JPS5857528B2 - 紡績糸及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は編織物を作る能率を向上させ、編織物としての
好ましい特性を発揮し得る紡績糸およびその能率的な製
造方法に関する。

編織等に使用されている従来の糸を大別すると紡績糸と
フィラメント糸になる。

紡績糸はカサ品性に富み、柔かく温かい特徴を持つ反面
太さの均一性に限度があり、特に太デニールの繊維から
細番手の糸を生産する場合太さの均一性は極端に悪くな
り、糸の生産そのものが困難となる。

そのため紡績糸使い編織物は表面の均一性に欠け、特に
高密度の編織物の製造は困難であった。

−カフィラメント糸は均一性に富み、細デニールの糸も
実現可能であるが、カサ品性に乏しく、その編織物は表
面が均斉な反面、冷たいあるいはぬめぬめした不快な感
触を与えるものであった。

前記のような昂情から、太さの均一な紡績糸を得るため
、あるいは逆に紡績糸の持つ優れた特徴を持ったフィラ
メント糸を得るため種々検討がなされている。

紡績糸を得る従来の方法を大別するとカード方式とトウ
紡方式に分けられ、さらにトウ紡方式にはパーロック力
式、ターボ・ステープラ′７５式、コンバーク方式およ
び直紡方式がある。

カード方式の場合、各ステーブル・ファイバが無秩序に
分布配夕１ルている綿塊から、これを開繊し配列させて
紡績糸を得る機構のため、得られる紡績糸の太さの均一
性には限界があり、均一性の極限はランダム・スライバ
のそれに一致すると結論されている。

すなわち紡績糸の平均断面繊維本数をＮとしたとき、ラ
ンダム・スライバ゛の糸ムラ率Ｕｏは となり、カード方式による紡績糸の糸ムラ率は上式の値
以下になることはない。

ここで糸ムラ率は紡績糸の太さムラの平均偏差率であり
、その値が小さいほど糸ムラは少ない。

トウ紡方式には前記の各方式があるが、トウからステー
ブル・ファイバを得る方法はトウを引きちぎるが、刃物
で剪断するかのいずれ力）である。

前者の場合は後述する理由で、後者の場合に切断されて
できた各ステープル・ファイバの切断端がスライバの長
さ方向における特定位置に集中するため、そのままでは
良好な紡績糸が得られず、切断端を分散させるために数
多くのダブリングとドラフトを繰り返す結果得られる紡
績糸の太さの均一性はカード力式による紡績糸の場合と
同様になる。

トウを引きちぎってスライバとする場合に得られるスラ
イバの太さの均一性について考えてみる。

供給するトウを構成しているフィラメントの本数をｎと
し、各フィラメントの太さはまったくムラのない均斉な
ものであると仮定する。

このトウをＩ）倍のドラフトをかけながら引きちぎって
スライバを作るものとし、引きちぎりの際の各フィラメ
ントの伸びは完全に回復すると仮定すると、トウの平均
断面繊維本数はｎ ／ Ｄとなる。

さらに各フィラメントの切断がランダムに発生すると仮
定すると、トウを構成していたフィラメントのうちの一
本が、切断後のスライバの任意の断面内に存在する確率
ｐは１／Ｄとなり、存在しない確率ｑは（１−ｐ）とな
る。

ｐ＝１．／Ｄ ｑ＝ｌ−ｐ スライバの断面繊維本数はこれらをｎ開力口えあわせる
ことにより得られ、それは２項分布することになり、断
面繊維本数がｒである確率ｐ （ｒ）は、ｐ（ｒ）−ｎ
Ｃｒｐｒｑ” ’ となる。

２項分布するデータの分散はｎ’ｐ’ｑであり、平均値
はｎ’ｐであるから、データのＣＶ係は、 となる。

すなわち０本のフィラメントからなるトウをＤ倍のドラ
フトをかけながらひきちぎってスライバとする場合、切
断がランダムに発生すると仮定したとき、スライバの断
面繊維本数のＣＶ％−力前述のランダム・スライバの断
面繊維本数００ のＣＶ％は 係である。

Ｎは平均断面繊維本Ｗ 数であり、トウを引きちぎってスライバとした場合のｎ
／ Ｄに相当する力）ら、引きちぎり方式のＣＶ％の
比は となるが、一般に引きちぎり方式のドラフト比りは１に
比較し大きく、上の値はほとんど１に等しい。

したがって引きちぎり方式においても得られる紡績糸の
太さの均一性はたかだかランダム・スライバの太さの均
一性程度である。

以上述べたように従来の紡績法を用いるかぎり、いずれ
の方法においても紡績糸の太さの均一性には限度がある
。

他方フィラメント糸にカサ高さ、柔かさを与え紡績糸に
近い風合を持たせるいくつかの提案がなされている。

特公昭３９−６５９２、特公昭４０−１９６９７、特公
昭４．９−１３３６３９などがそれであり、いずれもフ
ィラメント糸の表面に毛羽が生じさせ、カサ高さ、感触
などを改善しようとまるものである。

しかしこれらの方法によって得られる糸は糸表面に毛羽
があり外観上紡績糸に近似しているというだけであり、
カサ高さ、柔かさ、編織物表面の触感は紡績糸のそれに
はほど遠いものであった。

さらにフィラメント糸を紡績糸風に力ロ工する別の方法
として特開昭５０−１５４５５０が提案されている。

この方法はポリエステル未延伸糸を用いて、特定の条件
で延伸と熱処理を行ない各フイラメンＩ・の所々に弱点
を付与し、これを牽伸して切断し糸状に集束するもので
ある。

したがって繊維の切断端は糸の表面のみならず糸の内部
にまで存在し前記の公知の方法に比較してより紡績糸に
近い糸を与える進んだ方法といえる。

しかしこの方法の場合、各フィラメント中に存在する弱
点は全くランダムであるため牽伸切断後に得られる短繊
維の長さはきわめて不揃いとなるため、紡績糸の特徴を
完全に発揮するにはいたっていない。

さらに本願発明の先行技術として本発明者らの提案した
特願昭５０−１５７１６号、特願昭５０−２３０８号が
あるが、詳細な条件についての検討が不足しており、未
だ満足された技術ではない。

以上述べた諸点に鑑み本発明はなされたのである。

すなわち本発明方法は、実質的に無ヨリの連続多線糸条
を給糸ローラ、回転している中空円筒状カッタおよび送
り出しローラの順に供給して各連続フィラメントをステ
ーブル状に切断し、しかも繊維束全体としての連続性を
維持させつつ送り出しローラから排出し、続いて該繊維
束を糸状に集束し巻取る紡績糸の製造方法において、給
糸ローラに対する送り出しローラの表面速度比を１．０
１以上１２０以−干、中空円筒状カッタの回転速度を１
、、０００ ｒｐｍ以上、中空円筒状カッタの中空部に
内接することによる連続多繊条糸の屈折角を１５°以上
４５°以下に保ち、連続多繊条糸をその弾性限界内の応
力で、しかも各連続フィラメントの切断端が糸軸方向に
ランダムに分散するように切断することを特徴とする紡
績糸の製造方法である。

本発明方法において連続多繊条糸とは、ポＩＪ １ステ
ルあるいはポリアミド系合成繊維をいう。

本発明の原料となる繊維は、連続多繊条糸であり、無ヨ
リでかつ各連続フィラメントを相互に離反しているのが
好ましい。

本発明は連続多繊条糸を構成している各連続フィラメン
トをステーブル状に切断しながら、なおこのステーブル
状繊維で構成されている繊維束の連続性を維持せしめる
ものであるため、各連続フィラメントの切断点はできる
たけランダムに分散するのがよく、このために原料の連
続多繊条糸は実質的に無ヨリであることが必要であり、
具体的には１００ Ｔ／ｍ以下のヨリ密度のものを使用
するのが好ましい。

もし連続多繊条糸に力りえられたヨリ密度が前記値より
著しく大きい場合、あるいは糊剤や樹脂類で各連続フィ
ラメントが相互に固着していたり、熱融着されている場
合には、連続多繊条糸の表面に露出しているフィラメン
トしか切断されず中心部のフィラメントは連続した形で
残り、全体を均一にステーブル化することができず、紡
績糸の持つカサ高で柔かく湛かい風合を発揮できない。

あるいはこのようにフィラメント相互の易動性の悪い連
続多繊条糸について中心部のフィラメントまで切断させ
るためカッタの作用を強くすると連続多繊条糸全体が一
ケ所で切断されることになる。

また連続多繊条糸を構成するフィラメントの本数は多い
ほど、フィラメントをステーブル状に切断したときこの
ステーブル状繊維で構成されている繊維束のまとまりが
良く、フィラメントの本数は１５本以上であることが好
ましい。

本発明に使用する装置は給糸ローラ、回転している中空
円筒状カッタおよび送り出しローラからなる。

いうならば連続多繊条糸の切断装置とステーブル状に切
断された繊維で構成されている繊維束を糸状に集束する
集束装置とから構成される装置が適している。

ここで給糸ローラと送り出しローラとの表面速度比が連
続多繊条糸の各連続フィラメントをステープル状に切断
するために重要であり、前者に対する後者の表面速度比
は１．０１以上、１２０以下の範囲内にある必要がある
。

すなわちこの表面速度比が１．０１より小さいとフィラ
メントの切断が全く生じないか、生じたとしてもごくわ
ずかであり紡績糸としての好ましい特徴が発揮できない
。

表面速度比が１．２０より大きくなると、連続多繊条糸
の各連続フィラメントを切断して生じたステーブル状繊
維で構成されている繊維束の連続性を繊持するのが困難
になり、連続して紡績糸を作ることが不可能となる。

第１図は本発明を実施する装置の一例を示す断面図でパ
ッケージ１に巻力）れた連続多繊条糸２は給糸ローラ３
に把持されて引き出され、送り出しローラ５との間に設
けた中空円筒状力ツク４ａによってステーブル状に切断
され、ステーブル状繊維よりなる繊維束２ａは送り出し
ローラ５により排出される。

送り出しローラ５の下流側にはリング６、スピンドル７
および］・ラベラ８を使用した撚糸装置９によって力ｐ
撚されたバー７１０に巻き取られる。

中空円筒状カッタ４ａは支持具４ｂを介して中空スピン
ドル４ｃに取り付けられており、ベルト（図示せず）に
よって１駆動される（第２図）。

連続多繊条糸２は中空円筒状力ツク４ａの中空部に内接
しており、該中空部の連続多繊条糸を接する部分は砥粒
等を付着させた粗面であることが好ましく、鋭利な角を
有する構造物で構成された必要がある。

さらに中空円筒状カッタ４ａは内接する連続多繊条糸の
糸軸にほぼ一致する回転軸の周りを回転しており、連続
多繊条糸との内接部分で各連続フィラメントをステープ
ル状に切断する。

ここで中空円筒状カッタ４ａの回転速度および中空円筒
状カッタの中空部に内接することによる連続多繊条糸２
の屈折角θはステープル状に切断する場合の切断性能に
関係し、中空円筒状カッタ４ａの回転速度は大きくなる
にしたがって切断性能は向上するが、満足できる品質の
紡績糸を得るためにはカッタの回転速度は１．００Ｏｒ
ｌ１ｍ以上である必要があリ、１，０ＯＯｒｐｎ＋より
低い場合、ステープル化が不十分となると同時に紡出さ
れる糸は紡績糸としての好ましい特徴を発揮できない。

また中空円筒状カッタの中空部に内接することによる連
続多繊条糸２の屈折角θは１５°以上、４５°以下の範
囲内にある必要がある。

屈折角θが１５°より小さいとフィラメントの切断が全
く生じないが、生じたとしてもごくわずかであり、連続
多繊条糸を構成している各連続フィラメントを均一にス
テープル化できず紡績糸としての好ましい特徴が発揮で
きない。

また屈折角θが４５°より大きくなると、連続多繊条糸
の各連続フィラメントを切断するときの切断点が集中的
に生じ、連続して紡績糸を作ることが困難となり、紡績
糸の強力は著しく小さくなる。

本発明の方法によれは実質的に無ヨリの連続多繊条糸は
中空用筒状カッタおよびローラ群によって、連続多繊条
糸の各連続フィラメントがステープル状に切断され、し
かも繊維束全体としては連続したフリース状の短繊維集
合体となって排出されるが、各連続フィラメントがステ
ープル状に切制されていく過程について説明する。

第３図はこの切断過程の説明図である。

図は説明を容易にするため連続フィラメント一本が切断
される過程を示し、給糸ローラ３と送り出しローラ５と
の間の糸道を直線にした。

ａ）は連続フィラメント２がカッタ４ａによって切断す
る直前を示し、Ａは前回の切断によって生じたフィラメ
ントの先端位置を示す。

切断はカッタ４ａとの接触部分で発生し、その位置をＣ
とすると、切断繊維長は距離ＡＣに等しい。

ｂ）は切断後の繊維の移送を説明したものであり、切断
によって生じた送り出しローラ側の繊維は該ローラによ
って該ローラと同速度で左方に移送され、他力給糸ロー
ラ側の繊維も該ローラによって該ローラと同速度で左方
に移送されるが、その先端は周囲の繊維群（図示せず）
との摩擦力で支持され、あまり折れ曲がることなく移送
される必要がある。

Ｃ）は切断によって生じた給糸ローラ側繊維の先端が送
り出しローラ５のニップ点Ｆに到着した瞬間を示す。

ここで連続多繊条糸２は給糸ローラ３および送り出しロ
ーラ５の両者で把持され、両ローラの両ニップ点Ｆおよ
びＢの間の連続多繊条糸２は伸長され始め、やがてａ）
図にいたる。

切断繊維長は距離ＡＣに等しいが、これはカッタ４ａと
送り出しローラのニップ点の距離ＦＣと距離ＡＦとの和
になる。

さらに距離ＡＦは連続多繊条糸２の先端が送り出しロー
ラ５にニップされてから切断が発生するまでの間に送り
出しローラ５が連続多繊条糸２を送り出す長さに等しく
、この長さは両ローラの表面速度比、両ローラ間の糸道
に沿った距離および切断時の繊維の伸ひによって影響さ
れ、これらをＲ，Ｌ２．εとするとこの長さＡＰは、 となる（日本繊維機械学会、ドラフト研究会編”ドラフ
トの理論と実際“′３５４頁〜３５５頁）カッタ４ａと
送り出しローラのニップ点との距離ＦＣをＬｌとすると
、切断繊維長りは、 となる。

上式はトウ紡績などにおける牽切繊維長の考察によって
得られたものであるが、本発明において連続多繊条糸を
ステープル状に切断する過程にも適用できる。

ただし両者において異なる点は従来法における牽切の場
合、繊維の切断位置が一定せず、上式のＬｌが広範囲に
変動することと、上式のＲに相当する牽切トラフトが本
発明の１．０１〜１．２０に比しきわめて大きく、さら
に切断時の繊維の伸びも非常に大きいことである。

これらは切断後の繊維あるいは繊維束の特性に影響し、
従来の牽切法の場合には、切断繊維長は不均一となり、
繊維束の太さは不均斉となり、さらに繊維の収縮率が過
大となる問題を生じる。

本発明を以上に詳細に説明したが、本発明は次の効果を
もたらす。

なお下記において糸ムラＵφとは、ＪＩＳＬ−１００８
に記載されている方法で測定した値をいう。

（イ）本発明の紡績糸はその有効繊維含有率が２５多以
上のステープル・ファイバで構成され、ステープル・フ
ァイバの先端は紡績糸の内部および表面にランダムに存
在しているため、十分な強力を保持しており、編織工程
等における短繊維の飛散が少なく、かつ嵩高で柔かく温
かい感触が得られる。

（ロ）さらに本発明の紡績糸はその平均断面繊維本数Ｎ
および糸ムラ率Ｕが １０＜Ｕｖ’Ｎ＜８０ ときわめてすぐれた太さの均一性を持っているため編織
物の表面はきわめて均一なものとなるとともに、編織物
の製造もきわめて能率的に行なえ、さらに従来の紡績糸
では製造不可能であった高密度編織物を製造できる。

（ハ）本発明の紡績糸の製造方法によれば連続多繊条糸
力）ら一工程で紡績糸を製造することが可能となり、従
来紡績法に比較し設備、要員、所要動力の合理化が可能
となり、効収率を増大することができる。

に）本発明の紡績糸の製造方法によれは各連続フィラメ
ントの切断点は紡績糸の軸方向に、かつ糸の内外層にわ
たってランダムに分散されると同時に有効繊維含有率の
高いステーブル・ファイバからなる紡績糸が得られ、紡
績糸の強力は高く、太さ、糸表面の毛羽状態、強さにお
ける均斉度の高いものとなるとともに、紡績糸製造中に
おける糸切れ等のトラブルを減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の１例を示す側断面図、
第２図は中空円筒状カッタの部分側断面図、第３図は連
続フィラメントを切断する過程を説明する図である。 １：パッケージ、２：連続多繊条糸、３：給糸ローラ、
４ａ：中空円筒状カッタ、４ｂ：支持具、４ｃ：中空ス
ピンドル、５：送り出しローラ、６：リング、７：スピ
ンドル、８： トラベラ、９：撚糸装置、１０：パーン
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 実質的に無ヨリの連続多繊条糸を給糸ローラ、回転
   している中空円筒状カッタおよび送り出しローラの順に
   供給して各速続フィラメントをステーブル状に切断し、
   しかも繊維束全体としての連続性を維持させつつ送り出
   しローラから排出し、続いて該繊維束を糸状に集束し巻
   取る紡績糸の製造方法において、給糸ローラに対する送
   り出しローラの表面速度比を１．０１以上１．２０以下
   、中空円筒状カッタの回転速度を１．００ Ｏｒｐｍ以
   上、中空円筒状カッタの中空部に内接することによる連
   続多繊条糸の屈折角を１５°以上４５°以下に保ち、連
   続多繊条糸をその弾性限界内の応力で、しかも各連続フ
   ィラメントの切断端が糸軸方向にランダムに分散するよ
   うに切断することを特徴とする紡績糸の製造方法。