JP4435166B2

JP4435166B2 - 複合撚りコアスパンヤーンならびにその製造方法および装置

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Publication number: JP4435166B2
Application number: JP2006527008A
Authority: JP
Inventors: バデ，イブ
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2003-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2024-09-15
Also published as: US7155891B2; CN1853008A; CN1853008B; BRPI0413942B8; WO2005028722A1; EP1664407A1; MXPA06002670A; CA2538787A1; DE602004006634D1; US7493747B2; US20070062172A1; JP2007506006A; US20050055997A1; DE602004006634T2; BRPI0413942B1; BRPI0413942A; KR101102655B1; CA2538787C; KR20060076294A; EP1664407B1

Description

本発明は、デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央「ハード」コアを有するタイプの複合撚りスパンヤーン（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｗｉｓｔ−ｓｐｕｎｙａｒｎ）、および複合デュアルコアスパンヤーンから織ったまたは編んだ布、ならびに該ヤーンの製造方法および装置に関する。

本発明は、特に、実質的に非伸張性、すなわち中央ハードコアが５０％未満の破断伸びを有する撚りスパンヤーンの改善に関する。ヤーン試料の破断伸びは、破断力により生じる長さの増大であり、元の公称長さの百分率で表される。本開示における破断伸びの値は全て、方法論に基づくＩＳＯ２０６２に従って立証された値であり、ＩＳＯ２０６２に従ってヤーン試料は適切な機械装置により断裂するまで伸張され、そして破断伸びが記録される。１分あたり１００％（試料の長さを基準として）の一定の試料伸張速度が用いられる。ＩＳＯ２０６２は特定のヤーンへの適用に制限があるが、この方法は、ヤーンが５０％未満の破断伸びを有するか、あるいは５０％よりも大きい破断伸びを有するかを決定するためには十分である。

デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央コアを有する撚りスパンヤーンは、２本の繊維スライバーを集束させてスピニングトライアングル（ｓｐｉｎｎｉｎｇｔｒｉａｎｇｌｅ）を形成し、２本の繊維スライバーをコアに対して角度を付けて、コアを２本の繊維スライバーの間のスピニングトライアングルに供給し、そして集束させた繊維スライバーを、コアと同じであるかまたは反対のＳ撚りまたはＺ撚りで、コアのまわりに紡績することによって製造される。

「一段階」紡績法という利点を有するこのいわゆるサイロコアスパン（Ｓｉｒｏ−ｃｏｒｅ−ｓｐｕｎ）方法は、特に、伸縮性の布を製造するために広く使用される伸縮性ヤーンの製造では成功を収めている。これらの伸縮性ヤーンは、例えば、米国デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ，Ｕ．Ｓ．Ａ．）から商標ライクラ（ＬＹＣＲＡ（登録商標））で入手可能なポリウレタン−エラステンから製造されたエラステンコアを有する。

エラステンコアは、通常、４００％以上の破断伸びを有する。紡績過程の間に、エラステンコアは２５０％〜３５０％にドラフトされるので、コアの弾性は繊維カバーリングを「巻取り（ｔａｋｅｕｐ）」、一貫した伸縮性および繊維カバーリングによる被覆率を有する複合弾性ヤーンの製造がもたらされる。しかしながら、サイロコアスパン方法を実質的に非弾性のコア（５０％未満の破断伸び、通常は５０％よりも十分に低く、４０％を超えることはほとんどない）に適用する場合には問題が生じる。紡績過程の間に、非伸張性のコアをスピニングトライアングルの集束点（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｐｏｉｎｔ）に案内することは困難であり、コアは飛びはね、破断しがちである。結果として得られる複合撚りスパンヤーンでは、コアは、ヤーンに沿った点で表面に出てくる傾向があり、「低い」コアの被覆率がもたらされる。非伸張性のコアの達成可能な最大被覆率は約７０％である。コアの被覆率を評価する方法は以下に記載される。コアおよびカバーリングが対比色を有する場合には、これは、ヤーンから織ったまたは編んだ布に「シーヌ」として知られるまだらな外観をもたらし、これは常に望まれるとは限らない。これらの理由で、サイロコアスパン方法は、非弾性ハードコアのためにはあまり使用されておらず、使用される場合には、特別な予防措置をとることが必要とされ、製造されるヤーンには深刻な制限がある。

特許文献１には、実質的に非伸張性の中央コアを有する撚りスパンヤーンを紡績するための異なる方法が提唱されている。これは、コアのねじれ係数がその臨界ねじれ係数よりもかなり低いコア、特にアラミドコアを供給し、紡績操作中に、ヤーンの総ねじれ係数がその臨界ねじれ係数よりも小さくなるようにコア上でカバーリング繊維に撚りを掛けることによって複合ヤーンを製造する方法を開示している。より正確には、コアのねじれ係数（以下でさらに説明される）は、複合ヤーン内のコアヤーンの割合をかけた複合ヤーンの総ねじれ係数の値を差し引いたヤーンの臨界ねじれ係数の値に等しい。特許文献１の方法は、製造されたコアヤーンが必然的に、結果として生じるトルクを有するという欠点がある。実質的に無トルクの最終ヤーンを得るためには、図３に関して以下に説明されるように、反対方向に一緒に撚ることによって、被覆ヤーンを２本組み合わせなければならない。これは二段階の紡績方法を意味し、あまり魅力的でない。

欧州特許第０２７１４１８号明細書

本発明は、実質的にトルクが無く（本明細書では「実質的に無トルクの」と称される）、デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央ハードコアを有する複合撚りスパンヤーンを提供する。該中央ハードコアは、５０％以下の破断伸びを有し、Ｚ撚りまたはＳ撚りを有する。該繊維カバーリングは、コアと反対のＳ撚りまたはＺ撚りで、コア上で撚りが掛けられたデュアルスパン繊維を含んでなる。コアとカバーリングの反対方向の撚りは、反対方向の実質的に等しいトルクを与える。

本発明による複合ヤーンは、図１および図２を参照して以下でさらに説明されるように、コアおよびカバーの実質的に等しく反対方向のトルクの「相殺」によって、実質的に無トルクである。

本発明のもう１つの主な態様は、デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央ハードコアを有する実質的に無トルクの複合撚りスパンヤーンの製造方法であり、該中央ハードコアは５０％未満の破断伸びを有する。本発明による方法は、以下のステップ、２本の繊維スライバーを集束させてスピニングトライアングルを形成するステップと、２本の繊維スライバーを中央コアに対して角度を付けて、実質的に非伸張性の中央ハードコアを２本の繊維スライバーの間のスピニングトライアングルに供給するステップであって、供給されたコアがスピニングトライアングルに案内され、完成複合ヤーンの撚りに対して過剰に撚りが掛けられたＺ撚りまたはＳ撚りを有するステップと、コアをスピニングトライアングルに供給する速度を制御して、スライバーとコアの間の角度を補償し、そしてコアの解撚の伸び（ｄｅｔｗｉｓｔｉｎｇｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）を補償するステップと、供給されて過剰に撚りが掛けられたコアの撚りの約３０％〜約７０％に相当するコアとは反対のＳ撚りまたはＺ撚りで、コアのまわりに集束された繊維スライバーを紡績して、該実質的に無トルクの複合コアスパンヤーンを得るステップとを含んでなる。

本発明の更なる主な態様は、デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央ハードコアを有する実質的に無トルクの複合撚りスパンヤーンを製造するための装置であり、該中央ハードコアは、５０％未満の破断伸びを有し、コアはＺ巻きまたはＳ巻きを有し、そして繊維カバーリングは、コアと反対のＳ巻きまたはＺ巻きを有する。本発明による装置は、２本の繊維スライバーをスピニングトライアングルに集束させるための手段と、実質的に非伸張性の中央ハードコアを２本の繊維スライバーの間のスピニングトライアングルに供給するための手段であって、それによって、２本の繊維スライバーを中央コアに対して角度をつけてコアがスピニングトライアングルに案内され、完成複合ヤーンの撚りに対して過剰に撚りが掛けられたＺ巻きまたはＳ巻きをコアが有する手段と、コアをスピニングトライアングルに供給する速度を制御して、スライバーとコアの間の角度を補償し、そしてコアの解撚の伸びを補償するための手段と、供給されて過剰に撚りが掛けられた中央ハードコアの撚りの約３０％〜約７０％に相当するコアとは反対のＳ巻きまたはＺ巻きで、コアのまわりに集束された繊維スライバーを紡績して、該実質的に無トルクの複合コアスパンヤーンを得るための手段とを含んでなる。

また本発明は、上記および以下に提示されるように、実質的に非伸張性のハードコアおよびデュアルスパン繊維カバーリングを有する本質的に無トルクの複合撚りスパンヤーンから織った布または編んだ布も包含する。

添付図面が、例示として与えられる。

実質的に非伸張性および無トルクの複合撚りスパンヤーン
本発明によると、実質的に非伸張性および無トルクの複合ヤーン１０は、カバーリング３０を有する本質的に非伸張性の中央ハードコア２０を用いて加撚紡績される。

コア２０は、５０％未満の破断伸びを有する。実質的に非弾性であるコア／ヤーンは、一般的には５０％よりも十分に小さい破断伸びを有し、通常４０％未満である。一方、コア／ヤーンが伸張性である場合には、その破断伸びは通常５０％よりも十分に大きく、一般には数百％である。そのため、区別のための扱いやすい値として破断伸びの値「５０％未満」を用いて、実質的に非弾性のコアと弾性コアとを区別することが容易である。

コア２０は、モノフィラメント、マルチフィラメント、スパンヤーンおよびこれらの複合体から都合よく選択される。コア２０は、最終的な撚りスパン複合ヤーン１０の所望される特性および意図される用途に従って、ガラス、金属、合成繊維およびフィラメント、炭素マルチフィラメントおよび繊維、人工繊維、天然繊維、帯電防止繊維、ならびにこれらの複合体から選択される材料で製造することができる。

多くの用途では、アラミド繊維で製造されたコア２０が有利である。市販されているメタ−アラミド繊維（例えば、米国デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニーから商標ノーメックス（ＮＯＭＥＸ（登録商標））で入手可能なもの）は、２０〜３０％の範囲の破断伸びを有する。市販のパラ−アラミド繊維（例えば、米国デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニーから商標ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ（登録商標））で入手可能なもの）は、０〜５％の範囲の破断伸びを有する。用途に応じてその他のコア材料を使用することができる。ガラス繊維で製造されたコアは、通常、０〜５％の破断伸びを有し、ポリエステルおよび綿で製造されたコアは、通常、５〜３０％の破断伸びを有する。

カバーリング３０は、所望のヤーン特性および機能に従って選択される合成、人工または天然繊維で製造することができる。繊維カバーリング３０は、高視認性（例えば、薄い色付きビスコース）、低摩擦（例えば、ＰＴＦＥ）、補強（例えば、パラ−アラミド）、耐光堅牢性（例えば、有色繊維）、美的外観（例えば、メタ−アラミドまたはビスコース）、ＵＶ保護（例えば、ＵＶ保護繊維）、コアの保護（例えば、ポリエステル、ポリアミド、ビスコース、ＰＶＡ、またはポリビニルアルコール）、耐摩耗性（例えば、メタまたはパラ−アラミド）、熱に対する保護および熱性能（例えば、メタ−アラミド、ＰＢＩ、ポリブチルイミド、ＰＢＯ、ポリベンゾオキサゾール、ＰＯＤ、またはポリ−ｐフェニレン（ｐｈｅｎｙｌｉｎｅ）オキサジアゾール）、耐火性（例えば、メタ−アラミド、ＰＢＩ、またはＰＢＯ）、耐切断性（例えば、パラ−アラミドまたはＨＰＰＥ、高性能ポリエチレン）、溶融金属の付着に対する保護（例えば、羊毛およびビスコースのブレンド）、付着性（例えば、羊毛）、帯電防止効果（例えば、鋼、炭素、またはポリアミド繊維）、抗菌作用（例えば、銅、銀、またはキトサン）、ならびに快適性（例えば、羊毛、綿、ビスコース、メタ−アラミド、または米国デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニーから商標クールマックス（Ｃｏｏｌｍａｘ（登録商標））で入手可能な変性ポリエステル）のうちの少なくとも１つを提供する機能性カバーリングであり得る。引用されるカバーリング繊維は単に例として言及されており、カバーリングのために多くの異なるタイプの繊維を用いることができる。

いくつかの用途、特に高視認性および審美性の用途では、カバーリング３０は、ビスコース繊維で簡便に製造することができる。

以下に詳細に説明される方法および装置を用いて、実質的に非伸張性で実質的に無トルクのヤーン１０の中央ハードコア２０は、意図される用途により必要とされる任意の適切な程度に被覆され得る。コア２０の被覆％は、特にコアおよびカバーリングが対比色を有する場合には、複合繊維の視覚的な検査によって評価することができる。この評価は直接行なうこともできるし、あるいは以下の実施例の場合のように、写真またはビデオ画像を用いて行なうこともできる。通常、コア２０の少なくとも７０％は繊維カバーリング３０で被覆されるが、本発明の特定の利点の１つは、少なくとも９０％、さらには９５〜１００％の被覆を達成するのが可能なことであり、これは、実質的に非伸張性のコアスパン複合繊維のための従来技術の加撚紡績法によって達成するのは、はるかに困難であるか、あるいは不可能でさえあった。

コア２０は、通常、複合ヤーン１０の総重量の１０〜３０重量％を構成する。コア２０は、コア紡績方法に適切な任意の線質量（ｌｉｎｅａｒｍａｓｓ）を有することができる。その線質量は、通常、５〜２０ｔｅｘ（ｔｅｘ＝１０００×質量（ｇ）／長さ（ｍ））である。コア質量は、標準ＩＳＯ２０６０により記載されるようなスケイン法（ｓｋｅｉｎｍｅｔｈｏｄ）で測定されるコア２０の線密度（単位長さあたりの質量）によって定義される。カバーリング繊維質量は、最終ヤーンの線密度からコアの線密度を差し引いた差として定義される。複合ヤーンの線質量は、通常、２０〜１２０ｔｅｘであり、カバーリングの線質量は通常１５〜１００ｔｅｘである。

ヤーンのトルク
図１に概略的に示されるように、本発明による複合ヤーン１０は、矢印で示されるように、実質的に等しく反対方向のコア２０のトルクＴ_１とカバー３０のＴ_２との「相殺」によって実質的に無トルクである。実質的に無トルクである本発明の複合ヤーンは撚れにくい。さらに、２本の実質的に無トルクのヤーン１０（またはヤーンの部分）が接触したときに、これらはしわになりにくい。

ヤーンのトルクの有無は、以下のように簡単なテストで調べることができる。ある長さのヤーンを両腕を広げてほぼ水平に保持する。すなわち、水平のヤーンがその長さの１００％を占める。次に、２本の手をゆっくり引き合わせ、ヤーンが垂れ下がるようにする。両手が近づくにつれて、もしヤーンが内在するトルクを有すれば、ヤーンは一緒になってらせん状に巻きつく。両手が合わさると、巻きついたヤーンは絡み合い、再度引き離すのは困難である。これに反してヤーンがトルクを持たないか、または実質的に持たない場合には、両手が近づくにつれてヤーンは絡み合わないままであるか、あるいは多くてもわずか数個の巻きを有するだけなので、両手が合わさった際、両手は容易に離れて、ヤーンをその最初の水平位置まで戻すことができる。

ねじれ係数は、ヤーンの撚りレベルと、「綿メートル番手（Ｃｏｔｔｏｎｍｅｔｒｉｃｃｏｕｎｔ）」（「ナンバーメトリック（ＮｕｍｂｅｒＭｅｔｒｉｃ）」Ｎｍとも呼ばれる）で表されるその線密度の平方根との関係を与える因子αである。綿メートル番手は、１グラムのヤーンのメートルによる長さで定義される。撚り（１メートルあたりの回数）＝α√_Ｎｍである。

またトルクは、ヤーン内の合力としても定義され、この合力によって、ヤーンはそれ自体を解撚させる傾向がある。あるいは、もう１つの結果として、複数のヤーンではそれらの間で「しわになる（ｗｒｉｎｋｌｅ）」傾向がある。

図２は、本発明による無トルクの複合ヤーンを図式で示しており、そのコア２０は直径ｄ_コアを有し、そのカバーリング３０は、直径ｄ_合計を有する。コアスパンヤーン１０の慣性モーメントＪは、
Ｊ_コア＝π／３２ｄ^４ _コアおよびＪ_{カバーリング}＝π／３２（ｄ^４ _合計−ｄ^４ _コア）
として定義することができる。

ヤーンがコアおよびカバーリングにおいて異なる繊維で構成されている場合には、異なるトルク挙動を補償するために、補正因子Ｇ_{（材料の慣性率（Ｍｏｄｕｌｕｓｏｆｉｎｅｒｔｉａ））}が導入されなければならない。

最後に、前述のトルクは、加えられるねじれのモーメントＴ
Ｔ_{（加えられるねじれのモーメント）}＝Ｇ_{（材料の慣性率）}×Ｊ_{（慣性モーメント）}×φ_{（１メートルあたりの回数）}
によって生じる。

式中、φは、ヤーン内の繊維に加えられる撚り（１メートルあたりの回数（ｔｐｍ））である。

本発明者らの目的は、コア２０に加えられるねじれのモーメントとカバーリング３０に加えられるねじれのモーメントを等しくすることである。これは、
φ_{コア中に残存}／φ_{最終ヤーン}＝Ｇ_{カバーリング材料}／Ｇ_コア材料×Ｊ_{カバーリング}／Ｊ_コア
によって達成される。

これは、図２に図式で表されている。図２は、コア２０の外周に作用し、コア２０内で作用するトルク力ｆ_１の合計Σｆ_１である力Ｆ１が、カバーリング３０によりコア２０の外周に加えられ、カバーリング３０内で作用するトルク力ｆ_２の合計Σｆ_２である力Ｆ_２と同じであり、かつ反対方向であることを示す。

本発明による複合ヤーン１０の製造において、コア２０は初めに過剰に撚りが掛けられ、紡績中に撚り戻されて、無トルクの複合ヤーン１０が製造される。この撚り戻しはコア２０の伸びをもたらし、これにより、コア２０の供給速度は、補償因子ｋによって、この撚り戻しを補償するように調整されることが必要である。コア２０の解撚の伸びを補償するこの因子ｋは、製造方法において使用される紡績機において試験するか、あるいは実験室用の撚り測定機を用いることによって、その寸法および物理特性を考慮して各コアに対して実験的に測定される。

コア２０は、好ましくは、７０〜１２０回×ｇ^１／２×ｍ^−３／２の範囲の初期撚り係数αを有する。式中、
α＝撚り／（１０００／ｔｅｘ）^−１／２、および
ｔｅｘ＝１０００×質量（ｇ）／長さ（ｍ）である。

複合コアの撚り係数は、カバーの撚り係数と同一であり得る。しかしながら、１メートルあたりの回数における撚りは異なるであろう。

例えば、１００のＮｍ値を有する初期コア２０に対して８０の撚り係数値をとれば、
撚り＝α√_Ｎｍ
撚り＝８０（１００）^１／２＝８００ｔｐｍである。

最終ヤーン１０のカバーリング３０も８０の撚り係数値を有するが、２５のＮｍ値を有するので、
撚り＝８０（２５）^１／２＝４００ｔｐｍである。

結果として得られるスパンコア２０の撚りは、従って、８００Ｚ−４００Ｓ＝４００Ｚである。

従来技術の比較
比較のために、図３は、欧州特許第０２７１４１８号明細書の方法で製造された複合撚りスパンヤーン１０’を図式で示す。この方法で製造されたヤーン１０’は、カバーリング３０’を有するコア２０’、特にアラミドコアを含んでなる。各ヤーンは、その臨界ねじれ係数よりもかなり低いコア２０’のねじれ係数で紡績される。カバーリング繊維３０’は、ヤーン１０’の総ねじれ係数がその臨界ねじれ係数よりも小さくなるように、コア２０’上に紡績される。これにより、撚りｔ_２で同一方向に撚りが掛けられたカバーリング３０’によって包囲された撚りｔ_１のコア２０’を有する撚りスパンヤーンがもたらされる。個々のヤーン１０’はそれぞれ撚りが掛けられるので、中立的なトルクを有する複合ヤーンを製造するために、図３に示されるように、ｔ_１、ｔ_２とは反対に加えられた撚りＴ_１で反対方向に一緒に撚ることによって、紡績後に２本の被覆ヤーン１０’を組み合わせなければならない。これは、無トルクである全体的なデュアルヤーンを生じるが、これは二段階の紡績方法を意味する。

対照的に、本発明によれば、中立的なトルクを有する複合コアスパンヤーンが、一段階の紡績方法で得られる。

本発明の加撚紡績方法および装置
上記の実質的に非伸張性で実質的に無トルクの撚りスパン複合ヤーン１０の製造方法において、カバーリング３０のための繊維供給物を構成する２本のスライバー３０Ａおよび３０Ｂは、図４Ａおよび４Ｂに示されるように、中央ハードコア２０に対して角度θで傾斜したスピニングトライアングル４０に供給される。スライバー３０Ａ、３０Ｂは、速度Ｖでスピニングトライアングル４０に供給され、コア２０は、ｋ．Ｖ．ｃｏｓθに近い速度でスピニングトライアングル４０に供給される。ここでｋはコア２０の解撚の伸びを補償する上記の因子である。

この速度制御は、以下に記載されるコア２０の正確な案内と組み合わさって、特にコア２０の非伸張性およびその過剰な撚りに関連する問題を回避する最適な紡績条件下で、スライバー３０Ａ、３０Ｂおよびコア２０がスピニングトライアングル４０の集束点４１で出会うことを保証する。

図示されるように、２本の傾斜したスライバー３０Ａ、３０Ｂは、通常、２本の平行なロービング３０Ｃ、３０Ｄから供給することによって得られ、これは、上記で説明されたように、実質的に非伸張性の過剰に撚りが掛けられたハードコア２０が制御された速度でスピニングトライアングル４０内に案内および駆動されるように適合された既知の装置を用いて達成することができる。コア２０のこの制御された速度は、コア２０における正の駆動によって、あるいは過剰供給されたコア２０を制動することによって設定される。正の駆動は、紡績フレームの運動学的連鎖にギア機構を挿入することによって、あるいは特別な制御を有する個々のモータを用いることによって提供することができる。コア２０の制動は、制動ローラまたはその他の従来の手段によって達成することができる。

２本の繊維スライバー３０Ａ、３０Ｂは、スライバー３０Ａ、３０Ｂのための側面の平滑案内表面５１を有する供給ローラ５０上を通過することによって、スピニングトライアングル４０に集束され、この供給ローラ５０は、図５に見られるように対向ローラ６０と協働する。コア２０は、供給ローラ５０の中心に配置される案内溝５２を通過することによって、スピニングトライアングル４０に案内される。コア２０の溝５２内への正確な案内を保証するために、コアは、供給ローラ５０と協働するセンタリングローラ５５を越えて供給される。図６に示されるように、センタリングローラ５５は、Ｖ形状の中央予備案内溝５６を有する。

案内溝５２は、ほぼＵ形状の断面を有するのが有利であり、溝５２の幅および深さはハードコア２０を受け入れるのに十分である。しかしながら、ハードコア２０をうまく案内し、ハードコア２０が供給ローラ５０の円筒形の表面５１上を飛び越えるのを防止するとすれば、別の形状の溝５２を使用することができる。溝５２の幅は、供給ローラ５０の大きさの関数として選択され、「自由に滑る」スライバー３０Ａ、３０Ｂが供給ローラ５０の平滑表面上を移動して、溝５２に入る危険を回避するように十分に小さい。他方では、溝５２は、コア２０を受け入れて、ローラ５０の動きとは無関係に、溝５２内でのコア２０の移動を可能にできるように十分に大きくなければならない。溝５２の好ましい形状は、平坦な対向する側面と角が取られた縁部とを有するＵ形状である。通常、溝５２は、幅１〜３ｍｍ、深さ１〜２０ｍｍである。溝の深さは、溝５２の側面に対するコア２０の摩擦を低減する必要性によって制限されるので、原則として、溝５２が広いほど深くなり得る。

センタリングローラ５５のＶ形状の予備案内溝５６は、溝５２よりも広くてよい。予備案内溝５６の寸法は重要ではなく、大切なのは、溝５２の中央にコア２０を正確かつ中心に供給してコア２０と溝５２の縁部との接触を回避するように、予備案内溝５６の頂点を、案内溝の５２の中心に正確にセンタリングすることである。予備案内溝５６は、従来のサイロコアスパン方法においてエラストマーコアを溝のない供給シリンダ上に供給するために使用される既知のＶ形状の溝と同様であり得る。新しい方法では、Ｖ形状の溝５６は新しい目的のために使用され、中央案内溝５２におけるコア２０の完全な位置決めを保証する。

供給されるコア２０は、コア２０の低弾性により生じる張力および集束点４１に作用する様々な力の結果として、飛びはねやすい。記載したようにコア２０を中央溝５２内に正確かつ中心に渡すことによって、コア２０はしっかりと均等に保持および案内され、集束点４１へのあそびがほとんどない。この結果、一方ではコア２０および／またはスライバー３０Ａ、３０Ｂの破断が少なくなり、他方では、得られる複合ヤーン１０におけるそのカバーリング３０によるコア２０の被覆がより均等で完全になる。

供給されるコア２０は、最初に、完成複合ヤーン方向の撚りに対して過剰に掛けられた撚りで、ＳまたはＺ方向に撚りが掛けられる。紡績操作中、集束されたスライバー３０Ａ、３０Ｂは、過剰供給されるコア２０の撚りの約３０％〜７０％に相当するコア２０と反対の撚りで、コア２０のまわりに紡績される。紡績中、コア２０は、その元の撚りと反対の方向に撚ることが強いられ得る。この過程は、解撚と呼ばれる。解撚の間、個々の繊維の配向がヤーン軸に平衡に近づくのでコア２０は自然に伸長し得る。このために、コア２０の供給速度は、上記のようにこの伸びを補償するように調整される。

紡績の間のコア２０の解撚の結果、そしてスライバー３０Ａ、３０Ｂの反対の撚りの程度を、コア２０およびカバーリング３０の相対的な質量および寸法の関数として選択することによって、得られる複合繊維１０は中立的なトルクを有し、図２を参照して上記で説明されたように、コア２０のトルクはカバーリング３０のトルクによって相殺されている。

本発明は、以下の実施例においてさらに説明されるであろう。

実施例１
この実施例は、梳毛紡績とも呼ばれるロングステープル加工用に設計されたＰＫ６００型アームを備えた実験室用紡績機、スピンテスター（ｓｐｉｎｎｔｅｓｔｅｒ）ＳＫＦ８２において実施した。

コアヤーン（２０）は、１００ｄｔｅｘ（Ｎｍ１００／１）を有するブラックケブラー（ＫＥＶＬＡＲ（登録商標））パラ−アラミドスパンヤーンであった。このコアヤーンは、約１００ｍｍの長さを有するストレッチブロークン（ｓｔｒｅｔｃｈ−ｂｒｏｋｅｎ）ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ（登録商標））繊維から紡績し、Ｚ方向に８００回／メートルで紡績した。ヤーンは、予め蒸気で処理した。

カバーリング繊維（３０）は、約１００ｍｍのカット長を有するノーメックス（ＮＯＭＥＸ（登録商標））メタ−アラミド繊維であった。この繊維を、それぞれ６６６６ｄｔｅｘ（Ｎｍ１．５）の２本のスライバーに調製した。サイロスパン紡績（Ｓｉｒｏ−ｓｐｉｎｎｉｎｇ）のスペーサを使用した。機械は、プレドラフト設定を１．５、メインドラフトを２２に設定した。これは、６６６６ｄｔｅｘから６６６６／１．５／２２＝２０２ｄｔｅｘまで減少するロービングスライバーのラミネーションを与える。

ヤーン駆動制御システムを用いて、コアヤーンを１６ｍ／分の速度で正方向に供給した。このため、所与の速度で駆動される一組のロールと、ゴムで厚く被覆された金属ロールとの間にコアヤーンを通過させた。

コアヤーンをセンタリングローラ（５５）へ逸脱させ、供給ローラ（５０）内の細い案内溝（５２）に係合させた。この案内溝（５２）は、ほぼＵ形状の断面、幅０．５ｍｍ、深さ１ｍｍを有していた。供給ローラ（５０）の速度は、１７．５ｍ／分に調整した。

最後に、カバーリングにノーメックス（ＮＯＭＥＸ（登録商標））メタ−アラミド繊維Ｅｃｒｕ（ナチュラルカラー）を用いて得られた複合コアスパンヤーンを７５００回／分の速度でＳ方向に紡績し、カバーリング繊維の得られた撚りは４２０ｔｐｍであり、Ｎｍ１９．９４６の最終番手（５０１ｄｔｅｘ）が達成された。最終ヤーンを蒸気処理した。

図７Ａは、得られた複合コアスパンヤーン（１０）の、水銀ショートアークランプからの光を用いて顕微鏡下で撮られた写真である。図示されるように、コアは、事実上１００％で、十分に被覆される。また得られた複合コアスパンヤーンは実質的に中立的、すなわち事実上トルクがゼロである。

表Ｉは、上記の実施例１の条件、ならびに実施例２（比較）、実施例３および実施例４（比較）の対応する条件を要約する。

実施例２（比較）
この比較例は、特別な溝付き供給ローラを標準的な溝のない供給ローラで置き換え、コアヤーンを正の駆動を用いて制御された速度で供給せず、通常の方法で供給ローラ（シリンダ）上でコアヤーンを供給した点を除いて、実施例１の条件を繰り返した。

図７Ｂは、得られた比較ヤーンの図７Ａと同様の写真である。図７Ｂから、得られたヤーンのブラック「コア」は、より薄い色のらせん状に巻かれた「カバー」でらせん状に巻きつけられることが理解され得る。らせん状のブラック「コア」がはっきりと分かる。得られたヤーンは、本発明によるものとは異なり、カバーリングで被覆された中央コアを有さないが、２本が一緒に巻きつけられて、複合撚りヤーンを形成する。この複合ヤーンのコアは、事実上、被覆されていない。カバーリングは、事実上は０％であると言うことができる。

実施例３
実施例３は、コアがイエローケブラー（ＫＥＶＬＡＲ（登録商標））であったという事実を除いて、実施例１を繰り返す。メインドラフト値を２８に調整した。また、異なるリングトラベラーを用いることによって、スパンヤーンのヤーン張力をわずかに増大させた。

図８Ａは、得られた複合ヤーンが十分に被覆されていることを示し、これも事実上１００％である。

実施例４（比較）
この比較例は、特別な溝付き供給ローラを標準的な溝のない供給ローラで置き換え、コアヤーンを正の駆動を用いて制御された速度で供給せず、通常の方法で供給ローラ（シリンダ）上でコアヤーンを供給した点を除いて、実施例３の条件を繰り返した。

図８Ｂは、得られた比較ヤーンの図８Ａと同様の写真である。図８Ｂから、得られたヤーンのイエロー「コア」は、より薄い色のらせん状に巻かれた「カバー」でらせん状に巻きつけられることが理解され得る。らせん状のイエロー「コア」がはっきりと分かる。得られたヤーンは、本発明によるものとは異なり、カバーリングで被覆された中央コアを有さないが、２本が一緒に巻きつけられて、複合撚りヤーンを形成する。この複合ヤーンのコアは、事実上、被覆されていない。カバーリングは、事実上は０％であると言うことができる。さらに、写真に撮られた部分は、撚りスパンヤーンから飛び出したイエロー「コア」を示す。

実施例５
この実施例は、本発明に従って動作して、ポリ（メタフェニレンイソフタルイミド）（ＭＰＤ−Ｉ）ステープル繊維のコア（２０）と、商標「レンジング（Ｌｅｎｚｉｎｇ）ＦＲ」で入手可能な難燃性の無塩素リンおよび硫黄含有顔料を取り込んだ再生セルロース繊維である捲縮難燃性ビスコース（ＦＲＶ）のカバーリング（３０）とを有する高視認性の複合ヤーンを製造するように特別に適合されたフルサイズの市販の紡績機において実施した。

ＦＲＶ繊維は、約５〜９ｃｍのステープルカット長、および６．８ｃｍの平均測定ステープル長を有した。ＦＲＶ繊維は、高視認性の黄色に個別にストック染色した。これらの繊維は、梳毛紡績とも呼ばれる従来のロングステープル加工に従って、それぞれ６６６６ｄｔｅｘ（Ｎｍ１．５）の２本の細いロービングスライバーに調製した。サイロスパン紡績のスペーサを使用した。機械は、プレドラフト設定を１．５、メインドラフトを２２に設定した。これは、６６６６ｄｔｅｘから６６６６／１．５／２５＝１７７ｄｔｅｘまで減少するロービングスライバーのラミネーションを与える。

８〜１２ｃｍの範囲のカット長および１０ｃｍの平均測定ステープル長を有する捲縮非染色（ナチュラルカラー）１００％ポリ（メタフェニレンイソフタルイミド）（ＭＰＤ−Ｉ）ステープル繊維から、コアを紡績した。次に、従来のロングステープル梳毛加工装置を用いて、これらのステープル繊維をステープルヤーンにリング紡績した。

コアヤーンは、１０ｔｅｘの番手、およびＺ方向の８００ｔｐｍの撚りを有した。このステープルコアヤーンを蒸気で処理してヤーンを部分的に安定化し、蒸気処理したヤーンを、コアヤーンボビンを固定するための紡績フレーム上の装置と協働するように設計された特別なボビンに巻き戻した。正方向の供給装置に加えてヤーン制動装置を用いて、コアヤーンの張力を調節した。供給ロール（５０）内の中央案内溝（５２）の頂部の適切なセンタリングロール（５５）を用いて、コアヤーンを紡績システムに供給した。供給ロールは、２０ｍ／分で作動した。コアヤーン速度は、値ｖ＝１８．３ｍ／分に調整した。

カバーリング（３０）を９０００回／分の速度でＳ方向に紡績し、Ｓ方向に４５０ｔｐｍの撚りを加えた。

得られた複合ヤーン（１０）は、２０／１の綿番手または４５０デニール（５５ｄｔｅｘ）の概算の線密度を有した。これは、本質的に中立、すなわち無トルクであった。

得られた複合ヤーンを、Ｎｍ４０／２のメタ−アラミドと組み合わせて、２８２グラム／平方メートル（８．３オンス／平方ヤード）の特別な織布（ｗｅａｖｅｆａｂｒｉｃ）に高速で織った。織布において、本発明の複合撚りスパンヤーンを最上部にした。また、得られた複合ヤーンを、１９４グラム／平方メートルのジャージー布に編んだ。編布および織布はいずれも、ＥＮ４７１法を用いた高視認性試験、ならびにＥＮ５３２で定義されるような「限定された火炎拡散（ｌｉｍｉｔｅｄｆｌａｍｅｓｐｒｅａｄ）」試験に合格した。

この実施例は、本発明の方法が市販の高速紡績条件下で大規模で実施されて、完全に満足できる中立的なトルクの複合撚りスパンヤーンを一段階の紡績方法でもたらし得ること、そして得られた複合撚りスパンヤーンが大規模の製織方法で加工されて、望ましい特性の布を製造できることを立証する。
本発明の好適な態様は次のとおりである。
１．デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央ハードコアを有する実質的に無トルクの複合デュアルコアスパンヤーンであって、中央ハードコアがＩＳＯ２０６２の方法論に従って測定される５０％未満の破断伸びを有すると共にＺ撚りまたはＳ撚りを有し、繊維カバーリングが、コアと反対のＳ撚りまたはＺ撚りで、コア上で撚りが掛けられた繊維を含んでなり、コアとカバーリングの反対方向の撚りが、反対方向の実質的に等しいトルクを与える複合デュアルコアスパンヤーン。
２．コアが、モノフィラメント、マルチフィラメント、スパンヤーンおよびこれらの複合体よりなる群から選択される上記１に記載の複合コアスパンヤーン。
３．コアおよび繊維カバーリングが、それぞれ独立して、ガラス、金属、合成繊維およびフィラメント、炭素マルチフィラメントおよび繊維、人工繊維、天然繊維、帯電防止繊維ならびにこれらの複合体よりなる群から選択される材料で製造される上記１または２に記載の複合コアスパンヤーン。
４．コアが、アラミド繊維で製造される上記３に記載の複合コアスパンヤーン。
５．カバーリングが、ビスコース繊維で製造される上記３または４に記載の複合コアスパンヤーン。
６．コアが、カバーリングによって少なくとも９０％被覆される上記１〜５のいずれか一項に記載の複合コアスパンヤーン。
７．コアが、ヤーンの１０〜３０重量％を構成する上記１〜６のいずれか一項に記載の複合コアスパンヤーン。
８．繊維カバーリングが、高視認性、低摩擦、補強、耐光堅牢性、美的外観、ＵＶ保護、コアの保護、耐摩耗性、耐熱性、熱性能、耐火性、溶融金属の付着に対する保護、付着性、帯電防止効果、抗菌作用および快適性のうちの少なくとも１つを提供する機能性カバーリングである上記１〜７のいずれか一項に記載の複合コアスパンヤーン。
９．コアが、３５〜６０回×ｇ^1/2×ｍ^-3/2の範囲の撚り係数αを有し、式中、
α＝撚り／（１０００／ｔｅｘ）^-1/2、および
ｔｅｘ＝１０００×質量（ｇ）／長さ（ｍ）
である上記１〜８のいずれか一項に記載の複合ヤーン。
１０．上記１〜９のいずれか一項に記載の複合コアスパンヤーンから織った布または編んだ布。
１１．デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央ハードコアを有する実質的に無トルクの複合デュアルコアスパンヤーンの製造方法であって、中央ハードコアがＩＳＯ２０６２の方法論に従って測定される５０％未満の破断伸びを有し、
（ａ）２本の繊維スライバーを集束させてスピニングトライアングルを形成するステップと、
（ｂ）２本の繊維スライバーを中央コアに対して角度を付けて、中央ハードコアを２本の繊維スライバーの間のスピニングトライアングルに供給するステップであって、供給されたコアがスピニングトライアングルに案内され、完成複合ヤーンの撚りに対して過剰に撚りが掛けられたＺ撚りまたはＳ撚りを有するステップと、
（ｃ）コアをスピニングトライアングルに供給する速度を制御して、スライバーとコアの間の角度を補償し、そしてコアの解撚の伸びを補償するステップと、
（ｄ）供給されて過剰に撚りが掛けられたコアの撚りの約３０％〜約７０％に相当するコアとは反対のＳ撚りまたはＺ撚りで、コアのまわりに集束された繊維スライバーを紡績して、実質的に無トルクの複合コアスパンヤーンを得るステップと
を含んでなる方法。
１２．スライバーが、供給されるコアに対して角度θで傾斜され、スライバーが、速度Ｖでスピニングトライアングルに供給され、中央ハードコアがｋ．Ｖ．ｃｏｓθ（式中、ｋはコアの解撚の伸びを補償する因子である）に近い速度でスピニングトライアングルに供給される上記１１に記載の方法。
１３．コアが、モノフィラメント、マルチフィラメント、スパンヤーンおよびこれらの複合体よりなる群から選択される上記１１または１２に記載の方法。
１４．コアおよび繊維カバーリングが、それぞれ独立して、ガラス、金属、合成繊維またはフィラメント、炭素マルチフィラメントまたは繊維、人工繊維、天然繊維、帯電防止繊維およびこれらの複合体よりなる群から選択される材料で製造される上記１１、１２または１３に記載の方法。
１５．２本の傾斜したスライバーが、２本の平行なロービングから供給することによって得られる上記１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
１６．コアが、正の駆動によって、あるいは過剰供給されたコアを制動することによって制御された速度で駆動される上記１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
１７．２本の繊維スライバーが、スライバーのための側面の平滑案内表面を有する供給ローラ上を通過することによってスピニングトライアングルに集束され、コアが、供給ローラの中心に配置された案内溝を通過することによってスピニングトライアングルに案内される上記１１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
１８．供給されるコアは、７０〜１２０回×ｇ^1/2×ｍ^-3/2の範囲の撚り係数αを有し、式中、
α＝撚り／（１０００／ｔｅｘ）^-1/2、および
ｔｅｘ＝１０００×質量（ｇ）／長さ（ｍ）であり、
複合デュアルスパンヤーン内のハードコアが、３５〜６０回×ｇ^1/2×ｍ^-3/2の範囲の撚り係数αを有する上記１１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
１９．デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央ハードコアを有する実質的に無トルクの複合デュアルコアスパンヤーンを製造するための装置であって、中央ハードコアが、ＩＳＯ２０６２の方法論に従って測定される５０％未満の破断伸びを有し、コアがＺ巻きまたはＳ巻きを有し、そして繊維カバーリングがコアと反対のＳ巻きまたはＺ巻きを有し、
（ａ）２本の繊維スライバーをスピニングトライアングルに集束させるための手段と、
（ｂ）前記コアを２本の繊維スライバーの間のスピニングトライアングルに供給するための手段であって、それによって、２本の繊維スライバーをコアに対して角度をつけてコアがスピニングトライアングルに案内され、完成複合ヤーンの撚りに対して過剰に撚りが掛けられたＺ巻きまたはＳ巻きをコアが有する手段と、
（ｃ）コアをスピニングトライアングルに供給する速度を制御して、スライバーとコアの間の角度を補償し、そしてコアの解撚の伸びを補償するための手段と、
（ｄ）供給されて過剰に撚りが掛けられたコアの撚りの約３０％〜約７０％に相当するコアとは反対のＳ巻きまたはＺ巻きで、コアのまわりに集束された繊維スライバーを紡績して、前記実質的に無トルクの複合コアスパンヤーンを得るための手段と
を含んでなる装置。
２０．２本の繊維スライバーをスピニングトライアングルに集束させるための手段が、スライバーのための側面の平滑案内表面を有する供給ローラを含んでなり、コアをスピニングトライアングルに供給および案内するための手段が、供給ローラの中心に配置された案内溝を含んでなる上記１９に記載の装置。
２１．案内溝がほぼＵ形状の断面であり、案内溝の幅および深さが、コアをその中に受け入れるのに十分である上記２０に記載の装置。
２２．供給ローラと協働するセンタリングローラを含んでなり、センタリングローラが、コアを供給ローラの案内溝の中心に案内するように位置決めされた予備案内溝を有する上記２０または２１に記載の装置。
２３．調整された速度でコアを正に駆動するための手段、あるいは過剰供給されたコアを調整された速度に制動するための手段を含んでなる上記１９〜２２のいずれか一項に記載の装置。

本発明による実質的に無トルクの複合撚りスパンヤーンの概略図である。本発明による撚りスパンヤーンの慣性モーメントの計算を示す線図である。本発明による撚りスパンヤーンの慣性モーメントの計算を示す線図である。欧州特許第０２７１４１８号明細書の方法により製造される２本のヤーンを組み合わせて製造されたデュアルヤーンの概略図である。本発明による紡績装置の概略図である。図４Ａに示される装置のスピニングトライアングルの線図である。コアおよびスライバーをスピニングトライアングルに供給するためのローラの構成を示す線図である。図５の線ＶＩ−ＶＩに沿った断面図であり、コアを案内するための手段を示し、コアは図示されない。本発明に従って製造された複合コアスパンヤーンの一例の写真である。比較ヤーンの対応する写真である。本発明に従って製造された複合コアスパンヤーンのもう１つの例の写真である。もう１つの比較ヤーンの対応する写真である。

Claims

デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央ハードコアを有する実質的に無トルクの複合デュアルコアスパンヤーンであって、中央ハードコアがＩＳＯ２０６２の方法論に従って測定される５０％未満の破断伸びを有すると共にＺ撚りまたはＳ撚りを有し、繊維カバーリングが、コアと反対のＳ撚りまたはＺ撚りで、コア上で撚りが掛けられた繊維を含んでなり、コアとカバーリングの反対方向の撚りが、反対方向の実質的に等しいトルクを与える複合デュアルコアスパンヤーン。
請求項１に記載の複合コアスパンヤーンから織った布または編んだ布。
デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央ハードコアを有する実質的に無トルクの複合デュアルコアスパンヤーンの製造方法であって、中央ハードコアがＩＳＯ２０６２の方法論に従って測定される５０％未満の破断伸びを有し、
（ａ）２本の繊維スライバーを集束させてスピニングトライアングルを形成するステップと、
（ｂ）２本の繊維スライバーを中央コアに対して角度を付けて、中央ハードコアを２本の繊維スライバーの間のスピニングトライアングルに供給するステップであって、供給されたコアがスピニングトライアングルに案内され、完成複合ヤーンの撚りに対して過剰に撚りが掛けられたＺ撚りまたはＳ撚りを有するステップと、
（ｃ）コアをスピニングトライアングルに供給する速度を制御して、スライバーとコアの間の角度を補償し、そしてコアの解撚の伸びを補償するステップと、
（ｄ）供給されて過剰に撚りが掛けられたコアの撚りの約３０％〜約７０％に相当するコアとは反対のＳ撚りまたはＺ撚りで、コアのまわりに集束された繊維スライバーを紡績して、実質的に無トルクの複合コアスパンヤーンを得るステップと
を含んでなる方法。
デュアルスパン繊維カバーリングで被覆された中央ハードコアを有する実質的に無トルクの複合デュアルコアスパンヤーンを製造するための装置であって、中央ハードコアが、ＩＳＯ２０６２の方法論に従って測定される５０％未満の破断伸びを有し、コアがＺ巻きまたはＳ巻きを有し、そして繊維カバーリングがコアと反対のＳ巻きまたはＺ巻きを有し、
（ａ）２本の繊維スライバーをスピニングトライアングルに集束させるための手段と、
（ｂ）前記コアを２本の繊維スライバーの間のスピニングトライアングルに供給するための手段であって、それによって、２本の繊維スライバーをコアに対して角度をつけてコアがスピニングトライアングルに案内され、完成複合ヤーンの撚りに対して過剰に撚りが掛けられたＺ巻きまたはＳ巻きをコアが有する手段と、
（ｃ）コアをスピニングトライアングルに供給する速度を制御して、スライバーとコアの間の角度を補償し、そしてコアの解撚の伸びを補償するための手段と、
（ｄ）供給されて過剰に撚りが掛けられたコアの撚りの約３０％〜約７０％に相当するコアとは反対のＳ巻きまたはＺ巻きで、コアのまわりに集束された繊維スライバーを紡績して、前記実質的に無トルクの複合コアスパンヤーンを得るための手段と
を含んでなる装置。