JP5886405B1 - 積層シートの検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、積層シートの剥がれや捲れ等の積層異常の発生を検出可能にした積層シートの検査方法を提供する。【解決手段】光反射率の異なる材料を積層した積層シートに対し、搬送中の積層シートに発生した積層異常を検知する積層シートの検査方法であって、前記積層シートの幅方向にわたってレーザ光を照射する光照射工程と、前記積層シートの表面で反射された前記レーザ光の反射光を受光して光強度を検出する光検出工程と、前記検出した反射光強度の変化から、前記積層シートに、前記材料の積層異常の発生を検知する検出工程、とを有する積層シートの検査方法。【選択図】図１

Description

本発明は積層シートの剥がれ状態を検査する積層シートの検査方法に関する。

発熱体層を含む積層シートの製造において、搬送工程では、積層シートを、搬送ベルトの下面側に吸着しながら搬送するコンベア（以下、フライトコンベアともいう）により積層シートの上面側を吸引して搬送する工程がある。このフライトコンベアによる搬送工程中に、積層シートの裏面側に裏側通気シートを貼り合わせることが行われる。そして、フライトコンベアから次のコンベアに移動させた際に、積層シートの表面側に表側通気シートを貼り合わせることが行われる。
フライトコンベアで積層シートを搬送中に発生しうる、発熱体層から積層材料のシート剥がれを迅速に検知することが重要になっている。

シートの検査方法としては、種々の方法が開示されている。
特許文献１には、検査光に紫外線を用い、検査対象物が含有する蛍光性成分からの蛍光反射光を測定して、こすれや捲れを判定する検査方法が記載されている。
特許文献２には、反射式光電センサの発光素子の射出光を光ファイバで導いて射出し、その反射光を別の光ファイバで導いて受光素子で受光する。そして受光した反射光の強度差を検出することで、ろ紙の有無を判別する表面汚染検査装置が開示されている。
その他の検出手段としては、画像処理技術を用いる検査装置（特許文献３参照。）がある。

特開２０１３−２３１６６４号公報 特開平０７−００５２６４号公報 特開２００７−１６１２５７号公報

特許文献１に記載された検査方法では、蛍光性成分を含有する特殊な検査対象物しか検出することができない。また特許文献２に記載された検査装置では、光ファイバを用いているため、狭い範囲の検査領域の判定しかできない。さらに、特許文献３に記載の検査装置では、高速で移動する検査対象物についての検査の装置構成が複雑になる。
本発明は、積層シートの搬送中において、剥がれや捲れ等の発生（ないしは発生の有無）を迅速に検出可能にした積層シートの検査方法に関する。

本発明は、光反射率の異なる材料からなる層を積層した搬送積層シートの剥がれ、捲れ等（以下、「積層異常」ということがある）の発生を検査する積層シートの検査方法であって、
前記積層シートの幅方向にわたってレーザ光を照射する光照射工程と、
前記積層シートの表面で反射された前記レーザ光の反射光を受光して光強度を検出する光検出工程と、
前記検出した反射光強度の変化から、前記積層シートに、前記材料の積層異常の発生を検知する検出工程、とを有する積層シートの検査方法を提供する。

本発明の積層シートの検査方法によれば、積層シートに照射した、レーザ光の積層シートからの反射率の変化率を検出することで、搬送中における、積層シートの剥がれや捲れ等（積層異常）の発生を迅速に検知、積層異常シートを排除して、積層シートの製造が可能になる。

本発明の積層シートの検査方法を実施する検査装置の好ましい一例を示した構成図である。 光反射率の異なる材料からなる層を積層した発熱体の一例を示した部分拡大断面図である。 フライトコンベアで発熱体を搬送しているときに発生した剥がれの様子をフライトコンベアの下方からみて連続的に示した図面である。（ａ）はフライトコンベアに搬送され始めたときに発熱体層に剥がれが生じ始めた状態を模式的に示した斜視図である。（ｂ）はフライトコンベアで発熱体を搬送中に発熱体の両端を残して発熱体層が剥がれた状態を模式的に示した斜視図である。（ｃ）はフライトコンベアで発熱体を搬送中に発熱体の一端を残して発熱体層が剥がれた状態を模式的に示した斜視図である。（ｄ）はフライトコンベアで発熱体を搬送中に発熱体の吸着面側を残して発熱体の構成層の一部が剥がれて落下した状態を模式的に示した斜視図である。 発熱体の構成層の一部が剥がれ落ちる状態を示した部分拡大断面図である。 構成層の捲れ等が発生しない正常時、捲れが発生した異常時および剥がれが発生した異常発生時の積層シートを模式的に示した裏面側からみた、底面図である。 本発明の積層シートの検査方法の好ましい一実施形態を示したフローチャートである。 本発明の積層シートの検査方法における判定工程の好ましい一例を示したフローチャートである。 上限しきい値と下限しきい値について説明したセンサ出力電圧の一例を示した出力図である。 製品の排出方法について説明したタイミングチャートである。 実施形態の検査方法において、フライトコンベアに積層シートが搬送される前から搬送中にかけて、フライトコンベアおよび積層シートにレーザ光を照射した時の反射光のセンサ出力電圧例を示した出力電圧図である。 発熱体層を含まない積層シートの部分断面図である。 発熱体層を含む正常時の積層シートの部分断面図である。 実施形態の検査方法において、フライトコンベアの搬送ベルトの積層シート吸着面にレーザ光を照射した時の反射光のセンサ出力電圧の一例を拡大して示した出力電圧図である。 実施形態の検査方法において、発熱体層を含まない積層シートにレーザ光を照射した時の反射光のセンサ出力電圧の一例を拡大して示した出力電圧図である。 実施形態の検査方法において、発熱体層を含む積層シートにレーザ光を照射した時の正常時と異常時の反射光のセンサ出力電圧の一例を拡大して示した出力電圧図である。 搬送ベルトに吸着された側の異常時の積層シートの部分断面図である。 検出部の異物防御用カバーの好ましい一例を示した斜視図である。 検出部の異物除去用ノズルの好ましい一例を示した斜視図である。 本発明の積層シートの検査方法を実施する製造装置の好ましい一例を示した構成図である。

本発明に係る積層シートの検査方法の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら、以下に説明する。まず、検査装置が配されるもので積層シートを搬送ベルトの下面側に保持しながら搬送するコンベアと、積層シートの検査方法を実施する検査装置の好ましい一例を、図１によって説明する。

図１に示すように、コンベア８１からコンベア１０１に積層シートとして発熱体１１を受け渡す際に、積層シートを搬送ベルトの下面側に吸着しながら搬送するコンベア（以下、フライトコンベアともいう。）９１が用いられている。フライトコンベア９１は、回転軸が互いに平行になるように配置されている複数のローラ９２と、各ローラ９２間に架け渡された無端の搬送ベルト９３とを有している。搬送ベルト９３の周回軌道は、その一部に、発熱体１１を保持する面が鉛直方向下方を向く部位９３ａを有している。発熱体１１は、この部位９３ａを搬送される。つまり発熱体１１は、搬送ベルト９３の支持面に吸引保持された状態で搬送される。このような状態での搬送を実現するために、下方を向く部位９３ａの位置には、周回軌道の内部にサクションボックス９４が設置されている。また、搬送ベルト９３には図示しない透孔が設けられている。これによって、サクションボックス９４を起動することで、透孔を通じて周回軌道の外部から内部へ向けて空気が吸引されるように構成されている。この吸引によって、被搬送物である発熱体１１は、搬送ベルト９３の支持面に吸引保持された状態で部位９３ａを搬送される。

フライトコンベア９１の下方には、発光部２１０と受光部２２０を備えた、発熱体１１の剥がれや捲れを検出する検査装置２００が配されている。この検査装置２００は、発光部２１０と受光部２２０が隣接して配されている。この発光部２１０からレーザ光Ｌを射出し、このレーザ光Ｌを測定物の発熱体１１に照射する。そして照射したレーザ光Ｌの反射光Ｒを受光部２２０で受光して光電変換し、反射光強度に対応したセンサ出力電圧として出力する。出力された電圧は、必要に応じて図示していない内部回路によって増幅して出力する。このような検査装置２００としては、キーエンス社製ＬＶ−ＮＨ４２（製品型番）を用いることができる。
また、検査装置２００には、発光部２１０に発光を指示し、受光部２２０で受光した反射光強度が正常か異常発生かを判断するしきい値を超えているか否かを、光電変換によって取得した電圧値によって判定する制御部２３０が接続されている。その判定方法については、後述する。

上記レーザ光Ｌには、例えば、波長が６３５ｎｍから６９０ｎｍの赤色レーザ光を用いる。本実施形態では波長が６６０ｎｍの赤色レーザ光を用いた。なお、レーザ光Ｌには、他の波長域のレーザ光も用いることができる。赤色のレーザ光Ｌを用いれば、レーザ光Ｌの照射位置が目視可能となり、照射位置の調整が容易にできるので好ましい。

レーザ光Ｌは、積層シートである発熱体１１の幅方向にわたって、捲れや剥がれを検知しうる所定幅に照射される。上記レーザ光Ｌの照射域の長さは、発熱体１１の幅方向の全域をカバーすることが好ましい。また、積層シートが搬送時に幅方向に振れを発生しなければ、レーザ光Ｌの照射域の長さは、積層シートの幅と同一でよい。しかし、上記のように、一部を検出すれば異常の発生の始まりが判定できるのであれば全幅でなくてもよい。また積層シートを搬送する際には、その幅方向に搬送される積層シートが蛇行して幅方向に横振れが生じる場合がある。この場合は、レーザ光Ｌの幅は、積層シートが幅方向に振れてもその幅方向の全域にレーザ光Ｌが照射されるというという観点から、振れ幅を加味した幅に設定されることも好ましい。

またレーザ光は直進性に優れているため、反射光Ｒの散乱が少ない。そのため、反射光強度の低下が抑えられ、受光部２２０で得られる光電変換された電圧値は判定可能なレベルの電圧値が得られやすくなる。
さらにレーザ光Ｌは発熱体１１の幅方向にわたる長さを有しているので、第１基材シート１の一部の捲れも検出することができる。

上記の積層シートの例としてあげた発熱体１１の層構成は、図２に示すように、第１基材シート１に発熱体層３が塗工され、さらに第２基材シート４が被覆されている。上記発熱体層３は１列もしくは複数列に塗工される。第１基材シート１および第２基材シート４は白色シートであり、発熱体層３は黒色層である。具体的には、第１基材シート１は白色のクレープ紙であり、第２基材シート４は白色のポリマーシートであることが好ましい。したがって、第１基材シート１および第２基材シート４の光反射率は発熱体層３の光反射率よりも高くなっている。この反射率の差によって、積層シートの剥がれや捲れ等の積層異常の発生を反射光Ｒの強度を測定することで検知できる。

積層シートが上記層構成の場合、上記サクションボックス９４によって第２基材シート４側を吸着した際に、発熱体層３で第１基材シート１側が剥離して、落下する場合がある。
その様子の一例を図３に示す。図３（ａ）は、発熱体１１の中間部分の発熱体層３で剥がれが発生し始めた状態であり、図３（ｂ）は、発熱体１１の搬送が進み、発熱体１１の搬送方向端部を除いて発熱体層３で剥がれた状態である。図３（ｃ）は、発熱体１１の搬送がさらに進み、発熱体１１の一端部も剥がれ、第１基材シート１が発熱体１１の他端部でかろうじて付いている状態である。そして図３（ｄ）は、第１基材シート１（図示せず）側が発熱体層３で完全に剥がれ落ち、第２基材シート４側の発熱体層３も剥がれ始めた状態である。各状態をレーザ光Ｌの照射により検査する。

上記落下状態は、図４に示すように、フライトコンベア９１（図１参照）の搬送ベルト９３に第２基材シート４が吸着され、第２基材シート４に付着している発熱体層３の一部が層状に残っている状態である。第１基材シート１側は、発熱体層３の一部が第１基材シート１に層状に付着した状態で、落下している。
したがって、第１基材シート１側が剥がれていない正常時の場合、発熱体１１のシート表面は白色である（図５（ａ）参照。）。これに対し、第１基材シート１側の一部が捲れた場合（図５（ｂ）上側参照。）や、剥がれて落下した場合（図５（ｃ）上側参照。）の異常時では、発熱体１１の表面は黒色層である発熱体層３の少なくも一部が表出している。
積層シートが流れ方向、すなわちＭＤ方向（機械方向：Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に搬送されたとき、レーザ光Ｌの照射位置に搬送されてレーザ光Ｌが照射される。図示例では、発熱体１１が２列に配されている場合を示したので、各列の発熱体１１のそれぞれにレーザ光Ｌが照射されるようにレーザ光Ｌは配される。
このとき、黒色層が表出している場合には、白色シートの光反射率と黒色層の光反射率の差によって前記図１に示した受光部２２０が受光する反射光Ｒの受光強度に差が生じることで、積層異常の発生の検出が可能になる。
本明細書の説明においては、白色シートの白色とは、通常の目視によって白く見える範囲の色をいう。例えば、酸化マグネシウムや硫酸バリウムのような可視光線を９９％以上反射するような白色、また乳白、銀白、鉛白、チタン白等の白色系の色であり、アイボリー等の白色近似色も含む。また、黒色層の黒色とは、目視によって黒色に見える範囲の色をいう。例えば、カーボンナノチューブ黒体のような可視光線を９９％以上吸収するような黒色、また酸化鉄（黒錆）、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛等の黒色系の色や灰褐色、黒緑色等の黒色近似色も含む。

次に、上記検査装置２００を用いた本実施形態の積層シートの検査方法を、図６を参照して説明する。以下、構成部品については図１等で付与した符号を付して説明した。
図６に示すように、「開始」によって検査を開始する。
次に、「検査装置の発光部より発光」Ｓ１によって、発光部２１０よりレーザ光Ｌを発光して照射する光照射工程を行う。このとき、発熱体１１は、フライトコンベア９１の搬送ベルト９３に吸着されて、ＭＤ方向に搬送される。したがって、レーザ光Ｌが照射されている位置に、発熱体１１のＭＤ方向の先端部から後端部にかけて搬送されることになる。この結果、発熱体１１の全面にレーザ光Ｌが照射されることになるので、発熱体１１において構成層の一つに部分的な捲れがあっても、それを検出することが可能になる。

次に、光検出工程を行う。まず「受光部にて反射光を光電変換」Ｓ２によって、発熱体１１に照射したレーザ光Ｌの反射光Ｒを受光部２２０で受光し、光電変換を行う。
次に「増幅」Ｓ３によって、受光部２２０または制御部２３０の内部回路（アンプ）を用いて光電変換した電圧の昇圧を行う。

次に、検知、判定工程として「正常、異常の判定」Ｓ４を行い、発熱体１１が正常か、異常かを判定する。正常の場合、「Ｙｅｓ」として、「正常」Ｓ５と判定する。異常の場合、「Ｎｏ」として、「異常」Ｓ６と判定する。
具体的には、図７に示すように、「開始」によって判定を始める。
まず、「センサ出力電圧値が上限しきい値以下か否か」Ｓ７の判定を行う。この判定では、反射光の光強度を電圧に変換したセンサ出力電圧値に基づいて、上限しきい値とその電圧値をと比較する。センサ出力電圧値が上限しきい値以下の場合「Ｙｅｓ」として、次の「センサ出力電圧値が下限しきい値以上か否か」Ｓ８の判定工程に進む。上限しきい値よりもセンサ出力電圧値が高い場合「Ｎｏ」として、「異常」Ｓ６と判定する。この異常は、検査装置２００の発光部２１０の光が短い光路で受光部２２０に入射して、強度の強い光が検出された場合である。この場合としては、発光部２１０と受光部２２０が何がしかの光を反射しやすいシートのような物体に覆われている場合であるから、製造装置を一時停止して、検査装置２００を覆っている物体等を除去する。その後、製造装置を再稼働させる。

センサ出力電圧の上限しきい値は、上限の異常（ＮＧ）時の判定基準となるしきい値であり、反射光Ｒの光強度の変動域に対して、反射光Ｒの強度が異常に高い場合を排除するためのしきい値である。したがって、上限しきい値は、落下したシートに被覆されたときに受光部２２０が検出する光強度よりも低く、正常時に検出される光強度よりも高い強度に設定される。

このように上限しきい値を設定することにより、落下物により発光部２１０および受光部２２０が覆われた場合に生じる検出不能状態（ＮＧ）を検知することができる。
この上限しきい値が有効に活用できるのは、発光部２１０と受光部２２０とが隣接して配された構成の場合である。発光部２１０と受光部２２０が離間された状態に配された場合には、有効性が低下する。つまり、発光部２１０から射出したレーザ光Ｌが落下物に反射して短い光路で受光部２２０に入射するようになる、言い換えれば、レーザ光Ｌが大きく拡がることなく、受光部２２０に受光されるので、受光強度が非常に強くなる。そのため、落下物の影響を検出することが可能になるからである。

次に「センサ出力電圧値が下限しきい値以上か否か」Ｓ８の判定を行う。この判定では、反射光の光強度を電圧に変換した上記センサ出力電圧値に基づいて、下限しきい値とそのセンサ出力電圧値をと比較する。センサ出力電圧値が下限しきい値以上の場合「Ｙｅｓ」として、「正常」Ｓ５と判定する。一方、下限しきい値よりもセンサ出力電圧値が低い場合「Ｎｏ」として、「異常」Ｓ６と判定する。このような場合として、積層シートの一部のシート、例えばクレープ紙１側の一部が捲れている、もしくはクレープ紙１側が剥がれ落ちている場合がある。このような場合は、上記「異常」Ｓ６と判定された製品は不良品として、後の工程で排出する「不良品排出」Ｓ９を行う。

図８に示すように、センサ出力電圧の上記の下限しきい値は、異常（ＮＧ）時の判定基準となるしきい値である。下限しきい値は、正常時に検出される光強度を電圧に変換したセンサ出力電圧よりも低く、異常時に検出される光強度を電圧に変換したセンサ出力電圧の最低値よりも高い値に設定される。例えば、下限しきい値電圧は、白色シート（ポリマーシート１）を検出したときの光強度を電圧に変換したセンサ出力電圧と黒色層（発熱体層３）を検出したときの光強度を電圧に変換したセンサ出力電圧との中間値に設定されることが、正常時と異常時の判定を実現するために好ましい。これは一例であって、上記中間値よりも白色シート側の光強度を電圧に変換したセンサ出力電圧に近い値に、下限しきい値を設定することにより、捲れた状態が検出しやすくなる。すなわち、捲れの場合には反射光Ｒの光量の低減量が、剥がれ落ちた場合に比べて多くなるためである。ただし、この場合の下限しきい値は、センサ出力電圧のノイズ範囲にかからないように設定されることが好ましい。

下限しきい値が上記のように設定されていることから、ノイズによる変動を排除して、異常（ＮＧ）時を誤検出することなく検出できるようになる。

次の不良品の排出について、図９を参照して説明する。
図９に示すように、発熱体の製造装置は、製品１枚分に相当する部分を区分するパルス波形を出力する。すなわち、パルス間は製品１回分に相当する。そして、例えば、・・・、製品ｍ−１、製品ｍ、製品ｍ＋１、・・・の順に製品番号を付与する。その製品パルス波形に対応させて、検査の実行、停止を指示する検査パルス波形を出力する。したがって、検査は、検査パルス波形の周期に合わせて、連続的に繰り返し実施される。例えば、パルスの凸波形の部分で検査を実行する。検査して、黒色層を検出した場合は、不良品を示すＮＧ信号のパルスが出力される。図示例では、１つの製品ｍに２か所のＮＧ信号が取得されている。この場合、発熱体の製造装置が、そのＮＧ信号が取得された製品ｍを記憶し、後の工程で、その製品ｍを第２排出部（図示せず）で排出する。

上記の積層シートの検出方法は、発熱体１１の搬送時に生じるクレープ紙１側の剥がれや捲れという異常を、発熱体１１表面の光反射率に差が生じることを利用して、反射光Ｒの強度の変化で検出することができる。これにより、積層シートのフライトコンベア９１による搬送時に生じる異常を確実に検出することが可能になる。よって、生産ラインにおいて、異常を生じた製品を確実に排除することができるようになり、生産品の信頼性が確保される。

また、誤検出を防止するため、発熱体１１の正常時のシート表面の光反射率とフライトコンベア９１の搬送ベルト９３表面の光反射率との差が、発熱体１１の正常時のシート表面と異常時のシート表面との光反射率の差よりも小さいことが好ましい。
上記のように規定したことから、フライトコンベア９１表面の反射光Ｒを受光したことで異常であるとの判定がなされるという誤検出がなくなる。

さらに搬送ベルト９３表面は、発熱体１１の正常時のシート表面の光反射率と異常時の光反射率との間の光反射率を有することが好ましい。
このように設定することにより、発熱体１１が幅方向に振れた場合であっても、コンベアベルト９３によって光強度が強くなることがないので、誤判定を防ぐことができる。もし、コンベアベルト９３が正常時の発熱体１１の光反射率よりも高くすると、発熱体１１が横ブレして、コンベアベルト９３での光反射が多くなったとき、発熱体１１表面に捲れが発生していても、十分に検出できない場合が生じる。上記の発熱体１１の正常時のシート表面の光反射率と異常時の光反射率との間の光反射率とすることによりこのような誤検出を防止することができる。

次に、具体的な出力例について、図１０から図１３を参照して説明する。
図１０に示すように、先ずフライトコンベア９１の搬送ベルト９３に積層シートが搬送される前の状態Ａを検出する。すなわち、状態Ａでは、搬送ベルト９３からの反射光のセンサ出力電圧を検出する。
シートの搬送が開始されると、先ず図１１に示した第１基材シート（以下、クレープ紙ともいう。）１と第２基材シート（以下、ポリマーシートともいう。）４からなる積層シートが搬送されてくる。すると、この積層シートが搬送されている状態Ｂにおける積層シートの反射光のセンサ出力電圧を検出する。シート搬送がさらに進むと、図１２に示したクレープ紙１とポリマーシート４との間に発熱体層３を含む積層シートが搬送されてくる。そして、この積層シートが搬送されている状態Ｃにおける積層シートの反射光のセンサ出力電圧を検出する。

図１３に示すように、状態Ａにおけるフライトコンベアの搬送ベルト（図１参照）から直接反射した反射光Ｒのセンサ出力電圧は、１．３５Ｖから１．４Ｖであった。

図１４に示すように、状態Ｂにおける、クレープ紙の反射光のセンサ出力電圧は、１．４７Ｖから１．５Ｖであり、搬送ベルト９３の反射光のセンサ出力電圧は、１．３５Ｖから１．４Ｖであった。なお、搬送ベルトで搬送される発熱体１１と発熱体１１との間には隙間が配されているため、搬送ベルト９３の反射光が捉えられることになる。以下、図面中、発熱体１個がある位置を通過する時間は０．２秒である。

図１５に示すように、状態Ｃにおける、積層シートからの反射光Ｒのセンサ出力電圧は、以下のようになった。クレープ紙１の剥がれや捲れが発生していない正常時の積層シートでは、クレープ紙１からの反射光のセンサ出力電圧が１．３９Ｖから１．４２Ｖであり、搬送ベルト９３からの反射光のセンサ出力電圧が１．３５Ｖから１．４Ｖであった。この場合も上記同様に、搬送ベルト９３で搬送される発熱体１１と発熱体１１との間には隙間が配されているため、搬送ベルト９３の反射光が捉えられることになる。
また、クレープ紙１が剥がれまたは捲れ、ポリマーシート４に塗工されている発熱体層３が露出しているような異常時（図１６参照。）は、下限しきい値電圧の１．２０Ｖを大きく下回り、センサ出力電圧が１．０７Ｖまで低下した。黒色層である発熱体層３は、クレープ紙１や搬送ベルト９３と比較して光反射率が大幅に低いため、このような低いセンサ出力電圧となる。

上述したように状態ＡからＣでは、レーザ光Ｌが照射される位置でのレーザ光Ｌの反射率が異なるため、反射光Ｒのセンサ出力電圧が異なっている。これにより、発熱体の正常状態に対する異常発生を検知し判定できる。

上記積層シートの検出方法では、搬送ベルト９３によって搬送中の積層シートからクレープ紙１が落下した場合、落下したクレープ紙１が検出装置２００（図１参照）を覆うことがある。この場合、発光部２１０から射出したレーザ光Ｌが落下したクレープ紙に反射して短い光路で受光部２２０に入射するようになる、言い換えれば、レーザ光Ｌが大きく拡がることなく、受光部２２０に受光される。このため、受光部２２０が検出する光強度は、非常に高い状態が連続した状態になり、それに伴ってセンサ出力電圧は連続して高い状態になる。そのため、積層シートの正常、異常の判定が不能になる。このような状態を回避する手段について、以下に説明する。

図１７に示すように、検出装置２００の発光部２１０および受光部２２０（図１参照）を覆うように、板状のカバー２４０をレーザ光Ｌの射出側に配することが好ましい。カバー２４０は、傾斜面を有するように配され、発光部２１０から射出されるレーザ光Ｌの光路およびそのレーザ光Ｌが反射された反射光Ｒが受光部２２０に入射する光路に開口部２４１を設けることが好ましい。また、カバー２４０のクレープ紙が落下してくる面は落下してくるクレープ紙が滑って落下するような滑らかな面とすることは好ましい。カバー２４０の材質は、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネイト等の樹脂、アルミニウム、ステンレス等の金属を用いることができる。さらに、カバー２４０の表面が荒れている場合、カバー表面をガラステープのような滑りやすい素材のテープで被覆してもよい。
このように、カバー２４０を配したことによって、積層シートから剥がれたシートが発光部２１０、受光部２２０を被覆しないようになるので、検査に支障をきたすことがなく、連続した検査が可能になる。

さらに図１８に示すように、レーザ光Ｌを射出する発光部２１０のレーザ光射出側と受光部２２０のレーザ光受光側とには、異物を吹き飛ばす気体Ｗ（矢印で示す）を吹き付けるノズル２５０を配することが好ましい。
このように、上記ノズル２５０が配されていることから、発光部２１０および受光部２２０に付着しようとする異物を吹き飛ばすことができる。このため、正常時であるにもかかわらず異物によって異常時のような検出値を出力するというような誤検出を避けることができる。

本発明の上記積層シートの検査方法は、発熱具の製造工程におけるフライトコンベアを用いて発熱体を搬送する工程に適用することができる。以下に、好適な例として発熱具の製造方法に適用した一例を、図１９を参照して説明する。

図１９に示すように、発熱体の製造装置（以下、略して製造装置ということもある。）２０は、塗工部３０、電解質添加部４０、貼り合わせ部５０、スリット、切り込み加工部６０、第１裁断部７０、リピッチ部８０、第１排出部９０（フライトコンベア９１）、被覆部１００を備えている。

図示しない調整装置によって予め調整された塗料３２は、図示しない送液ポンプによって塗工部３０に供給される。
本例では、塗工部３０において、原反ロール１Ａから繰り出された長手方向に沿って、長尺帯体の第１基材シート１がコンベア３３によって搬送される。そしてダイコータ３１によって第１基材シート１上に塗料３２を塗工して発熱体層３を形成する（塗工工程）。第１基材シート１には、クレープ紙を用いる。

塗料３２の塗工方法としては、各種公知の塗工方法を特に制限無く用いることができる。例えばロール塗布、ダイコーティング、スクリーン印刷、ロールグラビア、ナイフコーティング、カーテンコーター等などが用いられる。塗布の簡易性、塗布量の制御のし易さ、塗工膜厚の均一性の観点からダイコーティングが好ましい。

電解質添加部４０において、電解質４１を散布する。電解質４１には紛体を用いる。塗工後の第１基材シート１は、コンベア３３によって、塗工部３０から電解質添加部４０に搬送され、その第１基材シート１の塗工面に向かって、電解質４１が塗料層２に散布され、発熱体層３となる。また、電解質４１が散布されない領域の幅は幅方向両側で均等とすることが好ましい。
電解質４１の添加によって、発熱体層３中に発熱に好適な電解質濃度を確保することができる。紛体の電解質４１は、塗料層２と第１基材シート１に含まれる水分によって、溶解される。さらに第２基材シート４を発熱体層３側に貼り合わせるように供給し、貼り合わせ部５０に送る。上記第２基材シート４はポリマーシートであることが好ましい。
ポリマーシートの吸水性により、第２基材シート４に発熱体層３中の水分が吸収保持され、発熱体層３の水分率および電解質濃度が好適になる。

上記貼り合わせ部５０において、発熱体層３を挟んで第１基材シート１と第２基材シート４とを貼り合わせる（貼り合わせ工程）。
貼り合わせ部５０は、コンベア３３とそれに対向するニップロール５１と間に挟むことによって、第１基材シート１上に作製された発熱体層３を第１基材シート１と第２基材シート４に貼り合わせる。第２基材シート４を貼り合わせた第１基材シート１は、スリット、切り込み加工部６０に送られる。

次に、スリット、切り込み加工部６０において、発熱体層３には、切り込みがＣＤ方向およびＭＤ方向のそれぞれに複数本ずつ間隔を置いて形成されて、柔軟性が付与される。
スリット、切り込み加工部６０は、第１基材シート１の長手方向、すなわち第１基材シート１の搬送方向、切り込み（ミシン目）とスリット（図示せず）を作製する。切り込みは塗工領域に配される。スリットは、発熱体層３を幅方向に２分する位置に配される。このような等間隔の切り込みはミシン目で作製されてもよい。
また、幅方向中央部をスリッター刃（図示せず）によって、第２基材シート４、発熱体層３および第１基材シート１を併せて切断する。

このようにして、連続長尺物からなる発熱体連続体１０を作製する。その後、発熱体連続体１０を第１裁断部７０において、長手方向と交差する方向（幅方向）にわたって裁断する（裁断工程）。第１裁断部７０は、周面にカッターの刃７１を有するロータリーダイカッター７２とアンビルローラ７３とを備えている。ロータリーダイカッター７２とアンビルローラ７３との間を発熱体連続体１０が通過することで裁断され、枚葉の複数枚の発熱体１１が得られる。裁断された発熱体１１は、リピッチ部８０へ移送され、コンベア８１で受け取る。

発熱体連続体１０の裁断は、発熱体連続体１０の幅方向に行われる。例えば発熱体連続体１０の幅方向にわたって直線的に行なうことができる。または、裁断線が曲線を描くように裁断を行なうことができる。

枚葉となった発熱体１１は、リピッチ部８０に配置されたコンベア８１の搬送ベルト８２上に載置される。搬送ベルト８２の搬送速度は、第１裁断部７０に設置されたアンビルローラ７３の周速よりも速くなっている。その結果、搬送方向において前後隣り合う発熱体１１間の距離が広がり、発熱体１０は所定の距離を置いて再配置される。
通常、コンベア８１では、発熱体１１をコンベア８１側に吸引しながら搬送している。次のフライトコンベア９１における発熱体１１の搬送において、フライトコンベア９１前段における発熱体１１の落下を防ぐために、コンベア８１の後段の吸引を停止してもよい。また、上記コンベア８１では、発熱体１１の幅方向の間隔も拡幅される。
このようなリピッチの機構としては従来公知のものを特に制限なく用いることができる。

リピッチされ幅方向に拡幅された発熱体１１は、第１排出部９０に搬送される。第１排出部９０にはフライトコンベア９１が備えられている。
フライトコンベア９１は、回転軸が互いに平行になるように配置されている複数のローラと、各ローラ９２間に架け渡された搬送ベルト９３とを有している。搬送ベルト９３は、図１中、製品が左から右方向に、一方向に周回するようになされている。搬送ベルト９３の周回軌道は、その一部に、積層シートの発熱体１１の支持面が鉛直方向下方を向く部位９３ａを有している。発熱体１１は、この部位９３ａを搬送される。つまり発熱体１１は吸引保持された状態で搬送される。このような状態での搬送を実現するために、下方を向く部位９３ａの位置には、周回軌道の内部にサクションボックス９４が設置されている。また、搬送ベルト９３には図示しない透孔が設けられている。これによって、サクションボックス９４を起動することで、該透孔を通じて周回軌道の外部から内部へ向けて空気が吸引されるように構成されている。この吸引によって、被搬送物である発熱体１１は、搬送ベルト９３の支持面に吸引保持された状態で前記部位９３ａを搬送される。
発熱体１１が小さいので、コンベア８１とコンベア１０１同士の受け渡しでは不安定な受け渡しとなるところ、フライトコンベア９１を介して発熱体１１をコンベア８１からコンベア１０１に安定して受け渡すことができる。

第１排出部９０を通過してきた発熱体１１は、被覆部１００のコンベア１０１に受け渡される。被覆部１００は、第１被覆シート１２と第２被覆シート１３によって発熱体１１全体を被覆する。
第１被覆シート１２は、発熱体１１の発熱体層３が配されている側に配されて発熱体１１を被覆する。他方、第２被覆シート１３は、被覆部１００が備えるコンベア１０１によって供給される。そして、フライトコンベア９１によって、コンベア１０１上の第２被覆シート１３上に発熱体１１が配され、この発熱体１１の発熱体層３が配されていない側を第２被覆シート１３で被覆する。そして、第１被覆シート１２および第２被覆シート１３による被覆状態を保ちつつ、コンベア１０１により、被覆された発熱体１１を封止部（図示せず）に搬送する。

封止部は、周面に等間隔にかつ幅方向に平行にシール凸部を有する第１ロールと、同じく周面に等間隔にかつ幅方向に平行にシール凸部を有する第２ロールとを備えている。第１、第２ロールは、その軸方向が平行になるように、かつ両ロールのシール凸部が互いに当接し、かつ第１、第２ロール間に所定のクリアランスが生じるような位置関係で配置されている。
封止部では、発熱体１１の一方の面側から供給される第１被覆シート１２と他方の面側から供給される第２被覆シート１３が、シール凸部によって接合される。この接合は、熱融着、熱圧着、超音波接合、接着剤による接着等が挙げられ、発熱体１１を取り囲むように連続した気密接合であっても、発熱体１１を取り囲む不連続接合であってもよい。

封止部で各発熱体１１が第１被覆シート１２および第２被覆シート１３に連続的に被覆されて、複数の発熱具が一方向に連結された状態の発熱具連続体が得られる。第１被覆シート１２および第２被覆シート１３は、例えば、特開２０１２−０００３４４号公報、特開２０１２−０００３４５号公報等に記載されたものと同様なものを用いることができる。第２裁断部（図示せず）において、発熱具連続体を、隣り合う発熱体１１間において幅方向にわたって裁断する。第２裁断部は、ロータリーダイカッターとそれに対向するアンビルローラとを備えている。両部材間を発熱具連続体が通過することで裁断が行なわれ、それによって目的とする発熱具（図示せず）が得られる。

次に、上記塗料３２の原料の被酸化性金属、反応促進剤、増粘剤等について説明する。
被酸化性金属として、鉄、アルミニウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム、カルシウム等の粉末が挙げられる。好ましくは鉄の粉末が用いられる。

反応促進剤は、水分保持剤として作用する他に、被酸化性金属への酸素保持剤および酸素供給剤の少なくとも一方の機能も有しているものを用いる。例えば、活性炭、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、シリカ等が挙げられる。少量の添加部数でも効率的に水を保持できるという観点から好ましくは活性炭を用いる。

増粘剤には、例えば、グアガム、キサンタンガム、ローストビーンガム、カラギーナン、寒天、ヒドロキシメチルセルロース等が挙げられる。様々な環境化で安定であるという観点から好ましくはキサンタンガムを用いる。
上記塗料３２とする、被酸化性金属、反応促進剤、増粘剤等の配合量は特開２０１４−１２１８２３号公報の段落００３４に開示されている。

また、電解質には、被酸化性金属の粒子の表面に形成された酸化物の溶解が可能なものが用いられる。その一例として、アルカリ金属、アルカリ土類金属または遷移金属のそれぞれの、硫酸塩、炭酸塩、塩化物もしくは水酸化物等が挙げられる。これらの中でも、導電性、化学的安定性、生産コストに優れる点からアルカリ金属、アルカリ土類金属または遷移金属の塩化物が挙げられる。特に、塩化ナトリウム、塩化カリウム等のアルカリ金属の塩化物、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等のアルカリ土類金属の塩化物、塩化第一鉄、塩化第二鉄等が挙げられる。電解質の添加量は特開２０１４−１２１８２３号公報の段落００３６に開示されている。

繊維シートからなる第１基材シート１、第２基材シート４に含まれる親水性繊維としては、天然繊維及び合成繊維のいずれをも用いることができる。第１、第２基材シート１、４の構成繊維として親水性繊維を用いることで、発熱組成物の層に含まれる被酸化性金属粉との間で水素結合が形成されやすくなり、発熱組成物の層の保形性が良好になるという利点がある。また、親水性繊維を用いることで、第１、第２基材シート１、４の吸水性ないし保水性が良好になり、発熱組成物の層の含水率をコントロールしやすくなるという利点もある。これらの観点から、親水性繊維としてはセルロース繊維を用いることが好ましい。セルロース繊維としては化学繊維（合成繊維）及び天然繊維を用いることができる。
セルロースの化学繊維としては、例えばレーヨン及びアセテートを用いることができる。一方、天然のセルロース繊維としては、各種の植物繊維、例えば木材パルプ、非木材パルプ、木綿、麻、麦藁、ヘンプ、ジュート、カポック、やし、いぐさ等を用いることができる。これらのセルロース繊維のうち、太い繊維を容易に入手できる等の観点から、木材パルプを用いることが好ましい。セルロース繊維として太い繊維を用いることは、基材シートの吸水性ないし保水性や、発熱層の保持性等の観点から有利である。

第１、第２基材シート１、４には、上述の親水性繊維に加え、必要に応じて熱融着性繊維を配合してもよい。この繊維の配合によって、湿潤状態での基材シートの強度を高めることができる。

第１基材シート１には、フィルム、不織布、紙等を用いることが好ましい。例えば、合成樹脂フィルム、不織布等の繊維シートを用いることができる。合成樹脂フィルムの高分子材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ポリ塩化ビニルなどを挙げることができ、不織布に関しても、同材料の合成繊維を挙げることができる。

また、繊維シートからなる第２基材シート４には、高吸収性ポリマーの粒子が含まれていていることが好ましい。前記の実施形態においては、第２基材シート４に高吸収性ポリマーの粒子が含まれ、第１基材シート１には高吸収性ポリマーが含まれないことが好ましい。

高吸収性ポリマーとしては、自重の２０倍以上の液体を吸収、保持できかつゲル化し得るヒドロゲル材料を用いることが好ましい。高吸収性ポリマーの具体例としては、デンプン、架橋カルボキシルメチル化セルロース、アクリル酸又はアクリル酸アルカリ金属塩の重合体又は共重合体等、ポリアクリル酸及びその塩並びにポリアクリル酸塩グラフト重合体などが挙げられる。高吸収性ポリマーの粒子は、基材シートに含まれる繊維材料に接合されていることが好ましい。接合には、例えば高吸収性ポリマーの粒子を湿潤させることで生ずる粘性を利用することができる。また、繊維材料からなるウエブに対し、重合性モノマーおよび該モノマーの重合進行物のいずれか一方または両方を含有する液状体を付着させ、重合させて形成した高吸収性ポリマーの粒子を用いたものでもよい。この高吸収性ポリマーの粒子は、繊維材料に接合された状態になっている。

第２基材シート４に高吸収性ポリマーを含有するシートを用いる場合、その高吸収性ポリマーを含有するシートの方を、フライトコンベア９１の支持面に吸引保持して搬送することが好ましい。発熱体層３中の水分は、高吸収性ポリマーを含有しないシートよりも高吸収性ポリマーを含有するシート側に吸水されやすいため、重くなる傾向にある。したがって、高吸収性ポリマーを含有するシートを吸引保持した方が、フライトコンベア９１による搬送中の剥離がより抑制されるからである。

このようにして製造された発熱具は、人体に直接適用されるか、または衣類に適用されて、人体の加温に好適に用いられる。人体における適用部位としては例えば肩、首、目、腰、肘、膝、太腿、下腿、腹、下腹部、手、足裏などが挙げられる。また、人体のほかに、各種の物品に適用されてその加温や保温等にも好適に用いられる。
また、上記発熱体１１は、発熱具の発熱部に用いられる他、他の構成の発熱具や、他の用途に用いることもできる。人体の加温に用いる場合には、水蒸気が発生する第１被覆シート１２を肌側（人体側）に向けて適用する。

１ 第１基材シート（クレープ紙）
２ 塗料層
３ 発熱体層
４ 第２基材シート（ポリマーシート）
１１ 発熱体
８１ コンベア
９１ フライトコンベア
９２ ローラ
９３ 搬送ベルト
９３ａ 発熱体１１を保持する面が鉛直方向下方を向く部位
９４ サクションボックス
１０１ コンベア
２００ 検査装置
２１０ 発光部
２２０ 受光部
２３０ 制御部
２４０ カバー
２４１ 開口部
２５０ ノズル
Ｌ レーザ光
Ｒ 反射光
Ｗ 気体

Claims (8)

1. 光反射率の異なる材料を積層した積層シートに対し、搬送中の積層シートに発生した積層異常を検知する積層シートの検査方法であって、
   前記積層シートを搬送ベルトの下面側に保持しながら搬送中に前記積層シートの幅方向にわたってレーザ光を照射する光照射工程と、
   前記積層シートを搬送ベルトの下面側に保持しながら搬送中に前記積層シートの表面で反射された前記レーザ光の反射光を受光して光強度を検出する光検出工程と、
   前記検出した反射光強度の変化から、前記積層シートに、前記材料の積層異常の発生を検知する検出工程、とを有していて、
   前記積層シートの積層が正常時のシート表面の光反射率と前記積層シートを搬送するコンベアの搬送ベルト表面の光反射率との差が、前記積層シートの積層が正常時のシート表面と前記積層シートの異常発生時のシート表面との光反射率の差よりも小さい積層シートの検査方法。
2. 前記搬送ベルト表面は、前記積層シートの正常時のシート表面の光反射率と異常時の光反射率との間の光反射率を有する請求項１に記載の積層シートの検査方法。
3. 前記積層シートは、表裏面側のそれぞれに白色シートを配し、前記白色シート間に該白色シートよりも光反射率が低い黒色層を有し、
   前記正常時のシート表面は前記白色シートであり、前記異常発生時のシート表面は前記黒色層の少なくも一部が表出している請求項１又は２に記載の積層シートの検査方法。
4. 前記表裏面側の白色シートは一方側がポリマーシートであり、他方側がクレープ紙であり、前記黒色層は発熱体層である請求項３に記載の積層シートの検査方法。
5. 前記正常時に検出される光強度よりも低く、前記異常発生時に検出される光強度の最低値よりも高い強度に、前記異常発生の判定基準となる下限しきい値が設定されている請求項１から４のいずれか１項に記載の積層シートの検査方法。
6. 前記レーザ光の光路に開口部を設けた傾斜面を有するカバーを前記レーザ光の発光部および受光部を覆うように前記発光部のレーザ光の射出側に配した請求項１から５のいずれか１項に記載の積層シートの検査方法。
7. 前記レーザ光を射出する発光部のレーザ光射出側と前記レーザ光を受光する受光部の受光側とに、異物を吹き飛ばす気体を吹き付ける請求項１から６のいずれか１項に記載の積層シートの検査方法。
8. 前記反射光の強度の変動域に対して、前記レーザ光を射出する発光部と、前記反射されたレーザ光を受光する受光部とが前記積層シートから落下したシートに被覆されたときに前記受光部が検出する光強度よりも低く、前記正常時に検出される光強度よりも高い強度に、上限しきい値が設定されている請求項１から７のいずれか１項に記載の積層シートの検査方法。
   

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