JP2003278071A - 疑似綿製造装置の針刃ロール - Google Patents

疑似綿製造装置の針刃ロール

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JP2003278071A JP2002078489A JP2002078489A JP2003278071A JP 2003278071 A JP2003278071 A JP 2003278071A JP 2002078489 A JP2002078489 A JP 2002078489A JP 2002078489 A JP2002078489 A JP 2002078489A JP 2003278071 A JP2003278071 A JP 2003278071A
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fiber
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徳松 大戸
Katsutoshi Yamamoto
勝年 山本
Isao Ogami
功 大上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 疑似綿製造装置で疑似綿を形成しうる素材か
ら従来よりも長い短繊維を形成できるように針刃ロール
(12)を改良し、それによって、短繊維同士が十分に絡み
合った疑似綿を製造できるようにする。 【解決手段】ロール本体(13)とその周面に植設された多
数の針刃(14)とを備えた針刃ロール(12)において、針刃
(14)を、ロール本体(13)の径線に対して先端がロール本
体(13)の回転方向前方に位置するように傾斜させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数の短繊維を集
積させることにより疑似綿を製造する疑似綿製造装置に
おいて、疑似綿を形成しうる素材から前記短繊維を形成
するための針刃ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種の疑似綿製造装置は、
図１１に示しているように、ヤーンやスライバーなどの
繊維素材(101) から繊維長が１〜２００ｍｍの多数（無
数）の短繊維(102) を形成し、この短繊維(102) をメッ
シュベルト(103) や合紙（図示せず）などの集積面部材
の上で集積させながら該ベルト(103) 等を走行させるこ
とにより、疑似綿を連続製造するように構成されている
（例えば特開平９−１９３２７７号公報参照）。繊維素
材(101) は、疑似綿を形成しうる素材であればよく、合
成樹脂を始めとして種々の素材が用いられている。
【０００３】この疑似綿製造装置(100) では、繊維素材
(101) から短繊維(102) を形成する手段として、一般
に、ロール本体(104) の外周面に多数の針刃(105) が植
設された針刃ロール(106) が用いられている。針刃ロー
ル(106) は、繊維素材(101) の供給口と短繊維(102) の
排出口とが周方向に分離して形成された円筒状のケーシ
ング(107) 内に装着されている。このケーシング(107)
は、下方から吸気される風洞(108) に排出口が開口して
いる。また、風洞(108) の下部にはメッシュベルト(10
3) とその送り機構（図示せず）とが配置されている。
【０００４】この装置(100) では、針刃ロール(106) と
ケーシング(107) との間のわずかな隙間を通して繊維素
材(101) を送りながら、針刃ロール(106) を高速回転さ
せることにより、多数の短繊維(102) を形成し、これを
風洞(108) 中で分散させるようにしている。そして、こ
のように風洞(108) 中で分散した短繊維(102) が互いに
絡み合いながら搬送ベルト(103) 上で集積することによ
り、疑似綿が製造される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の針刃
ロール(106) では、針刃(105) はロール本体(104) の円
周面上で径線方向に沿って配置されるか、該径線方向に
対して先端が回転方向後方に位置するように傾斜して配
置されている。つまり、針刃(105) はロール本体(104)
の円周面に対して直角または後ろ向きに傾いて配置され
ている。
【０００６】しかし、このように構成された従来の針刃
ロール(106) を用いると、繊維素材(101) から形成する
短繊維(102) が短くなりすぎる傾向にあった。このた
め、多数の短繊維(102) をメッシュベルト(103) の上面
などで集積させるときに短繊維(102) 同士が絡み合いに
くくなるおそれがあった。前記構成で短繊維(102) が短
くなるのは、針刃(105) を繊維素材(101) に十分に喰い
付かせながら該素材(101) を細分化すると長い短繊維(1
02) を形成できるのに対して、その喰い付きが不十分
で、ケーシング(107) 内での繊維素材(101) に対する針
刃(105) の切断作用が強くなってしまうためと考えられ
る。
【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みて創案
されたものであり、その目的とするところは、短繊維を
従来よりも長く形成できるように針刃ロールを改良し、
それによって、短繊維同士が十分に絡み合った疑似綿を
製造できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、針刃ロールの
針刃(14)を、ロール本体(13)の円周面に対して回転方向
前方に傾斜させるようにしたものである。
【０００９】具体的に、請求項１に記載の発明は、疑似
綿を形成しうる素材(2) から繊維長が１ｍｍ以上で２０
０ｍｍ以下の多数の短繊維(3) を形成して該短繊維(3)
を集積することにより疑似綿を製造する疑似綿製造装置
(1) において、前記素材(2)から多数の前記短繊維(3)
を形成するように円筒状のケーシング(11)内に回転可能
に装着された針刃ロールを前提としている。
【００１０】そして、この針刃ロールは、ロール本体(1
3)とその周面に植設された多数の針刃(14)とを備えると
ともに、針刃(14)が、ロール本体(13)の径線に対して先
端がロール本体(13)の回転方向前方に位置するように傾
斜して配置されていることを特徴としている。
【００１１】この請求項１に記載の発明においては、前
記素材(2) が針刃ロールとケーシング(11)との間の隙間
を通して送られる際に、針刃ロールを高速回転させるこ
とにより多数の短繊維(3) が形成される。また、この短
繊維(3) を、例えば風洞中で分散させ、絡み合わせなが
ら搬送ベルト上などで集積させることにより、疑似綿が
製造される。
【００１２】そして、針刃(14)が、ロール本体(13)の径
線に対して先端がロール本体(13)の回転方向前方に位置
するように傾斜しているため、前記素材(2) に対する針
刃(14)の喰い付き時間が十分になり、切断作用が弱めら
れて、前記素材(2) から形成する短繊維(3) が短くなり
すぎる傾向が解消される。このため、短繊維(3) が従来
よりも長い寸法に形成されるので、多数の短繊維(3) を
集積して疑似綿を製造する際に、短繊維(3) 同士が十分
に絡み合う作用が生じる。
【００１３】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の針刃ロールにおいて、ロール本体(13)の径線に
対する針刃(14)の傾斜角度θが５°≦θ≦３０°の範囲
となるように、針刃(14)がロール本体(13)に植設されて
いることを特徴としている。
【００１４】この請求項２に記載の発明においては、ロ
ール本体(13)の径線に対する針刃(14)の傾斜角度θが５
°よりも小さいと前記素材(2) に対する針刃(14)の切断
作用が強くなって短繊維(3) が短くなりがちであるのに
対してその切断作用が弱められ、前記角度θが３０°よ
りも大きいと針刃ロールが空回りしやすいのに対してそ
の空回りが生じない。
【００１５】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の針刃ロールにおいて、針刃(14)が、ロ
ール本体(13)の周面上で螺旋状に配置されていることを
特徴としている。
【００１６】この請求項３に記載の発明においては、針
刃(14)を螺旋状に配置したことによって、前記素材(2)
の送り方向に関して各針刃(14)の位相がずれることにな
るので、前記素材(2) を短繊維(3) に細分化する作用が
針刃ロールの全体で均一に発生する。
【００１７】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
から３のいずれか１に記載の針刃ロールにおいて、ロー
ル本体(13)の針刃(14)の先端とケーシング(11)の内周面
との間隙Ｃが５０μｍ≦Ｃ≦５００μｍであることを特
徴としている。
【００１８】この請求項４の発明においては、間隙Ｃが
前記範囲の下限値よりも小さくなると繊維が詰まって針
刃ロール(12)が停止する可能性があるのに対してその可
能性が少なくなり、間隙Ｃが前記範囲の上限値よりも大
きいと針刃ロール(12)が空回りしやすいのに対してその
空回りが生じない。
【００１９】また、請求項５から請求項１１に記載の発
明は、それぞれ、前記素材(2) の材質を特定したもので
ある。
【００２０】具体的に、請求項５に記載の発明は、請求
項１から４のいずれか１に記載の発明において、疑似綿
製造装置(1) の疑似綿を形成しうる素材(2) が、合成樹
脂、ヤーン、スライバーから選択された少なくとも１種
から構成されていることを特徴としている。つまり、前
記素材(2) は、これら３つの素材の１種である場合と、
２種以上の組み合わせである場合とがある。
【００２１】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
から４のいずれか１に記載の発明において、疑似綿製造
装置(1) の疑似綿を形成しうる素材(2) が、合成樹脂で
あることを特徴としている。
【００２２】また、請求項７に記載の発明は、請求項５
または６に記載の発明において、合成樹脂がフッ素樹脂
から構成されていることを特徴としている。
【００２３】また、請求項８に記載の発明は、請求項７
に記載の発明において、フッ素樹脂がポリテトラフルオ
ロエチレン及び／またはエチレン−テトラフルオロエチ
レン系共重合体から構成されていることを特徴としてい
る。
【００２４】また、請求項９に記載の発明は、請求項８
に記載の発明において、ポリテトラフルオロエチレン及
び／またはエチレン−テトラフルオロエチレン系共重合
体が一軸延伸物から構成されていることを特徴としてい
る。
【００２５】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
５に記載の発明において、ヤーンが、ガラス繊維または
炭素繊維から構成されていることを特徴としている。
【００２６】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
５に記載の発明において、スライバーが、アラミド、ポ
リイミド、羊毛、天然の各繊維から構成されていること
を特徴としている。
【００２７】
【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態１を図
面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】＜全体構成＞図１は、この疑似綿製造装置
(1) の全体構成を示す斜視図である。この装置(1) は、
疑似綿を形成しうる素材（以下、繊維素材という）(2)
から多数（無数）の短繊維(3) を形成し、この短繊維
(3) を合紙(20)と呼ばれる紙基材の上で集積させながら
該合紙(20)をその面方向へ走行させることにより、疑似
綿を連続製造するように構成されている。
【００２９】この疑似綿製造装置(1) は、繊維素材(2)
から多数の短繊維(3) を形成するロールユニット(10)
と、短繊維(3) をロールユニット(10)の下方で集積させ
るための集積面部材としての合紙(20)と、ロールユニッ
ト(10)から合紙(20)上まで連通するとともに合紙(20)の
下方から吸気される風洞(30)と、合紙(20)をその面方向
に連続して走行させる送り機構(40)とを備えている。ま
た、疑似綿製造装置(10)は、他の構成要素として、前記
ロールユニット(10)に繊維素材(2) を供給する素材供給
機構(50)と、合紙(20)の下方での強制排気により風洞(3
0)からの吸気を行う排気機構(60)と、製造された疑似綿
の巻き取り機構(70)とを備えている。
【００３０】＜素材供給機構＞素材供給機構(50)は、ヤ
ーンないしスライバー状に形成された繊維素材(2) をロ
ールユニット(10)に供給するものである。この素材供給
機構(50)は、前記繊維素材(2) が巻かれた複数のボビン
(51)と、複数本の繊維素材(2) をロールユニット(10)へ
案内するガイドロール(52,53) と、これら繊維素材(2)
を挟み込むように上下に配置されたニップロール(54,5
5) とを有している。ニップロール(54,55) は、互いに
圧接するように構成されていて、回転駆動されることに
より繊維素材(2) をロールユニット(10)へ押し込む動作
を行う。
【００３１】＜繊維素材＞前記繊維素材(2) としては、
合成樹脂、ヤーン、及びスライバーから少なくとも１種
を選択して用いることができる。このうち、前記合成樹
脂としてフッ素樹脂を採用することができ、このフッ素
樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
及び／またはエチレン−テトラフルオロエチレン系共重
合体（ＥＴＦＥ）を採用することができる。このＰＴＦ
Ｅ及び／またはＥＴＦＥは、一軸延伸物から構成するこ
とができる。繊維素材(2) の膜厚は、３０μｍ程度であ
る。
【００３２】前記繊維素材(2) としては、すべてをＰＴ
ＦＥ繊維としてもよいし、一部をＰＴＦＥ繊維にして残
りをその他の繊維にしてもよい。つまり、ＰＴＦＥ繊維
のボビン(51)と他の繊維のボビン(51)とを混在させて用
いてもよい。また、ＰＴＦＥ繊維に代えてエチレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）繊維を用い
てもよく、その場合、すべての繊維素材をＥＴＦＥ繊維
としてもよいし、繊維素材の一部をＥＴＦＥ繊維にして
残りをその他の繊維にしてもよい。
【００３３】前記のその他の繊維としては、ガラス繊維
または炭素繊維から構成されるヤーンや、アラミド、ポ
リイミド、羊毛、天然の各繊維から構成されるスライバ
ーを挙げることができる。このうち、天然繊維をスライ
バーとするのは、綿やウールなどは１本の繊維がせいぜ
い１０ｃｍ未満であり、これを連続的に取り扱えるよう
にするために繊維を同一方向に揃えながら軽く撚りのか
かかった繊維の束（スライバー）として扱うためであ
る。また、アラミドやポリイミドをスライバーとするの
は、これらは合成繊維の中でも強度が強いので、予め５
０ｍｍ程度の短繊維に裁断して再びスライバーに仕上げ
て扱うことが、針刃への負荷軽減や均一な撹拌のために
好ましいためである。一方、ガラス繊維や炭素繊維など
の工業的な繊維は、連続したヤーンとして装置に供給さ
れる。
【００３４】なお、前記のその他の繊維としては、以上
の例も含めてより詳しく説明すると、無機繊維、耐熱性
合成繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊
維、または天然繊維を、１種で、あるいは２種以上混合
して用いることができる。
【００３５】このうち、前記無機繊維として、例えば前
記の炭素繊維及びガラス繊維や、金属繊維、アスベス
ト、またはロックウールなどを挙げることができる。ま
た、金属繊維としては、例えばステンレススチール繊
維、銅繊維、スチール繊維などがある。
【００３６】また、前記耐熱性合成繊維として、例えば
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維、前記ポリ
イミド（ＰＩ）繊維、前記アラミド繊維（パラ系アラミ
ド繊維、メタ系アラミド繊維）、フェノール系繊維、ポ
リアリレート繊維、炭素化繊維、または含フッ素樹脂繊
維などを挙げることができる。この含フッ素樹脂繊維と
しては、例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロ
（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）繊維、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体（ＦＥＰ）繊維、ポリビニルフルオライド（ＰＶ
Ｆ）繊維、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）繊
維、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）繊
維、またはエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重
合体（ＥＣＴＦＥ）繊維などを挙げることができる。
【００３７】さらに、前記ポリオレフィン系繊維とし
て、例えばポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナ
イロン繊維、ウレタン繊維などが挙げられる。また、前
記ポリエステル系繊維として、例えばポリエチレンテレ
フタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維など
が挙げられる。さらに、前記天然繊維として、例えばウ
ール、木綿、カシミヤ、アンゴラ、絹、麻、パルプなど
が挙げられる。
【００３８】＜ロールユニット＞前記ロールユニット(1
0)は、その軸方向断面図である図２及び軸直角断面図で
ある図３に示すように、円筒状のケーシング(11)と、短
繊維(3) を形成するためのロール部材として該ケーシン
グ(11)内に収納された針刃ロール(12)とから構成されて
いる。ケーシング(11)には、繊維素材(2) の供給口(11
a) と短繊維(3) の排出口(11b) とが周方向に分離して
形成されている。また、針刃ロール(12)は、ロール本体
(13)と、その周面に植設された多数の針刃(14)とを備
え、針刃(14)の先端とケーシング(11)の内周面との間に
微細な間隙が形成されるように寸法構成されている。そ
して、このロールユニット(10)は、前記供給口(11a) か
ら供給された繊維素材(2) を針刃ロールの回転により細
分して短繊維(3) を形成し、排出口(11b) から排出す
る。なお、針刃(14)は、図２では省略し、図３では一部
のみを示している。
【００３９】前記ケーシング(11)は上ケーシング(11c)
及び下ケーシング(11d) を備え、上ケーシング(11c) 及
び下ケーシング(11d) は、それぞれ一つの円筒管の上側
部分及び下側部分を構成している。また、この円筒管に
おける図３の左側部分に前記供給口(11a) が、右側部分
に前記排出口(11b) が形成されている。
【００４０】前記針刃ロール(12)のロール本体(13)は、
外筒(13a) 及び内筒(13b) と、その回転の中心軸である
シャフト(13c) と、外筒(13a) 及び内筒(13b) とシャフ
ト(13c) とを連結する環状プレート(13d) とから構成さ
れ、これらが一体化されてロール本体(13)が構成されて
いる。
【００４１】前記上ケーシング(11c) 及び下ケーシング
(11d) の両端部には軸受けプレート(11e,11f) が装着さ
れている。各軸受けプレート(11e,11f) には、前記シャ
フト(13c) が嵌合して針刃ロール(12)を回転自在に支持
するボールベアリング(15,15) が装着されている。軸受
けプレート(11e,11f) にはボールベアリング(15,15)の
抜け止めをするためのリテーナ(16a,16b) が装着されて
いる。また、シャフト(13c) には、ロールユニット(10)
の組み立て作業側（図の左側）にベアリングナット(17)
が装着されている。シャフト(13c) の一端にはプーリ(1
8)が装着され、針刃ロール(12)がベルト駆動により回転
するようになっている。
【００４２】前記針刃ロール(12)の針刃(14)は、図４に
詳細を示すように、ロール本体(13)の外筒(13a) に植設
されている。この針刃(14)は、ロール本体(13)の径線に
対して、先端がロール本体(13)の回転方向前方に位置す
るように、前向きに傾斜している。具体的には、ロール
本体(13)の径線に対する針刃(14)の傾斜角度θは、５°
≦θ≦３０°の範囲であり、好ましくはθ＝２０°に設
定される。前記角度範囲の下限値は、傾斜角度がそれよ
りも小さいと針刃(14)が繊維に食い付きにくくなること
から定められ、上限値は傾斜角度がそれよりも大きいと
針刃ロール(12)がケーシング(11)内で空回りしやすいこ
となどから定められている。
【００４３】また、前記針刃(14)は、ロール本体(13)の
円周方向において中心角度αが４°のピッチで等分に配
置されている。つまり、針刃(14)はロール本体(13)の円
周上を９０等分した位置に配置されている。さらに、前
記針刃(14)は、図５に示すようにロール本体(13)の周面
上において所定の微細なねじれ角βで螺旋状に連続して
配置されている。
【００４４】前記内筒(13b) は鉄管により構成されてい
る。また、前記針刃(14)は鋼材により構成されている。
さらに、前記外筒(13a) には、針刃(14)を植設する加工
性と錆にくさを満たす材料として真鍮管が用いられてい
る。
【００４５】前記針刃(14)には、例えば基部の直径が
０．９ｍｍ、全長が９ｍｍで、全体が図４に示す細い円
錐形状や、図示しないが全体が円柱状で先端のみが尖っ
た形状のものが用いられる。前記針刃ロール(12)は、例
えば針刃(14)の先端における直径が１００ｍｍ、軸方向
長さが２００ｍｍに形成されている。また、外筒(13a)
の外径は例えば９３ｍｍであり、針刃ロール(12)の径方
向への針刃(14)の突出量が３．５ｍｍに設定されてい
る。
【００４６】そして、このように寸法構成された針刃ロ
ール(12)に対して、前記ケーシング(11)は、その内周面
と針刃(14)の先端との間に形成される間隙をＣ（図４参
照）とすると、５０μｍ≦Ｃ≦５００μｍで、好ましく
はＣ＝２００μｍとなるように構成されている。前記範
囲の下限値は、間隙Ｃがこれよりも小さくなると繊維が
詰まって針刃ロール(12)が停止する可能性があることか
ら定められており、上限値は間隙Ｃがそれよりも大きい
と針刃ロール(12)が空回りしやすいことから定められて
いる。
【００４７】前記構成において、外筒(13a) の半径を
Ｒ、針刃(14)の突出量をＬとすると、Ｌ／Ｒ＝３．５／
４６．５＝０．０７５であるが、突出量Ｌを２．０〜
５．０の範囲で変化させ、Ｌ／Ｒを、２．０／４６．５
≦Ｌ／Ｒ≦５．０／４６．５の範囲としてもよい。これ
は、Ｌ／Ｒが前記範囲の下限値よりも小さくなると針刃
ロール(12)がケーシング(11)内で空回りしやすくなり、
上限値よりも大きくなると針刃(14)が折れるおそれがあ
るためである。
【００４８】針刃ロール(12)は、回転速度が５０００〜
１００００ｍｉｎ-1に構成されている。そして、前記の
ように寸法構成された針刃ロール(12)がケーシング(11)
内でこのように高速回転することにより、繊維素材(2)
から平均して線径が約１２μｍで長さが約１６ｍｍの多
数の短繊維(3) が形成されるようになっている。
【００４９】なお、前記の寸法構成等は一例を示すもの
であり、装置構成等に応じて適宜変更可能である。ま
た、前記短繊維(3) は、その線径や材質などに応じて異
なった繊維長に形成される場合があり、その繊維長は概
ね１〜２００ｍｍの範囲であればよい。
【００５０】＜集積面部材、送り機構、及び巻き取り機
構＞前記ケーシング(11)の排出口(11b) から排出された
短繊維(3) をロールユニット(10)の下方で集積させるた
めの集積面部材として、この実施形態では合紙(20)が用
いられている。合紙(20)は通気性を有する紙基材で、合
紙ロール(21)から装置(1) に供給されるとともに、その
表面上で疑似綿を製造した後に巻き取り機構としての巻
き取りロール(70)に回収される。
【００５１】この実施形態では巻き取りロール(70)が駆
動ロール、合紙ロール(21)が従動ロールに構成されると
ともに、合紙ロール(21)と巻き取りロール(70)の間に
は、その上面側に複数のニップロール(41)が、下面側に
エンドレスメッシュベルト(42)による走行ガイドコンベ
ア(43)が設けられており、これらにより合紙(20)をガイ
ドしながら走行させる送り機構(40)が構成されている。
【００５２】前記ニップロール(41)は、図の例では５本
が互いに圧接する状態で配置されている。これらのニッ
プロール(41)は、表面に多数の短繊維(3) が集積した合
紙(20)が、下から４本のニップロール(41)の表面に沿っ
て順に反転しながら、隣り合う上下のニップロール(41)
間を下から順に通過するように構成されている。ニップ
ロール(41)を通過した合紙は、ガイドロール(44,45) を
経て巻き取りロール(70)に回収される。
【００５３】走行ガイドコンベア(43)は、５本のローラ
(44)によりエンドレスメッシュベルト(42)を軌道上で連
続して周回させるように構成されている。５本のローラ
(44)は、例えば１本が駆動ローラに、３本が従動ローラ
に、他の１本がテンション付加ローラに構成されてい
る。この走行ガイドコンベア(43)は、エンドレスメッシ
ュベルト(42)が合紙(20)と同じ速度で走行しながら合紙
(20)をガイドするように構成されている。
【００５４】＜風洞及び排気機構＞図６は、風洞(30)と
その周辺部分の拡大断面図、図７は図６のVII−VII線断
面図である。図６では走行ガイドコンベア(43)は簡略化
して表している。
【００５５】前記風洞(30)と排気機構(60)は、合紙(20)
及びエンドレスメッシュベルト(42)を挟んで上下に配置
され、実質的に互いに連通している。風洞(30)は、合紙
(20)の投入側に位置する正面板(30a) と、その対向面で
ある背面板(30b) と、正面板(30a) 及び背面板(30b) の
端部同士に連接する側面板(30c,30d) とから、断面がほ
ぼ矩形に形成されている（図１では手前側の側面板(30
d) を省略している）。また、排気機構(60)は、その上
端が、風洞(30)の下端と対向する開口形状になったダク
ト(61)を有し、図示しない排気ファンによる強制排気で
風洞(30)から吸気して、風洞(30)内に下向きの気流を発
生させる。
【００５６】前記風洞(30)の下端には、正面板(30a) 側
と背面板(30b) 側とに、合紙(20)と接して回転するロー
ラ(31a,31b) が設けられている。正面板(30a) 側のロー
ラ(31a) は、風洞(30)内に外気が進入するのを防止する
機能を有し、背面板(30b) 側のローラ(31b) は、外気の
進入防止に加えて、集積した短繊維(3) を合紙(20)上で
押さえ付ける機能を有している。また、排気機構(60)の
ダクト(61)の上端の開口部には、整流格子(62)が設けら
れている。
【００５７】前記風洞(30)の正面板(30a) には、その上
端部に前記ロールユニット(10)が固定され、該ロールユ
ニット(10)の排出口(11b) が風洞(30)の内部に開口して
いる。風洞(30)の背面板(30b) は、正面板(30a) よりも
薄くて高さ寸法が大きい板材により形成され、その下端
から正面板(30a) の上端よりもわずかに下方までの範囲
が正面板(30a) と平行で、それよりも上方の部分が正面
板(30a) から離れる方向へ傾斜している。
【００５８】この風洞(30)には、ロールユニット(10)か
ら排出される多数の短繊維(3) を風洞(30)内で均一に分
散させるために、短繊維撹拌板(32)が設けられている。
この短繊維撹拌板(32)は、風洞(30)の左右の側面板(30
c,30d) の内寸に一致する幅寸法を有する部材であり、
両端が側面板(30c,30d) に固定されている。
【００５９】また、短繊維撹拌板(32)は、基板部(33)
と、その下面側に固定された渦流形成板(34)とから、そ
の断面が扁平した「Ｔ」字形に形成されている。短繊維
撹拌板(32)は、風洞(30)内で斜め向きに配置され、基板
部(33)の上側の端部(33b) と下側の端部(33a) の中間部
に渦流形成板(34)が位置している。また、前記短繊維撹
拌板(32)は、基板部(33)の下側端部(33a) が風洞(30)の
背面板(30b) に近接するとともに、上側端部(33b) がロ
ールユニット(10)の上方に位置し、渦流形成板(34)の先
端(34a) がロールユニット(10)の上ケーシング(11c) に
近接している。この配置において、渦流形成板(34)の先
端(34a) は、基板部(33)の下側端部(33a)よりも上方に
位置している。
【００６０】そして、前記短繊維撹拌板(32)により、風
洞(30)内に背面板(30b) 側の主流路と正面板(30a) 側の
副流路とが区画されている。
【００６１】＜運転動作＞次に、この疑似綿製造装置
(1) の運転動作について説明する。
【００６２】まず、素材供給機構(50)では、ＰＴＦＥ繊
維、ＥＴＦＥ繊維、あるいはこれらの繊維とともにその
他の繊維を含む複数本の繊維素材(2) が、各ボビン(51)
からガイドロール(52,53) 及びニップロール(54,55) を
介してロールユニット(10)に供給される。繊維素材(2)
は、ケーシング(11)の供給口(11a) からケーシング(11)
内に押し込まれ、下ケーシング(11d) と針刃ロール(12)
との間を排出口(11b)に向かって流れていく。
【００６３】前記ＰＴＦＥやＥＴＦＥの繊維素材(2) の
膜厚（約３０μｍ）は、前記ケーシング(11)と針刃ロー
ル(12)の間の間隙Ｃ（５０〜５００μｍ）に対して十分
に小さく、隣り合う針刃(14)の間のスペースに対しても
十分に小さいが、針刃ロール(12)が高速回転しているた
め、針刃(14)により細分されて線径が約１２μｍで平均
長さが約１６ｍｍの短繊維(3) となる。その際、ニップ
ロール(54,55) が低速で回転し、針刃ロール(12)が高速
で回転していることなどから、繊維素材(2) が伸びなが
ら切断されるとともに上記間隙Ｃにおいて強く撹拌され
ることになり、切断後の短繊維(3) は少し縮れた状態と
なる。
【００６４】この短繊維(3) は、風洞(30)内に吹き出さ
れる。風洞(30)の内部は、排気機構(60)での強制排気に
より下向きの空気流が発生しており、前記短繊維(3) は
この空気流に乗って風洞(30)内で分散しながら合紙(20)
の表面に集積する。
【００６５】ここで、風洞(30)の上方から吸い込まれた
空気は、短繊維撹拌板(32)に対して背面板(30b) 側を主
流路、正面板(30a) 側（ロールユニット(10)側）を副流
路とすると、主流路と副流路の両方で絞りを通過するこ
とになる。また、空気が２カ所の絞りを必ず通過するた
め、その下流側の負圧が従来よりも大きくなり、絞りの
出口で比較的強い噴流が発生する。そして、２カ所で発
生する噴流の相互作用により、短繊維(3) が風洞(30)内
で均一に撹拌される。強い噴流が生じることは、渦流形
成板(34)が副流路の空気の流れに交差していて空気流れ
が屈曲することにより、渦流形成板(34)とロールユニッ
ト(10)の間の通風抵抗が大きくなることも関与してい
る。
【００６６】また、副流路側の絞りの下流では、図８に
空気流れを示すように、高速回転する針刃ロール(12)に
より起風される吹き出し空気と、この絞りからの噴流と
の作用により、渦流が発生する。この渦流は、渦流形成
板(34)の下方から基板部(33)に沿って循環移動して、や
がて副流路からの空気流と合流する。したがって、渦流
形成板(34)や基板部(33)の下面側で空気が滞留しないた
め、短繊維(3) も滞留せず、付着などの問題も生じな
い。また、渦流による撹拌効果で短繊維(3) は風洞(30)
内でより均一に分散する。
【００６７】さらに、ロールユニット(10)の排出口(11
b) では上向きの吹き出し空気が発生するが、前記のよ
うに副流路の絞りから強い噴流が発生しているため、短
繊維(3) が上昇気流によって機外に吹き出されることも
ない。
【００６８】このようにして風洞(30)内で分散した多数
の短繊維(3) は、空気の流れに乗って搬送され、合紙(2
0)の表面に達したときに排気機構(60)からの吸引力の作
用も受けながら互いに絡み合い、集積する。そして、合
紙(20)が合紙ロール(20)から巻き取りロール(70)まで流
れる際に、合紙(20)の表面上に集積した短繊維(3) がニ
ップロール(41)で圧着されて、疑似綿が形成される。な
お、ニップロール(41)での圧着時に加熱して短繊維同士
を溶着してもよい。また、製造された疑似綿は、使用時
には合紙を剥がして用いられる。
【００６９】＜実施形態１の効果＞この実施形態１で
は、短繊維撹拌板(32)の基板部(33)の下側端部(33a) が
風洞(30)の背面板(30b) に近接し、渦流形成板(33)の先
端(34a) がロールユニット(10)に近接する配置にして、
空気が２つの絞りを通過するとともに副流路側で空気流
が屈曲することで風洞(30)内の負圧を高め、主流路と副
流路のそれぞれの絞りの出口で強い噴流を形成するよう
にしているので、２カ所の噴流の相互作用により短繊維
(3) を均一に撹拌することができる。したがって、風洞
(3) 内での短繊維(3) のばらつき（偏り）を抑えること
ができるため、目の揃った疑似綿を製造できる。
【００７０】また、副流路側では、ロールユニット(10)
からの排出空気と前記噴流との作用で生じる渦流によ
り、短繊維(3) が壁面付近で滞留したり壁面に付着した
りするのを防止できる。さらに、ロールユニット(10)側
の噴流により風洞(30)内での上昇気流を抑えられるの
で、機外への短繊維(3) の飛散も生じない。
【００７１】また、短繊維撹拌板(32)をロールユニット
(10)と反対側の端部(33a) が低くなるように傾けて配置
しているので、その傾きを変更すれば主流路側と副流路
側の風量を調整でき、それにより噴流の強さや渦流の強
さなども簡単に調整できる。
【００７２】そして、針刃ロール(12)に関し、針刃(14)
をロール本体(13)の円周面に対して直角（径線方向沿
い）または回転方向後ろ向きに傾斜させるとケーシング
(11)内での繊維素材(2) に対する針刃(14)の切断作用が
強くなりやすく、繊維素材(2)から形成する短繊維(3)
が短くなって短繊維(3) 同士が絡み合いにくくなるおそ
れがあるが、本実施形態では針刃(14)をロール本体(13)
の径線に対して先端が針刃ロール(12)の回転方向前方に
位置するように傾斜させたことにより、繊維素材(2) に
対する針刃(14)の喰い付き時間が長くなり、短繊維(3)
が短くなる傾向が解消される。したがって、短繊維(3)
を比較的長い寸法に形成できるので、多数の短繊維(3)
を集積して疑似綿を製造する際に短繊維(3) 同士が十分
に絡み合う作用が生じることとなり、強度の点で優れた
疑似綿を製造することが可能となる。
【００７３】＜実施形態１の変形例＞ （変形例１）図９は、前記実施形態１の第１の変形例を
示している。この例では、風洞(30)の前後の向きを実施
形態１と逆にして、背面板(30b) にロールユニット(10)
を固定している。そして、背面板(30b) は実施形態１の
正面板(30a) と同一の部材を前後（図の左右）に反転し
て構成され、正面板(30a) は実施形態１の背面板(30b)
と同一の部材を前後に反転して構成されている。また、
短繊維撹拌板(32)も実施形態１とは対称の配置とされて
いるが、ロールユニット(10)の対向面(30a) 側の端部が
ロールユニット(10)側の端部及び渦流形成板(34)の先端
よりも低い配置になっていることは、前記の例と同じで
ある。
【００７４】その他の構成、及び作用効果は実施形態１
と同様である。
【００７５】（変形例２）図１０は、前記実施形態１の
第２の変形例を示している。この例では、ロールユニッ
ト(10)のケーシング(11)に関し、排出口(11b) を上ケー
シング(11c) 側に広くした構成としている。そして、上
ケーシング(11c) における排出口(11b) 側の端部に、風
洞(30)の正面板(30a) とほぼ平行に第２の渦流形成板(1
1g) が固定されている。つまり、この第２の変形例で
は、風洞(30)の空気流入口(30e) 下方の、ロールユニッ
ト(10)の上部に第２の渦流形成板(11g) を設けた構成と
している。
【００７６】このようにケーシング(11)の排出口(11b)
を広くすると、たとえ針刃(14)に短繊維(3) が絡んでい
ても短繊維(3) が風洞(30)内に放出されやすくなる。一
方、単に排出口(11b) を広くすると排出口(11b) の上部
から放出された短繊維(3) が機外に流出するおそれがあ
るが、上ケーシング(11c) に第２の渦流形成板(11g)を
設け、この渦流形成板(11g) が風洞(30)の空気流入口(3
0e) の下方の、ロールユニット(10)の上部に位置するよ
うにしたことにより、短繊維(3) をこの第２の渦流形成
板(11g) の風洞(30)側で発生する渦流に巻き込んだ後、
さらに副流路の空気流に乗せて風洞(30)内に戻すことが
できるため、短繊維(3) が機外に飛散するのを防止でき
る。
【００７７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、針刃ロールの針刃(14)を、ロール本体(1
3)の円周面上でその径線方向に対して回転方向前方に傾
斜させるようにしたことにより、疑似綿を形成しうる素
材(2) が針刃ロールとケーシング(11)との間の間隙Ｃを
通して送られる際に、前記素材(2) に対する針刃(14)の
喰い付きが十分になり、短繊維(3) が従来よりも長い寸
法で形成される。したがって、多数の短繊維(3) を集積
して疑似綿を製造する際に、短繊維(3) 同士が十分に絡
み合うので、疑似綿の強度を高めることができる。
【００７８】また、請求項２に記載の発明によれば、針
刃ロールの径線に対する針刃(14)の傾斜角度θが５°≦
θ≦３０°の範囲となるように、針刃(14)をロール本体
(13)に植設している。したがって、該角度θが５°より
も小さいと前記素材(2) に対する針刃(14)の喰い付きが
弱くて繊維が短くなりがちで、θが３０°よりも大きい
と針刃ロールが空回りしやすいのに対して、このような
問題を防止できる。
【００７９】また、請求項３に記載の発明によれば、針
刃(14)を螺旋状に配置したことにより、前記素材(2) の
送り方向に関して各針刃(14)の位相がずれることになる
ので、前記素材(2) に対して針刃(14)が行う細分化をよ
り均一化することができる。
【００８０】また、請求項４に記載の発明によれば、ロ
ール本体(13)の針刃(14)の先端とケーシング(11)の内周
面との間隙Ｃが５０μｍ≦Ｃ≦５００μｍとなるように
しているので、前記間隙Ｃが前記範囲の下限値よりも小
さくなると繊維が詰まって針刃ロール(12)が停止するお
それがあるのに対してそのおそれが少なくなり、前記間
隙Ｃが前記範囲の上限値よりも大きいと針刃ロール(12)
が空回りしやすいのに対してその空回りが生じないよう
にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る疑似綿製造装置の全
体構成を示す斜視図である。
【図２】ロールユニットの軸方向断面図である。
【図３】ロールユニットの軸直角断面図である。
【図４】針刃ロールの部分拡大断面図である。
【図５】針刃ロールの外観図である。
【図６】風洞とその周辺部分の拡大断面図である。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】風洞の上部における空気流れを示す図である。
【図９】実施形態１の第１の変形例における風洞とその
周辺部分の拡大図である。
【図１０】実施形態１の第２の変形例における風洞上部
の空気流れを示す図である。
【図１１】従来の疑似綿製造装置の概略構造図である。
【符号の説明】
(1) 疑似綿製造装置 (2) 繊維素材 (3) 短繊維 (10) ロールユニット (11) ケーシング (11a) 供給口 (11b) 排出口 (12) 針刃ロール (13) ロール本体 (14) 針刃 (20) 合紙（集積面部材） (30) 風洞 (32) 短繊維撹拌板 (34) 渦流形成板 (40) 送り機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大上 功 大阪府堺市新檜尾台４丁16−22−103 Ｆターム(参考） 3B151 AA02 AC16 CA01 CA02 CA06 3F104 AA03 AA07 JA04 JB01 JC08 JD15 KA11 4L047 AB02 EA01 EA22

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 疑似綿を形成しうる素材(2) から多数の
    繊維長１〜２００ｍｍの短繊維(3) を形成して該短繊維
    (3) を集積することにより疑似綿を製造する疑似綿製造
    装置(1) において、前記素材(2) から多数の前記短繊維
    (3) を形成するように円筒状のケーシング(11)内に回転
    可能に装着された針刃ロールであって、 ロール本体(13)とその周面に植設された多数の針刃(14)
    とを備えるとともに、針刃(14)は、ロール本体(13)の径
    線に対して先端がロール本体(13)の回転方向前方に位置
    するように傾斜して配置されていることを特徴とする針
    刃ロール。
  2. 【請求項２】 針刃(14)は、ロール本体(13)の径線に対
    する傾斜角度θが５°≦θ≦３０°の範囲でロール本体
    (13)に植設されていることを特徴とする請求項１記載の
    針刃ロール。
  3. 【請求項３】 針刃(14)は、ロール本体(13)の周面上で
    螺旋状に配置されていることを特徴とする請求項１また
    は２記載の針刃ロール。
  4. 【請求項４】 ロール本体(13)の針刃(14)の先端とケー
    シング(11)の内周面との間隙Ｃが５０μｍ≦Ｃ≦５００
    μｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか
    １記載の針刃ロール。
  5. 【請求項５】 疑似綿製造装置(1) の疑似綿を形成しう
    る素材(2) が、合成樹脂、ヤーン、スライバーから選択
    された少なくとも１種から構成されていることを特徴と
    する請求項１から４のいずれか１記載の針刃ロール。
  6. 【請求項６】 疑似綿製造装置(1) の疑似綿を形成しう
    る素材(2) が、合成樹脂であることを特徴とする請求項
    １から４のいずれか１記載の針刃ロール。
  7. 【請求項７】 合成樹脂がフッ素樹脂から構成されてい
    ることを特徴とする請求項５または６記載の針刃ロー
    ル。
  8. 【請求項８】 フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレ
    ン及び／またはエチレン−テトラフルオロエチレン系共
    重合体から構成されていることを特徴とする請求項７記
    載の針刃ロール。
  9. 【請求項９】 ポリテトラフルオロエチレン及び／また
    はエチレン−テトラフルオロエチレン系共重合体が一軸
    延伸物から構成されていることを特徴とする請求項８記
    載の針刃ロール。
  10. 【請求項１０】 ヤーンが、ガラス繊維または炭素繊維
    から構成されていることを特徴とする請求項５記載の針
    刃ロール。
  11. 【請求項１１】 スライバーが、アラミド、ポリイミ
    ド、羊毛、または天然の繊維から構成されていることを
    特徴とする請求項５記載の針刃ロール。
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