(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維糸条を接触走行させて糸条に油剤を付与する繊維用油剤付与ガイド装置において、糸条走行方向に対して少なくとも１ヶ所以上屈曲しており、かつ屈曲前後が直線状に延びる接糸部と、該接糸部の上方に位置して、かつ該接糸部に対して傾斜している油剤吐出孔を有する油剤吐出部からなり、少なくとも接糸部がＺｒＯ２を１０〜４０重量％含むＡｌ２Ｏ３を主成分とし、ＺｒＯ２の平均結晶粒径が１．５〜５μｍ、Ａｌ２Ｏ３の平均結晶粒径が１．５〜３０μｍであることを特徴とする複合セラミックよりなる繊維用油剤付与ガイド装置を用いた合成繊維の油剤付与方法。
【請求項２】
糸条走行方向と接糸部が形成する最大屈曲角θｍａｘ（°）および該油剤付与ガイドの最終接糸部と下方の走行糸条とがなす角度θＬ（°）が下式を満足するような糸道案内ガイドを備えたことを特徴とする請求項１記載の合成繊維の油剤付与方法。
（１）３≦θｍａｘ＜１５
（２）０＜θＬ＜１５−０．８θｍａｘ
【請求項３】
接糸部の糸条走行速度が少なくとも４０００ｍ／分以上である請求項１または２記載の合成繊維の油剤付与方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成繊維の溶融紡糸工程における油剤などの液体を付与するためのものである。さらに詳しくは、高速に走行する糸条への液体の均一付与および糸条の安定接触走行のために有効な繊維用油剤付与ガイドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアミドやポリエステルなどの合成繊維の溶融紡糸工程において、走行する糸条に潤滑剤や帯電剤を含む油剤を付与することがおこなわれており、油剤付与装置としてはガイド型油剤付与装置（以下給油ガイドという）が広く使われている。この給油ガイドは、基本的に計量された油剤を定常的に吐出する油剤吐出孔をもち、その油剤吐出孔から吐出された油剤を走行糸条接触面上で、そこを接触走行する糸条に付与するものである。この給油ガイドは、油剤供給量を一定に供給できるため、ローラー型油剤付与装置（オイリングローラー）に比べ、糸条に対して均一に油剤を付与しやすい長所を有する。
【０００３】
しかしながら、特に糸条が高速で走行する場合には、給油ガイドに糸条とともに大量の随伴気流が導入されるために吐出孔から接糸部への油剤が偏流して接糸部への供給斑が生じたり、また、接糸部への案内部分が随伴気流を取り込むため糸条の単糸の糸揺れ、あるいは接糸部の油剤偏流、極端な場合には、油剤飛散を引き起こし油剤付着斑の問題がある。これらの問題を解決するため、糸条の給油ガイドとしては、種々の形状のものが提案されている。
【０００４】
たとえば、特開平９−２７３０２４号では、随伴気流を遮断するために油剤吐出孔の上方に突起部を設ける給油ガイドを提案している。しかしながら、この給油ガイドを用いる場合でも糸の誘導斜面が接糸部前面にあり、随伴気流を導入するばかりか、吐出孔上部のくぼみ部分で糸条とともに持ち込まれた随伴気流が偏流し、油剤の均一な流れを逆に乱すことになる。しかも油剤が付着する接糸部は一般的な形状を開示しているのみであり、吐出上部で偏流した油剤は、糸条に不均一な状態で付着することになり、ガイド給油の特徴である定量的均一な油剤付与が困難となるばかりでなく、糸への油剤付着量が低減し付与されなかった油剤が装置や雰囲気の著しい汚染の原因となる。しかも糸の付着斑が走行糸の張力変動となり糸切れや品質の悪化を招き大きなトラブルとなる。
【０００５】
また、接糸部での油剤付着斑を解消するために、給油ガイドの糸条接触面途中に横長の油剤受け用の窪みを設けることが実開昭５８−１１３７９号公報や実開昭５４−３４０２１号公報などで提案されているが、窪みだけでは、随伴気流による偏流を十分に抑制できない。しかも、実開昭５４−３４０２１号公報では、吐出孔が糸溝に設けられており、糸条が油剤付着前に給油ガイドに接するため、高速においては糸への著しいダメージを与え、糸のタフネス低下、毛羽、糸切れなどの問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の諸問題を解決し、随伴気流による油剤付与ガイド上での油剤偏流を抑制して、高速化においても油剤の均一付与、糸条の走行安定化が可能であり、そして糸条特性の向上、工程の安定性向上を図ることができる繊維用油剤付与ガイドを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、繊維糸条を接触走行させて糸条に油剤を付与する繊維用油剤付与ガイド装置において、糸条走行方向に対して少なくとも１ヶ所以上屈曲しており、かつ屈曲前後が直線状に延びる接糸部と、該接糸部の上方に位置して、かつ該接糸部に対して傾斜している油剤吐出孔を有する油剤吐出部からなり、少なくとも接糸部がＺｒＯ２を１０〜４０重量％含むＡｌ２Ｏ３を主成分とし、ＺｒＯ２の平均結晶粒径が１．５〜５μｍ、Ａｌ２Ｏ３の平均結晶粒径が１．５〜３０μｍであることを特徴とする複合セラミックよりなる繊維用油剤付与ガイド装置を用いた合成繊維の油剤付与方法によって達成できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の油剤付与ガイドの主要部を示す図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る油剤付与ガイドの一例を示す正面図、図２〜７は本発明に係る油剤付与ガイドの一例を示す縦断面図、図８は特開平９−２７３０２４号公報で提案の給油ガイド、図９は従来の他の給油ガイド例を示す縦断面図である。
【０００９】
図において１はガイド本体、２は油剤吐出孔、３は油剤吐出孔を有する斜面、４ａ、４ｂ、４ｃは接糸部、θ１、θ２は接糸部が形成する屈曲角、θＬは最終接糸部と下方の糸条とがなす角度、５ａ、５ｂ、５ｃは接糸部窪み、６は糸道案内ガイドを示す。
【００１０】
本発明に係る油剤付与ガイドは、接糸部の形状を特徴とするものであり、接糸部が少なくとも１ヶ所以上屈曲しており、屈曲前後の接糸部は直線部を有しているいることが必要である。接糸部の屈曲とは、図２のＡに示すように接触する糸条の走行方向が変わるような２つの接糸部４ａ、４ｂを有することにより形成される部分のことであり、屈曲箇所Ａは１つ以上であればいくつあってもよい。また、各接糸部は直線部を有している。接糸部と接糸部との間の屈曲部の形状は特に限定されるものではないが糸へのダメージを小さくするために曲率を持った面がより好ましい。さらに図４〜７に示すような接糸部のいずれの場所に油剤受け用の窪みを設けてもかまわない。
【００１１】
屈曲角は随伴気流の影響を受けないためには、３゜以上あることが好ましく、15゜未満であれば十分である。好ましくは１０゜以下である。１５゜以上では、糸へのダメージがおおきくなり毛羽などの問題がある。
【００１２】
油剤吐出孔２は、糸条が吐出油剤とふれる前にガイド本体にふれないように接糸部上方の斜面３に設けることが望ましい。油剤吐出孔斜面３と接糸部４ａとの糸条走行方向との角度はできるだけ小さくすることが望ましく、１０゜以下が均一付着により効果的である。
【００１３】
また、接糸部４ａ、４ｂ、４ｃの材質は特にセラミック、セラミックコーティング、複合セラミック材、など屈曲した接糸部を走行するため低摩擦でありかつ耐摩耗性の高いものが好ましく、Ａｌ2Ｏ3を主成分としＺｒＯ2を１０〜４０重量％を含む材質を用いることが効果的である。特にＺｒＯ2の平均結晶粒子径が１．５〜５μｍ、Ａｌ2Ｏ3の平均結晶粒子径が１．５〜３０μｍの結晶粒子で形成された複合セラミックが好ましい。なお、ここでいう平均結晶粒径は、ガイド焼結体をダイアモンド砥石で平面研削し、研削面をダイアモンドの研磨砥粒を使用して鏡面研磨したのちに、エッチングし、エッチング面の顕微鏡写真上でランダムに線を引き、その線のかかる粒の線に平行な結晶粒の最大長さを求め、単純平均で求めた。
【００１４】
図１０は、ガイド１と糸条進行方向を規定する糸道案内ガイド６が付設した繊維用油剤付与ガイド装置を示すものである。この糸道案内ガイドによりガイド最終接糸部３ｂと糸条走行方向との屈曲角θＬとガイド接糸部の最大屈曲角θmaxの関係が式（２）に示すような範囲にするとよりいっそう効果的である。
【００１５】
（２）０＜θＬ＜１５−０．８θmax
θＬは０゜を越える角度にすることにより、最終接糸部での糸条が十分に接触して走行ができ、油剤付着が均一となる。また、１５−０．８θmax未満にすることにより、接糸部、案内ガイドでの擦過による糸物性の低下を防止し、糸条の走行安定性を有するものである。
【００１６】
【作用】
本発明のガイド１を用いて、走行する糸条Ｙに油剤を付与する場合、吐出孔２から吐出された油剤は、接糸部上部に設けられた斜面３に沿って接糸部に流れこみ、屈曲した接糸部（図２では４ａ、４ｂ）に沿って流れる。そしてこの接糸部上を同時に走行する糸条Ｙと接糸部上で接触することにより糸に油剤が付与される。さらに走行する糸条Ｙは図１０の如きガイド下に設けられた糸道案内ガイド６走行することにより、ガイド出の屈曲角θＬを任意に設定するとともに糸条を安定して走行することができる。
【００１７】
接糸部に屈曲部Ａを設けることにより、随伴気流による接糸部４ａ、４ｂの油剤の偏流および糸条の接糸部での糸揺れを抑制でき油剤均一付着が可能となる。つまり吐出孔２から接糸部までの斜面３あるいは糸条走行と同じ方向にある接糸部４ａでは糸条とともに流れこむ随伴気流の影響を受けやすく、この接糸部４ａだけでは均一給油が困難であるが、屈曲部を有することにより、随伴気流は屈曲部の上方の接糸部面４ａに沿ってながれるため、随伴気流を乱すことなく効率良くカットして、屈曲部の下方側の接糸部４ｂでは随伴気流の影響を防止できる。また、屈曲部とその下にある接糸部４ｂにより糸条を規制する効果が付与され、屈曲部下の接糸部４ｂでの油剤の付着性を向上させると同時に屈曲部上部４ａの糸条糸揺れを軽減することが可能となり走行安定化により付着斑を防止できる。
【００１８】
接糸部の糸条走行方向の形状は特に限定されるものではないが、上述のように効果的に随伴気流をカットするために、屈曲部前後の接糸部は糸条走行が直線状になっている。
【００１９】
吐出孔２は接糸部の上方の斜面３に設け油剤付着前に糸条に直接糸がふれないようにする事により、特に高速走行時での糸の擦過によるダメージがなく糸切れ、毛羽の問題を防止できる。吐出孔２の形状、位置などは、特に限定されるものではないが、随伴気流の影響を受けにくくするため、吐出孔は接糸部に近接し、かつ糸条が持ち込む随伴気流方向と斜面の角度が小さい方がより好ましい。
【００２０】
接糸部表面粗度、材質は特に規定されるものではないが、たとえばＺｒＯ2の平均結晶粒子径が１．５〜５μｍ、Ａｌ2Ｏ3の平均結晶粒子径が１．５〜３０μｍの結晶粒子で形成する複合セラミックを用いることがより効果的である。その理由は明確に確認されていないが、次のような作用によるものと考えられる。すなわち接糸部に異なった２種類の材質が強固に結合しているため、特に屈曲部の糸の走行に対して粒子の脱落を抑制する事により糸へのダメージなくし、かつ接糸部の濡れ特性を阻害することがなくなる。また、それぞれの粒子により形成された凹凸が、付与する油剤との接触角などで規定される濡れ特性を向上させることにより、屈曲部前後の油膜の均一な流れをつくり、かつ屈曲部での摩擦を低減することができる。
【００２１】
糸道案内ガイド６は特に限定されるものではないが、上述した所定の角度に設けることにより、油剤付与ガイドの接糸部に過度に張力を付与することなく、かつ屈曲部下の糸条規制効果を付与することができる。特に油剤付与ガイドの接糸部が平坦な面を有する場合には、糸道案内ガイド形状に係わらず糸条を均一に押し広げることが可能であり効果的である。
【００２２】
本発明による繊維用油剤付与装置を用いることにより、油剤を糸条に均一に付与することが可能となる。特に随伴気流量の多い高速化で油剤を付与する場合には、本発明の油剤付与ガイドでの気流カット効果が顕著に現れ油剤の均一性のみならず付着効率も向上させることができ、接糸部の走行糸条速度が４０００m/min以上となるプロセスでの適用では効果が大である。
【００２３】
【実施例】
実施例１〜４、比較例１〜４
酸化チタン０．３wt％を含有するポリエステルを第１１図のように高速製糸する工程における油剤付与ガイドとして、図２に示す給油形状でθ１が５゜，接糸部の材質がＺｒＯ２を１５重量％を含む複合セラミックのガイドを用い、７５デニール、３６フィラメントの丸断面のポリエステル糸を製糸した。
【００２４】
すなわち、紡糸口金より溶融紡出されたポリエステル糸条を冷却固化した後、加熱筒に導入し、延伸後、油剤付与ガイドにより油剤を付与し収束した後、第１ゴデットローラー、第２ゴデットローラーを順次引き取り引取速度を変更して巻き取った。
【００２５】
給油には、濃度１５％の油剤水溶液を用いた。糸条に対する油剤付与量は１．５％であった。
【００２６】
比較として、接糸部に屈曲部がない図９に示す給油ガイドを用い、上記同様に製糸をおこなった。
【００２７】
接糸部の糸条走行速度は、油剤付与ガイド前後の糸速をＴＳＩ社製（型式ＬＳ５０Ｍ）糸速計を使用して実測し、その平均値とした。
【００２８】
油剤付与ガイドでの付着状況を、糸条に付着しない油剤量として５分間あたりの油剤付与ガイド下に落下する油滴数を測定した。
【００２９】
また、油剤付着変動率ΔＲは、油剤付与ガイド下の走行する糸条の油水分の変動を抵抗計を用い５分間連続で測定し、得られた出力電圧値（Ｒ）を下記算出式で計算し比較した。
【００３０】
ΔＲ（％）＝（ Ｒmax−Rmin  ）／（ Ｒmax＋Ｒmin／２）
それらの結果を表１に示した。
【００３１】
【表１】
0003750343.tif 000002
屈曲部を設けることにより油滴落下がなくなり付着性が向上し変動巾も小さくなることがわかる。また、随伴気流量の影響が大きい高速での付着では特に効果が見られる。
【００３２】
実施例５〜１４
図２に示す油剤付与ガイドを用い接糸部面が形成する屈曲角度θmax、及び最終接糸部面と下方との糸条とがなす角度θＬを下表２の条件とし、引取速度を５０００m/minとした以外は、実施例１と同様の製糸を行い、５０デニール３６フィラメントの三角断面糸を得た。上述の油滴落下数、油剤付着変動率ΔＲと得られた糸の毛羽を測定し比較した。その結果を表２に示した。
【００３３】
【表２】
0003750343.tif 000003
適切な角度をとることにより、屈曲部前後の油剤流れの均一化が図れ、かつ走行糸条の安定化が保持でき付着性ならびに糸の品質が安定化する。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る油剤付与ガイド装置を用いると、随伴気流を効率よくカットして油剤を均一に付着することができるため、品質および工程安定化が向上する。そして特に随伴気流の多く発生する高速製糸においても付着性を向上することができ、油剤付与ガイド部での油滴落下、油剤飛散を抑制し環境改善に極めて有効である。
【００３５】
また、本発明の油剤付与ガイドのみで気流カット効果が得られることから、油剤付与ガイド上部に随伴気流カット装置などの付帯装置は必要なく、油剤付与ガイド装置のコンパクト化、コストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油剤付与ガイド例を示す正面図である。
【図２】本発明の油剤付与ガイドの１具体例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の油剤付与ガイドのその他の具体例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の油剤付与ガイドのその他の具体例を示す縦断面図である。
【図５】本発明の油剤付与ガイドのその他の具体例を示す縦断面図である。
【図６】本発明の油剤付与ガイドのその他の具体例を示す縦断面図である。
【図７】本発明の油剤付与ガイドのその他の具体例を示す縦断面図である。
【図８】特開平９−２７３０２４号公報で提案の給油ガイド（従来例）の縦断面図である。
【図９】他の給油ガイド例（従来例）を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の油剤付与ガイド、糸道案内ガイドを示す縦断面図である。
【図１１】本発明に係る油剤付与ガイドが適用される工程の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１：油剤付与ガイド
２：油剤導入孔
３：油剤導入孔上向き斜面
４ａ、４ｂ、４ｃ：接糸部
５ａ、５ｂ、５ｃ：窪み
６：糸道案内ガイド
７：口金
８：加熱筒
９：第１ゴデットローラー
１０：第２ゴデットローラー
１１：巻き取り機
θ１：接触面４ａ、４ｂにより形成される屈曲角
θ２：接触面４ｂ、４ｃにより形成される屈曲角
θＬ：最終接糸部面と油剤付与ガイド出の糸条により形成される角度
Ａ：油剤付与ガイド接糸部の屈曲部
Ｙ：糸条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003750343.tif 000012
【図１０】
0003750343.tif 000013
【図１１】
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