JP6639171B2 - 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 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段部に記載された、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に関する。

溶融紡糸プロセスにおいて合成糸を製造する場合、紡糸されたばかりの糸は、冷却後に、さらなる処理のために、好ましくは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から成る装置において案内される。このときゴデットのゴデット周壁は、糸を紡糸後に引き出し、延伸しかつリラクゼーションさせるために、好ましくは加熱される構成を有している。このような装置は、例えば特許文献１に基づいて公知である。

公知の装置では、複数の糸が、１つの糸群として駆動されるゴデット周壁の周囲において一緒に案内される。ゴデット周壁は、加熱される構成を有していて、ゴデットボックスの内部に配置されている。そのために糸群は、入口開口を通してゴデットボックス内に導入され、かつ出口開口を通して再びゴデットボックスから外に案内される。入口開口及び出口開口は、糸群が接触なしに互いに平行に並んで案内可能であるように構成されている。このときゴデットボックスの周囲と内室との間における空気交換は不可避であり、対流による熱損失が発生する。

回転するゴデット及び走行する糸の高い速度に基づいて、ゴデット周壁上における不安定な糸走行の原因となる空気流が発生する。このような空気流は、以下において随伴空気と呼ばれる。しかしながら、糸の均一な加熱及び安定した走行を可能にするためには、静かな糸走行が必要である。特許文献１に基づく装置では、この問題を解決するために、ゴデットのそばに各１つの空気ガイドプレートが配置されていて、この空気ガイドプレートは随伴空気を糸群から遠ざけて、随伴空気を、ゴデットボックスにおける各１つの所属の開口を通してゴデットボックスから外に導く。加熱されたゴデット周壁及び周囲とのこの空気交換によって、さらなる著しい対流による熱損失が発生する。このようにして発生する、装置における高いエネルギ消費の他に、周囲との空気交換によって、追加的にゴデットボックスの内部における均一な熱環境を生ぜしめることが困難になる。

特開２００２−３７１４２９

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた、糸を延伸する装置を改良して、熱的な形式においても空気動力学の形式においても可能な限り一定の条件を可能にする装置を提供することである。さらに、この装置のエネルギ消費は可能な限り僅かであることが望まれている。

この課題を解決するために本発明の構成では、随伴空気が適宜な手段によって、ゴデットボックスの少なくとも１つのデッドゾーンに導入されるようにした。

このようなデッドゾーンにおいて、空気は例えば渦流として、糸群に影響を及ぼすことなしに、例えば糸群に糸揺れを生ぜしめることなしに、流れることができる。そしてこのようなデッドゾーンにおいて、随伴空気の流れエネルギを熱に変換することができる。このときデッドゾーンは、前記過程、つまり糸揺れのような糸群に対する影響を十分に排除することができる十分なスペースが、デッドゾーンにおいて存在するような大きさに構成されている。ゴデットボックスの内部におけるすべての空気のように、随伴空気もまたゴデット周壁によって加熱される。随伴空気はゴデットボックスから流出しないので、随伴空気内にもたらされた熱エネルギはゴデットボックスの内部に留まる。これによって、極めて僅かなエネルギ消費量において、均一かつ均等な糸処理を可能にする装置が得られる。

好ましくは、随伴空気は、単数又は複数の流路を通してデッドゾーン内に導かれる。これによって随伴空気がデッドゾーンに向かう途中において糸群に不都合な影響を及ぼすことを、確実に回避することができる。

特に好適な態様では、各流路の始端部は、くさび形間隙に隣接して配置されており、流路の終端部は、デッドゾーンの領域に位置している。これらのくさび形間隙は、空気ガイドプレートとゴデット周壁との間に存在している。随伴空気の大部分は、このようなくさび形間隙において集まり、これによりくさび形間隙において正圧が発生し、この正圧は、随伴空気を臨界領域から流路を通してデッドゾーン内に搬送するために利用される。

ゴデットボックスの構成に応じて、もしくはこのゴデットボックスに対する単数又は複数の流路の配置形態に応じて、流路は円形又は方形の横断面を有している。このとき流れ技術的な観点と製造技術的な観点の両方を、考慮すべきである。

随伴空気を最適に臨界領域からデッドゾーン内に導くことができるようにするために、好ましくは、流路に、該流路において生じる質量流量の値に影響を及ぼすことができる手段が対応配置されている。

この影響は、促進作用又は絞り作用を有することができる。従って構成に応じて、本発明の好適な態様では、絞り又はブロワが流路の内部に又は流路の端部に配置されている。

本発明の別の好適な態様は、さらなる従属請求項において確定されている。

以下においては、図面を参照しながら、本発明に係る装置の幾つかの実施の形態に基づいて、本発明に係る装置を詳説する。

本発明に係る装置の第１の実施の形態の内部を概略的に示す正面図である。 本発明に係る装置の第１の実施の形態の内部を左側から見て概略的に示す図である。 図３.１は、本発明に係る装置の第１の実施の形態の内部を別の見方で概略的に示す正面図であり、図３.２は、本発明に係る装置の第２の実施の形態の内部を概略的に示す正面図である。 本発明に係る装置の第３の実施の形態の内部を左側から見て概略的に示す図である。 本発明に係る装置の第３の実施の形態の外部を概略的に示す正面図である。

すべての図面において同じ符号が使用される。

図１には、本発明に係る装置の第１の実施の形態が正面図で示されている。ゴデットボックス４及び二次ゴデットボックス６のドア２３は、図面では省かれているので、ボックスの内部構造を見ることができる。図１に示した実施の形態では、ゴデット１.１の第１のゴデット周壁２.１が二次ゴデットボックス６内に配置され、ゴデット１.２〜１.４の別のゴデット周壁２.２〜２.４がゴデットボックス４内に配置されている。このときゴデットボックス４は周囲に対して、ゴデットボックス壁２９の一部である断熱体５を有している。ゴデットボックス４及び二次ゴデットボックス６は、１つのユニットを形成していて、糸を案内するための貫通開口９を介して互いに接続されている。

ゴデットボックス４及び二次ゴデットボックス６の内部において、糸群３２の糸は、ゴデット周壁２.１〜２.４において、それぞれ３６０°未満の部分巻掛けで、好ましくは１８０°〜２７０°の範囲における部分巻掛けで案内される。ゴデット周壁２.１〜２.４は、加熱可能に構成されている。このとき表面温度は、要求及び糸処理に応じて様々に異なっていてよい。例えば、６０℃〜２５０℃の範囲における温度を調節することができる。延伸速度は、最大３０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍであり、このような延伸速度は特にゴデット周壁２.２，２.３，２.４において得られる。

二次ゴデットボックス６の前、つまり上流側における糸走路には、それぞれガイド周壁１４.１，１４.２を備えた２つのガイドローラ１３.１，１３.２が配置されている。糸案内のために二次ゴデットボックス６はさらに、上側３３にスリット状の入口開口７を有し、ゴデットボックス４は下側３４にスリット状の出口開口８を有している。二次ゴデットボックス６内に走入する糸群３２を、既に進入時において、二次ゴデットボックス６の内部における空気流に対して保護するために、入口開口７には、二次ゴデットボックス６の内部において、走入プレート１１が対応配置されている。走入プレート１１は、ゴデット周壁２.１の前で短い間隔をおいて終端する自由端部を有している。従って糸群３２の進入及び第１のゴデット周壁２.１の周囲における糸群３２の巻取りは、生じ得る随伴気流に対して遮蔽されている。

両方のゴデット１.１，１.２の第１のゴデット周壁２.１と第２のゴデット周壁２.２との間における糸移行部には、第１の空気ガイドプレート１０.１が配置されている。この空気ガイドプレート１０.１は、短い間隔をおいて、自由な張設区間に対してほぼ平行に保持されるので、糸群３２は随伴気流に対して遮蔽されている。

空気ガイドプレート１０.１と同様に、ゴデット周壁２.２とゴデット周壁２.３との間及びゴデット周壁２.３とゴデット周壁２.４との間にも、別の空気ガイドプレート１０.２，１０.３が設けられている。両空気ガイドプレート１０.２，１０.３もまた同様に、ほぼゴデット周壁２.２とゴデット周壁２.３との間及びゴデット周壁２.３とゴデット周壁２.４との間のリラクゼーション区間全体にわたって延びている。空気ガイドプレート１０.１〜１０.３は、図示されていない取付け壁３に突出するように配置されていて、ゴデット周壁２.１〜２.４に対して平行に延びている。

ゴデットボックス４の内部において、出口開口８には走出プレート１２が対応配置されており、この走出プレート１２の自由端部は、ゴデット周壁２.４の側部のそばまで延びている。走出プレート１２はほぼ、ゴデット周壁２.４の突出長さにわたって張り出していて、糸ガイド区間を形成しており、これによってゴデット周壁２.４から走出する糸群の糸を、内部における随伴気流に対して遮蔽することができる。プレートに対する糸群３２の糸間隔は、そのために可能な限り僅かであるが、プレートと糸群３２とが互いに接触するおそれが生じないようになっている。従って、空気ガイドプレート１０.１，１０.２，１０.３及び走入プレート１１並びに走出プレート１２に対する糸群３２の間隔は、１〜５ｍｍの範囲にある。

ゴデット周壁２.１〜２.４と、隣接する空気ガイドプレート１０.１〜１０.３との間、もしくは走入プレート１１及び走出プレート１２との間には、いわゆるくさび形間隙が存在している。このくさび形間隙１５は、ゴデット軸線に対して平行にゴデット周壁２.１〜２.４の突出長さにわたって延びている。ゴデット１.１〜１.４の回転方向がこのくさび形間隙１５内に向いている場合には、このくさび形間隙１５内に、ゴデット１.１〜１.４の回転によって生ぜしめられる随伴空気が集められる。これによってくさび形間隙１５内には、ゴデットボックス４もしくは二次ゴデットボックス６の残りの空間とは異なり正圧が発生する。

ゴデットボックス４の左上の角隅には、デッドゾーン１６が存在している。このデッドゾーン１６は、ゴデットボックス４の内部における、糸群３２が通過しない自由空間である。糸の走行及びゴデットの回転によって発生する随伴空気は、くさび形間隙１５からこのデッドゾーン１６に導かれる。デッドゾーン１６の構造に関する具体例は、図１には示されておらず、これについては以下において図２を参照しながら説明する。デッドゾーン１６はその形状及び寸法が、該デッドゾーン１６に導入された随伴空気が沈静し得るように、もしくは随伴空気の流れエネルギがデッドゾーン１６において熱エネルギに変換され得るように構成されている。

図２には、図１に示した実施の形態が左側から見た図で示されている。このときゴデットボックス４の左側の側壁３０は除去されているので、ゴデットボックス４の内部を見ることができる。

ゴデット１.２〜１.４は、取付け壁３の前側３５に固定されている。この取付け壁３の背側３６には、各ゴデット１.２〜１.４のゴデット駆動装置３１.２〜３１.４が固定されている。所属の駆動装置を備えたゴデット１.１は、他のゴデット１.２〜１.４によって覆われているので、図２においては見えない。ゴデットボックス４及び二次ゴデットボックス６は、共通のドア２３を有している。このドア２３は、ドア外壁２５とドア内壁２６とから成っているので、ドア２３の内部には中空室２８が存在している。ドア外壁２５には、ドア２３を開閉するためのドアグリップ２４が取り付けられている。上に記載したくさび形間隙１５に隣接して、ドア内壁２６には、各１つのくさび形間隙開口２７.１，２７.２，２７.３，２７.４が設けられている。これらのくさび形間隙開口２７.１〜２７.４を通って、随伴空気はドア２３の中空室２８内に達する。追加的に、ドア内壁２６にはデッドゾーン開口１７.１が設けられている。これによって随伴空気は、糸群３２が走行する臨界領域から、中空室２８を通ってデッドゾーン１６に流入し、かつそこで沈静することができる。従って中空室２８は、くさび形間隙開口２７.１〜２７.４からデッドゾーン開口１７.１までの流路１８.１を形成する。くさび形間隙開口２７.１〜２７.４及びデッドゾーン開口１７.１のポジションは、ここでは図面を見易くするために、正しいポジションに示されているのではない。これらの開口２７.１〜２７.４，１７.１は、くさび形間隙１５に隣接した、図３.１に示した場所に位置している。

図３.１には、本発明の第１の実施の形態が別の正面図で示されている。図１とは異なり、ここではドア全体ではなく、ドア外壁２５だけが取り除かれている。これによってデッドゾーン開口１７.１及び各くさび形間隙開口２７.１〜２７.４のポジションを認識することができる。より分かりやすくするために、ドア内壁２６によって覆われた幾つかの部材は破線で示されている。追加的にデッドゾーン開口１７.１には、孔付パネルとして形成された絞り２１が取り付けられている。このように構成されていると、くさび形間隙１５からデッドゾーン１６内への随伴空気の流れに、影響を及ぼすことができる。

図３.２には、本発明の別の第２の実施の形態が、図３.１におけるとまったく同じ図示形態で、同様にドア外壁２５を省いて示されている。ここでは、単に、図３.１に示した第１の実施の形態との相違点についてだけ述べる。

中空室２８の内部には複数の通路パネル２０が配置されていて、各くさび形間隙開口２７.１〜２７.４からはデッドゾーン開口１７.１にまで通じる別体の流路１８.１〜１８.４が存在するようになっている。追加的に、図３.１に示した絞り２１と同様に、デッドゾーン開口１７.１にブロワ２２が配置されていてもよい。このブロワ２２は、流路１８.１〜１８.４を通ってデッドゾーン１６に流入する随伴空気の流れを促進するために働く。

もちろん、図３.２において、ブロワ２２の代わりに図３.１に示した絞り２１を使用することも、逆に図３.１において絞り２１の代わりにブロワ２２を使用することも可能である。このような部材を設けないことも、もちろん可能である。適宜な部材の選択は、例えばゴデット１.１〜１.４の回転数のような、設備のプロセス変数の所望の値によって、最適に行われる。これらのプロセス変数並びに開口（１７.１，２７.１〜２７.４）及び流路１８.１〜１８.４の正確な寸法によって、プロセス変数の大きさ及び装置の寸法に応じて好適に促進される又は絞られる、相応の随伴気流が生ぜしめられる。ブロワ２２もしくは絞り２１の取付け箇所は、同様に一例である。つまりブロワ２２もしくは絞り２１が、流路１８.１〜１８.４又はくさび形間隙開口２７.１〜２７.４において例えば複数配置されているような構成も可能である。

図４には、本発明に係る装置の第３の実施の形態が示されている。ここでは、図２の図示に似た側面図が選択されている。多くの観点が同じままであるので、図２に示した第１の実施の形態に対する相違点についてだけ触れる。

ドア２３は、この実施の形態では単にドア外壁２５とドアグリップ２４とから成っている。このドア外壁２５には、くさび形間隙開口２７.１〜２７.４とデッドゾーン開口１７.１〜１７.４が設けられている。くさび形間隙開口２７.１〜２７.４とデッドゾーン開口１７.１〜１７.４との間に流路１８.１〜１８.４を形成するために、管１９.１〜１９.４が設けられている。くさび形間隙開口２７.１〜２７.４及びデッドゾーン開口１７.１のポジションは、ここでは図面を見易くするために、正しいポジションに示されているのではない。これらの開口２７.１〜２７.４，１７.１は、くさび形間隙１５に隣接した、図５に示した場所に位置している。流路の目的は、第１及び第２の実施の形態におけると同じである。

図５には、本発明の第３の実施の形態が正面図で示されている。この図において、くさび形間隙開口２７.１〜２７.４とデッドゾーン開口１７.１〜１７.４との間における管１９.１〜１９.４の形状を認識することができる。

従って、図１〜図５に示した本発明に係る装置の実施の形態は、８本、１６本又はそれ以上の糸を有することができる、互いに平行に配置された複数の糸を備えた糸群３２を、高い走行安定性をもって均一に加熱し、延伸しかつリラクゼーションさせるために、特に好適である。そして、極細の敏感な糸番手を有する完全に延伸された糸、いわゆる延伸糸でさえも生ぜしめることができる。

実施例において示した、流路１８.１〜１８.４の構成及び配置形態は、単に例に過ぎない。例えば、流路を、ゴデットボックス４のドア２３における代わりに、ゴデットボックス４の背壁又は側壁に配置することも、同様に可能である。同じことは、管１９.１〜１９.４に対しても言える。従ってくさび形間隙開口２７.１〜２７.４は、該くさび形間隙開口がくさび形間隙１５に接続されている限り、ゴデットボックス４及び二次ゴデットボックス６の如何なる箇所に位置していてもよい。同じことは、デッドゾーン開口１７.１〜１７.４に対しても言える。もちろん、複数のデッドゾーン１６が存在していてもよい。さらに接続の形式及び配置形態をそれぞれに組み合わせることも可能である。例えば、２つの管がドアの背側において延びていて、２つの通路がドアの中空室２８内に配置されているような形態が可能である。

流路もしくはくさび形間隙開口の数もまた同様に例示に過ぎない。それぞれ１つの又は複数の流路もしくはくさび形間隙開口が可能である。同様に、随伴空気をゴデットボックス４の内室から流出させることなしに、随伴空気をゴデットボックス４の内部において空気ガイドプレートによってデッドゾーン１６内に導くことも可能である。

１.２〜１.４ ゴデット、 ２.２〜２.４ ゴデット周壁、 ３ 取付け壁、 ４ ゴデットボックス、 ５ 断熱体、 ６ 二次ゴデットボックス、 ７ 入口開口、 ８ 出口開口、 １０.１，１０.２，１０.３ 空気ガイドプレート、 １１ 走入プレート、 １２ 走出プレート、 １３.１，１３.２ ガイドローラ、 １４.１，１４.２ ガイド周壁、 １５ くさび形間隙、 １６ デッドゾーン、 １７.１ デッドゾーン開口、 １８.１〜１８.４ 流路、 １９.１〜１９.４ 管、 ２０ 通路パネル、 ２２ ブロワ、 ２３ ドア、 ２４ ドアグリップ、 ２５ ドア外壁、 ２６ ドア内壁、 ２７.１〜２７.４ くさび形間隙開口、 ２８ 中空室、 ２９ ゴデットボックス壁、 ３０ 側壁、 ３１.２〜３１.４ ゴデット駆動装置、 ３２ 糸群、 ３３ 上側、 ３４ 下側、 ３５ 前側、 ３６ 背側

Claims (10)

1. 複数のゴデット（１.１，１.２，１.３，１.４）が設けられていて、該ゴデットの駆動可能なゴデット周壁（２.１，２.２，２.３，２.４）が、ゴデットボックス（４）内部に配置されており、該ゴデットボックス（４）が少なくとも１つの空気ガイドプレート（１０.１，１０.２，１０.３）を有している、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であって、
   前記ゴデットボックス（４）が少なくとも１つのデッドゾーン（１６）を有していて、該デッドゾーン（１６）内に随伴空気を案内する少なくとも１つの適宜な手段（１８.１，１８.２，１８.３，１８.４）が設けられ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。
2. デッドゾーン（１６）内に随伴空気を案内する前記手段（１８.１，１８.２，１８.３，１８.４）は、少なくとも１つの流路（１８.１，１８.２，１８.３，１８.４）によって形成されている、請求項１記載の装置。
3. 前記流路（１８.１，１８.２，１８.３，１８.４）は、くさび形間隙（１５）と前記デッドゾーン（１６）との間において延びていて、前記くさび形間隙（１５）は、ゴデット周壁（２.１，２.２，２.３，２.４）と、隣接した空気ガイドエレメント、特に空気ガイドプレート（１０.１，１０.２，１０.３）又は走入プレート（１１）又は走出プレート（１２）とによって形成される、請求項２記載の装置。
4. 前記流路（１８.１，１８.２，１８.３，１８.４）は、円形又は方形の横断面を有している、請求項２記載の装置。
5. 前記流路（１８.１，１８.２，１８.３，１８.４）は、該流路（１８.１，１８.２，１８.３，１８.４）を通って貫流する質量流量を調整する少なくとも１つの手段（２１，２２）に接続されている、請求項２記載の装置。
6. 前記質量流量を調整する前記手段（２１，２２）は、絞り（２１）又はブロワ（２２）によって形成されている、請求項５記載の装置。
7. 前記流路（１８.１，１８.２，１８.３，１８.４）は、前記ゴデットボックス（４）の内部において延びている、請求項２記載の装置。
8. 前記流路（１８.１，１８.２，１８.３，１８.４）は、ゴデットボックス壁（２９）の内部において及び／又は、ドア外壁（２５）とドア内壁（２６）とによって形成される中空室（２８）の内部において延びている、請求項２記載の装置。
9. 前記流路（１８.１，１８.２，１８.３，１８.４）は、前記ゴデットボックス（４）の外部において延びている、請求項２記載の装置。
10. 前記ゴデットボックス壁（２９）及び／又は前記ドア内壁（２６）は、少なくとも１つのデッドゾーン開口（１７）を有しており、前記ゴデットボックス壁（２９）及び／又は前記ドア内壁（２６）は、少なくとも１つのくさび形間隙開口（２７）を有している、請求項８又は９記載の装置。