WO2020027295A1 - 繊維試料の評価方法及び繊維試料評価システム - Google Patents

繊維試料の評価方法及び繊維試料評価システム Download PDF

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WO2020027295A1
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fiber
ray transmission
luminance
fiber sample
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宏匡 富岡
元基 吉川
太介 島本
慶喜 杉本
裕司 堀田
Original Assignee
株式会社豊田自動織機
国立研究開発法人産業技術総合研究所
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    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06H—MARKING, INSPECTING, SEAMING OR SEVERING TEXTILE MATERIALS
    • D06H3/00—Inspecting textile materials
    • D06H3/08—Inspecting textile materials by photo-electric or television means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material

Definitions

  • the present invention relates to a fiber sample evaluation method for evaluating the fineness of a fiber sample, and a fiber sample evaluation system.
  • ⁇ ⁇ There are fiber bundles made of polymer fibers, carbon fibers, etc., and fiber products such as woven fabrics and nonwoven fabrics made of fiber bundles. Fineness and the like of these fiber products are evaluated for quality control.
  • a fiber product is produced by supplying a raw material to a production device and winding the product into a roll. When evaluating a textile product, it is desirable not to cut out a part of the textile product as an evaluation sample.
  • Patent Document 1 discloses an abnormal yarn detection method in the spinning process. According to this detection method, in the solution spinning step, a chemical substance emitted from the traveling yarn spun from the spinneret is detected. Then, the occurrence of an abnormal yarn is detected from the fluctuation in the amount of the chemical substance released from the yarn.
  • Patent Document 2 discloses a method for detecting an absorbent polymer. According to this detection method, first, an X-ray is irradiated to an absorbent article or an absorbent body containing an absorbent polymer. Next, an X-ray irradiation image by X-rays transmitted through the absorbent article or the absorber is obtained. Subsequently, a binarization process is performed on the X-ray irradiation image to obtain a binarization-processed image from which the absorbent polymer is extracted. Then, the dispersion state of the absorbent polymer is two-dimensionally evaluated from the area ratio in the binarized image.
  • Patent Document 1 it is necessary to include a chemical substance used for detection in a product. For this reason, fiber products that can be evaluated for quality are limited. Further, according to the method disclosed in Patent Document 2, image processing such as contrast adjustment, flattening processing, and binarization processing is required for a captured X-ray irradiation image. For this reason, the number of steps required for evaluation increases, which is not preferable.
  • An object of the present invention is to provide a fiber sample evaluation method and a fiber sample evaluation system that can easily evaluate fineness without cutting out the fiber sample.
  • a method for evaluating a fiber sample includes irradiating the fiber sample with X-rays from an X-ray source, and disposing the fiber sample between the X-ray source and the image sensor so as to face the X-ray source.
  • the image sensor captures an X-ray transmission image of the fiber sample, the X-ray transmission luminance obtained from the X-ray transmission image, and the width of the fiber sample among the pixels constituting the light receiving surface of the image sensor. Evaluating the fineness of the fiber sample from a luminance area that is a product of the number of corresponding pixels.
  • a fiber sample evaluation system includes an X-ray source and an image sensor, wherein the image sensor is disposed opposite the X-ray source such that a fiber sample is disposed between the X-ray source and the image sensor.
  • Luminance which is a product of an X-ray transmission luminance obtained from an X-ray transmission image of the fiber sample captured by a sensor and the number of pixels corresponding to the width of the fiber sample among pixels constituting a light receiving surface of the image sensor.
  • An evaluation unit for evaluating the fineness of the fiber sample from the area.
  • FIG. 2A is a diagram schematically illustrating a fiber bundle production line and a fiber sample evaluation system
  • FIG. 2B is a diagram schematically illustrating a fiber sample evaluation system.
  • the figure which shows each process of the evaluation method of a fiber sample (A) is a figure which shows typically the X-ray transmission image of a fiber sample
  • (b) is a figure which shows typically the X-ray transmission image of the fiber sample which reversed X-ray transmission brightness.
  • the figure which shows an X-ray transmission luminance profile typically.
  • the figure which shows the optical photograph of a 1st fiber bundle typically.
  • the figure which shows the optical photograph of a 2nd fiber bundle typically.
  • the figure which shows the optical photograph of a 3rd fiber bundle typically.
  • 9 is a table showing the average luminance area of one fiber bundle in the first to third states.
  • 9 is a table showing average luminance areas of the two fiber bundles in the first to third states.
  • 9 is a table showing average luminance areas of three fiber bundles in the first to third states.
  • the fiber sample is composed of fibers.
  • the fiber sample include a fiber bundle composed of a large number of single fibers, a fiber bundle in which the fiber bundle is covered with a covering yarn, a twisted yarn formed by twisting a large number of single fibers, a woven fabric, a knitted string, and a nonwoven fabric.
  • the single fiber may be an organic fiber or an inorganic fiber, a different kind of organic fiber, a different kind of inorganic fiber, or a mixed fiber obtained by mixing an organic fiber and an inorganic fiber.
  • Organic fibers include acrylic fibers, nylon fibers, polyester fibers, aramid fibers, poly-p-phenylene benzobisoxazole fibers, ultrahigh molecular weight polyethylene fibers, and the like.
  • Inorganic fibers include carbon fibers, glass fibers, and ceramic fibers. And metallic fibers.
  • a fiber sample evaluation system for evaluating a fiber sample will be described.
  • a fiber sample is embodied into a fiber bundle composed of a large number of single fibers.
  • the fiber sample may be any of the fiber samples listed above, in addition to the fiber bundle composed of a large number of single fibers.
  • a fiber bundle 13 serving as a fiber sample is manufactured by the manufacturing apparatus 10. Thereafter, the fiber bundle 13 is conveyed while being tensioned by the plurality of backup rollers 11, and is then wound up by the coiler 12. In the production line, the fiber bundle 13 is transported in the transport direction Y from the production device 10 to the coiler 12.
  • the fiber bundle 13 has a columnar shape.
  • the fiber sample evaluation system 14 of the present embodiment evaluates the fineness of the fiber bundle 13 after the fiber bundle 13 is manufactured by the manufacturing apparatus 10 and before it is wound around the coiler 12.
  • the “fineness” is a ratio of a fiber mass to a fixed length of the fiber bundle 13.
  • the fiber sample evaluation system 14 is disposed between a pair of backup rollers 11 arranged in the transport direction Y of the fiber bundle 13. If the fineness of the fiber bundle 13 can be evaluated between the time when the fiber bundle 13 is manufactured by the manufacturing apparatus 10 and the time when the fiber bundle 13 is wound around the coiler 12, the position of the fiber sample evaluation system 14 may be appropriately changed.
  • the fiber sample evaluation system 14 displays an X-ray source 15, an image sensor 16, an evaluation unit 20 for evaluating the fineness of the fiber bundle 13, and an evaluation result by the evaluation unit 20. And a display device 21.
  • the X-ray source 15 and the image sensor 16 are arranged to face each other such that the fiber bundle 13 is arranged between the X-ray source 15 and the image sensor 16. Accordingly, the fiber bundle 13 is transported in the transport direction Y and passes between the X-ray source 15 and the image sensor 16. Therefore, the passing direction of the fiber bundle 13 matches the transport direction Y.
  • the fiber sample evaluation system 14 irradiates the X-ray L emitted from the X-ray source 15 to the conveyed fiber bundle 13.
  • the fiber sample evaluation system 14 records the X-ray transmission image on the image sensor 16 and records the X-ray transmission luminance included in the X-ray transmission image on the image sensor 16.
  • the X-ray transmission luminance is a dimensionless numerical value obtained by converting the amount of X-ray received by the image sensor 16 on the light receiving surface within the exposure time into a charge amount, and further converting the amount into a charge.
  • the type of the X-rays L emitted from the X-ray source 15 is not particularly limited, and may be any of soft X-rays, X-rays, and hard X-rays.
  • a flat panel type or a line type can be used for the image sensor 16.
  • the reading speed of the received light data is slow.
  • the light receiving data can be continuously obtained by intermittently transporting the fiber bundle 13.
  • the reading speed of the received light data is faster than the transport speed of the fiber bundle 13, the intermittent transport need not be performed.
  • the line-type image sensor 16 has a higher reading speed of received light data than the flat panel-type image sensor 16. For this reason, when the line-type image sensor 16 is used, light receiving data can be obtained while the fiber bundle 13 is continuously conveyed.
  • the image sensor 16 records the X-ray transmission luminance of the fiber bundle 13 as RAW data or an image format file.
  • image format files include Bitmap (.bmp), Tagged Image File Format (.tiff), and Join Photographic Experts Group (.jpg).
  • the image sensor 16 records the X-ray transmission luminance in a gray scale of 8 bits (256 gradations) or more and 32 bits (4294929696 gradations) or less.
  • a 1-bit gray scale of 2 tones and a 2-bit gray scale of 4 tones are not preferable because it is difficult to evaluate the fineness of the fiber bundle 13 described later. Further, if the number of bits is less than 8 bits, it is difficult to evaluate the fineness of the fiber bundle 13, which is not preferable.
  • the grayscale gradation is expressed by a bit number larger than 32 bits, the fineness of the fiber bundle 13 can be evaluated, but the amount of data recorded by the image sensor 16 becomes too large, which is not preferable.
  • the evaluation accuracy of the fineness of the fiber bundle 13 decreases.
  • a mechanism for automatically detecting underexposure and overexposure included in the X-ray transmission luminance and a mechanism capable of adjusting the intensity of X-rays, the sensitivity of the detector, the transport speed, etc. based on the mechanism have been developed. Is preferably incorporated in the evaluation unit 20.
  • Evaluation unit 20 is connected to image sensor 16 by signal.
  • the evaluation unit 20 evaluates the fineness of the fiber bundle 13 using information on the X-ray transmission luminance obtained from the image sensor 16. Specifically, the evaluation unit 20 determines the quality of the fiber bundle 13 using the X-ray transmission luminance. A method for evaluating the fineness of the fiber bundle 13 will be described later.
  • the evaluation unit 20 is signal-connected to the display device 21.
  • the display device 21 displays the determination result of the quality of the fiber bundle 13 evaluated by the evaluation unit 20.
  • the fiber bundle 13 as a fiber sample is imaged (step S11).
  • the X-rays L emitted from the X-ray source 15 are applied to the fiber bundle 13 transported in the transport direction Y, that is, the fiber bundle 13 passing between the X-ray source 15 and the image sensor 16.
  • An X-ray transmission image of the fiber bundle 13 is recorded on the image sensor 16.
  • the X-ray transmission luminance is 8 bits
  • the X-ray transmission image of the fiber bundle 13 is recorded on the image sensor 16 by a gray scale of 256 gradations.
  • the X-ray transmission luminance becomes white (luminance 255 in the case of 8 bits) when the X-rays L are not absorbed by the fiber bundle 13 at all and are received by the image sensor 16.
  • the X-ray transmission luminance becomes black (the luminance is 0 in the case of 8 bits). Therefore, as shown in FIG. 3A, in the X-ray transmission image of the fiber bundle 13 captured by the image sensor 16, the fiber bundle 13 is theoretically black or gray, and the fiber bundle 13 is not present. The part becomes white.
  • the X-ray transmission luminance between white (luminance 255) and black (luminance 0) changes according to the fineness of the fiber bundle 13 according to the Lambert-Beer law.
  • step S12 an inversion process of the X-ray transmission luminance is performed (step S12).
  • the evaluation of the fineness of the fiber bundle 13 by the fiber sample evaluation system 14 uses X-ray transmission luminance. Specifically, the fineness of the fiber bundle 13 is evaluated using a luminance area obtained from the product of the X-ray transmission luminance and the width of the fiber bundle 13. In order to obtain the luminance area, it is necessary to rearrange the portion where the fiber bundle 13 exists from the portion where the fiber bundle 13 does not exist based on the luminance. Therefore, the X-ray transmission luminance recorded on the image sensor 16 is inverted.
  • the obtained X-ray transmission image is inverted between white and black in the portion of the fiber bundle 13 and the portion without the fiber bundle 13. Further, by performing the reversing process, the X-ray transmission luminance of the fiber bundle 13 is quantified.
  • the X-ray transmission luminance profile of the fiber bundle 13 is formed by associating the X-ray transmission luminance obtained by the inversion processing with the width of the fiber bundle 13.
  • FIG. 4 shows an X-ray transmission luminance profile generated by associating the X-ray transmission luminance of the fiber bundle 13 with the width of the fiber bundle 13.
  • the vertical axis in FIG. 4 corresponds to the X-ray transmission luminance
  • the horizontal axis corresponds to the width of the fiber bundle 13.
  • the light receiving surface of the image sensor 16 is composed of a plurality of pixels.
  • the minimum unit constituting the light receiving surface is a pixel.
  • the direction orthogonal to the transport direction Y of the fiber bundle 13 is the width direction. That is, the width of the fiber bundle 13 is the number of pixels arranged in the width direction of the fiber bundle 13 in the projected portion where the fiber bundle 13 is projected on the image sensor 16.
  • the X-ray transmission luminance profile of the cylindrical fiber bundle 13 is semi-elliptical.
  • the shape of the fiber bundle 13 changes from the columnar shape, although not shown, the shape of the X-ray transmission luminance profile changes from a semi-elliptical shape.
  • the shape of the X-ray transmission luminance profile is a semicircle. Similar.
  • the X-ray transmission luminance profile is similar to a flat semi-elliptical shape as compared with the cylindrical fiber bundle 13. . Therefore, the shape of the fiber bundle 13 can be evaluated from the shape of the X-ray transmission luminance profile of the fiber bundle 13.
  • the luminance of the portion where the fiber bundle 13 does not exist is theoretically 0.
  • a line connecting the portions of the luminance 0 in the width direction becomes the base line BL.
  • the X-ray transmission brightness around the fiber bundle 13 may be other than 0 due to the absorption of the X-rays L by the moisture in the air or the production tolerance of the image sensor 16.
  • the baseline BL is represented by a linear function or a quadratic function, and the accuracy of the luminance area may be reduced in the calculation of the luminance area. Therefore, when the X-ray transmission luminance around the fiber bundle 13 is equal to or more than 1/100 of the X-ray transmission luminance of the fiber bundle 13 (YES in step S13), the base line BL is corrected (step S14).
  • the process proceeds to step S15.
  • the fitting range of the baseline BL is specified by specifying the range in advance or changing the range according to fluctuations in the position of the fiber.
  • step S15 a luminance area is calculated.
  • the X-ray transmission luminance changes according to the fineness of the fiber bundle 13 according to Lambert-Beer's law.
  • the fineness of the fiber bundle 13 increases, that is, when the fiber mass for a certain length of the fiber bundle 13 increases, the X-ray transmission luminance increases.
  • the fineness of the fiber bundle 13 decreases, that is, if the mass of the fiber for a certain length of the fiber bundle 13 decreases, the X-ray transmission luminance decreases.
  • the fineness of the fiber bundle 13 is obtained by multiplying the product of the X-ray transmission luminance of the fiber bundle 13 (the unit is dimensionless and denoted by ( ⁇ )) and the width (unit is pixel) of the fiber bundle 13 on the image sensor 16 as “ It is quantitatively evaluated by defining “luminance area (unit is pixel ⁇ ⁇ )”.
  • the luminance area is calculated by the following equation 1.
  • Brightness area X-ray transmission brightness / fiber bundle width ... Equation 1
  • the X-ray transmission luminance profile shows the X-ray transmission luminance of each pixel.
  • the product of the X-ray transmission luminance and the width of the fiber bundle 13 is the area of a portion surrounded by the X-ray transmission luminance profile. This area is the luminance area. Therefore, it indicates that the fineness of the fiber bundle 13 increases as the luminance area increases. By defining the luminance area of the fiber bundle 13 in this way, the fineness of the fiber bundle 13 can be quantitatively evaluated.
  • the fineness of the fiber bundle 13 may be evaluated using a luminance volume (unit: pixel 2 %) In which the length (unit: pixel) of the fiber bundle 13 is added to the luminance area.
  • the brightness volume is calculated by the following equation (2).
  • Brightness volume X-ray transmission brightness / width of fiber bundle / length of fiber bundle ... Equation 2
  • the fineness of the fiber bundle 13 may be evaluated as fineness including length information by using an average luminance area (unit: ⁇ ) which is the X-ray transmission luminance per unit length of the fiber bundle 13. .
  • the average luminance area is calculated by the following Expression 3.
  • Average luminance area X-ray transmission luminance per unit length / fiber bundle width ... Equation 3
  • the X-ray transmission luminance of the standard sample whose fineness is known may be always recorded in the same field of view as that of the fiber bundle 13, and the fineness of the fiber bundle 13 may be evaluated as a ratio of the fineness of the standard sample.
  • the evaluation unit 20 performs the process of step S15. That is, the evaluation unit 20 calculates the luminance area, the luminance volume, and the average luminance area, respectively.
  • step S16 the evaluation unit 20 compares the calculated luminance area, the luminance volume, and the average luminance area with a preset threshold to determine the quality of the fiber bundle 13.
  • the evaluation unit 20 outputs to the display device 21 a signal relating to the determination result of the quality of the fiber bundle 13.
  • the display device 21 displays the determination result of the quality of the fiber bundle 13.
  • the evaluation unit 20 calculates the luminance areas at a plurality of locations in the transport direction Y (passing direction) of the fiber bundle 13 different from each other, and calculates a variation in fineness along the transport direction Y of the fiber bundle 13 from the plurality of luminance areas. That is, the variation in fineness along the longitudinal direction of the fiber bundle 13 may be evaluated.
  • the following effects can be obtained.
  • the X-ray L is emitted from the X-ray source 15 toward the fiber bundle 13.
  • the fineness of the fiber bundle 13 is evaluated using the X-ray transmission luminance obtained from the X-ray transmission image captured by the image sensor 16. Therefore, the fineness of the fiber bundle 13 can be quantitatively evaluated on a production line without cutting out a part of the fiber bundle 13 as an evaluation sample.
  • the present method is a method of evaluating the fiber bundle 13 using a luminance area obtained from a product of the X-ray transmission luminance obtained by the image sensor 16 and the width of the fiber bundle 13.
  • the X-ray transmission luminance is a value obtained from the X-ray transmission image
  • the width of the fiber bundle 13 is a dimension on the image sensor 16. Therefore, much processing is not required to obtain a luminance area. Therefore, the evaluation of the fiber bundle 13 can be easily performed on the production line of the fiber bundle 13.
  • the X-ray transmission luminance profile is a graph in which the X-ray transmission luminance is associated with the width of the fiber bundle 13. Further, the X-ray transmission luminance is a value that varies according to the amount of fibers. Therefore, the shape of the fiber bundle 13 in the width direction can be evaluated in a non-contact manner by the shape of the X-ray transmission luminance profile.
  • the fineness of the fiber bundle 13 can be quantified as a luminance area. Therefore, the evaluation of the fineness of the fiber bundle 13 is further facilitated.
  • Example 1 [Evaluation by X-ray transmission luminance profile and luminance area] Three fiber bundles (length 23.2 mm) were used as a fiber sample using a fiber sample evaluation system 14 (manufactured by Beamsense, Inc .: FLEX-M345). Of the three fiber bundles, the fiber bundle shown in FIG. 5 is a first fiber bundle S1, the fiber bundle shown in FIG. 6 is a second fiber bundle S2, and the fiber bundle shown in FIG. 7 is a third fiber bundle S3.
  • the first to third fiber bundles S1 to S3 were irradiated with X-rays L from the X-ray source 15 and batch-imaged by the image sensor 16.
  • the X-ray transmission image was stored in the image sensor 16 in an 8-bit Bitmap (.bmp) format.
  • the intensity of the X-rays and the exposure time were adjusted so that the X-ray transmission image did not suffer from underexposure and overexposure.
  • FIGS. 8 to 10 show the X-ray transmission luminance profiles after the baseline correction.
  • FIG. 8 shows an X-ray transmission luminance profile of the first fiber bundle S1.
  • FIG. 9 shows an X-ray transmission luminance profile of the second fiber bundle S2.
  • FIG. 10 shows an X-ray transmission luminance profile of the third fiber bundle S3.
  • the luminance area was determined by numerically integrating the X-ray transmission luminance profiles (FIGS. 8 to 10) subjected to the baseline correction using Origin, which is a graph creation and data analysis software.
  • the luminance area of the first fiber bundle S1 is 1725 (pixel-), the luminance area of the second fiber bundle S2 is 3706 (pixel-), and the luminance area of the third fiber bundle S3 is 1149 (pixel-). )Met.
  • the weight of the first fiber bundle S1 was 17 mg, the weight of the second fiber bundle S2 was 35 mg, and the weight of the third fiber bundle S3 was 7 mg.
  • the X-ray transmission luminance profiles represent the shapes of the first to third fiber bundles S1 to S3.
  • the difference in the shape of the fiber bundle can be evaluated.
  • the difference in the shape of the fiber bundle can also be evaluated by comparing the luminance areas of the first to third fiber bundles S1 to S3. These comparisons indicated that the thickest second fiber bundle S2 had the highest fineness, and the thinnest third fiber bundle S3 had the lowest fineness.
  • Luminance area of the first to third fiber bundle S1 ⁇ S3 (pixel ⁇ -), the by multiplying the length 1400Pixel, luminance volume - was determined (pixel 2 ⁇ ).
  • the brightness volume of the first fiber bundle S1 is 2415000 (pixel 2 ⁇ ⁇ )
  • the brightness volume of the second fiber bundle S2 is 5188400 (pixel 2 ⁇ ⁇ )
  • the brightness volume of the third fiber bundle S3 is 1608600 (pixel). 2 )-).
  • the difference in the shape of the fiber bundle can be evaluated by comparing the brightness volumes of the first to third fiber bundles S1 to S3. These comparisons indicated that the thickest second fiber bundle S2 had the highest fineness, and the thinnest third fiber bundle S3 had the lowest fineness.
  • FIGS. 11 to 13 show the X-ray transmission luminance profiles after the baseline correction.
  • FIG. 11 shows an X-ray transmission luminance profile of the first fiber bundle S1.
  • FIG. 12 shows an X-ray transmission luminance profile of the second fiber bundle S2.
  • FIG. 13 shows an X-ray transmission luminance profile of the third fiber bundle S3.
  • the average luminance area ( ⁇ ) was determined by numerically integrating the X-ray transmission luminance profiles shown in FIGS. 11 to 13 that had been subjected to the baseline correction using Origin, which is a graph creation and data analysis software.
  • the average brightness area (-) of the first fiber bundle S1 was 1475
  • the average brightness area (-) of the second fiber bundle S2 was 2987
  • the average brightness area (-) of the third fiber bundle S3 was 612.
  • the difference in the shape of the fiber bundle can be evaluated by comparing the average luminance areas.
  • Example 2 Evaluation based on average luminance area when shape is changed. Using the same method as in Example 1, X-ray transmission luminance profiles of the fiber bundles 1 to 5 were formed, and the average luminance area ( ⁇ ) was calculated.
  • the average brightness area ( ⁇ ) was determined for each of the five fiber bundles 1 to 5 as a first state in which the fiber bundles were not loosened, a second state in which the fiber bundles were slightly loosened, and a third state in which the fiber bundles were loosened more than the second state. The result is shown in FIG.
  • Example 3 [Evaluation based on average luminance area when the number is changed] Except that two or three fiber bundles 1 to 5 of Example 2 were prepared and arranged in parallel, as in Example 2, the first state, the second state, and the third state were as follows. Each average luminance area (-) was determined. The result when two fiber bundles are arranged is shown in FIG. 15, and the result when three fiber bundles are arranged is shown in FIG.
  • the average brightness area of the fiber bundles 1 to 5 is substantially constant regardless of the state of the fiber bundle. From this result, it was found that the average luminance area did not depend on the amount of space between the fiber bundles. Further, it shows that the average luminance area (-) increases twice or three times as the number of the fiber bundles 1 to 5 increases. From this result, it was found that there was a positive correlation between the fineness evaluated from the X-ray transmission luminance and the weight of the fiber bundle.
  • the above embodiment may be modified as follows.
  • the fineness may be evaluated not by the evaluation unit 20 but by a person.
  • the display device 21 may be omitted from the fiber sample evaluation system 14.
  • the fiber sample evaluation method and the fiber sample evaluation system 14 may be employed.

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Abstract

まず、繊維束に向けてＸ線源からＸ線Ｌを照射し、Ｘ線源に対向配置されたイメージセンサによって繊維束のＸ線透過像を撮像する。次に、イメージセンサで撮像されたＸ線透過像から得られるＸ線透過輝度と、イメージセンサの受光面を構成する画素のうち繊維束の幅に対応する画素の数との積である輝度面積から、繊維束の繊度を評価する。

Description

繊維試料の評価方法及び繊維試料評価システム
　本発明は、繊維試料の繊度を評価する繊維試料の評価方法、及び繊維試料評価システムに関する。
　高分子繊維や炭素繊維等からなる繊維束、繊維束からなる織布、不織布といった繊維製品がある。これらの繊維製品では、品質管理のため、繊度等が評価されている。通常、繊維製品は、原料を製造装置に供給して生産されたものがロール状に巻き取られて、製造される。また、繊維製品を評価する場合、繊維製品の一部を評価試料として切り出さないことが望ましい。
　特許文献１は、紡糸工程における異常糸検出方法を開示する。この検出方法によれば、溶液紡糸工程において、紡糸口金から紡出されて走行する糸条から放出される化学物質を検出する。そして、糸条から放出された化学物質の量変動から、異常糸の発生を検知する。
　また、特許文献２は、吸収性ポリマーの検出方法を開示する。この検出方法によれば、まず、吸収性ポリマーを含む吸収性物品又は吸収体に、Ｘ線を照射する。次に、吸収性物品又は吸収体を透過したＸ線によるＸ線照射画像を得る。続いて、Ｘ線照射画像に対して二値化処理を行い、吸収性ポリマーを抽出した二値化処理画像を得る。そして、二値化処理画像における面積率から、吸収性ポリマーの分散状態を２次元的に評価する。
　しかしながら、特許文献１の方法では、検出に用いる化学物質を製品に含ませる必要がある。このため、品質評価できる繊維製品が限られてしまう。また、特許文献２の方法では、撮影したＸ線照射画像に対して、コントラスト調整、平坦化処理、二値化処理等の画像処理が必要となる。このため、評価に要する工程の数が多くなり、好ましくない。
特開２００５－１５４９９９号公報 特開２０１４－１２６５３４号公報
　本発明の目的は、繊維試料を切り出すことなく繊度の評価を容易に行うことができる繊維試料の評価方法及び繊維試料評価システムを提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、繊維試料の評価方法が提供される。その方法は、繊維試料に向けてＸ線源からＸ線を照射することと、前記Ｘ線源とイメージセンサとの間に前記繊維試料が配置されるように前記Ｘ線源に対向配置されたイメージセンサによって、前記繊維試料のＸ線透過像を撮像することと、前記Ｘ線透過像から得られるＸ線透過輝度と、前記イメージセンサの受光面を構成する画素のうち前記繊維試料の幅に対応する画素の数との積である輝度面積から、前記繊維試料の繊度を評価することとを備える。
　上記課題を解決するため、本発明の第二の態様によれば、繊維試料評価システムが提供される。そのシステムは、Ｘ線源と、イメージセンサであって、前記Ｘ線源と前記イメージセンサとの間に繊維試料が配置されるように前記Ｘ線源に対向配置されたイメージセンサと、前記イメージセンサによって撮像された前記繊維試料のＸ線透過像から得られるＸ線透過輝度と、前記イメージセンサの受光面を構成する画素のうち前記繊維試料の幅に対応する画素の数の積である輝度面積から、前記繊維試料の繊度を評価する評価部とを有する。
（ａ）は繊維束の製造ライン及び繊維試料評価システムを模式的に示す図、（ｂ）は繊維試料評価システムを模式的に示す図。 繊維試料の評価方法の各工程を示す図。 （ａ）は繊維試料のＸ線透過像を模式的に示す図、（ｂ）はＸ線透過輝度を反転させた繊維試料のＸ線透過像を模式的に示す図。 Ｘ線透過輝度プロファイルを模式的に示す図。 第１繊維束の光学写真を模式的に示す図。 第２繊維束の光学写真を模式的に示す図。 第３繊維束の光学写真を模式的に示す図。 第１繊維束のＸ線透過輝度プロファイルを示す図。 第２繊維束のＸ線透過輝度プロファイルを示す図。 第３繊維束のＸ線透過輝度プロファイルを示す図。 第１繊維束の長さ当たりのＸ線透過輝度プロファイルを示す図。 第２繊維束の長さ当たりのＸ線透過輝度プロファイルを示す図。 第３繊維束の長さ当たりのＸ線透過輝度プロファイルを示す図。 １つの繊維束の第１～第３状態での平均輝度面積を示す表。 ２つの繊維束の第１～第３状態での平均輝度面積を示す表。 ３つの繊維束の第１～第３状態での平均輝度面積を示す表。
　以下、繊維試料の評価方法及び繊維試料評価システムを具体化した一実施形態を図１～図１６にしたがって説明する。
　まず、繊維試料について説明する。繊維試料は、繊維で構成されている。繊維試料としては、多数の単繊維から構成される繊維束、繊維束をカバーリング糸でカバーした繊維束、多数の単繊維を撚って形成された撚糸、織布、編紐、不織布などがある。単繊維は、有機繊維又は無機繊維でもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維でもよい。有機繊維としては、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリ－ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等が挙げられ、無機繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、メタリック繊維等が挙げられる。
　次に、繊維試料を評価する繊維試料評価システムについて説明する。以下の説明では、繊維試料を、多数の単繊維から構成された繊維束に具体化する。繊維試料は、多数の単繊維から構成される繊維束以外に、上記に列記した繊維試料であってもよい。
　図１（ａ）に示すように、繊維試料となる繊維束１３は、製造装置１０によって製造される。その後、繊維束１３は、複数のバックアップローラ１１によってテンションが加えられた状態で搬送されてから、コイラ１２に巻き取られる。製造ラインでは、繊維束１３は、製造装置１０からコイラ１２に向かう搬送方向Ｙに搬送される。また、繊維束１３は円柱状である。
　本実施形態の繊維試料評価システム１４は、繊維束１３が製造装置１０で製造されてからコイラ１２に巻き取られるまでの間に、繊維束１３の繊度を評価する。「繊度」は、繊維束１３の一定の長さに対する繊維質量の割合である。
　繊維試料評価システム１４は、繊維束１３の搬送方向Ｙに並ぶ一対のバックアップローラ１１の間に配置されている。繊維束１３が製造装置１０で製造されてからコイラ１２に巻き取られるまでの間に繊維束１３の繊度を評価できれば、繊維試料評価システム１４の位置は、適宜変更してもよい。
　図１（ｂ）に示すように、繊維試料評価システム１４は、Ｘ線源１５と、イメージセンサ１６と、繊維束１３の繊度を評価する評価部２０と、評価部２０による評価結果を表示する表示装置２１とを有する。Ｘ線源１５及びイメージセンサ１６は、Ｘ線源１５とイメージセンサ１６との間に繊維束１３が配置されるように、対向配置されている。よって、繊維束１３は、搬送方向Ｙへ搬送されるとともに、Ｘ線源１５とイメージセンサ１６の間を通過する。したがって、繊維束１３の通過方向は、搬送方向Ｙと一致する。
　繊維試料評価システム１４は、Ｘ線源１５から照射されたＸ線Ｌを、搬送される繊維束１３に照射する。また、繊維試料評価システム１４は、Ｘ線透過像をイメージセンサ１６に記録するとともに、Ｘ線透過像に含まれるＸ線透過輝度をイメージセンサ１６に記録する。Ｘ線透過輝度は、露光時間内にイメージセンサ１６が受光面で受光したＸ線量を電荷量に変換し更に数値に変換した無次元の数値である。Ｘ線源１５から照射されるＸ線Ｌの種類は、特に限定されず、軟Ｘ線、Ｘ線、硬Ｘ線のいずれのＸ線であってもよい。
　イメージセンサ１６には、フラットパネル型又はライン型のいずれも用いることができる。一般的に、フラットパネル型のイメージセンサ１６では、受光データの読み出し速度が遅い。このため、フラットパネル型のイメージセンサ１６を用いた場合、繊維束１３を間欠搬送することによって、受光データを連続的に得ることができる。ただし、繊維束１３の搬送速度よりも受光データの読み出し速度が速い場合は、間欠搬送をしなくてもよい。
　また、一般的に、ライン型のイメージセンサ１６では、受光データの読み出し速度が、フラットパネル型のイメージセンサ１６と比較して高速である。このため、ライン型のイメージセンサ１６を用いた場合、繊維束１３を連続搬送しながら、受光データを得ることができる。
　イメージセンサ１６は、繊維束１３のＸ線透過輝度を、ＲＡＷデータ又は画像形式ファイルとして記録する。画像形式ファイルとしては、Bitmap(.bmp)、Tagged Image File Format(.tiff)、Join Photographic Experts Group(.jpg)が挙げられる。
　また、イメージセンサ１６は、Ｘ線透過輝度を８ビット（２５６階調）以上でかつ３２ビット（４２９４９６７２９６階調）以下のグレースケールで記録する。１ビットの２階調のグレースケールや、２ビットの４階調のグレースケールは、後述する繊維束１３の繊度を評価し難いため、好ましくない。また、８ビット未満でも、繊維束１３の繊度を評価し難いため、好ましくない。一方、３２ビットより大きいビット数でグレースケールの階調を表現した場合、繊維束１３の繊度は評価できるものの、イメージセンサ１６で記録するデータ量が大きくなりすぎるため、好ましくない。
　ただし、Ｘ線透過輝度に黒つぶれや白飛びしたデータが含まれていると、繊維束１３の繊度の評価精度が低下する。このため、Ｘ線透過輝度に含まれる黒つぶれや白飛びを自動検出する機構およびそれをもとにX線の強度や検出器の感度、搬送速度等の調整できる機構を、繊維試料評価システム１４の評価部２０に組込んでおくことが好ましい。
　評価部２０は、イメージセンサ１６に信号接続されている。評価部２０は、イメージセンサ１６から得られるＸ線透過輝度に関する情報を用いて、繊維束１３の繊度を評価する。具体的には、評価部２０は、Ｘ線透過輝度を用いて、繊維束１３の良否を判定する。繊維束１３の繊度の評価方法は、後述する。評価部２０は、表示装置２１に信号接続されている。表示装置２１は、評価部２０によって評価された繊維束１３の良否の判定結果を表示する。
　次に、繊維試料評価システム１４による繊維束１３の評価方法について、図２を用いて説明する。
　繊維束１３の評価方法では、まず、繊維試料である繊維束１３を撮像する（ステップＳ１１）。このとき、Ｘ線源１５から射出されたＸ線Ｌが、搬送方向Ｙに搬送される繊維束１３、つまり、Ｘ線源１５とイメージセンサ１６の間を通過する繊維束１３に照射される。イメージセンサ１６には、繊維束１３のＸ線透過像が記録される。Ｘ線透過輝度が８ビットの場合、繊維束１３のＸ線透過像は、２５６階調のグレースケールによってイメージセンサ１６に記録される。
　Ｘ線透過輝度は、Ｘ線Ｌが繊維束１３に全く吸収されずイメージセンサ１６に受光された場合、白色（８ビットの場合は輝度２５５）となる。一方、Ｘ線透過輝度は、Ｘ線Ｌが繊維束１３に全て吸収されイメージセンサ１６がＸ線を受光しなかった場合、黒色（８ビットの場合は輝度０）となる。このため、図３（ａ）に示すように、イメージセンサ１６によって撮像された繊維束１３のＸ線透過像において、理論上は、繊維束１３の部分が黒やグレーとなり、繊維束１３の無い部分が白くなる。白色（輝度２５５）と黒色（輝度０）との間におけるＸ線透過輝度は、ランベルト・ベールの法則に従い、繊維束１３の繊度によって変化する。
　図２に示すように、ステップＳ１１の次にＸ線透過輝度の反転処理を行う（ステップＳ１２）。
　繊維試料評価システム１４による繊維束１３の繊度の評価には、Ｘ線透過輝度を用いる。具体的には、Ｘ線透過輝度と繊維束１３の幅との積から得られる輝度面積を用いて、繊維束１３の繊度を評価する。輝度面積を得るには、繊維束１３が存在しない部分から繊維束１３が存在する部分を輝度に基づいて並べ替える必要がある。よって、イメージセンサ１６に記録されたＸ線透過輝度を反転させる。
　図３（ｂ）に示すように、Ｘ線透過輝度を反転させると、得られるＸ線透過像は、繊維束１３の部分と、繊維束１３の無い部分とで白と黒が反転する。また、反転処理を行うことで、繊維束１３のＸ線透過輝度が数値化される。Ｘ線透過輝度を反転させる方法として、Ｘ線透過輝度がＲＡＷデータとして記録されている場合は数値計算ソフトウェアを用い、Ｘ線透過輝度が画像形式ファイルとして記録されている場合は画像処理ソフトウェアを用いる。そして、反転処理によって得られたＸ線透過輝度を、繊維束１３の幅に対応付けることにより、繊維束１３のＸ線透過輝度プロファイルが形成される。
　図４は、繊維束１３のＸ線透過輝度を繊維束１３の幅に対応付けて生成されたＸ線透過輝度プロファイルを示す。図４の縦軸は、Ｘ線透過輝度に対応し、横軸は、繊維束１３の幅に対応する。ここで、繊維束１３の幅について説明する。イメージセンサ１６の受光面は、複数の画素によって構成されている。受光面を構成する最小単位が画素（ｐｉｘｅｌ）である。また、繊維束１３の搬送方向Ｙに直交する方向が幅方向である。つまり、繊維束１３の幅とは、繊維束１３がイメージセンサ１６上に投影された投影部分において繊維束１３の幅方向に並ぶ画素の数である。
　図４に示すように、円柱状の繊維束１３のＸ線透過輝度プロファイルは半楕円形となる。繊維束１３の形状が円柱状から変化すると、図示しないが、Ｘ線透過輝度プロファイルの形状は半楕円形から変化する。例えば、Ｘ線源１５とイメージセンサ１６とが対向する方向及び繊維束１３の搬送方向Ｙの両方と直交する方向に繊維束１３が扁平であれば、Ｘ線透過輝度プロファイルの形状は半円形と類似する。また、Ｘ線源１５とイメージセンサ１６とが対向する方向に繊維束１３が扁平であれば、Ｘ線透過輝度プロファイルは、円柱状の繊維束１３のときよりも扁平な半楕円形と類似する。よって、繊維束１３のＸ線透過輝度プロファイルの形状から、繊維束１３の形状を評価することが可能である。
　Ｘ線透過輝度プロファイルにおいて、繊維束１３が存在しない部分の輝度は、理論上は０である。輝度０の部分を幅方向に繋いだラインが、ベースラインＢＬとなる。しかし、Ｘ線Ｌが空気中の水分によって吸収されたり、イメージセンサ１６が製造公差を有することによって、繊維束１３周辺のＸ線透過輝度が０以外の場合がある。この場合は、ベースラインＢＬが一次関数や二次関数で表され、上述した輝度面積の算出の際、輝度面積の精度が低下する虞がある。そこで、繊維束１３周辺のＸ線透過輝度が繊維束１３のＸ線透過輝度の１／１００以上となる場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ベースラインＢＬの補正を行う（ステップＳ１４）。
　ベースラインＢＬを一次関数で表すことができれば、ベースラインＢＬの補正には、一次関数を用いたフィッティングが行われる。ベースラインＢＬを二次関数で表すことができれば、ベースラインＢＬの補正には、二次関数を用いたフィッティングが行われる。ベースラインＢＬ補正が必要ない場合（ステップＳ１３でＮＯ）、処理がステップＳ１５に移行する。ベースラインＢＬのフィッティング範囲は、あらかじめ範囲を指定するか、繊維の位置の揺らぎ等に応じて範囲を変更しておこなう。
　図２に示すように、ステップＳ１５では、輝度面積を算出する。上記したように、Ｘ線透過輝度は、ランベルト・ベールの法則に従い、繊維束１３の繊度によって変化する。繊維束１３の繊度が高くなれば、つまり、繊維束１３の一定の長さに対する繊維質量が大きくなれば、Ｘ線透過輝度は大きくなる。一方、繊維束１３の繊度が低くなれば、つまり、繊維束１３の一定の長さに対する繊維質量が小さくなれば、Ｘ線透過輝度は小さくなる。
　繊維束１３の繊度は、繊維束１３のＸ線透過輝度（単位は無次元であり（－）と表記）と、イメージセンサ１６上における繊維束１３の幅（単位はｐｉｘｅｌ）との積を「輝度面積（単位はｐｉｘｅｌ・－）」と定義することによって、定量的に評価される。輝度面積は、以下の式１によって算出される。
　輝度面積＝Ｘ線透過輝度・繊維束の幅…式１
　Ｘ線透過輝度プロファイルには、各画素のＸ線透過輝度が表されている。Ｘ線透過輝度と繊維束１３の幅との積は、Ｘ線透過輝度プロファイルで囲まれる部分の面積である。この面積が輝度面積となる。したがって、輝度面積が大きくなるほど、繊維束１３の繊度が高くなることを示している。このように、繊維束１３の輝度面積を定義することにより、繊維束１３の繊度を定量的に評価することができる。
　また、輝度面積に繊維束１３の長さ（単位はｐｉｘｅｌ）を加味した輝度体積（単位はｐｉｘｅｌ２・－）を用いて、繊維束１３の繊度を評価してもよい。
　輝度体積は、以下の式２によって算出される。
　輝度体積＝Ｘ線透過輝度・繊維束の幅・繊維束の長さ…式２
　さらに、繊維束１３の単位長さ当たりのＸ線透過輝度である平均輝度面積（単位は－）を用いて、繊維束１３の繊度を、長さの情報を含んだ繊度として評価してもよい。平均輝度面積は、以下の式３によって算出される。
　平均輝度面積＝単位長さ当たりのＸ線透過輝度・繊維束の幅…式３
　また、繊維束１３の繊度をより定量的に評価するには、Ｘ線源１５の揺らぎを補正することが好ましい。このため、繊度が既知である標準試料のＸ線透過輝度を、常に繊維束１３と同じ視野に入れて記録し、繊維束１３の繊度を、標準試料の繊度の割合として評価してもよい。
　そして、評価部２０がステップＳ１５の処理を行う。つまり、評価部２０は、輝度面積、輝度体積、及び平均輝度面積をそれぞれ算出する。
　ステップＳ１６では、評価部２０が、算出した輝度面積、輝度体積、及び平均輝度面積を、予め設定された閾値と比較して、繊維束１３の良否を判定する。評価部２０は、繊維束１３の良否の判定結果に関する信号を、表示装置２１に出力する。表示装置２１は、繊維束１３の良否の判定結果を表示する。
　また、評価部２０は、繊維束１３の搬送方向Ｙ（通過方向）の異なる複数の箇所で輝度面積を算出し、複数の輝度面積から、繊維束１３の搬送方向Ｙに沿った繊度のばらつき、即ち、繊維束１３の長手方向に沿った繊度のばらつきを評価してもよい。
　上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１）繊維束１３の搬送中、まず、繊維束１３に向けてＸ線源１５からＸ線Ｌが照射される。そして、イメージセンサ１６で撮像されたＸ線透過像から得られるＸ線透過輝度を用いて、繊維束１３の繊度が評価される。このため、繊維束１３の一部を評価試料として切り出すことなく、しかも、製造ライン上で、繊維束１３の繊度を定量的に評価できる。また、本方法は、イメージセンサ１６によって得られるＸ線透過輝度と繊維束１３の幅との積から求められる輝度面積を用いて繊維束１３を評価する方法である。このため、繊維束１３に化学物質を含ませる必要がなく、評価できる繊維束１３が限定されることもない。また、Ｘ線透過輝度はＸ線透過像から得られる値であり、繊維束１３の幅もイメージセンサ１６上の寸法である。このため、輝度面積を得るために多くの処理を必要としない。よって、繊維束１３の評価を容易に、しかも繊維束１３の製造ライン上で行うことができる。
　（２）輝度面積を、繊維束１３の搬送方向（通過方向）の異なる複数の箇所で得ることで、繊維束１３の搬送方向Ｙに沿った繊度のばらつき、即ち、繊維束１３の長手方向に沿った繊度のばらつきを評価できる。
　（３）Ｘ線透過輝度プロファイルは、Ｘ線透過輝度を繊維束１３の幅に対応付けてグラフ化したものである。また、Ｘ線透過輝度は、繊維の量に応じて変動する値である。このため、Ｘ線透過輝度プロファイルの形状によって、繊維束１３の幅方向の形状を非接触で評価できる。
　（４）Ｘ線透過輝度を、例えば、８ビットの２５６階調のグレースケールで記録することで、繊維束１３の繊度を、輝度面積として定量化することができる。よって、繊維束１３の繊度の評価がより一層容易となる。
　以下、上記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
　（実施例１）
　［Ｘ線透過輝度プロファイル及び輝度面積による評価］
　繊維試料評価システム１４（（株）ビームセンス製：ＦＬＥＸ－Ｍ３４５）を用いて、３つの繊維束（長さ２３．２ｍｍ）を繊維試料として用いた。３つの繊維束のうち、図５に示す繊維束を第１繊維束Ｓ１、図６に示す繊維束を第２繊維束Ｓ２、図７に示す繊維束を第３繊維束Ｓ３とする。
　そして、第１～第３繊維束Ｓ１～Ｓ３にＸ線源１５からＸ線Ｌを照射し、イメージセンサ１６でバッチ撮像した。Ｘ線透過像は８ビットのBitmap(.bmp)形式でイメージセンサ１６に保存した。このとき、Ｘ線透過像に黒つぶれおよび白飛びを生じないようにＸ線の強度と露光時間を調節した。
　画像解析ソフトウェアであるＩｍａｇｅＪを用いて、Ｘ線透過像（長さ１４００ｐｉｘｅｌの画像）のＸ線透過輝度を反転させた。次に、第１～第３繊維束Ｓ１～Ｓ３における長手方向中央の位置（長さ７００ｐｉｘｅｌ）のＸ線透過輝度プロファイルを手動によりベースライン補正した。ベースライン補正したＸ線透過輝度プロファイルを、図８～図１０に示す。図８は、第１繊維束Ｓ１のＸ線透過輝度プロファイルを示す。図９は、第２繊維束Ｓ２のＸ線透過輝度プロファイルを示す。図１０は、第３繊維束Ｓ３のＸ線透過輝度プロファイルを示す。
　次に、グラフ作成及びデータ分析ソフトウェアであるＯｒｉｇｉｎを用いて、ベースライン補正を行ったＸ線透過輝度プロファイル（図８～図１０）を数値積分することで、輝度面積を求めた。
　第１繊維束Ｓ１の輝度面積は１７２５（ｐｉｘｅｌ・－）であり、第２繊維束Ｓ２の輝度面積は３７０６（ｐｉｘｅｌ・－）であり、第３繊維束Ｓ３の輝度面積は１１４９（ｐｉｘｅｌ・－）であった。第１繊維束Ｓ１の重量は１７ｍｇであり、第２繊維束Ｓ２の重量は３５ｍｇであり、第３繊維束Ｓ３の重量は７ｍｇであった。
　図８～図１０に示すように、Ｘ線透過輝度プロファイルは、第１～第３繊維束Ｓ１～Ｓ３の形状を表している。Ｘ線透過輝度プロファイルを比較すれば、繊維束の形状の違いを評価できる。また、第１～第３繊維束Ｓ１～Ｓ３の輝度面積を比較しても、繊維束の形状の違いを評価できる。これらの比較から、最も太い第２繊維束Ｓ２の繊度が最も高いことが示され、最も細い第３繊維束Ｓ３の繊度が最も低いことが示された。
　［輝度体積による評価］
　第１～第３繊維束Ｓ１～Ｓ３の輝度面積（ｐｉｘｅｌ・－）に、長さ１４００ｐｉｘｅｌを乗じることによって、輝度体積（ｐｉｘｅｌ２・－）を求めた。第１繊維束Ｓ１の輝度体積は２４１５０００（ｐｉｘｅｌ２・－）であり、第２繊維束Ｓ２の輝度体積は５１８８４００（ｐｉｘｅｌ２・－）であり、第３繊維束Ｓ３の輝度体積は１６０８６００（ｐｉｘｅｌ２・－）であった。
　よって、第１～第３繊維束Ｓ１～Ｓ３の輝度体積を比較しても、繊維束の形状の違いを評価できる。これらの比較から、最も太い第２繊維束Ｓ２の繊度が最も高いことが示され、最も細い第３繊維束Ｓ３の繊度が最も低いことが示された。
　［平均輝度面積による評価］
　第１～第３繊維束Ｓ１～Ｓ３の長手方向にＸ線透過輝度を平均化し、手動によりベースライン補正を行った。ベースライン補正を行ったＸ線透過輝度プロファイルを、図１１～図１３に示す。図１１は、第１繊維束Ｓ１のＸ線透過輝度プロファイルを示す。図１２は、第２繊維束Ｓ２のＸ線透過輝度プロファイルを示す。図１３は、第３繊維束Ｓ３のＸ線透過輝度プロファイルを示す。
　グラフ作成及びデータ分析ソフトウェアであるＯｒｉｇｉｎを用いて、ベースライン補正を行った図１１～図１３に示すＸ線透過輝度プロファイルを数値積分することで、平均輝度面積（－）を求めた。
　第１繊維束Ｓ１の平均輝度面積（－）は１４７５であり、第２繊維束Ｓ２の平均輝度面積（－）は２９８７であり、第３繊維束Ｓ３の平均輝度面積（－）は６１２であった。よって、平均輝度面積の比較によって、繊維束の形状の違いを評価できる。これらの比較から、最も太い第２繊維束Ｓ２の繊度が最も高いことが示され、最も細い第３繊維束Ｓ３の繊度が最も低いことが示された。
　（実施例２）
　［形状変化させた場合の平均輝度面積による評価］
　実施例１と同じ方法を用いて、繊維束１～５のＸ線透過輝度プロファイルを形成するとともに、平均輝度面積（－）を算出した。
　５つの繊維束１～５をそれぞれ、緩めない第１状態、少し緩めた第２状態、及び第２状態よりも緩めた第３状態として、各平均輝度面積（－）を求めた。その結果を図１４に示す。
　（実施例３）
　［数を変化させた場合の平均輝度面積による評価］
　実施例２の繊維束１～５をそれぞれ２つ又は３つ用意しそれらを平行に並べたこと以外は、実施例２と同じように、第１状態、第２状態、及び第３状態として、各平均輝度面積（－）を求めた。繊維束を２つ並べた場合の結果を図１５に示し、繊維束を３つ並べた場合の結果を図１６に示す。
　図１４、図１５、及び図１６から、繊維束１～５は繊維束の状態に関わらず、平均輝度面積がほぼ一定である。この結果から繊維束の間の空間の量に平均輝度面積が依存しないことが分かった。また、繊維束１～５の数の増加に伴い、平均輝度面積（－）が２倍、３倍と増加していることを示している。この結果から、Ｘ線透過輝度から評価した繊度と繊維束の重量との間に正の相関性があることが分かった。
　上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
　繊度の評価は、評価部２０ではなく、人が行ってもよい。
　繊維試料評価システム１４から、表示装置２１を省略してもよい。
　製造ライン上の繊維試料ではなく、繊維試料を製造ライン外で検査する場合に、繊維試料の評価方法及び繊維試料評価システム１４を採用してもよい。

Claims (4)

  1. 繊維試料の評価方法であって、
    　繊維試料に向けてＸ線源からＸ線を照射することと、
    　前記Ｘ線源とイメージセンサとの間に前記繊維試料が配置されるように前記Ｘ線源に対向配置されたイメージセンサによって、前記繊維試料のＸ線透過像を撮像することと、
    　前記Ｘ線透過像から得られるＸ線透過輝度と、前記イメージセンサの受光面を構成する画素のうち前記繊維試料の幅に対応する画素の数との積である輝度面積から、前記繊維試料の繊度を評価することと
    　を備える、繊維試料の評価方法。
  2. 請求項１に記載の繊維試料の評価方法において、
    　前記繊維試料が前記Ｘ線源と前記イメージセンサとの間を通過する方向を通過方向とし、前記繊維試料の前記通過方向の異なる複数の箇所で前記輝度面積を求めることと、
    　複数の前記輝度面積から、前記繊維試料の前記通過方向に沿った繊度のばらつきを評価することと
    　を備える、繊維試料の評価方法。
  3. 請求項１又は２に記載の繊維試料の評価方法において、
    　前記Ｘ線透過輝度と前記繊維試料の幅とを対応付けたＸ線透過輝度プロファイルの形状から、前記繊維試料の形状を評価することを備える、繊維試料の評価方法。
  4. 繊維試料評価システムであって、
    　Ｘ線源と、
    　イメージセンサであって、前記Ｘ線源と前記イメージセンサとの間に繊維試料が配置されるように前記Ｘ線源に対向配置されたイメージセンサと、
    　前記イメージセンサによって撮像された前記繊維試料のＸ線透過像から得られるＸ線透過輝度と、前記イメージセンサの受光面を構成する画素のうち前記繊維試料の幅に対応する画素の数の積である輝度面積から、前記繊維試料の繊度を評価する評価部と
    　を有する、繊維試料評価システム。
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