(57)【要約】【課題】糸条の巻取り装置のトラバース装置に用いられるトラバースチップの衝撃吸収性および耐衝撃性を改良し、長期間交換することなく使用できるトラバースチップを提供することにある。【解決手段】ヤーンガイドと、該ヤーンガイドを保持する滑動部と、該滑動部を勘合する嵌合部とを有するトラバースチップにおいて、前記トラバースチップの滑動部および嵌合部が、硫酸相対粘度４〜２５のポリアミド樹脂からなることを特徴とする糸条巻取り装置用トラバースチップ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヤーンガイドと、該ヤーンガイドを保持する滑動部と、該滑動部を嵌合する嵌合部とを有するトラバースチップにおいて、前記トラバースチップの滑動部および嵌合部が硫酸相対粘度４〜２５のポリアミド樹脂からなることを特徴とする糸条巻取り装置用トラバースチップ。
【請求項２】
前記ポリアミド樹脂が、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６・１０、およびナイロン６・１２から選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１に記載の糸条巻取り装置用トラバースチップ。
【請求項３】
前記ポリアミド樹脂が、２〜１５重量％の可塑材を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の糸条巻取り装置用トラバースチップ。
【請求項４】
ヤーンガイドと、該ヤーンガイドを保持する滑動部と、該滑動部を嵌合する嵌合部を有するトラバースチップを成形した後に固相重合して、滑動部と嵌合部のポリアミド樹脂の硫酸相対粘度が４〜２５となるように成形加工することを特徴とする糸条巻取り装置用トラバースチップの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のトラバースチップを備えたことを特徴とする糸条巻取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸条巻取り装置用トラバースチップおよびその製造方法に関し、特にトラバースチップの衝撃吸収性および耐衝撃性を改良し、長期間交換することなく使用できるトラバースチップおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、糸条の巻取り機は高速化かつ多糸条化が進んでいる。巻取り速度は、毎分３０００〜７０００ｍになり、多糸条化も４〜１６チーズを同時に巻取る多山取り巻取り機が用いられている。高速化および多糸条化に伴ない、巻取り機のトラバース装置における最大の課題がトラバースチップの寿命を長くすることである。巻取り速度が毎分３０００〜７０００ｍの糸条速度において適した綾角度で巻取りを行なうためには、毎分３５０〜９００ｍのトラバース速度が必要となる。
【０００３】
しかし、通常用いられる例えば後述する従来の改良された糸条のトラバース方法および装置において、従来の熱可塑性トラバースチップを上記高速の巻取りに用いた場合、トラバースチップの滑動部とガイドレールとの間、および嵌合部とカム溝との間に生ずる摩擦により摩擦熱が発生し、該部分が摩耗したり、あるいはトラバースチップの折り返し時の衝撃を吸収しきれずに嵌合部が脆性破壊して破損するなど、短期間で使用が不能となることが多かった。トラバースチップの破損は、巻取り機の停止、すなわち生産の停止となり、生産現場における生産効率の低下、トラバースチップの交換に要する人件費、さらにはトラバースチップのコストアップの問題を生じていた。また、多糸条巻取り機の場合には、１ヶのトラバースチップの破損によって全糸条の巻取りが停止されるため、トラバースチップの長寿命化は益々重要な課題となっている。
【０００４】
従来、糸条の巻取りにおいて、改良された糸条のトラバース方法および装置が提案され（例えば、特許文献１参照）、また改良された糸条巻取り装置用トラバースチップが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献１では、「破断しにくく、スムーズに滑動するトラバースチップを有する糸条のトラバース方法およびその装置を得る。」ことを課題とし、該課題は、「表面に螺旋形のエンドレスカム溝を有するトラバースカムと、トラバースカムドラムに回転運動を伝達するモーターと、カム溝を滑動するトラバースチップなどから構成され、そのトラバースチップが糸を把持するヤーンガイド部と、滑動部と、嵌合部とからなり、カム溝の側面側で、活動部と嵌合部は直線状につながっているとともに、その断面形状の全ての内角が９０度以上１８０度未満で、更に、重心Ｇの位置が嵌合部内に設定されている。」とすることによって解決されるとしている。
【０００６】
特許文献２では、「高速巻取り時における摩耗、トラバースチップ折り返し時の衝撃を大幅に低減し、連続使用可能な時間を著しく長くする。」ことを課題とし、該課題は、「トラバースチップの嵌合部の一部に、滑動部の引張破断点伸びより大きい引張破断点伸びを有する材料からなる衝撃吸収部を設けた。」ことによって解決されるとしている。
【０００７】
上記特許文献２は、トラバースチップの形状や材質を改良して、トラバースチップがスムーズに滑動し、破断し難く、長期間の連続使用が可能なトラバース装置を提供する方法およびまたは装置を開示しているものである。
【０００８】
しかしながら、特許文献１は、トラバースチップを構成する滑動部と嵌合部間の剪断破壊を防止すると共に、トラバースチップがカム溝内でスムーズに滑動することのできる糸条のトラバース方法およびその装置の改良に関する提案であり、トラバースチップ材質そのものの改良に関する技術は一切記述されていない。
【０００９】
また、特許文献２では、トラバースチップの滑動部に、耐熱性を有する繊維を含有したポリアミド系熱可塑性樹脂またはポリイミド系熱可塑性樹脂を用い、嵌合部には衝撃吸収可能な滑動部の引張破断点伸びより大きい引張破断点伸びを有する材料を用いることを開示している。そして、従来嵌合部および滑動部の両方にナイロン６、ナイロン６６およびナイロン１１等のポリアミド系熱可塑性樹脂、あるいはポリイミド系熱可塑性樹脂が用いられていたものに比べ大幅な改良がなされるとしている。
【００１０】
しかしながら、近年の糸条巻取り速度の向上、および多糸条巻取り機の開発に伴ない、トラバースチップを更に長期間使用可能とすることが求められているが、上記従来の技術を適用しても、要求を満足させるものは得られていなかった。
【特許文献１】特開平６−３２１４２６号公報
【特許文献２】特開平９−３０７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、糸条巻取り装置のカムトラバース装置に用いられるトラバースチップの衝撃吸収性および耐衝撃性を改良し、長期間交換することなく使用できるトラバースチップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題は下記手段によって解決できる。
【００１３】
（１）ヤーンガイドと、該ヤーンガイドを保持する滑動部と、該滑動部を嵌合する嵌合部とを有するトラバースチップにおいて、前記トラバースチップの滑動部および嵌合部が硫酸相対粘度４〜２５のポリアミド樹脂からなることを特徴とする糸条巻取り装置用トラバースチップ。
【００１４】
（２）前記ポリアミド樹脂が、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６・１０、およびナイロン６・１２から選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする前記（１）項記載の糸条巻取り装置用トラバースチップ。
【００１５】
（３）前記ポリアミド樹脂が、２〜１５重量％の可塑材を含有することを特徴とする前記（１）または（２）項記載の糸条巻取り装置用トラバースチップ。
【００１６】
（４）ヤーンガイドと、該ヤーンガイドを保持する滑動部と、該滑動部を嵌合する嵌合部を有するトラバースチップを成形した後に固相重合して、滑動部と嵌合部のポリアミド樹脂の硫酸相対粘度が４〜２５となるように成形加工することを特徴とする糸条巻取り装置用トラバースチップの製造方法。
【００１７】
（５）前記（１）〜（３）項のいずれかに記載のトラバースチップを備えたことを特徴とする糸条巻取り装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の適用によって、糸条の巻取り装置のトラバース装置に用いられるトラバースチップの衝撃吸収性および耐衝撃性が著しく改良され、トラバースチップを長期間交換することなく使用することができる。本発明のトラバースチップは、特に高速・多糸条巻取り機に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のトラバースチップを適用する糸条巻取り装置のカムトラバース装置は、表面にカム溝を有する回転自在なトラバースカムドラムと、前記カム溝と嵌合し、ヤーンガイドを有するトラバースチップと、該トラバースチップを滑動させてトラバースチップを前記トラバースカムドラムの軸方向に案内するガイドレールと、前記トラバースカムドラムを回転させる駆動装置と、を備えた糸条の巻取り装置のトラバース装置である。そして、本発明の糸条巻取り装置用トラバースチップは、前記トラバースチップの滑動部および嵌合部が硫酸相対粘度４〜２５のポリアミド系樹脂からなることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明のトラバースチップに、硫酸相対粘度４〜２５、好ましくは４〜２０のポリアミド樹脂を適用することにより、滑動部および嵌合部の衝撃吸収性および耐衝撃性等を同時に満足させることができる。
【００２１】
したがって、本発明のトラバースチップに用いられる硫酸相対粘度が４〜２５のポリアミド樹脂は、硫酸相対粘度４〜２５を満足するポリアミド樹脂であれば良い。例えば、ナイロン４６、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６・１０、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６・１２、ナイロンＭＸＤ等の脂肪族ポリアミドであり、かつこれらの共重合およびブレンドポリマからなる樹脂を用いることができる。中でも、トラバースチップの性質として最も優れているのはナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６・１０およびナイロン６・１２である。
【００２２】
本発明において、硫酸相対粘度とは、９８％硫酸２５ｃｃに試料ポリマー樹脂０．２５ｇを溶解し、オストワルド粘度計を用いて２５℃の高温水槽中で測定した値である。
【００２３】
本発明のトラバースチップに用いるポリアミド樹脂は、２〜１５重量％の可塑剤を含むものであることか好ましい。ポリアミド樹脂の粘度測定では可塑剤の分離除去や可塑剤分の重量補正を行なわないで求めた値である。なお、本発明で用いるポリアミド樹脂中の可塑剤成分は、前記９８％硫酸溶液に溶解するので、特に除去することなく粘度測定が可能である。
【００２４】
硫酸相対粘度が４未満のトラバースチップでは、長期間の使用に耐える効果を得ることはできない。一方、硫酸相対粘度が２５を越えると本発明効果は飽和してしまい、しかも該高粘度の樹脂を製造するためには長時間の重合を必要とする。
【００２５】
本発明のトラバースチップに用いるポリアミド樹脂の可塑剤としては、例えば、エチレンビスステアリルアミド、ヘキサメチレンステアリルアミド、および−ジオレイルアジピン酸や脂肪酸アミド類、ジブチルベンゼンスルホン酸ソーダ等を用いることができる。該可塑剤は、トラバースチップの衝撃吸収性および耐衝撃性の向上、および成形性の向上のために用いられる。可塑剤の添加量がポリアミド樹脂に対して２重量％未満では可塑剤添加の効果画十分得られず、１５重量％を越えるとトラバースチップの強度が低下し、耐衝撃性もかえって低下するため好ましくない。
【００２６】
本発明のトラバースチップは、後述するように固相重合して硫酸相対粘度を高めているため、該固相重合に伴う加熱によってポリアミド樹脂が高度に結晶化し、その結果、耐衝撃性が向上する。
【００２７】
上記本発明のトラバースチップは、衝撃吸収性、耐衝撃性に優れ、かつ滑動性、耐熱性等にも優れているため、長期間の使用に耐え得ることを最大の特徴とし、さらに成形性に優れ、かつ嵌合部と滑動性を同一素材としていること、および通常のポリアミド樹脂と可塑剤を原料としていること等から、コストも安い等の利点を有する。
【００２８】
本発明のトラバースチップは、例えば、以下の方法で製造することができる。
【００２９】
本発明のトラバースチップにおいて、ヤーンガイド部は、アルミナ等のセラミック製の耐摩耗性材料を成形し、成形されたヤーンガイド部をはめ合わせた状態で、ヤーンガイド部以外の滑動部および嵌合部を、ポリアミド樹脂の一体物として成形し、トラバースチップとする。滑動部および嵌合部の成形には、射出成形方法が用いられ、加工条件としては、例えば、シリンダー温度を２１０〜３００℃、射出圧力を７０〜１７０ＭＰａ、金型温度を４０〜８０℃で行なう。ここで用いるポリアミド樹脂は前記したポリアミド樹脂を用いるが、この場合に、硫酸相対粘度が２．５〜３．９のもの、特に３．０〜３．５のものを用いると、最も成形性に優れ、かつトラバースチップの特性も比較的バランスのとれたものが得られるが、このようにして得られたトラバースチップでは本発明の効果は認められない。
【００３０】
本発明のトラバースチップは、上記成形されたトラバースチップを、ポリアミド樹脂部分の硫酸相対粘度が４〜２５となるまで固相重合して粘度を高めることによって得られる。固相重合は、１４０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃で、２４〜４８時間加熱することによって行なわれる。固相重合は２０Ｔｏｒｒ以下での真空下、または加熱窒素をフローさせながら行なう。本発明のトラバースチップは該固相重合によって若干収縮するが、これはヤーンガイド部と滑動部および嵌合部とのはめ合わせを強固にすることができ、トラバースチップの破損を防止し、長期間使用を可能とすることに寄与する。固相重合前のトラバースチップのサイズおよび材質が均一であれば、固相重合を経ることによって歪みが生じるようなことは極めて少なく、例えば固相重合後のトラバースチップの良品の収率は９８％以上である。
【００３１】
本発明のトラバースチップは、硫酸相対粘度４〜２５のものであるが、上記高粘度ポリマーは固相重合することなく、液相重合によって得ることもできる。しかしながら、液相重合では、工業的に得ようとすると硫酸相対粘度は６程度までしか得ることが困難である。また、高粘度ポリマーが得られたとしても、高粘度ポリマーほど結晶化速度が低下するため、トラバースチップの成形性（特に成形リサイクル性）が劣り、採用することが難しくなる。また、本発明のトラバースチップは、固相重合によって高粘度ポリマー特有の耐衝撃吸収性が得られ、また、同時に高結晶化度となることによって耐衝撃性が向上することから、固相重合による高粘度化が最も好ましい方法である。
【００３２】
本発明のトラバースチップは小さいため、固相重合装置も大掛かりなものは不要であり、例えば実験室用の真空乾燥機や、実験用エバポレーターを流用して固相重合することができる。
【００３３】
かくして、本発明のトラバースチップを製造することができる。
【００３４】
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。
【００３５】
図１は、本発明の糸条巻取り装置の一実施態様を示す全体斜視図である。この糸条巻取り装置は、表面に螺旋形エンドレスのカム溝２を有するトラバースカムドラム１の軸方向の一端に取り付けられたプーリーと駆動モーター４のプーリーとをベルトを介して連結することにより、モーターの回転力を受けてトラバースカムドラム１が所定方向に回転するようになっている。前記トラバースカムドラム１のカム溝２には本発明によるトラバースチップ５が嵌合されており、前記トラバースカムドラム１の回転に伴なって前記トラバースチップ５を回転方向へ運動させようとする。この際、トラバースチップ５のトラバースカムドラム周方向の運動は、トラバースカムドラム１の収納部分であり、回転を伴わないカムボックスに取り付けられたガイドレール３により規制されるため、トラバースチップ５の運動はトラバースカムドラム１にエンドレスに形成されたカム溝２のプロフィールに従いながら、トラバースカムドラム軸方向にのみ往復運動する。
【００３６】
図２は、この本発明の最も要部であるトラバースチップ５の一実施態様を示す斜視図である。このトラバースチップ５は、糸条を把持する部分であるヤーンガイド６と前記ガイドレール３に接触し、トラバースカムドラム周方向の回転力を受ける滑動部７と、トラバースカムドラム１のカム溝内部に嵌合する嵌合部８により構成される。
【００３７】
図３は、トラバースチップ５とカム溝２の嵌合状態を示す側面図である。
【実施例】
【００３８】
以下に実施例を用いて本発明の態様を具体的に記述するが、本発明で用いた特性値の測定方法および効果の評価方法は以下の通りである。
【００３９】
１．硫酸相対粘度：
トラバースチップのヤーンガイド部を取り除いたポリアミド樹脂部分を、ドライアイスで冷却しながら粉砕器にて粉砕した該粉砕試料０．２５ｍｇを三角フラスコに取り、９８％硫酸２５ｃｃを加えて振トウ器にかけて溶解し、オストワルド粘度計に上記試料溶液１５ｃｃを取り、２５℃の高温槽中で粘度を測定した。硫酸相対粘度は以下の式の通り、オストワルド粘度計で測定した溶液の落下秒数と溶液である９８％硫酸の落下秒数の比から求めた値である。
【００４０】
硫酸相対粘度＝９８％硫酸粘度×溶液の落下秒数／９８％硫酸の落下秒数
２．トラバースチップの破損頻度：
後述する実施例の産業用ナイロン６６繊維の製造において、４糸条の紡糸延伸プロセスで３５００ｍ／ｍｉｎの巻取り速度で製糸を行ない、２機の巻取り装置に各２チーズずつ巻取った。該製糸中、トラバースチップの破損によって巻取りを停止した回数を、巻き取った糸条の長さ（４糸条分）で徐した値をトラバースチップの破損頻度（回／千万ｍ）として求めた。
【００４１】
３．白紛の発生：
後述する実施例の産業用ナイロン６６繊維の製造において、トラバースチップを破損することなく５時間連続使用した時の、滑動部および嵌合部から発生する白紛を観察し、以下に示す基準で判定した。
○：白紛の発生無し。
×：白紛の発生有り。
【００４２】
[実施例１〜６、および比較例１〜２]
硫酸相対粘度が３．７のナイロン６６チップをエクストルダー型紡糸機で溶融紡糸する。紡糸温度は３００℃とし、紡糸パック中で２０μｍの金属フィルターを通して濾過された後、口金細孔を通して紡出する。各紡糸パックの口金直下には３００℃に加熱した加熱筒を設け、口金面から２５ｃｍ間を加熱雰囲気で覆われた徐冷ゾーンを通過させ紡糸する。加熱筒を通過した糸条は冷風によって冷却固化され、次いで油剤を付与し引き取りローラーに捲回され、引き取られる。引き取った糸条は、連続して熱延伸ゾーンに送られ直接紡糸延伸される。２段延伸したのち、弛緩処理をして巻取る。最終の延伸および熱セット温度は２３０℃で行ない、延伸倍率は４．５倍とした。糸条の巻取り速度は３５００ｍ／ｍｉｎで巻き取った。
【００４３】
本糸条巻取り装置のスクロールカムのトラバースストロークは２００ｍｍであり、該スクロールカムのトラバース速度は４８０ｍ／ｍｉｎである。
【００４４】
上述した製糸プロセスの巻取りにおいて、糸条巻取り装置用カムトラバース装置のトラバースチップの材質を変更して、該トラバースチップの破損頻度および白紛の発生について比較評価した。
【００４５】
実施例および比較例に供したトラバースチップは、ヤーンガイド部にセラミックを用い、滑動部および嵌合部に表１〜２に示すポリマーを用いて成形した。
【００４６】
実施例１〜６については、成形したトラバースチップを真空乾燥機を用いて固相重合を行ないトラバースチップの特性を変更して使用した。固相重合の条件と固相重合によって得られたトラバースチップの特性、該トラバースチップの破損頻度と白紛の発生について表１に示す。
【００４７】
比較例１に供したトラバースチップは、固相重合を行なわず使用した。比較例２に供したトラバースチップは、滑動部および嵌合部にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いて使用した。比較例１の特性と比較例１、２を上述した製糸プロセスの巻取りにおいて使用した際の該トラバースチップの破損頻度について表２に示す。
【００４８】
結果、実施例１〜６はいずれも、表１〜２に示すように比較例１やトラバースチップの滑動部および嵌合部にＰＥＴを用いた比較例２に比べ、破損頻度が大幅に改善され、長期間交換することなく連続使用できることが分かる。
【００４９】
【表１】
2005206959.tif 000003
【００５０】
【表２】
2005206959.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明のトラバースチップを使用した糸条の巻取り機用トラバース装置の一実施態様を示す全体斜視図である。
【図２】この発明のトラバースチップの一実施態様を示す全体斜視図である。
【図３】この発明のトラバースチップとカム溝との嵌合状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１：トラバースカムドラム
２：カム溝
３：ガイドレール
４：駆動装置
５：トラバースチップ
６：ヤーンガイド
７：滑動部
８：嵌合部
【図１】
2005206959.tif 000005
【図２】
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【図３】
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