JP2013134150A - ドレープ性試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドレープ性試験において試料の形状、色柄に依らず、簡便、迅速に、かつ精度良く垂直投影面積を計測することができるドレープ性試験装置を提供する。
【解決手段】試料台６は、シート状の試料８の一部を水平に保持する。試料台６は、下方または上方から支柱９に支持される。平行光発生装置１０は、試料台６の支柱９の側から鉛直線の方向に試料台６に向かって、少なくとも試料台６の範囲の外側で、鉛直線にほぼ平行な光を発する。投影スクリーン３は、試料台６の支柱９とは反対側に水平に設置され、光を散乱して透過する。好ましくは、平行光発生装置１０は、それぞれの光源から発した光が互いに干渉しないように分離され、それぞれが鉛直線にほぼ平行な光を発する、複数の平行光発生ユニット１０ａから構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、織編物、不織布などの剛軟度を示す指標値の一つであるドレープ係数を測定するためのドレープ性試験装置に関する。

ドレープ係数とは、水平に設置された円形の試料台の上に、試料台より大きな試料をのせたときに、試料台からはみ出した部分の試料面積と、試料によって生じる垂直投影面積の比であり、次式で求められる。
ドレープ係数Ｄ_ｆ ＝ （A_ｄ − S_１）／（S_２ − S_１）
A_ｄ： 試料の垂直投影面積
S_１： 試料台の面積
S_２： 試料の面積

ドレープ係数の測定方法は、日本国内外の試験規格に記載されている。ドレープ係数の測定方法は、大別すると日本国内で主流の方法と、海外で主流の方法の２つの方法が存在している。日本国内で主流の方法は、非特許文献1に記載されている。非特許文献1では、直径１２７mmの円形試料台の上に、直径２５４mmの円形試料を中心を合わせて合わせて置き、試料の状態を安定させるための前処理として試料台を上下に３回振動させた後、６０秒間放置したときの試料の垂直投影面積を計測する。垂直投影面積を計測する具体的な手段については特に規定されていない。

海外で主流のドレープ係数の測定方法は、非特許文献２または非特許文献３などに記載されている。それらの規格では、直径１８０mmの円形試料台の上に、直径２４０mm、３００mmまたは３６０mmいずれかの円形生地試料を設置したときの垂直投影面積を計測するが、国内で主流の方法のような試料台を上下に振動する前処理は行わない。例えば、非特許文献３には、垂直投影面積を計測する方法として、試料台の真下にランプ光源と凹面鏡を設置して、試料下方より平行光を照射し、試料上方に水平に設置した透明板の上でトレース紙に試料外周の形状を写し取って切り抜き、その紙の質量から面積に換算する方法が記載されている。

ドレープ係数を求めるためには、試料台から立体的に垂れ下がった試料の垂直投影面積を正確に測定する必要がある。垂直投影面積を測定する方法として、トレース紙に試料外周の形状を手作業で写し取る方法のほかにも幾つかの方法が考案されている。

例えば、感光紙を試料の下に敷いて上から光を当て、試料の影になって感光しなかった部分を切り取ってその重量から面積を計算する方法、試料上方からカメラ等で試料を直接撮影し、画像処理ソフトで試料の外周形状を検出し、投影面積に近似する方法（特許文献１）、試料台を回転させながら水平方向に移動可能な一対の光ファイバー光源と光センサを走査させて試料外周を検出し、ドレープ形状を直接プロッタに出力する方法（株式会社大栄科学精器製作所の方法：図１０参照）などがある。

特開平１１−００１８６８号公報

日本工業規格ＪＩＳ Ｌ １０９６：２０１０、２０１０−０６−２１ 英国工業規格ＢＳ５０５８：１９７３、１９７３−１２−１０ 国際規格ＩＳＯ ９０７３−９、Second edition、２００８−０４−０１

しかしながら、非特許文献３に示される装置のように、下方より凹面鏡反射で発生させた平行光を照射してトレース紙に投影図を写し取る場合、試料台の鉛直真下に試料サイズを上回る大きさの凹面鏡を設置し、その焦点位置にランプ光源を設置する必要がある。この方法では、試料台を上下振動させる機構を内蔵することが難しく、非特許文献１に規定されている前処理に対応することができない。また、トレース紙への写し取りは光源を直接見つめながらの手作業となるため、作業者への負担が大きい。さらに、写し取った試料外周の形状に紙を切り抜いてその質量を測り、紙の坪量（単位面積あたりの質量）から面積に換算するため作業性が非常に悪く、試験誤差が大きいなどの問題があった。

感光紙を用いる方法は、作業者の負担を軽減するために考案された、前述のトレース紙による方法の代替法と推定される。しかし、感光紙の取り扱いは暗所中での作業が必要であり、感光後の感光紙の定着作業も必要である。また、感光紙を切り抜いて面積を求める作業はトレース紙による方法と同様で、作業性の悪さや測定誤差の問題は解消されていない。

投影面積の計測に紙を用いない方法として、特許文献１では試料を直接カメラで撮影し、得られた試料の画像を画像処理することで垂直投影面積に近似する方法が提案されているが、この方法には大きな問題が２つある。１つめの問題は、パースペクティブ（遠近感）の問題である。一般的なカメラで立体物を撮影すると、レンズのパースペクティブ（遠近感）によって、撮影距離の近い手前の部位は大きく、撮影距離の遠い奥の部位は小さく写る傾向がある。非特許文献１の試験条件の場合、最大で６３．５mmの垂れ下がりが発生するが、実用的な撮影条件（撮影距離約１ｍで直径２５４mmを一視野に収められるレンズ使用）で検証してみると、パースペクティブによる誤差が最大で約１０%程度発生し、測定上無視し得ない誤差の原因となることがわかった（比較例１）。また、レンズの視角と試料の垂れ下がり方によっては、試料の外周の一部が、試料台の陰になる可能性もある。

試料を直接カメラで撮影する場合のパースペクティブの問題を解消する手段としては、（１）望遠レンズを用いて遠距離から撮影する方法、（２）テレセントリックレンズ等のパースペクティブを軽減するレンズを用いて近距離から撮影する方法が考えられる。（１）の方法でパースペクティブを解消するためには少なくとも５ｍ程度の撮影距離が必要となり、ドレープ性試験装置として現実的ではない。（２）の方法では、試料を一視野に収めるために試料サイズより大きなテレセントリックレンズが必要で、例えば直径２５４mm の試料を撮影する場合、直径３００mmクラスのテレセントリックレンズ（筒長１ｍ以上）が必要となり、試験装置の大型化、重量化および高額化は避けられず、これもドレープ性試験装置としては現実的ではない。

２つめの問題は、試料外周を検出する際の試料の色柄の影響である。先に述べた方法で費用対効果を度外視してパースペクティブの問題をクリアできたとしても、試料を直接撮影した画像では、試料の色柄が原因で試料外周を精度良く検出できないケースが発生する。無地試料の場合は試料の色に応じて背景色を変えることで、背景と試料のコントラスト比を上げて試料外周を高精度に識別することが可能であるが、試料の色に応じて背景色を変更する手間が発生する。また、色柄物（特に濃淡色の組み合わせ柄）の場合は、背景色を変えても、背景色とコントラストが似通った柄部分が残ってしまい、試料の外周を識別するのが困難な場合がある（比較例２）。

図１０に示す株式会社大栄科学精器製作所の装置は、垂直方向に正対させた一対の光ファイバ光源４４と光センサ（受光部）４５で構成される検知部を、試料台４２の中心を通る水平方向に走査して試料端を検出する。検知部の動きに合わせて作動するペン４８で、試料台４２に同期して回転する回転板４６の上に固定した紙４７に、試料端を検出した位置をプロットする。この方法によれば、パースペクティブと色柄の問題が回避されている。また、試料台４２の下部に大型の光源装置を置く必要がないことから、上下振動装置を内蔵することも可能になっている。しかし、試料端を検出する検知部の動きが１直線上に限定されているため、試料４３を回転させながら試料外周を走査する必要があり、軟らかい試料では走査中の回転運動によって試料のドレープ形状が変形してしまう場合がある。また、試料を１°回転させる毎に停止して試料の縁を走査する作業を３６０°にわたって行うため、１つ試料の外周を走査するのに３〜５分程度を要する。ドレープ性試験では１試料あたり複数の試験片（一般にサンプル数ｎ＝６〜１０程度）の測定を行うため、この走査時間は作業効率に大きく影響する。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、ドレープ性試験において試料の形状、色柄に依らず、簡便、迅速に、かつ精度良く垂直投影面積を計測することができるドレープ性試験装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の観点に係るドレープ性試験装置は、
シート状の試料の一部を水平に保持する試料台と、
前記試料台を下方または上方から支持する支柱と、
前記試料台の前記支柱の側から鉛直線の方向に前記試料台に向かって、少なくとも前記試料台の範囲の外側で、鉛直線にほぼ平行な光を発する平行光発生装置と、
前記試料台の前記支柱とは反対側に水平に設置される、光を散乱して透過する投影スクリーンと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ドレープ性試験において試料の形状、色柄に依らず、簡便、迅速に、かつ精度良く垂直投影面積を計測することができる。

本発明の実施の形態１に係るドレープ性試験装置の内部を示す斜視図である。 図１に示すドレープ性試験装置のＸ−Ｘ線断面および画像処理部を示す図である。 実施の形態１に係るドレープ性試験装置の平行光源ユニットの断面概念図である。 本発明の実施の形態２に係るドレープ性試験装置の断面および画像処理部を示す図である。 図４のＹ−Ｙ線断面を示す図である。 実施の形態２に係るドレープ性試験装置の平行光源ユニットの断面概念図である。 白黒ボーダー柄ニット試料３点について、実施の形態１のドレープ性試験装置を用いて得た垂直投影画像である。 白黒ボーダー柄の織物試料について、試料を直接撮影した画像から垂直投影を近似しようと試みた結果の画像である。 柄物レース地試料について、実施の形態１のドレープ性試験装置を用いて得た垂直投影画像である。 従来のドレープ性試験装置の構成の一例を示す概念図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施の一形態について説明する。ただし、以下の説明はあくまで本発明の例示に過ぎず、以下の記載によって発明の技術的範囲が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るドレープ性試験装置の内部を示す斜視図である。ドレープ性試験装置は、全体が暗室２に収められる。図１では、暗室２の外形を破線で示す。なお、以下の図中、線Ｇは重力の方向（鉛直下方）を示す。ドレープ性試験装置は、カメラ１、投影スクリーン３、試料台６、支柱９、平行光発生装置１０、および、振動装置１１を備える。ドレープ性試験装置は、平行光発生装置１０から鉛直上方に向けて、鉛直線にほぼ平行な光を照射し、試料台６に固定された試料８の影を投影スクリーン３に映す。投影スクリーン３に投影された影を、反対側からカメラ１で撮影する。

図２は、図１に示すドレープ性試験装置のＸ−Ｘ線断面および画像処理部を示す図である。カメラ１は、レンズを下方へ向けて、投影スクリーン３と正対するように固定されている。カメラ１は、撮影距離約１ｍのとき直径４００mm程度の領域を一視野に収められるようなマニュアルレンズを装着している。仮に、これより撮影距離を近づけると視野を確保するため広角系レンズを使用する必要があり、視野周辺部の歪みの影響が無視し得なくなる。逆に、これ以上撮影距離を離すと、装置の高さが高くなりすぎてＪＩＳ Ｌ １０９６等で規定されている温湿度条件に空調された試験室内への設置が難しくなる。また、オートフォーカスレンズでは、自動ピント調整の際に被写体の画像サイズが微妙に変化してしまうため、マニュアルレンズであらかじめピントを固定してしまう方が好ましい。カメラ１は、動作制御および画像処理用のコンピュータ１２と接続されており、コンピュータ１２にインストールされた画像処理ソフト側の自動制御で被写体を撮影することができる。

投影スクリーン３は、カメラの下方約１ｍに設置されており、カメラ１と試料台６の間に水平に保持されている。図１のドレープ性試験装置では、投影スクリーン３は水平方向に平行に保持した２本のロッド４にまたがるように掛けられており、垂れた投影スクリーン３の両端に張力５を掛けて、シワやたるみが生じないように張られている。投影スクリーン３を水平に保持できる方法であれば、他の方法でもかまわない。投影スクリーン３は光を散乱して透過する材質で、試料台６の下方より鉛直上方向に平行光を照射したとき、試料の垂直投影をコントラスト良く結像することができる。投影スクリーン３の素材としては、紙、不織布、布地、フイルムなどが考えられるが、紙、不織布、布地等は、材質のムラに起因する陰影により、垂直投影のコトラストが落ちる場合があるほか、紙や不織布は耐久強度的にもあまり適当ではない。好ましくは、サンドブラスト処理等で表面を粗化して、光を散乱させる特性が付与されたポリエステルフィルム等の樹脂フイルムを用いる。

投影スクリーン３の下方には、試料台６が設置されている。試料台６は、支柱９によって下から水平に支持される。試料台６は試料重量や上下振動処理によって変形しない程度の剛性のある円盤で、試験条件に応じて適切な直径のものに換装することができる。試料押さえ板７は、試料台６と同寸の剛性のある円盤で、中央部にネジを通すための孔が形成されている。試料台６の上面中心部には、試料押さえ板７を固定するための試料押さえ板固定用ネジ７ａと試料押さえ板固定用ナット７ｂが装備されており（図２参照）、試料台６と試料押さえ板７で試料８を挟んで固定することができる。

試料台６の下方には平行光発生装置１０が設置されている。平行光発生装置１０は、試料台６に保持された試料が最大に垂れ下がっても、平行光発生装置の投光部と試料が接触しない距離に設置されており、鉛直上方へ平行光を照射するように固定されている。例示の平行光発生装置１０は、２００mm×２００mm の照射面積を有する平行光源ユニット１０ａを縦横に各２台ずつ計４台接合したもので、４００mm×４００mmの面積にほぼ均一な平行光を照射できる能力を持っている。図１では、平行光源ユニット１０ａの１台を省略している。

平行光発生装置１０の下方には振動装置１１が設置されている。振動装置１１は、鉛直方向に伸びた支柱９で試料台６と接続されており、試料台６を上下振動させることができる。また、振動装置１１は動作制御および画像処理用のコンピュータ１２と接続されており、コンピュータ１２側の操作で、任意の振動幅、任意の振動速度および任意の放置時間に設定できるようになっている。これにより、ＪＩＳ Ｌ １０９６、ＢＳ５０５８等の試験規格に記載されている試験条件のみではなく、試験規格にない任意の試験条件に対応することができる。

平行光発生装置１０の中心部、４つの平行光源ユニットが接する部分には、試料台６と振動装置１１を繋ぐ支柱９を通すための切り欠きが設けられており、平行光発生装置１０は支柱９とは非接触である。また、平行光発生装置１０は振動装置１１とも直接接触しない構造をとっている。これは、構造的に振動や衝撃に弱い平行光発生装置１０へ振動装置１１の振動を伝えないための配慮である。

ここまでで説明したカメラ１、投影スクリーン３、試料台６、平行光発生装置１０、振動装置１１等の構成部品は暗室２の中に設置されており、試験操作は全て暗室内で実施される。また、暗室２の側面には試料を出し入れするのに十分な大きさの作業扉２ａが設けられており、試料の装着、交換はこの作業扉２ａを開けて行う。

図３は、実施の形態１に係るドレープ性試験装置の平行光源ユニットの断面概念図である。上面が開放された小型の暗室ボックス２２の開口部を塞ぐ形で、凸レンズのフレネルレンズ２３が取り付けられており、暗室ボックス内のフレネルレンズの焦点位置にランプ光源２１が固定されている。ランプ光源２１には、点光源とみなせる発光体を使用する。

暗室ボックス２２の内面は、光を反射しないようにつや消しの黒色塗装を施す。また、隣り合う平行光源ユニット１０ａとの間で、光が干渉しないように、暗室ボックス２２の壁面は光を透過しないことが必要である。ランプ光源２１から発する光のうち、直接フレネルレンズ２３に照射される光のみが、フレネルレンズ２３を通して、外部に出射される。ランプ光源２１が点光源とみなせれば、フレネルレンズ２３を通して出射される光はほぼ平行な光線になる。

平行光源ユニット１０ａどうしの境界にできる非発光部分をできるだけ小さくするために、暗室ボックス２２の側壁はできるだけ薄いほうがよい。側壁が薄ければ、実際には、ランプ光源２１の発光体の大きさとフレネルレンズ２３の誤差によって、投影スクリーン３には平行光源ユニット１０ａの境界の明確な影はできない。投影スクリーン３上に非発光部分の影ができたとしても、その部分で、試料８の影の輪郭を補間すればよい。

凸レンズの焦点に点光源とみなせる光源を固定することによって、ほぼ平行な光を発生させることができる。さらに、凸レンズをフレネルレンズ２３とすることによって、凸レンズの厚さを小さく、また軽量にできる。フレネルレンズ２３を使用して軽量にできるので、暗室２２の側壁を薄くできる。

実施の形態１では、平行光源ユニット１０ａは、直方体を想定しているが、平行光源ユニット１０ａは、直方体に限らない。例えば、フレネルレンズ２３の形状を正六角形にして、３つの平行光源ユニット１０ａで、平行光発生装置１０を構成することも可能である。また、フレネルレンズ２３を正三角形にして、６つの平行光源ユニット１０ａで、平行光発生装置１０を構成してもよい。平行光源ユニット１０ａどうしの境界にできる非発光部分を小さくするために、平行光発生装置１０を構成する平行光源ユニット１０ａの数は少ない方が好ましい。

支柱９を通すための切り欠き部分では平行光が得られないが、切り欠き部分が試料台６の範囲内であれば、試料台６の範囲の外側では平行光を照射するので、試料８の正しい投影像を得ることができる。平行光発生装置１０は、少なくとも、試料台６の範囲の外側で、試料８の大きさを含む範囲で、平行光を照射することができればよい。

フレネルレンズ２３は点光源の拡散光から平行光が得られるため、小型の平行光源ユニットでも複数連結して広い面積を均一に照らすことが容易である。小型ユニットを連結する方式のメリットとしては、装置全体の小型化、パーツ配置の自由度向上などがある。用いる光源は、点光源に近く、高照度の拡散光が得られるランプが適している。照度が上がるほど投影の解像度は上がるが、フレネルレンズは樹脂製で熟に弱いため、照度と発熱量の兼ね合いで光源を選定する必要がある。例えば、数ワットクラスのハロゲンミニチュアランプが適している。

厳密には、平行光源ユニット１０ａから照射される光は、平行光源ユニット１０ａのフレネルレンズ２３の光軸で明るく、光軸から遠ざかるにつれて暗くなる。しかし、画像の影と影でない画素（ピクセル）を閾値で分けられればよいので、実用上は差し支えない範囲である。また、投影スクリーン３の上で照度が均一でなくても、カメラの画像で補正することができる。以下、投影像の撮像とドレープ係数の算出について説明する。

動作制御および画像処理用のコンピュータ１２は、振動装置１１の制御プログラムと、カメラ１で得られる画像を取り込んで垂直投影面積を計測する画像処理プログラムがインストールされている。これらプログラムは自動的に連携するよう設計されており、試料を装着して測定開始ボタンをクリックすると、振動前処理、撮影、垂直投影面積の計測、ドレープ係数算出までの一連の処理を全自動で実行することができる。振動前処理の時間を除いたこれらの一連の処理に要する時間は１測定あたりコンマ数秒程度であり、従来のいずれの方法と比べても処理時間は格段に短縮されている。また、測定精度、再現性についても非常に高い水準にあることが確認されている（実施例１、実施例２）。

本実施の形態で、垂直投影面積を計測するためには、まず面積既知の標準板を試料台６に取り付け、投影スクリーン３に結像した標準板の垂直投影をカメラ１で撮影して画像処理プログラムに取り込む。そして、得られた画像を画像処理して垂直投影に相当する部分とそれ以外の部分に２分化し、ノイズを除去する補正を掛けた上で、垂直投影に相当する部分のピクセル数をカウントする。このピクセル数と標準板の面積から画像上での単位ピクセル当たりの面積（mm^２／pix）を算出する。この作業は、装置を起動してレンズの焦点を固定した時点で一度行うと、画像処理ソフト内に記憶される。ここで、投影スクリーン３の照度の校正を行ってもよい。すなわち、得られた画像の標準板の垂直投影部分以外の画素の明るさを、画像の画素ごとの明るさの基準にする。

次に、試料を試料台に取り付け、必要に応じて所定の前処理を行った後、投影スクリーン３に結像した試料の垂直投影をカメラ１で撮影して画像処理用コンピュータ１２に取り込む。そして、同様に画像処理を行って試料の垂直投影のピクセル数をカウントする。得られた試料の垂直投影のピクセル数と標準板で求めた画像上の単位ピクセル当たりの面積から、試料の垂直投影面積を求める。

以上説明したとおり、本実施の形態１のドレープ性試験装置によれば、ドレープ性試験において試料の形状、色柄に依らず、簡便、迅速に、かつ精度良く垂直投影面積を計測することができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係るドレープ性試験装置の断面および画像処理部を示す図である。実施の形態２では、凹面鏡を用いて平行光源ユニット１０ｂを構成する。平行光源ユニット１０ｂ以外の構成は、実施の形態１と同じである。

図５は、図４のＹ−Ｙ線断面を示す図である。平行光発生装置１０は、４つの平行光源ユニット１０ｂから構成される。平行光源ユニット１０ｂは、ランプ光源２１、凹面鏡２５、遮光板２６および側板２７から構成される。実施の形態２でも、支柱９を通すために、平行光源ユニット１０ｂの一部に切り欠きが設けられる。側板２７は、隣り合う平行光源ユニット１０ｂどうしで、ランプ光源２１の光が干渉しないように遮光する。また、側板２７の内面は、光を反射しないように、つや消しの黒色塗装を施す。

図６は、実施の形態２に係るドレープ性試験装置の平行光源ユニットの断面概念図である。図６は、図５のＺ−Ｚ線断面に相当する。凹面鏡２５は、反射面が放物面である。凹面鏡２５は、光軸が鉛直方向を向くように設置される。ランプ光源２１は、凹面鏡２５の焦点に固定される。ランプ光源２１が点光源とみなせる大きさの発光体であることは、実施の形態１と同様である。

遮光板２６は、ランプ光源２１から発した光が直接、試料台６と投影スクリーン３に当たらないように遮光する。遮光板２６は、試料台６の範囲に収まる大きさである。遮光板２６のランプ光源２１に向かう面は、光を反射しないように、つや消しの黒色塗装を施す。側板２７は光を反射しないので、ランプ光源２１から発する光のうち、直接凹面鏡２５に照射される光のみが、反射されて、平行光源ユニット１０ｂの開口から外部に出射される。ランプ光源２１が点光源とみなせれば、凹面鏡２５で反射される光は、ほぼ平行な光線になる。遮光板２６は、試料台６の範囲に収まるので、平行光源ユニット１０ｂを組み合わせた平行光発生装置１０は、試料台６の範囲の外側で、鉛直方向に平行光を照射する。

平行光源ユニット１０ｂどうしの境界にできる非発光部分をできるだけ小さくするために、側板２７はできるだけ薄いほうがよい。側板２７が薄ければ、実際には、ランプ光源２１の発光体の大きさと凹面鏡２５の誤差によって、投影スクリーン３には平行光源ユニット１０ｂの境界の明確な影はできない。投影スクリーン３上に非発光部分の影ができたとしても、その部分で、試料８の影の輪郭を補間すればよい。

実施の形態２の平行光源ユニット１０ｂの構成でも、投影スクリーン３に照射される光の照度は均一ではないが、実用上問題はなく、また、カメラの画像で補正できることは実施の形態１と同様である。

実施の形態２のドレープ性試験装置では、平面光源ユニット１０ｂ以外の構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態１で説明したと同様に、投影像の撮像とドレープ係数の算出を行うことができる。

実施の形態１および実施の形態２では、試料台６を下から支柱９で支持する構成を説明した。実施の形態１および実施の形態２のドレープ性試験装置を、上下逆にしてもかまわない。その場合は、試料押さえ板７は支柱９に固定され、試料８を載置した試料台６を下から支柱に取り付ける。試料８は、投影スクリーン３に向かって垂れ下がることになるが、重力に対する試料８と試料台６の関係が同じなら、垂直投影面積は試験の偶然性を除いて同じになる。

実施の形態１、実施の形態２およびそれらの上下逆さの構成をまとめると、試料台６を下方からまたは上方から支柱９で支持し、平行光発生装置１０を、試料台６の支柱９の側から鉛直線の方向に試料台６に向かって、少なくとも試料台６の範囲の外側で、鉛直線にほぼ平行な光を発するように構成する。そして、投影スクリーン３を、試料台６の支柱９とは反対側に水平に設置する。さらに、カメラ１を、投影スクリーン３の試料台６とは反対側から、投影スクリーン３を撮影するように配置する。

以下、実施例を用いて、好適な実施態様につき、より詳細に説明する。
本発明において測定の対象とする試料の典型例は、織物、編物、不織布であるが、このほかフイルム等のシート状材料を含む。通常はこれら材料から複数の試験片を採取して試験に用いる。

［実施例１］
本実施の形態１のドレープ性試験装置を用いて、直径１２７mmの標準板の高さを標準位置（高さOmm）に固定した条件と、標準位置から下方６０mm（高さ−６０mm）に固定した条件で、投影スクリーン３に結像した標準板の垂直投影を撮影し、画像処理後の画像上の垂直投影のピクセル数を測定した。この高さ条件は、試料が全く変形せず試料外周が試料台と同じ高さにある状態と、直径２５４mmの試料がほぼ垂直に垂れて、試料外周が最も垂れ下がった状態を想定している。それぞれ５回測定した結果の平均値を表１に示す。標準板の高さが変わっても、画像中の垂直投影のピクセル数はほとんど変わっておらず、本装置では試料の形状（垂れ下がり具合）に影響されず、精度良く垂直投影面積を計測できることが確認された。

［比較例１］
次に、試料８を直接撮影した場合のパースペクティブ（遠近感）の影響を検証するため、本発明のドレープ性試験装置の投影スクリーン３を取り外し、標準板を直接撮影した時の画像上の標準板のピクセル数を測定した。実施例１と同様に直径１２７mmの標準板を用いて、高さを０mmおよび−６０mm に固定して実施した。５回測定した結果の平均値を表２に示す。同一面積の対象物を撮影したにもかかわらず、高さ−６０mmの場合のピクセル数は、高さ０mmの場合のピクセル数と比べて約９%小さくなった。このことから、実用的な撮影条件下において、カメラで立体的な試料を直接撮影して垂直投影面積に近似すると、試料８が垂れて試料外周がカメラから離れるほど、得られる投影面積は過小に検出され、大きな測定誤差につながることが示唆された。

［実施例２］
本実施の形態１のドレープ性試験装置を用いた場合の試料の色柄の影響について検証するため、繊維組成、編組織等の条件は同じで、柄の幅のみが異なる白黒ボーダー柄のニット試料３点について、ＪＩＳ Ｌ １０９６の規定通りの手順でドレープ係数を求めた。垂直投影の撮影画像と画像処理後の一例を図７に示す。図７と同じ例について求めたドレープ係数を表３に示す。撮影画像では、平行光源ユニット１０ａの境界が現れているが、二値化後の画像で除去できている。撮影画像と画像処理後の画像を比較すると、試料外周を精度良く検出できていることが確認できる。また、試験結果についても、ボーダー柄の幅に依らずほぼ一定のドレープ係数が得られており、本実施の形態１のドレープ性試験装置を用いれば、試料の柄の影響を受けずに安定したドレープ係数を測定できることが確認された。

［比較例２］
次に、試料を直接撮影した場合の試料の色柄の影響を検証するため、本実施の形態１のドレープ性試験装置から投影スクリーン３を取り外し、幅２０mm の白黒ボーダー柄の織物試料について試料を直接撮影した画像から垂直投影面積を近似しようと試みた。しかし、ボーダー柄の日柄の一部が背景と混同されてしまい、試料外周を正常に検出することができなかった。そのときの画像の一例を図８に示す。

［実施例３］
本実施の形態１のドレープ性試験装置を用いて、部位によって光透過性が大きく異なる柄物レース地について、垂直投影画像を得た。画像の一例を図９に示す。撮影画像と画像処理後の画像を比較すると、単純な二値化の段階では、試料周囲の影や垂直投影内の自飛びなどのノイズが見られるものの、補正処理によってノイズを除去し、高精度の垂直投影を得られることが確認された。

１ カメラ
２ 暗室
２ａ 作業用扉
３ 投影スクリーン
４ ロッド
５ 張力
６ 試料台
７ 試料押さえ板
７ａ 試料押さえ板固定用ネジ
７ｂ 試料押さえ板固定用ナット
８ 試料
９ 支柱
１０ 平行光発生装置
１０ａ、１０ｂ 平行光源ユニット
１１ 上下振動装置
１２ コンピュータ
１３ 試料の垂直投影
２１ ランプ光源
２２ 暗室ボックス
２３ フレネルレンズ
２４ 光束
２５ 凹面鏡
２６ 遮光板
２７ 側板

Claims (8)

1. シート状の試料の一部を水平に保持する試料台と、
   前記試料台を下方または上方から支持する支柱と、
   前記試料台の前記支柱の側から鉛直線の方向に前記試料台に向かって、少なくとも前記試料台の範囲の外側で、鉛直線にほぼ平行な光を発する平行光発生装置と、
   前記試料台の前記支柱とは反対側に水平に設置される、光を散乱して透過する投影スクリーンと、
   を備えることを特徴とするドレープ性試験装置。
2. 前記平行光発生装置は、それぞれの光源から発した光が互いに干渉しないように分離され、それぞれが鉛直線にほぼ平行な光を発する、複数の平行光発生ユニットから構成されることを特徴とする請求項１に記載のドレープ性試験装置。
3. 前記平行光発生装置は、点光源から発した光を平行光に変換する光学素子と、前記光学素子の焦点に固定された点光源と見なせる光源と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のドレープ性試験装置。
4. 前記光学素子は、凸レンズであって、
   前記光源は、前記凸レンズの前記投影スクリーンとは反対側の焦点に固定されることを特徴とする請求項３に記載のドレープ性試験装置。
5. 前記凸レンズは、フレネルレンズであることを特徴とする請求項４に記載のドレープ性試験装置。
6. 前記試料台を上下動させる駆動装置を備えることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のドレープ性試験装置。
7. 前記投影スクリーンの前記試料台とは反対側から、前記投影スクリーンを撮影する撮像装置を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のドレープ性試験装置。
8. 前記撮像装置で撮影した画像の画素を、所定の値以上の明度を有する明画素と、前記所定の値未満の明度を有する暗画素に分けて、前記明画素と前記暗画素の数から、前記試料のドレープ係数を算出する手段を備えることを特徴とする、請求項７に記載のドレープ性試験装置。

Images