Method and apparatus for automatically removing the impurities from the span-filament yarn and staple

【発明の詳細な説明】 スパン・フィラメント糸とステープルから不純物を 自動的に除去するための方法と装置 発明の分野 本発明はスパン・フィラメント糸（spun filament yarn）とステープル（stap le fibers）から不純物を自動的に除去するための装置と処理に関する。 より詳細には、本発明は張力をかけられたスパン・フィラメント糸とステープルから不純物を自動的に除去するための装置と処理に関する。 発明の背景 繊維の紡績の概念は何世紀も前から存在する。 ステープルを有用な縫い糸や織り糸に紡ぐことによって全体的な強度がある程度まで改善され、織り糸の最終製品を様々な度合いの厚さ、強度等に紡ぐことができる。 織物用合成繊維の出現によって、ステープルより強度と信頼性が高く、かつ縮みのない連続フィラメント糸を製造する可能性が生じた。 従って、服飾、家庭用調度および産業用に編み物や織物の布地を製造することが可能になった。 これらの布地の縮みは、連続フィラメント状態に紡がれるポリエステル繊維の熱アニール点が卓越した織り糸を使用することによって抑制できる。 ポリエステル織り糸から作られた製品は優れた強度特性、寸法安定性を有し、洗濯、ドライクリーニングおよび光にさらすことに対して良好な色の耐性を有する。 １００％ポリエステルの編み物や織物の布地の使用は１９６０年代末から１９７０年代を通じてもっとも一般的になった。 より最近では、連続フィラメント・ポリエステル繊維はステープルに切断され、１００％ポリエステル製のステープル糸に紡いだり、綿などの天然繊維と混紡できるようになった。 しかし、１００％ポリエステルおよびポリエステル混紡両方の織り糸とこれらの織り糸から作られた布地は光沢のある合成繊維らしい外観を有し、低湿度条件ではべとべとして静電気を生じやすく、高湿度条件では暑くて粘着する傾向がある。 さらに、ポリエステル繊維は、その高い引っ張り強度のために、ステープル形態では引っ張られやすく、連続フィラメント形態ではほぐれやすい。 綿と合成繊維を混紡する慣用の方法は、ポリエステルと綿の機械的・断続的どちらの混紡も引っ張り、ほぐれ、縮みの傾向があり、着心地が悪いため完全に成功したとは言えない。 消費者によるポリエステルおよびポリエステル混紡布地の使用は近年減少し、良好な外観と着心地を提供する１００％綿布地が増加した。 これは服飾産業において特にそうである。 しかし、１００％綿糸および布地の使用には欠点もある。 第１に、１００％天然綿製の布地は縮みやすく、しわになりやすい。 上着用の綿の縮みを抑制するもっとも一般的な方法は綿布地をホルムアルデヒド製の樹脂で覆うことである。 しかし、ホルムアルデヒドは有害な化学物質と考えられているので、処理の間取り扱うのは危険であるし、ホルムアルデヒドは既知の発ガン物質なので、人体に接触する布地に使用するのは危険だと考えられている。 さらに、ホルムアルデヒドによる樹脂は、綿または綿混紡布地の縮みを抑制するために使用される場合、布地の耐摩耗性と強度特性を低下させるので、布地は穴やすり切れが生じやすくなる。 縮みを抑制する前洗浄の使用も、エネルギーを浪費し、衣服に使い古された外観を与えるのには満足なものではない。 綿布地の縮みを抑制するために機械的圧縮も使用されてきた。 しかし、この処理は労働力の損失が大きいため高価であり、圧縮された衣服は圧縮前の寸法に戻ろうとする傾向があるため永久的な解決法ではない。 これらの理由から、樹脂による綿の処理が、綿布地の縮みを抑制する現在、好適な方法である。 しかし、ホルムアルデヒドを含む樹脂が多いため、樹脂で処理された布地は製造処理中にも消費者に使用される際にも安全ではない。 従って、当該技術分野では、綿繊維と合成フィラメントの両方の長所を有し、 それらの対応する欠点を除去した織り糸を製造する必要がある。 出願人が共通に所有する米国特許第５，３８３，３３１号および１９９４年１２月１２日出願の同時係属出願第０８／３５４，２７９号は各々複合糸と、弛緩した状態のフィラメント糸の第１厚さより小さい第２厚さに伸ばされたフィラメント糸を含む複合糸を製造するための処理に向けられている。 その後、ステープルがフィラメント糸成分を覆い、フィラメント糸成分を第１厚さより小さい厚さに制限する。 米国特許第５，３８３，３３１号および同時係属出願第０８／３５４，２７９号の開示を、参考文献として本明細書に援用する。 日本国京都のMurata Machinery Ltd． は、２８２６６ノースカロライナ州Sout h Charlotte ２１２０ Ｉ ８５のMuratech of America Inc.を通じて「高速型ムラタ・ジェット紡績機」を製造販売している。 ムラタ・ジェット紡績機はコアと外側を包む繊維を結合するために使用される複合紡績機である。 しかし、既知のどんなエア・ジェット紡績機を持ってしても、織り糸最終製品のすべりまたはひっぱりを防止するのに充分なコア周囲の堅固な繊維の被覆を達成することは不可能である。 ムラタ・ジェット紡績機（ＭＪＳ）機械には結合された紡績糸から不純物（スラブとして知られる）を自動的に除去するために使用されるＭＪＳスプライサが含まれる。 １つのスプライサが、並列に配置された多数の紡績機のために使用される。 スプライサは紡績機の列の前で前後に移動し、スプライサを必要とする紡績機の前で自動的に停止する。 センサによって所定の大きさまたはそれ以上のスラブを検出すると、ＭＪＳスプライサはステーションに呼び出される。 同時に、コアと外側を包む繊維の供給が停止する。 到着すると、スプライサは織り糸と、最終ニップ・ロールとテークアップ・ロールの間の範囲の結合された織り糸を切断し、テークアップ・パッケージから所定の量の紡績糸を除去するとともに、上流から所定の量の不純物を取り除く。 その後スプライサはテークアップ・パッケージからの織り糸とジェット紡績機からの織り糸とを接合する。 従って、ＭＪＳスプライサは結合紡績糸からスラブ（slub）を自動的に除去し、残った織り糸を接合して復旧する。 しかし、出願人は、出願人が共通して所有する米国特許第５，３８３，３３１号と第０８／３５４，２７９号の場合のように心糸が引っ張られている場合、自動化ＭＪＳスプライサは自動的に動作しないことを発見した。 従って、'３３１号特許および'２７９号出願の構成に基づく設定でスラブを検出すると、コアにかかる張力を克服するため結合紡績糸を手動でＭＪ Ｓスプライサに供給しなければならない。 その後不純物は慣用の方法で除去される。 従って、当該技術分野では、心糸が張力下にあるとき結合紡績糸から不純物を自動的に除去できるようにする必要がある。 発明の概要 本発明は結合されたマルチフィラメントを有する張力をかけられた紡績糸とステープルのスライバー（sliver）または粗紡糸とからスラブを自動的に除去するための組立体および方法に向けられる。 本発明の他の目的、特徴および利点を示す好適実施形態では、マルチフィラメント心糸は、織り糸がステープルと一緒に紡がれる紡績室に入る前にあらかじめ張力をかけられる。 張力は紡績室を通過した後ゆるめられ、コアのフィラメントは膨張し、ステープルが付着する母体を形成する。 結合紡績糸は２つの成分からなる織り糸の中の不純物を検出するセンサの側を通過する。 所定の大きさ以上の不純物が検出されると、ステープルの供給が停止する。 同時に、心糸はプレテンショニング装置と心糸がステープルと結合する位置との間の所定の位置で締め付けられる。 心糸は締め付け位置のすぐ下流で切断されるので、織り糸の下流部分にかかる張力が開放される。 同時にスプライサが、不純物が発見されたステーションに呼び出される。 スプライサの到着と実質上同時に、心糸にかかる締め付け力が開放され、プレテンショニング装置によって心糸に適用された張力が開放される。 その後心糸の新しい先端が（心糸に加えられる空気圧力という形態の）下流に送る力によって、プレテンション装置のすぐ下流で締め付け装置の上流の位置に供給される。 ステープルの供給が再開される。 心糸とステープルは結合して紡がれ、前部ニップ・ロールを通じて供給される。 この時心糸には張力はかかっておらず、この張力のかかっていないコアを備えた紡績糸はスプライサによって除去されることに注意されたい。 必要なコアのプレテンションを有する織り糸が製造された後、張力が心糸に再び適用され、スプライサはテークアップ・パッケージからの織り糸の末端を新しく製造された複合糸の新しい先端に接合する。 接合後、複合紡績糸の製造は、次の不純物がセンサによって検出されるまで自動的に継続する。 図面の簡単な説明 本発明の上記とそれ以外の目的、特徴および利点は、特に添付の図面とともにその特定の実施形態の以下の詳細な説明を考慮するとき明らかになるが、そこではさまざまな図面の同じ参照番号は同じ構成部分を示すために使用される。 図１は、本発明によって構成された織り糸紡績装置の概略表示である。 図２は、織り糸紡績機の部分拡大概略図である。 図３は、本発明による織り糸紡績装置の列の概略図である。 好適実施形態の詳細な説明 以下の説明では、「上流」「下流」「前方」「後方」「左」「右」等の用語は便宜的であって、制限的な意味に解釈されるべきでないことを理解されたい。 ここで図面を参照すると、図１にもっともよく見られるように、本発明によって構成された、全体的に１０として示される織り糸紡績装置の概略図が示されている。 ステープル・スライバー１４が矢印「Ａ」の方向に供給されるドラフティング枠１２を紡績装置は含む。 ドラフティング枠１２では、綿製などのステープル・ スライバー１４が当業技術分野で知られるように望ましい寸法に引っ張られる。 ドラフティング枠１２は好適にはボトムローラ１６、１８、２０、２２およびトップ・プレッシャー・ローラ２６、２８，３０，３２を有する。 上部と下部のエプロン３４、３６は周知のように、それぞれローラ３２、２２によって駆動される。 その結果生じたステープル・スライバー１４は紡績するべく準備される。 好適実施形態では、ステープル・スライバー１４はピーマ綿製の綿繊維であるが、 これは一般にピーマ綿は大部分の他の綿より強いからである。 ピーマ綿の使用は、３．４９２５ｃｍ（１．３７５インチ）〜３．８１ｃｍ（１．５インチ）の平均長さを有する比較的長いステープルのため好適である。 ストレッチ「Ｓ」縒り７０デニール／３４フィラメント糸のようなストレッチ織りのマルチフィラメントを有する「逆」Ｓ縒り（時計回り縒り）織り糸５０が織り糸供給元３８から案内４０、プレテンショニング装置４２およびエプロンの下流の上下ニップ・ローラ４６、４８の前に配置されたセラミック糸案内４４を通じて引き出される。 プレテンショニング装置４２は好適には調整可能なばねで負荷をかけられたシンバル張力装置で、マルチフィラメント糸５０が通過する際織り糸にかかる張力が調整されて最上の結果を提供できる。 他の既知の張力装置も利用できる。 ストレッチ織り「Ｓ」縒りのマルチフィラメント糸５０がその供給元から除去されるとき、織り糸は、隣接する縮れの不規則な接合によって発生するフィラメント間の隙間のある縮れた状態にある。 この隙間のため、織り糸５０は全体に弛緩した状態では張力のかかった状態の平均厚さを実質上越える平均厚さを有するようになる。 好適なマルチフィラメント糸は、望ましい最終複合糸を生産するために必要なのと同数のフィラメントからなることを理解されたい。 織り糸のフィラメントは縮れた、膨張した状態で織り糸供給元３８を出てプレテンショニング装置４２に向かう。 プレテンショニング装置の後、マルチフィラメント糸はローラ４６、４８に引っ張られるが、充分に張られているので縮れは一時的にフィラメントから実質上除去される。 マルチフィラメント糸５０は好適にはポリエステル、ナイロン、レーヨン、アクリル、ポリプロピレン、スパンデックス、アセテート、石綿、ガラス繊維、ポリオレフィン、炭素繊維または石英のマルチフィラメント糸といった合成材料である。 織り糸５０を引っ張って一時的に縮れを除去することによって全体的な平均厚さは大きく低減した。 マルチフィラメント糸５０は、プレテンショニング装置４２を出ると、マルチフィラメント糸５０を通過させる貫通穴６２と、第１貫通穴６２に対して角度があり、第１貫通穴と連通する第２穴６４とを有するダンパ６０に入る。 空気式供給ライン６６が穴６４の第１端６８と連通する。 穴６２を通過した後、マルチフィラメント糸５０は、切断・締め付け装置７０の直下すなわち下流に配置された接続漏斗７２を有する切断／締め付け装置７０に入る。 接続漏斗７２は好適には織り糸５０を下向きに導く助けをするセラミック製の円錐形内面を有する。 切断／締め付け装置７０には、織り糸５０を保持するための締め付け部材７４と、織り糸の運動方向と直角な方向に織り糸５０を切断するための切断部材７６とが含まれる。 切断部材と締め付け部材とは空気圧で作動し、まずマルチフィラメント糸５０を締め付け、次いで締め付け位置のすぐ下すなわち下流で切断部材７６の作動によって織り糸を切断する。 フィラメント糸５０は接続漏斗７２を通過して小さい送りチューブ部分７５に入り、マルチフィラメント糸５０は、より大きな送りチューブ部分７９に導かれる。 送りチューブ７５と７９は互いに分離して示され、大きなチューブは前部ローラ用のカバーに沿って開き、前部ローラが機能できるようにする。 大きなチューブ７９を通過した後、マルチフィラメント糸５０は、織り糸５０にかかる張力を維持する上部と下部のニップ・ローラ４６の間に入る。 張力は第１ニップ・ローラ４６、４８の間でも、第２ニップ・ローラ５２、５４の間でも同様に維持される。 第１ニップ・ローラで織り糸５０とステープル１４は結合され、エア・ジェット・ゾーンに供給される。 エア・ジェット・ゾーンは好適には米国特許第４，４ ９７，１６７号に示されたような構成である。 コットン・ステープル・スライバー１４と心フィラメント糸５０は第１エア・ジェット５６に入るが、そこでゆるい綿フィラメントは時計回り回転で心糸５０の回りに巻かれる。 コットン・ステープルが完全に心糸を覆うことを理解されたい。 第２エア・ジェット５８を離れる際、結合織り糸は第２ニップ・ローラ５２、５４を通過するが、この時コアにはまだ張力がかかっている。 第２ニップ・ローラ５２、５４から離れた後、コア５０は最終的に張力から開放される。 しかし、この時コアは、ステープル１４によって覆われ、圧迫されているが、ステープルはコアを結びつけ、コアが完全に膨張した状態になるのを防止し、同時にステープル自体がより緊張した状態になる。 第２ニップ・ローラから出た後、複合紡績心糸はテークアップ・パッケージ７ ８に巻き取られる。 しかし、パッケージ７８に入る前に、この糸は複合紡績糸の不純物を検出するセンサ８０を通過する。 ある所定の大きさの最小値の不純物が検出されると、不純物（すなわちスラブ）が複合糸に含まれていることを示す信号が発生するが、このスラブはテークアップ・パッケージに巻き取られる織り糸の品質を維持するために除去しなければならない。 信号は複合糸の切断を検出したときにも発生する。 張力をかけられたスパン・フィラメント糸とステープルから自動的に不純物を除去する本発明の動作が以下に説明される。 赤信号として知られる信号が作動すると、ステープル１４の供給が停止し、切断締め付けユニット７０が作動するので、心糸５０は締め付け部材７４によって締め付けられ、その直後に織り糸５０ は、図１の文字Ａによって一般に示される位置でナイフ７６により締め付け部材７４のすぐ下で切断される。 ナイフ７６で織り糸５０を切断することによってその点から下流の織り糸にかかる張力が開放される。 しかし、心糸５０はまだ締め付け部材７４の上流では張力のかかった状態に保持されている。 多数の紡績ジェット組立体１０の列を上下に移動するスプライサ・ユニットが呼び出される。 上記の動作はすべて、（織り糸５０がまず部材７４によって締め付けられ、その直後にナイフ７６によって切断されるのを例外として）制御システム（図示せず） により実質上同時に達成される。 １つの実施形態（図３参照）では、６０台ほどの紡績ジェット組立体が列に並んで配置され、列全体に沿って前後する１台のスプライサが複合糸中の不純物を検出・処理する。 赤信号に応答して、スプライサがスラブが発見された紡績ジェット組立体の前の動作位置に達すると、スプライサは最後の一組のニップ・ロール５２、５４とテークアップ・パッケージ７８の間で一般にセンサ８０の領域の複合糸のすぐ近く（好適には下）に配置される。 その後スプライサが紡績ジェット組立体の前に到着し適切に配置されたことを示す第２信号が発生する。 スプライサは、スラブの領域にある作動アームによって複合糸を把握し、その後一般に図１の文字Ｂによって示される位置で慣用の方法で２度目に織り糸を切断する。 第２信号に応答して、バックローラ１６、１８、２０および２２が起動し、ステープル１４の供給を再開する。 それと実質上同時に、エア・バルブ８１が作動してプレテンション装置４２を開放する。 言い換えれば、プレテンション装置はもはや織り糸５０に張力を提供しない。 切断／締め付け装置の締め付け部分７４が開き、空気パルスがポート６４を通じてダンパ装置６０に送られる。 心糸５０にはもはや張力はかかっておらず、締め付け部分７４は今開放された、すなわち開いた位置にあるので、ポート６４を通じてダンパ６０内に流れる空気（または他の気体）によって発生する力は、心糸５０を接合された送りチューブ７５、７９ を通じて下向きに移動させ、それをステープル１４と再結合して最終的にフロントローラ４６、４８とエア・ジェット紡績機５６、５８に供給するのに充分である。 結合された心紡績糸とステープルの先端は、位置ＡとＢの間で切断された結合織り糸の部分とともに慣用の方法で横断するスプライサの吸い込みノズルによって拾い上げられる。 この時心糸には張力がかかっておらず、この張力のかかっていないコアから製造された紡績糸はスプライサによって除去しなければならないことに注意すべきである。 その後張力が心糸に再適用され、スプライサは、必要なコアのプレテンションを有する織り糸が製造された後、テークアップ・パッケージからの織り糸の末端を新しく製造された複合糸の新しい先端に接合する。 接合後、複合糸の製造は、次の不純物がセンサによって検出されるまで自動的に継続する。 新しく発生した心糸と、テークアップ・パッケージからの心糸との両方はスプライサの作動アームによってスプライサ内に自動的に配置される。 スプライサは、（位置Ｂで）スプライサによって切断された位置の上流・下流両方からスラブを含む所定の量の織り糸を除去する。 通常、スプライサは、織り糸の上流方向から約６．４００８ｍ（７ヤード）の織り糸を、また下流方向から約０． ９１４４ｍ（１ヤード）の織り糸を除去する。 張力が望ましいレベルに再設定された後、スプライサは織り糸の端を接合して織り糸を開放し、紡績機はその後、 手動による支援をいっさい必要とせずに、マルチフィラメントを有する複合心紡績糸とステープルの製造を継続する。 本発明による、スパン・フィラメント糸とステープルから不純物を自動的に除去するための新しい改善された方法と装置の現在好適な実施形態が説明されたが、ここで示された教示によって、他の修正、変化および変更が、当業者に示唆されることが信じられる。 例えば、ダンパは心糸を下向きに駆動するよう選択的に配置されたローラによって心糸に駆動力を適用することができる。 従って、こうした修正、変化および変更はすべて、添付の請求項によって定義された本発明の範囲内にあるものと考えられることを理解されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，Ｈ Ｕ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 プロクター，チャールズ，ウェスリー アメリカ合衆国27408 ノースカロライナ 州 グリーンスボロ，ラファイエット ア ベニュー 1912