(57)【要約】【課題】走行するマルチフィラメント糸に随伴する流体によって、糸条を構成するフィラメント群の集束性の低下や損傷などを惹起してその品質の低下を招くことがないように、走行糸条に随伴する流体を良好に分離する装置とその方法を提供する。【解決手段】多数のフィラメント群からなるマルチフィラメント糸Ｙを搬送または集束するための回転体１であって、該回転体１の糸条接糸面２を易流体流通性を有する部材で構成して、接糸面２から糸条Ｙあるいは回転体１に随伴する流体を吸引する随伴流体の分離装置及びこれを用いた分離方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のフィラメント群からなるマルチフィラメント糸を搬送または集束するための回転体であって、該回転体の糸条接糸面を易流体流通性を有する部材で構成することを特徴とする随伴流体の分離装置。
【請求項２】
前記易流体流通部材から流体を吸引する流体吸引手段を具備する請求項１に記載の随伴流体の分離装置。
【請求項３】
前記回転体が走行糸条との間の接触摩擦力によって自由回転する回転体あるいは糸条の走行速度に同期して強制駆動される回転体である請求項１または２に記載の随伴流体の分離装置。
【請求項４】
前記回転体の接糸面が非集束状態で走行する前記フィラメント群を集束させるための湾曲した凹形状を有している請求項１〜３の何れかに記載の随伴流体の分離装置。
【請求項５】
前記回転体を回転自在に支する支承軸を、前記易流体流通部材によって形成された内部空間と連通する中空軸とし、該中空軸の中空部から流体を排出する請求項１〜４の何れかに記載の随伴流体の分離装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の装置を使用して走行糸条に随伴する流体を分離することを特徴とする随伴流体の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数のフィラメント群からなるマルチフィラメント糸を連続的かつ高速に搬送あるいは集束するための装置とその方法に関する。さらに詳細には、多数のフィラメント群からなるマルチフィラメント糸が走行する際に、糸条の周囲を流れる気体あるいは液体からなる随伴流体を走行糸条から分離する装置とその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半合成繊維、合成繊維などを製造する繊維製造産業では、収益性を維持・向上させるために生産性の益々の向上が望まれている。このために、繊維の生産速度は一層高速化してきている。しかしながら、この高速化に伴って、従来では問題とはならなかった随伴流体による品質への影響が懸念されるようになってきている。
【０００３】
特に、多数のフィラメント群からなるマルチフィラメント糸を生産する設備においては、走行糸条に随伴する流体が増加し、更に糸条の走行速度が高速化するとますます増加する。このような状況下で、走行糸条を搬送したり、集束したりする回転体などに糸条が導入されてこれに接触すると、前述の随伴流体に起因する問題が生じる。すなわち、回転体の回転に伴って発生する随伴流体も増加すると共に、走行糸条に随伴した流体が回転体に衝突して乱流化したり、渦流化したりする。その結果、乱された随伴流体の影響を受けて糸条の走行安定性が悪くなる。
【０００４】
そうすと、マルチフィラメント糸の集束性が低下したり、走行糸条に揺れが生じたりして糸条の走行状態が著しく不安定になり、糸道も変動する。その結果、製造する糸条の品質の低下およびバラツキが大きくなるという問題が生じる。
そこで、このような問題を解消することが必要となる。そのために、特許文献１（特開昭５９−１２８１６４号公報）において、糸条が走行する経路の中心に走行方向に向かって拡大するテーパー状の糸条通過孔を備えた随伴気流の分離板を所定の間隔をおいて複数個設けることが提案されている。
【０００５】
しかしながら、この従来技術では、走行糸条が分離板に穿設された糸条通過孔に進入する際に、糸条に随伴する流体が激しく分離板に衝突して乱流が発生する。もし、このようにして乱流が生じると、低張力下で走行する糸条では、低張力であるが故に糸条の走行糸道が大きく変動する。このように糸道が不安定となった結果、分離板に糸条が接触して擦過される。そうすると、糸条に損傷が生じると共に、マルチフィラメント糸を構成するフィラメント群の集束性も低下してしまうという問題がある。
【特許文献１】特開昭５９−１２８１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上に述べたように、低張力下で走行するマルチフィラメント糸であっても、フィラメント群の集束性を乱したり、損傷させたりすることなく、マルチフィラメント糸に随伴する流体回転体の回転に伴って生じる随伴流体を良好に分離する技術が強く要望されている。
【０００７】
そこで、本発明は、前述の従来技術が有する諸問題を解決するためになされたものである。すなわち、その目的とするところは、走行するマルチフィラメント糸に随伴する流体や回転体の回転に伴って生じる随伴流体の影響によって、糸条を構成するフィラメント群の集束性の低下や損傷などを惹起してその品質の低下を招くことがないように、走行糸条に随伴する流体を良好に分離する装置とその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに、前記課題を解決するための本発明として、請求項１に記載の「多数のフィラメント群からなるマルチフィラメント糸を搬送または集束するための回転体であって、該回転体の糸条接糸面を易流体流通性を有する部材で構成することを特徴とする随伴流体の分離装置」が提供される。
その際、請求項２に記載の発明のように、「前記易流体流通部材から流体を吸引する流体吸引手段を具備する請求項１に記載の随伴流体の分離装置」とすることが好ましい。
また、請求項３に記載の発明のように、「前記回転体が走行糸条との間の接触摩擦力によって自由回転する回転体あるいは糸条の走行速度に同期して強制駆動される回転体である請求項１または２に記載の随伴流体の分離装置」とすることが好ましい。
また、請求項４に記載の発明のように、「前記回転体の接糸面が非集束状態で走行する前記フィラメント群を集束させるための湾曲した凹形状を有していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の随伴流体の分離装置」とすることが好ましい。
さらに、請求項５に記載の発明のように、「前記回転体を回転自在に支する支承軸を、前記易流体流通部材によって形成された内部空間と連通する中空軸とし、該中空軸の中空部から流体を排出することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の随伴流体の分離装置」とすることが好ましい。
そして、請求項６に記載の発明のように、「請求項１〜５の何れかに記載の装置を使用して走行糸条に随伴する流体を分離することを特徴とする随伴流体の分離方法」とすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の装置とこれを用いた方法では、多数のフィラメント群からなり、かつ高速で走行するマルチフィラメント糸が搬送または集束される回転体に導入されて接触する接糸面を易流体通過部材で構成している。
【００１０】
このように、本発明では、接糸面が易流体通過部材で構成されているので、その上を糸条が走行する接糸面の上方側だけでなく、その下方側からも随伴流体が逃げることができる。したがって、糸条が高速走行しながら回転体の接糸面と接触しても、随伴流体は接糸面と衝突することなく、易流体通過性を有する接糸面の下方から円滑に流出する。その結果として、走行糸条や回転体に随伴する流体を良好に分離できることとなり、随伴流体による乱流や渦流の形成を抑制することができる。
【００１１】
これに対して、接糸面がこのような易流体通過部材で構成されていない従来の回転体では、走行糸条に随伴する流体は接糸面から下方側へは逃げることができない。このため、接糸面と衝突して接糸面の情報側で乱流となったり、渦流となったりする。
【００１２】
しかしながら、本発明の装置と方法によれば、前述のように、随伴流体に起因する乱流や渦流の影響を受けない。したがって、マルチフィラメント糸の集束性を低下させることがなく、糸条の走行安定性を十分に確保したまま搬送したり、集束したりすることができる。しかも、それだけではなく、集束状態で走行する糸条だけでなく、非集束状態で走行するマルチフィラメント糸であっても、きわめて良好に搬送させたり、集束させたりすることができる。
【００１３】
その結果、従来技術のように、随伴流体によって生じるマルチフィラメント糸の集束性の低下や擦過損傷によって、製造する糸条の品質の低下あるいは品質のバラツキといった問題を解決することができる。しかも、走行糸条から随伴流体を高速に分離することが可能であるため、生産速度をより高めることができるという顕著な効果を有する。
【００１４】
また、本発明によれば、回転体の易流体通過性を有する接糸面から積極的に糸条や回転体に随伴する流体を吸引するようにすることが好ましい。このようにすることによって、走行糸条や回転体に随伴する流体をより効率良く走行糸条から分離できる。また、これと共に、随伴流体を含む回転体と走行糸条との周りに存在する流体が、接糸面の上方から下方へ整然と吸引されるようになる。
【００１５】
その結果、吸引される流体は走行糸条を回転体へ押付けるように流れることになる。そうすると、低張力下で走行する糸条であっても、走行する糸道が安定する。したがって、非集束状態（開繊状態）で走行する糸条であっても、きわめて安定に接糸面との間でスリップなどが生じて過度に擦過されることなく、良好かつ安定に走行させることができる。その結果、品質に優れた糸条を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明で用いる繊維としては、ポリエステル、ポリアミド、アラミドなどの合成繊維、あるいは、レーヨンなどの半合成繊維である。しかしながら、綿、絹、麻などの天然繊維などであっても構わない。本発明において、このような繊維によって構成される糸条として、多数のフィラメント群（単繊維群）からなるマルチフィラメントに適用することが好ましい。
【００１７】
このとき、前記マルチフィラメント糸のフィラメント数としては、特にその数を限定する必要はないが、１００フィラメント以上、５５００００フィラメント以下が好ましい。さらに好ましくは、１０００フィラメント以上、４０００００フィラメント以下である。
その際、１００フィラメント未満のフィラメント数を有する糸条では、随伴する流体も少量となる。そのため、本発明の装置を用いる効果が小さくなるので好ましくない。逆に、５５００００フィラメントを超えると、分離装置が大きくなりすぎるとともに、走行糸条の厚みが太くなるため均一に随伴流体を除去すること困難となるので好ましくない。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る随伴流体の分離装置を模式的に例示した斜視図である。この図１において、符号Ｙは走行糸条、符号１は回転体、符号２は回転体１の接糸面、符号３は回転体１の端部、そして、符号４は回転体１を回転自在に支承する中空軸である。
【００１９】
以上に説明したように構成された随伴流体分離装置の実施形態例（図１）において、走行糸条Ｙを搬送したり、集束したりする回転体１は、ローラで形成されている。また、このローラは、接糸面２、端部３，３、そして、端部３，３に設けられた回転軸４，４を含んで構成されている。
【００２０】
以上のように構成され、糸条Ｙを搬送または集束する回転体１では、接糸面２と端部３，３とで囲まれた内部は、接糸面２から流入した流体が流通自在となる空洞空間が形成されている。さらに、端部３，３で回転体１を回転自在に支承する回転軸４，４には、前記空洞空間に流入した流体を排出するために中空とする。したがって、接糸面２から空洞部に流入した流体は、空洞空間と連通する回転軸４の中空から容易に排出可能である。
【００２１】
なお、図１に示した例では、回転軸４は回転体１を図示省略した軸受けによって両持ちで支承される態様を示したが、場合によっては片持ちで支承される態様にしてもよい。このとき、両持ち構造を採用する場合には、回転軸４は両方とも中空とする必要は無く、少なくともどちらか一方を流体排出可能な中空構造とすればよい。
【００２２】
更に、回転軸４は、端部３，３を貫通する一本の軸で構成することもできる。この場合、回転軸４に設けた中空部には、回転体の内部で空洞に開口して連通する連通孔群を穿設しておく。このようにすることによって、接糸面２から回転体１の空洞部に流入した流体は、前記連通孔群を介して回転軸４の中空部に流入させることができ、この中空部から系外へ排出することができる。
【００２３】
本発明においては、走行糸条Ｙの搬送または集束を行う回転体１の近傍に存在する流体は、溶融紡糸あるいは乾式紡糸のような製糸工程を例に採ると、この場合は空気や水蒸気などの気体雰囲気中に設置されていることになる。また、湿式紡糸や乾湿式紡糸のような製糸工程では、回転体１は水あるいは凝固液のような液体雰囲気中に設置されている。さらには、この回転体１は、気体と液体雰囲気の界面に設置されていても良い。
【００２４】
このように回転体１が設置される環境に応じて、本発明が対象とする随伴流体は、気体、液体、あるいは気液混合流体となる。すなわち、走行糸条Ｙあるいは回転体１に随伴する流体は、例えば溶融紡糸または乾式紡糸であれば、対象とする流体は空気や水蒸気などの気体となり、また、湿式紡糸であれば、凝固工程や水洗工程で試用される凝固液や水洗液などの液体となる。
【００２５】
以上に述べた随伴流体は、前述のように、糸条Ｙの走行あるいは回転体１の回転に伴って生じる。このとき、発生した随伴流体は、本発明のように回転体１の内部に接糸面から吸引されることにより逃がされなければ、走行する糸条Ｙの近傍において、乱流あるいは渦流に変わってしまう。つまり、前述のように、随伴流体が回転体１と衝突したり、随伴流体が回転体１の回転に巻き込まれたりすると、乱流や渦流を発生させてしまう。
【００２６】
そうすると、糸条Ｙの搬送あるいは集束のために、糸条Ｙを回転体１に導入して接触させる際に、これらの乱流あるいは渦流によって、糸条Ｙを構成するフィラメント群の走行安定性が乱される。そうすると、多数のフィラメント群から構成されるマルチフィラメント糸Ｙの走行安定性が乱されて、その糸道も不安定となり、走行糸条Ｙを構成するフィラメント群の集束性も低下する。
【００２７】
この現象は、特に、フィラメント群が非集束かつ低張力で走行する場合により顕著に現われることは言うまでもない。そこで、走行糸条Ｙに随伴する流体を糸条Ｙから十分に分離する必要が生じる。そのためには、回転体１の内部へ随伴流体を積極的に吸引して、走行糸条Ｙ側へと流れないようにすることが望ましい。
【００２８】
ここで、随伴流体の吸引方法については、本発明の要旨を満足する限りにおいて、特に限定する必要はない。ここで、流体を吸引したり、排出したりする前記流体吸引手段の具体例を挙げるならば、随伴流体が気体である場合と液体である場合とでは異なるが，例えばブロアーや真空吸引機などの排風機、流体ポンプ、エジェクタなどを例示することができる。ただし、図１ではこの流体吸引手段は図示省略している。
【００２９】
なお、ここではその詳細説明を省略するが、回転軸４（回転側）と流体吸引手段（図示せず）の流体排出配管（固定側）とは、回転軸４が回転自在となることを妨げないように、周知のロータリ・ジョイントによって接続されているのが好ましいことは言うまでもない。
【００３０】
このようにして、周知の前記流体吸引手段によって、回転軸４の中空部より回転体１内部の空洞空間に存在する流体を図１の白抜き矢印方向へと吸引する。そうすると、糸条Ｙや回転体１に随伴する流体は、走行する糸条Ｙから分離されて、走行糸条Ｙの周りから除去される。
【００３１】
以上に述べたような流体吸引手段を使用するならば、糸条Ｙが走行する接糸面２は易流体通過性を有するので、走行糸条Ｙと回転体１の糸条糸道の近傍に存在する流体が接糸面２を横切って流れ、前記中空軸から排出される。そうすると、このようにして流れ方向が形成された流体によって、走行糸条Ｙが回転体１の接糸面２に押付けられて走行する状態を具現化できる。
【００３２】
しかも、この流体の流れは、従来のように乱流となったり、渦流となったりしない。それどころか、接糸面２の上方側（回転体１の外部側）から下方側（回転体１の内部側）へと整然とその流れ方向が制御された流れを形成する。このため、走行糸条Ｙの走行状態を不安定にするなどの悪影響を及ぼさず、それ故に、回転体１上を走行する糸条Ｙの糸道を変動させることもない。
【００３３】
したがって、例え非集束状態（開繊状態）で糸条Ｙが回転体１上を走行していても、その状態が乱されることがない。しかも、走行糸条Ｙは、制御された流体の流れによって強く回転体１に押付けられる。したがって、回転体１に強く押付けるための高い糸張力で糸条Ｙを拘束しながら走行させなくてもよい。
【００３４】
このため、低い糸張力で走行する糸条Ｙであったとしても、糸条Ｙの糸道は非常に安定した状態を維持する。このように、低張力で回転体１上に糸条Ｙを走行させることができるので、走行糸条Ｙと回転体１との間に作用する摩擦力も低下させることができる。そうすると、回転体１に糸条Ｙが擦過されて生じる糸条Ｙの損傷も抑制することができる。
【００３５】
以上に説明したように、本発明に係る回転体１では、易流体通過性を有する接糸面２から走行糸条Ｙあるいは回転体１に随伴する流体をその内部へ吸引して系外へ流出させることを一大特徴とする。したがって、本発明では、接糸面２に易流体通過性を付与する必要がある。
【００３６】
そこで、本発明では、接糸面２に随伴流体を排出または吸引するための排出孔あるいは吸引孔を設ける。なお、このような易流体通過性を付与するために設ける排出孔あるいは吸引孔は、パンチングプレートなどの開孔体を好適に使用することができる。しかし、本発明においては、その要旨を満足する限りにおいて、このようなに開孔体に限定する必要は特にない。例えば、金網などの網状体、あるいは金属粒子又はセラミック粒子を焼き固めた多孔質焼結体などを用いることもできる。
【００３７】
なお、以上に述べたような易流体通過性を有する接糸面２に使用する部材としては、その使用環境に応じて適宜選択すべき性質のものである。しかし、一般的には、好ましい部材として、腐食や錆などの発生がないステンレス金属などの金属材料、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素などからなるセラミックス材料、あるいはプラスチック材料などを例示することができる。ただし、このとき使用する部材は、流体を通過させることが可能であって、しかも、その上を走行する糸条Ｙに損傷を与えず、更に、糸条Ｙの走行安定性を阻害しないなものである必要があることは言うまでもない。
【００３８】
ただし、走行する糸条張力などの影響で易流体通過性を有する接糸面２が変形し易い場合、例えば金網などの網状体のように変形し易い部材で構成されている場合には、これらの部材を後方で支持する強度部材あるいは補強部材を設けることが好ましい。ここで、このような強度部材あるいは補強部材として、例えば、格子状開口、ハニカム状開口などの流体通過開口が設けられたスケルトン部材を設置することが好ましい。
【００３９】
次に、本発明に使用する回転体１は、糸条Ｙを搬送したり、集束したりするために、回転しない固定体ではなく、その名の通り、走行糸条Ｙと共に回転する回転体１を使用する。この回転体１は、走行糸条Ｙとの接触によって自由回転する回転体１あるいは糸条Ｙの走行速度に同期させて強制駆動する回転体１とすることが好ましい。中でも特に好ましくは、走行糸条Ｙと接糸面２との間にスリップが生じて、擦過によって糸条Ｙに損傷を生じさせないようにするために、走行糸条Ｙと同期して強制駆動することが好ましい。
【００４０】
本発明に用いる随伴気流の分離装置としては、単純に走行糸条Ｙを搬送するための横型の直円筒形状を有する回転体１の他に、回転体１の接糸面に凹部を形成して、非集束状態で走行するマルチフィラメント糸Ｙを集束させるようにすることができる。
【００４１】
以下、この第２の実施形態例について、図２を参照しながら説明する。ただし、この図２に使用した符号については、図１に示した各要素部材と同じ機能を有するものは、図１に準拠して同じ符号を付した。
【００４２】
図２には、回転体１へ導入される非集束状態のマルチフィラメント糸Ｙを集束させるために、回転体１の接糸面２は糸条Ｙの走行方向に沿って、その中央部に凹状溝部が設けられている。ただし、この凹状溝の溝側部は、溝底部へ向かう傾斜面が形成されている。なお、このような点を除いて、図２に例示した回転体１は、図１に例示した回転体１と同様の構造を有している。
【００４３】
以上に説明した構造を有する図２の回転体１において、非集束状態で走行するマルチフィラメント糸Ｙは、接糸面２の凹状溝部に導入されて、凹状溝部に押付けられる。そうすると、非集束状態のフィラメント群は、溝側部の傾斜面を滑り降りて溝底部に集束されることになる。
このとき、既に説明したように、接糸面２の易流体通過性に関しては、図１の場合と同様な特徴を有するので、走行糸条Ｙや回転体１に随伴する流体が良好に分離されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係わる随伴流体の分離装置の第１実施形態例を模式的に示した斜視図である。
【図２】本発明に係わる随伴流体の分離装置の第２実施形態例を模式的に示した斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：回転体
２：回転体の接糸面
３：回転体の端部
４：回転体の端部に取付けられた中空軸
Ｙ：糸条
【図１】
2007277756.tif 000003
【図２】
2007277756.tif 000004