JPS6023257A - 複数本の糸条を緊張処理する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、−組のロール間で、複数の糸条に独立に一定
の緊張力を与えつつ処理する方法およびその方法を実施
するだめの装置に関する。

〈先行技術〉 近年、複合材料の進歩と各方面の先端技術の進歩によシ
、補強用繊維としても高性能のものが要求され、炭素繊
維、アラミド繊維、シリコンカーバイト他の無機繊維が
開発されて来た。

これらの繊維に要求されるのは、高い強度及び高い初期
モジュラスである。したがって特に高モジュラス繊維製
造九当っては繊維を緊張下に加熱や焼成等の処理が行な
われる。ただしいずれの場合も、従来の合成繊維に於け
る熱延伸の如き大変形ではなく、又、可能限界に近いモ
ジ−ラスを発現する為に、極めて厳格な条件管理下に緊
張されることが要求される。

緊張処理を受けることになる繊維もその製造工程におい
て厳しい管理下に製造されている。しかし糸条間の斑や
１本の糸条内の斑が僅かながらあるため、−組のロール
の間で、両ロールの速度比で緊張力を糸条の歪応力とし
て発生さぜっつ、検数の糸条を同時に処理する方法では
、均一な緊張力下での処理を与えることは不可能である
。又、その斑によって処理中の過大な緊張により糸条が
切断することがあるので、その切断を避ける為限界に近
い緊張を加える如き設定は実際上できない。

この問題は、糸条をそれぞれ単独のロールによシ送シ込
み又は及び引き出すことで解決されるが、装置が複雑と
かり、コストが高くなる。このような高性能繊維といえ
ども、それを安価に供給することが要請されているから
である。

〈発明の目的〉 本発明は一組のロール間を複数本の糸条を平行して走行
させ乍ら、なお且つ極限的緊張処理を複数本の糸条のそ
れぞれに与えることのできる処理方法および装置を提供
することを目的とする。

〈発明の構成〉 本発明の目的は複数の糸条を一組の送り込みロール及び
引き出しロールの間で、それぞれの糸条毎に独立して設
けた重錘によシ一定緊張力を付与しつつ処理する方法で
あって、前記送シ込みロールと前記引き出しロールのい
ずれか一方又は両方のロールに折返しロールであって且
つその折返しロールを構成する各ロールが所定の外径を
有する部分とその部分に隣接した異径の外径を有する部
分とから成るロールを用い、それぞれの糸条の緊張力に
よる伸長率の差を重錘の移動量によ勺検知し、その移動
量が許容範囲を超えた糸条を前記ロールの所定の外径部
分上の正規の糸走部分から前記異径部分に移動させて、
正規の糸走部分にある場合と異なる送シ込み速度対引出
速度比で前記許、容範囲を超えた糸条を走行させ、それ
によって前記重錘を前記許容範囲内に調整し、其後前記
糸条な正規の糸走位置に戻すことを特徴とする複数本の
糸条を緊張処理する方法によって達成される。

前記本発明の方法によれば、複数の糸条が一組のロール
によって緊張処理されるにもかかわらず、個々の糸条に
は独立して常に重錘によシ一定の張力が加えられており
、この張力は、速度調整の為にロールの異径部分へ送ら
れている間も常に一定に保たれることになる。更に、処
理に供される糸条の製造上の僅かの県外変動による伸長
率の変動は、重錘付ゾーリの移動によ力吸収され、もし
糸条の伸長が一定の管碧限界を超えれば、上述の如く調
整されるので、糸条を緊張処理が行われる間中連続して
一定の張力に保つことが可能である。

又前記方法を実施する装置として、複数本の糸条を緊張
処理ゾーンへ送り込む為の折返しロール及び前記処理ゾ
ーンから引出す為＋？４ｉ返しロールと、該２つのロー
ルの間に配置されて一定の緊張力をそれぞれの糸条に加
える為に個別にそれぞれの糸条に係合する重錘とそれぞ
れの重錘の移動を検出する少くとも１個の位置センサー
を含んで構成される、複数本の糸条を緊張処理する装置
てらって１、前記送り込み用折返しロールおよび／又は
前記引出し用折返しロールを構成する各ロールが、糸条
を正規の送り速度で送るための所定の外径を有する部分
と該部分と隣接して送シ速度を増減する異径の外径を有
する部分とから成シ、且つ前記位置センサーからの信号
を受けて速度調整すべ・き糸条を前記折返しローラの所
定の外径を有する部分から異径部分へあるいはその逆に
移動する移動導糸ガイドが設けられていることを特徴と
する複数本の糸条を緊張処理する装置を用いることによ
シ本発明の目的は達成される。

〈実施例〉 以下添附図面を参照して本発明の一実施例を詳述する。

第１図は本発明による複数本の糸条を緊張処理する装置
の概要を示す略示正面図である。第１図において、１は
処理に供されるボビンに捲かれた原糸を示す。第１図に
示した実施例では３本の原糸から供給される糸条が処理
されるが、糸条の本数は２本以上であればその本数に制
限はない。

第１図に示すように、原糸ボビン１から引出された糸条
１４は、固定ガイド２によシ所定の糸走位置に配置され
た後送シ込みロール３によって処理ゾーンに送シ込まれ
る。′この場合糸条１４は支持プーリ４ａ及び４ｂの間
′で所定の緊張力を与える為の重錘５を具備した移動プ
ーリ６を経由して処理装置、例えば加熱装置７に導かれ
る。その後糸条１４は引き出しロール８により処理装置
７から引き出され、導糸ガイド９を経てワイングー１０
によって再び糸ノ？ッケージに捲取られる。

前記支持ブーＩＪ４ａ、４ｂ及び移動プーリ６はそれぞ
れの糸条１４ａ　、１４ｂ　、ｉ４ｃ毎に独立して設け
られておシ、それぞれ回転自在に支承されて糸条１４ａ
　、１４ｂ　、１４ｃの走行に従動して回転するように
構成されていると好ましい。しかし糸条ｉ４ａ＋　１４
ｂ　ｒ　１４ｃの走行に無用の抵抗を与えない限シ、前
記支持ブーＩＪ４ａ、４ｂを表面摩擦の少ない固定のガ
イドで構成してもよい。

移動プーリ６（又は重錘５）の位置を検出するための位
置センサを移動プーリ６（又は重錘５）の移動軌道に近
接して設ける。第１図に示した実施例では移動ゾーン６
の下限位置を検出するための位置センサー１２と上限位
置を検出するための位置センサー１３とが設けられ、前
記２つの位置を検出する場合が示されている。勿論移動
プーリ６の移動軌道の中間位置に位置センサーを配置し
てもよく、又スポットの位置を検出するのではなく、移
動プーリ６の移動量を連続的に検出するように構成して
もよい。

第２図は第１図に示した本発明による装置の他の実施例
、すなわち支持プーリ４ａ、４ｂと移動ゾーン６が処理
装置７の下流に配置された実施例の構成を示す斜視図で
あシ、支持プーリ４ａ、４ｂと移動ゾーン６、折返しロ
ーラで示された引き出しローラ８および移動導糸ガイド
１１′等が示されている。引き出しローラ８を構成する
それぞれのローラ８１，８２，８３，８４．８５は第２
図に示すように所定の外径を有する部分（例えば８１ａ
）とその部分に隣接した異径の外径を有する部分（例え
ば５ｘｂ）とから成る。

次に位置センサー１２と位置センサー１３で規定された
重錘５又は移動ゾーン６の移動量の許容範囲を重錘５又
は移動プーリ６が超えた場合の調整を第２図を参照して
引き出しローラ８の場合で説明する。処理装置７を経て
送り出しローラ３（第１図）から送シ出された３本の糸
’ｆ＝ｙ１４ａ。

１４ｂ、１４ｃはそれぞれ対応する支持プーリ４ａｒ４
ｂと移動プーリ６を通シ、固定ガイド２′を経て引き出
しローラ８に達する。３本の糸条１４ａ。

１４ｂ、１４ｃの内糸条１４ａが過度に伸張し、その結
果糸条１４ａの移動プーリ６が下に降りると、下限位置
検出用位置センサー１２によって検出される。位置セン
サー１２によって検出された信号は制御機構（図示せず
）を経て移動導糸ガイド１ｆに伝達され、移動導糸ガイ
ド１１′は糸条１４ａを拾い上け、引き取シロール８１
の糸条の正規の糸走部分８１ａから異径部分８１ｂに糸
条１４＆を他の糸条１４ｂ、１４ｃを越えて移動させる
。引き取シロール８１の下流に配置濱れている引き取り
ロール８２，８３．８４．８５においても糸条１４ａは
正規の糸走部分がら異径部分に移される。第２図に示さ
れた実施例では、引き取りロール８１の異径部分ｓｉｂ
は所定の外径部分８１ａよシ太く作られているので、糸
条１４ａの糸速は早くなシ、その結果移動プーリ６は上
方へ持上げられて許容範囲内に収まることになる。

第２図に示した実施例においては、移動プーリ６が下が
って下限位置検出用位置センサー１２によって検出され
る場合が示されているが、移動プーリ６が上って上限位
置検出用位置センサー１３の位置に達したときに前記調
整作業が行われるように構成することもできる。ただし
この場合には引き取シロール８における糸条１４ａの糸
速を遅くするように調整する必要があるので引き取シロ
ール８における異径部分（例えば８１ｂ）の外径は所定
の外径の部分（例えば８１ａ）よシも小さく設定する必
要がある。

又前記調節操作を送シ出しロール３で行ってもよい。た
だしこの場合は糸条１４ａの送シ出し速度を調節するの
で、移動プーリ６が下限位置検出用位置センサー１２に
よって検出されるときに調節する場合には送シ出しロー
ル３の異形部分（図示せず）の外径を所定の外径よシ小
さくし、一方移動プーリ６が上限位置検出用位置センサ
ー１３によって検出されるときに調節する場合には前記
異径部分の外径を所定の外径より大きくする必要がある
。

さらに送り込みロール３と引き出しロール８の両方を用
いて前記調整操作を行うこともできる。

例えば、送シ込みロール３と引き出しロール８にそれぞ
れ前記異径部分を有するローンを配置し、移動プーリ６
が下限位置検水用位置センサー１２によって検知された
場合には送り込みロール３で、上限位置検出用−ｆによ
って検知された場合には引き出しローラ８によってそれ
ぞれ調節されるように構成しても良い。

外お支持シーＪ４ｎ、４ｂと移動プーリ６の配置は送シ
込みロール３と引き出しロール８との間であれば、前記
処理装置の上流側（第１図の場合）、あるいは下流側（
第２図の場合）の伺れであってもよい。

送り込みロールと引出しロールの速度比率は、糸条の与
える緊張力に応じた伸長率から初期忙股定し、設定から
のずれた分を前記の如く調整すればよい。なお各糸条の
移動プーリの平均位置、又は調整すべき糸条の検出位置
、例えば下限検出としたときは上限検出位置に他の糸糸
が達したときは、両ロールの速度比を変化させて、この
場合は比率を下げて、全体としての送シ込み−引き出し
のバランスをとる方法を併せて採用してもよい。

以下余白 本発明の装置の送り出し西−ル３又は引き出しロール８
の異径部分は、ロールのどの位置に設けても良く、第２
図の如く、ロールの一端であっても、又は、正規の糸走
部分を二分割してその中央に異径部分を設けるととも、
又はロールの両端に設けることも可能であシ、これらは
特に多数本の糸条を同時に処理する場合に有用でちる。

又、望むならば、更に多くの異径部分を用意することも
、処理系条数及び調整頻度によっては採用してもよい。

又、異径部分のロール径と正規の糸走部分である所定の
外径を有する部分の外径との比率も特に動プーリ６の移
動可能幅、及び調整に要する時間等の要件から設定され
て良く、通常数％以下の僅かなロール径比で充分である
。

ロールの所定の外径部分から異径部分に移行する部分で
は、ロール径はテーパとなって滑らかに直径が変ってい
ることが望ましい。ただしそのロールの外径比が極めて
僅かで、糸条の移動に差つかえない場合には、テーパ部
を省略して段付となりでもよい。

調整の為に糸条を異径部分に移した後の調整時間の設定
については、いくつかの制御方法が考えられる。例えば
、移動後、タイマーで一定時間異径部分に置き、その後
正規の糸走部分に戻してもよいし、移動後、その糸条の
移動ジーりが所定の位置に達した時点で、戻す方法を採
用してもよい。

又、上記のある糸条の調整中に、他の糸条が調整を必要
とする状態に達したら、先の糸条の調整を中断して次の
糸条の調整に入るように制御機構を構成してもよい。

本発明に用いられる送シ込みロール及び引き出しロール
としては、多数の糸条を同時に送ること及び、任意の糸
条を他の糸条を乗り越えてロール上をロール幅方向に移
動させる必要から、第１図及び第２図の如き折返しロー
ルであることが必要である。

折返しロールを構成するロールの本数は、糸条とロール
表面との摩擦係数や、ロール直径、処理張力によシ決定
される。本発明の折返しロールではロール上で糸条のｌ
ｔ１シが若干あっても、処理時の緊張力が保証されると
いう特徴を侑するが、確実な糸条の送り出し又は引き出
しのためには、通常３〜４本以上が用いられ、好１しく
け５〜７本用いるとよい。

本発明の一組の送９込みロールと引き出しロールの間に
、例えば処理ゾーンにおける糸走長ケ長くする為に、各
糸条に独立した、又は共通のＩｊ　−ル又はジーりを追
加的に設置ｌシて、処理を行うこともできる。それらの
追加ロール又はプーリが、各糸条に独立して、糸条によ
り従動的に回転するように設置される場合は、上記の本
発明の方法に全く支障を与えない。もし追加ロール又は
プーリが、各糸条に共通であったり、強制的ＭＡ動であ
る場合でも、緊張処理における各糸条の伸畏率の変動の
大半が、処理の初期に発生することが多く、第１図の如
く、各糸条の伸長率差を、処理ゾーンの最初の部分で検
出し、送り込みロールの異径部分を用いて調整する方法
を採用する限り、本発明の効果は十分に発揮できる。

処理ゾーンを、多段に分けて実施することも、本発明の
効果を損なわぬ限り行なわれてよく、本発明の特徴とす
る移動ジーりをその分割された処理ゾーンの中間に置く
こともできる。

又、本発明の応用的実施態様として、第１図の引き出し
ロール８に続いて、第２の処理ゾーンを設け、その第２
の処理ゾーンに於ても、望むならば本発明の異径ロール
を具備した引出しロールを用いる各糸条の伸長率差の調
整方法を適用することもできる。

本発明による方法で緊張処理される繊維は特別に限定さ
れるものではなく、比較的低い伸長重下で、厳密に極限
状態に近い緊張を加えつつ処理する必要のある繊維であ
ればどのような繊維を用いてもよい。そして本発明によ
る方法はアラミド繊維の高モジ−ラス化熱処理、炭素繊
維製造に関する耐炎化熱処理、炭素加熱処理、黒鉛化処
理、シリコンカーバイト繊ｍ、等の無機繊維の焼成熱処
理等に用いられる。

次にアラミド繊維の高モジユラス化熱処理を行う場合に
対して本発明の方法を採用した場合の具体的実施例と本
発明の方法を採用せずに熱処理した場合の比較例を下記
に示す。

具体的実施例 市販のポリ／、ｏラフェニレンテレフクルアミド繊維で
ある、ケブラー２９（デ５．ボン社商標）の１５００デ
ニール／１０００フイラメントのヤーン３本を第１図の
装置によシ熱処理した。

送シ込みロールとしては、正規の糸走部分の直径が３０
０＋＋＋Ｉ＋＋のロール７本よ構成る折返しロールを用
い、７本のロールには、正規の糸走部分に隣接して３０
５ｍの直径の糸速調節の為の異径部分を備けた。

引き取シロールは、異径部分は設けず、直径３００ｍの
７本のロールより成る折返しロールを用いた。

移動プーリには、光電管式のプーリ位置検出装置を、第
１図の１２、及び１３の下限及び上限検出位置に設け、
又その中間に第３の検出装置を設け樋シ込みロールの速
度は１０ｍ／分で一定に保ち、引出しロールの速度は、
運転開始時は１０．２ｍ／分に設定し、運転中に最も低
い移動プーリが下限検出位置に達したら、０．０５７）
！／分だけ増速し、又それが中間の第３の検出位置に達
したら０．０５ｍ／分だけ減速することによシ調速した
。

同各々の位置で変速後３０秒後にまだその検出位置にあ
るときは、更にＯ，，０５ｍ／分ずつ変速が加えられる
ようにシーケンスが組まれている。

又、移動プーリが上限検出位置に達した糸条は、異径部
分に啓されて、送り込み速度が速められる。

移動プーリが中間の検出位置にまで戻ったら、正規の糸
走部分にその糸条は戻される。尚、一本の糸条が異径部
分にて調整中に、他の糸条の移動プーリが上限位置に達
したときは、引き出しロールの速度が０．０３ｍ／分だ
け減速される。

以上のようなシーケンス制御下に、１８ｋｇの重錘によ
シ緊張力を加えつつ、３５０℃の窒素ガスが循環する加
熱室にて、５．５秒間加熱処理した。

各々の糸条を２に！？ずつ処理したが、この間断糸事故
も、構成単繊維の切断によるロールやプーリへの捲きつ
きも全く発生しなかった。

次いで、処理した３試料から、各々１００ｍおきに２０
点サンプリングし、ヤーンの強伸度及びモジュラスを、
ＪＩＳ規格のタイヤコード試駆法に準じて測定し、各々
の平均値及び標準偏差を比較した。

その結果は第１表の如くであシ、３木の試料の各物性の
平均値の差も小さく、又、各試料内で変動し、標準偏差
も小さいことが判明した。

第　１　表 比較例 具体的実施例の移動プーリに糸条を導くことなく、直接
送シ込みロール及び引出しロールにょ９３本の糸条に緊
張を加えつつ熱処理した。勿論送シ込みロールの異径部
分による糸栄送シ込み速度の調整等は行なわれず、緊張
力はもっばら両ロールの速度比にて加えられ、実施例の
緊張力に近くなるように、緊張率は、１．２１倍に設定
された。

実施例と同様に、ケブラー２９を３本同時に同量の処理
をしたが、処理中に構成単糸が部分的切断したものがロ
ールに巻きつくという事故が３回発生し、その都度運転
を停止し、ロールの糸条の除去清掃を実施し、運転を再
開することを行う必要が発生した。

実施例と同様に、３本の試料から、各々ｉｏ。

ｍおきに２０点サンプリングして、ヤーンの強伸度及び
モジ−ラスを測定した結果は第２表の通シであシ、３本
の糸条の平均的な物性の差も大きいこと、更に、各糸条
内での物性の変動も大であることが判明した。

第２表 第１表および第２表から明らかなように、本発明による
方法を用いて熱処理を行えば、高い強度トモシーラスを
与え旧っ捻準偏差の小さい、すなわち均質な熱処理が達
成される。

〈発明の効果〉 本発明は前述の如＜（−１′１成されているので、−組
のロールによシ同時に複数本の糸条を緊張処理てきる上
に、それぞれの糸条にそれぞれ独立に緊張処理が可能で
あシ、且つ常に一定の緊張力下にそれぞれの糸条がその
緊張力に応じた独立の伸長率をとって処理される為、限
界−に近い伸長を容易に与えることができる。又処理後
のそれぞれの糸条間の繊維物性の差も少なく、糸条内の
繊維物性の変動も少ないという利点を有する。さらに１
組のロールによって複数本の糸条を処理しながら目的を
達成することができるので装置を安く作ることができる
ので有利である。

又一般に本発明のように一組のロールを用いて多数の糸
条を緊張する際には、糸条間の緊張率の斑を少なくする
為、送シ込みロールに導びく糸条のそれぞれにテンサー
等を用いて張力を加えることが行われている。本発明の
装置ではそのようなテンサーによる張力調整は不要であ
シ、したがってテンサーとの接触による糸条のこすれ等
の傷付きが生じる恐れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図の本発明による装置の一実施例を示す略示正面図
であシ、第２図は本発明による装置の他の実施例の主要
部を示す斜視図である。 １・・・被処理原糸がビン、３・・・送シ込みロール、
５・・・重錘、６・・・移動プーリ、７・・・処理装置
、訃・・引キ出しロール、１０・・・ワインダー、１１
．ｉｌ’・・・所定の外径を有する部分（正規の糸走部
分）、８１ｂ・・・異径部分。 特許出願人 旭化成工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　朗 弁理士西舘和之 弁理士　山　１コ　昭　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の糸条を一組の送シ込みロール及び引き出しロ
   ールの間で、それぞれの糸条毎に独立して設けた重錘に
   より一定緊張力を付与しつつ処理する方法であって、 前記送シ込みロールと前記引き出しロールのいずれか一
   方又は両方のロールに折返しロールであって且つその折
   返しロールを構成する各ロールが所定の外径を有する部
   分とその部分に隣接した異径の外径を有する部分とから
   成る口〜ルを用い、それぞれの糸条の緊張力による伸長
   率の差を重錘の移動量によシ検知し、該移動量が許容範
   囲を超えた糸条を前記ロールの所定の外径部分上の正規
   の糸走部分から前記異径部分に移動させて、正規の糸走
   部分にある場合と異なる送シ込み速度対引出速度比で前
   記許容範囲を超えた糸条を走行させ、それＫよって前記
   重錘な前記許容範囲内に調整し、其後前記糸条を正規の
   糸走位置に戻すことを特徴とする複数本の糸条を緊張処
   理する方法。 ２、複数本の糸条を緊張処理ゾーンへ送シ込む為の折返
   しロール及び前記処理ゾーンから引出す為の折返しロー
   ルと、該２つのロールの間に配置されて一定の緊張力を
   それぞれの糸条に加える為に個別にそれぞれの糸条に係
   合する重錘と、それぞれの重錘の移動を検出する少くと
   も１個の位置センサーを含んで構成される、複数本の糸
   条を緊張処理する装置であって、 前記送）込み用折返しロールおよび／又は前記引出し用
   折返しロールを構成する各ロールが、糸条を正規の送シ
   速度で送るための所定の外径を有する部分と該部分と隣
   接して送り速度を増減する異径の外径を有する部分とか
   ら成シ、且つ前記位置センサーからの信号を受けて速度
   調整すべき糸条を前記折返しローラの所定の外径を有す
   る部分から異径部分へあるいはその逆に移動する移動導
   糸ガイドが設けられていることを特徴とする複数本の糸
   条を緊張処理する装置。