專利名稱：精紡方法及細紗機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及紡織。
那種具有自然的粗細不均勻感的紗線，在市場上歷來是作為具有手工制作的手感和外觀的高品位紗線對待的。
迄今為止，對于具有這種不均勻感的紗線作過種種開發(fā)，譬如在日本專利公開1988-170542號公報中就公開過一種細紗，它是通過直流電壓信號使羅拉牽伸式細紗機的前羅拉與自由變速的伺服電動機直接連接，并通過計算機的輸出使前羅拉的旋轉運動在紡紗過程中適當變化，由此而使牽伸倍率發(fā)生變化，紡出粗支紗與細支紗隨機混合的細紗。
另外，在日本專利公開1988-112739號公報中公開過一種細紗，它是通過可變速電動機對環(huán)錠紡紗機上牽伸羅拉中的中羅拉進行獨立驅動，以隨機的時間間隔使其增速而紡出的細紗。
上述傳統(tǒng)的細紗是使其紗線的粗細隨機變化，以產(chǎn)生自然的不均勻感，但與手工紡出的具有自然不均勻感的紗線相比，由于其變化是隨機的，故人為的痕跡很重，顯得不自然，不能給人以舒適感。
本發(fā)明就是要解決傳統(tǒng)方式的問題，涉及在粗紗的精紡過程中、對該粗紗施加具有1/f起伏的牽伸、并對由該粗紗牽伸而成的纖維束加以捻回后紡成紗線的精紡方法及細紗機。
本發(fā)明的目的在于提供一種給人以自然的舒適感的紗線。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種紗線，其粗細不是隨機變化，而是相關地變化，特別是，這種相關具有1/f起伏。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種使1/f起伏與曲子或聲音對應、并表現(xiàn)曲子或聲音的紗線。
本發(fā)明的又一個目的在于用工業(yè)方法制造具有自然的不均勻感的紗線。
另外，本發(fā)明中的所謂“1/f起伏”是指具有頻率成分f的能量譜與1/fk成比例，且K具有近似于1的值。
以下對附圖作簡要說明。
圖1為細紗機主要部分的概要。
圖2為對細紗機電動機進行驅動的方框圖。
圖3顯示1/f起伏的曲子的一部分。
圖4顯示用圖3的曲子牽伸的紗線。
以下結合


本發(fā)明的實施例。
實施例之概要所謂紡紗技術，首先是把短纖維團、譬如原棉混合后將棉纖維向一個方向進行整理。在朝一個方向整理后，已成細繩狀的頭道粗紗被整理成若干根并被牽伸。反復進行同樣的操作，并略加捻回，即制成粗紗11。用細紗機1對粗紗11進一步牽伸，并加以捻回后紡出細紗線13。粗紗11可使用棉、麻等天然纖維、人造絲、銅銨絲等再生纖維、醋酸絲等半合成纖維、聚酯等合成纖維、以及這些纖維混合而成的纖維等。
本發(fā)明著眼于將上述粗紗11紡紗成細紗線13時的牽伸過程，通過使該牽伸具有1/f起伏的變化，使最終的細紗線13的粗細變化具有1/f起伏。這樣一來，細紗線13的粗細變化就有了1/f起伏的相互關聯(lián)，就能夠用機器大量生產(chǎn)出具有與手工紡出的紗線同樣感覺的細紗線13。
細紗機細紗機1是將粗紗11進行牽伸并捻回后紡出細紗線13的裝置。實施本發(fā)明的細紗機1譬如圖1的概略圖所示，備有多個電動機，譬如后電動機21、皮圈電動機22、前電動機23、紡錘電動機24等，可對各電動機進行獨立控制。后電動機21用于驅動后羅拉31。譬如，皮帶51通過齒輪52給予后羅拉31以規(guī)定的旋轉速度，可以通過調整齒輪52的大小和個數(shù)等決定后羅拉31的旋轉速度。另外，也可以通過控制后電動機21，任意地調整后羅拉31的旋轉速度。同樣，皮圈電動機22和前電動機23也可獨立控制，可以任意地調節(jié)皮圈羅拉32或前羅拉33的旋轉速度。在這種場合，也可以用皮帶51或齒輪52調整皮圈羅拉32或前羅拉33的旋轉速度。另外，用紡錘電動機24轉動包錫羅拉34，可以賦予紡錘41以任意的旋轉速度。而且這些電動機在必要時可以通用，也可以用皮帶51和齒輪52等變換器調整羅拉的旋轉速度。
后、皮圈、前羅拉后羅拉31具有規(guī)定的旋轉速度，它將粗紗11夾住并拉入。粗紗11的拉入速度取決于后羅拉31的直徑和旋轉速度。皮圈羅拉32也同樣地將從后羅拉31取出的纖維束12拉入。在皮圈羅拉32的周圍配有可轉動的橡皮圈，用大面積對纖維束12按壓，并將纖維束12加以穩(wěn)定的保持、拉入。通過使皮圈羅拉32的拉入速度大于后羅拉31的拉入速度，將粗紗11牽伸為譬如1.2倍乃至2倍。即，通過對后羅拉31與皮圈羅拉32間的粗紗進行牽伸，使粗紗11的纖維相互錯開，成為比粗紗11細的纖維束12，并延長至譬如1.2倍乃至2倍。
前羅拉33也同樣地將從皮圈羅拉32取出的纖維束12拉入。它的拉入速度設定得比皮圈羅拉32的拉入速度大。譬如，如果將拉入速度設定為皮圈羅拉32的20倍，則纖維束12牽伸的結果是長度為原來的20倍。結果是纖維束12的直徑變細。在整個細紗機上，即，從把粗紗11從后羅拉31拉入，直至把纖維束12從前羅拉33取出，長度可牽伸至30倍或40倍。
紡錘從前羅拉33送出的纖維束12由于紡錘41的旋轉而被捻回，成為細紗線13后被卷繞在筒子上。實際上，細紗線13的捻回一般要能承受織、編等后道工序，并且影響到織物、編物等的觸感，它可用捻回程度、即下述式子1中所示的捻系數(shù)表示。
K=T/Ne······(1)]]>式中，K捻系數(shù)，T捻數(shù)，Ne紗線支數(shù)。
即使是同樣支數(shù)的紗線，如果捻系數(shù)增加則捻數(shù)也增加，成為手感較硬的紗線，而如果捻系數(shù)減少則捻數(shù)亦減少，成為膨松柔軟的紗線。除了特殊場合外，捻系數(shù)一般為2.5～4.5。如要用不同支數(shù)獲得同樣手感的紗線，則可以固定捻系數(shù)，而根據(jù)支數(shù)設定捻數(shù)。捻回取決于從前羅拉送出的纖維束12的長度及其間施加的捻回次數(shù)，只要固定一方，變化另一方，就可變更捻回狀態(tài)。如果要在同樣支數(shù)下增加捻回，可以將前羅拉33的送出固定，而增加紡錘41的旋轉，或是將紡錘41的旋轉固定，而使后羅拉31、皮圈羅拉32、前羅拉33的全部送出減少，兩種方法結果相同。
1/f起伏本發(fā)明者武者利光在世界上第一個發(fā)現(xiàn)了1/f起伏會給人類帶來特別的舒適感，并且在應用物理學會志1965年第427頁至435頁發(fā)表了題為“生物信息與1/f起伏”的論文，還在精密機械學會志1984年50卷6號上發(fā)表了題為“生物控制與1/f起伏”的論文。該論文的概要如下所述“1/f起伏是給人帶來舒適氣氛的起伏，而1/f起伏之所以能給人以舒適感，是因為人體的基本的節(jié)奏變動具有1/f那樣的頻譜。換言之，人們若持續(xù)受到同樣的刺激便會感到厭倦。反之，變化過大的刺激又會帶來不適感，而把這兩者經(jīng)過適當調合而成的起伏變化便是“1/f起伏”。另外，在講談社Bluebacks“起伏的世界”一文中也有如下記載“已經(jīng)知道，生物所顯示的節(jié)奏現(xiàn)象，譬如心跳、打拍子、甚至神經(jīng)細胞的發(fā)火周期和腦電波中所見的α節(jié)奏都基本上形成1/f起伏，一旦生物經(jīng)驗性地接受與這種生物節(jié)奏的1/f起伏同樣類型的起伏的刺激，就能得到快感”。起伏(變動)在自然界中無處不在，譬如小河的流水聲，自然的微風等令人有心曠神怡之感的都是1/f起伏，而臺風等令人不安的強風則是偏離了1/f起伏。
紗線的1/f起伏作為賦予紗線13以1/f起伏的方法，可以通過控制后電動機21、皮圈電動機22、前電動機23、紡錘電動機24來變化對纖維束12進行的牽伸。譬如將皮圈羅拉32取出纖維束12的速度加以固定，而使前羅拉33的取出速度帶有1/f起伏，則被牽伸的纖維束12的直徑就一會兒變粗一會兒變細，而這種變動就具有1/f起伏的特性。對這個前羅拉33的取入速度可以通過控制前電動機23的旋轉速度來加以調整。因而，要使細紗線13的直徑帶有1/f起伏，可以對前電動機23的旋轉控制給與1/f起伏的信號，并且通過皮圈羅拉32與前羅拉33間的牽伸來使細紗線13的直徑發(fā)生變化。另外，也可以對皮圈電動機同時進行控制，也可以達到1/f起伏。圖2是對各電動機進行控制的方框圖。來自后、皮圈、前、及紡錘電動機速度設定器61、1/f起伏信號發(fā)生器62、及紗線粗細變化幅度設定器63的信號在控制器6中受到處理，然后經(jīng)過驅動器63對各電動機21～24進行控制，各電動機21～24經(jīng)過速度檢測器25而反饋，旋轉速度受到控制。通過電動機速度設定器61將各電動機的速度設定為規(guī)定值。以該規(guī)定值為基礎，再給與來自1/f起伏信號發(fā)生器62的1/f起伏信號，由此便可賦予電動機的旋轉速度以1/f起伏。而且，通過紗線粗細變化幅度設定器63的設定使各電動機的旋轉速度的比例發(fā)生變化，再將紗線的粗細設定為規(guī)定值，即可紡出以該粗細為基礎的、具有1/f起伏的細紗線13。
1/f起伏的信號1/f起伏信號從在隨機數(shù)序列x1、x2、x3……中演算n個系數(shù)a1、a2、a3……an后得出的y1、y2、y3……求出。yj可用式子2表示。這里，成為y1、y2、y3……的數(shù)列具有1/f頻譜(詳細請見CORONA社出版的“生物信號”第10章“生物節(jié)奏和起伏”)。
yj＝xj+(1/2)xj+1+(1·3/22·2！)xj+2+(1·3·5/23·3！)xj+3+···+(1·3·5···(2n-1)/2n-1·(n-1)！)xj+n-1………(2)1/f起伏信號發(fā)生器在圖2的1/f起伏信號發(fā)生器62里，可使用計算機，第一步先發(fā)生隨機數(shù)序列x，第二步則在該隨機數(shù)序列中將記憶裝置中記憶的n個系數(shù)a逐個演算后施加線性變換，得出數(shù)列y。如此得出的1/f起伏的數(shù)列示例如式子3所示。
數(shù)值列＝｛17，12，15，15，12，14，12，8，11，12，9，9，11，7，5，2，3，0，6，7，7，8，6，3，3，6，6，3，2，4，2，4，2，0，5，6，7，7，5，7，9，4，1，4，8，7，5，4，6，2，0，6，3，7，8，10，10，5，5，8，9，7，11，5，7，8，10，6，10，9，10，10，8，11，13，10，8，6，7，4，9，7，8，7，8，3，5，7，10，11，8，5，7，6，3，8，11，10，12，9，6，11，12，13，11，10，6，6，9，7，6，2，7，9，4，1，6，8，11，9，12，12，11，7，11，6，3，5，6，9，11，16，10，6，5，3，4，9，7，7，3，4，5，3，1，1，2，6，8，11，8，11，14，14，10，9，8，7，7，8，10，5，6，7，3，5，7，10，7，9，11，12，11，9，10，12，15，12，11，13，13，13，15，16，18，20，17，17，12，13，16，12，15，11，12，16，15，12，14，13，……｝………(3)由于這個數(shù)列有1/f頻譜，故作為1/f起伏信號，是將數(shù)列變成電氣信號輸出給電動機的控制信號。譬如，通過使數(shù)列的較大值對應高電位，可提高電動機的旋轉速度，增大牽伸。另外，也可采用數(shù)值控制等方法，即用數(shù)列的值來控制電動機的旋轉數(shù)。還有，在細紗機1的電動機等控制系統(tǒng)的慣性較大時，也可根據(jù)需要減少1/f起伏的控制信號的電平后施加牽伸。
捻回的控制用紡錘41對從前羅拉33取出的纖維束12加以捻回，制成具有適當強度的細紗線13。在用紡錘41對粗細均勻的纖維束12進行捻回的場合，無論是對紡錘電動機24的旋轉速度賦予1/f起伏信號后加以控制，還是在紡錘41的旋轉固定不變的情況下，將后電動機21、皮圈電動機22、前電動機23的旋轉數(shù)之比加以固定，并同時對這三個電動機賦予相同的1/f起伏信號后加以控制，都可以使捻回的強弱帶有1/f起伏。
另外，在對經(jīng)過1/f起伏的牽伸的纖維束12進行捻回時，通過對紡錘41的旋轉進行控制，使對較細處增強捻回，而對較粗處則減弱捻回，可使細紗線13的捻度均勻。還有，由于捻回的強弱會使細紗線外表的粗細發(fā)生變化，故考慮到這一變化，也可以在對細紗線的粗細賦予1/f起伏時，對牽伸的電動機與紡錘的電動機進行控制，以使牽伸與捻回的總體過程帶有1/f起伏。
1/f起伏的曲子的作成要用1/f系列的數(shù)列y的式子2作曲，首先要決定音階和音域(音域的下限頻率fL和上限頻率fU)。求出1/f系列y，經(jīng)過一次變換后使上限和下限變成音域的下限頻率fL和上限頻率fU。將這樣求出的y系列的值看成音響頻率，并且替換成最接近的那個音階的頻率。即，在最接近的五線譜上的線上或線間依次排列譬如4分音符。圖3為用這種方法求得的曲子的一部分。通過使這個求出的曲子的音符的高低和長短與電動機的旋轉速度及其速度的持續(xù)時間相對應，來對電動機實現(xiàn)控制，對纖維束加以牽伸，就可以細紗線直徑的變化來表現(xiàn)該曲子。
從1/f起伏的聲音制作控制信號小河流水之音、巴赫作曲的巴羅克音樂及莫扎特的音樂等都具有1/f起伏。將這些錄下的聲音或演奏的聲音以一定間隔、譬如25ms進行取樣，求出其平均的頻率。求這個平均頻率的方法可以是將測出的頻率信號與基準線交叉的次數(shù)加以測量，然后每隔一個單位時間對該次數(shù)進行變換。通過使這個求出的平均頻率的排列與音符對應，可以作為電動機控制所必需的信號利用。至于1/f起伏與音樂的關系，在講談社Bluebacks“起伏的世界”、培風館“無限·無序·起伏”等文中都有記載。
細紗把y的線性系列、從y的線性系列求出的曲子、演奏的曲子或從小河流水聲等的錄音信號求出的曲子等輸入1/f起伏信號發(fā)生器62，得到1/f起伏信號。作為基準的電動機的速度和細紗線的粗細分別由電動機速度設定器61和細紗線粗細變化幅度設定器進行設定。作為細紗的一個例子，是把圖3的曲子輸入1/f起伏信號發(fā)生器，并將該1/f起伏信號用于前電動機的控制，紡出有1/f起伏的細紗線。圖4顯示了將用上述方法得到的細紗線卷繞在檢驗用的紗線條板7上時的狀態(tài)。對電動機是這樣進行控制的，即使曲子中的一個音符的長度相當于細紗線的1米長度，使赫茲的“拉”音相當于30支數(shù)的粗細，使多來米發(fā)索拉西都的各相鄰音間的差相當于5支數(shù)之差，隨著頻率升高紗線變細。在這種場合，各音符間的細紗線的粗細變動距離約為幾個厘米。
采用本發(fā)明后可取得如下效果。
細紗線的直徑不是隨機變化，而是相關變化，而且這種相關具有1/f起伏，因而這種細紗線具有手工紡紗的自然的不均勻感，能給人以特別的舒適感和美感。
通過使細紗線捻回強弱的變化帶有1/f起伏，可以改變細紗線的手感，賦予其舒適感。
可以用工業(yè)方法制造出價廉的具有手工紡紗的自然不均勻感的細紗線。
通過根據(jù)細紗線的直徑而改變對其的捻回方法，可以使整個細紗線的捻系數(shù)保持均勻。
按照具有1/f起伏的音色或音樂來變化細紗線直徑，可以給人們帶來舒適感。
權利要求
1.一種將粗紗紡成細紗線的精紡方法，其特征在于，使具有1/f起伏的系列信號的大小與牽伸力的大小對應，對粗紗加以牽伸，并對由所述粗紗牽伸而成的纖維束加以捻回，紡成細紗線。
2.根據(jù)權利要求1所述的粗紡方法，其特征在于，對由所述粗紗牽伸而成的纖維束的較細處施加較強的捻回后紡出細紗線。
3.一種將粗紗紡成細紗線的精紡方法，其特征在于，對粗紗進行牽伸后得到纖維束，且根據(jù)具有1/f起伏的系列的信號對所述纖維束施加捻回后紡出細紗線。
4.一種將粗紗紡成細紗線的細紗機，包括將粗紗拉入的后羅拉、將由所述后羅拉送出的纖維束拉入的皮圈羅拉、將由所述皮圈羅拉送出的纖維束拉入的前羅拉、接受由所述前羅拉送出的纖維束的紡錘，其特征在于，使所述皮圈羅拉與所述前羅拉的拉入速度之差帶有1/f起伏的變動，使在所述皮圈羅拉與所述前羅拉之間對纖維束進行牽伸，并用所述紡錘對纖維束加以捻回后紡出細紗線。
5.根據(jù)權利要求4所述的細紗機，其特征在于，所述前羅拉的旋轉數(shù)是可變的，將所述皮圈羅拉的拉入速度固定，而使所述前羅拉的拉入速度帶有1/f起伏的變動，在所述皮圈羅拉與所述前羅拉之間對纖維束進行牽伸，用所述紡錘對纖維束加以捻回后紡出細紗線。
6.根據(jù)權利要求4所述的細紗機，其特征在于，所述皮圈羅拉的旋轉數(shù)是可變的，將所述前羅拉的拉入速度固定，而使所述皮圈羅拉的拉入速度帶有1/f起伏的變動，在所述皮圈羅拉與所述前羅拉之間對纖維束進行牽伸，并用所述紡錘對纖維束加以捻回后紡出細紗線。
7.根據(jù)權利要求4所述的細紗機，其特征在于，用所述紡錘對在所述皮圈羅拉與所述前羅拉之間被牽伸的纖維束的較細處施加較強捻回。
8.根據(jù)權利要求5所述的細紗機，其特征在于，用所述紡錘對在所述皮圈羅拉與所述前羅拉之間被牽伸的纖維束的較細處施加較強捻回。
9.根據(jù)權利要求6所述的細紗機，其特征在于，用所述紡錘對在所述皮圈羅拉與所述前羅拉之間被牽伸的纖維束的較細處施加較強捻回。
10.一種將粗紗紡成細紗線的細紗機，包括將所述粗紗拉入的后羅拉、將由所述后羅拉送出的纖維束拉入的皮圈羅拉、將由所述皮圈羅拉送出的纖維束拉入的轉數(shù)可變的前羅拉、以及接受由所述前羅拉送出的纖維束的紡錘，其特征在于，通過使所述紡錘的轉數(shù)帶有1/f起伏的變動，對纖維束加以捻回后紡出細紗線。
11.根據(jù)權利要求4所述的細紗機，其特征在于，使帶有1/f起伏的旋律的音符之高低和長短分別與所述前羅拉的拉入速度的大小及時間對應，再在所述皮圈羅拉與所述前羅拉間對纖維束進行牽伸。
12.根據(jù)權利要求5所述的細紗機，其特征在于，使帶有1/f起伏的旋律的音符之高低和長短分別與所述前羅拉的拉入速度的大小及時間對應，再在所述皮圈羅拉與所述前羅拉間對纖維束進行牽伸。
13.根據(jù)權利要求6所述的細紗機，其特征在于，使帶有1/f起伏的旋律的音符之高低和長短分別與所述前羅拉的拉入速度的大小及時間對應，再在所述皮圈羅拉與所述前羅拉間對纖維束進行牽伸。
14.根據(jù)權利要求4所述的細紗機，其特征在于，使帶有1/f起伏的聲音的每一固定周期的平均頻率與所述前羅拉的拉入速度的大小對應，再在所述皮圈羅拉與所述前羅拉間對纖維束進行牽伸。
15.根據(jù)權利要求5所述的細紗機，其特征在于，使帶有1/f起伏的聲音的每一固定周期的平均頻率與所述前羅拉的拉入速度的大小對應，再在所述皮圈羅拉與所述前羅拉間對纖維束進行牽伸。
16.根據(jù)權利要求6所述的細紗機，其特征在于，使帶有1/f起伏的聲音的每一固定周期的平均頻率與所述前羅拉的拉入速度的大小對應，再在所述皮圈羅拉與所述前羅拉間對纖維束進行牽伸。
全文摘要
本發(fā)明之目的在于用工業(yè)方法生產(chǎn)出具有手工紡紗之舒適感的細紗線。在本發(fā)明的精紡方法或細紗機中，是根據(jù)具有1/f起伏的曲子等信號將粗紗加以牽伸，使細紗線的直徑具有1/f起伏的變動，從而可以紡出具有自然的舒適感的細紗線。
文檔編號D01H1/30GK1110997SQ95100640
公開日1995年11月1日 申請日期1995年2月14日 優(yōu)先權日1994年2月14日
發(fā)明者武者利光, 柳內雄一, 村岡和美, 丹羽由樹, 中野泰男 申請人:武者利光, 日清紡織株式會社