JP2001316041A - 分繊方法および分繊装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】センサーで撚り溜まりを種類（Ｓ撚り・Ｚ撚
り）を含めて検知して、解撚数を自動的に調整すること
により、オペレーターの作業負荷を軽減するとともに、
特にオペレーターが複数台を受け持っている場合、対応
が遅れて分繊糸条の糸切れを発生させるということがな
くなり、安定した生産と毛羽の少ない分繊糸条を得るこ
とが可能な分繊方法および分繊装置を提供する。 【解決手段】加撚された合糸糸条を解撚し分繊する方法
において、該分繊前の合糸糸条の解撚に基づく撚数の変
動に対応して変動する合糸糸条の走行位置を検出し、該
検出位置に基づいて解撚数を制御するようにしたことを
特徴とする分繊方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維の製造工
程における、合糸・加撚状態にある炭素繊維糸条の分繊
方法および分繊装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維の効率的な製造方法として、加
撚した前駆体糸条を２本以上引きそろえて、さらに加撚
し、焼成処理工程に供給して焼成処理し、焼成後、合糸
・加撚状態の炭素繊維糸条を解撚してさらに各々の糸条
に分繊して引き取る方法がある。この方法により高い効
率で炭素繊維を焼成、製造することが出来る。

【０００３】この製造工程において、合糸・加撚状態の
炭素繊維糸条を解撚してさらに各々の糸条に分繊して引
き取るという工程があるが、加撚された合糸糸条を分繊
するには、まず解撚してから分繊することが必要であ
る。ここで問題なのが分繊する合糸糸条の単位長さあた
りの撚数が必ずしも長手方向に均一でないことである。
この撚数に多少のばらつきがあるため、そのばらつきに
対応して解撚数を変化させないと、解撚不足や解撚過剰
の状態が生じる。例えば、解撚不足の時は解撚出来るは
ずの撚りが溜まる方向となり、解撚過剰の時は解撚する
撚りと逆向きの撚りが溜まる方向になる。すなわち、Ｓ
撚りの合糸糸条を解撚する際に、解撚不足の時はＳ撚り
が蓄積され、解撚過剰の時はＺ撚りが蓄積されていく。

【０００４】このように解撚不足や解撚過剰により撚り
が溜まると、分繊するための張力が徐々に大きくなり、
糸条破断張力を越えたとき糸切れを発生させる。耐擦過
性に乏しい繊維糸条たとえば炭素繊維糸条では破断張力
を越えなくても、溜まった撚りがＳ撚りであるかＺ撚り
であるかに関わらず、撚りが溜まったとき、分繊点での
糸条同士の擦過によって単糸の糸切れや毛羽立ちを生
じ、これによって著しく生産性を低下させるばかりでな
く商品価値を失わせている。

【０００５】したがって、安定した解撚・分繊をするに
は合糸糸条の解撚数を精度よく制御して分繊する点の前
に撚りが溜まらなくすることが必要である。

【０００６】従来の合糸糸条を解撚・分繊する方法とし
て、特開平９−２０９２２１号公報に記載されている方
法が一般的である。マルチフィラメントのパッケージを
解舒するに際し、パッケージの表層から内層に行くにし
たがい漸次減少する解撚数で解撚し、分繊するという方
法である。この方法によれば、分繊初期から分繊終期に
かけて撚りの解撚数を規制し、分繊性を良好にするとい
う利点があるが、マルチフィラメント自身の撚りにばら
つきがあった場合、ばらつきを考慮した解撚数の調整が
行われないので、先に挙げた問題点に対して有効でな
い。

【０００７】このように従来の解撚・分繊装置では、撚
りのばらつきを検知して自動的に回転数を調整する機能
が無く、オペレーターが分繊部分の撚り溜まりを観察し
ながら、速度ボリュームでボビンの回転数を調整してい
た。しかしながら、この方法では、運転中のオペレータ
ーは常駐する必要があり、複数台を受け持っている場
合、対応が遅れて、糸切れを発生させることもしばしば
あることや、撚り溜まりがＳ撚りであるかＺ撚りである
かを瞬時に識別することは非常に困難であり、ボリュー
ム調整作業そのものが撚り溜まりを観察しながらの試行
錯誤の要素が強く、非効率的であるという問題があっ
た。このように撚り溜まり長から速度を切り替える作業
は熟練を要する上、非常に高度な作業で、オペレーター
の疲労度が高いという問題点もあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点を解決した分繊方法および分繊装置を提供する
ことにある。すなわち、本発明は２本以上の糸条を合わ
せて加撚した合糸糸条を解撚し、分繊する際の、分繊部
分の撚り溜まりをオペレーターが監視して、解撚数を手
動調整していたものを、センサーで撚り溜まりを種類
（Ｓ撚り・Ｚ撚り）を含めて検知して、解撚数を自動的
に調整することにより、オペレーターの作業負荷を軽減
するとともに、特にオペレーターが複数台を受け持って
いる場合、対応が遅れて分繊糸条の糸切れを発生させる
ということがなくなり、安定した生産と毛羽の少ない分
繊糸条を得ることが可能な分繊方法および分繊装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、 （１）加撚された合糸糸条を解撚し分繊する方法におい
て、該分繊前の合糸糸条の解撚に基づく撚数の変動に対
応して変動する合糸糸条の走行位置を検出し、該検出位
置に基づいて解撚数を制御するようにしたことを特徴と
する分繊方法。

【００１０】（２）解撚数の制御を、合糸糸条を巻き出
す側の回転軸の回転数を制御して行うことを特徴とする
前記（１）に記載の分繊方法。

【００１１】（３）前記合糸糸条の走行位置の検出が光
センサーによるものであることを特徴とする前記（１）
または（２）に記載の分繊方法。

【００１２】（４）前記合糸糸条が炭素繊維であること
を特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の分
繊方法。

【００１３】（５）加撚された合糸糸条を解撚し分繊す
る装置において、該分繊前の合糸糸条の解撚に基づく撚
数の変動に対応して変動する合糸糸条の走行位置を検出
する検出装置と、該検出位置に基づいて解撚数を制御す
る制御手段を備えたことを特徴とする分繊装置。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、移動する合糸糸条の位
置をセンサーで検出して、合糸糸条が巻かれたボビンの
回転数に反映する、つまり撚り溜まりの種類（Ｓ撚り・
Ｚ撚り）をセンサーで検知して解撚数制御することに特
徴がある。

【００１５】合糸糸条に付与する単位長さあたりの撚り
数は均一でも、種々の加工工程を経ると、短いスパンで
見れば、多少のばらつきが出てくる。本発明では分繊点
前部にこのばらついた分の撚りを溜める部分を設け、該
部が常に無撚り状態を保持するようにする。

【００１６】解撚数と実撚り数が一致しないスパンを見
ると解撚不足や過剰を生じて、分繊直前部では撚りが溜
まりやすい。合糸糸条にＳ撚り、Ｚ撚りに関わらず、撚
りがある状態で分繊するとねじり力が発生する。合糸糸
条に生ずるねじり力によるロールとの接触摩擦によりロ
ール上を合糸糸条が移動してロールから出ていく位置が
変わるので、合糸糸条の位置をセンサーで検出して、合
糸糸条が巻かれたボビンの回転数に反映するという手法
をとっている。

【００１７】本発明の実施の形態を図１〜図３に示す実
施例に基づいて説明する。

【００１８】図１は本発明の解撚数制御システムの一例
を示すブロックダイアグラムである。この解撚数制御シ
ステムは、撚り溜まり検知器とモーター、ボビンで形成
される解撚部と、分繊部で構成される。解撚部における
解撚方法としては、ボビン軸を中心に回転させ、糸条を
軸方向に引き出す方法や、ボビン軸に対して垂直な軸を
中心に回転させ、ボビン外周の接線方向に引き出す方法
があるがどちらにも適用可能である。ただし軸方向に引
き出す方法では解舒の際の巻き径変化を含めて解撚付与
数に解舒撚りを考慮する必要がある。

【００１９】図２、図３は本発明における分繊する前の
撚り溜まりを検知する撚り溜まり検知器の構造の一例を
示す正面図および側面図である。加撚数に対応した解撚
回転数で回転しているボビンから引き出された合糸糸条
が図２における糸道変換ガイドロール１によって撚り溜
まり検知器へと導かれる。撚り溜まり検知器へ導かれた
合糸糸条は撚り溜まり感知ロール２上を通り、スリット
ガイド６を通過した後に分繊糸条８と分繊糸条９とに分
繊される。

【００２０】分繊すると、完全に解撚されていない場
合、分繊点７から見て上流側に撚りが溜まる。撚りが溜
まった状態、すなわち、解撚が不足または過剰な状態で
分繊すると糸にねじり力が発生する性質がある。例え
ば、Ｓ撚りが蓄積されると走行中の合糸糸条に発生する
ねじり力により撚り溜まり感知ロール２の摩擦で、図２
において合糸糸条は撚り溜まり感知ロール２上を右側へ
スライドして移動し、Ｚ撚りが蓄積されるとその逆で左
側へ移動する。

【００２１】この性質を利用して合糸糸条の位置が常に
スライド範囲の中心になるように、感知ロールの中心軸
１０を対称に右側にＳ撚り感知センサー４、左側にＺ撚
り感知センサー３を設置してボビンの解撚数を制御す
る。Ｓ撚りが分繊点７から上流側に蓄積すると合糸糸条
は撚り溜まり感知ロール２上を右側に移動して、合糸糸
条が光を遮るのでＳ撚り感知センサー４が反応する。Ｓ
撚り感知センサー４が反応すると図１に示すようにモー
ターへ位置検出信号が送信され、Ｓ撚りを解撚する方向
にボビンの回転数を変化させ、蓄積したＳ撚りを解撚す
る。合糸糸条のＳ撚りが解撚され、無撚りの状態になる
と撚り溜まり感知ロール２と合糸糸条間のねじり力によ
る摩擦力がなくなるため、合糸糸条は撚り溜まり感知ロ
ール２の中心軸１０上の位置に来る。合糸糸条がＳ撚り
感知センサー４から外れ、撚り溜まり感知ロール２の中
央部へ移動すると位置検出信号がモーターへ送られなく
なるため、その時点での検出対応値を継続して保持する
ようになっている。この時撚り溜まりが解消されている
ため、分繊点７はスリットガイド６まで上がる。逆にＺ
撚りが蓄積したときも同様である。

【００２２】このように常に撚り溜まりを検知して、撚
り溜まりの種類（Ｓ撚り・Ｚ撚り）に応じて、解撚数を
自動的に調整することによって、撚り溜まりが過剰にな
り糸切れを起こすといった問題がなくなり安定した解撚
・分繊が可能となる。

【００２３】二つのセンサーの設置場所は図２における
糸道変換ガイドロール１から分繊点７までの間のいずれ
の場所において設置可能であり、特定箇所に限られるも
のではない。しかし、撚り溜まりによるスライド距離は
下流側の方が長いので、検知精度を上げるためにはより
下流側に設置することが好ましい。

【００２４】Ｓ撚り感知センサー４、Ｚ撚り感知センサ
ー３の位置については、感知ロール２の中心軸１０につ
いて対称に設置されることが好ましい。撚り溜まりのＳ
撚り、Ｚ撚りを均等に検知するためである。

【００２５】Ｓ撚り感知センサー４、Ｚ撚り感知センサ
ー３間の距離は合糸糸条に干渉しない範囲で短い距離で
あることが好ましい。

【００２６】Ｓ撚り感知センサー４、Ｚ撚り感知センサ
ー３は非接触式または接触式のいずれでも良い。合糸糸
条が炭素繊維糸条のような耐擦過性に乏しい繊維糸条の
場合は接触式では毛羽発生が懸念されるため、このよう
なときには非接触式であることが好ましい。

【００２７】

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明の内容をより
具体的に説明する。単糸繊度０．５デニール、１０００
フィラメントである炭素繊維糸条が合糸（合糸数：２、
４本）、そして加撚（単位長さ当たりの撚数５、１０，
１５，２０ターン）した状態にある炭素繊維糸条束を用
意して、図１〜図３に示す装置を用いて解撚・分繊を実
施した。

【００２８】比較例として従来法で同様に解撚・分繊し
た場合（合糸数：２本、単位長さ当たりの撚数１０，２
０ターン）についての評価を対比して表１に示す。

【００２９】解撚数を手動調整する従来の方法では糸切
れが発生する水準においても、解撚数を自動で調整する
本発明による方法では糸切れなく、安定して解撚分繊で
きたほか、毛羽の少ない高品位な糸条を得ることができ
た。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば前述した従来技術の問題
点、すなわち、分繊点で撚数が過剰に溜まり、毛羽立ち
が発生して製品の品位が悪化するだけでなく、分繊点で
の糸切れが発生するといった問題点が解消された。

【００３２】さらにオペレーターが監視して、解撚数を
手動調整していたものをセンサーで撚り溜まりの種類を
含めて検知して、解撚数を自動的に調整できるようにな
り、オペレーターの作業を軽減することができた。加え
てオペミスによる分繊糸条の糸切れがなくなるばかりで
なく、毛羽が少ない製品が得られるといった効果を奏す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における撚り溜まり検知による解撚数制
御システムの一例を示すブロックダイヤグラムである。

【図２】本発明における撚り溜まり検知器の一例を示す
側面図である。

【図３】本発明における撚り溜まり検知器の一例を示す
正面図である。

【符号の説明】

１：糸道変換ガイドロール ２：撚り溜まり感知ロール ３：Ｚ撚り感知センサー ４：Ｓ撚り感知センサー ５：合糸糸条の撚り溜まり部分 ６：スリットガイド ７：分繊点 ８：分繊糸条 ９：分繊糸条 １０：感知ロールの中心軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中林 稔晴 愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地 東 レ株式会社愛媛工場内 Ｆターム(参考） 3F051 AA01 AB09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加撚された合糸糸条を解撚し分繊する方法
   において、該分繊前の合糸糸条の解撚に基づく撚数の変
   動に対応して変動する合糸糸条の走行位置を検出し、該
   検出位置に基づいて解撚数を制御するようにしたことを
   特徴とする分繊方法。
2. 【請求項２】解撚数の制御を、合糸糸条を巻き出す側の
   回転軸の回転数を制御して行うことを特徴とする請求項
   １に記載の分繊方法。
3. 【請求項３】前記合糸糸条の走行位置の検出が光センサ
   ーによるものであることを特徴とする請求項１または２
   に記載の分繊方法。
4. 【請求項４】前記合糸糸条が炭素繊維であることを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の分繊方法。
5. 【請求項５】加撚された合糸糸条を解撚し分繊する装置
   において、該分繊前の合糸糸条の解撚に基づく撚数の変
   動に対応して変動する合糸糸条の走行位置を検出する検
   出装置と、該検出位置に基づいて解撚数を制御する制御
   手段を備えたことを特徴とする分繊装置。