JPS629337Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は熱可塑性合成繊維糸条の仮撚加工用熱
処理装置に関するものである。

（従来技術） 近年、仮撚加工糸の生産性を向上させる為に高
速の仮撚加工機を使用して、加工糸を効率よく大
量に生産する試みが各種なされている。この様な
高速度での仮撚加工糸の生産において解決すべき
問題点も多く、仮撚加工糸製造の際の熱処理方法
もその一つである。一般に高速度で走行する熱可
塑性糸条を熱可塑化する為には糸条に極めて短時
間に熱を伝達しなければならず、それ故に熱処理
時間を大幅に短縮する事が可能な糸条の加熱装置
が必要となつてくる。

従来かかる加熱装置としては糸条を加熱体に接
触させ加熱体から糸条に熱を伝導させる加熱体接
触装置、蒸気の持つ内部エネルギーにより糸条を
加熱する蒸気加熱装置、熱風を糸条に吹き付ける
熱風循環式加熱装置あるいは流動層加熱装置等が
工業的に使用されている。しかし、加熱体接触加
熱装置は熱処理時間を十分とる為に糸条の走行速
度が高速になるに従つて糸条との接触長を長くと
る必要があり、糸条が加熱体との接触摩擦により
損傷を受ける事、加熱装置が長大となり、加工装
置のレイアウトに無理が生ずる事等の問題点を持
つ。蒸気加熱装置は加熱装置から蒸気が漏出し易
く、この漏出する蒸気が加工機に大きな損失を与
えるのを防止する為に、水蒸気の漏出を防止する
事が難しいという欠点を持つ。この欠点は、熱伝
達速度を更に上げようとする時に高温高圧の水蒸
気を使用する場合には特に著しい。次に熱風循環
式加熱装置に関しては、熱風を発生させる装置を
要する事及び空気を加熱するコストが高くつくの
に反し、糸条への熱伝達効果が他の加熱体接触装
置等と比較し劣る等の問題点がある。更に流動層
加熱装置は(イ)作業性が悪い、(ロ)装置が複雑とな
る、(ハ)高速度で走行する糸条に対して走行抵抗が
大きくなる等の問題点がある。

かくみれば、高温度に熱せられた放射体よりの
放射熱を利用して糸条を加熱する赤外線加熱装置
は、糸条に(イ)摩擦損傷を与えない、(ロ)設備が簡便
である等の点で特にすぐれていることになる。

しかし、この赤外線加熱装置の欠点は高温度の
赤外線放射体壁に糸条が接触すれば断糸するとい
う加工上の致命的問題を惹起する事である。従来
の赤外線加熱装置はこの問題を解決する為に、糸
条が赤外線放射体に接触するのを極力避ける方向
にあり、糸条を400℃前後の加熱領域中に加熱体
壁に対し単に非接触状態で通過させる方法が使用
されている。この様な方法によれば糸条が仮撚加
工時のバルーニング現象等の何らかの原因により
上下、又は左右に振れて赤外線放射体壁に接触
し、断糸するのを防ぐ為、糸条と加熱体壁との間
の距離を長くとる必要がある。従つて、この方法
においては糸条と赤外線放射体壁との距離を短く
する事は困難である。

しかも、かかる赤外線加熱装置においては、加
熱体が高温であるため、糸掛時に糸条を加熱体に
接触することなく加熱空間に導入することは困難
であると共に、作業者の火傷等の危険性も伴う欠
点も有している。

（考案の目的） 本考案の目的は、赤外線加熱装置における前記
問題点を解消し、加熱壁面との接触による断糸の
懸念がなく、且つ作業性及び安全性に優れた仮撚
加工用加熱装置を提供することにある。

（構成） 本考案者らはかかる目的を達成すべく鋭意検討
の結果、高温度の赤外線放射体壁に糸条が接触し
ても極めて短時間であれば糸条の断糸が起らない
事、しかも高速度になればなる程、糸条と赤外線
放射体壁との接触長が一定であれば、加熱体との
接触時間が短縮されるという利点がある事、更に
は糸条が加熱領域を通過するに際して、糸条の通
過する位置を糸導ガイド等を使用し一定位置に規
制する事により糸条と高温度の赤外線放射体壁と
の距離を短縮すると共に糸条が過度に赤外線放射
体壁に接触するのを規制する事を積極的に利用し
て糸条が融着又は断糸しない時間内において高温
度の赤外線放射体壁に接触させる事により熱処理
時間短縮が可能である事を知つた。しかしなが
ら、上記のことだけでは作業性、安定性の面での
保障は何等得られず、現実に採用することは困難
である。この点、本考案では、前記糸導ガイドを
加熱領域外から領域内に導入自在とし、糸条の糸
掛は加熱領域外で行なうようにすることにより作
業性及び安全性が著しく向上できる事に成功し
た。

かくして、本考案によれば、合成繊維糸条の外
周を500℃以上の温度に加熱可能な赤外線放射体
９と開閉自在な保温用蓋８とで囲まれている加熱
空間１６を実質的に密閉系に構成し、しかもこの
密閉空間中で糸条に加熱壁面と実質的に非接触状
態に保つために糸条走行方向にそつて配置されて
いる複数個の糸導ガイド２を、保温用蓋８の開閉
方向から前記空間内に導入自在とし、且つ該ガイ
ドに前記空間の外で糸掛けしてから該空間にガイ
ドにより糸条を導入する如くなした仮撚加工用加
熱装置が提供される。

次に図面により本考案を説明すると第１図は本
考案の赤外線加熱装置の一実施例の斜視図を示す
ものである。該図において１は赤外線放射体を断
熱保温する保温ボツクス、２は糸導ガイド、３は
糸導ガイド把持体、４は断熱材、５は糸条移送用
エアシリンダー、６は保温断熱材、７は反射板、
８は保温用蓋を示す。また第２図は第１図におけ
る赤外線放射体（第１図で図示せず）の部分のみ
取出し拡大した斜視図であり、９は赤外線放射
体、１０は反射板固定用ブラケツト、１１は通電
用端子板、１２は糸案内ガイド、１３は糸条導入
スリツト、１４は通電用端子放射体９の保持部
材、１６は赤外線放射体によつて囲まれる加熱空
間（糸道）である。

尚、この例においては赤外線放射体９は反射体
７によつて覆われ間接的に糸条を加熱するように
したものである。

次に本実施例による装置の使用法及び作動を説
明すると、先ず、保温用蓋８が開かれた状態で糸
条移送用エアシリンダー５が作動し、複数個の糸
導ガイドが配置されている糸導ガイド把持体３は
保温用蓋８の開閉方向に移動して糸導ガイド２が
加熱領域（加熱空間１６）の外に移行される。こ
の時、保温用蓋８は、赤外線放射体９からの熱が
空気中に放散され温度低下を起こすのを防ぐ為一
時的に閉められる。この状態で糸条Ｙを糸導ガイ
ド２にセツトし、保温用蓋８を再び開け、糸条移
送用エアシリンダー５、糸条Ｙを加熱空間中に導
き、この加熱空間中で糸条Ｙを赤外線放射体の放
射熱（赤外線）により加熱する。そして、最後に
保温用蓋８を再び閉めればよい。なお、糸導ガイ
ド把持体３は放射体９で囲まれた加熱空間１６中
に糸導ガイドと共に入れる様にしても良い。

尚、糸条を赤外線放射雰囲気中に移送する手段
としてエアシリンダーの例を示したが、バネとス
トツパーよりなる機構を使用する事もできるし、
人手により移送する事もできるのである。

上記の例において、糸導ガイド２を加熱空間１
６に導入自在にし且つ加熱空間１６外での糸掛け
中に保温用蓋８を閉めるようにしたのは次の理由
による。すなわち加熱領域中を通過する糸条の位
置を一定位置に維持する糸導ガイドの形状が複雑
であり、かつ該糸導ガイドが加熱空間１６中に固
定されている場合、赤外線加熱装置内に糸条をセ
ツトする時に高温度の放射体壁に糸条が接触して
断糸する恐れがある事及び糸条を糸導ガイドにセ
ツトするのに時間をとられ高温度の放射体壁を低
温度の室温に長時間さらす結果、放射体よりの放
熱が大きくなると共に放射体壁面温度をも低下さ
せるという問題、更には作業者の火傷等の問題が
生じる。従つて、加熱空間１６の外で糸条を糸導
ガイド群２を把持する把持体３上の糸導ガイド群
２にセツトし、その後糸導ガイド２と共に糸条を
赤外線放射体９で囲まれた加熱空間１６中へ移動
する様にすれば、糸導ガイド２に導糸するに際し
て、高温度の赤外線放射体壁に糸条を誤つて接触
させ断糸を招来することもない。また赤外線放射
体の持つ熱を不必要に空気中へ放射させる事もな
くなり省エネルギー面及び放射体壁面温度の急激
な低下といつた問題も解決できるのである。更に
は高温べの放射体からの放射熱から作業者を保護
する事もできる。

第２図は第１図の部分拡大斜視図で赤外線放射
体を高温度に加熱する為の原理を示したものであ
る。通電端子１４，１４′より通電端子板１１，
１１′を通して極めて低電圧の交流電流を大量に
流し、赤外線放射体９の持つ固有電気抵抗を利用
し赤外線放射体を直接的に高温度に加熱する事に
より糸条を加熱する様になしたものである。な
お、赤外線放射体９は耐火レンガのような断熱材
を介し反射板７に取付けられており、赤外線放射
体９からの熱の移動を防止するようにしている。
ここで赤外線放射体９の材質としてはニツケルク
ロム、鉄クロム、タングステン、白金等が好まし
い。また、赤外線放射体９に直接通電せず、シー
ズヒーターを介して、赤外線放射体を間接的に高
温度に加熱する場合は酸化アルミニウム、酸化チ
タン、酸化ジルコニウム等のセラミツク材料も赤
外線放射体として使用できる。

一般に合成繊維の如き高分子化合物においては
従来より、波長が３μ〜50μの赤外線をよく吸収
する特性を持つ事はよく知られている。従つて波
長が３μ〜50μの赤外線を特によく放射する放射
体が好ましく、この帯域での帯域放射率が高い程
合成繊維糸条の熱処理に有効である。しかし、こ
の帯域のみの帯域放射率を選択的に良くする材料
を見出すのは困難である。従つて全波長（０μ〜
∞μ）を通しての放射率（すなわち、黒体度又は
黒度ともいう）により規制する事が好ましく、放
射体の黒体度が0.4〜0.99の範囲にあるのが好ま
しく、更には0.8〜0.99の範囲内のものが特に好
ましい。また、放射体の放射体壁面温度Ｔ（〓）
は高温度になる程放射エネルギーが増大する（黒
体においてはT⁴に比例する）。逆に放射体壁面温
度が低温になれば糸条の熱処理効果は減少する。
従つて、以上のことから放射体壁面温度は500℃
以上、好ましくは800℃以上に加熱する必要があ
る。一方、放射体壁面温度が高温になれば空気中
の酸化成分による酸化劣化に耐える材料及び高融
点を持つ材料を探さなければならずこの面から制
約を受けると共に、ウイーンの法則より明らかな
様に放射体から放射される電磁波が短波長側へ移
動し、ほとんどのエネルギーが３μ以下の短波長
の電磁波を放出する事に費やされ省エネルギー上
不利となる。そして、高温度になれば保温断熱等
のエンジニアリングが難しいという欠点を持つ。
このようなことから、赤外線放射体壁の温度は
1300℃以下とするのが好ましい。一方、反射体の
材質としては例えばSUS304の如き耐熱性金属が
好適である。

第１〜２図を通して説明した態様は赤外線放射
体９からの放射エネルギーを反射体７を介して利
用する例であるが、上記反射体７を用いず赤外線
放射体９により直接的に糸条を加熱するようにし
てもよい。第３図はこの態様を示すものである
が、赤外線放射体９の外側（非加熱側）は第１〜
２図同様、断熱材を介して反射板に取付けてもよ
いことは勿論である。

この場合、第３図ｂにその側面を示すように、
糸条Ｙを加熱空間１６の入口部で積極的に接触加
熱体１７（例えばセラミツク）に接触させ糸条Ｙ
を予熱するようにしてもよい。この例においても
糸導ガイドを使用する事により、糸条が切れない
様な極めて短い時間であれば糸条と接触加熱体と
の接触長及び接触回数を任意に制御できる。

第４図は赤外線放射体形状の他の例を示すもの
であり、ａ図は該放射体９を半円筒状として、そ
の内部に接触加熱体１７′を複数個設けた例を示
す。この場合、糸条Ｙの加熱空間１６への導入
は、加熱空間１６外から内に導入自在な導糸ガイ
ドを接触加熱体１７′間に設け、この導糸ガイド
によつて行なえばよい。

また、糸条Ｙは必ずしも該接触加熱体１７′に
積極的に接触走行させる必要もなく、ガイド２と
同様の糸道固定のために用いることもできる。

一方、ｂ図は赤外線放射体からの放射熱を有効
に利用する様に糸条の導入スリツト１９及び糸導
ガイド２の導入孔１８を設け、赤外線を糸条が通
過する領域をほとんど密閉状態にした赤外線放射
体の例である。ここでこの赤外線放射体の形状と
しては中空ダ円柱状、中空六角柱状、中空四角柱
状等任意の形状でよい。

尚、第４図ａ，ｂの例を通して開口部には、第
１〜２図の如き保温蓋を取付けて、加熱空間１６
を実質的に密閉系に構成する。

第５図は糸導ガイド２を保温用蓋８ｂに糸導ガ
イド把持体３ｂと共に一体化して設けた例であ
る。この場合、糸条Ｙを糸導ガイド２ｂにセツト
する間、反射板７ｂを取付けた補助保温用蓋２０
を閉じ、保温を強化する様にしてあり、赤外線放
射体９ｂは反射板７ｂにより糸条の導入スリツト
部を除き確実に包囲された状態にある。なお、６
ｂは保温断熱材である。

本考案の加熱装置は、ポリエステル繊維、ポリ
アミド繊維等のすべての熱可塑性合成繊維の仮撚
加工の加熱装置として使用できる。

（作用） 本考案の仮撚加工用加熱装置では、従来の非接
触式赤外線仮撚加工用加熱装置と比較して、糸条
が通過する軌跡を糸導ガイドにより任意の位置に
規制する事ができ、糸条が高温度の赤外線放射体
壁に触れる事による断糸を防止できるのである。
従つて、糸条が通過する領域をコンパクトにする
事が可能となり、不必要に赤外線放射面積を広く
とる必要がなくなるのである。この為、省エネル
ギー面及び赤外線放射体の急激な温度低下といつ
た問題も解決できる。また、赤外線加熱装置以外
の他の加熱装置と比較した場合には、熱処理時間
の大幅な短縮が可能となる。

更に、前記糸導ガイドを加熱空間外から空間内
に導入自在としたため、糸掛作業を加熱空間外で
行なうことができ、糸掛作業性及び安全性の面で
著しく向上できる。

（考案の効果） 本考案によれば、高温度、特に500℃以上で糸
条を短時間で効率よく加熱処理することができる
と共に、加熱装置をコンパクトにできるため、工
業的に採用し得る高速仮撚加工用の加熱装置が提
供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による赤外線加熱装置を開いた
状態を示す斜視図、第２図は第１図の赤外線放射
体部分を取り出した一部破断部を含む斜視図、第
３図は赤外線放射体により直接糸条を加熱する例
でａはその斜視図、ｂは側面図、第４図は赤外線
放射体の他の例を示すものでａはガイド機能を呈
する補助加熱体を複数個設けた赤外線放射体を示
す斜視図、ｂは赤外線を糸条加熱領域よりほとん
ど漏れない様な構造とした赤外線放射体の斜視
図、第５図は糸導ガイド及び糸導ガイド把持体を
保温用蓋に設けた例を示す斜視図である。 第１〜２図において、 ２……糸導ガイド、３……糸導ガイド把持体、
７……反射体、８……保温蓋、９……赤外線放射
体、１６……赤外線放射体によつて囲まれる加熱
空間、 第３図において、 １７……糸条予熱用補助加熱体、 第４図において、 １７′……糸導固定ガイドを兼ねる補助加熱
体、 第５図において、 ８ｂ……糸導ガイド群を取付けた保温蓋、２０
……補助保温蓋、である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 合成繊維糸条の外周を500℃以上の温度に加
   熱可能な赤外線放射体９と開閉自在の保温用蓋
   ８とで囲まれている加熱空間１６を実質的に密
   閉系に構成し、しかもこの密閉空間中で糸条を
   加熱壁面と実質的に非接触状態に保つために糸
   条走行方向にそつて配置されている複数個の糸
   導ガイド２を、保温用蓋８の開閉方向から前記
   空間内に導入自在とし、且つ該ガイドに前記空
   間の外で糸掛けしてから該空間にガイドにより
   糸条を導入する如くなした仮撚加工用加熱装
   置。 (2) 赤外線放射体が耐熱性金属で覆われてなる実
   用新案登録請求の範囲第(1)項記載の仮撚加工用
   加熱装置。 (3) 赤外線放射体の黒体度（放射率）が0.4〜
   0.99である実用新案登録請求の範囲第(1)項また
   は第(2)項記載の仮撚加工用加熱装置。 (4) 糸導ガイド２が摺動自在の把持体に固定され
   ている実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の仮
   撚加工用加熱装置。 (5) 糸導ガイド２が保温用蓋８に取付けられてい
   る実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の仮撚加
   工用加熱装置。 (6) 糸掛けの間、赤外線放射体９によつて囲まれ
   る空間１６入口（糸条スリツト）を反射体７で
   塞ぐようになした実用新案登録請求の範囲第(1)
   項記載の仮撚加工用加熱装置。 (7) 反射体７が耐熱性ステンレス鋼である実用新
   案登録請求の範囲第(6)項記載の仮撚加工用加熱
   装置。