JP5669385B2 - 紡糸巻取設備 - Google Patents

Description

本発明は、紡糸巻取設備の技術に関する。より詳細には、紡糸巻取設備により製造される糸条の糸品質を向上させる技術に関する。

従来より、紡出機から紡出されたフィラメントを束ねることで複数本の糸条を構成し、この複数本の糸条を一対のローラに架け渡すように巻回することで予備加熱を行なう紡糸巻取設備が知られている（例えば特許文献１、特許文献２参照。）。このような紡糸巻取設備においては、複数本の糸条を一対のローラに複数回にわたって架け渡すように巻回するために糸条どうしの干渉を防止する必要があり、いわゆるネルソンローラ対を採用することが不可欠とされていた。

また、予備加熱がなされた複数本の糸条をそれぞれ延伸した後に、この複数本の糸条を一対のローラに架け渡すように巻回することでヒートセットを行なう紡糸巻取設備も知られている（例えば特許文献１、特許文献２参照。）。このような紡糸巻取設備においては、複数本の糸条を一対のローラに複数回にわたって架け渡すように巻回するために糸条どうしの干渉を防止する必要があり、予備加熱を行なう場合と同様にネルソンローラ対を採用することが不可欠とされていた。

そして、近年においては生産性の向上を図るために、紡出機から紡出されるフィラメントを増やして製造される糸条の本数を増加させた紡糸巻取設備が求められており、ネルソンローラ対のローラ軸長を長くするとともに傾角をより大きく設定することで、該ネルソンローラ対に架けられる糸条の本数が増加しても糸条どうしの干渉を防止できるとしたものが提案されていた。

しかし、ローラ軸長を長くすると、ローラの機械共振点が低下するために糸条製造時の運転領域において該ローラに異常振動が発生するという問題が生じていた。

また、ネルソンローラ対の傾角を大きくすると、該ネルソンローラ対に架け渡された糸条に振動が発生する場合があり、この振動した糸条と並進する他の糸条とが干渉すること、及び、糸条の延伸点（糸条がローラから送り出される点）の変動による糸斑が生じること、によって糸品質の低下を招くという問題も生じていた。

特開２００６−４５６９１号公報 特開２００８−１０６４１８号公報

本発明は、かかる問題を解決すべくなされたものであり、紡出機から紡出されるフィラメントを増やして製造される糸条の本数を増加させた場合であっても、ローラの異常振動を回避できるとともに糸条どうしの干渉や糸斑の発生を防ぎ、製造される糸条の糸品質を向上できる紡糸巻取設備を提供することを目的としている。

次に、この課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第１の発明は、フィラメントを紡出する紡出機と、
前記フィラメントを束ねて成る複数本の糸条をそれぞれのボビンに巻き取る巻取機と、を備えた紡糸巻取設備であって、
前記複数本の糸条が架けられるとともに回転することによって該複数本の糸条を送り出すローラを複数個有する糸送りローラ群を具備し、
前記糸送りローラ群は、前記ローラの回転軸が互いに平行である平行ローラ群を含み、
前記平行ローラ群を構成するそれぞれの前記ローラは、該ローラの円周長未満の接触長で前記複数本の糸条のそれぞれと接し、
前記糸送りローラ群は、表面温度を調節可能とする温度調節手段を備えた前記ローラを含み、
前記糸送りローラ群は、前記糸条の予備加熱を行なう前記ローラから構成される加熱ローラ群と、前記糸条のヒートセットを行なう前記ローラから構成される調質ローラ群と、を含み、
前記加熱ローラ群及び前記調質ローラ群は、前記平行ローラ群であり、
前記糸送りローラ群を構成する前記ローラを共通の保温ケースに収め、
前記加熱ローラ群は、表面温度が予備加熱の目標温度より高く設定された前記ローラを含み、
前記加熱ローラ群中、最初の加熱ローラが、予備加熱の目標温度より高く設定されている、ものである。

第２の発明は、第１の発明において、前記糸送りローラ群は、周速度を調節可能とする周速調節手段を備えた前記ローラを含むものである。

第３の発明は、第２の発明において、前記糸送りローラ群を構成するそれぞれの前記ローラは、前記糸条の糸道における上流側に配置された該ローラの周速度に対して下流側に配置された該ローラの周速度を同速若しくは高速とするものである。

第４の発明は、第１の発明において、前記調質ローラ群は、表面温度がヒートセットの目標温度より高く設定された前記ローラを含むものである。

第５の発明は、第４の発明において、前記調質ローラ群中、最初の調質ローラが、ヒートセットの目標温度より高く設定されているものである。

第６の発明は、第１の発明において、前記糸送りローラ群を構成する前記ローラ群は、下段側に前記調質ローラ群を、上段側に前記加熱ローラ群を配置するものである。

第７の発明は、第１の発明において、前記糸送りローラ群を構成する前記ローラ群は、下段側に前記加熱ローラ群を、上段側に前記調質ローラ群を配置するものである。

第８の発明は、第１又は第６又は第７の発明において、前記糸送りローラ群の前記加熱ローラ群と前記調質ローラ群を構成する前記ローラの個数または割合または組合せを変更自在に構成せしめたものである。

第９の発明は、第１から第８の発明において、前記糸条を非接触で加熱する加熱手段を備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明によれば、紡出機から紡出されるフィラメントを増やして製造される糸条の本数を増加させた場合であっても、ローラの異常振動を回避できるとともに該ローラに架けられた糸条の振動を抑制することができる。これにより、糸条どうしの干渉や糸斑の発生を防ぐことができて製造される糸条の糸品質を向上させることが可能となる。
また、糸送りローラ群を構成するローラの表面温度を個々に調節することにより、糸条の温度を該糸条の延伸やヒートセット等に適した目標温度まで、精度良く上昇させることができる。これにより、糸条の延伸や延伸された糸条のヒートセット等を良好に行なうことができて製造される糸条の糸品質を向上させることが可能となる。
また、糸条の温度を該糸条の延伸に適した温度、即ち、予備加熱の目標温度まで精度良く上昇させることができる。また、延伸された糸条の温度を該糸条のヒートセットに適した温度、即ち、ヒートセットの目標温度まで精度良く上昇させることができる。これにより、糸条の延伸と延伸された糸条のヒートセットを良好に行なうことができて製造される糸条の糸品質を向上させることが可能となる。
また、加熱ローラ群を構成するローラならびに調質ローラ群を構成するローラの表面温度の低下を防ぐことができる。これにより、ローラの表面温度を安定して維持することができて製造される糸条の糸品質を向上させることが可能となる。
また、糸条の温度は、最初の加熱ローラによって急激に上昇されて、その下流側の加熱ローラによって該糸条の温度を予備加熱の目標温度に近づけることが可能となる。
これによると、糸条の温度を該糸条の延伸に適した温度、即ち、予備加熱の目標温度まで素早く上昇させることができ、加熱ローラ群を構成するローラの個数を減少させることが可能となる。これにより、糸条とローラの接触回数を低減できて製造される糸条の糸品質を向上させることが可能となる。

第２の発明によれば、糸送りローラ群を構成するローラの周速度を個々に調節することにより、糸条の延伸やヒートセット等に応じた周速度で回転させることができる。これにより、糸条の延伸や延伸された糸条のヒートセット等を良好に行なうことができて製造される糸条の糸品質を向上させることが可能となる。

第３の発明によれば、糸送りローラ群を構成するそれぞれのローラを糸条の温度に応じた周速度で回転させることができ、該糸条を徐々に延伸することや該糸条に掛かる張力を一定に保った状態で送り出すことが可能となる。これにより、糸条の糸特性を安定化させることができて製造される糸条の糸品質を向上させることが可能となる。

第４の発明によれば、糸条の温度を該糸条のヒートセットに適した温度、即ち、ヒートセットの目標温度まで素早く上昇させることができ、調質ローラ群を構成するローラの個数を減少させることが可能となる。これにより、糸条とローラの接触回数を低減できて製造される糸条の糸品質を向上させることが可能となる。

第５の発明によれば、糸条の温度は、最初の調質ローラによって急激に上昇されて、その下流側の調質ローラによって該糸条の温度をヒートセットの目標温度に近づけることが可能となる。

第６の発明によれば、糸送りローラ群を構成するローラ群は、下段側に調質ローラ群を、上段側に加熱ローラ群を配置することが可能である。

第７の発明によれば、糸送りローラ群を構成するローラ群は、下段側に加熱ローラ群を、上段側に調質ローラ群を配置することが可能である。

第８の発明によれば、糸条の種類に応じて予備加熱やヒートセットの態様を変更することができて製造される糸条の糸品質を向上させることが可能となる。

第９の発明によれば、加熱ローラ群を構成するローラならびに調質ローラ群を構成するローラの個数を減少させることができる。これにより、糸条とローラの接触回数を低減できて製造される糸条の糸品質を向上させることが可能となる。

本発明の第一実施形態に係る紡糸巻取設備１００の全体構成を示す正面図。 従来の紡糸巻取設備２００の全体構成を示す正面図。 （３Ａ）従来の紡糸巻取設備２００に備えられた第１ネルソンローラ対４０を示す斜視図。（３Ｂ）従来の紡糸巻取設備２００に備えられた第２ネルソンローラ対５０を示す斜視図。 （４Ａ）第１ネルソンローラ対４０の傾角αを示す平面図。（４Ｂ）第１ネルソンローラ対４０に架け渡された糸条Ｙに振動が発生する状態を示す斜視図。 本発明の第一実施形態に係る紡糸巻取設備１００の糸送りローラ群２０を示す正面図。 糸送りローラ群２０を構成する各ローラ２１に架け渡された糸条Ｙを示す図。 本発明の第三実施形態に係る紡糸巻取設備１００の糸送りローラ群２０の別実施形態を示す正面図。 本発明の第四実施形態に係る紡糸巻取設備１００の糸送りローラ群２０を示す正面図。 本発明の第五実施形態に係る紡糸巻取設備１００の糸送りローラ群２０を示す正面図。

まず、図１を用いて本発明の第一実施形態に係る紡糸巻取設備１００の全体構成について説明する。図１は、本紡糸巻取設備１００の全体構成を示す正面図である。なお、重力の作用方向を上下方向、巻取機３０に備えられたボビンホルダ軸３２の軸方向を左右方向と定義する。また、図中に示す矢印は、フィラメントＦならびに糸条Ｙの送り方向を示している。

紡糸巻取設備１００は、主にフィラメントＦを紡出する紡出機１０と、フィラメントＦを束ねて成る糸条Ｙの延伸ならびにヒートセットを行なう糸送りローラ群２０と、糸送りローラ群２０から送り出された糸条Ｙをボビン３１に巻き取る巻取機３０と、から構成される。

紡出機１０は、複数のフィラメントＦを紡出し、紡出されたフィラメントＦを上方から下方に向けて供給するものである。紡出機１０は、投入された合繊原料（フィラメントＦの原料）を押出機を用いて圧送することにより、スピニングヘッドに設けられた複数の紡出口から紡出する。

そして、スピニングヘッドの紡出口から紡出された複数のフィラメントＦは、所定の本数毎に束ねられて複数本の糸条Ｙを構成し、糸送りローラ群２０へ導かれる。つまり、フィラメントＦを束ねて成る糸条Ｙが複数本構成されて、この複数本の糸条Ｙが糸送りローラ群２０へ導かれるのである。

糸送りローラ群２０は、フィラメントＦを束ねて成る複数本の糸条Ｙをそれぞれ延伸するとともに延伸された糸条Ｙのヒートセットを行なうものである。糸送りローラ群２０は、複数本の糸条Ｙが架けられるとともに回転することによって該複数本の糸条Ｙを送り出すローラ２１を複数個具備したものである。

糸送りローラ群２０を構成する複数個のローラ２１は、複数本の糸条Ｙをそれぞれ延伸するために該糸条Ｙの温度を上昇させる、即ち、予備加熱を行なう加熱ローラ群２０Ｈと、延伸された糸条Ｙの温度を上昇させて該糸条Ｙの熱処理を行なう、即ち、ヒートセットを行なう調質ローラ群２０Ｔと、に分けられる。

なお、延伸とは、糸条Ｙを所定の温度条件下で引き伸ばすことにより、糸条Ｙの分子配向性を高めて繊維結晶を形成させる工程をいう。また、ヒートセットとは、糸条Ｙを所定の温度条件下に維持することにより、非晶領域の分子配向性を緩和させる工程をいう。これにより、所望の糸特性を得ることができるとともに糸特性の安定化を図ることが可能となる。

糸送りローラ群２０に導かれた糸条Ｙは、まず、加熱ローラ群２０Ｈによって予備加熱の目標温度まで加熱される。そして、加熱ローラ群２０Ｈによって加熱された糸条Ｙは、適宜に延伸された後に調質ローラ群２０Ｔによってヒートセットの目標温度まで加熱される。その後、ヒートセットが完了した糸条Ｙは、巻取機３０に送り出される。

巻取機３０は、延伸ならびにヒートセットが行なわれた複数本の糸条Ｙをそれぞれのボビン３１に巻き取るものである。巻取機３０は、回転することによって糸条Ｙを巻き取るボビン３１と、複数のボビン３１が装着されるボビンホルダ軸３２と、ボビン３１に巻き取られる糸条Ｙを綾振するトラバース装置３３と、ボビン３１ならびに該ボビン３１上に形成されたパッケージ３４を駆動回転させる駆動モータ（図示せず）と、トラバース装置３３を駆動させる駆動装置３５と、から構成される。

巻取機３０に導かれたそれぞれの糸条Ｙは、トラバース装置３３によって左右方向（ボビンホルダ軸３２の軸方向）に綾振されて回転するボビン３１に巻き取られる。そして、ボビン３１に巻き取られた糸条Ｙは、該ボビン３１上に円筒形状のパッケージ３４を形成するのである。

このように、紡糸巻取設備１００は、複数のフィラメントＦを紡出して束ねることで複数本の糸条Ｙ（マルチフィラメント糸条）を構成し、それぞれの糸条Ｙに延伸ならびにヒートセットを行なうことで所望の特性を有する糸条Ｙを製造可能としている。そして、紡糸巻取設備１００は、このようにして製造された糸条Ｙを巻き取ることでパッケージ３４を作成するのである。

以上が本発明の第一実施形態に係る紡糸巻取設備１００の全体構成であるが、本紡糸巻取設備１００により製造される糸条Ｙの糸品質の優位性を示すため、次に、図２を用いて従来の紡糸巻取設備２００の問題点について説明する。但し、前述した紡糸巻取設備１００と同一の構成については同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。また、図中に示す矢印は、フィラメントＦならびに糸条Ｙの送り方向を示している。

図２は、従来の紡糸巻取設備２００の全体構成を示す正面図である。紡糸巻取設備２００は、主にフィラメントＦを紡出する紡出機１０と、フィラメントＦを束ねて成る糸条Ｙの予備加熱を行なう第１ネルソンローラ対４０と、第１ネルソンローラ対４０から送り出されて延伸された糸条Ｙのヒートセットを行なう第２ネルソンローラ対５０と、第２ネルソンローラ対５０から送り出された糸条Ｙをボビン３１に巻き取る巻取機３０と、から構成される。

第１ネルソンローラ対４０は、フィラメントＦを束ねて成る複数本の糸条Ｙをそれぞれ延伸するために、該糸条Ｙの温度を延伸に適した温度まで上昇させる、即ち、予備加熱を行なうものである。第１ネルソンローラ対４０は、該第１ネルソンローラ対４０を構成する二つのローラ４０ａ・４０ｂの回転軸が互いに平行ではなく、所定の傾角αをもって回転する一対のローラユニットである（図４（Ａ）、図４（Ｂ）参照。）。また、第１ネルソンローラ対４０を構成する各ローラ４０ａ・４０ｂは、糸条Ｙの予備加熱を行なうものであるために、その表面温度を予備加熱の目標温度に維持するものとされる。

図３Ａに示すように、第１ネルソンローラ対４０に導かれた糸条Ｙは、該糸条Ｙの温度を予備加熱の目標温度とするために加熱された各ローラ４０ａ・４０ｂに複数回にわたって架け渡すように巻回される。このとき、各ローラ４０ａ・４０ｂは、前述したように、互いの回転軸が所定の傾角αをもって回転するため、巻回された糸条Ｙの糸道は、巻回が行われる度に該ローラ４０ａ・４０ｂの軸方向へ移動していくこととなる。

従って、第１ネルソンローラ対４０を構成する各ローラ４０ａ・４０ｂに、糸条Ｙが複数回にわたって架け渡すように巻回された場合であっても、巻回毎に糸道が移動していくために、結果として糸条Ｙどうしの干渉を回避することが可能となるのである。

第２ネルソンローラ対５０は、延伸された糸条Ｙの温度を上昇させて該糸条Ｙの熱処理を行なう、即ち、ヒートセットを行なうものである。第２ネルソンローラ対５０は、該第２ネルソンローラ対５０を構成する二つのローラ５０ａ・５０ｂの回転軸が互いに平行ではなく、第１ネルソンローラ対４０と同様に所定の傾角αをもって回転する一対のローラユニットである。また、第２ネルソンローラ対５０を構成する各ローラ５０ａ・５０ｂは、糸条Ｙのヒートセットを行なうものであるために、その表面温度をヒートセットの目標温度に維持するものとされる。

図３Ｂに示すように、第２ネルソンローラ対５０に導かれた糸条Ｙは、該糸条Ｙの温度をヒートセットの目標温度とするために加熱された各ローラ５０ａ・５０ｂに複数回にわたって架け渡すように巻回される。このとき、各ローラ５０ａ・５０ｂは、前述したように、互いの回転軸が所定の傾角αをもって回転するため、巻回された糸条Ｙの糸道は、巻回が行われる度に該ローラ５０ａ・５０ｂの軸方向へ移動していくこととなる。

従って、第２ネルソンローラ対５０を構成する各ローラ５０ａ・５０ｂに、糸条Ｙが複数回にわたって架け渡すように巻回された場合であっても、巻回毎に糸道が移動していくために、結果として糸条Ｙどうしの干渉を回避することが可能となるのである。

しかし、第１ネルソンローラ対４０を構成する各ローラ４０ａ・４０ｂは、その回転軸が互いに平行ではなく、所定の傾角αをもって回転するために該ローラ４０ａ・４０ｂに架け渡された糸条Ｙに振動を発生させる場合があった。また、第２ネルソンローラ対５０を構成する各ローラ５０ａ・５０ｂについても、その回転軸が互いに平行ではなく、所定の傾角αをもって回転するために該ローラ５０ａ・５０ｂに架け渡された糸条Ｙに振動を発生させる場合があった。

これは、紡出機１０から紡出されるフィラメントＦを増やして製造される糸条Ｙの本数を増加させた場合に顕著に現れるとされ、詳細には、第１ネルソンローラ対４０（第２ネルソンローラ対５０）に架けられる糸条Ｙの本数が増加することに対し、各ローラ４０ａ・４０ｂ（各ローラ５０ａ・５０ｂ）の回転軸の傾角αを大きくすることによって糸条Ｙどうしの干渉を回避した場合に多く発生するとされる。

ここで、第１ネルソンローラ対４０を構成する各ローラ４０ａ・４０ｂの回転軸の傾角αを大きくした場合に発生する糸条Ｙの振動について図４Ｂを用いて詳細に説明する。なお、第２ネルソンローラ対５０については、第１ネルソンローラ対４０と同様となるために説明を省略する。

図４Ｂは、第１ネルソンローラ対４０に架け渡された糸条Ｙに振動が発生する状態を示す斜視図である。なお、簡略化のために複数本の糸条Ｙのうち一つについてのみを示している。また、図中に示す矢印は、糸条Ｙの送り方向を示している。

第１ネルソンローラ対４０に導かれた糸条Ｙは、まず、第１ネルソンローラ対４０を構成する一方のローラ４０ａに架けられて該ローラ４０ａの回転によって送り出される。そして、ローラ４０ａによって送り出された糸条Ｙは、第１ネルソンローラ対４０を構成する他方のローラ４０ｂに架けられる。その後、ローラ４０ｂの回転によって送り出された糸条Ｙは、再び、ローラ４０ａに架けられて、これを複数回繰り返す。

こうして、第１ネルソンローラ対４０の各ローラ４０ａ・４０ｂに複数回にわたって架け渡すように巻回された糸条Ｙは、巻回毎に糸道が移動していくことによって糸条Ｙどうしの干渉を回避することが可能とされるが、図中Ｘ１・Ｘ２・Ｘ３・・・点における糸条Ｙと各ローラ４０ａ・４０ｂとの摩擦力の不安定性から架け渡された糸条Ｙに振動を発生させる場合がある。

図中Ｘ２点に着目して具体的に説明すると、Ｘ２ａ点における糸条Ｙは、ローラ４０ｂとの高い摩擦力によって安定して保持されるが、ローラ４０ｂの回転に伴ってＸ２ｂ点に近づくと徐々に摩擦力が低減していく。そして、Ｘ２ｂ点を通過してＸ２ｃ点に近づくと糸条Ｙとローラ４０ｂとの摩擦力は急激に低減し、Ｘ２ｃ点で零となる。つまり、糸条Ｙは、Ｘ２ｃ点でローラ４０ｂから送り出されるのである。

また、ローラ４０ａは、ローラ４０ｂの回転軸に対して所定の傾角αをもって回転するため、ローラ４０ａの回転によって糸条Ｙに掛かる張力は、Ｘ２ｃ点における糸道に屈曲角βを生じさせる。すると、糸条Ｙには、該糸条Ｙとローラ４０ｂとの摩擦力がＸ２ｂ点からＸ２ｃにかけて急激に低減しているうえに屈曲角β方向から張力が掛かかることとなり、糸道が突然ズレることに起因した振動が発生していたのである。

このように、第１ネルソンローラ対４０の各ローラ４０ａ・４０ｂは、所定の傾角αをもって回転するために、該ローラ４０ａ・４０ｂに架け渡すように巻回された糸条Ｙに振動を発生させる場合があった。特に、紡出機１０から紡出されるフィラメントＦを増やして製造される糸条Ｙの本数を増加させた場合には、各ローラ４０ａ・４０ｂの傾角αをより大きく設定する必要があるために顕著に振動が発生し、並進する糸条Ｙどうしが干渉することによって糸品質の低下を招くことがあったのである。

また、第１ネルソンローラ対４０の各ローラ４０ａ・４０ｂに糸条Ｙを複数回にわたって架け渡すように巻回するためには、該ローラ４０ａ・４０ｂのローラ軸長を長くする必要がある。例えばローラ２１に架けられた複数本の糸条Ｙの架かり幅をＢとして三回にわたって巻回した場合では、該ローラ２１のローラ軸長をＬとすると、少なくともＬ≒３Ｂが必要となる。そして、糸条Ｙと各ローラ４０ａ・４０ｂとの接触長を確保して該糸条Ｙの温度を効率良く上昇させるためには、該ローラ４０ａ・４０ｂのローラ径を大きくする必要もある。このため、第１ネルソンローラ対４０の各ローラ４０ａ・４０ｂは、ローラ軸長が長く、且つ、ローラ径が大きくなるために該ローラ４０ａ・４０ｂの回転に伴って共振が発生し、異常振動を生じる場合があったのである。

更に、第１ネルソンローラ対４０の各ローラ４０ａ・４０ｂは、ローラ軸長が長く、且つ、ローラ径が大きくなるために表面温度が一定になり難く、糸品質が不安定になるという問題点や各ローラ４０ａ・４０ｂのコストが高くなるという問題点もあったのである。

以上が従来の紡糸巻取設備２００において、紡出機１０から紡出されるフィラメントＦを増やして製造される糸条Ｙの本数を増加させた場合の問題点であるが、以下に本発明の第一実施形態に係る紡糸巻取設備１００について詳細に説明する。

図５は、本実施形態に係る紡糸巻取設備１００の糸送りローラ群２０を示す正面図である。また、図中に示す矢印は、糸条Ｙの送り方向を示している。

前述したように、本実施形態に係る糸送りローラ群２０は、複数本の糸条Ｙが架けられるとともに回転することによって該複数本の糸条Ｙを送り出すローラ２１を複数個具備したものである。なお、糸送りローラ群２０を構成するそれぞれのローラ２１は、周速調節手段である電動モータ２２によって回転されて、各ローラ２１の周速度を任意に調節可能としている。

また、本実施形態に係る糸送りローラ群２０は、該糸送りローラ群２０を構成する全てのローラ２１の回転軸が互いに平行である平行ローラ群２０Ｐとされる。そして、糸送りローラ群２０、即ち、平行ローラ群２０Ｐを構成するローラ２１は、糸条Ｙの予備加熱を行なう加熱ローラ群２０Ｈと、糸条Ｙのヒートセットを行なう調質ローラ群２０Ｔと、に分けられる。

本実施形態においては、糸送りローラ群２０の上段側に加熱ローラ群２０Ｈを構成するローラ２１を１０個、下段側に調質ローラ群２０Ｔを構成するローラ２１を９個具備するものとされるが、そのローラ２１の個数や配置について限定するものではなく、例えば下段側に加熱ローラ群２０Ｈを配置し、上段側に調質ローラ群２０Ｔを配置する構成であっても良い。なお、加熱ローラ群２０Ｈならびに調質ローラ群２０Ｔを構成する各ローラ２１には、温度調節手段である電熱ヒータ２３が内蔵されており、該ローラ２１の表面温度を任意に調節可能としている。

ここで、加熱ローラ群２０Ｈを構成する各ローラ２１について、糸条Ｙの糸道における上流側から下流側に向けて順にローラ２１Ｈａ、ローラ２１Ｈｂ、ローラ２１Ｈｃ、ローラ２１Ｈｄ・・・と定義する。また、調質ローラ群２０Ｔを構成する各ローラ２１について、糸条Ｙの糸道における上流側から下流側に向けて順にローラ２１Ｔａ、ローラ２１Ｔｂ、ローラ２１Ｔｃ、ローラ２１Ｔｄ・・・と定義する。

糸送りローラ群２０に導かれた糸条Ｙは、まず、加熱ローラ群２０Ｈによって延伸に適した温度まで加熱される。つまり、加熱ローラ群２０Ｈに導かれた糸条Ｙは、所定の表面温度に設定されたそれぞれのローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・２１Ｈｃ・・・に架けられて送り出されることにより、予備加熱の目標温度まで加熱されるのである。

そして、予備加熱の目標温度まで加熱された糸条Ｙは、加熱ローラ群２０Ｈから送り出されて調質ローラ群２０Ｔに導かれる。このとき、加熱ローラ群２０Ｈを構成する各ローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・２１Ｈｃ・・・よりも調質ローラ群２０Ｔを構成する各ローラ２１Ｔａ・２１Ｔｂ・２１Ｔｃ・・・の周速度のほうが高速であるために、糸条Ｙは、加熱ローラ群２０Ｈから調質ローラ群２０Ｔへ向かう際に適宜に延伸されることとなる。

調質ローラ群２０Ｔに導かれた糸条Ｙは、該調質ローラ群２０Ｔによってヒートセットに適した温度まで加熱される。つまり、調質ローラ群２０Ｔに導かれた糸条Ｙは、所定の表面温度に設定されたそれぞれのローラ２１Ｔａ・２１Ｔｂ・２１Ｔｃ・・・に架けられて送り出されることにより、ヒートセットの目標温度まで加熱されるのである。その後、ヒートセットを完了した糸条Ｙは、調質ローラ群２０Ｔから送り出されて巻取機３０に導かれることとなる。

なお、本実施形態における糸送りローラ群２０は、該糸送りローラ群２０を構成するローラ２１の回転軸が全て平行である、つまり、平行ローラ群２０Ｐであるために、例えば所定の傾角をもって回転するネルソンローラ対は含まれない。そのため、それぞれのローラ２１に架けられた複数本の糸条Ｙは、該ローラ２１によって巻回されることなく送り出されるものとされ、加熱ローラ群２０Ｈにおいてはローラ２１Ｈａ、ローラ２１Ｈｂ、ローラ２１Ｈｃ、ローラ２１Ｈｄ・・・と順に送り出され、調質ローラ群２０Ｔにおいてはローラ２１Ｔａ、ローラ２１Ｔｂ、ローラ２１Ｔｃ、ローラ２１Ｔｄ・・・と順に送り出される。

つまり、本実施形態に係る紡糸巻取設備１００においては、糸条Ｙをネルソンローラ対に架け渡すように巻回させて予備加熱やヒートセットを行なう構成を廃するものとし、少なくとも平行ローラ群２０Ｐを構成するそれぞれのローラ２１については、糸条Ｙが特定のローラ２１に複数回にわたって巻回されることがなく、該ローラ２１の円周長よりも短い接触長で糸条Ｙと接するものとされる。

このような構成にすることで、紡出機１０から紡出されるフィラメントＦを増やして製造される糸条Ｙの本数を増加させた場合においても、ネルソンローラ対を用いないためにローラ２１に架け渡された糸条Ｙの振動を抑制することができる。これにより、糸条Ｙどうしの干渉や糸斑の発生を防ぐことができて製造される糸条Ｙの糸品質を向上させることが可能となるのである。

また、平行ローラ群２０Ｐを構成する各ローラ２１とは別個にネルソンローラ対を具備する場合においても、該ネルソンローラ対のみで予備加熱やヒートセットを行なうものではないために糸条Ｙの巻回回数を低減できて該ネルソンローラ対における糸条Ｙの振動を抑制することができる。これにより、糸条Ｙどうしの干渉や糸斑の発生を防ぐことができて製造される糸条Ｙの糸品質を向上させることが可能となるのである。

更に、本実施形態における糸送りローラ群２０は、ネルソンローラ対を用いることなく予備加熱やヒートセットを行ない、ネルソンローラ対を具備する場合であっても糸条Ｙの巻回回数を低減できるために、ローラ２１のローラ軸長を短くすることが可能となる。例えばローラ２１に架けられた複数本の糸条Ｙの架かり幅をＢとして該ローラ２１のローラ軸長をＬとすると、Ｌ≒Ｂにすることが可能となる（図６参照。）。そして、加熱ローラ群２０Ｈならびに調質ローラ群２０Ｔを構成するそれぞれのローラ２１を密集して配置することで糸条Ｙの温度を効率良く上昇させることができるため、ローラ２１のローラ径を小さくすることも可能となる。これにより、糸送りローラ群２０を構成する各ローラ２１は、回転に伴って共振が発生しないために、異常振動を回避することが可能となるのである。

なお、糸送りローラ群２０を構成する各ローラ２１は、ローラ軸長を短く、且つ、ローラ径を小さくできるために該ローラ２１の表面温度を一定に維持することができ、糸条Ｙの延伸と延伸された糸条Ｙのヒートセットを安定して行なうことで製造される糸条Ｙの糸品質を向上させることが可能となる。また、ローラ２１のローラ軸長を短く、且つ、ローラ径を小さくできることによって該ローラ２１のコストを抑えることも可能となるのである。

また、加熱ローラ群２０Ｈを構成する各ローラ２１は、個々にその表面温度を設定されて糸条Ｙを加熱するために、糸条Ｙを予備加熱の目標温度まで精度良く上昇させることができる。そして、調質ローラ群２０Ｔを構成する各ローラ２１は、個々にその表面温度を設定されて糸条Ｙを加熱するために、糸条Ｙをヒートセットの目標温度まで精度良く上昇させることができる。これにより、糸条Ｙの延伸と延伸された糸条Ｙのヒートセットを良好に行なうことができて製造される糸条Ｙの糸品質を向上させることが可能となるのである。

更に、加熱ローラ群２０Ｈを構成する各ローラ２１と調質ローラ群２０Ｔを構成する各ローラ２１は、設定される表面温度が異なるのみでその構成態様は同様であるため、表面温度を変更することによって加熱ローラ群２０Ｈと調質ローラ群２０Ｔを構成するローラ２１の個数を変更させたり、割合を変更させたり、組合せを変更させたりすることができる。これにより、糸条Ｙの種類に応じて予備加熱やヒートセットの態様を変更することができて製造される糸条Ｙの糸品質を向上させることが可能となるのである。

次に、本発明の第二実施形態に係る紡糸巻取設備１００について詳細に説明する。

本実施形態においては、加熱ローラ群２０Ｈを構成するそれぞれのローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・２１Ｈｃ・・・の表面温度が予備加熱の目標温度より高いものを含むとされる。具体的に説明すると、予備加熱の目標温度をＴｈ度とした場合、ローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・ローラ２１Ｈｃ・・・のうち少なくとも一つの表面温度は、Ｔｈ度より高いとされて、例えば下記のように表される。
表面温度：ローラ２１Ｈａ＞Ｔｈ＝ローラ２１Ｈｂ＝ローラ２１Ｈｃ＝・・・

上記の場合、ローラ２１Ｈａの表面温度のみが予備加熱の目標温度Ｔｈ度より高いことを示している。この場合、糸条Ｙの温度は、ローラ２１Ｈａによって急激に上昇されて、その下流側のローラ２１Ｈｂ・２１Ｈｃ・・・によって該糸条Ｙの温度を予備加熱の目標温度Ｔｈ度に近づけるのである。

このような構成にすることで、糸条Ｙの温度を予備加熱の目標温度まで素早く上昇させることができ、加熱ローラ群２０Ｈを構成するローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・２１Ｈｃ・・・の個数を減少させることが可能となる。これにより、糸条Ｙとローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・２１Ｈｃ・・・の接触回数を低減できて製造される糸条Ｙの糸品質を向上させることが可能となるのである。

また、糸条Ｙの温度を素早く上昇させることができるために該糸条Ｙの製造時間を短縮することが可能になる。更に、加熱ローラ群２０Ｈを構成するローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・２１Ｈｃ・・・の個数を減少させて簡素な構造とすることができるためにコスト低減を図ることも可能となる。

更に、本実施形態においては、調質ローラ群２０Ｔを構成するそれぞれのローラ２１Ｔａ・２１Ｔｂ・・・の表面温度がヒートセットの目標温度より高いものを含むとされる。具体的に説明すると、ヒートセットの目標温度をＴｔ度とした場合、ローラ２１Ｔａ・２１Ｔｂ・ローラ２１Ｔｃ・・・のうち少なくとも一つの表面温度は、Ｔｔ度より高いとされて、例えば下記のように表される。
表面温度：ローラ２１Ｔａ＞Ｔｔ＝ローラ２１Ｔｂ＝ローラ２１Ｔｃ＝・・・

上記の場合、ローラ２１Ｔａの表面温度のみがヒートセットの目標温度Ｔｔ度より高いことを示している。この場合、糸条Ｙの温度は、ローラ２１Ｔａによって急激に上昇されて、その下流側のローラ２１Ｔｂ・２１Ｔｃ・・・によって該糸条Ｙの温度をヒートセットの目標温度Ｔｔ度に近づけるのである。

このような構成にすることで、糸条Ｙの温度をヒートセットの目標温度まで素早く上昇させることができ、調質ローラ群２０Ｔを構成するローラ２１Ｔａ・２１Ｔｂ・２１Ｔｃ・・・の個数を減少させることが可能となる。これにより、糸条Ｙとローラ２１Ｔａ・２１Ｔｂ・２１Ｔｃ・・・の接触回数を低減できて製造される糸条Ｙの糸品質を向上させることが可能となるのである。

また、糸条Ｙの温度を素早く上昇させることができるために該糸条Ｙの製造時間を短縮することが可能になる。更に、調質ローラ群２０Ｔを構成するローラ２１Ｔａ・２１Ｔｂ・２１Ｔｃ・・・の個数を減少させて簡素な構造とすることができるためにコスト低減を図ることも可能となる。

次に、本発明の第三実施形態に係る紡糸巻取設備１００について詳細に説明する。

本実施形態において、糸送りローラ群２０を構成するそれぞれのローラ２１は、糸条Ｙの糸道における上流側に配置された該ローラ２１の周速度に対して下流側に配置された該ローラ２１の周速度を同速若しくは高速としている。加熱ローラ群２０Ｈを用いて具体的に説明すると、該加熱ローラ群２０Ｈを構成するそれぞれのローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・ローラ２１Ｈｃ・・・の周速度は、例えば下記のように表される。なお、調質ローラ群２０Ｔについては、加熱ローラ群２０Ｈと同様となるために説明を省略する。
周速度：ローラ２１Ｈａ＝ローラ２１Ｈｂ＜ローラ２１Ｈｃ＜ローラ２１Ｈｄ＝・・・

上記の場合、ローラ２１Ｈａならびにローラ２１Ｈｂは、同速の周速度で回転されて、ローラ２１Ｈｃの周速度は、この周速度よりも高速であることを示している。また、ローラ２１Ｈｄの周速度は、ローラ２１Ｈｃの周速度よりも高速とされる。この場合、糸条Ｙは、まず、ローラ２１Ｈｂとローラ２１Ｈｃの間で延伸されて、その後にローラ２１Ｈｃとローラ２１Ｈｄの間で延伸される。つまり、糸条Ｙは、加熱ローラ群２０Ｈを構成する各ローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・ローラ２１Ｈｃ・・・に加熱されながら送り出されて、それぞれのローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・ローラ２１Ｈｃ・・・の通過時における該糸条Ｙの温度に応じて徐々に延伸されるのである。

なお、本発明に係る紡糸巻取設備１００においては、周速調節手段として電動モータ２２を用いているが、例えばローラ２１の脱着装置として該ローラ２１を変更可能とし、図７に示すように、ローラ径が異なるものを用いることによって周速度を調節するとしても良い。加熱ローラ群２０Ｈを用いて具体的に説明すると、該加熱ローラ群２０Ｈを構成するそれぞれのローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・ローラ２１Ｈｃ・・・のローラ径は、例えば下記のように表される。
ローラ径：ローラ２１Ｈａ＜ローラ２１Ｈｂ＜ローラ２１Ｈｃ＜ローラ２１Ｈｄ＝・・・

このような構成にすることで、糸送りローラ群２０を構成するそれぞれのローラ２１を糸条Ｙの温度に応じた周速度で回転させることができ、該糸条Ｙを徐々に延伸することが可能となる。これにより、糸条Ｙの糸特性を安定化させることができて製造される糸条Ｙの糸品質を向上させることが可能となるのである。

また、糸送りローラ群２０を構成するそれぞれのローラ２１を糸条Ｙの熱膨張に応じた周速度で回転させることによって、糸条Ｙに掛かる張力を一定に維持することも可能となる。

次に、本発明の第四実施形態に係る紡糸巻取設備１００について詳細に説明する。

図８は、本実施形態に係る紡糸巻取設備１００の糸送りローラ群２０を示す正面図である。また、図中に示す矢印は、糸条Ｙの送り方向を示している。

本実施形態においては、糸送りローラ群２０を構成する全てのローラ２１は、共通の保温ケース２４に収められる。具体的に説明すると、糸送りローラ群２０を構成する全てのローラ２１は、保温ケース２４に内設されて該保温ケース２４に設けられた入口部２４ａから加熱ローラ群２０Ｈへ糸条Ｙが導かれる。そして、糸条Ｙは、加熱ローラ群２０Ｈならびに調質ローラ群２０Ｔに送り出されて保温ケース２４に設けられた出口部２４ｂから巻取機３０へ向かうこととなる。

このような構成にすることで、加熱ローラ群２０Ｈを構成する各ローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・２１Ｈｃ・・・ならびに調質ローラ群２０Ｔを構成する各ローラ２１Ｔａ・２１Ｔｂ・２１Ｔｃ・・・の表面温度の低下を防ぐことができる。これにより、それぞれのローラ２１の表面温度を安定して維持することができて製造される糸条Ｙの糸品質を向上させることが可能となる。

また、ローラ２１の表面温度を安定して維持することができるため、該ローラ２１の表面温度を頻繁に調節する必要が無く、運転コストの低減を図ることも可能となる。

次に、本発明の第五実施形態に係る紡糸巻取設備１００について詳細に説明する。

図９は、本実施形態に係る紡糸巻取設備１００の糸送りローラ群２０を示す正面図である。また、図中に示す矢印は、糸条Ｙの送り方向を示している。

本実施形態においては、非接触で糸条Ｙの加熱を行なう加熱手段を備えている。具体的に説明すると、糸送りローラ群２０を構成する一のローラ２１から他のローラ２１へ架け渡された糸条Ｙの糸道を挟むように赤外線ヒータ２５が配置されて、該糸条Ｙを加熱するとしている。

なお、本実施形態においては、糸条Ｙの加熱手段として赤外線ヒータ２５が用いられているが、例えばスチームヒータや誘電加熱ヒータであっても良く、糸条Ｙに直接照射することによって該糸条Ｙの温度を上昇させるレーザ等であっても良い。また、赤外線ヒータ２５等の加熱手段は、糸条Ｙの予備加熱を行なう加熱ローラ群２０Ｈの糸道ならびに糸条Ｙのヒートセットを行なう調質ローラ群２０Ｔの糸道にそれぞれ配置するとしても良く、又は、いずれか一方に配置するとしても良い。

このような構成にすることで、加熱ローラ群２０Ｈを構成する各ローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・２１Ｈｃ・・・ならびに調質ローラ群２０Ｔを構成する各ローラ２１Ｔａ・２１Ｔｂ・２１Ｔｃ・・・の個数を減少させることができる。これにより、糸条Ｙとローラ２１の接触回数を低減できて製造される糸条Ｙの糸品質を向上させることが可能となる。

また、糸条Ｙの温度を素早く上昇させることができるために該糸条Ｙの製造時間を短縮することが可能になる。更に、加熱ローラ群２０Ｈを構成する各ローラ２１Ｈａ・２１Ｈｂ・２１Ｈｃ・・・ならびに調質ローラ群２０Ｔを構成する各ローラ２１Ｔａ・２１Ｔｂ・２１Ｔｃ・・・の個数を減少させて簡素な構造とすることができるためにコスト低減を図ることも可能となる。

１０ 紡出機
２０ 糸送りローラ群
２０Ｈ 加熱ローラ群
２０Ｐ 平行ローラ群
２０Ｔ 調質ローラ群
２１ ローラ
２１Ｈａ ローラ
２１Ｈｂ ローラ
２１Ｈｃ ローラ
２１Ｈｄ ローラ
２１Ｔａ ローラ
２１Ｔｂ ローラ
２１Ｔｃ ローラ
２１Ｔｄ ローラ
２２ 電動モータ（周速調節手段）
２３ 電熱ヒータ（温度調節手段）
２４ 保温ケース
２５ 赤外線ヒータ（加熱手段）
３０ 巻取機
３１ ボビン
３２ ボビンホルダ軸
３３ トラバース装置
３４ パッケージ
３５ 駆動装置
１００ 紡糸巻取設備
２００ 紡糸巻取設備
Ｆ フィラメント
Ｙ 糸条

Claims (9)

1. フィラメントを紡出する紡出機と、
   前記フィラメントを束ねて成る複数本の糸条をそれぞれのボビンに巻き取る巻取機と、を備えた紡糸巻取設備であって、
   前記複数本の糸条が架けられるとともに回転することによって該複数本の糸条を送り出すローラを複数個有する糸送りローラ群を具備し、
   前記糸送りローラ群は、前記ローラの回転軸が互いに平行である平行ローラ群を含み、
   前記平行ローラ群を構成するそれぞれの前記ローラは、該ローラの円周長未満の接触長で前記複数本の糸条のそれぞれと接し、
   前記糸送りローラ群は、表面温度を調節可能とする温度調節手段を備えた前記ローラを含み、
   前記糸送りローラ群は、前記糸条の予備加熱を行なう前記ローラから構成される加熱ローラ群と、前記糸条のヒートセットを行なう前記ローラから構成される調質ローラ群と、を含み、
   前記加熱ローラ群及び前記調質ローラ群は、前記平行ローラ群であり、
   前記糸送りローラ群を構成する前記ローラを共通の保温ケースに収め、
   前記加熱ローラ群は、表面温度が予備加熱の目標温度より高く設定された前記ローラを含み、
   前記加熱ローラ群中、最初の加熱ローラが、予備加熱の目標温度より高く設定されている、
   ことを特徴とする紡糸巻取設備。
2. 前記糸送りローラ群は、周速度を調節可能とする周速調節手段を備えた前記ローラを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の紡糸巻取設備。
3. 前記糸送りローラ群を構成するそれぞれの前記ローラは、前記糸条の糸道における上流側に配置された該ローラの周速度に対して下流側に配置された該ローラの周速度を同速若しくは高速とする、ことを特徴とする請求項２に記載の紡糸巻取設備。
4. 前記調質ローラ群は、表面温度がヒートセットの目標温度より高く設定された前記ローラを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の紡糸巻取設備。
5. 前記調質ローラ群中、最初の調質ローラが、ヒートセットの目標温度より高く設定されている、ことを特徴とする請求項４に記載の紡糸巻取設備。
6. 前記糸送りローラ群を構成する前記ローラ群は、下段側に前記調質ローラ群を、上段側に前記加熱ローラ群を配置する、ことを特徴とする請求項１に記載の紡糸巻取設備。
7. 前記糸送りローラ群を構成する前記ローラ群は、下段側に前記加熱ローラ群を、上段側に前記調質ローラ群を配置する、ことを特徴とする請求項１に記載の紡糸巻取設備。
8. 前記糸送りローラ群の前記加熱ローラ群と前記調質ローラ群を構成する前記ローラの個数または割合または組合せを変更自在に構成せしめた、ことを特徴とする請求項１又は請求項６又は請求項７のいずれか一項に記載の紡糸巻取設備。
9. 前記糸条を非接触で加熱する加熱手段を備える、ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の紡糸巻取設備。

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