布帛緊張緩和ユニットおよび布帛緊張緩和装置
【課題】緊張緩和処理により布帛にシワや折傷を生じさせることがなく、処理速度の速い布帛緊張緩和ユニットおよび布帛緊張緩和装置が望まれている。
【解決手段】布帛緊張緩和ユニット１は、温湯Ｗを貯留する温湯槽４と、温湯槽４の温湯Ｗ内で回転して長尺の布帛Ｓをドラム外周面で搬送する浸漬ドラム５と、浸漬ドラム５からの布帛Ｓを搬送する搬出ロール３１，３１と、浸漬ドラム５により搬送されている布帛Ｗに振動を与える振動付与手段３４と、浸漬ドラム５のドラム外周面の周速度を搬出ロール３１，３１の布帛搬送速度よりも速くする制御装置３３とを備えている。浸漬ドラム５はドラム外周面に多数の通水孔を有しており、浸漬ドラム５内に凹凸ドラム６が配備されている。この布帛緊張緩和ユニット１を複数基直列に連結して、布帛緊張緩和装置が構成される。
【解決手段】布帛緊張緩和ユニット１は、温湯Ｗを貯留する温湯槽４と、温湯槽４の温湯Ｗ内で回転して長尺の布帛Ｓをドラム外周面で搬送する浸漬ドラム５と、浸漬ドラム５からの布帛Ｓを搬送する搬出ロール３１，３１と、浸漬ドラム５により搬送されている布帛Ｗに振動を与える振動付与手段３４と、浸漬ドラム５のドラム外周面の周速度を搬出ロール３１，３１の布帛搬送速度よりも速くする制御装置３３とを備えている。浸漬ドラム５はドラム外周面に多数の通水孔を有しており、浸漬ドラム５内に凹凸ドラム６が配備されている。この布帛緊張緩和ユニット１を複数基直列に連結して、布帛緊張緩和装置が構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば織物、編み物、または不織布などの布帛の緊張を緩和して布質を改善する布帛緊張緩和ユニット、および該ユニットを用いた布帛緊張緩和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、織物や編み物は織成・編成により一定のストレス（張力）をかけた状態で得られる。このようにストレスを有する布帛はそのままでは風合いが良くなかったり、その布帛で縫製した衣類は洗濯後に大きく型崩れしたりすることがある。そして、布帛は温湯に浸すと収縮しようとする性質があり、更には温湯浸漬前や浸漬中に物理的な刺激（例えば、叩きやブラッシングなど）を与えると収縮がいっそう促進することが知られている。
そこで、布帛に物理的な刺激を与えるとともに布帛を無緊張状態にして温湯中に浸漬することにより収縮弛緩させ、繊維間に空隙を作って３次元的に好ましい繊維特性を発現させるという、緊張緩和処理またはリラックス処理がなされている。従来、このような緊張緩和処理を行なう布帛緊張緩和装置として種々のものが提供されており、これらはいずれも温湯中で布帛を無緊張状態にして緊張緩和効果を発揮させるようになっている。
【０００３】
そのうち、下記の特許文献１に記載された布帛緊張緩和装置を図７に示す。図示の布帛緊張緩和装置７１では、高温の蒸気が充填された蒸気室７３と、精練液としての温湯Ｗが収容された温湯槽７２と、布帛Ｓを搬入する搬入ロール７４と、布帛Ｃを挟圧して搬送する１対の挟みロール７５，７５と、布帛Ｓを叩く叩きロール７６と、温湯槽７２の温湯Ｗ内でコンベアロール７７，７７間に架け回された無端ベルト７８と、無端ベルト７８上の布帛Ｓに温湯Ｗを噴射するノズル８１，８１，８１，・・・と、無端ベルト７８上の布帛Ｓを蒸気室７３から搬出する搬出ロール７９，８０とを備えている。
この布帛緊張緩和装置７１において、搬入ロール７４により蒸気室７３内に搬入された布帛Ｓは、１対の送りロール７５，７５により挟圧搬送される際にほぐされる。続いて、布帛Ｓは叩きロール７６により叩かれて上下折り返しの波状にされ無端ベルト７８の上面に並べられる。無端ベルト７８上で無緊張状態にある布帛Ｓはノズル８１，８１，８１，・・・から噴射された温湯により更に揉みほぐされて収縮が促進されたのち、搬出ロール７９，８０により搬出されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９７３７１号公報（段落［００１６］、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の布帛緊張緩和装置７１は、布帛Ｓをほぐす送りロール７５,７５および叩きロール７６と、布帛Ｓを無緊張状態で搬送する無端ベルト７８とが比較的離れている。また、布帛Ｓは無緊張状態を長く続けないと緊張緩和効果を上げられないため、無端ベルト７８の搬送長は比較的長くされている。これらにより、布帛緊張緩和装置７１は大型化せざるを得ない。また、無緊張状態にされた波状の布帛Ｓは単に無端ベルト７８上に載置されているだけなので上下や幅方向にたやすく移動できることから、布帛幅方向に片寄りしたりして、処理後の製品布帛にシワや折傷などの外傷が発生することがある。そして、この布帛緊張緩和装置７１において布帛搬送速度すなわち緊張緩和処理速度を速めると、無緊張状態で移動が自由な布帛Ｓにもつれを生じさせるおそれがあるので、緊張緩和処理の高速化は困難である。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、緊張緩和処理により布帛にシワや折傷を生じさせることがなく、処理速度の速い布帛緊張緩和ユニットおよび布帛緊張緩和装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る布帛緊張緩和ユニットは、温湯を貯留する温湯槽と、温湯槽の温湯内で回転して長尺の布帛をドラム外周面で搬送する浸漬ドラムと、浸漬ドラムからの布帛を搬送する搬出ロールと、浸漬ドラムにより搬送されている布帛に振動を与える振動付与手段と、浸漬ドラムのドラム外周面の周速度を搬出ロールの布帛搬送速度よりも速くする速度制御手段とを具備して成っている。
【０００８】
また、前記構成において、浸漬ドラムが、ドラム外周面に多数の通水孔を有する通水円筒体で構成され、振動付与手段が、通水円筒体と、通水円筒体よりも高速で回転するように通水円筒体内に配備されるとともに凹部と凸部が周方向に繰り返し形成された凹凸周壁を有する凹凸ドラムとを備えて成り、回転する通水円筒体のドラム外周面に巻き付けられながら搬送される布帛を、通水円筒体に対する凹凸ドラムの相対回転により通水円筒体の通水孔から出し入れされる温湯によって振動させるように構成されているものである。
【０００９】
そして、本発明に係る布帛緊張緩和装置は、請求項１または請求項２に記載の布帛緊張緩和ユニットを複数基直列に連結して成り、前記直列の布帛緊張緩和ユニットで順に長尺の布帛に緊張緩和処理を施すものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る布帛緊張緩和ユニットによれば、温湯内の浸漬ドラムで搬送されている布帛に振動付与手段が振動を与えて繊維をほぐし、浸漬ドラムの周速度が搬出ロールの布帛搬送速度よりも速いことによる浸漬ドラムと搬出ロール間の張力低下によって、布帛を、無緊張状態ではないが無緊張状態に近い状態にすることができる。これにより、布帛に緊張緩和処理が施される。このとき、搬送中の布帛は極めて弱い張力で引っ張られて、波状ではなく、直線状に延びた状態で搬送される。その結果、布帛は幅方向の移動が規制されるので、布帛が幅方向に片寄りすることがなく、シワや折傷の発生を防止することができる。一方、緊張緩和処理速度を速くする場合は、搬出ロールの布帛搬送速度の変更に追随させて浸漬ドラムの周速を速くするだけで対処することができる。
【００１１】
また、浸漬ドラムとして通水円筒体を利用して振動付与手段を構成したものでは、布帛の緊張を緩和させる領域の直前部分および緊張を緩和させる領域の初め部分といった近い位置で布帛を振動させるので、布帛を確実に振動させてほぐすことができる。従って、緊張緩和効果をよりいっそう促進できる。また、浸漬ドラムに対する凹凸ドラムの回動数は変更できるから、布帛の振動数を容易に変更することができる。
【００１２】
そして、本発明に係る布帛緊張緩和装置によれば、直列に連結した複数基の布帛緊張緩和ユニットで順に長尺の布帛に緊張緩和処理を施すので、個々の布帛緊張緩和ユニットで処理能力を分担して緊張緩和処理を行なうことができる。従って、全体として処理能力の高い布帛緊張緩和装置が提供される。尚、布帛搬送速度を大きくすると個々の布帛緊張緩和ユニットの緊張緩和処理能力が低下することは避けられないが、布帛搬送速度を大きくすることにより低下する緊張緩和処理能力に見合った基数の布帛緊張緩和ユニットを直列に増設することにより対処することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。図１は本発明の一実施形態に係る布帛緊張緩和ユニットの一部側断面を含む側面構成図、図２は前記布帛緊張緩和ユニットの正断面図、図３は前記布帛緊張緩和ユニットの駆動部を示す部分正断面図である。
各図において、この実施形態に係る布帛緊張緩和ユニット１は、支柱１９，１９間の基台２上に構築された本体フレーム３と、本体フレーム３に設置された温湯槽４と、温湯槽４の温湯Ｗ内に配置されて温湯槽４に対し回動自在に枢支された円筒状の浸漬ドラム５と、浸漬ドラム５内に収容されて浸漬ドラム５と独立に同軸心で同方向に回転する凹凸ドラム６とを備えている。温湯Ｗの温度は布帛により適温が異なるが、概ね５０〜９５℃である。
【００１４】
搬入側の支柱１９には、布帛Ｓを搬入する搬入ロール２０，２０が配備されている。搬入ロール２０，２０はモータ２１により回転駆動される。搬出側の支柱１９には、ガイドロール３０と、布帛Ｓを挟持して搬送する１対の搬出ロール３１，３１が配備されている。搬出ロール３１，３１はモータ３２により回転駆動される。温湯槽４上方位置の本体フレーム３にはガイドロール２７とガイドロール２８が回動自在に枢支されている。支柱１９，１９の上端間に架設された横桟２２には、支軸２３回りに上下揺動する揺動アーム２４が枢支されている。揺動アーム２４の先端にはダンサーロール２５が回動自在に枢支されている。揺動アーム２４の例えば水平方向からの揺動角度は角度検出器２６により検出される。揺動アーム２４はバネ材（図示省略）により常に水平方向に戻るように弾性付勢されている。そして、布帛Ｓが浸漬ドラム５に引かれて張力が所定よりも高くなると、揺動アーム２４が水平から下向きに揺動して張力を緩和する。このときに角度検出器２６により検出された揺動角度に応じて搬入ロール２０，２０の布帛搬入速度が調整されることにより、揺動アーム２４が水平に戻るようになっている。
【００１５】
上記の凹凸ドラム６は、温湯Ｗが満たされた温湯槽４内で水平軸心回りに回転駆動されるようになっており、凹部６Ａと凸部６Ｂが周方向に繰り返し形成された凹凸周壁８を有している。上記の浸漬ドラム５は、そのドラム外周面５Ａに多数の通水孔３５，３５，３５，・・・を有する通水円筒体３６として構成されている。そして、温湯槽４の両側の側壁４Ａ，４Ａの外側にはブラケット３７，３７を介して軸受３８，３８が取り付けられている。凹凸ドラム６はその回転軸７の両端が軸受３８，３８に回動自在に枢支されている。回転軸７の一端部にはプーリ１５が固着され、このプーリ１５は無端のベルト１６を介してモータ１８の駆動軸のプーリ１７と連結されている。また、温湯槽４の両側の側壁４Ａ，４Ａには、内方に向けて突出した周フランジ部３９，４０が固設されている。浸漬ドラム５の一端部には全周にわたる歯車１２がドラム補強を兼ねて固設されている。この歯車１２にはリング状の摺動リング２９がボルト止めされている。摺動リング２９はその内周端面が周フランジ部３９の外周凹溝４３に嵌め込まれた状態で、周フランジ部３９に対し周方向に摺動自在となっている。一方、浸漬ドラム５の他端部に固設された摺動リング４１は周フランジ部４０の外周面に周方向摺動自在に支持されている。そして、回転軸７の両側には、温湯槽４の両側の側壁４Ａ，４Ａと回転軸７との間の水漏れを防止するメカニカルシール４２，４２が装着されている。
【００１６】
温湯槽４の側壁４Ａの上部には水封シール付きの軸受４５が設けられている。この軸受４５には、凹凸ドラム６の回転軸７と平行に側壁４Ａを貫通して配備された軸４４が軸受４５に回転自在に軸支されている。側壁４Ａ内における軸４４の一端側には浸漬ドラム５の歯車１２と噛合する歯車１１が固着され、軸４４の他端側には歯車１０が固着されている。温湯槽４の側壁４Ａの上部には、横桟４６が横設されている。この横桟４６上にはモータ１４とギヤボックス５８が設置されている。ギヤボックス５８には前記の軸４４と平行する軸１３が回動自在に軸支されている。軸１３にはウォームホイール４９が固着されている。軸１３の温湯槽４側には、前記の歯車１０と噛合する歯車９が固設されている。ギヤボックス５８内のウォームホイール４９下方位置には、軸１３と直交する軸４７が回転自在に軸支されている。この軸４７にウォームホイール４９と噛合するウォーム４８が固設されている。軸４７はカップリング（図示省略）を介してモータ１４の駆動軸と連結されている。そして、モータ１４，１８，２１，３２は、それぞれのドライバ（図示省略）の出力を制御する制御装置３３により駆動制御される。制御装置３３は、例えばＣＰＵ、メモリ、データバスなどからなるマイクロコンピュータで構成される。
【００１７】
上記のように構成された布帛緊張緩和ユニット１の作用を次に説明する。この場合、搬入ロール２０，２０、ダンサーロール２５、ガイドロール２７、浸漬ドラム５、ガイドロール２８、ガイドロール３０、および搬出ロール３１，３１に、順次、長尺の布帛Ｓが掛け渡されているものとする。
まず、モータ２１，１４，１８，３２が制御装置３３の指令信号により回転駆動される。その際、制御装置３３は布帛Ｓの搬送速度が目標搬送速度となるようにモータ３２を駆動して搬出ロール３１，３１の回転速度を制御する。同時に、制御装置３３は浸漬ドラム５のドラム外周面５Ａの周速が搬出ロール３１，３１における布帛搬送速度よりも速くなるようにモータ１４の出力を制御する。
尚、本発明における搬出ロールの布帛搬送速度は機械構成上可能な速度であれば特に限定されないが、この実施形態における搬出ロール３１，３１の目標布帛搬送速度は例えば４０ｍ／分程度に設定してある。
【００１８】
この場合、制御装置３３は、ドラム外周面５Ａの周速を搬出ロール３１の布帛搬送速度の１０％分大きくするようにモータ１４を駆動制御する。尚、搬出ロール３１の布帛搬送速度に対するドラム外周面５Ａの周速の増大分は０．５％以上５０％以下とするのが好ましい。モータ１４から出力された回転駆動力はウォーム４８、ウォームホイール４９、歯車９、歯車１０、歯車１１、および歯車１２を経て浸漬ドラム５に伝達される。また、制御装置３３は、凹凸ドラム６の回転速度が浸漬ドラム５の回転速度よりも高速となるようにモータ１８の出力を制御する。モータ１８の回転駆動力はプーリ１７、ベルト１６、およびプーリ１５を経て凹凸ドラム６に伝達される。これらにより、布帛Ｓは搬入ロール２０，２０からダンサーロール２５、ガイドロール２７を経て、温湯Ｗ中で回転する浸漬ドラム５のドラム外周面５Ａに供給される。
【００１９】
浸漬ドラム５および凹凸ドラム６において、図４に示すように、凹凸ドラム６の凹凸周壁８の凸部６Ｂが接近しつつある部分では温湯Ｗが浸漬ドラム５の通水孔３５から外部へ吐出され、凹部６Ａが接近しつつある部分では通水孔３５から内部へ吸入される。すなわち、凹凸ドラム６の高速回転に伴って、温湯Ｗは前記のような吐出と吸入とが極めて短い周期で反復されて流動する。そこで、浸漬ドラム５のドラム外周面５Ａに巻き付けられながら搬送されている布帛Ｗは、浸漬ドラム５に対し最大６００ｒｐｍで相対回転する凹凸ロール６により浸漬ドラム５の通水孔３５，３５，３５，・・・から出し入れされる温湯Ｗの最大９０ヘルツの振動流によって強く振動（布帛Ｓの振幅１０〜２０ｍｍ程度）し、その繊維が効果的にほぐされる。すなわち、通水円筒体３６である浸漬ドラム５と、凹凸ドラム６とからなる構成が、通水円筒体３６により搬送されている布帛Ｗに振動を与える振動付与手段３４である。
【００２０】
一方で、浸漬ドラム５のドラム外周面５Ａの周速は、搬出ロール３１，３１の布帛搬送速度よりも速いので、浸漬ドラム５から離れる部分から搬出ロール３１，３１に引き込まれる部分までの布帛Ｓは、布帛搬送方向の張力が極めて小さな緊張緩和領域ＳＡとなっている。これにより、布帛Ｓは十分に緊張が緩和されて程よく収縮するのである。この場合、緊張緩和領域ＳＡであっても、布帛Ｓは浸漬ドラム５と搬出ロール３１，３１間に架け渡されていて、布帛Ｓの幅方向の移動が規制され、かつ、布帛Ｓにかかる張力はゼロでない。すなわち、従来技術のように、布帛が無緊張状態にあってその搬送方向および幅方向に移動自由なために波状に折り畳まるといったことがない。従って、布帛Ｓが幅方向に片寄りしてシワや折傷を生じるといったことがない。これらにより、布質のよい布帛Ｓを得ることができる。また、搬出ロール３１，３１による布帛搬送速度を大きくしたとしても、それ以上に浸漬ドラム５の周速を大きくすればよいので、簡単に布帛搬送速度を変えることが可能であり、ひいては高速で布帛緊張緩和処理を行なうことができる。
【００２１】
上記した実施形態の布帛緊張緩和ユニット１を複数基用いることも可能である。例えば、図５および図６に示す布帛緊張緩和装置５０は、布帛緊張緩和ユニット１，１，１を３基直列に連結して構成されている。各図中で、左側の布帛緊張緩和ユニット１から右側に向けて布帛Ｓが搬送されるようになっている。１番目の布帛緊張緩和ユニット１の入側には、搬入ロール５１，５１、ガイドロール５２、およびガイドロール５３が配備されている。１番目の布帛緊張緩和ユニット１の搬出ロール３１，３１は２番目の布帛緊張緩和ユニット１の搬入ロールを兼ねており、２番目の布帛緊張緩和ユニット１の搬出ロール３１，３１は３番目の布帛緊張緩和ユニット１の搬入ロールを兼ねている。３番目の布帛緊張緩和ユニット１の出側には、ガイドロール５４、振落用ロール５５、およびガイドロール５６が配備されている。
【００２２】
個々の布帛緊張緩和ユニット１，１，１はそれぞれに対応して配備された制御装置３３，３３，３３により基本的に制御される。これら制御装置３３，３３，３３の機能は、統合型制御装置５７が保有する機能の一部を利用して実現される。そして、統合型制御装置５７は各制御装置３３単独では制御しきれない共有部分の制御を統合的に実行するようになっている。この布帛緊張緩和装置５０の目標布帛搬送速度は最終（３番目）の布帛緊張緩和ユニット１の搬出ロール３１，３１により制御されるようになっており、布帛緊張緩和ユニット１，１，１各部の制御量の偏差は順次入側の布帛緊張緩和ユニット１に向かってフィードバックされ吸収される。このようにして、布帛Ｓは直列の布帛緊張緩和ユニット１，１，１で順に緊張緩和処理が施される。
【００２３】
この布帛緊張緩和装置５０によれば、直列に連結した３基の布帛緊張緩和ユニット１，１，１で順に布帛Ｓに緊張緩和処理を施すので、個々の布帛緊張緩和ユニット１，１，１で処理能力を分担して緊張緩和処理を行なうことができる。従って、全体として処理能力の高い装置が提供される。そして、布帛Ｓの種類により収縮時間に差があるが、布帛Ｓに所定レベルの緊張緩和処理を施すためには、それに応じた基数の布帛緊張緩和ユニット１を直列に連結して用いればよい。
【００２４】
尚、上記の実施形態では、ドラム外周面に多数の通水孔を有する浸漬ドラムと、凹凸ドラムとから振動付与手段を構成した例を示したが、本発明はそれに限定されるものでない。それらに替えて、例えば浸漬ドラムのドラム外周面に巻きついている布帛に向けて高圧水を連続または間欠的に噴きつけて布帛を振動させるジェット水流噴射手段を振動付与手段として用いてよい。
あるいは、浸漬ドラムの内部または外部近傍位置に配備されて、ドラム外周面の布帛を振動させる超音波出射手段を振動付与手段としても構わない。
また、上記では、浸漬ドラム５に対し凹凸ドラム６を同方向に回転させた例を示したが、本発明は、浸漬ドラムの回転方向と反対の方向に凹凸ドラムを回転させる布帛緊張緩和ユニットも含むことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る布帛緊張緩和ユニットの一部側断面を含む側面構成図である。
【図２】前記布帛緊張緩和ユニットの正断面図である。
【図３】前記布帛緊張緩和ユニットの駆動部を示す部分正断面図である。
【図４】前記布帛緊張緩和ユニットの動作を示す部分拡大断面図である。
【図５】本発明の別実施形態に係る布帛緊張緩和装置の一部側断面を含む側面構成図である。
【図６】前記布帛緊張緩和装置の平面構成図である。
【図７】従来の布帛緊張緩和装置の一例を示す側面構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 布帛緊張緩和ユニット
４ 温湯槽
５ 浸漬ドラム
５Ａ ドラム外周面
６ 凹凸ドラム
６Ａ 凹部
６Ｂ 凸部
７ 回転軸
８ 凹凸周壁
１４ モータ
１８ モータ
３１ 搬出ロール
３２ モータ
３３ 制御装置（速度制御手段）
３４ 振動付与手段
３５ 通水孔
３６ 通水円筒体
５０ 布帛緊張緩和装置
５７ 統合型制御装置
Ｓ 布帛
ＳＡ 緊張緩和領域
Ｗ 温湯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば織物、編み物、または不織布などの布帛の緊張を緩和して布質を改善する布帛緊張緩和ユニット、および該ユニットを用いた布帛緊張緩和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、織物や編み物は織成・編成により一定のストレス（張力）をかけた状態で得られる。このようにストレスを有する布帛はそのままでは風合いが良くなかったり、その布帛で縫製した衣類は洗濯後に大きく型崩れしたりすることがある。そして、布帛は温湯に浸すと収縮しようとする性質があり、更には温湯浸漬前や浸漬中に物理的な刺激（例えば、叩きやブラッシングなど）を与えると収縮がいっそう促進することが知られている。
そこで、布帛に物理的な刺激を与えるとともに布帛を無緊張状態にして温湯中に浸漬することにより収縮弛緩させ、繊維間に空隙を作って３次元的に好ましい繊維特性を発現させるという、緊張緩和処理またはリラックス処理がなされている。従来、このような緊張緩和処理を行なう布帛緊張緩和装置として種々のものが提供されており、これらはいずれも温湯中で布帛を無緊張状態にして緊張緩和効果を発揮させるようになっている。
【０００３】
そのうち、下記の特許文献１に記載された布帛緊張緩和装置を図７に示す。図示の布帛緊張緩和装置７１では、高温の蒸気が充填された蒸気室７３と、精練液としての温湯Ｗが収容された温湯槽７２と、布帛Ｓを搬入する搬入ロール７４と、布帛Ｃを挟圧して搬送する１対の挟みロール７５，７５と、布帛Ｓを叩く叩きロール７６と、温湯槽７２の温湯Ｗ内でコンベアロール７７，７７間に架け回された無端ベルト７８と、無端ベルト７８上の布帛Ｓに温湯Ｗを噴射するノズル８１，８１，８１，・・・と、無端ベルト７８上の布帛Ｓを蒸気室７３から搬出する搬出ロール７９，８０とを備えている。
この布帛緊張緩和装置７１において、搬入ロール７４により蒸気室７３内に搬入された布帛Ｓは、１対の送りロール７５，７５により挟圧搬送される際にほぐされる。続いて、布帛Ｓは叩きロール７６により叩かれて上下折り返しの波状にされ無端ベルト７８の上面に並べられる。無端ベルト７８上で無緊張状態にある布帛Ｓはノズル８１，８１，８１，・・・から噴射された温湯により更に揉みほぐされて収縮が促進されたのち、搬出ロール７９，８０により搬出されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９７３７１号公報（段落［００１６］、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の布帛緊張緩和装置７１は、布帛Ｓをほぐす送りロール７５,７５および叩きロール７６と、布帛Ｓを無緊張状態で搬送する無端ベルト７８とが比較的離れている。また、布帛Ｓは無緊張状態を長く続けないと緊張緩和効果を上げられないため、無端ベルト７８の搬送長は比較的長くされている。これらにより、布帛緊張緩和装置７１は大型化せざるを得ない。また、無緊張状態にされた波状の布帛Ｓは単に無端ベルト７８上に載置されているだけなので上下や幅方向にたやすく移動できることから、布帛幅方向に片寄りしたりして、処理後の製品布帛にシワや折傷などの外傷が発生することがある。そして、この布帛緊張緩和装置７１において布帛搬送速度すなわち緊張緩和処理速度を速めると、無緊張状態で移動が自由な布帛Ｓにもつれを生じさせるおそれがあるので、緊張緩和処理の高速化は困難である。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、緊張緩和処理により布帛にシワや折傷を生じさせることがなく、処理速度の速い布帛緊張緩和ユニットおよび布帛緊張緩和装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る布帛緊張緩和ユニットは、温湯を貯留する温湯槽と、温湯槽の温湯内で回転して長尺の布帛をドラム外周面で搬送する浸漬ドラムと、浸漬ドラムからの布帛を搬送する搬出ロールと、浸漬ドラムにより搬送されている布帛に振動を与える振動付与手段と、浸漬ドラムのドラム外周面の周速度を搬出ロールの布帛搬送速度よりも速くする速度制御手段とを具備して成っている。
【０００８】
また、前記構成において、浸漬ドラムが、ドラム外周面に多数の通水孔を有する通水円筒体で構成され、振動付与手段が、通水円筒体と、通水円筒体よりも高速で回転するように通水円筒体内に配備されるとともに凹部と凸部が周方向に繰り返し形成された凹凸周壁を有する凹凸ドラムとを備えて成り、回転する通水円筒体のドラム外周面に巻き付けられながら搬送される布帛を、通水円筒体に対する凹凸ドラムの相対回転により通水円筒体の通水孔から出し入れされる温湯によって振動させるように構成されているものである。
【０００９】
そして、本発明に係る布帛緊張緩和装置は、請求項１または請求項２に記載の布帛緊張緩和ユニットを複数基直列に連結して成り、前記直列の布帛緊張緩和ユニットで順に長尺の布帛に緊張緩和処理を施すものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る布帛緊張緩和ユニットによれば、温湯内の浸漬ドラムで搬送されている布帛に振動付与手段が振動を与えて繊維をほぐし、浸漬ドラムの周速度が搬出ロールの布帛搬送速度よりも速いことによる浸漬ドラムと搬出ロール間の張力低下によって、布帛を、無緊張状態ではないが無緊張状態に近い状態にすることができる。これにより、布帛に緊張緩和処理が施される。このとき、搬送中の布帛は極めて弱い張力で引っ張られて、波状ではなく、直線状に延びた状態で搬送される。その結果、布帛は幅方向の移動が規制されるので、布帛が幅方向に片寄りすることがなく、シワや折傷の発生を防止することができる。一方、緊張緩和処理速度を速くする場合は、搬出ロールの布帛搬送速度の変更に追随させて浸漬ドラムの周速を速くするだけで対処することができる。
【００１１】
また、浸漬ドラムとして通水円筒体を利用して振動付与手段を構成したものでは、布帛の緊張を緩和させる領域の直前部分および緊張を緩和させる領域の初め部分といった近い位置で布帛を振動させるので、布帛を確実に振動させてほぐすことができる。従って、緊張緩和効果をよりいっそう促進できる。また、浸漬ドラムに対する凹凸ドラムの回動数は変更できるから、布帛の振動数を容易に変更することができる。
【００１２】
そして、本発明に係る布帛緊張緩和装置によれば、直列に連結した複数基の布帛緊張緩和ユニットで順に長尺の布帛に緊張緩和処理を施すので、個々の布帛緊張緩和ユニットで処理能力を分担して緊張緩和処理を行なうことができる。従って、全体として処理能力の高い布帛緊張緩和装置が提供される。尚、布帛搬送速度を大きくすると個々の布帛緊張緩和ユニットの緊張緩和処理能力が低下することは避けられないが、布帛搬送速度を大きくすることにより低下する緊張緩和処理能力に見合った基数の布帛緊張緩和ユニットを直列に増設することにより対処することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。図１は本発明の一実施形態に係る布帛緊張緩和ユニットの一部側断面を含む側面構成図、図２は前記布帛緊張緩和ユニットの正断面図、図３は前記布帛緊張緩和ユニットの駆動部を示す部分正断面図である。
各図において、この実施形態に係る布帛緊張緩和ユニット１は、支柱１９，１９間の基台２上に構築された本体フレーム３と、本体フレーム３に設置された温湯槽４と、温湯槽４の温湯Ｗ内に配置されて温湯槽４に対し回動自在に枢支された円筒状の浸漬ドラム５と、浸漬ドラム５内に収容されて浸漬ドラム５と独立に同軸心で同方向に回転する凹凸ドラム６とを備えている。温湯Ｗの温度は布帛により適温が異なるが、概ね５０〜９５℃である。
【００１４】
搬入側の支柱１９には、布帛Ｓを搬入する搬入ロール２０，２０が配備されている。搬入ロール２０，２０はモータ２１により回転駆動される。搬出側の支柱１９には、ガイドロール３０と、布帛Ｓを挟持して搬送する１対の搬出ロール３１，３１が配備されている。搬出ロール３１，３１はモータ３２により回転駆動される。温湯槽４上方位置の本体フレーム３にはガイドロール２７とガイドロール２８が回動自在に枢支されている。支柱１９，１９の上端間に架設された横桟２２には、支軸２３回りに上下揺動する揺動アーム２４が枢支されている。揺動アーム２４の先端にはダンサーロール２５が回動自在に枢支されている。揺動アーム２４の例えば水平方向からの揺動角度は角度検出器２６により検出される。揺動アーム２４はバネ材（図示省略）により常に水平方向に戻るように弾性付勢されている。そして、布帛Ｓが浸漬ドラム５に引かれて張力が所定よりも高くなると、揺動アーム２４が水平から下向きに揺動して張力を緩和する。このときに角度検出器２６により検出された揺動角度に応じて搬入ロール２０，２０の布帛搬入速度が調整されることにより、揺動アーム２４が水平に戻るようになっている。
【００１５】
上記の凹凸ドラム６は、温湯Ｗが満たされた温湯槽４内で水平軸心回りに回転駆動されるようになっており、凹部６Ａと凸部６Ｂが周方向に繰り返し形成された凹凸周壁８を有している。上記の浸漬ドラム５は、そのドラム外周面５Ａに多数の通水孔３５，３５，３５，・・・を有する通水円筒体３６として構成されている。そして、温湯槽４の両側の側壁４Ａ，４Ａの外側にはブラケット３７，３７を介して軸受３８，３８が取り付けられている。凹凸ドラム６はその回転軸７の両端が軸受３８，３８に回動自在に枢支されている。回転軸７の一端部にはプーリ１５が固着され、このプーリ１５は無端のベルト１６を介してモータ１８の駆動軸のプーリ１７と連結されている。また、温湯槽４の両側の側壁４Ａ，４Ａには、内方に向けて突出した周フランジ部３９，４０が固設されている。浸漬ドラム５の一端部には全周にわたる歯車１２がドラム補強を兼ねて固設されている。この歯車１２にはリング状の摺動リング２９がボルト止めされている。摺動リング２９はその内周端面が周フランジ部３９の外周凹溝４３に嵌め込まれた状態で、周フランジ部３９に対し周方向に摺動自在となっている。一方、浸漬ドラム５の他端部に固設された摺動リング４１は周フランジ部４０の外周面に周方向摺動自在に支持されている。そして、回転軸７の両側には、温湯槽４の両側の側壁４Ａ，４Ａと回転軸７との間の水漏れを防止するメカニカルシール４２，４２が装着されている。
【００１６】
温湯槽４の側壁４Ａの上部には水封シール付きの軸受４５が設けられている。この軸受４５には、凹凸ドラム６の回転軸７と平行に側壁４Ａを貫通して配備された軸４４が軸受４５に回転自在に軸支されている。側壁４Ａ内における軸４４の一端側には浸漬ドラム５の歯車１２と噛合する歯車１１が固着され、軸４４の他端側には歯車１０が固着されている。温湯槽４の側壁４Ａの上部には、横桟４６が横設されている。この横桟４６上にはモータ１４とギヤボックス５８が設置されている。ギヤボックス５８には前記の軸４４と平行する軸１３が回動自在に軸支されている。軸１３にはウォームホイール４９が固着されている。軸１３の温湯槽４側には、前記の歯車１０と噛合する歯車９が固設されている。ギヤボックス５８内のウォームホイール４９下方位置には、軸１３と直交する軸４７が回転自在に軸支されている。この軸４７にウォームホイール４９と噛合するウォーム４８が固設されている。軸４７はカップリング（図示省略）を介してモータ１４の駆動軸と連結されている。そして、モータ１４，１８，２１，３２は、それぞれのドライバ（図示省略）の出力を制御する制御装置３３により駆動制御される。制御装置３３は、例えばＣＰＵ、メモリ、データバスなどからなるマイクロコンピュータで構成される。
【００１７】
上記のように構成された布帛緊張緩和ユニット１の作用を次に説明する。この場合、搬入ロール２０，２０、ダンサーロール２５、ガイドロール２７、浸漬ドラム５、ガイドロール２８、ガイドロール３０、および搬出ロール３１，３１に、順次、長尺の布帛Ｓが掛け渡されているものとする。
まず、モータ２１，１４，１８，３２が制御装置３３の指令信号により回転駆動される。その際、制御装置３３は布帛Ｓの搬送速度が目標搬送速度となるようにモータ３２を駆動して搬出ロール３１，３１の回転速度を制御する。同時に、制御装置３３は浸漬ドラム５のドラム外周面５Ａの周速が搬出ロール３１，３１における布帛搬送速度よりも速くなるようにモータ１４の出力を制御する。
尚、本発明における搬出ロールの布帛搬送速度は機械構成上可能な速度であれば特に限定されないが、この実施形態における搬出ロール３１，３１の目標布帛搬送速度は例えば４０ｍ／分程度に設定してある。
【００１８】
この場合、制御装置３３は、ドラム外周面５Ａの周速を搬出ロール３１の布帛搬送速度の１０％分大きくするようにモータ１４を駆動制御する。尚、搬出ロール３１の布帛搬送速度に対するドラム外周面５Ａの周速の増大分は０．５％以上５０％以下とするのが好ましい。モータ１４から出力された回転駆動力はウォーム４８、ウォームホイール４９、歯車９、歯車１０、歯車１１、および歯車１２を経て浸漬ドラム５に伝達される。また、制御装置３３は、凹凸ドラム６の回転速度が浸漬ドラム５の回転速度よりも高速となるようにモータ１８の出力を制御する。モータ１８の回転駆動力はプーリ１７、ベルト１６、およびプーリ１５を経て凹凸ドラム６に伝達される。これらにより、布帛Ｓは搬入ロール２０，２０からダンサーロール２５、ガイドロール２７を経て、温湯Ｗ中で回転する浸漬ドラム５のドラム外周面５Ａに供給される。
【００１９】
浸漬ドラム５および凹凸ドラム６において、図４に示すように、凹凸ドラム６の凹凸周壁８の凸部６Ｂが接近しつつある部分では温湯Ｗが浸漬ドラム５の通水孔３５から外部へ吐出され、凹部６Ａが接近しつつある部分では通水孔３５から内部へ吸入される。すなわち、凹凸ドラム６の高速回転に伴って、温湯Ｗは前記のような吐出と吸入とが極めて短い周期で反復されて流動する。そこで、浸漬ドラム５のドラム外周面５Ａに巻き付けられながら搬送されている布帛Ｗは、浸漬ドラム５に対し最大６００ｒｐｍで相対回転する凹凸ロール６により浸漬ドラム５の通水孔３５，３５，３５，・・・から出し入れされる温湯Ｗの最大９０ヘルツの振動流によって強く振動（布帛Ｓの振幅１０〜２０ｍｍ程度）し、その繊維が効果的にほぐされる。すなわち、通水円筒体３６である浸漬ドラム５と、凹凸ドラム６とからなる構成が、通水円筒体３６により搬送されている布帛Ｗに振動を与える振動付与手段３４である。
【００２０】
一方で、浸漬ドラム５のドラム外周面５Ａの周速は、搬出ロール３１，３１の布帛搬送速度よりも速いので、浸漬ドラム５から離れる部分から搬出ロール３１，３１に引き込まれる部分までの布帛Ｓは、布帛搬送方向の張力が極めて小さな緊張緩和領域ＳＡとなっている。これにより、布帛Ｓは十分に緊張が緩和されて程よく収縮するのである。この場合、緊張緩和領域ＳＡであっても、布帛Ｓは浸漬ドラム５と搬出ロール３１，３１間に架け渡されていて、布帛Ｓの幅方向の移動が規制され、かつ、布帛Ｓにかかる張力はゼロでない。すなわち、従来技術のように、布帛が無緊張状態にあってその搬送方向および幅方向に移動自由なために波状に折り畳まるといったことがない。従って、布帛Ｓが幅方向に片寄りしてシワや折傷を生じるといったことがない。これらにより、布質のよい布帛Ｓを得ることができる。また、搬出ロール３１，３１による布帛搬送速度を大きくしたとしても、それ以上に浸漬ドラム５の周速を大きくすればよいので、簡単に布帛搬送速度を変えることが可能であり、ひいては高速で布帛緊張緩和処理を行なうことができる。
【００２１】
上記した実施形態の布帛緊張緩和ユニット１を複数基用いることも可能である。例えば、図５および図６に示す布帛緊張緩和装置５０は、布帛緊張緩和ユニット１，１，１を３基直列に連結して構成されている。各図中で、左側の布帛緊張緩和ユニット１から右側に向けて布帛Ｓが搬送されるようになっている。１番目の布帛緊張緩和ユニット１の入側には、搬入ロール５１，５１、ガイドロール５２、およびガイドロール５３が配備されている。１番目の布帛緊張緩和ユニット１の搬出ロール３１，３１は２番目の布帛緊張緩和ユニット１の搬入ロールを兼ねており、２番目の布帛緊張緩和ユニット１の搬出ロール３１，３１は３番目の布帛緊張緩和ユニット１の搬入ロールを兼ねている。３番目の布帛緊張緩和ユニット１の出側には、ガイドロール５４、振落用ロール５５、およびガイドロール５６が配備されている。
【００２２】
個々の布帛緊張緩和ユニット１，１，１はそれぞれに対応して配備された制御装置３３，３３，３３により基本的に制御される。これら制御装置３３，３３，３３の機能は、統合型制御装置５７が保有する機能の一部を利用して実現される。そして、統合型制御装置５７は各制御装置３３単独では制御しきれない共有部分の制御を統合的に実行するようになっている。この布帛緊張緩和装置５０の目標布帛搬送速度は最終（３番目）の布帛緊張緩和ユニット１の搬出ロール３１，３１により制御されるようになっており、布帛緊張緩和ユニット１，１，１各部の制御量の偏差は順次入側の布帛緊張緩和ユニット１に向かってフィードバックされ吸収される。このようにして、布帛Ｓは直列の布帛緊張緩和ユニット１，１，１で順に緊張緩和処理が施される。
【００２３】
この布帛緊張緩和装置５０によれば、直列に連結した３基の布帛緊張緩和ユニット１，１，１で順に布帛Ｓに緊張緩和処理を施すので、個々の布帛緊張緩和ユニット１，１，１で処理能力を分担して緊張緩和処理を行なうことができる。従って、全体として処理能力の高い装置が提供される。そして、布帛Ｓの種類により収縮時間に差があるが、布帛Ｓに所定レベルの緊張緩和処理を施すためには、それに応じた基数の布帛緊張緩和ユニット１を直列に連結して用いればよい。
【００２４】
尚、上記の実施形態では、ドラム外周面に多数の通水孔を有する浸漬ドラムと、凹凸ドラムとから振動付与手段を構成した例を示したが、本発明はそれに限定されるものでない。それらに替えて、例えば浸漬ドラムのドラム外周面に巻きついている布帛に向けて高圧水を連続または間欠的に噴きつけて布帛を振動させるジェット水流噴射手段を振動付与手段として用いてよい。
あるいは、浸漬ドラムの内部または外部近傍位置に配備されて、ドラム外周面の布帛を振動させる超音波出射手段を振動付与手段としても構わない。
また、上記では、浸漬ドラム５に対し凹凸ドラム６を同方向に回転させた例を示したが、本発明は、浸漬ドラムの回転方向と反対の方向に凹凸ドラムを回転させる布帛緊張緩和ユニットも含むことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る布帛緊張緩和ユニットの一部側断面を含む側面構成図である。
【図２】前記布帛緊張緩和ユニットの正断面図である。
【図３】前記布帛緊張緩和ユニットの駆動部を示す部分正断面図である。
【図４】前記布帛緊張緩和ユニットの動作を示す部分拡大断面図である。
【図５】本発明の別実施形態に係る布帛緊張緩和装置の一部側断面を含む側面構成図である。
【図６】前記布帛緊張緩和装置の平面構成図である。
【図７】従来の布帛緊張緩和装置の一例を示す側面構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 布帛緊張緩和ユニット
４ 温湯槽
５ 浸漬ドラム
５Ａ ドラム外周面
６ 凹凸ドラム
６Ａ 凹部
６Ｂ 凸部
７ 回転軸
８ 凹凸周壁
１４ モータ
１８ モータ
３１ 搬出ロール
３２ モータ
３３ 制御装置（速度制御手段）
３４ 振動付与手段
３５ 通水孔
３６ 通水円筒体
５０ 布帛緊張緩和装置
５７ 統合型制御装置
Ｓ 布帛
ＳＡ 緊張緩和領域
Ｗ 温湯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温湯を貯留する温湯槽と、温湯槽の温湯内で回転して長尺の布帛をドラム外周面で搬送する浸漬ドラムと、浸漬ドラムからの布帛を搬送する搬出ロールと、浸漬ドラムにより搬送されている布帛に振動を与える振動付与手段と、浸漬ドラムのドラム外周面の周速度を搬出ロールの布帛搬送速度よりも速くする速度制御手段とを具備して成ることを特徴とする布帛緊張緩和ユニット。
【請求項２】
浸漬ドラムが、ドラム外周面に多数の通水孔を有する通水円筒体で構成され、振動付与手段が、通水円筒体と、通水円筒体よりも高速で回転するように通水円筒体内に配備されるとともに凹部と凸部が周方向に繰り返し形成された凹凸周壁を有する凹凸ドラムとを備えて成り、回転する通水円筒体のドラム外周面に巻き付けられながら搬送される布帛を、通水円筒体に対する凹凸ドラムの相対回転により通水円筒体の通水孔から出し入れされる温湯によって振動させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の布帛緊張緩和ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の布帛緊張緩和ユニットを複数基直列に連結して成り、前記直列の布帛緊張緩和ユニットで順に長尺の布帛に緊張緩和処理を施すことを特徴とする布帛緊張緩和装置。
【請求項１】
温湯を貯留する温湯槽と、温湯槽の温湯内で回転して長尺の布帛をドラム外周面で搬送する浸漬ドラムと、浸漬ドラムからの布帛を搬送する搬出ロールと、浸漬ドラムにより搬送されている布帛に振動を与える振動付与手段と、浸漬ドラムのドラム外周面の周速度を搬出ロールの布帛搬送速度よりも速くする速度制御手段とを具備して成ることを特徴とする布帛緊張緩和ユニット。
【請求項２】
浸漬ドラムが、ドラム外周面に多数の通水孔を有する通水円筒体で構成され、振動付与手段が、通水円筒体と、通水円筒体よりも高速で回転するように通水円筒体内に配備されるとともに凹部と凸部が周方向に繰り返し形成された凹凸周壁を有する凹凸ドラムとを備えて成り、回転する通水円筒体のドラム外周面に巻き付けられながら搬送される布帛を、通水円筒体に対する凹凸ドラムの相対回転により通水円筒体の通水孔から出し入れされる温湯によって振動させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の布帛緊張緩和ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の布帛緊張緩和ユニットを複数基直列に連結して成り、前記直列の布帛緊張緩和ユニットで順に長尺の布帛に緊張緩和処理を施すことを特徴とする布帛緊張緩和装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−８４７３０（Ｐ２００９−８４７３０Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５４００６（Ｐ２００７−２５４００６）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（５９１２２５４１９）株式会社小松原 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（５９１２２５４１９）株式会社小松原 (2)
【Ｆターム（参考）】
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