JPWO2014104324A1 - 延伸装置および延伸方法 - Google Patents

Abstract

多段延伸により、高い延伸倍率を可能にする繊維などの被延伸材の延伸装置および前記延伸装置を用いる延伸方法を提供する。（１）テーパー型ローラーのテーパー率[ローラーの最大径をｂ、最小径をａ、テーパー部の長さをＬとして、(ｂ−ａ)／２Ｌで表わされる。] が、０．０３５〜０．５０の範囲にある、少なくとも一対のテーパー型ローラーを備える延伸装置、および（２）前記装置を用いて、前記一対のローラー間に糸条などの被延伸材を掛け渡し、前記被延伸材を前記テーパー型ローラーの小径側から大径側に複数回掛け渡しながら走行させて延伸を行う被延伸材の延伸方法が開示される。

Description

関連出願

本出願は、２０１２年１２月２８日出願の特願２０１２−２８７６９０の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部となすものとして引用する。

本発明は合成繊維や膜状物を製造する工程において、繊維やテープなどの被延伸材の高倍率延伸を行うことが可能な延伸装置および延伸方法に関する。具体的には、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリオキシメチレン等の結晶性高分子からなる各種の繊維、テープまたはシートの延伸に適用可能な、高倍率延伸を可能とする延伸装置および延伸方法に関する。

従来から合成繊維の高強力化、高弾性率化のため、高延伸倍率での延伸が行われてきた。例えば、特許文献１はポリエステル繊維の初期弾性率を高めるため、溶融紡糸にて得られた未延伸繊維を一旦巻き取った後、予熱ローラーで繊維を加熱して延伸を行う工程を２回繰り返し、熱処理することで、高弾性、低収縮性のポリエステル繊維の製造を可能としている。また、特許文献２ではハイモジュラスでかつ寸法安定性に優れ、高タフネスのポリエステル繊維を得るために、溶融紡糸で得られた未延伸繊維を一旦巻き取ることなく、引き続き８０〜１１０℃に加熱したローラーにて予熱後延伸を行う工程を３回繰り返し、熱処理することで、ハイモジュラスで寸法安定性に優れた高タフネスのポリエステル繊維を得ることが可能になっている。

上記の例では、通常のローラーを用いて延伸を行っているが、延伸装置の一部にテーパー型のローラーを用いた例として、特許文献３には、ネルソン型の供給ローラーと延伸ローラー間で熱延伸を行うことが記載されているが、この場合、予熱された供給ローラー上では糸が熱伸長により緩みが発生し、ローラー上での糸揺れが発生する問題がある。この問題を解決するために、供給ローラーの片方のローラーをテーパー型とし、繊維の緩みを解消する手法が記載されている。

同様に、延伸装置の一部にテーパー型ローラーを用いた他の例として、特許文献４には、テーパー型ローラーを用いた予備延伸の例が記載されている。

特公平６−４７０４号公報 特公平７−３３６１０号公報 特開昭５０−８３５１６号公報 特公昭４７−４２８４２号公報

特許文献１および特許文献２に開示されているような、こうした２段階あるいは３段階での延伸を行ったとしても、全延伸倍率（各延伸工程における延伸倍率の積）はせいぜい１．７〜２．４倍程度であり、更に高倍率で延伸を行うためには、４段階あるいは５段階以上へと加熱ローラーを増やすことで更に高倍率の延伸を期待することはできるが、設備が長大になり、実質的には２〜４段階での延伸装置が上限である。

特許文献３の方法は、テーパー型のローラーを用いているが、このテーパー型のローラーは延伸を目的としたものではなく、ローラー上での繊維の緩みを解消する目的で使用されており、延伸は供給ローラーと延伸ローラーとの速度差による延伸がなされている。

特許文献４の方法は、テーパー型ローラーで予備延伸を行う方法であるが、この予備延伸を行う延伸装置は、テーパー型ローラーとテーパーのない円柱状のセパレートローラーとの組合せであり、１．１倍以下の予備延伸により繊維の弛みが解消されているのみで、このテーパー型ローラーを用いて主延伸を行うことの示唆はなく、主延伸はセパレートローラーとドローピンとの間で行われている。

結晶性高分子の繊維を特に高速で延伸する場合、１段階で高延伸することは難しく、少しずつ多段階に分けて延伸することが必要となる。そのため、ポリエステル繊維やポリアミド繊維では、溶融紡糸にて未延伸繊維を得た後、一旦巻取るかまたはそのまま連続で、加熱ローラーにて繊維の温度を適正温度まで上昇させ、複数のローラー間の速度差にて徐々に延伸を行い、高強度、高弾性率、寸法安定性にすぐれた繊維を得ている。しかし、複数のローラーの速度差に基づいて延伸を行う延伸装置の場合、延伸装置のサイズや建設コストなどの面から、段数としては２〜４段までが現実的であり、そのため、更なる高延伸倍率の繊維を得ることは、経済合理性の面からは困難である。

本発明者らは、上記の従来技術の問題点を解消すべく、多段延伸を可能にするコンパクトな装置および該装置を用いた多段延伸方法を提供することを解決すべき課題として設定した。

本発明者らは、鋭意検討の結果、延伸装置を一対のテーパー型ローラーにより構成し、前記テーパー型ローラーに被延伸材を繰り返し掛け渡し、被延伸材の掛け渡し回数を増加させることにより、多段延伸が可能になることを見出し、本発明に到達した。
本発明において、「被延伸材」という語は、延伸処理を必要とする熱可塑性樹脂からなる糸条、テープまたはシートを含む用語として用いられる。本発明において、「糸条」とは、延伸処理を必要とする単繊維（モノフィラメントを含む）または単繊維集合体（マルチフィラメント、マルチフィラメントの集束体を含む）をいう。単繊維集合体としては、例えば、多数本（１０〜２０００本、好ましくは、５０〜１０００本）の単繊維が平行に並んで束状になっているものが挙げられる。また、本発明において、「テープまたはシート」とは、延伸処理を必要とする、熱可塑性樹脂テープ（例えば、０．００１〜２００ｍｍ、好ましくは、０．０１〜３０ｍｍの幅を有する）または熱可塑性樹脂シート（例えば、０．００１〜２００ｍｍ、好ましくは、０．０１〜３０ｍｍの幅を有する）（細長シートまたはストリップシートともいう）を意味する。
本発明において、「多段延伸」とは、周速度の異なるローラー間において被延伸材を引き延ばす延伸を複数回行うことを意味する。一対のテーパー型ローラーにおいては、被延伸材を複数回掛け渡すと、延伸倍率の異なる延伸が複数回行われることになることから、多段延伸となる。

本発明第１の構成は、テーパー型ローラーのテーパー率[ローラーの最大径をｂ、最小径をａ、テーパー部の長さをＬとして、（ｂ−ａ）／２Ｌで表わされる。] が、０．０３５〜０．５０の範囲にある、少なくとも一対のテーパー型ローラーを備える、被延伸材を延伸する延伸装置である。

前記テーパー型ローラーの最大径（ｂ）と最小径（ａ）との比率（ｂ／ａ）が１．２〜５．０の範囲にあることが好ましい。

前記テーパー型ローラーは、被延伸材の導入部と送出部に、テーパーのないストレート部を有することが好ましい。

前記一対のテーパー型ローラーは、前記一対のローラーの回転軸中心線の互いに成す角度（θ）が、２０°≧θ≧０．００１°の範囲に配置されていることが好ましい。

前記テーパー型ローラーは、ローラー表面が所定温度に加熱されていることが好ましく、前記テーパー型ローラーの表面は、内部加熱または外部加熱により加熱が行われていることが好ましい。

前記テーパー型ローラーは、ローラーの長さ方向に区分けされた複数の加熱ゾーンを備え、それぞれの加熱ゾーンは個別に温度設定可能であることが好ましい。

前記延伸装置は、被延伸材の多段延伸を複数回にわたって行えるように、前記一対のテーパー型ローラーを複数組備えることもできる。

前記被延伸材が糸条であってもよく、糸条としては、モノフィラメントまたはマルチフィラメントであってもよい。前記一対のテーパー型ローラーは、紡糸後の糸条が巻き取られることなく延伸されるように、紡糸直結配置されていることが好ましい。

前記被延伸材が熱可塑性樹脂テープまたはシートであってもよい。熱可塑性樹脂テープまたはシートは、直接テープまたはシート状に製膜されたものでも、広幅の膜状物をスリットしたものでもよい。

本発明第２の構成は、テーパー型ローラーのテーパー率[ローラーの最大径をｂ、最小径をａ、テーパー部の長さをＬとして、（ｂ−ａ）／２Ｌで表わされる。] が、０．０３５〜０．５０の範囲にある、少なくとも一対のテーパー型ローラーを備える延伸装置の前記一対のローラー間に被延伸材を掛け渡し、前記被延伸材を前記テーパー型ローラーの小径側から大径側に複数回掛け渡しながら走行させて延伸を行うことを特徴とする延伸方法である。

前記被延伸材が糸条であってもよい。本発明において糸条は、紡糸後未延伸または延伸後の単数または複数の連続単繊維から構成されている。

前記の延伸方法において、前記糸条は、紡糸後巻き取られることなく、前記テーパー型ローラーに導入されることが好ましい。

前記テーパー型ローラーは加熱されており、前記糸条は、前記加熱されたローラーにより加熱されて延伸が行われることが好ましい。

前記複数回が６回以上であることが好ましい。

前記糸条は、一対のテーパー型ローラーを複数セット備える延伸装置により多段延伸処理を複数回行うことで、さらに高延伸倍率が可能になる。

前記の延伸方法において、前記被延伸材が、熱可塑性樹脂テープまたはシートであってもよい。

なお、請求の範囲および／または明細書に開示された少なくとも２つの構成要素のどのような組み合わせも本発明に含まれる。特に、請求の範囲に記載された請求項の２つ以上のどのような組み合わせも本発明に含まれる。
また、重複を避けるため、装置に従って開示した特徴は、方法に従った開示と見なし、同様に、方法に従って開示した特徴は、装置に従った開示と見なすものとする。

本発明第１の構成の延伸装置は、一対のテーパー型ローラーを備えており、該テーパー型ローラーに被延伸材を多数回掛け渡すことにより、多段延伸を可能にし、しかも、コンパクトであるという特徴を有するので、設備が長大になることなく多段延伸を行うことが出来る。しかも、前記テーパー型ローラーは、被延伸材の導入部と送出部に、テーパーのないストレート部を有するので、被延伸材のローラーへの導入およびローラーからの送出が容易であり、また、一対のテーパー型ローラーは、前記一対のローラーの回転軸中心線の互いに成す角度（θ）が、２０°≧θ≧０．００１°の範囲に配置されているので、被延伸材が小径側から大径側にスムースに移行することが可能であり、安定した延伸が可能である。また、ローラーを加熱することにより、所望の延伸温度による延伸を可能にしている。とくに、ローラーの長さ方向にローラーを複数のゾーンに区分けし、ゾーンごとにローラー表面が所望の温度に調節可能になっているので、きめ細かに最適な延伸温度の設定が可能になっている。このテーパー型ローラーは、被延伸材の走行方向に直列に複数組配置することが可能であるから、掛け渡し回数をいくらでも増加させることが可能であり、極めて段数の多い多段延伸を可能にする。
また、この延伸装置は紡糸装置と直結配置することが可能であるから、被延伸材である紡糸後の繊維を巻き取ることなく、連続的に紡糸延伸を行うことができる。

本発明第２の構成の延伸方法によれば、一対のテーパー型ローラーに被延伸材を掛け渡して、被延伸材をテーパー型ローラーの小径側から大径側に複数回掛け渡しながら走行させて延伸を行うことにより、一対のテーパー型ローラーのコンパクトな装置で、延伸倍率１．２倍以上の高延伸倍率の延伸が可能になった。被延伸材のローラー掛け渡し回数は、６回以上の多数回とすることが可能であり、従来の延伸方法に比して被延伸材の変形速度を低下させながら高延伸を可能にして、しかもコンパクトな装置で所望の多段延伸を行うことが出来る。
この延伸は、被延伸材が糸条である場合、紡糸後の糸条を巻き取ることなく、紡糸装置を直結して行うことが出来るので、工程の簡略化がなされる。また、加熱ローラーを用いることにより、所望の温度で延伸を行うことが出来る。

この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。
本発明の延伸装置に用いられるテーパー型ローラーの一例を示す概略正面図である。 本発明の延伸装置に用いられる一対のテーパー型ローラーの配置の一例を示す概略正面図である。 本発明の延伸装置に用いられるテーパー型ローラーの第１実施形態を示す概略正断面図である。 本発明の延伸装置に用いられるテーパー型ローラーの第２実施形態を示す概略正断面図である。 本発明の延伸装置に用いられるテーパー型ローラーの第３実施形態を示す概略正断面図である。 本発明の延伸装置に用いられるテーパー型ローラーの第４実施形態を示す概略正断面図である。 本発明の延伸装置に用いられるテーパー型ローラーの第５実施形態を示す概略正断面図である。 本発明の延伸装置に用いられるテーパー型ローラーの第６実施形態を示す概略正断面図である。 本発明の延伸装置に用いられるテーパー型ローラーの第７実施形態を示す概略正断面図である。 本発明の延伸装置を構成する一対のテーパー型ローラーの配置の一例を示す概略正面図および概略側面図である。 本発明の延伸装置を構成する一対のテーパー型ローラーの配置の他の一例を示す概略正面図および概略側面図である。 本発明の延伸装置を構成する一対のテーパー型ローラーによる、延伸処理中の被延伸材（糸条）の態様を示す概略正面図および概略側面図である。

（延伸装置）
本発明の特徴は、紡糸後の糸条や製膜後のテープやシートなどの被延伸材を、（イ）直接、（ロ）一旦引き取りローラーで引き取った後、または（ハ）巻き取った後、一対のテーパー型ローラーに導入し、テーパー型ローラーの走行中に延伸が行われることにある。図１に、本発明において用いられるテーパー型ローラーの一態様を示す。本発明の延伸装置は、図２にその一態様を示すように、図１に示すテーパー型ローラー２本を一組とした、一対のテーパー型ローラーから構成される。一対のテーパー型ローラーを構成する2本ローラーは、通常、同一サイズの方が速度調整の面からは好ましく、同方向に同速度で回転することができる。一対のローラーを回転させるための駆動は、通常、一対のローラーのそれぞれの駆動軸をそれぞれの駆動モーターを同期させながら駆動させることによりローラーの回転を行うが、一対のローラーの駆動軸を連結する連結手段を設け、この連結手段を回転させる一台のモーターにより駆動させ、ローラーの回転を行ってもよい。
２本のローラーは異なるものを使用することも可能であるが、その場合、通常、L、La、Lb、b/aは同一とし、それぞれのローラーの回転速度はそれぞれの周速が同一となるように構成される。
糸条などの被延伸材は、図４Ｃに示すように、一対のテーパー型ローラーの小径側の導入部（Ｘ）に導入されて、ローラー間に複数回掛け渡されて、走行中にローラー表面の周速差により延伸され、それが多数回（多段）繰り返されることにより、少なくとも１．２倍以上で連続的に高延伸され、大径側の送出部（Ｙ）から送出される。

（テーパー型ローラー）
本発明において用いられるテーパー型ローラーは、糸条などの被延伸材を延伸することのできる所定長さ（Ｌ）を有し、最小の直径（ａ）と最大の直径（ｂ）からなるテーパー部を有することが必要であるが、好ましくは、図１に示すように、所定長のテーパー部（Ｌ）、被延伸材を導入する所定長さのストレート部（Ｌａ）、被延伸材を送出する所定長さのストレート部（Ｌｂ）から構成される。最大径（ｂ）と最小径（ａ）との比率、テーパー部のローラー長さ（Ｌ）、導入ストレート部のローラー長さ（Ｌａ）、送出ストレート部のローラー長さ（Ｌｂ）は、延伸される被延伸材の種類、延伸倍率、延伸後の被延伸材の物性などのより適宜選択されるが、下記の式（１）〜（５）により示される範囲内で実施されることが好ましい。
1.2≦b/a≦5.0 ・・・・（１）
0.035≦(b-a)/(2L)≦0．50・・・・・・（２）
50≦L≦2000(mm) ・・・・（３）
0≦La≦500 (mm) ・・・・（４）
0≦Lb≦500 (mm) ・・・・（５）

上記式（１）に示すb/aは、全延伸倍率を決定するパラメーターであり、b/aが1.2より小さい場合、延伸倍率を高くすることが容易ではなく、また、b/aが5.0より高くすると、各段階で延伸される比率が高くなるため伸長変形速度が急激となり、結果として毛羽や断糸が引きこされやすく、正常な延伸を継続することが容易ではない。パラメーター（ｂ/ａ）のより好ましい範囲は、1.3≦b/a≦3.5である。また、上記b/aの範囲内であれば傾斜を連続的にまたは段階的に変更することもできる。

上記式（２）に示す(b-a)/(2L)は、テーパーの角度を決定するパラメーターである。(b-a)/(2L)が0.035より小さい場合、角度が小さいためテーパー型ローラーにおける延伸効率が低く、所定の倍率を達成するためには、ローラー長Lが大きくなってしまい、設備が巨大化する傾向となるので好ましくない。また、(b-a)/(2L)が0.50より大きい場合、テーパーの角度が大きくなりすぎ、傾斜に逆らって被延伸材がテーパー型ローラーの大径側へと移動することが容易ではなくなるので、より望ましくは、0.1≦(b-a)/(2L)≦0.35の範囲に設計することである。

上記式（３）は、テーパー部分の長さＬ(mm)の範囲を示している。Ｌが50(mm)より小さくなると、掛け渡し回数（延伸段数）が少なくなってしまい、効率的な連続延伸を行う点から不利になるので好ましくない。また一方、Ｌが2000(mm)より大きくなると、設備サイズが大きくなるだけではなく、作業者の操作性にも支障をきたす傾向になる。望ましくは300≦L≦1200(mm)である。

上記式（４）および式（５）は、それぞれ小径側のストレート部分のローラー長（Ｌａmm)、:大径側のストレート部分のローラー長(Ｌｂmm)の好適範囲を示している。被延伸材の延伸は、テーバー部分で行われるが、テーパー部分への被延伸材の誘導および、テーパー部分で延伸か完了し、次工程へ被延伸材を誘導するためには、それぞれ0≦La≦500(mm)、0≦Lb≦500(mm)の、適度な長さのストレート部分を設けることが、作業上有利である。なお、ストレート部分はなくても構わない。ＬａまたはＬｂが500(mm)より大きくなると、設備サイズを大きくし、逆に作業性に不都合が生じることもあるので好ましくない。より望ましくは20≦La≦300(mm)、20≦Lb≦300(mm)の範囲内である。必要に応じて、小径側端面および大径側端面に被延伸材の脱落防止用の鍔をつけることもできる。

（２本のテーパー型ローラーの配置）
本発明の延伸装置は、一対のテーパー型ローラー２本を１組として、少なくとも１組のテーパー型ローラーから構成され、２本のローラーの回転軸中心線は、通常、互いに平行に配置される。糸条などの被延伸材はローラーの小径側に導入され、２本のテーパー型ローラー間に複数回掛け渡されながら走行し、大径側から送出される。しかしながら、走行中の被延伸材には、被延伸材を小径側へ引き戻そうとする力が作用しているので、被延伸材を安定に走行させるには、図２および図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示されているように、２本のローラーの先端を内側に向けて配置することが好ましい。より具体的には、図２に示すごとく２つのローラーの回転軸中心線同士の投影角度θ°が、以下の式６に示される範囲内で選択されることが好ましい。
0.001°≦θ≦20°・・・・・（６）
上記の式において、θは２本のローラーそれぞれの回転軸中心線を、図４Ａおよび図４Ｂに示すP、Q、Mを含む同一平面上に投影した場合に得られる、回転軸中心線同士のなす角である。なお、Ｐ、Ｑは、図４Ａおよび図４Ｂのローラー断面図に示すように、各ローラーの大径側末端の回転軸中心点を示す。また、Ｍは、各ローラーにおけるテーパー部分の長さＬの1/2に相当する位置(1/2L)における回転中心軸どうしを結び、その結んだ線の中点を示す。

本発明の延伸装置において、小径側から大径側へと糸条などの被延伸材が徐々に移動することにより、ローラー表面速度が増加し、それに伴い被延伸材が延伸され、一対のテーパー型ローラー間において被延伸材が多数回掛け渡されると、被延伸材は多段延伸されるので、高延伸倍率の行われた延伸材を得ることができる。
しかしながら、被延伸材が小径側から大径側すなわち、速度が向上する方向へ移動しようとすると、被延伸材を大径側から小径側へと移動させようとする逆方向の力も発生する。その力に打ち勝って、小径側から大径側へと被延伸材を移動させるには、相応の力学的応力の発生が望まれる。その応力を発生するために、２つのローラーの回転軸中心線同士の投影角度θを0.001°≦θ≦20°の範囲で選択できるように、２つのローラーの回転軸の向きを変更できるように構成された装置であることが好ましい。

θが大きいほど小径側から大径側へと移動させる応力が増加し、被延伸材は自然に大径側へと移動するようになる。θの設定角度は被延伸材の種類、延伸倍率、被延伸材である繊維の繊度またはテープまたはシートの幅、延伸温度、延伸速度、延伸張力、収縮応力等により、それぞれの条件で適正値が異なり、一概に最適範囲を決定することは困難である。したがって、連続延伸装置としては、0.001°≦θ≦20°の範囲で自由に角度を調整できる機構を有することが好ましい。ここで、θが小さすぎると、有効な力が発生せず、また、θが大きすぎると被延伸材の移動が大きすぎ、連続延伸の段数を十分に確保する点で好ましくない。より望ましくは0.5≦θ≦10°である。

θの角度の決め方は、一般的に図４Ａの様にθはP-Q-Mと同一平面上の場合、２つのローラーの回転中心線の延長線上の角度として決定される。一方、例えば、図４Ｂの様に２つのローラーのうち１つないし２つの回転中心線を左右に振ることによっても同様の効果が得られる。この場合、θはP-Q-Mからなる平面上に、各ローラーの回転中心線を投影して得られる角度として決定される。
ここで、ＰおよびＱは各ローラーの大径側末端の回転軸中心点を示し、Ｍは各ローラーにおけるテーパー部分の長さＬの1/2に相当する位置(1/2L)における回転中心軸どうしを結び、その結んだ線の中点を示す。

図４Ｃに示されている態様では、２本のローラーは適度に傾斜して、一対のテーパー型ローラー間に複数回（６回）掛け渡された被延伸材（糸条など）は延伸されながら、被延伸材のローラー間の幅はほぼ同じであるため、高延伸されながら、走行の安定性が保たれている。
被延伸材は、ストレート部に導入されてもよく、直接テーパー部に導入されてもよい。また、被延伸材は、ストレ−ト部から送出されてもよく、直接テーパー部から送出されもよい。なお、ストレート部を設けない場合には、被延伸材の脱落を防ぐため、必要に応じて、ローラー端部に鍔などを設けてもよい。

（ローラー表面温度）
本発明において、テーパー型ローラーの表面は、延伸処理される被延伸材に応じて所望の温度に加熱されることが好ましい。被延伸材の種類、条件によっては室温での連続延伸を行うことも可能であるが、より延伸を安定させるためには、ローラー表面を、通常、30℃〜280℃の範囲内で任意の温度に設定できるように構成されていることが望ましい。30℃より低い温度では、室温との温度差が小さく、また、280℃より高くすると、被延伸材によってはローラー表面に被延伸材が溶着しはじめ、毛羽や断糸の原因となってしまうおそれがある。適正な温度は被延伸材の種類、条件により種々に設定する必要があるが、多くの場合、70℃〜260℃の範囲内の温度に設定可能にすることがより望ましい。

被延伸材の延伸の進行に伴い、軟化温度や融点が上昇してゆき、延伸倍率に応じて適正温度も徐々に変化していく。そのためには、温度を、ローラーの長さ方向２〜８ゾーンで個別に調整できる装置であることが望ましい。
第３Ａ〜３Ｇ図は、ローラーの長さ方向に加熱ゾーンの種々の態様を示す。図３Ａは、加熱ゾーンが１つ（Ｔ_１）の態様を示している。図３Ｂは、2つの加熱ゾーン（Ｔ_１，Ｔ_２）を設けた態様を示し、ローラーの前半部と後半部が異なる温度に加熱制御可能に構成されている。図３Ｃは、３つの加熱ゾーンを設けた態様を示し、導入および送出ストレート部Ｔ_１，Ｔ_３とテーパー部Ｔ_２とがそれぞれ異なる温度に加熱制御可能に構成されている。図３Ｄは、４つの加熱ゾーンを設けた態様を示し、被延伸材導入および被延伸材送出ストレート部Ｔ_１、Ｔ_４、前半および後半テーパー部Ｔ_２、Ｔ_３とが、それぞれ異なる温度に制御可能に構成されている。図３Ｅは、５つの加熱ゾーンを設けた態様、図３Ｆは、６つの加熱ゾーンを設けた態様、図３Ｇは、７つの加熱ゾーンを設けた態様を示す。それぞれの加熱ゾーンの長さは、図に示されているように同じでも異なっていてもよい。

ローラーの加熱の方法について、特に制約は無く、内部加熱方式または外部加熱方式によりローラーの加熱を行うことができる。
内部加熱方式とは、ローラーの内側から加熱することにより、熱伝達によってローラー表面を加熱する方式であり、内部加熱方式としては、加熱空気、燃焼ガス、加熱水蒸気、水やオイル等の加熱液体などの高温に加熱された熱媒体をローラー内に循環させて加熱を行ったり、鉄、ニッケル、マンガンやその合金などの磁性を有する材料をローラー内部に配置し、それをローラー内部から誘導電流により加熱（誘導加熱）を行ったり、また、カーボン、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛[Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３]などの誘電率の高い材料をローラー内部に配置し、ローラー内部よりマイクロ波または高周波により加熱を行ったりする方式などが挙げられる。
また、外部加熱方式としては、ローラーの表面に加熱空気や燃焼ガス、加熱水蒸気など、高温に加熱された熱媒体をローラー表面に直接吹きかけて表面の加熱を行ったり、また、鉄、ニッケル、マンガンやその合金などの磁性を有する材料をローラー内部に配置し、それをローラー外部から誘導電流により加熱を行ったり、また、遠赤外線やニクロム線などの熱源をローラー内部に配置し、ローラー表面に接触または放射により加熱する方式等が挙げられる。
ローラーの長さ方向に複数の加熱ゾーンが設けられている場合には、ローラー内部または外部に、加熱手段を加熱ゾーンごとに設置することにより行うことができる。
より延伸の安定化のためには、図２のローラー装置一式を密閉室に閉じ込めて、保温することでより安定した延伸が行われる。さらには、密閉室内に熱風や赤外線加熱により、被延伸材表面を追加加熱することも有効である。

さらに高倍率の延伸が必要な場合、上記記載の連続延伸装置を２〜５台を直列に配列することでより高延伸倍率可能な多段連続延伸装置を構成することも可能である。

（延伸方法）
本発明の延伸方法は、前述した本発明に係る一対のテーパー型ローラーを備える延伸装置を用いて、前記延伸装置の一対のローラー間に被延伸材を掛け渡し、前記被延伸材を前記テーパー型ローラーの小径側から大径側に複数回掛け渡しながら走行させて延伸を行うことにより行われる。

（他の延伸方法との組み合わせ）
被延伸材の延伸は、本発明の延伸装置による延伸だけでなく、必要に応じて、本発明の延伸装置による延伸の前または後に、他の延伸方法による延伸を組み合わせてもよい。他の延伸方法としては、ストレートローラーによるローラー延伸、ピン延伸、プレート延伸、熱風加熱炉延伸などが挙げられ、これらのローラー、ピン、プレートなどの延伸装置は、必要に応じて加熱延伸が可能なように加熱手段を備えていてもよい。加熱手段としては、赤外線加熱、熱風加熱、スチーム加熱、熱媒加熱、マイクロ波加熱、高周波加熱、誘電加熱などが挙げられる。

（各種繊維の延伸）
本発明に係る延伸装置は、ポリエステル、ポリアミド〔ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン９Ｔ（１，９−ノナメチレンジアミンおよび／または２−メチル−１，８−オクタメチレンジアミンとテレフタル酸とからなるナイロン）など〕、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリオキシメチレンなどの種々の合成繊維に適用可能であり、特に、溶融紡糸法、半溶融紡糸法、乾式紡糸法により製造される繊維に好ましく適用される。糸条の延伸は、素材により適正延伸温度が異なるが、本発明の延伸装置では、適宜加熱方式、加熱条件の選択をして、所望のローラー表面温度での延伸が可能である。また、本発明の延伸装置は、ローラー長さ方向に加熱ゾーンを区分けして、延伸中において、延伸初期、延伸中期、延伸後期それぞれの段階に応じて最適な延伸温度下で延伸を行うことも可能である。

本発明の延伸装置を用いて、紡糸後の糸条の延伸は、１．２倍以上の所望の延伸倍率、例えば、１０倍以上の延伸を行うことが可能であり、一対のテーパー型ローラー間の掛け渡された回数を、６回以上、１０回以上、さらに２０〜４０回もの多数回にして多段延伸を行うことができる。すなわち、徐々に延伸しながら、高延伸を行うことが可能である。高延伸倍率の延伸を行うときには、一対のローラーのローラー長を長くしたり、一対のローラーからなる延伸装置を複数組、糸条の走行方向に直列に配置したりすることにより実施可能である。

本発明の延伸装置は、一対のローラーから構成されているため、紡糸後の糸条を巻きとることなく、引き取りローラーで引き取りながら、一対のテーパー型ローラーからなる本発明の延伸装置に導入して、紡糸延伸直結プロセスを組むことが可能である。

（各種テープまたはシートの延伸）
本発明に係る延伸装置は、ポリエステル、ポリアミド〔ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン９Ｔ（１，９−ノナメチレンジアミンおよび／または２−メチル−１，８−オクタメチレンジアミンとテレフタル酸とからなるナイロン）など〕、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリオキシメチレンなどのテープやシートを延伸する延伸装置としても適用可能であり、高強力一軸延伸シート、フラットヤーン（テープヤーン）、スプリットヤーンなどを製造することが可能である。

次に、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は本実施例によりなんら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例における各測定値は次の方法に従って測定したものである。

[ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度（ＩＶ）]
オストワルド粘度計を用いて、オルソクロロフェノール１００ｍｌに対し、試料３ｇを溶解した相対粘度ηを２５℃で測定し、次の近似式によりＩＶを算出した。
ＩＶ＝０．０２４２η＋０．２６３４
ただし、η＝（ｔ×ｄ）／（ｔ₀×ｄ₀）
ｔ：溶液の落下時間（秒）
ｔ₀：オルソクロロフェノールの落下時間（秒）
ｄ：溶液の密度（ｇ／ｃｃ）
ｄ₀：オルソクロロフェノールの密度（ｇ／ｃｃ）

[ナイロン６樹脂、ナイロン６６樹脂、ナイロン９Ｔ樹脂の相対粘度（ＲＶ）]
９６．３±０．１重量％試薬特級濃硫酸中に樹脂濃度が１０ｍｇ／ｍｌになるように試料を溶解させてサンプル溶液を調整し、２０℃±０．０５℃の温度で水落下秒数６〜７秒のオストワルド粘度計を用い、溶液相対粘度を測定する。測定に際し、同一粘度計を用い、サンプル溶液を調整した時と同じ硫酸２０ｍｌの落下時間ｔ₀（秒）と、サンプル溶液２０ｍｌの落下時間ｔ₁（秒）の比により、相対粘度ＲＶを下記の式を用いて算出する。
ＲＶ＝ｔ₁／ｔ₀

（破断強度の測定）
インストロン型の引張試験機を用いて得られた荷重−伸度曲線より求めた。

（破断伸度の測定）
インストロン型の引張試験機を用いて得られた荷重−伸度曲線より求めた。

（実施例１）
固有粘度が１．２０のポリエチレンテレフタレート樹脂をエクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、吐出口径０．６ｍｍ、孔数１４４の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条を雰囲気温度３００℃の加熱筒を通した後、冷却筒により冷却風を３０ｍ／分の速さで吹きつけて冷却し、オイリングローラーで紡糸油剤を付与した後、巻き取られることなく、一対のテーパー型ローラー（ａ：１５０ｍｍ、ｂ：４００ｍｍ、Ｌ：７００ｍｍ、Ｌａ：１２０ｍｍ、Ｌｂ：２５０ｍｍ）（θ：１２°）２組が直列配置された延伸装置（図２）に導入された。
延伸装置は、誘導加熱による内部加熱により、ローラーの表面温度を８０℃に加熱制御されており（図３Ａ）、糸条は一対のローラーに繰り返し掛け渡されて（掛け渡し全回数：２８）連続延伸処理（全延伸倍率：７．１）され、４２００ｍ／分の巻取速度で巻き取られて、延伸された糸条を得た。延伸された糸条の破断強度および伸度の測定結果を表１に示す。

（実施例２）
相対粘度が２．５３のナイロン６樹脂をエクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、吐出口径０．１９ｍｍ、孔数４８の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条に冷却風を０．８ｍ／分の速さで吹きつけて冷却した後、筒状の非接触式加熱装置を通過させた。加熱装置を出て自然冷却された糸条にオイリングローラーで紡糸油剤を付与した後、一対のテーパー型ローラー（ａ：１７５ｍｍ、ｂ：３００ｍｍ、Ｌ：５００ｍｍ、Ｌａ：１２０ｍｍ，Ｌｂ：２５０ｍｍ）（θ：３°）からなる連続延伸装置（図２）に導き、ローラー表面温度のうち前半を１２０℃に、後半を２２０℃に加熱ゾーンを制御した状態にて、一対のローラー間に繰り返し掛け渡す（掛け渡し回数：１０）ことにより連続延伸（延伸倍率：１．７倍）を行い、７６００ｍ／分の巻取り速度で巻き取って延伸繊維糸条を得た。延伸された糸条の破断強度および伸度の測定結果を表１に示す。

（実施例３）
相対粘度が２．６のナイロン６６樹脂を、エクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、口金孔径０．６ｍｍ、孔数１４４の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条に冷却風を２０ｍ／分の速さで吹きつけて冷却した後、筒状の非接触式加熱装置を通過させた。加熱装置を出て自然冷却された糸条にオイリングローラーで紡糸油剤を付与した後、２５００ｍ／分の速度にて、一対のテーパー型ローラー（ａ：１５０ｍｍ、ｂ：４６０ｍｍ、Ｌ：８００ｍｍ、Ｌａ：１２０ｍｍ、Ｌｂ：２５０ｍｍ）（θ：１５°）からなる延伸装置（図２）に導入された。
延伸装置は、前記ローラーのテーパー部（３ゾーン）の前半部を１８０℃の表面温度（Ｔ_２）に、中央部を２２０℃の表面温度（Ｔ_３）に、後半部を２３５℃の表面温度（Ｔ_４）に、直線部の温度Ｔ_１はＴ_２と同じ温度、Ｔ_５はＴ_４と同じ温度にそれぞれ加熱制御されており（図３Ｅ）、糸条は一対のローラーに繰返し掛け渡されて（掛け渡し回数：１６）延伸処理（延伸倍率：３．１）され、７７００ｍ／分の速度で巻き取られて、延伸された糸条を得た。延伸された糸条の破断強度および伸度の測定結果を表1に示す。

（実施例４）
相対粘度が０．９のナイロン９Ｔ樹脂を、エクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、口金孔径０．２５ｍｍ、孔数７２の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条に温度２５℃、湿度６５ＲＨ％に調整した冷却風を０．５ｍ／分の速さで吹きつけて冷却した後、糸条にオイリングローラーで紡糸油剤を付与した。引き続き、一旦巻き取ることなく、１５０℃に加熱制御した引取ローラーにて１５００ｍ／分の速度で引取り、続いて１８０℃に加熱制御された第２ローラー間にて１．５倍の延伸を行い、さらに引き続き一対のテーパー型ローラー（ａ：１５０ｍｍ、ｂ：３００ｍｍ、Ｌ：４００ｍｍ、Ｌａ：１００ｍｍ、Ｌｂ：２００ｍｍ）からなる連続延伸装置（図２）に導かれた。ローラーの表面温度は、テーパー部の前半部（Ｔ_２）を１８０℃に、中央部（Ｔ_３）を２００℃に、後半部（Ｔ_４）を２０５℃の３ゾーンに、直線部の温度Ｔ_１はＴ_２と同じ温度、Ｔ_５はＴ_４と同じ温度にそれぞれ加熱制御された状態（図３Ｅ）にて、一対のローラー（θ：４°）間に繰り返し掛け渡す（掛け渡し回数：１８）ことにより連続延伸（延伸倍率：３倍）を行い、延伸繊維糸条を得た。延伸された糸条の破断強度および伸度の測定結果を表1に示す。

（実施例５）
相対粘度が２．６のナイロン９Ｔ樹脂を、エクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、口金孔径０．２５ｍｍ、孔数１４４の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条に温度２５℃、湿度６５ＲＨ％に調整した冷却風を０．５ｍ／分の速さで吹きつけて冷却した後、糸条にオイリングローラーで紡糸油剤を付与した。引き続き、一旦巻き取ることなく、一対のテーパー型ローラー（ａ：１５０ｍｍ、ｂ：３００ｍｍ、Ｌ：４００ｍｍ、Ｌａ：１００ｍｍ、Ｌｂ：２００ｍｍ）からなる連続延伸装置（図２）に導き、ローラーのテーパー部の前半部の表面温度（Ｔ_２）を１８０℃に、中央部（Ｔ_３）を１８０℃に、後半部（Ｔ_４）を１９０℃の３ゾーンに、直線部の温度Ｔ_１はＴ_２と同じ温度、Ｔ_５はＴ_４と同じ温度に、それぞれ加熱制御した状態（図３Ｅ）にて、一対のローラー（θ：４°）間に繰り返し掛け渡すことにより連続延伸を行い、さらに引き続き、一対のテーパー型ローラー（ａ：１５０ｍｍ、ｂ：３００ｍｍ、Ｌ：４００ｍｍ、Ｌａ：１００ｍｍ、Ｌｂ：２００ｍｍ）からなる連続延伸装置（図２）に導き、ローラーのテーパー部の表面温度を、前半部（Ｔ_２）１９０℃、中央部（Ｔ_３）２００℃、後半部（Ｔ_４）２０５℃の３ゾーンに、直線部の温度Ｔ_１はＴ_２と同じ温度、Ｔ_５はＴ_４と同じ温度に、それぞれ加熱制御した状態（図３Ｅ）にて、一対のローラー（θ：４°）間に繰り返し掛け渡すことにより延伸繊維糸条（全延伸倍率：４．０倍）を得た。延伸された糸条の破断強度および伸度の測定結果を表1に示す。

（実施例６）
相対粘度が２．６のナイロン９Ｔ樹脂を、エクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、口金孔径０．２５ｍｍ、孔数１４４の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条に温度２５℃、湿度６５ＲＨ％に調整した冷却風を０．５ｍ／分の速さで吹きつけて冷却した後、糸条にオイリングローラーで紡糸油剤を付与した。引き続き、一旦巻き取ることなく、一対のテーパー型ローラー（ａ：２００ｍｍ、ｂ：５００ｍｍ、Ｌ：４００ｍｍ、Ｌａ：１００ｍｍ、Ｌｂ：２００ｍｍ）からなる連続延伸装置（図２）に導き、ローラーのテーパー部の前半部の表面温度（Ｔ_２）を１８０℃に、中央部（Ｔ_３）を１８０℃に、後半部（Ｔ_４）を１９０℃の３ゾーンに、直線部の温度Ｔ_１はＴ_２と同じ温度、Ｔ_５はＴ_４と同じ温度に、それぞれ加熱制御した状態（図３Ｅ）にて、一対のローラー（θ：６°）間に繰り返し掛け渡すことにより連続延伸を行い、引き続き、一対のテーパー型ローラー（ａ：２００ｍｍ、ｂ：３００ｍｍ、Ｌ：４００ｍｍ、Ｌａ：１００ｍｍ、Ｌｂ：２００ｍｍ）からなる連続延伸装置（図２）に導き、ローラーのテーパー部の表面温度を、前半部（Ｔ_２）１９０℃、中央部（Ｔ_３）２００℃、後半部（Ｔ_４）２００℃の３ゾーンに、直線部の温度Ｔ_１はＴ_２と同じ温度、Ｔ_５はＴ_４と同じ温度に、それぞれ加熱制御した状態（図３Ｅ）にて、一対のローラー（θ：４°）間に繰り返し掛け渡し、さらに引き続き、一対のテーパー型ローラー（ａ：２００ｍｍ、ｂ：２４０ｍｍ、Ｌ：５００ｍｍ、Ｌａ：１００ｍｍ、Ｌｂ：２００ｍｍ）からなる連続延伸装置（図２）に導き、ローラーのテーパー部の表面温度を、前半部（Ｔ_２）２０５℃、中央部（Ｔ_３）２１０℃、後半部（Ｔ_４）２１５℃の３ゾーンに、直線部の温度Ｔ_１はＴ_２と同じ温度、Ｔ_５はＴ_４と同じ温度に、それぞれ加熱制御した状態（図３Ｅ）にて、一対のローラー（θ：２°）間に繰り返し掛け渡すことにより延伸繊維糸条（全延伸倍率：４．５倍）を得た。延伸された糸条の破断強度および伸度の測定結果を表1に示す。

（比較例１）
固有粘度が１．２０のポリエチレンテレフタレート樹脂をエクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、吐出口径０．６ｍｍ、孔数１４４の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条を雰囲気温度３００℃の加熱筒を通した後、冷却筒により冷却風を３０ｍ／分の速さで吹きつけて冷却し、オイリングローラーで紡糸油剤を付与した後、７０℃に加熱制御された引取ローラーで１４００ｍ／分の速度で引き取り、巻き取ることなく、連続して２段階[引取ローラー（ストレートローラー）と第1延伸ローラー（ストレートローラー）間、第1延伸ローラーと第2延伸ローラー（ストレートローラー）間の２段階]で延伸（全延伸倍率：２．４倍）を行い、延伸後、３４００ｍ／分の巻き取り速度で巻き取って、延伸繊維糸条を得た。得られた延伸糸条の破断強度および伸度の測定結果を表２に示す。

（比較例２）
固有粘度が１．２８のポリエチレンテレフタレート樹脂をエクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、吐出口径０．６ｍｍ、孔数２８８の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条を雰囲気温度３００℃の加熱筒を通した後、冷却筒により冷却風を３０ｍ／分の速さで吹きつけて冷却し、オイリングローラーで紡糸油剤を付与した後、８０℃に加熱制御された引取ローラーで２０００ｍ／分の速度で引き取り、巻き取ることなく、連続して９０℃、１１０℃、２４５℃にそれぞれ加熱制御されたローラー（ストレートローラー）にて３段階で延伸（全延伸倍率：２．３２）を行い、４６００ｍ／分の巻き取り速度で巻き取って延伸繊維糸条を得た。得られた延伸された糸条の破断強度および伸度の測定結果を表２に示す。

（比較例３）
相対粘度が２．５３のナイロン６樹脂をエクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、吐出口径０．２５ｍｍ、孔数４８の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条に冷却風を０．８ｍ／分の速さで吹きつけて冷却した後、筒状の非接触式加熱装置を通過させた。加熱装置を出て自然冷却された糸条にオイリングローラーで紡糸油剤を付与した後、常温の引取ローラーで４５００ｍ／分の速度で引取り、巻き取ることなく、引取りローラー（ストレートローラー）と１２０℃に加熱制御された第２ローラー（ストレートローラー）間にて延伸（延伸倍率：１．２1）を行い、５４５０ｍ／分の巻き取り速度で巻き取って、延伸繊維糸条を得た。得られた延伸された糸条の破断強度および伸度の測定結果を表２に示す。

（比較例４）
相対粘度が２．６のナイロン６６樹脂を、エクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、口金口径０．６ｍｍ、孔数１４４の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条に冷却風を２０ｍ／分の速さで吹きつけて冷却した後、筒状の非接触式加熱装置を通過させた。加熱装置を出て自然冷却された糸条にオイリングローラーで紡糸油剤を付与した後、３５００ｍ／分の速度で一旦巻き取り、未延伸繊維糸条を得た。
得られた未延伸繊維糸条を、１８０℃に加熱制御されたローラー（ストレートローラー）に供給し、続いて、それぞれ２２０℃、２３０℃、２３５℃に加熱制御されたローラー（ストレートローラー）にて３段階で延伸（全延伸倍率：２．１４）を行い、２５００ｍ／分の巻き取り速度で巻き取って、延伸繊維糸条を得た。得られた延伸糸条の破断強度および伸度の測定結果を表２に示す。

（比較例５）
相対粘度が０．９のナイロン９Ｔ樹脂を、エクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、口金孔径０．２５ｍｍ、孔数７２の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条に温度２５℃、湿度６５ＲＨ％に調整した冷却風を０．５ｍ／分の速さで吹きつけて冷却した後、糸条にオイリングローラーで紡糸油剤を付与した。引き続き、一旦巻き取ることなく、１５０℃に加熱制御した引取ローラー（ストレートローラー）にて１５００ｍ／分の速度で引取り、続いて１８０℃に加熱制御された第２ローラー（ストレートローラー）にて延伸（延伸倍率：１．８倍）を行い、延伸繊維糸条を得た。

（比較例６）
相対粘度が２．６のナイロン９Ｔ樹脂を、エクストルーダ型溶融紡糸装置に供給し、口金孔径０．２５ｍｍ、孔数１４４の紡糸口金を用いて紡糸し、紡出繊維糸条に温度２５℃、湿度６５ＲＨ％に調整した冷却風を０．５ｍ／分の速さで吹きつけて冷却した後、糸条にオイリングローラーで紡糸油剤を付与した。引き続き、一旦巻き取ることなく、１８０℃に加熱制御した引取ローラーにて２０００ｍ／分の速度で引取り、続いて１９０℃に加熱制御された第２ローラー（ストレートローラー）にて延伸（延伸倍率：２．３倍）を行い、延伸繊維糸条を得た。

実施例と比較例との結果から、本発明に係るテーパー型ローラー延伸装置による延伸では、多段延伸が可能なため、延伸効果の高い（すなわち、破断強度の高い）糸条を得ることが可能であることがわかる。
なお、上記比較例で示した従来方式では、さらに延伸段数を増やすなどの処置を取れば延伸効果がより高められる可能性があるが、そのために付加される装置のスペースが必要となる。装置スペースを考慮に入れて比較すると本発明に係るテーパー型ローラー延伸装置が明らかに有利である。

本発明は、コンパクトな装置でありながら、合成繊維や合成樹脂テープまたはシートの高延伸を行うことのできる延伸装置および該装置を用いる延伸方法を提供しているので、合成繊維製造分野、合成樹脂テープ、シート製造分野、合成繊維製造装置の製造分野、合成樹脂テープまたはシート製造装置の製造分野などでの産業上の利用可能性がある。

以上、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様を例示的に説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。

Ｌ テーパー型ローラーのテーパー部の長さ
Ｌａ テーパー型ローラーの小径側のストレート部の長さ
Ｌｂ テーパー型ローラーの大径側のストレート部の長さ
Ｍ 2本のローラーのテーパー部の長さの2分の１に相当する位置における回転中心軸同士を結び、その結んだ線の中心点
Ｐ ローラーの回転軸中心点
Ｑ ローラーの回転軸中心点
Ｔ_１ 加熱ゾーン
Ｔ_２ 加熱ゾーン
Ｔ_３ 加熱ゾーン
Ｔ_４ 加熱ゾーン
Ｔ_５ 加熱ゾーン
Ｔ_６ 加熱ゾーン
Ｔ_７ 加熱ゾーン
Ｘ 糸条導入部
Ｙ 糸条送出部
ａ テーパー型ローラーの小径側のローラーの直径
ｂ テーパー型ローラーの大径側のローラーの直径
θ 一対のローラーの回転軸中心線の互いに成す角度

（テーパー型ローラー）
本発明において用いられるテーパー型ローラーは、糸条などの被延伸材を延伸することのできる所定長さ（Ｌ）を有し、最小の直径（ａ）と最大の直径（ｂ）からなるテーパー部を有することが必要であるが、好ましくは、図１に示すように、所定長のテーパー部（Ｌ）、被延伸材を導入する所定長さのストレート部（Ｌａ）、被延伸材を送出する所定長さのストレート部（Ｌｂ）から構成される。最大径（ｂ）と最小径（ａ）との比率、テーパー部のローラー長さ（Ｌ）、導入ストレート部のローラー長さ（Ｌａ）、送出ストレート部のローラー長さ（Ｌｂ）は、延伸される被延伸材の種類、延伸倍率、延伸後の被延伸材の物性などより適宜選択されるが、下記の式（１）〜（５）により示される範囲内で実施されることが好ましい。
1.2≦b/a≦5.0 ・・・・（１）
0.035≦(b-a)/(2L)≦0．50・・・・・・（２）
50≦L≦2000(mm) ・・・・（３）
0≦La≦500 (mm) ・・・・（４）
0≦Lb≦500 (mm) ・・・・（５）

上記式（１）に示すb/aは、全延伸倍率を決定するパラメーターであり、b/aが1.2より小さい場合、延伸倍率を高くすることが容易ではなく、また、b/aが5.0より高くすると、各段階で延伸される比率が高くなるため伸長変形速度が急激となり、結果として毛羽や断糸が引き起こされやすく、正常な延伸を継続することが容易ではない。パラメーター（ｂ/ａ）のより好ましい範囲は、1.3≦b/a≦3.5である。また、上記b/aの範囲内であれば傾斜を連続的にまたは段階的に変更することもできる。

上記式（４）および式（５）は、それぞれ小径側のストレート部分のローラー長（Ｌａmm)、:大径側のストレート部分のローラー長(Ｌｂmm)の好適範囲を示している。被延伸材の延伸は、テーパー部分で行われるが、テーパー部分への被延伸材の誘導および、テーパー部分で延伸か完了し、次工程へ被延伸材を誘導するためには、それぞれ0≦La≦500(mm)、0≦Lb≦500(mm)の、適度な長さのストレート部分を設けることが、作業上有利である。なお、ストレート部分はなくても構わない。ＬａまたはＬｂが500(mm)より大きくなると、設備サイズを大きくし、逆に作業性に不都合が生じることもあるので好ましくない。より望ましくは20≦La≦300(mm)、20≦Lb≦300(mm)の範囲内である。必要に応じて、小径側端面および大径側端面に被延伸材の脱落防止用の鍔をつけることもできる。

Claims (19)

1. テーパー型ローラーのテーパー率[ローラーの最大径をｂ、最小径をａ、テーパー部の長さをＬとして、（ｂ−ａ）／２Ｌで表わされる。] が、０．０３５〜０．５０の範囲にある、少なくとも一対のテーパー型ローラーを備える、被延伸材を延伸する延伸装置。
2. 前記テーパー型ローラーの最大径（ｂ）と最小径（ａ）との比率（ｂ／ａ）が１．２〜５．０の範囲にある、請求項１に記載の延伸装置。
3. 前記テーパー型ローラーは、被延伸材の導入部と送出部に、テーパーのないストレート部を有する、請求項１または２に記載の延伸装置。
4. 前記一対のテーパー型ローラーは、前記一対のローラーの回転軸中心線の互いに成す角度（θ）が、２０°≧θ≧０．００１°の範囲に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の延伸装置。
5. 前記テーパー型ローラーは、ローラー表面が所定温度に加熱されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の延伸装置。
6. 前記テーパー型ローラーの表面は、内部加熱または外部加熱により加熱が行われている、請求項５に記載の延伸装置。
7. 前記テーパー型ローラーは、ローラーの長さ方向に区分けされた複数の加熱ゾーンを備え、それぞれの加熱ゾーンは個別に温度設定可能である、請求項５または６に記載の延伸装置。
8. 前記一対のテーパー型ローラーは、被延伸材の多段延伸を複数回行うことを可能にするように、複数組備えられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の延伸装置。
9. 前記被延伸材が糸条である請求項１〜８のいずれか一項に記載の延伸装置。
10. 前記糸条がモノフィラメントまたはマルチフィラメントである請求項９に記載の延伸装置。
11. 前記一対のテーパー型ローラーは、紡糸後の糸条が巻き取られることなく延伸されるように、紡糸直結配置されている、請求項９または１０に記載の延伸装置。
12. 前記被延伸材が熱可塑性樹脂テープまたは熱可塑性樹脂シートである請求項１〜８のいずれか一項に記載の延伸装置。
13. テーパー型ローラーのテーパー率（ローラーの最大径をｂ、最小径をａ、テーパー部の長さをＬとして、（ｂ−ａ）／２Ｌで表わされる。）が、０．０３５〜０．５０の範囲にある、少なくとも一対のテーパー型ローラーを備える延伸装置の前記一対のローラー間に被延伸材を掛け渡し、前記被延伸材を前記テーパー型ローラーの小径側から大径側に複数回掛け渡しながら走行させて延伸を行うことを特徴とする被延伸材の延伸方法。
14. 前記被延伸材が糸条である請求項１３に記載の延伸方法。
15. 前記糸条は、紡糸後巻き取られることなく、前記テーパー型ローラーに導入される、請求項１４に記載の延伸方法。
16. 前記テーパー型ローラーは加熱されており、前記糸条は、前記加熱されたローラーにより加熱されて延伸が行われる、請求項１４または１５に記載の延伸方法。
17. 前記複数回が６回以上である、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の延伸方法。
18. 前記糸条は、一対のテーパー型ローラーを複数セット備える延伸装置により多段延伸処理を複数回行う、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の延伸方法。
19. 前記被延伸材が熱可塑性樹脂テープまたは熱可塑性樹脂シートである請求項１３に記載の延伸方法。

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