JP2004502053A - 熱可塑性繊維で形成されたストランドの切断方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱可塑性繊維で形成されたストランドを切断するための装置に関し、二つの平行軸（ｘ_１、ｘ_２）の周りを反対方向に回転する刃付ホイール（１）及びアンヴィル−ホイール（２）を有し、該両ホイールを作動する少なくとも１つの手段（Ｂ）と、ストランドをアンヴィル−ホイール（２）と接触させる手段（６）を有する。本発明は、さらに以下のものを有することを特徴とする：軸（ｘ_３）が該両ホイールの軸と平行で、該両ホイール（１、２）を支持する往復運動装置（３）、及び、連動して作動させる手段（Ａ）；該両ホイールを接触状態に置くための手段（Ｃ）；ストランドを特に掴むための手段（１０）、及び、該両ホイールが接触状態にない場合に、刃付ホイール（１）とアンヴィル−ホイール（２）の間にストランドを通すために連動して作動させる手段。本発明は、さらにその方法に関する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
本発明は、切断された熱可塑性繊維、特にガラス繊維のストランドの製造方法に関するもので、さらに切断方法及びその工業的な装置に関する。
【０００２】
すでに知られているように、ストランド（しばしば、糸条として知られている）の切断は、アンヴィルと云われるホイールと、周囲に均一に突起した刃が設置されている切断ホイールと云われるホイールとの間に繊維材料を通過させることによって行われ、その２つのホイールは互いに反対方向に回転している。アンヴィル−ホイールは、一般にポリウレタン系の弾性体で作られており、切断ホイールから突起した刃の先端部と圧着するように設置されており、切断領域を画定している。
【０００３】
そのような装置を有益性において最適レベルで維持するためには、停止を可能な限り最小にして連続的に切断を行うことが必要であることは言うまでもない。停止は、本質的には供給糸条の糸切れにより引き起こされる。糸切れの後、切断装置は「再スタート」されることが必要であり、糸条は、切断領域に戻し置かれなければならず、それが非常にうまくいったり、それほどでもなかったりする。
【０００４】
このような問題の解決方法がいくつか知られている：
文献ＦＲ２１６２０６８には、圧着シリンダーが円錐台部分の傍に延設されている切断装置が記載されている。この装置は、開口部を有する保護ケースに収納されており、該開口部から圧着シリンダーの円錐台部分が突出しており、その前面は、該ケースに固定された保護板によって覆い隠されている。板とケースの間には側口があり、そこからガラス繊維で形成されたストランドが、圧着シリンダーの円錐台部分と手動で接触状態に導かれる。ストランドは、円錐表面に沿って巻き上げられ、次いでカッターとアンヴィルの間に捕捉される。
【０００５】
このような装置は、運転を再開する場合、約１〜２ｍ／秒の速度でストランドの後戻りを伴う。単一ダイからのストランドが装置に供給される場合は、このような現象は許容できるが、複数ダイからの複数ストランドを同時に切断する場合には許容できない。複数ストランドの一つが何か偶発的に切れると、全てのダイでの繊維製造が停止することになり、製造工程が混乱し、機械の消耗が加速され、設備の生産性がかなり低下する。
【０００６】
従来の装置の別の形式が、フランス公報ＦＲ２２０４７１５に記載されている。これによると、切断装置は、頂点が小直径である円錐台の傍に延設された圧着シリンダーを有する。スタートアップロールは、一連のディスクからなり、円錐台の直線母線上を押圧している。カッター／アンヴィル部は、普通の速度で一定に回転する。
【０００７】
再スタート操作の間、切断領域と連携するガイドホイールを経て通っているストランドは、円錐台の頂点に接触して、低速で巻いている。ストランドは、直線経路をとる傾向があるので、直ぐにスタートアップロールと円錐台の表面の間に詰まるようになり、延伸速度が上昇して、遂にアンヴィルとカッターの間に捕捉されると、次第に円錐台の上に堆積する。
【０００８】
したがって、この装置は、切断機の回転速度を変えずにストランドを送ることができる。しかし、この装置には欠点がないわけではない。
【０００９】
実際、早期のストランド切れを避けるためには、延伸速度を徐々に増加させることが必要であり、そのため、非常に長く張り出して設置された円錐台を、アンヴィルに取り付けることが必要である。この状態は、スタートアップロールを形成する一連のディスクによって円錐台に及ぼされる圧力により悪化する。このような装置は、３０〜５０ｍ／秒の延伸速度を維持する場合には、特に非常に早く消耗する。
【００１０】
もう一つのタイプの装置は、文献ＦＲ２３９７３７０に記載されており、ストランドを側面より切断機に導入するものである。
【００１１】
この装置は、主圧着シリンダーの一方の端部に隣接して設置され、主圧着シリンダーの軸に連携した補助的な圧着シリンダーを有し、また、補助的な圧着シリンダーと協働するように配置された補助的な刃付シリンダーを有する。
【００１２】
偶発的なストランド切れの場合、ストランドは、停止することなく切断機に再導入される。即ち、下記の通りである。
【００１３】
手動で引き取った後、ストランドは、低速で補助シリンダーの間に導入され、溝付プーリによりその位置に保持される。
【００１４】
切断機のように作動する二つの補助シリンダーの速度は徐々に増加して、ストランドは通常の延伸速度に達する。溝付プーリの作動により、ストランドは主切断領域に送られる。
【００１５】
この装置は、糸状ストランドを高速で回転する切断機に導入することに伴う困難性に対する興味ある解決法を有している。しかし、主切断機を交換する必要が生じる度毎に、補助シリンダーを外したり取り付けたりしなければならず、停止時間を最小にすることが要求される連続運転においては不利益をもたらす。
【００１６】
このような問題の一つの解決が文献ＦＲ２４９０２５１に記載されており、その手段は、アンヴィルシリンダーと協働する刃付シリンダーの両側面の間を通って平面の間に存在する領域にストランドを引き入れることからなり、該シリンダーの回転斧がほぼ水平面を通過し、次いで、延伸されたストランドを、アンヴィルシリンダーと刃付シリンダーの間に接する領域で区画された切断領域へ偏向させて、上流に設置され切断領域にほぼ隣接しているシリンダー表面の少なくとも一部の上に押圧することからなる。
【００１７】
しかし、この手段は、水平面にあるストランドをスタートアップ領域まで最初に引き取るためには、少なくとも１人の人手を要する。この段階では、多くの糸切れがあるために多くの時間が浪費される。一般的には、複数のダイからの複数のストランドが一緒に作業員によって始動機に運ばれるという理由から、このことは特に正しい。
【００１８】
従来、１日・１ダイ当たり２０台の糸切れという糸切れ率を数えることはありうることだった。
【００１９】
もう一つの解決手段は、特許ＵＳ５９３５２８９に記載されているような切断法を包含することからなり、ストランドは、各ダイの下で把持され自動的に再スタート系へ運ばれる。
【００２０】
しかし、このシステムは極めて複雑である。特に、かなり複雑な再スタート機構、導糸部、保護部及び把持の制御部からなり、それらは全て複雑そのものである。
【００２１】
本発明は、再スタートホイールも小ガイドローラも不要で、簡単にストランドを直線部へ移すことにより自動的に再スタートを達成することができるので、従来のシステムよりもはるかに簡単であることが判明し、１００％近い再スタート成功率が可能であり、いかなる場合でも９８％以上が可能である。
【００２２】
さらに、特許ＦＲ２４９０２５１に例示されている切断装置と比較して、本発明は、ストランドに人手の介在が不要であるから、完全に自動的である。
【００２３】
またさらに、本発明は、切断領域にストランドを運ぶためのアームも、再スタートホイールも有していない。これらの要素は、従来の装置には必須であるが、運転状態に置かれる時にストランドに力がかかるため、再スタート失敗率を無視できないほど上昇させる。
【００２４】
これは、従来技術の大きな不利益であるが、本発明では克服されている。
【００２５】
要するに、本発明の目的は、人手を介在させずに再スタートしうる（即ち、ストランドを掴み上げて切断を開始しうる）切断装置を提供することである。
【００２６】
さらに、本発明は簡単な解決法を目的とするもので、要素の数が少ないので、優れた信頼性を有し、効率的である。
【００２７】
本発明の主題は、熱可塑性繊維で形成されたストランドを切断するための装置であり、二つの平行な軸の周りを反対方向に回転する刃付ホイール及びアンヴィル−ホイールを有し、その二つのホイールを駆動する少なくとも一つの手段及びストランドをアンヴィル−ホイールと接触状態にする手段を有する。
【００２８】
本発明においては、切断装置はさらに下記のものを有する。
【００２９】
それらのホイールを支え、軸がそれらのホイール軸と平行な往復運動手段、及び連動して作動させる手段；
それらのホイールを接触状態に置くための手段；
ストランドを特に掴むための手段、及び、それらのホイールが接触状態にない場合に、ストランドを、刃付ホイールとアンヴィル−ホイールの間に通すために連動して作動させる手段。
【００３０】
一つの態様として、切断装置はさらに、アンヴィル−ホイール上のストランドの位置を変えて、接触が該ホイールの幅方向を横断して前後に動くことを確実にするための手段を有する。
【００３１】
これにより、アンヴィル−ホイールが幅全体にわたって使用されるという利点がある。
【００３２】
さらに詳しくは、そのような位置変えの手段は、１組の連結棒により作動する少なくとも一つのローラを有し、カムと連動している。
【００３３】
特別な方法では、本発明の切断装置はさらに、両端部の位置の間で往復運動する支持体の回転を規制する手段を有する。
【００３４】
本発明の範囲を逸脱しないかぎり、切断装置はさらに、アンヴィル−ホイールの表面周囲を磨く手段を有する。
【００３５】
さらに、切断装置は、カッター及びストランドをアンヴィル−ホイールに接触させる手段の上流部に設置された分離小ホイールを有する。
【００３６】
また、本発明は、熱可塑性の糸条物を切断する方法を目的とする。この方法は、少なくとも一つのストランドをアンヴィル−ホイールの周りに一定の巻き円弧で巻いて配列し、二つの平行な軸を有し互いに反対方向に回転する刃付ホイールとアンヴィル−ホイールとを接触させることにより、ストランドを切断するものである。
【００３７】
本発明の切断方法は、さらに、それぞれの軸（ｘ_１、ｘ_２）の周りを回転するホイールと連動した該ホイール軸の特定かつ同時の回転によって、切断を自動的に再スタートするものである。
【００３８】
特に、再スタートは、ホイールの上流にあるストランドを掴み、それを、静止して離れた状態にある両ホイールの間に、直線経路で通し、ホイールを動かして接近させ、両ホイールの回転を始動させ、切断に先立って、ストランドが、アンヴィル−ホイール上で最適な巻き円弧となるように且つ切断糸条の放出が所定の方向になるように、両ホイールを方向付ける。
【００３９】
その態様の一つは、さらに、アンヴィル−ホイールの幅方向を横断してストランドの位置を変えることからなる切断方法である。
【００４０】
この切断方法は、アンヴィル−ホイールの幅方向を横断して前後にストランドを動かしてもよい。
【００４１】
さらに、この切断方法は、切断中以外の時に、アンヴィル−ホイールを磨いてもよい。
【００４２】
さらにまた、この方法は、ストランドを掴んだ後に、切断してもよい。
【００４３】
本発明の方法は、さらに、ストランドの未切断部分を、掴み部が元の位置に戻る間に、切断糸条が落下する区域から移動させてもよい。
【００４４】
さらに、本発明の特徴、利益及び詳細は、以下のような記述を読めばいっそう明らかであろう。添付された図面を参照して例を示すが、これに限定されるものではない。
【００４５】
図１は、停止位置にある、本発明の切断装置の概略図である。
【００４６】
図２は、本発明の全体的な一覧図である。
【００４７】
図３は、ストランドを掴む直前における、本発明の本質的な要素を示す概略図である。
【００４８】
図４は、ストランドを掴んでいる状態の、本発明の概略図である。
【００４９】
図５及び６は、二つの切断位置における、本発明のカッターの概略図である。
【００５０】
図７は、アンヴィル−ホイールを研磨中の、カッターの概略図である。
【００５１】
図１は、本発明の主要素を概略的に描いたものである。
【００５２】
既に知られているように、カッターは、刃付ホイール１を有し、ホイールの半径に沿って突出している切断刃を備えている。切断刃は図示されていない。また、カッターは、「アンヴィル」として知られているホイール２を有し、その軸（ｘ_２）は、刃付ホイール１の軸（ｘ_１）と平行である。これら二つのホイールが一緒に接近して、それらの直線母線が接触し、互いに反対方向に回転すると、切断領域が創られる。
【００５３】
もちろん、ホイール１、２それぞれの接線速度は等しくなければならず、ホイール１と２の間の掴みトルクは、ストランドを形成する繊維の直径、ストランドの性質、切断速度等のような種々の切断パラメータに適合するように調整することができる。
【００５４】
さらに、必要な及び／又は可能なときにホイールの外表面を磨くために、アンヴィル−ホイール２の近くに、研磨ホイール４として知られているホイールが設置されていてもよい。
【００５５】
本発明において、刃付ホイール１とアンヴィル−ホイール２は、ホイール１及び２それぞれの軸ｘ_１及びｘ_２と平行な軸ｘ_３の周りを往復運動するバレル３のような回転手段の上に設置されている。
【００５６】
運転停止状態の図１において、ホイール１及び２は間隔Ｈが空いており、その間隔は、アンヴィル−ホイール２に対する磨耗の程度に応じて変えることができる。
【００５７】
さらに、本発明の切断装置は、いくつかの要素を所定の位置に動かすための連結棒５を複数有している。
【００５８】
アンヴィル−ホイール２の上流にあるストランドを導くための入口小ホイール６、これについては後で詳しく説明する。
【００５９】
ストランドを形成する種々の繊維を分離しておくことを可能にするための分離小ホイール７。しかし、この要素は、本発明の運転には必須ではない。
【００６０】
制御ローラー８の機能については後述する。
【００６１】
図２は、カッター自身（図１のように）だけでなく、偏向ホイールとして知られている小ホイール９を示す。運転中、この小ホイールは、ダイから産出されるストランドを垂直方向から水平方向に偏向させるためのものである。後者の向きは、ストランドがカッターに到達する向きである。
【００６２】
また図２は、掴み部１０が、三つの異なった位置（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）にある状態を概略的に示す：（ａ）は、掴み部が少なくとも一つのストランドを掴む端部の位置であり、（ｂ）は、ストランドが掴まれて、掴み部により運搬されている中間状態の位置であり、（ｃ）は、ストランドが掴み部に解放されるもう一方の端部の位置である。この操作は、後でさらに詳細に説明する。掴み部の動きは直線的であることが、有利である。
【００６３】
図３は、図１に続く第２の位置を図示したものであり、バレル３は、第１モータＡの作動の下に、第１角度α_１が約１０５°にて逆回り方向に回転したものである。バレルの表面に固定して設置されているカム１２は、ローラ８と接触して、結果的に、連結棒５の領域内にあるアンヴィル−ホイール２に近接する小ホイール６を動かす。
【００６４】
この作動順序の終わり、即ち、バレル３が角度α_２＞α_１まで回転した時、第２モータＣは、互いに締付けられていたホイール１及び２を駆動し、一方、第３モータＢは切断ホイール１を駆動する。
【００６５】
図２と３の間の位置、即ち、ホイールが一緒に締付けられる状態の前、掴み部は、離れているホイール１と２の間にストランドを滑り込ませ、次いで、ホイール１及び２が互いに締付けられてダイの吐出速度と一致した速度で回転すると、ストランドを解放する。
【００６６】
図４は、角度α_２が約１２５°である位置を図示したものである。入口の小ホイール６は、アンヴィル−ホイール２に可能な限り近接している。
【００６７】
図５は、バレル３が、図４における位置よりも少し進んだ位置にあることを示す図であり、バレルの往復回転運動の始動時に対応するものである。この運動は、カム１２上のローラ８の位置によって開始され、ストランドが、アンヴィル−ホイール２の幅方向を横断して前後運動することを引き起こす。この利点は、該ホイール２上の磨耗を均一に分散させて、結果として減少させるという効果をもたらす。
【００６８】
工程のこの段階で、アンヴィル−ホイール２の周りのストランドの巻き角度は、およそ２５０°である。
【００６９】
図６にて、ホイール２の周りの黒線は、巻き付いているストランドである。なお、この黒線は、ストランドが、分離小ホイール７を越えて入口小ホイール６の下を、引き続いてホイール２の上流へ通過して行くことを示している。
【００７０】
図５と比較すると、バレル３は、前後運動の一方の端部位置までさらに数度回転した状態であり、所定の角度で第２の端部位置まで反対方向に（反時計回り方向に）往復運動を始めようとする状態を表している。示されている図より、バレルは、軸ｘ_３の周りを約５°で往復運動することができる。
【００７１】
なお、本発明の範囲を逸脱しない限り、アンヴィル−ホイール２の外表面を磨くことができる。これは例えば、糸条切れ又は計画的な停止の際に行われる。
【００７２】
図７は、この操作時におけるバレル３の位置を示すものである。
【００７３】
研磨ホイール４は、連結棒５のほぼ正反対の位置に設置されるが、これは特別な装置であり、必須ではない。この装置は、本来、場所的な理由から選定されるものである。
【００７４】
研磨されるアンヴィル−ホイール２は、二つのホイール（２と４）が接線で接触するようにバレル３を適切に回転させることにより、研磨ホイール４に近接した状態となる。好みにより、１つ又は同一モータ、この例ではホイール１のモータＢで二つのホイールを駆動し、それらを逆方向に回転させる。この操作のために（図７にて）、バレル３は、停止位置に対して反時計回りに約４５°で回転した状態である。
【００７５】
概略的に述べると、本発明の切断装置の作動は次の通りである：
再スタートの開始前には、引き取り装置１１に掴まれて、いわゆる垂直方向に張力を受けるストランド以外は、装置は図２に示すような状態にある。掴み具１０は（ａ）の位置にある。
【００７６】
掴み具１０は、モータ（図示されていない）で駆動され、ストランドに触れると、それに接近する。掴み具の速度は、ストランドに無理な引っ張りを生じないように、引き取り装置の速度に適合させることが必要である。
【００７７】
独立した手段により、掴み具１０と引き取り装置１１の間での糸条の部分は切断される。
【００７８】
掴み具１０は、図２の点線で示す線状の動作経路を継続してストランドを引き取って、特に、互いに離れて静止している二つのホイール１及び２の間に通す。
【００７９】
そして（ｃ）の位置に到達すると、掴み具１０は停止する。この時点に先立って、ホイール１及び２は互いに締付けられて、図４に示す位置に回転した状態にある。その結果、ストランドは、それらホイールにより掴まれ、締付力は、当初はやや弱いが、次第に増加して、実際の切断の開始を示すようになる。
【００８０】
さらに、位置（ｃ）で停止していた掴み具１０は、往きの経路に平行で、動作中のホイールの傍を通過するように、元の直線経路で位置（ａ）に戻る。初期の位置（ａ）に戻る経路の間に、掴み具は、ストランドの未切断部分を掴み、それを切断糸条が落下する区域から遠ざける。
【００８１】
次いで、バレル３の往復運動は、ストランドが、アンヴィル−ホイール２の幅方向を横断して前後運動するように連動して行われる。
【００８２】
実際の切断は、糸条切れ又はホイール２の交換あるいは研磨のための計画的な停止に至るまで、このようにして行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】停止位置にある、本発明の切断装置の概略図である。
【図２】本発明の全体的な一覧図である。
【図３】ストランドを掴む直前における、本発明の本質的な要素を示す概略図である。
【図４】ストランドを掴んでいる状態の、本発明の概略図である。
【図５】二つの切断位置における、本発明のカッターの概略図である。
【図６】二つの切断位置における、本発明のカッターの概略図である。
【図７】アンヴィル−ホイールを研磨中の、カッターの概略図である。

Claims (13)

1. 二つの平行軸（ｘ_１、ｘ_２）の周りを反対方向に回転する刃付ホイール（１）及びアンヴィル−ホイール（２）を有し、該両ホイールを作動する少なくとも１つの手段（Ｂ）と、ストランドをアンヴィル−ホイール（２）と接触させる手段（６）を有する、熱可塑性繊維で形成されたストランドを切断するための装置であって、さらに下記（イ）、（ロ）、（ハ）を有することを特徴とする装置。
   （イ）軸（ｘ_３）が該両ホイールの軸と平行で、該両ホイール（１、２）を支持する往復運動手段（３）、及び、連動して作動させる手段（Ａ）；
   （ロ）該両ホイールを接触状態に置くための手段（Ｃ）；
   （ハ）ストランドを特に掴むための手段（１０）、及び、該両ホイールが接触状態にない場合に、刃付ホイール（１）とアンヴィル−ホイール（２）との間にストランドを通すために連動して作動させる手段。
2. さらに、接触が、該ホイール（２）の幅方向を横切って前後へ動くことを確実にするように、アンヴィル−ホイール（２）上のストランドの位置を変えるための手段（８、９）を有することを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
3. 位置変えの手段が、連結棒（５）の設置によって作動する少なくとも１つのローラー（８）を有し、カム（１２）と連動することを特徴とする請求項２に記載の切断装置。
4. さらに、支持体（３）の回転を両末端位置の間で規制する手段を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の切断装置。
5. さらに、アンヴィル−ホイール（２）の表面周囲を磨く手段（４）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の切断装置。
6. さらに、カッターの上流で、且つストランドをアンヴィル−ホイール（２）と接触状態に置くための手段（６）の上流に設置された分離小ホイール（７）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の切断装置。
7. アンヴィル−ホイール（２）の周りに一定の円弧で糸条を巻き付け、二つの平行軸（ｘ_１、ｘ_２）を有するアンヴィル−ホイール（２）及び該アンヴィル−ホイール（２）とは逆方向に回転する刃付ホイール（１）との接触によってストランドを切断することからなる熱可塑性繊維で形成されたストランドを切断する方法であって、さらに該ホイール（１、２）の軸の回転が、それらの各軸（ｘ_１、ｘ_２）の周りの各ホイールの回転と連動して特定かつ同時に回転することにより自動的に再スタートしうることを特徴とする方法。
8. 再スタートが、前記両ホイールの上流にあるストランドを掴み、静止して互いに離れた状態にある該両ホイールの間に、それを直線経路で通し、両ホイールを動かして接近させ、両ホイールの回転を開始し、切断に先立って、ストランドがアンヴィル−ホイール上で最適の巻き円弧となるように且つ切断糸条の放出が所定の方向になるように、両ホイールを方向付けることからなることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. さらに、アンヴィル−ホイール（２）の幅方向を横切ってストランドの位置を変えることからなることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. アンヴィル−ホイール（２）の幅方向を横切ってストランドを前後に動かすことからなることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 切断している以外の時に、アンヴィル−ホイール（２）を磨くことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の方法。
12. さらに、ストランドを掴んだ後に切断することからなることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の方法。
13. さらに、掴み具が、元の位置に戻りつつ、ストランドの未切断部分を切断糸条が落下する区域から戻すことからなることを特徴とする請求項１２に記載の方法。