(57)【要約】  本発明は、巻縮された糸を製造する溶融紡糸加工方法及び溶融紡糸加工装置に関する。紡糸装置を用いて、フィラメント束が熱可塑性のポリマから形成され、このフィラメント束は、冷却後に延伸され、スタッフィングボックスにおいて糸栓状体に圧縮される。この糸栓状体は、巻縮された糸に解され、ボビンに巻き取られる。糸の可能な限り高い巻縮定着性を得るために、延伸後に、糸材料の分子構造におけるアモルファス部分が回避される。このことは、本発明によれば、延伸後でかつ圧縮前におけるリラクゼーション処理によって達成され、このとき０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力が、１２０℃〜２４５℃の範囲におけるリラクゼーション温度において得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフィラメントの紡糸によって少なくとも１つのフィラメント束を熱可塑性のポリマから形成し、前記フィラメント束を冷却後に延伸し、スタッフィングボックスにおいて圧縮して糸栓状体を形成し、該糸栓状体を巻縮された糸に解し、ボビンに巻き取る、巻縮された糸を製造する溶融紡糸加工方法であって、
前記フィラメント束に、延伸後でかつ圧縮前に、１２０℃〜２４５℃の範囲におけるリラクゼーション温度と０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力で、リラクゼーション処理を施すことを特徴とする溶融紡糸加工方法。
【請求項２】
前記リラクゼーション処理中に、前記フィラメント束において作用する糸張力が、０.１ｃＮ／ｄｔｅｘ〜２.０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲、好ましくは０.２ｃＮ／ｄｔｅｘ〜０.７ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲である、請求項１記載の溶融紡糸加工方法。
【請求項３】
前記フィラメント束をリラクゼーション処理のために、加熱されたゴデットと円錐形のゴデット周壁とを備えたゴデット対に複数回巻き掛けて案内する、請求項１又は２記載の溶融紡糸加工方法。
【請求項４】
前記フィラメント束に、リラクゼーション処理の後で、０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力を維持しながら、６０℃〜２４０℃の範囲における固定温度で固定処理を施す、請求項１から３までのいずれか１項記載の溶融紡糸加工方法。
【請求項５】
前記フィラメント束を、固定処理のために、常温のゴデットを備えたゴデット対に複数回巻き掛けて案内する、請求項４記載の溶融紡糸加工方法。
【請求項６】
前記フィラメント束に、圧縮の前に、０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力を維持しながら、リラクゼーション温度を下回る処理温度で熱処理を施す、請求項１から５までのいずれか１項記載の溶融紡糸加工方法。
【請求項７】
前記フィラメント束を、熱処理のために、加熱されたゴデットを備えたゴデット対に複数回巻き掛けて案内する、請求項６記載の溶融紡糸加工方法。
【請求項８】
前記フィラメント束を、圧縮のために、高温空気又は常温空気から成る空気流によって、前記スタッフィングボックス内に搬送する、請求項１から７までのいずれか１項記載の溶融紡糸加工方法。
【請求項９】
溶融紡糸装置（１）、冷却装置（５）、延伸装置（１１）、巻縮装置（１５）及び巻取り装置（２４）を有していて、前記延伸装置（１１）が、少なくとも１つの加熱されたゴデット（１２.１）を備えた引出しゴデット対（１２）と、２つの加熱されたゴデット（１４.１，１４.２）を備えた延伸ゴデット対（１４）とを有している、巻縮された糸を製造する溶融紡糸加工装置であって、
前記延伸ゴデット対（１４）の前記加熱されたゴデット（１４.１，１４.２）は、それぞれ１つの階段状又は円錐形のゴデット周壁を有しており、該ゴデット周壁によって、リラクゼーション処理が、複数回巻き掛けられて案内されるフィラメント束（１０）において、０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力と１２０℃〜２４５℃の範囲におけるリラクゼーション温度とで実施可能であることを特徴とする溶融紡糸加工装置。
【請求項１０】
前記延伸装置（１１）と前記巻縮装置（１５）との間に、少なくとも１つの別のゴデット対（２７）が配置されていて、該ゴデット対（２７）によって、複数回巻き掛けられて案内されるフィラメント束（１０）において固定処理又は熱処理が実施可能である、請求項９記載の溶融紡糸加工装置。
【請求項１１】
前記延伸装置（１１）と前記巻縮装置（１５）との間に、複数のゴデット対（２６，２７）が配置されていて、該ゴデット対（２６，２７）によって、複数回巻き掛けられて案内されるフィラメント束（１０）において固定処理及び熱処理が実施可能である、請求項９記載の溶融紡糸加工装置。
【請求項１２】
前記巻縮装置（１５）は、搬送ノズル（１６）と、該搬送ノズル（１６）の出口側に配置されたスタッフィングボックス（１７）とを有している、請求項９から１１までのいずれか１項記載の溶融紡糸加工装置。
【請求項１３】
前記巻縮装置（１５）は、前記スタッフィングボックス（１７）から進出した糸栓状体（１８）を冷却する冷却ドラム（１９）を有している、請求項１２記載の溶融紡糸加工装置。
【請求項１４】
請求項１から８までのいずれか１項記載の単段式の溶融紡糸加工方法によって製造された、熱可塑性のポリマから成る巻縮された糸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段部に記載された、巻縮された糸を製造する溶融紡糸加工方法、並びに請求項９の前段部に記載された、巻縮された糸を製造する溶融紡糸加工装置に関する。
【０００２】
このような方法及びこのような装置は、国際公開第２０１１／１３８３０２号に基づいて公知である。
【０００３】
好ましくはカーペットを製造するために使用される、溶融紡糸プロセスにおいて巻縮された糸を製造する場合、糸の所望の物理的な特性を形成するためのすべての処理ステップは、通常、相前後して行われる。従って最初に、ポリマの溶融物から多数のフィラメントが押し出され、これらのフィラメントは１つのフィラメント束として冷却後にまとめられ、油剤を付与され、そして延伸される。フィラメント束の延伸後に、フィラメント束はスタッフィングボックスの内部において圧縮され、これによって個々のフィラメントは、糸栓状体の内部において円弧及びループを形成する。次いで糸栓状体は糸へと解され、このときフィラメントのループ及び円弧は、完全に元の状態に戻るのではなく、糸には巻縮された構造が与えられる。その都度使用されるポリマに関連して、特に繊維材料の結晶形態に所望のように影響を与えるために、個々の処理ステップは熱の影響下で行われる。例えば糸の高い巻縮定着性が望まれる。巻縮定着性は、機械的な負荷を受けた場合にも与えられた巻縮状態を保つ、糸の性質である。巻縮定着性が低いと、機械的な負荷を受けた後、フィラメントにおいて保たれているループ及び円弧の大部分が、元の状態に戻ってしまう。
【０００４】
公知の溶融紡糸加工方法及び公知の溶融紡糸加工装置では、フィラメント束は、延伸前及び延伸後に加熱されるので、配向性の分子構造を繊維材料の内部において形成することができる。しかしながら延伸後に実施されるフィラメント束の熱処理によって、フィラメントにおいては、制御されない弛緩が生ぜしめられ、これにより、ポリマ材料の配向されていないアモルファス部分への部分的な戻りが生ぜしめられる。繊維材料におけるこのような非結晶の分子構造には、巻縮定着性が極めて低いという欠点がある。
【０００５】
基本的には、テクスチャード加工されかつ巻縮された糸を製造する２段階プロセスに基づいて、このような糸は高い巻縮定着性を有するということが公知である。このとき糸の巻縮及び延伸は、１つの重畳された処理ステップにおいて行われるので、この技術を単段の溶融紡糸法に適用するということも試みられた。例えば独国特許出願公開第１９９２０１７７号明細書に基づいて公知の、巻縮された糸を製造する方法及び装置では、加熱装置、冷却装置及び仮撚りユニットを備えた仮撚りゾーンが、複数のゴデット対の間に配置されている。これによって確かに、２段階プロセスの場合に類似した効果を真似ることができるが、しかしながらこの公知の構成には、プロセス速度が高い場合にフィラメント束における撚り形成が大きな問題を生ぜしめるという欠点がある。従ってこの公知の方法及び公知の装置は、カーペット糸の製造において良好な評価を得ていない。
【０００６】
さらに独国特許出願公開第１０２００８０５１７３８号明細書に基づいて、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）から巻縮された糸を製造する方法が公知である。この公知の方法では、フィラメント束は、巻縮室への進入直前に熱処理されない。汎用のポリエステル材料では、熱処理をしないことによって、延伸時に発生した内部応力が巻縮加工時に初めて作用を及ぼすことができるようになることは、不可避である。その限りでは、ＰＴＴ材料は特別な分子構造を有する特殊な位置を占めるものである。
【０００７】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の、巻縮された糸を製造する溶融紡糸加工方法及び溶融紡糸加工装置を改良して、巻縮された糸を、例えばＰＥＴのような汎用のポリマ材料から、改善された巻縮定着性をもって製造できるようにすることである。
【０００８】
この課題を解決するために本発明に係る溶融紡糸加工方法では、フィラメント束に、延伸後でかつ圧縮前に、１２０℃〜２４５℃の範囲におけるリラクゼーション温度と０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力で、リラクゼーション処理を施すようにした。
【０００９】
また前記課題を解決するために本発明に係る溶融紡糸加工装置では、延伸ゴデット対の加熱されたゴデットは、それぞれ１つの階段状又は円錐形のゴデット周壁を有しており、該ゴデット周壁によって、リラクゼーション処理が、複数回巻き掛けられて案内されるフィラメント束において、０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力と１２０℃〜２４５℃の範囲におけるリラクゼーション温度とで実施可能であるようにした。
【００１０】
本発明の好適な態様は、各従属請求項に記載した特徴及び特徴の組合せによって確定されている。
【００１１】
本発明は、冒頭に述べた形式の汎用の溶融紡糸加工方法では、延伸ゴデット対から巻縮装置へのフィラメント束の移動時に、フィラメント束における糸応力が完全に消滅するという認識に基づく。フィラメント束におけるこのような応力低下によって直接的に、糸材料は弛緩時に、エネルギ的に好都合な状態に再構成され、その結果、分子構造におけるアモルファス部分及びセミアモルファス部分が増加する。このような結晶性の欠如は、巻縮定着性の低下を助長する。本発明に係る溶融紡糸加工方法及び本発明に係る溶融紡糸加工装置では、巻縮装置への進入前にフィラメント束に、０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力を保証するリラクゼーション処理が施される。このときリラクゼーション温度は、ポリマタイプに応じて１２０℃〜２４５℃の範囲にある。
【００１２】
本発明に係る溶融紡糸加工装置は特に、最低糸張力を有するリラクゼーション処理が直に延伸ゴデット対において実施可能であるという大きな利点を提供する。そのために延伸ゴデット対のゴデットのゴデット周壁は、円錐形又は階段状の形状を有しており、これによって、ゴデット周壁の周囲におけるフィラメント束の巻掛け毎に、最低糸張力が維持される。これによって、糸材料をフィラメント束の緊張状態において、１２０℃〜２４５℃の範囲におけるリラクゼーション温度に加熱することができる。フィラメント束のゴデット周壁における巻掛け数、糸速度及び糸全体の番手に応じて、ゴデット周壁の調節された表面温度は、リラクゼーション温度よりも幾分高い。通常、ゴデット表面における温度は、所望の糸温度よりも約５℃〜１５℃高く調節されている。
【００１３】
フィラメント束において作用する糸張力にもかかわらず、十分な弛緩を得るために、特に好適な方法変化態様では、リラクゼーション処理中に、フィラメント束において作用する糸張力が、０.１ｃＮ／ｄｔｅｘ〜２.０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲、好ましくは０.２ｃＮ／ｄｔｅｘ〜０.７ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲である。これによって、フィラメント束のフィラメントにおける内部応力を消滅させる所望の弛緩効果を実現することができる。
【００１４】
圧縮の直前におけるフィラメント束のリラクゼーション処理は、本発明に係る溶融紡糸加工方法では、最低糸張力を生ぜしめるため及び糸を熱処理するためのすべての公知の装置を用いて実施することができる。しかしながら特に好適な方法変化態様では、フィラメント束をリラクゼーション処理のために、加熱されたゴデットと円錐形のゴデット周壁とを備えたゴデット対に複数回巻き掛けて案内する。ゴデット周壁の円錐度によって、フィラメント束を複数回巻き掛けると、糸材料の加熱中に確定された糸張力が糸全体にわたって得られることが保証される。
【００１５】
リラクゼーション中における糸材料の分子構造の変化を、さらに次いで行われる固定処理によって安定化させることができると、特に好適であることが判明している。従って好適な方法変化態様では、フィラメント束に、リラクゼーション処理の後で、０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力を維持しながら、６０℃〜２４０℃の範囲における固定温度で固定処理を施す。この工程は好ましくは、ゴデット対の常温のゴデットにおいてフィラメント束を案内することによって達成される。基本的には、固定温度は、リラクゼーション温度より少なくとも５℃低いことが望ましい。
【００１６】
糸材料のポリマタイプに応じて、択一的に又は追加的に、圧縮の直前にフィラメント束においてさらなる熱処理が実施される。例えば、円弧及びループを形成するために、フィラメントは可能な限り延性を有することが必要である。そのために特に好適な方法変化態様では、フィラメント束に、圧縮の前に、０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力を維持しながら、リラクゼーション温度を下回る処理温度で熱処理を施す。この処理温度は、それぞれ予め調節されたリラクゼーション温度を５℃〜１００℃の範囲で下回ることが望ましい。これによって、糸材料の分子構造において非所望の再構成が成されることを確実に防止することができる。
【００１７】
この方法ステップはまた、好ましくは、フィラメント束が熱処理のために複数回巻き掛けられて案内されるゴデット対の加熱されたゴデットによって実施される。
【００１８】
フィラメント束の巻縮時における温度調整の過程を促進するために、フィラメント束は、好ましくは圧縮のために、高温空気流によって、スタッフィングボックス内に搬送される。しかしながら糸材料に応じて、フィラメント束を常温の空気流によって案内することも可能である。
【００１９】
本発明による溶融紡糸加工装置において、本発明による溶融紡糸加工方法を実施するフレキシビリティを高めるために、好適な態様では、延伸装置と巻縮装置との間に、単数又は複数のゴデット対が配置されている。例えば１つの追加的なゴデット対が延伸装置と巻縮装置との間に配置されている場合には、選択的に固定処理又は熱処理を、複数回巻き掛けられた案内されるフィラメント束において実施することができる。
【００２０】
その都度使用される糸材料が、圧縮の前にフィラメント束の固定処理及び熱処理を必要とする場合、本発明に係る溶融紡糸加工装置の別の態様では、延伸装置と巻縮装置との間に、複数のゴデット対が配置されている。このように構成されていると、固定処理及び熱処理を相前後して実施することができる。
【００２１】
フィラメント束を圧縮するために、巻縮装置は、好ましくは搬送ノズルを備えて形成されており、この搬送ノズルは、出口側においてスタッフィングボックスと共働する。このような巻縮装置は、特に、高いプロセス速度において、フィラメント束の連続的かつ均一な巻縮を生ぜしめるのに、良好であることが判明している。
【００２２】
温度の影響を受けて生ぜしめられるフィラメントの円弧及びループを固定するために、糸栓状体は、好ましくは冷却のために、冷却ドラムの周囲において案内される。
【００２３】
本発明に係る溶融紡糸加工方法及び本発明に係る溶融紡糸加工装置は、巻縮された糸を単段プロセスにおいて、従来では２段階のプロセスにおいてしか糸において得ることができなかったような高い巻縮定着性をもって、製造するのに適している。
【００２４】
次に本発明に係る溶融紡糸加工方法を、本発明に係る溶融紡糸加工装置の幾つかの実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳説する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る溶融紡糸加工装置の第１の実施の形態を示す概略図である。
【図２】本発明に係る溶融紡糸加工装置の別の実施の形態を示す概略図である。
【図３】本発明に係る溶融紡糸加工装置のさらに別の実施の形態を示す概略図である。
【図４】本発明に係る溶融紡糸加工装置のさらにまた別の実施の形態を示す概略図である。
【００２６】
図１には、巻縮された糸を製造する、本発明に係る溶融紡糸加工装置の第１の実施の形態が略示されている。本発明に係る溶融紡糸加工装置の実施の形態では、１つの糸走路の例が示されており、このような溶融紡糸加工装置は、複数の糸を製造するためにも互いに平行に並べて使用される。
【００２７】
図１に示した実施の形態は、紡糸装置１、冷却装置５、延伸装置１１、巻縮装置１５、後処理装置２０及び巻取り装置２４を有しており、これらの装置は、糸走路に対して相前後して配置されている。紡糸装置１は、図示の実施の形態では、１つの紡糸ヘッド２だけによって示されている。この紡糸ヘッド２は、少なくとも１つの紡糸ポンプ（図示せず）及び紡糸ノズル３を有しており、この紡糸ノズル３は、下側面に、多数のノズル孔を備えたノズルプレートを有している。加熱された紡糸ヘッド２の内部に配置された紡糸ノズル３は、紡糸ポンプに連結されており、この紡糸ポンプは、紡糸ヘッド２の上側における溶融物供給路４を介して、図示されていない溶融物源、例えば押出し機に接続されている。
【００２８】
複数の糸を互いに並べて平行に製造する場合、当該分野においては紡糸ビームとも呼ばれる紡糸ヘッド２は、互いに並んだ複数の紡糸ノズルを有している。
【００２９】
紡糸装置１の下には、冷却装置５が設けられており、この冷却装置５は、押し出されたばかりのフィラメントを収容する冷却チャンバ６を形成しており、この冷却チャンバ６には、冷却空気流を生ぜしめるブロー手段７が対応配置されている。このとき冷却空気は外から内部に向かって、横方向流吹付け装置又は半径方向吹付け装置によって生ぜしめることができる。しかしながらまた基本的には、冷却空気流を半径方向で、内部から外に向かってフィラメント束を通して案内することも可能である。
【００３０】
紡糸ノズル３によって形成されたフィラメント８は、冷却後に１つのフィラメント束１０にまとめられる。そのために冷却装置５の下には、油剤付与装置９が設けられている。この油剤付与装置９は通常、集合糸ガイド及び湿潤手段を有している。湿潤手段としては、油剤付与ピン又は油剤付与ローラを使用することができる。
【００３１】
油剤付与装置９の下には、延伸装置１１が設けられており、この延伸装置１１は、加熱された２つのゴデット１２.１，１２.２を備えた引出しゴデット対１２と、加熱されたゴデット１４.１，１４.２を備えた延伸ゴデット対１４とから形成されている。引出しゴデット対１２の加熱されたゴデット１２.１，１２.２と延伸ゴデット対１４の加熱されたゴデット１４.１，１４.２とは、それぞれゴデットボックス１３内に配置されている。
【００３２】
汎用の円筒形のゴデット周壁を有する、引出しゴデット対１２の加熱されたゴデット１２.１，１２.２とは異なり、延伸ゴデット対１４の加熱されたゴデット１４.１，１４.２はそれぞれ円錐形のゴデット周壁を備えて形成されている。加熱されたゴデット１４.１，１４.２におけるゴデット周壁の円錐度は、各巻付け部におけるフィラメント束１０の延伸後に、フィラメント束において０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘの最低糸張力、好ましくは０.１ｃＮ／ｄｔｅｘの最低糸張力が生じるように選択されている。
【００３３】
巻縮装置１５は、図示の実施の形態では、搬送ノズル１６と、この搬送ノズル１６の出口側に配置されたスタッフィングボックス１７とによって形成され、このスタッフィングボックス１７は、その下流側に配置された冷却ドラム１９と共働する。搬送ノズル１６は、圧縮空気源に連結されており、フィラメント束１０を空気流を用いてスタッフィングボックス１７内に搬送し、圧縮して糸栓状体１８を形成することができる。この糸栓状体１８は、冷却ドラム１９の周囲において冷却空気によって冷却される。
【００３４】
巻縮装置１５の下流には後処理装置２０が配置されており、この後処理装置２０は、一方では糸栓状体１８を、冷却ドラム１９の周囲における巻縮された糸の引出しによって解し、かつ他方では、糸結節部（Fadenschluss）を増やすために糸を交絡させる。そのためにインターレースノズル２２が、２つのガイドゴデットユニット２３.１，２３.２の間に配置されている。各ガイドゴデットユニット２３.１，２３.２は、１つのゴデットと１つの補助ローラとを有している。
【００３５】
最後に、巻縮された糸２１は巻取り装置２４を用いてボビン２５に巻き取られる。そのためには通常の巻取り装置が使用され、この巻取り装置は、２つの突出する巻取りスピンドル２９.１，２９.２を備えた巻取りタレット２８を有しており、両方の巻取りスピンドル２９.１，２９.２は、相前後して巻成領域に案内され、これにより巻縮された糸が連続的に巻き取られる。このような巻取り装置は一般的に公知であるので、これについてのさらなる説明は省く。
【００３６】
溶融紡糸装置の図１に示した実施の形態では、例えば押出し機を介して、例えばポリエステルのようなポリマ材料の顆粒が溶融され、溶融物供給路４を介して紡糸ヘッド２に供給される。紡糸ヘッド２の内部において溶融物は、紡糸ポンプにより圧力を加えられて紡糸ノズル３に搬送され、これによって紡糸ノズル３の下側面において多数のフィラメント８が押し出される。押し出されたばかりのフィラメント８は、冷却装置５の内部において冷却空気流によって冷却され、最後に１つのフィラメント束１０にまとめられる。そのためにフィラメント８には、好ましくはオイル・水エマルジョンである湿潤剤が与えられる。
【００３７】
フィラメント束１０は、引出しゴデット対１２によって紡糸装置１から引き出される。引出しゴデット対１２のゴデット１２.１，１２.２は、ゴデット周壁において、糸材料を８０℃〜１２０℃の範囲における所望の糸温度に加熱するための表面温度を有している。このときフィラメント束１０は、引出しゴデット対１２に１０〜１５回巻き掛けられて案内される。
【００３８】
フィラメント束１０を延伸するために、延伸ゴデット対１４は速度差をもって駆動され、これによってフィラメント束１０は、引出しゴデット対１２と延伸ゴデット対１４との間の糸区間において延伸される。
【００３９】
延伸後直ぐに、フィラメント束１０にリラクゼーション処理を実施できるようにするために、延伸ゴデット対１４のゴデット１４.１，１４.２は、フィラメント束１０において１２０〜２４５℃、好ましくは１７０〜２３０℃の範囲における糸温度が得られるように加熱されている。糸材料の加熱時に発生する長さ変化を補償するために、ゴデット１４.１，１４.２の両ゴデット周壁は、幾分円錐形に形成することができる。ゴデット１４.１，１４.２のゴデット周壁のガイド直径の変化は、フィラメント束１０の８〜１２回の巻掛けに関連して、各巻掛け毎に少なくとも０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘ、好ましくは０.１ｃＮ／ｄｔｅｘの糸張力が作用するように選択されている。ゴデット１４.１，１４.２におけるゴデット周壁の直径変化は、２.０ｃＮ／ｄｔｅｘの最高糸張力を上回らないように寸法設定されている。０.２〜０.７ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲において好適なリラクゼーション処理が可能であることが判明している。ゴデット１４.１，１４.２のゴデット周壁の表面温度によって決定される、糸処理のリラクゼーション温度は、１２０℃〜２４５℃の温度に調節される。フィラメント束１０におけるリラクゼーション処理によって、大きな割合のアモルファス範囲又はセミアモルファス範囲なしに、分子構造の均一な再構成が達成される。糸材料の高い結晶性は、巻縮された糸における安定した巻縮特性を、相応に高い巻縮定着性と共に保証する。
【００４０】
巻縮のためにフィラメント束１０は、搬送ノズル１６を通してスタッフィングボックス１７内に搬送され、圧縮されて糸栓状体を形成する。リラクゼーション処理の温度に応じて、フィラメント束１０の搬送は高温空気流によって又は常温空気流によって行うことができる。フィラメント束１０の巻縮されたフィラメントは、糸栓状体１８としてスタッフィングボックス１７から搬出され、冷却ドラム１９の周囲において冷却される。巻縮された糸２１への糸栓状体１８の解しは、第１のガイドゴデットユニット２３.１を有する後処理装置２０によって行われる。さらなる経過において、巻縮された糸２１はインターレースノズル２２において交絡され、次いで第２のガイドゴデットユニット２３.２を介して巻取り装置２４に案内される。そしてこの巻取り装置２４において、巻縮された糸２１はボビン２５に巻き取られる。
【００４１】
従って、本発明に係る溶融紡糸加工装置の図１に示した実施の形態は、本発明に係る溶融紡糸加工方法を実施することができ、フィラメント束１０は、リラクゼーション処理によって予め設定されたように温度調整されて、巻縮装置に走入する。既に述べたように、フィラメント束１０は常温空気流を用いてスタッフィングボックス１７内に導入することが可能である。これによって特に、リラクゼーション処理の効果を糸材料において固定することができる。しかしながらフィラメント束１０の顕著な巻縮効果を得るために、糸栓状体１８は、好ましくはスタッフィングボックス１７の内部において加熱される。
【００４２】
巻縮工程のために特に適した、フィラメント束１０の温度調整を達成するために、択一的に、図１に示した装置及び方法では、搬送ノズル１６は高温空気流で運転される。しかしながらこの場合には、糸材料において制限された温度変化しか得ることができない。
【００４３】
フィラメント束１０のリラクゼーションとフィラメント束１０の圧縮とを互いに無関係に調節できるようにするためには、図２に示した、本発明に係る溶融紡糸加工装置の実施の形態が、特に適している。本発明に係る溶融紡糸加工装置の図２に示した実施の形態は、図１に示した上述の実施の形態とほぼ同じ構造を有しているので、ここでは説明の繰り返しを避けるために相違点についてだけ説明する。
【００４４】
本発明に係る溶融紡糸加工装置の図２に示した実施の形態では、紡糸装置１、延伸装置１１、巻縮装置１５、後処理装置２０及び巻取り装置２４は、図１に示した実施の形態と同じに構成されている。従って、これらについては上述の説明が参照される。
【００４５】
延伸装置１１と巻縮装置１５との間に別のゴデット対が設けられており、この別のゴデット対は、ここでは温度調整ゴデット対２７と呼ばれる。この温度調整ゴデット対２７は、円筒形のゴデット周壁を備えた加熱された２つのゴデット２７.１，２７.２を有している。ゴデット２７.１，２７.２は、ゴデットボックス１３内に配置されている。フィラメント束１０を温度調整するために、フィラメント束１０は同様に、ゴデット２７.１，２７.２のゴデット周壁の周りに、複数回、好ましくは１０〜１５回巻き掛けられて案内される。
【００４６】
本発明に係る溶融紡糸加工装置の図２に示した実施の形態によって、本発明に係る方法の変化形態を実施することができ、この変化形態では、フィラメント束１０のリラクゼーション後に、フィラメント束１０の圧縮前に追加的な熱処理が行われる。温度調整ゴデット対２７のゴデット２７.１，２７.２は、リラクゼーション温度を下回る処理温度に調節されている。この際の温度差は、ポリマタイプに応じて、５℃〜１００℃の間で選択することができる。重要なことは、リラクゼーション時に調節されるリラクゼーション温度を上回らないことである。次いで行われる熱処理の温度がリラクゼーション温度を上回っていると、糸材料の分子構造の新たな再構成が始まるというおそれがある。圧縮直前におけるフィラメント束の熱処理によって、リラクゼーション処理とは無関係に独立して巻縮加工を実施することができる。このようにして、フィラメントの均一かつ強力なフィラメントループ（Schlingenbildung）を得るために、フィラメント束の糸材料において熱処理によって得られる温度調整を実施することができる。
【００４７】
しかしながら処理温度の選択時には、次のことに注意しなくてはならない。すなわちこの場合、処理温度とリラクゼーション温度との間における温度差が、小さくならず、それゆえ糸材料の再構成された分子構造を安定させるための固定効果を得ることができない。延伸及びリラクゼーション後に生ぜしめられた糸材料の分子構造を固定するために、図３に示した本発明に係る溶融紡糸加工装置の実施の形態が、特に有効があることが示されている。
【００４８】
図３の実施の形態では、延伸装置１１と巻縮装置１５との間に、２つのゴデット対が設けられている。延伸装置１１の出口側に直ぐ続く第１のゴデット対は、固定ゴデット対２６と呼ばれている。この固定ゴデット対２６はゴデット２６.１，２６.２を有しており、これらのゴデット２６.１，２６.２のゴデット周壁は、加熱されていない。後続のゴデット対は、この実施の形態においても同様に、加熱されたゴデット２７.１，２７.２を備えた温度調整ゴデット対２７である。図２に示した実施の形態とは異なり、フィラメント束のリラクゼーションと圧縮との間には、別の方法ステップが設けられている。常温のゴデット２６.１，２６.２を備えた固定ゴデット対２６は、フィラメント束１０の糸材料を冷却するために使用される。そのためにゴデット２６.１，２６.２のゴデット周壁の表面温度は、６０〜２４０℃の糸温度に調節される。これによって糸材料の材料構造を、圧縮の前に好適に固定することができる。
【００４９】
図２及び図３において記載した、固定及び温度調整の追加的な方法ステップにおいて重要なことは、全処理中に、０.０５ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力、好ましくは０.１ｃＮ／ｄｔｅｘを上回る最低糸張力が維持されていることである。このような最低糸張力が維持されていると、緊張のない状態において発生する非所望の、分子構造の再形成を、確実に回避することができる。固定ゴデット対２６又は温度調整ゴデット対２７におけるフィラメント束の多くの巻掛け数において緊張が低下するような場合に対しては、固定ゴデット対２６のゴデット２６.１，２６.２及び温度調整ゴデット対２７のゴデット２７.１，２７.２を、円錐形のゴデット周壁を備えて形成するという可能性もある。
【００５０】
ここで強調しておくと、延伸ゴデット対１４のゴデット１４.１，１４.２のゴデット周壁における直径変化は、ゴデット周壁の別の形状付与によっても達成することができる。例えば複数の糸が複数回巻き掛けられる場合には、ゴデット１４.１，１４.２のゴデット周壁の階段状の形状付与を、最低糸張力を保証するのに有利に使用することができる。フィラメント束のフィラメントにおける緊張もしくは応力低下を回避するために、同様にゴデット周壁における円錐形の周壁部分の領域と円筒形の周壁部分の領域とを交互に使用することも可能である。糸を案内するゴデットにおける階段状及び円錐形のゴデット周壁は、十分に知られているので、これについてのさらなる説明は省く。
【００５１】
図１〜図３の実施の形態において、本発明に係る溶融紡糸加工方法及び本発明に係る溶融紡糸加工装置は、フィラメント束から形成される巻縮された糸の例で示されている。このような巻縮された糸は、好ましくは単色の糸として製造される。好ましくはカーペットを製造するために使用される多色の糸を製造するために、好ましくは複数のフィラメント束が、異なった色に着色されたポリマ溶融物又は異なった横断面形状、フィラメント数又はフィラメント番手から生ぜしめられ、巻取りの前に組み合わせられて、巻縮された複合糸が形成される。本発明に係る溶融紡糸加工装置のこのような実施の形態は、図４に略示されている。
【００５２】
本発明に係る溶融紡糸加工装置の、図４に示した実施の形態では、紡糸装置１は、下側面に３つの紡糸ノズルが互いに並んで保持されている紡糸ヘッド２を有している。各紡糸ノズル３は、図示されていない紡糸ポンプに接続されており、この紡糸ポンプは、別個の溶融物供給路４を介して各１つの別個の押出し機に連通されている。紡糸ノズル３を通して押し出されたフィラメント８は、一緒に冷却装置５の冷却チャンバ６を通して案内され、冷却空気流を用いて冷却される。
【００５３】
冷却装置５の下には油剤付与装置９が設けられており、この油剤付与装置９は、紡糸ノズル３毎にそれぞれ押し出されたフィラメントを、別個の１つのフィラメント束１０にまとめる。フィラメント束１０は次いで、紡糸ノズル３毎に設けられた紡糸ゴデットユニット３０によって、紡糸装置１から引き出されて、延伸装置１１に供給される。
【００５４】
延伸装置１１において、３つの紡糸ノズル３によって生ぜしめられたフィラメント束１０は、互いに平行に並べて案内され、一緒に延伸される。そのために延伸装置１１は引出しゴデット対１２と延伸ゴデット対１４とを有している。引出しゴデット対１２はこの実施の形態において、加熱されたゴデット１２.１と補助ローラ１２.３とによって形成されている。延伸ゴデット対１４は、加熱されたゴデット１４.１，１４.２を有しており、これらのゴデット１４.１，１４.２はそれぞれ円錐形のゴデット周壁を有している。その限りにおいて延伸ゴデット対１４は、上述の実施の形態と同じ構成を有しており、かつゴデットボックス１３の内部に配置されている。
【００５５】
延伸装置１１の下には、温度調整ゴデット対２７が設けられており、この温度調整ゴデット対２７もまた、図２に示した上述の実施の形態と同一の構成を有している。
【００５６】
後続の装置１５，２０，２４もまた同様に図２に示した実施の形態と同じであるので、これらについては、既に述べた説明を参照するものとする。
【００５７】
本発明に係る溶融紡糸加工装置の、図４に示した実施の形態では、フィラメント束１０は一緒に搬送ノズル１６を用いて圧縮されて、糸栓状体１８を形成する。このようにして糸栓状体１８は、異なった色の複数のフィラメント束から形成され、冷却後に巻縮された糸へと解される。しかしながらまた基本的には、異なった糸の複数のフィラメント束を別個にそれぞれ１つの別個の糸栓状体に圧縮し、次いで複数の巻縮された糸に解すという可能性もある。この場合巻縮された糸は、次いで後処理装置２０においてインターレースノズル２２を用いて１つの複合糸に組み合わせられる。このときフィラメント束は、互いに異なった個別番手と互いに異なったフィラメント横断面を有することができ、かつ追加的にさらに、異なったポリマ材料から形成することができる。
【００５８】
従って本発明に係る方法及び本発明に係る装置は、巻縮されたモノカラー糸及び巻縮されたマルチカラー糸を対象としている。このときに重要なことは、フィラメント束のフィラメントが、延伸後でかつ圧縮前に、最低糸張力でリラクゼーション処理を施されることである。本発明に係る方法及び本発明に係る装置は、基本的には、繊維製造のために使用されるすべての熱可塑性ポリマに適している。しかしながら巻縮定着性の特に良好な結果は、特に巻縮されたポリエステル糸の製造時に得ることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  紡糸装置
２  紡糸ヘッド
３  紡糸ノズル
４  溶融物供給路
５  冷却装置
６  冷却チャンバ
７  ブロー手段
８  フィラメント
９  油剤付与装置
１０  フィラメント束
１１  延伸装置
１２  引出しゴデット対
１２.１，１２.２  加熱されたゴデット
１２.３  補助ローラ
１３  ゴデットボックス
１４  延伸ゴデット対
１４.１，１４.２  加熱されたゴデット
１５  巻縮装置
１６  搬送ノズル
１７  スタッフィングボックス
１８  糸栓状体
１９  冷却ドラム
２０  後処理装置
２１  巻縮された糸
２２  インターレースノズル
２３.１，２３.２  ガイドゴデット
２４  巻取り装置
２５  ボビン
２６  固定ゴデット対
２６.１，２６.２  ゴデット
２７  温度調整ゴデット対
２７.１，２７.２  ゴデット
２８  巻取りタレット
２９.１，２９.２  巻取りスピンドル
３０  紡糸ゴデットユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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