JPS61128084A - 繊維材料を乾燥させる方法と装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボビンの形態を取る繊維材料を先ず容器に収納
してから、可能な限り高温のガス流をこの繊維材料容器
に導入して繊維材料中を貫流させたのち、再び繊維材料
容器から排出させ、場合によってはガス流が閉成循環路
で繊維材料容器及び繊維材料中を循環し、その場合、繊
維材料容器の下流側に設けた脱水器及び原則として繊維
材料容器の上流側に設けられるガス加熱器を通過するよ
うに構成したボビンまたはスライバボビン状繊維材料の
乾燥方法と； ガス流の給気及び排気口を有する特に閉鎖可能な繊維材
料容器と、少なくとも１つのボビン・コラムを有し、繊
維材料容器内に挿入できる繊維材料支持部材と、ガス流
を搬送するための圧力ポンプまたは吸引ポンプと、場合
によっては繊維材料容器の上流側に配設するガス加熱器
とから成り、ガス流循環方式を採用する場合には、ほか
に繊維材料容器の給排気口を互いに連通させる循環系及
びこれに組込まれる脱水器をも含む、前記繊維材料の乾
燥方法を実施するための、ボビン状繊維材料乾燥装置に
関する。

〔従来の技術〕

繊維材料の湿潤処理に続いて、これを乾燥させることが
絶対に必要であり、このために種々の方法が提案されて
いる。

公知の乾燥方法の１つとして、いわゆる速乾方式として
も、いわゆる圧力乾燥方式としても実施できる対流乾燥
がある。いずれの方式においても、可能な限り高温の、
場合によっては極めて高温のガス流が繊維材料を貫流す
るようにしなければならない。

対流乾燥は例えばドイツ特許第９７００１２号から公知
であるが、ほかに英国特許第１２１９８５５号、ドイッ
公告第２１０９６９６号及び１９７８年刊“テキスティ
ルフェレーデルンク（テキスタイル加工）”Ｐ、３６７
〜Ｐ、３７２にも記載されている。さらに、１９６４年
刊“テキスティル、プラクシス”Ｐ、３Ｂ６〜Ｐ、３９
４及びＰ、５０１〜Ｐ、５０６にも詳細に記載されてい
る。上記文献などからすでに公知のように、湿潤処理す
べきボビンは先ず適当な支持装置、即ち、いわゆるボビ
ン・キャリアなどに装着され、装着された状態で支持装
置と共に例えば染色のための湿潤処理装置に浸漬された
後、ボビンと共に支持装置が湿潤処理装置から取出され
て対流乾燥器に挿入され、ここで対流乾燥が行われる。

湿潤処理装置から対流乾燥器へ支持装置を移し替えるに
は個々のボビンを取外したり装填し直したりする必要は
ないから、対流乾燥に伴なう操作は準備時間が少なくて
すむという点で極めて有利である。しかし、反面、′達
成し得る乾燥度の均一性が繊維材料の巻取り密度などに
著しく影響されるという点で対流乾燥には問題がある。

最新の巻取り装置をもってしても３％の巻取り密度差は
不可避であるから、対流乾燥に際してボビンにこれに相
当する残留水分ばらつきが発生する。さもなければ、繊
維材料にとっては極めて有害な形で、取りあえずボビン
を完全に過剰乾燥させる、即ち、吸湿平衡を超えた状態
まで乾燥させることになる。

繊維材料の乾燥方法としてＨＦ乾燥、すなわち高周波乾
燥もすでに公知となってから久しい、ボビンなどを高周
波乾燥処理する際に、先行の湿潤処理に続いて前記ボビ
ンなどを先ず必らず支持装置から取外し、機械的に予備
脱水するため、個別に遠心分離器に挿入した。遠心分離
処理後、ボビンをここで個別にコンベアベルトに載せて
ＨＦフィ、−ルドすなわち、高周波フィールドを通過さ
せた。高周波フィールドは高周波乾燥時に放出される水
分をガス流によって吸収することを可能にするトンネル
状装置内に発生させた。高周波乾燥におけるこのような
処理は対流乾燥処理に比較すればその作用が極めて強力
であるが、湿潤処理後繊維材料中に含まれている水分を
全部取除くとする場合、高周波乾燥に要する電力消費は
無視できない程度となる。しかし、残留水分の均一性が
巻取り密度に全く影響されず、巻取り密度に著しいばら
つきがあっても常に均等な、再現可能な、しかもあらか
じめ正確に調定可能な残留水分を達成できるから、最終
成果の点で高周波乾燥は対流乾燥よりもはるかにすぐれ
ている。高周波乾燥の詳細は例えば１９８２年刊“メリ
アント、テキスティルベリヒテ“Ｐ、６６７〜Ｐ、６７
２　、１９８２年刊“テキスティルベトリーブＰ、５６
〜Ｐ、５８．１９７６年刊“テキスタイル、プラクシス
、インターナショナル“Ｐ、　１４１６〜Ｐ、１４１８
、及び１９７８年刊同書のＰ、６４〜Ｐ、６６及びＰ、
１６５〜Ｐ、１６７から公知である。

乾燥処理後、ボビンなどに残留する水分が均等であるこ
とは繊維材料の以後の加工を正しく進める上で必須条件
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明の目的は従来公知の乾燥方法および装置の
欠点を解消して効果的な操作で対流乾燥を実施し、しか
もすぐれた高周波乾燥残留水分均一性を達成することを
可能にする方法及び装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は下記のように乾燥工程を２段階に構成す
ることによって達成される。すなわち本発明による乾燥
方法は繊維材料中を通過するガス流による繊維材料の対
流乾燥を、繊維材料の残留水分が所期の最終残留水分レ
ベルに達しない時点で中断し、対流乾燥を受けたパッケ
ージ状態の繊維材料を高周波乾燥によって所期の最終残
留水分に達するまで、特に、吸湿平衡状態に達するまで
引き続き乾燥させ、この高周波乾燥を、内側から外側へ
、場合によっては外側から内側にむかってボビンを貫通
する高周波フィールドによって行うことを特徴とする。

即ち、本発明方法の第１段階は対流乾燥、第２段階は高
周波乾燥であり、高周波乾燥は特殊な新規の形式、即ち
、“半径方向”高周波乾燥の形式で行われる。第２段乾
燥、即ち、高周波乾燥は繊維材料の以後の加工にとって
理想的な状態である吸湿平衡が得られるまで行うことが
好ましい。本発明方法の重要な特徴は従来の高周波乾燥
において行われたように繊維材料を個々のボビンに分け
てコンベアヘルドに移し、高周波乾燥トンネルを通過さ
せるという操作を対流乾燥から高周波乾燥への移行段階
で必要としないことにある。対流乾燥後、全体としての
パッケージ形状を変えることなく繊維材料を高周波乾燥
処理することができ、また、高周波乾燥に特に目立つほ
どの電力を消費しなくてもよい、このことは極めて効果
的な操作で行われる第１乾燥段階、即ち、対流乾燥にお
いてすでに水分の大部分が除かれ、乾燥度の均一性を達
成するためにそれ以上特別な配慮を必要としないという
事実に帰することができる。対流乾燥の結果ある程度の
乾燥ばらつきが残っても、続く高周波乾燥によって完全
に均一化され、このことは巻取り密度にばらつきがある
場合でも同様である。高周波乾燥は“半径方向゛高周波
乾燥の形で行われ、高周波フィールドはボビンの厚さを
貫通するだ、けでよいから、特に大量の電力を必要とし
ない。

以上を要約すると、本発明の方法は従来なら、取りあえ
ず過剰乾燥させた後、長期に亘る貯蔵で初めて可能とな
ったほぼ均一な乾燥を達成することができる。また、こ
の好ましい成果には従来なら全く不可能であった極めて
効果的な操作も寄与している。さらに注目すべき特徴と
して、従来のように均等な残留水分を達成するため過剰
乾燥を余儀なくされる場合とは異なり、糸の強度その他
の性質を摸わず、また、特に強力な高周波フィールドを
作用させずに上記の好ましい成果が得られる。゛。

対流乾燥は繊維材料の残留水分が約１５％となるまで継
続し、この残留水分を高周波乾燥で所期の最終値まで低
下させることが好ましい。

本発明による乾燥装置は、ガス流の給気及び排気口を有
する特に閉鎖可能な繊維材料容器と、少なくとも１つの
ボビン・コラムを有し、繊維材料容器内に挿入できる繊
維材料支持部材と、ガス流を搬送するための圧力ポンプ
または吸引ポンプと、場合によっては繊維材料容器の上
流側に配設するガス加熱器とから成り、ガス流循環方式
を採用する場合には、ほかに繊維材料容器の給排気口を
互いに連通させる循環系及びこれに組込まれる脱水器を
も含む、ボビン状繊維材料乾燥装置であって繊維材料支
持部材のボビン・コラムに挿着できるように配置され、
かつ繊維材料支持部材のボビンコラムと同数の高周波電
極を内蔵する繊維材料容器と、高周波電極と接続する一
方、繊維材料容器とも接続する高周波発生器と、高周波
乾燥の際に放出される繊維材料の水分を繊維材料容器か
ら排出するため繊維材料容器に設けた少なくとも１つの
排出口とを含んで成ることを特徴とする。

装置の主要部分を構成するのは従来対流乾燥に利用され
た繊維材料容器である。本発明の乾燥方法第１段、即ち
、対流乾燥はこの繊維材料容器内で行われる。次の乾燥
段階、即ち、高周波乾燥も繊維材料容器内で行われるが
、その場合、容器は高周波乾燥用として構成されたもの
、即ち、特殊な）ＩＦ電極、すなわち高周波電極と、高
周波乾燥によって放出される水分を排出するための手段
とを具えた容器となる。対流乾燥用繊維材料容器に使用
されるボビン・キャリアを高周波乾燥にもそのま１使用
できるためには、高周波電極の数をボビン・キャリアの
ボビン・コラムと同数にすると共に、当然のことながら
高周波電極の幾何的配置条件も前記ボビン・コラムに対
応させねばならない。

本発明の装置では、高周波乾燥用繊維材料容器が対流乾
燥用繊維材料容器と同一であってもよいが、そ・の場合
、この単一繊維材料容器が兼用を可能にするのにふされ
しい個数及び配置の高周波電極を具備することが前提条
件となる。高周波乾燥専用の繊維材料容器を設け、合計
２つの繊維材料を使用する方式も可能であり、ボビン・
キャリアだけを対流乾燥用繊維材料容器から取出し、高
周波乾燥用繊維材料容器に挿入すればよいように両容器
を互いに寸法設定する。

２つの繊維材料容器を設け、これらの容器において対流
乾燥及び高周波乾燥が順次行われるようにすることもも
ちろん可能である。この場合、好ましい実施態様として
、両容器のいずれか一方が１つの態様で作用している間
、他方の容器が他の態様で作用することを可能にする適
当なスイッチ装置を設ければ、対流乾燥用の装置及び高
周波乾燥用の袈買だけが必要となる。

〔実施例〕

以下、添付図面に沿って本発明の装置の実施例を詳細に
説明するが、この装置によって実施される本発明方法の
詳細も以下の説明から明らかになるであろう。

公知構成の繊維材料容器１が基礎２などに設置されてい
る。この繊維材料容器１は耐圧容器であることが好まし
く、完全に取外せるか、または少なくとも繊維材料容器
１の内部の隅々にまで接近できる程度に開放できる蓋３
で頂部が閉鎖されている。繊維材料容器１の底４に、ガ
ス流を供給するための給気口５がある。繊維材料容器ｌ
の比較的高い位置に対応の排気口６がある。給気口５か
ら繊維材料容器１の内部にむかって、繊維材料容器１の
内底域よりやや上方まで立上がり管７が延びており、立
上がり管の内部は供給ガス流を案内する役割を果たし、
また、立上がり管自体はこの実施例ではボビン・キャリ
ア８として構成されている繊維材料支持手段の支持台と
して作用する。

ボビン・キャリア８は一端が中空プレー１−１０に続き
、下方自由端が立上がり管７の上端に嵌入している中空
柱状体９から成る。

プレート１０の下側からいわゆるボビン・コラム１１が
垂下している。ボビン・コラム１１はプレート１０の下
側に溶接された、穴あき板を材料とするいわゆる“ケン
ス”１２から成る。

ボビン・コラム、ケンス１２に例えばボビン１３を装填
するには、繊維材料容器１からボビンキャリア８を取出
し、そのプレート１０を適当な台に置く。次いでケンス
１２の内側に、非導電材から成り、プレート１０の中空
部と中心孔１５を介して連通ずるプレート１４を挿入し
た後、穴あきコア１６を有するボビン１３をケンス１２
の内部に挿入する。最後に、ボビン１３が落下しないよ
うに、非導電材から成る前記プレート１４と同様に中心
孔を有するプレート１７でケンス１２の自由端を塞ぐ。

このように装填を終えたボビン・キャリア８を繊維材料
容器１内に収める。

対流乾燥中、給気口５から供給されるガスはボビン・コ
ア１６に囲まれた中空部に流入し、ここから繊維材料を
貫流し、穴あきケンス１２を介して繊維材料容器１の内
部に流入し、排気口６を通って再び外部に排出される。

繊維材料容器１の外側で給気口５と排気口６を、循環ポ
ンプ、ヒータ、及び脱水器を組込まれている、図示しな
い循環系を介して互いに連通させることができる。

ただし、非閉成式の、即ち、給気口５と排気口６が互い
に連通していない対流乾燥も可能であり、その場合、い
ずれか一方に圧力ポンプまたは吸引ポンプを連携させ、
好ましくは給気口５の上流側にヒータをも配置する。

高周波乾燥の実施に関しては、繊維材料容器１の内部に
、接続板１９を介して互いに接続し、原則として容器底
４に対して絶縁した高周波電極１８を設ける。高周波電
極１８の少なくとも１つを、容器底４を密封状態で外側
へ貫通させて、容器１とも接続するＨＦ発生器２０、す
なわち高量１波発生器２０と接続することが好ましい。

高周波電極１８はボビン・コラム１１の数だけ、またボ
ビン・コラムと同じ空間配置で容器１内に設けられる。

即ち、穴あきボビン・コア１６に囲まれた中空部には必
らず高周波電極１８が挿入されている。繊維材料の高周
波乾燥に際しては、対流乾燥に関連する補助装置に対す
る給電を断ってから高周波発生器２０に通電し、それま
で排気用として利用された接続口６及び給気用として利
用された接続口５を図示しない吸引装置に接続すること
により、高周波乾燥の過程で放出される水分を繊維材料
容器の内部から排出される。

第１図図示装置の構成に関する以上の説明は先ずは対流
乾燥の過程で、次いで高周波乾燥の過程で行われる繊維
材料乾燥方法をも充分に明らかにするものであり、特に
高周波乾燥に際して注目すべき点として、高周波電極１
８をボビン・コア１６の中空部に配置する一方、ケンス
１２をボビン１３の外側に配置したから、高周波フィー
ルドはケンス１２を、半径方向に、即ち、ボビン１３の
幅またはボビン・コラム１１の高さよりもはるかに短か
いコースで貫通する。

第２図に示す装置が第１図に示した装置と異なる点は、
第１図の装置において対流乾燥のためのガスを供給する
給気口５が第２図では高周波乾燥の際に放出される水分
の同伴ガスを供給する給気口として作用することだけで
ある。このことは第２図の繊維材料容器ｌがその構成に
おいて高周波乾燥専用の繊維材料容器であることを意味
する。

本発明の繊維材料乾燥方法を、先ず対流乾燥で、次いで
第２図に示す装置による高周波乾燥で実施できるために
は、対流乾燥専用の繊維材料容器を上流側に接続しなけ
ればならない。このような専用容器は例えば第１図の繊
維材料容器から高周波電極１８、接続板１９及び高周波
発生器２０を取り去ることによって構成することができ
る。

本発明の方法を第１図に示したような繊維材料容器１つ
で実施するのではなく、対流乾燥装置にも高周波乾燥装
置にも接続する２つの容器を設けてもよいことはいうま
でもなく、その場合、両方の容器のいずれか一方が対流
乾燥装置と接続すると同時に他方の容器が高周波乾燥装
置と接続するように構成する。この接続関係は、当初は
対流乾燥装置と接続していた容器を高周波乾燥装置に接
続し、当初は高周波乾燥装置と接続していた容器を対流
乾燥装置と接続することができるように切換え可能でな
ければならない。

実施例の説明で、ボビン・キャリア８へのボビン１３の
装填に言及したが、その場合、濡れたボビンを装填する
のではな（、乾燥に先行するボビンの湿潤処理よりも前
にすでにボビン、キャリア８に装填されているのである
。即ち、本発明装置の繊維材料容器１には、例えば上流
側の染色ケトルから取出されたボビン・キャリア８が挿
入される。この移し替えには極めて僅かな、しかも簡単
な手間しかかからない。また、上記実施例の説明から明
らかなように、その後の乾燥段階でも最も手間のかかる
場合、即ち、対流乾燥用の繊維材料容器からボビン・キ
ャリア８を取出し、高周波乾燥用繊維材料容器に挿入し
なければならない場合でも、限られた、簡単な操作を必
要とするに過ぎない。対流乾燥と高周波乾燥が同一容器
で行われる場合にはこのような途中操作は全く不要であ
る。

本発明による乾燥の成果は使用装置の構成に関係なく、
即ち、単一の繊維材料容器を使用したとしても、あるい
は対流乾燥専用と高周波乾燥専用の２つの繊維材料容器
を前後させて使用したとしても、常に、残留水分の点で
極めて均質に乾燥した繊維材料が得られる。その場合、
残留水分はほとんど所要の値、即ち、吸湿平衡値に等し
くなる。

第１図の装置においても第２図の装置においても、電極
１８はプレート１０の中空部と連通関係に接続できるよ
うに上端が開口した中空電極として図示したが、この電
極１日を非中空棒状電極と残るように電極外径をボビン
・コア１６の内径に対して寸法設定しなければならない
。同伴ガスについても言及したが、経済性の点で空気が
特に好ましい同伴ガスであることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は対流乾燥／高周波乾燥兼用として構成された繊
維材料容器を略示する縦断面図；第２図は高周波乾燥専
用の繊維材料容器を略示する縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボビンの形態を取る繊維材料を先ず容器に収納して
   から、可能な限り高温のガス流をこの繊維材料容器に導
   入して繊維材料中を貫流させたのち、再び繊維材料容器
   から排出させ、場合によってはガス流が閉成循環路で繊
   維材料容器及び繊維材料中を循環し、その場合、繊維材
   料容器の下流側に設けた脱水器及び原則として繊維材料
   容器の上流側に設けられるガス加熱器を通過するように
   構成した繊維材料乾燥方法において、繊維材料中を通過
   するガス流による繊維材料の対流乾燥を、繊維材料の残
   留水分が所期の最終残留水分レベルに達しない時点で中
   断し、対流乾燥を受けたパッケージ状態の繊維材料を高
   周波乾燥によって所期の最終残留水分に達するまで、特
   に、吸湿平衡状態に達するまで引き続き乾燥させ、この
   高周波乾燥を、内側から外側へ、場合によっては外側か
   ら内側にむかってボビンを貫通する高周波フィールドに
   よって行うことを特徴とする繊維材料乾燥方法。 ２、対流乾燥を、水分が１５％となるまで行うことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、ガス流の給気及び排気口を有する特に閉鎖可能な繊
   維材料容器と、少なくとも１つのボビンコラムを有し、
   繊維材料容器内に挿入できる繊維材料支持部材と、ガス
   流を搬送するための圧力ポンプまたは吸引ポンプと、場
   合によっては繊維材料容器の上流側に配設するガス加熱
   器とから成り、ガス流循環方式を採用する場合には、ほ
   かに繊維材料容器の給排気口を互いに連通させる循環系
   及びこれに組込まれる脱水器をも含む、特許請求の範囲
   第１項に記載の方法を実施するための、ボビン状繊維材
   料乾燥方法において、繊維材料支持部材（８）のボビン
   ・コラム（１１）に挿着できるように配置され、かつ繊
   維材料支持部材（８）のボビン・コラム（１１）と同数
   の高周波電極（１８）を内蔵する繊維材料容器（１）と
   、高周波電極（１８）と接続する一方、繊維材料容器（
   １）とも接続する高周波発生器（２０）と、高周波乾燥
   の際に放出される繊維材料の水分を繊維材料容器（１）
   から排出するため繊維材料容器（１）に設けた少なくと
   も１つの排出口（６）とを含んで成ることを特徴とする
   繊維材料乾燥装置。 ４、高周波乾燥用の繊維材料容器（１）が高周波乾燥の
   際に放出される繊維材料水分の排出と水分吸収に必要な
   ガスの供給に交互に利用できる２つの接続口（５、６）
   を具備し、一方の接続口（６）が繊維材料容器（１）の
   内部に直接連通し、他方の接続口（５）が繊維材料支持
   部材（８）の中空部と連通することを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の装置。 ５、高周波電極を、壁に透孔を有し、一端が開口自由端
   である管状電極（１８）として構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ６、高周波電極（１８）を、環状間隙が残るように外径
   をボビン・コア（１６）の内径に対して寸法設定した非
   中空電極として構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第３項に記載の装置。 ７、一方の接続口（６）が繊維材料支持体（８）の中空
   部を介して高周波電極（１８）の中空部と連通すること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の
   装置。 ８、一方の接続口が繊維材料支持部材（８）の中空部を
   介して高周波電極（１８）を囲む環状間隙と連通するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項に記載
   の装置。 ９、高周波乾燥用繊維材料容器と対流乾燥用繊維材料容
   器を同一の容器（１）で構成し、容器外部の対流乾燥装
   置及び高周波乾燥装置と交互に接続できるようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項から第８項までの
   いずれか１項に記載の装置。 １０、それぞれが高周波乾燥用及び対流乾燥用を兼ねる
   ２つの繊維材料容器を設け、交互に高周波乾燥装置及び
   対流乾燥装置と接続できるようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第９項に記載の装置。 １１、高周波乾燥用繊維材料容器が専用の容器であり、
   対流乾燥用繊維材料容器から取出した繊維材料を前記高
   周波乾燥専用の容器に挿入することを特徴とする特許請
   求の範囲第３項から第８項までのいずれか１項に記載の
   装置。