JPH10110323A

JPH10110323A - 溶融紡糸装置

Info

Publication number: JPH10110323A
Application number: JP26183496A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Aisaka; 浩幸逢坂
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のように加熱装置全体を移動させる必要
もなく、しかも、多銘柄化にも極めて容易に対応可能な
直接紡糸延伸用の加熱装置を提供せんとするものであ
る。【解決手段】紡糸口金１の下方に、冷却装置５、加熱
筒を有する非接触式加熱装置６、油剤付与装置７、引き
取りローラ２及び３、及び巻取機４をこの順に設けた熱
可塑性合成繊維の溶融紡糸装置において、該加熱装置６
は加熱筒の実効加熱部分６ａと、長さを可変とするため
に上下方向へ伸縮自在とした加熱筒の非実効加熱部分６
ｂとを有することを特徴とする溶融紡糸装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性合成繊維
の溶融紡糸装置に関し、更に詳しくは、合成繊維を直接
紡糸延伸する際に用いることに適した、冷却装置の下方
に加熱装置を有する溶融紡糸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、合成繊維の製造工程においては、
生産性向上のため、工程の簡略化、高速化が図られてき
ており、紡糸工程と延伸工程を連続化することが行われ
ており、その際、生産性を上げるために、最終的な糸条
の走行速度が３０００ｍ／分を越えるのが一般的となっ
てきた。

【０００３】また、紡糸工程のみで、実用に供し得る強
伸度を有する方法として、７０００ｍ／分以上の超高速
で紡糸する方法が特公昭６０−４７９２８号公報等に開
示されている。しかしながら、このような高速紡糸方法
では、糸掛け時や紡糸断糸時の作業性が悪く、しかも高
速で巻取り可能な巻取機を必要とするなど、設備投資に
要する費用が極めて大きくなる。また、断糸が多く、こ
のため再糸掛け時に使用する紙管の数が必然的に多くな
ると共に、屑糸量も増大するため、ランニングコストと
いう面で好ましくない。

【０００４】一方、３０００〜６０００ｍ／分程度の紡
糸引取速度で、実用に供しうる強伸度をもった糸を得る
方法として、紡出した糸条を一旦ガラス転移温度まで冷
却して固化した後、引き続き結晶化温度以上に加熱する
所謂、直接紡糸延伸方法が行われている。該方法によれ
ば、糸条を結晶化温度以上に加熱する際に、糸条が高速
走行することによって発生する空気との摩擦力を延伸張
力として利用し、これによって延伸を行わせると共に、
糸条の熱セットも行わせることができため、前述のよう
な問題を解決できる方法として注目されており、これま
でに、種々の提案がなされている。

【０００５】例えば、一般に直接紡糸延伸装置における
加熱装置として、走行糸条と直接接触しない筒状形状を
有する非接触式加熱装置が使用されている。ところが、
該加熱装置は、接触式加熱装置のようにヒーター表面の
経時変化は少ないものの、糸条と接触して直接に熱伝導
する接触式加熱装置とは異なり、加熱された気体を介す
るか、あるいは放射伝熱によるため、糸条との熱交換性
が悪い。したがって、装置が長大化し、かつ糸条を加熱
するためのエネルギーを多大に消費するという欠点を有
している。

【０００６】このような欠点を解消するために、例えば
特開昭６２−６９８１５号公報、特開昭６２−６９８１
６号公報等において、加熱筒の糸条出口面積を適切に
設定すること、糸条に随伴する空気流を循環させるた
めに加熱装置内に循環室を設けること、等が提案されて
いる。

【０００７】ところで、上記の加熱装置は、従来より、
冷却装置と引取りローラとの間の特定の位置に固定して
設けられていた。しかしながら、最近のように多銘柄対
応が要求されるようになると、紡出糸条の単繊維デニー
ル、トータルデニール、フィラメント数、引取り速度等
の糸の製造条件が銘柄の切り替えの度に変わり、これに
伴って加熱装置の加熱温度をそれぞれの条件に合わせて
設定し直さなくてはならず、また、加熱長さえも変更す
る必要が生じてきた。

【０００８】例えば、単繊維デニールの小さい糸条であ
れば、紡糸口金から加熱装置までの距離を長くすると、
糸条と空気との摩擦によって発生する紡糸張力が高くな
り過ぎる。このため、糸条の走行が不安定となり、糸揺
れが大きくなると共に最悪の場合には、断糸という事態
も生ずるようになる。また、染斑、デニール斑（Ｕ％）
も惹起する。したがって、単繊維デニールの小さい糸条
の場合には、加熱装置を紡糸口金に近づけることが必須
である。

【０００９】しかしながら、従来のように加熱装置が特
定の位置に固設されていれば、銘柄を変更する度に、加
熱装置を取り外して、改めて適切な位置に固設するとい
う作業が要求される。この作業は、多大な労力か必要と
される上に、直接紡糸延伸装置の稼働率を低下させると
いう大きな問題を惹起するのである。

【００１０】そこで、上記の問題を解決するために、特
開平６−３１３２０５号公報において、加熱装置を上下
方向に移動自在とすると共に、糸条の走行位置に対して
前進と後退を自由に行なえる、図２（正面略線図を示
す）に示した装置が提案されている。すなわち、図２
（ａ）に示した加熱装置全体を図２（ｂ）の位置まで移
動させる方法である。

【００１１】なお、図２を簡単に説明すると、符号１は
溶融ポリマーを線状に成形してマルチフィラメントＹ
（以下、単に「糸条」と称する）として紡出する紡糸口
金であって、紡出された糸条Ｙは、ローラ群２，３によ
って一定の速度で引取られ、巻取機４で巻取られる。そ
の際、紡出された糸条Ｙは、冷却装置５から吹き出され
る冷却風によって一旦、ガラス転移温度以下の温度にま
で冷却される。その後、非接触式加熱装置６によって加
熱されるが、この時、同時に走行糸条Ｙと空気との摩擦
力によって、糸条Ｙが延伸されるのである。そして、油
剤付与装置７で油剤を付与され、インターレース付与装
置８によって糸条Ｙに交絡が付与されて、前述のローラ
群２，３で引取られるのである。

【００１２】ここで、このような加熱装置全体を上下方
向あるいは前後方向へ移動させるためには、大掛かりな
移動のための装置が必要であり、しかも、後方へ移動す
る場合には、後方に大きなスペースを確保しなければな
らず、このための多額の設備投資大掛かりな装置を必要
とし、更には後方作業スペースの確保が必要という諸問
題を抱えている。さらには、加熱装置の下方に設置され
た油剤付与装置も移動させなければならず、この点にお
いても作業が繁雑となる。

【００１３】この点、前述した加熱装置を一定の位置に
固定しておく方法は、加熱装置の移動を伴わないという
大きな利点を持っている。しかしながら、この方法で
は、紡糸条件の変化を伴う多銘柄化に対処できないこと
は、これまた既に述べたところである。したがって、多
銘柄化に対応でき、しかも加熱装置全体を移動させる必
要がない装置が、生産現場において、切実に要求されて
いるのである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上に述べ
たような近年の生産性向上のため導入されている直接紡
糸加熱装置に関する諸問題を解決するためになされたも
のであって、従来のように加熱装置全体を移動させる必
要もなく、しかも、多銘柄化にも極めて容易に対応が可
能な装置を提供せんとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】ここに、請求項１に係る
本発明によれば、紡糸口金の下方に、冷却装置、加熱筒
を有する非接触式加熱装置、油剤付与装置、引き取りロ
ーラ、及び巻取機をこの順に設けた熱可塑性合成繊維の
溶融紡糸装置において、該非接触式加熱装置の加熱筒が
実効加熱部分と、長さを可変とするために上下方向へ伸
縮自在とした非実効加熱部分とを有することを特徴とす
る溶融紡糸装置が提供される。

【００１６】また、請求項２に係る本発明によれば、非
実効加熱部の伸縮に対応して油剤付与装置の位置も上下
方向へ伸縮自在とした請求項１記載の溶融紡糸装置が提
供される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明
の一実施例を模式的に示す正面略線図である。

【００１８】図１の(A)と(B)とにおいて、各符号は図２
と同じであって、符号１は紡糸口金、符号２及び３は引
取りローラ群、符号４は巻取機、符号５は冷却装置、符
号６は加熱筒を有する非接触式加熱装置、符号７は油剤
付与装置７、及び符号８はインターレース付与装置８を
それぞれ示す。また、符号６ａは加熱装置６の加熱筒の
実効加熱部、符号６ｂは加熱装置６の長さを可変とする
ために上下方向へ伸縮自在とした加熱筒の非実効加熱部
をそれぞれ示し、符号６ｃは該実効加熱部を加熱するた
めの加熱手段である。さらに、符号９は、加熱装置６の
非実効加熱部６ｂに油剤付与装置７を連結するための連
結部材である。なお、加熱手段６ａとしては、特に限定
することはなく、電気式の加熱手段等でも良いが、均等
に加熱筒の実効加熱部を加熱することができること、及
び多錘化した場合、錘間斑が生じ難いことなどから、熱
媒を封入して該熱媒で加熱する方式がより好ましい。

【００１９】また、図１(A)及び(B)は、非実効加熱部６
ｂが伸びる前（縮んだ状態）と伸びた後の状態をそれぞ
れ示す。なお、非実効加熱部６ｂは、上下方向に伸縮自
在であれば、その構造について別に限定する必要はな
い。例えば、非実効加熱部６ｂを伸縮自在とするために
は、図１に示すように実効加熱部６ａの加熱筒内へ出没
自在の非実効加熱部６ｂの加熱筒を新たに実効加熱部６
ａの下部に設けること、すなわち、加熱筒を二重構造
（所謂、テレスコープ構造）とすることによって実現で
きる。また、実効加熱部６ａの加熱筒の下部に伸縮自在
のベローを設けることによっても実現することができる
のである。

【００２０】以上のように構成された本発明の装置にお
いて、本発明の一大特徴とするところは、加熱装置６の
加熱筒を実効加熱部分６ａと、長さを可変とするために
上下方向へ伸縮自在とした非実効加熱部分６ｂとに分離
し、該非実効加熱部６ｂの伸縮に対応して油剤付与装置
の位置７も上下方向へ伸縮自在としたことにある。ここ
で、「実効加熱部分」とは、熱源によって強制的に加熱
される加熱筒の部分を指し、「非実効加熱部分」とは、
このような強制加熱手段を実質的に有しない加熱筒の部
分を指す。

【００２１】以上に述べた事に関して、本発明の装置構
成がどのような技術思想に基づいて導出されたかを知れ
ば、本発明の上記の一大特徴を容易に理解することがで
きるであろう。すなわち、従来の加熱装置では、加熱さ
れた糸条と空気との摩擦力によって糸条が延伸が開始さ
れる延伸点より上方も勿論重要であるが、延伸点より下
方位置が糸の物性を決める上でより重要と考えられてい
たのである。したがって、この延伸点より下方の温度条
件を一定に保つという命題を達成するために、従来の加
熱装置においては、銘柄が変わるごとに加熱装置全体を
この条件に合わせるために下方へ移動させなければなら
なかったのである。

【００２２】このような従来の固定概念に対して、本発
明者は、実効加熱部分の下方であっても糸条出口より、
走行糸条に随伴して流出する空気量を減少させること、
すなわち非実効加熱部での気密性がある程度保障される
されるのであれば、糸の物性が十分に維持されることを
新たに見出したのである。

【００２３】この知見により、従来は、加熱装置全体を
図２に示したように移動させる必要があったのに対し
て、図１に示すように本発明では、伸縮自在とすること
で非実効加熱部の長さを下方へ可変とするだけの単純な
操作によって、銘柄変更に伴う従来の問題を解消するこ
とができたのである。しかも、糸物性においても、従来
の加熱装置全体を移動させる方法と比較して全く遜色の
ないものが得られるに至ったのである。

【００２４】ここで、重要な点は、本発明においては、
多銘柄対応のように条件変更の必要が生じたときに、実
効加熱部６ａではなく、非実効加熱部６ｂを伸縮自在と
していることにある。もし、実効加熱部６ａを移動可能
としなければならないとしたら、熱媒ヒーター等の加熱
手段も同時に移動させなくてはならず、この点にこそ、
従来の技術において、加熱装置全体を移動させなければ
ならない最大のボトルネックがあったのである。しかし
ながら、非実効加熱部６ｂを移動させるだけで済むなら
ば、このような事態は一変し、極めて簡単に多銘柄化に
対応できるのである。しかしながら、従来は走行糸条の
延伸点より下方の温度を維持することが糸物性の維持・
向上に不可欠であるとして、実効加熱部６ａを延伸点よ
りも下方へ移動させることにのみ腐心されていたのであ
る。

【００２５】ここで、非実効加熱部の伸縮によって異な
った製造条件にも対応できるようになるに至る作用は、
詳細には明かではないが、おおよそ下記のような理由に
よるものと推察される。

【００２６】すなわち、加熱装置６の加熱筒の実効加熱
部６ａは、加熱手段６ｃによって加熱され、その内部の
雰囲気温度は、極めて高い状態にある。したがって、該
加熱雰囲気中を糸条が走行すると、糸条に高温度に加熱
された雰囲気（空気）が随伴し、該雰囲気が下方の非実
効加熱部６ｂへ移動することとなる。このため、非実効
加熱部６ｂの長さにもよるが、非実効加熱部６ｂの雰囲
気温度は、実質的に非実効加熱部６ｂに加熱手段が設け
られていないにも拘わらず、その温度低下は５〜２０℃
に留まるのである。このとき、大量の実効加熱部６ａの
加熱雰囲気が移動すれば、実効加熱部６ａの温度を低下
させることになるため、非実効加熱部６ｂの糸条出口か
ら流出する雰囲気をある程度減少させる必要がある。

【００２７】しかしながら、この条件は、絶対的なもの
ではなく、実効加熱部６ａの加熱条件を強化することで
対処できることは言うまでもない。なお、非実効加熱部
６ｂの上記のような推定メカニズムから解るように、非
実効加熱部６ｂといえども高温の雰囲気をその内部に有
している。このため、放熱が生じて雰囲気温度が低下し
ないように、その外周を保温することが好ましいことは
言うまでもない。

【００２８】以下、本発明の装置の具体的な適用例をポ
リエステルの製造に際して説明すると、本発明の非実効
加熱部６ｂの可変長（Ｌ１）は、製造するための条件に
よって異なってくるので一概に決定することは困難であ
るが、通常は３０〜１５０ｃｍあれば良い。また、実効
加熱部６ａの長さも、５０〜１５０ｃｍ程度であれば通
常好適に使用できる。さらに、加熱装置６の取付け位置
は、紡糸口金１の下端から、８０〜１５０ｃｍであれば
良い。なお、紡糸口金１の下端から巻取機４までの高さ
が６ｍ以上もある場合には、さらに、１００〜１５０ｃ
ｍ下方の位置に取り付けてもかまわない。また、実効加
熱部６ａの雰囲気温度は、１３０〜２２０℃の範囲で対
応する銘柄に合わせて適宜選択使用すれば良い。

【００２９】本発明のもう一つの特徴は、油剤付与装置
７が加熱筒の非実効加熱部６ｂと連結部材９によって連
結されており、非実効加熱部分６ｂの伸縮に対応して、
油剤付与装置７の位置も上下方向へ伸縮自在としたこと
にある。このような構成とすることで、非実効加熱部６
ｂが下方に延びると、油剤の最適な付与位置も変化する
ため、この位置が変化しないようにしてある。なお、油
剤付与装置７と非実効加熱部６ｂとの距離は、常に一定
にしておく必要はなく、必要であれば、この距離も可変
となるように連結部材９を伸縮自在に構成しておくこと
も好ましい。

【００３０】なお、本発明の油剤付与装置７としては、
回転するローラ上に油膜を形成し、油膜上に糸条を走行
させるローラ方式、計量された油剤を油剤付与ガイド上
へ吐出させ、該油剤付与ガイドによって油剤を付与する
所謂メタリング・オイル方式があり、必要に応じて適宜
最適なものを選択使用すれば良い。

【００３１】

【発明の効果】以上に説明の如く、本発明によれば以下
に述べるような効果を奏する。即ち、加熱装置全体を上
下方向あるいは前後方向へ移動させるための、大掛かり
な移動のための装置が必要でなくなり、しかも、後方に
移動のための広いスペースを確保することもない。この
ため、多額の設備投資と移動のための大掛かりな装置も
必要としない。また、加熱装置の下方に設置された油剤
付与装置も移動させる必要がない。

【００３２】しかも、多銘柄化に対応でき、得られる糸
条の物性及び工程調子においても、加熱装置全体を移動
したときに得られるものと同等のものが得られるという
極めて顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する工程中における本発明の装置
を模式的に例示した正面略線図である。

【図２】従来の直接紡糸延伸装置に使用する加熱装置を
模式的に例示した正面略線図である。

【符号の説明】

１紡糸口金２，３引取りローラ４巻取機５冷却装置６加熱装置６ａ実効加熱部６ｂ非実効加熱部６ｃ加熱手段７油剤付与装置Ｙ糸条

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紡糸口金の下方に、冷却装置、加熱筒を
有する非接触式加熱装置、油剤付与装置、引き取りロー
ラ、及び巻取機をこの順に設けた熱可塑性合成繊維の溶
融紡糸装置において、該非接触式加熱装置の加熱筒が実効加熱部分と、長さを
可変とするために上下方向へ伸縮自在とした非実効加熱
部分とを有することを特徴とする溶融紡糸装置。
【請求項２】非実効加熱部の伸縮に対応して油剤付与
装置の位置も上下方向へ伸縮自在とした請求項１記載の
溶融紡糸装置。