JPH01306638A

JPH01306638A - ヤーンを加熱するための装置

Info

Publication number: JPH01306638A
Application number: JP1046703A
Authority: JP
Inventors: James E Duncan; ジエイムズ・エドワード・ダンカン
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1988-03-02
Filing date: 1989-03-01
Publication date: 1989-12-11
Also published as: TR26313A; CA1309245C; GB8904704D0; FR2628123B1; GB2216457B; AR242643A1; FR2628123A1; US4880961A; RU1838471C; IN171694B; GB2216457A

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】発明の背景本発明は、ヤーンを加熱するための装置に関し、そして
さらに具体的には、ヤーン特性の損失なしに、高速度で
製品を生産するために、ヤーンを延伸する補助をする放
射加熱装置に関する。

本発明を要約すれば、加熱器を有する固定伸長コアが、
コアに回転可能に取り付けられ、かつ、コア上で入れ子
式にされたスリーブのための支持として役立つヤーン加
熱要素である。コアとスリーブの間の空間は、長さに沿
って可変であり、かつコアからシェルに放射された熱を
制御するための手段として役立ち、シェルの長さに沿っ
た温度プロフィルを制御する。加熱器の巻線密度を変化
させることにより、同じ目的かはたされる。

本発明が使用される延伸プロセスは、米国特許第３．３
１１，６９１号においてＧｏｏｄによって開示される。

Ｇｏｏｄは、ポリアミド・ヤーンを延伸するためのプロ
セスを開示し、実質的に非延伸ポリアミド・ヤーンを摩
擦要素に前進させ、該ヤーンを該摩擦要素の回りで停止
させることにより第１延伸を提供する段階と、該ヤーン
が該摩擦要素に供給される速度の約２．２乃至約５．０
倍の直線速度において、該摩擦要素から該ヤーンを除去
する段階と、その後該ヤーンをさらに前進させながら、
同時に、（Ａ）少なくとも摂氏１３０度、そして該ポリ
アミドの溶解点よりも摂氏１０度低い温度に、ヤーン経
路の固定長を通して該ヤーンを加熱する段階と、（Ｂ）
該ヤーンがヤーン経路の該長さに供給される速度の少な
くとも約１＝１倍の直線速度において、ヤーン経路の該
長さから該ヤーンを除去することにより、該ヤーンの第
２延伸を提供する段階と、その後、約０．２５乃至約０
．６０秒の期間、ヤーン経路の該長さの温度において実
質的に加熱しながら、一定長さにおいてヤーンを維持す
る段階と、最後に、一定長さにおいて維持されながら、
該ヤーンの速度の約０．９８５乃至約０．８９５倍の直
線速度において、巻き上げに前進させながら、該ヤーン
を冷却させる段階とを含む。

段階（Ａ）においてヤーンを加熱する目的は、ヤーンの
温度を増大させることにより、ヤーン延伸張力を縮小す
ることである。これは、ヤーンを加熱管の回りに通過さ
せることにより達成される。

幾分かのヤーンの加熱は、ヤーンと管の間の摩擦により
発生し、そして幾分かのヤーン加熱は、発熱プロセスで
ある管の回りをヤーンが通過する時、ヤーンの延伸の結
果として発生する。これは、ヤーン温度を制御する際に
問題を生成する。この位置おけるヤーン温度の制御は、
温度における非制御変動により、操作性の低下と受容で
きないヤーン機械的品質が生ずるために、プロセスに対
して重要である。

発明の要約本発明は、ヤーン加熱要素を提供し、この場合要素の長
さに沿った温度プロフィルが制御され、上記のヤーンの
非制御加熱に帰するヤーン温度制御問題を克服する。

ヤーン加熱要素は、固定伸長円筒形コアを具備する。ス
リーブが、該コアに回転可能に取り付けられ、スリーブ
は、該スリーブとコアの間の一定寸法の閉鎖空間を規定
する該コアで、入れ子式にされる。コアを加熱するだめ
の手段が提供される。

さらに、コアの長さに沿った温度を変化させるための手
段が提供され、これによりヤーン加熱要素の長さに沿っ
た温度プロフィルが変化される。スリーブは、コアから
の放射によって加熱される。

１つの実施態様において、スリーブとコアの間の空間は
、長さの少なくとも部分に沿って変化する。

好ましい実施態様において、カートリッジ加熱器が、コ
アに位置する。加熱器は、伸長した巻抵抗線加熱器であ
り、この場合加熱器の巻線密度は、加熱器の長さに沿っ
た温度を変化させるために、長さに沿って変化される。

例示の実施態様の詳細な説明例示の目的のために選ばれたプロセスは、米国特許第３
．３１１，６９１号において開示されたものと実質的に
同じであり、そして第１図の構成図に関連して記載され
、この場合被駆動ロール２と関連セパレータ・ロール３
が、ヤーンｌのための送り手段を規定する。被駆動ロー
ル５と関連セパレータ・ロール６は、第１延伸段階のた
めの延伸ロールと同様に、第２段階のための送りロール
の構成要素を形成する。スナブ・ピン４は、第１延伸ゾ
ーンにおける摩擦要素として提供される。

ピンは、都合の良いことに、酸化アルミニューム、サフ
ァイア、クロム板、又は同等物の如く、耐摩耗材料から
作成される。第１延伸ゾーンは、４において非常に局所
化される。ヤーン加熱要素７は、第２延伸ゾーンに前進
されたヤーンを加熱する。

要素７は、内部電気加熱器によって加熱される。

要素７は、管状の堅いクロム板表面である。延伸の第２
段階は、要素７において行われる。アニール箱１０は、
ダクトｌｌにより熱空気を供給される。被駆動ロール１
２と１３は、第２段階延伸に張力を提供し、かつ一定長
さにおいて箱ｌＯ内にヤーンを維持する。熱箱は、熱的
に絶縁される。

被駆動ロール１４と関連セパレータ・ロール１５は、張
力低下システムとして役立ち、そしてロール１２と１３
よりも低い周囲速度において動作する。ヤーン案内１６
は、従来の巻き上げ１７に関連する。図示されないが、
従来のヤーン横送り機構がある。

動作において、図示されていない供給源からのヤーンｌ
は、多重巻きにおいて送りロール２．３の回りを前進さ
れ、そしてスナブ・ピン４の回・′りを通過する。第１
段階延伸ロール５は、送りロール２の速度よりも高速の
表面速度において動作され、これによりヤーンは、ピン
４の回りで止められながら、第１段階において指定程度
まで延伸される。ロール・システム５．６を出たヤーン
は、加熱管７の回りを通過し、これによりヤーンは、温
度を上昇され、かつロール１２と１３によって提供され
た延伸張力にさらされる。付加的な量の延伸が、第２段
階延伸ゾーンにおいて行われる。

ヤーンは、ロール１２と１３の回りで多数回巻かれ、こ
れにより指定された時間、高められた温度と一定長さに
保持される。ヤーンは、箱ｌＯを出た時熱いために、そ
の機会が与えられたならば、自発的に収縮する。この機
会は、ロール１４．１５を、ロール１２．１３よりも低
い周囲速度において動作させ、こうしてヤーンを所定量
弛緩させることにより提供される。ロール１４．１５は
、（熱ヤーンとの接触を除いて）加熱されないために、
ヤーンは、その接触によって焼き入れされ、続く処理段
階において後続の収縮を大いに防止する。ロール１４と
１５を出たヤーンは、１７で示された表面駆動非捩れ巻
き上げの如く、転換巻き上げにおいて包装される。

今、第２図と第３図を参照すると、ヤーン加熱要素７は
、基部２２に位置において固定された伸長円筒形コア２
０を具備し、基部２２は、プロセスの他の要素に関して
固定される。コア２０は、中央ボア２４を有し、そこに
伸長電気加熱器２６が配置される。加熱器２６は、長さ
に沿って−様な抵抗巻線密度を有するＴｙｐｅ　　ＣＩ
Ｒ５３００カートリツジ加熱器であり、Ｃｈｒｏｍｏｌ
ｏｘ社、ピッツバーグ、ＰＡによって製造される。

スリーブ２８は、入れ子式にされ、軸受け３０．３２に
よってコア２０に回転可能に取り付けられる。スリーブ
は、一方の端部において、板２８ａによって閉鎖され、
そしてコア２０と同心であり、スリーブと一定寸法のコ
アの間の伸長空間を規定する。加熱器２６は、線電圧に
結合されたコントローラ調整器３８により電圧を供給さ
れ、コントローラに結合されたセンサー４０により、コ
ア２０の温度を検出する。コントローラ３８は、Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎｉｃ　　Ｃｏｎｔｒｏｌ　　Ｓｙｓｔｅｍｓ
社、ＦａｉｒｍｏｕｎｔＳＷｅｓｔ　　Ｖｉｒｇｉｎｉ
ａによるモデルＭ　ｉ　ｃ　ｒ　ｏ　　Ｐ　２０００で
ある。この実施態様は、ヤーン加熱要素７の長さに沿っ
て安定化された可変温度プロフィルを提供する。

リングギヤ４２は、基部２２の近くの端部においてスリ
ーブ２８に固定される。りングギャは、８分毎に約１回
転でスリーブ２８を回転させるために、モーター駆動ギ
ヤボックス４４によって駆動される。モーター駆動ギヤ
ボックスは、Ｍｅｒｋｌｅ−Ｋｏｒｏｆｆ社、シカゴ、
イリノイ州、によるモデルＦｌｅｘｏ−Ａｃｔｉｏｎで
ある。

スリーブの長さに沿ったスリーブ２８の温度プロフィル
を変化させる１つの方法は、長さの少なくとも部分に沿
って、コアの外側縦表面とスリーブ２８の内側縦表面の
間の空気ギャップ３４を変化させることである。例えば
、第４図は、加熱要素７′の長さの部分に沿って変化す
る空気ギャップ３４′を提供するために、円錐形状に一
方の端部においてテーバされたコア２０′を示す。もち
ろん、コアは、両方の端部においてテーパされる。

第５図に示された別の実施態様において、コア２０“は
、変化する空気ギャップ３４“を提供するために、一方
の端部において階段形状を有する。

第６図に示されたさらに別の実施態様において、コア″
′は、別の変化する空気ギャップ３４＃′を提供するた
めに、一方又は両方の端部において曲面を有する。第７
図において、スリーブ２８′は、可変空気ギャップ３４
＃″のさらに別の形式を形成するために、階段内径を形
成される。

加熱器２６は、長さに沿って−様な抵抗巻線密度を使用
して形成されるが、第７〜１０図は、カートリッジ加熱
器２６を異なる可変抵抗巻線密度を使用して形成するこ
とにより、スリーブ２８に沿っＩ；温度プロフィルを変
化させる別の方法を示す。さらに具体的には、例示の目
的のために、加熱器２６’、２６“と２６“′は、３つ
の等しいゾーンに分割される。第８図において、加熱器
２６は、ゾーンの頂部と底部５０と５２において約４０
％の巻線密度を提供するために準備され、残り又は２０
％は、ゾーン５１において提供され、こうして曲線５３
によって示された如く、温度プロフィルを提供し、そし
てそのようなプロフィルが、本質的に、スリーブ２８に
放射される。カートリッジ加熱器の長さに沿った巻線密
度の他の組み合わせが可能であり、第９図と第１０図に
示されＩ；如く、結果の温度プロフィルを有する。巻線
密度と空気ギャップ変化の他の組み合わせもまた可能で
ある。例示された実施態様は、制限的であることを意図
されない。

好ましい実施態様において、スリーブ２８はモーター駆
動ギヤボックス４４によって駆動されるが、スリーブ２
８は、スリーブの回りを進行するヤーンｌの摩擦を使用
することにより、駆動又は回転されることが理解される
。回転の速度は、基部２２に固定された腕６２にねじ装
着された調整摩擦装置６０によって制御され、その結果
圧力が、スリーブを制動するために、装置６０によって
スリーブ２８に対して及ぼされる。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１、固定伸長コアと、該コアに回転可能に取り付けられ
たスリーブであって、長さに沿って該スリーブと該コア
の間に一定寸法の閉鎖空間を規定する該コアで入れ子式
にされたスリーブと、コアを加熱し、かつ長さに沿って
温度を変化させるための手段とを具備し、これにより長
さに沿った温度プロフィルが変化されるヤーン加熱要素
。

２、コアを加熱し、かつ長さに沿って温度を変化させる
だめの手段が、中央ボアを含む該コアと、該ボアに位置
付けられた伸長巻抵抗線カートリッジ加熱器と、該加熱
器の長さに沿って変化する該加熱器の巻線密度と、該加
熱器に電圧を供給するＩ；めの手段とを具備し、これに
より加熱器の長さに沿った温度プロフィルが変化される
上記ｌに記載の加熱要素。

３、中央ボアを有する固定伸長円筒形コアと、該ボアに
位置付けられた伸長電気加熱器と、該コアに回転可能に
取り付けられたスリーブであって、該スリーブと該コア
の間の閉鎖空間を規定する該コアで入れ子式にされたス
リーブと、該加熱器に電圧を供給するための手段とを具
備するヤーン加熱要素において、該コアは、長さの少な
くとも部分に沿って可変直径を有し、これによりコアと
スリーブの間の空間は、該加熱要素の長さの少なくとも
部分に沿って変化し、該部分に沿ったヤーン加熱要素の
温度プロフィルを変化させるヤーン加熱要素。

４、中央ボアを有する固定伸長円筒形コアと、該ボアに
位置付けられた伸長電気加熱器と、該コアに回転可能に
取り付けられたスリーブであって、該スリーブと該コア
の間の閉鎖空間を規定する該コアで入れ子式にされたス
リーブと、該加熱器に電圧を供給するための手段とを具
備するヤーン加熱要素において、該スリーブは、長さの
少なくとも部分に沿って変化する内径を有し、これによ
りコアとスリーブの間の空間は、該加熱要素の長さの少
なくとも部分に沿って変化し、該部分に沿ったヤーン加
熱要素の温度プロフィルを変化させるヤーン加熱要素。

５、フレームと、該フレームに位置する第１及び第２延
伸ゾーンとを含み、該第１及び第２延伸ゾーンの間に位
置付けられたナイロン・ヤーンを延伸するための装置で
使用されるヤーン加熱要素において、一方の端部におい
て該フレームに結合された、中央ボアを有する伸長円筒
形コアと、該ボアに位置付けられた伸長電気加熱器と、
該コアに回転可能に取り付けられ、該スリーブと該コア
の間の一定幅の同心空間を規定する該コアで入れ子式に
されたスリーブと、該加熱器に電圧を供給するための手
段とを具備するヤーン加熱要素。

６、該加熱器が、巻抵抗線カートリッジ加熱器であり、
該抵抗線の巻線密度が、該加熱器の長さに沿って変化し
、これによりカートリッジ加熱器の長さに沿った温度プ
ロフィルが変化される上記５に記載のヤーン加熱要素。

７、長さに沿った可変直径を有する該コアをさらに具備
し、これにより該同心空間の幅は、該加熱要素の長さに
沿って変化し、長さに沿ったヤーン加熱要素の温度プロ
フィルを変化させる上記５又は６に記載のヤーン加熱要
素。

８、長さに沿って変化する内径を有する該スリーブをさ
らに具備し、これにより該同心空間の幅は、加熱要素の
長さに沿って変化し、長さに沿ったヤーン加熱要素の温
度プロフィルを変化させる上記５又は６に記載のヤーン
加熱要素。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置を組み込むプロセスの構成図。第２図は、ヤーン加熱要素に電圧を供給し、かつその温
度を制御するための手段を示す、縦軸に沿って取られた
断面における本発明の装置の拡大図。第３図は、ライン３−３に沿って取られた第２図の断面
図。第４−７図は、コアとスリーブのための代替的な構成を
示す縦軸に沿って取られた本発明の装置の断面図。第８−１Ｏ図は、本発明の装置の長さに沿った温度プロ
フィルにおける効果を示す本発明の装置の加熱器の巻線
密度の代替的変形の構成図。第１１図は、回転可能なスリーブがスリーブ上を通過す
るヤーンにより駆動される本発明の代替的な実施態様の
構成図。Ｆｉｇ、４　　　　　　Ｆｉｇ　５Ｆｉｇ、　８　　　　　　Ｆｉｇ、　９　　　　　　Ｆ
ｉｇ、　ｔ。手続補正書動式）％式％ ■、事件の表示平成１年特許願第４６７０３号２　発明の名称ヤーンを加熱するための装置３、補正をする者事件との関係　　　　特許出願人４・代理人　〒１０７５、補正命令の日付　平成１年５月３０日（発送口）６
、補正の対象明細書の図面の簡単な説明の欄を以下のとおり訂正する
。（１）明細書第１７頁第１１行に「第４−７図は、」と
あるを、ｒ第４図〜第７図は、」と訂正する。（２）同第１７頁第１４行に「第８−１０図は、」とあ
るを、「第８図〜第１０図は、」と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】１、固定伸長コアと、該コアに回転可能に取り付けられ
たスリーブであつて、長さに沿って該スリーブと該コア
の間に一定寸法の閉鎖空間を規定する該コアで入れ子式
にされたスリーブと、コアを加熱し、かつ長さに沿って
温度を変化させるための手段とを具備し、これにより長
さに沿った温度プロフィルが変化されるヤーン加熱要素
。２、中央ボアを有する固定伸長円筒形コアと、該ボアに
位置付けられた伸長電気加熱器と、該コアに回転可能に
取り付けられたスリーブであって、該スリーブと該コア
の間の閉鎖空間を規定する該コアで入れ子式にされたス
リーブと、該加熱器に電圧を供給するための手段とを具
備するヤーン加熱要素において、該コアは、長さの少な
くとも部分に沿って可変直径を有し、これによりコアと
スリーブの間の空間は、該加熱要素の長さの少なくとも
部分に沿って変化し、該部分に沿ったヤーン加熱要素の
温度プロフィルを変化させるヤーン加熱要素。３、中央ボアを有する固定伸長円筒形コアと、該ボアに
位置付けられた伸長電気加熱器と、該コアに回転可能に
取り付けられたスリーブであって、該スリーブと該コア
の間の閉鎖空間を規定する該コアで入れ子式にされたス
リーブと、該加熱器に電圧を供給するための手段とを具
備するヤーン加熱要素において、該スリーブは、長さの
少なくとも部分に沿って可変直径を有し、これによりコ
アとスリーブの間の空間は、該加熱要素の長さの少なく
とも部分に沿って変化し、該部分に沿ったヤーン加熱要
素の温度プロフィルを変化させるヤーン加熱要素。４、フレームと、該フレームに位置する第１及び第２延
伸ゾーンとを含み、該第１及び第２延伸ゾーンの間に位
置付けられたナイロン・ヤーンを延伸するための装置で
使用されるヤーン加熱要素において、一方の端部におい
て該フレームに結合された、中央ボアを有する伸長円筒
形コアと、該ボアに位置付けられた伸長電気加熱器と、
該コアに回転可能に取り付けられ、該スリーブと該コア
の間の一定幅の同心空間を規定する該コアで入れ子式に
されたスリーブと、該加熱器に電圧を供給するための手
段とを具備するヤーン加熱要素。