JP4590156B2 - 弾性繊維用巻取り機 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、パッケージに弾性繊維を巻取るための巻取り機に関し、さらに詳細には、繊維がパッケージに巻取られる前に、２つのロール間における略一定の距離を通過する、特定の幾何構成を有する巻取り機に関する。
【０００２】
背景技術
米国特許第３，１６５，２７４号およびＷＯ９９／１８０２４は、弾性繊維用巻取り機を開示しているが、そのような巻取り機を用いることによって高速でそのような繊維を巻取るには、著しいパッケージ緩みを生じる恐れがある。
【０００３】
米国特許第４，０５２，０１９号は、予め巻取られたパッケージからスプール上に弾性繊維を巻き戻すための装置を開示しているが、そのような装置はパッケージの高速巻き戻しに適していない。
【０００４】
特公平０２−６２８９６９は、引出しロールおよび駆動ロールを有する巻取り機を開示しており、その巻取り機では、繊維の緩みが巻取り中にパッケージに生じる。引出しロールの後に、繊維は綾織機を通過して、駆動ロールを用いて、巻取り速度の１．１倍より速い速度でボビンに過剰供給することによって、ボビンに巻き付けられる。引出しロール速度は、巻取り速度以上である。この巻取り機の幾何構成は、巻取られた繊維パッケージが大きくなるにつれて、引出しロールとパッケージとの間のフィラメントの長さが短くなり、巻取り中の置き幅および螺旋角度が増大し、今度はパッケージの形状が貧弱になるという結果をもたらす。さらに、増大中のパッケージを引出しロールに触れさせないようにするためには、最初は引出しロールとパッケージとの間のフィラメントの長さを長くしなければならないため、有用なトラバースパターンの保持がきわめて困難になり、引出しロールからの長い距離の綾振りによる欠陥も生じる。同様な考えから、２つのトラバース装置の極めて正確な調整を必要とする、米国特許第３，８６１，６０７号に開示されている巻取り機およびＥＰ０９２７６９４の複合巻取り機は、満足のいくものであるとは言えない。
【０００５】
依然として、弾性繊維用の改良型巻取り機が必要である。
【０００６】
発明の開示
紡績装置の出口で、少なくとも１本の弾性繊維を巻取るための、本発明の巻取り機は、
（Ａ）繊維を往復させるためのトラバース手段と、
（Ｂ）トラバース手段から往復する繊維を受けるための駆動されるプラーロールと、
（Ｃ）約４５〜２１０°の巻き角を有し、プラーロールから繊維を受けるためのコンタクトロールであって、プラーロールとコンタクトロールとの間に、繊維通過用の実質的一定の自由繊維長さがある、コンタクトロールと、
（Ｄ）コンタクトロールと接触する管芯を取付けるための少なくとも１つのチャックアセンブリと、を含む。
【０００７】
発明の詳細な説明
「弾性繊維」なる語は、クリンプとは関係なく、１００％を超える破断伸びを有し、伸ばしてから放すと、実質的にその元の長さに急速かつ強制的に収縮するフィラメントを指す。このような繊維としては、ゴム繊維、スパンデックス、ポリエーテルエステル繊維、および弾性エステルが挙げられる。「自由繊維長さ」なる語は、プラーロールの面との接触を失う点とコンタクトロールの面と初めて接触する点との間の、繊維が動く距離を指す。「一定の自由繊維長さ」なる語は、自由繊維長さが、パッケージの巻取りを通じて略一定であることを指す。ロール周囲の「巻き角」なる語は、共有点としてロール中央部を有する２本の交差する想像線の間の角度であり、それぞれの線は、繊維がロールの面と初めて接触する点および繊維がロールの面との接触を失う点を通るように引かれる。供給パッケージに巻取られた弾性繊維の「パッケージ緩み」なる語は、繊維がパッケージ上に有する伸張長さと、パッケージから離れたその緩み長さとの差を伸張長さによって除算した値として算出されることができる。
【０００８】
現在、プラーロールをトラバース手段の近くおよびコンタクトロールに対する特定の関係において配置することができる巻取り機を用いて、望ましくは低いパッケージ緩みと組み合わせた、安定した巻取りパターンおよび良いパッケージ形状を得ることができることが、図らずもわかってきている。今度は、繊維がパッケージ上に巻取られる前に、コンタクトロールの周囲の少なくとも一部を通過するようにコンタクトロールが配置される。プラーロールとコンタクトロールとの間の自由繊維長さは、巻取られる繊維パッケージのサイズに関係しないため、また２個のロールの位置を互いに関連させ、且つ極めて近接に固定することが可能なため、略一定（すなわち、約±５％以内）に維持されることができ、それによってトラバースパターンが一定に維持される。当然のことながら、以下で述べるように、予め選択された変形も意図的に行うことができる。
【０００９】
トラバースガイド、プラーロール、コンタクトロール、および巻取りパッケージ間における所望のトラバースパターンの正確な伝達は、プラーロールの面にトラバース手段を近接させる（例えば、１．０〜３．０ｃｍ、一般には約１．８ｃｍ）ことによって改善される。また、繊維がパッケージに触れる前にコンタクトロールに接触し、（プラーロールとコンタクトロールとの間の）自由繊維長さが極めて短く形成され、略一定に維持することができるように、プラーロールに対して一定の関係で極めて近い位置にコンタクトロールを位置決めすることができることから、正確なトラバースパターンの伝達が改善される。（自由繊維長さは、たとえば綾振りの逆転において、各綾振り行程に関して、約±５％までのわずかな変動があっても良いが、パッケージの増大の結果として生じるものではない。）従って、パッケージ巻取り工程全体を通じて、トラバースパターンの端部で明確な逆転が維持され、所望の螺旋角度および置き幅がパッケージ上で得られる。
【００１０】
巻取り機のサイズおよび望ましくないロールの巻きの可能性を最小限に抑えるためには、プラーロールおよびコンタクトロールの周囲の小さな巻き角が好ましいが、繊維は十分なロール接触時間と、ロール速度に達するほど十分に大きいロール巻き角と、を備えていなければならない。本発明において、プラーロールおよびコンタクトロールの周囲における繊維の巻き角はそれぞれ、約４５〜２１０°であるのが一般的であり、約６０〜１５０°であれば好ましく、約６０〜１００°であればさらに好ましい。自由繊維長さの下限は、主にプラーロールの直径およびコンタクトロールの直径と、ロール間の距離によって決定される。従って、約０．０５ｃｍ離隔された直径２インチ（５．１ｃｍ）のプラーロールおよびコンタクトロールの場合には、自由繊維長さの下限は約０．３インチ（０．７ｃｍ）であっても良い。このような下限を実現するために、プラーロールおよびコンタクトロールは、逆回転しなければならない。巻取る前に、パッケージ緩みを緩和するために、例えば約５〜５０％緩めることができる繊維が望ましい場合には、自由長さはそのような緩みに必要な時間を許容することができるほどの長さであり、部分的には繊維速度に左右される。また、繊維が依然としてプラーロールにある間に、少なくとも一部の緩みが生じ得る。繊維の緩みは、自由繊維長さが厳密に限定されないほど高速であり、コンタクトロールより高速でプラーロールを作動することにより、通常は所望の繊維緩みが生じる。自由繊維長さの上限は約１インチ（２．５ｃｍ）であり、約０．４インチ（１．０ｃｍ）であるのが一般的である。
【００１１】
本発明において、例えば、カム駆動トラバースガイド（例えば、米国特許第３，６７５，８６３号に開示される）または回転刃をはじめとする適切なトラバース手段を用いることができる。速度、螺旋角度、トラバース手段の行程幅を調整することによって、予め選択された巻取りパターンを実現することができ、一旦選択されると、本発明の巻取り機および方法によって、そのパターンを維持することができる。任意に、例えば、パッケージの肩を形成するために、予め選択された変動に基づいて、巻取り中にトラバースパターンを意図的に変更することができる。トラバースパターンが一定に維持されるか、または意図的に変更されるかに関係なく、トラバースパターンをパッケージに正確に伝達するために、本発明の巻取り機では、複雑な調整を必要としない。これは、パッケージの増大するサイズに適応するためにそのような調整を行わなければならない従来の巻取り機とは対照的である。
【００１２】
一般に、コンタクトロールおよびプラーロールはいずれも、溝を備えていない。ロールの一方または両方には、ロールの巻きを低減するために周囲の中央帯に艶消し仕上げを施すことができ、このような中央帯の外側では、繊維がロール上にある間、綾振りの逆転を維持するために、周縁面を磨き上げることができる。プラーロールは従動ロールであり、コンタクトロールは従動ロールまたは非従動ロールのいずれでも良い。管芯を取付けることができるチャックアセンブリ（繊維がその上に巻きつけられる）は従動または非従動のいずれであっても良く、第１および第２のチャックアセンブリは、巻取りパッケージから新しい空の管芯への好都合な繊維移動のために、回転可能なタレットに取付けられることができる。
【００１３】
望ましい巻取り機の寸法および本発明の巻取り機を用いるために利用可能な空間に応じて、本発明の範囲内のさまざまな幾何構成を用いることができる。まず、図１を参照すると、例えば、プラーロール２は、トラバースガイド３に隣接するように取付けられ、トラバースガイド３は、スライドプレート４間に取付けられ、カムボックス６に取付けられたカム５内の溝によって駆動される。自由繊維長さ８が約２．５ｃｍ未満となるように、コンタクトロール７は、プラーロール２の下にプラーロール２に隣接するように取付けられる。より明確にするために、図１Ａは、自由繊維長さ８の付近の図１を拡大している。管芯１０がコンタクトロールに接触するように、チャックアセンブリ９を、コンタクトロール７に隣接させることができる。回転可能なタレット（図示せず）が、チャックアセンブリおよび任意に第２のチャックアセンブリ（これも図示せず）を支持する。３つの可能な位置Ａ、Ｂ、Ｃにあるチャックアセンブリ９および管芯１０が示されており、各々は本発明の範囲内にある。繊維の移動および玉揚げのすぐ前の空の管芯１０Ｃと同一の角度位置を有する巻取りパッケージ１１が、図示されている。ロールおよびパッケージは、矢印で示されている方向に回転する。
【００１４】
同様に、図２および図３は、本発明の巻取り機を含む構成部材の中で、可能な他の角度関係を示している。
【００１５】
トラバース手段、プラーロール、コンタクトロールを支持する垂直方向または水平方向に摺動可能なボックス、またはトラバース手段、プラーロール、コンタクトロールを支持する振り子式スイングアーム、または巻取り中のタレット回転によって、巻取り中のパッケージの増大に対応することができる。垂直摺動ボックスが用いられる場合には、巻き取られるチャックアセンブリおよびパッケージは、例えば図１の９Ａ／１０Ａ，９Ｂ／１０Ｂのように実質的にコンタクトロールの下にあっても良い。スイングアームが用いられる場合には、チャックおよびパッケージは、例えば図１の９Ｃ／１０Ｃ、図２の９Ａ／１０Ａおよび９Ｂ／１０Ｂ、図３の９Ａ／１０Ａで示されているように、コンタクトロールの側部にあっても良い。所望の幾何構成に応じて、本発明の範囲内の他の関係を用いることができる。
【００１６】
図４は、本発明の具体的な実施形態を示しており、プラーロール２、カムボックス６（ここにカム５が取付けられ、次に、スライドプレート４を用いてトラバースガイド３を支持する）、コンタクトロール７がスイングアーム１２に取付けられる。回転可能なタレット１３は、管芯１０Ｄおよび１０Ｅが取付けられる２つのチャックアセンブリ（図示せず）を支持し、巻取りパッケージ１１は玉揚げの準備がなされている。ロール、タレット、および管芯は、矢印で示されている方向に回転する。図４に示されているように、反時計回りのタレットの回転時に、空の管の面と同一方向（「並流」）に移動する繊維によって、いっぱいになったパッケージから新しい空の管へ繊維を移動させることができる。タレットが図４に示される方向と逆方向（時計回り）に回転されるように形成される場合には、「逆流」の糸の移動は、管または他の既知のスナッギング手段のスロットに繊維を引っ掛けることによって実現されることができる。
【００１７】
再び、図１を参照すると、動作において、繊維１は、紡績装置（図示せず）から紡がれ、供給ロール（これも図示せず）からプラーロール２によってトラバースパターンを形成するために、繊維を往復するトラバースガイド３を介して引っ張ることができる。所望であれば、繊維がある程度の張力を受けるように、プラーロールの円周速度は、任意の供給ロールの速度より少なくとも約５％高速であっても良く、５〜１５％高速が一般的である。このような張力は、繊維の十分な安定性を維持するのに有用であり、それによって、供給ロールの巻きを最小限に抑え、トラバースガイドより上の繊維の位置の制御条件を満たし、繊維がプラーロールに接触する際、トラバースの移動によって定義されるトラバースパターンが維持される。繊維１は、約４５〜２１０°が一般的であり、約６０〜１５０°であれば好ましく、約６０〜１００°であればさらに好ましいプラーロール２の周囲の巻き角を通過する。次に繊維１は自由繊維長さ８を通過し、約４５〜２１０°であれば一般的であり、約６０〜１５０°であれば好ましく、約６０〜１００°であればさらに好ましいコンタクトロール７の巻き角を通過する。自由繊維長さは、約０．７〜２．５ｃｍであり、０．７〜１．０ｃｍであれば好ましい。
【００１８】
プラーロールの円周速度は、コンタクトロールの円周速度より約５〜５０％高速であってもよい。
【００１９】
低減されるパッケージの緩みが望ましくない場合には、プラーロールは、巻取りパターンの安定性に悪影響を及ぼすことなく、コンタクトロールの円周速度と同じか、またはそれ以下の円周速度で作動しても良い。
【００２０】
プラーロールおよびコンタクトロールの相対速度に関係なく、本発明の巻取り機は、供給ロールを用いなくても作動されることができ、また供給ロールを具備する必要もない。そのようなロールがない場合には、繊維を紡ぐために用いられる紡績装置は、よりコンパクトであり、廉価であり、且つ本発明の工程の利点を保持している。さらに、そのような供給ロールがない場合であっても、巻取り機は、一般に供給ロールを用いる場合にのみ実現される紡績速度および巻取り速度を個別に調整することができる。
【００２１】
次いで、繊維１は、管芯１０に巻き取られる。本発明の工程は、最小の偏差でトラバースガイドと、巻き取られるパッケージとの間の所期のトラバースパターンを維持する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における巻取り機の３つの可能な幾何構成を概略的に示している。
【図１Ａ】 図１の詳細を示している。
【図２】 本発明における巻取り機の３つの可能な幾何構成を概略的に示している。
【図３】 本発明における巻取り機の３つの可能な幾何構成を概略的に示している。
【図４】 トラバース装置、プラーロール、およびコンタクトロールがスイングアームに取付けられる幾何構成を概略的に示している。

Claims (10)

1. 紡績装置の出口で少なくとも１本の弾性繊維を巻取るための巻取り機であって、
   （Ａ）繊維を往復させるためのトラバース手段と、
   （Ｂ）前記トラバース手段から往復する繊維を受けるための駆動されるプラーロール、
   ただし前記プラーロールから前記トラバース手段までの距離は約１.０〜３.０ｃ
   ｍである、と、
   （Ｃ）約４５〜２１０°の巻き角を有し、前記プラーロールから繊維を受けるためのコ
   ンタクトロールであって、前記プラーロールと前記コンタクトロールとの間に、
   繊維通過用の実質的一定の自由繊維長さがある、コンタクトロールと、
   （Ｄ）前記コンタクトロールと接触する管芯を取付けるための少なくとも１つのチャッ
   クアセンブリと、
   を含む巻取り機。
2. 前記プラーロールが、約４５〜２１０°の巻き角を有する請求項１に記載の巻取り機。
3. 前記プラーロールおよび前記コンタクトロールが逆方向に回転し、前記自由繊維長さが約０.７〜２.５ｃｍであり、前記プラーロールが約６０〜１５０°の巻き角を有する請求項１に記載の巻取り機。
4. 前記プラーロールおよび前記コンタクトロールが逆方向に回転し、前記自由繊維長さが約０.７〜１.０ｃｍであり、前記コンタクトロールが約６０〜１５０°の巻き角を有する請求項２に記載の巻取り機。
5. 前記コンタクトロールの巻き角が、約６０〜１００°である請求項３に記載の巻取り機。
6. 前記プラーロールの巻き角が約６０〜１００°である請求項５に記載の巻取り機。
7. 弾性繊維を巻き取るための方法であり、
   （Ａ）弾性繊維を紡ぎ、供給ロールの周囲に繊維を回すステップと、
   （Ｂ）トラバース手段から約１.０〜３.０ｃｍの距離に位置する、プラーロールの周囲
   に、プラーロールとコンタクトロールとの間の略一定の自由繊維長さを介して繊
   維を通過させるステップと、
   （Ｃ）約４５〜２１０°の巻き角を介して、コンタクトロールの周囲に繊維を通過させ
   るステップと、
   （Ｄ）繊維を巻き揚げるステップと、
   を含む方法。
8. 前記プラーロールの周囲の巻き角が約４５〜２１０°であり、前記プラーロールおよび前記コンタクトロールが逆方向に回転し、前記自由繊維長さが約０.７〜２.５ｃｍである請求項７に記載の方法。
9. 前記プラーロールが前記供給ロールの円周速度より少なくとも約５％高速の円周速度を有し、前記プラーロールおよびコンタクトロールのそれぞれの巻き角が約６０〜１５０°であり、前記プラーロールの前記円周速度が前記コンタクトロールの円周速度より約５〜５０％高速である請求項８に記載の方法。
10. 前記自由繊維長さが約０.７〜１.０ｃｍである請求項９に記載の方法。

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