(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続ガラスフィラメントと熱可塑性有機物質の連続フィラメントとの組み合わせによって形成された複合糸を製造する装置であって、
一方では、ガラスが供給され、下面に多数の前記ガラスフィラメントが延伸される多数のオリフィスを備えると共に、被覆装置と協働する少なくとも１つのブッシングと、
他方では、溶融熱可塑性有機物質が供給され、下面に多数の前記有機フィラメントが延伸される多数のオリフィスを備えると共に、少なくとも２つのドラムを有する延伸装置、及び前記有機フィラメントを前記ガラスフィラメントにより形成されたシート内へ投入するベンチュリ装置と協働する少なくとも１つの押出ヘッドと、そして、
前記ブッシング及び前記押出ヘッドに共通で、複合糸を組み合わせて延伸できるようにする手段とを備えており、
所定領域を通る前記熱可塑性フィラメントシートを検出する光学装置が、ドラム型の前記延伸装置と前記ベンチュリ装置との間に配置され、
該光学装置は、少なくとも１つの前記ドラムの回転速度を制御する回路に接続されている複合糸製造装置。
【請求項２】
前記熱可塑性フィラメントシートの前記検出装置は、前記熱可塑性フィラメントの延伸作業中に、前記シートが移動できる領域の限界を定める異なった高さで支持体上に設けられた少なくとも２つの検出器を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項３】
前記検出器は、前記シートの一方側だけに配置されると共に、各々が光ビームを放出することができるエミッタと、該光ビームと衝突した前記熱可塑性フィラメントにより反射した光ビームの少なくとも一部を受け取るレシーバとを備えていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。
【請求項４】
前記検出器は、前記熱可塑性フィラメントシートの各側に配置されて、対で協働するエミッタとレシーバで構成されていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。
【請求項５】
前記エミッタは、規則的パルスからなる光ビームを放出することを特徴とする請求の範囲第３項または第４項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記検出器の前記レシーバは、増幅器を介して制御装置に接続されており、該制御装置の出力が前記ドラムの前記回転速度を制御するモータ用制御装置に接続されていることを特徴とする請求の範囲第３項乃至第５項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記巻取装置に回路を介して接続し、該回路は、前記巻取装置に、前記複合糸の切り換え作業の開始及び終了と、前記熱可塑性フィラメントの延伸の再開作業とに関する情報を送ることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記検出手段のスイッチの開成と、前記複合糸の前記切り換え作業の開始及び終了あるいは前記熱可塑性フィラメントの前記延伸の再開作業の開始及び終了時における前記ドラムの移動と、前記ドラムの前記回転速度の変化とを制御するプログラムで管理されていることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。
【請求項９】
前記延伸装置の前記ドラムの自由端部は、前記ドラムの各々の軸に取り付けられた遊び車を備えていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ドラム型延伸装置は、移動可能であると共に、前記熱可塑性フィラメントシートが通る経路に接離するように側方移動することができることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。
【請求項１１】
前記複合糸の前記切り換え作業中あるいは前記熱可塑性フィラメントの前記延伸の再開作業中において、前記延伸装置は、前記熱可塑性フィラメントシートが前記遊び車と接触するまで移動し、その後、前記再開または前記切り換えの後に前記延伸装置の初期位置に戻ることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の装置。
【請求項１２】
前記延伸装置の前記ドラムは、前記ドラムの回転軸線に平行な軸線回りに回転することができる少なくとも１つのタレットに取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の装置。
【請求項１３】
前記切り換えまたは前記再開作業中において、前記タレットは、前記作業の開始時に前記熱可塑性フィラメントシートから前記ドラムが離れるように回転し、該作業終了後に前記タレットの初期位置に戻ることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の装置。
【請求項１４】
前記延伸装置の前記ドラムは、固定スタンドに取り付けられており、前記ドラムの少なくとも１つは、前記熱可塑性フィラメントシートに対して垂直に移動することができることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の装置。
【請求項１５】
前記切り換えまたは前記再開作業中において、前記ドラムの少なくとも１つが前記作業の開始時に前記熱可塑性フィラメントシートから離れ、該作業終了後に前記ドラムの初期位置に戻ることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の装置。
【請求項１６】
前記熱可塑性フィラメントの構造を安定させるように、前記延伸装置の１つまたは複数の前記ドラムを加熱できるようにしたことを特徴とする請求の範囲第９項、１２項または第１４項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記延伸装置は、加熱手段を備えた幾つかの前記ドラムを備えており、前記加熱手段の各々は前記ドラムの各々の表面を上昇させる温度を個別に調整するように個別に制御できるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、多数の連続ガラスフィラメントと熱可塑性有機物質のフィラメントとの組み合わせによって形成された複合糸を製造する装置に関する。
さらに言えば、本発明は、ガラスが供給され、多数の連続ガラスフィラメントが延伸される少なくとも１つのブッシングと、熱可塑性有機物質が供給され、多数の連続有機フィラメントが延伸される少なくとも１つの押出ヘッドとを備えた装置に関する。これらの有機フィラメントは、延伸されて、ベンチュリ装置によって延伸中のガラスフィラメントシート内へ投入され、次にこれらのフィラメントが総て集められて複合糸になる。そのような装置が、例えばフランス特許出願第ＦＲ−Ａ−２，６９８，０３８号明細書に記載されている。
この出願に記載されている発明によれば、熱可塑性フィラメントは、ガラスフィラメントとは別に、ガラスフィラメントの延伸速度より高速で熱可塑性フィラメントシートを与えることができるように回転速度を制御したドラムによって延伸される。熱可塑性フィラメントシートは、適宜案内されて、ベンチュリ装置を通過し、このベンチュリ装置が前記シートを偏向し、延伸されたガラスフィラメント内へ投入する。このベンチュリ装置は、延伸ドラムが熱可塑性フィラメントに与える速度を維持し、この熱可塑性フィラメントを個別状態に維持しながら、ガラスフィラメントシート内へ投入するだけである。このように２種類のフィラメントの延伸速度間に生じた差は、複合糸を巻取る前に生じる熱可塑性フィラメントの収縮を補償する作用を有する。このため、構成している総てのフィラメントが同一長さである複合糸の糸巻きを得ることができる。フィラメントの所望速度間に、たとえ僅かでも不一致があると、得られる製品に欠陥が生じたり、装置の作動が不正確になる可能性がある。
延伸ドラムが熱可塑性フィラメントに与える速度と、このフィラメントがガラスフィラメントと接触する時の速度との間に不一致が発生する場合も、同様である。
本発明の主題は、ドラムの回転速度と、熱可塑性フィラメントがガラスフィラメントと接触する時の速度とが自動的に一致するようにした複合糸製造装置である。
本発明の主題は、使用する熱可塑性材の性質及び熱可塑性フィラメントを延伸する際の速度に関係なく、問題の速度の自動的一致を行うことができるようにした複合糸製造装置である。
これらの目的は、連続ガラスフィラメントと熱可塑性有機物質の連続フィラメントとの組み合わせによって形成された複合糸を製造する装置であって、一方では、ガラスが供給され、下面に多数のガラスフィラメントが延伸される多数のオリフィスを備えると共に、被覆装置と協働する少なくとも１つのブッシングと、他方では、溶融熱可塑性有機物質が供給され、下面に多数の有機フィラメントが延伸される多数のオリフィスを備えると共に、少なくとも２つのドラムを有する延伸装置及び有機フィラメントをガラスフィラメントで形成したシート内へ投入するベンチュリ装置と協働する少なくとも１つの押出ヘッドと、そして、ブッシング及び押出ヘッドに共通で、複合糸を組み合わせて延伸できるようにする手段とを備え、所定領域を通る熱可塑性フィラメントシートを検出する光学装置が、ドラム型延伸装置とベンチュリ装置との間に配置され、前記光学装置は、少なくとも１つのドラムの回転速度を制御する回路に接続されている複合糸製造装置によって達成される。
この検出装置は、熱可塑性フィラメントの延伸作業中に、前記シートが移動できる領域の限界を定める異なった高さにおける支持体上に設けられた少なくとも２つの検出器を備えている。
この検出装置では、検出器をフィラメントシートの一方側に接近して配置することができる。各検出器は、エミッタとレシーバとを備えており、前者は光ビームをシートに向かって放出し、後者は前記光ビームと衝突したフィラメントにより反射した光ビームの少なくとも一部を受け取る。
また、検出器をシートの各側に配置されたエミッタとレシーバとで構成することもでき、その場合には、各エミッタは、前記光ビームが通る領域内にフィラメントが存在するか否かに応じて、エミッタが放出する光ビームを受け取るか、受け取らないレシーバと協働する。
使用するエミッタは、規則的パルスからなる光ビームを放出するのが好ましい。これらのパルスをレシーバが確認することによって、前記センサによって記録されやすい、前記エミッタ以外の光源から出たスプリアス信号を減少させるか、なくすことができる。
検査野内でのフィラメントの存在あるいは不存在に関する各レシーバによる確認に対応した信号は、増幅器へ送られ、この増幅器は、２進信号を制御装置へ送る。この制御装置は、延伸ドラムを回転させる単一モータあるいは複数モータ用の制御装置の速度設定入力に接続された、アナログまたはデジタル制御出力を備えている。
多かれ少なかれ張力を受ける位置である、最後の延伸ドラムとベンチュリ装置との間のフィラメントシートの位置に応じて、検出器は、一連の２進信号を増幅器を介して制御装置へ周期的に送る。
これらの信号の性質に応じて、制御装置は、延伸ドラムを回転させる単一モータあるいは複数モータの速度を増減する。加速と減速とが絶え間なく交互することを避けるため、制御回路に時定数を導入して、単一モータあるいは複数モータの速度の増減を正確に調整することができる。これにより、シートの張力を調整する事実上のループが設定される。
以下の詳細な説明から、本発明の利点をさらに明確に理解できるであろう。その説明は、図面で示す。
図１は、複合糸を製造する装置において、熱可塑性フィラメントシートを検出する装置と、それらのフィラメントの延伸速度を制御する回路の概略図である。
図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、熱可塑性フィラメントのシートを延伸する装置の第１実施態様の概略的な前面図及び側面図である。
図３Ａ及び図３Ｂは、熱可塑性フィラメントのシートを延伸する装置の第２実施態様を示す概略図である。
図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、熱可塑性フィラメントのシートを延伸する装置の第３実施態様を示す概略図である。
図１に示される検出装置は、連続ガラスフィラメントと連続熱可塑性フィラメントとの組み合わせによって形成される複合糸を製造するための装置に挿入される。
この複合糸製造装置は、ガラスを供給するブッシングを備えており、このブッシングの下面には、少なくとも１つの束１０の形状にした多数の連続フィラメントを延伸する多数のオリフィスが設けられている。この束は、下塗剤または織物用のりを供給するローラ１１で象徴的に示されている被覆装置上を通過し、この被覆装置と接触する時、前記シート束１０のフィラメントがこの下塗剤または織物用のりで被覆される。
この装置はまた、図示しない押出ヘッドを備え、この押出ヘッドからポリプロピレン等の熱可塑性有機物質の多数の連続フィラメントが押し出し成形される。これらのフィラメントは、３つのモータ駆動ドラム１４を備えた延伸装置１３によってシート１２の形状に延伸され、そのドラム１４前後に、前記シートと前記ドラムとの接触円弧を増加させ得る偏向ローラ１５及び１６が配置されている。次に、シート１２は、ガイドローラ１７上を通過した後にベンチュリ装置１８を通って、このベンチュリ装置からのり付けされたガラスフィラメントの束１０内へ投入される。
このように混合された束１０とシート１２とのフィラメントは総て、組立ホィール１９で結合されて複合糸２０になる。
この複合糸２０を、タレット型糸巻き２３のスピンドル２２上に、例えばストレートサイド型パッケージ２１の形状に巻き取られる。シート１２のフィラメントは、ドラム１４によって、例えばスピンドル２２によって延伸される束１０のフィラメントの速度Ｖ2よりも高速の速度Ｖ1で延伸される。前述したように、この速度差によって、複合糸２０をスピンドル２２に巻き取る前に発生する熱可塑性フィラメントの収縮を補償することができる。この速度差は、使用する熱可塑性有機物質の性質及び選択された延伸状態の両方、またはいずれか一方に応じて異なる。
ベンチュリ１８は、通常は速度Ｖ1と同一の速度でシート１２を射出する。その結果、延伸装置１３の最終の機械的部材とベンチュリ１８との間におけるシート１２の張力は、非常に低く、実際上一定である。この張力は非常に低いため、シート１２は、ローラ１６とローラ１７との間で、シート自体の重量の作用によって放物線を形成する。そのような低いレベルの張力の測定には、従来のいずれの張力制御装置も適していない。
本発明による装置は、図１に示す実施態様では、シート１２が移動できる領域の限界を定める異なった高さに配置された４つの検出器ｄ1、ｄ2、ｄ3及びｄ4を備えている。これらの検出器は、ローラ１６及び１７間に配置された支持体２４に固定されている。これらの検出器の各々は、協働するエミッタとレシーバとを備えている。各エミッタは、パルスからなる光ビームを放出する。この光ビームがシート１２のフィラメントに衝突した時、光ビームの一部が協働するレシーバにより集められる。各レシーバにより受け取られた情報は、増幅器ａ1、ａ2、ａ3及びａ4により個別に変換され、２進信号を制御装置へ送る。この制御装置は、制御出力（アナログまたはデジタル）を有し、この制御出力は、ドラム１４を駆動する複数のモータを制御する周波数変換器の外部速度設定入力に接続されている。制御装置は、検出器の論理状態を継続的に分析し、プログラムを用いてドラム１４の回転速度を調節することにより、以下の例で示すように、シート１２の張力を最小値に維持できるようになっている。この例では、シート１２がぴんと張っている時、検出器ｄ1だけがそのシートの存在を検出し、制御装置は、この状態を記録して、モータの速度を速める。次に、シート１２が検出器ｄ2のレベルに達すると、制御装置は、前回よりも少なくモータの速度を速める。シート１２が検出器ｄ3のレベルに達すると、制御装置は、モータ速度を安定させる。シート１２がさらに緩むと、検出器ｄ4がそのシートの存在を記録すると共に、制御装置がモータを減速し、これにより、糸２０の巻き取り速度に関して僅かな遅れを生じると共に、シート１２に再張力をかける効果がある。加速に絶え間なく減速が続く、あるいはその逆の状態を避けるため、制御装置を管理するプログラムに時定数を設けて、加速及び減速を定量化することができる。
本発明による装置は、タレット型糸巻き２３の、幾つかのスピンドルを備える糸巻きを使用して用いられることが好ましい。これによって、ガラスフィラメント及び熱可塑性有機フィラメントの延伸作業を中断しないで連続的なパッケージを形成することができる。
この切り換え作業は、本質的に既知の方法で行われる。すなわち、パッケージ２１が所望寸法に達すると、糸２０は、該糸２０を巻き取っているスピンドル２２の自由端部の方へ移動させられ、スピンドル２２ａを回転させて、タレット２５を半回転させることによって、このスピンドルがスピンドル２２に取って代わるようにする。そして、糸２０は、新しいパッケージを形成するため、最初の経路を再開する前に、スピンドル２２ａの自由端部に巻き付けられる。
この切り換えは、シート１２の速度の急激な変化を伴い、これは本装置の適正な作動には不都合である。
図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに示されている第１実施態様は、これらの速度変化を相当に減少させることができる。
図２Ａは、熱可塑性フィラメントシート３０を掛けた３つのモータ駆動ドラム２７、２８及び２９を備えた延伸装置２６を示している。
図２Ｂは、フィラメントシート３０が延伸位置にあるドラム２７及び２８、並びに延伸装置２６を示している。これらのドラムには、その自由端部に遊び車３１及び３２が設けられている。図示しないドラム２９も遊び車を備えている。
切り換え作業の開始時からすぐに、シート３０は、図２Ｃに示すように、遊び車と接触する位置へ移動させられる。この作業は、図示しない装置によってシート３０を側方移動させるか、図示しない案内面に取り付けられた延伸装置２６全体を側方移動させることによって行うことができる。その時、シート３０は、延伸中のフィラメント１０によって引っ張られるだけである。
制御装置は、回路を介して糸巻き２３に接続されており、切り換え作業の開始及び終了に関する情報を受け取る。その作業の開始に対応した信号は、シートの存在を検出する検出器のスイッチを開成し、ドラムを駆動させるモータを通常の延伸速度よりも遅い回転速度設定にする作用を有する。切り換え作業の終了に対応した信号は、検出器のスイッチを閉成し、ドラムの回転速度を通常の延伸速度まで速める作用を有する。
本発明に従った装置の第２実施態様も、切り換え作業中の急激な速度変化を減少させることができる。この第２実施態様は、図３Ａ及び図３Ｂに示されている。
図３Ａは、熱可塑性フィラメントシート３９を掛けた５つのモータ駆動ドラム３４、３５、３６、３７及び３８を備えた延伸装置３３を示している。この延伸装置では、作動時に、上方に位置するドラム３４、３６及び３８が下方に位置するドラム３５及び３７と交互に配置されており、シートを検出する装置４０が作動している。
図３Ｂは、切り換え作業中の同装置を示している。
切り換え作業の開始に対応した信号は、制御装置へ送られて、ドラム３５及び３７を案内面４１及び４２に沿って垂直に移動させる作用を有する。この垂直移動の終了時に、シート３９が解放されて、ドラム３４、３６及び３８の上端部分に接触するだけとなる。切り換え作業の終了に対応した信号は、ドラムをそれらの初期位置へ戻す作用を有する。上記のように、これらの信号は、検出装置４０のスイッチを開成してから閉成し直すと共に、ドラムを駆動させるモータに様々な回転速度を与える作用を有する。
本発明による第３実施態様は、切り換え作業中の急激な速度変化を減少させることができる。この第３実施態様は、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示されている。
図４Ａは、タレット４６に取り付けられた２つのモータ駆動ドラム４４及び４５を備えた延伸装置４３を示している。この図面は、この延伸装置の通常の延伸位置を示している。フィラメントシート４８とドラム４４との接触円弧を増加させるため、ガイドローラ４７が延伸装置４３の上流側に配置されている。下流側では、検出装置４９が作動している。
図４Ｂは、切り換え作業中の延伸装置４３を示している。
この作業の開始に対応した信号は、制御装置へ送られて、シート４８を完全に解放するようにタレット４６を回転させる作用を有する。切り換え作業の終了に対応した信号は、タレット４６を逆方向に回転させて、ドラム４４及び４５をそれらの初期位置に再配置するような作用を有する。
変更例として、ドラム４４及び４５と共にシートのより限定的な回転をタレット４６に与えることができる。この変更例には、シート４８に誘発される張力を減じるという利点があり、図４Ｃに示すように、一連の延伸装置を使用することが可能になる。
この図面に示された装置では、３つの延伸装置５０、５１及び５２が直列に取り付けられている。これらの延伸装置の各々は、２つのモータ駆動ドラム５３を備えており、各対のドラムがタレット５４に取り付けられている。図４Ｃは、延伸装置５０の上流側にガイドローラ５５を、延伸装置５３の下流側に検出装置５６を備える通常の延伸位置における装置を示している。
１つのスピンドルから別のスピンドルへ複合糸を切り換える作業の場合について説明した上記装置の作動は、有機フィラメントの延伸の開始の問題、または何らかの理由で延伸が中断されていた場合のそれらの延伸の再開の問題がある時でも同様になされる。
延伸装置の１つまたは複数のドラムに、それらのドラム表面を所定温度まで上昇させることができる加熱部材を設けてもよく、これらの加熱部材を個別に制御することによって、各ドラムの表面を上昇させる温度を個別に調節することができる。これらのドラムの表面と接触している間にフィラメントシートが受ける熱処理によって、フィラメントの形状に延伸する時に発生していたポリマー構造変態を、少なくとも部分的に安定させることができる。この実施態様では、熱可塑性有機フィラメントに加えられる延伸速度は、このフィラメントと混合されるガラスフィラメントより僅かに速くするか、実際に同一にすることもできる。
この熱処理によって熱可塑性有機フィラメントに発生する収縮現象が減少し、あるいはなくなるが、シートを検出する装置は、その実質的な機能が前記シートの延伸速度に関係なく、シートの張力を可能な限り小さくほぼ一定の値に維持することにより、それの利点を総て保持している。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
0003961574.tif 000009
【図４Ｃ】
0003961574.tif 000010