JP4104116B2 - 仮撚機の冷却装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は仮撚加工機、延伸仮撚加工機等の仮撚機の冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、仮撚加工機は、原糸パッケージから引き出された糸条に撚を付与する仮撚装置と、この仮撚装置の上流側に設置され、仮撚装置で付与された撚が糸条に沿って遡及することによって生じる内部応力を緩和もしくわ除去する加熱装置と、この撚掛け状態を撚セットするために熱セットされた糸条を強制的に冷却する冷却装置と、撚セットされた嵩高糸を巻き取る巻取装置等から成っている。
【０００３】
また、延伸仮撚加工機は、前記の加熱装置と仮撚装置による撚固定と同時にまたはそれに先立って糸条を所定の倍率に延伸するための延伸装置を具備している。
【０００４】
ところで、仮撚加工においては生産性向上のために高速度での仮撚加工が所望されており、所定の安定生産条件での仮撚加工速度のより高速化が計られている。しかし、従来の前記仮撚加工機による高速化は、加撚域において張力と撚レベル等のバランスが崩れて走行糸条に、いわゆるサージング現象と呼ばれる大波の振動による糸揺れ現象が生じて糸切れ、毛羽、撚斑等が発生するという問題を抱えている。
【０００５】
そこで、このサージング現象を押さえる方法として、加撚域における張力を高くする方法があるが、張力を極端に高くすると毛羽が増加したり、嵩高糸の残留伸度が少なくなって後工程での外乱に対する許容度が低下して結果的に糸質とその収率を悪化させるという問題がある。
【０００６】
また、高速度の状態で糸条の加工を行うと従来の長さの冷却装置では、冷却時間が短くなって良好な捲縮を得る温度まで糸条を冷却することができず、良好な捲縮を得る温度まで冷却するには長尺の冷却装置が必要となる。しかし、長尺の冷却装置となれば仮撚機全体が大きくなって作業性、メンテナンス性が悪くなるだけでなく、冷却装置における糸条の接触抵抗、撚の伝搬抵抗が大きくなって嵩高糸の捲縮率と残留伸度が低下するので、加工糸そのものの糸質が悪化するという問題がある。
【０００７】
そこで、前記したような問題点を解決するため、例えば、特開平９−３１６７４０号公報等に記載されているような、一対の糸条接触壁体により構成され、この一対の糸条接触壁体が、走行糸条が一方の糸条接触壁体面に接触するか、あるいは、各糸条接触壁体面に交互に接触するように隙間をもって設置されてあると共に、この一対の糸条接触壁体に、糸条の走行方向と交差する方向に吸引流を作用させる吸引手段が設けられた冷却装置等が考案されている。
【０００８】
このような冷却装置によれば、糸条接触壁体による冷却と吸引流体による冷却によって冷却能力が大きくなり、冷却装置の長さを従来の約半分にすることができるので糸条の走行抵抗が小さく仮撚部における張力（工程張力）を下げることができ、撚りの遡及が容易になって従来よりも高速度で加工しても強度、伸度、捲縮率が低下しない良質の嵩高糸が得られると共に、糸条が糸条接触壁体面に接触した状態で走行するため、工程張力を下げてもサージング現象の発生を防ぐことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、繊度（ｄｔｅｘ）の小さい細物糸の仮撚加工の場合等は、その糸条の細さから、前記特開平９−３１６７４０号公報の冷却装置では、糸条が一対の糸条接触壁体の何れの糸条接触面にも非接触の状態で通過することがあり、充分な冷却効果が得られず、さらに、その非接触の状態が長くなることがあると、サージング現象が起こりやすくなる。つまり、糸条が一対の糸条接触壁体の糸条接触面に接触するよう糸条接触面間の隙間を最適な状態に管理する必要があるが、この隙間の管理は細物糸においては困難である。
【００１０】
また、特殊品種、例えば太細糸（Ｔｈｉｃｋ＆Ｔｈｉｎ Ｙａｒｎ）等のように極低張力を必要とする糸の仮撚加工の場合等は、極低張力での加工のため、前記特開平９−３１６７４０号公報の冷却装置では、糸条が糸条の走行方向と交差する方向に作用する吸引流によって吸引ダクト側に引き寄せられ大きく彎曲する。その結果、糸条が吸引ダクトの吸引口近傍の部材に接触して毛羽が生じたり、糸条接触壁体面から糸条が外れてサージング現象が起こり、これが染斑の原因になる等の問題がある。
【００１１】
よって、本発明が課題とすることは、特に細物糸や加工時に極低張力を要する太細糸等の仮撚加工において、効率よく冷却し、かつ、サージング現象が抑制でき、高速度の仮撚加工に対応できる仮撚機の冷却装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するために本発明の仮撚機の冷却装置は、一対の壁部材を有し、吸引流を作用させる吸引手段を備えた上、前記一対の壁部材に、吸引手段の吸引作用によって糸条が吸引手段側へ吸い込まれるのを防止するとともに、仮撚加工によって撚りが入った糸条が接してその糸条を撚り方向に発生する回転力による転がりによって前記糸条接触部の接触面まで移動させるためのガイドとなる規制ガイドを取り付け、糸条が前記糸条接触部の接触面まで前記規制ガイド上を移動することにより前記糸条接触部の接触面に糸条が接触して糸条の冷却効果を向上させることを特徴とするものであり、この規制ガイドを一つ以上着脱自在に取付けられるようになっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による仮撚機の冷却装置の一例を図面を参照して説明する。図１は本発明の冷却装置５を有する仮撚機の全体図であり、図２は図１におけるＩ−Ｉ矢視図である。
【００１４】
仮撚機は作業通路を挟んで片側の外側に供給用糸条パッケージ７０を載置するクリールスタンド２が設置され、このクリールスタンド２の内側に第１糸送り装置３と第１加熱装置４と冷却装置５と仮撚装置６と第２糸送り装置７とがこの順序で上方から下方に向かって機枠１に装着されていると共に、作業通路の反対側には巻き取り装置１１が設置され、作業通路の作業台１２の下方には第２加熱装置８と第３送り装置９と油剤付与装置１０が設置されており、これ等の装置が機台長手方向に１２錘分（１２糸条分）を１スパンとして複数スパン分設置されたものであり、本発明における冷却装置５は図３、４、５に示されるように、冷却部１５と吸引手段１３とから成っている。
【００１５】
その吸引手段１３は、ダクト１４に糸条Ｙの走行位置に対応して吸引口となる細幅縦長溝１４a、１４bが糸条の走行方向に複数穿設され、これが一つのダクト１４に２糸条単位で６カ所、すなわち、１２糸条分設けられて１スパンを成しており、このダクト１４が複数本連結され、その端部にインバータによって駆動用電動機の回転数が制御される排気ファン（図示なし）が連結されており、この排気作用によってダクト１４内に吸引作用が働くようになっている。
【００１６】
なお、ダクト１４の上部には排煙箱２６が取り付けられ、ダクト１４と第１加熱装置４の間に位置している。この排煙箱２６は糸条の走行領域が確保され、ダクト１４内部と連通した構成になっているので、第１加熱装置４で熱処理された糸条の油煙成分等が冷却装置５に至るまでにダクト１４の吸引手段１３の作用により吸引除去される。
【００１７】
一方、冷却部１５は、ダクト１４の細幅縦長溝１４aと１４bの間にねじ２０によって対向して取り付けられたコ形状の固定壁部材１６、１７と、それらに近接して背中合わせに設けられたコ形状の可動壁部材１８、１９からなり、固定壁部材１６と可動壁部材１８が組み合わされた一対が２糸条の内の一方を受け持ち、固定壁部材１７と可動壁部材１９が組み合わされた一対が他方の糸条を受け持つようになっている。
【００１８】
可動壁部材１８、１９のダクト１４側に板状の弾性部材２１の片側がねじ２３によって取り付けられ、この弾性部材２１の他方側がねじ２２によってダクト１４に取り付けられることによって可動壁部材１８、１９がダクト１４に係止される。この弾性部材２１にはゴム材、例えば、ニトリルブタジェンゴム（ＮＢＲ）等を用いるのが好ましく、硬度は可動壁部材１８、１９の垂れ下がりがない程度に適宜決定するようにする。
【００１９】
また、可動壁部材１８、１９は固定壁部材１６、１７に対して開口することができ、閉口時においては弾性部材２１の弾性力によって固定壁部材１６、１７の方向へ復帰するようになっている。さらに、可動壁部材１８、１９のダクト１４への取り付け部の弾性部材２１にゴム材を使用することにより、外気との気密性が増すので、ダクト１４内の吸引時には可動壁部材１８、１９にダクト１４側へ引き込む力が作用し、可動壁部材１８、１９が固定壁部材１６、１７を押圧する状態になる。
【００２０】
また、固定壁部材１６、１７及び可動壁部材１８、１９は、それぞれ糸条接触部１６ａ、１７ａ及び糸条接触部１８ａ、１９ａを有し、その固定壁部材１６、１７の糸条接触部１６ａ、１７ａと可動壁部材１８、１９の糸条接触部１８ａ、１９ａには糸条走行方向に所定の間隔をもつて凹凸部が形成されている。
【００２１】
この凹凸部は、糸条接触部１６ａの凹部に対し糸条接触部１８ａの凸部が、糸条接触部１６ａの凸部に対し糸条接触部１８ａの凹部がそれぞれ対面して位置し、また、糸条接触部１７ａの凹部に対し糸条接触部１９ａの凸部が、糸条接触部１７ａの凸部に対し糸条接触部１９ａの凹部がそれぞれ対面して位置するように配置されており、糸条Ｙが前記凸部の各上面に交互に接触して走行するか、各凸部間の接線上を走行するようになっている。
【００２２】
糸条が接触する前記凸部の糸条走行方向の長さ寸法は、糸条の空中走行長さが５０ｍｍ以下、好ましくは１０〜３０ｍｍに、糸条の接触面の長さを前記糸条接触部全長の約５０％に、また、糸条走行方向と交差する幅寸法は、１０〜５０ｍｍに、そして、凸部同士の隙間寸法（δ）は糸条太さの０〜１０倍に設定するのが好ましい。
【００２３】
前記糸条接触部は、糸条との熱伝達がよいことが必要であり、そのために、ステンレス鋼を窒化加工して鏡面バフ仕上げするか、硬質クロームメッキあるいはフレームプレーティング等を施し、ビッカース硬度７００以上となるよう表面処理を行なうようにする。
【００２４】
前記糸条接触部の凸部同士の隙間寸法（δ）の管理は、図５に示されるように可動壁部材１８、１９のダクト１４側と反ダクト１４側にねじ２４が螺着され、このねじ２４の頭部厚さ（Ｔ）を調節して行なうようになっている。
【００２５】
また、隙間寸法（δ）管理の別の例示として図６に示されるように、固定壁部材１６’と壁部材１８’の間、固定壁部材１７’と壁部材１９’の間のそれぞれダクト１４側に調節プレート２５を介在せしめて、ねじ３５によって壁部材１８’、固定壁部材１６’及び調節プレート２５を三枚締めにて固定し、このときの調節プレート２５の厚み（Ｔ'）を調節して行うことができる。壁部材１９’と固定壁部材１７’側も同様である。この図６に示される例示によれば、壁部材１８’と固定壁部材１６’の反ダクト１４側が開口されているので、糸通し等のとき壁部材１８’をわざわざ開放する必要がなくなるという利点がある。
【００２６】
なお、図６による例示の場合、壁部材１８’、１９’には可動壁部材１８、１９にこの例示に必要な加工を施したものを用いることができ、また、固定壁部材１６’、１７’には固定壁部材１６、１７にこの例示に必要な加工を施したものを用いることができる。
【００２７】
前述したねじ２４又は調節プレート２５の糸条走行方向への配置位置は適宜決めてもよいが、それらと糸条との接触を防ぐことからも後述する規制ガイド２７と同一位置とするのが好ましい。
【００２８】
次に、規制ガイド２７を説明する。規制ガイド２７は、図５、７に示されるように、棒状のガイド２８がプレート２９の略中央で片側を固着されてプレート２９から突出しており、この突出部が固定壁部材１６、１７と可動壁部材１８、１９に穿設されたガイド孔３０に遊挿され、プレート２９がねじ３１によって固定壁部材１６、１７に固定された構成に成っている。このとき、ガイド孔３０の外径寸法を可動壁部材１８、１９の開閉時にガイド２８が可動壁部材１８、１９と干渉しない寸法にする必要がある。
【００２９】
この規制ガイド２７は、図５に示されるように、運転時走行している糸条Ｙとダクト１４側のねじ２４との間に位置し、糸条走行方向に対しては冷却部１５の中央付近１個所とするか、あるいは複数箇所とすることができる。複数箇所とする場合は、その数量を加工品種や冷却部１５の長さ等によって適宜選択できるようにするために、固定壁部材１６、１７及び可動壁部材１８、１９の糸条走行方向に規制ガイドの必要数量分の取り付け孔、即ち、ガイド２８が遊挿されるガイド用孔３０と、ねじ３１を捩じ込むための雌ねじ３２を予め穿設しておく。
【００３０】
また、規制ガイド２７は糸条走行方向において、糸条接触部１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａの凸部への糸条の接触の妨げにならないよう、空間の広くとれる凹凸部配置上の凹部同士が対面する所に設けるのが好ましい。
【００３１】
別の規制ガイド２７’の例示として、図８に示されるように、糸条の接触部がＶ字状のガイド３３にねじ３４を固定壁部材１６、１７を介してねじ込んで、ガイド３３を可動壁部材１８と固定壁部材１６の間に挟持するようにもできる。
【００３２】
上述のような規制ガイド２７、２７’の構成によれば、規制ガイド２７、２７’の追加や交換が容易にできるので、品種や冷却部１５の長さ等に対応した規制ガイドの数量への変更時に時間的ロスがなく非常に能率的である。
【００３３】
以上のような仮撚機において、供給用糸条パッケージ７０から第１糸送り装置３によって送り出された糸条は、第１加熱装置４で熱処理されて排煙箱２６を通り、冷却装置５内では、排煙箱２６下部に設けられた糸道ガイド３６と冷却装置５の下方に設けられた糸道ガイド３７を結ぶ線上を走行し、仮撚装置６で撚りが付与され、その後第２糸送り装置７から第２加熱装置８、第３糸送り装置９、油剤付与装置１０を経て巻取装置１１によって巻き取られる。
【００３４】
このような仮撚り加工工程において、冷却装置５内を走行する糸条は、冷却部１５に設けられた糸条接触部１６ａ〜１９ａの接触面（凸部上面）に接触して走行するとともに、ダクト１４からの大気の吸引作用によって冷却される。
【００３５】
その冷却効果を得るためには、糸条が確実に前記接触面に接触することが必要であり、これは本発明であるところの冷却部１５に規制ガイド２７を設けることで達せられる。
【００３６】
つまり、図９に示されるように、走行中の糸条Ｙは規制ガイド２７によって、延伸倍率が低い場合であっても、ダクト１４の吸引口（図４に示される細幅縦長溝１４a、１４b）近傍まで引き寄せられることがなく、常に糸条接触部１６ａ〜１９ａの接触面（凸部上面）からはみ出ない位置にあり、しかも仮撚加工中の糸条には撚りが入っているのでその撚り方向に回転力が生まれ、糸条が規制ガイド２７に接すると前記回転力によって規制ガイド２７上を転がり、糸条接触部１６a、１８aのいずれかの接触面（図５参照）、また、一方の糸条接触部１７a、１９aのいずれかの接触面（図５参照）まで移動するので、糸条は確実に前記接触面に接触するのである。
【００３７】
なお、図９に示されている規制ガイド２７は１箇所であるが、糸条Yが糸条接触部１６ａ〜１９ａからはみ出るようであれば前述したように規制ガイド２７を複数箇所設けるようにする。
【００３８】
以上の結果、ダクト１４の吸引口近傍部材への糸条の接触や引っ掛かりがなく、さらに、糸条が前記接触面に確実に接触するので冷却効果が向上するとともに、サージング現象の発生が防止できる。これは、特に細物糸や極低張力を要する太細糸等の場合には極めて有効である。
【００３９】
なお、本発明では図３に示されるように、冷却部１５における固定壁部材１６と可動壁部材１８の一対と、固定壁部材１７と可動壁部材１９の一対との間隔寸法が上方に対して下方の方が広くなった末広がり状になっているが、上方と下方の間隔寸法を同一にしてもよい。
【００４０】
次に、本冷却装置を使用して行った仮撚加工の実施例を下記する。
【００４１】
【実施例１】
加工速度と未解撚の関係。
１）原糸：ＰＥＴ（ポリプロピレンテレフタレート）、３００ｄｔｅｘ−４８Ｆ
２）品種：太細糸（Ｔｈｉｃｋ＆Ｔｈｉｎ Ｙａｒｎ）
３）仮撚装置：フリクションツイスター
４）糸条接触部（凸部同士）の隙間寸法δ：０．１５ｍｍ
５）加工速度：３５０ｍ／ｍｉｎ（対Ｔｈｉｃｋ＆Ｔｈｉｎ Ｙａｒｎ）
上記加工条件において、加工速度における未解撚をテストしたところ、下表のとおりであった。

【００４２】
この結果、規制ガイドを設けた場合、規制ガイドなしの場合に比べて未解撚の発生速度が約２０％向上しており、仮撚加工が高速化できることがわかる。これは、規制ガイドを設けたことにより、糸条接触部に糸条が確実に接触して走行する効果であり、未解撚に起因するサージング現象が抑制されていることが分る。
【００４３】
【実施例２】
サージング現象の発生と延伸倍率の関係
１）原糸：ＰＥＴ（ポリプロピレンテレフタレート）、１５５ｄｔｅｘ−３６Ｆ
２）品種：Ｒｅｇｕｌａｒ ＤＴＹ（８４Ｔ−３６Ｆ）
３）仮撚装置：フリクションツイスター
４）糸条接触部（凸部同士）の隙間寸法δ：０．１５ｍｍ
５）加工速度：１１００ｍ／ｍｉｎ
上記加工条件において、多糸条でのサージング現象発生時の延伸倍率をテストしたところ、下表のとおりであった。

【００４４】
この結果、サージング発生時の延伸倍率の各糸条でのバラツキが、規制ガイドなしの場合は０．０３であり、規制ガイドを設けた場合は０．０１と減少している。このことからも規制ガイドを設けることによってサージング現象が抑制されていることが分る。
【００４５】
またこのテストで、同じ加工速度においては規制ガイドを設けた場合、規制ガイドなしの場合に比べて低い延伸倍率で加工できることが分り、その分加工糸の残留伸度が高くなるという効果がある。換言すれば、所定の残留伸度を確保して加工する場合、規制ガイドを設けたときの低い延伸倍率から前記所定の残留伸度に対応した延伸倍率まで上げて加工することができ、その延伸倍率が上げられることにより、加工速度の高速度化がはかれる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却装置の冷却部を構成する一対の壁部材に規制ガイドが設けられているので、糸条の加工時の延伸倍率が低い場合であっても、糸条はダクトの吸引口まで引き込まれることがなく、糸条接触部の接触面からはみ出ないように規制されるとともに、この規制ガイドに接した糸条が規制ガイド上を撚り方向に転がって糸条接触面に確実に接触するので、冷却効果が格段に向上するとともに、サージング現象の発生が防止できる。
【００４７】
また、規制ガイドによって糸条がダクトの吸引口まで引き込まれることがないので、その吸引口近傍の部材への引っ掛かりがなく、毛羽の発生も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の冷却装置を有する仮撚機の全体図である。
【図２】 図１におけるＩ−Ｉ矢視図である。
【図３】 本発明の冷却装置における冷却部の構成を示す正面図である。
【図４】 図３におけるＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図５】 図３におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図であり、糸条接触部の隙間調節部及び規制ガイドを示すものである。
【図６】 糸条接触部の隙間調節の別の方法を例示した図である。
【図７】 本発明における規制ガイドの取付けを示す斜視図である。
【図８】 別の規制ガイドの取付けを示す斜視図である。
【図９】 規制ガイドによって糸条走行路が規制される状態を示した概略図である。
【符号の説明】
５ 冷却装置
１３ 吸引手段
１４ ダクト
１５ 冷却部
１６、１６’、１７、１７’ 固定壁部材
１８、１９ 可動壁部材
１８’、１９’ 壁部材
１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａ 糸条接触部
２４、３１、３４、３５ ねじ
２５ 調節プレート
２７、２７' 規制ガイド
２８、３３ ガイド
２９ プレート
３０ ガイド孔
３２ 雌ねじ

Claims (2)

1. 仮撚加工機または延伸仮撚加工機の加熱装置と仮撚装置との間に設置され、加熱装置によって加熱された糸条を冷却すると共に、糸条の振動を抑制して安定させた状態で走行させる冷却装置において、一対の壁部材を有し、走行糸条がその一方の壁部材の糸条接触部に接触したり、各壁部材の糸条接触部に交互に接触したりするようになっており、その一対の壁部材が、糸条に対して糸条の走行方向と交差する方向に吸引流を作用させる吸引手段部に設けられた冷却装置であって、前記一対の壁部材に、前記吸引手段の吸引作用によって糸条が吸引手段側へ吸い込まれるのを防止するとともに、仮撚加工によって撚りが入った糸条が接してその糸条を撚り方向に発生する回転力による転がりによって前記糸条接触部の接触面まで移動させるためのガイドとなる規制ガイドを取り付け、糸条が前記糸条接触部の接触面まで前記規制ガイド上を移動することにより前記糸条接触部の接触面に糸条が接触して糸条の冷却効果が向上することを特徴とする仮撚機の冷却装置。
2. 前記一対の壁部材の長手方向に一つ以上の規制ガイドを着脱自在に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の仮撚機の冷却装置。

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