JPH09511553A - 熱可塑性糸条の連続捲縮方法並びに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スタッファボックスによる捲縮方法によって捲縮糸を製造する捲縮装置は、上流端に搬送媒体導入開口を有する搬送ダクト１０と、該ダクト１０に隣接して下流側に設置されたスタッファボックスと、該スタッファボックスの下流側に設置された冷却ドラムＴと、該冷却ドラムＴと巻取り装置ＳＰとの間に設置された糸条張力計測装置ＦＳＳとを具えている。搬送媒体Ｍは、第１ＰＩ制御装置を有する第１制御回路によって所定の圧力に調整されると共に、第２ＰＩ制御装置を有する第２制御回路によって所定の温度に調整されている。即ち、検出に必要な状態に調整されている。プラグの形成は、圧力制御装置ＤＲを有する第３制御回路によって制御されている制動気流手段Ｓによって開始される。圧力ゲージ３は搬送ダクト１０内の圧縮圧力を測定してこれに対応する信号を比較器ユニットＶに伝達し、該ユニットは警報ランプ４や糸条切断用はさみ８を作動させて安全対策を行う。図示の実施例によれば、本発明の思想は、例えば糸条張力計測装置ＦＳＳによって糸条張力を測定する等、糸条の捲縮品質に対応する計測可能なパラメータを測定し、その測定に基づいて、糸条張力が、第３ＰＩ制御装置に値ＷＦとして与えられた目標値に達するまで搬送媒体の温度を変更する等の操作を行い、前記第３ＰＩ制御装置は、糸条張力が前記目標値ＷＦに達するまで第１ＰＩ制御装置の目標値ＰＳを変化させることにある。

Description

【発明の詳細な説明】 熱可塑性糸条の連続捲縮方法並びに装置 本発明は紡織技術の分野に関し、熱可塑性材料で作られた糸条の連続捲縮方法 並びに装置に関するものである。 熱可塑性材料で作られた糸条（繊維束）を連続的に捲縮加工するには、これら の糸条を加圧された高温の搬送媒体などによってダクトを通って搬送する。この 工程で糸条は加熱され、次いでスタッファボックス内に移される。ここでは、搬 送媒体がノズルの出口開口から脱出するにつれて該媒体の圧力が低下するように 構成されている。スタッファボックス内において、糸条は開口を離れた糸条によ って形成されたプラグ（plug: 栓状の糸条塊）に衝突し、その際に捲縮を付与さ れる。プラグは搬送ダクト内の糸条の速度よりも低い速度で運ばれ、続いて冷却 され、開繊され、捲縮糸となる。 プラグが形成されるスタッファボックスは、プラグをその長さ方向に取り囲ん だスラット(slat)等で形成された静止している孔空き壁によって構成されている 。プラグは搬送媒体の圧力によって押され、スタッファボックスの壁面の摩擦力 に打ち勝ってスタッファボックス内を進行し、出口開口の反対側に設けられたプ ラグ開口を経てスタッファボックスを離れ、そこに設けられている一対のデリベ リローラによって制御された状態で排出される。 スタッファボックスは、一部には静止壁によって、又一部にはプラグの運動速 度で移動する壁によって区切られている。その一部が可動の壁を具えたスタッフ ァボックスを使用して熱可塑性糸条を連続的に捲縮する方法と装置は、本出願人 によるヨーロッパ特許第310890号等に記載されている。ここに記載されている装 置は、搬送ダ クトと、一つの出口開口と、そこから糸条の搬送方向に延在する二つの特殊形状 の延長部材とが付いた捲縮ノズルで構成されている。前記特殊形状部材同士の間 で形成されたプラグを搬送するために、側面ガイド手段によって形成され、回転 するプラグ搬送ロールの外周に沿って延在するダクトが設けられ、前記特殊形状 部材はその中に延在している。このダクトの側面ガイド手段は、プラグと共に移 動するスタッファボックスのエレメントを構成している。プラグはスタッファボ ックスから、プラグ搬送ロールの外周の一部に沿って側面ガイド手段の間に移動 し、次に別の搬送エレメントに移され、そこで冷却され、引き続いて開繊され、 捲縮糸となる。 この糸条は搬送媒体によって運ばれ、搬送ダクトと出口開口を経てスタッファ ボックス内に入る。出口開口を越えると直ぐに、搬送媒体の圧力は解放される。 糸条はプラグに衝突し、その際に捲縮を与えられる。製造開始に際して糸条を挿 入してプラグを形成するには、糸条に対抗する向きの気流を作用させて、糸条に 一時的な制動力を加える。この作業の際に、プラグを押す搬送媒体の圧縮力とプ ラグを制動する壁面の摩擦力との間の均衡が維持され、連続的なプラグ形成と一 定のプラグの進行速度が確立されて維持される。 捲縮糸の品質は、捲縮工程の均一性、即ちプラグ形成の均一性に密接に関連し ている。プラグが存在しない場合には、糸条は全く捲縮を付与されない。プラグ が出口開口から遠過ぎる位置に形成された場合には、プラグの密度が減少するの で、捲縮密度が不充分になると同時に恒久的なものでなくなる。このことは、高 い捲縮糸品質を得るためには、プラグの位置、密度、移動速度を可能な限り一定 に保つことが重要なことを意味している。 捲縮ノズルとスタッファボックスを使用して熱可塑性材料の糸条を連続的に捲 縮加工するための公知のすべての装置においては、プ ラグ形成に変動が多く、特にプラグが形成される位置が出口開口から離れ過ぎた り、又はプラグが全く形成されずに、いわゆる吹き抜け（blow-out）を生じたり する。使用される装置のタイプによっては、この吹き抜けは一時的な性質のもの であって、特に対策を講じなくても自然に元に戻ってプラグ形成が始まる場合も あり、又は吹き抜けが居すわったままになり、正規のプラグが形成されるまで装 置を停止する必要がある場合もある。 不正プラグの形成が目視による検査のみしか発見できない場合には、欠陥が全 く検出できないか、又は後になって、捲縮糸のパッケージに未検出の吹き抜けに よって生じた欠陥糸部分が含まれていることが、この捲縮糸から製造された製品 において初めて見出される事態が生じる。しばらくの間は発見されずに過ぎてし まうこの居すわったままの吹き抜けによって、大量の不合格糸ができてしまう。 １９９２年６月３０日付けのスイス特許出願第2052/92 号に開示された発明は 、プラグ形成の不安定性、特に吹き抜けに起因する低品質糸を減らし、不合格製 品を解消するための、熱可塑性材料の糸条を連続的に捲縮する方法と装置を提供 することを目的としている。この目的は、熱可塑性材料の糸条を連続的に捲縮す る方法であって、該糸条は加熱され、流通する搬送媒体を使用して糸条速度で搬 送ダクトと出口開口を経てスタッファボックスに導入され、該スタッファボック ス内で制動力を受けながらプラグに衝突して圧縮され、該プラグの形状となって 糸条速度より遅いプラグ速度で搬送されて冷却・開繊領域に入るように構成され 、プラグの形成状態は出口開口領域のセンサ手段によって監視され、得られた計 測信号は、プラグ形成を一定に維持したり、停止装置や警報装置を作動させたり 、又は工程を制御したりするための計測値として処理される。 これに対応する装置は、搬送ダクト、糸条導入開口、搬送媒体導 入開口、糸条及び搬送媒体出口開口を具えた捲縮ノズルと、スタッファボックス とからなり、前記出口開口の領域には、該領域を監視するセンサ手段が設けられ ていることを特徴としている。 引用したこの発明は、プラグ形成を連続且つ自動的に監視して、これに基づい て制御を行うと同時に警報を発するようにしたものである。監視は出口開口の領 域の走査を行うセンサによって行われ、即ち、出口開口の外側の該出口開口の近 傍の搬送ダクトにおける静圧、又は該静圧と相関を有するパラメータを測定する ことによって、又は出口開口近辺のスタッファボックスを光学的に監視すること によって、又は開ループ又は閉ループ制御を行ったり警報を発したりするために センサ監視手段によって検出された信号を処理することによって行われる。 搬送ダクトの静圧は、実質的に一定に維持されている全圧と流速の平方に比例 する動圧との差に対応するものである。搬送ダクトが空の場合（即ち、糸条が存 在していない場合）には、搬送媒体は糸条に妨害されずにダクト内を流れること ができるので、静圧は最低となり、流速は最高となる。糸条が搬送媒体によって ダクト内に運ばれると、静圧は糸条が存在していない場合のダクト内の静圧より も高くなり、媒体は糸条によって抵抗を受ける。スタッファボックス内で出口開 口の下流側にプラグが形成されると、媒体は更に抵抗を受け、それに応じて静圧 も増加する。静圧が高くなると、プラグは出口開口の近づいて形成される。出口 開口の近傍で静圧を測定すれば、プラグ形成の状態の直接的な指標が得られる。 出口開口の直ぐ外側でのスタッファボックスの静圧に関しても同じ条件が成立 している。 同様に、プラグの形成は光センサを用いて監視することができる。良好な捲縮 を得るために、プラグは可能な限り出口開口に接近し て形成され、該開口から経験的に定められた距離を越えないことが必要である。 プラグ形成点か出口開口から遠ざかると、吹き抜けが生じる。光センサを用いて 、出口開口からプラグ形成点までの最大許容距離の領域におけるスタッファボッ クスを監視することによって、吹き抜けの発生を検出することができる。 プラグの形成はスタッファボックス内の制動作用とプラグの運動によって行わ れるが、プラグの形成は、これらのパラメータを制御することによって一定に維 持可能である。これは、プラグ形成の監視結果、特に出口開口の領域での圧力の 監視結果が、計測パラメータとして制御回路に積算され、該回路の比例／積分制 御部のアクチュエータがスタッファボックスの壁による制動作用及び／又はプラ グの搬送、特にプラグの移動速度に影響を与えることを意味する。 このように、上述のスイス特許出願第 2059/92号は、ノズル内の作動状態に焦 点を絞ったものである。 本発明は、捲縮ノズル内の作動状態はスイス特許出願第 2059/92号が予想して いるよりも更に複雑であると言う事実に立脚している。この作動状態はノズル外 部の作業パラメータの影響も受け、且つノズル自体の外部の作業パラメータに影 響を与える。こうして、プラグ形成はプラグ自体から所定の距離を隔てた箇所で 監視される。 更に、ヨーロッパ特許公開公報554642Ａ1 号に記載されているもの以外にも、 結果に影響を与える他のパラメータが考えられる。特に、「供給空気」とも呼ば れる捲縮用媒体（搬送空気）の圧力及び／又は温度も作業パラメータの一つとし て挙げられる。 スイス特許出願第 2059/92号に記載のシステムを出発点として、本発明の方法 と装置を、添付の図面に示す実施例に基づいて以下に詳述する。 図１は、ヨーロッパ特許公開公報554642Ａ1 号の装置の模式図で ある。 図２は、図１の装置の始動時と定常作業時における搬送ダクトの圧力測定によ る計測信号のグラフである。 図３は、制御回路、注意及び警報帯域を有する搬送ダクトの圧力測定による計 測信号のグラフである。 図４は、図１の装置の始動時と定常作業時におけるスタッファボックスの光セ ンサよる計測信号のグラフである。 図５ａと５ｂは、搬送ダクト内の静圧を測定するための計測開口を有するスタ ッファボックス付きの捲縮ノズルと、スタッファボックスの光学的監視手段とを 示す。 図６は、内部圧力を監視する手段を有するスタッファボックス付きの捲縮ノズ ルを示す。 図７は、本発明の第１実施例の模式図（図１と同様のもの）である。 図８、第２実施例の模式図であり、ノズル自体の作業パラメータを監視する装 置がノズルの外部の作業パラメータを検出する監視装置によって補完され、又は 置き換えられている。 図９と１１は、図８の実施例を改変したものである。 図１０は、図７の実施例を改変したものである。 図１２は、更に別の実施例の模式図である。 図１３と１４は、図１２の実施例を改変したものである。 図１はヨーロッパ特許公開公報554642Ａ1 号の装置の模式図を示し、本発明の 方法をこれに基づいて説明する。この装置は、搬送ダクト１０と出口開口１１と を具えたノズルエレメント１と、その下流側に隣接したスタッファボックス２と からなり、図ではこれらのエレメントは捲縮加工される糸条Ｆの移動方向に沿う 断面で示されている。糸条Ｆは搬送媒体Ｍによって搬送され、該媒体は加圧され て糸条速度Ｖ_Fで搬送ダクト内に供給され、搬送ダクト１０と出口開口１１を経 て流通する。これと同時に糸条Ｆを加熱するために、搬送媒体は高温になされて いる。搬送媒体Ｍは加圧下で搬送ダクト１０内に供給され、その圧力は出口開口 １１から外部に解放される。糸条Ｆは搬送ダクトを通って搬送され、出口開口の 外側で、プラグ移動速度Ｖ_Pで移動しているプラグＰに衝突し、次いで冷却され 、開繊されて捲縮糸となる。 スタッファボックス２の中では、加圧された制動媒体Ｓがプラグの移動方向に 関して角度μの向きに糸条に対して供給される。この装置の場合、制動媒体の流 れ方向がプラグ移動速度の方向の成分を全く含まないように、角度μは０°〜９ ０°の間で選ばれる。この制動媒体Ｓは主として始動時期に使用されるが、付加 的な制動作用によってプラグの形成を再開させたり、確実に行わせたりする必要 がある場合には、定常作業中にも使用されることがあり、糸条はこの制動媒体に よって制動を受け、スタッファボックスの壁に対して押しつけられ、壁の摩擦に よって捕助的に保持される。 搬送ダクトの壁面には計測開口１２が設けられ、それに隣接して中空の計測室 １３が設けられている。この計測室１３は計測開口を除いて閉鎖されており、圧 電素子等の圧力ゲージ３を具え、これを使用して、搬送ダクト内（計測開口近傍 ）の静圧に対応する計測室１３内の圧力を測定する。 圧力ゲージ３によって計測された、搬送ダクト内の静圧に対応する値ｐは、測 定値として比例／積分（Ｐ／Ｉ）制御装置及び／又は比較器ユニットＶに伝達さ れる。制御装置ＰＩの出力信号（r₁，r₂，r₃，r₄）によって、制動媒体Ｓの供給 を制御してスタッファボックス内の空力的制動作用に影響を与えたり（r₁）、ス タッファボックスの壁面の制御Ｗ又はスタッファボックスの形状の制御を行って スタッファボックスの機械的な摩擦力に影響を与えたり（r₂）、スタッファボッ クスに隣接して配置されたプラグ搬送手段の速度を制御してプラグ移動速度を制 御したり(r₃)、搬送媒体Ｍの供給を制御して圧縮作用に影響を与えて圧縮圧力ｐ が予め設定された目標値ｐ_sになるようにしたり(r₄)することが可能である。予 め設定される目標値ｐ_sは実験によって求めて制御装置に伝達されたり、又は調 整計測によって求められる。 制御回路のアクチュエータ（図示されていない）は、制動媒体や搬送媒体を供 給するための制御バルブ、制動部材をスタッファボックス内に移動させたりスタ ッファボックスをアイリス状に細くするのに使用される駆動ユニット、スタッフ ァボックスに隣接して設けられたプラグ搬送手段の駆動ユニット等である。制動 媒体の供給の制御は、部分的に可動な壁を有するスタッファボックスを具えた装 置の場合に最も適し、スタッファボックスの壁又はその形状（例えばスタッファ ボックスの傾斜角度）の制御は、非常に小さな変形（数十分の一ミリ程度）しか 必要としない固定壁スタッファボックスを具えた装置の場合に最も適している。 アイリス状の変形は、複数の固定スラットによって形成されたスタッファボック スの場合に最も適している。プラグ移動速度の制御は、捲縮装置がスタッファボ ックスに隣接して配置されたプラグ搬送手段、例えば針を植えたロール等を具え ている場合にのみ有効である。 ヨーロッパ特許公開公報554642Ａ1 号には、搬送媒体の供給の制御は糸条温度 に影響を与え従って捲縮作用に影響を与えるけれども、余り効果的ではないと記 載されているが、次に述べるようにこれらのパラメータに影響を与える方法を提 案する。 圧力の計測によって得られた測定値は、比較器ユニットＶにおいて少なくとも 一つの測定限界値（p_l---p_n）と比較される。予め設 定された限界値を越えた場合には、例えば警報ランプ４が点灯したり、糸条を切 断（８）して生産を停止したりする。比較器ユニットの機能について、図２、３ 、４を参照して更に詳細に説明する。 制御装置ＰＩの機能は、市販の比例／積分制御装置によって得られる。制御機 能と比較機能の両者を得るために、警報帯域と停止帯域を具えた積分制御装置が 利用される。比較するだけで制御作用を行わない場合には、比較器ユニットＶの 機能は、調節可能なしきい値を有する識別装置によって行うことが可能である。 この構成におけるしきい値は経験的に求められる。勿論、制御機能及び／又は比 較機能はソフトによっても得られる。 図２，３，４には、ヨーロッパ特許公開公報554642Ａ1 号に記載の監視システ ムの測定信号の例が示されている。この測定信号又は該測定信号に対応する物理 量は、時間に対してプロットされている。 図２のグラフは、搬送ダクトでの圧力計測を利用した測定信号を示し、該測定 信号は比較器ユニットにおいて解析されている。測定値ｐ（例えば電圧）に対応 する搬送ダクト内の静圧（大気圧を基準としてバールで表されている）が時間軸 ｔに沿ってプロットされており、図示の期間内には装置の始動時、定常作業時及 び吹き抜け発生時が含まれている。 時刻Ａまでは、搬送ダクト内を搬送媒体が流れておらず、ノズルは準備のため に閉鎖又は開放、即ち糸条経路に沿って二つの部分に分割されている。この時刻 まで、ノズル内の静圧は大気圧に等しく、従って測定圧力はゼロとなっている。 時刻Ａにおいて、搬送ダクトは閉じられ、搬送媒体の供給が開始され、同時に搬 送媒体がダクトを通じて流れる。ダクト内の静圧は低下し、引き続く加熱期間を 通じて一定に維持される。ダクト内が（時刻Ｂにおいて）捲縮温度 に到達すると、直ちに搬送媒体の供給が停止し、ダクトは開かれて糸条が挿入さ れる。時刻Ｃにおいてダクトは閉じられ、短時間に制動媒体Ｓを作用させるなど してプラグの形成が始まる。搬送ダクト内の糸条とスタッファボックス内のプラ グによって搬送媒体が押し戻されるにつれて、配送ダクトの静圧は増加し、連続 的な正常運転が始まると安定化して測定値ppの範囲に対応する圧力範囲に落ちつ く。この測定値ppの範囲ができるだけ小さく、且つ長期間にわたって一定に維持 されれば、運転が良好に行われていると称される。 時刻Ｄにプラグの形成が出口開口から離れた箇所に移動し、吹き抜けが発生し た。これによって、プラグによって与えられていた制動作用が減少し、計測静圧 は測定値p_aに対応する圧力まで低下する。この圧力は、極端な場合にはプラグの 制動作用が全く欠如した搬送ダクト内の静圧に対応する。 測定値ｐが検出されプラグの形成が監視される図２に示したような種類の計測 によって、プラグ形成の不規則性に起因して生じる測定値変動許容下限のしきい 値ｐ_lを求めることが可能となる。このしきい値ｐ_lは吹き抜けに対応する測定値 ｐ_aより高い値に設定される。このしきい値ｐ_lは、正常な作業条件の下で測定値 ｐがその領域まで低下しないように、測定値ｐｐの範囲に対して充分な余裕を維 持するのに足りるように低く設定される。しきい値ｐ_lは、糸条品質の欠陥及び ／又は恒久的な吹き抜けの原因となるプラグ形成の不規則性が検出できるような 充分に高い値に設定される。 ヨーロッパ特許第310890号に関連して最初に述べた捲縮装置においては、次の ような圧力状態が見出されている。搬送媒体の供給圧力が７〜７．５バールの場 合、正常なプラグ形成状態での圧力範囲（測定値ｐｐの範囲）は０．８〜１．１ バール（大気圧を基準として）範囲にあり、吹き抜け発生時の圧力（測定値ｐ_a ）は０．６バ ールであり、この状況下での圧力しきい値（しきい値ｐ_l）は約０．７バールで ある必要があった。 図３には、制御回路、注意帯域（ｐ₂ｐ₃）、警報帯域(ｐ₄ｐ₅)を具えた搬送ダ クトで圧力測定が行われた場合の信号のグラフの一つの例が示されている。 最適作業条件では、測定値は制御された状態で注意帯域内に維持されている。 測定値が注意帯域から外れてもなお警報帯域内に入っている場合には、糸条品質 に悪影響はないので生産は続行されるが、注意信号Ｗが発せられ（注意ランプ点 灯、プリントアウト）、すぐに保守作業（清掃）が必要なことを指示する。測定 圧力が値ｐ₄を越えると、出口開口が詰まり、逆に圧力が値ｐ₅より下がると、吹 き抜けが生じる。どちらの場合にも、糸条を切断すること等によって生産を停止 する必要がある。 図４には、スタッファボックスに設けられた光センサから発せられた測定信号 Ｉのグラフが、図２のグラフと同じ時間の長さにわたってプロットされている。 この測定信号Ｉは、スタッファボックス内に互いに対向して設置された光源と感 光セルからなる光センサから出力された信号である。光源から照射された光は感 光セルに向けられるが、一部は糸条及び／又はプラグによって吸収され、分散さ せられる。この測定信号は、感光セルに入射した光の強度に対応している。この 光の強度はスタッファボックス内に糸条が存在しない場合に高くなり（Ｉ_o）、 一方、スタッファボックスを糸条が直線的に通過する場合には、糸条の光吸収の ために低くなる（Ｉ_a）が、これは吹き抜け状態に対応する。更に、スタッファ ボックス内にプラグが出現すると、非常に低くなる（領域ＩＨｎ）。しきい値Ｉ_s はＩ_aとＩ_nの上限との間に設定される。 図５ａと５ｂには、ヨーロッパ特許公開公報第554642Ａ1号に記載 の捲縮装置の二つの実施例が例示され、それぞれはスタッファボックスとして機 能する特殊形状の延長部材４１を有するノズルエレメント１を具えている。図５ ｂの捲縮ノズルは、図５ａの装置に対して９０°回転した状態（図５ａの矢印Ｖ の方向から見た状態）で示されている。前述のように、糸条は搬送ダクト１０と 出口開口１１を通って搬送される。出口開口の直ぐ外側で、プラグが形成される 。形成されたプラグＰはプラグ搬送ロール４２によって歯４３の間に運ばれる。 図５ａの装置では、圧縮圧力は搬送ダクト内で計測される。この装置は、中空 の計測室１３に達する計測開口１２を具えている。壁を貫通するこの中空の計測 室は、装置全体に適合するように所望の形状をなしている。搬送ダクトの壁の外 側に、圧力ゲージ（図示しない）を設けることが好ましい。 図５ｂの装置においては、プラグの形成を光学的に監視している。この装置は 、中空計測室と圧力ゲージの代わりに光バリア機構４４を具えている。この光バ リア機構は光源４４．１と受光器４４．２からなり、両者はスタッファボックス の開放された側面に互いに対向して設置され、受光器が光源から照射された光を 受け取るように構成されている。 図６には、出口開口領域の圧力を計測するための監視装置の一例として、別の 機構が模式的に示されている。この機構では、出口開口の直ぐ外側のスタッファ ボックス内に供給される空気の計測を行うために、供給ダクトの動圧が計測され る。 この図でも、搬送ダクト１０を通って糸条Ｆが搬送され、スタッファボックス ２内でプラグが形成されつつある。例示の装置のスタッファボックス２は、プラ グに対して放射状に配置されたスラット６３によって仕切られている。出口開口 １１の領域において、搬送 媒体の圧力はスラット同士の間に解放される。測定によれば、プラグＰと出口開 口１１との間で渦流（矢印６０）が形成され、出口開口の近傍においてプラグの 近くでスタッファボックスから糸条に向かう流れが発生している。これらの渦流 の形状は、出口開口とスタッファボックスの配置・形状によって大きく変わる。 出口開口とプラグ形成点との間で作用が起きている際に、スタッファボックス の壁面の圧力を、出口開口からの距離の関数として流体ノズルによって計測すれ ば、図６の装置の模式図の隣に示すように、出口開口の直ぐ外側に負圧（吸引力 ）が生じ、該圧力は中立域を越えて増加し、プラグ形成点において最高圧力に達 することが判る。プラグ形成が最適生産条件の下で行われている、出口開口から 一定距離だけ離れた箇所に、上述のタイプの流体ノズルを設ける場合、プラグの 位置はノズルにおいて測定された圧力に基づいて求めることができる。このタイ プの測定信号は、搬送ダクトの圧縮圧力計測用センサの測定信号と同様に解析可 能である。 流体ノズルとは、測定する空気が一定の流速でその中を流れ、圧縮圧力を計測 できる計測ノズルのことを称する。このタイプの流体ノズルは、測定気流によっ て高度に自己清掃可能なので、最適であることが判っている。 中空計測室又は光バリア機構等のスタッファボックスの監視手段は、出口開口 に可能な限り接近して設けることが望ましい。 図７は本発明の第１実施例を示し、図中、同一エレメントに対しては図１で使 用されている符号が再使用されている。図７に付加されているものは、圧縮空気 源Ｑ、バルブＶＬから供給される空気を加熱するのヒータＨ、及び該ヒータＨの 制御装置ＨＳである。ヒータＨの下流側の空気の状態は、図１を参照して既に述 べた第１ＰＩ制御装置によって圧力に関して制御され、別の第２ＰＩ制御装置に よって温度に関して制御され、更にこの空気は供給空気として、即ち搬送媒体又 は捲縮媒体として装置１に供給される。 第１ＰＩ制御装置は回路ＤＬを介してバルブＶＬに接続され、第２制御装置は 回路ＨＬを介して制御装置ＨＳに接続されている。予め設定された許容限界内の 制御対象パラメータとしての前記圧縮圧力「Ｐ」を維持するためのアクチュエー タ力として、前記回路ＤＬを介して、バルブＶＬの下流側の圧力を使用すること ができる。 市販されている圧力ゲージＤＭと、同じく市販されている温度計測装置ＴＭが 、ヒータＨと供給空気を装置内に供給するための導入開口との間に設けられてい る。該圧力ゲージＤＭからの出力信号は、この圧力が予め設定された限界値の範 囲内に維持されるように、回路ＭＬを介して第１ＰＩ制御装置に伝達され、一方 、装置ＴＭからの出力信号は回路ＴＬを介して第２ＰＬ制御装置に伝達され、次 に第２ＰＬ制御装置からの信号は回路ＨＬを介して制御装置ＨＳに伝達される。 この構成においては、圧縮圧力Ｐと回路ＭＬからの圧力信号のいずれかが第１ ＰＩ制御装置に伝達され、この操作は市販されているスイッチバルブＵＶを用い て行われる。しかし、圧縮圧力Ｐは常に比較器ユニットＶに伝達されている。第 １ＰＩ制御装置からの出力信号は、制動媒体Ｓの制御用の信号ｒ_l又は制御バル ブＶＬ用の信号のいずれかである。しかし、制動媒体Ｓは別の制御機構によって も制御されている（図１３参照）。 図８には、図１と同じ装置が示されているが、次の新たなエレメントが付加さ れている。 プラグＰを取り出すための回転可能な冷却ドラムＴ_o 糸条が冷却ドラムから取り出された後、糸条の引っ張り力（糸条張力とも称す る）を測定するセンサＦＳＳ。 該センサＦＳＳからの出力信号は回路ＦＬを介してＰＩ制御装置に伝達され、 センサＦＳＳで測定した糸条張力が予め設定した限界内に維持されるように、図 １に関して述べた作業パラメータを制御するのに使用される。 図８に示す冷却ドラムＴは、ヨーロッパ特許第0488939 号に基づいて構成され たものである。スタッファボックスから出て来たプラグＰは、点Ｃにおいて、一 定の表面速度Ｖ₁で回転する冷却ドラムＴ上に移転される。該ドラムはネット状 ドラム又は孔空きドラムとして構成されている。空気が冷却ドラム内に吸引され てプラグをドラム表面に吸着すると共にこれを冷却する。プラグＰはドラム表面 と共に移動し、点Ｄ１に到達すると、対応して設けられた偏向装置（図示しない ）によって持ち上げられたり、又は冷却ドラムＴの孔を閉じてプラグがドラム内 部の負圧によって保持されなくすることによって、冷却ドラムから離れる。糸条 １．２は速度Ｖ₂で巻取りパッケージＳＰ上に取り上げられる。 図９には、図７の装置に図８に関して述べた部分的修正を加えた例が示されて いる。この構成は、図８のものと同じ目的に役立ち、回路ＭＬを介して圧力ゲー ジＤＭの信号をＰＩ制御装置に伝達し、温度計測装置ＴＭの信号を回路ＴＬを介 して制御装置ＨＳに伝達することによって、糸条張力を一定に保つように、搬送 ・捲縮空気の圧力及び／又は温度を制御する。 しかし、ここで述べた原理を更に発展させれば、プラグ形成を監視することに よって更に多くの可能性が広がるであろう。プラグの形成は３種類の作業パラメ ータの影響を受ける。即ち １．装置１に供給される糸条に影響を及ぼすパラメータ、 ２．装置自体の作業パラメータ、 ３．冷却ドラム等の後続工程の作業パラメータである。 一つの種類の欠陥を排除又は検出可能なことが判れば、他の種類の欠陥は、プ ラグ形成の監視によって検出可能である。特許文献、例えばドイツ特許公開公報 DE-A-44 14 517号に記載されている欠陥検出システムの利用が有効なことが判っ ている。 図８と９に関して既に述べたように、この捲縮装置（プラグ形成）は、装置の 下流側に現れる作業パラメータ、例えば糸条張力、糸条の直線密度等にも影響を 与える。こうしたパラメータを監視することによって、捲縮装置の状態を把握す ることができる。 糸条張力の測定に基づく公知の品質監視システムは、次の特許に開示されてい る。 ドイツ特許公開公報DE-A-41 19 780 ドイツ特許公開公報DE-A-44 13 549 米国特許US-C-4 685 629 ヨーロッパ特許EP-C-207 471 糸条の直線密度の測定に基づく公知の品質監視システムは、次の特許に開示さ れている。 米国特許US-C-3 731 069 米国特許US-C-4 045 659 米国特許US-C-3 885 232 米国特許US-C-4 030 082 スイス特許CH-C-551 923 図１に関して８頁に述べ且つ図８に関して１５頁に述べたプラグ搬送手段ｒ₃ は、いずれも図５ａ，５ｂに示し且つヨーロッパ特許第310890号に関して１２頁 で述べたプラグ搬送ロール４２か、又は、プラグを取り上げて図８，９に示す冷 却ドラムＴ等に移転させる表面にピンを具えた図示しないプラグ搬送ロールかで あり、プラグの移動速度Ｖ_pは前記ロール４２又は図示しないロールによって制 御され、これらのロールの回転速度はＰＩ制御装置を使用して変更される。 図１０には、図７の装置の一部が示され、同じエレメントに対しては図７で使 用された符号が図１０でも再使用されており、従ってこれらについての説明は省 略する。 図１０には、搬送媒体Ｍの加熱を制御する第１制御回路と、該媒体の圧力を制 御する第２制御回路とが示されている。 第１制御回路において、入力設定された目標値ＷＴを有する第１ＰＩ制御装置 の出力信号は、回路ＨＬを介して制御装置ＨＳに伝達される。 更に、第１ＰＩ制御装置は、回路ＴＬを介して温度計測装置ＴＭからの温度信 号を受ける。 圧力ゲージ３から伝達された圧力信号が目標値から外れている場合、即ちスタ ッファボックス内のプラグが所望の通気性を示さない場合には、第１ＰＩ制御装 置の目標値ＷＴは、入力設定されたそれ自体の目標値ＰＳを有する第３ＰＩ制御 装置によって修正され、圧力ｐが目標値ＰＳに対応する値になるまで糸条温度が 変更される。 第２制御回路は入力設定された目標値ＰＳを有する第２ＰＩ制御装置を具え、 圧力ゲージＤＭから信号に基づいて制御バルブＶＬの圧力を制御し、これを回路 ＤＬ１を介して第２制御装置に伝達する。第２ＰＩ制御装置の出力信号は、回路 ＤＬを介して制御バルブＶＬに伝達される。 制動媒体Ｓを制御するために別の制御回路が設けられ、そのによって、制動媒 体をスタッファボックスに導入するための供給チューブに設けられた圧力ゲージ ＤＭＩの信号が、入力設定された目標値ＰＳを具えた圧力制御装置ＤＲに伝達さ れ、該装置ＤＲによって制動媒体Ｓの圧力が制御される。 図１１には、図９の装置の一部が示され、同じエレメントに対しては同じ符号 が再使用され、これらについての説明は省略する。 図１１に示す構成は、糸条張力計測装置ＦＳＳを使用して測定された糸条張力 に基づいて搬送媒体の圧力を制御する制御回路を、更に具えている。 糸条張力とは別個に、搬送媒体の温度と圧力が、第２、第３制御回路によって それぞれ制御される。 第１制御回路は入力設定された目標値ＰＳを有する第１ＰＩ制御装置を具え、 該装置はその出力信号を回路ＤＬを介して制御バルブＶＬに伝達すると共に、開 ＤＬ１を介して圧力ゲージＤＭからの入力信号を受け取る。 糸条張力計測装置ＦＳＳからの信号は、回路ＦＬ介して入力設定された目標値 ＷＦを有する第３ＰＩ制御装置に伝達され、糸条張力信号が目標値ＷＦと異なる 場合には、第３ＰＩ制御装置は、糸条張力信号が予め設定された目標値ＷＦに対 応する値になるまで第１ＰＩ制御装置の目標値ＰＳを変更する。 第２制御回路は、入力設定された目標値ＷＴを有する第２ＰＩ制御装置を具え 、該装置は、回路ＴＬを介して温度測定装置ＴＭからの温度信号を受けると同時 に、回路ＨＬを介して制御信号をヒータＨを制御する制御装置ＨＳに伝達する。 第４制御回路は制動空気Ｓを制御するためのもので、圧力ゲージＤＭ１は圧力 信号を入力設定された目標値ＰＳを有する圧力ゲージＤＲに伝達し、該圧力ゲー ジＤＲは制御信号r₁を発生し、これ用いて制動空気Ｓの圧力が図示しないバルブ を介して制御される。 図１２、１３、１４には、冷却ドラムＴに載せられたプラグを評価するための 別の構成例が示され、ここではプラグの評価のために糸条張力は計測されず、代 わりにプラグが開繊されて再び糸条とな る冷却ドラムＴ上の点の位置が求められる。この地点を過ぎた後、糸条は取り上 げロールに引き取られて巻取り装置ＳＰに渡される。 この構成では、冷却ドラム上の前記位置は、発光手段と受光手段からなる光セ ンサＬＳ等の、プラグが解かれる点の位置を監視してこれに対応する信号を発す ることのできる適宜な手段によって検出される。 センサＬＳから出力された信号は、回路ＳＬを介して入力設定された目標値Ｗ Ｌを有する第４ＰＩ制御装置に伝達され、信号ＳＬが目標値ＷＬと異なる場合に は、該装置は信号ＳＬが目標値ＷＬに一致するまで第１ＰＩ制御装置の目標値Ｐ Ｓを変化させる。 第１ＰＩ制御装置は、制動空気の導入チューブの圧縮圧力を測定して圧縮圧力 信号を第１ＰＩ制御装置に伝達する圧力ゲージＭＤ１からの入力信号を受ける。 第１ＰＩ制御装置は圧力信号r₁を発生し、これを用いて制動空気Ｓの圧力が制御 される。 入力設定された目標値ＷＴを有する第２ＰＩ制御装置を具えた第２制御回路は 、搬送媒体Ｍの温度を制御する。 この構成において、第２ＰＩ制御装置は温度計測装置からの温度信号を受けて 、回路ＨＬを介して制御信号を制御装置ＨＳに伝達する。 第３制御回路は搬送媒体Ｍの圧力を制御するもので、その構成の中で、入力設 定された目標値ＰＳを有する第３ＰＩ制御装置は、回路ＤＬＩを介して圧力ゲー ジＤＭからの圧力信号を受けて、回路ＤＬを介して制御信号を制御バルブＶＬに 伝達する。 なお、プラグが冷却ドラムに移転する点Ｃとプラグが解かれる点とで区切られ た角度βのことを冷却角βと称する。 図１３には、図１２の装置が示され、同じエレメントに対しては同じ符号が再 使用され、これらについての説明は省略する。 図１３には、三つの制御回路、即ち第１、第２第３制御回路が示されている。 第１制御回路は第１ＰＩ制御装置を具え、これを用いて、プラグが開繊されて解 かれる冷却ドラム上の点の位置に応じて搬送媒体の温度を制御する。第２制御回 路は第２ＰＩ制御装置を具え、これを用いて搬送媒体Ｍの圧力を制御する。第３ 制御回路は圧陸制御装置ＤＲを具え、これを用いて制動空気を制御する。 第１制御回路に関しては、図１２に示す構成と同じく、光センサＬＳの信号Ｓ Ｌが入力設定された目標値ＷＬを有する第４ＰＩ制御装置に伝達され、第４ＰＩ 制御装置は、信号ＳＬが第４ＰＩ制御装置の目標値ＰＬに対応する値となるまで 目標値ＷＴを変更する。 この構成では、第１ＰＩ制御装置は回路ＴＬを介して温度計測装置ＴＭからの 温度信号を受け、回路ＨＬを介して制御信号を制御装置ＨＳに伝達して、搬送媒 体Ｍを加熱するヒータを制御する。 第２制御回路は図１２に示す第３制御回路に対応するものであり、唯一の違い は、ＰＩ制御装置が第２ＰＩ制御装置と呼ばれているいることだけであり、従っ てこの制御回路についての説明は省略する。 制動空気の制御回路は、図１０と１１に示すものに対応している。 図１４において、図示されているエレメントの一部は図１１、１２、１３のも のと同一であり、従って同じ符号が付されており、ここでの説明は省略する。 図１４には図１３と同じく三つの制御回路が示されているが、第１制御回路は 搬送媒体Ｍの温度を制御するものではなくて冷却ドラム上のプラグが解かれる点 の位置に応じて圧力を制御している。 従って、第１ＰＩ制御装置は回路ＤＬを介して制御信号を制御バルブＶＬに伝 達し、回路ＤＬ１を介して圧力ゲージＤＭからの入力 信号を受け取る。 第１ＰＩ制御装置は入力設定された目標値ＰＳを有し、該目標値は，光センサ の信号が第３ＰＩ制御装置の入力設定された目標値ＷＬに対応する値となるまで 、第３ＰＩ制御装置によって変更される。 第２制御回路は、入力設定された目標値ＰＳを有する第２ＰＩ制御装置を具え 、回路ＴＬを介して温度計測装置ＴＭからの温度信号を受け取り、回路ＨＬを介 して制御信号を制御装置ＨＳに伝達する。 第３制御回路で行われる制動空気の制御は、図１０、１１、１３に関して述べ たものと同一である。 本発明は、図示の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に入る ものすべてを包含していること認識すべきである。本発明は、搬送媒体の圧力を 調節するための調節パラメータ、糸条を加熱するために搬送媒体の温度を調節す るための調節パラメータ、少なくともスタッファボックスへの糸条の圧縮を開始 するのに必要な制動気流を調節するための調節パラメータ、及び搬送ダクト内の 圧縮圧力を示す計測パラメータ、第２計測パラメータとしての糸条張力、第３計 測パラメータとしての冷却角β又は冷却ドラム上のプラグが解かれる点の位置等 の所定の調節パラメータと所定の計測パラメータを組み合わせることが可能で、 これらの調節パラメータと計測パラメータは、例えば調節パラメータを横軸方向 に配列し、計測パラメータを縦軸方向に配列してマトリックス状の枠組みを構成 すれば、対応する組合せが得られる。本発明の範囲内で、他の調節パラメータと 他の計測パラメータを選択して組み合わせることも可能なことに留意されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＣＮ，ＪＰ，ＵＳ 【要約の続き】 の測定に基づいて、糸条張力が、第３ＰＩ制御装置に値 ＷＦとして与えられた目標値に達するまで搬送媒体の温 度を変更する等の操作を行い、前記第３ＰＩ制御装置 は、糸条張力が前記目標値ＷＦに達するまで第１ＰＩ制 御装置の目標値ＰＳを変化させることにある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．プラグを形成するために所定の圧力に加圧され所定の温度に加熱されて流 れる搬送媒体（Ｍ）を用いて、糸条を搬送ダクト（１０）と該搬送ダクト（１０ ）の出口開口（１１）を通って搬送し、 該糸条をスタッファボックス内に導入して、そこで減速して圧縮してプラグ（ Ｐ）を形成し、該プラグをその形状のまま、糸条搬送速度（Ｖ_F）よりも遅いプ ラグ移動速度（Ｖ_p）で更に搬送し、 その間にプラグを冷却して解き、捲縮を有するが伸びた状態の糸条とする、 熱可塑性材料で作られた糸条を加熱し、プラグを形成し、続いて該プラグを冷却 し、解いて捲縮糸にする熱可塑性材料で作られた糸条の連続捲縮方法であって、 搬送媒体の前記圧力を確立するためのステップ、搬送媒体の前記温度を確立す るためのステップ、及びプラグ形成のために糸条に所定の制動を付与するための ステップにおける調節パラメータとして、前記方法のこれら各ステップの少なく とも一つに対して、制御回路が調節パラメータを有し、 これらの制御回路の少なくとも一つが、プラグ形成によって影響を受ける計測 可能なパラメータと組み合わされ、 該計測可能なパラメータの値が制御装置の目標値と比較され、差が有る場合に は対応する制御回路の目標値が変更されることを特徴とする熱可塑性材料で作ら れた糸条の連続捲縮方法。 ２．前記計測可能なパラメータが搬送ダクト内の圧力であり、前記目標値が、 搬送媒体の前記温度を制御する制御回路、搬送媒体の前記圧力を制御する制御回 路、又は前記制動付与を制御する制御回路のいずれかに影響を与えることを特徴 とする請求項１に記載の方 法。 ３．前記計測可能なパラメータが捲縮糸の糸条張力であり、前記目標値が、搬 送媒体の前記温度を制御する制御回路、搬送媒体の前記圧力を制御する制御回路 、又は前記制動付与を制御する制御回路のいずれかに影響を与えることを特徴と する請求項１に記載の方法。 ４．前記計測可能なパラメータが冷却ドラム上の冷却角度であり、前記目標値 が、搬送媒体の前記温度を制御する制御回路、搬送媒体の前記圧力を制御する制 御回路、又は前記制動付与を制御する制御回路のいずれかに影響を与えることを 特徴とする請求項１に記載の方法。 ５．前記制動付与が、スタッファボックス内に吹き込まれる制動空気によって 影響を受ける請求項２に記載の方法。 ６．前記制動付与が、スタッファボックスの断面積の減少によって影響を受け る請求項２に記載の方法。 ７．前記制動付与が、プラグを引き取る針の植わったロールの回転速度によっ て影響を受ける請求項２に記載の方法。 ８．糸条用の搬送ダクトと搬送媒体導入開口とを具えた捲縮ノズルと、 前記搬送ダクトの下流側に配設された、糸条プラグ形成のためのスタッファボ ックスと、 前記スタッファボックスの下流側に配設された冷却手段と、 前記プラグを解いて捲縮しているが伸びた状態の糸条を得る手段と、 プラグ形成に影響を与えるための手段と プラグ形成を監視する手段と を具えた請求項１〜７の何れか１項に記載された方法を実施するた めの装置であって、 プラグ形成に影響を与えるための手段が次の制御回路の少なくとも一つを具え 、 ・搬送媒体に所定の圧力を設定するための制御回路、 ・搬送媒体に所定の温度を設定するための制御回路、 ・スタッファボックス内で糸条を制動するための制御回路、 更に、プラグ形成を監視する前記手段が、前記制御回路の少なくとも一つに重 畳可能な制御回路を具え、該制御回路は、糸条のプラグ形成又は捲縮品質を評価 し且つこれに対応する計測可能なパラメータの信号を発するための手段を具えて いることを特徴とする装置。 ９．糸条のプラグ形成又は捲縮品質を評価するための前記手段が、搬送ダクト 内の圧縮圧力を計測する圧力ゲージである請求項８に記載の装置。 10．糸条のプラグ形成又は捲縮品質を評価するための前記手段が、プラグが解 かれる点の下流側に設置された糸条張力計測装置である請求項８に記載の装置。 11．糸条のプラグ形成又は捲縮品質を評価するための前記手段が、プラグが解 かれる点の位置を検出する監視装置である請求項８に記載の装置。