JP2014152438A - 紡績機の紡出部 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維ストランドを糸として形成するためのエアジェット紡績機において、添加物を用いた糸形成要素及び紡糸ノズル内部スペースの洗浄を可能にする装置を備えた紡出部 を提供すること。
【解決手段】
紡出部は、圧縮空気送達装置と、圧縮空気供給装置と、デリバリーローラ対と、紡糸ノズルとを備える。紡糸ノズルは、圧縮空気噴射装置を具備するハウジングと、糸形成要素と、紡糸ノズル内部スペースとを備える。繊維ストランドは、デリバリーローラ対によって紡糸ノズルに送達され、次いで、圧縮空気噴射装置を介して生成された渦流を含む糸形成要素によって、繊維ストランドから糸が形成される。配量装置を備える圧縮空気噴射装置への添加物の送達が提供され、添加物の配量装置は、配量ポンプを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、繊維ストランドを糸の形状に紡糸するためのエアジェット紡績機の紡出部に関する。紡出部は、圧縮空気送達装置と、デリバリーローラ対と、紡糸ノズルとを備え、紡糸ノズルは、圧縮空気噴射装置を具備するハウジングと、糸形成要素と、紡糸ノズル内部スペースとを備える。繊維ストランドは、デリバリーローラ対によって紡糸ノズルに送達される。次いで、圧縮空気噴射装置を介して生成された渦流を含む糸形成要素によって、繊維ストランドから糸が形成される。

目的に応じて装備された紡出部を備えたエアジェット紡績機は、先行技術において周知であり、長く伸ばした繊維ストランドからの糸形成に役立つ。ここで、繊維ストランドの外側の繊維は、圧縮空気噴射装置を介して紡糸ノズル内部に生成され、糸形成要素の入口開口部の領域にある渦流の力で、内側に位置するコア繊維に巻き付けられ、最終的には、糸の強度に決定的となる巻き付き繊維を形成する。これによって、ねじれの生じた糸が形成され、最終的には、糸案内路を通過して紡糸ノズルからかかる糸を吐出し、たとえばボビンに巻き付けることが可能となる。

広義の紡出部は、先行技術において周知であり、本発明の目的では、糸という用語は、一般的には、少なくとも繊維の一部が内側に位置するコア繊維に巻き付けられた繊維ストランドと理解されている。それゆえ、たとえば編み機を用いて布地に加工することが可能である従来の意味での糸も含まれる。同様に、本発明は、エアジェット紡績機の紡出部として、これを用いていわゆる粗糸（別表記：スラブ糸）を製造することが可能となる紡出部に関する。かかる粗糸は、後続の繊維機械まで粗糸を搬送するのに十分なある程度の強度にもかかわらず、それでも延伸可能であることを特徴とする。すなわち、粗糸が最終的に糸として形成されるのに先立って、粗糸を加工する繊維機械、たとえばリング精紡機の延伸装置、たとえば引張ユニットの力で、粗糸を延伸することが可能である。本発明の目的では、糸という用語は、エアジェット紡績機を用いて製造される糸又は粗糸の意味で理解されている。

化学繊維、たとえばポリエステルか、又は天然繊維と化学繊維との混合物の製造において、糸形成要素の表面に堆積物が発生する。化学繊維の製造は、製造プロセス中に単繊維のいわゆる調製を含み、ここで、単繊維に調製剤、多くの場合、さまざまな添加物を加えたオイルが添加され、この調製剤によって、単繊維の高速での加工、たとえば延伸が可能となる。この調製剤の一部から、その後の処理においても、化学繊維に付着し続け、エアジェット紡績機においては不純物が発生する。通常、エアジェット紡績機に繊維ストランドの形で送達される繊維は、デリバリーローラ対によって紡糸ノズルに送達される。使用される延伸装置は、提供される繊維ストランドが紡糸ノズルに進入するのに先立って、この繊維ストランドの精錬に役立つ。

紡糸ノズルの入口領域には、繊維案内要素が設けられ、この繊維案内要素を介して、繊維ストランドが、紡糸ノズルの糸形成要素まで案内される。糸形成要素として、内部に位置する糸案内路を備えた複数のスピンドルが使用される。糸形成要素の頂部では、回転する渦流が発生するように、圧縮空気ノズルによって、紡糸ノズルのハウジング壁面を経て紡糸ノズル内部スペースまで圧縮空気が供給される。上記の結果として、糸形成要素を離れた繊維ストランドから、外側に位置する個々の繊維が離脱し、糸形成要素の頂部を介して折り返される。その後の経過の中で、上記のばらばらになった繊維は、糸形成要素の表面で回転する。結果として、繊維ストランドのコア繊維の前方への移動によって、回転する繊維がコア繊維に巻きつけられることで、糸が形成される。個々の繊維が糸形成要素の表面全体に移動することで、製造プロセスからの繊維への付着物が原因で、糸形成要素の上に堆積物が形成される。糸形成要素上の堆積物は、損傷した繊維によっても引き起こされることがある。堆積物は、同様の理由から、紡糸ノズル内部スペースの表面にも発生することがある。上記の付着物は、糸形成要素及び紡糸ノズル内部スペースの表面品質の悪化につながり、かつ形成された糸の品質の低下を引き起こす。紡績された糸の一定のレベルを保った品質を維持することを可能にするために、傷んだ表面の均一な洗浄が必要である。

糸形成要素及び紡糸ノズル内部スペースの表面の洗浄は、糸形成要素を定期的に解体することによって、手動で行うことが可能であるが、このように手動で表面を洗浄した場合には、応分の故障が発生することと相まって、少なからざるメンテナンスの手間という結果がもたらされる。

これに反して、特許文献１は、機械の停止を伴わずに自動洗浄を実施することを可能にした装置を開示している。上記の目的で、紡糸ノズルの内部の渦流空気形成のために使用される圧縮空気には、添加物が混合される。混合物は、圧縮空気によって紡糸ノズルに案内され、傷んだ表面の洗浄をもたらす。上に開示された洗浄システムの不都合は、添加物の送達装置のために、エアジェット紡績機の全ての紡出部への追加の圧縮空気供給装置が必要となり、これを原因として、個々の紡出部の停止時に添加物の過剰供給を回避するために、費用のかさむ添加物配量制御装置を設けることが必要となる点にある。

糸形成要素の洗浄の他の実施形態は、特許文献２によって開示されている。同様に、添加物が、紡糸ノズル内の渦流形成のために使用される圧縮空気に送達され、かかる圧縮空気によって紡糸ノズル、さらには糸形成要素まで案内される。上記に開示された実施形態においては、添加物の配量装置及び添加装置は、個々の紡出部について別々に提供される。

上記の先行技術の不都合は、添加物の直接的な配量が行われる点にある。これによって、正確な配量は、費用のかかる制御装置を用いて可能となる。さらに、圧迫された状態に置かれた添加物貯蔵装置も必要となり、かかる装置は、多種の添加物を使用した場合には、安全関連及び作業方法上の高額な費用につながる。

欧州特許出願公開第２４５０４７８号 日本国特開第２００８０９５２０８号

本発明の課題は、添加物を用いた糸形成要素及び紡糸ノズル内部スペースの洗浄を可能にする装置を備えた紡出部を創出することにあり、添加物の圧迫を受けない形での貯蔵も可能にするような添加物の容易な配量を行うこととする。

上記の課題は、各独立請求項の特徴部分の技術的特徴によって解決される。

上記の課題の解決のために、新規の紡出部が提案される。この紡出部は、圧縮空気送達装置と、デリバリーローラ対と、紡糸ノズルとを備え、紡糸ノズルは、圧縮空気噴射装置を具備するハウジングと、糸形成要素と、紡糸ノズル内部スペースとを備える。繊維ストランドは、デリバリーローラ対によって紡糸ノズルに送達される。次いで、圧縮空気噴射装置を介して生成された渦流によって、繊維ストランドから糸が形成される。配量装置を備える圧縮空気供給装置への添加物の送達装置が提供され、添加物の配量装置は、配量ポンプを備える。

多くの場合、エアジェット紡績機は、複数の紡出部を備える。ここで、各紡出部において、他の紡出部とは独立して、提供された繊維ストランドから糸が形成される。ここで、各紡出部の独立性は、隣接する紡出部において、異なる糸が形成されるか、又はそれぞれの糸が異なる材料から形成されることが可能となる程度とする。

ここで、提供された繊維ストランドは、繊維ストランドの長さ方向に整列された個々の繊維の集合体から成る。ここで、繊維ストランドの繊維は、異なる材料から成るとすることが可能である。ここで多くの場合使用されるのは、各種プラスチックから成る化学繊維及び木綿繊維、並びにその混合物である。化学繊維又は、たとえばポリエステルといった化学繊維を含む混合物を使用する場合には、紡糸ノズル内部には、化学繊維の製造に由来する不純物が堆積する。このような、繊維によってもたらされた付着物は、製造プロセスの理由から回避することはできない。同様に、損傷した繊維による堆積物の形成も回避することができない。

繊維ストランドを糸として形成するエアジェット紡績機の紡出部は、少なくとも一対のデリバリーローラ対と、紡糸ノズルとを備える。デリバリーローラ対は、延伸装置が存在する場合には、この延伸装置の出口ローラ対に相当するとしてもよい。しかし、紡糸ノズルに繊維ストランドを送達するために、上記とは別にデリバリーローラ対を設けることも可能である。紡糸ノズルは糸形成要素を備え、この糸形成要素は、ハウジングの中に設けられている。ハウジングの中に設けられた圧縮空気噴射装置を介して、圧縮空気が紡糸ノズル内部スペース内へと注入される。圧縮空気噴射装置は、ハウジング内に回転する渦流空気が発生し、この渦流空気が、糸形成要素の力で、繊維ストランドの糸又は粗糸への変形を生ぜしめる。

紡糸ノズルの運転に必要な圧縮空気は、圧縮空気源によって生成され、圧縮空気送達導管を介して、各紡出部の圧縮空気供給装置まで案内される。紡出部の圧縮空気供給装置は、紡糸ノズルのハウジングの中に設けられた圧縮空気噴射装置まで圧縮空気を案内する。添加物の送達は、紡出部の圧縮空気噴射装置に向けて行われ、配量ポンプを具備する配量装置を備える。添加物は、添加物噴射装置を介して、圧縮空気供給装置に通じる圧縮空気送達導管に供給される。圧縮空気供給装置への添加物の送達は、紡糸ノズルの異なる圧縮空気噴射装置への圧縮空気流れの配分に先立って行われる。

配量ポンプは、ギヤポンプ、ぜん動ポンプ又は膜ポンプとして実施される。配量ポンプによって、添加物噴射装置に必要な圧力が生成される。添加物送達装置を介して、添加物が、ポンプから添加物噴射装置まで案内され、この添加物噴射装置を通って、添加物が圧縮空気送達導管まで達する。

添加物噴射装置の出口開口部の形状は、さまざまな形にすることが可能である。たとえば、圧縮空気送達導管の進路に対して傾斜をもたせることが可能である。同様に、ノズル形状又はふくらみを持たせた形状の出口開口部が想到可能である。さらに、出口開口部が、上記以外にスプレーヘッドを備えるとすることも可能である。スプレーヘッドは、添加物のさらに細かい成分への溶解によって、添加物の分散の改善に役立つ。

現在のエアジェット紡績機の紡績性能は、毎分糸２００ｍから６００ｍの範囲となる。紡出部の一時的な紡績性能に応じて、添加される添加物の配量される量が調節される。制御された配量によって、添加物の量を、紡出部ごとの紡績性能に合わせて調節することが可能となる。同様に、配量は、配量される添加物と糸を形成する材料の特性に応じて行われる。

添加物の種類には、液体又は固体粒子又はガス状媒体、さらには、上記のあらゆる混合物が含まれる。たとえば、添加物として、洗浄液又は水又は水に洗浄液を混合したものが、糸形成要素の強固な汚れの場合には有利となる。しかし、洗浄の目的で、固体粒子を混合することも想到可能である。

洗浄の目的で液体の添加物を添加する上で、配量ポンプが１分当たり０．１ｍｌから７．０ｍｌの配量範囲を有するとした場合に、有利であることが証明された。特に好ましいのは、０．５ｍｌから１．５ｍｌの配量範囲である。洗浄の目的で固体粒子を添加する上で、配量ポンプが１分当たり０．１ｇから７．０ｇの配量範囲を有するとした場合に、有利であることが証明された。特に好ましいのは、０．５ｇから１．５ｇの配量範囲である。

添加物の選択の際に、製造される糸の特性に影響を及ぼす可能性も生じる。たとえば、繊維ストランドに混合される添加物によって、製造される糸に対する一定の影響が得られることがある。さらに、繊維ストランド及びこれに対応する添加物の材料選択の組み合わせで、同一の繊維ストランドを用いるが、添加物の添加を行わずに糸製造を行う場合に比較して、たとえば強度又は外観といった一定の糸特性を高め、むしろ変化させることも可能となる。上記の側面に基づいて、天然繊維、たとえば木綿の加工に当てはまるように、糸形成要素の洗浄が全く必要ない場合においても、添加物の混合は重要となる。

液体添加物を添加する上で、特に糸特性の改善のために、配量ポンプが１分当たり０．０１ｍｌから１．０ｍｌの配量範囲を有するとした場合に、有利であることが証明された。改善された糸特性に加えてさらに、糸形成要素の洗浄を達成するために、好ましくは１分当たり最大７．０ｍｌという上記よりも高い配量で、インターバル洗浄が提供される。ここで予定されるインターバルは、糸形成要素の汚染度に応じて調節され、１日１回から１時間数回の間で変動することが可能である。インターバルの長さは、必要とされる洗浄の手間に応じて調節され、コンマ何秒から数秒の間で変動することが可能である。

従って、洗浄を行い糸に対して影響を与えるのに使用可能な配量ポンプは、好ましくは１分当たり０．０１ｍｌから７．０ｍｌの液体の配量範囲を有する。

糸形成要素及び紡糸ノズル内部スペースの洗浄のために、わずかな汚れの場合には、断続的な配量が、たとえば配量ポンプのオンオフによって提供されれば十分である。繊維ストランドの処理される材料に基づいて、添加物送達時間、さらには、所望の糸形成要素及び紡糸ノズル内部スペースの洗浄を達成しながら、製造される糸の特性に不利な影響を与えないような、配量間の必要なインターバルを決定することが可能となる。しかし、連続的な添加物の送達を提供することも可能である。

本装置の有利な実施形態において、添加物送達装置は、異なる添加物の切換装置を備えることが可能である。上記の結果として、添加物送達の際に、洗浄のために、たとえば圧縮空気を案内するパーツで、添加物によって形成される残留物の除去のための材料を追加で短時間だけ添加することが可能となり、この目的で、添加物の添加に変更を加える必要がなくなる。また、材料交換によって、異なる種類の添加物を提供することが可能となる。

デリバリーローラ対と紡糸ノズルとを備えるエアジェット紡績機の紡出部における、紡糸ノズルの圧縮空気供給装置に添加物を送達する方法によって、圧縮空気供給装置に通じる圧縮空気送達導管に添加物が噴射され、添加物が、添加物噴射装置の手前の配量ポンプによって配量されることで、提起された課題も解決される。

本方法の第１の実施形態において、送達される添加物によって、糸形成要素及び紡糸ノズル内部スペースの洗浄が行われるように、配量装置は制御される。他の実施形態においては、添加物送達が、紡出部の一時的な紡績性能に合わせて行われるように、配量装置は制御される。

１つの紡出部における添加物の添加が、他の紡出部とは独立して行われることによって、エアジェット紡績機に、添加物の送達手段を備える単一又は複数の紡出部を装備することが可能になる。

エアジェット紡績機の好適な実施形態において、単一又は異なる紡出部において、異なる添加物の送達、又は繊維ストランドへの異なる添加物の送達手段の間で、切換装置が提供される。この実施形態において、たとえば、繊維ストランドの別々の箇所に異なる添加物を送達することが可能となる。複数の添加物が相前後して又は交互に送達される必要があるが、きわめて迅速に入れ替わって交換が達成される必要がある場合には、上記は有利となり得る。

以下において、本発明は、例示的な実施形態を用いて説明され、図１によってさらに詳細に説明される。

図１は、エアジェット紡績機の紡出部１を模式図で示している。

図１は、エアジェット紡績機の紡出部１を模式図で示している。図示した紡出部１は、紡糸ノズル５と、デリバリーローラ対４とを備える。紡糸ノズル５は、ハウジング６と、少なくとも一部がハウジング６内に位置し、糸案内路８を備える糸形成要素７とを備える。ハウジング６には、デリバリーローラ対２に向かって、糸案内要素９が貫通している。

紡出部１には、圧縮空気源１０から、圧縮空気送達導管１１を介して圧縮空気が供給される。圧縮空気は、圧縮空気送達導管１１から、圧縮空気供給装置１２を介して圧縮空気噴射装置１３に到達する。圧縮空気噴射装置１３は、この圧縮空気噴射装置を通過して紡糸ノズル内部スペース２０に到達する圧縮空気が、回転する渦流１４が糸形成要素７の頂部で形成されるように設けられる。

繊維ストランド２は、デリバリーローラ対４によって紡糸ノズル５に送達される。繊維ストランド２は、繊維案内要素９によって、紡糸ノズル内部スペース２０に案内される。紡糸ノズル内部スペース２０への繊維ストランド２の進入後に、渦流１４によって、個々の外側に位置する繊維１５が、繊維ストランド２から離れてばらばらになる。個々の繊維１５が、一方の端部において糸形成要素７によって捕捉されるため、個々の繊維１５の他方の端部が、糸形成要素７の頂部で折り返され、結果として、繊維ストランド２の影響を受けていない内側に位置する繊維の周りに巻き付く。上記のように形成された糸３が、糸形成要素７の内部に設けられた糸案内路８を通過して、紡糸ノズル５から吐出される。

デリバリーローラ対４は、上流側の延伸装置の出口ローラ対（図示せず）と同一とすることが可能である。さらに、紡糸ノズル５の出口には、吐出ローラ対（図示せず）を設けることが可能である。

圧縮空気送達導管１１には、添加物噴射装置１９が設けられている。ここで、添加物は、配量ポンプ１８を備えた添加物供給装置１６から、添加物送達装置１７を介して、添加物噴射装置１９まで搬送される。添加物噴射装置１９を通過する圧縮空気によって、添加物は、圧縮空気供給装置１２の方向に引き込まれ、この圧縮空気供給装置によって、圧縮空気噴射装置１３に分配される。圧縮空気噴射装置１３によって紡糸ノズル内部スペース２０まで送り込まれた添加物は、紡糸ノズル内部スペース２０内で優勢な渦流１４によって、糸形成要素７及び紡糸ノズル内部スペース２０の汚れが付着した表面に沿って案内される。

添加物送達装置１７によって、添加物は、添加物噴射装置１９まで案内される。添加物噴射装置１９は、その形状、面積及び配置において、添加物の配量される量及び使用される種類に合わせて調節することが可能である。配量ポンプ１８によって、添加物の量及び添加物の添加時間が制御される。

１ 紡出部
２ 繊維ストランド
３ 糸
４ デリバリーローラ対
５ 紡糸ノズル
６ ハウジング
７ 糸形成要素
８ 糸案内路
９ 繊維案内要素
１０ 圧縮空気源
１１ 圧縮空気送達導管
１２ 圧縮空気供給装置
１３ 圧縮空気噴射装置
１４ 渦流
１５ 個々の繊維
１６ 添加物供給装置
１７ 添加物送達装置
１８ 配量ポンプ
１９ 添加物噴射装置
２０ 紡糸ノズル内部スペース

Claims (12)

1. 繊維ストランド（２）を糸（３）として形成するためのエアジェット紡績機の紡出部（１）であって、圧縮空気送達装置（１１）と、圧縮空気供給装置（１２）と、デリバリーローラ対（４）と、紡糸ノズル（５）とを備え、前記紡糸ノズルが、圧縮空気噴射装置（１３）を具備するハウジング（６）と、糸形成要素（７）と、紡糸ノズル内部スペース（２０）とを備え、前記繊維ストランド（２）が、前記デリバリーローラ対（４）によって前記紡糸ノズル（５）に送達され、次いで、前記圧縮空気噴射装置（１３）を介して生成された渦流（１４）を含む前記糸形成要素（７）によって、前記繊維ストランド（２）から前記糸（３）が形成され、配量装置を備える前記圧縮空気供給装置（１２）への添加物の送達が提供され、前記添加物の前記配量装置は、配量ポンプ（１８）を備えることを特徴とする紡出部。
2. 前記配量ポンプ（１８）がギヤポンプであることを特徴とする請求項１に記載の紡出部（１）。
3. 前記配量ポンプ（１８）がぜん動ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の紡出部（１）。
4. 前記配量ポンプ（１８）が膜ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の紡出部（１）。
5. 前記配量ポンプ（１８）が１分当たり０．０１ｍｌから７．０ｍｌの液体の配量範囲を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の紡出部（１）。
6. 前記配量ポンプ（１８）が１分当たり０．０１ｇから７．０ｇの固体粒子の配量範囲を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の紡出部（１）。
7. 断続的な配量が提供されることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の紡出部（１）。
8. 添加物送達装置（１７）が異なる添加物の切換装置を備えることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の紡出部（１）。
9. デリバリーローラ対（４）と紡糸ノズル（５）とを備えるエアジェット紡績機の紡出部（１）において、前記紡糸ノズル（５）の圧縮空気供給装置（１２）に添加物を送達する方法であって、前記紡糸ノズルが、圧縮空気噴射装置（１３）を具備するハウジング（６）と、糸形成要素（７）と、紡糸ノズル内部スペース（２０）とを備え、繊維ストランド（２）が、前記デリバリーローラ対（４）によって前記紡糸ノズル（５）に送達され、前記糸形成要素（７）によって、さらに、前記圧縮空気噴射装置（１３）を介して生成された渦流（１４）の力で、前記繊維ストランド（２）から糸が形成され、前記圧縮空気供給装置（１２）に通じる圧縮空気送達導管（１１）に前記添加物が噴射され、該添加物が、前記添加物噴射装置（１９）の手前の配量ポンプ（１８）によって配量されることを特徴とする方法。
10. 噴射される前記添加物によって、前記糸形成要素（７）及び前記紡糸ノズル内部スペース（２０）の洗浄が行われるように、前記配量ポンプ（１８）が制御されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の紡出部（１）が設けられたことを特徴とするエアジェット紡績機。
12. 単一又は異なる紡出部（１）において、異なる添加物の噴射、又は圧縮空気供給装置（１１）への異なる添加物噴射装置の間で、切換装置が提供されることを特徴とする請求項１１に記載のエアジェット紡績機。

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