JP2021110051A - 捲縮機及びトウバンドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造可能にする捲縮機の提供。【解決手段】捲縮機は、互いの周面の間に搬送されるフィラメント１１が挿通される一対のニップロール２、３と、フィラメント１１と接触する接触面６ａ、７ａを有し、一対のニップロール２、３よりもフィラメントの搬送方向の下流側に配され、互いの接触面６ａ、７ａが間隙をおいて対向配置された第１部材６及び第２部材７と、間隙に配され、第１部材６及び第２部材７のうちいずれかの部材の接触面６ａ、７ａに向けてフィラメントを押圧する押圧部材５と、を備える。接触面６ａ、７ａの表面粗さＲａは、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、フィラメントを捲縮する捲縮機、及び、捲縮されたフィラメントからなるトウバンドの製造方法に関する。

捲縮されたトウバンドを製造する場合、例えば、特許文献１に開示されるような捲縮機が用いられる。この捲縮機は、一対のニップロールと、一対の板材（チャンバー）と、押圧部材（フラッパー）とを備える。当該捲縮機では、フィラメントが搬送されながら一対のニップロール間に挿通されて捲縮される。一対のニップロールを通過したフィラメントは、一対の板材の各板面により蛇行されながら搬送されると共に、押圧部材により一対の板材のうちの一方の板面に押圧される。これによりフィラメントは、更に捲縮される。

特表２００９−５０１２８２号公報

上記構成を有する捲縮機では、一対のニップロールによりフィラメントを搬送方向の下流側に送り出して搬送する力（以下、単に搬送力とも称する。）に対して、フィラメントが一対の板材の板面から受ける摩擦力が過度に大きくならないように適切に設定されている必要がある。この設定が不適切であると、均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造するのが困難となる場合がある。トウバンドの捲縮が不均一であると、例えばトウバンドを用いてシガレットフィルターを製造した場合、シガレットフィルターの通気抵抗（ＰＤ）がばらつき、シガレットフィルターの品質が低下する。

そこで本発明は、均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造可能にすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る捲縮機は、互いの周面の間に搬送されるフィラメントが挿通される一対のニップロールと、前記フィラメントと接触する接触面を有し、前記一対のニップロールよりも前記フィラメントの搬送方向の下流側に配され、互いの前記接触面が間隙をおいて対向配置された第１部材及び第２部材と、前記間隙に配され、前記第１部材及び前記第２部材のうちいずれかの部材の前記接触面に向けて前記フィラメントを押圧する押圧部材と、を備える。また、本発明の一態様に係る捲縮機では、前記押圧部材の前記接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている。

上記構成によれば、第１部材と第２部材の接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている。これにより、フィラメントが一対のニップロールから受ける搬送力に対して、フィラメントが一対の接触面から受ける摩擦力が、過度に大きくならないように調整され、フィラメントを捲縮機により均一に捲縮できる。結果として、均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造できる。

前記第１部材及び前記第２部材のロックウェル硬さＨＲＣが、５０以上６０以下の範囲の値に設定されていてもよい。また、前記第１部材及び前記第２部材のビッカース硬さＨＶが、３５０以上の範囲の値に設定されていてもよい。これにより、第１部材及び第２部材の硬度が適切な範囲の値に設定されるので、接触面の摩耗を抑制できる。これによりフィラメントを安定して捲縮できる。

前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方は、平板状の基材と、前記基材の表面を覆い且つ前記基材よりも硬質の被膜を有し、前記接触面が、前記被膜の前記基材とは反対側の面であってもよい。この場合、前記被膜が、窒化クロム膜であってもよい。このような基材と被膜とを有する部材を用いることで、第１部材と第２部材の接触面の摩耗を長期にわたり抑制できる。

前記接触面と前記フィラメントとの間の動摩擦係数が、０．１以上０．５以下の範囲の値に設定されていてもよい。これにより、フィラメントが一対のニップロールから受ける搬送力に対して、フィラメントが一対の接触面から受ける摩擦力が、過度に大きくならないように、当該摩擦力の調整が容易になる。これにより、フィラメントの捲縮をより安定化させることができる。

前記間隙を搬送される前記フィラメントの式１で表される速度ＣＶが、０％以上１００％以下の範囲の値に設定されていてもよい。
［式１］
速度ＣＶ（％）＝（σ／Ｖｍ）×１００
但し、Ｖｍは、単位時間以内に前記フィラメントの速度が増速から減速に転じる直前の前記フィラメントの速度と、前記単位時間内に速度が減速から増速に転じる直前の前記フィラメントの速度との実測値の平均である速度平均値、σは、前記実測値の標準偏差とする。

上記構成によれば、捲縮機の内部をフィラメントが安定した速度で搬送されるため、捲縮機によりフィラメントを効率よく容易に均一に捲縮できる。

前記フィラメントの酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の範囲の値に設定されていてもよい。このように、前記酸化チタン量が上記した範囲の値に設定されている場合でも、捲縮機によりフィラメントを均一に捲縮することが容易になる。

本発明の一態様に係るトウバンドの製造方法は、搬送されるフィラメントを、一対のニップロールの互いの周面の間に挿通し、前記一対のニップロールよりも前記フィラメントの搬送方向の下流側に配され、互いの接触面が間隙をおいて対向配置された第１部材と第２部材との前記間隙に、前記一対のニップロールを通過した前記フィラメントを導入し、前記間隙に配された押圧部材により、前記第１部材及び前記第２部材のうちいずれかの部材の前記接触面に向けて前記フィラメントを押圧する工程を有し、前記工程では、前記接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定された前記第１部材と前記第２部材とを用いる。

上記製造方法によれば、第１部材と第２部材の接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されていることにより、フィラメントが一対のニップロールから受ける搬送力に対して、フィラメントが一対の接触面から受ける摩擦力を、過度に大きくならないように調整できる。これにより、フィラメントを均一に捲縮できる。結果として、均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造できる。

前記工程では、ロックウェル硬さＨＲＣが５０以上６０以下の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いてもよい。また前記工程では、ビッカース硬さＨＶが３５０以上の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いてもよい。このような各製造方法によれば、第１部材と第２部材の接触面の硬度を適切な範囲の値に設定できるので、接触面の摩耗を抑制できる。よって、フィラメントを安定して捲縮できる。

前記工程では、平板状の基材と、前記基材の表面を覆い且つ前記基材よりも硬質の被膜を有し、前記接触面が、前記被膜の前記基材とは反対側の面である、前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方を用いてもよい。この場合、前記工程では、前記被膜が窒化クロム膜である、前記第１部材及び前記第２部材を用いてもよい。このような基材と被膜とを有する部材を用いることで、第１部材及び第２部材の接触面の摩耗を長期にわたり抑制できる。

前記工程では、前記接触面と前記フィラメントとの間の動摩擦係数が０．１以上０．５以下の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いてもよい。これにより、フィラメントが一対のニップロールから受ける搬送力に対して、フィラメントが一対の接触面から受ける摩擦力が、過度に大きくならないように、当該摩擦力の調整がより容易となる。よって、フィラメントを一層安定して捲縮できる。

前記工程では、前記間隙に搬送する前記フィラメントの式１で表される速度ＣＶを、０％以上１００％以下の範囲の値に設定してもよい。
［式１］
速度ＣＶ（％）＝（σ／Ｖｍ）×１００
但し、Ｖｍは、単位時間以内に前記フィラメントの速度が増速から減速に転じる直前の前記フィラメントの速度と、前記単位時間内に速度が減速から増速に転じる直前の前記フィラメントの速度との実測値の平均である速度平均値、σは、前記実測値の標準偏差とする。

上記方法によれば、前記間隙をフィラメントが安定した速度で搬送されるため、フィラメントを効率良く容易に均一に捲縮できる。

前記工程では、酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の値に設定された前記フィラメントを用いてもよい。このように、前記酸化チタン量が上記した範囲の値に設定されている場合でも、フィラメントを均一に捲縮することが容易になる。

本発明の各態様によれば、均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造できる。

実施形態に係る捲縮機の概略図である。 第１部材及び第２部材の各接触面の表面粗さＲａと、チャンバー内のヤーン束の速度ＣＶとの関係を示すグラフである。

（実施形態）
以下、実施形態について図を参照して説明する。以下に言及する「搬送方向」とは、ヤーン束（複数本のフィラメント１１の束）１０の搬送方向を指す。

図１は、実施形態に係る捲縮機１の概略図である。捲縮機１は、搬送される複数本のフィラメント１１を捲縮する。本実施形態のフィラメント１１は、一例として、酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の範囲の値に設定されている。即ち、本実施形態のフィラメント１１は、酸化チタンの含有量が非常に少ないか、又は、酸化チタンを含有していない。複数本のフィラメント１１は、捲縮機１よりも上流側において、水を添着された状態で捲縮機１に導入される。

図１に示すように、捲縮機１は、一対のニップロール２及び３（第１ニップロール２及び第２ニップロール３）、チャンバー（スタッフィングボックス）４、及び押圧部材５を備える。図１に示すように、一対のニップロール２及び３は、搬送されるヤーン束１０の搬送方向に対して垂直な一方向（ここでは鉛直方向）に、互いの周面を対向させて軸支されている。一対のニップロール２及び３は、互いに逆回転される。一対のニップロール２及び３の間の間隙Ｇ１は、図示しない押圧装置により、ニップロール２をニップロール３に向けて押圧することにより調整される。

一対のニップロール２及び３は、ヤーン束１０を周面間に挿通させて捲縮する。ヤーン束１０は、一対のニップロール２及び３の各軸方向に複数本のフィラメント１１が平坦な帯状に配列された状態で、一対のニップロール２及び３のニップ点Ｎにおいてニップされる。これにより、ヤーン束１０を構成する複数本のフィラメント１１が一次捲縮される。

ニップロール２及び３の材質は、適宜選択可能である。ニップロール２及び３の周面の材質としては、例えば、ＳＡＣＭ（アルミニウムクロムモリブデン鋼）が挙げられる。ニップロール２及び３は、周面に形成された硬質の被膜を有する。

チャンバー４は、一対のニップロール２及び３の搬送方向下流側に配置されている。チャンバー４は、第１部材６及び第２部材７を有する。第１部材６及び第２部材７は、フィラメント１１と接触する接触面６ａ及び７ａを有し、互いの接触面６ａ及び７ａが間隙をおいて対向配置されている。

具体的に第１部材６及び第２部材７は、一例として長尺な平板状であり、その幅方向を一対のニップロール２及び３の軸線方向に合わせた状態で、一対のニップロール２及び３の周面間を通過したヤーン束１０の搬送方向に延びている。接触面６ａ及び７ａとフィラメント１１との間の動摩擦係数は、０．１以上０．５以下の範囲の値に設定されている。当該動摩擦係数は、例えば、接触面６ａ及び７ａの表面形状を変化させることで調整できる。当該動摩擦係数は、例えば一定範囲において、接触面６ａ及び７ａの表面形状が平滑であるほど減少し、粗いほど増大する。

本実施形態の第１部材６及び第２部材７は、板材である。接触面６ａ及び７ａは、第１部材６及び第２部材７の各板面である。部材６及び７の材質は、適宜設定可能である。一例として、部材６及び７は、平板状の基材６ｃ及び７ｃと、基材６ｃ及び７ｃの表面を覆い且つ基材６ｃ及び７ｃよりも硬質の被膜６ｄ及び７ｄを有する。被膜６ｄ及び７ｄは、互いに対向配置されている。接触面６ａ及び７ａは、被膜６ｄ及び７ｄの基材６ｃ及び７ｃとは反対側の面である。被膜６ｄ及び７ｄの厚み寸法は、適宜設定可能であるが、例えば数μｍ以上数十μｍ以下の範囲の値に設定できる。なお、第１部材６及び第２部材７のうちの少なくとも一方は、板材でなくてもよい。

基材６ｃ及び７ｃの材質としては、例えば、ベリリウム銅（ＢｅＣｕ）（Ｃ１７２０（Ｔ）等）、ステンレス（ＳＵＳ３０４（オーステナイト系ステンレス）、ＳＵＳ４４０Ｃ（マルテンサイト系ステンレス）等）、セラミック等が挙げられる。被膜６ｄ及び７ｄの材質としては、例えば窒化クロムが挙げられる。本実施形態では、基材６ｃ及び７ｃは、ＳＵＳ４４０Ｃからなる。被膜６ｄ及び７ｄは、窒化クロム膜である。

第１部材６の搬送方向の上流端部６ｂは、第１ニップロール２の周面に近接している。第１部材６の接触面６ａは、第１部材６の端部６ｂから他端部に向けて、第２部材７の接触面７ａに対して傾斜角θで傾斜しながら接触面７ａから離隔するように配置されている。第２部材７の搬送方向の上流端部７ｂは、第２ニップロール３の周面に近接している。端部６ｂ及び７ｂ間の間隙Ｇ２は、部材６及び７の最短間隙であり、適宜設定可能である。

押圧部材５は、部材６及び７の前記間隙に配され、部材６及び７のうちいずれかの部材６及び７の接触面６ａ及び７ａに向けてフィラメント１１を押圧する。一例として押圧部材５は、一対のニップロール２及び３の軸線方向に延びる板材である。押圧部材５は、搬送方向の上流端部５ａが回転軸Ｐ周りに回動可能に第１部材６に軸支されている。押圧部材５は、ばね等の弾性体を有する付勢部材（不図示）により付勢されている。これにより押圧部材５は、搬送方向の下流端部５ｂにおいて、第１部材６から第２部材７へ向かう方向に接触面７ａにヤーン束１０を押圧する。

チャンバー４には、一対のニップロール２及び３間を通過したヤーン束１０が押し込まれる。捲縮機１において、ヤーン束１０は、押圧部材５により接触面７ａに押圧された状態で、部材６及び７の間を蛇行しながら搬送方向の下流側へと進むことにより高次捲縮される。チャンバー４内を搬送されるときのヤーン束１０の搬送速度は変動する。図１に示すように、捲縮機１内をヤーン束１０が通過することで、捲縮されたトウバンド１２が得られる。

ここで捲縮機１は、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている。この表面粗さＲａは、中心線平均表面粗さＲａであり、高精度形状測定システムＫＳ−１１００（株式会社キーエンス製）を用い、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に準拠した方法で算出した値である。

このように、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａを上記値に設定することにより、フィラメント１１が接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力が、適正範囲の値に設定される。これにより、フィラメント１１が一対のニップロール２及び３から受ける搬送力と、フィラメント１１が接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力との差が、ある程度大きくなるように調整される。その結果、チャンバー４内を搬送されるヤーン束１０（フィラメント１１）の搬送速度が安定化し、各フィラメント１１が捲縮機１により均一に捲縮されてなるトウバンド１２が得られる。

上記範囲における接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａの値は、製造しようとするトウバンド１２の種類（例えば、トウバンド１２の総繊度（ＴＤ）、フィラメント１１の単繊度（ＦＤ）、フィラメント１１の断面形状、酸化チタンの含有量等のフィラメント１１の組成等）に応じて設定することが望ましい。接触面６ａ及び７ａの表面形状は、例えば、サンドブラスト法等の各種ブラスト法や、放電加工を用いた方法等、公知の方法により形成できる。

また本実施形態では、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣ（ＪＩＳ Ｚ２２４５（２０１１）に準拠したＣスケールを用いたロックウェル硬さＨＲＣ試験による値）が、５０以上６０以下の範囲の値に設定されている。また、部材６及び７のビッカース硬さＨＶ（ＪＩＳ Ｚ２２４４（２００９）に準拠したビッカース硬さ試験による値）が、３５０以上の範囲の値に設定されている。

このように、接触面６ａ及び７ａの硬さを所定の値に設定することにより、表面粗さＲａが上記値に設定された接触面６ａ及び７ａの表面形状を長期にわたり安定して保持できる。

また捲縮機１では、被膜６ｄ及び７ｄを有する部材６及び７を用いることで、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの摩耗を長期にわたり抑制できる。また、被膜６ｄ及び７ｄの厚み寸法を上記値に設定することで、接触面６ａ及び７ａの摩耗を被膜６ｄ及び７ｄにより抑制しつつ、基材６ｃ及び７ｃの特性を発揮させ易くできる。

また捲縮機１では、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されることで、部材６及び７の前記間隙を搬送されるフィラメント１１の式１で表される速度ＣＶが、０％以上１００％以下の範囲の値に設定されている。
［式１］
速度ＣＶ（％）＝（σ／Ｖｍ）×１００
但し、Ｖｍは、単位時間以内にフィラメント１１の速度が増速から減速に転じる直前のフィラメント１１の速度と、単位時間内に速度が減速から増速に転じる直前のフィラメント１１の速度との実測値の平均である速度平均値、σは、実測値の標準偏差とする。単位時間は適宜設定可能であるが、例えば１秒である。

式１で表される速度ＣＶは、部材６及び７の間を搬送方向に通過するフィラメント１１の速度のバラツキとして定義される。速度ＣＶが１００％を超えると、チャンバー４内のフィラメント１１の搬送速度が激しく変動する。これにより、複数の紡糸筒を用いてフィラメント１１を紡糸しながら紡糸筒よりも搬送方向の下流側で捲縮機１によりフィラメント１１を捲縮する場合、各紡糸筒から搬出されるフィラメント１１に対して捲縮機１から過度の張力が作用し、全紡糸筒から搬出されるフィラメント１１が切断されるおそれがある。本実施形態の捲縮機１は、速度ＣＶを１００％以下に設定することで、過度の張力がフィラメント１１に作用するのが防止されている。

一例として、搬送されるフィラメント１１を捲縮機１により安定して均一に捲縮するため、速度ＣＶは低い方が望ましい。速度ＣＶは、０％以上８０％以下の範囲の値であることが望ましく、０％以上７０％以下の範囲の値であることがより望ましく、０％以上６０％以下の範囲の値であることが、より望ましい。

ここで速度ＣＶは、実際にトウバンド１２の製造に使用する実機である捲縮機１を用いて測定可能な値である。このため、測定した速度ＣＶに基づいてフィラメント１１の捲縮が適切になされるように捲縮機１を調整する方法は、例えば、実機とは異なる仕様の試験用捲縮機を用いて、当該試験用捲縮機内のフィラメント１１の挙動を調べることで、実機の捲縮機を調整する方法に比べて、捲縮機１の正確な調整を直接的且つ迅速に行える点で有利である。

図２は、第１部材６及び第２部材７の各接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａと、チャンバー４内のヤーン束１０の速度ＣＶとの関係を示すグラフである。このグラフには、部材６及び７の材質がベリリウム銅である捲縮機１（以下、捲縮機Ａと称する。）と、部材６及び７の材質がＳＵＳ４４０Ｃである捲縮機１（以下、捲縮機Ｂと称する。）とについて測定したデータがプロットされている。また、このグラフには、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが特定の値に設定されたときの捲縮機Ａ、Ｂの速度ＣＶをそれぞれ複数回測定した結果を示している。

図２のグラフに示すように、捲縮機Ａは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが約０．１４である場合、速度ＣＶの平均値が１００％に近い値となり、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが約４．６の場合、速度ＣＶの平均値が約９５％となることが分かった。これにより捲縮機Ａは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが０．１４以上４．６以下の範囲では、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが増大するにつれて速度ＣＶが緩やかに下降することが推測される。

また捲縮機Ｂは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが約０．２４である場合、速度ＣＶの平均値が１００％に近い値となり、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが約０．４４である場合、速度ＣＶの平均値が約６５％となることが分かった。これにより捲縮機Ｂは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが０．２４以上０．４４以下の範囲では、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが増大するにつれて速度ＣＶが緩やかに下降することが推測される。

更に捲縮機Ｂは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが０．８である場合、速度ＣＶの平均値が７５％となることが分かった。これにより捲縮機Ｂでは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが０．４４以上０．８以下の範囲に、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが増大すると速度ＣＶが下降から上昇に転じる変化点が存在することが分かった。しかしながら捲縮機Ｂは、図２のグラフが示す傾向から、少なくとも接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが０．１５以上０．９以下の範囲においては、速度ＣＶの平均値が約１００％以下となると考えられる。

以上の捲縮機Ａ、Ｂの測定結果及びその考察から、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａとしては、０．１以上１．０以下の範囲であれば、速度ＣＶを抑制することで、均一に捲縮されたトウバンド１２を安定して製造できると考えられる。一例として、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａは、０．１５以上０．９以下の範囲の値であることが更に望ましく、０．３以上０．８以下の範囲の値であることがより望ましく、０．４以上０．７５以下の範囲の値であることがより望ましい。また別の例では、速度ＣＶを１００％未満に抑制するためには、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａは、０．２以上０．９以下の範囲の値であることが望ましい。

また別の例では、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａの下限値としては、速度ＣＶを抑制するため、０．１、０．１５、０．２、０．３、０．４のいずれかが望ましく、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａの上限値としては、０．７５、０．８、０．９、１．０のいずれかが望ましい。

以上説明したように、捲縮機１によれば、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている。これにより、フィラメント１１が一対のニップロール２及び３から受ける搬送力に対して、フィラメント１１が一対の接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力が、過度に大きくならないように調整され、フィラメント１１を捲縮機１により均一に捲縮できる。結果として、均一に捲縮されたトウバンド１２を安定して製造できる。

また捲縮機１では、第１部材６及び第２部材７のロックウェル硬さＨＲＣが、５０以上６０以下の範囲の値に設定されている。また、第１部材６及び第２部材７のビッカース硬さＨＶが、３５０以上の範囲の値に設定されている。これにより、部材６及び７の硬度が適切な範囲の値に設定されるので、接触面６ａ及び７ａの摩耗を抑制できる。これにより、フィラメント１１を安定して捲縮できる。また、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣを６０以下の値に抑えることで、部材６及び７の製造が容易となる。

また、第１部材６及び第２部材７の少なくとも一方（ここでは両方）は、平板状の基材６ｃ及び７ｃと、基材６ｃ及び７ｃの表面を覆い且つ基材６ｃ及び７ｃよりも硬質の被膜６ｄ及び７ｄを有し、接触面６ａ及び７ａが、被膜６ｄ及び７ｄの基材６ｃ及び７ｃとは反対側の面である。この被膜６ｄ及び７ｄは、一例として窒化クロム膜である。このような基材６ｃ及び７ｃと被膜６ｄ及び７ｄとを有する部材６及び７を用いることで、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの摩耗を長期にわたり抑制できる。

また、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａとフィラメント１１との間の動摩擦係数が、０．１以上０．５以下の範囲の値に設定されている。これにより、フィラメント１１が一対のニップロール２及び３から受ける搬送力に対して、フィラメント１１が一対の接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力が、過度に大きくならないように、当該摩擦力の調整が容易になる。これにより、フィラメント１１の捲縮をより安定化させることができる。

また本実施形態では、部材６及び７の前記間隙を搬送されるフィラメント１１の式１で表される速度ＣＶが、０％以上１００％以下の範囲の値に設定されている。この構成によれば、捲縮機１の内部をフィラメント１１が安定した速度で搬送されるため、捲縮機１によりフィラメント１１を効率良く容易に均一に捲縮することができる。

また本実施形態では、フィラメント１１の酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の範囲の値に設定されている。このようにフィラメント１１の酸化チタン量が上記した範囲の値に設定されている場合でも、捲縮機１によりフィラメント１１を均一に捲縮することが容易になる。

また本発明の一態様に係るトウバンド１２の製造方法は、捲縮機１を用いた工程を有する。即ち当該製造方法は、搬送されるフィラメント１１を、一対のニップロール２及び３の互いの周面の間に挿通し、一対のニップロール２及び３よりもフィラメント１１の搬送方向の下流側に配され、互いの接触面６ａ及び７ａが間隙をおいて対向配置された第１部材６と第２部材７との前記間隙に、一対のニップロール２及び３を通過したフィラメント１１を導入し、前記間隙に配された押圧部材５により、部材６及び７のうちいずれかの部材６及び７の接触面に向けてフィラメント１１を押圧する工程を有する。

本実施形態の上記工程では、ロックウェル硬さＨＲＣが５０以上６０以下の範囲の値に設定された、第１部材６及び第２部材７を用いる。また上記工程では、ビッカース硬さＨＶが３５０以上の範囲の値に設定された、第１部材６及び第２部材７を用いる。また上記工程では、基材６ｃ及び７ｃと被膜６ｄ及び７ｄとを有し、接触面６ａ及び７ａが、被膜６ｄ及び７ｄの基材６ｃ及び７ｃとは反対側の面である、第１部材６及び第２部材７の少なくともいずれか（ここでは両方）を用いる。また上記工程では、接触面６ａ及び７ａが、窒化クロム膜を有する部材６及び７を用いる。

上記各製造方法によれば、第１部材６と第２部材７の接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されていることにより、フィラメント１１が一対のニップロール２及び３から受ける搬送力に対して、フィラメント１１が一対の接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力を、過度に大きくならないように調整できる。これにより、フィラメント１１を均一に捲縮できる。結果として、均一に捲縮されたトウバンド１２を安定して製造できる。

また上記工程では、接触面６ａ及び７ａとフィラメント１１との間の動摩擦係数が、０．１以上０．５以下の範囲の値に設定された部材６及び７を用いる。これにより、フィラメント１１が一対のニップロール２及び３から受ける搬送力に対して、フィラメント１１が一対の接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力が、過度に大きくならないように、当該摩擦力の調整がより容易となる。よって、フィラメント１１を一層安定して捲縮することが容易となる。

また上記工程では、部材６及び７の前記間隙に搬送するフィラメント１１の式１で表される速度ＣＶを、０％以上１００％以下の範囲の値に設定する。この方法によれば、前記間隙をフィラメント１１が安定した速度で搬送されるため、フィラメント１１を効率良く容易に均一に捲縮することができる。

また上記工程では、酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の値に設定されたフィラメント１１を用いる。このように、フィラメント１１の酸化チタン量が上記した範囲の値に設定されている場合でも、フィラメント１１を均一に捲縮することが容易になる。

（確認試験）
次に、確認試験について説明するが、本発明は以下に示す各実施例に限定されるものではない。表１に示すように、一対のニップロール２及び３と部材６及び７との構成が異なる実施例１〜７の捲縮機１を準備した。

実施例１〜７の捲縮機１を同一の駆動条件で駆動し、トウバンド１２を製造した。このとき、式１に基づき、チャンバー４内を搬送されるヤーン束１０を撮影可能な高速度カメラを用いて、各捲縮機１についての速度ＣＶを測定した。単位時間は１秒に設定した。

トウバンド１２の製造に用いるフィラメント１１として、ＦＤが６．０に設定されたＹ型断面のフィラメント１１を使用した。トウバンド１２のＴＤは、１７０００に設定した。また、実施例１〜７の捲縮機１により製造したトウバンド１２を用いて、所定の長さ寸法のシガレットフィルターを製造する（切り出す）直前の半製品である円柱状のプラグ（長さ寸法１２０ｍｍ、円周長２４．４ｍｍ）を製造した。

次に、実施例１〜７の捲縮機１で製造した各プラグの通気抵抗及びプラグの通気抵抗の標準偏差における変動値（ＰＤＣＶ）をそれぞれ調べた。ここでは各プラグのトウ重量及びプラグ円周が均一になるように補正して通気抵抗を算出した。更に、実施例１〜７の各々のプラグを１５本１組とし、１組のプラグの通気抵抗のばらつきを示すＣＶ値を計算した。そして、１０組分のＣＶ値の平均値としてＰＤＣＶを算出した。

その結果、実施例１〜７のいずれのトウバンド１２を用いたプラグについても、ＰＤＣＶが所定基準値以下に収まることが分かった。実施例１〜７によれば、均一且つ良好な通気抵抗を有するシガレットフィルターを製造できることが確認された。

また、実施例４の捲縮機１を用いて、トウバンド１２を製造した。このトウバンド１２を用いてプラグを製造し、当該プラグの通気抵抗及びＰＤＣＶを上記した方法で算出した。

その結果、実施例６の捲縮機１により製造したプラグは、実施例４の捲縮機１により製造したプラグに比べてＰＤＣＶが更に小さいことが分かった。また、この実施例６の性能は、実施例６の捲縮機１を少なくとも９０日にわたり稼働させた場合も維持されることが分かった。この理由としては、部材６及び７に窒化クロム膜からなる被膜６ｄ及び７ｄが形成されたことにより、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの耐摩耗性が向上し、接触面６ａ及び７ａの表面形状が長期にわたって維持されたことが考えられる。

実施例１〜７の捲縮機１の構成から、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣは、例えば１３以上１０４以下の範囲の値に設定されているのが望ましいと考えられる。また、部材６及び７の耐摩耗性及び製造のし易さ等を考慮すると、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣは、例えば５０以上６０以下の範囲の値に設定されていると、より望ましいと考えられる。或いは、実施例１〜７の試験結果から、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣは、例えば、下限値として、１３、４０、５６のいずれかが望ましく、上限値として、６５、１０４、１０６のいずれかが望ましいと考えられる。

また実施例１〜７の捲縮機１の構成から、部材６及び７のビッカース硬さＨＶは、例えば１８７以上２５００以下の範囲の値に設定されているのが望ましいと考えられる。また、部材６及び７の耐摩耗性等を考慮すると、部材６及び７のビッカース硬さＨＶは、例えば３５０以上（一例として上限値は２５００以下）の範囲の値に設定されていると、より望ましいと考えられる。或いは、実施例１〜７の試験結果から、部材６及び７のビッカース硬さＨＶは、例えば、下限値として、１８７、４００、６１９のいずれかが望ましく、上限値として、８００、２２００、２４００、２５００のいずれかが望ましいと考えられる。

本発明は上記実施形態及び上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その構成及び方法を変更、追加、又は削除できる。ヤーン束１０のフィラメント１１は、０．１重量％を超える（例えば０．３重量％以上０．４重量％以下の範囲の値に設定された）酸化チタンを含んでいてもよい。また、押圧部材５の少なくともフィラメント１１と接触する表面は、接触面６ａ及び７ａと同様の表面粗さＲａに設定されていてもよい。

部材６及び７が被膜６ｄ及び７ｄを有する場合、被膜６ｄ及び７ｄは、部材６及び７のフィラメント１１と接触する領域に局所的に配置されていてもよい。また、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣは、６０を超える値に設定されてもよい。これにより、接触面６ａ及び７ａの耐摩耗性を更に向上させ、接触面６ａ及び７ａの表面形状を一層長期にわたって安定して維持できる。またトウバンド１２は、シガレットフィルター以外のもの（例えば吸収性物品や濾過部材）に使用されるものでもよい。

以上のように本発明によれば、均一にフィラメントを捲縮できる優れた効果を有する。従って、この効果の意義を発揮できる捲縮機及びトウバンドの製造方法に広く適用すると有益である。

１、Ａ、Ｂ 捲縮機
２、３ ニップロール
５ 押圧部材
６ 第１部材
６ａ 接触面
６ｃ 基材
６ｄ 被膜
７ 第２部材
７ａ 接触面
７ｃ 基材
７ｄ 被膜
１０ ヤーン束（複数本のフィラメント）
１１ フィラメント
１２ トウバンド

Claims (16)

1. 互いの周面の間に、搬送されるフィラメントが挿通される一対のニップロールと、
   前記フィラメントと接触する接触面を有し、前記一対のニップロールよりも前記フィラメントの搬送方向の下流側に配され、互いの前記接触面が間隙をおいて対向配置された第１部材及び第２部材と、
   前記間隙に配され、前記第１部材及び前記第２部材のうちいずれかの部材の前記接触面に向けて前記フィラメントを押圧する押圧部材と、を備え、
   前記接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている、捲縮機。
2. 前記第１部材及び前記第２部材のロックウェル硬さＨＲＣが、５０以上６０以下の範囲の値に設定されている、請求項１に記載の捲縮機。
3. 前記第１部材及び前記第２部材のビッカース硬さＨＶが、３５０以上の範囲の値に設定されている、請求項１又は２に記載の捲縮機。
4. 前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方は、平板状の基材と、前記基材の表面を覆い且つ前記基材よりも硬質の被膜を有し、前記接触面が、前記被膜の前記基材とは反対側の面である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の捲縮機。
5. 前記被膜が、窒化クロム膜である、請求項４に記載の捲縮機。
6. 前記接触面と前記フィラメントとの間の動摩擦係数が、０．１以上０．５以下の範囲の値に設定されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の捲縮機。
7. 前記間隙を搬送される前記フィラメントの式１で表される速度ＣＶが、０％以上１００％以下の範囲の値に設定されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の捲縮機。
   ［式１］
   速度ＣＶ（％）＝（σ／Ｖｍ）×１００
   但し、Ｖｍは、単位時間以内に前記フィラメントの速度が増速から減速に転じる直前の前記フィラメントの速度と、前記単位時間内に速度が減速から増速に転じる直前の前記フィラメントの速度との実測値の平均である速度平均値、σは、前記実測値の標準偏差とする。
8. 前記フィラメントの酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の範囲の値に設定されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の捲縮機。
9. 搬送されるフィラメントを、一対のニップロールの互いの周面の間に挿通し、
   前記一対のニップロールよりも前記フィラメントの搬送方向の下流側に配され、互いの接触面が間隙をおいて対向配置された第１部材と第２部材との前記間隙に、前記一対のニップロールを通過した前記フィラメントを導入し、
   前記間隙に配された押圧部材により、前記第１部材及び前記第２部材のうちいずれかの部材の前記接触面に向けて前記フィラメントを押圧する工程を有し、
   前記工程では、前記接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定された前記第１部材と前記第２部材とを用いる、トウバンドの製造方法。
10. 前記工程では、ロックウェル硬さＨＲＣが５０以上６０以下の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いる、請求項９に記載のトウバンドの製造方法。
11. 前記工程では、ビッカース硬さＨＶが３５０以上の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いる、請求項９又は１０に記載のトウバンドの製造方法。
12. 前記工程では、平板状の基材と、前記基材の表面を覆い且つ前記基材よりも硬質の被膜を有し、前記接触面が、前記被膜の前記基材とは反対側の面である、前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方を用いる、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
13. 前記工程では、前記被膜が窒化クロム膜である、前記第１部材及び前記第２部材を用いる、請求項１２に記載のトウバンドの製造方法。
14. 前記工程では、前記接触面と前記フィラメントとの間の動摩擦係数が０．１以上０．５以下の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いる、請求項９〜１３のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
15. 前記工程では、前記間隙に搬送する前記フィラメントの式１で表される速度ＣＶを、０％以上１００％以下の範囲の値に設定する、請求項９〜１４のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
    ［式１］
    速度ＣＶ（％）＝（σ／Ｖｍ）×１００
    但し、Ｖｍは、単位時間以内に前記フィラメントの速度が増速から減速に転じる直前の前記フィラメントの速度と、前記単位時間内に速度が減速から増速に転じる直前の前記フィラメントの速度との実測値の平均である速度平均値、σは、前記実測値の標準偏差とする。
16. 前記工程では、酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の値に設定された前記フィラメントを用いる、請求項９〜１５のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
    

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