JP2015014071A - 糸条冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の糸条に対してその周囲から気体を吹き付ける方式の糸条冷却装置により、糸条の品質が低下することなく、様々な種類の糸条を冷却可能とすること。
【解決手段】糸条冷却装置３は、内部を複数の糸条Ｙが上下に通過する紡糸筒２３と、紡糸筒２３内に気体を供給するための供給源２１と、紡糸筒２３よりも下方に設けられ、紡糸筒２３内に負圧を発生させる負圧発生機構２５と、負圧発生機構２５を制御する制御装置２６と、を備える。制御装置２６は、糸条Ｙの種類に応じて、負圧発生機構２５に発生させる負圧の大きさを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紡糸ビームから紡出される糸条を冷却する糸条冷却装置に関する。

一般的な溶融紡糸方法においては、紡糸ビームの口金から紡出された溶融ポリマーの糸条に対して、口金の直下に配置された糸条冷却装置において糸条に冷却用の気体を吹き付けることで、ポリマーを固化させる。上記の糸条冷却装置として、様々な構成のものが提案されている。その中でも、円筒状の紡糸筒内を通過する複数の糸条に対して、紡糸筒の周囲から気体を吹き付けて冷却する方式がある。

糸条を冷却する場合、糸条を構成する複数のフィラメントそれぞれを十分に冷却しなければ、フィラメントに冷却斑が生じる。例えば、糸条を構成するフィラメントが太い場合、フィラメントあたりの保有熱量が多いため、十分に冷却するためには、気体の流量を大きくする必要がある。特許文献１に記載の糸条冷却装置は、紡糸筒の下方に、その内部を糸条が通過する管が設けられており、この管の下端に、下向きの気体の流れ（負圧）を発生させる負圧発生器が設けられている。特許文献１に記載の糸条冷却装置では、この負圧発生器により、負圧を発生させることで、管に設けられた入口開口から、管の外部から内部に気体を導入させ、管内部の気体の流量を大きくしようとしている。

特開２００１−０８１６２５号公報

特許文献１に記載の糸条冷却装置は、紡糸筒下部に負圧を発生させることで、紡糸筒から紡糸筒下部を流れる気体の流量を上げている。このような構成は、太いフィラメントから構成される糸条を冷却する目的の糸条冷却装置に適用することができる。しかし、この装置を用いて、例えば、細いフィラメントから構成される糸条を冷却した場合、負圧が大きく、紡糸筒内を流れる気体の流量が多いため、フィラメントの糸揺れが大きくなる傾向にある。ここで、糸揺れ量が許容範囲を超えると、糸条を構成するフィラメント同士が接触、離反を繰り返して互いに叩かれることで、糸条の品質が低下する。また、隣接して走行する糸条のフィラメント同士が接触することにより、断糸することがある。このように、特許文献１に記載の糸条冷却装置は、例えば、細いフィラメントから構成される糸条を冷却した場合に、糸条の品質が低下するという問題がある。

本発明の目的は、複数の糸条に対してその周囲から気体を吹き付ける方式の糸条冷却装置において、糸条の品質が低下することなく、様々な種類の糸条を冷却可能とすることである。

第１の発明の糸条冷却装置は、紡糸ビームから下向きに紡出される複数の糸条を冷却する糸条冷却装置であって、その内部を前記複数の糸条が上下に通過する紡糸筒と、前記紡糸筒内に気体を供給するための供給源と、前記紡糸筒の下方に設けられ、前記紡糸筒内に負圧を発生させる負圧発生手段と、前記負圧発生手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを制御することを特徴とする。

本発明では、紡糸筒よりも下方で負圧発生手段により負圧が発生されると、紡糸筒内の気体が下向きに引き込まれる。従って、紡糸筒内で糸条に吹き付けられた気体は、安定して下方向に流れるため、紡糸筒内で気体が上下に分流して非定常な渦流となることで生じる気流の乱れが抑制される。これにより、気流の乱れによる不規則な糸条の運動により糸条の長さ方向の均整度が低下し、糸条の品質が低下することを抑制することができる。また、冷却用の気体の流量を多くしても、紡糸ビームの口金面の方向への気体の流れが生じにくいため、口金面が冷えて糸条の品質が低下するという問題を抑制することができる。

また、制御手段は、負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを制御する。これにより、例えば、糸条の種類に応じて負圧の大きさを適正とすることで、複数の糸条に対してその周囲から気体を吹き付ける方式の糸条冷却装置により、糸条の品質が低下することなく、様々な種類の糸条を冷却することができる。なお、糸条の種類としては、例えば、糸条を構成するフィラメントの太さ、フィラメント数、フィラメント形状、材質等が挙げられる。

第２の発明の糸条冷却装置は、第１の発明の糸条冷却装置において、前記制御手段は、前記糸条を構成するフィラメントが細いほど、前記負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを小さくすることを特徴とする。

本発明では、制御手段は、糸条を構成するフィラメントが細いほど、負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを小さくする。負圧発生手段による負圧が大きいと、紡糸筒内の気体が下向きに強く引き込まれ、下向きに大きな気流が発生する。太いフィラメントから構成される糸条の場合は、内部まで十分に冷却するには、気体の流量を大きくする必要がある。従って、負圧発生手段による負圧の大きさを大きくし、下向きに大きな気流を発生させることで、太いフィラメントから構成される糸条を冷却することが可能である。なお、負圧を大きくして大きな気流が発生すると、糸揺れが大きくなる傾向にあるが、太いフィラメントから構成される糸条は、気流の影響を受け難く糸揺れ量が小さいため、負圧を大きくしても、糸条の品質が低下することはない。

また、負圧発生手段による負圧が小さいと、紡糸筒内の気体が下向きに弱く引き込まれ、下向きに小さな気流が発生する。細いフィラメントから構成される糸条の場合は、小さい流量で冷却することができる。ここで、細いフィラメントから構成される糸条を冷却する場合に、大きな負圧を発生させると、負圧によって生じる大きな気流による糸揺れのため、糸条の品質が低下する。従って、負圧発生手段による負圧の大きさを小さくすることで、糸揺れを抑制しつつ、細いフィラメントから構成される糸条を冷却することが可能である。このように、本発明では、細いフィラメントから構成される糸条と、太いフィラメントから構成される糸条と、をその品質が低下することを抑制しつつ、それらを冷却することができる。

第３の発明の糸条冷却装置は、第１の発明の糸条冷却装置において、前記制御手段は、前記糸条を構成するフィラメント数が少ないほど、前記負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを小さくする。

本発明では、制御手段は、糸条を構成するフィラメント数が少ないほど、負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを小さくする。本数が多いフィラメントから構成される糸条の場合は、冷却のために大きな気流が必要である。従って、負圧発生手段による負圧の大きさを大きくし、下向きに大きな気流を発生させることで、本数が多いフィラメントから構成される糸条を冷却することが可能である。

また、負圧発生手段による負圧が小さいと、紡糸筒内の気体が下向きに弱く引き込まれ、下向きに小さな気流が発生する。本数が少ないフィラメントから構成される糸条の場合は、小さい流量で冷却することができる。従って、負圧発生手段による負圧の大きさを小さくし、下向きに小さな気流を発生させることで、本数が少ないフィラメントから構成される糸条を冷却することが可能である。このように、本発明では、本数が少ないフィラメントから構成される糸条と、本数が多いフィラメントから構成される糸条と、をいずれの場合にもフィラメントを冷却するのに必要かつ充分な気流を発生させることができるため、エネルギー効率を改善することが可能となる。

第４の発明の糸条冷却装置は、第１〜第３の発明のいずれかの糸条冷却装置において、前記負圧発生手段は、前記紡糸筒の下端から所定距離離れた位置に設けられていることを特徴とする。

本発明では、負圧発生手段は、紡糸筒の下端から所定距離離れた位置に設けられている。ここで、負圧発生手段が紡糸筒直下に設けられている場合、上流側での下向きの気体の流速は、紡糸筒内壁の抵抗により、中央部が速く、内壁面近傍で遅くなる不均一な流れとなる。一方、負圧発生手段を紡糸筒の下端から所定距離離れた位置で、かつ、紡糸筒内壁の延長線上近傍に設けた場合、負圧発生手段により紡糸筒内壁近くの下向きの気体の流速を増加させることができる。従って、壁面抵抗による気体の流速の低下を抑制することができるため、紡糸筒内部の気体の下向きの流速を紡糸筒中央部から内壁面近傍まで均一とすることができる。

第５の発明の糸条冷却置は、第１〜第４の発明のいずれかの糸条冷却装置において、前記紡糸筒の下方に設けられた延長筒をさらに備え、前記負圧発生手段は、前記延長筒の周方向の全周にわたって設けられた送風口を有し、前記送風口から前記延長筒の内面に沿って気体を送り込むことにより、負圧を発生させることを特徴とする。

本発明では、負圧発生手段は、延長筒の周方向の全周にわたって設けられた送風口から延長筒の内面に沿って気体を送り込むことにより、負圧を発生させる。従って、延長筒内面に沿って送り込まれた気体が、延長筒の内面に沿って下方向に流れることによって、延長筒の中央部の気体が巻き込まれて下方向に流れることになり、延長筒の内部に大きな負圧が発生し、紡糸筒内部の気体の下向きの流速を紡糸筒中央部から内壁面近傍まで均一とすることができる。これにより、気体の全流量を増加させることも可能となる。

第６の発明の糸条冷却置は、第１〜第５の発明のいずれかの糸条冷却装置において、前記供給源から前記紡糸筒内に気体を強制的に送り込むための供給手段をさらに備え、前記制御手段は、前記供給手段をさらに制御し、前記糸条の種類に応じて、前記供給手段から前記紡糸筒内に送り込まれる気体の流量または流速を制御することを特徴とする。

本発明では、制御手段は、糸条の種類に応じて、供給手段から紡糸筒内に送り込まれる気体の流量または流速を制御する。従って、負圧発生手段による負圧の大きさと、供給手段による気体の流量または流速と、の両方を調整して、糸条を冷却することができる。

第７の発明の糸条冷却置は、第１〜第６の発明のいずれかの糸条冷却装置において、前記紡糸筒内の気体の流量または流速を計測する計測手段をさらに備え、前記制御手段は、前記計測手段により計測された流量または流速に基づいて、前記負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを制御することを特徴とする。

本発明では、制御手段は、計測手段により計測された流量または流速に基づいて、負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを制御する。従って、計測された紡糸筒内の流量または流速に基づいて、負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを最適化することができる。

本発明によれば、例えば、糸条の種類に応じて負圧の大きさを適正とすることで、複数の糸条に対してその周囲から気体を吹き付ける方式の糸条冷却装置により、糸条の品質が低下することなく、様々な種類の糸条を冷却することができる。

本発明の実施形態に係る溶融紡糸装置の概略構成図である。 図１の糸条冷却装置のII-II線断面図である。 冷却箱付近の拡大図である。 整流体の一部拡大斜視図である。 延長筒等を示す斜視図である。 図１の一部拡大図である。 制御装置が記憶している負圧の大きさの情報を示す図である。 変形例に係る糸条冷却装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る溶融紡糸装置の概略構成図である。以下、各図において示す方向を、上下方向として説明する。本実施形態の溶融紡糸装置１は、紡糸ビーム２、糸条冷却装置３、給油装置４などを備えている。紡糸ビーム２は、複数のパックハウジング１１を備えている。各パックハウジング１１には、紡糸パック１２が配置されており、紡糸ビーム２のパックハウジング１１に接続された図示しないポリマー配管により、ポリエステル等の溶融ポリマーが、紡糸パック１２に計量圧送されてくる。紡糸パック１２の下端部には、口金１３が設けられている。紡糸パック１２は、溶融ポリマーを濾過、整流し、口金１３に形成された図示しない複数の貫通孔から糸条Ｙを構成する複数のフィラメントとして下方に紡出する。糸条Ｙは、複数のフィラメントから構成されるマルチフィラメントである。なお、紡糸ビーム２の複数の口金１３は、図１の紙面直交方向に沿って２列に千鳥状に配列されている。

糸条冷却装置３は、詳細は後述するが、紡糸ビーム２の下方に配置されており、紡糸ビーム２から紡出された複数の糸条Ｙを冷却して固化させる。給油装置４は、糸条冷却装置３の下方に配置されており、糸条冷却装置３により冷却された複数の糸条Ｙに油剤を付与する。給油装置４により油剤が付与された複数の糸条Ｙは、給油装置４の下方に配置された図示しない引取装置により処理された後、連続して、図示しない巻取装置によってそれぞれボビンに巻き取られる。

次に、糸条冷却装置３の構成について説明する。図２は、図１の糸条冷却装置３のII-II線断面図である。図１及び図２に示すように、糸条冷却装置３は、ダクト２１（供給源）、冷却箱２２、複数の紡糸筒２３、複数の延長筒２４、複数の負圧発生機構２５（負圧発生手段）、糸条冷却装置３を構成する各部を制御する制御装置２６（制御手段）、操作パネル２７等を備えている。本実施形態の糸条冷却装置３は、複数の糸条Ｙに対して、その周囲から気体（例えば、空気）を吹き付けて冷却するＣＩＱ（Circular Inflow Quench）冷却方式の糸条冷却装置である。

ダクト２１は、紡糸筒２３内に糸条Ｙを冷却するための気体を供給するためのものである。ダクト２１は、冷却箱２２の側壁と、複数の冷却箱２２に気体を送り込むためのメインダクト５１と、に接続されており、途中部分に、気体の流量を調整するための流量調整用バルブ３０が設けられている。そして、メインダクト５１には、メインダクト５１に気体を強制的に送り込むために、気体を圧縮、貯留するコンプレッサ５２（供給手段）が接続されている。従って、コンプレッサ５２からメインダクト５１経由で流量調整用バルブ３０からダクト２１を介して、冷却箱２２、紡糸筒２３内に気体が供給される。図３は、冷却箱付近の拡大図である。図３に示すように、冷却箱２２とダクト２１との接続部には、複数の孔が形成されたパンチング板３１が設けられている。このパンチング板３１により、ダクト２１から冷却箱２２内に流入する気体の流れが整流される。

図２に示すように、冷却箱２２内には、複数の紡糸筒２３が、複数の口金１３にそれぞれ対応して千鳥状に配置されている。図３に示すように、紡糸筒２３は、筒体３２と、筒状の整流体３３と、筒状のフィルタ３４と、を有する。ダクト２１から冷却箱２２内に流れ込んだ糸条冷却用の気体は、筒体３２、整流体３３、フィルタ３４の順に通過して、紡糸筒２３内の糸走行空間を上下方向に通過する複数の糸条Ｙに対してその周囲から吹き付けられる。

筒体３２は、複数の孔（開口）が形成されたパンチング板が円筒状に加工されてなる筒状部材である。紡糸筒２３の外側から流入する気体が筒体３２を通過する際に、その流れが均一化される。筒状の整流体３３は、筒体３２の内側に配置されている。図４は、整流体の一部拡大斜視図である。図３、図４に示すように、整流体３３は、上下方向に間隔をあけて配置された複数枚の環状プレート３５を有する。図４に示すように、複数枚の環状プレート３５は、上下方向に延びる複数の支持部材３６によって支持されている。なお、整流体３３（環状プレート３５）の材質は特に限定されるものではないが、金属材料等の耐久性の高い材料で形成されていると、整流体３３にポリマーが付着するなどして整流機能が低下しても、取り外して清掃することにより繰り返し使用できる。

外側の筒体３２を通過してきた気体は、さらに、整流体３３の複数枚の環状プレート３５の間を通過することによって、内向き（半径方向内側）に整流される。ここで、フィルタ３４における気体の通過抵抗は、筒体３２における気体の通気抵抗と比べて、小さくなっている。フィルタ３４の材質等は特に限定されないが、例えば、金網フィルタを使用することができる。あるいは、フィルタ３４がパンチング板で構成されてもよい。この場合は、筒体３２よりも開口率の大きいパンチング板を使用する。このように、筒体３２に加えて、さらにその内側に、気体の通過抵抗が小さいフィルタ３４が配置されていることで、紡糸筒２３内の糸走行空間に流れ込む気体の流れが、一層均一化される。

上述したように、紡糸筒２３は、筒体３２と、その内側に配置された整流体３３と、を有する。そのため、まず、外側から紡糸筒２３内に流入する気体の流れが、筒体３２によって均一化される。さらに、その内側に位置する筒状の整流体３３によって、気体の流れの向きが内向きに整流される。これにより、紡糸筒２３を通過する複数の糸条Ｙを均一に冷却することが可能となり、糸斑等を抑制して糸品質を向上させることができる。

図１に示すように、複数の延長筒２４は、それぞれ、複数の紡糸筒２３の下方に設けられている。従って、複数の延長筒２４も、複数の紡糸筒２３同様、千鳥状に配置されている。複数の延長筒２４は、冷却箱２２に、例えば、図示しないボルトにより固定されている。

図５は、延長筒２４等を示す斜視図である。図６は、図１の一部拡大図である。複数の負圧発生機構２５は、紡糸筒２３内に負圧を発生させるものであり、複数の紡糸筒２３下方の、複数の延長筒２４それぞれに設けられている。また、負圧発生機構２５は、紡糸筒２３の下端から所定距離Ｌ離れた位置に設けられている。負圧発生機構２５は、送風口４０、送風箱４１、バルブ４２を有している。送風口４０は、延長筒２４内に気体を送り込むためのものであり、延長筒２４の上下方向の途中部分に設けられている。延長筒２４において、上側の延長筒２４ａの外径よりも、下側の延長筒２４ｂの内径が大きくなっている。そして、延長筒２４ａが、延長筒２４ｂの内部に挿入されている。このように、上側の延長筒２４ａと、下側の延長筒２４ｂと、によって、送風口４０は、延長筒２４の周方向の全周にわたって連続して設けられている。送風箱４３は、送風口４０を覆うように設けられており、バルブ４２は、図示しないコンプレッサに接続されている。コンプレッサは、バルブ４２を介して、送付箱４１内に気体を送り込む。バルブ４２は、コンプレッサから送られてくる気体の流量を調整する。コンプレッサから送風箱４１に気体が送られると、延長筒２４ａの外面に沿って気体が下方向に流れ、送風口４０から延長筒２４ｂの内面に沿って気体が延長筒２４の内部に送り込まれる。送り込まれた気体が、延長筒２４の内面に沿って下方向に流れることによって、延長筒２４の中央部の気体が巻き込まれて下方向に流れることより、延長筒２４の内部に大きな負圧が発生する。このようにして、負圧発生機構２５は、紡糸筒２３の下方で、延長筒２４に連続している紡糸筒２３内に負圧を発生させる。紡糸筒２３の下方で負圧が発生されると、紡糸筒２３内で糸条Ｙに吹き付けられた気体が下向きに引き込まれる。また、負圧発生機構２５による負圧が大きいと、気体が下向きに強く引き込まれることにより、ダクト２１を介して、紡糸筒２３の外部から内部に気体が引き込まれ、下向きに大きな気流が発生する。コンプレッサにより送風箱４１内に送り込まれる気体の流量が大きければ大きいほど、大きな負圧が発生する。

制御装置２６は、負圧発生機構２５に発生させる負圧の大きさを制御する。具体的には、制御装置２６は、バルブ４２によりコンプレッサが発生した気体の流量を制御する（変化させる）ことにより、負圧発生機構２５に発生させる負圧の大きさを制御する。

操作パネル２７は、糸条冷却装置３に冷却させる複数の糸条Ｙの種類を入力するためのものである。制御装置２６は、例えば、図７に示すように、糸条Ｙを構成するフィラメントの太さ、数、形状、材質（ポリエステル等）に応じて発生させる負圧の大きさの情報を予め記憶している。そして、制御装置２６は、操作パネル２７に図７に示す情報を表示するようになっており、作業員は、表示された情報に基づいて、冷却条件を選択することにより、糸条冷却装置３に冷却条件を指示することができる。なお、操作パネル２７からの指示なく、制御装置２６が冷却条件を制御するようになっていてもよい。

以上説明した糸条冷却装置３において、ダクト２１から冷却箱２２内へ供給される気体の流量を大きくすると、紡糸筒２３内の圧力が高くなることで、糸条Ｙに吹き付けられた気体は、上下に分流し、紡糸筒２３内で気流の乱れが生じる。これにより、糸条Ｙの長さ方向の均整度が大きく低下するとともに、口金１３面に向かって吹き上がる気流により、口金１３の温度が低下し、糸条Ｙの品質が低下するという問題がある。

そこで、本実施形態では、紡糸筒２３の下方に設けられ、紡糸筒２３内に負圧を発生させる負圧発生機構２５と、負圧発生機構２５を制御する制御装置２６と、を備えている。紡糸筒２３よりも下方で負圧発生機構２５により負圧が発生されると、紡糸筒２３内で糸条Ｙに吹き付けられた気体が下向きに引き込まれる。従って、糸条Ｙに吹き付けられた気体は、安定して下方向に流れるため、紡糸筒２３内で気体が上下に分流して非定常な渦流となることで生じる気流の乱れが抑制される。これにより、気流の乱れによる不規則な糸条Ｙの運動により糸条Ｙの長さ方向の均整度が低下して糸条Ｙの品質が低下することを抑制することができる。また、気体が上下に分流すること（気流の乱れ）が抑制されるため、上方に分流した気体により、口金１３の温度が低下して糸条Ｙの品質が低下することを抑制することができる。

また、制御装置２６は、糸条Ｙの種類に応じて、負圧発生機構２５に発生させる負圧の大きさを制御する。これにより、糸条Ｙの種類に応じて負圧の大きさを適正とすることで、複数の糸条Ｙに対してその周囲から気体を吹き付ける方式の本実施形態の糸条冷却装置３により、糸条の品質が低下することなく、様々な種類の糸条Ｙを冷却することができる。

また、制御装置２６は、糸条Ｙを構成するフィラメントが細いほど、負圧発生機構２５に発生させる負圧の大きさを小さくする。例えば、図７に示すように、番号「１」列のフィラメントの太さ０．５ｄｔｅｘと、番号「２」列のフィラメントの太さ２ｄｔｅｘと、では、番号「１」列のフィラメントの方が細いため、負圧の大きさａとｂでは、大きさａの方が小さくなっている（ａ＜ｂ）。ここで、上述のように、負圧発生機構２５による負圧が大きいと、紡糸筒２３内の気体が下向きに強く引き込まれることにより、紡糸筒２３の外部から内部に気体が引き込まれ、下向きに大きな気流が発生する。太いフィラメントから構成される糸条Ｙの場合は、内部まで十分に冷却するには、気体の流量を大きくする必要がある。従って、負圧発生機構２５による負圧の大きさを大きくし、下向きに大きな気流を発生させることで、太いフィラメントから構成される糸条Ｙを冷却することが可能である。なお、負圧を大きくして大きな気流が発生すると、糸揺れが大きくなる傾向にあるが、太いフィラメントから構成される糸条Ｙは、気流の影響を受け難く糸揺れ量が小さいため、負圧を大きくしても、糸条Ｙの品質が低下することはない。

また、負圧発生機構２５による負圧が小さいと、紡糸筒２３内の気体が下向きに弱く引き込まれ、下向きに小さな気流が発生する。細いフィラメントから構成される糸条Ｙの場合は、小さい流量で冷却することができる。ここで、細いフィラメントから構成される糸条Ｙを冷却する場合に、大きな負圧を発生させると、負圧によって生じる大きな気流による糸揺れのため、糸条Ｙの品質が低下する。従って、負圧発生機構２５による負圧の大きさを小さくすることで、糸揺れを抑制しつつ、細いフィラメントから構成される糸条Ｙを冷却することが可能である。このように、本実施形態の糸条冷却装置３は、細いフィラメントから構成される糸条Ｙと、太いフィラメントから構成される糸条Ｙと、をその品質が低下することを抑制しつつ、それらを冷却することができる。

また、制御装置２６は、糸条Ｙを構成するフィラメント数が少ないほど、負圧発生機構２５に発生させる負圧の大きさを小さくする。例えば、図７に示すように、番号「１」列のフィラメントの数７２ｆと、番号「３」列のフィラメントの数１４４ｆと、では、番号「１」列のフィラメント数の方が少ないため、負圧の大きさａとｃでは、大きさａの方が小さくなっている（ａ＜ｃ）。ここで、本数が多いフィラメントから構成される糸条Ｙの場合は、冷却のために大きな気流が必要である。従って、負圧発生機構２５による負圧の大きさを大きくし、下向きに大きな気流を発生させることで、本数が多いフィラメントから構成される糸条Ｙを冷却することが可能である。

また、本数が少ないフィラメントから構成される糸条Ｙの場合は、小さい流量で冷却することができる。従って、負圧発生機構２５による負圧の大きさを小さくし、下向きに小さな気流を発生させることで本数が少ないフィラメントから構成される糸条Ｙを冷却することが可能である。このように、本実施形態の糸条冷却装置３は、本数が少ないフィラメントから構成される糸条Ｙと、本数が多いフィラメントから構成される糸条Ｙと、をいずれの場合にもフィラメントを冷却するのに必要かつ充分な気流を発生させることができるため、エネルギー効率を改善することが可能となる。

また、負圧発生機構２５は、紡糸筒２３の下端から所定距離Ｌ離れた位置に設けられている。ここで、負圧発生機構２５が紡糸筒２３直下に設けられている場合、上流側での下向きの気体の流速は、紡糸筒２３内壁の抵抗により、中央部が速く、内壁面近傍で遅くなる不均一な流れとなる。一方、負圧発生機構２５を紡糸筒２３の下端から所定距離Ｌ離れて位置で、且つ、紡糸筒２３内壁の延長線上にある延長筒２４に設けた場合、負圧発生機構２５により、延長筒２４及び紡糸筒２３内壁近くの下向きの気体の流速を増加させることができる。従って、壁面抵抗による気体の流速の低下を抑制することができるため、紡糸筒２３内部の気体の下向きの流速を紡糸筒２３中央部から内壁面近傍まで均一とすることができる。

また、負圧発生機構２５は、延長筒２４の周方向の全周にわたって設けられた送風口４０から延長筒２４の内面に沿って気体を送り込むことにより、負圧を発生させる。従って、延長筒２４の内面に沿って送り込まれた気体が、延長筒２４の内面に沿って下方向に流れることによって、延長筒２４の中央部の気体が巻き込まれて下方向に流れることになり、延長筒２４の内部に大きな負圧が発生し、紡糸筒２３内部の気体の下向きの流速を紡糸筒２３中央部から内壁面近傍まで均一とすることができる。これにより、気体の全流量を増加させることも可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。

上述の実施形態においては、制御装置２６は、糸条Ｙの種類に応じて、負圧発生機構２５に発生させる負圧の大きさを制御する。これに加え、制御装置２６は、糸条Ｙの種類に応じて、コンプレッサ５２から紡糸筒２３内に送り込まれる気体の流量を制御するようになっていてもよい。この場合、負圧発生機構２５による負圧の大きさと、流量調整バルブ３０の流量調整によるコンプレッサ５２から紡糸筒２３内に送り込まれる流量と、の両方を調整して、糸条Ｙを冷却することができる。例えば、細いマルチフィラメントから構成される糸条Ｙを冷却する場合に、従来装置よりも、コンプレッサ５２からの流量を小さくし、負圧発生機構２５により負圧を発生させる。これにより、ダクト２１から糸条Ｙに吹き付けられる流量が小さくなるため、糸条Ｙの糸揺れがさらに抑制されるが、負圧発生機構２５による負圧により、糸条Ｙを冷却するために必要な流量を確保することができる。

上述の実施形態に加え、図８に示すように、糸条冷却装置３は、紡糸筒２３内の気体の流量または流速を計測するセンサ２８（計測手段）を備えていてもよい。センサ２８は、計測した流量または流速を制御装置２６に出力する。制御装置２６は、センサ２８により計測された流量または流速に基づいて、負圧発生機構２５に発生させる負圧の大きさを制御する。従って、センサ２８により計測された紡糸筒２３内の流量または流速に基づいて、負圧発生機構２５に発生させる負圧の大きさを最適化することができる。

上述の実施形態においては、１つの送風口４０が、延長筒２４の周方向の全周にわたって連続して設けられている。これに限らず、例えば、複数の送風口が、延長筒２４の周方向の全周にわたって設けられていてもよい。この場合、延長筒２４の周方向に均一に負圧を発生させるため、複数の送風口は、等間隔に設けられることが好ましい。

上述の実施形態においては、糸条冷却装置３は、紡糸筒２３内に気体を強制的に送り込むためのコンプレッサ５２を備えている。これに限らず、糸条冷却装置３は、コンプレッサ５２を備えていなくてもよい。コンプレッサ５２がない場合であっても、負圧発生機構２５により負圧が発生されれば、ダクト２１を介して、紡糸筒２３の外部から内部に気体が引き込まれ、紡糸筒２３を上下に通過する複数の糸条Ｙに吹き付けられる。これにより、紡糸筒２３内を通過する複数の糸条Ｙを冷却することができる。

１ 溶融紡糸装置
２ 紡糸ビーム
３ 糸条冷却装置
４ 給油装置
２１ ダクト（供給源）
２２ 冷却箱
２３ 紡糸筒
２４ 延長筒
２５ 負圧発生機構（負圧発生手段）
２６ 制御装置（制御手段）
２８ センサ（計測手段）
３０流量調整バルブ
４０ 送風口
５１ メインダクト
５２ コンプレッサ（供給手段）

図５は、延長筒２４等を示す斜視図である。図６は、図１の一部拡大図である。複数の負圧発生機構２５は、紡糸筒２３内に負圧を発生させるものであり、複数の紡糸筒２３下方の、複数の延長筒２４それぞれに設けられている。また、負圧発生機構２５は、紡糸筒２３の下端から所定距離Ｌ離れた位置に設けられている。負圧発生機構２５は、送風口４０、送風箱４１、バルブ４２を有している。送風口４０は、延長筒２４内に気体を送り込むためのものであり、延長筒２４の上下方向の途中部分に設けられている。延長筒２４において、上側の延長筒２４ａの外径よりも、下側の延長筒２４ｂの内径が大きくなっている。そして、延長筒２４ａが、延長筒２４ｂの内部に挿入されている。このように、上側の延長筒２４ａと、下側の延長筒２４ｂと、によって、送風口４０は、延長筒２４の周方向の全周にわたって連続して設けられている。送風箱４１は、送風口４０を覆うように設けられており、バルブ４２は、図示しないコンプレッサに接続されている。コンプレッサは、バルブ４２を介して、送風箱４１内に気体を送り込む。バルブ４２は、コンプレッサから送られてくる気体の流量を調整する。コンプレッサから送風箱４１に気体が送られると、延長筒２４ａの外面に沿って気体が下方向に流れ、送風口４０から延長筒２４ｂの内面に沿って気体が延長筒２４の内部に送り込まれる。送り込まれた気体が、延長筒２４の内面に沿って下方向に流れることによって、延長筒２４の中央部の気体が巻き込まれて下方向に流れることより、延長筒２４の内部に大きな負圧が発生する。このようにして、負圧発生機構２５は、紡糸筒２３の下方で、延長筒２４に連続している紡糸筒２３内に負圧を発生させる。紡糸筒２３の下方で負圧が発生されると、紡糸筒２３内で糸条Ｙに吹き付けられた気体が下向きに引き込まれる。また、負圧発生機構２５による負圧が大きいと、気体が下向きに強く引き込まれることにより、ダクト２１を介して、紡糸筒２３の外部から内部に気体が引き込まれ、下向きに大きな気流が発生する。コンプレッサにより送風箱４１内に送り込まれる気体の流量が大きければ大きいほど、大きな負圧が発生する。

Claims (7)

1. 紡糸ビームから下向きに紡出される複数の糸条を冷却する糸条冷却装置であって、
   その内部を前記複数の糸条が上下に通過する紡糸筒と、
   前記紡糸筒内に気体を供給するための供給源と、
   前記紡糸筒の下方に設けられ、前記紡糸筒内に負圧を発生させる負圧発生手段と、
   前記負圧発生手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを制御することを特徴とする糸条冷却装置。
2. 前記制御手段は、前記糸条を構成するフィラメントが細いほど、前記負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１に記載の糸条冷却装置。
3. 前記制御手段は、前記糸条を構成するフィラメント数が少ないほど、前記負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１に記載の糸条冷却装置。
4. 前記負圧発生手段は、前記紡糸筒の下端から所定距離離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の糸条冷却装置。
5. 前記紡糸筒の下方に設けられた延長筒をさらに備え、
   前記負圧発生手段は、前記延長筒の周方向の全周にわたって設けられた送風口を有し、前記送風口から前記延長筒の内面に沿って気体を送り込むことにより、負圧を発生させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の糸条冷却装置。
6. 前記供給源から前記紡糸筒内に気体を強制的に送り込むための供給手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記供給手段をさらに制御し、前記糸条の種類に応じて、前記供給手段から前記紡糸筒内に送り込まれる気体の流量または流速を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の糸条冷却装置。
7. 前記紡糸筒内の気体の流量または流速を計測する計測手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記計測手段により計測された流量または流速に基づいて、前記負圧発生手段に発生させる負圧の大きさを制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の糸条冷却装置。

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