JPS6269815A - 糸条の熱処理装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は合成繊維を直接紡糸延伸する際に用いる糸条の
熱処理装置に関するもので、特に高速で走行する、好ま
しくは４０００ｍ　／分収上の速度で巻取られる、糸条
の加熱、熱延伸および熱固定に効果的で、熱処理後の物
性が均質でかつ斑のない糸条を得るとともに熱処理に要
するエネルギーを可及的低位に保らうる糸条の熱処理装
置を提供することを目的とする。

〈従来の技術〉 近時、生産性向上のため工程の簡略化、高速化が企られ
紡糸と延伸工程を一体的に配置しかつ最終的な糸条の走
行速度も毎分３０００ｍ　／分を越えて操業されるよう
になったが、更に生産性をあげるため紡糸後の糸条を一
度冷却固化した後再度糸条を２次転移点以上に加熱し糸
条の高速走行時の空気抵抗を延伸張力として利用する直
接紡糸延伸法が精力的に検討され、これらに対する種々
の提案がなされている。

これらの提案の大部分は高速で走行する糸条を如何に効
率よく、均一に加熱するかに研究の焦点が絞られ以下に
説明するように種々の欠点を有し工業的生産においては
まだ不十分である。

糸条の加熱方法としては接触式と非接触式に大別され、
又糸条の形態としては糸条を構成する各フィラメントが
互いに接触していない未集束状態とガイド等で集められ
実質的に一本の形となった集束状態に大別される。

接触式加熱方法は高温の加熱体に糸条を直接接触させて
糸条を加熱するもので、糸条との熱伝導性がよく高温の
ローラに糸条を周回させるとか平板上の固定ヒーターの
表面を、糸条をすべらせるとかの方法がとられている。

前者は均一な加熱状態を得るために複雑な構造となり高
価とならざるを得ず、同時に多数本の糸条を処理するに
はローラ長ざが大きくなる欠点を有し、一方後者はヒー
ター表面を糸条がすべっているので単糸切れ２毛羽の発
生更にはヒーター表面の磨耗損傷による経時変化を避け
えない欠点を有している。又接触式加熱においては、断
糸を避けるため糸条を集束状態で処理することが一般的
で、加熱斑が発生しやすくかつヒーターに接触して糸条
が加熱されるため糸条中に含まれる易分解性物、高温時
には糸条の分解物、融解物がスカムとしてヒーター表面
上に付着し定期的なヒーター表面の清浄化が必要となる
欠点がある。

一方非接触式加熱方法は上）ホの如きヒーターの経時的
変化は無いものの糸条との熱交換性が悪く、必然的に大
型でかつ加熱エネルギーを多大に消費する欠点を有し、
消費エネルギーを減少させるために糸条を集束状態とな
し高速走行による糸条の随伴流を極力排除する手段を講
するとか、熱交換性向上を企りヒーターを小型化するた
めにヒーター内で加熱ガスを糸条に吹きつける等の手段
がとられている。ところが糸条を集束させると糸条の周
辺に位置するフィラメントと内部に位置するフィラメン
トでは加熱量に差異が生じ糸物性の差、未延伸フィラメ
ントの発生、熱セツト不足ざらには糸条内での延伸点の
差異によるフィラメント間のすべり発生に起因する単糸
切れ発生が起こるとともに、糸条仝体としての熱交換面
積が小さいためヒーターが大きくなる欠点を有する。一
方熱交換面積が最大限の大きざとなるように糸条の各フ
ィラメントをバラバラにした未集束状態でヒーターに糸
条を導びくと、糸条の随伴流が著しく大きくなり、随伴
流の加熱に多大の加熱エネルギーが消費されヒーターを
効率悪いものにしてしまい、生産性向上にはなるものの
原価低減のメリットは失われてくる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述の非接触式ヒーターで未集束状態の糸条を加熱処理
する方法は加熱エネルギーを多大に消費する欠点は有す
るものの処理された糸条の物性は均一という長所を有し
ており、本発明はこのエネルギー消費を可及的低位に保
つべく鋭意検討の結果なされたもので、高速走行する糸
条によりひき起こされる随伴流を熱処理装置の上部で局
部循環流に変え、低温の随伴流が熱処理装置の下部に到
達しない好適な形態を見出だし本発明に到達したもので
ある。

本発明は熱辺理後の物性が均質でかつ斑のない糸条を得
るとともに熱処理に要するエネルギーを可及的低位に保
らうる糸条の熱処理装置を提供することを目的とするも
のであり、次のような構成からなるもので必る。

〈問題点を解決するための手段〉 すなわち、本発明は紡糸口金の下方に位置し上方から下
方に走行する糸条を加熱する筒状の熱処理装置で市って
、上部が内筒、外筒よりなり内、外筒間の両端が封止さ
れた２重構造で外筒の上下端に対応する内筒の壁面に内
筒と外筒の連通口が設けられるとともに下部は糸条通過
用の内筒のみで形成され、少なくとも下部の内筒が該内
筒を加熱する加熱手段を有しかつ上部の内筒の糸条入口
部の開口部面積が紡糸口金の最外周吐出孔の外縁部で囲
まれる面積より小さくないことを特徴とする糸条の熱処
理装置である。

〈実施例〉 以下、本発明を図面に基いて説明する。第１図は本発明
の実施例を示す断面図を含んだ紡糸延伸二［二程の概略
説明図である。

第１図において口金１より紡糸された多数本のフィラメ
ン１〜Ｙは糸条冷却装置２より吹き出される冷却風によ
りカラス転移点以下まで冷却された後、筒状の熱処理装
置１０に入り加熱処理されて熱処理装置１０の外側に設
けられた油剤付与装置３に接触して油剤を付与された後
糸条収束ガイド４で集束状態と為され糸条引取りローラ
５，６に所定速度で引取られ巻取機７に巻取られる。

熱処理装置１０は発熱体１２により加熱される加熱筒（
加熱室）１３とこれに続いてその上部に拡開した段部を
形成する外筒１４及び該外筒１４内に位置し２重構造を
形成する内筒１５からなる本体１１を含んで構成される
。内筒１５及σ外筒１４は上、下端を蓄板１６および段
板１７で封止されると共に内筒１５の上下端全周にわた
って大きく形成された開口である連通口１８．１９によ
り内筒１５と外筒１４の間に随伴流の循環室２０が設け
られている。糸条Ｙの流下口となる本体１１の入口は蓄
板１６に設けられた内筒１５の内径とほぼ同一径の上部
開口２１によって形成されているが、その大きさは紡糸
口金の最外周吐出孔の外縁部で囲まれる面積（紡出時の
糸条束で囲まれる面積）と等しいか又はこれより大きく
することが必要でおる。この場合吐出孔が円形配列のと
きは最外周の吐出孔外縁で形成される径以上にされるの
が好ましい。

このような上部開口２１の面積にすることによって後述
のように循環流の排出が極めて効果的となるのであるが
、この面積も大きくなりすぎても悪影響を生じるので通
常は前記面積の２．５〜３．０倍以下の範囲にするのが
好ましい。

２２は加熱筒′１３の下端に取付けた可動式のシャッタ
ー、２３は本体１１を取囲むように被覆した保温材であ
る。

このような装置において糸条の入口である上部開口２１
より入る未集束状態のフィラメントＹは冷たい随伴流を
伴ない、内筒１５で構成される空間２４を通り加熱筒１
３に入り加熱された雰囲気により加熱され、ガラス転移
点以上になった時点て高速走行するために発生する空気
抵抗に基ずく張力により延伸処理をうけ、それ以降の高
温雰囲気下で熱固定処理されながらシャッター２２で構
成される下部開口２５より出てゆく。

ところで空間２４に流入する随伴流２５は密度が大きく
従って慣性力も大きく、糸条と共に上部開口２１に相当
量流入する。一方加熱筒１３にはｈｕ熱筒１３の壁面に
沿って密度の小さい高温度の流体が上昇しようとし、空
間２４と加熱室２６の境界で冷たい随伴流と混合するこ
ととなる。従って、随伴流は体積膨張し下部連通口１９
より内筒１５と外筒１４で構成される循環室２０へ流入
する。循環室２０を上方へ移動する温かい随伴流は上部
連通口１８にり上部間口２１の壁面近傍より一部は熱処
理装置外へ排出され、一部は冷たい随伴流にひかれて再
び空間２４へ流入する。この様に未集束状態のフィラメ
ント間にある随伴流は空間２４で一部暖められ前記境界
部分で更に暖められ糸条走行方向への慣性力が弱められ
加熱筒１３への流入が下部連通口１９が無い場合に比し
著しく減少Ｕしめられる。上部間口２１での循環流の排
出を有効ならしめるための上部開口２１の面積は、未集
束状態のフィラメントの分布状況にもよるが糸条が口金
１より紡糸される時の糸条の外縁部よりなる領域の面積
と同じかそれ以上がよいが、あまりに上部開口２１が大
きいと随伴流の絶対流入体積が大きくなること、循環流
との上部開口２１での混合性が悪くなること等により、
上部開口２１の面積としては前記領域の面積の２．５〜
３倍以下が好ましい。

加熱筒１３の断面積は図に見られるように空間２４より
小さい方が境界部分での混合性がよくなるため、走行糸
条の揺れを考慮して極力小さいほうが好ましいがあまり
に小さいと糸条が集束状態に近くなり著しく熱交換性が
低下するので糸条の走行状態、加熱筒１３の艮ざを勘案
して決定される。

熱処理装置の下部に取り付けられたシャッター２２は糸
通し時の作業性向上及び加熱筒１３からの高温流体排出
抑制の点からも可動式とし、又糸条集束ガイド４で糸導
が制限され糸揺れも下部間口２５では小さいので加熱筒
１３断面積より相当小さくすることが望ましい。下部開
口２５の面積を小さくすることにより加熱筒１３の静圧
が高まり、空間２４よりの随伴流の加熱筒１３への流入
が更に抑制され循環室２０への随伴流の流入が増加し熱
処理装置の熱効率向上につながる。

内筒１５及び／又は加熱筒１３の断面積は必ずしも一定
である必要はなく第２図、第３図に示されるように順次
断面の減少するテーパ状であってもよく、この方が下方
へ向う加熱筒１３内の流体と加熱筒１３との衝突があり
、加熱筒１３の壁面の境界層が薄くなり熱交換性が高ま
り加熱筒１３の長さを小さくできる長所があるとともに
、加熱筒１３の静圧も上昇し加熱筒１３への随伴流の流
入抑制にもつながる。

尚、糸条Ｙは通常熱処理装置１０の下方で集束されるた
め内筒１５の径は最外周吐出孔列の径とほぼ等しいかこ
れよりもやや大きくした程度で上部間口２１もしくは内
筒１５と糸条束とは接触しない程度の間隔となるが、糸
条の揺れ。

集束手段および熱処理装置の位置、循環流の作用等を考
慮すると最外周吐出孔列の径の１．３〜１．７倍前後と
するのが好ましい。上部間口２１および内筒１５は必ず
しも同径とする必要はなく上部開口２１又は内筒１５の
゛みを必要に応じて、例えば上部開口２１をより大きく
した際には内筒は上部開口２１より小さくすることがで
きる。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように熱処理装置の糸条流入側
に循環室を設【プることにより、多大な熱エネルギーを
消費することなく糸条を未集束状態で処理することが可
能となり、高速走行する糸条の熱処理に本発明は非常に
効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２〜３図はそ
れぞれ他の実施例を示す断面図である。 １１・・・本体、１３・・・加熱筒、１４・・・外筒。 １５・・・内筒、１８．１９・・・連通口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 紡糸口金の下方に位置し上方から下方に走行する糸条を
   加熱する筒状の熱処理装置であつて、上部が内筒、外筒
   よりなり内、外筒間の両端が封止された２重構造で外筒
   の上下端に対応する内筒の壁面に内筒と外筒の連通口が
   設けられるとともに下部は糸条通過用の内筒のみで形成
   され、少なくとも下部の内筒が該内筒を加熱する加熱手
   段を有しかつ上部内筒の糸条入口部の開口部面積が紡糸
   口金の最外周吐出孔の外縁部で囲まれる面積より小さく
   ないことを特徴とする糸条の熱処理装置