(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撚掛装置によって、仮撚りが施された状態の糸条を加熱して、仮撚り形態を熱固定する延伸仮撚機の非接触式加熱装置において、
少なくとも前記加熱装置の糸条走行域を高温の加熱雰囲気に維持するための加熱部材と、該加熱部材に対して糸条を非接触状態に維持しながら糸道を規制するガイド群とを加熱された前記糸条走行域内に設け、更に撚りの伝播遡及を防止するための撚遡及防止装置を加熱された前記糸条走行域外に設けるとともに、
該撚遡及防止装置を折返し部として、該折返し部の上流側及び下流側の走行糸条を同一の前記糸条走行域内で折返して非接触加熱するための折返し加熱構造を有し、かつ、糸道を規制する前記ガイド群を前記折り返し部より上流側糸条には設けずに下流側糸条に対してのみ設けたこと、を特徴とする延伸仮撚加工機の加熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の撚遡及防止装置が、糸条を強制的に下流側へ送るための糸送り装置であること、を特徴とする延伸仮撚加工機の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性合成繊維糸条を１０００ｍ／分以上の加工速度で高速延伸仮撚するための延伸仮撚加工機の加熱装置、特には非接触式の加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加撚されて仮撚りが施された糸条を非接触式加熱装置によって加熱した後、次いで該仮撚糸条を冷却装置によって冷却することにより、糸条に仮撚り形態を熱固定（熱セット）して、糸条の仮撚りを解撚する延伸仮撚加工機は公知である。この場合、これらの仮撚工程と解撚工程は、糸送り速度が異なる二つの糸送り装置間で糸条を延伸しながら行われる。
【０００３】
このような延伸仮撚加工機において、１０００ｍ／分以上の高速で延伸仮撚加工を施すために、近年では短時間で熱セットが行える高温非接触タイプの加熱装置が採用されている。
【０００４】
しかしながら、前記の非接触タイプの加熱装置では、糸条が規制を受けることなく加熱領域内を走行するため、加撚された糸条が振動を起こすと言う現象（いわゆるサージング現象）が発生し、安定して良質な仮撚加工糸の生産が難しいという状況に直面している。
【０００５】
このため、一般的に非接触式加熱装置内の加熱雰囲気を走行する糸条に対して、糸条の自由な振動を規制するためのガイド群が設けられている。しかしながら、このような非接触式加熱装置では、接触式加熱装置とは異なり、加熱装置内への撚り遡及が極めて容易であるため、加熱領域内で糸条が延伸を開始する点において急激に加撚されるような状態となる。
【０００６】
しかも、不安定な状態にある延伸開始点において、糸条にわずかな振動でも起こると、撚りの遡及状態と加熱状態が敏感に変動するため、糸条の加熱斑や走行糸条の張力変動が生じるという問題を惹起する。そして、このような要因によって、必然的に断糸が頻繁に起こることとなって、延伸仮撚加工時の工程安定性を悪化させる原因ともなっている。
【０００７】
そこで、このような問題を解決するために、非接触式加熱装置内における延伸開始点と仮撚り遡及点を明確に固定することを目的として、加熱装置の内部に仮撚遡及防止装置を設ける技術が、例えば特開平８−６０４６５号公報に提案されている。
【０００８】
しかしながら、このような従来技術では、仮撚遡及防止装置が加熱装置の内部に組み込まれることとなって、仮撚遡及防止装置自体が加熱される。また、この仮撚遡及防止装置自体の上流域へは、当然のことながら、撚りが遡及しないために、糸条を構成する単繊維群が一つに纏まらずにバラけた状態にある。このため、バラけた状態の単繊維が、加熱された仮撚遡及防止装置に触れて急激な温度上昇を起こして断糸するという事態をしばしば招く。
【０００９】
また、糸条に対する走行抵抗を減少させるために、どうしても仮撚遡及防止装置は、強制的または従動的に回転するローラーとすることが好ましい。したがって、撚り遡及を防止するという役割を果たさせるためには、仮撚遡及防止装置への入側糸条と出側糸条のローラーへの巻き付け角度を９０°以上にする必要があり、この影響で加熱装置自体をどうしても仮撚遡及防止装置を介して屈曲した形とせざるを得ず、このような理由から設備のレイアウト上大きな制約となるとともに、装置自体も複雑なものとなっている。
【００１０】
さらには、前述のように仮撚遡及防止装置をローラー化した場合には、高温雰囲気下に曝されたローラーの軸受が焼き付いたり、長時間使用によって回転不良となるといった問題を惹起する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来の延伸仮撚加工機の加熱装置における問題に鑑み、特に１０００ｍ／分以上の高速の加工速度で、加撚域に遡及した仮撚りを加熱装置で熱セットしながら仮撚加工をするのに際し、発生する加撚糸条の振動（サージング）を抑え、良質な仮撚加工糸を安定して得るための延伸仮撚加工機の加熱装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
ここに、請求項1に係わる本発明として、「撚掛装置によって、仮撚りが施された状態の糸条を加熱して、仮撚り形態を熱固定する延伸仮撚機の非接触式加熱装置において、少なくとも前記加熱装置の糸条走行域を高温の加熱雰囲気に維持するための加熱部材と、該加熱部材に対して糸条を非接触状態に維持しながら糸道を規制するガイド群とを加熱された前記糸条走行域内に設け、更に撚りの伝播遡及を防止するための撚遡及防止装置を加熱された前記糸条走行域外に設けるとともに、該撚遡及防止装置を折返し部として、該折返し部の上流側及び下流側の走行糸条を同一の前記糸条走行域内で折返して非接触加熱するための折返し加熱構造を有し、かつ、糸道を規制する前記ガイド群を前記折り返し部より上流側糸条には設けずに下流側糸条に対してのみ設けたこと、を特徴とする延伸仮撚加工機の加熱装置。」が提供される。
【００１３】
また、請求項２に係わる本発明として、「請求項１記載の撚遡及防止装置が、糸条を強制的に下流側へ送るための糸送り装置であること、を特徴とする延伸仮撚加工機の加熱装置。」が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、更に詳しく説明する。
図１は、本発明の加熱装置を適用する延伸仮撚加工機を模式的に例示した概略図である。該図において、参照符号Ｙは、合成繊維糸条の糸巻体であり、該糸巻体Ｙから加工原糸ｙが繰り出される。また、参照符号１は、本発明の加熱装置を例示したものであり、参照符号２，３，そして４は、糸送り装置をそれぞれ示す。なお、糸送り装置２と３との間には、一定比率の糸送り速度差（延伸倍率）がつけられており、合成繊維糸条ｙは、これらの糸送り装置2及び３の間で延伸と仮撚が同時に施される。
【００１５】
さらに、参照符号５は、糸条ｙの冷却装置であり、参照符号６は、３軸外接摩擦式仮撚装置、ベルト・ニップ式仮撚装置などの公知の撚掛け装置であって、仮撚りは、この撚掛け装置６によって好適に施され、このようにして糸条ｙに付与された仮撚りは、撚掛け装置６の上流側へ遡及する。
【００１６】
一般に、延伸仮撚加工においては、このように糸条の走行方向に関して上流側に遡及した仮撚りを前記の加熱装置1で加熱して熱可塑状態にした後、直ちに冷却して仮撚り形態を熱固定（熱セット）することが行われる。なお、参照符号５は、このような冷却を行うために、加熱装置1の直ぐ下流に設けられた冷却装置を示している。
【００１７】
また、本発明の加熱装置１には、参照符号１０で示した撚遡及防止装置と、参照符号１１で示した加熱位置調整ガイドが設けられ、これらの撚遡及防止装置１０と加熱位置調整ガイド１１とは、本発明の加熱装置１においで極めて重要な役割を演じる。したがって、これらに関しては、別途図２を参照しながら、後に詳細に説明することにする。
【００１８】
なお、一般に延伸仮撚加工において、糸送り装置３と４の間に、参照符号７で示した第２加熱装置を設けて、加工糸ｙ’の捲縮形態や捲縮率を調整することも行なわれるが、本発明の延伸仮撚加工機においても、このような第２加熱装置７を設けることできることは言うまでもない。
【００１９】
そして、最終的に以上に述べたようにして延伸仮撚加工された加工糸ｙ’は最終的に参照符号８で示した巻取機で巻き取られる。なお、本発明において、仮撚加工に供される原糸ｙは、ポリエステルやポリアミドなどの熱可塑性合成繊維であり、部分配向未延伸糸（ＰＯＹ）、高度配向未延伸糸、延伸糸等を使用することができる。また、繊度としては、好ましくは２５〜２００ｄｔｅｘ、さらに好ましくは４５〜１３５ｄｔｅｘのものを使用することができる。
【００２０】
以上のように構成される延伸仮撚加工機において、本発明の加熱装置1について、図２を参照しながらその実施の形態について、更に詳細に説明する。ここで、図２は、図１に示した加熱装置１の側面断面図である。
【００２１】
本発明の加熱装置１の一大特徴とするところは、「少なくとも前記加熱装置の糸条走行域を高温の加熱雰囲気に維持するための加熱部材と、該加熱部材に対して糸条を非接触状態に維持しながら糸道を規制するガイド群とを加熱された前記糸条走行域内に設け、更に撚りの伝播遡及を防止するための撚遡及防止装置を加熱された前記糸条走行域外に設けるとともに、該撚遡及防止装置を折返し部として、該折返し部の上流側及び下流側の走行糸条を加熱された前記糸条走行域内で折返し加熱するための折返し加熱構造を有すること」にある。
【００２２】
この特徴事項を具現化するための加熱装置１を模式的に例示したのが図２である。該図２において、加熱装置1自体の基本構造としては、該加熱装置1内の糸条走行域Ｄを高温の加熱雰囲気に維持するための加熱部材１０１、該加熱部材１０１に対して走行糸条ｙを非接触状態にするとともに、更に糸条ｙの糸道が常に一定の軌跡をとるように維持規制するガイド群１０２、そして、保温材１０３を含んで構成されている。
【００２３】
ここで、前記のガイド群１０２の材質としては、高温加熱に耐えかつ走行糸条ｙとの間の摩擦係数が小さいものが好ましく、この点から耐熱金属製あるいはセラミックス製とすることが好ましい。
【００２４】
さらに、ガイド群１０２は、撚りが掛けられることに起因して糸条ｙdに発生する振動やバルーニングといったサージング現象を防止するために糸条ｙdの糸道が常に一定となるように規制する役割を果たしている。このような糸道としては、図示したように凸状の大きな曲率半径を有する曲線、糸条ｙdを糸条進行方向に対して左右にジグザグに折れ曲がったジグザグ折れ線、あるいはこれらの組合せなどが採用される。
【００２５】
その際、加熱装置1には、撚遡及防止装置１０と加熱位置調整ガイド１１とがそれぞれ図２に示したような位置に配備されている。このような配置を採用することによって、下流側糸条ｙdに施された仮撚りが撚遡及防止装置１０より上流側へ遡及することを防止する役割を果たす。しかも、該撚遡及防止装置１０は、自身を折返し部として、上流側糸条ｙuを下流側糸条ｙdへとほぼ１８０°方向変換させて折り返す役割をも果たしている。
【００２６】
このとき、上流側糸条ｙuは、下流側糸条ｙdとは異なり、撚遡及防止装置１０の作用によって、撚りが施されていないことは言うまでもない。したがって、上流側糸条ｙuには、撚りが掛けられることに起因して生じるサージング（糸の振動現象）が本質的に起こらない。
【００２７】
しかも、サージングを抑制するために、糸道を一定軌跡に維持規制するためのガイド群を設ける必要がなく、上流側糸条ｙuを非接触状態に維持したままで安定してガラス転移点以上の温度にまで加熱することができる。さらに、本質的に非接触式加熱が可能となるため、ガイド群、あるいは接触式加熱装置の場合のように加熱部材との接触によって、走行糸条が擦過抵抗を受けないため、擦過による損傷を受けることもなくなり、単繊維切れや断糸が低減される。
【００２８】
また、上流側糸条ｙuは、撚りを施されていないために、糸条を構成する単繊維群が纏まった状態にはなく、バラけた状態にあるため、糸条の加熱を短時間で行なえるという利点もある。したがって、本発明の加熱装置は、１０００ｍ／分以上の高速仮撚加工に非常に適したものとなっている。
【００２９】
ここで、撚遡及防止装置１０としては、糸条ｙの積極送り機能を持たせるために、モーターなどによる積極駆動式回転ローラーとしても良く、また、走行糸条ｙから受ける糸条張力によって従動回転する消極式回転ローラーとしてもよい。ただし、糸条ｙの走行抵抗を減少させたり、糸条の張力変動に起因する回転斑や長期間の使用による経時的な回転変動などが起こり難い積極駆動式回転ローラーがより好ましい。
【００３０】
なお、撚遡及防止装置１０としては、図２に例示したように単に回転ローラーに１８０°糸条を巻回するだけでも、撚り止め機能を果たさせることができるが、撚遡及防止装置１０の撚止め機能を最大限に引き出すためには、図３の参照記号１０ａで示したように、回転ローラー上で糸条を挟み込むニップローラを設けることが好ましい。また、その他の撚遡及防止装置１０の実施態様として、ネルソンローラー方式などを採用することもできる。
【００３１】
次に、もう一つの加熱位置調整ガイド１１は、加熱装置1内での上流側糸条ｙuの加熱時間を調整するためのものであって、この調整ガイド１１を調整して上流側糸条ｙuの加熱装置1内での糸条走行長を調整するために設けられている。したがって、このような調整ガイド１１を設けることによって、延伸仮撚加工する糸条の銘柄が変わって、繊度、フィラメント数、加工速度などの製造条件が変化しても容易に対応することができる。
【００３２】
ところで、施撚された下流側糸条ｙdは、前述のように予め上流側でガラス転移温度以上に加熱されているため、ガイド群１０２と接触しながら加熱される加熱長を短くすることが可能となる。しかも、施撚された状態でのみガイド群１０２と接触するために、その接触抵抗も低減できる。このため、長い距離に渡ってガイド群１０２によって糸道規制する必要がなくなり、撚掛けが原因である糸条のサージング現象をより効果的に抑制することができる。
【００３３】
さらに、撚遡及防止装置１０は、加熱された糸条走行域外に設けられているため、その軸受部が焼き付いたり、加熱によって回転不良となるといった問題を回避することができる。なお、本発明においては、撚遡及防止装置１０自体が、完全に加熱されることを排除するものではなく、軸受け部が焼き付いたり、回転不良とならない程度に加熱することができることは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の仮撚加工方法によれば、従来法にくらべ、仮撚加工を高速化するに際して、発生する加撚糸条の振動を効果的に抑えることができ、これによって、単繊維切れ（毛羽の発生）、糸切れ等もなく、安定して操業できる延伸仮撚加工機の加熱装置を提供することができ、更には、良好な物性の仮撚加工糸を得ることができる、という顕著な効果を奏する。
【００３５】
また、折返し構造の採用と、施撚糸条と非施撚糸条とを別々に加熱することによって、極めて短時間かつ効率的に糸条を加熱できるようになり、加熱装置長を短縮でき、これに伴って延伸仮撚加工機の設備レイアウトを単純かつコンパクト化できるという極めて顕著な効果を奏する。
【００３６】
しかも、本発明の撚遡及防止装置１０は、従来のように高温下に曝された状態で使用することがないため、軸受が焼き付いたり、回転不良を起こすといった事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の延伸仮撚加工機の一実施例を模式的に示した概略側面図である。
【図２】本発明の加熱装置の一実施例を模式的に示した側断面図である。
【図３】ニップ・ローラー方式を採用した撚遡及防止装置を模式的に例示した側面略線図である。
【符号の説明】
１      加熱装置
１０    撚遡及防止装置
１１    加熱位置調整ガイド
１０１  加熱部材
１０２  ガイド群
１０３  保温材
ｙu    上流側糸条
ｙd    下流側糸条
Ｄ      糸条走行域
【図１】
0004391001.tif 000002
【図２】
0004391001.tif 000003
【図３】
0004391001.tif 000004