JPS5830423B2 - 捲縮を有するフィラメントの製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は作業能率の向上した迅速かつ連続的な操作によ
り熱可塑性の連続フィラメント糸に加熱圧縮流体ジェッ
トを使用してクリンプを形成させる巻取る装置に関する
ものである。

連続フィラメント糸に嵩高性、被覆性、口復しえる伸長
力を付与するためのテクスチャード加工技術分野におけ
る近年の進歩は連続フィラメント糸の用途分野を拡大し
、一層連続フィラメント糸の有用性を増大させている。

とりわけ加熱圧縮流体を利用した熱可塑性合成フィラメ
ント糸の捲縮加工装置は、特に高速化に充分対処しえる
生産性の高い加工プロセスとして注目を浴び、これまで
数多くの装置が提案されている。

例えば、熱可塑性の連続フィラメント糸をホットエアー
またはスチーム等の熱圧縮性流体と共にノズルより噴出
せしめ、その噴出端に設けられた通気性を有する移動性
衝突面に衝突させ、この状態で一定時間滞留後捲き取る
装置が特公昭３７−８６２０号公報に提案されている。

該装置によれば熱可塑性の連続フィラメント糸は、ノズ
ル内で加熱圧縮流体により可塑化され、この状態で前記
衝突面に緊張状態で推進され、衝突される。

同時に流体はフィラメント糸と分離され、その際クリン
プは衝突面にフィラメントが衝突座屈されることによっ
て付与される。

久しい以前より知られているように、この技術は連続フ
ィラメント糸に他校術には見られないような強化された
電性を賦与する。

このため例えば被覆力が大きな要求ファクターとなる敷
物用の力日工糸を得る技術として工業的に広〈実施され
ている。

近年の増大する需要を満すためと、一層低いコスト、高
い生産性によって他の方法に比べて価格面における優位
性をもたらすために、力目熱噴射流体法の高速度加工法
を利用して、紡糸されたフィラメント束を未延伸糸段階
もしくは延伸糸段階で工程を打ら切ることなく紡糸、延
伸、加工を連続的に行なう装置、いわゆるスピンドロー
テクスチャード装置が多数提唱されている。

もしこのように語単位操作が連続的に行なわれるならば
装置には、未延伸糸を引き取るロール、及び延伸ロール
、通気性衝突面を形成するドラム、該ドラム上に滞留す
るクリンプされた糸を引き取るロール等の諸要素が必要
であり、これらの諸要素によって糸は延伸及び捲縮処理
を受けながら輸送されて最終的な捲取装置へと供給され
る。

しかしながら連続化された工程を形成させるためこれら
の諸要素を−ケ所に集めることは一般に装置全体の寸法
−幅、高さを非常に増大させる。

衝突面は糸に衝突付型する作用と、そのクリンプを固定
する作用をなすから、載面を形成する回転ドラムは糸に
ある程度の滞留時間をもたせるためにある程度の距離が
必要である。

とりわけ連続化プロセスにおいては高速度な加工が望ま
れるから該ドラムの直径は少なくとも３０〜６０ｃＩｎ
、は必要となる。

これは諸要素の中で形態的に最も大きな要素となる。

延伸ロール（第２ゴデツトロール）及び引き取りロール
（第３ゴデツトロール）は１５００〜４０００ｍ／分で
あるから、運転に許容されるロールロ転数には限度があ
り、その直径は大きく設計されなければならない。

これに比べて未延伸糸の引き取りロール（第１ゴデツト
ロール）は、その速度が２００〜１０００ｆｆｌ／分と
低いため、比較的小さな直径に設計することができる。

許容されるスペースを有効に使用するためにこれらの各
要素の機能を考慮して、限定されたスペース中に延伸や
捲縮加工のための要素を組み込むことが必要となり、し
かも操作性を向上させるよう（こ自己夕［］されなけれ
はならない。

またしばしば加熱圧縮流体として３００℃以上に過熱さ
れた水蒸気を用いることが必要となり、そのためジェッ
トノズルから噴出した大量の高ｍｘ廃蒸気及びそのドレ
ンがフィラメント糸の性質やスムーズな糸の流れに悪影
響を及ぼさないように装置の各要素の配列を考慮するこ
とが同様に重要となる。

熱論高速度な加工においては、ジェットノズル内の可塑
化のみでは不充分となるため、ノズル前に位置するロー
ルによって予熱することが必要となり、従って該ロール
とノズル及び通気性衝突面の位置関係は加工上重要な問
題となる。

限定すれたスペースの中での糸の円滑な流れも不可欠で
ある。

なぜならば無理な糸の流れにおいては、例えば糸の急激
な方向転換の反復によって糸は損傷をこうむるばかりか
、糸切れ時の修復作業が極めて困難となる。

複雑な糸の流れの中での糸切れの多さ及びその修復が極
めて困難で、修復時に危険が伴なうことはしばしば経験
するところである。

従って本発明の目的は、装置の各要素をコンパクトにま
とめて運転者にとって糸を容易に捲きつけることに役立
ち、糸質を落すことなく、糸切れ時の修復が容易で、操
作性を落すこともなく、装置スペースを縮小出来る装置
を提供する事で有る。

また本発明の別な目的は、このような加工糸は加工後捲
き取られるまでの間にインターレースされたり、ヒュー
ミング処理、蒸気処理などの後処理がなされて安定化さ
れるのが普通であるから、このような後処理のためのス
ペースを装置空間を増大させることなく取ることである
。

また捲取装置のトラバースに基づく振動端と振動中心と
の間の距離を不適当にせず、糸のオーバーストレッチが
ないようにして糸斑を減少することも目的の−でである
。

更に本発明の目的は、装置の大きさを増加することなし
にかつ装置の運転に不都合な位置に延伸加工装置の要素
を配置することもなしに前記困難を解決することにする
。

上記諸目的達成のために本発明は次に述べる装置を提供
する。

すなわち本発明は、紡糸装置、延伸・捲縮賦与装置及び
巻取装置を順次下方へ配置して、合成繊維形成重合体か
ら捲縮を有するフィラメントを連続して製造する装置に
おいて、延伸・捲縮賦与装置は、紡糸装置からの未延伸
フィラメント束を引取る最初の一対のロール（第１ゴデ
ツトロール）、その下方に延伸のための一対のロール（
第２ゴデツトロール）、第１ゴデットロールの上方に衝
突ドラムからのフィラメントを引取るための一対のロー
ル（第３ゴデツトロール）及びこれらロール群に隣接し
て、第２ゴデツトロールの斜め上方且つ第２ゴデツトロ
ールと第３ゴデツトロールの中間位置に通気性の四層衝
突ドラムが配置され、捲縮賦与のためのジェットノズル
は、フィラメントを第２ゴデツトロールから引き取り、
衝突ドラム上に実質的に垂直に噴出する様位置され、該
延伸・捲縮賦与装置の下部位置に、第３ゴデツトロール
からの捲縮を有するフィラメントを巻取るための巻取装
置を配置したことを特徴とする捲縮を有するフィラメン
トの製造装置である。

本発明装置は運転者にとって糸を容易に掛けることに役
立ち、操作性を落すことなく錘間距離を減少することに
役立つことができる。

本発明装置は任意の熱可塑性合成繊維フィラメント材料
を連続的に生成させ方目工する工程に適用することがで
きる。

ポリアミド例えはポリ−εカプロアミドおよびポリヘキ
サメチレンアジパミド等、ポリエステル例えばポリエチ
レンテレフタレート、ポリアルキレン例えばポリエチレ
ンおよびポリプロピレン等の熱可塑性物質に対して適用
することができる。

本発明を実施するに当って最も普通に用いられる適当な
フィラメント材料はポリアミドである。

本発明装置ならびにそれを実施する態様は図面を参照し
て説明すれば一層明瞭に理解されるだろっ。

第１図と第２図は各々本発明の実施例を示す正面と側面
図を表わしている。

図においてエクストルーダ１によって熱可塑性重合体は
溶融され、計量部２、スピンヘッド３を通過してフィラ
メント束４が生成する。

この束は紡糸室から送られて、オイリングロール５，５
′によって油剤付与された後１本のス１へランドとなる
。

以下これを糸”と称す。

そして糸は次に延伸・捲縮賦与装置に供給されるが糸は
先ず最初に第１ゴデツトロール６゜６′で示される未延
伸糸引き取りロールで引き取られる。

第１０−ル６，６′は速度が他のロール群に比較して低
い０）で一対のロールのうち１本はセパレークロールと
称されるアイドラロールであることもできる。

上記ロール６．６′は通常２００〜１０００ｍ／分の範
囲内で回転しており、第１コデソトロールは後述する第
２，３ゴデツトロールに比べてその直径は小さく、設計
されるべきであり、それらの１／２以下に設計され勿論
周知の如く、一対のロール６．６′は一方に対して一方
のロールは相対的に数度傾斜されている。

糸は該ロール６．６′上を数−ラップした後、下位置の
延伸ロールである第２ゴデツトロール７ 、７’＼輸送
される。

２０〜４．５倍に延伸されて、延伸ロール上で糸は完全
に延伸状態となる。

第１ゴデツトロール上と同様に糸は第２ゴデツトロール
７．７′上で数回ラップする。

この間に該ロールは糸の予熱を行なう。

延伸ロール７．７′は一般に熱ロールであり、糸の可塑
化を準備する。

延伸ロールは１．５００〜４０００ ｍ１分の範囲にお
いて延伸される。

第２ゴデツトロール上で数−以上ランプされた糸は、ジ
ェットノズル８のジェット推進力によって該ロールから
離されジェットノズル中で強い前進力が付与される。

ジェットノズル本体へは所望の加熱圧縮流体を供給する
配管１４が接続される。

ジェットノズル８は糸掛は操作のために可動的であるこ
ともできるが、むしろ糸掛は操作の目的のためにはジェ
ットノズルは固定して、回転ドラムを移動型とすること
が望ましい。

ジェットノズル８として用いられる一つの例は米国特許
第３，１６９，２９６号明細書に開示されている。

このように分割されたノズルを用いることができるが、
この場合には糸掛けの操作性を向上することに役立つが
、分割面に糸の一部がはさみ込まれないような構造でな
ければならない。

糸はジェットノズルの加熱圧縮流体のジェットによって
強く前進され、ジェットノズルかう高々数ｍ ／ ｍ離
れた通気性の衝突面に実質的に垂直に噴射される。

通気性の衝突面は、その上に消音する糸を実質的に弛緩
状態で輸送するために移動型でなければならないが、本
発明装置においては内部が空洞の表面にスクリーン状材
料を設けた回転ドラムが用いられる。

本発明装置においてはジェットノズルは、フィラメント
糸を第２ゴデツトロールから該ロールの接続方向に引き
離し、ドラム上に垂直に噴射衝突させるような位置に配
置されなければならない。

ジェットノズルのこうした位置規定は、第２ゴデツトロ
ール及び通気性の一層ドラム位置が決定されることによ
って一義的に決定されるようになる。

通気性回転ドラムの位置は重要である。

本発明装置によれば第１ゴデツトロール６．６′と同じ
く中位置に設けられ、第１ゴデツトロールとは左右反対
側に設けられている。

廃蒸気は通気性の回転ドラムを通過後、糸の性質及び走
行に悪影響を与えないように排気ダクト１３によって直
ちに除去される。

クリンプされた糸は回転ドラム上を一定距離滞留するが
、その間に冷却ダクト１１によって冷却媒体が当てられ
クリンプがセットされる。

回転ドラム９の回転方向は第１図においては右廻り方向
であるが、左廻り方向であるか右廻り方向であるかは本
質的な問題ではない。

通気性−転ドラムに必要な条件は延伸加工部の中位置に
設けられているということである。

クリンプされた糸は一定長さ滞留した後、最上位置に設
けられた引き取りロールである第３ゴデツトロール１０
、１０’によって引き取られる。

テンションコントローラ１２は通気性回転ドラム上から
糸の解舒張力の変動を緩和するのに用いられる。

最後に糸は第３ゴデツトロール１０，１０’上を数回ラ
ップして再び下方向に方向転換され、糸は延伸加工部の
下に設けられた捲取装置１５へ供給される。

このように糸は延伸捲縮付与装置をスパイラル状に一周
する間に延伸及び捲縮付与が遂げられる。

本発明装置は以上の説明の如く、最も小さな直径を有す
る第１ゴデツトロールと、最も大きな直径を有する通気
性の回転ドラムとを中位置に設けること及び第２ゴデツ
トロール、第３ゴデツトロールを各々下位置、上位置に
設けることより特徴づけられる。

またその結果として本発明は第２ゴデツトロールと第３
ゴデツトロール間の加工ゾーンのスペース及び第３ゴデ
ツトロールと捲取装置間の捲取ヅーンのスペースを共に
増加させる点により特徴づけられる。

かくして工程上の安定性及び糸の性質をより安定化させ
る本発明に示された装置によって、以下に記述する価値
が見い出された。

（１）一定スペースの空間で、最も有効に各要素を組み
込むことができる。

すなわち延伸刃口工部において糸は一周する間に方向を
３６０°変え、この区間において糸は完全に延伸及び加
工が遂げられる。

本発明方法によって装置の幅及び高さの減少をはかるこ
とができる。

他の要素配列例、例えば未延伸糸を引き取る最初のロー
ルが最下位置にあり、順次糸が上位置に輸送される公知
の配列例も本発明者らは試みたが通気性回転ドラムをロ
ール類の中に組み込むことができず、該ドラムのための
別のスペースを必要とする。

このため装置の高さもしくは幅が５０□増力目する。

これは操作の容易化及び装置のコンパクト化に反し引い
ては糸の性質を不安定にするから許容することはできな
い。

先に述べたように通気性ドラムはその直径が３０〜６０
ｃｒｎであり、場合によっては更に大きくもなるから、
この通気性ドラムをどの位置に配置するかということが
重要となり、それによって装置全体の大きさは大きくも
なり小さくもなる。

本発明装置によって該ドラムをロール群中に収納するこ
とが出来るようになり、コンパクトな延伸力目玉ゾーン
が形成された。

本発明以外の装置によればドラムのための所要スペース
をより多く必要とする。

（２）糸の流れがスムースで急激な糸の方向転換はない
ので、糸は高い均一性を有するようになった。

また糸切れを減少する効果を有し、工程要因による糸の
切断は実質的に０．０２回／ Ｋｙ糸以下になった。

他の方法によって定常的に糸切れ率０．０２回／Ｋｐ糸
を保持することは困難である。

（３）第３ゴデツトロール１０，１０’とワイングーの
間の距離を最も有効に用いることができる。

このため捲取装置のトラバースに基づく振動端と振動中
心との間の距離を不適当にせず、糸のオーバーストレッ
チがないようにすることができる。

また捲き取られるまでの間に糸がインターレースや蒸気
処理のような安定化手段を行なうスペースを提供するこ
とができる。

本発明による上記装置は運転者によって自由に接近でき
て、糸を容易に捲きつけることや、糸の動きを管理する
上で役立つ。

第１図の例は本発明装置の一つの態様であり、これは装
置全体が左右逆な配置となっていても各要素の上下関係
が同一ならば本発明装置においては本質的な差違はない
。

また多錘設備において隣合わせる二つの錘において全体
が左右対称の位置に配列される場合も同様である。

各要素の左右が反転することは本発明装置にとって本質
的な問題ではない。

延伸捲縮付与装置を糸が一周する間に、糸同志が接触し
てこすられることがないよう各ロールの位置を前後にず
らすことが本発明においても必要であることは言うまで
もない。

以下実施例について説明する。

実施例 １ 相対粘度５５のナイロン６６チップを、２８５Ｃで６８
のＹ形断面を有する紡糸口金３より吐出速度３９６ｇ／
ｆｆ１１１７１で紡出し、冷却固化糸条４となし、該糸
条に油剤ロール５，５′にて油剤を賦与した。

そののら、８０℃に加熱された第１ゴデツトロール６．
６′に巻付け、引続き２４０℃で加熱さ１１れた第２ゴ
デツトロール７、γに巻付け、１１９０デニルの延伸糸
とした。

更に該延伸糸を予熱した状態で、ジェットノズル８を通
し、加熱圧縮蒸気配管１４よりの過熱蒸気６に２／ｃＩ
？Ｌ、３００℃の過熱蒸気を用いて、通気性回転ドラム
９に噴射衝突座屈させ捲縮加工させ、１４５０デニル、
捲縮伸長率（９ｇｌ）２９□の捲縮糸を製造した。

用いたジェットノズル８は分割型のものであり、又糸掛
は操作時には回転ドラム９が移動出来る様にした。

第２ゴデツトロール７、Ｔとジェットノズル８ととの距
離は１７５％とし延伸糸が与熱された状態でジェットノ
ズル８に入る様にした。

延伸加工部各部のこ運転条件、設備寸法は次の通りであ
った。

本実施例の延伸・捲縮付与装置の設備寸法は、紡糸錘光
り幅１．１ｍ、高さ２．１ｍ、奥行き１．４ｍ及び容積
３．２ｍ３であったが、従来公知のスピン・ドロー・テ
クスチャードプロセスの設備、例えば、米国特許第３，
７８１，９４９号明細書、特開昭４８−６０４８号公報
に見られるような、油剤ロールの真下に１対の第１ゴデ
ツトロール、第１ゴデツトロールの右方向に、１対の第
２ゴデツトロール、垂直下向きのジェットノズル及びそ
の真下に回転ドラム、１対の第３ゴデツトロールを設置
し、第３ゴデツトロールの真下に巻取機を設置した延伸
捲縮付与装置の各設備要素が工程順に水平の方向に並ん
だ設備の寸法（紡糸錘当り幅１．８ｍ、高さ１．９ｍ、
奥行き１．４ｍ、容積４．４７７％）と比し、幅方向に
４０％も大巾に減少し、従って紡糸錘を１単位として、
横方向に複数個並べた場合のスペース生産性が６３％向
上するという極めてコンパクトな設備となった。

又、糸の流れが延伸・捲縮付与装置を反時計回りにスム
ーズに流れるレイアウトの為、操作性が向上し、切糸等
に対する糸掛けの操作性は４７秒であった。

又、本装置を用い７日間の連続紡糸を行ったが、この期
間中の切糸率は０．０１３回／Ｋｙに過ぎず、製品ロス
はわずか３．２％であった。

ト 方、従来公知の例えば水平レイアウト装置では、第２ゴ
デツトロールからジェット・ノズル、又回転ドラムから
第３ゴデツト・ロールへ糸を運ぶ際に糸道偏向ガイドを
各々使用して、糸の進行方向を９０°以上の急角度で方
向転換させる必要があり操作性が悪く１回の糸掛は時間
は１５０秒かかった。

又ガイドへの単糸の巻付きによる切糸等糸条の損傷が目
立ち、７日間の連続紡糸の結果、切糸率０．０４２回／
Ｋｙ、製品ロス９．８％と不満足なものであった。

更に、本実施例のジェット・ノズルは斜め上向きの為、
従来公知の垂直下向きのジェット・ノズルに比し、ノズ
ル入口側から逆流噴射する高熱スチーム流が、糸掛は作
業者に直接吹き付ける事が無い為、火傷の心配が皆無で
極めて安全な装置となっている。

又糸の流れがスムーズな為、操作性が向上して糸掛は時
間が７０％短縮された。

又切糸率が３分の１以下に向上した為、高速で回転する
高熱の回転ロールと接触する機会が大巾に減少し、作業
者の安全性は極めて高いものとなった。

又、ジェット・ノズルから噴射する大量のスチーム及び
ドレインは第１図１３の排気ダクトより速やかに吸引さ
れる為、走行糸条に影響する事が無く、得られた加工糸
は均染で、筒編みした加工糸をグレーの配合染料でウィ
ンス染色したが、１．ＮＢＳ以上の染色差を示す糸の割
合はわずか２７ｏに過ぎず、従来の半分以下に向上した
。

又タフト試験を実施したが、製品カーペットの染品位は
良好で顕著な梁筋は見られなかった。

又、本願発明のレイアウトは、従来公知の例えは水平レ
イアウトタイプの装置と比べ、クリンプ糸の引取ロール
（第３ゴデツトロール）と捲取機の間が下記の如く適切
にとれ、過度の捲取張力変動を受ける事が無い為、糸斑
、切毛羽の発生の少ない糸長方向に均一な良好な力ロエ
糸となった。

比較例 １ 本装置要素配列を変え、明細書本文第１５頁第１１〜１
９行目の様に、未延伸糸を引取るロール６．６′を、オ
イリングロール５，５′の直下、最下位置におき、上部
に第２ゴデツトロール７、γ、第２ゴデツトロールの上
位置に回転ドラム９、回転ドラムの右斜め下に第３ゴデ
ツトロール１０゜１０′を設置し、実施例と同条件にて
実施した。

切糸時の糸掛けに要する時間は、ネットロールから第３
ゴデツトロールへの糸を移すに際し作業者が糸掛は台を
移す必要があり、１０２秒必要とした。

又延伸ロールからジェットノズル８までの距離が２５０
Ｘに拡大した為、糸が冷え、過熱水蒸気の条件として６
Ｋｙ／ｃＴ？Ｌ、 ３１２℃が必要となった。

更に、ジェット・ノズル８から吹出す水蒸気のドレイン
が延伸ロール６．６′を走行する糸条に落下した為、得
られた加工糸を筒編みし、グレーの配合染料にてウィン
ス染色した場合、ドレイン水滴が落下した部分が条斑と
なり、タフ］・シてカーペットにした場合明瞭な筋が見
られた。

又実施例と同様にして、７日間の連続紡糸を行った所、
切糸率は０．０２５回／Ｋｐと実施例の２倍の値を示し
た。

機台寸法は高さはほぼ実施例と変らなかったが、第３ゴ
デツトロール１０ 、１０’が右方向・＼張り出した為
、設備寸法は幅１．６５ｍ、高さ２．２ｍ、奥行き１．
５７７１１容積５．４．、”となり、幅方向に５０％錘
間距離が増加し、本願実施例に比べ装置寸法が著しく増
大した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の一実施態様を示す正面図、第２
図はその側面図である。 １・・・・・・エクストルーダ、２・・・・・・計量器
、３・・・・・・スピンヘッド、４・・・・・・フィラ
メント束、５，５′・・・・・・オイリングロール、６
，６′・・・・・・未延伸糸引き取りロール（第１ゴデ
ントロール）、７，７’・・・・・・延伸ロール（第２
ゴデツトロール）、８・・・・・・ジェットノズル、９
・・・・・・通気性回転ドラム、１０，１０’・・・・
・・クリンプ糸引き取りロール（第３ゴデツトロール）
、１２・・・・・・テンション調整ロール、１３パ。 ・・・排気ダクト、１４・・・・・・加熱圧縮流体（蒸
気）配管、１５・・・・・・捲取装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 紡糸装置、延伸・捲縮賦与装置及び巻取装置を順次
   下方へ配置して、合成繊維形成重合体から捲縮を有する
   フィラメントを連続して製造する装置において、延伸・
   捲縮賦与装置は、紡糸装置からの未延伸フィラメント束
   を引取る最初の一対のロール（第１ゴデツトロール）
   ６ 、６’、その下方に延伸のための一対のロール（第
   ２ゴデツトロール） ７ 、７’、第１ゴデツトロール
   の上方に衝突ドラム９からのフィラメントを引取るため
   の一対のロール（第３ゴデツトロール） １０ 、１０
   ’及びこれらのロール群に隣接して、第２ゴデツトロー
   ルの斜め上方且つ第２ゴデツトロールと第３ゴデトロー
   ルの中間位置に通気性の回転衝突ドラム９が配置され、
   捲縮賦与のためのジェットノズル８は、フィラメントを
   第２コ゛デ゛ットロ一ル７．Ｔから弓き取り、衝突ドラ
   ム上に実質的に垂直に噴出する様に位置され、該延伸・
   捲縮賦与装置の下部位置に、第３ゴデツトロ２ルからの
   捲縮を有するフィラメントを巻取るための巻取装置を配
   置したことを特徴とする捲縮を有するフィラメントの製
   造装置。