JP2016079539A - 紡糸延伸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱固定を行う加熱ローラの表面温度を低く抑えつつ、沸水収縮率の低い糸を得ることができる紡糸延伸装置を提供すること。【解決手段】紡糸延伸装置は、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５と、ゴデットローラ１４，１５よりも糸送り速度が速い加熱ローラである、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８を備えている。これらのゴデットローラ１４〜１８には、それぞれ２７０度未満の巻き掛け角度で糸が巻き掛けられている。熱固定用のゴデットローラ１６〜１８では、下流側のローラの糸送り速度が、上流側のローラの糸送り速度以下となっている。さらに、糸走行方向最上流のゴデットローラ１６と糸走行方向最下流のゴデットローラ１８の、糸送り速度の減速比が２％以上である。【選択図】図３

Description

本発明は、紡糸装置から紡出された糸を延伸する紡糸延伸装置に関する。

紡糸装置から紡出された糸を延伸し、熱固定する複数のローラを備える紡糸延伸装置が知られている。

このような紡糸延伸装置としては、特許文献１に記載のものがある。この紡糸延伸装置は、複数の予備加熱用の加熱ローラ（加熱ローラ）と、複数の熱固定用の加熱ローラ（調質ローラ）とを備えている。この紡糸延伸装置では、糸は、複数の予備加熱用の加熱ローラに巻き掛けられた後、それらの上方に配置された複数の熱固定用の加熱ローラに巻き掛けられている。予備加熱用の加熱ローラの表面は、糸が延伸可能な温度に設定されている。また、熱固定用の加熱ローラの表面は、予備加熱用の加熱ローラの表面よりも高い温度であって、延伸された糸を熱固定可能な温度に設定されている。さらに、熱固定用の加熱ローラの糸送り速度は、予備加熱用の加熱ローラよりも速い速度に設定されている。複数の予備加熱用の加熱ローラによって予備加熱された糸は、複数の予備加熱用の加熱ローラのうち、糸走行方向最下流に配置されたローラと、複数の熱固定用の加熱ローラのうち、糸走行方向最上流に配置されたローラとの間で延伸される。延伸された糸は、複数の熱固定用の加熱ローラによって熱固定される。

また、特許文献２には、糸を熱固定する熱固定用の加熱ローラの加熱温度を所定温度とすることで、所定の沸水収縮率の糸を生産可能とする紡糸延伸装置が記載されている。さらに、特許文献２には、糸と接する熱固定用の加熱ローラの表面温度が高いほど、沸水収縮率の小さい糸を生産可能であることが記載されている。

特開２０１１−１２２２７６号公報 特開２００３−１０５６２８号公報

ところで、熱固定用の加熱ローラの表面温度が高くなるほど、ローラからの放熱量は大きくなるため、熱エネルギーの無駄が生じる。また、加熱されて大きな熱量を持った糸が、熱せられた随伴気流を伴ってローラを収容する保温箱から外部へ送り出されるため、さらに熱エネルギーの無駄が生じる。従って、省エネルギーの観点からは、沸水収縮率の小さい糸を得る際にも、熱固定用の加熱ローラの表面温度をできるだけ低く抑えることが望まれる。

しかしながら、特許文献２に記載の紡糸巻取装置では、沸水収縮率の小さい糸を得るためには、熱固定用の加熱ローラの表面温度を高く設定しなければならず、エネルギーロスが大きくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱固定用の加熱ローラの表面温度を低く抑えつつ、沸水収縮率の低い糸を得ることができる紡糸延伸装置を提供することである。

第１の発明の紡糸延伸装置は、糸道に沿って配置され、紡糸装置から紡出された糸を延伸するための複数のローラと、前記複数のローラの糸送り速度をそれぞれ制御する速度制御部とを備え、前記複数のローラには、それぞれ２７０度未満の巻き掛け角度で前記糸が巻き掛けられており、前記複数のローラは、少なくとも１つの第１ローラと、前記第１ローラから送られる前記糸が片掛けされ、且つ、それぞれ、前記第１ローラの糸送り速度よりも糸送り速度が速い加熱ローラである複数の第２ローラと、を含み、
前記速度制御部は、隣り合う２つの前記第２ローラのうちの、糸走行方向下流側に配置されたローラの糸送り速度を、糸走行方向上流側に配置されたローラの糸送り速度以下にし、前記複数の第２ローラのうちの、糸走行方向最上流の前記第２ローラと糸走行方向最下流の前記第２ローラの糸送り速度の減速率を、２％以上にすることを特徴とするものである

本発明では、第２ローラを含む複数のローラには、それぞれ２７０度未満の巻き掛け角度で糸が巻き掛けられている。複数の第２ローラの間に糸が複数回巻き掛けられる構成の場合は、それら複数のローラの表面速度は同一である必要があるのに対し、本発明では、複数の第２ローラのそれぞれに対して糸が片掛けされるため、これら複数の第２ローラの表面速度をそれぞれ自由に設定することが可能となる。

本発明では、速度制御部は、複数の第２ローラのうちの、糸走行方向下流側に配置されたローラの糸送り速度を、糸走行方向上流側に配置されたローラの糸送り速度以下にする。これにより、延伸された糸は、熱固定用の複数の第２ローラにおいて弛緩されることによって収縮するため、生産される糸の沸水収縮率が小さくなる。さらに、本発明では、糸走行方向最上流の前記第２ローラと糸走行方向最下流の前記第２ローラの糸送り速度の減速率は、２％以上である。このように、糸走行方向における最上流の第２ローラと、最下流の第２ローラとの間の糸送り速度の減速率（複数の第２ローラのトータルの減速率）を２％以上と大きくすることで、複数の第２ローラにおいて、糸は十分に弛緩されながら熱固定される。従って、複数の第２ローラの表面温度を低く抑えつつ、沸水収縮率の低い糸を得ることができる。

第２の発明の紡糸延伸装置は、前記第１の発明において、前記速度制御部は、糸走行方向で隣り合う２つの前記第２ローラ間において、糸送り速度の減速率を、５％未満にすることを特徴とするものである。

ここで、糸走行方向で隣り合う２つのローラ間において、糸送り速度の減速率が大きすぎると、糸の弛みが大きくなり、糸道が不安定となる。糸道が不安定になった場合、糸がローラに巻き付くおそれがある。

本発明では、糸走行方向で隣り合う２つの前記第２ローラ間において、糸送り速度の減速率は、５％未満である。従って、糸走行方向で隣り合う２つの第２ローラにおいて、上流側の第２ローラに対して下流側の第２ローラを減速させたことによる糸の弛みによって、糸道が不安定となることが抑制される。これにより、複数の第２ローラへの糸の巻き付き、断糸などが抑制される。

第３の発明の紡糸延伸装置は、前記第１または第２の発明において、前記第２ローラが３個以上であり、前記速度制御部は、糸走行方向で隣り合う２つの前記第２ローラ間において、糸送り速度の減速率を全て１％以上にすることを特徴とするものである。

第２ローラが３個以上の場合は、それらの第２ローラの間に、糸の走行区間が複数存在することになる。本発明では、複数の第２ローラ間の全ての糸走行区間において、糸送り速度の減速率をそれぞれ１％以上とすることで、一部の区間の減速率を特に大きくするのではなく、複数の糸走行区間の減速率をそれぞれ適度に大きくすることにより、トータルの減速率を大きくしている。従って、複数の第２ローラの表面温度を低く抑えつつ、沸水収縮率の低い糸を得ることができる。

第４の発明の紡糸延伸装置は、前記第３の発明において、前記第２ローラが３個以上であり、前記速度制御部は、糸走行方向で隣り合う２つの前記第２ローラ間の糸送り速度の減速率を、複数の区間について同一にすることを特徴とするものである。

本発明では、複数の第２ローラ間に糸の走行区間が複数存在し、それら複数の区間について、糸送り速度の減速率を同一とする。これにより、複数の区間における減速率を均一化しつつ、トータルの減速率を最大とすることができる。従って、複数の第２ローラの表面温度を低く抑えつつ、沸水収縮率の低い糸を得ることができる。尚、本発明において、「糸送り速度の減速率が、複数の区間について同一」とは、減速率が完全に同一である場合だけでなく、沸水収縮率に影響を及ぼさない程度に、僅かに異なる場合も含む概念である。

第５の発明の紡糸延伸装置は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記複数の第２ローラの温度をそれぞれ制御する温度制御部をさらに備えていることを特徴とするものである。

本発明では、温度制御部により、複数の第２ローラの糸送り速度の温度を自由に設定し、制御することができるため、沸水収縮率の低い糸を容易に得ることができる。

本発明の実施形態に係る紡糸引取機の構成を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る紡糸引取機の側面図である。 紡糸延伸装置の拡大正面図である。 （ａ）は、熱固定用ゴデットローラの減速を行わないときの、熱固定用ゴデットローラの温度と沸水収縮率との関係を示す表、（ｂ）は、熱固定用ゴデットローラの温度を１６０℃で固定したときの、熱固定用ゴデットローラの減速率と沸水収縮率との関係を示す表、（ｃ）は沸水収縮率が１１％である糸を生産する場合の、ローラ温度と減速率の条件の例を示す表である。 （ａ）は、図４（ａ）のデータから得られる、熱固定用ゴデットローラの表面温度と沸水収縮率との関係を示すグラフ、（ｂ）は、図４（ｂ）のデータから得られる、熱固定用ゴデットローラの減速率と沸水収縮率との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る紡糸延伸装置を備えた紡糸引取機の構成を示す正面図である。図２は、紡糸引取機の側面図である。以下、図１および図２において示す各方向を、上下方向、左右方向、前後方向として説明する。図１および図２に示すように、紡糸引取機１は、紡糸延伸装置２と、糸巻取装置３とを備えている。紡糸引取機１は、上方にある紡糸装置４から紡出されて連続的に供給される複数の糸Ｙを紡糸延伸装置２で延伸して、糸巻取装置３に送り、糸巻取装置３で複数の糸Ｙを巻き取っている。糸Ｙは、例えば、ポリエステルやナイロンなどからなる。

紡糸延伸装置２は、紡糸装置４から紡出された糸Ｙを延伸するための複数のゴデットローラ１４〜１８（複数のローラ）などを備えている。なお、紡糸延伸装置２の具体的な構成については、後で詳述する。

糸巻取装置３は、紡糸装置４の下方に配置されており、紡糸延伸装置２で延伸された複数の糸Ｙを、複数のボビンＢにそれぞれ巻き取り、複数のパッケージＰを形成する。糸巻取装置３は、案内ローラ５，６と、複数の支点ガイド７と、２台の巻取ユニット８とを備える。

案内ローラ５，６は、図示しない駆動モータによって駆動される駆動ローラである。案内ローラ５，６は、軸方向が左右方向と互いに平行に配置されている。案内ローラ６は、案内ローラ５よりも後方、且つ、上方に配置されている。案内ローラ５，６によって、紡糸延伸装置２から送られてくる複数の糸Ｙは、下方の複数の支点ガイド７に送られる。

複数の支点ガイド７は、案内ローラ６の下方であって、後述する巻取ユニット８の複数のトラバースガイド１２の上方において、複数のトラバースガイド１２およびボビンホルダ１１に装着された複数のボビンＢの真上に、前後方向に沿って複数のボビンＢの間隔と同じ間隔で並んで配置されている。

巻取ユニット８は、本体フレーム９と、本体フレーム９に回転可能に設けられた円板状のターレット１０と、ターレット１０に片持ち支持され、巻取軸が水平に延びており、複数のボビンＢが巻取軸の軸方向に沿って直列に装着される２本のボビンホルダ１１と、糸Ｙの綾振りを行うトラバースガイド１２と、ボビンホルダ１１に装着されたボビンＢに対して離接するコンタクトローラ１３などを有している。

巻取ユニット８は、ボビンホルダ１１が図示しないモータの駆動により回転することで、このボビンホルダ１１に装着された複数のボビンＢを回転させ、回転する複数のボビンＢに複数の糸Ｙを巻き取る。このとき、ボビンＢに巻き取られる糸Ｙは、複数のボビンＢの上方にそれぞれ配置されたトラバースガイド１２によって、支点ガイド７を支点としてボビンＢの軸方向に綾振りされる。

そして、支点ガイド７を支点としてトラバースガイド１２に綾振られた糸Ｙは、ボビンＢに巻き取られてパッケージＰを形成する。このとき、コンタクトローラ１３は、ボビンＢへの巻き取り時に、パッケージＰの外周面に接触して、所定の接圧を付与しながら回転し、パッケージＰの形状を整える。そして、ボビンホルダ１１に装着された複数のボビンＢ上に巻かれた複数のパッケージＰは、満巻きになるとターレット１０が図示しない駆動装置により回動されて満巻パッケージＰを把持する巻き取り位置のボビンホルダ１１が待機位置に、待機位置のボビンホルダ１１が巻き取り位置に移動する。さらに、図示しない糸切替装置が作動して満巻パッケージＰに巻かれている糸Ｙが巻き取り位置のボビンＢに切り替えられて、連続的に糸Ｙの巻き取りが継続する。さらに、満巻パッケージＰは、図示しないプッシャーによって、前方へ押し出されてボビンホルダ１１から取り外される。

次に、紡糸延伸装置２の具体的な構成について説明する。紡糸延伸装置２は、紡糸装置４の下方に配置されている。図１〜図３に示すように、紡糸延伸装置２は、複数のゴデットローラ１４〜１８（複数のローラ）と、保温箱１９と、案内ローラ２０，２１と、ガイド２５，２６と、制御装置２７とを備えている。なお、図１および図３においては、保温箱１９の内部が見えるように図示している。

複数のゴデットローラ１４〜１８は、糸道に沿って配置され、紡糸装置４から紡出された糸Ｙを延伸し、熱固定するためのものである。複数のゴデットローラ１４〜１８は、それぞれ、図示しないフレームによって片持ち支持された図示しない駆動モータにより、回転される駆動ローラである。また、複数のゴデットローラ１４〜１８は、それぞれ、内部に図示しないヒータが設けられた加熱ローラである。ゴデットローラ１４〜１８の表面温度は、後述する制御装置２７によるヒータの制御によって、所定の温度に維持される。

ゴデットローラ１４，１５（第１ローラ）は、延伸前の糸Ｙが走行する、延伸前の糸Ｙを加熱するための予備加熱用のゴデットローラである。ここで、ポリエステルなどガラス転移温度が常温より高い樹脂からなる糸Ｙを延伸するためには、ガラス転移温度以上の温度まで、糸Ｙと接するゴデットローラの表面を加熱する必要がある。従って、糸Ｙが接するゴデットローラ１４，１５の表面温度は、内部に設けられた図示しないヒータによって、ガラス転移温度以上の温度に保持されている。また、後述するように、ナイロンなどガラス転移温度が常温に近い樹脂からなる糸Ｙを延伸する場合は、必ずしも延伸前に予熱を行う必要はない。この場合、ゴデットローラ１４，１５は、非加熱ローラで構わない。

また、ゴデットローラ１４，１５は、それぞれ回転の速度（糸送り速度）が略等しい。なお、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５の糸送り速度は、互いに異なっていても構わない。

ゴデットローラ１６〜１８（第２ローラ）は、延伸された糸Ｙを熱固定するための熱固定用のゴデットローラである。糸Ｙが接するゴデットローラ１６〜１８の表面温度は、内部に設けられた図示しないヒータによって、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５の表面温度よりも高い温度に保持されている。なお、ガラス転移温度が常温に近い糸Ｙを延伸する場合は、必ずしも延伸前に予熱を行う必要はないが、ヒータを内蔵する予備加熱用ゴデットローラを使用する場合、ゴデットローラ１６〜１８の表面温度はガラス転移温度より高温に設定する。例えば、糸Ｙがポリエステルからなる場合、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５の表面温度は、８０度以上、糸Ｙがナイロンの場合の予備加熱用のゴデットローラ１４，１５の表面温度は５０度以上に設定される。ゴデットローラ１６〜１８の表面温度は、略等しい。

また、後述する制御装置により、ゴデットローラ１６〜１８において、糸走行方向下流側に配置されたローラの糸送り速度は、糸走行方向上流側に配置されたローラの糸送り速度以下に設定される。つまり、ゴデットローラ１６〜１８は、ゴデットローラ１６，１７，１８の順に、糸送り速度が同一または遅くなるようになっている。より具体的には、糸走行方向最上流のゴデットローラ１６と糸走行方向最下流のゴデットローラ１８において、糸送り速度はゴデットローラ１６，１７，１８中でそれぞれ最大および最小になっている。また、ゴデットローラ１６，１８間の糸送り速度のトータルの減速率は２％以上である。尚、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８のトータルの糸送り速度の減速率（％）とは、最も上流側に配置されたゴデットローラ１６の糸送り速度をＶａ、最も下流側に配置されたゴデットローラ１８の糸送り速度をＶｂとしたとき、１００×（Ｖａ−Ｖｂ）／Ｖａで表される値である。

また、隣り合う２つのゴデットローラ１６，１７において、上流側に配置されたゴデットローラ１６と下流側に配置されたゴデットローラ１７との間の糸送り速度の減速率は、１％以上、且つ、５％未満である。また、２つのゴデットローラ１７，１８において、上流側に配置されたゴデットローラ１７と下流側に配置されたゴデットローラ１８との間の糸送り速度の減速率は、同様に１％以上、且つ、５％未満である。また、２つのゴデットローラ間における糸送り速度の減速率は、ゴデットローラ１６，１７と、ゴデットローラ１７，１８との間で同一である。尚、隣り合う２つのゴデットローラ間の減速率（％）とは、上流側に配置されたゴデットローラの糸送り速度をＶ１、下流側に配置されたゴデットローラの糸送り速度をＶ２としたとき、１００×（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ１で表される値である。また、ゴデットローラ１６，１７間の減速率と、ゴデットローラ１７，１８間の減速率が「同一」とは、両者の減速率が完全に同一である場合だけでなく、糸の物性に影響を及ぼさない程度に僅かに異なっている場合も含む。

ゴデットローラ１６，１７間の減速率と、ゴデットローラ１７，１８間の減速率が僅かに異なっているが、実質的に「同一」とみなしてよい例を以下に示す。一般に、制御装置２７によるゴデットローラ１４〜１８の速度制御においては、ローラ１４〜１８のそれぞれに対して目標の糸送り速度値が設定される。つまり、熱固定用ゴデットローラ１６〜１８においては、減速率の形で設定されるのではなく、各ローラ１６〜１８の目標速度値が設定された結果、ゴデットローラ１６，１７間の減速率と、ゴデットローラ１７，１８間の減速率が自動的に定まることになる。

例えば、ゴデットローラ１６，１７間で２％減速し、さらに、ゴデットローラ１６，１７間で同じく２％減速し、ゴデットローラ１６〜１８間ではトータルで４％減速させる場合を考える。具体的には、ゴデットローラ１６の糸送り速度を５０００ｍ／ｍｉｎ、ゴデットローラ１７の糸送り速度を４９００ｍ／ｍｉｎ、ゴデットローラ１８の糸送り速度を４８００ｍ／ｍｉｎとする。このとき、ゴデットローラ１６〜１８のトータルの区間では、５０００ｍ／ｍｉｎ→４８００ｍ／ｍｉｎとなり、トータルの減速率は４％となる。しかし、２つの区間をそれぞれ見てみると、ゴデットローラ１６，１７間では、５０００ｍ／ｍｉｎ→４９００ｍ／ｍｉｎで減速率が２％となるが、ゴデットローラ１７，１８間では、４９００ｍ／ｍｉｎ→４８００ｍ／ｍｉｎで減速率が２．０４％となる。本実施形態において、ゴデットローラ１６，１７間の減速率と、ゴデットローラ１７，１８間の減速率が「同一」とは、上記のような要因によって僅かな差が生じる場合も含まれるものとする。

複数のゴデットローラ１４〜１８は、それぞれの軸芯が互いに平行であって、回転軸は、図１および図３の紙面奥行方向に向かって延びている。複数のゴデットローラ１４〜１８は、それぞれ略同じ直径となっている。複数のゴデットローラ１４〜１８の直径は、２２０〜３００ｍｍの範囲内である。複数のゴデットローラ１４〜１８は、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８が、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５よりも上方に位置するよう配置されている。複数のゴデットローラ１４〜１８は、ゴデットローラ１４，１５，１６，１７，１８の順に、下方から上方に千鳥状に配置されている。

ゴデットローラ１４，１６，１８は、図１および図３の矢印で示すように、時計回り方向に回転している。また、ゴデットローラ１５，１７は、図１および図３の矢印で示すように、反時計回り方向に回転している。つまり、糸Ｙの走行方向において隣り合う２つのゴデットローラ１４，１５、ゴデットローラ１５，１６、ゴデットローラ１６，１７、ゴデットローラ１７，１８は、それぞれ、回転方向が逆向きとなっている。

複数のゴデットローラ１４〜１８には、それぞれ２７０度未満の巻き掛け角度（図３の角度θ）で、下方から上方へ、ゴデットローラ１４，１５，１６，１７，１８の順に、それぞれの回転方向に沿って糸Ｙが片掛けされている。言い換えれば、糸Ｙの走行方向において隣り合う２つのゴデットローラ１４，１５、ゴデットローラ１５，１６、ゴデットローラ１６，１７、ゴデットローラ１７，１８には、それぞれＳ字状に糸Ｙが片掛けされている。このため、糸Ｙの走行方向において隣り合う２つのゴデットローラ１４，１５、ゴデットローラ１５，１６、ゴデットローラ１６，１７、ゴデットローラ１７，１８間において、糸Ｙは、隣り合うゴデットローラの共通内接線方向に走行する。

保温箱１９は、複数のゴデットローラ１４〜１８を収容するためのものである。保温箱１９は、略直方体形状の箱である。保温箱１９は、断熱材からなる。これにより、ゴデットローラ１４〜１８から発せられる熱が保温箱１９内から外部に逃げず、内部が保温される。保温箱１９の内部は、表面温度の高い熱固定用のゴデットローラ１６〜１８が上方に配置されていることや熱の対流により、下方に比べて上方の温度が高くなっている。保温箱１９の内部には、複数のゴデットローラ１４〜１８の表面温度が、互いの表面温度に影響を及ぼすことを防止するために、複数の隔壁２４が設けられている。具体的には、複数の隔壁２４は、上下方向に並ぶゴデットローラをそれぞれ仕切るように、２つのゴデットローラ間などに設けられている。

また、保温箱１９には、同一側面（図中右側面）の上方および下方に、２つのスリット２２，２３が設けられている。紡糸装置４から紡出され、後述するガイド２５，２６を介して、案内ローラ２０によって案内された糸Ｙは、下方のスリット２２から保温箱１９の内部へ導かれる。その後、上述したように、ゴデットローラ１４〜１８にそれぞれ巻き掛けられ、上方のスリット２３から保温箱１９の外部へ導かれる。

案内ローラ２０，２１は、それぞれに設けられた図示しない駆動モータによって回転される駆動ローラである。また、案内ローラ２０，２１は、非加熱ローラである。

案内ローラ２０は、保温箱１９の外側であって、保温箱１９のスリット２２から左右方向にずれた位置（図中右側）に配置されている。案内ローラ２０は、後述するガイド２５，２６を介して、紡糸装置４から下方に紡出された糸Ｙの糸道を変更し、保温箱１９に設けられたスリット２２へ糸Ｙを導く。

案内ローラ２１は、保温箱１９の外側であって、保温箱１９のスリット２３から左右方向にずれた位置（図中右側）に保温箱１９の外部に配置されている。案内ローラ２１には、複数のゴデットローラ１４〜１８のうち、糸走行方向最下流に配置されたゴデットローラ１８から送られた糸Ｙが巻き掛けられる。案内ローラ２１は、保温箱１９のスリット２３を通って、保温箱１９の外部へ案内された糸Ｙの糸道を変更し、糸Ｙを案内ローラ５へ導く。

ガイド２５は、紡糸装置４の下方に配置されている。ガイド２５は、紡糸装置４から下方に紡出された糸Ｙを後方から前方へ向けて屈曲させるためのものである。屈曲した糸Ｙは、ガイド２６に導かれる。

ガイド２６は、案内ローラ２０の近傍に配置されている。ガイド２６は、糸Ｙを上方から下方に向けて屈曲させるためのものである。屈曲した糸Ｙは、案内ローラ２０に導かれる。

制御装置２７（本発明の速度制御部、及び、温度制御部に相当）は、ゴデットローラ１４〜１８をそれぞれ駆動する図示しない駆動モータ、糸Ｙが接するゴデットローラ１４〜１８の表面をそれぞれ加熱する図示しないヒータ、案内ローラ２０、２１をそれぞれ駆動する図示しない駆動モータなど、紡糸延伸装置２の様々な駆動部と接続されている。

制御装置２７は、ゴデットローラ１４〜１８をそれぞれ駆動する図示しない駆動モータを個別に制御し、各ゴデットローラの糸送り速度を所定の速度に調整する。また、制御装置２７は、糸Ｙが接するゴデットローラ１４〜１８の表面をそれぞれ加熱する図示しないヒータを個別に制御し、各ゴデットローラの表面温度を所定の温度に調整する。また、制御装置２７は、案内ローラ２０，２１をそれぞれ駆動する駆動モータを個別に制御し、各ゴデットローラの糸送り速度を所定の速度に調整する。

次に、複数のゴデットローラ１４〜１８によって糸Ｙを延伸する過程について説明する。

まず、スリット２２から保温箱１９内に案内された糸Ｙが、例えばポリエステルからなる場合は、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５の表面に接触することにより、ガラス転移温度以上の温度に予備加熱される。予備加熱された糸Ｙは、予備加熱用のゴデットローラ１４、１５の回転駆動により、糸走行方向下流の熱固定用のゴデットローラ１６〜１８に送られる。ここで、上述したように、糸走行方向下流の熱固定用のゴデットローラ１６〜１８は、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５よりも糸送り速度が速い。従って、予備加熱用のゴデットローラ１５と熱固定用のゴデットローラ１６との間で糸Ｙが加速される。これにより、糸Ｙが延伸される。なお、糸Ｙが、例えばナイロンのようにガラス転移温度が常温に近い糸の場合は、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５は非加熱ローラであっても構わない。

延伸された糸Ｙは、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８に接触することにより、熱固定される。ここで、ゴデットローラ１６〜１８には、それぞれ２７０度未満の巻き掛け角度で、下方から上方へ、ゴデットローラ１６，１７，１８の順に、それぞれの回転方向に沿って糸Ｙが片掛けされている。ここで、従来からよく知られている、複数のゴデットローラの間に糸が複数回巻き掛けられる構成の場合は、それら複数のローラの表面速度は同一である必要がある。本実施形態では、ゴデットローラ１６〜１８のそれぞれに対して糸が片掛けされるため、これらゴデットローラ１６〜１７の糸送り速度をそれぞれ自由に設定することが可能となる。

その上で、制御装置２７は、糸走行方向において隣接する熱固定用のゴデットローラ１６〜１８のうちの、糸走行方向下流側に配置されたローラの糸送り速度を、糸走行方向上流側に配置されたローラの糸送り速度以下にする。これにより、ゴデットローラ１５，１６間で延伸された糸Ｙは、熱固定用の３つのゴデットローラ１６〜１８において弛緩されることによって収縮するため、沸水収縮率が小さい糸Ｙを得ることができる。

さらに、本実施形態では、制御装置２７は、３つの熱固定用のゴデットローラ１６〜１８のうち、糸走行方向最上流のゴデットローラ１６と糸走行方向最下流の前記第２ローラ１８の糸送り速度の減速率を、２％以上にする。このように、糸走行方向における最上流のゴデットローラ１６と、最下流のゴデットローラ１８との間の糸送り速度の減速率（３つのゴデットローラ１６〜１８のトータルの減速率）を、２％以上と大きくすることで、３つのゴデットローラ１６〜１８において、糸Ｙは十分に弛緩されながら熱固定される。従って、ゴデットローラ１６〜１８の表面温度を低く抑えつつ、沸水収縮率の低い糸Ｙを得ることができる。

また、本実施形態の紡糸延伸装置２は、ゴデットローラ１６〜１８の間の減速率を所望の沸水収縮率に応じて適宜変更可能である。例えば、沸水収縮率の小さい糸Ｙを生産する場合は、図示しない設定部からの入力設定によって、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８間の糸送り速度のトータルの減速率を大きくする。一方、沸水収縮率の大きい糸Ｙを生産する場合は、設定部からの入力設定によって、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８間の糸送り速度のトータルの減速率を小さくする。詳細には、設定部から入力された情報に従って、制御装置２７が、ゴデットローラ１６〜１８に設けられた図示しない駆動モータを制御し、各ゴデットローラ１６〜１８の糸送り速度を個別に調節することで、ゴデットローラ１６〜１８間の糸送り速度の減速率を適宜変更する。

また、ゴデットローラ１６〜１８のローラ表面温度についても、制御装置２７が、図示しないヒータを制御することによって、各ゴデットローラ１６〜１８の温度を個別に調節することが可能である。つまり、制御装置２７が、３つのゴデットローラ１６〜１８のそれぞれについての糸送り速度とローラ表面温度を制御することにより、所望の沸水収縮率の糸Ｙを容易に得ることができる。

その一方で、糸走行方向で隣り合う２つのゴデットローラ間において、糸送り速度の減速率が大きすぎると、糸Ｙの弛みが大きくなり糸道が不安定となる。糸道が不安定になった場合、糸がローラに巻き付くおそれがある。この点、本実施形態では、糸走行方向で隣り合う２つの熱固定用のゴデットローラ１６，１７、及び、ゴデットローラ１７，１８間において、糸送り速度の減速率は、５％未満である。従って、上流側のゴデットローラに対して下流側のゴデットローラを減速させたことによる糸Ｙの弛みによって、糸道が不安定となることが抑制される。これにより、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８への糸Ｙの巻き付き、断糸などが抑制される。

また、本実施形態では、熱固定用のゴデットローラの個数が３個であり、これら３つのゴデットローラ１６〜１８の間には、糸Ｙの走行区間が２つ存在する。そして、本実施形態では、上記の２つの走行区間において、糸送り速度の減速率をそれぞれ１％以上とする。つまり、一部の区間の減速率を特に大きくするのではなく、２つの区間の減速率をそれぞれ適度に大きくすることにより、トータルの減速率を大きくしている。これにより、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８の表面温度を低く抑えつつ、沸水収縮率の低い糸を得ることができる。

また、隣り合う２つの熱固定用のゴデットローラ間の減速率を、１％以上と大きくすることによって、必要なトータル減速率を実現するための、熱固定用のゴデットローラの個数を少なく（例えば、３つ）することができる。これにより、設備コストを削減することができる。

さらに、３つのゴデットローラ１６〜１８の間の、２つの糸走行区間において、糸走行方向で隣り合う２つのゴデットローラ間の糸送り速度の減速率を同一にしている。これにより、複数の区間における減速率を均一化しつつ、トータルの減速率を最大とすることができる。従って、複数の第２ローラの表面温度を低く抑えつつ、沸水収縮率の低い糸を得ることができる。

（具体例の詳細）
次に、熱固定用のゴデットローラの減速率と、生産される糸の沸水収縮率について、具体的な例をいくつか挙げて説明する。以下の例では、生産する糸は、ナイロン（ＰＡ６：７８ｄｔｅｘ／２４ｆ）である。また、熱固定用ゴデットローラの数は３つであり、これら３つの熱固定用ゴデットローラのそれぞれの糸送り速度を個別に変更可能である。尚、以下の例では、３つの熱固定用ゴデットローラの間で、ローラの表面温度については同じにしている。この前提で、３つの熱固定用ゴデットローラの糸送り速度、ローラ表面温度を変化させて、どのような収縮率の糸が得られるかを検討した。

図４において、（ａ）は、熱固定用ゴデットローラの減速を行わないときの、熱固定用ゴデットローラの温度と沸水収縮率との関係を示す表である。（ｂ）は、熱固定用ゴデットローラの温度を１６０℃で固定したときの、熱固定用ゴデットローラの減速率と沸水収縮率との関係を示す表である。（ｃ）は、沸水収縮率が１１％である糸を生産する場合の、ローラ温度と減速率の条件の例を示す表である。尚、図４において、「隣接ローラ間の減速率」の欄に「Ａ／Ｂ」という記載があるが、ここでの“Ａ”は、３つの熱固定用ゴデットローラの間の２つの糸走行区間のうちの、前半区間での減速率を示し、“Ｂ”は、後半区間での減速率を示す。また、図５（ａ）は、図４（ａ）の表データをプロットして得られる、熱固定用ゴデットローラの表面温度と沸水収縮率との関係を示すグラフである。図５（ｂ）は、図４（ｂ）の表データをプロットして得られる、熱固定用ゴデットローラの減速率と沸水収縮率との関係を示すグラフである。

まず、熱固定用ゴデットローラの糸送り速度を変化させずに（トータル減速率が０の）、沸水収縮率の低い糸を生産するには、図４（ａ）、図５（ａ）に示すように、熱固定用ゴデットローラの温度をかなり高くする必要がある。例えば、比較例５のように、沸水収縮率が１２％の糸であればローラ温度は１５０℃でよいが、これよりも沸水収縮率が１％小さい、沸水収縮率が１１％の糸Ｙを生産する場合は、比較例２のように、ローラ温度を３０℃高く上げて、１８０℃に維持する必要がある。

これに対して、本発明を適用し、熱固定用ゴデットローラの糸送り速度を減速させることで、ローラ温度を高くしなくても沸水収縮率の低い糸を生産できる。図４（ｂ）、及び、図５（ｂ）に示すように、ローラの表面温度が１６０℃でも、実施例１〜３のように熱固定用ゴデットローラにおけるトータル減速率を２％以上とすることで、沸水収縮率が１１％程度の糸を生産することができる。

逆に、沸水収縮率が１１％の糸を生産するためには、ローラ温度や減速率の条件をどのようにすればよいかについても検討した。先にも触れたが、図４（ｃ）に示すように、熱固定用ゴデットローラの糸送り速度を減速させない場合（トータル減速率が０）、沸水収縮率が１１％の糸を生産するためには、比較例２のように、ローラ温度を１８０℃まで上げる必要がある。これに対して、糸送り速度を減速させる実施例４〜９では、比較例２よりもローラ温度が低い条件で、沸水収縮率が１１％の糸を生産できる。また、図４（ｃ）から明らかに理解されるように、熱固定用ゴデットローラのトータル減速率が大きいほど、同じ沸水収縮率の糸を生産する場合でもローラ温度を低く抑えることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態や実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

本実施形態では、熱固定用ゴデットローラの糸送り速度の減速率は、ゴデットローラ１６，１７と、ゴデットローラ１７，１８との間で同一であると記載したが、最大の糸送り速度の減速率が５％未満であれば、糸送り速度の減速率は、例えば、図４（ｃ）に示されている一部の実施例のように、ゴデットローラ１６，１７と、ゴデットローラ１７，１８との間で異なっていても構わない。

また、トータルの減速率が等しければ、隣り合う２つの熱固定用ゴデットローラ間の減速率は、どのように配分されていても構わない。

また、本実施形態では、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８の表面温度は、略等しいと記載したが、ゴデットローラ１６〜１８の表面温度は、それぞれ異なっていても構わない。具体的には、例えば、ゴデットローラ１８，１７，１６の順に表面温度が高くなるよう、すなわち、熱固定用のゴデットローラのうち、最上流に配置されたゴデットローラ１６の表面温度が最も高くなるように設定しても構わない。

また、本実施形態では、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８は、計３つであると記載したが、糸Ｙが熱固定されるために必要最低限な個数を有していれば、熱固定用のゴデットローラの個数は、２個以上あれば幾つであっても構わない。

また、本実施形態では、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５は、計２つであると記載したが、糸Ｙが予備加熱されるために必要最低限な個数を有していれば、予備加熱用のゴデットローラの個数は、幾つであっても構わない。

また、本実施形態では、延伸前の複数の糸Ｙが走行する予備加熱用のゴデットローラ１４、１５は、加熱ローラであると記載したが、糸Ｙがナイロン等、ガラス転移温度が常温に近い樹脂の場合、必ずしも予備加熱は必要でないため、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５の全て又は一部を、ヒータを備えない非加熱ローラとしても構わない。また、予備加熱用のゴデットローラ１４，１５がヒータを備える場合は、ヒータの電源を切断し、その全て又は一部を非加熱状態で使用しても構わない。

また、本実施形態では、複数のゴデットローラ１４〜１８の直径は、２２０〜３００ｍｍの範囲内であって、ゴデットローラ１４，１５，１６，１７，１８の順に、下方から上方に千鳥状に配置されていると記載したが、ゴデットローラ１４〜１８の直径、配置、糸の巻き掛け角度などは、生産する糸Ｙの種類、糸Ｙの加熱温度等に応じて、適宜変更可能しても構わない。

１ 紡糸引取機
２ 紡糸延伸装置
３ 糸巻取装置
４ 紡糸装置
１４，１５ 予備加熱用のゴデットローラ
１６〜１８ 熱固定用のゴデットローラ
２７ 制御装置

第１の発明の紡糸延伸装置は、糸道に沿って配置され、紡糸装置から紡出された糸を延伸するための複数のローラと、前記複数のローラの糸送り速度をそれぞれ制御する速度制御部とを備え、前記複数のローラには、それぞれ２７０度未満の巻き掛け角度で前記糸が巻き掛けられており、前記複数のローラは、少なくとも１つの第１ローラと、前記第１ローラから送られる前記糸が片掛けされ、且つ、それぞれ、前記第１ローラの糸送り速度よりも糸送り速度が速い加熱ローラである複数の第２ローラと、を含み、
前記速度制御部は、隣り合う２つの前記第２ローラのうちの、糸走行方向下流側に配置されたローラの糸送り速度を、糸走行方向上流側に配置されたローラの糸送り速度以下にし、前記複数の第２ローラのうちの、糸走行方向最上流の前記第２ローラと糸走行方向最下流の前記第２ローラの糸送り速度の減速率を、２％以上にすることを特徴とするものである。

本発明では、第２ローラを含む複数のローラには、それぞれ２７０度未満の巻き掛け角度で糸が巻き掛けられている。複数の第２ローラの間に糸が複数回巻き掛けられる構成の場合は、それら複数のローラの表面速度は同一である必要があるのに対し、本発明では、複数の第２ローラのそれぞれに対して糸が片掛けされるため、これら複数の第２ローラの糸送り速度をそれぞれ自由に設定することが可能となる。

本発明では、温度制御部により、複数の第２ローラの温度を自由に設定し、制御することができるため、沸水収縮率の低い糸を容易に得ることができる。

例えば、ゴデットローラ１６，１７間で２％減速し、さらに、ゴデットローラ１７，１８間で同じく２％減速し、ゴデットローラ１６〜１８間ではトータルで４％減速させる場合を考える。具体的には、ゴデットローラ１６の糸送り速度を５０００ｍ／ｍｉｎ、ゴデットローラ１７の糸送り速度を４９００ｍ／ｍｉｎ、ゴデットローラ１８の糸送り速度を４８００ｍ／ｍｉｎとする。このとき、ゴデットローラ１６〜１８のトータルの区間では、５０００ｍ／ｍｉｎ→４８００ｍ／ｍｉｎとなり、トータルの減速率は４％となる。しかし、２つの区間をそれぞれ見てみると、ゴデットローラ１６，１７間では、５０００ｍ／ｍｉｎ→４９００ｍ／ｍｉｎで減速率が２％となるが、ゴデットローラ１７，１８間では、４９００ｍ／ｍｉｎ→４８００ｍ／ｍｉｎで減速率が２．０４％となる。本実施形態において、ゴデットローラ１６，１７間の減速率と、ゴデットローラ１７，１８間の減速率が「同一」とは、上記のような要因によって僅かな差が生じる場合も含まれるものとする。

案内ローラ２１は、保温箱１９の外側であって、保温箱１９のスリット２３から左右方向にずれた位置（図中右側）に配置されている。案内ローラ２１には、複数のゴデットローラ１４〜１８のうち、糸走行方向最下流に配置されたゴデットローラ１８から送られた糸Ｙが巻き掛けられる。案内ローラ２１は、保温箱１９のスリット２３を通って、保温箱１９の外部へ案内された糸Ｙの糸道を変更し、糸Ｙを案内ローラ５へ導く。

延伸された糸Ｙは、熱固定用のゴデットローラ１６〜１８に接触することにより、熱固定される。ここで、ゴデットローラ１６〜１８には、それぞれ２７０度未満の巻き掛け角度で、下方から上方へ、ゴデットローラ１６，１７，１８の順に、それぞれの回転方向に沿って糸Ｙが片掛けされている。ここで、従来からよく知られている、複数のゴデットローラの間に糸が複数回巻き掛けられる構成の場合は、それら複数のローラの表面速度は同一である必要がある。本実施形態では、ゴデットローラ１６〜１８のそれぞれに対して糸が片掛けされるため、これらゴデットローラ１６〜１８の糸送り速度をそれぞれ自由に設定することが可能となる。

さらに、本実施形態では、制御装置２７は、３つの熱固定用のゴデットローラ１６〜１８のうち、糸走行方向最上流のゴデットローラ１６と糸走行方向最下流のゴデットローラ１８の糸送り速度の減速率を、２％以上にする。このように、糸走行方向における最上流のゴデットローラ１６と、最下流のゴデットローラ１８との間の糸送り速度の減速率（３つのゴデットローラ１６〜１８のトータルの減速率）を、２％以上と大きくすることで、３つのゴデットローラ１６〜１８において、糸Ｙは十分に弛緩されながら熱固定される。従って、ゴデットローラ１６〜１８の表面温度を低く抑えつつ、沸水収縮率の低い糸Ｙを得ることができる。

Claims (5)

1. 糸道に沿って配置され、紡糸装置から紡出された糸を延伸するための複数のローラと、前記複数のローラの糸送り速度をそれぞれ制御する速度制御部とを備え、
   前記複数のローラには、それぞれ２７０度未満の巻き掛け角度で前記糸が巻き掛けられており、
   前記複数のローラは、少なくとも１つの第１ローラと、前記第１ローラから送られる前記糸が片掛けされ、且つ、それぞれ、前記第１ローラの糸送り速度よりも糸送り速度が速い加熱ローラである複数の第２ローラと、を含み、
   前記速度制御部は、
   隣り合う２つの前記第２ローラのうちの、糸走行方向下流側に配置されたローラの糸送り速度を、糸走行方向上流側に配置されたローラの糸送り速度以下にし、
   前記複数の第２ローラのうちの、糸走行方向最上流の前記第２ローラと糸走行方向最下流の前記第２ローラの糸送り速度の減速率を、２％以上にすることを特徴とする紡糸延伸装置。
2. 前記速度制御部は、
   糸走行方向で隣り合う２つの前記第２ローラ間において、糸送り速度の減速率を、５％未満にすることを特徴とする請求項１に記載の紡糸延伸装置。
3. 前記第２ローラが３個以上であり、
   前記速度制御部は、糸走行方向で隣り合う２つの前記第２ローラ間において、糸送り速度の減速率を全て１％以上にすることを特徴とする請求項１または２に記載の紡糸延伸装置。
4. 前記第２ローラが３個以上であり、
   前記速度制御部は、糸走行方向で隣り合う２つの前記第２ローラ間の糸送り速度の減速率を、複数の区間について同一にすることを特徴とする請求項３に記載の紡糸延伸装置。
5. 前記複数の第２ローラの温度をそれぞれ制御する温度制御部をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の紡糸延伸装置。

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