JPH0665825A - 加熱流体押込式捲縮加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 捲縮斑や染色斑のない捲縮加工糸を安定して
製造可能な加熱流体押込式捲縮加工装置を提供する。 【構成】 マルチフィラメント糸条を加熱流体の作用に
よって堆積させながら、堆積させた糸条を冷却部側に押
し出す堆積部を備えた加熱流体押込式捲縮加工装置にお
いて、堆積部を構成する部材のうち少なくとも堆積した
マルチフィラメント糸条と接触する部分をセラミックス
で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、捲縮加工糸を安定して
製造できる加熱流体押込式捲縮加工装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】加熱流体押込式捲縮加工法は、糸条に捲
縮を付与する方法の一つとしてよく知られている。この
加工法に用いられる製造装置としては、加熱流体ととも
に糸条を噴出させるためのジェットノズル部、噴出され
た糸条を加熱流体の作用によって堆積させるとともに、
冷却部側に押し出し、かつ、加熱流体を外部へ逃散させ
るように多数の排気口を設けた堆積部、堆積部から押し
出された糸条を強制冷却又は自然冷却するための冷却部
を備えた装置が一般的である。

【０００３】このような装置を用いてマルチフィラメン
ト糸条の捲縮加工を行うと、堆積部で堆積した糸条（堆
積糸) は、糸条の通路に面する部分（接触部分) と接触
しながら加熱流体によって冷却部側に押し出されるの
で、このときに生じる摩擦抵抗等によって堆積糸全体又
は一部が一定、かつ適度な速度で押し出されない場合が
あり、このため堆積部での滞留時間、すなわち糸条への
熱処理時間が変動し、結果として得られる捲縮加工糸に
捲縮斑や染色斑が発現するといった問題や、堆積糸と接
触する部分が摩擦によって摩耗し、加工性が経時的に変
化するという問題があった。

【０００４】一方、摩擦抵抗があまりにも小さいと、堆
積糸は十分な熱処理を受けないうちに冷却部へ押し出さ
れ、このため捲縮がへたりやすくなるという問題が生じ
るので、加熱流体押込式捲縮加工では摩擦抵抗を適度な
大きさに保つことが必要である。

【０００５】摩擦抵抗を適度な大きさとするために、堆
積糸の通路を入口側から出口側に向けて順次大きく開口
させた装置が特開昭56-165032 号公報等で提案されてい
る。この開口により、摩擦抵抗は堆積糸が冷却部側に進
むにつれて小さくなるので、開口度を調節すれば平均の
摩擦抵抗を適度な大きさとすることが可能であるが、従
来のステンレス等の金属よりなる接触部分では熱による
膨張率が大きいため、高温下での形状や寸法が安定せ
ず、また、長期的には摩擦によって摩耗しやすく、経時
的に形状が変化するので、常時最適な摩擦抵抗を保つこ
とは困難であった。

【０００６】また、長時間捲縮加工を行うと、糸条を構
成するポリマー等の異物が堆積部の接触部分に付着し、
加工性や操業性が低下するので、部材を定期的に交換し
なければならない。そして使用済みの部材については異
物を除去した後、再使用している。しかしながら、異物
を除去する場合、ナイフなどの鋭利な刃物で削り取った
り、異物が炭化するように焼却したり、酸性又はアルカ
リ性の薬剤を使用した過酷な条件で洗浄する等の方法が
採用されるため、部材が損傷を受け、これを再使用する
と、糸条が部材の傷などに引っ掛かりやすくなり、安定
した加工が困難であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
加熱流体押込式捲縮加工装置では、捲縮加工糸を長時間
安定して製造することが困難であった。本発明は、上記
の問題を解決し、捲縮斑や染色斑の極めて少ない捲縮加
工糸を長期間安定して製造することが可能な加熱流体押
込式捲縮加工装置を提供することを技術的な課題とする
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、加熱流体
押込式捲縮加工装置の堆積部を構成する部材に着目して
鋭意研究した結果、糸条と接触する部分にセラセラミッ
クスを用いれば、糸条を安定した速度で冷却部側に押し
進めることができ、さらに高温下での形状、寸法安定性
や耐摩耗性に優れるばかりでなく、繰り返し再使用が可
能となることを見い出して本発明に到達した。

【０００９】すなわち、本発明は、マルチフィラメント
糸条を加熱流体の作用によって堆積させながら、堆積さ
せた糸条を冷却部側に押し出す堆積部を備えた加熱流体
押込式捲縮加工装置において、堆積部を構成する部材の
うち少なくとも堆積したマルチフィラメント糸条と接触
する部分がセラミックスであることを特徴とする加熱流
体押込式捲縮加工装置を要旨とするものである。

【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。

【００１１】本発明の加熱流体押込式捲縮加工装置は、
基本的には、加熱流体とともに糸条を噴出させるための
ジェットノズル部、噴出された糸条を加熱流体の作用に
よって堆積させながら冷却部側に押し出し，かつ、加熱
流体が外部へ逃散するように多数の排気口が設けられた
堆積部、堆積部から押し出された糸条を強制冷却又は自
然冷却するための冷却部を備えたものであるが，本発明
の装置は、堆積部を構成する部材のうち少なくとも堆積
したマルチフィラメント糸条と接触する部分にセラミッ
クスを用いる点に特徴がある。

【００１２】本発明の装置において、堆積部の構造（形
状）自体は従来と同様のものを用いることができる。例
えば、(1) 多数の薄い板状のプレートを互いに接触する
ことなく放射状に配列することによって、多数のプレー
トで囲まれたほぼ円筒状の空間を堆積糸の通路となし、
プレートとプレートの間のスリット状間隙から加熱流体
を排出できるようにした堆積部、(2) 中空円筒状の筒の
側壁に多数の小径の孔を設けることにより、円筒内部を
堆積糸の通路となし、小径の孔から加熱流体を外部へ排
出できるようにした堆積部、(3) 中空円筒状で網目構造
の筒を用いることにより、円筒内部を堆積糸の通路とな
し、網目の間隙から加熱流体を外部へ排出できるように
した堆積部などがある。堆積糸の通路は均一径でもよい
が，入口側から出口側に向かって大きく開口したテーパ
ー状のものが好ましい。

【００１３】そして、本発明においては、堆積部を構成
する部材のうち少なくとも堆積糸と接触する部分、上記
の例で言えば、プレートが堆積糸の通路を形成する面、
小径の孔を側壁に有するか又は網目構造をした中空円筒
状の筒の内面（堆積糸通路の周面) 等がセラミックスで
構成されていることが必須要件である。

【００１４】本発明に適用されるセラミックスは特に制
限されるものではく、例えば、アルミニウム、ジルコニ
ウム、チタニウム等の酸化物、窒化珪素、窒化アルミニ
ウム、炭化珪素等の他、チタニウム、ジルコニウム、ニ
オブ、クロミウム、モリブデン、タングステン、バナジ
ウム等のホウ化物、珪化物、窒化物、炭化物などがあ
る。

【００１５】次に、本発明の加熱流体押込式捲縮加工装
置を、前記(1) の場合、すなわち、多数のプレートから
なる堆積部を備えた例について図面に基づいて説明す
る。図１は、ジェットノズル部１、堆積部２、冷却部３
を備えた加熱流体押込式捲縮加工装置の断面図であり、
図２は図１におけるA-A'部の横断面図である。

【００１６】図１において、ジェットノズル部１の加熱
流体入口９から堆積部２方向へ向けて噴出される加熱流
体の作用によって、糸条Ｙは糸条導入口８を経て堆積部
２へ噴出される。この堆積部２へ噴出された糸条Ｙは加
熱流体の乱流作用によって屈曲し、多数のプレート４で
囲まれた通路内で堆積糸６となるか又はすでに形成され
ている堆積糸６と衝突して連続的に堆積糸６を形成す
る。

【００１７】次いで、堆積糸６はジェットノズル部１か
ら連続的に噴出される加熱流体や糸条Ｙとの衝突等によ
って前方へ徐々に押し出されると同時に熱処理によって
捲縮が付与され、次いで冷却部３で自然又は強制冷却に
よって捲縮が固定され、引き取りローラ（図示せず。）
等によって引き取られる。

【００１８】一方、糸条Ｙとともに堆積部２へ噴出され
た加熱流体は、プレート４間のスリット状間隙（図２の
11) から加熱流体出口10を経て外部へ排出される。な
お、堆積部内の温度変動を抑制し、堆積糸への熱処理を
斑なく行うために、堆積部外管７の周囲から加熱（外部
加熱) してもよい。

【００１９】図３は，高配向未延伸糸を供給糸とし、本
発明の加熱流体押込式捲縮加工装置を用いて捲縮加工糸
を製造する一実施態様を示す概略工程図である。図３に
おいて、パッケージ12から解舒された高配向未延伸糸Ｙ
は、フィードローラ13と延伸ローラ15との間でヒータ14
で熱処理されつつ延伸された後、本発明の加熱流体押込
式捲縮加工装置16で捲縮加工され、引取ローラ17を経て
捲取装置18で捲縮加工糸19として捲取られる。

【００２０】本発明において、堆積部を構成する部材の
うち少なくとも堆積したマルチフィラメント糸条と接触
する部分がセラミックスで構成されているとは、プレー
ト４が堆積糸通路を形成する面、すなわち、図１及び図
２における５の接触部分( 面) が少なくともセラミック
スよりなることを意味する。

【００２１】したがって、本発明の最も基本的な実施態
様は、従来のステンレス等の金属製接触部分５にセラミ
ックスでコーティングした部材を用いた加熱流体押込式
捲縮加工装置である。この装置により、堆積糸６と接触
部分５との摩擦を適度な大きさとすることができ、しか
も接触部分５の耐摩耗性を大幅に改善することが可能と
なり、長時間安定して加工を行うことができる。また、
接触部分５は図２に例示したような平らな面ばかりでな
く、例えば、先端が鋭利な刃状のものでもよい。ただ
し、この場合にはプレート４間のスリット状間隙11を形
成するプレート４の側面にもセラミックスをコーティン
グするのがよい。

【００２２】さらに好ましい実施態様は、プレート４の
接触部分５だけでなく、表面全体をセラミックスでコー
ティングした部材を用いた装置である。この装置であれ
ば、接触部分５以外の部分に異物が付着した場合でも、
金属製部材が表面に露出していないので、プレート４を
傷つけることなく異物を除去することができる。

【００２３】特に好ましい実施態様は、プレート自体が
セラミックスよりなる部材を用いた装置である。セラミ
ックス 100％のプレートを用いることにより、コーティ
ングした場合の利点の他に、高温下での形状、寸法安定
性に優れるという利点が付加される。

【００２４】本発明の加熱流体押込式捲縮加工装置で
は、堆積部を構成する部材のうち少なくとも堆積したマ
ルチフィラメント糸条と接触する部分をセラミックスと
するので、堆積糸と接触部分との摩擦を適度な大きさと
することができ、堆積部での堆積糸を一定かつ適度な速
度で冷却部側に押し出すことができる。

【００２５】堆積糸と接触部分との摩擦を適度な大きさ
にすることができる理由は、セラミックスの表面構造に
起因しているものと推察される。すなわち、セラミック
ス成形品は、アルミニウム酸化物（アルミナ) 等の微粒
子を焼結することにより製造されるので、その表面は微
粒子の大きさに起因して微細な凹凸構造をしており、従
来用いられていた金属製部材の極めて平滑な表面構造と
は大きく異っている。このセラミックスの微細な表面凹
凸構造により、堆積糸との実質的接触面積が小さくなる
ため摩擦抵抗が低減し、また凹部に加熱流体が入り込
み、堆積糸とセラミックス表面との間に加熱流体が介在
することによって摩擦抵抗が低減するものと考えられ
る。

【００２６】そして、摩擦抵抗を適度な大きさとする方
法は、捲縮加工装置で加工する糸条の種類や繊度によっ
ても異なるが、セラミックスの表面凹凸構造の大きさ
（粗さ) を、焼結前の微粒子の大きさを選定するか、焼
結後に研磨して調整する方法、堆積部において堆積糸の
通路入り口側から出口側へ向けて適度に開口させる方
法、加熱流体の圧力や温度を適宜設定する方法などがあ
る。

【００２７】例えば、単フィラメントの繊度が５デニー
ルより小さい糸条を捲縮加工する場合、セラミックスの
表面凹凸構造が粗すぎると、糸条はかえって接触部分に
引っ掛かりやすくなることがあるので、セラミックスの
表面凹凸をより微細化することが好ましい。堆積糸通路
の開口度については、出口と入り口との面積比をおよそ
1.05〜1.５の範囲内で、また加熱流体の圧力は１〜７kg
/cm²、温度は100〜250℃の範囲内で、糸条の種類や熱的
特性等に応じて適宜調整すればよい。

【００２８】また、摩擦抵抗の大きさが一定であるか否
かについては、その確認方法が難しい面もあるが、冷却
部から引き取られる糸条の張力を連続的に測定し、その
張力変動で判断することが可能である。すなわち、堆積
部での堆積糸が一定速度で押し出されていれば、張力変
動は非常に小さくなるが、そうでなければ張力変動が大
きくなるのである。さらに、摩擦抵抗の大きさが適度で
あるか否かについては、得られた捲縮加工糸の捲縮特性
や染色性を評価することによって判断することができ
る。

【００２９】本発明において、堆積部のうち少なくとも
堆積したマルチフィラメント糸条と接触する部分をセラ
ミックスとする必要がある他の理由は、接触する部分の
硬さ、耐摩耗性、耐薬品性を向上させることにある。堆
積糸との接触部分の表面を微細な凹凸構造とするだけで
あれば、従来の金属性部材を例えば梨地加工することに
よって達成できるが、従来の部材では硬さ、耐摩耗性に
劣るため、長時間捲縮加工を行うと、堆積糸との接触に
より平滑化してしまい、凹凸構造を長期間保つことがで
きない。それに対し、セラミックスを用いることによ
り、この問題を解消し得るうえに、異物が付着した場合
には、部材を傷つけることなく除去して再使用すること
が可能となる。

【００３０】さらに他の理由は、セラミックスの高温下
での優れた形状、寸法安定性にある。これらの点は、堆
積部を構成する部材全体をセラミックスで構成した場合
に最も効果的となる。加熱流体押込式捲縮加工において
は、装置内の微妙な形状、寸法の変化が、得られる捲縮
加工糸の特性、特に捲縮特性や染色性に影響を及ぼすこ
とがあるので、温度変化に関係なく、部材の形状、寸法
を可能な限り一定に保つことが重要である。セラミック
スは温度の高低にかかわらず形状、寸法の変化が極めて
小さく、しかも耐摩耗性に非常に優れているため、実質
的に一定の形状、寸法を常に保つことができるのであ
る。さらに、その表面構造により堆積糸との摩擦抵抗を
適度な大きさに維持できることと相俟って、堆積部内の
堆積糸を一定の条件で熱処理することが可能となり、そ
の結果捲縮斑や染色斑の極めて少ない捲縮加工糸を長期
間安定して製造できるのである。

【００３１】本発明の装置で加工できるマルチフィラメ
ント糸条は、熱可塑性ポリマーからなる糸条であれば特
に限定されるものではない。熱可塑性ポリマーとして
は、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレ
ンテレフテレート等のポリエステル、ポリ−ε−カプロ
ラクタムやポリヘキサメチレンアジパミド等のポリアミ
ド、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィ
ン、ポリアクリロニトリルやポリビニルアルコール等の
ビニル系重合体などがある。また、糸条の繊度、フィラ
メントの数や断面形状等についても、特に限定されるも
のではない。

【００３２】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。

【００３３】実施例１、比較例１ 複屈折率が62×10^-3で150d/72fのポリエステル高配向未
延伸糸条を供給糸とし、図３の工程に従い、フィードロ
ーラ13と延伸ローラ15との間で倍率1.5 、温度150 ℃で
延伸した後、図１と同様の加熱流体押込式捲縮加工装置
16で捲縮加工し、得られた112d/72fの捲縮加工糸を800m
／分で捲取った。

【００３４】このとき、延伸ローラ15と引取りローラ17
間のオーバーフィード率を30％とし、加熱流体として温
度 200℃、圧力3kg/cm² の空気を用い、さらに堆積部内
の温度が 200℃となるように外部加熱した。また、加熱
流体押込式捲縮加工装置16の堆積部２を構成するプレー
ト４としてはアルミナセラミックス成形品( セラミック
ス 100％) を用いた。また、比較例１として、プレート
４をステンレスとする以外は実施例１と同様にして加工
した捲縮加工糸を製造した。

【００３５】その結果、実施例１の場合、加工時の加熱
流体押込式捲縮加工装置と引き取りローラ間の糸条の張
力は非常に安定しており、得られた捲縮加工糸には捲縮
斑は見られなかった。一方、比較例１の場合、加工時の
張力変動が大きく、得られた加工糸にはやや捲縮斑が見
られた。

【００３６】さらに、得られた捲縮加工糸を各々経緯糸
に使用して製織し、次いで染色加工を施して経密度 150
本/2.54cm 、緯密度 130本/2.54cm の平織物を得た。そ
の結果、実施例１の捲縮加工糸から得られた織物には目
視で判定できるほどの色斑は全くなかったが、比較例１
の捲縮加工糸から得られた織物には部分的に筋状の色斑
がみられ、実用に供し得ないものであった。また、実施
例１の条件で１カ月間，加工を行ったが，加工操業性は
安定しており，得られた捲縮加工糸及びこの加工糸から
の織物の品質には問題がなかった。

【００３７】

【発明の効果】本発明の加熱流体押込式捲縮加工装置に
よれば、堆積部での堆積糸を一定かつ適度な速度で冷却
部側に押し出すことが可能となり、一定の条件で熱処理
することができるので、捲縮斑や染色斑の極めて少ない
捲縮加工糸を長期間安定して製造することができる。ま
た、従来の加熱流体押込式捲縮加工法による衣料用途向
けの捲縮加工糸は、捲縮斑や染色斑などの問題により一
部の分野でしか実用化されていなかったが、この問題を
解消したことにより、他の衣料用分野への拡大が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様を示す加熱流体押込式捲縮
加工装置の断面図である。

【図２】図１に示した装置のA-A'部の横断面図である。

【図３】本発明の加熱流体押込式捲縮加工装置を用いて
捲縮加工糸を製造する一実施態様を示す概略工程図であ
る。

【符号の説明】

Y マルチフィラメント糸条 1 ジェットノズル部 2 堆積部 3 冷却部 4 プレート 5 堆積糸との接触部分 6 堆積糸 7 堆積部外管 8 糸条導入口 9 加熱流体入り口 10 加熱流体出口 11 スリット状間隙 16 加熱流体押込式捲縮加工装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海野 光宏 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチフィラメント糸条を加熱流体の作
   用によって堆積させながら、堆積させた糸条を冷却部側
   に押し出す堆積部を備えた加熱流体押込式捲縮加工装置
   において、堆積部を構成する部材のうち少なくとも堆積
   したマルチフィラメント糸条と接触する部分がセラミッ
   クスであることを特徴とする加熱流体押込式捲縮加工装
   置。