JPS5947046B2 - 締束有撚紡績糸の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は不連続短繊維束より形成された、強固な締束
構造を有する新規な締束紡績糸の製造法に関する。

さらに詳述するならば、短繊維束を低張力に維持しつつ
空気渦流域中を通過させ、加熱手段で加熱しつつ巻き取
り、表皮部分が締束繊維で構成され、芯部分がごく甘い
撚で構成された紡績糸の製造法に関する。

従来短繊維束から紡績糸を得る最も一般的な方法として
、リング、トラベラ−による方法があった。

リングトラベラ−法で得られる紡績糸は、審美性、多様
性という面では申し分ないけれども、その生産性が非常
に低いという欠截を有していた。

したがって、長年リングトラベラ−法の生産性向上が検
討されてきたが、リングトラベラ−による精紡法は、紡
出速度を上げていくとリングとトラベラ−の摩擦によっ
てトラベラ−が飛散し、糸切れが生じたり、加熱速度を
上げていくにつれて紡出速度が制限されていた。

また、糸切れを起こさないまでも、繊維に損傷が与えら
れ、糸強力が減じたり染色の問題が起ったりして、この
改良は非常に困難であった。

一方、この問題を解決するために、いわゆる革新紡績法
が検討され、オープン・エンド精紡方法、セルフツイス
ト精紡法、Ｒｏｔｏｆｉｌ法等が考案されほぼ実用化さ
れつつある。

しかしながら、これら革新精紡方法により製造される新
規構造の紡績糸は、数々の共通の欠点を有している。

すなわち、繊維の配向が一定方向でないために編地の目
面が不均一になるとか光沢が不足しているという審美的
な欠点がその一つであり、また使用可能な素材が限定さ
れ、かつ汎用的な用途という面で限定されるという欠点
も有している。

他方、リングとトラベラ−の高速化のために多くの研究
が行なわれてきた。

その一つが回転リングであり、他の一つが頭撚スピンド
ルである。

回転リングは、リングとトラベラ−の摩擦を低減し、発
熱によるトラベラ−の飛散を軽減する目的でリングを消
極的あるいは積極的に回転させ、リングとトラベラ−の
相対速度を低減しようとするものである。

しかし回転リングは多くの錘を安定して一定の回転を与
えることがむずかしいとこと、また機構的に非常に複雑
になりコスト面、保全面等でのデメリットが大きいとい
う問題があり、いまだ実用化にいたっていない。

また、頭撚スピンドルは、回転速度を上げるにつれて増
加する紡出張力を低減する目的でバルーンを制限し、紡
出張力を低く維持しようとするものである。

この頭撚スピンドルは太番精紡では実用化されているが
、組番では張力がそれほど大きくはならないことと、ク
ラウンによって糸が毛羽立つこと、および作業性の悪い
ことなどのため実用化されていない。

この発明の目的は締束とせ撚により形成される全く新規
な構造の締束紡績糸の製造方法を提供することであり、
さらにもう一つの目的はリング精紡法の改良であり、空
気渦流により締束された糸条をリングトラベラ−により
加熱する高速度のリング精紡法を提供することである。

この発明の製造方法で得られる紡績糸は短繊維の撚が存
在する芯部と、この芯部を取り巻く捲回繊維から構成さ
れる表皮部の２部分よりなり、上記芯部と表皮部の大部
分の繊維の撚方向が逆であり、かつ芯部と表皮部に共存
する繊維が存在することが必須構成要件である。

この発明の締束紡績糸の製造方法は、所定の重量に調整
された短繊維束を一対のＲｏｌｌｅｒより送り出し、通
常のリング加熱張力よりも低張力である１０ｇ以下の紡
出張力でＲｏｔ Ｉｅｒの下流側に存在する空気渦流域
を通過させ、締束させつつ撚係数 で空気渦流回転方向と同一方向に撚掛けつつ巻き取るこ
とにより構成される。

リング精紡法で紡出速度を上げるには、スピンドルの回
転数を上げれば良いが、これには前述したように限界が
ある。

紡出速度と撚数は反比例の関係にあるから、同一のスピ
ンドル回転数で紡出速度を上げるには、撚数を下げるの
が最も簡単な方法である。

しかしながら単に撚数を下げるだけでは糸強力が減じ、
かつ編織布にしたときのピリングが悪くなる。

強力に関しては繊維束の繊維長を長くすればある程度解
決はつくが、ピリングに関しては改良されない。

この発明者らは、このピリングを減少し、かつ強力を補
助するために毛羽を少なくシ、かつ部分的に繊維束を締
束し、毛羽を押えるべく空気渦流の作用を繊維束に加え
ることを見い出した。

この発明において紡績糸が形成される機構を第１図によ
り説明する。

所定の重量に調整された繊維束Ｆは、フロントニップ点
Ｎより排出されると同時に撚掛けられた紡績糸Ｙとなる
。

フロントニップ点Ｎの下流側には、撚掛は方向と同一方
向に旋回すると同時に下流方向（糸の進行方向）に流れ
ている渦流Ｖが存在する。

この結果、毛羽およびフリースの端の繊維は糸に巻き込
まれ表皮繊維Ｓを形成する。

しかしながらこの場合、フロントニップ点直下には吸引
気流が作用しているので大部分の先端毛羽（糸の進行方
向の繊維先端が遊離している）はコアー〇中に撚込まれ
、後端毛羽ＦＲ（糸の進行方向と逆の毛羽先端が遊離し
ている）はより強く起立させられて渦流Ｖにより巻き込
まれる。

したがって表皮締束繊維Ｓは後端毛羽ＦＲにより主に形
成され、その結果コアー〇の撚方向とは逆になる。

第２図にこの発明の製造方法により得られる紡績糸の外
観図を示した。

さらにこの発明の製造方法の機構を述べる。

通常の繊維束送り出し手段より送り出された繊維束は、
高速度の旋回渦流の旋回力により毛羽が繊維束にまきつ
き紡績糸様の糸条となる。

この糸条は、渦流による締束だけでは安定した状態とな
らず、十分な強力を有しない。

この繊維束の締束の程度は、繊維特性（デニール、断面
形状、剛性等）、供給される繊維束の形状、渦流作用時
の張力や作用する気流の量・速度・方向等の要因によっ
て決定される。

繊維特性としては繊維デニール、繊維断面形状、剛性等
が締束の程度を決定する。

繊維デニールは細く、繊維断面形状は完全な円形より偏
平な異形に、剛性は低く、繊維摩擦を高くすることによ
り締束は強化される。

供給繊維束形状は、できるだけ各繊維の自由度を高くす
ればよい。

すなわち、繊維束の巾を広く供給すれば良いし、ロービ
ング粗糸のように粗糸撚も入ってない方が良くスライバ
ーを直接ドラフトした方が締束の強化には有効である。

渦流作用時における張力は、できる限り低い方が各繊維
の自由度が増して締束が強化される。

通常のリング精紡機の張力は、番手、スピンドル回転数
によって必ずしも一定でないが、大体３０〜８０９程度
である。

これに対し空気渦流による締束には張力を１０ｐ前後に
保たないと十分締束しない。

単にトラベラ−を軽くして紡出張力を下げてもバルーン
が大きくなり、糸切れなど他の障害が出てくる。

この発明の製造方法の最も重大なポイントは、いかに低
張力で加熱し得る手段を結合するかであった。

これを解決するために、この発明者たちは今まで組番で
採用されていない頭撚スピンドルに着目しこの低張力加
熱と空気渦流による締束を結合させることにより、低張
力下で加熱しつつ締束するという最も有効な手段の結合
を見い出したのである。

ところがこの２つの手段にはそれぞれ次のような欠点が
ある。

空気渦流による締束だけによって紡績糸を製造すること
は可能であるが、締束を余り強くすることは編地にした
とき、編地表面がざらつき、編目面が不均一となり、商
品としては非常に価値の低いものとなってしまう。

またこの締束紡績糸では原綿使いが限定されてしまい、
紡機の管理もむずかしく、実際工業化はむづかしい。

一方、頭撚スピンドルでの細番手の紡出は、毛羽の発生
や、低張力のためローラーから引き出しを補助する作用
が減じるのでビリの発生等があり、十分実用化されてい
ない。

以上の欠点を解決し、かつ紡出速度を上げるため、この
発明は糸の撚数を低下させ、撚数低下による糸強力低下
およびピリング増加を空気渦流の締束で補助し、この締
束を生じさせるために、頭撚スピンドルにより繊維束を
低張力に維持しつつ巻き取り、頭撚による毛羽立ちを締
束によって解決し、かつビリ発生を防止するため空気渦
流による引き出し力を付与したことにある。

すなわちこの発明は、空気渦流による締束法と頭撚スピ
ンドルのそれぞれの欠点を補い、これら手段を有機的に
組合せ、単なる組合せからでは想致し得ない効果をもっ
た高生産性の精紡法を実現したものである。

この発明に用いる繊維はあらゆる天然および合成繊維が
適用可能であるが、供給する繊維束の形態としては先に
述べたようにできるだけ自由度が高い方が良いので、有
撚のロービング粗糸より無撚のボビナー粗糸、最も望ま
しくは直紡の牽切フリースがふされしい。

空気渦流域とは、通過する糸の糸径の数倍の径の導糸孔
と、この導糸孔に導糸孔径より細い空気噴射孔が導糸孔
の中心軸より偏心して開孔している流体渦流発生機構に
より実現できる。

圧気は空気噴射孔より噴出し、高速度の流体旋回流とな
る。

このとき、空気の噴射方向を糸の進行方向に傾けると、
糸に送り出し力が付与され、頭撚スピンドルによるビリ
発生を防止できる。

圧気圧は、通常３ Ｋ９／ｃｒｔｔ Ｇ程度であるが、
これを高くすれば締束は強化される。

紡出張力は前記したように１０ｇ以下に保つことが望ま
しく、これ以上ではほとんど締束は生じない。

この発生の構成要件である低張力の加熱手段としては、
フライヤーによる加熱があるが、回転数が高められない
ので回転数の上げられる頭撚スピンドルが最もふされし
い。

頭撚スピンドルは第３図に示したような形状の、いわゆ
るクラウンをスピンドルの上部に固着あるいは回転可能
に接続させたものである。

頭撚スピンドルによれば、スネルワイヤより出た糸をク
ラウンに巻き付けることにより、バルーンを極めて小さ
くし紡出張力を下げることにより糸切れを減少させるこ
とが可能である。

この頭撚スピンドルを使用することにより、精紡の紡出
張力を１０ｇ以下に維持することができる。

撚数はできる限り低い方が紡出速度は上がるが、撚数を
極端に少なくして締束による糸形成割合いを増加させる
ことは、編地にしたときの目面を悪くシ、また光沢を減
じるので好ましくない。

このような理由で撚係数は３０以上が望ましいが、撚係
数を余り高くしては編地の風合およびこの発明の生産性
を高めるという意味からも好ましくない。

この結果撚係数は３０〜６０程度が望ましい。

次に図面によりこの発明の実施態様を説明する。

まず第４図において所定の重量に調整された粗糸あるい
はボビナー粗糸１を、通常のバックローラ２，２′、ミ
ドルローラ３，３′、フロントローラ４，４′によりド
ラフトし、所定の重量に調整されたフリース５をアスピ
レータ−６に送り込む。

アスピレータ−６の構造は、第５図に示したように、導
糸孔１４、空気噴射孔１３、接続金具１２より構成され
ている。

導糸孔１４は、入口側、出口側のテーパー状になってい
る部分と、同径の筒状部分の３部分とより成り立ってい
る。

同径筒部には空気噴射孔１３が角度をもって糸を送り出
す方向に傾斜し、かつ偏心的に開孔している。

圧気は空気噴射孔１３と接続した接続金具１２より供給
される。

フリース５はアスピレータ−６に入ると同時に仮撚が与
えられ、毛羽が締束して紡績糸１となる。

同時に頭撚スピンドル９、およびリング１０により撚掛
けられ、スネルワイヤ８、頭撚スピンドル９を経て紙管
１１に巻き取られる。

第６図は直紡による例を示す。

ボビン１５に巻かれた数千〜致方デニールのトウ１６を
バックローラ２，２′、フロントローラ４，４′の間で
牽切し、直紡フリース５を得る。

ボトムエプロン３は牽切フリースをフロントローラ４，
４′にスムーズに送り込むためのものである。

フロントローラ４．４′から出たフリース５は、アスピ
レータ−６により空気渦流の作用を受け、締束され、同
時に頭撚スピンドル９により撚掛け、紡績糸７となりコ
ツプ１２に巻き取られる。

このように直紡を使用することにより一工程で紡績糸が
得られるばかりでなく、この発明方法によりリング撚掛
けの高速化が可能になりきわめて合理化効果が大きい。

第７図は低張力で加熱するための別の手段を示したもの
である。

低張力の加熱手段としては、前述したように頭撚スピン
ドルが最もよいが、第７図に示したようにスネルワイヤ
の替わりにクロスパー１７，１７’、１７“を設けたも
のも適用できる。

この方法によればリング加熱によるフロントローラへの
撚伝播を遮断でき、良好な締束が得られる。

実施例 １ アクリルＴｏｗ３ｄＸ４８万デニールを’ｌ’ｕｒｂ。

５ｔａｐｌｅｒで熱延伸温度１４０℃、牽切ドラフト３
．５２で牽切してスライバーを得た。

この収縮スライバーをスチームセッターで１１０℃でセ
ットし、収縮能を消却した。

このスライバーのミスカットを除くため再牽切機でカッ
トし、平均繊維長１２６ｍのスライバーを得た。

このスライバーをギルボックスでダブリングとドラフト
を繰返し、１．５ｐ／ｍのスライバーを得た。

このスライバーから仏式ボビナーで０．３／ｌ／ｍのボ
ビナー粗糸を作製し、第４図に示した方法で、下記条件
で仕掛けた。

トータルドラフト １５．６倍スピン
ドル回転数 １２．５０ Ｏｒｐｍ撚 数
２８８ Ｔ１ｍ番 手
１１５２Ｎｍ撚係数
４０ 紡出速度 ４３ｒｎ７／分紡
出張力 ８．２９ノズル形
状 導糸孔径（同径部）２ｗＩｌφ空気噴射孔径
０．８履φ 導糸孔長さ ３０７１ｇＩｌ 空気噴射角度 ４５゜ ノズル圧気圧 ３・０靭６沿一方
、同じボビナー粗糸をアスピレータ−を使用しないで通
常のリング精紡機で下記条件で紡出した。

番 手 １ ／ ５２ Ｎｍ撚 数
２８８ Ｔ／ｍ撚係数 ４０ スピンドル回転数 ７． ＯＯＯｒｐｍ紡出速度
２４ｍ／分 紡出張力 ２３．１ｐ 両者の糸物性、助詞を比較すると第１表のようであった
。

装 置 ＩＣＩピリングテスター〔大栄科学精機製作
所〕 試験片 １０ＣｒＩＬｘ １２ｃｍ経緯各々２枚採取す
る。

測定条件 回転速度 ６０回／虜元 回転時間 ２ ｈｒ 評 価 標準サンプルの１級（悪）〜５級（良）まで
の表面状態で級付けを行う。

第１表に示したように、糸強力はアスピレータ−を設け
ることにより約１．７倍程度になり、紡出速度は約２倍
程度となる。

またアスピレータ−を作用させないとピリングが１級と
全く使用できないが、アスピレータ−による締束を付加
することによりピリングが３級となり、通常のアクリル
リング紡績糸とほとんど変らなくなった。

実施例 ２ 実施例１と同じボビナー粗糸を、第４図の実施態様に基
づく精紡機に仕掛け、第２表のように条件で紡出して糸
強力およびピリングを測定した。

なお、いずれも番手１ ／ ４８ Ｎｍ、撚数３４５Ｔ
／ｍ、α＝４９．８、紡出速度４３．５ ｍ／ｋｎ、
ドラフト１２．８倍、スピンドル回転数１５．００
Ｏｒｐｍ１リング径５０１１ｇｌφである。

得られた紡績糸は第３表に示すとおりであった。

第３表に示したように、紡出張力を１０ｆ以下に保った
。

この発明による方法の場合は、締束が十分性なわれ、紡
出速度がリング糸の２〜３倍になっているのに、ピリン
グ、糸強力ともリング糸と孫色がなかった。

これに対し、紡出張力が１０ｇを越えると次第に締束が
強化され、糸強力、ピリングとも悪くなり、紡出張力が
２０１を越えると、はとんど締束はなく使用不可能であ
った。

実施例 ３ １．５ ｄ Ｘ ２，００ Ｏｆ （Ｔｏｔａｌ Ｄｅ
ｎｉｅｒ ３，０００ｄ）の無撚アクリルフィラメント
を、第６図に示すような直紡機に供給して牽切フリース
を得、紡出張力１０ｆＩ以下および第４表に示す条件で
、空気渦流域で締束しつつリング加熱装置で加熱して紡
績糸を得た。

なお、牽切ゾーン条件は、 牽切ゲージ ２８０履 牽切りｒａｆｔ ２４．７倍であり、紡出
番手は１ ／ ８０ Ｎｍであった。

上記条件で紡出した紡績糸の物性および編地の目面、光
沢を官能検査した結果、第５表のようであった。

紡出撚数を徐々に下げて行くにつれて糸強力は徐々に低
下していくが、その分だけ締束の割合いを増加していく
と強力はほとんど変化しない。

しかしながら、撚糸数を３０以下に下げ、締束を強化す
るためにはアスピレータ−の圧気圧を４〜Ｘｃｙｙｉ
Ｇにすると、月面がぼやけたり光沢が悪くなり、商品価
値は低下する。

したがって撚係数はα＝３０以上が要求される。

最近開発されたリングトラベラ−によらない高生産性を
有する革新紡績システムにより紡出される紡績糸は、い
ずれもリング糸より配向性や均一さにおいて劣る。

その結果、商品の適応分野が制限されて汎用性に欠ける
。

この発明の方法にて得られる紡績糸は、表面構造上撚方
向が一方向のため、はとんどの商品分野において、また
編地、織物のいかなる組織でも、また起毛品等も可能で
ある。

また得られた糸はリング糸に比べ毛羽が少なく、非常に
優美な製品となる。

またこの発明方法によれば、リング糸の持っている優れ
た特性を失することなく、リング精紡に比べ数倍の生産
性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の製造方法で得られる紡績糸形成状態
を示す機構図、第２図はこの発明の製造方法で得られた
紡績糸の外観図、第３図は頭撚スピンドルの平面図およ
び正面図、第４図と第６図はこの発明の製造方法の実施
態様例を示す工程の概略図、第５図はアスピレータ−の
構造を示す正面図および側面図、第７図はクロスバ−を
用いた例を示す工程の一部概略図である。 Ｆ・・・・・・繊維束、Ｎ・・・・・・フロントニップ
点、ＦＲ・・・・・・後端毛羽、Ｃ・・・・・・コアー
、Ｓ・・・・・・表皮繊維、■・・・・・・渦流、Ｙ・
・・・・・紡績糸、１・・・・・・ボビナー粗糸、２．
２′・・・・・・バックローラ、３，３′・・・・・・
ミドルローラ、４，４’・・・・・・フロントローラ、
５・・・・・・フリース、６・・・・・・アスピレータ
、７・・・・・・紡績糸、８・・・・・・スネルワイヤ
、９・・・・・・頭撚スピンドル、１０・・・・・・リ
ング、１１・・・・・・紙管、１２・・・・・・接続金
具、１３・・・・・・空気噴射孔、１４・・・・・・導
糸孔、１５・・・・・・ボビン、１６・・・・・・トウ
、１γ、１７’、１７“・・・・・・クロメノく−。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定の重量に調節された短繊維束を一対のローラよ
   り送り出し、通常のリング加熱張力よりも低張力である
   １０ｐ以下の紡出張力でローラの下流側に存在する空気
   渦流域を通過させ、締束させで空気渦流回転方向と同一
   方向に撚掛けつつ巻き取ることを特徴とする締束有撚紡
   績糸の製造方法。