機械はどのように織物の耳を作るのですか?

耳エッジとは実際何なのか、そしてなぜそれが重要なのか

耳（セルビッジとも綴られます）は、たて糸と平行に走る織布の、自分で仕上げられる縦方向の端です。織機が生地を織るとき、よこ糸は各端で回転して次のパスを開始する必要があります。機械によって強化され、拘束され、またはロックされたターニングポイントが耳になります。ほつれやほつれがなく、繊維生産チェーン全体での裁断、縫製、品質管理に構造的に安定した基準線を提供します。

耳は表面的なものではなく、織機がその境界で糸を処理する方法の機械的な結果です。 機械がどのように生産するかを理解するには、織機の種類、緯糸挿入方法、エッジ補強技術を検討する必要があります。これらすべては、従来のシャトル織機と最新のシャトルレスシステムとでは大きく異なります。

コマーシャルで 織物 今日の生産では、耳の形成が正確に設計されています。工場は、生地本体とは別に、耳の幅（通常は 1 ～ 2.5 cm）、耳の構造（平織り、モックレノ、テープ）、耳の密度を指定します。これらの仕様は、下流の切断廃棄物、ラベルの貼り付け、仕上げ動作に直接影響します。

中心的な機械原理: 生地の端での横糸の反転

すべての織機は、そのテクノロジーに関係なく、2 組の糸、つまり縦糸 (縦方向、固定) と横糸 (横方向、ピックごとに挿入) を交絡させることによって織物を製造します。機械は経糸の杼口を開き、そこに緯糸を通し、次に緯糸をリードで所定の位置に叩きます。よこ糸が生地の端に到達した瞬間に、横糸が引き戻されるのを何かが阻止し、端がその形状を保持できるように固定する必要があります。

この固定は、耳を作成する機械的な行為です。この定着がどのように起こるかは、機械が使用する緯糸挿入システムに完全に依存します。現代の繊維工場では、シャトル織機、レピア織機、エアジェット織機の 3 つの主要なシステムが使用されており、それぞれが構造的に異なる耳エッジを生成します。

耳ゾーンにおける経糸密度の役割

ほとんどの織布構造では、耳ゾーンには布本体よりも高い縦糸密度が使用されます。主生地が 1 センチメートルあたり 40 個の端を持つ場合、耳バンドは同じ幅で 60 個以上の端を持つ場合があります。この高密度の織り交ぜにより、よこ糸の回転がよりしっかりと捕捉され、張力がより多くの糸に分散され、製織中または仕上げ中にエッジが歪む可能性が軽減されます。これを実現するために、織機のアサは耳ゾーンのくぼみがより強くなるように構成されています。

元祖耳織機シャトル織機

シャトル織機は最も古い工業化された織機であり、伝統的な織物を考えるときにほとんどの人が思い浮かべるものです。シャトルは、内部に横糸のボビンを保持する魚雷型のキャリアです。織機は、開いた小屋を通して縦糸の一方の側からもう一方の側にシャトルを投げます。シャトルが反対側に到達すると、糸は切断されません。代わりに、物理的に方向が逆転し、後ろに投げられます。この前後の動きによって作られた糸の連続したループが、両端で最も外側の経糸の周りを包み込み、真の織り耳を形成します。

シャトル織機は、業界で「真の耳」または「本物の耳」と呼ばれるもの、つまり糸の端が切れず、追加のロック機構を必要としない、閉じたループ状の端を生産します。 これが、シャトル織りのデニム生地にプレミアム価格が設定されている理由です。エッジはきつくて狭く、二次仕上げをしなくても本質的に安定しています。

シャトル織機は、毎分 1,000 ピックを超える最新のエアジェット織機と比較して、比較的遅い速度 (通常、毎分 150 ～ 300 ピック) で動作します。重いシャトルを加速および減速する機械的な複雑さにより、生産スループットが大幅に制限されます。大衆市場向けの織物では、シャトル織機はほとんどが時代遅れになっています。高級セルビッジデニムの場合、日本の工場は今でもビンテージのシャトル織機を稼働させており、この生地はまさにエッジの構造のおかげで、同等の現代織デニムの価格の 2 ～ 5 倍で販売されています。

シャトル耳の構造が異なる理由

シャトル織りの生地を切断すると、未仕上げの場合はほつれる経糸の端が露出しますが、縦方向の耳の端には切り口がないため、まったくほつれません。すべての横糸は、両端で反転する単一の連続ループです。これは、シャトルレスミシンで生産されるものとは根本的に異なり、なぜ歴史的に仕立て屋が追加のステッチを行わずに完成した縫い代として耳の端を使用していたのかを説明しています。

レピア織機: タックとレノセルビッジの形成

レピア織機は、シャトルの代わりに、横糸を杼口に運ぶ一対の金属または炭素繊維のロッド (レピア) を使用しました。 1 つのレピアが糸を固定供給パッケージから経糸の中心に運びます。 2番目のレイピアがそれを拾い上げて向こう側に運びます。糸は杼口内にあるボビンではなく、固定されたパッケージから供給されるため、緯糸はピックごとに、場合によっては 2 ピックごとに端でカットされます。これにより、織布に使用可能な耳を形成するために機械的に固定する必要がある各端で糸の端が緩んでしまいます。

レピア織機はこれを処理するために 2 つの主な方法を使用します。

• タックインセルビッジ: タックインセルベジャーまたはレノ装置と呼ばれる別の機械装置は、オサが打ち込まれる前に、切断された横糸の端を次のピックの杼口に折り込みます。その結果、シャトルの耳の外観を模倣したループ状のエッジが得られます。タックインの深さは通常 10 ～ 25 mm で、糸の種類と張力に合わせて正確に調整する必要があります。タックが浅すぎると、端が抜けてしまいます。深すぎると、生地の表面から見える隆起ができます。
• レノ耳: 主な織物構造の外側に追加された 2 本の縦糸は、挿入直後にレノ (ダップ) 機構によって各横糸端の周りに撚られます。ねじることにより、切断端が機械的にロックされます。からみ耳は、高い横応力の下ではタックイン耳よりも強いですが、専用の縦糸と各端に二次開口装置が必要です。

レピア織機は、生地の重量と幅に応じて、毎分 400 ～ 700 ピックで稼働します。これらは非常に汎用性が高く、高級スーツ生地から重工業用繊維に至るまで、幅広い種類の織物を織ることができ、ヨーロッパおよび北米の高級織物工場で最も一般的に設置されている織機の種類となっています。

タックインとレノセルビッジのパフォーマンスの比較

エアジェット織機: 高速耳の課題と解決策

エアジェット織機は、一連の圧縮空気ジェットを使用して横糸を杼口全体に推進して横糸を挿入します。メイン ノズルは糸の先端を運ぶ空気のバーストを噴射します。縦糸を横切って配置された中継ノズルは、糸が向こう側から出るまで糸の飛行を維持します。エアジェット織機は市販されている中で最も高速な織機であり、 1 分あたり 1,000 ～ 1,500 ピック 、特に綿、ポリエステル、混紡のシャツ地、シーチング、ドレス生地など、大量の商品織物生産において主流となっています。

よこ糸は機械的なキャリアではなく空気によって推進されて遠端に到達するため、反動や位置ずれを防ぐために直ちに張力を加えて掴む必要があります。すべてのピックは挿入後にカットされます。したがって、エアジェット織機の耳の問題は機械的かつ空気力学的なものです。切断端は、次の空気の噴射で切断される前に修正する必要があります。

受け側のレノ耳

エアジェット織機の標準ソリューションは、遠方 (受け側) 端にレノ耳を配置することです。一対の専用レノ糸が、主な開口機構とは独立して動作する小さな別個のヘルド フレームに通されます。よこ糸ピックが受け取られた後、おさみがそれを打ち込む前に、からみ糸が互いに交差し、よこ糸の切断端を捕らえます。このロック動作はピックとピックの間でほんの数秒で発生し、織機のクランクシャフトまたは電子カムのタイミングと機械的に同期する必要があります。

供給 (挿入) 側では、糸は 1 つのピックに必要な正確な長さを事前に測定する緯糸アキュムレーターから引き出されます。エアブラストが噴射されると、糸は正確な量だけほどかれ、切断の瞬間に糸ブレーキまたはグリッパーがノズルの基部で糸をクランプします。このクランプされた端は、次の杼口が開くまで最も外側のたて糸に当てて保持され、その時点でタックイン装置 (取り付けられている場合) が端をきれいにするために折り畳まれます。商品生産における多くのエアジェット織機は、供給側のタックインを省略し、代わりに仕上げ中にフリンジをトリミングします。

廃棄耳: 犠牲エッジバンド

エアジェットでもウォータージェットでも、多くのシャトルレス織機は、実際の生地の端の外側にいわゆる廃棄耳（キャッチ耳またはダミー耳とも呼ばれる）を織ります。これは、通常幅 1 ～ 3 cm の細い縦糸のストリップで、各ピックから突き出るゆるい横糸の端をキャッチするために低張力で織られます。廃棄耳は、製織中にすべてを平らで安定した状態に保ち、仕上げの際に切り取られて廃棄されます。その下の本当の生地の端は、からみ糸またはタックインで保持されており、きれいで見栄えがします。

高速エアジェット生産では、廃棄耳トリムがたて糸の総消費量の 2 ～ 5% を占める可能性があります。 工場のエンジニアは、フル タックイン システムの機械的な複雑さと比較検討する必要があるコスト要因です。

ウォータージェット織機とプロジェクタイル織機: 独特の耳アプローチ

ウォータージェット織機は、加圧水のジェットを使用して横糸を杼口全体に運びます。天然繊維は水を吸収して張力制御を失うため、これらは疎水性合成織物（主にポリエステルとナイロン）にのみ使用されます。速度は毎分 600 ～ 800 ピックに達します。ウォータージェット織機の耳の課題は、水流自体が緩んだ糸端を乱す可能性があることです。からみ耳機構は標準であり、機械的な乱れが発生する前に生地を製織直後に乾燥およびヒートセットして構造をロックします。

プロジェクタイル織機 (グリッパー シャトル織機とも呼ばれ、歴史的にはスルザー機械と関連付けられていました) は、横糸の先端を掴む小さな金属クリップを使用し、横糸の先端を横切って横に運び、その後機械の下のレールに空になって戻ります。挿入するたびに糸が切断されます。プロジェクタイル織機は、室内装飾品、テクニカルテキスタイル、幅広の工業用布地など、非常に重い織物を扱い、標​​準として両端にタックインセルベジャーを使用します。 投射式織機は最大幅 5.4 メートルの生地を織ることができます 他のタイプの織機の能力をはるかに超えており、そのような幅できれいな耳を維持するには、特に堅牢なエッジロック機構が必要です。

タックインセルベジャー: キーデバイスの機械的構造

タックインセルビッジャーは、シャトルレス織機できれいなループ状の耳エッジを生成するのに最も直接的な役割を担う装置です。そのメカニズムを理解すると、なぜ耳の品質が工場や機械によって異なるのかが明らかになります。

この装置は、織布のピックごとに次の順序で動作します。

1. よこ糸が挿入され、杼口が閉じ始めた後、吸引ノズルまたは機械クリップが生地の端にある糸の突き出た切断端をつかみます。
2. ニードルまたはエアアシストタッカーが切断端を押し込むか吹き込み、次のピックに向けて形成中のシェッドに戻します。ヘルドフレームのタイミングにより、この時点ではシェッドはまだ部分的に開いています。
3. 杼口が完全に閉まり、たて糸の間に折り込まれた端が閉じ込められます。
4. リードは、メインの緯糸ピックと布の落ち目に押し込まれた端の両方を同時に叩きます。
5. その結果、生地の端に小さなループができます。シャトルが生成する自然なループと機械的には同じ機能ですが、外観は若干均一ではありません。

このシーケンスのタイミング ウィンドウは非常に狭いです。毎分 600 ピックの速度で、織機は 100 ミリ秒で 1 つの完全な織りサイクルを完了します。タックインデバイスは、そのサイクルの約 20 ～ 30 ミリ秒以内にその操作 (つかむ、挿入、解放する) を完了する必要があります。機械的なタックイン装置は、織機の主軸から駆動されるカムを使用します。電子バージョンでは、プログラム可能なタイミングでサーボ モーターを使用するため、糸の種類や生地の構造が変化した場合に、より迅速な調整が可能になります。

タックイン耳の品質に影響を与える要因

• 糸の毛羽立ち： 毛羽立ちの多い紡績糸（ウール、特定の綿）はタッカー針に絡みつき、隣接する糸を所定の位置から引っ張ってしまう可能性があります。滑らかなフィラメント糸はよりきれいにタックします。
• よこ糸張力: よこ糸の張力が低すぎると、タッカーが糸を掴む前に糸の端が丸まってしまいます。これを安定させるために、アクティブ張力制御を備えた緯糸アキュムレーターが使用されます。
• 小屋のタイミング: タッカーが端を挿入するとき、小屋はまだ十分に開いている必要があります。織機の回転がヘルド フレームの応答速度に対して速すぎると、小屋が早く閉じて、端が適切にトラップされなくなります。
• 突出端のカット長さ： 理想的には、糸端がタッカーで掴めるように端から 8 ～ 15 mm 突き出ていることが理想です。短すぎると吸引力が保持できません。長すぎると、折り目によって耳の表面に目に見える隆起が生じます。
• エッジのリードのへこみ: 最も外側のリードのくぼみがきつすぎると、折り込まれた端が小屋に入ることはできません。緩すぎると、たて糸がたたき後に端を適切にクランプできなくなります。

織物の種類ごとに耳の構造が異なる

耳の構造は普遍的なものではなく、製造される特定の織物に適応されます。工場は、最終用途、仕上げプロセス、および下流の処理要件に基づいて耳のタイプを指定します。

平織り耳

最もシンプルなセルビッチタイプ。端の縦糸は、主な生地の構造に関係なく、1 オーバー 1 アンダーの平織りで織り交ぜられます。これにより、折り込んだ端をしっかりと保持する、しっかりとした平らなエッジが得られます。ほとんどの綿シャツ、ドレス生地、シーチング織物に使用されます。耳の幅は 1 ～ 1.5 cm であることがよくあります。

モックレノセルビッチ

平織りの耳が生地の本体より重くなり、仕上げ中にエッジのカールが発生する、軽い織りの生地に使用されます。モックレノ耳はレースのようなオープンインターレースを使用しており、専用のレノ機械を必要とせずに耳の重量と剛性を軽減します。軽量のボイルや上質なモスリン織りによく見られます。

テープの耳

細い織りテープ構造（場合によっては完全に異なる織り構造）がメイン生地の端に統合された強化耳。テープの耳は、工業用繊維、エアバッグ生地、コンベアベルト生地、および高い横方向の張力を受けるあらゆる織物用に指定されています。テープゾーンは幅 2 ～ 5 cm で、本体よりも高強度の糸で織られています。

識別用の色付き耳

多くの工場では、生地を識別するために、耳の部分に特徴的なストライプや糸の色を織り込んでおり、工場、生地の商品番号、品質グレードを示しています。これは、特に耳ゾーンに色付きの縦糸を通すことによって行われます。衣服の製造では、耳の色は、正しい生地ロールが使用されていることを確認するために品質検査官によって使用されます。これは、耳のマークが生地の仕様書に記録されているためです。

織機の電子機器が耳の精度をどのように変えたか

Picanol、Toyota Industries、Tsudakoma、Dornier などのメーカーの最新の織機には、耳形成パラメータをリアルタイムで監視および調整する電子制御システムが装備されています。これは、新しい生地構造を取り付けるたびに手動で調整する必要があった純粋に機械的な耳デバイスからの大幅な移行を表しています。

現代の織物生産における耳の品質に影響を与える主要な電子システム:

• 電子横糸カッター: サーボ駆動のカッターブレードは、生地の端からミリ単位までの正確な距離でよこ糸を切断するように配置でき、糸の種類に関係なく、一貫したタックイン端の長さを保証します。
• アクティブ横糸テンショナー: よこ糸アキュムレータの閉ループ張力制御により、糸のブレーキ圧力をピックごとに調整し、糸パッケージの構造の変動を補償し、エッジの緩みの原因となる張力の低下を防ぎます。
• プログラム可能なレノタイミング: サーボ駆動のレノ機構により、機械的なカムを交換するのではなく、レノクロスオーバーのタイミングをデジタルで調整できます。以前は機械的な調整に 20 ～ 30 分かかっていましたが、製織技術者は機械のタッチスクリーン パネルから数秒でレノ位相を変更できます。
• 視覚ベースの耳検査: 一部のハイエンド織機には、生地の端にカメラ システムが組み込まれており、生産速度での耳の外観を監視し、仕上げ室での検査後ではなく、リアルタイムでオペレーターに偏差 (タックの緩み、レノクロスオーバーの欠落、端のカール) を報告します。

これらの電子システムを導入した工場では、耳関連の生地の秒数が推定 30 ～ 50% 削減されました。 、大手織機メーカーの業界レポートによると。廃棄物の削減は、エッジの欠陥による完全なロール不良が大きな経済的損失を意味する、高価な技術的および特殊な織布の場合に特に重要です。

よくある耳の欠陥 — 何が問題なのか、そしてその理由

最新の機械を使用しても、耳の欠陥は依然として織物の生産において最も一般的な品質問題の 1 つです。通常、欠陥の種類を特定すると、機械的な原因が明らかになります。

ここで特に注目すべきは神殿の装置です。テンプルは、生地の端をつかんで、フェル（最後のピックが打ち込まれた点）を離れるときに織り幅全体に保持する機械部品です。テンプルがないと、横糸の張力によって生地の端が内側に引っ張られるため、生地は狭くなります。テンプルのグリッパーピンまたはリングは耳ゾーンを押し付けます。その侵入深さまたは締め付け力が正しく設定されていない場合、耳の糸が磨耗したり突き刺さったりして、ロール全体にわたって耳が壊れる欠陥が生じる可能性があります。

耳幅の規格とその指定方法

織物の耳の幅には単一の普遍的な基準はありません。幅は、生地の種類、最終用途、下流プロセスの要件によって指定されます。次の範囲は業界の一般的な慣行を反映しています。

• アパレル織物（シャツ地、スーツ地、ドレス地）： 各端に10〜15 mmの耳があります。生地の損失を最小限に抑えるのに十分な幅と、染色や仕上げを行う際にしっかりと保持するのに十分な幅があります。
• ホームテキスタイル織物（シーチング、カーテン、室内装飾品）： 12～20mm。幅広の耳は、使用可能な生地を損傷することなく、ヒートセット中のステンターピンの貫通に対応します。
• 工業用および工業用織物: 20～50mm以上。重いテープの耳は、コンベア ベルトや防護服などの最終用途での引張力やせん断力に耐える必要があります。
• セルビッチデニム（シャトル織り）： 通常は 5 ～ 10 mm で、ブランドや製造所を識別するために赤、黄、緑のストライプで色付けされていることがよくあります。狭くて密度の高い耳は、製品の重要な美しさと構造上の特徴です。

生地の購入者が衣類または製品の織地を指定する場合、生地仕様書には、耳の幅、耳の構造、および耳の識別マークが、主要な生地パラメータ (糸数、織り構造、糸数、重量) とは別の項目としてリストされます。これは、裁断中の耳の挙動（転がるか、伸びるか、平らに保つか）が、裁断室の歩留まりと縫製の難易度に直接影響するためです。

織り後の耳の仕上げ: 織機の後に何が起こるか

織機で形成される耳は、物語の一部にすぎません。多くの織物の仕上げプロセスでは、耳は最終的な特性に影響を与えるさらなる処理を受けます。

ステンター加工

ステンター（テンターとも呼ばれます）は、生地の耳の端をピンやクリップで掴み、熱を加えながら正確な仕上がり幅まで伸ばす機械です。 耳は、引き裂かずに、伸ばされた生地の幅全体の張力を支えるのに十分な強度がなければなりません。 — 100 N/cm のステンター張力がかかった幅 1.5 メートルの生地の場合、耳は大きな機械的負荷を支えています。弱い耳や形成が不十分な耳はこの段階で失敗し、ロールを最後の良好な耳まで切り戻すか、完全に廃棄する必要があります。

耳のトリミング

一般用織物の仕上げラインでは、廃棄耳バンドが織られている場合、仕上げ範囲の端に配置された回転刃スリッターによって切り取られます。カットは、廃棄バンドと実際の生地の耳の間の境界で正確に行われます。エアジェット織りのポリエステル生地では、この操作は毎分 60 ～ 120 メートルのライン速度で連続的に実行されます。

合成繊維の耳の融着または接着

熱可塑性糸 (ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン) で作られた織物の場合、一部の仕上げプロセスでは、ホットナイフまたは超音波エッジシーラーを使用して耳ゾーンに局所的な熱を加えます。これにより、耳の糸が溶けて融合し、しっかりと結合されたストリップになります。織りの際に形成されるからみ耳やタックイン耳が不完全であっても、接着された耳は完全にほつれません。この技術は、振動や機械的ストレス下でのエッジの完全性が重要となる自動車用ファブリック、濾過ファブリック、および屋外の繊維用途で一般的です。

縫製業者と生地バイヤーにとっての実際的な意味

機械が耳の端をどのように作るかを理解することは、工場の下流で織物を扱う人にとって直接的な実用的な価値があります。

• 切削歩留まりの計算: 衣服のパターンのレイアウトでは、使用できない生地として耳の幅を考慮する必要があります。生地の各端に 15 mm の耳があり、使用可能な幅が 150 cm と指定されている場合、ロールの総幅は少なくとも 153 cm 必要です。耳の幅の許容誤差の誤差は、衣服ごとの生地の不足に直接影響します。
• 生地の方向性: 耳の端は縦糸の方向を識別します。すべての織物は、縦糸と横糸に沿って異なる機械的特性を持っています。耳の位置に合わせた裁断パターンにより、衣服がデザイン通りに垂れ下がり、伸びることが保証されます。
• 欠陥信号としての耳のカール: 生地の表面に向かってカールしている耳は、織物が不均一な張力で織られているか、耳の織り構造がボディに適合していないことを示していることがよくあります。これと同じ張力の不均衡が生地の本体に影響を与えることが多く、ロール上では本体が平らに見えても、切断や縫製の際に問題が発生する可能性があります。
• プレミアムマーカーとしてのセルビッジデニム: シャトル織りの耳付きデニムは生産に時間がかかり、より高度な技術と古い機械が必要なため、価格が大幅に高くなります。デニムを指定または購入するとき、バイヤーはエッジを検査することで本物であることを確認できます。真の耳は、フリンジ、からみ撚り、または接着処理のない、きれいで狭い、ループ状のエッジを示します。
• トレーサビリティのための耳印刷: 多くの生地工場では、仕上げ時にインクジェット印刷を使用して、生地の商品番号、色の参照、場合によっては製造日を耳の部分に直接印刷します。このトレーサビリティ情報は洗濯後も存続するため、衣類監査人は生地を特定の工場やロットまで追跡することができます。これは、多くの世界的な社会コンプライアンスおよび材料トレーサビリティ基準における要件です。

つまり、織物の耳の端は、それを製造した織機、その糸、そして通過した仕上げプロセスの圧縮された記録です。技術に詳しいバイヤーやメーカーは、耳を注意深く読むことで、ロールラベルだけよりも生地についてはるかに詳しく知ることができます。