JP4811813B2 - 長手方向に動かされる糸状製品中の夾雑物を確認する方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、長手方向に動かされる糸状繊維製品の夾雑物を確認する方法及び装置に関する。
【０００２】
米国特許第５，４１２，５２０号明細書から、不純物を長く延びた繊維形成物中の異繊維を確認する方法及び装置が公知である。形成物例えば糸は、第１のセンサにおいて光により照らされ、糸において反射される光の程度が測定される。それにより、糸の基本材料とは異なる糸、構造又は表面状態を持つ不純物が特に確認される。しかし糸の質量又は直径の相違も同時に確認される。これらの相違をなくすために、同じ又は別のセンサにおいて、形成物が反対側から照らされるので、センサは今や形成物による遮光を測定する。反射により生じる信号と遮光により生じる信号とを組合わせると、形成物の質量及び直径の影響のない夾雑物信号が生じる。この夾雑信号により、通常はヤーンクリアラーの刃又はヤーンクリヤラーを設けられている紡績機械の駆動装置が、始動される。
【０００３】
不純物を確認するこの公知の方法及び装置の欠点は、不純物の除去毎に、切断が生じ、例えば撚り継ぎにより糸又はスライバの隣接する部分の継ぎ足しも生じることである。これが紡績機械において起こると、関係する紡績巻個所が停止される。これは、例えば糸の生産過程における不純物の除去が、このような停止のため、関係する機械の能力における低下を生じることを意味する。特に紡績機械では、この低下は、糸を分離して再び継ぎ足すために必要な時間だけから生じるのではない。通常多くの紡績個所を担当せねばならない継ぎ足し装置が利用可能になり、問題の紡績個所へ到達するまで、待たねばならない場合、更に停止時間が生じる。一方では、例えば織り、染め又は仕上げのような次の処理の際問題を避けるため、夾雑物又は不純物を除去するのが望ましい。
【０００４】
これらの理由から、例えばスライバ、糸等のような中間繊維製品の製造者が、スライバ又は糸中の不純物又は夾雑物を除去しようとするか、またどの程度除去しようとするかを意識しているのが望ましい。しかし選択を行う可能性は非常に限られている。なぜならば、前記の特許による方法及び装置は、不純物が除去されるか又は除去されないための閾値を設定する可能性を与えるにすぎかいからである。
【０００５】
従って本発明の課題は、請求項において特徴づけられているように、著しく異なる基準に基いて不純物又は夾雑物を確認して除去できる方法及び装置を提供する。
【０００６】
これは、例えば既に知られているように速く動かされるスライバ又は糸において、第１のパラメータが波の場で検出され、その際場合によっては存在する不純物又は夾雑物を表示する第１の信号が発生される。この第１のパラメータは、製品の表面で検出できるような反射特性をなるべく検出する。付加的に別のパラメータがスライバ又は糸における場で検出され、その際同様に存在する不純物又は夾雑物を表示する第２の信号が発生される。この第２のパラメータは、波の場の遮光又は電場（電界）における容量の変化の測定により検出できるような糸又はスライバの質量又は直径のような特性をなるべく検出する。従って第２のパラメータとして、選択的に量の群に属する量が求められ、この群は製品の部分の質量及び直径を含んでいる。不純物又は夾雑物を表示する第１及び第２の信号に、固有の評価基準が対応せしめられる。第１及び第２の信号又はパラメータの評価から、最後に夾雑物の特定の種類が検出され、この種類が選ばれた評価基準からわかる。物理的特性により著しく相違する場において両方のパラメータを求めるのが特に有利である。こうして例えば種々の波長の光又は電界等のような非常に異なる場を使用することができる。両方のパラメータ又はそれから誘導される信号は、所定の時間にわたって観察又は検出され、場合によっては積分され、続いてこの時間において評価規定と比較されるか、又はそれについて測定される。これらの評価規定は、例えば製品中の植物性夾雑物又は不純物と非植物性夾雑物又は不純物とを区別するために計画される。
【０００７】
対応する装置は、波の場で動作する第１のセンサ及び１つの場で動作する第２のセンサ、第１及び第２のセンサに接続されて第１及び第２のセンサからの信号からの信号を時間的に限られて記憶するメモリ、及びプロセッサ用のソフトウエアを持ち、このソフトウエアが第１及び第２の信号のための評価規定を規定し、これらの評価規定により第１及び第２の信号から、夾雑物の少なくとも２つの種類を区別する第３の信号が発生される。第１のセンサのために、波の場としてなるべく特定の色の光が考慮され、第２のセンサのために電界が考慮される。
【０００８】
欧州特許第０４０１６００号明細書から、走行する糸のパラメータの監視装置が公知であり、この装置には容量により動作するセンサ及び光により動作するセンサが設けられ、これらのセンサが並んで配置されて、糸から誘導される測定値を発生する。しかし両方の信号の評価は、不純物又は異質繊維の確認のためではなくて、湿度，材料均一性の測定の際又は自己監視の促進のため、材料の影響、形状のような外部の影響の依存性、形状の依存性の回避のために行われる。しかし不純物の区別された確認は、この刊行物の目的にはない。
【０００９】
英国特許第２，０９５，８２８号明細書からも、米国特許第５，４１４，５２０号明細書の方法及び装置に非常に類似している方法及び装置が公知である。ここでも、繊維ウエブにおける光の反射が測定される。反射及び透過からの信号の比の形成により、繊維欠陥と植物性欠陥とを区別する信号が生じる。大きさ、光の透過性及び形状についての表示に関するこれらの信号の引続く検査により、欠陥のもっと精密な分類も行われる。しかし欠陥のこの非常に広範な検査は、１．５ｍ／ｍｉｎより速くなりかつ毛から成る繊維ウエブのために考えられおり、羊の毛からは生じないような要素が、不純物としてみなされる。これに反し例えば糸は、紡績の際２００〜４００ｍ／ｍｉｎで動かされて、巻取りの際２５００ｍ／ｍｉｎで動かされるので、このような場合うこれらの費用のかかる検査は適時に行うことができない。
【００１０】
スライバ又は糸では、非植物性不純物又は夾雑物と称されプラスチックから成る繊維、ひも、人及び動物の毛、鳥の羽根等は、特に有害である。例えば糸用基本材料としての木綿の場合、ここで植物性不純物又は夾雑物と称され綿の木の葉の残り、殻部分、種部分等は、あまり有害ではない。換言すれば、綿の木から生じるこのような要素を植物と称する。綿の木から生じない要素又は物質を植物とは称さない。しかしこれらの要素は例えば毛髪又は鳥の毛のように自然から生じることがある。
【００１１】
本発明により得られる利点は、特に上記の観点により適切に区別される夾雑物の検出及び分離により、一方では後続の処理における欠点を回避でき、他方では例えば糸又はスライバのような現在の中間製品の製造の際欠点を回避できることである。重要な例として、植物性夾雑物と非植物性夾雑物との区別を行うことができ、不純物の検出の際この区別は、得られる信号のための評価規定の形で規定される。これは、例えば非植物性不純物のみが除去され、植物性不純物が糸に残されることを意味する。このような区別は、多くの不純物を糸又はスライバから切り離す必要がなく、植物性夾雑物が木綿のような色をとるか、又は漂白の際万一の最初の色区別が打消されるため、これらの不純物が後続の処理例えば着色に悪影響を及ぼさないという利点を生じる。しかしこのような区別は、糸において僅かな切断が行われ、従って紡績機械又は巻取り機の能力が著しく低下しない、という利点も持っている。
【００１２】
例により添付図面を参照して本発明が以下に説明される。
【００１３】
図１には、本発明による装置が概略的に示されている。この装置は、欧州特許第０７６１５８５号明細書から公知のように、例えば夾雑物センサとして構成することができる第１のセンサを含んでいる。更にこの装置は、特に糸３の質量又は直径に反応する第２のセンサ２を含んでいる。このようなセンサ２は例えば米国特許第５，５３０３６８号明細書から公知である。センサ１及び２は接続部４及び５を介してプロセッサ６に接続されている。このプロセッサ６はメモリ７、計算機８及び区別された夾雑物用の出力端９を持っている。プロセッサ６はソフトウエア、第１及び第２の信号用の評価規定を含み、これらの評価規定により、第１及び第２の信号から第３の信号９が発生されて、少なくとも２種類の夾雑物を区別する。
【００１４】
図２は、第１のセンサ１から第１の信号経過１０、及び第２のセンサ２から生じるような信号経過１１を示している。両方の信号経過１０及び１１は、時間軸１２及び１３に関して記入されている。軸１２に対して、軸１４に沿って糸３における波の場の反射の値が記入され、軸１５に沿って糸３の質量又は直径の値が記入されている。マーク１６及び１７は、両方のセンサ１と２との相互間隔及び糸が動かされる速度に比例する時間差Δｔを示している。Ｔで信号が記憶される時間が示されている。
【００１５】
図３は、糸欠陥が不純物に関連しているか否かに関係なく、糸欠陥をその長さ又は太さ増大に従って、順序立てる周知の可能性を示し、その大きさが軸１８と１９との間に広がる領域に記入される。軸１８に沿って欠陥の長さの値が記入され、軸１９に沿って糸の長手方向に対して直角な欠陥の広がりの値が記入されている。先２０，２１及び２２は、糸又は一般に糸における欠陥又は不純物の限界がどのように存在するかについて、多くの可能性から２つを示している。典型的には、大きさに基いて線２０，２１，２２の上及び右に来るような不純物又は夾雑物は承認できないか又は望ましくない。
【００１６】
図４は、波の場２４及び別の場２５を横断するスライバ又は糸２３を持つ本発明による装置の別の構成を示している。第１のセンサ２６及び第２のセンサ２７が認められ、センサ２６は、例えば光の送信器及び受信器を持ち、センサ２７は、例えば光の送信器２８及び受信器２９として又はコンデンサ電極２８，２９として構成されている素子２８，２９を持っている。導線３０及び３１を介して両方のセンサ２６，２７はプロセッサ６に接続されている。選択的に存在する素子３２は、導線３０及び３１からの信号の組合わせに用いられて、導線３０′に修正された夾雑物信号を生じる。これは、特にセンサ２７が透過光測定のために設計されている場合である。
【００１７】
図５は、夾雑物又は不純物の区別された判断のための評価基準の図を示している。このため水平軸３３に沿って、例えば波の場２４のような波の場における信号偏差の値が記入され、垂直軸３４に沿って例えば場２５のような場における信号偏差が記入されている。例えば軸３３上の数は製品における波の場の反射の値に関係し、軸３４上の数は、コンデンサにおける容量の変化又は光又は一般に波の透過の変化の値を示している。ここで値０は平均値又は基本値を表わし、右方及び上方へ示される数値は、百分率偏差又は特に基本値に対する増加に関係している。３５〜３８で、特定の不純物又は夾雑物がしばしば存在する、両方のセンサ１，２又は２６，２９からの信号の範囲が示されている。これらの範囲３５〜３８は、両方の軸３３及び３４上の値範囲によって特徴づけられている。範囲３５は例えばプラスチックから成る個別繊維に関する。範囲３６は例えばプラスチックから成る条片又は繊維束に関する。範囲３７は例えば人間及び動物の毛に関する。範囲３８は例えば布断片、脂肪性繊維束又は全体として大きいか又は粗い不純物に関する。
【００１８】
図６は軸３３，３４に関して記入されている不純物の測定された値を持つ図を示し、これらは図５から既に知られているが、ここでは数値の別の段階づけを持っている。下で望ましくない異質の繊維が示されている。そのために軸３４上に示されるような信号に関して２５％だけ基本値を超過する限界値３９が記入されている。
【００１９】
図７は、既に図５から知られているがここでは数値の別の段階づけを持つ、軸３３，３４に関して記入されている不純物の測定された値を持つ別の図を示している。そのためｘで軸３３に沿う値を示し、ｙで軸３４に沿う値を示す場合、関数ｙ＝ｆ（ｘ）に従う限界４０が記入されている。
【００２０】
図８は既に図５から知られているが、ここでは数値の別の段階づけを持つ、軸３３，３４に関して記入されている不純物の測定された値を持つ別の図を示している。植物性起源の不純物はここでは小さい菱形Ｒで、望ましくない繊維は小さい正方形Ｑで、プラスチツクスライバの残余は小さい三角形で、黒い毛は別の正方形Ｑ′で、物質の残余は正方形Ｑ″で示されている。そのために、ｘで軸３３に沿う値を示し、ｙで軸３４に沿う値を示す場合、関数ｙ＝ｆ（ｘ）＋Ｘに従う限界４１が記入されている。
【００２１】
従って図６〜８は、導線４及び５に現われることがあるような信号を示しているが、ここではその時間的経過は考慮されていない。信号の値が垂直に重なっている状況は、軸３３の値に対して特定の不連続な値のみが示されていることによって生じる。
【００２２】
本発明による装置及び方法の作用は次の通りである。
第１のセンサ１，２６において、スライバ又は糸３，２３が、第１のパラメータを検出するため、波の場２４例えば光にさらされ、製品における反射によりどれほどの光又は波エネルギを検出できるかが測定される。その際夾雑物がセンサ１，２６に現われ、センサ１，２６に生じる信号が基本材料により決定される基本値とは相違している時に、反射が変化することから出発している。例えば異なる色の繊維又はプラスチツク片が繊維に突然現われると、反射が変化する。その際生じる信号は、更に米国特許第５，４１４，５２０号明細書から公知のように、直径又は質量の影響だけ除かれ、図２に１０で示すような経過を持つことができる。従って第１のパラメータは、例えば図５〜８において基本値から始まって軸３３に沿って百分率で記入されているように、反射される波の場又は光の強さである。導線４０（図４）の信号におけるスライバ又は糸の質量の影響をなくすために、この信号は素子３２において公知のように導線３１の信号と組合わされる。
【００２３】
第２のセンサ２において、時間ΔＴだけずらされて、例えば容量により動作するセンサ２７において、検出された部分における糸３，２３の質量又は直径に比例する信号が発生される。その際生じる信号（図２）は、図２に１１で示すような経過を持つことができる。従っていずれにせよ直径又は質量の増加の形で、例えば基本値から出発して同様に図５〜８の軸に沿って記入されているように、糸における別のパラメータが検出される。
【００２４】
両方の信号は、導線４，５又は３０′，３１を介してプロセッサ８のメモリ７へ与えられ、そこで記憶される。これらの信号が記憶される時間Ｔは、使用される評価基準に関係している。例えばどんな長さ又は限界から夾雑物がいつ有害と認められ始めたかに関係している。欠陥による直径の増加が大きく例えば１００％である時にも、非常に短い欠陥が有害でないことは、糸検査から知られている。従って第１及び第２の信号に対しても同様に限界が規定されねばならず、この限界より上では、有害な夾雑物が存在し、この限界より下では有害な夾雑物が存在しないか又は簡単には認められないとされる。このような限界は図３及び５に示され、しかも夾雑物による製品の太さ又は質量の増加に対して規定され、基本値とは相違する反射の程度及び期間に対しても規定されることができる。この時間Ｔも、信号又は夾雑物の長さの限界（線２１）に従って糸の長さに掛け算される速度に相当する時間を少なくとも上回るようにする。この時間Ｔは、なるべく付加的になお時間Δｔだけ延長され、従って時間部分４２に、十分長い時間の２つの信号が同時に存在するようにする。
【００２５】
原則的には、特定の限界２０，２１又は２２（図３）を上回る信号のみが評価基準に従うようにし、その際限界２２は、長さ及び太さの両方の限界を互いに関係させる関数に従う。
【００２６】
簡単な評価基準を例えば表１が示すことができる。

その際例えば、両方の信号１及び２が各信号に対して個々に決定される限界を超過させる現象が求められる夾雑物とみなされるように、することができる。これは図５〜８により詳細に説明されることができる。
【００２７】
図５による図において、多分すべて望ましくない夾雑物又は不純物のための範囲３５〜３８が認められる。これが当っていると、線４３により示されるような限界が評価基準とみなされる。この場合このような不純物のみが確認され、場合によっては分離され、線４３より下にあって軸３４により基本値を上回るけれども線４３による限界を上回らない信号を発生する。軸３３の値に対して少なくとも５％の増加も同様に要求される。しかし例えばほぼ範囲３８にあるような不純物のみを確認した場合、線４３の代わりに線４４を限界として設けることができる。なるべく軸３３に沿って、波の場における反射の値が示され、軸３４に沿って、限界における容量の増加の値が示されている。例えば特別な色を持つ光によりスライバ又は糸における反射を検出すると、歪みが現われる。なぜならば、同じ色の不純物が小さすぎる信号しか発生しないので、不純物は線４３又は４４を越えるのではなく例えば多分範囲４５にある。しかし電界において第２のパラメータを測定する場合、それにもかかわらず、不純物が軸３４に沿う大きい値でよく確認される。それにより一方のセンサの不完全さを他方のセンサにより相殺することができる。限界を適当に移動することも同様にそれに必要であろう。
【００２８】
図６において、この場合限界値９により望ましくない夾雑物の８９％が確認されるけれども、限界値３９が無害な不純物の１２．８％のみを一緒に検出することがわかる。記録された現象を確認することにより、この結果が得られる。
【００２９】
図７において、この場合限界４０により殆どすべての望ましくない夾雑物を検出できることがわかる。
【００３０】
図８において、この場合限界４１によりすべての望ましくない夾雑物を検出できることがわかる。更に約１６％の無害な不純物が一緒に検出される。
【００３１】
植物性不純物と非植物性不純物とを区別するために、電界においてパラメータを検出するのが有利である。即ち容量による検出の際、それは信号に影響を及ぼす糸又は夾雑物の質量であり、これはそれに強く作用する。それは、質量変化が直径にどれ位僅かな影響を及ぼすかを想像する場合にわかる。例えば円筒状物体の場合、１０％だけ直径の増加が２１％の質量増加を生じる。しかし夾雑物を確認するためこの質量変化を考慮できるだけではない。なぜならば、夾雑物はスライバ又は糸の表面にも影響を及ぼすからである。従って別のパラメータも調べねばならず、両方のパラメータの一緒の評価が良い結果を生じる。望ましいか又は許される夾雑物及び望ましくない夾雑物に関する所望の区別が行われると、出力端９（図１）の信号により、スライバ又は糸用クリヤラーの分離段を始動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の概略図を示す。
【図２】 図１による装置の２つのセンサからの信号の図を示す。
【図３】 不純物の寸法及びそれに伴うセンサからの信号の可能な限界の図を示す。
【図４】 本発明による装置の別の図を示す。
【図５】 可能な評価基準の図を示す。
【図６】 別の可能な評価基準の図を示す。
【図７】 更に別の可能な評価基準の図を示す。
【図８】 他の可能な評価基準の図を示す。

Claims (10)

1. 長手方向に動かされる繊維から成る糸状の製品（３）中の夾雑物を確認する方法であって、製品において第１のパラメータが光又は電磁波の場で検出され、その際場合によっては存在する夾雑物を表示する第１の電気信号（１０）が発生され、製品において付加的に別のパラメータが１つの場で検出され、その際場合によっては存在する夾雑物を表示する第２の電気信号（１１）が発生されるものにおいて、第１及び第２の電気信号の評価のため、これらの電気信号に固有の評価規定が限界値の形で対応せしめられ、評価される第１及び第２の電気信号から、２種類の夾雑物即ち許される夾雑物と望ましくない夾雑物の区別が行われることを特徴とする、方法。
2. 第２のパラメータとして、選択的に量の群に属する１つの量が求められ、この群が製品の部分の質量及び直径を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. この群の量が容量により検出されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 第１のパラメータを検出するため、製品における光の遮光又は反射が測定され、その際２つの電気信号が生じ、これらの電気信号が組合わされて第１の電気信号（３０’）を生じることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 第１及び第２の電気信号が時間（Ｔ）にわたって記憶され、記憶された両方の電気信号が、評価規定に従って評価され、この評価から夾雑物の種類が決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 植物性夾雑物と他の夾雑物とが区別されるように、評価規定が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. 両方の電気信号のうち少なくとも１つのための評価規定が、夾雑物の一方の種類を表示するため電気信号が超過せねばならない限界（２０，２１，２２，３１）を規定することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 可視光が使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
9. 請求項１に記載の方法を実施するための装置であって、光又は電磁波の場で動作する第１のセンサ（１）及び１つの場で動作する第２のセンサ（２）を含むものにおいて、第１及び第２のセンサに接続されかつ第１及び第２のセンサからの電気信号を時間的に限定されて記憶するためのメモリ（７）をもつプロセッサ（６）、及び第１及び第２の電気信号のための限界値の形で評価規定を規定するプロセッサ用ソフトウエアを備えており、これらの評価規定により、第１及び第２の電気信号から、２種類の夾雑物即ち許される夾雑物及び望ましくない夾雑物を区別する第３の信号が発生されることを特徴とする、装置。
10. 評価規定として信号のための限界（３９，４０，４１，４３）が規定されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。

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