JPS6018338B2 - ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、再生繊維、半合成繊維若しくは合成繊維等の
化学繊維を定長若しくは不定長にカットした繊維、動植
物の天然繊維又はそれらの混合物等を使用して紡績糸を
能率的に高速で、しかも低コストで製造するのに好適な
ノズルに関する。

周知の通り、紡績糸を製造する手段としては、多種多様
のものがあり、一般的な方法としては、パッケージを回
転させることによって実撚を与えて糸を形成するりング
式精紙法、ミュール式精紡法またはパッケージを回転さ
せないで短繊維東の流れを一時断ち切って実撚を与えて
糸を形成するオープンエンド紡績法がある。これらの加
撚法は、繊維東を連続状か一時切断かの違いがあるが、
いずれも機械的な回転によって、実燃を与えて糸を得て
いる。しかるに近年において仮撚部材として簡単な装置
でしかも高速旋回が得られるェアノズルが登場し始め、
糸条の加撚、解燃作用と同時に空気流を巧みに用いて、
繊維東を他の及び／又は自らの繊維端によって包総せし
め、従来のリング式糟級法で得られるリング糸に類似の
性能をもった糸を得るごとき技術手段が開発されてきた
。

この代表的なものとして特公昭３６−１０５１１号の「
流体噴射撚糸方法」が挙げられる。この方法は、極めて
簡単な装置で新規な糸を製造することを提案しており、
特公昭４３一２８２５び号の「東樺状糸及びその製造」
の原理及びその一部がすでに明記されている。しかしか
かる糸を得るために、最も重要な要素であるェァノズル
についての詳細な記述、特に最も多量に紡績原料として
使用されている線繊縦についての記述は極めて乏しい。
他方、ェアノズルの構造の１例としては、特開昭５０一
９５５２８号の「流体仮燃ノズル」が挙げられる。

これは、４・蓬孔と大径孔の接続部にェア噴射孔を設け
ることを内容とするが、旋回力に斑があったり、または
空気消費量が大きい欠点を有する。もちろんこれらの何
れにおいても紡績された糸の特性については、全く触れ
られていない。そこで本発明者等は、短繊維特に線繊縄
を用いた流体噴射撚糸法による紡績法に着目して長期に
わたり鋭意研究した結果、リング糸に匹敵する結束紡績
糸を高速度で、かつ高効率に得る画期的な性能を有する
ノズルを発明するに至った。さて、本発明は、前記した
目的を達成するために次の構造を有する。すなわち本発
明は、糸条導入孔に接続された糸条出口孔の開始端に該
糸条出口孔に対して偏○して開孔する流体噴射孔をもつ
ノズルにおいて、前記糸条導入孔末端に小径の絞り部を
設け、該絞り部は、前記流体噴射孔の対向面側へ偏心し
、かつ（１）２／ノＮｅ＜ｄ，＜７／ノＮｅ、（０）０
．２５ミｄ，／ｄ２≦０．７、（ｍ）１／ｄ，＜６、（
Ｗ）０＜ど１ミｄ・／２・１ご１≦事、（Ｖ）・ミリメ
−トルＳＩＳ５ミリメートル、ただし、ｄ，：絞り部孔
径（ミリ）、ｄ２：出口孔開始端の孔径（ミリ）、１：
絞り部の麹方向長さ（ミリ）、Ｎｅ：糸条の糸番手（英
式）、ご，、ご２：糸条出口孔の中心を○軸として偏心
側にＸ軸、それに直交してＹ軸をとり、これらの×軸、
Ｙ軸を該糸条出口孔の断面内にとったときのＸ軸、Ｙ軸
方向の偏心量の各項を満足することを特徴とするノズル
である。次に本発明を図面に示す実施例に基づいて説明
する。図は、単なる１例を示したもので、これに限定さ
れることなくその精神を逸脱しない範囲で設計変更が可
能である。第１図は、本発明のノズルを利用した紡績糸
製造装置の側面図であり、第２図は本発明のノズルの詳
細な軸方向断面図、第３図は第２図ｍ−ｍ線に沿った矢
印方向の断面図であり、また第４図、第５図は、その作
用説明図である。第１図に示す如く本発明のノズル６は
、短繊維糸条から紡績糸を得る場合、１対のフロントロ
ーラ５，５′と１対のデリベリローラ７，７′の間で５
，５′の近くに設けるのが好ましい。

更に詳しく述べれば、まずパッケージＹから相糸２を引
き出し、２対以上のローラ群から成るドラフト装置に導
き、相糸２を所要の太さに引伸ばす。同図では３，３′
のバックローラ、４，４′の１組のエプロン装置、５，
５′のフｏントローラから成るドラフト袋層を示す。１
対のフロントローラ５，５′から送り出された短繊維糸
条は、まず本発明のェアノズル６の吸引作用を受けて、
その内部へ夕と誘引されるが、それと同時に旋回流体流
により安定した加撚作用を受け、次いで藤撚作用を受け
ながら、排出流体と共に、結束状紡績糸１０となって１
対のデリベリローラ７，７′を通過し、テイクアップロ
ーラ８によつてチーズパッケージ９０に捲きあげられる
。

もちろん本発明のノズルは、紡績糸を高速度で得ること
を特徴にしているため、該フロントローラ５，５′の送
り出し速度は１００の′ｍｉｎを越える。このため図示
した如きエプロン方式より、高速適性のある他のドラフ
ト装置夕への変更も可能であり、最終の１対のニップロ
ーラから無撚の繊維東が連続的に供給される方式であれ
ば、本発明のノズルは充分に適用できる。本発明のノズ
ルは、繊維長が５仇奴を越える場合は勿論前記したよう
に綿繊維の如き、３物舷近辺また０は、それ以下の短い
繊維原料であっても、リング糸に匹敵する糸強力をもつ
た紡績糸を製造することのできる画期的なものである。
以下本発明のノズル６について第２図、第３図で説明す
る。該ノズル６は、基本的には、糸条導入孔Ａ、糸タ条
出口孔Ｂ、および流体噴射孔Ｃの３要素から成りたつが
、両図から明らかなように該糸条導入孔Ａの末端に極め
て細い絞り部Ａ′を該糸条出口孔Ｂの中心軸○，０に対
し偏心した所定領域に設けることを特徴とする。更に該
流体噴射孔Ｃは、前０記したように該糸条出口孔Ｂの開
始端部に偏心して、閥孔することが必要である。該流体
噴射孔Ｃの開孔位置が前記糸条出口孔Ｂの開始端から離
れて糸出口側へ近づく程糸条に挿入される仮撚数が減少
することから該流体噴射孔Ｃは、該糸条導入孔Ａに接続
された糸条出口孔Ｂの開始端部から該部における糸条出
口孔Ｂの孔径もの３倍以内の領域に関孔することが好ま
しい。また該糸条出口孔Ｂに偏心させて、好ましくは該
糸条出口孔内壁に接線状に該噴射孔Ｃを開孔せしめるこ
とは、膿入流体流の旋回によって糸条出口孔Ｂを通過す
る糸条に仮撚を与えるために不可欠の条件である。また
ここで第２図に示すＱは、流体噴射孔Ｃの総出。孔軸離
する額斜角で芸〜牛洲ましく、糸条出口孔内に噴入され
た流体例えばェアが糸条１川こ対し、加撚のみならず吸
引排出効果をもち糸条１０の円滑な走行を助ける上で重
要な機能をもつ。

なお糸条導入孔Ａの形状は、本発明のノズルを使用する
ケースに応じて適当な形状が選ばれ得るが、本発明の如
く、無撚状の短繊維糸条を供給する場合は、談短繊維糸
条を集東させるためフロントローラ側を絞り部Ａ′から
漸次拡大する円錐状、または円錐状と円柱状の組合せ等
であることが好ましい。次に本発明の最も重要な構成要
素である絞り部Ａ′について述べる。絞り音ＢＡ′の断
面形状は、円形が好ましくその直径ｄ，は通過する糸条
の太さに応じてそれぞれ適切な範囲が存在し、糸条の糸
番手（英式）をＮｅとするとき直径ｄ．（ミリメートル
表示）はフ宝富美弓より大で、ゾ声ｅより小でなけれ‘
まらない。

例えばＮｅが３６蚤手であればｄ，は、０．３〜１．１
ミリとかなり細いものであるが、この理由は加撚された
糸条が通過する際の通過抵抗を最小限におさえて、出口
孔の開始端における糸の走行位置を本発明の好ましい位
置に規定し、旋回流によって回転される糸条の回転の支
点を固定して糸条の回転数を安定化せしめると共に、噴
ェァが糸条導入孔側へ逆流し、フロントローラ５，５′
から供給され加燃されつつある繊維東の配向を乱すのを
防ぐためである。そして、Ｎｅとしては通常３６〜１０
０Ｎｅさらには３６〜４州ｅが用いられる。従ってその
ためには、該絞り部Ａ′の直径ｄ，を単独にではなく前
記糸条出口孔Ｂの開始端の孔窪らとの関係によって規制
して初めて上記した作用効果が成り立つものであり、こ
れをｄ，／も値で表現した場合０．２５以上０．７以下
の範囲にあることが必要である。すなわち該糸条出口孔
開始端の孔径もが絞り部孔蓬ｄ，の４倍を超えるとノズ
ル６を進行する糸条１０に付与する旋回力が不安定とな
り、糸条にかかる撚数は大中に変動したり低下したりす
る。同じくもが１．４３（１／０．７）未満になると旋
回力は認められるが、噴射ェアが糸条導入孔Ａ側へ逆流
しやすいためフロントローラ５．５′から供給される短
繊維東を誘引せず、ローラ５，５′へのまきつきを発生
させやすいので上記の範囲を越えると加燃数が大中に変
動低下したり、ローラ巻きつきを発生させやすいという
好ましくない結果を与えることになる。しかもこの絞り
都Ａ′は糸条出口孔Ｂに対し偏心していることが必須で
ある。すなわち第４図、第５図に示されるように絞り部
Ａ′の中心隣〇，０′は糸条出口孔Ｂの中心軸○，０に
対して偏りをもち、その偏りの方向は、流体噴射孔Ｃの
糸条出口孔Ｂ内へ関孔する関孔位置の対向面側でなけれ
ばならない。これを図面で示す。

いま糸条出口孔Ｂの開始機において糸条出口孔の髄○，
０（第４図、第５図）に垂直な菌ＰＱＲＳを設け該面上
に、０軸を通り噴射孔Ｃの該面に対する平行成分に対し
て直角な軸ＸＸ及び平行な軸ＹＹを設けると、絞り部Ａ
′の中心軸○′，０を出口孔内壁面のＰ点からＱ点を通
ってＲ点に至る半円ＰＱＲＯＰ（流体噴射孔Ｃの糸条出
口孔Ｂにおける開孔位置を第４象限（第５図）とすれば
この半円ＰＱＲＯＰは第１象限および第２象限の位置に
相当する）内に設けることが必須条件である。

すなわち絞り部の中心藤○′，０がＲ点からＳ点を通り
Ｐ点に至る半円ＲＳＰＯＲ（第３象限および第４象限）
内にあってはならない。この理由は、糸条に与える旋回
力を安定化するため、該絞り部Ａ′で糸条に支点を形成
させ糸条のクランクの腕の長さと、噴射ェアの圧力（後
述）の積をできるだけコンスタントに保つためである。
すなわち噴射ェアによって得られる旋回力が極めて強い
領域ではその作用点と糸条の支点（絞り部）との距離が
短くなるように該絞り部を開孔設置させるのである。第
５図は、流体噴射孔Ｃが糸条出口孔Ｂに閉口した近辺の
圧力分布であり、第５図に示す○点を中心とする放射状
の矢印が上述した該噴射ェアによって糸条出口孔内壁面
に作用する圧力分布であり、この値と絞り都中心軸○′
，０′を中心とした糸条のクランクの腕の長さとの積が
できるだけ一定値をとるようさらに糸条が第５図で示さ
れる第４象限内に見られる負圧部分に滞留することを避
けるように○′の０に対する偏心量、Ｙ軸でご，（ご，
＞０）、×軸ご２を選定するべきである（第４図、第５
図）。もちろんＹ軸、×軸に対する偏心量ご，、ご２
には限度があり、個○側においても出口孔の内壁面を絞
り部のそれが越えてはならない。従って該絞り部の中心
軸は円形の場合、該出口孔開始端（孔径）の内壁面から
少なくともｄ，／らだけ中心側に設けるのが良い。すな
わち、。＜ご．≦亨、１ご２１≦もとする。又、絞り部
Ａ′に対し、糸条導入孔Ａの中心は、糸条の通過性上か
らも、あるいはノズルの製作上からも同Ｄであることが
好ましいが特には限定されない。なお、該絞り部の鋼方
向長さ１については、糸条が糸条導入孔から絞り部へス
ムーズに進行できることが条件となるので絞り都Ａ′の
孔径とも関係するが長いことは好ましくなく、前述した
作用効果を奏するため「 １／ｄ，で表わして６以下で
あれば充分で、実用上は通過する糸条の太さにもよるが
、大まかに言って長さ１は１ミリ以上５ミリ以内で十分
である。１が５側をこえると糸切れが生じやすく、１側
未満になると絞り部の摩耗が生じ加撚斑が発生しやすく
なる。本発明のノズルのメリットは、まず第１に加撚力
が強くしかも安定しているため該ノズル１個を使用すれ
ば１５０の′ｍｉｎもの高速紡績が可能であり、得られ
る糸は供給される繊維東の中方向の厚さ分布によっても
異なり、・結束糸乃至特異な結束糸状を呈するが、その
強仲度物性はリング紡績糸のそれに劣らない顔れた特性
をもっている。− 従って本発明のノズル以外に別のア
スピレータやマニホールド等を追加する必要がない。

第２は、原料の繊維長の制約がほとんどないことである
。綿の如き平均繊維長が短い原料から羊毛の如き平均繊
維長の長い原料まで任意に紡績できる。繊維の種類とし
ては、これらの天然繊維の他合成繊維のステープルフア
ィバーであってもそれらの混紡原料であっても差し支え
ないが、得られる糸の物性からは、合成繊維を含む原料
の方が好ましい。しかし接着など糸形成に対する補助手
段は全く不要であり、従ってそのような意味からの原料
の制約はない。第３は、エネルギーコストを大中に低減
でることである。

一般にェアノズルは空気消費量が多いためランニングコ
ストが高いという欠点があったが、本発明のノズルは前
記したように絞り部を、安定した旋回力が得られる領域
に設置したことで結果的には少ない流体量、低い流体圧
で充分な加撚数を得ることができる。しかしこのノズル
を用いて糸条を加燃するとき加撚城では糸条をオーバー
フイード状にして比較的弱いテンション下に糸条を保つ
方がより加撚効果が高められることは言うまでもない。

第４に該ノズルの利用範囲は、第２項で述べた短繊維の
紡績にのみ限定されるものでなく、コアヤーンや開綾フ
ィラメントと短繊維の複合糸条等の高速紡績にも可能で
ある。

更に連続フィラメント糸等一般の糸条物の加撚、解撚に
広く適応でき、その場合には、糸条導入孔Ａの形状は、
第２図の如き円錐状部分のない単純な円柱形状のみのも
ので充分な性能が得られる。実施例 １ 糸条通路孔が同軸の通常ノズルと絞り部が糸条出口孔に
対して偏Ｄした本発明ノズルの加撚力を比較するため、
ポリエステルフィラメント糸（１０皿−７が）を１５０
肌′ｍｉｎで供給して、該フィラメント糸に挿入される
加撚数を測定した。

この場合ニツプローラ間の糸条オーバーフイード比はい
ずれも４％とし、また流体噴射孔径、噴射角度など両者
同じ大きさとした。なお、被加撚糸条の上記ポリエステ
ルフィラメント糸は、それぞれ黒原着と通常の５皿‐３
６ｆを２本用いて加撚数の測定を容易にした。結果を下
表に示す。第１表 本実施例によると糸条に挿入される加撚数は、上表に示
す如き、従来のノズルの弦咳に対して本発明ノズルでは
わずか粉塔でほぼ同等となる。

消費空気量に換算して３０％の大中節減が可能である上
、加撚数の安定性にも優っていた。実施例 ２ 本発明ノズルを用いて粗糸またはスライバから糸を紡出
した。

粗糸供給の場合は３線式、スラィバ供給の場合は４線式
エプロンドラフト装置を用いた。

また、工井上記粗糸またはスラィバの短繊維東は何れも
ドラフトゾーンに設けた中規制ガイドによって中方向の
厚さ分布をその中心軸に対して非対称として、フロント
ボトムローラ表面に沿わせて本発明ノズルに導入し、フ
リース厚さの薄い側の繊維をボトムローラからひき離す
方向へ加燃した。第２表に３種類の糸に対する級出条件
と糸特性を示すが、ノズルディメンションは、それぞれ
の番手、原料によって変更している。第２表 本実施例によると得られた糸は実質的に無撚の繊維束の
周囲を弱い実撚をもった繊維群が覆ってコァ部を形成し
更に該コア部の外周を単繊維群がランダムな角度で包総
している如き、３層構造とも呼ぶべき特異な形態の結束
糸であった。

第２表の糸質からも明らかな如く、何れの糸も後工程で
トラブルなく使用し得た。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図までは本発明に係り、第１図は本発明
のノズルを利用した紡績糸製造装置の側面図であり、第
２図は該ノズルの詳細な軸方向断面図、第３図は第２図
のｍ−ｍ線に沿って矢印方向にみた横断面図である。 そして第４図、第５図は該ノズルにおける作用説明図で
ある。６……ノズル、８……テークアツプローラー、９
・…・・チーズパッケージ、Ａ・・・・・・糸条導入孔
、Ｂ…・・・糸条出口孔、Ｃ・・・・・・流体噴射孔。 第１図第２図第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 糸条導入孔に接続された糸条出口孔の開始端に該糸
   条出口孔に対して偏心して開孔する流体噴射孔をもつノ
   ズルにおいて、前記糸条導入孔末端に小径の絞り部を設
   け、該紋り部は前記流体噴射孔の対向面側へ偏心し、且
   つ次式を満足することを特徴とするノズル。 （I）２／√（Ｎｅ）＜ｄ＿１＜７／√（Ｎｅ）（II）
   ０．２５≦（ｄ＿１）／（ｄ＿２）≦０．７（III）ｌ
   ／ｄ＿１＜６（IV）０＜ε＿１≦（ｄ＿１）／２、｜ε
   ＿２｜≦（ｄ＿１）／２（V）１ミリメートル≦ｌ≦５
   ミリメートル但し、ｄ＿１：絞り部孔径 ｄ＿２：出口孔開始端の孔径（ミリメートル）ｌ：絞り
   部の軸方向長さ（ミリメートル）Ｎｅ：糸条の糸番手（
   英式） ε＿１、ε＿２：糸条出口孔の中心をＯ軸として偏心側
   にＸ軸、それに直交してＹ軸をとり、これらのＸ軸、Ｙ
   軸を該糸条出口孔の断面内にとつたときのＸ軸、Ｙ軸方
   向の偏心量。