1つのスレッドにユニークなスキル！多様な紡糸技術

パート1: 原始的な紡績

人類の発展の歴史を通じて、人々は暖かく過ごすために、靭皮、綿、羊毛などの天然植物を使って糸を紡ぎ、布を織って衣服を作ってきました。紡績方法は探索を通じて発展してきました。

1. 原始的な紡ぎ方：両手でねじる

おそらく野生のブドウの木からヒントを得て、古代人は天然の植物繊維はほとんどが緩んでおり、単一の繊維は短くて細く、強度が低く強くないことを発見しました。強くて耐久性のあるものにするためには、複数の繊維をねじってつなぎ合わせ、強度と長さを増す必要があります。こうして彼らは、樹皮、草の茎、黄麻、綿などの植物繊維を手作業で撚ってロープや糸を作る技術を徐々に習得していきました。

2. 原始的な紡績 - 紡錘

糸を撚って紡ぐ方法は、織物のニーズを満たすには遅すぎて不均一でした。長い探検期間を経て、私たちの祖先は陶器、石、鉄でできた紡ぎ車を発明しました。これは糸車や糸紡ぎの葦（ふ）としても知られています。彼らは紡ぎ車の回転力を利用して繊維を撚り合わせて糸を作り、生産量を増やして糸の品質を向上させました。これは国内外の考古学的発見で明らかになっています（図1は長沙で発掘された西漢時代の鉄糸紡ぎの筏のスケッチです）。

図1. 長沙で出土した西漢時代の鉄棒紡ぎ棒のスケッチ

3. 原始的な紡ぎ - 手回し（ペダル式）の糸紡ぎ車

紡錘は単純な棒でしたが、ゆっくりと紡錘へと進化し、糸車の発明は紡績技術における画期的な出来事でした。糸車で糸を紡ぐ場合、大きな糸車が1回転し、紡錘が70～80回転します。糸を紡いだ後、糸を反転させてスピンドルに巻き取るため、生産効率が大幅に向上し、スピンドルに比べて15～20倍の効率が得られます。その後、足こぎ糸車に改良されました。抗日戦争中、延安は大量生産運動を展開し、手回し糸車は大きな貢献を果たした。

図2. 古代の糸紡ぎ車

パート2：伝統的な紡績 - リング紡績

リング紡績は100年以上の歴史があり、技術は継続的に改良され、繊維産業と社会の進歩を促進しており、伝統的な紡績と呼ばれています。いわゆる「リング」は鋼鉄のカラーであり、「スピンドル」は紡績スピンドルです。図3に示すように、スピンドルがボビンを回転駆動します。糸の張力によって、ワイヤーリングはスチールカラーの端に沿ってスライドします。回転するたびに、糸にねじれが生じます。ワイヤーリングとスピンドルの摩擦抵抗と速度差により糸が巻き取られます。

リング紡績は紡績技術における大きな進歩であり、最大の発明はリングとトラベラーでした。ドラフト、撚糸、巻き取りを同時に行うため、構造がシンプルで、連続紡糸が可能です。紡糸速度と生産効率が向上し、紡糸技術の進歩が促進されます。リング紡績技術は成熟しており、幅広い紡績に適しており、その製品は幅広く使用されています。今日でも、それはさまざまな紡績方法で主流となっています。

コンパクトスピニングはコンパクトスピニングとも呼ばれます。リング精紡機のドラフト装置に繊維凝集（凝集）ゾーンが追加され、フロントローラーと撚りの間の紡糸撚り三角形領域が基本的に排除されます。従来のリング紡績の欠点を解決し、糸の毛羽立ちを軽減し、糸の強度を向上させます。高級シャツ生地や寝具などに使われる糸です。コンパクト紡績は従来のリング紡績を改良したもので、改良リング紡績とも呼ばれています。

図3. リング紡績の模式図

（図：1-ドラフティングローラー、2-糸ガイドフック、3-ボビン、4-ワイヤートラベラー、5-スチールカラー）

第3部：新しい紡績 - ローター紡績

ローター紡績は、スピンドル、スチールカラー、ワイヤーリングを必要としない新しい紡績方法です。繊維は、コーミングローラー、紡績ローター、仮撚装置などの部品の作用により、遠心力と負圧によって糸に凝縮されます。ローター紡績はエアエンド紡績とも呼ばれ、オープンエンド紡績の一種です。

紡績原理：綿のストリップは紡績機に直接供給され、コーミングローラーによって単一の繊維にコーミングされます。繊維は、コーミングローラーの遠心力と紡糸カップ内の負圧気流によってコーミングローラーの表面から分離され、綿輸送管を通って紡糸カップに入り、紡糸カップの凝縮溝に完全な繊維リングを形成します。繊維リングは紡糸カップとともに高速回転し、ジョイント糸の引力により撚りが伝達され、繊維束が連続的に剥がされて糸が形成されます。

ローター紡績の特徴：1)工程が短縮され、リング紡績に比べて粗紡工程と巻き取り工程が減り、延伸工程が1工程で行えます。 2) ドラフト、撚糸、巻き取りが分離されており、紡糸速度と生産効率が高い。初期のローターの回転速度は 36,000 rpm でしたが、現在では 150,000 rpm まで達します。 3) 繊維の長さに対する要求が低く、低品質の綿糸を紡ぐことができます。 4) 中太糸、粗糸の紡績に適しています。この糸はデニム、ニットウェア、工業用・家庭用繊維製品などに使用できます。

図4. ローター回転の模式図。

第4回：新しい紡績 - エアジェットボルテックス紡績

エアジェットボルテックス紡績はリング紡績の破壊的改革です。超大型ドラフトとしてローラードラフトを保持し、スチールカラーとワイヤーリングをなくし、渦巻き撚りを採用しています。処理フローが短縮され、回転速度が大幅に向上します。

紡績原理：綿糸が投入され、引き抜かれた後、前ローラーのジョーから排出され、紡績機のストレートノズル内の渦流によって発生する負圧によってすぐに吸い込まれ、芯繊維を形成します。繊維の端が前ローラーを離れると、渦により膨張し、中空スピンドルの表面を覆い、固定された中空内壁に沿って回転し、スライバーに沿って前進します。繊維の端を糸の芯に巻き付けて、スライバーにねじれを与え、糸を形成します。

エアジェットボルテックス紡績の特徴：工程が短く、ロービングと巻き取りの工程が削減されます。紡糸速度が速く、従来の紡糸機の20倍以上、自動化度も高く、労力を節約します。完成した糸はリング糸と外観が似ていますが、糸の強度はリング糸よりも低く、糸の乾燥性が良く、毛羽立ちが少なく、毛玉ができにくいです。中細糸の紡糸に適しており、オールコットン製品の紡糸が可能で、綿系化学繊維の紡糸が好ましく、特にセルロース繊維とその混紡に適しています。

図5. 空気ジェット渦回転の模式図

紡績分野には、伝統的なリング紡績、ローター紡績、エアジェットボルテックス紡績、コンパクト紡績の 4 つの実用的な紡績方法があり、それぞれに独自の特徴と糸構造があります。さまざまな紡糸方法が互いに補完し合い、繊維製品の開発にさらなる可能性をもたらします。

参考文献:

（１）上海紡織科学研究所紡織史編集グループ。繊維の歴史。上海科学技術出版社、1979年。

(2) 陳忠、郭建紅ほか異なる紡績方法による糸の構造と特徴。テキスタイルガイド、2003年。