JPH07109629A - ポリエステル糸条の熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 糸掛け作業性の低下を防止し、融着や毛羽が
なく、かつ染色むらのないように、嵩高糸を高速で製造
する延伸仮撚加工を可能とする熱処理装置を提供する。 【構成】 糸条の進行方向に対し、熱セット雰囲気の異
なる２つの非接触熱処理ゾーン１１ａ、１１ｂを一体的
に形成する。その上流部１１ａと下流部１１ｂの熱処理
ゾーンの長さを下流部１１ｂに対して上流部１１ａを短
く、かつ上流部１１ａは乾熱式ヒータに蒸気を併用した
熱処理ゾーンとし、下流部１１ｂは上流部より低温の乾
熱式ヒータとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステル未延伸糸又
は半延伸糸から１工程で嵩高糸を製造する延伸仮撚機の
熱処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】仮撚加工により製造される嵩高糸は紡糸
技術及び加撚技術などの進歩により、実用生産速度は１
０００ｍ／ｍｉｎに達しようとしている。この程度の高
速になると、これまでのヒータでは撚りを熱セットする
時間が短くなり捲縮値の低下をきたしている。このた
め、ヒータ長を長くする検討がなされてきたが、あまり
にも長大化したことによって、作業性の低下、建屋の建
築費の増加など多くの問題点があり、高速のままヒータ
を如何に短縮化するかが、仮撚機の大きな課題となっ
た。

【０００３】これらの問題点を解決するために特開昭５
４−１３１０５９号公報に提示されているように、糸条
の熱処理を高温非接触で行う熱処理装置がある。この熱
処理装置は、糸条の進行方向に沿ってヒータを２分割
し、前半部の温度を糸の融点以上の高温とし、後半部を
前半部より低い温度に設定し、糸条をヒータ内非接触で
走行せしめるもので、前後半部ともに電熱ヒータによる
加熱、いわゆる乾熱方式のみの熱処理装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した乾熱方式のみ
による非接触ヒータで熱処理を行った場合、非接触乾熱
加熱であるため、糸条に与える熱伝達効率が悪く、糸速
が１０００ｍ／ｍｉｎに達するような高速仮撚加工にお
いては、前半部のヒータ温度を６００〜８００℃に上げ
ることが必要となる。このような高温下では、ヒータ内
に糸条を挿入する際に糸条が溶断してしまうことがあ
り、糸掛け作業性が悪い。また、１５０デニールを越え
る繊度の糸条の場合、ヒータ内では各フィラメントが縄
状となり、撚り数に応じて糸条が旋回し、高温雰囲気下
で熱処理されるため、糸条の外層部と内層部とに温度差
が生じ、染色上の微妙なむらが起こるという問題点や糸
条表面の１部のフィラメントが融着したり、フィラメン
ト切れして毛羽が発生したりする等の問題点があった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑み、糸掛け
作業性の低下を防止し、１５０デニールを越える繊度の
糸条であっても融着および毛羽をなくし、かつ糸条の内
外層での温度差による染色むらをなくし、糸品質が安定
した生産性のよい高速延伸仮撚加工におけるポリエステ
ル糸条の熱処理装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、糸条の進行方向に対し、熱セット雰囲気の異なる２
つの非接触熱処理ゾーンを一体的に形成した熱処理装置
を以て、その上流部と下流部の熱処理ゾーンの長さを下
流部に対して上流部を短く、かつ上流部は乾熱式ヒータ
に蒸気を併用した熱処理ゾーンで構成し、下流部は上流
部より低温の乾熱式ヒータとしたものである。

【０００７】

【作用】以下本発明を更に詳しく説明する。上記熱処理
装置の上流部に糸条が進入し、蒸気と乾熱式ヒータによ
り加熱されるため、糸条の昇温は乾熱式ヒータのみの場
合と比較して、熱伝達効率がよく糸温度は高くなる。更
に蒸気の比熱が空気の比熱よりも大きく、従来よりも熱
容量の大きい雰囲気中を糸条が走行するため、上流部で
の昇温効果が得られる。すなわち従来の２分割非接触式
ヒータの場合、上流部が乾熱ヒータのみであるため、糸
条に対する熱伝達効率の悪さからヒータ設定温度を高く
する必要があり、前述したような種々の問題を起こして
いたが、本発明はヒータの上流部に蒸気を供給すること
によって、送り込むために、ヒータの設定温度を従来の
ものより低くすることが可能で、効果的に熱処理するこ
とを究明したものである。

【０００８】かかる熱処理装置は、糸条の進行方向に対
して上流部、下流部が一体形成されていることが必要で
ある。上流部、下流部が独立したものでは熱処理装置間
で糸条を冷却する部分が存在し、該部分で糸条と一緒に
運ばれてくる気流に含まれる蒸気が凝縮し、糸条より熱
を奪い取ってしまうため好ましくない。一体形成され上
流部、下流部にそれぞれ熱処理ゾーンをもつ熱処理装置
は、上流部で蒸気を用いて短時間で糸条の温度を上げ、
下流部で糸条を目標温度に到達させ、糸品質の安定をは
かると同時に、上流部より糸条と一緒に流入するわずか
な蒸気が下流部以降へ流出することを防止する。

【０００９】また、熱処理ゾーンの上流部に対する下流
部の長さの比が１．０より短い場合は、加工速度が高速
になるに従って、上流部の蒸気が糸条と一緒に流れて、
下流部の熱処理ゾーン以降にも流出し、凝縮して冷却板
に水滴として付着するため、走行抵抗を増し、糸条が振
動し、糸切れや毛羽発生の原因になるなどの問題が生じ
る。下流部は品質安定のための熱処理ゾーンであり、上
流部に対する下流部の熱処理ゾーンの比が４．０以内で
十分であり、４．０を越えても品質的には変わらない
が、熱処理装置全体の長さが必要以上に長くなると、サ
ージング現象（仮撚ゾーン糸条の張力と回転力のバラン
スが崩れ、走行糸条に張力変動が起こること）が発生す
るため、加工速度を低下させなくてはならず、高速仮撚
加工には不適当である。

【００１０】上流部の熱処理ゾーンの乾熱温度を２５０
〜５５０℃とすると、蒸気による昇温効果があり、蒸気
を使用しない非接触乾熱ヒータのみの場合には、蒸気を
用いた場合と同一糸温度に昇温させるためには約１００
℃以上高くしなければならない。上流部の熱処理ゾーン
の乾熱温度が２５０℃以下では蒸気による糸条の昇温効
果が少なく、糸掛け時に熱処理装置のカバーを開き、ヒ
ータ内に外部空気が進入すると、蒸気が凝縮し、下流部
の熱処理ゾーンからさらに下流の冷却板等に滴下して糸
掛けの作業性を低下させる。また、乾熱温度が５５０℃
を越えると、糸条温度は上昇し効果は得られるが、糸掛
け時の作業性の低下およびフィラメントの溶断による毛
羽が発生して好ましくない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。一
般の延伸仮撚機の概略図は図５に示すように、供給糸
は、クリール１から引き出され、第１フィードローラ２
を経て、ガイド群３で熱処理装置４の入口に案内され、
熱処理装置４、冷却板５、ツィスタ６、第２フィードロ
ーラ７を経て、巻取装置８で巻き取られ、パッケージ９
に形成される。

【００１２】本発明は、この延伸仮撚機の熱処理装置に
おいて、図１に示すような熱処理装置１０を用いるもの
で、その構成は、熱処理装置１０の長手方向に糸道を形
成した熱処理ゾーン１１があり、該熱処理ゾーンの側部
に上流部側と下流部側にそれぞれ電熱ヒータ１５、１６
が配設され、下流部側の電熱ヒータ１５は上流部側の電
熱ヒータ１６より１．０〜４．０倍の長さを有する。ま
た、各電熱ヒータは独立して設定温度が可変可能であ
る。１１ａは前記熱処理ゾーン１１の上流部で、１１ｂ
は下流部である。熱処理装置１０の上流部付近に蒸気発
生装置１２を設け、蒸気流入パイプ１４で前記熱処理ゾ
ーンの上流部１１ａに蒸気調整バルブ１３を介して連結
されている。

【００１３】上記のように構成された熱処理装置１０内
において、糸条Ｙは熱処理ゾーン１１に入り、上流部側
の電熱ヒータ１５と蒸気発生装置１２より蒸気調整バル
ブ１３を経て蒸気流入パイプ１４を通って流入された蒸
気とにより急激に昇温し、引き続き下流部熱処理ゾーン
１１ｂにおいて、下流部電熱ヒータ１６に加熱され、目
標の糸温度に達し、熱セットされて出ていく。

【００１４】次に、本発明を具体的に説明するため、上
記の装置を用いてポリエステル糸を延伸仮撚加工した実
施例を示す。各条件は以下の通りである。 （実施例１） 供給糸・・・・・・・ポリエステル半延伸糸 １５０ｄ
／４８ｆ 繊度・・・・・・・・２３０デニール 延伸倍率・・・・・・１．６０ 加撚ディスク構成（三軸外接式）・・糸道上流より上ガ
イドディスク１枚、ポリウレタンディスク９枚、下ガイ
ドディスク１枚 ディスク周速／糸速度・・１．９０ 熱処理装置の長さ・・上流部３００ｍｍ、下流部７００
ｍｍ 熱処理装置の温度・・上流部５００℃、下流部３００℃ この結果を表１に示す。更に、従来型の非接触式２分割
の熱処理装置について比較加工を行った結果も併せて表
１に示す。ただし、表中の物性測定値は下記のように求
めた。

【００１５】（１）捲縮特性ＣＲ・・加工糸が３０００
デニールになるよう綛とし、無荷重で１０分間沸水中で
処理をし、その後２０℃の水中で重荷重０．１ｇ／ｄを
かけ、２分後の長さＬ１、その後重荷重を取り外し軽荷
重２ｍｇ／ｄをかけ、２分後の長さＬ２を測り次式で計
算した。 ＣＲ（％）＝（ＬＩ−Ｌ２）×１００／Ｌ１ （２）染色濃度・・・・筒編染色した編地を反射濃度計
（Ｍａｃｂｅｔｈ製ＲＤ−１０４）で測定した。数値の
大きい方が濃色で、数値の小さい方が淡色を示す。 （３）糸温度・・・・・帝人エンジリアリング製ＮＣＴ
−７０００型糸温度計を用い、ヒータ出口で糸温度を測
定した。

【００１６】更に従来型の非接触式２分割の熱処理装置
について比較加工を行った結果も併せて表１に示す。各
比較例についての条件及び結果は以下の通りである。 （比較例１）従来ヒータを使用し、温度設定は実施例１
と同じである。他の条件は全て実施例１と同じとした。
糸温度、ＣＲ値は低く、染色濃度は濃い。糸掛け作業性
はよい。 （比較例２）従来ヒータを使用し、実施例１と同じ糸温
度にするように上流側のヒータの設定温度を６２０℃と
した。他の条件は全て実施例１と同じとした。糸掛け作
業性は低下した。 （比較例３）本発明のヒータを使用し、上流部の電熱ヒ
ータの設定温度を６００℃とした。他の条件は全て実施
例１と同じとした。糸温度は充分上昇するが、糸掛け作
業性は悪い。

【００１７】

【表１】

【００１８】更に、本発明の効果を確認するため、実施
例１と同一糸種、同一加工条件で加工速度だけを５００
〜９００ｍ／ｍｉｎ間で変えたとき、実験結果を表２に
示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】糸速と糸温度、捲縮特性および染色濃度の
関係をそれぞれ図２、図３、図４に示す。図２から明ら
かなように、加工速度５００〜９００ｍ／ｍｉｎ間にお
いて、熱処理装置の出口の糸温度は本発明のものの方が
従来のものより各条件ともに高い。図３からは、糸温度
同様に本発明のものの方がＣＲ値が高く、従来のものよ
りも撚りが熱固定されていることが把握できる。ポリエ
ステル繊維の染色性との関係は結晶質が多いと薄く染ま
り、また結晶質は糸温度が高くなる程増加するため、図
４から明らかなように、本発明のものの方が薄色であ
り、糸温度および捲縮復元率同様、繊維のより内部にお
いても糸温度が上がっており、本発明の効果は顕著であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明は熱処理装
置の上流部に乾熱式ヒータに蒸気を併用し、下流部に乾
熱式ヒータを用いる構造にしたため、ポリエステル未延
伸糸または半延伸糸を１０００ｍ／ｍｉｎに達するよう
な高速で延伸仮撚加工する場合でも、糸掛け作業性がよ
く、品質のよい加工糸が得られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱処理装置の縦断側面概略図である。

【図２】糸速と糸温度との関係を示すグラフである。

【図３】糸速と捲縮特性との関係を示すグラフである。

【図４】糸速と染色濃度との関係を示すグラフである。

【図５】一般の延伸仮撚機の概略図である。

【符号の説明】

Ｙ 糸条 １０ 熱処理装置 １１ 熱処理ゾーン １１ａ 上流部熱処理ゾーン １１ｂ 下流部熱処理ゾーン １２ 蒸気発生装置 １５ 上流部電熱ヒータ １６ 下流部電熱ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米澤 保人 石川県金沢市戸水町ロ１番地 石川県工業 試験場内 (72)発明者 新谷 隆二 石川県金沢市戸水町ロ１番地 石川県工業 試験場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 糸条の進行方向に対して熱セット雰囲気
   温度の異なる２つの非接触熱処理ゾーンを一体的に形成
   した熱処理装置であって、その上流部と下流部の熱処理
   ゾーンの長さが下流部に対して上流部が短く、かつ前記
   上流部は乾熱式ヒータに蒸気を併用した熱処理ゾーンで
   あって、下流部は上流部より低温の乾熱式ヒータから成
   ることを特徴とするポリエステル糸条の熱処理装置。
2. 【請求項２】 上流部の熱処理ゾーンの乾熱温度が２５
   ０〜５５０℃である請求項１記載のポリエステル糸条の
   熱処理装置。
3. 【請求項３】 上流部と下流部の熱処理ゾーンの比が
   １：１．０〜４．０である請求項１または２記載のポリ
   エステル糸条の熱処理装置。