JPH0333210A - 糸切れ検出方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は紡糸装置での糸切れ、特にフィラメント段階で
の糸切れを感度よく検出しうる糸切れ検出方法およびそ
の装置に関する。

（従来の技術） 紡糸装置における糸切れ検出方法ないしその装置は種々
のものが知られているが、その多くは光電式糸切れ検出
器を用いる非接触式のものである（例えば特開昭５２−
８８６０７号公報、特開昭５３−６６３３号公報）。

この従来の糸切れ検出装置は、いずれも紡糸口金から押
し出された多数本のフィラメントが集束されて糸条とな
った以後の個所での糸切れを検出するようにしている。

例えばゴデツトロール近傍、あるいは巻き取りローラ近
傍での糸条の切れの有無を検出するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の装置は有機合成繊維の紡糸の際の糸切れを検
出するものである。有機合成繊維の紡糸では、紡糸原液
の粘度が高く、また強度も高いことから、紡糸口金の近
傍でのフィラメント切れは生じにくく、テンシヨンの加
わるゴデツトロール近傍等で糸切れが生し易い。したが
ってゴデツトロール近傍等でのフィラメントが集束して
太くなった糸条の切れを検出すればよく、この検出は比
較的容易に行える。

ところが、熱機織雑用の紡糸原液はその性質上粘度があ
まり高くなく、また焼成前の前駆体繊維ではその強度も
弱いことから紡糸口金の直下でのフィラメント段階で糸
切れを生じることが多い。

また炭素繊維の場合にあっても同様にフィラメント段階
での糸切れが生じ易い。このように糸切れが生じると、
紡糸口金から突出する側のフィラメント切断端に、紡糸
原液の粘土が低いことから紡糸原液が流下し、次第に粒
状に成長し、やがては落下して下方に集束している糸条
に付着するなどして悪影響を与える。

したがって早期に糸切れを検出して必要な処理を行う必
要がある。

ところがフィラメントはその太さが極めて細いことから
、光学式検出装置では容易に糸切れを検出できないとい
う問題点がある。

そこで本発明は上記問題点を解消すべくなされたもので
あり、その目的とするところは、フィラメント段階での
糸切れを感度よく、かつ早期に検出しうる糸切れ検出方
法およびその装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的による本発明では、多数の紡糸ノズルが開口さ
れている紡糸口金の下方一側に、複数の発光素子から構
成され、前記紡糸ノズルから押し出される全フィラメン
トの通過領域に光を照射可能な発光素子群を配置し、該
発光素子群とフィラメントを挟んで対向させて、発光素
子群の発光素子から発せられフィラメントにより一部遮
断される光を受光する複数の受光素子からなる受光素子
群を配置し、フィラメントの糸切れが生じ、紡糸ノズル
から突出する側のフィラメントの切断端が粒状になり、
この粒状体が発光素子からの光をより多く遮断すること
による受光素子での受光量の減少を検出して糸切れと判
別することを特徴とする。

また、複数の発光素子から構成され、多数の紡糸ノズル
が開口されている紡糸口金の下方一側に配置されて、前
記紡糸ノズルから押し出される全フィラメントの通過領
域に光を照射可能な発光素子群と、該発光素子群とフィ
ラメントを挟んで対向して配置され、発光素子群の発光
素子から発せられフィラメントにより一部遮断される光
を受光する複数の受光素子から成る受光素子群と、該受
光素子群の単一もしくは所定の複数の受光素子からの受
光信号が入力され、この受光信号を複数回サンプリング
して、前記受光素子での平均の受光量を基準値として算
出すると共に、該算出された基準値からあらかじめ定め
られた大きさの許容値を減算して設定値を求める演算手
段と、該演算手段により算出された設定値を記憶する第
１のメモリーと、前記受光素子群の単一もしくは所定の
複数の受光素子によって受光された受光量を記憶する第
２のメモリーと、前記第１のメモリーと第２のメモリー
の内容を比較する比較手段と、該比較手段によって比較
された際、第２のメモリーに記憶されている受光量の方
が前記設定値よりも小さいときに糸切れと判断して警報
手段を作動させる制御手段とを具備することを特徴とし
ている。

また、発光素子群、受光素子群を縦横方向に各一対配置
するようにすると好適である。

（作用） 本発明では、フィラメントそのものに注目するのでなく
、フィラメント切れが生じた際、紡糸ノズル側のフィラ
メント切断端に紡糸原液が流下して粒状に成長すること
から、この粒状体に注目し、粒状体による光の遮断を検
出することにより、感度よく糸切れを検出することがで
きるようになった。

発光素子群、受光素子群を縦横の両方向に配置すれば、
糸切れの生じた紡糸ノズル位置をも検出することができ
、早期に糸切れに対する必要な処理を行うことができる
。

（実施例） 以下本発明の好適な一実施例を添付図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は紡糸装置の概略図を示し、ＩＯは紡糸口金であ
り、５００本程度の紡糸ノズルを有し、各紡糸ノズルか
ら紡糸原液がフィラメント状に押し出され、これらフィ
ラメントが集束されて、ゴデツトロール１２．１４を経
て巻き取りロール１６に糸条として巻き取られる。

紡糸原液組成物として、無機繊維の場合には、水、水溶
性金属化合物、および水溶性有機重合体の混合物を用い
る。この紡糸原液を紡糸口金から押出し、乾式紡糸によ
って無機繊維の前駆体を得る。この前駆体を焼成して、
金属化合物、有機重合体を分解させることによって無機
繊維とすることができる。

炭素繊維の場合には、紡糸原液組成物としてピッチを用
いる。

上記の無機繊維あるいは炭素繊維用の紡糸原液を押し出
して前駆体を得る場合、有機合成繊維に比して弾性率、
強度共に低く、前記したように糸切れは紡糸口金１０の
下方直近で生じやすい。このような糸切れが生じた場合
、第２図に示すように、紡糸ノズル１７から突出するフ
ィラメントの切断端は、次第に１〜５ｍｍφ程度の粒状
体１８に成長する。

本発明では上記現象に注目し、紡糸口金１０直下のフィ
ラメントの状態を光学的に監視し、糸切れを検知するよ
うにした。

そのために第３図に示すように、紡糸口金１０の下方一
側に、全フィラメントの通過領域をカバーしうる光電式
糸切れ検出器を配置する。

この光電式検出器は、全フィラメントの通過領域の一側
に配置されるＬＥＤ等の発光素子が列置された発光素子
群２０と、この発光素子群２０と対向して、前記領域外
の他側に配置されたフォトダイオード等の受光素子が列
置された受光素子群２１とから成る。

したがってフィラメントの糸切れが発生ずると、第３図
（ａ）に明確なように、紡糸ノズル１７の下方に、フィ
ラメントに比して極めて大径の粒状体１８が成長するか
ら、これにより光が遮断されて受光素子での受光量が滅
し９、糸切れを感度よく検知しうる。

第４図は紡糸口金１０に対する上記発光素子群２０と受
光素子群２１の配置例を示す。この実施例では・紡糸ノ
ズル１７は紡糸口金１０に同心状に配置されている。

発光素子群２０の発光素子Ｐと受光素子群２１の受光素
子Ｒとは同数であり５、それぞれ対向して配置されてい
る。図示の例では各々１１個配置されている。

各発光素子Ｐの前方には内面が遮光された筒２３が配置
され、該筒２３の前端にはレンズ（図示せず）が嵌挿さ
れて、発光素子Ｐから発せられる光が筒２３前端から所
定の角度範囲内で広がって発せられるようになっている
。図示の例では、１つの発光素子Ｐから発せられた光が
、対向して配置された３つの受光素子Ｒにより受光され
る関係になっている。このようにして、発光素子群２０
全体から発光される光は、紡糸ノズル１７から押し出さ
れる全フィラメントの通過範囲を照射しうるように設定
され、また受光素子群２工では、全フィラメントに対し
て、発光素子群２０から発せられた光がフィラメントに
より遮光されるのを検知しうるようになっている。

受光素子群２１では、各受光素子Ｒで検知される受光量
に応じた電気信号が受光回路２４を経て、かつＡ／Ｄ交
換されてＣＰｔＪ２５に入力される。

ＣＰＵ２５ではあらかじめ組み込まれている命令によっ
て次の処理がなされる。

まず紡糸が開始された開始信号が入力されると、ＣＰＵ
２５では、あらかじめ定められた時間間隔毎に、Ｒ−１
・２・３、Ｒ−２・３・４、Ｒ，−３・４・５・・・・
・・Ｒ−７・８・９、Ｒ−８・９・１０、Ｒ−９・１Ｏ
−１１（数字は受光素子の順番を示す）というように、
１つずつずれた３つの受光素子群毎に、トータルの受光
量をサンプリングし、数回、例えば５回のサンプリング
値の平均値をもって、各３つの受光素子群の受光量の基
準値を設定し、この基′＄値をメモリーに記憶する。こ
の基準値は、３つの受光素子群毎に受けもつフィラメン
ト数が通常は異なるから、各３つの受光素子群毎に異な
る数値となろう。次に、この基準値からあらかじめ決め
られた所定の大きさの許容値を滅じた値を各３つの受光
素子群毎の受光量の設定値とし、これをメモリーに記憶
する。

上記の許容値の設定は、通常、正常運転の際にも、紡糸
原液の粘度、周囲温度などの変動によって、検知すべき
位置のフィラメントの径が変動するので、フィラメント
の径が大きくなって遮光量が大きくなった際、糸切れが
生じていないのに糸切れと誤判断するのを防止するため
である。

なお、紡糸ノズル１７から押し出されるフィラメントの
径は、紡糸ノズル直近では２００μｍ程度である。した
がって、発光素子Ｐ側から見て、複数本のフィラメント
が重ならず、その全幅が粒状体１８の径の１〜５ｍｒｎ
と大差がない場合には有効な許容値が設定しえなくなる
。この場合には発光素子群２０と受光素子群２１を紡糸
口金１０からかなり下方に下げた位置に配設するように
する。このように紡糸口金１０からかなり下方の位置で
は、フィラメントの径がかなり細くなるので、フィラメ
ントの全幅と粒状体１８の径、１〜５ｍｍとで有為差が
でてくる。

上記のように設定値を設定したのち、通常運転に入った
際、糸切れを次のようにして検知しうる。

すなわち、ＣＰＵ２５では適当な監視時間間隔毎に各３
つの受光素子群毎のトータル受光量を信号として取り込
んでメモリーに記憶させ、これを上記メモリー内の設定
値と比較し、受光量が設定値よりも低いときに、糸切れ
が生じたと判断し、例えば警報ランプあるいはブザー等
の警報手段を作動させるよう制御して異常を報知するの
である。

なお、上記の基準値、したがって設定値はその都度更新
するようにしてもよいことはもちろんである。

また上記実施例において、受光素子を１つずつずらした
３つの受光素子群毎に受光量を検出するようにしたのは
次の理由による。

第６図に示すように、領域Ａに属するフィラメント（黒
丸印）は、１つの発光素子Ｐ−４から出た光を遮断し、
３つの受光素子Ｒ−３、Ｒ−４、Ｒ−５の受光量に影響
を与える。領域Ｂに属するフィラメント（△印）は、２
つの発光素子Ｐ−３、Ｐ〜４から出た光をそれぞれ遮断
し、２つの受光素子Ｒ−３、Ｒ−４の受光量に影響を与
える。また領域Ｃに属するフィラメント（白丸印）は３
つの発光素子Ｐ−２、Ｐ−３、Ｐ−４から出た光をそれ
ぞれ遮断し、１つの受光素子Ｒ−３の受光量に影響を与
える。したがって領域Ａに属するフィラメントが３つの
受光素子の受ける受光量を遮断するトータル量、領域Ｂ
に属するフィラメントが２つの受光素子の受ける受光量
を遮断するトータル量、および領域Ｃに属するフィラメ
ントが１つの受光素子の受ける受光量を遮断する量とは
それぞれほぼ同一となる。したかって領域Ａに属するフ
ィラメントを考慮して、３つの受光素子群毎にトータル
の受光量を検出すればよい。例えば１つの受光素子毎に
受光量を検出するとすれば、領域Ａで糸切れが生じた場
合、これによる遮断受光量は３つの受光素子に分配され
てしまうから、各領域毎で遮断光量が変化し、制御が難
かしくなり、領域Ａの糸切れは判断し難くなる。

したがって、発光素子Ｐからの光がｎ個の受光素子Ｒに
受光されるよう設定した場合、１つずつずらしたｎ個の
受光素子群毎のトータルの受光量を検出するようにする
とよい。

第５図に示す実施例では紡糸口金１０の紡糸ノズル１７
を同心状でなく格子状となるように配置している。モし
て各対の発光素子Ｐと受光素子Ｒとを紡糸ノズル１７の
各横列に対応するよう配置し、各列に存する（重なって
）フィラメントにより一部遮断される光を受光素子Ｒで
受光するようにしている。この場合には、各発光素子Ｐ
から発光する光が対応する１つの受光素子Ｒにのみ受光
されるように、発光素子としては、コヒーレント光を発
する、例えばレーザーダイオードを用いるようにする。

各横列におけるフィラメントが糸切れした場合、前記と
同じように切断したフィラメント先端に粒状体が成長す
るから、各受光素子での受光量が滅し、糸切れを判別し
うる。この場合の設定値の設定は発光素子と受光素子の
各封缶に行えばよいから、処理手順は容易となる。

他の実施例としては、紡糸ノズルの横列のみならず、縦
列（斜列でもよい。この斜列も縦列の概念に含める。）
側にも、両側方に発光素子と受光素子とを配置して糸切
れを検出するようにすれば、横列と縦列の糸切れ情報か
ら、紡糸口金１０のどの位置の紡糸ノズル１７からのフ
ィラメントが糸切れしたか判別でき、糸切れに対する処
置を直ちに行うことができる。この場合、どの錘のどの
位置の紡糸ノズルからのフィラメントが糸切れしたかを
ＣＰＵ２５により算出し、適当な表示装置に出力して表
示するようにすると好都合である。なお紡糸ノズルの配
置が千鳥状であっても縦横列での検出が可能である。

紡糸原液は前記の無機繊維、炭素繊維のものに限らず、
糸切れした際、紡糸口金下方で、切断したフィラメント
先端に粒状体が形成されるようなもの全てに適用できる
。

以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発
明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るの
はもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明では、フィラメントそのものに注目するのでなく
、フィラメント切れが生じた際、紡糸ノズル側のフィラ
メント切断端に紡糸原液が流下して粒状に成長すること
から、この粒状体に注目し、粒状体による光の遮断を検
出することにより、感度よく糸切れを検出することがで
きるようになった。

発光素子群、受光素子群を縦横の両方向に配置すれば、
糸切れの生じた紡糸ノズル位置をも検出することができ
、早期に糸切れに対する必要な処理を行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は紡糸装置の概要を示す説明図、第２図は糸切れ
時の粒状体の状態を示す説明図、第３図は発光素子と受
光素子の配置状態を示す説明図、第４図は発光素子群、
受光素子群の配置例の説明図、第５図は紡糸ノズルが格
子状に配置された状態の説明図、第６図は発光素子から
の光の広がり状態を示す説明図である。 ｌＯ・・・紡糸口金、 １日・・・粒状体、　２０ ２１・・・受光素子群、 ２５・・・ｃｐｕ、　　ｐ・ Ｒ・・・受光素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数の紡糸ノズルが開口されている紡糸口金の下方
   一側に、複数の発光素子から構成され、前記紡糸ノズル
   から押し出される全フィラメントの通過領域に光を照射
   可能な発光素子群を配置し、 該発光素子群とフィラメントを挟んで対向 させて、発光素子群の発光素子から発せられフィラメン
   トにより一部遮断される光を受光する複数の受光素子か
   らなる受光素子群を配置し、 フィラメントの糸切れが生じ、紡糸ノズル から突出する側のフィラメントの切断端が粒状になり、
   この粒状体が発光素子からの光をより多く遮断すること
   による受光素子での受光量の減少を検出して糸切れと判
   別することを特徴とする糸切れ検出方法。 ２、複数の発光素子から構成され、多数の紡糸ノズルが
   開口されている紡糸口金の下方一側に配置されて、前記
   紡糸ノズルから押し出される全フィラメントの通過領域
   に光を照射可能な発光素子群と、 該発光素子群とフィラメントを挟んで対向 して配置され、発光素子群の発光素子から発せられフィ
   ラメントにより一部遮断される光を受光する複数の受光
   素子から成る受光素子群と、 該受光素子群の単一もしくは所定の複数の 受光素子からの受光信号が入力され、この受光信号を複
   数回サンプリングして、前記受光素子での平均の受光量
   を基準値として算出すると共に、該算出された基準値か
   らあらかじめ定められた大きさの許容値を減算して設定
   値を求める演算手段と、 該演算手段により算出された設定値を記憶 する第１のメモリーと、 前記受光素子群の単一もしくは所定の複数 の受光素子によって受光された受光量を記憶する第２の
   メモリーと、 前記第１のメモリーと第２のメモリーの内 容を比較する比較手段と、 該比較手段によって比較された際、第２の メモリーに記憶されている受光量の方が前記設定値より
   も小さいときに糸切れと判断して警報手段を作動させる
   制御手段と を具備することを特徴とする糸切れ検出装 置。 ３、前記紡糸口金の紡糸ノズルが格子状もしくは千鳥状
   に配置され、 前記発光素子群と受光素子群とは、前記紡 糸ノズルの縦横列方向の各側方に一対ずつ配置されると
   共に、各発光素子群と受光素子群の対応する発光素子と
   受光素子とは紡糸ノズルの縦横の各列に対応して配置さ
   れ、さらに発光素子は対応するフィラメント列にのみ光
   を照射可能になっており、 前記制御手段は、縦列方向の糸切れ列と横 列方向の糸切れ列の情報により、糸切れの生じた紡糸ノ
   ズル位置を表示する表示手段を作動させる制御手段を含
   むことを特徴とする請求項２記載の糸切れ検出装置。