JP2019174340A - 繊維束の欠陥検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程中に、走行する繊維束に発生した毛羽、付着物等の突出した欠陥の情報を、簡便に、検出することができる方法を提供すること。【解決手段】繊維束から突出した欠陥の検出方法であって、複数の繊維束を平行に並べてシート状にした繊維束群を走行させ、前記走行する繊維束群から所定距離離れた位置に、前記繊維束群の進行方向を横切る方向に光を投光する投光器と、前記投光器から投光された光を受光する受光器とを含む検出手段を２組配置し、前記受光器で受光した光の光量から、欠陥によって遮光されて生じる光量変化量を算出し、算出した光量変化量に基づいて欠陥の検出を行い、前記２組の検出手段は、それぞれ異なる方向に前記投光器から受光器に向けて光を投光し、前記２組の検出手段で検出した欠陥の検出時間差から、各繊維束上の欠陥の存在位置を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、繊維束の欠陥検出方法及び該検出方法を用いた繊維製造方法に関する。

合成繊維等の多数の連続した単繊維の束からなる繊維束の製造工程において、単繊維切れ等により、毛羽や毛玉等の欠陥が繊維束に発生する場合がある。さらには、繊維束を形成している全ての単繊維が切れることにより、繊維束の切断が発生する場合がある。

繊維束に発生するこれらの欠陥（異常部）の多くは、繊維束が生産される中での設備との摩擦、又は生産工程中の張力変動や熱処理温度変動等の種々のプロセス条件の変動に基づく繊維束の外的あるいは内的構造変化により生じる。また、毛羽や毛玉が、一旦繊維束から外れて空気中に浮遊した後に、繊維束の製造工程中において、再度、走行する繊維束に付着する場合がある。炭素繊維束の製造工程の場合、焼成炉の炉壁に付着している炭化物やタール等が、炉壁から剥がれ落ち、走行する炭素繊維束に付着する場合がある。

このような繊維束の欠陥は、繊維束自体の品質及び繊維束から形成される繊維製品の品質に大きく影響し、様々なトラブルの原因となる。また繊維束の欠陥部位は、欠陥を有さない部位と比べて、機械的強度が低下しており、機械的強度が求められる製品においては品質不良となる。
したがって、繊維束の欠陥を精度良く検出し、それを把握することは、繊維束自体、さらには繊維製品の品質管理上非常に重要なことである。加えて、繊維束の製造工程における走行繊維束の状態を常時モニタし、早期にプロセス条件の変動に起因する繊維束の状態の変化や欠陥の多発を把握することができれば、繊維束の製造工程における歩留まりの向上が図られる。

繊維束の欠陥を検査する方法として、例えば、特許文献１には、繊維束の糸道方向に対して一方向へ平行に引き揃えられたレーザー光束を投光する投光器と、予め設定したサンプリング時間毎に前記レーザー光束を一定の面積で受光する受光器と、繊維束に発生した毛羽等の欠陥による遮光による光量変化量によって、毛羽等の欠陥の検出を行う方法が提案されている。

また特許文献２には、溶融紡糸した合成繊維糸条を複数のゴデットローラーで延伸・熱処理しチーズ捲きパッケージに巻き取る合成繊維の製造方法において、延伸部および／または巻取装置にレーザー式毛羽検知装置を配置し、走行糸条および／またはチーズ捲きパッケージ表面の糸条の毛羽にレーザー光を照射し、毛羽を検知しながら巻き取ることを特徴とする合成繊維の製造方法が記載されている。特許文献２に記載の方法では、前記レーザー光を、走行糸条から０．１〜２０ｍｍ離れた位置で、糸条方向に対して交叉するように照射している。
しかしながら、特許文献１及び２に記載の検出方法は、いずれも、１繊維束での欠陥情報の取得であり、工業的に効率よく検出できない点で繊維束の欠陥の情報として不十分であった。

特開２００７−１６２１５３号公報 特開２００６−０５６６９７号公報

本発明の目的は、製造工程中に、走行する複数の繊維束に発生した毛羽、付着物等の突出した欠陥の情報を、簡便に、検出することができる方法を提供することにある。

本発明は、繊維束から突出した欠陥の検出方法であって、複数の繊維束を平行に並べてシート状にした繊維束群を走行させ、前記走行する繊維束群から所定距離離れた位置に、前記繊維束群の進行方向を横切る方向に光を投光する投光器と、前記投光器から投光された光を受光する受光器とを含む検出手段を２組配置し、前記受光器で受光した光の光量から、欠陥によって遮光されて生じる光量変化量を算出し、算出した光量変化量に基づいて欠陥の検出を行い、
前記２組の検出手段は、それぞれ異なる方向に前記投光器から受光器に向けて光を投光し、
前記２組の検出手段で検出した欠陥の検出時間差から、各繊維束上の欠陥の存在位置を算出する繊維束の欠陥検出方法を提供するものである。

また本発明は、前記繊維束の欠陥検出方法により算出した欠陥の存在位置を表示することを特徴とする繊維束の欠陥の工程管理方法を提供するものである。
また本発明は、前記繊維束の欠陥検出方法を有することを特徴とする繊維製造方法を提供するものである。
また本発明は、前記繊維製造方法を用いる炭素繊維の製造方法を提供するものである。
さらに本発明は、繊維束から突出した欠陥の検出装置であって、
複数の繊維束を平行にシート状に並べた繊維束群を、前記繊維束の長手方向に走行させる走行手段と、
走行する繊維束群から所定距離離れた位置に配置された、前記繊維束群の進行方向を横切る方向に光を投光する投光器と、前記投光器から投光された光を受光する受光器とを含む、２組の検出手段と、
を有し、
前記２組の検出手段は、それぞれ異なる方向に前記投光器から受光器に向けて光を投光するように配置され、
前記受光器で受光した光の光量から、欠陥によって遮光されて生じる光量変化量を算出し、算出した光量変化量に基づいて欠陥の検出を行い、前記２組の検出手段で検出した欠陥の検出時間差から、各繊維束上の欠陥の存在位置を算出する算出手段を備える検出装置を提供するものである。

本発明によれば、製造工程中に、繊維束に発生した毛羽、付着物等の突出した欠陥の詳細な位置情報を、簡便に、検出することができる。

図１は、本発明に係る欠陥検出方法の一実施形態例を示した模式説明図である。 図２は、本発明に係る欠陥検出方法の別の一実施形態例を示した模式説明図である。 図３は、本発明に係る欠陥検出方法の別の一実施形態例を示した模式説明図である。 図４は、検出手段１にて検出した欠陥の検出時間の間隔を示すヒストグラムの一例である。 図５は、本発明に係る欠陥検出方法の別の一実施形態例を示す模式説明図並びに検出手段１及び２で検出した欠陥による遮光量と時間の関係を示す図である。 図６は、本発明に係る欠陥検出方法の別の一実施形態例を示す模式説明図並びに検出手段１及び２で検出した欠陥による遮光量と時間の関係を示す図である。 図７は、本発明に係る欠陥検出方法の別の一実施形態例を示した模式説明図である。 図８は、本発明に係る欠陥検出方法の別の一実施形態例を示す模式説明図並びに検出手段１及び２で検出した欠陥による遮光量と時間の関係を示す図である。 図９は、本発明に係る欠陥検出方法の別の一実施形態例を示す模式説明図並びに検出手段１及び２で検出した欠陥による遮光量と時間の関係を示す図である。 図１０は、検出手段１及び２で検出した欠陥による遮光量と時間の関係を示す図である。

以下、本発明について好ましい実施形態に基づき詳述する。
本発明は、合成繊維等の製造工程において、走行する繊維束上に発生した毛羽、付着物等の突出した欠陥の情報を検出するものである。
本発明において、検出の対象となる繊維束は、単糸が数千〜数万本からなる複数のフィラメント（長単繊維）から構成されるマルチフィラメント繊維束である。かかるマルチフィラメント繊維束の形状は、特に制限されないが、走行する繊維束上に発生した毛羽、付着物等の突出した欠陥の検出し易さの観点から、その断面の形状が扁平状であることが好ましい。

繊維束の種類としては、通常用いられている天然繊維、半合成繊維、合成繊維等特に限定はない。毛羽等の欠陥の発生は合成繊維の延伸工程等で多発するため、合成繊維を対象とすることが好ましい。合成繊維としては、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、アリレート繊維、又は炭素繊維等が挙げられる。
本発明において、シート状とは、複数の繊維束が、幅方向に横一列に並んでいる状態をいう。

本発明において、欠陥とは、繊維束上に発生した毛羽ないし付着物等であって、繊維から突出している状態のものをいう。また毛羽とは、単糸一本が切れて繊維束本体から飛び出している状態のものや、単糸が複数本繊維束の本体から飛び出して互いに集束している状態のものや、繊維束の一部が弛んでループ状に飛び出している状態のものをいう。また付着物とは、特に炭素繊維の製造工程において焼成炉の炉壁から落ちて繊維に付着した炭化物やタール等をいう。

以下、図面を参照しながら、本発明の欠陥の検出方法及び検出装置の実施形態について図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の欠陥の検出方法及び検出装置の一実施形態例を示した模式説明図である。図１のうち、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は立面図である。図１（ａ）において、符号Ｘは複数のフィラメント（長単繊維）から構成されるマルチフィラメント繊維束（以下、単に“繊維束”ともいう）である。繊維束Ｘの断面は、図１（ｂ）に示すように、扁平状である。複数の繊維束Ｘは、その長手方向に平行（幅方向に、横一列）にシート状に並べた状態でＡ方向に走行している。以下、シート状に並べた繊維束群を便宜的にシートＸＸと称する。なお、各繊維束Ｘの走行速度は同じである。

シートＸＸ上、シートＸＸの進行方向Ａの上流側には、符号１で示される第一の検出手段が配置されている。第一の検出手段１は、透過型レーザー光量検出器であり、投光器１１及び受光器１２を含んで構成されている。
第一の検出手段１の投光器１１は、走行する繊維束ＸからなるシートＸＸを間に挟んで、シートＸＸの進行方向Ａを横切る方向に一定面積を有する光（束）Ｚ１を、受光器１２に向かって投光する。投光器１１から投光された光Ｚ１は、受光器１２により受光される。シートＸＸを横切る光Ｚ１と、シートＸＸの進行方向Ａとの成す角は、θ１で表される。

また、シートＸＸ上、シートＸＸの進行方向Ａの下流側には、符号２で示される第二の検出手段が配置されている。第二の検出手段２は、第一の検出手段１と同様、透過型レーザー光量検出器であり、投光器２１及び受光器２２を含んで構成されている。
第二の検出手段２の投光器２１は、走行する繊維束ＸからなるシートＸＸを間に挟んで、第一の検出手段１の投光器１１とは異なる方向に、一定面積を有する光（束）Ｚ２を、受光器２２に向かって投光する。投光器２１から投光された光Ｚ２は、受光器２２により受光される。シートＸＸを横切る光Ｚ２と、シートＸＸの進行方向Ａとの成す角は、θ２で表される。

走行するシートＸＸ上に、投光された光Ｚ１を遮る物（本発明における「欠陥Ｙ」）が存在すると、光Ｚ１は欠陥Ｙに遮られて、受光器１２が受光する光Ｚ１の光量が変化する。この光量変化量に基づいて、第一の検出手段１が、欠陥Ｙの存在を検出する。
欠陥Ｙが存在するシートＸＸは、続いて、第二の検出手段２（投光器２１と受光器２２の間）に到達する。
光Ｚ１を遮った欠陥Ｙは、光Ｚ２を再び遮る。このことにより、投光器２２が受光する光Ｚ２の光量は変化する。この光量変化量に基づいて、第二の検出手段２が、欠陥Ｙの存在を検出する。 ここで、第一の検出手段１で検出された欠陥Ｙによる光量変化の検出時間ｔ１と、第二の検出手段２で検出された同じ欠陥Ｙによる光量変化の検出時間ｔ２との差から、繊維束を並べた幅方向の突出した欠陥の存在位置を算出手段（図示していない）により算出することができる。つまり、どの繊維束に欠陥が生じているかを検出できる。

例えば、図１（ａ）に示した配置において、光Ｚ１の光軸と光Ｚ２の光軸の交点を原点として表した欠陥ＹのシートＸＸの幅方向の存在位置ｙは、シートＸＸの進行速度ｖを用いて、ｖ×（ｔ２−ｔ１）／（ｃｏｔθ１−ｃｏｔθ２）で得られる。

投光器１１から投光される光Ｚ１及び投光器２１から投光されるＺ２は、一定面積を有しかつ一方向へ引き揃えられた光束であることが必要であって、光が拡散せずに一定面積に集束した光束状態のままで伝播することが必要である。この理由から、本発明では、一方向へ引き揃えられた単一波長を持つレーザー光が好ましい。

光Ｚ１とシートＸＸの進行方向Ａとの成す角θ１及び光Ｚ２とシートＸＸの進行方向Ａとの成す角θ２の範囲は特に制限されないが、θ１≠θ２である必要があり、９０±２０°の範囲内であることが好ましい。

図１（ｂ）に示すように、投光器１１及び受光器１２を含んで構成されている第一の検出手段１（投光器２１及び受光器２２を含んで構成されている第二の検出手段２）は、シートＸＸの上方に、所定距離Ｂを置いて配置されている。図１（ｂ）では、第一の検出手段１（第二の検出手段２）は、シートＸＸ上方に距離Ｂを置いて配置されているが、これに限定されず、第一の検出手段１（第二の検出手段２）を、シートＸＸの下方に配置することも可能である。

図２は、本発明の欠陥の検出方法及び検出装置の別の一実施形態例を側面から示した模式説明図である。
図２（ａ）において、符号３は、シートＸＸを繊維束の長手方向に走行させる走行手段であるシートロールを示している。図２（ａ）に示すように、シートＸＸは、シートロール３に規制されつつ、シートロール３上を走行している。シートＸＸがシートロール３により規制されていると、ばたつきが抑えられ正確な検出が望めることから、検出手段１（検出手段２）は、シートロール３付近である符号イのエリア又は符号ロのエリアに設置されることが好ましい。規制するシートロール３は、光路内にあると、所定距離が変わる可能性があることから、光Ｚ１とＺ２の光路の外にあるのが好ましい。

また検出手段１（検出手段２）は、図２（ｂ）又は（ｃ）に示すように、シートＸＸが立ち上がっているところに配置することもできる。

本発明において、シートロール３は、繊維束Ｘが安定に走行するのに十分な直径、繊維束Ｘの本数に応じた長手方向の幅、強度を有していればその素材、表面状態等を特に限定する必要はない。また、繊維束Ｘが走行するシートロール３は、繊維束Ｘとの摩擦力によって従動駆動するフリーローラであっても、電動機等によって強制的に駆動される強制駆動ローラであってもよい。
以上説明した本発明の繊維束の欠陥の検出方法及び検出装置は、様々な繊維の製造に適用することができる。

＜実施例１＞
以下、図３を用いて、本発明の欠陥の検出方法及び検出装置についてより具体的に説明する。なお、図１にて説明した部分については適宜説明を省略する。
図３（ａ）に示すように、５本の繊維束Ｘを配置し、この５本の繊維束ＸからなるシートＸＸを、Ａ１方向に、移動速度５ｍ／ｍｉｎで走行させ、繊維束Ｘに発生した突出した欠陥Ｙの検出を行う。繊維束Ｘの幅は、約１０ｍｍとし、繊維束Ｘと繊維束Ｘとの幅は、２０ｍｍピッチとする。また、繊維束Ｘとして、市販の炭素繊維束ＴＲ−５０Ｓ（単繊維繊度０．６７ｄｔｅｘ、単繊維本数１２０００本）にモデル的な毛羽を加えた繊維束を用いた。

このとき、レーザー光束を投受光する透過型レーザー光量検出器として、投光器と受光器とがセットになったキーエンス社製のレーザーセンサ（以下、「センサー１ともいう」を使用する。センサー１は、センサーヘッド（型式：ＩＢ−０１／投光器１１及び受光器１２、又は投光器２１及び受光器２２）と、アンプユニット（型式：ＩＢ−１０００／第一の検出手段１又は第二の検出手段２）を含んでいる。なお、この透過型レーザー光量検出器の投光器からは、波長が６６０ｎｍの可視光レーザー（光Ｚ１）が発振されるようにされている。

センサーヘッド間（投光器１１と受光器１２との間）の距離は、２００ｍｍとし、センサー１と繊維束Ｘとの成す角θ１を９０°とし、シートＸＸの幅方向中央が、センサー１間のちょうど中央にくるように設置する。図３（ｂ）に示すように、センサー１は、シート下方に設置する。その際、センサー１とシートＸＸとの距離（所定距離）は１０ｍｍとし、またセンサーサンプリング速度は１ｍｓとする。

第一の検出手段１であるセンサー１にて、毛羽ないし付着物等の欠陥Ｙを検出し、図４に示すように、直前の欠陥Ｙを検出してから欠陥Ｙを検出するまでの時間間隔のヒストグラムを作成する。そのヒストグラムから予想される欠陥Ｙとその直前の欠陥Ｙとの時間間隔の最小値よりも、同一の欠陥Ｙが第一の検出手段１で検出されてから第二の検出手段２で検出されるまでの遅れ時間の最大が小さくなるように、第二の検出手段２の位置を決定することで、欠陥Ｙの幅方向の位置を単純なデータ処理により精度良く検出することができる。

例えば、図４（ａ）のようなヒストグラムであった場合、最も小さな時間間隔は２秒となるため、検出手段１の光軸（光Ｚ１）と検出手段２の光軸（光Ｚ２）の間を毛羽ないし付着物等の欠陥Ｙが通り過ぎる時間が２秒を越えないように設置する。２秒を越えるように設置してしまうと、検出手段１と２の光軸の間に複数の毛羽ないし付着物等が入るため、幅方向の算出ができなくなってしまう。
また図４（ｂ）のようなヒストグラムであった場合、最も小さな時間間隔は１秒となるため、図４（ａ）の場合に比して、検出手段１の光軸（光Ｚ１）と検出手段２の光軸（光Ｚ２）の間を狭めて、毛羽ないし付着物等の欠陥Ｙが通り過ぎる時間が１秒を越えないように設置してもよいが、最も小さな時間間隔における欠陥Ｙの検出頻度が少ないため、完全な幅方向の位置算出を実施せずに、幅方向の毛羽ないし付着物等の発生傾向を把握してもよい。

以上より検出手段２は、図４（ａ）のヒストグラムに基づいて配置を決定する場合、最も小さな時間間隔は２秒となるため、検出手段１の光軸（光Ｚ１）と検出手段２の光軸（光Ｚ２）の間を毛羽ないし付着物等の欠陥Ｙが通り過ぎる時間が２秒を越えないように設置することになる。この場合、シートＸＸの走行速度は５ｍ／ｍｉｎであるため、シートＸＸは２秒で１６６．７ｍｍ移動するので、検出手段１の光軸（光Ｚ１）と検出手段２の光軸（光Ｚ２）の間は、１６６．７ｍｍより短く設定することができる。
例えば、図３に示すように、投光器２１−受光器２２間距離を２００ｍｍ、θ２＝７０°とし、シートＸＸの幅方向中央が、センサー間のちょうど中央にくるように設置する。また投光器２から一番遠い繊維束Ｘの幅方向中央上にて、検出手段１の光軸（光Ｚ１）と検出手段２の光軸（光Ｚ２）が長手方向に１００ｍｍ離れるように配置する（Ｄ）。この際、投光器２から一番近い繊維束Ｘの幅方向中央上の、検出手段１の光軸（光Ｚ１）と検出手段２の光軸（光Ｚ２）とは長手方向に７０ｍｍ離れることとなる（Ｃ）。

上記のように設置することで、投光器１１側に一番近い繊維束Ｘに毛羽ないし付着物等の欠陥Ｙが存在した場合、図５（ａ）−１に示すように、欠陥Ｙが検出手段１で検出され（図５（ａ）−２参照）、０．８４秒後、図５（ｂ）−１に示すように、欠陥Ｙが検出手段２で検出される（図５（ｂ）−２参照）。また投光器１１側に一番遠い繊維束Ｘに毛羽ないし付着物等の欠陥Ｙが存在した場合は、図６（ａ）−１に示すように、欠陥Ｙが検出手段１で検出され（図６（ａ）−２参照）、１．２秒後、図６（ｂ）−１に示すように、欠陥Ｙが検出手段２で検出される（図６（ｂ）−２参照）。

検出手段１で求めた検出手段２の設置方法は、特に制限されず、手動でも良いし、自動で動く機構にしても良い。

また毛羽ないし付着物等の頻度が大きく発生傾向だけを把握する場合は、シートＸＸと検出手段１及び２との所定距離Ｂを大きくすることで検出手段の光軸にかかる毛羽ないし付着物等の欠陥Ｙの検出頻度を減らして、測定する方法でも良い。

＜実施例２＞
図８（ａ）−１に示すように、五本の繊維束ＸからなるシートＸＸに対し、図３と同様に、投光器１及び受光器１からなる検出手段１と投光器２及び受光器２からなる検出手段２を配置する。投光器１側に一番近い繊維束Ｘ及び投光器１側に一番遠い繊維束Ｘの両方に、毛羽ないし付着物等の欠陥Ｙが存在するとする。ここで、シートＸＸは、実施例１と同様とする。投光器１側に一番近い繊維束Ｘ上に存在する欠陥を、欠陥Ｙ１とし、投光器１側に一番遠い繊維束Ｘ上に存在する欠陥を欠陥Ｙ２とする。欠陥Ｙ１及び欠陥Ｙ２が、投光器１から投光された光Ｚ１に到達するタイミングは同時ではないものとし、欠陥Ｙ１のサイズは、欠陥Ｙ２のサイズに比して大きいものとする。

シートＸＸ上の欠陥Ｙの検出を開始する。欠陥Ｙは、投光器１及び受光器１の間を通過する。その際、投光器１から投光された光Ｚ１は、欠陥Ｙにより遮蔽される。実施例１では欠陥Ｙの検出を、欠陥Ｙの存在の有無のみで判定していたが、本実施例では、欠陥Ｙの通過速度に対して、サンプリング速度を、欠陥Ｙの形状が区別できるような十分な速度とすると、図８（ａ）−２から、検出手段１は、２つの異なるピークを検出しており、シートＸＸ上には、２つの異なる欠陥Ｙが存在していたことがわかる。左側のピークから、該当する欠陥は、光Ｚ１を一定時間以上完全に遮蔽する程の大きさであることがわかり、また右側のピークは、左側のピークに比して、光Ｚ１の遮蔽量が小さく、遮蔽時間も短いことがわかる。
投光器１及び受光器１の間を通過した２つの欠陥は、次に、図８（ｂ）−１に示すように、投光器２及び受光器２の間を通過し、検出手段２によりそれぞれ検出される。２つの欠陥が投光器２及び受光器２の間を通過した直後の検出手段２が検出した遮光量の変化と検出時間の記録をグラフにすると、図８（ｂ）−２のようになる。その時点における検出手段１が検出した遮光量の変化と検出時間の記録をグラフにしたものが図８（ａ）−２である。図８（ａ）−２と図８（ｂ）−２を対比すると、図８（ａ）−２において、左側に検出されていた大きいピークは、図８（ｂ）−２では、その位置がわずかに、左側にシフトしている。図８（ａ）−２において、右側に検出されていた小さいピークは、図８（ｂ）−２では、その位置が大きく、左側にシフトしている。
大きいピークの図８（ａ）−２と図８（ｂ）−２におけるシフトの幅から、大きいピークは、投光器１側に一番近い繊維束Ｘ上にある欠陥Ｙ１であることがわかる。同様に、小さいピークは、投光器２側に一番遠い繊維束Ｘ上にある欠陥Ｙ２であることがわかる。
以上の記述において「大きいピーク」および「小さいピーク」と区別したピークは、欠陥Ｙの通過速度に対して十分なサンプリング速度で射光量を測定して記録することで、検出ピークの形状を把握して区別することもできる。検出ピークの形状を把握してピークを区別することで、検出手段１と検出手段２の間に複数の毛羽ないし付着物等が入ったとしても、ピーク形状（高さ、幅等）から個々を識別し、それぞれのピークのシートＸＸ中の幅方向の位置を算出することが可能となる。

＜実施例３＞
検出手段１と検出手段２で測定した遮光量を一定の閾値を越えたら欠陥Ｙ有りを意味する１、閾値を越えなかったら欠陥Ｙ無しを意味する０という「１／０」データとし、受光器２１における任意の時間０から遡るｔ秒前の遮光量データをｆ２（ｔ）［時間ｔの関数］とし、受光器１１における時間０から遡るｔ秒前の遮光量データｆ１（ｔ）を［時間ｔの関数］として、ｆ２（ｔ）×ｆ１（ｔ＋ｄ）の一定時間（任意Ｔ秒間）の時間積分値をＴで割った値（ｆ２（ｔ）およびｆ１（ｔ）を等間隔の離散データとして記録すれば、積分期間のｆ２（ｔ）×ｆ１（ｔ＋ｄ））の総計を積分期間のデータ数で割ることで得られる値）が、遅れ時間ｄに対する欠陥Ｙが「有り」の一致率となる。ただし、遅れ時間ｄの最小は投光器１及び２から近い繊維束Ｘの遅れ時間ｔｍｉｎで、遅れ時間ｄの最大は投光器１及び２から遠い繊維束Ｘの遅れ時間ｔｍａｘである。遅れ時間ｄのｔｍｉｎからｔｍａｘに対して一致率のグラフを描き、大きなピークが出ている遅れ時間ｄに相当するシートＸＸの幅方向の位置にある繊維束Ｘに欠陥が存在することが分かる。

具体的に説明すると、例えばｆ２（ｔ）×ｆ１（ｔ＋ｄ）をある時間（例えば１分間）にわたって積分して、積分した時間の長さで割ったものを強度としてｄに対してプロットする。
例えば図９（ａ）に示すように、繊維束ＸからなるシートＸＸに対して、投光器１１及び受光器１２を含む検出手段１と、投光器２１及び受光器２２を含む検出手段２とを、図３と同様に配置する。仮に投光器１１から一番遠い繊維束Ｘ上に欠陥Ｙが存在した場合、検出手段１及び検出手段２が検出するピークは、図９（ｂ）のようになる。これを、「１／０」データとし、受光器２１における時間０から遡るｔ秒前の遮光量データをｆ２（ｔ）とし、受光器１における時間０から遡るｔ秒前の遮光量データｆ１（ｔ＋ｄ）をとして表すと、ｄ＝０の場合、図９（ｃ）（図１０（ａ）−１）のようになる、
図９（ａ）の配置の場合、検出手段１と検出手段２での欠陥Ｙの検出時間差は、ｄｍａｘ＝１．２秒となり、ｄｍｉｎ＝０．８４秒となる。
そこで、（ｉ）ｄｍｉｎ＝０．８４の場合について、ｆ２（ｔ）及びｆ１（ｔ＋ｄ）を表すと、図１０（ａ）−２に示すようになり、ｆ２（ｔ）×ｆ１（ｔ＋ｄ）を表すと、図１０（ａ）−５となる。
また（ｉｉ）ｄｍａｘ＝１．１の場合について、ｆ２（ｔ）及びｆ１（ｔ＋ｄ）を表すと、図１０（ａ）−２に示すようになり、ｆ２（ｔ）×ｆ１（ｔ＋ｄ）を表すと、図１０（ａ）−６となる。
また（ｉｉｉ）ｄｍａｘ＝１．２の場合について、ｆ２（ｔ）及びｆ１（ｔ＋ｄ）を表すと、図１０（ａ）−３に示すようになり、ｆ２（ｔ）×ｆ１（ｔ＋ｄ）を表すと、図１０（ａ）−７となる。
ｄ＝０．８４〜１．２とし、ｆ２（ｔ）×ｆ１（ｔ−ｄ）をある時間、例えば１分間に渡って積分する。
図９（ａ）では、投光器から一番遠い繊維束Ｘ上に欠陥Ｙが存在するため、１．２秒差で重ねあわせた場合が最もマッチングし、図１０（ａ）−８に示すように、時間差１．２秒の場所に最も高いピークが立つことになる。それぞれの繊維束に存在する欠陥の割合が十分に小さい場合は、それぞれ異なる繊維束にある欠陥に由来する検出信号（「１／０」データの１）が偶然に重なってｆ２（ｔ）×ｆ１（ｔ−ｄ）が１になる割合は極めて小さいので、遅れ時間ｄに対応する繊維束にある欠陥に由来する検出信号をｆ２（ｔ）×ｆ１（ｔ−ｄ）の積分値のピークの高さとして検出することができ、ピークの高さを上記の積分時間で除した値は、遅れ時間ｄに対応する繊維束に閾値以上の欠陥が存在する割合（存在率）を示す。
以上から、欠陥Ｙの繊維束ＸからなるシートＸＸ上における幅方向の存在位置と毛羽の存在率が検出できる。

１：第一の検出手段
１１：（第一の）投光器
１２：（第一の）受光器
２：第二の検出手段
２１：（第二の）投光器
２２：（第二の）受光器
３：シートロール
Ｘ：繊維束
ＸＸ：シート群
Ｙ：欠陥
Ｚ１：投光器１１から投光された光（光軸）
Ｚ２：投光器２１から投光された光（光軸）
Ａ：繊維束の進行方向（糸道方向）
Ｂ：シートＸＸと検出手段１及び２との距離
θ１：繊維束Ｘと光Ｚ１との成す角
θ２：繊維束Ｘと光Ｚ２との成す角

Claims (8)

1. 繊維束から突出した欠陥の検出方法であって、複数の繊維束を平行に並べてシート状にした繊維束群を走行させ、前記走行する繊維束群から所定距離離れた位置に、前記繊維束群の進行方向を横切る方向に光を投光する投光器と、前記投光器から投光された光を受光する受光器とを含む検出手段を２組配置し、前記受光器で受光した光の光量から、欠陥によって遮光されて生じる光量変化量を算出し、算出した光量変化量に基づいて欠陥の検出を行い、
   前記２組の検出手段は、それぞれ異なる方向に前記投光器から受光器に向けて光を投光し、
   前記２組の検出手段で検出した欠陥の検出時間差から、各繊維束上の欠陥の存在位置を算出する繊維束の欠陥検出方法。
2. 前記２組の検出手段のうち、一方の検出手段により、欠陥の検出の頻度を測定し、その結果により他方の検出手段の位置を決定する請求項１に記載の繊維束の欠陥検出方法。
3. 前記繊維束群の走行速度と前記２組の検出手段によるサンプリング速度とを調整して、欠陥の検出ピークの形状を識別し、識別したピークの形状から、複数の欠陥の幅方向位置を算出する請求項１又は２に記載の繊維束の欠陥検出方法。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の繊維束の欠陥検出方法により算出した欠陥の幅方向位置を表示することを特徴とする繊維束の欠陥の工程管理方法。
5. 請求項１〜３の何れか１項に記載の繊維束欠陥の検出方法を有することを特徴とする繊維製造方法。
6. 請求項１〜３の何れか１項に記載の繊維束欠陥の検出方法から得られる欠陥の情報に応じて繊維束を分別することを特徴とする繊維製造方法。
7. 請求項５又は６に記載の繊維製造方法を用いる炭素繊維の製造方法。
8. 繊維束から突出した欠陥の検出装置であって、
   複数の繊維束を平行にシート状に並べた繊維束群を、前記繊維束の長手方向に走行させる走行手段と、
   走行する繊維束群から所定距離離れた位置に配置された、前記繊維束群の進行方向を横切る方向に光を投光する投光器と、前記投光器から投光された光を受光する受光器とを含む、２組の検出手段と、
   を有し、
   前記２組の検出手段は、それぞれ異なる方向に前記投光器から受光器に向けて光を投光するように配置され、
   前記受光器で受光した光の光量から、欠陥によって遮光されて生じる光量変化量を算出し、算出した光量変化量に基づいて欠陥の検出を行い、前記２組の検出手段で検出した欠陥の検出時間差から、各繊維束上の欠陥の存在位置を算出する算出手段を備える検出装置。