糸条の流体処理装置及び交絡糸条の製造方法
【課題】交絡処理中の糸飛び出しを防ぎ、強伸度低下のない、交絡の均一性と集束性に優れたマルチフィラメント糸条を高い生産性で製造することができる方法と、かかる方法を実施する流体処理装置を提供する。
【解決手段】糸条通路と、糸条通路に連通し走行する糸条に流体を噴射する流体噴射孔と、糸条通路に開口し糸条を糸条通路に導くための開口部を有する糸条導入路が形成された糸条通路部材とを備えた流体処理装置であり、開口部における流体噴射時の圧力を糸条の通過方向に沿って積分した値が負となるように構成する。
【解決手段】糸条通路と、糸条通路に連通し走行する糸条に流体を噴射する流体噴射孔と、糸条通路に開口し糸条を糸条通路に導くための開口部を有する糸条導入路が形成された糸条通路部材とを備えた流体処理装置であり、開口部における流体噴射時の圧力を糸条の通過方向に沿って積分した値が負となるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸条の流体処理装置及び交絡糸条の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維マルチフィラメント糸条などの糸条が通過する糸条通路と、この糸条通路に連通し走行する糸条に流体を噴射する流体噴射孔とを有する糸条通路部材を備えた糸条の流体処理装置は、糸条の製造工程安定化のため走行する糸条に集束性を付与する交絡などを実現するため、多くの製造工場で用いられている。以下、流体処理として交絡を行う場合について説明する。
【０００３】
このような流体噴射交絡処理においては、糸条に間歇的に交絡部と開繊部を形成せしめるものであり、一定の張力を保ちながら連続して走行する糸条が流体処理装置を通過する過程で糸条走行側面方向から圧縮空気（以下、圧空という）の噴射を受けることにより、圧空の噴射力で、噴射孔より糸条を遠ざけようとする力と、糸条の走行状態を維持するために付与された張力により、糸条を噴射孔に引きつけようとする力、さらには噴射孔を横切ろうとする力が発生し、この運動を高速で振動する如くに連続的に繰り返すという、走行糸条に連続した弦振動的挙動を励起させる。この弦振動的挙動により糸条が噴射孔を横切る際、噴射流の力により、マルチフィラメントからなる糸条が単糸（単繊維）１本１本に押し広げられ開繊する。そして、噴射孔から糸処理部へ高速で空気が連続的に噴射されていることにより発生している乱流の力により開繊した単糸（単繊維）１本１本が個々にランダムに運動する。その結果、連続走行する糸条において、噴射流の当たった部分に開繊部分が形成され、その上流・下流両サイドにおいては各単糸が交錯した交絡部が形成されて、開繊部と交絡部とが連続して交互に高速で形成される。この交絡部が糸条に集束性を与える。
【０００４】
このような走行する糸条への糸条側面方向からの圧空噴射を利用した糸挙動に基づく加工処理は、極力少ない圧空の空気使用量で安定した上述の弦振動的挙動を連続して励起させるのが好ましいという観点から、トンネルの如き狭い糸条通路を確保した上で、その中で、圧空流などの流体を糸条側面方向から噴射させ、弦振動的挙動を生ぜしめ得る流体処理装置を用いるのが通常である。
【０００５】
このような流体処理装置においては、連続して走行する糸条を、外部から閉ざされた上記糸条通路へ導入するのが極めて困難なため、通常上記糸条通路と外部とを連通する糸導入通路が設けられている。糸条導入路の効果により、非常に簡単に、走行する糸条を上記糸条通路に導くことができる。
【０００６】
しかしながら、上記糸条導入路は、糸条を糸条通路へ導入する作業を簡便にする効果がある反面、上記糸条導入路は上記糸条通路に直接開口しているため、前記開口部で噴射された圧空の流れが乱れることになり、その影響で、糸条の連続的な弦振動的挙動が妨げられ糸条の運動が不規則となることがある。その結果、糸の挙動が不規則になることから、糸条と糸条通路壁面や糸条導入路の角部との接触抵抗が増加することで糸条の強伸度の低下を招いたり、更には、得られた交絡が不均一でバラツキの大きいものとなるなど重大な品質的欠陥を引き起こすことになる場合がある。
【０００７】
そこで、本発明者らは、上記弊害を引き起こすことなく、強伸度の高い、均一でバラツキの小さな交絡が付与できる流体処理装置を開発することが重要となると考えている。
【０００８】
更に、糸条通路に糸条導入路が構成されていても、その影響を受けることなく集束性の高い交絡が安定して維持できる流体処理装置を提供する必要があると考えている。
【０００９】
更に、流体交絡糸として極めて優れた品質を安定して実現するには、上述の弦振動的挙動を適正に発生させることが肝要なことであり、すなわち、もし、安定したかつ恒常的な弦振動励起を実現できなければ、開繊部と交絡部の存在頻度が糸長さ方向で変動の大きなものになったり、開繊部が異常に長くなったり、あるいは個々の開繊部や交絡部の長さに不規則な変動が大きく生じたりするなどの不都合を招くことになり、そのような不都合は、糸条が合成繊維の製造設備で製造される際、糸条が搬送ロールに巻き付いたり、糸道ガイドに引っかかったりすることにより糸切れが生じ、糸条の通過性が悪くなり生産性を低下することになる。さらに、高次工程において糸条が織機等を通過する際、開繊長の長い部分が糸道ガイドなどに引っかかり、織機を停機に至らしめたりするなど糸条の通過性が悪化し、非常にやっかいな結果を招くことになる。
【００１０】
本発明者らの知見によれば、弦振動的挙動を適正に発生させ、流体交絡糸として極めて優れた品質を安定して実現するために、特に注意されるべき事項は、糸条通路からの糸条の飛び出しや、交絡度の低下更にはバラツキ増大などを引き起こさず、如何に糸条導入路を糸条通路に構成し糸条通路の構成を適正化するかが流体処理装置の交絡性能を左右する重要な要素となる。
【００１１】
従来、交絡に適する流体処理装置としては、特許文献１〜３に揚げられたものが一般的に知られている。
【特許文献１】特開平６−２１２５２６号公報
【特許文献２】特開平６−２２０７３７号公報
【特許文献３】特開平７−８２６２８号公報 特許文献１、２には、糸条通路方向に円形の断面を有し、その円形の接線方向に糸条導入路の開口部を設けた流体処理装置が開示されている。しかし、本発明者らの知見によれば、かかる構成では、糸条導入路の糸条通路に対する開口部において、糸条通路の内部の圧力が流体処理装置外部の圧力より高い領域が支配的になっていると考えられるため、糸条が装置外部へと飛び出すという不都合が生じる場合があり、その結果、安定した交絡処理を行えず、糸条の品位を低下させる場合があった。
【００１２】
また、上記のような糸飛び出しを防ぐために、可撓性薄板により糸条導入路を塞ぐことのできる流体処理装置が一般的に知られているが、本発明者らの知見によれば、かかる複雑な構成は糸条通路内で交絡に適切な乱流場を発生させる妨げとなり、さらには製作コストの増大を招いていた。
【００１３】
また、特許文献３には、糸条の飛び出しを防ぐために、糸条導入路を流体噴射孔を横断するように複雑に配置する流体処理装置が開示されている。しかし、本発明者らの知見によれば、糸条導入路が流体噴射孔の流体の流れを妨げ、その結果流体を均一に糸条通路へ噴射することが困難となり、安定した交絡性能が得られない場合があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、上述のような問題点に鑑み、交絡処理による強伸度低下のない、交絡の均一性と集束性に優れたマルチフィラメント糸条を効率よく製造すると同時に、更に、糸条導入通路を構成しても交絡性能の低下を招くことなく、高品質のマルチフィラメント糸条を得ることができる方法と、かかる方法を実施する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明によれば、糸条が通過する糸条通路と、前記糸条通路に連通し走行する前記糸条に流体を噴射する流体噴射孔と、前記糸条通路に開口し前記糸条を前記糸条通路に導くための開口部を有する糸条導入路とが形成された糸条通路部材とを備えた糸条の流体処理装置であって、前記開口部における流体噴射時の圧力を前記糸条の通過方向に沿って積分した値が負となるよう構成されている糸条の流体処理装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記糸条通路部材が、前記流体噴射孔が開口する上型部と、前記流体噴射孔から噴射された前記流体が衝突する衝突面を有し前記上型部との間に前記糸条導入路を形成する下型部とにより構成されており、前記流体噴射孔の中心軸ＣＡと前記糸条通路の稜線とが交叉し形成される前記流体噴射孔側の交点Ｃ１を含み前記糸条通路の中心軸ＣＢと直交する横断面において、前記上型と前記下型との対向部における前記上型の前記横断面の巾寸法Ａ１と、前記上型と前記下型との対向部における前記下型の前記横断面の巾寸法Ａ２が次式を満足する糸条の流体処理装置が提供される。
【００１７】
０．９＜Ａ１/Ａ２＜１．１
また、本発明の好ましい形態によれば、糸条が通過する糸条通路と、前記糸条通路に連通し走行する前記糸条に流体を噴射する流体噴射孔と、前記糸条通路に開口し前記糸条を前記糸条通路に導くための開口部を有する糸条導入路とが形成された糸条通路部材とを備えた糸条の流体処理装置であって、前記流体噴射孔の中心軸ＣＡと前記糸条通路の稜線とが交叉し形成される前記流体噴射孔側の交点Ｃ１を含み前記糸条通路の中心軸ＣＢと直交する横断面において、交点Ｃ１と、交点Ｃ１から前記流体噴射孔が開口する上型部と前記流体噴射孔から噴射された前記流体が衝突する衝突面を有し前記上型部との間に前記糸条導入路を形成する下型部との対向部における前記上型部の一対の端点の中点を通過するように伸ばした直線と前記糸条通路の稜線とが交わってできるもう一方の交点Ｃ２と、前記糸条導入路の中心軸ＣＣと前記糸条通路の稜線とが交わってできる交点Ｓ１を通過し前記交点Ｃ１と前記交点Ｃ２とを結ぶ線分Ｌ１に垂直な直線と前記線分Ｌ１とが交わってできる交点をＣ３とすると、前記線分Ｌ１と、前記交点Ｃ２と前記交点Ｃ３を結ぶ線分Ｌ２の長さの比が、次式を満足するように構成されていることを特徴とする糸条の流体処理装置が提供される。
【００１８】
１．５＜Ｌ１／Ｌ２＜２．５
また、本発明の好ましい形態によれば、前記糸条通路部材が、前記上型部に対応する上型と、前記下型部に対応する下型とにより構成されており、前記横断面において、前記上型と前記下型との対向部における前記上型の前記横断面の巾寸法Ａ１と、前記上型と前記下型との対向部における前記下型の前記横断面の巾寸法Ａ２が次式を満足する糸条の流体処理装置が提供される。
【００１９】
０．９＜Ａ１/Ａ２＜１．１
また、本発明の好ましい形態によれば、前記糸条通路部材は前記糸条通路に面する部位が一体に形成されている糸条の流体処理装置。
【００２０】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記糸条の流体処理装置を用いて糸条を製造する交絡糸条の製造方法が提供される。
【００２１】
なお、本発明において、「上型」とは、糸条の流体処理装置において流体噴射孔が開口する壁面を有する側の部材をいい、「下型」とは、流体噴射孔が開口する壁面と対向する壁面を有する側の部材をいう。上記上型と下型とをその合わせ面において接合することにより、糸条通路が形成される。
【００２２】
また、本発明において、「流体噴射孔の中心軸」とは、噴射流体の進行方向に対して垂直な方向における流体噴射孔の各断面の面積重心を結んだ線をいう。
【００２３】
また、本発明において、「糸条通路の中心軸」とは、糸条の進行方向に対して素直な方向における糸条通路の各断面の面積重心を結んだ線をいう。
【００２４】
「流体噴射孔の中心軸」は、「糸条導入路の中心軸」に対し直交するのが好ましいが、糸条通路に噴射した流体を糸条走行方向に対してどちらか一方に排気する必要がある時などは斜めに形成しても構わない。
【００２５】
また、本発明において、「糸条導入路の中心軸」とは、交点Ｃ１を含み糸条通路の軸線に対し垂直な横断面において、「糸条導入路」形成する間隙の中心点を結んだ直線をいう。
【発明の効果】
【００２６】
本発明による流体処理装置を適用することで、糸条導入路からの交絡処理中の糸飛び出しを防止し、集束性に優れ、交絡にバラツキのない、品位に優れたマルチフィラメント糸条を高い生産性で製造すること可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面などを参照しながら、本発明の流体処理装置と交絡糸条の製造方法の好ましい実施形態例について、更に詳しく説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態の流体処理装置１０の構造をモデル的に示した概略斜視投影図である。この流体処理装置の糸条通路部材１は上型１ａと下型１ｂとを備えており、これらの間に、糸条Ｙが走行する糸条通路２を形成するものである。上型１ａは、糸条通路２に開口し走行する糸条Ｙに糸条Ｙの走行方向と直交する方向に流体（一般に圧空）を噴射する流体噴射孔３を備えていて、上型１ａと下型１ｂの間の糸条通路２に連通する部位には糸条Ｙを装置外部から糸条通路２内に挿入するための糸条導入路４が形成されている。そして、図から明らかなとおり、本実施形態においては、この断面において、上型部は流体噴射孔３からみて凹形に湾曲しており、一方、下型の衝突面Ｗは流体噴射孔３の中心軸ＣＡと直交する線分を含んでいる。ここで、図２Ａは、図１に示した本発明にかかる流体処理装置１０のＡ-Ａ断面にける横断面図であり、流体噴射孔３の中心軸ＣＡを含み、糸条通路２の糸条走行方向軸線に垂直な横断面形状を現す。図２Ａに示すとおり、糸条通路２は、この断面において、流体噴射孔３を有する上型１ａと、流体噴射孔３から噴射された流体が衝突する衝突面Ｗ１を有する下型１ｂとを、その合わせ面Ｗ２において接合することにより形成され、流体噴射孔３の中心軸ＣＡに対して概略対称形をなし、糸条通路２の左右どちらか一方に糸条導入路４が形成される。また、糸条導入路４は糸条通路２に面する開口部Ｓにおいて糸条通路２に開口している。この時、糸条導入路４は、上側スリット面Ｗ３（上型１ａ側の面）と上側スリット面Ｗ３に対向する下側スリット面Ｗ４（下型１ｂ側の面）とで形成され、合わせ面Ｗ２と上側スリット面Ｗ３、若しくは下側スリット面Ｗ４は、合わせ面Ｗ２を含む仮想平面Ｐと一致する。図３Ａは下側スリット面Ｗ４と合わせ面Ｗ２が仮想平面Ｐと一致している状態を示し、図３Ｂは上側スリット面Ｗ３と合わせ面Ｗ２が仮想平面Ｐと一致している状態を示す。
【００２９】
図３Ａにおいて上型１ａの糸条通路２を形成する稜線Ｑのうち合わせ面Ｗ２側の端点をＤ１、他方の端点をＤ２とし（本実施形態においては、稜線Ｑの糸条導入路４側の端点から中心軸ＣＡに関する対称性を維持しつつ延長した仮想延長線ＱＶと仮想平面Ｐとの交点となっている）、また下型１ｂの糸条通路２を形成する稜線Ｒのうち合わせ面Ｗ２側の端点をＥ１、稜線Ｒの糸条導入路４側の端点をＥ２とした場合に、上型１ａの幅寸法Ａ１を２点Ｄ１・Ｄ２間の距離として定義し、下型１ｂの幅寸法Ａ２を２点Ｅ１・Ｅ２間の距離として定義し、一方図３Ｂにおいて上型１ａの糸条通路２を形成する稜線Ｑのうち合わせ面Ｗ２側の端点をＤ１´、糸条導入路４側の端点をＤ２´とし、また下型１ｂの糸条通路２を形成する稜線Ｒのうち合わせ面Ｗ２側の端点をＥ１´、稜線Ｒの糸条導入路４側の端点から中心軸ＣＡに関する対称性を維持しつつ延長した延長線ＲＶと仮想平面Ｐとの交点をＥ２´とした場合に、上型１ａの幅寸法Ａ１を２点Ｄ１´・Ｄ２´間の距離として定義し、下型１ｂの幅寸法Ａ２を２点Ｅ１´・Ｅ２´間の距離として定義すると、比Ａ１/Ａ２が０．９を越え１．１未満であることが好ましく、更には、Ａ１とＡ２の値が等しいことがより好ましい。
【００３０】
Ａ１/Ａ２の比を上記関係とすることで、糸条通路２内壁面の上型１ａと下型１ｂとの合わせ面の段差を小さくでき、糸条Ｙが交絡処理を受ける際に段差の角部との擦過によるダメージを軽減でき、糸条の毛羽立ちと糸条の強伸度の低下を防ぐことができる。また、糸条通路２内で上記段差を小さくすることで、糸条の単糸が角部で引っかかったりすることがなくなり、交絡単繊維１本１本ごとの動きを規制する要因が少なくなるので、より自由かつランダムな動きが可能となり、バラツキの少ない均一で良好な交絡処理を行うことができる。更にＡ１とＡ２の値を等しくし、前記上型１ａと下型１ｂの段差をなくすことで上記の効果を最大に発揮し、最も理想的な状態で交絡処理を行うことができる。
【００３１】
Ａ１/Ａ２の値が０．９以下となったり、１．１以上になると、糸条通路２内において、上記上型１ａの幅寸法Ａ１と上記下型１ｂの幅寸法Ａ２との差が拡大し段差による角部も大きくなり、交絡処理中の糸条が角部で擦過し、強伸度の低下、毛羽立ちの増加などの不都合が生じる。また、糸条通路２内で角部や段差が大きくなることで、糸条の単糸が角部で引っかかり、その結果、単糸の挙動が抑制され交絡バラツキが増加するなどの不都合が生じることとなる。
【００３２】
流体処理装置は多くの場合、複数の部材から構成されるが、その部品点数は組み立ての煩わしさ、組立精度の面から可能な限り少ないことが好ましい。さらには、図１１に示したように上記上型１ａと上記下型１ｂとをあわせた糸条通路部材１を放電加工等により一体物で製作することが好ましい。また、一体物に製作することが容易でかつ耐摩耗性に優れたセラミックスで製作するのがより好ましい。特に、上記上型１ａと上記下型１ｂの２つを一体物で製作することにより、組み立ての手間を省くことができ、更に上記Ａ１とＡ２に対応する寸法を全く等しくすることも容易にできるので交絡処理を行う上で、上記糸条通路の内壁に段差が存在しない最も理想的な形状が実現できる。この場合において、上型に相当する部分（上型部）と下型に相当する部分（下型部）の境界が糸条導入路４の開口部を除いてなめらかに接続されているので、上記幅寸法Ａ１，Ａ２は明確には定義しにくいが、ここでは、糸条導入路の下側スリット面を含む仮想平面が上型部と下型部の境界をなすものとみなす。
【００３３】
次に、図１の実施形態の糸条導入路４の位置について詳細に説明する。図１のＡ-Ａ断面を表した図２Ａにおいて、流体噴射孔３の中心軸ＣＡと糸条通路２の上型１ａの稜線とが交叉し形成される流体噴射孔３側の交点Ｃ１と、前記中心軸ＣＡと前記流体噴射孔から噴射された前記流体が衝突する衝突面を有し前記上型１ａとの間に前記糸条導入路４を形成する糸条通路２の下型１ｂとの稜線とが交叉し形成される交点Ｃ２と、前記糸条導入路の中心軸ＣＣと前記糸条通路の稜線とが交わってできる交点Ｓ１を通過し前記交点Ｃ１と前記交点Ｃ２とを結ぶ線分Ｌ１に垂直な直線と線分前記Ｌ１とが交わってできる交点をＣ３としたとき、上記交点Ｃ１と上記交点Ｃ２を結んだ線分Ｌ１と、上記交点Ｃ３と上記交点Ｃ２を結んだ線分Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２が、１．５を越え、２．５未満にすることが好ましく、さらには、上記比Ｌ１/Ｌ２が１．９を越え、２．１未満にすることがより好ましい。Ｌ１/Ｌ２の比を１．５を越え、２．５未満とすることで、糸条Ｙの糸条導入路４からの飛び出しを防ぐことが可能となり、良好な交絡処理を行うことができる。更にＬ１/Ｌ２を１．９を越え、２．１未満とすることで、糸条Ｙの飛び出しを最も効果的に防ぐことができ、最良な交絡処理を行うことが可能となる。
【００３４】
次に糸条Ｙの飛び出しを抑制できるメカニズムを本発明者らの知見に基づいて説明する。
【００３５】
図２Ｂは、図１に示した本発明の一実施形態における流体処理装置のＡ−Ａ断面における圧縮流体の流れを示した概略図である。図２Ｂにおいて、上型１ａに連通する流体噴射孔３から噴射された圧縮流体は、糸条通路２の内部を膨張しながら高速で通過し下型１ｂの衝突面Ｗ１で衝突、反射した後、衝突面Ｗ１に沿って糸条通路２の壁面方向へ移動し、その後、糸条通路２の壁面を上方へ向けて移動する。なお、圧縮流体は、糸条通路２の中央部から糸条Ｙの出入り口方向へ排気されることになる。
【００３６】
図２Ｂにおける衝突面Ｗ１と糸条通路２の壁面が交わる場所、すなわち、糸条通路２の下部両端付近においては、圧縮流体が衝突面Ｗ１から一度離れて（はく離）、ふたたび糸条通路２の壁面で付着するような流れが起こっているものと推測される。同様に、糸条通路２の壁面と流体噴射孔３が交わる場所、すなわち、糸条通路２の上部両端付近においても、圧縮流体が糸条通路２の壁面から離れて、ふたたび流体噴射孔３からの圧縮流体と同じ方向に流れるものと推測される。
【００３７】
この現象を、圧縮流体の速度の観点から捉えると、圧縮流体が糸条通路２の壁面からはく離しない場所においては、圧縮流体の速度低下は大きくないのに対し、圧縮流体が糸条通路２の壁面からはく離した場所においては、速度低下が著しいものと推測される。また、ベルヌーイの定理を考慮して、この現象を圧力の観点から捉えると、速度低下が大きくない場所においては、圧力が低い状態が維持されるため、流体処理装置外部の圧力に比べて低くなるのに対し、速度低下が著しい場所においては、圧力が高くなるため、流体処理装置外部の圧力に比べて高くなるものと推測される。
【００３８】
これらの場所を図２ＢにおけるＬ１／Ｌ２の比で表してみると以下のようになる。
【００３９】
Ｌ１／Ｌ２の比が２．５以上の場合、すなわち、糸条導入路４を圧縮流体が衝突面Ｗ１からはく離する場所に設けた場合においては、流体の速度低下が著しく、糸条通路２の内部の圧力が装置外部の圧力に比べ高くなる。このような場所に糸条導入路４を設けた場合には、噴射された圧縮流体が糸条導入路４から流体処理装置の外部へ吹き出されるため、これと同時に糸条通路２内の糸条Ｙが外へ飛び出してしまうという不具合が発生することになる。
【００４０】
また、Ｌ１／Ｌ２の比が１．５以下の場合、すなわち、糸条導入路４を圧縮流体が糸条通路２の壁面からはく離する場所に設けた場合においても、同様に噴射された圧縮流体が糸条導入路４から流体処理装置の外部へ吹き出されることとなり同時に糸条Ｙが外へ飛び出すという不具合が発生することになる。
【００４１】
一方、上記Ｌ１／Ｌ２の比が１．５を越え２．５未満の場合、すなわち、糸条導入路４を圧縮流体が糸条通路２の壁面からはく離しない場所に設けた場合においては、噴射された圧縮流体の速度低下が大きくなく、圧力が低い状態が維持され、流体処理装置外部の圧力に比べ低くなり、糸条導入路４から糸条通路２に外気が吸い込まれることとなり糸条Ｙの飛び出しを防ぐことができる。
【００４２】
すなわち、本発明者らは、糸条走行方向において、糸条導入路４を糸条通路２の圧力の和が装置外部の圧力に対し高い（圧力積分値が正）場所に設ければ糸条Ｙが外に飛び出すという不具合が発生するが、糸条導入路４を設ける位置を、糸条通路２の圧力の和が装置外部の圧力に対し低い（圧力積分値が負）場所とすることで、糸条Ｙの飛び出しを防ぐことができるという新知見を見出した。
【００４３】
また、流体噴射孔３から噴射された流体の速度が音速を超えるようなレベルのものであり、糸条通路２内には衝撃波が発生し、その影響により、糸条通路２の圧力の和が流体処理装置外部の圧力に対して低くなるような場所と高くなるような場所とは非常に微小な境界現象となり、前記衝撃波を境とする境界層で圧力が極端に変化する。その結果、上記範囲を境として圧力の臨界的な変化がみられる。
本実施形態において、具体的なＡ１，Ａ２及びＬ１，Ｌ２の各部の寸法の一例としては、Ａ１＝Ａ２＝２ｍｍ、Ｌ１＝１．８ｍｍ、Ｌ２＝０．９ｍｍといった数値が挙げられる。
【００４４】
図４及び５は、本実施形態の流体処理装置１０を相似的に８倍に拡大すると同時に糸条通路を省略したモデルＺを用いた糸条通路の圧力測定方法を示した模式図で、図６は流体の噴射圧力を交絡処理を行う上で最も使用頻度の高い０．４ＭＰａで実施した時の測定結果を示した図である。このように、糸条の流体処理装置は、形状が相似形であれば各部の寸法を２〜１０倍に拡大しても圧力分布を本発明の目的に沿った範囲で再現することができるので、測定を容易にするために上記のように拡大し、糸条導入路の糸条通路側の開口部をふさいだモデルを用いて測定してもよい。
【００４５】
図４に示す様に、糸条通路内の圧力の測定は、糸条通路端部から注射針ＰＳを少しずつ挿入し、挿入量に対応した各点における圧力を注射針ＰＳに取り付けた圧力計ＰＲで測定した。測定は、各点において１回ずつ測定した。各測定点における値には再現性があるため、測定回数は１回で十分であった。また、図６は、糸条導入路４を形成する位置の比Ｌ１／Ｌ２を０．０５おきに変化させたときの糸条通路２内の圧力分布を上記図４による方法で測定した時の結果をグラフで示したものである。
【００４６】
図５Ａは、図４に示したモデルＺのＢ-Ｂ断面における縦断面図であり、図５Ｂは、図４に示したモデルＺのＢ-Ｂ断面における横断面図である。また、図５Ｃは図５ＡにおいてモデルＺにおける糸条通路２内の壁面近傍の圧力を糸条走行方向に沿って一方の端部から他方の端部までの圧力分布を図５ＢのＸ１からＸ３の範囲で測定し表した模式図である。なお、圧力は大気圧よりも高い場合を正（図５Ｃの圧力分布図における正圧領域Ｎ）、大気圧よりも低い場合を負（図５Ｃの圧力分布図における負圧領域Ｍ）とした。図５Ｃに示すように、本発明者らが、モデルＺの実験結果を元に相似的に再現した図１及至図３の流体処理装置１０を用いて鋭意検討を重ねた結果、糸条通路２内には糸条走行方向で圧力が正となる正圧領域Ｎと、圧力が負となる負圧領域Ｍが存在し、前記糸条通路の糸道方向に圧力を積分した値が負となる糸条通路壁面の領域に、前記糸条導入路の開口部を設けることにより、該糸条通路から糸条が外部へ飛び出すと言う不具合が発生しないという新知見を見出した。すなわち、正圧領域Ｎの方が負圧領域Ｍよりも支配的になる場合、つまり正圧領域Ｎの面積が負圧領域Ｍの面積よりも大きくなる場合において糸条が糸条導入路４から流体処理装置１０の外部へと飛び出すという不具合が発生し、一方、負圧領域Ｍの方が正圧領域Ｎよりも支配的になる場合、つまり負圧領域Ｍの面積の方が正圧領域Ｎの面積よりも大きくなる場合には上述のような不具合を生じずに良好な交絡処理を施すことが可能となることを見出した。ここで、モデルＺの糸条通路２内部の圧力を糸条走行方向に一方の端部から、流体噴射孔３の中心軸ＣＡが位置する中央部まで積分した値を圧力積分値と定義し、負圧領域Ｍの面積の方が正圧領域Ｎの面積よりも大きくなるとは、上記圧力積分値が負となることを表す。
【００４７】
さらに、本発明者らは、図５Ａに示すように、比Ｌ１/Ｌ２が１．５を越え、２．５未満である領域をＧとすると、領域Ｇ内に糸条導入路４をモデルＺを相似的に再現した流体処理装置１０に配置することにより、糸条導入路４の糸条通路２に対する開口部Ｓにおいて、圧力積分値が負となり、糸条導入路４より導入された糸条Ｙが、走行中に糸条通路２から外部に飛び出すことを防止できることを見出した。このように圧力積分値が負となる領域に糸条導入路４の開口部Ｓを配置することで、たとえ開口部Ｓの一部において流体処理装置１０の外部よりも圧力が高い箇所（例えば、図５Ｃに示す正圧領域Ｎ）が存在していたとしても、全体として流体処理装置１０の外部から糸条通路２の内部に外気が吹込まれることとなり、その結果、糸条Ｙが糸条通路２から流体処理装置１０の外部へ飛び出すことを防止することが可能となり、良好な交絡処理を実現できる。
【００４８】
一方、比Ｌ１/Ｌ２が１．５以下か、又は２．５以上である領域（糸条通路２内で領域Ｇ以外の領域Ｈ、Ｉを現す。）に糸条導入路４を配置すると、開通部分Ｓにおいて圧力積分値が正となり、流体噴射孔３から噴射されたエアーが糸条導入路４を通して、流体処理装置１０の外部へと吹き出しやすくなるので、糸条が噴射された圧空と供に開通部分Ｓから飛び出し正常な交絡処理が行えなくなる。
【００４９】
また、これらの現象は、流体噴射孔から噴射された流体の速度が音速を超えるため、糸条通路内に発生した衝撃波の影響で非常に微小な境界現象となり、前記衝撃波を境とする境界層で圧力が極端に変化する。よって、比Ｌ１/Ｌ２が１．５以下であったり或いは２．５以上であったりするとたちまち糸条Ｙの飛び出しが発生し臨界的な現象が起こることになる。
【００５０】
なお、本実施形態の流体処理装置において、糸条通路の横断面形状は、図１、２では代表例として扁平半円形状のものを示したが、矩形状や円形状、三角形状、半円状、菱形状、トラック円形状あるいは楕円形状のものなど断面形状において内部に向かう突起様の部位がない単純な形の場合は、前述の原理がそのまま当てはまるので、いずれの形態を採用しても、上記効果を実現することができ、優れた交絡糸条を得ることが可能となる。ただし、星型形状など糸条通路の内側に突起物が形成するような複雑形状であるものは、前記突起物が糸条通路２内の流体の流れを阻害し糸条導入路４を上記範囲に構成しても糸条Ｙの飛び出しが発生し本発明の効果を発揮できないこともある。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例を用いて本実施形態の効果をさらに詳細に説明する。
【００５２】
図１乃至図３に示す流体処理装置１０を用いて、ポリエステルマルチフィラメントからなる８４ｄｔｅｘ−３６フィラメント糸を、糸速度５０００ｍ／分で走行させて、０．４ＭＰａ、糸張力０．２ｇ／ｄｔｅｘで流体交絡処理を行った。
【００５３】
こうして得られた交絡糸条について、交絡度とバラツキを測定し評価を行った。
【００５４】
交絡度としては、得られたサンプルの開繊長を２０回測定し単位長さ（１０００ｍｍ）を開繊長で割った値を採用し、測定を５０回繰り返した結果の平均値を求めた。交絡度の測定はロッシールド社製自動交絡測定装置Ｒ−２０７２を用いて、測定条件としてプリテンションを１０ＣＮ（センチニュートン）に、トリップテンションを２０ＣＮに設定し測定した。
【００５５】
また、糸条の品位については、上記交絡度のバラツキをＣＶ値で比較した。ここでＣＶ値とは、測定値の標準偏差を平均値で割り返した値をいう。
【００５６】
本評価により得られた結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
なお、交絡度の評価は、３段階で行い、交絡度が３０以上を「品位が優れている」として「○」で表示し、２０以上３０未満を「△」、２０未満を「品位が劣る」として「×」で表示した。
【００５９】
また、バラツキＣＶ値の評価も３段階評価として行い、ＣＶ値が５０未満を「品位が優れている」として「○」で表示し、５０以上６０未満を「△」、６０以上を「品位が劣る」として「×」で表示した。
【００６０】
総合評価としては、交絡度とバラツキのいずれかひとつでも「×」のもの「×」、交絡度が「△」でかつバラツキが「△」であるものを「△」、交絡度が「○」でかつバラツキが「△」であるものを「○」、交絡度もバラツキもともに「○」のものを最良として「◎」で表示し、総合判定で「○」以上のものを合格とした。
【００６１】
さらに、各水準において、交絡処理を行った際に、糸条導入路から装置外部への糸飛び出しが発生していないかを確認した。
［実施例１］
図７において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を１．０５、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が１．８になる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。その結果、交絡処理中に糸条が上記糸条通路から外部に飛び出すことが無く、交絡性能に於いても、交絡度が「○」、ＣＶ値が「△」で総合評価は「○」と良好な結果が得られた。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「負」であった。
［実施例２］
図８において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を０．９２、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が１．８になる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。その結果、交絡処理中に糸条が上記糸条通路から外部に飛び出すことが無く、交絡性能に於いても、交絡度が「○」、ＣＶ値が「△」で総合評価は「○」と良好な結果が得られた。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「負」であった。
［実施例３］
図９において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を１、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が２．４となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。その結果、交絡処理中に糸条が上記糸条通路から外部に飛び出すことが無く、交絡性能に於いても、交絡度が「○」、ＣＶ値が「△」で総合評価は「○」と良好な結果が得られた。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「負」であった。
［実施例４］
図１０において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を１、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が１．６４となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。その結果、交絡処理中に糸条が上記糸条通路から外部に飛び出すことが無く、交絡性能に於いても、交絡度は「○」、ＣＶ値は「△」で総合評価は「○」と良好な結果が得られた。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「負」であった。
［実施例５］
図１０において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を１、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が２となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。その結果、交絡処理中に糸条が上記糸条通路から外部に飛び出すことが無く、更に交絡性能に於いても、交絡度、バラツキＣＶ値、共に優れ、原糸製造工程や次工程における糸条の通過性が大幅に向上し、交絡品位に優れた高品質な糸条を得ることができた。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「負」であった。
［比較例１］
実施例１の流体処理装置において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を１．１、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が２．５７となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。
【００６２】
その結果、その結果、糸条導入口をＬ１／Ｌ２が２．５７であり、圧力積分値が正の値と本発明の範囲外に構成したので、交絡処理時に於いて、糸条通路からの糸飛び出しが発生、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２が１．１と本発明の範囲に比べ大きいため交絡度は１５に低下し、バラツキＣＶ値が８５に悪化した。また得られた交絡糸条は、原糸製造工程や次工程における糸条の通過性が悪化し、交絡品位の悪い低品質な糸条となった。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「正」であった。
［比較例２］
実施例２の流体処理装置において上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を０．８５、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が２．５７となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。
【００６３】
その結果、糸条導入口をＬ１／Ｌ２が２．５７であり、圧力積分値が正の値と本発明の範囲外に構成したので、交絡処理時に於いて、糸条通路からの糸飛び出しが発生、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２が０．８５と本発明の範囲に比べ小さいため交絡度は１１に低下し、バラツキＣＶ値が８３に悪化した。また得られた交絡糸条は、原糸製造工程や次工程における糸条の通過性が悪化し、交絡品位の悪い低品質な糸条となった。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「正」であった。
［比較例３］
実施例２の流体処理装置において上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を０．８８、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が２．５７となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。
【００６４】
その結果、糸条導入口をＬ１／Ｌ２が２．５７であり、圧力積分値が正の値と本発明の範囲外に構成したので、交絡処理時に於いて、糸条通路からの糸飛び出しが発生、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２が０．８８と本発明の範囲に比べ小さいため交絡度は１０に大幅低下し、バラツキＣＶ値が８０に悪化した。また得られた交絡糸条は、原糸製造工程や次工程における糸条の通過性が悪化し、交絡品位の悪い極めて低品質な糸条となった。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「正」であった。
［比較例４］
実施例２の流体処理装置において上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を０．８８、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が１．４４となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。
【００６５】
その結果、糸条導入口をＬ１／Ｌ２が１．４４であり、圧力積分値が正の値と本発明の配範囲外に構成したので、交絡処理時に於いて、糸条通路からの糸飛び出しが発生、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２が０．８８と交絡度は９に悪化し、バラツキＣＶ値が６５と良くなかった。また得られた交絡糸条は、原糸製造工程や次工程における糸条の通過性が悪化し、交絡品位の悪い極めて低品質な糸条となった。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「正」であった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、特に交絡品位に優れた交絡糸条の製造に好適な流体処理装置に適用できるがその応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態における流体処理装置の構造例をモデル的に示した概略斜視投影図である。
【図２Ａ】図１に示した本発明の一実施形態における流体処理装置のＡ−Ａ断面図である。
【図２Ｂ】図１に示した本発明の一実施形態における流体処理装置のＡ−Ａ断面における圧縮流体の流れを示した概略図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態における流体処理装置において下側スリット面Ｗ４が合わせ面Ｗ２を含む仮想平面Ｐと一致している状態を示した図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態における流体処理装置において上側スリット面Ｗ３が合わせ面Ｗ２を含む仮想平面Ｐと一致している状態を示した図である。
【図４】糸条通路２内の圧力を測定する測定装置を示した模式図である。
【図５Ａ】流体処理装置１０の流体噴射孔３の中心軸ＣＡを含みＡ−Ａ断面に垂直なＢ-Ｂ断面図である。
【図５Ｂ】流体処理装置１０の流体噴射孔３の中心軸ＣＡを含みＢ−Ｂ断面に垂直なＡ-Ａ断面図である。
【図５Ｃ】図４において流体処理装置１０における糸条通路２内の圧力を糸条走行方向に一方の端部から他方の端部まで測定した圧力分布図である。
【図６】図４の測定装置により糸条通路２内の圧力分布を測定した結果を示す図である。
【図７】図２のＡ−Ａ断面図のうちＡ１＞Ａ２である状態を示した図である。
【図８】図２のＡ−Ａ断面図のうちＡ１＜Ａ２である状態を示した図である。
【図９】図２のＡ−Ａ断面図のうち糸条導入路４が流体衝突面付近に配置された状態を示した図である。
【図１０】図２のＡ−Ａ断面図のうち糸条導入路４が流体噴射孔付近に配置された状態を示した図である。
【図１１】図１の流体処理装置の上型と下型を一体物に構成した状態を示す概略斜視投影図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 糸条通路部材
１ａ 糸条通路部材１の上型
１ｂ 糸条通路部材１の下型
２ 糸条通路
３ 流体噴射孔
４ 糸条導入路
１０ 流体処理装置
Ｙ 糸条
Ｓ 糸条導入路４の糸条通路２に対する開口部
Ｓ１ 図１のＡ-Ａ断面における糸条通路２の稜線と糸条導入路４の中心軸ＣＢとの交点
ＣＡ 流体噴射孔３の中心軸
ＣＢ 糸条通路２の中心軸
ＣＣ 糸条導入路４の中心軸
Ｃ１ 中心軸ＣＡと上型１ａの稜線との交点
Ｃ２ 中心軸ＣＡと下型１ｂの稜線との交点
Ｃ３ 中心軸ＣＢと直交し交点Ｓ１を通過する直線と線分Ｌ１との交点
Ｗ１ 流体噴射孔３から噴射された流体が衝突する衝突面
Ｗ２ 上型１ａと下型１ｂとの合わせ面
Ｗ３ 糸条導入路４のうち上型１ａ側の面
Ｗ４ 糸条導入路４のうち面Ｗ３に対向する下型１ｂ側の面
Ｑ 図３ＡのＡ-Ａ断面における上型１ａの糸条通路２を形成する稜線
ＱＶ 稜線Ｑの糸条導入路４側の端点から中心軸ＣＡに関する対称性を維持しつつ延長した仮想延長線
Ｐ 合わせ面Ｗ２を含む仮想平面
Ｒ 下型１ｂの糸条通路２を形成する稜線
ＲＶ 稜線Ｒの糸条導入路４側の端点から中心軸ＣＡに関する対称性を維持しつつ延長した延長線
Ｄ１ 稜線Ｑのうち合わせ面Ｗ２側の端点
Ｄ２ 仮想延長線ＱＶと仮想平面Ｐとの交点
Ｅ１ 稜線Ｒのうち合わせ面Ｗ２側の端点
Ｅ２ 稜線Ｒの糸条導入路４側の端点
Ａ１ 上型１ａの横断面における下型１ｂとの対向部の巾寸法
Ａ２ 下型１ｂの横断面における上型１ａとの対向部の巾寸法
Ｌ１ 線分Ｃ１Ｃ２の長さ
Ｌ２ 線分Ｃ２Ｃ３の長さ
Ｇ 糸条通路２内で比Ｌ１/Ｌ２が１．５を越え、５未満である領域
Ｈ 糸条通路２内で比Ｌ１/Ｌ２が１．５以下である領域
Ｉ 糸条通路２内で比Ｌ１/Ｌ２が５以上である領域
Ｍ 図５Ｃの圧力分布図における負圧領域
Ｎ 図５Ｃの圧力分布図における正圧領域
Ｘ１ 圧力分布の測定位置
Ｘ２ 圧力分布の測定位置
Ｘ３ 圧力分布の測定位置
Ｚ 糸条導入路の糸条通路側の開口部をふさいだモデル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸条の流体処理装置及び交絡糸条の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維マルチフィラメント糸条などの糸条が通過する糸条通路と、この糸条通路に連通し走行する糸条に流体を噴射する流体噴射孔とを有する糸条通路部材を備えた糸条の流体処理装置は、糸条の製造工程安定化のため走行する糸条に集束性を付与する交絡などを実現するため、多くの製造工場で用いられている。以下、流体処理として交絡を行う場合について説明する。
【０００３】
このような流体噴射交絡処理においては、糸条に間歇的に交絡部と開繊部を形成せしめるものであり、一定の張力を保ちながら連続して走行する糸条が流体処理装置を通過する過程で糸条走行側面方向から圧縮空気（以下、圧空という）の噴射を受けることにより、圧空の噴射力で、噴射孔より糸条を遠ざけようとする力と、糸条の走行状態を維持するために付与された張力により、糸条を噴射孔に引きつけようとする力、さらには噴射孔を横切ろうとする力が発生し、この運動を高速で振動する如くに連続的に繰り返すという、走行糸条に連続した弦振動的挙動を励起させる。この弦振動的挙動により糸条が噴射孔を横切る際、噴射流の力により、マルチフィラメントからなる糸条が単糸（単繊維）１本１本に押し広げられ開繊する。そして、噴射孔から糸処理部へ高速で空気が連続的に噴射されていることにより発生している乱流の力により開繊した単糸（単繊維）１本１本が個々にランダムに運動する。その結果、連続走行する糸条において、噴射流の当たった部分に開繊部分が形成され、その上流・下流両サイドにおいては各単糸が交錯した交絡部が形成されて、開繊部と交絡部とが連続して交互に高速で形成される。この交絡部が糸条に集束性を与える。
【０００４】
このような走行する糸条への糸条側面方向からの圧空噴射を利用した糸挙動に基づく加工処理は、極力少ない圧空の空気使用量で安定した上述の弦振動的挙動を連続して励起させるのが好ましいという観点から、トンネルの如き狭い糸条通路を確保した上で、その中で、圧空流などの流体を糸条側面方向から噴射させ、弦振動的挙動を生ぜしめ得る流体処理装置を用いるのが通常である。
【０００５】
このような流体処理装置においては、連続して走行する糸条を、外部から閉ざされた上記糸条通路へ導入するのが極めて困難なため、通常上記糸条通路と外部とを連通する糸導入通路が設けられている。糸条導入路の効果により、非常に簡単に、走行する糸条を上記糸条通路に導くことができる。
【０００６】
しかしながら、上記糸条導入路は、糸条を糸条通路へ導入する作業を簡便にする効果がある反面、上記糸条導入路は上記糸条通路に直接開口しているため、前記開口部で噴射された圧空の流れが乱れることになり、その影響で、糸条の連続的な弦振動的挙動が妨げられ糸条の運動が不規則となることがある。その結果、糸の挙動が不規則になることから、糸条と糸条通路壁面や糸条導入路の角部との接触抵抗が増加することで糸条の強伸度の低下を招いたり、更には、得られた交絡が不均一でバラツキの大きいものとなるなど重大な品質的欠陥を引き起こすことになる場合がある。
【０００７】
そこで、本発明者らは、上記弊害を引き起こすことなく、強伸度の高い、均一でバラツキの小さな交絡が付与できる流体処理装置を開発することが重要となると考えている。
【０００８】
更に、糸条通路に糸条導入路が構成されていても、その影響を受けることなく集束性の高い交絡が安定して維持できる流体処理装置を提供する必要があると考えている。
【０００９】
更に、流体交絡糸として極めて優れた品質を安定して実現するには、上述の弦振動的挙動を適正に発生させることが肝要なことであり、すなわち、もし、安定したかつ恒常的な弦振動励起を実現できなければ、開繊部と交絡部の存在頻度が糸長さ方向で変動の大きなものになったり、開繊部が異常に長くなったり、あるいは個々の開繊部や交絡部の長さに不規則な変動が大きく生じたりするなどの不都合を招くことになり、そのような不都合は、糸条が合成繊維の製造設備で製造される際、糸条が搬送ロールに巻き付いたり、糸道ガイドに引っかかったりすることにより糸切れが生じ、糸条の通過性が悪くなり生産性を低下することになる。さらに、高次工程において糸条が織機等を通過する際、開繊長の長い部分が糸道ガイドなどに引っかかり、織機を停機に至らしめたりするなど糸条の通過性が悪化し、非常にやっかいな結果を招くことになる。
【００１０】
本発明者らの知見によれば、弦振動的挙動を適正に発生させ、流体交絡糸として極めて優れた品質を安定して実現するために、特に注意されるべき事項は、糸条通路からの糸条の飛び出しや、交絡度の低下更にはバラツキ増大などを引き起こさず、如何に糸条導入路を糸条通路に構成し糸条通路の構成を適正化するかが流体処理装置の交絡性能を左右する重要な要素となる。
【００１１】
従来、交絡に適する流体処理装置としては、特許文献１〜３に揚げられたものが一般的に知られている。
【特許文献１】特開平６−２１２５２６号公報
【特許文献２】特開平６−２２０７３７号公報
【特許文献３】特開平７−８２６２８号公報 特許文献１、２には、糸条通路方向に円形の断面を有し、その円形の接線方向に糸条導入路の開口部を設けた流体処理装置が開示されている。しかし、本発明者らの知見によれば、かかる構成では、糸条導入路の糸条通路に対する開口部において、糸条通路の内部の圧力が流体処理装置外部の圧力より高い領域が支配的になっていると考えられるため、糸条が装置外部へと飛び出すという不都合が生じる場合があり、その結果、安定した交絡処理を行えず、糸条の品位を低下させる場合があった。
【００１２】
また、上記のような糸飛び出しを防ぐために、可撓性薄板により糸条導入路を塞ぐことのできる流体処理装置が一般的に知られているが、本発明者らの知見によれば、かかる複雑な構成は糸条通路内で交絡に適切な乱流場を発生させる妨げとなり、さらには製作コストの増大を招いていた。
【００１３】
また、特許文献３には、糸条の飛び出しを防ぐために、糸条導入路を流体噴射孔を横断するように複雑に配置する流体処理装置が開示されている。しかし、本発明者らの知見によれば、糸条導入路が流体噴射孔の流体の流れを妨げ、その結果流体を均一に糸条通路へ噴射することが困難となり、安定した交絡性能が得られない場合があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、上述のような問題点に鑑み、交絡処理による強伸度低下のない、交絡の均一性と集束性に優れたマルチフィラメント糸条を効率よく製造すると同時に、更に、糸条導入通路を構成しても交絡性能の低下を招くことなく、高品質のマルチフィラメント糸条を得ることができる方法と、かかる方法を実施する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明によれば、糸条が通過する糸条通路と、前記糸条通路に連通し走行する前記糸条に流体を噴射する流体噴射孔と、前記糸条通路に開口し前記糸条を前記糸条通路に導くための開口部を有する糸条導入路とが形成された糸条通路部材とを備えた糸条の流体処理装置であって、前記開口部における流体噴射時の圧力を前記糸条の通過方向に沿って積分した値が負となるよう構成されている糸条の流体処理装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記糸条通路部材が、前記流体噴射孔が開口する上型部と、前記流体噴射孔から噴射された前記流体が衝突する衝突面を有し前記上型部との間に前記糸条導入路を形成する下型部とにより構成されており、前記流体噴射孔の中心軸ＣＡと前記糸条通路の稜線とが交叉し形成される前記流体噴射孔側の交点Ｃ１を含み前記糸条通路の中心軸ＣＢと直交する横断面において、前記上型と前記下型との対向部における前記上型の前記横断面の巾寸法Ａ１と、前記上型と前記下型との対向部における前記下型の前記横断面の巾寸法Ａ２が次式を満足する糸条の流体処理装置が提供される。
【００１７】
０．９＜Ａ１/Ａ２＜１．１
また、本発明の好ましい形態によれば、糸条が通過する糸条通路と、前記糸条通路に連通し走行する前記糸条に流体を噴射する流体噴射孔と、前記糸条通路に開口し前記糸条を前記糸条通路に導くための開口部を有する糸条導入路とが形成された糸条通路部材とを備えた糸条の流体処理装置であって、前記流体噴射孔の中心軸ＣＡと前記糸条通路の稜線とが交叉し形成される前記流体噴射孔側の交点Ｃ１を含み前記糸条通路の中心軸ＣＢと直交する横断面において、交点Ｃ１と、交点Ｃ１から前記流体噴射孔が開口する上型部と前記流体噴射孔から噴射された前記流体が衝突する衝突面を有し前記上型部との間に前記糸条導入路を形成する下型部との対向部における前記上型部の一対の端点の中点を通過するように伸ばした直線と前記糸条通路の稜線とが交わってできるもう一方の交点Ｃ２と、前記糸条導入路の中心軸ＣＣと前記糸条通路の稜線とが交わってできる交点Ｓ１を通過し前記交点Ｃ１と前記交点Ｃ２とを結ぶ線分Ｌ１に垂直な直線と前記線分Ｌ１とが交わってできる交点をＣ３とすると、前記線分Ｌ１と、前記交点Ｃ２と前記交点Ｃ３を結ぶ線分Ｌ２の長さの比が、次式を満足するように構成されていることを特徴とする糸条の流体処理装置が提供される。
【００１８】
１．５＜Ｌ１／Ｌ２＜２．５
また、本発明の好ましい形態によれば、前記糸条通路部材が、前記上型部に対応する上型と、前記下型部に対応する下型とにより構成されており、前記横断面において、前記上型と前記下型との対向部における前記上型の前記横断面の巾寸法Ａ１と、前記上型と前記下型との対向部における前記下型の前記横断面の巾寸法Ａ２が次式を満足する糸条の流体処理装置が提供される。
【００１９】
０．９＜Ａ１/Ａ２＜１．１
また、本発明の好ましい形態によれば、前記糸条通路部材は前記糸条通路に面する部位が一体に形成されている糸条の流体処理装置。
【００２０】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記糸条の流体処理装置を用いて糸条を製造する交絡糸条の製造方法が提供される。
【００２１】
なお、本発明において、「上型」とは、糸条の流体処理装置において流体噴射孔が開口する壁面を有する側の部材をいい、「下型」とは、流体噴射孔が開口する壁面と対向する壁面を有する側の部材をいう。上記上型と下型とをその合わせ面において接合することにより、糸条通路が形成される。
【００２２】
また、本発明において、「流体噴射孔の中心軸」とは、噴射流体の進行方向に対して垂直な方向における流体噴射孔の各断面の面積重心を結んだ線をいう。
【００２３】
また、本発明において、「糸条通路の中心軸」とは、糸条の進行方向に対して素直な方向における糸条通路の各断面の面積重心を結んだ線をいう。
【００２４】
「流体噴射孔の中心軸」は、「糸条導入路の中心軸」に対し直交するのが好ましいが、糸条通路に噴射した流体を糸条走行方向に対してどちらか一方に排気する必要がある時などは斜めに形成しても構わない。
【００２５】
また、本発明において、「糸条導入路の中心軸」とは、交点Ｃ１を含み糸条通路の軸線に対し垂直な横断面において、「糸条導入路」形成する間隙の中心点を結んだ直線をいう。
【発明の効果】
【００２６】
本発明による流体処理装置を適用することで、糸条導入路からの交絡処理中の糸飛び出しを防止し、集束性に優れ、交絡にバラツキのない、品位に優れたマルチフィラメント糸条を高い生産性で製造すること可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面などを参照しながら、本発明の流体処理装置と交絡糸条の製造方法の好ましい実施形態例について、更に詳しく説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態の流体処理装置１０の構造をモデル的に示した概略斜視投影図である。この流体処理装置の糸条通路部材１は上型１ａと下型１ｂとを備えており、これらの間に、糸条Ｙが走行する糸条通路２を形成するものである。上型１ａは、糸条通路２に開口し走行する糸条Ｙに糸条Ｙの走行方向と直交する方向に流体（一般に圧空）を噴射する流体噴射孔３を備えていて、上型１ａと下型１ｂの間の糸条通路２に連通する部位には糸条Ｙを装置外部から糸条通路２内に挿入するための糸条導入路４が形成されている。そして、図から明らかなとおり、本実施形態においては、この断面において、上型部は流体噴射孔３からみて凹形に湾曲しており、一方、下型の衝突面Ｗは流体噴射孔３の中心軸ＣＡと直交する線分を含んでいる。ここで、図２Ａは、図１に示した本発明にかかる流体処理装置１０のＡ-Ａ断面にける横断面図であり、流体噴射孔３の中心軸ＣＡを含み、糸条通路２の糸条走行方向軸線に垂直な横断面形状を現す。図２Ａに示すとおり、糸条通路２は、この断面において、流体噴射孔３を有する上型１ａと、流体噴射孔３から噴射された流体が衝突する衝突面Ｗ１を有する下型１ｂとを、その合わせ面Ｗ２において接合することにより形成され、流体噴射孔３の中心軸ＣＡに対して概略対称形をなし、糸条通路２の左右どちらか一方に糸条導入路４が形成される。また、糸条導入路４は糸条通路２に面する開口部Ｓにおいて糸条通路２に開口している。この時、糸条導入路４は、上側スリット面Ｗ３（上型１ａ側の面）と上側スリット面Ｗ３に対向する下側スリット面Ｗ４（下型１ｂ側の面）とで形成され、合わせ面Ｗ２と上側スリット面Ｗ３、若しくは下側スリット面Ｗ４は、合わせ面Ｗ２を含む仮想平面Ｐと一致する。図３Ａは下側スリット面Ｗ４と合わせ面Ｗ２が仮想平面Ｐと一致している状態を示し、図３Ｂは上側スリット面Ｗ３と合わせ面Ｗ２が仮想平面Ｐと一致している状態を示す。
【００２９】
図３Ａにおいて上型１ａの糸条通路２を形成する稜線Ｑのうち合わせ面Ｗ２側の端点をＤ１、他方の端点をＤ２とし（本実施形態においては、稜線Ｑの糸条導入路４側の端点から中心軸ＣＡに関する対称性を維持しつつ延長した仮想延長線ＱＶと仮想平面Ｐとの交点となっている）、また下型１ｂの糸条通路２を形成する稜線Ｒのうち合わせ面Ｗ２側の端点をＥ１、稜線Ｒの糸条導入路４側の端点をＥ２とした場合に、上型１ａの幅寸法Ａ１を２点Ｄ１・Ｄ２間の距離として定義し、下型１ｂの幅寸法Ａ２を２点Ｅ１・Ｅ２間の距離として定義し、一方図３Ｂにおいて上型１ａの糸条通路２を形成する稜線Ｑのうち合わせ面Ｗ２側の端点をＤ１´、糸条導入路４側の端点をＤ２´とし、また下型１ｂの糸条通路２を形成する稜線Ｒのうち合わせ面Ｗ２側の端点をＥ１´、稜線Ｒの糸条導入路４側の端点から中心軸ＣＡに関する対称性を維持しつつ延長した延長線ＲＶと仮想平面Ｐとの交点をＥ２´とした場合に、上型１ａの幅寸法Ａ１を２点Ｄ１´・Ｄ２´間の距離として定義し、下型１ｂの幅寸法Ａ２を２点Ｅ１´・Ｅ２´間の距離として定義すると、比Ａ１/Ａ２が０．９を越え１．１未満であることが好ましく、更には、Ａ１とＡ２の値が等しいことがより好ましい。
【００３０】
Ａ１/Ａ２の比を上記関係とすることで、糸条通路２内壁面の上型１ａと下型１ｂとの合わせ面の段差を小さくでき、糸条Ｙが交絡処理を受ける際に段差の角部との擦過によるダメージを軽減でき、糸条の毛羽立ちと糸条の強伸度の低下を防ぐことができる。また、糸条通路２内で上記段差を小さくすることで、糸条の単糸が角部で引っかかったりすることがなくなり、交絡単繊維１本１本ごとの動きを規制する要因が少なくなるので、より自由かつランダムな動きが可能となり、バラツキの少ない均一で良好な交絡処理を行うことができる。更にＡ１とＡ２の値を等しくし、前記上型１ａと下型１ｂの段差をなくすことで上記の効果を最大に発揮し、最も理想的な状態で交絡処理を行うことができる。
【００３１】
Ａ１/Ａ２の値が０．９以下となったり、１．１以上になると、糸条通路２内において、上記上型１ａの幅寸法Ａ１と上記下型１ｂの幅寸法Ａ２との差が拡大し段差による角部も大きくなり、交絡処理中の糸条が角部で擦過し、強伸度の低下、毛羽立ちの増加などの不都合が生じる。また、糸条通路２内で角部や段差が大きくなることで、糸条の単糸が角部で引っかかり、その結果、単糸の挙動が抑制され交絡バラツキが増加するなどの不都合が生じることとなる。
【００３２】
流体処理装置は多くの場合、複数の部材から構成されるが、その部品点数は組み立ての煩わしさ、組立精度の面から可能な限り少ないことが好ましい。さらには、図１１に示したように上記上型１ａと上記下型１ｂとをあわせた糸条通路部材１を放電加工等により一体物で製作することが好ましい。また、一体物に製作することが容易でかつ耐摩耗性に優れたセラミックスで製作するのがより好ましい。特に、上記上型１ａと上記下型１ｂの２つを一体物で製作することにより、組み立ての手間を省くことができ、更に上記Ａ１とＡ２に対応する寸法を全く等しくすることも容易にできるので交絡処理を行う上で、上記糸条通路の内壁に段差が存在しない最も理想的な形状が実現できる。この場合において、上型に相当する部分（上型部）と下型に相当する部分（下型部）の境界が糸条導入路４の開口部を除いてなめらかに接続されているので、上記幅寸法Ａ１，Ａ２は明確には定義しにくいが、ここでは、糸条導入路の下側スリット面を含む仮想平面が上型部と下型部の境界をなすものとみなす。
【００３３】
次に、図１の実施形態の糸条導入路４の位置について詳細に説明する。図１のＡ-Ａ断面を表した図２Ａにおいて、流体噴射孔３の中心軸ＣＡと糸条通路２の上型１ａの稜線とが交叉し形成される流体噴射孔３側の交点Ｃ１と、前記中心軸ＣＡと前記流体噴射孔から噴射された前記流体が衝突する衝突面を有し前記上型１ａとの間に前記糸条導入路４を形成する糸条通路２の下型１ｂとの稜線とが交叉し形成される交点Ｃ２と、前記糸条導入路の中心軸ＣＣと前記糸条通路の稜線とが交わってできる交点Ｓ１を通過し前記交点Ｃ１と前記交点Ｃ２とを結ぶ線分Ｌ１に垂直な直線と線分前記Ｌ１とが交わってできる交点をＣ３としたとき、上記交点Ｃ１と上記交点Ｃ２を結んだ線分Ｌ１と、上記交点Ｃ３と上記交点Ｃ２を結んだ線分Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２が、１．５を越え、２．５未満にすることが好ましく、さらには、上記比Ｌ１/Ｌ２が１．９を越え、２．１未満にすることがより好ましい。Ｌ１/Ｌ２の比を１．５を越え、２．５未満とすることで、糸条Ｙの糸条導入路４からの飛び出しを防ぐことが可能となり、良好な交絡処理を行うことができる。更にＬ１/Ｌ２を１．９を越え、２．１未満とすることで、糸条Ｙの飛び出しを最も効果的に防ぐことができ、最良な交絡処理を行うことが可能となる。
【００３４】
次に糸条Ｙの飛び出しを抑制できるメカニズムを本発明者らの知見に基づいて説明する。
【００３５】
図２Ｂは、図１に示した本発明の一実施形態における流体処理装置のＡ−Ａ断面における圧縮流体の流れを示した概略図である。図２Ｂにおいて、上型１ａに連通する流体噴射孔３から噴射された圧縮流体は、糸条通路２の内部を膨張しながら高速で通過し下型１ｂの衝突面Ｗ１で衝突、反射した後、衝突面Ｗ１に沿って糸条通路２の壁面方向へ移動し、その後、糸条通路２の壁面を上方へ向けて移動する。なお、圧縮流体は、糸条通路２の中央部から糸条Ｙの出入り口方向へ排気されることになる。
【００３６】
図２Ｂにおける衝突面Ｗ１と糸条通路２の壁面が交わる場所、すなわち、糸条通路２の下部両端付近においては、圧縮流体が衝突面Ｗ１から一度離れて（はく離）、ふたたび糸条通路２の壁面で付着するような流れが起こっているものと推測される。同様に、糸条通路２の壁面と流体噴射孔３が交わる場所、すなわち、糸条通路２の上部両端付近においても、圧縮流体が糸条通路２の壁面から離れて、ふたたび流体噴射孔３からの圧縮流体と同じ方向に流れるものと推測される。
【００３７】
この現象を、圧縮流体の速度の観点から捉えると、圧縮流体が糸条通路２の壁面からはく離しない場所においては、圧縮流体の速度低下は大きくないのに対し、圧縮流体が糸条通路２の壁面からはく離した場所においては、速度低下が著しいものと推測される。また、ベルヌーイの定理を考慮して、この現象を圧力の観点から捉えると、速度低下が大きくない場所においては、圧力が低い状態が維持されるため、流体処理装置外部の圧力に比べて低くなるのに対し、速度低下が著しい場所においては、圧力が高くなるため、流体処理装置外部の圧力に比べて高くなるものと推測される。
【００３８】
これらの場所を図２ＢにおけるＬ１／Ｌ２の比で表してみると以下のようになる。
【００３９】
Ｌ１／Ｌ２の比が２．５以上の場合、すなわち、糸条導入路４を圧縮流体が衝突面Ｗ１からはく離する場所に設けた場合においては、流体の速度低下が著しく、糸条通路２の内部の圧力が装置外部の圧力に比べ高くなる。このような場所に糸条導入路４を設けた場合には、噴射された圧縮流体が糸条導入路４から流体処理装置の外部へ吹き出されるため、これと同時に糸条通路２内の糸条Ｙが外へ飛び出してしまうという不具合が発生することになる。
【００４０】
また、Ｌ１／Ｌ２の比が１．５以下の場合、すなわち、糸条導入路４を圧縮流体が糸条通路２の壁面からはく離する場所に設けた場合においても、同様に噴射された圧縮流体が糸条導入路４から流体処理装置の外部へ吹き出されることとなり同時に糸条Ｙが外へ飛び出すという不具合が発生することになる。
【００４１】
一方、上記Ｌ１／Ｌ２の比が１．５を越え２．５未満の場合、すなわち、糸条導入路４を圧縮流体が糸条通路２の壁面からはく離しない場所に設けた場合においては、噴射された圧縮流体の速度低下が大きくなく、圧力が低い状態が維持され、流体処理装置外部の圧力に比べ低くなり、糸条導入路４から糸条通路２に外気が吸い込まれることとなり糸条Ｙの飛び出しを防ぐことができる。
【００４２】
すなわち、本発明者らは、糸条走行方向において、糸条導入路４を糸条通路２の圧力の和が装置外部の圧力に対し高い（圧力積分値が正）場所に設ければ糸条Ｙが外に飛び出すという不具合が発生するが、糸条導入路４を設ける位置を、糸条通路２の圧力の和が装置外部の圧力に対し低い（圧力積分値が負）場所とすることで、糸条Ｙの飛び出しを防ぐことができるという新知見を見出した。
【００４３】
また、流体噴射孔３から噴射された流体の速度が音速を超えるようなレベルのものであり、糸条通路２内には衝撃波が発生し、その影響により、糸条通路２の圧力の和が流体処理装置外部の圧力に対して低くなるような場所と高くなるような場所とは非常に微小な境界現象となり、前記衝撃波を境とする境界層で圧力が極端に変化する。その結果、上記範囲を境として圧力の臨界的な変化がみられる。
本実施形態において、具体的なＡ１，Ａ２及びＬ１，Ｌ２の各部の寸法の一例としては、Ａ１＝Ａ２＝２ｍｍ、Ｌ１＝１．８ｍｍ、Ｌ２＝０．９ｍｍといった数値が挙げられる。
【００４４】
図４及び５は、本実施形態の流体処理装置１０を相似的に８倍に拡大すると同時に糸条通路を省略したモデルＺを用いた糸条通路の圧力測定方法を示した模式図で、図６は流体の噴射圧力を交絡処理を行う上で最も使用頻度の高い０．４ＭＰａで実施した時の測定結果を示した図である。このように、糸条の流体処理装置は、形状が相似形であれば各部の寸法を２〜１０倍に拡大しても圧力分布を本発明の目的に沿った範囲で再現することができるので、測定を容易にするために上記のように拡大し、糸条導入路の糸条通路側の開口部をふさいだモデルを用いて測定してもよい。
【００４５】
図４に示す様に、糸条通路内の圧力の測定は、糸条通路端部から注射針ＰＳを少しずつ挿入し、挿入量に対応した各点における圧力を注射針ＰＳに取り付けた圧力計ＰＲで測定した。測定は、各点において１回ずつ測定した。各測定点における値には再現性があるため、測定回数は１回で十分であった。また、図６は、糸条導入路４を形成する位置の比Ｌ１／Ｌ２を０．０５おきに変化させたときの糸条通路２内の圧力分布を上記図４による方法で測定した時の結果をグラフで示したものである。
【００４６】
図５Ａは、図４に示したモデルＺのＢ-Ｂ断面における縦断面図であり、図５Ｂは、図４に示したモデルＺのＢ-Ｂ断面における横断面図である。また、図５Ｃは図５ＡにおいてモデルＺにおける糸条通路２内の壁面近傍の圧力を糸条走行方向に沿って一方の端部から他方の端部までの圧力分布を図５ＢのＸ１からＸ３の範囲で測定し表した模式図である。なお、圧力は大気圧よりも高い場合を正（図５Ｃの圧力分布図における正圧領域Ｎ）、大気圧よりも低い場合を負（図５Ｃの圧力分布図における負圧領域Ｍ）とした。図５Ｃに示すように、本発明者らが、モデルＺの実験結果を元に相似的に再現した図１及至図３の流体処理装置１０を用いて鋭意検討を重ねた結果、糸条通路２内には糸条走行方向で圧力が正となる正圧領域Ｎと、圧力が負となる負圧領域Ｍが存在し、前記糸条通路の糸道方向に圧力を積分した値が負となる糸条通路壁面の領域に、前記糸条導入路の開口部を設けることにより、該糸条通路から糸条が外部へ飛び出すと言う不具合が発生しないという新知見を見出した。すなわち、正圧領域Ｎの方が負圧領域Ｍよりも支配的になる場合、つまり正圧領域Ｎの面積が負圧領域Ｍの面積よりも大きくなる場合において糸条が糸条導入路４から流体処理装置１０の外部へと飛び出すという不具合が発生し、一方、負圧領域Ｍの方が正圧領域Ｎよりも支配的になる場合、つまり負圧領域Ｍの面積の方が正圧領域Ｎの面積よりも大きくなる場合には上述のような不具合を生じずに良好な交絡処理を施すことが可能となることを見出した。ここで、モデルＺの糸条通路２内部の圧力を糸条走行方向に一方の端部から、流体噴射孔３の中心軸ＣＡが位置する中央部まで積分した値を圧力積分値と定義し、負圧領域Ｍの面積の方が正圧領域Ｎの面積よりも大きくなるとは、上記圧力積分値が負となることを表す。
【００４７】
さらに、本発明者らは、図５Ａに示すように、比Ｌ１/Ｌ２が１．５を越え、２．５未満である領域をＧとすると、領域Ｇ内に糸条導入路４をモデルＺを相似的に再現した流体処理装置１０に配置することにより、糸条導入路４の糸条通路２に対する開口部Ｓにおいて、圧力積分値が負となり、糸条導入路４より導入された糸条Ｙが、走行中に糸条通路２から外部に飛び出すことを防止できることを見出した。このように圧力積分値が負となる領域に糸条導入路４の開口部Ｓを配置することで、たとえ開口部Ｓの一部において流体処理装置１０の外部よりも圧力が高い箇所（例えば、図５Ｃに示す正圧領域Ｎ）が存在していたとしても、全体として流体処理装置１０の外部から糸条通路２の内部に外気が吹込まれることとなり、その結果、糸条Ｙが糸条通路２から流体処理装置１０の外部へ飛び出すことを防止することが可能となり、良好な交絡処理を実現できる。
【００４８】
一方、比Ｌ１/Ｌ２が１．５以下か、又は２．５以上である領域（糸条通路２内で領域Ｇ以外の領域Ｈ、Ｉを現す。）に糸条導入路４を配置すると、開通部分Ｓにおいて圧力積分値が正となり、流体噴射孔３から噴射されたエアーが糸条導入路４を通して、流体処理装置１０の外部へと吹き出しやすくなるので、糸条が噴射された圧空と供に開通部分Ｓから飛び出し正常な交絡処理が行えなくなる。
【００４９】
また、これらの現象は、流体噴射孔から噴射された流体の速度が音速を超えるため、糸条通路内に発生した衝撃波の影響で非常に微小な境界現象となり、前記衝撃波を境とする境界層で圧力が極端に変化する。よって、比Ｌ１/Ｌ２が１．５以下であったり或いは２．５以上であったりするとたちまち糸条Ｙの飛び出しが発生し臨界的な現象が起こることになる。
【００５０】
なお、本実施形態の流体処理装置において、糸条通路の横断面形状は、図１、２では代表例として扁平半円形状のものを示したが、矩形状や円形状、三角形状、半円状、菱形状、トラック円形状あるいは楕円形状のものなど断面形状において内部に向かう突起様の部位がない単純な形の場合は、前述の原理がそのまま当てはまるので、いずれの形態を採用しても、上記効果を実現することができ、優れた交絡糸条を得ることが可能となる。ただし、星型形状など糸条通路の内側に突起物が形成するような複雑形状であるものは、前記突起物が糸条通路２内の流体の流れを阻害し糸条導入路４を上記範囲に構成しても糸条Ｙの飛び出しが発生し本発明の効果を発揮できないこともある。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例を用いて本実施形態の効果をさらに詳細に説明する。
【００５２】
図１乃至図３に示す流体処理装置１０を用いて、ポリエステルマルチフィラメントからなる８４ｄｔｅｘ−３６フィラメント糸を、糸速度５０００ｍ／分で走行させて、０．４ＭＰａ、糸張力０．２ｇ／ｄｔｅｘで流体交絡処理を行った。
【００５３】
こうして得られた交絡糸条について、交絡度とバラツキを測定し評価を行った。
【００５４】
交絡度としては、得られたサンプルの開繊長を２０回測定し単位長さ（１０００ｍｍ）を開繊長で割った値を採用し、測定を５０回繰り返した結果の平均値を求めた。交絡度の測定はロッシールド社製自動交絡測定装置Ｒ−２０７２を用いて、測定条件としてプリテンションを１０ＣＮ（センチニュートン）に、トリップテンションを２０ＣＮに設定し測定した。
【００５５】
また、糸条の品位については、上記交絡度のバラツキをＣＶ値で比較した。ここでＣＶ値とは、測定値の標準偏差を平均値で割り返した値をいう。
【００５６】
本評価により得られた結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
なお、交絡度の評価は、３段階で行い、交絡度が３０以上を「品位が優れている」として「○」で表示し、２０以上３０未満を「△」、２０未満を「品位が劣る」として「×」で表示した。
【００５９】
また、バラツキＣＶ値の評価も３段階評価として行い、ＣＶ値が５０未満を「品位が優れている」として「○」で表示し、５０以上６０未満を「△」、６０以上を「品位が劣る」として「×」で表示した。
【００６０】
総合評価としては、交絡度とバラツキのいずれかひとつでも「×」のもの「×」、交絡度が「△」でかつバラツキが「△」であるものを「△」、交絡度が「○」でかつバラツキが「△」であるものを「○」、交絡度もバラツキもともに「○」のものを最良として「◎」で表示し、総合判定で「○」以上のものを合格とした。
【００６１】
さらに、各水準において、交絡処理を行った際に、糸条導入路から装置外部への糸飛び出しが発生していないかを確認した。
［実施例１］
図７において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を１．０５、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が１．８になる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。その結果、交絡処理中に糸条が上記糸条通路から外部に飛び出すことが無く、交絡性能に於いても、交絡度が「○」、ＣＶ値が「△」で総合評価は「○」と良好な結果が得られた。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「負」であった。
［実施例２］
図８において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を０．９２、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が１．８になる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。その結果、交絡処理中に糸条が上記糸条通路から外部に飛び出すことが無く、交絡性能に於いても、交絡度が「○」、ＣＶ値が「△」で総合評価は「○」と良好な結果が得られた。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「負」であった。
［実施例３］
図９において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を１、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が２．４となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。その結果、交絡処理中に糸条が上記糸条通路から外部に飛び出すことが無く、交絡性能に於いても、交絡度が「○」、ＣＶ値が「△」で総合評価は「○」と良好な結果が得られた。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「負」であった。
［実施例４］
図１０において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を１、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が１．６４となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。その結果、交絡処理中に糸条が上記糸条通路から外部に飛び出すことが無く、交絡性能に於いても、交絡度は「○」、ＣＶ値は「△」で総合評価は「○」と良好な結果が得られた。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「負」であった。
［実施例５］
図１０において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を１、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が２となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。その結果、交絡処理中に糸条が上記糸条通路から外部に飛び出すことが無く、更に交絡性能に於いても、交絡度、バラツキＣＶ値、共に優れ、原糸製造工程や次工程における糸条の通過性が大幅に向上し、交絡品位に優れた高品質な糸条を得ることができた。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「負」であった。
［比較例１］
実施例１の流体処理装置において、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を１．１、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が２．５７となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。
【００６２】
その結果、その結果、糸条導入口をＬ１／Ｌ２が２．５７であり、圧力積分値が正の値と本発明の範囲外に構成したので、交絡処理時に於いて、糸条通路からの糸飛び出しが発生、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２が１．１と本発明の範囲に比べ大きいため交絡度は１５に低下し、バラツキＣＶ値が８５に悪化した。また得られた交絡糸条は、原糸製造工程や次工程における糸条の通過性が悪化し、交絡品位の悪い低品質な糸条となった。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「正」であった。
［比較例２］
実施例２の流体処理装置において上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を０．８５、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が２．５７となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。
【００６３】
その結果、糸条導入口をＬ１／Ｌ２が２．５７であり、圧力積分値が正の値と本発明の範囲外に構成したので、交絡処理時に於いて、糸条通路からの糸飛び出しが発生、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２が０．８５と本発明の範囲に比べ小さいため交絡度は１１に低下し、バラツキＣＶ値が８３に悪化した。また得られた交絡糸条は、原糸製造工程や次工程における糸条の通過性が悪化し、交絡品位の悪い低品質な糸条となった。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「正」であった。
［比較例３］
実施例２の流体処理装置において上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を０．８８、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が２．５７となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。
【００６４】
その結果、糸条導入口をＬ１／Ｌ２が２．５７であり、圧力積分値が正の値と本発明の範囲外に構成したので、交絡処理時に於いて、糸条通路からの糸飛び出しが発生、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２が０．８８と本発明の範囲に比べ小さいため交絡度は１０に大幅低下し、バラツキＣＶ値が８０に悪化した。また得られた交絡糸条は、原糸製造工程や次工程における糸条の通過性が悪化し、交絡品位の悪い極めて低品質な糸条となった。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「正」であった。
［比較例４］
実施例２の流体処理装置において上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２を０．８８、糸条導入路をＬ１／Ｌ２が１．４４となる位置に構成した流体処理装置を用いテストを実施した。
【００６５】
その結果、糸条導入口をＬ１／Ｌ２が１．４４であり、圧力積分値が正の値と本発明の配範囲外に構成したので、交絡処理時に於いて、糸条通路からの糸飛び出しが発生、上型幅寸法Ａ１と下型幅寸法Ａ２の比Ａ１／Ａ２が０．８８と交絡度は９に悪化し、バラツキＣＶ値が６５と良くなかった。また得られた交絡糸条は、原糸製造工程や次工程における糸条の通過性が悪化し、交絡品位の悪い極めて低品質な糸条となった。また拡大モデルによる圧力測定の積分値は「正」であった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、特に交絡品位に優れた交絡糸条の製造に好適な流体処理装置に適用できるがその応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態における流体処理装置の構造例をモデル的に示した概略斜視投影図である。
【図２Ａ】図１に示した本発明の一実施形態における流体処理装置のＡ−Ａ断面図である。
【図２Ｂ】図１に示した本発明の一実施形態における流体処理装置のＡ−Ａ断面における圧縮流体の流れを示した概略図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態における流体処理装置において下側スリット面Ｗ４が合わせ面Ｗ２を含む仮想平面Ｐと一致している状態を示した図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態における流体処理装置において上側スリット面Ｗ３が合わせ面Ｗ２を含む仮想平面Ｐと一致している状態を示した図である。
【図４】糸条通路２内の圧力を測定する測定装置を示した模式図である。
【図５Ａ】流体処理装置１０の流体噴射孔３の中心軸ＣＡを含みＡ−Ａ断面に垂直なＢ-Ｂ断面図である。
【図５Ｂ】流体処理装置１０の流体噴射孔３の中心軸ＣＡを含みＢ−Ｂ断面に垂直なＡ-Ａ断面図である。
【図５Ｃ】図４において流体処理装置１０における糸条通路２内の圧力を糸条走行方向に一方の端部から他方の端部まで測定した圧力分布図である。
【図６】図４の測定装置により糸条通路２内の圧力分布を測定した結果を示す図である。
【図７】図２のＡ−Ａ断面図のうちＡ１＞Ａ２である状態を示した図である。
【図８】図２のＡ−Ａ断面図のうちＡ１＜Ａ２である状態を示した図である。
【図９】図２のＡ−Ａ断面図のうち糸条導入路４が流体衝突面付近に配置された状態を示した図である。
【図１０】図２のＡ−Ａ断面図のうち糸条導入路４が流体噴射孔付近に配置された状態を示した図である。
【図１１】図１の流体処理装置の上型と下型を一体物に構成した状態を示す概略斜視投影図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 糸条通路部材
１ａ 糸条通路部材１の上型
１ｂ 糸条通路部材１の下型
２ 糸条通路
３ 流体噴射孔
４ 糸条導入路
１０ 流体処理装置
Ｙ 糸条
Ｓ 糸条導入路４の糸条通路２に対する開口部
Ｓ１ 図１のＡ-Ａ断面における糸条通路２の稜線と糸条導入路４の中心軸ＣＢとの交点
ＣＡ 流体噴射孔３の中心軸
ＣＢ 糸条通路２の中心軸
ＣＣ 糸条導入路４の中心軸
Ｃ１ 中心軸ＣＡと上型１ａの稜線との交点
Ｃ２ 中心軸ＣＡと下型１ｂの稜線との交点
Ｃ３ 中心軸ＣＢと直交し交点Ｓ１を通過する直線と線分Ｌ１との交点
Ｗ１ 流体噴射孔３から噴射された流体が衝突する衝突面
Ｗ２ 上型１ａと下型１ｂとの合わせ面
Ｗ３ 糸条導入路４のうち上型１ａ側の面
Ｗ４ 糸条導入路４のうち面Ｗ３に対向する下型１ｂ側の面
Ｑ 図３ＡのＡ-Ａ断面における上型１ａの糸条通路２を形成する稜線
ＱＶ 稜線Ｑの糸条導入路４側の端点から中心軸ＣＡに関する対称性を維持しつつ延長した仮想延長線
Ｐ 合わせ面Ｗ２を含む仮想平面
Ｒ 下型１ｂの糸条通路２を形成する稜線
ＲＶ 稜線Ｒの糸条導入路４側の端点から中心軸ＣＡに関する対称性を維持しつつ延長した延長線
Ｄ１ 稜線Ｑのうち合わせ面Ｗ２側の端点
Ｄ２ 仮想延長線ＱＶと仮想平面Ｐとの交点
Ｅ１ 稜線Ｒのうち合わせ面Ｗ２側の端点
Ｅ２ 稜線Ｒの糸条導入路４側の端点
Ａ１ 上型１ａの横断面における下型１ｂとの対向部の巾寸法
Ａ２ 下型１ｂの横断面における上型１ａとの対向部の巾寸法
Ｌ１ 線分Ｃ１Ｃ２の長さ
Ｌ２ 線分Ｃ２Ｃ３の長さ
Ｇ 糸条通路２内で比Ｌ１/Ｌ２が１．５を越え、５未満である領域
Ｈ 糸条通路２内で比Ｌ１/Ｌ２が１．５以下である領域
Ｉ 糸条通路２内で比Ｌ１/Ｌ２が５以上である領域
Ｍ 図５Ｃの圧力分布図における負圧領域
Ｎ 図５Ｃの圧力分布図における正圧領域
Ｘ１ 圧力分布の測定位置
Ｘ２ 圧力分布の測定位置
Ｘ３ 圧力分布の測定位置
Ｚ 糸条導入路の糸条通路側の開口部をふさいだモデル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸条が通過する糸条通路と、前記糸条通路に連通し走行する前記糸条に流体を噴射する流体噴射孔と、前記糸条通路に開口し前記糸条を前記糸条通路に導くための開口部を有する糸条導入路とが形成された糸条通路部材とを備えた糸条の流体処理装置であって、前記開口部における流体噴射時の圧力を前記糸条の通過方向に沿って積分した値が負となるよう構成されていることを特徴とする糸条の流体処理装置。
【請求項２】
前記糸条通路部材が、前記流体噴射孔が開口する上型部と、前記流体噴射孔から噴射された前記流体が衝突する衝突面を有し前記上型部との間に前記糸条導入路を形成する下型部とにより構成されており、前記流体噴射孔の中心軸ＣＡと前記糸条通路の稜線とが交叉し形成される前記流体噴射孔側の交点Ｃ１を含み前記糸条通路の中心軸ＣＢと直交する横断面において、前記上型と前記下型との対向部における前記上型の前記横断面の巾寸法Ａ１と、前記上型と前記下型との対向部における前記下型の前記横断面の巾寸法Ａ２が次式を満足することを特徴とする請求項１に記載の糸条の流体処理装置。
０．９＜Ａ１/Ａ２＜１．１
【請求項３】
糸条が通過する糸条通路と、前記糸条通路に連通し走行する前記糸条に流体を噴射する流体噴射孔と、前記糸条通路に開口し前記糸条を前記糸条通路に導くための開口部を有する糸条導入路とが形成された糸条通路部材とを備えた糸条の流体処理装置であって、前記流体噴射孔の中心軸ＣＡと前記糸条通路の稜線とが交叉し形成される前記流体噴射孔側の交点Ｃ１を含み前記糸条通路の中心軸ＣＢと直交する横断面において、交点Ｃ１と、交点Ｃ１から前記流体噴射孔が開口する上型部と前記流体噴射孔から噴射された前記流体が衝突する衝突面を有し前記上型部との間に前記糸条導入路を形成する下型部との対向部における前記上型部の一対の端点の中点を通過するように伸ばした直線と前記糸条通路の稜線とが交わってできるもう一方の交点Ｃ２と、前記糸条導入路の中心軸ＣＣと前記糸条通路の稜線とが交わってできる交点Ｓ１を通過し前記交点Ｃ１と前記交点Ｃ２とを結ぶ線分Ｌ１に垂直な直線と前記線分Ｌ１とが交わってできる交点をＣ３とすると、前記線分Ｌ１と、前記交点Ｃ２と前記交点Ｃ３を結ぶ線分Ｌ２の長さの比が、次式を満足するように構成されていることを特徴とする糸条の流体処理装置。
１．５＜Ｌ１／Ｌ２＜２．５
【請求項４】
前記糸条通路部材が、前記上型部に対応する上型と、前記下型部に対応する下型とにより構成されており、前記横断面において、前記上型と前記下型との対向部における前記上型の前記横断面の巾寸法Ａ１と、前記上型と前記下型との対向部における前記下型の前記横断面の巾寸法Ａ２が次式を満足することを特徴とする請求項３に記載の糸条の流体処理装置。
０．９＜Ａ１/Ａ２＜１．１
【請求項５】
前記糸条通路部材は前記糸条通路に面する部位が一体に形成されていることを特徴とする請求項１または３に記載の糸条の流体処理装置。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれかに記載の糸条の流体処理装置を用いて糸条を製造する交絡糸条の製造方法。
【請求項１】
糸条が通過する糸条通路と、前記糸条通路に連通し走行する前記糸条に流体を噴射する流体噴射孔と、前記糸条通路に開口し前記糸条を前記糸条通路に導くための開口部を有する糸条導入路とが形成された糸条通路部材とを備えた糸条の流体処理装置であって、前記開口部における流体噴射時の圧力を前記糸条の通過方向に沿って積分した値が負となるよう構成されていることを特徴とする糸条の流体処理装置。
【請求項２】
前記糸条通路部材が、前記流体噴射孔が開口する上型部と、前記流体噴射孔から噴射された前記流体が衝突する衝突面を有し前記上型部との間に前記糸条導入路を形成する下型部とにより構成されており、前記流体噴射孔の中心軸ＣＡと前記糸条通路の稜線とが交叉し形成される前記流体噴射孔側の交点Ｃ１を含み前記糸条通路の中心軸ＣＢと直交する横断面において、前記上型と前記下型との対向部における前記上型の前記横断面の巾寸法Ａ１と、前記上型と前記下型との対向部における前記下型の前記横断面の巾寸法Ａ２が次式を満足することを特徴とする請求項１に記載の糸条の流体処理装置。
０．９＜Ａ１/Ａ２＜１．１
【請求項３】
糸条が通過する糸条通路と、前記糸条通路に連通し走行する前記糸条に流体を噴射する流体噴射孔と、前記糸条通路に開口し前記糸条を前記糸条通路に導くための開口部を有する糸条導入路とが形成された糸条通路部材とを備えた糸条の流体処理装置であって、前記流体噴射孔の中心軸ＣＡと前記糸条通路の稜線とが交叉し形成される前記流体噴射孔側の交点Ｃ１を含み前記糸条通路の中心軸ＣＢと直交する横断面において、交点Ｃ１と、交点Ｃ１から前記流体噴射孔が開口する上型部と前記流体噴射孔から噴射された前記流体が衝突する衝突面を有し前記上型部との間に前記糸条導入路を形成する下型部との対向部における前記上型部の一対の端点の中点を通過するように伸ばした直線と前記糸条通路の稜線とが交わってできるもう一方の交点Ｃ２と、前記糸条導入路の中心軸ＣＣと前記糸条通路の稜線とが交わってできる交点Ｓ１を通過し前記交点Ｃ１と前記交点Ｃ２とを結ぶ線分Ｌ１に垂直な直線と前記線分Ｌ１とが交わってできる交点をＣ３とすると、前記線分Ｌ１と、前記交点Ｃ２と前記交点Ｃ３を結ぶ線分Ｌ２の長さの比が、次式を満足するように構成されていることを特徴とする糸条の流体処理装置。
１．５＜Ｌ１／Ｌ２＜２．５
【請求項４】
前記糸条通路部材が、前記上型部に対応する上型と、前記下型部に対応する下型とにより構成されており、前記横断面において、前記上型と前記下型との対向部における前記上型の前記横断面の巾寸法Ａ１と、前記上型と前記下型との対向部における前記下型の前記横断面の巾寸法Ａ２が次式を満足することを特徴とする請求項３に記載の糸条の流体処理装置。
０．９＜Ａ１/Ａ２＜１．１
【請求項５】
前記糸条通路部材は前記糸条通路に面する部位が一体に形成されていることを特徴とする請求項１または３に記載の糸条の流体処理装置。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれかに記載の糸条の流体処理装置を用いて糸条を製造する交絡糸条の製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−３１４９１８（Ｐ２００７−３１４９１８Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４７８６０（Ｐ２００６−１４７８６０）
【出願日】平成１８年５月２９日（２００６．５．２９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２９日（２００６．５．２９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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