JPS61194235A - 金属線複合弾性糸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属線複合弾性糸の製造方法に関する。

さらに詳しくは、伸縮伸長性と伸縮回復性の有る電線用
途や、布帛にされて電解シールド用途、Ｘ線遮蔽用途等
に好ましく用いることのできる金属線複合弾性糸を製造
する方法に関するものである。

本発明の方法で製造される金属線複合弾性糸は、弾性フ
ィラメント糸とそれに引揃えられているかあるいはらせ
ん状に捲回されている繊維束とからなる芯部に対して、
金属線がらせん状に捲回されてなるものであり、伸縮伸
長性と伸縮回復性にすぐれたその特徴と金属線によりも
たらされる各種の特性を利用して実用的価値の高いもの
である。

（従来技術） 従来、たとえば、電線などに伸縮性を付与するには金属
線をらせん状に巻いたものに熱処理を施したものがある
が、このものは伸長性はあっても回復性がほとんどなく
、金属線そのものも太くて重く、たるみを生じるという
欠点がある。さらには、金属をらせん状に加工するため
に製造コストも高くつくという欠点があった。

一方、真っすぐな電線をコア（芯）にして熱可塑性エラ
ストマーをシース（鞘）層に設けてなる電話機等に用い
られるカールコードがあるが、これも多かれ少なかれ太
くて重く、かつカールによる伸縮回復性を利用するため
に、結果としてたるみが生じるという本質的な欠点があ
り、利用分野も狭いものである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、上記したような点に鑑み、伸縮伸長性と
伸縮回復性にすぐれ、かつ軽くて細い伸縮性導電線を得
るべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達したもので
ある。

伸縮伸長性と伸縮回復性にすぐれた糸状物もしくは線状
物を得るには、伸縮伸長率として慨して１００％以上の
値を示す弾性繊維フィラメント糸、それも特に伸縮伸長
率が４００％以上もの値を示す弾性繊維フィラメント糸
を用いることが有効であり、かかる弾性繊維フィラメン
ト糸と金属線とを複合状態にうまく構成し得れば、該弾
性繊維フィラメント糸のもつすぐれた伸縮伸長性、伸縮
回復性と、一方、導電性、電界シールド性、Ｘ線遮蔽性
、保温性など金属の有する固有の特性の双方を兼ね備え
た糸状物もしくは線状物が得られるものである。

このような点に着目すれば、弾性繊維フィラメント糸を
芯としで少なくともその周囲に金属線をらせん状に捲回
させて配置してなる複合糸が有効である。

しかしながら、極めて柔軟であると言える弾性繊維フィ
ラメント糸とこれに比較して本来伸長性が期待できなく
かつ慨して剛性の高い金属線を単に複合するには種々の
問題があり、両者の持つ特性を十分に発揮し所期の効果
を得るためには、細心の注意が必要である。

すなわち、伸長時と伸縮回復時において、該複合糸の特
性、特に金属線によりもたらされる導電性等の特性が実
質的に大きく相違したり、また複合糸としてジグザグ形
状の糸になったりあるいは伸長と伸縮回復を何度も繰り
返すうちに同様にジグザグ形状の糸になってしまうよう
な場合には、もはや弾性繊維フィラメント糸のもつ弾性
特性を効果的に発揮することは不可能なものである。ま
た、該複合糸が真っすぐな形態を保てないような場合に
も、弾性繊維フィラメント糸のもつ伸縮伸長性と伸縮回
復性とを十分に発揮することは不可能であろし、かつそ
のような形態を有する導電線を使用する場合には、誤っ
た作動の要因にもなりかねないものである。

本発明の目的は、上記したような点に鑑み、金属線を構
成要素として用いていながらも、すぐれた伸縮伸長性と
伸縮回復性を有している糸でありかつ糸表面品位が良好
であり、また糸のストレートさも良好に保ちえる金属線
複合弾性糸の製造方法を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成する本発明の金属線弾性糸の製造方法は
、以下の構成からな・る。

すなわち、弾性繊維フィラメント糸を１．５〜４．５倍
のドラフト倍率でドラフトする領域内にて、予めまたは
前記ドラフト領域内にて該弾性フイラメント糸に引揃え
られているかあるいは捲回されている繊維束と該弾性フ
ィラメント糸とに対して、前記弾性繊維フィラメント糸
の径と下記（ａ）、（ｂ）式の関係を満足する径を有す
る金属線をらせん状に捲回せしめることを特徴とする金
属線複合弾性糸の製造方法である。

Ｄ／ｄ≧３．５　　・・・・・・（ａ）ｄ≦１．０　　
　　・・・・・・（ｂ）ただし、 Ｄ＝ニドラフトの弾性繊維フィラメント糸の換算直径（
ｍｍ） ｄ：金属線の換算直径（ｍｍ） である。

（作用） 以下、ざらに詳しく本発明について説明する。

第１図、第２図は、それぞれ本発明の金属線弾性糸の製
造方法の１例を示す工程概略図である。

かかる本発明の方法は、中空スピンドルを用いた公知の
カバリング糸製造機構を利用してなるものであり、ただ
し、カバリング糸に使用される糸として繊維束１６、さ
らに金属線２１の二種があるために特に中空スピンドル
は１４．１９の二段階に設けであるものである。

これら図において、弾性繊維フィラメント糸１０は、パ
ッケージ１１からキャリアローラ１２を経て、トップロ
ーラ２３に導かれる。かかるキャリアローラ１２とトッ
プローラ２３の間にて該弾性繊維フィラメント糸は十分
にドラフト（伸長）される。

本発明の方法において、かかるドラフトをする領域内に
おいて、予めまたは該領域内にて弾性フィラメント糸に
引揃えられているかあるいは、捲回されている５ａｓｔ
ｔ束と該弾性フィラメント糸の両者を芯として、これに
金属線がらせん状に捲回される。第１図、第２図は、い
ずれもドラフト域内にて繊維束１６が弾性繊維フィラメ
ント糸１０にらせん状に捲回されて、金属線２１の巻か
れる前の芯を構成する場合を示す。

かかる金属線の捲回に際しては、伸縮伸長性のあるかつ
柔軟な弾性繊維フィラメント糸に対して、一般的に剛性
の高いかつ比較的細い金属線の捲回であり、その捲回条
件の設定に際しては十分な注意が必要であり、表面品位
の良好なかつストレート性、伸縮伸長性にすぐれた金属
線複合弾性糸を得るためには、本発明者らの知見によれ
ば、該ドラフト領域内にて、弾性繊維フィラメント糸を
１゜５〜４．５倍のドラフト比にてドラフトしつつ、上
記捲回加工を行なわせしめることが必要である。

かかるドラフト比の範囲は、好ましくは１．５〜３．５
倍の範囲である。このようにすることにより、弾性繊維
フィラメント糸の回復率が一般的にすぐれている伸度領
域で加工・操作されることになり、伸縮回復性のすぐれ
た、しかも表面品位の良い複合糸が得られる。

また、弾性繊維フィラメント糸の径と金属線の径とは前
記（ａ）式、（ｂ）式の関係を満足することが必要であ
る。すなわち、Ｄ／ｄが３．５倍未満の場合には、製造
される複合系の伸縮性は乏し〈発明の所期の効果を得る
ことがむずかしく、また、金属線のカバリング捲回時に
該金属線のバルーニング張力が極めて不安定になり、こ
の場合に製造される金属線複合糸は一般にその形状が折
線状に湾曲した複合糸となり、全く好ましくないもので
ある。

また、本発明の方法を実施するとぎに金属線を捲回せし
めるに際しては、第３図に示すらせん角θが該捲回直後
の時点において２０度以上であるようにするのが好まし
い。本発明者らの知見によれば、本発明の方法により得
られる製品複合糸は金属線の捲回らせん角度（＄！品糸
における）が３０度以上であることが、伸縮性や表面品
位を良好にする上で好ましく、このように捲回直後のら
せん角を２０度以上にすることにより、複合糸の弛緩・
巻取りにより弾性繊維フィラメント糸が縮み、製品糸と
しては捲回らせん角度が３０度以上になるものである。

また、上記（ｂ）式の通り、金属線はその換算直径が１
ｍｍ以下であることが必要であり、該値が１ｍｍを越え
るもののとぎには、一般に好ましい複合状態を得ること
が難しいものである。

本発明により得られる金属線複合弾性糸は、上記の工程
で得られる金属線が一重に捲回されてなるのが基本構造
であるが、それにざらに金属線が多重になる如く捲回せ
しめられてもよく、かかる多重の場合でもそれぞれの捲
回金属線が前記（ａ）式を満足し、かつ弾性繊維フィラ
メント糸に関するドラフト比が上述した範囲を範囲を満
足することが肝要である。

また、本発明の方法において、弾性繊維フィラメント糸
に繊維束を捲回させた段階でいったん巻きとり、こうし
て得られる、予め弾性繊維フィラメント糸に捲回されて
なる繊維束と繊維フィラメント糸の芯に対して、上記し
た本発明で規定するドラフト比でドラフトする領域内で
金属線を捲回させてもよい。

また、金属線の多重巻きのものを製造する場合、第１図
、第２図の工程態様で、中空スピンドル１９の下流に、
さらに多段に、金属線を多重に捲回させるために単数も
しくは複数の金属線捲回用中空スピンドルを設けるよう
な工程にしてもよいものである。

ここで、ドラフト比とは、キャリアローラ１２とトップ
ローラ２３の表面速度比で表わされる値である。なお、
第２図に示したように、キャリアローラ１２を通過後に
特にフィードローラ１３を設けて該キャリアローラ１２
と該フィードローラ１３との間で予備的なドラフトを行
なう場合ににおいでも、ドラフト比とは、キャリアロー
ラ１２と１〜ツブローラ２３の表面速度比で表わされる
値である。このような予備ドラフトは１．３〜１゜６倍
前後程度のごく弱いドラフトとすればよいものであるが
、かかる予備ドラフトを行なうことにより、より安定し
た複合糸製造が可能となるものである。

ざらに第１図、第２図の工程について説明すると、１４
と１９は、それぞれ中空スピンドルであり、カバリング
される糸がそれぞれボビン１５．２０に巻かれているも
のである。すなわち、下段中空スピンドル１４、上１段
中空スピンドル１９には、それぞれボビン１５．２０を
設け、ダブルカバリングの配列をなしている。ボビン１
５に巻かれた繊維束１６は下段中空スピンドルによって
回転を付与され、バルーニングポイント１７で弾性繊維
フィラメント糸の芯を横巻き捲回する。ボビン２０に巻
かれた金属線は上段中空スピンドルによって、下段スピ
ンドルと反対方向に回転″を付与され、バルーニングポ
イント１７で複合糸２２となり、トップローラ２３とテ
ィクアップローラ２５の間で十分に弛緩された複合糸２
４はパッケージ２６に巻きとられる。また、金属線の多
重巻き複合糸は、こうして得られた複合糸にくり返し金
属線を横巻き捲回せしめるか、あるいは多段に中空スピ
ンドルを設けることによって製造することができる。こ
の多重巻きの場合にそれぞれ金属線の横巻き捲回方法は
特にこだわらないが、同一らせん方向の方が得られる複
合糸の外観が滑らかであり好ましい。

カバリング操作は、金属線２１のらせんピッチを一定に
保つためにバルーニング張力が一定でなければならない
ことを除いては通常のカバリング糸製造と基本的には同
様な方法である。これは、フライヤー２７を金属線の太
さ、スピンドル回転数に合わせて調整することによって
達成される。

フライヤー使用の場合は、スピンドル回転数を下げて操
作すると良い。また、フライヤーを使用しない場合は、
少なくとも３０００ＲＰＭ以上のスピンドル回転数での
遠心力によるバルーニング張力の調整が必要である。こ
のようにしないと、金属線がボビン２０から解舒される
ときに“たるみ′が生じて、品質の劣った、不均一な製
品しか得られない。

こうして得られる本発明の金属線複合弾性糸は、必要に
応じて、残存トルクをなくする目的で若干の解撚を施す
か、あるいはまた８０〜１００℃程度の乾熱処理などが
適宜施されるものである。

複合糸の芯部に、弾性繊維フィラメント糸とともに用い
られる繊維束は、該布帛物の伸長時における金属線の切
断を防止することが主たる目的で用いられるものであり
、合成繊維や天然繊維のフィラメント糸や紡績糸などが
使用され得、特に高強力のポリエステル系フィラメント
糸それも仮ヨリ加工等によりケン縮を付与されているケ
ン縮加工糸や、または、やはり高強力のポリアラミド系
フィラメント糸などを好ましく用いることができる。ま
た、該繊維束を場合によっては炭素繊維もしくは炭素繊
維糸で構成することもでき、この場合には高強力という
特徴に加えて該繊維束が導電性をも有しているという特
徴があるものである。

また該繊維束は、本発明糸の伸長時における伸縮伸長特
性をある定レベルにコントロールする等の効果ももたら
しめ得るものである。

該繊維束は、弾性フィラメント糸に捲回されて芯部を構
成してなる場合が好ましく、その場合、金属線と該繊維
束とは互いに逆方向のらせん状捲回とするのが望ましい
。

このようにすることにより、好ましい伸縮性を発揮でき
るとともに複合糸の伸縮伸長率をほぼ一定にして、伸長
状態における金属線の切断を効果的に防止することがで
きるものである。なお、上記の説明では、繊維束を弾性
フィラメント糸に捲回させる際にして、カバリングマシ
ンによる方法を主体に説明したが、合ネン法を用いるこ
ともできる。なお、一方、該繊維束は、弾性フィラメン
ト糸にらせん状に捲回されていないで、単に引揃えられ
てなるものでもよい。ただし、その場合には、伸縮性を
ある程度布する仮ヨリ加工糸等のケン縮加工糸などを用
いることが肝要である。

また、弾性繊維フィラメント糸は、伸縮伸長率が少なく
とも１００％以上の値を示すもの、好ましくは４００％
程度以上の値を示すものであればよく、ポリマー等特に
は限定されないが、例えば、ポリウレタン系エラストマ
ー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラ
ストマー、天然ゴム、合成ゴムなどの弾性特性を有する
各種繊維フィラメント糸を用いることができ、耐久性、
ぜい化なども考慮すれば、ポリウレタン系あるいはポリ
エステル系あるいはポリアミド系の各エラストマーが好
ましいものである。

該弾性フィラメント糸は、モノフィラメント糸あるいは
マルチフィラメント糸のいずれでもよいが、伸長後の回
復力という点からすれば、モノフィラメント糸よりはマ
ルチフィラメント糸の方が回復パワーが一般に強いと言
え、好ましいものである。

金属線の形態については、金属箔の線状物あるいは長手
方向に垂直な断面形状が円形状のもの等、特にその形態
は限定されず、適宜使用目的に応じて定められればよい
ものである。特に箔状の線状物を使用する場合には、複
合糸表面が極めて滑らかでかつ該金属の被覆性が良好な
ものを得ることが可能であり、表面の滑らかな複合糸と
なるものである。また、金属線を多重に捲回させた場合
も金属の被覆性が一層向上されるものである。多重に捲
回させる場合、伸縮伸長性を損うことのないように、各
金属線のらせん方向は同一のものとするのがよい。

本発明の方法で得られる金属線複合弾性糸の概略モデル
図を、第３図、第４図、第５図に示した。

これらの図において、１は弾性繊維フィラメント糸であ
り、２は繊維束、３は金属線である。いずれの図におい
ても繊維束２が弾性繊維フィラメント糸１に対してらせ
ん状に捲回されてなる例、それも金属線３の捲回方向と
は逆方向に捲回されてなる例を示している。また、第３
図が円形断面の金属線を用いてなる場合、第４図が箔状
の金属線を用いてなる場合、第５図が金属線を２重に捲
回させてなる複合糸の例をそれぞれ示している。

なお、ここで、弾性繊維フィラメント糸の換篩直径Ｄ（
ｍｍ＞とは、次式（Ｃ）で求めるものである。

Ｄ＝１０ｘＦ「τ７Ｔπ０　　（ｍｍ）　　−”（Ｃ）
ここで、 Ｗ：弾性繊維フィラメント糸のデニール（重さ）（ｇ／
９ｘ１０５ｃｍ＞ Ｌ：弾性繊維フィラメント糸の長さくここでは、Ｌ＝９
ｘｌＯ５ｃｍ） ρ：弾性繊維フィラメント糸の比重　（Ｑ／ｃｍ３　） であって、全てドラフトされる前の供給系における値で
ありデニール値は、糸長さ９０００ｍにお（プる重さく
単位ｑ）で表わすものである。

また、金属線の換算直径ｄ　（ｍｍ”）は、該金属線が
丸断面のもののときはそのままの直径ｄ（ｍｍ）で求め
、箔状等の非円形のもののときは該金属箔等の断面積Ｓ
を元にして、これを同断面積の丸断面糸に換算して直径
ｄ　（ｍｍ＞を求めるものである。すなわち、この場合
、 ｄ＝ｆｆ丁７Ｆ　　（ｍｍ） となるものである。なお、このとき箔状のものの断面積
を求めるに際しては、厚さをミクロン単位まで求めるも
のである。

本発明により得られる金属線複合弾性糸は、金属線の有
する特徴と伸縮性を生かして各種の分野に使用すること
ができ、その実用的価値は高い。

（実施例） 以下、実施例により具体的に本発明の構成、効果につい
て説明する。

実施例１ ポリウレタンフィラメント糸（５６０デニール、４２フ
イラメント）に第２図に示したようなカバリングマシン
を用いてドラフト比３．５倍で伸長し、これにポリエス
テル仮ヨリ加工糸（５０デニール）を捲回させ、さらに
直径０．０３ｍｍの銅線を捲回させて、３層同心構造の
金属線複合弾性糸を製造した。こうして得られた金属線
複合弾性糸は良好な伸縮特性と表面品位をもつものであ
った。

実施例２ ポリウレタンフィラメント糸（１６８０デニール、１１
２フイラメント）に第２図に示したようなカバリングマ
シンを用いてドラフト比３．２倍で伸長し、これにポリ
エステル仮ヨリ加工糸（５０デニール）を捲回させ、ざ
らに厚さ０．０３５ｍｍの銅箔を捲回させて、３層同心
構造の金属線複合弾性糸を製造した。この糸に再、度カ
バリングマシンによりドラフト比１．５倍で伸長し、こ
れに厚さ０００３５ｍｍの銅箔を捲回させて、４層同心
構造（金属線が二重らせん）の金属線複合弾性糸を製造
した。こうして得られた銅箔の二田巻き複合弾性糸は銅
の被覆性、伸縮性にすぐれかつ糸表面も滑らかなもので
あった。

実施例３ ポリウレタンフィラメント糸（２１０デニール、２０フ
イラメント）に第２図に示したようなカバリングマシン
を用いてドラフト比３．０倍で伸長し、これにポリエス
テル仮ヨリ加工糸（３０デニール）を捲回させ、ざらに
厚さ０．０１５ｍｍのアルミニウム箔を捲回させて、３
層同心構造の金属線複合弾性糸を製造した。こうして得
られた糸は、良好な伸縮特性と滑らかな糸表面をもつも
のであった。

（発明の効果） 本発明の効果を以下に述べる。

本発明によれば、金属線を含むものでありながら、従来
の類似のものでは得られなかった、表面品位が良好でか
つ優れた柔軟性と伸縮伸長性おようと、この糸もしくは
この糸より加工される布帛物は金属を含んでいながら、
曲がりに強く、かつよく伸びそして伸ばされてもフリー
になるとよく縮むという特長をもつものであり、この糸
は本発明製造方法により初めて得られたものである。

本発明の方法は、特に金属線の素材について実際上特に
限定されることがないので、その用途に応じた金属線素
材の選定が可能であり、その利用分野は広いものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、それぞれ本発明の金属線弾性糸の製
造方法の１例を示す工程概略図である。 第３図、第４図、第５図は、それぞれ本発明方法により
得られる金属線複合弾性糸の例を示す概略モデル図であ
る。 図面の簡単な説明 １．１０：弾性繊維マルチフィラメント糸２．１６：繊
維束 ３．２１：金属線 １２　　　：キャリアローラ １４．１９：中空スピンドル ２３　　　　：トップローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）弾性繊維フィラメント糸を１．５〜４．５倍のド
   ラフト倍率でドラフトする領域内にて、予めまたは前記
   ドラフト領域内にて該弾性フィラメント糸に引揃えられ
   ているかあるいは捲回されている繊維束と該弾性フィラ
   メント糸とに対して、前記弾性繊維フィラメント糸の径
   と下記（ａ）、（ｂ）式の関係を満足する径を有する金
   属線をらせん状に捲回せしめることを特徴とする金属線
   複合弾性糸の製造方法。 Ｄ／ｄ≧３．５・・・・・・（ａ） ｄ≦１．０・・・・・・（ｂ） ただし、 Ｄ：ドラフト前の弾性繊維フィラメント糸の換算直径（
   ｍｍ） ｄ：金属線の換算直径（ｍｍ）
2. （２）金属線が、金属箔の線状物であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の金属線複合弾性糸の
   製造方法。
3. （３）金属線が、該金属線長手方向に直角な断面形状が
   実質的に円形状のものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の金属線複合弾性糸の製造方法。
4. （４）弾性繊維フィラメント糸に繊維束が捲回されてい
   る場合、該繊維束の捲回方向と逆方向に金属線を捲回せ
   しめることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第
   （２）項または第（３）項記載の金属線複合弾性糸の製
   造方法。
5. （５）金属線の捲回に際して、捲回直後における捲回ら
   せん角度を２０度以上にせしめることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項、第（２）項、第（３）項または
   第（４）項記載の金属線複合弾性糸の製造方法。