JP2013040435A - 嵩高紡績糸の製造方法、嵩高紡績糸、嵩高紡績糸を含む布帛、および嵩高紡績糸の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紡績糸の引張強度を維持しながら、紡績糸表面でのシゴキに対する耐力が高く、且つ、嵩高性を備えた嵩高紡績糸を製造するための製造方法と、当該嵩高紡績糸と、当該嵩高紡績糸から形成される布帛と、当該嵩高紡績糸の製造装置を提供することにある。
【解決手段】嵩高紡績糸の製造方法は、複数の索伸用のローラ対を用いることによってステープル繊維束を牽伸して牽伸繊維束を形成しながら、複数の索伸用のローラ対のうちの下流側のローラ対に芯糸と牽伸繊維束を同時に導いて、牽伸繊維束を芯糸の線速度よりも速い線速度で下流側のローラ対を通過させることによって嵩高繊維束を形成させる索伸工程と、嵩高繊維束と芯糸に撚りを掛ける交撚工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、嵩高であって柔らかく、しかも軽量な嵩高紡績糸及びその製造方法、並びに嵩高紡績糸を含み形成される布帛に関する。詳しくは長さの短い繊維を用いた細番手の嵩高な紡績糸の製造方法、嵩高紡績糸、嵩高紡績糸を含む布帛、および嵩高紡績糸の製造装置に関する。

軽量で、保温特性や吸湿速乾特性、あるいは柔らかく肌触りの良い衣料品を得るために嵩高な構造を有する紡績糸が要求されている。そのため繊維産業界では、永年の知恵と工夫のなかで多くの技術が開発され、これらに基づく数多くの特徴のある商品や製造方法が生まれてきた。綿糸やウール等の嵩高紡績糸は、単繊維を平行に引き揃えて糸にしただけでは簡単に糸切れや素抜けが発生する。そのため紡績工程では糸に撚りを掛けて、単繊維同士を互いに拘束させることにより、糸としての強度を維持させながら嵩高性も付与していくことになるため、一般的に嵩高紡績糸の引張強度と嵩高性は相反する製造条件になりがちであった。

このような嵩高性を有する紡績糸を製造する方法としては、天然繊維や化学繊維のステープルを用いて糸に加える撚りを少なくして、膨らみと柔軟性をもたせた甘撚糸が代表的である。しかし、甘撚糸は、単に糸を撚っただけであるため嵩高性は十分とはいえないものであった。また、フィラメント嵩高糸としては、仮撚加工糸が知られているが、同方法は無撚のフィラメントを一方向に撚った後、元の無撚の状態に戻す方法であり、スパン糸は無撚にすると素抜ける（繊維の絡み合いが弱く繊維間でズレが発生し糸としての強度が得られない状態）問題があった。

このような問題を解決するために、例えば、合成繊維のフィラメントを芯糸として、この表面を他の繊維や糸でカバーした構造のコアヤーンが種々提供されている。また、特許文献１では、フィラメント又は紡績糸とステープル繊維束とのコアヤーンで、フィラメント又は紡績糸に対してステープル繊維束が一定速度で過剰供給され、フィラメント又は紡績糸が芯糸となり、ステープル繊維束が該芯糸を、膨らみをもって被覆するように撚糸されている嵩高紡績糸の製造方法が提案されている。このような嵩高紡績糸であると引張強度を芯糸のフィラメントや紡績糸で補うことができると共に、芯糸の表面に嵩高性の付与や種々の被覆を行うことができる。

特許文献１の方法は図６に示すように、芯糸４１を第二フロントローラ対（４５，４６）のトップローラ４５の中抜き部分４４を通過させ、牽伸されたステープル繊維束４２はトップローラ表面４５を通過させるため、互いに平行状態で送り出されその後、芯糸４１に引き寄せながら牽伸されたステープル繊維束４２が芯糸の表面を被覆するような形態で交撚される。この場合は、芯糸４１とステープル繊維束４２との絡み合いが小さく嵩高紡績糸表面のシゴキ（芯糸の表面とステープル繊維束の絡み力）に対する耐力が弱く、糸形状が崩れやすい欠点があり、特に芯糸に表面が平滑なフィラメントを用いた場合には、紡績糸のシゴキに対する耐力は著しく低下し、実用化できていない。

また、撚り数を多くして、糸のシゴキに対する耐力を上げ、糸形状の崩れを維持しようとすると嵩高性が失われるなどの問題がある。さらに、特許文献１の製造方法では、嵩高紡績糸のシゴキに対する耐力を向上させるために、第二フロントローラ対から送り出される芯糸４１とステープル繊維束４２の撚角度４７を小さくしていくと中抜き部分４４にステープル繊維束４２が落ち込み、十分な嵩高性が得られなくなるばかりでなく、ネップの発生が多く十分な品質がえられない問題があった。

このように、従来の製造方法では糸の引張強度、嵩高性、シゴキに対する耐力などの特性を総合的に有する嵩高紡績糸を製造することが難しく、特に繊維の長さが短い綿や麻などの繊維では、引張強度を上げるために芯糸にフィラメントを用いると、紡績糸のシゴキに対する耐力が得られなく、芯糸として紡績糸を使用すると糸が太くなるなどの問題もあり、嵩高性に優れ、膨らみのある細番手の嵩高紡績糸の製造技術の開発が嘱望されていた。

特開平９−２０９２２６号公報

本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、綿や麻等のように長さの短い繊維から製造した紡績糸であっても、十分な引張強度を有すると共に、紡績糸表面でのシゴキに対する耐力が高く糸崩れがなく、且つ、嵩高性を備えた嵩高紡績糸の製造方法および製造装置と、当該嵩高紡績糸と、嵩高紡績糸を含み形成される軽くてソフトな肌触りや吸湿速乾性を有する布帛を提供することにある。

そのために本発明の請求項１に記載の発明によると、芯糸とステープル繊維束からなる嵩高紡績糸の製造方法が提供される。嵩高紡績糸の製造方法は、複数の索伸用のローラ対を用いることによってステープル繊維束を牽伸して牽伸繊維束を形成しながら、複数の索伸用のローラ対のうちの下流側のローラ対に芯糸と牽伸繊維束を同時に導いて、牽伸繊維束を芯糸の線速度よりも速い線速度で下流側のローラ対を通過させることによって嵩高繊維束を形成させる索伸工程と、嵩高繊維束と芯糸に撚りを掛ける交撚工程とを備える。

好ましくは、牽伸工程では、芯糸にバックテンションをかけることによって、牽伸繊維束を芯糸の線速度よりも速い線速度でローラ対を通過させる。

好ましくは、ローラ対の少なくとも一方のローラに複数の独立溝が形成されている。牽伸工程では、牽伸繊維束と芯糸とがローラ対の独立溝を通るように、牽伸繊維束と芯糸とをローラ対に通過させる。

好ましくは、ローラ対の周速度は、芯糸の線速度に対して１．１倍以上２．０倍以下である。

好ましくは、独立溝は、ローラ対の少なくとも一方のローラの円周方向に沿って、少なくとも１列に点在している。

好ましくは、独立溝は、ローラ対の少なくとも一方のローラの円周方向に沿って等間隔で設けられている

好ましくは、芯糸は、フィラメント又は紡績糸又はこれらの併用糸である。

好ましくは、ステープル繊維束は、天然繊維である。

好ましくは、ステープル繊維束は、綿繊維である。

好ましくは、ステープル繊維束は、麻繊維である。

好ましくは、牽伸工程では、下流側のローラ対が牽伸繊維束と芯糸とを下流側のローラ対のうちの同じ箇所から引き込むことによって、牽伸繊維束と芯糸とが重なって下流側のローラ対を通過する。

好ましくは、嵩高紡績糸の製造方法は、上記の方法で製造された嵩高紡績糸を少なくとも２本撚り合わせる撚糸工程を備える。

この発明の別の局面に従うと、上記のいずれかに記載の製造方法で製造された嵩高紡績糸および嵩高紡績糸を含む布帛が提供される。

この発明の別の局面に従うと、芯糸とステープル繊維束からなる嵩高紡績糸の製造装置が提供される。嵩高紡績糸の製造装置は、ステープル繊維束を牽伸して牽伸繊維束を形成するための複数の索伸用のローラ対を備える。複数の索伸用のローラ対のうちの下流側のローラ対は、芯糸と芯糸よりも早い線速度の牽伸繊維束とを同時に通過させることによって嵩高繊維束を形成する。嵩高紡績糸の製造装置は、嵩高繊維束と芯糸とに撚りを掛ける交撚機構をさらに備える。

本発明の嵩高紡績糸の製造方法によると、綿繊維のように長さの短い繊維を用い細番手で且つ、十分な強伸度やシゴキに対する耐力を兼ね備えた嵩高紡績糸を安定して製造することができる。また、これらの嵩高紡績糸を含んで成る布帛によって、軽くてソフトな肌触りや吸湿速乾性に優れた衣料品を提供できる。

本実施の形態に係るリング紡績装置の全体構成を示す正面図である。 本実施の形態に係るステープル繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとがフロントローラ対２５を通過する状態を示した斜視図である。 牽伸機構２１を点線で示した、本実施の形態に係るステープル繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとがフロントローラ対２５を通過する状態を示す平面図である。 バックテンション機構２２を点線で示した、本実施の形態に係るステープル繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとがフロントローラ対２５を通過する状態を示す平面図である。 変形例にかかるステープル繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとがフロントローラ対２５を通過する状態を示す平面図である。 ステープル繊維束と芯糸とをフロントローラ対の別々の場所を通過させる態様を示す概略図である。 シゴキに対する嵩高紡績糸の強度を測定するための実験を示す概略図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜リング紡績装置の全体構成＞
まず、嵩高紡績糸の製造方法を実現するためのリング紡績装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るリング紡績装置の全体構成を示す正面図である。図１を参照して、リング紡績装置２０は主に、牽伸機構２１、バックテンション機構２２、及び交撚機構２４から構成される。以下、各機構について詳述する。なお、本実施の形態に係る牽伸機構２１は嵩高機構２３を含む。

（１）牽伸機構
牽伸機構２１は、主に、バックローラ対１、エプロン３及びフロントローラ対２５から構成されている。なお、エプロン３には、ミドルローラ対２が含まれている。牽伸機構２１では、バックローラ対１、ミドルローラ対２、フロントローラ対２５の回転速度（具体的には周速度またはローラ対を通過する糸の速度）が、バックローラ対１、ミドルローラ対２、フロントローラ対２５の順に速くなっている。牽伸機構２１では、バックローラ対１に供給されたステープル繊維束Ｓがこの回転速度差（各ローラの周速度差）によって牽伸されていく。バックローラ対１、ミドルローラ対２（エプロン３）、フロントローラ対２５による牽伸率は、通常８〜６０倍である。

また、牽伸機構２１では、従来のリング紡績装置の牽伸機構と同様に、ステープル繊維束Ｓ中の短繊維が、バックローラ対１とミドルローラ対２との間、ミドルローラ対２とフロントローラ対２５との間で牽伸力によって切断されることのないように、バックローラ対１とミドルローラ対２との間隔及びミドルローラ対２とフロントローラ対２５との間隔がステープル繊維の最大繊維長以上に設定されている。

本実施の形態で用いられるステープル繊維束及び芯糸を構成する繊維は、天然セルロース系繊維、再生繊維、タンパク繊維、ポリアミド系繊維、熱可塑性繊維からなる群れより選ばれる少なくとも一つの繊維である。ただし、本実施の形態で用いられる繊維としては、特に制限されず、天然セルロース系繊維では綿、麻等、再生繊維ではレーヨン、ポリノジック、キュプラ、高強度再生セルロース繊維等、タンパク繊維では、アセテート等の半合成繊維、絹、羊毛等、熱可塑性繊維では、ナイロン等のポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維等が挙げられ、これらは１種単独で又は２種以上を混合して使用することができる。

（２）嵩高機構
図２は、本実施の形態に係るステープル繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとがフロントローラ対２５を通過する状態を示した斜視図である。図３は、牽伸機構２１を点線で示した、本実施の形態に係るステープル繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとがフロントローラ対２５を通過する状態を示す平面図である。図４は、バックテンション機構２２を点線で示した、本実施の形態に係るステープル繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとがフロントローラ対２５を通過する状態を示す平面図である。

図２〜図４を参照して、嵩高機構２３は、フロントローラ対２５とステープル繊維束Ｓ１の中心に芯糸Ｃを供給する。フロントローラ対２５は、トップローラ５とベースローラ４から構成される。トップローラ５とベースローラ４の少なくとも一方の表面には複数の独立溝１３が形成されている。本実施の形態においては、トップローラ５の円周上の表面に、複数の独立溝１３が形成されている。

図１〜図４に示すように、本実施の形態に係る嵩高紡績糸の製造方法では、バックローラ１、エプロン３、フロントローラ対２５から構成される牽伸機構２１によって牽伸された牽伸繊維束Ｓ１と、バックテンション機構２２で一定のバックテンションが掛けられた芯糸Ｃとが、フロントローラ対２５に同時に導かれる。

より詳細には、牽伸繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとが、重なった状態でフロントローラ対２５の略同じ位置を通過する。換言すれば、牽伸繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとが、独立溝１３を通過する。

本実施の形態においては、バックテンション機構２２により、芯糸Ｃの線速度が低減されるため、フロントローラ対２５を通過する牽伸繊維束Ｓ１の線速度よりもフロントローラ対２５を通過する芯糸Ｃの線速度の方が遅くなる。ただし、バックテンション機構２２以外の手段によって、牽伸繊維束Ｓ１と比較してフロントローラ対２５を通過する芯糸Ｃの線速度を遅くしてもよい。

フロントローラ対２５から芯糸Ｃよりも早く送り出され、フロントローラ対２５の出口で過剰になった牽伸繊維束Ｓ１は芯糸の周りに嵩高性を生じながら交撚される。このようにして、嵩高紡績糸が生成されていく。すなわち、牽伸繊維束Ｓ１は、フロントローラ対２５の回転周速度に基づき送り出されるが、一方の芯糸Ｃは、所定のバックテンションによってフロントローラ対２５の周速度よりも遅れて送り出される。その結果、フロントローラ対２５の出口では芯糸Ｃと牽伸繊維束Ｓ１の間で線速度差が生じ、これらが交撚されることによって嵩高紡績糸が得られる。

このように、嵩高紡績糸を製造するためには、フロントローラ対２５から牽伸繊維束Ｓ１を、芯糸Ｃよりも早く送り出すことが好ましい。この条件が満たされずに、牽伸繊維束Ｓ１と芯糸Ｃがフロントローラ対２５から同一線速度で送り出された場合には、嵩高性は得られ難い。

参考のために、独立溝１３が形成されていないフロントローラ対の場合は、当該フロントローラの間断のない回転力によって芯糸Ｃと牽伸繊維束Ｓ１とを同時に送り出してしまう。そのため、芯糸Ｃがフロントローラ対２５のニップ部や、チンローラ対９とウェイトローラ８のニップ部でスリップしない限り芯糸切れが発生し易くなる。

なお、フロントローラ対２５の独立溝１３以外の手段によって、芯糸Ｃにかかるテンションを開放してもよい。たとえば、所定のテンションがかかったときに芯糸Ｃがフロントローラ対２５の表面をスリップする構成や、所定のテンションがかかったときにあるいは所定の間隔で（間断的に）バックテンション機構２２のローラ８，９の回転速度を速める構成であってもよい。

本実施の形態におけるリング紡績装置２０においては、フロントローラ対２５のトップローラ５の円周上に独立溝１３が設けられているため、独立溝１３に芯糸Ｃを通過させることによって、所定のバックテンションに見合うスリップを意図的に発生させることができる。その結果、芯糸Ｃに掛かるバックテンションを緩和させ、且つ、芯糸Ｃが切断され難くなる。

すなわちトップローラ５の独立溝１３の部分に芯糸Ｃを通過させることによって、トップローラ５とベースローラ４のニップ部で、芯糸Ｃが把持されない状態が生じ、芯糸Ｃに掛かっているバックテンションが瞬間的に緩和されようになる。このように、トップローラ５の円周上（表面）に独立溝１３を形成することによって、フロントローラ対２５の回転に伴い芯糸Ｃの把持と解放が略周期的に繰り返され、芯糸Ｃが切断され難くなる。

ここで、図５は、変形例にかかるステープル繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとがフロントローラ対２５を通過する状態を示す平面図である。図５を参照して、嵩高機構２３は、コレクター３０を有してもよい。すなわち、コレクター３０によって、フロントローラ対２５の中心かつステープル繊維束Ｓ１の中心に芯糸Ｃが供給される。

（３）芯糸バックテンション機構
バックテンション機構２２においては、芯糸Ｃが、芯糸ボビン１２からバックテンション機構２２へと供給される。芯糸Ｃは、チンローラ対９及びウェイトローラ８によって所定のバックテンションが掛けられつつ、フロントローラ対２５に導かれる。

本実施の形態に係るフロントローラ対２５の周速度は、芯糸Ｃの線速度に対して１．１倍以上２．０倍以下に設定されている。すなわち、バックテンション機構２２が、フロントローラ対２５に供給される芯糸Ｃの線速度を、フロントローラ対２５の周速度の１／２倍以上１／１．１倍以下にする。

ここで、芯糸Ｃに掛かる張力は、チンローラ対９とフロントローラ対２５の周速度差によって決定される。すなわち、上述したように嵩高紡績糸を製造する上においては、チンローラ対９の周速度よりもフロントローラ対２５の周速度を早くする必要がある。

より詳細には、フロントローラ対２５の周速度は、芯糸Ｃの周速度の１．１倍以上２．０倍以下であることが好ましく、１．２倍以上１．６倍以下の範囲であることがより好ましい。フロントローラ対２５の周速度を上げていくと、フロントローラ対２５から送り出される芯糸Ｃと牽伸繊維束Ｓ１の線速度差も大きくなり、嵩高性を向上させることができる。

しかしながら、芯糸Ｃに過激なテンションが掛かると、芯糸Ｃ切れが発生し易くなる。同時に、牽伸繊維束Ｓ１が過剰に送りだされるため嵩高ムラが発生しやすく見栄えが悪くなる。また、シゴキに対する耐力が低下する。逆に、フロントローラ対２５の周速度を芯糸の線速度の１．１倍以下に下げていくと嵩高性が小さくなり十分な嵩高性を有する紡績糸を製造することができない。

このように芯糸Ｃに掛けるバックテンションは、製造する紡績糸の番手によって芯糸材料や構成も変わり、また、嵩高性や外観特性あるいは作業性にも影響を及ぼすため嵩高紡績糸の仕様に合わせて芯糸の線速度を選定して設定することが好ましい。

ここで、バックテンション機構２２では、チンローラ対９の回転力で従動回転するウェイトローラ８によって芯糸Ｃのスリップを確実に防止する必要がある。バックテンション機構における芯糸Ｃのスリップは、フロントローラ対２５から送り出される芯糸Ｃと牽伸繊維束Ｓ１の線速度のバランスを崩すことになり嵩高性にムラが発生する。

また、芯糸Ｃは、トップローラ５の表面に形成している独立溝１３の列に沿ってトップローラ５側から供給し、ベースローラ４側を流れている牽伸繊維束Ｓ１の中心部に供給することが好ましい。図２〜図４に示すように芯糸Ｃと牽伸繊維束Ｓ１は、フロントローラ対２５の同一箇所に導かれ、異なる線速度（牽伸繊維束Ｓ１が芯糸Ｃよりも早く送り出される）でフロントローラ対２５の中央の同一箇所から送り出される。

その直後に牽伸繊維束Ｓ１と芯糸Ｃとがスピンドル７の回転力によって交撚されるため、過剰に供給された牽伸繊維束Ｓは、膨らみを持った嵩高性を形成すると共に、芯糸Ｃと牽伸繊維束Ｓ１の絡みつきが多く、シゴキに対する耐力の高い嵩高紡績糸を製造することができる。

ここで、独立溝１３は、フロントローラ対２５の少なくとも一方のローラの円周方向に沿って、少なくとも１列に点在している。独立溝１３はフロントローラ対２５のトップローラ５の表面で一周に亘って点在していることが好ましい。独立溝１３は、フロントローラ対２５の少なくとも一方のローラの円周方向に沿って等間隔で設けられている。さらに、独立溝１３は図２に示したようにトップローラ５の表面で千鳥状に点在していることが好ましい。トップローラ５の表面を通過する芯糸の流れにおいて、芯糸のズレや移動に対して把持と解放が確実に行えるからである。

芯糸Ｃには、バックテンション機構２２によりに所定のバックテンションが掛かる。一方、トップローラ５の表面上の非溝部１４が通過するニップ部では芯糸Ｃが把持される。これによって、バックテンション機構２２と嵩高機構２３の非溝部１４とによって、芯糸Ｃには、引き伸ばされる張力が発生する。一方、独立溝１３が通過するニップ部（独立溝１３）では、バックテンション機構２２と嵩高機構２３とによる芯糸Ｃの張力が解放される。

このように複数の独立溝１３の存在によって、芯糸Ｃの把持と解放が連続的に行われ、それと同時に芯糸の伸縮も伴うため、芯糸Ｃに掛かっているバックテンションを、略周期的な緊張と緩和により、適切な強さにコントロールすることができる。

トップローラ５の形状は、例示として直径２８ｍｍ〜６０ｍｍ、幅２５ｍｍ〜５０ｍｍ程度のものを使用するのが好ましい。また、短繊維を確実に把持するためにはゴム弾性体で覆われているのが好ましい。ゴム弾性体の硬度は、耐久性及び把持力などの面から６０度〜８０度の範囲のものが好ましく、６５度〜７５度の範囲のものがより好ましい。フロントローラ対２５のベースローラ４は金属製であるのが好ましい。また、繊維を確実に把持するためにフリューデッド構造とすることが好ましい。

また、独立溝１３は、ローラの半径方向に沿って見た場合、長方形、角丸長方形、楕円形、円形台形、正方形および三角形の群から選択される少なくとも一つの形状を呈する。なお、これらの中でも、ローラの円周方向に沿って長細の長方形の独立溝が形成されるのがより好ましい。また、独立溝１３の寸法は、特に限定されるものではなく、芯糸の形状や要求される嵩高紡績糸の特性によって自由に設計することができる。通常は幅１ｍｍ〜１０ｍｍ、周方向長さ３ｍｍ〜１０ｍｍ、深さ１ｍｍ〜３ｍｍの範囲で設計することができる。独立溝１３をこのような形状とすると、フロントローラ対２５で芯糸Ｃを確実に把持する部分（非溝部１４）と、把持しない部分（独立溝１３）をトップローラ５の回転によって略周期的に発現させ、芯糸Ｃのバックテンションに緊張と緩和を付与し、芯糸Ｃの破断の防止ができ、フロントローラ対２５から送り出される速度を制御することができ嵩高紡績糸を効率よく製造することができるからである。

本実施の形態においては、芯糸Ｃがフィラメント又は紡績糸又はこれらの併用糸である。合成繊維のフィラメントは、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリアミドなどからなるフィラメントを用いることが好ましい。フィラメントは数本または数十本を束ねて用いることが好ましい。嵩高紡績糸のシゴキに対する耐力が向上するからである。また、フィラメントの繊度は限定される物ではなく嵩高紡績糸の番手に合わせて最適な物を選定できる。例示として羊毛番手で１／６０番手であると３０デニールのフィラメントが好ましく、１／４０番手では、５０デニール、また１／２０、１／１３番手の嵩高紡績糸では１１０デニールのフィラメントが好ましい。芯糸Ｃの構成は、目的とする嵩高紡績糸の糸番手に応じて使い分けることができる。

本実施の形態においては、ステープル繊維束Ｃは天然繊維である。ステープル繊維束Ｃは、綿繊維である。あるいは、ステープル繊維束Ｃは、麻繊維である。一般的に天然繊維は単繊維の長さが短く、嵩高紡績糸を製造することは困難であるが、本実施の形態に係る製造方法によれば、綿繊維のように単繊維の長さが２０〜３０ｍｍの物であっても嵩高性を付与することができ、軽量化、肌触り性などの新しい特性を備えた布帛を提供できる。

（４）交撚機構
交撚機構２４では、嵩高加工機構２３から送り出された芯糸Ｃと牽伸繊維束Ｓ１とをスピンドル７が交撚することによって嵩高紡績糸が製造される。嵩高加工機構２３では、フロントローラ対２５から、芯糸Ｃと牽伸繊維束Ｓ１とが、異なる線速度で、同時に、同一箇所から送りだされる。そのため、芯糸Ｃと牽伸繊維束Ｓ１とが、芯糸Ｃと同一軸で交撚され、過剰に供給された牽伸繊維束Ｓ１が芯糸Ｃに絡みつくように巻きつけられる。その結果、嵩高性の発現と同時にシゴキに対する耐力の優れた嵩高紡績糸を製造することができる。

リング紡績装置２０による嵩高紡績糸は単糸で布帛を作製することができる。しかしながら、リング紡績装置２０は、さらに単糸を２本または複数本撚ることが好ましい。嵩高紡績糸の単糸を撚り合わせる場合には、単糸の撚り方向とは逆方向に撚糸する方が、嵩高性をより高めることができる点で好ましい。なお、逆方向に撚糸する場合には、Ｚ方向で交撚した単糸を２本または複数本Ｓ方向に撚糸するため、単糸の撚りを戻す（解撚）ように撚糸されることになり嵩高性が向上することになる。また、２本以上で撚り合わせることで引張強度、及びシゴキに対する耐力を向上させることもできる。

次に、本実施の形態に係る嵩高紡績糸は、長さの短い繊維を用いた場合であっても、嵩高の糸を生成することができる。また、シゴキに対して耐力があるため、糸形状の崩れが少ない。そのため、アパレル製品として種々の布帛（織物、編物、不織布など）に加工することができる。

以上のように、本実施の形態に係る嵩高紡績糸の製造方法では、フロントローラ対２５を通過する芯糸Ｃの線速度をステープル繊維束Ｓ１の線速度よりも遅くしたため、フロントローラ対２５を通過した際に、芯糸Ｃの周りにステープル繊維束Ｓ１が豊富に供給される。また、フロントローラ対２５の表面に複数の独立溝１３を形成したため、ステープル繊維束Ｓ１のうちの独立溝１３を通過した部分（相対的に遅い速度でフロントローラ対２５を通過した部分）に、後方から、ステープル繊維束Ｓ１のうちの非溝部１４を通過した部分（相対的に早い速度でフロントローラ対２５を通過した部分）が重なる。また、フロントローラ対２５の表面に複数の独立溝１３を形成したため、芯糸Ｃが非溝部１４を通過する際にフロントローラ対２５とバックテンション機構２２（フロントローラ対２５よりも周速度が遅い）とによって高まった芯糸Ｃの張力を、芯糸Ｃが独立溝１３を通過する際に開放することができる。その結果、軽くソフトな肌触りや保温性及び十分な引張強度を兼ね備えたアパレル製品を製作することができる嵩高紡績糸が得られる。

以下、実施例を用いて本実施の形態に係る嵩高紡績糸の製造方法をさらに詳しく説明する。

図１に示されるリング紡績装置２０に、米綿繊維１００％のステープル繊維束（平均繊維長３０ｍｍ、２００ｇｒ／３０Ｙａｒｄ）及び芯糸としてナイロンフィラメント（ＮＹ１１０Ｄ−２４−２０５）繊度１１０デニールを用いて、綿糸番手８／１の嵩高紡績糸を製作した。

なお、本実施例では、トップローラ５に設けられた独立溝１３の形状を長方形とし、そのサイズを長さ３ｍｍ、幅２ｍｍ、深さ３ｍｍとした。そして、このような形状の独立溝１３をトップローラ５の円周方向に対して等間隔で各独立溝の位置が千鳥状（図２の通り）になるように３列で５７個設けた。なお、トップローラ５の周長は１５７．０ｍｍ（φ５０）であった。

本実施例では芯糸Ｃの線速度に対してフロントローラ対２５の周速度を１．３６倍になるようにチンローラ対９とフロントローラ対２５の周速度比を設定した。フロントローラ対２５のニップ圧力を１０ｋｇ／ｃｍ^２に設定した。

本実施例の嵩高紡績糸を製作中に、芯糸のバックテンションを測定したところ、２０ｇ〜２７ｇの範囲で周期的な振れを示していた。このバックテンションの振れは、トップローラ５の表面の独立溝１３を芯糸が通過するときに最少になり、非溝部１４を通過するときに最大になることが確認できた。バックテンションは、張力計ＡＮ型（中浅測器株式会社製）を用いて測定した。

本実施例において、牽伸機構２１における牽伸率（ドラフト率）は１１．０倍とした。また、スピンドル７の回転方向はＺ方向として交撚数は４５０回／ｍとした。また、トラベラリングは直径５５ｍｍで、トラベラＮｏ１１（ＫＡＮＡＩ製Ｏ型）のものを使用した。本実施例で製作した嵩高紡績糸の特性を測定した結果、嵩高性は９．０ｃｍ^３／ｇであり、引張強度は１０．２Ｎ、伸び率は３７％であった。

なお、上述の嵩高紡績糸の嵩高性と引張強度及び伸び率は以下の条件で測定した。
（１）嵩高性の測定：ＪＩＳ Ｌ １０９５Ａ法
（２）引張強度の測定：オートグラフ引張試験機（島津製作所製）
クロスヘッドスピード：３００ｍｍ／ｍｉｎ
チャック間隔：１００ｍｍ

次に、シゴキに対する耐力を観察するために、実施例１と同一原料を用い、交撚数も同一として特許文献１と同じ構成の製造設備を用いて嵩高紡績糸（Ｂ）を製作した。次いで実施例１で製作した嵩高紡績糸（Ａ）と嵩高紡績糸（Ｂ）を５００ｍｍの長さに切断し、片端部１００ｍｍ部分を解撚して芯糸のフィラメントを露出させた試料により、引張試験機を用い嵩高紡績糸のシゴキに対する耐力を測定した。

シゴキに対する耐力は図７に示すように、芯糸のフィラメント３１の露出部をフィラメントの外径よりも少し大きく、嵩高紡績糸の外径よりは小さい細孔３４を有する測定冶具３５を用いて細孔３４に通し、フィラメント３１の露出端部をロードセルのチャック３３でつかみ矢印Ａの方向に引き上げシゴキに対する耐力を測定した。

嵩高紡績糸の他方の端部３２はフリーの状態にした。測定の開始と共に嵩高紡績糸端部３２は撚りが戻るような方向に回転しながらフィラメントは嵩高紡績糸から引き抜かれ、細孔３４の下部にはフィラメントの引き抜かれた部分に交撚されていたステープル繊維束が重なり合って溜まっていった。フィラメントに掛かる荷重が５０ｇに達するまでフィラメント３１を引き抜き、露出したフィラメントの長さを測定した。その結果、嵩高紡績糸（Ｂ）は２３０ｍｍの長さが露出し、嵩高紡績糸（Ａ）は９２ｍｍであり、本実施例で製作した嵩高紡績糸が２倍以上の耐力を有していた。なお、引張速度は１００ｍｍ／分で測定し、露出したフィラメント部の長さは３点測定の平均値で示した。

次に実施例１の条件で作製した嵩高紡績糸を２本用意し、撚糸装置を用いて嵩高紡績糸の撚り方向（Ｚ方向）と逆方向（Ｓ方向）に２４０回／ｍで撚糸して、双糸の嵩高紡績糸を製作し、ソーピング処理を行った。ソーピング条件は、浸透剤（アタック洗濯用合成洗剤：花王社製）を溶かした４０度Ｃの温水に３０分間浸漬させ、取り出した後、水洗、脱水し、５０度Ｃの温風で乾燥させた。ソーピング処理後の嵩高性を測定したところ１４．３ｃｍ^３／ｇであった。

実施例１のステープル繊維束及び芯糸、およびリング紡績装置２０を用い、綿糸番手１２／１の嵩高紡績糸を製作した。製作条件として交撚数を５５０回／ｍ、芯糸線速度に対するフロントローラ対の周速度を１．４８倍、ドラフト率１９．８倍、トラベラＮｏ１５（ＫＡＮＡＩ製Ｏ型）に設定した。本実施例の嵩高紡績糸の嵩高性は１０．２５ｃｍ^３／ｇであり、引張強度が７．４Ｎ及び伸び率は４５．３％であった。次に、本実施例の条件で作製した嵩高紡績糸を２本用意し、撚糸装置を用いて嵩高紡績糸の撚り方向（Ｚ方向）と逆方向（Ｓ方向）に２６０回／ｍで撚糸して、嵩高紡績糸の双糸を製作し、実施例１同様のソーピング処理を行った。この嵩高紡績糸嵩高性は１４．２６ｃｍ^３／ｇであった。

図１に示されるリング紡績装置２０に米綿繊維１００％のステープル繊維束（平均繊維長３０ｍｍ、２００ｇｒ／３０Ｙａｒｄ）及び芯糸としてナイロンフィラメント（ＮＹ３３Ｔ−６２０４）繊度３０デニールと綿糸＃４０／１（撚り数９００回／ｍ）を供給して、撚り数を５５０回／ｍに変更した以外、実施例１と同様に綿糸番手８／１の嵩高紡績糸を製作した。本実施例の嵩高紡績糸の嵩高性１０．０６ｃｍ^３／ｇであり、引張強度が２．９Ｎ及び伸び率は１２．９％であった。

次に上述の条件で作製した嵩高紡績糸を２本用意し、撚糸装置を用いて嵩高紡績糸の撚り方向（Ｚ方向）と逆方向（Ｓ方向）に２８０回／ｍで撚糸して、嵩高紡績糸の双糸を製作し、実施例１同様のソーピング処理を行い、嵩高性の測定を行った結果１３．７ｃｍ^３／ｇであった。

図１に示されるリング紡績装置２０にインド綿繊維コーマ揚がり粗糸（ＲＥＴ Ｓ６）ステープル繊維束（２３０ｇｒ／３０Ｙａｒｄ）及び、芯糸としてテトロンフィラメント繊度３０デニールを供給して綿糸番手３５／１の嵩高紡績糸を製作した。製作条件として交撚数を９７０回／ｍ、トップローラ５の周長を８８．０ｍｍ（φ２８）、独立溝１３を３列で４２個、芯糸線速度に対するフロントローラ対の周速度を１．３３倍、ドラフト率４５．７倍、トラベラＮｏ２（ＫＡＮＡＩ製Ｍｓ／ｈｆ型）に設定した。この嵩高紡績糸を実施例１と同様に嵩高性と引張強度及び伸び率を測定した結果、嵩高性１１．３５ｃｍ^３／ｇであり、引張強度が１．５９Ｎ及び伸び率は２７．６％であった。次に本実施例の嵩高紡績糸を２本用意し、撚糸装置を用いて嵩高紡績糸の撚り方向（Ｚ方向）と逆方向（Ｓ方向）に４２０回／ｍで撚糸して、嵩高紡績糸の双糸を得た。また、実施例１同様の条件でソーピング処理を行い、嵩高性の測定を行った結果１１．９１ｃｍ^３／ｇであった。

図１に示されるリング紡績装置２０に麻繊維１００％のステープル繊維束（平均繊維長８０ｍｍ）と芯糸として繊度３０デニールのナイロンフィラメントを供給して交撚、数を７６０回／ｍ、芯糸Ｃの線速度に対してフロントローラ対２５の周速度を１．３０倍に変更した以外、実施例１と同様の条件で麻番手７１／１（羊毛番手１／４３）の麻嵩高紡績糸を製作した。

本実施例のバックテンションを測定したところ５ｇ〜７．５ｇの範囲で周期的な振れを示していた。この麻嵩高紡績糸の嵩高性は１７．３６ｃｍ^３／ｇであり、引張強度は２．２１Ｎ及び伸び率は３０．８％であった。また、上述の条件で製作した麻嵩高紡績糸を２本用意し、撚糸装置を用いて麻嵩高紡績糸の撚り方向（Z方向）と逆方向（S方向）に３５０回／ｍで撚糸して、嵩高紡績糸の双糸を製作し、実施例１と同様のソーピング処理を行い、嵩高性の測定を行った結果、嵩高性は１８．３６ｃｍ^３／ｇであった。

本実施の形態に係る嵩高紡績糸の製造方法によると、芯糸Ｃの周りにステープル繊維束Ｓ１が豊富に供給されるため、従来よりも肌触りのより紡績糸が得られるようになる。そして、好ましくは、後述する比較例１および２からも明らかなように、フロントローラ対２５の表面に複数の独立溝を形成することによって、ステープル繊維束自体を嵩高にしたり、芯糸Ｃが切断される可能性を低減することも可能となる。

（比較例１）
フロントローラ対２５のトップローラ５に独立溝１３を設けないローラを用いた以外は実施例３と同様の条件で紡績糸を製作した。本比較例において芯糸Ｃのバックテンションを測定したところ５０ｇ以上（測定器の振り切れ）であり、芯糸Ｃの切断が発生し量産ができなかった。

（比較例２）
フロントローラ対２５のトップローラ５に独立溝１３を設けないローラを用いた以外は実施例１と同様の条件で紡績糸を製作した。本比較例において芯糸Ｃのバックテンションを測定したところ５０ｇ以上（測定器の振り切れ）であり、ウェイトローラ８でスリップが発生した。ウェイトローラ８に芯糸（フィラメント）を２重に巻き、ウェイトローラ８でスリップの発生をなくした状態でリング紡績装置の運転を継続したところ、トップローラ５の表面で芯糸が通過する部分に芯糸のスリップによる磨耗溝がローラ一周に亘って発生し、牽伸繊維束の引っ掛かりや芯糸の線速度のばらつきによる嵩高ムラや糸玉が発生した。

本発明の嵩高紡績糸の製造方法を利用すると、綿繊維などの長さの短い繊維を用いて嵩高な紡績糸を製造することができ、これらの紡績糸から成る織物や編物などの布帛は軽く、吸湿速乾性に優れ、バスローブ、タオル、スポーツウェア、あるいは直接肌に接するインナーウェアなどに好適に用いることができる。

１ バックローラ対
２ ミドルローラ対
３ エプロン
４ ベースローラ
５ トップローラ
６ 嵩高紡績糸
７ スピンドル
８ ウェイトローラ
９ チンローラ対
１０ リング
１１ ステープル繊維束原料ボビン
１２ 芯糸原料ボビン
１３ 独立溝
１４ 非溝部
１５ トラベラ
２０ リング紡績装置
２１ 牽伸機構
２２ バックテンション機構
２３ 嵩高加工機構
２４ 交撚機構
２５ フロントローラ対
Ｓ ステープル繊維束
Ｓ１ 牽伸繊維束
Ｃ 芯糸
Ｂ ボビン

Claims (14)

1. 芯糸とステープル繊維束からなる嵩高紡績糸の製造方法であって、
   複数の索伸用のローラ対を用いることによって前記ステープル繊維束を牽伸して牽伸繊維束を形成しながら、前記複数の索伸用のローラ対のうちの下流側のローラ対に前記芯糸と前記牽伸繊維束を同時に導いて、前記牽伸繊維束を前記芯糸の線速度よりも速い線速度で前記下流側のローラ対を通過させることによって嵩高繊維束を形成させる牽伸工程と、
   前記嵩高繊維束と前記芯糸に撚りを掛ける交撚工程とを備える、嵩高紡績糸の製造方法。
2. 前記牽伸工程では、前記芯糸にバックテンションをかけることによって、前記牽伸繊維束を前記芯糸の線速度よりも速い線速度で前記ローラ対を通過させる、請求項１に記載の嵩高紡績糸の製造方法。
3. 前記ローラ対の少なくとも一方のローラに複数の独立溝が形成されており、
   前記牽伸工程では、前記牽伸繊維束と前記芯糸とが前記ローラ対の前記独立溝を通るように、前記牽伸繊維束と前記芯糸とを前記ローラ対に通過させる、請求項１または２に記載の嵩高紡績糸の製造方法。
4. 前記ローラ対の周速度は、前記芯糸の線速度に対して１．１倍以上２．０倍以下である、請求項１から３のいずれかに記載の嵩高紡績糸の製造方法。
5. 前記独立溝は、前記ローラ対の少なくとも一方のローラの円周方向に沿って、少なくとも１列に点在している、請求項３に記載の嵩高紡績糸の製造方法。
6. 前記独立溝は、前記ローラ対の少なくとも一方のローラの円周方向に沿って等間隔で設けられている、請求項３または５に記載の嵩高紡績糸の製造方法。
7. 前記芯糸は、フィラメント又は紡績糸又はこれらの併用糸である、請求項１から６のいずれかに記載の嵩高紡績糸の製造方法。
8. 前記ステープル繊維束は、天然繊維である、請求項１から７のいずれかに記載の嵩高紡績糸の製造方法。
9. 前記ステープル繊維束は、綿繊維である、請求項８に記載の嵩高紡績糸の製造方法。
10. 前記ステープル繊維束は、麻繊維である、請求項８に記載の嵩高紡績糸の製造方法。
11. 前記牽伸工程では、前記下流側のローラ対が前記牽伸繊維束と前記芯糸とを前記下流側のローラ対のうちの同じ箇所から引き込むことによって、前記牽伸繊維束と前記芯糸とが重なって前記下流側のローラ対を通過する、請求項１から１０のいずれかに記載の嵩高紡績糸の製造方法。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の方法で製造された嵩高紡績糸を少なくとも２本撚り合わせる撚糸工程を備える、嵩高紡績糸の製造方法。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の方法で製造された嵩高紡績糸および前記嵩高紡績糸を含む布帛。
14. 芯糸とステープル繊維束からなる嵩高紡績糸の製造装置であって、
    前記ステープル繊維束を牽伸して牽伸繊維束を形成するための複数の索伸用のローラ対を備え、前記複数の索伸用のローラ対のうちの下流側のローラ対は、前記芯糸と前記芯糸よりも早い線速度の前記牽伸繊維束とを同時に通過させることによって嵩高繊維束を形成し、
    前記嵩高繊維束と前記芯糸とに撚りを掛ける交撚機構をさらに備える、嵩高紡績糸の製造装置。
    

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