JP2005121373A - 糸条の形状特性測定装置および糸条の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部分解撚糸などの糸条の編成工程や織布工程などの加工時の糸張力によって形状が変化する部分仮撚糸のような特殊糸条の場合であっても、編成工程や織布工程での糸条にかかる張力を想定した形状特性および形状変化特性を自動検出することができる糸条の形状測定装置、および自動検出した結果を元に品質管理を行うことができる糸条の製造方法を提供する。
【解決手段】糸条の巻き取り張力以上の張力をかけ走行させながら、光照射手段から光Ｌを照射し、該走行糸条からの拡散光を受光手段に受光すると同時に糸条の張力を測定し、編成工程や織布工程での糸条の形状変化を想定した形状特性評価値および形状変化特性評価値を検出することにより形状特性判定および形状変化特性判定を行い、品質管理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、糸条の形状特性測定装置および糸条の製造方法に関する。詳しくは、特にポリエステルやナイロンなどの合成繊維からなり、部分融着糸などの長手方向に形状変化のある糸条の形状特性、形状変動を検出する測定装置、さらには検出結果に基づいて糸条の品質管理を行うことを特徴とする糸条の製造方法に関する。

糸条の製造工程で起こる糸条の欠点は、生産工程中の張力変動や熱処理温度変動などによって、糸条の繊度、糸条の内部構造、特に分子配向度の差異を生じることにより発生する。このような糸条の欠点の検出は、分子配向度の差異である場合は染色工程において染着差となって顕在化するため、糸条を染着して、標準糸との染着差を測定するようにすれば可能である。

長手方向に糸条の形状が変動する部分解撚糸、その他の特殊糸についても上記方法により、測定対象糸と標準糸とを、それぞれ長さ５０〜１００ｍｍ程度の筒状の編織物に加工してからバッチ染色し、両編織物の染着差によって測定対象糸の欠点を目視検査していた。

しかし、この方法では、長手方向に糸条の形状変動する糸条については、編織地に糸条の形状変動から発生する不均一性、測定条件、測定者の熟練度などによって欠点の検出精度が異なるため信頼性に乏しく、しかも定量的な結果が得られないので、検出結果から欠点発生原因を突き止めることは困難であり、生産工程の異常に迅速に対応することができない。

そのため、従来は、製造装置において走行糸条がオーバーフィード状態である部位にセンサを設置し、糸ムラ均斉度を用いて糸条の品質管理を行う装置や、このように長手方向に糸条の形状変化のある糸条は、形状に対応して染着度差があることを利用した測定装置などが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。しかし、これらの装置は、糸条の編成工程や織布工程などの加工時の糸張力によって形状が変化する部分仮撚糸のような特殊糸の場合は、オーバーフィード状態で糸条を検査することから、糸条の引っ張りに対する糸条の形状変化を正確に評価ができないという問題点があった。
特開２００２−２４３４１７号公報 特開２００１−２２６８７０号公報 特開平１１−１０７０９４号公報

本発明の目的は、部分解撚糸などの糸条の高次加工時の糸張力によって形状が変化する糸条の場合であっても、糸条の高次加工後の糸条の形状変化を想定した形状特性および形状変化特性を自動検出することができる糸条の形状特性測定装置、および自動検出した結果を元に品質管理を行うことを特徴とする糸条の製造方法を提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するため以下の構成を採用する。すなわち、
（１）糸条に０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の張力をかけながら一定の速度で走行させる手段と、糸条に光を照射しその透過または反射光を受光する手段と、受光した光量から糸条の長手方向の形状変化に応じた形状プロファイルを検出する手段と、検出した形状プロファイルから糸条の形状特性評価値を決定する手段とを有することを特徴とする糸条の形状特性測定装置。
（２）糸条に０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の張力をかけながら一定の速度で走行させる手段と、糸条に光を照射しその透過または反射光を受光する手段と、受光した光量から糸条の長手方向の形状変化に応じた形状プロファイルを検出する手段と、糸条の走行時の張力を検出する手段と、検出した形状プロファイルおよび張力から、糸条の形状特性評価値、糸条の張力特性評価値、または糸条の形状特性評価値および糸条の張力特性評価値を決定する手段とを有することを特徴とする糸条の形状特性測定装置。
（３）長手方向に形状変化があり、０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の張力によって形状特性が変化する糸条であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の糸条の形状特性測定装置
（４）糸条が部分解撚糸であり、糸条の形状特性が、未解撚比率、または平均未解撚長、もしくは未解撚比率と平均未解撚長であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の糸条の形状特性測定装置。
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載の糸条の形状特性測定装置を用いて糸条の形状特性を検出し、検出した形状特性から決定した形状特性評価値および／または張力特性評価値に基づいて、糸条の品質管理を行うことを特徴とする糸条の製造方法。

本発明によれば、部分解撚糸などの糸条の高次加工時の糸張力によって形状が変化する糸条の場合であっても、糸加工後の糸条の形状変化を想定した形状特性および張力特性を自動検出することができる。また、この測定装置を繊維の生産工程の管理に使用することにより、高次加工での糸条の使用条件での検査ができ、欠点糸の発生原因を突き止めることができ、生産工程の異常に迅速に対応することができ、品質を向上するとともに、収率向上を図った糸条の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の糸条の形状特性測定装置の一例を示す概略図である。また、図２は本発明の糸条の製造方法の一例を示す概略図である。

検査対象の糸条Ｙはチーズ１に巻き上げられた状態で図２に示す糸条の生産工程からサンプリングされ、図１のように設置される。

走行糸条Ｙは給糸ローラ２で解除された後、光学ボックス７の前後に設置された糸道ガイド４、５にて糸道規制される。光学ボックス７内の走行糸条Ｙは給糸ローラ２および排糸ローラ３により一定倍率で延伸されながら光学ボックス７を通過する。給糸ローラ２および排糸ローラ３の回転速度はそれぞれのローラの駆動軸に連結された図示しないローラ制御装置により制御される。ローラ制御装置の種類は特に限定されないが、インバータモータ、サーボモータなどが好ましく使用される。排出ローラ３から送られた糸条はエジェクタ６にて排出される。

光学ボックス７内の走行糸条Ｙに対し、光源８から光Ｌが照射され、その走行糸条Ｙを透過もしくは反射して拡散した拡散光Ｒが受光手段１０に受光される。光源８は黒色の光学ボックス７内に設置され、走行糸条Ｙを照射する。光源８の種類は特に限定されないが、白熱電球、ハロゲンランプ、キセノンランプ、高輝度ＬＥＤなどが好ましく使用される。照射された光Ｌのうち、走行糸条Ｙによる拡散光Ｒはスリット９を通じて、受光手段１０に受光される。受光手段１０は感知された拡散光Ｒの光量に対応する電流を出力する。受光手段１０としては、焦電素子やサーモバイル、光電管、そしてＰｂＳやＰｂＳｅなどからなる感光素子などを用いることができるが、特に広い波長領域における微弱光を精度良く検出するためには、ホトダイオードの素子が好ましい。その中でも、シリコンホトダイオードやゲルマニウムホトダイオード、ガリウム砒素ホトダイオードがより好ましい。さらには、周囲温度変化の影響と熱励起ノイズを小さくできる電子冷却素子が同一パッケージに組み込まれているものが好ましい。スリット９の幅は糸条の形状特性を検出するために、十分は幅であれば特に限定されない。

また、光電変換装置１１は、図示しない電流増幅部と電流電圧変換部およびアナログ／デジタル変換部とから構成されている。光電変換装置１１は、受光手段１０から入力された電流を電流増幅部で電流増幅し、電流電圧変換部でアナログ電圧に変換し、次いでアナログ／デジタル変換部でデジタルデータに変換する。走行糸条Ｙの形状変化を精度良く検出するためには形状変化部分の平均長さの１／１０以下の長さを単位測定長さとする測定サンプリングが好ましい。

また、データ処理装置１２は光電変換装置１１が出力したデジタルデータを長手方向に格納し、糸条の形状特性評価値を出力する。この糸条の形状特性評価値はデータ処理装置１２を用いて作成した形状プロファイルを元にデータ処理することによって検出する。

張力測定装置１３は給糸ローラ２と排糸ローラ３の間に設置され、走行糸条Ｙの張力を測定し、光電変換装置１１に電圧を出力する。光電変換装置１１はデータ処理装置が出力した電圧を図示しないアナログ／デジタル変換部でデジタルデータに変換する。走行糸条Ｙの形状変化に伴う張力変化をを精度良く検出するためには、給糸ローラ２と排糸ローラ３の間隔を短くすることが好ましい。

上述した糸条の測定装置による測定操作は、まずチーズ１から引き出される糸条Ｙを給糸ローラ２、糸道ガイド４、光学ボックス７、糸道ガイド５、排糸ローラ５、張力測定装置１３、エジェクタ６の順に糸を通す。また、測定される糸条は延伸糸であっても仮撚加工糸であってもよく、またこれらの糸条を染色した糸条であってもよい。

給糸ローラ２および排糸ローラ３の回転速度は予め設定された回転数で回転し、給糸ローラ２および排出ローラ３は図示しない起動信号により同時に回転し始める。光学ボックス７内の照射光Ｌを受けた走行糸条Ｙは、拡散光Ｒを生じ、スリット９を通って受光手段１０に入る。受光手段１０で感知された拡散光Ｒは光量に対応する電流となって出力される。出力された電流は、光電変換装置１１にて電流増幅された後、電圧に変換され、デジタルデータに変換される。デジタルデータをデータ処理装置１２において、長手方向に格納して、形状プロファイルを作成する。測定が終了すると、作成された形状プロファイルを元に、以下の方法にて形状特性評価値を算出する。

糸条の形状特性評価値は、予め検出された糸状の形状プロファイルを元に、人間が目視判定を行った場合にもっとも敏感に形状変化を認めた階級値を決定し、この階級値に基づいて形状プロファイルの中から評価に用いる部分を選択し、選択された部分から形状特性評価値を算出する。検出する形状特性は部分解撚糸の場合は平均未解撚長、または未解撚比率であるか、または平均未解撚長と未解撚比率の両方である。

部分解撚糸とは、仮撚り加工において、糸条の単糸の表面が融着して解撚されていない部分（未解撚部）と解撚された部分（解撚部）が交互に配置された糸条である。この部分解撚糸は、張力をかけることにより、未延伸部分の単糸の融着が壊れる。この融着が壊れ始める張力が０．３Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、本発明においては糸条に０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の張力をかけながら一定の速度で走行させるものである。糸条の形状特性測定時の糸条張力は、０．３〜０．５ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、０．３５〜０．５ｃＮ／ｄｔｅｘがさらに好ましい。

未解撚比率とは、測定糸条の長さおける未解撚部分の長さが占める割合であり、下記の式により算出する。

未解撚比率＝未解撚部の総長さ／（未解撚部の総長さ＋解撚部の総長さ）
また、平均未解撚長とは、部分解撚糸に交互に配置された未解撚部と解撚部のうち、未解撚部の長さ（未解撚長）の平均値である。

平均未解撚長＝Σ（未解撚長（ｎ））／ｎ
ただし、ｎは測定した未解撚長の数
また、上述した糸条の測定装置を用いて、図２に示す製造工程により検出された形状特性評価値を元に、糸条の欠点判定を行い、判定結果を糸条の製造工程にフィードバックすることで、糸条の製造工程を管理しながら製造を行うと、長手方向に糸条の変動のある、部分解撚糸などの場合であっても、製造工程において糸条の欠点を検出でき、また検出された糸条の形状特性から、その原因となる工程を発見し、迅速に対応できるので、不良糸条の製造を最小にとどめて収率を向上することができる。

実施例１
図２に示す仮撚加工装置の構成において、未延伸糸２０を糸加工速度２２０ｍ／分、第１熱板２２の設定温度２６５℃、第２熱板２５の設定温度１９５℃、仮撚装置２３の仮撚数２２４０Ｔ／ｍ、第２熱板２５におけるリラックス率２．５％、延伸倍率１．５２倍の条件にて繊度８４デシテックス、単糸数３６の部分仮撚糸（部分解撚糸）を巻き取った６本のチーズ２７を得た。

得られた６本のチーズ（部分仮撚糸）を順に、図１に示す糸条の形状特性測定装置で１０ｍ測定を行った。給糸ローラ２の周速度：６０ｍ／分、事前に上記条件で採取し、合格品と判定された糸条で、測定部の張力が３０ｃＮ（０．３６ｃＮ／ｄｔｅｘ）となるように予め排糸ローラ３の周速度を決定し、その速度を用いた。サンプリング長さ：１．０ｍｍ毎の測定にて図４の形状プロファイルを求めた。図４の形状プロファイルはサンプルＮＯ．１のものである。形状プロファイルのプロファイル値の大きい部分は、拡散光を受光手段で多く捉えた部分であり、この部分の形状は解撚部である。また、形状プロファイルのプロファイル値の小さい部分は、拡散光を受光手段で少なく捉えた部分であり、この部分の形状は未解撚部である。このように部分解撚糸の形態特徴を的確に捉えることができた。サンプルＮＯ．１の部分融着糸を１ｍを目視により、未解撚長および解撚長をそれぞれ測定し、未解撚比率を求めたところ、３６．２％であった。サンプルＮＯ．１の未可撚比率が３６．２％となる解撚部と未解撚部の境界の階級値は９．３であった。そこで解撚部と未解撚部の境界の階級値９．３をデータ処理装置に入力し、部分解撚糸の形状特性評価値として、表１の平均未解撚長と未解撚比率を得た。

平均未解撚長の合格範囲を１１．０ｍｍ〜１５．０ｍｍ、未解撚比率の合格範囲を３５．０％〜４２．０％として判定を行った。
サンプルＮＯ．３、ＮＯ．６のチーズは平均未解撚長および未解撚比率ともに不合格となった。

これら６本のチーズを織布工程で加工し染色したところ、サンプルＮＯ．３、ＮＯ．６のチーズを使用した布帛のみが他の４本のチーズを使用した布帛に対して布帛の状態が異なり、異常チーズと判断された。

サンプルＮＯ．３，ＮＯ．６を仮撚加工装置の錘の糸道（糸条が通る経路）を点検したところ、第１熱板が汚れていた。特にサンプルＮＯ．６を仮撚加工した錘の第１熱板の汚れが多かった。そこで、第１熱板の汚れを取り除いたあと、仮撚加工したところ、平均未解撚長、未解撚比率とも合格となった。

実施例２
実施例１で得られた６本のチーズ（部分仮撚糸）を順に図１に示す糸条の形状特性測定装置で１０ｍ測定を行った。給糸ローラ２の周速度：６０ｍ／分、事前に上記条件で採取し、合格品と判定された糸条で、測定部の張力が３０ｃＮ（０．３６ｃＮ／ｄｔｅｘ）となるように予め排糸ローラ３の周速度を決定し、その速度を用いた。給糸ローラ２と排糸ローラ３間距離：０．５ｍ、サンプリング長さ：１．０ｍｍ毎の測定にて、サンプルＮＯ．１の部分融着糸１ｍを目視により、未解撚長および解撚長をそれぞれ測定し、未解撚比率を求めたところ、３６．２％であった。サンプルＮＯ．１の未可撚比率が３６．２％となる解撚部と未解撚部の境界の階級値は９．３であった。そこで解撚部と未解撚部の境界の階級値９．３をデータ処理装置に入力し、部分仮撚糸の形状特性評価値として、表２の平均未解撚長と未解撚比率を得た。また、同時に測定を行った、給糸ローラ２と排糸ローラ３間の張力値を得た。

平均未解撚長の合格範囲を１１．０ｍｍ〜１５．０ｍｍ、未解撚比率の合格範囲を３５．０％〜４２．０％として判定を行った。また、測定部張力０．３６ｃＮ／ｄｔｅｘ時のローラ間の張力値３０ｃＮ以上を合格範囲、測定部張力０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘ時のローラ間の張力値２０ｃＮ以上を合格範囲として判定を行った。

サンプルＮＯ．３のチーズは測定部張力０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘの条件および測定部張力０．３６ｃＮ／ｄｔｅｘの条件の両方とも、平均未解撚長、未解撚比率、張力値ともに不合格となった。

測定部張力０．３６ｃＮ／ｄｔｅｘ条件での判定は、測定部張力０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘの条件での判定に比較して、不合格チーズの平均未解撚長、未解撚比率が低く、より好ましいことがわかった。

サンプルＮＯ．６のチーズは測定部張力０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘの条件および測定部張力０．３６ｃＮ／ｄｔｅｘの両方とも、平均未解撚長、未解撚比率、張力値ともに不合格となった。これら６本のチーズを織布工程で加工し染色したところ、サンプルＮＯ．３、ＮＯ．６のチーズを使用した布帛のみが他の４本のチーズを使用した布帛に対して布帛の状態が異なり、異常チーズと判断された。

比較例１
実施例１で得られた６本のチーズ（部分仮撚糸）を図３に示す従来の糸条の測定装置で１０ｍ測定を行った。

チーズ３０から引き出される糸条Ｙを給糸ローラ３１、糸道ガイド３３、光学ボックス３６、糸道ガイド３８、排糸ローラ３２、エジェクタ３５の順に糸を通す。給糸ローラ３１の回転速度を周速度６０ｍ／分、張力検出装置４２で検知される張力値が１０ｃＮとなるよう給糸ローラ３２を回転制御する。光学ボックス３６内の照射光Ｌを受けた走行糸条Ｙは、拡散光Ｒを生じ、スリット３８を通って受光手段３９に入る。受光手段３９で感知された拡散光Ｒは光量に対応する電流となって出力される。出力された電流は、光電変換装置４０にて電流増幅された後、電圧に変換され、デジタルデータに変換される。デジタルデータをデータ処理装置４１において、長手方向に格納して、形状プロファイルを作成する。サンプルＮＯ．１の未可撚比率が３６．２％となる解撚部と未解撚部の境界の階級値は９．３であった。そこで解撚部と未解撚部の境界の階級値９．３をデータ処理装置に入力し、部分解撚糸の形状特性評価値として、表３の平均未解撚長と未解撚比率を得た。

平均未解撚長の合格範囲を１１．０ｍｍ〜１５．０ｍｍ、未解撚比率の合格範囲を３５．０％〜４２．０％として判定を行った。

サンプルＮＯ．６のチーズは平均未解撚長および未解撚比率ともに不合格となった。

これら６本のチーズを織布工程で加工し染色したところ、サンプルＮＯ．３、６のチーズを使用した布帛のみが他の４本のチーズを使用した布帛に対して布帛の状態が異なり、異常チーズと判断された。

ＮＯ．３のチーズは織布工程の加工で異常糸と判定されたため、従来の糸条の測定装置では異常糸として検出ができなかった。

本発明による糸条の形状測定装置の一例を示す概略図である。 本発明による糸条の製造方法の一例を示す概略図である。 従来の糸条の形態測定装置の一例を示す概略図である。 本発明の糸条の形状測定装置による部分解撚糸の形状プロファイルの一例を示すグラフである。

符号の説明

１：チーズ
２：給糸ローラ
３：排糸ローラ
４、５：糸道ガイド
６：エジェクタ
７：光学ボックス
８：光源
９：スリット
１０：受光手段
１１：光電変換装置
１２：データ処理装置
１３：張力検出装置
２０：未延伸糸
２１：第１ローラ
２２：第１熱板
２３：仮撚装置
２４：第２ローラ
２５：第２熱板
２６：第３ローラ
２７：チーズ
３０：チーズ
３１：給糸ローラ
３２：排糸ローラ
３３、３４：糸道ガイド
３５：エジェクタ
３６：光学ボックス
３７：光源
３８：スリット
３９：受光手段
４０：光電変換装置
４１：データ処理装置
４２：張力検出装置

Claims (5)

1. 糸条に０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の張力をかけながら一定の速度で走行させる手段と、糸条に光を照射しその透過または反射光を受光する手段と、受光した光量から糸条の長手方向の形状変化に応じた形状プロファイルを検出する手段と、検出した形状プロファイルから糸条の形状特性評価値を決定する手段とを有することを特徴とする糸条の形状特性測定装置。
2. 糸条に０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の張力をかけながら一定の速度で走行させる手段と、糸条に光を照射しその透過または反射光を受光する手段と、受光した光量から糸条の長手方向の形状変化に応じた形状プロファイルを検出する手段と、糸条の走行時の張力を検出する手段と、検出した形状プロファイルおよび張力から、糸条の形状特性評価値、糸条の張力特性評価値、または糸条の形状特性評価値および糸条の張力特性評価値を決定する手段とを有することを特徴とする糸条の形状特性測定装置。
3. 長手方向に形状変化があり、０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の張力によって形状特性が変化する糸条であることを特徴とする請求項１または２に記載の糸条の形状特性測定装置
4. 糸条が部分解撚糸であり、糸条の形状特性が、未解撚比率、または平均未解撚長、もしくは未解撚比率と平均未解撚長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糸条の形状特性測定装置。
5. 請求項１〜５のいずれかに記載の糸条の形状特性測定装置を用いて糸条の形状特性を検出し、検出した形状特性から決定した形状特性評価値および／または張力特性評価値に基づいて、糸条の品質管理を行うことを特徴とする糸条の製造方法。

Images