JPS5836097B2 - 摩擦仮撚加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、摩擦部材が耐摩耗性材料よりなる摩擦仮撚装
置を使用する摩擦仮撚方法に関し、さらに詳しくは摩擦
仮撚中の加撚数を増加させ、かつ糸強力の低下並びに毛
羽及び白粉の発生を防止して摩擦仮撚糸の欠点を改善す
るための方法に関するものである。

仮撚技術は、その出現以来今日まで発展を続け、不断に
高速化の道をたどってきた分野である。

最近、従来のビンタイプ方式における仮撚スピンドルの
回転数は、１，０ ０ ０，０ ０ Ｏ ｒｐｍに達し
たが、これはこの方式における限界とみなされており、
これ以上の高速化は望めない。

しかし、当初細デニールの糸条の仮撚加工にのみ適用さ
れていた摩擦仮撚方式がプッシュタイプからディスクタ
イプに改良され、同時に摩擦仮撚装置の摩擦部材として
従来のポリウレタン等の高弾性材料からセラミック等の
耐摩耗性材料が使用されるに及んで、中太デニールの糸
条の摩擦仮撚加工法が実用化段階に到達した。

ここでポリウレタン等の高弾性材料が中太デニールの糸
条の摩擦仮撚装置の摩擦部材として不適であって、セラ
ミック又はセラミックコーティング等の耐摩耗性材料が
優れているのは、次のような理由による。

すなわち、高弾性材料は、一方で高い摩擦係数を有する
ため、糸条に高い撚レベルを与えることを可能にし、ま
た高弾性の故に糸条との接触を穏やかにして糸条に与え
る損傷を少なくするという特徴を有するが、他方で化学
的、熱的及び機械的耐性が小さいため耐久性又は取扱い
の点で、また糸条の油剤の種類又は量により撚レベルに
影響を与える点で非常に大きな問題を有する。

これに対し耐摩耗性材料は、化学的、熱的耐性に優れ、
さらに撚レベルの点で油剤の種類又は量によりほとんど
影響を受けず、また本質的に機械的強度及び耐摩耗性の
点で非常に優れている。

これにの理由により、耐摩耗性材料が摩擦剖材として主
流をなしつつある。

さらに、近年高速加工に適した摩擦仮撚装置の特徴を有
利に展開ならしめる素材たとえば高配向未延伸糸の出現
がある。

これは、延伸と仮撚とを同時に行なうという高能率なプ
ロセス上の発展を可能ならしめたことと相俟って、従来
より数倍高速の仮撚加工を可能とした。

したがって、摩擦仮撚による高配向未延伸糸の同時延伸
仮撚方式は、すぐれた能率のために急激に普及しはじめ
た。

しかし摩擦仮撚方式は、従来のビンタイプ方式と比較し
て仮撚方式を異にするので、摩擦仮撚糸の品質上いくつ
かの問題点を有することがわかった。

すなわち、摩擦仮撚糸は、ビンタイプ方式で加工された
ものに比し大きなトルクを有し、その編面があれること
、また耐摩耗性材料の摩擦部材は糸条に世較し非常に硬
度が高いため、糸条自身が損傷されて糸条の強力が低下
し、毛羽及び白粉が発生する等の問題が生じた。

高品質の仮撚糸の効率的な製造方法が望まれている現在
では、このような問題点は早急に解決されるべきもので
あった。

本発明者は、この問題の解決につき検討を進めた結果、
耐摩耗性材料を使用した摩擦仮撚装置において摩擦部材
の接糸部表面を加工しようとする熱可塑性繊維糸条のガ
ラス転移点以上に加熱して糸条に仮撚加工を施すことに
よりこの問題を解決する手段を見出した。

すなわち、摩擦仮撚糸は、ビンクイプ方式で加工された
ものに比し大きなトルクを有し、その糸を使用した編地
の編面があれるという前記の特徴は、摩擦仮撚の場合に
仮撚ヒータ上での撚数が低いことに主に起因しているこ
とが、判明し、この対策として上記の如く摩擦部材表面
を加熱することにより、撚数が著しく向上し、糸質及び
編面ともビンタイプ方式で加工されたものと同様の品質
のものが得られるに到った。

摩擦仮撚においては糸条を加撚するに必要な加撚トルク
は、糸条と摩擦部材の表面との間の摩擦力によって与え
られる。

ポリウレタン等の高弾性材料においてはその弾性がその
摩擦力の大きな要因であることがわかるが、セラミック
又はセラミックコーティング等の耐摩耗性材料において
は糸条による表面の弾性的変形は期待されえず、異なっ
た摩擦機構が考えられる。

走査型電子顕微鏡で観察すると、耐摩耗性材料の摩擦部
材の表面は、無数の微細な凹凸で構戒さねていることが
わかる。

仮撚加工中に糸条は、このような表面に糸条自身の張力
で押しつけられ、摩擦部材表面の突起が糸条表面から内
部に突入し、突起が糸条を引っかける状態となり、この
ため摩擦力が生じ、これが加熱トルクとなると考えられ
る。

換言すれば、糸条内部に突出した突記のまわりに存在す
る繊維材料の剪断力が摩擦部材表面の運動抵抗として作
用し、摩擦力が形威されると考えられる。

このことは、耐摩耗性材料の摩擦部材を使用した摩擦仮
撚方式により加工された糸条の表面写真に摩擦部材表面
の突起に相当する傷痕を見ることができること、又、そ
の傷痕は摩擦部材の表面状態を変えることによりそれに
応じて変化することからも、正しいと推定される。

このような摩擦機構であるため、繊維は摩擦部材により
損傷を受ける。

これが、摩擦仮撚糸の他の欠点である強力低下並びに毛
羽及び白粉の発生の原因となっている。

以上の説明から明らかなように、高い撚数を糸条に与え
るためには摩擦力を犬にしなければならず、したがって
摩擦部材表面の突起を繊維内部へ深く突入させる必要が
あるが、反面このため繊維の損傷が犬となり易く、強力
低下並びに毛羽及び白粉の発生といった欠点が犬となる
。

耐摩耗性材料の摩擦仮撚にはこのような二律背反的問題
が本質的に存在している。

このような相反する要求は、摩擦部材の接糸部表面を加
工しようとする熱可塑性繊維糸条のガラス転移点以上に
加熱して仮撚加工することにより満足される。

すなわち、本発明方法によりヒータ上の撚数は向上し、
強力低下並びに毛羽及び白粉の発生も少なくなり、ビン
タイプ方式で加工されたものと同等の品質のものが得ら
れた。

次に本発明を図面にしたがって説明する。

図は本発明を実施するための装置の略側面図であり、図
において熱可塑性繊維糸条Ｙは、パッケージ１からガイ
ド９をへてフイードローラ２を通り加撚域に到ってヒー
タ３上で加熱され、その後冷却賊４で充分に冷却された
後摩擦仮撚装置５で解撚され、デリベリローラ６を通過
してテークアツプローラ７でパッケージ８に巻取られる
。

ここで１０．１１はガイドであり、１８は摩擦部材の加
熱手段の一例である熱風加熱器である。

摩擦部材の加熱手段としては、図のもののほか高周波誘
導加熱方式又は電熱ヒータ等任意の手段が考えられる。

本発明の特徴は、加工しようとする糸条のガラス転移点
以上に摩擦部材の接糸部表面を加熱することにある。

しかして、糸条は摩擦仮撚装置の摩擦部材の表面に大き
な圧力で押しつけられるため、摩擦部材の表面の突起が
繊維内部に突入するが、本発明方法では突起を含む摩擦
部材の表面が加熱されているため、繊維表面が加熱され
て可塑化され、摩擦部材の表面の突起が繊維へより深く
突入することを許しうる状態となっている。

このため繊維が摩擦部材でよく強く把持されて摩擦力が
高くなり、撚レベルが増加すると考えられる。

同時に摩擦部材の表面に接触している繊維表面部の粘性
的性質が増加するため、摩擦部材の表面の突起により繊
維部分は削り取られるよりもむしろ逆に変形して流れ易
くなるので、損傷が減少し、したがって強力低下並びに
毛羽及び白粉の発生も改善されるものと考えられる。

ここで上に述べた理由で摩擦仮撚糸の品質が改善される
とすれば、繊維の加熱を摩擦仮撚装置によらず、摩擦仮
撚装置直前に設置される第２次ヒータにより行えば、同
様の効果が期待されると期待される。

事実この方法により撚レベルは高くなり、強力低下も改
善されるが、毛羽が増加し捲縮堅牢度が低下するという
好ましくない傾向が生じる。

これは冷却域での冷却効果が充分でない場合と類似の傾
向である。

けたし、これは折角冷却した糸条を再加熱することによ
り冷却効果が減少するためと考えられるからである。

すなわち、摩擦仮撚装置前で糸条を加熱する方法で撚レ
ベルを向上させる効果を期待するためには第２次ヒータ
から摩擦仮撚装置の間での冷却及び摩擦仮撚装置の摩擦
部材に接触することによる冷却とともに、冷却により糸
条表面の温度が低下しやすいこと等のために必要以上に
糸条を加熱しなければならず、加熱を繊維表面のみにと
どめるわけにはいかないからである。

したがって繊維表面のみの加熱を効果的に実現する本発
明方法が、摩擦仮撚糸の糸質の改善のために有効である
ことがわかる。

実施例 ポリエステル高配向未延糸（１５０ｄ／３０ｆ）を図に
示す装置により加工した。

なお、比較のために従来方法（熱風加熱器）、摩擦仮撚
装置前で第２次ヒータにより加熱する方法及び摩擦仮撚
装置を加熱し更に第２次ヒータを使用する方法によって
も前記の糸条を加工した。

この結果は次表の通りである。

条件； 延伸比・・１、７５、加工速度・・６００ｍ／ｍｉｎ１
仮撚ヒータ温度・・２．３０℃、仮撚ヒークの長さ・・
１．５ｍ，摩擦仮撚装置・・３軸ディスクタイプ、摩擦
部材の材質・・セラミックコーティング、摩擦部材の加
熱手段・・熱風加熱、未延伸糸のガラス転移点・・８「
Ｃ（結晶部分）、第２次ヒータの長さ・・・１８ｃｍＯ この表から次の事実が判明した。

第２次ヒークによる糸条加熱の場合は、撚数及び強力の
点では糸条は改善されているが、毛羽指数、捲縮堅牢度
及びトルクの点では糸条の品質はかえって低下している
。

摩擦部材表面を加熱した場合（口）は、表面温度の上昇
とともに撚数ぱ増加する傾向にあるが、ガラス転移点を
越えると急激に増加する。

このため捲縮堅牢度は上昇し、トルクは小さくなる。

また、ビンタイプ方式の仮撚糸並みの毛羽及び強力のあ
るものが得られた。

＠）の従来方法によると糸条の撚数及び強力は低く、（
ハ）及び（ニ）の方法によると毛羽、捲縮堅牢度及びト
ルクに不満足な糸条しか得られなかった。

？し、毛羽指数、捲縮堅牢度及びトルクの測定は、次の
方法によった。

毛羽指数 ヘアリネスカウンタにより１万ｍ当りの本数を数えた。

捲縮堅牢度 ラツプリールにより８巻の総を作り、フックに１ かけてＸ８Ｘ２Ｘ表示デニールのｇ数の １０００ 荷重をかけた状態で浸透剤（非イオン界面活性剤）を２
ｇ／１３の濃度で溶解した沸騰水中に１５分間２ 浸漬し、湿潤状態のままーＸ８Ｘ ２Ｘ表示デニ１０ 一ルのｇ数の荷重をかけて１分後の長さａを求める。

荷重を取り除き、６０±２℃の乾燥機中で３０分間乾燥
し標準状態の試験室に１時間以上放置し、２ 次に ×８×２×表示デニールのｇ数の初１００
０ ？重をかけて１分後の長さしを求める。

ａ − ｂ このａとｂとを使って捲縮堅牢度（至）＝×ａ １００（至）を求める。

トルク ？ 枠周約３０ｃｒＩＬの１巻のループを作り、。

。。ＸＩＸ２Ｘ表示デニールのｇ数をかけ自然放置して
静止したのち１０５℃で１５分間湿熱処理し１ −Ｘ Ｉ Ｘ ２ Ｘ表示デニールのｇ数の荷重のもと
１０ で１０閘の撚数σ）と撚縮み長さ（Ａｍ）とより１０ 残留トルクニ×Ｔを求める。

１０＋ｌ

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係り、同時延伸仮撚加工装置の略側面図で
ある。 １・・・・・・パッケージ、２・・・・・・フイードロ
ーラ、５・・・・・・摩擦仮撚装置、１２・・・・・・
熱風加熱器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐摩耗性材料を摩擦部材として使用する摩擦仮撚装
   置で熱可塑性繊維糸条を仮撚加工する際に、該摩擦部材
   の接糸部分の表面温度を前記熱可塑性繊維糸条のガラス
   転移点以上にすることを特徴とする摩擦仮撚加工方法。