JP3148339B2 - 紡糸装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維糸条に、仮撚を施
しかつ仕上剤を付与して紡糸する、紡糸装置に関する。
特に、ポリウレタン系弾性繊維を代表される特異的性状
と、紡糸不安定性を有する糸条の紡糸に適した紡糸装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成繊維の紡糸装置において、糸条の擦
過等による損傷を防止するため、また平滑性を付与し、
その後の取扱いを容易にするため等にオイル（油剤）等
の仕上剤を糸条に付与せしめることはよく知られてい
る。さらに、紡糸された糸条に仕上剤付与装置の糸条走
行方向の上流で、撚りを施すことも知られている。図２
に、紡糸装置の概略を示す。糸条形成素材の融液または
溶液が、液導管１２から供給され、紡糸ノズル１４か
ら、紡糸筒１５内に押し出される。紡糸筒１５には、温
風または冷風の入口１３から温風または冷風が導入さ
れ、排出口１６から排出され、前記の押し出された糸条
形成液の糸条形成を促進する。紡糸筒下部のスリットか
ら出た糸条は、その下部で仮撚装置１７で仮撚を施さ
れ、その後仕上剤付与装置１８で仕上剤を付与され、第
１のローラー１９で巻かれるか方向転換し、最終的に巻
き取られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の、前記紡糸装置
においては、仮撚装置で、気体の旋回流や、機械的な旋
回により糸条に仮撚を施すとき、糸条は仮撚を施される
と共に、該仮撚装置の固体面と接触する。糸条はこの仮
撚や、固体面との接触等により、走行摩擦抵抗の変動を
生じ、この変動が、糸条形成の不安定な、すなわち紡糸
ノズルを出て直後の完全に糸条形成が終了していない段
階に、影響し、糸振れや、ぴくつき等の現象を発生し、
ひいては、形成糸条の均質性に悪影響を与え、ついには
糸切れさえ生じせしめることになる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記した従来
の紡糸装置の有する課題を解決し、均質な糸条を得るた
めの紡糸装置を提供するものである。すなわち本発明
は、紡糸ノズル、仮撚装置、仕上剤付与装置の順で糸条
走行方向に沿って配されてなる紡糸装置において、仕上
剤付与装置で糸条に付与すべき仕上剤の一部を、仮撚装
置に振り分けて供給することを特徴とする紡糸装置であ
り、また前記紡糸装置における仮撚装置が、仮撚部と共
に給仕上剤部を有した装置であり、該給仕上剤部が、接
糸部となる最狭の溝部分を有した溝部を有し、該接糸部
と接糸部の上方少なくとも３ｍｍは多孔質体で形成され
てなることを特徴とする紡糸装置である。さらに本発明
は、前記紡糸装置における仕上剤付与装置が、接糸部と
なる頂点部を有し、該頂点部から（糸条の）垂線に対し
て角度を有して後退する上部斜面と下部斜面を少なくと
も有した溝部を有し、少なくとも頂点部の表面粗度が２
Ｓ〜１０Ｓであることを特徴とする紡糸装置である。

【０００５】本発明の骨子は、仮撚装置にも仕上剤の一
部を供給し、仮撚時に於ける、糸条の摩擦抵抗の変動を
極力少なくし、その後に残余の仕上剤を糸条に付与する
ことにより、仕上剤の必要量が施されたかつ、糸質の均
質な（変動の少ない、バラツキの小さい）糸条を得るた
めの紡糸装置を提供するものである。本発明に用いられ
る仕上剤としては、特に限定されるものではないが、滑
剤、オイル、帯電防止剤、軟化剤、撥水剤、親水化剤、
界面活性剤などの溶液、乳化液などが挙げられる。これ
らは全て液状であり、その液が糸条に付与されることに
より、糸条が直接に固体と接するよりも、低い摩擦抵抗
を有するようになり、仮撚に代表される処理時の摩擦抵
抗の変動を低下さすことに寄与するものである。

【０００６】本発明が適用される紡糸装置は、溶融紡糸
装置、乾式紡糸装置である。本発明の紡糸装置が適用さ
れる糸条の素材（重合体）としては、特に限定されず、
ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、酢酸繊維
素、ポリオレフィン等が挙げられるが、特に好ましく適
用されるのは、ポリウレタン系弾性繊維に代表される、
伸度の著しい大きい値を有する弾性糸条である。以下、
ポリウレタン系弾性糸条を例にとって紡糸装置について
本発明を説明する。

【０００７】ポリウレタン（またはポリウレタンウレ
ア）を主成分とする溶液を、用いて紡糸する場合につい
て述べる。図２に示される紡糸装置の１例をもって述べ
ると、前記液は、液導管１２から供給され、紡糸ノズル
１４から、紡糸筒１５内に押し出される。紡糸筒には、
温風（空気または窒素の加熱体）が温風入口１３から導
入され、温風排出口１６から排出されるようになってお
り、溶液の溶媒を蒸発せしめて糸条形成を促進する。押
し出された液は、紡糸筒を通過し、仮撚装置で仮撚を施
されて、仕上剤付与装置で仕上剤を付与されて、後第１
ローラーで方向転換し、後巻取機（図示せず）でパッケ
ージ等に巻き取られる。糸条３は、仮撚装置１７で仮撚
を施されると図１にその拡大図を示したように、一見バ
ルーン連状（リボン状）のような振動（旋回）を、仮撚
装置から上方の紡糸ノズル１４の近傍にまで形成し、こ
のリボン状の形成を開始する時点（ノズル近傍）で、複
数の単糸が融着状態となり合糸を形成することになる。
図示した糸条３の状態は、見かけ状態を示したものであ
って、単糸がリボン状に分離しているのではなく、合糸
した単糸条が振動している状態を示すものである。

【０００８】本発明の仮撚装置は、その１例として示す
図１のような構成となっており、仮撚部２と給仕上剤部
１とからなるものであって、仮撚装置に導入された糸条
３は、給仕上剤部１の溝（スリット）部４に入り、該溝
部は最狭部９を有し、この最狭部とその上方３ｍｍは少
なくとも多孔質体７で形成されており、この多孔質体を
囲むように、非浸透材５で形成し、この非浸透材と多孔
質体の間に仕上剤溜８を設けて、仕上剤供給孔６より仕
上剤を供給し、仕上剤溜８から浸出した仕上剤が溝部の
表面に仕上剤の液膜を形成し、糸条に該仕上剤を付与せ
しめる。

【０００９】給仕上剤部の溝部を通過することで、仕上
剤を付与せしめられた糸条は、次いで、該給仕上剤部と
合体してなる仮撚部２に入り、仮撚を施される。この仮
撚部は、本発明においては、特定のものではなく例えば
従来公知の仮撚装置であってよいものである。本例にお
いては、該仮撚部２は、糸条導管１１の接線方向に開孔
している、気体導入孔１０を有し、この１０から導入さ
れた気体は、１１に入り旋回流となり１１の出口から排
出されるが、糸条は仮撚部の糸条導管に導入されること
により、該旋回流により仮撚を施されることになる。本
例において溝部４は好ましくは、逆円錐状の管となって
いることが好ましい。さらに本例における多孔質体は、
好ましくは粒径０．５〜１０μｍの粒子で形成されたも
のであり、該多孔質の細孔の径は平均径で０．１〜１０
μｍ、好ましくは平均径で０．５〜２．０μｍであり、
さらに好ましくは０．６〜１．５μｍの細孔径を有した
細孔の占有率が全細孔の９５％であるものである。

【００１０】多孔質体を形成する粒子の材質は、特に限
定されないが、例を挙げれば、酸化硅素、酸化アルミニ
ウム、酸化ジルコニウム、炭化硅素、窒化硅素、窒化ア
ルミニウム、炭化ホウ素、等のセラミックおよびこれら
の混合、または、ガラス、高分子重合体（例えば、架橋
ポリスチレン、ポリスチレン、ポリウレタン等）、ステ
ンレススティール、チタン、等である。本例で示した仮
撚装置は好ましい例であって、この例に限定されるもの
でなく、本例（図２）で示したように、給仕上剤部と仮
撚部が直結し合体したものだけでなく、１と２とが径の
太い導管等で連結されたり、１と２とがスライドしうる
ように距離を有して配されたものでもよい。勿論、本発
明の作用からして、給仕上剤部１が仮撚部２よりも、糸
走行方向（図２での矢印方向）の上流側（矢印方向の反
対側）に配されることが好ましく、両部が合体したもの
が好ましい。

【００１１】本発明の骨子である、仕上剤付与装置で付
与すべき仕上剤を仮撚装置に振り分けて供給することを
要件とする紡糸装置において、全体の仕上剤付与所定量
の仮撚装置に振り分ける比率は、好ましい範囲として
０．０５〜０．５であり、さらに好ましくは０．１〜
０．４である。

【００１２】本発明における紡糸装置に用いる仮撚装置
の糸条走行方向の下流に設置される、仕上剤付与装置は
特に限定されるものでなく、ローラー方式、ガイド方式
として知られているものでもよい。しかし、本発明の効
果をより増大ならしめるためには、該仕上剤付与装置と
して、下記の装置が好ましい。すなわち、接糸部となる
頂点部を有し、該頂点から糸条の垂線に対して角度を有
して後退する上部斜面と下部斜面とを少なくとも有した
溝部を有し、かつ頂点部の表面粗度が２Ｓ〜１０Ｓであ
ることを特徴とする仕上剤付与装置である。

【００１３】さらに本発明に好適に用いられる仕上剤付
与装置を具体的に説明する。本発明の好ましい仕上剤付
与装置の要部であるガイド部について以下図を用いて説
明する。本発明の仕上剤付与装置は、該ガイド部を要部
として、更に仕上剤供給ポンプ等供給装置、ガイド部か
らの過剰の仕上剤を回収する部、等々から成るものであ
る。図３において、２３がガイド部であり、該ガイド部
は２２の溝部を有しており、該溝部（溝）の断面形状
は、特に限定されるものでなく、一方面が解放された台
形状でもよく、一部欠如部（解放された）のある円形で
もよい。該溝の一部には仕上剤供給用の開孔２１があ
り、該開孔は、仕上剤供給孔２０に通じている。

【００１４】溝部２２は、その深さにおいて特に限定す
るものではないが、その深さ方向において、（糸条３
の）垂線（この垂線は、図４等に示すようにガイド部を
規定するものであり、糸条がこの垂線と一致する場合も
あり、また糸条がα、βの角度内に、すなわち垂線と各
斜面との間を走行してもよい。）に対して、糸条と接触
する頂点部２７（図４）を有し、該頂点部２７から糸条
の垂線に対して深さ方向に角度（図４におけるα、β）
を有して後退する上部斜面２５と下部斜面２６を有して
いる。頂点部２７は微小半径を有する丸味を帯びたもの
で、少なくとも該頂点部は表面粗度が２Ｓ〜１０Ｓのも
のである。糸条はこの頂点部においてのみ、ガイド部で
接触することが重要であり、したがって前記の角度α、
βは限定されるものではないが、好ましい範囲として各
々１５°〜７０°の角度である。しかもこの溝にある開
孔２１の位置は、図４に示すように、頂点部から開孔２
１までの最短距離ｄＨが３ｍｍ以上、糸条の走行方向の
上方にあること、かつ開孔位置が糸条垂線３に対して離
間している最短距離ｄＬが２ｍｍ以上であることがより
好ましいものである。

【００１５】本発明における、好ましい態様として、溝
２２の形状としては、断面が台形状のものであり、頂点
部２７の近傍にある最狭部２４に向かって上方から角度
γを有してＶ字状に狭くなり、また下方に向かって角度
δを有して広がる形状のものである（図３）。溝部の側
壁２８は対向して上部斜面、下部斜面と共に溝を形成す
るものであるが、円形状断面の場合の様に側壁２８が明
確に存在しないものでもよい。本発明のガイドは、さら
に溝２２の下部斜面２６に、該溝よりも幅、深さともに
小さい副溝（図示せず）を付設し、該下部の最下端部ま
で延設し、その最下端部は先鉛突端となして、余分の仕
上剤を滴下させ、その滴下液をパイプを受けて、回収す
るようにするようにしてもよい。前記したγ、δの角度
は特に限定されないが２０℃〜５０°が好ましい。

【００１６】

【実施例】以下実施例をあげて本発明を具体的に説明す
るが、本実施例に限定されるものではない。 実施例１ 両末端に水酸基を持つ数平均分子量２０００のポリテト
ラメチレンエーテルグリコールと４，４’−ジフェニル
メタンジイソシアネートとをモル比で１：２の割合で反
応させてポレポリマーを製造し、ついで１，２ポリピレ
ンジアミンで鎖延長を行い、ポリマー濃度３０％（溶媒
はジメチルホルムアミド）で２０００ポイズ（３０℃）
の粘度のポリウレタン溶液を得た。この溶液に抗酸化
剤、紫外線吸収剤、ガス黄変防止剤を添加して、混合攪
拌し、紡糸原液を得た。このようにして得られた紡糸原
液を脱泡後、直径０．２ｍｍのオリフィスを５個有する
紡糸口金を用い、乾燥熱風温度１８０℃、紡糸速度７０
０ｍ／ｍｉｎで乾式紡糸し、３７．１デニールのフィラ
メントを得た。このとき仮撚装置（図１に示す形状のも
のを用いた。）は酸化硅素の焼結体にて構成し、その細
孔の平均径は１．５μｍで、表面粗度は５μｍであり、
仕上剤を２％ｏｗｆとなるように付与し、引き続いてガ
イド使用（図３、図４に示す形状のものを用いた。）の
仕上油剤付与装置にて最終の付着率が６％になるように
調整した。このとき得られた弾性糸の均一性を計測器工
業（株）製イーブネステスターＫＥＴ８０Ｃにて測定し
Ｕ％で評価した。強伸度特性は（株）オリエンテック製
のテンシロンＵＴＭ−III 型にて測定した。また紡糸操
業性を１２０時間当りの糸切れ件数で調整した。（結果
を後記の表１に示す。） 比較例１ 上記実施例１において、ポリマーの合成および紡糸条件
を同一とし、仮撚装置を従来の乾式方式の施撚体（オイ
ルの付与量は０％）を用い、仕上剤付与装置としてオイ
リングローラー（オイルの付与量は６％）を用いて巻き
取った。実施例に比べて仮撚が不安定なためにＵ％の値
が高く、仕上剤の付着斑も発生しており、品位の悪い製
品であった。また、紡糸中の糸の揺動も実施例より大き
いことが観察から認められた。 比較例２ 上記実施例１において、ポリマーの合成および紡糸条件
を同一とし、仮撚装置も本発明の実施例１における施撚
体（仮撚装置）を用い、仕上剤付与装置としてオイリン
グローラーを用いて巻き取った。オイルの付与量は仮撚
装置で０％、仕上剤付与装置で６％であった。実施例に
比べて仮撚りが安定になりＵ％の値は安定するものの、
仕上剤の付着斑がみられ、結果として実施例に比べて糸
切れ件数が増加する傾向が認められた。後記の表１に実
施例および比較例の評価結果を示した。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、次のような格別優れた
効果が得られる。 （１）改良された仮撚装置を用い、安定して施撚出来る
と共に仮撚による撚動を抑制することにより走行糸条が
安定して巻き取ることが出来る。 （２）弾性糸の品位を向上させることが出来ると共に、
操業性も改良することが出来る。

【００１８】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の仮撚装置の１例を示す概略図。

【図２】紡糸装置の１例を示す概略図。

【図３】本発明の仕上剤付与装置の１例の要部を示す概
略図。

【図４】本発明の仕上剤付与装置の１例の要部（ガイド
部）を示す概略図。

【符号の説明】

１：仕上剤部 ２：仮撚部 ３：垂線 ４：溝部 ５：非浸透材 ６：仕上剤供給孔 ７：多孔質体 ８：仕上剤溜 ９：最狭部 １０：気体導入孔 １１：糸条導管 １２：液導管 １３：温風入口 １４：紡糸ノズル １５：紡糸筒 １６：温風排出口 １７：仮撚装置 １８：仕上剤付与装置 １９：ローラー ２３：ガイド部 ２７：頂点部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01D 5/096 D02G 1/00 - 3/48 D02J 1/00 - 13/00 D01F 6/70

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紡糸ノズル、仮撚装置、仕上剤付与装置
   の順で糸条走行方向に沿って配されてなるポリウレタン
   弾性繊維の紡糸装置において、前記仮撚装置が、仮撚部
   と共に給仕上剤部をも有した装置であり、該給仕上剤部
   が、接糸部となる最狭の溝部分を有した溝部を有し、該
   接糸部と接糸部の上方少なくとも３ｍｍは多孔質体で形
   成されてなるとともに、前記仕上剤付与装置が、接糸部
   となる頂点部を有し、該頂点部から垂線に対して角度を
   有して後退する上部斜面と下部斜面を少なくとも有した
   溝部を有し、少なくとも頂点部の表面粗度が２Ｓ〜１０
   Ｓであることを特徴とする紡糸装置。