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JP2018135630A - Process for determining feature of fabric - Google Patents

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JP2018135630A JP2018089130A JP2018089130A JP2018135630A JP 2018135630 A JP2018135630 A JP 2018135630A JP 2018089130 A JP2018089130 A JP 2018089130A JP 2018089130 A JP2018089130 A JP 2018089130A JP 2018135630 A JP2018135630 A JP 2018135630A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide apparatuses, processes, and systems for determining features of a paper-making fabric.SOLUTION: The apparatuses, processes, and systems utilize a representation of a portion of a surface of the fabric, with the representation showing locations and sizes of knuckles and pockets in the surface of the fabric. An image of the portion of the fabric is generated based on the representation. Using the displayed image, an outline is drawn around at least one of the knuckles, and guidelines are drawn such that the guidelines pass through the center of the outlined knuckle, pass through the other knuckles, and form a shape that surrounds areas of the image that correspond to where the pockets are formed between the knuckles. With the outlined knuckle and guidelines, properties that affect the paper-making functionality of the fabric may be calculated.SELECTED DRAWING: Figure 3A

Description

本発明は、製紙用ファブリック(織物)の表面を特性評価することに関する。特定の例では、本発明は、製紙プロセスにおけるウェブの3次元構造の形成に使用されるファブリックの接触表面の特性を決定するための装置、方法、およびシステムに関する。   The present invention relates to characterizing the surface of a papermaking fabric. In particular examples, the present invention relates to an apparatus, method and system for determining the properties of the contact surface of a fabric used to form a three-dimensional structure of a web in a papermaking process.

ティッシュペーパーおよびペーパータオルなどのような紙製品を形成するプロセスでは、製紙ウェブ(製紙原料)が依然として高い変形性を持つ間に、すなわち、製紙ウェブが高い水分含有量を有しているときに、3次元成形が行われる。多くの場合、ウェブのこの3次元成形は、織物であるストラクチャリングファブリック(structuring fabric)の上で行われる。ファブリックは、ファブリックの糸の中のナックル(経糸が緯糸と交差して組織に織り込まれる交差部であって表面に露出される部分)から構成される接触表面を提供し、ポケットは、ナックル間のファブリック中に形成されている。製紙ウェブがファブリックに適用されるときに、ウェブの一部分がナックルに接触し、ウェブの他の部分がポケットの中へ引き込まれる。ファブリックから除去される前に、ウェブは、その形状が固定またはロックされるような程度まで乾燥させられる。それによって、ウェブがファブリックの中のポケットの中へ引き込まれた場所であるドームが、乾燥したウェブの中に形成され、ドームが、完成した紙製品の中に存在している。したがって、紙製品は、ストラクチャリングファブリックのナックルおよびポケット特性によって部分的に形成された独特な3次元構造を有する。   In the process of forming paper products such as tissue paper and paper towels, while the papermaking web (papermaking raw material) is still highly deformable, i.e. when the papermaking web has a high moisture content, 3 Dimensional molding is performed. In many cases, this three-dimensional shaping of the web is performed on a structuring fabric, which is a fabric. The fabric provides a contact surface composed of knuckles in the yarns of the fabric (intersections where the warps intersect the wefts and are woven into the tissue and exposed to the surface), and the pockets are between the knuckles Formed in the fabric. When the papermaking web is applied to the fabric, a portion of the web contacts the knuckle and the other portion of the web is drawn into the pocket. Prior to removal from the fabric, the web is dried to such an extent that its shape is fixed or locked. Thereby, a dome is formed in the dry web, where the web is drawn into a pocket in the fabric, and the dome is present in the finished paper product. Thus, the paper product has a unique three-dimensional structure formed in part by the knuckle and pocket characteristics of the structuring fabric.

ストラクチャリングファブリックの接触表面は、完成した製品の形状に直接的に関係するので、ストラクチャリングファブリックの選定は、望まれている製品の形状に基づくことが多い。しかし、ファブリックの単純な目視検査に基づいて、ストラクチャリングファブリックの接触表面を特性評価することは困難である。ファブリックのナックルは容易に見ることができるが、ナックルのサイズを正確に決定することは困難であり、ナックル間のポケットの面積を決定することは困難であり、製紙プロセスの間に製紙ウェブが引き込まれるポケットの深さを決定することは困難であることが多い。そのため、たとえば、ファブリックの糸パラメータに基づく公式を使用して、ファブリックの接触表面の特性を定量化しようと試みる以前の技法が存在している。しかし、そのような公式は、ファブリックによって形成されることになる紙製品構造の正確な予測を可能にするように、ファブリックの接触表面を特性評価するには十分に正確でないことが多いことが見出されている。さらに、接触領域特性は、ファブリックが製紙機械の上で走らされるときに、変化することになることが多い。たとえば、ファブリックの表面上の摩耗は、一般的に、ナックルの長さを増加させることになり、それによって、ファブリックによってウェブの上に与えられることになる構図を変化させる。したがって、最初のファブリック構成に適用される接触表面特性を決定するための公式は、時間の経過とともに摩耗したファブリックに必ずしも適用されることにはならない。   Since the contact surface of the structuring fabric is directly related to the shape of the finished product, the selection of the structuring fabric is often based on the desired product shape. However, it is difficult to characterize the contact surface of the structuring fabric based on a simple visual inspection of the fabric. Although the fabric knuckle can be easily seen, it is difficult to accurately determine the size of the knuckle, it is difficult to determine the area of the pocket between the knuckles, and the papermaking web is pulled in during the papermaking process It is often difficult to determine the depth of the pockets that will be made. Thus, there are previous techniques that attempt to quantify the properties of the contact surface of the fabric using, for example, a formula based on the yarn parameters of the fabric. However, such formulas are often not accurate enough to characterize the contact surface of the fabric so as to allow an accurate prediction of the paper product structure that will be formed by the fabric. Has been issued. Furthermore, the contact area characteristics will often change when the fabric is run on a paper machine. For example, wear on the surface of the fabric will generally increase the length of the knuckle, thereby changing the composition that will be imparted on the web by the fabric. Thus, the formula for determining the contact surface properties that apply to the initial fabric configuration does not necessarily apply to fabrics that have worn over time.

したがって、製紙プロセスにおいて使用されるストラクチャリングファブリックの接触領域特性を正確に特性評価するための技法を提供することが有益であることになる。そのうえ、ファブリックが製紙機械の上に装着されながら、ファブリックが時間の経過とともに摩耗するときの接触領域特性を容易に決定することができる技法を提供することが有益であることになる。   Accordingly, it would be beneficial to provide a technique for accurately characterizing the contact area characteristics of a structuring fabric used in a papermaking process. Moreover, it would be beneficial to provide a technique that can easily determine contact area characteristics as the fabric wears over time while the fabric is mounted on a paper machine.

米国特許第7,494,563号明細書US Pat. No. 7,494,563 米国特許第6,350,336号明細書US Pat. No. 6,350,336

第1の態様によれば、本発明は、ファブリックの特徴を決定する方法を提供する。当該方法は、ファブリックの表面の一部分の表現を形成するステップであって、当該表現は、ファブリックの表面の中のナックル(経糸が緯糸と交差して組織に織り込まれる交差部であって表面に露出される部分)およびポケットの場所およびサイズを示す、ステップと、表現に基づいて、ファブリックの表面の一部分のイメージを生成するステップと、プロセッサを有するコンピュータに関連付けられた画面上に、イメージの少なくとも一部分を表示するステップと、表示されたイメージ内でナックルのうちの少なくとも1つの周りに輪郭を描くステップとを含む。方法は、表示されたイメージ内にガイドラインを描くステップであって、ガイドラインが(i)輪郭を描かれたナックルの中心を通過し、(ii)他のナックルを通過し、(iii)ポケットがナックル間に形成されている場所に対応するイメージの領域を取り囲む形状を形成するように描く、ステップをさらに含む。輪郭およびガイドラインは、非一時的なコンピュータ可読媒体内に保存されているイメージ解析プログラムを使用して描かれる。   According to a first aspect, the present invention provides a method for determining fabric characteristics. The method includes forming a representation of a portion of the surface of the fabric, the representation being a knuckle in the surface of the fabric (an intersection where the warp intersects the weft and is woven into the tissue and exposed to the surface). At least a portion of the image on a screen associated with a computer having a processor, and a step of generating an image of a portion of the surface of the fabric based on the representation; And contouring around at least one of the knuckles in the displayed image. The method is the step of drawing a guideline in the displayed image, wherein the guideline passes through (i) the center of the outlined knuckle, (ii) passes through the other knuckle, and (iii) the pocket knuckles The method further includes the step of drawing to form a shape surrounding an area of the image corresponding to the location formed therebetween. The contours and guidelines are drawn using an image analysis program stored in a non-transitory computer readable medium.

第2の態様によれば、本発明は、ファブリックの特徴を決定する方法を提供する。当該方法は、ファブリックの表面の一部分の表現を形成するステップであって、表現は、ファブリックの表面の中のナックルおよびポケットの場所およびサイズを示しており、表現は、ファブリック表面のプリント、および、ファブリックの表面の写真のうちの1つである、ステップを含む。方法は、表現に基づいて、ファブリックの表面の一部分のイメージを生成するステップと、プロセッサを有するコンピュータに関連付けられた画面上に、イメージの少なくとも一部分を表示するステップと、表現の表示内のナックルのサイズおよび場所を決定するステップと、表現の表示内のポケットのサイズおよび場所を決定するステップとをさらに含む。また、方法は、表示されたイメージ内に、ファブリックの表面の一部分に関する単位セルを描くステップであって、単位セルは、ガイドラインによって画定されており、ガイドラインは、(i)ナックルの中心を通過し、(ii)ポケットがナックル間に形成されている場所に対応するイメージの領域を取り囲む形状を形成する、ステップを含む。ガイドラインによって形成された単位セルの性質に基づいて、ファブリックの表面の少なくとも1つの性質が計算され、輪郭およびガイドラインは、非一時的なコンピュータ可読媒体内に保存されているイメージ解析プログラムを使用して描かれる。   According to a second aspect, the present invention provides a method for determining fabric characteristics. The method includes forming a representation of a portion of the surface of the fabric, wherein the representation indicates the location and size of the knuckles and pockets in the surface of the fabric, the representation being a print of the fabric surface, and A step, which is one of the photographs of the surface of the fabric. A method generates, based on the representation, an image of a portion of the surface of the fabric; displays at least a portion of the image on a screen associated with a computer having a processor; and knuckles in the representation representation. The method further includes determining a size and location, and determining a pocket size and location in the representation representation. The method also includes drawing a unit cell for a portion of the surface of the fabric in the displayed image, where the unit cell is defined by a guideline, and the guideline passes through the center of the (i) knuckle. (Ii) forming a shape surrounding an area of the image corresponding to where the pockets are formed between the knuckles. Based on the properties of the unit cells formed by the guidelines, at least one property of the surface of the fabric is calculated, and the contours and guidelines are stored using an image analysis program stored in a non-transitory computer readable medium. be painted.

ストラクチャリングファブリックを使用する抄紙機の概略ダイアグラムである。1 is a schematic diagram of a paper machine using a structuring fabric. ストラクチャリングファブリックのセクションの上面図である。FIG. 3 is a top view of a section of a structuring fabric. 本発明による接触表面プリンティング装置の図である。1 is a diagram of a contact surface printing apparatus according to the present invention. FIG. 本発明による接触表面プリンティング装置の図である。1 is a diagram of a contact surface printing apparatus according to the present invention. FIG. 図3Aおよび図3Bに示されているプリントフォーミング装置のプレスセクションの詳細図である。3B is a detailed view of the press section of the print forming apparatus shown in FIGS. 3A and 3B. FIG. 本発明によって作製されたストラクチャリングファブリックのプリントの例である。2 is an example of a print of a structuring fabric made according to the present invention. 本発明によって作製されたストラクチャリングファブリックのプリントの例である。2 is an example of a print of a structuring fabric made according to the present invention. 本発明によって作製されたストラクチャリングファブリックのプリントの例である。2 is an example of a print of a structuring fabric made according to the present invention. 本発明によって作製されたストラクチャリングファブリックのプリントの例である。2 is an example of a print of a structuring fabric made according to the present invention. ストラクチャリングファブリックプリントに関する座標系を確立するステップを示す図である。FIG. 6 illustrates steps for establishing a coordinate system for structuring fabric printing. ストラクチャリングファブリックプリントに関する座標系を確立するステップを示す図である。FIG. 6 illustrates steps for establishing a coordinate system for structuring fabric printing. ストラクチャリングファブリックプリントに関する座標系を確立するステップを示す図である。FIG. 6 illustrates steps for establishing a coordinate system for structuring fabric printing. ストラクチャリングファブリックプリントに関する座標系を確立するステップを示す図である。FIG. 6 illustrates steps for establishing a coordinate system for structuring fabric printing. ストラクチャリングファブリックプリントに関する座標系を確立するステップを示す図である。FIG. 6 illustrates steps for establishing a coordinate system for structuring fabric printing. ファブリックのナックルの写真に適用された本明細書の解析技法の適用を示す図である。FIG. 6 illustrates the application of the analysis technique herein applied to a photograph of a fabric knuckle. ファブリックのナックルの写真に適用された本明細書の解析技法の適用を示す図である。FIG. 6 illustrates the application of the analysis technique herein applied to a photograph of a fabric knuckle. ファブリックのナックルの写真に適用された本明細書の解析技法の適用を示す図である。FIG. 6 illustrates the application of the analysis technique herein applied to a photograph of a fabric knuckle. ファブリックのナックルの写真およびプリントに適用される代替的な解析技法を示す図である。FIG. 5 shows an alternative analysis technique applied to fabric knuckle photos and prints. ファブリックのナックルの写真およびプリントに適用される代替的な解析技法を示す図である。FIG. 5 shows an alternative analysis technique applied to fabric knuckle photos and prints. ストラクチャリングファブリックの中のナックルによって取り囲まれたポケットを決定するための解析技法の適用を示す図である。FIG. 4 illustrates the application of an analysis technique to determine a pocket surrounded by knuckles in a structuring fabric. 図8に示されているポケットの深さを決定するための解析技法の適用を示す図である。FIG. 9 illustrates the application of an analysis technique for determining the depth of the pocket shown in FIG. 紙製品のイメージおよびそのストラクチャリングファブリックに適用された解析技法の適用を示す図である。FIG. 2 is an illustration of an image of a paper product and application of analysis techniques applied to its structuring fabric. 紙製品のイメージおよびそのストラクチャリングファブリックに適用された解析技法の適用を示す図である。FIG. 2 is an illustration of an image of a paper product and application of analysis techniques applied to its structuring fabric.

本発明は、製紙プロセスにおいて使用されるファブリックの接触表面の特性を決定するための装置、方法、およびシステムに関する。下記の議論から明らかになるように、「ファブリックの接触表面の特性」は、ファブリックの接触表面を構成するナックルおよびポケット構成から結果として生じる接触表面の特性を表している。特定の実施形態では、本発明は、製紙プロセスの中の、ウェブの3次元構造形成に使用されるストラクチャリングファブリックとともに使用するように適合されている。そのようなストラクチャリングファブリックは、たとえば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエステル、ポリアミド、およびポリプロピレンなどから作製される糸によって構築されることが多い。さらに下記に説明されるように、ストラクチャリングファブリックの特定の接触表面は、紙製品の構造に重要な影響を有することになり、本発明は、接触表面の態様を特性評価するための技法を利用する。しかし、本発明は、ウェブの構造形成以外の目的のために使用されるファブリックを含む、製紙プロセスにおいて使用される任意のタイプのファブリックに適用可能であることに留意されたい。   The present invention relates to an apparatus, method and system for determining the properties of the contact surface of a fabric used in a papermaking process. As will become apparent from the discussion below, “fabric contact surface properties” refers to the contact surface properties resulting from the knuckle and pocket configurations that make up the fabric contact surface. In certain embodiments, the present invention is adapted for use with a structuring fabric used to form a three-dimensional structure of a web in a papermaking process. Such structuring fabrics are often constructed with yarns made from, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyester, polyamide, polypropylene, and the like. As described further below, the specific contact surface of the structuring fabric will have a significant impact on the structure of the paper product, and the present invention utilizes techniques for characterizing aspects of the contact surface. To do. However, it should be noted that the present invention is applicable to any type of fabric used in the papermaking process, including fabrics used for purposes other than web structuring.

図1は、通風乾燥(TAD)製紙プロセスの例を示している。通風乾燥(TAD)製紙プロセスでは、ストラクチャリングファブリック48が、紙製品の3次元構造を形成するために使用されている。プロセスを開始するために、ヘッドボックス20を通して供給される製紙原料(furnish)が、フォーミングファブリック24とトランスファファブリック28との間に形成されるニップ(nip)の中へジェットで方向付けされる。フォーミングファブリック24およびトランスファファブリックは、フォーミングロール32とブレストロール36との間を通る。フォーミングファブリック24およびトランスファファブリック28は、フォーミングロール32とブレストロール36との間を通った後に分かれる。次いで、トランスファファブリック28は、脱水ゾーン40を通過し、脱水ゾーン40では、サクションボックス44が、ウェブおよびトランスファファブリック28から湿分を除去し、それによって、ストラクチャリングファブリック48へのウェブの移送の前に、ウェブの濃度を、たとえば、約10%から約25%へ増加させる。いくつかの場合では、とりわけ、トランスファファブリック28がストラクチャリングファブリック48よりも速く移動する、いわゆるラッシュトランスファによって、ちりめん状となった(crepe)ファブリックのかなりの量がトランスファゾーン56の中のウェブに与えられるときに、真空アシストボックス52を通して示されているように、トランスファゾーン56において、いくらかの量の真空を印加することが有利であることになる。   FIG. 1 shows an example of a draft drying (TAD) papermaking process. In a draft drying (TAD) papermaking process, the structuring fabric 48 is used to form the three-dimensional structure of the paper product. To begin the process, a papermaking feed supplied through the headbox 20 is jetted into a nip formed between the forming fabric 24 and the transfer fabric 28. The forming fabric 24 and the transfer fabric pass between the forming roll 32 and the breast roll 36. The forming fabric 24 and the transfer fabric 28 are separated after passing between the forming roll 32 and the breast roll 36. The transfer fabric 28 then passes through the dewatering zone 40, where the suction box 44 removes moisture from the web and transfer fabric 28, thereby prior to transfer of the web to the structuring fabric 48. And increasing the web concentration from, for example, about 10% to about 25%. In some cases, a significant amount of creped fabric is imparted to the web in the transfer zone 56, particularly by so-called rush transfer, in which the transfer fabric 28 moves faster than the structuring fabric 48. When applied, it may be advantageous to apply some amount of vacuum in the transfer zone 56, as shown through the vacuum assist box 52.

ウェブは、ストラクチャリングファブリック48へ移送されるときに、依然として高い含水率を有しているので、ウェブは変形可能であり、ウェブの一部分が、ストラクチャリングファブリック48を構成する糸間に形成されたポケットの中へ引き込まれ得る(ファブリックの中のポケットの構造は、詳細に下記に説明されることになる)。ストラクチャリングファブリック48が通風乾燥機60および64の周りを通るとき、ウェブの濃度が、たとえば、約60%から約90%へ増加させられる。それによって、ウェブは、ストラクチャリングファブリック48によって、おおむね永久的に形状を与えられ、それは、ドームを含む。ドームは、ウェブがストラクチャリングファブリック48のポケットの中へ引き込まれた場所である。したがって、ストラクチャリングファブリック48は、3次元形状をウェブに提供(転写)し、それは、ドーム構造を有する紙製品を結果として生じさせる。   Since the web still has a high moisture content when transferred to the structuring fabric 48, the web is deformable and a portion of the web is formed between the yarns that make up the structuring fabric 48. (The structure of the pocket in the fabric will be described in detail below). As the structuring fabric 48 passes around the ventilators 60 and 64, the web concentration is increased, for example, from about 60% to about 90%. Thereby, the web is generally permanently shaped by the structuring fabric 48, which includes the dome. The dome is where the web is drawn into the pocket of the structuring fabric 48. Thus, the structuring fabric 48 provides (transfers) a three-dimensional shape to the web, which results in a paper product having a dome structure.

紙形成プロセスを完了するために、平行移動するウェブに接触する直前にヤンキーシリンダー68の上にスプレーされた接着剤とウェブを接触させることによって、その性質の大きな劣化なしに、ウェブは、ストラクチャリングファブリック48からヤンキーシリンダー68へ移送される。ウェブが少なくとも約96%の濃度に到達した後で、ライトクレーピング(light creping)が、ヤンキーシリンダー68からウェブを取り除くために使用される。   By bringing the web into contact with the adhesive sprayed onto the Yankee cylinder 68 just prior to contacting the translating web to complete the paper forming process, the web is structured without significant degradation of its properties. It is transferred from the fabric 48 to the Yankee cylinder 68. After the web has reached a concentration of at least about 96%, light creping is used to remove the web from the Yankee cylinder 68.

図1は、ストラクチャリングファブリックが3次元形状を紙製品に与えるために使用されている1つのタイプのプロセスを示すが、ストラクチャリングファブリックが3次元構造を紙製品に与えるために使用され得る多くの他の製紙プロセスが存在している。たとえば、ストラクチャリングファブリックは、通風乾燥(TAD)を利用しない製紙プロセスにおいて使用され得る。そのような非TADプロセスの例は、米国特許第7,494,563号に開示されており、その開示は、その全体が参照により組み込まれている。当業者によって理解されるように、本明細書で開示されている本発明は、任意の特定の製紙プロセスにおいて使用されることに限定されず、むしろ、多種多様な製紙プロセスにおいて使用されるファブリックに適用され得る。   Although FIG. 1 illustrates one type of process in which a structuring fabric is used to impart a three-dimensional shape to a paper product, many of the structuring fabrics can be used to impart a three-dimensional structure to a paper product. There are other papermaking processes. For example, the structuring fabric can be used in a papermaking process that does not utilize draft drying (TAD). An example of such a non-TAD process is disclosed in US Pat. No. 7,494,563, the disclosure of which is incorporated by reference in its entirety. As will be appreciated by those skilled in the art, the invention disclosed herein is not limited to being used in any particular papermaking process, but rather to fabrics used in a wide variety of papermaking processes. Can be applied.

図2は、ストラクチャリングファブリック200の、ウェブに面する側の一部分の図である。ファブリック200は、経糸202および緯糸204を含み、経糸202は、ファブリック200が製紙プロセスにおいて使用されるときに、マシン方向(MD)に走ることになり、緯糸204は、ファブリック200が製紙プロセスにおいて使用されるときに、クロスマシン方向(CD)に走る。経糸および緯糸202および204は、ファブリック200の構造を形成するように一緒に織られている。図2を見下ろしたときに、ストラクチャリングファブリック200のウェブに接触する表面において、示されている糸202および204のいくつかは、製紙プロセスの間にウェブに接触する平面、すなわち、ファブリック200の接触表面よりも下(奥)にあることに留意されたい。接触表面の平面を画定する糸202および204の最も上側のポイントは、ナックル206および208である。すなわち、ナックル206および208は、フォーミングファブリック200の実際の接触表面を形成する。ポケット210(図2の中に輪郭を描かれている領域として示されている)が、ナックル206および208の間の領域の中に画定されている。製紙動作の間に、ウェブの一部分は、ポケット210の中へ引き込まれ得、上記にも説明されているように、完成した紙製品の中のドームに対応するのは、ポケット210の中へ引き込まれるウェブの一部分である。   FIG. 2 is a view of a portion of the structuring fabric 200 on the side facing the web. The fabric 200 includes a warp 202 and a weft 204, which will run in the machine direction (MD) when the fabric 200 is used in a papermaking process, and the weft 204 is used by the fabric 200 in a papermaking process. When run, run in the cross machine direction (CD). Warp and wefts 202 and 204 are woven together to form the structure of fabric 200. When looking down at FIG. 2, on the surface that contacts the web of the structuring fabric 200, some of the threads 202 and 204 shown are planes that contact the web during the papermaking process, i.e., contact of the fabric 200. Note that it is below (back) the surface. The uppermost points of threads 202 and 204 that define the plane of the contact surface are knuckles 206 and 208. That is, the knuckles 206 and 208 form the actual contact surface of the forming fabric 200. A pocket 210 (shown as an outlined area in FIG. 2) is defined in the area between the knuckles 206 and 208. During the papermaking operation, a portion of the web can be drawn into the pocket 210 and, as explained above, it is drawn into the pocket 210 that corresponds to the dome in the finished paper product. Part of the web.

ストラクチャリングファブリックは、最初は、図2のナックル206および208などのようなナックルを備えて製造されなくてもよいことに留意されたい。その代わりに、ナックルは、ストラクチャリングファブリックの表面のうちの一方をサンディング(sanding)または研磨することによって形成されることが多い。さらに、ストラクチャリングファブリックが製紙動作において使用されるときに、ストラクチャリングファブリックの表面の上の摩耗が、ナックルの長さをさらに増加させる可能性がある。下記に説明されるように、本発明は、ファブリックが摩耗を受けているときのナックルの特性を含む、ナックルの特性を決定することを提供する。   Note that the structuring fabric may not initially be manufactured with knuckles such as knuckles 206 and 208 of FIG. Instead, knuckles are often formed by sanding or polishing one of the surfaces of the structuring fabric. Furthermore, wear on the surface of the structuring fabric can further increase the knuckle length when the structuring fabric is used in a papermaking operation. As described below, the present invention provides for determining the properties of the knuckle, including the properties of the knuckle when the fabric is subjected to wear.

また、たとえば、経糸および緯糸の織目、ならびに、糸のサイズに応じて、ストラクチャリングファブリックは、多数の形態をとることが可能であることに留意されたい。図2に示されているストラクチャリングファブリック200は、経糸202の上に形成されているナックル206と、緯糸204の上に形成されているナックル208とを含む。これは、ファブリック200がサンディングされることから、または、ナックルが経糸および緯糸202および204の両方の上に形成される時点までファブリック200が摩耗することから、結果として生じさせられる可能性がある。しかし、より少ないサンディングにより、ファブリック200は、経糸202の上にナックル206だけを有し、緯糸204の上にはナックル208を有さないことも可能であり、または、その逆も同様である。ストラクチャリングファブリックの中の緯糸および経糸の多数の構成が当技術分野で知られており、多数の構成が、異なる形状の紙製品がファブリックによって形成されることを可能にする。   It should also be noted that, for example, depending on the warp and weft weave and the size of the yarn, the structuring fabric can take many forms. The structuring fabric 200 shown in FIG. 2 includes a knuckle 206 formed on the warp 202 and a knuckle 208 formed on the weft 204. This can result from the sanding of the fabric 200 or from the wear of the fabric 200 to the point where the knuckle is formed on both the warp and wefts 202 and 204. However, with less sanding, the fabric 200 may have only the knuckle 206 on the warp 202 and no knuckle 208 on the weft 204, or vice versa. Numerous configurations of weft and warp yarns in a structuring fabric are known in the art, and multiple configurations allow different shaped paper products to be formed by the fabric.

ファブリックのナックルによって形成される接触表面のプリント(転写物)を形成するための装置および技法が、図3Aおよび図3Bに示されている。図3Aは、接触表面プリンティング装置300の側面図であり、図3Bは、接触表面プリンティング装置300の正面図である。この装置300は、第1および第2のアーム303および305を備えるC字形状のフレーム構造302を含む。第1のプレート304が、第1のアーム303によって移動可能に支持されており、静止した第2のプレート306が、第2のアーム305によって支持されている。ファブリックのナックルのプリントが、詳細に下記に説明されるように、第1のプレート304と第2のプレート306との間に形成される。   An apparatus and technique for forming a print (transfer) of a contact surface formed by a fabric knuckle is shown in FIGS. 3A and 3B. FIG. 3A is a side view of the contact surface printing apparatus 300, and FIG. 3B is a front view of the contact surface printing apparatus 300. The device 300 includes a C-shaped frame structure 302 with first and second arms 303 and 305. The first plate 304 is movably supported by the first arm 303, and the stationary second plate 306 is supported by the second arm 305. A print of the fabric knuckle is formed between the first plate 304 and the second plate 306, as described in detail below.

第1のプレート304は、第2のプレート306に向けての第1のプレート304の移動を作動させるための液圧式ポンプ308に動作可能に接続されている。いくつかの実施形態では、液圧式ポンプ308は、手動式であり、第1のプレート304が第2のプレート306から後退させられることを可能にするためのリリース弁を備える。しかし、ポンプ308は、第1のプレート304の移動を実現するために、多くの他の形態をとることが可能である。ポンプ308は、第1のプレート304が第2のプレート306に対してプレスされるときにポンプ308によって第1のプレート304に印加される圧力を測定するためのトランスデューサおよびトランスデューサインジケータ310に接続され得る。特定の例として、Milwaukee,WisconsinのActuant Corp.によるENERPAC(登録商標)Hydraulic Hand Pump Model CST−18381が使用され得る。圧力トランスデューサの特定の例として、Temecula,CaliforniaのTransducer Techniques,Inc.製の、対応するインジケータを備えるTransducer Techniques Load Cell Model DSM−5Kが使用され得る。当然のことながら、他の実施形態では、ポンプ308、ならびに、トランスデューサおよびトランスデューサインジケータ310は、単一のユニットへと組み合わせられ得る。   The first plate 304 is operatively connected to a hydraulic pump 308 for actuating the movement of the first plate 304 toward the second plate 306. In some embodiments, the hydraulic pump 308 is manual and includes a release valve to allow the first plate 304 to be retracted from the second plate 306. However, the pump 308 can take many other forms to achieve movement of the first plate 304. The pump 308 may be connected to a transducer and transducer indicator 310 for measuring the pressure applied to the first plate 304 by the pump 308 when the first plate 304 is pressed against the second plate 306. . As a specific example, Milwaukee, Wisconsin, Actuant Corp. ENERPAC (R) Hydrological Hand Pump Model CST-18381 can be used. Specific examples of pressure transducers are available from Transducer Technologies, Inc. of Temecula, California. A Transducer Technologies Load Cell Model DSM-5K with a corresponding indicator may be used. Of course, in other embodiments, the pump 308 and the transducer and transducer indicator 310 may be combined into a single unit.

接触表面プリンティング装置300のフレーム302は、フレーム302のフロントエンドに隣接するホイール312、ならびに、ポンプ308および/またはトランスデューサ310を保持するために使用され得るマウント313を含む。フレーム312に設けられる1つまたは複数のホイールは、フレーム302が移動することをより容易にする。本発明の実施形態によれば、接触表面プリンティング装置300の有利な特徴は、その可搬性である。たとえば、図3Aおよび図3Bに示されているような構成によって、プリント装置300は、製紙機械の上に装着されているファブリックのセクションの周りに容易に移動させられ得る。当業者によって確実に理解されるように、ファブリックが製紙機械に装着されている間にファブリックの接触表面のプリントを形成する能力、および、したがって、下記に説明されている技法にしたがってファブリックを特性評価する能力は、多数の利益を提供する。1つの例としてではあるが、製紙機械の上のファブリックの摩耗は、接触表面プリンティング装置300を使用することによって容易に監視され、製紙機械の動作の異なる期間の後に、ファブリックのナックルのプリント(転写物)をとることができるように描く。   The frame 302 of the contact surface printing device 300 includes a wheel 312 adjacent to the front end of the frame 302 and a mount 313 that can be used to hold the pump 308 and / or the transducer 310. One or more wheels provided on the frame 312 make it easier for the frame 302 to move. According to an embodiment of the present invention, an advantageous feature of the contact surface printing device 300 is its portability. For example, with a configuration such as that shown in FIGS. 3A and 3B, the printing device 300 can be easily moved around a section of fabric that is mounted on a paper machine. As will be appreciated by those skilled in the art, the ability to form a print on the contact surface of the fabric while it is mounted on a papermaking machine, and thus characterizing the fabric according to the techniques described below The ability to do offers numerous benefits. As one example, the wear of the fabric on the paper machine is easily monitored by using the contact surface printing device 300, and after different periods of paper machine operation, the fabric knuckle print (transfer). Draw so that you can take things.

図3Aおよび図3Bに示されている接触表面プリンティング装置300は、第1のプレート304および第2のプレート306を接続するフレーム構造302を含むが、他の実施形態では、接触表面プリンティング装置は、そのような単一のフレーム構造302を含まなくてもよい。その代わりに、第1および第2のプレート304および306は、接続されていない構造であってもよく、それは、ファブリックのプリントを形成するために個別に整合させられる。さらなる他の実施形態では、プレート304および306は、図3Aおよび図3Bに示されているものとは非常に異なる形態をとることが可能である。たとえば、プレート304および306のうちの一方は、拡大された表面として形成され得るが、他方のプレートは、拡大された表面を横切って転がされる円形構造として形成されている。「プレート」という用語は、本明細書で使用されているように、ファブリックのプリントを作製するためのコンポーネントに接触および/または支持するのに十分な任意の構造を包含する広義の用語である。さらに、上記の説明から明確であるように、任意の実施形態の第1および第2のプレート304および306の相対運動は反転させられ得、第1のプレート304が静止した状態に維持される間に、第2のプレート306が移動可能にされるように描く。図4は、図3Aに示されている接触表面プリンティング装置300のセクションAの詳細図であり、装置300は、ファブリック312のセクションのプリントを作製するためにセットアップされている。ファブリック312は、プレート304とプレート306との間に位置決めされており、圧力測定フィルム314のストリップが、ストラクチャリングファブリック312に対向して位置決めされている。圧力測定フィルム314と第1のプレート304との間に、1つまたは複数のシートの紙316がある。ファブリック312と第2のプレート306との間に、ゴム318のストリップがある。   The contact surface printing apparatus 300 shown in FIGS. 3A and 3B includes a frame structure 302 that connects a first plate 304 and a second plate 306, but in other embodiments, the contact surface printing apparatus includes: Such a single frame structure 302 may not be included. Instead, the first and second plates 304 and 306 may be unconnected structures, which are individually aligned to form a fabric print. In still other embodiments, the plates 304 and 306 can take very different forms than those shown in FIGS. 3A and 3B. For example, one of plates 304 and 306 may be formed as an enlarged surface, while the other plate is formed as a circular structure that is rolled across the enlarged surface. The term “plate”, as used herein, is a broad term that encompasses any structure sufficient to contact and / or support a component for making a fabric print. Further, as will be clear from the above description, the relative motion of the first and second plates 304 and 306 of any embodiment can be reversed while the first plate 304 remains stationary. The second plate 306 is drawn to be movable. FIG. 4 is a detailed view of section A of the contact surface printing device 300 shown in FIG. 3A, which is set up to produce a print of a section of fabric 312. FIG. The fabric 312 is positioned between the plate 304 and the plate 306, and the strip of pressure measurement film 314 is positioned opposite the structuring fabric 312. Between the pressure measurement film 314 and the first plate 304 is one or more sheets of paper 316. There is a strip of rubber 318 between the fabric 312 and the second plate 306.

圧力測定フィルムは、フィルムに力を印加することがフィルムの中のマイクロカプセルを破裂させるように構造化された材料であり、瞬間的で永久的な高分解能イメージを、フィルムの接触された領域の中に作り出す。そのような圧力測定フィルムの例は、日本の東京の富士フィルムホールディングス株式会社によってPrescaleフィルムとして販売されている。圧力測定フィルムの別の例は、Madison,New JerseyのSensor Products,Inc.によるPRESSUREX−MICRO(登録商標)である。当業者は、他のタイプの圧力測定フィルムが、本明細書で説明されているプリンティング技法において使用され得ることを理解することになる。この点において、下記に説明されている解析技法に関して、圧力測定フィルムは、ファブリックによってフィルムに印加される実際の圧力の指示を提供する必要がないが、むしろ、圧力測定フィルムは、ファブリックのナックルによって形成される接触表面を示すプリントイメージを提供することだけが必要であることに留意されたい。   A pressure-measuring film is a material structured so that applying a force to the film ruptures the microcapsules in the film, allowing an instantaneous and permanent high-resolution image to be produced in the contacted area of the film. Produce inside. An example of such a pressure measuring film is sold as a Prescale film by Fuji Film Holdings Co., Ltd. in Tokyo, Japan. Another example of a pressure measuring film can be found in Sensor Products, Inc. of Madison, New Jersey. By PRESSUREX-MICRO®. Those skilled in the art will appreciate that other types of pressure measurement films can be used in the printing techniques described herein. In this regard, with respect to the analytical technique described below, the pressure measurement film need not provide an indication of the actual pressure applied to the film by the fabric, but rather the pressure measurement film is not by the fabric knuckle. Note that it is only necessary to provide a printed image showing the contact surface to be formed.

プレート304に印加される圧力は、圧力測定フィルム314の上のファブリック310のプリントを形成するときに、実際の製紙プロセスにおいてファブリック312に対向するウェブに印加されることになる圧力をシミュレートするために選択され得る。すなわち、ポンプ308は、プレート304の上に(トランスデューサ310によって測定されるような)圧力を生成するために使用され得、それは、製紙プロセスにおいてファブリック312に対向するウェブに印加されることになる圧力をシミュレートする。図1に関連して上記に説明されている製紙プロセスにおいて、シミュレートされた圧力は、ファブリック48からヤンキーシリンダー68に対向するウェブに印加される圧力であることになる。上述の米国特許第7,494,563号に説明されている方法などのような、いくつかの製紙プロセスでは、ファブリックに対向するウェブに印加される圧力は、一般的に600psiの範囲にある。したがって、この製紙プロセスをシミュレートするために、圧力測定フィルム314の中にファブリック312のナックルのイメージを形成するときに、600psiの圧力が、液圧式ポンプ308によってプレート304に印加されることになる。そのような動作に関して、富士フィルムによる中圧10〜50MPa用Prescaleフィルムは、ストラクチャリングファブリックのナックルの良好なイメージを提供することが可能であることが見出された。   The pressure applied to the plate 304 is to simulate the pressure that will be applied to the web opposite the fabric 312 in the actual papermaking process when forming a print of the fabric 310 on the pressure measuring film 314. Can be selected. That is, the pump 308 can be used to generate pressure (as measured by the transducer 310) on the plate 304, which is the pressure that will be applied to the web opposite the fabric 312 in the papermaking process. To simulate. In the papermaking process described above in connection with FIG. 1, the simulated pressure will be the pressure applied from the fabric 48 to the web facing the Yankee cylinder 68. In some papermaking processes, such as the method described in the aforementioned US Pat. No. 7,494,563, the pressure applied to the web opposite the fabric is generally in the range of 600 psi. Thus, to simulate this papermaking process, 600 psi of pressure will be applied to the plate 304 by the hydraulic pump 308 when forming an image of the knuckle of the fabric 312 in the pressure measurement film 314. . With regard to such operation, it has been found that Prescale film with medium pressure of 10-50 MPa by Fuji Film can provide a good image of the knuckle of the structuring fabric.

再び図4を参照すると、紙316は、圧力測定フィルム314の上に形成されるファブリック312のプリントを改善するために、クッションとしての役割を果たす。すなわち、紙316は、圧縮性および滑らかな表面を提供し、その結果、ファブリック312のナックルが、圧力測定フィルム314の中へ「沈む」ことが可能であり、それは、フィルム314の中のナックルの高分解能イメージを形成する。これらの性質を提供するために、コンストラクションおよびクラフトは、紙316に関して使用され得る紙のタイプの例である。   Referring again to FIG. 4, the paper 316 serves as a cushion to improve the printing of the fabric 312 formed on the pressure measurement film 314. That is, the paper 316 provides a compressible and smooth surface so that the knuckle of the fabric 312 can “sink” into the pressure measuring film 314, which is the knuckle of the knuckle in the film 314. Form a high resolution image. To provide these properties, construction and craft are examples of paper types that can be used for paper 316.

ゴム318のストリップは、ファブリック314を支持するための水平な接触表面を生成させる。本発明の実施形態では、プレート304および306は、鋼などのような金属材料から作製されている。鋼板は、圧力測定紙316の中に形成されるファブリックのナックルのプリントの品質を低減させる不完全性を有する可能性が最も高くなる。しかし、プレート304とプレート306との間で使用される紙316およびゴム318、ならびに、圧力測定フィルム314およびファブリック312は、金属製プレート304および306の表面よりも水平な接触表面を提供し、それによって、より良好なイメージが圧力測定フィルム314の中に形成される。紙316およびゴム318に対する代替例として、他の材料が、装置300のプレート304とプレート306との間に水平な表面を提供する構造体として使用され得ることを、当業者は理解することになる。   The strip of rubber 318 creates a horizontal contact surface for supporting the fabric 314. In an embodiment of the invention, plates 304 and 306 are made from a metallic material such as steel. The steel sheet is most likely to have imperfections that reduce the quality of the fabric knuckle print formed in the pressure measuring paper 316. However, the paper 316 and rubber 318 used between the plates 304 and 306, as well as the pressure measuring film 314 and fabric 312 provide a contact surface that is more horizontal than the surfaces of the metal plates 304 and 306. Thereby forming a better image in the pressure measurement film 314. As an alternative to paper 316 and rubber 318, those skilled in the art will appreciate that other materials can be used as the structure to provide a horizontal surface between plate 304 and plate 306 of device 300. .

他の実施形態では、プリントは、圧力測定フィルム以外の材料の中のファブリックのナックルから作製される。フィルムのプリントを形成するために使用され得る材料の別の例は、ワックスペーパーである。ファブリックの接触表面のプリントは、ファブリックの接触表面をワックスペーパーに対してプレスすることによって、ワックス表面の中に作製され得る。ワックスペーパーの中のプリントは、上記に説明されているプリントフォーミング装置300の中のプレート304および306を使用して作製され、または、プレートの他の構成によって作製され得る。次いで、ワックスペーパープリントは、下記に説明されるように、圧力測定フィルムプリントと同じように解析され得る。   In other embodiments, the print is made from a fabric knuckle in a material other than the pressure measurement film. Another example of a material that can be used to form film prints is wax paper. A print of the fabric contact surface can be made in the wax surface by pressing the fabric contact surface against wax paper. Prints in wax paper can be made using plates 304 and 306 in the print forming apparatus 300 described above, or can be made by other configurations of plates. The wax paper print can then be analyzed in the same manner as the pressure measurement film print, as described below.

図5Aから図5Dは、接触表面プリンティング装置300を使用して、圧力測定フィルムの中に形成されるナックルのプリントの例を示す。これらのプリントでは、ファブリックのナックルの独特な形状およびパターンを見ることが可能である。上記に議論されているように、ナックルは、ファブリックのための接触表面を形成する。したがって、図5Aから図5Dに示されているものなどのような、圧力測定フィルムの中のナックルの高分解能プリントは、ファブリックの接触表面の優良な表現を提供する。   FIGS. 5A-5D show an example of a knuckle print formed in a pressure measuring film using a contact surface printing device 300. FIG. In these prints, it is possible to see the unique shape and pattern of the fabric knuckle. As discussed above, the knuckle forms a contact surface for the fabric. Thus, a high resolution print of a knuckle in a pressure measurement film, such as that shown in FIGS. 5A-5D, provides a good representation of the contact surface of the fabric.

次に、図5Aから図5Dに示されているものなどのような、ナックルのプリントを解析するためのシステムが説明されることになる。システムの中では、グラフィカルな解析が、従来のコンピュータシステムの上で行われることになる。そのようなコンピュータシステムは、通信インフラストラクチャ(たとえば、通信バス、クロスオーバーバーデバイス、またはネットワーク)に接続されている少なくとも1つのコンピュータプロセッサ(たとえば、中央処理装置または複数の処理ユニット)などのような、周知のコンポーネントを含むことになる。コンピュータシステムのさらなるコンポーネントは、表示画面上での表示のためにビデオグラフィック、テキストなどを転送するディスプレイインターフェース(または、他の出力インターフェース)である。コンピュータシステムは、キーボード、マウスデバイス、メインメモリ、ハードディスクドライブ、リムーバブルストレージドライブ、ネットワークインターフェースなどのような、共通のコンポーネントをさらに含むことが可能である。   Next, a system for analyzing a knuckle print, such as that shown in FIGS. 5A-5D, will be described. Within the system, graphical analysis is performed on a conventional computer system. Such a computer system is such as at least one computer processor (eg, central processing unit or processing units) connected to a communication infrastructure (eg, communication bus, crossover bar device, or network), etc. Well-known components. A further component of the computer system is a display interface (or other output interface) that transfers video graphics, text, etc. for display on a display screen. The computer system may further include common components such as a keyboard, mouse device, main memory, hard disk drive, removable storage drive, network interface, and the like.

解析における第1のステップとして、ファブリックのナックルの接触領域のプリントが、フォトスキャナを使用して、コンピュータ可読のイメージへ転換される。任意のタイプのフォトスキャナが、コンピュータ可読のイメージを生成するために使用され得る。しかし、特定の実施形態では、少なくとも2400dpiを有するフォトスキャナが、解析のために良好なイメージを提供することが見出された。イメージのスキャンの分解能によって、(下記に説明されるような)イメージング解析プログラムは、正確なスケールをイメージに適用することが可能である。下記に説明されるように、正確なスケーリングが、ストラクチャリングファブリックの表面特性の計算において使用されることになる。   As a first step in the analysis, a print of the contact area of the fabric knuckle is converted into a computer readable image using a photo scanner. Any type of photo scanner can be used to generate a computer readable image. However, in certain embodiments, it has been found that a photo scanner having at least 2400 dpi provides a good image for analysis. Depending on the resolution of the image scan, an imaging analysis program (as described below) can apply an accurate scale to the image. As explained below, accurate scaling will be used in the calculation of the surface properties of the structuring fabric.

スキャンされたイメージは、下記に説明されている解析を容易にするために、非一時的なコンピュータ可読媒体内に保存され得る。本明細書で使用されているように、非一時的なコンピュータ可読媒体は、一時的な伝搬信号を除いて、すべてのコンピュータ可読媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、たとえば、ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブなどを表すハードディスクドライブおよび/またはリムーバブルストレージドライブを含む。   The scanned image can be stored in a non-transitory computer readable medium to facilitate the analysis described below. As used herein, non-transitory computer readable media includes all computer-readable media except for temporary propagated signals. Examples of non-transitory computer readable media include, for example, hard disk drives and / or removable storage drives that represent disk drives, magnetic tape drives, optical disk drives, and the like.

スキャンされるイメージ、ならびに、下記に説明されている技法にしたがって決定される接触表面スキャンされるイメージの特性は、データベースに関連付けられ得る。本明細書で使用されているように、「データベース」は、コンピュータプログラムが、たとえば、電子ファイリングシステムなど、データの所望のピースを迅速に選択するような方式で組織されたデータの収集を意味している。いくつかの実装形態では、「データベース」という用語は、「データベース管理システム」の省略表現として使用され得る。   The scanned image as well as the characteristics of the contact surface scanned image determined according to the techniques described below can be associated with a database. As used herein, “database” means a collection of data organized in such a way that a computer program quickly selects a desired piece of data, such as an electronic filing system. ing. In some implementations, the term “database” may be used as a shorthand for “database management system”.

スキャンされたプリントイメージの定量的な解析を行うために、イメージ解析プログラムが、ファブリックのナックルのスキャンされたイメージとともに使用される。そのようなイメージ解析プログラムは、たとえば、グラフィカルなイメージとともに働く計算ソフトウェアによって開発される。そのような計算開発ソフトウェアの1つの例は、Champaign,IllinoisのWolfram Research,LLCによるMATHMATICA(登録商標)である。下記に説明されるように、イメージ解析プログラムは、ストラクチャリングファブリックのファブリックプリントイメージ内のナックルを具体的に識別するために使用されることになり、また、ファブリックプリントイメージの公知のスケーリングによって、イメージ解析プログラムは、ナックルのサイズを計算し、ポケットのサイズを推定することが可能である。   An image analysis program is used with the scanned image of the fabric knuckle to perform a quantitative analysis of the scanned print image. Such image analysis programs are developed, for example, by computational software that works with graphical images. One example of such computational development software is MATMATICA® by Wolfram Research, LLC of Champaign, Illinois. As described below, the image analysis program will be used to specifically identify knuckles in the fabric print image of the structuring fabric, and the image may be imaged by known scaling of the fabric print image. The analysis program can calculate the size of the knuckle and estimate the size of the pocket.

スキャンされたイメージを解析するときには、複数のナックルおよびポケットを含む任意のサイズ領域が、下記に説明されている解析のために使用され得る。特定の実施形態では、ファブリックのイメージの1.25インチ×1.25インチ(3.175×3.175センチメートル)の領域が、本明細書で説明されている技法を使用して、ポケットサイズなどのような性質の良好な推定を可能にすることが見出された。とりわけ、イメージが2400dpi分解能(上記に議論されている)を用いて形成されているときに、および、解析のためのイメージの1.25インチ×1.25インチ(3.175×3.175センチメートル)の領域を使用するときに、接触表面の良好な特性評価が行われ得ることが見出された。当然のことながら、他の分解能および/または領域も、良好な結果を提供することが可能である。   When analyzing a scanned image, any size region including multiple knuckles and pockets can be used for the analysis described below. In certain embodiments, an area of 1.25 inches x 1.25 inches (3.175 x 3.175 centimeters) of the fabric image is a pocket size using the techniques described herein. It has been found to allow a good estimation of properties such as In particular, when the image is formed using 2400 dpi resolution (discussed above) and 1.25 inches x 1.25 inches (3.175 x 3.175 cm) of the image for analysis. It has been found that good characterization of the contact surface can be performed when using the (meter) area. Of course, other resolutions and / or regions may provide good results.

図6Aから図6Eは、イメージ解析プログラムを使ったプリントのスキャンイメージの拡大部分において、ナックルを識別するステップを示す。最初に、図6Aに示されているように、イメージ600の拡大された部分が、解析プログラムを走らせているコンピュータシステムの表示画面上に見られる。イメージ602は、上記に説明されているプリント技法を使用して形成され得、イメージ602は、ナックル602を示す。解析プログラムによってイメージ600を使用することともに、イメージ600のスケーリングが、解析プログラムの中へ入力され得る。そのようなスケーリングは、たとえば、2400dpiとして入力され得、それから、解析プログラムはスケールSCをイメージ600に適用することが可能である。次いで、解析プログラムは、下記に説明されているように、スケールを使用して、ナックルのサイズおよび位置を計算することになる。   6A-6E show the steps for identifying knuckles in the enlarged portion of the scanned image of the print using the image analysis program. Initially, as shown in FIG. 6A, an enlarged portion of the image 600 is seen on the display screen of the computer system running the analysis program. Image 602 may be formed using the printing techniques described above, and image 602 shows knuckle 602. Along with using the image 600 by the analysis program, the scaling of the image 600 can be input into the analysis program. Such a scaling can be input, for example, as 2400 dpi, and then the analysis program can apply the scale SC to the image 600. The analysis program will then use the scale to calculate the knuckle size and position, as described below.

図6Bおよび図6Cは、解析プログラムを使用して、特定のナックル602Aを識別するためのステップを示す。ナックル602Aは、拡大されたイメージ600の中央領域におけるその場所に基づいて最初に選択される。このステップでは、ナックル602Aの粗い輪郭が適用される。長方形ボックス604は、解析プログラムの中に保存された形状であることが可能であり、長方形ボックス604は、最初に、ナックル識別プロセスを開始させるために、ナックル602Aの周りに適用される。次いで、最初の長方形ボックス604形状は、図6Cに示されているように、ナックル602Aの形状にマッチングするように、より念入りに精密化させられ得る。このケースでは、端部606および608は、より丸みを帯びるように、および、したがって、ナックル602Aの端部により正確に対応するように、再度、形決めされる。示されてはいないが、さらなる精密化が、十分なマッチングが行われるまで、ナックル602Aの輪郭に対して行われ得る。そのような精密化は、イメージ600をさらに拡大することによって行われ得る。   6B and 6C show steps for identifying a particular knuckle 602A using an analysis program. Knuckle 602A is initially selected based on its location in the central region of magnified image 600. In this step, the rough contour of the knuckle 602A is applied. The rectangular box 604 can be a shape stored in the analysis program, and the rectangular box 604 is first applied around the knuckle 602A to initiate the knuckle identification process. The initial rectangular box 604 shape can then be refined more carefully to match the shape of the knuckle 602A, as shown in FIG. 6C. In this case, the ends 606 and 608 are again shaped to be more rounded and thus more accurately correspond to the end of the knuckle 602A. Although not shown, further refinement can be performed on the contour of the knuckle 602A until sufficient matching is achieved. Such refinement can be done by further enlarging the image 600.

図6Dに示されているように、ナックル602Aが輪郭によって識別された後に、ガイドライン610および612が描かれる。ガイドライン610および612は、ナックル602Aの中心を通過し、他のナックルの中心を通る真線で延在するようにそれぞれ描かれる。また、特に、ガイドライン610および612は、ポケットがファブリックの中に形成されている領域を交差しないように描かれており、その領域は、ナックルのグループの間の領域に対応することが知られている。ガイドライン610および612をナックルの中心の間に真っ直ぐに描くことによって、ガイドライン610および612は、ナックル間に形成されているポケットの領域を交差しない。   As shown in FIG. 6D, guidelines 610 and 612 are drawn after knuckle 602A is identified by a contour. Guidelines 610 and 612 are each drawn to pass through the center of the knuckle 602A and extend in a straight line through the center of the other knuckle. Also, in particular, guidelines 610 and 612 are depicted such that the pockets do not intersect the area formed in the fabric, which area is known to correspond to the area between the knuckle groups. Yes. By drawing the guide lines 610 and 612 straight between the centers of the knuckles, the guide lines 610 and 612 do not intersect the area of the pocket formed between the knuckles.

ガイドライン610および612が描かれた後に、図6Eに示されているように、さらなるガイドラインが描かれる。これらのガイドラインは、ガイドライン610および612と同様に、すなわち、ナックルの中心を通して描かれており、ポケットが形成されている領域を通過しない。ガイドラインを描くプロセスを支援するために、より低い倍率が使用され得る。ガイドラインによって、座標系が、事実上、ナックルの位置に関して確立される。したがって、解析プログラムは、ここで、輪郭602Aに基づいて、ナックルのサイズおよび形状を識別することが可能であり、ガイドラインが交差するポイントによって決定されるものとして、ナックルの場所を識別することが可能である。解析プログラムは、イメージ600入力のスケールSCをさらに有している。したがって、解析プログラムが、輪郭ナックル602Aおよびナックル位置決めにスケールを適用し、ナックルの実際のサイズおよびスペーシングを計算することが可能であることになる。同様に、解析プログラムは、単位長さ当たりにガイドライン612がガイドライン610に交差するときの数などのような、ガイドラインの頻度を計算することが可能であることに留意されたい。ガイドライン610および612のそれぞれのセットの頻度は、ファブリックの性質の計算において使用されることになり、本発明の他の態様では、下記に説明されるように使用されることになる。   After guidelines 610 and 612 have been drawn, additional guidelines are drawn, as shown in FIG. 6E. These guidelines are similar to guidelines 610 and 612, i.e., drawn through the center of the knuckle and do not pass through the area where the pocket is formed. Lower magnification can be used to assist in the process of drawing guidelines. By guidelines, a coordinate system is effectively established with respect to the position of the knuckle. Thus, the analysis program can now identify the size and shape of the knuckle based on the contour 602A and can identify the location of the knuckle as determined by the point where the guidelines intersect It is. The analysis program further includes a scale SC with an image 600 input. Thus, the analysis program will be able to apply the scale to the contour knuckle 602A and knuckle positioning to calculate the actual size and spacing of the knuckle. Similarly, it is noted that the analysis program can calculate the frequency of the guideline, such as the number of times the guideline 612 crosses the guideline 610 per unit length. The frequency of each set of guidelines 610 and 612 will be used in the calculation of fabric properties and in other aspects of the invention will be used as described below.

図6Dおよび図6Eに示されているように、ナックルは、すべてで同じサイズであり、かつ、すべてで同じ形状であり、ナックルは、ガイドラインに沿って規則的に間隔を置いて配置されていることに留意されたい。これは、驚くことではない。その理由は、製紙機械に関するほとんどのファブリックは、高度に一貫した糸パターンで製造されており、それは、一貫したナックルサイズおよび位置を結果として生じさせるからである。ナックルのサイズ、形状、および設置の一貫性は、単一の選択されたナックルに基づいて、または、識別されたナックルの限定された数に基づいて、ファブリックの接触表面の上のすべてのナックルのサイズおよび形状の正確な推定を可能にしており、また、ナックルのサイズおよび場所の精密な推定が、それぞれのナックルを識別することなく実現され得る。当然のことながら、さらなる精度を実現するために、2つ以上のナックルが、識別され得、輪郭およびガイドラインが、イメージの異なる部分で描かれ得る。   As shown in FIGS. 6D and 6E, the knuckles are all the same size and are all the same shape, and the knuckles are regularly spaced along the guidelines. Please note that. This is not surprising. The reason for this is that most fabrics for papermaking machines are manufactured with a highly consistent yarn pattern, which results in a consistent knuckle size and position. The knuckle size, shape, and installation consistency are based on a single selected knuckle or on the limited number of identified knuckles for all knuckles on the fabric contact surface. Allows accurate estimation of size and shape, and a precise estimation of knuckle size and location can be achieved without identifying each knuckle. Of course, to achieve additional accuracy, two or more knuckles can be identified, and contours and guidelines can be drawn in different parts of the image.

図6Eに示されているように、ガイドライン610および612は、複数の単位セルを画定している。特定の単位セル613が、ガイドラインセグメント610A、610B、612A、および612Bの間に示されている。単位セル613は、事実上、ファブリックの中の最小繰り返しパターン、および、最大許容可能なポケットサイズを示す。図6Aから図6Eに示されているファブリックは、単位セル当たりに約1つの経糸方向ナックルを有しているが、他のファブリックは、単位セル当たりに2つ以上の経糸方向ナックルおよび/または2つ以上の緯糸方向ナックルを有することも可能であることに留意されたい。換言すれば、ナックルパターンによって画定される単位セルは、異なるファブリックパターンによって変化することになる。   As shown in FIG. 6E, guidelines 610 and 612 define a plurality of unit cells. A particular unit cell 613 is shown between the guideline segments 610A, 610B, 612A, and 612B. The unit cell 613 effectively indicates the smallest repeating pattern in the fabric and the maximum allowable pocket size. The fabric shown in FIGS. 6A-6E has approximately one warp knuckles per unit cell, while other fabrics have more than one warp knuckles and / or 2 per unit cell. Note that it is possible to have more than one weft direction knuckle. In other words, the unit cell defined by the knuckle pattern will vary with different fabric patterns.

当業者には容易に明らかになるように、図6Aから図6Eに示されているステップのいずれかまたはすべては、表示画面上でユーザによって行われ得るか、または、代替として、解析プログラムの実行により行われるように自動化され得るかのいずれかであることが可能である。すなわち、解析プログラムは、イメージの黒ずんだ領域としてナックルを自動的に識別し、ナックルの輪郭を描き、次いで、上記に説明されているように、識別されたナックルに基づいてガイドラインを描くように構成され得る。   As will be readily apparent to those skilled in the art, any or all of the steps shown in FIGS. 6A-6E can be performed by the user on the display screen, or alternatively, run the analysis program It can be either automated as done by. That is, the analysis program is configured to automatically identify the knuckle as a dark area of the image, delineate the knuckle, and then draw a guideline based on the identified knuckle, as described above. Can be done.

選択されたナックルが識別された後に、および、ガイドラインがナックルを通して確立された後に、ファブリックの複数の性質が、解析プログラムによって決定されるナックルサイズおよび位置を使用して計算され得る。そのような計算を行うために、ナックルサイズおよび位置決めデータは、解析プログラムから従来のスプレッドシートプログラムへエクスポートされ、ファブリックの性質を計算することが可能である。解析プログラムによってなされる決定、および、そのような決定から続く計算の例が、表1に示されている。   After the selected knuckle is identified, and after guidelines are established through the knuckle, multiple properties of the fabric can be calculated using the knuckle size and position determined by the analysis program. To perform such calculations, the knuckle size and positioning data can be exported from the analysis program to a conventional spreadsheet program to calculate the properties of the fabric. Examples of decisions made by the analysis program and the calculations that follow from such decisions are shown in Table 1.

イメージ600から得られたファブリックは、経糸条の上のナックル602だけを含んでいた。しかし、他のファブリックは、図5Bおよび図5Dのプリントを形成したファブリックなどのような、緯糸条の上のナックルを含むことが可能である。そのようなファブリックによって、緯糸条の上のナックルは、上記に説明されている輪郭を描く技法を使用して識別され得、ガイドラインは、上記に説明されている技法を使用して、緯糸方向ナックルを通して描かれ得る。   The fabric obtained from image 600 contained only knuckle 602 on the warp. However, other fabrics can include knuckles on the weft threads, such as the fabric that formed the print of FIGS. 5B and 5D. With such a fabric, the knuckle on the weft can be identified using the contouring technique described above, and the guidelines can be used for the weft direction knuckle using the technique described above. Can be drawn through.

ファブリックの接触表面は、たとえば、接触表面プリンティング装置300によって形成されるファブリックのナックルのプリント(転写物)を使用することによって特性評価され得るが、他の実施形態では、ファブリックの接触表面のイメージは、異なるように得られ得る。ファブリックのナックルのプリントを形成することの代替例は、ファブリックのナックルを写真に撮り、次いで、写真から形成されたイメージを解析するための上記に説明されている手順および技法を使用することである。この点において、2400dpiを有する写真が、本明細書で説明されている技法によって解析されるのに十分に高く低い分解能を提供することが見出されている。   The contact surface of the fabric may be characterized, for example, by using a fabric knuckle print (transfer) formed by the contact surface printing device 300, but in other embodiments the image of the contact surface of the fabric is Can be obtained differently. An alternative to forming a fabric knuckle print is to photograph the fabric knuckle and then use the procedures and techniques described above for analyzing the image formed from the photograph. . In this regard, it has been found that photographs having 2400 dpi provide sufficiently high and low resolution to be analyzed by the techniques described herein.

ナックル702aを備える製紙ファブリックの一部分の写真700の例が、図7Aに示されており、上記に説明されている解析技法を、写真700から生成されたイメージに適用することが、図7Bおよび図7Cに示されている。図7Aの写真700は、定規Rの隣にファブリック701を示す。写真が、解析プログラムとともに使用するためのイメージに転換されるときに、イメージ700Aのためのスケールは、写真を撮られた定規Rに基づいて入力され得る。すなわち、イメージ700Aの中の定規Rは、入力を提供し、解析は、その入力から、スケールをイメージに適用することが可能である。表示されるイメージ700Aが、スケールSCとともに、図7Bに示されている。   An example of a photograph 700 of a portion of a papermaking fabric with a knuckle 702a is shown in FIG. 7A, and applying the analysis techniques described above to the image generated from the photograph 700 is shown in FIGS. 7C. Photo 700 of FIG. 7A shows fabric 701 next to ruler R. When the photograph is converted into an image for use with the analysis program, the scale for the image 700A can be entered based on the photographed ruler R. That is, the ruler R in the image 700A provides an input, and the analysis can apply a scale to the image from that input. The displayed image 700A is shown in FIG. 7B along with the scale SC.

ファブリックの写真から得られたイメージ内のナックルのサイズおよび場所を識別するために、ファブリックのプリントからのイメージを用いて上記に説明されている同じ技法が使用され得る。たとえば、輪郭を描かれたナックル702A、ならびに、ガイドライン710および712が、図7Cのイメージ700Aの上に示されている。解析プログラムからのナックルサイジングおよび場所データによって、上記に説明されている計算のすべてが実施され、写真を撮られたファブリック700の接触表面を特性評価することが可能である。   To identify the size and location of the knuckles in the image obtained from the fabric photo, the same technique described above with the image from the fabric print can be used. For example, outlined knuckle 702A and guidelines 710 and 712 are shown above image 700A in FIG. 7C. With the knuckle sizing and location data from the analysis program, all of the calculations described above can be performed to characterize the contact surface of the fabric 700 photographed.

下記の表2は、ファブリックに関する表面特性の計算の結果を示しており、計算の1つのセットは、ファブリックのプリントから導出されており、第2のセットの計算は、ファブリックの写真から導出されている。   Table 2 below shows the results of the calculation of surface properties for the fabric, where one set of calculations is derived from a print of the fabric and the second set of calculations is derived from a photograph of the fabric. Yes.

表2に示されている結果は、写真技法を使用して実現される接触表面特性評価計算が、ファブリックのプリントを使用して実現される計算に緊密に対応していることを示す。   The results shown in Table 2 show that the contact surface characterization calculations realized using photographic techniques closely correspond to the calculations realized using fabric printing.

上記に説明されている技法は、とりわけ、ガイドラインセグメントによって形成される単位セルの形状が実質的に長方形であるときに、ファブリックの性質の良好な推定を提供する。しかし、ガイドラインによって形成される単位セルの形状が非長方形の平行四辺形である場合には、代替的な技法が、ファブリックの性質のより正確な推定を提供するために使用され得る。この代替的な技法の例が、図8Aに示されており、それは、上記に説明されているイメージ解析プログラムを使用して、ファブリックの表面の写真から生成されたイメージである。この図では、単位セル813は、ガイドラインセグメント810A、810B、812A、および812Bによって画定されている。ガイドラインセグメント810A、810B、812A、および812Bによって形成される単位セル813は、実質的に非長方形の平行四辺形形状である。この平行四辺形において、角度θが、ガイドラインセグメント810Aおよび812Bが交差する角部Aにおいて定義され、また、角度θが、ガイドラインセグメント810Bおよび812Aが交差する角部Bで定義される。この角度θは、ガイドラインの配向角度の相違に基づいて、イメージ解析プログラムを使用して、容易に決定され得る。さらに、イメージ解析プログラムは、全体的に上記に説明されているようにイメージのスケールに基づいて、ガイドラインセグメント810Aと810Bとの間の距離(「DIST1」)およびガイドラインセグメント812Aと812Bとの間の距離(「DIST2」)を決定することが可能である。交差角度θ、DIST1、およびDIST2を決定すると、単位セル(UCA)の面積が、公式(1)または公式(2)のいずれかを使用して計算され得る。
UCA=(DIST1/sinθ)×DIST2 (1)
UCA=(DIST2/sinθ)×DIST1 (2)
公式(1)および(2)は、平行四辺形の面積を計算するための標準的な公式、すなわち、面積=底辺長さ×高さから導出され、ここで、DIST1またはDIST2は、平行四辺形の高さとして使用されており、次いで、底辺長さは、角度θの正弦、および、DIST1またはDIST2のうちの他方から計算される。
The techniques described above provide a good estimate of the fabric properties, especially when the unit cell shape formed by the guideline segments is substantially rectangular. However, if the unit cell shape formed by the guidelines is a non-rectangular parallelogram, an alternative technique can be used to provide a more accurate estimate of the fabric properties. An example of this alternative technique is shown in FIG. 8A, which is an image generated from a photograph of the surface of the fabric using the image analysis program described above. In this figure, unit cell 813 is defined by guideline segments 810A, 810B, 812A, and 812B. The unit cell 813 formed by the guideline segments 810A, 810B, 812A, and 812B has a substantially non-rectangular parallelogram shape. In this parallelogram, the angle θ is defined at the corner A where the guideline segments 810A and 812B intersect, and the angle θ is defined at the corner B where the guideline segments 810B and 812A intersect. This angle θ can be easily determined using an image analysis program based on the difference in the orientation angle of the guideline. In addition, the image analysis program determines the distance between guideline segments 810A and 810B (“DIST1”) and between guideline segments 812A and 812B based on the scale of the image as generally described above. It is possible to determine the distance ("DIST2"). Having determined the crossing angles θ, DIST1, and DIST2, the area of the unit cell (UCA) can be calculated using either formula (1) or formula (2).
UCA = (DIST1 / sin θ) × DIST2 (1)
UCA = (DIST2 / sin θ) × DIST1 (2)
Formulas (1) and (2) are derived from the standard formula for calculating the area of a parallelogram, ie area = base length × height, where DIST1 or DIST2 is a parallelogram The base length is then calculated from the sine of the angle θ and the other of DIST1 or DIST2.

表3は、非長方形の平行四辺形単位セルの面積計算に基づく代替的な技法を使用するときの、解析プログラムによってなされる決定、および、そのような決定から続く計算の例を示す。   Table 3 shows examples of decisions made by the analysis program and the calculations that follow from such decisions when using an alternative technique based on area calculations of non-rectangular parallelogram unit cells.

表3の中の特性のいくつかは、表1において上記に説明されているものと同じように決定または計算されているが、ナックル密度、経糸方向または緯糸方向ナックル接触面積の合計、接触面積比、パーセント面積寄与率、ポケット面積推定、およびポケット密度特性は、表1におけるものとは異なって、表3で計算されていることに留意されたい。単位セルの非長方形の平行四辺形形状を考慮することによって、これらの異なる計算は、非長方形の平行四辺形形状の単位セルを有するファブリックの特性のより正確な推定を提供する。   Some of the properties in Table 3 are determined or calculated in the same manner as described above in Table 1, but the knuckle density, total warp or weft knuckle contact area, contact area ratio Note that the percent area contribution, pocket area estimation, and pocket density characteristics are calculated in Table 3, unlike in Table 1. By considering the non-rectangular parallelogram shape of the unit cells, these different calculations provide a more accurate estimate of the properties of a fabric having non-rectangular parallelogram shaped unit cells.

図8Bは、上記に説明されている技法を用いて作製されたファブリックのプリントである。このケースでは、ファブリックは、過度に非長方形の単位セルを有しており、単位セルを画定する平行四辺形の角部における角度θの1つは、約140度である。説明された第1の技法(それは、平行四辺形形状の単位セルに特別には適合されていない)と、非長方形の平行四辺形単位セルのための技法との間の相違を実証するために、2つのセットの計算が、ファブリックに対して行われ、その結果は、表4に示されている。   FIG. 8B is a print of a fabric made using the techniques described above. In this case, the fabric has overly non-rectangular unit cells, and one of the angles θ at the corners of the parallelogram defining the unit cells is about 140 degrees. To demonstrate the difference between the first technique described (which is not specifically adapted to parallelogram shaped unit cells) and the technique for non-rectangular parallelogram unit cells Two sets of calculations are performed on the fabric and the results are shown in Table 4.

表4に示されている性質のいくつかは、2つの計算に関して同じであるが、合計面内接触面積およびポケット密度は異なっていることに留意されたい。非長方形の平行四辺形単位セルに適合された計算方法は、図8Bに示されているファブリックの実際に内在する形状および構造により緊密にマッチングする測定を利用することを考慮すると、非長方形の平行四辺形単位セルに特別に適合された計算技法によって決定される合計面内接触面積(すなわち、ナックルに対応するファブリックのパーセンテージ)およびポケット密度は、より正確であることになる。当業者は理解するように、ファブリックの合計面内接触面積およびポケット密度は、ファブリックの製紙性質に大きな影響を及ぼす。したがって、非長方形の平行四辺形計算は、所定のファブリックの重要な性質に関して、より正確な推定を提供する。   Note that some of the properties shown in Table 4 are the same for the two calculations, but the total in-plane contact area and pocket density are different. A calculation method adapted to a non-rectangular parallelogram unit cell takes into account the use of measurements that more closely match the actual inherent shape and structure of the fabric shown in FIG. The total in-plane contact area (ie, the percentage of fabric corresponding to the knuckle) and the pocket density determined by a computational technique specifically adapted to the quadrilateral unit cell will be more accurate. As those skilled in the art will appreciate, the total in-plane contact area and pocket density of the fabric have a significant effect on the papermaking properties of the fabric. Thus, the non-rectangular parallelogram calculation provides a more accurate estimate of the important properties of a given fabric.

製紙ファブリックの別の重要な特性は、製紙プロセスの間にウェブがファブリックの中のポケットの中へ引き込まれ得る深さである。上記に議論されているように、ドームが、最終紙製品の中に形成されており、それは、ファブリックの中のポケットの中へ引き込まれたウェブの一部分に対応している。したがって、製紙ファブリックのポケット深さは、ファブリックを使用して形成される紙製品に直接的に影響を及ぼす。ファブリックのポケット深さを決定するための技法が、ここで説明されることになる。   Another important property of the papermaking fabric is the depth to which the web can be drawn into pockets in the fabric during the papermaking process. As discussed above, a dome is formed in the final paper product, which corresponds to a portion of the web that is drawn into a pocket in the fabric. Thus, the pocket depth of the papermaking fabric directly affects the paper product formed using the fabric. Techniques for determining the pocket depth of the fabric will now be described.

図9は、ストラクチャリングファブリックの拡大された写真を示す。写真を用いて、および、上記に説明されているイメージ解析プログラムを使用して、4つのナックルK1〜K4が識別される。平行四辺形は、ナックルK1〜K4を接続するように描かれており、平行四辺形のラインは、ナックルK1〜K4の間に形成されているポケット面積を通過しないように描かれている。平行四辺形が描かれた状態で、ナックルK1から、ポケットの中心を通って、ナックルK3へ至るプロファイル方向ラインPLが描かれ得る。プロファイル方向ラインPLは、下記に説明されているように、深さ測定器具を使用してポケット深さを決定するために使用されることになる。ナックルK1およびナックルK3からのプロファイル方向ラインPLは、ポケットの中心を通過することに留意されたい。下記に説明されるように、ストラクチャリングファブリックのポケット深さは、製紙プロセスにおいてセルロース系繊維が到達することができるポケットの中の深さとして決定される。図9に示されているファブリックの場合は、最大繊維移行深さは、ポケットの中心にある。したがって、プロファイル方向ラインが、代替として、ナックルK2からナックルK4へポケットの中心を通って描かれ得、代替的なプロファイル方向ラインが、下記に説明されているポケット深さ決定のために使用され得ることになる。また、異なるストラクチャリングファブリックは、ナックルおよびポケットの異なる構成を有することになるが、プロファイル方向ラインは、プロファイル方向ラインが図9に示されているように決定されるのと同じように、異なるストラクチャリングファブリックに関して容易に決定され得ることを当業者は理解することになる。   FIG. 9 shows an enlarged photograph of the structuring fabric. Using the pictures and using the image analysis program described above, the four knuckles K1-K4 are identified. The parallelogram is drawn so as to connect the knuckles K1 to K4, and the line of the parallelogram is drawn so as not to pass through the pocket area formed between the knuckles K1 to K4. With the parallelogram drawn, a profile direction line PL from the knuckle K1 through the center of the pocket to the knuckle K3 can be drawn. The profile direction line PL will be used to determine the pocket depth using a depth measuring instrument, as described below. Note that the profile direction line PL from knuckle K1 and knuckle K3 passes through the center of the pocket. As explained below, the pocket depth of the structuring fabric is determined as the depth in the pocket that cellulosic fibers can reach in the papermaking process. For the fabric shown in FIG. 9, the maximum fiber transition depth is in the center of the pocket. Thus, a profile direction line can alternatively be drawn through the center of the pocket from knuckle K2 to knuckle K4, and an alternative profile direction line can be used for pocket depth determination as described below. It will be. Also, different structuring fabrics will have different configurations of knuckles and pockets, but the profile direction lines are different structures just as the profile direction lines are determined as shown in FIG. One skilled in the art will understand that it can be readily determined with respect to the ring fabric.

図10は、図9に示されているストラクチャリングファブリックのポケットのプロファイルを決定するために使用されるプログラムのスクリーンショットである。スクリーンショットは、日本の大阪の株式会社キーエンスによって製造されているVHX−1000デジタル顕微鏡を使用して形成された。顕微鏡は、これもまた株式会社キーエンスによって提供されるVHX−H3Mアプリケーションソフトウェアを装備していた。ポケットの顕微鏡イメージが、図10の上部部分に示されている。このイメージでは、ナックルK’1およびK’3、ならびに、ナックル間のポケットを容易に見ることが可能である。深さ決定ラインDLが、ポイントDからポイントCへ描かれており、深さ決定ラインDLが、ナックルK’1およびK’3、ならびに、ポケットの中心を通過している。深さ決定ラインDLは、図8に示されているプロファイル決定ラインPLを緊密に近似するように描かれている。すなわち、図9に示されているナックルおよびポケットイメージを使用して導出される深さ決定ラインDLの検査に基づいて、ユーザは、図10に示されている顕微鏡イメージ内に深さ決定ラインDLを描くことが可能であり、深さ決定ラインDLは、ナックルK’3およびK’1、ならびに、ポケットの中心部分に対応する領域を通過する。   FIG. 10 is a screen shot of the program used to determine the profile of the structuring fabric pocket shown in FIG. The screen shot was made using a VHX-1000 digital microscope manufactured by Keyence Corporation of Osaka, Japan. The microscope was equipped with VHX-H3M application software, also provided by Keyence Corporation. A microscopic image of the pocket is shown in the upper part of FIG. In this image, the knuckles K'1 and K'3 and the pockets between the knuckles can be easily seen. A depth determination line DL is drawn from point D to point C, and the depth determination line DL passes through the knuckles K'1 and K'3 and the center of the pocket. The depth determination line DL is drawn so as to closely approximate the profile determination line PL shown in FIG. That is, based on an examination of the depth determination line DL derived using the knuckle and pocket image shown in FIG. 9, the user can enter the depth determination line DL in the microscope image shown in FIG. The depth determination line DL passes through the knuckles K′3 and K′1 and the region corresponding to the central portion of the pocket.

深さ決定ラインDLが描かれることにより、デジタル顕微鏡は、次いで、図10の底部部分に示されているように、深さ決定ラインDLに沿って、ポケットの深さプロファイルを計算するように指示され得る。ポケットのプロファイルは、ナックルK’3およびK’1に対応する領域において最も高くなり、プロファイルは、ポケットの中心においてその最も低いポイントまで落ちる。ポケット深さは、ナックルK’3およびK’1の高さから開始するものとして、このプロファイルから決定され、ナックルK’3およびK’1の高さは、深さプロファイルの上のラインAによってマークを付けられている。この程度の精度に測定されるストラクチャリングファブリックの任意の2つのナックルと同様に、ナックルK’3およびK’1は、正確に同じ高さを有していない。したがって、高さAは、ナックルK’3およびK’1の2つの高さの間の平均として決定される。ポケット深さは、深さプロファイルの最も低いポイントの直ぐ上方のポイントで終了するものとして決定され、それは、深さプロファイルの上にラインBによってマークを付けられている。当業者は理解するように、ラインAからラインBへのポケットの深さは、ウェブの中のセルロース系繊維が製紙プロセスにおいて移行することができるポケットの中の深さにおおよそ対応している。VHX−H3Mソフトウェア(上記に議論されている)は、ファブリックの厚さ方向の複数のスライスから完全な深さプロファイルを形成することに留意されたい。また、深さプロファイルを形成する際に、VHX−H3Mソフトウェアは、フィルタリング関数を用い、厚さスライスから形成される深さプロファイルを滑らかにすることにも留意されたい。測定されるポケット深さは、ファブリックの中のポケットごとにわずかに変化することになることに留意されたい。しかし、我々は、ストラクチャリングファブリックに関する5つの測定されたポケット深さの平均が、ポケット深さの良好な特性評価を提供することを見出した。   By drawing the depth determination line DL, the digital microscope is then instructed to calculate the pocket depth profile along the depth determination line DL, as shown in the bottom portion of FIG. Can be done. The profile of the pocket is highest in the area corresponding to knuckles K'3 and K'1, and the profile falls to its lowest point in the center of the pocket. The pocket depth is determined from this profile as starting from the height of the knuckles K′3 and K′1, and the height of the knuckles K′3 and K′1 is determined by the line A above the depth profile. Marked. As with any two knuckles of the structuring fabric measured to this degree of accuracy, knuckles K'3 and K'1 do not have exactly the same height. Therefore, the height A is determined as the average between the two knuckles K'3 and K'1. The pocket depth is determined to end at a point just above the lowest point of the depth profile, which is marked by line B on the depth profile. As those skilled in the art will appreciate, the depth of the pocket from line A to line B roughly corresponds to the depth in the pocket at which cellulosic fibers in the web can migrate in the papermaking process. Note that the VHX-H3M software (discussed above) forms a complete depth profile from multiple slices in the fabric thickness direction. It should also be noted that when forming the depth profile, the VHX-H3M software uses a filtering function to smooth the depth profile formed from the thickness slice. Note that the measured pocket depth will vary slightly for each pocket in the fabric. However, we have found that an average of five measured pocket depths for the structuring fabric provides a good characterization of the pocket depth.

デジタル顕微鏡が、ポケット深さを決定するために、上記に説明されている実施形態において使用されているが、他の器具が、代替として、本明細書で説明されている技法によってポケット深さを決定するために使用され得る。たとえば、他の実施形態では、レーザプロフィロメータ(または、「レーザプロファイラ」)が使用され、上記に説明されているデジタル顕微鏡と同様に、ポケット深さを決定することが可能である。レーザプロファイラは、ポケットの深さプロファイルを決定することが可能であり、ポケットの深さプロファイルは、上記に説明されているように、デジタル顕微鏡を使用して生成された深さプロファイルがポケット深さを決定するために使用されるのと同じように、ポケット深さを決定するために使用され得る。そのようなレーザプロファイラの例は、Leicester,United kingdomのTaylor Hobson,Ltd.によって製造されているTALYSURF(登録商標)CLI高分解能3D表面プロファイリングシステムである。さらなる他の実施形態では、インラインレーザプロファイル測定デバイス(「レーザラインスキャナ」)が使用され、本明細書で説明されている技法によって、ファブリックのポケット深さを決定することが可能である。そのようなレーザラインスキャナの例は、株式会社キーエンスによって製造されているLJ−V7000シリーズ高速インラインプロファイル検査デバイスである。   Although a digital microscope is used in the embodiment described above to determine the pocket depth, other instruments can alternatively be used to determine the pocket depth by the techniques described herein. Can be used to determine. For example, in other embodiments, a laser profilometer (or “laser profiler”) may be used to determine the pocket depth, similar to the digital microscope described above. The laser profiler is able to determine the depth profile of the pocket, and the depth profile generated using a digital microscope, as explained above, is the pocket depth profile. Can be used to determine the pocket depth in the same way that it is used to determine. Examples of such laser profilers are Leicester, United kingdom, Taylor Hobson, Ltd. Is a TALYSURF® CLI high resolution 3D surface profiling system manufactured by In still other embodiments, an in-line laser profile measurement device (“laser line scanner”) is used to determine the pocket depth of the fabric by the techniques described herein. An example of such a laser line scanner is the LJ-V7000 series high-speed inline profile inspection device manufactured by Keyence Corporation.

レーザプロファイラまたはレーザラインスキャナを使用するとき、デジタル顕微鏡に関連して上記に説明されているものと同じステップが、ポケット深さを決定するために使用され得る。すなわち、図9に示されているように、ナックルおよびポケットは、ストラクチャリングファブリックの表面の表現に基づいて決定される。次いで、レーザプロファイラまたはレーザラインスキャナは、1つのナックルから別のナックルへポケットを横切る深さプロファイルを決定するように設定され、すなわち、レーザプロファイラまたはレーザラインスキャナは、図9のラインPLのように配向されているラインを横切ってスキャンする。この測定されたプロファイルから、ポケット深さが、図10に関連して上記に説明されているその方法と同様に決定され得る。レーザプロファイラまたはレーザスキャナによって測定される深さプロファイルの解析を行うために、様々な解析ソフトウェアプログラムが使用され得る。1つの例は、North Huntingdon,PennsylvaniaのTrueGageによって提供される表面計量ソフトウェアである。   When using a laser profiler or laser line scanner, the same steps described above in connection with a digital microscope can be used to determine the pocket depth. That is, as shown in FIG. 9, the knuckles and pockets are determined based on a representation of the surface of the structuring fabric. The laser profiler or laser line scanner is then set to determine the depth profile across the pocket from one knuckle to another, ie, the laser profiler or laser line scanner is as shown by line PL in FIG. Scan across the line being oriented. From this measured profile, the pocket depth can be determined in a manner similar to that method described above in connection with FIG. Various analysis software programs can be used to perform analysis of depth profiles measured by a laser profiler or laser scanner. One example is surface weighing software provided by TrueGage of North Huntingdon, Pennsylvania.

代替的な深さ測定器具のそれぞれ、すなわち、デジタル顕微鏡、レーザプロファイラ、またはレーザラインスキャナは、特定の利点を提供することが可能である。たとえば、デジタル顕微鏡は、ポケット深さの高度に正確な測定を提供することが可能である。他方では、レーザプロファイラは、一般的に、それを用いて作業するのに容易な器具であり、それによって、ポケット深さの迅速な測定を提供することが可能である。別の例として、レーザラインスキャナは、大容量のデータを迅速に収集し、したがって、多くの深さプロファイルを短期間に測定する能力を有している。この点において、本発明の実施形態は、製紙機械の上を走っているストラクチャリングファブリックのポケット深さプロファイルを決定するためにレーザラインスキャナを使用することを含む。この実施形態では、レーザラインスキャナは、マシンの上のストラクチャリングファブリックに隣接して位置決めされ、レーザラインスキャナは、ファブリックがスキャナを通過して進行するときに、ポケット深さプロファイルを測定する。当業者によって理解されるように、製紙機械の中のストラクチャリングファブリックは、毎分3,000フィート(914.4m/min)よりも速い速度で進行することが可能である。しかし、株式会社キーエンスによる上述のLJ−V7000シリーズ検査システムなどのようなレーザラインスキャナは、毎秒数千の深さプロファイルを測定する能力を有している。したがって、レーザラインスキャナは、迅速に移動するストラクチャリングファブリックの中のポケット深さを測定する能力を有しており、それによって、ストラクチャリングファブリックが製紙機械の上で実際の使用されている状態で、高度に有用なポケット深さデータを提供する。   Each of the alternative depth measuring instruments, i.e., digital microscope, laser profiler, or laser line scanner, can provide certain advantages. For example, a digital microscope can provide a highly accurate measurement of pocket depth. On the other hand, a laser profiler is generally an instrument that is easy to work with, thereby providing a quick measurement of pocket depth. As another example, laser line scanners quickly collect large volumes of data and thus have the ability to measure many depth profiles in a short period of time. In this regard, embodiments of the present invention include using a laser line scanner to determine a pocket depth profile of a structuring fabric running over a paper machine. In this embodiment, the laser line scanner is positioned adjacent to the structuring fabric on the machine, and the laser line scanner measures the pocket depth profile as the fabric advances through the scanner. As will be appreciated by those skilled in the art, the structuring fabric in a papermaking machine can travel at speeds faster than 3,000 feet per minute (914.4 m / min). However, laser line scanners such as the LJ-V7000 series inspection system described above by Keyence Corporation have the ability to measure several thousand depth profiles per second. Therefore, the laser line scanner has the ability to measure the pocket depth in the rapidly moving structuring fabric so that the structuring fabric is in actual use on the paper machine. Provide highly useful pocket depth data.

ポケット深さを決定するために使用される測定器具および技法にかかわらず、測定されるポケット深さは、ファブリックの中のポケットごとにわずかに変化することになることに留意されたい。一般的に言えば、ストラクチャリングファブリックに関する5つの測定されたポケット深さの平均が、ポケット深さの良好な特性評価を提供することを見出した。当然のことながら、たとえば、測定において望まれる精度のレベルに応じて、平均ポケット深さを決定するために、より多くのまたはより少ない測定が行われ得る。   Note that regardless of the measurement instrument and technique used to determine the pocket depth, the measured pocket depth will vary slightly from pocket to pocket in the fabric. Generally speaking, it has been found that an average of the five measured pocket depths for the structuring fabric provides a good characterization of the pocket depth. Of course, more or fewer measurements may be made, for example, to determine the average pocket depth, depending on the level of accuracy desired in the measurement.

上記に説明されているポケット深さ決定技法において、ストラクチャリングファブリック自体が、ポケット深さを決定するために使用される。いくつかのケースでは、ファブリックの表現を形成し、次いで、その表現からポケット深さを決定することが、より容易である可能性がある。たとえば、ファブリックのナックルおよびポケット構造の表現は、上記にも説明されているように、ファブリックの接触表面をワックスペーパーに対してプレスすることによって形成され得る。次いで、ファブリックのワックス表現は、上記に説明されている技法のうちの1つを使用してスキャンされ得る。たとえば、レーザラインスキャナが使用され、ワックスプリントの中のナックル間で、ワックスプリントの中の深さを決定することが可能である。   In the pocket depth determination technique described above, the structuring fabric itself is used to determine the pocket depth. In some cases, it may be easier to form a representation of the fabric and then determine the pocket depth from that representation. For example, a representation of the fabric knuckle and pocket structure can be formed by pressing the contact surface of the fabric against wax paper, as also described above. The wax representation of the fabric can then be scanned using one of the techniques described above. For example, a laser line scanner can be used to determine the depth in the wax print between knuckles in the wax print.

ストラクチャリングファブリックのポケットの有効体積は、ストラクチャリングファブリックの重要な性質であり、それは、上記に説明されている技法のうちの1つにしたがってポケットサイズが計算されると、容易に決定され得ることを当業者は理解することになる。ポケットの有効体積は、ストラクチャリングファブリックの表面におけるポケットの断面積(すなわち、ナックル表面の間)に、製紙プロセスの間にウェブの中のセルロース系繊維が移行することができるポケットの深さを乗じた積である。ポケットの断面積は、上記の表1または表2において説明されているような、ポケット面積(PA)の推定と同じである。したがって、有効ポケット体積は、ポケット面積推定値と測定されたポケット深さとの積として簡単に計算され得る。   The effective volume of the structuring fabric pocket is an important property of the structuring fabric, which can be easily determined once the pocket size is calculated according to one of the techniques described above. Will be understood by those skilled in the art. The effective volume of the pocket multiplies the cross-sectional area of the pocket at the surface of the structuring fabric (ie, between the knuckle surfaces) by the depth of the pocket where cellulosic fibers in the web can migrate during the papermaking process. Product. The cross-sectional area of the pocket is the same as the pocket area (PA) estimate as described in Table 1 or Table 2 above. Thus, the effective pocket volume can be simply calculated as the product of the pocket area estimate and the measured pocket depth.

ストラクチャリングファブリックの別の重要な性質は、ファブリックに関する平面的なボリュームインデックス(planar volumetric index)として定義され得る。一般的に言えば、ファブリックを使用して作製される紙製品の柔軟性、吸収性、および厚さ(caliper)は、ファブリックの接触面積、すなわち、製紙プロセスにおいてウェブが接触するファブリックのナックル表面によって形成される面積によって影響を受ける可能性がある。さらに、紙製品の柔軟性、吸収性、および厚さは、ファブリックの中のポケットのサイズによって影響を受ける可能性がある。平面的なボリュームインデックスは、(上記の表1または表2において述べられているような)接触面積比(CAR)に有効ポケット体積(EPV)を乗じ、それに、100を乗じたもの、すなわち、CAR×EPV×100として計算されるので、平面的なボリュームインデックスは、接触面積およびポケットサイズの指示を提供する。接触面積比および有効ポケット体積は、上記に説明されている技法を使用して計算され得、その後に、ファブリックに関する平面的なボリュームインデックスが、容易に計算され得る。   Another important property of a structuring fabric can be defined as a planar volumetric index for the fabric. Generally speaking, the flexibility, absorbency, and caliper of a paper product made using the fabric depends on the contact area of the fabric, i.e., the knuckle surface of the fabric that the web contacts in the papermaking process. May be affected by the area formed. Further, the flexibility, absorbency, and thickness of paper products can be affected by the size of the pockets in the fabric. The planar volume index is the contact area ratio (CAR) (as described in Table 1 or Table 2 above) multiplied by the effective pocket volume (EPV) and multiplied by 100, ie CAR Since it is calculated as * EPV * 100, the planar volume index provides an indication of contact area and pocket size. The contact area ratio and effective pocket volume can be calculated using the techniques described above, after which a planar volume index for the fabric can be easily calculated.

当業者によって確実に理解されるように、ナックルおよびポケットのサイズおよび密度などのような、ファブリックのナックルおよびポケットの特性を知ることは、ファブリックの深い理解を提供する。特性を使用する用途の1つの例は、特定の接触表面特性と結果として生じる紙製品との間の相関関係を開発することに関与する。相関関係によって、さらなるファブリック構成が開発され得、それらの構成は、製紙機械の上でフルスケールファブリックをテストすることなく特性評価され得る。したがって、ファブリックの接触表面特性を決定するための上記に説明されている技法は、異なるファブリックを試しているファブリック製造業者および/または製紙業者の両方にとって、時間および資源を節約することが可能である。   As will be appreciated by those skilled in the art, knowing the properties of the fabric knuckles and pockets, such as the size and density of the knuckles and pockets, provides a deep understanding of the fabric. One example of an application that uses properties involves developing a correlation between specific contact surface properties and the resulting paper product. By correlation, additional fabric configurations can be developed and those configurations can be characterized without testing the full scale fabric on a paper machine. Thus, the techniques described above for determining the contact surface characteristics of a fabric can save time and resources for both fabric manufacturers and / or papermakers trying different fabrics. .

また、上記に説明されている技法は、製紙ファブリックの上の摩耗を解析する方法においても使用され得る。1つのそのような方法では、ファブリックの一部分の中のナックルの第1の表現が、媒体内で形成される。この第1の表現は、圧力測定フィルムの上のプリントであることが可能であり、または、その表現は、ファブリックの一部分の写真であることが可能であり、カメラの中に保存され得る。ファブリックのナックルの第1のイメージは、たとえば、圧力測定フィルムをスキャンすることによって、または、カメラから写真をダウンロードすることなどによって、第1の表現に基づいて生成される。生成されたイメージから、ファブリックの接触領域に関する少なくとも1つの特性は、上記に説明されているように決定され得る。次いで、ファブリックは、摩耗を受ける可能性がある。ファブリックが製紙機械の上に装着されている場合には、摩耗は、製紙機械を動作させることによって簡単に起こる可能性がある。代替として、摩耗のシミュレーションが、サンディングまたは研磨することによって、ファブリックの上で行われ得る。   The techniques described above can also be used in a method of analyzing wear on a papermaking fabric. In one such method, a first representation of a knuckle in a portion of the fabric is formed in the media. This first representation can be a print on the pressure measurement film, or the representation can be a photograph of a portion of the fabric and can be stored in the camera. A first image of the fabric knuckle is generated based on the first representation, for example, by scanning a pressure measurement film or by downloading a photo from a camera. From the generated image, at least one characteristic relating to the contact area of the fabric can be determined as described above. The fabric can then be subject to wear. If the fabric is mounted on a paper machine, wear can easily occur by operating the paper machine. Alternatively, wear simulation can be performed on the fabric by sanding or polishing.

ファブリックが摩耗した後で、ファブリックの一部分のイメージを得て、接触表面特性を決定するプロセスが、再び行われる。すなわち、ファブリックの一部分の中のナックルの第2の表現が、媒体内で形成され、それは、第2のイメージを生成するために使用され、第2のイメージは、フィルムの表面特性を決定するために解析される。この点において、第2の表現は、第1の表現と同じファブリックの部分から取られてもよいし、または取られなくてもよい。ファブリックの中のナックルは、摩耗の結果としてサイズが増加することになることが予期されることになる。さらに、新しいナックルが、ファブリックの中に形成され得る。接触表面特性評価の一部として、ナックルサイズの増加は、摩耗の後の第2のイメージの解析と摩耗の前の第1のイメージの解析とを比較することによって定量化され得る。ファブリックを摩耗させ、その後に接触表面特性を決定するというようなプロセスが、任意の回数だけ、および、それぞれの解析の間の任意の所与の量の摩耗を用いて、繰り返され得る。   After the fabric is worn, the process of obtaining an image of a portion of the fabric and determining contact surface properties is performed again. That is, a second representation of a knuckle in a portion of the fabric is formed in the media, which is used to generate a second image, which determines the surface characteristics of the film. Is analyzed. In this respect, the second representation may or may not be taken from the same fabric portion as the first representation. It will be expected that the knuckles in the fabric will increase in size as a result of wear. In addition, new knuckles can be formed in the fabric. As part of the contact surface characterization, the knuckle size increase can be quantified by comparing the analysis of the second image after wear with the analysis of the first image before wear. The process of wearing the fabric and subsequently determining the contact surface properties can be repeated any number of times and with any given amount of wear during each analysis.

ファブリックの上の摩耗を解析するさらなる一部は、ファブリックを使用して作製される紙製品を、摩耗に起因する接触表面の変化に相関させることを含む。たとえば、ファブリックの第1の表現がとられる前に、紙製品が、ファブリックを使用して形成される。製品の中のドームのサイズ、または、製品の厚さなどのような、紙製品の性質が、次いで、第1の表現によって形成される第1のイメージの解析を通して決定される接触表面特性と相関させられる。次いで、ファブリックが摩耗を受けた後に、および、ファブリックの第2の表現がとられる前に、第2の紙製品が、ファブリックを使用して形成される。次いで、第2に形成された紙製品の性質は、第2のイメージの解析を通して決定された接触表面特性と相関させられる。したがって、特定のファブリック構成が摩耗するにつれて、形成される紙製品がどのように変化するかことの理解が実現され得る。   A further part of analyzing wear on the fabric involves correlating paper products made using the fabric with changes in contact surface due to wear. For example, a paper product is formed using the fabric before the first representation of the fabric is taken. The properties of the paper product, such as the size of the dome in the product or the thickness of the product, then correlate with the contact surface characteristics determined through analysis of the first image formed by the first representation. Be made. A second paper product is then formed using the fabric after the fabric has undergone wear and before the second representation of the fabric is taken. The properties of the second formed paper product are then correlated with the contact surface characteristics determined through analysis of the second image. Thus, an understanding of how the paper product formed changes as a particular fabric configuration wears can be realized.

本発明のさらなる態様では、上記に説明されている技法および方法は、とりわけ、ファブリックが長い期間にわたって製紙機械の上を走った後に、ファブリックの異なる部分を比較するために使用され得る。ファブリックの異なる部分は、ファブリックが製紙機械の中で辿るトラックの中の非一貫性に起因して異なる摩耗を示すことになることが知られている。異なる実施形態によれば、表面特性評価技法は、たとえば、ファブリックが製紙機械の上を走らされる前および後に、ファブリックの異なる部分に適用され得る。代替として、表面特性評価技法は、ファブリックが製紙機械の上に依然として装着されている間に、ファブリックの異なる部分に適用され得る。したがって、ファブリックの異なる部分が製紙機械の中でどのように摩耗するかことの理解が実現され得る。   In a further aspect of the invention, the techniques and methods described above can be used to compare different portions of the fabric, especially after the fabric has run over the papermaking machine for a long period of time. It is known that different parts of the fabric will exhibit different wear due to inconsistencies in the track that the fabric follows in the paper machine. According to different embodiments, the surface characterization techniques can be applied to different portions of the fabric, for example, before and after the fabric is run over a papermaking machine. Alternatively, the surface characterization techniques can be applied to different parts of the fabric while the fabric is still mounted on the paper machine. Thus, an understanding of how different parts of the fabric wear in the papermaking machine can be realized.

本発明のさらに別の態様によれば、接触表面特性評価は、特定の3次元構造を備える紙製品を作製するためのファブリックを得るために使用され得る。図11Aおよび図11Bは、そのようなプロセスを示す。図11Aは、上記に説明されている技法を使用して解析される紙製品のイメージ800の例を示す。特に、紙製品は、3次元構造を有しており、3次元構造は、ランド領域によって分離されている複数のドームを含む。上記に説明されているように、そのような紙製品は、ストラクチャリングファブリックを使用して作製され得る。しかし、そのような製品を作製するために使用された特定のストラクチャリングファブリック構成が知られていない場合には、本発明による方法が使用されて、ストラクチャリングファブリック構成を識別することが可能である。図11Aに示されているように、輪郭802Aは、紙製品のランド領域において解析プログラムを使用することによって、紙製品のイメージの上に描かれ得、それは、紙製品を作製するために使用されたストラクチャリングファブリックのナックルの位置に対応している。さらに、ガイドライン812および814を含む座標系が、輪郭802Aを通して、および、他のナックルに対応する位置を通して、描かれ得る。紙製品の中のドームは、ストラクチャリングファブリックの中のポケットに対応しており、したがって、座標系は、ドームを通過することなく描かれることに留意されたい。   According to yet another aspect of the present invention, contact surface characterization can be used to obtain a fabric for making a paper product with a specific three-dimensional structure. Figures 11A and 11B illustrate such a process. FIG. 11A shows an example of an image 800 of a paper product that is analyzed using the techniques described above. In particular, the paper product has a three-dimensional structure, which includes a plurality of domes that are separated by land areas. As explained above, such paper products can be made using a structuring fabric. However, if the specific structuring fabric configuration used to make such a product is not known, the method according to the invention can be used to identify the structuring fabric configuration . As shown in FIG. 11A, the contour 802A can be drawn over the image of the paper product by using an analysis program in the land area of the paper product, which is used to make the paper product. Corresponds to the knuckle position of the structured fabric. Further, a coordinate system that includes guidelines 812 and 814 may be drawn through contour 802A and through locations corresponding to other knuckles. Note that the dome in the paper product corresponds to a pocket in the structuring fabric, so the coordinate system is drawn without passing through the dome.

輪郭802Aが形成され、ガイドライン812および814を備える座標系が描かれた後に、図11Aに示されているように、輪郭802Aおよび座標系は、紙製品の3次元構造を作り出す構成を決定するように、ファブリックのイメージにマッチングさせられ得る。そのようなマッチングの例が、図11Bに示されており、図11Bでは、輪郭802A、ならびに、ガイドライン812および814を備える座標系は、ファブリックのイメージ800Aの上に重ね合わせられている。輪郭802Aは、ファブリックの中のナックルのサイズおよび形状にマッチングしており、ガイドラインは、ナックルを通過するが、ファブリックの中のポケットに対応する領域を通過しないことに留意されたい。このマッチングは、イメージ800Aに示されているファブリックが、イメージ800に示されているものと同様の紙製品を作り出すために使用され得ることを示す。   After contour 802A is formed and a coordinate system with guidelines 812 and 814 has been drawn, as shown in FIG. Can be matched to the image of the fabric. An example of such a matching is shown in FIG. 11B, in which a coordinate system comprising a contour 802A and guidelines 812 and 814 is overlaid on the fabric image 800A. Note that contour 802A matches the size and shape of the knuckles in the fabric, and the guidelines pass through the knuckles but not through the area corresponding to the pockets in the fabric. This matching indicates that the fabric shown in image 800A can be used to create a paper product similar to that shown in image 800.

紙製品からの輪郭および座標系を特定のファブリックにマッチングさせることは、公知のファブリックの検索可能なデータベースを生成させることによって容易にされ得る。そのようなデータベースは、ナックルサイズ、場所、ポケットサイズなどのような、ファブリックの以前に決定された接触表面特性を含むことになる。紙製品から形成された輪郭および座標系からのファブリックのナックルおよびポケットに関するサイズおよび位置を決定した後に、データベースは、同様のナックルおよびポケットのサイズおよび位置を備えるファブリックを求めて検索され得る。   Matching the contour and coordinate system from the paper product to a particular fabric can be facilitated by generating a searchable database of known fabrics. Such a database will include previously determined contact surface characteristics of the fabric, such as knuckle size, location, pocket size, and the like. After determining the size and position of the fabric knuckles and pockets from the contour and coordinate system formed from the paper product, the database can be searched for fabrics with similar knuckles and pocket sizes and positions.

紙製品の解析されたイメージをファブリックとマッチングさせるプロセスを容易にするために、紙製品の解析の中で開発された追加的なパラメータが使用され得る。1つのそのような追加的なパラメータは、一方のセットのガイドラインが他方のセットのガイドラインからのガイドラインと交わる頻度である。ガイドラインの「セット」は、平行なガイドラインを表しており、たとえば、ガイドライン812、および、それに平行なすべてのガイドラインが、セットを形成することに留意されたい。図11Aでは、ガイドライン812を含むガイドラインのセットの頻度が計算されることになり、たとえば、1つのガイドライン810に沿って測定されるときに、ガイドライン810と交わるガイドラインのうちの2つの間の距離を解析プログラムに決定させる。たとえば、ガイドライン810と交わるガイドラインが、ガイドライン810に沿って測定されるときに、0.130cmだけ間隔を離して配置されている場合には、交わるガイドラインは、7.7cm−1(1/0.130cm)の頻度を有することになる。ガイドライン812のうちの1つに沿ったこのセットのガイドライン間のスペーシング(間隔)を測定することによって、同様の頻度計算が、ガイドライン812と交わる他方のセットのガイドラインに関して行われ得る。決定されると、紙製品に関するガイドラインスペーシングの頻度は、ファブリックに関するガイドラインスペーシングの以前に決定された頻度にマッチングさせられ得、それは、検索可能なデータベースの中に保存されてきた。 To facilitate the process of matching the analyzed image of the paper product with the fabric, additional parameters developed during the analysis of the paper product can be used. One such additional parameter is the frequency with which one set of guidelines intersects with guidelines from the other set of guidelines. Note that a “set” of guidelines represents parallel guidelines, for example, guideline 812 and all guidelines parallel to it form a set. In FIG. 11A, the frequency of the set of guidelines, including guideline 812, will be calculated, for example, the distance between two of the guidelines that intersect guideline 810 when measured along one guideline 810. Let the analysis program decide. For example, if the guidelines that intersect with the guide lines 810 are measured along the guide lines 810 and are spaced apart by 0.130 cm, the intersecting guidelines are 7.7 cm −1 (1/0. 130 cm). By measuring the spacing between this set of guidelines along one of the guidelines 812, a similar frequency calculation can be made for the other set of guidelines that intersect with the guides 812. Once determined, the frequency of guideline spacing for paper products can be matched to a previously determined frequency of guideline spacing for fabrics, which has been stored in a searchable database.

紙製品から輪郭を描かれたナックルおよびガイドラインを特定のファブリックにマッチングさせるプロセスを容易にするように計算され得る別のパラメータは、基準ラインからのセットのガイドラインに対する角度である。たとえば、図11Aの中のスケールラインSCは、基準として使用され得、角度αは、スケールラインSCとガイドラインの一方のセットとの間で決定され得る。また、スケールラインSCからガイドラインの他方のセットへの角度も決定され得る。決定されると、紙製品に関する基準からガイドラインのセットへの角度は、ファブリックに関する基準からガイドラインのセットへの以前に決定された角度にマッチングさせられ得、その以前に決定された角度は、検索可能なデータベースの中に保存されてきたものである。   Another parameter that can be calculated to facilitate the process of matching knuckles and guidelines outlined from the paper product to a particular fabric is the angle to the set guidelines from the reference line. For example, the scale line SC in FIG. 11A can be used as a reference, and the angle α can be determined between the scale line SC and one set of guidelines. The angle from the scale line SC to the other set of guidelines can also be determined. Once determined, the angle from the paper product reference to the guideline set can be matched to the previously determined angle from the fabric reference to the guideline set, and the previously determined angle is searchable. It has been stored in a simple database.

上記に説明されている方法は、紙製品を公知のファブリックにマッチングさせる観点から説明されているが、他の実施形態は、望まれているがまだ作り出されていない3次元の紙構造の上に作製された公知のファブリックを選択することを含むことが容易に理解されることになる。すなわち、1つまたは複数の輪郭ナックルが、ブランクイメージ内に生成され得、また、ナックルおよびポケットパターンが、ブランクイメージ内にガイドラインを描くことによって生成され得る。次いで、生成されたイメージは、上記に説明されているように、公知のファブリックにマッチングさせられ得る。   While the method described above has been described in terms of matching a paper product to a known fabric, other embodiments can be used over a three-dimensional paper structure that is desired but not yet created. It will be readily understood to include selecting a known fabric that has been made. That is, one or more contour knuckles can be generated in the blank image, and knuckles and pocket patterns can be generated by drawing guidelines in the blank image. The generated image can then be matched to a known fabric as described above.

さらに別の実施形態では、ファブリックは、紙製品イメージの解析に基づいて、または、ナックルおよびポケット構成を表す生成されたイメージに基づいて、設計および製造され得る。この方法では、経糸および緯糸が、紙製品イメージの解析によって決定されるように、または、ブランクイメージ内に生成されるように、所望のナックルおよびポケット構成に対応するように選ばれる。経糸および緯糸の特定の織目を備えるファブリックを作り出すための技法が、当技術分野で周知である。したがって、ファブリックは、選ばれた経糸および緯糸構成によって作り出され得る。   In yet another embodiment, the fabric may be designed and manufactured based on analysis of paper product images or based on generated images representing knuckle and pocket configurations. In this method, the warp and weft are selected to correspond to the desired knuckle and pocket configuration, as determined by analysis of the paper product image, or as generated in the blank image. Techniques for creating fabrics with specific weft and weft weaves are well known in the art. Thus, a fabric can be created with a chosen warp and weft configuration.

本発明の他の実施形態では、本明細書で説明されているファブリック特性評価技法が使用され、異なる特性を有する新しい第2の製紙ファブリックを作り出すために、第1の製紙ファブリックの構成を修正することが可能である。これらの実施形態では、第1の製紙ファブリックの少なくとも1つのナックルまたはポケット特性が、上記に説明されている技法によって決定される。特性は、たとえば、上記の表1または表2において説明されている特性のうちの1つまたは複数であることが可能である。さらに、特性は、ポケット深さまたは有効ポケット体積であることが可能であり、それは、上記に説明されている技法にしたがって決定される。決定された特性に基づいて、修正されたファブリック設計が生成され、特性が変化させられる。たとえば、ポケット深さは、第1の製紙ファブリックの中で測定されるポケット深さから増加させられ得る。当業者は、製紙ファブリックの特性を決定する要因を理解することになり、また、そのため、第1の製紙ファブリックの設計が、異なる特性を有する新しい製紙ファブリックを作り出すために、どのように変更させられ得るかことを理解することになる。たとえば、糸直径、糸密度、糸形状、織目、および、糸を一緒に結合させるために使用される熱設定のうちの1つまたは複数などのような、ファブリックの態様は、修正された特性を有する第2の製紙ファブリックを作り出すために変更させられ得る。これらの要因のうちのいくつかを利用する製紙ファブリック製造技法の多くの例のうちの1つは、米国特許第6,350,336号に見ることが可能であり、その開示は、その全体が参照により組み込まれている。   In other embodiments of the present invention, the fabric characterization techniques described herein are used to modify the configuration of the first papermaking fabric to create a new second papermaking fabric having different characteristics. It is possible. In these embodiments, at least one knuckle or pocket characteristic of the first papermaking fabric is determined by the techniques described above. The characteristic can be, for example, one or more of the characteristics described in Table 1 or Table 2 above. Further, the characteristic can be pocket depth or effective pocket volume, which is determined according to the techniques described above. Based on the determined characteristics, a modified fabric design is generated and the characteristics are changed. For example, the pocket depth can be increased from the pocket depth measured in the first papermaking fabric. Those skilled in the art will understand the factors that determine the properties of the papermaking fabric, and therefore how the design of the first papermaking fabric can be modified to create a new papermaking fabric with different properties. You will understand what you get. For example, aspects of the fabric such as yarn diameter, yarn density, yarn shape, weave, and one or more of the thermal settings used to bind the yarns together are modified properties Can be modified to create a second papermaking fabric having: One of many examples of papermaking fabric manufacturing techniques that utilize some of these factors can be found in US Pat. No. 6,350,336, the disclosure of which is in its entirety Incorporated by reference.

製紙ファブリック設計の構成を修正するための実施形態に加えて、または、それとともに、ストラクチャリングファブリックを使用して作製された紙製品の特性が、特定の特性を有する製紙ファブリックの開発において使用され得る。たとえば、第1の製紙ファブリックの特性は、上記に説明されている技法を使用して決定され得る。また、第1の製紙ファブリックは、たとえば、上記に説明されている製紙方法を使用して、製紙製品を作製するために使用され得る。次いで、紙製品の特性が決定され得、その後に、第1の製紙ファブリックの決定された特性と相関させられ得る。たとえば、紙製品の中に形成されたドームの密度および高さは、顕微鏡によってドームを調べることによって測定され得る。上記に議論されているように、ドームは、製紙ファブリックのポケットの中に形成される。したがって、製紙ファブリックの中に決定されるポケット密度およびポケット深さは、製紙ファブリックを使用して作製された紙製品の中に見出されるドーム密度およびドーム高さに相関させられ得ることになる。次いで、そのような相関関係が使用され、どのような紙製品が、比較可能な特性を有する別の製紙ファブリックによって作製されることが予期され得るかことを決定することが可能である。さらに、上記に説明されているように、必要に応じて修正された特性を備えた紙製品を作り出すために、調節された特性を備える、新しい製紙ファブリック設計が開発され得る。   In addition to or in conjunction with embodiments for modifying the configuration of papermaking fabric designs, the properties of paper products made using structuring fabric can be used in the development of papermaking fabrics with specific properties . For example, the characteristics of the first papermaking fabric can be determined using the techniques described above. The first papermaking fabric can also be used to make a papermaking product using, for example, the papermaking methods described above. The properties of the paper product can then be determined and subsequently correlated with the determined properties of the first papermaking fabric. For example, the density and height of a dome formed in a paper product can be measured by examining the dome with a microscope. As discussed above, the dome is formed in the pocket of the papermaking fabric. Thus, the pocket density and pocket depth determined in the papermaking fabric can be correlated to the dome density and dome height found in paper products made using the papermaking fabric. Such correlations can then be used to determine what paper products can be expected to be made by another papermaking fabric having comparable properties. In addition, as described above, new papermaking fabric designs with adjusted properties can be developed to create paper products with modified properties as needed.

本発明は、ある特定の例示的な実施形態において説明されてきたが、本開示を考慮して、多くの追加的な修正例および変形例が、当業者に明らかであることになる。したがって、本発明は、具体的に説明されているもの以外にも実施され得ることが理解されるべきである。したがって、本発明の例示的な実施形態は、すべての観点において、例証的なものであり、制限的なものではないことが考慮されるべきであり、本発明の範囲は、先述の説明によってというよりも、本出願によってサポート可能な任意の特許請求の範囲およびその均等物によって決定されるべきである。
Although the present invention has been described in certain specific exemplary embodiments, many additional modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in view of the present disclosure. Accordingly, it should be understood that the invention may be practiced otherwise than as specifically described. Accordingly, it should be considered that the exemplary embodiments of the present invention are illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is defined by the foregoing description. Rather, it should be determined by any claims that can be supported by this application and their equivalents.

Claims (10)

ファブリックの特徴を決定する方法であって、
前記ファブリックの表面の一部分の表現を形成するステップであって、前記表現は、前記ファブリックの前記表面の中のナックルおよびポケットの場所およびサイズを示す、ステップと、
前記表現に基づいて、前記ファブリックの前記表面の前記一部分のイメージを生成するステップと、
プロセッサを有するコンピュータに関連付けられた画面上に、前記イメージの少なくとも一部分を表示するステップと、
前記表示されたイメージ内でナックルのうちの少なくとも1つの周りに輪郭を描くステップと、
前記表示されたイメージ内にガイドラインを描くステップであって、前記ガイドラインが(i)前記輪郭を描かれたナックルの中心を通過し、(ii)他のナックルを通過し、(iii)前記ポケットが前記ナックル間に形成されている場所に対応する前記イメージの領域を取り囲む形状を形成するように描く、ステップと
を含み、
前記輪郭およびガイドラインは、非一時的なコンピュータ可読媒体内に保存されているイメージ解析プログラムを使用して描かれることを特徴とする方法。
A method for determining the characteristics of a fabric, comprising:
Forming a representation of a portion of the surface of the fabric, the representation indicating the location and size of knuckles and pockets in the surface of the fabric;
Generating an image of the portion of the surface of the fabric based on the representation;
Displaying at least a portion of the image on a screen associated with a computer having a processor;
Delineating around at least one of the knuckles in the displayed image;
Drawing a guideline in the displayed image, wherein the guideline passes through (i) the center of the outlined knuckle, (ii) passes through another knuckle, and (iii) the pocket Drawing to form a shape surrounding a region of the image corresponding to a location formed between the knuckles;
The method wherein the contours and guidelines are drawn using an image analysis program stored in a non-transitory computer readable medium.
請求項1に記載の方法であって、前記輪郭を描かれたナックルの長さ、前記輪郭を描かれたナックルの幅、ならびに、前記ガイドラインの配向角度、および、前記ガイドラインに沿った前記ナックルの場所のうちの少なくとも1つを決定するステップをさらに含み、
前記決定は、前記イメージ解析プログラムによって行われることを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein a length of the outlined knuckle, a width of the outlined knuckle, and an orientation angle of the guideline, and of the knuckle along the guideline. Further comprising determining at least one of the locations;
The method according to claim 1, wherein the determination is performed by the image analysis program.
請求項2に記載の方法であって、四角形の前記形状は、非長方形の平行四辺形であることを特徴とする方法。   3. The method of claim 2, wherein the quadrangular shape is a non-rectangular parallelogram. 請求項3に記載の方法であって、前記ナックルに対応する前記ファブリックの前記表面のパーセンテージ、および、前記ポケットの密度のうちの少なくとも1つを計算するステップをさらに含み、
前記計算は、前記輪郭を描かれたナックルの前記長さ、前記輪郭を描かれたナックルの前記幅、前記ガイドラインの前記配向角度、前記ガイドラインに沿った前記ナックルの場所、および、前記平行四辺形のうちの少なくとも1つの計算された面積の前記決定を使用することを特徴とする方法。
The method of claim 3, further comprising calculating at least one of a percentage of the surface of the fabric corresponding to the knuckle and a density of the pockets;
The calculation includes the length of the outlined knuckle, the width of the outlined knuckle, the orientation angle of the guideline, the location of the knuckle along the guideline, and the parallelogram Using the determination of the calculated area of at least one of the methods.
請求項4に記載の方法であって、前記平行四辺形の前記面積が、前記平行四辺形の1つの角部の角度、および、前記平行四辺形を形成する前記ガイドラインの2つの平行なガイドラインの間の距離を使用して計算されることを特徴とする方法。   5. The method according to claim 4, wherein the area of the parallelogram is an angle of one corner of the parallelogram and two parallel guide lines of the guide line forming the parallelogram. A method characterized in that it is calculated using the distance between. 請求項1に記載の方法であって、前記表現が、(i)前記ファブリックを圧力測定フィルムに対してプレスすること、(ii)前記ファブリックの写真を撮ること、および、(iii)前記ファブリックをワックスペーパーに対してプレスすることのうちの1つによって形成されていることを特徴とする方法。   2. The method of claim 1, wherein the representation comprises (i) pressing the fabric against a pressure measuring film, (ii) taking a picture of the fabric, and (iii) A method characterized in that it is formed by one of pressing against wax paper. ファブリックの特徴を決定する方法であって、
前記ファブリックの表面の一部分の表現を形成するステップであって、前記表現は、前記ファブリックの前記表面の中のナックルおよびポケットの場所およびサイズを示しており、前記表現は、前記ファブリック表面のプリント、および、前記ファブリックの前記表面の写真のうちの1つである、ステップと、
前記表現に基づいて、前記ファブリックの前記表面の前記一部分のイメージを生成するステップと、
プロセッサを有するコンピュータに関連付けられた画面上に、前記イメージの少なくとも一部分を表示するステップと、
前記表現の前記表示内の前記ナックルの前記サイズおよび場所を決定するステップと、
前記表現の前記表示内の前記ポケットの前記サイズおよび場所を決定するステップと、
前記表示されたイメージ内に、前記ファブリックの前記表面の前記一部分に関する単位セルを描くステップであって、前記単位セルは、ガイドラインによって画定されており、前記ガイドラインは、(i)前記ナックルの中心を通過し、(ii)前記ポケットが前記ナックル間に形成されている場所に対応する前記イメージの領域を取り囲む形状を形成する、ステップと、
前記ガイドラインによって形成された前記単位セルの性質に基づいて、前記ファブリックの前記表面の少なくとも1つの性質を計算するステップと
を含み、
前記輪郭およびガイドラインは、非一時的なコンピュータ可読媒体内に保存されているイメージ解析プログラムを使用して描かれることを特徴とする方法。
A method for determining the characteristics of a fabric, comprising:
Forming a representation of a portion of the surface of the fabric, wherein the representation indicates the location and size of knuckles and pockets in the surface of the fabric, the representation comprising a print of the fabric surface; And one of the photographs of the surface of the fabric, and
Generating an image of the portion of the surface of the fabric based on the representation;
Displaying at least a portion of the image on a screen associated with a computer having a processor;
Determining the size and location of the knuckle within the representation of the representation;
Determining the size and location of the pockets in the representation of the representation;
Drawing a unit cell in the displayed image for the portion of the surface of the fabric, the unit cell being defined by a guideline, the guideline comprising: (i) a center of the knuckle; Passing through (ii) forming a shape surrounding a region of the image corresponding to where the pockets are formed between the knuckles;
Calculating at least one property of the surface of the fabric based on the property of the unit cell formed by the guidelines;
The method wherein the contours and guidelines are drawn using an image analysis program stored in a non-transitory computer readable medium.
請求項7に記載の方法であって、前記形状は、非長方形の平行四辺形であることを特徴とする方法。   The method of claim 7, wherein the shape is a non-rectangular parallelogram. 請求項8に記載の方法であって、前記計算するステップが、前記ナックルに対応する前記ファブリックの前記表面のパーセンテージ、および、前記ポケットの密度のうちの少なくとも1つを計算するステップをさらに含み、
前記計算は、前記ガイドラインに沿った前記ナックルの前記サイズ、および、前記平行四辺形の面積を使用することを特徴とする方法。
9. The method of claim 8, wherein the calculating step further includes calculating at least one of a percentage of the surface of the fabric corresponding to the knuckle and a density of the pockets;
The method uses the size of the knuckle along the guideline and the area of the parallelogram.
請求項9に記載の方法であって、前記平行四辺形の前記面積が、前記平行四辺形の1つの角部の角度、および、前記平行四辺形を形成する前記ガイドラインの2つの平行なガイドラインの間の距離を使用して計算されることを特徴とする方法。
10. The method of claim 9, wherein the area of the parallelogram is an angle of one corner of the parallelogram and two parallel guide lines of the guide line forming the parallelogram. A method characterized in that it is calculated using the distance between.
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