JPS5940926B2 - 糸状物体のバル−ン評価方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバルーンする糸状物体のバルーン現象を評価す
る方法に関し、特にオープンエンド紡績法並びに仮撚紡
績法等、革新紡績法によって製造される紡績糸の製造工
程における糸バルーンの評価方法に関する。

上記革新紡績法における紡績糸の製造工程はリング紡績
法における紡績糸の製造工程に比較し、ドラフト装置を
除いてその装造工程を全く異にし、ドラフトされた篠又
はスライバーに流体噴射ノズルを適用してバルーンを生
起させ、該バルーン発生時に撚りが付与されて糸が生成
される。

従って、生成される糸構造もリング紡績法における糸構
造と異にし、特に空気紡績法においては、上記したバル
ーンの回転数、バルーン径等のバルーン変動が糸質、即
ち、糸均斉度、糸強力、風合等に大きく影響し、リング
紡績法に比較し、糸質の安定性に欠ける点が指摘されて
いる。

ところが、上記バルーン変動は紡出条件、例えばノズル
構造（流体噴射角、内径等）、流体圧力、及び紡出テン
ション、ドラフトむら等が総合されて発生するためバル
ーン変動の要因分析が困難とされ、現在においてもバル
ーン変動の要因分析力法が解明されないまま各社各様の
経験則に基いて紡出条件が設定されるに至っている。

本発明は、上記した点に基き成されたもので検出部にお
いて必要とされる条件、即ちイ）非常に細い糸状の物体
が検出可能でかつ出力が十分あること、口）バルーンの
高速回転に十分応答可能であること、ノ））測定部が狭
いため小型であること、二）長時間測定においてもドリ
フト等が少なく、安定した検出が可能であること等の諸
条件の全てを満たす発光ダイオードとフォトトランジス
タから成る検出装置によってバルーン現象を電気信号と
して検出し、該検出された電気信号をフーリエアナライ
ザでフーリエ変換して各周波数成分並びに各電圧振幅成
分にスペクトル解析し、各バルーン特性を分析すること
によって最適な紡出条件を設定するようにしたものであ
る。

以下、本発明を実施例に基いて詳述する。

第１図は革新紡績法における紡績糸の製造工程の一実施
例を示すもので、ドラフト装置によってドラフトされて
フロントローラ１から送出される篠又はスライバーは、
互いに反対力向に旋回する２個の流体噴射ノズル２及び
３を通過し、該２個の流体噴射ノズル２及び３を通過す
る際に撚りが付与されて糸Ｙが生成され、ティクアップ
ローラ４を経て図示しない捲取ボビンに捲取られる。

上記流体噴射ノズル２，３は、第２図示の如く流体噴射
孔５が糸通過管６内周に接線力向かつ軸方向において糸
通行方向に角度α１．α２傾斜して開口し、流体噴射孔
５から糸通過管６内に噴射される流体によって糸通過管
６内に糸通行方向に流れる流体の旋回螺旋流を発生させ
る。

この時、流体噴射ノズル２，３内を通過するファイバー
束に回転、即ち、ファイバー束自体の自転作用と同時に
旋回作用が付与されて糸通行方向（矢印Ａ）に積極的に
引き出す構造となっている。

尚、上記流体噴射孔５の傾斜角α１及びα２は、第１番
目の流体噴射ノズル２及び第２番目の流体噴射ノズル３
が各々別機能を有するため自ずと傾斜角α１．α２は相
違する。

即ち、第１流体ノズル２はフロントローラ１より送出さ
れるファイバー束を第１流体ノズル２内に引き込む作用
と同時に糸旋回作用の２つの機能を有し一力第２流体ノ
ズル３はファイバー束に糸旋回作用も付与するがファイ
バー束自体に自転作用即ち、撚りを付与することを主目
的に機能する。

従って上記点からしてα１〈α２となることが良好な結
果を招くことは明らかであろう。

実験結果においては、傾斜角α１は４８度前後、傾斜角
α２は略９０度において良好な結果が得られている。

上記した傾斜角α１．α２はバルーン回転数にも大きく
影響し、傾斜角が９０度に近い程バルーン回転数も大き
くなる。

従って、フロントローラ１とティクアップローラ４間に
生起される各バルーン回転数も各々相違し、特に第１流
体ノズル２と第２流体ノズル３間においては、互いに反
対力向に旋回するバルーンが干渉するため、バルーン変
動が生じ易い。

更にバルーン回転数は流体噴射ノカレ２，３の糸通過管
６内径及び、第１及び第２流体ノズル２゜３の糸通入部
に設置されるバルーンコントロールリング７及び８の内
径、第１流体ノズル２の糸通山部に設置される撚り規制
管９の内径によって異なり、特に互いに反対力向のバル
ーンが干渉する位置に設置される撚り規制管９の内径規
制によってバルーン回転数に大きく影響する。

尚、上記糸通過管６．バルーンコントロールリング７．
８及び撚り規制管９の各内径によってバルーン回転数と
共にバルーンの波長及び振幅が規制される。

上述したバルーン回転数及びバルーン径は位置、時間に
よって常に変動し、該バルーン変動が、生成される糸品
質、即ち、糸均斉度、糸強力、風合等を左右すると言っ
ても過言ではない。

従って、バルーン変動の現象分析が糸品質を向上させる
上において最も重要となる。

第３図に、上記バルーン変動を検出する検出装置が図示
され、該検出装置には少なくとも次の要件を満たすこと
が条件とされる。

即ち、高速回転する糸状物体の検出が可能でかつ回転変
動に対する応答性が十分であること、実際の製造工程に
おいて外部からバルーンを測定可能な小型の検出器であ
ること、これは紡出条件によってバルーン現象が異なる
ため製造工程もしくは、製造工程と同一モデルにおいて
測定の必要があるためである。

更に長時間測定においてもドリフト等が少なく、安定し
た検出が可能であること等、以上の諸条件を満たす検出
装置として発光ダイオードとフォトトランジスタから成
る検出器が最も良好である。

尚、コンデンサー等による静電容量式でも勿論検出可能
である。

該検出器は発行ダイオード１０から送光される光量をフ
ォトトランジスタ１１により検出し、該検出した光量を
電気量に変換する所謂光電法の一種であるが従来の毛羽
測定等に用いられている光電法に比較し、高感度で応答
性が高い。

上記検出部をバルーン１２するファイバー束が通過する
際、発光ダイオード１０から送光される光が一部遮へい
され、該遮へいによる光量の変化をフォトトランジスタ
１１によって検出し後述するフーリエアナライザーによ
って解析される。

更に、上記検出器によって検出される周波数は測定力法
によって異なる。

即ち、第４図示の如く糸バルーン径のほぼ中心を通る対
向位置に検出器を設置した場合、あるいは第５図示の如
く糸バルーン径のほぼ接線を通る対向位置に検出器を設
置した場合とは検出される信号波形が異なり、第４図に
おける測定力法の場合、第６図表の如く信号波形が現わ
れ、第５図における測定力法の場合、第７図表の如く信
号波形が現われる。

しかし両者は相対的にｌ／２に現われるか２倍に現われ
るかの差のみであって実際の測定結果に相違はない。

尚、上記においては、糸バルーン１２にバルーン変動が
ないという前提のもとに理想的な信号波形を示したもの
であり、常に上記したようなバルーン現象であれば特に
後述するフーリエ解析等の分析の必要は生じない。

ところが実際の製造工程においては、同じ紡出条件の下
においても常時バルーン変動が生じると共に紡出条件の
変化、即ち、前記した流体噴射ノズル２，３の構造、例
えば噴射孔５の傾斜角α１゜α２．糸通過管６の内径、
バルーンコントロールリング７．８及び撚り規制管９の
内径等更に噴射する流体圧力、フロントローラ１とティ
クアップローラ４間の紡出テンション、前紡工程及びド
ラフト装置における糸むら等の変化によってバルーン変
動の状態が大きく変化する。

従って、同じ紡糸条件の下においても一定のバルーン変
動は起こり得るが上記した紡出条件の各要素をバルーン
変動が最も少なく安定した条件となるように選択組合せ
することによって最良の糸Ｙを紡糸することが可能とな
る。

上記した最適な紡出条件を得るためには現時点における
バルーン現象の解析が必要となる。

第８図に複合されたバルーン現象の信号波形が示される
。

該信号波形を観る限りにおいてはバルーン変動が生じて
いるという事実のみしか認識できない。

従って、該信号波形を解析して原因究明する必要があり
、該信号波形の解析方法が第９図に示される。

即ち、前記検出器によって検出された第８図示の信号波
形は増幅器によって、Ａ／Ｄ変換するに最も適した信号
波形に増幅さ札該増幅された電気信号をフーリエ解析器
によって複合された電気信号から各周波数成分並びに各
電圧振幅成分イ２２ロ、ハ二等にスペクトル解析される
。

上記フーリエ解析器における電気信号解析の基本原理は
第１０図に示されるように太陽光を三角プリズム１３に
あてて７色の分光スペクトルを見るのと相似する。

更に第１１図にフーリエ解析器のブロックダイアグラム
が示される。

即ち、信号は増幅器１０１にはいった後、エリアジング
防止用ローパスフィルター１０２を通過し、Ａ／Ｄ変換
１０３され、データメモリ１０４にストアされる。

該データメモリ１０４にストアされたデータは、デジタ
ルプロセッサ１０５で平均、相関フーリエ変換等の演算
された後出力処理１０６されて表示器１０７に表示され
る。

即ち、発光ダイオード１０とフォトトランジスタ１１か
ら成る検出部を糸バルーンが通過することによって糸バ
ルーン現象が電気量に変換されて検出され、該検出され
た信号、即ち、複合された信号波形を増幅器を通してフ
ーリエ解析器により第８図示の各周波数成分並びに各電
圧振幅成分、イ２２ロ、ハ二等に分析されて表示される
ことになる。

第１３図ないし第１４図に第１２図表条件下における実
験結果が示され、第１２図は検出器によって検出された
信号波形、第１３図にその解析結果が示される。

即ち、上記実験結果において、第１３図に示される信号
波形では糸バルーンにバルーン変動が生じていると推測
はできるがどのような変動を伴っているかを分析するこ
とはできない。

第１４図の解析結果では上記バルーン現象が明確に押握
できる。

即ち、第１４図の解析結果では、バルーン回転数は約１
９万ｒ 、 ｐ 、ｍ（３１５０ＨｚＸ６０ｃ／ｓ）の
頻度が最も高＜（Ｐ点）かつ、その前後において回転数
にバラツキｌが生じていることが解かる。

更に、Ｑ点においてはＰ点における回転数の２倍を示し
ているが、該現象は測定力法が前記した第５図示の方法
、即ち、バルーンの１回転を１個の信号として検出する
測定力法であるのに対し、第４図示の測定力法即ちバル
ーンの１回転が２個の信号として検出されていることに
なり該現象は糸バルーンが上下に変動していることを示
す。

その他、Ｒ点におけるバルーン回転がＱ点に示す回転数
とほぼ同頻度で発生している。

尚、０点における回転数は測定位置によって現われる現
象である。

即ち、第１図において測定位置は、フロントローラ１と
第１流体ノズル２間（Ａ位置）、第１流体ノズル２と第
２流体ノズル３間ＣＢ位置）、及び第２流体ノズル３と
ティクアップローラ４間（Ｃ位置）で行われるが、本実
験は、Ａ位置かつ第５図示の方法で測定した結果が示さ
れ、上記０点においては、フロントローラ１の外周面に
刻設される一定間隔の凹凸溝に検出器の光が反射して検
出された結果である。

従って、該検出結果を分析することによってフロントロ
ーラ１の回転数、回転変動更にドラフト装置から送出さ
れるファイバー束の紡出速度等も判明可能である。

第１５図は、第１２図表条件下における第１ノズルの流
体圧を３Ｋｇ／ｃｒｉに落した場合のスペクトル解析が
示される。

該第１流体ノズル２の流体圧を変化させた場合のバルー
ン変化が一目瞭然に判明できる。

即ち、Ｐ′点におけるバルーン回転数は約１６万ｒ 、
ｐ 、ｍ（２７２５ＨｚＸ ６０ ｃ／ Ｓ Ｘ”あ
りＱ′点においてはＰ′点の２倍の回転数が現われてい
る。

従って、前記した種々の紡出条件、例えば紡糸速度、フ
ィード率、紡出テンション、流体正史に流体ノズルの構
造を種々設定し、核種々の紡出条件における実験結果を
分析し、糸生成に最・も適したバルーン現象を生起させ
る紡出条件を設定することができる。

尚、本実施例においては紡績糸の製造工程におけるバル
ーン現象の解析評価を示したがバルーン現象を呈する糸
状物体に関しては全て適用可能である。

以上のように本発明においては、紡績糸の製造工程にお
ける糸バルーン現象を電気信号として捕え、該捕えた信
号、即ち複合された信号波形を各周波数成分並びに各電
圧振幅成分に解析し、バルーン現象を分析することによ
って、糸生成に最も適したバルーンとなるように紡出条
件を設定可能であり、又、実際の製造工程におけるバル
ーン現象を分析することにより、糸品質（糸均斉度、糸
強力、毛羽、風合等）に影響する紡出条件の原因究明が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、紡績糸の製造工程の一実施例を示す概略図、
第２図はノズル部の詳細を示す図、第３図ないし第８図
は検出部並びに検出力法を示す説明図、第９図ないし第
１１図はバルーンの解析方法を示す説明図、第１２図な
いし第１５図は実験結果を示す図である。 １０・・・・・・発光ダイオード、１１・・・・・・フ
ォトトランジスタ、１２・・・・・・糸バルーン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バルーンする糸状物体のバルーン現象を発光ダイオ
   ードとフォトトランジスタから成る検出器により電気信
   号に変換し、該変換した電気信号をＡ／Ｄ変換可能な信
   号に増幅し、フーリエ変換することにより、上記電気信
   号を各周波数成分並びに各電圧振幅成分にスペクトル解
   析し該解析したスペクトルによって糸状物体のバルーン
   現象を評価するようにしたことを特徴とする糸状物体の
   バルーン評価方法。