JP5448901B2 - 油剤拡散装置及び紡糸巻取機 - Google Patents

Description

本発明は、油剤拡散装置及び紡糸巻取機に関する。

複数のフィラメントからなる糸条を走行させる際に生じる糸切れや毛羽を抑制するために、例えば、油剤付与ノズルから油剤を噴射して、糸条に対して油剤を付着させることが一般的に行われている。しかしながら、糸条に対して油剤を付着させるだけでは、付着斑が生じ、複数のフィラメント間に油剤が拡散していないことがある。そこで、糸条に付着した油剤を拡散させる装置が使用されている。例えば、特許文献１に記載の付着油剤の均斉化装置では、油剤の付着した糸条に高圧縮エアを噴きつけて、複数のフィラメント間に油剤を拡散させている。

特開２００６−３１６３７１号公報（図１）

しかしながら、これでは、高圧縮エアを発生させるエアコンプレッサや、エアコンプレッサから高圧縮エアを噴射する噴射孔までの配管において、エア噴射時に騒音が発生していた。また、高圧縮エアを発生させるための設備が必要であり、且つ、エア消費量が多かった。

そこで、本発明の目的は、高圧流体を使用することなく、複数のフィラメント間に確実に油剤を拡散させる油剤拡散装置及び紡糸巻取機を提供することである。

本発明の油剤拡散装置は、複数のフィラメントからなる糸条に油剤を付着する油剤付着手段よりも、糸条の走行方向における下流側に設けられ、前記油剤が付着した状態で走行する糸条に間欠的に接触して振動を与える振動付与手段を備え、前記振動付与手段は、前記糸条の走行に伴って回転し、前記糸条に間欠的に接触する回転体を有する。

本発明の油剤拡散装置によると、高圧流体を使用せずに、油剤が付着した糸条に間欠的に直接振動を与えることで、付着斑を低減し、複数のフィラメント間に確実に油剤を拡散させることができる。

また、前記振動付与手段は、糸条に対して、走行する方向と直交し、且つ、向きが逆である２つの方向から振動を与えることが好ましい。これによると、糸条に対して効果的に振動エネルギーを付与でき、複数のフィラメント間に油剤をより確実に拡散させることができる。

さらに、前記振動付与手段は、対向配置され、それらの間を走行する糸条と接触して、一体的に従動回転する２つの回転体を備えており、前記２つの回転体の各々は、対向面から突出し、且つ、周方向に間隔をあけて配置された複数の突出部を有しており、一方の回転体における前記複数の突出部と、他方の回転体における前記複数の突出部は、周方向に関して交互に並んで配置されており、一方の回転体の各突出部と他方の回転体との間には、走行する糸条が入り込む隙間が形成されていることが好ましい。これによると、糸条の走行にともない回転体が従動回転することで、糸条はジグザグに走行しながら、一方の回転体の突出部及び他方の回転体の突出部との接触を間欠的に繰り返し、振動する。これにより、簡単な構成で、糸条に対して直交し、且つ、向きが逆である２つの方向から交互に継続して振動を与えることができる。

加えて、前記２つの回転体よりも上流側及び下流側には、走行する糸条が前記回転体に所定角度で巻き掛けられて走行するための糸道を規制するガイドがそれぞれ配置されていることが好ましい。これによると、回転板の上流側及び下流側に配置された２つのガイドにより回転板への巻き掛け角度を確保し、糸条を確実に回転板に接触させることを可能にし、糸条に対して確実に振動を与えることができる。また、回転板への巻き掛け角度を確保するためには、ガイドとの接触部において糸条を屈曲させることになり、糸条に与えられた振動の、これらのガイドの上流側及び下流側への伝播が阻止される。
本発明の油剤拡散装置は、複数のフィラメントからなり、油剤が付着した状態で走行する糸条に間欠的に接触して振動を与える振動付与手段を備え、前記振動付与手段は、走行する前記糸条に対して、２以上の複数の方向から振動を与える。
また、前記振動付与手段は、糸条に対して、走行する方向と直交し、且つ、向きが逆である２つの方向から振動を与えることが好ましい。
さらに、前記振動付与手段は、対向配置され、それらの間を走行する糸条と接触して、一体的に従動回転する２つの回転体を備えており、前記２つの回転体の各々は、対向面から突出し、且つ、周方向に間隔をあけて配置された複数の突出部を有しており、一方の回転体における前記複数の突出部と、他方の回転体における前記複数の突出部は、周方向に関して交互に並んで配置されており、一方の回転体の各突出部と他方の回転体との間には、走行する糸条が入り込む隙間が形成されていることが好ましい。
加えて、前記２つの回転体よりも上流側及び下流側には、走行する糸条が前記回転体に所定角度で巻き掛けられて走行するための糸道を規制するガイドがそれぞれ配置されていることが好ましい。

本発明の紡糸巻取機は、紡糸部から溶融紡出されたマルチフィラメント糸条に油剤付着手段によって油剤を付着させ、油剤が付着したマルチフィラメント糸条をゴデッドローラを介して送出し、巻取部で巻き取るようにした紡糸巻取機であって、前記油剤付着手段と前記ゴデッドローラとの間に、油剤が付着した糸条に間欠的に接触して糸条に振動を与える振動付与手段を設けている。

本発明の紡糸巻取機によると、紡糸部から紡出され、油剤が付着したマルチフィラメント糸条に間欠的に直接振動を与えて、油剤を拡散させている。すると、糸条の集束性、平滑性、制電性などが向上するため、振動付与手段よりも糸条の走行方向の下流側にあるゴデッドローラや、さらにその下流側にある巻取部での糸切れや毛羽を抑制することができる。
また、前記振動付与手段は、糸条に対して、走行する方向と直交し、且つ、向きが逆である２つの方向から振動を与えることが好ましい。
さらに、前記振動付与手段は、対向配置され、それらの間を走行する糸条と接触して、一体的に従動回転する２つの回転体を備えており、前記２つの回転体の各々は、対向面から突出し、且つ、周方向に間隔をあけて配置された複数の突出部を有しており、一方の回転体における前記複数の突出部と、他方の回転体における前記複数の突出部は、周方向に関して交互に並んで配置されており、一方の回転体の各突出部と他方の回転体との間には、走行する糸条が入り込む隙間が形成されていることが好ましい。
加えて、前記２つの回転体よりも上流側及び下流側には、走行する糸条が前記回転体に所定角度で巻き掛けられて走行するための糸道を規制するガイドがそれぞれ配置されていることが好ましい。

高圧流体を使用せずに、油剤が付着した糸条に間欠的に直接振動を与えることで、付着斑を低減し、複数のフィラメント間に確実に油剤を拡散させることができる。

紡糸機から糸巻取装置までの各種装置の概略構成を示す側面図である。 油剤拡散装置近傍の拡大斜視図である。 回転ガイドの構造を示す図であり、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は正面図である。 糸条が巻き掛けられた回転ガイドの正面図である。 振動について説明するための回転ガイドの概略正面図であり、（ａ）は左側の円板から糸条が叩かれたときであり、（ｂ）は右側の円板から糸条が叩かれたときであり、（ｃ）は糸条が左右から連続的に叩かれ振動しているときである。 変形例１における油剤拡散装置近傍の拡大斜視図である。 変形例２における油剤拡散装置近傍の拡大斜視図である。 変形例３における油剤拡散装置近傍の拡大斜視図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。図１は、紡糸機から糸巻取装置までの各種装置の概略構成を示す側面図である。本実施形態では、図１に示すように、上方にある紡糸機１の紡糸口金１ａから吐出された複数のフィラメントからなる糸条Ｙ（マルチフィラメント糸）に給油ノズル２により油剤を付着させた後、油剤拡散装置３により糸条Ｙに付着した油剤を拡散させ、この糸条Ｙを２つのゴデッドローラ４ａ、４ｂで延伸させた上で、下方にある糸巻取装置５に搬送して、巻き取る。

給油ノズル２は、紡糸機１から給糸された複数のフィラメントからなる糸条Ｙに油剤を噴射して付着させる。ただし、糸条Ｙには、糸条冷却エアと糸条走行時に発生する随伴気流によって糸揺れが生じ、また、この随伴気流が給油ノズル２の油剤噴射孔に吹き込むことにより糸揺れする糸条Ｙに付着斑が生じる。そこで、本実施形態では、糸条Ｙの走行方向における給油ノズル２の下流側において、油剤拡散装置３により糸条Ｙの複数のフィラメント間に油剤を拡散させる。この油剤拡散装置３について詳しくは後述する。

ゴデッドローラ４ａは、その上方に配置されたセパレートローラ６ａと一対となっており、ゴデッドローラ４ｂは、その下方に配置されたセパレートローラ６ｂと一対となっている。２つのゴデッドローラ４ａ、４ｂは、図示しない駆動モータによって駆動される駆動ローラであり、２つのセパレートローラ６ａ、６ｂは、糸条Ｙの走行にともなって回転する従動ローラである。

紡糸機１から給油ノズル２及び油剤拡散装置３を介して送られた糸条Ｙは、上流側のゴデッドローラ４ａ及びセパレートローラ６ａに複数回巻き掛けられた後、下流側のゴデッドローラ４ｂ及びセパレートローラ６ｂに複数回巻き掛けられてから糸巻取装置５に巻き取られる。

このとき、下流側のゴデッドローラ４ｂは、上流側のゴデッドローラ４ａよりも高速で回転している。また、ゴデッドローラ４ａは糸条Ｙが延伸可能な温度（例えば、９０度）に加熱されているとともに、ゴデッドローラ４ｂはゴデッドローラ４ａよりも高い温度（例えば、１２０度）に加熱されている。これにより、油剤拡散装置３から送られた糸条Ｙは、まず、ゴデッドローラ４ａで延伸可能な温度まで加熱された後、ゴデッドローラ４ｂにより延伸されつつ糸巻取装置５に搬送される。

このように、２つのゴデッドローラ４ａ、４ｂでは、糸条Ｙに延伸力が付与されるが、仮に、複数のフィラメント間において油剤の付着斑があり、油剤が十分に拡散されていないと、複数のフィラメント間での張力変動にばらつきが生じてしまい、糸切れや毛羽、染斑が起こりやすい。したがって、紡糸機１から送られた糸条Ｙに給油ノズル２により油剤を付着させた後、油剤拡散装置３により油剤を糸条Ｙの複数のフィラメント間に拡散させている。

次に、油剤拡散装置３について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、油剤拡散装置近傍の拡大斜視図である。図３は、回転ガイドの構造を示す図であり、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は正面図である。図４は、糸条が巻き掛けられた回転ガイドの正面図である。図２に示すように、油剤拡散装置３は、給油ノズル２により油剤が付着された糸条Ｙが巻き掛けられる回転体１０（振動付与手段）と、回転体１０の上流側及び下流側において、走行する糸条Ｙを回転体１０から離れる方向へ規制する２つのガイド７ａ、７ｂとを有している。

回転体１０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、対向配置された２つの円板１１からなり、各円板１１には、円板１１を回動自在に支持する軸８（図２参照）が挿通される貫通孔１１ａと、貫通孔１１ａの径方向外側において、一方の面から突出し、周方向に等間隔に間隔をあけて配置された複数の突出部１２とが形成されている。突出部１２は、径方向内側が最も突出し、縁にいくにつれて突出量が小さくなるように傾斜した円弧状の傾斜面１２ａを有している。

このような構成の２つの円板１１は、図３（ｂ）に示すように、突出部１２が形成された面が互いに対向して、図示しないネジなどで連結され、一体固定されている。また、一方の円板１１における複数の突出部１２と他方の円板１１における複数の突出部１２は、周方向に関して交互に並んで配置されている。そして、突出部１２の傾斜面１２ａと、この傾斜面１２ａと対向する円板１１との間には、傾斜面１２ａに接触した糸条Ｙが摺動して、入り込む隙間が形成されている。また、一方の円板１１における複数の突出部１２の最も突出している部分の径方向内側の端部は、２つの円板１１の対向する方向の中心線よりも他方の円板１１側に突出している。他方の円板１１における複数の突出部１２についても同様である。

回転体１０（２つの円板１１の間）に糸条Ｙを巻き掛けると、図４に示すように、糸条Ｙは、一方の円板１１における突出部１２の傾斜面１２ａと、他方の円板１１における突出部１２の傾斜面１２ａに交互に接触して、傾斜面１２ａとこの傾斜面１２ａと対向する円板１１との間の隙間に摺動して入り込み、ジグザグに屈曲した糸道を形成する。そして、糸条Ｙを走行させると、糸条Ｙには回転体１０に巻き掛けられながら、糸条Ｙに対して直交するＡ方向及びＢ方向の互いに逆である２つの方向から走行方向に沿って交互に円板１１の突出部１２が接触する。そうして、糸条Ｙは、図５（ａ）に示すように、左の円板１１のガイド１２によってＡ方向から叩かれた後、図５（ｂ）に示すように、右の円板１１のガイド１２によってＢ方向から叩かれる。このＡ及びＢ方向（左右方向）交互からの糸条Ｙを叩く動作が、回転体１０が回転することで繰り返されることで、図５（ｃ）に示すように、糸条Ｙは連続的に左右から叩かれることになり、連続的に左右に振動する。この振動は、回転体１０の上流側及び下流側の糸条Ｙにおいて生じる。

このように、糸条Ｙは振動すると、振動自体や、糸条Ｙの複数のフィラメントが振動によって衝突を繰り返すことで、複数のフィラメントに均一に油剤が分散することになり、複数のフィラメント間に確実に油剤を拡散させることができる。

２つのガイド７ａ、７ｂは、回転体１０の軸方向と平行な方向に延在した円柱状をしており、鉛直方向に間隔をあけて配置されている。そして、回転体１０は、２つのガイド７ａ、７ｂを結ぶ線から水平面内に関して軸方向と直交する方向にずれて配置されている。給油ノズル２から送られた糸条Ｙは、ガイド７ａと接触して摺動しながら走行して、回転体１０に巻き掛けられた後、ガイド７ｂと接触して摺動しながらゴデッドローラ４ａに送られる。この２つのガイド７ａ、７ｂは、糸条Ｙの回転体１０への巻き掛け角度を確保している。また、２つのガイド７ａ、７ｂは、糸条Ｙと接触することで、それらの上流側及び下流側の給油ノズル２やゴデッドローラ４ａに、糸条Ｙに与えられた振動が伝播するのを阻止することができる。

次に、本実施形態における糸条Ｙに油剤を拡散させる構成と、従来における糸条Ｙに油剤を拡散させる構成での、糸巻取装置５で巻き取った後の糸条Ｙの物性値の比較結果について表１を参照して説明する。なお、表１に示す、Ｕ％（Ｎｏｒ．）は糸条Ｙの太さ斑であり、毛羽は糸条Ｙを糸巻取装置５で巻き取ることで形成されたパッケージの端面に１ｋｇ当たり何ケの毛羽が生じているかを表している。また、染斑は通常繊維業界で使用されている点数表記であり、５点満点で４点以上を糸条Ｙの物性として問題ないものとしている。また、条件は、ＰＥＴ ＦＤＹ １６６ｄｔｅｘ／１４４フィラメント（１．０４ｄｐｆ）とし、ゴデッドローラ４ｂの速度は、糸条Ｙの速度が４５００ｍ／ｍｉｎとなるように設定されている。

実施例では、上述した実施形態のように、糸条Ｙに付着した油剤を回転体１０によって拡散させて、糸巻取装置５で巻き取った後の糸条Ｙの物性値を測定している。また、比較例では、油剤が付着した糸条Ｙを、糸条Ｙの走行孔と高圧縮エアの噴射孔が形成された部材の空間内に導いて、この空間内において糸条Ｙに高圧縮エアを噴きつけて、複数のフィラメント間に油剤を拡散させて、糸巻取装置５で巻き取ったときの糸条Ｙの物性値を測定している。

表１に示すように、実施例における糸条は、比較例における糸条と同等の物性値となっており、同等の糸品質を得ることができたと考察できる。

本実施形態によると、油剤が付着した糸条Ｙに間欠的に直接振動を与えて、複数のフィラメント間に確実に油剤を拡散させることができる。これにより、糸条Ｙの集束性、平滑性、制電性などが向上するため、２つのゴデッドローラ４ａ、４ｂや、糸巻取装置５での糸切れや毛羽を抑制することができる。このとき、高圧縮エアを利用する比較例のように、油剤を拡散させるために高圧縮エアを使用することがなく、コンプレッサを駆動することがないため、騒音が発生することがない。また、高圧縮エアを発生させるための設備が必要なく、高圧縮エア自体も必要としないため、設備コストや製造コストを低減することができる。また、高圧縮エアによる油剤拡散では、高圧縮エアを確実に糸条Ｙに当てるための個々のガイド位置調整が必要であったが、本実施形態では、必然的に糸条Ｙに振動が発生するので、そのような調整が不要である。

また、糸条Ｙに対して走行方向と直交し、且つ、向きが逆である２つの方向から振動を与えることで、効果的に振動エネルギーを付与でき、複数のフィラメント間に油剤をより確実に拡散させることができる。さらに、糸条Ｙへの両側からの振動を、糸条Ｙの走行にともない従動回転する回転体１０により実現している。これにより、簡単な構成で、駆動源を必要とせずに、糸条Ｙに対して交互に向きが逆である２つの方向から継続して振動を与えることができる。

次に、上述した実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。ただし、上述した実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

本実施形態においては、糸条Ｙをジグザグ走行させる回転体１０により、糸条Ｙに振動を付与していたが、振動を付与する振動付与手段としては、これに限らない。

１）例えば、図６に示すように、回転することで、その先端が糸条Ｙに接触可能なピン１０１と、ピン１０１の後端の軸１０１ａに接続された駆動モータ１０２とからなる振動付与手段が糸条Ｙの走行方向に沿って複数配置されていてもよい（変形例１）。この場合、駆動モータ１０２を駆動し、ピン１０１を軸１０１ａを中心に高速回転させると、糸条Ｙに対してピン１０１が間欠的に接触を繰り返すことになり、糸条Ｙは振動する。

２）また、図７に示すように、シリンダ１０５と、シリンダ１０５から突出したシリンダロッド１０６と、その先端に接続された円板１０７とからなる振動付与手段でもよい（変形例２）。この場合、シリンダ１０５を駆動して、シリンダロッド１０６の伸縮を高速で繰り返すことで、糸条Ｙに対して円板１０７が間欠的に接触を繰り返すことになり、糸条Ｙは振動する。

３）また、図８に示すように、糸条Ｙを間に介在させて配置された２つの対向部材１１５ａを有する部材１１５と、部材１１５を２つの対向部材１１５ａの対向する方向に高速往復動させる駆動モータ１１６とからなる振動付与手段でもよい（変形例３）。この場合、駆動モータ１１６を駆動して、部材１１５を往復動させることで、糸条Ｙに対して２つの対向部材１１５ａが間欠的に接触を繰り返すことになり、糸条Ｙは振動する。

また、本実施形態においては、糸条Ｙに対して回転体１０の軸方向に沿った両側の２つの方向から接触及び離反を繰り返していたが、一方向からだけでもいいし、３つ以上の複数方向からであってもよい。糸条Ｙに対して複数方向から接触及び離反を繰り返すと、糸条Ｙが振動する方向が多方向となり、複数のフィラメント間に油剤をより拡散させることができる。

１ 紡糸機
３ 油剤拡散装置
５ 糸巻取装置
７ａ、７ｂ ガイド
１０ 回転ガイド
１１ 円板
１２ 突出部
Ｙ 糸条

Claims (12)

1. 複数のフィラメントからなる糸条に油剤を付着する油剤付着手段よりも、糸条の走行方向における下流側に設けられ、前記油剤が付着した状態で走行する糸条に間欠的に接触して振動を与える振動付与手段を備え、
   前記振動付与手段は、前記糸条の走行に伴って回転し、前記糸条に間欠的に接触する回転体を有することを特徴とする油剤拡散装置。
2. 前記振動付与手段は、糸条に対して、走行する方向と直交し、且つ、向きが逆である２つの方向から振動を与えることを特徴とする請求項１に記載の油剤拡散装置。
3. 前記振動付与手段は、対向配置され、それらの間を走行する糸条と接触して、一体的に従動回転する２つの回転体を備えており、
   前記２つの回転体の各々は、対向面から突出し、且つ、周方向に間隔をあけて配置された複数の突出部を有しており、
   一方の回転体における前記複数の突出部と、他方の回転体における前記複数の突出部は、周方向に関して交互に並んで配置されており、
   一方の回転体の各突出部と他方の回転体との間には、走行する糸条が入り込む隙間が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の油剤拡散装置。
4. 前記２つの回転体よりも上流側及び下流側には、走行する糸条が前記回転体に所定角度で巻き掛けられて走行するための糸道を規制するガイドがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項３に記載の油剤拡散装置。
5. 複数のフィラメントからなり、油剤が付着した状態で走行する糸条に間欠的に接触して振動を与える振動付与手段を備え、
   前記振動付与手段は、走行する前記糸条に対して、２以上の複数の方向から振動を与えることを特徴とする油剤拡散装置。
6. 前記振動付与手段は、糸条に対して、走行する方向と直交し、且つ、向きが逆である２つの方向から振動を与えることを特徴とする請求項５に記載の油剤拡散装置。
7. 前記振動付与手段は、対向配置され、それらの間を走行する糸条と接触して、一体的に従動回転する２つの回転体を備えており、
   前記２つの回転体の各々は、対向面から突出し、且つ、周方向に間隔をあけて配置された複数の突出部を有しており、
   一方の回転体における前記複数の突出部と、他方の回転体における前記複数の突出部は、周方向に関して交互に並んで配置されており、
   一方の回転体の各突出部と他方の回転体との間には、走行する糸条が入り込む隙間が形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の油剤拡散装置。
8. 前記２つの回転体よりも上流側及び下流側には、走行する糸条が前記回転体に所定角度で巻き掛けられて走行するための糸道を規制するガイドがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項７に記載の油剤拡散装置。
9. 紡糸部から溶融紡出されたマルチフィラメント糸条に油剤付着手段によって油剤を付着させ、油剤が付着したマルチフィラメント糸条をゴデッドローラを介して送出し、巻取部で巻き取るようにした紡糸巻取機であって、
   前記油剤付着手段と前記ゴデッドローラとの間に、油剤が付着した糸条に間欠的に接触して糸条に振動を与える振動付与手段を設けたことを特徴とする紡糸巻取機。
10. 前記振動付与手段は、糸条に対して、走行する方向と直交し、且つ、向きが逆である２つの方向から振動を与えることを特徴とする請求項９に記載の紡糸巻取機。
11. 前記振動付与手段は、対向配置され、それらの間を走行する糸条と接触して、一体的に従動回転する２つの回転体を備えており、
    前記２つの回転体の各々は、対向面から突出し、且つ、周方向に間隔をあけて配置された複数の突出部を有しており、
    一方の回転体における前記複数の突出部と、他方の回転体における前記複数の突出部は、周方向に関して交互に並んで配置されており、
    一方の回転体の各突出部と他方の回転体との間には、走行する糸条が入り込む隙間が形成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の紡糸巻取機。
12. 前記２つの回転体よりも上流側及び下流側には、走行する糸条が前記回転体に所定角度で巻き掛けられて走行するための糸道を規制するガイドがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の紡糸巻取機。
    

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