JP6522419B2 - 給油ガイドおよび紡糸引取装置 - Google Patents

Description

本発明は、紡糸装置から紡出された糸に油剤を付与する給油ガイドおよび当該給油ガイドを備えた紡糸引取装置に関する。

紡糸装置から紡出された糸に油剤を付与する給油ガイドとして、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１の給油ガイドにおいては、糸が接触する接触面よりも上方に油剤供給孔が設けられており、油剤供給孔から供給された油剤が流れている（付着している）接触面に糸が接触した状態で走行することで、糸に油剤が付与される。

特開２００７−９３４２号公報

ところで、特許文献１の給油ガイドでは、給油ガイドよりも糸走行方向の下流側において、糸を接触面に押し付ける側（特許文献１の図１において右側）に引っ張り込むように糸道を屈曲させている。こうすることで、糸が接触面に確実に接触した状態となり、油剤を糸に付与しやすくなる。しかしながら、糸道を屈曲させるために、糸が接触面から離間する箇所は角部となっており、糸がこの角部と接触することによって、糸に付着している油剤が掻き落とされてしまうという問題があった。

また、糸に油剤が付与される前に、糸が接触面に接触すると、接触面との摩擦により糸の品質が悪化するおそれがある。この点、特許文献１のように、接触面の上方に油剤供給孔を設けることで、接触面には常に油剤が付着している状態となり、油剤が付与されていない糸が接触面に接触することを回避できる。しかしながら、接触面の上方に油剤供給孔を設けた場合、油剤供給孔から接触面へと油剤が流れる過程において、油剤量にばらつきが生じやすく、糸に油剤を均一に付与することが難しくなるという問題があった。

そこで、本発明は、紡糸装置から紡出された糸に油剤を付与する給油ガイドおよび当該給油ガイドを備えた紡糸引取装置において、糸に付与される油剤の量を適切にコントロール可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、紡糸装置から紡出された糸に油剤を付与する給油ガイドであって、前記糸が走行する通路と、前記通路に向けて前記油剤を吐出する吐出口と、前記通路内を走行する前記糸が接触する接触面とを有するガイド本体を備え、前記接触面は、前記吐出口が形成されている第１湾曲面と、前記第１湾曲面よりも糸走行方向の下流側に位置する第２湾曲面とを有しており、前記糸は、前記吐出口の周縁部にて前記接触面に接触し始めるとともに、前記第２湾曲面の所定位置にて当該所定位置における接線方向に走行することで前記接触面から離間することを特徴とする。

本発明の給油ガイドによれば、第１湾曲面に形成された油剤の吐出口の周縁部において、糸が接触面に接触し始める。このため、吐出口から吐出された油剤はすぐに糸に付与されることになり、油剤の付与量のばらつきを低減することができる。また、糸が接触面から離間する際には、第２湾曲面の所定位置における接線方向に向かって糸が走行するため、角部で油剤が掻き落とされるといったことがない。以上のように、本発明によれば、油剤の付与量のばらつきが低減されるとともに、付与された油剤が意図せず掻き落とされることを抑えることができるので、糸に付与される油剤の量を適切にコントロールすることが可能となる。

本発明において、前記第１湾曲面から前記第２湾曲面にわたる接触面の全領域が湾曲面となっていると好適である。

接触面の一部が平面の場合、この平面部の中央部では糸が平面部から浮いたような状態となりやすく、糸を接触面に押し付ける力が弱くなるため、接触面から糸へと油剤が適切に付与されないおそれがある。しかしながら、上述のように、接触面の全領域が湾曲面であれば、糸が接触面に密接した状態を維持しやすく、油剤を良好に付与することができる。

また、本発明は、上記給油ガイドを備えた紡糸引取装置であって、前記糸走行方向において前記給油ガイドよりも上流側に設けられ、前記糸が走行するとともに冷却風が供給される内部空間を有する冷却筒を備え、前記冷却筒の中心軸の延長線から前記吐出口の開口方向に２０ｍｍ以下の範囲内に前記吐出口が位置するように、前記給油ガイドが配置されていることを特徴とする。

冷却筒を用いて糸を冷却する場合には、冷却風が周方向において均一に供給されるように、糸はできる限り冷却筒の中心軸を走行することが好ましい。そこで、上述のように、冷却筒の中心軸の延長線から前記吐出口の開口方向に２０ｍｍ以下の範囲内に吐出口を位置させることで、紡糸装置から冷却筒を経由して給油ガイドへと至る糸道を、概ね冷却筒の中心軸に沿ったものとすることができ、冷却筒における糸の冷却を良好に行うことができる。

ここで、前記延長線と前記第２湾曲面の前記所定位置における接線とがなす角度が１３度以上１６度以下であると好適である。

上記角度が小さい場合には、糸を接触面に押し付ける効果が弱くなる。一方、上記角度が大きすぎると、糸を接触面に押し付ける力が強くなりすぎて、糸に付着した油剤が掻き落とされてしまうおそれがある。そこで、上記角度を１３度以上１６度以下とすることで、糸が接触面に適度に押し付けられ、油剤が良好に糸に付与された状態を維持することができる。

本発明によれば、油剤の付与量のばらつきが低減されるとともに、付与された油剤が意図せず掻き落とされることを抑えることができるので、糸に付与される油剤の量を適切にコントロールすることが可能となる。

給油ガイドを備えた紡糸引取装置の模式図である。 給油ガイドの正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。 給油ガイドの配置を説明するための模式図である。

（紡糸引取装置）
本発明の実施形態について説明する。図１は、給油ガイドを備えた紡糸引取装置の模式図である。紡糸引取装置１は、紡糸装置２から紡出される複数のフィラメントＦからなる合成繊維糸Ｙをそれぞれ引き取り、複数のボビンＢにそれぞれ巻き取って複数のパッケージＰを形成する。なお、図１に示される上下前後左右の方向を、それぞれ、紡糸引取装置１の上下前後左右の方向と定義する。

紡糸引取装置１は、冷却部３、給油部４、延伸部５、引取ローラ６、７、交絡装置８、巻取装置９等を備えている。まず、紡糸装置２においては、ギヤポンプ等からなるポリマー供給装置（図示省略）から供給されたポリマーが、左右方向に並んだ複数の口金２ａから下方に押し出され、複数のフィラメントＦからなる複数の糸Ｙが、図１の紙面奥行方向に並んだ状態で紡出される。

紡糸装置２の口金２ａから紡出された複数の糸Ｙは、図１の紙面奥行方向に並んだ状態で、冷却部３、給油部４、延伸部５、引取ローラ６、交絡装置８、引取ローラ７に沿った糸道を走行する。さらに、複数の糸Ｙは、引取ローラ７から前後方向に分配されたうえで、巻取装置９において複数のボビンＢにそれぞれ巻き取られる。

冷却部３は、複数の円筒状の冷却筒１０を有しており、各冷却筒１０は紡糸装置２に設けられた複数の口金２ａの下方にそれぞれ配置されている。紡糸装置２の口金２ａから紡出された複数の糸Ｙは、各冷却筒１０の内部空間１０ａを、冷却筒１０の軸方向に沿って下方に走行する。内部空間１０ａの周りには整流部１０ｂが設けられており、不図示の圧空供給装置から供給される冷却風が、整流部１０ｂで整流されつつ内部空間１０ａに流入する。主に、整流部１０ｂは、内部空間１０ａに流入する冷却風の流量が、冷却筒１０の周方向において概ね均一となるように整流する。

給油部４は、各冷却筒１０の下方にそれぞれ配置された複数の給油ガイド１１を有する。給油ガイド１１は、口金２ａから紡出された複数のフィラメントＦをまとめて１本の糸Ｙにするとともに、糸Ｙ（複数のフィラメントＦ）に油剤を付与する役割を有する。給油ガイド１１については、後で詳細に説明する。

延伸部５は、給油部４の下方に配置されている。延伸部５は、保温ボックス１２と、この保温ボックス１２内に収容された複数の加熱ローラ（図示省略）を有する。延伸部５は、複数の加熱ローラにより、複数の糸Ｙをそれぞれ加熱しつつ延伸する。

延伸部５で延伸された複数の糸Ｙは、引取ローラ６、７により巻取装置９に送られる。なお、引取ローラ６、７の間には、１本の糸Ｙを構成する多数のフィラメントを絡ませて交絡を付与する交絡装置８が配置されている。

巻取装置９は、機台１３と、ターレット１４、２本のボビンホルダ１５、支持枠体１６、接触ローラ１７、トラバース装置１８等を備えている。巻取装置９は、ボビンホルダ１５を回転させることによって、引取ローラ７から送られてきた複数の糸Ｙを、複数のボビンＢに同時に巻き取り、複数のパッケージＰを形成する。

機台１３には、円板状のターレット１４が取り付けられている。ターレット１４は、不図示のモータによって回転駆動される。ターレット１４には、長尺な２本のボビンホルダ１５が、前後方向に延びる姿勢で片持ち支持されている。各ボビンホルダ１５には、その軸方向に沿って複数の円筒状のボビンＢが並んだ状態で装着される。ターレット１４が回転することにより、２本のボビンホルダ１５が、上側の巻取位置と下側の退避位置との間で切り換え可能となっている。

支持枠体１６は、前後方向に延びる長尺なフレーム状の部材である。この支持枠体１６は、機台１３に固定的に取り付けられている。支持枠体１６の下部には、前後に長いローラ支持部材１９が、支持枠体１６に対して上下に移動可能に取り付けられている。ローラ支持部材１９には、ボビンホルダ１５の軸方向に沿って延びる接触ローラ１７が回転自在に支持されている。この接触ローラ１７が形成途中のパッケージＰに接し、パッケージＰに所定の接圧が付与されることにより、パッケージＰの形状が整えられる。

トラバース装置１８は、前後方向に並んだ複数のトラバースガイド１８ａを有する。複数のトラバースガイド１８ａは、不図示のモータによって駆動されて、それぞれ前後方向に往復移動する。糸Ｙが掛けられた状態でトラバースガイド１８ａが往復移動することにより、糸Ｙは、支点ガイド１８ｂを中心に前後に綾振りされながら、対応するボビンＢに巻き取られる。

（給油ガイド）
図２は、給油ガイド１１の正面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。給油ガイド１１は、紡糸装置２から紡出された多数のフィラメントＦからなる糸Ｙに油剤を付与するものである。給油ガイド１１は、糸Ｙが走行する通路２１が形成されたガイド本体２０と、このガイド本体２０と一体形成され、ガイド本体２０に油剤を供給する油剤供給部３０とを備えている。なお、ガイド本体２０と油剤供給部３０は、アルミナやジルコニア等のセラミックス材料で形成されている。

図２に示すように、ガイド本体２０は、互いに対向する２枚の側壁２２と、これら２枚の側壁２２の底部を連結する連結部２３を有する。そして、２枚の側壁２２の間に糸Ｙが上から下へ走行する通路２１が形成されている。２枚の側壁２２は、底側（後方側）に向かうほど内側に傾斜する傾斜面２２ａを有しており、通路２１は連結部２３に近いほど幅が狭まっている。また、この傾斜面２２ａは、下方に向かうほど内側に傾斜しており、通路２１は下方に向かうほど幅が狭まっている。このため、ばらけた状態で給油ガイド１１に導かれた複数のフィラメントＦは、通路２１を走行する過程で徐々に１本の糸Ｙにまとめられる。

連結部２３の前面のうち上下方向に関する中央部には、通路２１内を走行する糸Ｙが接触する接触面２４が形成されている。この接触面２４は、図３に示すように、吐出口２５が形成された第１湾曲面２４ａと、第１湾曲面２４ａの糸走行方向下流側に形成された第２湾曲面２４ｂとを有する。第１湾曲面２４ａおよび第２湾曲面２４ｂは、いずれも前方に凸状の湾曲面となっている。本実施形態では、第１湾曲面２４ａと第２湾曲面２４ｂとが連続的に形成されており、第１湾曲面２４ａから第２湾曲面２４ｂにわたる接触面２４の全域が湾曲面となっている。

第１湾曲面２４ａには、通路２１に開口する吐出口２５が、通路２１の幅方向の略全域にわたって形成されている。この吐出口２５は、連結部２３および油剤供給部３０の内部に形成された、前後方向に水平に延びる油剤供給孔３１に連通している。この油剤供給孔３１は、不図示の油剤供給装置と接続されており、油剤供給装置から供給された油剤は、油剤供給孔３１を経由して吐出口２５から通路２１へ向けて吐出される。

ここで、吐出口２５は、糸Ｙが接触面２４（第１湾曲面２４ａ）に概ね接触し始める位置に形成されている。換言すると、糸Ｙが、吐出口２５の周縁部にて接触面２４に接触し始めるように、糸道が規定されている。また、この糸道は、糸Ｙが第２湾曲面２４ｂにおいて、接触面２４から離間するように規定されている。具体的には、第２湾曲面２４ｂの所定位置Ｓにて、所定位置Ｓにおける接線Ｔの方向に走行することで、糸Ｙは接触面２４から離間する。

図４は、給油ガイド１１の配置を説明するための模式図である。給油ガイド１１は、冷却筒１０の下方に配置される。厳密には、糸Ｙを接触面２４に押し付ける力を強くし、油剤の付与を良好に行うために、接触面２４の前端部の位置（本実施形態では吐出口２５の位置）が、冷却筒１０の中心軸Ａの延長線から若干前方であることが好ましい。しかしながら、あまりにも冷却筒１０の中心軸Ａの延長線から離間距離を大きくすると、冷却筒１０の内部空間１０ａを走行する糸Ｙが中心軸Ａから大きくそれてしまい、周方向において冷却風を糸Ｙに均一に供給することが難しくなる。

そこで、本実施形態では、吐出口２５が、冷却筒１０の中心軸Ａの延長線よりも前方であって、当該延長線から吐出口２５の開口方向（前後方向）の距離Ｌ（複数の口金２ａが並んでいる方向から見たときの延長線からの離間距離Ｌ）が２０ｍｍ以下である範囲に位置するように配置されている。なお、口金２ａと吐出口２５との上下方向における離間距離は約６００〜１６００ｍｍであるから、当該離間距離に対する距離Ｌの比率を約０．０３３（＝２０／６００）以下にしていることになる。また、本実施形態では、冷却筒１０の中心軸Ａの延長線と、接触面２４の所定位置Ｓにおける接線Ｔとがなす角度θを、１３度以上１６度以下としている。

（効果）
本実施形態の給油ガイド１１によれば、第１湾曲面２４ａに形成された油剤の吐出口２５の周縁部において、糸Ｙが接触面２４に接触し始めるため、吐出口２５から吐出された油剤はすぐに糸Ｙに付与されることになり、給油ガイド１１上での油剤の流れや溜まり状態の変動の影響を受けることがないため、油剤の付与量のばらつきを低減することができる。また、糸Ｙが接触面２４から離間する際には、第２湾曲面２４ｂの所定位置Ｓにおける接線Ｔの方向に向かって糸Ｙが走行するため、角部で油剤が掻き落とされるといったことがない。したがって、本実施形態の給油ガイド１１によれば、油剤の付与量のばらつきが低減されるとともに、付与された油剤が意図せず掻き落とされることを抑えることができるので、糸Ｙに付与される油剤の量を適切にコントロールすることが可能となる

ここで、本実施形態の紡糸引取装置１のように、糸Ｙを加熱処理する延伸部５が設けられる場合、延伸部５における加熱効率を向上させるために、水分含有量の少ない油剤、すなわち粘度の高い油剤（例えば粘度が１０ｍｍ²／ｓ以上２００ｍｍ²／ｓ以下程度の油剤）が使用されることがある。このように粘度の高い油剤を用いる場合、特許文献１のように接触面の上方に油剤供給孔が設けられていると、油剤供給孔から接触面へと油剤が流れる過程において、油剤供給孔から糸Ｙの接触位置までの油剤の流れ状態や溜まりの状態が刻々と変化するために油剤量のばらつきが特に大きくなりやすく、油剤の均一な付与が困難である。しかしながら、本実施形態の給油ガイド１１によれば、吐出口２５から吐出された油剤はすぐに糸Ｙに付与されるため、油剤量のばらつきが生じにくく、より均一な油剤の付与が可能となる。

また、本実施形態では、糸Ｙ（複数のフィラメントＦ）が接触面２４に接触し始めるのが、通路２１の幅が広い第１湾曲面２４ａであるため、接触面２４に接触する時点では複数のフィラメントＦがばらけた状態となりやすく、油剤をフィラメントＦに良好に付与することが可能である。

また、接触面２４の一部が平面の場合、この平面部の中央部では糸Ｙが平面部から浮いたような状態となりやすく、糸Ｙを接触面に押し付ける力が弱くなるため、接触面２４から糸Ｙへと油剤が適切に付与されないおそれがある。しかしながら、本実施形態の給油ガイド１１のように、接触面２４の全領域が湾曲面であれば、糸Ｙが接触面２４に密接した状態を維持しやすく、油剤を良好に付与することができる。

また、冷却筒１０を用いて糸Ｙを冷却する場合には、冷却風が周方向において均一に供給されるように、糸Ｙはできる限り冷却筒１０の中心軸Ａを走行することが好ましい。そこで、本実施形態のように、冷却筒１０の中心軸Ａの延長線から吐出口２５の開口方向に２０ｍｍ以下の範囲内に吐出口２５を位置させることで、紡糸装置２から冷却筒１０を経由して給油ガイド１１へと至る糸道を、概ね冷却筒１０の中心軸Ａに沿ったものとすることができ、冷却筒１０における糸Ｙの冷却を良好に行うことができる。

また、冷却筒１０の中心軸Ａの延長線と、接触面２４の所定位置Ｓにおける接線Ｔとがなす角度θ（図４参照）が小さい場合には、糸Ｙを接触面２４に押し付ける効果が弱くなる。一方、角度θが大きすぎると、糸Ｙを接触面２４に押し付ける力が強くなりすぎて、糸Ｙに付着した油剤が掻き落とされてしまうおそれがある。そこで、角度θを１３度以上１６度以下とすることで、糸Ｙが接触面２４に適度に押し付けられ、油剤が良好に糸Ｙに付与された状態を維持することができる。

また、第２湾曲面２４ｂの曲率半径が２０ｍｍ未満と小さい場合には、例えば適正な糸屈曲角度とした場合の糸Ｙと給油ガイド１１との接触長が４．５ｍｍ以下と短くなってしまい、油剤付与に必要な接触長が得られない。また、逆に曲率半径が４０ｍｍ超と大きすぎる場合は、例えば適正な糸屈曲角度を設定した場合の糸Ｙと給油ガイド１１の接触長が１１ｍｍ以上となってしまい、糸接触長が必要以上に大きくなることで、接触抵抗が増加し、糸Ｙと給油ガイド１１との接触によって糸Ｙが受けるダメージが大きくなる。そこで、第２湾曲面２４ｂの曲率半径は２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下とすることで、糸Ｙに適正な油剤付与が可能でかつ、給油ガイド１１との接触によって糸Ｙがダメージを受けることがない。

［その他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、第１湾曲面２４ａから第２湾曲面２４ｂにわたる接触面２４の全域を湾曲面としたが、第１湾曲面２４ａと第２湾曲面２４ｂとの間に平坦面が存在しても構わない。

また、接触面２４において油剤を適度に保持し、糸Ｙに良好に油剤を付与するため、接触面２４に油剤を保持するための溝などの凹凸部を設けてもよい。

本実施形態では、１つの口金２ａから紡出された複数のフィラメントＦが１本の糸Ｙとしてまとめられる構成の装置について説明したが、１つの口金２ａから紡出されたフィラメントＦを複数の糸Ｙに分割する構成としてもよい。このとき、給油ガイド１１は複数の糸Ｙごとに設置する必要があるため、１つの口金２ａに複数の給油ガイド１１を対応して設置することになる。

１：紡糸引取装置
２：紡糸装置
１０：冷却筒
１０ａ：内部空間
１１：給油ガイド
２０：ガイド本体
２１：通路
２４：接触面
２４ａ：第１湾曲面
２４ｂ：第２湾曲面
２５：吐出口
Ｙ：糸
Ｓ：所定位置
Ｔ：接線
Ａ：冷却筒の中心軸

Claims (5)

1. 紡糸装置から紡出された糸に油剤を付与する給油ガイドであって、
   前記糸が走行する通路と、前記通路に向けて前記油剤を吐出する吐出口と、前記通路内を走行する前記糸が接触する接触面とを有するガイド本体を備え、
   前記接触面は、前記吐出口が形成されている第１湾曲面と、前記第１湾曲面よりも糸走行方向の下流側に位置する第２湾曲面とを有しており、
   前記糸は、前記吐出口の周縁部にて前記接触面に接触し始めるとともに、前記第２湾曲面の途中の所定位置にて当該所定位置における接線方向に走行することで前記接触面から離間することを特徴とする給油ガイド。
2. 前記第１湾曲面から前記第２湾曲面にわたる接触面の全領域が湾曲面となっている請求項１に記載の給油ガイド。
3. 前記第２湾曲面の曲率半径が２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下である請求項１または２に記載の給油ガイド。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の給油ガイドを備えた紡糸引取装置であって、
   前記糸走行方向において前記給油ガイドよりも上流側に設けられ、前記糸が走行するとともに冷却風が供給される内部空間を有する冷却筒を備え、
   前記冷却筒の中心軸の延長線から前記吐出口の開口方向に２０ｍｍ以下の範囲内に前記吐出口が位置するように、前記給油ガイドが配置されていることを特徴とする紡糸引取装置。
5. 前記延長線と前記第２湾曲面の前記所定位置における接線とがなす角度が１３度以上１６度以下である請求項４に記載の紡糸引取装置。

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