JP4383682B2

JP4383682B2 - 仮撚加工糸の製造方法

Info

Publication number: JP4383682B2
Application number: JP2001058024A
Authority: JP
Inventors: 哉芝池
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: JP2002266178A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はナイロン、ポリエステル等の合成繊維糸条の仮撚加工方法における改善に関するものである。さらに詳しくは、加工において断糸の発生を抑え、安定的に仮撚加工糸を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から糸条に延伸及び仮撚加工を行う際には、上流と下流に位置する糸条を供給する糸条送り装置の間で、加熱装置により糸条を加熱し、仮撚装置にて糸条に撚りを与えながら延伸させている。ここで、加熱装置としては、高温の加熱体により走行中の糸条を非接触で加熱することができる高温非接触式が用いられる。しかし、この非接触式加熱装置においては、８００ｍ／ｍｉｎ以上の高速で加工を行う場合、加熱装置内を走行している糸条は、仮撚装置、糸送り装置等の回転体等の振動の影響を受けて、振動を生じ、加熱斑及び張力変動が発生するため、良好な品質の糸条が得られない。さらに、ひどい場合には、それらの回転体の振動に共振することにより、糸条の振動は大きくなって加工自体が困難になるという問題がある。
【０００３】
このような問題を改善するため、従来、加熱装置内に糸条の振動を規制するための案内ガイドが、ある間隔にて配置されている。確かにこのような案内ガイドを配置することにより、糸条の振動を抑制することができ、加工糸の品質は向上するもののまだ不十分である。そのため、特開平６−１５８４６３号公報には、さらに加熱装置中の加熱体を上下段に２分割し、上段ヒータの温度を４００℃以上８００℃以下、熱処理時間を０．０１秒以上０．０４秒以下、下段ヒータの温度を３２０℃以下、熱処理時間を０．０３秒以上０．０８秒以下で加工を行うことにより、糸条の振動を抑え、安定的に良好な品質の仮撚加工糸を製造する方法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、この方法においては、所要の品質を有する仮撚加工糸を得るためには、上段温度を比較的高い温度に設定しなければならず、加工中の断糸が多発しやすいという問題がある。すなわち、加熱装置内の比較的上流の位置では糸条は延伸過程にあり、この過程においては加熱装置内の比較的下流の延伸後に比べ、糸条の直径が大きいため撚りの数も比較的少ない。そのため、糸条を構成する個々の単糸間の集束が悪く、単糸間の距離が離れ、糸条がばらけた状態にあり、所要の加工糸物性を得るための加熱温度では、加熱装置内で加熱された案内ガイドと接触する単糸は急激に加熱昇温され、一気に溶融温度まで上昇する。また、単糸間の集束が十分に行われていない領域では、案内ガイドと接触する単糸と接触しない単糸間で張力差を生じる。即ち、各単糸に平均的に張力が働かず、案内ガイドと接触する単糸に集中的に張力が働くため、該単糸は損傷を受け、断糸する。このような現象が多発するため、走行糸条の断糸が生じ、加工が困難になるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の従来技術の有する問題に鑑みなされたもので、その目的は、加熱装置内の上流で見られる糸条のダメージを低減し、加工中の断糸を抑えることができる仮撚加工糸の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の第１は糸条送り装置、走行糸条を非接触状態にて加熱し、かつ、該走行糸条の走行路に複数の案内ガイドを設置した加熱装置、撚り遡及を止める撚止装置、冷却装置、仮撚装置を備えた仮撚加工機を用いて糸条を仮撚加工するに際し、前記加熱装置内において、走行糸条が下記の（１）及び（２）式を同時に満たす領域では、走行糸条を案内ガイドに接触させないことを特徴とする仮撚加工糸の製造方法である。
（１）Ｙ≦１５００
（２）Ｔｆ≧Ｔｇ
式中、Ｙは糸条１ｍ当たりの撚り数（回／ｍ）、Ｔｆは走行糸条の平均温度（℃）、Ｔｇは糸条を構成する合成樹脂のガラス転移点（℃）を示す。次にその２は前記加熱装置内において、走行糸条が下記（３）及び（４）式を同時に満たす領域では、走行糸条を案内ガイドに接触させない上記第１記載の仮撚加工糸の製造方法である。
（３）Ｙ≦２０００
（４）Ｔｆ≧Ｔｇ−１０
その３は、前記（１）及び（２）式を同時に満たす領域、又は、前記（３）及び（４）式を同時に満たす領域、並びに、該領域の前後３０ｍｍを含む領域で、前記走行糸条を案内ガイドに接触させない上記第１または第２のいずれかに記載の仮撚加工糸の製造方法である。その４は前記加熱装置内において、走行糸条を案内ガイドに接触させない領域を除いて、案内ガイドが２０ｍｍ〜１１０ｍｍのピッチで配置されている加熱装置を用いる上記第１〜第３のいずれかに記載の仮撚加工糸の製造方法である。その５は、前記加熱装置内において、加熱体が上流側から下流側に１：２〜１：５の長さ比率に２分されている加熱装置を用いる上記第１〜第４のいずれかに記載の仮撚加工糸の製造方法である。その６は前記走行糸条がポリエステルである上記第１〜第５のいずれかに記載の仮撚加工糸の製造方法である。さらに、その７は加工速度が８００ｍ／ｍｉｎ以上１２００ｍ／ｍｉｎ以下である上記第１〜第６のいずれかに記載の仮撚加工糸の製造方法である。
【０００７】
なお、加熱装置内の走行糸条の撚り数については、加工中において、加熱装置上下部にて、走行糸条を同時に掴み取ることによりサンプルとし、該サンプルを１０ｃｍ間隔で解撚器により撚り数を測定し、１ｍ当たりの撚り数を算出した。また、加熱装置内の走行糸条温度については、下記の式を元に、数値計算により求めた。
ｄＴ／ｄＸ＝πＤｈ（Ｔ−Ｔａ）／ＷＣｐ
ここで、ｄＴは走行糸条がｄＸ（ｍ）の距離だけ進んだ時の温度上昇（℃）、πは円周率、Ｄは加工糸条を単一糸と見なしたときの直径（ｍ）、ｈは空気と糸条の熱伝達率（Ｗ／（ｍ²・Ｋ））、Ｔは走行糸条温度（℃）、Ｔａは雰囲気温度（℃）、Ｗは加工速度における単位時間当たりの糸条通過量（Ｋｇ／ｓｅｃ）、Ｃｐは走行糸条の比熱（Ｊ／（Ｋｇ・Ｋ））をそれぞれ表す。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、その作用と共に詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明を実施するために使用される仮撚加工機を図示した模式図である。該図において、１は加工原糸、ａは糸条、２は第１糸条送り装置であり、加工原糸１から取り出した糸条ａは第１糸条送り装置２を介して送られる。ここで、第１糸条送り装置２は一対のローラーが接触しているニップローラー方式の他に、ローラーにベルトを接触させたエプロンローラー方式等が適宜選択でき、糸条を安定的に送ることができるものであれば、ここに例示した以外のものを用いてもよい。また、３は撚止装置、４は第１加熱装置（加熱装置）、５は冷却装置、６は仮撚装置をそれぞれ示し、仮撚装置６はスピンドル式、摩擦ディスク式、摩擦ベルト式等の公知のものが適宜選択できる。７は第２糸条送り装置、８は第２加熱装置、９は第３糸条送り装置、１０は巻取装置をそれぞれ示す。ここで、糸条ａは第１糸条送り装置２と第２糸条送り装置７の間にて所要の倍率に延伸されるとともに、仮撚装置６により、撚止装置３の間で糸条ａに撚りが付加され、撚り形態が熱固定される。この際、糸条ａの経路としては、第１糸条送り装置２から撚止装置３を介し、第１加熱装置４の加熱空間に入る。次に、第１加熱装置４を出た糸条ａは冷却装置５にて冷却され、仮撚装置６を出た後、解撚され、第２糸条送り装置７から第２加熱装置８へ送られ、次に第３糸条送り装置９から巻取装置１０にて所定の製品形状に巻き取られる。なお、第２加熱装置８は加工糸の捲縮率を調整するため、必要に応じて使用されるが、本発明においては特に必要なものではない。また、第２糸条送り装置７及び第３糸条送り装置９は第１糸条送り装置２と同様に、一対のローラーが接触しているニップローラー方式以外に、ローラーにベルトを接触させたエプロンローラー方式等が適宜選択できる。
【００１０】
次に、本発明の仮撚加工糸の製造方法について、図２を用いて説明する。図２は図１における第１加熱装置４について、断面を施した拡大図である。図２において、１１は案内ガイド、１２は加熱体を示し、該加熱体１２にはシーズヒータ（図示せず）が埋め込まれており、該シーズヒータで温度制御を行う。なお、図２では加熱体１２が上流側と下流側に２分割されているが、本発明では、加熱体１２は必ずしも分割されている必要はなく、一体であってもさしつかえない。また、案内ガイド１１は、糸条ａの走行通路が曲率を有するように配置することで糸条ａの揺れを防止している。該案内ガイド１１の材質としては、耐熱性等を考慮し、セラミックス、金属製のものが適宜選択できる。さらに、図２において、Ｂは走行糸条の平均温度Ｔｆ（℃）が、糸条を構成する合成樹脂のガラス転移点Ｔｇ（℃）となる位置、Ｃは走行糸条の撚り数が１５００（回／ｍ）となる位置を示し、ＢからＣに至る領域については、案内ガイド１１を配置していない。
【００１１】
すなわち、本発明では複数の案内ガイドを設置した第１加熱装置４内の下記（１）及び（２）式を同時に満たす領域で、走行糸条を案内ガイドに接触させないことが必要である。
（１）Ｙ≦１５００
（２）Ｔｆ≧Ｔｇ
また、第１加熱装置４内の下記（３）及び（４）式を同時に満たす領域で、走行糸条を案内ガイドに接触させないことが好ましい。
（３）Ｙ≦２０００
（４）Ｔｆ≧Ｔｇ−１０
第１加熱装置４内においては、仮撚装置６にて施撚されつつ、第１糸条送り装置２と第二糸条送り装置７との間で延伸されるため、糸条は走行方向にその太さを減少していく。ここで、糸条の撚り数は、糸条の太さとは逆に増加していき、延伸が終了する時点で最終の撚り数に達する。そのため、延伸終了までの比較的撚り数が少ない領域については、糸条を構成する個々の単糸同士の集束が悪いため、単糸間の距離が離れ、糸条がばらけた状態にある。その結果、該糸条と案内ガイド１１との接触面積が大きくなり、接触抵抗の上昇を招き、案内ガイド１１と接触している単糸が損傷を受け、容易に切断する。そこで、検討を重ねた結果、糸条１ｍ当たりの撚り数Ｙ（回／ｍ）が１５００（好ましくは２０００）以下の領域については、案内ガイド１１を配置しないことが重要であることを見出した。また、同時に走行糸条の平均温度Ｔｆ（℃）が糸条を構成する合成樹脂のガラス転移点Ｔｇ（好ましくはＴｇ−１０）（℃）以上となる領域について、案内ガイド１１を配置しないことが肝要である。すなわち、走行糸条の平均温度Ｔｆ（℃）が糸条を構成する合成樹脂のガラス転移点Ｔｇを超えると、走行糸条が案内ガイド１１に接触する際に、容易に変形を生じ、損傷を受けることになる。
【００１２】
ここで、走行糸条の撚り数Ｙ及び平均温度Ｔｆは加工中において、ばらつきを生じるため、前記（１）及び（２）式を同時に満たす領域、又は、（３）及び（４）式を同時に満たす領域、並びに該領域の前後３０ｍｍを含む領域で、走行糸条を案内ガイドに接触させないことが望ましい。
【００１３】
また、前記加熱装置内において、走行糸条を案内ガイドに接触させない領域を除いて、案内ガイド１１を２０ｍｍ〜１１０ｍｍの範囲の配置間隔で配置することが好ましい。すなわち、１１０ｍｍを超えると、糸揺れが大きくなるため品質に問題が生じる。また、２０ｍｍより小さいと案内ガイド１１の数が多くなり、走行糸条との接触機会が多くなるため、断糸が増えるばかりでなく、経済的でない。
【００１４】
さらに、第１加熱装置４内の加熱体１２は走行糸条を適切に加熱し、良好な品質の加工糸を得るため、上流側と下流側に１：２〜１：５の比率で分割されていることが好ましい。
【００１５】
また、本発明によれば、仮撚加工の加工速度は８００ｍ／ｍｉｎ〜１２００ｍ／ｍｉｎとすることができる。すなわち、８００ｍ／ｍｉｎ未満では生産性が低く、加工中の断糸を抑えることができても経済的なメリットがにくく、１２００ｍ／ｍｉｎを超えると糸条ａは仮撚装置６、第１糸条送り装置２、第２糸条送り装置７の振動に共振することにより、加工が困難になる。
【００１６】
【実施例】
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００１７】
［実施例１］
丸断面の総繊度１４３デシテックス単糸繊度３６フィラメント、ガラス転移点Ｔｇが７０℃であるポリエステルマルチフィラメント未延伸糸を図１に示すような延伸仮撚装置により、下記に示す条件で加工後の総繊度が８４デシテックスになるように（延伸倍率＝１．７８）、１０００ｍ／分の高速仮撚加工を行った。
【００１８】
全長が１ｍである第１加熱装置を上流側から下流側に１：２．６５に分割し、上流側分割ヒータの温度を４７０℃、下流側分割ヒータの温度を３２０℃に設定した。さらに、案内ガイドを表１に示す領域に配置する加熱装置を用いた。
【００１９】
［比較例１］
第１加熱装置内において案内ガイドを糸条入側から糸条出側まで配置し、それ以外は実施例１と同じ原糸、延伸仮撚装置、温度、速度で仮撚加工を行った。
【００２０】
操業性の結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１より明らかなように、実施例１では、安定した操業が可能であり、得られた仮撚加工糸の品位も良好であった。一方、比較例１では、操業中に糸切れが多発して長時間の安定した加工は不可能であった。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明により、加熱装置内において、糸条の平均温度と糸条の撚り数により限定される領域で走行糸条を案内ガイドに接触させないことにより、糸条を構成する単糸の損傷を防ぎ、加工中の断糸を発生させることなく、安定的に仮撚加工糸の製造を行うことができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するために使用される仮撚加工機を例示した模式図である。
【図２】図１の第１加熱装置を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１加工原糸
２第１糸条送り装置
３撚止装置
４第１加熱装置
５冷却装置
６仮撚装置
７第２糸条送り装置
８第２加熱装置
９第３糸条送り装置
１０巻取装置
１１案内ガイド
１２加熱体
１３断熱材
ａ糸条

Claims

糸条送り装置、走行糸条を非接触状態にて加熱し、かつ、該走行糸条の走行路に複数の案内ガイドを設置した加熱装置、撚り遡及を止める撚止装置、冷却装置、仮撚装置を備えた仮撚加工機を用いて糸条を仮撚加工するに際し、前記加熱装置内において、走行糸条が下記の（１）及び（２）式を同時に満たす領域では、走行糸条を案内ガイドに接触させないことを特徴とする仮撚加工糸の製造方法。
（１）Ｙ≦１５００
（２）Ｔｆ≧Ｔｇ
式中、Ｙは糸条１ｍ当たりの撚り数（回／ｍ）、Ｔｆは走行糸条の平均温度（℃）、Ｔｇは糸条を構成する合成樹脂のガラス転移点（℃）を示す。
前記加熱装置内において、走行糸条が下記（３）及び（４）式を同時に満たす領域では、走行糸条を案内ガイドに接触させない請求項１記載の仮撚加工糸の製造方法。
（３）Ｙ≦２０００
（４）Ｔｆ≧Ｔｇ−１０
前記（１）及び（２）式を同時に満たす領域、又は、前記（３）及び（４）式を同時に満たす領域、並びに、該領域の前後３０ｍｍを含む領域で、前記走行糸条を案内ガイドに接触させない請求項１または請求項２のいずれかに記載の仮撚加工糸の製造方法。
前記加熱装置内において、走行糸条を案内ガイドに接触させない領域を除いて、案内ガイドが２０ｍｍ〜１１０ｍｍのピッチで配置されている加熱装置を用いる請求項１〜３のいずれかに記載の仮撚加工糸の製造方法。
前記加熱装置内において、加熱体が上流側から下流側に１：２〜１：５の長さ比率に２分されている加熱装置を用いる請求項１〜４のいずれかに記載の仮撚加工糸の製造方法。
前記走行糸条がポリエステルである請求項１〜５のいずれかに記載の仮撚加工糸の製造方法。
加工速度が８００ｍ／ｍｉｎ以上１２００ｍ／ｍｉｎ以下である請求項１〜６のいずれかに記載の仮撚加工糸の製造方法。