特開 2024-173700 延伸糸の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024173700

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】延伸糸の製造装置

(51)【国際特許分類】

   D02J 1/22 20060101AFI20241205BHJP

   D01D 5/088 20060101ALI20241205BHJP

   D01D 10/00 20060101ALI20241205BHJP

   D01D 10/02 20060101ALI20241205BHJP

   B65H 63/028 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

D02J1/22 302

D01D5/088

D01D10/00 A

D01D10/02

D02J1/22 301

D02J1/22 A

B65H63/028

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024074829

(22)【出願日】2024-05-02

(31)【優先権主張番号】P 2023089999

(32)【優先日】2023-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】502455511

【氏名又は名称】ＴＭＴマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】辻 崇紘

(72)【発明者】

【氏名】林 靖史

(72)【発明者】

【氏名】橋本 欣三

【テーマコード（参考）】

3F115

4L036

4L045

【Ｆターム（参考）】

3F115CA23

3F115CB08

4L036MA04

4L036MA24

4L036MA33

4L036PA01

4L036PA03

4L036PA12

4L036PA28

4L036PA49

4L036UA16

4L045AA05

4L045BA01

4L045BA03

4L045DA14

4L045DA20

4L045DA41

4L045DB01

(57)【要約】

【課題】染色特性の判断を短時間で行うことを可能とする。
【解決手段】予備加熱ローラであるゴデットローラ３１～３３と、ゴデットローラ３１～３３よりも糸走行方向の下流側に配置されるとともに、ゴデットローラ３１～３３よりも高温で糸Ｙを加熱し、且つ、ゴデットローラ３１～３３による糸送り速度よりも速い糸送り速度で糸Ｙを送る熱固定ローラであるゴデットローラ３４、３５と、を備える。そして、糸走行方向において隣り合う２つのローラである案内ローラ１３と案内ローラ１４との間に、糸Ｙの張力を測定する張力センサ５と、糸Ｙを加熱するヒータ６と、を配置する。張力センサ５は、熱固定ローラのうち糸走行方向の最も上流側に位置するゴデットローラ３４よりも糸走行方向の下流側において、ゴデットローラ３３とゴデットローラ３４との間で延伸処理が施された糸Ｙの張力を測定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

糸を加熱する予備加熱ローラと、
前記予備加熱ローラよりも糸走行方向の下流側に配置されるとともに、前記予備加熱ローラよりも高温で前記糸を加熱し、且つ、前記予備加熱ローラによる糸送り速度よりも速い糸送り速度で前記糸を送る少なくとも１つの熱固定ローラと、を備えており、
紡糸装置から紡出される糸に延伸処理を施して延伸糸を製造する装置であって、
前記予備加熱ローラ及び前記少なくとも１つの熱固定ローラを含んでおり、前記糸を送る複数の送りローラと、
前記複数の送りローラのうち前記糸走行方向において隣り合う２つの送りローラである第１ローラと第２ローラとの間に配置されており、前記糸の張力を測定する張力センサと、をさらに備えており、
前記第１ローラ及び前記第２ローラのうちの少なくとも前記糸走行方向の上流側に位置するローラは、前記糸を加熱可能であり、
前記張力センサは、前記少なくとも１つの熱固定ローラのうち前記糸走行方向の最も上流側に位置する最上流熱固定ローラよりも前記糸走行方向の下流側において、前記予備加熱ローラと前記最上流熱固定ローラとの間で延伸処理が施された前記糸の張力を測定する延伸糸の製造装置。

【請求項2】

前記第１ローラ及び前記第２ローラのうち前記糸走行方向の上流側に配置されているローラは、前記熱固定ローラである請求項１に記載の延伸糸の製造装置。

【請求項3】

前記熱固定ローラは、少なくとも２つ設けられており、
前記第１ローラ及び前記第２ローラは、前記熱固定ローラである請求項２に記載の延伸糸の製造装置。

【請求項4】

糸を加熱する予備加熱ローラと、
前記予備加熱ローラよりも糸走行方向の下流側に配置されるとともに、前記予備加熱ローラよりも高温で前記糸を加熱し、且つ、前記予備加熱ローラによる糸送り速度よりも速い糸送り速度で前記糸を送る少なくとも１つの熱固定ローラと、を備えており、
紡糸装置から紡出される糸に延伸処理を施して延伸糸を製造する装置であって、
前記予備加熱ローラ及び前記少なくとも１つの熱固定ローラを含んでおり、前記糸を送る複数の送りローラと、
前記複数の送りローラのうち前記糸走行方向において隣り合う２つの送りローラである第１ローラと第２ローラとの間に配置されており、前記糸の張力を測定する張力センサと、
前記第１ローラと前記第２ローラとの間に配置されており、前記糸を加熱するヒータと、をさらに備えており、
前記張力センサは、前記少なくとも１つの熱固定ローラのうち前記糸走行方向の最も上流側に位置する最上流熱固定ローラよりも前記糸走行方向の下流側において、前記予備加熱ローラと前記最上流熱固定ローラとの間で延伸処理が施された前記糸の張力を測定する延伸糸の製造装置。

【請求項5】

前記第２ローラは前記糸走行方向において前記第１ローラの下流側に配置されており、
前記第２ローラによる糸送り速度は、前記第１ローラによる糸送り速度よりも速く設定されており、
前記張力センサは、前記第１ローラと前記第２ローラとの間で伸長された状態の前記糸の張力を測定する請求項１～４のいずれか１項に記載の延伸糸の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、延伸処理が施された延伸糸の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

延伸処理が施された延伸糸（FDY：Fully Draw Yarn）の染色特性（例えば、染色濃淡や染色むらの生じやすさ等）は、分子の配向度や結晶化度に応じて変わる。糸の染色特性は、糸の商品価値に大きな影響を及ぼす。そのため、糸の染色特性を事前に判断するための試験が従来よりおこなわれている。特許文献１に開示されているように、かかる試験では、判断対象の糸を筒編みして得られた試料を実際に染色し、この試料の染色状態に基づいて染色特性の判断を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－２１２９２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の染色特性判断のための試験は、延伸糸の製造装置において延伸糸をボビンに巻き取ることで形成された全てのパッケージについて行われる。すなわち、延伸糸の製造装置においてパッケージを形成した後に、全てのパッケージについて糸を実際に染色する工程を行うこととなる。したがって、染色特性判断のための試験の工数が膨大となる。よって、染色特性の判断に多大な時間を要するという問題が生じる。

【0005】

本発明の目的は、染色特性の判断を短時間で行うことを可能とする延伸糸の製造装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の発明にかかる延伸糸の製造装置は、糸を加熱する予備加熱ローラと、前記予備加熱ローラよりも糸走行方向の下流側に配置されるとともに、前記予備加熱ローラよりも高温で前記糸を加熱し、且つ、前記予備加熱ローラによる糸送り速度よりも速い糸送り速度で前記糸を送る少なくとも１つの熱固定ローラと、を備えており、紡糸装置から紡出される糸に延伸処理を施して延伸糸を製造する装置であって、前記予備加熱ローラ及び前記少なくとも１つの熱固定ローラを含んでおり、前記糸を送る複数の送りローラと、前記複数の送りローラのうち前記糸走行方向において隣り合う２つの送りローラである第１ローラと第２ローラとの間に配置されており、前記糸の張力を測定する張力センサと、をさらに備えており、前記第１ローラ及び前記第２ローラのうちの少なくとも前記糸走行方向の上流側に位置するローラは、前記糸を加熱可能であり、前記張力センサは、前記少なくとも１つの熱固定ローラのうち前記糸走行方向の最も上流側に位置する最上流熱固定ローラよりも前記糸走行方向の下流側において、前記予備加熱ローラと前記最上流熱固定ローラとの間で延伸処理が施された前記糸の張力を測定する。

【0007】

本発明では、張力センサにより、第１ローラ及び第２ローラのうちの少なくとも糸走行方向の上流側に位置するローラによって加熱された状態の延伸糸の張力を測定できる。ここで、延伸糸における配向が進んでいるが結晶化には至っていない配向非結晶部は、配向も結晶化もしていない非配向非結晶部に比べて染まりにくい。また、配向非結晶部は、加熱時に収縮力が増す特性を有している。したがって、加熱された状態で測定された張力が大きい延伸糸ほど、非配向非結晶部に比べて配向非結晶部が占める割合が高く、染まりにくい特性を有していると判断できる。すなわち、糸を実際に染色する工程を必要とすることなく、張力センサで測定された糸の張力に基づいて、延伸糸の染色特性の判断を行うことができる。また、延伸糸を製造する装置に設けられた張力センサにより、延伸糸の製造過程で、その延伸糸の染色特性を判断するための張力を取得できる。よって、染色特性の判断を短時間で行うことが可能となる。

【0008】

第２の発明にかかる延伸糸の製造装置では、第１の発明において、前記第１ローラ及び前記第２ローラのうち前記糸走行方向の上流側に配置されているローラは、前記熱固定ローラである。

【0009】

本発明では、張力センサは、熱固定ローラによって加熱された状態の糸の張力を測定できる。よって、糸を加熱するためのローラを余計に設けることなく、加熱された状態の糸の張力を測定できる。

【0010】

第３の発明にかかる延伸糸の製造装置では、第２の発明において、前記熱固定ローラは、少なくとも２つ設けられており、前記第１ローラ及び前記第２ローラは、前記熱固定ローラである。

【0011】

本発明では、糸を加熱するためのローラを余計に設けることなく、２つの熱固定ローラによって確実に加熱された状態の糸の張力を測定できる。

【0012】

第４の発明にかかる延伸糸の製造装置は、糸を加熱する予備加熱ローラと、前記予備加熱ローラよりも糸走行方向の下流側に配置されるとともに、前記予備加熱ローラよりも高温で前記糸を加熱し、且つ、前記予備加熱ローラによる糸送り速度よりも速い糸送り速度で前記糸を送る少なくとも１つの熱固定ローラと、を備えており、紡糸装置から紡出される糸に延伸処理を施して延伸糸を製造する装置であって、前記予備加熱ローラ及び前記少なくとも１つの熱固定ローラを含んでおり、前記糸を送る複数の送りローラと、前記複数の送りローラのうち前記糸走行方向において隣り合う２つの送りローラである第１ローラと第２ローラとの間に配置されており、前記糸の張力を測定する張力センサと、前記第１ローラと前記第２ローラとの間に配置されており、前記糸を加熱するヒータと、をさらに備えており、前記張力センサは、前記少なくとも１つの熱固定ローラのうち前記糸走行方向の最も上流側に位置する最上流熱固定ローラよりも前記糸走行方向の下流側において、前記予備加熱ローラと前記最上流熱固定ローラとの間で延伸処理が施された前記糸の張力を測定する。

【0013】

なお、「前記第１ローラと前記第２ローラとの間に配置されており、前記糸を加熱するヒータ」とは、第１ローラ及び第２ローラの外であり、且つ、第１ローラと第２ローラとの間に配置されたヒータである。すなわち、ここでの「ヒータ」は、第１ローラや第２ローラに内蔵されたヒータは含まない。

【0014】

本発明では、張力センサにより、ヒータによって加熱された状態の延伸糸の張力を測定できる。ここで、延伸糸における配向が進んでいるが結晶化には至っていない配向非結晶部は、配向も結晶化もしていない非配向非結晶部に比べて染まりにくい。また、配向非結晶部は、加熱時に収縮力が増す特性を有している。したがって、加熱された状態で測定された張力が大きい延伸糸ほど、非配向非結晶部に比べて配向非結晶部が占める割合が高く、染まりにくい特性を有していると判断できる。すなわち、糸を実際に染色する工程を必要とすることなく、張力センサで測定された糸の張力に基づいて、延伸糸の染色特性の判断を行うことができる。また、延伸糸を製造する装置に設けられた張力センサにより、延伸糸の製造過程で、その延伸糸の染色特性を判断するための張力を取得できる。よって、染色特性の判断を短時間で行うことが可能となる。

【0015】

第５の発明にかかる延伸糸の製造装置では、第１～第４の発明において、前記第２ローラは前記糸走行方向において前記第１ローラの下流側に配置されており、前記第２ローラによる糸送り速度は、前記第１ローラによる糸送り速度よりも速く設定されており、前記張力センサは、前記第１ローラと前記第２ローラとの間で伸長された状態の前記糸の張力を測定する。

【0016】

本発明では、張力センサにより、伸長された状態の延伸糸の張力を測定できる。ここで、配向非結晶部に加えて、延伸糸における分子配向が進み結晶化も進んだ配向結晶部も、非配向非結晶部に比べて染まりにくい。また、配向結晶部は、伸長時に抵抗力が増す特性を有している。したがって、加熱されつつ伸長された状態で測定された張力が大きい延伸糸ほど、非配向非結晶部に比べて配向非結晶部及び配向結晶部が占める割合が高く、染まりにくい特性を有していると判断できる。よって、より正確に延伸糸の染色特性の判断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態にかかる紡糸引取機を示す概略図である。

【図2】図１に示す紡糸引取機の電気的構成を示すブロック図である。

【図3】延伸糸の分子構造を説明するための図であり、（ａ）は非配向非晶部を示し、（ｂ）は配向非晶部を示し、（ｃ）は配向結晶部を示す。

【図4】３種類の延伸糸の張力測定結果を示すグラフである。

【図5】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、３種類の延伸糸でそれぞれ作成された試料の染色画像である。

【図6】９種類の延伸糸の張力測定結果及び染色特性の確認結果を示す表である。

【図7】９種類の各延伸糸の張力の測定値の平均値と、色測定のＬ値及びｂ値との関係を示すグラフである。

【図8】第２実施形態にかかる紡糸引取機を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜第１実施形態＞
以下、本発明の好適な第１実施形態にかかる紡糸引取機（本発明の「延伸糸の製造装置」に相当する）について、図１及び図２を参照しつつ説明する。なお、図１の紙面垂直方向を前後方向とし、紙面左右方向を左右方向とする。前後方向及び左右方向の両方と直交する方向を、重力の作用する上下方向とする。

【0019】

図１及び図２に示すように、紡糸引取機１は、紡糸延伸装置３と、糸巻取装置４と、案内ローラ１１～１４と、張力センサ５と、ヒータ６と、出力装置７と、制御装置８と、を主に備えている。

【0020】

紡糸引取機１は、紡糸装置２から紡出された複数の糸Ｙを、紡糸延伸装置３で延伸した後、糸巻取装置４で巻き取って複数のパッケージＰを形成する構成となっている。紡糸装置２は、ポリエステル等の溶融繊維材料を連続的に紡出することで複数の糸Ｙを生成する。紡糸装置２から紡出された複数の糸Ｙは、案内ローラ１１を経て紡糸延伸装置３に送られる。紡糸延伸装置３で延伸された複数の糸Ｙ（延伸糸Ｙｄ）は、案内ローラ１２～１４によって糸巻取装置４に送られる。

【0021】

張力センサ５は、延伸処理が施された延伸糸Ｙｄの張力を測定する。ヒータ６は、張力センサ５で張力が測定される延伸糸Ｙｄを加熱する。出力装置７には、張力センサ５による延伸糸Ｙｄの張力の測定結果が出力される。制御装置８は、紡糸引取機１全体の動作を制御する。

【0022】

紡糸延伸装置３は、複数の糸Ｙを加熱延伸する装置であり、紡糸装置２の下方に配置されている。紡糸延伸装置３は、保温箱２０の内部に収容された複数のゴデットローラ３１～３５を有している。保温箱２０における左右方向の一方側（右側）の側壁２１には、糸導入口２０ａ及び糸導出口２０ｂが形成されている。糸導入口２０ａは、複数の糸Ｙを保温箱２０内に導入する入口である。糸導出口２０ｂは、複数の糸Ｙを保温箱２０内から外部へ導出する出口である。糸導入口２０ａは、側壁２１の下端部に形成されている。糸導出口２０ｂは、側壁２１の上端部に形成されている。

【0023】

各ゴデットローラ３１～３５は、糸Ｙを加熱しつつ、保温箱２０の糸導入口２０ａから糸導出口２０ｂに向かう糸走行方向に糸Ｙを送るローラである。ゴデットローラ３１～３５の回転軸は、互いに平行である。ゴデットローラ３１～３５は、その回転軸が前後方向と平行となる姿勢で配置されている。ゴデットローラ３１～３５は、糸走行方向の上流側からこの順で配置されている。複数の糸Ｙは、各ゴデットローラ３１～３５に対して３６０度未満の巻き掛け角度で巻き掛けられている。

【0024】

ゴデットローラ３１～３５は、モータ３１ａ～３５ａ（図２参照）によってそれぞれ回転駆動される。モータ３１ａ～３５ａの動作は、制御装置８によって制御される。各ゴデットローラ３１～３５による糸送り速度は、制御装置８により制御される。ここで、ゴデットローラ３１の糸送り速度をＶ１、ゴデットローラ３２の糸送り速度をＶ２、ゴデットローラ３３の糸送り速度をＶ３、ゴデットローラ３４の糸送り速度をＶ４、ゴデットローラ３５の糸送り速度をＶ５とする。制御装置８は、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＜Ｖ４＝Ｖ５となるように制御する。すなわち、ゴデットローラ３４、３５は、ゴデットローラ３１～３３による糸送り速度よりも速い糸送り速度で糸Ｙを送る。

【0025】

また、ゴデットローラ３１～３５には、ローラ表面を加熱するローラ用ヒータ３１ｂ～３５ｂ（図２参照）がそれぞれ内蔵されている。各ローラ用ヒータ３１ｂ～３５ｂの加熱温度は、制御装置８によって制御される。

【0026】

ゴデットローラ３１～３５のうち、糸走行方向の上流側に位置する３つのゴデットローラ３１～３３は、延伸前の糸Ｙを加熱する予備加熱ローラである。制御装置８は、ゴデットローラ３１～３３のローラ表面温度が、糸Ｙのガラス転移点以上の温度（例えば８０～１００℃程度）となるようにローラ用ヒータ３１ｂ～３３ｂの加熱温度を制御する。一方、ゴデットローラ３１～３５のうち、糸走行方向の下流側に位置する２つのゴデットローラ３４、３５は、延伸された複数の糸Ｙを熱固定するための熱固定ローラである。制御装置８は、ゴデットローラ３４、３５のローラ表面温度が、ゴデットローラ３１～３３のローラ表面温度よりも高い温度（例えば１３０～１５０℃程度）となるように、ヒータ３４ｂ、３５ｂの加熱温度を制御する。すなわち、ゴデットローラ３４、３５は、ゴデットローラ３１～３３よりも高温で糸Ｙを加熱する。

【0027】

糸導入口２０ａを介して保温箱２０に導入された複数の糸Ｙは、まず、ゴデットローラ３１～３３によって送られる間に延伸可能な温度まで予熱される。予熱された複数の糸Ｙは、ゴデットローラ３３とゴデットローラ３４との間で延伸される。ゴデットローラ３３は、予備加熱ローラである３つのゴデットローラ３１～３３のうち糸走行方向の最も下流側に位置するゴデットローラである。ゴデットローラ３４は、熱固定ローラである２つのゴデットローラ３４、３５のうち糸走行方向の最も上流側に位置するゴデットローラである。すなわち、ゴデットローラ３４は、本発明の「最上流熱固定ローラ」に相当する。その後、複数の糸Ｙは、ゴデットローラ３４、３５によって送られる間にさらに高温に加熱されて、延伸された状態が熱固定される。このようにして延伸された複数の糸Ｙ（延伸糸Ｙｄ）は、糸導出口２０ｂを介して保温箱２０の外に導出される。

【0028】

糸巻取装置４は、複数の糸Ｙを巻き取る装置であり、紡糸延伸装置３の下方に配置されている。糸巻取装置４は、ボビンホルダ４１、複数のトラバースガイド４２、複数の支点ガイド４３及びコンタクトローラ４４を主に有している。

【0029】

ボビンホルダ４１は、前後方向に延びる円筒形状を有し、モータ４１ａ（図２参照）によって回転駆動される。ボビンホルダ４１には、その軸方向に複数のボビンＢが並んだ状態で装着される。複数のトラバースガイド４２及び複数の支点ガイド４３は、複数のボビンＢにそれぞれ対応して設けられている。各トラバースガイド４２は、モータ４２ａ（図２参照）からの駆動力が付与されて前後方向に往復移動し、対応する支点ガイド４３に掛けられた糸Ｙを綾振りする。

【0030】

糸巻取装置４は、ボビンホルダ４１を回転させることによって、複数のボビンＢに複数の糸Ｙを同時に巻き取り、複数のパッケージＰを生産する。コンタクトローラ４４は、複数のパッケージＰの表面に接触して所定の接圧を付与し、パッケージＰの形状を整える。

【0031】

案内ローラ１１は、その回転軸が前後方向と平行となる姿勢で配置されている。案内ローラ１１は、保温箱２０の右側に配置されている。案内ローラ１１は、保温箱２０の糸導入口２０ａの近傍に配置されている。案内ローラ１１は、複数の糸Ｙを糸導入口２０ａを介して保温箱２０内に導入する。

【0032】

案内ローラ１２は、その回転軸が前後方向と平行となる姿勢で配置されている。案内ローラ１２は、保温箱２０の右側に配置されている。案内ローラ１２は、左右方向に関して保温箱２０の糸導出口２０ｂと対向する位置に配置されている。案内ローラ１２には、糸導出口２０ｂから保温箱２０外に導出された複数の糸Ｙが巻き掛けられる。

【0033】

案内ローラ１３、１４は、いずれも、その回転軸が左右方向と平行となる姿勢で配置されている。案内ローラ１３、１４は、いずれも、保温箱２０の右側に配置されている。案内ローラ１３は、案内ローラ１２よりも下方に配置されている。案内ローラ１３には、案内ローラ１２から送られた複数の糸Ｙが巻き掛けられる。案内ローラ１３は、複数の糸Ｙを案内ローラ１４に送る。案内ローラ１４は、案内ローラ１３よりも後方、且つ、上方に配置されている。案内ローラ１４には、案内ローラ１３から送られた複数の糸Ｙが巻き掛けられる。案内ローラ１４は、複数の糸Ｙを糸巻取装置４に送る。

【0034】

案内ローラ１１～１４は、モータ１１ａ～１４ａ（図２参照）によってそれぞれ回転駆動される。モータ１１ａ～１４ａの動作は、制御装置８によって制御される。各案内ローラ１１～１４による糸送り速度は、制御装置８により制御される。ここで、案内ローラ１２の糸送り速度をＶ６、案内ローラ１３の糸送り速度をＶ７、案内ローラ１４の糸送り速度をＶ８とする。制御装置８は、Ｖ４（ゴデットローラ３４の糸送り速度）＝Ｖ５（ゴデットローラ３５の糸送り速度）＝Ｖ６＝Ｖ７＜Ｖ８となるように制御する。案内ローラ１３の糸送り速度（Ｖ７）と案内ローラ１４の糸送り速度（Ｖ８）との差は、案内ローラ１３と案内ローラ１４との間の複数の糸Ｙが、弾性範囲内の変形量で伸長された状態となるように調整される。本実施形態においては、案内ローラ１１～１４は、いずれも内部にヒータを有さない。

【0035】

なお、紡糸延伸装置３が有する５つのゴデットローラ３１～３５と、案内ローラ１１～１４とは、本発明の「複数の送りローラ」に相当する。

【0036】

張力センサ５は、ゴデットローラ３４よりも糸走行方向の下流側において、ゴデットローラ３３とゴデットローラ３４との間で延伸処理が施された糸Ｙ（延伸糸Ｙｄ）の張力を測定する。張力センサ５は、糸走行方向において隣り合う２つのローラである案内ローラ１３と案内ローラ１４との間に配置されている。ここで、案内ローラ１４は、糸走行方向において案内ローラ１３の下流側に配置されている。また上述のように、案内ローラ１４による糸送り速度（Ｖ８）は、案内ローラ１３による糸送り速度（Ｖ７）よりも速く設定されている。すなわち、案内ローラ１３は本発明の「第１ローラ」に相当し、案内ローラ１４は本発明の「第２ローラ」に相当する。

【0037】

また、案内ローラ１３と案内ローラ１４との間には、ヒータ６が配置されている。本実施形態においては、ヒータ６は、糸走行方向において張力センサ５の下流側に配置されている。ヒータ６は、糸走行方向において張力センサ５の上流側に配置されていてもよい。

【0038】

ヒータ６の加熱温度は、制御装置８によって制御される。制御装置８は、ヒータ６の加熱温度が１２０℃～１４０℃となるように制御する。より具体的には、制御装置８は、ヒータ６によって加熱された延伸糸Ｙｄの温度が１２０℃～１４０℃となるように制御する。なお、ヒータ６の加熱温度は、延伸糸Ｙｄを製造する際の熱固定温度（熱固定ローラであるゴデットローラ３４、３５のローラ表面温度（１３０～１５０℃程度））よりも低い温度に設定されている。したがって、ヒータ６による加熱により延伸糸Ｙｄの分子構造に影響が及ぶのを避けることができる。また、ポリエステル製の糸Ｙは、通常１３０℃～１３５℃程度の高温下で染色される。よって、ヒータ６の加熱温度を１２０℃～１４０℃とすることで、染色時の温度の延伸糸Ｙｄの張力を測定できる。

【0039】

張力センサ５は、ヒータ６によって加熱された状態の延伸糸Ｙｄの張力を測定する。また、上述のように、案内ローラ１３と案内ローラ１４との糸送り速度の差により、案内ローラ１３と案内ローラ１４との間の延伸糸Ｙｄは、弾性範囲内の変形量で伸長された状態となっている。したがって、張力センサ５は、弾性範囲内の変形量で伸長された状態の延伸糸Ｙｄの張力を測定する。

【0040】

張力センサ５は、案内ローラ１３と案内ローラ１４との間で走行する複数の延伸糸Ｙｄのそれぞれに設けられている。すなわち、複数の張力センサ５により、複数の延伸糸Ｙｄの張力をそれぞれ測定できる。本実施形態においては、各張力センサ５は、１つのパッケージＰに巻かれる延伸糸Ｙｄにおける長手方向の複数個所で張力を測定する。各張力センサ５による張力の測定は、１つのパッケージＰに巻かれる延伸糸Ｙｄにおける長手方向の少なくとも１か所で行われればよい。各張力センサ５で測定された延伸糸Ｙｄの張力は、制御装置８に入力される。

【0041】

出力装置７は、例えばディスプレイである。この場合、出力装置７には、制御装置８の制御により、張力センサ５による延伸糸Ｙｄの張力の測定結果が表示される。オペレータは、出力装置７で出力された測定結果に基づいて、延伸糸Ｙｄの染色特性を判断できる。また、出力装置７は、例えばプリンタであってもよい。この場合、出力装置７は、張力センサ５による延伸糸Ｙｄの張力の測定結果を紙等に印刷する。なお、張力測定結果は、ネットワークを介して紡糸引取機１と接続された端末装置等に送信されてもよい。

【0042】

ここで、延伸糸Ｙｄの張力の測定値に基づく延伸糸Ｙｄの染色特性の判断手法について説明する。

【0043】

まず最初に、図３を参照しつつ、延伸糸Ｙｄの分子構造について説明する。延伸糸Ｙｄの分子構造は、構造I（図３（ａ）参照）、構造II（図３（ｂ）参照）及び構造III（図３（ｃ）参照）の３つに分類できる。

【0044】

構造Iは、図３（ａ）に示すように、分子が配向も結晶化もしていない非配向非晶部である。非配向非晶部は、分子間のすき間が多く、染料が入りやすい。すなわち、非配向非晶部は、染まりやすい。

【0045】

構造IIは、図３（ｂ）に示すように、分子の配向が進んでいるが、結晶化には至っていない配向非晶部である。配向非晶部は、分子間のすき間がほぼないので、染料が入りにくい。すなわち、配向非晶部は、染まりにくい。また、配向非晶部は、加熱によって非配向の構造Iに戻ろうとする配向緩和が生じる。これにより、配向非晶部は、加熱時に収縮力が増す特性を有する。

【0046】

構造IIIは、図３（ｃ）に示すように、分子の配向が進んでおり、結晶化も進んだ配向結晶部である。配向結晶部は、分子間のすき間がほぼないので、染料が入りにくい。すなわち、配向結晶部は、染まりにくい。また、配向結晶部は分子構造が強固であるので、伸長時の抵抗力が増す特性を有する。

【0047】

上記の３つの分子構造（構造I、構造II、構造III）の特徴を鑑みることで張力センサ５で測定された延伸糸Ｙｄの張力に基づいて、延伸糸Ｙｄの染色特性の判断を行うことができる。

【0048】

すなわち、張力センサ５は、加熱されつつ伸長された状態の延伸糸Ｙｄの張力を測定する。したがって、加熱時に収縮力が増す特性を有している配向非晶部の占める割合が高い延伸糸Ｙｄほど、張力の測定値が大きくなる。また、伸長時の抵抗力が増す特性を有する配向結晶部の占める割合が高い延伸糸Ｙｄほど、張力の測定値が大きくなる。すなわち、張力の測定値が大きい延伸糸Ｙｄほど、非配向非結晶部に比べて配向非結晶部及び配向結晶部が占める割合が高いと判断できる。ここで、配向非結晶部及び配向結晶部は、非配向非結晶部に比べて染まりにくい。したがって、張力の測定値が大きい延伸糸Ｙｄほど、染まりにくい特性を有していると判断できる。

【0049】

よって、張力センサ５で測定された延伸糸Ｙｄの長手方向の複数個所での張力の平均値から、延伸糸Ｙｄの染色濃淡を判断できる。すなわち、延伸糸Ｙｄの長手方向の複数個所での張力の測定値の平均値が大きい延伸糸Ｙｄほど、染まりにくく、淡く染まると判断できる。

【0050】

また、張力センサ５で測定された延伸糸Ｙｄの長手方向の複数個所での張力のばらつきから、染色ムラの生じやすさを判断できる。すなわち、延伸糸Ｙｄにおいて、測定された張力が、張力測定を行った全ての個所での張力の平均値から大きく異なる部分では、染まりやすさが局所的に変化する、すなわち染色ムラが生じやすいと判断できる。

【0051】

図４に、実際に、１２０℃～１４０℃で加熱されつつ、変形量が弾性範囲となるように伸長された状態で走行する３種類の延伸糸Ｙｄ１、Ｙｄ２、Ｙｄ３の張力を測定した結果を示す。グラフＧ１は延伸糸Ｙｄ１に関するグラフであり、グラフＧ２は延伸糸Ｙｄ２に関するグラフであり、グラフＧ３は延伸糸Ｙｄ３に関するグラフである。グラフＧ１、Ｇ２、Ｇ３は、延伸糸の長手方向に関する位置と、その位置での張力と、の関係を示す。測定長さは、いずれも１０００ｍである。すなわち、走行する延伸糸Ｙｄ１、Ｙｄ２、Ｙｄ３の張力を、走行距離１０００ｍに渡って連続して測定した。

【0052】

グラフＧ１に示す延伸糸Ｙｄ１の張力の測定値の平均値は、８１．１ｃＮである。グラフＧ２に示す延伸糸Ｙｄ２の張力の測定値の平均値は、６１．３ｃＮである。グラフＧ３に示す延伸糸Ｙｄ３の張力の測定値の平均値は、４９．４ｃＮである。この結果から、張力の測定値の平均値が最も大きい延伸糸Ｙｄ１が、最も淡く染まると予測できる。また、延伸糸Ｙｄ１の次に張力の測定値の平均値が大きい延伸糸Ｙｄ２は、延伸糸Ｙｄ１に比べてやや濃く染まると予測できる。さらに、張力の測定値の平均値が最も小さい延伸糸Ｙｄ３が、最も濃く染まると予測できる。

【0053】

また、グラフＧ３は、グラフＧ１、Ｇ２に比べて、張力の測定値が大きくばらついている箇所がある。すなわち、グラフＧ３においては、張力の値が、延伸糸Ｙｄ３の張力の平均値から大きく異なっている箇所（例えば、図４中破線で囲まれた箇所）がある。この部分では、染まりやすさが局所的に変化すると予測できる。図４中破線で囲まれた箇所は、張力が平均値よりも大きく下回っているので、その他の箇所に比べて染まりやすくなっていると予測できる。よって、延伸糸Ｙｄ３は、延伸糸Ｙｄ１、Ｙｄ２に比べて染色ムラが生じやすいと予測できる。

【0054】

図５に、上述の延伸糸Ｙｄ１、Ｙｄ２、Ｙｄ３をそれぞれ編んで作成した試料Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を染色した結果を示す。図５（ａ）は延伸糸Ｙｄ１で作成した試料Ｓ１の染色画像であり、図５（ｂ）は延伸糸Ｙｄ２で作成した試料Ｓ２の染色画像であり、図５（ｃ）は延伸糸Ｙｄ３で作成した試料Ｓ３の染色画像である。各染色画像は、試料Ｓ１、試料Ｓ２、試料Ｓ３の順で濃くなっている。すなわち、延伸糸Ｙｄ１、Ｙｄ２、Ｙｄ３の順で濃く染まっている。したがって、延伸糸Ｙｄ１、Ｙｄ２、Ｙｄ３の染色濃淡は、図４に示す張力測定結果に基づく予測と一致していることが確認された。

【0055】

また、試料Ｓ１の染色画像及び試料Ｓ２の染色画像には、染色ムラは見受けられない。一方、試料Ｓ３の染色画像には、染色ムラ（例えば、図５（ｃ）中破線で囲まれた箇所）が見られる。すなわち、延伸糸Ｙｄ３は、延伸糸Ｙｄ１、Ｙｄ２に比べて染色ムラが生じやすい。よって、延伸糸Ｙｄ１、Ｙｄ２、Ｙｄ３の染色ムラの生じやすさは、図４に示す張力測定結果に基づく予測と一致していることが確認された。

【0056】

さらに、図６に示す表に、９種類の延伸糸Ｙｄ（サンプル１～９）の張力測定結果及び染色特性の確認結果を示す。張力測定は、上述と同様に、１２０℃～１４０℃で加熱されつつ、変形量が弾性範囲となるように伸長された状態で走行する延伸糸Ｙｄ（サンプル１～９）の張力を測定した。染色特性の確認は、上述と同様に、延伸糸Ｙｄ（サンプル１～９）をそれぞれ編んで作成した試料を染色し、目視及び色測定を行った。張力測定結果として、張力の測定値の平均値、相対標準偏差（変動係数）ＣＶ及び張力の測定値のチャート波形上でのばらつきの有無を示す。染色特性の確認結果としては、目視による染色ムラの有無、並びに、色測定でのＬ値及びｂ値を示す。なお、青色での染色を行ったので、色測定のａ値に関しては関連しない。

【0057】

図６の表に示すように、サンプルの番号が大きい延伸糸ほど、張力の測定値の平均値が大きくなっている。色測定のＬ値は、サンプルの番号が大きい延伸糸ほど値が大きくなっている。ここで、Ｌ値は大きくなるほど明るい色であることを意味する。すなわち、サンプル番号が大きい延伸糸ほど（張力の測定値の平均値が大きい延伸糸ほど）、明るい（淡い）という結果が得られた。また、色測定のｂ値は、いずれもマイナスの値であり、おおむねサンプル番号が大きい延伸糸ほど値が大きくなっている。ここで、ｂ値は、マイナスの値である場合は、値が小さいほど青味が強いことを意味する。すなわち、おおむねサンプル番号が大きい延伸糸ほど（張力の測定値の平均値が大きい延伸糸ほど）、青味が弱い（淡い）という結果が得られた。

【0058】

また、図７に示すグラフに、サンプル１～９の各延伸糸Ｙｄの張力の測定値の平均値と、Ｌ値及びｂ値との関係を示す。図７のグラフからも、張力の測定値の平均値が大きい延伸糸ほど、Ｌ値が大きい（淡い）ことが分かる。また、張力の測定値の平均値が大きい延伸糸ほど、ｂ値が大きい（淡い）ことが分かる。

【0059】

さらに、図６の表に示すように、相対標準偏差ＣＶが比較的大きいサンプル１、２の延伸糸は、張力の測定値のチャート波形にばらつきがあり、濃い染色むらが生じている。また、相対標準偏差ＣＶがサンプル１、２の延伸糸に次いで大きいサンプル３、４の延伸糸でも、染色むらが生じている。そして、相対標準偏差ＣＶが比較的小さいサンプル５～９の延伸糸では、染色むらが生じていない。

【0060】

（第１実施形態の特徴）
以上のように、本実施形態の紡糸引取機１は、糸Ｙを加熱する予備加熱ローラであるゴデットローラ３１～３３と、ゴデットローラ３１～３３よりも糸走行方向の下流側に配置されるとともに、ゴデットローラ３１～３３よりも高温で糸Ｙを加熱し、且つ、ゴデットローラ３１～３３による糸送り速度よりも速い糸送り速度で糸Ｙを送る熱固定ローラであるゴデットローラ３４、３５と、を備えており、紡糸装置２から紡出される糸Ｙに延伸処理を施して延伸糸Ｙｄを製造する装置である。そして、糸走行方向において隣り合う２つのローラである案内ローラ１３と案内ローラ１４との間に配置されており、糸Ｙの張力を測定する張力センサ５と、案内ローラ１３と案内ローラ１４との間に配置されており、糸Ｙを加熱するヒータ６と、をさらに備えている。張力センサ５は、熱固定ローラのうち糸走行方向の最も上流側に位置するゴデットローラ３４よりも糸走行方向の下流側において、予備加熱ローラであるゴデットローラ３３と熱固定ローラであるゴデットローラ３４との間で延伸処理が施された糸Ｙの張力を測定する。

【0061】

上述の構成によると、張力センサ５により、ヒータ６によって加熱された状態の延伸糸Ｙｄの張力を測定できる。ここで、延伸糸Ｙｄにおける配向が進んでいるが結晶化には至っていない配向非結晶部は、配向も結晶化もしていない非配向非結晶部に比べて染まりにくい。また、配向非結晶部は、加熱時に収縮力が増す特性を有している。したがって、加熱された状態で測定された張力が大きい延伸糸Ｙｄほど、非配向非結晶部に比べて配向非結晶部が占める割合が高く、染まりにくい特性を有していると判断できる。すなわち、糸Ｙを実際に染色する工程を必要とすることなく、張力センサ５で測定された糸Ｙの張力に基づいて、延伸糸Ｙｄの染色特性の判断を行うことができる。また、延伸糸Ｙｄを製造する装置に設けられた張力センサ５により、延伸糸Ｙｄの製造過程で、その延伸糸Ｙｄの染色特性を判断するための張力を取得できる。よって、染色特性の判断を短時間で行うことが可能となる。

【0062】

また、本実施形態の紡糸引取機１では、案内ローラ１４は糸走行方向において案内ローラ１３の下流側に配置されており、案内ローラ１４による糸送り速度は案内ローラ１３による糸送り速度よりも速く設定されている。そして、張力センサ５は、案内ローラ１３と案内ローラ１４との間で伸長された状態の糸Ｙの張力を測定する。

【0063】

上述の構成によると、張力センサ５により、伸長された状態の延伸糸Ｙｄの張力を測定できる。ここで、配向非結晶部に加えて、延伸糸Ｙｄにおける分子配向が進み結晶化も進んだ配向結晶部も、非配向非結晶部に比べて染まりにくい。また、配向結晶部は、伸長時に抵抗力が増す特性を有している。したがって、加熱されつつ伸長された状態で測定された張力が大きい延伸糸Ｙｄほど、非配向非結晶部に比べて配向非結晶部及び配向結晶部が占める割合が高く、染まりにくい特性を有していると判断できる。よって、より正確に延伸糸Ｙｄの染色特性の判断を行うことができる。

【0064】

＜第２実施形態＞
次に、図８を参照しつつ、本発明の第２実施形態にかかる紡糸引取機について説明する。

【0065】

第１実施形態の紡糸引取機１では、案内ローラ１３と案内ローラ１４との間に張力センサ５及びヒータ６が配置されている。一方、本実施形態の紡糸引取機１０１では、ゴデットローラ３４とゴデットローラ３５との間に張力センサ５が配置されており、ヒータ６は備えられていない。本実施形態の紡糸引取機１０１のその他の構成は、第１実施形態の紡糸引取機１と同様であるので詳細な説明は省略する。

【0066】

上述のように、本実施形態の紡糸引取機１０１では、糸走行方向において隣り合う２つのローラであるゴデットローラ３４とゴデットローラ３５との間に張力センサ５が配置されている。ゴデットローラ３４及びゴデットローラ３５は、いずれも熱固定ローラであり、糸Ｙを加熱可能である。したがって、ゴデットローラ３４及びゴデットローラ３５が、本発明の「第１ローラ及び第２ローラ」に相当する。

【0067】

張力センサ５は、ゴデットローラ３４及びゴデットローラ３５によって加熱された状態の延伸糸Ｙｄの張力を測定する。また、ゴデットローラ３４とゴデットローラ３５との糸送り速度は同じである。したがって、ゴデットローラ３４とゴデットローラ３５との間の延伸糸Ｙｄは、弛んでおらず且つ伸長されていない状態となっている。よって、張力センサ５は、弛んでおらず且つ伸長されていない状態の延伸糸Ｙｄの張力を測定する。

【0068】

張力センサ５は、第１実施形態と同様に、ゴデットローラ３４とゴデットローラ３５との間で走行する複数の延伸糸Ｙｄのそれぞれに設けられている。すなわち、複数の張力センサ５により、複数の延伸糸Ｙｄの張力をそれぞれ測定できる。

【0069】

（第２実施形態の特徴）
本実施形態では、張力センサ５により、ゴデットローラ３４及びゴデットローラ３５によって加熱された状態の延伸糸Ｙｄの張力を測定できる。したがって、第１実施形態と同様に、延伸糸Ｙｄの製造過程で取得した延伸糸Ｙｄの張力に基づいて、延伸糸Ｙｄの染色特性の判断を行うことができる。よって、染色特性の判断を短時間で行うことが可能となる。

【0070】

また、本実施形態においては、ゴデットローラ３４及びゴデットローラ３５は熱固定ローラである。この構成によると、張力センサ５は、熱固定ローラであるゴデットローラ３４及びゴデットローラ３５によって加熱された状態の糸Ｙの張力を測定できる。よって、糸Ｙを加熱するためのローラを余計に設けることなく、加熱された状態の糸Ｙの張力を測定できる。さらに、張力センサ５は、２つの熱固定ローラによって確実に加熱された状態の糸Ｙの張力を測定できる。

【0071】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0072】

上述の第１実施形態においては、案内ローラ１３と案内ローラ１４との間に張力センサ５及びヒータ６が配置されている場合について説明したが、張力センサ５及びヒータ６の配置箇所はこれには限定されない。すなわち例えば、張力センサ５及びヒータ６は、案内ローラ１２と案内ローラ１３との間に配置されてもよい。張力センサ５及びヒータ６は、ゴデットローラ３４よりも糸走行方向の下流側に配置されていればよい。

【0073】

上述の第１実施形態においては、張力センサ５を挟む２つのローラである案内ローラ１３と案内ローラ１４との糸送り速度の差により、延伸糸Ｙｄが伸長される。そして、張力センサ５は、案内ローラ１３と案内ローラ１４との間で伸長された状態の糸Ｙの張力を測定する。しかしながら、張力センサ５を挟む２つのローラの糸送り速度は同じであり、張力センサ５は弛んでおらず且つ伸長されていない状態の糸Ｙの張力を測定してもよい。

【0074】

上述の第２実施形態においては、張力センサ５は、２つの熱固定ローラであるゴデットローラ３４とゴデットローラ３５との間に配置されており、ゴデットローラ３４及びゴデットローラ３５によって加熱された状態の糸Ｙの張力を測定する場合について説明したが、これには限定されない。すなわち例えば、張力センサ５は、ゴデットローラ３５と案内ローラ１２との間に配置されていてもよい。この場合、張力センサ５を挟む２つのローラであるゴデットローラ３５及び案内ローラ１２のうち糸走行方向の上流側に配置されているゴデットローラ３５は、熱固定ローラである。したがって、張力センサ５は、ゴデットローラ３５によって加熱された状態の糸Ｙの張力を測定できる。

【0075】

また、張力センサ５は、熱固定ローラ以外のローラによって加熱された状態の糸Ｙの張力を測定可能であってもよい。すなわち例えば、案内ローラ１２と案内ローラ１３との間に張力センサ５を配置し、案内ローラ１２及び案内ローラ１３のうちの少なくとも糸走行方向の上流側に位置する案内ローラ１２を、糸Ｙを加熱可能なローラとしてもよい。

【0076】

上述の第２実施形態においては、張力センサ５を挟む２つのローラであるゴデットローラ３４及びゴデットローラ３５の糸送り速度が同じである。そして、張力センサ５は、弛んでおらず且つ伸長されていない状態の糸Ｙの張力を測定する。しかしながら、張力センサ５を挟む２つのローラの糸送り速度の差により延伸糸Ｙｄが伸長され、張力センサ５は伸長された状態の糸Ｙの張力を測定してもよい。

【0077】

上述の第１及び第２実施形態においては、予備加熱ローラである３つのゴデットローラ３１～３３と、熱固定ローラである２つのゴデットローラ３４、３５と、を備えている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、予備加熱ローラと熱固定ローラとは、少なくとも１つずつ備えられていればよい。

【符号の説明】

【0078】

１ 紡糸引取機（延伸糸の製造装置）
２ 紡糸装置
５ 張力センサ
６ ヒータ
１２ 案内ローラ（送りローラ）
１３ 案内ローラ（送りローラ、第１ローラ）
１４ 案内ローラ（送りローラ、第２ローラ）
３１～３３ ゴデットローラ（予備加熱ローラ、送りローラ）
３４ ゴデットローラ（熱固定ローラ、最上流熱固定ローラ、送りローラ、第１ローラ）
３５ ゴデットローラ（熱固定ローラ、送りローラ、第２ローラ）
Ｙ 糸
Ｙｄ 延伸糸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】