JPS5916004B2 - 精紡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は精紡装置、特に天然繊維、人造繊維あるいは合
成繊維などから単糸を作る精紡工程に適する装置に関す
るものである。

精紡機として極めて周知であり、又、高度に発達したリ
ング精紡機にも既に周知となったいくつかの制約がある
。

例えば、パッケージの大きさが制限されていること、満
管になったボビンを取外すいわゆるドフイングをしばし
ば行なわなければならないことによる精紡速度の上昇及
び価格低減に対する制約があること、そして製造技術的
な問題として特に単糸のバルーミング及び繊維に生じる
あおり効果などによる制約があり、これらの問題はリン
グスピンドルの速度を増加することを妨げている。

このようなリング精紡機における種々の欠点から他の原
理に基づく研究あるいはリング精紡機を新たに発展させ
る種々の開発がなされている。

収益性を改善する為に精紡速度を上昇するという目的に
おいて、スピンドル及びロータの高速化が促進された。

しかしながら、この高速作動する機械装置は価格に影響
を与える電力消費の増大を招き、又、経済的及び技術的
な問題に対して予期したとは反対の種々の欠点を生じる
ことが明らかとなった。

加熱装置の各回転毎に殆どの場合精紡糸に１回の撚転を
与えるような加熱装置の回転を必要とするような種々の
精紡方法の開発において、周知のように「オープンエン
ド」、「ブレーク」もしくは「フリーファイバ」として
知られる精紡装置が実用化された。

最も能率の良い「ブレーク」精紡装置は「ドラム」もし
くは「ロータ」型であり、この装置は毎分５００００回
転以上の速度を有する高速回転ドラムを有する。

ドラム速度は別としても精紡糸の巻取速度は回転ドラム
によって供給される糸のインチ当りの撚転数を決定し、
又、ドラムへの繊維の供給量は糸の番手を決定する。

ドラム精紡においては、ドラムの回転に応じてドラム中
に繊維を層状に積層し、この結果、繊維網が同時に連続
的に順次箔離しながら巻取られていくことが必要である
。

繊維の一部は不整に精紡糸の中に巻込まれ、この不都合
な繊維の「ブリッジング」は糸の一部に強度の弱い領域
を形成した頃糸の切断に対して望まれる強度よりも高い
領域を佐るという欠点あるいはこれらの両者を生じさせ
るという欠点があった。

細い番手の糸の製造においては特にドラム集積子に繊維
の必要量を比較的高速度で供給することが可能であり、
この速度は糸の精紡の為に撚りを加えるドラム装置に許
容されるスピードよりも大きいことが知られている。

従って、装置の速度及び作用は機械の加熱容量に依存す
ることが明らかとなる。

繊維の供給装置においても巻取装置におけると同様に、
ドラム速度に依存する加熱付与速度に起因する制限の為
にその取り得る最高の速度で作動することが出来ないと
いう欠点があった。

ドラム精紡機の能力は精紡される繊維の長さ及びドラム
が回転し、又、撚りを加える為の速度との両者に影響を
与えるドラムの直径によって抑制される。

精紡の能率を上昇させる為に必要なドラム速度の高速化
は比較的小さなドラムを設けなければならないという結
果を生じさせる。

このことは高速度の糸巻取り速度に適合するために必要
となる加熱作用を得る為に大きなドラムを高速度で用い
るときに曝熱の危険があることから明らかとなる。

しかしながら、比較的小さなドラムは比較的長い毛房長
を有する繊維の精紡には適さない。

ドラム速度の高速化は更に繊維のもつれを極めて生じさ
せやすくするという欠点を生起させる。

高いドラム速度においては、空気流の乱れが糸切れ頻度
を増加させ、糸の品質を減するという欠点が生じる。

大きなドラムを低速度にて作動させることは糸の品質に
関して良好な状態で製造することを可能とし、又、長い
毛房長を有する繊維を精紡作用に供することが出来る、
しかしながらこのような組合せは逆に今まで行なわれて
いた「オープンエンド、ドラム」精紡の製造能率に悪影
響を与えることとなる。

「自己撚糸」として知られる他の精紡装置は繊維供給装
置におけるオープンエンドの必要がないにも拘わらずオ
ープンエンド精紡法におけると同様に高能率で且つ大き
な巻取りパッケージを利用出来るという利点を有する。

この装置は延伸された繊維束が引込まれる一対のローラ
を有するものであり、これらのローラは互いに連動して
軸方向に往復動する構成からなる。

ローラの往復運動は繊維を稔転させ、この結果、繊維に
は撚りが与えられる。

両ローラ間の運動が往復動である為に、撚りの方向はロ
ーラの各往復動毎に反転する。

従って、往復運動の方向転換時ローラは実際上停止する
のでそこにはわずかな休止時間が生じ、この結果、巻取
られる繊維にはこの休止時間中撚りが与えられない状態
が生じる。

この不撚領域の長さは糸の巻取速度及びローラの往復運
動速度に依存する。

ローラの往復運動により精紡糸に形成された撚りは「仮
撚」と考えられる。

即ち、加熱装置の供給側において加えられた撚りは一定
方向での連続的な加熱の場合、装置の排出側において打
消されるのである。

糸の一端に余分な張力が作用されない限り無撚休止部は
各反対方向の撚りの領域間を分離する。

従ってそこには無撚領域によって分離された交互に方向
の異なる領域からなる「Ｓ」あるいはｒＺＪ撚領域が形
成される。

もし隣接して形成された糸を互い違いに配置１ルて結合
して双糸を形成することが行なわれないとするならば、
前述した自己撚糸は巻取時におけるような張力が加えら
れたときに無撚領域における強度的弱点の部分にて撚り
が戻ってしまうであろう。

往復動するローラからそれぞれ巻取られる位置において
の２個の端部はそれぞれ対向する撚りが与えられるよう
配置され、各対向する撚りが巻戻ろうとするときに相互
に合体し結合される。

２本の組合される糸の端部における無撚領域が双糸形成
において一致しないように注意されなければならない。

即ち、このような一致は２本撚糸において強度の弱い不
撚領域を形成し以降の工程において糸の切断を生じさせ
るからである。

前述した加熱法は繊維長が比較的長い場合には十分に満
足出来る効果を有する。

しかしながら、綿のような短い繊維毛房長の場合には不
撚領域が単繊維の長さを越えることがあり、この結果糸
に許容出来ない弱さを生じさせるという欠点がある。

更に「Ｓ」あるいは「Ｚ」撚領域は不撚領域との関連に
おいて染色特性のような糸の他の性質において異なる特
性を示し、又、糸の最終使用形態あるいはそれ以降の製
品においていくつかの制限を与えるということが理解さ
れる。

前述した精紡糸の製法は単に基本的に知られている工程
のいくつかの態様を示したものである。

現在実用化されあるいは開発された精紡機に関するその
他の情報は英国ハーフ、ワトフオード所在のメロウ出版
株式会社により出版されたノースカオリナ州立大学、繊
維学校のピー、アール、ロード助教授著の「７０年代に
おける精紡」なる書籍から知ることが出来る。

本発明の目的は、比較的高い製造速度で均一な一方向撚
りを与えることが出来、撚りを与える為に不要に高い機
械的速度を必要さすることなしにオープンエンド精紡技
術を用いることが出来、且つ前述したドラム径によるド
ラム精紡に対する制約を受けることのない精紡糸を得る
為の装置を提供することにある。

本発明によれば、繊維束を導く面であってその軸に沿っ
て当該面上で繊維束に撚転を与える面と集積された繊維
束との間に摩擦接触を与えこの摩擦接触部を繊維束が通
る際に前記撚転が与えられる手段を有し、この結果精紡
糸を形成する為に繊維束を加熱することの出来るオープ
ンエンド精紡技術を用いた精紡装置を提供することが出
来る。

更に詳細には本発明に係る精紡装置はオープンエンドの
毛房繊維束を形成して撚転面上に連続的な流束として毛
房繊維束を供給し、前記面に沿ってその一方の軸端から
他方の軸端へ繊維束を引出し、繊維束を前記面上でその
軸に沿って撚転させる為に前記面と繊維束との間に撚転
運動を生じさせ、糸を形成する為に繊維束に撚りを与え
る。

繊維束と撚転面との間の運動は前記面の軸に沿ったいず
れか一方もしくは両者の回転により達成することが出来
る。

繊維束は撚転面の内側もしくは外側面のいずれか一方の
面上で稔転され、あるいは一方が内側に配置され又他方
が外側に配置された２個の同軸撚転面の間で稔転される
ことも可能である。

本発明に係る精紡糸を製造する為の装置は、回転軸を囲
んでいる撚転面を有する部材と、前記撚転回の一方の軸
端に繊維束をオープンエンドの連続流として供給する装
置と、繊維束を前記面に沿って一方の軸端から反対側の
軸端に引出す装置と、繊維束が前記面を通過して引出さ
れるときに前記面上で撚転し、単糸を形成する撚りを繊
維に与える前記繊維束と前記面との間に相対的回転を与
える装置とを含む。

糸の端部は巻取り杷持ローラにより引出されることが好
ましく、繊維束もしくは前記面あるいはその両者が前記
面の軸に対して回転運動する際に集積された繊維網は精
紡領域に引込まれ撚転面を通って引出される。

本発明の実施例において、繊維はあらかじめ準備された
篠（繊維が大体系軸方向に平行に整えられた束に集めら
れたロープ状の繊維束）が回転している有歯ピニオンに
供給されることにより延伸され、そしてこの延伸された
繊維はベンチュリに通じる空気流の中に移送される。

繊維はベンチュリの中を通過する間加速され、繊維密度
の過粗化が行なわれ、オープンエンド精紡に必要な「ブ
レーク」現象が生起される。

ベンチュリは過粗化された繊維を軸方向に沿って配置さ
れた集積溝へ供給し、繊維が溝へ正しく制御された割合
で連続的に供給される際に繊維の集積が行なわれる。

この集積位置において既に形成された精紡糸の加熱され
た「端部」が集積溝から集積された繊維をつまみ出し、
撚転面に沿って繊維を引出す。

実際の使用状態においては、精紡糸に所望の撚転を与え
る為に繊維と前述した面との間に所定の摩擦力を生じさ
せるような物質を繊維束が撚転する撚転面に被覆させる
ことが好適である。

装置内において精紡糸に与えられる撚りの程度は回転面
の直径、その回転速度及び精紡糸がその面に沿って引出
されるときの速度によって定められる。

回転面の直径が５０．８ミＩＪメートル（２インチ）で
あり、又、精紡される糸の呼び番手が３０番手であるよ
うな装置において、回転面の軸に沿った繊維束の１回転
当りに与えられる撚りの理論上の数値は３１５となる。

従って仮りに繊維束が軸に沿って８００ＲＰＭで回転さ
れているとするならば、１分間当りに与えられる撚りは
２５２，０００回転となる。

実際にはこの回転数はスリップ要因によって若干少なく
なることが理解される。

本発明に係る装置によれば繊維に毎分当り与えられる撚
りの数を増加させることが出来るということから糸の引
出し速度を上昇させることが出来、又、横糸に単位長当
りに所望の撚りを与えること−が出来ることによって良
好な品質の単糸を形成することが出来るという利点を奏
することが可能である。

本発明に係る装置によれば製造される単糸の品質を低下
することなく高い製造速度を得ることが可能となる。

以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明
する。

第１図には繊維を精紡機に供給する延伸装置１０が示さ
れ、精紡機１１内において繊維が精紡され、又、引出し
ローラ１２によって単糸は単糸パッケージ１３に精紡機
から巻取られる。

延伸装置１０は周知の構造であり、有歯ロータ１５を含
み、又、延伸の程度を制御する為にロータの速度を調整
する為の装置が設けられている。

所望の分離を行ない、又、精紡機１１へ繊維を供給する
所望の速度を得る為に周知の他の延伸装置が用いられる
こともまた可能である。

図示した実施例においては篠状の繊維が供給口１６から
延伸装置に供給されコンベアダクト１７へ送られる前に
有歯ローラ１５によって分離作用が与えられる。

繊維は延伸装置１０の内部で遠心力を受け、この結果ダ
クト１７に沿って各細分離された繊維の列として推進移
送されることが明らかである。

もちろん、ダクト１７の中に繊維流の形成を助ける為に
補助的な空気流を送り込むことも可能であり、このよう
な補助的な空気流は繊維の供給量を所定値に制御する為
に延伸装置とは別個の調整作用を行なうことが出来ると
いう利点を生じさせる。

繊維はダクト１７によって精紡機１１のベンチュリ路１
８へ供給され、ベンチュリ路１８を通過するときに繊維
の速度が加速される。

第２図に示されるように、繊維はベンチュリ１８から部
材２０に形成された軸周囲の集積溝１９に放出され軸方
向への速度減少と溝１９が設けられている部材２０の回
転により生じる遠心力の働らきによって繊維は溝１９内
に集積される。

繊維が精紡機１１の中を通って単糸に精紡される方法を
説明する前に精紡機の構成を詳細に説明する。

精紡機は部材２０を回転可能に支持する軸受３１を有す
る固定ハウジング３０を含む。

軸３３と駆動部材３４が部材２０に固定され軸受３１に
よって回転可能に軸止されており、又、部材２０、駆動
部材３４及び軸３３は駆動部材３４の外周に係合するベ
ルト３５により駆動されて一体的に回転する。

固定外方糸リング３８が部材２０及び軸３３と同軸にハ
ウジング３０に固定され、内側円錐撚転面３９を形成す
る。

同様にハウジングの内面４０には軸３３と同軸に内側リ
ングギア４１が設けられている。

ガイド板４２が軸３３と共に回転するように軸３３に固
定され、このガイド板４２には軸３３の軸から放射状に
延びた位置に軸３３と平行に設けられた糸ガイド路４４
が設けられている。

糸ガイド路４４の各軸端には適当な素材からなるガイド
ブツシュ４５が設けられている。

軸３３と同軸なハウジングの端部には糸供給路４８が設
けられ、その各軸端にはガイドブツシュ４９が固定され
ている。

内方糸リング５０がスリーブ５１に固定され、軸３３に
設けられた軸受１４によって回転可能に支持されている
。

スリーブ５１には外側歯車部５５が設けられ、歯車部５
５の直径方向における対向位置において一対の遊星両車
６０がガイド板４２に設けられた軸６１に回転可能に支
持されており、この遊星歯車６０はリング歯車４１及び
スリーブ歯車５５と噛合する。

これらの歯車群は遊星歯車機構を形成し、軸３３の回転
によってスリーブ５１と内方糸リング５０の回転を生起
させることが理解される。

そしてこれらの歯車群は内方糸リング５０がガイド板４
２と同一方向に且つ２倍の速度で回転するように配置さ
れている。

この速度比は後述する効果をもたらすものである。

外方及び内方糸リングの径方向に間隙を隔てて且つ対向
配置されたテーパー面内側円錐撚軸面３９及びテーパー
面（外側円錐撚転面）５２は円環路５３を形成し、この
円環路５３は精紡機のガイド板４２に向って開く方向の
テーパーを有する。

部材２０の開口２２は溝１９との連続軸線位置にあり、
円環路５３の後端と整列されている。

部材２０及び軸３３を支持する軸受３１はハウジング３
０に設けられた開口部２６内に挿入された円周方向に間
隔を隔てた複数のスプリング２５によって保持リング２
３に対して抑圧保持されていることが理解される。

保持リング２３の調整によって部材２０及び軸３３はハ
ウジング内部で軸方向に移動することが出来、この結果
、内方糸リング５０は外方糸リング３８に対して軸方向
に移動され、内方及び外方糸リングの間の円環路５３の
径方向における間隙を可変調整することが出来る。

この調整は単一の精紡機によって異なる番手の糸を製造
することを可能にする為に必要である。

精紡機の初期始動の為に、種糸が供給路４８、ガイド路
４４、円環路５３、開口２２及び溝１９を通される。

精紡機の始動時において、種糸の尾端はリングによって
溝１９内で加熱され、精紡機から糸が引出されるときに
溝１９内にあらかじめ集積された繊維が引出される。

そしてこれらの繊維束はリングによって順次加熱され、
加熱された尾端が溝１９の中にあらたに導入集積される
繊維を連続的に引出し、あらたな単糸の製造が連続的に
行なわれる。

ベンチュリ１８から供給された空気流が精紡機の内部で
いぜんとして高速度の流速を維持するとその近傍におい
て精紡作用に悪影響を与えることが知られているが、図
示した実施例においては、部材２０が実質上内部空腔２
９を有する為に、精紡機に導びかれた空気流はその速度
を急速に減少することが出来、前述した欠点を除去する
ことが可能と成る。

ハウジング３０に設けられた導出管２８は図示してはい
ないが周知のポンプに接続することが出来、精紡機内部
において空気圧力が蓄積されることを防ぐ。

以下に本実施例における作用を説明する。

駆動部材３４．軸３３、部材２０及びガイド板４２は全
て一体的に所望の速度で回転され、通常の場合この速度
は８００〜１０００ ＲＰＭの範囲に選ばれる。

部材２０の開口通路２２からガイド路４４へ伸張された
精紡糸は回転装置によって円周路中を前記回転部材と同
一の速度で回転される。

開口路２２と外方糸リング３８そしてガイド路４４の互
いに関連した径方向の配置によって、軸３３に関する精
紡糸の回転は、面３９と精紡糸の繊維との間に作用する
摩擦力が両者間の大きなスリップを防止する程度に十分
大きな値である為に、外方糸リング３８の撚転面３９を
接触する精紡糸の部分を面３９上で稔転させる。

面３９上において精紡系の繊維に与えられる捻転は繊維
に撚りを与え、使用可能な単糸を形成する為に役立つ。

前述したように内方糸リング５０は軸３３の２倍の速度
で回転され、精紡糸と接触する内方リングの回転は精紡
糸の捻転を得る為に役立ち、内方及び外方糸リングの間
において精紡糸に必要な撚りを与えると共にその間にお
けるスリップの発生を防止する効果を奏する。

糸の直径が各内方及び外方糸リング５０及び３８の面５
２及び３９の直径と比較して極めて小さく、又、精紡糸
がこれらの各面の軸に沿って回転すると共にそこにおい
て稔転するような場合、内方リングは外方リング３８が
回転しないときに２倍の速度で且つリングの軸に沿って
繊維束が回転するのと同一方向に回転しなければならな
い。

リングの軸に沿って繊維束が回転する速度はもちろん部
材２０、ガイド板４２及び軸３３の回転速度と等しい。

前述したように内方リング５０の回転がスリップするこ
となしに外方リング上において繊維束の捻転をもたらす
ことが出来るということは繊維束を集積溝１９及びガイ
ド路４４とそれらの回転時において整列保持させること
が出来るという点で極めて重要である。

前述した内方リングの回転速度は各リングの面における
径方向の若干の寸法差を無視して決定されている。

いくつかの使用例においては内方及び外方リングの速度
比を適当な歯車装置によってわずかに調整することが必
要な場合があり、特に精紡糸の直径が比較的大きいよう
な場合には、このような必要性が生じる。

ベンチュリ１８の供給端においては繊維はその最高速度
に加速される為に、精紡糸のオープンエンドがこの供給
端に形成される。

この供給終端における最高速度はベンチュリ１８へ供給
されたときの速度より実質的に増加し、この結果繊維は
ベンチュリ１８の放出端において最も広い領域に分離拡
散される。

ベンチュリの諸元は放出端において繊維が十分に分離さ
れるように延伸装置から供給される繊維の量に対応して
定められ、この結果、精紡糸の捻転により生じる撚りは
ベンチュリ内における繊維に伝えられることがなく、繊
維流内には効果的な「ブレーク」が生じ精紡糸に対して
従来与えられていたオープンエンドを供給することが出
来る。

種々の繊維に対してブレークを与える為に必要な分離の
程度は従来のオープンエンド精紡機において周知である
。

集積溝１９への繊維の供給において、精紡機の基準軸方
向において繊維の速度に実質的な減少が生じ、この結果
、集積溝中には繊維の滞積あるいは蓄積が行なわれ、製
造され、又、巻取りローラ１２によって定まる速度で巻
取られる単糸の番手に対応する必要な繊維量を供給する
ことが出来る。

ガイド板４２と部材２０が同時に回転し、又、集積溝１
９とガイド路４４とが回転軸における径方向の同一面に
配置されていることにより、繊維束も又この同一面に保
持され、捻転作用を行ないながら内方リング５０と外方
リング３８との間を通るということが理解される。

本発明は前述した精紡機１１の機械的構成に制限される
ことなく、本発明を実施する為に種々の構成を取り得る
ことは明らかである。

本発明の基本的な構成のひとつはオープンエンドの繊維
束が形成されることであり、又、この繊維束は一方向の
撚りが与えられるように面上で稔転されながら引出され
るということである。

本発明における面は繊維束をこの回転面上に接触させな
がら稔転させることによって加熱作用が与えられるよう
な撚転面とすることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置に適する一実施例の概略図、
第２図は本発明に係る精紡機の構造を示す断面図である
。 １０・・・・・・延伸装置、１１・・・・・・精紡機、
１８・・・・・・ベンチュリ、１９・・・・・・集積溝
、３９，５２・・・・・・撚転面、４４・・・・・・ガ
イド路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸を囲んでいる撚転面を有する部材と、前記撚
   転面の一方の軸端に繊維束をオープンエンドの連続流と
   して供給する装置と、繊維束を前記面に沿って一方の軸
   端から反対側の軸端に引出す装置と、繊維束が前記面を
   通過して引出されるときに前記面上で撚転し、単糸を形
   成する撚りを繊維に与える前記繊維束と前記面との間に
   相対的回転を与える装置と、を含む精紡装置。 ２、特許請求の範囲１において、前記面と前記繊維束と
   の間に相対的回転を与える装置は繊維を前記面の一方の
   軸端に導き、又、前記面の反対側軸端から精紡糸を離脱
   させる為に前記面の両軸端近傍に設けられたガイドを含
   み、これらのガイドは前記回転軸の周囲に回転するよう
   に支持され、又、前記面の少なくとも排出端におけるガ
   イドは撚転面と接触する両ガイド間に存在する繊維束を
   保持する為に径方向に前記面と関連して配置されている
   精紡装置。 ３ 特許請求の範囲１において、撚転面は固定部材上に
   設けられている精紡装置。 ４ 特許請求の範囲１において、繊維束を供給する装置
   は空気流中に繊維を整列供給する装置と、空気流路中に
   設けられたベンチュリであって繊維がその中を通過する
   際に加速されることによってベンチュリの排出端におい
   てオープンエンド状態を生じさせるように設けられたベ
   ンチュリとを含む精紡装置。 ５ 特許請求の範囲４において、前記面の一方の軸端に
   おけるガイドは軸方向に伸びた集積路を含み、又、ベン
   チュリはガイドと一体に回転するように支持された部材
   中に形成され、更にベンチュリは回転軸と同軸の導入部
   と繊維を集積路へ供給する単に集積路の近傍に形成され
   た供給端を有する精紡装置。 ６ 特許請求の範囲１において、一方の撚転面は内側面
   であり、又、他方の外側撚転面は内側面と同軸であり且
   つ径方向に間隙を有して環状路を形成する面であり、少
   なくとも一方の面は他の面に対して前記軸の周囲に回転
   するように設けられており、撚転面を回転させることに
   よって繊維束と撚転面との間に撚転接触を生起させる為
   に少なくとも前記面の一方と接続された駆動装置を有す
   る精紡装置。 ７ 特許請求の範囲６において、内側撚転面は固定であ
   り、又、繊維束を内側撚転面上に撚転させる装置は前記
   撚転面の各軸端近傍に設けられ内側面の軸に関して一体
   に回転する関連部材を含み、これらの部材のひとつは軸
   方向に伸び且つ前記環状路中に繊維を導ひくように配置
   された集積溝を有し、前記他の部材は環状路から引出さ
   れた加熱繊維束を導ひく為に環状路の径方向における外
   側に間隙を隔てて設けられた軸方向に伸びたガイド路を
   含み、集積溝及びガイド路は内側撚転面の軸に対して径
   方向に実質的に同一平面状に配置されており、更に前記
   関連部材を回転させる装置が設けられている精紡装置。 ８ 特許請求の範囲７において、前記繊維束を撚転面上
   で撚転させる装置は、両撚転面と接触する繊維束の供給
   及び排出端の回転速度に対して実質的に２倍の回転速度
   で前記外側撚転面を回転させる歯車装置を有する精紡装
   置。