JPS5953371B2 - 結束紡績法における短繊維束供給方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、合成繊維又は繊維素系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、動植物の天然繊維等
の短繊維またはこれらの混合繊維を原料として紡績糸を
能率的にしかも高速に生産する結束紡績法における短繊
維束供給方法に関するものである。

従来、実質的に無撚なコアの周りに、周辺繊維を巻きつ
けた結束糸の製造法には、特公昭４３−２８２５０号「
束桿状糸及びその製造」で述べられているように最終の
牽伸ロールによって供給された繊維束に引き続きアスピ
レータ、トルクジェットを作用させるものまたは特開昭
５０−１２３９５４号「結束紡績糸の製造方法」のよう
に別途供給される少数の周辺繊維をコア繊維束の周囲に
巻きつけるものなどがある。

しかし供給素材として、短繊維たとえば綿、綿混用ポリ
エステルステーブルファイバーまたは両者の混合繊維な
ど繊維長２インチ以下のものを使用する場合、紡績時に
糸切れが多かったり、使用に耐える糸強力が出ないなど
実用上問題となる点が多かった。

結束紡績法では、ドラフトされつつ連続的に供給される
繊維束は旋回空気流によって、加熱解撚され糸条を形成
するが、特に高速下では、フロントローラへ導かれた繊
維束の挙動は非常に不安定であり、フロントローラへ入
る際、高速回転するフロントローラ表面に付随して流れ
る空気の境界層流によって左右へ乱される。

そして繊維本数が、少なくなるにしたがって又繊維長が
短かくなるにしたがってその繊維束の挙動がますます不
安定なものとなることは避けがたく、僅かな外乱が糸切
れを招くことになる。

さらに糸強力を上げ後加工に供し得る糸を紡出するには
フロントローラから排出される繊維束は、ある程度以上
の巾を持たなければならないが、これは該繊維束の不安
定な挙動をさらに助長する。

そのため前記特公昭４３−２８２５０号では繊維束とし
て綿を用いた場合には、紡出速度を低速におさえた上、
アスピレータにマニフオールドを用いなければならなか
った。

また特開昭５０−１２３９５４号では１００ｍｍ以上の
非常に長い短繊維に限定して、糸強力を確保するといっ
た制約を受けていた。

そこで本発明者らは、平均繊維長２インチ以下の短繊維
束から高速で結束糸を紡績する際の前記問題点について
鋭意研究の結果、短繊維束の厚さ分布を非対称とするこ
とによって綿繊維の如く極く短い短繊維でも糸が切れる
ことなく高速で紡出できるという画期的な方法を見い出
して本発明に到達した。

すなわち本発明は、ドラフトされつつ連続的に供給され
る平均繊維長２インチ以下の短繊維束を、旋回流体流に
より加熱、解撚して結束糸を得る紡績法において、該短
繊維束はドラフトゾーンに設けられた少なくとも１個の
巾規制ガイドにより、巾方向の厚さ分布を、該短繊維束
中の中心軸に対して非対称となることを特徴とする結束
紡績法における短繊維束供給方法である。

この方法によって得られた結束糸は、従来提案されてい
る結束糸とはその糸構造を異にし、規制的に緊密に配列
された短繊維から成るコアが実質的に無撚の中心部と、
実質的に有撚の外周部とから構成され、更に該コアの外
層をランダムに包絡する単繊維群によって、糸条が形成
されている新規な糸構造を有し、そのために短繊維を用
いているにもかかわらず、糸強力はリング糸に劣らず、
優れた特性を示すもので、本発明は実用性の高い画期的
なものである。

以下図に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は結束紡績糸製造方法の１例として４線式エプロ
ンドラフト装置と２組の巾規制ガイド１２．１３を使用
し、原料スライバー２を供給して、糸を紡出する実施態
様を示すもので第１図ａは装置全体の側面概略図である
。

第１図すは上方よりトップローラを外してボトムローラ
を見た図であり、トランペット４、補助巾規制ガイド１
２、土中規制ガイド１３、コレクター１４及びエアノズ
ル９の配列状態を示す。

第１図（Ｃ−１）、 （Ｃ−２）、 （Ｃ，−３）
はドラフトゾーン各部における短繊維束の巾方向の分布
状態を示すものである。

今、エアノズル９の繊維束導入孔中心軸を通り、フロン
トローラ８，８′の回転軸に対し直角にＸＸ軸を設け、
この軸を中心に以下説明すると本発明の短繊維束供給方
法を実施する好適な例として第１図すに示す如く、コレ
クター１４及びエアノズル９はＸＸ軸に対し、対称の位
置に設けるに対し、トランペット４及び補助巾規制ガイ
ド１２そして土中規制ガイド１３は短繊維束がフロント
ローラニップ線において後述する如き所望の厚さ分布を
有するようにＸＸ軸に対し、それぞれに偏って適正な位
置に配列されている。

このように特殊な配置をとる理由を繊維束の挙動を追い
ながら詳細に説明する。

すなわちこのような配列の巾規制ガイドをもったドラフ
ト装置にスライバーを供給すると、ケンス１から引き出
されたスライバー２はガイドローラ３，３′を通ってト
ランペット４へ導かれ、ドラフトローラ５． ５’。

６．６′間でオラフトされるが、該短繊維束の中心はＸ
Ｘ軸に対し、偏って進行する。

従ってドラフトローラ６．６′に供給される短繊維束の
厚さ分布は第１図（（、−１）に示す如きものとなる。

１ここでは該短繊維束中の中心軸Ｙ１−Ｙ１軸はＸＸ軸
よりも何れか片側（図では左側）へ大きくずれている。

さらに次のドラフトゾーン（ローラ６゜６’、 ７．
７’間）では、ＸＸ軸に対し非対称に設けられた土中
規制ガイド１３によりＸＸ軸の左側の繊維群は若干拡が
る程度であるのに対し、右側の繊維群は土中規制ガイド
１３が補助巾規制ガイド１２より充分に外側にあるため
ほぼ理由な状態で拡げられて薄い繊維層となり、エプロ
ン７に供給される短繊維束の厚さ分布は、第１図（Ｃ−
・ ２）に示す如く、短繊維束中の中心軸Ｙ２Ｙ２に対
して非対称形となり最終ドラフトローラであるフロント
ローラ８，８′に導かれる。

ここでは、Ｙ２−Ｙ２軸はＸＸ軸近傍、もしくは第１ド
ラフトゾーンの場合の反対側（図では右側）にあること
が好ましい。

なお繊維束中コアとなる部分の厚みを増し、かつ第２の
ドラフトゾーンにおける中拡大効果を高めるために補助
巾規制ガイド１２では短繊維束を−たん極端に絞るのが
好ましい。

フロントローラ８，８′は、高速回転をなしているため
、その表面に随伴して流れる境界層流は、薄層に拡散さ
れた短繊維束に無視できない巾方向の拡がりを促進する
力を与える。

この結果第１図（Ｃ−２）の如き分布をもった短繊維束
は第１図（Ｃ−３）のような本発明の結束紡績法に必須
の厚さ分布となって、フロントローラ８，８′を通過す
る。

フロントローラニップ線通過時の短繊維束の厚さ分布の
重心はほぼＸＸ軸に一致し、ＸＸ軸上に繊維束導入孔を
有するエアノズル９に円滑に誘導される。

短繊維束に該短繊維束中の中心軸Ｙ−Ｙ軸に対して、非
対称の厚さ分布を持たせることは、得られる紡績糸にお
いて実質的にコアとなる生来を繊維分布の最大部分に一
致せしめ周辺部を構成する繊維群に対する比率を高める
と同時にフロンＩ・ローラ直後に設けられたエアノズル
９の加熱作用を受けた際該分布中の繊維群の各部にそれ
ぞれの挙動に適した環境を与えることにより糸切れを著
しく減少させるばかりでなく、細番手の紡出を可能にす
るなどの利点をもたらすのである。

このような利点、特に細番手紡績が可能な理由はよくわ
からぬが、生来部分をなす繊維群の集中的な厚みが、従
来の大番手紡出時の平均的な短繊維束の厚みに相当する
効果を持つためと思われる。

エプロン７とフロントローラ８との間に設けられたコレ
クター１４はスライバーからドラフトされた短繊維束の
端部繊維群がフロントローラ８，８′へ入る際にその表
面の境界層流によって過剰に外側へ拡がろうとする傾向
を抑え、エアノズルの導入孔の巾以内におさめる機能を
もてばよい。

このようにＹＹ軸に対し、非対称に形成された短繊維束
は好ましくは一対のフロントローラの一方のローラ（第
１図ａではボトムローラ８）の表面に沿って、ひき出さ
れるのがよい。

これはフロントローラ直後に設けられたエアノズル９に
よって短繊維束に加えられる撚がニップ線近くまで充分
に遡及するのを防ぎ、フロントローラのニップ線と加熱
開始点までの間で短繊維束内の短繊維に撚によって拘束
されない自由な挙動のできる領域を与えるためである。

更にこの効果を助長するために短繊維束を構成する短繊
維の平均繊維長は短い程好ましく、２インチ以下の綿、
綿混用ポリエステルまたはそれらの混合物などは、好適
な素材である。

この加熱開始点は、短繊維束とローラとの接触角θ、短
繊維束中及びエアノズルの加熱力などのバランスによっ
て規制されるが、もしこの接触角が小さすぎると撚りの
制御が困難となって繊維の自由度が少なくなり、逆に接
触角が大きすぎるとニップ線と加熱開始点間の距離が長
く且つ不安定となり糸切れしやすくなる。

従って接触角θは０〜π／４好ましくはπ／１５乃至π
／６が良い。

この場合に第１図（Ｃ−３）に示された如きＹＹ軸に対
し、非対称の厚さ分布をもちボトムのフロントローラの
表面に沿ってひき出された短繊維束は、その厚さの薄い
側の繊維群がエアノズル９によって、ボトムのフロント
ローラ８からひき離される方向（第１図ａの場合はノズ
ル側からフロントローラを見て反時計針方向、撚方向で
表現すれば２方向）に旋回されることが好ましい。

従って、エアノズル９としては２加熱、Ｓ解撚する如き
性能を有するものを使用するのがよい。

このような装置、作用の組み合わせにより、前記した如
き、そして第２図に示される如き三層構造とも呼ぶべき
特異な形態の結束糸が得られるが、その過程は次のよう
に考察される。

すなわち第１図（Ｃ−３）に示された如き短繊維束厚さ
分布中の最大厚み部を含むＡはエアノズルにより通常の
仮撚のメカニズムに従い、加熱されるが、中間厚み部を
なすＢ、Ｂ’はＡとはやや異なった挙動をとる。

一応はＢ、Ｂ’もＡに準じて所定の加熱作用をうけるが
、最終ドラフトローラのニップ線を離れた繊維Ｂ、Ｂ’
はその末端がＡに比べてより大きな自由度をもつため加
熱点を通過後に、Ａの周りに撚角度を減じた形で、巻き
つけられる。

しかし、この部分の繊維束は最小厚み部のｃ、ｃ’とも
違って、まだかなりの厚みを持ち単繊維相互が互いに拘
束しあうために末端が充分自由に行動することはできず
、主東部となるＡに対し若干の撚数の差異をもつ程度で
ある。

短繊維束の厚みの薄いｃ、ｃ’はニップ線を離れて加熱
点へ集束されると、末端がすぐに自由端となる単繊維状
であるので実質的にはほとんど加熱されず生来の周りに
振り回される形となる。

かかる３種の加熱を受けた短繊維束はエアノズル９の糸
路を進行し、ノズル出口側で解撚作用を受け、それぞれ
異なった応答をする。

Ａは加熱数に等しい撚数を解撚され、実質的に無撚とな
るが、Ｂ、 Ｂ’はＡに比較してせ撚で加熱されていた
ために解撚後は解撚方向の撚をもつことになり実質的に
無撚なＡの周囲を実撚で覆い共に得られた糸条中のコア
を形成する一方糸軸と共に自由回転していたｃ、ｃ’は
解撚作用を受けてコアに巻きつけられ該コアの外層をラ
ンダムに包絡する繊維群となる。

このように繊維束中の中心軸ＹＹ軸に対し非対称の厚さ
分布で供給された短繊維束のＡ、 Ｂ。

Ｂ’、 Ｃ，Ｃ’各部が旋回流による加熱解撚作用を受
けて特異な構造の結束糸となるため、強度の高い、また
トルクも比較的強い特徴をもつものと理解される。

第２図に示す如きこの特異な糸構造の基本形態はフロン
トローラ８，８′から供給された短繊維束がエアノズル
９で加熱される際リボン状に進行しつつ、次第に扇形状
に加熱点に向って集束されて行く間に生ずるものである
。

Ａ、 Ｂ。Ｂ’、 Ｃ，Ｃ’各部分の繊維の特徴的な挙
動の差異は、それぞれの巾分布に全面的依存する。

比較的広い巾を有するＣ、 Ｂの方はボトムコーンに
より強く接する方向に回転されるＣ’、 Ｂ’に比べよ
り自由な、挙動が許される。

そのためＣ，Ｂは完成糸の物性、特に強度に影響する程
度がＣ’、 Ｂ’よりはるかに大きく従ってこの繊維本
数を可能な限り多くするよう、短繊維束厚さ分布ＹＹ軸
中心に対し、非対称とすることが必須である。

このような経過でエアノズル９から排出された糸は、フ
ロントローラ８，８′よりも遅い速度でデリベリ−ロー
ラ１０．１０’により引き取られ、巻取ローラ１１を介
してチーズまたはコーン形状のパッケージ１５に巻き取
られる。

フロントローラ８，８′の表速は、デリベリ−ローラ１
０，１０’の表速より３乃至１０％早く、従って若干の
オーバーフィード状にしてエアノズル９の加熱力を補助
することが好ましい。

エアノズル９としては通過する糸条に旋回力を与えかつ
、排気と共に糸条を積極的に排出する如き能力をもつも
のが使用されるが例えば第３図ａに示すように繊維束導
入孔１７の末端に絞り部１８を持ち該繊維束導入孔１７
及び絞り部１８が、第３図すのように糸排出孔１９に対
し偏心したものは特に加熱数の変動が少なく好ましかっ
た。

糸条に旋回力と排出力を与えるため空気噴射孔２０は糸
排出孔１９に対し、第３図ａの如く鋭角に偏心的に開孔
されローラニップ線とエアノズルの空気噴射孔との距離
は、平均繊維長の１７２乃至２倍が好ましい。

また巾規制ガイドを土中規制ガイド１個にした場合は、
短繊維束の制御が若干不正確になる難点があったが、３
線式ドラフト装置にも適用でき操作性にすぐれていると
いう利点を有する。

第４図は、３線式エプロンドラフト葬置において極太の
粗糸２２を供給し、土中規制ガイド１３をブレークドラ
フトゾーンに使用した装置を示すもので４線ドラフト方
式の場合と同様トランペット４は、ＸＸ軸に対し、偏心
している必要があった。

これは非対称形の短繊維束厚さ分布を与えるためである
。

２３はガイドである。また、本発明は、開繊フィラメン
ト糸、嵩高糸等をフロントローラ）とエプロンとの間に
供給し、短繊維束と共にエアノズルに供給して複合糸を
紡績する際にも広く適用されうる。

実施例 牽伸装置・・・４線式エプロンドラフト装置（第１１図
ａ）でドラフトは１００〜４００ フロントローラにおける短繊維束の接触角・・・π７ｇ 紡出速度・・・１５０〜１８０ｍ／分 フロントローラとテ゛リベリーローラ間のオー； バー
フィード・・・３〜１０％ エアノズル・・・３〜４ａｔｇ （第３図ａ、 ｌ）
のタイプ） 仮撚方向・・・Ｚ−＋Ｓ エアノズルの繊維束導入孔中心軸・・・糸軸スライバー
（ポリエステル１．５ｄ Ｘ ３８ｍｍ、６５％、綿３
５％）・・・３００〜４００ケレン／６ｙｄｓ紡出糸・
・・４５５ 上記条件で沖規制ガイド巾および位置を変えて、各種の
所望する厚さ分布の短繊維束を用いて１紡績糸を製造し
、その糸切れの程度を判定した。

その結果は次のようであった。

トランペット巾な８ｍｍであり、補助巾規制ガイドの中
心軸へ移動させた。

◎・・・糸切れがほとんどなし、 ○・・・糸切れ僅
少、 △・・・糸切れ頻発、 ×・・・紡出困難 本実施例においてフロントローラニップ線における短繊
維束の厚さ分布の重心は、エアノズルの最小径部１６の
中心を通る線分すなわちエアノズルの短繊維束導入孔中
心軸上であり該中心軸はフロントローラの回転軸と直交
させた。

試験条件１は好ましい結果を示したが、試験条件５，６
では繊維束中が広くなりすぎて該繊維束の厚みが薄くな
りすぎたため、厚みが均等化されてしまい、本発明の特
徴とする厚さ分布が不明瞭となったため、糸切れが頻発
したものと考えられる。

なお試験条件９のように巾規制ガイド１個を用いた場合
条件によっては糸紡出が可能であるが、巾規制ガイドを
全く用いない場合（試験条件１０）は、糸切れが多く紡
出困難であった。

試験条件１で紡出した糸をウースターオートマチックヤ
ーン・ストレングス・テスターで試験回数２００回で測
定した結果、糸特性は平均強力１８１ｇ、最低強力１４
３ｇ （最小強力値から１２個の平均値）伸度１２．
２′ｙｏを示し、編織機に供給して十分な実用性能を発
揮した。

この糸は、強いＺトルクを持ち、該糸で編まれたニット
は、手触りがやや硬い感じであるにもかかわらずしなや
かな腰を持つ一種独特な風合を有するものとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明を実施するための装置の１例を示す概
略図で第１図すは、トップローラをはずして、ボトムロ
ーラ部を見たもので、巾規制ガイドの位置関係を示すも
のであり、第１図（Ｃ−１）、 （Ｃ−２）、 （
Ｃ−３）は繊維束の厚さ分布を示すものである。 第２図は本発明で製造された糸の側面であり、第３図ａ
はエアノズルの断面図、第３図すは、その排出孔側から
見た糸条通路の正面図を示す。 第４図は本発明を実施するための他の装置の側面図であ
る。 １・・・・・・ケンス、２・・・・・・スライバー、３
，３′・・・・・・ガイドローラ、４・・・・・・トラ
ンペット、５，５′・・・・・・ドラフトローラ、６，
６′・・・・・・ドラフトローラ、７，７′・・・・・
・エプロン、８，８′・・・・・・フロントローラ、９
・・・・・・エアノズル、１０，１０’・・・・・・デ
リベリ−ローラ、１１・・・・・・巻取ローラ、１２・
・・・・・補助巾規制ガイド、１３・・・・・・土中規
制ガイド、１４・・・・・・コレクター、１５・・・・
・・チーズ、１７・・・・・・繊□維束導入孔、１８・
・・・・・絞り部、１９・・・・・・糸排出孔、２０・
・・・・・空気噴射孔、２１・・・・・・篠巻、２２・
・・・・・粗糸、Ａ・・・・・・無撚の中心部を構成す
る短繊維束部分、Ｂ・・・・・・実質的に有撚な外周部
を構成する短繊維束部分、Ｃ・・・・・・コアの外層を
ランダムに包絡する単繊維群を構成する短繊維束部分、
θ・・・・・・接触角、Ｘ−Ｘ・・・・・・糸軸、Ｙ−
Ｙ・・・・・・フロントローラニップ線における短繊維
束中の中心軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ドラフトされつつ連続的に供給される平均繊維長２
   インチ以下の短繊維素束を旋回流体により加熱解撚して
   結束糸を得る紡績法において、該短繊維束をドラフトゾ
   ーンに設けられた少なくとも１個の巾規制ガイドにより
   巾方向の厚さ分布を該短繊維束中の中心軸に対して非対
   称とすることを特徴とする結束紡績法における短繊維束
   供給方法。