(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融紡出された糸条群に沿って、その上流側に該糸条群を挟むように配置された光源部と自己走査型フォトダイオードアレイからなる受光部とからなる光量検出器１組と、その下流側に該糸条群を挟むように配置された光源部と自己走査型フォトダイオードアレイからなる受光部とからなる光量検出器１組と、上流側の光量検出器で得られた光強度の変化の発生時刻と下流側で得られた同光強度の変化の発生時刻の時間間隔を検出するための時間間隔検出装置とからなることを特徴とする落下物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紡糸工程中に発生するポリマー溶融物の落下を検出する検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紡糸工程において発生する異常には多くのものがあるが、このうち、溶融紡出されたポリマーが糸を形成することなくポリマー塊として落下するものがある。このような落下物は、ノズルプレートに付着したポリマーや、ノズルパックの漏れ等が原因になって発生するもので、種々の対策はとられているが、完全になくすことはできない。特にスパンボンド法での不織布製造工程においてこのような異常が発生すると、糸条牽引用のアスピレーターが詰まったり、後工程の熱圧接工程で使用するカレンダー装置にポリマー塊が挟まり、ローラーに損傷を与える等の障害が発生する。
【０００３】
本発明者らは、先に、このような異常が発生したことを検出し、装置に損害を与えないよう然るべき処置をとるための検出器を提案した（実開平１−７８１７１号公報）。しかし、この装置は、落下したポリマー塊により検出器に達する光が遮られることによる照度の低下を検出するものであるため、糸条の揺れ等ポリマー塊以外のものにも反応し、結果的に誤動作となるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題を解決し、紡糸工程におけるポリマー塊等の落下物だけを選択的に検出する装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、このような問題を解決すべく検討を重ねた結果、本発明に至った。すなわち、本発明は、溶融紡出された糸条群に沿って、その上流側に該糸条群を挟むように配置された光源部と自己走査型フォトダイオードアレイからなる受光部とからなる光量検出器１組と、その下流側に該糸条群を挟むように配置された光源部と自己走査型フォトダイオードアレイからなる受光部とからなる光量検出器１組と、上流側の光量検出器で得られた光強度の変化の発生時刻と下流側で得られた同光強度の変化の発生時刻の時間間隔を検出するための時間間隔検出装置とからなることを特徴とする落下物検出装置を要旨とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００７】
本発明に用いる光源部は、受光部である自己走査型フォトダイオードアレイ（以下、イメージセンサーという。）が十分な感度をもつ波長の光を照射するものであればよい。光源の種類としては、検出しようとする落下物の影がイメージセンサー受光面に生じる必要があるので、平行光束、点光源からの拡散光束または１点へ収束する収束光束を放射するものであれば理想的であるが、必ずしも完全な平行光束、拡散光束、収束光束でなくても、イメージセンサーの受光面に影を生じる程度に方向性をもった光線を照射できるものであればよい。また、光源として自然光を利用することも、先に述べた条件を満たしていれば可能である。
【０００８】
受光部であるイメージセンサーは、複数個の光電変換素子を線状または面状に並べ、外部からの信号に同調して光電変換素子群の個々の素子の信号を一定の順序で取り出すものであればよく、公知技術を利用し、製造、市販されているＭｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ（ＭＯＳ）タイプのものやＣｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ（ＣＣＤ）タイプのものが利用できる。また、本発明の目的を達成するには、光電変換素子を１列に配置した線状のイメージセンサーで十分その効果を発揮できるが、素子を２次元に配置した面状のイメージセンサーを使用することもできる。
【０００９】
本発明の光量検出器にイメージセンサーを用いるのは、イメージセンサーが走査方向に沿った位置の情報を得ることができるためである。通常、紡糸に使用する紡糸口金はある幅をもっており、紡出される糸条も広がりをもっている。特にスパンボンド法での不織布製造工程に使用される紡糸口金は、シート幅方向に広がった矩形のものもあり、通常の点状の受光素子の場合、非常に多数の受光素子を横方向に配置しないと、糸条に沿って落下する落下物の幅方向の位置を知ることができず、目的とする効果が得られない。数多くの受光素子を並べれば、本発明と同様の効果を得ることは原理的に可能であるが、現実には極めて低い位置分解能しか得られず、実用にならない。一方、イメージセンサーを使用すると、数ｃｍの範囲に１０００個程度の素子を配置した場合と同様の効果が得られ、また、イメージセンサーの直上に任意の光学系を配置することによって、任意の空間分解能を得ることが可能であるという利点がある。
【００１０】
横方向（糸条の方向に対して垂直な方向）の分解能は、イメージセンサーのＢＩＴ数と直上に配置した光学系で決まるが、さらに、イメージセンサーの出力信号を処理することによっても変更できる。イメージセンサー内の連続した複数の素子をまとめて１つの素子と見なせるような回路を設けておけば、見かけ上、空間分解能を任意に下げることもできる。通常のイメージセンサーの素子数（数百〜数千）と紡糸工程のスペース、入手できる光学系、上下に配設した２組の光量検出器の配設位置精度等を考えて検出する横方向の分解能を決めればよいが、通常、紡出糸条の中心で５〜２０ｍｍ程度の分解能にしておくのがよい。これが少なすぎると、極めて限られた２点を通過して落下するものしか検出できないし、逆に大きすぎると、誤動作が増加する。
【００１１】
通常、ポリマー塊等の落下物は、一定の速度でほぼ糸条に沿って落下する。したがって、落下物が発生した場合、まず、上流側に配設された検出器で落下物を検出し、一定の時間後に下流側に配設された検出器が落下物を検出することになる。これ以外の場合、例えば、上流側の検出器のみが検出して、下流側の検出器は検出しなかった場合あるいはその逆の場合、また、両方の検出器が検出しているが、その時間間隔が一定の範囲を超えている場合は、落下物の発生はなく、何らかの別の原因による誤検出である。したがって、上流側に配設された検出器が特定の範囲の光強度の変化（低下）を検出した後、予め定められた一定の時間範囲だけ遅れて下流側に設置された検出器が上流側の検出器と同じ位置で光強度の変化（低下）を検出した場合にのみポリマー塊の落下が発生したと見なし、何らかの信号、警報を発するようにしておけば、落下物の発生だけを分離して検出することができる。すなわち、本発明の落下物検出装置に、上流側の光量検出器で得られた光強度の変化の発生時刻と下流側で得られた同光強度の変化の発生時刻の時間間隔を検出するための時間間隔検出装置を設ける。
【００１２】
このように上下に配設された検出器で一定の時間範囲内に上流側、下流側の順に検出した場合のみ何らかの信号を発するようにするには、例えば、上流側の検出器が落下物を検出した後、一定の時間後に一定の時間だけ開くゲート回路を設けておき、下流側の検出器はゲート回路が開いている間だけ動作するようにしておけば、下流側の検出器の検出が、落下物の発生を検出したことになる。あるいは、上流側、下流側のそれぞれが落下物を検出した時間を記憶する回路を設けておいて、算術演算により一定時間内に上流側、下流側の順番に検出があった場合のみを選別してもよい。
【００１３】
図１は、本発明の装置の一例を模式的に示した概略図である。光源部１と受光部のイメージセンサー２とが溶融紡糸装置のノズル３下方に紡糸中の糸条４を挟むように配設され、さらに、同種の光源部１と受光部のイメージセンサー２とが紡糸糸条に沿って下流側の離れた位置にもう１組設置されている。各々のイメージセンサーの出力信号は、それぞれ独立に処理され、イメージセンサー受光面に到達した光量が一定のレベル以下に低下した場合、すなわち落下物が光源の光を遮った場合に信号を発する回路を接続した。さらに、遅延回路５、ワンショットマルチバイブレーター回路６よりなるゲート回路７により、上流側の光量検出器が光量低下を検出した後、一定の時間後に一定の時間だけ開くゲート信号を得、これと下流側の受光素子から上流側と同様の処理を経て得られた光強度の低下信号との論理積をとって落下物の検出信号を得る。
【００１４】
【実施例】
次に、実施例によって本発明を具体的に説明する。
【００１５】
光源部として、１２Ｖ−５０Ｗハロゲンランプを４個並べ、前面に擦りガラスの拡散板を取り付けたものを用いた。光源としての発光部の大きさは、高さ１５ｃｍ、幅４０ｃｍである。受光部のイメージセンサーは、５１２ＢＩＴのものを使用し、前面に焦点距離５０ｍｍの写真用レンズを取り付け、ノズル中心面上の像がイメージセンサーの受光面に結像するように配置した。５１２ＢＩＴを１６分割することにより、紡糸糸条の中心で１２ｍｍの空間分解能を得た。イメージセンサーの出力信号は、センサーのクロック成分を除去した後、比較回路により予め定められたレベル以下に信号強度が低下したことを検出する回路を経て、落下物の検出信号とした。
【００１６】
光源部と検出部のイメージセンサーを溶融紡糸装置のノズル下方に紡糸中の糸条を挟むように配設した（上流側の光検出器）。さらに、同種の光源部と検出部を紡糸糸条に沿って上流側の光検出器より下流へ３０ｃｍ離れた位置にもう１組配設した（下流側の光検出器）。各々のイメージセンサーの出力信号は、それぞれ独立に処理され、受光面に到達した光量が一定のレベル以下に低下した場合、すなわち落下物が光源の光を遮った場合に信号を発する回路を接続した。この検出信号と遅延回路、ワンショットマルチバイブレーター回路からなるゲート回路により、上流側の検出器が光強度の低下を検出した後、０．１ｓｅｃ後に０．５ｓｅｃ間だけ開くゲート回路を調節し、下流側の光量検出器の光強度低下の信号との論理積を落下物検出信号とした。
【００１７】
上記のような装置を用いて、紡糸工程中の落下物の検出能力をテストした。直径１９２ｍｍの紡糸口金より２５６本のポリエチレンテレフタレートフィラメントを溶融紡糸し、予め用意した直径２ｍｍのポリエチレンテレフタレートの小球１００個を紡糸中の糸条に沿って落下させることによって行った。結果は１００％の検出率であった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の装置によれば、落下物がほぼ糸条に沿って落下することを利用し、上下に配置した光量検出器が一定の時間間隔で光強度の低下を検出した場合のみ落下物の発生があったと見なすようにしたもので、紡糸工程での糸の揺れや他の要因による光強度低下を誤って落下物として検出することなく、紡糸不良による落下物のみを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の一例を模式的に示した概略図である。
【符号の説明】
１  光源部
２  イメージセンサーからなる受光部
３  紡糸ノズル
４  糸条
５  遅延回路
６  ワンショットマルチバイブレーター回路
７  ゲート回路
【図１】
0003901343.tif 000002