JPS60167934A - 多段冷却して低温牽切する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、連続繊維の束から不連続繊維の束を製造する
方法の１つである凍結牽切を実施する方法に関する。

〈先行技術〉 凍結牽切法は特開昭５８−６００２１、特開昭５８−６
００２２、特開昭５８−２０３１０７の明細瞥に示した
様にトウ紡績において、連続繊維の束から不連続繊維の
束を製造する際、繊維を低温にて牽切する方法であシ、
紡出される不連続繊維の束中の単繊維物性は牽切される
前の連続繊維の束中の物性と比べほとんど低下すること
なく維持している。第１図にアクリル系合成繊維（商品
名カシεロン■）３ｄ２０本束の各温度における張力−
伸度線図を示す。第１図よシ明らかなように、低温下で
の牽切は塑性変形量がきわめて少なく、弾性領域近傍に
おいて切断できるため、切断後の単繊維の強伸度が維持
され、しかも残留歪みが少ないので、１００〔℃〕ボイ
ルによる単繊維収縮率が極めて低い単繊維群を有した不
連続繊維の束を得ることができる。そして、供給する連
続繊維の束を構成する各単繊維が捲縮を有するものを用
いれば、牽切後もとの捲縮が維持された不連続繊維の束
を得ることができる。この様に、原綿の物性、捲縮を保
持し、しかも平行度の優れたスライバーが得られる為、
従来の紡績工程と比べると、著しく工程短縮ができ、品
質の向上も可能となる。また、牽切時の鰺維温度を下げ
るに従い、切断は延性破壊から脆性破壊へと遷移し、単
繊維の切断面は先細尖端となる。以上の様に、凍結牽切
法は非常に有効的かつ、特徴的な牽切法である。

この凍結牽切法を実施するに当シ、連続繊維の束の冷却
は、冷却媒体中に通過させ、接触させて行なう。この冷
却には液体窒素、液体ヘリウム、ドライアイス、冷凍機
で得られる低温がス（通常は空気）、低温液体、等−５
〔℃〕以下、好ましくは−２０〔℃〕以下の低温が得ら
れるもの々ら如何なるものでも良いが、工業的にはコス
ト面から冷凍機を用いるのが最も好ましい。

前述のように凍結牽切法は優れた性能を有するが、この
冷却の際急冷すると、連続繊維の束の冷却斑、温度の不
均一が生じるという問題がある。

そして、冷却によ多発生する繊維の収縮のバラツキの格
差が大きくな多繊維の束の形態を乱す。又、冷却温度が
不均一のま壕牽切すると、各単繊維にとって同一条件で
の凍結牽切が実施できなくなシ、牽切時に部分的な集団
切れや、牽切後が発生し、牽切後の不連続繊維の束のＩ
ｎが低下する。又、この牽切後によシネ連続繊維の束の
ステーブルダイヤグラムも、牽切後に加えミスカットに
よる適長繊維の増加、短繊維含有割合の増加などが生じ
好ましく々い。又、冷却温度の不均一によシ、同一条件
での凍結牽切が実施できなくなシ、各単繊維収縮率のバ
ラツキの格差も極めて大きくなる。

したがって均質で品質の優れた不連続繊維の束の連続的
製造が困難となシ、凍結牽切のメリットが適確に生かせ
ないことになる。

〈発明の目的〉 本発明は連続繊維の束の冷却効果を高めることによって
、牽切時の牽切後から来る不連続綾藉の束のｕ　％　、
品質の低下をなくシ、ステープル・ダイヤグラムの劣化
をなくし、品質の優れた不連続繊維の束の連続的製造を
可能にする連続繊維の束の低温牽切方法を提供すること
を目的とする。

〈発明の構成〉 本発明の目的は、連続繊維の束を−５〔℃〕以下に冷却
し、次いで、延伸力および／または剪断力を与えて、連
続繊維の束を構成する各単繊維を牽切し、不連続繊維の
束を製造する連続繊維の低温牽切方法において、連続繊
維の束をその進行方向に段階的に冷却して牽切すること
を特徴とする低温牽切方法によって達成される。

本発明によれば、連続繊維の束の冷却は急冷ではなく、
段階的にすなわち徐冷によって行われることになる。こ
の冷却の段階をＮ段階とし、各段階での冷却温度ｆ　Ｔ
、ｒ　７２　＋・・・ＴＮ　とすると、−５［］＞Ｔ１
）’ｒ２＞・・・〉ＴＮ〔℃〕の関係で冷却が行われる
。

Ｎは多い程良いが、繊維自体、保温材などに用いられて
いる様に熱伝導度が大きくはなく、あまシ多くしてもそ
の意味はタカく、又、実際の装置上の面から考えても多
くなシすぎない方が容易である。又、凍結牽切を実施す
ることが可能である温度Ｔ〔℃〕ＫよってＴＮは ＴＮ：Ｔ となるから、ｎはＴ［：］によっても変える。

又、工業的に冷凍機を用いて冷却する場合には、冷凍機
で得られ易い温度に合わせても良い。

一般に冷凍機で得られる低温は、室温から極低温度の−
１２０〔℃〕程度であるが、例えば−８０〔℃〕以下の
極低温を得ようとする場合、蒸発温度の異なる３種の冷
媒を用いる３元冷凍機を用いるのが一般である。しかし
、この３元冷凍機では大きな冷凍能力を得ようとすると
、その冷凍機のみに要する設備、エネルギは、極めて大
きくなシネ合理である。そこで、冷凍機として比較的得
られ易い−３０［ｔｌ：］以上の冷却温度で、熱負荷を
取シ、極低温に冷却する際の冷凍機負荷を減少させるこ
とが好ましい。

連続締維の束の冷却温度が極めて低い場合、例えば−１
００〔℃〕以下圧する場合は、１元冷凍機、２元冷凍機
、３元冷凍機を用いて、３段階以上の冷却を行なうのが
好ましい。各々の冷却温度は用いる各種冷媒の蒸発温度
よシ決まり、およそ−３０〜−４０Ｃ℃）、−６０〜−
５Ｏ（℃）。

−８０〜−１００〔℃〕とするのが好ましい。この際、
１，２段目の冷却で充分に冷却できる様にし、３段目の
極低温での冷凍負荷をできるだけ少なくする事によシ、
合理的に冷却する事ができる。

この様に冷却に冷凍機を用いる場合、Ｔ、＝−３０〜−
４０Ｃ℃）、Ｔ２＝−６０〜−８０〔℃）。

Ｔ３＝−８０〜−１００ＩＣ］とし、２段か３段で行な
うのが好ましい。

以上、連続繊維の束を合理的に徐冷し、かつ充分に深冷
する。そして、連続して牽切機に送シ込み牽切する。

ところが一般に繊維は延伸して切断すると発熱する。こ
れは繊維に仕事を与えると、弾性変形する場合はこの仕
事が位置エネルギとして貯えられるのに対し、さらに変
形が進み塑性変形し始めると、この仕事が熱エネルギに
変換され、放熱される為である。第１図において、２０
〔℃〕における塑性変形領域は、ａｒ　１１’　ｂ’ｒ
　ｂの面積であり、この仕事が発熱量を決める。この面
積は切断温度が低下すると、−調増加した後減少してゆ
き、１００　（：１：：）の時はとんど弾性領域内で切
断され、発熱量は著しく減少する。第２図にこの塑性変
形領域と切断温度との関係を示す。ここで、■は第１図
に示した繊維束であり、■は同じく商品名：カシミロン
■の単糸デニール６〔ｄ〕の低伸度タイプの繊維である
が、切断がある温度以下で行なわれ、弾性領域内、もし
くはその近傍の領域であれば、牽切による発熱はほとん
どなくなる。逆に言えば、牽切熱が繊維の温度を上げて
さらに大きな牽切熱を発生する原因とな多繊維温度は急
激に上昇する。そして、牽切を２段以上で行なう場合、
第２図で示した（ＩＩ）の様な繊維では、２段目以降で
牽切する時の繊維温度は、差程高くならないが、ＣＩ）
の様な繊維ではその繊維温度は極めて高くなり、塑性変
形して単繊維収縮が生じ、凍結牽切が都合よく実施でき
ない。そこで、凍結牽切のもつ本来の長所を捧うことな
く発現する為圧は、牽切熱が発熱したならば、素早く奪
い取る必要がある。

そこで本発明の方法を実施する際には、併せて牽切領域
において、牽切に伴ない牽切熱が発生する場合には、冷
却手段を備けて、繊維束の昇温を防ぐことが好ましい。

ここで用いる連続繊維の束は主に単糸デニール０．１〜
１００［ｄｌから構成されるトータルデニール３０（ｄ
）〜１００万（ｄ）に至るフィラメント、トウ等の繊維
束等が用いられ、繊維の程類としては〈実施例〉 次に本発明による方法を実施する装置の一実施例を示す
添附図面を参照して本発明を以下に説明する。

第３図において、１はアクリル系合成繊維（商品名：カ
シミロン■）の捲縮を有するトウ状の速続繊維の束であ
る。１対のニップローラ２，２と、１対のニップローラ
３，３との間でトウｌｆ：牽切して、不連続ｕ１．維の
束であるスライバー１０Ｓとする牽切機５．の前段に、
トウｌを冷却する冷却槽１．ｎ、ＩＩＩが連設しである
。冷却槽Ｉのトウ１の送込口は１対の送込ローラ６．６
で閉塞されている。冷却槽Ｉ、ｎ、そして冷却槽■、■
の間はスリット７．８で接続され、冷却槽■の引出口は
前記牽切機の１対のニップローラ２，２で閉塞されてい
る。冷却槽１．１．Ｉ［ｌは外周を断熱材９で覆われ、
低温雰囲気で満たされた３つの構内にトウ１を通過させ
連続冷却する。冷却槽１．ＩＩ、ＩＩＩは各４１元冷凍
機、２元冷凍機、３元冷凍機と接続されておシ、これら
の冷凍機は、冷凍機ユニットＡ内に納めである。これら
各冷却槽内の温度は、冷却槽Ｉ：室温〜−３０（℃） 冷却槽１１ニー３０Ｃ℃）〜−’８０　（℃）冷却槽ｍ
ニーｓｏ（℃〕〜−１２０〔℃〕の範囲で制御できるも
のである。又、この装置では、牽切機５の各々のニップ
ローラ２，２と、３゜３の間に低温牽切槽Ｂが設けであ
る。

この槽Ｂは断熱材９で覆われ、牽切機の各七のニップロ
ーラ２．２と３，３によシ閉塞しである。

そして、トウ１はローラ２，２と３．３およびローラ３
，３と４．４の間で延伸力を受けて切断され、スライバ
ー１０となる。

・　以下本発明の方法を実施した具体的実施例とその具
体的実施例によって得られた不連続繊維の束の性能を従
来例と比較して示す。

具体的実施例１ ０用いた連続繊維の束ニアクリル系合成繊維３〔ｄ）ｌ
トータルデニール５０万〔ｄ〕のトウ状綾維束（第３図
で示した（１）の繊ｍ）０冷却槽Ｉ内温度ニー３０（’
Ｃ） ０冷却槽■内温度ニー８０［：１：：］０　＃　ＩＩＩ
　ｌ　ニー１００［℃］０低温牽切槽Ｂ内温度ニー９０
　（ｔ：）０ニップローラ２，２の線速度：　１６　［
ｍ／ｍｉｎ］０牽切ドラフト倍率；４．Ｏ 以上の条件で凍結牽切した所、長時間安定して捲縮を維
持した平行度に優れたランダム・スライバーが得られた
。このスライバー１０の物性を一１００Ｃ℃）に１段で
冷却した急冷の場合のスライバーの物性と比較して表１
に示す。

以下余白 ここで、単繊維収縮率は１００［℃：］、ｘイルによる
収縮率である。

表１よシ明らかな様に、多段冷却した場合、急冷の場合
と比べ、スライバーｔＥ％、ステーゾルダイヤグラムも
良好であった。これは、急冷した場合、牽切時に部分的
な集団切れが生じたのに対し、多段冷却する事によシこ
の集団切れを防ぐことができた為である。

又、スライバー中の単繊維収縮率を１０点調べた所、多
段冷却の場合、急冷した場合と比べそのバラツキはΣ（
、−Ｘ）２で極めて小さくなる。この事は単繊維の収縮
のバラツキが小さくなって、糸づらの良い糸を紡績する
ことができることを意味する０　以下余白 具体的実施例２ ０用いた連続ｆ１１．維の束ニアクリル系合成繊維６〔
ｄ〕、トータルデニール６ｏ万　〔ｄ〕のトウ状繊維束
（第３図で示した（ＩＩ）の繊維）０冷却槽ｒ内温度：
　−３０（℃ｌ Ｏ冷却冷却槽上 ０低温牽切槽なし Ｏニッｆローラ２，２の線速度：　１６　（ｍ／ｍｉｎ
　：）０牽切ドラフト倍率；３，２ 以上の条件で凍結牽切した所、長時間安定して捲縮を維
持した平行度に優れた、スライバーが得られた。このス
ライバー１０の物性を、−７０（℃）に１段で冷却した
急冷の場合のスライバーの物性と比較して表２に示す・
　以下余白 衣２よυ明らかな様に、多段冷却した場合急冷と同様、
牽切時の牽切斑がなくなった為である。

又、単繊維収縮率のバラツキも多段冷却することにより
少なく抑えることができた。

〈発明の効果≧ 本発明は前述のように構成されているので、本発明の方
法を用いることによシ下記の効果を得ることができる。

（１）牽切時の部分的な集団切れやミスカットがなく、
紡出した不連続繊維の束のＵ％、ステープルダイヤグラ
ムが優れた状態で、不連続繊維の束を製造する事が可能
である。

（２）紡出した不連続繊維の束中の単繊維収縮率はバラ
ツキが少なく、均質な不連続繊維の束を製造することが
可能である。

（３）紡出した不連続繊維の束が均質である為、その後
の紡績工程及び紡績糸の糸品質が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図はアクリル系合成繊維（商品名、カシミロン■）
ａａ、ｚｏ本束の各温度における張力−伸度線図を示す
。 第２図は、第１図に示した張力−伸度線図から得られる
塑性変形領域と切断温度との関係を示しく１）は第１図
拠示した繊維束であシ、（ｌＩ）は同じくアクリル系合
成繊維（商品名二カシミロン■）の低伸度タイプの繊維
束である。 第３図は本発明による方法を実施するための装置の一実
施例を示す略示正面図である。 工・・・連続繊維束、２，３．−４・・・ニック０σ−
ラ、５・・・牽切機、６・・・送込ローラ、７，８・・
・スリット、９・・・断熱材、１０・・・スライバー、
Ａ・・・冷凍機ユニット、Ｂ・・・低温牽切槽、Ｉ　、
Ｉｌ　、Ｉ・・・冷却槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続繊維の束を−５〔℃〕以下に冷却し、次いで延
   伸力および／または剪断力を与えて、連続繊維の束を構
   成する各単繊維を牽切し、不連続繊維の束を製造する連
   続繊維の低温牽切方法において、連続繊維の束をその進
   行方向に段階的に冷却して牽切することを特徴とする低
   温牽切方法。