JP2006022464A - 仮撚テクスチャード加工方法および仮撚テクスチャード加工用の仮撚スピンドル - Google Patents

Abstract

【課題】１つ以上フィラメント糸から飾り糸を製造する糸処理方法ならびにこの方法を実行するための仮撚スピンドルおよび糸処理装置を提案する。
【解決手段】フィラメント糸を仮撚テクスチャード加工ユニットに供給する処理工程と、テクスチャード加工ユニットの仮撚スピンドルによりフィラメント糸に軸方向トルクを伝達させることによってある撚り密度でフィラメント糸の撚りを生じさせる処理工程とを備え、伝達トルクを一定に維持することにより、撚り密度に影響を及ぼすプロセス変動が補償される。
【選択図】なし

Description

本発明は、フィラメント糸を仮撚テクスチャード加工ユニットに供給する処理工程と、仮撚テクスチャード加工ユニットの仮撚スピンドルによりフィラメント糸に軸方向トルクを伝達させることによってある撚り密度でフィラメント糸に撚りを生じさせる処理工程とを備え、少なくとも１つのフィラメント糸から飾り糸を製造する糸処理方法に関し、また、この方法を実施するための仮撚スピンドルおよび糸処理装置に関する。

フィラメント糸とくにマルチフィラメント糸のテクスチャード加工は先行技術で公知である。テクスチャード加工は、プラスチック状の平坦且つ滑らかなマルチフィラメント糸から捲縮加工され構造化された糸を製造するために用いられる。この糸は、かさ高な構造を有しているため、織物特性を有している。このため、マルチフィラメント糸は、一般にはスプールから巻き戻され、第１のフィーダロールを通り、次いでヒータ（第１ヒータ、主ヒータ）で加熱され、冷却レール上で冷却され、仮撚スピンドルおよびその後段に配された第２フィーダロールならびにいわゆるテークオフ・フィーダロールを通り、そして最後に糸スプールに巻付けられる。仮撚スピンドルは、１作業プロセスで一時的にマルチフィラメント糸を強く撚るために使用され、すなわちフィラメント糸に軸方向トルクを伝達させることによりマルチフィラメント糸または個々のフィラメント糸に撚りを生じさせるために使用される。この一時的な撚り（トルク状態）は仮撚（ＦＤ）と呼ばれる。加撚の結果として回転背圧が形成され、この背圧はヒータ（撚り領域）へ戻るように作用し、これにより仮撚スピンドルの前段での加熱冷却によりフィラメント糸のトルクを熱的に固定することができる。仮撚スピンドルの後段では再び解撚される。熱的固定がトルク状態で達成される結果、糸は所望の捲縮加工構造を有するものになる。

仮撚スピンドルとして摩擦仮撚スピンドルを使用することにより、生産速度を極めて高速化することができる。これらの仮撚スピンドルでは、フィラメント糸は摩擦面を用いて間接的に駆動される。スピンドルすなわち円盤摩擦ユニットの円盤に比べて糸の直径が小さいので、円盤の回転とフィラメント糸の加撚との間の伝達比を大きくすることができる。三軸円盤摩擦ユニットはこれに特に好適する。従って、主として摩擦仮撚スピンドルとくに三軸円盤摩擦ユニットと、交差ベルトによりフィラメント糸にトルクを伝達させるいわゆるニップツイスタが、仮撚スピンドルとして使用されている。そのような円盤摩擦ユニットは、例えば特許文献１に開示されている。ニップツイスタは特許文献２に開示されている。
独国特許出願公開第３７４３７０８号明細書 特開平６−１８４８４８号公報

摩擦による加撚によれば、回転速度ひいては生産速度を極めて高速化することができる。フィラメント糸と仮撚スピンドルとの間の摩擦関係が変化し、すなわちプロセス変動つまりプロセス不安定性が生起すると、糸構造が不均一になり、すなわち糸に欠陥が生じ、従って生産された糸の品質が低下する。そのような欠陥すなわち障害は、例えば、紡糸ミルでの障害から生じたり、糸表面における紡糸前処理（spinning preparation）の適用や調節の不均一さから生じ、またテクスチャード加工中の温度変動や例えばヒータおよびまたは冷却レールにおける汚染により生じる。これらの障害により、いわゆる糸のバルーニングを来すことになり、このバルーニングは特に高い回転速度で生じる。糸のバルーニングの結果、例えば糸走行が制御不能となり、また糸張力に変動が生じる。この結果、糸が例えば仮撚スピンドルの円盤表面でジャンプすることがある。この撚りすべり（twist slippage）により撚り領域で撚り不足が生じ、すなわち撚り密度つまりフィラメント糸の単位長さあたりの撚りの数が変動する。処理対象の糸が加撚されることなく、仮撚スピンドルをばらばらに通過することがある。この結果、短い近接糸部分いわゆる「タイトスポット」や、サージングと称される不均一にテクスチャード加工された長い糸部分が生じる。サージング中、糸張力が急増し、これにより仮撚スピンドルにおける力の平衡が失われる。糸には加撚なしの領域が形成される。更に、伸張値が変動し、また染色は不満足なものになる。

摩擦仮撚スピンドルを用いて毎分３００ｍを越えるテクスチャード加工速度を達成することができる。テクスチャード加工領域における加熱領域および冷却領域の長さは、捲縮加工の熱的固定を確実なものにするために、テクスチャード加工速度に適合したものにされる。テクスチャード加工領域の全長が５〜６ｍである場合、サージング現象は、力固定（force locking）により作動する摩擦仮撚スピンドルに関連して特に頻繁に生じる。先行技術による力固定式の仮撚スピンドルでは、発生する撚り密度を極めて正確に制御することはできない。この結果、サージングというプロセス技術製造限界が生じ、従って撚り領域で糸のバルーニングが生じ、これに伴って糸張力が変動する。このため、撚りに変動を来す結果となる。プロセスの安定性限界は、一方ではテクスチャード加工領域の幾何学形態すなわち加工領域の長さ、偏向点（deflection points）、糸支持などによる影響を受け、他方では供給材料の品質すなわち供給材料の均一性、配合など、つまり生起するプロセス変動による影響を受ける。

本発明の目的は、仮撚テクスチャード加工により飾り糸を製造するものであって、先行技術の欠点を回避し、特にサージング現象を防止する糸処理方法および仮撚スピンドルを提供することにある。

上記の目的は、独立項の糸処理および仮撚スピンドルにより解決される。これらの独立項は本発明の好適な実施の形態を表している。

少なくとも１つのフィラメント糸から飾り糸を製造する本発明の糸処理方法において、フィラメント糸を仮撚テクスチャード加工ユニットに供給した後、仮撚テクスチャード加工ユニットの仮撚スピンドルによりフィラメント糸に軸方向トルクを伝達することによってある撚り密度でフィラメント糸に撚りを加える。本発明によれば、伝達トルクを一定に保持することにより、撚り密度に影響を及ぼすプロセス変動を補償する。

先行技術による摩擦仮撚スピンドルはできる限り一定速度で動作し、この一定速度は生産速度に対する所望値として予め定められる。摩擦変動すなわち糸張力変動は、処理対象のフィラメント糸への伝達トルクを常に変動させる。仮撚スピンドルが力固定的な要素であるので、一定トルクを導入することは極めて妥当である。

トルク（Ｄ）は、フィラメントに対して接線方向に作用する力（Ｋ）とフィラメント糸の半径（Ｒ）とのベクトル積として定義される。

Ｄ ＝ Ｋ×Ｒ
垂直に作用する力は、結果としてフィラメント糸の軸方向トルクを生じさせる。「作用反作用」の物理法則により、フィラメント糸の半径が変動する場合または仮撚スピンドルたとえば円盤摩擦ユニットの円盤とフィラメント糸との間の摩擦の変動により力伝達が不十分になる場合には、たとえば、一定回転速度での円盤の駆動に必要な力が変動する。円盤の回転は多かれ少なかれ強く制動される。仮撚スピンドルの回転速度を一定に保持するのではなく伝達トルクを一定に保持する場合、フィラメント糸の単位長さあたり同一の撚り数が連続的に生成される。すなわち撚り密度が一定になる。糸張力の変動、糸半径の差異、糸の表面粗さの変化などのプロセス変動は補償される。

一定トルクを導入することにより糸の撚り密度が一定になると共に製造プロセスが十分に安定化される。更なる利点は、一定トルクの導入により同一の撚り密度で製造プロセスを維持できることであり、仮撚スピンドル速度をプロセス速度に応じて制御する場合には同一撚り密度は達成されない。

好ましくは、伝達トルクは、仮撚スピンドルを駆動する電動モータの電力消費を制御することにより実現される。ここで、一定電圧において電動モータに流れる電流の電流密度が一定に維持される。電動モータにより取り出される電力は、円盤を回転するために電動モータが費やす力に対応している。電力Ｐは、印加電圧Ｖと電動モータに流れる電流Ｉとの積として定義される。一定電圧が印加される場合、電力消費ひいては発生、伝達されるトルクを電流制御により調整することができ、また一定に保持することができる。これは信頼性のある方法であり、既知の電気部品を用いて実施することができる。

本発明の更なる実施の形態において、伝達トルクはトルクセンサにより計測され、仮撚スピンドルの回転速度はトルクが一定に維持されるように制御される。これによりトルク伝達を直接に制御することができる。

仮撚テクスチャード加工ユニット用の本発明の仮撚スピンドルは、フィラメント糸に軸方向トルクを伝達することにより、ある撚り密度でフィラメント糸に撚りを生じさせるようセットアップされる。本発明によれば、一定保持手段が設けられ、伝達トルクを一定に維持することにより撚り密度に影響を及ぼすプロセス変動を補償するようにセットアップされる。本発明の方法は、本発明の仮撚スピンドルにより実施することができる。本発明に係る仮撚スピンドルは本発明の方法の利点を得ることができる。

一定トルクの導入は、任意の摩擦仮撚スピンドルを使用して実施することができる。好ましくは、３軸円盤摩擦ユニットおよびニップツイスタが用いられる。本発明の仮撚スピンドルは、好ましくは円盤摩擦ユニットまたはニップツイスタを備える。これらの仮撚スピンドルは力固定式の仮撚スピンドルであり、これを用いてプロセス速度すなわち糸生産速度を高速化することができる。

本発明による仮撚スピンドルは、例えば、平坦な特性を有する駆動モータを用いて実施することができる。そのような駆動モータはその出力が迅速に適応可能でなく、制動力が存在すると駆動モータ出力が制動力に自動的に追従する。しかし、この種の駆動モータにはトルク伝達を行えないという欠点がある。

本発明の仮撚スピンドルは、スピンドル駆動用にセットアップされた電動モータを有することが好ましく、一定保持手段は、好ましくは、一定電圧において電動モータに流れる電流を一定に維持することにより電動モータの電力消費を一定に維持するようにセットアップされる。一定保持手段のこの実施の形態は低廉に製造することができ、また使用上の信頼性がある。勿論、仮撚スピンドルは、水タービンや空気タービンまたは静電駆動装置あるいは重力駆動装置などの非電気的な駆動装置を有することもできる。

別の好適な実施の形態では、本発明に係る仮撚スピンドルの一定保持手段はトルクセンサを有し、一定保持手段は、トルクセンサにより伝達トルクを測定すると共にトルクが一定に維持されるように仮撚スピンドルの回転速度を制御するようセットアップされる。トルクセンサによりトルク伝達を直接に制御することができる。

本発明の糸処理装置は、仮撚スピンドルを備えた１つ以上の仮撚テクスチャード加工ユニットを備える。

図面を参照して、例示的な実施の形態を用いて本発明を以下詳細に説明する。

添付図面は、発明の主題を極めて概略的に示すものになっており、一定尺度での図示と解すべきではない。本発明による発明の主題に係る個々の部品は、その構造が明瞭になるように表されている。

図１は、本発明の糸処理装置における糸走行を示す。フィラメント糸１たとえば部分延伸糸（ＰＯＹ）は、第１フィーダロール３を備えたボビン・クリール２の後方の供給パッケージから引き出される。フィラメント糸１は、第１フィーダロール３と第２フィーダロール４との間に位置づけられたテクスチャード加工ユニット５により撚り状態で伸張され、第１ヒータ６により加熱され、冷却レール７により再び冷却され、次に仮撚スピンドル９によりフィラメント糸１に軸方向トルクを伝達させることによって撚りを生じさせる。捲縮加工を良好に固定するには、糸温度を約２００℃にするべきである。また、糸品質を均一にするためには、糸が仮撚スピンドル９に入る前に糸を約８０℃のガラス繊維温度で冷却することが重要である。糸張力は、仮撚スピンドル９の後段で計測および評価することができ、オンラインの品質モニタに供される。一般に交絡（intermingling）８は固定ヒータ（set heater）１０を用いる固定領域の前段で行われる。交絡が固定ヒータ１０で固定され、ノットがより安定化されるからである。固定プロセスから交絡を切り離すため、更なるフィーダローラ１１が交絡部８と固定ヒータ１０との間に配置される。

固定領域では捲縮加工が幾分か再度除去される。これに加えて、テクスチャード加工された糸が縮んだり縺れる傾向が低減される。テクスチャード加工速度の増大につれて、単純な加熱プロセスは、糸が縺れる傾向を解消するにはもはや十分とはいえず、従って、固定領域では、取り出しロール１２の前段に配された撚りノズル（減捻）１４を用いて僅かな逆回転が頻繁に加えられる。

スプール領域では、スプール装置１６によりフィラメント糸１にスプールオイルが適用され、糸スプール１８に糸が巻かれる。目的は非常に異なることがある。標準的なプロセスでは、重量が５ｋｇ以上のできる限り大きいスプールを紙製チューブに単に巻回すべきである。

仮撚テクスチャード加工では、糸を撚り状態に熱的に固定することにより所望の嵩を得ることができる。十分な捲縮加工を達成するには、１メートルあたり２５００ないし７０００という非常に大きい撚り密度が必要である。その結果、プロセス変動によって生じる仮撚スピンドル９からフィラメント糸１へのトルク伝達の変動は、特に大きい影響を及ぼすものになる。本発明によれば伝達トルクが一定に維持される。このため、仮撚スピンドル９は、出力制御される電動モータ２０を備えている。電動モータ２０に電流が流れるが、この電流は一定保持手段２１により一定に維持される。電動モータ２０が一定電圧を与える電圧源２２に接続されているので、電流もまた一定保持手段により一定に維持され、この結果、電動モータの電気的出力が一定になる。電動モータ２０は回転円盤２を駆動し、この回転円盤はフィラメント糸１と力固定的に接触している。これによりトルクがフィラメント糸に伝達される。電動モータ出力が一定に維持されるので、トルクは一定である。また、一定保持手段２１は伝達トルクを一定に維持することにより、撚り密度に影響を及ぼすプロセス変動を補償するようにセットアップされる。

１つ以上のフィラメント糸から飾り糸を製造する糸処理方法ならびにこの方法を実施するための仮撚スピンドルおよび糸処理装置が提案され、この方法は、フィラメント糸を仮撚テクスチャード加工ユニットに供給する処理工程と、仮撚テクスチャード加工ユニットの仮撚スピンドルによりフィラメント糸に軸方向トルクを伝達することによってある撚り密度でフィラメント糸に撚りを生じさせる処理工程とを備える。本発明によれば、伝達トルクを一定に維持することにより、撚り密度に影響を及ぼすプロセス変動が補償される。

本発明は、上記の例示的な実施の形態に限定されない。むしろ、本発明は、基本的に種々のタイプの設計において本発明の特徴を使用する多数の変形例を有するものである。

１つ以上のフィラメント糸から飾り糸を製造する糸処理方法ならびにこの方法を実施するための仮撚スピンドルおよび糸処理装置が提案され、この方法は、フィラメント糸を仮撚テクスチャード加工ユニットに供給する処理工程と、仮撚テクスチャード加工ユニットの仮撚スピンドルによりフィラメント糸に軸方向トルクを伝達することによってある撚り密度でフィラメント糸に撚りを生じさせる処理工程とを備える。本発明によれば、伝達トルクを一定に維持することにより、撚り密度に影響を及ぼすプロセス変動が補償される。

本発明の糸処理装置における糸走行を示す図である。

Claims (8)

1. フィラメント糸（１）を仮撚テクスチャード加工ユニット（５）に供給する処理工程と、前記仮撚テクスチャード加工ユニット（５）の仮撚スピンドル（９）により前記フィラメント糸（１）に軸方向トルクを伝達させることによってある撚り密度で前記フィラメント糸（１）に撚りを生じさせる処理工程とを備え、１つ以上のフィラメント糸から飾り糸を製造する糸処理方法において、
   前記伝達トルクを一定に維持することにより、前記撚り密度に影響を及ぼすプロセス変動を補償することを特徴とする糸処理方法。
2. 前記仮撚スピンドル（９）を駆動する電動モータ（２０）の電力消費を制御することにより前記伝達トルクを実現し、一定電圧において電動モータ（２０）に流れる電流の電流強度を一定に維持する請求項１に記載の糸処理方法。
3. 前記電圧トルクをトルクセンサにより計測し、前記仮撚スピンドル（２０）の回転速度をトルクが一定に維持されるように制御する請求項１または２に記載の糸処理方法。
4. フィラメント糸（１）に軸方向トルクを伝達することによってある撚り密度でフィラメント糸（１）に撚りを生じさせるように設けた仮撚テクスチャード加工ユニット（５）用の仮撚スピンドル（９）であって、
   一定保持手段（２１）を設け、前記伝達トルクを一定に維持することにより、撚り密度に影響を及ぼすプロセス変動を補償するように設けたことを特徴とする仮撚スピンドル。
5. 円盤摩擦ユニットまたはニップツイスタを備えることを特徴とする請求項４に記載の仮撚スピンドル（９）。
6. 前記仮撚スピンドル（９）を駆動するように設けられた電動モータ（２０）を有し、好ましくは一定電圧において前記電動モータ（２０）に流れる電流を一定に維持することにより前記電動モータ（２０）の電力消費を一定に維持するよう前記一定保持手段（２１）を設けたことを特徴とする請求項４または５に記載の仮撚スピンドル（９）。
7. 前記一定保持手段（２１）がトルクセンサを備え、前記トルクセンサにより前記伝達トルクを測定し、前記仮撚スピンドル（９）の回転速度を前記トルクが一定に維持されるように制御するよう前記一定保持手段（２１）を設けたことを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の仮撚スピンドル（９）。
8. 請求項４ないし７のいずれか１項に記載の仮撚スピンドル（９）を具備した１つ以上の仮撚テクスチャード加工ユニット（５）を備える糸処理装置。

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