JP3616067B2 - 繊維トウの繋ぎ部分検出センサー及び同センサーを用いた制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維トウを連続して次工程処理装置に送り込む前に、同繊維トウの繋ぎ部を検出するセンサー、及び同センサーの検出結果に基づいて次工程処理装置を制御する制御方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に繊維トウは、ポリマーを溶融紡糸し、紡糸後に界面活性剤の水溶液や油剤等を付与し、引取りローラーを介して一定の繊維束（トウ）に収束させながら巻き取ったり、収納容器に収納したりするバッチ処理が行われる。その後、繊維トウは、引取りローラーからの捲き戻し又は収納容器から引き出されて次工程として、例えば仕上処理工程である延伸工程や捲縮工程等に送られる。仕上処理工程での処理を連続処理として行うために、バッチ処理を行う引取りローラーや収納容器から引き出された繊維トウは、次に引き出される引取りローラーや収納容器の繊維トウを繋ぎ足し、繋ぎ部分としての結び目又は縫い目を形成して、繊維トウは連続体として接続され仕上処理工程に送り込まれる。
【０００３】
連続体として接続された繊維トウは、次工程処理装置として、例えば仕上処理装置に連続的に送り込むことができるようになる。しかし、繋ぎ部分が誤って仕上処理装置に送り込まれると仕上処理装置に大きな負担を与えることになり、同装置の故障原因となったり、また、仕上処理装置を経た繊維トウの品質不良を招いたりしていた。繋ぎ部分として結び目が形成されているときには、結び目としては大きな団子状になって結ばれており、この結び目がそのまま仕上処理装置に送り込まれると同装置を故障させたりする原因となる。このため、繋ぎ部分として結び目が形成されているときには、仕上処理装置を停止して、結び目が仕上処理装置の中に送り込まれないようにしなければならない。
【０００４】
また、繋ぎ部分として縫い目が形成されているときには、縫い目部における繊維トウの連結力が他の部分の連結力より弱くなっているため、また、縫い目を形成した重なり部分の幅が広くなったり、あるいは厚くなったりしているために、仕上処理装置中を通常の速度で走行させると縫い目部分が破断してしまうことや、仕上処理装置において行う処理を繊維トウに対して充分に行うことができず、品質に異常を来たした部分を含んだ繊維トウを作ってしまうことになる。製品としては、不良品が混ざったものとなってしまう危険性があった。このため、繋ぎ部分として縫い目が形成されているときには、仕上処理装置での走行速度を低減することによって、縫い目部分が仕上処理装置中で破断するのを防止すると共に、仕上処理装置において繋ぎ部分に対しても充分な処理が行えるようにしなければならない。
【０００５】
従来においては人が仕上処理装置の前に付いていて、繋ぎ部分を見つけたときには、仕上処理装置を停止したり、仕上処理装置の処理速度を低減させたりしていた。また、仕上処理装置の前に繋ぎ部分の通過を規制するゲートを設けて、厚みが増した繋ぎ部分がこのゲートを通過しないようにしていた。
【０００６】
しかも、ゲート間隔による規制のため、ゲートを通過することのできる繊維トウのトータル繊度が制限を受けたり、ゲートで規制された繊維トウの繋ぎ部分がゲート部によって停止させられ、同停止された繋ぎ部分が下流側の繊維トウの走行によって引っ張られたとき、同引っ張り力によって破断しないようにするために、繊維トウの走行速度にも制限を受けた。
【０００７】
これらの問題点から、繋ぎ部分を有する繊維トウを連続して次工程処理装置に送り込むことができるように、繋ぎ部分の状態を結び目と縫い目とに分けて検出することができ、しかもその検出結果に基づいて次工程処理装置を制御することのできる技術の開発が求められていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するために、繊維トウを連続して次工程処理装置に送り込む前に、同繊維トウに形成された結び目又は縫い目を識別して検出を行うことのできるセンサー、及び同センサーによる検出結果に基づいて次工程処理装置の制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明の課題は本願請求項１〜６に記載された各発明により達成される。
即ち、本願請求項１に係る発明は、次工程処理装置上流側に配し、走行中の繊維トウにおける繋ぎ部分の厚みを検出する厚みセンサーと、走行中の繊維トウにおける幅方向の変化を検出する幅センサーとを備え、前記厚みセンサーは、繊維トウの繋ぎ部分の結び目と縫い目とを識別して検出することを特徴とする繊維トウの繋ぎ部分検出センサーにある。
【００１０】
この発明では、次工程処理装置上流側に繊維トウの繋ぎ部分検出センサーを配して、同繋ぎ部分検出センサーとして構成する厚みセンサーと幅センサーとを備えることで、繊維トウの繋ぎ部分の結び目と縫い目とを検出することができる。
【００１１】
繋ぎ部分として結び目が形成されているときには、繋ぎ部分が団子状に結ばれているので、結び目を団子状部分の厚みとして検出することができる。縫い目の形成は、空気や水等の流体をノズル等により噴射して、噴射したジェット流の作用で繊維相互の配列を乱すことにより形成する交絡や熱等を用いた接着によって形成される。このため、繋ぎ部分として縫い目が形成されているときには、縫い目による繋ぎが繊維トウの厚さ方向に重さなった状態で行われたものと、厚さ方向よりも幅方向に広がった状態で行われたものとが存在する。繊維トウの厚さ方向に重さなった状態で行われたときには、この厚さ方向の増加は団子状になった結び目による厚さ方向の増加よりも小さいことが分かる。この厚さ方向の増加量の違いを厚みセンサーで検出することにより、繋ぎ部分として結び目が形成されているものなのか、縫い目が形成されているものなのかを識別することができる。
【００１２】
また、縫い目によって厚さ方向への変化よりも幅方向への変化が大きいときには、幅センサーによって、走行中の繊維トウの幅を常時検出しておき、所定時間前の状態における繊維トウの幅と現時点での繊維トウの幅とを比較することで、現時点での繊維トウの幅が所定量増加していることが検出されたときに、幅センサーによって縫い目を検出したとしている。
【００１３】
尚、幅センサーによって走行中の前後の繊維トウ幅を常時比較せずに、幅方向に対するしきい値を走行させる繊維トウの種類に応じて予め決めておき、幅センサーが同しきい値を超えた繊維トウの幅を検出したときに縫い目を検出したとすることもできる。
【００１４】
厚みセンサーとしては、一端を枢軸とした回動板の他端側を走行する繊維トウに平行にしかも所定量の隙間を設けて配置する。このとき繊維トウを間に挟んで厚みセンサーと対峙する位置にガイドバー、ガイドローラ、ガイド板等を配しておくことが望ましい。繊維トウにおける繋ぎ部分によって前記回動板の他端側が回動させられたときの同回動板の回動角を検出する。このときの回動角によって、繋ぎ部分が結び目なのか縫い目なのかを識別することができる。回動角の検出としては、所定回動角位置にそれぞれ配したリミットスイッチや回動軸に設けた角度センサー等を用いることができる。また、厚みセンサーとして、光電式のリニアセンサーを繊維トウの厚さ方向に配して、リニアセンサーによる厚さ方向の変動を検出することによって行うこともできる。
【００１５】
本願請求項２に係る発明は、請求項１の事項に加えて、厚みセンサーが、結び目センサーと縫い目センサーとからなり、結び目センサーは結び目による厚みを検出し、縫い目センサーは縫い目による厚みを検出し、前記結び目センサーは縫い目センサーの上流側に配されてなる事項を限定した繊維トウの繋ぎ部分検出センサーにある。
【００１６】
この発明では、厚みセンサーとして結び目センサーと縫い目センサーとの２つのセンサーを用い、しかも結び目センサーを縫い目センサーの上流側に配している。このため、走行中の繊維トウにおける結び目を最初に結び目センサーで検出することができ、結び目センサーで結び目を検出したときには、結び目が縫い目センサーの検出位置に到達する前に繊維トウの走行を停止させることができる。これによって、縫い目センサー部に結び目が入ってしまい、縫い目センサーを故障させる等の事態を回避することができる。また、次工程での縫い目に対する処理を減速状態にて行うことができる。
【００１７】
結び目センサーと縫い目センサーとしては、一端を枢軸とした回動板の他端側を走行する繊維トウに平行にしかも所定量の隙間を設けてそれぞれ配置しすることができる。このとき繊維トウを間に挟んで厚みセンサーと対峙する位置にガイドバー、ガイドローラ、ガイド板等を配しておくことが望ましく、各回動板の回動角を検出するリミットスイッチや角度センサーを用いることができる。また、光電式のリニアセンサーを繊維トウの厚さ方向に配して、リニアセンサーによる厚さ方向の変動を検出することによって行うこともできる。
【００１８】
本願請求項３に係わる発明は、請求項１または２の事項に加えて、幅センサーが、リニアセンサーからなる事項を限定した繊維トウの繋ぎ部分検出センサーにある。
【００１９】
この発明では、リニアセンサーを用いては繊維トウの縫い目として幅方向に増加した状態のものを検出することができる。
【００２０】
幅センサーによって、走行中の繊維トウの幅を常時検出しておき、所定時間前の状態における繊維トウの幅と現時点での繊維トウの幅とを比較して、現時点での繊維トウの幅が所定量増加していることを検出したときに、幅センサーが縫い目を検出したとしている。
【００２１】
尚、幅センサーによって走行中における前後の繊維トウ幅を常時比較せずに、繊維トウの幅方向に対するしきい値を走行させる繊維トウの種類に応じて予め決めておき、幅センサーが同しきい値を超えた幅を検出したときに縫い目を検出したとすることもできる。
【００２２】
リニアセンサーとしては繊維トウの走行方向と直交し繊維トウの走行面に対して平行に配しているが、リニアセンサーの代わりに複数の光電管を繊維トウの幅方向に配してこれを用いることもできる。また、リニアセンサー及び複数の光電管として赤外線を利用したものを用いることによって、室内灯による誤作動を防止することができる。
【００２３】
本願請求項４に係わる発明は、請求項１乃至３の事項に加えて、厚みセンサーが、次工程処理装置上流側において離間して並列状に配列した複数のガイドバーのいずれかに対峙して配されてなる事項を限定した繊維トウの繋ぎ部分検出センサーにある。
【００２４】
この発明では、複数のガイドバー間に掛け渡した繊維トウは、同ガイドバーによって所定の張力が付加された状態とすることができるので、所定の張力が付加された繊維等に対して繋ぎ部分の検出を確実に行うことができる。しかも、厚みセンサーはガイドバーに対峙した状態に配されているので、繋ぎ部分の厚さ方向の変化を正確に検出することができる。なお、幅センサーの設置位置は繊維トウの幅を安定して検出できる位置であれば良く、ガイドバー近傍の上流側あるいは下流側に配置して、繊維トウの幅を検出することができる。また、ガイドバー間における繊維トウの幅を検出することができる位置に設置することもできる。繊維トウの幅が走行中に幅方向に振れない状態で繊維トウの幅を検出できれば、安定した状態で確実に縫い目による幅方向の増加を検出することができる。リニアセンサーで左右両端を検出し、検出値から左右両端間の長さを演算すればこの長さが走行中の繊維トウの幅として検出できるので、走行中の繊維トウが仮に幅方向へ振れたとしても振れによる影響を受けずに、繊維トウの幅を検出することもできる。
【００２５】
本願請求項５に係わる発明は、請求項１乃至４の事項に加えて、次工程処理装置が延伸装置である事項を限定した繊維トウの繋ぎ部分検出センサーにある。
【００２６】
この発明では、仕上処理装置としての延伸装置前の段階で繊維トウにおける繋ぎ部分を検出することができる。これによって、繋ぎ部分による延伸装置内でのトラブルの発生を未然に防ぐことができる。
【００２７】
本願請求項６に係わる発明は、次工程処理装置上流側に配した請求項１乃至５のいずれか記載の繊維トウの繋ぎ部分検出センサーを用い、前記厚みセンサーによる結び目の検出時には少なくとも前記次工程処理装置の作動を停止し、前記厚みセンサーあるいは幅センサーによる縫い目の検出時には前記次工程処理装置の作業速度を所定時間減速制御してなることを特徴とする制御方法にある。
【００２８】
この発明では、繋ぎ部分検出センサーによって検出した繋ぎ部分としての結び目または縫い目に応じて、少なくとも次工程での処理装置の停止や次工程での処理装置の作業速度を所定時間減速制御することができる。
【００２９】
処理装置の停止としては、次工程での処理装置に限らず繋ぎ部分検出センサーを配置した前後の工程の作業を停止することができる。処理装置の停止によって繊維トウの走行を停止するときには、結び目が次工程に送り込まれる前に結び目部分を切断して、改めて縫い目として連結することができる領域に停止できるよう繊維トウの走行を停止する必要がある。また、厚みセンサーによって結び目を検出したときには、同結び目が他のセンサーに対してトラブルを発生させない領域で繊維トウの走行を停止することも必要である。
【００３０】
次工程での処理装置の作業速度を所定時間減速制御する場合には、縫い目部分に対して次工程での処理が充分に行うことができる作業速度に次工程における処理装置の作業速度を減速する必要があり、しかも縫い目部分が次工程の処理装置内を通過することができる所定時間だけ前記減速制御を行う必要がある。
【００３１】
【発明の実施形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。本発明は、繋ぎ部分によって繊維トウが連続体として連結されているものを次工程の処理装置に連続的に送り込む前に、前記繋ぎ部分が結び目なのか縫い目なのかをセンサーにより識別して検出することができる。また、同センサーの検出結果により、次工程での処理装置の作業を制御することができる。
【００３２】
尚、本実施形態では次工程処理装置として延伸装置を例に挙げて説明するが、本発明は延伸装置に限定されず、次工程処理装置に繋ぎ部分を有する繊維トウを連続的に送り込むものであれば適用でき、当業者が容易に適用可能な技術的な範囲をも当然に包含するものである。繊維トウとしては、アクリル繊維トウを含む各種繊維トウを用いることができる。
【００３３】
図１では、本願実施例の全体該略図を示している。ポリマーを溶融紡糸した未延伸糸又は未延伸糸を複数本合糸した未延伸繊維トウ１を一旦収納容器２に収納し、その後、同収納容器２から引き出して、複数のガイドバー７にジグザグ状に掛け渡し、所定の張力を付加した状態で延伸装置４に連続的に送り込まれ、延伸装置４において所定の延伸倍率で繊維トウ１に対して延伸を行っている。収納容器２から引き出された繊維トウ１の後端部は、次の収納容器２に収納されている繊維トウ１の先端部と繋がれて連続体として接続されている。延伸装置４では、延伸される側に配置したロールである低速ゴデット５と延伸する側に配置したロールである高速ゴデット６間において、両ゴデット５、６の周速の差でもって繊維トウ１に対して延伸を行う。両ゴデット５、６間では、常温下での延伸行うことも、スチーム等の熱量を繊維トウ１に与えながら延伸を行うこともできる。
【００３４】
複数のガイドバー７が配置された区間３には、本願発明の繋ぎ部分検出センサー１０としての厚みセンサー１１である結び目センサー１１ａ、縫い目センサー１１ｂ及び幅センサー１２が設置している。厚みセンサー１１である結び目センサー１１ａ、縫い目センサー１１ｂは、間に走行する繊維トウを挟んでそれぞれガイドバーと対峙する状態で配置されている。また、幅センサー１２の配置位置は、ガイドバー７近傍の上流側あるいは下流側の位置、又はガイドバー間における位置に配することができ、走行中における繊維トウの幅を安定した状態で検出すことができる位置であればよい。
【００３５】
図２には、厚みセンサー１１及び幅センサー１２とガイドバー７ａ、７ｂ、繊維トウ１との関係を示す模式図である。軸受け部材２１，２１により回動自在に枢支されている回動軸１５には、回動板１６及び作動片１９が取り付けられている。また、図示せぬバネ部材によって図２における時計方向側に付勢されて、回動板１６の一部がストッパー１７と当接することでバネ部材による回動が規制されている。更に、作動片１９の回動領域には同作動片により作動するリミットスイッチ１８ａ、１８ｂが配置されている。矢印方向に走行中の繊維トウ１に厚みが増大した繋ぎ部分２０があって、この繋ぎ部分２０がガイドバー７ｂと回動板１６の間に来ると、繋ぎ部分２０によって回動板１６はバネ部材に抗して反時計方向に回動する。繋ぎ部分が結び目であるときには、回動板１６の回動角は大きくなり作動片１９によってリミットスイッチ１８ａをオンする。また、繋ぎ部分２０の厚みが厚くなった縫い目が来たときには、回動板１６の回動角は結び目のときよりも小さく作動片１９はリミットスイッチ１８ｂをオンする。リミットスイッチ１８ａがオンしたかリミットスイッチ１８ｂだけがオンしたかによって回動板１６によって検出した繋ぎ部分２０が結び目であるのか縫い目であるのかを識別することができる。
【００３６】
リミットスイッチ１８ａがオンしたときには、繋ぎ部分２０として結び目を検出したことになるので次工程の処理装置である延伸装置４における繊維トウ１の搬送動作を停止する。ガイドバー配置区間３での繊維トウ１の走行は延伸装置４による引っ張り力により行われているため、延伸装置４における繊維トウ１の搬送動作を停止すれば繋ぎ部分２０が延伸装置４に入る前に止めることができる。なお、本願発明における繋ぎ部分検出センサーを配置した場所に繊維トウ１を走行させる搬送機構が設けられている場合や前工程から繊維トウが排出されている場合には、これらの繊維トウ１の搬送機構を停止することが必要となる。
【００３７】
リミットスイッチ１８ａがオンしたときには、当然リミットスイッチ１８ｂもオンするが、リミットスイッチ１８ａの作動を優先させることでリミットスイッチ１８ｂの作動をキャンセルすることができる。
【００３８】
リミットスイッチ１８ｂのみがオンした場合には、繋ぎ部分２０として縫い目を検出したことになるので、延伸装置４における搬送速度を、縫い目が延伸装置４を抜け出るまでの所定時間低減させる。
【００３９】
回動板１６としては図示せぬバネ部材により時計方向への回転力が付与されているが、図４に示すように回動板１６の自重で自由落下状態としてセットすることもできる。回動板１６の先端部と繊維トウ１の走行面との間の隙間としては、０〜３０ｍｍの隙間を予めセットしておくことができる。隙間としての間隔は、結び目及び縫い目が確実に検出することができ、通常は走行している繊維トウ１に回動板１６の先端が接触しない位置とする。
【００４０】
回動板１６の回動角度を２つのリミットスイッチを用いて検出しているが、リミットスイッチの代わりに近接センサー、回転角センサー等の回動角度を検出することができるセンサーであるなら、どのようなセンサーをも用いることができる。
【００４１】
回動板の代わりにリニアセンサーを繊維トウ１の厚み方向に配置して、リニアセンサーによる厚みの変化を検出することによっても結び目及び縫い目を検出することができる。
【００４２】
図３には、厚みセンサー１１として結び目センサー１１ａと縫い目センサー１１ｂとを結び目センサー１１ａが縫い目センサー１１ｂの上流側に配置したものを示している。結び目センサー１１ａとしては、図示せぬバネ部材によって時計方向に回動付勢されストッパー１７によって回動位置が規制されており、回動板１６の先端に案内用の丸みが形成されている。結び目センサー１１ａとしての検出機構は、図２に示す厚みセンサー１１と同様に作動片及びリミットスイッチ１８ａが設けられている。図２の厚みセンサー１１と異なるところは、回動板１６の回動軸が回動板１６の先端部に対して繊維トウ１の走行方向下流側に配されていることと、縫い目を検出するリミットスイッチ１８ｂが設けられていない点を除くと同じ検出機構となっている。縫い目センサー１１ｂは、図２の厚みセンサー１１におけるリミットスイッチ１８ａが設けられていないだけで他の構成は異なるところがない。
【００４３】
結び目センサー１１ａの配置位置を縫い目センサー１１ｂの上流側に配すれば、隣接するガイドバーにそれぞれ配置しても、複数のガイドバーを間に挟んで配置することができる。結び目センサー１１ａで結び目を検出し、繊維トウ１の走行を停止したときに結び目が縫い目センサー１１ｂを作動させることがないようにすることが望ましい。このようにすると、結び目によって縫い目センサー１１ｂを故障させずに済むと共に、結び目センサー１１ｂと繊維トウ１との隙間を狭くして縫い目による厚み方向の変化を速く検出することができるようになる。
【００４４】
図２に示すように幅センサー１２は線状に配置したリニアセンサーが繊維トウ１に対して非接触で用いられている。繋ぎ部分２０として縫い目が形成されたときに、縫い目によって厚み方向に増加するよりも幅方向へ広がったことをリニアセンサーによって検出している。検出方法としては、走行する繊維トウ１の幅を連続的に測定し、０．０５秒から０．５秒前における繊維トウ１の幅と現在検出した繊維トウ１の幅とを比較して、所定量以上増加したことを検出したときに、縫い目を検出したとしている。
【００４５】
幅センサー１２で縫い目を検出したときには、縫い目センサー１１ｂで縫い目を検出したときと同じく延伸装置での走行速度を減速させる。減速時間としては、少なくとも縫い目部分が延伸装置による処理を通過するまでの時間とすることが望ましい。所定時間の減速制御として、５〜２０秒間にわたって走行速度を１０〜３０％減速することによって、繊維トウの繋ぎ部分に掛かる負荷を低減し、繊維トウの切れを防止することができた。しかし、ここで示した時間や減速率は、延伸装置としての作業長さや延伸する繊維トウのトータル繊度等によって異なることもあり、それぞれの繊維トウ及び延伸装置の作業長さ等に応じて予め最適な条件を求めておくことが必要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の全体概略略図。
【図２】センサーと繊維トウ及びガイドバーとの関係図。
【図３】結び目センサー、縫い目センサーの配置図。
【図４】厚みセンサーの他の構成図。
【符号の説明】
１ 未延伸繊維トウ
２ 収納容器
３ ガイドバー配置区間
４ 延伸装置
５ 低速ゴデット
６ 高速ゴデット
７ ガイドバー
１０ 繋ぎ部分検出センサー
１１ 厚みセンサー
１１ａ 結び目センサー
１１ｂ 縫い目センサー
１２ 幅センサー
１５ 回動軸
１６ 回動板
１７ ストッパー
１８ リミットスイッチ
１８ａ 結び目検出用リミットスイッチ
１８ｂ 縫い目検出用リミットスイッチ
１９ 作動片
２０ 繋ぎ部分
２１ 軸受け部材

Claims (6)

1. 次工程処理装置上流側に配し、走行中の繊維トウにおける繋ぎ部分の厚みを検出する厚みセンサーと、
   走行中の繊維トウにおける幅方向の変化を検出する幅センサーと
   を備え、
   前記厚みセンサーは、繊維トウの繋ぎ部分の結び目と縫い目とを識別して検出することを特徴とする繊維トウの繋ぎ部分検出センサー。
2. 前記厚みセンサーが、結び目センサーと縫い目センサーとからなり、
   結び目センサーは結び目による厚みを検出し、縫い目センサーは縫い目による厚みを検出し、
   前記結び目センサーは縫い目センサーの上流側に配されてなることを特徴とする請求項１記載の繊維トウの繋ぎ部分検出センサー。
3. 前記幅センサーが、リニアセンサーからなることを特徴とする請求項１又は２記載の繊維トウの繋ぎ部分検出センサー。
4. 前記厚みセンサーが、次工程処理装置上流側において離間して並列状に配列した複数のガイドバーのいずれかに対峙して配されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の繊維トウの繋ぎ部分検出センサー。
5. 前記次工程処理装置が延伸装置であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の繊維トウの繋ぎ部分検出センサー。
6. 次工程処理装置上流側に配した請求項１乃至５のいずれか記載の繊維トウの繋ぎ部分検出センサーを用い、
   前記厚みセンサーによる結び目の検出時には少なくとも前記次工程処理装置の作動を停止し、
   前記厚みセンサーあるいは幅センサーによる縫い目の検出時には前記次工程処理装置の作業速度を所定時間減速制御し
   てなることを特徴とする制御方法。

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