JPH06207339A

JPH06207339A - 糸条の加熱装置

Info

Publication number: JPH06207339A
Application number: JP1700493A
Authority: JP
Inventors: Yukio Hatano; 征雄畑野; Kunihiko Ueda; 邦彦上田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1993-01-07
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】フィラメントの熱処理部の放熱により発生す
る空気の自然対流による外気の導引を利用して、該熱処
理部出入口面に沿う冷却空気流れを形成し、熱処理直
前、直後のフィラメントの表面温度を低温域に保つこと
で、結果的に急速加熱、急速冷却を可能とし、ポリフッ
化ビニリデンモノフィラメントの結節強度を向上する。【構成】加熱板４を対向させて狭いスリット１３を形
成し、該スリット１３中に非接触で糸条１５を走行さ
せ、加熱板４からの輻射熱により糸条１５を加熱処理す
る装置において、加熱板４を、加熱処理有効部の始点、
終点を起点に糸条の進入、進出方向に向け、先拡がり形
状に形成した糸条の加熱装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、糸条の加熱装置に関
し、特に高結節強度ポリフッ化ビニリデンモノフィラメ
ントの製造工程において、モノフィラメントの表層を十
分に配向緩和することを目的に、該表層部分を急速加熱
・急速冷却し得る糸条の加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリフッ化ビニリデンモノフィラメント
は、強靱性、透明性および耐光性などに優れ、しかも高
比重で水中に沈みやすく、屈折率が水に近く水中におけ
る光の反射が極めて少ないという特性を有し、特に釣糸
や漁網用として優れた性質を有する。

【０００３】しかし、特に釣糸においては、ナイロンモ
ノフィラメントに比べ強度が低い為、高強度、特に結節
強度の高いモノフィラメントが要求されている。

【０００４】上記の如く、高強度で特に結節強度に優れ
た高結節強度ポリフッ化ビニリデンモノフィラメントを
得る目的で、熱処理工程を設けて該フィラメントの表層
部分のみを急速加熱、急速冷却処理し該表層部分のみの
配向緩和を行う事が一般に知られている。

【０００５】従来行われているフィラメントの熱処理装
置として、例えば特開昭６３−２６４９４０号公報に開
示された装置が知られている。この技術は、モノフィラ
メントに対し予熱工程用の遠赤外線ヒータ及びネック延
伸用の近赤外線ヒータを直列に配列し、効率良く熱処理
するものであり、フィラメントの表面状態に左右され
ず、かつ半径方向に温度分布を持たないように加熱する
事が可能な予熱機として提案されているが、本技術によ
ればフィラメントの内部より温度上昇せしめられる為、
フィラメントの表層部分のみの加熱手段としては適さな
い。

【０００６】さらに、特公昭６２−７２９８号公報で
は、焔流を糸条の走行の向きに旋回進行させ、高温で糸
条の熱処理が可能な技術を提案しているが、これとて加
熱前後における糸条は、火焔の輻射熱を受ける為、急速
加熱、急速冷却手段とは成り得ない。

【０００７】また、特公昭５２−３３６８４号公報によ
れば、熱媒体で一定温度にコントロールされた予熱部を
通過した糸条を、輻射加熱炉で熱処理する技術を開示し
ているが、該技術においても前記と同様フィラメントの
表層のみならず芯部まで加熱されると同時に、加熱炉を
通過した直後のフィラメントは、加熱炉の輻射熱を受け
て、結果的に徐冷される事になり、急速加熱、急速冷却
の目的を達成する事はできない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解消し、フィラメントの熱処理部の放熱により
発生する空気の自然対流による外気の導引を利用して、
該熱処理部出入口面に沿う冷却空気流れを形成し、熱処
理直前、直後のフィラメントの表面温度を低温域に保つ
ことで、結果的に急速加熱、急速冷却を行なわしめ、ポ
リフッ化ビニリデンモノフィラメントの表層部分のみを
一旦溶融し、十分に配向緩和せしめることにより結節強
度を向上せしめる糸条の加熱装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る糸条の加熱装置は、加熱板を対向させ
て狭いスリットを形成し、該スリット中に非接触で糸条
を走行させ、加熱板からの輻射熱により糸条を加熱処理
する、糸条の加熱装置において、前記加熱板は、糸条の
加熱処理有効部の始点、終点を起点にし、該糸条の進
入、進出方向に向け、略糸条走行中心を軸にした先拡が
り形状をして成ることを特徴とするものから成る。

【００１０】本発明の加熱装置が適用できるポリフッ化
ビニリデンモノフィラメントには、例えば顔料、染料、
耐光剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、結晶化抑制剤及び
可塑剤などの添加剤を、本発明の目的を阻害しない範囲
で含有することが出来る。

【００１１】本発明の加熱処理に供する為には、繊維方
向に配向したポリフッ化ビニリデンモノフィラメントを
用いる必要があり、高度に配向しているほど、本発明の
効果が顕著になる。このため、複屈折が２５×１０^-3
以上、好ましくは３０×１０^-3以上のポリフッ化ビニリ
デンモノフィラメントを用いる。

【００１２】以下、本発明に係る糸条の加熱装置の一実
施態様を、図面を参照しながら具体的に説明する。図１
は、本発明の一実施態様に係る糸条の加熱装置の縦断面
図、図２は図１の装置の横断面図、図３は図１の装置の
側面図である。

【００１３】図１において、１は加熱装置全体を示して
いる。４は走行する糸条１５を加熱処理するための加熱
板で、上下分割構成になっており、その分割合せ面は図
２に示す様に、糸条１５の通路部に当たる略中央部にス
リット状の処理室１２を形成し、該処理室１２の高さ方
向中心位置に糸条１５を走行させ、加熱板４により上下
からの輻射熱で加熱処理する構成を有する。

【００１４】加熱板４は、上下に対向配置された、ヒー
タ板４ａと、該ヒータ板４ａを挟持するように配置され
た鋼板製カバー１１とからなり、ヒータ板４ａは、支持
棒８により、断熱材１０を介して、ロックナット９で鋼
板製カバー１１に支持固定されている。この上下の加熱
板４を含めて、上本体２、下本体３が構成されている。

【００１５】上記分割合せ面における加熱板４は、処理
室長さＴへの糸条１５の入口点及び出口点、すなわち、
糸条の加熱処理有効部の始点、終点を起点にし、糸条の
進入、進出方向に向け角度αなる先拡がり形状に形成さ
れている。これは、加熱板からの熱伝導により高温化し
た処理室入口、出口部近傍の上昇気流に起因する自然対
流気流１４が、外気を導入しつつ、上記処理室１２の入
出口面に接するが如く近接して流れる対流経路を形成す
る為のものである。

【００１６】上記加熱板４の糸条１５の進入、進出側に
は、糸条１５の入出口部以外の部分が実質的に閉塞され
た閉塞部が形成され、該閉塞部の上下部が開放可能に構
成されている。すなわち、糸条１５の進入、進出側に設
けられた上通気ダクト５、下通気ダクト６と、加熱板４
の側面（カバー１１の側面）とにより閉塞部が形成さ
れ、通気ダクト５、６各々の上下端面には、開度調整自
在なるシャッター７を設けることにより、閉塞部の上下
部が開放可能に構成されている。上通気ダクト５、下通
気ダクト６は、上、下の加熱板４と連結棒１９により固
定され、一体構成を成し、ヒンジ１７を介して上通気ダ
クト５が上方に開放可能な構造となっている。この上通
気ダクト５、下通気ダクト６と上、下の加熱板４とによ
り、上本体２、下本体３が構成されている。尚１６は上
・下本体閉時の固定金具である。この構成によって、対
流気流１４により、下通気ダクト６の下部より外気を導
引し、上通気ダクト５の上端より排出する対流経路が形
成され、シャッター７の開度により外気導引量を調整す
るものである。

【００１７】加熱板４は、上下合せ面に糸条数に応じた
巾のスリット１３を設け処理室１２を構成しているが、
該スリット間隔は、０．５ｍｍ以上、７ｍｍ以下の範囲
が好ましく、さらに好ましくは、１ｍｍ以上、４ｍｍ以
下の範囲である。この範囲より小さいと、加熱板面と糸
条１５が接触し、溶融断糸または、加熱板面の汚れを生
じる。また、この範囲より大きいと、加熱板４からの輻
射熱効率が低下するばかりでなく、処理室１２内での気
流が生じ、巾方向温度分布精度を低下ならしめる。

【００１８】また、加熱板１４の糸条進入、進出方向に
向う角度αの先拡がり形状は、対流気流１４の処理室１
２の糸条進入、進出面への導引を容易にし、該対流気流
により導入した外気と相まって、糸条１５を冷却せしめ
るものである。

【００１９】上記先拡がり角度αは、４５°以上、１５
０°以下の範囲が好ましく、先拡がり角度をこの範囲よ
り小さくすると処理室１２の糸条進入、進出面に沿う対
流気流経路の屈曲が大きくなりすぎ、冷却を目的とした
該処理室近傍の対流が得られない。また、先拡がり角度
αをこの範囲より大きくすると、加熱板４からの熱放散
が多くなり、糸条巾方向の温度むら精度が安定せず、品
質の糸条間バラツキ等重大な欠点を来たす。

【００２０】加熱板４の支持棒８は、剛性の低い、例え
ば細径の金属製丸棒等が好ましい。これは上、下の加熱
板４が高温に熱せられた時の熱膨張により生じる合せ面
方向の変形を、固定金具１６の押圧力とのバランスで、
支持棒８の座屈変形により吸収し、合せ面の密着性を確
保するものである。本実施例では、支持棒８として直径
３ｍｍの金属製丸棒を使用したが、これに限定されるも
のでなく、上述の様に上下加熱板４の合せ面での変形量
を吸収し得る、圧縮バネ等の弾性体であっても良い。

【００２１】さらに、加熱板支持棒８の固定側端には、
ネジ加工がなされており上下高さ調整可能なる構造を採
っている。これは上下加熱板４の当り面の密着性を確保
するため、ヒンジ１７との組立初期の相対位置調整を行
わしめる為であり、位置調整後はロックナット９で位置
固定する。

【００２２】ここで、上下加熱板４の合せ面の密着性の
保持は、非常に重要なポイントとなる。すなわち、上下
合せ面に隙間を生じれば、該隙間を通じ、処理室１２内
と外気との連通による空気流を生じせしめ、従って一定
温度の保持が極めて困難になり製品品質のバラツキと言
う重大な欠点を生じせしめる。尚処理室１２の設定温度
コントロールは加熱板４の温度検出熱電対測温体１８と
図示しない調節器により加熱板電源ＯＮ−ＯＦＦ制御に
より行なう。

【００２３】上本体２と下本体３を開閉構造にしたの
は、糸条１５の通し作業性の向上を図ったものであり、
上本体２はヒンジ１７を支点にし上方に回転開放可能な
構造である為、開放時処理室１２は完全露出状態にな
り、多糸条に渡る糸条通し作業も容易に行わしめるもの
であり、さらに処理室１２の掃除、糸道中心位置の調整
等メインテナンス性も飛躍的に向上せしめるものであ
る。

【００２４】上通気ダクト５の上端及び下通気ダクト６
の下端に設けられた開度調整自在なシャッター７は、通
気ダクト内上昇気流により導入される外気量の給・排気
量を調整するものであり、外気温度の変化に従って開度
を調整し、処理室１２の糸条の進入・進出部における冷
却度合を最適な条件にコントロールし、一定温度に保持
せしめるものである。

【００２５】尚、上下通気ダクト合せ面に形成されたス
リット１３は、糸条１５の通過スペースを確保する為の
ものである。

【００２６】本発明において、処理室１２内糸条走行中
心部の温度は３００℃以上１２００℃以下が好ましく、
さらには好ましくは、５５０℃以上１０００℃以下の範
囲である。また処理室１２への糸条１５の進入、進出点
より、外方に向けて各々１０ｍｍ位置の温度は、１６０
℃以下、さらに好ましくは１２０℃以下である。温度を
このような範囲にすることで、糸条１５の急速加熱、急
速冷却処理が可能となり、高強度で特に結節強度の優れ
た高結節強度ポリフッ化ビニリデンモノフィラメントの
製造が可能になる。

【００２７】

【作用】加熱板を対向させて形成した処理室内に糸条を
非接触で走行させ熱処理する際、熱処理装置を処理室の
出入口点を起点とする先拡がり形状とすることで、対流
気流を該出入口点近傍に導引し、熱処理直前、直後の糸
条を冷却することで結果的に急速加熱、急速冷却処理せ
しめる。これにより、ポリフッ化ビニリデンモノフィラ
メントの表層に適当な厚みの配向緩和層が形成され、引
張強度は高い値に維持したまま、結節強度を著しく向上
することができる。

【００２８】

【実施例】次に、本発明に係る装置について、実施例に
基づいて説明するが、得られたポリフッ化ビニリデンモ
ノフィラメントの物性は以下の測定法によって測定す
る。

【００２９】（Ａ）固有粘度指数（ηinh ）：試料をジ
メチルホルムアミドに０．４ｇ／ｃｃの濃度で溶解し、
オストワルド粘度計を用いて３０℃で測定した。

【００３０】（Ｂ）複屈折（Δｎ）：日本光学工業
（株）製ＰＯＨ型偏光顕微鏡を用い、白色光を光源とし
て通常のベレックコンペンセータ法により求めた。

【００３１】（Ｃ）引張強度、引張伸度、結節強度：Ｊ
ＩＳ−Ｌ１０１７の定義によった。試料を綛状にとり、
２０℃、６５％ＲＨの温湿度調節室で２４時間放置後、
（株）オリエンテック社製“テンシロン”ＵＴＭ−４−
１００型引張試験機を用い、試長２５ｃｍ、引張速度３
０ｃｍ／分で測定した。

【００３２】（実施例１）図１ないし図３で説明した本
発明の実施例装置において、加熱板４として、シーズ線
鋳込みメタロックヒータを用い、断熱材１０として、ニ
チアス（株）製セラミックフェルトンＮ−９００（厚さ
９０ｍｍ）を使用した。また加熱板の処理室有効部に相
当する長さＴを１５ｍｍ、処理室高さを３．５ｍｍと
し、その高さ方向中心位置に糸条１５として、ポリフッ
化ビニリデンモノフィラメントを糸条間ピッチ５ｍｍで
２０糸条配し、処理室巾は糸条配置寸法より広く１４０
ｍｍとした。また処理室有効部Ｔから糸条の進入、進出
方向へ向けての先拡がり角度αを９０°とし処理室長さ
Ｔから糸条走行線上の１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ離
れた位置の温度をそれぞれＴ₁℃、Ｔ₂℃、Ｔ₃℃とし
て、シャッター開度を全開時に対する面積比で５０％、
１００％（全開）について測定した。この時の処理室内
糸条走行位置の温度は７２０℃、通気ダクト外気温度は
２５℃であった。

【００３３】得られた温度は、シャッター開度５０％で
Ｔ₁＝１１８℃、Ｔ₂＝１１１℃、Ｔ₃＝１００℃であ
り、この時の処理室巾方向糸条配置範囲１１５ｍｍでの
温度ムラ範囲は３℃以内に収まり、糸条間での品質バラ
ツキに及ぼす影響は何ら問題のないものであった。

【００３４】一方、シャッター開度１００％（全開）に
おいては、Ｔ₁＝９０℃、Ｔ₂＝８６℃、Ｔ₃＝７９℃
とさらに冷却結果は向上したものの、処理室巾方向１１
５ｍｍでの温度ムラ範囲が７℃に広がり、実用処理温度
精度としては不満足なものであった。

【００３５】（比較例１）実施例１において、処理室有
効部Ｔから糸条の進入、進出方向へ向けての先拡がり形
状を付与せず、また通気ダクト配設のない状態で、実施
例１と同様、処理室長さＴからの糸条走行線上１０ｍ
ｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ離れた位置の温度をそれぞれＴ
₁、Ｔ₂、Ｔ₃℃とし測定した結果、Ｔ₁＝５０３℃、
Ｔ₂＝４１２℃、Ｔ₃＝３２０℃となり、目標上限温度
Ｔ₁＝１６２℃、Ｔ₂＝１３２℃、Ｔ₃＝１０２℃に対
し程遠い結果を得た。

【００３６】（実施例２）固有粘度指数ηinh が１．２
のポリフッ化ビニリデン重合体チップを紡糸機中で２６
０℃で溶融し、孔径１．０ｍｍの口金を通して紡糸し、
さらに２０℃のポリエチレングリコール浴中で冷却して
未延伸モノフィラメントを得た。ここで得られたモノフ
ィラメントの複屈折Δｎは１．５×１０^-3であった。

【００３７】次に、この未延伸モノフィラメントを１６
５℃のポリエチレングリコール延伸浴中で６．５倍に延
伸し、引続いて８０℃の温水浴中でポリエチレングリコ
ールを除去して直径０．２３ｍｍのポリフッ化ビニリデ
ンを得た。得られたポリフッ化ビニリデンモノフィラメ
ントの複屈折は、３９．３×１０^-3であった。

【００３８】上記ポリフッ化ビニリデンモノフィラメン
トを実施例１の装置及び条件で、処理速度７ｍ／分で加
熱処理を行った。得られたポリフッ化ビニリデンモノフ
ィラメトの引張強度は、６．３ｇ／ｄ、結節強度４．７
ｇ／ｄを得た。

【００３９】（比較例２）実施例２で用いたポリフッ化
ビニリデンモノフィラメントを、比較例２の装置及び条
件で、実施例２と同様処理速度７ｍ／分で加熱処理を行
った。得られたポリフッ化ビニリデンモノフィラメント
の引張強度は、６．５ｇ／ｄとあまり変化がないが、結
節強度は２．７ｇ／ｄと大巾に低下した。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る糸条
の加熱処理装置は、加熱板を加熱処理有効部の始点、終
点を起点に先拡がり形状にした事で、該加熱処理有効部
の始点、終点近傍に沿う対流空気流れを形成すると同時
に温度の低い外気を導引して加熱処理直前、直後の糸条
の冷却を促進せしめ、結果的に急速加熱、急速冷却処理
を成し得るもので、繊維軸方向に高度に配向したポリフ
ッ化ビニリデンモノフィラメントにおいては、表層部分
のみが配向緩和されて、強度は維持したまま結節強度の
高いモノフィラメントが得られる。

【００４１】また、対流空気流量を調整し得る通気ダク
ト及びシャッターを具備する事により、通気ダクト外気
温度の変化に追従して、冷却用に導引する外気の導引量
を調整できるので、多糸条処理装置とした場合でも広巾
化する処理室の巾方向温度ムラを生じさせる事なく効率
の良い冷却が可能となり、糸条間に渡って一定品位のモ
ノフィラメントを得る事ができる。

【００４２】さらに、上記通気ダクトにより、処理室へ
の糸条進入、進出面を囲っている為、雰囲気の気流変動
による糸揺れを防止し、処理室内における糸条走行位置
の安定化が図れ、品位安定化に多大な効果がある。

【００４３】また、処理室構成を上、下分割方式にし開
放可能構造にしたことから、多糸条に渡る糸通し作業も
容易に行わしめるものであり、さらに処理室の掃除、糸
道中心位置の調整等、メインテナンス性も飛躍的に向上
せしめるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係る糸条の加熱装置の縦
断面図である。

【図２】図１の装置の横断面図である。

【図３】図１の装置の側面図である。

【符号の説明】

１加熱装置２上本体３下本体４加熱板４ａヒータ５上通気ダクト６下通気ダクト７シャッター８ヒータ支持棒９ロックナット１０断熱材１１カバー１２処理室１３糸条通過スリット１４対流気流１５糸条１６固定金具１７ヒンジ１８熱電対測温体１９連結棒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱板を対向させて狭いスリットを形成
し、該スリット中に非接触で糸条を走行させ、加熱板か
らの輻射熱により糸条を加熱処理する、糸条の加熱装置
において、前記加熱板は、糸条の加熱処理有効部の始点、終点を起
点にし、該糸条の進入、進出方向に向け、略糸条走行中
心を軸にした先拡がり形状をして成ることを特徴とす
る、糸条の加熱装置。
【請求項２】前記加熱板の糸条の進入、進出側に、糸
条の入出口部以外の部分が実質的に閉塞された閉塞部を
形成し、該閉塞部の上下部を開放可能に構成したことを
特徴とする、請求項１の糸条の加熱装置。
【請求項３】前記閉塞部の上、下開放面に、開度調整
自在のシャッターを設けたことを特徴とする、請求項２
の糸条の加熱装置。
【請求項４】前記加熱板に、該加熱板を対向させて形
成したスリットの間隙を０．５ｍｍ以上、７ｍｍ以下に
保つスリット間隙調整機構を設けたことを特徴とする、
請求項１ないし３のいずれかに記載の糸条の加熱装置。