WO2021140784A1 - 捲縮機及びトウバンドの製造方法 - Google Patents

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WO2021140784A1
WO2021140784A1 PCT/JP2020/044633 JP2020044633W WO2021140784A1 WO 2021140784 A1 WO2021140784 A1 WO 2021140784A1 JP 2020044633 W JP2020044633 W JP 2020044633W WO 2021140784 A1 WO2021140784 A1 WO 2021140784A1
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filament
value
range
less
crimping machine
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PCT/JP2020/044633
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English (en)
French (fr)
Inventor
智貴 朴
昌隆 三井田
Original Assignee
株式会社ダイセル
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes

Definitions

  • the present disclosure relates to a crimping machine that crimps a filament and a method for manufacturing a tow band composed of a crimped filament.
  • a crimping machine As disclosed in Patent Document 1 is used.
  • This crimping machine includes a pair of nip rolls, a pair of plate members (chambers), and a pressing member (flapper).
  • the filament is inserted between a pair of nip rolls while being conveyed and crimped.
  • the filament that has passed through the pair of nip rolls is conveyed while meandering by each plate surface of the pair of plate materials, and is pressed by the pressing member against one plate surface of the pair of plate materials. As a result, the filament is further crimped.
  • the filament receives from the plate surface of the pair of plate materials with respect to the force of sending the filament to the downstream side in the transport direction by the pair of nip rolls (hereinafter, also simply referred to as the transport force). It must be set appropriately so that the frictional force does not become excessively large. If this setting is improper, it may be difficult to stably produce a uniformly crimped toe band. If the crimping of the toe band is non-uniform, for example, when a cigarette filter is manufactured using the toe band, the ventilation resistance (PD) of the cigarette filter varies, and the quality of the cigarette filter deteriorates.
  • PD ventilation resistance
  • the purpose of the present disclosure is to make it possible to stably manufacture a uniformly crimped tow band.
  • the crimping machine has a pair of nip rolls through which filaments to be conveyed are inserted between the peripheral surfaces of each other, and a contact surface in contact with the filaments.
  • the first member and the second member arranged on the downstream side of the pair of nip rolls in the transport direction of the filament and having their contact surfaces facing each other with a gap, and the first member arranged in the gap.
  • It includes a pressing member that presses the filament toward the contact surface of one of the members and the second member.
  • the surface roughness Ra of the contact surface of the pressing member is set to a value in the range of 0.1 or more and 1.0 or less.
  • the surface roughness Ra of the contact surface between the first member and the second member is set to a value in the range of 0.1 or more and 1.0 or less.
  • the Rockwell hardness HRC of the first member and the second member may be set to a value in the range of 50 or more and 60 or less. Further, the Vickers hardness HV of the first member and the second member may be set to a value in the range of 350 or more. As a result, the hardness of the first member and the second member is set to a value in an appropriate range, so that wear on the contact surface can be suppressed. As a result, the filament can be stably crimped.
  • At least one of the first member and the second member has a flat base material and a coating film that covers the surface of the base material and is harder than the base material, and the contact surface is the coating film. It may be the surface opposite to the base material of.
  • the coating film may be a chromium nitride film.
  • the coefficient of kinetic friction between the contact surface and the filament may be set to a value in the range of 0.1 or more and 0.5 or less. This makes it easy to adjust the frictional force so that the frictional force received by the filament from the pair of contact surfaces does not become excessively large with respect to the transporting force received by the filament from the pair of nip rolls. Thereby, the crimping of the filament can be further stabilized.
  • the velocity CV represented by the formula 1 of the filament conveyed through the gap may be set to a value in the range of 0% or more and 100% or less.
  • Velocity CV (%) ( ⁇ / Vm) x 100
  • Vm is an actual measurement of the speed of the filament immediately before the speed of the filament changes from acceleration to deceleration within a unit time and the speed of the filament immediately before the speed changes from deceleration to acceleration within the unit time.
  • the velocity average value, ⁇ which is the average of the values, is the standard deviation of the measured value.
  • the filament since the filament is conveyed inside the crimping machine at a stable speed, the filament can be crimped efficiently, easily and uniformly by the crimping machine.
  • the titanium oxide content of the filament may be set to a value in the range of 0% by weight or more and 0.1% by weight or less. As described above, even when the amount of titanium oxide is set to a value in the above range, it becomes easy to uniformly crimp the filament by the crimping machine.
  • a filament to be conveyed is inserted between the peripheral surfaces of a pair of nip rolls and arranged on the downstream side of the pair of nip rolls in the conveying direction of the filament.
  • the filament that has passed through the pair of nip rolls is introduced into the gap between the first member and the second member, which are arranged so that their contact surfaces face each other with a gap, and the pressing member arranged in the gap introduces the filament. It has a step of pressing the filament toward the contact surface of any of the first member and the second member, and in the step, the surface roughness Ra of the contact surface is 0.1 or more.
  • the first member and the second member set to a value in the range of 1.0 or less are used.
  • the surface roughness Ra of the contact surface between the first member and the second member is set to a value in the range of 0.1 or more and 1.0 or less, so that the filament is formed from a pair of nip rolls.
  • the frictional force received by the filament from the pair of contact surfaces can be adjusted so as not to be excessively large with respect to the carrying force received.
  • the filament can be uniformly crimped.
  • a uniformly crimped toe band can be stably produced.
  • the first member and the second member in which the Rockwell hardness HRC is set to a value in the range of 50 or more and 60 or less may be used. Further, in the step, the first member and the second member in which the Vickers hardness HV is set to a value in the range of 350 or more may be used. According to each of such manufacturing methods, the hardness of the contact surface between the first member and the second member can be set to a value in an appropriate range, so that wear of the contact surface can be suppressed. Therefore, the filament can be stably crimped.
  • a flat base material and a coating film that covers the surface of the base material and is harder than the base material are provided, and the contact surface is the surface of the coating material opposite to the base material.
  • At least one of the first member and the second member may be used.
  • the first member and the second member in which the coating film is a chromium nitride film may be used.
  • the first member and the second member in which the coefficient of kinetic friction between the contact surface and the filament is set to a value in the range of 0.1 or more and 0.5 or less may be used. This makes it easier to adjust the frictional force so that the frictional force received by the filament from the pair of contact surfaces does not become excessively large with respect to the transporting force received by the filament from the pair of nip rolls. Therefore, the filament can be crimped more stably.
  • the velocity CV represented by the formula 1 of the filament carried in the gap may be set to a value in the range of 0% or more and 100% or less.
  • Velocity CV (%) ( ⁇ / Vm) x 100
  • Vm is an actual measurement of the speed of the filament immediately before the speed of the filament changes from acceleration to deceleration within a unit time and the speed of the filament immediately before the speed changes from deceleration to acceleration within the unit time.
  • the velocity average value, ⁇ which is the average of the values, is the standard deviation of the measured value.
  • the filament since the filament is conveyed through the gap at a stable speed, the filament can be efficiently and easily and uniformly crimped.
  • the filament whose titanium oxide content is set to a value of 0% by weight or more and 0.1% by weight or less may be used. As described above, even when the amount of titanium oxide is set to a value in the above range, it becomes easy to uniformly crimp the filament.
  • a uniformly crimped toe band can be stably produced.
  • the "transport direction” referred to below refers to the transport direction of the yarn bundle (bundle of a plurality of filaments 11) 10.
  • FIG. 1 is a schematic view of the crimping machine 1 according to the embodiment.
  • the crimping machine 1 crimps a plurality of filaments 11 to be conveyed.
  • the filament 11 of the present embodiment has a titanium oxide content set to a value in the range of 0% by weight or more and 0.1% by weight or less. That is, the filament 11 of the present embodiment has a very low titanium oxide content or does not contain titanium oxide.
  • the plurality of filaments 11 are introduced into the crimping machine 1 in a state of being impregnated with water on the upstream side of the crimping machine 1.
  • the crimping machine 1 includes a pair of nip rolls 2 and 3 (first nip roll 2 and second nip roll 3), a chamber (stuffing box) 4, and a pressing member 5.
  • the pair of nip rolls 2 and 3 are axially supported with their peripheral surfaces facing each other in one direction (here, the vertical direction) perpendicular to the transport direction of the yarn bundle 10 to be transported. ing.
  • the pair of nip rolls 2 and 3 are rotated in opposite directions to each other.
  • the gap G1 between the pair of nip rolls 2 and 3 is adjusted by pressing the nip roll 2 toward the nip roll 3 with a pressing device (not shown).
  • the pair of nip rolls 2 and 3 are crimped by inserting the yarn bundle 10 between the peripheral surfaces.
  • the yarn bundle 10 is nipated at the nip points N of the pair of nip rolls 2 and 3 in a state where a plurality of filaments 11 are arranged in a flat strip shape in each axial direction of the pair of nip rolls 2 and 3.
  • the plurality of filaments 11 constituting the yarn bundle 10 are first-order crimped.
  • the materials of the nip rolls 2 and 3 can be appropriately selected.
  • Examples of the material of the peripheral surfaces of the nip rolls 2 and 3 include SACM (aluminum chrome molybdenum steel).
  • SACM aluminum chrome molybdenum steel.
  • the nip rolls 2 and 3 have a hard coating formed on the peripheral surface.
  • the chamber 4 is arranged on the downstream side of the pair of nip rolls 2 and 3 in the transport direction.
  • the chamber 4 has a first member 6 and a second member 7.
  • the first member 6 and the second member 7 have contact surfaces 6a and 7a that come into contact with the filament 11, and the contact surfaces 6a and 7a are arranged so as to face each other with a gap.
  • the first member 6 and the second member 7 have a long flat plate shape as an example, and the pair of nip rolls 2 and 3 have their width directions aligned with the axial directions of the pair of nip rolls 2 and 3. It extends in the transport direction of the yarn bundle 10 that has passed between the peripheral surfaces.
  • the coefficient of kinetic friction between the contact surfaces 6a and 7a and the filament 11 is set to a value in the range of 0.1 or more and 0.5 or less.
  • the coefficient of dynamic friction can be adjusted, for example, by changing the surface shapes of the contact surfaces 6a and 7a. For example, in a certain range, the coefficient of dynamic friction decreases as the surface shapes of the contact surfaces 6a and 7a are smooth, and increases as the surface shapes are coarser.
  • the first member 6 and the second member 7 of the present embodiment are plate materials.
  • the contact surfaces 6a and 7a are the plate surfaces of the first member 6 and the second member 7.
  • the materials of the members 6 and 7 can be appropriately set.
  • the members 6 and 7 have flat base materials 6c and 7c and coatings 6d and 7d that cover the surfaces of the base materials 6c and 7c and are harder than the base materials 6c and 7c.
  • the coatings 6d and 7d are arranged so as to face each other.
  • the contact surfaces 6a and 7a are surfaces of the coatings 6d and 7d opposite to the base materials 6c and 7c.
  • the thickness dimensions of the coatings 6d and 7d can be appropriately set, and can be set to a value in the range of several ⁇ m or more and several tens of ⁇ m or less, for example. At least one of the first member 6 and the second member 7 does not have to be a plate material.
  • Examples of the materials of the base materials 6c and 7c include beryllium copper (BeCu) (C1720 (T), etc.), stainless steel (SUS304 (austenite-based stainless steel), SUS440C (martensite-based stainless steel), etc.), ceramics, and the like.
  • Examples of the material of the coatings 6d and 7d include chromium nitride.
  • the base materials 6c and 7c are made of SUS440C.
  • the films 6d and 7d are chromium nitride films.
  • the upstream end 6b of the first member 6 in the transport direction is close to the peripheral surface of the first nip roll 2.
  • the contact surface 6a of the first member 6 is separated from the contact surface 7a while being inclined at an inclination angle ⁇ with respect to the contact surface 7a of the second member 7 from the end portion 6b of the first member 6 toward the other end. It is arranged like this.
  • the upstream end portion 7b of the second member 7 in the transport direction is close to the peripheral surface of the second nip roll 3.
  • the gap G2 between the ends 6b and 7b is the shortest gap between the members 6 and 7, and can be appropriately set.
  • the pressing member 5 is arranged in the gap between the members 6 and 7, and presses the filament 11 toward the contact surfaces 6a and 7a of any of the members 6 and 7.
  • the pressing member 5 is a plate material extending in the axial direction of the pair of nip rolls 2 and 3.
  • the pressing member 5 is pivotally supported by the first member 6 so that the upstream end portion 5a in the transport direction can rotate around the rotation axis P.
  • the pressing member 5 is urged by an urging member (not shown) having an elastic body such as a spring. As a result, the pressing member 5 presses the yarn bundle 10 against the contact surface 7a in the direction from the first member 6 to the second member 7 at the downstream end portion 5b in the transport direction.
  • the yarn bundle 10 that has passed between the pair of nip rolls 2 and 3 is pushed into the chamber 4.
  • the yarn bundle 10 is higher-order crimped by moving toward the downstream side in the transport direction while meandering between the members 6 and 7 while being pressed by the pressing member 5 against the contact surface 7a. Meander.
  • the transport speed of the yarn bundle 10 when transported in the chamber 4 varies.
  • the crimped toe band 12 is obtained by passing the yarn bundle 10 through the crimping machine 1.
  • the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a of the members 6 and 7 is set to a value in the range of 0.1 or more and 1.0 or less.
  • This surface roughness Ra is the center line average surface roughness Ra, and is a value calculated by a method based on JIS B 0601 (1994) using a high-precision shape measurement system KS-1100 (manufactured by KEYENCE CORPORATION). ..
  • the frictional force received by the filament 11 from the contact surfaces 6a and 7a is set to a value within an appropriate range. ..
  • the difference between the transport force that the filament 11 receives from the pair of nip rolls 2 and 3 and the frictional force that the filament 11 receives from the contact surfaces 6a and 7a is adjusted to be large to some extent.
  • the transport speed of the yarn bundle 10 (filament 11) transported in the chamber 4 is stabilized, and a toe band 12 in which each filament 11 is uniformly crimped by the crimping machine 1 is obtained.
  • the values of the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a in the above range are the types of the toe band 12 to be manufactured (for example, the total fineness (TD) of the toe band 12, the single fineness (FD) of the filament 11, and the cross section of the filament 11. It is desirable to set according to the shape, the composition of the filament 11 such as the content of titanium oxide, etc.).
  • the surface shapes of the contact surfaces 6a and 7a can be formed by a known method such as various blasting methods such as a sandblasting method or a method using electric discharge machining.
  • the Rockwell hardness HRC of the members 6 and 7 (value by the Rockwell hardness HRC test using a C scale conforming to JIS Z2245 (2011)) is set to a value in the range of 50 or more and 60 or less. It is set. Further, the Vickers hardness HV of the members 6 and 7 (value according to the Vickers hardness test based on JIS Z2244 (2009)) is set to a value in the range of 350 or more.
  • the surface shapes of the contact surfaces 6a and 7a whose surface roughness Ra is set to the above values can be stably maintained for a long period of time.
  • the wear of the contact surfaces 6a and 7a of the members 6 and 7 can be suppressed for a long period of time. Further, by setting the thickness dimensions of the coatings 6d and 7d to the above values, it is possible to easily exhibit the characteristics of the base materials 6c and 7c while suppressing the wear of the contact surfaces 6a and 7a by the coatings 6d and 7d.
  • the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a of the members 6 and 7 is set to a value in the range of 0.1 or more and 1.0 or less, so that the gap between the members 6 and 7 is set.
  • the velocity CV represented by the formula 1 of the filament 11 to be conveyed is set to a value in the range of 0% or more and 100% or less.
  • Velocity CV (%) ( ⁇ / Vm) x 100
  • Vm is an actually measured value of the speed of the filament 11 immediately before the speed of the filament 11 changes from acceleration to deceleration within a unit time and the speed of the filament 11 immediately before the speed changes from deceleration to acceleration within a unit time.
  • the velocity average value, ⁇ which is the average of, is the standard deviation of the measured value.
  • the unit time can be set as appropriate, but is, for example, 1 second.
  • the velocity CV represented by the formula 1 is defined as the variation in the velocity of the filament 11 passing between the members 6 and 7 in the transport direction.
  • the velocity CV exceeds 100%, the transfer velocity of the filament 11 in the chamber 4 fluctuates drastically.
  • the filament 11 carried out from each spinning cylinder Excessive tension acts from the crimping machine 1, and the filament 11 carried out from the entire spinning cylinder may be cut.
  • the speed CV by setting the speed CV to 100% or less, excessive tension is prevented from acting on the filament 11.
  • the speed CV is low in order to stably and uniformly crimp the conveyed filament 11 by the crimping machine 1.
  • the velocity CV is preferably a value in the range of 0% or more and 80% or less, more preferably a value in the range of 0% or more and 70% or less, and a value in the range of 0% or more and 60% or less. But more desirable.
  • the speed CV is a value that can be measured by using the crimping machine 1 which is an actual machine actually used for manufacturing the tow band 12. Therefore, the method of adjusting the crimping machine 1 so that the filament 11 is appropriately crimped based on the measured speed CV is, for example, using a test crimping machine having specifications different from those of the actual machine.
  • a test crimping machine having specifications different from those of the actual machine.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a of the first member 6 and the second member 7 and the velocity CV of the yarn bundle 10 in the chamber 4.
  • the crimping machine 1 hereinafter referred to as the crimping machine A
  • the crimping machine 1 hereinafter referred to as the crimping machine 1
  • the data measured for the crimping machine B is plotted. Further, this graph shows the results of measuring the speed CVs of the crimping machines A and B a plurality of times when the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a is set to a specific value.
  • the average value of the velocity CV becomes a value close to 100%, and the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a becomes It was found that when it was about 0.44, the average value of the velocity CV was about 65%.
  • the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a is in the range of 0.24 or more and 0.44 or less, the velocity CV becomes gentle as the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a increases. It is speculated that it will descend.
  • the crimping machine B had an average speed CV of 75% when the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a was 0.8.
  • the speed CV increases from the decrease. It turned out that there is a change point that turns to.
  • the crimping machine B has an average velocity CV of about 100% at least in the range where the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a is 0.15 or more and 0.9 or less. It is considered to be as follows.
  • the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a is in the range of 0.1 or more and 1.0 or less, the speed CV can be suppressed. It is considered that the toe band 12 that is uniformly crimped can be stably produced.
  • the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a is more preferably a value in the range of 0.15 or more and 0.9 or less, and preferably a value in the range of 0.3 or more and 0.8 or less. It is more desirable, and it is more desirable that the value is in the range of 0.4 or more and 0.75 or less.
  • the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a is a value in the range of 0.2 or more and 0.9 or less.
  • the lower limit of the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a is 0.1, 0.15, 0.2, 0.3, or 0.4 in order to suppress the velocity CV.
  • the upper limit of the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a is preferably 0.75, 0.8, 0.9, or 1.0.
  • the surface roughness Ra of the contact surfaces 6a and 7a of the members 6 and 7 is set to a value in the range of 0.1 or more and 1.0 or less.
  • the frictional force received by the filament 11 from the pair of contact surfaces 6a and 7a is adjusted so as not to be excessively large with respect to the carrying force received by the filament 11 from the pair of nip rolls 2 and 3, and the filament 11 is crimped. It can be uniformly crimped by the machine 1. As a result, the toe band 12 that is uniformly crimped can be stably produced.
  • the Rockwell hardness HRC of the first member 6 and the second member 7 is set to a value in the range of 50 or more and 60 or less. Further, the Vickers hardness HV of the first member 6 and the second member 7 is set to a value in the range of 350 or more. As a result, the hardness of the members 6 and 7 is set to a value in an appropriate range, so that wear of the contact surfaces 6a and 7a can be suppressed. As a result, the filament 11 can be stably crimped. Further, by suppressing the Rockwell hardness HRC of the members 6 and 7 to a value of 60 or less, the manufacturing of the members 6 and 7 becomes easy.
  • At least one (here, both) of the first member 6 and the second member 7 covers the surfaces of the flat plate-shaped base materials 6c and 7c and the base materials 6c and 7c, and is harder than the base materials 6c and 7c. It has coatings 6d and 7d, and the contact surfaces 6a and 7a are surfaces of the coatings 6d and 7d opposite to the base materials 6c and 7c.
  • the coating films 6d and 7d are chromium nitride films as an example.
  • the coefficient of kinetic friction between the contact surfaces 6a and 7a of the members 6 and 7 and the filament 11 is set to a value in the range of 0.1 or more and 0.5 or less.
  • the velocity CV represented by the formula 1 of the filament 11 conveyed through the gap between the members 6 and 7 is set to a value in the range of 0% or more and 100% or less. According to this configuration, since the filament 11 is conveyed inside the crimping machine 1 at a stable speed, the filament 11 can be efficiently and easily and uniformly crimped by the crimping machine 1.
  • the titanium oxide content of the filament 11 is set to a value in the range of 0% by weight or more and 0.1% by weight or less. Even when the amount of titanium oxide in the filament 11 is set to a value in the above range, the filament 11 can be easily crimped uniformly by the crimping machine 1.
  • the method for manufacturing the tow band 12 includes a step using the crimping machine 1. That is, in the manufacturing method, the filament 11 to be conveyed is inserted between the peripheral surfaces of the pair of nip rolls 2 and 3 and arranged on the downstream side of the pair of nip rolls 2 and 3 in the conveying direction of the filament 11.
  • the filament 11 that has passed through the pair of nip rolls 2 and 3 is introduced into the gap between the first member 6 and the second member 7 in which the contact surfaces 6a and 7a are arranged so as to face each other with a gap, and the filament 11 is arranged in the gap.
  • the pressing member 5 has a step of pressing the filament 11 toward the contact surface of any of the members 6 and 7 among the members 6 and 7.
  • the first member 6 and the second member 7 in which the Rockwell hardness HRC is set to a value in the range of 50 or more and 60 or less are used. Further, in the above step, the first member 6 and the second member 7 in which the Vickers hardness HV is set to a value in the range of 350 or more are used. Further, in the above step, the first member 6 has the base materials 6c and 7c and the coatings 6d and 7d, and the contact surfaces 6a and 7a are surfaces of the coatings 6d and 7d opposite to the base materials 6c and 7c. And at least one of the second member 7 (here both) is used. Further, in the above step, the members 6 and 7 having the chromium nitride film as the contact surfaces 6a and 7a are used.
  • the surface roughness Ra of the contact surface between the first member 6 and the second member 7 is set to a value in the range of 0.1 or more and 1.0 or less, so that the filament 11 is formed.
  • the frictional force received by the filament 11 from the pair of contact surfaces 6a and 7a can be adjusted so as not to be excessively large with respect to the carrying force received from the pair of nip rolls 2 and 3.
  • the filament 11 can be uniformly crimped.
  • the toe band 12 that is uniformly crimped can be stably produced.
  • the members 6 and 7 in which the coefficient of kinetic friction between the contact surfaces 6a and 7a and the filament 11 is set to a value in the range of 0.1 or more and 0.5 or less are used.
  • the frictional force is adjusted so that the frictional force received by the filament 11 from the pair of contact surfaces 6a and 7a does not become excessively large with respect to the transporting force received by the filament 11 from the pair of nip rolls 2 and 3. It will be easy. Therefore, it becomes easy to crimp the filament 11 more stably.
  • the velocity CV represented by the formula 1 of the filament 11 conveyed to the gap between the members 6 and 7 is set to a value in the range of 0% or more and 100% or less. According to this method, since the filament 11 is conveyed through the gap at a stable speed, the filament 11 can be efficiently and easily uniformly crimped.
  • the filament 11 having a titanium oxide content set to a value of 0% by weight or more and 0.1% by weight or less is used. As described above, even when the amount of titanium oxide in the filament 11 is set to a value in the above range, it becomes easy to uniformly crimp the filament 11.
  • the crimping machine 1 of Examples 1 to 7 was driven under the same driving conditions to manufacture the toe band 12. At this time, based on Equation 1, the speed CV for each crimping machine 1 was measured using a high-speed camera capable of photographing the yarn bundle 10 conveyed in the chamber 4. The unit time was set to 1 second.
  • the filament 11 used for manufacturing the tow band 12 a filament 11 having a Y-shaped cross section with an FD set to 6.0 was used.
  • the TD of the toe band 12 was set to 17,000. Further, using the tow band 12 manufactured by the crimping machine 1 of Examples 1 to 7, a columnar plug (length dimension 120 mm) which is a semi-finished product immediately before manufacturing (cutting out) a cigarette filter having a predetermined length dimension. , Circumferential length 24.4 mm) was manufactured.
  • the fluctuation value (PDCV) of the ventilation resistance of each plug manufactured by the crimping machine 1 of Examples 1 to 7 and the standard deviation of the ventilation resistance of the plug was examined.
  • the ventilation resistance was calculated by correcting the toe weight of each plug and the circumference of the plug to be uniform.
  • each of the plugs of Examples 1 to 7 was set as a set of 15, and the CV value indicating the variation in the ventilation resistance of the set of plugs was calculated.
  • PDCV was calculated as the average value of the CV values for 10 sets.
  • the tow band 12 was manufactured using the crimping machine 1 of Example 4.
  • a plug was manufactured using this tow band 12, and the ventilation resistance and PDCV of the plug were calculated by the above method.
  • Example 6 As a result, it was found that the plug manufactured by the crimping machine 1 of Example 6 had a smaller PDCV than the plug manufactured by the crimping machine 1 of Example 4. It was also found that the performance of Example 6 was maintained even when the crimping machine 1 of Example 6 was operated for at least 90 days. The reason for this is that the coating films 6d and 7d made of the chromium nitride film are formed on the members 6 and 7, so that the wear resistance of the contact surfaces 6a and 7a of the members 6 and 7 is improved, and the contact surfaces 6a and 7a It is considered that the surface shape was maintained for a long period of time.
  • the Rockwell hardness HRC of the members 6 and 7 is set to a value in the range of 13 or more and 104 or less, for example. Further, considering the wear resistance of the members 6 and 7 and the ease of manufacturing, the Rockwell hardness HRC of the members 6 and 7 is set to a value in the range of 50 or more and 60 or less, for example. Considered desirable.
  • the Rockwell hardness HRC of the members 6 and 7 is preferably, for example, 13, 40, or 56 as the lower limit value, and 65, 104, 106 as the upper limit value. Is considered desirable.
  • the Vickers hardness HV of the members 6 and 7 is set to a value in the range of 187 or more and 2500 or less, for example. Further, considering the wear resistance of the members 6 and 7, the Vickers hardness HV of the members 6 and 7 is set to a value in the range of, for example, 350 or more (for example, the upper limit value is 2500 or less). Considered desirable. Alternatively, from the test results of Examples 1 to 7, the Vickers hardness HV of the members 6 and 7 is preferably, for example, 187, 400, or 619 as the lower limit value, and 800, 2200, 2400 as the upper limit value. Any of 2500 is considered desirable.
  • the filament 11 of the yarn bundle 10 may contain titanium oxide in excess of 0.1% by weight (eg, set to a value in the range of 0.3% by weight or more and 0.4% by weight or less). Further, at least the surface of the pressing member 5 in contact with the filament 11 may be set to have the same surface roughness Ra as the contact surfaces 6a and 7a.
  • the coatings 6d and 7d may be locally arranged in the region of the members 6 and 7 in contact with the filament 11. Further, the Rockwell hardness HRC of the members 6 and 7 may be set to a value exceeding 60. As a result, the wear resistance of the contact surfaces 6a and 7a can be further improved, and the surface shapes of the contact surfaces 6a and 7a can be stably maintained for a longer period of time. Further, the tow band 12 may be used for something other than a cigarette filter (for example, an absorbent article or a filtering member).
  • A, B crimping machine 2 3 nip roll 5 pressing member 6 first member 6a contact surface 6c base material 6d coating 7 second member 7a contact surface 7c base material 7d coating 10 yarn bundle (multiple filaments) 11 filament 12 toe band

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Abstract

捲縮機（１）は、互いの周面の間に搬送されるフィラメント（１１）が挿通される一対のニップロール（２）と、フィラメントと接触する接触面（６ａ、７ａ）を有し、一対のニップロールよりもフィラメントの搬送方向の下流側に配され、互いの接触面が間隙をおいて対向配置された第１部材（６）及び第２部材（７）と、前記間隙に配され、第１部材及び第２部材のうちいずれかの部材の接触面に向けてフィラメントを押圧する押圧部材（５）と、を備える。接触面の表面粗さＲａは、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている。

Description

捲縮機及びトウバンドの製造方法
　本開示は、フィラメントを捲縮する捲縮機、及び、捲縮されたフィラメントからなるトウバンドの製造方法に関する。
　捲縮されたトウバンドを製造する場合、例えば、特許文献１に開示されるような捲縮機が用いられる。この捲縮機は、一対のニップロールと、一対の板材（チャンバー）と、押圧部材（フラッパー）とを備える。当該捲縮機では、フィラメントが搬送されながら一対のニップロール間に挿通されて捲縮される。一対のニップロールを通過したフィラメントは、一対の板材の各板面により蛇行されながら搬送されると共に、押圧部材により一対の板材のうちの一方の板面に押圧される。これによりフィラメントは、更に捲縮される。
特表２００９－５０１２８２号公報
　上記構成を有する捲縮機では、一対のニップロールによりフィラメントを搬送方向の下流側に送り出して搬送する力（以下、単に搬送力とも称する。）に対して、フィラメントが一対の板材の板面から受ける摩擦力が過度に大きくならないように適切に設定されている必要がある。この設定が不適切であると、均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造するのが困難となる場合がある。トウバンドの捲縮が不均一であると、例えばトウバンドを用いてシガレットフィルターを製造した場合、シガレットフィルターの通気抵抗（ＰＤ）がばらつき、シガレットフィルターの品質が低下する。
　そこで本開示は、均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造可能にすることを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る捲縮機は、互いの周面の間に搬送されるフィラメントが挿通される一対のニップロールと、前記フィラメントと接触する接触面を有し、前記一対のニップロールよりも前記フィラメントの搬送方向の下流側に配され、互いの前記接触面が間隙をおいて対向配置された第１部材及び第２部材と、前記間隙に配され、前記第１部材及び前記第２部材のうちいずれかの部材の前記接触面に向けて前記フィラメントを押圧する押圧部材と、を備える。また、本開示の一態様に係る捲縮機では、前記押圧部材の前記接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている。
　上記構成によれば、第１部材と第２部材の接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている。これにより、フィラメントが一対のニップロールから受ける搬送力に対して、フィラメントが一対の接触面から受ける摩擦力が、過度に大きくならないように調整され、フィラメントを捲縮機により均一に捲縮できる。結果として、均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造できる。
　前記第１部材及び前記第２部材のロックウェル硬さＨＲＣが、５０以上６０以下の範囲の値に設定されていてもよい。また、前記第１部材及び前記第２部材のビッカース硬さＨＶが、３５０以上の範囲の値に設定されていてもよい。これにより、第１部材及び第２部材の硬度が適切な範囲の値に設定されるので、接触面の摩耗を抑制できる。これによりフィラメントを安定して捲縮できる。
　前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方は、平板状の基材と、前記基材の表面を覆い且つ前記基材よりも硬質の被膜を有し、前記接触面が、前記被膜の前記基材とは反対側の面であってもよい。この場合、前記被膜が、窒化クロム膜であってもよい。このような基材と被膜とを有する部材を用いることで、第１部材と第２部材の接触面の摩耗を長期にわたり抑制できる。
　前記接触面と前記フィラメントとの間の動摩擦係数が、０．１以上０．５以下の範囲の値に設定されていてもよい。これにより、フィラメントが一対のニップロールから受ける搬送力に対して、フィラメントが一対の接触面から受ける摩擦力が、過度に大きくならないように、当該摩擦力の調整が容易になる。これにより、フィラメントの捲縮をより安定化させることができる。
　前記間隙を搬送される前記フィラメントの式１で表される速度ＣＶが、０％以上１００％以下の範囲の値に設定されていてもよい。
［式１］
　速度ＣＶ（％）＝（σ／Ｖｍ）×１００
　但し、Ｖｍは、単位時間以内に前記フィラメントの速度が増速から減速に転じる直前の前記フィラメントの速度と、前記単位時間内に速度が減速から増速に転じる直前の前記フィラメントの速度との実測値の平均である速度平均値、σは、前記実測値の標準偏差とする。
　上記構成によれば、捲縮機の内部をフィラメントが安定した速度で搬送されるため、捲縮機によりフィラメントを効率よく容易に均一に捲縮できる。
　前記フィラメントの酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の範囲の値に設定されていてもよい。このように、前記酸化チタン量が上記した範囲の値に設定されている場合でも、捲縮機によりフィラメントを均一に捲縮することが容易になる。
　本開示の一態様に係るトウバンドの製造方法は、搬送されるフィラメントを、一対のニップロールの互いの周面の間に挿通し、前記一対のニップロールよりも前記フィラメントの搬送方向の下流側に配され、互いの接触面が間隙をおいて対向配置された第１部材と第２部材との前記間隙に、前記一対のニップロールを通過した前記フィラメントを導入し、前記間隙に配された押圧部材により、前記第１部材及び前記第２部材のうちいずれかの部材の前記接触面に向けて前記フィラメントを押圧する工程を有し、前記工程では、前記接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定された前記第１部材と前記第２部材とを用いる。
　上記製造方法によれば、第１部材と第２部材の接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されていることにより、フィラメントが一対のニップロールから受ける搬送力に対して、フィラメントが一対の接触面から受ける摩擦力を、過度に大きくならないように調整できる。これにより、フィラメントを均一に捲縮できる。結果として、均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造できる。
　前記工程では、ロックウェル硬さＨＲＣが５０以上６０以下の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いてもよい。また前記工程では、ビッカース硬さＨＶが３５０以上の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いてもよい。このような各製造方法によれば、第１部材と第２部材の接触面の硬度を適切な範囲の値に設定できるので、接触面の摩耗を抑制できる。よって、フィラメントを安定して捲縮できる。
　前記工程では、平板状の基材と、前記基材の表面を覆い且つ前記基材よりも硬質の被膜を有し、前記接触面が、前記被膜の前記基材とは反対側の面である、前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方を用いてもよい。この場合、前記工程では、前記被膜が窒化クロム膜である、前記第１部材及び前記第２部材を用いてもよい。このような基材と被膜とを有する部材を用いることで、第１部材及び第２部材の接触面の摩耗を長期にわたり抑制できる。
　前記工程では、前記接触面と前記フィラメントとの間の動摩擦係数が０．１以上０．５以下の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いてもよい。これにより、フィラメントが一対のニップロールから受ける搬送力に対して、フィラメントが一対の接触面から受ける摩擦力が、過度に大きくならないように、当該摩擦力の調整がより容易となる。よって、フィラメントを一層安定して捲縮できる。
　前記工程では、前記間隙に搬送する前記フィラメントの式１で表される速度ＣＶを、０％以上１００％以下の範囲の値に設定してもよい。
［式１］
　速度ＣＶ（％）＝（σ／Ｖｍ）×１００
　但し、Ｖｍは、単位時間以内に前記フィラメントの速度が増速から減速に転じる直前の前記フィラメントの速度と、前記単位時間内に速度が減速から増速に転じる直前の前記フィラメントの速度との実測値の平均である速度平均値、σは、前記実測値の標準偏差とする。
　上記方法によれば、前記間隙をフィラメントが安定した速度で搬送されるため、フィラメントを効率良く容易に均一に捲縮できる。
　前記工程では、酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の値に設定された前記フィラメントを用いてもよい。このように、前記酸化チタン量が上記した範囲の値に設定されている場合でも、フィラメントを均一に捲縮することが容易になる。
　本開示の各態様によれば、均一に捲縮されたトウバンドを安定して製造できる。
実施形態に係る捲縮機の概略図である。 第１部材及び第２部材の各接触面の表面粗さＲａと、チャンバー内のヤーン束の速度ＣＶとの関係を示すグラフである。
　（実施形態）
　以下、実施形態について図を参照して説明する。以下に言及する「搬送方向」とは、ヤーン束（複数本のフィラメント１１の束）１０の搬送方向を指す。
　図１は、実施形態に係る捲縮機１の概略図である。捲縮機１は、搬送される複数本のフィラメント１１を捲縮する。本実施形態のフィラメント１１は、一例として、酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の範囲の値に設定されている。即ち、本実施形態のフィラメント１１は、酸化チタンの含有量が非常に少ないか、又は、酸化チタンを含有していない。複数本のフィラメント１１は、捲縮機１よりも上流側において、水を添着された状態で捲縮機１に導入される。
　図１に示すように、捲縮機１は、一対のニップロール２及び３（第１ニップロール２及び第２ニップロール３）、チャンバー（スタッフィングボックス）４、及び押圧部材５を備える。図１に示すように、一対のニップロール２及び３は、搬送されるヤーン束１０の搬送方向に対して垂直な一方向（ここでは鉛直方向）に、互いの周面を対向させて軸支されている。一対のニップロール２及び３は、互いに逆回転される。一対のニップロール２及び３の間の間隙Ｇ１は、図示しない押圧装置により、ニップロール２をニップロール３に向けて押圧することにより調整される。
　一対のニップロール２及び３は、ヤーン束１０を周面間に挿通させて捲縮する。ヤーン束１０は、一対のニップロール２及び３の各軸方向に複数本のフィラメント１１が平坦な帯状に配列された状態で、一対のニップロール２及び３のニップ点Ｎにおいてニップされる。これにより、ヤーン束１０を構成する複数本のフィラメント１１が一次捲縮される。
　ニップロール２及び３の材質は、適宜選択可能である。ニップロール２及び３の周面の材質としては、例えば、ＳＡＣＭ（アルミニウムクロムモリブデン鋼）が挙げられる。ニップロール２及び３は、周面に形成された硬質の被膜を有する。
　チャンバー４は、一対のニップロール２及び３の搬送方向下流側に配置されている。チャンバー４は、第１部材６及び第２部材７を有する。第１部材６及び第２部材７は、フィラメント１１と接触する接触面６ａ及び７ａを有し、互いの接触面６ａ及び７ａが間隙をおいて対向配置されている。
　具体的に第１部材６及び第２部材７は、一例として長尺な平板状であり、その幅方向を一対のニップロール２及び３の軸線方向に合わせた状態で、一対のニップロール２及び３の周面間を通過したヤーン束１０の搬送方向に延びている。接触面６ａ及び７ａとフィラメント１１との間の動摩擦係数は、０．１以上０．５以下の範囲の値に設定されている。当該動摩擦係数は、例えば、接触面６ａ及び７ａの表面形状を変化させることで調整できる。当該動摩擦係数は、例えば一定範囲において、接触面６ａ及び７ａの表面形状が平滑であるほど減少し、粗いほど増大する。
　本実施形態の第１部材６及び第２部材７は、板材である。接触面６ａ及び７ａは、第１部材６及び第２部材７の各板面である。部材６及び７の材質は、適宜設定可能である。一例として、部材６及び７は、平板状の基材６ｃ及び７ｃと、基材６ｃ及び７ｃの表面を覆い且つ基材６ｃ及び７ｃよりも硬質の被膜６ｄ及び７ｄを有する。被膜６ｄ及び７ｄは、互いに対向配置されている。接触面６ａ及び７ａは、被膜６ｄ及び７ｄの基材６ｃ及び７ｃとは反対側の面である。被膜６ｄ及び７ｄの厚み寸法は、適宜設定可能であるが、例えば数μｍ以上数十μｍ以下の範囲の値に設定できる。なお、第１部材６及び第２部材７のうちの少なくとも一方は、板材でなくてもよい。
　基材６ｃ及び７ｃの材質としては、例えば、ベリリウム銅（ＢｅＣｕ）（Ｃ１７２０（Ｔ）等）、ステンレス（ＳＵＳ３０４（オーステナイト系ステンレス）、ＳＵＳ４４０Ｃ（マルテンサイト系ステンレス）等）、セラミック等が挙げられる。被膜６ｄ及び７ｄの材質としては、例えば窒化クロムが挙げられる。本実施形態では、基材６ｃ及び７ｃは、ＳＵＳ４４０Ｃからなる。被膜６ｄ及び７ｄは、窒化クロム膜である。
　第１部材６の搬送方向の上流端部６ｂは、第１ニップロール２の周面に近接している。第１部材６の接触面６ａは、第１部材６の端部６ｂから他端部に向けて、第２部材７の接触面７ａに対して傾斜角θで傾斜しながら接触面７ａから離隔するように配置されている。第２部材７の搬送方向の上流端部７ｂは、第２ニップロール３の周面に近接している。端部６ｂ及び７ｂ間の間隙Ｇ２は、部材６及び７の最短間隙であり、適宜設定可能である。
　押圧部材５は、部材６及び７の前記間隙に配され、部材６及び７のうちいずれかの部材６及び７の接触面６ａ及び７ａに向けてフィラメント１１を押圧する。一例として押圧部材５は、一対のニップロール２及び３の軸線方向に延びる板材である。押圧部材５は、搬送方向の上流端部５ａが回転軸Ｐ周りに回動可能に第１部材６に軸支されている。押圧部材５は、ばね等の弾性体を有する付勢部材（不図示）により付勢されている。これにより押圧部材５は、搬送方向の下流端部５ｂにおいて、第１部材６から第２部材７へ向かう方向に接触面７ａにヤーン束１０を押圧する。
　チャンバー４には、一対のニップロール２及び３間を通過したヤーン束１０が押し込まれる。捲縮機１において、ヤーン束１０は、押圧部材５により接触面７ａに押圧された状態で、部材６及び７の間を蛇行しながら搬送方向の下流側へと進むことにより高次捲縮される。チャンバー４内を搬送されるときのヤーン束１０の搬送速度は変動する。図１に示すように、捲縮機１内をヤーン束１０が通過することで、捲縮されたトウバンド１２が得られる。
　ここで捲縮機１は、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている。この表面粗さＲａは、中心線平均表面粗さＲａであり、高精度形状測定システムＫＳ－１１００（株式会社キーエンス製）を用い、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１（１９９４）に準拠した方法で算出した値である。
　このように、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａを上記値に設定することにより、フィラメント１１が接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力が、適正範囲の値に設定される。これにより、フィラメント１１が一対のニップロール２及び３から受ける搬送力と、フィラメント１１が接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力との差が、ある程度大きくなるように調整される。その結果、チャンバー４内を搬送されるヤーン束１０（フィラメント１１）の搬送速度が安定化し、各フィラメント１１が捲縮機１により均一に捲縮されてなるトウバンド１２が得られる。
　上記範囲における接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａの値は、製造しようとするトウバンド１２の種類（例えば、トウバンド１２の総繊度（ＴＤ）、フィラメント１１の単繊度（ＦＤ）、フィラメント１１の断面形状、酸化チタンの含有量等のフィラメント１１の組成等）に応じて設定することが望ましい。接触面６ａ及び７ａの表面形状は、例えば、サンドブラスト法等の各種ブラスト法や、放電加工を用いた方法等、公知の方法により形成できる。
　また本実施形態では、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣ（ＪＩＳ　Ｚ２２４５（２０１１）に準拠したＣスケールを用いたロックウェル硬さＨＲＣ試験による値）が、５０以上６０以下の範囲の値に設定されている。また、部材６及び７のビッカース硬さＨＶ（ＪＩＳ　Ｚ２２４４（２００９）に準拠したビッカース硬さ試験による値）が、３５０以上の範囲の値に設定されている。
　このように、接触面６ａ及び７ａの硬さを所定の値に設定することにより、表面粗さＲａが上記値に設定された接触面６ａ及び７ａの表面形状を長期にわたり安定して保持できる。
　また捲縮機１では、被膜６ｄ及び７ｄを有する部材６及び７を用いることで、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの摩耗を長期にわたり抑制できる。また、被膜６ｄ及び７ｄの厚み寸法を上記値に設定することで、接触面６ａ及び７ａの摩耗を被膜６ｄ及び７ｄにより抑制しつつ、基材６ｃ及び７ｃの特性を発揮させ易くできる。
　また捲縮機１では、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されることで、部材６及び７の前記間隙を搬送されるフィラメント１１の式１で表される速度ＣＶが、０％以上１００％以下の範囲の値に設定されている。
［式１］
　速度ＣＶ（％）＝（σ／Ｖｍ）×１００
　但し、Ｖｍは、単位時間以内にフィラメント１１の速度が増速から減速に転じる直前のフィラメント１１の速度と、単位時間内に速度が減速から増速に転じる直前のフィラメント１１の速度との実測値の平均である速度平均値、σは、実測値の標準偏差とする。単位時間は適宜設定可能であるが、例えば１秒である。
　式１で表される速度ＣＶは、部材６及び７の間を搬送方向に通過するフィラメント１１の速度のバラツキとして定義される。速度ＣＶが１００％を超えると、チャンバー４内のフィラメント１１の搬送速度が激しく変動する。これにより、複数の紡糸筒を用いてフィラメント１１を紡糸しながら紡糸筒よりも搬送方向の下流側で捲縮機１によりフィラメント１１を捲縮する場合、各紡糸筒から搬出されるフィラメント１１に対して捲縮機１から過度の張力が作用し、全紡糸筒から搬出されるフィラメント１１が切断されるおそれがある。本実施形態の捲縮機１は、速度ＣＶを１００％以下に設定することで、過度の張力がフィラメント１１に作用するのが防止されている。
　一例として、搬送されるフィラメント１１を捲縮機１により安定して均一に捲縮するため、速度ＣＶは低い方が望ましい。速度ＣＶは、０％以上８０％以下の範囲の値であることが望ましく、０％以上７０％以下の範囲の値であることがより望ましく、０％以上６０％以下の範囲の値であることが、より望ましい。
　ここで速度ＣＶは、実際にトウバンド１２の製造に使用する実機である捲縮機１を用いて測定可能な値である。このため、測定した速度ＣＶに基づいてフィラメント１１の捲縮が適切になされるように捲縮機１を調整する方法は、例えば、実機とは異なる仕様の試験用捲縮機を用いて、当該試験用捲縮機内のフィラメント１１の挙動を調べることで、実機の捲縮機を調整する方法に比べて、捲縮機１の正確な調整を直接的且つ迅速に行える点で有利である。
　図２は、第１部材６及び第２部材７の各接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａと、チャンバー４内のヤーン束１０の速度ＣＶとの関係を示すグラフである。このグラフには、部材６及び７の材質がベリリウム銅である捲縮機１（以下、捲縮機Ａと称する。）と、部材６及び７の材質がＳＵＳ４４０Ｃである捲縮機１（以下、捲縮機Ｂと称する。）とについて測定したデータがプロットされている。また、このグラフには、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが特定の値に設定されたときの捲縮機Ａ、Ｂの速度ＣＶをそれぞれ複数回測定した結果を示している。
　図２のグラフに示すように、捲縮機Ａは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが約０．１４である場合、速度ＣＶの平均値が１００％に近い値となり、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが約４．６の場合、速度ＣＶの平均値が約９５％となることが分かった。これにより捲縮機Ａは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが０．１４以上４．６以下の範囲では、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが増大するにつれて速度ＣＶが緩やかに下降することが推測される。
　また捲縮機Ｂは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが約０．２４である場合、速度ＣＶの平均値が１００％に近い値となり、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが約０．４４である場合、速度ＣＶの平均値が約６５％となることが分かった。これにより捲縮機Ｂは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが０．２４以上０．４４以下の範囲では、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが増大するにつれて速度ＣＶが緩やかに下降することが推測される。
　更に捲縮機Ｂは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが０．８である場合、速度ＣＶの平均値が７５％となることが分かった。これにより捲縮機Ｂでは、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが０．４４以上０．８以下の範囲に、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが増大すると速度ＣＶが下降から上昇に転じる変化点が存在することが分かった。しかしながら捲縮機Ｂは、図２のグラフが示す傾向から、少なくとも接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが０．１５以上０．９以下の範囲においては、速度ＣＶの平均値が約１００％以下となると考えられる。
　以上の捲縮機Ａ、Ｂの測定結果及びその考察から、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａとしては、０．１以上１．０以下の範囲であれば、速度ＣＶを抑制することで、均一に捲縮されたトウバンド１２を安定して製造できると考えられる。一例として、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａは、０．１５以上０．９以下の範囲の値であることが更に望ましく、０．３以上０．８以下の範囲の値であることがより望ましく、０．４以上０．７５以下の範囲の値であることがより望ましい。また別の例では、速度ＣＶを１００％未満に抑制するためには、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａは、０．２以上０．９以下の範囲の値であることが望ましい。
　また別の例では、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａの下限値としては、速度ＣＶを抑制するため、０．１、０．１５、０．２、０．３、０．４のいずれかが望ましく、接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａの上限値としては、０．７５、０．８、０．９、１．０のいずれかが望ましい。
　以上説明したように、捲縮機１によれば、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている。これにより、フィラメント１１が一対のニップロール２及び３から受ける搬送力に対して、フィラメント１１が一対の接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力が、過度に大きくならないように調整され、フィラメント１１を捲縮機１により均一に捲縮できる。結果として、均一に捲縮されたトウバンド１２を安定して製造できる。
　また捲縮機１では、第１部材６及び第２部材７のロックウェル硬さＨＲＣが、５０以上６０以下の範囲の値に設定されている。また、第１部材６及び第２部材７のビッカース硬さＨＶが、３５０以上の範囲の値に設定されている。これにより、部材６及び７の硬度が適切な範囲の値に設定されるので、接触面６ａ及び７ａの摩耗を抑制できる。これにより、フィラメント１１を安定して捲縮できる。また、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣを６０以下の値に抑えることで、部材６及び７の製造が容易となる。
　また、第１部材６及び第２部材７の少なくとも一方（ここでは両方）は、平板状の基材６ｃ及び７ｃと、基材６ｃ及び７ｃの表面を覆い且つ基材６ｃ及び７ｃよりも硬質の被膜６ｄ及び７ｄを有し、接触面６ａ及び７ａが、被膜６ｄ及び７ｄの基材６ｃ及び７ｃとは反対側の面である。この被膜６ｄ及び７ｄは、一例として窒化クロム膜である。このような基材６ｃ及び７ｃと被膜６ｄ及び７ｄとを有する部材６及び７を用いることで、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの摩耗を長期にわたり抑制できる。
　また、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａとフィラメント１１との間の動摩擦係数が、０．１以上０．５以下の範囲の値に設定されている。これにより、フィラメント１１が一対のニップロール２及び３から受ける搬送力に対して、フィラメント１１が一対の接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力が、過度に大きくならないように、当該摩擦力の調整が容易になる。これにより、フィラメント１１の捲縮をより安定化させることができる。
　また本実施形態では、部材６及び７の前記間隙を搬送されるフィラメント１１の式１で表される速度ＣＶが、０％以上１００％以下の範囲の値に設定されている。この構成によれば、捲縮機１の内部をフィラメント１１が安定した速度で搬送されるため、捲縮機１によりフィラメント１１を効率良く容易に均一に捲縮することができる。
　また本実施形態では、フィラメント１１の酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の範囲の値に設定されている。このようにフィラメント１１の酸化チタン量が上記した範囲の値に設定されている場合でも、捲縮機１によりフィラメント１１を均一に捲縮することが容易になる。
　また本開示の一態様に係るトウバンド１２の製造方法は、捲縮機１を用いた工程を有する。即ち当該製造方法は、搬送されるフィラメント１１を、一対のニップロール２及び３の互いの周面の間に挿通し、一対のニップロール２及び３よりもフィラメント１１の搬送方向の下流側に配され、互いの接触面６ａ及び７ａが間隙をおいて対向配置された第１部材６と第２部材７との前記間隙に、一対のニップロール２及び３を通過したフィラメント１１を導入し、前記間隙に配された押圧部材５により、部材６及び７のうちいずれかの部材６及び７の接触面に向けてフィラメント１１を押圧する工程を有する。
　本実施形態の上記工程では、ロックウェル硬さＨＲＣが５０以上６０以下の範囲の値に設定された、第１部材６及び第２部材７を用いる。また上記工程では、ビッカース硬さＨＶが３５０以上の範囲の値に設定された、第１部材６及び第２部材７を用いる。また上記工程では、基材６ｃ及び７ｃと被膜６ｄ及び７ｄとを有し、接触面６ａ及び７ａが、被膜６ｄ及び７ｄの基材６ｃ及び７ｃとは反対側の面である、第１部材６及び第２部材７の少なくともいずれか（ここでは両方）を用いる。また上記工程では、接触面６ａ及び７ａが、窒化クロム膜を有する部材６及び７を用いる。
　上記各製造方法によれば、第１部材６と第２部材７の接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されていることにより、フィラメント１１が一対のニップロール２及び３から受ける搬送力に対して、フィラメント１１が一対の接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力を、過度に大きくならないように調整できる。これにより、フィラメント１１を均一に捲縮できる。結果として、均一に捲縮されたトウバンド１２を安定して製造できる。
　また上記工程では、接触面６ａ及び７ａとフィラメント１１との間の動摩擦係数が、０．１以上０．５以下の範囲の値に設定された部材６及び７を用いる。これにより、フィラメント１１が一対のニップロール２及び３から受ける搬送力に対して、フィラメント１１が一対の接触面６ａ及び７ａから受ける摩擦力が、過度に大きくならないように、当該摩擦力の調整がより容易となる。よって、フィラメント１１を一層安定して捲縮することが容易となる。
　また上記工程では、部材６及び７の前記間隙に搬送するフィラメント１１の式１で表される速度ＣＶを、０％以上１００％以下の範囲の値に設定する。この方法によれば、前記間隙をフィラメント１１が安定した速度で搬送されるため、フィラメント１１を効率良く容易に均一に捲縮することができる。
　また上記工程では、酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の値に設定されたフィラメント１１を用いる。このように、フィラメント１１の酸化チタン量が上記した範囲の値に設定されている場合でも、フィラメント１１を均一に捲縮することが容易になる。
　（確認試験）
　次に、確認試験について説明するが、本開示は以下に示す各実施例に限定されるものではない。表１に示すように、一対のニップロール２及び３と部材６及び７との構成が異なる実施例１～７の捲縮機１を準備した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１～７の捲縮機１を同一の駆動条件で駆動し、トウバンド１２を製造した。このとき、式１に基づき、チャンバー４内を搬送されるヤーン束１０を撮影可能な高速度カメラを用いて、各捲縮機１についての速度ＣＶを測定した。単位時間は１秒に設定した。
　トウバンド１２の製造に用いるフィラメント１１として、ＦＤが６．０に設定されたＹ型断面のフィラメント１１を使用した。トウバンド１２のＴＤは、１７０００に設定した。また、実施例１～７の捲縮機１により製造したトウバンド１２を用いて、所定の長さ寸法のシガレットフィルターを製造する（切り出す）直前の半製品である円柱状のプラグ（長さ寸法１２０ｍｍ、円周長２４．４ｍｍ）を製造した。
　次に、実施例１～７の捲縮機１で製造した各プラグの通気抵抗及びプラグの通気抵抗の標準偏差における変動値（ＰＤＣＶ）をそれぞれ調べた。ここでは各プラグのトウ重量及びプラグ円周が均一になるように補正して通気抵抗を算出した。更に、実施例１～７の各々のプラグを１５本１組とし、１組のプラグの通気抵抗のばらつきを示すＣＶ値を計算した。そして、１０組分のＣＶ値の平均値としてＰＤＣＶを算出した。
　その結果、実施例１～７のいずれのトウバンド１２を用いたプラグについても、ＰＤＣＶが所定基準値以下に収まることが分かった。実施例１～７によれば、均一且つ良好な通気抵抗を有するシガレットフィルターを製造できることが確認された。
　また、実施例４の捲縮機１を用いて、トウバンド１２を製造した。このトウバンド１２を用いてプラグを製造し、当該プラグの通気抵抗及びＰＤＣＶを上記した方法で算出した。
　その結果、実施例６の捲縮機１により製造したプラグは、実施例４の捲縮機１により製造したプラグに比べてＰＤＣＶが更に小さいことが分かった。また、この実施例６の性能は、実施例６の捲縮機１を少なくとも９０日にわたり稼働させた場合も維持されることが分かった。この理由としては、部材６及び７に窒化クロム膜からなる被膜６ｄ及び７ｄが形成されたことにより、部材６及び７の接触面６ａ及び７ａの耐摩耗性が向上し、接触面６ａ及び７ａの表面形状が長期にわたって維持されたことが考えられる。
　実施例１～７の捲縮機１の構成から、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣは、例えば１３以上１０４以下の範囲の値に設定されているのが望ましいと考えられる。また、部材６及び７の耐摩耗性及び製造のし易さ等を考慮すると、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣは、例えば５０以上６０以下の範囲の値に設定されていると、より望ましいと考えられる。或いは、実施例１～７の試験結果から、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣは、例えば、下限値として、１３、４０、５６のいずれかが望ましく、上限値として、６５、１０４、１０６のいずれかが望ましいと考えられる。
　また実施例１～７の捲縮機１の構成から、部材６及び７のビッカース硬さＨＶは、例えば１８７以上２５００以下の範囲の値に設定されているのが望ましいと考えられる。また、部材６及び７の耐摩耗性等を考慮すると、部材６及び７のビッカース硬さＨＶは、例えば３５０以上（一例として上限値は２５００以下）の範囲の値に設定されていると、より望ましいと考えられる。或いは、実施例１～７の試験結果から、部材６及び７のビッカース硬さＨＶは、例えば、下限値として、１８７、４００、６１９のいずれかが望ましく、上限値として、８００、２２００、２４００、２５００のいずれかが望ましいと考えられる。
　実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は、一例であって、本開示の趣旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施形態によって限定されることはなく、請求の範囲によってのみ限定される。また、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。ヤーン束１０のフィラメント１１は、０．１重量％を超える（例えば０．３重量％以上０．４重量％以下の範囲の値に設定された）酸化チタンを含んでいてもよい。また、押圧部材５の少なくともフィラメント１１と接触する表面は、接触面６ａ及び７ａと同様の表面粗さＲａに設定されていてもよい。
　部材６及び７が被膜６ｄ及び７ｄを有する場合、被膜６ｄ及び７ｄは、部材６及び７のフィラメント１１と接触する領域に局所的に配置されていてもよい。また、部材６及び７のロックウェル硬さＨＲＣは、６０を超える値に設定されてもよい。これにより、接触面６ａ及び７ａの耐摩耗性を更に向上させ、接触面６ａ及び７ａの表面形状を一層長期にわたって安定して維持できる。またトウバンド１２は、シガレットフィルター以外のもの（例えば吸収性物品や濾過部材）に使用されるものでもよい。
　以上のように本開示によれば、均一にフィラメントを捲縮できる優れた効果を有する。従って、この効果の意義を発揮できる捲縮機及びトウバンドの製造方法に広く適用すると有益である。
　１、Ａ、Ｂ　　捲縮機
　２、３　　ニップロール
　５　　押圧部材
　６　　第１部材
　６ａ　　接触面
　６ｃ　　基材
　６ｄ　　被膜
　７　　第２部材
　７ａ　　接触面
　７ｃ　　基材
　７ｄ　　被膜
　１０　　ヤーン束（複数本のフィラメント）
　１１　　フィラメント
　１２　　トウバンド

Claims (16)

  1. 　互いの周面の間に、搬送されるフィラメントが挿通される一対のニップロールと、
    　前記フィラメントと接触する接触面を有し、前記一対のニップロールよりも前記フィラメントの搬送方向の下流側に配され、互いの前記接触面が間隙をおいて対向配置された第１部材及び第２部材と、
    　前記間隙に配され、前記第１部材及び前記第２部材のうちいずれかの部材の前記接触面に向けて前記フィラメントを押圧する押圧部材と、を備え、
    　前記接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定されている、捲縮機。
  2. 　前記第１部材及び前記第２部材のロックウェル硬さＨＲＣが、５０以上６０以下の範囲の値に設定されている、請求項１に記載の捲縮機。
  3. 　前記第１部材及び前記第２部材のビッカース硬さＨＶが、３５０以上の範囲の値に設定されている、請求項１又は２に記載の捲縮機。
  4. 　前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方は、平板状の基材と、前記基材の表面を覆い且つ前記基材よりも硬質の被膜を有し、前記接触面が、前記被膜の前記基材とは反対側の面である、請求項１～３のいずれか１項に記載の捲縮機。
  5. 　前記被膜が、窒化クロム膜である、請求項４に記載の捲縮機。
  6. 　前記接触面と前記フィラメントとの間の動摩擦係数が、０．１以上０．５以下の範囲の値に設定されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の捲縮機。
  7. 　前記間隙を搬送される前記フィラメントの式１で表される速度ＣＶが、０％以上１００％以下の範囲の値に設定されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の捲縮機。
    ［式１］
    　速度ＣＶ（％）＝（σ／Ｖｍ）×１００
    　但し、Ｖｍは、単位時間以内に前記フィラメントの速度が増速から減速に転じる直前の前記フィラメントの速度と、前記単位時間内に速度が減速から増速に転じる直前の前記フィラメントの速度との実測値の平均である速度平均値、σは、前記実測値の標準偏差とする。
  8. 　前記フィラメントの酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の範囲の値に設定されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の捲縮機。
  9. 　搬送されるフィラメントを、一対のニップロールの互いの周面の間に挿通し、
    　前記一対のニップロールよりも前記フィラメントの搬送方向の下流側に配され、互いの接触面が間隙をおいて対向配置された第１部材と第２部材との前記間隙に、前記一対のニップロールを通過した前記フィラメントを導入し、
    　前記間隙に配された押圧部材により、前記第１部材及び前記第２部材のうちいずれかの部材の前記接触面に向けて前記フィラメントを押圧する工程を有し、
    　前記工程では、前記接触面の表面粗さＲａが、０．１以上１．０以下の範囲の値に設定された前記第１部材と前記第２部材とを用いる、トウバンドの製造方法。
  10. 　前記工程では、ロックウェル硬さＨＲＣが５０以上６０以下の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いる、請求項９に記載のトウバンドの製造方法。
  11. 　前記工程では、ビッカース硬さＨＶが３５０以上の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いる、請求項９又は１０に記載のトウバンドの製造方法。
  12. 　前記工程では、平板状の基材と、前記基材の表面を覆い且つ前記基材よりも硬質の被膜を有し、前記接触面が、前記被膜の前記基材とは反対側の面である、前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方を用いる、請求項９～１１のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
  13. 　前記工程では、前記被膜が窒化クロム膜である、前記第１部材及び前記第２部材を用いる、請求項１２に記載のトウバンドの製造方法。
  14. 　前記工程では、前記接触面と前記フィラメントとの間の動摩擦係数が０．１以上０．５以下の範囲の値に設定された、前記第１部材及び前記第２部材を用いる、請求項９～１３のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
  15. 　前記工程では、前記間隙に搬送する前記フィラメントの式１で表される速度ＣＶを、０％以上１００％以下の範囲の値に設定する、請求項９～１４のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
    ［式１］
    　速度ＣＶ（％）＝（σ／Ｖｍ）×１００
    　但し、Ｖｍは、単位時間以内に前記フィラメントの速度が増速から減速に転じる直前の前記フィラメントの速度と、前記単位時間内に速度が減速から増速に転じる直前の前記フィラメントの速度との実測値の平均である速度平均値、σは、前記実測値の標準偏差とする。
  16. 　前記工程では、酸化チタン含有量が、０重量％以上０．１重量％以下の値に設定された前記フィラメントを用いる、請求項９～１５のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
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