JP2002371429A - 加熱ローラー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボックスで囲われた加熱ローラー上を走行す
る糸条の糸揺れを抑制し、これによって熱処理斑の無い
品位のよい合成繊維を効率よく生産する装置を提供す
る。 【解決手段】 糸条(Y)を巻回して接触加熱するための
加熱ローラー(3a)及び(3b)を囲うボックス(1a)を設ける
と共に、該ボックス(1a)内には、回転するローラー(3a)
及び(3b)及び走行する糸条(Y)によって惹起される随伴
気流を分離するための気流分離手段(2a)及び(2b)を走行
する糸条(Y)に近接して設けるとともに、該気流分離手
段(2a)及び(2b)によって分離された随伴気流を前記ボッ
クス(1a)外へ排出する開口部(4a)及び(4b)とを設けたこ
とを特徴とする加熱ローラー装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成繊維の加熱ロ
ーラー装置に関するものであり、更に詳しくは加熱ロー
ラーの回転に伴って誘起される随伴気流による糸揺れを
抑制することで、品位の良好な熱可塑性合成繊維を得る
ための加熱ローラー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、走行中の熱可塑性合成樹脂からな
る糸条を加熱ローラーと接触させて加熱するための加熱
ローラー装置としては、加熱ローラーと該加熱ローラー
に並設されたセパレートローラーとを一対としてこれら
ローラーに糸条を複数回巻回させて熱処理を行うタイプ
が用いられている。また、ネルソンローラーと呼ばれる
一対の加熱ローラーに糸条を複数回巻回させるタイプも
よく知られている。

【０００３】以下、本発明において、“加熱ローラー装
置”とは、前記のようなセパレートローラータイプとネ
ルソンローラータイプの両方のタイプを指すものとす
る。

【０００４】このような加熱ローラー装置においては、
加熱ローラーの回転速度が高速になると、加熱ローラー
の回転に伴って誘起される随伴気流の影響で糸揺れが生
じる事態が生じる。もし、このような事態が生じると、
加熱ローラーと糸条との接触が不安定になり、熱処理が
均一に行われないという問題が発生する。

【０００５】また、加熱ローラーに多糸条を同時に巻回
させる場合には、狭い間隔で糸条を巻回することとな
り、隣接する糸条間ピッチが狭くなる。このため、糸揺
れが生じると、隣接する糸条同士が接触し、毛羽の発生
や、断糸をまねいたりするという問題を生じる。

【０００６】例えば、ポリエステル、ポリアミドなどに
代表されるような熱可塑性合成樹脂からなる糸条を直接
紡糸延伸工程と呼ばれる工程において製造する場合に
は、このような問題が生じる。何故ならば、生産効率を
向上させるために、多錘（多数本）の糸条を複数の紡糸
口金パックから紡出し、使用する加熱ローラーに同時に
巻回し、延伸と熱処理とを同時に行うことが一般に行わ
れているからである。

【０００７】一方、加熱ローラーから糸条への伝熱効率
保持の目的や加熱ローラーの保温、あるいは、糸条に付
与された油剤に起因する油煙の周囲への拡散防止といっ
た目的で加熱ローラーの周囲をボックスで覆うことが一
般的に行われている。

【０００８】しかし、このように加熱ローラーの周囲を
ボックスで囲う場合には、高速回転するローラーや高速
走行する糸条によって誘起された随伴気流がこのボック
スの壁面と衝突して、乱流を引き起こす。このため、ボ
ックスを設けない場合と比較して、糸揺れの発生がより
激しくなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の現状を背景になされたものである。すなわ
ち、その目的とする所は、加熱ローラーを囲うためのボ
ックスを設けた加熱ローラー装置において、加熱ローラ
ー上を走行する糸条の糸揺れを抑制し、これによって熱
処理斑の無い品位のよい合成繊維を効率よく生産する装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明の
「糸条を巻回して接触加熱するための加熱ローラーを囲
うボックスを設けると共に、該ボックス内には、回転す
るローラー及び走行する糸条によって惹起される随伴気
流を分離するための気流分離手段を設けるとともに、該
気流分離手段によって分離された随伴気流を前記ボック
ス外へ排出する開口部とを設けたことを特徴とする加熱
ローラー装置」の提供によって解決される。

【００１１】その際、前記気流分離手段は、加熱ローラ
ーによって誘起される随伴気流を効果的に分離でき、糸
揺れを惹起するような乱流が発生しないような位置に走
行する糸条に近接して設ける。また、前記開口部は、分
離した随伴気流を前記バックス外へ効果的に排出するた
めに設けられている。

【００１２】また、熱可塑性合成樹脂からなる複数の糸
条を溶融紡出し、該紡出された糸条を一旦ガラス転移温
度以下に冷却し、引き続いて、少なくとも１個及び／又
は少なくとも１対の加熱ローラーで引取り、一旦巻き取
る事無く、少なくとも１対の加熱ローラーで連続して加
熱延伸を行う直接紡糸延伸工程において、前記加熱ロー
ラーの中少なくともその一つに対して、前記気流分離手
段と前記開口部とを有する前記ボックスを設けること
が、本発明の装置の使用において極めて効果的であり好
ましい。

【００１３】その際、本発明の加熱ローラー装置として
は、前記気流分離手段先端と該気流分離手段先端から走
行糸条に下ろした仮想垂線が該走行糸条と交差する点
(Ｍ)との間の最短距離をＬ１（ｃｍ）、前記交差点(Ｍ)
と直径Ｄ（ｃｍ）の加熱ローラーから糸条が離れる離点
(Ｎ)との間の距離をＬ２（ｃｍ）、加熱ローラーから離
れた糸条の走行方向と前記気流分離手段とがなす交差角
度θとしたとき、これらＬ１、Ｌ２、Ｄ、そして、θが
下式(１)〜(３)を同時に満足することが好ましい。 ０＜Ｌ１＜３ …… (１) ０＜Ｌ２＜Ｄ／２ …… (２) ０＜θ≦４５° …… (３)

【００１４】本発明の加熱ローラー装置がこのような条
件を満足すれば、前記気流分離手段と開口部とで随伴気
流を前記ボックスの外へ排出させることができ、糸条の
揺れを防止する上で好ましい。

【００１５】また、長さＷ（ｃｍ）の加熱ローラーの回
転により誘起される随伴気流を排風するために設けた前
記開口部の縦横形状Ｌ３（ｃｍ）×Ｌ４（ｃｍ）に関し
ては、下式(４)及び(５)を同時に満足することが加熱ロ
ーラーによって誘起された気流を前記ボックスへ良好に
排出でき、糸揺れを防止する上から好ましい。 ０＜Ｌ３＜５ …… (４) Ｗ＜Ｌ４＜１．５Ｗ …… (５)

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。ここで、図１は、本発明の
加熱ローラー装置を説明するための説明図であって、図
１(Ａ)は模式側面図、図(Ｂ)は模式平面図をそれぞれ示
す。

【００１７】先ず、この図１において、参照符号Ｙは走
行する糸条を示し、本例の場合は、図１(Ｂ)に破線で示
したように、４本の糸条Ｙが一対の加熱ローラー３ａと
３ｂとに同時に４ターン巻回された状態にある。なお、
これらの糸条Ｙが巻回される加熱ローラー３ａ及び３ｂ
の直径とその長さに関しては、それぞれＤ（ｃｍ）とＷ
（ｃｍ）とする。

【００１８】なお、この図１において、参照符号１ａは
ボックスであって、一対の加熱ローラー３ａ及び３ｂの
周囲を覆っている。また、参照符号２ａ及び２ｂは気流
分離手段であって、前記加熱ローラー３ａ及び３ｂによ
って誘起される随伴気流をそれぞれ分離する役割を果た
す。

【００１９】更に、参照符号４ａ及び４ｂは開口部であ
って、前記加熱ローラー３ａ及び３ｂによって誘起され
た随伴気流を前記ボックス１ａからそれぞれ排出するた
めに設けられている。

【００２０】また、参照符号Ｍは、参照符号Ｅで表した
前記気流分離手段２ａの先端と該先端Ｅから走行糸条Ｙ
に下ろした仮想垂線が該走行糸条Ｙと交差する点を表し
ている。更に、参照符号Ｎは、加熱ローラー３ａから糸
条Ｙが離れようとする点、すなわち、離点を表してい
る。

【００２１】ここで、前記気流分離手段２ａ及び２ｂ
は、図示されているように板状にすることが、装置構成
が単純となり、随伴気流の分離効果も十分得られ、製作
コストなどの点で好ましい、また、糸条Ｙに近接して設
けた気流分離手段２ａ及び２ｂの先端部は、気流を効率
よく分離できるような鋭角な前縁形状を呈していること
が好ましい。

【００２２】なお、前記気流分離手段２ａ及び２ｂは、
ここで分離された気流が前記気流分離手段２ａ及び２ｂ
の表面に沿って前記ボックス内の気流を乱すことなく円
滑に流れて、前記開放部４ａ及び４ｂから排出されるも
のであれば、特に板状としなくても良いことは言うまで
もない。要するに、効果的に随伴気流を分離でき、これ
らを円滑にボックス１ａ外へ誘導できるものであれば良
い。

【００２３】更に、前記開口部４ａ及び４ｂは、分離排
出する随伴気流中に油剤成分などが含まれているような
場合には、ダクトを接続してこれら開口部４ａ及び４ｂ
から排出される分離した気流が作業環境中へ拡散するこ
とがないようにすることもできる。その際、前記ダクト
には、分離した気流を吸引する吸引手段を補助的に設け
ることもできる。

【００２４】また、Ｌ１（ｃｍ）は、前記気流分離手段
２ａの先端Ｅと点Ｍとの間の最短距離、Ｌ２（ｃｍ）
は、前記交差点Ｍと離点Ｎとの間の距離をそれぞれ表
す。更に、θは、図(Ａ)に示したように、加熱ローラー
３ａから離れる糸条Ｙの走行方向に対して前記気流分離
手段が交差する交差角度である。

【００２５】この時、設置する前記気流分離手段２ａは
糸条Ｙに近接して設けられるが、その際、下式（１）〜
（３）を同時に満足するように設けることが加熱ローラ
ー３ａによって誘起される随伴気流を効率よく分離する
上で好ましい。 ０＜Ｌ１＜３ …… （１） ０＜Ｌ２＜Ｄ／２ …… （２） ０＜θ≦４５° …… （３）

【００２６】ここで、Ｌ１が３ｃｍより、大きい場合、
もしくはＬ２がＤ／２より大きい場合は、加熱ローラー
３ａによって誘起された随伴気流を走行糸条＆Ｙから十
分に分離することができず、糸揺れ抑制効果も十分に発
現しない。また、θが４５°より大きくなると、気流分
離手段２ａに跳ね返される随伴気流の寄与が大きくな
り、糸揺れ抑制効果が十分に発現しないだけで無く、か
えって糸揺れを大きくする場合がある。

【００２７】一方、開口部４ａについては下式（４）〜
（５）を満足する範囲に設けることが、重要である。 ０＜Ｌ３＜５ …… (４) Ｗ＜Ｌ４＜１．５Ｗ …… (５)

【００２８】なお、Ｌ３（ｃｍ）とＬ４（ｃｍ）とは開
口部の縦横形状である。つまり、加熱ローラー３ａ及び
３ｂを囲うボックス１ａの前記気流分離手段２ａ及び／
又は２ｂの気流排出口として設けられた矩形の開口であ
り、図１(Ｂ)に示される寸法である。

【００２９】ここで、(４)式において、Ｌ３＞５ｃｍよ
り長いと加熱ローラー３ａの糸条Ｙへの伝熱効率が落ち
るだけで無く、熱セットが不均一になり、染斑等の品質
悪化をまねく危険性があるので開口部４ａの大きさは５
ｃｍより短くしなければならない。

【００３０】また、(５)式において、Ｌ４が加熱ローラ
ー３ａの長さＷより短い場合は十分な排風効果が得られ
ず、１．５Ｗより長い場合は、加熱ローラー３ａの糸条
Ｙへの伝熱効率が落ちるだけで無く、染斑等の問題が生
じ、得られる糸条Ｙの品質が悪くなる。

【００３１】以上に述べた加熱ローラー装置において、
気流分離手段と開口部とは、図１に例示したように上下
にそれぞれ設けることがより随伴気流を効率よく分離で
きることができ好ましい。つまり、本例においては、２
枚の気流分離手段２ａと２ｂとが糸条Ｙに近接して設け
られ、これら気流分離手段２ａ及び２ｂにそれぞれ対応
して開口部４ａ及び４ｂがそれぞれ設けることが好まし
い。

【００３２】次に、直接紡糸延伸装置の予熱引取りロー
ラー及び熱延伸ローラーとして適用した場合に、均質な
熱処理ができ品質に優れた糸条が得られた本発明の加熱
ローラ装置の実施例について説明する。図２は、本発明
の加熱ローラー装置を適用した直接紡糸延伸装置を模式
的に例示した全体装置構成図である。

【００３３】この図２において、３６ホールの溶融紡糸
口金６より４５ｇ／ｍｉｎの吐出量で紡出されたポリエ
ステルマルチフィラメントからなる糸条Ｙは、該溶融紡
糸口金６の下流で糸条冷却装置７から吹き出された冷却
風によりガラス転移温度以下に冷却される。

【００３４】ここで、本発明の実施例のポリエステルと
は、ポリエチレンテレフタレートを主とするポリエステ
ルであり、本発明の目的を妨げない範囲で、第３成分と
して、例えば、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸などのジカルボン酸、プロピレングリコー
ル、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、
ポリエチレングリコールなどのジオール類を共重合した
ものであってもよい。また、ポリエステルに艶消剤、安
定剤、着色剤、難燃剤、表面改質剤などを添加したもの
でもよい。ついで、冷却された糸条Ｙには、油剤付与装
置８によって油剤が付与される。

【００３５】そして、該油剤付与装置８の下流に、設け
られた本発明の加熱ローラー装置によって４０００ｍ／
ｍｉｎの速度で８０℃の予熱処理設置された後、１３０
℃、１．４倍の加熱延伸処理とがされる。すなわち、こ
のような処理をするために、加熱ローラーとセパレート
ローラー５とからなる予熱引取りローラー対３ｃ及び５
が設けられ、これらローラーに続いて、糸条Ｙを加熱延
伸する加熱ローラー対３ａ及び３ｃ（ネルソンローラ
ー）が設けられている。

【００３６】なお、予熱引取りローラー対３ｃ及び５と
加熱ローラー対３ａ及び３ｃは、ボックス１ａと１ｂと
によってその周囲が囲まれている。更に、該ボックス１
ａと１ｂとに対応して、気流分離手段２ａ及び２ｂと気
流分離手段３ｃとがそれぞれ設けられている。

【００３７】その際、予熱引取りローラー対３ｃ及び５
に設けられたボックス１ｂには、気流分離手段３ｃだけ
しか設けられていないが、これは、セパレートローラー
５のローラー直径が小さいために、ボックス内の空気を
乱すことに関して比較的影響が少ないためである。した
がって、セパレートローラー５の回転に伴う空気の乱れ
によって、糸条Ｙの糸揺れが惹起されるような場合に
は、これを防止するための気流分離手段を設けること
は、当然のことである。

【００３８】なお、糸条Ｙを加熱延伸する加熱ローラー
対３ａ及び３ｃ（ネルソンローラー）の場合は、図１で
説明した場合と同様の装置構成である。したがって、こ
こでは、説明が重複するのを避けて、その詳細な説明を
省略する。

【００３９】更に、直接紡糸延伸装置において、本発明
の加熱ローラー装置に要求されるＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ
４、Ｄ、θ、そして、Ｗなどのパラメータは、ローラー
の回転速度、加熱ローラーの設定温度、処理する糸条の
繊度やフィラメント数、処理する糸条の本数、加熱ロー
ラーに巻回する糸条のターン数などによって変化するた
め、これらの条件に合わせて、既に述べた範囲内で適宜
最適な値に設定すればよいことは、言うまでも無い。

【００４０】以上のようにして、延伸された糸条Ｙは、
交絡付与装置９によって、交絡が付与され、巻取機１０
に巻き取られる。

【００４１】

【発明の効果】本発明の加熱ローラー装置は前述のよう
な構成であって、ローラーの随伴気流による糸揺れを抑
制させることができるため、毛羽の発生や断糸を防ぐこ
とができるので生産性が向上する。また、糸揺れ抑制は
延伸点の安定化、熱処理の均一化につながるため、得ら
れる延伸糸の品位も向上する。特に、紡糸直接延伸装置
の予熱ローラーあるいは延伸熱処理ローラーへ本発明の
加熱ローラーを適用した場合にその奏する効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱ローラー装置を説明するための説
明図である。なお、図(Ａ)は模式正面図、図(Ｂ)は模式
平面図をそれぞれ示す。

【図２】本発明の加熱ローラー装置を適用した直接紡糸
延伸装置を模式的に例示した概略装置構成図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ ボックス ２ａ〜２ｃ 気流分離手段 ３ａ〜３ｃ 加熱ローラ ４ａ〜４ｃ 開口部 Ｙ 走行糸条

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 糸条を巻回して接触加熱するための加熱
   ローラーを囲うボックスを設けると共に、該ボックス内
   には、回転するローラー及び走行する糸条によって惹起
   される随伴気流を分離するための気流分離手段を走行す
   る糸条に近接して設けるとともに、該気流分離手段によ
   って分離された随伴気流を前記ボックス外へ排出する開
   口部とを設けたことを特徴とする加熱ローラー装置。
2. 【請求項２】 熱可塑性合成樹脂からなる複数の糸条を
   溶融紡出し、該紡出された糸条を一旦ガラス転移温度以
   下に冷却し、引き続いて、少なくとも１個及び／又は少
   なくとも１対の加熱ローラーで引取り、一旦巻き取る事
   無く、少なくとも１対の加熱ローラーで連続して加熱延
   伸を行う直接紡糸延伸工程において、前記加熱ローラー
   の中少なくともその一つに対して、前記気流分離手段と
   前記開口部とを有する前記ボックスを設けた請求項１記
   載の加熱ローラー装置。
3. 【請求項３】 前記気流分離手段先端と該気流分離手段
   先端から走行糸条に下ろした仮想垂線が該走行糸条と交
   差する点(Ｍ)との間の最短距離をＬ１（ｃｍ）、前記交
   差点(Ｍ)と直径Ｄ（ｃｍ）の加熱ローラーから糸条が離
   れる離点(Ｎ)との間の距離をＬ２（ｃｍ）、加熱ローラ
   ーから離れた糸条の走行方向と前記気流分離手段とがな
   す交差角度θとしたとき、これらＬ１、Ｌ２、Ｄ、そし
   て、θが下式(１)〜(３)を同時に満足する請求項１又は
   請求項２記載の加熱ローラー装置。 ０＜Ｌ１＜３ …… (１) ０＜Ｌ２＜Ｄ／２ …… (２) ０＜θ≦４５° …… (３)
4. 【請求項４】 長さＷ（ｃｍ）の加熱ローラーの回転に
   より誘起される随伴気流を排風するために設けた前記開
   口部の縦横形状Ｌ３（ｃｍ）×Ｌ４（ｃｍ）が下式(４)
   及び(５)を同時に満足する請求項１〜３の何れか一項に
   記載の加熱ローラー装置。 ０＜Ｌ３＜５ …… (４) Ｗ＜Ｌ４＜１．５Ｗ …… (５)