JP2017166089A - 糸加工装置および糸加工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本発明の一実施形態に係る糸加工装置10の概要について、図面を参照して説明する。図1は、糸加工装置10の全体説明図である。図2は、糸加工装置10の制御系ブロック図である。図12は、糸加工装置10の変形例の制御系ブロック図である。なお、図1では、説明を明解にするために、XYZ座標(3次元座標)における糸加工装置10を示しているが、その他の図中の座標軸はこの図1に示すXYZ座標に対応している。
次に、糸加工装置10の要部であるスプレー部13について、図面を参照して説明する。図3は、糸加工装置10のスプレー部13の説明図である。図4は、ノズル正面方向におけるスプレー部13のノズル24周辺の説明図である。図5は、ノズル側面方向におけるスプレー部13のノズル24周辺の説明図である。図6〜図11は、糸16を複数列に配置する準備工程におけるスプレー部13の配列部50周辺の動作説明図である。図13および図14は、ノズル24の配置の変形例の説明図である。図15および図16は、マスク42の配置の変形例の説明図である。
糸16の先端部を送り出させることができる(図1、図11参照)。位置調節部52を用いた構成とすることで、所定ピッチで糸16を複数列に配置することができる。本実施形態では、一対のドラム51A、51Bの間で複数列に配置された糸16に向けて塗料をスプレーすることとなる。また、位置調節部52を用いた糸16の配置構成は、乾燥部14にも用いることができる。このような構成とすることにより、乾燥部14内においても、複数列の糸16を所定ピッチで離した状態で送りながら乾燥させることができ、効果的に乾燥させることができる。
次に、本発明の一実施形態に係るノズル24から糸16に塗料をスプレーする糸加工方法について、前述の糸加工装置10のスプレー部13の動作に対応させて説明する。このため、糸加工方法は、配列工程と、電場発生工程(前処理工程を含む)と、スプレー工程と、を含む。
スプレー対象となる糸16は、高分子化合物を構成成分として含む糸状の材料、又はこれを束ねた材料(綿、織布、不織布、紙等)であれば、具体的な材質、天然繊維・合成繊維の違い、材料の形態等は特に限定されない。例えば、糸16の種類としては、麻、木綿等の植物繊維、羊毛、絹等の動物繊維、レーヨン等の再生繊維、ポリアミド系合成繊維、ポリエステル系合成繊維、アクリル系合成繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリオレフィン系合成繊維、ポリウレタン系合成繊維、セルロース系半合成繊維、及びタンパク質系半合成繊維等が挙げられる。
前処理工程は、後述する電場発生工程で電場を発生させることのできる導電性を有する糸16を準備する。ここでは、電解質溶液を含有した糸16を入手しても、或いは電解質溶液を含有した糸16を自ら調製してもよい。電解質溶液を含有した糸16を自ら調製する場合の調製方法は、特に限定されないが、例えば糸16を電解質溶液に浸漬する方法、電解質溶液を糸16にスプレーする方法、及び電解質溶液を糸16に滴下する方法が挙げられる。本実施形態では、前述の前処理部36における、液接触部40(液槽40A)内で糸16を電解質溶液に浸漬する。
配列工程は、一本の糸16を複数列に配置する。本実施形態では、前述の配列部50における、糸16の複数列の並び方向(Y軸に沿う方向)に、一対のドラム51A、51Bの間で糸16を順繰りに巻き付けながら送って配置する。これによれば、一本の糸に対して複数列に配置することができる。なお、配列工程は、図6乃至図11を参照して説明したとおりである。
電場発生工程は、糸16とノズル24との間で電場を発生させる。本実施形態では、前述の電場発生部31における、糸16と接する糸用電極34およびノズル24内に設けられるノズル用電極32のそれぞれに電圧を印加する。
スプレー工程は、電場が発生している状態で糸16に向けて塗料をスプレーする。本実施形態では、前述のスプレー部13における、ノズル24で糸16にスプレーすることをスプレー工程としている。ここで、ノズル24のスプレー口の口径は、通常0.03mm以上、好ましくは0.05mm以上、より好ましくは0.1mm以上であり、通常1.0mm以下、好ましくは0.5mm以下、より好ましくは0.3mm以下である。上記範囲内であると、効率良く塗料を塗着させることができる。
「変性・機能付与成分」とは、例えば糸16を染色するための染料(顔料)のほか、抗菌剤、消臭剤、撥水撥油剤、難燃剤、漂白剤、柔軟剤、糊剤、防汚剤等の糸16を変性するため若しくは糸16に機能を付与するために使用される公知の成分を意味するものとする。また、「補助成分」とは、例えば染料の分散性・定着性を高めるために用いられる界面活性剤、染色に使用される酸・塩基等の糸16の加工処理に使用される補助的な成分を意味するものとする。下記に染料等の具体的種類を列挙するが、糸16に使用される変性・機能付与成分は幅広く市販されており、本発明の塗着方法が下記に挙げるものに限定されない。なお、本発明における「染料」には、溶媒に溶解しない「顔料」も含まれるものとする。
直接染料、酸性染料(レベリング系、ハーフミーリング系、ミーリング系)、分散染料(アゾ系、キノン系)、反応染料、カチオン染料、建染染料、硫化染料、ナフトール染料
・抗菌剤、消臭剤
銀、酸化チタン、酸化亜鉛、金、白金、銅、ゼオライト、木炭、トリアジン系化合物、フェノール系化合物、キチン、キトサン
・撥水撥油剤
フッ素系高分子化合物、シリコン系高分子化合物、ポリオレフィン系高分子有機化合物
・難燃剤
リン系有機化合物、ハロゲン系化合物、硫酸アンモニウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、ケイ酸ナトリウム
・糊剤
カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、セルロースナノファイバー、アルギン酸ナトリウム、キトサン
「原料化合物」とは、具体的には糸16中で形成させる物質の原料化合物を意味し、例えば抗菌剤、消臭剤として用いられる銀や酸化チタン等の無機固体化合物を糸16に塗着させるために有効な成分である。具体的な原料化合物としては、無機固体化合物の原料となる金属イオン(金属塩)、有機金属化合物、並びに金属イオンや有機金属化合物を酸化する酸化剤、又は還元する還元剤が挙げられる。
硝酸銀(AgNO3)、テトラクロロ金(III)酸(HAuCl4)、ヘキサクロロ白金酸(H2PtCl6)、塩化銅(II)(CuCl2)
・有機金属化合物
アルコキシシラン
・酸化剤
過酸化水素、オゾン、塩酸、硫酸
・還元剤
水素化ホウ素ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、亜硫酸塩、亜硝酸塩、ヒドラジン、アスコルビン酸及びその塩、シュウ酸及びその塩
塗料に使用される溶媒は、塗料に含まれる成分等に応じて適宜選択されるべきであるが、コストの観点から通常水を使用する。なお、水のほか、メタノール、エタノール、1−プロピルアルコール、2−プロピルアルコール、ブタノール、酢酸、ギ酸等のプロトン性極性溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒;ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロホルム、トリクロロエチレン、ベンゼン、エチルベンゼン、キシレン、トルエン、ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、塩化メチレン等の無極性溶媒等が挙げられる。なお、溶媒は1種類に限られず、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
11 糸送出し部
16 糸
24 ノズル
31 電場発生部
50 配列部
Claims (15)
- 糸を複数列に配置する配列部と、
前記糸に向けて塗料をスプレーするノズルと、
前記糸と前記ノズルとの間で電場を発生させる電場発生部と、
を備えることを特徴とする糸加工装置。 - 請求項1記載の糸加工装置において、
前記配列部は、
一対のドラムと、
前記糸の複数列の並び方向に、前記一対のドラムの間で前記糸を順繰りに巻き付ける位置を調節する位置調節部と、
を備えることを特徴とする糸加工装置。 - 請求項2記載の糸加工装置において、
前記位置調節部は、
軸状に構成されて、前記一対のドラムにおける一のドラムに対して前記糸が巻きつけられる位置を所定ピッチ間隔で調節可能に構成された軸部材と、
前記糸の端部を掴みながら前記一対のドラムの外周を通過するように移動することで、前記一対のドラムの外周に前記糸を巻きつける糸掴み部と、
を備えることを特徴とする糸加工装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の糸加工装置において、
前記糸の長さ方向に沿って前記ノズルが複数並んで設けられることを特徴とする糸加工装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の糸加工装置において、
複数列に並ぶ前記糸の並び方向に沿って前記ノズルが複数並んで設けられることを特徴とする糸加工装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の糸加工装置において、
前記電場発生部は、複数列の前記糸と接する位置に設けられ、前記糸の並び方向に沿って延在する電極を備えることを特徴とする糸加工装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の糸加工装置において、
前記電場発生部は、前記糸の周囲に設けられ、前記電場の状態を制御するマスクを備えることを特徴とする糸加工装置。 - 請求項7記載の糸加工装置において、
前記マスクは、導電性を有しており、
前記電場発生部は、前記マスクに電圧を印加する電源部を備えることを特徴とする糸加工装置。 - 請求項7記載の糸加工装置において、
前記マスクは、絶縁性を有していることを特徴とする糸加工装置。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の糸加工装置において、
前記電場発生部は、前記糸に電解質溶液を接触させる液接触部と、前記糸から前記電解質溶液を絞る液絞り部と、を備えることを特徴とする糸加工装置。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の糸加工装置において、
糸を送り出す送出し部と、
前記送出し部から送り出された前記糸を巻き取る巻取り部と、
前記ノズルおよび前記電場発生部を備えるスプレー部と、
塗料がスプレーされた前記糸を乾燥させる乾燥部と、
前記送出し部、前記巻取り部、前記スプレー部および前記乾燥部を制御する制御部と、
を備え、
前記送出し部から前記巻取り部まで送られる前記糸に対して前記スプレー部および前記乾燥部の組が複数設けられることを特徴とする糸加工装置。 - 糸を複数列に配置する配列部と、
前記糸に向けて塗料をスプレーするノズルと、
前記糸と前記ノズルとの間で電場を発生させる電場発生部と、
を備え、
前記ノズルが、前記糸の長さ方向に沿う方向に複数並んで設けられると共に、前記糸の並び方向に沿って複数列に並ぶように設けられることを特徴とする糸加工装置。 - ノズルから糸に塗料をスプレーする糸加工方法であって、
(a)前記糸を複数列に配置する工程と、
(b)前記糸と前記ノズルとの間で電場を発生させる工程と、
(c)電場が発生している状態で前記糸に向けて塗料をスプレーする工程と、
を含むことを特徴とする糸加工方法。 - 請求項13記載の糸加工方法において、
前記(a)工程では、前記糸の複数列の並び方向に、一対のドラムの間で前記糸を順繰りに巻き付けながら送って配置することを特徴とする糸加工方法。 - 請求項13または14記載の糸加工方法において、
前記(b)工程では、前記糸の周囲に設けられるマスクによって前記電場の状態を調整することを特徴とする糸加工方法。
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