(57)【要約】本発明は、溶融紡糸されたフィラメントを冷却する方法ならびに多数のストランド状のフィラメントを溶融紡糸するための装置に関する。その際、紡糸装置により溶融紡糸されたフィラメントは冷却装置内で、コンディショニングされた冷却空気により冷却される。冷却空気をコンディショニングするために、必要とされる湿り蒸気は本発明により、並列に冷却媒体源に接続されている複数の蒸気発生器により生ぜしめられる。これにより、蒸気発生器の個数は必要とされる所要蒸気量に、少なくとも１つの蒸気発生器がメンテナンスの目的で遮断されてもいいように適合される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンディショニングされた冷却空気を冷却媒体源により、フィラメントを取り囲む冷却筒内に案内し、かつ冷却空気を前もって湿り蒸気によりコンディショニングしておく、溶融紡糸されたフィラメントを冷却する方法において、湿り蒸気を、並列に冷却媒体源に接続されている複数の蒸気発生器により発生させることを特徴とする、溶融紡糸されたフィラメントを冷却する方法。
【請求項２】
複数の蒸気発生器を選択的に運転状態から停止状態に、かつ停止状態から運転状態にシフトするが、冷却空気の発生中、複数の蒸気発生器のうちの少なくとも１つを停止状態にシフトする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
冷却空気のコンディショニング中に、蒸気発生器を交互に停止状態にシフトする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
複数の蒸気発生器を、予め設定された順番でシフトする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記順番を、蒸気発生器を洗浄するための周期時間により規定し、その結果、蒸気発生器が相前後して洗浄期を経る、請求項４記載の方法。
【請求項６】
冷却空気のコンディションを測定し、前記順番を測定により、コンディショニングの限界値の下回り時に切換が実施されるように規定する、請求項４記載の方法。
【請求項７】
複数の蒸気発生器のうちの１つを停止状態から運転状態にシフトする際に、当該蒸気発生器が準備状態を経るようにし、準備状態が終了して初めて、順番で言って次の蒸気発生器を運転状態から停止状態にシフトする、請求項２から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
フィラメント（６）を押し出すための紡糸装置（１）とフィラメント（６）を冷却するための冷却装置（２）とを備えた、多数のストランド状のフィラメント（６）を溶融紡糸するための装置であって、冷却装置（２）が、フィラメント（６）により通走される冷却筒（７）と、冷却筒（７）に接続された冷却媒体源（９）とを有している形式のものにおいて、冷却媒体源（９）が冷却空気のコンディショニングのために並列に複数の蒸気発生器（１２１，１２２）に接続されていることを特徴とする、溶融紡糸のための装置。
【請求項９】
複数の蒸気発生器（１２１，１２２）が運転状態から停止状態に、かつ停止状態から運転状態にシフト可能であって、冷却空気のコンディショニング中に、複数の蒸気発生器（１２１，１２２）のうちの少なくとも１つが停止状態にシフトされる、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
蒸気発生器（１２１，１２２）が交互に運転状態から停止状態に、かつ停止状態から運転状態にシフト可能である、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
蒸気発生器（１２１，１２２）を制御するための制御装置（１３）が設けられており、該制御装置（１３）により、蒸気発生器（１２１，１２２）が順番に切り換えられる、請求項８から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
制御装置（１３）がタイマを有しており、該タイマにより、蒸気発生器（１２１，１２２）が周期的にシフトされる、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
冷却空気のコンディションを検出するためのセンサ（１５）が冷却媒体源（９）の出口に配置されており、かつセンサ（１５）が制御装置（１３）に接続されている、請求項１１または１２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された、溶融紡糸されたフィラメントを冷却する方法と、請求項８の上位概念部に記載された形式の、多数のストランド状のフィラメントを溶融紡糸するための装置とに関する。
【０００２】
溶融紡糸の場合、紡糸装置により、多数のストランド状のフィラメントがポリマー溶融体から、紡糸ノズルの多数のノズル孔を通して押し出される。紡糸されたばかりのフィラメントストランドは紡糸装置を出た後に、糸または糸束としてまとめるために冷却される。冷却は冷却装置により実施され、冷却装置はフィラメントにより通走される冷却筒を有している。冷却筒は冷却媒体源に接続されており、冷却媒体源はコンディショニングされた冷却空気を冷却筒に供給する。コンディショニングにより、冷却空気は所定の水分含有量を有しており、これにより、フィラメントのインテンシブな冷却が得られる。この種の方法および装置は例えば欧州特許出願公開第００４６５７１号明細書から公知である。
【０００３】
フィラメントの均一な品質を紡糸プロセス中に得るためには、特に冷却パラメータの高い不変性（Ｋｏｎｓｔａｎｚ）が必要である。それにより、コンディショニングされた冷却空気の水分含有量は時間にわたってコンスタントな湿分目標値を有しているべきである。ただしこのことは、冷却空気のコンディショニング時に中断または故障が発生しない場合にのみ保証されることができるが、このことは１つのコンディショニングシステムの使用による公知の装置では回避不能である。
【０００４】
それゆえ本発明の課題は、冒頭で述べた形式の、溶融紡糸されたフィラメントを冷却する方法と、多数のストランド状のフィラメントを溶融紡糸するための装置とを改良して、紡糸されたフィラメントが常時、実質的にコンスタントにコンディショニングされた冷却空気によって冷却されるようにすることである。
【０００５】
上記課題は請求項１の特徴部に記載された特徴を備えた方法ならびに請求項８の特徴部に記載された特徴を備えた装置により解決される。
【０００６】
この方法の有利な構成は請求項２から請求項７に記載されており、この装置の有利な構成は請求項９から請求項１３に記載されている。
【０００７】
本発明の方法によれば、冷却空気のコンディショニングのために必要とされる湿り蒸気を、並列に冷却媒体源に接続されている複数の蒸気発生器により発生させるようにした。これにより、均等かつ改善されたコンディショニングが達成される。このために、蒸気提供の点でより高い柔軟性が存在している。必要とされる所要蒸気量ならびに蒸気発生器の個数は、蒸気発生器の部分運転時においても最小蒸気量を下回ることがないように互いに調整されることができる。
【０００８】
可能な限りコンスタントな蒸気量を、冷却空気のコンディショニングのために提供するために、請求項２および請求項９に記載された、本発明の構成は特に有利である。この場合、冷却空気のコンディショニング中に、複数の蒸気発生器のうちの少なくとも１つの運転が中止されて停止状態へとシフトされる。コンディショニングのために必要な蒸気量は運転状態に維持される蒸気発生器により発生される。停止状態にある蒸気発生器は発生される蒸気量に影響を及ぼすことなくメンテナンスまたは洗浄されることができる。
【０００９】
蒸気発生器において所定の運転時間後に洗浄が必要とされるので、請求項３および請求項１０に記載された、本発明の有利な構成により、並列に接続された２つの蒸気発生器を使用するだけでも、一方では冷却空気のコンディショニングのために必要な蒸気量が保証され、他方では蒸気発生器の定期的な洗浄が実施されることができる。
【００１０】
３つ、４つまたはそれよりも多くの蒸気発生器を使用すると、本発明の有利な構成により、蒸気発生器の切換が、予め決められた順番で遂行される。このために、蒸気発生器は制御装置に接続されており、制御装置は全ての蒸気発生器が順番に従って相前後して停止状態に置かれることを保証する。つまり、蒸気発生器は例えばローテーション原理に従って相前後して、メンテナンスおよび洗浄のための停止期を経ることができ、しかも、必要な蒸気量の発生時に変動は生じない。
【００１１】
蒸気発生器を切り換えるための交番は有利には、例えば蒸気発生器の洗浄周期もしくはメンテナンス周期から得られる周期時間により規定されていることができる。それにより、各蒸気発生器により放出される蒸気量を、その都度の蒸気発生器の運転状態中に高い不変性を有して生ぜしめることが保証される。
【００１２】
ただし、冷却空気のコンディションをセンサにより可能な限り冷却媒体源の出口で測定し、測定値を参照しながら、順番内での蒸気発生器を切り換えるための時点を確定することも可能である。これにより、蒸気発生器はその都度の運転状態を最大の運転経過時間で維持することができる。例えば冷却空気の水分含有量が限界値を下回って初めて、順番で言って次の蒸気発生器が切り換えられる。
【００１３】
少ない蒸気発生器を使用する場合、請求項７に基づく方法バリエーションはコンスタントな蒸気量を保証するのに特に有利である。この場合、複数の蒸気発生器のうちの１つを停止状態から運転状態に切り換える際に、この蒸気発生器は、例えばウォームアップ期で、運転状態のために必要な蒸気量発生に近付けるために準備状態を経過する。準備状態が終了して初めて、順番で言って次の蒸気発生器が運転状態から停止状態へとシフトされる。
【００１４】
以下に図面を参照しながら本発明の実施例につき詳説する。
【００１５】
図１：多数のストランド状のフィラメントを溶融紡糸するための、本発明による装置の概略図である。
【００１６】
図２：図１に示した蒸気発生器を切り換えるための概略的なシフトパターンである。
【００１７】
図１には、本発明による、多数のストランド状のフィラメントを溶融紡糸するための装置の実施例が示されている。この装置は紡糸装置１と、該紡糸装置１の直下に配置された冷却装置２とを有している。紡糸装置１は溶融体供給部３を有しており、溶融体供給部３は例えば溶融体源（ここでは図示せず）、例えばエクストルーダ（押出機）またはポンプに接続されている。溶融体供給部３は紡糸ヘッド４に通じている。紡糸ヘッド４の下面には、口金とも呼ばれる単数または複数のノズルパック５が配置されており、ノズルパック５は、多数のストランド状のフィラメント６を押し出すために、多数のノズル孔を有している。
【００１８】
ノズルパック５の下側には、冷却装置２の冷却筒７が配置されおり、冷却筒７は出て来たフィラメント６を包囲している。冷却筒７は空気供給部８を介して冷却媒体源９の出口に接続されている。冷却媒体源９には、空気供給部８に対向して位置する側に配置された空気入口１０を介して新鮮空気が供給される。冷却媒体源９内での冷却空気のコンディショニングもしくは調湿のために、冷却媒体源９は複数の蒸気発生器１２１，１２２，１２３に連結されている。このために、各蒸気発生器１２１，１２２，１２３はその都度並列に、別個の蒸気管路１１１，１１２，１１３を通して冷却媒体源９に接続されている。蒸気発生器１２１，１２２，１２３は制御線路１４を介して制御装置１３により起動制御可能である。
【００１９】
紡糸装置１によって紡糸されたばかりのストランド状のフィラメント６を冷却するために、冷却筒７内には、空気供給部８を介して冷却媒体源９により、コンディショニングされた冷却空気が導入される。冷却空気のコンディショニングのために、冷却媒体源９には、一方で空気入口１０を介して新鮮空気が供給され、他方で少なくとも２つの蒸気管路、例えば１１１，１１２を介して、蒸気発生器１２１，１２２により発生された蒸気が供給される。冷却媒体源９の内部で、新鮮空気は湿り蒸気と混合され、コンディショニングされた冷却空気として例えばブロアにより空気供給部８に送風される。
【００２０】
蒸気発生器１２１，１２２，１２３は例えば、水で満たされたシリンダとして形成されていることができ、シリンダにおいて、水は電気的なエネルギの助けを借りて、例えば直接的に水中の電流線路により、または「投込み電熱器原理（Ｔａｕｃｈｓｉｅｄｅｒｐｒｉｎｚｉｐ）」に従って加熱される。この種の蒸気発生器の場合、運転時間の経過と共に、シリンダに残留した水内でミネラルが濃縮する。このミネラル濃縮は蒸気発生に対して不利に働く。そればかりか、最大で許容可能なミネラル含有量を超過すると、蒸気発生器はダメージを被る可能性がある。それゆえ、蒸気発生器の、所定の運転経過時間後、洗浄プロセスが必要である。この場合、「洗い流し（Ａｂｓｃｈｌｅｍｍｅｎ）」によりミネラル含有量は減じられる。洗い流しにおいて、使用済みの水は蒸気発生器から排出され、新鮮な水が再度充填される。この洗浄期を経るために、例えば蒸気発生器１２３が制御装置１３により運転状態から停止状態にシフトされている。冷却媒体源９には蒸気発生器１２１，１２２によってのみ、冷却空気をコンディショニングするための湿り蒸気が供給される。
【００２１】
すべての蒸気発生器１２１，１２２，１２３が洗浄期を経ることを保証するために、制御装置１３により、蒸気発生器１２１，１２２，１２３のすべてが所定の順番でその都度運転状態から停止状態に、かつ停止状態から運転状態にシフトされる。図２には、蒸気発生器１２１，１２２，１２３のシフトパターンが示されている。その際、水平線は時間軸を表している。蒸気発生器１２１，１２２，１２３は選択的に運転状態（Ｂ：Ｂｅｔｒｉｅｂｓｚｕｓｔａｎｄ）、準備状態（Ｖ：Ｖｏｒｌａｕｆｚｕｓｔａｎｄ）または停止状態（Ｒ：Ｒｕｈｅｚｕｓｔａｎｄ）にシフトされていることができる。運転状態Ｂで、その都度の蒸気発生器はその都度の目標蒸気量を発生し、冷却媒体源９に供給する。準備状態Ｖで、その都度の蒸気発生器内の水交換後、蒸気発生器を必要な蒸気温度にウォームアップするために、予熱期が実施される。その際、準備状態は常に停止状態の終了後、蒸気発生器の再運転開始前に維持される。停止状態Ｒで、蒸気発生器は洗浄期を経る。洗浄期において、蒸気発生器はメンテナンスのために運転中止にシフトされることができる。そこで、時間軸で見て時間ｔ０を起点とすると、冷却空気のコンディショニングのための湿り蒸気量を提供するために、蒸気発生は蒸気発生器１２１，１２３により生ぜしめられる。蒸気発生器１２２は停止状態Ｒにシフトされており、洗浄もしくはメンテナンスのための準備ができている。時点ｔ１で、蒸気発生器１２２の停止状態Ｒは終了する。蒸気発生器１２２は予熱のために準備状態Ｖにシフトされる。さらに時点ｔ２で、蒸気発生器１２２が準備状態Ｖから運転状態Ｂへとシフトされ、同時に蒸気発生器１２１が運転状態Ｂから停止状態Ｒへとシフトされる形で切換が実施される。さらに、蒸気発生器１２１は停止状態Ｒを経て、時点ｔ３に達すると、準備状態Ｖを経る。この時点で、必要な蒸気量は蒸気発生器１２２，１２３によって、冷却空気のコンディショニングのために発生される。時点ｔ４で、次の切換が実施され、その際、蒸気発生器１２１は再度運転状態Ｂにシフトされ、蒸気発生器１２３は停止状態Ｒにシフトされる。蒸気発生器を切り換えるための周期時間は方程式：Ｔ＝ｔ４−ｔ２から得られる。
【００２２】
周期時間は、図２に示した実施例ではコンスタントであるので、周期時間が経過する度に、蒸気発生器の新たな切換が導入される。
【００２３】
その際、蒸気発生器を切り換えるための周期時間は、蒸気発生器の洗浄が必要になる、蒸気発生器の最大の運転経過時間から導き出されることができる。つまり、蒸気発生器の運転経過時間は図２に示した実施例によれば合計で周期時間Ｔの２倍である。
【００２４】
ただし、蒸気発生器を切り換えるための周期時間を冷却空気のコンディションに依存して構成することも可能である。このために、図１にはセンサ１５が冷却媒体源９の出口に設けられており、このセンサ１５は信号線路１６を介して制御装置１３に接続されている。センサ１５により、例えばコンディショニングされた冷却空気の水分含有量が検出される。制御装置１３内で、水分含有量の、信号化された測定値が実際値・目標値比較を受け、その差に依存して蒸気発生器の切換が導入される。この方法バリエーションは、冷却空気のコンディショニングにおける高い不変性を達成するために特に有利である。これにより、フィラメントの冷却時に、高い均一性が達成され、この均一性は紡糸されたフィラメントの物理的な特性の極めて良好な不変性を生ぜしめる。
【００２５】
図１に示した本発明による装置は単なる実施例に過ぎない。特に、冷却空気のコンディショニングのために、冷却媒体源は少なくとも２つの蒸気発生器に接続されているが、４つ、５つまたはそれより多くの蒸気発生器に接続されていてもよい。湿り蒸気の目標量が同じならば、より多くの蒸気発生器を使用すればするほど、蒸気生成は時間にわたってよりコンスタントになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】多数のストランド状のフィラメントを溶融紡糸するための、本発明による装置の概略図である。
【図２】図１に示した蒸気発生器を切り換えるための概略的なシフトパターンである。
【符号の説明】
【００２７】
１  紡糸装置
２  冷却装置
３  溶融体供給部
４  紡糸ヘッド
５  ノズルパック
６  フィラメント
７  冷却筒
８  空気供給部
９  冷却媒体源
１０  空気入口
１３  制御装置
１４  制御線路
１５  センサ
１６  信号線路
１１１  第１の蒸気管路
１１２  第２の蒸気管路
１１３  第３の蒸気管路
１２１  第１の蒸気発生器
１２２  第２の蒸気発生器
１２３  第３の蒸気発生器
【図１】
2005516125.tif 000002
【図２】
2005516125.tif 000003
【国際調査報告】
2005516125.tif 000004
2005516125.tif 000005
2005516125.tif 000006
2005516125.tif 000007