JPH04263635A - 捲縮加工後の繊維プラグのほぐし方法並びに装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維技術の分野に属し、
特許請求の範囲の前文に記載されたような、捲縮加工の
際に熱可塑性糸によって形成された栓状に圧縮された繊
維塊をほぐして、巻取り可能な糸にする方法と装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】複数のフィラメントからなる熱可塑性糸
は公知の捲縮加工によって熱処理を受け、捲縮ノズルを
通じて押し込まれるか、又はスタッフィングボックス内
に圧縮される。捲縮ノズル又はスタッフィングボックス
の出口ではまだ熱く機械的に比較的安定な栓状の繊維塊
即ちプラグ（ｐｌｕｇ）　が得られる。このプラグは次
の段階で冷却され、巻取られる前にほぐされる。

【０００３】従来技術においては、この捲縮工程で得ら
れたプラグは、例えば垂直チューブ内を上方に動く間に
冷却される。このチューブの上部において、糸は引き取
り装置によって加速され、プラグはほぐされて捲縮を有
する糸を形成する。この糸は複数のブレーキロッド等の
機械的制動手段によって導かれて、巻き取られる。この
引き取り・巻取り装置は一定の速度（引き取り速度）で
作動し、機械的制動手段は巻取りの際に一定の糸張力を
与え、冷却チューブ内で糸張力が上昇してプラグが無制
御状態でほぐされることのないように付勢でいる。冷却
チューブ内でのプラグの高さ又はその速度は捲縮条件に
よって決まるので、これらを測定して捲縮条件の調整に
使用することができる。このような方法と装置は、ヨー
ロッパ特許２１５７３　号等に述べられている。

【０００４】熱可塑性糸を捲縮加工した後にプラグをほ
ぐすその他の方法においては、栓状栓塊は捲縮ノズルか
ら一定速度で回転している孔あきドラム又は穿孔ローラ
まで導かれる。そして、ドラム又はローラに吸引される
空気によってそこに保持されると同時に冷やされる。糸
はドラム上にある間に加速され、プラグはほぐされる。 糸はドラムから機械的制動手段によって引き出され、巻
き取られる。プラグの長さは、ドラム速度を一定にする
ことによって、捲縮条件に応じて変動しないようになさ
れている。引き取り工程によって生じるプラグの長さの
変動は、ドラム上の引き取り糸の摩擦が自動的に変化す
ることによって自動的に調節される。このような方法と
装置はスイス特許６１８　５６１　号に記載されている
。

【０００５】これら両方法においては、プラグは２段階
を経て巻取り可能な糸にされている。先ず、プラグの端
部と機械的制動手段との間で、プラグはほぐされて種々
の捲縮を有する一方向に整列された糸になる。機械的制
動手段と引き取りローラとの間で、この糸は所望の張力
を与えられ、巻き取られた状態において望ましい潜在捲
縮を有する糸となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】引き延ばし工程の二つ
の部分において、糸に力が働かなければならない。一つ
は糸の運動方向を指向する主加速力であり、これによっ
て糸は巻取りボビンに対して加速される。他は糸の両方
向に等しい大きさを有する引っ張り力であり、糸を引き
伸ばすと共にプラグをほぐす作用をする。糸の運動方向
のこれらの加速力と引っ張り力は、巻取りボビンによっ
て付与される。反対方向の引っ張り力は、第２段階（捲
縮糸の引き伸ばし）の際の、ブレーキ部材に対する糸の
機械的摩擦によって生じる機械的制動手段の制動圧力で
ある。第１段階（プラグのほぐし）における同じ力は、
最初に述べた方法の場合にはチューブ内のプラグの重量
と抵抗であり、第２に述べた方法の場合にはプラグと孔
あきドラム上の糸の摩擦によって生じた制動圧力である
。機械的ドラムを使用してこの方法を二つに分割するこ
とが必要である。なぜならば、プラグのほぐしは最小の
引っ張り力を以て順序正しい制御されたやり方で行うこ
とを要するが、こうした力は糸を所望の程度まで引き伸
ばすには不充分だからである。

【０００７】しかし、４０００　ｍ／ｍｉｎ程度の所望
の糸速度を有する捲縮糸に機械的制動手段を適用すると
、フィラメントの切断数が増加して糸質が低下するので
あまり好ましくないことが判明した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、所望の
糸を製造するのに機械的摩擦を捲縮糸に与えることなし
に糸に張力付与する方法と装置を提供することにある。 この方法は、フィラメントをそのままにして巻取り可能
な糸を提供することを目的とする。プラグの端部と巻取
りボビンとの間で糸張力を徐々に増加させ、一工程でプ
ラグを限定された糸張力を以てほぐすと共に、高い糸張
力でそれを巻き取り可能にしている。この方法は自己調
整が可能で、捲縮条件の変動に基づくプラグの特性のば
らつきのみならず、捲縮加工される糸の変動に起因する
ばらつきを、これに対応する捲縮糸の引き伸ばしによっ
て補償するように構成されている。

【０００９】従来技術の問題点は、これから詳述する本
発明の特許請求の範囲の特徴部分に規定された方法と装
置によって解決される。本発明方法の基礎原理は、従来
技術において糸の運動方向と逆向きの引っ張り力として
使用されていた機械的摩擦によって糸を増速し、自由に
向きを変えることにある。このようにして、糸の運動方
向と逆向きで、結果として糸を減速させる力が発生する
。本発明によれば、これらの力は、これに対応する重力
と流体力学的摩擦力を利用することによって更に増強さ
れる。偏向させられた力と流体力学的摩擦力はプラグの
端部と巻取りボビンとの間で次第に増加し、この工程を
プラグのほぐしと糸の引き伸ばしの二つの段階に分割す
る必要はない。

【００１０】以下、図面に示す好適実施例に基づいて、
本発明を更に詳細に説明する。

【００１１】

【実施例】図１は糸１の偏向即ち逆転の際に働く力を示
す。糸を半径ｒの経路に沿って移動させるためには、質
量ｍと長さｌを有する点Ａ，Ｂ間の糸部分に対して求心
力ＫＺ　を作用させる必要がある。この求心力は糸の運
動方向とその反対方向の二つの力の成分ＫＳＶとＫＳＲ
に分けることができ、これらの力は隣接する糸部分から
今考えている糸部分に向かって作用し、後者を緊張させ
る作用をなす。物理的条件から次の式が成り立つ。

【００１２】｜ＫＳＶ｜＝｜ＫＳＲ｜＝（ｍ／ｌ）×Ｖ
２　ここでｍ／ｌは単位長当たりの糸の質量、Ｖは糸の
速度を表す。力ＫＳＶ，ＫＳＲが充分に大きくて糸が引
き伸ばされる場合には、機械的ガイドエレメントなしで
も偏向は安定に行われる。こうした安定な偏向手段とし
ては、長いテープの場合にはダンサーロールが公知であ
り、テープはこれによって導かれ、他の機械的補助手段
なしで複雑な経路に沿って空気中を安定に移動可能であ
る。この引っ張り力がプラグをほぐしたり糸を引き伸ば
すのに必要な力よりも大きい場合には、プラグはほぐさ
れ、糸は引き伸ばされる。

【００１３】前記式から明らかなように、引っ張り力は
偏向半径には無関係であるが、糸の太さとその速度には
関係している。小さいｍ／ｌを有する細い糸の場合には
、同じ速度に対して太い糸の場合よりも小さい力が作用
する。この力は同じ太さの糸の場合には速度が高くなる
と増加する。これらの力がプラグのほぐしと糸の引き伸
ばしに使用される場合には、前述の二つの事実は有利に
作用する。なぜならば、糸の弾性特性が同じ場合、引っ
張り力が大きいほど引き伸ばし効果が大きく、同じ偏向
程度でも太い不規則な糸の方が正常な糸よりもよく引き
伸ばされ、プラグの端部と巻取りボビンの間で糸速度が
増加して引っ張り力が次第に増加するからである。

【００１４】図２は本発明方法を模式的に示したもので
ある。プラグ１．１　は矢印で示す方向に一定の速度ｖ
１　で移動し、糸１．２　はｖ１　よりも大きい一定の
速度ｖ２で別の方向に引き取られている。この方向転換
の結果、図１に関連して付与された条件の下で機械的な
ガイドなしに安定な偏向即ち逆転が必要となる。この偏
向工程においてプラグ１．１　又は糸１．２　に作用す
る力はほぐし及び引き伸ばし作用も有している。速度ｖ
１，　ｖ２とは、偏向が安定なように且つ作用する力が
プラグをほぐしたり糸を所望の程度に引き伸ばしたりす
るのに充分なように調節される必要がある。偏向半径は
、選択された速度，利用可能な自由糸長及び装置部品の
配置等を考慮して設定される。 平衡状態は主としてプラグ１．１　と糸１．２　の弾性
的並びに塑性的特性、両速度ｖ１，ｖ２　並びに装置に
よる偏向角度βに依存して決まる。プラグ─糸のループ
の曲線形状はそれぞれの平衡状態に対応している。平衡
状態にある場合にはこのループは安定し、これを支える
ための機械的リンクを必要としない。

【００１５】糸を減速させるように作用する力は、糸に
作用する付加的なランダムな力によって増減可能であり
、これらの付加力は糸の運動方向と反対の向きに作用す
る成分即ち制動力と、糸の運動方向に作用する成分即ち
前記制動力を減殺する力とに分解される。例えば、重力
や流動する媒体又は静止している媒体の摩擦力を利用す
ることも可能である。

【００１６】図３に示された構成は本発明のプラグをほ
ぐすためのものであり、孔あきドラム２の巻取りローラ
３に対する相対位置を変化させることによって、偏向又
は逆転の際に重力を制動工程に次第に組み入れるように
調整することができる。このような手段が図４に示され
ている。解放点Ｄ３　の位置に対応して、プラグ１．１
　はその運動エネルギーによって上方に移動し、プラグ
の速度，プラグの重量及び下向きに垂れ下がっている該
繊維塊の部分の重量に応じて決まる点Ｅにおいて下向き
に転じる。プラグは点Ｆの近傍でこの運動経路から再び
上向きに転じ、巻取りボビンに向かう。前述のように、
上方への方向転換によってプラグに制動作用が加えられ
る。 この偏向に伴う引っ張り力に加えて、重力も転換点Ｆに
おいて制動効果を有し、制動作用を増加させて糸の張力
を高くする。

【００１７】図３，４に示された本発明の二つの装置に
、転換点に向かって気流をくぼんだ方の側から吹き付け
て制動力を増加させ、出っ張った方の側から吹き付けて
制動力を減殺するようにした付加手段を設けることもで
きる。これらの場合には、空気の出入り口を具えた対応
する形状のハウジングで転換点をカバーすることが望ま
しい。

【００１８】図５，６は、プラグを冷却するための回転
孔あきドラムを利用しない本発明装置の例を示す。両方
の場合共、プラグ１．１　は入口４０を通じてチャンネ
ル状の通気ハウジング４１内に導入され、ここで重力に
よって運ばれて下方に移動する。このハウジング内にお
いて、ボビン３の駆動力と引き取り方向によって方向転
換され、出口４２を通じて加速状態で引き出される。

【００１９】図５は対応するハウジング４１ａ　を示し
、傾斜した穿孔ガイドチャンネル４３ａ　を通じてプラ
グ１．１　がこれに導入される。該チャンネルには水平
な穿孔された底壁を有する偏向チャンバ４４ａ　が接続
され、該チャンバ内でプラグ１．１　はその挿入された
方向と反対向きに上方に引っ張られ、同時にほぐされる
。出口４２ａ　は入口４０ａ　の上方に位置している。 出入口の反対側には、偏向チャンバ４４ａ　に排気チャ
ンネル４５ａ　が接続され、両者は孔を介して連通して
いる。この排気チャンネル４５ａ　を通じて空気がハウ
ジング４１ａ　から吸い出され、外気がガイドチャンネ
ル４３ａ　と偏向チャンバ４４ａ　の孔と出入口４０ａ
，　４２ａを通じて吸い込まれる。この結果生じたハウ
ジング４１ａ　内の図示の気流は、入口４０ａ　におい
て糸移動方向を指向し、出口４２ａ　においてそれと逆
方向を指向し、糸１．２　に減速効果を与える。方向転
換ループの位置に対応して、偏向チャンバ４４ａ　はプ
ラグ及び糸に種々の減速作用を及ぼす。

【００２０】図６は図５と同様の装置を示す。ハウジン
グ４１ｂ　は遙かにきつい傾斜のガイドチャンネル４３
ｂ　を有し、方向転換ループは懸垂姿勢となっている。 この例では、重力が減速作用を持つが、排気チャンネル
４５ｂ　は入口４０ｂ　と出口４２ｂ　の間に位置し、
ハウジング４１ｂ　を通る気流が減速作用を打ち消すよ
うになっている。これらすべての本発明装置の例に関し
て、巻取りボビンの上流側に絡み防止用空気ノズルを設
置し、糸を絡まないようにすると共に糸を引き伸ばすた
めの付加的な制動作用を行わせることができる。方向転
換のために必要なこのノズルの気流は、これが糸に及ぼ
す力が糸の移動方向に逆らう向きに正確には一致しない
ようにガイドされることが好ましく、これによって、糸
の引き伸ばしと同時にフィラメントの旋回が行われる。 これによって別個の旋回装置を設ける必要がなくなる。 これに対応するものが、組合せノズル４６として図６に
示されている。

【００２１】図７，８は、プラグをほぐすための本発明
装置の任意の実施例を如何にして捲縮糸製造システムに
組み込むことができるかを示している。このシステムは
図７に示され、一方、図８は比較のためにこれに対応す
る従来のシステムを示している。このシステムは点Ｐと
Ｑの間に導入域を具え、紡糸ノズルを出たフィラメント
はそこで組み合わされて一本の糸となり、該糸は予備延
伸される。点ＱとＲの間には捲縮域が設けられ、ここで
糸は捲縮処理され、得られたプラグはほぐされる。次い
で、点ＲとＴの間の引き取り域において糸は引き伸ばさ
れ、巻き取られる。図８には捲縮域と引き取り域の間の
点Ｒは図示されていない。なぜならば、前記組合せノズ
ル５０の使用によってこれら二つの域は混じり合ってい
るからである。図７，８を比較すれば、本発明のほぐし
装置と組合せ空気ノズルを一緒に使用することによって
捲縮システムが大幅に簡略化されることが判る。

【図面の簡単な説明】

【図１】自由方向転換の際に糸に作用する力の物理的関
係を示す模式図である。

【図２】本発明方法の原理を示すダイアグラムである。

【図３】冷却ドラムを具えた本発明装置の実施例の要部
である。

【図４】冷却ドラムを具えた本発明装置の別の実施例の
要部である。

【図５】冷却ドラムを具えない本発明の実施例の要部で
ある。

【図６】冷却ドラムを具えない本発明の別の実施例の要
部である。

【図７】捲縮糸製造システムに本発明のほぐし装置を組
み入れた実施例の要部を示す側面図である。

【図８】図７に対応する従来の捲縮糸製造システムの要
部を示す側面図である。

【符号の説明】

１．１　…プラグ １．２　…捲縮糸 ２…孔あきドラム ３…巻取りボビン ４…捲縮手段 ４０…入口 ４１…ハウジング ４２…出口

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　捲縮加工によって得られた栓状繊維塊
   即ちプラグを冷却した後、捲縮糸を方向転換して引き取
   り、この方向転換によって生じたプラグと捲縮糸に作用
   する力を利用してプラグのほぐしと捲縮糸の引き伸ばし
   を行うようにしたことを特徴とする捲縮加工後にプラグ
   をほぐし捲縮糸を引き伸ばすための方法。
2. 【請求項２】　　前記方向転換によって生じた力に付加
   して、重力と動摩擦力のこれに対応する成分を利用して
   プラグのほぐしとこれに続く捲縮糸の引き伸ばしを行う
   ことを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
3. 【請求項３】　　材料に特有の変動が冷却角度τ及び／
   又は偏向角度βを変化させることによって起こることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】　　冷却部と引き出し部を含む捲縮工程の
   後で、プラグをほぐし、捲縮糸を引き伸ばすための装置
   であって、前記冷却部と引き出し部が、冷却部から出て
   行く方向が引き出し部へ入って行く方向と偏向角度βだ
   け異なっているプラグ又は捲縮糸のための方向決定手段
   を具え、これらの方向決定手段が糸の移動方向に順次に
   並んでいることを特徴とする装置。
5. 【請求項５】　　前記冷却部が、内部が対応する手段に
   よって真空になっている孔あきドラム又は穿孔ローラと
   、前記ドラムの中心に対して位置を調節可能な解放手段
   とを具え、該解放手段によってプラグはドラムから引き
   離されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】　　前記解放手段が、所望の解放点にドラ
   ム表面を覆う隔壁プレート又はドラム内部に取付けられ
   てドラム表面の通気孔を所望の解放点においてシール可
   能なシール手段を具えていることを特徴とする請求項５
   に記載の装置。
7. 【請求項７】　　前記冷却部の出口と引き出し部との間
   に通気ハウジングが設けられ、その内部にプラグと捲縮
   糸の方向転換ループが形成されていることを特徴とする
   請求項４「６のいずれか１項に記載の装置。
8. 【請求項８】　　前記冷却部が前記ハウジングの中に一
   体化され、通気孔を有する傾斜したガイドチャンネルを
   具えていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】　　前記ガイドチャンネルが前記方向転換
   ループをハウジング内で懸垂状態に維持するのに充分な
   傾斜角度を有し、対応する通気孔の位置によってプラグ
   がそれ自体の重力によってほぐされることを特徴とする
   請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】　　糸の移動方向における引き出し部の
    第１構成エレメントが通気手段によって気流を形成され
    る空気ノズルであり、該ノズル内で糸は減速されると同
    時に旋回させられることを特徴とする請求項４〜９のい
    ずれか１項に記載の装置。