(57)【要約】【課題】合成繊維モノフィラメントの節糸を巻き取り中に誤検知なく確実に検知し、節糸の含まれるパッケージを排除することで、節糸の少ない高品位なモノフィラメントパッケージを製造する方法を提供すること。【解決手段】延伸モノフィラメント糸が略直線的に走行する位置において、走行モノフィラメント糸からの透過光量または反射光量の変化を検出し、あらかじめ設定された光量変化よりも大きい光量変化を検出したときに異常と判定し、少なくとも１回以上の異常判定が発生した糸パッケージを排除することを特徴とするモノフィラメントの製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸モノフィラメント糸が略直線的に走行する位置において、該走行モノフィラメント糸からの透過光量または反射光量の変化を検出し、あらかじめ設定された光量変化よりも大きい光量変化を検出したときに異常と判定し、少なくとも１回以上の異常判定が発生した糸パッケージを排除することを特徴とするモノフィラメントの製造方法。
【請求項２】
検出した光量変化の持続時間があらかじめ設定された持続時間の閾値よりも長いときに異常と判定するように構成したことを特徴とする請求項１記載のモノフィラメントの製造方法。
【請求項３】
排除する異常糸径と略おなじ間隙を有するスリットガイドに走行糸条を通過させ、前記スリットガイドの上流または下流で走行糸条からの透過光量変化を検出するように構成したことを特徴とする請求項１記載のモノフィラメントの製造方法。
【請求項４】
スリットガイドの間隙を、正常糸径の１．０倍以上、１．１倍以下とすることを特徴とする請求項３記載のモノフィラメントの製造方法。
【請求項５】
パッケージ中のモノフィラメント糸の糸径が全長にわたって正常糸径の１．１倍未満であることを特徴とするモノフィラメントパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成繊維モノフィラメントの製造方法およびパッケージに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、節糸が少ない合成繊維モノフィラメントの製造方法およびパッケージに関する。
【背景技術】
【０００３】
モノフィラメント、特に、スクリーン紗織物に用いられる合成繊維モノフィラメントは、近年の高精度印刷用スクリーン紗織物のハイメッシュ化によって極めて高い繊度均一性が要求されている。特に、プラズマディスプレイの電極パターン印刷用途などIT用途に適用されるモノフィラメントにおいては、一層高い均一性が要求される。
【０００４】
このため、従来から行われている比較的長周期にわたる繊度斑の管理を一層厳しく実施するのは無論のこと、非常に微小で極めて発生頻度の低い糸径異常、すなわち、節糸を抑制することが近年になって重要な課題となってきている。
【０００５】
一般に、合成重合ポリマーを溶融紡糸して合成繊維モノフィラメントとする場合、重合中や溶融中に発生するポリマー劣化物や異物によって、通常の糸径よりも大きい糸径を持った比較的短い糸部分いわゆる節糸が発生することがある。モノフィラメントをスクリーン紗として製織した際に、この節糸がスクリーンメッシュを塞いでしまうため、致命的な欠点となってしまう。この節糸の発生を防ぐ方法としては溶融工程でのポリマー異常滞留部をなくす方法やポリマーのミキシングを行う方法などが従来から提案されている。
【０００６】
しかしながら、糸径均一性の要求が極めて高いモノフィラメントでは、節糸の発生を極めて少なくすることが求められるが、微小微量の異物でも節糸を誘発するため、従来の方法では節糸発生を完全に防ぐことは困難である。したがって、ＩＴ用途向けなどの超高品位モノフィラメントの製造においては節糸発生防止の努力だけではなく、節糸の次工程への流出防止が重要な課題となる。
【０００７】
一般的には、節糸を検出する手段としては、通常の糸径よりも広くかつ節糸径よりも十分狭い間隙を設けたスリットガイドにモノフィラメントを通して走行させる手段が知られている。
【０００８】
この方法では、節糸がスリットガイドに到達した際には、節糸部分がスリットガイドを通過できないためにその時点で糸切れすることになる。この方法は実現するに安価な費用で済む上に、節糸が検出場所に到来した時点で糸切れするために異常糸の排除も容易である。しかしながら、このスリットガイドを用いた場合、スリットガイドの間隙とほぼ同じぐらいの糸径を有する節糸は糸切れせずに通過してしまうことがあり、かつ、通過したことを検出することができない。
【０００９】
また一方、糸径を精度良く測定するセンサが一般に知られており、レーザー発光器と受光素子を組み合わせて機械的走査機構を備えたものや、受光素子をイメージセンサとして電子的に走査するものなどがある（特許文献１）。このようなセンサを用いて節糸を検知する方法も一般的には考えられるが、実際にはこれらのセンサで精度良く糸径を測るには測定に時間がかかる。
【００１０】
一般に、合成繊維モノフィラメントの製造においては、原料ポリマーを溶融紡糸していったん巻き取った後に、延伸、熱処理を経て数百〜千ｍ／分程度の速度で巻き取られる。近年では直接紡糸延伸法によるモノフィラメント製造方法も提案されており（特許文献２）、この場合には、巻き取り速度は数千ｍ／分にもなる。
【００１１】
また、節糸の長さは一般に数ｍｍから十数ｍｍ程度のものが多く、このような節糸が測定点を通過する時間はサブミリセカンドオーダーとなる。巻き取り中に節糸を検出するに際して、前記のような精度良く糸径を測定するセンサを用いた場合には、測定に必要な時間が長いために高速で通過する節糸を検出できないのである。あるいは、必要な糸径測定精度を維持しつつ、非常に高速なセンサを構成するには大がかりな装置となり高価なものとなるのである。
【特許文献１】特開昭５７−１２７８０３号公報 (特許請求の範囲、発明の詳細な説明)
【特許文献２】特開平５−２９５６１７号公報(特許請求の範囲)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述したような問題点を解決し、合成繊維モノフィラメント糸の節糸を巻き取り中に誤検知なく確実に検知し、節糸の含まれるパッケージを排除することで、節糸の少ない高品位なモノフィラメントパッケージを製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成する本発明のモノフィラメントの製造方法の構成は、次の通りである。
（１）延伸モノフィラメント糸が略直線的に走行する位置において、走行モノフィラメント糸からの透過光量または反射光量の変化を検出し、あらかじめ設定された光量変化よりも大きい光量変化を検出したときに異常と判定し、少なくとも１回以上の異常判定が発生した糸パッケージを排除することを特徴とするモノフィラメントの製造方法。
（２）検出した光量変化の持続時間があらかじめ設定された持続時間閾値よりも長いときに異常と判定するように構成したことを特徴とする前記（１）記載のモノフィラメントの製造方法。
（３）排除する異常糸径と略おなじ間隙を有するスリットガイドに走行糸条を通過させ、前記スリットガイドの上流または下流で走行糸条からの透過光量変化を検出することを特徴とする前記（１）記載のモノフィラメントの製造方法。
（４）スリットガイドの間隙を正常糸径の１．０倍以上、１．１倍以下とすることを特徴とする前記３記載のモノフィラメントの製造方法。
（５）パッケージ中の糸条の糸径が全長にわたって正常糸径の１．１倍未満であることを特徴とするモノフィラメントパッケージ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、合成繊維モノフィラメントの節糸を、巻き取り工程中において、誤検知なく確実に検知する安価な方法および装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明者らは、合成繊維モノフィラメントの節糸を巻き取り中に検出する方法について検討してきたが、糸径を測定する方法では高速に通過する節糸を検出することが非常に困難であることから、糸径そのものではなく走行糸の時間的な糸径変化にともなう糸条からの透過光量もしくは反射光量の変化をもって節糸を検出する方法を見い出した。この方法によれば、糸径を精度よく測定する必要がないために簡単な構成で高速に節糸を検出できることがわかった。
【００１６】
また、節糸を含んだパッケージの次工程への流出防止という観点では、未延伸状態で節糸の検出を行うことは、紡糸工程で発現する節糸の排除はできるが、延伸工程ではじめて発現する節糸は排除できない。したがって、前記のような節糸検出手段を延伸モノフィラメント糸が略直線状に走行する位置に設置し、少なくとも１回以上の節糸が検出された場合に、該当する糸条パッケージを工程中から排除するようにすることで、節糸の少ないモノフィラメントパッケージのみをユーザーに提供することができるのである。
【００１７】
節糸が検出されたパッケージの排除は、節糸検出信号をもって自動的になされてもよいし、節糸が検出された旨を該当するパッケージに明確に関連付けられる形で表示して、人手で排除することも可能である。
【００１８】
図１は、図２は、本発明方法に従い節糸を検出する原理を説明する概略図である。
【００１９】
製造プロセスの状態によっては、図１の右側に微小な糸径変化として示したような、糸径変化率は大きいが糸径自体は正常部との差が極めて小さい糸条部分が存在することがある。前記のような節糸検知手段を用いた場合、このような場合でも節糸として検知してしまうが、このような状態の糸条部分は一般には使用上の問題がないため、排除すべきではない。したがって、より好ましい構成として、検出した光量変化の持続時間があらかじめ設定された持続時間の閾値よりも長いときに節糸であると判定すればよい。
【００２０】
さらに、製造プロセスの状態によっては、図２に示すような、糸径が正常部に比べて非常に大きいが糸径変化率が小さい節糸が発生することがある。このような場合は、前記のような節糸検知手段では検出されない場合があるが、このような糸条部分は使用上で大きな問題となる。したがって、さらに好ましい構成として、排除すべき異常糸径と略おなじ間隙を有するスリットガイドに走行糸条を通過させ、前記スリットガイドの上流または下流で走行糸条からの透過光量変化を検出することで節糸であると判定することができるものである。この構成では、糸径がスリットガイドの間隙と同じかそれ以上であるような節糸がスリットガイドを通過する際に、糸がスリットガイドにひっかかることによって振動が発生し、この振動波が走行糸上を伝播して投受光部に位置している糸部分にまで到達する。この糸の振動を受光量の変化としてとらえることができるため、前記のような場合の節糸も検出することができる。
【００２１】
ＩＴ用途向けスクリーン紗用原糸としてモノフィラメントを使用する場合、糸径が正常糸径の１．１倍までである節糸については、使用上で問題とならない。したがって、前記のスリット間隙を正常糸径の１．１倍以下とすることによって、モノフィラメントの使用上で問題となる節糸を過不足なく検出し、排除することができる。
【００２２】
また、前記の方法によって得られる、パッケージ中の糸条の糸径が全長にわたって正常糸径の１．１倍未満であることを特徴とするモノフィラメントパッケージは、ＩＴ用途向けスクリーン紗に好適なモノフィラメントを提供することができる。
【００２３】
図３は、本発明のモノフィラメントの製造方法の一例を説明する概略図である。
【００２４】
未延伸糸ドラム１から給糸ロール３によって供給される未延伸糸２はロール４で延伸され、延伸糸５としてロール６を経てトラバース装置７とスピンドル８からなる巻き取り装置によってボビン９に巻き取られる。ロール４とロール６の間の、延伸糸５が略直線状に走行する位置に、延伸糸５をはさんで対向するように投光器１０と受光器１１を設置し、投受光器の下流にスリットガイド１２を設置している。受光器１１からの信号を用いて信号処理装置１３において節糸判定処理を行い、現在巻き取り中のパッケージに1個以上の節糸判定が発生した場合に、節糸発生表示器１４によって該当パッケージに対する節糸警報を表示する。オペレータは、前記の警報表示を見て該当パッケージを工程から除外する。こうして得られる本発明にかかるモノフィラメントパッケージは、パッケージ中の糸条の糸径が全長にわたって正常糸径の１．１倍未満であることを特徴とするモノフィラメントパッケージである。
【００２５】
なお、本実施例においては、紡糸工程において未延伸糸をいったん巻き取った後、延伸工程にて延伸するいわゆる2工程法の例を示したが、直接紡糸延伸法において本発明方法を用いることも可能である。
【００２６】
また、節糸を含むパッケージを排除する手段として、警報表示とオペレータによる手動排除を実施例として示したが、節糸判定信号をドッフィングシステムに入力して自動的に排除させることもできるし、該当するパッケージの製品データに節糸判定データを関連付けて、このデータに基づいて選別工程や梱包工程で該当するパッケージを排除処理することもできる。
【００２７】
図４は、本発明の方法を構成する節糸検出装置の一例を説明した図である。投光器１０から延伸糸５に対して略垂直に可視レーザー光を投光し、受光器１１から糸径に逆比例する受光量信号ａを取り出すようにし、この受光量信号ａを信号増幅器１５で増幅し、増幅された信号ｂを微分器１６で微分して糸径変化率に比例した信号ｃを得て、糸径変化率比較器１７、糸径変化持続時間比較器１８に入力する。糸径変化率比較器では得られた糸径変化率検出値とあらかじめ設定された糸径変化率閾値ｄとを比較し、糸径変化検出値の方が大きいときに糸径変化発生判定信号ｆを出力する。糸径変化持続時間比較器では糸径変化率信号ｃの持続時間を計測し、得られた糸径変化持続時間検出値とあらかじめ設定された糸径変化率閾値ｅとを比較し、糸径変化持続時間検出値の方が大きいときに糸径変化持続判定信号ｇを出力する。糸径変化発生判定信号ｆと糸径変化持続判定信号ｇとについて加算器１９において論理和を取ることで節糸判定信号ｈを出力する。また、糸径変化率閾値ｄと糸径変化率閾値ｅについては設定器２０を用いて自在に変更できるようにしている。
【実施例】
【００２８】
以下に、本発明による節糸検知の実施例と、従来公知の糸径測定装置によって節糸検知を行う比較例を示す。
【００２９】
節糸検知対象となるモノフィラメントは次のようにして製造したものである。
【００３０】
すなわち、強制悪化のためにゲル状異物を混入したポリエチレンテレフタレートのチップを紡糸温度３００℃で溶融し、紡糸口金より押し出し、冷却固化後、水エマルジョン油剤をオイリングローラにより付与してモノフィラメント未延伸糸をいったん巻き取り、これを延伸装置で延伸して通常糸径３０μｍのモノフィラメントを８００ｍ／分の巻取速度で糸長１０万ｍにわたって巻き取った。
【００３１】
実施例１
前記モノフィラメント製造工程において、延伸工程と巻取工程の間の走行糸条に対向してレーザー投光器と受光器からなる検知器を設置し、受光器の出力信号を増幅、微分する回路によって糸径変化率に対応する信号を取り出し、径変化率と径変化持続時間で節糸を判定する節糸判定装置を設置し、巻き取り中に検知器を通過する節糸を検出した。また、この節糸判定が発生した糸長と節糸判定の総数を記録した。その結果、糸長１０万ｍで５個の節糸を検出した。
【００３２】
比較例１
実施例１において、節糸検知器の糸道下流にレーザー外径測定装置（アンリツ（株）製、ＫＬ−１００２Ａ）を設置し、糸径３３μｍ以上のものが検出されたときに節糸と判定するようにし、前記の実施例と同時に本比較例を実施した。その結果、糸長１０万ｍで1個の節糸を検出した。
【００３３】
前記の実施例１と比較例１の結果について、次のように評価した。すなわち、前記の実施例で得られたモノフィラメントを解舒機にて１００ｍ／分で解舒し、糸道中に前記比較例１で用いたレーザー外径測定装置を設置し、糸径３３μｍ以上のものが検出されたときに節糸と判定するようにした。
【００３４】
また、この節糸判定が発生した糸長と、節糸判定の総数を記録した。前記のレーザー外径測定装置の最短計測周期は０．６６ｍｓであり、これはレーザー外径測定装置の計測領域長３ｍｍを、糸条のある1点が１００ｍ／分で通過するのに要する時間（１．８ｍｓ）よりも十分短い時間である。
【００３５】
したがって、この評価において計数した節糸判定数を実際の節糸の数とした。その結果、実施例１と比較例１を実施した際に得られた糸長１０万ｍのモノフィラメントパッケージに含まれる実際の節糸数は５個であった。
【００３６】
実施例１では実際の節糸数と同数の節糸判定数が得られており、その判定が発生した位置も実際の節糸発生位置と一致した。したがって、実施例１では節糸を過不足なく検出することができていることがわかる。
【００３７】
一方、本発明の構成に従わない比較例１では実際の節糸数よりも少ない判定結果しか出ていない。この結果、次工程への流出していくことを防止できないと考えられるものであった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明方法に従い節糸を検出する原理を説明した概略図である。
【図２】図２は、本発明方法に従い節糸を検出する原理を説明した概略図である。
【図３】図３は、本発明のモノフィラメントの製造方法の一例を説明する概略図である。
【図４】本発明の方法を構成する節糸検出手段の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
２・・・・・未延伸糸
３・・・・・給糸ロール
４・・・・・延伸ロール
５・・・・・延伸糸
７・・・・・トラバース装置
１０・・・・・投光器
１１・・・・・受光器
１２・・・・・スリットガイド
１３・・・・・信号処理装置
１４・・・・・節糸発生表示器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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