JPS59188546A - 繊維シ−トの繊維配向測定方法 - Google Patents
繊維シ−トの繊維配向測定方法Info
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- JPS59188546A JPS59188546A JP6287583A JP6287583A JPS59188546A JP S59188546 A JPS59188546 A JP S59188546A JP 6287583 A JP6287583 A JP 6287583A JP 6287583 A JP6287583 A JP 6287583A JP S59188546 A JPS59188546 A JP S59188546A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、繊維シートの繊維の配向性を測定する方法に
関し、特に比較的低水分を含有する繊維シートにおける
繊維の配向性を、極めて容易に且つ短時間で測定する方
法に関するものである。
関し、特に比較的低水分を含有する繊維シートにおける
繊維の配向性を、極めて容易に且つ短時間で測定する方
法に関するものである。
品質の優れた繊維シートを得るために、例えば繊維シー
トが紙である場合には、できるだけ薄い濃度で、充分に
繊維を分散させた上で、均（１） −に抄紙することが重要である。しかし、ヘッドボック
スから高速で噴射される際に受ける粘性力、或いは噴流
に近い速度で走行するワイヤー上に紙料が乗っている間
にワイヤーより受ける引き摺り力等により、繊維が流れ
方向に配向し、紙の縦方向と横方向とで紙力、光沢等に
差が生じてしまう。
トが紙である場合には、できるだけ薄い濃度で、充分に
繊維を分散させた上で、均（１） −に抄紙することが重要である。しかし、ヘッドボック
スから高速で噴射される際に受ける粘性力、或いは噴流
に近い速度で走行するワイヤー上に紙料が乗っている間
にワイヤーより受ける引き摺り力等により、繊維が流れ
方向に配向し、紙の縦方向と横方向とで紙力、光沢等に
差が生じてしまう。
特に、抄紙中に操作員がスライス噴流の衝突位置や、ブ
レストロール及びワイヤーとフォーミングボードとの位
置関係等の設定条件を誤った場合には、繊維配向が著し
く起り、紙は極端な異方性を内在することとなり、ウェ
ットエンドでの紙切れやコーター装置により塗料を塗工
する際の著しい塗料プロファイルの不均一性をまねく。
レストロール及びワイヤーとフォーミングボードとの位
置関係等の設定条件を誤った場合には、繊維配向が著し
く起り、紙は極端な異方性を内在することとなり、ウェ
ットエンドでの紙切れやコーター装置により塗料を塗工
する際の著しい塗料プロファイルの不均一性をまねく。
また、最終製品においても大気中の湿度変化による寸法
変化が一様でないために、カールやしわ等が発生する。
変化が一様でないために、カールやしわ等が発生する。
かかる繊維配向の異常を早期に発見するべく、従来、抄
紙機のリールパートに紙巻取ロールが降りるとすぐさま
サンプリングを行ない、例えば、繊維の力学的縦横比（
ＴＡＰＰｌ、ＳＴＤ、Ｔ４（２） ８１５ｍ−６０）の測定や繊維結晶のＸ線回折、さらに
は粘弾性スペクトル解析等により、繊維配向の異常の有
無をチェックしている。しかしながら、上記の方法では
、いずれも繊維配向性の異常を確認するのに時間がかか
り、異常があった場合、特に近年高速かつ広巾化したマ
シンの全中にわたる繊維配向をチェックし終るまでには
大量の不良巻取を製造してしまうことになる。
紙機のリールパートに紙巻取ロールが降りるとすぐさま
サンプリングを行ない、例えば、繊維の力学的縦横比（
ＴＡＰＰｌ、ＳＴＤ、Ｔ４（２） ８１５ｍ−６０）の測定や繊維結晶のＸ線回折、さらに
は粘弾性スペクトル解析等により、繊維配向の異常の有
無をチェックしている。しかしながら、上記の方法では
、いずれも繊維配向性の異常を確認するのに時間がかか
り、異常があった場合、特に近年高速かつ広巾化したマ
シンの全中にわたる繊維配向をチェックし終るまでには
大量の不良巻取を製造してしまうことになる。
かかる現状に鑑み、取り扱いが簡単で、しかも短時間で
の測定が可能な装置の開発について鋭意研究を重ねた結
果、本発明者等は繊維シートが比較的低水分を含有する
場合には、水分子が繊維の配向状態に対応した配向性を
もって存在していることに着目し、水分子の配向状態の
確認によって繊維の配向性を測定する方法を開発するに
至った。
の測定が可能な装置の開発について鋭意研究を重ねた結
果、本発明者等は繊維シートが比較的低水分を含有する
場合には、水分子が繊維の配向状態に対応した配向性を
もって存在していることに着目し、水分子の配向状態の
確認によって繊維の配向性を測定する方法を開発するに
至った。
なお、繊維シートの水分含有率が約１５％以上になると
、従来、繊維表面に水素結合或いは毛細管現象等により
繊維配合に対応して付着している水分子が繊維配向とは
無関係に付着し始め、繊維シート中の水分子の全体とし
ての配向性が著しく（３） 減少するために、１５％よりも少ない含有水分率を有す
る繊細シートに本発明の方法は適用されるものである。
、従来、繊維表面に水素結合或いは毛細管現象等により
繊維配合に対応して付着している水分子が繊維配向とは
無関係に付着し始め、繊維シート中の水分子の全体とし
ての配向性が著しく（３） 減少するために、１５％よりも少ない含有水分率を有す
る繊細シートに本発明の方法は適用されるものである。
而して、本発明者等は水分子の配向状態を確認するため
、存在する水分子によりがなり減衰される性質を有する
マイクロ波の使用をヰ★討し、実験を重ねた結果、繊維
シート面に対して垂直方向から直線偏向マイクロ波（以
下、単に直線偏波という）を当て、かつ直線偏波を当て
ながら繊維シートを平面内で回転させると、回転角度に
応じて減衰量が増減し、最大減衰量を示す角度が繊維の
配向方向と一致することを見出した。
、存在する水分子によりがなり減衰される性質を有する
マイクロ波の使用をヰ★討し、実験を重ねた結果、繊維
シート面に対して垂直方向から直線偏向マイクロ波（以
下、単に直線偏波という）を当て、かつ直線偏波を当て
ながら繊維シートを平面内で回転させると、回転角度に
応じて減衰量が増減し、最大減衰量を示す角度が繊維の
配向方向と一致することを見出した。
なお、かかる事実は、本発明者等が導入した以下の式に
基づく単純な配向モデルでは、［＆Ｊｉ！維がχ軸から
θの角度で配向する場合に、θ−ψなる偏波面で減衰量
が最大になる。」という推定によっても証明される。
基づく単純な配向モデルでは、［＆Ｊｉ！維がχ軸から
θの角度で配向する場合に、θ−ψなる偏波面で減衰量
が最大になる。」という推定によっても証明される。
ΔＶＱＣｎｏＮｏμ ｃｏｓ （θ−ψ）十０１ΔＶ：
マイクロ波の減衰量 ｎｏ：協同運動できる水分子の数 （４） Ｎｏ：配向に寄与する水分子の単位体積当りの数 μ：水分子の有効双極子モーメント θ：水分子の双極子モーメントχ軸とのなす角度 ψ：偏波面がχ軸から時計と反対回りになす角度 Ｃｌ：常数 本発明は、開口部を小間隙を隔てて対向せしめた一対の
導波管により構成された空洞共振器の、当該小間隙に繊
維シートを挿入し一定速度で回転させながら、上部導波
管より直線偏向マイクロ波を繊維シートに垂直に発振せ
しめ、マイクロ波の減衰量を下部導波管で測定すること
を特徴とする繊維シートの繊維配向測定方法である。
マイクロ波の減衰量 ｎｏ：協同運動できる水分子の数 （４） Ｎｏ：配向に寄与する水分子の単位体積当りの数 μ：水分子の有効双極子モーメント θ：水分子の双極子モーメントχ軸とのなす角度 ψ：偏波面がχ軸から時計と反対回りになす角度 Ｃｌ：常数 本発明は、開口部を小間隙を隔てて対向せしめた一対の
導波管により構成された空洞共振器の、当該小間隙に繊
維シートを挿入し一定速度で回転させながら、上部導波
管より直線偏向マイクロ波を繊維シートに垂直に発振せ
しめ、マイクロ波の減衰量を下部導波管で測定すること
を特徴とする繊維シートの繊維配向測定方法である。
本発明の方法を図面に基づき、更に詳細に説明する。第
１図は、本発明に係る繊維の配向測定方法に用いられる
装置の一実施例を概略的に示した図である。図中（１）
は発振器を示し、例えば３ＧＨｚの直線偏波を発振する
。マイクロ波は、発（５） 振アンテナ部（２）より繊維シート（３）の面に対して
常に垂直に当るように発振される。なお、マイクロ波と
しては数百ＭＨｚ〜１００ＧＨｚの範囲のものが使用で
きるが、３ＧＨｚの近辺ではとりわけ繊維シート中の水
分により減衰が起り易いので１〜１０ＧＨｚ程度のマイ
クロ波がより好ましく用いられる。繊維シートとしては
、例えば紙、布等の測定が可能であるが、特に紙は効率
良く測定できる。サンプルとしては、一般に上部導波管
（４）のっぽ部より大きな円形のものが使用される。か
かる繊維シート（３）を上部導波管（４）と下部導波管
（５）との間隙に保持するために、例えば上部溝部に押
えリングプレート（７）を設けた繊維シート固定台（６
）等が設置される。
１図は、本発明に係る繊維の配向測定方法に用いられる
装置の一実施例を概略的に示した図である。図中（１）
は発振器を示し、例えば３ＧＨｚの直線偏波を発振する
。マイクロ波は、発（５） 振アンテナ部（２）より繊維シート（３）の面に対して
常に垂直に当るように発振される。なお、マイクロ波と
しては数百ＭＨｚ〜１００ＧＨｚの範囲のものが使用で
きるが、３ＧＨｚの近辺ではとりわけ繊維シート中の水
分により減衰が起り易いので１〜１０ＧＨｚ程度のマイ
クロ波がより好ましく用いられる。繊維シートとしては
、例えば紙、布等の測定が可能であるが、特に紙は効率
良く測定できる。サンプルとしては、一般に上部導波管
（４）のっぽ部より大きな円形のものが使用される。か
かる繊維シート（３）を上部導波管（４）と下部導波管
（５）との間隙に保持するために、例えば上部溝部に押
えリングプレート（７）を設けた繊維シート固定台（６
）等が設置される。
繊維シートを固定した繊維シート固定台（６）を一定速
度で回転させるために、例えば第１図に示すように、繊
維シート固定台（６）の側面下部に設けられた駆動ベル
ト用溝部（８）と可変速モーター（９）のシャフト先端
部に設けられた駆動用プーリー（１０）の溝部とに駆動
ベルＩ−（１１）をか（６） け、可変速モーター（９）を運転する方法が採用される
。繊維シート（３）中の水分子により減衰を受けた直線
偏波は、下部導波管（５）を通過後に受信アンテナ部（
１２）により受信され、然る後に電気信号に変換される
。かかる電気信号は、検波部（１３〉により復調された
後に記録部（１４）に記録される。
度で回転させるために、例えば第１図に示すように、繊
維シート固定台（６）の側面下部に設けられた駆動ベル
ト用溝部（８）と可変速モーター（９）のシャフト先端
部に設けられた駆動用プーリー（１０）の溝部とに駆動
ベルＩ−（１１）をか（６） け、可変速モーター（９）を運転する方法が採用される
。繊維シート（３）中の水分子により減衰を受けた直線
偏波は、下部導波管（５）を通過後に受信アンテナ部（
１２）により受信され、然る後に電気信号に変換される
。かかる電気信号は、検波部（１３〉により復調された
後に記録部（１４）に記録される。
記録部のチャート上に記録された受信共振電圧曲線は、
第２図（Ｘ）のように記録される。この受信共振電圧曲
線（Ｘ）に回転角度の基準を得るために、例えば、第１
図の如く繊維シート固定台（６）の側面の一ケ所にのみ
細巾の反射テープ（１５）を貼着し、回転中のモニター
光の反射率の変化を光センサ−（１６）で検知し、電気
信号を増巾Ｄ （１７） 、コンパレーター（１８）を
介して記録部（１４）に入力することにより、チャート
上に第２図のＹの如く記録される。なお、繊維シートの
横方向或いは縦方向は、あらかじめ分っているので、繊
維シート（３）を繊維シート固定台（６）に取り付ける
際に、例えば縦方向の上手が反射テープ（７） （１５）の方向となるように取り付ける。かくすれば、
第２図の光センサー信号（Ｙ）のピーク（ＡまたはＢ）
の角度が、常に縦方向の上手を示すようになるので、か
かるピークの角度を基準角度とすることができる。また
、ピーク（Ａ）から次のピーク（Ｂ）までは繊維シート
の一回転を示すので、その間は３６０°である。従って
、繊維配向の方向は、前述の如く受信共振電圧曲線（Ｘ
）の減衰量が最大となる角度であるので、第２図中（Ｃ
）及び（Ｄ）がそれに当り、基準からの角度は１算によ
り求められる。
第２図（Ｘ）のように記録される。この受信共振電圧曲
線（Ｘ）に回転角度の基準を得るために、例えば、第１
図の如く繊維シート固定台（６）の側面の一ケ所にのみ
細巾の反射テープ（１５）を貼着し、回転中のモニター
光の反射率の変化を光センサ−（１６）で検知し、電気
信号を増巾Ｄ （１７） 、コンパレーター（１８）を
介して記録部（１４）に入力することにより、チャート
上に第２図のＹの如く記録される。なお、繊維シートの
横方向或いは縦方向は、あらかじめ分っているので、繊
維シート（３）を繊維シート固定台（６）に取り付ける
際に、例えば縦方向の上手が反射テープ（７） （１５）の方向となるように取り付ける。かくすれば、
第２図の光センサー信号（Ｙ）のピーク（ＡまたはＢ）
の角度が、常に縦方向の上手を示すようになるので、か
かるピークの角度を基準角度とすることができる。また
、ピーク（Ａ）から次のピーク（Ｂ）までは繊維シート
の一回転を示すので、その間は３６０°である。従って
、繊維配向の方向は、前述の如く受信共振電圧曲線（Ｘ
）の減衰量が最大となる角度であるので、第２図中（Ｃ
）及び（Ｄ）がそれに当り、基準からの角度は１算によ
り求められる。
以下に本発明の一実施例について具体的に説明するが、
勿論かかる実施例のみに限定されるものではない。
勿論かかる実施例のみに限定されるものではない。
密閉型へソドボソクスタイプのフォードリニアマシンに
より、抄速４５０ｍ／分で抄いて得られたリール風乾坪
量４５ｇ／ｎ（、リール水分７％の上質紙サンプルを本
発明の方法に用いられる繊維配向装置により、測定した
。まず、上記サンプル（８） の縦方向の上手を反射テープの方向とし、然る後に回転
速度６ ｒ、ｐ、ｍで回転させて、３ＧＨｚの直線偏波
を用いて測定し、第３図に示されるようなチャートを得
た。第３図より明らかなように、光センサー信号（Ｙ）
がピークを示す方向が減衰量が最大となる方向と一致し
ているので、本実施例のサンプルにおいては繊維配向が
縦方向であることが容易に確認された。
より、抄速４５０ｍ／分で抄いて得られたリール風乾坪
量４５ｇ／ｎ（、リール水分７％の上質紙サンプルを本
発明の方法に用いられる繊維配向装置により、測定した
。まず、上記サンプル（８） の縦方向の上手を反射テープの方向とし、然る後に回転
速度６ ｒ、ｐ、ｍで回転させて、３ＧＨｚの直線偏波
を用いて測定し、第３図に示されるようなチャートを得
た。第３図より明らかなように、光センサー信号（Ｙ）
がピークを示す方向が減衰量が最大となる方向と一致し
ているので、本実施例のサンプルにおいては繊維配向が
縦方向であることが容易に確認された。
上記の結果を従来技術との比較のために、力学縦横比測
定による方法と対比した。。第４図は、第３図のチャー
トより得られた各角度における受信共振電圧値から減衰
量を求め、原点からの長さで表示したときの軌跡を示す
。一方、従来の力学的縦横比により求めた結果を第５図
に示す。両グラフの対比から明らかなように、減衰量が
最大となる方向と引張強度が最大となる方向は充分に対
応していた。しかしながら、サンプルを得てがら配向性
を決定するまでに要した時間は、本願の場合約５分間で
あったのに対し、力学的縦横比による場合は約６０分間
を要した。
定による方法と対比した。。第４図は、第３図のチャー
トより得られた各角度における受信共振電圧値から減衰
量を求め、原点からの長さで表示したときの軌跡を示す
。一方、従来の力学的縦横比により求めた結果を第５図
に示す。両グラフの対比から明らかなように、減衰量が
最大となる方向と引張強度が最大となる方向は充分に対
応していた。しかしながら、サンプルを得てがら配向性
を決定するまでに要した時間は、本願の場合約５分間で
あったのに対し、力学的縦横比による場合は約６０分間
を要した。
（９）
本発明に係る繊維配向測定方法によれば、繊維シートの
配向性のチェックが極めて容易に且つ短時間で可能とな
り、異常に対する対応が早期にできるため、不良巻取の
発生を最小限に押えることができるものである。
配向性のチェックが極めて容易に且つ短時間で可能とな
り、異常に対する対応が早期にできるため、不良巻取の
発生を最小限に押えることができるものである。
第１図は、本願発明に用いられる繊維配向測定装置の一
実施例を示す概略図である。第２図は、記録部のチャー
トに記録された各グラフを用いて、繊維配向を決定する
場合の説明図である。第３図及び第４図は、本願の繊維
配向測定方法を上質紙に適用した場合の一実施例を示す
。 第５図は、同じサンプルを用いて従来の力学的縦横比法
により得られた結果を示す。 （１）：発振器 （２）：発振アンテナ部（３）：＃
ＩｈＩｈ−ト（４）８上部導波管（５）二下部導波管（
６）：繊維シート固定台（７）：押えリングプレート （８）：駆動ベルト用溝部 （９）：可変速モーター （１０） （１０） ：駆動用プーリー （１１） ：駆動ベ
ルト（１２） ：発振アンテナ部 （１３） ：検
波部（１４） ：記録部 （１５） ：反
射テープ（１６） ：光センサ−（１７） ：増巾
器（１Ｂ） ：コンパレーター （Ｖ）：発振電圧値
（ΔＶ）：共振電圧減衰量 （ΔＶｍａｘ）？共振電圧最大減衰量 （Ｘ）：受信共振電圧曲線 （Ｙ）：光センサー信号 特許出願人 神崎製紙株式会社 （１１） 第１図 第４図 第５図
実施例を示す概略図である。第２図は、記録部のチャー
トに記録された各グラフを用いて、繊維配向を決定する
場合の説明図である。第３図及び第４図は、本願の繊維
配向測定方法を上質紙に適用した場合の一実施例を示す
。 第５図は、同じサンプルを用いて従来の力学的縦横比法
により得られた結果を示す。 （１）：発振器 （２）：発振アンテナ部（３）：＃
ＩｈＩｈ−ト（４）８上部導波管（５）二下部導波管（
６）：繊維シート固定台（７）：押えリングプレート （８）：駆動ベルト用溝部 （９）：可変速モーター （１０） （１０） ：駆動用プーリー （１１） ：駆動ベ
ルト（１２） ：発振アンテナ部 （１３） ：検
波部（１４） ：記録部 （１５） ：反
射テープ（１６） ：光センサ−（１７） ：増巾
器（１Ｂ） ：コンパレーター （Ｖ）：発振電圧値
（ΔＶ）：共振電圧減衰量 （ΔＶｍａｘ）？共振電圧最大減衰量 （Ｘ）：受信共振電圧曲線 （Ｙ）：光センサー信号 特許出願人 神崎製紙株式会社 （１１） 第１図 第４図 第５図
Claims (1)
- ＋１．１ 開口部を小間隙を隔てて対向せしめた一対
の導波管により構成された空洞共振器の、当該小間隙に
繊維シートを挿入し一定速度で回転させながら、上部導
波管より直線偏向マイクロ波を繊維シートに垂直に発振
せしめ、マイクロ波の減衰量を下部導波管で測定するこ
とを特徴とする繊維シートの繊維配向測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6287583A JPS59188546A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 繊維シ−トの繊維配向測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6287583A JPS59188546A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 繊維シ−トの繊維配向測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59188546A true JPS59188546A (ja) | 1984-10-25 |
| JPS6360336B2 JPS6360336B2 (ja) | 1988-11-24 |
Family
ID=13212874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6287583A Granted JPS59188546A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 繊維シ−トの繊維配向測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59188546A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59224547A (ja) * | 1983-06-03 | 1984-12-17 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | 繊維シ−トの繊維配向測定方法 |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP6287583A patent/JPS59188546A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59224547A (ja) * | 1983-06-03 | 1984-12-17 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | 繊維シ−トの繊維配向測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6360336B2 (ja) | 1988-11-24 |
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