JPH0718047B2 - 溶融紡糸したフィラメントを冷却、安定化および仕上げ処理する装置 - Google Patents

溶融紡糸したフィラメントを冷却、安定化および仕上げ処理する装置

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JPH0718047B2
JPH0718047B2 JP61218268A JP21826886A JPH0718047B2 JP H0718047 B2 JPH0718047 B2 JP H0718047B2 JP 61218268 A JP61218268 A JP 61218268A JP 21826886 A JP21826886 A JP 21826886A JP H0718047 B2 JPH0718047 B2 JP H0718047B2
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finishing
filament
spinning
blow cylinder
nozzle
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/088—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes
    • D01D5/092—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes in shafts or chimneys
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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  • Filtering Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は溶融紡糸されたフィラメントを冷却、安定化お
よび仕上処理をするための、環状に配置されたノズル孔
を有するノズルプレート、吹付装置および仕上装置を備
えた装置に関する。
従来の技術 この種類に属する装置（米国特許第3858386号、第38694
62号ならびに欧州特許出願公開第40482号明細書）にお
いて、中央吹付装置は固定配置されている。この場合、
下方からのガス供給の形態は単に公知のこの種の装置と
関連して示されており、この装置は欧州特許出願公開第
40482号明細書中の従来の技術に記載されており、つま
りＬ字型の供給管の形である。このような公知のＬ字型
の供給管は、フィラメントを別の引取装置を用いて水平
なＬ字脚部の両側に相互に別々のグループで引取られ
る。
さらに、溶融紡糸されたフィラメントを冷却、安定化お
よび仕上処理するための装置は公知であり（英国特許第
2145967号明細書）、この方法の場合溶融紡糸されたフ
ィラメントは上方へ引取られ、仕上処理剤の塗布のため
に少なくとも１つの環状ノズルがノズルプレートの上方
に設けられており、この環状ノズルは２つの向かい合っ
た円板から構成されている。この公知の装置は過剰な紡
糸仕上剤のための排出路を有していない。
良好なおよび均質な品質の製品を製造するための重要な
条件は、溶融物のできる限り十分な均質性ならびに均質
な冷却条件である。
溶融物の均質性は、熱分解により損なわれることがあ
り、従って、溶融物流はできる限り均質であるのが望ま
しく、ノズルは流出量が減少する区域または材料が停滞
する区域を有していないのが望ましい。この要求は放射
対称形の円形ノズルの形で最も簡単にかつ最も完全に実
現され、このノズルは溶融紡糸法においても優位であ
り、もっぱら使用されていた。
円形ノズルの欠点は、均質な冷却条件についての要求と
衝突することなしに、横方向からの吹付によりフィラメ
ントの冷却を行う従来の吹付室中で使用した場合にノズ
ルプレートあたりの紡糸孔の直径および数を任意に増加
させることができないことである。横方向からの吹付の
場合、ノズルの吹付フィルター側に押し出されるフィラ
メントは、ノズルの吹付フィルターと反対側に押し出さ
れるフィラメントよりも若干強くかつ速く冷却される。
この差異はノズル孔の数および面積密度が増加するにつ
れて著しくなり、最終的に重要な繊維持性：たとえば延
伸特性、引裂点伸び、収縮率および着色時の挙動の分布
幅に影響を及ぼしてしまう。
ノズルプレートあたりの紡糸孔の数および紡糸位置あた
りの流量能率は、約600、最大で約800の孔を有し円形ノ
ズルの代わりに、2000〜3000の孔を有する矩形ノズルを
使用する場合、横方向からの吹付の原則を維持しながら
著しく高めることができる。十分に均質な溶融物流は矩
形ノズルにおいても適切な構造手段により達成すること
ができる。しかし、矩形ノズルパケットの密閉は円形ノ
ズルの密閉よりも原則的に難点があり、従って、矩形ノ
ズルを用いて紡糸する場合には、頻繁なノズル交換を考
慮しなければならない。
前記の欠点は、比較的多い孔の数を有する放射対称の円
形または環状ノズルを使用し、フィラメントの冷却のた
めに必要なブローエアーを横からの１方向からではな
く、同様に放射対称に供給する場合に十分に回避するこ
とができる。
構造的により簡単に実現可能な外側から内側への吹付方
向での放射対称のブローエアー供給は以前から公知であ
り、いく度も記載されている（たとえば米国特許第3299
469号明細書）。
しかし、紡糸方法から重要なのは内側から外側への反対
の吹付方向である。このため、少なくとも２つの理由が
ある。一つは外側から内側への吹付方向の場合にブロー
エアーの作用下にフィラメント束は圧迫され、個々のフ
ィラメント間の間隔が減少してしまう。ブローエアーの
強度を増大させるにつれて、２本以上のまだ完全に硬化
していない個々のフィラメント同士が触れ合い、相互に
接着または融着する危険性は、内側から外側への吹付方
向の場合よりも極めて著しく増大し、この内側から外側
への吹付方向の場合、フィラメント束は最初に膨張し、
個々のフィラメント間の間隔は 広がる。さらに、フィ
ラメント束の加速する運動においてフィラメント束によ
り巻込まれた外側の空気は、外側から内側への吹付方向
の場合、冷却空気−部分流として弱く作用するが、同様
の意味で、つまりフィラメント冷却の外側／内側効果は
増強される。内側から外側への吹付方向の場合、外側空
気の影響がが補償されるように作用し、ブローエアー作
用はブローエアー作用が最も弱い箇所で増強される。
内側から外側への吹付方向を有する中央吹付は、米国特
許第3858368号、同第3969462号、同第4285646号明細
書、および欧州特許出願第0040482号および同第0050483
号明細書に記載されている。
この種の吹付の場合、ブローエアーの供給の問題が生じ
る。このことが、この方法がその他の点で明らかに優位
であるにもかかわらず、今まで広範囲に使用されなかっ
た理由であると思われる。
ブローエアーを下側から引き込む場合、空気供給管がフ
ィラメントの走行路と交差する。押し出されたフィラメ
ント群を側方に通過するように２つの束に分割すること
によって、紡糸したてのフィラメントがブローエアー供
給管を接触しないようにすることができる。米国特許第
4285646号明細書（第２欄、６行〜68行）において群説
されているように、この手段も一連の欠点を有する。先
行技術として記載された吹付装置を使用して紡糸工程を
（フィラメントの破断、ノズルの交換、ノズルの洗浄な
どにより）中断した後に再び始動させることを試みた場
合に生じる著しい欠点が、前記の明細書には記載されて
いない。十分に硬化していない粘着性のフィブリルはブ
ローシリンダーと軽度に接触した際に引っ掛ってしま
い、破断し、残りの他のフィブリルと接着し、このフィ
ブリルがまた破断してしまう。このため紡糸の開始は、
熟練した者でさえほとんど制御できない工程になる。
解決策として、米国特許第4285646号明細書において、
ノズルパケットを通過して上方から中央でのブローエア
ー供給が提案されている。相応する装置も最近の特許明
細書に記載されている（欧州特許出願公開第040482A1明
細書；欧州特許出願公開第050483A1明細書）。しかし、
この種の空気供給も、たとえば断熱を伴う新たな問題を
提供する。ノズル中の溶融物はブローエアーによって冷
却されてはならず、冷却空気は加熱されたノズルパケッ
トにより温められてはならない。十分な断熱にとって必
要な場所は、ノズルの直径の相応する拡大によってのみ
確保することができる。さらに、円形ノズルからもはや
中心対称でない環状ノズルとなってしまう。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、冒頭に述べた種類の装置を改善し、問
題ない紡糸の開始を可能にすることであった。
課題を解決するための手段 本発明による課題は、前記の種類の特徴と関連して特許
請求の範囲第１項に記載された特徴により解決される。
つまり前記の課題は環状に配置されたノズル孔を有する
ノズルプレートと、ガス状の冷媒用の中央吹付装置と、
仕上装置とから構成される溶融紡糸したフィラメントを
冷却、安定化および仕上処理する装置であって、前記の
中央吹付装置は紡糸ノズルの下方に配置された、上端が
閉じておりさらに下側にガス供給路を備えたブローシリ
ンダーの形に構成されており、前記の仕上装置はブロー
シリンダーの下側に配置されている形式のものにおい
て、ブローシリンダーはガス供給用の通路アーム上に配
置されており、そのアームにより紡糸の開始の際にフィ
ラメント走行領域内へ中央に内方旋回可能でかつ紡糸方
向に対して平行および直角にスライド可能に構成されて
おり、ブローシリンダーはその上端に内方旋回作業の完
了後に閉鎖可能な環状スリットを有し、仕上装置は、紡
糸仕上剤のための供給管および過剰な紡糸仕上剤のため
の排出管を備えた環状ノズルヘッドの形に構成されてい
ることを特徴とする溶融紡糸したフィラメントを冷却、
安定化および仕上処理する装置に解決される。本発明の
有利な実施態様は特許請求の範囲第２項以下に記載され
ている。
本発明の装置は次の利点を有する： ブローシリンダーは通路アームにより直接支持されかつ
案内され、同時にガス供給管として利用される。この場
合フィラメント束の分割は行われない。
ノズルパケット中での断熱の問題はない。従来の装置の
改造が、紡糸フレーム内での変更なしに可能である。
吹付装置は固定されておらず、可動に取り付けられてお
り、この装置は鉛直方向に下降し、旋回−回転運動また
は直線的な往復運動によりフィラメント走行領域から搬
出され、もしくは、その反対の運動で紡糸開始の際に搬
入される。紡糸開始の間に搬入する場合、吹付装置、つ
まりブローシリンダーの上端の環状スリットから鋭いエ
アージェットが噴出し、このエアージェットが吹付装置
の内方旋回の際および上方移動の間にフィラメントをこ
の装置から払いのけ、ひいてはフィラメントの引掛り、
接着および破断を阻止する。
開口した環状スリットを備えた環状リップは、本発明に
より使用される仕上装置の有利な１実施態様であり、こ
の思想および作動様式に関しては、たとえば環状スリッ
トを拡張し、芯として作用する材料を充填するかまたは
リップの縁の接触面を狭い燒結金属環に代える場合でも
不変である。
本発明によるフィラメント冷却装置の有利な実施態様の
重要な部分は図示されている。
ポリマー溶融物は、紡糸ノズルプレート１中のノズル孔
10から、最初に溶融した液状のフィラメント６の形で押
し出され、このフィラメントはブローシリンダー５から
流出する冷却空気の影響で冷却され、硬化する。環状ス
リットおよび環状溝から構成された仕上装置７およびそ
の下に配置された旋回アーム８を通過した後に、フィラ
メントはフィラメントガイドを通過して束ねられ、ケー
ブルストランドとして引取装置に供給される。
ノズル孔10は、有利に複数の孔環の形で配置されている
が、図面中に概略のため示さたように１重の孔環ではな
い。
ブローシリンダー５はその上端に偏平な円錐形のフード
３により覆われており、紡糸ノズルプレート１の中心に
ある形状対応する凹所中に係止されるセンタリング心棒
２によって、その状態で位置固定される。
ブローシリンダー５は多孔性であるが機械的に強固の材
料、たとえば燒結金属、多層フィルター織物、補強芯を
備えたフィルターフリースなどからなる。このブローシ
リンダーはその内部にたいていは圧縮体またはその他の
組み込み部材を有しており、これらがシリンダーの長さ
にわたり一定のブローエアーの分布の調節を行う。
紡糸の開始の際に、吹付装置は最初に取り外され、紡糸
したてのフィラメントがフィラメントガイド９を通して
案内され、（吸込ピストルまたは引取装置を用いて）安
定に引き取られる場合にはじめて再び内方旋回された上
方移動させる。内方旋回および上方移動の際に、フード
カバー３の下方の環状スリット４から全方向に鋭いエア
ージェットが流出し、このエアージェットがフィラメン
トを吹付装置から払いのけ、フィラメントは吹付装置に
付着し、破断することはありえない。最終位置に到達す
る際に、このエアージェットはノズルプレート１中へセ
ンタリング心棒２が係止されることにより自動的に停止
される。
上方移動の際に、ブローシリンダーの上端の偏平なフー
ドカバーから突き出たばねによって支承されるセンタリ
ング心棒は、ノズルプレートの中央の対応する凹所中へ
入り、そこで係止する。この心棒はばね応力に抗してシ
リンダーフード中へ進入し、その際、弁が作動し、ブロ
ーシリンダーがその上方の最終位置に達すると環状スリ
ットへの空気供給が停止される。本発明によるこの手段
は問題なく紡糸の開始を可能にする。
フィラメント群を２つの束に分配することは行わない。
ブローエアーは、吹付シリンダーの下側のフィラメント
走行路と交差する領域内で、円形の導管を介して供給す
るのではなく、完全な中央吹付のための旋回アームとし
て接続された横方向には僅かで、鉛直方向には比較的大
きい幅を有する偏平な通路アームを介して供給される。
通路の上方のエッジはセラミックスの被覆が施されてい
るか、またはフィラメントフェンダーとしてセラミック
部材（ロッド、ハーフスリーブ）を備えている。ブロー
エアーの対称性の障害およびフィラメント束でのスリッ
ト形成により生じる乱れは生じない。
紡糸仕上剤の塗布は、ブローシリンダーの下端であるが
旋回アームの上方で行われる。水性の仕上溶液（通常約
99％H2O）は、フィラメント群が吹付区域の通過した後
に接触する２つの環状のセラミック被覆されたリップの
間の１つ以上の環状間隙に供給される。フィラメント走
行路はそれにより安定化され、仕上処理されたフィラメ
ントは問題なく集束され、変向されることができる（た
とえば側面のブローエアー通路の上方エッジでも）。フ
ィラメントが解放したフィブリル群としておよび通常で
はないがまとめられた紡糸ケーブルストランドとして仕
上処理されるため、束ねられるまでに一部の仕上処理水
は蒸発し、ひいてはフィラメント冷却に寄与する。
仕上剤の供給および（下側のリップの下方に取り付けら
れた環状溝に集めらる）過剰の仕上剤の返送のための導
管は、通路アーム中のブローエアー通路の内側に取り付
けられている。
著量のオリゴマーを含有する材料（たとえばPA−６）の
紡糸のために、フードとシリンダー上部に加熱装置が設
けられており、この加熱装置はオリゴマーがブローシリ
ンダーに凝結することを妨げる。ガス状の冷媒は、偏平
な側面の通路アーム８を介してブローシリンダーの下端
に案内され、この通路アームはその中に通常の補助媒体
の導管も通っている。
前記の吹付装置は、極めて有効である。次に記載する実
施例から推知されるように、良好なフィラメントもしく
は繊維品質で、１つの紡糸箇所あたり、なお通常の引取
り速度で約2.5トン／日の流量能率を達成することがで
きる。
フィラメントはフィラメントガイド９を通過する際に十
分に冷却されている。このフィラメントは、直接接続し
て変向され、横方向に引き取られ、つまりコンパクトな
送り工程（降下ダクト）で作業することができる。
実施例 例１ 相対溶液粘度1.60（20℃でｍ−クレゾール中の1.0％の
溶液として測定）を有するポリエチレンテレフタレート
顆粒を、90mm/24Dの紡糸押出機中で溶融し、293℃の溶
融温度で流量能率996g/分で、９つの孔環に配置された1
295個の円形孔を有する円形ノズルを介して紡糸した。
孔の直径は0.4mmであった。
このフィラメントを、内部中央吹付によって、30℃で60
％の相対湿度の450kg/hの空気を用いて、70mmの内径お
よび76mmの外径を有し、530mmのシリンダー長さ、30mm
のフード高さを有する燒結金属ブローシリンダーを介し
て冷却した（7.5;1.0の空気流量対溶融物流量の割
合）。
吹付区域の端部で、フィラメントは180mmの直径の仕上
処理環を通過し、そこに0.5％の紡糸仕上溶液400ml/分
が供給された。引き続きこのフィラメントはフィラメン
トガイド９中で集められ、ゴデットを介して1500m/分の
速度で引き取られ、リールワインダーを介してスピニン
グポットに入れられる。
この紡糸ケーブルを繊維通路で延伸比1:3.5に延伸し、
固定し、スタッフィング捲縮し、乾燥し、38mmの長さの
繊維ステープルに切断した。
繊維試験の場合に、次の結果が得られた：繊度:1.53dte
x、極限引張強さ;6.4cN/dtex、７％の伸びでの強度;2.2
cN/dtex、引裂き点伸び:20.4％。
紡糸工程および繊維路に関する進行は支障なかった。可
動に支承されかつ本明細書の記載従ったフード高さに補
助エアージェットを備えた吹付装置は問題なく搬出およ
び搬入することができた。
例２〜５ 例１に対して、例２〜５において次の条件に変えた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による装置の１実施例を表わす略示断面
図である。 １……紡糸ノズルプレート、２……センタリング心棒、
３……フードカバー、４……環状スリット、５……ブロ
ーシリンダー、６……フィラメント、７……仕上装置、
８……通路アーム、９……フィラメントガイド、10……
ノズル孔

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】環状に配置されたノズル孔を有するノズル
    プレート（１）と、ガス状の冷媒用の中央吹付装置と、
    仕上装置とから構成される溶融紡糸したフィラメントを
    冷却、安定化および仕上処理する装置であって、前記の
    中央吹付装置は紡糸ノズルの下方に配置された、上端が
    閉じておりさらに下側にガス供給路を備えたブローシリ
    ンダー（５）の形に構成されており、前記の仕上装置は
    ブローシリンダー（５）の下側に配置されている形式の
    ものにおいて、ブローシリンダー（５）はガス供給用の
    通路アーム（８）上に配置されており、そのアームによ
    り紡糸の開始の際にフィラメント走行領域内へ中央に内
    方旋回可能でかつ紡糸方向に対して平行および直角にス
    ライド可能に構成されており、ブローシリンダー（５）
    はその上端に内方旋回作業の完了後に閉鎖可能な環状ス
    リット（４）を有し、仕上装置は、紡糸仕上剤のための
    供給管および過剰な紡糸仕上剤のための排出管を備えた
    環状ノズルヘッドの形に構成されていることを特徴とす
    る溶融紡糸したフィラメントを冷却、安定化および仕上
    処理する装置。
  2. 【請求項２】通路アーム（８）に冷媒用および紡糸仕上
    剤用の導管が備えられており、その上側にフィラメント
    フェンダーを備えて構成されている特許請求の範囲第１
    項記載の装置。
  3. 【請求項３】閉鎖可能な環状スリット（４）の開口が放
    射状にまたは下方へ傾いて方向付けられている特許請求
    の範囲第１項または第２項記載の装置。
  4. 【請求項４】仕上装置（７）が、少なくとも１個の環状
    スリットおよびその下に配置された環状溝からなる特許
    請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の
    装置。
  5. 【請求項５】ブローシリンダー（５）がその上端にフー
    ドカバー（３）を有しており、このフードカバー（３）
    は加熱装置備えて構成されている特許請求の範囲第１項
    から第４項までのいずれか１項記載の装置。
  6. 【請求項６】ブローシリンダー（５）の円錐形のフード
    カバー（３）にはセンタリング心棒（２）が備えられて
    おり、紡糸ノズルプレート（１）の下側には前記センタ
    リング心棒（２）のための凹所が備えられている特許請
    求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の装
    置。
  7. 【請求項７】ブローシリンダー（５）は燒結金属、多層
    フィルター織物、補強芯を備えたフィルターフリース等
    からなる特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれ
    か１項記載の装置。
  8. 【請求項８】冷媒が空気である特許請求の範囲第１項か
    ら第７項までのいずれか１項記載の装置。
JP61218268A 1985-09-18 1986-09-18 溶融紡糸したフィラメントを冷却、安定化および仕上げ処理する装置 Expired - Lifetime JPH0718047B2 (ja)

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JPS62117810A JPS62117810A (ja) 1987-05-29
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