JP6859030B2 - 紡績機の紡糸部およびその動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、紡糸部の紡糸ユニットに繊維材料が搬送される工程と、紡糸ユニットにより繊維材料から糸が製造される工程と、糸が紡糸ユニットの出口を通じて紡糸ユニットから引き出され、糸監視装置により少なくとも１つの糸パラメータが監視される工程と、糸が所定の巻取パラメータに基づいて巻取装置により芯管に巻き取られる工程と、芯管の交換および／または紡糸部の停止のために紡糸ユニットおよび巻取装置が停止される際に、監視されている糸パラメータが少なくとも１つの所定値から一定以上乖離した場合に、紡糸部の通常運転を中断するための停止シーケンスが開始され、紡糸ユニットおよび巻取装置が、上記中断によって生じた糸の終端部が巻取装置の芯管に巻き取られないように停止される工程とを含むことを特徴とする、紡績機の紡糸部の動作方法に関する。

本発明はさらに、繊維材料の入口と繊維材料から製造された糸の出口とを備える少なくとも１つの紡糸ユニットと、製造された糸を巻き取るための巻取装置と、紡糸ユニットから引き出された糸の少なくとも１つの糸パラメータを監視するための糸監視装置とを有することを特徴とする、糸を製造するための紡績機の紡糸部に関する。

紡績機は、一般的に、ストランド状の繊維材料（例えば、繊維束）に渦室内の空気ノズルにより生成された旋回空気流を適用することで糸を製造するエアジェット紡績機として構成することができる。エアジェット紡績機では、まず、ストランド状の繊維材料が、好ましくは紡糸方向において紡糸ノズルの上流に配置されたドラフト装置の排出ローラ対として構成される供給装置により、紡糸ノズルの方向に搬送され、紡糸ノズルにより負圧吸引される。その後、繊維材料は、紡糸ノズルの内部に進入し、紡錘形状の糸形成要素の入口開口に到達する。入口開口では、空気ノズルによって生成された旋回空気流の作用により、ストランド状の繊維材料の外側繊維が内側繊維の周りに巻回されることで糸が製造される。製造された糸は、紡糸ノズルの外部に配置された引出装置により引出チャネルを通じて渦室から引き出された後、巻取装置により芯管に巻き取られる。

本発明に係る紡績機は、ロータ紡績機として構成することもできる。ロータ紡績機では、ストランド状の繊維材料の繊維が開繊装置（通常は開繊ローラとして構成される）によって分離された後、紡糸ユニットの回転ロータに搬送される。ロータの回転に伴う遠心力により、個々の繊維がロータの内壁に当接されて互いに撚り合わされる。撚り合わされた繊維は、紡糸ユニットの出口から引き出され、下流の巻取装置の芯管に巻き取られる。

紡糸エラー（糸の厚み誤差、断裂、繊維ストランドの供給不足など）の発生や紡績機の一時的な停止により糸の製造が中断された場合、糸継ぎを行う必要がある。上記中断によって生じた糸の終端部（すなわち、糸製造の中断の際に最後に巻き取られた部分の端部）は、任意の中間工程（糸端準備処理など）を経た後、紡糸方向とは逆方向に搬送され、紡糸ユニットの出口から紡糸ユニット内に進入する。糸端は、紡糸ユニットに搬送された繊維材料またはその個々の繊維と重ね合わされ、紡糸ユニットから紡糸方向に引き出される。糸継ぎ工程が完了すると、通常の紡糸運転が再開され、紡糸ユニットに搬送された繊維材料から糸が製造される。

紡績機のタイプに関わらず、糸の製造が中断された場合には、ボビンに巻き取られた糸の一部を巻き戻し、紡糸方向とは反対方向に位置する紡糸ユニット内に逆搬送する必要がある。糸の巻き戻しは、通常、ボビンを逆回転させるか、作業ロボットなどの処理装置を用いてボビンから糸を引き出すことにより行われる。なお、本明細書中の「芯管」は、糸が巻回される部材を指し、「ボビン」は、芯管とこれに巻回された糸を合わせたものを指す。

本発明の目的は、糸継ぎ工程における糸の巻き戻し作業を容易にすることである。

上記目的は、独立請求項に記載の構成を備えた方法および紡績機により達成される。

本発明に係る方法は、紡績部の紡糸ユニットに搬送された繊維材料から糸を製造するための紡績機（好ましくは、エアジェット紡績機またはロータ紡績機）の紡績部の動作方法に関する。本発明に係る紡糸ユニットは、使用される紡績機のタイプにより、渦室やロータを有する。本発明に係る紡績部はさらに、糸搬送装置（例えば、エアジェット紡績機の場合はドラフト装置、ロータ紡績機の場合は開繊ローラ）や、紡糸ユニットから糸を引き出すための引出装置（例えば、引出ローラ対）などの、糸の製造に必要な要素を有する。

紡糸ユニットから引き出された糸は、糸監視装置によって少なくとも１つの糸パラメータ（太さ、毛羽立ち等、糸の品質を特徴付けるパラメータ、またはその経時変化）が検査された後、所定の巻取パラメータ（例えば、制御装置に記憶されている）に従って巻取装置により芯管に巻回される。巻取パラメータは、糸がボビンに巻き取られる際の配置や張力に影響を与える変数である。巻取パラメータには、例えば、芯管の回転速度、ボビン表面における糸の巻取角度、巻取り時の糸張力、および、糸をボビン表面に均等に巻き取るために一定の経路に沿って往復運動する綾振り装置の綾振り速度または周期、および綾振り幅が含まれる。

巻取装置の芯管の交換（すなわち、糸が一定量巻回された芯管と空の芯管の交換）および／または紡糸部の停止のために紡糸ユニット（ドラフト装置、開繊ローラ、引出装置などの糸製造に関わる要素を含む）および巻取装置が停止される際に、監視されている糸パラメータが少なくとも１つの所定値から一定以上乖離した場合に、糸の製造を中断するための停止シーケンスが開始される。

本発明に係る紡糸部の動作方法は、停止シーケンスにおいて、紡糸ユニットおよび巻取装置が、糸の終端部（すなわち、糸端）が巻取装置の芯管に巻き取られないように停止されることを特徴とする。紡糸ユニットが停止した時、糸端は、紡糸ユニットの内部または紡糸ユニットと巻取装置との間に位置する。すなわち、ボビン側の糸端は、ボビン表面に存在しないため、紡糸部の糸処理装置や、複数の紡糸部間を巡回する作業ロボットによって迅速に発見することができる。

したがって、本発明では、紡糸部の各要素が停止した後、糸の巻き戻しを行う際に、ボビン表面に巻き取られた糸端を、吸引装置等を用いて探索することなく容易に捕捉することができるため、糸継ぎ工程にかかる時間を低減することができる。

本発明では、糸継ぎに先立って行われる糸（糸製造の中断前に最後に巻き取られた部分）の巻き戻し作業（紡糸ユニットの内部または紡糸ユニットを通過した位置まで、糸端を紡糸方向と逆方向に搬送するために行われる）の効率を高めるために、上記停止シーケンスが開始された後、１つまたは複数の巻取パラメータの値が通常運転時の値から少なくとも一時的に変更される。

従来技術では、紡糸ユニットおよび巻取装置が停止するまで各巻取パラメータの値は一定に保たれる（すなわち、通常運転時の巻取パラメータの値から変更されない）。これに対し、本発明では、芯管に巻き取られた糸を糸継ぎの際に容易に巻き戻すことができるように、停止シーケンス中に１つまたは複数の巻取パラメータの値が変更される。巻取パラメータの調整は、特に、糸（糸製造の中断前に最後に巻き取られた部分）をボビンから容易に（すなわち、より小さな力で）巻き戻すことができるように行われる。

１つまたは複数の巻取パラメータの値は、停止シーケンスが開始された後、一度にまたは段階的に変更されることが好ましい。例えば、巻取パラメータは、１秒未満の間に、通常運転時の値から停止シーケンス時の値に変更される。また、巻取パラメータの方向や速度が急激に変更されるのを防ぐために、巻取パラメータは、１秒以上の間に徐々に変更されてもよい。また、巻取パラメータは、停止シーケンスの全期間にわたって変更されてもよいし、限られた期間にのみ変更されてもよい。

停止シーケンスが開始されてから巻取装置が停止するまでの間に芯管に巻き取られる糸の長さは、１〜３０ｍ、好ましくは２〜２５ｍである。停止シーケンス中に通常運転時の値から変更された巻取パラメータによって巻き取られた糸の長さを上記の範囲内とすることで、これに対応する、糸継ぎ工程の際にボビンから巻き戻すべき糸の長さの範囲を特定することができる。また、停止シーケンスが開始されてから巻取装置が停止するまでの時間は、好ましくは１０秒以下、より好ましくは５秒以下である。

停止シーケンス中に芯管に巻き取られる糸の張力（糸張力）は、少なくとも一時的に、通常運転時に芯管に巻き取られる糸の張力よりも小さいことが好ましい。停止シーケンス中は、通常運転時よりも緩やかに糸が巻き取られる。そのため、糸継ぎの際に、糸製造の中断前に最後に巻き取られた糸の部分（または糸端）を容易にボビンから巻き戻すことができる。停止シーケンス中の糸張力は、少なくとも一時的に、通常運転時の糸張力よりも５％以上、好ましくは１０％以上、より好ましくは２０％以上小さい。糸張力の低減は、例えば、停止シーケンス中に糸を綾振り装置から分離することにより行われる。

停止シーケンス中に巻き取られる糸の綾振り速度は、少なくとも一時的に、停止シーケンスが開始される前の通常運転時の綾振り速度から変更されることが好ましい。これにより、例えば、ボビン表面に巻き取られる糸の配列間隔を広げることができるため、巻き戻しの際に糸が絡まり合うリスクを低減することができる。また、綾振り速度の変更に合わせてボビンの回転速度および／または綾振り幅（すなわち、綾振り装置の２つの折り返し点の間隔）も適宜調整することで、糸切れを防止することができる。

停止シーケンス中に巻き取られる糸の綾振り周期は、少なくとも一時的に、停止シーケンスが開始される前の通常運転時の綾振り周期から変更されることが好ましい。これにより、例えば、ボビン表面に巻き取られる糸の配列間隔を広げることができるため、糸の巻き戻しが容易になる。さらに、ボビンの回転速度および／または綾振り幅を適宜調整することで、糸切れを防止することができる。

また、糸の綾振り速度および綾振り周期は、ボビンの回転速度とともに、ボビン表面に巻き取られる糸の配列間隔が通常運転時よりも狭くなるように調整されてもよい。これにより、ボビン表面において糸を平行に巻き取ることができる。

停止シーケンス中に巻き取られる糸の綾振り幅は、少なくとも一時的に、停止シーケンスが開始される前の通常運転時の綾振り幅よりも小さいことが好ましい。例えば、停止シーケンス中にボビンに巻き取られる糸の綾振り幅（すなわち、ボビンの回転軸方向における糸の移動範囲）は、通常運転時の綾振り幅の５０％以下、好ましくは３０％以下である。停止シーケンス中に小さな綾振り幅で糸が巻き取られるボビン表面上の領域は、ボビンの幅方向における中央付近であってもよいし、端部付近であってもよい。

停止シーケンス中の芯管の回転速度は、少なくとも一時的に、停止シーケンスが開始される前の通常運転時の回転速度よりも小さいことが好ましい。例えば、上記回転速度は、連続的または段階的にゼロまで低減される。また、上記回転速度の変化に合わせて綾振り幅、綾振り速度および綾振り周期を適宜調整することで、糸張力を所定範囲内に維持することができる。

停止シーケンス中に、少なくとも一時的に、芯管が芯管の駆動装置から分離されるか、または、上記駆動装置が停止されることが好ましい。これにより、ボビンの回転速度を低減することができる。

また、巻取装置に制動装置を配置し、上記制動装置により停止シーケンス中に芯管の回転速度を低減してもよい。制動装置は、例えば、運搬装置に固定され、ボビンの制動を行う際に芯管の表面に接触することができる摩擦要素を備える。制動装置は、停止シーケンス中に異なる強さでボビンを制動することができるように構成されてもよい。これにより、例えば、ボビンの回転速度を始めは緩やかに減速し、停止シーケンスの最後に急速にゼロまで減速することができる。

本発明はさらに、繊維材料の入口と繊維材料から製造された糸の出口とを備える少なくとも１つの紡糸ユニットと、製造された糸を巻き取るための巻取装置と、紡糸ユニットから引き出された糸の少なくとも１つの糸パラメータを監視するための糸監視装置とを有することを特徴とする、糸を製造するための紡績機の紡糸部に関する。また、本発明に係る紡糸部は、これを制御するための制御装置を含むか、または、同制御装置に連動可能に接続されている。上記制御装置は、本発明に係る紡糸部の各動作方法およびこれらの組み合わせにしたがって本紡績機の各構成要素を動作できるように構成される。

本発明に係る紡績機は、先述および後述の構成を備える紡績機の他、これらの構成を組み合わせた紡績機も含む。

本発明のさらなる利点は、以下の実施例において説明する。
図１は、本発明に係る紡績機の紡糸部の、一部の構成要素を示す概略図である。 図２は、図１に示す紡績機の紡糸部の、停止シーケンスが終了した後糸継ぎ工程が行われる前の状態を示す概略図である。 図３は、本発明に係る紡糸部の、通常運転時におけるボビンの状態を示す平面図である。 図４は、本発明に係る紡糸部の、停止シーケンスにおけるボビンの状態を示す平面図である。 図５は、本発明に係る紡糸部の、別の実施形態に係る停止シーケンスにおけるボビンの状態を示す平面図である。

図１は、本発明に係る紡績機をエアジェット紡績機として実施した場合の紡糸部の詳細を示す。紡糸部は、複数のドラフト装置ローラ１４を備えるドラフト装置１３を有する。ドラフト装置ローラ１４により、１つまたは複数のストランド状の繊維材料２が紡糸ユニット１の入口１０の方向に搬送される。紡糸ユニット１では、繊維材料２から撚糸が製造される。

紡糸ユニット１の内部には、渦室が設けられている。渦室では、旋回空気流により繊維材料２の繊維に撚りが付与され、糸４が形成される。糸４は、引出装置１２（好ましくは、引出ローラ対として構成される）により出口９を通じて紡糸ユニット１から引き出された後、巻取装置５により芯管６に巻き取られる。芯管６は、芯管６の駆動装置７により回転される。

紡糸部はさらに、上述および後述の各構成要素を動作させるための制御装置８（不図示）を有する。

本発明に係る紡糸部がロータ紡績機の紡糸部である場合、ドラフト装置１３の代わりに、供給された繊維材料２を個々の繊維に開繊するための開繊装置が配置される。また、上記紡糸部は、渦室を備える紡糸ユニット１の代わりに、高速回転するロータを備えた紡糸ユニット１を有する。ロータは、個々の繊維から糸４を形成するために用いられる。

本発明に係る紡糸部において、糸の品質を監視するための糸監視装置３により、糸の品質に関して所定値から一定以上の乖離が検出された場合、あるいは、芯管の交換やメンテナンスのために紡糸部を停止する場合、糸の製造は中断される。

従来技術では、紡糸部の運転が停止される際、既に製造された糸４の糸端１７（図２を参照）はボビン１５の表面に巻き取られていた。これに対し、本発明では、紡糸ユニット１、引出装置１２および巻取装置５のボビン１５が停止した時に、糸端１７が紡糸ユニット１の内部または紡糸ユニット１の出口９とボビン１５との間に位置するように停止シーケンスが実行される（図２を参照）。

停止シーケンスが終了すると、糸継ぎ工程が行われる。糸継ぎ工程では、まず、ボビン１５に巻き取られた糸４の終端部（すなわち、糸端１７）がボビン１５から巻き戻される。ここで、必要に応じ（例えば、上記部分が品質基準を満たさない場合）、紡糸ユニット１により上記終端部が糸４の残部から切除される。続いて、糸製造の中断により生じた糸端１７（または糸４の一部を切除することにより生じた糸端１７）が、糸継ぎのために、紡糸ユニット１の内部または紡糸ユニット１を通過した位置まで紡糸方向と逆方向に搬送される。

本発明では、糸継ぎに際して必要な量の糸を巻き戻すことを可能にするために、停止シーケンス中に、１つまたは複数の巻取パラメータの値を紡糸部の通常運転時の値から変更する。

図３は、通常運転時のボビン１５を示す。糸４は、ボビン１５に巻き取られる際、綾振り装置１６により、ボビン１５の回転軸と平行な方向に往復移動するように案内される。

図４は、停止シーケンス終了時のボビン１５の様子を示す。図示のように、最外糸層の形成時に綾振り装置１６の綾振り速度を増大することで、糸４の配列間隔が広がる。これにより、上記糸層から容易に糸を巻き戻すことができる。上記方法に代えて、あるいは上記方法とともに、例えば、図４に示す制動装置１１を作動することにより、ボビン１５の回転速度を低減してもよい。

図５は、図４とは異なる態様で糸４が巻き取られた停止シーケンス終了時のボビン１５の様子を示す。ここでは、糸４が、通常運転時にはボビンの全幅に沿って綾振りされるのに対し、停止シーケンス中はより小さな綾振り幅Ｂに沿って巻き取られる。なお、図５においては、最外糸層のみが小さな綾振り幅で巻き取られているが、これに限定されるものではなく、複数の糸層が小さな綾振り幅で巻き取られてもよい。

本発明は、図示および説明されている実施形態に限定されない。説明された特徴が、明細書や特許請求の範囲において異なる部分、または異なる実施形態において図示および説明されていたとしても、これらの組み合わせのほか、特許請求の範囲の枠組みの中における種々の変形が可能である。

１：紡糸ユニット
２：繊維材料
３：糸監視装置
４：糸
５：巻取装置
６：芯管
７：駆動装置
８：制御装置
９：紡糸ユニットの出口
１０：紡糸ユニットの入口
１１：制動装置
１２：引出装置
１３：ドラフト装置
１４：ドラフト装置ローラ
１５：ボビン
１６：綾振り装置
１７：糸端
Ｂ：綾振り幅

Claims (9)

1. 紡糸部の紡糸ユニット（１）に繊維材料（２）が搬送される工程と、
   前記紡糸ユニット（１）により前記繊維材料（２）から糸（４）が製造される工程と、
   前記糸（４）が前記紡糸ユニット（１）の出口（９）を通じて前記紡糸ユニット（１）から引き出され、糸監視装置（３）により少なくとも１つの糸パラメータが監視される工程と、
   前記糸（４）が所定の巻取パラメータに基づいて巻取装置（５）により芯管（６）に巻き取られる工程と、
   前記芯管（６）の交換および／または前記紡糸部の停止のために前記紡糸ユニット（１）および前記巻取装置（５）が停止される際に、監視されている前記糸パラメータが少なくとも１つの所定値から一定以上乖離した場合に、前記紡糸部の通常運転を中断するための停止シーケンスが開始される工程とを含み、
   前記停止シーケンスにおいて、前記紡糸ユニット（１）および前記巻取装置（５）は、前記中断により生じた前記糸（４）の終端部が前記芯管（６）に巻き取られないように停止され、
   前記停止シーケンスが開始されてから前記巻取装置（５）が停止するまでに前記芯管（６）に巻き取られた前記糸（４）を容易に巻き戻すことができるように、前記停止シーケンスの開始後、１つまたは複数の前記巻取パラメータの値が少なくとも一時的に変更され、
   前記値が一時的に変更される前記巻取パラメータは、前記芯管（６）に巻き取られる前記糸（４）の綾振り幅（Ｂ）を含み、前記停止シーケンス中の前記綾振り幅（Ｂ）は、少なくとも一時的に、前記停止シーケンスが開始される前の通常運転時の前記綾振り幅（Ｂ）よりも小さいことを特徴とする紡績機の紡糸部の動作方法。
2. 前記１つまたは複数の巻取パラメータの値は、前記停止シーケンスが開始された後、一度にまたは段階的に変更されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記停止シーケンスが開始されてから前記巻取装置（５）が停止するまでの間に前記芯管（６）に巻き取られる前記糸（４）の長さは、１〜３０ｍ、好ましくは２〜２５ｍであり、および／または、前記停止シーケンスが開始されてから前記巻取装置（５）が停止するまでの時間は、１０秒以下、好ましくは５秒以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記停止シーケンス中に前記芯管（６）に巻き取られる前記糸（４）の張力は、少なくとも一時的に、前記停止シーケンスが開始される前の通常運転時に前記芯管（６）に巻き取られる前記糸（４）の張力よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記停止シーケンス中に前記芯管（６）に巻き取られる前記糸（４）の綾振り速度は、少なくとも一時的に、前記停止シーケンスが開始される前の通常運転時の綾振り速度から変更されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 前記停止シーケンス中の前記芯管（６）の回転速度は、少なくとも一時的に、前記停止シーケンスが開始される前の通常運転時の回転速度よりも小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 前記停止シーケンス中に、少なくとも一時的に、前記芯管（６）が前記芯管（６）の駆動装置（７）から分離されるか、前記駆動装置（７）が停止されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 前記巻取装置（５）は、制動装置（１１）を備えており、
   前記制動装置（１１）により、前記停止シーケンス中に前記芯管（６）の回転速度が低減されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 繊維材料（２）の入口（１０）と、前記繊維材料（２）から製造された糸（４）の出口（９）とを備える少なくとも１つの紡糸ユニット（１）と、
   前記糸（４）を巻き取るための巻取装置（５）と、
   前記紡糸ユニット（１）から引き出された前記糸（４）の少なくとも１つの糸パラメータを監視するための糸監視装置（３）とを有する、糸（４）を製造するための紡績機の紡糸部であって、
   前記紡糸部はさらに、請求項１〜８のいずれかまたは複数に記載の方法を実行できるように構成された制御装置（８）を有するか、または、前記制御装置（８）に連動可能に接続されていることを特徴とする紡糸部。

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