(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品であって、
精密巻きスパンデックスケーキであって、
スプールを提供する過程と、
スパンデックス糸を提供する過程と、
スプール回転速度を規定する速度で該スプールを回転する過程と、
トラバース周波数を規定する、交番的に前後する仕方で、該スプールに対し綾振りするよう該糸を動かす過程と、
スプール上に糸ケーキを形成するために、該スプール上で螺旋角θで該スプール上に該糸を巻く過程であって、該螺旋角θが該スプールの円周方向長さと該スプール上に巻かれる該糸の間で規定される角度である、該巻く過程と、
該スプール上へ該糸を巻いている間に、ワインド数を規定するために該トラバース周波数に対する該スプール回転速度の比を制御する過程であって、該ワインド数が下記の式１及び式２の組合せによって、又は、式３によって表わされる、該制御する過程と
Ｗ＝（Ｎ＋ε）／Ｊ                            （式１）
ここで、
Ｗは該ワインド数であり、
Ｊは毎分当たりサイクル（ｃｐｍ）でのトラバースベースサイクルであり、
Ｎは毎分当たり回転（ｒｐｍ）でのスプール回転であり、そして
εは回転での糸のシフト量である。
ε＝Ｄｙ／（π＊Ｄ＊ｓｉｎθ）                （式２）
ここで
Ｄｙはミリメートルでの糸のピッチ（ｍｍ）であり、
Ｄはミリメートルでのパッケージ直径（ｍｍ）であり、そして
θは螺旋角（°）である。
Ｗ＝２＊Ｓｔ／（π＊Ｄ＊ｔａｎθ）              （式３）
ここで
Ｓｔはミリメートルでのトラバースストローク（ｍｍ）、そして
Ｄ及びθは上記で規定される。
該糸が該スプール上に巻かれる時のトラバース速度が、巻かれた糸の量に反比例して減じる過程と、を具備する方法による精密なオフセットでシーケンシャルに堆積されたスパンデックス糸を有する精密巻きスパンデックスケーキを有し、
該スパンデックス糸が２０から１００までのデニールを有し、
該ケーキが巻き戻し時に糸破断の原因となる有害リボンがない、
該製品。
【請求項２】
前記スパンデックス糸が４０から８０までのデニールを有し、
前記ケーキが１７０ｍｍから１９０ｍｍまでの外径を有し、そして、
前記ケーキが７３５ｇから８００ｇまでの重さを有する、
請求項１に記載の製品。
【請求項３】
前記スパンデックス糸が２０からのデニールを有し、そして
前記ケーキが４４０ｇから４６０ｇまでの重さを有する、
請求項１に記載の製品。
【請求項４】
前記製品が、７４０ｇから７６０ｇまでの重さを有するスパンデックスケーキを備える請求項２に記載の製品。
【請求項５】
前記スパンデックス糸が４０デニールを有する請求項１に記載の製品。
【請求項６】
請求項１に記載の、３６のスパンデックスケーキを備える箱を具備する製品。
【請求項７】
前記箱が、３６の精密に巻かれた４０デニールのスパンデックスケーキと該スパンデックスケーキ上の２６．８Ｋｇから２７．４Ｋｇまでの糸を有する請求項６に記載の製品。
【請求項８】
スプール上に巻かれる弾性糸の量を増加する方法であって、
スプールを提供する過程と、
弾性糸を提供する過程と、
スプール回転速度を規定する速度で該スプールを回転させる過程と、
トラバース周波数を規定する、前後に交番する方法で、該スプールに対し綾振りするように該糸を動かす過程と、
上に糸ケーキを形成するように該スプール上に螺旋角θで該スプール上に該糸を巻く過程であって、該螺旋角θが該スプールの円周方向長さと該スプール上に巻かれる該糸の間で規定される角度である、該巻く過程と、
該スプール上に該糸を巻く間、ワインド数を規定するために該トラバース周波数に対する該スプール回転速度の比を制御する過程であって、該ワインド数が下記の式１及び式２の組合せによって、又は、式３によって表わされる、該制御する過程と、
Ｗ＝（Ｎ＋ε）／Ｊ                            （式１）
ここで、
Ｗは該ワインド数であり、
Ｊは毎分当たりサイクル（ｃｐｍ）でのトラバースベースサイクルであり、
Ｎは毎分当たり回転（ｒｐｍ）でのスプール回転であり、そして
εは回転での糸のシフト量である。
ε＝Ｄｙ／（π＊Ｄ＊ｓｉｎθ）                （式２）
ここで
Ｄｙはミリメートルでの糸のピッチ（ｍｍ）であり、
Ｄはミリメートルでのパッケージ直径（ｍｍ）であり、そして
θは螺旋角（°）である。
Ｗ＝２＊Ｓｔ／（π＊Ｄ＊ｔａｎθ）              （式３）
ここで
Ｓｔはミリメートルでのトラバースストローク（ｍｍ）、そして
Ｄ及びθは上記で規定される。
該糸が、該スプール上に巻かれる時の該トラバース速度を、巻かれた糸の量に反比例して減じる過程と、を具備しており、
該糸ケーキが、
該スプールを提供する過程と、
該弾性糸を提供する過程と、そして、
該トラバース速度を固定して保ちそして該回転速度を減じることにより該螺旋角を一定に保つ過程と、により形成された同様なサイズのもう１つの糸ケーキより少なくとも約３％多くの糸を有する、該方法。
【請求項９】
該糸ケーキが少なくとも３％多くの糸を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記弾性糸がスパンデックス糸である請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
該糸ケーキがその断面図を通して実質的に円柱形を有する請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は２００８年１０月２７日出願の米国特許仮出願第６１／１０８６３３号の優先権の特典を請求するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は捲き付けられた弾性糸のパッケージとその製法に関する。特に、本発明は精密に捲きつけられたスパンデックスに関する。
【背景技術】
【０００３】
パッケージ上への糸又は多数フィラメント繊維の捲き付けでは、該パッケージは回転させられ、該糸は該パッケージの円周面へ供給され、往復繊維ガイドの様な横断配備により該パッケージに沿い軸方向に配分されるのが典型的である。ランダム捲きでは、該パッケージは、該パッケージの面上に直接作用するドライブローラーとの摩擦接触によるか、又はドライブされないローラーと接触し該パッケージを保持するチャックへの直接の動力付与により、回転させられるのが典型的である。該パッケージは該ローラーと同じ面速度を有し、捲き付け中一定速度に保たれるのが典型的である。該面速度が一定なので、該パッケージの直径が増大すると、該パッケージの回転速度減少が起こり、一方該横断装置は一定公称周波数で繊維を往復させる。結果として、糸の置かれ方はランダムになり、この技術に“ランダム捲き”の用語を与える。ランダム捲きの１つの問題は、該パッケージが或る直径まで成長すると、糸の連続する捲き回（又は１本置き、２本置き、３本置きの糸）が、１本ともう１本の間の頂部上の１本として置かれ、糸のリボンを際立たせ、該糸のリボンの高みは該パッケージ形状を歪めるのみならず、該パッケージからの次の糸ほどきに不利に影響することである。これらのリボンは又巻き付け及び糸ほどき時に望ましくない振動を引き起こし、該振動はもつれ、破断の様な繊維の混乱に帰着する可能性がある。
【０００４】
スパンデックスの様な弾性糸の表面捲き付けは、その高い弾性とその非常に強い付着性の故に該繊維にもたらされる引っ張り強さの著しい低下のために、難しい工程である。スピニングで該繊維を処理するのに充分な引っ張り強さを主ずるには、可成りの延び量が必要である。必要な高い延びのために、捲かれた糸ケーキは高い内部張力下に置かれ、該内部張力は該捲かれたケーキのコア繊維を相互溶融し始めさせる。更に、ランダム捲き付け時に形成されたリボンは、該ケーキの他の部分に比べて、高密度領域を示す。弾性糸のランダム捲き付けに於けるこの様なリボンは  該糸パッケージ内での糸溶融へと導く。
【０００５】
かくして、従来技術に付随する問題を避けるために、特に弾性糸用に、捲き付け技術を改良するニーヅが当該技術に存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許仮出願公開第６１／１０８６３３号明細書、２００８年１０月２７日出願
【発明の概要】
【０００７】
精密捲き付けでは、パッケージの回転速度に対する横断ガイドのサイクル周波数の比は一定である。毎分サイクルでの横断周波数に対する毎分回転数でのスピンドル回転速度の比は普通ワインド比と呼ばれる。精密捲き付けにより形成されるパッケージは、リボンの回避、全ての糸捲き付けを均一に配布することによる高圧縮場所局在の回避、ケーキ／パッケージ密度均一性の向上、そしてとりわけ与えられたパッケージ直径での糸量の増加、
による様な、ランダム捲き形成パッケージに優る利点を提供する。
【０００８】
１実施例では、スプール上に弾性糸を捲く方法が提供される。該方法は、スプールを提供する過程、弾性糸を提供する過程、スプール回転速度を規定する速度で該スプールを回転する過程、横断周波数を規定する、前後に交番する仕方で、該スプールに対し横断的に該糸を動かす過程、該スプール上に該糸を捲く過程、該スプール上への糸の捲き付け時のワインド比を規定するために該横断周波数に対する該スプール回転速度の比を制御する過程、そして該糸が該スプール上に捲かれるにつれて、該パッケージの減少する回転速度に比例して横断速度を減じる過程、を具備する。該スプール上への該糸の巻き付けは該スプール上に糸ケーキを形成する。該横断速度は該糸ケーキの直径に逆比例して減じられてもよい。該方法は更に連続するレイダウンパターン間のピッチだけ該糸をシフトする過程を具備する。もし糸シフトが無ければ、リボンの発生を懸念されるであろう。
【０００９】
該方法は更にワインド比を制御する過程を有するが、そこでは該ワインド比は、１特定捲き付け機械で使われる様に、下記で制御されてもよい。
Ｗ＝（Ｎ＋ε）／Ｊ                        （式１）
ここで、
Ｗは該ワインド比、
Ｊは毎分当たりサイクル（ｃｐｍ）での横断ベースサイクル、
Ｎは毎分当たり回転（ｒｐｍ）でのスプール回転、そして
εは回転の表現（°）での糸のシフト量である。
ε＝Ｄｙ／（π＊Ｄ＊ｓｉｎθ）              （式２）
ここで
Ｄｙはミリメートルでの糸のピッチ（ｍｍ）、
Ｄはミリメートルでのパッケージ直径（ｍｍ）、そして
θは螺旋角（°）である。
Ｗ＝２＊Ｓｔ（π＊Ｄ＊ｔａｎθ）            （式３）
ここで
Ｓｔはミリメートルでの横断ストローク（ｍｍ）、そして
Ｄ及びθは上記で規定される。
【００１０】
糸のピッチは当業者により選択されるが、２０デニールから１００デニールのスパンデックス用では約０．１ｍｍから約０．４ｍｍを含み、他の繊維用では他の範囲であってもよい。最適ピッチはテストにより決定され、捲かれたパッケージ内の束の糸のデニール及び平坦さに大いに左右され、より軽いデニールの繊維用では小さなピッチが望ましく、より重いデニールの繊維用では大きなピッチが望ましい。
【００１１】
更に、糸はスプール上で螺旋角θで捲かれ、そこでは該螺旋角θは該スプールの円周方向長さと該スプール上に捲かれる糸の間で規定される角度である。本方法は更に該スプール上への糸の捲き付け時該螺旋角θを減じる過程を有する。しかしながら、該捲き付け過程の１部又は全部の間、該ワインド比は捲き付け時に実質的に固定した値に制御されてもよい。更に該捲き過程の１部又は全部の間、該ワインド比は、該パッケージ回転速度及び横断サイクル周波数が減じる時、螺旋角の減少を限定するようステップで制御されてもよい。
【００１２】
更に進んだ側面では、本方法は更に、横断速度を名目的に一定に保ち、ランダム捲きを形成しながら、スプールの回転速度を減じる過程を有する。横断速度を一定に保ちながら該スプールの回転速度を減じる該過程は、さもないとケーキの初期小直径捲き付けの精密捲き用に要求される例外的に高い螺旋角を避けるために、該スプール上に捲かれる初期量の糸用に行われる。この初期量の糸は該スプール上に捲かれるべき糸の全量の重さで約１
０％であるのが典型的であるが、より多く或いはより少なくてもよい。
【００１３】
ここで説明される精密捲き付け過程は、セグメント化ポリウレタン糸の様な弾性糸、特にスパンデックス糸（又エラスタン（ｅｌａｓｔａｎｅ）とも呼ばれる）に有利に適用される。
【００１４】
或る実施例では、糸ケーキは約２０から約１００のデニールを有する精密捲きスパンデックスを含む。約４０から約８０を含むデニール範囲用では、糸ケーキは、約７４０ｇから約７６０ｇの重さと約１７５ｍｍから約１８０ｍｍの外径を有する４０デニールの精密捲きスパンデックス糸を備える糸ケーキを含め、約１７０ｍｍから約１９０ｍｍの外径と、約７３５ｇから約８００ｇの重さ（約７４５ｇから約７６０ｇ、そして約７５０ｇを含む）を有する。又約３６の精密捲き４０デニールスパンデックスケーキと該ケーキ上の約２６．８Ｋｇから２７．４Ｋｇの糸を有する箱を備える品物が含まれる。糸のデニールに左右されるこの種々のパッケージも含まれる。例えば、２０デニール糸は約４４０ｇから約４６０ｇ（４５０ｇを含む）の重さを有するパッケージに形成される。
【００１５】
もう１つ側面では、スプール上に捲かれる弾性糸の量を増やす方法が提供される。該方法はスプールを提供する過程と、弾性糸を提供する過程と、スプール回転速度を規定する速度で該スプールを回転する過程と、横断周波数を規定する、交番的に前後する仕方で、該スプールに対し横断するよう該糸を動かす過程と、上に糸ケーキを形成するために該スプール上で螺旋角θで該スプール上に該糸を捲く過程であるが、該螺旋角θは該スプールの円周方向長さと該スプール上に捲かれる糸の間で規定される角度である該捲く過程と、該スプール上へ該糸を捲く間、ワインド比を規定するために該横断周波数に対する該スプール回転速度の比を制御する過程と、そして該糸が該スプール上に捲かれるにつれて該捲かれるスプールの回転速度に比例して該横断速度を減じる過程と、を具備しており、糸ケーキは、従来のランダム捲き過程により形成される同様な外径の｛オーデー（ＯＤ）｝従来の糸ケーキより少なくとも約３％、好ましくは少なくとも約５％多い糸を有しており、該ランダム捲き過程は、該スプールを提供する過程と、該弾性糸を提供する過程と、そして該横断速度を固定して保ち、該回転速度を減じることにより該螺旋角を名目的に一定に保持する過程と、を有する。
【００１６】
本発明のこれら及び他の実施例、目的、側面、特徴及び利点は、種々の図面を通して同じ部品又は要素は類似参照文字で呼ばれる付随図面と連携して読まれるべき、図解する実施例の下記詳細説明から明らかになるであろう。該図面は必ずしもスケール合わせされてなく、代わって本発明の原理を図解することに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のスプール上に捲かれた糸を有するパッケージの斜視図である。
【図２】３−３軸線に沿って取られた図１のパッケージの側面図である。
【図３】２−２軸線に沿って取られた図１のパッケージの正面図である。
【図４】図２の軸線４−４に沿って取られた図１のパッケージの断面図である。
【図５】本発明の図４のパッケージの断面図の代わりの描写である。
【図６】本発明のランダムな捲き付けによりスプール上に捲かれた糸を有するパッケージの組立分解正面図である。
【図７】本発明のランダム捲き付けによりスプール上に捲かれた糸を有するパッケージの略図描写である。
【図８】本発明の精密捲き付けによりスプール上に捲かれた糸を有するパッケージの組立分解正面図である。
【図９】本発明の精密捲き付けによりスプール上に捲かれた糸を有するパッケージの略図描写である。
【図１０−１１】従来技術のパッケージ内の糸リボン又は溶融によるパッケージからの糸ほどき時の糸破断を画いている。
【図１２−１４】本発明の糸パッケージのほどき時の糸破断解消を画いている。
【実施例１】
【００１８】
弾性のある糸、繊維又はスレッド用の捲き付け技術がここで開示される。ここで使われる時、用語、糸（ｙａｒｎ）、繊維（ｆｉｂｅｒ）、又はスレッド（ｔｈｒｅａｄ）は互換可能なように使われ、フィラメント型の押し出された又は乾式スピニングされたポリマー材料の様な、基本的な細長い織物原料単位（ｔｅｘｔｉｌｅ  ｕｎｉｔｓ）を呼ぶ。ここで使われる時、弾性糸はゴムの様に、フィラメントが繰り返し延ばされ、それでもなお実質的にその元の長さへ回復する能力を呼ぶ。弾性糸は破断せずに約５００％以上延ばされ得るのが典型的である。該弾性糸はセグメント化ポリウレタンからスピニングされてもよい。特に、該弾性糸は、エラスタンとも呼ばれるスパンデックス糸を指している。
【００１９】
用語ケーキ及びパッケージは互換可能なように使われ、上にスパンデックス糸が捲かれたスプールを含むよう意味する。ケーキは典型的に、外径｛オーデー（ＯＤ）｝が長さより大きい、糸を含むスプールを呼び、一方パッケージは典型的に長さより小さいオーデーを有して、糸を含むスプールを呼ぶ。チューブコアとも呼ばれるスプールは上に糸が捲き付けられ、板紙、木又はとりわけ金属の様な何等かの適当な材料で作られる円柱状の品物である。
【００２０】
種々の種類とデニールのスパンデックス糸の例は、カンサス州、ウイチタ（Ｗｉｃｈｉｔａ，ＫＳ．）のインビスタエスアールアイ（ＩＮＶＩＳＴＡ  Ｓ．ａｒ．Ｉ．）から商業的に入手可能で、ブランド名エラスパン（ＥＬＡＳＰＡＮ（Ｒ））及びリクラ（ＬＹＣＲＡ（Ｒ））の下で入手可能である。有用な弾性糸は、約２０デニールから約１４０デニールを含む、約１０デニールから約２００デニールのサイズで変わってもよい。これらのデニール範囲は限定されない。糸デニールは糸の線密度を表す（９０００メートルの長さの材料のグラム重さ）。かくして、小さなデニールを有する糸は非常に繊細な糸に対応するが、大きなデニール、例えば１０００，を有する糸は太い糸に対応する。
【００２１】
図１は或る実施例の糸パッケージ１０の斜視図を画く。糸パッケージ１０は、産業界で糸ケーキ１４と普通呼ばれるものを提供するために、上に捲かれた糸（図示されてない）を有するスプール１２を備える。図１−３に画く様に、該糸ケーキ１４は捲かれた糸の円柱を表す。例えば、該糸ケーキ１４は、２−２軸線に沿って取られた図１のパッケージ１０の側面図である図２に画かれる様に、実質的に円形である。更に、本発明の糸ケーキ１４は、３−３軸線に沿って取られた図１のパッケージ１０の正面図である図３に画かれる様に、正面図又は平面図で実質的に均一である。
【００２２】
図４は図２の４−４軸線に沿って取られたパッケージ１０の断面図である。再び、該糸
ケーキ１４は該ケーキ１４の断面図を通して実質的に円柱形である様に画かれる。換言すれば、該ケーキ１４はスプール１２の縦長さ１３に亘り実質的に円柱状である。本発明は、しかしながら、図１−４に画かれた実質的に円柱状の糸ケーキ１４に限定されない。例えば、図５に画かれている様に、本発明の糸ケーキ１６はスプール１２の縦長さ１５上の真の又は実質的な円柱形状から僅かに変わってもよい。該糸ケーキ１６の側壁１８はほっそりした輪郭を有してもよく、そこでは糸ケーキ１６のベース２０は該糸ケーキ１６の頂部又は面２２より僅かに大きい横寸法を有してもよい。図１５の側壁１８の輪郭は図解の目的で誇張されている。更に、捲かれた糸ケーキ１６の面２２は一見スムーズであり、非常に高い美的アッピールを消費者に提供する。事実、該面２２はスムーズなので、プラスチックのブロックから加工された様に見える。
【００２３】
図６と７は本発明の実施例の幾つかと共に使われるランダム捲き付けの略図描写である。図６はランダム捲きでスプール２４上に捲かれた弾性糸２８を有する糸ケーキ２６を表す。糸２８のランダム捲き中、スプール２４は、糸２８がケーキ２６の側から供給される時回転されてもよい。該糸２８は、（図示されない）ベクトル３０で指示される横断配備によりケーキ２６に沿って軸方向に配布される。ランダム捲き付け中、図７の要素番号３２で示される螺旋角θは、図７のベクトル３４で示される横断速度が固定される時、略固定される。該螺旋角θは、糸３２がスプール２２の円周方向長さ３１に対して捲かれる角度である。スピンドル回転速度３４はパッケージ又はケーキ直径３６に逆比例して減じる。ランダム捲き付けでは、該スプール２４と該ケーキ２６は、典型的に、ケーキ２６の面２５上に直接作用するドライブローラー（図示されてない）との摩擦接触により回転される。捲き付け中、該ケーキ２６は該ドライブローラー（図示されてない）と同じ面速度を有し、実質的に一定を含め、一定に保たれる。
【００２４】
図６で画かれる様に、糸２８はケーキ２６を形成するためにランダムに置かれる。この様な糸２８のランダム配置は図７でベクトル４０で画かれ、そこではベクトル３８はケーキ２６の１回転すなわち３６０°に対するケーキ２６の面２５を表す。もしスピンドル回転速度（Ｎ）の横断周波数（Ｊ）との比が整数になれば（ここでＮ及びＪは簡単な整数）、Ｎ：Ｊリボンが形成される。例えば、もしスピンドル回転速度３４が６０００ｒｐｍで横断周波数３０が２０００ｃｐｍならば、（スピンドル回転速度／横断周波数）＝６０００／２０００＝３：１となり、この場合発生されるリボンは３：１リボンと呼ばれる。リボンが発生すると、該リボンは撚りほどき時糸破断を起こすのみならず、糸落下とパッケージ崩壊の様なパッケージ欠陥と機械振動を引き起こす。下記で説明する様に、弾性糸のランダム捲きは下記で論ずる本発明の捲き付け技術と組み合わされ、予期せぬ改良結果を提供した。
【００２５】
図８及び９は精密捲き付け方法の略図描写である。精密捲き付けでは、（図示されない）図９のベクトル５０で示す横断ガイドの速度はケーキ４４の回転速度５２に対し制御される。スプール４２上に精密に捲かれたケーキ４４を提供するために、弾性糸４６は捲き付けサイクルを通して精密なオフセットで相互に隣接してシーケンシャルに堆積される。精密捲き付け又は固定ワインド比捲き付けでは、スピンドル回転速度（ｒｐｍ）５２の横断周波数（ｃｐｍ）５０との比はワインド比（ｗｉｎｄ  ｒａｔｉｏ）と呼ばれる。捲き付けスタートから捲き付け終わりまで該ワインド比が固定して保たれると、この様な方法は典型的に単一精密捲き付け又は固定ワインド比捲き付けと呼ばれる。捲き付けが捲き付けスタートから捲き付け終わりまで同じワインド比で行われると、横断速度５０はパッケージ直径５４に逆比例して減少し、要素５６により示され、糸４６がスプール４２の円周方向長さ５１に対して捲かれる角度である螺旋角θは、パッケージ直径５４が増加するにつれて徐々に減少する。捲き付けが可能な螺旋角に限度がある。最大パッケージ直径は捲き付け中の螺旋角θにより或る程度に制限される。更に該螺旋角θは望ましくないリボンを避けるよう選択されるべきである。
【００２６】
ケーキの捲き回数の横断ガイドのサイクルとの比が捲き付けサイクルを通して固定される、単一精密捲きはスムーズなケーキ側壁を与えるが、それは該螺旋角（ケーキ円周と糸ラインの間の角度）が大きな範囲に亘り変わることを求める。これは糸レイダウン幅の変化を生ずる。高い螺旋角は狭いレイダウンを与え（狭いケーキ幅）、低い螺旋は広いレイダウンを与える。この理由はケーキ直径が成長すると、毎分の回転が減少するからである。かくして横断（該ケーキに対しロックされた比での）はゆっくりとなり、螺旋角は降下する。
【００２７】
単一精密捲き付け又は固定ワインド比捲き付けに加えて多数ステップ精密捲き付けも或る実施例の糸パッケージへの利点を提供する。多数ステップ精密捲き付けは弾性糸を捲くために好適に使われる。多数ステップ精密捲きは、精密捲きで最大パッケージ直径の制限（受け入れ可能な又は好適な螺旋角範囲のために）が最小化されるよう、又は取り除かれるよう、多段階切り替えを行う技術である。
【００２８】
ケーキ捲き回数の横断ガイドサイクルに対する比が捲きサイクルにより多数回調整される多数ステップ精密捲き付けは、ケーキが直径を作る時減少する螺旋角及び増加するレイダウン幅に反作用する。スパンデックスの様な弾性糸用では、これは側壁に３角形ステップを有するケーキに帰着するが、糸レイダウン幅全体は比較的一定である。その結果は峯を有する真っ直ぐな側壁を備えるケーキに帰着する。
【００２９】
満足すべき精密捲き付け又は多数ステップ精密捲き付け結果を得るために、該捲き付けを行うためのワインド比の選択は重要な考慮である。精密捲き付け又は多数ステップ精密捲き付けでは、捲き付け条件は一般に制御器（示されてない）に入力され、そして捲き付けシステムが該ワインド比を自動的に計算する。
【００３０】
図９に画く様に、精密捲き付け又は多数ステップ精密捲き付けでは、弾性糸４６は、そのパターンの繰り返しの前に、１つのレイダウンパターン用にＤｙのみのピッチ５８だけシフトされる。該糸４６は、Ｎ：Ｊリボンが望ましく避けられるように、１サイクル用のＤｙｍｍのみのピッチだけシフトされる。該ワインド比は下記式で表されてもよい。
Ｗ＝（Ｎ＋ε）／Ｊ                      （式１）
ここで
Ｗはワインド比、
Ｊはベクトル５０で示される、典型的に毎分当たりサイクル（ｃｐｍ）での、横断ベースサイクル、
Ｎは横断ベースサイクル５０に対応する、典型的に毎分当たり回転（ｒｐｍ）での、スプール４２又はスピンドル５２の回転、そして
εは回転の意味（°）での糸４６のシフト量６２である。
ε＝Ｄｙ／（π＊Ｄ＊ｓｉｎθ）              （式２）
ここで
Ｄｙは典型的にミリメートル（ｍｍ）での、糸４６，４６’のピッチ５８、
Ｄは典型的にミリメートル（ｍｍ）での、パッケージ直径５４、そして
θは螺旋角５６（°）である。
Ｗ＝２＊Ｓｔ（π＊Ｄ＊ｔａｎθ）            （式３）
ここで
Ｓｔはベクトル５０で示される、ミリメートル（ｍｍ）での横断ストローク、そして
Ｄ及びθは上記で規定される様である。
【００３１】
式（１）のスピンドル回転Ｎは、式（１）−（３）による、螺旋角θ、横断ベースサイクルＪ、シフト量εそして糸ピッチＤｙを決め、そして理論的に又は弾性糸を捲くための
特別の考慮から、決められる値である。下記考慮、すなわち
ａ）螺旋角条件
ｂ）横断ベースサイクルＪ
ｃ）糸ピッチＤｙ
が計算条件として決められる。
【００３２】
単一精密捲き付けではこれらのパラメーターは下記の様に得られる：
【００３３】
ａ）螺旋角条件
螺旋角条件用には、捲き付け終わりで最大螺旋角を入力することが望ましい。値は機械的操作が可能な範囲内で入力され得る。該螺旋角上下限界設定は、捲き付けが現実的に可能である螺旋角範囲を見出すことにより、現実の捲き付けテストを通して決定される。実用的な上部スタート螺旋角は２０から２５度以上程の高さとすることが出来る。
【００３４】
ｂ）横断ベースサイクルＪ
精細な繊維用では、該横断ベースサイクルＪは約２０から１００に設定され得る。２０より少ないことは、各グループの捲き付けがケーキの周りで２０の間隔しか有しないので、２つの繊維サイクル間の各層が“Ｄｙ”しかオフセットされず、不充分な繊維分布に帰着する。１００より多いことは、次の“Ｄｙ”パターンオフセットが始まる前に、ケーキの周りの１００のスペース内に填められる隣接繊維のクランプに帰着する。最適又は望ましい条件を得るために、現実の捲き付けを使うテストが必要である。
【００３５】
ｃ）糸ピッチＤｙ
２０デニールから１００デニールのスパンデックス用には、約０．１ｍｍから約０．４ｍｍの糸ピッチＤｙが有用である。糸ピッチＤｙ用の最適値は現実の捲き付けテストにより見出されてもよい。最適糸ピッチはパッケージ内に捲かれた繊維の現実の幅に強く左右され、テストにより決定される。
【００３６】
多数ステップ精密捲き付けではこれらのパラメーターは下記の様に得られる：
【００３７】
ａ）螺旋角条件
多数ステップ捲き付けでは、横断中心螺旋角θと螺旋角範囲［Δ−θ］は螺旋角条件として設定されてもよく、ここでΔは図９の要素６４により示される該螺旋角内の制御された変化である。捲き付けは、螺旋角範囲の幅±［Δ−θ］でワインド比を切り替えながら進み、その中央として該螺旋角中央［θ］を取る。
【００３８】
該螺旋角中央を設定時、最適螺旋角条件はパッケージフォーム（サドル及びバルジ）により設定される。もし螺旋角範囲［Δ−θ］が、必要なより小さい螺旋角に設定されるなら、式（１）で表される適当なワインド比を選択することは難しいか、不可能である。もし螺旋角範囲が余りに大きいなら、ステップ間の螺旋角変化の量は余りに大きく、捲き付けは張力動揺及びパッケージ欠陥の様な問題のために難しい。望ましくは、該螺旋角範囲［Δ−θ］用のガイドラインとして約±０．１〜０．３の値が使用されるのがよい。現実の最適条件はテスト捲き付けによりは見出されても良い。
【００３９】
ｂ）横断ベースサイクルＪ
もし横断ベースサイクルＪが余り小さいなら、リボン又はパッケージ欠陥を適切に避けることは難しい。
【００４０】
逆に、もしこのサイクルの値が余り大きいなら、２：１そして３：１の大きいリボンに近付き、満足すべきパッケージを得ることは不可能であろう。
【００４１】
最適条件は現実の捲き付けテストにより見出されてもよい。パッケージ面パターン寸法を捲き付けスタートから捲き付け終了まで殆ど同じに保つために、システムは横断ベースサイクルＪがパッケージ直径に比例して変化するようプログラムされてもよい。パッケージ直径に関係なく、該サイクルを殆ど固定して保つことも可能である。何れの場合も、パッケージ面パターンはパッケージ直径に比例して大きくなる。
【００４２】
ｃ）糸ピッチＤｙ
もし糸ピッチＤｙが余り小さいなら、計算は難しいか又は不可能であり、横断ベースサイクルＪリボンに近付く。逆に、該値が余り大きいなら、横断ベースサイクルＪ越えの有害リボンに近付く。最適条件はテスト捲き付けにより見出される。
【００４３】
加えて、もし望ましければ、精密捲き方法は、追加の重量増加に帰着するためにランダム捲き方法と組み合わされてもよい。これは、捲き付けの最初の〜２０％で該ランダム捲き方法を使い、該螺旋角が該捲き付けの始めで、精密捲き方法により指定される螺旋角より低くなることを可能にする、ことにより行われる。上述の様に、より低い螺旋角はより広い糸レイダウン幅を提供する。計算された精密捲き付け螺旋が選択されたランダム捲き付け螺旋に合致すると、過程は自動的に精密捲きモードへ移る。最終のランダムに捲かれた糸は、ランダム捲きの故により低密度だが、遙かに広くレイダウンされ、その糸層で約１０％の正味の全体的重量増加に帰着する。該ケーキのランダム捲き部分の螺旋角は名目では一定であり、望まれる様に捲き付けを増加又は減少させる。
【００４４】
精密に捲かれたケーキはランダムに捲かれたケーキに優る幾つかの利点を有する。第１に、より大きいケーキが達成されることには驚かされる。精密に捲かれたパッケージの内部構造はより安定なパッケージの作りと、該パッケージを通してのより均一な密度と、を生じる。これは、パッケージ内で全ての繊維が均一に隔てられ、該配置が何等かの高圧縮帯域を避け、それによりパッケージを通しての圧力を均一にする、該精密捲き過程に一部を負っている。該圧力がスパイク（ランダム捲きで起こる積み上がり糸に依る）を有しないので、精密に捲かれたケーキの外径は、圧力が望ましくなく高い値に増加する前はより大きい。低い圧力が好ましく、何故ならば圧力は繊維を相互に溶融させるものだからである（べとつき（ｔａｃｋ）と呼ばれる）。べとつきが増えると、テークオフ張力及びテークオフ張力の可変性が増える。
【００４５】
７５５グラムの本発明の精密捲きケーキと比較した７１７グラムの重さの標準ケーキのほどきテストで、オーバーエンドのテークオフ張力は低かった（該ケーキはより大きくても）。オーバーエンドのテークオフ張力は０．８１グラムから０．７４グラムへ減少した。一般に、オーバーエンドのテークオフ張力の減少は糸のデニール及びケーキの重さにより約５％から約１０％以上減じられる。ランダム捲きケーキと比較した本発明の精密に捲かれたケーキのもう１つの改良はテークオフ張力均一性の改良である。７５５グラムの精密に捲かれたケーキでは、７１７グラムのランダムに捲かれたケーキについての０．２２グラムに比較して、０．１９グラムの標準偏差を有して、より良くなった。
【００４６】
或る実施例の精密捲きスパンデックスケーキは多くの他の利点を有する。これらは本発明のスパンデックスケーキがそのコアまでほどかれ得る事実を含む。これはランダム捲きケーキに於いては典型的ではない。該コアまで運転することにより、オーバーエンドテークオフ中に次のケーキに結び、機械停止時間無しで連続して運転するオプションが可能である。ロールしながらのテークオフでは、コアまでの運転は糸の全部を消費し、ヒール使い残しを無くすが、該使い残しは標準ランダム捲きケーキで１％以上程の多さである。
【００４７】
本発明の精密捲きケーキは又標準ケーキに比較してランニングバンドを非常に低減した
。ランニングバンドはロールしながらのテークオフで形成され、ケーキのエッジを作業するローラー（複数を含む）により引き起こされる。もし糸逆転（ケーキのエッジを構成し、交代する直線セクション間の糸のカーブセクションである）がこのロール動作により押しのけられれば、該糸逆転はエッジを離れ中央部へ移り、ランニングバンドと呼ばれるものとして積み上がる。ほどきのシーケンスで糸の正しい順序付けが失われ、来るべき次の逆転が該バンドの下にある。これは端部を閉じ込め、引き張力へ、そして糸破断へ、と導く。
【００４８】
本発明の精密捲きケーキは又標準ランダムワインドケーキと比較して、ケーキ内のリボンの実質的減少、又はリボンの解消を有する。リボンの解消は不規則面による振動問題を回避し、又標準ワインドでのこの糸の集まりによるほどき時の繊維閉じ込めを防止する。更に、全繊維が均一に分布し、完全にバランスの取れたケーキに帰着し、更に捲き付け中の振動を最小化する。
【００４９】
テストは、現在のグローバル標準梱包設計スペース内に、７５６ｇ及び１７７ｍｍ外径を有する４０デニール（４４デシテックス）精密捲きケーキが填められることを示した。対照的に、ランダム捲きにより作られた制御ケーキは７１７ｇまでに限定された（測定外径１７８ｍｍ）。該ケーキの追加重量は部分的には均一密度梱包になったためであり、又部分的には膨らみの増加（精密捲き糸レイダウンに固有な）のためである。精密捲き用の膨らみは制御ケーキの５０．０ｍｍに対し５５．２ｍｍであった。
【００５０】
糸重量の増加が顕著なのは、１つの箱内により多くの糸を填める時、より少ない梱包作業しか必要でなく、そして梱包作業コストは減じられるからである。現在の梱包内に填められる糸重量の増加に関してと同様の結果は異なるデニールの糸についても期待されてよい。パッケージ当たりの糸重量の増加は糸デニールにより異なるが、パッケージ又はケーキの重量で、少なくとも約３％、又は少なくとも約５％の増加は期待される。
【００５１】
より均一なテークオフ張力及びより低いコア圧力も精密捲きで達成される。各糸ラインは捲き付け全体を通してケーキの周りで歩進的にインデックスされ、全べたつき点は均一に配布される。最小の張力でしか引っ張らず、該コアまでほどくポテンシャルがオーバーエンドテークオフでの糸端部転送を可能にする。オーバーエンドテークオフ張力測定は、４０デニールスパンデックスの精密捲きケーキが０．１９ｃＮの標準偏差で平均値０．７４ｃＮであることを示した。ランダム捲き４０デニールスパンデックスの制御ケーキの測定は０．２２ｃＮの標準偏差で０．８１ｃＮ平均値を示した。本発明の精密捲きケーキはオーバーエンドテークオフ張力での８％より大きい減少を提供した。
【００５２】
ロールしながらのテークオフ張力測定は精密捲きケーキが０．０６９ｃＮの標準偏差を伴う平均値０．４２ＣＮを示した。制御ケーキは０．０７３ｃＮの標準偏差を伴い０．４６ｃＮの測定値を示した。
【００５３】
リボン無し捲き付けも精密捲きで達成された。リボンは巻き付け及びほどきでもつれの源であり、捲き付け及びほどきでパッケージ振動の源である。精密捲きパッケージは、逆転部は１つがもう１つの隣にシーケンシャルに堆積されるので、リボン無しとなり、それによりほどきでのもつれの少なさと、より少ないほどき破断と、を提供する。
【００５４】
完全にスムーズな側壁及びパッケージ外面も精密捲きから生じ、美学的アッピールと、完全にバランスの取れたケーキに帰着する。
【００５５】
図１０は従来技術の捲き付け技術でスプール６６上に捲かれた糸ケーキ６８を画いている。図１０で画かれる様に、糸ケーキ６８は、７０を形成する内部リボン又はランニング
バンドの様な欠陥を有する。図１１で画かれているが、矢印７４で示すほどき中、ケーキ６８の直径Ｄ２がその初期直径、Ｄ１から減じられると、欠陥領域７０が露出される。該ほどける糸７２は、ほどき過程中に、この様な欠陥領域７０に達すると、図１１に画く様に、破断するかも知れず、屡々破断する。
【００５６】
図１２−１４は本発明により形成されたケーキのほどきを画いている。従来技術と対照的に、本発明の捲き付け技術によりスプール７６上に捲かれた糸ケーキ７８は何等望ましくないリボン又はランニングバンドを有しない。図１３に画かれる様に、矢印８２で示されるほどき中、ケーキ７８の直径Ｄ２がその初期の直径Ｄ１から減じられる時、該ほどきはスムーズに、すなわち従来技術の欠点無しに進み、例えば糸破断がない。示されたほどける糸８０は図１３に画く様に何等の破断も経験しない。更に、図１４に画く様に、糸８０は、破断無く、そしてスプール７６上に何等著しい量の糸を残すこと無しに、スプール７６から完全に、又は実質的に完全にほどける。
【００５７】
例
典型的なランダム捲き付け及び精密捲き付けのパラメーターの例は下記の様である。
【００５８】
ランダム捲き付け
螺旋角はケーキの全部の捲き付け用に１２度に設定。横断ストローク４５ｍｍ。パッケージ面速度毎分６００メートル。
【００５９】
精密捲き付け
糸ピッチ０．１ｍｍ、Ｊ係数４７。パッケージ面速度毎分６００メートル。横断ストローク４５ｍｍ。これは２０度の初期捲き付け螺旋角、７度の最終螺旋角に帰着する。
【００６０】
例１
糸ラインの糸の溶融増加の故にスパンデックスケーキには有害な捲き張力の増加無しで、従来のランダムに捲かれたケーキと同じ内外径を有する高重量スパンデックスケーキが、精密捲きを使って作られた。少なくとも３％又は少なくとも５％以上の重量増加が２つの効果から生じた。第１には、精密捲きパラメーターの最適選択が糸ラインに密接し整頓して梱包されることを可能にして、ケーキ密度の均一性を高めた。第２に、精密捲きが該ケーキ直径の成長につれて、捲き付け螺旋角を連続的に減少させるよう動作している。これは糸ラインの円周方向力の連続的に増加する成分に帰着し、直径の増加につれてケーキ圧縮を高める傾向がある。又、減少する螺旋角は糸ラインの軸方向力の連続減少成分に帰着し、該直径の増加時に膨らみに抵抗するケーキの能力を減じる。加えて、連続的に減少する螺旋角は連続的に増加する糸レイダウン幅に帰着するが、それはゆっくりした横断速度が広い糸レイダウンストロークを提供するからである。これら３つの効果の正味結果が、捲き付けの最初の約２０％で始まり、捲き付けの残りを通して大きくあり続ける、大きな幅を有するスパンデックスケーキとなっている。
【００６１】
比較により、標準ランダム捲き方法により作られた比較的一定の螺旋角の従来のスパンデックスケーキも又膨らむであろう。しかしながら、等しい張力で、最大膨らみはより小さく、該最大膨らみは捲き付けの後れた段階に存在するであろう。又ケーキの幅は直径が増すにつれて減じ、最終幅は精密捲き方法に於けるより実質的に小さい。正味の結果は、精密に捲かれたスパンデックスケーキのそれより、等しい直径で少ない重さのスパンデックスケーキとなる。
【００６２】
加えて、もし望まれるなら、精密捲き方法は、追加の重量増加に帰着するよう、ランダム捲き方法と組み合わされてもよい。これは、捲き付けの最初の〜２０％でランダム捲き方法を使い、その螺旋角を、捲き付けの始めの精密捲き方法で指示される螺旋角より低い
ことを可能にすることにより行われる。上記で述べた様に、該より低い螺旋角はより広い糸レイダウン幅を提供する。計算された精密捲き螺旋が該選択されたランダム捲き螺旋に合致すると、プロセスは自動的に精密捲きモードへ転送される。最終のランダムに捲かれた糸は、ランダム捲きの故により低い密度であるが、遙かに広くレイダウンされ、糸のその層での約１０％の正味全体重量増加に帰着する。ケーキの該ランダム捲き部分の螺旋角は名目的には一定であり、望まれる捲き付けで増加又は減少する。
【００６３】
本発明の種々の実施例がここで特に図解及び／又は説明されたが、本発明の精神と意図された範囲から離れることなく、本発明の変型と変更が当業者によりもたらされることは評価されるだろう。更に、請求項内で或いは明細書を通して説明された本発明の実施例又は側面の何れも、限定することなく相互に組み合わせて使われてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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