(57)【要約】【課題】高機能繊維を良好な加工性で仮撚加工する。【解決手段】給糸装置の下流側に撚伝幡抑止装置を設け、撚伝幡抑止装置の下流側に脱水分処理装置と撚挿入装置とを設けたことを特徴とする高機能繊維用仮撚加工装置。【選択図】図２
2004197236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給糸装置の下流側に撚伝幡抑止装置を設け、撚伝幡抑止装置の下流側に脱水分処理装置と撚挿入装置とを設けたことを特徴とする高機能繊維用仮撚加工装置。
【請求項２】
脱水分処理装置の下流側に、冷却手段を設けることなく撚挿入装置を設けた、請求項１記載の高機能繊維用仮撚加工装置。
【請求項３】
脱水分装置が熱処理装置である請求項１または２に記載の高機能繊維用仮撚加工装置。
【請求項４】
同一錘において糸切れ検知機とヤーンカッターとをそれぞれ２カ所以上に有し連動する請求項１〜３記載の高機能繊維用仮撚加工装置。
【請求項５】
多錘により構成され、単錘駆動・停止型である請求項１〜４のいずれか記載の高機能繊維用仮撚加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか記載の高機能繊維用仮撚加工装置を用いたことを特徴とする高機能繊維仮撚加工糸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性や耐久性に優れたアラミド繊維等の高機能繊維のマルチフィラメント糸条に仮撚捲縮加工を施す、高機能繊維用仮撚加工装置に関する。また、高機能繊維仮撚加工糸の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高機能繊維糸条に仮撚捲縮加工を施す専用の仮撚加工装置は提案されていなかった。
【０００３】
例えば特許文献１には、アラミド繊維糸条をその分解開始温度以上、分解温度未満（メタ系アラミド繊維の場合は３９０〜４６０℃）に加熱した非接触ヒータを用いて仮撚捲縮加工し、次いで弛緩熱処理を施すことを特徴とするアラミド系捲縮加工糸の製造方法が開示されている。
【０００４】
また例えば特許文献２には、耐熱高機能繊維糸条に特定範囲内の撚り係数で加撚し、乾熱処理により熱セットを行い、次いで解撚を行なうことを特徴とする耐熱性捲縮糸の製造方法が開示されている。
【０００５】
しかしこれらの従来技術では、給糸ローラが損傷したり、糸道外れや仮撚張力変動の増大が発生するなど、加工性に問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２８０１２０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−２４８０２７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、アラミド繊維等の高機能繊維を良好な加工性で仮撚加工することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、高機能性繊維の捻剛性が通常の熱可塑性合成繊維のものに比べ高く撚りが上流（給糸装置）にまで遡りやすいことにより従来技術における加工性の問題点が生じていることを見出し、本発明に至った。
【００１０】
すなわち本発明は、給糸装置の下流側に撚伝幡抑止装置を設け、撚伝幡抑止装置の下流側に脱水分処理装置と撚挿入装置とを設けたことを特徴とする高機能繊維用仮撚加工装置である。
【００１１】
また本発明は、上記の高機能繊維用仮撚加工装置を用いたことを特徴とする高機能繊維仮撚加工糸の製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の高機能繊維用仮撚加工装置および高機能繊維仮撚加工糸の製造方法をさらに詳細に説明する。
【００１３】
本発明に適用される高機能繊維は、優れた耐熱性や耐久性等を備えたものである。
【００１４】
例えばアラミド繊維にはメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維がある。メタ系アラミド繊維としては例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（デュポン社製”ノーメックス”）などのメタ系全芳香族ポリアミド繊維が挙げられる。パラ系アラミド繊維としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維（東レ・デュポン（株）製”ケブラー”）およびコポリパラフェニレン−３，４’−ジフェニルエーテルテレフタルアミド繊維（帝人（株）製”テクノーラ”）などのパラ系芳香族ポリアミド繊維が挙げられる。
【００１５】
アラミド繊維の他には、全芳香族ポリエステル繊維（クラレ（株）製”ベクトラン”など）、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（東洋紡（株）製”ザイロン”など）、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリイミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維などが挙げられる。
【００１６】
本発明の高機能繊維用仮撚加工装置のより好ましい具体的な装置構成は、上流側から、糸条の供給装置、脱水分処理装置、撚挿入装置、引取装置、巻取装置、から構成される。
【００１７】
高機能繊維のマルチフィラメント糸条を供給する給糸装置について、多錘で高機能繊維の仮撚加工糸を大量に生産する場合には、煩雑な張力管理等を要しないという点ではローラ型が好ましい。
【００１８】
給糸装置の下流側には、撚伝幡抑止装置を設けることが重要である。下流側とは、糸条の走行方向側を言う。撚伝幡抑止装置は、加撚の撚りが給糸装置にまで遡ることを抑止するものである。
【００１９】
これにより、供糸装置の損傷や、給糸装置での糸道外れ、仮撚張力変動の増加などを防ぎ、仮撚加工性を向上させることができる。このような仮撚加工性の向上は、長時間の糸加工においても、安定した品質の加工糸を供給することを可能とし、また、メンテナンスの頻度を少なくできるのでコストダウンにもつながる。
【００２０】
撚伝幡抑止装置の態様としては、固定型ガイドや回転型ガイドを用いることができ、中でもスターホイール型の回転型ガイドは、安定した撚伝幡の抑止効果を有しているので、特に好ましい。
【００２１】
撚伝幡抑止装置の下流側に、脱水分装置と撚挿入装置とを設ける。
【００２２】
脱水分処理装置は、加撚された繊維糸条を脱水分処理する。脱水分処理装置としては、乾熱処理、高圧蒸気処理、マイクロ波処理、遠赤外線処理、強制乾燥剤処理等を採用することができる。なかでも、熱処理装置が適しており、加熱方法としては乾熱、湿熱、遠赤外、さらにはレーザ光などの発熱体を用いることができるが、なかでも乾熱が実用的である。更にそのなかでも、短時間で均一に脱水分処理を施すことができ糸掛け等の処理操作も容易な中空型の輻射熱処理型が好ましい。
【００２３】
乾熱処理装置のスペックは引取速度や加工する高機能繊維の糸条の太さにより適宜選択すれば良いが、一例として、引取速度が１００〜３００ｍ／ｍｉｎ、高機能繊維糸条の繊度が２００〜８００ｄｔｅｘに対して、乾熱処理装置としては、加熱有効長は０．５〜１．５ｍ、乾熱処理温度（熱板壁面温度）は３００〜７００℃、が好ましい仕様である。
【００２４】
脱水分処理は高機能繊維の加撚セット効果に関わるものであり、脱水分の程度としては、脱水分処理前のマルチフィラメント糸条の水分量に対して、脱水分直後の水分量が２０％以上減少することが好ましい。水分率の測定方法はＪＩＳ  Ｌ  １０１３に基づく平衡水分率として求めることができる。
【００２５】
脱水分処理装置の下流側には、冷却手段を設けることなく後述する撚挿入装置を設けることが好ましい。すなわち、従来の仮撚加工装置が適用される合成繊維は、熱可塑性繊維であるので、加撚による変形がかかる領域で加熱により一旦可塑化し、次いで冷却をしてその変形を固定（加撚をセット）するというものである一方、高機能繊維は水分可塑性であるので、脱水分により直接、加撚をセットすることができる。尚、かかる手段により一旦セットされた撚りは、再び高機能繊維が水分を吸収して可塑化しても、消えずに残る。
【００２６】
また、装置のコンパクト化や効率的な加撚セットの点から、脱水分装置と撚挿入装置との間には不要な間隔を設けないことが好ましく、その間隔としては好ましくは２５ｃｍ以下、より好ましくは２０ｃｍ以下である。一方、作業性などの点から、１０ｃｍ以上の間隔を設けるのが好ましい。
【００２７】
加撚による撚りを付与する撚挿入装置としては、フリクション式、ベルトニップ式、スピンドル式等があるが、撚掛け効率が高く、また高機能繊維との擦過による摩耗に対する耐性も高い点で、スピンドル式が好ましい。
【００２８】
引取装置による引取速度は、１０〜３００ｍ／ｍｉｎが好ましい。引取速度を１０ｍ／ｍｉｎ以上とすることで、生産性を維持できる。３００ｍ／ｍｉｎ以下とすることで、強度を維持し、フィブリル化も抑えることができる。
【００２９】
巻取装置は、仮撚加工を終えた捲縮加工糸をチーズ等に巻き取る装置である。巻取装置は積極的駆動ローラに自由回転する紙管を密着させて紙管に捲縮糸を巻き付ける方式が一般的であるが、高機能繊維は一般に高強力であるので、糸条がローラやローラシャフトに巻き付いたときなどの装置の保全や作業者の安全を考慮するという点では、負荷抵抗を受けると積極的駆動ローラの回転を減速したり停止したりする電子制御装置や、クラッチ式とトラバースを共有したローラリーローラトラバース機械が装備されていることが好ましい。
【００３０】
本発明の仮撚加工装置は、同一錘において糸切れ検知機とヤーンカッターとをそれぞれ２カ所以上に有し連動することが好ましい。通常の仮撚加工機は同一錘において糸切れ検知機を２カ所以上と、ヤーンカッターを１カ所に有するが、高機能繊維糸条を仮撚加工する本発明においては、装置の保全や作業者の安全を考慮する上では、同一錘において２カ所以上にヤーンカッターを設けることが好ましい。例えば図１において、糸切れ検知機１１，１２のいずれかが糸切れを感知すれば、制御装置１５によりヤーンカッター１３，１４が同時に連動して作動する。一般に高機能繊維は切れにくいため、耐久性や切断性能の点から、ヤーンカッターとしては、セラミック製刃を使用することが好ましい。
【００３１】
本発明の仮撚加工装置は、多錘により構成される場合でも、単錘駆動・停止型であることが好ましい。従来の、熱可塑性繊維を加工する多錘の仮撚加工装置においては、引取ローラ、供給ローラ、スピンドル回転駆動ローラなどをラインシャフトで全錘同時に駆動する方式を採用している。これは仮撚装置の製造コストや品質管理に有利なためであるが、一方、高機能繊維糸条を用いた装置では、前記したように糸加工中のトラブルによりローラ等に高機能性繊維糸条が巻き付くと、前記したように一般に切れにくいため、作業者の安全や装置の保全の上では、糸切れ等のトラブルが発生した際には、速やかに停機することが望ましい。ただし、高機能繊維は高価な素材であるので、一部の錘にトラブルが発生する度に全錘を停機することはコストアップにつながる。そこで、駆動ローラ１個ごとにモータ１台で駆動する単錘駆動・停止型を採用することが好ましい。単錘駆動・停止型において、各モータはインバーターやサーボドライバーによって制御される。例えば図２に示す単錘駆動・停止型の仮撚加工装置において、単錘制御装置２０によって各モータ１６〜１９の回転・停止や速度が制御される。
【００３２】
上記のような装置構成の他に、供給装置前や引取装置後に空気処理ノズルを設けたりすることも本発明の仮撚加工装置の実施態様例として挙げることができる。
【００３３】
本発明の仮撚加工装置の応用として、例えばＳ方向とＺ方向に仮撚加工した複数の糸条を引き揃え、空気処理装置を設けて互いに交絡させた後、巻き取ると、仮撚によるトルクの殆どない仮撚加工糸を得ることもできる。
【００３４】
本発明の高機能繊維仮撚加工糸の製造方法の１例を図１の例で示すならば次のようになる。高機能繊維のマルチフィラメント糸１をガイド２を介して解舒し給糸装置のローラ３，４へ供給する。次いで撚伝幡抑止装置２１を介して、スピンドル型の仮撚装置６のスピナーピンに１回巻きつけて仮撚り加工の加撚を施し、脱水分処理装置５にて撚固定をする。撚挿入装置の下流側で解撚し、引き取りローラ７，８を通し、巻取りローラー９を介してチーズ１０に巻き上げる。
【００３５】
【実施例】
（実施例１）
図２に示すような単錘駆動・停止型の仮撚加工装置を４錘並べて多錘とした。それぞれの錘について、撚伝幡抑止装置として湯浅糸道工業（株）製のスターホイール型ヨリ止めガイドＹ−６５８を、脱水分処理装置として東レエンジニアリング（株）製の非接触型乾熱高温ショートヒータ（加熱有効長１ｍ）を、撚挿入装置として、阿波スピンドル（株）製のスピンドル（直径２．５ｍｍ）に直径１．４ｍｍの人工サファイヤーピンを取り付けたスピンドル装置を採用した。また、それぞれの錘について図１中の１１〜１５のように、糸切れ検知機としてオムロン（株）製のセンサーを２個ずつ、東レ（株）製のセラミック刃を用いたヤーンカッターを取り付けて、本発明の高機能繊維用仮撚加工装置を設計・製作した。脱水分処理装置と撚挿入装置との間隔は、２０ｃｍとした。
【００３６】
この仮撚加工装置に熱分解点５３７℃、引張切断強度２０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度２１５ｄｔｅｘ、フィラメント本数１３４本、水分率７．５％の東レ・デュポン（株）製ポリパラフェニレンテレフタールアミド（ＰＰＴＡ）繊維フィラメント糸条（”ケブラー”）を用いて、加工速度１００ｍ／ｍｉｎ、非接触式乾熱高温ショートヒータの設定温度６００℃、実加撚数２０００ｔ／ｍ、加撚張力２０ｇ、解撚張力５５±３ｇにてＳ方向に連続仮撚加工した。
【００３７】
４５０分間、１錘あたり１５ｋｇの計６０ｋｇを連続して加工したが、糸加工性はまったく問題なく、糸切れもなく、また、供給ローラに使用したトップローラのゴム部の摩耗も少なく、スピンドル周辺の白粉の発生も殆どなく、効率的に製造することができた。
【００３８】
得られた仮撚加工糸は、毛羽やフィブリルは認められず、強力が４１．９Ｎ、伸度が４．８％、ＪＩＳ  Ｌ  １０１３による伸縮復元率が５．３％であった。
【００３９】
この仮撚加工糸を用いて１７Ｇ靴下編機（小池（株）製）にて靴下のかかと部とつま先部とし、スポーツ用の靴下を製造した。その編面は均整で、着用感は柔らかく活動し易いものであった。
【００４０】
（比較例１）
撚伝幡抑止装置を省略した以外は実施例１と同様に、仮撚加工装置を設計・製作し、高機能繊維の仮撚加工を試みた。
【００４１】
９０分間、１錘あたり３ｋｇの計１２ｋｇを連続して加工したが、解撚張力は５５±５ｇの範囲で変動した。
【００４２】
引き続き３６０分間（都合４５０分間）、連続して加工したが、最終的に解撚張力は５５±７ｇの範囲で変動した。また、トップローラのゴム部には摩耗が認められ、スピンドル周辺には白粉の発生が認められた。仮撚加工中の糸切れは５本発生した。
【００４３】
得られた仮撚加工糸は、強力が４１．１Ｎ、伸度が４．５％、ＪＩＳ  ＪＩＳＬ１０１３による伸縮復元率が４．９％であった。
【００４４】
この仮撚加工糸を用いて１７Ｇ靴下編機（小池（株）製）にて靴下のかかと部とつま先部とし、スポーツ用の靴下を製造した。その着用感はある程度の柔らかさは得たものの、編面は糸筋の太細がやや認められた。
【００４５】
実施例１と比較例１の糸加工結果の比較を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2004197236.tif 000003
【００４７】
（比較例２）
撚伝幡抑止装置を省略し、脱水分処理装置と撚挿入装置との間隔を４０ｃｍとしてそこに長さ３０ｃｍ強制冷却板を設けた以外は、実施例１と同様に、仮撚加工装置を設計・製作し、高機能繊維の仮撚加工を試みた。
【００４８】
しかし、糸掛け時において強制冷却板に糸条を接触させると、フィブリル化が生じ糸切れが生じた。また、スピンドル装置の周囲には白黄粉の発生が認められた。
【００４９】
辛うじて得た仮撚加工糸は、強力が３７．８Ｎ、伸度４．０％、ＪＩＳ  Ｌ１０１３による伸縮復元率が３．８％であった。また、糸表面にはフィブリルが発生していた。
【００５０】
【発明の効果】
本発明により、アラミド繊維等の高機能繊維を良好な加工性で仮撚加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高機能繊維用仮撚加工装置の１例を示す図である。
【図２】本発明の高機能繊維用仮撚加工装置の他の１例を示す図である。
【符号の説明】
１：高機能繊維のマルチフィラメント糸条
２：ガイド
３，４：供糸装置（ローラ型）
５：脱水分処理装置
６：撚挿入装置
７，８：引取装置
９：巻取装置
１０：チーズ
１１，１２：糸切れ検知機
１３，１４：ヤーンカッター
１５：糸切れ検知機とヤーンカッターとを連動させる制御装置
１６：供給駆動モータ
１７：スピンドル駆動モータ
１８：引取駆動モータ
１９：巻取駆動モータ
２０：単錘制御装置
２１：撚伝幡抑止装置
【図１】
2004197236.tif 000004
【図２】
2004197236.tif 000005