じてしまう。特に、冷却筒が2列に千鳥状に配列されている場合には、冷却風は、ダクトから遠い前側の列を構成する冷却筒の前方には回り込みにくく、糸条走行空間に流れ込む冷却風の風量にばらつきが生じやすい。そして、糸条走行空間に流れ込む冷却風の風量にばらつきが生じると、糸条走行空間を走行する糸条が均等に冷却されず、糸条の太さにムラができるなど、糸条の品質が低下してしまう虞がある。
本発明の目的は、紡糸ビームから紡出された糸条を均等に冷却することが可能な糸条冷却装置を提供することである。
第1の発明に係る糸条冷却装置は、溶融した材料を複数の口金から糸条として下方に紡出する紡糸ビームから紡出される糸条を冷却する糸条冷却装置であって、前記紡糸ビームの下方に前記複数の口金と対向するように配置されており、その内部が、紡出された糸条が走行する上下方向に延びた糸条走行空間となっているとともに、前記糸条走行空間の側壁が、外部から流れ込む冷却風の整流を行うフィルタとなった、複数の冷却筒と、前記複数の冷却筒の前記糸条走行空間に冷却風を供給するための冷却風供給箱とを備え、前記冷却風供給箱には、その内部に、前記複数の冷却筒が収容された冷却筒収容室と、上下方向から見て前記冷却筒収容室の片側に配置された、冷却風を供給するためのダクトと、前記冷却筒収容室とを接続する接続流路とが形成されており、前記冷却筒収容室には、前記ダクト側の側壁面、及び、前記ダクトと反対側の側壁面に、それぞれ、前記接続流路との接続を行うための第1接続口及び第2接続口が形成されており、前記接続流路は、前記第1接続口と前記ダクトとを接続する上側接続流路と、前記上側接続流路の下方に配置されており、前記ダクトに接続されているとともに、前記冷却筒収容室の下方を回りこむように延びて前記第2接続口に接続された下側接続流路とによって構成されていることを特徴とする。
本発明によると、ダクトから供給された冷却風は、上側接続流路及び下側接続流路を介して、両側から冷却筒収容室に流れ込むため、冷却筒収容室から糸条走行空間には、その全周から均等に冷却風が流れ込み、糸条走行空間を走行する糸条を均等に冷却することができる。
第2の発明に係る糸条冷却装置は、第1の発明に係る糸条冷却装置において、前記第1接続口に配置されており、前記上側接続流路から前記冷却筒収容室に流れ込む冷却風の整流を行う第1パンチング板と、前記第2接続口に配置されており、前記下側接続流路から前記冷却筒収容室に流れ込む冷却風の整流を行う第2パンチング板とをさらに備え、前記第2パンチング板の開口率が、前記第1パンチング板の開口率以上となっていることを特徴とする。
下側接続流路は、冷却筒収容室の下方を回りこむように延びており、上側接続流路よりもその長さが長くなっているため、下側接続流路の第2接続口近傍における冷却風の風量は、上側接続流路の第1接続口近傍における冷却風の風量よりも小さくなっている。
しかしながら、本発明によると、第2パンチング板の開口率が、第1パンチング板の開口率以上となっているため、冷却筒収容室に、両側から均等に冷却風が供給される。
第3の発明に係る糸条冷却装置は、第1又は第2の発明に係る糸条冷却装置において、前記冷却筒を取り囲むように配置されており、前記フィルタとともに、前記糸条走行空間に流れ込む冷却風の整流を行う筒状の第3パンチング板をさらに備えており、前記第3パンチング板は、上側の部分ほどその開口率が高くなっていることを特徴とする。
本発明によると、冷却筒を取り囲む第3パンチング板が、上側の部分ほどその開口率が高くなっているので、糸条走行空間の上側の部分に流れ込む冷却風の風量が大きくなり、紡糸ビームから紡出された直後の糸条を、十分に冷却することができる。
第4の発明に係る糸条冷却装置は、第3の発明に係る糸条冷却装置において、前記第1接続口及び前記第2接続口が、前記冷却筒収容室の側壁面の下端部に形成されていることを特徴とする。
第1、第2接続口が冷却筒収容室の側壁面の下端部に設けられている場合、糸条走行空間の上側の部分に冷却風が流れ込みにくい。しかしながら、本発明によると、冷却筒を取り囲む第3パンチング板が、上側の部分ほどその開口率が高くなっているため、このような場合でも、糸条走行空間の上側の部分に流れ込む冷却風の風量を大きくすることができ、紡糸ビームから紡出された直後の糸条を、十分に冷却することができる。
第5の発明に係る糸条冷却装置は、第1〜第4のいずれかの発明に係る糸条冷却装置において、前記ダクトは、上下方向と直交する所定の一方向における、前記冷却筒収容室の片側に配置され、前記第1接続口は、前記冷却筒収容室の、前記一方向における前記ダクト側の側壁面に形成され、前記第2接続口は、前記冷却筒収容室の、前記一方向における前記ダクトと反対側の側壁面に形成され、前記複数の冷却筒が、上下方向及び前記一方向と直交する方向に千鳥状に配列されていることを特徴とする。
複数の冷却筒が千鳥状に配列されている場合、片側のみから冷却筒収容室に冷却風が流れ込むとすると、特に、ダクトから遠い他方側の列を構成する冷却筒の糸条走行空間には、他方側から冷却風が流れ込みにくく、糸条走行空間に流れ込む冷却風にばらつきが生じてしまう虞がある。
しかしながら、本発明では、ダクトから供給された冷却風が、第1、第2接続流路を介して、両側から冷却筒収容室に流れ込むため、複数の冷却筒が千鳥状に配列されている場合でも、糸条走行空間には、その全周から均等に冷却風が流れ込む。
本発明によれば、ダクトから供給された冷却風は、上側接続流路及び下側接続流路を介して、両側から冷却筒収容室に流れ込むため、冷却筒収容室から糸条走行空間には、その全周から均等に冷却風が流れ込み、糸条走行空間を走行する糸条を均等に冷却することができる。
本発明における実施の形態に係る溶融紡糸装置の概略構成図である。 図1の糸条冷却装置の平面図である。 (a)は、図2のIIIA−IIIA線断面図であり、(b)は図2のIIIB−IIIB線断面図である。 図3(a)、図3(b)のIV−IV線断面図である。 図3(a)、図3(b)のV−V線断面図である。
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
図1に示すように、溶融紡糸装置1は、紡糸ビーム2、糸条冷却装置3、給油装置4などを備えている。紡糸ビーム2は、複数のパックハウジング11を備えている。各パックハウジング11には、紡糸パック12が配置されており、紡糸パック12には、溶融されたポリエステルなど、糸条Yとなる溶融された材料が貯留されている。紡糸パック12の下端部には、口金13が設けられており、紡糸ビーム2においては、紡糸パック12に貯留された溶融された材料を、口金13に形成された図示しない複数の貫通孔から複数の糸条Yとして下方に紡出する。ここで、複数の口金13は、後述する冷却筒21と同様に、左右方向に沿って2列に千鳥状に配列されている。
糸条冷却装置3は、紡糸ビーム2の下方に配置されており、後述するように、紡糸ビーム2から紡出された糸条Yを冷却する。給油装置4は、糸条冷却装置3の下方に配置されており、糸条冷却装置3により冷却された糸条Yに油剤を付与する。そして、給油装置4により油剤が付与された糸条Yは、給油装置4の下方に配置された図示しない巻取装置によってボビンに巻き取られる。
次に、糸条冷却装置3の構成について説明する。糸条冷却装置3は、複数の冷却筒21、冷却風供給箱22等を備えている。
複数の冷却筒21は、複数の紡糸パック12の口金13と対向する部分にそれぞれ配置されており、左右方向に沿って2列に千鳥状に配列されている。ここで、上述の複数の口金13及び複数の冷却筒21を千鳥状に配列しているのは、これらを高密度に配置するためである。
各冷却筒21の内部には、上下方向に延びた略円形の糸条走行空間31が形成されており、口金13から紡出された糸条Yは、糸条走行空間31を下方に向かって走行する。また、糸条走行空間31の側壁は、フィルタ32となっている。フィルタ32は、後述する冷却筒収容室41から糸条走行空間31に冷却風が流れ込む際の、冷却風の整流を行う。
冷却風供給箱22は、冷却筒21の糸条走行空間31に冷却風を供給するためのものであり、略直方体形状を有しているとともに、その内部に、冷却筒収容室41、上側接続流路42及び下側接続流路43が形成されている。
冷却筒収容室41には、上記複数の冷却筒21が収容されており、冷却筒21は、冷却筒収容室41を上下に貫通している。また、冷却筒収容室41内には、複数の冷却筒21をそれぞれ取り囲むように、略円筒状の第3パンチング板44が配置されている。第3パンチング板44には、複数の貫通孔が形成されており、第3パンチング板44は、後述するように、フィルタ32とともに、冷却筒収容室41から糸条走行空間31に冷却風が流れ込む際の、冷却風の整流を行う。また、第3パンチング板44においては、冷却筒収容室41の略上半分に位置する部分44aの開口率が、冷却筒収容室41の略下半分に位置する部分44bの開口率よりも高くなっている。具体的には、例えば、部分44aの開口率が10〜20%程度であるのに対して、部分44bの開口率が1〜3%程度となっている。
さらに、冷却筒収容室41には、その後ろ側(ダクト60側)の側壁面41aの下端部に第1接続口45が設けられているとともに、その前側(ダクト60と反対側)の側壁面41bの下端部に第2接続口46が設けられている。また、第1接続口45及び第2接続口46には、それぞれ、第1パンチング板47及び第2パンチング板48が配置されている。第1パンチング板47及び第2パンチング板48は、複数の貫通孔が形成された板状体であり、後述するように、上側接続流路42及び下側接続流路43から冷却筒収容室41に冷却風が流れ込む際の、冷却風の整流を行う。また、第2パンチング板48の開口率は、第1パンチング板47の開口率以上となっている。具体的には、例えば、第1パンチング板47の開口率が5〜10%程度であるのに対して、第2パンチング板48の開口率が第1パンチング板47の開口率の1〜3倍程度となっている。
上側接続流路42は、前後方向に延びており、その前端部が第1接続口45に接続されているとともに、その後端部が冷却風供給箱22の後方に配置されたダクト60の先端部の略上半分に接続されている。
下側接続流路43は、上側接続流路42の下方に配置されており、その後端部がダクト60の先端部の略下半分に接続されているとともに、ダクト60との接続部分から冷却筒収容室41の下方を、第2接続口46よりも前方まで延びており、その前端部において約180°折れ曲がって第2接続口46に接続されている。すなわち、下側接続流路43は、冷却筒収容室41の下方を回りこむように延びて第2接続口46に接続されている。
また、上述の冷却筒21内の糸条走行空間31は、冷却筒収容室41から下方に延びて下側接続流路43を上下に貫通している。ただし、糸条走行空間31のうち、下側接続流路43内に位置する部分は、第3パンチング板44とは別の、貫通孔が形成されていない仕切筒49により画定されている。これにより、下側接続流路43から糸条走行空間31に直接冷却風が流れ込まないようになっている。
また、上側接続流路42及び下側接続流路43とダクト60の接続部分には、パンチング板51が配置されている。パンチング板51は、複数の貫通孔が形成された板状体であり、後述するようにダクト60から上側接続流路42及び下側接続流路43に冷却風が流れ込む際の、冷却風の整流を行う。
次に、ダクト60から供給された冷却風が糸条走行空間31に流れ込むまでの冷却風の流れについて説明する。なお、図3〜図5に示す矢印は、冷却風の流れを示すものである。ダクト60を流れる冷却風は、上側接続流路42及び下側接続流路43との接続部分において上下に分かれ、それぞれ、パンチング板51によって整流された上で、上側接続流路42及び下側接続流路43に流れ込む。
上側接続流路42に流れ込んだ冷却風は、さらに、第1パンチング板47によって整流された上で、第1接続口45から冷却筒収容室41内に流れ込む。そして、さらに、冷却筒収容室41から、第3パンチング板44及びフィルタ32により整流されて、糸条走行空間31に流れ込む。
一方、下側接続流路43に流れ込んだ冷却風は、冷却筒収容室41の下方を流れることで、第2接続口46よりも前方に回り込み、その後、第2パンチング板48により整流された上で、第2接続口46から冷却筒収容室41に流れ込む。そして、さらに、冷却筒収容室41から、第3パンチング板44及びフィルタ32により整流されて、糸条走行空間31に流れ込む。
そして、このようにして糸条走行空間31に流れ込んだ冷却風により、紡糸ビーム2から紡出されて糸条走行空間31を走行する糸条Yが冷却される。
このとき、冷却筒21には、その全周から冷却風が流れ込むこととなるが、仮に、第1接続口45からのみ、冷却筒収容室41に冷却風が流れ込むようになっているなど、ダクト60が配置されている後方からのみ冷却筒収容室41に冷却風が流れ込むようになっているとすると、冷却筒21を回り込むように流れて前方から糸条走行空間31に流れ込む冷却風の風量は、冷却筒21を回り込むことなく後方から糸条走行空間31に流れ込む冷却風の風量よりも小さなものとなる。特に、本実施の形態のように、複数の冷却筒が、2列に千鳥状に配列されている場合には、第1接続口45(ダクト60)から遠い前側の列を構成する冷却筒21の前方から糸条走行空間31に流れ込む冷却風の風量は特に小さなものとなる。すなわち、糸条走行空間31に流れ込む冷却風の風量にばらつきが生じてしまう虞がある。そして、その結果、糸条走行空間31を走行する糸条Yが均等に冷却されず、太さのムラの発生など、糸条Yの品質が低下してしまう虞がある。
ここで、冷却風供給箱22の前方にもダクトを配置することにより、冷却筒収容室41に前後両側から冷却風を流れ込ませることも考えられるが、冷却風供給箱22の前方には、作業者が作業を行うためのスペースを設ける必要があるため、冷却風供給箱22の前方にダクトを配置することは困難である。
そこで、本実施の形態では、上述したように、冷却筒収容室41の側壁面41aの下端部に形成された第1接続口45に接続された上側接続流路42に加えて、冷却筒収容室41の下方を回りこむように延びて、冷却筒収容室41の側壁面41bに形成された第2接続口46に接続された下側接続流路43を設けることにより、冷却筒収容室41に前後両側から冷却風を流れ込ませている。これにより、前方から糸条走行空間31に流れ込む冷却風の風量と、後方から糸条走行空間31に流れ込む冷却風の風量との差が小さくなり、糸条走行空間31には、その全周から均等に冷却風が流れ込む。したがって、糸条走行空間31を走行する糸条Yが均等に冷却される。
ただし、この場合、下側接続流路43は上側接続流路42に比べてその長さが長く、また、下側接続流路43を流れる冷却風は、上側接続流路42を流れる冷却風とは異なり、その途中で仕切筒49に衝突するため、下側接続流路43の第2接続口46近傍を流れる冷却風の風量は、上側接続流路42の第1接続口45近傍を流れる冷却風の風量よりも小さなものとなる。
しかしながら、本実施の形態では、第2パンチング板48の開口率が第1パンチング板47の開口率以上となっているため、下側接続流路43から冷却筒収容室41に冷却風が流れ込みやすく、これにより、冷却筒収容室41に、前後両側から均等に冷却風を流れ込ませることができる。
また、紡糸ビーム2(口金13)から紡出された糸条Yを太さのムラなどのない高品質なものとするためには、糸条Yを、紡出された後できるだけ早く冷却することが好ましい。すなわち、糸条走行空間31の上側の部分に流れ込む冷却風の風量が大きいことが好ましい。しかしながら、本実施の形態のように、冷却筒収容室41の側壁面41a、41bの下端部に、第1接続口45及び第2接続口46が設けられている場合には、仮に、第3パンチング板の開口率が一定であるとすると、冷却風は、糸条走行空間31の上側の部分には流れ込みにくく、紡糸ビーム2から紡出された直後の糸条Yを十分に冷却することができない虞がある。なお、本実施の形態では、冷却筒収容室41の下方に配置される下側接続流路43の距離を極力短くする、あるいは、溶融紡糸装置1の他の部分とダクト60との干渉を防止するなどの目的で、第1接続口45及び第2接続口46を冷却筒収容室41の側壁面41a、41bの下端部に設けている
しかしながら、本実施の形態では、第3パンチング板44の部分44aの開口率が、部分44bの開口率よりも大きくなっている。これにより、第1接続口45及び第2接続口46が、冷却筒収容室41の下端部に接続されている場合でも、糸条走行空間31の上側の部分に十分に冷却風が流れ込み、紡糸ビーム2から紡出された直後の糸条Yを十分に冷却することができる。
次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同様の構成については、適宜その説明を省略する。
上述の実施の形態では、複数の冷却筒21が、左右方向に沿って2列に千鳥状に配列されていたが、冷却筒21の配列はこれには限られない。例えば、複数の冷却筒21が左右方向に1列に配列されていてもよいし、冷却筒21が左右方向に2列に配列されている場合に、冷却筒21が、千鳥状ではなく、各列を構成する冷却筒21の左右方向に関する位置が同じとなるように配列されていもよい。
冷却筒収容室41に、ダクト60が配置された後方のみから冷却風を流れ込ませると、冷却筒21の配列によって程度の差はあるものの、冷却筒21を回り込んで前方から糸条走行空間31に流れ込む冷却風の風量が、冷却筒21を回り込むことなく後方から糸条走行空間31に流れ込む冷却風の風量よりも小さくなってしまう。しかしながら、上述の実施の形態と同様、冷却筒収容室41の前後両側から冷却風を流れ込ませるようにすれば、冷却筒21の配列に関わらず、糸条走行空間31に、その全周から均等に冷却風が流れ込ませることができる。
また、上述の実施の形態では、冷却筒収容室41の側壁面41a、41bの下端部に、第1接続口45及び第2接続口46を設けていたが、第1、第2接続口は、冷却筒収容室41の側壁面41a、41bの中央部や上端部など、側壁面41a、41bの下端部以外の部分に設けてもよい。そして、これらの場合でも、第3パンチング板44の上側の部分44aの開口率が下側の部分44bの開口率よりも大きくなっていれば、第1、第2接続口の位置に関わらず、糸条走行空間31の上側の部分に流れ込む冷却風の風量が大きくなり、紡糸ビーム2から紡出された直後の糸条Yを十分に冷却することができる。
また、上述の実施の形態では、第3パンチング板44の部分44aの開口率を10〜20%程度とするとともに、部分44bの開口率を1〜3%程度としたが、部分44aの開口率が部分44bの開口率よりも高くなっていれば、第3パンチング板44の開口率はこれには限られない。このとき、部分44bについては、貫通孔が形成されていなくてもよい(開口率が0%となっていてもよい)。
さらに、上述の実施の形態では、第3パンチング板44を上下2つの部分44a、44bに分け、部分44aの開口率が部分44bの開口率よりも高くなるようにしていたが、これには限られず、第3パンチング板44を上下3以上の部分に分け、上側の部分ほど開口率が高くなるようにしてもよい。
また、第3パンチング板44の開口率は一定であってもよい。例えば、上述したように、第1、第2接続口が、冷却筒収容室41の側壁面41a、41bの上端部に設けられている場合などには、第3パンチング板44の開口率が一定であったとしても、糸条走行空間31の上側の部分に流れ込む冷却風の風量は十分に大きなものとなる。
また、上述の実施の形態では、第2パンチング板48の開口率が、第1パンチング板47の開口率以上となっていたが、これには限られず、第2パンチング板48の開口率が、第1パンチング板47の開口率よりも小さくなっていてもよい。この場合でも、前方から冷却筒収容室41に流れ込む冷却風の風量は小さくなるものの、冷却筒収容室41に前後両側から冷却風が流れ込むため、後方のみから冷却筒収容室41に冷却風が流れ込む場合に比べれば、糸条走行空間31に、その全周から均等に冷却風が流れ込ませることができる。
2 紡糸ビーム
3 糸条冷却装置
13 口金
21 冷却筒
22 冷却風供給箱
31 糸条走行空間
32 フィルタ
41 冷却筒収容室
42 上側接続流路
43 下側接続流路
44 第3パンチング板
45 第1接続口
46 第2接続口
47 第1パンチング板
48 第2パンチング板
49 仕切筒
60 ダクト

Claims (5)

  1. 溶融した材料を複数の口金から糸条として下方に紡出する紡糸ビームから紡出される糸条を冷却する糸条冷却装置であって、
    前記紡糸ビームの下方に前記複数の口金と対向するように配置されており、その内部が、紡出された糸条が走行する上下方向に延びた糸条走行空間となっているとともに、前記糸条走行空間の側壁が、外部から流れ込む冷却風の整流を行うフィルタとなった、複数の冷却筒と、
    前記複数の冷却筒の前記糸条走行空間に冷却風を供給するための冷却風供給箱とを備え、
    前記冷却風供給箱には、その内部に、
    前記複数の冷却筒が収容された冷却筒収容室と、
    上下方向から見て前記冷却筒収容室の片側に配置された、冷却風を供給するためのダクトと、前記冷却筒収容室とを接続する接続流路とが形成されており、
    前記冷却筒収容室には、前記ダクト側の側壁面、及び、前記ダクトと反対側の側壁面に、それぞれ、前記接続流路との接続を行うための第1接続口及び第2接続口が形成されており、
    前記接続流路は、
    前記第1接続口と前記ダクトとを接続する上側接続流路と、
    前記上側接続流路の下方に配置されており、前記ダクトに接続されているとともに、前記冷却筒収容室の下方を回りこむように延びて前記第2接続口に接続された下側接続流路とによって構成されていることを特徴とする糸条冷却装置。
  2. 前記第1接続口に配置されており、前記上側接続流路から前記冷却筒収容室に流れ込む冷却風の整流を行う第1パンチング板と、
    前記第2接続口に配置されており、前記下側接続流路から前記冷却筒収容室に流れ込む冷却風の整流を行う第2パンチング板とをさらに備え、
    前記第2パンチング板の開口率が、前記第1パンチング板の開口率以上となっていることを特徴とする請求項1に記載の糸条冷却装置。
  3. 前記冷却筒を取り囲むように配置されており、前記フィルタとともに、前記糸条走行空間に流れ込む冷却風の整流を行う筒状の第3パンチング板をさらに備えており、
    前記第3パンチング板は、上側の部分ほどその開口率が高くなっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の糸条冷却装置。
  4. 前記第1接続口及び前記第2接続口が、前記冷却筒収容室の側壁面の下端部に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の糸条冷却装置。
  5. 前記ダクトは、上下方向と直交する所定の一方向における、前記冷却筒収容室の片側に配置され、
    前記第1接続口は、前記冷却筒収容室の、前記一方向における前記ダクト側の側壁面に形成され、
    前記第2接続口は、前記冷却筒収容室の、前記一方向における前記ダクトと反対側の側壁面に形成され、
    前記複数の冷却筒が、上下方向及び前記一方向と直交する方向に千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の糸条冷却装置。
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