JPH01282381A - 湿つた糸の含水量を低下される方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は糸の製造及び／又は引続く加工に関し、さらに
詳細には、湿った糸の含水量を望ましい水準まで低下さ
せる方法と装置に関するものである。

本発明を要約すれば、本発明は湿った糸の含水量を低下
させるための方法と装置を開示する。糸に接触して、そ
れをロールに沿ってらせん状に進行させる一対の内部を
加熱された乾燥ロールに湿った糸を供給して、糸を徐々
に乾燥させる。含水量を所定の水準に低下させるために
必要な量を超える割合でロールに熱を供給する。ロール
の糸に接触しない区域に対して水を噴霧して接触表面を
冷却させる。排出後に糸の含水量を測定して、含水量に
相当する信号を生じさせる。望ましい含水量の達成のた
めに、含水量の測定によって生じた信号に応じて、ロー
ルから排出する糸の含水量が所定の水準に近づくように
、水の噴霧を制御する。

包装前に水による洗浄又は抽出を必要とする湿式紡糸し
た糸又はその他の糸の製造においては、湿った糸の含水
量を低下させるための乾燥工程が用いられる。乾燥は、
糸をロールに沿ってらせん状に進行させる一対の間隔を
置いた乾燥ロールに糸を供給し、その間に糸を望ましい
含水量の水準まで徐々に乾燥させることによって、行な
うことが多い。そのためには、米国特許第４．６４４．
６６８号中に開示するような乾燥ロール装置を用いるこ
とが有利である。

ある種の糸の製造及び／又はその後の加工においては、
糸の含水量（ＭＯＹ）を特定範囲内とするように乾燥工
程を制御する必要がある。このようなプロセスの一例は
、たとえば、１９８７年１２月２日公開のヨーロッパ特
許公開第２４７８８９号中に開示しているもののような
、高モジユラスバラアラミド糸を製造するための前駆体
系の製造である。このような糸の製造においては、水で
膨潤させた前駆体系に張力下に熱処理を施して仕上がっ
た糸のモジュラスと強度を増大させる。糸が“ネバード
ライト”である場合、すなわち、紡糸後の糸の含水量を
ある比較的高いＭＯＹまで低下するのみとして、その後
さらに処理を施す場合に、最高の利益を得ることができ
る。アラミド糸に対するある種の染料吸収プロセスにお
いても、染浴中に入る前の前駆体系が特定のＭＯＹを有
していることが望ましい、その上、多くの種類の糸の乾
燥においては、包装重量が包装中の糸の正確な尺度とな
るように、乾燥した糸が包装時に注意深く制御された含
水量を有していることが一般に望ましい。

糸の乾燥に対して使用される公知の装置は、制御された
高いＭＯＹを有する糸を製造するためには、あ丈り適当
ではない、一般に、蒸気加熱乾燥ロールは、特定の圧力
で蒸気が供給されるときに、極めて低い含水量まで効率
的に糸を乾燥するように設計しである。このロールを比
較的高い含水量を有することが望ましい糸に対して使用
するときは、乾燥の程度を低下させるために蒸気圧を低
下させなければならない、しかしながら、実質的に完全
な乾燥のために設計した一部の装置においては、ロール
中に凝縮水が蓄積して、それがロールの運転を不可能な
らしめるおそれがあるために、望ましい低下した乾燥効
果を与えるように蒸気圧を低下させることができない場
合が多い。

その上、公知の装置は一般に、乾燥の程度に影響するプ
ロセス変化に対応することができない。

たとえば、連続フィラメント糸中で糸端が失なわれると
きに、乾燥ロール装置の乾燥能力が望ましい乾燥水準を
超える可能性がある。−最に、ロールに供給する熱を迅
速に変化させることはできず、必要に即して加熱を低下
させ終るまでに、過度の乾燥が生じる。蒸気加熱のロー
ルにおいては、供給蒸気圧力の変動は、蒸気供給を迅速
に再調節する場合にすら、糸の一時的乾燥不足又は乾燥
過剰のいずれかをもたらすおそれがある。

本発明に従って、湿った糸の含水量を低下させる方法と
装置が提供される。それぞれ、他のロールに面する接触
区域および非接触区域を有する外側糸接触表面を有して
いる、一対の間隔を置いた、内部加熱乾燥ロールに、湿
った糸を供給する。糸接触表面の接触区域は糸と接触し
て、ロールに沿って糸をらせん状に進める。糸の含水量
を所定の水準に低下させるように糸接触表面を加熱する
ため必要な量を超える割合で乾燥ロールに熱を供給する
。乾燥ロール接触表面の少なくとも一つの非接触区域上
に冷却液体を噴霧することによって冷却を与える。ロー
ルからの排出後に糸の含水量を測定して含水量に対応す
る信号を生じさせる。所望の含水量を達成するためには
、ロールから排出した糸が所定の水準に近づく含水量と
なるように、含水量の測定によって生じる信号に対応し
て冷却液の噴霧を制御する。

本発明の好ましい実施態様に従えば、冷却液体として水
を使用して、微細な霧として噴霧する。

ロールの表面に対して概して接するように霧を向けるよ
うにした、ロールのそれぞれに対して線状の配置にある
、複数の間隔を置いたノズルによって細かい霧を生じさ
せることが、もつとも好適である０本発明の別の好まし
い実施態様に従えば、包装を形成させるために糸を集め
たのちに糸の含水量を測定するために、近赤外反射率分
析器を使用する。本発明においては、蒸気加熱した乾燥
ロールを使用することが有利である。

全図面にわたって同−又は相応する部分を同一の参照番
号によって示している図面を参照すると、第１図は、湿
った縦糸１２の含水量を低下させるために本発明におい
て使用する好適な装置１０を示している。この図に示す
実施態様における縦糸１２は、多数の紡糸口金から出る
糸条からの湿式紡糸バラ−アラミド連絞フィラメント糸
を統合することによって製造した縦糸のような、細い湿
った縦糸を示しているものとする。しかしながら、本発
明の方法及び装置は、この分野の専門家には明白である
ように、他の種類の湿った糸に対しても使用可能である
ことを認識すべきである。

第１図中に示すように、縦糸１２は源泉（図中に示して
いない）から矢印１３で示した方向に進んで、一対の回
転駆動される上方及び下方の乾燥ロール、それぞれ、１
４ａ及び１４ｂに供給されるが、それらのロールは、数
字１６で示した乾燥ロールキャビネット中で支持され且
つ囲まれている。乾燥ロール１４ａ及び１４ｂは内部的
に加熱され且つ矢印１５ａ及び１５ｂによって示す方向
に回転駆動される。

第２図中に一層明確に示すように、ロール１４ａ及び１
４ｂは縦糸１２を受は且つ、下方の乾燥ロール１４ｂの
縦軸が上方のロール１４ａの軸に対して斜めになってい
るから、縦糸１２を、上方のロール１４ａの一端上の入
口１８からロール１４ａの他端における出口２０へと、
らせん状に進ませる。本発明においては他の種類の乾燥
ロールを用いることができるけれども、図面に示すロー
ルは、ここに参考として挙げる米国特許第４，６４４．
６６８号中に開示した蒸気加熱乾燥ロールを示している
。

乾燥ロール１４ａ及び１４ｂは縦糸と接触する加熱した
外部接触表面を有しており、それによって糸は、出口２
０においてロール１４ａから排出するまで、両ロールの
間で且つまたそれらに沿って多数回の通過を行なうにつ
れて、徐々に含水量を低下する。ロールの表面が回転す
るとき、縦糸１２は、接触表面の、それぞれ、接触区域
２２ａ及び２２ｂ、すなわち、図示の実施態様において
は上方のロール１４ａの上半分と下方のロール１４ｂの
下半分、と接触し且つそれによって全敗的に運ばれる。

相互に面しているロール１４ａの下半分とロール１４ｂ
の上半分は、このように、接触表面の、それぞれ、非接
触区域２４ａ及び２４ｂとして詳述することができる。

第２及び３図に示すように、水を噴霧するための設備を
設け、それによって縦糸が直接に水による噴霧を受けな
いように、乾燥ロールの接触表面を冷却する。第２及び
３図中に示すように、それは、好ましい実施態様におい
ては、乾燥ロール１４ａ及び１４ｂの非接触区域２４ａ
及び２４ｂ上に水を噴霧するように両ロールの間に備え
られた水の噴霧装置２６によって達成される。

図示の好ましい実施態様においては、水噴霧装置は、そ
れぞれロール１４ａ及び１４ｂに噴霧するための二つの
ヘッダー２８ａ及び２８ｂを備えている。ヘッダー２８
ａ及び２８ｂは圧力源（図中には示してない）からの水
を多数の直線的に配置したノズル３０に供給する。ヘッ
ダー２８ａ及び２８ｂは、ヘッダー２８ａ及びそれに付
随するノズル３０が水の噴霧を乾燥ロール１４ａに対し
て提供することができるように、ロール間の位置に適切
に支持されている。同様に、ヘッダー２８ｂと付随する
ノズル３０は、乾燥ロール１４ｂに対して水の噴霧を供
給する。ノズル３０及びヘッダー２８ａ及び２８ｂは、
以降に一層詳細に説明するように、ロールの表面を冷却
するために十分な量の噴霧を提供し、しかもその噴霧は
、非接触区域がロールの回りで回転して縦糸１２と接触
する前に蒸発するために十分なほど微細であることが好
ましい。

図示の好ましい実施態様においては、ヘッダー２８ａと
２８ｂ及び付随するノズル３０は、ノズルの種類及び本
質的に直線的な配置のために、ノズル１４ａ及び１４ｂ
の非接触区域２４ａ及び２４ｂに沿って本質的に連続的
な噴霧の線を提供する微細な霧を供給する。噴霧パター
ンの角度とロールからの距離によって指示される隣接ノ
ズル間の間隔を有する、市販の噴霧ノズルが、この目的
に対して適している。たとえば、イリノイ州、ライ−ト
ンのスプレーインクシステムコーポレーションによって
商品名ユニジェット、部品番号ＴＰ−８０００６７−８
Ｓで市販されているスプレーチップを、ヘッダーに沿っ
て２インチ（約５　、１　ｃｍ）の間隔とロール表面か
らの約２〜３インチ（約５゜１〜７　、１　ｃａｂ）の
距離において使用することが適当である。

第３図からもつとも良くわかるように、ヘッダー２８ａ
と２８ｂの位置及びノズル３０の配置は、縦糸１２が各
経路において最初にロールに接触する場所に隣接させて
ロールに噴霧を付与するが、しかし縦糸自体には水を噴
霧しないような具合とすることが好ましい。第３図に示
す実施態様においては、ヘッダー２８ａはロール１４ｂ
からロール１４ａへと進む縦糸１２のストランドに隣接
して位置し且つヘッダー２８ｂはロール１４ａからロー
ル１４ｂへと進むストランドに隣接してロール１４ｂに
水の噴震を与えるように位置している。

ヘッダー２８ａと２８ｂ及び付随するノズルについては
、スプレーの霧をロールの表面に対して概ね接するよう
に且つロール移動の方向に噴霧を付与することがもつと
も好適である。

第３図で示すように、好ましい実施態様においては、ヘ
ッダー２８ａ及び２８ｂに隣接してシールド３１が設け
である。シールド３１は、ヘッダーに巻き付くことによ
ってそれに曲げ又はその他の損傷を与えるおそれがある
、切断した糸端を他の方向にそらせる。図示のように、
シールド３１は、ヘッダーの回りに設けである支持アン
グル部材によって備え付けられることが適当である。

再び第１図を参照すると、乾燥ロール１４ａ、１４ｂの
出口２０を離れる縦糸は全体的に３２で示した包装ステ
ーションへとさらに進行する。多数の糸条の統合によっ
て縦糸を形成させる図示の方法においては、水分減少後
の縦糸を紡糸口金の数に相当する数の糸３３に分離する
。糸３３を包装ステーション３２において所望の低下し
た含水量を有する糸の包装として別々に巻き取る。

好ましい実施態様においては、包装する糸３３の含水量
を水噴霧装置２６による水の噴霧を制御する制御監視装
置３５によって測定する。図示のように、糸を包装とし
て巻いたのちに、包装３４の表面において材料の含水量
の値を連続的に測定することによって、糸の含水量を決
定するために、近赤外反射率分析器を使用することが好
ましい。

三つの包装３４に隣接させてセンサー３６を配置し、そ
れをマイクロプロセッサ−３８に接続する。

図示の実施態様においては、三つの包装中の糸の含水量
に対する値をマイクロプロセッサ−により平均化する。

いうまでもなく、それよりも多数又は少数の包装がセン
サー３６を有するようにすることもできる。マサチュー
セッツ州、ホプキントンのモイスチャーシスデムズコー
ポレーションがマイクロクオツド”８０００−３型の商
品名で市販している近赤外反射率分析器が適当な水分分
析器である。

好適な制御監視装置３５は制御器４０と制御弁４２をも
包含する。制御弁は水源（図中に示してない）からの水
流を適当に制限することによってヘッダー２８ａ及び２
８ｂへの水の供給を制御する。制御弁４２の操作は制御
器４０によって決定されるが、それには糸に対する所定
の含水量に対応する“設定点°“が与えである。制御器
は、設定点とマイクロプロセッサ−から受けた信号とを
連続的に比較して、マイクロプロセッサ−の信号が設定
点と異なっている場合に、両者の差に比例して制御弁を
調節することが可能である。適当な制御器はペンシルバ
ニャ州、スプリングハウス、ムーアプロダクツコーポレ
ーションから入手できるムーア３５２−Ｚ制御器である
。

使用時には、源泉（図中に示してない）からの蒸気を、
縦糸１２に対する所望のＭＯＹへの水分の低下を生じさ
せるために必要な量を超える割合でロール１４ａ及び１
４ｂに供給する。蒸気の過剰供給量は、たとえば乾燥さ
せる湿った糸の増大した含水量又は蒸気圧力の周期的な
変動のような、何らかの予測される付加的な熱の必要条
件によって決定される。いうまでもなく、過剰量はエネ
ルギーを維持することが可能な範囲に限定され且っ水噴
霧装置の能力を越えることはできない。

第１及び２図に示すように、湿った縦糸１２をロール１
４ａ及び１４ｂに供給し且つらせん状に進め、それが入
口１８から出口２０へと進行するにつれて、含水量は低
下させられる。ロールからの排出後に、糸１２を分けて
、包装ステーション３２で包装を形成する。近赤外水分
センサー３６は三つの包装として巻き取られる糸の含水
量を測定する。マイクロプロセッサ−３８が三つの水分
の読みを平均化して、信号を制御器に送ると、制御器は
、この信号と所定の望ましい含水量に相当する設定点と
を連続的に比較する。制御器が制御弁４２を作動させて
噴霧装置２６への水の供給を調節することによって、縦
糸１２の乾燥の量を調節するようにロールの接触表面を
冷却する。

次いで第４図を参照すると、マルチフィラメント縦糸１
２の二末端が失なわれ、それが所望のＭＯＹ値に対する
熱必要量を低下させる場合の本発明の使用を例証する。

第４図において、ＭＯＹ％を時間に対してプロットして
いるが、ここでＭ○Ｙ目標値は糸の乾燥重量に基づいて
４０％である。

Ｔ１は二つの末端が失なわれたときの時間を示す。

曲線Ａは、本発明によって、ＭＯＹが大きくは逸脱する
ことなく、急速に目標値に回復することを示している。

曲線Ｂは、それに対して、本発明を使用しない場合に生
じるＭＯＹの低下を示している。

第５図は乾燥不足を防ぐための本発明の使用を示す。Ｔ
２は一般に曲線Ｃによって表わされるような乾燥不足を
生じさせる供給蒸気圧力の低下が生じた時点を表わす。

本発明を用いるときに、曲線りは、蒸気圧力の低下に拘
わらず、目標ＭＯＹが保たれることを示している。

本発明による方法及び装置は、湿った糸の含水量の所望
の水準への低下において使用するために有効な装置を提
供する６本発明は、種々の高モジユラスバラ−アラミド
糸の製造において必要とされるような、注意深く制御さ
れた高い水準に含水量を低下させるために特に有用であ
る０本発明は、容易に改造できる実質的に完全な糸の乾
燥を目的とする既存の蒸気加熱乾燥ロールの使用を可能
とする。ロールに供給する熱が、予想される付加的な乾
燥の必要を償うために十分であり且つ冷却液体噴霧能力
が低下した乾燥必要量に適応するようにロールを冷却す
るために十分である場合には、過剰乾燥又は乾燥不足を
実質的に防止して、所望の含水量を有する均一な製品を
製造することができる。

本発明の好ましい実施態様を図示し且つ上記の詳細な説
明において記述したが、種々の変更、置換及び再配置が
本発明の範囲であることを了解すべきである。

本発明の主な特徴および態様を記すと次のとおりである
。

１．接触区域及び他のロールに面する非接触区域をもつ
外部糸接触表面を各々有する、一対の間隔を置いた、内
部加熱乾燥ロールに湿った糸を供給しそして鎖糸をそれ
から排出させ、 ここで、該接触表面の該接触区域は鎖糸に接触し且つ該
ロールに沿って鎖糸をらせん状に進めて鎖糸の含水量を
次第に低下させる；鎖糸の含水量を所定の水準まで低下
させるように該糸接触表面を加熱するために必要な熱量
を越える割合で該乾燥ロールに熱を供給し；該乾燥ロー
ルの糸接触表面の少なくとも一つの該非接触区域に対し
て冷却液体を噴霧して該接触表面を冷却させ； 該ロールからの排出後に鎖糸の含水量を測定しそして含
水量に対応する信号を生じさせ：そして、含水量の測定
によって生じた信号に応じて、該ロールから排出する鎖
糸の含水量が該所定の水準に近づくように、冷却液体の
噴霧を調節する；ことを特徴とする、湿った糸の含水量
を低下させる方法。

２、該ロールは蒸気加熱乾燥ロールである上記１に記載
の方法。

３、該冷却液体は微細な霧として噴霧する水である上記
１に記載の方法。

４、該水は、該ロールのそれぞれの非接触区域に沿って
噴霧の本質的に連続的な線を与える直線的な配置にある
多数の間隔を置いたノズルから、該ロールのそれぞれ上
に噴霧される上記３に記載の方法。

５、該水は、鎖糸を該ロールに沿って進めるときに鎖糸
の経路が最初に該ロールに接触するところに隣接する該
ロールの該非接触区域に対して噴霧される上記４に記載
の方法。

６、該ノズルは該霧をロールの該表面に対して概ね接す
るように向けられる上記５に記載の方法。

７、さらに、鎖糸を集めて少なくとも一つの包装を形成
させるための段階を包含し、そして該包装を形成せしめ
るときに該包装中の鎖糸に対して含水量の該測定を連続
的に行なう上記１に記載の方法。

８、該包装中の鎖糸の含水量の該測定は近赤外反射率分
析器によって行なう上記７に記載の方法。

９、湿った糸の含水量を低下させる装置であって、接触
区域及び他のロールに面する非接触区域をもつ外部糸接
触表面を各々有する、一対の間隔を置いた内部加熱乾燥
ロール、 ここで、該接触表面の該接触区域は鎖糸に接触し且つ該
ロールに沿って鎖糸をらせん状に進め且つ低下した含水
量をもつ鎖糸を排出させる； 鎖糸の含水量を所定の水準まで低下させるように該糸接
触表面の該接触区域を加熱するために必要な量を超える
熱を該乾燥ロールに与える手段；該乾燥ロール糸接触表
面の少なくとも一つの該非接触区域に対して液体を噴霧
する冷却液体噴霧手段： 糸が該乾燥ロールから排出したのちに糸の含水量を測定
し且つ含水量に対応する信号を生じさせる測定手段；及
び 該ロールから排出した鎖糸の含水量を該所定の水準に近
づけるように該糸接触表面を冷却するために、該測定手
段からの該信号に応じて該冷却液体噴霧手段を制御する
制御器手段； から成ることを特徴とする装置。

１０、該ロールは蒸気加熱乾燥ロールである上記９に記
載の装置。

１１、該糸接触表面の該非接触区域に対して冷却液体を
噴霧する該手段は水を微細な霧として噴霧する手段から
成る上記９に記載の装置。

１２、微細な霧として水を噴霧する該手段は、各ロール
の非接触区域に沿って本質的に連続的な噴霧の線を与え
るように、該ロール間に直線的な配置で配置された、各
ロールに対する多数のノズルから成る上記１１に記載の
装置。

１３、該多数のノズルは、鎖糸が該ロールに沿って進む
ときに鎖糸の経路が最初に該ロールに接触するところに
隣接する該ロールの該非接触区域に対して該噴霧を向け
る、上記１２に記載の装置。

１４、該ノズルは該霧を該ロールの該表面に対して概ね
接して向けられる上記１３に記載の装置。

１５．鎖糸を少なくとも一つの包装中に集める手段を更
に包含し、そして該測定手段は該包装を形成せしめると
きに該包装中で糸の含水量を連続的に測定する上記１３
に記載の装置。

１６、該測定手段は近赤外反射率分析器から成る上記１
５に記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の好ましい実施態様の概念図
である。 第２図は本発明の一形態を具体化する好適な装置のいく
らかの概念的な等角等影図である。 第３図は第２図の線３−３に沿って取った部分的断面図
である。 第４図は糸上で糸端が失なわれたときの本発明を例証す
るＭＯＹ％（糸の乾燥重量に基づく）と時間の関係のグ
ラフである。 第５図は供給蒸気圧力の低下が存在する場合の本発明を
例証する同様なグラフである。 １２・・・・縦糸、 ］、　４　ａ、１４ｂ−・−ニー乾燥ロール、１６・・
・・乾燥ロールキャビネット、１８・・・・入口、 ２０・・・・出口、 ２２ａ、２２ｂ・・・・接触区域、 ２４ａ、２４ｂ・・・・非接触区域、 ２６・・・・水噴霧装置、 ２８ａ、２８ｂ　−・・−へ”７ダー、３０・・・・ノ
ズル、 ３１・・・・シールド、 ３２・・・・包装ステーション、 ３３・・・・糸、 ３４・・・・包装、 ３５・・・−制御監視装置、 ３６・・・・センサー、 ３８・・・・マイクロプロセッサ−１ ４０・・・・制御器、 ４２・・・・制御弁。 ｒｚ−１］ｇ　ｆｆｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接触区域及び他のロールに面する非接触区域をもつ
   外部糸接触表面を各々有する、一対の間隔を置いた、内
   部加熱乾燥ロールに湿つた糸を供給しそして該糸をそれ
   から排出させ、 ここで、該接触表面の該接触区域は該糸に接触し且つ該
   ロールに沿つて該糸をらせん状に進めて該糸の含水量を
   次第に低下させる； 該糸の含水量を所定の水準まで低下させるように該糸接
   触表面を加熱するために必要な熱量を越える割合で該乾
   燥ロールに熱を供給し； 該乾燥ロールの糸接触表面の少なくとも一つの該非接触
   区域に対して冷却液体を噴霧して該接触表面を冷却させ
   ； 該ロールからの排出後に該糸の含水量を測定しそして含
   水量に対応する信号を生じさせ；そして、含水量の測定
   によつて生じた信号に応じて、該ロールから排出する該
   糸の含水量が該所定の水準に近づくように、冷却液体の
   噴霧を調節する；ことを特徴とする、湿つた糸の含水量
   を低下させる方法。 ２、湿つた糸の含水量を低下させる装置であつて、接触
   区域及び他のロールに面する非接触区域をもつ外部糸接
   触表面を各々有する、一対の間隔を置いた内部加熱乾燥
   ロール、 ここで、該接触表面の該接触区域は該糸に接触し且つ該
   ロールに沿つて該糸をらせん状に進め且つ低下した含水
   量をもつ該糸を排出させる； 該糸の含水量を所定の水準まで低下させるように該糸接
   触表面の該接触区域を加熱するために必要な量を超える
   熱を該乾燥ロールに与える手段；該乾燥ロール糸接触表
   面の少なくとも一つの該非接触区域に対して液体を噴霧
   する冷却液体噴霧手段； 糸が該乾燥ロールから排出したのちに糸の含水量を測定
   し且つ含水量に対応する信号を生じさせる測定手段；及
   び 該ロールから排出した該糸の含水量を該所定の水準に近
   づけるように該糸接触表面を冷却するために、該測定手
   段からの該信号に応じて該冷却液体噴霧手段を制御する
   制御器手段； から成ることを特徴とする装置。