(57)【要約】【課題】一個のロール構成の設備に従動ロールを設け、該従動ロールの取り付け角度を作業面側から容易にできる合成繊維の製造方法および製造装置を提供することである。【解決手段】フィードロール群とドローロール群を有し、前記各ロール群は、それぞれ強制駆動ロールと従動ロールで構成されたロール群である合成繊維の製造装置であって、それぞれの従動ロールの支持軸受けがそれぞれ一平面内で揺動可能な機構を持ち、任意の位置に該従動ロールを固定可能である機構を有することを特徴とする合成繊維の製造装置。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードロール群とドローロール群を有し、前記各ロール群は、それぞれ強制駆動ロールと従動ロールで構成されたロール群である合成繊維の製造装置であって、それぞれの従動ロールの支持軸受けがそれぞれ一平面内で揺動可能な機構を持ち、任意の位置に該従動ロール支持軸受けを固定可能である機構を有することを特徴とする合成繊維の製造装置。
【請求項２】
該揺動可能な機構の揺動可能な範囲を可変に調整できる機構を有することを特徴とする請求項１に記載の合成繊維の製造装置。
【請求項３】
該揺動可能な範囲を可変に調整できる機構は、揺動する軸受けと当接可能な位置に設置されたボルトであって、前記当接する位置はボルトのねじ穴へのねじ込みにより調節されることを特徴とする請求項１又は２に記載の合成繊維の製造装置。
【請求項４】
該揺動可能な機構の揺動運動の不動点から強制駆動ロール中心軸に降ろした垂線と揺動運動する平面が略直交することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の合成繊維の製造装置。
【請求項５】
該固定可能である機構は、該軸受けを揺動可能な平面に対して略垂直な方向から締め付ける機構であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の合成繊維の製造装置。
【請求項６】
強制駆動ロールの駆動部が接続された強制駆動ロールの端部を含む平面側に合成繊維の製造装置を覆うカバー板を有し、前記カバー板には強制駆動ロールと従動ロールが貫通できる開口部を設け、前記開口部はカバー板に前記軸受けが露出可能な程度に開口したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の合成繊維の製造装置。
【請求項７】
従動ロールの脱着が強制駆動ロールの駆動部が接続された端部の反対面側から軸受けの穴に出し入れされ、ねじによって固定されることを特徴とする請求項６に記載の合成繊維の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリアミドやポリエステルなどの合成繊維の製造方法において、溶融紡糸された後、延伸部のロール群が強制駆動ロールと従動ロールのネルソンで構成された合成繊維の製造方法および製造装置に関するものである。さらに詳細には従動ロールのネルソン角度の位置固定を作業面から任意の角度、もしくは２位置の角度を選択する合成繊維の製造方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合成繊維の製造において図１０に示すように、溶融紡糸された糸条は口金１５から吐出された後、冷却装置１６で冷却後、油剤付与装置１７で油剤が付与されロール群で引き回された後巻き取られるが、引き取りの工程方法で、大きくは半延伸糸と延伸糸に分けられ、設備も変わってくる。本発明の合成繊維の製造工程は延伸糸に関するもので、延伸糸の製造設備は引き取り部のロール群は上流からネルソンフィードロールとネルソン熱処理ドローロールで構成され、糸の要求物性によって、１段延伸から図１１に示す多段延伸で構成されている。本事例の３段延伸はネルソンドローロール１９，１９’と２０，２０’さらに２１，２１’の構成となっている。このロール群は２個の同径のロールが対で構成され、糸条はこの２個のロール外周を周回し次ぎのロールへ導かれる。図１４に示すように、糸条は該ロールの外周を数回周回（本事例では３回周回）した後次のロールへ走行する。図１０に示すドローロール１９，１９’は温度が１３０度から１８０度であり、この温度によって糸条は熱処理され品質が安定し、後の巻き取りでドラムフォームの乱れが少なくなる。
【０００３】
延伸糸のロール群はロール個数が多く、また熱処理ロールを沢山もっているため設備費が高く最近では設備費を下げるために、２個のロールの一方を従動ロールにする方法が提案されている。（特許文献１参照）この方法は強制駆動ロールを採用したときの設備費用よりも安価な設備費用となるため普及してきている。一方、図１２に示すように一個のロール構成を用いた方法も提案されている。（特許文献２参照）この方法は半延伸糸のロール構成と似かよっていて、糸条は図１５に示すように、各ロールを１回未満でロール外周を周回したあと巻き取られる。当然多段延伸の場合も図１３に示すように糸条はフィードロール２２，ドローロール２３，２４，２５を経て巻き取り部へ導かれる。この方式では従来のネルソンロール方式の２個対で構成された図１１に示す３段延伸の場合、ロールの数が８個必要であるがそれぞれ１個のロール構成では４個の半分で済む。
【０００４】
しかし、この一個のロール構成では糸条のロール接触長さが１回未満のため糸条の単糸太さが４デニールを超える大きさになると、フィードロールとドローロール間で延伸したとき、各ロールの糸条の把持力が不足し糸条はスリップするためロールの外周速度からずれ均一な糸条の糸質が得られず、この設備では単糸太さの細い４デニール以下の品種しか生産出来ない。
【０００５】
又、従来においては、１つの合成繊維の製造装置における糸条構成は終生１種類であったが、市場の多様化や変動の急速化に伴い、それでは対応することが困難となりつつあるにも関わらず、市場構成を変更するために、ネルソンロールのネルソン角度を簡便に可変可能な合成繊維の製造装置は完成を未だ見ないのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特願昭５２−１２４９１８号
【０００７】
【特許文献２】特願昭５７−２０５５１６号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、一個のロール構成の設備に従動ロールを設け、該従動ロールの取り付け角度を作業面側から容易にできる合成繊維の製造方法および製造装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は基本的には次の構成を採用する。すなわち、
フィードロール群とドローロール群を有し、前記各ロール群は、それぞれ強制強制駆動ロールと従動ロールで構成されたロール群である合成繊維の製造装置であって、それぞれの従動ロールの支持軸受けがそれぞれ一平面内で揺動可能な機構を持ち、任意の位置に該従動ロールを固定可能である機構を有することを特徴とする合成繊維の製造装置
である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施態様に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが何等これらに限定されるものではない。
【００１１】
図１は本発明の合成繊維の製造装置の一例を示す概略全体正面図、図２は本発明のフィードロールの概略側面図、図３は本発明のドローロールの概略側面図、図４は本発明の従動ロールの軸受け概略平面図、図５は本発明の従動ロールの軸受け概略正面図、図６は本発明のネルソンリードピッチの概略全体側面図、図７は本発明の４糸条のネルソンリードピッチの概略側面図、図８は本発明の８糸条のネルソンリードピッチの概略側面図である。
【００１２】
本発明は、こららの図においては溶融紡糸された合成繊維を冷却後、油剤を付与し、ついで上下に配置された２個のフィードロールと２個のドローロールで構成されたロール群であって、該下流側のドローロールがフィードロールよりも上方に位置し、該ドローロールの一方が熱処理ロールであり、それぞれの２個のロールは、一方が強制駆動ロールで、もう一方が従動ロールで構成されたロール群を有している。
【００１３】
図１に示すように、溶融紡糸された糸条Ｙ１〜Ｙ４は冷却装置１によって冷やされ、給油装置２によって、油剤が付与され、入り口糸道規制ガイド３によって、図６に示すように糸条Ｙ１〜Ｙ４の糸条間隔が決定され、フィードロールとドローロールの上の糸条ピッチＰが決定される。該入り口規制ガイド３は図９に示すように延伸最大糸条数のガイドで構成されており、延伸糸条数に合わせ、糸条を通すガイド位置を選択する。本発明においては該ガイド構成は８個のガイド溝になっている。フィードロールとドローロール間では糸条は強く延伸されるため、ロール上で糸条がスリップしないように図１に示すフィードロール４やドローロール５はネルソン構成になっており、図６に示すように糸条は２個のロール（４，４’、５，５’）の外周を何回か周回している。本発明ではネルソン角度をつけるロールはフィードロール４と従動ロール４’、ドローロール５と従動ロール５’で構成されている。本発明においては、従来のネルソン角度が固定されていて変更できない合成繊維の製造装置とは異なり、可変可能としたものである。即ち、従動ロールの支持軸受けが一平面内で揺動可能な機構を持ち、任意の位置に該従動ロールを固定可能である機構を有するものである。図２、３に示すように、概略平行にカバー板１２，保温カバー１３にそれぞれ設けた従動ロール４’、５’の軸受け６を、図４に示すように例えば、ピンジョイント１４を支点にして、一平面内で揺動可能としてにネルソン角度θ１、θ２を振ることができる。これにより図７，８に示すように、必要な糸条のリードピッチＬ４，Ｌ８を出すことができるものである。図７では、強制駆動ロール４から従動ロール４’へ、まず、４糸条バンドＧ４ａが行き、このバンドが強制駆動ロール４へ返され、４糸条バンドＧ４ｂとして、再度従動ロール４’に行き、再び、強制駆動ロール４へ戻されて４糸条バンドＧ４ｃとして、再度従動ロール４’に行き、再び、強制駆動ロール４へ戻されて４糸条バンドＧ４ｄとして再度従動ロール４’に行き、再び強制駆動ロール４へ戻されて４糸条バンドＧ４ｅとして次の工程へ移行している。図８も同様である。なお、図７、８においては、一部糸条は略記されており、従動ロール４’から強制駆動ロール４へ戻る、図の背面に走向する糸条バンドの記載も省略されている。従動ロールには大きな力が掛かるので、ネルソン角が確定したら、軸受けを揺動可能な平面に略垂直な方向（以下、上下方向とも言う）に締め付ける機構でしっかりと固定することが好ましい。前記固定を強固なものとするために、図４、５に示すように、従動ロールの軸受けには好ましくは一体成形で揺動可能な平面に平行な平板構造を有し、かつ、これと密接に接するような平板構造で上下から挟み込む構造（ブラケット）が装置に固定して設置されていることが好ましい。前記密着する面積は、好ましくは１０（より好ましくは１５）ｃｍ２以上である。揺動運動の不動点（ピンジョイント位置）でのモーメントを考慮すれば、かかる平板部分はロールの邪魔にならない限り、不動点から離れていることが好ましく、その位置Ｑの不動点Ｏとロール端部位置Ｒに対する相対比率（ＯＱ／ＯＲは、好ましくは０．５〜０．７である。又、軸受け��を締め付ける手段としてはボルト７，７’でブラケット８に固定することが好ましい。図４の例では軸受けの平板構造部分に弧状に設けられたボルト穴に前記ボルトが貫通する構造である。前記ボルト穴は揺動不動点を中心とする弧状に設けられているので軸受けがいかように揺動運動してもボルトの貫通は遮られることがない。
【００１４】
なお、図４においては、従動ロール４’はネルソン角度が０°の時の位置であり、従動ロール４’ａはネルソン角度がθ１°の時の位置であり、従動ロール４’ｂはネルソン角度がθ２°の時の位置である。この態様では、揺動可能な範囲を可変に調整できる機構により、揺動可能な範囲はθ１°からθ２°に調整されており、ネルソン角度が０°の時の位置である従動ロール４’はその範囲外となっているが何等これに限定されるものではない。図４においては、従動ロール４’は、ブラケット８の左隅に配されて角度は右に振るような態様であるが、何等これに限定されるものではなく、逆の配置であっても良いし、中央に配して左右に振る態様であっても良い。
【００１５】
揺動可能な範囲を可変に調整できる機構があれば、それにより一旦設定しておけば、ネルソン角度を変更するために軸受けを揺動させた際に、いちいち精密に位置確認する手間が省けて好ましい。そのような機構としては図５に示したとおり、揺動する軸受けと当接可能な位置に設置されたボルトであって、前記当接する位置はボルトのねじ穴へのねじ込みにより調節される機構であることが好ましい。
【００１６】
本発明では、糸条のリードピッチＬを糸条数が８糸条の場合と４糸条の場合の例でさらに詳細に説明する。フィードロールの強制駆動ロール長さＡ、ドローロールの強制駆動ロール長さＢも１５０ｍｍ程度であり、従動ロールの径Ｄは３０ｍｍ〜５０ｍｍで長さＥは８０ｍｍ〜１３０ｍｍであるため、短いロール長さの中で多くの糸条を通す必要がある。本発明においては、従動ロールの径を５０ｍｍ長さ９０ｍｍを採用している。また径を３０ｍｍにすると長さを１３０ｍｍまで延ばすこともできる。この径と長さの制約は回転追従率と密接に関連し、通常ＧＤ２（Ｇ：回転体重量、Ｄ：回転体直径）と言われている。実験結果本発明の従動ロールの形状は径が５０ｍｍの場合長さは８０ｍｍ、径が３０ｍｍの場合長さは１３０ｍｍに至った。
【００１７】
次ぎに糸条の太さとロール上の糸ピッチについて説明する。８糸条の生産の場合は４糸条の品種よりも紡糸の溶融能力限界のため、糸が４糸条の場合よりも細くロール上の糸揺れも小さいため、糸条の糸間隔Ｐは小さくできる。また糸条が細いためフィードロールとドローロール間の延伸倍率（ドローロールの速度／フィードロールの速度）が低くできる。また、熱処理ロールのドローロールにおいても、糸条が細いため、熱処理時間が４糸条の太い品種よりも短くする必要があり、４糸条の場合より各ロールの糸条の周回数がすくなくなる。本発明では８糸条の場合、図８に示すように、フィードロールの周回数は３回（従動ロールは２回）で、ドローロール（図示せず）は２回（従動ロールは１回）である。一方、４糸条ではロール上の糸揺れが８糸条の場合よりも大きいため、糸間隔Ｐは８糸条の場合よりも大きくとり、本発明では８糸条の糸間隔の１．５倍とした。また、延伸倍率が大きいため、糸条がフィードロールでスリップしないように、図７に示すように、フィードロールでの周回は５回（従動ロールは４回）で、熱処理時間が多くいるドローロール（図示せず）の周回は４回（従動ロールは３回）必要である。ロール上を通過する糸条の全体巾は、図８に示すように、周回のリードピッチＬ８は８糸条では８糸条の糸間隔Ｐ８の７倍に１間隔（Ｐ８）以上を加えたリードとなる。また４糸条では糸間隔Ｐ４の３倍に１間隔（Ｐ４）以上を加えたリードとなる。
【００１８】
上述したようにリードピッチの最小長さは、８糸条のリードピッチＬ８は８＊Ｐ８、４糸条のリードピッチＬ４は４＊Ｐ４となり、各ロール上での糸条の入り口と出口の通過巾の最小長さは、ＬＬ４，ＬＬ８は、４糸条の場合、リードピッチＬ４＊周回数ーＰ４、となり、８糸条では、Ｌ８＊周回数ーＰ８となる。
【００１９】
４糸条の糸ピッチＰ４は８糸条の糸ピッチＰ８の１．５倍であり、４＊１．５＊Ｐ８で６Ｐ８となり、４糸条の場合は、８糸条のリードピッチＬ８をそのまま使っても良いはずだが、４糸条の場合、フィードロール４上の周回数が８糸条の場合よりも２回多いため、フィードロール上の通過巾ＬＬ４は、６Ｐ８＊５ー１．５＊Ｐ８となり、８糸条の通過巾ＬＬ８では８Ｐ＊３−Ｐ８であり、４糸条のほうが５．５Ｐ８（２８．５Ｐ８−２３Ｐ）ロール上の糸巾が大きく必要となる。故に従動ロールの限られた長さを有効に使うために、４糸条の場合と８糸条の場合で、リードピッチＬを調整する必要がある。この調整方法は８糸条リードピッチＬ８と４糸条リードピッチＬ４の２位置を図４に示すように、従動ロール４’、５’を破線のように水平方向に振って、４糸条のリード角度の規制ボルト９’を軸受け６の左側面に押し当て規制ボルト９’をロックナット１０’で固定する。また８糸条のリード角度は規制ボルト９を軸受け６の右側面に押し当て、ロックナット１０で固定する。
【００２０】
図２においては、強制駆動ロールの駆動部が接続された端部を含む平面側に合成繊維の製造装置を覆うカバー板を有し、前記カバー板には強制駆動ロールと従動ロールが貫通できる開口部を設け、前記開口部はカバー板に揺動可能な軸受け部材が露出可能な程度に開口ししている。これにより、様々なメンテナンスが容易となる。例えば、従動ロールの脱着が強制駆動ロールの駆動部が接続された端部の反対面側から軸受けの穴に出し入れされ、ねじによって固定されるような構成にしておくと、好ましいものである。何故ならば、溶融紡糸された糸条を延伸巻き取り中、糸切れが生じた場合、ロールに巻き付き、従動ロールに急激な負荷が生じ、ロールを支持しているベアリングが損傷することがあり、この場合、軸受け６の上部に設けたセットねじ１１，１１’を緩め、従動ロールを手前へ引き抜く事で容易に交換することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、フィードロールとドローロールがそれぞれ一個のロールで構成された設備に、従動ロールを設け、短いロール長さを有効に使えるように、糸条のネルソンリードピッチの調整を作業面から出来るようにしたことにより、糸条のロール上の走行を観察しながら正確なリードピッチを出すことができる。また、４糸条と８糸条の角度変更が容易にでき、作業効率が飛躍的に向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略全体正面図
【図２】本発明のフィードロール概略側面図
【図３】本発明のドローロール概略側面図
【図４】本発明の従動ロール軸受け概略平面図
【図５】本発明の従動ロール軸受け概略正面図
【図６】本発明のフィードロールとドローロールの糸道概略側面図
【図７】本発明の４糸条のフィードロール糸道図
【図８】本発明の８糸条のフィードロール糸道図
【図９】本発明の糸道規制ガイドの糸道図
【図１０】従来のネルソンロール構成の概略全体正面図
【図１１】従来のネルソンロール構成の多段延伸全体正面図
【図１２】従来のフィードロールとドローロールがそれぞれ一個構成の概略全体正面図
【図１３】従来のフィードロールとドローロールが一個構成の多段延伸の概略正面図
【図１４】従来のネルソン構成の概略側面図
【図１５】従来のフィードロールとドローロールが一個構成の概略側面図
【符号の説明】
１：冷却装置
２：給油装置
３：入り口規制ガイド
４：フィードロール
４’４’ａ、４’ｂ：フィードロールの従動ロール
５：ドローロール
５’：ドローロールの従動ロール
６：従動ロールの軸受け
７、７’：ボルト
７ａ、７’ａ：ボルト穴
８：ブラケット
９、９’：規制ボルト
１０，１０’：ロックナット
１１、１１’：セットボルト
１２：カバー
１３：保温カバー
１４：ピンジョイント
１５：口金
１６：冷却装置
１７：油剤付与装置
１８、１８’：ネルソンフィードロール
１９、１９’：ネルソンドローロール
２０、２０’：ネルソンドローロール
２１、２１’：ネルソンドローロール
２２：フィードロール（従来）
２３：ドローロール（従来）
２４：ドローロール（従来）
２５：ドーロール（従来）
Ａ：フィードロール長さ
Ｂ：ドローロール長さ
Ｄ：従動ロールの径
Ｅ：従動ロールの長さ
Ｇ４ａ〜Ｇ４ｅ：４糸条バンド
Ｇ８ａ〜Ｇ８ｃ：８糸条バンド
Ｐ：糸ピッチ（糸間隔）
Ｐ４：４糸条の場合の糸ピッチ
Ｐ８：８糸条の場合の糸ピッチ
Ｌ４：４糸条の場合のリードピッチ
Ｌ８：８糸条の場合のリードピッチ
ＬＬ４：４糸条の場合のフィードロールの糸条の通過巾
ＬＬ８：８糸条の場合のフィードロールの糸条の通過巾
θ１、θ２：ネルソン角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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