(57)【要約】【課題】  作業条件の変動にもかかわらず、安定したマルチフィラメント糸の開繊度が確保される電気式開繊装置。【解決手段】  マルチフィラメント糸の開繊装置であって、接地環の先端の内径は、６〜２５ｍｍであり、後端の内径は、５〜２４ｍｍであり、先端の内径は後端の内径よりも大きく、先端と後端との距離は、３〜２５ｍｍであり、電圧印加電極の糸出口は、糸の搬送方向に関して接地環先端より後方にあり、糸出口は、糸の搬送方向の逆方向に関して接地環後端から５ｍｍの位置と糸の搬送方向に関して接地環後端から２３ｍｍの位置との間にあることを特徴とする開繊装置。【選択図】図１
2005060858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から電圧が印加され、マルチフィラメント糸が出入りすることができる入口および出口を有する筒状の電圧印加電極、並びに電極糸出口の外径より大きな内径の開放された先端および後端を有する接地環を、電極の中心軸と接地環の中心軸とが略平行になるように備え、マルチフィラメント糸を電圧印加電極内、続いて接地環内を通過させることによりマルチフィラメント糸を帯電させて開繊させるための開繊装置であって、該接地環の先端の内径は、６〜２５ｍｍであり、後端の内径は、５〜２４ｍｍであり、先端の内径は後端の内径よりも大きく、先端と後端との距離は、３〜２５ｍｍであり、該電圧印加電極の糸出口は、糸の搬送方向に関して接地環先端より後方にあり、該糸出口は、糸の搬送方向の逆方向に関して接地環後端から５ｍｍの位置と糸の搬送方向に関して接地環後端から２３ｍｍの位置との間にあることを特徴とする開繊装置。
【請求項２】
電圧印加電極の長さは、１５〜７０ｍｍであり、電圧印加電極の内径は、０.３〜６ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の開繊装置。
【請求項３】
外部から電圧が印加され、マルチフィラメント糸が出入りすることができる入口および出口を有する筒状の電圧印加電極、並びに電極糸出口の外径より大きな内径の開放された先端および後端を有する接地環を、電極の中心軸と接地環の中心軸とが略平行になるように備え、マルチフィラメント糸を電圧印加電極内、続いて接地環内を通過させることによりマルチフィラメント糸を帯電させて開繊させるための開繊装置であって、電極糸出口の内径以上である内径の糸入口を有する硬質管をさらに備え、硬質管の糸出口が電圧印加電極の糸出口より、糸の搬送方向に関して前方に来るように、電圧印加電極の糸出口が硬質管の糸入口に接続または挿入されていることを特徴とする開繊装置。
【請求項４】
外部から電圧が印加され、マルチフィラメント糸が出入りすることができる入口および出口を有する筒状の電圧印加電極、並びに電極糸出口の外径より大きな内径の開放された先端および後端を有する接地環を、電極の中心軸と接地環の中心軸とが略平行になるように備え、マルチフィラメント糸を電圧印加電極内、続いて接地環内を通過させることによりマルチフィラメント糸を帯電させて開繊させるための開繊装置であって、電圧印加電極の糸出口部分の少なくとも内部表面が、硬質物質で形成されていることを特徴とする開繊装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチフィラメント糸を開繊させるための開繊装置、特にマルチフィラメント糸の間に、それと同種または異種の繊維をからみ合わせて複合糸を製造するためにマルチフィラメント糸を開繊させる複合紡績用開繊装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マルチフィラメント糸を開繊させる方法として、電気式開繊装置、例えば、マルチフィラメント糸を筒状の電圧印加電極内、続いて接地環内に通過させ、糸を帯電させて開繊させる装置（実公昭５０−９３６６号公報）、マルチフィラメント糸に圧縮流体を吹付けた後、筒状の電圧印加電極内、続いて接地環内に通過させ、糸を帯電させて開繊させる装置（実公昭５０−３５１４９号公報）が知られている。
【０００３】
このような電気式開繊装置におけるマルチフィラメント糸の開繊度は、糸にかける張力（テンション）、周囲環境（例えば温度、湿度）、マルチフィラメント糸の種類などの影響を受ける。例えばマルチフィラメント糸の搬送速度を上げると、マルチフィラメント糸の帯電量が低下し、また糸への張力が増加するため、開繊度が悪くなる。そのため作業条件の変動に対応して安定した開繊度を確保するため、作業者の経験や予備実験により、印加電圧の大きさや糸の搬送速度および張力の大きさ等を定める必要があった。
【特許文献１】実公昭５０−９３６６号公報
【特許文献２】実公昭５０−３５１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、作業条件の変動にもかかわらず、作業効率の向上のため、安定したマルチフィラメント糸の開繊度が確保される電気式開繊装置が求められていた。
【０００５】
このような開繊装置は、マルチフィラメント糸を帯電させて開繊させるために、糸を筒状の電圧印加電極内に通過させる。そのため、マルチフィラメント糸が充分に開繊されると、開繊された糸が電極の糸出口に継続して接触するため、該糸出口は損耗を受けやすくなる。その結果、マルチフィラメントが充分に開繊されると、損耗した電極を頻繁に取り替える必要が生じ、それに伴う作業停止により作業効率が落ちるという別の問題が生じる。
【０００６】
従って作業効率を向上させるため、安定したマルチフィラメント糸の開繊度を確保しつつ、電圧印加電極の損耗を防ぐ開繊装置が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
驚くべきことに、開繊装置において、接地環および電圧印加電極を特定の形状とし、それらの配置を特定することにより、作業条件の変動にもかかわらず、安定してマルチフィラメントを開繊できることが見出された。
【０００８】
即ち、外部から電圧が印加され、マルチフィラメント糸が出入りすることができる入口および出口を有する筒状の電圧印加電極、並びに電極糸出口の外径より大きな内径の開放された先端および後端を有する接地環を、電極の中心軸と接地環の中心軸とが略平行になるように備え、マルチフィラメント糸を電圧印加電極内、続いて接地環内を通過させることによりマルチフィラメント糸を帯電させて開繊させるための開繊装置であって、該接地環の先端の内径は、６〜２５ｍｍであり、後端の内径は、５〜２４ｍｍであり、先端の内径は後端の内径よりも大きく、先端と後端との距離は、３〜２５ｍｍであり、該電圧印加電極の糸出口は、糸の搬送方向に関して接地環先端より後方にあり、該糸出口は、糸の搬送方向の逆方向に関して接地環後端から５ｍｍの位置と糸の搬送方向に関して接地環後端から２３ｍｍの位置との間にあることを特徴とする開繊装置を用いることにより、作業条件の一般的な変動にもかかわらず、安定したマルチフィラメント糸の開繊度が得られることを見出した。
【０００９】
上記開繊装置の電圧印加電極の長さは、１５〜７０ｍｍであり、電圧印加電極の内径は０.３〜６ｍｍであることが、安定した開繊度を確保するために好ましい。
【００１０】
また開繊装置に、硬質管をさらに備えることにより、電圧印加電極の損耗を防ぐことができることを見出した。
即ち、電極糸出口の内径以上である内径の糸入口を有する硬質管をさらに備え、硬質管の糸出口が電圧印加電極の糸出口より、糸の搬送方向に関して前方に来るように、電圧印加電極の糸出口が硬質管の糸入口に接続または挿入されていることを特徴とする開繊装置により、電圧印加電極の損耗を防ぐという課題を解決することができる。
【００１１】
さらに、電圧印加電極の糸出口部分の少なくとも内部表面を、硬質物質で形成することによっても、電圧印加電極のマルチフィラメント糸による損耗を軽減させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
〈第１の実施形態〉
図１は、本発明に係る電気式開繊装置の第１の実施形態を示す概略断面図である。開繊装置１は、糸の搬送方向上に設けられ、その方向に沿って所定の長さを有する、絶縁体で構成されている本体２を備えている。開繊装置１はまた、本体２のほぼ中央部を貫通するように筒状の電極３を有する。この電極３は、電源４に接続されており、この電源４から電圧が印加される。マルチフィラメント糸は、それを帯電させるために、電圧印加電極３内を通過させる。開繊装置１は、さらに、糸の搬送方向に関して電圧印加電極３より後方に、絶縁体で構成されている蓋体５を有する。蓋体５は導糸口を備えている。開繊装置１は、加えて、中空の接地環６を、糸の搬送方向に関して電圧印加電極３より前方に、電極の中心軸と接地環の中心軸とが略平行になるように有する。接地環の後端６Ａの内径は、電極の糸出口３Ｂの外径よりも大きい。この接地環６の内部空間は、好ましくは、先端６Ｂの内径が後端６Ａの内径よりも大きい円錐台（軸線と直角に交わる２つの平行平面で区切られた円錐）の形状を有する。
【００１４】
開繊装置１は、マルチフィラメント糸を安定して開繊させるため、一般にマルチフィラメント糸が上から下に搬送されるように鉛直方向に沿って、即ち、蓋体５が上部、接地環６が下部に位置するように設置されるが、その設置方向は鉛直方向に限定されない。
【００１５】
電圧印加電極３は、その内部をマルチフィラメント糸が通過できるように、筒状の形態を有する。糸搬送方向に垂直な方向の、電極３の糸通路断面について特に限定は無いが、マルチフィラメント糸の通過の障害にならないように、その断面は円形であることが好ましい。
【００１６】
安定したマルチフィラメント糸の開繊度を確保するために、電圧印加電極３の長さは、１５〜７０ｍｍ、好ましくは２０〜６０ｍｍ、より好ましくは２５〜５０ｍｍであり、電圧印加電極３の内径は、０.３〜６ｍｍ、好ましくは０.５〜３ｍｍ、より好ましくは０.８〜２ｍｍである。
【００１７】
開繊装置１において、電源４から電圧印加電極３に電圧をかけ、この電極３を介してその内部を通るマルチフィラメント糸を帯電させる。従って電圧印加電極３の材質は、マルチフィラメント糸を帯電させることができれば、特に限定は無い。電圧印加電極３の材質の例として、金属、例えば鉄、銅若しくは銀など、またはその他の導電性物質、例えば導電性プラスチック、金属紛を練り込んだプラスチック若しくはセラミックなどが挙げられる。
【００１８】
接地環６は、開繊装置１において、糸の搬送方向に関して電圧印加電極３より前方に設置される。そして接地環６は、地面に接続されてほぼ０の電位に調節されている。このことから、マルチフィラメント糸は、まず電圧印加電極３内を通過して帯電し、続いてほぼ０の電位に調節されている接地環６内を通過するので、帯電したマルチフィラメント糸は接地環６に引き寄せられて、開繊が促進されると考えられる。従って、接地環６の材質は、帯電したマルチフィラメント糸を引き寄せることができれば、特に限定は無い。接地環６の材質の例として、金属、例えば鉄、銅若しくは銀など、またはその他の導電性物質、例えば導電性プラスチック、金属紛を練り込んだプラスチック若しくはセラミックなどが挙げられる。
【００１９】
マルチフィラメント糸の開繊をより促進するために、接地環６の内部空間の形状は、糸の搬送方向に関して下流に位置する端（「先端」）が、上流に位置する端（「後端」）より大きいことが好ましい。糸搬送方向に垂直な方向の接地環６の断面には、特に限定は無い。しかし接地環６の断面は、マルチフィラメント糸をその断面方向に関し均等に開繊させるために、通常は円形である。
【００２０】
安定したマルチフィラメント糸の開繊のために、接地環の先端６Ｂの内径は、６〜２５ｍｍ、好ましくは８〜２２ｍｍ、より好ましくは１０〜２０ｍｍであり、後端６Ａの内径は、５〜２４ｍｍ、好ましくは６〜２０ｍｍ、より好ましくは７〜１５ｍｍであり、先端６Ｂと後端６Ａとの距離は、３〜２５ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍ、より好ましくは７〜１５ｍｍである。
【００２１】
電圧印加電極の糸出口３Ｂは、マルチフィラメント糸の安定した開繊度を確保するために、糸の搬送方向の逆方向に関して接地環後端６Ａから５ｍｍの位置と糸の搬送方向に関して接地環後端６Ａから２３ｍｍの位置との間にある。好ましくは電圧印加電極の糸出口３Ｂは、糸の搬送方向の逆方向に関して接地環後端６Ａから３ｍｍの位置と糸の搬送方向に関して接地環後端６Ａから２０ｍｍの位置との間にあり、より好ましくは糸出口３Ｂは、糸の搬送方向に関して接地環後端６Ａから０〜１８ｍｍの位置にある。但し、電圧印加電極の糸入口３Ａは、糸の搬送方向に関して接地環後端６Ａより後方にあり、電圧印加電極の糸出口３Ｂは、糸の搬送方向に関して接地環先端６Ｂより後方にあることを条件とする。
【００２２】
開繊装置１において、電圧印加電極３の周りを、絶縁体で構成される本体２で覆い、電圧印加電極３内を通過する糸の搬送方向に関して電圧印加電極３より後方に、導糸口を有する絶縁体で構成されている蓋体５を設置して、作業者が電極３に直接触れないようにすることが、安全性の観点から好ましい。しかし本発明の開繊装置１において、本体２および蓋体５は必須の構成要素ではない。
【００２３】
電圧印加電極３に印加する電圧は、正または負のいずれでもあり得る。電圧印加電極３に印加する電圧の絶対値は、１〜２０ｋＶ、好ましくは１〜１０ｋＶ、より好ましくは２〜７ｋＶである。マルチフィラメント糸の電極内搬送速度は、０.０３〜０.７０ｍ／秒、好ましくは０.０５〜０.５５ｍ／秒、より好ましくは０.０７〜０.４５ｍ／秒である（マルチフィラメント糸を巻き取るスピンドルの回転数は、３０００〜１５０００ｒｐｍ、好ましくは４０００〜１３０００ｒｐｍ、より好ましくは５０００〜１１０００ｒｐｍである。）。マルチフィラメント糸にかける張力（テンション）は、１０ｇ重以下、好ましくは５ｇ重以下、より好ましくは２ｇ重以下である。
【００２４】
使用するマルチフィラメント糸は、通常、合成繊維から構成される長繊維である。合成繊維の例は、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ナイロン系繊維、塩化ビニル系繊維またはウレタン系繊維である。
【実施例１】
【００２５】
接地環の形状、接地環後端と電極糸出口との位置関係および電極の長さを変更することによる、マルチフィラメント糸の開繊度を、以下の作業条件で測定した。その結果を、以下の表１〜３に示す：
・温度：２５℃
・湿度：７０％
・マルチフィラメント糸の種類：ポリエチレンテレフタレート  ５６デシテックス／２４フィラメント
・マルチフィラメント糸の電極内搬送速度：０.１７ｍ／秒
（スピンドル回転数：９２００ｒｐｍ）
・マルチフィラメント糸にかける張力：１ｇ重
・電極に印加した電圧：−５.０ｋＶ
【００２６】
【表１】
2005060858.tif 000003
【００２７】
表１に示されるように、電極長さが３５ｍｍであり、電極糸出口が、糸搬送方向に関して接地環後端から４ｍｍの位置にある場合、接地環の先端内径×後端内径×先端と後端との距離が、６ｍｍ×４ｍｍ×５ｍｍの組み合わせ以外であればマルチフィラメント糸は良好に開繊する。
【００２８】
【表２】
2005060858.tif 000004
【００２９】
表２に示されるように、電極長さが５０ｍｍであり、接地環の先端内径×後端内径×先端と後端との距離が２０×１２×１５ｍｍである場合、接地環後端からの電極糸出口が、糸の搬送方向に関して０〜１２ｍｍの範囲内の位置にあれば、マルチフィラメント糸は良好に開繊するが、−６ｍｍではマルチフィラメント糸は開繊しない。
【００３０】
【表３】
2005060858.tif 000005
【００３１】
表３に示されるように、接地環の先端内径×後端内径×先端と後端との距離が２０×１２×１５ｍｍであり、電極糸出口が糸搬送方向に関して接地環後端から１０ｍｍの位置にある場合、電極長さが、３０〜６０ｍｍの範囲内であればマルチフィラメント糸は良好に開繊するが、１０ｍｍではマルチフィラメント糸は開繊しない。
【００３２】
〈第２の実施形態〉
本発明の第１の実施形態を有する開繊装置のように、マルチフィラメント糸が充分に開繊されると、開繊されたマルチフィラメント糸と電圧印加電極の糸出口とが継続的に接触して、電極がより損耗しやすくなる。この点、マルチフィラメント糸と電圧印加電極とが直接接触しないように、開繊装置において、電極糸出口の内径以上である内径の糸入口を有する硬質管を電極糸出口の先に備えることにより、電極の損耗を防ぐことができる。
【００３３】
硬質管は、基本的に、開繊されたマルチフィラメント糸が電圧印加電極の糸出口と接触しないように、電圧印加電極の糸出口の前方に、少なくとも接続するように存在すれば良い。
硬質管は、通常、その糸入口と糸出口との内径が同じである筒状の形態を有する。しかしマルチフィラメント糸が硬質管糸出口に接触することにより、電極糸出口への接触を防ぐことができれば、硬質管の糸入口および糸出口の内径に多少の差異があっても良い。
【００３４】
従って本実施形態の開繊装置の１つは、硬質管の糸出口が、電圧印加電極の糸出口より糸の搬送方向に関して前方に来るように、電圧印加電極の糸出口が硬質管の糸入口に接続または挿入されている形態を有する。図２に、硬質管に挿入された電圧印加電極を有する開繊装置の、電圧印加電極３および硬質管７の糸出口付近を拡大した断面図を示す。硬質管７に接続または挿入されている電圧印加電極の糸出口３Ｂと、硬質管の糸出口７Ｂとの距離は、１０ｍｍ以下、好ましくは７ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以下である。
【００３５】
硬質管７の材質は、マルチフィラメント糸との接触に対して充分剛性であることが好ましい。例えば硬質管７は、セラミック若しくはステンレスなどの硬質物質、またはその内部表面がダイヤモンド若しくは炭化ケイ素などの硬質粒子で覆われている物質で構成される。
【００３６】
また電圧印加電極３の大部分を、硬質管７内に挿入させて、電極３を保護することもできる。この場合、電極３に外部から電圧を印加できるようにしなければならない。電極３の大部分を硬質管７内に挿入するような場合、例えば、糸搬送方向に関して電極３の後部は硬質管７に挿入させずに露出した状態に残し、そこから電極３と電源とを接続させておくか、硬質管７の途中に欠落部分を設けて、そこから電極３と電源とを接続させることができる。
【００３７】
開繊されたマルチフィラメント糸との接触による損耗を軽減するため、上述の硬質管７を用いる代りに、電圧印加電極３の糸出口部分の少なくとも内部表面が、硬質物質で形成されていても良い。例えば電圧印加電極３の内部表面を、例えばダイヤモンドまたは炭化ケイ素などの硬質粒子でコーティングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態である開繊装置の概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態である開繊装置の、電圧印加電極および硬質管の糸出口付近を拡大した断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１：開繊装置、２：本体、３：電圧印加電極、３Ａ：電圧印加電極の糸入口、３Ｂ：電圧印加電極の糸出口、４：電源、５：蓋体、６：接地環、６Ａ：接地環後端、６Ｂ：接地環先端、７：硬質管、７Ｂ：硬質管の糸出口、Ｌ1：電圧印加電極の長さ、Ｌ2：接地環後端の内径、Ｌ3：接地環先端の内径、Ｍ：マルチフィラメント糸
【図１】
2005060858.tif 000006
【図２】
2005060858.tif 000007