KR101274128B1

KR101274128B1 - 섬유 시험 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101274128B1
Application number: KR1020057019792A
Authority: KR
Inventors: 죠프리 로버트 스튜어트 내일러; 마크 마이클 퓨말리스
Original assignee: 커먼웰쓰 사이언티픽 앤드 인더스트리얼 리서치 오가니제이션
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2013-06-12
Also published as: EP1613923A1; MXPA05011145A; AU2003901910A0; WO2004092677A1; US7729517B2; EP1613923A4; KR20060009261A; CN100545577C; JP4638409B2; BRPI0409479A; BRPI0409479B1; JP2006523826A; CN1795365A; US20070035720A1

Abstract

본 발명에 따르면, 질량을 알고 있는 섬유의 섬도를 구하기 위한 장치가 제공되는 바, 상기 장치는, (a) 하나 이상의 이미지 내의 i) 시험을 위해 선택된 섬유 모두 또는 ii) 그의 일부를 캡쳐링하기 위한 이미지 캡쳐링 기기; (b) (각각의) 이미지에서 섬유 혹은 섬유들의 총 길이를 자동적으로 측정할 수 있는 컴퓨터; 및, (c) 상기 이미지(들) 내에서 총 섬유 길이를 사용하여 섬유의 섬도를 구하기 위한 수단을 포함한다.

섬도, 섬유 계측

Description

섬유 시험 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TESTING FIBRES}

본 발명은 섬유의 선형밀도를 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. '선형 밀도(linear density)'라는 용어는 섬도(fibre fineness)와 동일한 의미를 가지며, 두 용어는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다.

면과 셀룰로오스 섬유를 시험하는 경우, 본 발명에 의해 제공되는 섬도측정은 섬유의 성숙도(maturity)를 측정하는 경우에도 사용할 수 있다.

후술하는 바와 같이, 셀룰로오스 섬유의 섬도와 성숙도는 섬유특질의 유용한 척도이다.

섬유의 치수, 특히 섬유 길이방향을 가로지르는 단면치수는 섬유의 품질을 결정함에 있어 상당히 중요하다. 대략 원형 단면을 가지는 섬유는, 섬유직경을 이러한 정보로 사용할 수 있다. 비-원형 단면의 섬유의 경우, 섬유의 횡방향 '크기'에 대한 유용한 척도는 선형 밀도 혹은 섬도라고 알려져 있는, 단위 길이당 중량이다. 섬도는 다양한 단면 형상을 용이하게 개발할 수 있는 합성섬유에서 널리 사용되고 있다.

평균 섬도는 중량법(gravimetric technique)으로 공지되어 있고, "Physical Properties of Textiles" (W.E. Morton과 J.W.S. Hearle 편저, 제2판)과 같은 교과 서에 기재되어 있는 기술을 사용하여 직접 측정할 수 있다. 주어진 시료에서,

평균 섬도 = (총 시험 섬유 중량) / (총 시험 섬유 길이)....[식 1]

이다.

중량법은 평행한 섬유속을 형성하고, 상기 섬유속을 알려진 길이로 절단하고, 절단된 섬유를 칭량한 다음, 시편 내의 섬유를 계수함에 의해 수행된다. 섬유속 내의 섬유의 평균 섬도는 하기 식에 의해 계산될 수 있다:

평균 섬도 = (총 시험섬유 중량) / [(섬유길이)×(총 섬유개수)]....[식 2]

수작업으로 행해질 경우, 이러한 직접적 방법은 상당한 기술, 시간 및 노동력을 필요로 한다. 이는 후술하는 2가지의 한계에 의해 더욱 복잡하게 된다. 우선, 종래 기술상의 칭량 저울을 사용하는 경우, 중량 측정에 있어, 특정 수준의 정밀도에 대한 요구로 인해 최소 중량이 정해지고 이로써 계수해야 할 섬유개수가 커지게 된다. 둘째로, 많은 텍스타일 섬유 시료에 내재하는 가변성과 전체 시료에서 측정 대표성을 얻기 위한 필요성으로 인해, 일반적으로 시료는 많은 수의 섬유를 가지게 된다.

섬유품질을 계측하기 위한 대안적 방법을 고안하기 위해 다양한 시도가 있어 왔다. 가장 성공적인 대안은, 다공성 플러그 또는 공기류 섬도 시험기의 개발이다. 본 방법의 기본 원리는, 중량을 알고 있는 섬유의 랜덤화된 압축 플러그를 통한 공기 흐름에 대항하는 저항이, 섬유간 세공의 크기 및 섬유의 표면적에 대한 지표를 제공한다는 것이다. 측정된 공기 흐름 저항과 섬유의 단위 부피 당 표면적간의 이론적 관계에 기초하여, 섬유의 섬도를 측정할 수 있다. 이론적 관계는 섬유가 솔리 드(solid)이고, 규칙적인 단면 형상을 가지고 있다는 가정에 기초한다.

이러한 공기류 접근법은 면을 시험하기 위해 널리 응용되며, 이른바 마이크로네어 값(micronaire value)으로 알려져 있는, 섬유의 특성을 제공한다. 그러나, 면과 기타 셀룰로오스 섬유는 일반적으로 중앙 루멘(central lumen)을 가지고 있고 불규칙적인 단면을 가지고 있어 이러한 "마이크로네어" 값의 해석과 유용성은 복잡해진다.

면과 다른 셀룰로오스 섬유에 있어, 루멘 또는 중공 중심은 섬유의 성장 패턴의 결과이다: 셀룰로오스 섬유의 층들은 얇은 주요 세포벽의 안쪽에 침적된다. 본 명세서에 첨부된 도 1은 면섬유의 단면을 도시한 것이다.

도 1에 나타낸 바와 같은 구조를 가지는 섬유의 경우, 섬유 품질에 영향을 미치는 다른 중요한 특질은, 섬유 성숙도(fiber maturity)라고 불리우는, 세포벽의 후도(degree of wall thickening)이다. "The Fineness and Maturity of Cotton" (F.T. Pierce 와 E. Lord. 1939년)에 처음 도입된 명명법에 이어서, 후도 또는 원형도(circularity) θ는 섬유의 단면으로부터, 동일한 외주(perimeter: P)를 가진 진원의 면적에 대한 막벽 면적 (A)의 비로 정의된다:

θ = 4πA/P²....[식 3]

섬유의 성숙도 값 M은 하기와 같이 후도 함수로 나타내어질 수 있다:

M = θ/0.577 ....[식 4]

마이크로네어치(Mic), 섬유 섬도(F) 및 성숙도(M)사이의 관계는 "Airflow through Plugs of Textile Fibres Part II. The Micronaire test for cotton" (E. Lord, 1956년)이라는 표제의 논문에 발표되어 있다. 실험식은 하기와 같다:

F*M = 3.86*Mic² + 18.16*Mic + 13...[식 5]

마이크로네어치의 한계는 식 5로부터 쉽게 알 수 있다. 특히, 마이크로네어는 섬유섬도 및 섬유 성숙도의 곱에 관련이 있다. 그 결과, 조악한(coarse) 미성숙 섬유시료와 보다 성숙한 세섬유 시료가 동일한 마이크로네어 값을 나타낼 수 있다. 나아가, 섬유 섬도 및 성숙도 값의 무한한 조합이 동일한 마이크로네어 값을 나타낼 수 있다. 다시말해, 마이크로네어 값은 섬유 품질에 대한 포괄적인 인자는 아니라는 것이다.

마이크로네어 값의 이러한 단점을 해결하기 위한 하나의 시도는, 이른바 2중 압축 공기류법에 의한 것이었다. 특히, 하나의 공기류 저항 측정을 취하는 것과 달리, 2중의 압축 공기류법은 플러그에 적용되는 2개의 상이한 압축비를 취하는 것을 포함한다. 이중 압축 공기류법은 Shirley 섬도-성숙도 시험기(FMT) 및 ASTM 시험법 D 3818-1979의 2가지 경로를 통해 상용화되어 있다.

본 발명자들에 의해 이전에 제안된 대안적 방법은, Beltwide Cotton Conference (1999년)에서 언급된 것으로 "Measuring Cotton Fineness Independently of Maturity Using the Sirolan Laserscan" (G.R.S. Nayor 및 J. Sambell)라는 표제의 논문에 기술된 것이다. 상기 방법의 목적은 섬유 섬도의 측정을 위한 직접 중량법을 반-자동화(semi-automation)하는 것이다. 상기 방법은, 대 략 2mm 길이의 섬유 조각(fiber snippet)을 매우 히박한 농도로 액체 이송 매질내에 부유시키고, 측정 셀내에서 각각의 섬유 조각들이 광학 센서를 통과할 때마다, 상기 섬유조각들을 하나하나 세는 것을 포함한다. 이러한 접근 방식은 자동화 계수기로서 Sirolan-Laserscan이라고 불리우는 현존하는 장치를 이용한다. 이러한 접근방식은 기술적으로 만족스러운 결과를 주는 것으로 확인되었으나, 상업적으로 확산되기에는 너무 느리다.

2001년 Beltwide Cotton Conference에서, "Cotton Maturity and Fitness Measurement using the Sirolan-Laserscan"이라는 표제의 논문 (G.R.S. Naylor)은, 독립적으로 측정된 섬유 섬도값 및 마이크로네어치는 평균 섬도를 제공하기 위해 [식 5]와 함께 사용될 수 있음을 지적하고 있다.

또한, 국제특허출원 PCT/CH91/00017 (WO91/11705)은, 섬유를 광원 및, CCD 센서(즉, 디지털 카메라)에 연결된 수광기 (recieving optics) 사이의 플레인(plane)에 위치시키는 접근 방식에 대해 기술하고 있다. 이미지는 수동적으로 분석된다.

몇몇의 다른 접근방법들이 면의 섬도를 측정하기 위해 탐구되어 왔다. 그러나, 지난 50년간에 걸친 상당한 연구 노력에도 불구하고, 섬유 섬도를 측정하기 위한 상용성있는 방법 및 장치에 대한 필요성은 여전히 존재한다.

발명의 개요

본 발명에 의하면, 시험을 위해 선택된, 중량을 알고 있는 섬유들의 섬도를 측정하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은,

(a) (i) 하나 이상의 이미지 내의 모든 시험섬유 또는 ii) 하나 이상의 이미지 내의 시험 섬유의 일부를 캡쳐링(capturing)하는 단계;

(b) 자동화된 컴퓨터 이미지 분석을 사용하여 (각각의) 이미지에서 섬유 혹은 섬유들의 총 길이를 정하는 단계;

(c) 상기 이미지(들) 내에서 총 섬유 길이를 사용하여 섬유의 섬도를 측정하는 단계를 포함한다.

(a) 내지 (c)의 단계는 연속적으로 또는 비연속적으로 수행될 수 있으며, 각각의 단계는 다른 장소 및 다른 시간에 실행될 수 있다.

시험 섬유가 면 또는 다른 셀룰로오스 섬유인 경우, 상기 방법은, 바람직하게는, 단계 (c)로부터 측정된 섬도값과 미리 정해진 마이크로네어 값을 사용하여 평균 성숙도 값을 평가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

특히, 상기 성숙도값은, 전술한 [식 5]를 사용하여 계산할 수 있다.

바람직하게는, 상기 단계(a)는 이미지 캡쳐링 기기(image capturing device)를 포함한다. 예를 들어, 이미지 캡쳐링 기기는 디지털 카메라 또는 유사한 기록장치일 수 있다.

시험을 위해 선택된 섬유 모두가 단일 이미지 또는 일련의 이미지내에서 캡쳐링되는 경우, 단계(b)는 이미지(들)로부터 모든 섬유의 총 길이를 측정한다. 이러한 접근 방식의 장점은, 섬유 길이가, 매우 작거나 무시할 수 있는 오차만을 가진 컴퓨터 분석에 의해 결정될 수 있고, 섬도가 전술한 [식 1]을 사용하여 측정될 수 있다는 것이다. 그러나, 모든 섬유가 일련의 이미지에 의해 캡쳐링될 경우, 이미지 중첩(image overlap)에 의한 섬유길이의 과대평가를 피하기 위한 주의를 기울여야 한다. 필요한 경우, 이미지가 중첩되는 정도를 고려한 교정 인자가 사용될 수 있다.

그러나, 하나 이상의 이미지 내에서 모든 섬유의 일부(fraction)을 캡쳐링함에 의해서도 섬유섬도의 만족할 만한 측정이 달성될 수 있다. 이러한 발견이 제공하는 장점은, 전술한 종래 기술상의 중량법에 따라 시험을 위해 선택된 섬유의 총 길이를 측정하거나, 혹은 총 섬유 개수를 셀 필요가 없다는 것이다.

또한, 시험 섬유의 총 개수를 줄여서, 칭량 저울의 능력이 섬도 측정의 정확도에 영향을 미치게 되는 정도까지 섬유 중량을 줄이고자 하는 유혹이 있는 종래 기술인 중량법과 달리, 본 발명에 따를 경우, 시험 섬유는 2 이상의 요인으로 인해 쉽게 증가될 수 있다. 첫째, 자동화된 컴퓨터 이미지 분석으로 인해, 이미지 내에 나타난 섬유 길이를 결정하는 것이 각각의 섬유를 수동적으로 계수하는 것에 비해 매우 빠르다는 것이다. 둘째, 본 발명은, 시험을 위해 선택된 모든 섬유의 이미지를 캡쳐링하지 않고도 수행될 수 있으므로, 캡쳐링된 이미지의 수가 시험 섬유의 질량에 제한되지 않는다는 것이다.

모든 섬유 혹은 그의 일부를 하나 또는 그 이상의 이미지에서 캡처링하는지의 여부에 관계 없이, 이미지(들)는 전망대(viewing platform)에 섬유를 분산시키고 이미지 캡쳐링 기기를 조작함에 의해 이미지들을 캡쳐링할 수 있어, 상기 기기는 전망대 위에 있는 섬유의 전부를 혹은 그 일부만을 캡쳐링한다. 상이한 섬유 시료는 섬유에 대해 이미지 캡쳐링 기기를 이동시키거나 이미지 캡쳐링 기기에 대하여 전망대를 이동시킴에 의해 캡쳐링될 수 있다. 전망대는 컨베이어에 의해 이미지 캡쳐링 기기에 대하여 이동할 수 있다.

그러나, 바람직하게는, 섬유가 유체 내에 부유하는 경우 섬유의 이미지를 캡쳐링한다. 상기 유체는 물과 같은 액체이거나, 가스일 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 방법은, 시험 섬유를 포함한, 알려진 부피의 현탁액을 형성하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 방법은 현탁액을 이미지 캡쳐링 기기를 지나 이동시키는 단계를 포함하여, 현탁액 내 섬유의 하나 이상의 이미지가 캡처링되도록 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 현탁액은, 현탁액과 유체가 단지 한번만 이미지 캡쳐링 기기를 통과하도록 이미지 기기를 지나 이동한다.

바람직하게는, 상기 현탁액은 이미지 캡쳐링 기기를 지나서 연장되어 있는 클로즈드 루프(closed loop)내에 담겨져서, 이미지가 캡쳐링 되는 동안 상기 현탁액은 클로즈드 루프를 재순환할 수 있다. 본 바람직한 측면에 의해 제공되는 장점은, 현탁액 내 섬유의 캡쳐링된 이미지의 수가 현탁액의 부피에 의해 제한되지 않는다는 것이다.

바람직하게는, (각각의) 이미지(들) 내에 캡쳐링된 상기 현탁액의 부피는 알려진 상태이다.

바람직하게는 본 발명의 방법은 시험을 위해 선택된 섬유를 칭량(weighing)하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 섬유의 섬도는 미리 선택된 조건을 만족될 때 측정된다.

바람직하게는, 미리 선택된 조건은 이미지 당 측정된 섬유길이의 평균값의 표준 오차가 미리 선택된 값과 같거나 그보다 작은 경우 만족된다.

본 명세서에서 "표준 오차(standared error)"라는 용어는, 값의 개수의 제곱근에 대한 캡쳐링된 세트 값의 표준편차의 비를 의미한다. 표준 오차를 결정하는데에 사용되는 이미지는 캡쳐된 이미지 전부를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.

바람직하게는, 표준오차는, 표준오차의 당시 값(running value)을 제공하기 위해, 각각의 이미지 또는 이미지 군의 캡쳐링 후, 연속적으로 재계산되고, 방법이 진행되는 동안 미리 선택된 값과 연속적으로 비교된다.

일반적으로, 평균 섬유길이의 통계학적 표준 오차는 이미지의 수가 증가할수록 감소하며, 이에 상응하여, 본 발명에 의해 얻어진 섬도 측정의 정확도도 증가한다.

나아가, 미리 선택된 조건이 만족되는 경우, 단계 (a)를 계속하여 수행할 필요는 없다. 다시 말해, 캡쳐된 이미지의 수는 이미지 당 섬유길이의 평균값의 계산된 표준 오차의 당시값과, 소정의 요구되는 최대값 사이의 비교에 의해 조절될 수도 있다.

시험섬유의 균일한 길이를 알고 있는 경우, 단계 (b)는 자동화된 컴퓨터 이미지 분석을 사용하여 이미지(들) 내의 섬유 개수를 계수하는 단계를 포함한다.

그러나, 이미지(들) 내의 섬유가 균일한 길이를 가지는 지의 여부에 관계없이, 단계(b)는 이미지(들) 내에 나타나는 섬유의 총 길이를 측정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 이러한 바람직한 측면에 따르면, 컴퓨터 이미지 분석이 이미지(들) 내에 섬유의 총 개수를 계수할 필요는 없다.
이미지가 총 시험 섬유의 단지 부분 혹은 일부만을 캡쳐링하는 경우, 단계 (c)에 따라 섬도를 측정하는 것은, 적어도 2가지의 균등한 접근 방식에 의해 계산될 수 있다.
첫번째 접근 방식은, 이미지(들) 내에 나타난 섬유 질량을 측정하고, 각각의 캡쳐링된 이미지 내에서 섬유 길이와 섬도를 계산하고, 다시, 전체 시료 섬유의 섬도를 측정하는 것을 포함한다. 섬유가 액체 현탁액에서 균일하게 혼합된 경우, 이미지(들) 내에서 나타나는 총 섬유 질량은, 현탁액의 총 부피에 대한, 이미지(들) 내에 나타난 현탁액 부피의 비가 곱해진, 시료내 섬유 총 질량의 함수로 표현될 수 있다. 각 이미지의 섬유섬도는, 단계(b)에서 정해진, 이미지(들) 내의 섬유 길이에 대한 이미지(들) 내의 섬유질량의 비로서 정해진다.
두번째 접근 방식은, 이미지 내에서 섬유 길이를 정하고, 총 시료 내에서 섬유의 총 길이를 측정하고, 다시, 전체 시료의 섬도를 측정하는 것을 포함한다. 이미지(들) 내의 섬유의 총 길이의 측정값은 단계(b)에서 정해진 섬유의 평균 길이에, 이미지 내에서 섬유의 평균 부분에 대한 시료 내 총 섬유를 나타내는 비를 곱함에 의해 결정될 수 있다. 섬유가 액체 현탁액 내에서 균일하게 혼합된 경우, 상기 비는 이미지 내에서 캡쳐링된 현탁액의 부피에 대한, 현탁액 총부피의 함수로 표현될 수 있고, 이는 다시 캡쳐링된 이미지(들) 내의 섬유 평균 길이와 곱해진다.

상기 2가지 접근 방식은, 편리하게는 하기 식을 사용하여 요약될 수 있다:

....[식 6]

[상기 식에서, F는 이미지 내의 섬유의 평균 섬도를 나타내고,

m은 시험을 위해 선택된 섬유의 총 질량을 나타내고,

V는 유체 현탁액의 총 부피를 나타내고,

v는 하나의 이미지에서 볼 수 있는 현탁액의 부피를 나타 내고,

L은 캡쳐된 이미지 내에 섬유의 평균 길이를 나타냄].

오차의 잠재적 공급원은 캡쳐된 이미지 내에서 섬유가 중첩되거나 교차되어 나타날 경우이다. 이 경우, 섬유 길이가 중첩된 영역에서 단지 한번 측정되기 때문에, 컴퓨터 이미지 분석에서, 총 섬유 길이는 진정한 섬유길이 보다 작게 측정될 수 있다. 이러한 오차가 섬유 섬도 측정의 정확도 영향을 줄 가능성은 이미지 내의 섬유 농도와 함께 증가한다. 그러나, 섬유 농도의 감소는, 이미지(들) 내에 섬유가 시험 섬유의 대표적 시료를 제공하는 정도를 감소시킬 것이며, 즉, 시험 섬유의 일부가 이미지 내에 캡쳐링되는 경우, 섬도의 만족스러운 측정을 달성하기 위해 필요한 이미지의 수가 증가된다.

바람직하게는, 이미지(들) 내의 섬유 농도는 이미지의 밀리미터 제곱 (mm/㎟)당 섬유 10 밀리미터(mm/㎟)까지의 범위이다.

바람직하게는, 이미지 내의 섬유 농도는 2.0 mm/㎟ 까지의 범위이다.

바람직하게는, 유체 경로는 투명한 벽을 가지는 챔버를 포함하고, 이미지 캡쳐링 기기의 시야는, 챔버 내에서 섬유의 이미지를 캡쳐하기 위한 투명벽을 향해 있다.

바람직하게는, 챔버를 통한 현탁액 흐름의 방향을 가로지르는, 챔버 단면적이 변하여, 이미지(들) 내에 캡쳐된 섬유의 농도가 챔버를 따라 이미지 캡쳐링 기기의 시야의 위치를 움직임에 의해 조절될 수 있다. 실제로, 이미지 캡쳐링 기기의 시야의 위치를 변화시키는 것은, 이미지 캡쳐링 기기의 시야에 존재하는 현탁액 부피 및, 따라서, 이미지 내에 섬유가 중첩된 정도를 변화시킨다.

바람직하게는, 이미지 캡쳐링 기기의 위치는, 이미지 내에 나타난 섬유 농도에 의존하여, 챔버를 따라 자동 조절된다.

바람직하게는, 컴퓨터는 이미지 내에 나타나는 섬유 농도를 자동 결정하고, 필요한 경우, 챔버를 따라 이미지 캡쳐링 기기를 움직이기 위한 구동 수단을 자동적으로 작동시켜 이미지(들) 내에 섬유 농도를 변화시킨다.

이미지(들) 내의 섬유농도는, 섬유가 현탁되어 있는 유체의 총 부피 또는 유체 내에 현탁된 섬유 질량을 변화시킴에 의해서도 조절될 수 있다.

섬유가 현탁되어 있는 유체가 액체인 경우, 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법은, 섬유가 현탁액 내에 균일하게 분포되는 정도를 향상시키기 위해, 액체 내에 습윤제(wetting agent)를 첨가하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 습윤제는 계면활성제이거나, 알콜 또는 이와 유사한 것들이다.

바람직하게는, 계면활성제는 시판 세제(cleaning detergent)이다.

바람직하게는, 계면활성제는 비이온성 계면활성제이다.

바람직하게는, 계면활성제는, 0.01 부피% 이상으로 현탁액 내에 첨가된다.

바람직하게는, 상기 방법은 또한, 섬유 섬도 측정 후, 현탁액을 포함한 클로즈드 루프를 배수(draining)하고 세정하는 단계를 추가로 포함하여, 이어지는 시험 시료가 오염되는 것을 방지한다.

본 발명에 따르면, 중량을 알고 있는 섬유의 섬도를 측정하기 위한 장치가 제공되는 바, 상기 장치는,

(a) 하나 이상의 이미지 내의 i) 시험 섬유 모두 혹은 ii) 그의 일부를 캡쳐링하기 위한 이미지 캡쳐링 기기;

(b) (각각의) 이미지에서 섬유 혹은 섬유들의 총 길이를 자동적으로 측정할 수 있는 컴퓨터; 및,

(c) 상기 이미지(들) 내에서 총 섬유 길이를 사용하여 섬유의 섬도를 측정하기 위한 수단을 포함한다.

바람직하게는, 섬도를 측정하기 위한 수단은 이미지(들) 내에서 섬유 길이를 결정하기 위한 컴퓨터와 같은 컴퓨터일 수 있다.

바람직하게는, 이미지 캡쳐링 기기는 이미지(들) 내의 섬유 길이를 측정하기 위한 컴퓨터에 직접 연결되어 있다.

상기 장치는, 또한, 섬유의 이미지를 캡쳐하기 위해 섬유가 분산되는 전망대를 포함할 수 있다. 본 발명의 방법을 참조하여 앞서 기술한 바와 같이, 상기 전망대 및/또는 이미지 캡쳐링 기기는 이동가능하여 이미지 캡쳐링 기기의 시야가 상기 전망대 위에 분산된 섬유의 상이한 세그먼트를 향하도록 할 수 있다.

그러나, 바람직하게는, 상기 장치는 이미지 캡쳐링 기기의 시야를 통하여 연장된 유체 통로(fluid passageway)를 포함하여 섬유가 유체 내에 현탁된 경우, 유체가 상기 통로를 통과함에 따라 섬유의 이미지가 캡쳐될 수 있다.

바람직하게는, 상기 통로는 이미지 캡쳐링 기기의 시야를 통해 섬유를 재순환시키기 위한 클로즈드 루프일 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 이러한 바람직한 측면에 의해 제공되는 장점은, 섬유의 캡쳐링될 수 있는 이미지 수가 유체의 부피에 의해 제한되지 않으며, 필요한 경우, 유체의 재순환에 의해 섬유가 하나 이상의 이미지에서 캡쳐될 수 있다는 점이다.

바람직하게는, 상기 장치는 유체 통로에서 현탁액의 총 부피를 조절하기 위한 조절 수단을 포함한다.

현탁액의 부피를 조절할 수 있는 몇몇 대안적 배열이 있다. 예를 들어, 유체 통로는 이동가능한 벽을 구비한 챔버에 연결된 흐름이어서, 벽의 위치 조절에 의해 챔버 내에서 유체의 부피 및 유체 통로의 부피를 조절할 수 있다. 추가적 유체를 저장조(reservoir)로부터 끌어오고/오거나 과량의 유체를 오버 플로우 시스템을 통해 방출한다. 그러나, 바람직하게는, 제어 수단이 헤드 용기(head vessel)에 연결된 흐름인 유체 통로를 포함하고, 이 경우, 헤드 용기 내에 유체 수준을 유지하는 것이 유체 통로가 현탁액의 일정한 알려진 부피를 포함하는 것을 보장할 수 있다.

이미지 캡쳐링 기기의 시야를 통해 연장되어 있는 유체 통로는, 입구와 출구 및 투명벽을 구비한 챔버여서, 상기 이미지 캡쳐링 기기는 상기 챔버를 관통하는 섬유의 이미지를 캡쳐할 수 있으며, 상기 챔버는, 이미지 캡쳐링 기기의 시야 내의 현탁액 부피를 알수 있도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 챔버를 통한 흐름 방향을 가로지르는 방향에서의 챔버 단면이 조금씩 변화하여, 이미지 캡쳐링 기기의 시야 내에서 유체 부피가 챔버를 따라 변화될 수 있다.

바람직하게는, 챔버를 통한 흐름 방향을 가로지르는 방향으로의 챔버 깊이는, 챔버의 입구와 출구 사이에서 연속적으로 경사져 있다(tapered). 본 발명의 이러한 바람직한 측면에 의해 제공되는 장점은, 챔버를 따라 상이한 위치에서 이미지를 캡쳐함에 의해 이미지 내에 섬유의 유효한 농도가 변화될 수 있다는 것이다.

또한, 챔버를 통한 흐름 방향을 가로지르는 챔버 단면은, 챔버의 하나의 벽의 다른 벽에 대한 실제 움직임에 의해 변화될 수 있다. 이를 위한 일례로서, 벨로우(bellows) 타입 배열을 들 수 있다.

챔버를 통한 흐름 방향에 가로지르는 방향으로의 챔버 단면이 점차 변화하는 경우, 바람직하게는, 이미지 캡쳐링 기기의 시야의 위치가 챔버를 따라 이동가능하여, 시야 내의 현탁액 부피가 변화할 수 있다.

바람직하게는, 상기 장치는 챔버에 대한 이미지 캡쳐링 기기의 위치를 조절하기 위한 구동 어셈블리(drive assembly)를 포함한다.

바람직하게는, 구동 어셈블리의 조작을 위한 컴퓨터는, 이미지 캡쳐링 기기의 시야를 통과하는 현탁액의 부피를 측정할 수 있도록 프로그래밍된다. 이러한 바람직한 구현예의 장점 중 하나는, 이미지가 시험 섬유의 일부를 캡쳐하는 경우, 시험 섬유의 섬도는 상기 [식 6]을 사용하여 수학적으로 측정될 수 있는 것이다.

섬도 측정의 정확도는, 이미지 캡쳐링 기기의 시야 내에 섬유가 중첩되는 정도 및, 이미지 내 섬유가 캡쳐된 이미지(들)의 면에 대해 가로지르는 면에 놓이게 되는 정도를 포함한 몇몇 인자에 의존한다. 이들 인자들의 영향과 측정의 정확도는 이미지 내 섬유 농도의 함수이다.

따라서, 이미지 내의 섬유 농도가 선택된 범위의 밖에 놓이게 되는 경우, 구동 어셈블리를 조작하는 컴퓨터가 자동적으로 구동 어셈블리를 조작하여 이미지 캡쳐링 기기의 위치를 조절하도록 하는 것이 바람직하다.

컴퓨터는, 섬유 농도가 이미지의 mm 제곱 당 0 내지 10mm의 섬유 범위의 밖에 놓이지 않도록 구동 어셈블리를 조절하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 구동 어셈블리를 조작하기 위한 컴퓨터는 이미지 내에서 섬유길이를 측정하기 위한 컴퓨터일 수 있다.

바람직하게는, 이미지 캡쳐링 기기는 디지털 포맷으로 이미지를 기록할 수 있는 기록 기기를 포함한다.

바람직하게는, 이미지 캡쳐링 기기는 섬유의 이미지 캡쳐를 보조하기 위한 조명수단을 포함할 수 있다.

상기 조명수단은, 기록 장치에 대해 챔버의 반대쪽에 위치한 광원을 포함하여 섬유를 투과한 광이 기록 장치에 의해 감지될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 배열에 의해 제공된 이점은, 암시야 조명법(dark field illumination)으로 알려져 있으며, 섬유를 투과하는 동안 산란되는 빛의 검출로 인해 상기 이미지의 배경은 어둡게 되고 섬유는 밝게 되는 것이다.

상기 조명 수단이 챔버에서 기록 장치와 동일한 쪽에 광원을 포함하여 섬유로부터 반사된 빛을 기록 장치에 의해 감지될 수 있도록 하는 것 또한 바람직하다.

조명 수단은 챔버에 대하여 이동할 수 있어서, 이미지 캡쳐링 수단이 챔버에 대하여 상대적으로 움직이는 경우, 조명 수단이 이미지 캡쳐링 기기에 비해 상대적으로 고정된 위치에 남아있을 수 있도록 된다.

바람직하게는, 상기 조명수단은 이미지 캡쳐링 기기를 이동시키기 위한 구동 어셈블리에 의해 움직일 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하며, 첨부된 도면에서,

도 2는 섬도를 측정하기 위해 부분적으로 조립된 장치의 사시도이고,

도 3은 도 2에 도시한 부분적으로 조립된 장치의 상면도이고,

도 4는 섬유의 이미지를 캡쳐하기 위한 서브 어셈블리의 상세도로서, 이 서브 어셈블리는 도 2에 나타내지 않은 것이고,

도 5 및 도 6은, 각각, 그를 통해 섬유가 이송되는 챔버의 사시도와 정면도이고,

도 7은 도 6의 선 A-A에 따른 챔버의 단면도이고,

도 8은, 도 2 내지 7에 나타낸 설비 기기의 파이프 연결(piping) 및 상호 연결 장치를 도시한 파이프 연결 흐름도이고,

도 9 내지 도 12는 상기 장치에서 유체의 총 부피를 제어하기 위한 대안적 기구를 도시한 것이다.

도 2와 3에 나타낸 기기는 다음과 같은 설비 기기를 포함한다: 물을 담는 헤드 탱크(11); 섬유가 물과 혼합되어 현탁액을 형성하는 섬유 시료 용기(12); 부피를 알고 있는 물을 분배하기 위한 분배 탱크(13); 디지털 카메라(14)의 형태인 이미지 캡쳐링 수단; 현탁액이 이송되는 플로우 셀(flow cell: 15); 시험이 완료된 현탁액을 수용하기 위한 저장조(17); 저장조(17)로부터 헤드 탱크(11)로 물을 펌핑하기 위한 펌프(18).

상기 설비 기기는 파이프 연결 및 일련의 제어 밸브 (21) 내지 (24)에 의해 상호 연결되어 있고; 이러한 파이프 연결과 제어 밸브(21) 내지 (24)의 레이아웃은 도 8에 상세히 도시하였다.

일반적으로 참조번호 19로 나타낸 파이프 연결은, 플로우 셀(15)와 시료 용기(12)를 상호연결하여 재순환 또는 클로즈드 루프를 형성하며, 시료 용기(12)로부터 배출된 유체는 플로우 셀(15)를 통해 이송되어 시료 용기(12)로 연속적으로 되 돌아 온다.

상기 장치는 또한, 컴퓨터와 같은 설비 기기를 포함하지만, 이에 대해서 도면에 나타내지는 않았다. 컴퓨터는 카메라를 포함한 장치의 몇몇 설비 기기와 연결되어 있고, 이미지 내에서 섬유 길이를 자동적으로 측정할 수 있다. 컴퓨터는 또한, 밸브(21) 내지 (24) 및 펌프 (16)과 (18)을 작동시킨다.

섬유 시료의 섬도를 측정하기 위해, 우선 섬유를 칭량하고 비이커에 넣는다. 이들을 이어서 분배 탱크(13)으로부터 분배된, 부피를 알고있는 물과 함께 혼합한다. 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 분배탱크(13)는 파이프 연결(19)에 의해 헤드탱크(11)에 연결된 흐름이어서, 헤드 탱크(11) 내의 액체 수준은 분배탱크(13)으로부터 비이커 내로 분배된 물의 양을 결정한다.

비이커 내용물은 섬유 시료 용기(12)로 비워지고, 희박 현탁액을 형성하기 위해 헤드 탱크(11)로부터 공급된 추가의 물과 혼합된다. 헤드탱크(11)는 파이프 연결(25) 및 (26)을 경유하여 시료 용기(12)로 연결된 흐름이어서, 헤드 탱크(11) 내의 액체 수준을 유지하는 것은 파이프 연결(19), 시료 용기(12) 및 플로우 셀(15)로 한정된 재순환 루프 내에 형성된 현탁액이 알려진 일정 부피를 유지하는 것을 보장한다.

도면 내에 도시하지는 않았으나, 시료 용기(12)는 섬유와, 시료 용기(12)로 부가된 다른 재료, 예를 들어 계면활성제를 혼합하기 위한 혼합수단을 포함한다. 시험 섬유가 면인 경우, 0.01 부피% 이상의 비이온성 짧은 탄소 사슬 계면활성제를 첨가함에 의해 현탁액 내의 섬유 분포 균일도를 향상시킬 수 있다.

장치가 사용중인 경우, 컴퓨터는 밸브(21) 내지 (24) 및 패리스태틱 펌프(peristatic pump: 16)를 조작하여 현탁액이 재순환 루프를 통해 연속적으로 이송된다. 컴퓨터는 또한 카메라(14)를 조작하여 플로우 셀(15)를 관통하는 섬유의 일련의 이미지를 캡쳐한다.

도 4는 플로우 셀(15)을 통해 전달된 섬유의 이미지를 캡쳐하기 위한 어셈블리를 상세히 도시한 것이다. 상기 어셈블리는 환형 라이트(annular light: 27) 형태의 조명수단 및 디지털 카메라(14)를 포함한다. 이들 디지털 카메라(14)와 라이트(27)는 공간적으로 분리된 2개의 벨트(28)을 포함하는 컨베이어에 의해 이동가능하며, 각각의 벨트(28)는 2개의 도르래 사이에 수직 배향되어 장력하에 유지된다. 위쪽 도르래(29a)는 컴퓨터에 의해 작동 및 제어되는 스텝 모터(30)에 의해 구동되어 상기 카메라(14) 및 라이트(27)가 증가적으로 상승하거나 하강할 수 있다.

플로우 셀(15)은 카메라(14)와 라이트(27) 사이에 위치한다. 상기 플로우셀(15)은 카메라의 시야가 플로우 셀(15)를 통해 흐르는 현탁액을 향해 촛점을 맞추도록 할 수 있는 투명 챔버이다.

일단 섬유의 디지털 이미지가 캡쳐되어 컴퓨터에 공급되면, 컴퓨터 내에 저장되어 있는 적절한 알고리즘에 의해 이미지 내에 나타난 섬유의 길이를 측정할 수 있다.

디지털 이미지 분석을 수행함에 있어 전형적인 가정은, 각각의 이미지에서 나타난 물체(즉, 섬유)는 이미지의 면에 수평한 면에 위치한다는 것이다. 이러한 가정에서 있을 수 있는 필연적 결과는, 이미지 분석이, 이미지 면에 대해 가로지르 는 방향의 면 내의 섬유를 고려하지 않을 수 있거나, 혹은 다른 섬유에 의해 중첩된 섬유의 길이와 같은 화면으로부터 불명확하게 되는 것이다. 섬유 중첩 발생은 이미지 내에 섬유 농도와 함께 증가한다.

배향 속도에 대한 이러한 오차를 상쇄하기 위한 하나의 시도의 경우, 플로우 셀(15)이 피팅(fitting: 32) 및 피팅(33) 사이에 테이퍼된 유체 통로(31)을 포함하도록 설계되어 통로를 통한 현탁액의 흐름 방향에 대해 가로지르는 유체 통로(31)의 단면을 변경한다. 이러한 설계는 카메라의 시야를 관통하는 현탁액의 부피 및 이미지 내에 나타나는 섬유의 농도를 조절할 수 있도록 한다. 특히, 플로우 셀(15)를 따라 카메라(14)의 위치가 컴퓨터와 함께 조정되어, 컴퓨터로 하여금, 이미지 내에 나타나는 섬유의 농도를 감소 또는 증가시키기 위해 카메라(14)의 위치가 조정되어야 하는지의 여부를 평가할 있도록 한다. 필요한 경우, 컴퓨터는 카메라(14)를 유체 통로(31)의 단면 치수가 보다 커지는 위치로 이동시킴에 의해 이미지(들) 내에 나타나는 섬유의 농도를 증가시킬 수 있다. 역으로, 만일 이미지 내의 섬유 농도가 너무 높은 경우, 컴퓨터는, 카메라를 유체 통로의 단면적 치수가 보다 작아지는 위치로 이동시킴에 의해, 이미지 내에 나타나는 섬유의 농도를 자동적으로 감소시킬 수 있다.

이미지 내의 농도는 이미지의 제곱 밀리미터 당 섬유 0 내지 10 밀리미터의 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한, 바람직한 구현예에 따르면, 캡쳐된 각각의 이미지에 대하여 컴퓨터가 카메라(14)의 시야를 관통하는 현탁액 부피를 측정할 수 있도록 컴퓨터가 조정된 다. 따라서, 헤드 탱크(11)가 순환하는 루프내에 현탁액 부피를 알려진 부피로 유지하고, 각 이미지 내의 현탁액 부피가 컴퓨터에도 알려졌음을 고려할 때, 본 바람직한 구현예는, 전술한 [식 6]을 사용하여 섬유 시료의 섬도를 측정할 수 있다.

상기 바람직한 구현예에 의해 제공되는 장점은, 시험 섬유가 균일한 길이를 가지거나 가지지 않을 수 있고, 종래 기술의 중량법에 의해 요구되었던 것과 같이 실제 섬유의 수를 계수할 필요가 없다는 점이다.

본 바람직한 구현예에 따르면, 미리 정해진 조건이 만족되는 경우, 섬도는 (식 6을 사용하여) 측정된다. 특히, (캡쳐된 마지막 이미지를 제외한) 캡쳐된 이미지 내에 섬유의 평균 길이와, 마지막 캡쳐된 이미지 내의 섬유 길이 사이의 차이가 최대의 미리 선택된 값 이하인 경우 미리 정해지 조건이 만족된다.

섬유 시료를 위해 섬도가 측정된 경우, 카메라(14)는 추가의 이미지를 캡쳐하는 것을 중단하고, 컴퓨터는 자동적으로 펌프(18) 및 (16)과 제어 밸브(22) 및 (24)를 조작하여 순환 루프를 배출하고 세정하여 장치에 의해 시험된 섬유의 이어지는 시료가 오염되지 않도록 한다. 배출 사이클(draining cycle)은 파이프 연결 (도 7에 이미 기기 (33)이 있음)을 통해 저장조(17)로의 재순환 루프로부터 현탁액을 방출하는 것을 포함한다. 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 저장조(17)는, 물에서 섬유를 분리하기 위한 필터백(filter bag: 34)와 카트리지 필터(35)를 포함한다. 여과된 물은 파이프 연결(36)을 경유하여 헤드탱크(11)로 되돌아 가서 장치는 연장된 기간동안 미사용의 물을 공급하지 않고도 작동될 수 있다. 필터 백(34)과 카트리지 필터(35)는 필요한 경우 통상적인 방법에 의해 저장조(17)로부터 제거되 어 세정된다.

배수 사이클의 완료 시, 재순환 루프 및 연결된 파이프 연결과 컨트롤 밸브는 파이프(37)을 경유하여 헤드탱크(11)에 의해 공급된 물이 시료 용기(12)로 들어가 재순환 루프를 통과해 흐른다(flushing). 이러한 흐름을 위해 사용되는 물은 파이프 연결(33)을 경유해 분배 탱크로 들어가는 재순환 루푸로부터 배출된다.

당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 바람직한 구현예에 많은 변경이 가해질 수 있다는 것을 이해한다.

예를 들어, 도 9 내지 도 12는 재순환 루프 내에서 유체 현탁액의 총 부피를 조절하기 위한 4가지의 대안적 수단을 도시하고 있다. 특히, 도 9는 총 부피가 피스톤(38) 및 실린더(39) 배열에 의해 제어되고, 재순환 루프의 부분을 형성하는 실린더의 부피가 피스톤(38)의 움직임에 의해 조정될 수 있다. 본 실시예는, 섬유가 피스톤(38)과 실린더(39) 사이의 실에 걸리거나 이를 오염시킬 수 있는 단점이 있다.

도 10은, 재순환 시스템의 일부를 형성하는 챔버의 부피를 제어하도록, 부피가 피스톤에 의해 연장된 가요성 막에 의해 조절되는 배열을 도시한 것이다. 본 배열의 문제점은, 막이 신장되는 형상이 피로 및 수분 흡착으로 인해 시간이 경과함에 따라 변화할 수 있는 것이다.

도 11은, 부피가 가요성 막에 의해 조절되는 배열을 도시한 것으로, 이 경우, 유압유(hydraulic fluid)가 재순환 루프 내에 통합된 챔버의 부피를 조절하도록 작용한다. 도 11 내 배열은 도 9 및 도 10에서 나타낸 배열로 어려움을 극복한 다.

도 12는 피스톤과 실린더가 섬유 시료 용기에 연결된 흐름인 또 다른 배열을 도시한 것이다. 스텝 모터 또는 선형 액츄에이터가 피스톤을 작동시켜 추가의 깨끗한 유체의 정확한 양을 실린더로부터 시료 용기로 배달하여 상기 현탁액을 희석한다.

Claims

질량을 알고 있는 섬유들의 섬도 측정방법으로서,

(a) (i) 하나 이상의 이미지 내의 모든 시험 섬유 혹은 ii) 하나 이상의 이미지 내의 시험 섬유의 일부를 캡쳐링(capturing)하는 단계;

(b) 자동화된 컴퓨터 이미지 분석을 사용하여, 상기 이미지들 혹은 각각의 이미지에서, 섬유 혹은 섬유들의 총 길이를 측정하는 단계; 및,

(c) 상기 이미지(들) 내에서 총 섬유 길이를 사용하여 섬유 시료의 섬도를 측정하는 단계를 포함하는 섬도 측정방법.
제1항에 있어서,

상기 섬도 측정방법은, 상기 단계 (a)와 상기 단계 (c) 사이에서 수행될 수 있는, 캡쳐된 이미지(들) 내에서 섬유 질량을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제2항에 있어서,

상기 단계 (c)는 측정된 섬유 질량을 상기 단계 (b)에서 측정된 섬유의 길이로 나누는 것을 포함하는 섬도 측정방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 단계 (a)가 중첩된 일련의 이미지를 캡쳐링하는 단계를 포함하는 경우, 상기 단계 (b)는 섬유의 총 길이를 과대평가하는 것을 피하기 위해 이미지의 중첩된 섹션의 섬유 길이를 고려하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 이미지 캡쳐링 기기는 디지털 카메라인 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,

섬유 시료는 전망대(viewing platform) 상에 분산되고, 상기 전망대와 상기 이미지 캡쳐링 기기 사이의 상대적 움직임에 의해 일련의 이미지가 캡쳐링될 수 있는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 이미지(들) 내에서 캡쳐링된 섬유는 유체 내에 부유되어 알려진 부피의 현탁액을 형성하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제7항에 있어서,

상기 섬도 측정방법은, 상기 단계 (a) 이전에 수행되는, 유체 내에서 섬유를 혼합함에 의해 현탁액을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제8항에 있어서,

상기 이미지(들) 내의 섬유의 질량 측정은 섬유가 부유되어 있는 유체의 총 부피와 비교된, 이미지 캡쳐링 기기의 시야 내의 유체 부피에 기초하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제7항에 있어서,

상기 섬도 측정방법은, 이미지 캡쳐링 기기를 지나 상기 현탁액을 운반하여, 현탁액 내 섬유의 하나 이상의 이미지가 캡쳐링될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제10항에 있어서,

상기 현탁액은, 상기 이미지 캡쳐링 기기를 지나 연장된 클로즈드 루프(closed loop) 내에 담겨져 있어서, 이미지(들)가 캡쳐링되는 동안, 상기 현탁액이 상기 클로즈드 루프를 통해 재순환될 수 있는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제7항에 있어서,

상기 현탁액의 알려진 부피는 이미지 캡쳐링 기기의 시야 내에 있어서, 이미지 또는 각각의 이미지 내에서 캡쳐링되는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 섬도 측정방법은, 시험을 위해 선택된 섬유 시료를 칭량하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

섬유의 섬도는, 상기 단계 (b)에서 측정된 이미지 당 측정된 섬유 길이의 평균값의 표준 오차가 미리 정해진 값과 같거나 이보다 더 작을 경우에 측정되는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제14항에 있어서,

상기 표준 오차는, 표준 오차의 당시값(running value)을 제공하기 위해, 각각의 이미지 또는 이미지 군의 캡처링 후 연속적으로 재계산되고, 이어서, 상기 섬도 측정방법이 수행되는 동안, 미리 정해진 값과 연속적으로 비교되는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제15항에 있어서,

시험 섬유가 알려진 상태의 균일한 길이를 가진 경우, 상기 단계 (b)는 자동화된 컴퓨터 이미지 분석을 사용하여 상기 이미지(들) 내의 섬유 수를 계수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제7항에 있어서,

상기 섬유 섬도의 측정은 하기 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법:

[상기 식에서, F는 이미지 내의 섬유의 평균 섬도를 나타내고,

m은 시험을 위해 선택된 섬유의 총 질량을 나타내고,

V는 유체 현탁액의 총 부피를 나타내고,

v는 개개의 이미지에서 캡쳐링된 현탁액의 부피를 나타 내고,

L은 캡쳐링된 이미지 내에 섬유의 평균 길이를 나타냄].
제7항에 있어서,

상기 이미지(들) 내에 나타난 섬유 농도는 이미지의 밀리미터 제곱 당 섬유 10.0 밀리미터(mm/㎟) 이하인 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제18항에 있어서,

상기 이미지(들) 내에 섬유 농도는 2.0 mm/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제7항에 있어서,

상기 이미지 캡쳐링 기기는, 그를 통해 현탁액이 운반되고 투명벽을 구비한 챔버를 포함하고, 상기 이미지 캡쳐링 기기의 시야는 상기 챔버 내에 섬유의 이미지를 캡처링하기 위해 투명벽을 향하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제20항에 있어서,

상기 챔버를 통한 현탁액 흐름 방향에 가로지르는 챔버 단면적을 변화시켜서, 챔버를 따라 이미지 캡쳐링 기기의 시야의 위치를 이동시킴에 의해 상기 이미지(들) 내에 캡쳐된 섬유 농도가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제21항에 있어서,

상기 이미지 캡쳐링 기기는 상기 이미지(들) 내에 나타난 섬유 농도에 의존하여, 챔버를 따라 자동적으로 조정되는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제7항에 있어서,

섬유가 부유되어 있는 유체의 총 부피 또는 유체 내에 부유된 섬유 질량을 변화시킴에 의해, 상기 이미지(들) 내의 섬유 농도가 조정되는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제8항에 있어서,

상기 현탁액의 유체가 액체인 경우, 상기 섬도 측정방법은, 상기 현탁액을 형성하는 단계의 일부로서 수행될 수 있는, 상기 현탁액 내에 섬유의 균일하게 분산된 정도를 향상시키기 위해 상기 액체에 습윤제를 부가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제24항에 있어서,

상기 습윤제는 계면활성제 또는 알코올인 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제25항에 있어서,

상기 계면활성제는 시판 세제인 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제25항에 있어서,

상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제인 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

시험되는 섬유가 면 또는 다른 셀룰로오스 섬유인 경우, 상기 섬도 측정방법은, 상기 단계(c)로부터 구한 섬도 및 시료 섬유의 마이크로네어치를 사용하여 평균 성숙도값을 구하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법.
제28항에 있어서,

상기 평균 성숙도 값이 하기 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 섬도 측정방법:

F*M = 3.86*Mic² + 18.16*Mic + 13

(상기 식에서, F는 단계(c)로부터 구한 섬도, M은 성숙도, Mic는 마이크로네어치임).
알려진 질량의 섬유 섬도를 구하기 위한 섬도 측정장치로서,

하나 이상의 이미지 내의 i) 시험 섬유 모두 또는 ii) 그의 일부를 캡쳐링하기 위한 이미지 캡쳐링 기기;

(각각의) 이미지에서 섬유 혹은 섬유들의 총 길이를 자동적으로 측정할 수 있는 컴퓨터; 및,

상기 이미지(들) 내에서 총 섬유 길이를 사용하여 섬유의 섬도를 구하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬도 측정장치.
제30항에 있어서,

상기 섬도를 구하기 위한 수단은, (i) 캡쳐링된 이미지(들) 내에서 섬유의 질량을 구하고, (ii) 구해진 질량값을 상기 이미지(들) 내에 섬유 길이로 나눌 수 있는 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 섬도 측정장치.
제30항 또는 제31항에 있어서,

상기 섬도 측정장치는 이미지 캡쳐링 기기의 시야를 통해 연장된 유체 통로(fluid passgeway)를 포함하여, 섬유가 유체에 부유되는 경우, 유체가 상기 통로를 통해 운반됨에 따라 섬유의 이미지가 캡쳐될 수 있는 것을 특징으로 하는 섬도 측정장치.
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