JP2021135062A - 複合シートの製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の複合シートの製造方法の一実施形態では、一方向に搬送中のシートの表面に粉体を間欠的に散布して、該シートの表面に粉体配置領域と粉体非配置領域とを該一方向に交互に形成する粉体散布工程を有する。
本発明の複合シートの製造方法の一実施形態では、前記シートの粉体散布面を撮像手段で撮像する撮像工程を有する。
本発明の複合シートの製造方法の一実施形態では、前記撮像工程で取得した画像データに基づき、前記粉体の散布状態を検査する検査工程を有する。
本発明の複合シートの製造方法の一実施形態では、前記検査工程では、前記画像データを、前記シートの搬送方向及び該搬送方向とは反対方向の双方向に走査して、前記粉体配置領域と前記粉体非配置領域との該搬送方向での境界であるエッジを検出し、該エッジの位置情報に基づき、前記粉体の散布状態の良否を判定する。
本発明の複合シートの製造装置の一実施形態では、一方向に搬送中のシートの表面に粉体を間欠的に散布して、該シートの表面に粉体配置領域と粉体非配置領域とを該一方向に交互に形成する粉体散布部を有する。
本発明の複合シートの製造装置の一実施形態では、前記シートの粉体散布面を撮像手段で撮像する撮像部を有する。
本発明の複合シートの製造装置の一実施形態では、前記撮像部で取得した画像データに基づき、前記粉体の散布状態を検査する検査部を有する。
本発明の複合シートの製造装置の一実施形態では、前記検査部は、前記画像データを、前記シートの搬送方向及び該搬送方向とは反対方向の双方向に走査して、前記粉体配置領域と前記粉体非配置領域との該搬送方向での境界であるエッジを検出し、該エッジの位置情報に基づき、前記粉体の散布状態の良否を判定する。
本発明の他の特徴、効果及び実施形態は、以下に説明される。
複合シートは、典型的には、シートからなる基材層と、粉体を主体とする粉体層との積層構造を有し、該基材層及び該粉体層はそれぞれ2層以上の複数であってもよい。複合シートの一実施形態として、相対向する2層の基材層の間に粉体層が介在配置されたものが挙げられる。
シートの素材は特に制限されず、例えば、紙、織布、不織布等の繊維シート;樹脂製フィルム等が挙げられ、これらの2種以上が積層された複合シートでもよい。
粉体の素材も特に制限されず、例えば、吸水性ポリマー粒子、発熱体(被酸化性金属)粒子、塩化ナトリウム等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
粉体は、接着剤等の固定手段によってシートに固定されていてもよい。その場合、典型的には、粉体の散布に先立ち、シートにおける粉体の被散布面に接着剤が塗布される。
以下では、第1シート1(複合シート4)の搬送方向を「MD」(Machine Direction)、MDと直交する方向を「CD」(Cross machine Direction)とも言う。
撮像手段31が1回の撮像動作で撮像する複合シート4の画像データは、搬送中の複合シート4における粉体配置領域5及び粉体非配置領域6を含むCDのデータが捕捉可能な所定画素数のフレーム単位にまとめられている。搬送中の複合シート4を撮像手段31で連続的に複数回撮像した場合には、そのようなフレーム単位の画像がMDに連なる一連の複数の画像を取得できる。その一連の複数の画像を撮像した順番に並べると、複合シート4の粉体散布面の画像が得られる。
一方向S1又はS2の走査は、エッジ7が検出された時点で終了し、引き続きエッジ7を検出することはしない。
エッジ検出処理は、撮像手段31による撮像と並行して画像処理部41によって行ってもよく、撮像手段31による撮像後に画像処理部41又は他の画像処理装置を用いて行ってもよい
斯かる双方向の画像データの走査による作用効果について更に説明すると、粉体非配置領域6に粉体3が全く存在せず、粉体配置領域5と粉体非配置領域6の境界すなわちエッジ7が明確に判別できるケースは実際には稀であり、通常は図2(c)に示すように、粉体3の非配置部を示す白画素がまとまって存在する領域(粉体非配置領域6)に、粉体3を示す黒画素が複数散在する。図3に示す画像データ8は、このような粉体非配置領域6に粉体3が存在する画像データの一例を模式的に示したものである。粉体非配置領域6に粉体3が全く存在しないことが理想であるが、該領域6に粉体3が存在する場合でも、該領域6に存在する粉体3の量が複合シート4の性能に実質的に悪影響を及ぼさない程度の少量である場合は、該領域6の粉体3を無視することができる。その場合は、前記エッジ検出処理において、粉体非配置領域6の粉体3をエッジ7として誤検出しないことが要望される。ここで、検査対象の画像データを一方向のみに走査した場合、具体的には例えば図3(b)に示すように、画像データ8を一方向S2に2回にわたって走査した場合、画像データ8ではエッジ7として検出され得る部分(画像のピクセル輝度において階調値の変化が比較的大きい部分)として、下流側粉体配置領域5Bの上流側端52、粉体非配置領域6内の粉体3、上流側粉体配置領域5Aの下流側端51が、方向S2に沿ってこの順に配置されているので、その2回の走査では、該上流側端52に加えて、該領域6の粉体3がエッジ7として誤検出されてしまい、本来エッジ7として検出されるべき該下流側端51は検出されないおそれがある。これに対し本実施形態では、図3(a)に示すように、画像データ8を相反する二方向S1,S2に走査し、各方向S1,S2の走査において粉体非配置領域6よりも先に粉体配置領域5を走査するので、このようなエッジ7の誤検出が防止される。
なお、画像データ8をはじめとする、図示した画像データのMDの全長は、枚葉の複合シート4のMDの全長(製品長)に一致する。
例えば図3(a)を参照して、粉体非配置領域6の位置は、該領域6のMDの前後端を通ってCDに延びる一対のエッジ7,7のMDの中央の位置をもって特定することができる。また、この一対のエッジ7,7のMDの中央の位置は、離間距離L1,L2から求めることができる。
また、粉体非配置領域6のMDの長さは、該領域6のMDの前後端を通ってCDに延びる一対のエッジ7,7どうしの間隔をもって特定することができ、該間隔は、離間距離L2と離間距離L1との差(L2−L1)から求めることができる。
また、粉体非配置領域6の面積については、該領域6は四角形形状であるので、該領域6のMDの長さ(L2−L1)とCDの長さとから求めることができる。
そして、検査対象の画像データにおける所定の検査項目の数値が前記基準値の範囲内である場合は、該検査対象は、該所定の検査項目に関して良品と判定され、それ以外の場合は該所定の検査項目に関して不良品と判定される。基本的には、全ての検査項目について良品と判定された場合に、当該検査対象は良品と判定され、それ以外の場合は、当該検査対象は不良品と判定される。
図4(b)に示す画像データ81では、離間距離L1,L2が所定の基準値の範囲の上限を上回っており、粉体非配置領域6の位置(一対のエッジ7,7のMDの中央の位置)が、良品画像データ80における該領域6の位置(適正位置)と比較して、MDの上流側(画像データの上流側端8a側)に大きくずれている。したがって検査部40は、長尺帯状の複合シート4における画像データ81に対応する部分を不良品と判定する。
図4(c)に示す画像データ82では、粉体非配置領域6の位置に関しては所定の基準値の範囲内であり良品であるが、該領域6のMDの長さが所定の基準値の範囲の下限を下回っており、良品画像データ80における該領域6のMDの長さ(適正長さ)と比較して短い。したがって検査部40は、長尺帯状の複合シート4における画像データ82に対応する部分を不良品と判定する。
図4(d)に示す画像データ83では、粉体非配置領域6のMDの長さが所定の基準値の範囲の上限を上回っており、良品画像データ80における該領域6のMDの長さ(適正長さ)と比較して長い。したがって検査部40は、長尺帯状の複合シート4における画像データ83に対応する部分を不良品と判定する。
図4(e)に示す画像データ84では、粉体非配置領域6の位置及びMDの長さに関しては所定の基準値の範囲内であり良品であるが、該領域6に粉体3が存在することに起因して、該領域6の白色部の面積が所定の基準値の範囲の下限を下回っている。したがって検査部40は、長尺帯状の複合シート4における画像データ84に対応する部分を不良品と判定する。
本例では、前記原点(下流側端8b)からMDの上流側に215mm離間した位置が、粉体非配置領域6の適正位置である。これに対し、検査部40による検査の結果判明した事実は、その検査の時点(撮像部30による撮像の時点)での粉体非配置領域6の位置が、前記原点からMDの上流側におよそ300mmということであり、適正位置からのズレ量がおよそ85mmということである。
そこで検査部40(制御部42)は、斯かる粉体非配置領域6の位置ズレを修正するべく、粉体散布部20の動作、具体的には排出部22による粉体3の排出/非排出動作を制御して、粉体3の散布周期を調整する(復帰動作)。図5の下段のグラフは、検査部40による粉体散布部20の制御のON/OFFを示すグラフであり、図5中「復帰動作中」で示した範囲は、制御ON、すなわち検査部40の制御下での粉体散布部20(排出部22)の動作(復帰動作)が実行中である。この場合の復帰動作は、粉体非配置領域6が適正位置(図4(a)参照)よりもMDの上流側にずれている(図4(b)参照)ので、粉体非配置領域6をMDの下流側に移動させるための動作であり、具体的には、粉体3の散布周期を現状よりも短くする(1回の散布と次回の散布との時間的間隔を現状よりも短くする)動作である。図5に示すとおり、斯かる復帰動作の結果、ズレ量が略ゼロとなり、粉体非配置領域6の位置が適正位置と略一致した。検査部40による検査工程で、このようにズレ量が略ゼロとなったことが確認されると、検査部40による粉体散布部20の制御OFFとされ、復帰動作が中止される。本明細書において「ズレ量が略ゼロ」とは、検査部40による検査工程で、粉体非配置領域6の位置が、予め設定された所定の基準値(該基準値が一定の範囲である場合はその範囲内)にあることを意味する。
前記検査工程では、画像データを、MD及び反MDの双方向に走査して、粉体配置領域5と粉体非配置領域6とのMDでの境界であるエッジ7を検出し、該エッジ7の位置情報に基づき、粉体3の散布状態の良否を判定する(図3(a)参照)。
一方向MDに連続的に搬送される検査対象(長尺帯状の複合シート4)に対し、前記撮像工程及び前記検査工程からなる一連の処理を繰り返し実行することで、検査対象の全体について、粉体3の散布状態の良否判定を高精度で行うことができ、結果として、所定の性能を安定して発揮し得る、製品性能が保障された複合シート4を安定的に製造することが可能となる。
前記検査工程で検査する画像データに、検査に先立ち、二値化処理を含む前処理を施してもよい(図2(c)参照)。
前記粉体散布工程における粉体3の散布を、エッジ7の位置情報に基づいて制御してもよい。
前記粉体散布工程で用いるエッジ7の位置情報は、前記検査工程で不良と判定されたものを含まないことが好ましい。
前記実施形態では、複合シート4における粉体3の散布状態の良否を判定するに際し、粉体非配置領域6の位置、MDの長さ及び面積を含む、エッジ7の位置情報を判定材料として使用したが、更に、粉体配置領域5における粉体3の目付(単位面積当たりの質量)を判定材料として使用してもよい。すなわち前記検査工程において、粉体配置領域5における粉体3の目付を検査してもよく、検査部40は、粉体配置領域5における粉体3の目付を検査してもよい。エッジ7の位置情報を判定材料として使用する検査工程で主に検査される事項は、粉体非配置領域6の状態(位置、MDの長さ、該領域6における粉体3の有無等)であるので、更に、粉体配置領域5における粉体3の目付を判定材料として使用することで、粉体配置領域5の状態が検査されるようになり、これらの相乗効果により、複合シート4における粉体3の分布状態をより一層高精度に検査することが可能となる。粉体3の目付の検査方法としては、公知の目付の検査方法を特に制限無く用いることができ、例えば特許文献1に記載の方法を用いることができる。
前記実施形態では、撮像部による撮像が、照明手段から照射され検査対象を透過した透過光を撮像する透過光照明方式であったが、これに代えて、照明手段から照射され検査対象を反射した反射光を撮像する反射光照明方式でもよい。
20 粉体散布部
21 貯蔵部
22 排出部
30 撮像部
31 撮像手段
32 照明手段
33 電源
40 検査部
41 画像処理部
42 制御部
43 インターフェース
1 第1シート
2 第2シート
3 粉体
4 複合シート
5,5A,5B 粉体配置領域
6 粉体非配置領域
7 エッジ
Claims (10)
- シートと、該シートの表面に配置された粉体とを具備する、複合シートの製造方法であって、
一方向に搬送中のシートの表面に粉体を間欠的に散布して、該シートの表面に粉体配置領域と粉体非配置領域とを該一方向に交互に形成する粉体散布工程と、
前記シートの粉体散布面を撮像手段で撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で取得した画像データに基づき、前記粉体の散布状態を検査する検査工程とを有し、
前記検査工程では、前記画像データを、前記シートの搬送方向及び該搬送方向とは反対方向の双方向に走査して、前記粉体配置領域と前記粉体非配置領域との該搬送方向での境界であるエッジを検出し、該エッジの位置情報に基づき、前記粉体の散布状態の良否を判定する、複合シートの製造方法。 - 前記検査工程では、前記エッジの位置情報に基づき、前記粉体非配置領域の位置、前記搬送方向の長さ及び面積のうちの少なくとも1つを求め、予め設定された所定の基準値と比較する、請求項1に記載の複合シートの製造方法。
- 前記検査工程で検査する前記画像データに、検査に先立ち、二値化処理を含む前処理を施す、請求項1又は2に記載の複合シートの製造方法。
- 前記検査工程において、前記粉体配置領域における前記粉体の目付を検査する、請求項1〜3の何れか1項に記載の複合シートの製造方法。
- 前記粉体散布工程における前記粉体の散布を、前記エッジの位置情報に基づいて制御する、請求項1〜4の何れか1項に記載の複合シートの製造方法。
- 前記粉体散布工程で用いる前記エッジの位置情報は、前記検査工程で不良と判定されたものを含まない、請求項5に記載の複合シートの製造方法。
- シートと、該シートの表面に配置された粉体とを具備する、複合シートの製造装置であって、
一方向に搬送中のシートの表面に粉体を間欠的に散布して、該シートの表面に粉体配置領域と粉体非配置領域とを該一方向に交互に形成する粉体散布部と、
前記シートの粉体散布面を撮像手段で撮像する撮像部と、
前記撮像部で取得した画像データに基づき、前記粉体の散布状態を検査する検査部とを有し、
前記検査部は、前記画像データを、前記シートの搬送方向及び該搬送方向とは反対方向の双方向に走査して、前記粉体配置領域と前記粉体非配置領域との該搬送方向での境界であるエッジを検出し、該エッジの位置情報に基づき、前記粉体の散布状態の良否を判定する、複合シートの製造装置。 - 前記検査部は、前記エッジの位置情報に基づき、前記粉体非配置領域の位置、前記搬送方向の長さ及び面積のうちの少なくとも1つを求め、予め設定された所定の基準値と比較する、請求項7に記載の複合シートの製造装置。
- 前記検査部は、前記粉体配置領域における前記粉体の目付を検査する、請求項7又は8に記載の複合シートの製造装置。
- 前記粉体散布部による前記粉体の散布が、前記エッジの位置情報に基づいて制御される、請求項7〜9の何れか1項に記載の複合シートの製造装置。
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JP7411440B2 (ja) | 2024-01-11 |
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