JP3830605B2

JP3830605B2 - 高速仮撚加工方法

Info

Publication number: JP3830605B2
Application number: JP04764097A
Authority: JP
Inventors: 邦光原田; 浩幸逢坂
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 1996-04-24
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2017-03-03
Also published as: JPH108336A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性合成繊維糸条を１０００ｍ／分以上の加工速度で高速仮撚加工する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、仮撚加工方法は、糸条を摩擦仮撚装置で加撚し、その上流側の加撚域で加撚された糸条を接触式ヒーターと冷却プレートで形態熱固定（熱セット）し、次いで、摩擦仮撚装置の下流側で解撚し、これによって捲縮を持った仮撚加工糸とする方法が採用されている。このような方法において、加工速度を上げて生産性を向上させようとすると、仮撚加工に要する加熱時間と冷却時間とが共に短くなり、糸条に付与された仮撚りの熱セットが不十分になってしまうという欠点がある。このため、仮撚加工用ヒーターとして、短時間で熱セットが可能な高温非接触タイプが採用され、前記の欠点を改良することが行われてきた。その結果、仮撚加工速度は、１０００ｍ／分を超えるまで上昇してきている。
【０００３】
しかしながら、以上に述べたような仮撚加工装置では、仮撚加工速度を更に高速化しようとすると、加撚された糸条が振動を起こすと言う現象（いわゆるサージング現象）が発生し、安定して良質な仮撚加工糸の生産が難しい状況に直面している。
【０００４】
このため、特開平５−１５６５３５号公報において、特定の条件を選択することによって、加撚糸条の振動を防止しながら仮撚加工を施す方法が提案されている。しかしながら、上記の方法は、仮撚りを熱セットするために、加熱板と冷却板とを使用するものであって、本発明のように非接触式ヒーターを使用するものではない。一般に、接触式ヒーターを使用する場合は、Ｕ溝又はＶ溝中に糸条を押圧接触させて走行させるため、被加熱空間内を糸条が自由に走行する場合と比較して、前記の糸条振動の抑制が容易であって、非接触式ヒーターを使用する場合と比較すると、その状況は大きく変わってくる。
【０００５】
すなわち、接触式ヒーターでは、前記のように糸条の振動を抑えることができるという利点はあるものの、糸条をヒーターと接触させて走行させるために走行抵抗がおおきくなり、これによって、糸条が擦過されて損傷を受けたり、撚りの遡及が妨げられるという欠点を有している。このため、接触式ヒーターは、１０００ｍ／分以上の高速仮撚加工には適さず、どうしても非接触式ヒーターを使用する必要があるのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来の高速仮撚加工方法における問題に鑑み、１０００ｍ／分以上の高速の加工速度で、加撚域に遡及した仮撚りを非接触式ヒーターで熱セットしながら仮撚加工をにするに際し、発生する加撚糸条の振動（サージング）を抑え、良質な仮撚加工糸を安定して得るための方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
ここに、請求項１に係る本発明によれば、１０００ｍ／分以上の加工速度で熱可塑性合成繊維糸条を仮撚加工するに際して、ディスク枚数が（１）式を満たし、かつ走行係数が（２）式を満たす、厚さが６ｍｍ以上、１２ｍｍ以下である仮撚ディスク群を備えた３軸外接摩擦ディスク式仮撚手段によって、撚数が（３）式を満足する仮撚りを付与し、付与した仮撚りを加撚域にて、３００℃以上、６００℃未満の熱処理温度で、０．０３秒以上、０．０６秒以下の熱処理時間で非接触で加熱し、冷却することを特徴とする高速仮撚加工方法が提供される。
【０００８】
０．５×（Ｄ／ρ）^1/2＜Ｎ＜０．９×（Ｄ／ρ）^1/2・・・・・・・・・（１)
１．０≦Ｈ≦１．４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２)
２．１×１０⁴／（Ｄ／ρ）^1/2≦Ｔ≦２．４×１０⁴／（Ｄ／ρ）^1/2・・（３)
ただし、
Ｄ：仮撚加工後の糸条繊度（デニール）
ρ：仮撚加工後の糸条密度（ｇ／ｃｍ³）
Ｎ：ディスク枚数（ガイドディスク含まず）で、（１）式を満足する整数
θ：ディスク上での糸条走行角（°）
Ｈ：ｃｏｓθ／ｓｉｎθ
Ｔ：糸１ｍ当たりに挿入する仮撚数（回／ｍ）
である。
【０００９】
このとき、糸条との接触部のディスク材質がウレタンであって、かつその硬度が８０°以上、９０°以下である。
【００１０】
更に、請求項２に係る発明として、仮撚加工後の糸繊度が、３０ｄｅ〜２００ｄｅである請求項１記載の高速仮撚加工方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様について、図面を参照しながら、更に詳しく説明する。
本発明の方法は、熱可塑性合成繊維糸条を１０００ｍ／分以上の高速で３軸のそれぞに設けられた外接摩擦式仮撚ディスク群を使用して、同期して回転する該ディスク群の外周に走行糸条を接触させて仮撚加工する方法であって、図１に示すような装置構成によって仮撚加工する。
【００１２】
該図１において、１は供給ローラー、２は非接触加熱装置、３は冷却装置、４は３軸外接摩擦ディスク式仮撚手段、５と５’は引取ローラー、６は巻取機、ＰはＰＯＹ（部分配向未延伸糸）、Ｙは仮撚加工中の糸条、Ｔは仮撚加工糸である。上述において、仮撚加工に供給する原糸としてＰＯＹを例示したが、仮撚加工機の構成の一部は異なることとなるが、通常の延伸糸であっても良く、もちろん、通常の未延伸糸を延伸しながら仮撚加工してもよいことは、いうまでもない。
【００１３】
また、図２は、本発明の高速仮撚加工方法を実施するための仮撚ディスク（４Ｄ）を示している。該図において、Ｆはディスク回転力、Ｆｙはディスク回転力（Ｆ）の分力である糸条送り分力、Ｆｔはディスク回転力（Ｆ）の分力である糸条撚掛分力、ｔはディスク厚さ、θはディスク上での糸条走行角であって、該糸条走行角（θ）は、図２に示すように、仮撚ディスク群（４Ｄ）が取り付けられる３軸の軸方向に対する糸条の進入角度のことである。
【００１４】
なお、本発明の方法においては、３軸外接摩擦ディスク式仮撚手段（４）のディスク枚数Ｎが重要であって、該枚数（Ｎ）については、ディスクとの間に作用する糸接圧を各ディスク（４Ｄ）に分散させることによって低下させて、ディスク間での糸接圧のバラツキを減少させるために、０．５×（Ｄ／ρ）^1/2以上、かつ０．９×（Ｄ／ρ）^1/2以下の範囲にある整数とすることが必要である。もし、この範囲を越えると、糸接圧のバラツキが増加するため高速加工には適さなくなり、この範囲未満だと撚数の低下、更には、仮撚加工糸（Ｔ）を使用して織編物としたときの風合い面で問題が発生する。
【００１５】
また、本発明の方法では、仮撚加工時において、走行係数Ｈが１．０≦Ｈ≦１．４を満たすことが、走行糸条（Ｙ）と仮撚ディスク群（４Ｄ）との間の糸送り力（Ｆｙ）と撚掛力（Ｆｔ）のバランスが保たれ、加工の安定化につながる。したがって、高速加工時における糸切れや毛羽の発生を抑えて、安定した仮撚加工するためには、上記の範囲を満たすことが肝要であって、より好ましくは、１．０≦Ｈ≦１．２とするのがよい。これにより、仮撚加工の糸速度を１０００ｍ／分以上、より好ましくは、１２００ｍ／分以上の高速度においても、安定した加工生産が可能となる。しかし、走行係数（Ｈ）が１．４を越えるとディスク（４Ｄ）の糸送り力（Ｆｙ）に比し撚掛け力（Ｆｔ）が大きくなりすぎディスク（４Ｄ）と糸条（Ｙ）間でのバランスが崩れ、特に、糸速度が１２００ｍ／分以上の領域において安定に加工出来なくなる。また、走行係数（Ｈ）が１．０未満の時には逆に糸送り力（Ｆｙ）が大きくなり過ぎ、ディスク（４Ｄ）での撚掛け力（Ｆｔ）が低下し、糸切れや毛羽の発生の増大を招くことになる。
【００１６】
更に、本発明の方法では、加撚域での撚数Ｔが２．１×１０⁴／（Ｄ／ρ）^1/2≦Ｔ≦２．４×１０⁴／（Ｄ／ρ）^1/2式を満足するように設定することが肝要である。これにより、加撚糸条の振動やバルーニングに起因する撚数バラツキを減少することができ、品質の安定化につながるのである。
【００１７】
ここで、前記の撚数（Ｔ）としては、２．２×１０⁴／（Ｄ／ρ）^1/2≦Ｔ≦２．３×１０⁴／（Ｄ／ρ）^1/2とすることが、品質の優れた仮撚加工糸を安定して加工する上でより好ましく、これにより、仮撚加工の加工速度を１０００ｍ／分以上、特に、１２００ｍ／分以上の高速度で安定した加工が可能となる。
【００１８】
また、本発明の方法においては、加撚域に遡及した仮撚りを熱セットするために、加熱装置（２）の熱処理温度を３００℃以上、６００℃未満とし、熱処理時間を０．０３秒以上、０．０６秒以下に維持しながら、非接触で加熱することが肝要である。このような条件を選択することにより、長時間に渡って高温度に糸条がさらされることによる、糸条の断糸及び毛羽発生の抑制が可能となる。ただし、熱処理時間が０．０３秒未満になると付与された仮撚りを熱セットするために、分子の再配置に必要な熱を糸条に十分に与えることが出来なくなり、捲縮性の点で品位が劣ってしまうため好ましくない。
【００１９】
なお、糸条品質を安定化させ、糸条の熱セットを完全に行うために、加撚域での冷却装置（３）による糸条の冷却時間を０．１秒以下にする必要性が生じる。何故ならば、これ以上の冷却時間では、空冷式においては冷却ゾーンが長くなり過ぎ、機台構成が長大となって高速加工時の糸条の走行安定性が低下したり、糸掛時の作業性が悪化する等の問題が生じるからである。ただし、０．０５秒未満になると加熱された糸条の冷却が不足し、捲縮斑と捲縮レベルを惹起する、という問題が発生するため好ましくない。以上は、水冷式の冷却方法に関して言えることであって、水、または水溶性液体等に糸条を直接接触させ、短時間で効率的に糸条を冷却する場合には、この限りではなく、冷却方式によって状況が変わることはいうまでもない。
【００２０】
最後に、本発明の方法において、仮撚加工に適する原糸は、ポリエステルやポリアミドなどの熱可塑性合成繊維等であり、部分配向未延伸糸（ＰＯＹ）、高度配向未延伸糸、延伸糸等を使用することができる。また、繊度としては、好ましくは３０〜２００デニール、さらに好ましくは５０〜１５０デニールのものを使用することができる。
【００２１】
ここで、本発明に使用する仮撚ディスク群（４Ｄ）に関して更に付言すると、該ディスク群（４Ｄ）として、６ｍｍ以上、１２ｍｍ以下の厚さを用いることが望ましい。なお、その厚さが６ｍｍ未満となると、仮撚加工時の糸条張力の分散が十分ではなく、ディスク面での糸条の走行安定性を低下させることとなる。また、１２ｍｍよりも厚くなると、ディスク面への張力分散は行えるが、走行糸条との摩擦が大きくなり、糸掛けが困難になる等の問題を惹起する。
【００２２】
次に、その材質と硬度に関しては、ディスク（４Ｄ）の糸条（Ｙ）との接触部には、撚掛け性能を向上させる上でウレタンを使用することが好ましく、その硬度としては、８０°以上、９０°以下とするのが好ましい。ここで、ウレタンの硬度が９０°より大きくなると、ディスクが糸条を把持する力が弱まり、ディスク上での糸条の走行安定性が悪くなって、高速加工への対応が難しくなる。また、硬度が８０°未満では、磨耗が早く進み、良好な状態で糸条に撚りを付与することが困難となる。なお、ここで言う「硬度」とは、日本工業規格の加硫ゴム物理試験方法（Ｋ−６３０１−１９７５）に則って測定したものである。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。
なお、実施例において、捲縮復元率及び毛羽の測定方法について下記の通りとする。
【００２４】
（１）捲縮復元率（％）
得られた仮撚加工糸をパッケージのまま１週間以上放置し、その後、次の条件で処理したサンプルについてＪＩＳ規格Ｌ１０９０−１９７７の捲縮復元率の試験方法に基づいて求める。
▲１▼カセをつくり、このカセを標準状態で１２時間以上放置して水分平衡とする。
▲２▼カセに２ｍｇ／デニールの初荷重を掛ける。
▲３▼次に初荷重を掛けたままのカセを９８±１℃の熱水中に２０分間浸す。
▲４▼浸したカセを取り出して初荷重を除き、標準状態で１２時間以上放置して水分平衡とする。
【００２５】
（２）毛羽
東レエンジニアリング社製の毛羽カウンター（型式：ＤＴ−１０４）を用い、糸速度５００ｍ／分でパッケージより解舒して、２５００ｍ当りの毛羽の個数を５回の平均値で示した。
【００２６】
［実施例１〜４、比較例１〜６］
複屈折△ｎ＝０．０４４、破断伸度１２８％、丸断面の１２５デニール、３６フィラメントのポリエステルマルチフィラメント糸条を、図１に示した構成を有する仮撚加工機で仮撚加工した。このときの表１に示した加工条件以外の、実施例１〜４と比較例１〜５との共通条件は、加熱装置の長さ：１ｍ（０．３ｍと０．７ｍに分割）、加熱装置の処理温度：４５０℃（０．３ｍ部）、３５０℃（０．７ｍ部）、冷却装置の長さ：１．９５ｍである。また、３軸外接摩擦ディスク式仮撚手段の構成として、糸条が走行する上流側より、金属ディスク１枚、ウレタンディスク（表１参照）、金属ディスク１枚とした。なお、本発明で言う「ディスク枚数（Ｎ）」とは、撚り掛けに大きな役割を果たさない、最上流側と最下流側の各金属ディスクを除外したディスクの枚数であって、上記の構成においては、ウレタンディスクの枚数のみを指す。
【００２７】
以上に述べた仮撚加工条件により得られた加工糸の物性、サージング発生速度、および加工中の糸切れ発生の有無等について表１に纏めて示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１から明らかなように、実施例１から得られた加工糸の糸質は良好で、毛羽発生、糸切れ等の問題もなかった。また、実施例３から得られた加工糸の糸質、毛羽、糸切れとも良好で問題はなかった。それに対して、比較例１は、毛羽発生が多く織編物工程での工程通過性が不良であった。また、比較例２、３、４は、仮撚加工中の糸切れが発生し、加工安定性に問題が有った。さらに比較例５は、仮撚加工が不安定で加工糸を得ることができなかった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の仮撚加工方法によれば、従来法にくらべ、仮撚加工を高速化するに際して、発生する仮撚加撚糸条の振動とバルーニングを抑えることができ、これによって、毛羽、糸切れ等もなく、安定して操業でき、良好な物性の加工糸を得ることができる、という顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を例示した仮撚加工機を模式的に示した略線図である。
【図２】仮撚ディスクと接触走行する糸条に作用する力を示した説明図である。
【符号の説明】
１供給ローラー
２非接触加熱装置
３冷却装置
４３軸外接摩擦ディスク式仮撚手段
５、５’ 引取ローラー
６巻取機
Ｆディスク回転力
Ｆｙ糸条送り分力
Ｆｔ糸条撚掛分力
ｔディスク厚さ
Ｐ高配向未延伸糸（ＰＯＹ）
Ｙ仮撚加工中の糸条
Ｔ仮撚加工糸
θ 仮撚ディスク上での糸条走行角

Claims

１０００ｍ／分以上の加工速度で熱可塑性合成繊維糸条を仮撚加工するに際して、ディスク枚数が（１）式を満たし、かつ走行係数が（２）式を満たす、厚さが６ｍｍ以上、１２ｍｍ以下であり且つ糸条との接触部のディスク材質がウレタンであってその硬度が８０°以上、９０°以下である仮撚ディスク群を備えた３軸外接摩擦ディスク式仮撚手段によって、撚数が（３）式を満足する仮撚りを前記糸条に付与し、この仮撚りの加撚域にて、３００℃以上、６００℃未満の熱処理温度で、０．０３秒以上、０．０６秒以下の熱処理時間で非接触で加熱し、冷却することを特徴とする高速仮撚加工方法。
０．５×（Ｄ/ρ）^１／２＜Ｎ＜０．９×（Ｄ/ρ）^１／２・・・・・・・・（１）
１．０≦Ｈ≦１．４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
２．１×１０^４/（Ｄ/ρ）^１／２≦Ｔ≦２．４×１０^４/（Ｄ/ρ）^１／２・・・（３）
ただし、
Ｄ：仮撚加工後の糸条繊度（デニール）
ρ：仮撚加工後の糸条密度（ｇ／ｃｍ^３）
Ｎ：ディスク枚数（ガイドディスク含まず）
θ：仮撚ディスク群が取り付けられる３軸の軸方向に対する糸条の進入角度（°）
Ｈ：走行係数（ｃｏｓθ／ｓｉｎθ）
Ｔ：仮撚数（回／ｍ）
である。
仮撚加工後の糸条繊度が、３０〜２００デニールである請求項１記載の高速仮撚加工方法。