(57)【要約】【課題】  繊維試料に関して得られた読取値を標準化するための方法であって、前記繊維試料の含水率を測定するプロセスと、前記繊維試料に関する読取値を得るプロセスと、前記繊維試料の実測含水率における読取値と、約７．５％の含水率における標準化された読取値との間の差に合わせて調整する、標準化された読取値に前記読取値を補正するプロセスとを有する方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維試料に関して得られた読取値を標準化するための方法であって、
前記繊維試料の含水率を測定するためのプロセスと、
前記繊維試料に関して読取値を得るためのプロセスと、
前記繊維試料の前記実測含水率における読取値と、約７．５％の含水率における標準化された読取値との間の差に合わせて調整を行う、前記読取値を標準化された読取値に合わせて補正するためのプロセスとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記繊維試料の前記含水率を測定するための前記プロセスが、前記繊維試料を直接測定することによって達成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記繊維試料の前記含水率を測定するための前記プロセスが、前記繊維試料が配置された環境における周囲相対湿度および周囲温度を測定し、推定含水率をチャートから読み取ることによって達成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記繊維試料が綿であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記読取値に、繊維長と繊維強度の少なくともどちらかひとつが含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記読取値を補正するための前記プロセスが、異なる含水率における読取値を相互に関連付けるアルゴリズムによって達成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記読取値を補正するための前記プロセスが、異なる含水率における読取値を相互に関連付ける数学の方程式で前記読取値を操作することによって達成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記読取値を補正するための前記プロセスが、異なる含水率における読取値を相互に関連付ける表を用いることによって達成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記読取値を補正するための前記プロセスが、約７．５％以外の含水率に合わせて前記測定値を補正するステップを有し、原産国、原産地域、栽培時の降雨量、栽培時の日照量、栽培時季、栽培年度、収穫法、綿繰り法、繊維の色、繊維の種類および繊維の夾雑物含有量のうちの少なくともひとつを含む繊維の特性において少なくとも一部を基準として、前記含水率を判定することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
繊維試料に関して得られた読取値を標準化するための方法であって、
前記繊維試料に関する前記読取値を得るプロセスと、
前記読取値を得る一方で前記繊維試料の含水率を測定するプロセスと、
前記繊維試料の前記実測含水率における読取値と、標準化された読取値との間の差に合わせて調整を行う、前記読取値を標準化された読取値に合わせて補正するプロセスとを有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記繊維試料の前記含水率を測定するためのプロセスが、前記繊維試料を直接測定することによって達成されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記繊維試料の前記含水率を測定するための前記プロセスが、前記繊維試料が配置された環境の周囲相対湿度および周囲温度を測定し、推定含水率を表から読み取ることによって達成されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記読取値に、繊維長と繊維強度の少なくともどちらかひとつが含まれていることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記読取値を補正するための前記プロセスが、異なる含水率における読取値を相互に関連付けるアルゴリズムによって達成されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記読取値を補正するための前記プロセスが、異なる含水率における読取値を相互に関連付ける表を用いることによって達成されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記繊維試料に関して得られた読取値を標準化するための方法であって、
前記繊維試料に関する読取値を得るプロセスと、
前記繊維試料の含水率を測定するプロセスと、
前記繊維試料の前記実測含水率における読取値と、標準化された読取値との間の差に合わせて調整を行う、標準化された読取値に合わせて前記読取値を補正するプロセスとを有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記繊維試料の前記含水率を測定するための前記プロセスが、前記繊維試料を直接測定することによって達成されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記繊維試料の前記含水率を測定するための前記プロセスが、前記繊維試料が配置された環境の周囲相対湿度および周囲温度を測定し、推定含水率を表から読み取ることによって達成されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記読取値に、繊維長と繊維強度の少なくともどちらかひとつが含まれることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記読取値を補正するための前記プロセスが、異なる含水率における読取値を相互に関連付けるアルゴリズムによって達成されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本願は、２００５年１０月１４日出願の米国仮出願番号６０／７２７，０１３に基づいて優先権を要求するものである。【０００２】本発明は、繊維の加工および試験の分野に関する。さらに詳細には、本発明は、標準化されていない実験室条件下で繊維に関して実施した測定を、標準化された実験室条件に合わせて補正する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】  長さおよび強度などに関する繊維試験は、一般に温度および湿度が制御された環境で実施されている。Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  （ＡＳＴＭ）  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｎｕｍｂｅｒ  Ｄ−１７７６などの国際的に採用されている標準規格には、２１°Ｃ＋／−１°Ｃの温度および６５％＋／−２％の相対湿度など、繊維材料を試験するための標準的実験室条件が規定されている。【０００４】  このような方法における試験実施中に、繊維の温度および湿度を制御する理由のひとつとして、このような繊維の含水率が、長さや強度など、繊維の特性に影響を与える傾向があるという点があげられる。例えば、含水率の多い繊維は、あまり収縮しないため、繊維長試験では、これらの繊維の長さとして長めの結果が報告される。さらに、おそらくはセルロースの葉鞘間にある空隙内の隣接した水分子間の水素結合強化およびその他の影響によって、含水率の多い繊維における強度試験では、このような繊維の強度として強めの結果が報告される傾向がある。【０００５】  したがって、繊維試験はすべて、何らかの標準的実験室条件下で実施することがもっとも好ましい。このような方法では、地理的に異なる場所や異なる時間に実施された試験および、その他に実験室における温度条件や湿度条件が異なっていたと考えられる試験は、高い信頼性の下に、相互に比較することができる。上記の標準化されたＡＳＴＭ条件下で試験する場合には、すべての綿繊維は８．０％の所定の含水率に均衡化される、と想定されてきた。（再配列順序）【０００６】  しかし、ほとんどの繊維試験が、何らかの標準化された実験室条件下で実施されてはいない。このような非標準実験室条件下では、綿繊維の水分が大気中の水分と平衡状態になる。したがって、測定値は、異なる実験室では異なるレベルの値となるだけでなく、個々実験室における条件が変わるに伴って、一日を通じて変化する可能性もある。【０００７】  長さおよび強度データに合わせた、水分補正に関するいままでの試みでは、外部水分測定もしくは温度および相対湿度の測定のいずれかを使用する方法に焦点が当てられてきた。この場合、補正は、直接実測含水率もしくは推定含水率のどちらかひとつと、標準実験室条件下で実施された測定の結果との間の相関関係を用いて実施されている。この方法では、非標準実験室条件下で得られた測定値を、８．０％の推定含水率における標準ＡＳＴＭ実験室条件下で得られた測定値と比較することができる。【０００８】  残念なことに、このような非標準実験室条件下における補正済み測定値と、何らかの標準実験室条件下における測定値との間には、適正な相関関係が確立しているとは思えない。したがって、標準実験室条件下で試験された繊維に関して得られた結果と、非標準実験室条件下で試験された繊維に関して得られた補正済みの結果との間に、より好適な相関関係を確立する方法が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  上記のような要求およびそれ以外の要求は、測定時に実際に測定する対象となる繊維試料の含水率を測定するプロセスと、繊維試料そのものを測定するプロセスと、繊維試料の前記実測含水率に関する測定値と、標準化された含水率測定値との間の差に合わせて調整を行う、標準化された含水率測定値に合わせて前記測定値を補正するプロセスとを有する、繊維試料の測定値を標準化するための方法によって満たされる。適切な標準化された含水率は、ＡＳＴＭ実験室条件に関しては、約７．５％である。選択した標準実験室条件が、ＡＳＴＭ実験室条件とは異なる場合には、別の標準化された含水率を選択してもよい。ただし、前記測定値には、繊維長と繊維強度の少なくともいずれかひとつが含まれることが好ましい。【００１０】  異なる綿試料は、後で詳細に説明するように、少なくとも一部は多数の異なる係数に基づいて、異なる含水率に均衡化される。約４０の綿試料からなる標本集団で、さまざまに組み合わせた温度および相対湿度における測定の結果を用いて、実測含水率と標準化された含水率測定値との間の含水率の差に合わせて補正を行う、アルゴリズムを開発した。これらの綿は、世界中の原産地域から、一連の繊維特性範囲を網羅するように選択した。補正値を判断するための分析では、８．０％の推定含水率ではなく、補正値を判断するのに使用されたこの試料集団における個々の試料ごとの、標準条件下における実平衡含水率を対照とせねばならないと判断した。さらに、約７．５％の含水率を基準とした標準化された測定値に合わせて、異なる含水率で得られた測定値を補正すれば、８．０％の推定含水率における標準のＡＳＴＭ実験室条件に基づいた値に合わせて測定値を補正する場合に比べ、標準化測定値のより正確な総合的推定値を得ることができると判断した。
【発明を解決するための手段】
【００１１】  補正は、測定時における試料の含水率測定値を用いて実施する。好ましい実施形態では、試験の対象とする小試験片繊維試料の水分を測定時に測定する。前記小試験片繊維試料を採取するバルク試料の含水率は、個々の測定値に影響を与える分布を呈するので、これは、各種小試験片繊維試料の各測定値のばらつきが減少する。試料作成プロセスで、測定対象となる試料の含水率が大幅に変化する可能性があるということが明らかとなった。したがって、前記含水率測定値は、測定プロセスにおける試料の含水率であることが好ましい。測定の対象とする小試料の含水率を測定するか、あるいは計測器を適切に設計することによってこれを達成することが好ましい。この場合、直接実測含水率と、標準実験室条件下における試験に関して先に述べた標準の含水率との間の相関関係を用いて、測定値を調整する。この方法では、非標準実験室条件下で得られた測定値を、標準実験室条件下で得られた測定値と比較することが可能である。
【００１２】  あるいは、測定値を補正するプロセスは、異なる含水率における測定値を相互に関連付けるアルゴリズムの適用、異なる含水率における測定値を相互に関連付ける数学の方程式での測定値の操作および、異なる含水率における測定値を相互に関連付けるグラフの使用のうち、少なくともどれかひとつによって達成される。
【００１３】  一部の実施形態では、測定値を補正するためのプロセスには、約７．５％以外の含水率値に合わせて測定値を補正するステップが含まれるが、この場合、前記含水率値は、国や地域などの地理的原産地、降雨量、日照量、時季、栽培年などの栽培条件、収穫法と綿繰り法繊維の色、繊維の種類および繊維の夾雑物含有量のうち、少なくともどれかひとつなど、繊維の特性を少なくとも部分的に基準として判定される。
【発明の効果】
【００１４】  周囲の大気中における水分濃度に応じて、綿試料は、水分を取得したり、喪失したりする。相対湿度は、該当温度で結露を生じさせない、大気１リットルあたりの最大水分含有量に対する、大気１リットルあたりの水分含有量の割合（パーセンテージ）として定義される。相対湿度は、本明細書に記載されているように、当該範囲内ではどちらかといえば非線形関数を呈する傾向にある。図１は、大気中の最大含水率と温度に関する図形プロットを表している。図に示されているように、相関関係は線形ではない。
【００１５】  １リットルあたりのグラム単位で表された、大気中の実際の測定含水率は、判定された相対湿度×最大値に温度を乗算することによって決定される。Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  （ＡＳＴＭ）  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｎｕｍｂｅｒ  Ｄ−１７７６などの国際的に採用されている標準規格には、試験条件の設定時と、長さや強度などの特性に関する綿繊維の試験時の双方で大気中の含水率を固定させる目的で、２１°Ｃ＋／−１°Ｃの温度および６５％＋／−２％の相対湿度における標準の実験室条件が規定されている。綿試料を実験室条件に順応させる余裕を与えるため、試験前の２４時間は、試料を実験室内に放置しておく必要がある。
【００１６】  図２および３では、実際に直接測定された２種類の試料の綿試料含水率が、異なる実験室条件下での大気中の相対的含水率と比較されている。相対的含水率は、標準の実験室条件下での含水率に対する、所定の温度および相対湿度における大気中の含水率の比である。周知のように、相対的含水率と直接測定した実試料含水率との間の相関関係は、両試料に関してかなり良好ではあるが、両試料間で多少異なっている。
【００１７】  上記のように、水分の吸収により繊維の物理特性が変化するために、繊維の測定では試料の含水率が重要となる。理論にとらわれずに考えると、水分が繊維中に浸透すると、隣接した繊維葉鞘間で弱い水素結合が形成される。その結果、繊維の強度が増す。さらに天然繊維の収縮率も低下するので、実測繊維長も長くなる。
【００１８】  図４は、４種類の綿試料における試料含水率の関数としての実測繊維長の図形プロットを表している。図からも明らかなように、繊維試料の実測長は、含水率が増えるに伴って増大する傾向にある。図５は、４種類の綿試料における試料含水率の関数としての実測繊維強度の図形プロットを表している。図からも明らかなように、繊維試料の実測強度は、含水率が増えるに伴って増大する傾向にある。
【００１９】  これらの概念に基づき、先行技術による方法では、８．０％の推定含水率における標準のＡＳＴＭ実験室条件下で実施した測定値に合わせて、すべての測定値を事前に補正していた。しかし、異なる綿試料が同じ実験室条件下で異なる含水率で均衡化されている。図６ないし８に示されているヒストグラムは、異なる実験室条件下における異なる綿試料の平衡含水率の分布を表している。各ヒストグラムから明らかなように、各実験室条件集合における平衡含水率には差があり、一部の試料に関して記述されている実験室条件下での含水率はやや低めであり、一部の試料に関して記述されている実験室条件下での含水率はやや高めであった。さらに、含水率の測定値は、さまざまな実験室条件もしくは試料作成プロセスによる測定対象となる試料中の含水率の変化により、測定時の試料の含水率を代表する値とはいえなかった。
【００２０】  上述のようなデータを用いて、回帰曲線を個々の綿試料ごとに作成し、どのような標準の実験室条件に関しても均衡含水率を算出することができる。このようにすると、繊維測定値における変化を、８．０％の推定含水率よりむしろ、当該試料の実測含水率と実際の均衡含水率との差に関連付けることができる。このような差の重要性は、すべての試料に関する集団挙動を算出しようとするときに生じてくる。適切な集団挙動を解析しなければ、生成されるアルゴリズムは堅牢ではなくなり、補正済み測定値と標準のＡＳＴＭ実験室条件下で測定した実際の測定値との相関関係が弱くなる。
【００２１】  しかし、綿繊維試料の特性が追加された場合、極めて正確に測定値を得て、どのような標準の実験室条件下の測定値にも合わせて補正することができる。上述のように、温度および相対湿度において同一の実験室条件下にあっても、綿繊維試料は異なる含水率に均衡化される傾向があると判断されている。このことは、綿繊維試料の含水率が、温度や相対湿度だけでなく、もっと多くの変量に依存していることを示唆している。綿繊維試料の含水率はさらに、国や地域などの地理的原産地、降雨量、日照量、時季、栽培年などの栽培条件、収穫法と綿繰り法、繊維の色、繊維の種類および繊維夾雑物含有量など、他のさまざまな繊維特徴の少なくともひとつに基づいていると判断されている。
【００２２】  この情報を使用すると、繊維試料で実施した測定をさらに正確に標準化し補正することができる。例えば、上述のような既知の特性を有する繊維試料は、標準の実験室温度および相対湿度で順化させることができる。この場合、繊維試料の含水率は、繊維測定周期で直接測定することができる。「直接測定すること」という語句は、実験室内の温度と相対湿度に対する相関関係に依存しない方法もしくは装置によって、含水率を測定することを意味する。例えば、このような方法として、抵抗測定などがあげられる。このプロセスでは、試料含水率の分布による誤差や試料作成プロセスによる試料含水率の変化が回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】  繊維試料の実際の含水率が一度判明したら、次に非標準化実験室条件下で得られた測定値を、何らかの推定含水値ではなく、直接測定された実含水率に相互に関連付けられる値に合わせて補正する。このようにして上述のようなさまざまな特性に基づいて、実際の含水率の表を構築することにより、さらに正確な測定データの補正を行うことができる。さらに正確な測定データの補正により、繊維試料の含水率のみではなくそれ以上のデータを用いて、測定値が補正される。その代わり、上述のような他の特性をさらに用いて、測定を補正するための基準となる含水値が判断される。このようにして、標準の実験室条件下で試料に関して得られた測定値が、非標準実験室条件下で試料に関して得られた補正済み測定値と、さらに正確に比較される。【００２４】  本発明の好ましい実施形態に関する前述の記述は、図解および説明を目的としたものである。したがって、この記述は、すべてを網羅することや、開示されている詳細な形態に本発明を制限することを目的としているわけではない。上記の教示内容を鑑みるならば、自明の修正もしくは変更も可能であろう。本発明およびその実際の出願の理念を最適に解説し、さらに、さまざまな実施形態および各種修正を加えた本発明を、意図した特定の用途に好適な形で当業者が利用できるようにすることを目的として、実施形態を選択し説明を行った。このような修正および変更はすべて、公平かつ合法的、ならびに公正に権利が与えられた範囲に従って解釈したときに、添付の請求項によって決定されている本発明の対象範囲内に含まれる。【００２５】  本発明のさらなる利点は、細部をさらに明確に提示できるように拡大／縮小されていない図に関して考察するときに、詳細な説明を参照することによって明らかとなるが、この場合、同じ参照番号は、複数の図を通じて同じ要素を表している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】  図１は、大気中の最大含水率と温度の図形プロットを表わす図である。
【図２】  図２は、温度および相対湿度から算出された相対湿度と比較した、試料Ｍ−３の実測試料含水率の図形プロットを表す図である。
【図３】  図３は、温度および相対湿度から算出された相対湿度と比較した、試料Ｍ−６の実測試料含水率の図形プロットを表す図である。
【図４】  図４は、数種類の綿試料に関する試料含水率の関数としての実測繊維長の図形プロットを表す図である。
【図５】  図５は、数種類の綿試料に関する試料含水率の関数としての実測繊維強度の図形プロットを表す図である。
【図６】  図６は、５５％の相対湿度および２１．８℃の温度における実測繊維平衡含水率の図形プロットを表す図である。
【図７】  図７は、６０％の相対湿度および２２．１℃の温度における実測繊維平衡含水率の図形プロットを表す図である。
【図８】  図８は、７５％の相対湿度および２４．４℃の温度における実測繊維平衡含水率の図形プロットを表す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009511771.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
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2009511771.tif 000012
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