JPH06299406A - 高速紡糸用糸条熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】高速紡糸糸条の雰囲気を加熱する加熱筒を備え
た熱処理装置において、該加熱筒の糸条出口側に保温筒
を脱着自在に装着する。 【効果】本発明装置は、特に保温筒が加熱筒の下端に脱
着自在に装着されているため、その保温筒を所望により
抜き取ったり、あるいはその長さ、内径等の変更が容易
になる。このため熱処理装置本体を固定したままでも、
高速紡糸時における繊維の品種や紡糸時の引取速度等に
応じて、紡糸口金から加熱帯域までの最適距離や加熱帯
域の最適長さ等が容易に設定でき、ひいては糸物性の優
れた多品種繊維が容易に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高速紡糸用糸条熱処理装
置に関するものである。更に詳しくは、熱可塑性重合体
を溶融紡糸し、紡糸糸条を一旦ガラス転移温度以下に冷
却固化した後、加熱帯域を通して加熱延伸および熱処理
を行い、高速度で引き取る高速紡糸に用いる糸条熱処理
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コストダウンのため延伸工程を紡
糸工程に取り込んだり、省略し、かつ巻取速度を高速化
した高速製糸が工業化されている。このうちの一つに溶
融紡出した糸条の冷却帯域の後に再加熱帯域を持つ、加
熱直接紡糸延伸方式の高速製糸がある。この高速製糸の
工程の例を図２で説明する。図２では、口金１から熱可
塑性重合体を溶融紡糸し、紡出糸条を冷却帯域２により
一旦ガラス転移温度以下に冷却固化した後、加熱帯域３
を通して加熱延伸および熱処理を行う。続いて給油ガイ
ド４、交絡装置５で走行糸条６を処理し、その糸条６を
第１ゴデーロール７で４０００ｍ／分以上の速度で引き
取り、第２ゴデーロール８を介して、ワインダー９で巻
き上げる。

【０００３】この方法により、従来の紡糸および延伸の
２工程で得ていた繊維と同等の、実用に耐え得る力学的
特性を有する繊維が得られる。しかしながら、この方法
の欠点として、糸条に対して加熱帯域の位置即ち、口金
部から加熱帯域までの距離や長さが適正でないと、最適
な延伸張力あるいは熱処理効果が糸条に付与されず、得
られる繊維の力学的特性が不十分となったり、操業性が
悪化するという問題があった。

【０００４】例えば、単糸繊度２〜３ｄ程度の通常の衣
料用繊維と同じ位置に熱処理装置を設置して１ｄ以下の
極細繊維を製糸すると、その繊維の最適延伸張力を越え
る延伸張力が糸条に付与されるため、断糸が起こった
り、得られる繊維が低伸度となってしまう。また熱処理
応力が過度に高くなってしまう。繊維が低伸度となる
と、巻取機の自動切り替え成功率が悪化したり、巻上パ
ッケージの形状が悪化しパッケージ端面ムラが発生す
る。また繊維の熱収縮応力が高すぎると、染色時のシワ
等の欠陥が発生しやすくなる。

【０００５】一方、単糸繊度が４ｄ以上の太繊度の繊維
の場合は、その繊維の最適延伸張力より低い延伸張力し
か糸条に付与されず、低強度、高伸度の力学的特性の劣
った繊維しか得られない。また、熱処理効果が不十分と
なり、熱収縮率が高く熱収縮応力の低い繊維しか得られ
ない。

【０００６】さらに、高重合度重合体やイオン基を導入
した高溶融粘度重合体を溶融紡糸する場合は、太繊度糸
の場合と同じく最適延伸張力より低い延伸張力しか糸条
に付与されず、低強度、高伸度となり力学的特性に劣っ
た繊維となる。また、熱処理効果が不十分となり、熱収
縮率が高く熱収縮応力の低い繊維となる。

【０００７】一方、低溶融粘度重合体では、逆に極細繊
維の場合と同様に、最適延伸張力より高い延伸張力が糸
条に付与されるため、単繊維切れや断糸が発生して操業
性が低下する。また熱収縮応力も過度に高くなる。

【０００８】これらの問題は、加熱帯域に導入された糸
条が加熱延伸される延伸点に加わっている延伸張力と、
重合体の基質や加熱帯域に導入される前の繊維構造によ
って決定される最適延伸張力とが一致しないこと、およ
び熱処理時間や熱処理時の糸条張力が適正化されないた
めに発生するものと考えられる。すなわち、加熱帯域中
での張力には主として口金から加熱帯域までの空気抵抗
が寄与しており、口金から加熱帯域までの距離が長く、
単糸繊度が細く、引取速度が速くなれば空気抵抗が増大
して、高延伸張力、熱処理時の高張力につながる。逆に
この距離が短く、単糸繊度が太く、引取速度が遅くなれ
ば空気抵抗が減少し、低延伸張力や熱処理時の低張力に
つながるようになる。

【０００９】また高配向度繊維や高重合度重合体やイオ
ン基を導入した重合体では、最適延伸張力が高くなり、
一方、低配向度繊維や低重合度重合体では最適延伸張力
は低くなる。これらのことから、糸条熱処理装置の位置
が固定されてしまうと、全ての品種で延伸張力や熱処理
を最適にすることは不可能になるのである。

【００１０】これらの問題を解決するために、従来は単
糸繊度や引取速度、溶融粘度などによって、口金から加
熱帯域までの距離を制御している例が、特開昭６２−１
６２０１５号公報、特開昭６１−２２５３１３号公報、
特開昭６１−２１５７１４号公報、特開昭６１−２３１
２１５号公報などで知られている。これらの例には、単
糸繊度が小さく、引取速度が速く、溶融粘度が低いほど
加熱帯域を口金の近くの位置に、また単糸繊度が大き
く、引取速度が遅く、溶融粘度が高いほど加熱帯域を口
金から離れた位置に設ける旨が規定されており、実際に
は熱処理装置を移動することで目的を達成しようとして
いる。また熱処理の効率化のため、加熱延伸用の熱処理
装置に加えて、その下流に熱処理用の糸条加熱装置を付
設している例が、特開昭５２−１８９２２号公報、特開
昭５９−１９９８１１号公報、特開平４−１１９１１６
号公報、特開平４−１１９１１７号公報などで知られて
いる。

【００１１】しかしながら、実際の生産においては、同
一熱処理装置で単糸繊度、引取速度、あるいは重合体の
異なる多品種の生産が望まれるが、従来の方法では品種
を変える毎に熱処理装置そのものを移動したり、所望の
加熱帯域の長さを調整するために、多段の加熱筒の分
離、接続を試みたりしなければならない。また熱処理効
率向上のため、新たな加熱装置を付設しなければならな
い。そのため、新たに設備を設けたり、糸道調整のため
に多大な労力がかかり、生産コストが上がるという欠点
があった。また加熱装置の設置位置の調整具合が悪い
と、装置間で糸質にバラツキが生じてしまう問題があっ
た。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高速
紡糸において単糸繊度や重合体の種類、引取速度などの
異なる品種の繊維を生産しようとする場合、特に高重合
度重合体やイオン基を導入した重合体の紡糸や太繊度の
紡糸等、高延伸張力が必要な場合に、糸条熱処理装置本
体を固定したままで、口金部から加熱帯域までの距離
や、加熱帯域の長さが任意に設定できるような糸条熱処
理装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、一旦冷却固化してなる高速紡糸糸条の雰囲気を加熱
する加熱筒を備えた糸条熱処理装置において、該加熱筒
の糸条出口側に保温筒を脱着自在に装着することを特徴
とする高速紡糸用糸条熱処理装置、によって達成でき
る。

【００１４】以下、本発明を図面を用いて、さらに詳細
に説明する。図１は、図２で示した加熱直接紡糸延伸方
式による高速製糸における加熱帯域であって、本発明の
具体的な糸条熱処理装置の一例を示した縦断面図であ
る。

【００１５】図１で例示した本発明の高速紡糸用糸条熱
処理装置（以下、本発明装置という）は、主として加熱
筒３a 、断熱筒３b 、保温筒３c 、固定部材３d ，３e
および被覆材３f から構成されている。加熱筒３a とし
ては、長さは０．５〜４ｍが好ましい。またその内径
は、例えば円筒形状の場合、糸条の加熱筒内壁への接触
や融着による糸切れ防止および加熱効率の観点から１〜
１０cmの範囲が好ましい。

【００１６】この例では、加熱筒３a の上端の内壁面に
断熱筒３b を、下端外部に保温筒３c を装着し、該加熱
筒３a の全体を被覆材３f で覆っている。また、この加
熱筒３a の加熱には、電熱方式や他に熱媒によるジャケ
ット加熱方式をとることができる。

【００１７】本発明装置においては、特に該加熱筒３a
の下端に保温筒３c を固定部材３eによって脱着自在に
装着することが重要である。該保温筒３c としては、長
さが約０．２〜２．０ｍの範囲であり、その内径は糸道
確保、保温効果、糸通しの作業性などの観点から３〜２
０mmとし、さらに加熱筒３a の内径に比べてやや小内径
の、狭窄構造とするのが好ましい。そして、厚さは保温
筒として十分保温効果を発揮させるためには３〜２０mm
程度が好ましい。またその形状は円筒状が一般的である
が、厚さが一定の部分の断面形状がドーナツ形で、その
上端、即ち加熱筒３a の内部方向への端を、図示するよ
うに内周から外周に向けて末広がりのテーパー状とする
のが好ましい。

【００１８】さらにその材質は、一般の熱処理装置用構
造材が使用できるが、特に糸条と保温筒内壁との融着を
防止し、また保温筒自体の耐熱性を高める観点から、筒
内壁には“テフロン”コーティングを施しておくなどが
望ましい。

【００１９】また前記加熱筒３a の上部に備える断熱筒
３b としては、前述した保温筒３cに準じた仕様をとる
のが好ましい。すなわち、断熱筒３b の長さは約０．２
〜２．０ｍの範囲、内径は３〜２０mm程度とし、かつ加
熱筒３a より小内径の狭窄構造として加熱筒内部の熱を
十分遮蔽できるようにするのが好ましい。その厚さは３
〜２０mm程度が好ましい。

【００２０】また、該断熱筒３b の上端、即ち加熱筒３
a の内部方向への端を、図示するように内周から外周に
向けて末広がりのテーパー状とするのが好ましい。そし
て該断熱筒３b の材質や“テフロン”コーティング施工
等についても、前述した保温筒３c に準ずればよい。な
お、この断熱筒３b は延伸張力を低減する等のために必
要に応じて取り去ることができる。さらに、前記固定部
材３d ，３e および被覆材３f としては、特に制限され
ず、従来公知の部材を使用できる。

【００２１】

【作用】本発明装置は、特に保温筒３c を加熱筒３a の
下端に脱着自在に装着することで、その保温筒３c を所
望により取り去り、あるいはその長さ、内径その他の形
状を容易に変更（または取り替え）でき、口金部から加
熱帯域までの最適距離や、加熱帯域の最適長さを任意
に、かつ容易に設定することができる。

【００２２】そして、該保温筒３c はその内径を加熱筒
３a より小内径の狭窄構造とし、かつその狭窄部を長く
とると、断熱筒内径の狭窄構造の働きと相俟って、糸条
が随伴する気流の加熱帯域への流入および加熱帯域内の
加熱気体の流出を防止するように作用する。また該保温
筒３c の上端（即ち、加熱筒３a の内部方向の端）を内
周から外周に向けて末広がりのテーパー状とすると、加
熱帯域内の気流が好適に整流されるように作用する。

【００２３】

【発明の効果】本発明装置によれば、特に加熱筒３a の
下端に保温筒３c が脱着自在に装着されているため、そ
の保温筒３c を必要に応じて取り去ったり、あるいはそ
の長さ、内径その他の形状の変更または取り替えが容易
になる。このため熱処理装置本体を固設したままでも、
高速紡糸における繊維の品種や紡糸時の引取速度等に応
じて、紡糸口金から加熱帯域までの最適距離や加熱帯域
の最適長さ等が容易に設定できる。

【００２４】また、従来技術の欠点であった熱処理装置
を前記紡糸口金から加熱帯域までの最適距離に移動させ
るための新たな設備の増設や、糸道調整およびそれらの
調整精度上の問題などが解決できる。これらにより、高
速紡糸における単糸繊度や重合体の種類、紡糸時の引取
速度が異なる等の多品種繊維は、それぞれ優れた糸物性
を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の糸条熱処理装置の一例を示す縦断面図
である。

【図２】一般的に採用されている加熱直接紡糸延伸方式
による高速製糸の工程例を示す概略図である。

【符号の説明】

１：口金 ２：冷却帯域 ３：加熱帯域 ３a ：加熱筒 ３b ：断熱筒 ３c ：保温筒 ３d ，３e ：固定部材 ３f ：被覆材 ４：給油ガイド ５：交絡装置 ６：走行糸条 ７；第１ゴデーロール ８：第２ゴデーロール ９：ワインダー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一旦冷却固化してなる高速紡糸糸条の雰
   囲気を加熱する加熱筒を備えた糸条熱処理装置におい
   て、該加熱筒の糸条出口側に保温筒を脱着自在に装着す
   ることを特徴とする高速紡糸用糸条熱処理装置。
2. 【請求項２】 糸条熱処理装置の糸条入口側の内周面に
   断熱筒を脱着自在に装着することを特徴とする請求項１
   記載の高速紡糸用糸条熱処理装置。