【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維束（スライバともいう）を牽伸（ドラフトともいう）して加工処理を施すドラフトローラおよびドラフト装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ドラフト装置としては、スライバをニップして下流側に送り込みつつ牽伸する複数のローラ対にて構成されるローラドラフト装置が知られている。
【０００３】
また、前記ローラドラフト装置は、それぞれトップローラとボトムローラとのローラ対がスライバ送り方向に複数配設されていて、各ローラ対の回転速度を段々増加することによってドラフトを行うものであって、各トップローラを一体的に保持してボトムローラと接離自在に支持するドラフトクレードルが配設されている。
【０００４】
上記トップローラはゴムローラあるいはゴムが被覆されるローラであって、ボトムローラは金属製のローラである。またスライバを確実にドラフトするためには、前記ボトムローラとトップローラとの把持力が重要であり、さらには、回転する一対のローラに生じる随伴気流による悪影響を軽減するために、前記ボトムローラの外表面にはローラ軸線に平行に複数の溝が設けられている。
【０００５】
例えば、スライバ（繊維束）をドラフトして紡績糸を製造する紡績装置として種々の紡績装置が公知であり、最近では、中空ガイド軸体（中空スピンドル）と紡績ノズルを備えて３００ｍ／分以上の高速で紡績可能な紡績装置を備える紡績機も知られている。このような最近の高速紡績機においては、ドラフトも高速で行うために、各ドラフトローラの回転速度も速くなり、ローラ周速も著しく増大している。そのために、高速回転するローラの随伴気流の影響も大きくなってきており、問題となっている。
【０００６】
そのために、ボトムローラ外表面に菱形状の凹部を形成したドラフトローラおよびドラフト装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２９５１４４号公報（第１−３頁、第６図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来、回転しているトップローラとボトムローラの外表面に沿って、回転方向に随伴気流が発生し、前記両ローラのニップ点付近にて上下の随伴気流が合流しローラの軸線に沿って逃げる気流が発生する。そのために、この随伴気流に乗って、繊維束が、トップローラとボトムローラの軸線方向に拡散してしまい、生成される糸の均整度が低下するという問題がある。
【０００９】
この問題は、図６に示されているような、軸線方向に凸条ｂ１が形成されている従来のボトムローラＢの場合には、特に、顕著になる。
【００１０】
また、前記凸条ｂ１が形成されているドラフトローラを使用すると、相手側のゴムローラの軸線方向に筋が形成されたり、生成される紡績糸に微小な糸ムラが多発するという問題がある。
【００１１】
スライバを高速で送りながらドラフトする際には、周速の遅いローラと周速の速いローラとをスライバを構成している繊維の平均繊維長以上離反して前後に配置して、前記周速の遅いローラにニップされているスライバを、前記周速の速いローラが引き抜くことでドラフトをおこなっている。そのために、スライバを把持する把持力が必要であると共に、随伴気流をローラの回転方向に逃がす凹部が必要となる。
【００１２】
前記特許文献１に記載されている発明は、ボトムローラの外表面に菱形状の凹部を複数形成して、スライバの把持力を維持したまま随伴気流の影響を少なくするように考慮されたものではあるが、ボトムローラの径と前記凹部の溝幅との関係等については考慮されておらず、ただ凹部の面積が全外表面の６０％以上であることが好ましいとあるだけである。
【００１３】
本発明の目的は、複数のドラフトローラ対から構成されるドラフト装置を使用するにあたり、高速回転するローラの随伴気流の影響を低減すると共に、糸ムラの発生を低減するドラフトローラを提供すると共に、ローラの径に応じた適当な凹溝部の寸法と凹溝部の表面積割合を与えるドラフトローラおよびドラフト装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、繊維束を下流側に送り込みつつ牽伸する複数のローラ対から構成されるドラフト装置を構成するドラフトローラであって、ローラの軸線に対して略同じ勾配で交差する仮想線により区画された菱形の格子領域内に菱形状の凸部を形成すると共に、互いに略同じ勾配で交差する複数の所定幅の凹溝部を形成し、前記ローラの径Ｄ（ｍｍ）と前記凹溝部の幅Ｗ（ｍｍ）とを下記の式（１）を満足するような関係にすることを特徴としている。
【００１５】
Ｄ×Ｗ＝１７〜２５・・・・（１）
上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、スライバをドラフトする際に、スライバを確実に把持すると共に、高速回転するローラによる随伴気流の影響を低減するのに効果的な溝幅を有する凹溝部を形成することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、前記ローラの径Ｄ（ｍｍ）と凹溝部の幅Ｗ（ｍｍ）とを下記の式（２）を満足するような関係にすることを特徴としている。
【００１７】
Ｄ×Ｗ＝２０〜２３・・・・（２）
上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、ローラの径に対してスライバの把持力と随伴気流の影響を低減するのに最適な凹溝部を有するドラフトローラを得ることができる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、前記多数の凹溝部又は凸部は、円周方向に延びる列が軸線方向に複数行並ぶように、円周方向及び軸線方向に規則的に整列するよう形成され、隣接する列に属する凹溝部又は凸部は互いに軸線方向の重なりを有すると共に、隣接する行に属する凹溝部又は凸部は互いに円周方向の重なりを有し、且つ凸部の軸線方向の角度が鋭角をなしていることを特徴としている。
【００１９】
上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、円周方向および軸線方向に重なりを有する凸部によりスライバの把持力を安定にすると共に、円周方向および軸線方向に重なりを有する凹溝部により随伴気流を逃がし悪影響を低減することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載のドラフトローラをフロントボトムローラに使用したドラフト装置であることを特徴としている。
【００２１】
上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、スライバを確実に把持すると共に、随伴気流の影響を低減することが可能なフロントローラを備えるドラフト装置を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るドラフトローラおよびドラフト装置の実施の形態について、図１から図９に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本発明に係る凹溝部を備えるドラフトローラの拡大斜視図である。図２は凹溝部の拡大図である。図３はドラフト装置の全体側面図である。図４は本発明に係る紡績機の全体断面図であり、図５は紡績機の全体を示す正面図である。図６は従来の筋溝が設けられたドラフトローラを示す拡大斜視図である。図７にはそれぞれのドラフトローラにより紡績された紡績糸の物性を示し、図８にはＤ×Ｗ値の効果を表すグラフを示す。図９は糸欠点の分類テーブルを示す概略説明図である。
【００２４】
先ず、本発明が適用される紡績機Ｍについて図５により説明する。本紡績機Ｍは紡績ユニットＵが多数配列された構成となっており、スライバＬがドラフト装置ＤＲに送られ紡績部Ｓｐにより紡績糸Ｙに形成された後、該紡績糸ＹはニップローラＲｎ及びスラブキャッチャーＺ等を経て巻取部ＷＲに巻き取られ、パッケージＰＷを形成する。Ｐは糸継ぎを行う糸継装置であり、紡績機Ｍの長手方向に沿って紡績機Ｍの内部下方を走行するように構成されている。
【００２５】
また、図４に示すように各紡績ユニットＵは、機台後部に配置されたケンスＫ内に収納されているスライバＬがガイドＧを経て、トランペットＴを挿通しドラフト装置ＤＲに搬送された後、段々送り速度が速くなるローラドラフト部を通過して所定太さに牽引され、紡績部Ｓｐにより紡績糸Ｙとなり、機台前面の巻取部ＷＲに巻き取られ、パッケージＰＷを形成する構成である。
【００２６】
前記紡績部Ｓｐは紡績速度が３００ｍ／分以上の高速紡績が可能な、紡績ノズルと中空ガイド軸体とを備える空気紡績装置から形成されているが、特に限定されるものではなく、２段の空気紡績ノズルを備える紡績装置でもよい。また、紡績ノズルと一対の加然ローラとを備える、紡績速度が数百ｍ／分の高速紡績が可能な紡績装置であってもよい。
【００２７】
さらには、リング精紡機や粗紡機や練条機等のドラフト装置に本発明を適用することが可能である。
【００２８】
前記ドラフト装置ＤＲは、図３に示すように、バックローラＲｂ、サードローラＲｔ、エプロンベルトＥを有するミドルローラＲｍ、及びフロントローラＲｆから構成される所謂４線式のドラフト装置であって、それぞれ上下一対のローラが送り方向に沿って配置される構成である。
【００２９】
該ドラフト装置ＤＲは、スライバを挿通するガイドであるトランペットＴを経て供給されるスライバＬを所定の細さに引き延ばす装置であって、各ローラの回転速度を、上流側から下流側に向かって段々増加しながらスライバＬを送ることによってドラフトを行う。所定の細さにドラフトされたスライバＬは、紡績部Ｓｐに供給され、該紡績部Ｓｐにおいて紡績糸Ｙに形成される。
【００３０】
また、各ローラを構成している上下一対のローラはそれぞれ、紡績機の本体フレーム側に配設された下部ローラとなるボトムローラと、該ボトムローラと接離自在に構成されるトップローラとで構成されている。
【００３１】
そして、各トップローラであるバックトップローラＲｂ１と、サードトップローラＲｔ１と、ミドルトップローラＲｍ１と、フロントトップローラＲｆ１とは、ドラフトクレードル６に一体的に装着されており、支軸８を回転中心としてドラフトクレードル６全体が回動することで、各トップローラとボトムローラとの接離を行う構成である。
【００３２】
この回動操作はハンドル９を把持することで行い、ドラフトクレードル６を下に降ろした時に、ハンドル９の下部先端のフック部９ａを固定ローラ１０に係合させて、各ドラフトローラを構成する上下一対のトップローラとボトムローラの圧接状態を保持する構成とされている。この構成は従来からよく知られているローラドラフト装置と同じである。
【００３３】
各ドラフトローラ間の距離はドラフトされながら挿通するスライバＬを構成する繊維の繊維長に係り、紡績原料であるスライバＬの品質を替える毎に見直す寸法となっている。そのために、各ボトムローラのうち、フロントボトムローラＲｆ２は機台フレームに固定しているが、ミドルボトムローラＲｍ２とサードボトムローラＲｔ２とバックボトムローラＲｂ２とは、それぞれ機台フレーム１１に対して、図３中の矢印方向にスライド自在に移動して、所定のローラ間隔で固定されるよう構成されている。
【００３４】
また、ドラフトクレードル６には、所定のローラ間ピッチが配設されたサイドガイド７が装着されており、該サイドガイド７に、それぞれのトップローラが所定のローラ間ピッチを配して一体的に装着される構成である。そのために、各トップローラ間の距離を替える時には、新たなピッチが配されているサイドガイド７に変更する必要がある。この時に、フロントローラＲｆの位置は固定されていて、各トップローラ間の距離を替える際の基準となる。
【００３５】
ここで、図１および図２により、一対のドラフローラのボトムローラに格子状の凹溝部を配設した本実施例について説明する。ボトムローラ１は金属製の軸１Ａと一体的に形成される金属ローラであって、その外表面に所定幅Ｗの互いに交差する凹溝部２を多数配設する構成とした。つまり、ボトムローラ１の軸線に対して略同じ勾配で交差する仮想線２Ａにより区画された菱形の格子領域３Ａ内に菱形状の凸部３を形成するように凹溝部２が多数配設された構成である。
【００３６】
ボトムローラ１は矢印１ａ方向に回転し、該ボトムローラ１と対をなすトップローラ４は、前記ボトムローラと連れ回りすることで矢印４ａ方向に回転する。
この回転によりスライバＬを把持して引き取ることで、上流側の回転の遅いローラから送り出されてくるスライバＬをドラフトするものである。
【００３７】
この時に、回転しているドラフトローラの周面に沿って随伴気流が発生し、該気流が両ローラのニップ点付近で合流してローラ軸線方向に逃げる際に、搬送しているスライバを構成している短繊維の配列を乱し製造される紡績糸の糸むらの原因となる。ここで、このドラフトローラの回転が高速である程、前記随伴気流の影響が大きくなる。
【００３８】
また、スライバＬを確実に把持してドラフトするためには、両ローラによる把持力が安定しておくことが大事である。本発明に係るドラフトローラはスライバを確実に把持すると共に、随伴気流の影響を低減することが可能とする凹部を備えるドラフトローラであり、ボトムローラ１の外表面に斜行溝である凹溝部２を配設し、さらには、該凹溝部の幅Ｗと、該凹溝部２から形成される凹部の全面積を所定の適当な値となるように構成した。
【００３９】
そのためには、随伴気流を円周方向に逃がすために、凹部が円周方向に連続して配設されることが望ましい。また把持力を安定させるには、凹部と凸部が円周方向及び軸線方向に規則的に存在していることが大事である。以上より本発明においては、凹部として凹溝部２を配設し、さらには、互いに交差する複数の凹溝部２により形成される格子領域３Ａに、その対角線が軸線方向に長くなるような菱形状の凸部３を形成する構成とした。そして、隣接する列に属する凹溝部２又は凸部３は互いに軸線方向の重なりを有すると共に、隣接する行に属する凹溝部２又は凸部３は互いに円周方向の重なりを有することにより、凹部と凸部が、円周方向及び軸線方向に規則的に存在する構成となる。
【００４０】
しかも、上記凸部３の軸線方向の対角線が軸線方向に長くなるように、複数の交差する仮想線２Ａ（凹溝部２）同士の交差角度θを６０°程度とした。こうすることで、互いに交差する凹溝部２により形成される菱形状凸部３は、軸線方向の角度が鋭角になり、軸線方向に長く円周方向に短い扁平な菱形形状となっている。そのために、該凸部３が配設されるピッチは円周方向に短くなっており、それだけ多数の凸部３が円周方向に存在することになる。
【００４１】
さらに、軸線方向の角部を鋭角とした図２（ｂ）と、軸線方向の角部を略直角として凸部を略正方形とした図２（ｃ）とを見ると、図示したように、各凸部３が同じ辺の長さＸを有している場合であっても、図２（ｂ）に示す円周方向の重なりＬ１のほうが、図２（ｃ）に示す重なりＬ２よりも長くなることが判る。従って、これらの理由により、スライバの把持力を安定に維持することができる。
【００４２】
また、ドラフトローラ１の外表面の総面積は前記凹部と凸部の面積の合計であって、該凹部の総面積を前記凸部の総面積よりも大きくした。これは、随伴気流を効率よく円周方向に逃がすためである。
【００４３】
スライバＬの把持力を安定させるには、円周上に渡って凸部が規則的に存在していることが重要であって、図６に示す従来の筋溝ｂ１’を有するボトムローラＢでは、軸線に平行な筋溝ｂ１’が設けられているために、その配設されているピッチによって、円周方向に規則的な凸部ｂ１を形成することはできる。しかし、常時圧接状態で回転しているトップローラのゴム製の外表面に前記筋溝に対応する凹凸が形成され易く、これが長時間の紡績における糸むらの発生原因となっていた。
【００４４】
従来の筋溝付きのドラフトローラ（フロントボトムローラ）を有するドラフト装置と、本発明に係る斜行溝を備えるドラフトローラ（フロントボトムローラ）を有するドラフト装置とで、実際に紡績糸を製造しその糸品質を比較してみた。
【００４５】
図７にその結果を示すが、カード綿（ＣＤ）の３０番手（Ｎｅ３０）とコーマ綿（ＣＭ）の５５番手（Ｎｅ５５）の紡績結果である。また、紡績速度はいずれも３５０ｍ／分であり、前述した紡績ノズルと中空ガイド軸体とを備え実撚状紡績糸を生成する紡績機を使用した。
【００４６】
図中に示す１−１と１−２と１−３は同じスライバよりＮｅ３０を紡績したものであり、１−１は従来の筋溝ローラを用いたものであり、１−２は幅Ｗが０．７ｍｍの凹溝部を備えたもの、１−３は０．８ｍｍの凹溝部を備えた本発明のローラにより紡績されたものである。これから明らかなように、糸強力や伸度や普通の糸むらには大差ないが、クラシマット検査によるＡ１とＨ２とにその差が明確に現れている。
【００４７】
クラシマット検査とは糸の太さむらを連続的に測定し、その太さの程度と長さ別に分類して表に表したものであって、図９に示すような糸欠点の分類テーブルとして表示される。紡績糸を巻取中に所定の糸欠点範囲を設定しておき、特定の範囲（例えば斜線部）に分類される糸欠点のものが来た時のみ、或いはそれが所定個数より多い時のみ糸を切って、その欠点部分を除去することができる。
【００４８】
前記図９の分類テーブルは、縦軸に適当な間隔で糸むらの大きさ（％）、横軸に適当な間隔で糸むらの長さ（ｃｍ）を取り、その範囲内に収まる糸むらの発生個数をカウントしたものである。Ａ１とは、太さが平均（１００％）から１５０％までのものであって、長さが１ｃｍまでの太さむらを表す。つまり短くて少しだけ太いむらの数量（単位長当たりの）を表す。また、Ｈ２とは、太さが−４５％から−７５％で、長さが８ｃｍから３２ｃｍ程度のものを表し、大して長くなく短い細むらのことである。
【００４９】
上記Ａ１やＨ２の糸むらが多いと、該糸を用いて織布や編成した時に、布地や編地がすっきりせず、もやもやとした感じとなり、風合を悪化して、高級感を損ねる欠点となる。また、これらの欠点が多数に及ぶと、紡績時において、糸欠点検出に伴う欠点除去のための糸切回数が増加するという問題がある。
【００５０】
従来は、上記欠点の原因が不明であったが、今回の改良によりドラフトローラ特にフロントローラにより生じるドラフトむらがその原因であることが明らかとなった。
【００５１】
また図中に示す２−１と２−２と２−３は同じスライバよりＮｅ５５を紡績したものであり、２−１は従来の筋溝のドラフトローラを用いたものであり、２−２は幅Ｗが０．７ｍｍの凹溝部を備えたもの、２−３は０．８ｍｍの凹溝部を備えた本発明のローラにより紡績されたものである。これからも明らかなように、糸強力や伸度や普通の糸むらには大差ないが、クラシマット検査によるＡ１とＨ２とにその差が明確に現れている。
【００５２】
Ａ１むらで言うと、標準１−１で２４５であったのが、１−２では８４と減少しており、１−３では１２０であり共に半分以下に減少している。また標準２−１で８６８であったのが、２−２では７０７となっており２−３では４０８と半減している。
【００５３】
また、Ｈ２むらでは、１−１で１０８あったのが１−２では１７に、１−３では４５に減少しており、２−１で２８２あったのが、２−２では１６１に、２−３では１２３に大きく減少している（良化している）。
【００５４】
この減少の割合（良化度合）はそれぞれ凹溝部の幅Ｗによって変化しており、またその変化状況もボトムローラの径Ｄにより相違があることがわかった。
【００５５】
そのためにＤ×Ｗの値を変動係数として前記糸むらの良化度合を検討してみた。１−２および１−３ではローラ径Ｄは３２ｍｍであり、そのＤ×Ｗ値はそれぞれ２２．４と２５．６となる。また、２−２と２−３ではローラ径Ｄは２５ｍｍであり、そのＤ×Ｗ値はそれぞれ１７．５と２０．０である。ここで、ローラ径Ｄとは、図１に示す通り凸部３の外表面を結ぶ円周の径をいう。
【００５６】
つまり、１−１と１−２、１−３との比較では、Ｄ×Ｗ値が２５．６でも十分良化しているが、さらにＤ×Ｗ値２２．４の方が大きく良化している。また２−１と２−２、２−３との比較では、Ｄ×Ｗ値が１７．５でも良化しているが、Ｄ×Ｗ値２０．０で大きく良化している。つまりＤ×Ｗ＝１７〜２５の範囲で十分良化していることが確認された。また、Ｄ×Ｗ＝２０〜２３の範囲ではさらに大きく良化していることが確認された。
【００５７】
この時の凹部面積割合は、１−２と２−２では共に全表面のおよそ６０％であり、１−３と２−３とでは共におよそ６５％であった。つまり、いずれにしても凹部面積が半分以上を占めており、凸部面積よりも大きいことになる。
【００５８】
また、図９に示す格子を施した６箇所の桝目に示す重欠点（図７におけるＭＡＪＯＲ６）と、白地で示したＡ１〜Ａ４およびＢ１、Ｃ１、Ｄ１の７箇所の桝目の範囲に示す欠点（図７におけるＭＩＮＯＲ７）とを図７にて各々比較した場合においても、欠点数の差は同様に顕著に現れている。
【００５９】
この良化範囲を図８により確認する。図８の縦軸にはＨ２の減少割合を示し、横軸にはＤ×Ｗ値を示している。この結果及び図７に示す測定結果から、Ｄ×Ｗ＝１７〜２５の範囲で十分良化していることが理解される。またＤ×Ｗ＝２０〜２３の範囲がさらに良化している範囲であることが理解される。
【００６０】
これはＤ（ローラ径）の違いにより、ローラ円周の曲率が異なることが要因であると考えられる。この曲率の違いによりローラの把持力（トップローラのゴム表面の圧接の度合い）が異なる。従って、ローラ径Ｄを様々に変更して用いたとしても、上記曲率を考慮して、凹溝部の幅Ｗを適切に設定すれば、糸の特性への影響が少ないローラとすることができる。
【００６１】
また、上記効果に加え、ゴム表面を有するトップローラが擦り減っていたとしても、把持力の増大が見込める上述したローラをボトムローラとして適用することにより、前記トップローラの使用期間即ち寿命を延ばすことができる。
【００６２】
さらに、ローラ回転速度が高速になる程随伴気流等の影響が大きくなるため、他のドラフトローラ対よりも高速回転するフロントローラ対のボトムローラに上述したローラを適用してドラフト装置を構成することにより、本発明の効果がより顕著に現れることになる。
【００６３】
【発明の効果】
上記説明したように本発明によれば、ドラフト装置において、ローラの径に対してスライバの把持力と随伴気流の影響を低減し、糸むらを低減するのに効果的な凹溝部の形状と溝幅を備えるドラフトローラを得ることができる。
【００６４】
また、他のローラよりも高速回転を行うフロントボトムローラに上記ドラフトローラを適用した際に、スライバを確実に把持すると共に、随伴気流の影響を低減することができ糸質を悪化させない効果が顕著に現れるドラフト装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る凹溝部を備えるドラフトローラの拡大斜視図である。
【図２】凹溝部の拡大図である。
【図３】ドラフト装置の全体側面図である。
【図４】本発明に係る紡績機の全体断面図である。
【図５】紡績機の全体を示す正面図である。
【図６】従来の筋溝が設けられたドラフトローラを示す拡大斜視図である。
【図７】それぞれのドラフトローラにより紡績された紡績糸の物性を示す一覧表である。
【図８】Ｄ×Ｗ値の効果を表すグラフを示す。
【図９】糸欠点の分類テーブルを示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ ボトムローラ
２ 凹溝部（斜行溝）
３ 凸部
４ トップローラ
Ｄ ローラ径（ｍｍ）
Ｗ （溝の）幅（ｍｍ）
ＤＲ ドラフト装置
Ｌ スライバ
Ｍ 紡績機
ＷＲ 巻取部
Ｙ 紡績糸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a draft roller and a draft device for drawing and processing a fiber bundle (also referred to as sliver).
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a draft device, a roller draft device configured by a plurality of roller pairs that extend while nipping a sliver and feeding the sliver to a downstream side is known.
[0003]
Further, in the roller draft device, a plurality of roller pairs of a top roller and a bottom roller are disposed in the sliver feed direction, and drafting is performed by gradually increasing the rotation speed of each roller pair, A draft cradle is provided to integrally hold each top roller and support the bottom roller so as to be able to freely contact and separate from the bottom roller.
[0004]
The top roller is a rubber roller or a roller coated with rubber, and the bottom roller is a metal roller. Further, in order to draft the sliver reliably, the gripping force between the bottom roller and the top roller is important, and further, in order to reduce the adverse effect due to the accompanying airflow generated in the pair of rotating rollers, A plurality of grooves are provided on the outer surface in parallel with the roller axis.
[0005]
For example, various spinning devices are known as spinning devices for producing spun yarn by drafting a sliver (fiber bundle). Recently, a spinning nozzle having a hollow guide shaft (hollow spindle) and a spinning nozzle has a speed of 300 m / min or more. A spinning machine including a spinning device capable of spinning at high speed is also known. In such a recent high-speed spinning machine, since drafting is also performed at high speed, the rotation speed of each draft roller is also increased, and the roller peripheral speed is also significantly increased. For this reason, the influence of the accompanying airflow of the high-speed rotating roller is also increasing, which is a problem.
[0006]
Therefore, a draft roller and a draft device in which a diamond-shaped concave portion is formed on the outer surface of the bottom roller are known. (For example, see Patent Document 1)
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-295144 A (Pages 1-3, FIG. 6)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, an accompanying airflow is generated in the rotating direction along the outer surfaces of the rotating top roller and bottom roller, and the upper and lower accompanying airflows merge near the nip point of the two rollers and escape along the axis of the roller. Airflow occurs. For this reason, there is a problem that the fiber bundle is diffused in the axial direction of the top roller and the bottom roller on the accompanying airflow, and the uniformity of the produced yarn is reduced.
[0009]
This problem is particularly remarkable in the case of a conventional bottom roller B having a ridge b1 formed in the axial direction as shown in FIG.
[0010]
Further, when a draft roller having the ridge b1 is used, there is a problem that a streak is formed in an axial direction of a rubber roller on the other side, and a minute spun yarn frequently occurs in a spun yarn to be generated.
[0011]
When drafting while feeding the sliver at a high speed, a roller with a low peripheral speed and a roller with a high peripheral speed are separated from each other by more than the average fiber length of the fibers constituting the sliver, and are arranged back and forth, and The sliver which is nipped by the slow roller is drawn by the roller having the higher peripheral speed. For that purpose, a gripping force for gripping the sliver is required, and a concave portion for releasing the accompanying airflow in the rotation direction of the roller is required.
[0012]
The invention described in Patent Literature 1 considers forming a plurality of diamond-shaped concave portions on the outer surface of the bottom roller to reduce the influence of the accompanying airflow while maintaining the gripping force of the sliver. However, no consideration is given to the relationship between the diameter of the bottom roller and the groove width of the recess, and it is merely preferable that the area of the recess be 60% or more of the entire outer surface.
[0013]
An object of the present invention is to provide a draft roller that reduces the effect of accompanying airflow of a high-speed rotating roller and reduces the occurrence of yarn unevenness in using a draft device including a plurality of draft roller pairs. An object of the present invention is to provide a draft roller and a draft device that provide an appropriate groove size and a surface area ratio of the groove according to the diameter of the roller.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a draft roller that constitutes a draft device including a plurality of roller pairs that stretch while feeding a fiber bundle to a downstream side. Forming a rhombus-shaped convex portion in a rhombic lattice region defined by virtual lines intersecting at substantially the same gradient, and forming a plurality of concave grooves having a predetermined width intersecting at approximately the same gradient with each other; And the width W (mm) of the concave groove portion is set so as to satisfy the following expression (1).
[0015]
D × W = 17 to 25 (1)
According to the invention according to claim 1 having the above-described configuration, when drafting the sliver, the groove width that is effective for securely gripping the sliver and reducing the effect of the accompanying airflow caused by the high-speed rotating roller is set. Having a concave groove portion.
[0016]
The invention according to claim 2 is characterized in that the relationship between the diameter D (mm) of the roller and the width W (mm) of the concave groove portion satisfies the following expression (2).
[0017]
D × W = 20 to 23 (2)
According to the invention according to claim 2 having the above configuration, it is possible to obtain a draft roller having a concave groove portion that is optimal for reducing the influence of the gripping force of the sliver and the accompanying air flow on the diameter of the roller.
[0018]
The invention according to claim 3 is that the large number of concave grooves or convex portions are formed so as to be regularly aligned in the circumferential direction and the axial direction, such that a plurality of circumferentially extending columns are arranged in the axial direction. The grooves or protrusions belonging to adjacent columns have an axial overlap with each other, and the grooves or protrusions belonging to adjacent rows have a circumferential overlap with each other, and the angle of the protrusion in the axial direction is different. It is characterized by an acute angle.
[0019]
According to the third aspect of the present invention having the above configuration, the sliver gripping force is stabilized by the convex portion having the circumferential and axial overlaps, and the concave groove having the circumferential and axial overlaps. Thereby, the accompanying airflow can be released and the adverse effect can be reduced.
[0020]
The invention according to claim 4 is a draft device using the draft roller according to any one of claims 1 to 3 as a front bottom roller.
[0021]
According to the invention according to claim 4 having the above configuration, it is possible to obtain a draft device including a front roller capable of securely gripping the sliver and reducing the influence of the accompanying airflow.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a draft roller and a draft device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
[0023]
FIG. 1 is an enlarged perspective view of a draft roller having a concave groove according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the concave groove portion. FIG. 3 is an overall side view of the draft device. FIG. 4 is an overall sectional view of the spinning machine according to the present invention, and FIG. 5 is a front view showing the entire spinning machine. FIG. 6 is an enlarged perspective view showing a conventional draft roller provided with a groove. FIG. 7 shows the physical properties of the spun yarn spun by the respective draft rollers, and FIG. 8 shows a graph showing the effect of the D × W value. FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a thread defect classification table.
[0024]
First, a spinning machine M to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The spinning machine M has a configuration in which a large number of spinning units U are arranged. After a sliver L is sent to a draft device DR and formed into a spun yarn Y by a spinning unit Sp, the spun yarn Y is transferred to a nip roller Rn and a slab. It is wound around the winding unit WR via the catcher Z and the like to form a package PW. P denotes a yarn splicing device that performs splicing, and is configured to travel below the inside of the spinning machine M along the longitudinal direction of the spinning machine M.
[0025]
Further, as shown in FIG. 4, each spinning unit U is configured such that the sliver L stored in the can K arranged at the rear of the machine is inserted through the trumpet T via the guide G and conveyed to the draft device DR. In this configuration, the yarn is pulled to a predetermined thickness by passing through a roller draft portion where the feed speed is gradually increased, turned into a spun yarn Y by a spinning unit Sp, and wound around a winding unit WR on the front of the machine base to form a package PW. is there.
[0026]
The spinning unit Sp is formed from an air spinning device having a spinning nozzle and a hollow guide shaft, which is capable of high-speed spinning at a spinning speed of 300 m / min or more, but is not particularly limited, and has two stages. A spinning device including a pneumatic spinning nozzle may be used. Further, a spinning device that includes a spinning nozzle and a pair of additional rollers and that can perform high-speed spinning at a spinning speed of several hundred m / min may be used.
[0027]
Further, the present invention can be applied to a draft device such as a ring spinning frame, a roving frame or a drawing frame.
[0028]
As shown in FIG. 3, the draft device DR is a so-called 4-wire draft device including a back roller Rb, a third roller Rt, a middle roller Rm having an apron belt E, and a front roller Rf. In this configuration, a pair of upper and lower rollers are arranged along the feed direction.
[0029]
The draft device DR is a device that extends a sliver L supplied through a trumpet T, which is a guide for inserting the sliver, to a predetermined thickness, and gradually increases the rotation speed of each roller from an upstream side to a downstream side. Draft is performed by sending sliver L while increasing. The sliver L drafted to a predetermined thickness is supplied to the spinning unit Sp, where it is formed into a spun yarn Y.
[0030]
Further, a pair of upper and lower rollers constituting each roller are respectively a bottom roller serving as a lower roller disposed on the main body frame side of the spinning machine and a top roller configured to be able to freely contact and separate from the bottom roller. It is configured.
[0031]
The back top roller Rb1, the third top roller Rt1, the middle top roller Rm1, and the front top roller Rf1, which are the respective top rollers, are integrally mounted on the draft cradle 6, and the support shaft 8 is rotated about the rotation center. By rotating the entire draft cradle 6, the top roller and the bottom roller are brought into and out of contact with each other.
[0032]
This turning operation is performed by gripping the handle 9, and when the draft cradle 6 is lowered, the hook 9 a at the lower end of the handle 9 is engaged with the fixed roller 10, and the vertical The configuration is such that the pressed state of the pair of top roller and bottom roller is maintained. This configuration is the same as a conventionally well-known roller draft device.
[0033]
The distance between the draft rollers is related to the fiber length of the fiber constituting the sliver L that is inserted while being drafted, and is a dimension to be reviewed each time the quality of the sliver L as a spinning raw material is changed. For this purpose, among the bottom rollers, the front bottom roller Rf2 is fixed to the machine frame, but the middle bottom roller Rm2, the third bottom roller Rt2, and the back bottom roller Rb2 are It is configured to move slidably in the direction of the arrow in FIG. 3 and to be fixed at a predetermined roller interval.
[0034]
Further, the draft cradle 6 is provided with a side guide 7 provided with a predetermined pitch between the rollers, and the top guides are disposed on the side guide 7 with a predetermined pitch between the rollers and are integrally formed. It is a configuration to be mounted. Therefore, when the distance between the top rollers is changed, it is necessary to change to a side guide 7 having a new pitch. At this time, the position of the front roller Rf is fixed and serves as a reference when changing the distance between the top rollers.
[0035]
Here, referring to FIGS. 1 and 2, a description will be given of the present embodiment in which lattice-shaped concave grooves are provided on the bottom rollers of a pair of dorafloras. The bottom roller 1 is a metal roller formed integrally with a metal shaft 1A, and has a configuration in which a plurality of mutually intersecting concave grooves 2 having a predetermined width W are provided on the outer surface thereof. In other words, a large number of concave grooves 2 are provided so as to form rhombus-shaped protrusions 3 in a rhombic lattice region 3A defined by imaginary lines 2A intersecting with the axis of the bottom roller 1 at substantially the same gradient. Configuration.
[0036]
The bottom roller 1 rotates in the direction of arrow 1a, and the top roller 4 paired with the bottom roller 1 rotates in the direction of arrow 4a by rotating with the bottom roller.
By holding the sliver L by this rotation and pulling it, the sliver L sent out from the slow-rotating roller on the upstream side is drafted.
[0037]
At this time, an accompanying airflow is generated along the peripheral surface of the rotating draft roller, and when the airflow merges near the nip point of both rollers and escapes in the roller axis direction, the sliver that is being conveyed constitutes. The irregular arrangement of the short fibers causes irregularities in the spun yarn produced. Here, the higher the speed of rotation of the draft roller, the greater the effect of the accompanying airflow.
[0038]
In addition, in order to reliably hold and draft the sliver L, it is important that the holding force by both rollers is stable. The draft roller according to the present invention is a draft roller provided with a concave portion capable of securely gripping the sliver and reducing the influence of the accompanying airflow, and a concave groove portion 2 which is an oblique groove on the outer surface of the bottom roller 1. Further, the width W of the groove and the total area of the recess formed by the groove 2 are set to predetermined appropriate values.
[0039]
For that purpose, it is desirable that the concave portion is continuously arranged in the circumferential direction in order to allow the accompanying airflow to escape in the circumferential direction. In order to stabilize the gripping force, it is important that the concave portions and the convex portions exist regularly in the circumferential direction and the axial direction. As described above, in the present invention, the concave grooves 2 are provided as the concave portions, and further, the lattice region 3A formed by the plurality of concave grooves 2 intersecting with each other has a rhombic shape in which the diagonal line becomes longer in the axial direction. The configuration was such that the projections 3 were formed. The concave groove portions 2 or the convex portions 3 belonging to the adjacent columns have an axial overlap with each other, and the concave groove portions 2 or the convex portions 3 belonging to the adjacent rows have a circumferential overlap with each other, so that the concave portions 2 and the convex portions 3 have the overlap. The convex portions are regularly present in the circumferential direction and the axial direction.
[0040]
Moreover, the intersection angle θ between the plurality of intersecting imaginary lines 2A (concave grooves 2) is set to about 60 ° so that the diagonal line in the axial direction of the projection 3 becomes longer in the axial direction. By doing so, the rhombus-shaped convex portion 3 formed by the concave groove portions 2 intersecting each other has an acute angle in the axial direction, and has a flat rhombic shape long in the axial direction and short in the circumferential direction. For this reason, the pitch at which the convex portions 3 are arranged is shortened in the circumferential direction, so that a large number of convex portions 3 exist in the circumferential direction.
[0041]
Furthermore, when FIG. 2 (b) in which the corners in the axial direction are acute angles and FIG. 2 (c) in which the corners in the axial direction are substantially right angles and the protrusions are substantially square, as shown in FIG. Even when the protrusions 3 have the same side length X, the overlap L1 in the circumferential direction shown in FIG. 2B is longer than the overlap L2 shown in FIG. 2C. You can see that. Therefore, for these reasons, the gripping force of the sliver can be stably maintained.
[0042]
The total area of the outer surface of the draft roller 1 was the sum of the area of the concave portions and the convex portions, and the total area of the concave portions was larger than the total area of the convex portions. This is to allow the accompanying airflow to efficiently escape in the circumferential direction.
[0043]
In order to stabilize the gripping force of the sliver L, it is important that convex portions are regularly present on the circumference. In the conventional bottom roller B having the groove groove b1 'shown in FIG. Since the groove groove b1 'parallel to the axis is provided, a regular convex portion b1 can be formed in the circumferential direction by the arranged pitch. However, irregularities corresponding to the grooves are easily formed on the rubber outer surface of the top roller which is constantly rotating in a pressure contact state, and this has caused the occurrence of yarn unevenness in long-time spinning.
[0044]
A draft device having a draft roller (front bottom roller) having a conventional grooved groove and a draft device having a draft roller (front bottom roller) having a skew groove according to the present invention actually produce spun yarns. I compared the yarn quality.
[0045]
FIG. 7 shows the results of the spinning of card cotton (CD) 30th (Ne30) and combed cotton (CM) 55th (Ne55). The spinning speed was 350 m / min in each case, and a spinning machine equipped with the above-described spinning nozzle and hollow guide shaft to generate a real twisted spun yarn was used.
[0046]
1-1, 1-2 and 1-3 shown in the figure are obtained by spinning Ne30 from the same sliver, 1-1 is a conventional grooved roller, and 1-2 is a width W. 1-3 having a concave groove of 0.7 mm were spun by the roller of the present invention having a concave groove of 0.8 mm. As is clear from this, there is not much difference in the yarn strength, elongation and ordinary yarn unevenness, but the difference clearly appears in A1 and H2 by the classic mat inspection.
[0047]
Classimat inspection is a method of continuously measuring the thickness unevenness of a yarn, classifying it according to the degree and length of the yarn and expressing the result in a table. Is displayed. A predetermined yarn defect range is set during winding of the spun yarn, and only when a yarn defect classified into a specific range (for example, a hatched portion) comes, or when the number of yarn defects exceeds a predetermined number, Can be removed to remove the defect.
[0048]
In the classification table of FIG. 9, the vertical axis represents the size (%) of the yarn unevenness at an appropriate interval, and the horizontal axis represents the length (cm) of the yarn unevenness at an appropriate interval. The number of occurrences is counted. A1 has an average thickness (100%) to 150%, and represents thickness unevenness up to 1 cm in length. In other words, it indicates the quantity (per unit length) of short and slightly thick spots. H2 refers to a material having a thickness of -45% to -75% and a length of about 8cm to 32cm, and is not very long and short.
[0049]
If the yarns of A1 or H2 have a lot of unevenness, when woven or knitted by using the yarns, the fabric or knitted fabric does not become clear and becomes misty, which deteriorates the feeling and impairs the sense of quality. It becomes. In addition, when these defects are numerous, there is a problem that the number of times of thread cutting for removing defects accompanying the detection of yarn defects increases during spinning.
[0050]
Conventionally, the cause of the above-mentioned drawbacks was unknown, but it has been clarified that this improvement is caused by draft unevenness caused by a draft roller, particularly a front roller.
[0051]
Further, 2-1, 2-2 and 2-3 shown in the figure are obtained by spinning Ne55 from the same sliver, 2-1 is a conventional draft roller having a groove, and 2-2 is a draft. Those having a groove with a width W of 0.7 mm, and those 2-3 are spun with the roller of the present invention having a groove with a width of 0.8 mm. As is clear from this, there is not much difference in the yarn strength, elongation, and ordinary yarn unevenness, but the difference clearly appears in A1 and H2 by the classic mat inspection.
[0052]
In terms of A1 unevenness, the value was 245 in the standard 1-1, decreased to 84 in the standard 1-2, and decreased to 120 in the 1-3, both of which are less than half. Also, the value is 868 in the standard 2-1 but is 707 in the case of 2-2, and is halved to 408 in the case of 2-3.
[0053]
Also, in H2 unevenness, 108 was 1-1 at 108, decreased to 17 at 1-2, and decreased to 45 at 1-3, and 282 was decreased to 161 at 2-1. In 2-3, it is greatly reduced to 123 (improved).
[0054]
It has been found that the rate of this decrease (degree of improvement) varies depending on the width W of the concave groove portion, and the state of the change also varies depending on the diameter D of the bottom roller.
[0055]
Therefore, the degree of improvement of the yarn unevenness was examined using the value of D × W as a variation coefficient. In 1-2 and 1-3, the roller diameter D is 32 mm, and the D × W values are 22.4 and 25.6, respectively. In 2-2 and 2-3, the roller diameter D is 25 mm, and the D × W values are 17.5 and 20.0, respectively. Here, the roller diameter D refers to the diameter of the circumference connecting the outer surfaces of the protrusions 3 as shown in FIG.
[0056]
That is, in the comparison between 1-1, 1-2, and 1-3, the D × W value of 25.6 is sufficiently improved, but the D × W value of 22.4 is much improved. . In comparison between 2-1 and 2-2, 2-3, the D × W value is improved even when the D × W value is 17.5, but is significantly improved when the D × W value is 20.0. In other words, it was confirmed that the density was sufficiently improved in the range of D × W = 17 to 25. Further, it was confirmed that in the range of D × W = 20 to 23, the improvement was further improved.
[0057]
At this time, the area ratio of the concave portion was about 60% of the entire surface in both 1-2 and 2-2, and was about 65% in both 1-3 and 2-3. In other words, in any case, the area of the concave portion occupies more than half, which is larger than the area of the convex portion.
[0058]
In addition, a heavy defect (MAJOR6 in FIG. 7) shown in six grids provided with the lattice shown in FIG. 9 and a defect shown in the range of seven grids A1 to A4 and B1, C1, and D1 shown in white ( Also in the case where MINOR 7) in FIG. 7 is compared with each other in FIG. 7, the difference in the number of defects is also prominent.
[0059]
This improved range is confirmed by FIG. The vertical axis of FIG. 8 shows the reduction rate of H2, and the horizontal axis shows the D × W value. From this result and the measurement results shown in FIG. 7, it is understood that the density is sufficiently improved in the range of D × W = 17 to 25. It is also understood that the range of D × W = 20 to 23 is a further improved range.
[0060]
This is considered to be due to the difference in the curvature of the roller circumference due to the difference in D (roller diameter). The gripping force of the roller (the degree of pressing of the rubber surface of the top roller) differs depending on the difference in the curvature. Therefore, even if the roller diameter D is variously changed, if the width W of the concave groove portion is appropriately set in consideration of the curvature, a roller having little influence on the yarn characteristics can be obtained.
[0061]
Further, in addition to the above effects, even if the top roller having a rubber surface is worn down, the use period of the top roller, that is, the service life can be extended by applying the above-mentioned roller as the bottom roller, which is expected to increase the gripping force. Can be.
[0062]
Furthermore, since the influence of accompanying airflow and the like increases as the roller rotation speed increases, the draft roller is configured by applying the above-described roller to the bottom roller of the front roller pair that rotates faster than the other draft roller pairs. Thereby, the effect of the present invention appears more remarkably.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the draft device, the shape and groove of the concave groove portion are effective to reduce the influence of the sliver gripping force and the accompanying airflow on the roller diameter and to reduce yarn unevenness. A draft roller having a width can be obtained.
[0064]
In addition, when the above-mentioned draft roller is applied to the front bottom roller that rotates at a higher speed than other rollers, the sliver is securely gripped, and the effect of the accompanying airflow can be reduced, and the effect of not deteriorating the yarn quality is remarkable. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged perspective view of a draft roller having a concave groove according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a concave groove portion.
FIG. 3 is an overall side view of the draft device.
FIG. 4 is an overall sectional view of a spinning machine according to the present invention.
FIG. 5 is a front view showing the entire spinning machine.
FIG. 6 is an enlarged perspective view showing a conventional draft roller provided with a groove.
FIG. 7 is a list showing physical properties of spun yarn spun by each draft roller.
FIG. 8 shows a graph illustrating the effect of the D × W value.
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a classification table for yarn defects.
[Explanation of symbols]
1 bottom roller 2 concave groove (skew groove)
3 Convex part 4 Top roller D Roller diameter (mm)
W (groove) width (mm)
DR Draft device L Sliver M Spinning machine WR Winding unit Y Spun yarn
