JPS589170B2 - カリヨリノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、再生繊維、半合成繊維若しくは合成繊維等の
化学繊維を定長若しくは不定長に切断した繊維又は動植
物の天然繊維等を菱用して、紡積糸を能率的に高速でし
かも低コストで製造する方法に好適な仮撚ノズルに関す
る。

従来、紡績糸を製造する方法手段としては多種多様のも
のがあり、一般的な方法としては、パッケージを回転さ
せることによって実撚を与えて糸を形成するリング式精
紡法又はミュール式精紡法等があり、またパッケージを
回転することなく実撚をもつ紡績糸を得る方法としてオ
ープンエンド紡績法があり、これは実用に供されている
。

しかるに、これらの紡績手段は、パッケージを回転させ
たり又は開繊引継によって特別な回転装置を必要とする
ため、動力費又は設備費を高騰せしめると共に高速回転
には限界を有している。

他方、パッケージを回転することなく短繊維束を途中で
断ち切らないで構成繊維自身を互いに搦ませて交互撚を
与えることによって糸を形成する方法として、セルフツ
イスト法などが提案されてきた。

そして加撚手段として仮撚装置が利用されることは良く
知られていたが、これらは単に繊維束の結束を強固にし
て均一な牽伸作用を得ようとするものか又は繊維束若し
くは糸条の加撚を援助するもので、直接糸形成に用いら
れるものでなかった。

しかるに、近年において仮撚装置として簡単な装置でし
かも高速旋回が得られる空気仮撚装置が登場し始め、糸
条の加撚、解撚作用と同時に空気流を巧みに用いて繊維
相互又は繊維端のみを互いに搦ませて従来のリング糸と
同等の糸を得るごとき技術手段が開発されてきた。

そして、この代表的なものとして特公昭３６一１０５１
１号の流体噴射撚糸方法が挙げられる。

この方法は、極めて簡単な装置で新規な糸を製造する方
法を提案しているが、この方法による糸はシーフ糸と命
名されている。

この方法のなかで、今日の結束糸例えば特公昭４３−２
８２５０号の束桿状糸及びその製造の原理及びその一部
がすでに述べられている。

前者の公報によれば、この糸は、実質的に平行な短繊維
束に対してその長手方向に沿って乱数間隔でその周囲を
垂直に該短繊維の一部の繊維先端によって固く捲付けら
れて結束せしめられている。

しかし、実施例からみてステープル１００％からなる紡
績糸の繊維長は、綿以上の比較的長い繊維となっている
ものの、後者の方法ではマニフォールドを用いることに
よって辛うじて綿繊維による糸形成が可能とされる程度
のものである。

それは、毎分４０ヤードという低い紡出速度からもうな
づけら扛る。

いずれにしても公知の製造方法は繊維長が１００ｍｍを
越える比較的長い繊維に向いており、代表的な繊維であ
る綿素材を対象として糸を製造するには極めて大きな困
難を伴なう。

そこで、本発明者等は、これらに着目して長期にわたり
鋭意研究し、ついに短繊維素材を用いて高速紡績が可能
になる画期的な紡績糸製造に好適な仮撚ノズルを発明す
るに至った。

さて、本発明は前記した目的を達成するために次の構成
を有する。

すなわち、本発明は導入孔、のど部孔、出口孔及び流体
噴射孔を含む仮撚ノズルにおいて、導入孔ぱ糸条の進行
方向に順次縮少しており、のど部孔は糸条に見合う直径
Ｄ１の円筒内面からなって糸条の通過を妨げることがな
い程度の大きさを有し、該出口孔は、円錐面若しくは円
筒面又はこれらの組合せからなって１次拡大室と少なく
とも１個の２次拡大室とを有し、前記１次拡大室は少な
くとも断面が円形状でのど部孔の断面積の１．３〜２．
５倍の平均断面積を有し、π／３以上でπ未満の頂角を
有する円錐面又は球状面から形成されて前記のど部孔と
前記２次拡大室との接続面をなし、前記２次拡大室はの
ど部孔の断面積の少なくとも２倍の断面積を有し、流体
噴射孔は軸方向において糸条進行方向成分をもって傾き
、半径方向において偏心して前記２次拡大室に開口し、
のど部孔の解撚開始点との距離は仕掛原料繊維の平均繊
維長の暑以内にあり、さらにＡが０．８〜２．４の範囲
内にあることを特徴とする仮撚ノズル 及び導入孔、のど部孔、出口孔及び流体噴射孔を含む仮
撚ノズルにおいて、導入孔は糸条の進行方向に順次縮少
しており、のど部孔は糸条に見合う直径Ｄ１の円筒内面
からなって糸条の通過を妨げることがない程度の大きさ
を有し、該出口孔は１次拡大室と少なくとも１個の２次
拡大室とよりなり、１次拡大室は少なくとも断面が円形
状で且つ該のど部孔の断面積の１．３〜２．５倍の平均
断面積を有すると共に体積が１０ｍｍ３をこえないもの
であり、２次拡大室はのど部孔の断面積の少なくとも２
倍の断面積を有して３０朋３以上の体積を有し、流体噴
射孔が軸方向において糸条進行方向成分をもって傾き半
径方向において偏心して前記２次拡大室に開口している
ことを特徴とする仮撚ノズルに係る。

つぎに本発明を図面に示す実施例にもとすいて説明する
。

図は、単なる１例を示したもので、これに限定される理
由はなく、以下に説明する範囲で適当に設計変更が可能
である。

第１図は本発明の代表的な仮撚ノズルの断面図、第２図
は第１図のｎ−Ｕ線における断面図、第３図は本発明の
他の実施例である仮撚ノズルの断面図である。

第４図は本発明のさらに他の実施例である仮撚ノズルの
断面図である。

第５図は本発明の仮撚ノズルを利用した紡績糸製造装置
の側面図であり、第６図は得られだ紡漬糸の一部側面図
である。

まず、第１図において仮撚ノズル１は、その長手方向に
糸条を導入する導入孔２、のど部孔３、１次拡大室４及
び２次拡大室５，５′を０軸を中心として同心的に有し
流体噴射孔６が２次拡大室５に偏心して好ましくぱ糸条
通過線に傾斜し且つ糸条を回転させるべく接線状に開口
している。

しかして、流体が図示しない圧力流体供給装置からパイ
プを介して流体責射孔６へ導入される。

ここで好ましい流体は空気である。

流体仮撚ノズルは、入口部Ａ１のど部Ｂ及び出口部Ｃか
らなる適当な形状をしておシ、図は外観が四角体のもの
を示す。

導入孔２は順次縮小せしめられており、ついでのど部孔
３、１次拡大室４及び２次拡大室５，５′と同心的につ
ながっている。

７は圧縮流体の導入管の取付部である。

のど部孔３は、糸条に見合う直径Ｄ１の円筒内面からな
り、糸条の通過を妨げることがない程度の大きさであれ
ば良い。

また、導入孔２は、図において円形で順次縮小したもの
で示されているが、楕円形であっても良く、その先端開
口部Ｄ０の形状は紡績機械の牽伸装置のフロントローラ
に近接するものであることが好ましい。

なお、上述した０軸は、導入孔２、のど部孔３、１次拡
大室４及び２次拡大室５，５′を結ぶ中心線で一般には
直線を基本とする糸条通過線である。

しかして、流体噴射孔６の中心線Ｇの延長線と中心線Ｏ
との交点（この交点は、直線両者の中心線で合致しない
ので、図に示すごとく、中心線Ｇを中心線０に投影して
求められる。

）が、糸条の解撚開始点Ｆと考えられ、該解撚開始点Ｆ
以前の１次拡大室４、のど部孔３及び導入孔２において
糸条がＺ方向に加撚されるとすれば、該解撚開始点以後
の出口孔においてぱ糸条Ｓ方向に解撚される。

そして、この解撚開始点Ｆで糸条と噴射流体とが衝突す
ることになる。

種々実験の結果、仮撚ノズル１の導入孔２における吸引
速度が糸条進行速度より小さいこと、解撚開始点Ｆにお
ける相当直径Ｄ２、のど部孔３の直径、流体噴射孔６の
直径Ｄ４、及び該流体噴射孔６の中心線Ｇと中心線Ｏの
なす流体噴射角αが相互に極めて重要な関係を有するこ
とが見出され、これらが次の関係を保持することが必要
である。

すなわち であらわされるＡが０．８〜２．４の範囲内にあること
が、さらに具体的には前記ののど部孔の断面積の１．３
〜２．５倍の平均断面積を有する１次拡大室と該のど部
孔の断面積の少なくとも２倍の断面積を有する少なくと
も１個の２次拡大室をもつことが、各種の糸条に共通し
て好結果を与え、のみならず糸条外観の安定した形態の
糸を得るのに大きな影響を与える。

そして、定常状態においては糸条速度より遅い吸引速度
にするために、流体噴射角αは上記条件に加えてπ／６
〜π／３が好ましい。

この範囲は、流体圧力、糸条の速度、各種の孔径及び糸
番手によって若干変動する。

これらの各項目は、適正な空気流を得るための必要な条
件である。

すなわち、解撚開始点Ｆの前後の流体人出量の比較は、
吸引速度に大きく影響する。

したがって前記したＡの値が０．８〜２．４の範囲にあ
ることが必要であり、０．８未満であると流体が導入孔
の方へ逆流して低圧の流体流しか用いることができない
ので、糸条撚回力が不足し、また吸引が強すぎて加撚斑
が生じる。

２．４を超えても吸引が強すぎて吸引速度が糸条速度よ
り早くなり、加撚斑、糸切れが生じる。

その意味で品質的、コスト的及び操業的に最も好ましい
Ａの値は１．３程度である。

また、他に好ましい仮撚ノズルとしては１次拡大室４が
比較的小さいものすなわちその体積が１０ｍｍ３を越え
ないものであることが必要である。

もしその体積が１０ｍｍ３を越ると加撚力が減少する。

しかして流体噴射孔６を有する２次拡大室５及び５′は
、少なくとも３０ｍｍ３以上の体積を有することが必要
である。

もし、体積が３０ｍｍ３を切ると、流体流が逆流したり
、逆に吸引速度が大きくなったり又は旋回流が充分利用
されずに放出されたりする。

第２図は、流体噴射孔６が２次拡大室５の内壁に接線状
に開口するのを示している。

勿論、偏心して接線状に開口するのが好ましい。

該２次拡大室５，５′は、異型の円筒状でも良へこの場
合には孔明け加工が更に容易となる。

なお、第１図において２次拡大室５ぱ円筒面を、２次拡
大室５′は円錐面を主体としている。

ここで２次拡大室５を省いて１次拡大室４に２次拡大室
５′（円錐面）を直接接続して流体噴射孔６を該２次拡
大室５′に開口せしめてもよい。

また１次拡大室は、のど部孔３と該２次拡大室とを接続
するもので、π／３以上でπ未満の頂角をもつ円錐面状
又は球面状で構成されている。

しかして、この１次拡大室４は、のど部孔３の断面積の
１．３〜２．５倍の平均断面積を有し、それに続く２次
拡大室のそれより小さくなければならない。

ここで１次拡大室４における繊維の攪乱は、本発明を実
施するのに極めて大きな影響を与えるので、のど部孔３
、１次拡大室４及び２次拡大室を所定関係に設定するこ
とが必要である。

従って、のど部孔３の直径Ｄ１と等しい内径をもつ截頭
円錐面又は円筒面に連続して形成した２次拡大室を有す
る本発明の仮撚ノズルは、該２次拡大室を１個も有しな
い流体仮撚装置とは、その思想を異にし、その作用から
みても全く別のものである。

そして、本発明の仮撚ノズルを構成するもののうち、１
次拡大室４は、２次拡大室を形成する円筒面又は円錐面
と異なる面、例えば別の頂角をもった截頭円錐面状又は
球面状をなす。

第１図では円錐面状の場合が示されている。

なお、円錐面状か又は球面状の場合、βの算出は各面状
の接線で作られる平均頂角で与えられるものとする。

又、２次拡大室５′の主体をなす円錐面の円錐頂角γは
好ましい一例として挙げるならば、π／６０である。

又、のど部孔３の出口と解撚開始点Ｆとの距離Ｅは、仕
掛繊維の平均繊維長と関係するが、直径Ｄ２の部内にお
いて糸条を構成する繊維先端を１種のクランク運動を呈
して一定方向に強力に加撚させ、次いで急激に解撚させ
るため平均繊維長の１／４以内に設定されねばならない
。

この距離Ｅとしては、綿繊維において５ｍｍ以内、羊毛
繊維において１０〜２０ｍｍが好ましかった。

第３図は、導入孔２、のど部孔３及び出口孔のうちで、
出口孔の中心線Ｏ′のみを他孔の中心線Ｏと若干ずらせ
た実施例である。

この場合において中心線Ｏは、中心線Ｏ′とｌ（＜Ｄ１
／２）だけずれている。

紡出条件によっては、良好な加撚、解撚が行なわれるの
でとの仮撚ノズルを使用した場合には非常に安定した特
性をもつ紡績糸が得られる。

第４図は、多段式の仮撚ノズルを示すもので、同図にお
いて１次拡大室４につづいて円筒状の３個の２次拡大室
５，５′，５″が設けられており、流体噴射孔６が２番
目の２次拡大室５′に偏心して開口している。

ここで、該流体噴射孔６は糸条の進行方向の順に最初か
ら２番目の２次拡大室に設置するのが、好ましかった。

又、この円筒の２次拡大室の直径と長さとの平均増加率
は２〜１０゜が好ましい。

第５図において、パッケージ８から解舒された粗糸は、
ガイド１０をへてバツクローラ１１，１１′とフロント
ローラ１２，１２′とからなる牽伸装置に供給される。

ここで、粗糸にかえてスライバを使用しても良いし、又
牽伸装置としては図に限定されずその機能を果たすもの
であれば、そのものを関用するのも良い。

ついで、前記牽伸装置及び仮撚ノズル１をへた糸条ぱ、
取出しローラ１３，１３′により積極的に引き取られる
。

この引取り速度は、牽伸装置の送り出し速度より若干遅
く設定するのが良い。

これが、仮撚ノズル１の中における繊維の変位を許し、
単繊維又は糸に対して撚挿入の難易性に影響するもので
ある。

引き取られた紡績糸１４は捲取りドラム１５によりパッ
ケージ１６に巻き取られる。

該捲取りドラム１５は取出しローラ１３，１３′と同じ
表面速度を有し、その表面には糸案内溝を有する。

第６図は、本発明の仮撚ノズルを関用して得られた紡績
糸の側面図の一部である。

同図において紡績糸１４の外層部にはＳ撚方向に搦まっ
た短繊維１７、Ｚ撚方向に搦んだ繊維２０又はこれらが
交叉した部分１８が形成され、さらに一部繊維が糸を束
ねるごとく搦まった節状部１９が極めて不規則にあらわ
れ、短繊維の先端が毛羽となって突出したように見える
ものになる。

節状部１９け糸条を集束させるので糸の強力保持に螺旋
状捲付の１７．１８．２０は毛羽伏に役立つ。

そして、この紡績糸の繊維配向け従来の紡績糸のそれと
全く異なっている。

次に本発明の作用について述べる。

第５図において牽伸装置のフロントローラ１２，１２俟
ら送り出される短繊維束は、仮撚ノズル１の導入孔２か
ら導入されて旋回作用を受けて直ちに撚られる。

当然のことながら、撚角度は中心繊維束と繊維先端にお
いて差を生じており、フロントローラ１２，１２′をは
なれてのど部孔３に近づくにつれてその差は順次大きく
なる。

しかして該短繊維束からなる糸条は、のど部孔３を離れ
るとき、２次拡大室で偏心する噴射流体流との衝突によ
ってクランク運動を呈し、バルーンを伴なって撚られる
先行糸条の撚伝播力によってのど部孔３の内壁に接触し
ながら、ついには解撚開始点Ｆに移動して最高の旋回力
を与えられて最大の撚数を与えられ、次の瞬間に解撚さ
れる。

これらの作用によって、糸条を構成する短繊維は相互に
搦まったり、又は一部の繊維の先端が全く異った撚角度
で糸条の表面を搦むようになるが、解撚開始点に至るや
否や該糸条は瞬間的に解撚される結果、第６図に示す如
き紡績糸が得られるのである。

また、フロントローラ１２，１２’のニツプ点と仮撚ノ
ズル１内の解撚開始点との距離は、操業上から仕掛り繊
維の平均繊維長の２倍以内であるが、フライの発生を抑
えるならば平均繊維長の匙から有効繊維長の領域内にあ
ることが好ましい。

本発明の流体仮撚ノズル１における糸形成が最も大きく
影響を受けるのは、供給する流体の圧力もさることなが
ら、糸条の通過する孔の形状である。

従来、提案されたごとく単なる一様断面の孔をもつ仮撚
ノズルに糸条を通して流体を噴射させれば、吸引、加撚
及び解撚は行なわれよう。

しかし効率良く加撚し、解撚時の繊維の撚角度差を利用
した糸の形成は、満足のできないものである。

確かに一部の繊維をその外周に搦めた紡績糸風の糸は得
られても、短かい繊維を団用したときには得られた糸は
絡度の点で不充分で実用に供されない。

本発明は、導入孔、のど部孔、出口孔及び流体噴射孔を
含む仮撚ノズルにおいて、該出口孔内に１次拡大室を形
成させ、該１次拡大室に接続する２次拡大室に流体噴射
孔を偏心して開口せしめたものであるから、実質的に無
撚であるにもかかわらす有撚の紡績糸の特性に劣らない
糸が高速度で生産されるに好適な仮撚ノズルを提供する
ことを可能にするものである。

又、紡績糸を製造する装置は、牽伸ローラの直後に１個
の仮撚ノズルを置くだけであるという前例をみな論簡単
なものである。

勿論、該紡績糸は実撚をもたないので、リング精紡機の
如くパッケージを高速度に回転させる必要は一切ない。

さらに、本発明の仮撚ノズルはフィラメント糸を導入し
て有芯の糸の製造にも応用され、極めて汎用性のあるも
のである。

実施例 １．４デニール×３８ｍｍのポリエステルステープルフ
ァイバ６５％と綿繊維３５％との混紡粗糸（６２．５ゲ
レン／１５ヤード）の２本を第１図の仮撚ノズルを備え
た紡機に供給して下記の条件のもとで４０／Ｉ’ｓの紡
績糸を紡出し、仮撚ノズルの良否を評価して次表に示し
た。

条件・・機 台；３線式ダブルエプロンドラフト装置 紡出条件；バツクローラ〜エプロン間ド ラフト１．６５倍 エプロン〜フロントローラ間 ドラフト２．５倍 フロントローラ〜デリベリロ ーラ＋５％オーノマフイード 紡 速；１５０ｍ／分 仮撚ノズルの空気圧力：５．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ一連の実
験から、Ａが０．８より小さい仮撚ノズルは吸引と加撚
のバランスが悪くなった。

また、Ａが２．４を超える仮撚ノズルは加撚斑が目立ち
、良く糸切れを生じた。

しかるにＡの値が０．８〜２．４の仮撚ノズルは吸引力
と加撚力とのバランスが良く、また糸切れ頻度も少なか
った。

なお、Ｎｏ．５の仮撚ノズルを用いて紡出したＮｅ４０
の糸の糸強力は１５５ｇ、強力ＣＶは２６％、伸度９％
であった（データは１００本の平均値である）。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図までは本発明に係り、第１図は本発明
の代表的な仮撚ノズルの断面図、第２図は第１図の■一
■線における断面図、第３図は本発明の他の実施例であ
る仮撚ノズルの断面図である。 第４図は本発明のさらに他の実施例である仮撚ノズルの
断面図である。 第５図は本発明の仮撚ノズルを利用した紡績糸製造装置
の側面図であり、第６図は得られた紡績糸の側面図の一
部であ；る。 １・・・・・・仮撚ノズル、２導入孔、３・・・・・・
のど部孔、４・・・・・・１次拡大室、５．５’・・・
・・２次拡大室、６・・・・・・流体噴射孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導入孔、のど部孔、出口孔及び流体噴射孔を含む仮
   撚ノズルにおいて、導入孔ぱ糸条の進行方向に順次縮少
   しており、のど部孔は糸条に見合う直径Ｄ１０円筒内面
   からなって糸条の通過を妨げることがない程度の大きさ
   を有し、該出口孔は、円錐面若しくは円筒面又はこれら
   の組合せからなって、１次拡大室と少なくとも１個の２
   次拡大室とを有し、前記１次拡大室は少なくとも断面が
   円形状でのど部孔の断面積の１．３〜２．５倍の平均断
   面積を有し、晋以上でπ未満の頂角を有する円錐面又は
   球状面から形成されて前記のど部孔と前記２次拡大室と
   の接続面をなし、前記２次拡大室はのど部孔の断面積の
   少なくとも２倍の断面積を有し、流体噴射孔は軸方向に
   おいて糸条進行方向成分をもって傾き、半径方向におい
   て偏心して前記２次拡大室に開口し、前記のど部孔と解
   撚開始点との距離は仕掛け原料繊維の平均繊維長のＩＡ
   以内にあり、さらにＡが０．８〜２．４の範囲内にある
   ことを特徴とする仮撚ノズル。 ２ 導入孔、のど部孔、出口孔及び流体噴射孔を含む仮
   撚ノズルにおいて、導入孔は糸条の進行方向に順次縮少
   しており、のど部孔は糸条に見合う直径Ｄ１の円筒内面
   からなって糸条の通過を妨げることがない程度の大きさ
   を有し、該出口孔は１次拡大室と少なくとも１個の２次
   拡大室とよりなり、１次拡大室は少なくとも断面が円形
   状で且つ該のど部孔の断面積の１．３〜２．５倍の平均
   断面積を有すると共に体積が１０ｍｍ３をこえないもの
   であり、２次拡大室はのど部孔の断面積の少なくとも２
   倍の断面積を有して３０ｍｍ３以上の体積を有し、流体
   噴射孔が軸方向において糸条進行方向成分をもって傾き
   半径方向において偏心して前記２次拡大室に開口してい
   ることを特徴とする仮撚ノズル。