紡績技術の系統化調査～1950 年以降を中心として～

Systematic Survey on the Spinning Technology for Staple Fiber after 1950

松本 龍守 Tatsumori Matsumoto■要旨
私たちが身にまとう衣服の多くは短繊維を撚り合わせてできる紡績糸から作られている。人類は地球上のそれぞれの土地で入手可能な素材から、気の遠くなるような時間と手間をかけて糸を紡ぎ、布を織り、衣服を作り暮らしてきた。やがて糸車が生まれ、これがヨーロッパに伝わり 16 世紀にフライヤーが取り付けられ、ザクセン
紡車と呼ばれる紡績道具が生まれる。18 世紀後半、木製の道具を使って家庭で作られていた紡績糸は、鉄製の機械に変わり工場で作られるようになった。動力は人力や家畜から水力、蒸気機関へと 24 時間運転可能になり、大量生産が始まる。中世の糸車は 1830 年頃ミュール精紡機やリング精紡機に辿り着いた。200 年後の今でもその原理機構は変わっていない。
第二次世界大戦後の経済復興期になると、さらに布の需要は増し、織機は次々に新しい緯糸挿入方式を実現した。シャトルからプロジェクタイル（グリッパー）、レピア、ウォータージェット、エアージェットと、いわゆる革新織機の出現である。布需要に対し糸生産が追い付かず、従来型の紡績方式の生産性の課題を分析し高速化に必要な条件が洗い直された。高速紡績には繊維束の連続性を断ち繊維端をオープンエンドにするか、連続性を維持し無撚のままでフィラメントを巻き付ける。あるいは糊で固めて布にした後にこれを洗い流す。それとも仮撚りの撚り戻りを利用して一部の繊維を巻き付ける、また機械式往復運動、あるいは旋回エアーを用いて SZ の交互撚りで 2 本の繊維束を緩く絡ませたあと撚糸機で撚りを入れるなど、様々な手法が世界中で試された。しかし多くは試験途中で撤退し、幸運にも商業生産にたどり着けたのは 1967 年のローター式オープンエンド精紡機（チェコスロバキア）、1981 年の空気仮撚り式エアージェット精紡機（日本）、そして 1997 年の空気渦流式ボルテックス精紡機（日本）だけである。これら革新紡績機と呼ばれる高速化と省人化を意図して開発された機械の登場により、従来型の精紡機がすぐに置き換えられることを疑う人はいなかった。生産性が低く手間のかかるリ
ング精紡機は次第にローター式オープンエンド精紡機に市場を失っていった。
ところが 1970 年代末にスプライサーと呼ぶ糸継ぎ技術が日本で発明され、結び目が多く高速の編み機や織機での使用は不可能と見られていた従来型の精紡機（リングやミュール）が生き残ることになる。1980 年代のスプライサーの普及に 1991 年末のソ連邦の崩壊による貿易の自由化、経済のグローバル化が重なり、人件費が安く労働力豊富なアジア地域に生産地を移動することで、機械コストの安いリング精紡機に回帰したのだ。同時に生産量も爆発的に増加した。リング糸の優れた繊維の配行性と均一な撚りトルクが風合いの良い製品を生み出し、超細番手糸、コンパクト糸、サイロ糸、コアヤーン、スラブ糸、意匠糸などのニッチな用途にも広がった。
他方ローター式オープンエンド機は 21 世紀に入りローター回転数が上限に達したとはいえ（リング精紡の約8 倍）、生産性と自動化の完成度の高さで、太番手カード糸の分野では圧倒的なコストパフォーマンスを発揮し、タオル、デニム、帆布、作業服、下着などリング紡績糸がかつて占めていたコモディティ商品の多くをすでに置き換えている。
仮撚り方式のエアージェット糸はその撚り構造から布の風合いが固いこと、また綿 100 % 紡績が不得意なこともあり、2012 年に生産を止め撤退した。このエアージェットスピニングの反省から撚り構造に拘って生まれたのがボルテックス精紡機である。空気の旋回で繊維束をバルーニングして仮撚りを生成するエアージェット方式と異なり、一旦繊維をオープンエンド化することで実撚りを実現し、布の風合いを落とすことなくリング精紡の 20 倍から 30 倍、ローター式オープンエンド方式の 2 倍から 4 倍の高速で紡績できる。また毛羽が少なく、2 層の撚り構造から来る抗ピル性や洗濯耐性、寸法安定性などの独特の布特性を持つ。ボルテックス方式は繊維端をオープンエンド化する過程で、短繊維が排出空気と共に失われるためショートファイバーを多く含むカード
綿でのファイバーロスが多い。しかしショートファイバーの少ない原料を使用する細番手綿糸や人造繊維なら中番手から細番手まで広い番手範囲に渡り紡績速度を落とすことなく、少ない部品交換でカバーでき、ローター方式が不得意な細番手を補完する。
この半世紀、多くの紡績法が考案されアイデアを競ってきたが、この喧騒も落ち着きを見せてきた。この報告書の後半はそれぞれの紡績方式の持つ特徴と限界、また過去に試された様々な紡績方式を眺めながら、次の紡績機の進化や、地球温暖化に伴う自然の脅威に直面する今、持続可能な地球環境のために紡績に出来る貢献について考える。最後に新しい技術を導入するために行ってきたマーケティングについて紹介する。

2

■ Abstract

The clothes we wear are made of spun yarn, which is made by twisting many staple fibers. Humans havespent much time and effort spinning yarn, weaving fabric, and making cloth from materials available inevery region on the earth. The spinning wheel was subsequently developed and introduced to Europe, andin the 16th century, a flyer was attached to it, thereby creating a spinning tool called the Saxon spinning
wheel. By the end of the 18th century, the wooden tools used to make yarn at home were replaced with ironmachine in factories. Power changed from human and animal power to water and steam engine power,
which could run around the clock, thus initiating mass production. By 1830, the medieval spinning wheel
found its way into mule spinning machines and ring spinning machines. This basic mechanism has notchanged in over 200 years.
During the economic boom that followed World War II, the demand for cloth continued to grow, andlooms one by one achieved new methods of weft yarn insertion. From the shuttle to the projectile (gripper),rapier, water jet, and air jet, innovative looms emerged. Since yarn production could not keep up withthe demand for cloth, the productivity problems of conventional spinning methods were analyzed andthe conditions necessary for high-speed spinning were reconsidered. In high-speed spinning, either thecontinuity of the fiber-bundle is broken, and the fiber ends are left open, or the continuity is maintained,
and the filaments are wound onto the untwisted core strand. Or, after the gluing together the fiber bundles
to form fabric, the glue is washed off. Alternatively, use of untwisting of false-twist to wind fibers, or use of
a mechanical reciprocating motion or rotating air to loosely entangle two fiber bundles with SZ alternatetwist, and then twisting with a twisting machine. Various methods have been tried around the world.
However, most of them withdrew from the trials, and the only ones which were fortunate enough to reachcommercial production were the rotor-type open-end spinning machine (Czechoslovakia) in 1967, theair jet spinning machine with pneumatic false twisting (Japan) in 1981, and the vortex spinning machine(Japan) in 1997. No one doubted that the appearance of these innovative spinning machines, designed
to increase speed and reduce labor, would soon replace conventional spinning machines. The low
productivity and labor-intensive ring spinning machines gradually lost their market.
But at the end of the 1970s, a yarn-joining technology called splicer was invented in Japan, and traditional
spinning machines, which had many knots and were thought to be impossible to use on high-speed
knitting and weaving machines, survived. With the spread of splicers in 1980s, and trade liberalizationand economic globalization due to the collapse of the Soviet Union at the end of 1991, production was
relocated to Asian countries where labor was abundant and at low cost, causing ring spinning to returnto the mainstream of yarn production. This was accompanied by an explosive increase in production. In
addition, the ring yarn’s excellent fiber orientation and uniformity of twisting torque create products withgood texture, allowing it to expand into niche applications such as ultra-fine count yarn, compact yarn,
Siro yarn, core yarn, and fancy yarn.
On the other hand, rotor-type open-end machines reached their maximum rotor speed (approximately
8 times that of ring spinning), but thanks to their high productivity and high degree of automation, they
have demonstrated overwhelming cost performance in coarse count cotton spinning and have alreadyreplaced many of the commodities previously occupied by ring-spun yarn.
The air-jet spinning machine with the false twisting method was discontinued in 2012 due to the hard
texture of the fabric resulting from its twisting structure and unsatisfactory performance in 100 % cotton
spinning.
The vortex spinning machine was born from the reflection of the air jet spinning method and wasdeveloped with a twist structure in mind. Unlike the air jet spinning method, which creates false twists byballooning the fiber bundle using swirling air, the vortex spinning machine achieves a real twist by making
the fibers open ended and can produce yarns 20 to 30 times faster than the ring spinning machine, and2 to 4 times faster than the rotor-type open-end spinning machine without deteriorating fabric texture.
The two-layered twist structure results in unique fabric properties such as low pilling, wash resistance,
dimensional stability, and good water absorption. The vortex spinning system can cover a wide range ofcounts from medium to fine without reducing spinning speed and with fewer part changes, complementing

fine counts that cannot be spun with the rotor method.
Over the past half century, many spinning methods have been devised and ideas have been incompetition with one another, but the cacophony of the multitude of competing schools of thoughts has
begun to abate. The second half of this report looks at the characteristics and limitations of each spinning
method, as well as the various spinning methods that have been tried in the past, how spinning machines
may contribute to earth sustainability in the face of the natural threats posed by global warming. This reportconcludes by covering the marketing we have carried out for this new technology.

■ Profile松本 龍守

Tatsumori Matsumoto

国立科学博物館産業技術史資料情報センター主任調査員
1977年
1979年

京都工芸繊維大学工芸学部機械工学科卒業
京都工芸繊維大学大学院工芸学研究科機械工学専攻
修了
1979年 京都工芸繊維大学工芸学部 文部技官 教務職
1982年 村田機械株式会社繊維機械事業部 技術部員
／Murata of America（アメリカ）／Murata Machinery
Europa（ドイツ）
1993年 村田機械株式会社繊維機械事業部 研究開発部／技術部／技術サービス部
2002年 繊維製品品質管理士
2007年 技術士（繊維部門）
2007年～2019年 日本繊維機械学会（学会誌編集委員長、理事、監事など）
2010年 村田機械株式会社繊維機械事業部 営業部
2013年 日本繊維機械学会フェロー
2023年 国立科学博物館産業技術史資料情報センター 
主任調査員■ Contents
1. はじめに……………………………………………… 124
2. 18世紀イギリスの産業革命と紡績機… ………… 125
3. 新しい紡績法の試み………………………………… 131
4. リング精紡は生き残れるか………………………… 168
5. 紡績機の未来………………………………………… 173
6. おわりに……………………………………………… 180
7. 謝辞…………………………………………………… 184

1 はじめにヨーロッパ各地を旅すると暮らしの中に歴史的な町

う中、1973 年の石油危機をきっかけにエネルギー価並が保存され、著名な芸術家の作品だけでなく身の回格の高騰、景気の低迷が重なり急激に衰退していった。

りの生活用品や工芸品を集めた展示を度々目にする。

国内市場を失った繊維機械メーカーは海外市場で欧米中でも工業化がいち早く始まった繊維産業に関連するメーカーとの熾烈な競争に勝ち残らねばならなかっ品々が大切に遺されている。古代インドやエジプト、た。

中国の織物が展示されていることも珍しくない。その紡績の中心にあるのは精紡機で、精紡機に合わせて精緻な図柄や鮮やかで豊かな色彩に驚かされる。糸を前工程は最適化され、最終製品に至る後の工程も試行

紡ぐことは人類の歴史とともにあり、その糸から作ら

錯誤を繰り返しながら、精紡機の生み出す糸に合わせれる布は人々の体を包み、健康と安全、そして何よりて最適化されてきた。18 世紀産業革命の主役を担っも生活を豊かに潤してきた必需品でもある。

た紡績は度々紹介されてきたが、200 年後の 20 世紀

我々の祖先は与えられた環境を生き抜くため、技術後半から現在に至る技術革新に関してはあまり知られを生み出しそれを進化させてきた。衣服もまた入手可ていない。この系統化調査は紡績の主役である精紡機

能な素材と加工方法を工夫し、試行錯誤を重ねて世界の、特に 1950 年代以降今日まで短繊維紡績機（注1.1）が各地で独自に製作されてきた。動力機関が発明される辿ってきた道程を振り返りながら、今後の進化を考えまで、家畜と人力が唯一の生産手段だったため、生産てみたい。

性に関して大きな地域差は見られなかったように思う。だが紡績技術は過去に 2 度劇的に進化した。最初は 18 世紀中頃からイギリスに始まる産業革命を織布（注 1.1） 糸にはシルクのように元々長い繊維から作ら業と共に牽引した。この影響が日本に及ぶのは 100 年れるフィラメント糸と綿や羊毛のように限ら後の幕末期で欧米列強は開国をせまり、明治新政府はれた長さの繊維を撚り合わせて作られる紡績

植民地支配を免れるため殖産興業による富国強兵策の糸がある。さらに紡績には綿繊維をルーツに

もと、西洋の先進技術を積極的に取り入れた。

もつ短繊維紡績と羊毛などから始まる長繊維

2 回目の大転換期は第二次大戦後の東西冷戦下、急紡績があり、繊維長が異なるために全く別の速な経済復興を遂げる 1950 年代からの半世紀である。

加工機と加工工程を通すことになる。繊維機

日本は綿製品の輸出大国で紡績産業は最盛期を迎えて

械 出 荷 統 計 ITMSS（International Textile

いた。生産設備を提供する機械メーカーは紡績会社か

Machinery Shipment Statistics）に よ る と 長らの注文に応えるため、最新の技術を忠実に学び、模繊維紡績は出荷紡績錘数の約 1% 程度で、絶倣し、さらに工夫を加え、やがて欧米メーカーに肩を対量も減少傾向にあることから調査報告は短並べ競い合う時代に入っていった。しかし繁栄が永遠

繊維紡績を基本に記述する。2000 年代以降、に続く訳はなく、国内の紡績業は人件費の高騰、合成

合成繊維の増加でフィラメント糸の方が紡績繊維の台頭、1962 年の綿製品の輸入自由化、新興国

糸よりも生産量は多い。

との価格競争、貿易摩擦など様々な要因で競争力を失

124

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

2 18 世紀イギリスの産業革命と紡績機
この章は機械化の始まる 18 世紀後半、イギリスの産は重商政策をとり、植民地から安く原料を輸入し、そ業革命で生まれる精紡機とその限界について述べる。

の加工品を自国のみならず植民地に押し付けた。膨大な繊維製品の需要を作り出し、繊維産業を中心に関連

2.1 18世紀イギリスの産業革命と紡績機話を進める前にイギリスに始まる産業革命を振りかえり、紡績機の進化を追ってみる

産業が工業化され多くの発明も生まれた。
1733 年ケイ（John Key）は飛び杼（Flying Shuttle）
を考案し、織布の生産性が大きく改善され糸需要が急増 し た。 す る と 1764 年 ハ ー グ リ ー ブ ス（James。糸車の発Hargreaves）は一人で 8 錘を操作できるジェニー紡機

祥に関しては諸説あるが 13 世紀に中東のイスラム圏（Spinning Jenny）を考案し糸需要に応えた。これはから中国、インドへと広がり 14 世紀にインドからヨー

後のミュール精紡機の原型である。

2-1, 2-2, 2-3）

ロッパに伝わったと考えられている。科学技術の発達

1769 年アークライト（Richard Arkwright）はウォー

はバスコダガマのインド航路の開拓やコロンブスの新ターフレーム（Water Frame）と呼ばれる水力を動力

大陸到達などの大航海時代を支え、優れたインド産のに利用する機械を考案し工場を運営した。この機械は綿糸や綿布が、そして新大陸の綿花が大量にヨーロッ1738 年ポール（Lewis Paul）とワイアット（John Wyatt）

パに持ち込まれるようになった。綿糸を製造する試み

によって考案されたローラードラフト（注2.1）とザクセンが始まり 1533 年ユルゲン（Johan Jürgen）はフライ

紡機のフライヤーによる加撚機構を組み合わせること

ヤーを介してボビンに糸を巻き上げるザクセン紡機

で、連続的に糸をボビンに巻き取る仕組みである。大（Saxony wheel 図 2.1）を生み出した。糸車はここで型で重いので家庭では扱えず工場生産が始まった。後撚りかけと巻き取りを同時に行う安定した加撚機構をのリング精紡機に連なる源流で熟練した操作技術は必手に入れたのだ。

要なく、女性や子供も労働力に駆り出された。

技術革新の連鎖は時間と空間を限定して一気に進行

他方ジェニー紡機は 1779 年にクロンプトン（Samuel

するように見えるが、一人の天才がそれまで存在しな

Crompton）がローラードラフトを取り付け、ジェニー

かったものをある日突然生み出すことはなく、その背ミュール（Jenny-Mule）と呼ぶ機械を製造した。巻取

後に無名の人々の数えきれない失敗と改良の蓄積がりは不連続式だがローラードラフトを組み込むことであったはずだ。イギリスの職工達の品質と生産性へのドラフトと撚りかけが同時に進行し、ウォーターフ

探求が家内生産の糸・布作りを機械による大掛かりなレームのような重いフライヤーを回転する必要が無い

工場生産に変え、産業革命を牽引することになる。

ので細番手糸を製造できる強みがあった。

ヨーロッパ列強は世界中に植民地を拡大し、覇権をヨーロッパ大陸側ではドイツのブリュウゲルマン

めぐる争いが絶えなかった。これに勝利したイギリス（Johann Gottfried Brügelmann）が 1783 年にアークラ
イトの工場の水力紡績機などの機械類の模型を密かに入手し、翌年 1,600 錘の工場をラアティンゲン（Ratingen、
ドイツ）に立ち上げた 2-4）。1791 年、新大陸でもアークライトの工場を真似てスレイター（Samuel Slater）
がロードアイランド（Rhode Island）に紡績工場を建設すると瞬く間にアメリカ東部に紡績業が広まる。時代はアメリカの独立戦争（1775 年から 1783 年）に重なり、戦争は大量の布を消費した。イギリスの産業革命
が繊維産業から始まったように、アメリカでも繊維産業から工業化が始まり、南部の綿花を北部で加工する
構図になった。
1780 年ワット（James Watt）が蒸気機関を発明した

図 2.1 ザクセン紡車（出典；Wikipedia 糸車）

ことで、安定した水量の川の傍という工場立地条件の制約がなくなった。1785 年、カートライト（Edmond
紡績技術の系統化調査

125Cartwright）はこの動力を用いて力織機を発明し織布

ライヤーがリングとトラベラーに代わり、トラベラーの生産性がさらに高まった。

は次第に軽量化され、細番手糸も紡績可能になって長年、コットンボール（Cotton boll）から繊維を引いった。20 世紀に入り熟練労働者を必要としない連

きはがす工程は低い生産性に悩まされていたが、1793

続紡績のリング精紡方式が優勢になり、梳毛紡績（注2.3）

年ホイットニー（Eli Whitney）が自動綿繰機（Ginningを除いて徐々にミュール精紡方式は衰退していった。

machine）を発明したことで、大量の綿が安価に安定

産業革命は植民地支配と結びついてインドや新大陸して供給されるようになった。

から原綿を輸入し、余剰製品を植民地に輸出する植民連続式のウォーターフレームの進化は新大陸で続い地貿易を完成した。自国産業の利益を守るため植民地た。フライヤーの駆動を軽量化する模索の中から、での加工を禁じ、インドでは職人たちの体を傷つける、

1828 年ダンフォース（Charles Danforth）はキャップ

想像を絶する非人道的行為が行われたという 2-5）。ま精紡機（Cap spinning）を、同年ソープ（John Thorp）

たプランテーションの綿作に必要な労働力確保にアフはフックの付いたリングが回転するリング精紡機を発

リカから多くの人が駆りだされ新大陸に送られた暗い

明、翌 1829 年にトラベラーがリングのレール上を滑歴史を併せ持つ。

るリング精紡機（Ring spinning）が誕生した（図 2.2）。

この頃の日本の紡績はどのように行われていただろ1830 年ジェンクス（Arnold Jenks）がこれを特許化しう。江戸時代（1603 年から 1868 年）には日本各地で綿た。同じ頃、1825 年から 1830 年にかけてロバート

が栽培され家内工業として糸車での紡績が普及してい（Richard Robert）は粗糸からローラードラフト・加た。最初に西洋式の紡績を始めたのは島津藩主の島津撚・ ボ ビ ン へ の 巻取りの一連の流れを自動化 し た

斉彬で 1867 年（慶応 3 年）鹿児島に、続いて堺に英国

ミュール精紡機を考案した。

から最新の設備を導入し技師を招いている。明治新政

毛紡績が盛んで高級な細番手糸から太番手糸まで多府も安くて高品質の輸入品に対抗するため、絹糸と絹様な糸種を求めるヨーロッパにはミュール精紡機が、織物の輸出で稼いだ資金で官営の西洋式紡績工場を立

綿紡績主体で太番手の多い新大陸にはリング精紡機がち上げ、民間に払い下げた。

広まった。ミュール精紡機は、人類が元々行っていた

この民間に払い下げるのと同時期、1876 年頃にガ錘を回転して繊維束に撚りを入れた後に、その錘に出ラ紡（図 2.3 の右図）と呼ぶ紡績機が日本で独自に作ら来たばかりの糸を巻き取り、撚りかけとボビンへの巻れていた。しかし原理も機構も未熟で西洋の紡績機に取りを交互に行う方式で、出来上がる糸は撚りが均一

糸品質、生産性共に対抗できなかった。連続して糸をに伝わるため Ne200/1の極細番手糸も紡績できる

巻き取るが、加撚とドラフトは不連続で、綿を詰めた

反面、熟練の技術が必要だった。他方リング精紡はフ

重い筒（壺）を回転し加撚する機構と、成り行き任せ（注2.2）

ローター式 OE
図 2.2

126

そ も う

リング精紡機 （筆者作成）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

図 2.3

ガラ紡（加撚）ガラ紡（ドラフト）

ローター式 OE とガラ紡の原理 （筆者作成）

のドラフト（筒にかかる重力で引き延ばす）の組み合

メートル、グラム単位の Nm、Tex 番手が一わせで、糸品質を錘間で揃えることが難しいことや、般に使用される。Nm はメトリックヤーンカ

壺を回転する抵抗が高く紡績速度を上げられないこ

ウントで、1 グラム当たりの糸長（メートル）と、糸の太さ斑が大きく、細番手糸が困難なこと、糸を表す。また Tex 番手は 1,000 m 当たりの糸強度が低いなど多くの弱点が容易に想像できる。繊維の重量をグラム（g）で表す。英国式を使うと長の短い綿を利用できることとドラフトの揺らぎからころではゲレン／ヤード（Gr./yard）と呼ぶ単

生まれる自然な布外観は意匠糸としてニッチな需要が位長さ当たりの重量を表す表現もよく使われあるかもしれないが紡績の主力にはなり得ない。

る。7,000 Grains=1 Pound（ 英 国 式 ポ ン ド、ガラ紡は繊維束側を回転する加撚方式から次章で解453.6 g）と定義している。生産地のみならず説するローター式オープンエンド（OE）（図 2.3 の左扱う紡績素材によっても単位の定義が変わる

図）の原始的な形態とも言える。20 世紀に考案されるため注意する必要がある。

ローター方式は機械的にドラフトした繊維を連続してローターに供給し、軽量の小ローターを高速回転し、撚りを付与しパッケージに巻き上げる。

（注 2.3） ウ ー ル の 紡 績 に は 梳 毛 紡 績（Worsted
spinning）と紡毛紡績（Woolen spinning）があり、梳毛紡績は通常 3 インチ以上の細くて長いコーマ繊維から主に細番手のスムースで手（注 2.1） ローラードラフトとは回転する 2 組の対

触りの良い生地、例えばギャバジン（Gabardine）

ローラーで把持された繊維束を、速度差を利やサージ（Surge）などが作られる。紡毛紡績用して断面当たりの繊維数を減らしていく手は一般に短く太い繊維から太番手糸を製造す

法で、出口側のローラーの周速度を vo、入りる。他の繊維とブレンドして使われることも口側のローラーの周速度を vi とすると、ドラ

多く、フリースやフェルト化して厚地のコー

フト比は vo>vi のもとでトなどの衣料品だけでなくフロアーマットな

Draft ratio=vo/vi

（2-1）

どインテリアにも使われている。

と表せる。対ローラー間で、どちらの対ロー
ラーにも把持されない繊維が多数存在するため、ドラフトすることで繊維量は周期的に変動する。このため高いドラフト比を取ることができない。これを改善するのがエプロンド

2.2 従来型精紡方式の限界

ラフトで上下のエプロンベルトで繊維束を挟

ミュール精紡方式もリング精紡方式も共に 1830 年

み込み、出口側のローラーに繊維が捕まり引頃に基本原理が完成している。その後、エプロンドラ

き抜かれるまで入り口側のローラー速度で動フトやボールベアリング、スピンドルの振動防止機構、

くエプロンで把持し、自由に動く繊維を抑制

バルーンコントロールリングなどの発明はあるもののすることで繊維量の周期的な変動を抑える。

生産性を根本的に革新するアイデアは生まれず、新たこれにより数十倍のドラフト比を取ることがな模索が活発になるのは 100 年以上も後の第二次大戦出来る。

終結後の経済復興期である。
1965 年の日本の紡績工場の人員構成をみると 2-6）、

（注 2.2） 繊維産業の歴史は古く、各産地は独自に発前 紡（ ベ ー ル（Bale）開 梱 か ら 粗 紡 ま で ）18 %、 精 紡

展してきた経緯から、地球上で多くの単位が28 %、
巻き返し 24 %、保全 13 %、管理 13 %、その他

使われている。英国の影響を強く受けた国々

4 % と実に精紡と巻き返しだけで 52 %、運転部門だ（アメリカや日本、またこれらの影響国）ではけに限れば前紡 26 %、精紡 40 %、巻き返し 34 % と英国式綿番手と呼ばれる表現が一般的で、単ある。リング紡績は粗紡、精紡、巻き返しに 8 割の人

位重量（1 ポンド）当たりの糸長を 840 ヤード

員を割いていたことになる。このため日本の紡績企業の何倍かで表す。Ne200/1 は単糸の重量が 1は精紡機の研究は勿論だが、紡績工場全体の省力化にポンドの時に、その長さが 840 × 200 ヤード取り組んだ。

になるような糸を意味する。Ne は英国式ナン

東洋紡は豊和工業と組み 1961 年に CAS（Continuous

バーカウントを意味し、ヨーロッパ大陸側はAutomated Spinning system）を構築、トヨタ紡織は紡績技術の系統化調査

127

豊田自動織機と共に TAS を、日東紡は NASS、大和

Detector）からなる。ここまでの工程を混打綿

紡は DASS、呉羽紡は KMS などの名称で、工程連結

工程（Blow Room）と言い、続いて梳綿工程と部分的な自動化を取り入れた各社独自の生産システ（Carding Process）に送られる。ここまではムを構築した。しかし大量生産を前提にした専用

空気搬送される。梳綿工程は繊維を一本一本ラインは、品種切り替えやトラブル発生時に柔軟に対にまで分解し、不良繊維を取り除く糸品質に応できず、これらのシステムがそのまま生き残ること

重要な工程で、この工程を終えた繊維はローはなかった。

プ状に束ねた状態で筒状の容器（ケンス）に納

2-7）（Blow room）の繊められ、練條工程（Drawing Proceess）に運ば維搬送や、粗糸を経ずに練條スライバー（Sliver）かられる。練條工程の目的は繊維の向きを揃え平直接紡績するスライバーツーヤーン（Sliver to Yarn）、


行に並べることと、梳綿工程の機械的な品質

巻き返しのボビンをワインダーに連続して供給する

バラツキを緩和するためブレンド（注 2.6）するこCBF（Continuous Bobbin Feeder）など、精紡機そのと、また梳綿工程で作られるフック繊維を引ものの生産性向上への寄与は限られていたが、工程間き延ばし矯正することである。紡績する糸番の自動化は前進した。

手にもよるが通常は前練條、仕上げ練條を経空気流を用いたブロールーム（注2.4）

当時、繊維機械メーカーは紡績会社の求める大まかて粗紡、リング精紡、最後の巻き返し（Backな仕様の機械を納入し、それを各社が修正・調整する

winding）工程で糸の品質を調べ、不良部を取ことが普通で、主導権は紡績会社にあった。問題

り除いてパッケージに巻き上げる。このようの本質である精紡機の生産性そのものへの対策が見つな工程を経て作られる綿糸をカード糸かるまでの時間稼ぎであったが、機械メーカーから見（Carded yarn）と呼ぶ。紡績工場に持ち込まれば何をすべきか、何を求められているのかが明確なれる繊維は、工場で扱えるように、人造繊維時代でもあった。

ならば一定長にカットされ工程をスムースに

2-8）

この頃の紡績会社による自動化、省力化の試みは無流すための油剤を添加し、ベール（Bale）と呼

駄ではなかった。1980 年代になると設備機器メーカー

ぶ直方体に圧縮され、ポリプロピレン布に包が新設工場の自動化・省力化を主導し始めると一気にまれて持ち込まれる。天然繊維の綿は収穫後、前進するジニング（Ginning）工場で繊維（Lint）を種か。ブロールームは空気搬送が普通になり、

2-9）

もオペ

ら引き剥がし、茎や葉などの不純物を取り除レーターがラップ（Lap）またはバッド（Bad）に触れる

いてから、ベールに圧縮し麻布などで包まれ、ことなく自動搬送される。手間のかかっていた粗糸供又はむき出しのまま金属ワイヤーやポリプロ

給は自動ドッフィング（ 満 玉 を 空 ボ ビ ン に 交 換 す る

ピレンのベルトで縛られて移送される。これ

作 業）・自動搬送でリング機台まで運ばれ、空のボビ

ら梱包材などの混入を防ぐため、異物検出とンが回収されて戻ってくる。リング精紡機は一斉ドッ

その除去技術が 1990 年代後半以降、格段に向フィングに代わり、ドッフィングされたボビンを巻き上した。包みを解いて、温湿度の管理された

返すワインダーとの間で様々な連結システムも登場し部屋に 24 時間以上放置し、水分率を回復させた。これらにより省力化は大いに改善されたが、精紡てから混打綿工程（Blow room）が始まる。人機そのものの生産性に効果的な対策は現れなかった。

造繊維の石油からの合成繊維であるポリエス

綿 の コ ー ミ ン グ 工 程（Combing Process）（注2.5）

テルやアクリル、また植物セルロースの再生
繊維のレーヨンやリヨセルは天然繊維のよう（注 2.4） 現在、リング紡績工場の標準的な工程は、なクリーニングの必要性はないが、繊維塊をベールの開梱（Bale Opener）に始まり、火災

分離し、不純物を除くことは同じなので、綿の危険性のある金属や石の除去（Separator）、と同様な工程を通す。

繊維塊を砕き、不純物を取り出す前クリーナー

128（Pre-cleaner）、繊維を均質に混ぜ合わすミキ（注 2.5） カーディングの後に予備練條、ラップフォー

サー（Mixer）、さらに細かく繊維塊を分解しマー（Lap-former）、コーマ（Comber）を経て、

異 物 を 取 り 除 く フ ァ イ ン ク リ ー ナ ー（Fine

仕上げ練條、粗紡、精紡、巻き返しで生産さ

Cleaner）、除塵、異繊維や梱包材などの異物

れ る 糸 を コ ー マ 糸（Combed yarn）と 呼 ぶ。

を 除 去 す る 異 物 検 出 装 置（Foreign Material

コーマの目的は繊維シートを櫛削ることで、

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. Marchシート内に残るネップ、未開繊繊維塊、短繊るまで減らし、リングレール上を滑るトラベラーの回維を取り除き、繊維の並行度を高め、糸の物

転運動で繊維束を加撚しながら、同時にスピンドルに理的な強度や均斉度、風合いの良化を狙う。

載せた細い管（ボビン）に糸を巻き取る。スピンドル

櫛で掻きやすいようにシート状に広げた繊維

回転速度の上昇に伴い遠心力と空気抵抗は増し、糸に束をロールに巻き取る。このロールをラップ掛かる張力が高くなることで糸切れが増加する。また（Lap）またはバッド（Bad）という。またコーリングとトラベラー、トラベラーと糸の摩擦抵抗の増ミング工程で取り除く短繊維をコーマノイル

大により発熱と摩耗、毛羽の増加を招く。回転数の上（Comber Noil）と言い、重量の 15 % から 20

昇は糸生産量の増加以上にエネルギーを消費する。さ% の繊維を通常取り除く。コーマノイルはバーらにリング径からボビン（コップ）の径が制約される

ジン綿と混ぜて太番手糸の紡績原料に再利用ためラージパッケージに巻き上げることは物理的に不されたり、紙漉きして紙幣に利用されること可能である。

かみ す

ここで改めて精紡の役割を整理する。

もある。

①粗糸またはスライバーをドラフトして糸の構成繊維（注 2.6） ここでのブレンドは同一原料間の繊維特性数まで減らす。

のバラツキを均一にするためのブレンドで、②繊維束に撚りを加え（加撚）、糸を形成する。

異種原料を意図的に混ぜ合わすブレンドの意③糸 の欠点を取り除きながら次の工程で使いやすい味ではない。異なる原料をブレンドして糸をパッケージに巻き取る。

作る場合は、予備練條の後に練條機で異なる

ミュール、キャップ、フライヤー、リングと在来の繊維をブレンドするドローブレンド（Draw-

いずれの紡績方法も、供給する繊維束は巻き取られる

Blending）とブロールームでミキシング前にまで切り離されることなく連続している。もし①と②ブレンドするインティメイトブレンドを切り離すことが出来れば加撚により仮撚り（注2.7）を生（Intimate Blending）がある。ドローブレンド

じることなく実撚りの糸を作り出せる。加撚するときは均質に繊維が混ざらないので、ブレンドドにボビンも同時に回転しなくてもよいなら、ボビンのローイングの後、少なくても 2 回の練條が必駆動エネルギーは必要なく、より高速に加撚すること要で、この場合は予備練條、ブレンドドロー

も、次工程に必要な糸量のパッケージに巻くことも出

イング、中間練條（Intermediate Draw）、仕来るだろう。

上げ練條（Finishing Draw）を経て粗紡、精紡、
巻き返しとなる。

要するに加撚と巻取り動作が独立していればボビンを回転しないで加撚でき、次の工程に相応しい形態、密度で必要な量の糸を巻けばよい。ハイドラフト可能なら粗糸を準備する必要は無く、粗紡工程無しに練條

リング精紡に代表される従来方式の最大の弱点は、その生産性の低さで原理に由来する

スライバーを直接精紡機に供給できる。リング精紡に。リング精紡代表される従来の紡績方式は、繊維が供給側から巻きはローラードラフトを用いて繊維数を糸番手に相当す

取り側のボビンまでつながっていることそのものが生2-10）

図 2.4 撚りの違い
上 ; 仮撚りと無撚、下 ; オープンエンド化による実撚り（筆者作成）

紡績技術の系統化調査

129

産性の足かせになっているのだ。
そこで繊維を一本ずつに一旦分離し、繊維の連続性（注 2.7） 繊維束の両端を把持した状態で（図 2.4 の上を断つことで仮撚りを防ぎつつ、再び繊維を収束・加図）、その中央を回転すると左右に撚り方向

撚・巻き取るという一連の流れを実現できないかと世の異なる同数の撚りが作られる。この時作ら界中の技術者や研究者が挑んだ。

れる撚りは繊維端の拘束を開放すると消滅す

図 2.4 の上図に示すように繊維束が連続してつなる。このような性質の撚りを仮撚りと言う。

がったまま仮撚りを利用するグループと、無撚のまま

撚りを消滅させないためにこれまでの技術で表面にフィラメントを巻き付け整布後にフィラメント

は加撚と同時にボビンに巻き取ることで糸にを洗い流す、あるいは糊で繊維束を固め、整布後に糊してきた。これは出口側のペアローラーを加を落とすなどの手段で高速化を目指すグループ、さら撚体と同じ方向に同数回転することを意味すに図 2.4 の下図のようにオープンエンドにすることでる。他方（図 2-4 の下図）、
繊維の端を開放して、

実撚り構造を維持し高速化をを追求する 3 グループに

これをオープンエンドというのだが、繊維束分かれることになる。（3 章 5 節の表 3.1 紡績方式のを加撚しながら右に送ると繊維束は撚られた

分類を参照）

まま右のローラーから出てくる。これは実撚
りである。

参考文献

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この章の紡績関連技術の発生年は下記の 2-1）
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2-9） 文献 2-7）, pp.316-342
2-10） 文献 2-2）, p.5

3 新しい紡績法の試み
従来型の精紡機の生産性を革新する研究は世界中で続けられていたが、糸需要の逼迫で 1950 年以降さら式オープンエンド精紡の 2 倍から 4 倍の生産性を誇る。
3 章はこれらの精紡方式について解説する。

に活発になる。百花繚乱のごとく現れた提案の中から最初に成功したのがローター式オープンエンド紡績法
で、加撚時に繊維端をオープンエンドにすることで糸は実撚りになり、従来方式の糸に似た特徴を維持しながら省力化と生産性の課題を克服した。リング精紡の特許から 130 年以上経過した 1967 年に商業生産が始

3.1 ローター式オープンエンド紡績法
3.1.1

ロ ーター式 OE（オープンエンド）紡績法の登場

まった。オープンエンド方式はローター式以外にフリリング精紡方式の生産性の低さ、自動化・省人化のクション式、バキューム式も期待されていた。特にフ課題を最初に克服したのがローター式 OE 精紡機で、リクション式はリング精紡方式の 20 倍の生産性を容1965 年にブルノ（Brno、現チェコ共和国）の見本市に易に達成することから多くの研究者が注目していた。

出展されたチェコスロバキア国立綿業研究所

続いて 1981年、
大阪国際繊維機械見本市（OTEMAS）

V.U.B. の KS200 である。1967 年にその後継機 BD200に空気の高速旋回流で繊維束をバルーニングし、撚りが ITMA-Basel（注3.1）に出展され、機械の安定性と糸品を生成するエアージェット方式が現れる。結束糸と呼質は世界中の関係者に衝撃を与えた。同年チェコスロ

ばれ繊維が交絡して糸状になるか、仮撚りの撚り戻り

バキア国内の紡績工場で操業を始めており、技術提携

で一部の繊維が糸表面に巻き込まれ糸を形成する。機によるライセンス生産も決まっていた。この機械の登

械的な回転体が無くシンプルな構造からメンテナンス

場まで様々なアイデアが競われてきたが、精紡機開発が容易な上、リング方式の 10 倍、ローター式オープは以後 BD200 を手本に進むことになる。

ンエンド方式の 1.5 倍から 2 倍（1980 年頃）の生産速度を達成した。繊維束の両端を把持しないとバルーニ
ングしないので、撚り構造は実撚りにならない。また（注 3.1） ITMA： 欧 州 繊 維 機 械 製 造 事 業 者 団 体

綿 100 % には向かないが合繊主体の繊維であれば生CEMATEX の主催で 4 年毎に 10 日間に亘り産性の課題は克服できた。

（現在は 7 日間）ヨーロッパで開催される世界

また高速化だけなら無撚の繊維束をフィラメントで最大規模の繊維機械見本市で、最新の技術、ラッピングし、整布後にフィラメントを溶かすものや、

研究成果が披露され、この業界で最も注目さ繊維束を接着し糸にするもの、繊維束を機械的にあるれてきた。2000 年代以降、世界各地でローカ

いは旋回空気流で交絡し、糸状の形態にしてパッケー

ル見本市が開催され、旬の機械を見ることがジに巻き取り、これをさらにツイスターで撚糸するもできるようになったが、ほぼ全ての機械メーのなども試された（3 章 5 節、紡績方式の分類の表 3.1

カーはこの 4 年毎のイベントに合わせて開発を参照）。この当時、糸の撚り構造と布の風合いとのを 進 め て き た。1951 年 フ ラ ン ス の リ ー ル

関係性への理解は深まっていなかった。

（Lille）で第 1 回が始まり、2023 年 6 月にミラ

1997 年、最後に登場したのがボルテックス（又はノ（Milano）で第 19 回目が開催された。出展社、

ヴォルテックス）方式である。エアージェット方式へ

来場者数では 2008 年から 2 年毎に上海で開催の反省から、実撚りに拘って開発された。ボルテックの ITMA-Asia が勝る。1999 年パリで開催さス方式は繊維をオープンエンドにすることからオープれた第 13 回 ITMA がこの見本市の伝統を受ンエンド方式の一種で、高圧空気の旋回流を利用する

け 継 い だ 最 後 の 見 本 市 だ っ た よ う に 思 う。

点ではエアージェットスピニング方式でもある。ただITMA の特徴は最新の技術を展示するだけでしエアージェット方式が空気の旋回流で繊維束をバなく、まだ研究段階で商品化が視野に入らな

ルーニング・加撚するのに対し、ボルテックス方式はいような試作装置が展示され、それらを見つ

旋回空気流で加撚するのではなく、空気流は繊維をそ

け出し、その傍にいる技術者、開発担当者にの流れに乗せて飛ばすだけで実質の回転体が存在しな装置の意図や目的を聞き出すことも見本市にい。現状でもリング精紡の 20 倍から 30 倍、ローター

参加する大きな楽しみで、自らのアイデアを紡績技術の系統化調査

131

持ってメーカーのブースを尋ねる発明家も多く、持ち込まれたアイデアの謎解きに悩む日も度々あった。

日本でも ITMA-Basel 開催 2 か月前の 1967 年 8 月
1 日、豊田自動織機製作所（現豊田自動織機、以下、
豊田）と大和紡が共同で BD200 を導入し、豊田がライセンス生産すると発表した。
また 8 月 4 日には東洋レーヨン（現、東レ）と豊和工業がローター式 OE 精紡機
MS400 3-1）の共同開発を公表、さらに 8 月 7 日に豊田が 10 年近く独自に開発を進めていた TX 型 3-2）と呼ぶ
ローター式 OE 機を公表した 3-3）。
これら日本製のローター式 OE 精紡機はリング精紡機に使われるローラードラフトを採用した両面仕様の
200 錘建てである。同年 12 月に公表された S.A.C.M.（フランス）のインテグレイター（Integrator）3-4）と呼ぶ

図 3.2

ローター式オープンエンド精紡機の構成（筆者作成）

ローター式精紡機もローラードラフトを採用するが機

イバー 2 を直接、コンデンサー 3 に挿入するとフィー

台背面にケンスを置く片面機である。この頃、ドラフ

ドローラー 4 から針布を巻いたオープニングローラー

ト装置はローラードラフトとコーミングローラーでま5（コーミングローラーとも呼ぶ）で繊維一本一本に分だ決着していなかった。

解される。ローター側は負圧に保たれるので、移送ダ

ローター式 OE 法に至る重要な発明を図 3.1 に示す。


クト 6 を介して高速回転するローター内 8 に繊維は吸高速で回転するローターの遠心力によって分離繊維をい寄せられ、そこで遠心力が最大になる溝 7（ローター

再集積し、それを加撚するアイデアは 1937 年のベルの最大径）に沿って繊維は集績する。空気流は溝近く

テルセン（Berthelsen デンマーク）の英特許 GB477259Aに開けられた穴からローター外に排気される。この時、に遡る。このローターによる繊維の集束と加撚のアイ

糸端がローター上方から溝の近くに差し入れられると

デ ア に 繊 維 を 分 解 し 移 送 す る パ ベ ッ ク（Miloslav

溝に溜まった繊維が次々に吊り上げられる。ローター

Pavek チェコスロバキア）のアイデア（US3127730A、の回転に伴って加撚されながら導糸管（Navel）9 から

1964 年）が結びつき、オープニングローラーとロー

引き出され、トルクストップ（Torque stop）10、テイターを組み合わせた KS200 に、さらにその改良型のクアップローラー 11 を経てパッケージ 12 に巻き上げ

BD200 に結実した。

られる。ローターの 1 回転でネーベルまでに 1 つの撚りが入る。加撚部とオープニングローラー間で繊維の端はオープンエンドになっており、この撚りが上流に伝わることはない。この紡績方法は高ドラフトを取れるので粗糸を供給する必要が無く粗紡工程が不要になる。またオープニングローラーは別名コーミングロー
ラーの名の通り未開繊繊維の開繊、不純物の除去機能も併せ持ち、スライバー品質の影響を受けにくいので、糸欠点が少なく稼働効率も高い。
ワキシング装置、ヤーンクリアラー、糸継機構を搭載すれば巻き返し工程も不要になる。パッケージ形成
はローター回転数から独立しているので最適な形状・

図 3.1

ローター式 OE 紡績法の基礎になる特許

密度・糸長となるよう設定すればよい。ローターの回転速度はスライバー供給、パッケージ形成から独立し

図 3.2 はローター式 OE 精紡機の一般的な紡績ユニットを表している。ケンス 1 に入れられた練條スラ132

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. Marchており、紡績速度はローターの回転数と必要な撚り数で決まる。

紡績速度（m/min）= ローター回転数（rpm）／
撚り数（twist/m）

（3-1）

続く 1971 年の ITMA-Paris にインベスタ（Investa
チェコスロバキア）のライセンスを譲渡されたリーター（Rieter スイス）、プラット・インターナショナ
ル（Platt International イギリス）、インゴルシュタッ
ト（Ingolstadt ドイツ）、豊田など 10 社から BD 型のローター式精紡機が出展された。この見本市にズッセン社（Süssen ドイツ）はツインディスク・ベアリングを用いて 10 万 rpm（ローター径 36 mm）を試み、20社程度のメーカーにこの技術供与を持ち掛けたと言われている。その中にバーバーコルマン（Barber Colman

図 3.3 10 年間（1983-1992）の出荷錘数 3-5）
（リング錘数換算比、R：O：J=1：6：9）

アメリカ）、インゴルシュタット（Ingolstadt ドイツ）、
シュラホースト（Schlafhorst ドイツ）、村田機械など

設精紡錘数の 20 % 以上をローター式 OE 機が占め、も含まれていた。

直近の 10 年間（1983-1992）ではリング精紡錘数と並1973 年 ATME（American Textile Machinery
Exhibition）に出展の BD200 の後継機 BD-A2G には糸ぶまでに増加し、紡績の主役が交代する日が近いことを疑う人はいなかった。（図 3.3 参照）

継補助装置が搭載され、早くも自動化へ動き始めていた。またローター回転数は 9 万 rpm で生産性は 3 倍に向上していた。この見本市にズッセン製のスピン（注 3.2） ITMSS：ITMF（International Textile

ボックスを載せたシューベルトウントザルツアー

Manufactures Federation）が発行する繊維機（Schubert & Salzer、ドイツ）の RU11 に搭載されて械メーカーの工場出荷数を元にした統計デー

いるローターは 10 万 rpm に達した。

タで、世界の主要な繊維機械メーカーを網羅

4 年後、1975 年の ITMA-Milano には 20 社から 28 機しており信頼性は高いと考えられる。

種のローター式 OE 精紡機が出展され、精紡機開発の方向が定まったと言える。この見本市にズッセンがロー
ターのクリーニングを含むピーシングロボットとドッ
フィングロボットを出展し自動化の動きが加速した。

3.1.2

ローター式 OE 糸の普及

1980 年代から 1990 年代に渡り、破竹の勢いでリン1977 年からズッセンのスピンボックスを独占的にグ糸を置き換えていったローター式オープンエンド糸供給されるようになったシュラホーストは、ドッフィングと（以後ローター糸）だが、リング糸でなければ得られピーシングを自動化したオートコロ（Autocoro、スピンない糸物性や布の風合いを求める商品が少なくないこボックス SE8、8 万 rpm）を 1978 年の ATME-Greenvilleとも明らかになってきた。ローター式 OE 機を最初にに披露した。自動化に秀でたオートコロは 80 年代か

本 格 的 に 導 入 し た の は 大 和 紡 績 で、1971 年 に はら 90 年代に市場を席捲する大ヒット商品に成長した。

BD200 型をチェコ製と豊田自動織機製（以後豊田製）

ローターの小径・軽量化やローターとオープニング

合わせて 250 台保有し、世界最大規模のローター糸生

ローラーの摩耗対策にダイアモンドコーティング処産を誇った。豊田製 BD の評価は高く、世界中から見理、繊維素材ごとに針布（メタリックワイヤー）形状

学が絶えなかったという 3-6）。得意な綿の太番手からやローターから糸引き出し口のネーベルの形状、トル商品化され、織ではタオル、デニム、帆布、編みではクストップ機構などの繊維素材や糸番手への最適化が下着、T シャツ、靴下などコモディティな用途から始進 み、1987 年、 ス ピ ン ボ ッ ク ス SE9 は 10 万 rpm、まり、合繊やそれらの綿とのブレンドへと試され、
ロー

1995 年の SE10（ローター径 30 mm）は 13 万 rpm に、

ター糸への期待は高かった。

さらに 1999 年の ITMA-Paris に出展の Autocoro-288の SE11 は 15 万 rpm に達した。
1992 年発行の ITMSS 出荷統計

戦後世界情勢の恩恵を受け繁栄してきた日本の繊維産業だったが、1960 年代に入るとアメリカの日本製

をみると既

3-5）
（注3.2）

繊維製品の輸入規制（日米繊維交渉）、1973 年の第 4紡績技術の系統化調査

133

次中東戦争の影響で産油国は生産量を削減し石油価格で通常リング糸の撚り数に対し 20% 程度高い撚り数が高騰、市場は冷え込み世界経済は危機に陥った。中が使われる。糸の伸度はリングより高いが、これは繊東の石油にエネルギー依存度の高い日本は電気代の高維が引き延ばされていないからで、初期歪が大きくな

騰に加え購買力の低迷、価格競争力をつけた新興国かり変形回復性が劣る原因である。

らの輸入品に押され、紡績は存続の岐路に在った。糸糸の均斉度は優れて高いが、繊維の配向は乱れるのに特徴を出しにくいローター糸への設備投資熱が冷で光沢が無いことや、糸が滑りにくく風合いが固くなめ、結果的にリング糸に回帰することになった。対照る。Ne30 よりも細い番手は苦手だが逆に太い番手は的に欧米では糸の生産コストだけでなく、後工程の効

得意で、短い繊維も有効に利用できること、糸内の隙率も合わせて多くの商品がリング糸からローター糸に間の広さからバルキーで吸水性・通気性がよい特徴を

置き換えられ、更なる高生産性、省人化が求められた。

もつ。

紡績テンションの上昇を抑え糸切れを防止しながらローター回転数を上げるには、ローターの小径化が効

134

3.1.3

2000 年代以降のローター式 OE 精紡機

果的だが、小径化は最外径の溝に繊維が集積する前にソ連邦の崩壊後、東ヨーロッパの経済的な混乱の中、糸に繊維が捕まり、糸軸に垂直な巻き付き繊維が発生

チェコのローター式 OE 機の老舗は解体し、シュラしやすい。ローター糸を観察すると（3 章 3.3、図 3.32

ホーストとリーターが引き継いだ。リーターチェコにローター糸の外観写真あり）、一定の撚り角度で規（Rieter Czeck）製 BT903 はスパンデックスコアヤー

則正しく配列する繊維に交じって、糸軸に垂直に巻きン（Rotona®）を紡績するローター機として注目され付く繊維や、逆方向の撚り角度の繊維が現れる。糸のていたが、スパンデックス糸の自動糸繋ぎを克服でき

表面に並ぶ繊維の配向の重要性が認識されるようにななかった。同時期、ストレッチ性のコアヤーンを村田

るのは、ローター糸が市場に出てからである。

はボルテックス機（No.861）で試みたが、糸強度、コ1980 年代の前半、糸品質を評価する指標としてよ

ア繊維の露出、繋ぎ品質、自動機の成功率、コアの有く使用されたのが糸強力及びその変動係数、糸の均斉無検出などハードルは高く、伸縮性コアヤーンは諦め、度、イブネス（Evenness）並びに IPI 値（Imperfection

非ストレッチ性のコア繊維に用途を限定している。

Index）で、撚り構造を考察することはなかった。な

ローター式 OE 機開発の先頭を走ってきたシュラ

ぜなら地上に存在する紡績糸はリングにしてもミュー

ホースト（Schlafhorst）は心臓部のスピンボックスをルにしても、あるいはキャップもフライヤーも撚り構

独自開発し、ズッセン（Süssen）からの供給を止めた。

造は同じなので糸の評価には同じ基準を当てはめれば2011 年 ITMA-Barcelona に単錘駆動、単錘ピーシン

よかった。ところがローター糸の均斉度は従来の糸にグの Autocoro-8 を出展した。タンジェンシャルベル

比べはるかに優れているのに、布に加工されると外観トでツインディスクを回転するズッセン方式を改め、も風合いも慣れ親しんで来た製品と異なり、どちらか

メンテナンス不要の非接触式マグネット軸受のローと言えば好ましくない評価を受けた。

ターモーターを搭載したスピンボックス SE20 は 20

これをきっかけに風合いや感性と糸の物理的な特性

万 rpm に達すると公表した。錘間距離は 230 mm ととの関係を明らかにする研究が注目されるようになっコンパクトに纏められ両面で最大 552 錘、パッケージた。この頃まで均斉な糸は、より好ましい布外観、

サイズはパラ巻きの時、最大径 350 mm、最大重量 7

風合いを期待された。人類が営々と築いてきた繊維製

Kg で織機の緯糸やワーパークリール交換頻度は大き品の製造工程が、従来型の紡績技術の結果から様々な

く減った。

3-7）

パラメターが最適化されていたことに気づき始めた。

2015 年 の ITMA-Milano の Autocoro-9 は 最 大 700

糸の撚り構造が異なれば当然それに相応しい最適解を

錘、2019 年 ITMA-Barcelona の Autocoro-10 は 768 錘、見出す作業が待っている。

さらに 2023 年の ITMA-Milano の Autocoro-11 は 816 錘

ローター糸の特徴は、繊維の再集積から糸形成の間に増えている。この間ローターの最高回転数（カタロに糸軸方向に繊維を引き延ばす力が働かないため、繊グ値）は 20 万 rpm で変化なく、ローター方式の限界

維の捻じれや曲がり、フックが矯正されることなく糸に到達したとみられる。回転数の上昇は生産量の増加が形成される。オープニングローラーからローターま以上にエネルギー消費が増え、撚り効率の低下で必ずでの繊維の移送中に繊維を引きのばす力は働かない。

しもコスト削減に対応しないと言われている。平均繊

従って糸内部の繊維空間は隙間が広く、繊維同士の接維長 22 mm 前後のアップランド綿（Upland Cotton;

触面積が少ないため糸の強度はリング糸に劣る。そこ

世界の綿市場で最も取引量の多い標準的な米綿）に小

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

径のローターでは、繊維が溝に集積する前に糸に捕まターに売却され、ローター式 OE 機のみが残っている。

る可能性が高く、糸品質から見て、綿では 29 mm 径

またイタリアのサビオは 2021 年ベルギーのバンデの 16 万回転が限界と指摘する専門家もいる。事実

ビーレ（Van de Wiele）に買収された。中国メーカー

2015 年の ITMA でリーター（Rieter）の R-66 はカーの中にも数社が全自動機を開発している。他方ピーシ

ド綿 Ne24（Nm40）をローター回転数 16 万 rpm、紡績

ングにオペレーターの補助が必要なセミオート機は

速度 210 m/min、撚り係数αm=120 で展示していた。

BD の愛称で呼ばれ多くの後継機が生産されており、

シュラホーストもまた 2019 年の ITMA で同番手のこの分野では淘汰されたヨーロッパメーカーの技術を

カード綿糸を 16 万 rpm で実演していたことから、こ受け継いだ中国メーカーの台頭が著しい。

の指摘は正しそうである。

ITMA-Asia（2018）の セ ミ オ ー ト 機（ 半 自 動 機 ）、

図 3.4 は シ ュ ラ ホ ー ス ト、 リ ー タ ー、 サ ビ オ のBD 型（注3.3）の実演回転数は 10 万 rpm から 12 万 rpm、

ITMA 出展最上位機種の最大ローター数（カタログ

欧州開催の ITMA に出展の全自動機が 16 万 rpm か値）をプロットしてみたものである。この図から明らら 17.5 万 rpm なので半自動機は全自動機の 2/3 の回

かなように、2000 年以降から多錘化が顕著になり、転数である。

回転数の上限に達したため、ローター数を増やす方向に進化して来たことが読みとれる。

ローター回転数の増加は糸の形成部でのテンションが増加するため、糸切れが増える。これを少しでも緩

ち な み に 1999 年 ITMA-Paris の Autocoro-288 は和するためにローターの小径化で回避しようと小径化

15 万 rpm、スピンボックス SE11 を搭載していた。

に向かったが、遠心力は角速度の 2 乗、半径の 1 乗に

2003 年の ITMA-Birmingham ではサビオの SFS3000

比例するので高速回転を実現しても生産できる製品がが 320 錘、Ne30 カード綿糸を 15 万 rpm、ローター無い。

経 28 mm、Ne6 カード綿糸を 8.5 万 rpm、ローター
径 40 mm で実演した。

これまでに多くの素材で小径化に伴う布の風合いの劣化が指摘されておりローター糸は機械的に可能な生産能力と市場が求める布の風合いにミスマッチが生じている。20 万 rpm の能力を持ちながら 2011 年から2023 年の 4 回の ITMA に 20 万 rpm での実演は行われていない。聞く限り納入された機械の仕様の多くに
30 mm 以上のローターが使われており、紡績テンショ
ンを下げる手段が無ければ使用できない能力になる。

（注 3.3） ローター式オープンエンド機は、糸継ぎにオペレーターの補助が必要な半自動機を BD型と呼びチェコスロバキアの BD200 に由来

図 3.4 ローター式 OE 機の最大ローター数の変遷（著者作成）

する。

2007 年以降、シュラホーストとの契約の切れたズッ
センはリーター（Rieter スイス）向けに SC-R、サビオ（Savio イタリア）向けに SC-S の名でスピンボックスの供給を始め、さらに中国メーカにも供給している。
1970 年代に 20 社以上が競合したローター式 OE 精紡機メーカーは次第に淘汰され、全自動機は 2000 年代
以降シュラホースト（ドイツ）、リーター（スイス）、
サビオ（イタリア）に絞られた。

3.2 空気仮撚り式結束紡績法
3.2.1

高 圧 空 気 の 噴 流 を 加 撚 に 利 用 す る エ ア ージェットスピニング

オープンエンド方式の研究開発が活発に進められていた 1950 年代、空気の旋回流を繊維の加撚に利用す

この間、多くのメーカーの離合集散が繰り返され、る研究も行われていた。初期には繊維をオープンエン

シュラホーストもスイスのエリコン（Oelicon）グルー

ド化するための手段として空気流の利用を考えていた

プに、さらにザウラー（Saurer）グループの傘下に入ようだが、細い管を吸引すると空気流は旋回運動を伴り、2022 年には自動ワインダー部門はスイスのリー

い繊維束の加撚に利用できそうなことが分かってきた。
紡績技術の系統化調査

135

1955 年 以 降、 ド イ ツ の 発 明 家 ゲ ッ ツ フ リ ー ト（Konrad Götzfried）は積極的に旋回流が生じるようなノズル形状に関して多くの特許を申請している 3-8）。
1962 年、東ドイツ Karl Marx Stadt 工科大のブルク
ハート（Burkhardt）は高速の旋回流を得るために圧縮空気を用いることを提案している。
イギリス、
マンチェ
スター大学のロード（P.R.Lord）はゲッツフリートの研究を継続し、カードから直接紡績することを試みている。彼らの一連の研究は日本で注目され、豊田は1961 年に渦流式オープンエンド精紡法の特許を出願

図 3.5

仮撚りノズル、撚り伝播抑制機構と吸引ノズルからなる Götzfried の紡績ノズル 3-15）

している 3-9）。さらに東洋紡は 1964 年から AS 型と呼ぶ渦流式精紡機を開発していた 3-10）。

しっかりした独創的なアイデアであることが分かっ

これらの研究は繊維のオープンエンド化と加撚を意た。これは 1970 年に西ドイツに出願された DE2049186

図しているが、アメリカのデュポン（DuPont）は 1950

（図 3.5）で、技術的な検討の結果、商品化出来そうな

年 代、 高 圧 の 旋 回空気流を用いアクリルのト ウ 紡

事が分かり以降数度の交渉の後 1973 年 11 月 8 日、こ績の特許の独占的使用権と試作ノズルの提供などを受けを始めている。これはオープンエンド化が目的（注3.4）ではなく繊維を交絡し糸状に束ねるもので、この延長ることで合意した（注3.6）。

線上に旋回気流で繊維束に仮撚りを作り、この仮撚りに補足されない一部の繊維が撚り戻りの際に繊維束に巻き付くことで糸を形成するアイデアとして 1961 年（注 3.5） 村田機械 OB の中原悌二氏と思われる。

に特許出願している。これを短繊維紡績に応用し（注 3.6） 1973 年の合意後も契約は補足、改訂されゲッたロトフィル（Rotofil、1972 年）は有名だが、一般にツフリードの全特許が対象に入り、彼の死

こ の よ う な 撚 り 構 造 の 糸 を 結 束 紡 績 糸 （Fasciated（1983 年）後も残された家族に契約は引き継が

Yarn）と呼んでいる。

れ、MJS 機の販売錘数に応じて特許の有効な

3-11）

BD200 の公開以降、ヨーロッパの主要な繊維機械

1995 年までロイヤリティが支払われた。

メーカーや研究機関がローター式 OE 機の開発に向か
うなか、日本では先に挙げた渦流式だけでなく旋回気流による仮撚り方式も研究されていた。東レ 3-12, 3-13）は村田はズッセンとの技術提携から 1972 年に始めたデュポンに注視し、1965 年に結束紡績方式の研究を

ローター式 OE 機開発とこの旋回空気流を利用する精始めており、三菱レイヨン（現、三菱ケミカル）も研紡機開発を天秤にかけた。ゲッツフリートの空気旋回究していたことが知られている流による仮撚り方式の方がローター式よりも高速化を

。

3-14）

期待でき、後発の村田が遅れを一気に挽回できるのではないかと考えたようだ。ローター式 OE 機は競合も（注 3.4） トウ紡績；トウ（tow）はフィラメント繊維

多くライセンス料も高額な上、先行するメーカーとのを束ねたもので、通常の紡績ではフィラメン

差を追いかけるにはすでに遅すぎたのだろう。こうしトをカットしたステイプル繊維を使用するが、てズッセンとの技術提携で始まったローター式 OE のトウ紡績はフィラメントを引き千切るスト開発プロジェクトを縮小し、1974 年から空気仮撚り

レッチブレーク（strech break）で繊維の端を方式のプロジェクトに集中することになり 1975 年で出してから撚りをかけて糸にする。

ローター式の研究を終えている。
ゲッツフリートから受け取った真鍮製のノズルは、繊維のバルーニングで独特の音が響くことから魔法の1971 年 ITMA-Paris に西ドイツの発明家ゲッツフ

笛と呼ばれた。しかし真鍮製の材料では繊維の接触部

リート（Götzfried）は自らのアイデアを売り込みに村の摩耗が激しく、糸品質を評価できないことから、材田を訪ねて来た。精紡機への進出を狙っていた村田は料の選定を進める中で出会ったセラミック部品製造

真偽を確かめるため、帰路、アウグスブルグに技術者

メーカーがもつ豊富な経験と熱心な探求心に助けられを立ち寄らせ確認したところた。優れた技術力を持つ、このような企業の存在が日、理論的な基礎も（注3.5）

136

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

本の物づくりの基礎を支えている。

て提供するには消耗品の寿命を根本的に伸ばさねばな

空気仮撚り方式は巻き付く繊維量の割合とその強さらなかった。リング精紡と同様なローラードラフトをを制御することが難しく、突発的抜け糸切れや、後工採用しながら、高速・高ドラフト紡績に伴う多くの課程で見つかる長く続く弱糸など、糸品質を保つことに題が実に短期間で改善されているのに驚かされる 3-19）。

問題があった。この課題を克服するきっかけになった

ドラフト部からノズル入り口までの随伴気流によるのが仮撚りを生成するノズルとは別に、巻き付き繊維

繊維の乱れをいかに制御するか、またフロントトップの発生量と巻き付き強さを制御するサブノズルをタン

ローラーやボトムローラーの偏心や傷による周期的なデムに配置するゲッツフリートの一連のアイデア

糸斑は高速精紡機では致命傷になる。この対策に糸信

3-16）号をデジタル化し、高速フーリエ変換で得られるパである（図 3.6）。
こ こ に 村 田 機 械 も 注 目 し た。 図 3.7 に 示 す よ う

ワースペクトルから不良部を特定するシステムを開発、ドラフト出口のフロントローラー 9 とデリべ

し 3-20）、これをスーパースペクトロン（Super Spectoron）

りローラー 16 の間に互いに旋回方向の異なる 2 個のと呼んでいた。この開発は後に想像以上の効果をもた

ノズル、サブノズル 3 とメインノズル 5 を配置し、メらした。MJS 糸の用途が織に限定されると緯糸に用インノズルの撚り生成効率が最大になるノズル形状といた時のモアレ（注3.7）の発生は織布工場では致命傷だ

噴流角度を決め、その撚りがサブノズルのバルーニン

が、これを未然に検知し、基準を超えるものは縦糸用グと干渉しないようにサブノズル出口にバルーンコンにと使い分けたのである。

に

3-17）

トローラー 4 を配置し、生成した撚りを確実にフロン
トローラーに伝え、またノズル入り口のオリフィス
11 と 13 は入り口に吸引力を発生させるために径を絞（注 3.7） シーツのような柄のない平織組織に顕著にり、それぞれのノズルの圧力を調整し、仮撚りの生成

みられる織物の欠点で。織機の織幅が決まっと巻き付き繊維量を制御することで安定した品質の糸ているため、もし緯糸に周期的な太さ変化がを高速で紡績できるようになった

あると、その変化が規則的に繰り返されるの

。

3-18）

空気仮撚り方式はリング精紡方式の 10 倍の生産速で互いに干渉し、布に模様となって現れる。

度に達するため、リング精紡機では使用できたエプロ

これをモアレ（moiré）と言う。縦糸に使用すンやコッツなどのゴム製品の寿命が短く、生産機としる場合、仮に周期的な太さ変化があっても隣り合う糸が同じ位相で並ぶ可能性は低く、むしろ互いに打ち消しあいモアレは発生しない。
緯糸の場合、単純な組織では緯糸は 2 色（2 個のフィーダー（給糸装置）から交互に緯糸を打ち込む）の場合が多く、4 色にすれば目立ちにくくなる。

1978 年には試験機をアメリカの紡績会社に持ち込
図 3.6

旋回方向の異なるノズルをタンデムに配置する
Götzfried のアイデア 3-16）

み評価を開始した。当初は粗糸の供給を前提にしていたが、供給頻度が高くオペレーターの負担が増えることからスライバー供給に変更し 1981 年の大阪国際繊
維機械見本市 OTEMAS に出展した。これをムラタ・ジェットスピナー（MJS）と呼び翌 1982 年からアメリ
カ市場に向けて納入が始まった。MJS-No.801 3-21）は鋳物フレームに 12 錘単位で最大 60 錘の片面機である。
16 インチケンス 2 列を機台背面に置けるよう錘間距離を 215 mm に、また機台長さは多くの工場で使われていた既設の 400 錘建リング精紡機（両面）の入れ替えを念頭に決めている。主な用途はポリエステル・カード

図 3.7

MJS の原理を示す特許 3-17）

綿混中番手（Ne20~Ne35）のモスリンシーツやプリン
紡績技術の系統化調査

137トクロス、ポリエステル・コーマ綿混（Ne36 〜 Ne40）のパケールシーツ、他にはポリエステル・カード綿混
太番手（Ne12 〜 Ne20）の作業服やユニフォーム、ボトムパンツなど織用途に採用された 3-22）。言い方を変えると風合いの硬さからニット用には悉く採用されなかった。
1983 年の ITMA-Milano に日本の 3 社（豊田自動織機、豊和工業、村田機械）はエアージェット精紡機を出展し、ローター式 OE が主流に成長する勢いを見せる中、仮撚り方式からの追及も可能性があることを印象付けた。1985 年の第 4 回 OTEMAS には東レエン
ジニアリング、豊田自動織機、豊和工業、村田機械の4 社がエアージェット精紡機を出展し、各社の技術者は互いにブースを訪問し情報収集に努めた。
東レは機種名を AJS101 と呼び両面構成の 120 錘建て、シングルノズルで巻き付き繊維が生成しやすいようなノズル入り口のファイバーガイド（コレクター装
置、図 3.8）やフロントローラーからノズルへ向かう
繊維の入射角などで繊維量の制御を試みた 3-23）。ポリエステル綿混のシャツ地をすでに市販しており、成功

図 3.9の鍵が用途開発であることを認識していた。

コーミングローラーとエアージェットのハイブリッド 3-24）

豊田の TYS（展示は両面構成 48 錘建）は 1983 年のITMA-Milano ではシングルノズル、両面 120 錘建て

ITMA-Paris に出展した。これは並列の 2 組のシングだったが、糸継ぎに使用するピーシング用ノズルを通ルノズルで独立に単糸を作り、その 2 本の糸をノズル

常の紡績中に使用することで実質、タンデムノズル構

出口で合わせると緩く絡み合うので、合糸してパケー成を試みていた。

ジに巻きあげることで合糸工程が不要になり、直接撚
コーミングローラー

糸工程に送られる。村田では MTS-No.881 と MTS-とエアージェットを組み合わせたが、空気の旋回流でNo.882（ムラタ・ツインスピナー）が同じコンセプト

コーミングローラーから出てくる繊維を捕捉できないで製造され、No.881（短繊維用 48 錘機）はスペインのので一旦ローターに集束し、できたローター糸をさら

サン・サルバドル（San Salvador）でダブルツイスターにエアージェット方式の仮撚りで追撚する。この時のNo.377（98 錘 x3 台）とリンクしサンシェード用先染め

撚り戻りで表面の繊維が結束し糸が完成する。コーミ

アクリル糸生産に用いられた。

豊和工業は図 3.9 のように

3-24）

ングローラー、ローター、エアージェットノズルと部

東レは 1989 年の第 5 回 OTEMAS に AJS102 を出品点数が多く複雑で、エネルギー消費の点でも商品化

展後、評価試験を海外で行っていたが 1990 年代前半

を見通せなかったのだろう。

に引き上げたのだろう。結局これらの結束紡績糸は受ドイツのズッセンはプライフィル（Plyfil-100（短繊維用）／ 200（長繊維用））という双糸機を 1987 年のけ入れる市場が少なく、村田を除き 1990 年代中頃までには全てが撤退したものと思われる。
3.2.2

シングルノズルとタンデムノズル

エアージェットスピニングにはシングルノズル方式（デュポン、東レ）と、互いに旋回方向の異なる 2 個のノズルを直列に並べたタンデム方式（村田）がある。
図 3.10 は 2 組の対ローラーに把持された繊維束を示している。このローラー対間で繊維束を加撚すると、
図 3.8

138

結束紡績法の基本構成 3-12）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March① 加撚部の左右に方向の異なる同数の撚りが作られる。この撚りはローラーを送れば互いに打ち

図 3.10

エアージェットスピニング（シングルノズルとタンデムノズル）の違い（筆者作成）

消しあって右のローラー対を出た後は撚りは消滅するはずである。

3.2.3

MJS の紡績原理と仮撚り方式の限界

MJS は機械的な加撚機構が無く、空気の旋回流で② ところが実際には左のローラー対を出てくる繊繊維束をバルーニングすることで撚りを生成する。繊維の全てが加撚体の撚りで捕捉されるわけではな

維束はフロントローラーとデリベリーローラーに把持く、一部の繊維は繊維の動きに引きつられて共にされ、その間に 2 個のノズルが並ぶ。図 3.11 に示す

移動するが撚られていない。これらの繊維は拘束ように N2 は仮撚りを生み出すメインノズルで、このされていない自由繊維で、中心部にある仮撚りで旋回空気流が繊維束をバルーニングすることで撚りが捕捉された繊維束が撚り戻る時に緩く糸に巻き込発生し、その撚りがフロントローラー出口に伝播し、まれる。このような自由繊維は繊維端が拘束されリング精紡と同様にドラフト出口の繊維を捕捉する。

ていないので繊維にテンションが掛からず、巻きN1 ノズルは N2 ノズルの撚りで捕捉されない繊維を付く力が弱いため糸強力を出しにくい。また自由繊維束の表面に巻き付けるとともに巻き付け繊維量をに動く繊維量を制御することも難しく、常に一定制御する。芯の繊維群の撚りは加撚部の N2 を過ぎれ量の繊維を自由繊維にできる保証はない。

ばデリベリーローラーに達するまでに撚り戻り、N1③ これに対しタンデムノズルではメインノズルに捕捉されない繊維はフロントローラーで把持された繊維の先端側がサブノズルの吸引で繊維にテンションが付加されて中心部の繊維束に巻き付く。
これがメインの撚り戻りでさらに巻き込まれるため糸強度が高まるとともに、メインノズルとサブノズルの旋回空気流の強さを紡績速度、繊維素材、糸番手に合わせて撚りの強さと自由端を持つ繊維量が最適になるようノズル圧力で調整できる。
なおこの図は S 撚りの糸の場合で、Z 撚りではノズ
ルの空気の旋回方向を逆にすればよい。村田機械のMJS はこのタンデムノズル方式を採用することにより、部品数と消費流量のデメリットよりも安定した糸の強度を優先した。
図 3.11MJS の紡績原理（村田機械資料）
紡績技術の系統化調査

139

図 3.12 150 カウントシーツ（E/C、Ne35/1）（筆者撮影）
左 Ring × Ring        右 MJS × MJS

で巻き付けた繊維をさらに締め付ける 3-25）。N1 と N2

まったのはポリエステル・レーヨン混の 2 インチ繊維は互いに逆方向のトルクを持つのでそのトルクがバラを用いた廉価なウールの代用品でインド、パキスタン

ンスした状態で糸が出来上がる。このため変形しにくなどの市場でスーツやズボン用に採用された。
図 3.13 に MJS 系機種名の変遷を示す。因みに MJS

く剛直な糸になる。
編みではふくらみが乏しくループ目が乱れやすい。

は Murata Jet Spinner, MTS は Murata Twin Spinner,

織では隙間の広い痩せた布外観で、ペーパーライクと

RJS は Roller Jet Spinner の略である。アメリカではネガティブに表現されることが多かった（図 3.12 参

エアージェットスピニングは、空気旋回方向が互いに照）。半面、糸が緩みにくいのでピリングが発生しに逆の 2 個のノズルをタンデムに配置した村田方式の仮

くい、通気性が良い、しゃり感があるなどの特徴を謳

撚り紡績法を指し、Murata Spinning とも呼ばれた 3-26）。

う製品に受け入れられた。

また図 3.14 に MJS 単糸系のカタログを示す。この間に自動化、省力化、汎用化、操作性、保守管理に関係

MJS は No.801、No.802、No.802H、No.802HR、する様々な試みが行われた。

No.8R2 とフレーム構成の設計変更に合わせて機種番

例えば No.801 では 1.5 インチファイバー用に加え号を変え 2012 年に生産を終了するまでの 30 年間に累て綿用のドラフト装置を追加、ドッフィングはパッ

計 3,000 台弱販売している。その 7 割以上はアメリカ

ケージサイズからヤーンクリアラーの糸走行時間を元に納入された。エステル綿混の織布が主な用途で、他にした糸長に、フロントローラーの連結をウレタンにポリエステル 100 %、レーヨン 100 % の裏地やポカップリングにすることで芯出しの容易化を計った。

ケットなどにも使われたが紡績の主力にはなれなかっNo.802 ではさらに 2 インチファイバーに対応のドた。 ま た 双 糸 用 の ム ラ タ ツ イ ン ス ピ ナ ー（MTS-

ラフト装置を追加、3 線から 4 線ドラフトにすること

No.881、No.8R8）や仮撚り生成のメインノズルをゴムでハイドラフトと糸の均斉度改善を、またフレーム構

ローラーに置き換え、機械的に加撚することで高速化を狙ったローラージェットスピナー（RJS-No.804）なども含まれる。
MTS-No.881 は 2 本の糸をメカ的に結ぶと巨大なコブになるので、一定の距離を取ってそれぞれの糸を結ぶノッターの開発やダブルツイスターとの連結（パッケージ搬送）、ツイスターに糸掛けロボットを載せた自動生産システムで省力・高生産性を追求したが、仮撚り方式の撚り構造では双糸に求められる品質に応えられず、この分野で受け入れらる商品は少なかった。
期待したカタン糸（ミシン糸や刺繍糸）は糸強度と光
沢、糸の滑り易さなどの要求品質に及ばなかった。他には紫外線劣化対策の必要な先染めアクリルのサン
シェードにも使われたが布に膨らみがなく市場は広がらなかった。ツインスピナーで比較的生産量がまと140

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Vol.33 2024. March

図 3.13MJS 系の機種番号の変遷（筆者作成）

図 3.14MJS のカタログ

No.801, No.802, No.802H, No.802HR

成を鋳物から板金へ軽量化し台当たりの錘数を 60 錘

クリル部にリング精紡機で標準的な 3 線のローラード

から 72 錘に増錘した。パッケージ巻取りの綾振りをラフトと MJS 方式のエアージェットノズルを置き、スチールベルトからカーボンロッドに換え、軽量化と粗糸を紡績しながら編み機に糸が供給されるが、編み寸法精度の向上、騒音の低下を図った。紡績ノズルを機に紡績機能を持たせる必然性を見いだせない。

高速対応の H26 型（消費流量は従来型と同じまま噴流
口数を増やすことで加撚力を高め 240 m/min の紡績速度に対応）に、ドッフィング後の糸掛けは直接空（注 3.8） 機台間の通信機能を内蔵し、精紡機の生産、チューブに巻き付けることで別置のスターターワイン

品質、保守管理を担う総合システムで、Super

ダーを廃止し、糸継ぎ方式をメカ的なノッターとスプ

Spectron と IA により構成される。スーパー

ライサーを交換可能にした。また糸継処理能力を高め

スペクトロン（Super Spectron）は MJS 独自るために糸継キャリッジを 2 台乗せにした。

の品質管理システムでヤーンクリアラーの糸No.802H はファンシーヤーンの生産を意図して 5信号の時系列変動から糸の均斉度を、またデ線ドラフトに、高速紡績時の撚り伝播を助けるため、ジタル化し FFT 変換によりパワースペクト

デリベリーローラーとフロントローラー間距離を短ルの周期的成分を抽出し、機械的不良部の特縮、糸番手が Ne30 よりも細いこと前提でノズルを定、異常錘を警告または停止するシステム。

H3 型（バルーニング回数を増やすためノズル内径をIA-3 は Inteligence Analyser-3 の 略 で、 速 度

細くし 300 m/min の紡績速度対応）に、糸品質管理とやドラフト比などの紡績パラメター設定と、機台設定・生産管理を受け持つスーパースぺクトロン

運転効率、作業効率、生産量、自動機のミス（Super Spectron）と IA-3 を統合した率など生産・保守管理を担う。ヤーンクリア。

（注3.8）

No.802HR では 801 から採用してきた各軸駆動のギラーから得られる糸品質と合わせメンテナン
スに関する情報の分析と作業指示を行う。

アボックスをバリピッチに換え設定変更操作の容易化と安全性を改善した。
No.8R2 は高速対応機の RJS（350 m/min）とドライ
ブエンドフレームの共通化を行っている。
2012 年、村田は約 30 年間続いてきた MJS 方式の精紡機の生産をやめ、空気渦流式オープンエンドのボ
ルテックス方式に絞り込んだ。

3.3 空気渦流式オープンエンド紡績法
3.3.1

ボルテックス（VORTEX®）紡績法の発見

MJS 方 式 の 紡 績 法 は ド イ ツ の 編 み 機 メ ー カ ー

MJS 方式で綿紡績を追求する過程で、繊維長が短Mayer&Cie のスピンニット（Spinit）と呼ぶ精紡機とく不揃いな綿では撚りが安定してフロントローラーに丸 編 み 機 を 一 体 化 し た 機 械 に 引 き 継 が れ 2011 年

伝わらず高速化が困難なこと、何よりも糸の撚り構造

Barclona と 2015 年 Milano の ITMA に出展されたがが特異なため布の風合いがリング糸のものと大きく異

それ以降の見本市出展は見られない。丸編み機の給糸なり、アメリカのポリエステル綿混・織布用の中番手紡績技術の系統化調査

141

を除き日本や欧州で受け入れられる製品が少なく、仮これにより紡績速度はバキューム方式の倍になった

撚り方式の限界に直面していた。対して同時期に自動が 100 m/min に届かず、何よりも糸品質が大きくリ

機の導入評価が始まったローター式オープンエンド精

ング糸に劣るためウール紡績を断念した。ここでウー

紡機は、80 年代を通しアメリカ市場の 50% を占め、

ル紡績に合わせて決めていた紡績室のディメンジョン

綿 100% の編みで Ne28（Nm47）より太い番手、織でを短繊維紡績用に小型化することで紡績速度は改善では Ne20（Nm34）よりも太い製品の大多数がリング糸

きそうな感触を得た。

からローター糸へと置き換わっていった。全世界を見

しかしこれだけでは綿は紡績できないし撚りも解撚ても 1990 年代リング糸市場の 20% を置き換えていた。

できない。そこでスピンドルと呼んでいる回転筒の前

村田は MJS 方式の限界を強く認識し、1985 年ごろにスライバーを導くガイドバーを加えた。これは紡績から新たな可能性を模索した。リング糸のような風合の開始時に先にフィラメント糸を通してから繊維を流

いと糸強度を得るには実撚りであること、そのためにすと連続して糸が出来るので、このフィラメントの役

はオープンエンドを実現しなければならなかった。世

割を代替する物があれば紡績できるのではないかと考界中で試されてきたアイデアを再検討し、加撚方式をえたからである。旋回気流中を飛ぶ繊維が一本の棒先

様々に組み合わせてみたものの展望は開けず開発は行に次々に捕捉されて出来上がる綿菓子を思い浮かべてき詰っていた。

いたのだ。

1987 年、 ア メ リ カ の バ ー リ ン ト ン（Burlington

1989 年 6 月、一本の針をスピンドルと呼ぶ管の先

Industries）社から共同開発の提案があった。バーリ端に設置すると連続して綿糸を紡績できることが分

ントンはウール紡績を意図してバキュームスピニング

かった。しかも解撚できる実撚り糸である 3-30, 3-31）。こを研究していた 3-27）。バキュームスピニングは図 3.15の針が繊維のオープンエンド化、つまり撚りが上流ののように側面に吸引穴の開いた筒の中に繊維束を通ドラフトローラーの出口に伝播することを防ぐ機能をし、繊維の端が内壁に吸引された状態で、この筒を回持つこと、針の代わりのエッジでは紡績は出来るが撚転すれば吸引で飛び出した繊維の端が中央の繊維束にりが上流に伝播し、開繊が不十分なことも分かった。

巻き付きながら糸が作られ引き出されていく。しかし吸引で繊維端を拘束することはブロアーの負荷が大きい事と、同品質の糸を複数錘で紡績することが難しい。
さらに高速化には筒の回転数を上げる必要があるが、回転が速いと繊維端が引き出されない致命的な課題を抱えていた。初期の渦流式を研究していたゲッツフ
リートやロードが吸引流で繊維のオープニングや加撚を試みていたが、結局エアージェットスピニングは吸引方式では安定した紡績を実現できず、圧縮空気を使う方式になった。吸引流速が上がらないことも課題である。そこで図 3.16、3.17 に示すように吸引で繊維を旋回するのではなく、管に引き込んだ繊維の後端に圧図 3.16

エアーノズルの噴流で繊維後端を開繊しスピンドルに巻き付ける 3-28）

縮空気を吹き付けることで開繊と加撚効果を狙った 3-28, 3-29）。

図 3.15142

バキュームスピニング

国立科学博物館技術の系統化調査報告

3-27）

Vol.33 2024. March

図 3.17 回転スピンドル（空気軸受）＋
エアーノズルの組み合わせ 3-29）

図 3.18 に示すスピンドル 6 は元々バキュームスピニ

される糸を正確に繋ぐには、3 ms 以内に処理する必ングの名残りで、リング糸並みの糸強力を得るために要があり、非現実的な制御を求めていた。ピーシング

空気軸受を採用し、ノズル 17 の噴流の旋回方向とははパッケージ側の親糸を細いスピンドルと紡績ノズル

逆方向に数万 rpm 回転させた。しかし実際に出来上を通過させた後、さらにノズル入り口前まで導き、新

がった糸はトルクが高く、パッケージから糸を解舒出

たにドラフト装置から供給される繊維を重ねて紡績ノ来ない事が分かり、回転を止め固定した。今でもスピズルを通すのだが、親糸を細いスピンドル穴に挿入す

ンドルと呼んでいるのはこの時の名残である。スピン

る技術や、突き出た針を回避しながら、ノズル入り口

ドル回転を止めることで消費流量を半減できたことも前に指定の長さの糸を導く技術が必要で、解決は困難

製品化を勇気づけた。

を極めた 3-32）。

図 3.19 は 1994 年に実験に使用していた SUS 製のこれらの課題を抱えたまま 1997 年 OTEMAS に後ノズルの内部を調べるために縦方向に切断している。

継機 MVS-No.851（最大 72 錘、紡績速度 400 m/min）

この頃から生産機向けのセラミック材料への検討が本を 3 台、その内訳は Ne18 を 56 錘機、Ne28 と Ne40

格化し、有名なセラミックメーカーから多くを学んだはそれそれ 24 錘機、全てカード綿で出展したが、一がスピンドルの先端の摩耗対策が見つかるまでに数年

般公開はせず一部の招待者に留めた。No.851 の錘間を要した。結局、MJS にも使用してきたノズル材質

距離は 18 インチケンス 2 列が収まるように 235 mmが最も優れていることが分かった。

とした。この見本市で No.851 は多くの引き合いがあっ図 3.20 に MVS（Murata Vortex Spinner）方式の機

たが納入できたのは 300 台にも満たなかった。原因は種名を示している。MVS-No.850 は最初のボルテック

ピーシングの調整が煩雑すぎて現場の手におえない事

ス方式の機械で 1995 年にアメリカの織、編布それぞである。事実、後工程のトラブルや布の不良原因のれで代表的な 2 社、スプリングス（Springs Mills）と90 % 以上がこの糸継ぎに関係していた。

ラッセル（Russel Corporation）に紡績工程と、最終製

実際にボルテックス機が公開されたのは 1999 年の品の評価用として 72 錘機がそれぞれ 33 台と 4 台納入

ITMA-Paris で、カード綿の Ne40 を 350 m/min で紡された。糸継方式が確立しておらず糸継時の糸の貯留績した。多くの技術者や研究者で機械の前は終日埋ま

手段がないため、ローター式 OE 機が採用している

り、日に日にその数は増えマスコミの取材も絶えな

ピーシング方式を用いた。しかし 400 m/min で紡績かった。この間、MJS と MVS のフレームを共通化し、

図 3.18

図 3.19Vortex 方式の発見 3-30）

金属製試作ノズル断面（1994 年）（筆者撮影）

図 3.20MVS/VORTEX 系の機種番号の変遷（筆者作成）

紡績技術の系統化調査143コラム：宇野稔と松井勇
ボルテックスノズルの開発は宇野稔（京都工芸繊維大学名誉教授）の貢献無しには実現しなかったかもし
れない。1990 年から約 5 年間、開発チームの仕事を見守った。組織されたばかりの流体解析チームにボルテックスノズル開発の格好の課題を与えたのである。特に流れの可視化技法、数値流体力学によるシュミレーショ
ンの妥当性や評価方法の検討、結果の見方、次に確認するべきポイントなど、隔週で報告会を主催し、その議事録が残されている。航空機のプロペラ設計技術者として三菱重工に勤務し、戦後、新制大学の開校で教員に採用され、留学先のノースカロライナ州立大学で学生が使用する教科書の翼理論を見て、日本との技術差に愕然となったそうである。
留学時に学んだ統計解析学を帰国後受け持ち、繊維機械の研究者としてエアー
ジェットルーム、ウォータージェットルーム、オープンエンド精紡機、丸編み機など広い範囲で論文や解説、書籍が遺されている＊ 1。
恩師でもある宇野に協力を求めたのは、この当時村田機械 R&D センター長兼任の松井勇で紡機開発を主導し、MJS 技術部にあった研究部を解散し、新たに繊維機械事業部に研究開発部を設け、研究開発センター
7 階に個性の強い、精神的にタフで業務に余裕がありそうな技術者を集めた。ミッションは『リング糸のように解撚でき、リング糸と同等の引張強度でローター式 OE 糸よりも高速で綿紡績可能な手段を見つけること』『何を作れば売れるか分からない時代に、必ず売れることが分かっているテーマは楽しいじゃないか』と、。
一見無茶な課題に 1 年間自由に研究せよと、これ以上はあり得ないプレッシャーを各自に求めたのである。
目立つ成果の出ないまま何回かのローテーションで構成メンバーも変わっていった 1989 年 4 月、ここに配属された森茂樹は僅か 3 カ月に満たない 6 月にこの課題に成功した。ボルテックス紡績法は最後の瞬間を、この現象が発見されるのを待っていたのだろう。直ちに検証が繰り返され、具体的な機械のイメージを共有するための検討も始まった。主要なメンバーは紡績全般に明るくロボット化の得意な馬場進、紡績ノズルの開発にスプライサーノズルの経験豊富な出野宏二、それに発見者の森茂樹（リーダー）である。以後、開発段階に合わせて必要な人材を集め、空気渦流式精紡機開発チームが作られた。当初、綿紡績とウール紡績の両方を目論んで始まったが、ウール紡績に求められる糸品質から大きく劣り、改善も見通せないため綿紡績に集中して取り組んだ。紡績ノズルの形状が固まってきた 1993 年末に、4 年後の 1997 年大阪国際繊維機械
見本市 OTEMAS に合わせて販売を開始すると決まった。松井はスプライサー、何よりも自動ワインダー開発の成功体験から、多くの機械を現場で連続運転し膿を出しきることが成功への近道と信じていた。しかし精紡機は一旦作った糸を元の繊維に戻せないため、不良品を作り続ける高いリスクを背負っており、試作機の導入台数の多さが現場対応に手足を縛られる原因にもなった。村田が望んだことではないが、導入を急ぐ紡績会社の要求を断り切れず、
1994 年 9 月に翌年 3 月からの納入を契約せざるを得ない状況に追い込まれた。
まだ形もない時に『村田は必ず実現する。これまでもそうだったし、この先もそうなると信じている』とス
プリングス（Springs Mills）は全く引き下がる気配はなく、『客が不完全でも構わないと言っているのにメーカーが拒むのは理不尽だ』と粘られ、結局、33 台の契約の内、6 台を 1995 年 3 月まで、ここで 2 か月猶予を貰って、残りの 27 台を年末までに納入する契約書に松井はサインした。運転確認どころか、設計パラメター
すら決まっていない状況でフレームを出荷することになったのだ。それでも運転開始に間に合うよう昼夜 2
交代、休日返上で試験を繰り返し、思いつく限りの準備をし 2 月に船積した。1995 年にアメリカに納入した試作機 MVS-No.850 はトラブルの連続で、部品の交換、加工、再調整を繰り返した。特に悩まされたのが排気ダクトにファイバーが詰まる問題で、表面処理、部品のジョイント部の僅かな段差、隙間、塗装斑など
見えにくい、また手の届かない至る所で発生した。時間を稼ぐため現地で対策品を準備しようとシャーロット（Charlotte、ノースカロライナ）近郊で加工場を探したが、結局、古くから自動車産業で栄えた五大湖周辺の金属加工場に持ち込むことになった。試しの数個で様子を見てから数台分手配すると、全く使用できない結果に愕然とした。量が多いので部品の調整に多大な時間を浪費し、疲弊し、客は生産計画が進まぬことに苛立ち、現場はストレスから体調不良者が続出したが投げ出すことも出来ず、ただひたすら目の前の問
題解決に取り組んだ。これが現場の膿だし作業である。根本的な課題の糸継をどうするか、またコッツの寿命と研磨、糸道に沿ってゴムローラーやセラミックの摩耗など、本質的な課題解決を見通せないまま、次々に新たな問題を抱え込んでいった。
＊1

144

宇野稔監修・革新織機編集委員会、革新織機、日本繊維機械学会、1964 年
宇野稔、塩見昭、木瀬洋共著、オープンエンド紡績、理工新社、1970 年

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March図 3.21

MVS-No.851、MVS-No.810、Vortex861、Vortex870、Vortex 870EX のカタログ

ボルテックスノズルを搭載した機械への要求が高ました VORTEX-No.861（最大 80 錘）で、主な仕様はワ

り、MVS-No.810（最大 72 錘、紡績速度 350 m/min、

インダーで実績のあるエアースプライサーを標準搭載

錘間距離 215 mm）として 2001 年の OTEMAS に出展

した糸継ロボットを 4 台まで載せることで、カード綿した。これにより MJS 方式の仮撚りで一旦ドラフト

糸のような糸欠点数の増大に対応、光学式のデジタル

出口の繊維を捕捉してノズルを通過させた後、ボルクリアラー（オプションで色糸検出機能付き）、糸のテックス方式の紡績に切り替える技術を確立した 3-33）。

形態変化から糸品質を瞬時に評価するシステムを装備

残るのは糸の貯留手段で、これが糸繋ぎの最大の難することで糸品質管理を強化、5° 57ʼ のコーン巻き、題だった。貯留装置があれば実績のあるスプライサー

最高紡績速度 450 m/min、バックローラーの独立駆を採用できる。糸を貯留する理由は 2 つある。ボルテッ

動などである。No.861 は No.810 の錘間距離 215 mm

クス紡績では紡績速度の変化で糸の撚り構造が変わるを継承したため自動機の動作スペースに余裕がなく、ため、糸継時だけ速度を遅らせることができない。ま2011 年 の ITMA-Barcelona に 出 展 の VORTEX-

た一旦静止したパッケージを紡績速度に合わせて急速No.870（最大 96 錘）は錘間距離を 235 mm に戻した。

に立ち上げることができない。これらの速度差を吸収

デリベリーローラーを廃止し糸の貯留を兼ねたフリクするバッファー

ションローラーで糸を引き出す機構に換えたことで 3-35）は高速化に向かうには避けては通3-34）

れない技術で、各錘単独に制御する必要がある。

紡績テンションが安定し、糸の不良部の減少と共に光スプライサーが搭載できれば、正確に不良部を検出

学式クリアラーの糸形態評価と紡績テンションの検出できるヤーンクリアラーも必要になる。これらの要望

精度が向上し、機械の信頼性、糸品質の両面で真にを満たす機種が 2003 年の ITMA-Birmingham に出展

VORTEX と呼べる機種に成長した。さらに 2019 年

図 3.22

2012 年から 10 年間と 2021 年単年度の出荷錘数比率
ITMSS2021 に Vortex を筆者追記

換算比 Rg:Ro:Vo=1:6.5:20

紡績技術の系統化調査

145

ITMA-Barcelona に は VORTEX-No.870EX を 出 展、
最高紡績速度は 550 m/min に引き上げられた。

て以来、ヨーロッパ主要メーカーの開発の噂は何度か

この間にボルテックス方式の精紡機、及びその糸を聞いたが、2011 年の ITMA-Barcelona にスイスの Rieter

VORTEX としていくつかの国で商標登録し機種名にから J-20 と呼ぶ Vortex 方式の出展があった。J-20 はした。ボルテックス紡績が村田機械の開発した独自のOE ロ ー タ ー 機 の フ レ ー ム に ロ ー ラ ー ド ラ フ ト と技術であることを訴求するためである。村田機械は模Vortex ノズルを載せ、ケンスを機台下に抱える両面造品を警戒し中国への販売を制限していたが 2009 年

機（最大 120 錘、錘間距離 260 mm）で、設置スペースに解禁した。以後、VORTEX 機の半数以上が中国向のアドバンテージを訴求した。リーター社のボルテッ

けで、図 3.22 に示すように着実に精紡錘数の占有率

クス機は試作の J-10（2008）、その後継機 J-20 を経てを高めて来た 3-36）。2021 年単年度を見ると全世界に2015 年 の ITMA-Milano に J-26（ 最 大 200 錘 ）を出展

13.9 百万錘（リング精紡錘数換算）が出荷され、その（注3.9）
した。J-26 は村田のポリマスター（Polymaster Ⓡ ）17 % が Vortex 機で村田機械は世界最大規模の精紡機に相当するノズル内部を自動洗浄する装置を搭載して供給メーカーになった。2020 年からほぼ 3 年に渡るいるという。2019 年 ITMA-Barcelona では村田、リー

パンデミックによる人の移動制限は高速生産・自動化・

タ ー（Rieter）に 続 い て、 ド イ ツ の シ ュ ラ ホ ー ス ト

省力化の流れを加速している。

（Schlafhorst）からオートアエロ（Autoairo）、インドⓇ

2022 年度の速報値では糸需要の逼迫、コロナによのラクシミ（Lakshmi）から LJS9 という試作機が出展る物流の滞留、部品の供給不足など、納期に間に合わされた。またイタリアのサビオ（Savio）は 2023 年のない異常事態の長期化といった不安定要因が重なる中ITMA-Milano に ボ ル テ ッ ク ス 方 式 の 試 作 機 リ ブ ラ

での数字であるが、2021 年に比べ出荷錘数は 1,960 万（Lybra） 16 錘をアクリルのメランジ糸で出展してき錘と大きく増えている。リングは前年度と変化なく、た。また過去に中国国内の見本市に村田のコピー機とボルテックスは物流の影響で部品が入荷せず、11 %疑わしい機械が何度か出展されており、2023 年 3 月

減らしている中でローター機は 2 倍に増加した。中国

時 点 で 複 数 の 中 国 メ ー カ ー が Vortex-861 あ る い は内での生産が多く、移動規制の中でも中国生産の占め

Vortex-870 を真似たと思われる機械を紡績工場で評る割合の高いローター機への影響は少なかったようで

価中と現地から連絡が入っている。

ある。各紡績方式の割合はリングが 50 % を割り、ロー

ボルテックス方式の先進性が認知されてくるにつター方式が 39.6 %、ボルテックス方式が 10.6 % となっれ、参入するメーカーも増えることは間違いない。こた。

の紡績法の可能性を疑う人はいないだろう。本調査報

図 3.23 は 2013 年から 2022 年までの単年度の出荷

告を執筆中に開催された ITMA-Milano（2023 年 6 月）

錘数（リング換算）を示している。2022 年度はローターに出展されたボルテックス方式の精紡機は村田、リー式とボルテックス式の合計が初めてリング精紡錘数を

ター、シュラホースト、サビオの 4 社で、前回 2015

上回った。

年のラクシミは出展しなかった。この方式の優位性が

図 3.23146

1999 年の ITMA-Paris でボルテックス機が公開され

国立科学博物館技術の系統化調査報告2013 年から 10 年間の年間出荷錘数と各紡績方式の比率
ITMSS2022 に Vortex を筆者追記

Vol.33 2024. March

認められるとともに、販売競争の激化が予測されるが、オープンエンド化と同時に管内に旋回流を生み、その高速の自動機の開発には多くのノウハウが詰まってお旋回力で糸がバルーニングすることで、オープンエン

り、静的なコピーは取れても動的な自動機を真似るこド化された繊維を捕捉しながらノズル室から糸が引きとが簡単でないことはローター機の歴史においても明出されていく。
豊田の例では繊維の供給方向の流れと糸の走行方向らかである。

は同じで、繊維の曲がりやフックなどを矯正する力が作用しにくいため、糸強力を得ることが難しい。また（注 3.9） ポリマスター（POLYMASTER ）は繊維か®

らの脱落物が紡績ノズル内へ堆積することを防止するための装置で、3.5.5 に解説している。

繊維は拘束されず両端がオープンエンドになるので、廃棄される繊維も多くなるだろう。
東洋紡 AS の紡績原理は、ドラフトした繊維を吸引で旋回流の生じる管に送り出し、繊維をオープンエン
ド化する。この繊維群を旋回流の排気方向とは逆方向

3.3.2 初の空気渦流式 OE 精紡機、東洋紡 AS 型とポーランドの PF-1に引き出すと、オープンエンド化した繊維は交絡して糸を形成する。この時、加撚効果を高めるため高圧空話を続ける前に世界で最初に渦流式精紡機

気を排気の旋回方向とは逆向きに吹き付ける。東洋紡（Luftwirbelspin Verfahren、Air Vortex Spinning）

は吸引による旋回流の加撚作用に頼らず、圧縮空気にと呼ばれたポーランドの PF-1 と東洋紡の AS 型に触よる加撚力を使用し旋回方向を互いに逆にすることでれておく。村田機械が 1997 年の OTEMAS に MVS-加撚力を高め、空気の排出方向の逆方向に糸を引きだ

No.851 を出展する 30 年前、東洋紡はすでに AS 型とすことで、捕捉される繊維に延伸力が作用するように呼ぶ空気渦流式 OE 精紡機の開発を行っていた 3-10）。

配置している。

1964 年には豊田自動織機からも渦流式加撚法の特許が出願されている （図 3.24）。
3-9）

これら 1950 年代から 1970 年代の空気渦流方式の基PF-1（最大 192 錘）はポーランドの Lodz 繊維研究所
が 開 発 し、Polmatex-Wifama か ら 1975 年 の ITMAMilano に出展された。これに関する情報は多くは無に 始 ま り、Burkstadt、いが、特許 3-37, 3-38）を見ると（図 3.25）、空気渦流の運Lord に連なる研究の延長線上にあり、PF-1 はその帰動エネルギーで吸引ダクト 7 から繊維を旋回気流中に結と言えるかもしれない。共通しているのは繊維の両引き込み、その半径方向成分と繊維の回転による遠心端がオープンエンド化され空気流に乗るため、繊維の力とを釣り合わすことで、紡糸管内の一定水平面 10

配行を揃え引き延ばすことが難しい。吸引流が繊維のに繊維が集束する。

本 的 な 考 え 方 は Götzfried

図 3.243-8）

空気渦流式オープンエンド（左から Götzfried、豊田自動織機、東洋紡 AS 型）紡績技術の系統化調査

147

3.3.3

ボルテックス（Vortex）紡績原理と撚り構造

MJS に代表されるエアージェット精紡法は、空気の旋回力で繊維束をバルーニングすることで仮撚りを作るのだが、ボルテックス方式は個々の繊維を空気流と共に飛走させるだけで、空気の旋回エネルギーで加撚するわけではない。繊維の先端をスピンドルと呼ぶ
細い穴に導き、後端がオープンエンドになるように繊維を分離しながらスピンドルから引き出せば、フリーに飛走する後端はスピンドルの入口で空気流に沿って配列するので、引込む速度（紡績速度）に比例して旋回角速度も変わり、巻き付き角度は紡績速度によらず
図 3.25 PF-1（ポーランド）
空気渦流式オープンエンドの原理図 3-37）

一定になると考えている。
図 3.26 3-42）はスピンドル先端部の空気流と繊維の移動、糸との関係を模式的に示している。ここで紡績速

同心円筒中心の細い穴 4 から糸を挿入すると、糸端

度を Yv、微小時間Δ t の間に繊維 f0 は f1 に移動し、f0は紡績室 1 壁面に到着する前に旋回し始め、紡績室上上の点 P0 は P1 に移動すると仮定する。この間スピン部の排気口 8 に向かう繊維を捕捉するので、これを引ドル先端では微小角度Δθ繊維が旋回する。スピンド

き出せば連続的に糸 5 が作られる。6 の吸引力と 8 のル内に引き込まれる繊維長Δs が糸軸に対しγの角度

排気のバランスで 10 に繊維の定常的な集束面が形成

で巻き付き、糸の半径を a（= スピンドル内半径）、ス

されることで、排気と共に流出する繊維量の問題を克

ピンドル外半径を R とすると、図 3.26 の下図から回服したという。

転角速度、スピンドル先端部の繊維の速度は次式で表Ne20（Nm34、29.5 tex）ポ リ エ ス テ ル 糸 で 回 転 数せる。

55,000 rpm、紡績速度 70 m/min を得たがローター糸に比べ糸品質が大きく劣ったとある 3-39）。またポーラン
ドとアメリカで商用機が稼働しており、アメリカでは
椅子生地用にアクリル糸、Ne20 から Ne24 を 150 m/
min から 120 m/min で紡績しローター式 OE 機を上回ったとある 3-40）。そもそも吸引で旋回流を生むのはエネルギー消費量が多く、多数錘を同じ条件に揃えることが難しいのは誰しも経験することである。糸種、番手範囲などの汎用性が無いのか、後継機の噂は聞かず撤退したのであろう。
これらゲッツフリートに始まる空気渦流式オープンエンド法は、オープンエンド化することに拘り、糸の形成に重要な繊維を引き延ばし、曲がりやフックなどを矯正する機能が不十分で、仮に紡績できても糸品質的に見て既存の市場への参入は困難だろう。また完全に両端オープンエンド化した繊維の多くは拘束が無い
ので糸を構成せずに排気流と共に失われる可能性も高まる。空気流を繊維のオープンエンド化に利用し実撚り構造を目指した点でボルテックス方式の先駆者と考え る が、 こ の 時（1975 年 ITMA）す で に ロ ー タ ー 式
OE は 10 万 rpm に達し、自動化に向けて動き出しており、それを上回る魅力を見いだせなかったのだろう。
図 3.26148

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Vol.33 2024. March

円柱スピンドル（上）と糸（下）3-42）

Δθ/Δ t =（Yv/a ）・tan（γ）

（3-2）

ドル先端の紡績油剤痕と上式は図 3.27 に示すように

Δ r/Δ t = -Yv/cos（γ）

（3-3）

よく一致する。
図 3.28 はスピンドル先端部を側面から見たものでここで繊維の進行方向は中心に向かうので、r の向空気の噴流の方向（青の矢印点線）、繊維の走行痕がよくわかる。繊維 f0 が f1 に向かう傾きはきをマイナスにとっている。
t =0 のときθ=0、r=R の初期条件から・tan（γ）・t
θ=（Yv/a ）（3-4）

r = R-Yv/cos（γ）
・t 

（3-5）

Δz/Δx = 1/tan
（ζ）

（3-6）

tan（ζ）=（R/a ）sin（γ）/cos（α）-tan（α）（3-7）の関係で表せる。スピンドル先端部の繊維群は、噴流が得られ、スピンドル先端（上面）での繊維の移動軌とスピンドル軸との交差角αで配列し、スピンドルに跡が分かる。ポリエステル紡績の際に得られたスピン

引き込まれることで繊維が巻き付き、糸が作られる。

図 3.27

図 3.28

スピンドル先端（上面）に残る繊維の走行痕 3-41）

スピンドル側面の繊維の走行痕（油剤痕）と噴流（矢印点線）3-42）紡績技術の系統化調査

149

噴流速度はスピンドル先端部で音速をはるかに超繊維群は、後端側がスピンドルの外にありオープンエ

え、糸の走行速度が 600 m/min としても秒速で 10 m/s

ンド状態なので、旋回気流の影響を受け、加撚作用がにすぎず、紡績速度の 50 倍から 60 倍で空気は流れる

ゼロではない。この低い撚り（core twist）の上に後端ので、繊維一本一本が空気に乗って飛走すれば、繊維を広げた繊維が巻き付くため（cover twist）、撚り角

は一定の巻き付き角で糸を形成する。このことが更な度は 2 つの母集団からなると考えている。オープンエる高速化を期待するゆえんである。

ンド化しにくい繊維からなる糸は低い撚り角度の繊維

ボルテックス方式が発見されるまで、精紡機は機械的な手段で直接繊維束を撚って糸にしてきた。エアー

プンエンド化されやすいので cover twist の割合が

ジェット精紡は空気の旋回力で繊維束を加撚した。ボ高い。

ルテックス方式には繊維束を加撚する物理的な回転体

図 3.29 はポリエステル 100 % から E50/C50、E35/

は無く、分解した繊維を空気に乗せて飛ばすだけで良C65、綿 100 % まで、ポリエステル（38 mm 等長）とい。

綿の混率を変えた時の、糸（Ne30、Nm50、20 tex）の先にボルテックス法は空気の旋回で加撚するのでは

撚り角度（横軸）の観察回数を表している。この時のないと云ったが、正確にはすでにスピンドル内にある

綿 100 % 糸は、平均撚り角度 20.7°、メジアン 22°の正（縦軸 :

図 3.293.30

150

集団の割合が増え、反対に綿のように短い繊維はオー

撚り角度）

綿とポリエステル繊維の混率の撚り角度分布への影響 3-42）

繊維撚り角度の観察例

国立科学博物館技術の系統化調査報告

発生回数、 横軸 ;Vol.33 2024. March

綿 100 % ボルテックス糸、Ne30（筆者測定）3-41）規分布だが、ポリエステルの混率が増えるにつれ、集応じて撚り角度が変化し正規分布している。

団が 2 つに割れ、21°付近のカバーツイストの他に 10°

ボルテックス糸の撚り角度分布は 2 つの母集団から付近にコアツイストが現れる。このコアツイストは紡構 成 さ れ、 こ の 例 で は 22 ° のカバーツイスト（cover

績速度の影響を受けると考えられ、他の紡績方式と同

twist）と 10°近辺にコアツイスト（core twist）が現れ様に低速時に高トルクな糸になる。紡績速度 450 m/ている。このコアツイストは速度と共に頻度が高くな

min は同じだが、綿 100 % 糸はノズルの仕様が綿専るのが分かる。カバーツイストは紡績速度に依存せず、用で他と異なり、図 3.26、3.28 に示す空気流とスピン同じ撚り角度を示すことに注意してほしい。先の円柱

ドルの交差角αが僅かに大きく、頻度カーブのメディ

スピンドルモデルで示した撚り構造が当てはまる。

アン値がずれていることがわかる。これらの撚り角度

図 3.32 は糸の中心から表面までの撚り強度の変化

分布の測定は、糸の表面のイメージから画像処理で繊を模式的に示している。糸は Z 撚りの場合で、リン維の撚り角度を見ているので、糸の内部構造を観察しグ糸のような従来方式の糸は、中心から表面まで同じているわけではないが、糸表面からの観察だけでも糸撚り強度を持つ。ローター糸は表層の一部の繊維が大構造変化を予測できると考えている。

きく乱れるが、内層は均一に撚られている。仮撚り方図 3.30 は測定例で、20 m の糸長から 0.24 mm 間隔式の MJS 糸は、殆どの繊維が無撚に近い S 撚りで、で切り出した約 83,300 の観察窓（拡大図内のサーク

表層の一部の Z 撚り繊維とトルクが釣り合って糸をル）のそれぞれの画像から、繊維の傾き角度とその部形成している。ボルテックス糸は一見 MJS 糸のよう分の糸径（2 ドット間距離）を測り、撚り角度の発生数

な結束糸の外観を呈する糸種もあるが、低い撚りと通を得ている。

常の撚り強度の 2 集団からなり、撚りの向きは同じだ

図 3.31 に Viscose 100 %（Ne30、38 mm、1.2 d）のが糸種、番手で母集団の構成割合を変える。綿の割合

リング糸（700 twist/m と 850 twist/m）、ボルテックが高いほど繊維のオープンエンド化が進み、殆どの繊ス糸（紡績速度 350 m/min と 450 m/min）における撚維が通常の撚り角度（cover twist）を示すので普通にり角度の観察回数を示す。リング糸は指定の撚り数に開撚できる。綿でも Ne10 などの太番手糸や等長の人（縦軸 ; 発生回数

図 3.31

横軸 ; 巻き付き角度）

RING 糸（700、850 twist/m）と Vortex 糸（350、450 m/min）の撚り角度発生数分布
Viscose 糸（Ne30、38 mm、1.2 d）3-42）紡績技術の系統化調査

151

図 3.32

紡績糸の撚り構造

造繊維では、オープンエンドになる繊維が減少し、低い撚り角度（core twist）の繊維群の割合が高くなる。
撚りの強さを表す指標として撚り係数が使われる。
撚り係数は糸を構成するすべての繊維が糸の内層、外層に関わらず同じ構造であることを前提にしている。
異なる番手の糸に同じ撚り効果を期待して定義され



√ Nm

,

√ Nm

（3-10）、（3-11）となる。リング精紡のトラベラー回転数 nt はスピン
ドル回転数を ns 、ボビンの糸層外径をϕb と置くと
𝑛𝑛� � 𝑛𝑛� ��（3-12）

���た。糸の撚り数 Tm（1 メートル当たりの撚り数）は糸であるが、上式の第二項はスピンドル回転数に比べ十番手 Nm（1 グラム当たりの糸長 m）と撚係数αm で表分小さいので、第二項は無視でき、結局トラベラー回

され Tm＝

転数はスピンドル回転数と見て良い。糸の撚り数の定√ Nm の関係にある。ローター糸もこの関係が成り立つが、通常、綿紡績では撚り効率の良い
Nm20（Ne12）から Nm40（Ne24）の時αm=120 を中心に、110 から 130 が使用される。

義から、リング方式もローター方式も

Nm ,Nm（3-13）、（3-14）

番手が細くなるにつれ撚りの生成効率が低下し、撚の関係にあり、細番手になるほど（Nm が大きくなる）

り係数も高い値を設定する。勿論、この係数は要求さ

紡績速度 v を下げなければならない。これに対しボれる糸の強伸度や使用する繊維特性により変わり、実ルテックス方式では、紡績速度は糸番手に依存しない。

撚りのリング糸をαm=100 と見ているので、ローター

細番手紡績に向かうほどボルテックス方式の生産性の糸は従来型の糸に対し 10 % から 30 % 程度高い撚り

優位さが際立つことになる。繊維量が少ない時、オー数に設定することになる。英国式表現では 1 インチ当

プンエンド化しやすいため撚り構造的にも好ましく、たりの撚数 Ti 、撚り係数αe は解撚できる糸種も増えてくる。図 3.33 にそれぞれのNe , αm=30.3αe（3-8）、（3-9）

紡績方式によるヴィスコース糸、Ne30 の外観を示す。
ローター糸に特有の糸軸に対し垂直に巻き付く繊維がの関係にある。解撚できない糸は撚り数を定義でき観察されるが、これは繊維長に対しローター径が不十ないので、当然これらの関係は適用できない。従来型

分な時に発生しやすい現象で、生産性を優先した結果、の紡績糸は全て実撚り構造なので、この関係が当ては

ローター回転数を高く取ると紡績テンションが高くなまる。糸の撚り数は番手が細くなるにつれ増えていく

り糸切れが増えるので、これを緩和するために小径化ので、リングならトラベラー回転数 n（rpm）、ローtに向かった結果である。布の風合いを劣化させる要因

ター式ならローター回転数 n（rpm）の上限は機械的
rになることが知られている。

に紡績速度 v（m/min.）を規定し、それぞれ

152

Ring、Rotor、MJS、Vortex3-42）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. MarchRING

くことを利用する。しかしバキュームで繊維端を引き出すことはブロアーの負荷が大きいだけでなく、筒の回転速度を上げると繊維端が出にくくなる。また錘間差が大きく、糸物性を揃えることが難しいなどの基本的なところで行き詰まり市場に出ることなく退場した。

ROTOR

フリクション式（吸着ローラー加撚式）、図 3.34 3-44），
図 3.35 3-45）も 1970 年代から 80 年代に華々しく語られることがあった。フリクション式というのは平行に並
ぶ 2 本または 1 本のドラムに吸引孔が開けられ、ドラ
ム表面に繊維を集束し、ドラムの回転で繊維を転がし

VORTEXながら軸方向に引き出せば繊維束に撚りが入る。吸引
ドラムの周長に比べ糸径がはるかに小さいので簡単に転がる繊維束の回転数を上げることが可能で、実験室レベルで 500 m/min の紡績速度という報告がある 3-46）。

図 3.33 糸の外観比較
Lenzing Viscose, Ne30, 38 mm, 1.33 dtex（筆者撮影）

3.4 他にリング紡績に代わる方式はないか
この節はすでに解説した紡績方式以外の、生産機として扱えるレベルに達していた紡績方式について述べる。
フリクション式は高速化の点では魅力があるが糸の強度が弱いため、コアヤーンのように強度の補強を兼ねて機能性フィラメントをコアに用い、糸の外表面を反毛などのリサイクル繊維で覆うような用途に可能性があるだろう。機械コストを考えると一般衣料用途では採用されにくい。仮撚り式交絡法は撚糸機にかけて
初めて糸としての強度を保てるが、そのままでは使用できないので、双糸以上の複数合撚糸用となると製品用途が限られる。綿のような短繊維では糸の強度から扱いにくいので人造繊維の長繊維になる。しかし、こ図 3.34 フリクションスピンニング
DREF-2（Dr. Ernst Fehler）3-44）の分野は紡績糸からフィラメントに置き換わる傾向にあり、市場開拓に課題が残る。
3.4.1

フリクションスピニング、吸着ローラー加撚式オープンエンド紡績法

ボルテックス紡績法が見つかる約 20 年前、生産性の弱点を克服する手段として、バキューム式（図 3.
15）3-27）とフリクション式 3-43）のオープンエンド紡績法が注目された。
バキューム式は通気孔を多数打ち抜いた管に繊維束を通し、筒の外側からの吸引力で繊維の端を引き出したまま筒を回転すれば、繊維が内層の繊維束に巻き付

図 3.35 フリクションスピニング（Platt Saco Lowell-Master Piece）3-45）

紡績技術の系統化調査

153この分野の開拓者はオーストリアのフェーラー（Dr.

利用されている 3-47）。超太番手やリサイクルの反毛繊

Ernst Fehler）で彼の名を冠した一連の機械は 1975 年

維のような短い原料も有効に使えるので、再資源化の

ITMA-Milano に 出 展 の DREF2、1982 年 に DREF3、要望が高まれば復活するかもしれない。ブロアーの負改良を加えながら 1999 年の ITMA-Paris に DREF2000、

荷の問題と吸引パーフォレイト・ローラーの目詰まり

さらに 2003 年の ITMA-Birmingham では DREF3000

対策が課題として残っている。

と開発が続いたが、Dr.Ernst Fehler の死後 2007 年にマレーシアの投資会社 Nordin Technologies に買収された。

フェーラーのバキューム・ローラー（パーフォレイ

1983 年の ITMA-Milano にプラット・サコローエル

ティッド・ローラー perforated roller）はその後、意外（Platt-Sacolowell、 イ ギ リ ス ）と ハ リ ン グ ワ ー ス

な用途で画期的な製品を生み出す。1989 年 ATME-（Hollingsworth、 ア メ リ カ ）か ら マ ス タ ー ピ ー スGreenville にドレフ・スピンテスター（DREF Spintester）（Master Piece）と呼ぶフリクション精紡機 2 台が出と呼ぶ機械が展示された（図 3.37）。5 線のダブルエプ

展され、綿 Ne30/1（210 m/min）とアクリル Nm24/1

ロンドラフトで直接スライバーからドラフトし、2 番（250 m/min）を実演し、中番手の普通糸の可能性を目のエプロンドラフトを出てフロントローラーに渡る提案した。自動化はハリングスワースが受け持ち、糸繊維束の中央を微弱なエアーを吹き付けると繊維束は継ロボットとドッフィングロボットを搭載した

2 分割され、それぞれが独立したスピンドルに巻き取

Master Piece Type894 が 1987 年 ITMA-Paris に出展られていく。分割された繊維幅を規制し、撚りのトラ

され綿 100% の Ne24 を 300 m/min で実演し大いに期

イアングルを狭め繊維の捕捉を助けるためにフロント待されたようだ。

のボトムローラーに吸引ローラーを使っているのだ。

フリクション方式の課題は紡績中に繊維を引き延ばフェーラー（Dr. Fehler）の狙いはリング精紡機のスす力が働かないため、糸はボリュームがあり柔らかい

ライバーツーヤーン（Sliver to Yarn）でが、繊維のフックや歪みを矯正できず糸強力が低いこ経ることなく練條から直接精紡機にスライバーを供給と、吸引を利用するため基本的にブロアーの負荷が大し、1 工程減らすことを意図していた。しかし練條ス

きいこと、錘間で同じ糸物性を得られるかなどがあげ

ライバーケンスの設置スペースが足りず、スライバーられる。プラット・サコローエルはソフトな風合いのの分割を思いついたそうだ。しかしこのような提案に

ニット製品に向くとして、多くの場でこの紡績法の可関心を示す人は現れず、フェーラーはドイツとスイス

能性を語ってきたが、普通糸では機械コストに見合うのリング精紡機メーカーに共同研究を持ち掛けた。ことは考えにくい。実際に紡績工場での評価を聞いた事れに応じたのがリーターである。

粗紡工程をが無く、試験室レベルで開発を中止したと思われる。

リーターの関心は勿論スライバーツーヤーンではな

糸強度を補うためフェーラーの DREF（図 3.36）はく、リング精紡法にとってドラフト出口の繊維の広が通常の紡績糸だけでなく、コアヤーンとしてカーペッりを抑え込むことがいかに重要かを改めて認識したのトやブランケット、インテリアなど特殊な資材用途にだろう。リーターのコンパクトスピニングはドレフ・

図 3.36 Dr. Ernst Fehler の DREF-2,
フリクションスピニング 3-47）

154【吸引孔付きローラー】

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

図 3.37

ドレフスピンテスター（筆者作成）

スピンテスターのバキューム・ローラーが起点になり

ら粗紡を経ずに直接リング精紡機に供給する。ドラフ

1995 年の ITMA-Milano に初めて出展された。だがこト比を取るためにエプロンドラフトを 2 箇所に入れたの時点でリーターの展示が話題になることはなかっ

5 線ローラードラフトで、ケンスを並べるスペースがた。コンパクト糸が注目されるのは実際に最終製品が不足するのでリング精紡機の片面のみ使用し、片面に世に知れ渡ってからである。

ケンスを配置するのだが、クリールの距離が長くなり、

1999 年 ITMA-Paris にはリーターの他にドイツの途中でスライバー抜けが起きやすい。そこでケンスのズッセンとチンザーも吸引方式が異なるコンパクト機近くから 2 本の平ベルトでスライバーを挟み込み、リを実演した。さらに 2003 年の ITMA-Birmingham に

ング精紡機のドラフト入り口へ運ぶことを試みていは吸引式の他に、物理的にスライバーの幅を規制するる。当然だがオペレートしにくいので現場には不評で装置がスイスのロータークラフト（Rotorcraft）から製早々に撤退するのだが、なぜこの時期にズッセンとド品化された。ドラフト部出口の繊維幅を機械的に規制

レフがスライバーツーヤーンを試みたのか。偶然なのすることは既設のリング精紡機を簡単に後付け改造でか、そのような要望があったのか、1960 年代から 70

きる上にブロアのランニングコストも不要で、これを年代にかけて日本では多くの紡績が試みたスライバー採用している紡績工場も多い。このようにコンパクト

ツーヤーンを、20 年遅れでヨーロッパメーカーが試

スピニングはブームを迎え、今ではリング精紡機の標していた理由を語れる人を見つけられなかった。

準的な機能になっている。

おそらく 1980 年代、自動化されたローター式 OE

ドレフが ATME にスピンテスターを出展した頃に機が綿紡績糸の主要な用途のタオル、デニム、帆布なドイツのズッセンはリングカン（Ringcan）と呼ぶスラ

どの太番手カード綿糸でリング糸の市場を次々に置き

イバーツーヤーンを提案している。練條スライバーか換えていったことから、その対策としてリング紡績のコラム：『革新的紡績システムの技術開発補助事業』
日本の紡績業の国際競争力強化を図り、先進国型繊維産業として再活性化に必要な基本技術の開発を目的に、産官学共同事業が行われた。委員長に堀川明大阪大学名誉教授、ここに通産省と日本紡績協会、日本繊維機械協会のメンバー企業からなる運営委員会のもと、紡績業のあり方、そのための技術開発の方向づけが審議され、結果 4 つの基本技術と 2 つの共通技術開発グループに分かれ設備機器メーカーと紡績会社が協力して研究を行った。基本技術の一つに革新的高速紡績技術の開発が提言され、1984 年から 1987 年までの 4
年間、フリクション式 OE 紡績の研究が実施された。1988 年 3 月に報告書（財団法人綿業技術・経済研究所から社団法人日本繊維機械協会へ委託）にまとめられている 3-48）。グループメンバーは〇東洋紡績、大和紡績、倉敷紡績、日清紡績、〇村田機械、豊和工業、豊田自動織機（〇は当研究グループの幹事会社）で、単錘機での実証試験まで行われており、この段階では先行する欧米メーカーに遜色ない結果に達している。
しかし商業機開発に進むには既存技術に対する優位性、将来性を描けなければ次のステップに踏み出せない。
紡績速度は期待したようにローター式を上回るが、機械コストとランニングコスト、自動化などの総合力で先行するローター式に対抗できるかどうか、糸に秀でた特性があれば用途開発次第で可能性も広がるだろう
が、欧米メーカーを見ても 1990 年以降停滞し、特殊用途のドレフを除き商業生産の実績はない。
提言には革新的前紡技術開発、超高速リング精紡技術開発、多品種生産技術およびシステム管理技術開発
が、また共通技術として原綿前処理による可紡性改善技術と色物・異物識別センサー技術が挙がっている。
これらの提言の多くがすでに実現しており、その意味では提言の方向性は正しかったと言えるだろう。超高速リング精紡技術に関しては 5 万回転を目指して始まっているがトラベラーとリングの摩擦係数の低減や、リングそのものを高速回転することなどが試されたようだが、高速回転に伴う糸のテンション増加、毛羽立
ちなどの糸物性の劣化を克服する手段が見つからずに断念している。超高速と言えるかどうかは別にして「当面の目標であるスピンドル回転数 3 万 rpm 領域での長時間安定紡出の可能性は高いと考えられる」3-49）と結論づけているが、そこから 30 年以上経過したが実現できていない。逆に現在から過去を振り返ると、この提言で見逃された課題が分かる。リング精紡方式で作られる糸の風合い、光沢、強度などの特徴をさらに引き上げる方向で、またコアヤーンやスラブ糸などのファンシー糸の製造技術と同時に多錘化に向かって進化して来たことである。コモディティ製品の多くがローター式やボルテックス式、あるいはフィラメント糸に置き換わりつつある中で、よりニッチな分野にシフトしていくことを示唆しているのかもしれない。
紡績技術の系統化調査

155

方でも何らかの生産性を上げる必然性があったのかも普通である。イギリスの繊維機械メーカーのプラット・しれない。粗紡工程を省く試みの一つだった可能性がサ コ・ ロ ー エ ル（Platt Sacolowell）か ら 販 売 さ れ、ある。

Platt STS Mark-2 と し て 1975 年 の ITMA-Milano,
1979 年の ITMA-Hannover にも出展された。

3.4.2

セ ルフツイストスピニング、機械式仮撚り交絡紡績法

さらに 1983 年にはプラット・インターナショナル
から Platt-STS888 として ITMA-Milano に登場してい梳毛紡績では精紡機に供給するトップ（綿紡績ではる。しかし撚りのない仮撚り構造で繊維を束ねている

粗紡の篠に相当）を準備する練條機がある（ギルあるだけなので汎用性が無く、これに合う商品を作り出さ

いはラビング機とも呼ばれる）。ウールのような長繊ないと市場が広がらない。高級素材のウールは、今で維は繊維が太く、品質バラツキも大きいことから、単もミュールが使用されているように風合いが重視され糸での使用は難しく、双糸を撚糸して使用するのが普商品開発が難しい。その後プラット・インターナショ

通である。このトップは僅かに撚りを付与することでナルからマカート（Macart イギリス）に渡り、STS-

形態が保たれる。ローラー・ドラフトでドラフトを掛

888 の後にスチーム加熱によるアクリルのバルキー加

けながら、2 本のエプロンベルトで繊維束をはさみ、工装置を組み込み、間欠的にワインダーに糸を巻き上

片側あるいは両側のベルトを左右に繰り返し動かすとげ る Macart-S300 と し て 1991 年 ITMA-Hannover に

繊維束は転がり、ベルトの進行方向に従って S 撚り

登場した。

と Z 撚りが相互に繰り返されるので互いに絡み合い、

2007 年 の ITMA-München に は Macart-S300 の 他

これをトップに巻き上げる。この技術を応用し、ベルにザウラーグループ（Saurer スイス）のアルマ（Allma

トの代わりの上下のローラーの片側、もしくは両ロードイツ）からもウインスピン（WinSpin, 図 3.39）と呼ぶ

ラーを左右に繰り返し振れば SZ の交互の撚りが繊維

仮撚りの交互撚りを利用した精紡機が出展された 3-51）。

束に付与される。

加撚部の位置が合糸後に重ならないよう糸道の距離を

オーストラリアのサイロ研究所（CSIRO）がこれを変えて撚り方向の位相をずらしている。

応用しセルフツイストスピニング（Self Twist Spinning）

これら機械式の SZ 交互撚りよりもさらに単純に繊と呼び、Repco Spinner Mark-1（図 3.38）として 1971

維を交絡し束ねるだけならエアージェットによる仮撚年の ITMA-Paris に出展した。甘い仮撚りのままではり方式がある。高圧空気の旋回流を利用して仮撚りを後工程で使用できないので撚糸機で追撚することにな

生成すれば容易に高速で SZ 交絡糸が得られる。1988

るが、仮撚りを機械的に付与するだけなので 200 m/

年モスクワで開催された軽工業展 INLEGMASH ‘88

min 以上で紡績できる。

にソ連から試作の単錘機が出展され、出来上がった毛1971 年 ITMA で最も成約の多かった機械で羊毛紡
績関係者からはローター式以上に期待された

糸の手編みを実演していた。

。通

エアジェットの仮撚りを利用し繊維を交絡すること

常、殆どの紡績糸は単糸で使用されるので双糸の撚糸で、合糸した糸をパッケージに巻き取る方式の機械のは特殊な用途になるが、ウール分野ではむしろ双糸が完成形が 3.2.1 で述べたズッセン（Süssen ドイツ）のプ

3-50）

ライフィル（Plyfil）と言える。村田の双糸機 MTS は結束が強いこと、糸軸に沿っての撚り強度の変動が大きいため、撚糸の際に撚りが均一に伝わらず、期待し

図 3.38 Repco- Spinner Mark-1
村田社内資料（見本市報告）156

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

図 3.39Saurer Allma-WinSpin の加撚部 3-51）

た風合いを得られなかった。双糸の撚糸はそれぞれのて交互撚りがある、② 実質撚無し、に分類し代表的

単糸の撚り方向と撚りの強さが揃う従来型の紡績方式な機械を当てはめた。
プラット・サコローエル（Platt-Sacolowell）のキスホの糸が好ましい。
2007 年の ITMA-München を最後に仮撚り交絡紡績

ルム（Chisholm）3-57）は 1 リング、Ⅱ オープンエンド

法の ITMA 出展はなく、淘汰されたものと思われる。

（Rotor、Friction、Air Vortex）、Ⅲ セルフツイスト
として Repco、Selfil、TwinSpin、Trend、Rotofil を、Ⅳ 無撚として Cover Spun、Fasciated を挙げている

3.5 紡績方式の分類

が、手段と精紡機が混乱していて分かりにくい。
トロンマー（Trommer）3-58）の分類は最初にⅠスラ

従来型紡績方式の生産性を克服するために様々な手

イバーが繋がっているか、Ⅱ 個々の繊維に分離する法が提案され、試行錯誤を繰り返してきた。紡績工場

かで分類、つまりオープンエンドか否かで分類し、続で生産機として評価される段階にたどり着いたのは数いて繋がっていればさらに撚り構造から① 実撚り、える程で、市場に残れるのは稀である。これらの試み

② ラッピング、③ 交互撚り、④ 部分的な実撚り、⑤は紡績方式として分類されている。例えば無撚に分類し、分離しているときは① ローター式、は糸の形成手段からⅠ 実撚り挿

② エアーボルテックス式、③ フリクション式に分類

デリヒス Derichs

3-52, 3-53 3-54）

3-55）

入法、Ⅱ 仮撚り挿入法、Ⅲ ラッピング法、Ⅳ 接着及している。

び融着法に 4 分類し、さらにオープンエンド方式とそ

結局、Ⅰ 精紡機に供給するスライバー（繊維束）がうでないものに分け、そこに代表的な機械（精紡機）

巻取りまで繋がっているか、途切れているか、つまりを当てはめている。

オープンエンドか否か、Ⅱ 撚り構造が実撚りか、仮浅野忠七男（東洋レーヨン）ら 3-56）は糸の撚り構造か撚りか、あるいは無撚か、Ⅲ 加撚する手段によってらⅠ 実撚り、Ⅱ 無撚、に分け実撚りを① 一様な撚り分類でき、精紡機はこれらの組み合わせのどれかに当がある、② 内外層の撚りが一様でない、③ 糸表面のてはまる。

一部に撚りがある、の 3 種類に、無撚は① 糸軸に沿っ表 3.1

繊維束の連続性

撚り構造

連続

実撚り

精紡方式と代表的な精紡機

代表的な精紡機
リング、ミュール、フライヤー、キャップ、 手紡車

連続仮撚り 結束糸
エアージェット（シングルノズル）

連続仮撚り 結束糸
エアージェット；村田 -MJS, 村田 -MTS（注3.10）（タンデムノズル） 機械式とエアー複合；村田 -RJS

連続

相互撚り
SZ 交絡糸連続

無撚
ラッピング糸連続無撚
接着糸オープンエンド
（不連続）

実撚り
OE 糸

；DuPont-Rotofil, 東レ -AJS, 豊田 -YJS,
Süssen-Plyfil（注3.10）

機械式；Repco-Spinner Mark1, Platt-STS888,
Macart-S300, Allma-Winspin

フィラメント+ 溶融ポリマー；Platt-Selfl, Leesona-Coverspun（注3.11）；Bobtex-ICS（注3.12）
オランダ繊研 -Twilo（注3.13）
Rieter-Pavena（注3.14）

ローター式
フリクション式
空気渦流式（注3.15）；Investa-BD,Schlafhorst-Autocoro, Rieter-R；Fehler-DREF2,

DREF2000, Platt-Master
Piece；村田 -MVS851, Vortex870, Rieter-J20（注 3.10） ズッセンの Plyfil と村田の MTS は独立し

（注 3.11） アメリカのリーゾナ（Leesona）社の案でた単糸を合わせ、双糸としてパッケージに巻

ローラードラフトした繊維束を中空ボビンにき上げる。合糸工程を省いて撚糸機に送られ通して、表面にフィラメントを巻き付け固定る。

した無撚糸。整布後にフィラメントを除く。
紡績技術の系統化調査

157

同様な方法はドイツのインゴルシュタット

OE 紡績でリング方式の 5 から 8 倍の紡績速度で多様（Ingolstadt）も提案している。また規則性のな繊維素材に対応できる。コーマノイルや反毛のようあるラッピングではないがエアージェット方に短繊維を多く含む素材でも無駄なく糸に加工でき、式の仮撚りを利用することで繊維束にフィラ

オープンエンド化により実撚構造の糸になる。オープ

メントを交絡するアイデアが東洋紡から出てニングローラーの開繊効果から糸欠点が少なく、粗紡、いる。これもフィラメントのラッピング方式

巻き返しの両工程は省略され、練條回数を 1 回に減らと考えられる。

すことも行われている。しかし Ne30（20 tex）よりも細い用途にはあまり使用されていない。リング糸の持（注 3.12） カナダのボブテックス（Bobtex）社の案で、つ光沢や柔らかさ、ふくらみといった嗜好的な要素やコアのフィラメントを溶融ポリマーと共に押物理的な強度でリング糸に代われない領域が存在する。

し出し、これにステイプルファイバーを重ねエアージェット糸はそもそもオープンエンド化を諦て仮撚り方式で固定する 3 層構造糸の製造方

め、仮撚り方式で生産性を求めリング糸をどこまで置法。ICS は Integrated Composite Spinning

き換えられるかを試してきたといってよい。オープンの略。

エンドを諦めると実撚り構造を実現できない。実撚りを実現しなければ紡績素材の 60 % を占める綿製品の（注 3.13） 原料繊維に予め PVA（Polyvinyl Alcohol）

多くを取り込めないし、なによりも布の風合いがリン

繊維を一定量混合し、ローラードラフト、エグにはるかに及ばずローター糸に比べても固い。生産

アーノズルの仮撚りで束ねた後に乾燥した無性はリング精紡の 10 倍に達するが最終製品を受け入撚糸。これを整布後、PVA を洗い落とす方法。

れる市場が少ない。
図 3.40 のように表層の 10 % 以下の繊維群が、撚り

（注 3.14） スイスのリーター社の案で糊剤で繊維を接方向が逆の内層の繊維束に螺旋状に巻きついて糸が形着した無撚糸。ツイロー（Twilo）同様に整布成される。メインノズルの噴流で生じるバルーニング後に洗浄工程で糊を落とす。

運動で繊維束を加撚し、この撚りをフロントローラー
へ伝え、ローラーから送り出されてくる繊維を捕捉す（注 3.15） ボルテックス糸の外観が等長繊維では仮撚る。捕捉できなかった繊維はサブノズルの旋回気流でりの結束糸に似ているため誤解を招きやすい

内層の繊維束に巻き付けられる。内層の繊維束の撚りが、ボルテックスはオープンエンドで実撚り

戻りの力で表層の繊維はさらに強く結束する。2 組のになる。しかしオープンエンド化出来ない繊繊維群の撚り方向は逆向きなので、互いのトルクがバ

維が等長繊維では多く、中心部から外層へとランスする状態で糸の構造が定まる。このため糸は外マイグレーションする繊維があたかも 2 群の力に対し変形しにくく風合いも固くなる。

撚り角度集団で構成されるように角度を変え

MJS は旋回気流で繊維束をバルーニングして仮撚るため、リング糸のような滑らかさで解撚しりを生成するのだが、剛性が高い素材や繊維量の多いない。

糸は、空気の力では十分な加撚力が得られず、撚りが伝播しにくい。このため高速化を目的に空気に換えて機械的な手段で撚りを伝えたニップベルト方式（図3.5.1

それぞれの紡績方式の限界と特徴

3.41）3-59）やバルーンローラーを採用した機械も研究さ

リング紡績の限界がその生産性にあることをすでに繰り返し述べてきた。その最初の答えがローター式

図 3.40158

国立科学博物館技術の系統化調査報告

MJS 糸の撚り構造

Vol.33 2024. March

Ne24

れた。
バルーンローラー方式は RJS-No.804 として販売さ

Polyester65/ 綿 35（筆者撮影）

ボルテックス方式の他の紡績法との根本的な違い
は、ボルテックスは高圧空気の旋回流を利用するが、これは繊維束をバルーニングするのではなく、繊維一本一本を空気流に乗せて飛ばすためで、繊維束を加撚するエネルギーを必要としない。空気流に乗って繊維が飛べば、ノズル室から糸を引き出すと繊維はスピンドルと呼ぶ筒の先端を空気流に乗って旋回しながら巻き付くことで糸が形成される。紡績速度は最新の機械
図 3.41

メインノズルを仮撚り機のツイストベルトに換えた MJS 方式の高速機 3-59）

でも 9 m/s と空気流速の僅か 1/60 に過ぎない。ノズ
ル室内の繊維は内壁などと接触があるため空気速度に遅れるだろうがまだ限界は見えていない。
図 3.42 に各紡績方式の生産速度の向上を示す。これ 300 m/min. の紡績速度に達した。ニップベルト方の図に示す紡績速度は原料、番手を揃えているわけで

式は 1987 年 ITMA-Paris に向けて 500 m/min. を目標

なく、各紡績方式で最も多く使用されている原料と番に開発されたが出展を取り止めた。この当時 MJS 方

手で代表している。例えばボルテックス糸はセルロー

式の壁は高速化、生産性よりもむしろ製品の風合い、

ス の 再 生 繊 維、Ne20-Ne40, MJS 糸 は Pes/ 綿 混 の布の硬さにあるため、糸の撚り構造に変わりはなく、

Ne20-Ne40, ロ ー タ ー 糸 は カ ー ド 綿 100 % の Ne10-

市場が糸を受け入れる可能性の低いことは明らかだっNe24、リング糸はコーマ糸の Ne30-Ne40 を代表して

た。

いる。

ボルテックス紡績法をエアージェットスピニングの3.2.2 の図 3.12 にリング糸と MJS 糸で構成される平延長線、発展型とコメントする研究者もいるが、紡績織物の外観を比較している。同様にボルテックス糸か方式の分類上、高圧空気を使うこととローラードラフら構成される生地を図 3.43 に掲げる。生地の外観をト以外の共通点はない。機械の見た目が MJS に似てリングに似せるためボルテックス糸の糸番手を 1 番太いるのでそのように思われたのだろう。しかしボル

くして生地の隙間を狭めている。撚り構造を実撚りにテックスは繊維端をオープンエンドにすることで実撚することで外観も風合いもリング（コンパクト糸）にりを目指し、MJS は仮撚り結束構造でどこまでリン近くなる。
ボルテックス紡績法以外の方式はリングもローターグに迫れるかを追求した。

図 3.42紡績方式と生産速度（m/min）の進化（筆者作成）

紡績技術の系統化調査

159

図 3.43 綿 100 % 200 カウントシーツ（平織）の外観比較（縦ⅹ緯）左；Vortex x Vortex Ne39/1、右；Ring（Compact）× Ring（Compact）Ne40/1（筆者撮影）

もエアージェットも繊維束を加撚するが、ボルテック

少ないと簡単に壊れてしまうので、ハンドリングしやス方式には直接繊維を加撚する回転体は存在しない。

すいように撚りを持つ必要がある。撚りを持つ繊維を糸を小さな円筒から引き出せば繊維後端は空気流に引き抜くことは難しいので、一旦その撚りを壊す程度

乗って位置を変えるため、すでに形成された糸の表層

だけドラフトする。このことをブレークドラフトといに一定の角度で巻き付いていく。このことが紡績速度

い、通常、綿では 1.1 倍から 1.4 倍程度の値を使用すを飛躍的に高めたと考えている。

るが、実質的な繊維量のドラフトは生じない。
つまりリング精紡機はエプロン部のメインドラフト

3.5.2

ドラフトと加撚方式の最適な組み合わせだけでドラフトする。このドラフト比はせいぜい 40

紡績はスライバーから糸の構成数まで繊維数を減ら倍程度なので、供給する粗糸は紡績糸の 40 倍までのし（ドラフト）、それらの繊維に撚りを与え（加撚）、

太さに抑えなければならない。もし紡績糸が Ne40 な出来た糸をパッケージに巻き取る（巻き取り）ことでら粗糸はせいぜい Ne1 まで、つまり 1.7 m/g 程度で、完成する。これまでに実用化されたドラフト方式は、

撚りが無ければ簡単に壊れてしまう。もし繊維束が撚

ローラー間の速度差を利用するローラードラフトと、りを持たなければ顕著なドラフト斑なく数倍のドラフ

針布（メタリックワイヤー）を巻き付けたローラーをト比は取れる。つまり練條スライバーを供給すれば高高速で回転し針で繊維を引き出し再び集束するオープ

ドラフト可能なのだ。

ニングローラー（コーミングローラー）の 2 方式だけではなぜスライバーで供給しないのか。リング精紡である。他には静電気を繊維に帯電し、繊維の向きをの錘間距離はリング径で決まる。リング径が大きいと揃えるアイデアもあったが実用化にいたらなかった。

トラベラーの回転数が上がらない。糸へのテンション

多くのリング精紡機のドラフト装置はペンジュラム

もトラベラーとリングへの負荷も増え、摩耗や発熱のアーム加圧式の 3 線ローラー・ダブルエプロン方式を原因になる。リング精紡機に供給できるスペースはケ

採用している。ローラードラフトの利点は繊維の後端ンスを置くには狭すぎる。逆にスライバーケンスで供側を把持したまま先端から引き抜いていくので、繊維給する方式も工程の省力化の一環で日本では多くの紡のフックや歪みが引き延ばされ、並行に並んだ姿勢の績が試みた。ケンスを置くにはリング精紡機の錘間まま加撚される。このことは繊維同士の接触面積の増

ピッチを広げるか、ケンスを置くスペースを精紡機の大と繊維間の隙間の減少で糸強度が上がること、繊維上下に積むかである。これでは操作性が悪くて結局省の配行がよいので糸は光沢をもち、糸の摩擦抵抗が下力化につながりにくい。錘間距離が広いと広い床面積がるので、布は変形しやすく風合いもよい。反面、ドが必要で建屋、空調、照明、オペレーターの移動距離

ラフト比が高くなるにつれ繊維量の周期的な変動が顕などの負担が増える。

著になり、高いドラフト比率を取りにくい。

160

MJS や VORTEX はリングと同様なローラードラ

このためリング精紡機ではエプロン部でのみドラフ

フトとエプロンドラフトを使用する。スライバーにはトして繊維の歪みや緩みを取り除き、入り口側のロー撚りが無いので数倍までなら斑なくドラフト可能であラー間では実質のドラフトは行わずエプロンドラフト

る。4 線のローラードラフトの場合、4-3 線間、3-2 線に渡す。通常、高ドラフトが取れないので、供給する間の 2 回のそれぞれのドラフトで数倍程度のドラフト

原料を細く、軽くすることになる。ところが繊維量が比を取れば、エプロンドラフトと合わせて数百倍のド国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. Marchラフト比率になる。

ローラードラフトの方が糸物性も外観もよい。

ではローラードラフトにローター加撚、あるいはフ

他方 VORTEX はコーミングローラーと組み合わせ

リクションローラー加撚方式を組み合わせることはど

るには繊維を再集束する機構が必要で、高速下で繊維うだろう。この組み合わせは可能で、日本では豊田自の姿勢を伸びた状態に保ちながら集束する手段を見つ

動織機が豊田 TX 型オープンエンド精紡機を 1967 年

けるのは簡単ではない。ボルテックス紡績法はドラフ

8 月 7 日に、豊和工業と東洋レーヨンは共同開発した

ト部出口に到達した繊維をノズルの吸引負圧でノズル

MS400 と呼ぶオープンエンド精紡機を同年 8 月 4 日に導く。コアンダ効果でファイバーガイドの針に沿っにそれぞれ公開している。フランスの SACM 社もまて繊維を集束しスピンドル内に引き込む。拘束を解かた Integrator と呼ぶローター式オープンエンド機をれた後端をフリーに飛走させることで繊維にテンショ

同年 12 月に専門雑誌上に公開した。

ンを掛け姿勢を正し、一本一本に分離する。従ってロー

ところが豊田は独自開発の TX ではなく、チェコのラードラフトとの組み合わせが相応しい。

綿業研究所が開発した BD200 のライセンス生産を大リング精紡機、コンパクト方式やサイロ、ミュール

和紡との共同で始めることを、TX 公開に先立つ 1967

やフライヤーも含め、ドラフトされる繊維はローラー

年 8 月 1 日に発表している。大和紡は 1969 年にはチェ

出口で幅が広がるが、これらの繊維を全て捕捉する必

コ製、豊田製合わせて 200 台もの BD200 を保有し、要がある。つまり繊維の流れの下流側で上流から来る

当時世界最大規模のオープンエンド紡績工場だった。

繊維を捉えなければならない。その働きはスピニング

勿論 BD200 はローラードラフトではなくオープニンの三角ゾーン呼ばれ下流側から伝わる撚りで決まる。

グローラー方式で、今でも世界中で多くのメーカーがオープンエンド化の必要な紡績法では撚りで繊維を捉

BD を冠した精紡機を製造している画期的な精紡機でえることが仮撚りになることを意味する。撚りで繊維ある。

を捕捉すれば流失する繊維が減少し糸の均斉度は良化

ではなぜローラードラフトではなくオープニング
ローラーがその後ローター式 OE の標準になったのするが、実撚り糸を実現できないために布の風合いを犠牲にすることになる。

か。各社の糸物性値を比較する限り針布のコーミング
ローラーを使用した機械とローラードラフトを使用し3.5.3

ローター式 OE が目指す工程短縮

た機械の差はない。オープンエンド精紡機は仮撚りがローター式 OE 紡績法はコーマノイルや、不純物を伝わるのを防ぐため、繊維を一本一本に分離し繊維同多く含む低級な綿、あるいは布を機械的に分解した反士が重ならないようにする必要がある。ローターの高毛など、短い繊維を多く含む原料からでも糸を作れる

速回転で生じる遠心力で、ドラフト部から飛来する繊強みがある。コーミングローラーとローターの組み合維をローターの最大径にある溝に集束堆積し、これをわせは、個々の繊維を引き伸ばし、変形した繊維の姿

すでに形成された糸でつり出すときに加撚される。ド勢を矯正するのは苦手だが、供給される繊維を一旦完ラフト部からローターまでの繊維の移送は空気流で、全に分離し移送するので、クリーニング効果が高く糸ローター側が負圧になるように、また空気はローター

欠点は他のどの紡績法よりも少ない。

径最大部の近傍に空いた穴から排出される。

1999 年の ITMA-Paris にツルッチュラー（Trützschler）

この繊維の飛走の間、繊維は何処にも拘束されないとシュラホースト（Schlafhorst）が連携し、ベールかので、ローラードラフトで繊維を引き延ばし平行に揃

らパッケージのパレット積みまで全自動のローター式

えても、飛行する間に繊維は捻じれや曲がりを生じ、OE 紡績工場を実演した。ベールオープナーからカーローラードラフトの効果は解消してしまう。むしろ

ドまでは空気搬送、カードに練條機能を持たせた IDF

オープニングローラーで繊維の分離を確実に行い、ス（Integrated Draw Frame）と呼ぶ装置（注3.16）を付加し、ライバー中の不良個所を取り除くメリットの方が大き

丸ケンスに収納。これを隣の練條機に送り、1 回練條い。

して矩形ケンスにコイリングする。矩形ケンスはスラ

逆に MJS や VORTEX がコーミングローラーでな

イバーの収容できる量が丸ケンスの倍に増え、その分

くローラードラフトを採用したのは、繊維の並行性をケンス交換回数が減りスペースも有効に利用できる。

保つことが糸の強度や風合いに寄与すると考えたから搬送台車は練條スライバーの矩形ケンスを複数積んである。MJS ではリングと同様ドラフトで引き延ばで、各機台の空ケンスと交換し持ち帰る。定位置にセッされた繊維は、フロントローラー出口で下流から伝播トされた矩形ケンスからは予めスライバーの端を見つする撚りで捕捉される。このため繊維の姿勢が良い

けやすいように規定の位置にスライバーの先端が置か紡績技術の系統化調査

161

れ、これをケンス入れ替え時に各ローターのフィード績）がローター式、ボルテックス式では 2 工程に短縮

ローラーに供給する。

できる製品、つまり繊維の高い並行性を求めない製品

ローター式 OE 機を目指した初期の研究者はカードがあるに違いない。例えば裏地やポケット、基布のよ機から直接ローターへの繊維供給を考えていたように

うに表に出てこないものには使えるかもしれない。

練條工程を省略できると考えていたはずである。カード工程で作られる繊維の折れ曲がり（フック）は練條
工程のような十分な距離と延伸比（ドラフト比）を取ら（注 3.16） 綿はカード機でシート状に広げられ、カーないと解消できない事が分かってきて練條工程を 1 回

ドシリンダーの針布とフラットから突き出たは残す必要性が認識されてきた。

針の速度差で、ウエッブ状の繊維が引き延ば

表 3.2 に従来型（リング）の紡績工場の標準的なカー

され一本一本に分解される。これらの繊維をド綿糸の製造工程を示す。精紡工程の前に通常、練條シリンダーから引き剥がしロープ状に束ね、工程 2 回と粗紡工程を入れる。練條工程で異種繊維をオートレベラー（Auto-leveler）で重量の変動

ブレンドするドローブレンド（Draw blending）や細番を制御しながらケンスに収納する。このオー

手糸の紡績では練條回数を増やす必要があり 3 回練條

トレベリング機構を利用し練條機の目的の一も普通に行われている。目的は繊維の並行性を高める

つの繊維の平行化のために必要なドラフト比

こと、カード工程で派生するフック繊維を矯正するこで繊維を引き伸ばしてからケンスに収納すと、ダブリングを繰り返すことで各カードスライバーる。 こ の ド ラ フ ト 機 構 を IDF（Integratedの品質差を均質にすることである。

Draw Frame）と呼びツルッチュラーが 1999

元々リング糸のような平行性を得られないローター

年 の ITMA-Paris で 提 案 し た。 現 在 の バ ー

糸は練條工程を省くことによる布品質劣化への影響がジョンは IDF-Ⅱでスライバー中に含まれる低い。カードの機能は繊維の分離とネップなどの糸欠未開繊部を分解しやすいように改善されてい点になるような不良を取り除くことなので、ローターる。

式 OE 機のコーミングローラーはカード機の機能を強化している。カード機で作られる繊維の折れ曲がり（フック）は糸物性の悪化原因であり IDF のドラフト

3.5.4

糸品質管理とヤーンクリアラー

比を高めるだけではフック繊維を解消できないので一不良糸が後の工程に流れないようにローター式 OE

旦ケンスに収め、繊維の向きを変えて引き延ばす練條

精紡機や空気渦流式精紡機はオンラインで糸品質を監工程を少なくても 1 回通す必要がある。

視し、不良部を取り除いてから糸を繋ぎ直しパッケー

リング紡績法に比較してローター式 OE 精紡法は練ジに巻きあげる。リング紡績では精紡機の生産性が低

條 1 工程、粗紡、巻き返しの 3 工程を削減できる。同

いため次工程のバックワインド工程で糸品質をチェッ

時にケンスの工程間移動（図中の）、ボビン移動クする。従って精紡機各錘の不良が判明し、特定の錘（⬅➡はすでに自動化済み）も 3 工程間から 2 工程間にを止めるまでは不良糸を作り続ける。ワインダーの情削減される。一部 VORTEX 精紡法でも IDF 付きの報をリング精紡機に伝え、粗糸供給を止めるシステム

カード機の後に 1 回練條がヴィスコース繊維の紡績でが開発されているが機械コストから普及していない。

実施されている。カーディング後の 5 工程（リング紡糸切れ錘の糸繋ぎロボットに関しても繰り返し試みら

表 3.2

カード綿糸用リング紡績と IDF 付きカード機のローターとボルテックスの工程比較

混打綿工程（ブロールーム ;Blow Room とも言う）ベールの開梱、開繊、クリーニング、ミキシング、異物除去を行う工程で、次のような工程を通す。
ベールオープナー（Bale Opener）➡セパレーター（Separator）➡クリーナー（Pre-Cleaner）➡ミキサー（Mixer）➡ファインクリーナー（Fine Cleaner）➡異物排出装置（Foreign Material and Dust Remover）➡カーディング
工程へ。
ここで ①リング ②ローター ③ボルテックスそれぞれの工程へ向かう。
①カーディング

162

第 1 練條

仕上げ練條

粗紡

⬅➡

リング精紡機⬅➡

巻き返し （パッケージ）②カーディング
（IDF）

仕上げ練條

ローター精紡機 （パッケージ）③カーディング
（IDF）

仕上げ練條

ボルテックス精紡機 （パッケージ）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. Marchれてきたが完成度が低く導入している工場はないと思代には異繊維が混入した、いわゆる色糸の除去が、さわれる。

らに 2000 年代になると梱包材として使われる透明な、

ところがこの状況は今後変わっていく可能性が高あるいは淡色のポリプロピレン（Polypropylene）の除い。2023 年 6 月開催の ITMA-Milano では有力なリン

去 も 求 め ら れ る よ う に な る。 光 学 式 の ロ ッ フ ェ

グ精紡機メーカーが糸継ロボットを試していた。多錘（Loepfe ス イ ス ）の ク リ ア ラ ー、 ヤ ー ン マ ス タ ー Ⓡ化の影響で機械の長さが 100 m 近くまで延び、オペ（Yarn Master）は 1991 年に色糸検出を、2003 年にはレーターの視界から不良錘を見つけにくいこと、糸切

ポリプロピレンの検出も可能になり、クリアラーへのれしたまま運転を続けると粗糸から繊維が飛散し、ま課題を次々に乗り越えていった。

たボビンの糸が周囲の正常錘に飛び込み不良発生源に静電容量から糸を評価するウースターは世界中の紡なる。糸切れ検出センサー（磁気式、光学式）の低価績会社から収集した実験室設置型のウースターイブネ

格化、これに通信技術が進歩しワインダーが持つクリステスター UT からの糸データを統計し Uster Statistics

アラーの糸品質データを精紡機の情報と突き合せ、不として 1957 年に公表し不定期的に更新してきた。こ良錘を特定し、運転継続か停止か、あるいは保守作業の結果、ウースターの測定値は業界のスタンダードと者への指示など、これらを包括的に管理するシステム

して認められ利用されてきたが、光学式でなければ評に向かっている。
糸継ぎロボットが間に合わなくても、価できない異物混入や毛羽特性は統計にあがって来な

先行して糸切れ検知センサーと粗糸の供給停止は急速かった。

に普及していくと思われる。

この間ウースターは紡績工場に関係する綿、糸の評

ヤーンクリアラーは元々スラブキャッチャー（slub

価機器を充実させ、HVI（High Volume Insturment）

catcher）と称して、一定幅の金属製スリット間を糸がや AFIS（Advanced Fiber Information System）など

通過できるかどうかで、巨大なネップやスラブ欠点をの 繊 維 の 分 析 機 器 の Schaffner、SpinLab、Motion

機械的に取り除いていた。1950 年代から 1960 年代にControl（ 共 に ア メ リ カ ）を 1989、1990、1994 年 に、

（注3.17）

静電容量方式と光学方式それぞれの電子式クリさらに光学式ヤーンクリアラーを持つパイヤー（Peyer

アラー（Electronic Clearer）が登場し細糸欠点など、

ドイツ）を 1993 年に買収している。このパイヤーのより詳細に糸のプロファイルを観察できるようになっ技術から 1995 年に色糸検出機能をもつワインダー向てきたが、結び目のサイズがクリアリングの閾値になけのウースター・パイヤークリアラー（Uster Peyer

るため、最終製品が求める品質に応えるには、欠点そClearer）UPC200 が上市され、以後、ウースターのクのものの総数を減らす以外になく、原料の選定から紡リアラーは光学式と静電容量の両方式が併用される。

績工程条件の設定まで、紡績各社の技術の総合力が試1999 年の Ⓡ クアンタム -1（Quantum-1）は発生イベされた。

ントを散布図に表現し、視覚認識が容易になり、2004

この事情を一変させたのが 1979 年に公開されたス

年の Quantum-2 では植物性異物の識別、ロッフェに

プライサーで、継ぎ目を生地上で判別できない品質で遅れたがポリプロピレンの検出機能が付加された。

提供するようになった。するとさらに正確に糸の欠点

2010 年の Quantum-3 には糸を構成するヤーンボディを識別できるクリアラーが求められるようになる。そ（yarn body）と毛羽とを分離して示すことで糸本体のれまでの管理対象は糸の太さ欠点で 1963 年に投入さプロファイルの意味が明瞭になった。コアヤーンのコれる UAM（Uster Automatic）クリアラーの機能が次アの有無、また透明なポリプロピレン繊維も検出可能

第に強化され 1967 年には細糸（Thin Place）検出、さになり、2021 年に上市の最新の Quantum-43-61）は糸のらに 1975 年に太糸（Thick Place）検出が加わり S,L,T

密度、ブレンド糸の混率異常検出などの機能が加わっ欠点を管理していた。1987 年にコンピューター技術ている。

を取り入れた UPM（Uster Polymatic）クリアラーが他 方 ロ ッ フ ェ（Loepfe）3-62）は 2019 年 に Ⓡ プ リ ズ マ

投入され、1993 年からはスラブとネップが分離され、（Prisma）クリアラーを上市した。このクリアラーのネップ、スラブ、長い太糸、長い細糸、異番手のいわ特徴は光学式と静電容量式の両センサーの特性を融合

ゆる N,S,L,T,C 欠点の検出へと、より細かくクラス分

し、異なる方式のセンサーでダブルチェックできるシ

けが行われるように進化して来た

ステムを組むようになった。D チャンネルの赤外線光

。

3-60）

しかし光学式クリアラーの普及によって静電容量式

源センサーから得られる糸の見かけ太さ信号と静電容

では捉えられなかった毛羽の量やその周期性、糸外観

量の M チャンネルの信号を同時に評価することで、差も布の不良になることが認識されてきた。1990 年

より正確に NSLTC、毛羽のプロファイルを捉え、波紡績技術の系統化調査

163

長の異なる 3 種類の光源（RGB）を併用した F チャン

ラーの異番手検出能力を補うため紡績テンション値を

ネルは色糸、異物検出精度を高めている。また取り除利用し判定するシスエムを組んでいる。光学式クリア

く必要のない混入植物かどうかの判断に光学式と容量ラーの見かけ太さから細・太欠点、見かけ太さの時系

式の両結果から判定する評価法を取り入れ、透明また列データの偏差から撚り構造変化、反射光や波長の異は淡い色のポリプロピレンの検出に摩擦帯電なる光源を利用した異物検出、他に機械的な不良部を（Triboelectric charge effect）を利用した P チャンネ

特定するための FFT による周波数分析、これらを重ル、静電容量の M チャンネルで異番手やコアヤーン

層的に用いて紡績時の各錘を常に監視している。

のコア有無のチェックを行うなど、方式の異なるセン

図 3.44 は異繊維混入例で、ポリエステル糸に何本サーでチェックすることで信頼性の高いシステムを組かのヴィスコース繊維（矢印の繊維）が混入したためむようになった。この結果、自動ワインダーのクリアに、染色後の生地（経編、ハーフトリコット）に白い

ラーは光学式、静電容量式の両センサーを組合せるこ縦筋が現れたものである。綿紡績で始まった色糸検出とが標準になってきた。

は、このような事故を防ぐために全ての糸種で必須のリング精紡機の 10 倍の速度で紡績する MJS、ある機能として認識されるようになった。

いは 20 倍から 30 倍で紡績する VORTEX に村田は一貫して光学式クリアラーを採用してきた。高速紡績には瞬時に不良を検出し、後工程に流さない事が特に求（注 3.17） ヤーンクリアラーは電極間に糸を走らせ、められる。光学式クリアラーは糸の形態変化を捉えてその容積に占める繊維量により電荷量が変わ

おり、静電容量式では捉えられない突発的な撚り構造

る静電容量方式（Capacitive）と、糸の側面にの変化を検出できる特徴がある。撚り構造の違いは染

平行光を照射し、受光面積の変化を糸径の変色性の差で現れることがあるが繊維量からでは検出で化と見なす光学式（Optical）とがある。静電

きない。

容量式は湿度の変化に敏感、あるいは導電性

紡績速度がリング精紡機の 20 倍以上とは言え、ワの繊維は扱えないなどの弱点をもつが、糸断

インダーはボルテックス機の 3 倍から 4 倍の速度で使面当たりの繊維量想定への信頼性は高く、紡用される。ワインダーの仕様に合わせて作られたクリ

績工場の品質管理、あるいは糸を扱う業界のアラーを使用するにはコストが負担になるため、光学世界標準で使用されてきた。これに対し光学式のみで最大の能力を発揮できるようなクリアラーを式は繊維量ではなく糸の断面積を観察してお使用している。

り、静電容量式では捉えられない糸の構造的

VORTEX は不良糸の検出精度を高めるため接触式

な変化、毛羽による糸欠点などを検出でき、テンションセンサーを併用している。光学式クリア

さらに実際の布の外観を糸のデータから予測

図 3.44 異繊維混入 経編（ハーフトリコット）
表；PE Ne60/1，裏；ナイロンフィラメント 44 dtex，ポリエステル糸にヴィスコー
ス繊維（⇒扁平、縦皺）が混入、分散染料が入らず白い縦筋になる。
（染色後判明）（筆者撮影）

164

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

することも可能である。異物検出に不可欠のるボルテックス紡績にとって、この堆積は繊維の運動物質特有の反射光や透過光の違いを光学式はを阻害し、弱糸、染色性などの致命傷になる危険がある。

識別できる。ただし光学式は繊維量を見てい全自動ローター式 OE 機は糸継時にローター内を機るわけではないので異番手検出のような微妙械的に清掃する機能を持っている。糸継回数を 1,000

な繊維量の変化を捉えることが難しい。また回 /1,000 ローター時間とすると平均 1 時間毎に清掃

投光面、受光面の経時汚れと温度変化に対しすることになる。VORTEX 機の生産速度はローターての補正手段を持つ必要がある。ヤーンクリ

式 OE 機の 2 倍〜 4 倍なので最短 15 分程度の清掃周

アラーは光学式、静電容量式の特性を生かし、期に相当する。もしこのような頻度で清掃のために紡互いにその弱点を補い合う両方式併用型へと績を止めると、生産効率の低下だけでなく糸継に関係向かっている（図 3.45）。

した様々な不良を生み出す危険性がある。
そこで図 3.46 のように堆積防止を目的に洗浄剤を紡績エアーと共に間欠的にに噴霧することでノズル内を常にクリーンに保つ技術を開発した 3-63）。これによりポリエステル紡績での弱糸対策だけでなく、本来、堆積が無ければ到達する紡績速度を繊維素材に関係なく回復できることが分かってきた。このノズル自動洗浄装置をポリマスターⓇと呼び、VORTEX-861 以降の機台に取り付け可能で、VORTEX-870 と、870-EX はポリマスター付き仕様でほぼ全ての機械が出荷されている。機能性繊維が増えていることや、オーバーマイ
ヤー型の染色機で先染めした繊維をブレンドしたメラ
ンジ糸など、染色や紡糸油剤に起因するトラブルが増加傾向にあり、紡績技術として重要な発明である。

図 3.45 代表的なヤーンクリアラー
ウースター Quantum-4.0 とロッフェ Prisma（筆者撮影）

3.5.5

ノズル内自動洗浄装置ポリマスター ®

紡績方式に関係なく合成繊維、例えばポリエステルに顕著な現象として、繊維から脱落したモノマーやオリゴマーが金属やセラミックなどの接触面に堆積し、糸物性の劣化、弱糸、糸切れを起こすことがある。リ
ング精紡機ではトラベラーやヤーンガイド、ローター式 OE 機ではローター内、エアージェット精紡機ではノズル内壁、ヴォルテックス精紡機ではスピンドル先端部への堆積が観察される。その先端で繊維が旋回す

図 3.46 スピンドル先端部への堆積防止
村田機械ボルテックスカタログ

紡績技術の系統化調査

165

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紡績技術の系統化調査

167

4 リング精紡は生き残れるか
4.1 リング紡績の危機を救ったスプライサー
リング精紡方式の限界を克服するために考案された
ローター式オープンエンド精紡機は 1980 年代から
1990 年代にかけて高賃金、労働力不足の北米や西欧、
旧社会主義国に広まり既設紡績設備の 20 % を占めるまでに拡大した。新規納入精紡錘数ではリングと同等の規模にまでなり、200 年近く続いたリング方式が紡績の主役をローター方式に譲る日も近いかと思われた。（3 章 1.1、図 3.3 参照）

図 4.2

スプライサーは 1979 年の ITMA-Hannover に村田

メカノット（上）とスプライサー（下）の継ぎ目（村田機械提供）

機械が世界に先駆けて公開した技術 4-1, 4-2）で、後に紡績糸を繋ぐ際の標準になる。紡績糸は繊維が決まった
向きに撚られることで糸になる。そこで繋ぐ糸端をカットし、撚りを戻して平行にした後、繋ぐ糸の両端を重ねて高圧のエアーで撚りかけると、元の糸と見分
けのつかない継ぎ目が出来あがる。
ス プ ラ イ サ ー以前の技術では糸を繋ぐのは フ ィシャーマンノットかウィバースノットと呼ぶ機械的な糸結びで、図 4.1 は結び目の大きさが分かりやすいよ
うに組み紐を手結びしたものだが、元糸に対し大きな
結びコブになることが分かる。また一つの結び目から2 本の糸端が飛び出す。このような結び目を多く持つ

図 4.3

スプライサーヘッド（村田機械提供）

リング糸は以降の工程で深刻な問題を引き起こした。
織布の経糸準備工程や織機、編み機が高速化される

ノッターヘッドと交換可能になっている。理由は全てにつれ、停止数が増えオペレーターの操作できる機台の紡績糸がスプライス可能というわけではなく（例え

数が減り、運転効率を落とすだけでなく、布上に多数ばモノフィラメントのコヤーンや強ストレッチ性コアの不良が見つかるようになった。図 4.2 は実際の継ぎヤーン）メカノッターを使用することもあるからであ目の外観で上の 3 本がメカノット（フィッシャーマ

る。リング糸はボビン（コップ）中に不良のない理想ン）、下の 3 本がスプライサーの継ぎ目である。スプ的な条件（中切れゼロという）でも糸重量は数十グラ

ライサーの心臓部であるヘッド（図 4.3）はメカニカル

ム、糸長にするとせいぜい 2 千 ~3 千メートル程度で結び目が必ず入る。

かいじょ

パッケージからの糸の解舒の際に結び目に糸が絡み破断したり、破断に至らなくても大きなテンション変動を引き起こす。このようなテンション変動は織機の経糸準備工程において特に重要な制御因子で、織機の効率に大きく影響する。特にエアージェットルームではメカノット部から飛び出す糸端が織機の開口運動時に隣の糸に触れ、開口タイミングの僅かな遅れを招いたり、緯糸飛走の際に飛び出た糸端が縦糸に触れて緯糸の到達遅れや未到達が頻発した。
図 4.1

168

ウィーバースノット（上）とフィシャーマンノット（下）国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

編み機でも高速になると解舒テンション変動を抑え

図 4.4 メカニカルノッター搭載のマッハコーナー 7-ll（村田機械提供）

図 4.5

編目外観（結び目とスプライサー）（村田機械提供）

込むチューブガイドのない給糸クリールやテンション

か判別できないほどの品質で繋ぐので、糸に含まれる

コントロール装置がない設備ではループ形成時に針か継ぎ目の数を心配しなくてよい。このことはコップにら糸が外れたり、
ニットミスを引き起こすだけでなく、大量の糸を巻かず、軽量のコップでドッフィングする

運よくループ形成に成功しても結び目の大きさそのもことで電力消費を抑制し、リング径も小径化出来るののが図 4.5 に示すように不良と見なされた。織では仮で回転数も上がる。錘数を増やすことで生産量を確保に結びコブが生地の表面に現れても、人手をかければ、

しつつ、省力化は自動化しやすい粗糸の搬送とコップ

そのコブを生地の裏側に押し込むことで隠すことが出交換に留め、バックワインド工程（注4.1）を自動化・省力

来るが、編みでは組織が伸縮するためコブを隠すこと化する方向に向かった。この影響は大きかった。

ができない。

1991 年にソビエト連邦が崩壊し東西冷戦が終結す

リング糸の結び目は高速化の時代に耐えられない状

ると経済の自由化、グローバル化が加速した。繊維産

況にあった。リング精紡の生産性の低さだけでなく後業は自由競争に晒されることになり、急速に欧米や日工程の高速化に伴う効率低下、布欠点数の増加からも本などの先進国や旧社会主義国を離れ、低賃金で質の危機的な状況に陥っていた。リング糸がオープンエン

良い労働力豊富な環境を求めて地球規模での生産地シド糸、あるいはエアージェット糸のような結び目が少

フトが始まった。

ない糸に置き換えられるのも時間の問題と思われた。

この結果、自動化・省力化よりも労働集約の繊維産

ローター糸はエアージェット糸よりもさらに糸欠点が業はアジアへ、なかでも中国、インド、パキスタン、

少ないうえに、ピーシングと呼ぶ糸継方法がメカニカ

ベトナム、バングラデシュ、トルコなどにシフトした。

ルな結び目を作らないため布欠点ははるかに少なかっ

スプライサーで糸の欠点さえ取り除けば、高価な自動たのである。事実、エアジェットルームの導入を計画

機を導入しなくても廉価なリング精紡機の糸品質で十していた複数のアメリカの織布工場で現場のメカニッ分なのだ。また先進国が長い歴史の中で蓄積してきた

クから MJS 糸あるいはローター糸に交換してほしい

紡績技術・ノウハウを持たなくても、世界のどこででという声を何度か聞いた。糸継ぎ回数の多いリング精も糸生産が可能になった。さらに先進国製の設備を導紡は高品質、大量生産、高速化の時代の要請に応えら入すれば、最新の紡績技術が機械と共に提供されたこれなくなっていた。

とも紡績産業のグローバル化を推し進めた理由である。

ところがスプライサーの登場はその使命を終えるか

図 4.6 を 3.1.1 の図 3.3 と比較して頂きたい。図 3.3に見えたリング精紡を紡績の主役として生き永らえさは 1983 年 か ら の 10 年 間、 図 4.6 は そ の 21 年 後 のせることになった。スプライサーは特殊な糸を除けば2004 年からの 10 年間に出荷された精紡錘数割合をリ市場のほぼすべての紡績糸をつなぎ目が何処にあるのング錘数に換算し示している。リング方式が復活し紡績技術の系統化調査

169

などの発明と機械加工技術の向上により生産速度も徐々に向上していった。自動搬送技術やロボット化で省力化も進み、生産性も改善されてゆくが、最後まで足かせになったのが精紡機で、錘当たりの生産性を劇的に改善するアイデアは生まれず、生産量を増やすことと錘単価を下げる目的で多錘化が図られた。
1960 年頃の標準的なリング精紡機は 400 錘／台だった が、1971 年 に 480 錘、1983 年 に 1,008 錘、2007 年にリーターが 1,632 錘に、2011 年に豊田、マルゾーリ（Marzoli、イタリア）が 1,824 錘に、2015 年にチンザー（Zinser、ドイツ）が 2,016 錘に、2019 年にはマルゾー
リは 2,400 錘に、2023 年ラクシミ（Lakshmi、インド）
も 2,400 錘に加わった。錘間距離 70 mm を採用しても機台長さは 90 m を超える。図 4.7 に示すように長図 4.6

2004 年から 10 年間の出荷錘数（リング錘数換算）4-3）

錘化は 1980 年代以降顕著になった。
こ の 間 に ス ピ ン ド ル 回 転 数 は 11,000 rpm か ら
25,000 rpm（豊田、チンザー（Zinser）など）へと +127

80 % 以上を占め、ローター方式は 15 % に減少した。

% 増加しており（図 4.8）、リングやトラベラーの耐摩リング精紡の出荷錘数は 3 倍増え、ローターは半減近耗性や表面粗度の改良もあるがボビンの小型化によるくまで縮小している 4-3）。

軽量化とリングの小径化が大きな効果を発揮した。ボもしスプライサーの登場が 10 年遅れていたら、ロービンの小型化は 1960 年代から始まっていたがスプラ

ター糸と MJS 糸は全く違う地位を占めていただろう。

イサーの登場で決定的になった。一時期つなぎ目の数

市場に何かが広まるか否かは、他の工程の進化とシンを極力減らすためラージボビンに向かっていたが、ボクロして初めて実現する。

（注 4.1） リング糸はボビン（bobbin、コップ（cop）ともいう）のままでは糸欠点を含む可能性があることや、糸長が次工程で使用するには短く、また糸を引き出しにくいなどの理由で、多数のボビンを継足して 1 個のパッケージに巻き返す。この巻き返しをバックワインディング（Back Winding）という。リング精紡は紡績中に糸の不良部を検出する手段がないので、この巻き返し工程にヤーンクリアラーを装着し、

図 4.7

リング精紡機の錘数の増加（筆者作成）

不良部を取り除いた後、通常はエアースプラ
イサーで継ぎ直す。

リング精紡機の最高スピンドル回点数
4.2 1950年以降、リング紡績方式のイノベーション
リング精紡の原理は 2 章で述べたように 200 年前に特許化されたが、鉄の精錬やその加工技術は未熟な時代で、機械的に安定するまでに数十年を要した。その間にスピンドルの防振機構、ダブルエプロンドラフト

170

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

図 4.8

スピンドル回転数の上昇（筆者作成）

ビンを駆動するエネルギーの増加もあり方向が定まっ

情報量も処理速度も未熟な時代だが、1960 年代に粗ていなかった。スモールボビンによる軽量化は、同時

紡－精紡－巻き返しに 8 割の人員を割いていた紡績工にリフト量の減少、リング径の最小化に伴うボビンの場の省人化は大きく前進した。

小径化、
錘間ピッチも狭めて多数錘化へと舵を切った。

糸品質に関しても、すでに前節に解説のエアースプ

これによりトラベラー回転数を上げつつ消費エネル

ライサーの発明（1979 年）の影響が大きい。この技術

ギーの低下へと繋がってゆく。この点でもスプライにより、最も経済的な世界中のどこでも紡績できるよ

サーの発明がリング精紡に遺した影響は大きい。

うになった。また 1975 年にはオーストラリアのサイリングとトラベラーの組み合わせは変わらなくて

ロ 研 究 所（CSIRO）と イ ギ リ ス の IWS（International

も、200 年の間にトラベラーの軽量化、酸化チタンを

Wool Solidaritate）からウール糸用にサイロスピニン

分散した摩擦に強い材質や、表面粗度の良い加工も工グが提案されている。1995 年、リーターのコンパク

夫され、34 mm 径のリングでスピンドルの回転数がト機の ITMA 出展は話題にならなかったが、イタリ

27,000 rpm（チンザー）や 28,000 rpm（リーター）に達

アでコンパクト糸を用いた綿 100% の毛羽の少ないクしたというメーカーも現れている。マグネットリング

リアーな外観を売りにした細番手の織（シャツ地等）

を使用し、摩擦負荷を最小に抑えて 5 万回転以上の高が現れ、有名メゾンが採用したことで関心が高まり、速回転を目指す研究も話題になったが、これも 20 年

1999 年の ITMA では欧州の 3 社からコンパクト機が以上新たな報告はなく、高速回転に伴う糸の劣化を防出展された。
以後、リング精紡機メーカーは何らかの手段でコン止する手段が見つからないのだろう。
1980 年代から 1990 年代の自動化、省力化は 1960

パクト糸を生産できる機能を組み込むようになった。

年代から 1970 年代と異なり、繊維機械メーカーが主

スイスのロータークロフト（Rotorcroft）の物理的な繊維導した。こうして精紡機の一斉ドッフィングとボビン

幅の規制部品を載せた装置は吸引用のブロアーを使用

交換、粗紡機との連結、粗糸搬送、それと自動ワイン

しないのでランニングコストのアドバンテージがある

ダーとのボビンの自動供給、空ボビンのリターンと、が毛羽抑制効果は吸引式よりも劣ると言われている。

粗紡機からリング精紡機、自動ワインダー間の自動搬

2000 年代以降、サイロとコンパクトを組み合わせるこ

送システムが確立していく。

とで最高の品質を求め差別化を計る紡績も増えている。

株式会社クラレは石川製作所のリング精紡機 317H

1990 年代に多くのメーカーが取り組んだ単独のとシュラホースト（Schlafhorst、ドイツ）の自動ワイモーターでスピンドルを駆動しベルトの伝達ロスを無ンダー、オートコーナー（Autoconer-107）をダイレク

くし、回転速度の制御、スピンドルの高速化を狙った

トに連結した PAS システムを 1973 年に立ち上げていが、部品単価から市場に受け入れられていない。同時

る 4-4）。精紡工程と巻き返し工程は 2 つの独立した工期に始まったサーボモーターによるドラフトローラー

程ではなく、連動して動く一つのシステムと捉えた画などの各軸制御は正確な回転制御を実現しスラブ糸、期的な特許を 1977 年から 1981 年にかけて多数出願し意匠糸などの高付加価値糸の製造を容易にした。特にている

この分野では豊田自動織機のモザイクヤーンⓇの評価

。

4-5）

村田機械はこの使用権を買い取り、自動ワインダーが高い。

とリング精紡機を直接つなぐリンクコーナー

今後のリング精紡機のイノベーションの方向は精紡（Linkconer ）、一旦ドッフィングしたボビンを台車段階で不良錘を停止し、糸屑や供給粗糸の繊維飛散をで運び、これをトレイに載せてワインダーの各ユニッ

抑え、正常な錘にまで不良を増やさないことが重要にトに供給するボビントレイなどのシステムを 1983 年なる。特に多錘化で、オペレーターの機台循環距離がに完成している。同年、シュラホースト、サヴィオ

延び、効率的に不良錘へと向かうように工場全体を見（Savio、イタリア）からもワインダーとリング精紡機て判断する頭脳が要るだろう。

Ⓡ

をリンクした機械が販売されている。工程の連結はここの意味で 2023 年の ITMA-Milano はすでにその方の頃からブームを迎え 1993 年、近藤紡績所堀金工場

向性が見えて来た。例えばリング精紡機の停止錘を修は CIM 工場として、綿のベール搬入からパッケージ

復する自動糸継ぎロボット、各錘の糸切れ検知センサーの箱詰め出荷までの自動化を試みて建設された

4-6）

。

と粗糸の供給停止装置、自動ワインダーは巻き返し時

工程連結は勿論だが、画像処理によるパッケージの外の糸品質データをボビンに印刷された錘番号、機台番

観検査、スチームセットなどの新しい技術も組み込ま号に結び付け精紡機側に返すことで各錘の運転継続か、れた。30 年後の現在から見ると、通信手段も扱える

あるいは停止し修復リストに入れるかを精紡機側で判紡績技術の系統化調査

171

断し、
オペレーターに指示を出す。
情報通信やセンサー

管理システムが共通のフォーマットで相互に利用できの高速化、大容量化、低価格化で、これまでは検討さる日も遠い未来ではない。工場全体を常時モニターしれなかった自動処理が実現する日も近いかもしれな

各工程で起きている現象を正確に把握することで、安い。紡績の各工程で各メーカーが独自に構築してきた

定した品質の糸を提供し続けることが可能になる。

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172

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Vol.33 2024. March

5 紡績機の未来
私たちはこれまで拡大する経済活動、つまり大量生

す約 1.2 万トン／日の糸種、番手、糸品質と共に生産

産、大量消費、その結果としての大量廃棄、環境汚染

効率、稼働時間、自動機のミス率、アラームの放置時を生み出す経済システムに疑念を持つことなく受け入間などの様々な情報から機械のパフォーマンスを最大れて来た。しかし人類の活動が地球の自浄作用、回復

限に引き出せるようなパラメターの推奨設定、予防保力を上回り、もう元に戻れないかもしれないと思わせ全のための消耗品の交換時期予測、特定錘の不良の発る圧倒的な自然の脅威を繰り返し目撃するにつれ、有生原因の分析、などを行っている。機台間、生産シフ

限の地球環境、持続可能な社会の実現に無関心ではいト、他工場、生産ロットによる違いや、変化の傾向、られない。

温湿度などの環境条件との関連、保守計画、メンテナ

経済発展と共に賃金は上昇し人員の確保が難しくなる。とくに新型コロナウイルスによるパンデミックでンス指示など、これまでになかった新たなサービスをリモートで提供できるようになってきた。

移動さえ不自由な数年を体験し、深刻な人手不足から生産現場に近づけないコロナの 3 年間、このリモー

改めて自動化、省力化の要望が強まっている。前回、トでつながるシステムの有効性を確認できたことは大自動化が急速に普及し始めた 1980 年代、欧米や日本、きな成果だった。この分野は情報量の増加と共にさら東欧などの比較的早くから工業化の始まった地域にもに洗練され、診断や生産計画、保守計画の精度が高ま

紡績業は残り、繊維製品の多くが作られていた。

ることが期待できる。

ところがこの流れは 1990 年代に入り止まってしファストファッション
（Fast fashion）に見られるようまった。1991 年、ソ連邦の崩壊で二つの経済体制がにコモディティ（Commodity）品は作り置きで、見込統合され、グローバル化、自由化が人類を幸福に導く

み生産と大量発注、大量消費の裏に当然の如く大量廃と信じられて、経済的合理性から生産地の再配置が地棄が待っている。稼働率よりも有効な資源・エネルギー

球規模に拡大した。自動化・省力化の進んだ高価な機の投下率のように非生産の価値を考慮した指針、生産

械を購入するよりも、人件費が安く、優れた労働力が活動とは異なるベクトルの評価軸が必要だと考える。

豊富な地域に移動する方が合理的だったのだ。

生産性が高いほどオンタイムに生産・出荷でき、見結果としてアジア諸国に繊維産業は集中し、中国製込み在庫を減らせる。生産工程の短縮は中間在庫と工やインド製のリング紡績工場が稼働した。勿論、スプ程時間を減らし、生産計画の精度を高め無駄な在庫のライサーの発明が無ければ、この動きは無かっただろ

減少につながる。また消費者に渡った商品の寿命も無う。30 年前と大きく違うのは、すでに有利な立地条視できない。商品寿命が長くなれば、消費のサイクル件を求めて地球規模での生産地シフトを終えて、改めが伸び、その分、資源もエネルギー消費も、保管も輸て同じ競争環境下で高生産性、自動化、省力の設備が送の無駄も削減できる。最大の資源の節約、環境負荷求められているの低減は不要なものを作らない、必要なものだけを準

。

5-1）

この 30 年間に情報・通信・センサー技術は、扱うデー

備し、出来たものは寿命まで使ってもらうのが良い。

タ量、速度、信頼性、価格のどれも想像を超える早さ

そのためには生産性が高いことは必須条件で、欲するで進化し続け、世界中に広がる紡績工場が通信ネット

人が短時間で商品を購入でき、その商品を長期間使用

ワークで結ばれ、糸種、番手、生産量、その品質などできることが重要で、コモディティ製品ほど、高速にを瞬時に把握できるシステムが構築されてきている。

生産でき、摩耗や洗濯に強い糸が望ましい。

糸品質と同時に機械の状態を常時監視し、適切な保守・
維持管理をリモートでサポートする品質管理、保守管

紡績素材は持続可能な手段で作られねばならない。

理システムが動き出している。設備機器メーカー各社

CO2 排出を減らし、水の使用量を減らし、環境汚染

は、それぞれ独自にシステムを構築しているが、規格を引き起こす農薬や殺虫剤などの使用量が少なく、食の統一に向かっていくだろう。

料生産の農地と競合せず、食料の副産物、あるいはパ

村田の MSS（Muratec Sumart Suport） と呼ぶシ

ルプや紙の原料の副産物から、まだ利用されていない

ス テ ム は 2023 年 8 月 現 在、 自 動 ワ イ ン ダ ー と豊富な植物資源が存在しているかもしれない。カーボ

VORTEX 精紡機合わせて 2.6 万台以上が全世界の約ンニュートラルでバイオマス原料としても利用可能な

650 工場と常時繋がっており、これらの機械が生み出

綿を含む植物をベースとしたセルロースが主体になる

5-2）紡績技術の系統化調査

173

べきだろう。すでに始まっている使用済み衣料品から分離抽出したセルロース原料の再利用、また将来、CO2 の回収とその回収した資源から繊維を生み出す
技術が経済的に成立しているかもしれない。あるいは資源として顧みられなかったありふれた植物が繊維資源として生まれ変わっているかもしれない。再生セル
ロース繊維はボルテックス紡績法にとって最も生産性が高く扱いやすい素材で、その糸から作られる製品の風合い、製品寿命の長さは、世界のどの市場でも高い評価を受けて来た。そのような紡績素材を将来に渡って、今あるセルロースの再生繊維のように効率よく扱えなければならない。
生産糸の最小ロット単位が少ないほど無駄も少ない。半面、年間を通して同一の糸種が流れ仕掛け変更
が少なければ稼働効率は良い。多品種少量生産と一品

図 5.1

ザクセン紡車（出典；Wikipedia 糸車）

種大量生産のような相反する要求に応えられる汎用機は結局、生産速度が速く、広い糸種、番手範囲を少な

ボビンの回転は早いので糸はボビンに巻き取られていい交換部品でカバーでき、糸種変更時の交換部品や調く。両手で繊維束を細く引き伸ばす代わりに 2 組のペ整箇所が少ない、作業工数が少ない機械が汎用性が高アローラー間で繊維を引き延ばせばドラフト、加撚、い機械と言える。既存のリング精紡機のフレーム構成

巻取りが連続して行われるようになる。

での最大錘数は現状 2,400 錘である。これを超えるた

その後フライヤーの加撚機構を軽量化してリング精

めには全く違ったフレーム構成が求められるだろう

紡機へと進化してゆく源流である。同じ時代に、精紡が、リング精紡の限界速度から現状の姿を変える可能

車よりも古くから行われてきた錘をぶら下げて加撚性は低い。そうすると 2,400 錘が一つの基準になるかし、それをボビンに巻き取る動作からジェニー精紡機もしれない。これは生産性から類推するとボルテックが発明されたことは容易に想像できる。これを機械化

スは 120 錘、ローター機は 432 ローターで同等の生産したミュール精紡機もリング精紡機の発明と同じころ

量になる。

に生まれ共存しながら進化してきた。20 世紀に入り
連続式の生産性と容易な操作性から、リング精紡方式

5.1 精紡機の生産性向上

174

が紡績の主役を担うようになる。
世界人口の増加と豊かさへの欲望は必然的に生産量の増加を繊維産業に求めた。この間にスピンドルの振繊維産業は身近な存在で歴史も長いため、技術革新

動防止機構、ダブルエプロンドラフト、バルーンコンが遅々としているように思われるかもしれない。18

トロールリングなど重要な発明は続いたものの、生産

世紀中頃からイギリスで始まる産業革命は、生産手段

性を根本的に変革する方式は現れなかった。

が木製の道具から鉄製の機械に置き換わり、自動化さ第二次大戦後の経済発展の中、賃金の高騰と労働力

れ、それまでの何世紀も変わらなかった生産性が飛躍

不足は深刻でリング精紡法の生産性の限界を克服する的に向上した。

様々な試みが世界中で行われた。この課題に最初に成機械化以前の原型は図 5.1 のような手紡車でサクソ功したのがチェコスロバキアの国立綿業研究所 V.U.B

ニー紡車と呼ばれ、発明者はザクセン（現ドイツ）のが発明した KS200 と呼ぶローター式オープンエンド

ヨハン・ユルゲン（Johan Jürgen）と伝えられている。

精 紡 機（Open End Rotor spinning） で 1967 年 に足踏みペダル（b）によりクランク機構（c）を介してホBD200 として商業生産を開始した。これは世界に衝

イール（a）を回し、ホイールから 2 本のベルトが大小撃を与えた。リング精紡では克服できないハイドラフのプーリーに掛かり、大きなプーリー（i）はフライ

ト、高速加撚、ラージパッケージ化を見事に実現した

ヤー（f）を、小さなプーリー（h）はボビン（m）を回す。

のである。

フライヤーの回転により指で把持された繊維束とフラ続いて仮撚り式空気精紡機が 1980 年代に登場する。

イヤーのフックの間で撚りが入り、フライヤーよりもリング精紡の 10 倍の生産性を簡単に達成するが風合国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March図 5.2

綿糸 Ne24（Nm40）を 1 ㎏生産する精紡機 1 台当たりの時間（分）5-3）
X：Mule〇：Ring□：Rotor△：Vortex
縦軸は Log10 対数目盛

いが固く用途が限られ、綿紡績が困難なこともあり市場に広まらなかった。

糸が担うことを示唆している。
トラベラー速度の限界が発熱、摩耗、糸品質への影

さらに 1990 年代中ごろに渦流式空気精紡機が登場

響 か ら 45 m/s と 言 わ れ て き た が 5-3）、 リ ン グ 径 36する。仮撚り式が風合いの硬さから市場が広がらない

mm、ボビン径を 34 mm として、2.5 万 rpm の時の事への反省から、実撚りに拘り開発された。ボルテッ

トラベラー速度は 44.5 m/s に達するので、トラベラー

クス方式と呼びリング精紡の 20 倍 ~30 倍、ローター速度からも限界と言えそうだ。リング径を 34 mm に式の 3 倍 ~4 倍の紡績速度を誇り、多様な糸種に対応

小径化することで、さらに高速化を目指す動きもある

可能で、特に細番手紡績のアドバンテージが高い。

が、寿命と糸品質的な課題が未解決である。

図 5.2 は機械化の始まる 1750 年以降、1 台の精紡機

ローター機は Ne24 カード糸を 16 万 rpm、760 twists/

が 1 kg の綿糸（25tex）生産に要する時間（分）を 10 のm でリーターの R-66 が 2015 年の ITMA に、またシュ

対数で縦軸に表している 5-3）。1764 年のスピニングジェ

ラホーストの Autocoro-10 が 2019 年の ITMA でそれ

ニー、1769 年の水力紡機、1967 年のローター式 OE 機、

ぞ れ 実 演 し て お り、 リ ン グ 糸 の 撚 り 数 の +20 %

1997 年のボルテックス機など記録に残されている運として 924 twists/m を 16 万回転のローターに当ては転条件を当てはめている。図中の近似式を外挿するとめると、2030 年に 444 錘、2040 年には 584 錘、2050

綿糸 1 kg を製造するのに要する時間は 2030 年に 0.502

年 に は 765 錘 で 達 成 で き る。 シ ュ ラ ホ ー ス ト の分、2040 年に 0.396 分、2050 年には 0.302 分になる。

Autocoro-11 が最大 816 錘、リーターの R-70 が最大

ほぼ 250 年で 3 桁、つまり 1/1,000 に時間短縮された

768 錘で両機ともすでに 2050 年の 0.302 分を達成してことになる。

いることになる。

撚り数を 770 twists/m として（甘めの織り糸）、リ

ボルテックス方式は速度の限界がまだ見えていない

ング精紡機は 2030 年に 2 万 rpm の場合 2,962 錘必要が、600 m/min を最高速度とすると表 5.1 に示すようで、現状のフレーム構成（最大錘数 2,400）では達成でに 2050 年は 200 錘でも達成できない。2030 年、2040

きない。逆に現在最大錘数 2,400 から必要な回転数を年においても 168 錘以上必要になる。このことは片面求めると 2.5 万 rpm になることから、リング精紡機のフレーム構成を両面にという要望が出る可能性があは限界にきていることがわかる。もし 2.6 万 rpm ならるだろう。ただ今以上の長錘化が必要になるかどうか、

2,360 錘で到達できるが、いずれにしろ近い将来リンリング精紡機の動向を眺めてからでも遅くない。2,000

グ精紡機が歴史的な役割を終え、極細番手や特別な強錘以上の納入実績が判断の材料になるだろう。ロット

度、風合いなどが必要とされるニッチな用途に回り、当たりの生産量から管理しやすい規模が決まってくる

コモディティ製品の主役はローター糸やボルテックス

ことも考えられるからだ。
紡績技術の系統化調査

175

表 5.1

綿糸 Nm40、1 kg 生産に必要な精紡機 1 台の錘数と紡績速度（m/min）
2030 年（0.520 分）

錘

数2040 年（0.396 分）

2050 年（0.302 分）

上記の時間内で生産するための紡績速度（m/min）

96

801

1,052

1,379

120

641

801

1,106

168

457

601

788

200

384

505

662

（必要な時間（分）は図 5.2 の近似式から外挿。
）

図 5.3

イタリア、カモニカ谷（筆者撮影）

ング糸は均一すぎる、ボルテックス糸の生地はハンドも外観もリング糸とローター糸の中間で面白くない。

5.2 マーケッティング

製品評価は 10 年ですっかり変わっていた。
つまり人々の嗜好は 10 年も経てば変わること、慣1999 年の ITMA-Paris にシュラホーストは、展示

れが嗜好を決めることを知った。この 10 年の間に、ブースの最も目につく場所にコロブティック（Coro

店頭に並ぶ同等な製品の多くがローター糸製に置き換

Boutique）と呼ぶ一角を設け、生地スワッチに合わせわっていたのだ。

て原料から紡績・整布・生地加工・最終製品に至る詳

この 2 つの出来事は、その後の活動の方向性を示し細なデータをライブラリー化し、明らかにアパレルやてくれた。1999 年パリの見本市の後、ボルテックス

生地のハンドラーに向かって展示していた。ローター機を搬入したイタリアの紡績会社フランゾーニ式オープンエンド機の先頭を走るメーカーの使命とし（Franzoni Filati）はミラノの北東、アルプスに刻まれて市場開拓の重要性を深く理解し、そのために機械のた カ モ ニ カ 渓 谷（Valle Camonica）の 小 村 エ ジ ネ

開発に匹敵するエネルギーをローター糸の用途開発に（Esine）にあった。イタリア紡績業界で誰もが糸品質費やしていた。撚り構造が従来型の糸と異なるため、で一目置くカルロ・ジューディッチ（Carlo Giudici）

これまでの製品化までの伝統的な決め事を洗い直し、を技術責任者に招き、製品化とマーケッティングの専最終製品とともに原料から加工方法まで精紡機メー門スタッフを揃え、緻密な販売戦略を練っていた。

カーが提案する時代に変わっていたのだ。

176

経 営 責 任 者 の マ ウ ロ・ フ ラ ン ゾ ー ニ（Mauro

ここで問いかけているのは糸や生地のハンドラーやFranzoni）は常々、「他に負けない特徴が 1 つあれば、アパレルであって、機械を納入する紡績会社ではない。

どんなに小さな市場でもよいからそのトップを狙え。

このシュラホーストのマーケッティング手法は大きなトップを取れば下に広がる裾野に量販品の市場が出来刺激になった。紡績会社に機械の生産性や生産コストる。弱点をいくら改善しても、同等ではだれも見向き

比較を 100 回繰り返しても、『ところで何を生産すれもしない。圧倒的に優位な特徴を訴求する物語が商品ば儲かるの ?』と切り返されると返す言葉が見つからには必要だ。販売員が誰かに伝えずにいられない秘密

ない経験が一度や二度ではなかったからだ。

を持つことだ。」と熱く語っていた。

1985 年、日本製（リング糸）の綿 T シャツを持って10 万錘にも満たない規模の紡績会社が糸のブラン

アメリカの有名なブランドを尋ねた。この時、アメリ

ド 化 を 通 し て ピ ッ テ ィ・ フ ィ ラ テ ィ（Pitti Filati、

カの量販店で購入した同程度の目付のローター糸とリFirenze）やミラノ・ウニカ（Milano Unica）、エキス

ング糸、それと結束紡績糸（MJS 糸、ポリエステル綿ポ フ ィ ル（Expofil、 現 在 の プ ル ミ エ ー ル ビ ジ ョ ン混）からシングルジャージーに編まれた製品を並べて

Premierevision、Paris）など、世界中からバイヤーの嗜好を尋ねた。彼らが選んだのはリング糸の製品だが集まる有名な糸の見本市に出展していた。コンパクト

日本製ではなく、小斑だらけのアメリカ製の製品だっ

糸に目を付け、イタリアやフランスのトップブランド

た。日本製とローター糸は外観が均一すぎる、結束紡と共同で商品を作り上げる手法で、厳しいイタリアの績糸は生地が固く、外観も親しみを持てないと。とこ

品質要求に挑戦していた。

ろが 10 年後、結束紡績糸をボルテックス綿糸に変え

ボルテックス糸にも殺し文句が必要だった。リング・て同じ質問をしてみた。この時選ばれたのはローター

コンパクト糸の Futura Ⓡ ブランドの中に綿 100 % の糸からの製品で、リング糸は斑が目立つ、日本製のリノバ（Nuova）とペルフォルマ（Performa）、ミクロモダ

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. Marchル（Micromodal）、プロビスコーゼ（Proviscose）など

どのような工程、加工が必要なのか、一つの製品に関新たなファミリーを素材別に次々に加えていった。特係する慣習や製品化までの流れを知ることで、多くの徴は毛羽が少ない、精紡以降の編みや織、染色・加工、なぜが納得できる合理性をもって次の提案につながる

さらに製品化され消費者に渡り、着用・洗濯を繰り返ことを確信した。

しても繊維の脱落が少ない、ピリングが出にくい、

広報、営業、技術サービス、技術が協力して訴求で摩擦に強い、生地の風合いが長続きする。またタオルきる話題を収集しホームページを作成した。また繊維やシーツなどの縦糸の準備工程では糊のピックアップ

製品品質管理士や繊維技術士の資格取得を通して基礎量を半分に減らせる、糸種によっては糊無しでも織機になる常識を論理的、科学的に説明できる力を身に付の製織性に遜色がない、コンパクト糸でのみ可能だっけることに努めた。機械見本市だけでなく糸、布の見た高密度織物や経編用にも使用可能、毛羽が少ないた

本市、学会や業界の行事へ参加することで繊維、ファッめプリントの染際やギンガムのように色違いの糸が交ション業界に携わる関係者との接点を広げ、より良いわる組織では柄が鮮やかに出る、糸の内部空間が広い

答えを見つけだす可能性を求めてきた。

（注5.1）

ため吸水性が良いなど、これらの特性を生かせる（注5.2）

製品を扱うトップブランドに働きかけたのだ。

市場の好み、嗜好はある一線までは意図的に作り出さないと変わらない。だが一旦慣れてしまえば、それ

分かりやすい特徴と、そこから広がる糸のイメージまでの障壁は消えてしまう。20 世紀に合繊を肌に触を、これまでにない近未来を予感させるようなエアー

れさせるような商品はあり得ないというのがこの世界

コーミング、エアーシンジング、エアーフォーミング

の常識だったし消費者も選択しなかった。結局、何か（Air combing, air singeing and air forming yarn）とに優れた特性を示すことが出来れば、それ以外の特性

呼び、着用時や洗濯時に脱落するような短繊維を紡績は許容できる範囲なら受け入れられるのだ。一旦受け中に空気の力で除去し、ピリングの原因になる毛羽を入れると、そのことが日常になり嗜好を決めることが減らし、しかも比類のない高速度で紡ぎだされる新しわかった。

い糸、それが Futura だと訴求した。
期待した効果が現れないトライアルもあったが見事に特長を発揮し製品化され、店頭を飾る商品が現れて（注 5.1） 布の表面に緩んだ繊維がボール状に絡まり、来た。最初の成功は有名な下着ブランドに採用された

留まっている現象をピリングと言い、この毛

マイクロモダルをスパンデックスとプレーティングし玉をピル（Pill）と呼ぶ。ピリングの評価方法

たニット製品だった。（図 5.4）には ICI 法（JIS 1076A 法）、試料をゴム管にこれを機に営業は何をすべきか、技術はどんな特徴

貼り付けコルクシートを内面に貼った回転箱が差別化できるのかを見直した。つまり生産性や生産の中に入れ、一定時間回転後、標準写真と比コスト比較を紡績会社に訴求する従来の手法に加え、較するもので、日本で広く利用されている。

川下のアパレルや生地のハンドラーに向けて、糸の魅

またランダムタンブル法（Randum tumble）法

力を紹介することで紡績会社が新しい紡績方式の機械（ASTM D3512）は試料をコルクシートまたはを導入しやすい環境を整備するのだ。そのためには新

クロロピレンシートを貼り付けた円筒容器にしく生まれた糸、布の特徴を分かりやすく解説し、そ入れ、金属製の回転羽根で一定時間撹拌したの隠れた秘密を明らかにすること、繊維素材がいかに後、標準写真と比較する方法で米国にて主に作られ、どのように加工され、紡績原料が準備される

使用される。ヨーロッパはマーチンデール法のか、そしてできた糸が最終製品の用途に合わせて、（Martindale, ISO 12945-2）の摩耗試験が一般的で、試料に対し標準布（試料自身とそれ以外の布）を押し当て、既定の回数摩擦負荷をかけた後、その外観を基準スケールと比較しピリング値を決める。等級は 1 級から 5 級（ピリング無し）まで 0.5 刻みで判定される。通常
3 級以下で商品として店頭に出ることは稀である。
図 5.5 は 200 カウントシーツのリング糸製と

図 5.4

イタリアの専門店（筆者撮影）

ボルテックス糸製を比較している。3 級以上を紡績技術の系統化調査

177

合格とするケースが多いので、このシーツの例（注 5.2） 吸水性の測定法には過渡現象を見るものと、ではリングは 1,000 サイクルで 3 級に、
ボルテッ

一定時間経過後の定常状態を見る方法がある

クスは 7,000 サイクルでも 4.5 級なので少なくが、この例、図 5.75-5）は定常状態を観察していとも 7 倍以上寿命が延びると考えられる。同様る。紡績糸は糸軸に沿って撚り構造が様々にに

図 5.6 ではモダル 50% 綿 50% 混の Ne40/1

変化するため位置による変動が大きく、これにライクラ（Spandex）をプレーティングしたベを緩和するために糸を束ね、糸の向きも考慮

ア天で、3 級を合格とするとリングは 1,000 サ

して集団とすることで実際の生地の状態に近イクルまで、ボルテックスは 5,000 サイクルまづけている。ここで用いたバイレック法は毛で維持するので寿命が 5 倍に伸びることがわか細管現象による水の移動で糸の径が大きいほる。因みに 200 カウントシーツとは 1 インチ当ど、つまり糸の線密度が低い（繊維間の空間たりの縦糸本数と緯糸本数の和が 200 本になるが広い）ほど吸水性が良いことを表している。

平織組織、またベア天とはストレッチ性の繊維を編成時に同時に供給した天竺編み（シングルジ ャ ー ジ ー）組 織 で あ る。（ 試 料 提 供、Franzoni）

図 5.5

図 5.6

178

ピリング評価値の比較

ピリング評価値の比較

国立科学博物館技術の系統化調査報告

コーマ綿 100 % 200 カウントシーツ（110 × 90）（資料提供 ; Filature Franzoni）

Ne40/1 Modal50/Cotton50 にライクラ（Lycra 44 dtex）をプレーティングしたベア天（資料提供；Filature Franzoni）

Vol.33 2024. March図 5.7 糸の吸水性比較（バイレック法）5-5）
リング糸（撚り数 /m；700, 750, 780, 850）
、ボルテックス糸（糸速；350, 400, 450 m/min）

参考文献

5-3） Trommer Günter, Rotor Spinning, Deutscher

5-1） 松 本 龍 守 , 時 代 が 求 め る 紡 績 機 械 , ICM &Fachverlag, p.11（1995）の図 1 を元に筆者追記。

Safety Division Newsletter No.25, pp.10-11, 日

5-4） 奥 野博 , 最近のリング精紡機 , 繊維工業 42-2,

本機械学会（2010）

pp.73-81（1989）https://www.jsme.or.jp/icm/uploads/sites/5-5） Matsumoto et. al, Water absorbency of the Vortex

18/2019/07/newsletter_No25.pdf（2023.10.7 閲

yarn, The proceedings of 41st Textile覧）

Research Symposium at Guimaraes, pp.338-

5-2） https://www.muratec.net/tm/support/mss.html

346（2012）（2023.8.28 閲覧）

紡績技術の系統化調査

179

6 おわりに
18 世紀イギリスに始まる産業革命以降、世界中のより多くのエネルギーを求めて化石燃料を掘り出し、誰もが同品質の製品を作り出せる技術が次々に生ま吸い上げ、これらを燃焼し熱エネルギーに換え、あるれ、生産手段の汎用化とともに生産量も爆発的に増大

いは熱分解して原材料を取り出し、二酸化炭素を放出した。大量生産のための機械化、自動化、省力化は人し続けて来た。この産業革命に中心的な役割を演じた類の夢だった。しかし地域で独自に育まれ、固有の技

繊維産業は率先して取り組むべき相応の責任がある。

術として生まれた各地の特産品の価値を相対的に低下

持続可能な社会を実現するために紡績機はどのようさせ、地域の産業そのものを衰退させる原因にもなっな貢献が出来るだろう。より少ない資源とエネルギーた。最新鋭の機械を導入し操作方法を覚えれば、幾世から長寿命の製品を作り出すことは重要だろう。また

代にもわたって受け継がれてきた技法・ノウハウを瞬

パンデミックの教訓は人の移動制限で生産活動が麻痺

時に手に入れ、だれもが同品質の製品をより効率的にし、物流の滞留とコスト上昇から遠隔地に生産拠点が生産できるようになった。生産技術の汎用化は機械集中することの脆弱性を露わにした。消費地に近い所

メーカーにとって市場で生き残るための条件の一つだで生産することの必要性を再考し、それに適した省人・が、そのことがまた自らの存続基盤を危うくしてきた。

省力、多品種に対応可能な高生産性の機械が求められ生産手段を受け入れる現場が遠く海外に離れ、国内へる。

の設備投資は減り、競争力をさらに弱めた。国内に市

この技術の系統化調査を通じて、改めて精紡機の進場を失った繊維機械メーカーは淘汰され、必死に海外化は織機や編み機など整布工程の高速化と密接につな市場に販路を求めた。繊維産業同様、機械産業も海外がっていることを認識させられた。飛び杼に始まり力生産に活路を見出そうとしてきた。このことがまた技

織機への進化が糸の需要を増やし、ミュール精紡機や術の流出を早め、新たに出現した現地メーカーとの激リング精紡機を生みだすきっかけになった。20 世紀

しいコスト競争という悪循環に陥った。

後半、織機の緯糸打ち込みはシャトルからグリッパー

機械産業が早くから始まったイギリスやアメリカで（プロジェクタイル）、レピア、ウォータージェット、はすでに繊維機械メーカーは消滅し、あるいは他の産

エアージェットへと次々に高速化していった。その結業向けに衣替えしている。欧州も多くの歴史的な機械

果、粗紡機・精紡機間の粗糸搬送と空ボビンの自動回メーカーが淘汰され、一部にブランドとしての名前を

収、精紡機の一斉ドッフィングと糸掛け、リング精紡

残すのみになっている。代わって世界の製造工場と機とワインダーのリンクシステム、自動ワインダーのなって台頭してきた中国やインドメーカーの成長は著

高速化、スプライサーの発明、より信頼性の高いヤー

しく、国際見本市の展示面積の拡大に圧倒される。規ンクリアラーの開発、確実な糸欠点の除去、そして革模に対抗するには新たな技術開発と商品開発で常に半新精紡機の登場を促した。

歩先を行くことが求められ、早すぎても遅くても、他各紡績法にはそれぞれ得意、不得意がある。紡績糸の工程の進化と歩調が合わなければ市場での支持を得に主役も脇役もなく、それぞれが最も特徴を発揮しやられない。

すい製品用途で使用され、今ある精紡方式はこれから

物質的な豊かさを求める人類は地球環境を無限と信180

も使われ続けられるだろう。

じ、自然の脅威を繰り返し経験するまで、差し迫る危リング糸の実撚り構造がもたらす風合い、光沢、強機を看過し、大量生産・大量消費・大量廃棄をセット度が見直され、実撚りでなければ実現できない製品がにして資源を浪費し、環境を破壊して来た。気候変動、数多く存在することも分かってきた。カタン糸、刺繍

温暖化、海面上昇、永久凍土の溶解、農地の減少と砂

糸、レース糸、飾り糸、高密度のシーツ、シャツなど

漠化、洪水、森林火災、食料危機、水不足、水質汚染、

挙げればきりがない。リング糸でなければ得られない

エネルギー問題、核廃棄物処理、難民、戦争、パンデ

糸強度や、光沢、風合いを求める製品が消えることは

ミック、生物種の絶滅など解決策の見えない課題が一ない。糸品質の中でも特に風合いに関係する特性に優度に顕在化してきた。それぞれは独立変数ではなく相れ、その特徴を生かしサイロ（注6.1）、コンパクト（注6.2）、互に絡み合い、現象をより先鋭化・複雑化している。

サイロコンパクト（注6.3）など、さらに糸品質を高める方

人類の活動が地球環境を変えてしまうほどの影響を向で差別化されてきた。革新紡績方式では得られない及ぼしたのは 18 世紀に始まる産業革命以降である。

細番手糸を作れる。また最も高い糸強力を得られ、ど国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. Marchのような繊維素材でも糸に出来る高い汎用性がある。

すいため、ボルテックス糸の用途開発に新たな可能性

また意匠糸、スラブ糸、コアヤーンなどの特殊な糸にが広がる。

も対応できる。ただ汎用性・多様性があるからと言って簡単に対応できるわけではない。生産性が低いため

最後に、この報告書は本来なら当然含めるべき紡績多数錘、多数機台の部品交換と調整を要するからだ。

工程のそれぞれの機械について、あまり言及していな

ローター式 OE 精紡は自動化の完成度が高く、高生い。多様な機械が存在し、これらを網羅して報告でき

産性で、Ne20 よりも太番手の綿糸では絶対的なコスる知見を筆者は持ち合わせておらず、この点について

トパフォーマンスを示す。またコーマノイルのようなは誠に申し訳なく思っている。今では紡績糸よりも生短い繊維からも紡績可能で、反毛などのリサイクル繊産量が多く、人口増加に伴う糸需要を支えているフィ

維を容易に扱える。リング糸の風合いを、あるいは光

ラメント糸についても触れていない。化繊機械の動向

沢や布強度が必要な商品ばかりではない。ローター式も合わせて次の文献を参考に挙げておく 6-1）。

OE 精紡機は中番手ニット用から太番手が得意で、短い繊維も糸に有効に取り込めるメリットがあり、そのような既存用途はデニム、タオル、T シャツ、下着、（注 6.1） 1970 年代オーストラリアのサイロ研究所

ボトム、帆布など、ほぼ全てがカード綿を使う。紡績（CSIRO）と イ ギ リ ス の IWS（International

素材の半分以上が綿である限り、綿紡績の重要性は変Wool Solidaritat） が共同でウールの梳毛糸用わらない。持続可能な社会を実現するためにも資源のに開発した手法で、1 錘に 2 本の粗糸を供給

再利用は避けられない。落綿や反毛のような短い繊維

しドラフト後、フロントローラーから出てく長でも有効に糸に加工できるローター式 OE 精紡法がる繊維をトラベラーから伝播してくる撚りで絶対的に優位な市場はこれからも続くと思われる。

捕捉すると均斉度が良く、糸強力も高い双糸

米国のローター糸はタオル、デニム、帆布のような状の一本の糸が得られる。この手法で作られ太番手の織と Nm50（Ne30）よりも太番手の編み用途

た糸をサイロ糸（Siro Spun Yarn）と呼ぶ。既から市場に浸透したが、糸強度の必要な中番手から細設のリング精紡機に粗糸クリルとファイバー

番手の織用途、例えばシーティングやシャーティング

ガイドの追加改造だけで対応できる。この技

では受け入れられる商品が少なく、このローター糸が術を細番手の綿糸に適用し、織用途での品質

不得意な中番手から細番手の多くの製品に一時期エ改善に貢献している。

アージェット糸が使われた。この分野は生産性、布特性、風合いのどの項目を見てもボルテックスが優って（注 6.2） 1989 年、オーストリアのフェーラーはドレ

おり、世界中で素材、番手に関わらず入れ替えが進ん

フスピンテスターと呼ぶリング精紡機をでいくだろう。米国はイージーケア性が好まれ、ポリ

ATME に出展した。粗糸ではなくスライバーエステルとのブレンドが綿 100 % よりも好まれる稀をドラフトし、エプロンドラフトから出てきな市場である。

た繊維束を微弱な噴流で 2 分割し、それぞれボルテックスは中番手から細番手を得意にし、ローを独立に 2 錘に巻き取る。フロントローラー

ター式と補完関係にある。短い繊維は紡績中に失われはメッシュ穴を持ち、ブロアーからの吸引でる割合が高いため、短繊維を多く含むカード綿は紡績

繊維の流れを規制することで糸物性の劣化を時に失われる繊維量も多い。半面、その後の工程、例防ぐ。フェーラーの狙いは粗紡工程を省くス

えば織の準備工程や織布工程、あるいは編み工程でのライバーツーヤーンだったが誰も興味を示さ

繊維脱落が少なく、脱落が原因の布欠点の発生頻度がなかった。そこでドイツ、スイスのリング精格段に低い。着用時や洗濯による繊維脱落も少なく、紡機メーカーに共同研究を持ち掛けた。これ

ピリングを生じにくいので生地の寿命が長い。毛羽がにリーターは反応した。スライバーツーヤー

少なく摩耗に強い糸の特性に起因している。高生産性

ンにではなく、このメッシュ穴付きバキューのお蔭で、少ないフロア面積で、少ない部品交換と手ムローラーが毛羽発生を抑制する効果に着目

間で仕掛け換えに対応できるので、出荷の頭出しが早し 1995 年 の ITMA-Milano に 出 展 し た。4 年

まるし、多品種・少量生産にも対応しやすい。芯にマ

後

ルチフィラメント糸や紡績糸、鞘にステイプル繊維を

Süssen、Zinser の欧州 3 社から吸引を利用し用いるコアヤーン（長短複合糸）は機能性を付加しやた独自の手法でコンパクト機の出展があり、の 1999 年 ITMA-Paris では Rieter、紡績技術の系統化調査

181

毛羽の少ない糸特性を求める市場の要求から

参考文献

以後急速に普及した。

6-1） 社団法人日本繊維機械協会 , わが国繊維機械の技術発展調査研究報告書（l）化繊機械・紡績機（注 6.3） 1990 年代の後半、毛羽の少ないコンパクト
糸で商品開発をリードしてきたイタリアのフランゾーニ（Franzoni）はコンパクト機が広まるのを見て、差別化を狙いサイロとコンパク
トを組みあわせることで、さらに高品質の糸を高級シャツブランドや、高い耐摩耗性を求められる経編、高密度織布に用途を広げた。
その後すぐに 世界の製造工場に成長した中国に広まった。

182

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March械編（1989）コラム：サウスキャロライナの研究室
1993 年、米国の紡績会社スプリングス社のホワイト工場（Fort Mill, South Carolina）敷地内の廃屋（写真上）に立ち入り禁止エリアが設定され、そこに MJS フレームにボルテックスノズルを載せた 24 錘の試験機を据え付けた。新しい紡績方式を他メーカーに悟られずに開発を進めるために最適な環境と考えたからである。村田機械は原料の選定からその前紡条件、織布工程、後加工、最終
製品評価までスプリングスの R&D の設備と人の支援を受ける関係を長年築いてきた。この新しい糸が問題なく各工程を流せるのか、最終の生地品質が市場に受け入れられるのか、スプリングス側の関心もここにあった。何時でも大量の原料を供給できるように試験機の隣に RSB851
練條機が設置された（写真中）。糸繋ぎ装置が無いので全てマニュアルで糸掛けを始めなければならない。サッカーの吸引流でフィラメントをノズルに通し、そこに綿とノズルエアーを供給した後、フィラメントを切断すれば紡績できる。これを一旦パラレルチューブに巻き取り、さらに単錘型のワインダーで不良部を取り除きながら
コーン形状のパッケージに巻き上げた。この間、耐久性試験も兼ねて全パッケージを毎夜、シャーロット
（Charlotte, North Carolina）にある村田機械の測定室に持ち帰り糸物性変化を調べた。2 か月かけて経糸用に準備した 700 個のパッケージ（約 1.5 トン）を隣接する織布工場に運びこみ、ワーパー（Warper；織機の経糸を準備する機械）に掛けた。ここで思わぬ問題に直面した。ワーパーのスタートとほぼ同時に停止指令が出てワーパーが止まるのだ。原因は糸のトルクが強いためパッケージから糸が解舒されると同時に糸のテンションが大きく変動し、これを糸切れとセンサーが判断し機械を止めていた。先に確認したエアー
ジェトルームの緯糸では測長と貯留を兼ねたロータリー型の給糸装置のお蔭で、解舒時の問題が表面化してこなかった。ノズルエアーの圧力、紡績速度、スピンドル回転停止など、どのパラメターもトルクを下げる効果があり同時に糸強力が犠牲になる。応急的に接着でスピンドルの回転を止め、1993 年末までにス
ピンドル固定で十分実用的な糸が出来ることが確認できた。糸強力を優先して決めていた紡績パラメターを見直すとともに紡績速度を 250 m/min から 350 m/min へと早めた。スピンドル回転が不要になりエアー消費量は半減した。
だが本当の試練はこれからだった。写真下は 1994 年に同実験室に建てられた試験機の前でピーシング（糸と糸を繋ぐ方式の一つ）を試す 3 名の開発担当者である。結局、ピーシング方式では満足いく繋ぎ目品質を得られず、スプライサーを搭載する機械が開発されるまで一部の紡績会社を除きこの機械を扱えなかった。スプライサーを搭載するには糸を繋ぐ間も作られ続ける糸を貯留する必要がある。また一旦止めたパッケージを急に紡績速度にまで加速できない。貯留装置は高速紡績機の糸繋ぎには無くてはならな
いもので、実用化出来たのは 2003 年の ITMA-Birmingham に出展の Vortex861 以降である。貯留装置が安定するまでに最初の試験機納入から 10 年以上が経っていた。開発に賭けた当時の技術者達と、その技術を信じて支援を継続してきた経営者らの感性と忍耐の賜物である。

紡績技術の系統化調査

183

7 謝 辞この系統化調査の執筆に当たり多くの方々から助けリーター（Rieter）、ザウラー（Saurer）両社からは写て頂きました。ここに改めて深謝致します。特に元村真の使用を快諾して頂きました。特許や参考文献から

田機械の森茂樹氏、加藤久明氏には資料と共に開発当

出来るだけ多くの関係者を取り上げるつもりでいまし時の様子を詳細に語って頂きました。豊田自動織機のたが、自身の力量不足から十分な資料を見つけ出せな

芦崎哲也氏、丸山直樹氏には 80 年代以降の紡績全般かった点をお許し下さい。調査範囲は 1954 年生まれ

について、中村晴佳氏から精紡機開発に携わった当時の私の人生と同時代を観察するのですが、産業機械はの状況を、村田機械の目片務氏は歴代の MJS 機の推より生産性の高いモノに更新されて行く宿命から、モ移、糸井明博氏は自動ワインダーとリング精紡機に関ノが残ることは珍しく記憶からも消えていきます。技

連して、また坂口裕子氏、高嶌浩子氏、瀬戸野真代氏

術の系統化調査の難しさを改めて思い知りました。最は資料探しに協力して頂きました。里見眞一氏からは後に野村貫則氏は原稿を精読し貴重な助言を下さり、貴重な写真を提供して頂きました。特に元レンチング

日本繊維機械協会の萬井正俊氏ともども、この報告書のヨハン・ライトナー氏（Johan Leitner）はヨーロッ

執筆の機会を与えて頂いたことを心から感謝します。

パメーカーの動向を調べて頂きました。またスイスの

184

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March主な紡績関連技術年表
14 世紀

インドから紡車（spinning wheel）がヨーロッパに伝わる。

1533

Johan Jürgen（ドイツ） ザクセン紡車（Saxony Wheel）の発明。Flyer による加撚機構。

1733

John Key（イギリス） 飛び杼（Flying Shuttle）を発明。

1738

Lewis Paul、Johan Wyatt（イギリス） ローラードラフトを発明。

1764

James Hargreaves（イギリス） ジェニー紡機（Spinning Jenny）を発明。ミュールの原型。

1769


Richard Arkwright（イギリス） 水力紡機（Water Frame）。ローラードラフトとフライヤーによる加撚、ボビンの巻取りが同時に進行。

1779

Samuel Crompton（イギリス） ジェニーにローラードラフトを組み込んだジェニー・ミュール（Jenny Mule）が現れる。

1780

James Watt（イギリス） 蒸気機関を発明（Steam Engine）工場立地の制約から解放される。

1783

Johann Bürgerman（ドイツ） ヨーロッパ大陸側にも紡績工場（Arkwright の紡機）がラアティンゲン（Ratingen､ デュッセルドルフ郊外）に開設。

1785

Edmont Cartwright（イギリス）力織機の発明

1791

Samuel Slater（アメリカ） 新大陸側に初の紡績工場（Rhode Island）、アークライトの水力紡機。

1793

Eli Whitney（イギリス） ジニング機を発明。綿花（Cotton Boll）からリント（繊維）を引き剥がす機械。

18251830

Richard Roberts（イギリス） ミュールの加撚、巻取り、ドラフトを自動化。

1828

Charles Danforth（アメリカ） キャップ・スピニング（Cap Spinning）を発明。

1828

John Thorp（アメリカ） リングが回転するリング精紡機を発明。

1829

John Thorp（アメリカ） トラベラーがリングレール上を滑るリング精紡機（Ring Spinning）発明。

1830

Arnold Jenks（アメリカ） リング精紡の特許。発明者は Richard Marsad で登録。

1839

（アメリカ） トラベラー加工専用機が作られる。 品質が安定化。

1909

F. J. Rabbeth（アメリカ） ベアリング内蔵スピンドル、振動防止対策。

1920

Fernando Casablancas（アメリカ） ダブルエプロンドラフトの発明。

1948

Zellweger-Uster（スイス） Eveness Tester 開発。

1951

ITMA-Lille（フランス） で始まる。

1955


ITMA-Brussel Kovo 社（チェコスロバキア） ウォータージェットルーム、エアージェットルームを出展。
Zellweger-Uster（スイス） Slub Catcher

1957

Zellweger-Uster（スイス） Uster Statistic 発行。

1959

ITMA-Milano

1963


ITMA-Hannover シャトルレス織機 12 社から出展。革新織機の時代に。
Zellweger-Uster（スイス） 自動ワインダー用クリアラー UAM（Uster Automatic）開発。Slub1965

チェコスロバキア国立綿業研究所 ローター式 OE、KS200 を Brno（チェコスロバキア）見本市に出展。
UAM クリアラー主要な自動ワインダーに搭載される。Schlafhorst-A.Coner107, Gilbos-Conemat, Müller-Automat,
Barber Colman-CC, Schweiter-CA11, Leesona-Uniconer
Loephe・Yarnmaster（スイス） 光学式クリアラー上市。

1967

ITMA-Basel チェコスロバキア国立綿業研究、ローター式 OE の BD200 を出展。
話題の中心は BD200 の完成度の高さ。

日産ウォータージェットルーム LW41 出展。

豊田自動織機の TX, 東レ・豊和工業の MS400、SACM（フランス）の Integrator、ローター式 OE 精紡機開発を
公表。
UAM クリアラー Thin 追加

1971ITMA-Paris 10 社からローター式 OE 機出展。BD（チェコのライセンス）が多数派。
Rieter（スイス）の Rotondo、Ingoltadt（ドイツ）の RK10、Zinser（ドイツ）の Rotos、Platt（イギリス）の BD、
SanGiorgio（イタリア）BD200、ソ連の PPM-1616 など。
Self Twist Spinning、オーストラリアの CSIRO とイギリスの IWS から Repco-Spinner Mark1。

村田・自動ワインダー No.11 コーンマティック出展。Gilbos（ベルギー）から技術導入。

1972

DuPont（アメリカ） Air Jet Spinning Rotofil（結束紡績糸）をアクリル糸に使用を公表。

ドレーパー（Draper、アメリカ）レピア織機（Repier loom）出展  

紡績技術の系統化調査

185

186

1975

ITMA-Milano20 社 28 機種のローター式 OE 機が出展されローター式 OE 機がリング後継の本命に。

チェコスロバキアの INVESTA・BDA は自動ピーシング、Rotor 式の自動機化始まる。

空気渦流式 OE 機、ポーランド Polmatex・PF1
Friction Spinning、オーストリアの Fehler・DREF-2
Repco spinner（Self Twist Spinning）の後継機 Repco Spinner Mark-2 の他、Platt-Spinner Mark-3（イギリス）は
フィラメントと交絡し Selfil と呼ばれた。

サイロスパン（Siro spun）の提案。CSIRO（オーストラリア）と IWS（イギリス）。
UAM クリアラー Thick 追加。

1978

ATME

1979

ITMA-Hannover

1981

OTEMAS

1982


ATME DREF（オーストリア）Friction spinning の DREF-3 を出展。
村田・MJS-801 を出展、光学式クリアラー（日本セレン）。

1983

ITMA-Milano Platt Sacolowell（イギリス）、Platt・STS-888（Self Twist Spinning）出展。
Platt Sacolowell（イギリス）と Hollingsworth（アメリカ）から Master Piece（Friction Spinning）。

日本から 3 社（豊田の TYS、村田の MJS-801、豊和工業）Air Jet Spinning を出展。
村田・マッハコーナー No.7-II（リンクコーナー、ボビントレー）

1985

OTEMAS

1987


ITMA-Paris 村田・MJS-802 を出展。ズッセン（Süssen ドイツ）・双糸機プライフィル（Plyfil）出展。
Platt-Sacolowell と Hollingworth から Master Piece Type894、Hollingworth が糸継とドッファーを自動化。

綿 100%Ne24, 300m/min
リング精紡機の単錘駆動（スピンドルモーター）提案。

自動ワインダー；Schlafhorst・Autoconer-238, Savio・Espero ボビントレー
自動ワインダー用クリアラー、Uster Polymatic UPM、SLTC のケラス分け。

1989

OTEMAS, ATME 村田・双糸機 MTS-881 を OTEMAS と ATME に出展。
東レ・エアージェット精紡機 AJS102 を OTEMAS に出展。

1991

ITMA-Hannover 工程連結、自動化、ロボット化の見本市
Macart（イギリス）機械式相互交絡糸、Platt-STS888 を受け継ぎ Macart-S300
村田・双糸機 MTS-881（one by one knotter）MTS-882 ダブルツイスター連結、MJS-802、Vouk 練條機とスライバーの自動交換。ケンス搬送（天井吊り下げ）、スライバー継ぎロボット、クリアラーの糸長から交換時刻を予測。
Loepfe（スイス）・ワインダー用クリアラー（Yarnmaster）、色糸検出機能搭載
村田・自動ワインダー No.7-V（ボビントレー、リンクコーナー）（リング精紡機）-（自動ワインダー）-（撚糸機）の3 連結など。

1993


CIM リング紡績工場（近藤紡堀金）；綿のベール開梱から箱詰め出荷まで自動化。
（スチームセットとパッケージの外観検査を含む）
Zellweger-Uster・Polymatic クリアラー UPM、ネップチャンネル追加 NSLTC にクラス分け。

1995


ITMA-Milan  Rieter（スイス） コンパクト方式（Compact spinning）の提案。
インクジェットプリンター、島精機の横編み機、ホールガーメント（Whole Garment）初登場。

村田・RJS-804、仮撚り生成のメインノヅルをローラーに換え高速化。
村田・Vortex 方式（空気渦流方式）の試作機 MVS-850 の納入開始（アメリカ）

1996

Zellweger-Uster・UPC-200（Uster Peyer Clearer）クリアラー、色糸検出機能をもつ。光学センサー併用。

1997

OTEMAS 村田・MVS-851（自動ピーシング糸継機）3 台を非公開で出展。カード綿
Ne40（24 錘、320 m/min）、Ne28（24 錘、350 m/min）、Ne18（56 錘、380 m/min）

1999

ITMA-Paris 村田・ボルテックス精紡機を初めて公開、話題の中心に。MVS-851 の 32 錘機Ne40 カード綿糸を 350 m/minFehler（オーストリア）・吸着ドラム式 OE（Friction spinning）の DREF-2000 出展。
Rieter, Zinser, Süssen の欧州 3 社がコンパクト Compact 機を出展。コンパクトがブームになる。

経糸の糊付け工程で Pre-wet 方式が話題に。

Truetzschler と Schlafhorst（共にドイツ）がローター式 OE のモデル工場。ベールオープナーからパレタイジングまで 無人化。カード機のコイリングに IDF を追加、仕上げ練條スライバーは矩形ケンスに収納、搬送台車がローター錘まで運び、ケンス交換し空ケンスを持ち帰る。床面に磁器テープ。コロブティック（Colo Boutique）にBelcoro 製品展示（ローター糸のブランド化）
Uster・自動ワインダー用クリアラー、Quantum-1 登場。イベントを散布図で表示。

オートワインダー；Schlafhorst・Autoconer-338, Savio・Orion を出展。

Sulzer（スイス）・ロータリー緯糸入れ織機 M8300、2000 ppm、スピードファクター 3000。

2001

OTEMAS 村田・MVS-810 を出展。 MJS フレームに Vortex ノズルを載せ、仮撚りで糸を通してから Vortex 方式に切り替える糸継法を確立。メカノッター仕様。糸の貯留が出来ないため 300m/min まで。
CSIRO・ソロスパン（Solo Spun）方式の提案

Schlafhorst（ドイツ） 全自動 Rotor 式 OE の Autocoro を出展。
村田・エアースプライサーを出展。No.7-II マッハコーナー

村田・Air Jet Spinning を出展、メカノッター。

豊和、豊田・TYS、東レ・AJS101、村田・MJS-801、4 社が仮撚り結束式の Air Jet Spinning を展示。

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

2003

ITMA-Birmingham 主要メーカーの多くが出展せず。（リーター、シュラホースト、ツルッツラー、カールマイヤー、
ピカノール、豊田、津田駒など。）
村田・Vortex-861 を出展。糸の貯留装置、スプライサー、色糸検出機能付きクリアラー（MSC-F）搭載。
Friction spinning Fehler・Dref3000
自動ワインダー；村田・No.21C、ウォータースプライサー
Loepfe のワインダー用光学式クリアラー Yarnmaster、ポリプロピレン検出機能付き。

2004

Uster・Quantum-2

2007

ITMA-Munchen Macart（イギリス）
・Macart-S300 を展示（Self twist spinning）アクリル・バルキー糸に使用。バルキー
だしのスチームセット後に間欠的にワインダーに巻き取る。
自動ワインダー；村田・21C、Pac-D（ドラム）、村田・Vortex-861、24 錘機の 4 錘をウール仕様に、残り 18 錘は
綿紡績用。

2008


Rieter（スイス）・Vortex 試作機 J-10 を公開。
Rotor 機のフレームにローラー－ドラフトと Vortex ノズル、ピーシング。両面機。

2010

Uster・Quantum-3

2011


ITMA-Barcelona Schlafhorst（ドイツ）・Autocoro-8（全自動）磁気式ローターモーターの Spinbox、20 万 rpm と公表。
村田・Vortex-870 を出展（カタログ 500 m/min、96 錘）
Rieter・ボルテックス機 J-20 出展（カタログ 120 錘、450 m/min）2012

村田・MJS の生産終了。

2015

ITMA-Milano 村田・Vortex-870EX（96 錘、500 m/min）、Polymaster Ⓡ付き。
Rieter（スイス）・J-26；カタログ 200 錘、500 m/min が出展された。

自動ワインダー出展；Schlafhorst・AC6、Savio・Palser、村田・Qpro/Fpro

2019

ITMA-Barcelona 4 社から Vortex 方式の機械が出展された。
村田・Vortex-870EX；96 錘、550m/min、Rieter・J-26、200 錘、550 m/min、Schlafhorst・Autoairo；ローター機のフレーム構成 168 錘、500 m/min、Lakshimi（インド）・LJS9。
Loepfe・PRISMA、静電容量式センサーを載せ光学式と併用。

2021

Uster・Quantum-4

2023


ITMA-Milano 4 社から Vortex 方式の機械が出展された。
村田・Vortex-870EX；96 錘、550m/min、Rieter・J-70；200 錘、600 m/min、Schlafhorst・Autoairo；カタログ 168 錘 , 550 m/min, Savio・Lybra-Smartspinner 
自動ワインダー 村田・FLcone 発表（Flawless non-stop-winder）, コンセプト機展示。

村田・AIcone, Savio・Proxima, Rieter・AutoconerX6

植物性異物、ポリプロピレン検出機能。

Yarn body と毛羽の分離表現。コア異常、透明ポリプロピレンの検出。

糸密度、ブレンド率異常の検出。

紡績技術の系統化調査

187

紡績技術の系統図

紡績技術の系統図
11世紀

13世紀

14世紀

16世紀

18世紀

19世紀

20世紀
1940
<Mule & Ring Spinning＊糸車の発祥、伝来は諸説ある。

1950

紡錘(Spindle)
糸車(Spinning wheel)中近東、イスラム圏

13世紀中国へ

13世紀インドへ

14世紀ヨーロッパへ

1517 Leonardo da Vinci フライヤーデッサン(IT)Spinning Wheel

1533 Saxony Wheel Jürgen(DE)1733（Flying shuttle)Key(GB)1738 (Roller Draft) Paul &Wyatt(GB)1764 Spinning Jenny Hargreaves(GB)1769 Water Frame Arkwright(GB)1779 Jenny Mule Crompton(GB)1780 (Steam engine) Watt(GB)Saxony Wheel(DE)Water Frame(GB)1793 (Ginning machine) Whitney(GB)1828 Cap spinning Danforth(US)1829 Ring spinning Thorp(US)1830 Ring+Traveler spinning Jenks(US)Spinning Jenny(GB)1830 Mule(self acting mule) Roberts(GB)1839 Travelerの加工機（US)1784 Water Frameの工場ドイツで稼働(Brügelmann)
1791 新大陸(Rhode Island)に紡績工場稼働（Slater)
1860 Bearing Bolster改良 J.E.Atwood(US)1867 鹿児島と堺に英国製紡績工場開設(島津斉彬）
1876頃考案されたガラ紡(臥雲辰致）
西洋式に比べ生産性、糸品質ともに大きく劣る。
Mule spinning millGB)

1909 ベアリング内蔵型スピンドル

Rabbeth(US)1920 ダブルエプロンドラフト

Casablancas(US)1938 Compound drafting

カサブランカ社(US)
Ring Spinning(US)ガラ紡(JP)

188

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

1960
1970
1980
Ring Spinning> リング糸

1990

2000

1979 Air Splicer(JP)

2010

2020

2030

1993 CIM工場(JP)Roving Transportation Link to Winder
Simultanious doffing

1995 Spindle motor drive

1989 Dref spintester(Perforated roll)
Splicer

1995 Compact spinning

C.B.F. on winder

1975 Siro spun(AU)2001 Solo spun(AU)Ring Spinning Mill (Saurer)<Rotor Spinning>ローター式OE糸1965 KS200(CZ)

ITMA71に10社、75に20社出展

1967 BD200(CZ)

ATME78以降自動機が主流にAutocoro

2007AC480 2011 AC81978 Autocoro 1991AC240

Schlafhorst(DE)1967 豊田TX⇒BD200

1989 AR300(JP)2015 AC91967 豊和MS400⇒BD200

1987IngolstadtTU14(DE)2019 AC10 2023 AC111967 SACM Integrater(FR)Rieter(CH)2007 R40

AC10(DE)

2011 R60
2015 R66

1971 Platt BD(GB)1971 Zinser RotoS(DE)Savio(IT)2019 R70

2007 FRS3000<Friction Spinning>吸着ローラ加撚式OE糸Fehler 1975 DREF2(AT)

R70(CH)

1999DREF2000(AT)1982 DREF3(AT)Hollingworth

2023 R70
DREF2000(AT)2003DREF3000

Platt Sacolowell 1983 1987Master Piece Ty894(GB,US)<Self Twist Spinning>機械式SZ交絡糸1971CSIRO(Repco Spinner Mk11975 Mk2(AU1983 Platt STS888(GB)2007 Allma WinSpin(DE)1991MacartS300(GB)Allma Winspin＜Air Jet Spinning>空気仮撚り式結束糸
Dupont 1972 Rotofil(US)

村田機械MJS 1982 801
1987 8021992 802H

2001 8R2

1995 RJS

豊田自動織機 1983 YJS

東レ 1985 AJS101 1989AJS102
1989 MTS881

村田機械
Süssen(DE)

MJS802(JP)2001 8R8

1987Plyfil<Vortex Spinning>空気渦流式OE糸1967 東洋紡AS(JP)1975 PF1(PL)Vacuum spinning(US)1995 MVS850 (JP) 2001 MVS810(JP)1997 MVS851(JP) 2011 Vortex870(JP)2003 Vortex861(JP) 2019 Vortex870EX(JP)2008 J10

Vortex Yarn Formation2011 J20(CH)

Rieter2015 J26(CH)

Schlafhorst(DE)2019 Autoairo

Lakshmi(IN)2019 LAJS9Vortex870(JP)Savio(IT)2023 Lybra

2023 Vortex870EX, J70, Autoairo
MVS851(JP）J70(CH）

2023 ITMA Murata, Rieter, Schlafhorst, Savioの4社からVortex機の出展

紡績技術の系統化調査

189

産業技術史資料

190

紡績技術所在確認

番号

名称

制作年

制作者

資料種類

資料
現状

1

スプライサーヘッドとノッターヘッド

1979

村田機械
株式会社

機械パーツ

展示

村田機械本社 紡績糸の品質を飛躍的に高めた糸繋ぎ技
ショールーム 術。従来技術は機械的な糸結びで、結び目（京都市）そのものが布品質上の欠点と見なされるだ
けでなく、整布工程上の各種機械の高速化を阻んでいた。1979 年、西ドイツの見本市で世界初のスプライサー技術が公開されて以後、紡績糸を繋ぐ世界標準になった。これにより、糸欠点の検出技術の向上、リング精紡機はボビンの小型化、リングの小径化、多錘化へと舵を切り、生産地のグローバル化にも影響した。この技術により約200 年前に発明されたリング精紡法が今日でも紡績糸の主力生産方式として生き残ることになった。

2

粗紡機、リング精紡機、 1993
ワインダー間のモノの受け渡しを一体化し、連動して動くリンク
システム

株式会社
機械システム豊田自動織機
製作所、
村田機械
株式会社

展示

トヨタ産業技 リング精紡は生産性が低いだけでなく、そのオペレーションに多数の作業者が必要で
術記念館（名古屋市） ある。この省力化に貢献したのが粗紡機と精紡機、さらにワインダーを連結し、一斉
村田機械本社 ドッフィング、一斉糸掛け、機台間の篠、ショールーム 満管ボビンの自動搬送、空ボビンの自動回収等の作業を、一つのシステムとして稼働（京都市）させることで、1960 年代、紡績工場の 8 割の作業者が集中していたこれらの工程の省力化は劇的に進んだ。

3

自動ワインダーユニッ
ト、マッハコーナー（Mach Coner®）
No.7 － II1979

村田機械株式 機械
会社

展示

村田機械本社 エアースプライサーを搭載した世界初のワ
ショールーム インディングユニット、No.7 から No.21C,（京都市）
QPRO®、FPRO®、AIcone® へと機種名を更新し、高速化、巻き品質の向上、省エネ、
易オペレート性が図られてきた。かつて欧
米企業が独占していた市場の 40% を占め世界で最も利用されるワインダーの礎を築いた。

4

VORTEX® No.870
ユニット

2011

村田機械株
式会社

機械

展示

村田機械本社 実撚りで風合いを損ねずに超高速紡績を可ショールーム 能にした世界初の空気渦流式オープンエン（京都市）
ド紡績機（VORTEX®）のユニット。高速で
高ドラフトのドラフト装置、VORTEX® 紡
績機用ノズル、テンションセンサー、ヤーンクリアラー、スプライサー、糸の貯留を兼ねたフリクションローラー、ワキシング
装置、巻取装置などからなる。またパラボ
ビンから 5° 57ʼコーンまで紡績速度を落とすことなく対応でき、デジタルクリアラー
は色糸検出機能付きを使用。コアヤーン装置による長短複合糸の生産も容易に切り替えられる。ポリエステルからの脱落物質のノズル内堆積を防止するポリマスター（POLYMASTER®）と呼ぶクリーニング装置など独自の技術が集積している。

5

VORTEX® 紡績機用
ノズル

1995

村田機械
株式会社

機械パーツ

展示

村田機械本社 リング糸の持つ風合いを保持しながら、生ショールーム 産性を 20 倍から 30 倍に引き上げた世界初（京都市）の空気渦流式オープンエンド紡績法。他の革新紡績法に比較しても 2 倍以上の生産性を示す。ロータ式オープンエンド紡績法が太番手糸を得意とするのに対し、空気渦流式オープンエンド紡績法は太番手から細番手まで広範囲をカバーし、糸番手に依らず紡績速度が低下しない。毛羽が少なく、ピリングを発生しにくい、摩耗に強いなど優れた特性を示す。

6

MJS 紡績機用ノズル

1981

村田機械
株式会社

機械パーツ

展示

村田機械本社 空気仮撚り式結束紡績法で世界で唯一商業
ショールーム 生産に用いられた村田独自のタンデム配置（京都市）
紡 績 ノ ズ ル。 こ の 紡 績 方 式 は Murata
Spinning とアメリカで呼ばれた。

7

ローター式オープン
エンド精紡機 BD200

1973

株式会社
機械
豊田自動織機
製作所

展示

トヨタ産業
技術記念館
（名古屋市）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.33 2024. March

所在地

選定理由

革新精紡機の時代を切り開いたチェコスロ
バキアのローター式オープンエンド精紡機
は世界中で多くのライセンス機が製造され、今でも BD の名を冠した機械が製造されている。当時、豊田の技術を加味した豊田製 BD 型は評判で、世界最大規模の紡績工場は日本で稼働していた。

「紡績技術の系統化調査」
報告書冊子との相違点（正誤表）
全文 PDF 版
2024 年 8 月（正）第 33 集冊子版
2024 年 3 月

ページ

段落

行

121

要旨

18

置き換えられことを疑う

置き換えられることを疑う

135

R

27

文末 ’。’ 漏れ

。

146

L

下から 2

リング精紡錘数がリング精紡錘数を

151

R

3

カバーツイストスト

カバーツイスト

図 4.3

スプライサーヘッド

168

写真差し替え185

年表（1793）Eli Whittney

Eli Whitney

188

系統図

（1517）

Leonalrd Da Vinci

Leonardo da Vinci

188

系統図

（1738）

Pau &,Wyatt

Paul & Wyatt

188

系統図

（1769）

Arkwrght

Arkwright

188

系統図

（1793）

WhttnyWhitney

系統図写真 Splicer

189

写真差し替え189

系統図写真 AC10（DE）

189

系統図写真
MVS851（JP）と Vortex870（JP）

天地が逆で鏡像

正しい状態に修正

年代順が逆

写真の位置を入れ替え