JP2745209B2 - ポリウレタン弾性糸の接合方法及び装置 - Google Patents

ポリウレタン弾性糸の接合方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリウレタン弾性糸の
捲糸体の捲初め端末糸と次の捲糸体の最終捲終り端末糸
を接合させ、連続してポリウレタン弾性糸を供給するの
に適した接合方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ポリウレタン弾性糸は、その優れた弾性
的性質を具備しており、衣料用、医療品用、産業資材用
等に広範囲に利用されている。ポリウレタン弾性糸は、
通常紙管に所定量巻き上げられた捲糸体となっており、
その使用時には所定数量の捲糸体を準備し、糸条成形
部、編織物成形部、被接着者部位等に供給されている。
そのとき、ポリウレタン弾性糸捲糸体は積極的に回転供
給したり又は消極的に自然に解舒させながらポリウレタ
ン弾性糸が送り出される。
【０００３】ポリウレタン弾性糸は、その解舒性の問
題、使用機種等の制限から最高でも１捲糸体の単量は、
１．１ｋｇ捲きが通常である。最近ラージパッケージ化
に伴い特公平５−５０４２９号に開示されている如く医
療用分野であるが、１．５〜６ｋｇの捲糸体も提案され
ている。
【０００４】一般的には、ポリウレタン弾性糸の使用に
おいて、供給中の捲糸体のポリウレタン弾性糸の残量が
少なくなり、終了する直前に供給を停止し、次の捲糸体
を準備し終了捲糸体の最終端末糸と次に供給する捲糸体
の初めの端糸を手で結んで連続化をなし運転を再開して
いるのが実情である。しかし、手作業で結んだときに作
業ミスによる結び目のほぐれ、ポリウレタン弾性糸の切
断や結び目が機種によっては供給ガイド等に引掛かって
糸を切断してしまう等の欠点があった。たとえ捲糸体の
捲量を大きくしても省力化には役立つものの前述の如き
糸結び作業の欠点を解消されないのが実情である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける手作業による糸結びの欠点を解消し、その結び目
部分の大きさを小さくし、且つ、簡単にして確実なもの
とし、以前に順次使用されるポリウレタン弾性糸の連続
化を計るため予め捲糸体の糸端末を加熱接合しておけ
ば、捲糸体の交換の手間、結び作業を省き省力化に寄与
すると共に規定単量のポリウレタン弾性糸の捲糸体を、
本発明の装置で加熱接合して捲き返し工程で数捲糸体を
１つの捲糸体として捲きあげれば単量も捲返し機の能力
の許せる限りの単量の増大をも可能とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討し本発明に達した。ポリウレタン弾
性糸の接合方法は、ポリウレタン弾性糸の接合する端末
糸部を、下部加熱部に設けた縦溝に揃えて挿入し、上部
加熱部及び下部加熱部の加熱処理温度Ｔ℃がポリウレタ
ン弾性糸の粘着温度Ｔｏ℃に対し、Ｔｏ−８０≦Ｔ≦Ｔ
ｏ−２０の温度で、３〜９０秒間上部と下部加熱部を加
圧接触させ加熱接合させるものである。そして、そのた
めの装置は、ポリウレタン弾性糸を揃えて挿入する下部
加熱部中央長手方向に設けられた１つの縦溝の断面積Ｓ
ｍｍ２と挿入されるポリウレタン弾性糸の油剤付着率分
を除いた総断面積Ｓｏｍｍ２の比が、０．５≦Ｓ／Ｓｏ
≦２．０にするものである。
【０００７】本発明で用いられるポリウレタン弾性糸
は、スパンデックス糸と呼称されている弾性糸であり、
ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリエーテル・ポリ
エステル系等のいずれでもよく、該弾性糸の繊度には全
く制限がなく、通常捲取時に該弾性糸に付与される鉱物
油、シリコーン油、変性ポリシロキサン等を主成分とす
る油剤が付着していても、全く付与されていないものに
も適用出来る。
【０００８】そして、本発明の接合方法を実施するため
には、ポリウレタン弾性糸を紙管等に捲き取り機で捲き
取るときに、その捲き初めの該弾性糸の端末糸が捲糸体
の外に出ていないと次の接合すべき捲糸体の表面の端末
糸即ち捲き終わり端末糸と連続化を計る接合することが
出来ない。そして、捲糸体は積極的に回転して供糸させ
ると、次の静止中の捲糸体との接合させた部位を含む該
弾性糸に撚れが生じ糸切れを生ずるので好ましくない。
しかし、機台を停止して本発明の接合が出来るときには
何ら支障もなく、又、捲糸体を捲返機で捲き返しを行
い、本発明の方法を実施するときは規定量の捲糸体を捲
き返し、接合して重ねてそれを捲き重ね多量の捲糸体と
するときは、前述の捲き初めの端末糸が捲糸体より出て
いなくてもよい。
【０００９】本発明のポリウレタン弾性糸の接合装置１
は、例えば図1に概略図で示した富士インパルス（株）
製、商品名ポイントシーラーぱっくんＥＳ−１０の如き
ハンディータイプの取扱いが容易な装置の上部及び下部
加熱部を改良したものが適用される。この接合装置１
は、上部ハンドル２と下部ハンドル３の先端にそれぞれ
下部加熱部４と上部加熱部５を備え、上部加熱部５に
は、上部ヒーターユニット６が、下部加熱部４には、下
部ヒーターユニット７がそれぞれ内蔵されている。上部
加熱部５及び下部加熱部４は、所望の温度に温度制御可
能な如き構造になっている。上部ハンドル２の上面には
スイッチ８が設けられ、電源９よりの通電を断続するこ
とができるようになっている。上部ハンドル２と下部ハ
ンドル３はヒンジ１０で枢着され、上部ハンドル２と下
部ハンドル３を解離する方向に付勢されている図示しな
いバネに抗して上部ハンドル２と下部ハンドル３を近接
する方向に回動するように操作することによって、上部
加熱部５と下部加熱部４を互いに押圧することができ
る。
【００１０】本発明は該接合装置１において、上部加熱
部５の下部加熱部４に対峙する面は平面とし、下部加熱
部４の上部加熱部５に対峙する面には、図２（１）に拡
大して例示した如き１つの縦溝１１を下部加熱部中央に
長手方向に設け、その断面形状は、図３に拡大して例示
した如き三角形状、略半月形状の縦溝が好適であるが、
その形状は特に限定されるものではない。
【００１１】ポリウレタン弾性糸の接合においては、そ
の１つの縦溝の断面積Ｓｍｍ2 は、接合に供されるポリ
ウレタン弾性糸の油剤付着率分を除いた総断面積Ｓ0 ｍ
ｍ2の比が、０．５≦Ｓ／Ｓ0 ≦２．０の範囲に規定す
ることがポリウレタン弾性糸を確実に接合させるのに必
須である。本発明でのポリウレタン弾性糸の総断面積Ｓ
0 ｍｍ2 は、１本のポリウレタン弾性糸（通常はマルチ
フィラメントが合体され１本となつている）の油剤付着
率分を除いた実繊度Ｄデニールを測定し、又該糸の密度
ｄを求め、該糸が真円形と見倣し次式で求める。但し、
ｎは接合させるのに１つの縦溝に挿入される該糸の本数
である。 Ｓ0 （ｍｍ2 ）＝ｎ×（Ｄ／ｄ）×（１／９）×（１／
１０3 )
【００１２】下部加熱部に設けられる１つの縦溝の断面
積Ｓｍｍ2 と上述のポリウレタン弾性糸の総断面積Ｓ0
ｍｍ2 の比（Ｓ／Ｓ0 ）が、０．５より小さいとポリウ
レタン弾性糸を縦溝に並行して挿入したときに、縦溝に
入る該糸の割合が大きく、縦溝より該糸が飛び出る割合
が大きくなり、上部加熱部と下部加熱部で加圧加熱接合
したときに、上部加熱部面でポリウレタン弾性糸を下部
加熱部の縦溝に押し込むのに制限を受けるため、加熱接
合の繊度が低下して強力低下が大きくなると共にポリウ
レタン弾性糸の接合部分の形状にも悪影響を与える。
又、上記比が２．０より大きいと、ポリウレタン弾性糸
が縦溝の中に入ってしまい、糸間の接圧が低下し上部加
熱部からの加熱効果も少なくなり、熱接合が不完全にな
り好ましくない。
【００１３】次に上述の装置を用いた本発明の接合方法
について説明する。例えば２本のポリウレタン弾性糸を
接合するときは、図２（２）に図示した如く２本のポリ
ウレタン弾性糸Ｙ，Ｙの両端末糸Ｙ１とＹ２を引き揃え
て所定温度に加熱されている下部加熱部の縦溝に挿入す
る。そして所定温度に加熱されている上部加熱部を、ハ
ンドレバー２，３の操作により上部加熱部５及と下部加
熱部４が押圧されることによりポリウレタン弾性糸Ｙが
熱接着し２本が１本に接合される。
【００１４】加熱される処理温度Ｔ℃は、ポリウレタン
の製造方法で定められるその粘着温度Ｔ0 ℃との関係
で、Ｔ0 −８０≦Ｔ≦Ｔ0 −２０の範囲で上部加熱部及
び下部加熱部の温度は同一で処理することが好ましい。
（Ｔ0−８０）℃より低いとポリウレタン弾性糸の加熱
下での接着が不充分で接合が不完全で離れ易くなり、
（Ｔ0 −２０）℃より高いとポリウレタン弾性糸の一部
溶解が生じ、糸の形状を保持させることが不能になる。
その処理温度での処理時間は繊度等により自由に選択可
能であるが、３〜９０秒、好ましくは１０〜６０秒であ
る。接合処理が終了したら直ちにハンドレバー操作によ
り上部加熱部と下部加熱部を互いに離し、縦溝１１より
接合されたポリウレタン弾性糸を取り出し、図４に示し
た如き接合部を含むポリウレタン弾性糸が得られる。接
合長ｌは、縦溝の長さＬより外気温度の影響で短くな
る。そして接合部端ＹＡ，ＹＢの飛び出ている両端末糸
を刃物で削除することにより図５に示す如き接合部ｌを
含むポリウレタン弾性糸が得られる。
【００１５】上述の説明は、２本のポリウレタン弾性糸
の接合方法を説明したが、例えば、１本の２８０デニー
ルのポリウレタン弾性糸を使用していてその捲糸体が終
了して、７０デニールのポリウレタン弾性糸４本に分け
て使用供給したいときは、２８０デニール１本と７０デ
ニール４本の５本を縦溝に挿入し接合出来ることは勿論
である。
【００１６】
【実施例】以下、実施例で本発明について説明するが、
本発明はこの範囲に限定されるものではない。密度、油
剤付着率、粘着温度の測定方法及び接合結果の判定は次
の方法によった。 （１）密度は、ＪＩＳＬ１０１５−１９８１ ７．１
４．２密度こうばい管法で、重液として四塩化炭素、軽
液としてトルエンを用いて測定した。 （２）油剤付着率は、日本化学繊維協会技術委員会、昭
和５３年１０月制定のポリウレタンフィラメント糸試験
方法６．１０、石油エーテル抽出分測定法で求めた。 （３）粘着温度の測定方法 １．図６に示した装置（柳本製作所製、Ｍｉｃｒｏ Ｍ
ｅｌｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）を用
いて、６００±５ｍｍ長のポリウレタン弾性糸Ｙの両端
を自由回転するプーリー１２に掛ける。 ２．両端末に〔７／１０００〕×デニール（ｇ）の荷重
Ｗを掛ける。 ３．アルミニウム製ホットステージ１３を２〜３℃／ｍ
ｉｎで加温する。 ４．同ホットステージ１３の中央に径３００ｍｍφ，高
さ２７ｍｍ，重量２００．０ｇの銅製分銅Ｇを５秒間載
せ、予め予備試験で予想される粘着温度より約３０℃低
い温度から、ホットステージ１３の温度を２℃／ｍｉｎ
で昇温し、そのポリウレタン弾性糸Ｙの粘着温度に近い
温度を測定しておき、ホットステージ１３の温度がその
粘度温度に近くなったら、ポリウレタン弾性糸Ｙを分銅
Ｇの中心を通る如く分銅の下に置く。なお、ホットステ
ージ１３の周囲に外径５０ｍｍφ，厚さ１．５ｍｍ，高
さ２４ｍｍの外周カバー１４を設ける。なお、１５は温
度計である。 ５．粘着温度は、ポリウレタン弾性糸Ｙが分銅Ｇとホッ
トステージ１３間で僅かの時間でも粘着状態を示したと
きのホットステージ１３に装着されている温度計の指度
で求める。 ６．結果は、５試料の測定温度の平均値で求める。 （４）接合の判定 接合部位を含むポリウレタン弾性糸１０ｃｍを、手で４
倍に延伸を５回繰り返し、接合部分の不十分のもの及び
接合部分前後で断糸したものを不良、異状が全くなかっ
た場合を良と判定評価した。
【００１７】実施例１ 平均分子量２０００のポリテトラメチレンエーテルグリ
コール２６００部に対し、４．４′−ジフエニルメタン
ジイソシアネート６３４部を反応容器に入れ、Ｎ2 零囲
気下８０〜９０℃で６０分間反応撹拌させてプレポリマ
ーを製造した。別にジメチルホルムアミド８２８部に、
１．２−フロピレンジアミン０．５４部とエチレンジア
ミン３．９６部及びジエタノールアミン０．１５部を加
え、撹拌下に先のプレポリマーをジメチルホルムアミド
で６０％に希釈し乍ら徐々に滴下反応させ、粘稠な固形
分濃度２０％のポリウレタン重合体溶液を得た。該溶液
を直径０．１２ｍｍψの孔径を有する孔数６０個の紡糸
口金より湿式紡糸法で７０℃の温湯中に紡糸し、２４５
℃の熱処理機で処理し、５６０デニールのポリウレタン
弾性糸を捲き取って得た。このときに、捲き取る直前で
仕上油剤を付着させたポリウレタン弾性糸を試料１と
し、仕上油剤を付与させないで得たポリウレタン弾性糸
を試料２とした。
【００１８】試料１の繊度は５６３デニール、油剤付着
率は５．３％、油剤付着分を除いた繊度は５３５デニー
ル、密度は１．１２、粘着温度は２５０℃であった。
又、試料２の繊度は５４８デニール、密度は１．１２、
粘着温度は２５０℃であった。
【００１９】試料１と試料２のポリウレタン弾性糸夫々
について、図３（１），（２）に示した縦溝の寸法ａ，
ｂ，ｃ，α，ｄ，ｅを変えた縦溝を有する下部加熱部
で、図２（１）に示した、Ｌが１０ｍｍ長の縦溝を具備
した装置に、夫々２本揃えて図２（２）に示した如く挿
入し、上部及び下部加熱部を２００℃に加熱し、押圧３
０秒で接合させ、図４に示す如くＹＡ，ＹＢ部で切断端
末を除去し接合の判定をおこなった。上部及び下部加熱
部の温度は、ヤマタケ製商品名、Ｋ−熱電対で測定し
た。試験条件と接合の判定結果を表１に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１に示すように、Ｓ／Ｓ0 が０．５未満
か２．０を超えると接合個所は不良となり、０．５〜
２．０の範囲では接合個所は良好であった。
【００２２】なお、表１の試験Ｎｏ．２の縦溝形状の下
部加熱部を用いて、試料１及び試料２の夫々について処
理温度、時間を変化させた接合試験の結果を表２に示し
た。
【００２３】
【表２】
【００２４】表２に示すように、ポリウレタン弾性糸の
粘着温度２５０℃で、１７０℃より低いとポリウレタン
弾性糸の接着が不充分で接合が不完全で不良となり、２
３０℃より高いとポリウレタン弾性糸の一部溶解が生
じ、糸の形状を保持させることが不能になり不良とな
る。また、その処理温度での処理時間は、３〜９０秒が
接合は良好であった。
【００２５】
【発明の効果】本発明のポリウレタン弾性糸の接合方法
と装置によって、ポリウレタン弾性糸を接合させると、
熱接合が完全確実であり、糸の供給中に接合部分におけ
る切断が生ずることがなく供給出来、又予め使用前にポ
リウレタン弾性糸の捲糸体の夫々の端末糸を接合してお
けば、従来の大量捲きの捲糸体を使用している以上の連
続供給の効果、即ち省力化にも大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例の装置の概略図である。
【図２】（１）は本発明の１実施例の装置の下部加熱部
の縦溝の１つの拡大斜視図（２）はその糸挿入斜視図で
ある。
【図３】本発明の１実施例の装置の下部加熱部の縦溝の
断面図である。
【図４】本発明の１実施例の接合された直後の状態図で
ある。
【図５】本発明の１実施例の接合されたポリウレタン弾
性糸の状態図である。
【図６】本発明の１実施例に用いる粘着温度測定装置の
概略図である。
【符号の説明】
１ 接合装置 ２ 上部ハンドレバー ３ 下部ハンドレバー ４ 下部加熱部 ５ 上部加熱部 ６ 上部ヒーターユニット ７ 下部ヒーターユニット １１ 縦溝 Ｙ ポリウレタン弾性糸

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリウレタン弾性糸の接合する端末糸部
    を、下部加熱部に設けた縦溝に揃えて挿入し、上部加熱
    部及び下部加熱部の加熱処理温度Ｔ℃がポリウレタン弾
    性糸の粘着温度Ｔ0 ℃に対し、Ｔ0 −８０≦Ｔ≦Ｔ0 −
    ２０の温度で、３〜９０秒間上部加熱部と下部加熱部を
    加圧接触させ加熱接合することを特徴とするポリウレタ
    ン弾性糸の接合方法。
  2. 【請求項２】 ポリウレタン弾性糸を揃えて挿入する下
    部加熱部中央の長手方向に設けられた１つの縦溝の断面
    積Ｓｍｍ2 と挿入されたポリウレタン弾性糸の油剤付着
    率分を除いた総断面積Ｓ0 ｍｍ2 の比が、０．５≦Ｓ／
    Ｓ0 ≦２．０とすることを特徴とするポリウレタン弾性
    糸の接合装置。
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