JP2013237503A - シート材料の搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヤング率の低いシート材料であっても、皺や伸びが発生することを好適に抑制しつつ同シート材料を搬送することができる。
【解決手段】搬送装置は、不織布Ｆの搬送経路の上流側に設けられる第１のローラ１と、搬送経路において第１のローラ１の下流側に設けられる第２のローラ２とを備えている。また、搬送装置は、第１のローラ１と第２のローラ２との間における不織布Ｆの弛み量Ｙを検出する非接触式のセンサ３ａ，３ｂと、センサ３ａ，３ｂにより検出される不織布Ｆの弛み量Ｙが所定値Ｙｔｒｇとなるように第２のローラ２の回転速度Ｎ２を制御する制御装置４を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、不織布等のシート材料を搬送するための搬送装置に関する。

例えばメルトブロー法によって形成される不織布を搬送する搬送装置が周知である（例えば特許文献１参照）。
こうした搬送装置では、不織布を複数のローラにより搬送するようにしている。ちなみに、これらローラはモータにより回転駆動される。

特開２０１１―１６２９１５号公報

ところで、近年、ヤング率の低い不織布が開発されるに至っている。こうした不織布を搬送する搬送装置にあっては、不織布を搬送する際に皺や伸びが発生しやすい。そこで、各ローラを低速にて回転させるとともにこれらローラ間において不織布に作用する張力が一定となるようにこれらローラの回転を同期させる必要がある。しかしながら、例えばモータによって各ローラを所定の低回転速度にてそれぞれ回転駆動するようにした場合、モータの回転速度が低くなるほど同モータの回転、すなわち各ローラの回転が不安定になる。そのため、実際には各ローラの回転を正確に同期させることができず、不織布を搬送する際に皺や伸びが発生することとなる。

これに対して、モータの回転を減速ギアを介してローラに伝達させることが考えられる。この場合、各ローラの回転が不安定になることを抑制することはできるが、大型の減速ギアが必要となるため、搬送装置の構成が複雑なものとなる。

尚、こうした問題は、不織布を搬送する装置に限られるものではなく、他のシート材料を搬送する装置においても、概ね共通して生じる。
本発明の目的は、ヤング率の低いシート材料であっても、皺や伸びが発生することを好適に抑制しつつ同シート材料を搬送することのできるシート材料の搬送装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、本発明に従うシート材料の搬送装置は、シート材料の搬送経路の上流側に設けられる第１のローラと、前記搬送経路において前記第１のローラの下流側に設けられる第２のローラと、前記第１のローラと前記第２のローラとの間における前記シート材料の弛み量を検出する非接触式のセンサと、前記センサにより検出される前記シート材料の弛み量が所定値となるように前記第１のローラの回転速度及び前記第２のローラの回転速度の少なくとも一方を制御する制御部と、を備える。

同態様によれば、第１のローラと第２のローラとの間におけるシート材料の弛み量が非接触式のセンサにより検出され、同弛み量が所定値となるようにこれらローラの少なくとも一方の回転速度が制御される。このため、シート材料の弛み量、すなわち同シート材料自身に対して作用している張力を同シート材料に対して非接触にて把握することができる。そして、これらローラの回転速度がシート材料の弛み量、すなわち同シート材料自身に作用している張力に基づき制御される。従って、ヤング率の低いシート材料であっても、皺や伸びが発生することを好適に抑制しつつ同シート材料を搬送することができる。

この場合、前記制御部は前記第１のローラの回転速度を一定速度とする一方、前記センサにより検出される前記シート材料の弛み量に基づき前記第２のローラの回転速度を制御するものであるといった態様が好ましい。

同態様によれば、第１のローラの回転速度が一定速度とされ、第２のローラの回転速度のみがシート材料の弛み量に基づき制御されるため、第１のローラの回転速度及び第２のローラの回転速度の双方をシート材料の弛み量に基づき制御するものに比べて各ローラの回転速度制御を容易且つ的確に行なうことができる。

また、前記センサはレーザ光式のセンサであるといった態様が好ましい。
同態様によれば、シート材料の弛み量を精度良く検出することができる。従って、シート材料の弛み量、すなわち同シート材料に作用する張力を一層緻密に調節することができる。

また、前記センサは、前記第１のローラと前記第２のローラとの間において前記シート材料の弛み量が最大となる弛みの底位置にて当該弛み量を検出するものであるといった態様が好ましい。

同態様によれば、シート材料の弛み量が最大となる弛みの底位置にてセンサにより当該弛み量が検出されることから、シート材料に作用する張力が微妙に変化してその弛み量が僅かに変化した場合であっても、シート材料の弛み量を的確に検出することができる。

また、前記シート材料は不織布であり、前記第１のローラは紡糸装置により形成された不織布を前記第２のローラ側に向けて送り出すものであり、前記第２のローラは前記第１のローラ側からの不織布に対して加圧する処理及加熱する処理の少なくとも一方を行なうものであるといった態様が好ましい。

同態様によれば、不織布の搬送工程と、不織布の加圧工程及び加熱工程の少なくとも一方とが第２のローラによって同時に行なわれる。従って、不織布を巻き取り機によって一旦巻き取った後に再び送り出して不織布を加圧或いは加熱するものに比べて、不織布を効率よく製造することができる。

また、前記第１のローラと前記第２のローラとの間の距離をＬ（ｍ）とし、前記シート材料の単位長さ当たりの重量をＢ（ｋｇｆ／ｍ）とし、前記第１のローラと第２のローラとの間のシート材料に作用する張力をＡ（ｋｇｆ）とするとき、前記所定値は以下の式から算出されるといった態様が好ましい。

本発明によれば、ヤング率の低いシート材料であっても、皺や伸びが発生することを好適に抑制しつつ同シート材料を搬送することができる。

本発明の一実施形態に係る搬送装置の正面構造を模式的に示す正面図。 同実施形態における搬送装置の平面構造を模式的に示す平面図。 同実施形態における第２のローラの回転速度制御の実行手順を示すフローチャート。 本発明に係る搬送装置の変形例の正面構造を模式的に示す正面図。

以下、図１〜図３を参照して、本発明を不織布の製造装置を構成する搬送装置として具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、搬送装置は、紡糸装置５と巻き取りローラ７との間における不織布Ｆの搬送経路の上流側に設けられる第１のローラ１、及びその下流側に設けられる第２のローラ２を備えている。

紡糸装置５はメルトブロー法により不織布Ｆを形成する装置である。第２のローラ２は補助ローラ６と協働して第１のローラ１側から送り出された不織布Ｆに対して加圧処理及び加熱処理の双方を行なうものである。

本実施形態では、第１のローラ１の下面位置と第２のローラ２の下面位置とが互いに同一の高さとされている。
図２に示すように、第１のローラ１及び第２のローラ２の一端にはこれらローラ１、２を回転駆動する電動式のモータ（第１のモータ１１、第２のモータ２１）がそれぞれ連結されている。第１のモータ１１の回転速度（第１のローラ１の回転速度Ｎ１）及び第２のモータ２１の回転速度（第２のローラ２の回転速度Ｎ２）は制御装置４により制御される。

また、第１のローラ１と第２のローラ２との間においてこれらの下方には不織布Ｆの弛み量Ｙを検出するための非接触式のセンサ３ａ，３ｂが設けられている。センサ３ａ，３ｂは不織布Ｆの幅方向（図２の左右方向）における両端における弛み量Ｙを検出するようにそれぞれ設けられている。これらセンサ３ａ，３ｂはレーザ光式のセンサである。すなわち、センサ３ａ，３ｂは自身の位置から不織布Ｆまでの距離Ｄを検出し、その検出信号を制御装置４に出力する。制御装置４は、センサ３ａ，３ｂの位置から図１に二点鎖線にて示す基準位置、すなわち第１のローラ１の下端と第２のローラ２の下端とを結ぶ線上の位置までの距離Ｄ０から上記距離Ｄを減じることにより上記弛み量Ｙを算出する。本実施形態では、センサ３ａ，３ｂは第１のローラ１と第２のローラ２との中央位置における弛み量Ｙを検出するように設けられている。すなわち、センサ３ａ，３ｂは、第１のローラ１と第２のローラ２との間において不織布Ｆの弛み量Ｙが最大となる弛みの底位置にて当該弛み量Ｙを検出する。

制御装置４は、制御装置４は第１のローラ１の回転速度Ｎ１を一定速度に制御する一方、不織布Ｆの弛み量Ｙが所定値Ｙｔｒｇとなるように第２のローラ２の回転速度Ｎ２を制御する。

ここで、所定値Ｙｔｒｇは、第１のローラ１と第２のローラ２との間において不織布Ｆに作用する張力Ａ（ｋｇｆ）と、不織布Ｆの弛み量Ｙ（ｍ）との関係を規定するカテナリー曲線の方程式である式１に基づき設定されている。

この式１において、Ｂは不織布Ｆの単位長さ当たりの重量（ｋｇｆ／ｍ）、所謂、目付であり、Ｌは第１のローラ１と第２のローラ２との間の距離（ｍ）である。本実施形態では、不織布Ｆに作用する張力Ａが所望の大きさとなるように不織布Ｆの弛み量Ｙの目標値である所定値Ｙｔｒｇが実験等を通じて予め設定されている。

次に、図３を参照して、第２のローラ２の回転速度制御の実行手順について説明する。尚、図３に示す一連の処理は所定期間（例えば０．１秒）毎に繰り返し実行される。
図３に示すように、この一連の処理では、まず、制御装置４はセンサ３ａ，３ｂの検出結果に基づき算出された不織布Ｆの弛み量Ｙ、具体的には２つのセンサ３ａ，３ｂの検出結果に基づきそれぞれ算出された弛み量Ｙの平均値を読み込む（ステップＳ１）。尚、制御装置４には、この回転速度制御の制御周期（０．１秒）よりも短い周期（例えば０．００１秒）にてセンサ３ａ，３ｂからの検出値が入力されるようになっている。そして実際には、制御装置４は、例えばこの回転速度制御における前回の制御周期から今回の制御周期までに入力された検出値をなます処理を行なうことにより、ステップＳ１における弛み量Ｙを算出する。

そして、次に、制御装置４は、ステップＳ２に進み、読み込まれた弛み量Ｙと上記所定値Ｙｔｒｇとの偏差に基づき不織布Ｆの弛み量Ｙが同所定値Ｙｔｒｇとなるように第２のローラ２の回転速度Ｎ２を設定してこの一連の処理を一旦終了する。

尚、２つのセンサ３ａ，３ｂにより検出された弛み量Ｙが互いに大きく乖離している場合には、不織布Ｆの搬送に何等かの異常が生じているとして各ローラ１、２の回転を停止するようにすることが望ましい。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態によれば、第１のローラ１と第２のローラ２との間における不織布Ｆの弛み量Ｙが非接触式のセンサ３ａ，３ｂにより検出され、同弛み量Ｙが所定値Ｙｔｒｇとなるように第２のローラ２の回転速度Ｎ２が制御される。このため、不織布Ｆの弛み量Ｙが同不織布Ｆに対して非接触にて把握されるとともに、第２のローラ２の回転速度Ｎ２が不織布Ｆの弛み量Ｙに基づき、すなわち不織布Ｆ自身に作用している張力Ａに基づき制御される。

本実施形態によれば、不織布Ｆの弛み量Ｙが最大となる位置にてセンサ３ａ，３ｂにより当該弛み量Ｙが検出される。このため、不織布Ｆに作用する張力Ａが微妙に変化してその弛み量Ｙが僅かに変化した場合であっても、不織布Ｆの弛み量Ｙを的確に検出することができる。

更に、紡糸装置５によって形成された不織布Ｆは第１のローラ１を経て、第２のローラ２と補助ローラ６とによって加圧及び加熱される。そしてその後、不織布Ｆは巻き取りローラ７により巻き取られる。すなわち、不織布Ｆの搬送工程と加圧工程及び加熱工程とが同時に行なわれる。従って、不織布を一旦巻き取った後に再び送り出して同不織布を加圧及び加熱するものに比べて、不織布Ｆを効率よく製造することができる。

以上説明した本実施形態に係る搬送装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）搬送装置は、第１のローラ１と第２のローラ２との間における不織布Ｆの弛み量Ｙを検出する非接触式のセンサ３ａ，３ｂ、及びセンサ３ａ，３ｂにより検出される不織布Ｆの弛み量Ｙが所定値Ｙｔｒｇとなるように第２のローラ２の回転速度Ｎ２を制御する制御装置４を備えている。こうした構成によれば、ヤング率の低い不織布Ｆであっても、皺や伸びが発生することを好適に抑制しつつ同不織布Ｆを搬送することができる。

（２）制御装置４は第１のローラ１の回転速度Ｎ１を一定速度とする一方、センサ３ａ，３ｂにより検出される不織布Ｆの弛み量Ｙに基づき第２のローラ２の回転速度Ｎ２を制御するものである。こうした構成によれば、第１のローラ１の回転速度Ｎ１及び第２のローラ２の回転速度Ｎ２の双方を不織布Ｆの弛み量Ｙに基づき制御するものに比べて各ローラ１，２の回転速度制御を容易且つ的確に行なうことができる。

（３）センサ３ａ，３ｂはレーザ光式のセンサである。こうした構成によれば、不織布Ｆの弛み量Ｙを精度良く検出することができることから、不織布Ｆの弛み量Ｙを緻密に調節することができる。

（４）センサ３ａ，３ｂは、第１のローラ１と第２のローラ２との間において不織布Ｆの弛み量が最大となる弛みの底位置にて当該弛み量Ｙを検出するものである。こうした構成によれば、不織布Ｆに作用する張力Ａが微妙に変化してその弛み量Ｙが僅かに変化した場合であっても、不織布Ｆの弛み量Ｙを的確に検出することができる。

（５）第２のローラ２は第１のローラ１側からの不織布Ｆに対して加圧する処理及び加熱する処理の双方を行なうものである。こうした構成によれば、不織布Ｆの搬送工程と加圧工程及び加熱工程とが第２のローラ２によって同時に行なわれるようになることから、不織布Ｆを効率よく製造することができる。

尚、本発明に係るシート材料の搬送装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記実施形態のように、第２のローラ２が不織布Ｆを加圧及び加熱するものとすることが、不織布Ｆを効率よく製造する上では望ましい。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、第２のローラが不織布Ｆを加熱しないものとすることもできる。

・また、第２のローラが不織布Ｆを加圧しないものとすることができる。すなわち、補助ローラ６を省略することにより第２のローラが不織布Ｆを搬送するとともに加熱する機能のみを有するものとすることができる。また、第２のローラを不織布Ｆを単に搬送する機能のみを有するものとすることもできる。

・上記実施形態では、メルトブロー法により形成された不織布Ｆを巻き取る搬送装置について例示したが、搬送装置の巻き取り対象である不織布を形成する方法はこれに限られるものではなく、他の製造方法を適用するようにしてもよい。

・上記実施形態では、鉛直方向において第１のローラ１の下面位置と第２のローラ２の下面位置とが互いに同一の高さとされるものについて例示した。これに代えて、これらローラの下面位置を異ならせることもできる。すなわち、図４に示すように、第１のローラ１０１の下面位置が第２のローラ１０２の下面位置よりも高くされるものであってもよい。また、第１のローラの下面位置が第２のローラの下面位置よりも低くされるものであってもよい。前者の場合、図４に示すように、不織布Ｆの弛み量Ｙが最大となる位置は第１のローラ１０１と第２のローラ１０２との中央位置よりも第２のローラ２側となる。このため、この場合においても、第１のローラ１０１と第２のローラ１０２との間において不織布Ｆの弛み量Ｙが最大となる弛みの底位置にてセンサ１０３により当該弛み量Ｙを検出するようにすることが望ましい。

・上記実施形態及びその変形例のように、第１のローラと第２のローラとの間において不織布Ｆの弛み量Ｙが最大となる位置にて当該弛み量Ｙを検出することが、不織布Ｆの弛み量Ｙを的確に検出する上では望ましい。しかしながら、弛み量Ｙの検出位置はこれに限られるものではなく、その他の位置において弛み量Ｙを検出するようにしてもよい。

・非接触式のセンサはレーザ光式のセンサに限られるものではなく、例えばセンサとして画像を検出するカメラを設け、カメラからの検出結果に基づき制御装置により画像処理を行なうことによって不織布Ｆの弛み量Ｙを検出するようにしてもよい。

・上記実施形態のように、第１のローラ１の回転速度Ｎ１を一定速度とする一方、センサ３ａ，３ｂにより検出される不織布Ｆの弛み量Ｙに基づき第２のローラ２の回転速度Ｎ２を制御することが、各ローラの回転速度制御を容易且つ的確に行なう上では望ましい。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、第１のローラ及び第２のローラ双方の回転速度の双方を制御するようにしてもよい。また、第２のローラの回転速度を一定速度とする一方、第１のローラの回転速度を制御するようにしてもよい。

・上記実施形態では不織布を搬送する装置について例示したが、本発明はこれに限られるものではなく、紙や金属シート等の他のシート材料を搬送する装置に対して本発明を適用するようにしてもよい。

１，１０１…第１のローラ、１１…第１のモータ、２，１０２…第２のローラ、２１…第２のモータ、３ａ，３ｂ，１０３…センサ、４，１０４…制御装置（制御部）、５…紡糸装置、６…補助ローラ、７…巻き取りローラ。

Claims (6)

1. シート材料の搬送経路の上流側に設けられる第１のローラと、
   前記搬送経路において前記第１のローラの下流側に設けられる第２のローラと、
   前記第１のローラと前記第２のローラとの間における前記シート材料の弛み量を検出する非接触式のセンサと、
   前記センサにより検出される前記シート材料の弛み量が所定値となるように前記第１のローラの回転速度及び前記第２のローラの回転速度の少なくとも一方を制御する制御部と、
   を備えるシート材料の搬送装置。
2. 請求項１に記載のシート材料の搬送装置において、
   前記制御部は前記第１のローラの回転速度を一定速度とする一方、前記センサにより検出される前記シート材料の弛み量に基づき前記第２のローラの回転速度を制御するものである
   ことを特徴とするシート材料の搬送装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のシート材料の搬送装置において、
   前記センサはレーザ光式のセンサである
   ことを特徴とするシート材料の搬送装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のシート材料の搬送装置において、
   前記センサは、前記第１のローラと前記第２のローラとの間において前記シート材料の弛み量が最大となる弛みの底位置にて当該弛み量を検出するものである
   ことを特徴とするシート材料の搬送装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のシート材料の搬送装置において、
   前記シート材料は不織布であり、
   前記第１のローラは紡糸装置により形成された不織布を前記第２のローラ側に向けて送り出すものであり、
   前記第２のローラは前記第１のローラ側からの不織布に対して加圧する処理及加熱する処理の少なくとも一方を行なうものである
   ことを特徴とするシート材料の搬送装置。
6. 前記第１のローラと前記第２のローラとの間の距離をＬ（ｍ）とし、
   前記シート材料の単位長さ当たりの重量をＢ（ｋｇｆ／ｍ）とし、
   前記第１のローラと第２のローラとの間のシート材料に作用する張力をＡ（ｋｇｆ）とするとき、
   前記所定値は以下の式から算出される請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のシート材料の搬送装置。