(57)【要約】【解決課題】油剤をより均一に付与することができ、品質、特性に優れた糸条を得ることができる油剤付与ロールを提供する。【解決手段】走行する糸条の方向と同一方向に回転せしめられる、多数の小孔を備えたロールシェルと、そのロールシェルの内側に設けた、ロールシェルの回転方向とは逆方向に回転するランナとを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する糸条の方向と同一方向に回転せしめられる、多数の小孔を備えたロールシェルと、そのロールシェルの内側に設けた、ロールシェルの回転方向とは逆方向に回転するランナとを有していることを特徴とする油剤付与ロール。
【請求項２】
小孔の孔径が５〜１０ｍｍの範囲内にあり、かつ、小孔の開口面積の総和がロールシェルの周面の面積の３０〜５０％の範囲内にある、請求項１に記載の油剤付与ロール。
【請求項３】
ランナは周面に凸部を有している、請求項１または２に記載の油剤付与ロール。
【請求項４】
油剤が収容される槽体と、この槽体内に収容される油剤中に浸漬される、請求項１〜３のいずれかに記載の油剤付与ロールとを有していることを特徴とする油剤付与装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の油剤付与ロールまたは請求項４に記載の油剤付与装置を用いて糸条に油剤を付与することを特徴とする糸条の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、糸条に油剤を付与するためのロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
よく知られているように、合成繊維の製造工程においては、集束性の改善、延伸性の改善、染色性の改善、製織性の改善、帯電防止性の付与、後の乾燥工程等における単繊維間融着の防止、巻き上がり形状の改善等、様々な性質、特性の改善や不都合の発生防止のために、紡出糸条に各種の油剤を付与している。たとえば、炭素繊維の前駆体繊維として用いられるポリアクリロニトリル系繊維（ＰＡＮ系繊維）の製造においては、紡糸、水洗された糸条を乾燥、緻密化しているが、そのまま乾燥、緻密化したのでは単繊維間接着が多発し、ＰＡＮ系繊維、ひいてはそれから製造される炭素繊維の性質、特性を低下させてしまうので、水洗後にシリコーン系油剤等の油剤を付与している。
【０００３】
ところで、そのような油剤の付与には、油剤付与ロールを用いるのが一般的である。油剤付与ロールとしては、たとえば、多数の小孔を備えたロールシェルを有し、ロールシェルの内部にポンプを用いて油剤を供給し、小孔から油剤を噴出させながらロールシェルに接触して走行する糸条に油剤を付与するようにしたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、このような油剤付与ロールによっては、油剤の均一な付与は難しい。
【０００４】
すなわち、従来の油剤付与ロールは、上述したように、多数の小孔を備えたロールシェルの内部にポンプを用いて油剤を圧送し、小孔から油剤を噴出させながらロールシェルに接触して走行する糸条に油剤を付与しているが、ロールシェルの、糸条が接触している部分では圧損が高くなって小孔からの油剤の噴出が抑制され、一方、糸条が接触していない部分では圧損が低くなって小孔から油剤が勢いよく噴出するために、ロールシェルの表面近傍に油剤の複雑な流れができ、付与の均一性が低下するのである。均一性の低下は、糸条の速度が高くなればなるほど大きくなりやすい。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６４−８５３０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の技術の上述した問題点を解決し、走行している糸条に油剤をより均一に付与することができ、品質、特性に優れた糸条を得ることができる油剤付与ロールを提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、走行する糸条の方向と同一方向に回転せしめられる、多数の小孔を備えたロールシェルと、そのロールシェルの内側に設けた、ロールシェルの回転方向とは逆方向に回転するランナとを有していることを特徴とする油剤付与ロールを提供する。小孔の孔径は５〜１０ｍｍの範囲内にあり、かつ、小孔の開口面積の総和がロールシェルの周面の面積の３０〜５０％の範囲内にあるのが好ましい。また、ランナは周面に凸部を有しているのが好ましい。本発明の油剤付与ロールは、槽体内に収容した油剤中に浸漬して用いるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１において、油剤付与ロールは、走行する糸条が表面に接触する、多数の小孔１ａを備えたロールシェル１を有する。このロールシェル１は、使用時には、図示しない駆動源によって走行する糸条と同一速度で糸条の走行方向と同一方向に回転せしめられる。また、ロールシェル１の内側には、図２に示すように、表面に、軸方向に延在し、かつ、周方向に等配された蒲鉾形の凸条２ａを有するランナ２が設けられている。このランナ２は、使用時には、図示しない駆動源によってロールシェルの回転方向とは逆方向に回転せしめられる。
【０００９】
かかる構成の油剤付与ロールは、図３に示すように、槽体３内に収容された油剤４中に浸漬して用いられる。矢印方向に走行する糸条Ｙは、導入ロール５によって槽体３内に導かれ、糸条Ｙの速度と同一速度で糸条Ｙの走行方向と同一方向に回転せしめられるロールシェル１の表面に接触している間に油剤が付与された後、導出ロール６を経て系外に導出される。このとき、ロールシェル１の回転方向とは逆方向に回転しているランナ２は、凸条２ａを有しているため、ロールシェル１の小孔１ａ（図１）から油剤を緩やかに吸い込み、また、緩やかに吐き出す。そのため、ロールシェル１の表面近傍における油剤の流れが均一かつスムーズになり、糸条Ｙへの油剤付与の均一性が向上するようになる。
【００１０】
上記において、ロールシェルに設けられる小孔は、孔径が５〜１０ｍｍの範囲内にあり、かつ、小孔の開口面積の総和がロールシェルの周面の面積の３０〜５０％の範囲内にあるのが好ましい。すなわち、小孔の孔径が小さすぎると、油剤を小孔から吸い込み、また、吐き出すことによるロールシェル表面近傍における油剤の流れの均一性が低下し、付与の斑が起こりやすくなる。また、大きすぎると、糸条が孔内に落ち込み、糸条に単繊維切れが発生しやすくなる。それゆえ、孔径は５〜１０ｍｍの範囲内とするのが好ましい。一方、小孔の開口面積が小さすぎると、やはりロールシェル表面近傍における油剤の流れの均一性が低下し、付与の斑が起こりやすくなる。また、大きすぎると、糸条の落ち込みによる単繊維切れや、ロールシェルの強度低下を生じやすくなる。それゆえ、小孔の開口面積の総和はロールシェルの周面の面積の３０〜５０％の範囲内とするのが好ましい。
【００１１】
ランナは、表面が平滑なものとすることも可能ではあるが、上記形態に示したように、表面に、軸方向に延在し、かつ、周方向に等配された蒲鉾形の凸条を設けたり、エンボス加工等の加工を施すことによって凹凸を有する表面とするのが好ましい。そうすると、油剤が適度に攪拌されるようになるとともに、ロールシェルの小孔からの油剤の吸い込み、吐き出しが適度に行われて糸条に対する油剤の付与の均一性が向上するようになる。回転数は、凹凸の程度や凹凸の個数、ロールシェルの内面との隙間の程度等にもよるが、あまり遅いと、上述した作用が十分に起こりにくくなり、また、あまり速いと、油剤の流れが乱れて糸条の単繊維が絡んだり単繊維切れを起こしたりするようになるので、１００〜２００ｒｐｍ、好ましくは１３０〜１７０ｒｐｍ程度の範囲内とするのがよい。たとえば、図２に示した形態のランナにおいて、凸条の高さを１０〜３０ｍｍ、凸条の個数を７〜１０個、ロールシェルの内面との隙間を１０〜３０ｍｍとしたとき、回転数は１４０〜１６０ｒｐｍ程度とする。
【００１２】
【実施例および比較例】
実施例：
図１、２に示した油剤付与ロールを備えた、図３に示した油剤付与装置を用いてＰＡＮ系繊維に油剤を付与した。用いた油剤付与ロールの諸元は次のとおりである。
【００１３】
ロールシェルの外径  ：３６３．８ｍｍ
ロールシェルの内径  ：３５５．８ｍｍ
小孔の孔径          ：８ｍｍ
小孔の開口面積の総和：４０％
ランナの外接円の直径：３２２．４ｍｍ
凸条の高さ          ：１５．２ｍｍ
凸条の個数          ：９個
また、ロールシェルの回転速度（周速）は１００ｍ／分とし、ロールシェルの回転方向とは逆方向に回転せしめるランナの回転数は１５０ｒｐｍとした。油剤としては、アミノ変性シリコーンを主成分とするものを用いた。
【００１４】
９９．５モル％のアクリロニトリル（ＡＮ）と、０．５モル％のイタコン酸とを含む、固有粘度が１．８のＡＮ共重合体の２０重量％ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）溶液を紡糸原液とし、これを６，０００個の紡糸孔を有する紡糸口金を用いてＤＭＳＯと水とからなる凝固浴中に紡出し、単繊維数が６，０００本の凝固糸条を得た。この凝固糸条を３，０００本に分割し、９０℃の熱水浴中にて５倍に延伸し、さらに７０℃の浴中で水洗処理した後、油剤を付与した。油剤を付与した後、１４０℃のホットロールに通して乾燥した。さらに、乾燥糸条を２．５倍にスチーム延伸し、そのとき付着した水分を除去するため１６０℃のホットロールに通して乾燥し、巻き取った。
【００１５】
得られたＰＡＮ系繊維について、油剤付着性、単繊維切れ、限界延伸倍率を評価したところ、以下のとおりであった。
【００１６】
油剤付着性  ：１級
単繊維切れ  ：０個／分
限界延伸倍率：５．０倍
なお、油剤付着性、単繊維切れおよび限界延伸倍率は、次のようにして評価した。
油剤付着性：
長さ約３ｍｍにカットした乾燥糸条をノイゲンＳＳの０．１重量％水溶液に分散させ、スターラにて撹拌した後黒色濾紙で濾過し、単繊維間接着の状態を観察して油剤が均一に付着しているか否かを５段階で評価した。単繊維間接着の全くない状態を１級、ほとんどの単繊維が接着している状態を５級とした。油剤の付与の均一性が高いほど単繊維間接着が起こらない。
単繊維切れ：
スチーム延伸処理後の走行糸条を１分間観察し、糸条表面の毛羽の数をカウントすることによって評価した。
限界延伸倍率：
スチーム延伸処理において、糸条の供給速度（Ｆ）を一定として引取速度を上げていったときの、糸条が破断したときの糸条速度（Ｂ）を測定し、次式から求めた。
【００１７】
限界延伸倍率（倍）＝Ｂ／Ｆ
比較例１：
実施例において、ランナの回転方向をロールシェルの回転方向と同一方向とした。得られたＰＡＮ系繊維について、実施例と同様に評価した結果は次のとおりであった。
【００１８】
油剤付着性  ：３級
単繊維切れ  ：２１個／分
限界延伸倍率：２．２倍
比較例２：
実施例において、ランナを除去した。得られたＰＡＮ系繊維について、実施例と同様に評価した結果は次のとおりであった。
【００１９】
油剤付着性  ：４級
単繊維切れ  ：３０個／分
限界延伸倍率：１．８倍
【００２０】
【発明の効果】
本発明の油剤付与ロールは、走行する糸条の方向と同一方向に回転せしめられる、多数の小孔を備えたロールシェルと、そのロールシェルの内側に設けた、ロールシェルの回転方向とは逆方向に回転するランナとを有しているので、実施例と比較例との対比からも明らかなように、油剤をより均一に付与することができ、品質、特性に優れた糸条を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態に係る油剤付与ロールの概略斜視図である。
【図２】ランナの一形態を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の一形態に係る油剤付与装置の概略側面図である。
【符号の説明】
１：ロールシェル
１ａ：小孔
２：ランナ
２ａ：凸条（凸部）
３：槽体
４：油剤
５：導入ロール
６：導出ロール
【図１】
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【図２】
2004315983.tif 000004
【図３】
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