JP2008304415A

JP2008304415A - シート状物の物性を測定する測定装置および方法

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Publication number: JP2008304415A
Application number: JP2007153882A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nagata; 紳一永田; Hidetada Sawamoto; 英忠澤本
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2027-06-11
Also published as: JP4985128B2

Abstract

【課題】検出部の検出面を走行するシート状物と均一に安定して接触させながら測定することができるシート状物の物性を測定する測定装置および測定方法の提供。
【解決手段】検出部（１〜５）を保持する測定ヘッド１０の接触端部１０ａのシート状物の走行経路Ｗに対しての測定ヘッド押込み量および測定ヘッドの平面状接触面がシート状物の流れ方向に対してシート状物から一定の角度を保って離間する離間角度を調整する測定ヘッド位置調整手段Ｉｎ，Ｐｏを備えるのでそれらの調整によって最適なフォイル効果を得て安定してシート状物の物性を測定できる。
【選択図】図７

Description

本発明は、紙、不織布、フィルムをはじめとするシート状物質の物性を測定する方法および装置に関し、更に詳しくはその物性として分子配向または繊維配向を測定する方法および装置に関するものである。

シート状物質の物性としてシート厚み、シートの電気抵抗等の電気的特性を測定することが従来から求められている。中でもシート状物質の配向を測定する方法としては、従来からＸ線回折、赤外二色性、力学的破断強度、超音波伝搬速度、複屈折、偏光蛍光法、マイクロ波法などが用いられてきている。これらの中で、試料が走行中に測定できる、いわゆるオンライン測定装置として実用化されている方法は、複屈折による方法のみである。これは、屈折率の異方性つまりシート面内での複屈折率あるいはレターデーション（複屈折率×厚さ）を求める方法であり、特許文献１などに紹介されている。

しかし、この複屈折を用いる方法は、可視光（偏光）を透過させて測定する必要があるため、透明フィルムのようにある程度、光を透過する物質でないと測定できないという問題があった。そこで、発明者らはマイクロ波誘電体共振器を用いて、試料の片側から検出部を接触もしくは近接させることにより測定する方法を紹介した（特許文献２から６参照）。

これらの発明は、試料の有する誘電率異方性に着目し、マイクロ波を用いて測定する方法および装置に関するものである。基本的には、矩形誘電体共振器をマイクロ波によって共振させ、その表面に沁みだしたエバネセント波を利用するものである。試料の片側から接触あるいは近接したときに、試料の誘電率と厚さの積に応じて共振周波数が低周波数側にシフトするが、このシフト量を測定することによって繊維配向あるいは分子配向を測定するものであり、紙などのシート状物質をオンラインで測定する方法である。

この方法を簡単に説明すると以下のようである。図１に示されるように、各々を角度＝７２°づつ変化させて配置した５個の誘電体共振器１〜５によって構成された測定ヘッド１０を用いて試料を測定する。このような複数の誘電体共振器を使用した場合、信号処理的には、図２に示すようにスイパー(マイクロ波掃引発振器)から出た信号を５個の誘電体共振器に分配し、透過強度を検波ダイオードで電圧に変換する。これを増幅、Ａ／Ｄ変換し、ピーク検出回路によってピーク位置が検出される。周波数の掃引は一定の周期で繰り返され、かつ掃引中のみハイレベルとなる同期信号が同時にスイパー(マイクロ波掃引発振器)から出ているため、この同期信号がハイレベルになる瞬間から透過強度が最大値をとるまでの時間を測定すれば、共振周波数が求められる。図２は５個の誘電体共振器からの信号を処理する回路のブロック図である。

試料がないときの共振周波数と試料を共振器に接触させたときの共振周波数との差をシフト量（Δｆ）と呼び、これを極座標上にプロットすることによって図３に示すような楕円のパターンを描き、このパターンから試料の配向性を測定する。図１に示した５個の誘電体共振器のそれぞれについて周波数シフト量（ブランク時の共振周波数と試料が有る時の共振周波数との差）を求め、得られたデータを図３に示すように極座標上にプロットし、楕円近似をかけることにより配向パターンと呼ぶ楕円が計算される。図３において、ＭＤ（Machine Direction）方向はオンライン測定の場合の試料の走行方向であり、この方向を基準方向とする。ＭＴは基準方向に直交する方向で、オンライン測定の場合は試料の幅方向である。φ（基準方向と誘電率最大の方向とのなす角度）は配向角度を表し、長軸ａと短軸ｂの差又はそれを長軸ａもしくは短軸ｂで除したものは異方性の程度を表す。

特開平４−８９５５３号公報特開平９−９５１３５号公報特開平９−２６０９８４号公報特開平１０−３２５８１１号公報特開２００１−９１４７６号公報特開２００２−３５０３６２号公報

測定する共振周波数は紙などのシート状試料が完全に誘電体共振器と接触した場合が最も低く、試料面と誘電体共振器面とのギャップが大きくなるにつれて高くなる。これは、マイクロ波誘電体共振器から表面に沁み出ているエバネセント波の電界強度が誘電体共振器表面から離れるにつれて指数関数的に弱くなることに起因している。例えば、紙の繊維配向を製造ライン上で測定する場合、紙のバタツキやテンションの変動などにより紙面とマイクロ波誘電体共振器の検出面との接触状態が一定にならない場合が多く、検出面の全面に亘って紙面と安定して均一に接触させることが難しいという問題があった。紙シートと誘電体共振器とのギャップもしくは接触状態が悪いと、正確なシフト量が得られず、本来の配向パターンからずれるために配向性測定に誤差が生じることになる。このギャップの影響はきわめて大きく影響し、紙面と検出面をいかに均一に接触させるかが大きな課題であった。

例えば５つの誘電体共振器を用いて図４(b)に示したような配向パターンが得られる場合、５つのヘッドの定位置をそれぞれポジションＡ、ポジションＢ、ポジションＣ、ポジションＤ、ポジションＥとすると、共振周波数のシフト量（Δｆ）は理論上は図５に示したような形になる。図４は、図に示した矢印Ｐの紙の流れ方向に配向した紙を (a)に示した配置のマイクロ波誘電体共振器により測定した場合の配向パターンを (b)に示したものである。図４（ａ）中の各誘電体共振器の部分に記載された矢印は各位置の検出器が測定するΔｆの方向を示している。図４（b）中の各ポジションＡからＥに対応する矢印は各位置の検出器が測定するΔｆの方向と大きさを示している。図５はそれぞれのポジションにある誘電体共振器が示す共振周波数の理想的なシフト量（Δｆ）である。実際にはこのような理想的なパターンにはならず、例えば図６に示すようなパターンになる場合がほとんどであった。その結果、配向角度および配向度が正しく測定できないという問題があった。

本発明はこのような問題を解決して、検出部の検出面を走行するシート状物と均一に安定して接触させながら測定することができるシート状物の物性を測定する測定装置および測定方法を提供することを目的とする。

本発明に係るシート状物の物性を測定する測定装置は、少なくとも一つの検出部と、前記検出部を保持する測定ヘッドと、測定ヘッドの接触端部のシート状物の走行経路に対する測定ヘッド押込み量および測定ヘッドの平面状接触面がシート状物の流れ方向に対してシート状物から一定の角度を保って離間する離間角度を調整する測定ヘッド位置調整手段と、を備えるシート状物の物性を測定する測定装置。
前記測定ヘッド位置調整手段が、前記測定ヘッド押込み量を調整する測定ヘッド押込み量調整手段と、前記離間角度を調整する測定ヘッド傾斜角調整手段とにより構成されることが好ましい。

前記測定ヘッドの形状が、測定対象のシート状物の移動方向に対して垂直に圧接する直線状の接触端辺と、該接触端辺の両側の該移動方向に平行となる直線状の側端辺とで囲まれた平面状接触面を有する形状である略角型の測定ヘッドであると測定ヘッドとシート状物の接触状態が測定ヘッドの幅方向についてより均一になるので好ましい。
前記測定ヘッドが少なくとも一つの検出部を固定保持する回転側ヘッド構成部と、該回転側ヘッド構成部を回転可能に保持する固定側ヘッド構成部とから構成されると、先の略角型ヘッドにおいて各検出部の調整をより簡単にできるので好ましい。
前記検出部が測定ヘッドとなると、測定部が測定ヘッドと同体となり構造が単純化されて好ましい。
前記検出部が少なくとも１個の誘電体共振器より構成されることによってシート状物の配向を測定する測定装置として好ましい。

検出部が誘電体共振器より構成されるシート状物の物性を測定する測定装置を使用すると、誘電体共振器の共振周波数のシフト量および共振周波数の標準偏差量から最適な前記測定ヘッド押込み量および離間角度を決定して測定を行うことができ、シート状物の物性を測定する方法としてより好ましい。

本発明に係るシート状物の物性を測定する測定装置によれば誘電体共振器に代表される接触型の検出部の検出面を測定対象であるシート状物と均一に安定して接触させながら測定可能となった。

以下誘電体共振器を検出部の例として使用し、シート状物として走行する紙を測定する配向測定装置を例に説明する。以上説明したように検出部となる誘電体共振器は複数使用することが多い。１個の検出部にて同様の測定をする場合は検出部を試料面内方向にて回転させつつデータを取得するような操作が必要となるためである。本例の場合は誘電体共振器を５個使用した例を挙げて説明する。このような5個の誘電体共振器を一つの金属製の測定ヘッドに装着する。金属としてはシールド効果が高く加工しやすいアルミニウム、真鍮、銅等が使用される。先に示した図１について測定ヘッドを説明すると、円筒形測定ヘッド１０にそれぞれの誘電体共振器１〜５が装着されている。この例では直方体状の各誘電体共振器１〜５が円筒形測定ヘッドに設けられた穴部に底部や側周部と若干の隙間を保って装着される。低誘電率高分子材料、例えばテフロン（登録商標）（ポリ四フッ化エチレン）をこの隙間を埋めたり保ったりする部材として使用している。それぞれの誘電体共振器の試料との接触条件が同一になるようにそれぞれの誘電体共振器の検出面ＤＳ１〜ＤＳ５が測定ヘッドの試料との平面状接触面ＨＳと面一になるように装着される。

フォイル効果をこの測定ヘッドに応用し、試料と測定ヘッドの接触面とが均一に接触するような装置の構成を以下に説明する。図７にこのような測定ヘッドを使用した配向測定装置の一例の側面概略図を示した。矢印Ａ方向に走行する紙の走行経路Ｗに対して測定ヘッドの平面状接触面ＨＳが平行になるように測定ヘッド１０を支持する測定ヘッド支持台１２に測定ヘッド１０が固定されている。図７(a)は紙の走行経路Ｗに対してその紙と測定ヘッドの平面状接触面ＨＳが平行になった状態を示す配向測定装置の一例の側面概略図である。測定ヘッド支持台１２は測定ヘッド圧接位置調整手段Ｐｏに固定されている。測定ヘッド圧接位置調整手段Ｐｏは図中矢印Ｂで示す方向に測定ヘッド支持台の高さを任意に調整できるようにロータリーアクチュエーターのひとつのロータリーシリンダ（図示省略）によって構成される一軸方向の移動手段とその移動先端部に接続固定された台で構成される。この図７(a)に示す状態では測定ヘッド支持台の高さは紙１１が測定ヘッド１０にほぼ接するような状態に調整されている。

測定ヘッド圧接位置調整手段Ｐｏは測定ヘッド傾斜角調整手段Ｉn上に乗った形で測定ヘッド傾斜角調整手段Ｉnと接続固定されている。測定ヘッド傾斜角調整手段Ｉnは具体的には載置台１３とその載置台１３の一方の端部１３ｂに接続される一軸方向の移動手段１４とから構成される。載置台１３はその一端部１３ａを支点として図中矢印Ｃ方向に回動可能となっており、端部１３ｂに接続された例えばロータリーアクチュエーターとボルトナットで構成される一軸方向の移動手段１４が、設置基礎台１５から端部１３ｂを任意の間隔で離間させることによって図７(b)に示す状態では、測定ヘッド圧接位置調整手段Ｐｏを一定の角度で傾けた状態となっている。

図からわかるようにこの測定ヘッド圧接位置調整手段Ｐｏが傾斜することにより測定ヘッド１０が図中紙の走行経路Ｗに対してシート状物から一定の角度αを保って離間するような角度すなわち離間角度をつけることになる。この離間角度αの一定の角度を保って紙の走行経路Ｗから測定ヘッドの平面状接触面が離間するようになる。

すなわち測定ヘッド傾斜角調整手段Ｉnによってこの離間角度を調整することができる。なお、以上の説明からわかるように測定ヘッド圧接位置調整手段Ｐｏは紙の走行経路Ｗに対して測定ヘッドを位置的に押し込む量を調整することになる。すなわち測定ヘッドが紙を圧接しない位置から圧接することによりその位置から押し込まれた位置までの距離を調整する。この測定ヘッド傾斜角調整手段Ｉnと測定ヘッド圧接位置調整手段Ｐｏによって測定ヘッド位置調整手段が構成される。なお理想的には測定ヘッド圧接位置調整手段Ｐｏが測定ヘッド１０を紙に対して鉛直方向に圧接することが好ましいが、本例ではこの図の矢印Ｂ方向の移動距離と測定ヘッド傾斜角調整手段Ｉnに設定される傾斜角をＰＣ（パーソナルコンピュータ）等により演算して圧接位置、離間角度を調整することになる。

図８(a)にこの配向測定装置の測定ヘッドにより走行中のシート状物としての紙の配向を測定する状態を測定ヘッドの中央部の断面図として示している。本図においては配向測定装置の測定ヘッドのみを図示している。また図８(b)にはその測定ヘッドに押圧されている紙の走行位置に伴うヘッドとシート状物との間の圧力分布を示している。図８から分かるように紙パスに対して測定ヘッド１０の下流側の測定ヘッド後端部１０ｂをわずかに紙の走行経路Ｗから離すと、フォイル効果により紙面とヘッド面に挟まれた空間が負圧になるために、紙が測定ヘッド面に吸い寄せられて均一に接触する。尚この際の測定ヘッド１０の上流側の測定ヘッド先端部１０ａが最初に紙に接する接触端部となる。この測定ヘッド１０は円筒形であるので接触端部は点となる。紙の走行経路Ｗに対する測定ヘッド面の傾き角度すなわち前述の離間角度に応じて、図８に示すようにヘッド周りの圧力分布が変わる。図８にはこの離間角度が比較的小さい場合の例を示した。このように離間角度すなわち傾斜角度が小さい場合は、負圧の程度も小さいが負圧となる範囲が長く（広く）なる。反対に傾斜角度が大きいと負圧の程度が大きくなるが負圧の範囲が狭くなる傾向にある。このような状態を図９に示した。図９は比較的離間角度が大きい場合の紙の配向を測定する状態を示す断面図と圧力分布を示す図である。この最適な離間角度は、紙の走行速度、紙の張力および紙の弾性率で決まる。また、紙面に対する鉛直方向の測定ヘッドの位置すなわち測定ヘッド圧接位置言い換えればヘッドの紙に対する押し込み量によっても図１０に示すように圧力分布が変わる。図１０は二つの測定ヘッド圧接位置についてそれぞれの紙の走行位置に伴う圧力分布を示している。測定ヘッドを紙に対してキスタッチの位置における圧力分布Ｐ１とその位置に対してさらに押し込んだ位置における圧力分布Ｐ２を較べると、押し込んだ位置では測定ヘッドと紙の接触点より上流側の正圧はさらに上がり、接触点より下流側の負圧はさらに負圧が大きくなる傾向となる。図中矢印Ｄは測定ヘッド圧接位置調整手段によって調整される測定ヘッドの上昇下降方向を簡略的に示している。

先に測定ヘッド位置調整手段が二つの調整手段によって構成される場合を説明したが、一種類の調整手段によって構成することも可能である。例えば、測定ヘッドを一軸方向の移動手段を少なくとも３つ使用して支持することによって測定ヘッド傾斜角調整と測定ヘッド圧接位置調整を行うことも可能である。このような一軸方向の移動手段としてはロータリーアクチュエーターにボルト、ナット等を組み合わせたものがあげられる。なお、このように測定ヘッドを３点で支持することによって測定ヘッドの平面状接触面の紙の幅方向についての傾きを調整することも可能となる。この傾きは、普通は水平にしておけば良いのであるが紙のテンションが幅方向に渡って不均一な状態にあるような場合により均一な接触状態を得る上でこの方向の傾きを可変にすることがより好ましい。ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等を使用して各一軸方向移動手段の移動情報から測定ヘッド傾斜角、測定ヘッド圧接位置を演算したり、逆に測定ヘッド傾斜角、測定ヘッド圧接位置の設定のために各移動手段の移動量を演算したりすることになる。

図８から１０において測定ヘッドの中央部の断面状態として紙と測定ヘッド面の接触状態を説明した。測定ヘッドの測定面方向から見た場合、測定ヘッド面の形状が先に説明したような円筒形の場合は、紙とヘッド面はヘッド面の最も上流側の１点から順次接するため、ヘッド面の川下側に行くにつれて、紙から離れる位置関係にある。実際にはフォイル効果によりほぼ全面に亘って紙とヘッド面が接触するが、厳密には図１１に示すような測定ヘッドの面側から見た圧力分布となる。図からわかるように、Ｒ１最も負圧の強い領域、Ｒ２２番目に負圧の強い領域、Ｒ３３番目に負圧の強い領域のように順に測定ヘッドの下流側や側面側に行くほど負圧の程度が小さくなるので、両側からエアーがヘッド面上に入ってくる傾向が強くなるので、ヘッドの両側端側では接触不足になるおそれがある。そこで、このような傾向をより小さくする上で、紙と測定ヘッド面が最初に１点から接するのではなく、線で接するようにすれば紙の流れに対して直角方向でより一層圧力分布が均一になりより好ましい。例えば、図１２に示すように測定ヘッドの外形状を角型にすれば負圧になる範囲がヘッド幅全体に広がり、より均一な接触が得られやすくなる。これは紙の流れの川上側でヘッドと紙が接触することにより、ヘッドの幅全体に亘って負圧になるためであると考える。

図１２は５個の誘電体共振器を保持した角型測定ヘッドの一例を示す平面図である。図１２において測定ヘッド１０Ｇの上流側の端辺ＴＥ１が最初に紙に接する接触端辺となる。その両側の端辺が側端辺ＳＥ１およびＳＥ２となる。理想的にはこの側端辺の全区間にわたり紙が測定ヘッドに吸着されることが好ましい。尚、より現状に即するようにいうと測定ヘッドの外形状は完全に角型である必要はない。すなわち、直線状の接触端辺とその両側に直線状の側端辺を設けていればよく、接触端辺に対向する端辺は直線である必要はなく曲線等であってもよい。そこでこのような角型測定ヘッドを略角型と称する。

さらに、複数の誘電体共振器の個別の異方性感度の差を補正するために補正係数を求め、これを適用することで感度補正を行っている。そのためには測定ヘッド自体を回転させる必要がある。円筒形状の測定ヘッドの場合はそのまま回転させることが容易であった。以上に説明した角型形状の測定ヘッドの場合紙と接触状態のまま回転させることはできない。そのため例えば図１３に示したように、外形は角型形状でありながらヘッド自体は回転できる機構を設けることが好ましい。図１３(a)は回転側ヘッド構成部と固定側ヘッド構成部を組み合わせた構造の平面図、(b)はその構造の中央部の断面図である。すなわち円筒形状の回転側ヘッド構成部１６とその回転側ヘッド構成部を回転可能に保持する固定側ヘッド構成部１７を組み合わせた構造をとることが好ましい。この場合の一例を図１３に示した。本図１３では外側の固定角型測定ヘッド部と内側の回転可能測定ヘッド部との隙間はシール付ベアリング１８によってシールをしているので、矢印方向に回転可能となる。シール付ベアリングの他にＯリング等のシール部材なども使用可能である。また図１４に別の一例を示した。図１４は完全に筐体で囲まれたケースの中でヘッドを回転させるように構成したより好ましい例を示す。図１４(a)は回転側ヘッド構成部と固定側ヘッド構成部を組み合わせた構造の平面図、(b)はその構造の中央部の断面図である。この例では固定側ヘッド構成部１７aが図１３に示した固定側ヘッド構成部より厚くなっており底を設けてあるので回転側ヘッド構成部１6への埃等の侵入がより少なくなるので好ましい。

先に説明した測定ヘッド傾斜角調整手段Ｉnによる最適な離間角度の調整や測定ヘッド圧接位置調整手段Ｐｏによる測定ヘッドの紙に対する押し込み量の調整については、その測定時の紙の走行条件に応じて適宜試行を繰り返して決定することができる。

さらに、本測定装置においては、実際に紙の配向を測定する際に使用する各測定値を用いて以上の角度等の調整を最適に行うことも可能である。すなわちΔｆ（ブランク時の共振周波数と紙と接触した時の共振周波数の差）および共振周波数のバラツキ、すなわち標準偏差σを利用できることがわかった。紙が測定ヘッド面に強く接触している場合、すなわち、強く吸着されていればいるほどΔｆは大きくなり、紙が測定ヘッド面から離れるにつれてΔｆは小さくなる。一方、共振周波数の標準偏差σは紙がヘッド面から離れると大きくなり、密着するにつれて小さくなる傾向がある。これらの性質からできるだけΔｆが大きくなり、かつ標準偏差σが小さくなるように離間角度および押し込み量を調整することができる。

例えば、図１５に示したようなフォイル効果モニター画面を使用することができる。図１５はフォイル効果モニター画面の一例を示す図である。図中左側には各誘電体共振器のΔｆが表示され、右側には共振周波数の標準偏差が表示されている。これらを見ながら離間角度の調整や測定ヘッドの紙に対する押し込み量の調整を行うわけである。もちろんこれらのΔｆや標準偏差σの値をＰＣ（パーソナルコンピュータ）により演算を繰り返して求めながら、離間角度と押し込み量を適宜自動的にステップ的に変更して最適調整量を自動的に求めることも可能である。

以上の例では測定ヘッドが検出部を保持していた例を説明した。これは検出部となる誘電体共振器がシールド容器としての測定ヘッドを必要としていたからであるが、そのような容器を必要としない検出部の場合は検出部そのものが測定ヘッドになる。そのような場合も同様の効果を奏するのはいうまでもない。

＜実施例、比較例＞
誘電体共振器５個を７２度ずつ方向を変えて図１に示すように配置した測定ヘッドに図２に示した回路を組み合わせて測定を行った。この測定ヘッド上に１８８μm厚の２軸延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを測定ヘッドの平面状接触面に置き、測定ヘッドに設けた図示を省略した多数の吸引穴からエアーを吸引することによってＰＥＴフィルムをヘッド面に完全に吸着させて、５つの誘電体共振器におけるΔｆを測定した。同様に、ＰＥＴフィルムを７２度回転させ、同じように共振周波数を測定し、これを順次計５回行い、各誘電体共振器NO.1からNO.5の各ポジション（Ａ〜Ｅ）におけるΔｆをプロットしたものを図１６に示した。図１６は５つのポジションにおいてそれぞれの誘電体共振器が示す実際のＰＥＴフィルムを理想状態で測定したシフト量のグラフの一例である。図１６に示したグラフ形状は先に図５に示した理想形のグラフ形状にほぼ近い形状となっている。

次に、実際に走行している抄紙後の紙に図１に示した測定ヘッドを接触させ、リアルタイムで紙の繊維配向を測定した。フォイル効果を用いない場合すなわち離間角度０度で押し込み量１ｍｍの条件で配向を測定したところ図１７に示したパターンとなり、理想のパターンからは大きくかけ離れた結果となった。図１７は５つのポジションにおいてそれぞれの誘電体共振器が示すフォイル効果を用いない状態で測定したシフト量のグラフの一例である。

一方、フォイル効果を用いた場合は、図１５に示したモニター画面を見ながら最適な傾斜角度と押し込み量を決めた。抄速５６０ｍ/分、米坪５２．３ｇ/ｍ^２、離間角度０．５７度、測定ヘッドの紙に対する押し込み量１ｍｍの条件で、各誘電体共振器の各ポジションにおけるΔｆの状況を図１８に示した。図１８は５つのポジションにおいてそれぞれの誘電体共振器が示す、フォイル効果を用いた状態で測定したシフト量のグラフの一例である。本図のパターンは先に示した図５のパターンとほぼ同様のものであった。すなわちほぼ理想的なパターンを得ることができた。

これらの実機試験によってフォイル効果の有効性が確認され、紙の繊維配向の実測においても、配向角度および配向度の測定精度が大幅に向上し、かつ安定して測定することが確認できた。

本発明によれば、シート状物の物性を測定する装置において接触型の検出部の検出面を測定対象であるシート状物と均一に安定して接触させることができ、電気抵抗等の接触型の物性の測定にも適用可能である。

５個の誘電体共振器を保持した測定ヘッドの一例を示す平面図。５個の誘電体共振器を使用した場合の測定系のブロック図。図２のように配置した各誘電体共振器の出力から得られる配向パターンを示した図。 (a)５個の誘電体共振器の位置を示した測定ヘッドの平面図(b) 各誘電体共振器の出力から得られる配向パターンを示した図。５つのポジションにおいてそれぞれの誘電体共振器が示す誘電体共振器が示す理想的なシフト量のグラフ。５つのポジションにおいてそれぞれの誘電体共振器が示す誘電体共振器が示す実際のシフト量のグラフ。本発明の配向測定装置の一例の概略構成図。 (a)測定ヘッドにより離間角度が比較的小さい状態で走行中の紙の配向を測定する状態の断面図、(b)測定ヘッドに押圧されて走行する紙の測定ヘッドの位置に伴う圧力分布を示す曲線。 (a)測定ヘッドにより離間角度が比較的大きい状態で走行中の紙の配向を測定する状態の断面図、(b)測定ヘッドに押圧されて走行する紙の測定ヘッドの位置に伴う圧力分布を示す曲線。 (a)測定ヘッドにで走行中の紙の配向を測定する状態の断面図、(b)測定ヘッドに押圧されて走行する紙の測定ヘッド圧接位置の２種の例についての、それぞれの位置における２種の圧力分布を示す曲線。円筒形測定ヘッドの接触面側からみた圧力分布を示す図。５個の誘電体共振器を保持した角型測定ヘッドの一例を示す平面図。 (a)回転側ヘッド構成部と固定側ヘッド構成部を組み合わせた構造の一例の平面図、(b)その構造の中央部の断面図。 (a)回転側ヘッド構成部と固定側ヘッド構成部を組み合わせた構造の別の一例の平面図、(b)その構造の中央部の断面図。フォイル効果モニター画面の一例を示す図。５つのポジションにおいてそれぞれの誘電体共振器が示す実際のＰＥＴフィルムを理想状態で測定したシフト量のグラフの一例。５つのポジションにおいてそれぞれの誘電体共振器が示すフォイル効果を用いない状態で測定したシフト量のグラフの一例。５つのポジションにおいてそれぞれの誘電体共振器が示すフォイル効果を用いた状態で測定したシフト量のグラフの一例。

符号の説明

１〜５誘電体共振器
１０測定ヘッド
Ｉｎ測定ヘッド傾斜角調整手段
Ｐｏ測定ヘッド圧接位置調整手段

Claims

少なくとも一つの検出部と、
前記検出部を保持する測定ヘッドと、
測定ヘッドの接触端部のシート状物の走行経路に対する測定ヘッド押込み量および測定ヘッドの平面状接触面がシート状物の流れ方向に対してシート状物から一定の角度を保って離間する離間角度を調整する測定ヘッド位置調整手段と、
を備えるシート状物の物性を測定する測定装置。
前記測定ヘッド位置調整手段が、前記測定ヘッド押込み量を調整する測定ヘッド押込み量調整手段と、前記離間角度を調整する測定ヘッド傾斜角調整手段とにより構成される請求項１記載のシート状物の物性を測定する測定装置。
前記測定ヘッドの形状が、測定対象のシート状物の移動方向に対して垂直に圧接する直線状の接触端辺と、該接触端辺の両側の該移動方向に平行となる直線状の側端辺とで囲まれた平面状接触面を有する形状である測定ヘッドである請求項１または２記載のシート状物の物性を測定する測定装置。
前記測定ヘッドが少なくとも一つの検出部を固定保持する回転側ヘッド構成部と、該回転側ヘッド構成部を回転可能に保持する固定側ヘッド構成部とから構成される請求項１から３のいずれか一項記載のシート状物の物性を測定する測定装置。
前記検出部が測定ヘッドとなる請求項１から４のいずれか一項記載のシート状物の物性を測定する測定装置。
前記検出部が少なくとも１個の誘電体共振器より構成される請求項１から４のいずれか一項記載の測定装置。
請求項６項に記載のシート状物の物性を測定する測定装置を使用し、前記誘電体共振器の共振周波数のシフト量および共振周波数の標準偏差量から最適な前記測定ヘッド押込み量および離間角度を決定して測定を行うシート状物の物性を測定する方法。