ドラフトローラ、紡績ユニット、紡績機、及び紡績糸の製造方法
【課題】研磨による糸品質の劣化を緩和したドラフトローラを提供する。
【解決手段】フロントトップローラ20は、繊維接触部30と、縮径部31と、を有する。繊維接触部30は、外径が略一定に形成される。縮径部31は、繊維接触部30の軸方向両端部において、繊維接触部30よりも外径が小さく形成される。繊維接触部30は、軸方向の幅W1が18mmであり、外径D1が30mmである。縮径部31の外径D2は25mmである。
【解決手段】フロントトップローラ20は、繊維接触部30と、縮径部31と、を有する。繊維接触部30は、外径が略一定に形成される。縮径部31は、繊維接触部30の軸方向両端部において、繊維接触部30よりも外径が小さく形成される。繊維接触部30は、軸方向の幅W1が18mmであり、外径D1が30mmである。縮径部31の外径D2は25mmである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主として、紡績機が備えるドラフトローラの形状に関する。
【背景技術】
【0002】
紡績機は、繊維束に撚りを加えて紡績糸を生成する紡績装置を備えている。また、紡績機は、繊維束をドラフト(繊維束を引き伸ばすこと)するためのドラフト装置を備えている。このドラフト装置は、回転するドラフトローラ対で繊維束(又はスライバ)を挟み込んで搬送することにより、当該繊維束を適切な繊維幅に引き伸ばしたうえで紡績装置に供給するように構成されている。
【0003】
この種のドラフト装置において、前記ドラフトローラは高速回転しているため、当該ドラフトローラの外周面に沿って気流(随伴気流)が発生する。この随伴気流が、糸品質に大きな影響を与えることが知られている。そこで従来から、ドラフトローラの形状に工夫を施して、随伴気流による悪影響を低減する構成が試みられてきた。このようなドラフトローラは、例えば特許文献1から3に記載されている。
【0004】
特許文献1は、有効ローラ幅を、標準の半分以上近くに狭めたフロントトップローラを開示している。即ち、特許文献1が開示するフロントトップローラの外周には、段差が設けられている。特許文献1は、この構成により、随伴気流の影響を受けず、風綿が両側へ殆ど移動しないとしている。
【0005】
特許文献2は、フロントトップローラに形成する段差(特許文献2でいうところの隙間L)は、1mm以上3mm以下が良好であるとしている。しかしながら、特許文献2は、当該段差のその他の具体的な寸法については開示していない。
【0006】
この点、特許文献3は、300m/minを超える高速紡績(特許文献3では具体的に350m/minで実験を行っている)では、フロントローラの段差の寸法(特許文献3でいうところの隙間B)を1.5mmとすることが好適であるとしている。また特許文献3は、フロントローラの段差は狭すぎても広すぎても不都合が生じるとしている。
【0007】
以上のように、フロントトップローラに段差を形成する場合には、当該段差を1.5mmとすることが最適であるということが、公知となっている。特許文献3が指摘するように、この段差の寸法は高すぎても低すぎても不都合が発生する。従って、フロントトップローラの段差の寸法をあえて1.5mm以外に設定することはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平7−126926号公報
【特許文献2】特開2010−163702号公報
【特許文献3】特開2005−113274号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ドラフト装置のフロントトップローラは、一般にゴム製である。このゴム製のローラは、使用することにより、繊維束と接触している部分(軸方向の中央部分)が摩耗して凹んでいく。即ち、ゴム製のフロントトップローラは消耗品である。しかし、多少摩耗しただけでフロントトップローラを廃棄するようでは、紡績機の運転コストが増大してしまう。そこで、摩耗したフロントトップローラの表面を研磨して平滑な状態(前記凹みを解消した状態)とし、当該フロントトップローラを再利用するということが行われている。
【0010】
ところで、フロントトップローラの表面を研磨すると当該フロントトップローラの外径が小さくなるので、当該フロントトップローラに形成されている段差が小さくなる。この結果、糸品質が劣化してしまうという問題がある。従って、生成される紡績糸の品質を考慮するならば、利用可能なフロントトップローラの最小径を設定しておき、研磨後の外径が最小径未満になったフロントトップローラは再利用を禁止する必要がある。このため、従来のフロントトップローラは、研磨を繰り返して長期間使用することができなかった。
【0011】
なお、特許文献3は、紡績速度が300m/min以上を「高速紡績」と称しているが、近年は紡績速度が更に向上しているため、紡績速度が400m/minを超える場合もある。従って、近年は特許文献3の出願当時よりもドラフトローラの回転速度が高速化しており、随伴気流が糸品質に与える影響も変化していると考えられる。このため、上記特許文献で最適とされたドラフトローラの形状が、現状の高速紡績(紡績速度が400m/min前後)で最適であるとは限らない。即ち、ドラフトローラの形状を改良して糸品質を向上させる余地が残されている。
【0012】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、研磨による糸品質の劣化を緩和したドラフトローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【0013】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【0014】
本発明の第1の観点によれば、スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、以下のように構成されたドラフトローラが提供される。即ち、このドラフトローラは、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成される。前記繊維接触部は、軸方向の幅が18mmであり、外径が30mmである。前記縮径部の外径は25mmである。
【0015】
このドラフトローラは、繊維接触部と縮径部との段差が2.5mmとなるので、従来のドラフトローラ(段差1.5mm)に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部を研磨して段差が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のドラフトローラよりも小さい。結果として、上記のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。
【0016】
上記のドラフトローラは、前記繊維接触部の外周を研磨した後、当該繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差が1.5mm以上であることが好ましい。
【0017】
即ち、本発明のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも段差を大きくしたので、少なくとも従来のドラフトローラ(段差1.5mm)より段差が大きい間は、繊維接触部の研磨を許容することができる。また、繊維接触部を研磨し過ぎると、当該繊維接触部のゴムの厚さが薄くなって繊維束を把持する力が低下し、糸品質劣化の一因にもなり得る。しかし、上記の構成によれば、最低でも1.5mmの段差を確保できる。従って、糸品質の維持を図ることができる。
【0018】
本発明の第2の観点によれば、スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、以下のように構成されたドラフトローラが提供される。即ち、このドラフトローラは、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成される。前記繊維接触部の外周を研磨した後の当該繊維接触部の外周と、縮径部の外周とによって形成される段差が1.5mm以上である。
【0019】
このドラフトローラは、従来のドラフトローラ(段差1.5mm)よりも、繊維接触部を研磨する余裕が大きいので、当該繊維接触の研磨回数を増やすことができる。これにより、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。
【0020】
上記のドラフトローラは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記縮径部の外径は25mm、前記繊維接触部の研磨前の外径は30mmである。
【0021】
このドラフトローラは、繊維接触部と縮径部との段差が2.5mmとなるので、従来のドラフトローラ(段差1.5mm)に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部を研磨して段差が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のドラフトローラよりも小さい。結果として、上記のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。
【0022】
上記のドラフトローラにおいて、前記繊維接触部と前記縮径部はテーパ部によって接続されていることが好ましい。
【0023】
この構成によれば、繊維接触部の外周を研削盤によって研磨する際に、ドラフトローラを砥石に対して軸方向から近づけ易くなり、研磨作業をスムーズに行うことができる。
【0024】
本発明の第3の観点によれば、以下の紡績ユニットが提供される。即ち、この紡績ユニットは、スライバをドラフトして繊維束とするドラフト装置と、前記ドラフト装置によりドラフトされた繊維束を、紡績速度400m/min以上で紡績する紡績部と、を備える。前記ドラフト装置は、回転することにより前記スライバをドラフトするドラフトローラを備える。このドラフトローラは、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成される。前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差は、2.5mmである。
【0025】
上記のように段差を2.5mmとしたことで、従来のドラフトローラ(段差1.5mm)に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部を研磨して段差が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のドラフトローラよりも小さい。結果として、上記のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、紡績ユニットの運転コストの削減を実現できる。しかも、上記のように段差を2.5mmとしたドラフトローラは、紡績速度400m/min以上の高速紡績においては、従来のドラフトローラと比較して糸欠点の数を減少させることができる。
【0026】
上記の紡績ユニットは、前記繊維接触部の軸方向の幅が18mmであり、外径が30mmであり、前記縮径部の外径が25mmであることが好ましい。
【0027】
この紡績ユニットが備えるドラフトローラは、特に紡績速度400m/min以上の高速紡績において、従来のドラフトローラと比較して糸欠点の数を減少させることができる。
【0028】
上記の紡績ユニットは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記ドラフト装置は、前記スライバをドラフトするためのローラを、前記スライバの搬送方向に複数備える。前記ドラフトローラは、前記ドラフト装置の最下流側に配置されるフロントトップローラである。
【0029】
即ち、ドラフト装置においては、下流側のローラほど回転速度高速になる。従って、最下流に配置されるフロントトップローラは、極めて高速で回転するため、随伴気流の影響も大きく、摩耗も激しい。そこで、このフロントトップローラに本発明の構成を適用することにより、研磨可能回数を増やすとともに糸欠点の数を減少させるという効果をより好適に発揮させることができる。
【0030】
本発明の第4の観点によれば、上記の紡績ユニットを複数備える紡績機が提供される。
【0031】
この紡績機においては、従来に比べて使用可能期間が長いドラフトローラを各紡績ユニットで採用しているので、紡績機全体の運転コストを削減することができる。また、400m/min以上の高速紡績では、従来よりも段差が大きいドラフトローラ(段差2.5mm)を各紡績ユニットで採用することで、随伴気流の影響を受けにくくなる結果、各紡績ユニットのごとの糸品質のバラツキが減少し、生成される紡績糸の品質を均一に保つことができる。
【0032】
本発明の第5の観点によれば、ドラフトローラによってドラフトされた繊維束に撚りを加えて紡績糸を生成する、紡績糸の製造方法であって、以下の方法が提供される。即ち、前記ドラフトローラは、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成される。前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差を、2.5mmから1.5mmまで段階的に変化させながら紡績を行う。
【0033】
即ち、摩耗によって繊維接触部の外周が凹んできたときには、繊維接触部の外周を研磨して外径を小さくすることにより、当該繊維接触部の外周を平滑な状態としてドラフトローラを再利用することができる。このように研磨を行うことでローラ外周の段差が段階的に小さくなるが、当該段差が上記の範囲内とすることにより、糸品質が劣化することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の一実施形態に係る精紡機の全体的な構成を示す正面図。
【図2】紡績ユニットの模式的な側面図。
【図3】紡績装置の断面図。
【図4】フロントローラ対の正面図。
【図5】フロントトップローラの断面図。
【図6】随伴気流を説明する斜視図。
【図7】研磨装置の概略図。
【図8】(a)Rayon100%、Ne30の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。(b)PE100%、Ne30の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。
【図9】(a)CD100%、Ne30の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。(b)PC65/35、Ne45の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。
【図10】(a)従来のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ(ヤーンクリアラによる検出結果)。(b)実施形態のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ(ヤーンクリアラによる検出結果)。
【図11】(a)従来のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ(糸欠点検出装置による検出結果)。(b)実施形態のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ(糸欠点検出装置による検出結果)。
【図12】(a)繊維接触部を段階的に縮小してRayon100%、Ne40の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ(ヤーンクリアラによる検出結果)。(b)繊維接触部を段階的に縮小して綿100%コーマ、Ne30の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ(ヤーンクリアラによる検出結果)。
【図13】(a)繊維接触部を段階的に縮小してRayon100%、Ne40の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ(糸欠点検出装置による検出結果)。(b)繊維接触部を段階的に縮小して綿100%コーマ、Ne30の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ(糸欠点検出装置による検出結果)。
【発明を実施するための形態】
【0035】
次に、本発明の一実施形態に係る精紡機(紡績機)について、図面を参照して説明する。図1に示す紡績機としての精紡機1は、並設された多数の紡績ユニット2と、糸継台車3と、ブロアボックス80と、原動機ボックス5と、を備えている。
【0036】
図1に示すように、各紡績ユニット2は、上流から下流へ向かって順に配置された、ドラフト装置7と、紡績装置(紡績部)9と、糸貯留装置12と、巻取装置13と、を主要な構成として備えている。なお、本明細書において「上流」及び「下流」とは、紡績時での繊維束及び糸の走行方向における上流及び下流を意味するものとする。各紡績ユニット2は、ドラフト装置7から送られてくる繊維束8を紡績装置9で紡績して紡績糸10を生成し、この紡績糸10を巻取装置13で巻き取ってパッケージ45を形成する。各紡績ユニット2は、400m/min以上の紡績速度で紡績糸10を生成するように設定されている。
【0037】
ドラフト装置7は精紡機1の筐体6の上端近傍に設けられている。ドラフト装置7は、図略のスライバケースからスライバガイドを介して供給されるスライバ(繊維束の原料)15を、所定の幅になるまでドラフト(繊維を引き伸ばすこと)する。
【0038】
ドラフト装置7は、複数のドラフトローラを備えている。各ドラフトローラは、2つ1組でドラフトローラ対を構成している。本実施形態のドラフト装置7は、上流側から以下の順に配置された、ドラフトローラ16,66からなるバックローラ対、ドラフトローラ17,67からなるサードローラ対、ドラフトローラ19,69からなるミドルローラ対、及びドラフトローラ20,70からなるフロントローラ対、の4つのドラフトローラ対を備えた、いわゆる4線式のドラフト装置として構成されている。
【0039】
各ドラフトローラ対において、精紡機1の正面側のドラフトローラをトップローラ、精紡機1の背面側のドラフトローラをボトムローラと称する。トップローラは、上流側から順に、バックトップローラ16、サードトップローラ17、ゴム製のエプロンベルト18を装架したミドルトップローラ19、及びフロントトップローラ20となっている。一方、ボトムローラは、上流側から順に、バックボトムローラ66、サードボトムローラ67、ゴム製のエプロンベルト68を装架したミドルボトムローラ69、及びフロントボトムローラ70となっている。
【0040】
トップローラ16,17,20は、その外周面がゴム製である。トップローラの外周をゴム製とすることにより、当該トップローラの外周面をスライバ15に対して弾性的に接触させることができるので、当該スライバ15を強力に挟み込むことができる。各トップローラ16,17,19,20は、図略の軸受等を介して、その軸線を中心に回転自在に支持されている。
【0041】
一方、各ボトムローラ66,67,69,70は金属製のローラであり、図略の駆動源によって、その軸線を中心に回転駆動される。各ドラフトローラ対において、トップローラとボトムローラは対向するように配置されている。ドラフト装置7は、各トップローラ16,17,19,20を、それに対向するボトムローラ66,67,69,70に向かって付勢する付勢手段を有している。これにより、トップローラ16,17,19,20の外周面が,ボトムローラ66,67,69,70の外周面に押し付けられる。この構成で、ボトムローラ66,67,69,70を回転駆動することにより、これに対向して接触するトップローラ16,17,19,20も従動回転する。
【0042】
ドラフト装置7は、回転するトップローラ16,17,19,20とボトムローラ66,67,69,70の間でスライバ15を挟み込み、当該スライバ15を下流側に向けて搬送する。ドラフト装置7は、下流側のドラフトローラ対ほど回転速度が速くなるように構成されている。従って、繊維束8(又はスライバ15)は、ドラフトローラ対とドラフトローラ対との間で搬送される間に引き伸ばされ(ドラフトされ)ていく。各ボトムローラ66,67,69,70回転速度を適宜設定することにより、繊維束8がドラフトされる程度を変更できるので、所望の繊維幅となるように繊維束8をドラフトすることができる。
【0043】
フロントローラ対のすぐ下流側には、紡績装置9が配置されている。ドラフト装置7でドラフトされた繊維束8は、紡績装置9に供給される。以上のように、所定の幅までドラフトされた繊維束8を紡績装置9に供給することで、当該紡績装置9において、所望の番手(太さ)の紡績糸10を紡績することができる。
【0044】
紡績装置9は、ドラフト装置7から供給された繊維束8に撚りを加えて、紡績糸10を生成する。本実施形態では、旋回気流を利用して繊維束8に撚りを与える空気式の紡績装置を採用している。この種の紡績装置は、400m/min以上の高速紡績にも対応可能である。図3に示すように、紡績装置9は、ノズルホルダ35と、中空ガイド軸体23と、繊維ガイド(繊維案内部)22と、を主に備えている。
【0045】
ノズルホルダ35と中空ガイド軸体23の間には、紡績室26が形成されている。ノズルホルダ35には、紡績室26内に空気を噴出する空気噴出ノズル27が形成されている。繊維ガイド22には、紡績室26内に繊維束8を導入する糸導入口21が形成されている。空気噴出ノズル27は、紡績室26内に空気を噴出して旋回気流を発生させることができるように構成されている。この構成で、ドラフト装置7から供給された繊維束8は、糸導入口21を有する繊維ガイド22によって紡績室26内に案内される。紡績室26内において、繊維束8は、旋回気流によって中空ガイド軸体23の周囲を振り回されることにより、撚りが加えられて紡績糸10となる。撚りが加えられた紡績糸10は、中空ガイド軸体23の軸中心に形成された糸通路29を通って、下流側の糸出口(図略)から紡績装置9の外部に送出される。
【0046】
なお、前記糸導入口21には、その先端を紡績室内向けて配置された針状のガイドニードル22aが配置されている。糸導入口21から導入される繊維束8は、このガイドニードル22aに巻きかかるようにして紡績室26内に案内される。これにより、紡績室26内に導入される繊維束8の状態を安定させることができる。また、このようにガイドニードル22aに巻きかかるように繊維束8が案内されるので、紡績室26内で繊維に撚りが加えられても、繊維ガイド22よりも上流側に撚りが伝播することが防止される。これにより、紡績装置9による加撚がドラフト装置7に影響を与えることを防止できる。但し、ガイドニードル22aを省略して、繊維ガイド22の下流側端部により、ガイドニードル22aの機能を果たしても良い。
【0047】
紡績装置9の下流側には、巻取装置13が配置されている。巻取装置13は、支軸73まわりに揺動可能に支持されたクレードルアーム71を備える。このクレードルアーム71は、紡績糸10を巻回するためのボビン48を回転可能に支持することができる。
【0048】
前記巻取装置13は、巻取ドラム72と、トラバース装置75と、を備えている。巻取ドラム72は、前記ボビン48やそれに紡績糸10を巻回して形成されるパッケージ45の外周面に接触して駆動できるように構成されている。トラバース装置75は、紡績糸10に係合可能なトラバースガイド76を備えている。この構成で、トラバースガイド76を図略の駆動手段によって往復動させながら巻取ドラム72を図略の電動モータによって駆動することで、巻取ドラム72に接触するパッケージ45を回転させ、紡績糸10を綾振りしつつ巻き取るようになっている。
【0049】
糸継台車3は、図1及び図2に示すように、スプライサ(糸継装置)43と、サクションパイプ44と、サクションマウス46と、を備えている。糸継台車3は、ある紡績ユニット2で糸切れや糸切断が発生すると、前記レール41上を当該紡績ユニット2まで走行し、停止するように構成されている。前記サクションパイプ44は、軸を中心に上下方向に回動しながら、紡績装置9から送出される糸端を吸い込みつつ捕捉してスプライサ43へ案内する。サクションマウス46は、軸を中心に上下方向に回動しながら、前記巻取装置13に支持されたパッケージ45から糸端を吸引しつつ捕捉してスプライサ43へ案内する。スプライサ43は、案内された糸端同士の糸継ぎを行う。
【0050】
紡績装置9と巻取装置13との間には、糸貯留装置12が設けられている。糸貯留装置12は、図2に示すように、糸貯留ローラ14と、当該糸貯留ローラ14を回転駆動する電動モータ25と、を備えている。
【0051】
糸貯留ローラ14は、その外周面に一定量の紡績糸10を巻き付けて一時的に貯留することができるように構成されている。糸貯留ローラ14の外周面に紡績糸10を巻き付けた状態で当該糸貯留ローラ14を所定の回転速度で回転させることにより、紡績装置9から紡績糸10を所定の速度で引き出して下流側に搬送することができる。また、糸貯留ローラ14の外周に紡績糸10を一時的に貯留するように構成されているので、糸貯留装置12を一種のバッファとして機能させることができる。これにより、紡績装置9における紡績速度と、巻取装置13における巻取速度と、が何らかの理由により一致しない場合の不具合(例えば紡績糸10の弛みなど)を解消することができる。
【0052】
紡績装置9と糸貯留装置12との間の位置には、ヤーンクリアラ(糸品質測定器)52が設けられている。紡績装置9で紡出された紡績糸10は、糸貯留装置12で巻き取られる前に前記ヤーンクリアラ52を通過するようになっている。ヤーンクリアラ52は、走行する紡績糸10を図略の静電容量式センサによって監視し、紡績糸10の糸欠点(紡績糸10の太さなどに異常がある箇所)を検出した場合に、糸欠点検出信号を図示しないユニットコントローラへ送信するように構成されている。
【0053】
前記ユニットコントローラは、前記糸欠点検出信号を受信すると、直ちにカッタ57で紡績糸10を切断し、更にドラフト装置7や紡績装置9等を停止させるとともに、巻取装置13における巻き取りも停止させる。ユニットコントローラは糸継台車3に制御信号を送り、当該紡績ユニット2の前まで走行させる。糸継台車3は、サクションパイプ44及びサクションマウス46によって紡績装置9側の糸端とパッケージ45側の糸端をスプライサ43に案内し、当該スプライサ43において糸継動作を行う。以上の糸継動作により、糸欠点の箇所が除去され、パッケージ45への紡績糸10の巻き取りを再開できる。なお、カッタ57は省略して、巻取装置13の駆動を継続した状態でドラフト装置7の駆動を停止することにより、紡績糸10を引きちぎるように切断する構成でも良い。
【0054】
次に、ドラフト装置7が備えるフロントトップローラ20について詳しく説明する。
【0055】
上記のように、ドラフト装置7においては下流側のドラフトローラ対ほど回転速度が速くなっているので、最も下流側のドラフトローラ対であるフロントローラ対(フロントトップローラ20及びフロントボトムローラ70)の回転速度は極めて高速となる。このため、フロントローラ対の近傍に発生する随伴気流も相当強力なものとなり、当該随伴気流が糸品質に与える影響も大きくなる。そこで、本実施形態のドラフト装置7においては、高速回転するフロントローラ対の近傍に発生する上記随伴気流の影響を低減させるため、フロントトップローラ20の外周に段差を形成している。
【0056】
具体的には図4及び図5に示すように、フロントトップローラ20は、外径が略一定の円柱状に形成された繊維接触部30と、当該繊維接触部30の軸方向両端部において、繊維接触部30よりも外径が小さい円柱状に形成された縮径部31と、を有している。また、繊維接触部30と縮径部31の間には、テーパ部32が形成されている。このように、繊維接触部30と、これよりも外径の小さい縮径部31とを有しているので、フロントトップローラ20は、繊維接触部30の外周と縮径部31の外周とによって形成された段差(図4及び図5において符号L1で示す)を有しているといえる。
【0057】
フロントトップローラ20の繊維接触部30の外周面は、当該フロントトップローラ20に対向して配置されているフロントボトムローラ70の外周面に接触する。これにより、図4に示すように、繊維接触部30とフロントボトムローラ70との間で繊維束8を挟み込むように構成されている。一方、縮径部31とボトムローラ70との間には、隙間が形成される。
【0058】
次に、上記のように構成されたフロントトップローラ20の近傍に発生する随伴気流について説明する。前述のように、フロントトップローラ20は、これに対面するフロントボトムローラ70が回転駆動されることによって従動回転する。従って、フロントトップローラ20とフロントボトムローラ70は互いに逆方向に回転する。このため図6に示すように、フロントトップローラ20の回転によって発生する随伴気流90と、フロントボトムローラ70の回転によって発生する随伴気流91は、互いに対向する気流となって、繊維束8のフロントローラ対への入口付近で衝突することなる。
【0059】
衝突した随伴気流90,91は、フロントトップローラ20及びフロントボトムローラ70のローラ軸と平行な方向(以下、単に軸方向と呼ぶ)に流れる気流となり、フロントトップローラ20及びフロントボトムローラ70の軸方向端部に向かって流れる(即ち、外に向かって拡がるように流れる)。前記随伴気流は、繊維接触部30の軸方向端部まで到達すると、縮径部31とフロントボトムローラ70との間に形成された隙間を通って、繊維束8の走行方向と平行な方向に流れる。このように、軸方向に流れる随伴気流の流れを、縮径部31とフロントボトムローラ70との間に形成された隙間を介して逃がすことができる。
【0060】
以上のように、フロントトップローラ20の外周に段差L1を形成することで、当該フロントトップローラ20とフロントボトムローラ70との間に隙間を形成し、フロントトップローラ20の回転によって発生する随伴気流を逃すことができる。この結果、軸方向に流れる随伴気流の流れが弱まるので、繊維束8の繊維が随伴気流によって軸方向に拡がってしまうことを抑制することができ、糸品質が劣化することを防止できる。
【0061】
なお、本実施形態において、フロントトップローラ20の段差L1は、円筒状の通常のゴムローラを削って形成している。従って、繊維接触部30、縮径部31、及びテーパ部32は、一体のゴム部材として形成されている。しかし、フロントトップローラ20の全体がゴム製である必要はなく、外周がゴム製であれば良い。例えば本実施形態では、図5に示すように、フロントトップローラ20の内側には金属製の筒体34が配置されている。これにより、フロントトップローラ20の剛性を確保することができる。また本実施形態のフロントトップローラ20は、前記金属製の筒体34と、回転軸36との間に軸受(図略)を配置することにより、当該フロントトップローラ20が回転軸36に対して回転自在に支持されている。
【0062】
続いて、フロントトップローラ20の摩耗と研磨について説明する。
【0063】
上述のように、フロントトップローラ20の外周はゴム製であるから、使用とともに擦り減って形状が変化する。ここで、摩耗したフロントトップローラ20と区別する必要がある場合には、摩耗(及び研磨)する前の状態(即ち、新品のフロントトップローラ20の形状)のことを、「初期形状」と称する。
【0064】
フロントトップローラ20の摩耗についてより具体的に説明すると以下のとおりである。即ち、フロントトップローラ20の使用を続けていくと、繊維に接触している繊維接触部30の外周が摩耗していく。繊維接触部30は、その外周が均一に繊維束8に接触している訳ではなく、主に軸方向の中央部分で繊維束8に接触している。従って、フロントトップローラ20を使い続けてくと、繊維接触部30の軸方向中央部が摩耗して凹んでいくことになる。繊維接触部30の軸方向中央部が凹んでくると、当該繊維接触部30の外周とボトムトップローラ70の外周とのあいだで繊維束8を把持する力が弱くなり、糸品質が劣化する原因となる。
【0065】
そこで従来から、摩耗したフロントトップローラ20の外周を研磨して平滑な状態(前記凹みを解消した状態)とし、当該フロントトップローラ20を再利用するということが行われている。このための研磨装置50を図7に示す。
【0066】
この研磨装置50は、一種の研削盤として構成されている。具体的には、研磨装置50は、回転する砥石51と、ローラ保持部53と、ローラ駆動部54と、を備えている。ローラ保持部53は、フロントトップローラ20の回転軸36を保持する。ローラ保持部53は、フロントトップローラ20の軸方向と平行な方向で移動することができるように構成されている。ローラ駆動部54は、フロントトップローラ20の外周に接触する駆動ローラ55を備えている。この駆動ローラ55は、図略のモータ等によって回転駆動される。駆動ローラ55を回転駆動させることにより、当該駆動ローラ55に接触しているフロントトップローラ20を回転させることができる。
【0067】
この構成で、高速回転する砥石51に対して、フロントトップローラ20の回転軸36を把持したローラ保持部53を、当該回転軸36の軸方向から接近させていく。これにより、フロントトップローラ20の繊維接触部30を砥石51に接触させ、当該繊維接触部30の外周を研磨する。駆動ローラ55を回転駆動することにより、フロントトップローラ20が回転軸36まわりに回転するので、繊維接触部30の外周を均一に研磨することができる。
【0068】
なお、本実施形態のフロントトップローラ20にはテーパ部32が形成されているので、砥石51に対して繊維接触部30をスムーズに接触させることができる。即ち、仮にテーパ部32が形成されていない場合(繊維接触部30と縮径部31との接続部分の断面輪郭が直角である場合)は、砥石51に対してフロントトップローラ20を近づけていったときに、当該砥石51がフロントトップローラ20の段差に引っ掛かってしまい、スムーズに研磨を行うことができない。この点、本実施形態のフロントトップローラ20は、繊維接触部30と縮径部31との間にテーパ部32を形成しているので、砥石51に対して繊維接触部30をスムーズに接触させることができる。
【0069】
次に、上記の研磨によって発生し得る問題について簡単に説明する。
【0070】
前述のように、従来のフロントトップローラでは、段差の寸法を1.5mmとすることが一般的であった。また、特許文献3には、段差が1.5mmよりも小さいと不具合が発生する旨が記載されている。ところで、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)の繊維接触部を研磨した場合、段差が1.5mmより小さくなることは明白である。即ち、従来のフロントップローラ(段差1.5mm)では、研磨すればするほど糸品質が劣化していくことになる。このため、従来のフロントトップローラは、研磨して再利用できる回数が少なく、結果として寿命が短いという問題があった。
【0071】
段差が小さくなることにより糸品質が劣化する理由は、以下のように説明することができる。即ち、段差L1が小さくなると、フロントトップローラ20とフロントボトムローラ70との間に形成される隙間が狭くなるので、当該隙間を介して随伴気流を逃がす効果が弱まる。この結果、随伴気流によって繊維が攪乱され易くなり、糸品質が劣化すると考えられる。また、段差L1が小さくなるということは、繊維接触部30の部分のゴムの厚みが薄くなるということであるから、繊維接触部30によって繊維束8を把持する力が弱くなり、糸品質が劣化してしまう。
【0072】
次に、本実施形態のフロントトップローラ20の各部の形状について詳しく説明する。
【0073】
本実施形態のフロントトップローラ20では、段差1.5mmの従来のフロントトップローラの問題点に鑑み、以下のように構成されている。即ち、このフロントトップローラ20は、初期形状において、段差L1を2.5mmとしている。このように、初期形状の段差を従来(段差1.5mm)よりも大きくすることにより、フロントトップローラ20の外周を研磨できる余裕を多く持たせ、当該フロントトップローラ20の寿命を長期化することができる。
【0074】
具体的には、本実施形態のフロントトップローラ20は、初期形状において、繊維接触部30の幅W1が18mm、外径D1が30mmである。また、縮径部31の幅W2は左右それぞれ6mm、外径D2は25mmである。即ち、繊維接触部30の外径D1と縮径部31の外径D2との差(D1−D2)は、初期形状で5mmである。従って、繊維接触部30の外周と縮径部31の外周とによって形成されている段差L1は、初期形状で2.5mmとなる。なお、テーパ部32の軸方向の幅W3は、繊維接触部30の両端それぞれ1mmである。
【0075】
このように、フロントトップローラ20の段差L1を初期形状で2.5mmとすることで、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)に比べて、繊維接触部30の外周を削る余裕を1mm多く確保することができる。なぜなら、本実施形態のフロントトップローラ20の繊維接触部30の外周を1mm削ったとしても(繊維接触部30の外径D1を2mm縮小したとしても)、従来のフロントトップローラと同じ程度の段差1.5mmを確保できるからである。言い替えれば、本実施形態のフロントトップローラ20は、繊維接触部30の外周を研磨した後の段差L1が1.5mm以上であれば、使用を継続することができる。もちろん研磨後の段差L1が1.5mm未満になってもフロントトップローラ20の使用を継続することは可能であるが、この場合は紡績糸10の品質が劣化するため推奨されない。
【0076】
従って、本実施形態の精紡機1による紡績糸10の製造方法は、以下のとおりである。
【0077】
まず、精紡機1のオペレータは、紡績ユニット2に、初期形状の(新品の)フロントトップローラ20を取り付ける。このとき、フロントトップローラ20の段差L1は2.5mmである。この状態で、紡績速度400m/min以上で紡績糸10の生成を行う。紡績を続けていくと、繊維接触部30が摩耗して凹んでいく。繊維接触部30がある程度摩耗すると、オペレータは、摩耗したフロントトップローラ20を紡績ユニット2からいったん取り外し、前記研磨装置50によって繊維接触部30の外周を研磨する。これにより、繊維接触部30の外径D1が縮小するので、段差L1が小さくなる。
【0078】
研磨後のフロントトップローラ20の段差L1が1.5mm以上の場合、オペレータは、研磨後のフロントトップローラ20を紡績ユニット2に取り付け、紡績速度400m/min以上の高速紡績で紡績糸10の生成を継続して行う。一方、研磨後のフロントトップローラ20の段差L1が1.5mm未満の場合(繊維接触部30が限界まで擦り減ってしまった場合)、このフロントトップローラ20を使用すると糸品質が劣化してしまうので、当該フロントトップローラ20は破棄する。
【0079】
以上のように、本実施形態の精紡機1では、フロントトップローラ20の使用と、研磨と、を繰り返しながら紡績糸10の生成を行う。従って、本実施形態の精紡機1は、フロントトップローラ20の段差L1を、2.5mmから1.5mmまで段階的に変化させながら紡績を行っていると言うことができる。このような製造方法により紡績糸10を製造することで、フロントトップローラ20を研磨して再利用しつつ、糸品質の劣化を抑えることができる。
【0080】
ところで、特許文献3が開示するように、紡績速度が300m/min以上の高速紡績では、段差を1.5mmより大きくすると不具合が発生することが公知である。このため従来は、あえて1.5mmより段差の大きいローラを使うこともなかった。即ち、従来の技術常識からすれば、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)は、実用性の無いドラフトローラであると考えられる。
【0081】
ところが、特許文献3が出願された当時は、高速紡績といっても、紡績速度350m/min程度が限度であった。しかし近年は紡績速度が更に高速化しており、400m/min前後の紡績速度が主流となりつつあり、400m/min以上の紡績速度が設定される場合もある。紡績速度が高速化すると、フロントトップローラ20の回転速度も高速化するので、当該フロントトップローラ20の周囲に発生する随伴気流も変化する。従って、特許文献3に記載されている実験結果が、本実施形態の精紡機1(紡績速度400m/min以上)にあてはまるとは限らない。
【0082】
そこで本願発明者らは、400m/min前後の高速紡績(紡績速度は少なくとも350m/min以上)で、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)と、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)を比較する実験を行った。なお、この従来のフロントトップローラは、具体的には、繊維接触部30の外径D1を30mm、幅W1を18mm、縮径部31の外径D2を27mmとしたローラである。
【0083】
実験の内容について具体的に説明すると以下のとおりである。従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)を採用した紡績ユニット2と、本実施形態のフロントップローラ(段差2.5mm)を採用した紡績ユニット2を、それぞれ複数台用意する。各紡績ユニット2において、400m/min前後の高速紡績(紡績速度は少なくとも350m/min以上)を行い、生成された紡績糸10の糸欠点の数を測定する。複数の紡績ユニット2で生成された紡績糸10で検出された糸欠点の数の平均値を算出し、当該平均値を測定結果とする。この測定結果を、図8及び図9に示す。測定された糸欠点の数が少ないほど、品質の高い紡績糸10であると言うことができる。
【0084】
なお、糸欠点の測定は、パッケージ45の形成が終了したあとで、当該パッケージ45に巻かれた紡績糸10を、専用の測定装置(糸欠点測定装置)にかけることで行うことができる。紡績糸10の糸欠点は、各紡績ユニット2が備えているヤーンクリアラ52によって、紡績中にリアルタイムに測定することもできる。今回の実験では、ヤーンクリアラ52と糸欠点測定装置の両方でデータを取得したので、参考のために両者の結果をあわせてグラフに示す。なお、本実施形態の紡績ユニット2が備えるヤーンクリアラ52は、糸欠点測定装置とは紡績糸10の測定方式が異なるため、両者の測定結果は異なる。ただし、ヤーンクリアラ52による測定結果と、糸欠点測定装置による測定結果は、データの全体的な傾向としては一致しているので、本明細書で両者のデータ別々に解説することはしない。
【0085】
図8から13においてA1,B1,C1と表記しているのは、公知のCLASSIMAT(登録商標)検査によって分類された糸欠点の種類を差す分類名である。CLASSIMAT検査とは、糸の太さムラを連続的に測定し、その太さの程度と長さ別に分類したものである。例えばA1欠点とは、その太さが平均(100%)から150%までの範囲に収まるもであって、その長さが1cmまでの太さムラを示す。B1欠点とは、その太さが平均(100%)から150%までの範囲に収まるものであって、その長さが1cmから2cmまでの太さムラを示す。C1欠点とは、その太さが平均(100%)から150%までの範囲に収まるものであって、その長さが2cmから4cmまでの太さムラを示す。図8から図13のグラフの縦軸は、A1,B1,C1それぞれの糸欠点が検出された数を示している。
【0086】
図8及び図9に示す実験では、繊維の種類による違いを検証するため、Rayon100%の繊維でNe30の紡績糸を紡績した場合(図8(a))、ポリエステル(PE)100%の繊維でNe30の紡績糸を紡績した場合(図8(b))、カード綿(CD)100%の繊維でNe30の紡績糸を紡績した場合(図9(a))、ポリエステル65%と綿35%(PC65/35)の繊維でNe45の紡績糸を紡績した場合(図9(b))のそれぞれについて実験を行っている。
【0087】
図8及び図9からわかるように、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)を利用して生成された紡績糸10は、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)を利用して生成された紡績糸10に比べて、糸品質の面で劣らない。むしろ、本実施形態のフロントトップローラ20を利用して生成された紡績糸10は、従来のフロントトップローラを利用して生成された紡績糸10よりも糸欠点の数が減少していることがわかる。即ち、本実施形態のフロントトップローラ20を採用した精紡機1では、紡績糸10の品質が向上することがわかった。
【0088】
このように、従来は非実用的であると考えられていた段差2.5mmのフロントトップローラ20が、400m/min前後の紡績速度ではかえって有効であることが今回の実験により初めて明らかになった。特に、近年主流となりつつある400m/min以上の高速紡績でも、上記の効果が得られることが確認された。このように、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)は、研磨可能回数が増えて長寿命であるだけでなく、糸品質を向上させることができる。
【0089】
次に、図10及び図11に示す実験結果について説明する。
【0090】
上記の実験結果は、複数の紡績ユニット2で生成された紡績糸10を測定した結果の平均値であった。しかし、仮に平均的な糸品質が良好であったとしても、特定の紡績ユニットで品質の悪い紡績糸が生成されてしまうと、最終製品である布製品となったときに、品質の悪い糸のみが大変目立ってしまうという問題がある。従って、精紡機1においては、生成される紡績糸10の平均的な品質を向上させるのみでなく、紡績ユニット2間の品質のバラツキを抑えることも重要である。
【0091】
そこで本願発明者らは、紡績ユニット2間での糸品質のバラツキを調べる実験を行った。その結果を図10及び図11に示す。
【0092】
まず、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)についての実験について説明する。この実験では、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)を採用した紡績ユニット2を8台用意し、各紡績ユニット2において400m/min前後の紡績速度でRayon100%の繊維でNe40の紡績糸10を生成させた。図10(a)及び図11(a)に示すのは、当該生成された紡績糸10に含まれる糸欠点の数を、紡績ユニット2ごとに示したものである。
【0093】
図からわかるように、段差1.5mmの従来のフロントトップローラによって紡績を行った場合、各紡績ユニット2で生成された紡績糸10の品質にバラつきが生じている。例えば図10(a)のデータでは、「ユニット6」と表示された紡績ユニット2で生成された紡績糸10が突出して糸欠点が多い(糸品質が悪い)ことがわかる。
【0094】
なお、従来の紡績速度(300m/min程度)では、紡績ユニット2間で糸品質が大きくバラつくことはあまりなかった。従って、段差1.5mmの従来のフロントトップローラであっても問題が発生することは少なかった。しかし、近年のように紡績速度が高速化し、400m/min前後の紡績速度になってくると、図10(a)及び図11(a)に示すように紡績ユニット2間で糸品質がバラつき易くなるのである。これは、高速紡績ではフロントトップローラ20の回転速度が速くなり、随伴気流が乱れ易くなるため、各紡績ユニット2のわずかな個体差などが糸品質に影響を与え易くなるためであると考えられる。
【0095】
次に本願発明者らは、図10(a)及び図11(a)の実験を行った8台の紡績ユニット2のフロントトップローラを、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)に交換したうえで、上記と同様の実験を行った。この結果を図10(b)及び図11(b)に示す。
【0096】
図10(b)及び図11(b)からわかるように、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)を採用した場合は、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)を採用した場合(図10(a)及び図11(a))に比べて、紡績ユニット2間での糸品質のバラツキが減少している。段差を2.5mmとしたフロントトップローラ20であれば、当該フロントトップローラ20とフロントボトムローラ70との間に旋回気流を逃がすための隙間を十分に確保できるので、当該旋回気流が乱れにくくなる。結果として、各紡績ユニット2の個体差の影響が現れにくくなり、糸品質のバラつきが抑えられたものと考えられる。
【0097】
以上のように、本実施形態のフロントトップローラ20によれば、400m/min前後の紡績速度で発生し得る、紡績ユニット2間での糸品質のバラつきを低減することができる。特に、近年主流となりつつある400m/min以上の高速紡績でも、上記の効果が得られることが確認された。
【0098】
次に、図12及び図13の実験結果について説明する。
【0099】
以上の実験結果は、何れも初期形状のフロントトップローラを利用して紡績を行った結果である。しかし前述したように、フロントトップローラ20の外周を研磨すると、繊維接触部30の外径D1が縮小して段差L1が小さくなるので、段差L1の縮小が糸品質に影響を与えることが考えられる。そこで本願発明者らは、フロントトップローラ20の繊維接触部30の外径D1が縮小することにより糸品質に与える影響を測定する実験を行った。
【0100】
具体的には、従来のフロントトップローラ(縮径部の外径D2=27mm)と本実施形態のフロントトップローラ(縮径部31の外径D2=25mm)のそれぞれについて、繊維接触部30の外径D1を、初期形状(30mm)から0.3mmきざみで小さくしたフロントトップローラ20を複数用意する。具体的には、D1=30mm,29.7mm,29.4mm,29.1mm,28.8mmのフロントトップローラを、従来(縮径部の外径D2=27mm)と本実施形態(縮径部31の外径D2=25mm)のそれぞれについて用意する。そして、各フロントトップローラを紡績ユニット2に取り付け、400m/min前後の紡績速度で紡績糸10の生成を行った。
【0101】
図12(a)及び図13(a)は、Rayon100%の繊維で、Ne40の紡績糸を、各フロントトップローラを使って紡績したときに生成された紡績糸10に含まれていた糸欠点の数を示すものである。図12(a)及び図13(a)に示すように、従来のフロントトップローラ(縮径部の外径D2=27mm)では、繊維接触部の外径D1が初期形状(30mm)から小さくなればなるほど、糸欠点の数が増加している(糸品質が悪化している)。これは、従来のフロントトップローラ(初期形状で段差1.5mm)では、繊維接触部の外周を研磨すればするほど糸品質が悪化することを示している。
【0102】
この点、本実施形態のフロントトップローラ20(縮径部の外径D2=25mm)は、繊維接触部30の外径D1が初期形状(30mm)から小さくなっていても、糸欠点の数は殆ど増大していない。これは、本実施形態のフロントトップローラ20(初期形状で段差2.5mm)は、繊維接触部30の外周を研磨したとしても、従来のフロントトップローラ(初期形状で段差1.5mm)ほどは糸品質が悪化しないことを示している。
【0103】
即ち、本実施形態のフロントトップローラ20は、従来のフロントトップローラ(初期形状で段差1.5mm)よりも段差L1を大きくとっているので、研磨によって段差L1が小さくなったとしても、段差L1の縮小が糸品質に与える影響は、従来のフロントトップローラよりも小さい。このように、本実施形態のフロントトップローラ20は、研磨による糸品質の悪化が小さいので、研磨後も問題なく使用を継続することができる(ただし前述のように、段差L1が1.5mmよりも小さくなると糸品質が劣化してしまう。従って、本実施形態のフロントトップローラ20を問題なく使用できるのは、研磨後の段差L1が1.5mm以上のときである)。
【0104】
図12(b)及び図13(b)は、上記と同じ条件下で、綿100%コーマの繊維でNe30の紡績糸10を生成した結果を示すものである。図12(b)及び図13(b)からわかるのように、この場合であっても、本実施のフロントトップローラ20は、繊維接触部30の外径D1が初期形状(30mm)から小さくなっていても、糸欠点の数は殆ど増大していない。即ち、綿100%の紡績糸10を生成する場合にも、本実施形態のフロントトップローラ20を問題なく使用することができる。
【0105】
ただし、図12(a)と図12(b)を見くらべると分かるように、本実施形態のフロントトップローラ20を用いることによる糸品質改善の効果は、Rayon100%の紡績糸10を生成する場合の方が大きい。これは、綿繊維に比べてRayonの繊維はしなやかであるため、随伴気流の影響を受け易く、フロントトップローラ20の形状変化の影響が大きいためであると考えられる。従って、特にRayonのようにしなやかな繊維を紡績する際に本実施形態のフロントトップローラ20を利用することで、研磨による糸品質の悪化を低減するという本願発明の作用を、より効果的に発揮することができる。
【0106】
以上で説明したように、本実施形態のフロントトップローラ20は、繊維接触部30と、縮径部31と、を有する。繊維接触部30は、外径が略一定に形成される。縮径部31は、繊維接触部30の軸方向両端部において、繊維接触部30よりも外径が小さく形成される。繊維接触部30は、軸方向の幅W1が18mmであり、外径D1が30mmである。縮径部31の外径D2は25mmである。
【0107】
このフロントトップローラ20は、繊維接触部30と縮径部31との段差L1が2.5mmとなるので、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部30を研磨して段差L1が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のフロントトップローラよりも小さい。結果として、本実施形態のフロントトップローラ20は、従来のフロントトップローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該フロントトップローラ20を使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。しかも、上記のように段差を2.5mmとしたフロントトップローラ20は、紡績速度400m/min前後の高速紡績においては、従来のフロントトップローラと比較して糸欠点の数を減少させることができる。
【0108】
本実施形態のフロントトップローラ20は、繊維接触部30の外周を研磨した後、段差L1が1.5mm以上である。
【0109】
即ち、本実施形態のフロントトップローラ20は、従来のフロントトップローラよりも段差を大きくしたので、少なくとも従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)より段差が大きい間は、繊維接触部30の研磨を許容することができる。また、繊維接触部30を研磨し過ぎると、当該繊維接触部30のゴムの厚さが薄くなって繊維束8を把持する力が低下し、糸品質劣化の一因にもなり得る。しかし、上記の構成によれば、最低でも1.5mmの段差を確保できる。即ち、研磨後であっても随伴気流を逃がす空間を最低でも1.5mm確保できるので、糸品質の劣化を防ぐことができる。
【0110】
本実施形態のフロントトップローラ20において、繊維接触部30と縮径部31はテーパ部32によって接続されている。
【0111】
この構成によれば、繊維接触部30の外周を研磨装置50によって研磨する際に、フロントトップローラ20を砥石51に対して軸方向から近づけ易くなり、研磨作業をスムーズに行うことができる。
【0112】
本実施形態の紡績ユニット2は、スライバ15をドラフトして繊維束8とするドラフト装置7と、前記ドラフト装置7によりドラフトされた繊維束8を、紡績速度400m/min以上で紡績する紡績装置9と、を備えている。ドラフト装置7は、回転することによりスライバ15をドラフトするフロントトップローラ20を備える。
【0113】
本実施形態の紡績ユニット2は、以下のように構成されている。即ち、ドラフト装置7は、スライバ15をドラフトするためのローラを、前記スライバ15の搬送方向に複数備える。ドラフト装置7の最下流側に配置されるフロントトップローラ20に、本発明の構成が適用されている。
【0114】
即ち、ドラフト装置7においては、下流側のローラほど回転速度高速になる。従って、最下流に配置されるフロントトップローラ20は、極めて高速で回転するため、随伴気流の影響も大きく、摩耗も激しい。そこで、このフロントトップローラ20に本発明の構成を適用することにより、研磨可能回数を増やすとともに糸欠点の数を減少させるという効果をより好適に発揮させることができる。
【0115】
本実施形態の精紡機1は、紡績ユニット2を複数備えている。
【0116】
精紡機1においては、従来に比べて使用可能期間が長いフロントトップローラ20を各紡績ユニット2で採用しているので、精紡機1全体の運転コストを削減することができる。また、400m/min以上の高速紡績では、従来よりも段差が大きいフロントトップローラ20(段差2.5mm)を各紡績ユニット2で採用することで、随伴気流の影響を受けにくくなる結果、各紡績ユニット2のごとの糸品質のバラツキが減少し、生成される紡績糸10の品質を均一に保つことができる。
【0117】
本実施形態の精紡機1では、段差L1を、2.5mmから1.5mmまで段階的に変化させながら紡績を行うという方法で紡績糸10を製造している。
【0118】
即ち、摩耗によって繊維接触部30の外周が凹んできたときには、繊維接触部30の外周を研磨して外径を小さくすることにより、当該繊維接触部30の外周を平滑な状態としてフロントトップローラ20を再利用することができる。このように研磨を行うことでローラ外周の段差が段階的に小さくなるが、当該段差が上記の範囲内とすることにより、糸品質が劣化することを防止できる。
【0119】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【0120】
上記実施形態では、回転する糸貯留ローラ14によって、紡績装置9から紡績糸10を引き出す構成の紡績ユニット2について説明した。しかしこの構成に限定される訳ではなく、例えば、対向して配置された2つのローラに紡績糸10を挟み込み、当該ローラを回転させるとにより、紡績装置9から紡績糸10を引き出すように構成することもできる。
【0121】
上記実施形態では、フロントトップローラ20に段差を設ける構成としたが、ドラフト装置7が備える複数のドラフトローラの何れにも本願発明の構成を適用することができる。特に、外周がゴム製のドラフトローラ16,17,20に本願発明の構成を適用することで、外周を研磨することによる糸品質の劣化を防止するという本願発明の効果を好適に発揮することができる。
【0122】
テーパ部32は省略しても良い。
【符号の説明】
【0123】
1 精紡機(紡績機)
2 紡績ユニット
7 ドラフト装置
8 紡績糸
9 紡績装置
15 スライバ
20 フロントトップローラ(ドラフトローラ)
30 繊維接触部
31 縮径部
32 テーパ部
L1 段差
【技術分野】
【0001】
本発明は、主として、紡績機が備えるドラフトローラの形状に関する。
【背景技術】
【0002】
紡績機は、繊維束に撚りを加えて紡績糸を生成する紡績装置を備えている。また、紡績機は、繊維束をドラフト(繊維束を引き伸ばすこと)するためのドラフト装置を備えている。このドラフト装置は、回転するドラフトローラ対で繊維束(又はスライバ)を挟み込んで搬送することにより、当該繊維束を適切な繊維幅に引き伸ばしたうえで紡績装置に供給するように構成されている。
【0003】
この種のドラフト装置において、前記ドラフトローラは高速回転しているため、当該ドラフトローラの外周面に沿って気流(随伴気流)が発生する。この随伴気流が、糸品質に大きな影響を与えることが知られている。そこで従来から、ドラフトローラの形状に工夫を施して、随伴気流による悪影響を低減する構成が試みられてきた。このようなドラフトローラは、例えば特許文献1から3に記載されている。
【0004】
特許文献1は、有効ローラ幅を、標準の半分以上近くに狭めたフロントトップローラを開示している。即ち、特許文献1が開示するフロントトップローラの外周には、段差が設けられている。特許文献1は、この構成により、随伴気流の影響を受けず、風綿が両側へ殆ど移動しないとしている。
【0005】
特許文献2は、フロントトップローラに形成する段差(特許文献2でいうところの隙間L)は、1mm以上3mm以下が良好であるとしている。しかしながら、特許文献2は、当該段差のその他の具体的な寸法については開示していない。
【0006】
この点、特許文献3は、300m/minを超える高速紡績(特許文献3では具体的に350m/minで実験を行っている)では、フロントローラの段差の寸法(特許文献3でいうところの隙間B)を1.5mmとすることが好適であるとしている。また特許文献3は、フロントローラの段差は狭すぎても広すぎても不都合が生じるとしている。
【0007】
以上のように、フロントトップローラに段差を形成する場合には、当該段差を1.5mmとすることが最適であるということが、公知となっている。特許文献3が指摘するように、この段差の寸法は高すぎても低すぎても不都合が発生する。従って、フロントトップローラの段差の寸法をあえて1.5mm以外に設定することはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平7−126926号公報
【特許文献2】特開2010−163702号公報
【特許文献3】特開2005−113274号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ドラフト装置のフロントトップローラは、一般にゴム製である。このゴム製のローラは、使用することにより、繊維束と接触している部分(軸方向の中央部分)が摩耗して凹んでいく。即ち、ゴム製のフロントトップローラは消耗品である。しかし、多少摩耗しただけでフロントトップローラを廃棄するようでは、紡績機の運転コストが増大してしまう。そこで、摩耗したフロントトップローラの表面を研磨して平滑な状態(前記凹みを解消した状態)とし、当該フロントトップローラを再利用するということが行われている。
【0010】
ところで、フロントトップローラの表面を研磨すると当該フロントトップローラの外径が小さくなるので、当該フロントトップローラに形成されている段差が小さくなる。この結果、糸品質が劣化してしまうという問題がある。従って、生成される紡績糸の品質を考慮するならば、利用可能なフロントトップローラの最小径を設定しておき、研磨後の外径が最小径未満になったフロントトップローラは再利用を禁止する必要がある。このため、従来のフロントトップローラは、研磨を繰り返して長期間使用することができなかった。
【0011】
なお、特許文献3は、紡績速度が300m/min以上を「高速紡績」と称しているが、近年は紡績速度が更に向上しているため、紡績速度が400m/minを超える場合もある。従って、近年は特許文献3の出願当時よりもドラフトローラの回転速度が高速化しており、随伴気流が糸品質に与える影響も変化していると考えられる。このため、上記特許文献で最適とされたドラフトローラの形状が、現状の高速紡績(紡績速度が400m/min前後)で最適であるとは限らない。即ち、ドラフトローラの形状を改良して糸品質を向上させる余地が残されている。
【0012】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、研磨による糸品質の劣化を緩和したドラフトローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【0013】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【0014】
本発明の第1の観点によれば、スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、以下のように構成されたドラフトローラが提供される。即ち、このドラフトローラは、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成される。前記繊維接触部は、軸方向の幅が18mmであり、外径が30mmである。前記縮径部の外径は25mmである。
【0015】
このドラフトローラは、繊維接触部と縮径部との段差が2.5mmとなるので、従来のドラフトローラ(段差1.5mm)に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部を研磨して段差が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のドラフトローラよりも小さい。結果として、上記のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。
【0016】
上記のドラフトローラは、前記繊維接触部の外周を研磨した後、当該繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差が1.5mm以上であることが好ましい。
【0017】
即ち、本発明のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも段差を大きくしたので、少なくとも従来のドラフトローラ(段差1.5mm)より段差が大きい間は、繊維接触部の研磨を許容することができる。また、繊維接触部を研磨し過ぎると、当該繊維接触部のゴムの厚さが薄くなって繊維束を把持する力が低下し、糸品質劣化の一因にもなり得る。しかし、上記の構成によれば、最低でも1.5mmの段差を確保できる。従って、糸品質の維持を図ることができる。
【0018】
本発明の第2の観点によれば、スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、以下のように構成されたドラフトローラが提供される。即ち、このドラフトローラは、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成される。前記繊維接触部の外周を研磨した後の当該繊維接触部の外周と、縮径部の外周とによって形成される段差が1.5mm以上である。
【0019】
このドラフトローラは、従来のドラフトローラ(段差1.5mm)よりも、繊維接触部を研磨する余裕が大きいので、当該繊維接触の研磨回数を増やすことができる。これにより、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。
【0020】
上記のドラフトローラは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記縮径部の外径は25mm、前記繊維接触部の研磨前の外径は30mmである。
【0021】
このドラフトローラは、繊維接触部と縮径部との段差が2.5mmとなるので、従来のドラフトローラ(段差1.5mm)に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部を研磨して段差が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のドラフトローラよりも小さい。結果として、上記のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。
【0022】
上記のドラフトローラにおいて、前記繊維接触部と前記縮径部はテーパ部によって接続されていることが好ましい。
【0023】
この構成によれば、繊維接触部の外周を研削盤によって研磨する際に、ドラフトローラを砥石に対して軸方向から近づけ易くなり、研磨作業をスムーズに行うことができる。
【0024】
本発明の第3の観点によれば、以下の紡績ユニットが提供される。即ち、この紡績ユニットは、スライバをドラフトして繊維束とするドラフト装置と、前記ドラフト装置によりドラフトされた繊維束を、紡績速度400m/min以上で紡績する紡績部と、を備える。前記ドラフト装置は、回転することにより前記スライバをドラフトするドラフトローラを備える。このドラフトローラは、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成される。前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差は、2.5mmである。
【0025】
上記のように段差を2.5mmとしたことで、従来のドラフトローラ(段差1.5mm)に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部を研磨して段差が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のドラフトローラよりも小さい。結果として、上記のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、紡績ユニットの運転コストの削減を実現できる。しかも、上記のように段差を2.5mmとしたドラフトローラは、紡績速度400m/min以上の高速紡績においては、従来のドラフトローラと比較して糸欠点の数を減少させることができる。
【0026】
上記の紡績ユニットは、前記繊維接触部の軸方向の幅が18mmであり、外径が30mmであり、前記縮径部の外径が25mmであることが好ましい。
【0027】
この紡績ユニットが備えるドラフトローラは、特に紡績速度400m/min以上の高速紡績において、従来のドラフトローラと比較して糸欠点の数を減少させることができる。
【0028】
上記の紡績ユニットは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記ドラフト装置は、前記スライバをドラフトするためのローラを、前記スライバの搬送方向に複数備える。前記ドラフトローラは、前記ドラフト装置の最下流側に配置されるフロントトップローラである。
【0029】
即ち、ドラフト装置においては、下流側のローラほど回転速度高速になる。従って、最下流に配置されるフロントトップローラは、極めて高速で回転するため、随伴気流の影響も大きく、摩耗も激しい。そこで、このフロントトップローラに本発明の構成を適用することにより、研磨可能回数を増やすとともに糸欠点の数を減少させるという効果をより好適に発揮させることができる。
【0030】
本発明の第4の観点によれば、上記の紡績ユニットを複数備える紡績機が提供される。
【0031】
この紡績機においては、従来に比べて使用可能期間が長いドラフトローラを各紡績ユニットで採用しているので、紡績機全体の運転コストを削減することができる。また、400m/min以上の高速紡績では、従来よりも段差が大きいドラフトローラ(段差2.5mm)を各紡績ユニットで採用することで、随伴気流の影響を受けにくくなる結果、各紡績ユニットのごとの糸品質のバラツキが減少し、生成される紡績糸の品質を均一に保つことができる。
【0032】
本発明の第5の観点によれば、ドラフトローラによってドラフトされた繊維束に撚りを加えて紡績糸を生成する、紡績糸の製造方法であって、以下の方法が提供される。即ち、前記ドラフトローラは、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成される。前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差を、2.5mmから1.5mmまで段階的に変化させながら紡績を行う。
【0033】
即ち、摩耗によって繊維接触部の外周が凹んできたときには、繊維接触部の外周を研磨して外径を小さくすることにより、当該繊維接触部の外周を平滑な状態としてドラフトローラを再利用することができる。このように研磨を行うことでローラ外周の段差が段階的に小さくなるが、当該段差が上記の範囲内とすることにより、糸品質が劣化することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の一実施形態に係る精紡機の全体的な構成を示す正面図。
【図2】紡績ユニットの模式的な側面図。
【図3】紡績装置の断面図。
【図4】フロントローラ対の正面図。
【図5】フロントトップローラの断面図。
【図6】随伴気流を説明する斜視図。
【図7】研磨装置の概略図。
【図8】(a)Rayon100%、Ne30の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。(b)PE100%、Ne30の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。
【図9】(a)CD100%、Ne30の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。(b)PC65/35、Ne45の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。
【図10】(a)従来のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ(ヤーンクリアラによる検出結果)。(b)実施形態のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ(ヤーンクリアラによる検出結果)。
【図11】(a)従来のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ(糸欠点検出装置による検出結果)。(b)実施形態のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ(糸欠点検出装置による検出結果)。
【図12】(a)繊維接触部を段階的に縮小してRayon100%、Ne40の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ(ヤーンクリアラによる検出結果)。(b)繊維接触部を段階的に縮小して綿100%コーマ、Ne30の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ(ヤーンクリアラによる検出結果)。
【図13】(a)繊維接触部を段階的に縮小してRayon100%、Ne40の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ(糸欠点検出装置による検出結果)。(b)繊維接触部を段階的に縮小して綿100%コーマ、Ne30の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ(糸欠点検出装置による検出結果)。
【発明を実施するための形態】
【0035】
次に、本発明の一実施形態に係る精紡機(紡績機)について、図面を参照して説明する。図1に示す紡績機としての精紡機1は、並設された多数の紡績ユニット2と、糸継台車3と、ブロアボックス80と、原動機ボックス5と、を備えている。
【0036】
図1に示すように、各紡績ユニット2は、上流から下流へ向かって順に配置された、ドラフト装置7と、紡績装置(紡績部)9と、糸貯留装置12と、巻取装置13と、を主要な構成として備えている。なお、本明細書において「上流」及び「下流」とは、紡績時での繊維束及び糸の走行方向における上流及び下流を意味するものとする。各紡績ユニット2は、ドラフト装置7から送られてくる繊維束8を紡績装置9で紡績して紡績糸10を生成し、この紡績糸10を巻取装置13で巻き取ってパッケージ45を形成する。各紡績ユニット2は、400m/min以上の紡績速度で紡績糸10を生成するように設定されている。
【0037】
ドラフト装置7は精紡機1の筐体6の上端近傍に設けられている。ドラフト装置7は、図略のスライバケースからスライバガイドを介して供給されるスライバ(繊維束の原料)15を、所定の幅になるまでドラフト(繊維を引き伸ばすこと)する。
【0038】
ドラフト装置7は、複数のドラフトローラを備えている。各ドラフトローラは、2つ1組でドラフトローラ対を構成している。本実施形態のドラフト装置7は、上流側から以下の順に配置された、ドラフトローラ16,66からなるバックローラ対、ドラフトローラ17,67からなるサードローラ対、ドラフトローラ19,69からなるミドルローラ対、及びドラフトローラ20,70からなるフロントローラ対、の4つのドラフトローラ対を備えた、いわゆる4線式のドラフト装置として構成されている。
【0039】
各ドラフトローラ対において、精紡機1の正面側のドラフトローラをトップローラ、精紡機1の背面側のドラフトローラをボトムローラと称する。トップローラは、上流側から順に、バックトップローラ16、サードトップローラ17、ゴム製のエプロンベルト18を装架したミドルトップローラ19、及びフロントトップローラ20となっている。一方、ボトムローラは、上流側から順に、バックボトムローラ66、サードボトムローラ67、ゴム製のエプロンベルト68を装架したミドルボトムローラ69、及びフロントボトムローラ70となっている。
【0040】
トップローラ16,17,20は、その外周面がゴム製である。トップローラの外周をゴム製とすることにより、当該トップローラの外周面をスライバ15に対して弾性的に接触させることができるので、当該スライバ15を強力に挟み込むことができる。各トップローラ16,17,19,20は、図略の軸受等を介して、その軸線を中心に回転自在に支持されている。
【0041】
一方、各ボトムローラ66,67,69,70は金属製のローラであり、図略の駆動源によって、その軸線を中心に回転駆動される。各ドラフトローラ対において、トップローラとボトムローラは対向するように配置されている。ドラフト装置7は、各トップローラ16,17,19,20を、それに対向するボトムローラ66,67,69,70に向かって付勢する付勢手段を有している。これにより、トップローラ16,17,19,20の外周面が,ボトムローラ66,67,69,70の外周面に押し付けられる。この構成で、ボトムローラ66,67,69,70を回転駆動することにより、これに対向して接触するトップローラ16,17,19,20も従動回転する。
【0042】
ドラフト装置7は、回転するトップローラ16,17,19,20とボトムローラ66,67,69,70の間でスライバ15を挟み込み、当該スライバ15を下流側に向けて搬送する。ドラフト装置7は、下流側のドラフトローラ対ほど回転速度が速くなるように構成されている。従って、繊維束8(又はスライバ15)は、ドラフトローラ対とドラフトローラ対との間で搬送される間に引き伸ばされ(ドラフトされ)ていく。各ボトムローラ66,67,69,70回転速度を適宜設定することにより、繊維束8がドラフトされる程度を変更できるので、所望の繊維幅となるように繊維束8をドラフトすることができる。
【0043】
フロントローラ対のすぐ下流側には、紡績装置9が配置されている。ドラフト装置7でドラフトされた繊維束8は、紡績装置9に供給される。以上のように、所定の幅までドラフトされた繊維束8を紡績装置9に供給することで、当該紡績装置9において、所望の番手(太さ)の紡績糸10を紡績することができる。
【0044】
紡績装置9は、ドラフト装置7から供給された繊維束8に撚りを加えて、紡績糸10を生成する。本実施形態では、旋回気流を利用して繊維束8に撚りを与える空気式の紡績装置を採用している。この種の紡績装置は、400m/min以上の高速紡績にも対応可能である。図3に示すように、紡績装置9は、ノズルホルダ35と、中空ガイド軸体23と、繊維ガイド(繊維案内部)22と、を主に備えている。
【0045】
ノズルホルダ35と中空ガイド軸体23の間には、紡績室26が形成されている。ノズルホルダ35には、紡績室26内に空気を噴出する空気噴出ノズル27が形成されている。繊維ガイド22には、紡績室26内に繊維束8を導入する糸導入口21が形成されている。空気噴出ノズル27は、紡績室26内に空気を噴出して旋回気流を発生させることができるように構成されている。この構成で、ドラフト装置7から供給された繊維束8は、糸導入口21を有する繊維ガイド22によって紡績室26内に案内される。紡績室26内において、繊維束8は、旋回気流によって中空ガイド軸体23の周囲を振り回されることにより、撚りが加えられて紡績糸10となる。撚りが加えられた紡績糸10は、中空ガイド軸体23の軸中心に形成された糸通路29を通って、下流側の糸出口(図略)から紡績装置9の外部に送出される。
【0046】
なお、前記糸導入口21には、その先端を紡績室内向けて配置された針状のガイドニードル22aが配置されている。糸導入口21から導入される繊維束8は、このガイドニードル22aに巻きかかるようにして紡績室26内に案内される。これにより、紡績室26内に導入される繊維束8の状態を安定させることができる。また、このようにガイドニードル22aに巻きかかるように繊維束8が案内されるので、紡績室26内で繊維に撚りが加えられても、繊維ガイド22よりも上流側に撚りが伝播することが防止される。これにより、紡績装置9による加撚がドラフト装置7に影響を与えることを防止できる。但し、ガイドニードル22aを省略して、繊維ガイド22の下流側端部により、ガイドニードル22aの機能を果たしても良い。
【0047】
紡績装置9の下流側には、巻取装置13が配置されている。巻取装置13は、支軸73まわりに揺動可能に支持されたクレードルアーム71を備える。このクレードルアーム71は、紡績糸10を巻回するためのボビン48を回転可能に支持することができる。
【0048】
前記巻取装置13は、巻取ドラム72と、トラバース装置75と、を備えている。巻取ドラム72は、前記ボビン48やそれに紡績糸10を巻回して形成されるパッケージ45の外周面に接触して駆動できるように構成されている。トラバース装置75は、紡績糸10に係合可能なトラバースガイド76を備えている。この構成で、トラバースガイド76を図略の駆動手段によって往復動させながら巻取ドラム72を図略の電動モータによって駆動することで、巻取ドラム72に接触するパッケージ45を回転させ、紡績糸10を綾振りしつつ巻き取るようになっている。
【0049】
糸継台車3は、図1及び図2に示すように、スプライサ(糸継装置)43と、サクションパイプ44と、サクションマウス46と、を備えている。糸継台車3は、ある紡績ユニット2で糸切れや糸切断が発生すると、前記レール41上を当該紡績ユニット2まで走行し、停止するように構成されている。前記サクションパイプ44は、軸を中心に上下方向に回動しながら、紡績装置9から送出される糸端を吸い込みつつ捕捉してスプライサ43へ案内する。サクションマウス46は、軸を中心に上下方向に回動しながら、前記巻取装置13に支持されたパッケージ45から糸端を吸引しつつ捕捉してスプライサ43へ案内する。スプライサ43は、案内された糸端同士の糸継ぎを行う。
【0050】
紡績装置9と巻取装置13との間には、糸貯留装置12が設けられている。糸貯留装置12は、図2に示すように、糸貯留ローラ14と、当該糸貯留ローラ14を回転駆動する電動モータ25と、を備えている。
【0051】
糸貯留ローラ14は、その外周面に一定量の紡績糸10を巻き付けて一時的に貯留することができるように構成されている。糸貯留ローラ14の外周面に紡績糸10を巻き付けた状態で当該糸貯留ローラ14を所定の回転速度で回転させることにより、紡績装置9から紡績糸10を所定の速度で引き出して下流側に搬送することができる。また、糸貯留ローラ14の外周に紡績糸10を一時的に貯留するように構成されているので、糸貯留装置12を一種のバッファとして機能させることができる。これにより、紡績装置9における紡績速度と、巻取装置13における巻取速度と、が何らかの理由により一致しない場合の不具合(例えば紡績糸10の弛みなど)を解消することができる。
【0052】
紡績装置9と糸貯留装置12との間の位置には、ヤーンクリアラ(糸品質測定器)52が設けられている。紡績装置9で紡出された紡績糸10は、糸貯留装置12で巻き取られる前に前記ヤーンクリアラ52を通過するようになっている。ヤーンクリアラ52は、走行する紡績糸10を図略の静電容量式センサによって監視し、紡績糸10の糸欠点(紡績糸10の太さなどに異常がある箇所)を検出した場合に、糸欠点検出信号を図示しないユニットコントローラへ送信するように構成されている。
【0053】
前記ユニットコントローラは、前記糸欠点検出信号を受信すると、直ちにカッタ57で紡績糸10を切断し、更にドラフト装置7や紡績装置9等を停止させるとともに、巻取装置13における巻き取りも停止させる。ユニットコントローラは糸継台車3に制御信号を送り、当該紡績ユニット2の前まで走行させる。糸継台車3は、サクションパイプ44及びサクションマウス46によって紡績装置9側の糸端とパッケージ45側の糸端をスプライサ43に案内し、当該スプライサ43において糸継動作を行う。以上の糸継動作により、糸欠点の箇所が除去され、パッケージ45への紡績糸10の巻き取りを再開できる。なお、カッタ57は省略して、巻取装置13の駆動を継続した状態でドラフト装置7の駆動を停止することにより、紡績糸10を引きちぎるように切断する構成でも良い。
【0054】
次に、ドラフト装置7が備えるフロントトップローラ20について詳しく説明する。
【0055】
上記のように、ドラフト装置7においては下流側のドラフトローラ対ほど回転速度が速くなっているので、最も下流側のドラフトローラ対であるフロントローラ対(フロントトップローラ20及びフロントボトムローラ70)の回転速度は極めて高速となる。このため、フロントローラ対の近傍に発生する随伴気流も相当強力なものとなり、当該随伴気流が糸品質に与える影響も大きくなる。そこで、本実施形態のドラフト装置7においては、高速回転するフロントローラ対の近傍に発生する上記随伴気流の影響を低減させるため、フロントトップローラ20の外周に段差を形成している。
【0056】
具体的には図4及び図5に示すように、フロントトップローラ20は、外径が略一定の円柱状に形成された繊維接触部30と、当該繊維接触部30の軸方向両端部において、繊維接触部30よりも外径が小さい円柱状に形成された縮径部31と、を有している。また、繊維接触部30と縮径部31の間には、テーパ部32が形成されている。このように、繊維接触部30と、これよりも外径の小さい縮径部31とを有しているので、フロントトップローラ20は、繊維接触部30の外周と縮径部31の外周とによって形成された段差(図4及び図5において符号L1で示す)を有しているといえる。
【0057】
フロントトップローラ20の繊維接触部30の外周面は、当該フロントトップローラ20に対向して配置されているフロントボトムローラ70の外周面に接触する。これにより、図4に示すように、繊維接触部30とフロントボトムローラ70との間で繊維束8を挟み込むように構成されている。一方、縮径部31とボトムローラ70との間には、隙間が形成される。
【0058】
次に、上記のように構成されたフロントトップローラ20の近傍に発生する随伴気流について説明する。前述のように、フロントトップローラ20は、これに対面するフロントボトムローラ70が回転駆動されることによって従動回転する。従って、フロントトップローラ20とフロントボトムローラ70は互いに逆方向に回転する。このため図6に示すように、フロントトップローラ20の回転によって発生する随伴気流90と、フロントボトムローラ70の回転によって発生する随伴気流91は、互いに対向する気流となって、繊維束8のフロントローラ対への入口付近で衝突することなる。
【0059】
衝突した随伴気流90,91は、フロントトップローラ20及びフロントボトムローラ70のローラ軸と平行な方向(以下、単に軸方向と呼ぶ)に流れる気流となり、フロントトップローラ20及びフロントボトムローラ70の軸方向端部に向かって流れる(即ち、外に向かって拡がるように流れる)。前記随伴気流は、繊維接触部30の軸方向端部まで到達すると、縮径部31とフロントボトムローラ70との間に形成された隙間を通って、繊維束8の走行方向と平行な方向に流れる。このように、軸方向に流れる随伴気流の流れを、縮径部31とフロントボトムローラ70との間に形成された隙間を介して逃がすことができる。
【0060】
以上のように、フロントトップローラ20の外周に段差L1を形成することで、当該フロントトップローラ20とフロントボトムローラ70との間に隙間を形成し、フロントトップローラ20の回転によって発生する随伴気流を逃すことができる。この結果、軸方向に流れる随伴気流の流れが弱まるので、繊維束8の繊維が随伴気流によって軸方向に拡がってしまうことを抑制することができ、糸品質が劣化することを防止できる。
【0061】
なお、本実施形態において、フロントトップローラ20の段差L1は、円筒状の通常のゴムローラを削って形成している。従って、繊維接触部30、縮径部31、及びテーパ部32は、一体のゴム部材として形成されている。しかし、フロントトップローラ20の全体がゴム製である必要はなく、外周がゴム製であれば良い。例えば本実施形態では、図5に示すように、フロントトップローラ20の内側には金属製の筒体34が配置されている。これにより、フロントトップローラ20の剛性を確保することができる。また本実施形態のフロントトップローラ20は、前記金属製の筒体34と、回転軸36との間に軸受(図略)を配置することにより、当該フロントトップローラ20が回転軸36に対して回転自在に支持されている。
【0062】
続いて、フロントトップローラ20の摩耗と研磨について説明する。
【0063】
上述のように、フロントトップローラ20の外周はゴム製であるから、使用とともに擦り減って形状が変化する。ここで、摩耗したフロントトップローラ20と区別する必要がある場合には、摩耗(及び研磨)する前の状態(即ち、新品のフロントトップローラ20の形状)のことを、「初期形状」と称する。
【0064】
フロントトップローラ20の摩耗についてより具体的に説明すると以下のとおりである。即ち、フロントトップローラ20の使用を続けていくと、繊維に接触している繊維接触部30の外周が摩耗していく。繊維接触部30は、その外周が均一に繊維束8に接触している訳ではなく、主に軸方向の中央部分で繊維束8に接触している。従って、フロントトップローラ20を使い続けてくと、繊維接触部30の軸方向中央部が摩耗して凹んでいくことになる。繊維接触部30の軸方向中央部が凹んでくると、当該繊維接触部30の外周とボトムトップローラ70の外周とのあいだで繊維束8を把持する力が弱くなり、糸品質が劣化する原因となる。
【0065】
そこで従来から、摩耗したフロントトップローラ20の外周を研磨して平滑な状態(前記凹みを解消した状態)とし、当該フロントトップローラ20を再利用するということが行われている。このための研磨装置50を図7に示す。
【0066】
この研磨装置50は、一種の研削盤として構成されている。具体的には、研磨装置50は、回転する砥石51と、ローラ保持部53と、ローラ駆動部54と、を備えている。ローラ保持部53は、フロントトップローラ20の回転軸36を保持する。ローラ保持部53は、フロントトップローラ20の軸方向と平行な方向で移動することができるように構成されている。ローラ駆動部54は、フロントトップローラ20の外周に接触する駆動ローラ55を備えている。この駆動ローラ55は、図略のモータ等によって回転駆動される。駆動ローラ55を回転駆動させることにより、当該駆動ローラ55に接触しているフロントトップローラ20を回転させることができる。
【0067】
この構成で、高速回転する砥石51に対して、フロントトップローラ20の回転軸36を把持したローラ保持部53を、当該回転軸36の軸方向から接近させていく。これにより、フロントトップローラ20の繊維接触部30を砥石51に接触させ、当該繊維接触部30の外周を研磨する。駆動ローラ55を回転駆動することにより、フロントトップローラ20が回転軸36まわりに回転するので、繊維接触部30の外周を均一に研磨することができる。
【0068】
なお、本実施形態のフロントトップローラ20にはテーパ部32が形成されているので、砥石51に対して繊維接触部30をスムーズに接触させることができる。即ち、仮にテーパ部32が形成されていない場合(繊維接触部30と縮径部31との接続部分の断面輪郭が直角である場合)は、砥石51に対してフロントトップローラ20を近づけていったときに、当該砥石51がフロントトップローラ20の段差に引っ掛かってしまい、スムーズに研磨を行うことができない。この点、本実施形態のフロントトップローラ20は、繊維接触部30と縮径部31との間にテーパ部32を形成しているので、砥石51に対して繊維接触部30をスムーズに接触させることができる。
【0069】
次に、上記の研磨によって発生し得る問題について簡単に説明する。
【0070】
前述のように、従来のフロントトップローラでは、段差の寸法を1.5mmとすることが一般的であった。また、特許文献3には、段差が1.5mmよりも小さいと不具合が発生する旨が記載されている。ところで、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)の繊維接触部を研磨した場合、段差が1.5mmより小さくなることは明白である。即ち、従来のフロントップローラ(段差1.5mm)では、研磨すればするほど糸品質が劣化していくことになる。このため、従来のフロントトップローラは、研磨して再利用できる回数が少なく、結果として寿命が短いという問題があった。
【0071】
段差が小さくなることにより糸品質が劣化する理由は、以下のように説明することができる。即ち、段差L1が小さくなると、フロントトップローラ20とフロントボトムローラ70との間に形成される隙間が狭くなるので、当該隙間を介して随伴気流を逃がす効果が弱まる。この結果、随伴気流によって繊維が攪乱され易くなり、糸品質が劣化すると考えられる。また、段差L1が小さくなるということは、繊維接触部30の部分のゴムの厚みが薄くなるということであるから、繊維接触部30によって繊維束8を把持する力が弱くなり、糸品質が劣化してしまう。
【0072】
次に、本実施形態のフロントトップローラ20の各部の形状について詳しく説明する。
【0073】
本実施形態のフロントトップローラ20では、段差1.5mmの従来のフロントトップローラの問題点に鑑み、以下のように構成されている。即ち、このフロントトップローラ20は、初期形状において、段差L1を2.5mmとしている。このように、初期形状の段差を従来(段差1.5mm)よりも大きくすることにより、フロントトップローラ20の外周を研磨できる余裕を多く持たせ、当該フロントトップローラ20の寿命を長期化することができる。
【0074】
具体的には、本実施形態のフロントトップローラ20は、初期形状において、繊維接触部30の幅W1が18mm、外径D1が30mmである。また、縮径部31の幅W2は左右それぞれ6mm、外径D2は25mmである。即ち、繊維接触部30の外径D1と縮径部31の外径D2との差(D1−D2)は、初期形状で5mmである。従って、繊維接触部30の外周と縮径部31の外周とによって形成されている段差L1は、初期形状で2.5mmとなる。なお、テーパ部32の軸方向の幅W3は、繊維接触部30の両端それぞれ1mmである。
【0075】
このように、フロントトップローラ20の段差L1を初期形状で2.5mmとすることで、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)に比べて、繊維接触部30の外周を削る余裕を1mm多く確保することができる。なぜなら、本実施形態のフロントトップローラ20の繊維接触部30の外周を1mm削ったとしても(繊維接触部30の外径D1を2mm縮小したとしても)、従来のフロントトップローラと同じ程度の段差1.5mmを確保できるからである。言い替えれば、本実施形態のフロントトップローラ20は、繊維接触部30の外周を研磨した後の段差L1が1.5mm以上であれば、使用を継続することができる。もちろん研磨後の段差L1が1.5mm未満になってもフロントトップローラ20の使用を継続することは可能であるが、この場合は紡績糸10の品質が劣化するため推奨されない。
【0076】
従って、本実施形態の精紡機1による紡績糸10の製造方法は、以下のとおりである。
【0077】
まず、精紡機1のオペレータは、紡績ユニット2に、初期形状の(新品の)フロントトップローラ20を取り付ける。このとき、フロントトップローラ20の段差L1は2.5mmである。この状態で、紡績速度400m/min以上で紡績糸10の生成を行う。紡績を続けていくと、繊維接触部30が摩耗して凹んでいく。繊維接触部30がある程度摩耗すると、オペレータは、摩耗したフロントトップローラ20を紡績ユニット2からいったん取り外し、前記研磨装置50によって繊維接触部30の外周を研磨する。これにより、繊維接触部30の外径D1が縮小するので、段差L1が小さくなる。
【0078】
研磨後のフロントトップローラ20の段差L1が1.5mm以上の場合、オペレータは、研磨後のフロントトップローラ20を紡績ユニット2に取り付け、紡績速度400m/min以上の高速紡績で紡績糸10の生成を継続して行う。一方、研磨後のフロントトップローラ20の段差L1が1.5mm未満の場合(繊維接触部30が限界まで擦り減ってしまった場合)、このフロントトップローラ20を使用すると糸品質が劣化してしまうので、当該フロントトップローラ20は破棄する。
【0079】
以上のように、本実施形態の精紡機1では、フロントトップローラ20の使用と、研磨と、を繰り返しながら紡績糸10の生成を行う。従って、本実施形態の精紡機1は、フロントトップローラ20の段差L1を、2.5mmから1.5mmまで段階的に変化させながら紡績を行っていると言うことができる。このような製造方法により紡績糸10を製造することで、フロントトップローラ20を研磨して再利用しつつ、糸品質の劣化を抑えることができる。
【0080】
ところで、特許文献3が開示するように、紡績速度が300m/min以上の高速紡績では、段差を1.5mmより大きくすると不具合が発生することが公知である。このため従来は、あえて1.5mmより段差の大きいローラを使うこともなかった。即ち、従来の技術常識からすれば、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)は、実用性の無いドラフトローラであると考えられる。
【0081】
ところが、特許文献3が出願された当時は、高速紡績といっても、紡績速度350m/min程度が限度であった。しかし近年は紡績速度が更に高速化しており、400m/min前後の紡績速度が主流となりつつあり、400m/min以上の紡績速度が設定される場合もある。紡績速度が高速化すると、フロントトップローラ20の回転速度も高速化するので、当該フロントトップローラ20の周囲に発生する随伴気流も変化する。従って、特許文献3に記載されている実験結果が、本実施形態の精紡機1(紡績速度400m/min以上)にあてはまるとは限らない。
【0082】
そこで本願発明者らは、400m/min前後の高速紡績(紡績速度は少なくとも350m/min以上)で、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)と、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)を比較する実験を行った。なお、この従来のフロントトップローラは、具体的には、繊維接触部30の外径D1を30mm、幅W1を18mm、縮径部31の外径D2を27mmとしたローラである。
【0083】
実験の内容について具体的に説明すると以下のとおりである。従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)を採用した紡績ユニット2と、本実施形態のフロントップローラ(段差2.5mm)を採用した紡績ユニット2を、それぞれ複数台用意する。各紡績ユニット2において、400m/min前後の高速紡績(紡績速度は少なくとも350m/min以上)を行い、生成された紡績糸10の糸欠点の数を測定する。複数の紡績ユニット2で生成された紡績糸10で検出された糸欠点の数の平均値を算出し、当該平均値を測定結果とする。この測定結果を、図8及び図9に示す。測定された糸欠点の数が少ないほど、品質の高い紡績糸10であると言うことができる。
【0084】
なお、糸欠点の測定は、パッケージ45の形成が終了したあとで、当該パッケージ45に巻かれた紡績糸10を、専用の測定装置(糸欠点測定装置)にかけることで行うことができる。紡績糸10の糸欠点は、各紡績ユニット2が備えているヤーンクリアラ52によって、紡績中にリアルタイムに測定することもできる。今回の実験では、ヤーンクリアラ52と糸欠点測定装置の両方でデータを取得したので、参考のために両者の結果をあわせてグラフに示す。なお、本実施形態の紡績ユニット2が備えるヤーンクリアラ52は、糸欠点測定装置とは紡績糸10の測定方式が異なるため、両者の測定結果は異なる。ただし、ヤーンクリアラ52による測定結果と、糸欠点測定装置による測定結果は、データの全体的な傾向としては一致しているので、本明細書で両者のデータ別々に解説することはしない。
【0085】
図8から13においてA1,B1,C1と表記しているのは、公知のCLASSIMAT(登録商標)検査によって分類された糸欠点の種類を差す分類名である。CLASSIMAT検査とは、糸の太さムラを連続的に測定し、その太さの程度と長さ別に分類したものである。例えばA1欠点とは、その太さが平均(100%)から150%までの範囲に収まるもであって、その長さが1cmまでの太さムラを示す。B1欠点とは、その太さが平均(100%)から150%までの範囲に収まるものであって、その長さが1cmから2cmまでの太さムラを示す。C1欠点とは、その太さが平均(100%)から150%までの範囲に収まるものであって、その長さが2cmから4cmまでの太さムラを示す。図8から図13のグラフの縦軸は、A1,B1,C1それぞれの糸欠点が検出された数を示している。
【0086】
図8及び図9に示す実験では、繊維の種類による違いを検証するため、Rayon100%の繊維でNe30の紡績糸を紡績した場合(図8(a))、ポリエステル(PE)100%の繊維でNe30の紡績糸を紡績した場合(図8(b))、カード綿(CD)100%の繊維でNe30の紡績糸を紡績した場合(図9(a))、ポリエステル65%と綿35%(PC65/35)の繊維でNe45の紡績糸を紡績した場合(図9(b))のそれぞれについて実験を行っている。
【0087】
図8及び図9からわかるように、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)を利用して生成された紡績糸10は、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)を利用して生成された紡績糸10に比べて、糸品質の面で劣らない。むしろ、本実施形態のフロントトップローラ20を利用して生成された紡績糸10は、従来のフロントトップローラを利用して生成された紡績糸10よりも糸欠点の数が減少していることがわかる。即ち、本実施形態のフロントトップローラ20を採用した精紡機1では、紡績糸10の品質が向上することがわかった。
【0088】
このように、従来は非実用的であると考えられていた段差2.5mmのフロントトップローラ20が、400m/min前後の紡績速度ではかえって有効であることが今回の実験により初めて明らかになった。特に、近年主流となりつつある400m/min以上の高速紡績でも、上記の効果が得られることが確認された。このように、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)は、研磨可能回数が増えて長寿命であるだけでなく、糸品質を向上させることができる。
【0089】
次に、図10及び図11に示す実験結果について説明する。
【0090】
上記の実験結果は、複数の紡績ユニット2で生成された紡績糸10を測定した結果の平均値であった。しかし、仮に平均的な糸品質が良好であったとしても、特定の紡績ユニットで品質の悪い紡績糸が生成されてしまうと、最終製品である布製品となったときに、品質の悪い糸のみが大変目立ってしまうという問題がある。従って、精紡機1においては、生成される紡績糸10の平均的な品質を向上させるのみでなく、紡績ユニット2間の品質のバラツキを抑えることも重要である。
【0091】
そこで本願発明者らは、紡績ユニット2間での糸品質のバラツキを調べる実験を行った。その結果を図10及び図11に示す。
【0092】
まず、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)についての実験について説明する。この実験では、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)を採用した紡績ユニット2を8台用意し、各紡績ユニット2において400m/min前後の紡績速度でRayon100%の繊維でNe40の紡績糸10を生成させた。図10(a)及び図11(a)に示すのは、当該生成された紡績糸10に含まれる糸欠点の数を、紡績ユニット2ごとに示したものである。
【0093】
図からわかるように、段差1.5mmの従来のフロントトップローラによって紡績を行った場合、各紡績ユニット2で生成された紡績糸10の品質にバラつきが生じている。例えば図10(a)のデータでは、「ユニット6」と表示された紡績ユニット2で生成された紡績糸10が突出して糸欠点が多い(糸品質が悪い)ことがわかる。
【0094】
なお、従来の紡績速度(300m/min程度)では、紡績ユニット2間で糸品質が大きくバラつくことはあまりなかった。従って、段差1.5mmの従来のフロントトップローラであっても問題が発生することは少なかった。しかし、近年のように紡績速度が高速化し、400m/min前後の紡績速度になってくると、図10(a)及び図11(a)に示すように紡績ユニット2間で糸品質がバラつき易くなるのである。これは、高速紡績ではフロントトップローラ20の回転速度が速くなり、随伴気流が乱れ易くなるため、各紡績ユニット2のわずかな個体差などが糸品質に影響を与え易くなるためであると考えられる。
【0095】
次に本願発明者らは、図10(a)及び図11(a)の実験を行った8台の紡績ユニット2のフロントトップローラを、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)に交換したうえで、上記と同様の実験を行った。この結果を図10(b)及び図11(b)に示す。
【0096】
図10(b)及び図11(b)からわかるように、本実施形態のフロントトップローラ20(段差2.5mm)を採用した場合は、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)を採用した場合(図10(a)及び図11(a))に比べて、紡績ユニット2間での糸品質のバラツキが減少している。段差を2.5mmとしたフロントトップローラ20であれば、当該フロントトップローラ20とフロントボトムローラ70との間に旋回気流を逃がすための隙間を十分に確保できるので、当該旋回気流が乱れにくくなる。結果として、各紡績ユニット2の個体差の影響が現れにくくなり、糸品質のバラつきが抑えられたものと考えられる。
【0097】
以上のように、本実施形態のフロントトップローラ20によれば、400m/min前後の紡績速度で発生し得る、紡績ユニット2間での糸品質のバラつきを低減することができる。特に、近年主流となりつつある400m/min以上の高速紡績でも、上記の効果が得られることが確認された。
【0098】
次に、図12及び図13の実験結果について説明する。
【0099】
以上の実験結果は、何れも初期形状のフロントトップローラを利用して紡績を行った結果である。しかし前述したように、フロントトップローラ20の外周を研磨すると、繊維接触部30の外径D1が縮小して段差L1が小さくなるので、段差L1の縮小が糸品質に影響を与えることが考えられる。そこで本願発明者らは、フロントトップローラ20の繊維接触部30の外径D1が縮小することにより糸品質に与える影響を測定する実験を行った。
【0100】
具体的には、従来のフロントトップローラ(縮径部の外径D2=27mm)と本実施形態のフロントトップローラ(縮径部31の外径D2=25mm)のそれぞれについて、繊維接触部30の外径D1を、初期形状(30mm)から0.3mmきざみで小さくしたフロントトップローラ20を複数用意する。具体的には、D1=30mm,29.7mm,29.4mm,29.1mm,28.8mmのフロントトップローラを、従来(縮径部の外径D2=27mm)と本実施形態(縮径部31の外径D2=25mm)のそれぞれについて用意する。そして、各フロントトップローラを紡績ユニット2に取り付け、400m/min前後の紡績速度で紡績糸10の生成を行った。
【0101】
図12(a)及び図13(a)は、Rayon100%の繊維で、Ne40の紡績糸を、各フロントトップローラを使って紡績したときに生成された紡績糸10に含まれていた糸欠点の数を示すものである。図12(a)及び図13(a)に示すように、従来のフロントトップローラ(縮径部の外径D2=27mm)では、繊維接触部の外径D1が初期形状(30mm)から小さくなればなるほど、糸欠点の数が増加している(糸品質が悪化している)。これは、従来のフロントトップローラ(初期形状で段差1.5mm)では、繊維接触部の外周を研磨すればするほど糸品質が悪化することを示している。
【0102】
この点、本実施形態のフロントトップローラ20(縮径部の外径D2=25mm)は、繊維接触部30の外径D1が初期形状(30mm)から小さくなっていても、糸欠点の数は殆ど増大していない。これは、本実施形態のフロントトップローラ20(初期形状で段差2.5mm)は、繊維接触部30の外周を研磨したとしても、従来のフロントトップローラ(初期形状で段差1.5mm)ほどは糸品質が悪化しないことを示している。
【0103】
即ち、本実施形態のフロントトップローラ20は、従来のフロントトップローラ(初期形状で段差1.5mm)よりも段差L1を大きくとっているので、研磨によって段差L1が小さくなったとしても、段差L1の縮小が糸品質に与える影響は、従来のフロントトップローラよりも小さい。このように、本実施形態のフロントトップローラ20は、研磨による糸品質の悪化が小さいので、研磨後も問題なく使用を継続することができる(ただし前述のように、段差L1が1.5mmよりも小さくなると糸品質が劣化してしまう。従って、本実施形態のフロントトップローラ20を問題なく使用できるのは、研磨後の段差L1が1.5mm以上のときである)。
【0104】
図12(b)及び図13(b)は、上記と同じ条件下で、綿100%コーマの繊維でNe30の紡績糸10を生成した結果を示すものである。図12(b)及び図13(b)からわかるのように、この場合であっても、本実施のフロントトップローラ20は、繊維接触部30の外径D1が初期形状(30mm)から小さくなっていても、糸欠点の数は殆ど増大していない。即ち、綿100%の紡績糸10を生成する場合にも、本実施形態のフロントトップローラ20を問題なく使用することができる。
【0105】
ただし、図12(a)と図12(b)を見くらべると分かるように、本実施形態のフロントトップローラ20を用いることによる糸品質改善の効果は、Rayon100%の紡績糸10を生成する場合の方が大きい。これは、綿繊維に比べてRayonの繊維はしなやかであるため、随伴気流の影響を受け易く、フロントトップローラ20の形状変化の影響が大きいためであると考えられる。従って、特にRayonのようにしなやかな繊維を紡績する際に本実施形態のフロントトップローラ20を利用することで、研磨による糸品質の悪化を低減するという本願発明の作用を、より効果的に発揮することができる。
【0106】
以上で説明したように、本実施形態のフロントトップローラ20は、繊維接触部30と、縮径部31と、を有する。繊維接触部30は、外径が略一定に形成される。縮径部31は、繊維接触部30の軸方向両端部において、繊維接触部30よりも外径が小さく形成される。繊維接触部30は、軸方向の幅W1が18mmであり、外径D1が30mmである。縮径部31の外径D2は25mmである。
【0107】
このフロントトップローラ20は、繊維接触部30と縮径部31との段差L1が2.5mmとなるので、従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部30を研磨して段差L1が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のフロントトップローラよりも小さい。結果として、本実施形態のフロントトップローラ20は、従来のフロントトップローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該フロントトップローラ20を使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。しかも、上記のように段差を2.5mmとしたフロントトップローラ20は、紡績速度400m/min前後の高速紡績においては、従来のフロントトップローラと比較して糸欠点の数を減少させることができる。
【0108】
本実施形態のフロントトップローラ20は、繊維接触部30の外周を研磨した後、段差L1が1.5mm以上である。
【0109】
即ち、本実施形態のフロントトップローラ20は、従来のフロントトップローラよりも段差を大きくしたので、少なくとも従来のフロントトップローラ(段差1.5mm)より段差が大きい間は、繊維接触部30の研磨を許容することができる。また、繊維接触部30を研磨し過ぎると、当該繊維接触部30のゴムの厚さが薄くなって繊維束8を把持する力が低下し、糸品質劣化の一因にもなり得る。しかし、上記の構成によれば、最低でも1.5mmの段差を確保できる。即ち、研磨後であっても随伴気流を逃がす空間を最低でも1.5mm確保できるので、糸品質の劣化を防ぐことができる。
【0110】
本実施形態のフロントトップローラ20において、繊維接触部30と縮径部31はテーパ部32によって接続されている。
【0111】
この構成によれば、繊維接触部30の外周を研磨装置50によって研磨する際に、フロントトップローラ20を砥石51に対して軸方向から近づけ易くなり、研磨作業をスムーズに行うことができる。
【0112】
本実施形態の紡績ユニット2は、スライバ15をドラフトして繊維束8とするドラフト装置7と、前記ドラフト装置7によりドラフトされた繊維束8を、紡績速度400m/min以上で紡績する紡績装置9と、を備えている。ドラフト装置7は、回転することによりスライバ15をドラフトするフロントトップローラ20を備える。
【0113】
本実施形態の紡績ユニット2は、以下のように構成されている。即ち、ドラフト装置7は、スライバ15をドラフトするためのローラを、前記スライバ15の搬送方向に複数備える。ドラフト装置7の最下流側に配置されるフロントトップローラ20に、本発明の構成が適用されている。
【0114】
即ち、ドラフト装置7においては、下流側のローラほど回転速度高速になる。従って、最下流に配置されるフロントトップローラ20は、極めて高速で回転するため、随伴気流の影響も大きく、摩耗も激しい。そこで、このフロントトップローラ20に本発明の構成を適用することにより、研磨可能回数を増やすとともに糸欠点の数を減少させるという効果をより好適に発揮させることができる。
【0115】
本実施形態の精紡機1は、紡績ユニット2を複数備えている。
【0116】
精紡機1においては、従来に比べて使用可能期間が長いフロントトップローラ20を各紡績ユニット2で採用しているので、精紡機1全体の運転コストを削減することができる。また、400m/min以上の高速紡績では、従来よりも段差が大きいフロントトップローラ20(段差2.5mm)を各紡績ユニット2で採用することで、随伴気流の影響を受けにくくなる結果、各紡績ユニット2のごとの糸品質のバラツキが減少し、生成される紡績糸10の品質を均一に保つことができる。
【0117】
本実施形態の精紡機1では、段差L1を、2.5mmから1.5mmまで段階的に変化させながら紡績を行うという方法で紡績糸10を製造している。
【0118】
即ち、摩耗によって繊維接触部30の外周が凹んできたときには、繊維接触部30の外周を研磨して外径を小さくすることにより、当該繊維接触部30の外周を平滑な状態としてフロントトップローラ20を再利用することができる。このように研磨を行うことでローラ外周の段差が段階的に小さくなるが、当該段差が上記の範囲内とすることにより、糸品質が劣化することを防止できる。
【0119】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【0120】
上記実施形態では、回転する糸貯留ローラ14によって、紡績装置9から紡績糸10を引き出す構成の紡績ユニット2について説明した。しかしこの構成に限定される訳ではなく、例えば、対向して配置された2つのローラに紡績糸10を挟み込み、当該ローラを回転させるとにより、紡績装置9から紡績糸10を引き出すように構成することもできる。
【0121】
上記実施形態では、フロントトップローラ20に段差を設ける構成としたが、ドラフト装置7が備える複数のドラフトローラの何れにも本願発明の構成を適用することができる。特に、外周がゴム製のドラフトローラ16,17,20に本願発明の構成を適用することで、外周を研磨することによる糸品質の劣化を防止するという本願発明の効果を好適に発揮することができる。
【0122】
テーパ部32は省略しても良い。
【符号の説明】
【0123】
1 精紡機(紡績機)
2 紡績ユニット
7 ドラフト装置
8 紡績糸
9 紡績装置
15 スライバ
20 フロントトップローラ(ドラフトローラ)
30 繊維接触部
31 縮径部
32 テーパ部
L1 段差
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
記繊維接触部は、軸方向の幅が18mmであり、外径が30mmであり、
前記縮径部の外径は25mmであることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項2】
請求項1に記載のドラフトローラであって、
前記繊維接触部の外周を研磨した後、当該繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差が1.5mm以上であることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項3】
スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
前記繊維接触部の外周を研磨した後の当該繊維接触部の外周と、縮径部の外周とによって形成される段差が1.5mm以上であることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項4】
請求項3に記載のドラフトローラであって、
前記縮径部の外径は25mm、前記繊維接触部の研磨前の外径は30mmであることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項5】
請求項1から4までの何れか一項に記載のドラフトローラであって、
前記繊維接触部と前記縮径部はテーパ部によって接続されていることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項6】
スライバをドラフトして繊維束とするドラフト装置と、
前記ドラフト装置によりドラフトされた繊維束を、紡績速度400m/min以上で紡績する紡績部と、
を備え、
前記ドラフト装置は、回転することにより前記スライバをドラフトするドラフトローラを備え、
前記ドラフトローラは、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差が2.5mmであることを特徴とする紡績ユニット。
【請求項7】
請求項6に記載の紡績ユニットであって、
前記繊維接触部の軸方向の幅が18mmであり、外径が30mmであり、
前記縮径部の外径が25mmであることを特徴とする紡績ユニット。
【請求項8】
請求項6又は7に記載の紡績ユニットであって、
前記ドラフト装置は、前記スライバをドラフトするためのローラを、前記スライバの搬送方向に複数備え、
前記ドラフトローラは、前記ドラフト装置の最下流側に配置されるフロントトップローラであることを特徴とする紡績ユニット。
【請求項9】
請求項6から8までの何れか一項に記載の紡績ユニットを複数備えることを特徴とする紡績機。
【請求項10】
ドラフトローラによってドラフトされた繊維束に撚りを加えて紡績糸を生成する、紡績糸の製造方法であって、
前記ドラフトローラは、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差を、2.5mmから1.5mmまで段階的に変化させながら紡績を行うことを特徴とする、紡績糸の製造方法。
【請求項1】
スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
記繊維接触部は、軸方向の幅が18mmであり、外径が30mmであり、
前記縮径部の外径は25mmであることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項2】
請求項1に記載のドラフトローラであって、
前記繊維接触部の外周を研磨した後、当該繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差が1.5mm以上であることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項3】
スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
前記繊維接触部の外周を研磨した後の当該繊維接触部の外周と、縮径部の外周とによって形成される段差が1.5mm以上であることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項4】
請求項3に記載のドラフトローラであって、
前記縮径部の外径は25mm、前記繊維接触部の研磨前の外径は30mmであることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項5】
請求項1から4までの何れか一項に記載のドラフトローラであって、
前記繊維接触部と前記縮径部はテーパ部によって接続されていることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項6】
スライバをドラフトして繊維束とするドラフト装置と、
前記ドラフト装置によりドラフトされた繊維束を、紡績速度400m/min以上で紡績する紡績部と、
を備え、
前記ドラフト装置は、回転することにより前記スライバをドラフトするドラフトローラを備え、
前記ドラフトローラは、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差が2.5mmであることを特徴とする紡績ユニット。
【請求項7】
請求項6に記載の紡績ユニットであって、
前記繊維接触部の軸方向の幅が18mmであり、外径が30mmであり、
前記縮径部の外径が25mmであることを特徴とする紡績ユニット。
【請求項8】
請求項6又は7に記載の紡績ユニットであって、
前記ドラフト装置は、前記スライバをドラフトするためのローラを、前記スライバの搬送方向に複数備え、
前記ドラフトローラは、前記ドラフト装置の最下流側に配置されるフロントトップローラであることを特徴とする紡績ユニット。
【請求項9】
請求項6から8までの何れか一項に記載の紡績ユニットを複数備えることを特徴とする紡績機。
【請求項10】
ドラフトローラによってドラフトされた繊維束に撚りを加えて紡績糸を生成する、紡績糸の製造方法であって、
前記ドラフトローラは、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差を、2.5mmから1.5mmまで段階的に変化させながら紡績を行うことを特徴とする、紡績糸の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2013−14851(P2013−14851A)
【公開日】平成25年1月24日(2013.1.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−146765(P2011−146765)
【出願日】平成23年6月30日(2011.6.30)
【出願人】(000006297)村田機械株式会社 (4,916)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年1月24日(2013.1.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年6月30日(2011.6.30)
【出願人】(000006297)村田機械株式会社 (4,916)
【Fターム(参考)】
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