JP4397820B2

JP4397820B2 - 繊維束の巻取装置

Info

Publication number: JP4397820B2
Application number: JP2005001555A
Authority: JP
Inventors: 卓郎米田; 智章白石
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Fibers Ltd
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2025-01-06
Also published as: JP2006188333A

Description

本発明は、熱可塑性ポリマーからなるマルチフィラメントで構成される糸条群を合糸し、合糸した糸条群を直線状の繊維束として巻取る装置に関する。

従来、ポリエステル、ポリアミドなどの熱可塑性ポリマーからなる複数本のマルチフィラメント糸条群を合糸して、これら糸条群を綛状に巻き取って引き揃えが良好な繊維束とすることが行われている。また、連続的に供給される糸条群を直線的に適当な長さに引き出して切断し、これらを集積して繊維束を得る方法も知られている。

しかし、前者の方法では多角形の綛枠に巻き取った場合、各角部で巻きクセがつき易く、この巻きクセの回復が非常に困難であるという問題がある。また、綛枠から取外した繊維束は、綛枠の内層に巻かれた部分と外層に巻かれた部分とで繊維長さが不揃いとなるという欠点がある。

そこで、従来、大型の角リールまたは綛枠に糸条を巻き取り、巻き取った糸条の一部を切断して取り出した糸束を、直線状に引き延ばし、引き揃えの乱れを整えたり、さらには曲げクセを解消するために、数日間のエージングを行った後、糸束の両端を切断して一定の長さに揃える必要があった。しかしながら、これらの各作業は人手に頼って行う必要があることから、自動化が困難で生産効率が劣り、コストや作業工数の増大を招くという問題を有している。

そこで、このような欠点を改善する方法として、特開平６−１４４７０１号公報において、糸条案内部により往復運動しつつ案内される糸条を、並列した一対の糸条把持体間で折り返し巻きして直線状の糸束として巻き取る糸条巻取装置が提案されている。この糸条巻取装置では、前記糸条案内部として、前記一対の糸条把持体の間隔に略対応する楕円状のレール枠を設けて、このレール枠内に組み込まれた無端状のチェーンの一部に固定された糸条ガイドを設けてあり、糸条ガイドを楕円状のレール枠に沿って移動させることによって糸条を一対の糸条把持体間に巻き取ろうとするものである。しかしながら、この方法では、糸条ガイドを無端チェーンで移動させなければならず、巻取の高速化が難しい上に、糸条ガイドを駆動させる駆動装置などが複雑になるといった欠点がある。
特開平６−１４４７０１号公報（特許請求の範囲）

本発明は、以上に述べた従来技術が有する諸問題を解決することを目的とし、マルチフィラメントからなる糸条群を合糸した後、合糸した糸条群を更に重ね巻を行って、非常に太い繊維束でありながら、この繊維束を構成するフィラメント群（単繊維群）の平行引き揃え性を向上させた繊維束の巻取装置を提供しようとするものである。

ここに前記課題を解決するための、請求項１に記載された製造装置に係る発明として、「マルチフィラメント糸条を巻取ったパッケージ群からそれぞれ引き出された糸条群を合糸するための合糸部材と、該合糸部材によって合糸された糸条群（合糸糸条）を巻取るために所定の間隔を置いて互いに対向して設けられた一対の糸条把持部材と、該糸条把持部材を突設する糸巻取枠と、前記合糸糸条を糸条把持部材に案内して該糸条把持部材に巻付ける公転ガイドと、前記公転ガイドが固定設置されると共に自身の回転運動によって前記糸条把持部材の外側に前記公転ガイドを公転させる回転円板と、前記公転ガイド又は前記糸巻取枠を糸巻取幅方向へトラバース運動させるトラバース装置を少なくとも備えた繊維束の巻取装置」が提供される。

このとき、このような巻取装置として、請求項２に記載のように、前記合糸部材から出た合糸糸条の張力を検出する張力検出器を設け、該張力検出器によって検出された張力値を一定に制御しながら前記合糸糸条を巻取る巻取制御装置を備えていることが好ましい。

また、この請求項２に記載の巻取装置としては、請求項３に記載のように、前記巻取制御装置が前記トラバース装置によって合糸糸条が前記糸条把持部材の糸巻取幅を一往復する間における前記公転ガイドの公転回数が常に一定になるクローズワインドとなるように制御する装置であることが好ましい。

また、請求項２記載の発明のように、「前記繊維束がポリエステル又はポリアミドなどからなる熱可塑性合成繊維からなる請求項１に記載の繊維巻取装置」であることが好ましい。

請求項１に記載の本発明の繊維束の巻取装置を使用することにより、特に、総繊度が１万ｄｔｅｘ以上であって、繊維束を構成する単繊維群（マルチフィラメント）が互いに平行して良好に引き揃えられた直線状繊維束を簡単な巻取装置構成で容易に得ることができる。

また、請求項２又は請求項３に記載の発明によれば、巻取時に合糸糸条の張力を一定に制御してワインド数を一定にしてクローズワインドで巻取ることができるために、巻取姿が非常に優れており、単繊維群間の平行引き揃え性がより向上する。

そして、請求項４に記載の発明によれば、切断長が１ｍｍ以下、特に、０．１ｍｍ以下の極短繊維をミスカットすることなく得るための原料となる繊維束を良好に巻取ることができる。

本発明の繊維束の巻取装置によって巻取る繊維束は、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどのポリマーからなる合成繊維、あるいは２種以上のポリマーを組み合わせた複合合成繊維からも得ることができるが、特にこれらに限定されるわけではない。つまり、絹糸、綿糸、麻糸などの天然繊維、あるいはセルロース繊維、アセテート繊維などのような半合成繊維からも得ることができる。

以下、本発明の繊維束の巻取装置に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図１は、Ｎ個の糸条パッケージＰ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｎからそれぞれ供給されたマルチフィラメント糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎを合糸部材５を介して合糸することによって、一纏めに合糸した糸条群Ｙ（以下、“合糸糸条Ｙ”という）を巻取るための装置の概略斜視図を模式的に例示したものである。なお、図２は、特に、本発明の巻取装置の駆動系を説明するための模式平面図である。

これら図１及び図２において、糸条パッケージＰ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｎより連続的に供給された糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎは、合糸部材５を介して合糸糸条Ｙとされて、回転円板１上に設置した公転ガイド４に供給される。なお、前記合糸部材５としては、糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎを一本の合糸糸条Ｙとして合糸する機能を持っていれば良く、通常はスネルガイド、鳩目ガイドなどの糸ガイドを好適に使用することができる。

また、図１の実施態様では、糸条パッケージＰ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｎの側方から糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎを解舒する所謂“縦取り方式”の解舒を行っているが、このような解舒方式では、解舒した糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎに解舒撚りが入ることを避けることができない。したがって、このような解舒撚りが入るのを避けるために、糸条パッケージＰ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｎを反巻取方向へ回転させながら、糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎを解舒する所謂“横取り方式”の解舒を採用することもできる。

以上に述べたようにして、合糸糸条Ｙは、回転円板１に固定設置されて該回転円板１と共に回転する公転ガイド４に供給され、この公転ガイド４を介して、所定の間隔を置いて糸巻取枠２に対向して突設された一対の糸条把持部材３，３へと最終的に供給される。このとき、一対の糸条把持部材３，３は回転せず、公転ガイド４だけが一対の糸条把持部材３，３の周りを図示した白抜き矢印方向へ公転するため、公転する公転ガイド４から繰り出される合糸糸条Ｙは、一対の糸条把持部材３，３間に引っ掛けられて、ここで折り返し巻きが行われる。なお、前記「所定の距離」としては、特に限定することはない。つまり、この「所定の距離」は、繊維束を構成する単繊維群が互いに平行して良好に引き揃えられた直線状の繊維束を形成するために、このような直線状の繊維束が要求される用途に合わせて適宜選定すれば良いものである。

その際、一対の糸条把持部材３，３には、両端にフランジＦ，Ｆを設けて合糸糸条Ｙの巻取幅をこのフランジＦ，Ｆ間で規制することが好ましい。更には、一対の糸条把持部材３，３間で幅方向に均等に折り返し巻きが行えるように、トラバース装置を設けて、公転ガイド４又は糸巻取枠２を巻幅方向へトラバース運動させることが好ましい。また、公転ガイド４を糸条把持部材３，３の周りを公転運動させるに当たって、図１に例示したように、張力検出器６を設けて、この張力検出器６によって検出した糸条張力を公転ガイド４（すなわち、回転円板１）を駆動する制御モーター７に巻取制御装置１２を介してフィードバックして、制御モーター７の回転速度を張力一定で巻取ることができるように制御することが好ましい。なお、巻取制御装置１２による張力フィードバック制御を行わず、トルクモーターを用いて定張力巻取りを行うようにしてもよい。

なお、図２の実施形態例では、固定された円筒部材９と回転円板１との間にころがり軸受（図示せず）を設けて、前記回転円板１を前記円筒部材９上で回転自在に軸支している。また、前記制御モーター７に対して駆動側プーリー８ａを、また、回転円板１に対して従動側プーリー８ｂを設けて、これら駆動側プーリー８ａと従動側プーリー８ｂとの間に伝動ベルト８ｃを懸架している。そして、制御モーター７の回転を回転円板１へ伝えることによって、回転円板１上に立設された公転ガイド４を一対の糸条把持部材３，３の周りを公転させるようにしている。しかしながら、本発明の主旨は、公転ガイド４を一対の糸条把持部材３，３の周りに公転させることにあり、このような本発明の主旨を満足する限りにおいて、公転ガイド４の公転運動を具現化する実施態様については、図１及び図２に記載のような具体例に限定されるものではない。

次に、一対の糸条把持部材３，３上のフランジＦ，Ｆ間の巻幅いっぱいに均等に合糸糸条Ｙを巻取るために行う公転ガイド４又は糸巻取枠２のトラバース運動に関しては、図２の実施形態例では、トラバース装置としてカム１０を使用して糸巻取枠２をトラバース運動させる実施態様を示した。この実施態様のトラバース装置例では、糸巻取枠２に固定して連結された糸巻取枠軸１１が、固定された前記円筒部材９の内側にスラスト軸受（図示せず）又はスプライン（図示せず）機構を介して、図示した矢印方向へ往復運動可能に軸支されている。さらに、前記糸巻取枠軸１１は、図示しないバネなどの付勢部材によってカム１０に押付け勝手に設けられている。したがって、カム１０が図示した矢印方向へ回転すると、糸巻取枠軸１１は図の左右方向へとトラバース運動する。

なお、図２の実施態様のトラバース装置例では、トラバース運動をカム１０を用いて行ったが、このような機構に限定されること無く、回転運動を往復運動に変える周知の機構、例えばクランク機構などを採用することができる。ただし、このような周知の機構を用いて行うトラバース運動は、合糸糸条Ｙの巻取周期、すなわち、回転円板１の回転周期と同期させながら、フランジＦ，Ｆ間距離で規定される巻取幅を移動させることが好ましい。つまり、フランジＦ，Ｆ間距離で規定される巻取幅を一往復させる間に公転ガイド４（回転円板１）が回転する回数数を常に一定比に保ちなが巻取を行うことが好ましい。また、巻き取られる合糸糸条Ｙのピッチが合糸糸条Ｙのほぼ糸幅分だけづつずれるように、クローズワインドとすることが好ましい。もちろん、このとき行われるトラバース装置によるトラバース運動は、巻取制御装置１２の制御下で前記制御モーター７の回転駆動に同期させて行われることは言うまでもない。

さらに、本発明においては、合糸糸条Ｙの巻取りを完了後に、巻取った繊維束を巻取装置から取外すために、糸巻取枠２を巻取装置本体に対して着脱自在とした構造にするのが好ましい。何故ならば、このようにすることによって、所定の間隔を置いて設けられた糸条把持部材３，３間で直線状に形成した繊維束を切断することなく糸巻取枠２に巻取ったままで、次の処理工程へと移動することができるからである。なお、糸条把持部材３，３、公転ガイド４、合糸部材５などの合糸糸条Ｙや各糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎに接触する部材については、その材質として、しごきや摩擦などによりダメージを受けることが無ければ特に限定されないが、特定の表面粗さを有する酸化アルミナ、酸化チタンなどの硬質セラミック、あるいは、硬質クロムめっきを施した金属材などを使用することが好ましい。

本発明においては、各糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎの繊度として、０．００１〜１０ｄｔｅｘである単繊維（フィラメント）を有するマルチフィラメント糸条を使用することが好ましい。また、このような糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎを合糸するために用意するパッケージＰ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｎの数としては、各マルチフィラメント糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎのフィラメント数にもよるが、数個から数百個の範囲で用いることができる。このとき、パッケージＰ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｎの数が多数となるときは、通常の繊維の準備工程で用いるクリールスタンドを使用して、パッケージＰ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｎから同時に糸条ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎを引き出せるようにしておくことが好ましい。

以上に述べた本発明の繊維束の巻取装置で得られた繊維束は、糸条把持部材３，３からフランジＦを抜き取った後、糸条把持部材３，３から繊維束だけを抜き取ると、繊維束を構成する単繊維群（フィラメント群）の繊維方向への配列状態は、糸条把持部材３，３の折り返し巻部を除いて、その直線状部分は繊維方向に互いに並列して配向した極めて良好な引き揃え状態にある。したがって、本発明において、このようにして糸巻取枠２上に巻取られた繊維束の直線状部分は、繊維束を構成する単繊維群（フィラメント群）の引き揃え状態が非常に良好である。

このため、加熱すると液体又は気体となり、冷却すると固体となる埋包材によって、その外周部と繊維束の内部を埋包処理した後、糸条把持部材３，３部に巻取られていた両端部を切断して除去すると、残りの直線状部分は、繊維束を構成する単繊維群（フィラメント群）の引き揃え状態が非常に良好である。したがって、その端面を繊維の長手方向に対して直角に切削刃を移動させて、薄片状に切削することによって、切断長が１ｍｍ以下、特に、０．１ｍｍ以下の極短繊維を製造するための原料として好適に使用できる。

本発明の製造方法によって得られる繊維束をカットすることにより得られる極短繊維は、極短の光学干渉性繊維を接着剤中に混入してこれを塗料として使用したり、化粧品に混入させたりして使用したり、あるいはフロック加工用、印刷機のトナー原料などとしても使用することができるなど広範な用途が期待できる。

かせ枠を用いた繊維束の巻取装置を模式的に例示した説明図（斜視図）である。かせ枠を用いた繊維束の巻取装置の概略装置構成図である。

符号の説明

１：回転円板
２：糸巻取枠
３：糸条把持部材
４：公転ガイド
５：合糸部材
６：張力検出器
７：制御モーター
８ａ：駆動側プーリー
８ｂ：従動側プーリー
８ｃ：伝動ベルト
９：円筒部材
１０：カム
１１：糸巻取枠軸
１２：巻取制御装置
Ｆ：フランジ
Ｐ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｎ：ボビン
ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｎ：繊維
Ｙ：合糸した糸条群（合糸糸条）

Claims

マルチフィラメント糸条を巻取ったパッケージ群からそれぞれ引き出された糸条群を合糸するための合糸部材と、該合糸部材によって合糸された糸条群（合糸糸条）を巻取るために所定の間隔を置いて互いに対向して設けられた一対の糸条把持部材と、該糸条把持部材を突設する糸巻取枠と、前記合糸糸条を糸条把持部材に案内して該糸条把持部材に巻付ける公転ガイドと、前記公転ガイドが固定設置されると共に自身の回転運動によって前記糸条把持部材の外側に前記公転ガイドを公転させる回転円板と、前記公転ガイド又は前記糸巻取枠を糸巻取幅方向へトラバース運動させるトラバース装置を少なくとも備えた繊維束の巻取装置。
前記合糸部材から出た合糸糸条の張力を検出する張力検出器を設け、該張力検出器によって検出された張力値を一定に制御しながら前記合糸糸条を巻取る巻取制御装置を備えた請求項１に記載の繊維束の巻取装置。
前記巻取制御装置が前記トラバース装置によって合糸糸条が前記糸条把持部材の糸巻取幅を一往復する間における前記公転ガイドの公転回数が常に一定になるクローズワインドとなるように制御する装置である請求項２に記載の繊維束の巻取装置。