JP4498800B2

JP4498800B2 - 開口率測定装置

Info

Publication number: JP4498800B2
Application number: JP2004108338A
Authority: JP
Inventors: 正明平井; 洋一須山
Original assignee: Arisawa Manufacturing Co Ltd; Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Arisawa Manufacturing Co Ltd; Toho Rayon Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2005290623A

Description

本発明は、開口率測定装置に関するものである。

経糸と緯糸により織成される織物（偏平織物）を航空機用ＦＲＰとして使用する場合には相当の強度が必要となる。

ところで、この織物には、経糸と緯糸とで囲繞される開口部が存在する。

この開口部の存在は、当然ながら強度の低下につながるために、これまでは、この開口部を可及的に小さくすることで十分な強度を発揮させるべく、例えば、特開平６−２５４４６号公報（特許文献１）に開示されているような織物の開口率（開口部の面積の総和／織物全面積）を可及的に小さくする織成方法が提案されている。

しかしながら、どのように織成方法を工夫しても、現実には各開口部の開口面積は一律でなくバラつきが存在するため、小さい開口部と大きい開口部とが混在し、織物の強度にもバラつきが生じ、これが原因で応力集中が生じやすい。

従って、織物の強度を向上させるためには、開口率を小さくすると共に織物全体で各開口部の開口面積を一律にすることが必要である。

しかし、そもそもこの織物の開口率を測定する手段には限りがあり、その測定範囲も狭く、また、織物全体の各開口部の面積を正確に測定できる手段は現状においては存在せず、これらが原因で正確な開口率及び各開口部の開口面積を測定することができず、よって、開口率が小さく且つ各開口部の開口面積が一律の織物を織成する手段はない。

例えば、特許文献１で用いられている開口率の測定方法は、点光源から出射した測定用光を対象物に当て、その裏からＣＣＤカメラで撮影し、デジタルデータとして解析装置に取り込んでこのデジタルデータから開口率を測定する所謂一点光源拡散方式（従来例）である。

この従来例は、前記測定用光は開口部に対して垂直に入射しにくく、このためこの測定用光が織物により遮られ、開口・閉塞が明確でない影の部分（グレーゾーン）が存在する画像が撮影されることになり、このグレーゾーンを多く含む画像データを元に算出される開口面積の値は、画像解析における二値化時に設定する閾値に大きく依存し、正確性に欠ける。更に、点光源及びＣＣＤカメラが固定されているから、従来例は測定範囲が狭く（２ｃｍ×２ｃｍ程度）、この点からも正確性に欠ける。

特開平６−２５４４６号公報

本発明は、上述の問題点を解決したもので、測定範囲内の各開口部の開口面積を正確に測定することで、測定のバラツキを可及的に阻止し、各開口部の正確な開口面積を測定できる実用性に秀れた開口率測定装置を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

経糸５と緯糸６とで織成され繊維強化樹脂に使用される織物２の該経糸５と緯糸６とで囲繞された開口部４の開口率（開口部４の開口面積Ｓの総和／測定範囲全面積）を測定する開口率測定装置であって、前記織物２の一面側に該織物２に向けて測定用光を照射する発光部１が配置され、更に、前記織物２の他面側に前記測定用光が照射された該織物２を撮影する撮影部３が配置され、この発光部１及び撮影部３は前記発光部１からの前記測定用光が前記撮影部３に略垂直に入射する状態を保持するように同期移動しながら該撮影部３により所定の測定範囲で撮影が行われるように構成され、前記撮影部３で撮影され該撮影部３から入力される撮影画像データを画像解析して前記開口部４の前記開口面積Ｓの総和を算出し該開口面積Ｓの総和を用いて前記開口率を算出する算出機構を備えていることを特徴とする開口率測定装置に係るものである。

また、請求項１記載の開口率測定装置において、前記算出機構は前記開口率及び該開口率の標準偏差を算出するように構成されていることを特徴とする開口率測定装置に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の開口率測定装置において、前記算出機構としてパソコンが採用されていることを特徴とする開口率測定装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、測定のバラツキを可及的に阻止して各開口部の正確な開口面積を測定できる実用性に秀れた開口率測定装置となる。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

発光部１と撮影部３とが織物２を挟んで対置され、この発光部１及び撮影部３は同期移動するから、発光部１からの測定用光が撮影部３に略垂直に入射し、該測定用光は経糸５及び緯糸６に遮られることが可及的に少なく、従って、各開口部４は位置によって異なる測定状態とならず、常に同一状態（測定用光が撮影部３に常に略垂直に入射する状態）で測定され、よって、各開口部４の開口面積Ｓを正確に測定でき、測定のバラツキを可及的に阻止して各開口部４の正確な開口面積Ｓを測定できる。また、発光部１及び撮影部３は繊維強化樹脂に使用される織物２を挟んで同期移動するから、測定範囲を広く設定することができ、それだけ多数の開口部４の測定が可能となり、よって、正確な開口率を求めることができることになる。

従って、従来は正確に測定できなかった織物２の開口部４の開口面積Ｓ及び開口率（開口部４の面積の総和／測定範囲全面積）を極めて正確に測定することが可能となり、所望の織物２を得ることができ、また、織物２が設計通りの特性であるか否かを確認することができる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、経糸５と緯糸６とで織成され繊維強化樹脂に使用される織物２の該経糸５と緯糸６とで囲繞された開口部４の開口率（開口部４の開口面積Ｓの総和／測定範囲全面積）を測定する開口率測定装置であって、前記織物２の一面側に該織物２に向けて測定用光を照射する発光部１が配置され、更に、前記織物２の他面側に前記測定用光が照射された該織物２を撮影する撮影部３が配置され、この発光部１及び撮影部３は前記発光部１からの前記測定用光が前記撮影部３に略垂直に入射する状態を保持するように同期移動しながら該撮影部３により所定の測定範囲で撮影が行われるように構成され、前記撮影部３で撮影され該撮影部３から入力される撮影画像データを画像解析して前記開口部４の前記開口面積Ｓの総和を算出し該開口面積Ｓの総和を用いて前記開口率を算出する算出機構を備えているものである。

また、本実施例の被測定物は、経糸５と緯糸６とで織成される織物であって、各糸を開繊した偏平織物２である。

経糸５若しくは緯糸６としては、アラミド繊維，ガラス繊維，セラミック繊維若しくは炭素繊維が採用される。

尚、偏平織物２は、一般的な織機により経糸５と緯糸６とを織成することで製造される。

本実施例の発光部１と撮影部３とは、発光部１から照射される測定用光が撮影部３に常に垂直に入射する状態で同期移動（同速移動）するように設定されている。

この発光部１としては一般的なライト等の光源が採用され、撮影部３としてはＣＣＤが採用されている。

ＣＣＤによって撮影された画像は、画像データとして直接パソコンに入力される。この画像データが入力されたパソコン（算出機構）において、画像解析を行って各開口部の開口面積Ｓ及び開口率を算出する。

特に、本実施例においては、上述のように、発光部１と撮影部３とが同期移動して被測定物である偏平織物２をスキャンしながら各開口部の開口面積Ｓを測定するため、測定範囲を広く設定することができる。

従って、大きな面積を有する偏平織物２であっても広い測定範囲内の開口率からその偏平織物２全体の開口率を正確に推定できる。尚、本実施例においては測定範囲を２１０ｍｍ×２９７ｍｍ（Ａ４版）に設定している。

また、従来の所定箇所に固定された発光部から照射される測定用光を受光する構成（即ち、一点光源拡散方式）の測定装置に対し、本実施例の測定装置は、各開口部の開口面積Ｓを同一条件（測定用光が撮影部３に常に略垂直に入射する状態）で測定できるように、具体的には、発光部１から照射される測定用光が撮影部３に常に垂直に入射するように構成したから、測定誤差のバラツキが阻止され常に影の部分が存在しない画像を撮影することができ、グレーゾーンとなる領域が少なく、明確に開口部分と閉塞部分とを判断することができるから、この画像データから算出される開口面積Ｓの値は、前記二値化時に設定される閾値への依存が小さく、且つ、この閾値の設定も容易であるから極めて正確なものとなる。

また、パソコンに直接画像データとして撮影した画像を入力することができるから、スキャナ等で一旦写真を取り込んでから画像解析を行う場合に比して一層前記二値化の際にグレーゾーンとなる領域が少なくなり、一層精度良く各開口部の開口面積Ｓを測定できる。

具体的には、上述のように設定した発光部１と撮影部３とから成る本実施例により、織機により織成される幅１０００ｍｍの上記設計の偏平織物２を、長さ１００ｍ毎に織機を停止し、幅方向に３カ所サンプル（２００×２２０ｍｍ）を採取して開口部の開口面積Ｓを測定し、開口率及び標準偏差を夫々算出することでこの偏平織物２が設計通り織成されているか否かを確認する。

また、図３は、本実施例を用いて夫々太さが異なる糸で織成された偏平織物（３ｋ（目付２００ｇ／ｍ²，厚さ０．２６ｃｍ），６ｋ（目付２１６ｇ／ｍ²，厚さ０．２７ｃｍ），１２ｋ（目付３８０ｇ／ｍ²，厚さ０．４４ｃｍ）の平織りクロス）毎に、開口率を同一部分（Ａ４版）で計１０回測定し、その標準偏差を示したものである。

この図３から、従来装置においては、糸の太さが太くなるに連れ、影ができやすいためにそれだけ標準偏差が大きくなるところ、本実施例によれば、糸が太くなっても標準偏差がそれ程大きくならず、高い水準（具体的には３％以下）を維持できることから、各開口部の開口面積をバラツキなく測定できることが確認できた。

本実施例は上述のように構成したから、発光部１と撮影部３とが織物２を挟んで対置され、この発光部１及び撮影部３は同期移動するから、発光部１からの測定用光が撮影部３に略垂直に入射し、該測定用光は経糸５及び緯糸６に遮られることが可及的に少なく、従って、各開口部４は位置によって異なる測定状態となることなく、常に同一状態（測定用光が撮影部３に常に略垂直に入射する状態）で測定され、よって、各開口部４の開口面積Ｓを正確に測定でき、測定のバラツキを可及的に阻止して各開口部４の正確な開口面積Ｓを測定できる。また、発光部１及び撮影部３は織物２を挟んで同期移動するから、測定範囲を広く設定することができ、それだけ多数の開口部４の測定が可能となり、よって、正確な開口率を求めることができることになる。

また、発光部１から照射される測定用光が撮影部３に垂直に入射するように設定したから、常に影の部分が存在しない画像を撮影することができ、明確に開口部分と閉塞部分とを判断することができ、極めて精度良く各開口部４の開口面積Ｓを測定することができる。

その上、パソコンに直接画像データとして撮影した画像を入力することができるから、スキャナ等で一旦写真を取り込んでから画像解析を行う場合に比して一層前記グレーゾーンとなる領域が少なくなり、一層精度良く各開口部４の開口面積Ｓを測定できる。

従って、従来は正確に測定できなかった織物２の開口部４の開口面積Ｓ及び開口率（開口部４の面積の総和／測定範囲全面積）を極めて正確に測定することが可能となり、該織物２が設計通りの特性であるか否かを確認することができる。

本実施例の概略説明側面図である。本実施例の概略説明図である。開口率の測定データを示す表である。

１発光部
２織物・偏平織物
３撮影部
４開口部
５経糸
６緯糸
Ｓ開口面積

Claims

経糸と緯糸とで織成され繊維強化樹脂に使用される織物の該経糸と緯糸とで囲繞された開口部の開口率（開口部の開口面積の総和／測定範囲全面積）を測定する開口率測定装置であって、前記織物の一面側に該織物に向けて測定用光を照射する発光部が配置され、更に、前記織物の他面側に前記測定用光が照射された該織物を撮影する撮影部が配置され、この発光部及び撮影部は前記発光部からの前記測定用光が前記撮影部に略垂直に入射する状態を保持するように同期移動しながら該撮影部により所定の測定範囲で撮影が行われるように構成され、前記撮影部で撮影され該撮影部から入力される撮影画像データを画像解析して前記開口部の前記開口面積の総和を算出し該開口面積の総和を用いて前記開口率を算出する算出機構を備えていることを特徴とする開口率測定装置。
請求項１記載の開口率測定装置において、前記算出機構は前記開口率及び該開口率の標準偏差を算出するように構成されていることを特徴とする開口率測定装置。
請求項１，２いずれか１項に記載の開口率測定装置において、前記算出機構としてパソコンが採用されていることを特徴とする開口率測定装置。