(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不織布原反に延伸加工を施して、延伸された不織布を得る不織布の製造方法であって、
一対の第１ニップ軸によって前記不織布原反を挟持した状態下に、該第１ニップ軸によって該不織布原反を前記延伸加工の速度よりも速い速度で供給する供給工程と、
互いに噛み合う一対の歯溝ロールの噛み合い部分に前記不織布原反をその搬送方向に沿って供給し、一対の該歯溝ロールによる噛み合いで該不織布原反を延伸させ、延伸された不織布を得る延伸工程と、
延伸された前記不織布を一対の第２ニップ軸によって挟持した状態下に、該第２ニップ軸によって該不織布を前記延伸加工の速度と同速度以上で送り出す送出工程と、
前記送出工程を経た前記不織布を反射方式で撮像し、それによって得られた画素データに基づいて前記不織布の延伸加工の状態を評価する加工状態評価工程とを有し、
前記加工状態評価工程において、前記画像データから抽出された穴面積率、最大の穴の面積及び穴の個数のうちのいずれかに基づいて前記不織布の延伸加工の状態を評価し、該評価に基づき、前記歯溝ロールの回転速度又は噛み合い深さをインラインで制御する、不織布の製造方法。
【請求項２】
前記加工状態評価工程において、ラインスキャンカメラによって前記不織布を撮像する請求項１に記載の不織布の製造方法。
【請求項３】
前記加工状態評価工程において、シェーディング補正によって濃淡値を補正した後の補正後画素データに基づいて前記不織布の延伸加工の状態を評価する請求項１又は２に記載の伸縮性不織布の製造方法。
【請求項４】
前記穴面積率、前記最大の穴の面積及び前記穴の個数のうちの少なくとも２つと、延伸された不織布の外観を１点（最も悪い）から５点（最も良い）までの５段階で専門パネラーに官能評価させた結果とを重回帰分析し、その分析結果に基づき前記不織布の延伸加工の状態を評価する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の不織布の製造方法。
【請求項５】
前記穴面積率及び前記最大の穴の面積と、官能評価の結果とを重回帰分析し、その分析結果に基づき前記不織布の延伸加工の状態を評価する請求項４に記載の不織布の製造方法
。
【請求項６】
前記加工状態評価工程で得られた前記不織布の延伸加工の状態に基づき、欠陥が発生したと判断された部位を、該加工状態評価工程よりも下流の位置において搬送ライン外へ排出する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の不織布の製造方法。
【請求項７】
前記不織布原反が、非弾性樹脂の繊維からなる非弾性繊維層と、弾性樹脂からなる弾性層とが積層された複合シートからなり、該不織布原反に延伸加工を施すことで、伸縮性が発現した不織布を得る請求項１ないし６のいずれか一項に記載の不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は不織布の製造方法に関し、更に詳しくは延伸加工の安定性が向上した不織布の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに噛み合う状態になっている一対の歯溝ロール間に不織布を供給して、該不織布を延伸加工する技術が知られている。例えば特許文献１には、互いに噛み合う一対の歯溝ロールの噛み合い部分に複合シートを搬送方向に連続供給して、一対の該歯溝ロール間で該複合シートに伸縮性を付与し、延伸工程を経て得た伸縮性シートの幅を検知し、検知した伸縮性シートの幅と、予め設定した設定幅との差に基づいて、噛み合い部分の噛み合いの深さ、及び／又は歯溝ロールの回転速度を制御する方法が記載されている。この方法によれば、延伸加工後のシートの幅を保つことができ、延伸加工後のシートの伸縮性が一定に保たれるという利点がある。シートの幅の検知には光学的な手段が用いられている。この手段は、シートを挟んで対向配置された撮像器と照明器とで構成されている。したがって撮像器には、照明器から照射された光の透過光が検出される。
【０００３】
不織布の延伸加工に関する技術とは異なるが、シートの表面状態を光学的に評価する方法として、特許文献２には、紙の裁断面の毛羽立ち状態を光学的に測定し、毛羽立ち部の総面積の面積率と、目視評価との相関をとり、その相関に基づき紙の裁断面の品質を検査する方法が提案されている。また特許文献３には、走行するシート上の欠点の種類を判別する方法において、欠点の特徴量を抽出し、欠点種類定義テーブルによって欠点の種類を分類する方法が記載されている。欠点の特徴量としては、欠点の幅や長さ、面積などが用いられている。欠点の検出には、走行するシートの情報に設置されたカメラが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２５６３８号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８１４２号公報
【特許文献３】特開２００４−１０９０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方法では、シートの延伸による幅縮み状態を検出する目的で透過光方式でシートの画像を取得している。しかし透過光方式での画像取得は、シートに生じた小さな欠陥の検出には適していない。特許文献２及び３では、反射光方式で、対象物の表面の画像を取得している。しかし、これらの文献の対象物は延伸加工された不織布ではなく、これらの文献には、同文献に記載の技術を、延伸加工された不織布の状態の検出に適用することについて何ら言及されていない。
【０００６】
したがって本発明の課題は不織布の製造方法の改良にあり、更に詳しくは延伸加工を安定して行い得る不織布の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、不織布原反に延伸加工を施して、延伸された不織布を得る不織布の製造方法であって、
一対の第１ニップ軸によって前記不織布原反を挟持した状態下に、該第１ニップ軸によって該不織布原反を前記延伸加工の速度よりも速い速度で供給する供給工程と、
互いに噛み合う一対の歯溝ロールの噛み合い部分に前記不織布原反をその搬送方向に沿って供給し、一対の該歯溝ロールによる噛み合いで該不織布原反を延伸させ、延伸された不織布を得る延伸工程と、
延伸された前記不織布を一対の第２ニップ軸によって挟持した状態下に、該第２ニップ軸によって該不織布を前記延伸加工の速度と同速度以上で送り出す送出工程と、
前記送出工程を経た前記不織布を反射方式で撮像し、それによって得られた画素データに基づいて前記不織布の延伸加工の状態を評価する加工状態評価工程とを有し、
前記加工状態評価工程で得られた前記不織布の延伸加工の状態に基づき、前記歯溝ロールの回転速度又は噛み合い深さをインラインで制御する、不織布の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、延伸加工が施された不織布を製造するときの延伸加工の安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の製造方法に好適に用いられる不織布の製造装置の概略を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の製造方法に好適に用いられる不織布の製造装置の模式図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示す製造装置における延伸装置の要部拡大図である。
【図４】図４（ａ）ないし（ｃ）は、延伸倍率と、穴面積率、最大の穴の面積及び穴の個数をそれぞれとの関係を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）ないし（ｃ）は、穴面積率、最大の穴の面積、及び穴の個数の３つのパラメータのうちの任意の２つのパラメータの関係を示すグラフである。
【図６】図６は、穴面積率、最大の穴の面積及び穴の個数の３つすべてのパラメータと、官能評価の結果とを重回帰分析した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１には、本発明の製造方法に好適に用いられる不織布の製造装置の概略が示されている。図２は、該製造装置の模式図である。これらの図に示す不織布の製造装置１０は、加工対象である不織布原反１Ａの搬送方向Ｃに沿って、上流側から下流側に向けて第１ニップ軸２０、延伸装置３０及び第２ニップ軸４０を備えている。
【００１１】
第１ニップ軸２０は、一対のニップロール２１，２２から構成されている。各ニップロール２１，２２はそれらの軸方向が平行になるように、且つロールの周面間に所定のクリアランスが生じるように配置されている。各ニップロール２１，２２は、軸周りに互いに反対方向に回転するようになっており、それらの回転方向は、不織布原反１Ａの搬送方向Ｃと同方向になっている。各ニップロール２１，２２の周面はいずれも平滑になっている。
【００１２】
第１ニップ軸２０には、少なくとも一方のニップロール２１，２２を回転駆動させるための駆動源（図示せず）が備えられている。駆動源としては例えばサーボモータを用いることができる。サーボモータは、第１サーボアンプ２３によってその回転速度が制御されるようになっている。
【００１３】
第１ニップ軸２０から搬送方向Ｃに沿って距離を隔てた下流側の位置には、延伸装置３０が配置されている。延伸装置３０は、互いに噛み合う一対の歯溝ロール３１，３２を備えている。各歯溝ロール３１，３２はそれらの軸方向が平行になるように、且つロールの周面に設けられた歯溝が互いに噛み合うように配置されている。各歯溝ロール３１，３２は、軸周りに互いに反対方向に回転するようになっており、それらの回転方向は、不織布原反１Ａの搬送方向Ｃと同方向になっている。
【００１４】
各歯溝ロール３１，３２は、それらの軸方向に延びる凸条部（歯）３３と、同じく軸方向に延びる溝３４とをロールの周方向に沿って交互に有している。歯溝ロール３１における凸条部３３の高さは、歯溝ロール３２における凸条部３３のそれと同じになっている。また、ロールの周方向に沿う歯溝ロール３２間のピッチも、両歯溝ロール３１，３２で同じになっている。
【００１５】
歯溝ロール３１，３２における隣接する凸条部３３どうしのピッチは、１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることが好ましく、２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが更に好ましい。凸条部３３の根元での幅（ロール周方向に沿う長さ）は、前記ピッチの０．２５倍以上０．５倍未満が好ましく、０．３倍以上０．４倍以下がより好ましい。凸条部３３の高さは、凸条部３３のピッチの１．０倍以上２．０倍以下が好ましく、１．２５倍以上１．７５倍以下がより好ましい。歯溝ロールにおける隣接する凸条部３３どうしのピッチとは、図３に示すとおり、１つの凸条部３３の中心線とそれと隣り合う凸条部３３の中心線との距離Ｐをいう。凸条部３３の幅は均等でなく、凸条部３３の根元から凸条部３３の先端に向って細くなる台形型であってもよい。凸条部３３の高さとは、凸条部３３の根元から先端までの長さをいう。凸条部３３の先端の角部は、面取りしておくことが好ましい。
【００１６】
歯溝ロール３１，３２の凸条部３３の噛み合い深さは、不織布原反１Ａを十分に伸長させることを考慮すると、前記ピッチが前記範囲の場合、前記ピッチ以上となることが好ましく、具体的には、１．０ｍｍ以上が好ましく、２．０ｍｍ以上がより好ましい。凸条部３３の噛み合い深さとは、図３に示すとおり歯溝ロール３１，３２どうしを噛み合わせて回転させるとき、隣接する凸条部３３どうしが重なり合う長さＤをいう。
【００１７】
各歯溝ロール３１，３２は、それらの軸がそれぞれ回転駆動源に接続されて、独立に回転可能になっているか、又は一方の歯溝ロールの軸のみが駆動源に接続されており、一方の歯溝ロールの溝内に他方の歯溝ロールの凸条部が遊挿された状態で、他方の歯溝ロールが連れ周りするようになっている。これによって歯溝ロール３１，３２の回転速度を調整することが可能になっている。あるいは、歯溝ロール３１，３２の各軸に凸条部３３とは別に、一般的な、ＪＩＳ  Ｂ１７０１に規定されているギアを駆動伝達用のギアとして取り付けてもよい。それによって、歯溝ロール３１，３２の凸条部３３が噛み合うのではなく、これら駆動伝達用のギアが噛み合うことによって、歯溝ロール３１，３２に駆動が伝達され、歯溝ロール３１，３２を回転させることができる。この場合、歯溝ロール３１，３２の凸条部３３は接触することはない。
【００１８】
延伸装置３０には、少なくとも一方の歯溝ロール３１，３２を駆動させるための駆動源（図示せず）が備えられている。駆動源としては例えばサーボモータを用いることができる。サーボモータは、第２サーボアンプ３７によってその回転速度が制御されるようになっている。第２サーボアンプ３７はプログラマブルロジックコントローラ（以下「ＰＬＣ」とも言う。）５１に電気的に接続されており、該ＰＬＣ５１からの指令によってサーボモータの回転速度をコントロールしている。
【００１９】
また歯溝ロール３１，３２のうちの少なくとも一方は、他方の歯溝ロールに対して接離可能な構造になっている。この目的のために、少なくとも一方の歯溝ロールの軸受けの部位に、各種の昇降手段を設けることができる。これによって歯溝ロール３１，３２の噛み合い深さを調整することが可能になっている。詳細には、図２に示すとおり、延伸装置３０は、凸条部３３の噛み合い深さを調整するための噛み合い深さ調整部３５，３６を備えている。噛み合い深さ調整部３５，３６は、各歯溝ロール３１，３２の軸方向の両端に取り付けられている。各噛み合い深さ調整部３５，３６には、例えばサーボモータ（図示せず）が接続されており、該サーボモータが回転すると、該サーボモータの回転方向に基づいて、噛み合い深さ調整部３５，３６によって歯溝ロール３１，３２が接離する。  
【００２０】
噛み合い深さ調整部３５，３６はＰＬＣ５１に電気的に接続されており、このＰＬＣ５１からの指令によってサーボモータを回転させるようになっている。ＰＬＣ５１は、制御部５０に電気的に接続されている。
【００２１】
延伸装置３０から搬送方向Ｃに沿って距離を隔てた下流側の位置には、第２ニップ軸４０が配置されている。第２ニップ軸４０は、一対のニップロール４１，４２から構成されている。各ニップロール４１，４２はそれらの軸方向が平行になるように、且つロールの周面間に所定のクリアランスが生じるように配置されている。各ニップロール４１，４２は、軸周りに互いに反対方向に回転するようになっており、それらの回転方向は、不織布原反１Ａの搬送方向Ｃと同方向になっている。各ニップロール４１，４２の周面はいずれも平滑になっている。
【００２２】
第２ニップ軸４０には、少なくとも一方のニップロール４１，４２を駆動させるための駆動源（図示せず）が備えられている。駆動源としては例えばサーボモータを用いることができる。サーボモータは、第３サーボアンプ４３によってその回転速度が制御されるようになっている。第３サーボアンプ４３はＰＬＣ５１に電気的に接続されており、該ＰＬＣ５１からの指令によって、ニップロール４１，４２の周速と、上述した制御装置３０における延伸加工の速度以上となるように、該ニップロール４１，４２の周速を制御する。
【００２３】
第２ニップ軸４０から搬送方向Ｃに沿って距離を隔てた下流側の位置には、本発明の製造方法の目的物である、延伸された不織布１に対向するように、撮像手段５２が設置されている。撮像手段５２は、不織布１の一方の面と対向するように設置されている。撮像手段５２は、不織布１の幅方向、すなわち搬送方向Ｃと直交する方向の全域にわたり該不織布１の撮影が可能になっている。また撮像手段５２は、不織布１の長手方向、すなわち搬送方向Ｃと同方向に沿って、所定の長さ分だけ該不織布１の撮影が可能になっている。撮像手段５２は、撮像の対象である不織布１のカラー画像又はモノクロ画像の取得が可能になっている。撮像手段５２によって取得された画像データは、該撮像手段５２が接続されている制御部５０に伝送されるようになっている。
【００２４】
撮像手段５２としては、エリアセンサカメラ及びラインスキャンカメラのいずれを用いてよい。いずれのカメラを用いる場合であってもカメラの分解能は１５０μｍ／ピクセル以上であることが好ましい。この程度の分解能を有するカメラであれば、不織布１に存在する１ｍｍ２以上の欠陥を検出することができる。これらのカメラのうち、不織布原反１Ａの搬送速度が高速になった場合であっても画像にブレが生じにくいカメラであるラインスキャンカメラを用いることが好ましい。ラインスキャンカメラを用いる場合には、該カメラにおける撮像素子の並ぶ方向が、不織布原反１Ａの搬送方向Ｃと直交するように、該カメラを設置する。
【００２５】
製造装置１０は更に照明装置５３を備えている。照明装置５３は、上述した撮像手段５２による不織布１の撮像視野を照らす位置に配置されている。照明装置５３は、撮像手段５２に隣接する位置に、不織布１の一方の面と対向するように設置されている。したがって製造装置１０においては、照明装置５３によって不織布１が照らされ、その反射光が撮像手段５２によって撮像されることになる。つまり不織布１は反射方式によって撮像される。これとは対照的に、例えば先に述べた特許文献１に記載の装置では、透過光方式で不織布を撮像している。照明装置５３の光源としては例えば白色光を用いることができる。不織布１は一般に白地のものであることを考慮すると、取得した画像データのコントラストを高める観点から、照明装置５３の光源は青色等の有彩色のものであることが好ましい。
【００２６】
以上が本実施形態で用いられる製造装置１０の主たる構成であるところ、該製造装置１０に供給される不織布原反１Ａとしては、種々のものを用いることができる。例えば各種の熱可塑性樹脂からなる繊維から構成された不織布を用いることができる。そのような不織布としては、一例としてエアスルー不織布、スパンボンド不織布、スパンレース不織布、メルトブローン不織布、又はニードルパンチ不織布などが挙げられる。これらの不織布の２種以上の積層体を用いることもできる。あるいはこれらの不織布と他の材料との複合積層体を不織布原反１Ａとして用いることもできる。そのような他の材料としては、例えば弾性繊維や弾性フィルム等の弾性材料が挙げられる。
【００２７】
不織布原反１Ａとして用いられる前記の複合積層体の具体例としては、非弾性樹脂の繊維からなる非弾性繊維層と、弾性樹脂からなる弾性層とが積層された複合シートが挙げられる。この複合シートにおける非弾性繊維層は、不織布から構成されている。また、この積層構造における弾性層は、弾性繊維や弾性フィルムから構成されている。非弾性繊維層は、弾性を有さないが、延伸によって伸長可能な層である。本明細書において弾性とは、シートの伸び縮みに関し、元の長さに対して２００％以上伸長させることが可能であり、且つその伸長させた状態から解放したときに元の長さの１２０％以下の長さまで復帰することが可能な性質のことである。一方、非弾性とは、シートの伸び縮みに関し、元の長さに対して２００％以上伸長させることが可能であるが、その伸長させた状態から解放したときに元の長さの１７０％以上の長さまでしか復帰することができない性質のことである。
【００２８】
前記の複合シートにおける前記の弾性層が弾性繊維から構成されている場合、該弾性繊維としては、例えばステープルファイバ等の短繊維を用いることもでき、あるいは連続フィラメント等の長繊維を用いることもできる。短繊維からなる弾性繊維を用いる場合、該弾性繊維はランダムに配置されていてもよく、あるいは任意の一方向に配向するように配置されていてもよい。同様に、長繊維からなる弾性繊維を用いる場合も、該弾性繊維はランダムに配置されていてもよく、あるいは任意の一方向に配向するように配置されていてもよい。前記の複合シートの好適な例としては、特開２００８−１７９１２８号公報の図４中、符号１９で示される複合体が挙げられる。
【００２９】
以上の不織布原反１Ａを用い、これを図１及び図２に示す装置１０によって延伸し、目的とする不織布１を得るためには、先ず、不織布原反１Ａをロールから繰り出して第１ニップ軸２０に供給する。供給された不織布原反１Ａは、一対のニップロール２１，２２に挟持された状態で、搬送方向Ｃに沿って搬送されて、延伸装置３０へと供給される。延伸装置３０へ供給される不織布原反１の供給速度Ｖ１は、延伸装置３０での延伸加工の速度Ｖ２よりも速くなっている。不織布原反１の供給速度Ｖ１は、各ニップロール２１，２２の周速と同じになっている。延伸装置３０での延伸加工の速度Ｖ２は、図３に示すとおり、凸条部３３の先端から凸条部３３の噛み合い深さＤの半分まで内側に入った位置Ｄ１（隣接する凸条部３３どうしの重なり合う長さの半分の位置）での歯溝ロール３１，３２の周速のことである。
【００３０】
以上のとおり、ニップロール２１，２２の周速Ｖ１と、歯溝ロール３１，３２の周速Ｖ２とは、Ｖ１＞Ｖ２の関係となっているが、後程説明する歯溝ロール３１，３２の速度Ｖ２とニップロール４１，４２の速度Ｖ３から求められる速度比と、歯溝ロール３１，３２との噛み合い深さから求められる歯溝延伸度から求められる延伸倍率により不織布原反１Ａは供給速度よりも延伸されるので、ニップロール２１，２２と歯溝ロール３１，３２との間において、不織布原反１Ａには張力が生じている。この状態下に、延伸装置３０において不織布原反１Ａに延伸加工が施される。延伸装置３０における延伸加工では、図３に示すとおり、一方の歯溝ロール３１の凸条部３３と、それに隣接する他方の歯溝ロール３２の凸条部３３との間で不織布原反１Ａが引き伸ばされる。つまり延伸される。これによって、不織布原反１Ａが塑性変形及び／又は弾性変形する。不織布原反１Ａの延伸によって該不織布原反１Ａが塑性変形する場合には、その延伸状態が解除されても不織布原反１Ａは元の長さに戻らず伸長された状態のままとなる。一方、不織布原反１Ａの延伸によって該不織布原反１Ａが弾性変形する場合には、その延伸状態が解除されると、不織布原反１Ａは元の長さに近い状態まで弾性収縮する。不織布原反１Ａの延伸によって該不織布原反１Ａに塑性変形と弾性変形とが同時に生じる場合には、それらの程度に応じて、延伸状態の解除後の状態が変化する。不織布原反１Ａの延伸によって少なくとも塑性変形が生じる場合には、構成繊維の破断に起因して穴あき等の欠陥が特に発生しやすい。本製造方法では、後述する操作を行うことで、穴あき等の欠陥を極力生じさせないような安定的な延伸を行うことができる。
【００３１】
延伸装置３０によって不織布原反１Ａを延伸することで、目的とする不織布１が得られる。この不織布１を、第２ニップ軸４０におけるニップロール４１，４２間に挟持した状態下に下流側へ送り出す送出工程を行う。この送出工程においては、送り出される不織布１の速度Ｖ３を、延伸装置３０での延伸加工の速度Ｖ２と同じかそれ以上に調整する。送出速度Ｖ３を延伸加工の速度Ｖ２と同じにすることによって、不織布１に過度の張力が発生しない状態で、該不織布１を下流側へ搬送させることができる。また、送出速度Ｖ３を延伸加工の速度Ｖ２以上の速度にすることによって、延伸後の不織布が生産ラインで加工される際に張力の発生を低減させることができる。不織布１の送出速度Ｖ３と延伸加工の速度Ｖ２とを同速又は送出速度Ｖ３を延伸加工の速度Ｖ２より速い速度とするためには、ＰＬＣ５１から第２及び第３サーボアンプ３７，４３に向けて、回転数を制御するための指令を送ればよい。
【００３２】
不織布原反１Ａの延伸加工によって得られた不織布１は、延伸加工時の塑性変形によってダメージを受け、それに起因して穴あき等の欠陥が発生することがある。そのような欠陥の発生を防止し、延伸加工を安定的に行うことを目的として、本製造方法においては、前記送出工程の後に、不織布１の延伸加工の状態を評価する加工状態評価工程を行う。以下、この工程の詳細について説明する。
【００３３】
加工状態評価工程は、前記送出工程が行われる第２ニップ軸４０の設置位置よりも下流側の位置で行う。本工程では、送出工程を経た不織布１を反射方式で撮像する。反射方式の撮像方法については、上述したとおりである。撮像手段５２によって撮像された画像データは制御部５０に伝送され、該制御部５０において処理が施される。
【００３４】
制御部５０においては、画像データを二値化して、閾値の面積を超える面積を有する穴を抽出する。閾値の面積は例えば１ｍｍ２以上２０００ｍｍ２以下の範囲から選択することができる。画像データの二値化処理に先立ち、画像データのシェーディング補正によって、濃淡値を補正することが好ましい。この補正によって、穴あき部と、不織布１の地合むらの部分とを峻別することができるので、補正後の画像データに基づき二値化処理を行うと、穴のあいた部位のみを正確に抽出できるようになる。
【００３５】
シェーディング補正とは濃淡補正とも呼ばれるものであり、画像を取り込む際に発生する光量ムラ（以下「輝度ムラ」ともいう）を補正する処理のことである。詳細には、撮像された画像の輝度ムラを持つ原画像と、撮像された画像から得られた推定背景画像との差分を取り、ゲインアップ及びノイズ除去等を行うことで一様な明るさの画像を得て異物を強調する処理である。本発明では不織布を撮像した際に表れる輝度ムラを一様にすることで、二値化処理で異物である穴を抽出する際に、穴を抽出しやすくするための前処理に用いられる。
【００３６】
不織布に生じた穴の検出を、例えば先に述べた特許文献１に記載の透過光方式で取得された画像データに基づき行うと、小さな穴が検出対象から外れやすい。これに対して本発明に従い反射光方式で画像データを取得すると、撮像手段の解像度にもよるが、例えば１ｍｍ２といった小さな穴まで検出することができる。したがって本発明によれば、欠陥が少なく品質の高い延伸された不織布を安定的に製造することができる。
【００３７】
次に、画像データの二値化処理によって該画像データから抽出されたすべての穴を対象として、（イ）穴面積率、（ロ）最大の穴の面積及び（ハ）穴の個数を計測する。そして、計測されたこれらのパラメータに基づいて、不織布１の延伸加工の状態を評価する。（イ）の穴面積率とは、取得した画像データのピクセル数に対する、穴として抽出された部位のピクセル数の総和の比率のことである。（ロ）の最大の穴の面積とは、取得した画像データから抽出された穴のうち、面積が最も大きい穴の当該面積のことである。（ハ）の穴の個数とは、取得した画像データから抽出された穴の数のことである。
【００３８】
前記の（イ）ないし（ロ）のパラメータを用いた具体的な評価方法の一例は次に述べるとおりである。すなわち、画像データを取得した不織布１について、該不織布１の外観を１点（最も悪い）から５点（最も良い）までの５段階で専門パネラーに官能評価させる。この官能評価の結果と、前記の（イ）ないし（ハ）のパラメータそれぞれとの相関関係を単回帰分析する。この単回帰分析によれば、官能評価の結果と各パラメータとが高い相関関係を有することが本発明者の検討の結果判明した。そこで、官能評価の結果と、各パラメータのうちのいずれかとの相関関係に基づき、計測されたパラメータが合格品・不合格品の閾値を下回った場合に、延伸装置３０における延伸条件を変更する。合格品・不合格品の閾値としては、官能評価の点数が２点以上と２点未満とで区分し、２点以上の場合を合格品、２点未満の場合を不合格品と判断することができる。延伸条件としては、例えば歯溝ロール３１，３２の回転速度、及び歯溝ロール３１，３２の噛み合い深さのうちのいずれか一方又は両方が挙げられる。歯溝ロール３１，３２の回転速度を変更する場合には、制御部５０からＰＬＣ５１に向けて指令を発し、該ＰＬＣ５１に接続されている第２サーボアンプ３７に向けて指令を発し、第２サーボアンプ３７に接続されているサーボモータ（図示せず）の速度を増減する。また、歯溝ロール３１，３２の噛み合い深さを変更する場合には、制御部５０からＰＬＣ５１に向けて指令を発し、該ＰＬＣ５１に接続されている噛み合い深さ調整部３５，３６を動作させる。それによって歯溝ロール３１，３２の接離動作を行い噛み合い深さを増減させる。不織布１に穴あきが生じることを抑制する観点からは、歯溝ロール３１，３２の回転速度、及び歯溝ロール３１，３２の噛み合い深さのうちのいずれか一方を制御すればよい。不織布１の伸縮物性を保ちながら穴あきの発生を抑制する観点からは、歯溝ロール３１，３２の回転速度、及び歯溝ロール３１，３２の噛み合い深さの双方を制御することが好ましい。
【００３９】
本発明者の検討の結果、不織布１に穴あきが発生する要因の一つが延伸倍率にあることが判明した。延伸倍率は、〔速度比Ｖ２／Ｖ３〕×〔歯溝延伸度〕で定義される。歯溝延伸度は、歯溝ロール３１，３２の噛み合い深さから求められる数値であり、具体的には、不織布１枚に対して、噛み合い深さを設定して歯溝ロールを噛み合わせることで不織布が延伸された時の倍率を元の伸びに対して何倍伸びたかをＣＡＤなどの図面から求めた値である。この延伸倍率が高いほど穴あきが起こりやすくなり、穴の最大の面積も大きくなり、穴の個数も増加する。そこで本実施形態においては、延伸倍率を決定する要因である速度比Ｖ２／Ｖ３及び／又は歯溝延伸度を調整することで、穴あきの発生を減じるようにしている。
【００４０】
速度比Ｖ２／Ｖ３は、例えばＶ３を固定値に設定すれば、Ｖ２の増減だけで変更することができる。そこで本実施形態ではＶ２の値である歯溝ロール３１，３２の速度を変更している。歯溝延伸度については、噛み合い深さを増減すれば変更することができる。歯溝ロール３１，３２の速度を変更するか、それとも噛み合い深さを変更するかは、延伸の対象である不織布原反１Ａの具体的な性状に応じて適宜決定すればよいが、本発明者らの検討の結果、同じ延伸倍率で比較した場合、歯溝ロール３１，３２の速度を相対的に低くして、その分だけ噛み合い深さを相対的に大きくすることが、穴あき発生の一層の防止の点から効果的であることが判明した。つまり、速度比Ｖ２／Ｖ３を相対的に小さくし、その分だけ歯溝延伸度を相対的に大きくすることが効果的であることが判明した。
【００４１】
先に述べたとおり、官能評価の結果と前記の（イ）ないし（ハ）の各パラメータとは高い相関関係を有する。この相関関係について本発明者が更に検討を推し進めたところ、（イ）穴面積率、（ロ）最大の穴の面積及び（ハ）穴の個数のうちの少なくとも２つのパラメータと、官能評価の結果とを重回帰分析すると、一層高い相関関係が得られることが判明した。特に、（イ）穴面積率及び（ロ）最大の穴の面積を組み合わせ、これらと官能評価の結果とを重回帰分析すると、更に一層高い相関関係が得られることが判明した。最も好ましくは、（イ）ないし（ハ）の３つすべてのパラメータと官能評価の結果とを重回帰分析して相関関係を求める。
【００４２】
以上のようにして、加工状態評価工程で不織布１の延伸加工の状態がインラインで評価され、その評価結果が、予め設定しておいた閾値を下回ったら、延伸加工条件である歯溝ロール３１，３２の回転速度及び／又は噛み合い深さを、上述の手順でフィードバック制御する。このフィードバック制御に加え、加工状態評価工程で得られた不織布１の延伸加工の状態に基づき、欠陥が発生したと判断された部位を制御部５０に記憶させておき、該部位を、加工状態評価工程よりも下流の位置において搬送ライン外へ排出してもよい。この場合、不織布１は、連続した長尺体であることから、搬送ライン外への排出は、該長尺体を毎葉に裁断した後に行うことが好ましい。
【００４３】
加工状態評価工程での評価の元になる画像データは、撮像手段５２の具体的な種類によってその内容が異なる。例えば撮像手段５２としてエリアセンサカメラを用いる場合には、搬送される不織布１に対して所定時間毎に撮像を行い複数の二次元データを間欠的に取得し、それを制御部５０へ伝送する。一方、撮像手段５２としてラインスキャンカメラを用いる場合には、搬送される不織布１に対して連続的に撮像を行い、連続画像データを制御部５０へ伝送する。連続画像データを受け取った制御部５０では、そのデータを、搬送方向Ｃに沿ってＸピクセル、それと直交する方向に沿ってＹピクセルの二次元データ（Ｘ及びＹは０超の自然数を表す）に展開して個別の画像データに加工し、その画像データに基づき前記の評価を行う。この場合、得られた製品１つ当たりの長さに対応するピクセル数の画素データに対して画像処理する範囲を画像処理範囲としたとき、製品１つあたりの長さに対応するピクセル数となるように画像処理範囲を設定するよりも、製品１つ当たりの長さに対応するピクセル数よりも小さなピクセル数を有する個別の画像処理範囲に設定し、複数の個別の画像処理範囲を合成して製品１つ当たりの長さに対応するピクセル数の画素データを処理することが好ましい。このようなデータ処理を行うことで、処理の負荷を軽減できる。
【００４４】
複数の個別の画像処理範囲を合成して製品１つ当たりの長さに対応するピクセル数の画像データに加工する場合には、搬送方向Ｃに沿って前後隣り合う個別の画像処理範囲に重なり部が生じるように画像データを合成することが好ましい。こうすることで、個別の画像処理範囲における搬送方向Ｃの前後端部に欠陥が位置する場合であっても、その欠陥を確実に抽出することができる。
【００４５】
以上の方法で延伸加工が施された不織布１は、不織布原反１Ａの種類にもよるが、該延伸加工によって少なくとも伸長性が付与され、更に伸縮性も付与される場合がある。この不織布１は、例えば使い捨ておむつや生理用ナプキン等の吸収性物品を構成するシート、例えば吸収性物品の外装材等として好適に用いられる。またこの用途以外に、延伸加工によって発現した良好な風合いや、伸縮性、通気性等の利点を生かし、医療用使い捨て衣類や清掃シート、眼帯、マスク、包帯等の各種の用途に用いることもできる。
【００４６】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態においては、連続した長尺体からなる不織布原反１Ａを延伸加工の対象とし、該不織布原反１Ａを連続供給したが、これに代えて毎葉の不織布原反を延伸加工の対象として順次供給してもよい。
【００４７】
また前記実施形態では、不織布原反１Ａの搬送方向Ｃと同方向に該不織布原反１Ａを延伸加工したが、これに代えて不織布原反１Ａの搬送方向Ｃと直交する方向に該不織布原反１Ａを延伸加工してもよい。更に不織布原反１Ａの搬送方向Ｃと同方向及び直交する方向の２方向に延伸加工を行ってもよい。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「％」は「質量％」を意味する。
【００４９】
〔実施例１〕
不織布原反として坪量４６ｇ／ｍ２のポリプロピレン不織布の捲回体を用いた。製造装置として図１ないし図３に示す装置１を用いた。第１ニップ軸２０の周速Ｖ１を５２．２ｍ／ｍｉｎに設定した。延伸装置３０における歯溝ロール３１，３２の噛み合い深さは、２．８ｍｍ、２．９ｍｍ、３．１ｍｍ、３．３ｍｍにそれぞれ設定した。この噛み合い深さに対して、延伸装置３０の加工速度Ｖ２及び第２ニップ軸４０の周速Ｖ３を種々変更して、以下の延伸倍率で不織布原反１Ａを延伸加工した。
６６．６４％、６８．６８％、７２．７２％、７３．１０％、７４．９４％、７６．８３％、７７．１８％、７９．１８％、７９．７７％、７９．９７％、８２．４２％、８４．２２％、８４．２８％、８６．４４％、８７．７２％、８８．９８％、８９．０８％、９２．６２％、９４．８２％、１００．１１％
【００５０】
撮像手段５２としてラインスキャンカメラ（分解能１５０μｍ／ピクセル）を用い、照明装置５３として青色ラインＬＥＤ照明を用いた。ラインスキャンカメラは、搬送される不織布原反１Ａの一面に対して直交する方向に設置し、両者の距離を１５０ｍｍに設定した。照明装置５３は、不織布原反１Ａの一面を基準として６０度傾斜した方向から光が照射されるように設置した。照明装置５３と、光が照射される部位との間の距離は５０ｍｍに設定した。
【００５１】
以上の条件下に、種々の延伸倍率で不織布原反１Ａを延伸加工して、延伸された不織布１を製造し、その不織布１についてインラインで撮像を行い画像データを取得した。その画像データに基づき、２０４８ピクセル×３１００ピクセルの領域における面積が１ｍｍ２以上の穴を抽出した。そして、その領域における（イ）穴面積率、（ロ）最大の穴の面積、及び（ハ）穴の個数をインラインで計測した。
【００５２】
これとは別に、画像データを取得した領域について、専門パネラーに外観を１点（最も悪い）から５点（最も良い）までの５段階で官能評価させた。そして、官能評価の結果と、前記の（イ）ないし（ハ）のそれぞれパラメータとを単回帰分析し、相関係数を求めた。その結果を以下の表１に示す。また、延伸倍率と、（イ）ないし（ハ）のそれぞれパラメータとの関係をグラフ化した。その結果を図４（ａ）ないし（ｃ）に示す。
【００５３】
【表１】
0006629563.tif 000002
【００５４】
図４（ａ）ないし（ｃ）に示す結果から明らかなとおり、延伸倍率が高くなるほど、（イ）穴面積率、（ロ）最大の穴の面積、及び（ハ）穴の個数が増加することが判る。また表１に示す結果から明らかなとおり、官能評価の結果と、前記の（イ）ないし（ハ）のそれぞれパラメータとは高い相関関係を有していることが判る。したがって、この結果に基づき、歯溝ロールの回転速度及び／又は噛み合い深さを調整して延伸加工すれば、延伸加工を安定的に行えることが判る。
【００５５】
〔実施例２〕
実施例１で得られた（イ）穴面積率、（ロ）最大の穴の面積、及び（ハ）穴の個数の３つのパラメータのうちの任意の２つのパラメータがどのように相関しているかをグラフ化して調べた。その結果を図５（ａ）ないし（ｃ）に示す。この結果から明らかなとおり、（イ）穴面積率と（ロ）最大の穴の面積とが最も相関関係が高いことが判る。したがって、これら２つのパラメータと、官能評価の結果とを重回帰分析し、その相関関係を求めることで、実施例１で行った単回帰分析よりも相関の高い結果が得られることが判る。
【００５６】
〔実施例３〕
実施例１で得られた（イ）穴面積率、（ロ）最大の穴の面積、及び（ハ）穴の個数の３つすべてのパラメータと、官能評価の結果とを重回帰分析し、相関係数を求めた。その結果を以下の表２及び図６に示す。重回帰分析の予測式は、ｙ＝ａＸ１＋ｂＸ２＋ｃＸ３＋ｄとした。式中、Ｘ１は穴面積率、Ｘ２は最大の穴の面積、Ｘ３は穴の個数のパラメータであり、ａ、ｂ、ｃ及びｄは定数である。
【００５７】
【表２】
0006629563.tif 000003
【００５８】
図６及び表２に示す結果から明らかなとおり、（イ）ないし（ハ）のすべてのパラメータを用いることで、官能評価の結果との高い相関関係が得られることが判る。したがって、この結果に基づき、歯溝ロールの回転速度及び／又は噛み合い深さを調整して延伸加工すれば、延伸加工を更に一層安定的に行えることが判る。
【符号の説明】
【００５９】
１  不織布
１Ａ  不織布原反
１０  製造装置
２０  第１ニップ軸
２１，２２  ニップロール
２３  第１サーボアンプ
３０  延伸装置
３１，３２  歯溝ロール
３３  凸条部
３４  溝
３５，３６  噛み合い深さ調整部
３７  第２サーボアンプ
４０  第２ニップ軸
４１，４２  ニップロール
４３  第３サーボアンプ
５０  制御部
５１  プログラマブルロジックコントローラ
５２  撮像手段
５３  照明装置
【図１】
0006629563.tif 000004
【図２】
0006629563.tif 000005
【図３】
0006629563.tif 000006
【図４】
0006629563.tif 000007
【図５】
0006629563.tif 000008
【図６】
0006629563.tif 000009