(57)【要約】【課題】繊維状物を長時間、安定して処理する処理方法および処理装置を提供すること。【解決手段】繊維状物を処理するに際し、繊維状物の走行方向に対し直角方向に往復運動させることを特徴とする。さらには、該往復運動が、繊維状物が走行するローラを可動させて起こっていることや、該処理が加熱処理であること、繊維走行速度が１００ｍ／分以上であることなどが好ましい。この処理方法によれば処理装置に堆積する物質を繊維状物自身で洗浄する効果や、装置表面の平滑化効果があり、繊維状物の生産効率が向上する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状物を処理するに際し、繊維状物をその走行方向に対し直角方向に往復運動させることを特徴とする繊維状物の処理方法。
【請求項２】
該往復運動が、繊維状物が走行するローラを可動させることによる請求項１記載の繊維状物の処理方法。
【請求項３】
該処理が加熱処理である請求項１または２記載の繊維状物の処理方法。
【請求項４】
繊維状物の走行する速度が１００ｍ／分以上である請求項１〜３のいずれか１項記載の繊維状物の処理方法。
【請求項５】
繊維状物があらかじめ処理剤を付着している請求項１〜４のいずれか１項記載の繊維状物の処理方法。
【請求項６】
繊維状物を連続的に処理する装置であって、繊維状物の走行方向に対し直角方向に往復運動させる機構を有することを特徴とする繊維状物の処理装置。
【請求項７】
該処理が加熱している部材に繊維状物を接触させるものである請求項６記載の繊維状物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維状物の処理方法および処理装置に関するものであり、更に詳しくは、経時によって効率が低下しない長時間連続運転の可能な繊維状物の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行している繊維状物に処理を行う工程では、経時的に糸切れや毛羽が発生したり、得られる繊維状物の品質・品位が悪化していく現象が一般的に観察される。特にこのような現象は、合成繊維の製造のように、細い繊維状物を高温、高速度で熱処理する場合に顕著である。
【０００３】
例えば合成繊維の製造では、高強度低収縮率の繊維を得るために延伸熱処理ローラ群を用いて、未延伸糸を高張力で延伸し高温で熱処理する方法が一般的に採用されているが、その場合、収縮率が経時で上昇し所定の範囲でコントロールできず、製品不良率が悪化するという品質管理上の大きな問題があった。
【０００４】
このような経時後の劣化の原因としては、処理装置の表面に堆積する粘着性の物質の存在がある。従来は、このような堆積物質が数時間から数日間で発生し、上記現象を引き起こすので、定期的に、あるいは上記現象を検知する毎に、繊維状物を強制的に切断し、該堆積物質を除去する必要があった。例えば、ポリエステル繊維やナイロン繊維等の合成繊維の延伸熱処理の場合、このような除去作業の周期はローラ表面温度１６０℃で５日から３０日、２００℃で２４時間から７２時間、２４０℃では３時間から１２時間となり、生産に来す障害は極めて大きかった。
【０００５】
このような堆積物質を減少させるべく、繊維状物自体を改善する方法も種々試行されているが、その効果は少ないものであった。例えば先の合成繊維の延伸熱処理の場合、堆積物質は、主に糸条に付与した油剤と糸条からブリードしたモノマ、オリゴマ類、およびこれらの熱酸化劣化物などであることが分析の結果明らかとなっているが、油剤自体の組成を耐熱性のすぐれたものに改善する方法や、モノマ、オリゴマ類を減少させる方法では限界があり、根本的な解決には至っていないのが実情である。
【０００６】
例えば、特開平７−１７３７３８号公報には、該堆積物質を耐熱性布帛により払拭除去する方法および装置が提案されている。しかし、この方法では運転初期の段階での堆積物質の除去は可能であるものの、払拭除去用の布帛の効果を長時間維持することが困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで特開平１１−２２９２３０号公報では、該堆積物質を紫外線照射により除去する方法及び装置が提案されている。しかし、この方法では紫外線によって除去される物質に制限が多く、分解しない物質が堆積物となり、そのカスが糸条に付着し製品に混入するという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解消し、繊維状物を長時間、安定して処理する処理方法および処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の繊維状物の処理方法は、繊維状物を処理するに際し、繊維状物をその走行方向に対し直角方向に往復運動させることを特徴とする。さらには、該往復運動が、繊維状物が走行するローラを可動させて起こっていることや、該処理が加熱処理であること、繊維走行速度が１００ｍ／分以上であることなどが好ましい。
【００１０】
また、もう一つの本発明の繊維状物の処理装置は、繊維状物を連続的に処理する装置であって、繊維状物の走行方向に対し直角方向に往復運動させる機構を有することを特徴とする特徴とする。さらには該処理が加熱している部材に繊維状物を接触させるものであることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の処理方法で用いる繊維状物としては、繊維状の長い形態を持つものならいずれの物にでも適用できるが、より効果的な繊維状物としては、高速での処理が必要な合成繊維である糸条である。そのような合成繊維としては、例えばポリアミド系、ポリビニルアルコール系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系、ポリフェニレンスルフィド系、ポリアクリロニトリル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリウレタン系、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系、フェノール系などである。この中でも、ポリステル系、ポリアミド系、ポリフェニレンスルフィド系の合成繊維が好ましく適用される。より具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン２，６ナフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６などが好ましい。
【００１２】
また本発明では、この繊維状物がマルチフィラメントからなるものであることがより好ましい。特に好ましくは、単糸太さが０．１〜５．０ｄｔｅｘ、フィラメント数が１００〜１０００フィラメントであるものである。また、その合計太さは１０〜５０００ｄｔｅｘ、特に好ましくは５００〜１５００ｄｔｅｘであるものが好ましい。断面形状は、特に制限は無く異型でも良いが、強度の点などからは円形であることが好ましい。また、無撚の撚りのかかっていない繊維の場合、通常は欠点が発生しやすくなるが、本発明を用いると処理による欠点の発生を抑えることができる。
【００１３】
さらにはこの繊維状物にはあらかじめ処理剤が付着していることが好ましい。処理剤としては繊維油剤などが挙げられる。さらにこの処理剤の付着量は０．５〜５重量％の範囲が好ましく、最も好ましくは０．２〜２重量％の範囲である。
【００１４】
本発明の処理とは、繊維状物に行われる各種処理が含まれ、特には繊維状物が走行することによって堆積物質等が生じ得るすべての処理をいう。特には高速で行われる処理に対して効果的である。具体的には、合成繊維の溶融紡糸や溶液紡糸等の紡糸、紡糸された繊維の延伸熱処理、あるいは嵩高加工、等の各種処理が含まれる。より具体的にはローラやプレートなどによる冷却処理、ローラ、高速液流、高速液流・高速気流によるエジェクター・サクション、巻取機などによる送糸処理、油剤付与装置による油剤処理、加熱気体、加熱液体、ローラやプレート、ピンなどによる熱処理（熱処理としては延伸熱処理、定長熱処理、弛緩熱処理等を含む）、糸道ガイド、バーガイド、支点ガイド、トラベラー、トラバースガイドなどによる糸導規制処理、交絡、ループ、巻縮発現処理のための気体や液体の流体吹き付け処理、ベルトニップやフリクション方式のツイスターによる仮撚り処理等が挙げられる。これらの中でも、特に送糸処理、熱処理のいずれかに適用する場合に効果が大きい。さらに効果的なのは、接触式の熱処理を採用する場合で、例えば軸を固定させた加熱ローラで熱処理する場合である。
【００１５】
その中でも、本発明が最も有効な熱処理は、合成繊維の製造業者らが前記した堆積物質に関して最も頭を悩ませている工程の一つである延伸熱処理工程である。例えば合成繊維の特性を熱的に安定にする場合、特に高温での熱寸法安定性を向上させようとする場合には、合成繊維の構造をより高結晶化度で低非晶配向度とする必要があり、接触式熱処理の場合には合成繊維の融点に近い温度で、非接触式熱処理の場合には融点より高い温度で熱処理することがしばしば必要となる。これらの高温状態では、汚れ成分の堆積は特に著しく、本発明が極めて有効である。
【００１６】
本発明では、繊維状物をその走行方向に対し、直角方向に往復運動させる事が必要である。ここで、直角方向とは単に走行方向に直角のベクトルを含む事を意味し、必ずしも繊維状物を往復運動させるための装置が、繊維状物の走行方向に直角に動く必要はなく、円弧上に動く場合でも本発明の効果は発揮される。また、繊維状物を運動させるのではなく、処理装置自体が動く場合も含まれる。このような往復運動を作動させるに当たっては、処理を行う直前に配置した部分を作動させる事が好ましく、また装置の簡易化を図るため、溝付きセパレートローラやガイドを用いて走行中の繊維状物を往復運動させる事がより好ましい。さらには摩擦などを減少させるために、繊維状物が走行するローラを可動させることにより往復運動をさせることが好ましい。特に効果的なのは、処理装置が一対の熱処理ローラを相対配置したゴデットローラであり、各ローラに周回せしめた繊維状物を往復運動させる場合である。また、繊維状物の処理の開始前には、処理装置表面を洗浄しておき堆積物質の無い状態から開始する事が好ましい。
【００１７】
本発明の処理としては、熱処理の場合に効果的であり、さらにはその熱処理温度が１００℃以上、もっと好ましくは２００℃以上である場合が好ましい。上限としては繊維状物の融点までであり、例えばポリエチレンテレフタレートでは２６０℃ぐらいが上限である。合成繊維などは油剤および、または処理剤が付与されていることが多く、これらの油剤や処理剤が水系で使用されることが多いため、この温度範囲において特に効果的となる。
【００１８】
また、繊維状物の走行速度は１００ｍ／分以上の場合が好ましく、さらには４００ｍ／分以上で特に有効である。このように走行速度が早い方が、堆積物質の悪影響が顕著になるものの、本発明では繊維状物が走行方向と直角方向に運動するため、堆積物質への洗浄効果がより強くなる傾向にある。上限としては一般には１万ｍ／分以下、最も汎用的には６０００ｍ／分以下が主に用いられる範囲である。
【００１９】
走行方向に対して直角方向の往復運動速度は、２０ｍｍ／秒以下であることが好ましく、さらには１０ｍｍ／秒以下であることが好ましい。往復運動の速度が遅い方が繊維状物に対する擦過等の影響が少ない傾向にある。下限は繊維状物の走行速度にもよるが、０．１ｍｍ／秒以上であることが好ましく、モーターやギアの大きさを考慮すると０．５ｍｍ〜５ｍｍ／秒の範囲がより好ましい。
【００２０】
またこの往復運動の幅は繊維状物の幅にもよるが、その幅以上であることが好ましく、処理装置を外れない範囲に留める事は言うまでもないが、走行糸条幅の２〜３倍程度が好ましい。一般には５〜５０ｍｍくらいである。
【００２１】
本発明では、繊維状物を走行させるために、ロール間張力は繊維状物を追随させるように０．０４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の張力であることが好ましい。また、駆動装置の強度や繊維状物への品質的な影響を加味すると５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが一般には好ましい。また張力を安定させるためにローラなどに繊維状物を数回巻き付けるのも良い方法であり、一般には２〜１０回巻き付けることが好ましい。
【００２２】
そしてもう一つの本発明である処理装置は、繊維状物を連続的に処理する装置であって、繊維状物の走行方向に対し直角方向に往復運動させる機構を有する装置である。さらには該処理が加熱している部材に繊維状物を接触させるものであることが好ましく、上述のような本願発明の処理方法をすることが可能な処理装置である。
【００２３】
本発明では、以上のように繊維状物を処理するに際し、繊維状物の走行方向に対し直角方向に往復運動させることにより、経時後の糸切れや毛羽が発生することを防ぐことができる。その理由としては、処理装置の表面に堆積する粘着性の物質などが、走行中の繊維状物の脇に、土手の様に堆積し、糸揺れが発生し、繊維状物の単糸の一部が、粘着又は擦過して切断することにより、糸切れや毛羽が生じると考えられているが、本発明ではこのような堆積物を減少できるためである。また、合成繊維の延伸熱処理のような熱処理では、熱処理装置の表面に堆積する粘着性の物質が、熱処理装置の熱伝導性を悪化させるという問題があったが、これに関しても同様に解決することができる。さらに、このような堆積物質の存在により、走行中の繊維状物と熱処理装置との間の熱伝達が不均一に妨げられ、熱処理の効果が不安定的になるという問題も解決でき、熱セット効率の低下や、収縮率の経時による上昇等の発生も防ぐことができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて説明するが、本発明は、この実施例に限定されるものでははない。尚、評価方法としては、乾熱収縮率はＪＩＳ１０１３によった。また毛羽数の測定は２４時間の連続運転を行った後に測定評価した。
【００２５】
［実施例１、２］
固有粘度０．６５のポリエチレンテレフタレートのチップを６５Ｐａの真空度下、１００℃で２時間予備結晶化した後、同真空下２４０℃で１０時間固相重合を行い、固有粘度が１．１０のポリエチレンテレフタレートチップを得た。このチップをエクストルダー型溶融紡糸装置に供給し孔径０．６φ、孔数１９２個の紡糸口金より３１０℃の紡糸温度で押出し、３５０℃とした口金下の加熱雰囲気中を通過させ、２５℃の冷却風で冷却固化し、オイリングローラで油剤を付与した後、１０００ｍ／分の紡糸速度で引取った。この未延伸糸は単糸繊度５．８ｄｔｅｘ、１９２フィラメント、総繊度１１１０ｄｔｅｘのものであり、油剤付着量は０．５重量％であった。
【００２６】
連続して、得られたこの未延伸糸を、６０℃とした溝付きセパレートローラを配置した給糸ローラと、１００℃とした１段延伸ゴデットローラとの間で１％のプレストレッチを掛けた。この時の延伸張力は０．７ｃＮ／ｄｔｅｘであった。次に１３０℃とした２段延伸ゴデットローラとの間で３．５倍に延伸した。この時の延伸張力は０．４５ｃＮ／ｄｔｅｘであった。次に２段延伸ゴデットローラと３段熱セットゴデットローラとの間で１．５倍に延伸した。この時の延伸張力は３．４ｃＮ／ｄｔｅｘであった。この後、熱セットゴデットローラにて２４０℃で熱セットした。熱セットゴデットローラと弛緩ゴデットローラ間で１０％の弛緩処理を施した。この時の弛緩張力は０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘであった。弛緩処理後、４５００ｍ／分の速度で巻き取って延伸糸を得た。この時４本のフィラメントを同時に延伸熱処理した。また、ローラへの糸条の捲回数は、給糸ローラ：５回、１段延伸ゴデットローラ：１０回、２段延伸ゴデットローラ：５回、３段延伸ゴデットローラ：１０回、張力調整ローラ：４回とした。このときの糸条の幅は４ｍｍであった。
【００２７】
上記の延伸熱処理工程において、給糸ローラには溝付きセパレートローラを配置しこのセパレートローラの回転軸にカムを取り付けこのカムをモーターで回転させる事によりセパレートローラを前後に１０ｍｍ、表１の速度で往復運動させた。この結果を表１に示す。
【００２８】
［比較例１］
実施例１で使用した処理装置の給糸ローラの溝付きセパレートローラを前後運動させずに延伸熱処理を行った。この結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
【発明の効果】
本発明の処理方法によれば、処理装置に堆積する物質を、繊維状物自身で洗浄する効果（セルフクリーニング）や処理装置表面の平滑化効果があり、糸切れや毛羽の発生、品質・品位の悪化などの不具合を解消し、繊維状物の処理を長期間安定に維持するとともに、停機頻度を減少せしめて、生産効率を向上を図ることができる。さらに繊維状物の接触する部分が変化するため、処理装置表面のローラ等の局所磨耗が発生せず、摩擦係数の変化が軽減され、これによる糸切れや毛羽が抑えられ、長期的に生産効率が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の合成繊維の製造装置の一例を示す側面図。
【図２】本発明の合成繊維を処理する際に合成繊維を往復運動せしめる装置の一例を示す側面図。
【符号の説明】
１：紡糸筒
２：オイリングローラ
３：給糸ローラ
４：溝付きセパレートローラ
５：１段延伸ゴデットローラ
６：２段延伸ゴデットローラ
７：３段延伸ゴデットローラ
８：張力調整ローラ
９：巻取りローラ
１０：溝付きセパレートローラ
１１：カム
１２：モーターシャフト
【図１】
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【図２】
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