JP2006341145A - 水処理用樹脂発泡体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 体積のより小さな水処理用樹脂発泡体を、より高い生産性で製造することができる水処理用樹脂発泡体の製造方法、及び、同製造方法の実施に適した水処理用樹脂発泡体の製造装置を提供する。
【解決手段】 複数の周溝を有する溝ローラ１４と、周方向に延びるとともに前記各周溝に対応する複数の刃部を外周面に有する第１刃付きローラ１５を備えた第１カッター１１により、合成樹脂の発泡体シートをその供給方向に切断して複数の紐状発泡体Ｂとする。次に、平滑な外周面を有する平滑ローラ２０と、軸線方向に延びる複数の刃を外周面に有する第２刃付きローラ２１とを備えた第２カッター１２により、各紐状発泡体Ｂをその長さ方向において順次切断して複数の小片状発泡体Ｔとする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、合成樹脂の発泡体からなるとともに水処理用の微生物担体として用いられる水処理用樹脂発泡体の製造方法、及び、同水処理用樹脂発泡体の製造装置に関するものである。

従来、浄化槽等における水処理において、好気性バクテリアによる働きで溶在有機物を酸化分解する方法が利用されている。この際、浄化槽内の微生物の量を多くして浄化効率を向上させるために、連続気孔を有する例えばウレタン発泡体等の合成樹脂製の軟質多孔体よりなる微生物担体が用いられている（例えば、特許文献１，２）。この微生物担体は、体積に対する総表面積を大きくするために小片状とされている。このような発泡体小片は、従来、発泡体シートを周知のトムソン刃型で型抜きすることにより製造されていた。
特開平１０−１８０２８０号公報 特開２００４−２８５２８９号公報

ところで、微生物担体は、その体積に対する総表面積が大きいほど、より多くの微生物を付着させることができる。従って、微生物担体の大きさは、例えば１０ｍｍ角以下であることが好ましい。しかしながら、上記のように、トムソン刃型を用いた型抜きによるバッチ的な微生物担体の製造方法では、発泡体シートを連続的に加工できないので、単位時間当たりに製造できる微生物担体の量に限界があった。また、トムソン型を用いた型抜きで、体積のより小さな微生物担体を成形した場合、静電気が発生しやすく、飛散が多くなり扱いにくくなるため、より加工性が悪くなる。また、同じ能力のプレス機を使用した場合、体積が小さくなるほど、型抜きの刃数が多くなる一方、型抜き圧も高くなるため、トムソン刃型の型面積が小さくなり、生産性に劣る。

この発明の目的は、体積のより小さな水処理用樹脂発泡体を、より高い生産性で製造することができる水処理用樹脂発泡体の製造方法、及び、同製造方法の実施に適した水処理用樹脂発泡体の製造装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、合成樹脂の発泡体シートを紐状に切断して複数の紐状発泡体とする第１切断工程と、各紐状発泡体をその長さ方向において順次切断して小片状発泡体とする第２切断工程とを行うことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２切断工程で生成された小片状発泡体を、通気性を有する梱包用袋を通じて吸引して同梱包用袋内に集めることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、複数の周溝を有する溝ローラと、前記各周溝に対応する複数の刃を外周面に有する第１刃付きローラを備え、合成樹脂の発泡体シートを前記両ローラの間に通すことにより、同発泡体シートをその供給方向に切断して複数の紐状発泡体とする第１カッターと、平滑な外周面を有する平滑ローラと、軸線方向に延びる複数の刃を外周面に有する第２刃付きローラとを備え、前記第１カッターにより生成された前記紐状発泡体をその長さ方向において順次切断して複数の小片状発泡体とする第２カッターとを備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１刃付きローラにおける前記各刃の刃先の周速が前記溝ローラの外周面の周速よりも高くなるようにしたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記第２刃付きローラにおける前記各刃部の刃先の周速が前記平滑ローラの外周面の周速よりも高くなるようにしたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記第１カッターに供給される前記発泡体シートに対してその供給方向に張力を与える張力付与手段を備え、同発泡体シートを前記溝ローラの外周面に圧接させるようにしたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項３〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記第２カッターにて生成された前記小片状発泡体を、通気性を有する梱包用袋を介して吸引して同梱包用袋に集める集積手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、型抜きにより発泡体シートから一度に小片状発泡体を切り出す方法と異なり、発泡体シートから小片状発泡体を連続的に製造することができるので、小片状発泡体の生産性が向上する。また、発泡体シートを先ず紐状に切断して紐状発泡体とした後、この紐状発泡体を切断して小片状発泡体とするので、体積のより小さな水処理用樹脂発泡体を、より高い生産性で製造することができる。

次に、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図２に示すように、この実施形態の水処理用樹脂発泡体の製造装置で製造する水処理用樹脂発泡体（以下、小片状発泡体としての発泡体チップという。）Ｔはほぼ立方体形状であり、浄化槽等における水処理のための微生物担体として用いられる。図１は、例えばウレタン樹脂の発泡体シートＳから発泡体チップＴを製造する水処理用樹脂発泡体の製造装置１０を示す。なお、発泡体シートＳの厚さは例えば２〜５ｍｍの範囲であり、発泡体チップＴの一辺の長さは例えば２〜５ｍｍの範囲である。製造装置１０は、第１カッター１１、第２カッター１２及び集積装置１３等から構成されている。

第１カッター１１は、溝ローラ１４及び第１刃付きローラ１５を備えている。図３は、両回転軸を含む平面での両ローラ１４，１５の断面を示す。溝ローラ１４の外周面１４ａには、例えば１．２ｍｍの幅を有する複数の周溝１６が例えば３ｍｍの等間隔に設けられている。第１刃付きローラ１５の外周面には、溝ローラ１４の各周溝１６に対応する複数の刃部１７が設けられている。刃部１７の厚さは、例えば１ｍｍとされている。そして、溝ローラ１４及び第１刃付きローラ１５の両回転軸が含まれる平面内においては、各刃部１７の先端部が各周溝１６内に配置された状態となる。

両ローラ１４，１５が回転駆動されるとき、第１刃付きローラ１５における各刃部１７の刃先の周速は、溝ローラ１４における外周面１４ａの周速よりも１０〜３０％高くなっている。これは、溝ローラ１４の外径（外周面１４ａ）と、第１刃付きローラ１５の外径（刃先）とが等しくされるとともに、図示しない駆動装置により、第１刃付きローラ１５の回転数が溝ローラ１４の回転数よりも１０〜３０％高くなるように両ローラ１４，１５が回転駆動されることによる。あるいは、第１刃付きローラ１５の外径が溝ローラ１４の外径よりも１０〜３０％大きくされるとともに、第１刃付きローラ１５及び溝ローラ１４の同一回転数で駆動されることによる。

第１カッター１１には、溝ローラ１４側に配置されたシートロールＲから発泡体シートＳが上方から連続的に供給される。この発泡体シートＳには、シートロールＲと第１カッター１１との間に設けられたテンショナー１８によりその供給方向に張力が付与される。そして、張力が付与された発泡体シートＳは、溝ローラ１４に圧接された状態で溝ローラ１４と第１刃付きローラ１５との間に供給されるようになっている。この実施形態では、テンショナー１８が張力付与手段である。なお、シートロールＲと第１カッター１１との間には、シートロールＲから第１カッター１１へ供給される発泡体シートＳの供給長さを計測する走行メータ１９が設けられている。

図１に示すように、前記第２カッター１２は、平滑ローラ２０及び第２刃付きローラ２１を備えている。平滑ローラ２０は、前記溝ローラ１４の下方に配置され、第２刃付きローラ２１は、前記第１刃付きローラ１５の下方に配置されている。なお、前記第１カッター１１の両１４，１５の各回転軸と、第２カッター１２の両ローラ２０，２１の各回転軸とは全て互いに平行である。

図４は、両回転軸に直交する平面での両ローラ２０，２１の断面を示す。平滑ローラ２０の外周面は、平滑面とされている。第２刃付きローラ２１の外周面には、軸線方向に延びる複数の刃部２２が等角度間隔に設けられている。そして、両ローラ２０，２１の回転軸が含まれる平面内においては、第２刃付きローラ２１の各刃部２２の刃先が、平滑ローラ２０の外周面に対して僅かに食い込むようになっている。

両ローラ２０，２１が回転駆動されるとき、第２刃付きローラ２１における各刃部２２の刃先の周速は、平滑ローラ２０の外周面の周速よりも３〜１５％高くなっている。これは、平滑ローラ２０の外径と第２刃付きローラ２１の外径（刃先）とが等しくされるとともに、駆動装置により、第２刃付きローラ２１の回転数が溝ローラ１４の回転数よりも３〜１５％高くなるように両ローラ２０，２１が回転駆動されることによる。あるいは、第２刃付きローラ２１の外径が溝ローラ１４の外径よりも３〜１５％大きくされるとともに、両ローラ２０，２１が同一回転数で駆動されることによる。さらに、平滑ローラ２０の周速は、溝ローラ１４の周速と等しくされている。

図１に示すように、集積手段としての前記集積装置１３は、第２カッター１２の下方に設けられた発泡体チップ吸引用のダクト３０、このダクト３０の下流側が接続された吸引容器３１、この吸引容器３１の内部に設けられたかご３２、このかご３２内に配置された梱包用袋３３、吸引容器から空気を外部に排出するポンプ３４等により構成されている。かご３２は、例えば円形の孔が多数設けられたパンチングメタルにより形成されている。梱包用袋３３は、例えば網状とされた合成樹脂繊維からなり、高い通気性を有している。そして、集積装置１３は、ポンプ３４によりかご３２及び梱包用袋３３を通じてダクト３０側の空気を吸い込み、第２カッター１２から送り出された発泡体チップＴをダクト３０を通じて吸引容器３１内に吸い込む。そして、集積装置１３は、吸引容器３１内に吸い込んだ発泡体チップＴを、梱包用袋３３内に集める。

さて、発泡体チップＴは、発泡体シートを原料として第１切断工程及び第２切断工程を行うことによって製造される。
先ず、第１切断工程について説明する。第１カッター１１には、シートロールＲから発泡体シートＳが連続的に供給される。発泡体シートＳの供給速度は、例えば８〜１６ｍ／ｍｉｎ．である。このとき、第１カッター１１に供給される発泡体シートＳには、テンショナー１８によりその供給方向に張力が付与される。このため、第１カッター１１に供給された発泡体シートＳは、両ローラ１４，１５の回転に伴い、図５（ａ）に示すように、溝ローラ１４の外周面１４ａに押し付けられる。ここで、第１刃付きローラ１５の周速が溝ローラ１４の周速よりも高いことから、図５（ｂ）に示すように、第１刃付きローラ１５の各刃部１７の刃先により発泡体シートＳの表面が引き切りされる。このとき、発泡体シートＳが溝ローラ１４の外周面１４ａに張力を持った状態で密着されていることから、第１刃付きローラ１５の各刃部１７に対する発泡体シートＳの表面部分の逃げが抑制される。このため、図５（ｃ）に示すように、第１刃付きローラ１５の各刃部１７により、発泡体シートＳが円滑に切断される。従って、第１カッター１１により、発泡体シートＳはその供給方向に沿って切断され、複数の紐状発泡体Ｂとなる。

次に、第２切断工程について説明する。第１カッター１１により生成された複数の紐状発泡体Ｂは、第２カッター１２に連続的に供給される。第２カッター１２に供給された紐状発泡体Ｂは、図４に示すように、平滑ローラ２０の外周面２０ａと第２刃付きローラ２１の各刃部２２の刃先との間に挟まれていく。ここで、第２刃付きローラ２１の各刃部２２の周速が平滑ローラ２０の外周面２０ａの周速よりも高いことから、各紐状発泡体Ｂにおける第２刃付きローラ２１側の表面に張力が付与される。このため、第２刃付きローラ２１の各刃部２２の刃先に対する各紐状発泡体Ｂの表面部分の逃げが抑制される。このため、第２刃付きローラ２１の各刃部２２により、各紐状発泡体Ｂが円滑に切断される。従って、各紐状発泡体Ｂは、その長さ方向において順次切断され、小片状の発泡体チップＴとなる。このとき、各紐状発泡体Ｂがその長さ方向において切断される長さは、各紐状発泡体Ｂの幅とほぼ等しくなる。このため、発泡体チップＴは、ほぼ立方体状となる。これは、第２刃付きローラ２１の各刃部２２の間隔が、第１刃付きローラ１５の各刃部１７の間隔に基づいて設定されているためである。そして、生成された発泡体チップＴは、集積装置１３により吸引され、ダクト３０を通じてかご３２内の梱包用袋３３に集められる。

また、前記シートロールＲから第１カッター１１に供給される発泡体シートＳの長さは、走行メータ１９を貸して距離計算機３５により計測される。そして、距離計算機３５により、発泡体シートＳのそのときの供給長さと、予め記憶されている発泡体シートＳの幅及び厚さとから、梱包用袋３３に集められた発泡体チップＴの総体積が求められる。この総体積に基づいて、１つの梱包用袋３３に詰められる発泡体チップＴの総体積が管理される。そして、梱包用袋３３に集められた発泡体チップＴの総体積が所定値に達すると、発泡体チップＴの製造が一時中止され、発泡体チップＴが詰まった梱包用袋３３が集積装置１３から取り外されて、新たな梱包用袋３３が取り付けられる。実施例においては、厚さ３ｍｍ、幅２０５ｍｍの発泡体シートＳを２６１ｍ供給することで、容積１６０Ｌ（リットル）の梱包用袋３３に発泡体チップＴを所定容量詰めて梱包した。

従って、この実施形態の水処理用樹脂発泡体の製造方法によれば、前述した従来方法とは異なり、発泡体シートＳから発泡体チップＴを連続的に製造することができるので、発泡体チップＴの生産性が向上する。すなわち、発泡体シートＳを先ず紐状に切断して紐状発泡体Ｂとした後、この紐状発泡体Ｂを順次切断して発泡体チップＴとするので、発泡体チップＴの体積がより小さくなっても従来方法におけるような問題は発生せず、発泡体チップＴの生産効率が低下しない。

また、この実施形態の水処理用樹脂発泡体の製造装置１０によれば、第１刃付きローラ１５の各刃部１７の周速を溝ローラ１４の外周面１４ａの周速よりも高くしているので、各刃部１７の引き切り作用により、発泡体シートＳを円滑に切断して紐状発泡体Ｂとすることができる。また、第２刃付きローラ２１の各刃部２２の周速を平滑ローラ２０の外周面２０ａの周速よりも高くしているので、各刃部２２に対する紐状発泡体Ｂの逃げが抑制され、紐状発泡体Ｂを円滑に切断して発泡体チップＴとすることができる。さらに、第１カッター１１と第２カッター１２とが上下に並べられているので、両カッター１１，１２の設置に必要な場所の大きさがより小さくてすむ。このため、製造装置をより小さな設置場所に設置することができる。

また、この実施形態では、集積装置１３により、第２カッター１２により生成された発泡体チップＴが梱包用袋３３を介して吸引され、この梱包用袋３３内に集められる。このため、小さくて軽量であるために、静電気によって付着し易く、取り扱いが容易でない発泡体チップＴを、容易に梱包用袋３３に集めることができる。

さらに、発泡体シートＳの供給長さを計測し、この計測値と、発泡体シートＳの幅及び厚さとから、製造された発泡体チップＴの総体積を求めるようにした。このため、発泡体チップＴの総体積を計測する必要がないので、梱包用袋３３に詰める発泡体チップＴの総体積の管理を容易に行うことができて生産性が向上する。

なお、第１カッター１１の上方に第２カッター１２を配置し、第１カッター１１により生成された各紐状発泡体Ｂが上方に移動して第２カッター１２に供給される構成としてもよい。

以下、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１） 請求項３〜請求項７のいずれか一項に記載の水処理用合成樹脂発泡体の製造装置において、前記第１カッター及び第２カッターを上下に配置したことを特徴とする水処理用合成樹脂発泡体の製造装置。

（２） 連続的に供給される合成樹脂の発泡体シートを切断して小片状発泡体とする水処理用樹脂発泡体の製造方法に適用される水処理用樹脂発泡体の計量方法であって、前記発泡体シートの供給長さを計測し、その供給長さと、前記発泡体シートの幅及び厚さとから、前記小片状発泡体の総体積を求めることを特徴とする水処理用樹脂発泡体の計量方法。

一実施形態の水処理用樹脂発泡体の製造装置を示す構成図。 発泡体チップを示す斜視図。 第１カッターの両ローラを示す横断面図。 第２カッターの両ローラを示す縦断面図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）はいずれも第１カッターによる発泡体シートの切断過程を示す模式図。

符号の説明

１０…水処理用合成樹脂発泡体の製造装置、１１…第１カッター、１２…第２カッター、１３…集積手段としての集積装置、１４…溝ローラ、１４ａ…（溝ローラ１４の）外周面、１５…第１刃付きローラ、１６…周溝、１７…刃部、１８…張力付与手段を構成するテンショナー、２０…平滑ローラ、２０ａ…（平滑ローラ２０の）外周面、２１…第２刃付きローラ、２２…刃部、３０…ダクト、３１…吸引容器、３２…かご、３３…梱包用袋、３４…ポンプ、Ｂ…紐状発泡体、Ｒ…ロールシート、Ｓ…発泡体シート、Ｔ…小片状発泡体としての発泡体チップ。

Claims (7)

1. 合成樹脂の発泡体シートを紐状に切断して複数の紐状発泡体とする第１切断工程と
   各紐状発泡体をその長さ方向において順次切断して小片状発泡体とする第２切断工程とを行うことを特徴とする水処理用樹脂発泡体の製造方法。
2. 前記第２切断工程で生成された小片状発泡体を、通気性を有する梱包用袋を通じて吸引して同梱包用袋内に集めることを特徴とする請求項１に記載の水処理用樹脂発泡体の製造方法。
3. 複数の周溝を有する溝ローラと、前記各周溝に対応する複数の刃部を外周面に有する第１刃付きローラを備え、合成樹脂の発泡体シートを前記両ローラの間に通すことにより、同発泡体シートをその供給方向に切断して複数の紐状発泡体とする第１カッターと、
   平滑な外周面を有する平滑ローラと、軸線方向に延びる複数の刃部を外周面に有する第２刃付きローラとを備え、前記第１カッターにより生成された前記紐状発泡体をその長さ方向において順次切断して複数の小片状発泡体とする第２カッターとを備えたことを特徴とする水処理用樹脂発泡体の製造装置。
4. 前記第１刃付きローラにおける前記各刃部の刃先の周速が前記溝ローラの外周面の周速よりも高くなるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の水処理用樹脂発泡体の製造装置。
5. 前記第２刃付きローラにおける前記各刃部の刃先の周速が前記平滑ローラの外周面の周速よりも高くなるようにしたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の水処理用樹脂発泡体の製造装置。
6. 前記第１カッターに供給される前記発泡体シートに対してその供給方向に張力を与える張力付与手段を備え、同発泡体シートを前記溝ローラの外周面に圧接させるようにしたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の水処理用樹脂発泡体の製造装置。
7. 前記第２カッターにて生成された前記小片状発泡体を、通気性を有する梱包用袋を介して吸引して同梱包用袋に集める集積手段を備えたことを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか一項に記載の水処理用樹脂発泡体の製造装置。

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