(57)【要約】【課題】熱処理時の熱エネルギー効率を改善し、設備の小型、簡易化、及びエネルギーの有効利用を図ることができるコードの熱処理方法を提供する。【解決手段】加熱室１１内を走行する有機繊維コード１０を熱風により熱処理する有機繊維コードの熱処理方法において、熱風１５は有機繊維コード１０の走行方向と平行に加熱室１１内を流動し、その風速が該加熱室長の１／２以上において２０〜１００ｍ／秒である。前記加熱室１１の熱風流路の断面積（Ａ）と、該加熱室内に熱風を供給する導入管１４の断面積（Ｂ）との比Ａ／Ｂが、４以下であることが好ましい。【選択図】図１
2009114599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱室内を走行する有機繊維コードを熱風により熱処理する有機繊維コードの熱処理方法において、
前記熱風は前記有機繊維コードの走行方向と平行に前記加熱室内を流動し、その風速が該加熱室長の１／２以上において２０〜１００ｍ／秒である
ことを特徴とする有機繊維コードの熱処理方法。
【請求項２】
前記加熱室の熱風流路の断面積（Ａ）と、該加熱室内に熱風を供給する導入管の断面積（Ｂ）との比Ａ／Ｂが４以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の有機繊維コードの熱処理方法。
【請求項３】
前記熱風の温度が２００〜２６０℃である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機繊維コードの熱処理方法。
【請求項４】
前記熱風の熱源が電気ヒーターであり、送風機を用いて熱風を発生させる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機繊維コードの熱処理方法。
【請求項５】
前記熱風の熱源が燃焼ガスであり、送風機を用いて熱風を発生させる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機繊維コードの熱処理方法。
【請求項６】
前記熱風の熱源がガスタービンエンジンである
ことを特徴とする請求項５に記載の有機繊維コードの熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機繊維コードの熱処理方法に関し、熱処理時の熱効率を向上することで熱処理装置の小型化、簡易化及び熱エネルギーの省力化を実現できる有機繊維コードの熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナイロン、ポリエステルなどの有機繊維は機械的性質、寸法安定性、耐久性に優れ、衣料用のみでなく産業用途にも広く利用されている。産業用としてはゴム資材用途で幅広く使用されており、なかでもタイヤコードではその特徴を生かし多量に利用されている。
【０００３】
例えば、空気入りタイヤの補強材として使用されるナイロン、ポリエステル等の有機繊維コードは、コードとゴム材料間との接着性、コード特性を付与するため接着処理液（ＲＦＬ液）に生コードを浸漬した後熱処理を施す、いわゆるディップ処理が行われている。
【０００４】
従来、有機繊維コードの単体やすだれ織物をディップ処理する場合、図３に示すようなディッピングマシン３０により、まず、レットオフ装置に搭載された巻物Ｂ１から引き出された生コードＣをディップ液を貯留したディップタンク３１中で浸漬ロールを通してディップ液中を通過させディッピングすることによって、ディップ液を生コードＣに付着させる。ディッピングによりディップ液を含浸された生コードＣは絞りロール３５によって引き上げられ、長さ方向に張力をかけた状態で乾燥炉３２を経て熱処理炉３３に搬送され所定の延伸条件、温度下で炉内を循環する熱風により一定時間の緊張熱処理が行われた後、緊張緩和工程３４に搬送され、接着性の付与とコード特性が調整された処理コードＰとなり、巻物Ｂ２にロール状に巻き取られる。従来、このディッピング処理には、以上の一連の処理を１つの装置で連続して行うことができるディッピング装置が用いられている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
上記乾燥炉３２や熱処理炉３３等の加熱炉は、ブタンガス、ＬＮＧ、灯油などを燃焼させ加熱した炉内の空気を加熱媒体として炉内を循環させ用いていたため、コードの加熱は炉内の対流伝熱に限られてしまい、このため十分な熱処理効果を得るために長時間の加熱が必要となり、また加熱炉は巨大なものが必要となり、その結果加熱に必要な熱エネルギーは炉の放熱をカバーするのに大部分が消費されエネルギー効率が低かった。
【０００６】
また、コードの処理速度を上げると、ますます巨大な加熱炉が必要となり、５階建てビル１棟分の規模の加熱炉となっていた。さらに、熱源の発生する熱エネルギーの１０％以下が、コードの熱処理に利用されるだけで、大半の熱エネルギーが炉から逃げてしまい、熱エネルギーの大幅な効率化が求められている。
【特許文献１】特開平１０−１４０１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前記の従来技術における問題点を解決するもので、有機繊維コードの熱処理における熱エネルギー効率を改善し、設備の小型、簡易化、及びエネルギーの有効利用を図ることができるコードの熱処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、加熱室内を走行する有機繊維コードを熱風により熱処理する有機繊維コードの熱処理方法において、前記熱風は前記有機繊維コードの走行方向と平行に前記加熱室内を流動し、その風速が該加熱室長の１／２以上において２０〜１００ｍ／秒であることを特徴とする有機繊維コードの熱処理方法である。
【０００９】
本発明の有機繊維コードの熱処理方法においては、前記加熱室の熱風流路の断面積（Ａ）と、該加熱室内に熱風を供給する導入管の断面積（Ｂ）との比Ａ／Ｂが４以下であることが好ましい。
【００１０】
本発明において、前記熱風の温度は２００〜２６０℃であり、前記熱風の熱源が電気ヒーター、又は燃焼ガスであり、送風機を用いて熱風を発生させる、あるいはガスタービンエンジンを利用することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来の大規模な熱処理炉に代えて、加熱室においてコードを熱風中を走行させ熱処理することができるので、処理設備が小型化、簡易化されるとともに、コードの熱処理に消費される熱エネルギーを大幅に低減することができ、かつ、コード処理工程の操業性、生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。本実施形態においては、タイヤ用シングルコードのディップ処理加工の例に従い説明するが、本発明は本例に限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明に係る熱風を利用した熱処理装置１の構成を示す概略図、図２は加熱室１１内を示す概略図である。
【００１４】
有機繊維コード（以下、単に「コード」と言うことがある）の熱処理は、上記従来技術で説明した通り、レットオフ装置に搭載された巻物から引き出されたコード１０をディップタンク中でＲＦＬ液などのディップ処理した後、加熱室１１内に搬送され所定の延伸条件、温度下で一定時間の熱処理が行われた後、接着性の付与とコード特性が調整された処理コードとなって巻き取り装置により巻物に巻き取られる。
【００１５】
なお、ＲＦＬ液などによるディップ処理は、通常はコードの熱処理前に行われるが、熱処理の後でディップ処理を行ってもよく、また、該熱処理の前後の両工程で行ってもよい。
【００１６】
熱処理装置１は、その長手方向を水平方向に向けて設置された中空の加熱室１１と、この加熱室１１の中央下部に接続された熱風導入管１４と、加熱室１１の両端上部に接続された排気管１６、１７を備えている。また加熱室１１内にはコード走行部を備えており、コード１０の走行経路を加熱室１１内で複数回折り返すように形成するための、複数（図では４個）のターンローラ１９ａ〜１９ｄを備えている。
【００１７】
図１に示すように、加熱室１１に熱風を供給するための送風ファン１３及び電気ヒータ１２を備えている。送風ファン１３は給気口（図示せず）から導入された空気（熱媒体）を電気ヒータ１２の送り、電気ヒータ１２によって熱せられた熱風１５は、導入管１４を経由して加熱室１１に供給され、コード１０の走行方向と平行に加熱室１１内を流動する。
【００１８】
熱風１５の風速は、加熱室１１長さの１／２以上において、２０〜１００ｍ／秒である。この風速が２０ｍ／秒未満であると、熱風がそよ風の如くコード１０に当たるため熱処理効果が不十分となり、また１００ｍ／秒を超えると熱処理効果は向上するが、コード１０が高速の風により振動し加熱室１１の内壁やコード同士の接触を起こし、コード強力や接着性を低下させるおそれがある。
【００１９】
また、熱風１５による熱処理効果を得るためには、前記熱風１５の風速を加熱室１１長さの１／２以上において維持することが必要である。
【００２０】
熱風１５は加熱室１１内を高速で流れた後、排気孔１６、１７から回収され配管１８を介して送風ファン１３に戻され、熱風が装置１内を循環し再利用されることでエネルギーの消費をより低減することができる。
【００２１】
加熱室１１は、その長手方向に垂直な平面で切った熱風の流路断面が一様な矩形や円形となるような、細長い形状に構成され、所定の流路断面積（Ａ）を有している。一方、熱風を供給する導入管１４も所定の断面積（Ｂ）を有しており、その断面積比Ａ／Ｂが４以下であることが好ましく、より好ましくは３以下である。断面積比Ａ／Ｂが大きいと、熱風が加熱室１１に吹き込まれた瞬間に風速が減衰してしまい、熱処理効果が得られなくなる。すなわち、Ａ／Ｂを４以下と小さくすることで、加熱室１１に熱風が吹き込まれてた際に、前記の風速を維持することができ、熱処理効果の向上、加熱エネルギーの有効利用、加熱室１１の小型化が図られ、また放熱を防ぐこともできる。
【００２２】
熱風を発生させる熱源としては、上記電気ヒータの他に、ＬＮＧや灯油などを燃焼させた燃焼ガス、またＬＮＧのガスタービンエンジンを使用することができる。特に、処理コード本数の多い時は、燃焼ガス、ガスタービンが有利であり、発熱効率の高いガスタービンは発電機を回して発電に利用することもできる。
【００２３】
前記熱風の温度は、２００〜２６０℃程度であり、２００℃未満ではコード１０の乾燥、熱処理効果が不十分であり、２６０℃を超えるとコード物性の低下、接着剤劣化を生じるおそれがある。
【００２４】
本発明においては、熱風１５をコード１０の走行方向と平行に流動させ、熱風１５の気流中をコード１０を走行させ熱処理する。これにより、コード１０と熱風１５との接触状態を均一にし、かつ接触時間を維持することで熱処理効率を格段に向上させることができる。
【００２５】
熱処理条件としては、コード１０に対し、従来の熱処理条件に対応するものとすればよく、特に制限されることはなく、熱風の気流速度（供給量）、温度、及びコードの走行速度により適宜調整することができる。
【００２６】
また、熱処理装置としては、図１に示すものに限定されることなく、熱風導入管を加熱室の片側端部に接続し、他端部に排気孔を設けて熱風の流れを１方向としたもの、また、加熱室の長手方向を垂直方向に向けて設置した縦型であってもよい。
【００２７】
本発明におけるコードとしては、ナイロン６、ナイロン６６、アラミドなどのポリアミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、レーヨン、ポリケトン、ビニロン等、タイヤを始めとして各種ゴム製品に使用できるものは全て適用可能である。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
【００２９】
図１、２に示す加熱室断面が円形である熱処理装置を作製した。加熱室は（株）ラボテックス製の高速乾燥炉（熱風用ヒータＬＨＳ−１０Ｋ（ヒータ容量１０ｋＷ））、送風ファンは昭和電気（株）製のＵ１００Ｂ−３６Ｈ−Ｍ３１３型を使用し、熱風導入管の断面積（管直径）を変更し加熱室内の風速を調整し、加熱室長さを２ｍ、コードのターン数を３回として、コードの熱処理を行った。
【００３０】
使用したコードは、ポリエステルコード（１６７０ｄｔｅｘ／２、上×下撚数＝３８×３８回／１０ｃｍ、ペプサル系＋ＲＦＬの接着剤処理糸）である。熱処理後のコード物性をＪＩＳ  Ｌ１０１７に準拠し、島津製作所（株）オートグラフＤＣＳ−５００を用いて測定した。なお、寸法安定性は、６．８Ｎ荷重時伸度と乾熱収縮率との和であり、値が小さいほど良好である。ゴムとの接着力はＪＩＳ  Ｌ１０１７に記載のＴテスト法（Ａ法、埋め込み長さ１０ｍｍ）により測定し、従来例を１００とする指数を求めた。結果を表１に示す。また、加熱エネルギー比は、熱処理に要した消費エネルギーを積算電力で評価し、従来例を１００とする指数で示した。
【００３１】
なお、従来例は市金工業社（株）製のシングルコード処理機を使用した。
【００３２】
【表１】
2009114599.tif 000003
【００３３】
表に示される通り、従来の低速の熱風加熱に比べ、高速熱風による熱処理では、熱処理効果が優れ、従来法と同等以上のコード物性、接着性を短時間で得ることができ、エネルギー消費量を格段に低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る有機繊維コード熱処理方法は、ナイロン、ポリエステルなどのコードのシングルコードの熱処理、コードセッターによる複数本コードの同時処理に、またすだれ織物の熱処理にも使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態の熱処理装置を示す概略図である。
【図２】実施形態の加熱室を示す概略図である。
【図３】従来のディッピング装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０……コード
１１……加熱室
１４……導入管
１５……熱風  
【図１】
2009114599.tif 000004
【図２】
2009114599.tif 000005
【図３】
2009114599.tif 000006