JP6530259B2 - 紡糸延伸装置、及び、紡糸延伸方法 - Google Patents

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、及び、紡糸延伸方法に関する。

特許文献１には、衣類などに用いられるポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略称する）などのポリエステル繊維からなる糸を製造するための紡糸引取装置が記載されている。この紡糸引取装置は、３つの予備加熱ローラおよび２つの加熱ローラと、２つの案内ローラと、巻取ユニットなどを備える。紡糸装置から連続的に紡出された糸は、保温箱の中に収容された３つの予備加熱ローラおよび２つの加熱ローラによって加熱延伸・熱固定される。なお、以下では、ＰＥＴからなる糸を製造する場合について記載する。

紡糸装置から紡出されて保温箱内に送られた糸は、３つの予備加熱ローラ（例えば、８０〜１００℃）にそれぞれ巻き掛けられて、ＰＥＴのガラス転移温度よりもやや高い温度である８０℃程度にまで予備加熱される。下流側の２つの加熱ローラは、上流側の３つの予備加熱ローラよりも糸送り速度が速くなるように設定されている。従って、糸は、予備加熱ローラと、加熱ローラとの間で延伸される。また、２つの加熱ローラは、３つの予備加熱ローラよりも高い温度（例えば、１２０〜１４０℃）に設定されている。延伸された糸は、加熱ローラによって加熱され、延伸された状態が熱固定される。延伸された糸は、２つの案内ローラを経て、巻取ユニットにおいて巻き取られる。

特開２０１４−００５５５５号公報

特許文献１に記載の紡糸引取装置では、ＰＥＴなどのポリエステル繊維からなる糸が、予備加熱ローラと、それよりも糸送り速度の速い加熱ローラとの間で延伸される。これら２つのローラ間での延伸の際、糸の張力がある一定値を超えると、糸に塑性変形が生じて糸の断面積が急激に減少する。この急激な変形（ネック変形）が起こるときの糸の張力は、ネック変形張力と呼ばれている。

糸にネック変形が生じて断面積が急激に減少すると、糸の内部構造に大きな歪みが発生して、延伸時に断糸したり、毛羽が発生しやすくなる。また、この歪みが残留したままで熱固定されると糸品質として劣ったものになる。

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、ＰＥＴからなる糸の延伸時の歪み発生を抑え、糸の断糸、毛羽の発生を防止できると共に、高品質な糸の生産が可能な紡糸延伸装置を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

第１の発明の紡糸延伸装置は、紡糸装置から紡出されたポリエチレンテレフタレートからなる糸を加熱しつつ延伸する紡糸延伸装置であって、前記紡糸装置から紡出された前記糸がそれぞれ巻掛けられる複数の第１加熱ローラと、前記複数の第１加熱ローラから送られた前記糸が巻き掛けられ、表面温度が、前記複数の第１加熱ローラよりも高い第２加熱ローラを有し、前記複数の第１加熱ローラで送られる間には、前記糸が、そのネック変形張力未満の張力範囲内で延伸されるように、前記複数の第１加熱ローラのそれぞれの糸送り速度は、糸走行方向下流側に位置するものほど速く設定され、前記複数の第１加熱ローラのうち最も糸走行方向下流側に位置するものと前記第２加熱ローラの間においては、前記糸が、そのネック変形張力でネック延伸されるように、前記第２加熱ローラの糸送り速度は、前記複数の第１加熱ローラのうち最も下流側に位置する第１加熱ローラの糸送り速度よりも速く設定されていることを特徴とするものである。

紡糸装置から送られた糸は、低温の複数の第１加熱ローラで予熱された後、糸送り速度の異なる、第１加熱ローラと第２加熱ローラとの間でネック延伸される。延伸後の糸は、高温の第２加熱ローラによってその延伸状態が熱固定される。

さらに、本発明では、糸の予熱のための複数の第１加熱ローラの間でも、下流側に位置するものほど糸送り速度が速くなっている。これにより、複数の第１加熱ローラにおいて、ＰＥＴからなる糸を予備的に延伸すること（以下、予備延伸という）ができるようになっている。しかし、この予備延伸において、予熱途中の、ガラス転移点まで温度が達していない糸にネック変形が生じてしまうと、無理な延伸を行ってしまうことになり、問題がある。そこで、本発明では、複数の第１加熱ローラでの予備延伸では、糸が、ネック変形張力未満の張力範囲内で延伸されるように、糸送り速度が設定される。その後、第１加熱ローラと第２加熱ローラとの間で、糸が、ネック変形張力で延伸されて、ネック変形を伴う延伸（ネック延伸、あるいは、本延伸という）が行われる。糸に予備延伸を行うことにより、本延伸時における糸の急激な変形を抑えることができるため、糸の歪みを抑えることができる。これにより、糸の断糸、毛羽の発生を防止できると共に、高品質な糸を生産することができる。また、本発明によれば、延伸性の悪い糸、および、断糸しやすい糸であっても、生産可能となる。

上述したように、糸の内部構造の歪み量が小さくなると、内部構造の均一化のための時間を短縮することができる。これにより、糸をネック延伸する区間、すなわち、複数の第１加熱ローラのうち最も下流側に位置するものと第２加熱ローラとの間の距離を変えることなく、糸が送られる速度を速くすることができる。これにより、糸の加工に要する時間を短縮することができるため、糸の生産性を向上させることができる。

また、ネック延伸の前に、複数の第１加熱ローラの間で糸を予備延伸することによって、複数の第１加熱ローラのうち最も下流側に配置されたローラ（以下、最終の第１加熱ローラとも言う）と第２加熱ローラとの間における延伸倍率を小さくすることができる。これにより、糸が送られる速度を維持したまま、２つのローラ間の距離を短くすることができるため、紡糸延伸装置のサイズをコンパクト化することができる。

また、ネック延伸の前に、複数の第１加熱ローラの間で糸を予備延伸することによって、予備延伸を行わない場合に比べて、最終の第１加熱ローラの前後で、糸に生じる張力の差を小さくすることができる。

ここで、最終の第１加熱ローラの前後で、糸にかかる張力の差が大きいと、巻き掛けられた第１加熱ローラ上で糸がスリップし、毛羽の発生、および、延伸点の変動によって染め斑が発生するなどの問題が生じるおそれがある。本発明によれば、最終の第１加熱ローラの前後で、糸に生じる張力の差を小さくすることができるため、上述したような問題を防止することができる。

また、各第１加熱ローラの前後で張力の差が生じるため、各第１加熱ローラに糸が強く巻き付けられる。これにより、糸への加熱効率が向上するため、均一加熱が可能となる。

第２の発明の紡糸延伸装置は、第１の発明において、前記複数の第１加熱ローラのうち最も上流側に配置されたローラへの入口張力をＴｉｎ、前記ネック変形張力をＴｎとしたときに、前記複数の第１加熱ローラで送られる間に、前記糸は、Ｔｉｎ以上、且つ、０．９Ｔｎ以下の張力範囲で延伸されるように、前記複数の第１加熱ローラの糸送り速度がそれぞれ設定されていることを特徴とするものである。

複数の第１加熱ローラの間の予備延伸時に、あまり延伸されず、糸にかかる張力が小さいと、その分、本延伸の区間で糸が急激に変形することになる。従って、歪み量も大きくなってしまう。一方で、予備延伸時にかかる張力が高すぎると、糸の張力変動等によってネック変形張力を超えてしまうおそれがあり、予備延伸の間に、糸にネック変形が生じてしまうことになる。

本発明では、複数の第１加熱ローラによる予備延伸時における糸の張力が、複数の第１加熱ローラのうち最も上流側に配置された、最初の第１加熱ローラへの入口張力Ｔｉｎ以上であるため、糸を変形させることができる。一方で、糸の張力が、ネック変形張力Ｔｎの０．９倍以下であるため、予備延伸時に糸にネック変形が生じない。

第３の発明の紡糸延伸装置は、第２の発明において、前記複数の第１加熱ローラでの間では、前記糸は、１．２Ｔｉｎ以上、且つ、０．８Ｔｎ以下の張力範囲で延伸されるように、前記複数の第１加熱ローラの糸送り速度がそれぞれ設定されていることを特徴とするものである。

本発明では、複数の第１加熱ローラによる予備延伸時における糸の張力が最初の第１加熱ローラへの入口張力の１．２倍以上であるため、糸をより確実に変形させることができる。また、糸の張力が、ネック変形張力Ｔｎの０．８倍以下であるため、予備延伸時における糸のネック変形を確実に防止できる。

第４の発明の紡糸延伸装置は、第１〜３のいずれかの発明において、前記複数の第１加熱ローラは、３つ以上であって、糸走行方向下流側に向かうほど、前記第１加熱ローラ間の糸の延伸張力が大きくなるように、前記複数の第１加熱ローラの糸送り速度がそれぞれ設定されていることを特徴とするものである。

予熱の初期段階、すなわち、上流側の第１加熱ローラで糸が送られている状態では、糸の温度は十分に上がっていない。このような段階で、大きい延伸張力で予備延伸をすると、糸にダメージが生じてしまうおそれがある。

本発明では、糸走行方向下流側に向かうほど、第１加熱ローラ間での延伸張力が大きくなる。従って、予熱の初期段階の区間では延伸張力を小さくして、無理な延伸を防止し、予熱の最終段階の区間では延伸張力を大きくして、予備延伸を効率的に行うことができる。これにより、上述したような問題を防止することができる。

第５の発明の紡糸延伸方法は、紡糸装置から紡出されたポリエチレンテレフタレートからなる糸がそれぞれ巻掛けられる複数の第１加熱ローラと、前記複数の第１加熱ローラから送られた前記糸が巻き掛けられ、表面温度が、前記複数の第１加熱ローラよりも高い第２加熱ローラを有する紡糸延伸装置を用いて前記糸を延伸する紡糸延伸方法であって、前記複数の第１加熱ローラで送られる間に、ネック変形張力未満の張力範囲内で前記糸を延伸した後、前記複数の第１加熱ローラのうち最も糸走行方向下流側に位置する第１加熱ローラと前記第２加熱ローラの間において、ネック変形張力で前記糸を延伸することを特徴とするものである。

本発明では、第１の発明と同様に、ＰＥＴからなる糸の予熱のための複数の第１加熱ローラの間でも、下流側に位置するものほど糸送り速度が速くなっている。これにより、複数の第１加熱ローラにおいて、ＰＥＴからなる糸を予備延伸ができるようになっている。また、複数の第１加熱ローラでの予備延伸では、糸が、ネック変形張力未満の範囲内で延伸されるように、糸送り速度が設定される。その後、第１加熱ローラと第２加熱ローラとの間で、糸が、ネック変形張力で延伸されて、ネック変形を伴う延伸が行われる。糸に予備延伸を行うことにより、ネック延伸時における糸の急激な変形を抑えることができるため、糸の歪み量を抑えることができる。これにより、糸の断糸、毛羽の発生を防止することができると共に、高品質な糸を生産することができる。また、延伸性の悪い糸、および、断糸しやすい糸であっても、生産可能となる。

本実施形態に係る紡糸引取装置の正面図である。 図１に示した保温箱と、その内部に収容された３つの第１加熱ローラおよび２つの第２加熱ローラを示す断面図である。 （ａ）は、延伸前の糸を示す図、（ｂ）は、３つの第１加熱ローラによる予備延伸時の糸を示す図、（ｃ）は、最終の第１加熱ローラと、第２加熱ローラとの間の延伸時の糸を示す図である。

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。本実施形態は、紡糸装置から紡出された、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる複数の糸を引き取る、紡糸引取装置に、本発明を適用した一例である。

図１に示すように、紡糸装置２から紡出された複数の糸１０は、その下方に配置された紡糸引取装置１に送られる。複数の糸１０は、ポリエチレンテレフタレートからなる。紡糸引取装置１は、紡糸装置２から送られた複数の糸１０を引取る引取部４０と、引取部４０から送られた複数の糸１０を巻取る巻取部５０とを有する。なお、以下では、図１の左方を「左」、図１の右方を「右」、図１の紙面手前側を「前」、図１の紙面奥側を「後」と定義して説明を進める。

引取部４０は、図１に示すように、糸走行方向に沿って配置された、糸送りローラ１６、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃ、２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅ、糸送りローラ１７等を備えている。

糸送りローラ１６は、その軸心が前後方向と平行となるように配置されている。糸送りローラ１６には、紡糸装置２から紡出された複数の糸１０が巻掛けられる。紡糸装置２から紡出された複数の糸１０は、糸送りローラ１６によって、スリット２６ｂから保温箱２６内に送られる。

図１、図２に示すように、断熱材料で形成された保温箱２６内には、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅが収容されている。３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅは、それらの軸方向が前後方向と平行となるように配置されている。

３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅは、断熱材料からなる保温箱２６に収容されることによって、放熱が抑制されている。保温箱２６には、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅの前端面を覆う扉（不図示）が開閉自在に取り付けられている。

３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅには、それぞれモータ（不図示）が内蔵されている。３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅに設けられたモータは、制御部１４とそれぞれ接続され、制御部１４によって個別に制御される。これにより、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅは、複数の糸１０の糸送り速度を個別に設定することができる。

また、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅには、それぞれヒータ１８が内蔵されている。３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅにそれぞれに設けられたヒータ１８は、各ローラを加熱する。上述したように、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅのヒータ温度は、制御部１４によって個別に制御されている。これにより、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅは、複数の糸１０が巻き掛けられる表面温度を、個別に設定することができる。

糸送りローラ１６から保温箱２６内に送られた複数の糸１０は、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃと２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅによって、加熱および延伸される。その後、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃと２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅによって、加熱および延伸された複数の糸１０は、保温箱２６の外に送り出され、糸送りローラ１７に向かって送られる。なお、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃと２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅと、それらによる複数の糸１０の加熱および延伸の詳細については、後述する。

糸送りローラ１７は、その軸心が前後方向と平行となるように配置されている。糸送りローラ１７には、保温箱２６から送り出された複数の糸１０が巻掛けられ、それよりも糸走行方向下流側に設けられた糸送りローラ１１，１２を経由して巻取部５０へと送られる。

また、糸送りローラ１６，１７，１１，１２の糸送り方向すぐ上流側には、糸分けガイド１９〜２２がそれぞれ設けられている。複数の糸１０は、それらに掛けられることによって、複数の糸１０の配列方向において一定の距離を保ちつつ糸分けされる。

また、糸送りローラ１１と糸分けガイド２２との間には、インターレース（不図示）が配置されている。インターレースは、流体噴射ノズルを用いることで糸１０を構成するフィラメントを相互に絡み合わせることにより、糸１０に集束性を付与する。

３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃと２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅによって加熱および延伸され、糸送りローラ１１，１２によって送られた複数の糸１０は、図１に示すように、巻取部５０でそれぞれ巻取られる。巻取部５０は、本体フレーム１５と、本体フレーム１５に回転可能に設けられた円板状のターレット６と、複数のボビンＢがその軸方向に沿って装着される２本のボビンホルダ７と、複数のボビンＢに巻取られる複数の糸１０をそれぞれ綾振りする複数のトラバースガイド８と、ボビンホルダ７に装着された複数のボビンＢに接触するコンタクトローラ９等を備えている。

２本のボビンホルダ７は、それらの軸方向が前後方向と平行になる状態で、それぞれ、後方のターレット６に回転可能に支持されている。２本のボビンホルダ７は、それぞれモータ（不図示）によって回転駆動される。各ボビンホルダ７が回転すると、このボビンホルダ７に装着された複数のボビンＢも、ボビンホルダ７と一体的に回転する。また、２本のボビンホルダ７を支持するターレット６が回転することにより、２本のボビンホルダ７の位置を、巻取位置（図１の上方の位置）と退避位置（図１の下方の位置）との間で切り換える。つまり、ターレット６は、糸１０を巻取るボビンホルダ７を切り換えるものである。

ボビンホルダ７の上方には、本体フレーム１５に取り付けられた複数の支点ガイド１３と複数のトラバースガイド８が、複数のボビンＢにそれぞれ対応して設けられている。糸送りローラ１２から送られた複数の糸１０は、複数の支点ガイド１３にそれぞれ掛けられる。さらに、複数の糸１０が、複数のトラバースガイド８によって、対応する支点ガイド１３を中心としてボビンＢの軸方向に綾振りされながら、巻取位置のボビンホルダ７に装着された複数のボビンＢにそれぞれ巻取られる。これにより、複数のボビンＢに複数のパッケージＰがそれぞれ形成されていく。また、糸巻取り中には、コンタクトローラ９が、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することで、パッケージＰの形状が整えられる。

次に、紡糸引取装置１の電気的構成について説明する。紡糸引取装置１の動作を制御する制御部１４は、図１に示すように、糸送りローラ１１，１２，１６，１７を駆動するモータ（不図示）、保温箱２６内に収容された３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅにそれぞれ取り付けられたモータ（不図示）、および、ヒータ１８を個別に制御する。また、制御部１４は、様々な設定を行うための設定部を有し、この設定部から、オペレータは、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃおよび２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅのモータ（不図示）の糸送り速度、および、ヒータ１８の温度を個別に設定することが可能である。設定された糸送り速度の設定値、及び、ヒータ１８の温度の設定値は、制御部１４内の記憶装置に記憶される。また、制御部１４は、巻取部５０の制御部３に信号を送る。制御部３は、巻取部５０に設けられたターレット６、トラバースガイド８、ボビンホルダ７などを制御する。

次に、保温箱２６内の５つの加熱ローラ４ａ〜４ｅによる、複数の糸１０の加熱および延伸について詳細に説明する。本実施形態では、本来、ＰＥＴからなる複数の糸１０の予熱のために設置されている上流側の３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃによって、糸１０にネック変形が生じない程度の予備延伸を行う。その後、第１加熱ローラ４ｃと第２加熱ローラ４ｄとの間で、ネック変形を生じさせる本延伸（ネック延伸）を行う。

３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃの表面温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃは、上流側に配置されたローラほど、その温度が高くなるように設定されている（Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ）。尚、下流側の２つの第１加熱ローラ４ｂ，４ｃの温度Ｔｂ，Ｔｃは同じ温度であっても構わない（Ｔａ＞Ｔｂ＝Ｔｃ）。３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃの表面温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃは、それらに設けられたヒータ１８によって、糸１０のガラス転移温度以上（８０〜１００℃）まで加熱されている。より具体的には、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃの表面温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃは、例えば、第１加熱ローラ４ａの表面温度Ｔａは９０℃、第１加熱ローラ４ｂの表面温度Ｔｂは８５℃、第１加熱ローラ４ｃの表面温度Ｔｃは８０℃となるように設定されている。

また、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃは、それらの糸送り速度Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが、下流側に配置された第１加熱ローラほど、糸送り速度が速くなるように設定されている（Ｖａ＜Ｖｂ＜Ｖｃ）。

以上より、複数の糸１０は、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃによって、ガラス転移温度近くまで加熱される過程で、糸送り速度の差によって、隣り合う第１加熱ローラ４ａ，４ｂ間、および、第１加熱ローラ４ｂ，４ｃ間において、予備延伸される。これにより、複数の糸１０は、図３（ａ）に示す延伸前の断面積から、図３（ｂ）に示すように、その糸走行方向下流側ほど、断面積が徐々に小さくなっていく。

また、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃの糸送り速度Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、糸１０がそのネック変形張力未満の張力範囲内で延伸されるような速度に設定される。具体的には、最初の第１加熱ローラ４ａへの入口張力をＴｉｎ、ネック変形張力をＴｎとしたときに、３つの第１加熱ローラ４ａ〜４ｃで送られる間に、糸１０が、Ｔｉｎ以上、且つ、０．９Ｔｎ以下の張力範囲で延伸されるように、糸送り速度Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃがそれぞれ設定されていることが好ましい。さらに、糸１０が、１．２Ｔｉｎ以上、且つ、０．８Ｔｎ以下の張力範囲で延伸されるように、糸送り速度Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃがそれぞれ設定されていることが好ましい。

２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅは、それらの表面温度Ｔｄ，Ｔｅが等しい（Ｔｄ＝Ｔｅ）。２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅの表面温度Ｔｄ，Ｔｅは、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃの表面温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃよりも高い温度に設定されている（Ｔｃ＜Ｔｄ＝Ｔｅ）。なお、２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅは、それらの表面温度Ｔｄ，Ｔｅが異なっていても構わない。

また、２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅは、それらの糸送り速度Ｖｄ，Ｖｅが等しい（Ｖｄ＝Ｖｅ）。さらに、２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅの糸送り速度Ｖｄ，Ｖｅは、最も糸走行方向下流側に設けられた最終の第１加熱ローラ４ｃの糸送り速度Ｖｃよりも速くなるように設定されている（Ｖｄ＝Ｖｅ＞Ｖｃ）。なお、第２加熱ローラ４ｄの糸送り速度Ｖｄは、第２加熱ローラ４ｅの糸送り速度Ｖｅよりも速くても構わない。もしくは、第２加熱ローラ４ｄの糸送り速度Ｖｄは、第２加熱ローラ４ｅの糸送り速度Ｖｅよりも遅くても構わない。

以上より、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃによって、最終的にガラス転移温度以上まで加熱された複数の糸１０は、第１加熱ローラ４ｃと第２加熱ローラ４ｄの糸送り速度の差によって、延伸される。ここで、糸走行方向上流側の第２加熱ローラ４ｄの糸送り速度Ｖｄは、最終の第１加熱ローラ４ｃと第２加熱ローラ４ｄとの間で、糸１０が、そのネック変形張力でネック延伸されるような速度に設定される。これにより、図３（ｃ）に示すように、複数の糸１０は、塑性変形を生じながら、その断面積が急激に減少する（ネック変形）。

２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅの表面温度Ｔｄ，Ｔｅは、例えば、１２０〜１４０度に加熱されている。これにより、２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅの表面に巻き掛けられた複数の糸１０は熱固定される。

次に、５つの加熱ローラ４ａ〜４ｅの温度、及び、糸送り速度の具体例と、そのときの糸張力について、以下に挙げる。
（糸銘柄）
ＰＥＴ ＳＤ８３ｄｔｅｘ／７２ｆ（ＰＥＴセミダル糸、繊度８３ｄｔｅｘ、７２フィラメント）
（ローラ温度）
Ｔａ＝９０℃
Ｔｂ＝Ｔｃ＝８３℃
Ｔｄ＝Ｔｅ＝１３６℃
（糸送り速度）
Ｖａ＝２０６０ｍ／ｍｉｎ
Ｖｂ＝２１３５ｍ／ｍｉｎ
Ｖｃ＝２２８０ｍ／ｍｉｎ
Ｖｄ＝４６１６ｍ／ｍｉｎ
Ｖｅ＝４６１６ｍ／ｍｉｎ
（糸張力）
ネック変形張力Ｔｎ＝４０．０ｃＮ
ローラ４ａへの入口張力Ｔｉｎ＝１４．５ｃＮ
ローラ４ａ、４ｂ間張力＝２５．６ｃＮ
ローラ４ｂ、４ｃ間張力＝２６．０ｃＮ
この例では、ローラ４ａ，４ｂ間張力、及び、ローラ４ｂ、４ｃ間張力は、共に、入口張力Ｔｉｎの１．２倍以上で、且つ、ネック変形張力Ｔｎの０．８倍以下となっている。

本実施形態では、ＰＥＴからなる複数の糸１０の予熱のための３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃの間でも、下流側に位置するものほど糸送り速度が速くなっている。これにより、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃにおいて、ＰＥＴからなる糸を予備延伸することができるようになっている。さらに、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃでの予備延伸では、糸１０が、ネック変形張力未満の範囲内で延伸されるように、各ローラ４ａ〜４ｃの糸送り速度が設定される。その後、第１加熱ローラ４ｃと第２加熱ローラ４ｄとの間で、複数の糸１０が、ネック変形張力で延伸されて、ネック変形を伴う本延伸（ネック延伸）が行われる。複数の糸１０に予備延伸を行うことにより、本延伸時における糸１０の急激な変形を抑えることができるため、糸１０の歪み量を抑えることができる。これにより、糸１０の断糸、毛羽の発生を防止できると共に、高品質な糸１０を生産することができる。また、延伸性の悪い糸、および、断糸しやすい糸であっても、生産可能となる。

上述したように、糸１０の内部構造の歪み量が小さくなると、内部構造の均一化のための時間を短縮することができる。これにより、糸１０をネック延伸する区間、すなわち、第１加熱ローラ４ｃと第２加熱ローラ４ｄの間の距離を変えることなく、糸１０が送られる速度を速くすることができる。これにより、糸１０の加工に要する時間を短縮することができるため、糸１０の生産性を向上させることができる。

また、ネック延伸の前に、３つの第１加熱ローラ４ａ〜４ｃで送られる間に糸１０を予備延伸することによって、第１加熱ローラ４ｃと第２加熱ローラ４ｄの間における延伸倍率を小さくすることができる。これにより、糸１０が送られる速度を維持したまま、ローラ４ｃとローラ４ｄの間の距離を短くすることができるため、紡糸引取装置１のサイズをコンパクト化することができる。

また、ネック延伸の前に、隣り合う第１加熱ローラ４ａ，４ｂ間、および、第１加熱ローラ４ｂ，４ｃ間で予備延伸することによって、予備延伸を行わない場合に比べて、最終の第１加熱ローラ４ｃの前後で、複数の糸１０に生じる張力の差を小さくすることができる。

最終の第１加熱ローラ４ｃの前後で、複数の糸１０にかかる張力の差が大きいと、巻き掛けられた第１加熱ローラ４ｃ上で糸１０がスリップする。さらに、第１加熱ローラ４ｃ上でスリップし、毛羽の発生、および、延伸点の変動によって染め斑が発生するなどの問題が生じるおそれがある。本実施形態によれば、最終の第１加熱ローラ４ｃの前後で、複数の糸１０に生じる張力の差を小さくすることができるため、上述したような問題を防止することができる。

また、各第１加熱ローラ４ａ〜４ｃの前後で張力の差が発生するため、複数の糸１０を第１加熱ローラ４ａ〜４ｃに強く巻き付けることができる。これにより、糸１０への加熱効率が向上するため、均一加熱が可能となる。

第１加熱ローラ４ａ〜４ｃの間の予備延伸時に、糸１０があまり延伸されず、糸１０にかかる張力が小さいと、その分、本延伸の区間で糸１０が急激に変形することになる。従って、歪み量も大きくなってしまう。一方で、予備延伸時にかかる張力が高すぎると、糸１０の張力変動等によってネック変形張力を超えてしまうおそれがあり、予備延伸の間に、糸１０にネック変形が生じてしまうことになる。

この観点では、まず、予備延伸時に糸１０を変形させるために、予備延伸時における糸１０の張力が、最初の第１加熱ローラへの入口張力Ｔｉｎ以上であるのが好ましい。さらに、糸１０を確実に変形させるためには、糸１０の張力が１．２Ｔｉｎ以上であるのがより好ましい。一方、予備延伸時に糸１０にネック変形を生じさせないために、糸１０の張力が、ネック変形張力Ｔｎの０．９倍以下であることが好ましい。さらに、予備延伸時のネック変形を確実に防止するためには、糸１０の張力が、ネック変形張力Ｔｎの０．８倍以下であることが好ましい。

また、ここで、第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃによる複数の糸１０の予熱の初期段階、すなわち、第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃのうちの上流側のローラ４ａ，４ｂ間では、複数の糸１０の温度は十分に上がっていない。このような段階で、大きい延伸張力で予備延伸をすると、糸１０にダメージが生じてしまうおそれがある。この点、本実施形態では、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ、４ｃの糸送り速度Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの関係は、Ｖａ＜Ｖｂ＜Ｖｃとなっており、糸走行方向下流側に向かうほど糸送り速度が大きくなっている。従って、糸走行方向下流側に配置された２つの第１加熱ローラ４ｂ，４ｃ間の予備延伸は、糸走行方向上流側に配置された２つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ間の予備延伸よりも、延伸張力が大きくなるように延伸される。つまり、予熱の初期段階の区間では、糸１０にかかる延伸張力を小さくして無理な延伸を防止し、予熱の最終段階の区間では糸１０にかかる延伸張力を大きくして、予備延伸を効率的に行うことができる。

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。

また、本実施形態では、３つの第１加熱ローラ４ａ，４ｂ，４ｃと２つの第２加熱ローラ４ｄ，４ｅが設けられている場合について記載したが、第１加熱ローラが２つ以上で、第２加熱ローラが１つ以上であることを条件に、第１加熱ローラと第２加熱ローラの個数を適宜変更しても構わない。例えば、２つの第１加熱ローラと１つの第２加熱ローラによって加熱延伸を行っても構わない。即ち、２つの第１加熱ローラによって複数の糸１０を予備加熱した後、その後、２つの第１加熱ローラのうち糸走行方向下流側の第１加熱ローラと１つの第２加熱ローラの間でネック延伸を行っても構わない。

１ 紡糸引取装置
２ 紡糸装置
４ａ，４ｂ，４ｃ 第１加熱ローラ
４ｄ，４ｅ 第２加熱ローラ
１０ 糸
１４ 制御部
４０ 引取部
５０ 巻取部

Claims (5)

1. 紡糸装置から紡出されたポリエチレンテレフタレートからなる糸を加熱しつつ延伸する紡糸延伸装置であって、
   前記紡糸装置から紡出された前記糸がそれぞれ巻掛けられる複数の第１加熱ローラと、
   前記複数の第１加熱ローラから送られた前記糸が巻き掛けられ、表面温度が、前記複数の第１加熱ローラよりも高い第２加熱ローラを有し、
   前記複数の第１加熱ローラで送られる間には、前記糸が、そのネック変形張力未満の張力範囲内で延伸されるように、前記複数の第１加熱ローラのそれぞれの糸送り速度は、糸走行方向下流側に位置するものほど速く設定され、
   前記複数の第１加熱ローラのうち最も糸走行方向下流側に位置するものと前記第２加熱ローラの間においては、前記糸が、そのネック変形張力でネック延伸されるように、前記第２加熱ローラの糸送り速度は、前記複数の第１加熱ローラのうち最も下流側に位置する第１加熱ローラの糸送り速度よりも速く設定されていることを特徴とする紡糸延伸装置。
2. 前記複数の第１加熱ローラのうち最も上流側に配置されたローラへの入口張力をＴｉｎ、前記ネック変形張力をＴｎとしたときに、
   前記複数の第１加熱ローラで送られる間に、前記糸は、Ｔｉｎ以上、且つ、０．９Ｔｎ以下の張力範囲で延伸されるように、前記複数の第１加熱ローラの糸送り速度がそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１に記載の紡糸延伸装置。
3. 前記複数の第１加熱ローラで送られる間に、前記糸は、１．２Ｔｉｎ以上、且つ、０．８Ｔｎ以下の張力範囲で延伸されるように、前記複数の第１加熱ローラの糸送り速度がそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項２に記載の紡糸延伸装置。
4. 前記複数の第１加熱ローラは、３つ以上であって、
   糸走行方向下流側に向かうほど、前記第１加熱ローラ間での糸の延伸張力が大きくなるように、前記複数の第１加熱ローラの糸送り速度がそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の紡糸延伸装置。
5. 紡糸装置から紡出されたポリエチレンテレフタレートからなる糸がそれぞれ巻掛けられる複数の第１加熱ローラと、
   前記複数の第１加熱ローラから送られた前記糸が巻き掛けられ、表面温度が、前記複数の第１加熱ローラよりも高い第２加熱ローラを有する紡糸延伸装置を用いて前記糸を延伸する紡糸延伸方法であって、
   前記複数の第１加熱ローラで送られる間に、ネック変形張力未満の張力範囲内で前記糸を延伸した後、
   前記複数の第１加熱ローラのうち最も糸走行方向下流側に位置する第１加熱ローラと前記第２加熱ローラの間において、ネック変形張力で前記糸を延伸することを特徴とする紡糸延伸方法。

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