(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルと、当該各ノズルから紡出される弾性繊維のそれぞれを巻き取る巻取ローラとを備えた弾性繊維の製造装置であって、
前記ノズルと前記巻取ローラとの間に配設され、前記ノズルから紡出された弾性繊維を、略鉛直下向きに前記巻取ローラへ案内するガイド部材と、
前記ガイド部材に配設された油剤付与手段と、をさらに備え、
前記複数のノズルは列をなすように並べて配置され、その配列方向と前記巻取ローラの軸方向とが略平行であり、
前記ガイド部材は、前記ノズルの配置間隔より広い間隔で配置され、
前記油剤付与手段は、前記弾性繊維を傾斜させるための前記ガイド部材の押圧方向から、前記弾性繊維に対して油剤を吐出付与することを特徴とする弾性繊維の製造装置。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記ノズルとの配置間隔の相違に起因して生ずる前記ノズルから該ガイド部材に至るまでの前記弾性繊維の鉛直線に対する傾斜角に関し、最大値と最小値との差が、１．５°以下となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の弾性繊維の製造装置。
【請求項３】
列をなすように並べて配置された複数のノズルから紡出される各弾性繊維を、前記ノズルの配列方向と略平行な回転軸を有する巻取ローラにより巻き取り、
前記ノズルと前記巻取ローラとの間において、前記ノズルの間隔より広い間隔でガイド部材を配置し、
前記ガイド部材により、前記弾性繊維を略鉛直下向きに前記巻取ローラへ案内し、
前記ガイド部材において、前記弾性繊維を傾斜させるための前記ガイド部材の押圧方向から、前記弾性繊維に対して油剤を吐出付与することを特徴とする弾性繊維の製造方法。
【請求項４】
前記ノズルと前記ガイド部材との配置間隔の相違に起因して生ずる前記ノズルから該ガイド部材に至るまでの前記弾性繊維の鉛直線に対する傾斜角に関し、最大値と最小値との差を、１．５°以下とすることを特徴とする請求項３に記載の弾性繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衣料品等に使用されるポリウレタン等からなる弾性繊維を製造する装置、及び該弾性繊維を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高い弾性特性からポリウレタン弾性繊維が注目を集めている。このポリウレタン弾性繊維は、少量を混用することで、布帛に伸縮性、フィット性、形態安定性等の付加価値を与えることができるため、種々の用途に用いられている。
【０００３】
ポリウレタン弾性繊維の製造方法としては、乾式紡出法、湿式紡出法、溶融紡出法等が知られているが、なかでも溶融紡出法により得られるポリウレタン弾性繊維は、熱セット性、耐摩耗性、透明性が優れており、しかも製造コストが低いことから、近年、その使用量が増加している。溶融紡出法は、溶融したポリマーを紡糸口金から紡出し、紡出された繊維を冷風で冷却固化した後、油剤を付与してロールに巻き取る方式であるが、従来、弾性繊維の巻き取りは、弾性特性の低いポリエステルやナイロン製繊維等と同じ、次のような製造装置により行われていた。
【０００４】
図３に示すように、この製造装置５１は、長手方向に複数のノズル５３が一列に形成された紡糸口金５５を備えており、この紡糸口金５５の下方に弾性繊維Ｗをガイドするとともに油剤を付与する油剤付与装置５７が配設されている。紡糸口金５５と油剤付与装置５７との間には、送風機５９が配設され、この送風機５９によってノズル５３から吐出される弾性繊維Ｗに冷風が吹き付けられる。油剤付与装置５７の下方には、弾性繊維Ｗを案内するガイド部材６１、２つのゴデットローラ６３，６５、及び弾性繊維Ｗをロール６７に巻き取る巻取ローラ６９が配設されているが、これらはスペースの有効利用のため、その軸方向が紡糸口金５５の長手方向と９０°の角度をなすように配設されている。
【０００５】
上記のように構成された製造装置５１では、次のようにポリウレタン弾性繊維を製造する。すなわち、溶融されたポリマーが図示を省略する押出機から紡糸口金５５へと押し出され、各ノズル５３からほぼ鉛直下向きに弾性繊維Ｗが紡出される。各弾性繊維Ｗは、送風機５９により冷風が吹き付けられて冷却固化され、油剤付与装置５７により油剤が付与された後、ガイド部材６１により弾性繊維Ｗの配列方向が９０°捻られた状態とされる。こうして、配列方向が変換された弾性繊維Ｗは２つのゴデットローラ６３，６５を介して張力を調整された後、巻取ローラ６９へ送り出され、各ロール６７に巻き取られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような製造装置５１では、紡糸口金５５から紡出された弾性繊維Ｗが捻られながら、その配列方向が９０°回転されて巻き取られるため、弾性繊維Ｗ間で糸道長及びガイド部材６１から受ける摩擦力が相違している。そのため、従来のポリエステルやナイロン等の巻取時には生じなかった問題が発生している。すなわち、ポリウレタン弾性繊維は、ポリエステル等に比べて弾性変形し易いため、上記のように糸道長及び摩擦力が相違した状態で巻き取られると、各ロール６７間での弾性繊維Ｗの物性がばらつき、その結果、製品特性が大きくばらつくという問題が生じていた。
【０００７】
例えば、図４に示すように、巻取ローラ６７の中心側に配置されているロール６７ａでは、口金５５から紡出された弾性繊維Ｗ1がほとんど捻られずに巻き取られる一方、端部に配置されているロール６７ｂでは、口金５５から紡出された弾性繊維Ｗ2がガイド部材６１で大きな捻れ角の変化を付与された状態で巻き取られるため、ガイド部材６１との接触に伴う摩擦抵抗が大きく、各ロール間で弾性繊維の張力差が生じていた。特に、端部のロール６７ｂでは、弾性繊維Ｗ2の糸道長が長いため、弾性繊維が受ける空気抵抗が大きくなり、中心側のロール６７ａとの張力差がさらに大きくなっていた。
【０００８】
そして、このように弾性繊維が受ける摩擦力に差があると、繊維の太さ、弾性度、強度、及び繊維を巻き取ったロールの形状等に差が生じるという問題が発生する。これらの特性差のある繊維を巻き取ったロールを組み合わせて布帛を製造すると、例えば縞模様等が生じて見た目が非常に悪くなるというように、製品価値が低下するという問題が生じていた。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、弾性繊維間での物性のばらつきを防止することができる弾性繊維の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、複数のノズルと、該ノズルから紡出される弾性繊維を巻き取る巻取ローラとを備えた弾性繊維の製造装置であって、前記複数のノズルは列をなすように並べて配置され、その配列方向と前記巻取ローラの軸方向とが略平行であることを特徴とする弾性繊維の製造装置を提供するものである。
【００１１】
上記製造装置は、前記ノズルと前記巻取ローラとの間に配設され、前記ノズルから紡出された弾性繊維を、略鉛直下向きに前記巻取ローラへ案内するガイド部材をさらに備え、前記ガイド部材は、前記ノズルの配置間隔より広い間隔で配置されるとともに、この配置間隔の相違に起因して生ずる前記ノズルから該ガイド部材に至るまでの前記弾性繊維の鉛直線に対する傾斜角に関し、最大値と最小値との差が、１．５°以下となるように構成されているものとすることができる。
【００１２】
また、上記製造装置は、前記ノズルから前記ガイド部材に至るまでの箇所に配設され、前記弾性繊維を傾斜させるための前記ガイド部材の押圧方向から、前記弾性繊維に対して油剤を付与する油剤付与手段をさらに備えているものとすることができる。ここで、ノズルからガイド部材に至るまでの箇所とは、ガイド部材を含む箇所を意味しており、したがって、ガイド部材に油剤付与手段を設けることもできる。
【００１３】
また、本発明は、列をなすように並べて配置された複数のノズルから紡出される弾性繊維を、前記ノズルの配列方向と略平行な回転軸を有する巻取ローラにより巻き取ることを特徴とする弾性繊維の製造方法を提供するものである。
【００１４】
上記製造方法は、前記ノズルと前記巻取ローラとの間において、前記ノズルの間隔より広い間隔でガイド部材を配置し、該ガイド部材により、前記弾性繊維を略鉛直下向きに前記巻取ローラへ案内するとともに、前記ノズルと前記ガイド部材との配置間隔の相違に起因して生ずる前記ノズルから該ガイド部材に至るまでの前記弾性繊維の鉛直線に対する傾斜角に関し、最大値と最小値との差を、１．５°以下することができる。
【００１５】
また、上記製造方法は、前記ノズルから前記ガイド部材に至るまでの箇所において、前記弾性繊維を傾斜させるための前記ガイド部材の押圧方向から、前記弾性繊維に対して油剤を付与するものとすることができる。ここで、ノズルからガイド部材に至るまでの箇所とは、ガイド部材を含む箇所を意味しており、したがって、ガイド部材において油剤を付与することもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る弾性繊維の製造装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態の製造装置を示す斜視図、図２は図１の一部正面図である。
【００１７】
本実施形態では、ポリウレタン弾性繊維を溶融紡出する製造装置へ適用した場合について説明する。本実施形態が従来例と相違するのは、主として紡糸口金及びガイド部材の構成であり、その他の構成は従来とほぼ同様であるので、以下においては、同一又は同種の部分には同一符号を付して説明を省略することがある。
【００１８】
図１に示すように、この製造装置１では、弾性繊維Ｗが紡出される紡糸口金３が巻取ローラ６９の軸方向と略平行な方向に延びるように配置されており、紡糸口金３の長手方向に沿って、弾性繊維Ｗを吐出するノズル５が等間隔に一列に配置されている。
【００１９】
紡糸口金３には、ポリマーを溶融し紡糸口金３へと押し出す押出機７がギアポンプ８を介して連結されている。紡糸口金３のほぼ真下には、弾性繊維Ｗをノズル５の配列方向と平行に配列し、糸道のぶれを規制する複数のガイド部材９が配設されている。図２に示すように、各ガイド部材９は、支持部材１１上においてノズル５よりも広い間隔で紡糸口金３の長手方向と平行に配置されており、これにより各弾性繊維Ｗは紡糸口金３の長手方向に広がりながら巻き取られるようになっている。ただし、ガイド部材９の間隔は、各弾性繊維Ｗの鉛直線に対する傾斜角αの最大値と最小値との差が１．５°以下となるようにされている。
【００２０】
各ガイド部材９には、弾性繊維Ｗと係合する溝部１３が形成されており、この溝部１３において弾性繊維Ｗが接触する部分には油剤を吐出するノズル１５が形成されている。図１に示すように、各ノズル１５には、ギアポンプ１７を介してオイルタンク１９から油剤が供給されている。また、各ノズル１５は、弾性繊維Ｗを傾斜させるためのガイド部材９の押圧方向から、弾性繊維Ｗに対して油剤を供給するようになっているが、その理由は次の通りである。すなわち、各弾性繊維Ｗはガイド部材９によって下方へ広がるように傾斜されるため、支持部材１１の中心側へ戻ろうとする方向へ張力が作用し、この方向におけるガイド部材９との摩擦力が大きくなる。そのため、上記のように、弾性繊維Ｗに対するガイド部材の押圧方向から油剤を吐出することで、ガイド部材９との摩擦低減効果を増大することができる。なお、本実施形態では、ノズル１５、ギアポンプ１７及びオイルタンク１９により本発明の油剤供給手段を構成している。
【００２１】
図１に示すように、紡糸口金３とガイド部材９との間には、送風機２１が配設されており、弾性繊維Ｗの配列方向と直交する方向から、弾性繊維Ｗに対して冷風を吹き付ける。ガイド部材９の下方には、従来例と同一構成の２つのゴデットローラ６３，６５、及び巻取ローラ６９が配設されている。これらは、上記のように、紡糸口金５７の長手方向と平行に延びるように配設されている。なお、ロール６７への繊維の巻き取りは、図示を省略するトラバースガイドが繊維をガイドしつつロール６７の軸方向へ往復移動することで行われる。
【００２２】
次に、上記のように構成された製造装置による弾性繊維の製造方法について説明する。押出機７により溶融されたポリマーは、ギアポンプ８により供給量を調整されながら紡糸口金３へと押し出され、弾性繊維Ｗが各ノズル５から下向きに紡出される。各弾性繊維Ｗは、間隔を若干広げながら下向きに延び、ガイド部材９により油剤が付与された後、ノズル５の配列方向と同じ向きに配列された状態で、２つのゴデットローラ６３，６５に巻回される。そして、ゴデットローラ６３，６５により張力を調整された後、巻取ローラ６９へ送り出され、各ロール７１に巻き取られる。
【００２３】
以上のように、本実施形態によれば、紡糸口金３のノズル５の配列方向が、ゴデットローラ６３，６５及び巻取ローラ６９の軸方向と略平行となっているため、弾性繊維Ｗが大きく捻られることなく、ノズル５と同じ配列のままで巻取ローラ６９に巻き取られる。したがって、従来例のように弾性繊維に作用する摩擦力及び糸道長が相違することによる弾性繊維間の張力のばらつきを低減することができ、弾性繊維間の物性の相違を低減することができる。その結果、同一の製造装置における異なる位置のロールを使用しても、布帛に縞模様等が生ずるのを防止することができる等、高い品質の製品を提供することが可能となる。
【００２４】
また、ガイド部材９による弾性繊維間の傾斜角αの最大値と最小値との差が１．５°以下にされているため、弾性繊維間において弾性繊維Ｗとガイド部材９との間に生ずる摩擦力の差を低減することができる。これにより、弾性繊維間の張力の差をさらに低減することができ、ロールの物性の均一化を図ることができる。
【００２５】
上記実施形態では、ガイド部材９において油剤を供給しているが、油剤供給手段をガイド部材９から分離することもできる。油剤供給手段としては、例えば、表面に油剤が塗布されたロールに弾性繊維を接触させるタイプのものを使用することができる。但し、ガイド部材９と接触する前、つまりノズル５からガイド部材９に至る箇所で油剤が供給されるようにすることが必要である。こうすることより、弾性繊維が油剤の付与されていない摩擦係数の大きい状態で、ガイド部材９と接触するのを防止することができ、弾性繊維がガイド部材に引っ掛かったり、傷んだりするのを防止することができる。
【００２６】
また、ガイド部材は、上記のように各弾性繊維に対して１個ずつ設ける以外に、例えば、支持部材に複数の溝を形成し、各溝で弾性繊維をガイドするように構成する等、糸道のずれを規制できるように構成されていればよい。
【００２７】
上記実施形態では、ポリウレタン弾性繊維を溶融紡出により製造する場合に適用しているが、他の方法、つまり乾式紡出法、湿式紡出法により製造する場合に適用することも可能である。
【００２８】
また、本発明は、上記のようなポリウレタン弾性繊維以外の他の弾性繊維に適用できることもできる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例及び比較例を示す。実施例及び比較例における装置及び紡糸方法は、以下の通りである。すなわち、実施例では、図１及び図２に示す装置を使用し、比較例では、図３及び図４に示す装置を使用する。また、各例においては、ノズル径０．２８ｍｍ、紡出速度５５０ｍ／ｍｉｎ、樹脂溶融温度２００℃とし、１２個のロールに弾性繊維を巻き取っている。表１は、実施例及び比較例におけるポリウレタン弾性繊維の応力ＳＴ値を示している。応力ＳＴ値とは、上記のように巻き取った弾性繊維を１５．７ｍ／ｍｉｎで供給したときの２００％の伸張時の走行テンションである。
【００３０】
【表１】
0003888436.tif 000002
【００３１】
上記表１に示すように、従来例では、平均値が高いことから全体的に弾性繊維の応力ＳＴ値が高く、さらに最大値と最小値との差が大きいことから弾性繊維間のばらつきが大きい。これに対して、本発明では、弾性繊維が大きく引っ張られることがないため、全体的に応力ＳＴ値も低く、しかも従来例に比べばらつきも非常に小さい。以上より、本発明によれば、従来例に比べ均一化した弾性繊維を提供できることが明らかである。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、弾性繊維が紡出されるノズルの配列方向が、巻取ローラの軸方向と略平行となっているため、弾性繊維が大きく捻られることなく、ノズルと同じ配列のままで巻取ローラに巻き取ることができる。したがって、従来例のように弾性繊維に作用する摩擦力及び糸道長が相違することによる弾性繊維間の張力のばらつきを低減することができ、弾性繊維間の物性の相違を低減することができる。その結果、同一の製造装置により巻き取られたロールを使用しても、布帛に縞模様等が生ずるのを防止することができる等、高い品質の製品を提供することが可能となる。
【００３３】
また、ガイド部材によって、弾性繊維の鉛直線に対する傾斜角の最大値と最小値との差が１．５°以下にされているため、弾性繊維間において弾性繊維とガイド部材との間に生ずる摩擦力の差を低減することができる。これにより、弾性繊維間の張力の差をさらに低減することができ、ロールの物性の均一化を図ることができる。
【００３４】
また、弾性繊維を傾斜させるためのガイド部材の押圧方向から、弾性繊維に対して油剤が供給されるため、次のような効果を得ることができる。すなわち、各弾性繊維はガイド部材によってその糸道が傾斜されているため、もとの糸道へ戻ろうとする方向へ張力が作用し、この方向におけるガイド部材との摩擦力が大きくなる。そのため、上記のように弾性繊維に対してガイド部材の押圧方向から油剤を供給することで、ガイド部材との摩擦低減効果を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る弾性繊維の製造装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】従来の弾性繊維の製造装置を示す斜視図である。
【図４】図３の紡糸口金とガイド部材との位置関係を示す平面図である。
【符号の説明】
１      弾性繊維の製造装置
５      ノズル
９      ガイド部材
１５    油剤ノズル（油剤供給手段）
１９    オイルタンク（油剤供給手段）
６９    巻取ローラ
Ｗ      弾性繊維
【図１】
0003888436.tif 000003
【図２】
0003888436.tif 000004
【図３】
0003888436.tif 000005
【図４】
0003888436.tif 000006