JP2002502973A

JP2002502973A - 大容量繊維試験システム

Info

Publication number: JP2002502973A
Application number: JP2000530791A
Authority: JP
Inventors: ホセイン，エム・ゴーラシ，; マイケル，イー・ギヤリオン，; マーク，エー・オーバーベイ，
Original assignee: ツエルヴエーゲル・ルーヴア・アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2002-01-29
Also published as: DE69924471D1; AU1886399A; EP1053466B1; CN100425988C; DE69924471T2; AU755454B2; US5943907A; CN1290344A; AR014548A1; BR9915557A; EP1053466A1; WO1999040428A1; TR200002303T2

Abstract

(57)【要約】課題綿繰機を経て綿が進行するにつれて綿の物理的特質を感知するための感知ステーションを含む綿繰プロセス制御システムを提供すること。解決手段綿繰機を経て綿が進行するにつれて綿の物理的特質を感知するための感知ステーションを含む綿繰プロセス制御システム。水分センサは広範囲に亙って綿に含まれる水分量を決定する。品質モニタは、綿の色、色分布、および、綿に同伴する屑その他の不純物の量およびタイプを決定する。微細組織寸法ユニットは微細組織寸法および綿成熟度の両方を決定する。繊維長さテスタは、長さ分布、切断強さ、および、綿繊維の伸びに関する情報を提供する。綿サンプルは綿繰フローストリームから収集され、多様な手動、半自動化、および、自動化様式において感知ステーションに呈示される。完全に自動化されたユニットにおける感知ステーションは綿繰機へ直接接続される。感知ステーションは、綿繰機操作を自動制御するために感知ステーションから得られたデータを使用する綿繰プロセス制御システムとも交信する。代替案として、感知ステーションは１つのスタンドアロンユニットに組み立てられる。スタンドアロンユニットの半自動バージョンにおいては、サンプルが手動で収集され、自動化されたサブサンプリング及び感知ステーションの試験のためにカセットの形でユニットに呈示される。この半自動バージョンにおいては、感知ステーションの構成は完全自動オンラインのユニットの場合と同じであっても差し支えない。スタンドアロンユニットの手動バージョンにおいては、サンプルが手動で収集され、様々な感知ステーションと手動で連絡がとられる。スタンドアロンユニットによって報告された情報は、綿繰機操作を手動制御するために使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は概して綿のような繊維材料を処理する方法および装置に関する。更に
詳細には、本発明は綿の品質を最適化する綿繰処理の方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

用語「綿」は「実綿」又は「リント」のどちらかに関して用いられる。実綿は
花の繊維と密着して存在する植物種子を有する綿木の未加工天然花である。リン
トは種と分離した花繊維である。

【０００３】綿繰り（ジニング）には、乾燥および実綿からの屑除去、リントからの植物種
子分離、リントから屑の追加的除去、リントの圧密化およびベイル包装が含まれ
る。プロセス装置の機械的容量に応じて、綿繰機（コットンジン）は毎時１５０
，０００ポンドの実綿を毎時１２，０００ポンドのリントに処理、即ち、５００
ポンドベイルに包装されたリントに処理する。これは、綿繰システムが幾つかの
異なるタイプの処理機械または装置で構成されることを意味する。各機械は、リ
ント製品の１つ又は複数の物理的性質に影響するように設計される。

【０００４】綿繰り後におけるリントの品質は、その最初の天然品質ならびに清浄化のタイ
プと程度、綿繰りプロセス期間中に受ける乾燥または加湿処理の関数である。繊
維の色、長さ、強さ、密度は品質の天然属性である。ただし、水分および屑の存
在は外部的に課せられる機械的影響によって変化を受け易い品質特性である。研
究によれば、綿繊維の見かけ強度は繊維の水分に正比例し、従って、水分レベル
が高ければ高い程強度が大きくなることが判明している。従って、例えば乾燥に
よって繊維水分が下げられると、見かけ強度が低下し、繰綿期間中の繊維切断頻
度が増加する。

【０００５】吸湿性材料であるので、綿の天然水分は周囲の空気の相対湿度に関して変化す
る。高湿期間中に収穫された綿は１２％以上の含水状態でジン（綿繰機）に届け
られることがあるが、低い湿期間中に収穫された綿は、４％以下の繊維水分を含
むことがあり得る。これらの理由により、前以て決定された所定の含水率のリン
トを繰り加工しようとする綿繰機は、処理しようとする綿に水分を加えるか、水
分を除去するかして準備が整えられなければならない。それにも拘わらず、米国
における大抵の綿は、実働中のプロセスバッチ内に存在する屑または水分の実際
量に関係なく標準化された順序で処理される。従って、綿によっては、綿内に元
来存在するレベルの屑に関して必要であるよりも多い個数のクリーナを経て過剰
に乾燥または処理されることがあり得る。この種の不必要な、或いは、有害でさ
えある処理を施すと、その結果として、繊維の品質を低下し、コスト、及び／又
は、処理時間を増大させることがあり得る。

【０００６】多くの米国綿作物は低湿度期間中に収穫され、繊維水分が４から５％で綿繰機
に届くことが多いので、繊維と種子の分離、及び、綿繰機スタンド及びリントク
リーナ内で切断する繊維の本数を減少させることによるリント清浄化以前に水分
を加えることによってこの種綿繊維の平均長さを改良することが可能である。た
だし、繰り処理の終了したリントの水分復元では繊維の長さは改良できない。一
方、繊維水分が９％以上の綿は綿繰機を円滑に通過しないばかりでなく、リント
クリーナを経て適切に処理もされない。従って、綿繰機の生産の観点および製品
の品質の観点から推奨される繊維水分レベルは６．５から８％である。

【０００７】屑の除去は主として販売のための等級および販売価格の経済的配慮に関連する
。ただし、それ以上屑を除去することによって得られる利益が繊維および綿種子
の破損、及び、過度の重量の目減りによって相殺される収益率減少点が存在する
。最新綿繰機は作動範囲内において予測される屑の状態を最も厳格に処理するた
めの清浄化装置を備える。この装置を実際に使用する場合には、入来する綿が含
む屑の内容に基づかなくてはならず、綿繰機において利用可能であるというだけ
の理由で比較的清浄な綿までも全ての清浄化機械を通過させてはならない。屑の
除去に関しては、綿の色によって決定される等級の綿を生産するために必要な屑
だけを除去するように制限されなければならない。それ以上の清浄化はベイルの
価を上げることなしに、重量を目減りさせるだけである。

【０００８】綿処理シーケンス（順序）を最適化する１つの方法は、例えばドライヤのよう
な装置の温度を制御し、例えば処理中の特定の綿にとって必要でない実綿クリー
ナ及びリントクリーナのような特定の機械をバイパスさせることである。従来、
例えば、屑の内容、含水率、色、繊維の長さ、長さの多様性、繊維の強さ、繊維
の伸び、及び、繊維の太さのような綿の物理的性質は、綿繰機のプロセスが進行
するにつれて監視されなかった。従って、リント製品の品質、等級、または、価
格を最適化するはずのプロセスシーケンスを決定するシステム又は方法は存在し
なかった。最適品質シーケンスを決定する方法がなかったので、最適品質シーケ
ンスを実施する手段または装置はなかった。

【０００９】従来の綿繰システムにおいて使用される幾つかのクリーナを変更するには、シ
ステムの運転停止期間ならびにバルブ構成を手動で変えるための労働コストが必
要である。流量シーケンス変更バルブを装備したこの種綿繰システムに関して、
１つの単一綿繰スタンドリントクリーナ装置のバルブ弁を変えるためには少なく
とも５分間が必要であると見積もられている。通常、綿繰機は、直列または並列
処理ライン内に３組以上のリントクリーナを装備するが、全ての綿繰機がバイパ
スバルブを装備しているとは限らない。

【００１０】従来型の綿繰システムにいて例えばリントクリーナのような機械をバイパスす
るためには、当該リントクリーナに直前先行するジンスタンドを通過する綿の流
れが停止される。前述のように装備されている場合には、バイパスされるべき機
械へ接続された材料流導管内のバルブが、通常、手動で閉じられる。その後で、
バイパスされる機械が停止される。バイパスされる機械をオンライン状態に戻す
には、前記のプロセスを逆にしなければならない。例えば実綿クリーナ又はドラ
イヤのような機械をバイパスするためには、全ての先行機械を停止しなければな
らず、従って、実綿クリーナバルブが手動で変更される数分間、綿繰システム全
体に亙って綿の流れを停止する。

【００１１】更に最近になって、色、水分、及び、屑の値を測定するオンラインセンサの開
発が米国農務省その他により後援されている。この種の開発は、Ｗ．Ｓ．Ａｎｔ
ｈｏｎｙ等に許可された米国特許第５，０５８，４４４号、Ｗ．Ｓ．Ａｎｔｈｏ
ｎｙに許可された米国特許第５，０８７，１２０号、および、同じくＷ．Ｓ．Ａ
ｎｔｈｏｎｙに許可された米国特許第５，６３９，９５５号によって部分的に記
述されている。本発明に関連して、これら従来の技術特許開示全体が参照によっ
て組み込まれている。

【００１２】同様に参照により全体がここに組み込まれている係属中の米国特許出願第０８
／６９１，０６９号は色および水分の物理的性質に関するオンラインセンサを備
えた綿繰システムについて記述している。更に、出願第０８／６９１，０６９号
は、システム流量ストリーム内相対屑含有量のオンライン測定について教示して
いる。これらの測定に対応するデータは中央処理装置（ＣＰＵ）に伝送される。
ＣＰＵは、流量ストリームの経済的価値を最適化するように流量シーケンスを決
定する綿繰機決定マトリックスを生成するためにオンラインセンサデータを受け
取って処理するコンピュータプログラム論理を備えた中央制御コンピュータであ
る。特定の流量シーケンスが終了すると、例えば、実綿またはリント移送導管内
のモータ作動バルブのような電源供給されている流量コントローラに適切な演算
信号が発出される。

【００１３】係属出願第０８／６９１，０６９号はオンライン品質開発に向けられた重要な
進歩について記述しているが、プログラム論理に貢献する可変データベースは未
だ色、水分、及び、屑に限られる。従来技術のプログラム論理は、繊維の長さ、
繊維長さの多様性、繊維の強さ、繊維の伸び容量、及び、繊維の周囲長と微細組
織寸法の性質に関係した管壁の厚さについては考慮しない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従って、最適品質処理シーケンスの開発における色、水分、及び、屑と共に繊
維の強さ、繊維の長さ、繊維長さの多様性、繊維の伸び容量、及び、微細組織寸
法で表した綿の性質について考察する自動綿繰機制御システムが必要である。

【００１５】

【発明を解決するための手段】

従って、本発明の１つの目的は、色、水分、及び、屑、ならびに、繊維の強さ
、繊維の長さ、長さの多様性、伸び容量、及び、微小構造を測定するためのオン
ラインセンサを備えた綿繰機制御システムを提供することにある。

【００１６】また、本発明の１つの目的は綿繰機システムの材料流通路に沿った多くの場所
に配置される実質的に単一化された計器アセンブリを提供することにある。

【００１７】本発明の更なる一目的は、移動中の繊維の平均長さ、繊維長さの多様性、繊維
の伸長値、及び、繊維見本の切断強さを決定するための物理的見本の自動操作の
ために綿の流量ストリームの連続性を実質的に中断することなく作動中の綿繰機
処理ストリームから物理的見本を抽出する装置を提供することにある。

【００１８】また、本発明の一目的は、微細構造測定のための幾つかの新規計器を提供する
ことにある。

【００１９】本発明の他の一目的は、見本の重量測定の必要性を回避する微小構造決定を行
うための方法および装置を提供することにある。

【００２０】さらに、本発明の一目的は綿見本の成熟度を決定するための修正された方法
および装置を提供することにある。

【００２１】更に、本発明の他の一目的は、流量ストリームへの手動侵入または実質的な中
断なしに、そこに流れる流量ストリームから微細組織特有の寸法を得るための方
法および装置を提供することにある。本発明の更なる一目的は、例えば、綿繰機
のような供給源から既に除去され、スタンドアローン計器へサンプルとして手動
で呈示された綿繊維を試験するように適応された、装置のスタンドアローン設備
として実質的に単一化された計器アセンブリを提供することにある。

【００２２】更に本発明の他の目的は、例えば、綿繰機のような供給源から既に除去された
綿繊維を試験するように適応され、手作業による支援なしで試験されるサンプル
を収集して準備することのできる、装置のスタンドアローン設備として実質的に
単一化された計器アセンブリを提供することにある。

【００２３】複数の処置ユニットを有し、綿同伴空気流を移送するための導管を備える綿繰
機において、特定の処置ユニットを選択的に取り入れるか又は外すために、例え
ば遠隔制御されたモータバルブのような流量制御装置が導管内に配置される。各
流量制御装置の導管流量制御状態は、オンライン綿特質測定からのデータに基づ
いて綿繰プロセスシーケンスを選択するようにプログラムされた綿繰制御コンピ
ュータによって指示される。繊維強度、繊維長さ、繊維長多様性、及び、長さの
伸び、ならびに、湿気、色汚染、微細組織寸法、及び、成熟度に関して綿特質試
験が行われる。制御プログラムは、リント製品の品質、リントの等級、リントの
値、または、他のこの種制御対象に、必要に応じて、バイアスをかけるように書
くことができる。コンピュータによって指示されるプログラムシーケンスの完全
性に関する要諦は、コンピュータへ伝送される綿特質データの精度および一貫性
である。

【００２４】本発明は、導管流量ストリームから或る量のサンプルを一時的に収集し、それ
を導管内の透明窓の壁部分に押し付けるパドル型サンプラによって材料移送配管
内で分離されるべきオンライン綿流量ストリームサンプルに備える。透明窓の肉
部分の外側に設置されている反射率またはスペクトログラフ的光学センサは窓の
壁部分の内側に押し付けられたサンプルの塊から反射された光の値に反応する。
この種の反射光の値は光学センサによって検出され、サンプルの色および屑含有
量を決定するために用いられる。

【００２５】オンラインパドルによって捕捉される流量ストリームサンプルの水分含有量は
、電気抵抗グリッドを備えたセンサるによって測定される。この抵抗グリッドは
、好ましい一実施形態におけるダクト壁に埋め込まれるか、又は、その代りに、
パドルに埋め込まれる。パドルが壁に堆積したサンプルを押し付けるにつれて、
サンプルの塊は抵抗グリッドに密接に押し付けられ、サンプルを通過する小さい
が測定可能な電流値がサンプルの水分含有量に比例する漏洩電流を誘発する。

【００２６】導管内流量ストリームサンプルを導管内のスクリーン（ふるい）またはアパー
チャグリッド（小孔格子）に対して押し付けるために同一または独立したパドル
型サンプルアキュムレータ（堆積装置）を使用することもできる。導管壁の外側
に、ただし外気から絶縁されて、複数の櫛形を担持する閉回路ベルトコンベヤが
設置される。閉回路のまわりでベルトが駆動されると、櫛形はアパーチャグリッ
ドの外側表面に対抗して接触しながら通過し、パドルの圧縮圧力の下でグリッド
の小孔を通って突出した繊維のパックされたパッチ（詰められた小片）からサン
プルを掻き出す。櫛形のタイン（鋭角先端）にビアードとして（あごひげ状に）
付着した繊維サンプルは、ピンチバー（こじり棒）によって堅固に固定されてい
る。コンベヤベルトが前進するにつれて、櫛形および付着した繊維はコウミング
（くしけずり）ステーションに到着し、ベルト櫛形によって固定されている繊維
サンプルはここでコウムされる（くしけずられる）。第２のインクリメント（増
分）運動は、ベルト櫛形、および、それによって保持されている繊維サンプルを
ブラッシング（ブラシがけ）ステーションまで前進させ、ここで、ビアード繊維
（あごひげ様繊維）の平行化が完了し、緩い繊維および異物が除去される。ベル
ト回路内の第３ステーションは先ず、長さプロファイルの合成内容に関してサン
プルビアードを光学的に走査し、それによって、平均長、短い繊維の長さ、及び
、長さの均一性（についての情報）を派生する長さ分布データ（ファイバグラム
）を提供する。

【００２７】次に、拡張されたサンプルビアードは、ロードセルに固定された万力顎の間で
グリップされ（掴まれ）、掴み櫛形と万力顎の間に、ビアードが切断するまで、
測定済み（既知）の引張り力が供給される。この測定済み引張り力は繊維の引張
り強さおよび繊維の伸びに関係する。

【００２８】長さ測定／切断ステーションに続いて、掴み櫛形内に残っているビアード残留
部分がドッフィング（櫛形から繊維を外す）ステーションに進められ、ここで、
ピンチバー（こじり棒）と櫛形タイン（鋭角先端部）とのかみ合いが解除され、
繊維粒子が真空除去システム内に解放される。コンベヤベルト回路内の各ステー
ションに関しては、サンプリング（見本採取）櫛形が装備され、それによって、
測定された繊維長さ、繊維長さの多様性、繊維の引張り強さ、及び、繊維の伸び
に比例する電気伝送され増分的に連続するデータの流れが生成される。

【００２９】微細組織寸法は、繊維の周囲および繊維の肉厚に基づいて綿の繊細さを表す織
物業界特有の経験的に設定された寸法である。微細組織寸法測定値は、サンプル
内を通過する空気の流量を測定することによって決定される。繊維の全表面は流
体抵抗を決定する。伝統的な微細組織寸法測定手法によれば、繊維を詰めた所定
容量のシリンダ（円筒）の所定の軸方向長さを貫いて或る既知流量の空気を強制
的に通過させる。この場合、その軸の長さ全体に亙る圧力損失が測定され、この
測定値は、詰められた容量内の繊維の重量によって正規化される。当然のことと
して、微細組織寸法測定の特質試験は次に示す幾つかの個別的ステップを必要と
するものとする。即ち、試験量の繊維を分離するステップと、その試験量の繊維
を円筒形テストセル内に置くステップと、試験流量ストリームをテストセルに、
試験量の繊維を貫いて供給するステップと、軸方向の長さの両端における空気流
の圧力降下を測定するステップと、試験量の繊維の重量を測定するステップとで
ある。

【００３０】本発明において、微細組織寸法のオンライン測定は、主材料キャリヤダクトか
ら分路した配管によって達成される。浮遊状態の繊維を含む流量ストリームは分
路に導かれ、試験セルの端部壁を構成する多孔性または孔あきピストンの面に対
して繊維を堆積させる。分路の流量ストリームが継続するにつれて、多孔性ピス
トン面に対し、かつピストン面の前に位置するシリンダボアに沿って繊維が堆積
する。軸方向に間隔を保って、シリンダボアに沿って所在する１対の圧力タップ
帯域の圧力は、シリンダボア内に堆積した繊維の量の表示（インジケータ）とし
て差圧力に関して監視される。所定の堆積点において、分路は繊維移送メインダ
クトに対して閉じられ、第２の孔あきピストンは繊維の堆積容量内に入って、対
面するピストン面の間で堆積した繊維を圧縮する。堆積した繊維が圧縮される容
量は既知の値であるか、又は、測定して決定される値である。測定して決定され
る値である場合、圧縮ピストンの面は、堆積した繊維の塊に所定値の圧力または
力を加える。所定の圧縮力が加えられた状態におけるピストン面の位置が測定さ
れ、対応する容量が決定される。このような配置において、対面位置にあるピス
トン面の間の固定容量内に堆積した繊維の塊を貫いて流れる既知の空気流量が確
立され、これに対応する圧力差が測定される。既知容量の両端における圧力差の
測定に続いて、第１の多孔性ピストンが引っ込められ、堆積シリンダの軸方向拡
張部を正接方向の出口導管に向けて開かせる。堆積した繊維サンプルの第２ピス
トン端部に空気圧パルスが突然加えられることにより、サンプルは試験位置から
出口導管内へ移動する。出口導管に沿った移送により、テストサンプルは、秤量
プラットフォーム上に堆積させられ、そこで、重量測定を必要とする方法のため
に、テストサンプルの重量が測定される。試験差圧力およびテストサンプル重量
に比例する信号（測定するか、又は、経験的に決定する）微細組織寸法測定に関
するＣＰＵに伝送される。

【００３１】

【発明の実施の形態】

プロセスフローシステム図１Ａ−１Ｄを参照することとし、一般的な綿繰機を表す幾つかの図面の特徴
を通して、同様の参照文字は同様または類似の機械または要素素子を表すものと
する。一般的に綿は空気路導管の中で制限された空気流ストリーム内の各処理ス
テーション自体およびそれらの間を経て順次移送される。実綿の流動化移送用望
遠鏡型ピックアップシステム内の空気流速度は５，５００から６，０００ｆｔ／
ｍｉｎである。リント綿の流動化移送用て空気流速度は約２，０００から３，５
００ｆｔ／ｍｉｎである。

【００３２】綿は育成畑から綿繰機へルースバルク（ばら荷）またはまとめられたモジュー
ルの形で引き渡される。ルースバルク送り出し荷物（デリバリ）は真空ドラフト
により、望遠鏡型ピックアップパイプ１０を経て、供給移送配管２０へ引き込ま
れる。他方、レールカー（気動車）またはハイウェイバン用サイズにまとめられ
たモジュール１６は分散ヘッド１２内へスパイク付き回転式被駆動ローラ１４の
バッテリに対して管理された供給用としてフィードコンベヤ１５上に置かれる。
スパイク付きローラは先行端面に沿ってモジュールを寸断して個々の実綿ボウル
（さや）を解放し、解放されたこれらの実綿ボウルはファン１８のドラフトによ
ってフィードホッパ１７に引き込まれる。吸入ピックアップパイプ１１は実綿流
を供給移送ダクト２０に通過させる。

【００３３】次に、実綿プロセスラインに沿って、グリーンボウル（未熟なさや）および岩
石分離装置２２が配置される。機械によってストリップされた綿は多数の緑色の
未熟ボウル（さや）を含むことが多く、この種のボウルは、綿繰鋸の歯の詰まり
、シードロールの回転不能、ロールボックスの内側およびソー（鋸）、綿繰機、
スタンド、その他の機械の可動表面における粘着物の堆積などのような綿繰機故
障の原因となる。多数のグリーンボウル（未熟なさや）が清浄化機械によって破
壊され、それらの中実は隣接する綿に水分を加える。また、水分は他の湿った植
物材料から乾いた綿へ移され、綿繰機故障の原因となる。綿および綿種子は、特
に未熟な場合、水分を含んでいる時には、粘着性を生じて綿繰機の粘着故障の原
因となり得る少量の物質を含む。その上、スピンドルピッカ及びマシンストリッ
パは岩石、土壌の塊、金属スクラップ、根、及び、現場における重量物体を拾い
あげる。これらの汚染物質は、綿が綿繰処理機械に到達して機械の損傷、流れ障
害、または、火災の原因となる以前に除去されなければならない。

【００３４】幾つかのタイプのグリーンボウル（未熟な綿鞘）および岩石の分離器の中の１
つのタイプでは、管路流の方向を突然変更することによって生じる遠心力を利用
する。成熟して開いたボウル（綿鞘）は、より重くて密度の大きい物体よりも空気流の通路により接近して流れに従う傾向がある。この種の密度の大きい物体は
、空気流の突然変化方向の正接直線方向に沿って移動を継続しようとする傾向が
ある。この正接経路の行く先は汚染物質収集チャンバであり、汚染物質をシステ
ムからの排除に導く。

【００３５】実綿が供給移送導管２０へ供給され、グリーンボウル及び岩石の分離器を通過
する速度はサージビン２４によって制御される。サージビン内のセンサは、供給
移送導管２０内バルブを開閉することによって吸込みをオン・オフする。

【００３６】実綿の流れは、サージビン真空ドロッパ２６を通過して、第１ドライヤ供給ダ
クト２８に入る。このダクトは、図１Ｂに示すように、第１乾燥タワー３０内へ
流れを送り出す。綿の流れがドライヤに入るにつれて、この流れは乾燥した加熱
空気と混合される。第１ドライヤ吐き出しダクト３２は、微細に分割された粒子
を除去し、実綿を開かせて、後続する乾燥および抽出プロセスの準備を整えるた
めに、流動化された実綿の流れを第１の６個シリンダ傾斜フロークリーナ３４内
に移送する。シリンダクリーナ３４は、通常４から７個の一連のスパイク付きシ
リンダ円筒によって構成され、これらのシリンダは、実綿を撹拌し、小さな開口
部またはスロットを施した清浄化表面を横断して運搬する。清浄化表面は凹面の
スクリーン、または、グリッドロッドセクション、または、鋸歯付きディスクの
いずれであっても差し支えない。シリンダの作用によって実綿から除去された異
物はスクリーン又はグリッドロッド又はディスク状開口部を経て落下し、収集さ
れ、トラッシュダクト３６を経て処分される。処理された流量ストリームは真空
ドロッパ３８および移送ダクトセクション３９に引き渡される。真空供給ダクト
３７は、スクリーン又はグリッド境界の両端の圧力差を維持し、除去された屑の
移送を偏向させて、スクリーン又はグリッドを経てトラッシュ収集ビンへ入れる
。一般的な繰綿システムにおけるその次の実綿清浄化装置は、２つの鋸式シリ
ンダ４２及び再生鋸式シリンダ４４を含むスチック（小枝）及び緑葉機械４０で
ある。清浄化された綿は真空ドロッパ４５を経て第２タワードライヤ供給ダクト
４７内に移動を継続する。スチック及び緑葉機械４０によって分離された屑およ
び拒絶された物質は真空ドロッパ４９を通って屑吐き出しダクト５０に入る。

【００３７】湿った綿を適当に乾燥させると、生産機、綿繰機、紡績機にとって幾つかの方
法において有益である。ドライヤは、繰綿プラントが一層円滑に、かつ一層連続
的に稼働するように、過剰湿気を除去し、部分的に開いた房をけばだてることに
よって実綿を調整する。これらの理由から、「最悪」情況に適応するようによく
考案された繰綿設備とするために十分な乾燥容量が装備される。ただし、過度の
乾燥は品質上の問題を引き起こすことがあり得る。乾燥し過ぎによる損傷は次の
２つに起因する、即ち、繊維を過度に熱くすることと、過度の繊維破損を生じさ
せることである。乾燥し過ぎで脆くなった状態で、機械式クリーナ、繰綿スタン
ド、および鋸型リントクリーナによって綿を処理すると、繊維破損を引き起こし
、それによって繊維の平均長さを短縮する。第２タワードライヤ５２が用いられ
る場合には、図１Ｃに示す第２シリンダ傾斜クリーナ５６へ引き渡すために第２
ドライヤ吐き出しダクト５４を通る材料流量ストリームが出現する。スパイク付
きシリンダによってシリンダ配置構成の上と下を経て実綿を通過させるにつれて
、真空はスクリーンドラフトダクト５９から綿の流れおよびスクリーンまたはグ
リッドを通して空気を引く。スパイク付きシリンダによるマウリング（強打運動
）によって剥がされた綿上の乾いた汚染物質は、屑ダクト５８を経て吐き出され
るように、スクリーン又はグリッドを経て屑収集ビン容器に引き出される。合格
綿はシリンダ傾斜の最上部において放出され、第３の傾斜シリンダ清浄化機械６
４への引き渡しのために真空ドロッパ６０および中間移送ダクト６２へ入れられ
る。

【００３８】ただし、この第３クリーナも、同様に、流量ストリームから捕捉された緩いリ
ントを真空ドロッパ６８内に放出するリント再生鋸式シリンダ６６を含む。真空
ドロッパ６８を通過したリントは空気リントクリーナ８０又はジンスタンド後流
量ストリーム内の制御されたバット（打ち延べ綿毛）鋸型リントクリーナ８２に
向かって交互に経路指定される。第３傾斜シリンダクリーナ６４からのメインフ
ローは、次に、ジン供給シュート７４に沿ってジンスタンドフィーダアセンブリ
７６に供給するためにスクリュコンベヤ／ディストリビュータ７２に導かれる。
フィーダアセンブリの主要機能は実綿フローを、制御可能な速度でジンスタンド内へ均等に供給することである。

【００３９】ジンスタンド７８はジンプラントの心臓部である。このメカニズムは綿リント
から綿種子を分離する。システムの容量および生産されたリントの品質および潜
在的な紡績可能性はジンの運転状態に依存する。綿繰スタンドの作動品質は、繊
維強度および微細組織寸法を除いて全ての共通測定された繊維特質に影響する。
通常、綿繰スタンドの直後には空気リントクリーナ８０が配置される。綿繰スタ
ンドからの緩いリントには、空気リントクリーナのチャンバ内ダクトを経て空気
が吹きつけられる。ダクト内を移動する空気と綿は、狭い屑排出スロットを横断
して通過する時に、突然方向を変更する。綿繊維より重く、繊維によってさほど
緊密に保持されていない異物は慣性力によってスロットを経て噴出される。

【００４０】綿繰スタンド７８及び空気リントクリーナ８０からの流動化されたリント流は
、鋸型リントクリーナ８２によってコンデンサスクリーンドラム上でバット（打
ち延べた綿毛）に形成される。次に、このバットは１つ又は複数の組の圧縮ロー
ラにより、非常に密接に接触したフィードローラとフィードプレート又はバーの
間を通過して鋸式シリンダに供給される。各組の圧縮ローラは、先行する一連の
ローラの組よりも僅かに速い速度で回転し、バットを幾分薄くする。鋸の歯が繊
維を噛み込むにつれて結合作用が起きるように、フィードローラとプレートはマ
ットを掴む。鋸式シリンダの歯は繊維を吐き出し点までに運ぶ。繊維は、鋸型シ
リンダ上を移動する期間中に、遠心力と、鋸型シリンダとグリッドバーの間のこ
すりつけ作用と、空気流によって支援された重力との組合わせによって清浄化さ
れる。繊維は、回転ブラシ又は空気ブラスト又は空気吸い込みによって鋸歯から
剥ぎ取られる。使用される綿繰スタンドの個数および容量に応じて、複数の鋸型
リントクリーナ８２が並列バッテリ８４状または直列シーケンス状に協調的に接
続される。

【００４１】ベイル（梱）包装工程は、綿繰機における綿処理の最終ステップである。図１
Ｄに示すように、包装（パッケージング）システムは、バッテリコンデンサ９０
、リントスライド９４、リントフィーダ９６、及び、ベイル圧縮機械９８で構成
される。リントクリーナバッテリ８４からの清浄なリントの流れはコンデンサ排
出ダクト８６内に放出される。コンデンサ９０は低速回転するスクリーン付き又
は孔あき金属カバーで覆われたドラム９２を備え、綿繰機にかけられたリントは
その上でバットを形成する。バットは、剥ぎ取りローラーの間を通ってリントス
ライダ９４へ放出される。羽根軸式または大容量遠心ファンによって供給された
運搬空気はドラム上のスクリーンを通過し、エアダクト９９を経てドラムの一端
から放出される。リントスライドは、バッテリコンデンサ９０をベイル用ステー
ション９８のリントフィーダ９６に接続する板金トラフである。リントスライダ
は、リントバットの回転なし摺動運動を保証するために、水平と３３度から４５
度の角度で設置される。

【００４２】材料移送システム図２において、図１Ａから１Ｄまでに関して以上に述べた基本的プロセス機械
がブロック表示される。機械ロックを接続する線は綿移送配管を表す。ダクトラ
イン（配管を表す線）の矢印は、それぞれのダクト内における優勢な流れ方向を
表す。簡易化のために、各プロセス機械は、それに対して流入および流出する綿
のフローライン（流れを表す線）と共に図示される。実際には、ファンドラフト
システムによって動力化され、かつ動力化された真空ドロッパによってチェック
される並列および直列フローを伴い、フローシステムは遥かに複雑である。しか
し、当面の目的のためには、それぞれのプロセス機械に対して出入する流れ制御
は、単一４方向バルブ記号１００によって表せば十分である。各機械に関して用
いられる実際の１つ又は複数の流れ制御デバイスは複数の装置であり得るので、
流れ経路が４方向バルブの場合とは異なるとか、或いは、特定のプロセス機械マ
の間では流量コントローラは完全に省略されて図示されていることもあり得るこ
とを理解されたい。前述の注意が理解されているならば、１００Ａから１００Ｋ
までの４方向バルブが２つの流れ制御経路を提供し、それによって、主要材料流
量ストリームは、関連プロセス機械に対して交互に経路指定されるか、または、
中央コンピュータ２００からの制御信号による要求または命令に従って当該機械
を通り過ぎることが分かるはずである。材料の主流がプロセス機械に経路指定さ
れている場合には、当該プロセス機械からの放出流は、制御されて主要流量スト
リームへ復帰するために４方向バルブへ戻るように経路指定される。プロセス機
械がバイパスされる場合には、当該機械からダクトによって吐き出される流れは
阻止されるか、または、閉ループ隔離のために入り口フローダクトへ接続される
。

【００４３】１００Ａから１００Ｋまでの各バルブは特定機械の用途に適した形式のモータ
によって操作される。この種モータは電気、圧縮空気、または、油圧によって動
力がを与えられても差し支えない。ここに、用語「モータ（原動機）」には、回
転式およびリニア駆動機械の両方が含まれると拡張解釈されるものとする。従っ
て、モータ制御には、コンピュータ２００からの特定コマンド信号を所要のダク
ト流量制御目的に変換するために不可欠な全ての作用および装置が含まれるもの
とする。この種技術は当業者にとって周知の技術であり、図５から８までに示さ
れるダクトフローコントロール（導管内流制御）に特に適当である幾らかのメカ
ニズムを除き、ここでは更に説明しないこととする。従って、ダクト流量制御装
置１００Ａ−Ｋを制御コンピュータ２００に接続する図２の線１０２Ａ−Ｋはそ
れぞれのダクト制御信号伝送経路を表す。

【００４４】センサデータ送信機１２０Ａ−Ｌは各処理機械の間の綿移送配管と関連する信
号搬送波導管１２２Ａ−Ｌによって接続される。実際には、図２の各データ送信
機１２０は複数のデータ送信機を表し、各送信機は対応する試験計器による特定
の綿の性質測定に用いられる。

【００４５】綿サンプル抽出図３は、透明なアウトラインを用いた、方向性流れ矢印１１２によって表され
る空気に含まれた綿の流動化移送のための一般的な方形横断面ダクト１１０を示
す。１つのダクト境界壁１０４に沿って、側壁１１８の間に床平面１１６を有す
るサンプルくぼみ１１４が配置される。くぼみ床平面１１６内に、透明窓１２４
と床平面１１６を貫通する小孔のマトリックス１２６が設定される。フラッパエ
レメント１３０は、床綿に平行な軸１３６のまわりに回転するように対面する側
壁１１８の間に蝶番式に取り付けられる。図４の断面図において、フラッパが回
転してダクト流量ストリームの外に出た時、くぼみ床平面１１６はフラッパエレ
メントの上流面１３２から実質的に間隔を保つ。フラッパ１３０が回転してダク
ト流量ストリームの外に出た時に、下流面１３４はダクト管壁１０４平面に実質
的に平行であることが好ましい。フラッパの回転は、例えばクランクアーム１３
８に作用する図示されていないリニアストラットモータのような適当に制御され
た任意の動力手段によって駆動されることが好ましい。

【００４６】完全な明細書が参照によってここに組み込まれている米国特許第５，０８７，
１２０号、及び、第５，６３９，９５５号によって開示されているように、フラ
ッパを流量ストリーム内に横断して立てた場合に、ダクト流量ストリーム内の綿
サンプル必要量はフラッパの上流面１３２に対して迅速に堆積される。フラッパ
を更に回転させると、窓１２４および小孔マトリックス１２６に対して堅く締め
られた綿１２８の塊として綿サンプル堆積体はくぼみ１１４内に圧し下げられる
。窓の外側１２４には、例えば色および屑含有量のような綿の性質を検出するた
めの光学分析器１５０が配置される。例えば、全体が参照によってここに組み込
まれている米国特許出願第０８／９６２，９７３号１９９７年１０月２８提出
に開示されているＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ，Ｉｎｃ．及びＺｅｌｌｗｅｇ
ｅｒＵｓｔｅｒ，Ｉｎｃ．製のビデオカメラを基調とする計器がこの目的に適
する。内部窓１２４表面に対して堅く圧し締められた綿の表面で反射された光は
ビデオカメラ１５０からの電気信号を刺激する。これらの信号、または、それら
の調整された形は、綿の色と屑含有量に比例した関係を持つ未加工入力データと
してコンピュータ２００へ伝送される。

【００４７】くぼみ１１４の床１１６に接合された充電されたグリッド１４０は少なくとも
２つの平行導体回路を有する。フラッパを回転して堆積物をグリッド１４０に対
して圧縮した時に、フラッパ１３０の上流面１３２の面堆積物と密接に電気接触
するように、導体エレメントは絶縁されていない。並列回路間の漏洩電流は可変
抵抗体としての堅く締められた綿サンプルによって導通される。綿サンプル１２
８の抵抗値は綿サンプルの水分含有量に比例する。並列回路間の電位が既知であ
れば、サンプルの水分含有量は対応する回路電流に比例する。従って電流値はサ
ンプル含水データとしてコンピュータ２００へ伝送される。

【００４８】一代替実施形態において、含有水分検出のための並列導体回路はフラッパ１３
０の上流面１３２に対して接合されても差し支えない。水分センサについては、
その全体が参照によってここに組み込まれている１９９７年１１月４日提出の米
国特許出願第０８／９６３，８５５号に更に完全に開示されている。

【００４９】くぼみ１１４内に圧縮されたフラッパ１３０の上流面１３２上の綿サンプル堆
積物１２８は、フラッパの回転によって、同様に、小孔マトリックス１２６に対
して圧し付けられる。結果的に、繊維のレンズ状ふくらみ１４２が小孔プレート
１２６の外部から突出する。図４及び９に関して、そこに固定された複数の櫛形
装置１６２を備えた閉コースコンベヤ即ち無限軌道運搬ベルト１６０は複数のス
プロケット１６４のまわりを巡回する。米国特許第５，１７８，００７号によっ
て開示されているように、各櫛形は、回転可能なタイン（鋭角先端部）キャリヤ
を備えて構成される。このキャリヤベルトは、小孔プレート及び綿のふくらみ１
４２によるマトリックスの外面に極めて近接した経路を移動する櫛形１６２を位
置合わせするために、配管１１０または他の堅固な枠構造体に固定される。櫛形
１６２が動くと、突出している綿のふくらみ１４２によって伸長したタイン（鋭
角先端部）を駆動し、綿繊維のサブサンプルを掻き出す。

【００５０】このサブサンプルは、細長く薄く平ぺんな種々長さの異なる繊維の房のような
物理的外観によって「あごひげ」として特徴付けられる。キャリヤベルトの動き
は、幾つかのあごひげ準備体と試験ステーション１６６、１６８、１７０、１７
２との間の最小分離距離に対等な距離を移動するベルトの各増分を伴った間欠運
動であることが好ましい。キャリヤベルトに沿った連続したベルト櫛形１６２の
間の配置間隔はベルト運動のインタバルに対応することが好ましい。キャリヤベ
ルトの運動の間の静止すなわち停止インタバルは、整列した複数のサンプルの中
の最大あごひげサンプル処理時間によって決定される。通常、停止インタバルは
、長さ／強さ試験計器１７０の完全１サイクルに必要とされる時間によって決定
される。キャリヤベルト１６０の運動はベルトキャリヤスプロケット１６４の１
つに結合されているモータ（図示せず）によって駆動される。ベルト駆動モータ
の操作制御は中央コンピュータ２００によって実施されてもよいが、そうでなく
ても差し支えない。ベルト１６０の操作は、繊維プロパティデータのコンピュー
タ２００への伝送を除き、コンピュータ２００操作から実質的に独立している。

【００５１】また、フラッパ１３０によるサンプル収集もサンプル浄化相を含む間欠的操作
である。コンパクトにされた綿サンプル１２８の少なくとも１回のビデオ走査お
よび少なくとも１つのあごひげサブサンプルの掻き出しに続いて、フラッパ１３
０はコンパクト化されたサンプル１２８から離れて下流の流線くぼみ１４４に入
るように回転させられる。ダクトフロー主流１１２によって引き起こされる正常
な境界層乱流および吸気現象はコンパクト化されたサンプル１２８をサンプルく
ぼみ１１４から追い出し、フラッパ１３０の上流面１３２を浄化する。

【００５２】微細組織寸法試験に関する主ダクト流量ストリーム１１２の代表的サンプルは
、図３に示す分路ダクト１８０によって抽出されることが好ましい。大きい方の
流量ストリームから小さい流量ストリームを分離させる多くのよく知られている
技法があり、それらの大部分は、メインダクト１００との接合部１８２に近い分
路ダクト１８０内に部分的真空または絶対低圧帯域を含む。図３の例において、
フラッパ１３０を直立させると、接合部１８２に近いメイン流量ストリーム内に
局部的な静圧上昇を生成する。分岐ダクト１８０に沿って接合部１８２から離れ
る方向に引き起こされる退出ドラフトは綿粒子をメイン流量ストリームから引き
出して分岐ダクト１８０内に入れる。分岐ダクト１８０用の安定したドラフト源
は、分岐ダクトフローチャネル内のディスクバルブ１８４によって都合よく制御
される。円盤型アクスルシャフトは、例えば、クランクアーム１８６およびリニ
アモータ（図示せず）によって回転させることができる。

【００５３】微細組織寸法試験その他のための一代替案としてのサンプル抽出方法および装
置を図２１に示す。移送ダクト１１０内の綿サンプル堆積物１２８は、例えば回
転タイン又はカーディングシリンダ１４８の歯１４９に対して綿ベッド１２８を
圧し付ける逆転タンパ１４６のような、任意の適当な手段によって圧縮される。
ダクト壁部分１０４におけるスロット付き小孔１５８は、歯１４９の周囲によっ
て、堆積した綿ベッド１２８内に浅い侵入を起こさせる。歯１４９によって堆積
ベッド１２８からむしり取られた繊維は、カーディングシリンダ１４８の回転弧
の周りの歯１４９によって、回転ブラシ２４６を備えた回転ニップ１８８内へ運
ばれる。この場合、更に迅速に回転ブラシ２４６がより急速に回転すると、カー
ドシリンダ歯からサンプルを抽出する。ブラシ２４６の周囲に隣接したピックア
ップ開口部を持つ真空パイプ２４８は、ブラシの剛毛によって保持されている繊
維を微細組織寸法試験チャンバへ引き渡すためにパイプ内に吸引する。

【００５４】代替実施形態において、綿サンプルは収集されずに、綿繰機内の綿フィードス
トリームから試験装置へ自動的に引き渡される。これらの代替実施形態において
、綿サンプルは何等かの他の仕方において収集され、試験装置のスタンドアロン
部分に引き渡される。スタンドアロン試験ステーションは、繊維長さ、繊維長さ
分布、繊維強さ、繊維伸び、繊維の水分含有量、繊維の屑含有量、繊維の屑識別
、繊維の色、繊維の色分布、繊維の微細組織寸法、および、繊維の成熟度の試験
装置を含む、ここで説明した計測装置の多数の異なる組合わせの全てまたは任意
の１つを収容する。スタンドアロン試験ステーションは繊維の長さ、繊維の水分
含有量、繊維の色に関する試験ステーションを含むことが好ましい。

【００５５】図２６に示す一実施形態において、大きい綿のサンプルが収集され、例えば図
２７に示すように、ビンまたはカセット４０２内のテストステーション４００に
もたらされる。各ビンまたはカセット４０２がテストステーション４００によっ
て一意的に識別可能であるようにビンまたはカセット４０２はある種の識別子を
含むことが好ましい。これを達成する一方法は、テストステーション４００によ
って走査され、テストステーション４００によって実施される全ての測定と相互
関係を持たせられる取外し可能なバーコードラベル４０４を各ビンまたはカセッ
ト４０２に、備えることである。ビンまたはカセット４０２は、例えば動くコン
ベヤベルト４０６で、自動化されたステージング及びインデクシングシステムに
ロードされる。この仕方において、前にロードされビン容又はカセット４０２の
測定の実施にテストステーション４００が未だ使用されている期間中に、新しい
綿サンプルを含むビン又はカセット４０２はテストステーション４００に運ばれ
てロードされる。現行ビン又はカセット４０２の読み取りが完了すると、ステー
ジング及びインデックシングシステムがインクレメントされ、次のビンまたはカ
セット４０２を、その中の綿サンプルが測定できる位置へ移動し、他方において
、その前のカセットが、例えば他の移動コンベヤベルト４０８のような出力手段
上に置かれる。以前に測定済みの綿サンプルは、後程それから除去できるように
保持ステーションへ自動的に移動される。

【００５６】この実施形態において、サブサンプルは、ビン又はカセット４０２内に含まれ
る綿サンプルから収集されることが好ましい。サブサンプルの収集過程において
、綿サンプルは更に十分に開かれることが好ましい。換言すれば、サブサンプル
の収集過程は、綿サンプル内の繊維を一層大きい程度に個別化する傾向がある。
図２４に示されるこの種のサンプル抽出装置は相互に反対の循環方向に駆動され
る１対の閉じたベルト回路３５０及び３５１を含む。ベルト３５０回路のセグメ
ント３８２は、ベルト３５１回路のセグメント３８４と強調作動し、その間の繊
維捕捉帯域３８０の境界の輪郭を描く。それぞれの回路のまわりを反対方向に移
動することにより、これらのベルトセグメント３８２及び３８４は相互のスロー
トゾーン３８６に集中する。

【００５７】ベルト３５１は、３５２及び３５３を含み、フレームプレート３５４に対して
固定された位置軸を有するキャリヤローラのまわりで駆動される。ただし、キャ
リヤローラ３５５、３５６、３５７の回転軸は変換アーム３５８に固定される。
また、キャリヤローラ３５５の回転軸は、カーディングシリンダ３６２の軸と共
通の反対端部回転軸を有するスイングリンク３６０によっても拘束される。キャ
リヤロール３５５及び３５０の回転軸も、フレームプレート３５４に固定された
案内スロット通路３６６及び３６８に対して制限される。変換アーム３５８の変
換運動は、シリンダ３７２のロッド３７０の拡張部に応答する。ロッド３７０の
この種の拡張部は、カーディング（繊維揃え）シリンダ３６２の軸のまわりのベ
ルト回路３５０を変換し、他方、ガイドスロット３６６及び３６８はベルト回路
３５１に対するベルト回路３５０の定位を維持する。この種の変換は、綿粒子を
スロートエリア３８６内にまとめるためにベルト回路の間のサンプル捕捉帯域３
８０の容積を選択的に調節する。このスロート（喉）エリア３８６は、カーディ
ングシリンダ３６２と３６４の間で回転収束的に解消する。カーディングシリン
ダの収束作用によって出現する十分に開かれた綿粒子は、微細組織寸法測定チャ
ンバまたは例えば綿成熟度テストステーションのような他の綿特質試験計器へ吐
き出しダクト３７６を経て移送するために真空ノズル３７４内に吸引される。

【００５８】一代替実施形態において、微細組織寸法および成熟度テストステーション用サ
ブサンプルは、別の場所で更に詳細に説明される図２１に示すカーディング（繊
維揃え）およびドッフィング（剥脱）装置によって収集される。

【００５９】繊維の長さ、長さ分布、強度、および、伸びテストステーション４２２用の繊
維サブサンプルは、例えば本明細書の別の場所で更に詳細に説明されるように、
サーキット状ベルト上の櫛形サンプラを用いて収集されることが好ましい。櫛形
はカセット４０２内の綿と１つ又は複数の異なる方法で接触する。例えば、櫛形
は、カセット４０２の頂部、底部、または、側部におけるスロット４１０を介し
て綿と接触し得る。その代わりに、櫛形は、カセット４０２の頂部、底部、また
は、側部における小孔４１２から綿サブサンプルを除去することができる。この
場合、綿は、もう一方の側からカセット４０２に入るラム４１８によって小孔４
１２を通して圧縮される。

【００６０】繊維色、色分布、屑含有量、および、屑識別のためのサブサンプルは、カセッ
ト４０２の一方の側のポート４１４を入り、綿特質テストステーション４２０の
カセット４０２の反対側の第２ポート４１６に隣接して配置された透明プレート
に対して綿サブサンプルを圧し付けるラム４１８によってカセット４０２内の繊
維サンプルを圧縮することによって収集されることが好ましい。繊維水分感知ス
テーションは、一実施形態においては、透明プレートに隣接して配置され、別の
実施形態においては、ラム４１８の端部に配置される。

【００６１】図２８Ａ−２８Ｄに示す更に他の一実施形態において、スタンドアロン試験装
置はビン又はカセット４０２からはサブサンプルを収集しない。この一実施形態
において、サブサンプルは、例えば、綿サンプルを手作業で開き、そこで測定が
行われる試験表面又はチャンバに個別に隣接するか又はその中にそれらのサンプ
ルを置くような他の仕方において準備される。例えば、水分読取り用サンプルは
水分センサアレイ４２４と接触して配置され、微細組織寸法読取り用サンプルは
微細組織寸法チャンバ４２６内に置かれる。更に、長さ、強さ、伸び、および、
繊維長さ分布読取り用サンプルは、そこで櫛形がサブサンプルを収集できる小孔
グリッド４２８の頂部に置かれる。従って、これは、本発明の一層手作業に依存
する実施形態であり、生産高が比較的低い綿繰機、或いは、他の実施形態のよう
に十分に自動化された制御を必要としないように長期間に亙って未加工綿が非常
に均一な特質を持つ状況下の綿繰機において利用可能である。

【００６２】本実施形態の好ましい構成において、例えば可動プレート４３０のような繊維
抑制手段は、プレート４３０と例えば試験表面４３２のような周囲の壁との間に
静止様式において繊維サンプルを圧縮および限定する。繊維水分テストステーシ
ョン４２４は、可動プレート４３０内または試験表面４３２上のどちらに位置決
めしても差し支えない。繊維色テストステーション４３６は試験表面４３２の一
部分の中の透明光学窓４３８に隣接して配置されることが好ましい。

【００６３】小孔プレート４２８は、試験表面４３２内の光学窓４３８に隣接して配置され
ることが好ましい。可動プレート４３０は、小孔４４０を通して綿サンプルの一
部分を圧縮する。綿サンプルのこの部分は、小孔プレート４２８のもう一方の側
部上の櫛形と接触し、例えば繊維長さテストステーションのような繊維テストス
テーションに取り込まれる。他の場所でさらに詳細に説明したように櫛形はサー
キット状サンプラの一部であっても差し支えない。その代わりに、櫛形はグルー
ミング（整理）ステーションと、その後でテストステーションへ向かう通路に沿
って移動し、次に、同一通路に沿って他のサブサンプルを収集するために戻る１
つの単一櫛形であっても差し支えない。好ましい一実施形態において、櫛形は、
試験装置の休止状態に対する基準位置に静止で保持される綿サンプルに対して動
かされる。従って、サブサンプリング櫛形は、試験装置の休止位置に対して移動
する。これは、サブサンプリングプロセスの機械的操作を非常に簡素化し、更に
、例えば繊維長さサブサンプルを採取した同一繊維サンプルの部分に関して同時
に実施される水分含有量および屑含有量試験のような他の試験の実施を可能にす
る。テスト中の繊維サンプルに関する識別その他の情報を入力するためにコンソ
ール４４２が用いられる。情報はキーボード４４６上で、又は、バーコード読取
り装置４４４によって入力される。情報および試験結果はディスプレイ４４８上
に呈示される。

【００６４】ダクトフロー経路指定図５及び６を一緒に参照することとし、鋸式リントクリーナ８２１に使用され
る一般的なダクトフロー経路指定（ルーティング）装置が図示される。リント
クリーナ８２１に関して以下に説明するダクトフロー経路指定原理は、例えばド
ライヤおよびグリーンボウルセパレータのような綿繰システムにおける他の材
料処理機械および水分検査機にも同様に適用可能である。

【００６５】選定した例に関して、遷移ダクト１０６Ｉ及び１０８Ｉは流量コントローラ本
体１００Ｉを主流量ストリームダクト１１０Ｉに接続する。遷移ダクト１０６Ｉ
および１０８Ｉに対するメインダクト１１０Ｉとの接合部の間に、リニアモータ
１９７Ｉによって操作象限のまわりに回転させられるダクトフローゲート１９６
Ｉが配置される。フローゲート１９６Ｉを配置することによって、上流ダクトセ
クション１１０Ｉと下流ダクトセクション１１０Ｊの間のメイン流量ストリーム
をブロックする。ダクトセクション１１０Ｉと１１０Ｊの間の流れをブロックす
るためにフローゲート１９６Ｉが配置されている場合、リニアモータ１９９Ｉが
作動すると、フローゲート１９８Ｉを上流ダクトセクション１１０Ｉと入り口遷
移ダクト１０６Ｉの間の開フロー接続位置まで回転させる。その上、リニアモー
タ１９４Ｉが作動して出口流量ストリームから入り口流量ストリームを分離する
ように流量コントローラスイッチプレート１９０Ｉを位置決めする。従って、ダ
クトセクション１１０Ｉに沿って到着する綿を同伴する流量ストリームは遷移ダ
クト１０６Ｉに導かれ、最終的には、リントコンデンサ供給シュート８１１に導
かれる。吐き出しダクト８６Ｉは、リントクリーナ８２１から入来する流量スト
リームを流量コントローラ１００Ｉへ移送し、そこから、メインストリームダク
トの下流セクション１１０Ｊへ戻すために吐き出し遷移ダクト１０８Ｉへ移送す
る。

【００６６】代替状態において、図５及び６のダクトフロー経路指示装置はメインストリー
ムフローゲート１９６Ｉを回転させ、上流ダクトセクション１１０Ｉと下流ダク
トセクション１１０Ｊの間のメインフローストリームダクトを開く。同時に、フ
ーゲート１９８Ｉは、上流ダクトセクション１１０Ｉと遷移入り口ダクト１０６
Ｉとの間の連結開口部を閉じるように回転させられる。クリーナ８２Ｉへ流入す
るメインストリームフローはフローゲート１９８Ｉによってブロックされるが、
プロセス機械はドラフト電力管理にためにメイン移送ダクト１１０Ｊから分離さ
れることはが不可欠である。従って、フロースイッチプレートはクリーナ入り口
および放出ダクト８１Ｉと８６Ｉを流量コントローラ出口１０８Ｉ及びメインダ
クト１１０Ｊから分離するためにするために閉止位置まで回転させられる。

【００６７】本発明に関する自動化された流量コントロールの一代替実施形態は図７におい
て概略図示される。この実施形態において、回転型アクチュエータ２１４により
フローゲート２１２を閉止すると、メイン流量ストリームの上流セクション１１
０Ｂを下流セクション１１０Ｃから分離する。協調的に作動する遠隔制御された
回転型アクチュエータ２１８は、メインストリームダクト１１０Ｂから流量コン
トローラ入り口１００Ｂまでの通路を開くようにフローゲート２１６を位置決め
する。その上、遠隔制御された回転型アクチュエータ２１１は、傾斜シリンダク
リーナ３４に流入する流量ストリームを吐き出し流量ストリーム３９から分離す
るように、４方向バルブ１００Ｂのフロースイッチプレート２１０を位置決めす
る。同時に、４方向バルブ１００Ｂは、シリンダクリーナの吐き出しダクトをバ
ルブ弁吐き出し導管１０８Ｂおよびメイン流量ストリームの下流セクション１１
０Ｃに接続する。

【００６８】スチックおよび緑葉クリーナ４０を通る材料流量ストリームの処理が不必要で
あって望ましくないことが材料特質テストデータによって決定された場合には、
遠隔制御された回転型アクチュエータ２２６は、機械４０入り口ダクト１０６を
Ｃメイン流量ストリーム１１０Ｃから閉じるようにフローゲート２２４を操作す
る。フローゲート２２０は、次の連続フローセクションン１１０Ｄへのメインス
トリーム流量セクション１１０Ｃを開くように、回転型アクチュエータ２２２に
よって操作される。

【００６９】図８に示す本発明の一実施形態は、流量コントローラ入り口１０６Ｂとメイン
ストリームダクト１１０の接合部における配管にＹ接合セクション２２８を使用
する。本発明のこの一実施形態において、フローゲート２１２と２１６は実質的
に平行にスイングするので、１つの単一アクチュエータによって操作可能である
。

【００７０】繊維の長さおよび強さ試験再び図９を参照することとし、キャリヤベルト櫛形１６２による繊維サブサン
プルビアード（あごひげ）１６１の抽出に続くベルトの第１インクリメント運動
により第１グルーミングステーション１６６の正面のベルト櫛形が停止する。こ
の第１グルーミングステーション１６６はビアードの個別繊維を修正し、「ｎｅ
ｐｓ」と呼ばれるからまった繊維房を除去する堅いワイヤブラシを有する回転型
カーディングシリンダ１６７を含むことが好ましい。空気ドラフトはシリンダ剛
毛ブラシからｎｅｐｓおよび緩んだ繊維を除去するために回転型カーディングシ
リンダを介して吸引される。

【００７１】キャリヤベルトの第２前進インクリメントは、櫛けずったビアード１６１が回
転型ブラシがけステーション１６８の変換通路と位置合わせされるように、ベル
トが担持する櫛形を位置決めする。ブラシがけステーション１６８は、ベルトに
よって担持される櫛形１６２に最も近い作動可能位置と櫛形１６２の運動経路か
らさらに離れた作動不能位置との間に位置する第２ステッピングモータ（図示せ
ず）によって駆動される制御された運動を実施するように、線形ベアリング１６
９に取付けられる。以前に櫛けずられたビアード（あごひげ）は、この段階で、
更に細い柔軟な剛毛ロータリーブラシ１５４と強調作動プレート１５６との間の
ニップに引き込まれる。ブラシがけインタバルが完了すると、ブラシがけステー
ション１６８は、線形ベアリング軸受１６９によって決定される変換経路に沿っ
てベルトから後退する。

【００７２】キャリヤベルト１６０の第３前進インクリメントにより、ベルトによって担持
される櫛形１６２から突き出した櫛けずられ、かつブラシがけされたビアード１
６１と、長さ／強さテスタ１７０における試料スロット２３０（図９に図示され
ず）の位置合わせが実施される。長さ／強さテスタ１７０は１つのユニットとし
て、第３ステッピングモータ（同じく図示されず）よって線形ベアリング１７６
に沿って往復運動させられる。図１０から１６までに関して、テスタ１７０は、
正面壁プレート２３２を有するハウジングによって収納される。特に図１４を参
照することとし、ハウジングの正面壁プレートは、ガラス製光ガイド２３３が正
面壁プレート２３２に対して、限定された範囲内で、独立運動可能にする「浮動
」マウントを用いて堅固な光ガイドプレート２３３を支持する。ガイドプレート
２３３のスロット２３０は、上側光ガイドセクション２３４と下側光ガイドセク
ション２３６の間のプレートを分割する。ガラス製上側光ガイドセクション２３
４の上側エッジ（縁）２３８はすりガラス様凹表面を持つ拡散性光レセプタであ
る。レセプタ凹面の収束軸に沿って一連の多重発光ダイオード（ＬＥＤ）２４０
が配列される。下側光ガイド２３６の下側縁に沿って、細長い大面積フォトセン
サ２４２が配置される。従って、この光センサの極めて敏感なエレメントは、位
置合わせ保守整備のために相対的に固定されている。ドラフトパイプ２４４は、
ビアードスロット２３０内に向かうエアドラフトを刺激するためにハウジング内
側から空気を引き出す。ステッピングモータの回転によってテスタの正面壁部分
が線形ベアリング１７６に沿ってキャリヤベルトの方向に前進するにつれて、ス
ロット２３０内に向かうエアドラフトにより、ビアード１６１はスロット２３０
に確実に侵入する。

【００７３】スロット２３０内にビアード１６１が侵入することにより、上側光ガイド２３
４から下側光ガイド２３６への較正済み光伝達が阻止され、それによって、フォ
トセンサ２４２によって放射される信号値に影響をおよぼす。ビアードがスロッ
ト２３０内へ前進するにつれてテスタユニット１７０の位置に対してフォトセン
サ信号値を調整することにより、一貫性を持つビアードに関して最大繊維長およ
び繊維長変動量の両方が決定される。ステッピングモータ駆動装置の角度位置決
定は、テスタ制御プログラムに対するテストユニット１７０の相対位置を高精度
で信号化する。材料メインストリームから抽出された各ビアードのサブサンプル
に関する繊維長さおよび繊維長さ変動値は、代表的平均値をもとめるために、所
定個数の先行値と組合わされる。

【００７４】長さ／強さテスト計器によってサンプルとしてのビアードから収集されたエー
タを検討することは有益である。上側光ガイドと下側光ガイドの間でビアードが
前進するにつれて、フォトセンサ２４２によって検出されるスロット２３０横断
伝達光の初期減少はビアード内最長繊維の先行端の到着を信号化する。この到着
信号は、位置的基準点に関して同時ステッピングモータ信号と相関性を持つ。ビ
アードの侵入が継続する限り、フォトセンサ２４２信号が実質的に不変状態を維
持するようになるまで、この相関関係は継続する。この位置的な点におけるステ
ッピングモータ信号は、先行端基準点と信号安定化点の間の線形微分方程式を解
くために制御プログラムによって記録される。安定したフォトセンサ信号から、
ビアード内の全ての繊維が少なくともスロット２３０の光伝達を中断するに十分
な長さであることが推論される。従って、スロットのこの位置的場所はビアード
内の最も短い繊維を示す。スロット内へビアードが更に侵入しても、光の伝達は
それ以上失われない。従って、基準点と安定化点の間の直線距離は繊維長さの変
動量である。

【００７５】基準点と安定化点の間の中間スロット位置を長さ分布評価に関する全体微分に
おける各線形インクリメントについての光減少の大きさ又は百分率と相関性を持
たせるために反復計算を用いて前述の手順を拡大することもできる。

【００７６】ベルトが担持する櫛形１６２に対して最も近接した場所に試験ユニット１７０
を配置すると、ビアード１６１は、２対の万力の顎２５０と２５２の間でビアー
ドを通過するスロット２３０内へ侵入する位置に在る（図１６）。万力２５０は
、線形ベアリング１７６によって支持された試験ユニット１７０フレームに対し
て固定位置に在る。万力２５２には固定位置に在る万力２５０に対して相反運動
が与えられる。万力２５２の相反運動は線形ベアリング１７６運動に平行である
。固定位置万力２５０は固定下顎２５０ｂと可動上顎２５０ａで構成される。横
方向に平衡した２対のエアシンダ２６０は固定位置下顎２５０ｂに固定される。
各シリンダ２６０から突出したピストン作動するロッド２６２は固定位置万力２
５０の可動上顎２５０ａに固定される。それぞれ可動上顎２５０ａおよび固定位
置下顎２５０ｂにそれぞれ固定された対面する万力顎バー２５４ａ及び２５４ｂ
はビアードスロット２３０の平面と位置合わせされ、開いているときに、それら
の間にビアード１６１を受けいれる。

【００７７】また、可動万力２５２は固定位置下顎２５２ｂと可動上顎２５２ａで構成され
る。エアシンダ２６４は固定位置下顎２５２ｂに固定される。それぞれのシリン
ダ２６４から突出するピストンロッド２６６は可動上顎２５２ａに固定される。
万力顎バー２５６ａは、ビアード侵入平面の上の可動上顎２５２ａに固定され、
万力顎バー２５６ｂは、ビアード侵入平面の下の固定位置下顎２５２ｂに固定さ
れる。

【００７８】例えばジャッキねじ又はウォーム、および、固定位置万力２５０の下顎２５０
ｂと可動万力２５２の下顎２５２ｂの間に固定されたラックのような相反伝達機
構は高度に精確なステッピングモータ１７４によって駆動される。ステッピング
モータに関する角度位置信号によって決定される固定万力と可動万力の間の相対
移動測定精度を維持するために、可動万力２５２の下顎に固定された較正磁石２
６８は較正スイッチ２６９と協調作動する。その上、伝達機構は、ロード又は力
測定セル２７０を介して可動万力２５２に固定される。浮動接合部２７２は、ロ
ードセル２７０と可動万力２５２の間の較正調整装置を収容する。

【００７９】一貫性のある、かつ有意義な繊維の伸び及び強さ測定値に関して故障応力のか
かる繊維の個数が既知であるか、又は、少なくとも一貫性のある個数が測定用に
分離されることが好ましい。光センサから収集された長さおよび長さ分布データ
から、図２５に示すようなビアード１６１平面図が視覚化される。ビアード平面
図内において、平坦線１６３の位置は基準平面に対して位置決めされる。この線
１６３の位置は、ビアード平面を横断する繊維分布シーケンスに関係なく前以て
決定された繊維の全体数に亙って選定される。従って、試験ユニット１７０の位
置は、ビアードを締付ける顎２５４と２５６の間の線１６３の平面を位置合わせ
するためにビアード１６１に対して調節される。この場合、それぞれの静止顎２
５０ｂ及び２５２ｂへ向かって可動顎２５０ａおよび２５２ａを閉じるために、
エアシンダ２６０及び２６４は加圧空気が充填される。従って、ビアード１６１
内の実質的にの一貫性のある個数の繊維が万力顎バー２５４及び２５６のそれぞ
れの対の間に締め付けられる。繊維を締め付けた状態で、固定位置万力顎２５０
から可動万力顎の組２５２を分離するために、ステッピングモーター１７４は伝
達機構を駆動する。ステッピングモータの累積カウントはパルス数に伝達比を乗
じた値であり、かなりの精度で顎対分離の直線距離を決定する。顎が分離すると
同時に、ロードセル２７０が感知し、繊維引き伸ばしを継続するために必要な力
の値を制御コンピュータに伝達する。この力によって監視されるサブサンプルビ
アードの伸長は切断するまで継続される。２対の締め付けバー２５４と２５６の
間でビアードが切断した場合には、繊維の伸びおよび最大の強さの値が決定され
る。その後で、制御コンピュータは万力シリンダに開くことを命じる。締付けバ
ー２５６の間に締め付けられていた切断されたビアードの端部は、ドラフトパイ
プ２４４を介してスロット２３０ドラフトによって除去される。ビアード１６１
の前端部は、ベルトに担持された櫛形１６２に固定された状態を維持する。図９
に示すように、ベルト１６０が次に前進すると、櫛形１６２をビアード処分ステ
ーション１７２と位置合わせする。ここで、櫛形１６２の繊維締付け機構が開か
れ、ビアードの残り部分はブラシと真空の操作によって除去される。

【００８０】当該技術分野における当業者は、例えば乾燥および綿繰のような最も重要な綿
処理工程の前と後における図９−１６の長さ／強さオンライン測定システムの位
置決めの値を識別するであろう。特に、設定されたドライヤシーケンスの通過に
際してフローシステムにおける平均繊維長さが縮小したかどうかを知ることは有
益である。同様に、綿繰スタンドから出てくる繊維の平均強さが低下した場合に
は、特定の上流工程を変えることによって調子を整えることができるはずである
。

【００８１】微細組織寸法試験微細組織寸法値に関する基礎は、無視できる程度の個数の「ブラインド」微小
孔を持つ粉末の浸透率に関して信頼のおける近似値を提供するＫｏｘｅｎｙの方
程式から派生したものである。米国物理学協会ハンドブック参照。この方程式は
、質量と容積が既知である物体の表面における空気の流体抵抗の関係を特徴付け
る。Ｍ＝（ＲＭ）３ここに、ＲＭ＝［（ＨＭＣ−ＬＭＣ）／（ＬＭＰ−ＨＭＰ）］［ＬＭＣ＋（ＬＭＰ−Ｐ
）］および、Ｘ＝１＋［（Ｗ−１０）１００］［０．００１２５−（３．５−ＲＭ（０．０
００１５］この場合、全サンプル重量範囲は８〜１２グラム：Ｍ＝修正済み微細組織寸法値ＲＭ＝未加工微細組織寸法値ＨＭＣ＝綿の高較正値ＬＭＣ＝綿の低較正値ＬＭＰ＝綿の低較正値の圧力ＨＭＰ＝綿の高較正値圧力ｐ＝試験中の綿の圧力Ｗ＝試験中の綿の重量（ｇ）

【００８２】図３に示す例の場合、フラッパエレメント１３０を立てると、メインストリー
ム材料サンプルを抽出するための分路ダクト１８０を経て微細組織寸法試験装置
への外部ドラフト引き込みを補う局部化された圧力領域が提供される。図１７か
ら１９までは開口部１８２のまわりに微細組織寸法分路１８０に向かう局部化さ
れた圧力帯域を発生させるための孔あきバッフル２８０を利用するサンプル抽出
装置を示す。フラッパ１３０と同様に、孔あきバッフル２８０は、ダクト１１０
メインストリーム内において、コンピュータ制御された回転型アクチュエータ（
図示せず）により、作動化位置に対して選択的に回転させられる。

【００８３】この場合における第１の微細組織寸法試験計器は、ピストンボア２９２の反対
側の軸端を示すピストン２９４及び２９６を備えたシリンダボア２９２を有する
。各ピストン２９４及び２９６は、伸長した位置と、空気圧作動シリンダ２９５
及び２９７に対して引っ込められた位置の間で往復運動する。ピストン２９４及
び２９６のどちらか又は両方は、空気が実質的に自由に通過できるように孔があ
けられているか又は多孔性である。ただし、この種の孔は十分に小さく、そこを
通過する空気の流量ストリーム内のあらゆるリントの通り抜けを阻止する。シリ
ンダ２９５のロッド端面２９８とピストン２９４のロッド側部との間は空気流整
流機構（図示せず）であり、ピストン２９４が作動シリンダ２９５から伸長した
ときには、空気流はシリンダボア２９２に入ることが可能である。この種の機構
は、覆われているか又はピストンが引っ込められた位置に在るときはピストン２
９４によって閉じられるシリンダボア２９２の壁部分を貫くオリフィスである。

【００８４】好ましいこの微細組織寸法試験装置の一実施形態において、微細組織寸法シリ
ンダボアの直径は約１．５インチである。シリンダボア１９２の長さの途中に所
在するサンプル収集帯域Ｘの軸方向の長さは約６．０インチである。引っ込めら
れたピストン２９４の面平面と収集帯域Ｘの上流輪郭形成平面の間において、サ
ンプル分路ダクト１８０が、分路ダクト１８０からシリンダボア２９２内へ流動
化されたリントが円滑に遷移可能であるように十分に小さい交差角度で微細組織
寸法シリンダボア２９２の壁部分に侵入する。同様に、真空ドラフトダクト３０
０は、サンプル収集帯域Ｘの下流輪郭形成平面と引っ込められたピストン２９６
の面との間における小さい交差角度を持ってシリンダボア２９２の壁部分に侵入
する。

【００８５】微細組織寸法試験ボア２９２のサンプル収集帯域Ｘ内に長さ約４．０インチの
圧力差測定帯域Ｙが所在する。図２０において、シリンダボア壁部分２９２はそ
の周のまわりに小孔グループ３０２および３０４が配列された２つの平面を形成
するように小孔が設けられる。上流グループの小孔３０２は上流マニフォルドカ
ラー３０６内に向かって開き、下流グループの小孔３０４は下流マニフォルドカ
ラー３０８内に向かって開く。２つのマニフォルドカラーは圧力差信号送信機３
１０に作動的に接続される。

【００８６】微細組織寸法試験装置の作動サイクルは、図１７に示すように、上流孔あきピ
ストン２９４が引っ込み位置に在り、下流孔あきピストン２９６が伸長した位置
に在る時にに始まる。その上、バルブディスク１８４は回転型アクチュエータ１
８６によって分路ダクト１８０の軸と位置合わせされた平面内に向かって回転さ
せられ、分路ダクトを微細組織シリンダボア２９２のサンプル収集帯域Ｘ内に向
かって開かせる。真空がドラフトダクト３００内で引かれる場合、孔あきピスト
ン２９６を通過する空気流はダクト１１０から分岐ダクト１８０を経てサンプル
収集帯域Ｘに向かって繊維を引き出す。同伴繊維は、下流ピストン２９６面に対
抗するこの流量ストリームからスクリーンにかけられ、サンプル収集帯域Ｘ内に
堆積する。堆積が成長して圧縮するにつれて、堆積を通り抜ける空気流に対する
抵抗が次第に増加する。堆積量は堆積塊の両端の圧力差に関係する。圧力差送信
機３１０によって監視されている上流孔３０２と下流孔３０４との間の圧力差が
微細組織寸法試験に十分な堆積を表す所定のしきい値レベルまで増加すると、制
御コンピュータはコマンド信号を回転型アクチュエータ１８６に送り、ディスク
バルブ１８４を閉じる。順番に、上流作動シリンダ２９５は上流ピストン２９４
を伸長させるように作動化される。この点において、両ピストン２９４及び２９
６は十分に伸長し、シリンダボア２９２内の可変ではあるが決定可能な容量Ｚを
画定する。この容量Ｚは実質的に既知であるコンパクトにされた繊維の量である
。

【００８７】上流ピストン２９４が十分に引っ込められた時には、内部のシリンダボア１９
２内への外部空気通路は閉じられることを想起されたい。上流ピストン２９４が
伸長すると、これらの外部空気通路は開かれる。ここで、真空ドラフトダクト３
００によって引かれた空気流は上流ピストン２９４の後から到着し、ピストンの
孔を経て２つのピストン面の間の堆積した繊維の塊を通過する。図１８参照。ピ
ストン通過の圧力損失は無視可能であるか又は較正済みの値であるので、容積Ｚ
の軸の長さに沿った圧縮繊維塊通過の空気圧力損失は圧力差送信機３２０によっ
て測定される。制御コンピュータは、容積Ｚの軸方向の長さに沿った圧力差の値
に対応する信号を送信機３２０から受け取る。

【００８８】図１９を参照することとし、第２の圧力差が送信機３２０によって測定された
後で、下流ピストン２９６は作動シリンダ２９７によって引っ込められ、それに
よって真空ドラフトダクト３００をシリンダボア２９２内に直接開かせる。この
段階では、ピストン２９６の面によって拘束されないので、堆積した繊維の塊は
１個の栓としてドラフトダクト３００内へ移動する。ダクト３００は前記の栓を
重量計３１２へ移送する。繊維の栓の重量に対応する信号は、このサンプルの微
細組織寸法値を解明するように圧力差送信機３１０からの信号値と調和させるた
めに制御コンピュータ２００へ送られる。

【００８９】微細組織寸法試験装置の他の一実施形態を図２２の分解組み立て説明図に示す
。この配置構成は、メインチューブ本体２７４に通じる１つの繊維サンプル供給
ダクト２７８のみを必要とする。一次キャリヤダクト（図示されず）から流れる
空気ドラフトはメインチューブ本体２７４に沿って、同心円配列された測定チャ
ンバ２７６および流量制御ボールエレメント２８７の円周上に対面して所在する
１対のスクリーン付きポート２８２を通過する。また、ボールエレメント２８７
は開いたポートアパーチャ２８５を備える。回転型アクチュエータ（図示せず）
によって制御される第１回転位置において、スクリーン付きポート２８２はバル
ブ本体２８４を経て開口している。第１位置に対して９０度方向に向いたボール
エレメント２８７の第２回転位置は、バルブ本体２８４を経て開いたポート孔２
８５を位置合わせする。

【００９０】図２０に関して説明済み装置のような圧力差測定装置は測定チャンバ２７６内
に装備される。ピストンロッド３２４の端部に固定された孔あき又は多孔性サン
プル圧縮ピストン３２２は測定チャンバ２７６と同心的に位置合わせされる。ロ
ッド３２４シャフトは、メインチューブ本体２７４用キャップ３２５を経て摺動
侵入する。圧縮ピストンロッド３２４の外部端は、位置フィードバック空気シン
ダ（図示せず）に固定され、これによって位置的に制御される。位置フィードバ
ック空気シリンダは主として、反対方向のどちらかに選択的に正圧駆動変位する
複動空気シンダである。ただし更に、例えばピストンまたはロッドのような変位
エレメントの所在場所はシリンダに対して、又は、これと逆に監視される。どち
らの場合にも、位置制御信号は、例えば圧縮ピストン３２２のような可動エレメ
ントの相対位置を指示または報告するために利用できる。

【００９１】一次移送ダクトから空気ドラフトによって運ばれた綿粒子はボールポート２８
２のスクリーンに堆積する。測定チャンバ２７６内におけるこれら粒子の堆積は
、図２０の圧力差測定装置によって検出および監視される。堆積した綿サンプル
の適当な量に対応する所定の圧力差が検出された場合、制御プログラムは、空気
ドラフトソースおよび測定チャンバへの追加綿入力を終結する。次に、位置フィ
ードバック空気シンダは、圧縮ピストン３２２を、堆積サンプルに対する所定圧
力負荷まで測定チャンバ２７６内に前進させる。同時に、ピストン位置が制御プ
ログラムへ報告され、それによって、サンプル容量の決定に不可欠なデータを提
供する。この状態において、既知の空気流速度が圧縮されたサンプルによって引
き起こされ、圧縮ピストン３２２及びスクリーン付きボールポート２８２を通過
する。空気流体抵抗は、圧縮された綿サンプルの両端における圧力損失から既知
の流速の関数として決定される。次に、微細組織寸法値は、コンピュータ２００
によって、流体抵抗および他の既知パラメータの関数として算定される。

【００９２】結果として得られた空気流体抵抗を用いて、流量制御ボールエレメントは、開
いたポート小孔２８５を位置合わせするために、９０度回転させられる。更に、
位置フィードバック空気シリンダによって圧縮ピストン３２２が更に伸長される
と、図１９の実施形態に示すように、綿サンプルが測定チャンバ２７６から押し
出され、次に、自動化された重量ステーション３１２へ押し込まれる。この種の
重量データは大量検査のために参照される。抽出されたサンプルは、必要に応じ
て、廃棄または再利用され得る。どちらの場合にも、ボールエレメント２８７を
介してサンプルを放出する際に、ボールエレメントの角度位置は元のサンプル堆
積位置に復元される。

【００９３】本発明の組織試験装置の第３実施形態は図２３の装置を含む。ここに、綿サン
プルコア１２９は、大きい方の堆積１２８から除芯ポンチ３３０によって分離さ
れる。大きい方の堆積１２８は、例えば芯抜き孔１３９を備えたフラッパ１３０
のような幾つかの周知の手段によって固めることができる。刃の付いた端部３３
２を備えたコアパンチ（ポンチ）３３０が芯抜き孔１３９と位置合わせされる。
パンチ（ポンチ）本体は、ダクト壁１０４の円形密封／切断チャネル３３６と刃
の付いた端部３３２とを選択的にかみ合わせるために、中空ボアロッドエレメン
ト３３４によって可逆的に変換される。コアサンプル１２９が大きい方の堆積１
２８から完全に切り放されることは必要条件ではない。

【００９４】チャネル３３６によって囲まれた周囲内に、大気中に開口した１つ又は複数の
ダクト壁孔３３８が所在する。必要に応じて小孔３３８を選択的に閉じるために
、ダクト壁１０４の外側にスライドプレート機構３３９が配置される。孔あき圧
縮ピストン３４０は、芯抜きポンチ３３０の測定チャンバ３４４内において同心
的に位置合わせされる。ピストン３４０は、圧縮ピストン３４０に固定され、ロ
ッド３３４の内部の中に同心的に限定されたロッド棒３４２によって軸方向に位
置決めされる。空気排出ダクト３４６は、芯抜きポンチ本体３３０の円筒形壁に
侵入する。測定チャンバ３４４内の圧力（または真空）は圧力トランスジューサ
３４８によって感知され、制御コンピュータへ伝送される。

【００９５】この図２３に示す本発明の実施形態は、十分に開かれた綿サンプルが収集され
る可能性のある綿繰スタンド及びリントクリーナの後の全プロセスストリームに
おいて最も有用である。この種の十分に開いたサンプルは、測定チャンバ３４４
内における繊維密度の均一性およびサンプル一貫性を保証するために所望される
。

【００９６】ポンチ本体ロッド３３４の動作は単純な完全行程運動であり、エレメント１３
０のコンパクト化と整合される。ただし、圧縮ピストン３４０の位置決定は測定
チャンバ３４４内における行程限界の間で、ピストンロッド３４２を駆動するフ
ィードバック制御された空気式または電動機（図示せず）によって、無限に制御
される。ピストン３４０フィードバック制御の一機能は、サンプル１２９にかか
るピストン３４０圧力（または力）を所定の設定点の範囲内で調整することであ
る。第２に、フィードバック制御は、ピストン３４０ストロークの極限の間にお
いて無限の可変性をもつ対応する測定チャンバ容量を決定するためにピストン３
４０面について報告する。

【００９７】測定チャンバ内の占有容量が既知である場合に、圧縮ピストン３４０によって
所定の負荷をかけたサンプル１２９を用いて、対応するサンプル１２９重量がア
ルゴリズムによって決定される。ダクト３４６を経て流れる既知の空気流がトラ
ンスジューサ３４８によって測定された対応するチャンバ圧力と整合される。こ
のデータアレイから、「無重力」微細組織寸法値が算定される。

【００９８】図２３に示す実施形態の更なる用途として、従来の技術における「成熟」値に
対応する綿サンプルの特質が決定される。従来技術による「成熟値」測定値手順
に従えば、既知重量の十分に開いた綿が第１所定容量に圧縮される。既知の「低
」空気流通過が最初の圧縮された容量に適用され、そのときの圧力差が記録され
る。続いて、同一サンプルが第２の所定容量に更に圧縮され、既知の「高」空気
流量が第２の容量に適用される。旧ＡＳＴＭ式を用いて繊維成熟値を計算するた
めに「高」空気流量の場合の圧力差が「低」空気流量の場合の圧力差と組合わさ
れる。

【００９９】修正された成熟値は、図２３に示す実施形態を用いて操作手順から決定される
。圧縮ピストン３４０が２つ以上の位置に順々にプログラムされる。対応する容
量を決定するプリプログラムされた各ピストン位置において、サンプルを通過す
る空気流量、サンプルにおいて生じる圧力差、及び、ピストン負荷がデータとし
て書きとめられる。書きとめられたデータから、綿成熟値が決定可能である。こ
の成熟値決定プロセスは増分的または連続的である。

【０１００】本発明に関する好ましい実施形態についての以上の記述は例示と説明を目的と
するものである。以上の記述は、本発明の正確な開示形式として徹底を期するも
のでも、限定することを意図するものでもない。前述の教示の観点から、明白な
修正または変更が可能である。実施形態は、本発明の原理について最良の説明お
よびその実用的用途を提供し、それによって、当該技術分野における当業者であ
れば、種々の実施形態において、かつ意図する特定の用途に適するように様々な
修正を施して本発明を利用することを可能にするように選定されている。この種
の全ての修正および変更は、公正、合法的、かつ正当に解釈することによって添
付特許請求の範囲により決定される本発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】実綿供給制御セクションの綿繰り工程を示す概略流れ図である。

【図１Ｂ】図１Ａの続きとして２つの実綿ドライヤ及び中間スチックおよび緑葉清浄化機
械を含む概略流れ図である。

【図１Ｃ】図１Ｂの続きとしての２つの追加実綿クリーナク、綿繰スタンド及び２つのリ
ントクリーナを含む概略流れ図である。

【図１Ｄ】図１Ｃの続きとしてのリント梱包ステーションの概略流れ図である。

【図２】本発明に従った綿繰機用フロー制御概略図である。

【図３】本発明の実施に適用可能な代表的現状綿フローストリームサンプリング装置を
示す図である。

【図４】図３及び図９に示す装置の切断線４−４に沿った断面図である。

【図５】本発明に適用可能な第１のタイプの導管流量制御装置の概略図である。

【図６】図５の丸印６内に相当する図５の装置の拡大詳細図である。

【図７】本発明に適用可能な第２のタイプの導管流量制御装置の概略図である。

【図８】本発明に適用可能な第３のタイプの導管流量制御装置の概略図である。

【図９】本発明用の繊維長さ及び強度サンプリング及び試験装置の現状機械概略図であ
る。

【図１０】機械概略図様式で表した本発明の繊維長さおよび強度特質試験装置の切断側面
図である。

【図１１】機械概略図様式で表した本発明の長さおよび強度特質試験装置の部分的切断平
面図である。

【図１２】分解機械概略図様式で表した本発明の繊維長さおよび強度特質試験装置の切断
側面図である。

【図１３】本発明の繊維長さおよび強度特質試験装置の端面図である。

【図１４】図１３に示す装置用光学走査エレメントの切断平面１４−１４に沿った断面図
である。

【図１５】図１３に示す繊維強度測定エレメントの切断平面１４−１４に沿った断面図で
ある。

【図１６】図１５の丸印１６内に相当するエレメントの拡大詳細図である。

【図１７】サンプル抽出モードにおける本発明用サンプリング及び微細組織寸法試験装置
の第１実施形態の現状を示す機械概略図である。

【図１８】空気流測定モードにおけるサンプリング及び微細組織寸法試験装置の第１実施
形態の現状を示す機械概略図である。

【図１９】サンプル放出モードにおけるサンプリング及び微細組織寸法試験装置の第１実
施形態の現状を示す機械概略図である。

【図２０】微細組織寸法試験装置の第１実施形態における空気流測定セクションの断面拡
大図である。

【図２１】サンプル抽出装置の第１代替実施形態の立面概略図である。

【図２２】微細組織寸法試験装置の第１代替実施形態を示す図である。

【図２３】微細組織寸法試験装置の第２代替実施形態を示す図である。

【図２４】サンプル抽出装置の第２代替実施形態の立面概略図である。

【図２５】試験準備を整えたビアードサンプルの拡大図である。

【図２６】半自動化されたスタンドアロン試験装置の斜視図ある。

【図２７】半自動化されたスタンドアロン試験装置用カセットの斜視図ある。

【図２８Ａ】手動スタンドアロン試験装置の斜視図および平面図である。

【図２８Ｂ】手動スタンドアロン試験装置の斜視図および平面図である。

【図２８Ｃ】手動スタンドアロン試験装置の斜視図および平面図である。

【図２８Ｄ】手動スタンドアロン試験装置の斜視図および平面図である。

【符号の説明】

１０望遠鏡型ピックアップパイプ１４スパイク付きローラ２０供給移送ダクト２２グリーンボウル及び岩石セパレータ３８真空ドロッパ４２鋸式シリンダ８０空気入り口クリーナ８２鋸式リントクリーナ９６リントフィーダ９８梱包ステーション１０４ダクト境界壁１１４サンプルくぼみ１２６小孔マトリックス１３０フラッパ１３２上流面１３４下流面１６２櫛形２００中央コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者オーバーベイ，マーク，エー・アメリカ合衆国テネシー−37922・ノツクスヴイル・ウエルス・フアーゴ・ドライブ244 Ｆターム(参考） 3B154 AA02 BA53 BB02 BB05 BB77 BB78 BC02 BC35 CA01 CA02 CA07 CA08 CA13 CA19 DA06 DA13 【要約の続き】られる。スタンドアロンユニットの半自動バージョンにおいては、サンプルが手動で収集され、自動化されたサブサンプリング及び感知ステーションの試験のためにカセットの形でユニットに呈示される。この半自動バージョンにおいては、感知ステーションの構成は完全自動オンラインのユニットの場合と同じであっても差し支えない。スタンドアロンユニットの手動バージョンにおいては、サンプルが手動で収集され、様々な感知ステーションと手動で連絡がとられる。スタンドアロンユニットによって報告された情報は、綿繰機操作を手動制御するために使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内側および外側面を有する周囲壁部分と、繊維封じ込め手段の内側と前記周囲壁部分の内側との間に繊維サンプルを閉じ
込める繊維封じ込め手段と、前記繊維サンプルの水分を感知するために前記繊維封じ込め手段の前記内側に
隣接して配置された繊維水分試験ステーションと、前記周囲壁部分の第１部分内に配置された小孔とを有し、前記小孔が前記周囲
壁部分の前記内側と前記外側の間で伸延し、前記小孔を経て前記周囲壁部分の外
側へ突出させるために前記繊維封じ込め手段が前記サンプルの少なくとも一部分
を圧縮し、前記周囲壁部分における前記小孔を経て突出する前記繊維サンプルの前記部分
から繊維サブサンプルを除去する繊維サブサンプリング手段を有し、前記繊維サ
ブサンプル内の繊維の長さを感知するために前記繊維サブサンプリング手段が前
記繊維サブサンプルを繊維長さ試験ステーションへ移送し、前記周囲壁部分の第２部分と共に配置された光学窓を有し、前記光学窓が前記
周囲壁部分の外部側と内側の間に伸延し、前記繊維封じ込め手段が前記繊維サン
プルの少なくとも部分を前記光学窓に対して圧縮し、前記繊維サンプルの色を感知するための前記周囲壁部分の外側の前記光学窓に
隣接する繊維色試験ステーションを有する繊維特質試験システム。
【請求項２】ここに、前記繊維サブサンプリング手段が更に繊維強さ試験
ステーションへ前記繊維サブサンプルを供給する請求項１に記載の繊維特質試験
システム。
【請求項３】ここに、前記繊維サブサンプリング手段が更に繊維長さ分布
試験ステーションへ前記繊維サブサンプルを供給する請求項１に記載の繊維特質
試験システム。
【請求項４】ここに、前記繊維サブサンプリング手段が更に繊維伸び試験
ステーションへ前記繊維サブサンプルを供給する請求項１に記載の繊維特質試験
システム。
【請求項５】更に、前記周囲壁部分の外側の光学窓に隣接する繊維色分布
試験ステーションを有する請求項１に記載の繊維特質試験システム。
【請求項６】更に、前記周囲壁部分の外側の光学窓に隣接する繊維の屑含
有量試験ステーションを有する請求項１に記載の繊維特質試験システム。
【請求項７】更に、前記周囲壁部分の外側の光学窓に隣接する繊維の屑識
別ステーションを有する請求項１に記載の繊維特質試験システム。
【請求項８】ここに、前記繊維サブサンプリング手段が更に前記の小孔を
通って伸延する前記繊維サンプルの前記部分の代わりに平行移動的に動くサンプ
リング櫛形を有し、前記サンプリング櫛形がかみ合い、かつ前記小孔を通って伸
延する前記繊維サンプルの前記部分から前記繊維サブサンプルを除去する請求項
１に記載の繊維特質試験システム。
【請求項９】ここに、前記繊維サブサンプリング手段において、更に、実質的に円筒形の表面から実質的に半径方向への突出部分を持つカードを有し
、前記小孔を通って突出する前記繊維サンプルとかみ合う円弧を貫いて前記突出
部を回転させるように前記カードが駆動され、前記突出部が前記繊維サンプルか
ら前記繊維サブサンプルを除去し、前記カードの半径方向突出部からの前記繊維サブサンプルにブラシをかけるた
めに前記カードに隣接して配置される回転型ブラシと、前記回転型ブラシから前記繊維サブサンプルを除去する真空ノズルとを有する請求項１に記載の繊維特質試験システム。
【請求項１０】ここに、前記真空ノズルが前記繊維サブサンプルを繊維微
細組織寸法試験ステーションに引き渡す請求項９に記載の繊維特質試験システム
。
【請求項１１】ここに、前記真空ノズルが前記繊維サブサンプルを繊維成
熟度試験ステーションに引き渡す請求項９に記載の繊維特質試験システム。
【請求項１２】内側部分および外側部分を有する封じ込め壁を有し、前記
封じ込め壁が繊維サンプルを閉じ込め、前記封じ込め壁に小孔を有し、前記小孔が前記封じ込め壁の内側部分と外側部
分の間で伸延し、前記封じ込め壁の内側部分の小孔に対して前記繊維サンプルを圧縮し、それに
よって前記封じ込め壁の外部側部分の小孔内に繊維の膨らみを形成する締固め手
段と、前記繊維の膨らみとかみ合ってこれから繊維サブサンプルを除去する繊維サブ
サンプリング手段とを有する繊維サンプリング装置。
【請求項１３】ここに、前記繊維サブサンプリング手段が更に移動経路内
における選定済み運動にためのサンプリング櫛形を有し、前記繊維の膨らみをく
しけずるために前記移動経路の第１インクリメントが前記サンプリング櫛形を位
置合わせする請求項１２に記載の繊維サンプリング装置。
【請求項１４】ここに、前記繊維サブサンプリング手段が更に前記移動経
路に沿って前記サンプリング櫛形をインクリメント的に前進させるためのインク
リメント式駆動手段を有する請求項１３に記載の繊維サンプリング装置。
【請求項１５】ここに、前記インクリメント式駆動装置が前記移動経路に
沿って実質的に均等な静止期間を保ってサンプリング櫛形を前進させる駆動タイ
ミング手段を更に有する請求項１４に記載の繊維サンプリング装置。
【請求項１６】更に、前記移動経路の第２インクリメントに隣接して配置
された繊維サブサンプルグルーミングステーションを有し、前記繊維サブサンプ
ルグルーミングステーションが前記静止期間中に前記サンプリング櫛形によって
保持されている前記繊維サブサンプルを整える請求項１５に記載の繊維サンプリ
ング装置。
【請求項１７】更に、前記移動経路の第３インクリメントに隣接して配置
された繊維特質試験ステーションを有し、前記繊維特質試験ステーションが前記
静止期間中に前記サンプリング櫛形によって保持されている前記繊維サブサンプ
ルの物理的特質を感知する請求項１６に記載の繊維サンプリング装置。
【請求項１８】ここに、前記繊維特質試験ステーションが更に繊維長さ試
験ステーションを有し、感知された前記繊維サブサンプルの物理的特質が繊維の
長さである請求項１７に記載の繊維サンプリング装置。
【請求項１９】ここに、前記繊維特質試験ステーションが更に繊維長さ分
布試験ステーションを有し、感知された前記繊維サブサンプルの物理的特質が繊
維長さ分布である請求項１７に記載の繊維サンプリング装置。
【請求項２０】ここに、前記繊維特質試験ステーションが更に繊維強さ試
験ステーションを有し、感知された前記繊維サブサンプルの物理的特質が繊維強
さである請求項１７に記載の繊維サンプリング装置。
【請求項２１】ここに、前記繊維特質試験ステーションが更に繊維伸び試
験ステーションを有し、感知された前記繊維サブサンプルの物理的特質が繊維の
伸びである請求項１７に記載の繊維サンプリング装置。