JP2012102428A - 糸条束集積方法および集積装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直線状の糸条束を集積するにあたって、連続的に供給される糸条を所定の長さに切断し、糸条集積溝内に降下させる際に、糸乱れを発生させることなく整然と積み重ね、真っ直ぐな糸条束を製造するとともに、糸束本数や糸束長さが異なる品種への対応が容易で生産性が高く、品質に対する信頼性の高い糸条束集積方法及び集積装置を提供する。
【解決手段】糸条４を繰り出し、糸条束１８に集積する糸条束集積方法において、糸条繰り出し機構１０の糸条挟持手段１１で前記糸条４を挟持して繰り出し、糸条移載機構１２の一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂで前記糸条４を所定の間隔に把持した状態で、前記糸条４の繰り出し側であって前記一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂの外側で前記糸条４を切断し、かつ、前記一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂの内側または外側の前記糸条４を加熱手段１５で溶着し束ね、前記糸条４を収容する、という一連の操作を繰り返すことにより所定数の糸条束１８に集積することを特徴とする糸条束集積方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、糸条を所定長さの糸条束に集積するための糸条束集積方法および集積装置に関するものである。特に飲料水に用いられる中空糸濾過膜用の中空糸濾過膜集合体（以下、糸条束という）を形成する糸条束集積方法及び集積装置に関する。

従来、浄水器用濾過膜等の中空糸束は、連続した中空糸を一定の長さに切断し、所定本数の束にして作られている。

具体的には、例えば図４に示すように、連続して生産される中空糸１をリール状のカセ枠２にカセ取りして太い環状の糸条束３を作り、これを所定長さに切断して直線状の糸条束を得る方法である（特許文献１参照）。

しかしながら、上記従来の方法では、カセのコーナー部に巻かれた糸条束が屈曲し、製品の品質を低下させる場合があることから、コーナー部分に除去装置もしくは後処理工程における修正操作を必要としていた。そこでかかる生産性の低下を改善するために、連続して直線状に供給される糸条を屈曲させることなく、一定長さに切断し束ねる方法が提案されている。

具体的には、糸条の先端部を把持して、糸条を横方向に繰り出し、繰り出した糸条を所定の長さにて切断してから糸条束集積部材に自由落下させ、糸条束を集積する方法である（特許文献２参照）。

この方法によれば、多角形のカセに巻き取る必要がなく、連続した糸条を屈曲させることなく所定本数毎に集積することが可能であるので、屑となる糸条を低減することができ、さらに自動化により生産性を向上させることができる。

しかしながら、上記の糸条束集積方法においては、所定長に切断した糸条を自由落下させて集積させるため、自由落下の際に中空糸膜がバラバラになり、整然とした糸条束を形成することができず、品質上の問題があった。

すなわち、図５に示すように、繰り出しを一時停止し、糸条４を一方の挟持部材５のクランプ６ａで挟持した後、繰り出した糸条４の途中をカッター７で切断し、他方の挟持部材５のクランプ６ｂを開いて糸条４の先端部を放している。したがって、所定の長さに切断された糸条４は自重により糸条束集積部材８の集積溝９に降下させているので糸乱れを生じる。

特開平１−１８９３０５号公報 特許第４１４８５４１号公報

本発明の目的は、以上の問題点に鑑み、直線状の糸条束を集積するにあたって、連続的に供給される糸条を所定の長さに切断し、糸条集積溝内に降下させる際に、糸乱れを発生させることなく整然と積み重ね、真っ直ぐな糸条束を製造するとともに、糸束本数や糸束長さが異なる品種への対応が容易で生産性が高く、品質に対する信頼性の高い糸条束集積方法及び集積装置を提供することにある。

上記目的を解決するために本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
（１）糸条を繰り出し、糸条束に集積する糸条束集積方法において、糸条繰り出し機構の糸条挟持手段で前記糸条を挟持して繰り出し、糸条移載機構の一対の糸条把持手段で前記糸条を所定の間隔に把持した状態で、前記糸条の繰り出し側であって前記一対の糸条把持手段の外側で前記糸条を切断し、かつ、前記一対の糸条把持手段の内側または外側の前記糸条を加熱手段で溶着し束ね、前記糸条を収容する、という一連の操作を繰り返すことにより所定数の糸条束に集積することを特徴とする糸条束集積方法。
（２）前記糸条を切断した後、前記糸条移載機構を前記糸条移載機構の軸周りに回転させることにより切断された前記糸条を溶着部へ移動させ、前記糸条を溶着し束ね、さらに前記糸条移載機構を前記糸条移載機構の軸周りに回転させることにより糸条束集積部材に前記糸条を収容することを特徴とする請求項１に記載の糸条束集積方法。
（３）糸条を繰り出し、糸条束に集積する糸条束集積装置において、前記糸条を挟持して繰り出す糸条繰り出し機構と、糸条把持手段を具備する糸条移載機構で構成し、一対の前記糸条把持手段で把持された前記糸条を前記糸条の繰り出し側であって前記一対の糸条把持手段の外側で前記糸条を切断する繰り出し糸切断手段と、切断された前記糸条の端部を溶着する加熱手段と、前記糸条を収容し集積する糸条束集積部材を設けたことを特徴とする糸条束集積装置。
（４）前記糸条把持手段を具備する前記糸条移載機構が、前記糸条移載機構の軸周りに回転駆動するよう構成されることを特徴とする請求項３に記載の糸条束集積装置。

本発明は、上記の構成とすることにより以下の優れた効果を奏することができる。すなわち、
請求項１に記載の発明によれば、糸条を繰り出し、糸条束に集積する糸条束集積方法において、糸条繰り出し機構の糸条挟持手段で前記糸条を挟持して繰り出し、糸条移載機構の一対の糸条把持手段で前記糸条を所定の間隔に把持した状態で、前記糸条の繰り出し側であって前記一対の糸条把持手段の外側で前記糸条を切断し、かつ、前記一対の糸条把持手段の内側または外側の前記糸条を加熱手段で溶着し束ね、前記糸条を収容する、という一連の操作を繰り返すことにより所定数の糸条束に集積することにより、糸乱れがなく整然と積み重ねられた真っ直ぐで品質の高い糸条束を得ることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記糸条を切断した後、前記糸条移載機構を前記糸条移載機構の軸周りに回転させることにより切断された前記糸条を溶着部へ移動させ、前記糸条を溶着し束ね、さらに前記糸条移載機構を前記糸条移載機構の軸周りに回転させることにより糸条束集積部材に前記糸条を収容することにより、作業工程が分割され複数の作業を同時に進めることができるので、タクトタイムが短縮され生産効率を高めることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、糸条を繰り出し、糸条束に集積する糸条束集積装置において、前記糸条を挟持して繰り出す糸条繰り出し機構と、糸条把持手段を具備する糸条移載機構で構成し、一対の前記糸条把持手段で把持された前記糸条を前記糸条の繰り出し側であって前記一対の糸条把持手段の外側で前記糸条を切断する繰り出し糸切断手段と、切断された前記糸条の端部を溶着する加熱手段と、前記糸条を収容し集積する糸条束集積部材を設けたことにより、糸乱れがなく整然と積み重ねられた真っ直ぐで品質の高い糸条束を得ることができる糸条束集積装置が実現できる。

また、請求項４に記載の発明によれば、前記糸条把持手段を具備する前記糸条移載機構が、前記糸条移載機構の軸周りに回転駆動するよう構成されることにより、作業工程が分割され複数の作業を同時に進めることができるので、タクトタイムが短縮され生産効率を高めることができる糸条束集積装置が実現できる。

本発明にかかる糸条束集積装置の一例を示す斜視図である。 本発明にかかる糸条溶着部の一例（離間時）を示す斜視図である。 本発明にかかる糸条溶着部の一例（圧着時）を示す斜視図である。 本発明にかかる糸条溶着部の糸条受け台の一例を示す斜視図である。 本発明にかかる糸条溶着部の糸条受け台の一例を示す斜視図である。 所定本数になるまで中空糸を巻き取る従来技術の六角カセの正面図である。 従来技術の糸条束集積装置の概略構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態の例を中空糸濾過膜用の糸条束集積装置に適用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。中空糸濾過膜とは、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン樹脂等を原料とした濾過性能を有する多孔質膜である。

図１は本発明にかかる糸条束集積装置の一例を示す斜視図である。糸条束集積装置の左側より糸条が供給される。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は本発明にかかる糸条溶着部の一例を示す斜視図である。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は本発明にかかる糸条溶着部の糸条受け台の一例を示す斜視図である。

図４は所定本数になるまで中空糸を巻き取る従来技術の六角カセの正面図である。

図５は従来技術の糸条束集積装置の概略構成を示す斜視図である。

本発明の糸条束集積方法の好ましい一態様例は、糸条を繰り出し、糸条束に集積する糸条束集積方法において、糸条繰り出し機構の糸条挟持手段で前記糸条を挟持して繰り出し、糸条移載機構の一対の糸条把持手段で前記糸条を所定の間隔に把持した状態で、前記糸条の繰り出し側であって前記一対の糸条把持手段の外側で前記糸条を切断し、かつ、前記一対の糸条把持手段の内側または外側の前記糸条を加熱手段で溶着し束ね、前記糸条を収容する、という一連の操作を繰り返すことにより所定数の糸条束に集積することを特徴とするものである。

また、本発明の糸条束集積装置の好ましい一態様例は、糸条を繰り出し、糸条束に集積する糸条束集積装置において、前記糸条を挟持して繰り出す糸条繰り出し機構と、糸条把持手段を具備する糸条移載機構で構成し、一対の前記糸条把持手段で把持された前記糸条を前記糸条の繰り出し側であって前記一対の糸条把持手段の外側で前記糸条を切断する繰り出し糸切断手段と、切断された前記糸条の端部を溶着する加熱手段と、前記糸条を収容し集積する糸条束集積部材を設けたことを特徴とするものである。

図１に示す実施態様例では、左側より糸条４が供給されるよう糸条束集積装置が配置されており、糸条繰り出し機構１０の糸条挟持手段１１で前記糸条４を挟持して繰り出し、糸条移載機構１２の一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂで前記糸条４を所定の間隔に把持した状態で、前記糸条４の繰り出し側であって前記糸条把持手段１３ａの外側で前記糸条４を繰り出し糸切断手段１４により切断し、かつ、前記一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂの外側の前記糸条４を加熱手段１５で溶着し束ね、糸条束集積部材１６の集積溝１７内に収容し、前記糸条４の収容動作を繰り返すことにより所定数の糸条束１８を集積するよう構成される。なお、加熱手段１５は、前記一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂの内側でも好ましい。

ここで、前記糸条繰り出し機構１０には駆動手段として位置決めが容易なロボシリンダを用いれば良いが、圧空を駆動源とするリニアアクチュエーター等を用いても良い。

前記糸条４の繰り出しに用いる前記糸条挟持手段１１及び前記糸条把持手段１３ａ，１３ｂには、圧空を駆動源とするエアチャックを用いるのが装置をコンパクトにまとめるのに好ましく、チャック先端のツメには前記糸条４を傷付けず耐摩耗性にも優れるウレタンゴムを焼き付けたものを用いるのが好ましい。

また、前記繰り出し糸切断手段１４には、圧空を駆動源として刃の開閉を行うことができるエアハサミを用いるのが装置をコンパクトにまとめるのに好ましい。

さらに、前記糸条移載機構１２の一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂで前記糸条４が所定の間隔に把持された後にも連続して繰り出される前記糸条４の弛みを吸収するためアキューム機構２０が設けられている。

本発明の糸条束集積装置は、好ましい一態様例として、前記糸条把持手段を具備する前記糸条移載機構が、前記糸条移載機構の軸周りに回転駆動するよう構成されることを特徴とする。同時に、好ましい一態様例として、前記糸条を切断した後、前記糸条移載機構を前記糸条移載機構の軸周りに回転させることにより切断された前記糸条を溶着部へ移動させ、前記糸条を溶着し束ね、さらに前記糸条移載機構を前記糸条移載機構の軸周りに回転させることにより糸条束集積部材に前記糸条を収容することを特徴とする。

前記糸条移載機構１２は４インデックスのターレット構造とし、ロータリーアクチュエーターを用いて９０°位相で前記糸条移載機構１２の軸周りに回転駆動するように構成されるが、既製のインデキシングドライブ機構などを用いても良く、位相角度も９０°に限定されない。すなわち間欠的に回転駆動することにより移動した各ポジションで一定時間内に各操作が終了するよう構成される。また、前記糸条把持手段１３ａ，１３ｂには、受け取った前記糸条４を前記加熱手段１５に対向する糸条受け台２３に近接するため、エアシリンダ等の直動駆動手段２４を備える。さらに、前記糸条把持手段１３ａ，１３ｂは切断される前記糸条の幅変更に対応できるように位置調整機構を備えるが、任意の間隔に調整が可能なスライド機構が好ましい。

また、前記糸条移載機構１２を構成するために、前記糸条繰り出し機構１０に付設される糸条挟持手段１１は、前記糸条移載機構１２の一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂに対し前記糸条４を受け渡した後、続いて繰り出される前記糸条４の先端部を掴んで待機している糸条挟持手段２１の位置まで戻る際に、前記糸条把持手段１３ａ，１３ｂと前記糸条挟持手段２１と干渉することがないように退避できるようエアシリンダ等の直動駆動手段２２を備える。

また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す糸条溶着部の前記加熱手段１５は熱伝導性の高いアルミニウム等の金属からなるヒーターブロック２５にヒーター２６を取り付けて構成されるが、前記ヒーター２６は前記ヒーターブロック２５に差し込み効率よく加熱可能なカートリッジヒーターが好ましい。また、前記ヒーター２６の設定条件は生産効率を高めるためにも２秒以内に加熱が終了するように前記糸条４の融点よりも１０℃から３０℃高めに設定するのが好ましい。例えばポリエチレンの場合、融点は１３６℃なので１４６℃から１６６℃の範囲とすることが好ましい。

前記糸条受け台２３は前記糸条４を収束し溶着後の糸外れを防止するためのＶ型溝２７と、溶着後の前記糸条４の離型性を高めるための離型シート２８で構成される。前記離型シート２８の材質はシリコンゴムやフッ素ゴムが好ましい。ここで、図２（Ａ）は前記ヒーターブロック２５が前記糸条受け台２３から離間した状態、図２（Ｂ）は前記ヒーターブロック２５が前記糸条受け台２３へ圧着した状態を示す。さらに、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように前記糸条受け台２３の前記Ｖ型溝２７と前記離型シート２８で構成される有効溝幅（ｓ）を変えることで前記糸条４は糸条数に応じた最適な溶着状態が得られる。

また、前記糸条束集積部材１６から前記糸条束１８を排出するため、前記糸条束集積部材１６を搬送する糸条束搬送機構１９を設けても良い。

前記糸条束集積部材１６の前記集積溝１７は、前記糸条束１８の断面が略円形状に集積されるよう、Ｕ字型に形成されるのが好ましい。ここで、前記糸条搬送機構１９は、連続して前記糸条束集積部材１６が搬送されるように、回転移動するコンベア方式とすることや、前記糸条移載機構１２と排出部の中間点を中心に点対称となる位置に一対の前記糸条束集積部材１６を設け、１８０°旋回移動するように構成することもできる。

ところで、図１に示した実施態様例では、糸条移載機構１２以降糸条集積部材１６までを1系列設けたが、前記糸条４の繰り出し方向に直列に複数系列設けることにより、生産性をさらにいっそう高めることができる。

さらに、前記糸条４の供給方法は、紡糸装置から直接供給するのではなく、紡糸した前記糸条４を一旦ボビンに巻き取り、ボビンからの繰り出しとすることにより、糸条束集積部で装置が停止するようなトラブルが発生した場合でも、紡糸工程を停止する必要がなく、大量の糸条屑が発生することを防止することも可能となる。

以上の糸条束集積装置を用いて糸条束を製造した結果を説明する。

実施例１
本実施例では、生産性を高めるため糸条移載機構１２以降糸条集積部材１６までを糸条４の繰り出し方向に直列に２系列設けた。

糸条にはポリスルホン製で外径０．５ｍｍの濾過膜分離器用中空糸２０糸条を用い、給糸速度９．０ｍ／分、糸条繰り出し速度１．０ｍ／秒、繰り出し張力１０ｇ／糸条の条件で、糸条４（中空糸）を繰り出し、糸条移載機構１２の一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂで糸条４を３００ｍｍの間隔に把持した状態で糸条４を繰り出し側との間で切断し、４インデックスターレット構造である糸条移載機構１２を糸条移載機構１２の軸周りに９０°回転し溶着部へと移動する。続いて、加熱手段１５であるカートリッジタイプのヒーター２６で２００℃に加熱したヒーターブロック２５と、Ｖ型溝２７と離型シート２８で構成される有効溝幅ｓを５ｍｍとした糸条受け台２３で、切断された糸条４の両端部を圧着することにより溶着し束ね、さらに糸条移載機構１２を糸条移載機構１２の軸周りに９０°回転し、一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂから糸条４を開放し、糸条束集積部材１６の集積溝内１７に糸条４を収容する。このようにして糸条４の収容を繰り返すことにより５０束の糸条４からなる糸条束１８に集積し、２系列の糸条束集積部材１６からそれぞれ糸条束１８を排出した。

また、糸条繰り出し部に設けたアキューム機構２０（ダンサーロール）により、糸条４が糸条移載機構１２の一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂで把持された後も連続して繰り出される糸条４の弛みを吸収することができ、停止することなく３時間連続して安定した運転を行うことができた。

最後に、集積した糸条束１８の外観を検査したが、糸乱れがなく整然と積み重ねられた真っ直ぐで品質の高い糸条束を得ることができた。
実施例２
本実施例では、生産性を高めるため糸条移載機構１２以降糸条集積部材１６までを糸条４の繰り出し方向に直列に２系列設けた。

また、糸条４の繰り出しは、紡糸した糸条４を一旦ボビンに巻き取り、前記ボビンから繰り出す方法で行った。

糸条にはポリエチレン製で外径０．６ｍｍの濾過膜分離器用中空糸２糸条を用い、給糸速度９．０ｍ／分、糸条繰り出し速度１．０ｍ／秒、繰り出し張力２００ｇ／糸条の条件で、糸条４（中空糸）を繰り出し、糸条移載機構１２の一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂで糸条４を３００ｍｍの間隔に把持した状態で糸条４を繰り出し側との間で切断し、４インデックスターレット構造である糸条移載機構１２を糸条移載機構１２の軸周りに９０°回転し溶着部へと移動する。続いて、加熱手段１５であるカートリッジタイプのヒーター２６で１５０℃に加熱したヒーターブロック２５と、Ｖ型溝２７と離型シート２８で構成される有効溝幅ｓを１ｍｍとした糸条受け台２３で、切断された糸条４の両端部を圧着することにより溶着し束ね、さらに糸条移載機構１２を糸条移載機構１２の軸周りに９０°回転し、一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂから糸条４を開放し、糸条束集積部材１６の集積溝内１７に糸条４を収容する。このようにして糸条４の収容を繰り返すことにより２００束の糸条４からなる糸条束１８に集積し、２系列の糸条束集積部材１６からそれぞれ糸条束１８を排出した。

また、糸条繰り出し部に設けたアキューム機構２０（ダンサーロール）により、糸条４が糸条移載機構１２の一対の糸条把持手段１３ａ，１３ｂで把持された後も連続して繰り出される糸条４の弛みを吸収することができ、停止することなく３時間連続して安定した運転を行うことができた。

最後に、集積した糸条束１８の外観を検査したが、糸乱れがなく整然と積み重ねられた真っ直ぐで品質の高い糸条束を得ることができた。

本発明は、中空糸濾過膜分離器用の糸条束集積装置に限らず、連続したモノフィラメントの連続繊維を一定の長さに切断して作られるブラシなどの糸条集積装置などにも応用することができるが、その応用範囲が、これに限られるものではない。

１：中空糸
２：カセ枠
３：糸条束
４：糸条
５：挟持部材
６ａ：クランプ
６ｂ：クランプ
７：カッター
８：糸条束集積部材
９：集積溝
１０：糸条繰り出し機構
１１：糸条挟持手段
１２：糸条移載機構
１３ａ：糸条把持手段
１３ｂ：糸条把持手段
１４：繰り出し糸切断手段
１５：加熱手段
１６：糸条束集積部材
１７：集積溝
１８：糸条束
１９：糸条束搬送機構
２０：アキューム機構
２１：糸条挟持手段
２２：直動駆動手段
２３：糸条受け台
２４：直動駆動手段
２５：ヒーターブロック
２６：ヒーター
２７：Ｖ型溝
２８：離型シート

Claims (4)

1. 糸条を繰り出し、糸条束に集積する糸条束集積方法において、糸条繰り出し機構の糸条挟持手段で前記糸条を挟持して繰り出し、糸条移載機構の一対の糸条把持手段で前記糸条を所定の間隔に把持した状態で、前記糸条の繰り出し側であって前記一対の糸条把持手段の外側で前記糸条を切断し、かつ、前記一対の糸条把持手段の内側または外側の前記糸条を加熱手段で溶着し束ね、前記糸条を収容する、という一連の操作を繰り返すことにより所定数の糸条束に集積することを特徴とする糸条束集積方法。
2. 前記糸条を切断した後、前記糸条移載機構を前記糸条移載機構の軸周りに回転させることにより切断された前記糸条を溶着部へ移動させ、前記糸条を溶着し束ね、さらに前記糸条移載機構を前記糸条移載機構の軸周りに回転させることにより糸条束集積部材に前記糸条を収容することを特徴とする請求項１に記載の糸条束集積方法。
3. 糸条を繰り出し、糸条束に集積する糸条束集積装置において、前記糸条を挟持して繰り出す糸条繰り出し機構と、糸条把持手段を具備する糸条移載機構で構成し、一対の前記糸条把持手段で把持された前記糸条を前記糸条の繰り出し側であって前記一対の糸条把持手段の外側で前記糸条を切断する繰り出し糸切断手段と、切断された前記糸条の端部を溶着する加熱手段と、前記糸条を収容し集積する糸条束集積部材を設けたことを特徴とする糸条束集積装置。
4. 前記糸条把持手段を具備する前記糸条移載機構が、前記糸条移載機構の軸周りに回転駆動するよう構成されることを特徴とする請求項３に記載の糸条束集積装置。

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