モノフィラメント巻状体
【課題】モノフィラメントの品質安定性と良好な解舒性を両立したモノフィラメント巻状体の提供。
【解決手段】鍔ＴつきボビンにモノフィラメントＭを巻きつけた巻状体であって、（ａ）ボビン内層部ではモノフィラメントを整列巻きとし、（ｂ）ボビン表層の第1層から１０層の外層部ではモノフィラメントの巻き取りピッチを内層部より大きいピッチの綾角巻きとしたことを特徴とするモノフィラメント巻状体。
【解決手段】鍔ＴつきボビンにモノフィラメントＭを巻きつけた巻状体であって、（ａ）ボビン内層部ではモノフィラメントを整列巻きとし、（ｂ）ボビン表層の第1層から１０層の外層部ではモノフィラメントの巻き取りピッチを内層部より大きいピッチの綾角巻きとしたことを特徴とするモノフィラメント巻状体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両端に鍔を有するボビンにモノフィラメントを巻きつけたモノフィラメント巻状体に関するものであり、さらに詳しくは、ボビン内層部から表層部まで安定した品質を維持してモノフィラメントを巻きつけてなり、かつモノフィラメントの良好な解舒性をも併せ持つモノフィラメント巻状体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボビン巻状体製品は魚網などの水産分野や製紙、フィルターなどの工業用織物、さらには通信ケーブル基材などの工業用用途に広く使用されている。
【０００３】
特に近年ではボビンを回転させながらモノフィラメントを引き出し、加工する使用法が増加してきている。例えば、製紙用途の工業用織物では３００本程度のボビンを同時に回転させながらモノフィラメントを引き出し、引き揃えて巻き取る整経工程があるが、１本でも引き出しが安定化せず解舒不良が発生した場合には、全ボビンの加工に悪影響を及ぼすため、操業停止、不良製品の発生など深刻な状況を引き起こしていた。
【０００４】
また、モノフィラメントを通信ケーブルの基材、遮蔽目的の介在などに使用する場合は、モノフィラメント断面の丸型、四角形等の形状に関係なく、モノフィラメント直線方向の寸法安定性が求められる。つまり、ボビンに巻かれたモノフィラメントに変形などによる著しい寸法変化が発生すると、ケーブル寸法異常やケーブル内の光ファイバーに干渉することにより引き起こされる光伝送損失など、ケーブル加工トラブルの原因となるからである。
【０００５】
光ファイバー分野においては、ボビンに巻きつけるモノフィラメントの１層目を整列巻きとして、３層目以降より高い巻き取り張力で巻くことにより、巻き取り位置を強固に固定し、３層目以降の締め付けにより発生する位置ズレによる変形を防止する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。しかし、この方法は１層目モノフィラメントの形態安定化にのみ注目したものであり、２層目以降のモノフィラメントの形態安定化については特に考慮されていない。
【０００６】
また、ボビンに関しては、加工連続性を目的にボビンサイズの大型化が進んでいるが、大きいボビンでは、巻き取り重量が２０kgに近くなることから、ボビンの大型化によって１本あたりの巻長が長くなり、直線方向の品質安定性の実現をより困難なものにしている。
【０００７】
このように、モノフィラメント巻状体に求められている性能は解舒安定性と品質安定性の２点が挙げられる。
【０００８】
解舒安定性を得るには、ボビンからモノフィラメントを引き出す際の引き取り張力が一定であることが重要である。不安定になる要因としては、ボビンの表層部分の巻き取り面の高さが不均一なために発生する引取り張力の変動、また、次層とのモノフィラメント同士のからみつきにより解舒がスムーズに出来ないことなどが挙げられる。
【０００９】
かかる問題に対処するための手段としては、表層部分のトラバース幅を狭くして、両端鍔より手前の位置でモノフィラメントを反転動作させる方法（例えば、特許文献２参照）が提案されているが、この方法は、鍔部付近で発生する巻き乱れ防止効果を狙った提案であり、解舒安定性については完全には解決できていない。
【００１０】
また、モノフィラメント巻状体は輸送中の崩れを防止するためにモノフィラメント同士を交差させて巻き取る綾角巻取りがほとんどの製品に採用されている。しかしながら、ナイロン６のように吸湿寸法変化の大きい樹脂からなるモノフィラメントの場合には、巻き締まりにより内層のモノフィラメントを変形させる場合があり、特に四角形や星型などの異型断面モノフィラメントでは、鋭角な部分が接触するためより変形度が大きく、直線方向の品質安定性を損ねる原因となっている。
【００１１】
そして、先に述べたボビンの大型化により巻厚さが厚くなったことも、モノフィラメントの変形現象を助長する要因である。
【００１２】
かかる変形現象の改善手段としては、ボビンに巻きつけられた同層のモノフィラメント同士の間隔を狭くして整列に巻き取る方法があるが、この場合には上下層のモノフィラメント同士の拘束力が低いため輸送中の巻き崩れが発生しやすく、この巻き崩れを抑えるためにボビン表層をフィルムなどで固定する方法が考えられるが、解舒作業開始時にループ状にゆるむなどのトラブル事例があり、完全に改善できてはいない。
【００１３】
かかる状況から、モノフィラメントの品質安定性と良好な解舒性を両立したモノフィラメント巻状体の実現が大きな課題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−３２３２７２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６９０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、ボビン内層部から表層部まで安定した品質を維持してモノフィラメントを巻きつけてなり、かつモノフィラメントの良好な解舒性をも併せ持つモノフィラメント巻状体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明によれば、鍔つきボビンにモノフィラメントを巻きつけた巻状体であって、ボビン内層部ではモノフィラメントを整列巻きとし、ボビン表層の第１層から１０層の外層部ではモノフィラメントの巻き取りピッチを内層部より大きいピッチの綾角巻きとしたことを特徴とするモノフィラメント巻状体が提供される。
【００１７】
また、本発明のモノフィラメント巻状体においては、
前記ボビン内層部での整列巻きは、同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔をモノフィラメント最大直径の３０％以内で、かつ互いに接触しない巻き取りピッチであること、および
前記ボビン外層部での綾角巻きは、同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔をモノフィラメント最大直径の１５０％から６００％の範囲を満足する巻き取りピッチであることが、いずれも好ましい条件である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下に説明するとおり、ボビン内層部から表層部まで安定した品質を維持してモノフィラメントを巻きつけてなり、かつモノフィラメントの良好な解舒性をも併せ持つモノフィラメント巻状体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明の鍔つきボビンの一例を示す説明図であり、（ｂ）はモノフィラメントの巻き始めた状態での最内層部の位置、（ｃ）は巻き取り完了時での最外層部の位置を示した模式図である。
【図２】モノフィラメントの巻形状を示す説明図である。（ａ）は整列巻き、（ｂ）は綾角巻きである。本図では２層分を表している。
【図３】（ａ）は丸断面形状、（ｂ）は四角断面形状のモノフィラメント同士の巻取り間隔を示した模式図である。図中の１がモノフィラメント、２がモノフィラメントの最大直径、３が同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔を示している。
【図４】綾角巻き方法を全層に実施した場合の最内層部のモノフィラメント変形状態を示す説明図である。上下層のモノフィラメントによる押し付け応力により部分的に変形している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図に従って具体的に説明する。
【００２１】
図１の（ａ）は本発明の鍔つきボビンＢの一例を示したものであり、（ｂ）はモノフィラメントの巻き始めた状態ので最内層部Ｍ１の位置、同じく（ｃ）はモノフィラメントの巻き取り完了時での最外層部Ｍ２の位置を示した模式図である。
【００２２】
もし、モノフィラメントが吸湿、温度変化などにより収縮した場合は、ボビンＢが鍔Ｔを有しているために、収縮応力はモノフィラメントの繊維軸方向に直行する方向、つまりモノフィラメントを圧縮する応力が働くことになる。
【００２３】
モノフィラメントの巻き取り方法は整列巻きと綾角巻きに大別される。
【００２４】
整列巻きとは、図２（ａ）に示す通り、ボビンの鍔に平行に巻き取ることを特徴とし、巻層間のモノフィラメントＭの重なり方は繊維軸方向が平行になる。
【００２５】
一方、綾角巻きは図２（ｂ）に示す通り、上下層のモノフィラメントＭが交差するように巻き取ることを特徴とする。
【００２６】
巻き取り方法の整列巻きから綾角巻きへの変更方法は、ボビン両端鍔を反転位置とする、モノフィラメントを給糸するトラバース設備の速度可変により行なう。速度の制御はボビン巻取り厚みの変化に応じて適切なトラバース速度に可変させることを基本とし、制御の指標は同層の隣接するモノフィラメント間の間隔とする。
【００２７】
なお、本発明で使用するモノフィラメントの断面形状は、図示した丸断面および四角断面の２形状に限定されるものではなく、楕円形、星型、ドックボーン、複数の形状を組み合わせた異型断面糸、中空糸などモノフィラメントに該当するものは全て含まれる。
【００２８】
さらに述べるならば、ボビンに巻き取られるモノフィラメントの素材はポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系樹脂など代表的な素材を含むモノフィラメント加工が可能な素材全般が対象となる。また、機能性向上を目的に後加工、例えばワックス類、シリコーンオイル、界面活性剤、繊維強化剤など付与したものも含まれる。
【００２９】
図３（ａ）の丸断面形状のモノフィラメント、（ｂ）の四角断面形状のモノフィラメントの巻取り間隔を示す模式図において、同層のモノフィラメント間の間隔とは図中の３の距離に相当する。また、以下に示す公式に採用されている、モノフィラメント最大直径とは２の距離である。
【００３０】
モノフィラメント巻状体は巻き取り量の増加に伴い巻き取り直径が変化する。同層の隣接するモノフィラメントの間隔を維持するためには巻き取り直径の変化に合わせたトラバース制御が必要となる。
【００３１】
本発明のモノフィラメント巻状体について、以下に整列巻き、綾角巻きの巻き取り方法を記載するが、トラバース動作は、基本式に基づきモノフィラメント種類別に個別のプログラム制御を採用する。
【００３２】
本発明でいう整列巻きの範囲とは、同層の隣接するモノフィラメント同士が接触しないことを前提とし、その間隔が最大直径の３０％以内とすることを特徴とし、さらに２０％以内であることが望ましい。
【００３３】
この場合の具体的なトラバース速度Ｔｒ（ｍｍ/ｓｅｃ）の範囲は、式１００ＶＹ／６πＤ≦Ｔｒ≦１３０ＶＹ／６πＤ（但し、Ｖ:巻き取り速度（ｍ／分）、Ｙ：モノフィラメントの最大直径（ｍｍ）、π：円周率、Ｄ：巻き取り直径（ｍｍ））、さらに望ましくは式１００ＶＹ／６πＤ≦Ｔｒ≦１２０ＶＹ／６πＤとなる。
【００３４】
一方、綾角巻きは同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔がモノフィラメント最大直径の１５０％から６００％の範囲を満足することを特徴とし、さらに１５０％から３００％の範囲が望ましい。
【００３５】
この場合の具体的なトラバース速度Ｔｒ（ｍｍ/ｓｅｃ）の範囲は、式１５０ＶＹ／６πＤ≦Ｔｒ≦６００ＶＹ／６πＤ（但し、Ｖ:巻き取り速度（ｍ／分）、Ｙ：モノフィラメントの最大直径（ｍｍ）、π：円周率、Ｄ：巻き取り直径（ｍｍ））、さらに望ましくは式１５０ＶＹ／６πＤ≦Ｔｒ≦３００ＶＹ／６πＤとなる。
【００３６】
綾角巻きを巻き始めから、巻き終わりまで実施すると図２（ｂ）に示すとおり、上下層のモノフィラメントが繊維軸方向に交差するため、特に図１（ｂ）に示すボビン最内層部はモノフィラメントの巻圧力により強い力が加わり、図４に示したような変形部４が発生するため好ましくない。また、綾角巻き条件が６００％を越えるトラバース速度で巻き取った場合は、１層あたりの巻き周回数が少なくなり、巻き重量が目標値を達成できなくなる。さらには、巻き拘束力（巻硬度）低下や鍔部のトラバース反転位置付近の巻き形状が不安定になるなど、安定した巻状体を実現することが困難になる。
【００３７】
これに対し、ボビンの内層部においてのみ整列巻きを採用することにより、内層部では上下層のモノフィラメント同士が交差して巻かれないため、巻圧力による変形を防止することができる。
【００３８】
解舒性に関しても、ボビンを回転させながらモノフィラメントを引き出す使用法の場合に、引き出し方向と繊維軸方向が平行になる整列巻きが有効である。ただし、整列巻きは特に鍔部を起点に崩れやすく輸送中の振動や、引き出し張力が高めになる解舒開始時に巻形態が崩れる可能性が高いが、本発明では、表層部が綾角巻きとなっているため、巻き崩れの問題を起こすことがない。
【００３９】
すなわち、本発明の特徴は、表層面１層から１０層を綾角巻きとすることで、巻き崩れの発生が無く解舒性が良好になり、さらには１０層以降の内層部を整列巻きとすることでモノフィラメントの形態安定性をも実現したモノフィラメント巻状体を得ることができるのである。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明のモノフィラメント巻状体について、実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４１】
なお、巻き崩れ、解舒性、モノフィラメント変形度評価に使用したボビン、およびモノフィラメントの仕様は次の通り。
ボビン材質：ＡＢＳ
鍔直径 ：４５０ｍｍ
胴径 ：２８０ｍｍ
鍔間の距離：２８０ｍｍ
モノフィラメントの素材：ポリエチレンテレフタレート製
断面形状 ：四角断面
モノフィラメントの寸法：短辺０．３００ｍｍ、長辺１．００ｍｍ
【００４２】
［巻き崩れ評価］
ボビン巻状体の巻き取り方法と巻形状安定度の関係を調査すべく、振動試験機を用いて振動試験 ＪＩＳ Ｚ ０２３２ Ａ−１に準じて輸送中の振動を想定した評価を実施した。試験条件は振動数５０Hz、ピーク加速度±０．７５Ｇ、振動時間をタテ、ヨコ、上下それぞれ２０分処理した後のボビン巻状体について、巻取表層の巻き崩れの有無、巻き硬度の変化を評価した。巻き崩れは巻き取りピッチが正しい位置に存在しない周回数、巻き硬度測定はＡＳＫＥＲ製巻硬度計、ＣＳ型を使用し、測定値６０以上を合格とした。
【００４３】
［解舒性］
ボビン巻状体を５０ｍ／ｍｉｎの初速度で引き出した際の解舒安定性を評価した。解舒安定性は次の２項目で評価した。
１：引き取り速度に追従した給糸安定性を表層部、中層部、内層部で評価。
○：全層に渡って安定した給糸性が認められた。
△：表層、中層、内層のいずれかで給糸性が不安定となった。
×：全層に渡り給糸性が不安定。
２：鍔部の隙間への食い込みやループ状に巻き崩れが発生したことに起因する断線トラブルの発生回数。
【００４４】
［モノフィラメントの変形度評価］
キーエンス（株）製デジタルマイクロスコープ ＶＨＸ−５００Ｆを用いて、ボビン巻き面に対して垂直方向の寸法（厚み）を１００％として、上下層のモノフィラメントが接触する部分の変形度（％）を綾角部分の最内層部分を１０箇所測定し、平均値を求めた。
【００４５】
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレート製、四角断面モノフィラメント（短辺０．３００ｍｍ、長辺１．００ｍｍ）を用いて、ボビンに１８ｋｇ巻き取った。
【００４６】
なお、本実施例の場合、モノフィラメント最大直径は１．００ｍｍとなる。
【００４７】
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１０層までの間を同層の隣接するモノフィラメントの間隔を最大直径の３０％とし（以下３０％以下の場合、整列巻きと表現する）、表層１〜１０層の間を同層の隣接するモノフィラメントの間隔を最大直径の１５０％（以下１５０％〜６００％の場合は綾角巻きと表現する）でボビン巻き面をトラバースさせて、モノフィラメント巻状体を得た。
【００４８】
［実施例２］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１０層までの間を最大直径の１０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の１５０％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００４９】
［実施例３］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１０層までの間を最大直径の３０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の６００％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５０】
［実施例４］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１０層までの間を最大直径の１０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の６００％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５１】
［実施例５］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１層までの間を最大直径の３０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の１５０％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５２】
［実施例６］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１層までの間を最大直径の１０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の１５０％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５３】
［実施例７］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１層までの間を最大直径の３０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の６００％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５４】
［実施例８］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１層までの間を最大直径の１０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の６００％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５５】
［比較例１］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１５０層までの間を最大直径の２０％の整列巻きとし、表層１〜１００層の間を最大直径の１５０％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５６】
［比較例２］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り３０層までの間を最大直径の２０％の整列巻きとし、表層１〜３０層の間を最大直径の１５０％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５７】
［比較例３］
巻き取り条件を全層に渡り、最大直径の２０％の整列巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５８】
［比較例４］
巻き取り条件を全層に渡り、最大直径の２００％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５９】
【表１】
【００６０】
表１に示す結果から明らかのように、本発明のモノフィラメント巻状体（実施例１〜８）は、想定される他の巻き取り方法（比較例１〜４）に比べていずれも巻形態保持性、解舒安定性、品質安定性に優れている。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のボビン巻状体製品は、魚網などの水産分野や製紙、フィルターなどの工業用
織物、さらには通信ケーブル基材などの工業用用途に広くできる。特にボビンを回転させながらモノフィラメントを解舒して使用する工業用織物、通信ケーブル基材などにおいては、解舒安定性効果もさることながら、本発明品の特徴であるボビン内層まで安定した形態を保持している効果により、加工品の寸法安定性が極めて高くなる。
【００６２】
よって、モノフィラメント繊維軸方向に高品質を要求される分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
Ｂ ボビン
Ｍ モノフィラメント
Ｍ１ モノフィラメントの巻き始めの状態で最内層部
Ｍ２ モノフィラメントの巻き取り完了時での最外層部
Ｔ 鍔
１ モノフィラメント
２ モノフィラメントの最大直径
３ 同層の隣接するモノフィラメント間の距離
４ 変形部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両端に鍔を有するボビンにモノフィラメントを巻きつけたモノフィラメント巻状体に関するものであり、さらに詳しくは、ボビン内層部から表層部まで安定した品質を維持してモノフィラメントを巻きつけてなり、かつモノフィラメントの良好な解舒性をも併せ持つモノフィラメント巻状体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボビン巻状体製品は魚網などの水産分野や製紙、フィルターなどの工業用織物、さらには通信ケーブル基材などの工業用用途に広く使用されている。
【０００３】
特に近年ではボビンを回転させながらモノフィラメントを引き出し、加工する使用法が増加してきている。例えば、製紙用途の工業用織物では３００本程度のボビンを同時に回転させながらモノフィラメントを引き出し、引き揃えて巻き取る整経工程があるが、１本でも引き出しが安定化せず解舒不良が発生した場合には、全ボビンの加工に悪影響を及ぼすため、操業停止、不良製品の発生など深刻な状況を引き起こしていた。
【０００４】
また、モノフィラメントを通信ケーブルの基材、遮蔽目的の介在などに使用する場合は、モノフィラメント断面の丸型、四角形等の形状に関係なく、モノフィラメント直線方向の寸法安定性が求められる。つまり、ボビンに巻かれたモノフィラメントに変形などによる著しい寸法変化が発生すると、ケーブル寸法異常やケーブル内の光ファイバーに干渉することにより引き起こされる光伝送損失など、ケーブル加工トラブルの原因となるからである。
【０００５】
光ファイバー分野においては、ボビンに巻きつけるモノフィラメントの１層目を整列巻きとして、３層目以降より高い巻き取り張力で巻くことにより、巻き取り位置を強固に固定し、３層目以降の締め付けにより発生する位置ズレによる変形を防止する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。しかし、この方法は１層目モノフィラメントの形態安定化にのみ注目したものであり、２層目以降のモノフィラメントの形態安定化については特に考慮されていない。
【０００６】
また、ボビンに関しては、加工連続性を目的にボビンサイズの大型化が進んでいるが、大きいボビンでは、巻き取り重量が２０kgに近くなることから、ボビンの大型化によって１本あたりの巻長が長くなり、直線方向の品質安定性の実現をより困難なものにしている。
【０００７】
このように、モノフィラメント巻状体に求められている性能は解舒安定性と品質安定性の２点が挙げられる。
【０００８】
解舒安定性を得るには、ボビンからモノフィラメントを引き出す際の引き取り張力が一定であることが重要である。不安定になる要因としては、ボビンの表層部分の巻き取り面の高さが不均一なために発生する引取り張力の変動、また、次層とのモノフィラメント同士のからみつきにより解舒がスムーズに出来ないことなどが挙げられる。
【０００９】
かかる問題に対処するための手段としては、表層部分のトラバース幅を狭くして、両端鍔より手前の位置でモノフィラメントを反転動作させる方法（例えば、特許文献２参照）が提案されているが、この方法は、鍔部付近で発生する巻き乱れ防止効果を狙った提案であり、解舒安定性については完全には解決できていない。
【００１０】
また、モノフィラメント巻状体は輸送中の崩れを防止するためにモノフィラメント同士を交差させて巻き取る綾角巻取りがほとんどの製品に採用されている。しかしながら、ナイロン６のように吸湿寸法変化の大きい樹脂からなるモノフィラメントの場合には、巻き締まりにより内層のモノフィラメントを変形させる場合があり、特に四角形や星型などの異型断面モノフィラメントでは、鋭角な部分が接触するためより変形度が大きく、直線方向の品質安定性を損ねる原因となっている。
【００１１】
そして、先に述べたボビンの大型化により巻厚さが厚くなったことも、モノフィラメントの変形現象を助長する要因である。
【００１２】
かかる変形現象の改善手段としては、ボビンに巻きつけられた同層のモノフィラメント同士の間隔を狭くして整列に巻き取る方法があるが、この場合には上下層のモノフィラメント同士の拘束力が低いため輸送中の巻き崩れが発生しやすく、この巻き崩れを抑えるためにボビン表層をフィルムなどで固定する方法が考えられるが、解舒作業開始時にループ状にゆるむなどのトラブル事例があり、完全に改善できてはいない。
【００１３】
かかる状況から、モノフィラメントの品質安定性と良好な解舒性を両立したモノフィラメント巻状体の実現が大きな課題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−３２３２７２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６９０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、ボビン内層部から表層部まで安定した品質を維持してモノフィラメントを巻きつけてなり、かつモノフィラメントの良好な解舒性をも併せ持つモノフィラメント巻状体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明によれば、鍔つきボビンにモノフィラメントを巻きつけた巻状体であって、ボビン内層部ではモノフィラメントを整列巻きとし、ボビン表層の第１層から１０層の外層部ではモノフィラメントの巻き取りピッチを内層部より大きいピッチの綾角巻きとしたことを特徴とするモノフィラメント巻状体が提供される。
【００１７】
また、本発明のモノフィラメント巻状体においては、
前記ボビン内層部での整列巻きは、同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔をモノフィラメント最大直径の３０％以内で、かつ互いに接触しない巻き取りピッチであること、および
前記ボビン外層部での綾角巻きは、同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔をモノフィラメント最大直径の１５０％から６００％の範囲を満足する巻き取りピッチであることが、いずれも好ましい条件である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下に説明するとおり、ボビン内層部から表層部まで安定した品質を維持してモノフィラメントを巻きつけてなり、かつモノフィラメントの良好な解舒性をも併せ持つモノフィラメント巻状体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明の鍔つきボビンの一例を示す説明図であり、（ｂ）はモノフィラメントの巻き始めた状態での最内層部の位置、（ｃ）は巻き取り完了時での最外層部の位置を示した模式図である。
【図２】モノフィラメントの巻形状を示す説明図である。（ａ）は整列巻き、（ｂ）は綾角巻きである。本図では２層分を表している。
【図３】（ａ）は丸断面形状、（ｂ）は四角断面形状のモノフィラメント同士の巻取り間隔を示した模式図である。図中の１がモノフィラメント、２がモノフィラメントの最大直径、３が同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔を示している。
【図４】綾角巻き方法を全層に実施した場合の最内層部のモノフィラメント変形状態を示す説明図である。上下層のモノフィラメントによる押し付け応力により部分的に変形している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図に従って具体的に説明する。
【００２１】
図１の（ａ）は本発明の鍔つきボビンＢの一例を示したものであり、（ｂ）はモノフィラメントの巻き始めた状態ので最内層部Ｍ１の位置、同じく（ｃ）はモノフィラメントの巻き取り完了時での最外層部Ｍ２の位置を示した模式図である。
【００２２】
もし、モノフィラメントが吸湿、温度変化などにより収縮した場合は、ボビンＢが鍔Ｔを有しているために、収縮応力はモノフィラメントの繊維軸方向に直行する方向、つまりモノフィラメントを圧縮する応力が働くことになる。
【００２３】
モノフィラメントの巻き取り方法は整列巻きと綾角巻きに大別される。
【００２４】
整列巻きとは、図２（ａ）に示す通り、ボビンの鍔に平行に巻き取ることを特徴とし、巻層間のモノフィラメントＭの重なり方は繊維軸方向が平行になる。
【００２５】
一方、綾角巻きは図２（ｂ）に示す通り、上下層のモノフィラメントＭが交差するように巻き取ることを特徴とする。
【００２６】
巻き取り方法の整列巻きから綾角巻きへの変更方法は、ボビン両端鍔を反転位置とする、モノフィラメントを給糸するトラバース設備の速度可変により行なう。速度の制御はボビン巻取り厚みの変化に応じて適切なトラバース速度に可変させることを基本とし、制御の指標は同層の隣接するモノフィラメント間の間隔とする。
【００２７】
なお、本発明で使用するモノフィラメントの断面形状は、図示した丸断面および四角断面の２形状に限定されるものではなく、楕円形、星型、ドックボーン、複数の形状を組み合わせた異型断面糸、中空糸などモノフィラメントに該当するものは全て含まれる。
【００２８】
さらに述べるならば、ボビンに巻き取られるモノフィラメントの素材はポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系樹脂など代表的な素材を含むモノフィラメント加工が可能な素材全般が対象となる。また、機能性向上を目的に後加工、例えばワックス類、シリコーンオイル、界面活性剤、繊維強化剤など付与したものも含まれる。
【００２９】
図３（ａ）の丸断面形状のモノフィラメント、（ｂ）の四角断面形状のモノフィラメントの巻取り間隔を示す模式図において、同層のモノフィラメント間の間隔とは図中の３の距離に相当する。また、以下に示す公式に採用されている、モノフィラメント最大直径とは２の距離である。
【００３０】
モノフィラメント巻状体は巻き取り量の増加に伴い巻き取り直径が変化する。同層の隣接するモノフィラメントの間隔を維持するためには巻き取り直径の変化に合わせたトラバース制御が必要となる。
【００３１】
本発明のモノフィラメント巻状体について、以下に整列巻き、綾角巻きの巻き取り方法を記載するが、トラバース動作は、基本式に基づきモノフィラメント種類別に個別のプログラム制御を採用する。
【００３２】
本発明でいう整列巻きの範囲とは、同層の隣接するモノフィラメント同士が接触しないことを前提とし、その間隔が最大直径の３０％以内とすることを特徴とし、さらに２０％以内であることが望ましい。
【００３３】
この場合の具体的なトラバース速度Ｔｒ（ｍｍ/ｓｅｃ）の範囲は、式１００ＶＹ／６πＤ≦Ｔｒ≦１３０ＶＹ／６πＤ（但し、Ｖ:巻き取り速度（ｍ／分）、Ｙ：モノフィラメントの最大直径（ｍｍ）、π：円周率、Ｄ：巻き取り直径（ｍｍ））、さらに望ましくは式１００ＶＹ／６πＤ≦Ｔｒ≦１２０ＶＹ／６πＤとなる。
【００３４】
一方、綾角巻きは同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔がモノフィラメント最大直径の１５０％から６００％の範囲を満足することを特徴とし、さらに１５０％から３００％の範囲が望ましい。
【００３５】
この場合の具体的なトラバース速度Ｔｒ（ｍｍ/ｓｅｃ）の範囲は、式１５０ＶＹ／６πＤ≦Ｔｒ≦６００ＶＹ／６πＤ（但し、Ｖ:巻き取り速度（ｍ／分）、Ｙ：モノフィラメントの最大直径（ｍｍ）、π：円周率、Ｄ：巻き取り直径（ｍｍ））、さらに望ましくは式１５０ＶＹ／６πＤ≦Ｔｒ≦３００ＶＹ／６πＤとなる。
【００３６】
綾角巻きを巻き始めから、巻き終わりまで実施すると図２（ｂ）に示すとおり、上下層のモノフィラメントが繊維軸方向に交差するため、特に図１（ｂ）に示すボビン最内層部はモノフィラメントの巻圧力により強い力が加わり、図４に示したような変形部４が発生するため好ましくない。また、綾角巻き条件が６００％を越えるトラバース速度で巻き取った場合は、１層あたりの巻き周回数が少なくなり、巻き重量が目標値を達成できなくなる。さらには、巻き拘束力（巻硬度）低下や鍔部のトラバース反転位置付近の巻き形状が不安定になるなど、安定した巻状体を実現することが困難になる。
【００３７】
これに対し、ボビンの内層部においてのみ整列巻きを採用することにより、内層部では上下層のモノフィラメント同士が交差して巻かれないため、巻圧力による変形を防止することができる。
【００３８】
解舒性に関しても、ボビンを回転させながらモノフィラメントを引き出す使用法の場合に、引き出し方向と繊維軸方向が平行になる整列巻きが有効である。ただし、整列巻きは特に鍔部を起点に崩れやすく輸送中の振動や、引き出し張力が高めになる解舒開始時に巻形態が崩れる可能性が高いが、本発明では、表層部が綾角巻きとなっているため、巻き崩れの問題を起こすことがない。
【００３９】
すなわち、本発明の特徴は、表層面１層から１０層を綾角巻きとすることで、巻き崩れの発生が無く解舒性が良好になり、さらには１０層以降の内層部を整列巻きとすることでモノフィラメントの形態安定性をも実現したモノフィラメント巻状体を得ることができるのである。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明のモノフィラメント巻状体について、実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４１】
なお、巻き崩れ、解舒性、モノフィラメント変形度評価に使用したボビン、およびモノフィラメントの仕様は次の通り。
ボビン材質：ＡＢＳ
鍔直径 ：４５０ｍｍ
胴径 ：２８０ｍｍ
鍔間の距離：２８０ｍｍ
モノフィラメントの素材：ポリエチレンテレフタレート製
断面形状 ：四角断面
モノフィラメントの寸法：短辺０．３００ｍｍ、長辺１．００ｍｍ
【００４２】
［巻き崩れ評価］
ボビン巻状体の巻き取り方法と巻形状安定度の関係を調査すべく、振動試験機を用いて振動試験 ＪＩＳ Ｚ ０２３２ Ａ−１に準じて輸送中の振動を想定した評価を実施した。試験条件は振動数５０Hz、ピーク加速度±０．７５Ｇ、振動時間をタテ、ヨコ、上下それぞれ２０分処理した後のボビン巻状体について、巻取表層の巻き崩れの有無、巻き硬度の変化を評価した。巻き崩れは巻き取りピッチが正しい位置に存在しない周回数、巻き硬度測定はＡＳＫＥＲ製巻硬度計、ＣＳ型を使用し、測定値６０以上を合格とした。
【００４３】
［解舒性］
ボビン巻状体を５０ｍ／ｍｉｎの初速度で引き出した際の解舒安定性を評価した。解舒安定性は次の２項目で評価した。
１：引き取り速度に追従した給糸安定性を表層部、中層部、内層部で評価。
○：全層に渡って安定した給糸性が認められた。
△：表層、中層、内層のいずれかで給糸性が不安定となった。
×：全層に渡り給糸性が不安定。
２：鍔部の隙間への食い込みやループ状に巻き崩れが発生したことに起因する断線トラブルの発生回数。
【００４４】
［モノフィラメントの変形度評価］
キーエンス（株）製デジタルマイクロスコープ ＶＨＸ−５００Ｆを用いて、ボビン巻き面に対して垂直方向の寸法（厚み）を１００％として、上下層のモノフィラメントが接触する部分の変形度（％）を綾角部分の最内層部分を１０箇所測定し、平均値を求めた。
【００４５】
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレート製、四角断面モノフィラメント（短辺０．３００ｍｍ、長辺１．００ｍｍ）を用いて、ボビンに１８ｋｇ巻き取った。
【００４６】
なお、本実施例の場合、モノフィラメント最大直径は１．００ｍｍとなる。
【００４７】
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１０層までの間を同層の隣接するモノフィラメントの間隔を最大直径の３０％とし（以下３０％以下の場合、整列巻きと表現する）、表層１〜１０層の間を同層の隣接するモノフィラメントの間隔を最大直径の１５０％（以下１５０％〜６００％の場合は綾角巻きと表現する）でボビン巻き面をトラバースさせて、モノフィラメント巻状体を得た。
【００４８】
［実施例２］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１０層までの間を最大直径の１０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の１５０％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００４９】
［実施例３］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１０層までの間を最大直径の３０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の６００％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５０】
［実施例４］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１０層までの間を最大直径の１０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の６００％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５１】
［実施例５］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１層までの間を最大直径の３０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の１５０％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５２】
［実施例６］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１層までの間を最大直径の１０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の１５０％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５３】
［実施例７］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１層までの間を最大直径の３０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の６００％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５４】
［実施例８］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１層までの間を最大直径の１０％の整列巻きとし、表層１〜１０層の間を最大直径の６００％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５５】
［比較例１］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り１５０層までの間を最大直径の２０％の整列巻きとし、表層１〜１００層の間を最大直径の１５０％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５６】
［比較例２］
巻き取り条件を巻き始めから表層残り３０層までの間を最大直径の２０％の整列巻きとし、表層１〜３０層の間を最大直径の１５０％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５７】
［比較例３］
巻き取り条件を全層に渡り、最大直径の２０％の整列巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５８】
［比較例４］
巻き取り条件を全層に渡り、最大直径の２００％の綾角巻きで実施した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメント巻状体を得た。
【００５９】
【表１】
【００６０】
表１に示す結果から明らかのように、本発明のモノフィラメント巻状体（実施例１〜８）は、想定される他の巻き取り方法（比較例１〜４）に比べていずれも巻形態保持性、解舒安定性、品質安定性に優れている。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のボビン巻状体製品は、魚網などの水産分野や製紙、フィルターなどの工業用
織物、さらには通信ケーブル基材などの工業用用途に広くできる。特にボビンを回転させながらモノフィラメントを解舒して使用する工業用織物、通信ケーブル基材などにおいては、解舒安定性効果もさることながら、本発明品の特徴であるボビン内層まで安定した形態を保持している効果により、加工品の寸法安定性が極めて高くなる。
【００６２】
よって、モノフィラメント繊維軸方向に高品質を要求される分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
Ｂ ボビン
Ｍ モノフィラメント
Ｍ１ モノフィラメントの巻き始めの状態で最内層部
Ｍ２ モノフィラメントの巻き取り完了時での最外層部
Ｔ 鍔
１ モノフィラメント
２ モノフィラメントの最大直径
３ 同層の隣接するモノフィラメント間の距離
４ 変形部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍔つきボビンにモノフィラメントを巻きつけた巻状体であって、ボビン内層部ではモノフィラメントを整列巻きとし、ボビン表層の第1層から１０層の外層部ではモノフィラメントの巻き取りピッチを内層部より大きいピッチの綾角巻きとしたことを特徴とするモノフィラメント巻状体。
【請求項２】
前記ボビン内層部での整列巻きは、同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔をモノフィラメント最大直径の３０％以内で、かつ互いに接触しない巻き取りピッチであることを特徴とする請求項１に記載のモノフィラメント巻状体。
【請求項３】
前記ボビン外層部での綾角巻きは、同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔をモノフィラメント最大直径の１５０％から６００％の範囲を満足する巻き取りピッチであることを特徴とする請求項１または２に記載のモノフィラメント巻状体。
【請求項１】
鍔つきボビンにモノフィラメントを巻きつけた巻状体であって、ボビン内層部ではモノフィラメントを整列巻きとし、ボビン表層の第1層から１０層の外層部ではモノフィラメントの巻き取りピッチを内層部より大きいピッチの綾角巻きとしたことを特徴とするモノフィラメント巻状体。
【請求項２】
前記ボビン内層部での整列巻きは、同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔をモノフィラメント最大直径の３０％以内で、かつ互いに接触しない巻き取りピッチであることを特徴とする請求項１に記載のモノフィラメント巻状体。
【請求項３】
前記ボビン外層部での綾角巻きは、同層の隣接するモノフィラメント同士の間隔をモノフィラメント最大直径の１５０％から６００％の範囲を満足する巻き取りピッチであることを特徴とする請求項１または２に記載のモノフィラメント巻状体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２１９２６３（Ｐ２０１１−２１９２６３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９３１８７（Ｐ２０１０−９３１８７）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
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