JP2001220061A - 糸条張力付与装置および張力付与方法並びに糸条束形成装置および形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】長尺状に糸条を集束する装置において、形崩れ
を起こすことなく安定した形状の糸条束形成が可能で、
かつ特に膜圧の薄い中空糸などに対しても、損傷を与え
ない低張力巻取りで糸条束を集束・形成し、生産性が高
く、しかも信頼性・安定性の高い糸条張力付与装置およ
び張力付与方法並びに糸条束形成装置および形成方法を
提供する。 【解決手段】間隔を置いて併設された糸条保持バーの外
周に、糸条を旋回させながら巻き付ける集束装置並びに
方法において、糸道に設置された一対の張力付与ローラ
と、該ローラのトルクを制御するための可変式ブレーキ
装置と、該ローラの一方もしくは双方にローラ間距離を
任意に変化させるローラ移動手段と、設定値以上の張力
がかかった場合、ローラ間距離が自動的に変化するダン
パー装置と、集束中の糸条の張力を測定する張力計が設
けられていることを特徴とする糸条張力付与装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、糸条を長尺状に集
束する糸条束集束装置において、集束に最適な糸条張力
付与装置および張力付与方法ならびに糸条束形成装置お
よび形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】糸条を長尺状に集束する際の張力制御技
術としては、特開平５−６８８５８号公報に記載されて
いるように、糸道にウエイトローラを設置し糸道方向と
垂直方向に糸条を引っ張ることにより張力を発生させる
重力式ダンサーローラがある。この糸条張力付与装置に
よると、一定張力を付与しながら、糸余り（不足）量を
アキュームすることができる。

【０００３】また、特開平９−２６３３５８公報記載の
糸条張力調整装置によると、ブレーキ機構を備えたロー
ラに糸条を巻きかけることにより、張力を発生させるた
め、張力設定が容易であり、一定張力を安定して供給す
るのに適している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成を有する糸条張力付与装置において、糸条を
長尺の糸条束に低張力で安定して集束するには多くの不
具合な点がある。例えば、前者の重力式ダンサーローラ
においては、張力は予め設定したウエイトによってのみ
決定されるため、集束中に張力を任意に変化させること
ができず、更に一定の幅をもって常に張力が変動する。
このため、糸条保持バーに巻き付け毎に張力のバラツキ
が生じ、糸条保持バー間の糸弛み量が一定せず、糸条束
品位が著しく低下するという問題点があった。

【０００５】また、後者のブレーキ機構を備えたローラ
のトルクを制御する張力付与方式においては、集束張力
が集束速度変化に依存するため、急激な速度変化による
張力変動と糸挙動を安定させることが困難である。特
に、集束速度が一定しない長尺巻きにおいては、安定し
た張力付与が望めず、糸条束品位の良い集束が得られな
いという問題点があった。

【０００６】そこで、本発明者は図４に示すような糸条
束形成装置を既に提案している(特願平１０−１０６４
５６号)。この糸条束形成装置は、糸条保持バー２a、２
ｂの外周を直動アクチュエーター１８a〜１８ｃを用い
張力付与部２００を旋回運動させることにより、該糸条
保持バー２a、２bに糸条１ａ〜１ｄを巻き付け、更に張
力保持手段１１０により、前記糸条１ａ〜１ｄの集束張
力を保持する装置となっている。

【０００７】ここで、張力付与部２００は、２枚１対の
張力付与板２１が糸条１ａ〜１ｄを挟み込むように向か
い合わせに配置されており、更に該張力付与板２１の互
いの内側にはフィルム２２が弾性体２３を介して取り付
けられており、該張力付与板２１に取り付けられた直動
気２０により、張力付与板２１の間隔を自在に変化させ
ることが可能となっており、これにより、フィルム２２
と糸条１ａ〜１ｄの接触圧を変化させて、張力を変化さ
せる機構となっている。

【０００８】しかしながら、上記糸条束形成装置におけ
る張力付与手段は、糸条１ａ〜１ｄへの張力付与をフィ
ルム２２との接触によって行うため、該フィルム２２が
摩耗することによる張力の長期安定化が困難であるとい
った課題があった。

【０００９】更に、糸条１ａ〜１ｄを挟み込んでいるた
め、該糸条１ａ〜１ｄが特に膜厚の薄い中空糸の場合、
表層部の損傷や糸つぶれを誘発する恐れがあった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、以上の問題点に
鑑み、長尺糸条束形成にあたり、斜行糸・蛇行糸などを
生じさせない整った糸条束品位の糸条束を採取するため
に、最適な張力を長期にわたり安定して糸条に付与する
ことが可能であり、かつ対象糸条が特に膜厚の薄い中空
糸などであっても品質を損なわせない張力付与装置およ
び張力付与方法ならびに糸条束形成装置および形成方法
を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の糸条張力付与装置および張力付与方法轤ムに
糸条束形成装置および形成方法は、以下の構成を採用す
る。すなわち、 （１）間隔をおいて配設された糸条束を形成する糸条を
保持する糸条保持バーに糸条を巻き付ける張力を付与す
る糸条張力付与装置において、該糸条張力付与装置は、
糸道に設けた一対の張力付与ローラにより構成され、該
ローラの一方もしくは双方に可変式トルク制御機構を備
えることを特徴とする糸条張力付与装置。

【００１２】（２）前記張力付与ローラの一方もしくは
双方に、張力付与ローラ間距離を任意に変化させる張力
付与ローラ移動手段を備えたことを特徴とする前記
（１）記載の糸条張力付与装置。

【００１３】（３）前記張力付与ローラ移動手段は、設
定値以上の張力がかかったときにローラ間距離が自動的
に小さくなる機構を備えたことを特徴とする前記（２）
に記載の糸条張力付与装置。

【００１４】（４）前記糸条が複数給糸されるに際し
て、該給糸される各糸条間の糸道を個別に案内する仕切
ガイドを張力付与ローラ前後に設けたことを特徴とする
前記（１）〜（３）のいずれかの糸条張力付与装置。

【００１５】（５）前記糸条保持バーの外周を糸条巻き
付けガイドが旋回し該糸条保持バーに前記糸条を巻き付
ける糸条束形成装置において、前記巻き付けガイド部に
前記（１）〜（４）のいずれかに記載の張力付与装置を
備えることを特徴とする糸条束形成装置。

【００１６】（６）前記糸条を前記間隔をおいて配設さ
れた糸条保持バーに巻き上げ時、前記糸条保持バーに前
記糸条を押さえ込み、該糸条の巻き付け張力を保持する
巻き付け張力保持手段を更に有することを特徴とする前
記（５）に記載の糸条束形成装置。

【００１７】（７）間隔をおいて配設された糸条保持バ
ーに糸条を巻き付け、糸条を長尺に集束形成する際の張
力付与方法において、該糸条を該糸条保持バーに巻き付
ける張力が集束時における最大張力になることを特徴と
する張力付与方法。

【００１８】（８）前記張力は、前記糸条を前記糸条保
持バーに巻き付け直後に、張力を一旦０．５〜１．５ｇ
／単糸まで低下させ、もう一方の端部に巻き付ける直前
まで張力を徐々に上昇させ、２．０〜１０ｇ／単糸で前
記糸条保持バーに巻き付けることを特徴とする前記
（７）に記載の張力付与方法である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の糸条張力付与装置におい
ては、糸道に設置された一対の張力付与ローラと、該ロ
ーラのトルクを制御するための可変式ブレーキ装置と、
該ローラの一方もしくは双方にローラ間距離を任意に変
化させる張力付与ローラ移動手段を設けている。さらに
好ましくは、設定値以上の張力がかかった場合、張力付
与ローラ間距離が自動的に変化するダンパー装置と、張
力付与ローラ上での他糸条同士の乗り上げを防止するた
めの糸条分割ガイドと、集束中の糸条の張力を測定する
張力計を設けている。

【００２０】ここで、前記一対の張力付与ローラの各々
には糸外れを防止するためのつばを設けることが好まし
い。さらに、該ローラの前後には、複数糸条を同時に集
束する際の糸条同士の絡みを防止する仕切ガイドを設け
ることがより好ましい。

【００２１】糸条束形成装置においては、間隔をおいて
並設された一対の糸条保持バーと、該糸条保持バー対の
外周方向に対し糸条を連続的に巻き付ける様に旋回運動
させる搬送機構を有し、該搬送機構には巻き付けガイド
が設けられており、更に、該巻き付けガイドには前記糸
条張力付与装置が取り付けられている。

【００２２】ここで、前記一対の糸条保持バーの各々に
は糸条束の幅を規制するためのガイドが設けられている
ことが好ましい。

【００２３】更に、糸条を前記一対の糸条保持バーに巻
き上げ時、前記糸条を前記一対の糸条保持バーに押さえ
込み、前記糸条の巻き付け張力を保持する巻き付け張力
保持手段を設けることが好ましく、更に該巻き付け張力
保持手段は、各糸条を個別に押さえ込むことが好まし
い。

【００２４】次に、本発明における張力付与方法は、長
尺に糸条束を集束する際に張力並びに糸挙動を安定させ
る方法であって、一方の糸条保持バーに糸条を巻き付
け、もう一方の糸条保持バーに巻き付けるまで常に張力
を上昇させ続けるものである。ここで、糸条を糸条保持
バーに巻き付けた直後に該糸条を該糸条保持バーに押さ
え込み、巻き付け張力を維持することが好ましい。ま
た、糸条束の集束時の張力は糸条保持バーに糸条を押さ
え込んだ直後、張力を０．５〜１．５ｇ／単糸に降下さ
せ、もう一方の端部に巻き付ける直前まで張力を徐々に
上昇させ、２．０〜１０ｇ／単糸で前記糸条保持バーに
巻き付けることがより好ましい。

【００２５】つまり、本発明の糸条張力付与装置並びに
方法によれば、医療用の中空糸等であっても糸条を損傷
する恐れがなく、長尺状に集束する上で最も適した張力
を長期に渡り安定して付与することができ、更に長尺状
の糸条束形成装置に該張力付与手段を用いることによ
り、安定した品位の糸条束を採取することができるので
糸条束の品位、品質及び生産性向上を図ることができ
る。

【００２６】次に、本発明の糸条張力付与装置を図面に
示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明の１実
施態様に係る糸条張力付与装置及び糸条を長尺状態に集
束する手段の概略図であり、図２は、本発明の１実施態
様に係る糸条張力付与装置の構造を示す概略図であり、
図３は図２のＸ−Ｘ矢視図である。

【００２７】図４は従来の糸条束形成装置を示す図であ
る。

【００２８】まず、図１を参照すると、糸条保持部１０
０は、糸条１ａ〜１ｄを保持する一定の間隔で平行に配
置された一対の糸条保持バー２ａ、２ｂと、糸条１ａ〜
１ｄを束ねた糸条束３の集束幅を規制する糸条束幅規制
ガイド４と、糸条１ａ〜１ｄを集束する際、糸条保持バ
ー２ａ、２ｂに巻き付けられる糸条１ａ〜１ｄを随時押
さえ込む糸条押さえ部１１０からなる。

【００２９】ここで、糸条保持バー２ａ、２ｂの断面形
状は円、その他の多角形などどのような形状でもよい。
また、糸条束幅規制ガイド４の断面形状はいかなるもの
でもよいが、板状でかつ糸条束３の巻太り最大寸法より
５〜１０ｍｍ大きな方が良く、任意の位置で固定できる
機構を有するものが好ましい。

【００３０】次に、糸条押さえ部１１０は糸条保持バー
２ａの下側、２ｂの上側にそれぞれ設置され、糸条１ａ
〜１ｄを集束する際、糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付
けられる糸条１ａ〜１ｄを随時押さえ込み整った糸条束
３を形成するための糸条押さえブロック５と、これに直
結して上下方向に自在に昇降させる直動機６より構成さ
れる。

【００３１】直動機６はシリンダーや、モーターの回転
をベルト、ボールネジ等を利用して直線往復運動に変換
する直動アクチュエーター等を用いれば良いが、糸条束
３が巻き太っても押圧が一定で且つ巻太りによる押さえ
位置変化にも容易に対応できるエアシリンダーが最も好
ましい。

【００３２】糸条押さえブロック５は、軸方向に自在に
移動可能な複数のピン７からなり、このピン７は図示し
ない内蔵されたバネにより一定の力以上で軸方向にスラ
イドする機構となっている。更に、ピン７は糸条束３の
糸条１ａ〜１ｄの軸方向から見た際、隙間無く配置され
ていることが好ましく、その断面形状は円、矩形等どの
ような形状でも良いが、幅は糸太さと同等〜１／２程度
が望ましい。

【００３３】次に図２、図３を見ると、糸条張力付与装
置１２０は、入り口部に糸条案内ローラ８、出口部に糸
条巻き付けガイド９を備え、この間に糸条１ａ〜１ｄの
張力をコントロールするためのブレーキ装置１０を備え
たローラ１１ａ、１１ｂをそれぞれ糸条１ａ〜１ｄの最
低巻き付け角１２０度以上で配置し、更にローラ１１
ａ、１１ｂのどちらか一方もしくは双方を軸間距離が変
化する方向に駆動させることにより、糸条保持部１００
をターンする時に生じた糸条１ａ〜１ｄのたるみを吸収
させる張力付与ローラ移動用直動機１２並びにスライド
式案内ガイド１３と、糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付
け時に集束速度に関係無く一定の張力を発生させるた
め、ローラ１１ａ、１１ｂに設定値以上の張力発生時、
張力付与ローラ１１ｂを張力付与ローラ１１ｂの軸方向
と垂直方向に駆動させるダンパー機構１４からなる。

【００３４】ここで、張力付与ローラ１１ｂはブラケッ
ト１５を介しダンパー機構１４に取り付けられ、さらに
このダンパー機構１４を張力付与ローラ移動用直動機１
２に取り付けることにより、ダンパー機構１４ごと張力
付与ローラ１１ｂを強制駆動させる機構とする。

【００３５】更に、糸条案内ローラ８並びに張力付与ロ
ーラ１１ａ、１１ｂは糸外れを防止するため、ツバを設
けることが好ましい。また、糸条１ａ〜１ｄを糸条保持
部１００に規則的に並べるため、糸条巻き付けガイド９
は張力付与部旋回起動と垂直方向の角度αを２〜１０°
程度傾けることが好ましい。

【００３６】なお、ブレーキ装置１０はブレーキ力を無
段階にコントロールできることが好ましく、この駆動源
は応答性が良く精密な制御の可能な電磁式がより好まし
い。

【００３７】ここで、張力付与装置１２０の張力付与ロ
ーラ１１ｂと糸条巻き付けガイド９の間には張力計１６
を設けることが好ましく、更に、張力付与装置１２０の
入り口並びに出口付近には、張力付与部内の各ローラ上
での糸条間の重なりによる張力バラツキや、糸損傷等を
防止するため、糸条分割ガイド１７ａ、１７ｂ（仕切り
ガイド）が配置されていることが好ましい。なお、糸条
分割ガイド１７ａ、１７ｂの形状は、板状、円柱状、丸
穴などガイド効果があるものであればいかなるものでも
良いが、円柱状でかつ糸条との接触によって回転自在と
なるものが最も好ましい。

【００３８】更に、張力付与装置１２０は、３次元的に
自在に運動させるように組み合わせられた複数の直動ア
クチュエーター１８ａ、１８ｂ、１８ｃに取り付けられ
ており、糸条保持バー２ａ、２ｂの外周方向を任意の起
動での旋回運動並びに糸条保持バー２ａ、２ｂの軸方向
へのトラバースが可能となっている。

【００３９】ここで、直動アクチュエーター１８ａ、１
８ｂ、１８ｃは、エアシリンダーや、モーターの回転を
ボールネジ、ワイヤ、ベルトで直線運動に変換するもの
等どのような形式のものでもよいが、位置決め精度が高
く、繰り返し走行時の速度が安定しているモーターの回
転をボールネジもしくはベルトで直線運動に変換する方
式が特に好ましい。この時の駆動源には、ＡＣサーボモ
ーターを用い、エンコーダやリニアスケールを併用する
ことにより、繰り返し位置精度が向上し再現性を高める
ことが可能であるとともに、巻き付け速度も任意に制御
できる。ただし、上記に挙げた駆動方式以外のものでも
所定の動作ができるならどのようなものを用いてもよ
い。

【００４０】次に、本発明になる糸条束集束装置を用い
ての糸条束集束方法について説明する。

【００４１】まず、図示しない給糸部から送られてきた
複数の糸条１ａ〜１ｄが糸条分割ガイド１７ａにより単
糸条毎に糸条案内ローラ８、ローラ１１ａ、１１ｂの順
に案内され、張力計１６により検出した張力値を基にロ
ーラ１１ａ、１１ｂに設けられたブレーキ力を適度に調
整することにより、糸条１ａ〜１ｄの張力をコントロー
ルする。更に、糸条１ａ〜１ｄを糸条保持バー２ａ、２
ｂに巻き付ける直前にローラ１１ａのブレーキ力を最大
に働かせローラ１１ａの回転を停止させることにより、
ダンパー機構１４を強制的に駆動させ、糸条保持バー２
ａ、２ｂ巻き付け時の糸条張力を常に一定化させる。

【００４２】ここで、糸条張力は一方の糸条保持バー２
ａ、２ｂに巻き付けた後、もう一方の糸条保持バー２
ａ、２ｂに巻き付ける直前まで１．０〜７．０ｇ／単糸
の範囲で任意に設定した張力まで糸条張力を徐々に上昇
させ、そして、糸条１ａ〜１ｄを糸条保持バー２ａ、２
ｂに巻き付ける直前に、２ｇ〜１０ｇ／単糸の範囲で任
意に設定した張力まで糸条張力を上昇・維持し、糸条保
持バー２ａ、２ｂに巻き付ける。ここまで、張力はほと
んど降下することがないため、糸条１ａ〜１ｄは緊張す
る方向に作用し続け、糸条１ａ〜１ｄが振動しづらくな
り、整った糸条束集束が可能となる。この後、糸条張力
が維持されている状態で糸条保持部１００により糸条１
ａ〜１ｄを糸条保持バー２ａ、２ｂに押さえ込み、押さ
え込んだ後に糸条張力を０．５〜１．５ｇ／単糸の範囲
で任意に設定した張力まで糸条張力を降下させる。以上
の動作を任意の回数繰り返すことにより、整った長尺状
の糸条束３が形成できる。

【００４３】

【実施例】実施例１ 中空糸濾過膜分離器用中空糸の中でも特に膜厚の薄い品
種を４糸条用い、図１に示す装置を用い、糸条保持バー
２ａ、２ｂの間隔２８１６ｍｍ、糸条集束幅４０ｍｍ、
集束時幅方向送りピッチ５ｍｍ、糸条保持バー２ａ、２
ｂの巻き付け回数２５回、集束速度０〜２５００ｍｍ／
ｓｅｃの条件で糸条束を集束した。ここで、集束時の巻
取り張力は３．０±０．３ｇ／単糸とした。巻取り張力
を実現するためのダンパー機構１４のエア圧力０．２Ｍ
ｐａ、張力付与ローラ１１ａ、１１ｂの材質はポリアセ
タール、糸条巻き付けガイド９の材質はテフロンとし
た。また、糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付けた糸条は
押さえ板５で５００ｇの力で押しつけた。

【００４４】その結果、端部幅４２ｍｍ、高さ５１ｍ
ｍ、中央部幅５５ｍｍ、高さ８５ｍｍ、糸条束全長２８
５０ｍｍの整った糸条束を形成することができた。更
に、集束した中空糸を検査したが、単糸の扁平によるつ
ぶれや表層キズはなく、糸質は良好であった。

【００４５】

【発明の効果】本発明の糸条束形成装置では、集束張力
並びに糸条巻きつけ軌道を確実に制御でき、再現性・長
期安定性が高いので、糸条の蛇行や斜行のない整った高
品質の糸条束を集束することができる。更に、低張力で
且つ張力発生部はローラ構成のため、中空糸の中でも特
に膜厚の薄い品種であっても、損傷することなく集束が
可能であり、その生産性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係る糸条束形成装置の概
略図である。

【図２】本発明の一実施態様に係る糸条張力付与装置の
概略図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ矢視図である。

【図４】従来の糸条束形成装置の概略図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ：糸条 ２ａ、２ｂ：糸条保持バー ３：糸条束 ４：糸条束幅規制ガイド ５：糸条押さえブロック ６：直動機 ７：ピン ８：糸条案内ローラ ９：糸条巻き付けガイド １０：ブレーキ装置 １１ａ、１１ｂ：張力付与ローラ １２：ローラ移動用直動機 １３：スライド式案内ガイド １４：ダンパー機構 １５：ブラケット １６：張力計 １７ａ、１７ｂ：糸条分割（仕切り）ガイド １８ａ、１８ｂ、１８ｃ：直動アクチュエーター ２１：張力付与板 ２２：フィルム ２３：弾性体 １００：糸条保持部 １１０：糸条押さえ部 １２０：糸条張力付与装置 ２００：張力付与部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】間隔をおいて配設された糸条束を形成する
   糸条を保持する糸条保持バーに糸条を巻き付ける張力を
   付与する糸条張力付与装置において、該糸条張力付与装
   置は、糸道に設けた一対の張力付与ローラにより構成さ
   れ、該ローラの一方もしくは双方に可変式トルク制御機
   構を備えることを特徴とする糸条張力付与装置。
2. 【請求項２】前記張力付与ローラの一方もしくは双方
   に、張力付与ローラ間距離を任意に変化させる張力付与
   ローラ移動手段を備えたことを特徴とする請求項１記載
   の糸条張力付与装置。
3. 【請求項３】前記張力付与ローラ移動手段は、設定値以
   上の張力がかかったときにローラ間距離が自動的に小さ
   くなる機構を備えたことを特徴とする請求項２に記載の
   糸条張力付与装置。
4. 【請求項４】前記糸条が複数給糸されるに際して、該給
   糸される各糸条間の糸道を個別に案内する仕切ガイドを
   張力付与ローラ前後に設けたことを特徴とする請求項１
   〜３のいずれかの糸条張力付与装置。
5. 【請求項５】前記糸条保持バーの外周を糸条巻き付けガ
   イドが旋回し該糸条保持バーに前記糸条を巻き付ける糸
   条束形成装置において、前記巻き付けガイド部に請求項
   １〜４のいずれかに記載の張力付与装置を備えることを
   特徴とする糸条束形成装置。
6. 【請求項６】前記糸条を前記間隔をおいて配設された糸
   条保持バーに巻き上げ時、前記糸条保持バーに前記糸条
   を押さえ込み、該糸条の巻き付け張力を保持する巻き付
   け張力保持手段を更に有することを特徴とする請求項５
   に記載の糸条束形成装置。
7. 【請求項７】間隔をおいて配設された糸条保持バーに糸
   条を巻き付け、糸条を長尺に集束形成する際の張力付与
   方法において、該糸条を該糸条保持バーに巻き付ける張
   力が集束時における最大張力になることを特徴とする張
   力付与方法。
8. 【請求項８】前記張力は、前記糸条を前記糸条保持バー
   に巻き付け直後に、張力を一旦０．５〜１．５ｇ／単糸
   まで低下させ、もう一方の端部に巻き付ける直前まで張
   力を徐々に上昇させ、２．０〜１０ｇ／単糸で前記糸条
   保持バーに巻き付けることを特徴とする請求項７に記載
   の張力付与方法。