JPS5824552B2 - カットパイルの製造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカットパイルの製造方法並びに装置に関し、更
に詳しくは、レーザー光線を使用してループ状浮き糸を
切断してカットパイルを作る方法及びそれを実施する装
置に関する。

種々のパイル織物の製造に際して、布面に形成されたル
ープ状浮き糸を切断してカットパイルを製造することが
行われている。

このようなカットパイルは殊に、ベルベットの、ループ
とフックとから成るベルベット式ファスナ（登録商標「
ベルクロＶＥＬＣＲＯＪとして知られている）、および
機械製のカーペット等の製造において形成される。

最近では、布面にループを有するほぼ５Ｃ′ｆｒＬ巾の
テープにフックを形成するためにループ状浮き糸の所定
部分をレーザービームを利用して切断することが提案さ
れている。

レーザービームを利用することは米国特許第３，６３４
，６４６号明細書において開示されている。

この米国特許明細書では２種類の切断方法が提案されて
いる。

そのうちの１つの方法によれば、テープの巾方向にレー
ザービームを照射し、そしてテープの巾方向の中央部に
焦点を当てるようにして、ループ状浮き糸の２つの脚部
の一方（前記米国特許明細書の第３図参照）を切断して
いる。

もう１つの方法によれば、レーザービーム装置の前面に
おいてテープの巾方向に延在する穴のあいたマスクを通
して、レーザービームをテープの長手方向から照射して
いる。

マスクはレーザビームの一部を通過させるだけである。

従ってこのような方法ではレーザービームのエネルギー
の大部分は無駄に使われ、しかも切断すべき糸が合成繊
維である場合には燃焼によって切断されるよりもむしろ
溶融により切断され、その結果出来上った製品の品質は
あまり良くない。

すなわち切断面がきれいでなく、そして効率が非常に低
い。

更に、前述のような２つの方法はいずれも非常に巾の狭
いテープにのみ適用できるだけであり、従って被服用の
布、たとえばベルベットでは巾がずっと広いので、前述
の方法を適用することは出来ない。

一般にベルベット布を作るために糸を切断し、その布を
製造することは、最もデリケートな操作１こ属する。

極く細かいベルベットの場合、この操作は布のループ状
浮き糸のうねに係合するような案内にナイフを固定した
器具を使って実施される。

これらのループ状浮き糸のうねは、布の表面に隣り合っ
て作られ、うね状に並んだループよりなっている。

一枚の布の両方の端を合わせてミシン掛けしてエンドレ
スにされた布のバンドが作られ、このようにして、一つ
のうねの端は隣りのうねの端と一致するようにされてい
て、ナイフはそのように構成された連続したうねの一端
の処でループの中に挿入され、そして布のバンドを回動
シて、全部のループ状糸を切断し、その回動は全部のル
ープ状浮き糸のうねが切断し終るまで続けられる。

この操作は３００ｍＸ０．７０ｍの布をパイル布とする
ために１２時間もの時間を要する。

刃物が切れなくなると、布に欠点が生じ、その布ははん
ば切れとして売ることになる。

１枚の布を切断する間に刃物を取り替えたがために生ず
る欠点はベルベットの光沢が明らかに変化し、かなりの
損害を生ずることにある。

このようなループ糸を切断する方法は、合繊糸のループ
状浮き糸の切断用には応用できない。

従ってこの方法で製造しているベルベットは殆んど綿製
であり、切断刃物は合繊の布を切断するには不適当であ
る。

その上切断刃物を使用することは速くても切断速度は３
〜５ｍ／Ｓであり、それも一つの欠点である。

本発明の目的は上述の欠点のない方法を得るにある。

即ち、本発明は、第一に、布の表面にあるループ状浮き
糸を切断する方法であり、集光したレーザー光線ビーム
（すなわち焦点に集められたレーザービームで切断が行
なわれる。

その特徴はそのレーザー光線ビームの焦点領域がループ
状糸の頂部と次々に接触するように移動できて、その糸
を構成する繊維の部分が燃焼するに充分な時間に亘って
接触していることである。

本発明の方法を実施する装置としては、布の長手方向に
一列に並んだループ状浮き糸に挿入可能なループ状浮き
光用ガイドおよびこのガイド上にレーザービームを集光
させるレンズから成り、前記レンズは布の上方から布面
にほぼ垂直にレーザービームを照射するように配置され
、ガイドに案内されるループ状浮き糸の頂部にレーザー
ビームの焦点領域を当てるようになっている。

本発明を図面に従って詳述する。

第１図はベルベット布とするため布Ｔのループ状浮糸を
切断するための装置を示し、この装置は布を送るための
公知の布送り機械のフレームの上に取り付いている。

図でこの機械はフレーム１で示してあり、布の送り装置
は削除しである。

即ちこの機械それ自体は本発明に関係がないから省略し
である。

この場合布の移動方向は第１図及び第３図の平面に対し
て直角であって、経糸の走っている方向であるが、本発
明はそうした状態に限定されるものではない。

即ちループ状浮き糸のうねが緯糸の走っている方向にあ
りそのループ糸を切断する場合でも同様である。

第２図及び第３図に示した一対の平行状態の円筒レール
２が第１図の２本の横立壁３，４を介して機械のフレー
ム１に固定されている。

この一対のレール２上にはその上を摺動するキャリツヂ
５が取り付いていて、その移動は第１図で示したニュー
マチックモーター７で動かされ、第１図及び第２図に示
したウオーム６でコントロールされる。

キャリツヂ５は、第３図のようにクロスパー１０とボル
ト１１と２個の側壁８，９とで構成され、２個の側壁８
，９は互に隔だたっている。

第２図で詳細に示したように、布Ｔは２対のローラＲ１
，Ｒ２及びＲ３、Ｒ４の間で掴まれている。

これらのローラは布Ｔの送りローラであり、引き出しロ
ーラＲ１，Ｒ２の回転は、加張ローラＲ３、Ｒ４よりは
速く回転するようになっていて、従って布Ｔは加張され
ていて、そして第３図のようにシュー８ａ 、９ａの下
面で支えられている。

キャリッジ５′には又平行の円筒レール１２があ。

す、そのレールには第３図のように２個の極く弱いセン
ターリング用反撥スプリング１４及び１５があり、それ
によって第２のキャリツヂ１３を中央位置に至らしめる
ようになっていて、そのスプリング１４，１５は側壁８
，９と第２のキャリツシヂ１３の両エッヂの間に圧縮状
態で取り付いている。

又別の改良構造においては、これ等のスプリングは後述
のようになくてもよい。

第２のキャリツヂ１３の位置はミリング機械加工された
溝１６ａを有するブロック状検出器１６である流体検出
器Ｊで検出される。

スクリーン１７がその溝１６ａの中にありキャリツヂ１
３にしっかりと取り付いている。

検出器１６のリム１６ｂには排出口があって、そして受
は取り口はリム１６ｃにあり、前記排出口と反対Ｊ位置
にある。

その受は取り口に入って来る空気の量は、スクリーン１
７が溝１６ａの中に突入している量の函数値である。

従ってキャリツヂ５に対するキャリツヂ１３の位置の函
数値である。

この信号の使い方は後述する。

４第２のキャリツヂ１３には集
光レンズ１８があり、その位置は第２図においてＴ状ダ
クト２０の片方の支管１９の軸上にあり、そのＴ状ダク
ト２０の水平支管２１はキャリツヂ５の側壁８，９の間
に保持されている。

第３図のようにこの水平ブランチ２１の中央孔は側板９
にある穴２２に連結されている。

支管１９及び２１の中間にミラー２３があり、それぞれ
の軸に対して４５°傾むいていて、そのミラー２３は２
本のボルトと支持部材２４を使って側板８に固定されて
いる。

第１図のようにレーザー光源２６から出たレーザー光線
は２個のレンズ３９ａ 、３９ｂ及び２個のミラー２７
．２８によって水平支管２１及び穴２２の軸に平行なレ
ーザー光線となる。

使用されるレーザー光線の特徴は後に述べる。

図示してない圧搾空気源は第２図のようにノズル４８が
連結されていて、そのノズル４８はレンズ１８の焦点域
へジェット状の圧搾空気を送るものである。

第２図においてキャリツヂ５には又、Ｕ字形をしたアー
ム２９よりなる案内且つ安全機構があり、その機構はロ
ンド３０を軸として回転するものであり、加張スプリン
グ３１で引張られている。

このアームの自由端にはガイド３２、取り外し用カム３
３及び第２のキャリツヂ１３に固定されたスプリング３
５用のストップ３４がある。

このカム３３はアーム２９のＵ字形断面をした支管の間
でアームに係合し、カムにある楕円形の孔３３ａの中に
嵌っているペッグ２９ａでその係合位置が保たれている
。

従って、カム３３及びガイド３２はアーム２９に対して
横方向と長手方向の２方面に自由に動くことができる。

カム３３には更に２個の横ガイド３３ｂがあり、第３図
に詳記したように、そのガイド３３ｂは２個のガイド１
３ａ 、 １３ｂの間の溝に係合するように設計されて
いる。

バー３６は第１のキャリツヂ５にピボット式に支えられ
ていて、その一端にはストップ歯３Ｔがあり、他端には
ローラよりなるカムフォロアー３８がある。

前述したように第２のキャリツヂ１３の位置は検出器１
６で検知される。

リム１６ｃの受は取り口の後の処で測定された空気圧値
は、溝１６ａの中へとスクリーン１γの突入深さの特性
を表示している。

第４図及び第５図に示したように受は取り口の測定値は
増幅装置４０の入口に連結され、そこで増幅された信号
は、アナログサーボバルブ４１を作動する。

そのアナログーボバルブ４１はキャリツヂ５を１方向に
動かすニューマチツクモーター７の回転をコントロール
し、又はキャリツヂ１３に対してキャリツヂ５の位置を
中心位置に保つような王台にウオーム６によってキャリ
ツヂ５を一方又は他方に動くようコントロールす４第５
図には検出器１６で得られた流体信号を扱うために使用
された流体式コントロールダイヤグラムを示す。

この回路は、圧搾空気源４２がら空気が送られる検出器
１６とフィルター４３と減圧装置４４とよりなる。

検出器１６の出口配管の中の空気圧は作動増幅装置４０
で増幅され、その装置４０の出口にサーボバルブ４１に
連結されている。

このサーボバルブ４１はバルブ４５と空気の中に噴霧状
油を加える潤滑装置４６を介して圧搾空気源４２に連結
している。

アナログバルブから来るアウトプットはウオーム６を動
かす可変速度ニューマチックモーター７に連結されてい
る。

第２図に示したように、レーザー光線はレンズ１８で集
光され、スポットを形成し、ガイド３２が作動位置にバ
ー３６で支持された時に、ガイド３２の上にレーザー光
線は導かれる。

ガイド３２は布Ｔのループ状浮糸と係合するような設計
であり、従ってループ状浮糸は正確にスポットの位置に
あるようにすることができ、レーザー光線が正確にその
処に集光される。

ガイド３２は矢印Ｆの方向に作用する加圧がある限りそ
の作動位置に留まっていて、それはガイド３２に対する
布のループ状浮糸の抵抗が実質的にスプリング３５の力
とつり合う結果である。

若しこの力が大きくなると、即ち案内で布が破られたり
その他の理由のために大きくなると、矢印Ｆの方向に加
わる力は急激に増加し、そしてカム３３をこの矢印の方
向に押す。

従ってカム３３でフォロアー３８は押し上げられ、スト
ップ歯５γがアーム２９より外れると、アーム２９は一
点鎖線で示した位置にスプリング３１で急激に後退する
。

反対に若しこの力が弱くなれば、スプリング３５はカム
３３をＦとは反対方向で、そしてフォロアー３８が、上
昇させられるように押す。

アーム２９はストップ歯３７から離れそしてガイド３２
はループ状浮き糸から離れる。

布Ｔがシュー８ａ、９ａの下を急速に動く間にガイド３
２は可変の振幅、可変の振動数を有する横方向の運動を
受ける。

布は毎秒数メートルの速度で通過するからして、容易に
理解できることは、ガイドと係合しているループ状浮き
糸は、十分の１Ｎから数確の範囲で横方向に動く。

このガイドの目的は、ガイドの運動に充分にならってル
ープ状浮き糸が動くようにすることにある。

第２のキャリツヂ１３とガイド３２とは固定結合状態で
あるからして、ガイド３２が横に動けば第２のキャリツ
ヂ１３も同じように横方向に動く。

この第２のキャリツヂ１３のイナーシャ−は横運動に対
して殆んど抵抗がないよう出来るだけ小さく設計されて
いる。

第２のキャリツヂ１３とレンズ１８とは、固定であるか
らして、このレンズに達したレーザー光線は平行である
から、レーザー光線のスポットはガイド３２の位置にあ
り、従って布が通過する時に布が横方向に振動しても布
のループ状浮糸を正確に切断する。

同時に、ノズル４８はジェット気流を供給するが、その
気流は空気でも、水でもニュートラルガスでもよい。

この気流を送る目的は、集光されたレーザー光線の効率
を減するような燃焼ガスをそこから取り払うためである
。

検出器１６によって得られ、増幅装置４０に伝達された
空圧は第２のキャリツヂ１３の移動の結果に比例して変
化し、そのために、増幅装置４０の何れか一方の出口に
見られる増幅された信号は、その信号値に比例してサー
ボバルブ４１を成る方向に動かすようになる。

従って第１図に示したニューマチックモータ１は信号値
に比例した速度で成る方向又は他方へと回転し、そして
このモーターの回転はウオーム６及びキャリツヂ５に伝
達される。

このサーキットにイナーシャ−があれば、モーター７は
ある遅れで逆もどりするだけである。

例えば、第２のキャリツヂ１３が小さい振動的運動をし
、その振動数は一例として２０乃至５０ヘルツの程度の
振動だと仮定すれば、キャリツヂ５には実質的に移動が
見られない。

それは第２のキャリツヂ１３の平均的運動量に対応して
移動するのみだからである。

若し、振動頻度が少なくなり、その幅が大きくなると、
キャリツヂ５は実際的に動くが、遅延効果のために移動
の幅は極く僅かである。

これに比べて、第２のキャリツヂ１３の移動は、小さく
且つ振動がともなわなくてもキャリツヂ５はそれに追従
して移動する。

このためにループ状浮き糸のうねから隣りのループ状浮
き糸のうねへとキャリツヂ５は正確に移動する。

このことはスプリング１４，１５は使わなくてもよいこ
とを示し、第２のキャリツヂ１３は流体方式で中央位置
とすることができる。

計算によれば、レーザースポットの強度は実際的に不変
であり、ミラー２３とレンズ１８との相互関係は、何ち
らかに２７Ｉｇｌを超えない程度の相互移動があるにす
ぎない。

レンズ１８とガイド３２で構成された光学的システムは
小さい移動可能部材である第２のキャリツヂ１３で固定
されているからして、レーザー光線の焦点はそこを通過
する織物に対して横方向の移動は見られず正確に作用す
る。

キャリツヂ５には流体的コントロールサーキットがある
からして、ミラー２３によって反射した平行光線のビー
ムの軸と、レンズ１８の光学的軸との間のずれた距離は
、前記２ｍを超えることなく、従ってレーザースポット
の高さにおける加熱力は実質的に一定である。

２個のキャリツヂを含む機構とした本発明の利点として
は、小さい振幅の急激な横方向の振動は、第２のキャリ
ツヂ１３で忠実に再現されることにあり、フィルター現
象が第２のキャリツヂ１３とキャリツヂ５の間に見られ
る。

レーザービームは平行光線であるからして、且つレーザ
ー源は無限の処にあるからして、ミラー２３とレンズ１
８との相対的移動があっても焦点の存在位置には無関係
であるが、僅かにその力に関係するにすぎない。

力の損失は２個のキャリツヂ５と１３との間が±２ｍを
超えない間は顕著ではない。

本装置で使用されるレーザー光線は僅か数百Ｗの力を有
するＣＯ２レーザーであり、そして１０．６μｍの波長
を発生する。

本例では、レーザー光線の光源２６から発生した平行光
線のビームの直径は８７１ｇｌ１である。

このビームは焦点距離Ｆの第１の集光レンズ３９ａを通
過する。

第１のレンズ３９ａから３Ｆの距離の処にある焦点距離
２Ｆの第２の焦光レンズ３９ｂによって、拡散状のビー
ムは直径１６ｆｌ！の平行ビームの形にと直線化される
。

焦点ｄの直径はレンズ１８で集光されたビームの直径り
に明白に逆比例し、そのｄは次式で表わされる。

ここでλはレーザー光線２６から発した波長、ｆはレン
ズ１８の焦点距離である。

従って実際的な可能限度以内でレンズ１８で集光された
ビームの直径を大きくすることは好ましい。

焦点の高さの処で得られる力は、布の移動速度よりも数
倍大きい切断速度の場合であっても充分な切断する力で
ある。

実際的に、他の条件によって明らかにこのレーザーの能
力は減少するものである。

布Ｔの移動方向に対してガイド３２上のレーザースポッ
トの作用点より後ろの第２図のガイド３２の上には切断
刃３２ａがある。

この切断刃３２ａはレーザー光線で切断され損じたフィ
ラメントを切断するためのものである。

この切断刃は勿論なくてもよい。

図示してない１例では、レーザースポットは、２つの隣
り合ったループ状浮き糸のうね間の距離に等しい距離だ
け、ガイド３２に対して横方向に移動させることができ
るようなものもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する一実施態様の側面図、
第２図は、第１図又は第３図の…−■線上の詳細断面図
、第３図は、第２図の■−■線上の断面図、第４図は、
流体コントロール回路のブロック線図、第５図は、第４
図のフロック線図用のコントロールダイヤグラム、をそ
れぞれ示す。 尚、２，１２は円筒レール、３，４は横立壁、５．１３
はキャリツヂ、８，９は側壁、１０はクロスバ−１１６
は検出器、１１はスクリーン、１８は集光レンズ、１９
，２１は支管、２０はＴ状ダクト、２３，２７，２８は
ミラー、２４は支持部材、２６はレーザー光源、３２は
ガイド、３２ａは切断刃、３７はストップ歯、３８はカ
ムフォロアー、４０は作動増幅装置、４１はアナログサ
ーボバルブ、４２は圧搾空気源、４３はフィルター、４
４は減圧装置、４６は潤滑装置、４７はコントロールス
イッチ、４８はノズル、Ｔは布、ｄは焦点、Ｆ、ｆは焦
点距離、Ｄは直径、をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 布と集光レーザービームとを相対移動させて少なく
   とも布の片面に形成されたループ状浮き糸を連続的に切
   断する方法において、布の長手方向に一列に並んだルー
   プ状浮き糸に布の長手方向にガイドを挿入し、前記ルー
   プ状浮き糸はガイドに沿って移動し、一方前記ガイドに
   向ってレーザービームの焦点を当てるように布の上方か
   ら布面に実質的に垂直にレーザービームを照射し、それ
   によって前記集光レーザービームの焦点を前記各ループ
   状浮き糸に連続的に接触させてループ状浮き糸を切断す
   ることを特徴とするカットパイルの製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、集光レ
   ーザービームの焦点およびガイドを布の巾方向に移動さ
   せて、複数列のループ状浮き糸を順次切断することを特
   徴とするカットパイルの製造方法。 ３ 布の長手方向に一列に並んだループ状浮き糸に布の
   長手方向から挿入可能であるガイドと、レーザー光源か
   らのレーザービームを集光させるためのレンズとから構
   成され、前記レンズは布の上方から布面に実質的に垂直
   に前記ガイド上に焦点領域を当てるように配置されてい
   ることを特徴とするカットパイルの製造装置。 ４ 布の長手方向に一列に並んだループ状浮き糸に布の
   長手方向から挿入可能であるガイドと、レーザー光源か
   らのレーザービームを集光させるためのレンズと、前記
   ガイドおよび前記レンズを支承するキャリッジとから構
   成され、前記レンズは布の上方から布面に実質的に垂直
   に前記ガイド上に焦点領域を当てるように配置され、前
   記キャリッジは布の巾方向に移動可能であることを特徴
   とするカットパイルの製造装置。