专利名称：牵伸辊、纺纱单元、纺纱机以及纺纱的制造方法
技术领域：
本发明主要涉及纺纱机所具备的牵伸辊的形状。
背景技术：
纺纱机具备对纤维束加捻而生成纺纱的纺纱装置。并且，纺纱机具备用于牵伸纤维束(拉伸纤维束)的牵伸装置。牵伸装置通过利用旋转的牵伸辊对夹入纤维束(或者纱条)搬送纤维束，来将该纤维束拉伸成合适的纤维宽度，之后向纺纱装置供给。在这种牵伸装置中，由于上述牵伸辊高速旋转，因此沿该牵伸辊的外周面产生气流(伴随气流)。已知该伴随气流对纱线质量有很大影响。因此，以往，一直对牵伸辊的形状进行钻研，而尝试了降低由伴随气流引起的不好影响的结构。这样的牵伸辊例如在日本 特开平7-126926号公报(专利文献I)、日本特开2010-163702号公报(专利文献2)、以及日本特开2005-113274号公报(专利文献3)中记载。专利文献I公开了将有效辊宽度缩窄成接近标准的一半以上的前上辊。即，在专利文献I公开的前上辊的外周设有阶差。专利文献I通过该构成，被牵伸的纤维束不受伴随气流的影响，飞花基本上不会向前上辊的两侧移动。专利文献2将形成于前上辊的阶差(专利文献2所述的缝隙L)设为Imm以上且3mm以下较好。然而，专利文献2未公开该阶差的其他的具体的尺寸。这方面，专利文献3在超过300m/min的高速纺纱(专利文献3中具体为以350m/min来进行实验)中，将前辊的阶差的尺寸(专利文献3所述的缝隙B)设为I. 5mm较好。并且，专利文献3的前辊的阶差过窄或过宽都会产生不良情况。如上所述，公知在前上辊形成阶差的情况下，优选将该阶差设为I. 5mm。如专利文献3所指出，该阶差的尺寸过高或过低均会产生不良情况。因此，没有必要将前上辊的阶差的尺寸设为I. 5mm以外。牵伸装置的前上辊一般由橡胶制成。由于进行使用，该橡胶制的辊的与纤维束接触的部分(轴向的中央部分)磨耗而凹下。即，橡胶制的前上辊为消耗品。但是，仅因为稍微磨耗就废弃前上辊的话，纺纱机的运转成本将增大。因此，将已磨耗的前上辊的表面进行研磨而使之为平滑的状态(消除上述凹下的状态)，从而再利用该前上辊。然而，若研磨前上辊的表面，则该前上辊的外径变小，因此形成于该前上辊的阶差变小。其结果，存在纱线质量恶化的问题。因而，有必要考虑所生成的纺纱的质量，预先设定可利用的前上辊的最小径，研磨后的外径不足最小径的前上辊禁止再利用。因此，以往的前上辊无法重复研磨而长时间使用。另外，专利文献3将纺纱速度在300m/min以上称作“高速纺纱”，但由于近几年纺纱速度进一步提高，所以也有纺纱速度超过400m/min的情况。因此，近几年，与专利文献3的申请时期相比，由于前上辊的旋转速度提高，所以伴随气流对纱线质量的影响也应该发生变化。因此，上述专利文献中优选的牵伸辊的形状未必是现状的高速纺纱(纺纱速度为400m/min上下)中优选的。即，有改良牵伸辊的形状而提高纱线质量的余地。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供对由研磨引起的纱线质量的恶化进行了缓和的牵伸辊。根据本发明的第一观点，用于牵伸纤维束的牵伸辊具有纤维接触部和缩径部。上述纤维接触部的外径形成为大致一定。上述缩径部在上述纤维接触部的轴向两端部形成为外径比上述纤维接触部的外径小。上述纤维接触部形成为，轴向的宽度为18mm、外径为30mm。上述缩径部的外径为25mm。该牵伸辊形成为纤维接触部与缩径部的阶差为2. 5mm，从而与以往的牵伸辊(阶差1.5_)相比，阶差具有余裕。由此，即使研磨纤维接触部而使阶差变小，对纱线质量的影响也比以往的牵伸辊的小。作为结果，上述的牵伸辊能够使研磨次数比以往的牵伸辊的多，从而能够延长可使用该牵伸辊的期间，从而能够实现运转成本的削减。上述的牵伸辊优选为，在研磨上述纤维接触部的外周面后，由该纤维接触部的外 周面与上述缩径部的外周面形成的阶差为I. 5mm以上。即，本发明的牵伸辊的阶差比以往的牵伸辊的阶差大，因此至少在阶差比以往的牵伸辊(阶差I. 5mm)的阶差大的期间，能够容许纤维接触部的研磨。并且，若过度研磨纤维接触部，则该纤维接触部的橡胶的厚度变薄而降低把持纤维束的力，其也成为纱线质量恶化的一个原因。但是，根据上述的结构，能够最低确保I. 5_的阶差。因此，能够实现纱线质量的维持。根据本发明的第二观点，牵伸棍为用于牵伸纤维束的牵伸辊，具有纤维接触部和缩径部。上述纤维接触部的外径形成为大致一定。上述缩径部在上述纤维接触部的轴向两端部形成为外径比上述纤维接触部的外径小。由研磨上述纤维接触部的外周面后的该纤维接触部的外周面与缩径部的外周面形成的阶差为I. 5mm以上。由于该牵伸辊比以往的牵伸辊(阶差I. 5mm)相比，研磨纤维接触部的余裕大，所以能够增加该纤维接触部的研磨次数。由此，能够延长可使用该牵伸辊的期间，从而能够实现运转成本的削减。上述牵伸辊构成为，上述缩径部的外径为25mm，上述纤维接触部的研磨前的外径为 30mm。由于该牵伸辊形成为纤维接触部与缩径部的阶差为2. 5_，从而与以往的牵伸辊(阶差1.5_)相比，阶差有余裕。因此，即使研磨纤维接触部而使阶差变小，对纱线质量的影响也比以往的牵伸辊的小。作为结果，上述的牵伸辊能够使研磨次数比以往的牵伸辊的多，因此能够延长可使用该牵伸辊的期间，从而能够实现运转成本的削减。上述牵伸辊优选为，上述纤维接触部与上述缩径部通过锥形部连接。根据该结构，当利用磨床研磨纤维接触部的外周面时，容易使牵伸辊从轴向接近砂轮，从而能够顺利地进行研磨作业。根据本发明的第三观点，纺纱单元具备牵伸装置，其牵伸纤维束；以及纺纱部，其以400m/min以上的纺纱速度对由上述牵伸装置牵伸了的纤维束进行纺纱。上述牵伸装置具备牵伸辊，该牵伸辊通过旋转来牵伸上述纤维束。牵伸辊具有纤维接触部和缩径部。上述纤维接触部的外径形成为大致一定。上述缩径部在上述纤维接触部的轴向两端部形成为外径比上述纤维接触部的外径小。由上述纤维接触部的外周面与上述缩径部的外周面形成的阶差为2. 5mm。通过如上述那样地将阶差设为2. 5mm，与以往的牵伸辊(阶差I. 5mm)相比，阶差有余裕。因此，即使研磨纤维接触部而使阶差变小，对纱线质量的影响也比以往的牵伸辊的小。作为结果，上述的牵伸辊能够使研磨次数比以往的牵伸辊的多，因此能够延长可使用该牵伸辊的期间，从而能够实现纺纱单元的运转成本的削减。而且，如上述那样地将阶差设为2. 5mm的牵伸棍,在纺纱速度为400m/min以上的高速纺纱中，与以往的牵伸棍相比,能够使纱疵的数量减少。上述纺纱单元优选为，上述纤维接触部的轴向的宽度为18mm、外径为30mm，上述缩径部的外径为25mm。该纺纱单元所具备的牵伸辊尤其在纺纱速度为400m/min以上的高速纺纱中，与 以往的牵伸辊相比，能够使纱疵的数量减少。在上述纺纱单元中，上述牵伸装置在上述纤维束的搬送方向上具备多个用于牵伸上述纤维束的辊。上述牵伸辊为配置于所述牵伸装置的最下游侧的前上辊。S卩，在牵伸装置中，越是下游侧的辊，其旋转速度越高。因此，配置于最下游的前上辊以极其高的速度旋转，从而伴随气流的影响也大、磨耗也厉害。因此，通过将上述的牵伸辊的结构应用于该前上辊，能够更适当地发挥增加可研磨次数且减少纱疵的数量的效果。根据本发明的第四观点，提供一种具备多个上述纺纱单元的纺纱机。在该纺纱机中，由于在各纺纱单元中采用可使用期间比以往长的牵伸辊，所以能够削减纺纱机整体的运转成本。并且，在400m/min以上的高速纺纱中，通过在各纺纱单元中采用阶差比以往的大的牵伸辊(阶差2. 5_)，而难以受到伴随气流的影响，其结果，能够减少各纺纱单元各自的纱线质量的偏差，从而能够均匀地保持所生成的纺纱的质量。根据本发明的第五观点，一种对由牵伸辊牵伸了的纤维束加捻来生成纺纱的纺纱的制造方法，其提供如下方法。即，上述牵伸辊具备纤维接触部和缩径部。上述纤维接触部的外径形成为大致一定。上述缩径部在上述纤维接触部的轴向两端部形成为外径比上述纤维接触部的外径小。一边使由上述纤维接触部的外周面与上述缩径部的外周面形成的阶差从2. 5mm至I. 5mm阶段性地变化，一边进行纺纱。即，当由于磨耗而使纤维接触部的外周面凹下时，通过研磨纤维接触部的外周面而缩小外径，能够使该纤维接触部的外周面为平滑的状态而再利用牵伸辊。通过像这样地进行研磨来使辊的外周面的阶差阶段性地减小，但由于该阶差在上述的范围内，从而能够防止纱线质量恶化。
图I是表示本发明的一个实施方式所涉及的细纱机的整体结构的主视图。图2是纺纱单元的示意侧视图。图3是纺纱装置的剖视图。图4是前辊对的主视图。图5是前上辊的剖视图。图6是说明伴随气流的立体图。
图7是研磨装置的概略图。图8a是表示生成Rayon (人造纤维)100%且Ne30的纺纱时的纱线质量的图表。图8b是表示生成PE100%且Ne30的纺纱时的纱线质量的图表。图9a是表示生成⑶100%且Ne30的纺纱时的纱线质量的图表。图9b是表示生成PC65/35且Ne45的纺纱时的纱线质量的图表。图IOa是表示利用了以往的前上辊时的各纺纱单元的纱线质量的图表(基于清纱器的检测结果)。图IOb是表示利用了实施方式的前上辊时的各纺纱单元的纱线质量的图表(基于清纱器的检测结果)。图Ila是表示利用了以往的前上辊时的各纺纱单元的纱线质量的图表(基于纱疵检测装置的检测结果)。图Iib是表示利用了实施方式的前上辊时的各纺纱单元的纱线质量的图表(基于纱疵检测装置的检测结果)。
图12a是表示阶段性地缩小纤维接触部的外径而生成RayonlOO%且Ne40的纺纱时的纱线质量的变化的图表(基于清纱器的检测结果)。图12b是表示阶段性地缩小纤维接触部的外径而生成精梳棉100%、Ne30的纺纱时的纱线质量的变化的图表(基于清纱器的检测结果)。图13a是表示阶段性地缩小纤维接触部的外径而生成RayonlOO%且Ne40的纺纱时的纱线质量的变化的图表(基于纱疵检测装置的检测结果)。图13b是表示阶段性地缩小纤维接触部的外径而生成精梳棉100%且Ne30的纺纱时的纱线质量的变化的图表(基于纱疵检测装置的检测结果)。
具体实施例方式接下来，参照附图，对本发明的一个实施方式所涉及的细纱机(纺纱机)进行说明。图I所示的作为纺纱机的细纱机I具备并排设置的多个纺纱单元2、接头台车3、风机箱80、原动机箱5。如图I所示，各纺纱单元2主要具备从上游朝向下游依次配置的牵伸装置7、纺纱装置(纺纱部)9、储纱装置12、卷绕装置13。其中，本说明书中“上游”以及“下游”的意思是纺纱时的纤维束以及纺纱的行进方向上的上游以及下游。各纺纱单元2在纺纱装置9将从牵伸装置7送来的纤维束8进行纺纱而生成纺纱10，在卷绕装置13将该纺纱10卷绕而形成卷装45。各纺纱单元2设定为以400m/min以上的纺纱速度生成纺纱10。牵伸装置7设置于细纱机I的框体6的上端附近。牵伸装置7将从省略图示的纱条箱经由省略图示的导条架供给的纱条(纤维束的原料)15牵伸(拉伸纤维束)至规定的览度。牵伸装置7具备多个牵伸辊。各牵伸辊以两个为一组构成牵伸辊对。本实施方式的牵伸装置7构成为所谓的四线式牵伸装置，具备按照从上游侧朝向下方的顺序配置的由牵伸辊16与66构成的后辊对、由牵伸辊17与67构成的第三辊对、由牵伸辊19与69构成的中辊对、以及由牵伸辊20与70构成的前辊对。在各牵伸辊对中，将细纱机I的正面侧的牵伸辊称为上辊，将细纱机I的背面侧的牵伸辊称为下辊。上辊从上游侧起依次为后上辊16、第三上辊17、架装了橡胶制的输送带18的中上辊19、以及前上辊20。下辊从上游侧起依次为后下辊66、第三下辊67、架装了橡胶制的输送带68的中下辊69、以及前下辊70。上辊16、17及20的外周面由橡胶制成。通过将上辊的外周面设为橡胶制，能够使该上辊的外周面与纱条15弹性接触，从而各牵伸辊对能够强力地夹入该纱条15。各上辊16、17、19及20经由省略图示的轴承等被支承为能够以各自的轴线为中心自由旋转。另一方面，各下辊66、67、69及70为金属制的辊，通过省略图示的驱动源，以各自轴线为中心被旋转驱动。在各牵伸辊对中，上辊与下辊对置配置。牵伸装置7具有省略图示的施力机构，该施力机构将各上辊16、17、19及20朝向与它们对置的下辊66、67、69及70施力。由此，上辊16、17、19及20的外周面被按压于下辊66、67、69及70的外周面。通过对下辊66、67、69及70进行旋转驱动，使与它们对置接触的上辊16、17、19及20也从动旋转。牵伸装置7在旋转的上辊16、17、19及20与下辊66、67、69及70之间夹入纱条
15，来将该纱条15向下游侧搬送。牵伸装置7构成为越是下游侧的牵伸辊对，它们的旋转速度越快。因此，纤维束8 (或者纱条15)在牵伸辊对与牵伸辊对之间被搬送的期间被拉伸(被牵伸)。通过适宜地设定各下辊66、67、69及70的旋转速度，能够变更纤维束8被牵伸的程度，从而能够将纤维束8牵伸至希望的纤维宽度。在前辊对的紧邻下游侧配置有纺纱装置9。被牵伸装置7牵伸后的纤维束8被供 给至纺纱装置9。通过向纺纱装置9供给被牵伸至规定的宽度的纤维束8，能够在该纺纱装置9中，对希望的支数(粗细)的纺纱10进行纺纱。纺纱装置9对从牵伸装置7供给的纤维束8加捻，来生成纺纱10。本实施方式中，采用了利用回转气流来赋予纤维束8捻转的气流式纺纱装置。这种纺纱装置甚至能够应对400m/min以上的高速纺纱。如图3所示，纺纱装置9主要具备喷嘴座35、中空导向轴体23以及纤维导向件(纤维引导部)22。在喷嘴座35与中空导向轴体23之间形成有纺纱室26。在喷嘴座35形成有向纺纱室26内喷出空气的空气喷嘴27。在纤维导向件22形成有向纺纱室26内导入纤维束8的纱线导入口 21。空气喷嘴27构成为能够向纺纱室26内喷出空气并产生回转气流。从牵伸装置7供给的纤维束8被具有纱线导入口 21的纤维导向件22向纺纱室26内引导。在纺纱室26内，通过利用回转气流而在中空导向轴体23的周围舞动纤维束8，来对纤维束8加捻而形成纺纱10。被加捻了的纺纱10穿过形成于中空导向轴体23的轴中心的纱线通路29，而从中空导向轴体23的下游侧的纱线出口(省略图示)向纺纱装置9的外部送出。另外，在上述纱线导入口 21配置有针状的导纱针22a，导纱针22a的前端朝向纺纱室26内配置。从纱线导入口 21导入的纤维束8以被卷挂于该导纱针22a的方式被引导至纺纱室26内。由此，能够使被导入纺纱室26内的纤维束8的状态稳定。并且，由于像这样地以被卷挂于导纱针22a的方式引导纤维束8，所以即使在纺纱室26内对纤维加捻，也能够防止捻转向比纤维导向件22更靠上游侧传导。由此，能够防止由纺纱装置9进行的加捻对牵伸装置7产生影响。但是，也可以省略导纱针22a，利用纤维导向件22的下游侧端部来发挥导纱针22a的功能。在纺纱装置9的下游侧配置有卷绕装置13。卷绕装置13具备被支承为能够绕支轴73摆动的摇架臂71。摇架臂71能够将用于缠绕纺纱10的筒管48支承为可旋转。上述卷绕装置13具备卷筒72和横动装置75。卷筒72构成为能够与上述筒管48的外周面、或在筒管48上缠绕纺纱10而形成的卷装45的外周面接触而进行驱动。横动装置75具有能够与纺纱10卡合的横动导纱器76。通过利用省略图示的驱动机构使横动导纱器76往复运动并且利用省略图示的电动马达来驱动卷筒72，来使与卷筒72接触的卷装45旋转，从而一边横动纺纱10 —边卷绕卷装45。如图I及图2所 示，接头台车3具有捻接器(接头装置)43、吸棉管44以及吸棉口46。若在某个纺纱单元2产生断头或断纱，则接头台车3在导轨41上移动至该纺纱单元2并停止。上述吸棉管44 一边以轴为中心向上下方向转动，一边将从纺纱装置9送出的纱头吸入并捕捉而向捻接器43引导。吸棉口 46—边以轴为中心在上下方向转动，一边从支承于上述卷绕装置13的卷装45吸引纱头并捕捉而向捻接器43引导。捻接器43进行被引导的纱头彼此的接头。在纺纱装置9与卷绕装置13之间设有储纱装置12。如图2所示，储纱装置12具备储纱辊14和对该储纱辊14进行旋转驱动的电动马达25。储纱辊14能够将一定量的纺纱10卷缠于其外周面并临时储存。通过以在储纱辊14的外周面卷缠有纺纱10的状态使该储纱辊14以规定的旋转速度旋转，储纱装置12能够以规定的速度将纺纱10从纺纱装置9抽出而向下游侧搬送。由于构成为在储纱辊14的外周面临时储存纺纱10，所以能够使储纱装置12作为一种缓冲器发挥功能。由此，能够解除纺纱装置9中的纺纱速度与卷绕装置13中的卷绕速度由于某种原因而不一致的情况下的不良影响(例如，纺纱10的松弛等)。在纺纱装置9与储纱装置12之间的位置设有清纱器(纱线质量检测器)52。由纺纱装置9纺出的纺纱10在被卷绕于储纱装置12之前先通过上述清纱器52。清纱器52利用省略图示的静电电容式传感器来监视行进的纺纱10，在检测到纺纱10的纱疵(在纺纱10的粗细等中有异常的地方)的情况下，将纱疵检测信号向未图示的单元控制器发送。另夕卜，清纱器52也可以不用静电电容式传感器而是利用光学传感器来进行监视。上述单元控制器若接收到上述纱疵检测信号，则立即用切断器57切断纺纱10，进而使牵伸装置7、纺纱装置9等停止，并且使卷绕装置13中的卷绕也停止。单元控制器向接头台车3发送控制信号，使之移动至该纺纱单元2的前面。接头台车3利用吸棉管44以及吸棉口 46将纺纱装置9侧的纱头与卷装45侧的纱头向捻接器43引导，并在该捻接器43中进行接头动作。通过以上的接头动作，能够将线疵的地方去除，并再次开始纺纱10向卷装45的卷绕。另外，也可以省略切断器57，在继续卷绕装置13的驱动的状态下停止牵伸装置7的驱动，由此以扯掉的方式来切断纺纱10。接下来，对牵伸装置7所具备的前上辊20进行详细说明。如上所述，因为在牵伸装置7中，越是下游侧的牵伸辊，旋转速度就越高，所以作为最下游侧的牵伸辊对的前辊对(前上辊20及前下辊70)的旋转速度最高。因此，在前辊对的附近产生的伴随气流也相当强，该伴随气流对纱线质量的影响也大。在本实施方式的牵伸装置7中，为了降低在高速旋转的前辊对的附近产生的上述伴随气流的影响，在前上辊20的外周面形成阶差。具体来说，如图4及图5所示，前上辊20具有纤维接触部30，其形成为外径大致一定的圆柱状；以及缩径部31，其在该纤维接触部30的轴向两端部，形成为外径比纤维接触部30的外径小的圆柱状。在纤维接触部30与缩径部31之间形成有锥形部32。这样，由于前上辊20具有纤维接触部30和外径比纤维接触部30的外径小的缩径部31，所以可以说，前上辊20具有由纤维接触部30的外周面与缩径部31的外周面形成的阶差(在图4及图5中用符号LI表不)。前上辊20的纤维接触部30的外周面与前下辊70的外周面接触，该前下辊70与前上辊20对置配置。由此，如图4所示，前辊对能够在纤维接触部30与前下辊70之间夹入纤维束8。在缩径部31与前下辊70之间形成缝隙。接下来，对在如上所述那样构成的前上辊20的附近产生的伴随气流进行说明。如上所述，前上辊20由于面对该前上辊20的前下辊70被旋转驱动而从动旋转。因此，前上辊20与前下辊70向相互相反的方向旋转。从而，如图6所示，由于前上辊20的旋转而产生的伴随气流90与由于前下辊70的旋转而产生的伴随气流91为相互对置的气流，所以在纤维束8进入前辊对的入口附近产生碰撞。
碰撞的伴随气流90和91成为沿与前上辊20及前下辊70的辊轴平行的方向(以下，简称为轴向)流动的气流，朝向前上辊20以及前下辊70的轴向端部流动(即，朝向外部扩散地流动)。若上述伴随气流到达纤维接触部30的轴向端部，则通过在缩径部31与前下辊70之间形成的缝隙，而沿与纤维束8的行进方向平行的方向流动。这样，能够经由形成于缩径部31与前下辊70之间的缝隙，放掉沿轴向流动的伴随气流的流动。如上所述，通过在前上辊20的外周形成阶差LI，来在该前上辊20与前下辊70之间形成缝隙，从而能够放掉由于前上辊20的旋转而产生的伴随气流。其结果，由于沿轴向流动的伴随气流的流动变弱，从而能够抑制纤维束8的纤维由于伴随气流而向轴向扩散的情况，进而能够防止纱线质量恶化。在本实施方式中，前上辊20的阶差LI是将圆筒状的通常的橡胶辊削去而形成。从而，纤维接触部30、缩径部31及锥形部32作为一体的橡胶部件来形成。但是，前上辊20不需要整体为橡胶制，只要外周面为橡胶制即可。例如，本实施方式中，如图5所示，在前上辊20的内侧配置有金属制的筒体34。由此，能够确保前上辊20的刚性。本实施方式的前上辊20通过在上述金属制的筒体34与旋转轴36之间配置轴承(省略图示)，来将该前上辊20可自由旋转地支承于旋转轴36。接着，对前上辊20的磨耗与研磨进行说明。如上所述，由于前上辊20的外周面为橡胶制的，所以伴随着使用产生磨损而形状变化。在以下的说明中，在需要与被磨耗的前上辊20区分的情况下，将磨耗(以及研磨)前的状态(即，新品的前上辊20的形状)称为“初期形状”。以下，对前上辊20的磨耗进行更具体的说明。即，若持续使用前上辊20，则与纤维接触的纤维接触部30的外周面被逐渐磨耗。纤维接触部30的外周面不是均匀地与纤维束8接触，而是纤维接触部30的主要是轴向的中央部分与纤维束8接触。因此，若持续使用前上辊20，则纤维接触部30的轴向中央部被磨耗而凹下。若纤维接触部30的轴向中央部凹下，则在该纤维接触部30的外周面与前下辊70的外周面之间把持纤维束8的力变弱，从而成为纱线质量恶化的原因。因此，以往，一直将被磨耗的前上辊20的外周面进行研磨而设为平滑的状态(解除了上述凹下的状态)，来进行该前上辊20的再利用。图7表示用于研磨的研磨装置50。研磨装置50作为一种磨床构成。具体来说，研磨装置50具备旋转的砂轮51、辊保持部53、辊驱动部54。辊保持部53保持前上辊20的旋转轴36。辊保持部53能够在与前上辊20的轴向平行的方向上移动。辊驱动部54具备与前上辊20的外周面接触的驱动辊55。驱动棍55通过省略图示的马达等被旋转驱动。通过使驱动棍55旋转驱动，能够使与该驱动辊55接触的前上辊20旋转。研磨装置50使把持有前上辊20的旋转轴36的辊保持部53从该旋转轴36的轴向接近高速旋转的砂轮51。由此，使前上辊20的纤维接触部30接触砂轮51，来研磨该纤维接触部30的外周面。通过对驱动辊55进行旋转驱动，使前上辊20绕旋转轴36旋转，从而能够均匀地研磨纤维接触部30的外周面。另外，由于在本实 施方式的前上辊20形成有锥形部32，从而能够使纤维接触部30顺利地与砂轮51接触。即，假如未形成锥形部32的情况(纤维接触部30与缩径部31的连接部分的剖面轮廓为直角的情况)下，当前上辊20接近砂轮51时，该砂轮51被卡在前上辊20的阶差上，无法顺利地进行研磨。由于本实施方式的前上辊20在纤维接触部30与缩径部31之间形成有锥形部32，所以能够使纤维接触部30顺利地与砂轮51接触。接下来，对由于上述的研磨而会产生的问题简单地进行说明。如上所述，在以往的前上辊中，一般将阶差的尺寸设为I. 5mm。专利文献3中记载有，若阶差小于I. 5mm则会产生不良情况。然而，当研磨以往的前上辊(阶差1.5mm)的纤维接触部后，可知阶差会小于I. 5_。S卩，以往的前上辊(阶差I. 5mm)中，越研磨纱线质量越恶化。因此，以往的前上辊的能够研磨再利用的次数少，结果，其寿命短。由于阶差变小而使纱线质量恶化的原因可如下说明。即，若阶差LI变小，则形成于前上辊20与前下辊70之间的缝隙变窄，从而经由该缝隙放掉伴随气流的效果变弱。其结果，可认为由于伴随气流容易搅乱纤维，而纱线质量恶化。所谓阶差LI变小是指纤维接触部30的局部的橡胶的厚度变薄。因此，利用纤维接触部30与前下辊70来把持纤维束8的力变弱，从而纱线质量恶化。接下来，对本实施方式的前上辊20的各部的形状进行详细说明。鉴于阶差I. 5mm的以往的前上辊的问题点，本实施方式的前上辊20如下构成。即，前上辊20在初期形状时，阶差LI设为2. 5mm。这样，通过将初期形状的阶差设为比以往的(阶差I. 5mm)大，来增大能够研磨前上辊20的外周面的余裕，从而能够使该前上辊20的寿命变长。具体来说，本实施方式的前上辊20在初期形状时，纤维接触部30的宽度Wl为18mm、外径Dl为30mm。缩径部31的宽度W2左右均为6mm、外径D2为25mm。即，纤维接触部30的外径Dl与缩径部31的外径D2之差(D1-D2)在初期形状时为5mm。因此，由纤维接触部30的外周面与缩径部31的外周面形成的阶差LI在初期形状时为2. 5_。另外，纤维接触部30的两端的锥形部32的轴向的宽度W3均为1mm。这样，通过将前上辊20的阶差LI在初期形状时设为2. 5mm，与以往的前上辊(阶差I. 5mm)相比，能够将削去纤维接触部30的外周面的余裕确保为多出1mm。其原因在于，即使将本实施方式的前上辊20的纤维接触部30的外周面削去lmm(即使将纤维接触部30的外径Dl缩小2mm)，也能够确保与以往的前上辊相同程度的阶差1.5mm。换言之，对于本实施方式的前上辊20，只要研磨纤维接触部30的外周面后的阶差LI为I. 5mm以上，就能够继续使用。当然即使研磨后的阶差LI不足I. 5mm也能够继续使用前上辊20，但该情况下纺纱10的质量恶化，从而不推荐。因此，利用本实施方式的细纱机I制造纺纱10的制造方法如下。首先，细纱机I的操作员将初期形状的(新品的)前上辊20安装于纺纱单元2。此时，前上辊20的阶差LI为2. 5mm。该状态下，以400m/min以上的纺纱速度进行纺纱10的生成。若持续纺纱，则纤维接触部30磨耗而凹下。当纤维接触部30磨耗某种程度时，操作员将磨耗了的前上辊20暂时从纺纱单元2卸下，利用上述研磨装置50来研磨纤维接触部30的外周面。由此，纤维接触部30的外径Dl缩小，从而阶差LI变小。研磨后的前上辊20的阶差LI为I. 5mm以上的情况下，操作员将研磨后的前上辊20安装于纺纱单元2，继续以纺纱速度在400m/min以上的高速纺纱来进行纺纱10的生成。 另一方面，研磨后的前上辊20的阶差LI不足I. 5mm的情况(纤维接触部30磨损至极限的情况)下，若使用该前上辊20则纱线质量恶化，所以废弃该前上辊20。如上所述，在本实施方式的细纱机I中，重复进行前上辊20的使用与研磨，并进行纺纱10的生成。因此，可以说，本实施方式的细纱机I使前上辊20的阶差LI从2. 5mm至
I.5_阶段性地变化，并进行纺纱。通过利用这样的制造方法制造纺纱10，能够研磨前上辊20而进行再利用，并能够抑制纱线质量的恶化。然而，如专利文献3所公开，公知纺纱速度在300m/min以上的高速纺纱中，若阶差比I. 5mm大则会产生不良情况。因此，以往干脆没有使用阶差比I. 5mm大的辊。即，根据以往的技术常识，认为本实施方式的前上辊20(阶差2. 5mm)是没有实用性的牵伸辊。然而，申请专利文献3的当时，虽说为高速纺纱，纺纱速度也只是达到350m/min左右。但是，近几年纺纱速度更加高速化，400m/min上下的纺纱速度成为主流,也有设定成400m/min以上的纺纱速度的情况。若纺纱速度高速化，则前上辊20的旋转速度也高速化，所以在该前上辊20的周围产生的伴随气流也变化。从而，专利文献3所记载的实验结果未必适合于本实施方式的细纱机I (纺纱速度在400m/min以上)。因此,本申请发明人在400m/min上下的高速纺纱(纺纱速度至少为350m/min以上)中，进行了以往的前上辊(阶差I. 5mm)与本实施方式的前上辊20(阶差2. 5mm)的比较实验。其中，该以往的前上辊具体为将纤维接触部30的外径Dl设为30mm、宽度Wl设为18mm、缩径部31的外径D2设为27mm的辊。以下，对实验的内容进行具体说明。分别准备多台采用了以往的前上辊(阶差1.5mm)的纺纱单元2和采用了本实施方式的前上辊(阶差2. 5_)的纺纱单元2。各纺纱单元2中，进行400m/min上下的高速纺纱(纺纱速度至少为350m/min),对生成的纺纱10的纱疵数量进行检测。算出在多个纺纱单元2所生成的纺纱10中检测到的纱疵的数量的平均值，将该平均值作为测定结果。图8a、图Sb及图9a、图9b表示该测定结果。可以说，测定出的纱疵的数量越少，纺纱10的质量越高。另外，纱疵的测定能够在卷装45的形成结束后，用专用的测定装置(纱疵测定装置)来对卷绕于该卷装45的纺纱10进行测定。也能够利用各纺纱单元2所具备的清纱器52来在纺纱中对纺纱10的纱疵进行实时地测定。在这次实验中，由于用清纱器52与纱疵测定装置双方取得了数据，因此为了参考将二者的结果统一表示在图表中。另外，本实施方式的纺纱单元2所具备的清纱器52由于纺纱10的测定方式与纱疵测定装置的不同，因此二者的测定结果不同。但是，利用清纱器52测定的测定结果与利用纱疵测定装置测定的测定结果作为数据的整体的倾向是一致的，所以本说明书中不对二者的数据分别进行解说。图8a至图13b中，标记的Al、BI、Cl表示利用公知的CLASSIMAT(注册商标)检查来分类的纱疵的种类的分类名。所谓CLASSIMAT检查，是指连续测定纱线的粗细不均，并按照该粗细的程度和长度进行的分类。例如，Al疵点表示其粗细收敛为从平均(100%)至150%的范围，且其长度为到Icm为止的粗细不均。BI疵点表示其粗细收敛为从平均(100% )至150%的范围，且其长度为从Icm至2cm为止的粗细不均。Cl疵点表示其粗细收敛为从平均(100%)至150%的范围，且其长度为2cm至4cm为止的粗细不均。图8a至图13b的图表的纵轴表示所检测出的A1、B1、C1各个纱疵的数量。在图8a、图8b及图9a、图9b所示的实验中，为了验证由纤维的种类引起的不同，分别对如下情况进行了实验用Rayonl00%的纤维来纺纱出纱线支数Ne30的纺纱的情况(图8a);用聚酯(PE) 100%的纤维来纺纱出纱线支数Ne30的纺纱的情况(图Sb);用梳棉(carded cotton)(⑶)100%的纤维来纺纱出纱线支数Ne30的纺纱的情况(图9a);以及聚酯65%与棉35% (PC65/35)的纤维来纺纱出纱线支数Ne45的纺纱的情况(图9b)。 从图8a、图8b及图9a、图9b可知，与利用以往的前上辊(阶差I. 5mm)而生成的纺纱10相比，利用本实施方式的前上辊20(阶差2. 5mm)而生成的纺纱10在纱线质量方面不差。不如说，与利用以往的前上辊而生成的纺纱10相比，利用本实施方式的前上辊20而生成的纺纱10的纱疵的数量减少。即，在采用了本实施方式的前上辊20的细纱机I中，可知纺纱10的质量提高。这样，以往认为不实用的阶差2. 5mm的前上辊20，在400m/min上下的纺纱速度中反而有效，这通过这次的实验初次明确。尤其，确认了在近几年成为主流的400m/min以上的高速纺纱中，也能得到上述的效果。这样，本实施方式的前上辊20 (阶差2. 5mm)不仅能够增加可研磨次数而寿命长，也能够提高纱线质量。接下来，对图10a、图IOb及图11a、图Ilb所示的实验结果进行说明。上述的实验结果是对在多个纺纱单元2生成的纺纱10进行了测定的结果的平均值。但是，即使平均的纱线质量良好，若在特定的纺纱单元生成质量差的纺纱，则当成为最终产品即布产品时，质量差的纱线非常显眼。因此，在细纱机I中，不仅提高生成的纺纱10的平均的质量是重要的，抑制多个纺纱单元2间的质量的偏差也是重要的。因此，本申请发明人进行了对在多个纺纱单元2间的纱线质量的偏差进行调查的实验。图10a、图IOb及图11a、图Ilb表示其结果。首先，对针对以往的前上辊(阶差I. 5mm)的实验进行说明。该实验中，准备8台采用了以往的前上辊(阶差I. 5mm)的纺纱单元2，在各纺纱单元2中以400m/min上下的纺纱速度且用RayonlOO%的纤维来生成纱线支数Ne40的纺纱10。图IOa及图Ila表示的是按照每个纺纱单元2表示的包含于上述生成的纺纱10中的纱疵的数量。从图可知，使用阶差I. 5mm的以往的前上辊的情况下，在各纺纱单元2生成的纺纱10的质量产生偏差。例如可知，图IOa的数据中，在表示为“单元6”的纺纱单元2中生成的纺纱10，其产生的纱疵尤其多(纱线质量差)。另外，在以往的纺纱速度(300m/min左右)中，在多个纺纱单元2间纱线质量基本没有大的偏差。因此，即使是阶差I. 5_的以往的前上辊也很少发生问题。但是，若像近几年随着纺纱速度的高速化，纺纱速度成为400m/min上下，则如图IOa及图Ila所示，在多个纺纱单元2间易产生偏差。可以想到这是因为高速纺纱中前上辊20的旋转速度变快，伴随气流易产生乱流，从而各纺纱单元2的稍微的个体差异等容易影响纱线质量。接下来，本申请发明人将进行了图IOa及图Ila的实验的8台纺纱单元2的前上辊更换为本实施方式的前上辊20(阶差2. 5mm)，并进行与上述相同的实验。图IOb及图Ilb表示其结果。从图IOb及图Ilb可知，与采用了以往的前上辊(阶差I. 5mm)的情况(图IOa及图Ila)相比，采用了本实施方式的前上辊20(阶差2. 5mm)的情况下，在多个纺纱单元2间的纱线质量的偏差减少了。若使用阶差设为2. 5mm的前上辊20，则能够充分确保用于在该前上辊20与前下辊70之间放掉伴随气流的缝隙，从而该伴随气流不容易乱流。作为结果，可以认为各纺纱单元2的个体差异的影响不容易出现，能够抑制纱线质量的偏差。如上所述，根据本实施方式的前上辊20，能够降低在400m/min上下的纺纱速度中可能产生的、在多个纺纱单元2间的纱线质量的偏差。尤其，确认为即使在近几年成为主流的400m/min以上的高速纺纱中，也能得到上述的效果。 接下来，对图12a、图12b及图13a、图13b的实验结果进行说明。以上的实验结果均为利用了初期形状的前上辊20的结果。但是，如上所述，若研磨前上辊20的外周面，则纤维接触部30的外径Dl缩小而阶差LI变小，从而阶差LI的缩小对纱线质量有影响。因此，本申请发明人进行了如下实验通过缩小前上辊20的纤维接触部30的外径Dl来测定对纱线质量的影响。具体来说，分别对以往的前上辊(缩径部的外径D2 = 27mm)与本实施方式的前上辊(缩径部31的外径D2 = 25mm)，准备多个如下前上辊20 :将纤维接触部30的外径Dl从初期形状(30mm)每隔O. 3mm进行一次缩小的前上辊20。具体来说，分别对以往(缩径部的外径D2 = 27mm)和本实施方式(缩径部31的外径D2 = 25mm),准备Dl = 30mm、29. 7mm、29. 4mm,29. lmm、28. 8mm的前上辊。然后，将各前上辊安装于纺纱单元2，以400m/min上下的纺纱速度进行纺纱10的生成。图12a及图13a表示用Rayonl00%的纤维且使用各前上辊生成的纱线支数Ne40的纺纱10所包含的纱疵的数量。如图12a及图13a所示，以往的前上辊(缩径部的外径D2= 27mm)中，纤维接触部的外径Dl从初期形状(30mm)开始变得越小，纱疵的数量越多(纱线质量越恶化)。这表示以往的前上辊(初期形状时阶差为1.5_)中，越研磨纤维接触部的外周面，纱线质量越恶化。对于本实施方式的前上辊20 (缩径部的外径D2 = 25mm)而言，即使纤维接触部30的外径Dl从初期形状(30mm)开始变小，纱疵的数量也基本不会增加。这表示对于本实施方式的前上辊20 (初期形状时阶差为2. 5mm)而言，即使研磨纤维接触部30的外周面，也不会如以往的前上辊(初期形状时阶差为1.5_)那样地纱线质量恶化。即，本实施方式的前上辊20与以往的前上辊(初期形状时阶差为I. 5mm)相比阶差LI大，从而即使由于研磨而阶差LI变小，阶差LI的缩小对纱线质量的影响也比以往的前上辊的小。这样，本实施方式的前上辊20由于研磨引起的纱线质量的恶化小，因此研磨后也没有问题而能够继续使用(但是如上所述，若阶差LI比I. 5mm小则纱线质量恶化。因此，能够没有问题地使用本实施方式的前上辊20的情况是研磨后的阶差LI在I. 5mm以上时)。
图12b及图13b表示在与上述相同的条件下、用精梳棉(combed cotton) 100%的纤维来生成纱线支数Ne30的纺纱10的结果。从图12b及图13b可知，即使在该情况下，对于本实施方式的前上辊20而言，即使纤维接触部30的外径Dl从初期形状(30mm)开始变小，纱疵的数量也基本不会增多。即，即使在生成棉100%的纺纱10的情况下，也能够没有问题地使用本实施方式的前上辊20。但是，对比图12a与图12b可知，对于使用本实施方式的前上辊20而带来的纱线质量改善的效果而言，生成RayOnl00%的纺纱10的情况下大。可以想到这是因为与棉纤维相比Rayon的纤维柔软且富有弹力，所以易受到伴随气流的影响、前上辊20的形状变化的影响大。因此，尤其在纺纱Rayon之类的柔软且富有弹力的纤维时，通过利用本实施方式的前上辊20，能够更有效地发挥降低由研磨引起的纱线质量的恶化这一本申请发明的作用。如以上所进行的说明，本实施方式的前上辊20具有纤维接触部30和缩径部31。纤维接触部30的外径形成为大致一定。缩径部31在纤维接触部30的轴向两端部中外径形成为比纤维接触部30的外径小。纤维接触部30的轴向的宽度Wl为18mm、外径Dl为30mm。缩径部31的外径D2为25mm。 该前上辊20的纤维接触部30与缩径部31的阶差LI为2. 5mm，与以往的前上辊(阶差I. 5mm)相比，阶差具有余裕。因此，即使研磨纤维接触部30而缩小阶差LI，对纱线质量的影响也比以往的前上辊小。作为结果，本实施方式的前上辊20的研磨次数能够比以往的前上辊的研磨次数多，因此能够延长可使用该前上辊20的期间，从而能够实现运转成本的削减。而且，在纺纱速度为400m/min上下的高速纺纱中，与以往的前上辊相比，如上述那样阶差形成为2. 5mm的前上辊20能够使纱疵的数量减少。本实施方式的前上辊20在研磨纤维接触部30的外周面之后，阶差LI为I. 5mm以上。g卩，由于本实施方式的前上辊20的阶差比以往的前上辊的阶差大，所以至少在阶差比以往的前上辊(阶差I. 5mm)的阶差大的期间内，能够容许纤维接触部30的研磨。若过度研磨纤维接触部30，则该纤维接触部30的橡胶的厚度变薄而降低把持纤维束8的力，也成为纱线质量恶化的一个原因。但是，根据上述的结构，最低也要确保I. 5mm的阶差。SP，由于即便在研磨后也能够将放掉伴随气流的空间最低确保为I. 5_，从而能够防止纱线质量的恶化。在本实施方式的前上辊20中，纤维接触部30与缩径部31通过锥形部32连接。由此，当利用研磨装置50研磨纤维接触部30的外周面时，容易使前上辊20从轴向接近砂轮51，从而能够顺利地进行研磨作业。本实施方式的纺纱单元2具备牵伸纤维束8的牵伸装置7 ;以及纺纱装置9，其以400m/min以上的纺纱速度，对利用上述牵伸装置7进行牵伸的纤维束8进行纺纱。牵伸装置7具备前上辊20，该前上辊20通过旋转来牵伸纱条15。在本实施方式的纺纱单元2中，牵伸装置7在上述纤维束8的搬送方向上具备多个用于牵伸纤维束8的辊。本发明的结构能应用于在牵伸装置7的最下游侧配置的前上辊20。S卩，牵伸装置7中，越是下游侧的辊，其旋转速度越高。因此，配置于最下游的前上辊20以极其高的速度进行旋转，所以伴随气流的影响也大，磨耗也厉害。因此，通过将本发明的结构应用于该前上辊20，能够更适当地发挥增加可研磨次数且减少纱疵的数量的效
果O本实施方式的细纱机I具备多个纺纱单元2。在细纱机I中，由于在各纺纱单元2中采用了可使用期间比以往的长的前上辊20，从而能够削减细纱机I整体的运转成本。并且，在400m/min以上的高速纺纱中，通过在各纺纱单元2中采用阶差比以往的大的前上辊20(阶差2. 5mm)，从而难以受到伴随气流的影响，其结果，各纺纱单元2各自的纱线质量的偏差减少，从而能够均匀地保持所生成的纺纱10的质量。本实施方式的细纱机I中，利用使阶差LI 一边从2. 5_至I. 5_阶段性地变化一边进行纺纱的方法来制造纺纱10。 S卩，当由于磨耗而纤维接触部30的外周面凹下时，通过研磨纤维接触部30的外周面而使外径变小，从而能够使该纤维接触部30的外周面为平滑的状态而再利用前上辊20。通过像这样地进行研磨，使前上辊20的外周面的阶差阶段性地变小，但由于该阶差在上述的范围内，从而能够防止纱线质量恶化。以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但上述的结构例如能够变更为如下。上述实施方式中，对利用旋转的储纱辊14来从纺纱单元9抽出纺纱10的结构的纺纱单元2进行了说明。但是，并不限定于该结构，例如，也可以将纺纱10夹入于对置配置的2个辊、且通过使该辊旋转，来从纺纱装置9抽出纺纱10。虽然上述实施方式中，构成为在前上辊20设置阶差，但牵伸装置7所具备的多个牵伸辊中的任一个均能够应用本申请发明的结构。尤其，通过将本申请发明的结构应用于外周面为橡胶制的牵伸辊16、17及20，能够适当地发挥对由研磨外周面而引起的纱线质量的恶化进行防止的本申请发明的效果。也可以省略锥形部32。
权利要求
1.一种牵伸辊，其为用于牵伸纤维束的牵伸辊，其特征在于，具备 纤维接触部，其外径形成为大致一定；以及 缩径部，其在所述纤维接触部的轴向两端部形成为外径比所述纤维接触部的外径小， 所述纤维接触部形成为，轴向的宽度为18mm、外径为30mm, 所述缩径部的外径为25mm。
2.根据权利要求I所述的牵伸辊，其特征在于， 在研磨所述纤维接触部的外周面后，由该纤维接触部的外周面与所述缩径部的外周面形成的阶差为I. 5mm以上。
3.一种牵伸辊，其为用于牵伸纤维束的牵伸辊，其特征在于，具备 纤维接触部，其外径形成为大致一定；以及 缩径部，其在所述纤维接触部的轴向两端部形成为外径比所述纤维接触部的外径小，由研磨所述纤维接触部的外周面后的该纤维接触部的外周面、与缩径部的外周面形成的阶差为I. 5mm以上。
4.根据权利要求3所述的牵伸辊，其特征在于， 所述缩径部的外径为25mm，所述纤维接触部的研磨前的外径为30mm。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的牵伸辊，其特征在于， 所述纤维接触部与所述缩径部通过锥形部来连接。
6.一种纺纱单元，其特征在于，具备 牵伸装置，其牵伸纤维束；以及 纺纱部，其以400m/min以上的纺纱速度对由所述牵伸装置牵伸了的所述纤维束进行纺纱， 所述牵伸装置具备牵伸辊，该牵伸辊通过旋转来牵伸所述纤维束， 所述牵伸辊具备 纤维接触部，其外径形成为大致一定；以及 缩径部，其在所述纤维接触部的轴向两端部形成为外径比所述纤维接触部的外径小， 由所述纤维接触部的外周面与所述缩径部的外周面形成的阶差为2. 5mm。
7.根据权利要求6所述的纺纱单元，其特征在于， 所述纤维接触部的轴向的宽度为18mm、外径为30mm, 所述缩径部的外径为25mm。
8.根据权利要求6或7所述的纺纱单元，其特征在于， 所述牵伸装置在所述纤维束的搬送方向上具备多个用于牵伸所述纤维束的辊， 所述牵伸辊为配置于所述牵伸装置的最下游侧的前上辊。
9.一种纺纱机，其特征在于， 该纺纱机具备多个权利要求6至8中任一项所述的纺纱单元。
10.一种纺纱的制造方法，其为对由牵伸辊牵伸了的纤维束加捻来生成纺纱的制造方法，其特征在于， 所述牵伸辊具备 纤维接触部，其外径形成为大致一定；以及 缩径部，其在所述纤维接触部的轴向两端部形成为外径比所述纤维接触部的外径小，一边使由所述纤维接触部的外周面与所述缩径部的外周面形成的阶差从2. 5mm至 I.5mm阶段性地变化，一边进行纺纱。
全文摘要
本发明涉及牵伸辊、纺纱单元、纺纱机以及纺纱的制造方法。前上辊(20)具有纤维接触部(30)和缩径部(31)。纤维接触部(30)的外径形成为大致一定。缩径部(31)在纤维接触部(30)的轴向两端部形成为外径比纤维接触部(30)的外径小。纤维接触部(30)形成为，轴向的宽度(W1)为18mm、外径(D1)为30mm。缩径部(31)的外径(D2)为25mm。
文档编号D01H5/78GK102851796SQ20121006940
公开日2013年1月2日 申请日期2012年3月15日 优先权日2011年6月30日
发明者森田晃弘, 五由出慧 申请人:村田机械株式会社