特許 7044042 微小浮遊物の測定装置、および、その測定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-22

(45)【発行日】2022-03-30

(54)【発明の名称】微小浮遊物の測定装置、および、その測定システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/06 20060101AFI20220323BHJP

   G01N 21/59 20060101ALI20220323BHJP

   A47K 10/16 20060101ALI20220323BHJP

【ＦＩ】

G01N15/06 C

G01N15/06 D

G01N21/59 M

A47K10/16 D

A47K10/16 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018225619

(22)【出願日】2018-11-30

(65)【公開番号】P2020085855

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2020-12-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000122298

【氏名又は名称】王子ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】阿部 健二郎

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１６１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１４６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１００９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５１２１９８８（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０６－０２３６９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １５／００ － １５／１４

Ａ４７Ｋ １０／１６ － １０／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移送される紙製品から発生する微小物の浮遊空間に設置されて当該微小浮遊物に関する情報を取得する測定装置であって、
所定光量の測定光を出射する発光部、および、前記発光部の測定光を受光する受光部を備え、
前記測定光が前記紙製品の移送方向と平行になるように前記発光部および前記受光部を配置して、
前記発光部の出射する前記測定光を前記微小物の浮遊空間を介して前記受光部が受光して当該測定光の受光光量に応じた情報を出力する
ことを特徴とする微小浮遊物の測定装置。

【請求項2】

前記発光部および前記受光部は、前記微小物の浮遊空間を間に挟む離隔位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の微小浮遊物の測定装置。

【請求項3】

前記発光部および前記受光部に対して前記微小物の浮遊空間を間に挟む離隔位置に配置されている反射板を備え、
前記発光部は前記反射板に向けて前記測定光を出射し、前記受光部は当該反射板により反射される該測定光を受光する
ことを特徴とする請求項１に記載の微小浮遊物の測定装置。

【請求項4】

前記受光部が出力する受光光量に応じた情報を取得して表示出力する表示部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の微小浮遊物の測定装置。

【請求項5】

前記微小物の浮遊空間での前記発光部および前記受光部の設置を可能にして、前記測定光の出射と受光に関する相対的な位置関係を固定する台座部を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の微小浮遊物の測定装置。

【請求項6】

上記の請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の微小浮遊物の測定装置が前記微小物として紙粉の浮遊する紙製品の製造工程中に設置され、
前記紙製品の製造工程は、半製品の薄葉紙を上流側ロールから巻き出して下流側ロールに巻き取らせる途中の当該薄葉紙に加工処理を施す工程であって、
前記上流側ロールから前記下流側ロールに送られる前記薄葉紙の移送方向における、当該上流側ロール、当該下流側ロールおよび当該加工処理位置のいずれか１箇所以上の片側または両側に前記微小浮遊物の測定装置が設置されている
ことを特徴とする微小浮遊物の測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気中に浮遊する微小物の浮遊量に応じた情報を取得する微小浮遊物の測定装置、および、その測定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

物品を製造・運搬・利用等する際には、擦れ等に起因して微小物が発生する場合がある。この微小物は、扱う物品自体の特性や擦れる対象物との相性などによって発生の程度が異なるが、各種環境中に微小物が浮遊・堆積するのは好ましくなく、その発生量を抑えるために、成分や工程などを改変する必要がある。この微小物の発生量の測定は難しく、各種の試みがなされている。

【0003】

例えば、特許文献１には、薄葉紙（ティッシュペーパー）を利用するために、所謂、ティッシュボックスから引き出す際に発生する紙粉（微小物）の発生量を測定する紙粉発生検査方法が記載されている。この検査方法では、薄葉紙の取出口が側面側に位置するように、ティッシュボックスを横向きにして収集用台紙の上に載置し、所定条件で薄葉紙を引き出す作業を繰り返し行って紙粉を発生させた後に、その収集用台紙上に浮遊後に堆積する紙粉量を測定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１３９６６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、この特許文献１に記載のような微小浮遊物の測定にあっては、微小物が浮遊する空間を乱さないように細心の注意が必要であるとともに、浮遊する微小物が測定用の台紙に降下するまで待機する必要がある。このため、このような測定方式では、迅速に微小物の浮遊量を測定して見直し・改良を繰り返すのには適さない。

【0006】

そこで、本発明は、堆積するのを待つことなく、微小物の浮遊量に応じた情報を測定することのできる微小浮遊物の測定装置、および、その測定システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する微小浮遊物の測定装置の発明の一態様は、微小物が浮遊する空間に設置されて当該微小浮遊物に関する情報を取得する測定装置であって、所定光量の測定光を出射する発光部、および、前記発光部の測定光を受光する受光部を備え、前記発光部の出射する前記測定光を前記微小物の浮遊空間を介して受光する当該測定光の受光光量に応じた情報を前記受光部から取得して出力する出力部を有することを特徴とするものである。

【0008】

上記課題を解決する微小浮遊物の測定システムの発明の一態様は、上記の微小浮遊物の測定装置が前記微小物として紙粉の浮遊する紙製品の製造工程中に設置されることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

このように本発明の一態様によれば、空間中に浮遊する微小物の浮遊量に応じて、その浮遊空間を透過する測定光の受光光量が変化することになる。このため、その測定光の受光光量を微小物の浮遊量に応じた情報として取得することができる。

【0010】

したがって、発生する微小物が堆積するのを待つことなく、微小物の浮遊量に関する情報を測定することのできる微小浮遊物の測定を実現して提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る微小浮遊物の測定装置、および、その測定システムの概略全体構成を示す概念構成図である。

【図2】図２は、その測定光の投光・受光と反射を説明する図であり、（ａ）はその出射面・受光面の平面図、（ｂ）はその反射面の平面図である。

【図3】図３は、その本体部と反射部との配置を説明する立面図である。

【図4】図４は、その製造工程における配置を説明する立面図である。

【図5】図５は、その製造工程における配置を説明する平面図である。

【図6】図６は、その紙粉浮遊量の測定結果を比較するグラフである。

【図7】図７は、その製造工程での測定装置の配置位置の他の例を説明する立面図である。

【図8】図８は、その製造工程での測定装置の配置形態の他の例を説明する立面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１～図６は本発明の一実施形態に係る微小浮遊物の測定装置、および、その測定システムを説明する図である。

【0013】

図１～図３において、測定システム１００は、本体部１１と反射部２１とが相対的位置関係を固定するように台座部３１に設置されている測定装置１０により構築されており、その測定装置１０の本体部１１にアンプユニット５１が接続されている少なくとも１組以上が後述の測定対象空間Ａｒに配置されて構成されている。

【0014】

本体部１１は、例えば、レーザ光など所定光量の平行光（以下、測定光ＭＬと称する）を発光・出射して対象物に投光する投光部（発光部）１３と、投光部１３から測定対象を経由して戻ってくる測定光ＭＬを受光する受光部１５とが一体に筐体内に内蔵されている。この本体部１１は、投光部１３の測定光ＭＬを出射する出射面１３ａおよび受光部１５の測定光ＭＬを受光する受光面１５ａは同一面に位置するように作製されている。

【0015】

反射部２１は、所定方向から入光される測定光ＭＬを反射する反射面（反射板）２１ａを備えており、投光部１３の出射面１３ａから出射される測定光ＭＬを反射面２１ａに入光されて反射することにより受光部１５の受光面１５ａに入光させる位置関係になるように設置されている。

【0016】

台座部３１は、本体部１１を先端に設置されている第１設置台３３と、反射部２１を先端に設置されている第２設置台３５と、これら第１、第２設置台３３、３５を先端が所定間隔で離隔して互いに対面するように直立姿勢に維持固定しつつ測定対象の存在する環境内に設置される基台３７とを備えている。台座部３１は、第１、第２設置台３３、３５の先端において、出射面１３ａと受光面１５ａが反射面２１ａに基台３７長さの所定間隔で離隔して概略直交する相対位置関係になるように本体部１１および反射部２１が固定されている。

【0017】

アンプユニット５１は、商用交流電源（ＡＣ）を直流電源（ＤＣ）に変換する電源部５３を備えて、接続されている本体部１１の電源として機能することにより、その投光部１３および受光部１５による測定光ＭＬの発光・出射と共に、測定対象空間Ａｒを経由（透過）して来たその測定光ＭＬの入光・受光を実現する。

【0018】

このアンプユニット５１は、液晶表示器（表示部）５５を備えており、液晶表示器５５は、本体部１１の受光部１５が受光して出力する測定光ＭＬの光量に応じた受光信号を受け取って増幅した後の受光光量情報を表示出力するようになっている。

【0019】

これにより、測定システム１００は、アンプユニット５１に電源投入されて本体部１１の投光部１３から出射された測定光ＭＬを反射部２１で反射させて受光部１５に受光させることによって、測定対象空間Ａｒを往復させた測定光ＭＬの光量変化を取得することができ、その測定光ＭＬの光量変化をさせる測定対象空間Ａｒの特性を把握することが出来る。

【0020】

例えば、この測定システム１００では、空気中に微小物が浮遊するような空間Ａｒに測定装置１０を設置し、アンプユニット５１に電源投入することにより、本体部１１の投光部１３の出射する測定光ＭＬを反射部２１で反射させて受光部１５に受光させたときの取得情報を液晶表示器５５に表示出力させることができ、その測定対象空間Ａｒ内における微小物の浮遊量に応じたデータを収集することができる。

【0021】

ここで、本実施形態の測定装置１０は、例えば、株式会社キーエンス製のセンサであって、リフレクタ（Ｒ－６Ｌ）を備える平行光エリアの回帰反射型センサヘッド（ＬＶ－Ｓ６２）と、アンプユニット（ＮＰＮ ＬＶ－Ｎ１１Ｎ）とを用いて構築することができる。なお、本実施形態では、本体部１１（投光部１３と受光部１５）が測定対象空間Ａｒを反射部２１との間に挟む位置に設置する場合を一例にして説明するがこれに限るものではない。例えば、反射部を用いることなく、別個の投光部と受光部との間に測定対象空間Ａｒを挟み込むようにレイアウトして、その投光部の投光する測定光が測定対象空間Ａｒを介して受光部に受光される位置関係になるように固定してもよい。また、別個の投光部と受光部との間に測定対象空間Ａｒが介在する位置関係になるように反射部をレイアウトすることにより、その投光部の投光する測定光が測定対象空間Ａｒ内の光路を介して反射部で反射された後に、測定対象空間Ａｒ内の別の光路を介して受光部に受光される位置関係になるように固定してもよい。

【0022】

この測定システム１００は、薄葉紙（紙製品）の製造工程において紙粉（微小物）が発生して作業環境中に浮遊し易いことから、例えば、図４に示すように、ティッシュペーパー（薄葉紙）Ｔの製造工程を実行する作業環境中に測定装置１０が設置されて紙粉浮遊量を測定するように構築されている。このティッシュペーパーの製造工程は、ロール状に巻かれている１枚の薄葉紙ｐを上流側の２つの１次原反ロールｒのそれぞれから引き出して積層ローラＬにより２枚重ねに積層し、所謂、２プライの形態にする加工処理を施した後に、下流側でダブルのティッシュペーパーＴをロール状に巻き取って２次原反ロールＲとしている。

【0023】

具体的には、図４および図５に示すように、測定装置１０は、積層ローラＬの軸線方向の両側に位置するように２式の台座部３１が配置されており、その第１、第２設置台３３、３５を薄葉紙ｐの移送方向に離隔させるように基台３７が固定されている。この場合、測定装置１０は、本体部１１と反射部２１とが積層ローラＬの上流側と下流側に位置して、その積層ローラＬの軸線方向の両側の作業空間を測定対象空間Ａｒとするように配置されている。

【0024】

この測定装置１０では、本体部１１の投光部１３から所定の測定光ＭＬを反射部２１に向けて投光して、その反射部２１により反射された測定光ＭＬを本体部１１の受光部１５で受光するように設置されている。このため、アンプユニット５１は、電源投入された際に、本体部１１の投光部１３および受光部１５を機能させて測定対象空間Ａｒを挟む反射部２１との間で測定光ＭＬを往復（投光・反射・受光）させることができ、その測定対象空間Ａｒを経由する測定光ＭＬの受光量に応じた情報を液晶表示器５５に表示出力することができる。このことから、測定システム１００では、図４に示す製造工程において、例えば、紙粉の発生量（浮遊量）の少ない薄葉紙ｐの製造条件や積層条件などを変更する、製品評価試験や環境改善試験などを効率よく実行することに貢献することができる。

【0025】

そこで、測定システム１００は、例えば、２プライのティッシュペーパー（紙製品）Ｔの改良試験を行う場合に、まず、１次原反ロールｒや２次原反ロールＲのセットされていない（回転なく移送動作なしでもよい）ブランク状態で、アンプユニット５１に電源投入することにより、液晶表示器５５に表示出力される紙粉浮遊量に応じた環境データを取得する。これを基準として、薄葉紙ｐの特性改良を目的として、含有成分などを増減するなど所定条件を振った場合の試験品１～５の紙粉浮遊量に応じた試験データを取得することができる。

【0026】

その結果、ブランク状態では、紙粉が浮遊しておらず、測定装置１０の本体部１１の投光部１３から出射・投光する測定光ＭＬが浮遊紙粉に遮られることなく反射部２１で反射されて受光部１５に入光・受光される。このため、例えば、図６に示すように、ブランク状態での液晶表示器５５の表示データが最も大きく、最大値の受光光量、言い換えると、最小値の紙粉浮遊量の取得データを得ている。これに対して、所定条件を変更した試験品１～５では、試験品３がブランク状態と同等近くの成績で、紙粉の浮遊量が最も少なく（最大値の受光量で）紙粉浮遊量を最小にすることができている。このことから、紙粉の発生量を低減するのには試験品３のパラメータ条件を採用するのが好ましく、製造工程における作業環境を改善することが期待することができる。

【0027】

このように、本実施形態の紙粉浮遊量（微小浮遊物量）の測定システム１００（測定装置１０）においては、製造工程において紙粉が堆積するのを静かに待つことなく、稼働中に浮遊する紙粉（微小物）の浮遊量に関する情報を測定して取得することができる。

【0028】

したがって、製造工程で実際に浮遊する紙粉の発生程度を信頼性高く取得することができ、各種製品試験や作業改善などの成績をタイムリーに把握して見直し等の対処をすることのできる、測定システム１００（測定装置１０）を提供することができる。

【0029】

ここで、本実施形態では、積層ローラＬの軸線方向の両側の隣接下部に位置する測定対象空間Ａｒに測定装置１０をそれぞれ設置して、降下する紙粉浮遊量を測定する場合を一例にして説明するが、これに限るものではない。その測定装置１０は、例えば、図７に示すように、その上部の測定対象空間Ａｒ２に設置して上昇する紙粉浮遊量を測定するようにしてもよい。また、その積層ローラＬと２次原反ロールＲとの間の上下に位置する測定対象空間Ａｒ３、Ａｒ４に設置して紙粉浮遊量を測定するようにしてもよく、あるいは、２次原反ロールＲよりもさらに移送方向下流側の測定対象空間Ａｒ５に設置して工程から流れ出る紙粉浮遊量を測定するようにしてもよい。さらに、２つの１次原反ロールｒの間の測定対象空間Ａｒ６に設置して１次原反ロールｒの主に薄葉紙ｐの形態での紙粉の発生に注目して紙粉浮遊量を測定するようにしてもよい。

【0030】

これら測定対象空間Ａｒ～Ａｒ６における紙粉浮遊量を測定する場合には、薄葉紙ｐの移送方向と平行に本体部１１と反射部２１とを配置するだけでなく、その薄葉紙ｐなどの上下に位置する範囲を測定対象空間Ａｒ～Ａｒ６として紙粉浮遊量を測定するようにしてもよい。この場合には、例えば、図８（ａ）に示すように、本体部１１および反射部２１を薄葉紙ｐの移送方向に対して直交する方向の離隔位置に配置し、薄葉紙ｐの側端辺ｐｅの両側から内側に差し込む形態の測定装置１０－２としてもよく、また、図８（ｂ）に示すように、それに加えて、もう一組の本体部１１および反射部２１をその中央に位置するように配置する形態の測定装置１０－３としてもよい。この場合にも、測定対象空間Ａｒ～Ａｒ６における紙粉浮遊量を測定することができ、薄葉紙ｐなどに囲まれて滞留しがちな範囲における紙粉浮遊量を測定することができる。

【0031】

なお、上述実施形態では、薄葉紙の一例として、ティッシュペーパーを用いて説明するが、これに限るものではなく、トイレットペーパやキッチンタオルなどその他紙製品に適用することができ、さらに、紙粉に限らず、浮遊する塵埃などの微小物の浮遊量の測定に適用することができることはいうまでもない。

【0032】

また、上述実施形態では、液晶表示器５５に測定データをそのまま表示出力させる場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、例えば、本体部１１（受光部１５）の受光量データをパーソナルコンピュータなどの外部装置に出力して時間経過に応じた解析等を行い得るようにしてもよい。

【0033】

本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

【符号の説明】

【0034】

１０……測定装置
１１……本体部
１３……投光部
１３a……出射面
１５……受光部
１５a……受光面
２１……反射部
２１a……反射面
３１……台座部
３３……第１設置台
３５……第２設置台
３７……基台
５１……アンプユニット
５３……電源部
５５……液晶表示器
１００……測定システム
Ａｒ、Ａｒ２～Ａｒ６……測定対象空間
Ｌ……積層ローラ
ＭＬ……測定光
ｐ……薄葉紙
ｐｅ……側端辺
Ｔ……ティッシュペーパー
ｒ……１次原反ロール
Ｒ……２次原反ロール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】