JPH04220538A - スライバの固有色を測定するための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維工業の分野にあり
、スライバでオンライン式測色するための方法と装置に
関する。

【０００２】

【従来技術】種々の材料での測色は普及した技術である
。種々の用途のためのカラーセンサも市販されており、
カラーセンサは実験室方法に対しておよび工程監視およ
び制御のためのオンライン方法に対して使用することが
できる。このような測色は平滑な表面を持ったコンパク
トな材料では問題ないが、ルーズな（例えば粉体）、著
しく多孔性の（例えば焼結体）材料では標準化された試
料前処理を必要とする。そのために例えば綿状の材料は
できる限り標準化された形でカラーセンサへ供給された
場合にしか有意で、再現可能な測定値は得られないこと
が示された。したがってこのような標準化された測色は
繊維工業の分野で繊維材料の定置の試料で実施される。

【０００３】繊維製造の種々の段階で測色が実施され、
かつ測定データは工程監視または工程制御に利用される
。紡糸前作業の領域では特にスライバではオンライン式
の測定が有利と思われるが、これまでの所実施されてい
ない。連続的に移動するスライバでは、スライバに永続
的な変化を生ぜしめずには、または工程に障害的な影響
を与えずには必要とされる標準化された試料前処理に不
可避な取扱いを行う方法がないからである。しかし測定
すべきスライバの永続的な変化は、スライバの長さ単位
当りの質量に関してであれ、密度であれ、また繊維の配
列についてであれ、ランダム配列についてであれいかな
る場合にも認められない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、方法
を指示し、かつ連続的に移動する被測定繊維材料を測色
可能な状態処理された形で測定部を通過するように案内
することができる装置を製作することであり、これによ
りスライバの色を市販のカラーセンサを用いてオンライ
ン方式で測定することが可能となる。測定で必要な、ス
ライバのすべての状態処理が工程にもスライバにも不都
合な影響をもたらしてはならない。測定部通過後もスラ
イバはそのすべての特性パラメータに関して工程の要求
にかなうものでなければならない。測定による介入がス
ライバを特に制動してはならない、それというのもこの
場合スライバ中の繊維配列の伸長をもたらすからである
。測定装置はスライバを生産し、搬送し、または加工す
る既存の工程装置に、この測定装置が相応する工程装置
の運転を妨げないように配置することができなければな
らない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明による方法の手段が請求項１に記載されてい
る。

【０００６】

【発明の効果】本発明により上記の課題が解決される。

【０００７】

【実施例】定置のスライバの試料での測色によれば、ス
ライバが例えば標準化された圧縮度に圧縮されており、
かつスライバないしはスライバ中に含まれる繊維が測定
装置に対して常に同じ配列を有している場合に再現可能
な測定値が得られることが示されている。加えて測定ゾ
ンデがダストなしに保たれ、かつ被測定材料あるいは被
測定繊維に適切な較正色で較正した場合に測定は精確で
あり、かつ再現可能である。測定には測色装置として例
えばミノルタのクロマ−メータ（Ｍｉｎｏｌｔａ　Ｃｈ
ｒｏｍａ−Ｍｅｔｅｒ）、特にＣＲ−２００とＣＲ−２
１０形が好適である。これらは試料面を拡散照明するた
めのキセノンフラッシュランプと、試料面に直角に入射
する光のみを評価する測定システムと測定照明の変動を
自動的に補償する測定エレクトロニクスとを備えた測定
装置である。かかる測定装置の測定原理および測定結果
の解説については関係文献を参照されたい。

【０００８】ここで論じる方法（図１のａ参照）は定置
の試料で得られた知識を連続的に移動するスライバに転
用している。定置の測色に用いられるものと同一の連続
的な測色に有利な測定装置が利用される。そのためには
もちろん測定過程を適切に変更しなければならず、それ
は本発明の対象である。

【０００９】測定ゾンデ１はスライバの走行方向Ｂに対
して直角に配置され、かつスライバ表面に対して一定の
間隔を置いて通過するように案内される。スライバ内の
繊維の配列が一定である限り、一定の繊維配列の条件は
満たされた状態にある。スライバは測定部を通過する前
に圧縮部材２によって軽く圧縮せしめられる。測色は適
切に透明に構成された装置部分３（例えばフェースプレ
ート）を通過することにより行われるか、または圧縮部
材間の小さな開口（フェースプレーなし）から行われる
。開口はスライバがこのような測定開口を通過して移動
する間にこの開口内へ張出さないように繊維長に応じて
小さく選択されなければならない。圧縮部材の適切な構
成（これが工程条件からのものであれ、純粋に測定上の
条件によるものであれ）によって測色ゾンデの測定開口
全体を覆うためにはスライバが測定部で十分な幅を持つ
ことが配慮される。照明光および測定光の放射路内に配
置される光学的境界面が僅かであればそれだけ測色は精
密になる。

【００１０】測定部の領域におけるスライバの圧縮につ
いては種々の方法がある（ＣＨ−特許出願第００７８６
／９０−５明細書参照、これにはスライバで連続的に測
色するための多数の方法が包括的に記載されている）。 図１のｂによる１方法によればスライバが工程条件上か
ら圧縮される工程箇所で測定が行われ、したがって図１
のｂには圧縮部材２ｂ、例えばスライバ用ホッパ、工程
本来の装置部分が示されている。図１のｃによる方法に
よれば測定は任意の工程区間で行われ、かつスライバは
測定部の範囲で制動されずに例えばスライバと一緒に走
行する圧縮部材２ｃ相互間で圧縮される。図１のｄによ
る方法によればスライバがルーズに垂れ下がっている工
程箇所で測定が行われ、そのためにスライバは測定のた
めに短時間停止せしめ、かつ定置の圧縮部材２ｄ相互間
で圧縮することができる。

【００１１】ここで優れた方法によれば工程条件から圧
縮されたスライバが存在する工程箇所で測定が行われ、
したがってこの方法では圧縮部材、例えばスライバコイ
ラ装置は工程装置部分である。

【００１２】スライバは大ていの場合圧縮状態において
も完全にはコンパクトで、不透明でないために背景、す
なわちスライバの測定ゾンデとは反対の側にある平面部
材４の色が反射光の一部分、ひいては測色に影響を与え
る。繊維の背景面について有利な色はその都度被測定材
料に左右される。規定された“白色”が大ていの場合に
おいて有利な背景色であると証明された。次いで測色の
測定値に材料依存の補正を行うが、この補正はスライバ
の“透明度”および他の性質（材料、繊維横断面）に依
存して測定に対する背景色の影響を補償する。ここで提
案された方法の１つでは背景作用の影響の事情およびこ
れから生まれた、背景作用を測定技術的に除去するため
の対抗手段が洗練された形で回避される。被測定材料か
らの最大測定深さも検出され、したがって反射色補償が
不必要である工程区間内の１測定箇所が利用される。

【００１３】測定前と測定中に測色装置は較正される。 例えば特定の較正色を持つ面が周期的に測定される。較
正色は被測定材料に応じて選ばれ、この場合もまた通常
規定された“白色”を使用することができる。較正は較
正面を測定ゾンデの測定範囲と一緒に案内すること、例
えば測定ゾンデを旋回させて較正面上へもたらすか、ま
たは逆に較正面を旋回させて測定ゾンデの下へもたらす
ことによるかまたは適当なカラー斑点を測定ゾンデの範
囲内へ光学的に投影することにより行われる。較正を実
施しなければならない頻度は、測色に対して求められる
要求に依存する。要求が低い場合には較正をオフライン
で、休止時または保守時に手で実施することで十分であ
る。要求が比較的高い場合には較正はより頻繁に、有利
には自動的に実施しなければならない。これは制御下に
、すなわち規則的な間隔（時間、日、週）を置いて、ま
たは調整下に、すなわち規定された他の測定基準（例え
ばゾンデ内のフラッシュランプの出力の変化、周囲温度
の変動）に応じて実施することができる。

【００１４】図２にはスライバコイラ装置での測定箇所
が示されており、被測定物の工程独自の圧縮が行われる
第１の箇所を備えている。スライバの圧縮には走入ホッ
パ内での圧縮が利用され、したがって図１のｂによる別
法が使用されている。図にはスライバのカード２０から
の走出とケンス２１′上のスライバコイラ装置２１への
供給が示されている。測色ゾンデ１はスライバコイラ装
置のホッパ２２に設置されている。ホッパ２２は図３の
ａから判るようにこの目的のために特別に構成されてい
る。ホッパネック部２３は測定キュベットとして構成さ
れている。通過するスライバが測色に十分な幅を持つた
めにはホッパネック部２３は図３のｂに示された、丸味
のあるコーナを持つきわめて扁平な方形の形状の横断面
を持っている。ホッパネック部２３の測定に面した広幅
側２４は透明の材料から製造されており、これとは反対
の側２５はスライバに面して適当な背景色の変換可能な
面を有している。コイラホッパにはスライバ走行方向に
一対の搬送ローラ２６が続いている。この方法では工程
独自の圧縮が利用されているが測定深さは依然として限
界的な範囲内にあり、この範囲内では有色の背景の影響
が尚作用している。第２の工程独自の圧縮が行われる測
定部を持つ他の方法について以下で論じられる。この方
法もこの背景の影響に対して抵抗を持つ。

【００１５】先ず図４に測定ゾンデの較正と掃除に用い
られる装置の部分の種々の構成が、示されている。図４
のａには測定ゾンデ１のための旋回可能な固定装置４０
が示されている。この固定装置は、手によるかまたは自
動的な掃除と較正のために測定ゾンデが測定位置から先
ず（矢印ａによって示された旋回）機械式の清掃部材４
１、例えばブラシの上方へ、次いで（矢印ｂによって示
された旋回）較正面４２上へ、かつ（矢印Ｃによって示
された旋回）測定位置へ戻るように移動することを可能
にする。組合わされた適切な、清掃および較正過程は適
切な自動化された駆動手段を用いて十分に迅速に実施す
ることができるので、一連のオンライン測色は中断され
ない。

【００１６】図４のｂには測定ゾンデ１のための連続的
な清掃装置が示されている。適切に配置されたノズル４
３′から一定の空気流４４が測定ゾンデ１とスライバと
の間へ、または測定ゾンデ１と透明のプレート４３との
間へ吹付けられる。空気流は測定ゾンデの測定開口内に
ダストが沈着せず、測定が誤らないように配慮する。

【００１７】図４のｃには測定ゾンデの測定開口を掃除
するための機械的な装置の例が示されている。適切な細
さに構成されたブラシ４５が手によるかまたは自動的に
測定ゾンデ１の測定開口上へ旋回せしめられる。

【００１８】図４のｄには装置の構成が示されており、
これを用いて較正の目的のためにカラー斑点像を通過す
るスライバ上へ投影することができる。光源が有色光を
出すかまたはレンズがカラーフィルタとして構成されて
いることにより光源４６はレンズ４７を用いてスライバ
上へカラー斑点として写される。カラー斑点は測定ゾン
デ１によってスライバの色を測定する箇所へ投影される
かまたはカラー斑点は別の光学装置、例えばレンズ４９
によって測定ゾンデ１の測定開口へ写される。グロスト
ラップ４８が、較正像が反射光によって影響を受けない
ようにする。この装置は同時に被測定物の照明に使うこ
ともできる。

【００１９】図５にはスライバコイラの範囲内における
他の優れた測定箇所が略示されており、該範囲内では工
程区間が特にスライバの測定に好適である。ケンスコイ
ラではスライバはケンス底部とスライバコイラ上部との
間でら旋状に貯蔵され、かつ一緒にプレスされて整然と
した“スライバケーキ”による。これはスライバを連続
的に貯蔵した際の特定の形状である。摺動可能なケンス
底部がスライバを下から上方部分へ向かって押圧し、こ
のとき同時にスライバは連続的にスライバケーキとスラ
イバコイラ上部との間にもたらされる。常に新たに形成
されているスライバケーキの上面とスライバコイラ上部
との間には相対運動が起る。スライバケーキはケンスの
軸線を中心にして回転しており、したがってスライバの
貯蔵の際には常に新しい繊維材料がスライバコイラ上部
を通過して移動せしめられている。工程側で有利な測定
条件がここにある。

【００２０】スライバコイラ上部内に測定補助装置、例
えば測定開口Ｗを配置すると、下からスライバコイラ上
部へ押圧された繊維材料をこの測定開口を通して照明し
、かつ測定することができ、したがって工程経過へ介入
せずに常に自ずと測定のために用意され、かつ自ずと新
しくなる繊維材料を測定することが可能である。連続的
に貯蔵されるスライバは貯蔵直後にセンサを通過し、か
つこのセンサによって測定することができる。被測定材
料に面した測定窓は自動清掃式であり、かつセンサ側に
は上記の図４との関連で論じた清掃兼較正装置の１つを
配置することができる。したがってスライバコイラ上部
内の測定開口には連続的に（例えば空気流を通過案内さ
せることにより）、または非連続的に機械式の清掃具、
例えばブラシでダストが取除かれる。測定開口の非連続
的な、機械式の掃除は較正と同様にオフラインで手で実
施するかまたは自動的に制御または調整することができ
る。

【００２１】この測定箇所の利点は、１つには被測定物
が“不透明”であり、すなわち繊維材料の層厚および層
密度がきわめて大きいので、背景効果が失われ、かつ被
測定物（カーディング後の）繊維が清浄にされ、かつ整
理されており（平行化）、かつ規則的な配列で（スライ
バケーキとして）貯蔵されて存在していることであり、
そのために測定が経時的に変化する妨害的な影響から免
れることである。ただ、スライバが天然の縦配列の方向
でセンサを通過せしめられないので、輝度に変動が生じ
ることに注意しなければならない。この影響には工程の
方向でみて前方に位置した補助センサをスライバ密度の
測定に用い（例えば容量形センサ）、かつこれを用いて
測定過程のための測色センサをトリガすることにより対
処することができる。

【００２２】ここで優れた工程経過内の測定場所は既述
したようにスライバコイラ、より詳しくはスライバコイ
ラ上部にある。図５には工程に適合せしめられた、特定
の、被測定物のための観察箇所が測定開口Ｗの形で配置
されており、これは提案された形式の測色に好適である
。ケンス５２はケンス底部５１上にあるスライバ５４の
スライバケーキ層５６を示している。ケンス回転中心３
２を中心にして偏心的に置かれたこの層はケンスへの充
填時に更に回転方向に偏心的にずらされた層によって覆
われ、そのためにケンス底部はいくつかのスライバケー
キ層により完全に覆われる。これは通常１分よりも短い
充填時間である。この場合にはスライバケーキ積層物の
上面は肉眼でみると複雑な秩序のスライバ経過から成っ
ているが、しかしこれは測定開口から見ると回転中心を
中心として全体運動のために常に同じ繊維経過を示し、
かつスライバケーキ層のスライバコイラ上部への工程独
自の押圧により測定にとっての状態処理がされている。

【００２３】図６のａおよび図６のｂにはスライバの他
の工程独自の貯蔵方法が示されており、この方法ではス
ライバラップが第１と第２の回転中心を中心にして貯蔵
されていくので、スライバは中心の囲りにら旋状に配置
される。ここでもスライバはケンス底部によってスライ
バコイラ上部へ押圧される。

【００２４】図５に既に示されたようにスライバコイラ
上部２１には測定開口Ｗが設けられており、スライバコ
イラ上部に対してスライバの最上層Ｂが押圧され、かつ
通過せしめられる（図６のｂ参照）。冒頭に述べたよう
に測定開口は例えばフェースプレートによって閉鎖する
か、または開けておいてもよい（この場合にはスライバ
側の孔縁は適切に丸味をつけられている）。かかる測定
開口は円形の場合には直径５〜１０ｍｍであり、そのた
めに２つの可能性を考慮することができる。すなわちフ
ェースプレートを取去ることにより光学的な境界面を最
小にすることかまたは測定開口を拡大することであり、
これは普通フェースプレートの使用を必要とする。平ら
ではない光学素子、例えばレンズも使用することができ
る。このような素子はＣＨ特許出願第００７８６／９０
−５号明細書に記載されている。

【００２５】測定開口の位置は、測定開口の下を通過す
る圧縮された繊維材料の構造が最も繊細であるように（
これは通常押圧されたスライバケーキの内縁の場合であ
る）、ケンスの回転軸線に対する半径方向において選択
することができる。このようにして測定部の位置が最適
化される。

【００２６】通常運転では例えば１０秒間隔でスライバ
の色価が測定される。ケンス交換は、ケンスの充填に必
要な時間の約５〜１０％の時間測色を中断する。これは
測定経過中の盲期ないしは測定空白部である。この測定
空白部（測色データは得られない）は、同タイプのカー
ド上がりスライバのためのケンスコイラ（これは並列運
転される）に別のカラーセンサを使用することにより短
縮するかまたはなくすことができる。ケンス交換中セン
サの少なくとも１つによって常にカラーデータが取出さ
れるようにケンス交換を時間的に設定すると、繊維材料
の色を準連続的に測定することが可能である。特に更に
ケンス交換の時間に関して組織的な手段が加わった場合
にはすべてのケンスが１度に交換されることを実際に回
避することができる。

【００２７】隣接されたスライバコイラに設けられた第
２のセンサだけで既にケンス交換は時間的にはもはやほ
とんど支障にならない。両スライバコイラが同時にケン
スを交換する確率は無視し得る程僅かである。その他に
第２の測定部（または複数の測定部）はその他の利点を
有する、すなわち同時に測定した場合倍加される量の測
定によって冗長度が高められる（ケンス交換の短い時間
だけこの冗長度は落ちる）。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はそれぞれ本発明による方法の例を略示し
た図である。

【図２】図２は工程条件上行われるスライバ圧縮を被測
定材料の状態処理に利用する方法を示した図である。

【図３】図３は測色を実施するための測定補助装置の詳
細図である。

【図４】図４は測色センサまたは測定補助装置を清掃し
、かつ較正するための補助装置の各実施例を示した図で
ある。

【図５】図５は繊維加工工程（スライバコイラないしは
ケンスコイラ）の範囲における他の優れた測定場所を示
した図である。

【図６】図６は図５に示された測定場所における測定装
置をそれぞれ示した図である。

【図７】図７は本発明による別の方法を示した図である
。

【図８】図８は本発明による別の方法を示した詳細図で
ある。

【符号の説明】

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　測色装置を用いて連続的に移動する繊
   維材料（スライバ）でオンライン測色を行う方法におい
   て、繊維材料を一緒に案内するかまたはプレスすること
   により工程独自の圧縮が行われる工程箇所で繊維材料を
   照明し、かつ測定し、この測定箇所において工程経過に
   影響を与えないように光のダクトが配置されており、こ
   の光のダクトによってスライバの走行方向に対して直角
   の方向に測定材料から反射した光が捕集され、かつ評価
   されることを特徴とする、スライバの固有色を測定する
   ための方法。
2. 【請求項２】　　測定箇所として、スライバが重なり合
   った層で貯蔵される工程箇所が選択される、請求項１記
   載の方法。
3. 【請求項３】　　測定箇所がスライバコイラに配置され
   ており、かつスライバコイラ上部に対して押圧されたリ
   ボンラップの上面を移動中に測定する、請求項１記載の
   方法。
4. 【請求項４】　　試料を照明するためのキセノンフラッ
   シュランプと、試料面に直角に入射する光のみを評価す
   る測定方式と、内部照明の変動を自動的に補償する測定
   エレクトロニクスとを備えた測色装置が測定に使用され
   る、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 【請求項５】　　測定装置を周期的に較正色で較正する
   、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 【請求項６】　　較正色を被測定スライバの材料と色に
   対して適合させる、請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】　　較正のために較正色を持つ面を定置の
   測定ゾンデの下方へ移動させるか、測定ゾンデをかかる
   面の上方へ移動させるかまたはかかる面を光学的に定置
   の測定ゾンデの範囲内へ投影する、請求項５または６記
   載の方法。
8. 【請求項８】　　工程内の測定ゾンデを連続的にまたは
   周期的に掃除する、請求項１から７までのいずれか１項
   記載の方法。
9. 【請求項９】　　測定ゾンデの掃除のために空気流また
   は機械的な清掃部材を使用する、請求項８記載の方法。
10. 【請求項１０】　　清掃部材として機械的な清掃部材を
    使用し、これを測定ゾンデの測定開口上へ移動させるか
    、清掃部材上へ測定ゾンデを移動させる、請求項８また
    は９記載の方法。
11. 【請求項１１】　　清掃部材としてブラシを使用する、
    請求項９または１０記載の方法。
12. 【請求項１２】　　較正および（または）掃除を自動的
    に制御下にまたは調整下に実施する、請求項８から１１
    までのいずれか１項記載の方法。
13. 【請求項１３】　　較正のための調整基準として照明の
    強さの変動または温度の変動を使用する、請求項４記載
    の方法。
14. 【請求項１４】　　被測定材料における輝度の変動に対
    処し、かつ等しい輝度で測定するために補助測定を実施
    し、これにより測定過程を制御する、請求項１から１３
    までのいずれか１項記載の方法。
15. 【請求項１５】　　補助測定がスライバの密度測定であ
    り、かつ測色を所定の密度においてトリガする、請求項
    １４記載の方法。
16. 【請求項１６】　　各較正前に掃除を実施する、請求項
    ４または８記載の方法。
17. 【請求項１７】　　ケンス変換により生じる測定の空白
    を埋めるために少なくとももう１つの、同種のスライバ
    のケンスコイラで測色を実施し、かつ得られた測定デー
    タを測定組として処理する、請求項１から１６までのい
    ずれか１項記載の方法。
18. 【請求項１８】　　清掃工程中における繊維材料の測定
    を準備するための装置において、１手段（Ｗ）が設けら
    れており、この手段が繊維材料を、この繊維材料が圧縮
    された状態にあって移動中である工程箇所で光学的に作
    用する部材によって観察可能にし、この手段を通って測
    定に必要な光が被測定材料へ照射され、かつ反射光がこ
    の手段（Ｗ）の上方に配置された測定ゾンデによって評
    価することができるように構成されていることを特徴と
    する、装置。
19. 【請求項１９】　　手段（Ｗ）がスライバコイラ上部内
    の測定開口である、請求項１８記載の装置。
20. 【請求項２０】　　測定開口（Ｗ）が透明なフェースプ
    レートによって閉じられている、請求項１９記載の装置
    。
21. 【請求項２１】　　手段がホッパ（２２）に配置されて
    おり、ホッパ（２３）のネック部に対して直角に配置さ
    れた測定ゾンデを備えており、かつホッパ（２３）が貫
    通口を有しており、貫通口の横断面が扁平な方形の形を
    有しており、かつホッパの測定ゾンデ側の壁（２４）が
    透明であり、かつ反対側の壁（２５）が較正色を有して
    いる、請求項１８記載の装置。
22. 【請求項２２】　　較正色が交換可能な部材に設けられ
    ている、請求項２１記載の装置。
23. 【請求項２３】　　測定ゾンデが旋回可能な支持体上に
    配置されており、かつ測定ゾンデの旋回範囲内に取付け
    られた較正面と清掃部材とが設けられている、請求項１
    ８から２２までのいずれか１項記載の装置。
24. 【請求項２４】　　空気ノズルが設けられており、空気
    ノズルが測定ゾンデの測定開口を持続的に吹付けること
    ができるように配置されている、請求項２０から２３ま
    でのいずれか１項記載の装置。
25. 【請求項２５】　　測色センサに補助センサが配属され
    ており、補助センサの出力信号が測色センサに影響を与
    える、請求項１８から２４までのいずれか１項記載の装
    置。
26. 【請求項２６】　　補助センサが繊維密度測定センサで
    あり、かつ工程経過方向でみて測色センサの上流に配置
    されている、請求項２５記載の装置。
27. 【請求項２７】　　被測定物と測定ヘッドとの間に光導
    体が配置されている、請求項２２から２４までのいずれ
    か１項記載の装置。
28. 【請求項２８】　　少なくとも２つのケンスコイラに測
    色箇所が配置されており、かつ両測定箇所の測定データ
    を一緒に導くための手段が設けられている、請求項１８
    から２７までのいずれか１項記載の装置。