JP2013245035A - 中空紐状物の収納方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 収納した紐状物を連続的に供給する際、先端同士を繋ぐために、収納開始時の中空紐状物は収納容器の内側の横壁部に沿わせるような状態になるべく収納する方法提供することを目的とする。
【解決手段】 回転する収納容器内に紐状物を連続的に供給することにより、収納容器に紐状物を収納する方法であって、下記の工程（１）〜（３）からなる工程を含む紐状物の収納方法を採用する。
（１）中空紐状物の一方の先端を収納容器の外壁面側に配置する工程
（２）前記一方の先端からつらなる紐状物の一部を、収納容器の内側の横壁部に沿わせた状態で、金属部材で抑え付けて仮固定する工程
（３）収納容器の外側から磁石を用いて金属を含むシートを収納容器の内側の横壁部に固定する工程
【選択図】図６

Description

本発明は、収納容器へ紐状物を収納する方法に関する。

収納容器への紐状物の収納方法として、特許文献１には、円筒容器を回転させながら紐状物を一定速度で供給し、予め設定した回転速度パターンに従って円筒容器の回転速度を変動させて、紐状物を渦巻き状に配置させる方法が開示されている。さらに特許文献２には、円筒容器の回転速度に加えて紐状物の投入位置及び供給速度を制御することも記載されている。これらの方法によれば、簡易な収納機構により紐状物の収納効率および収納安定性の向上を図ることができるとされている。

一方、特許文献３に開示されている巻取り機においては、一定速度で送り出される線材に対して、巻取り用キャリアと呼ばれる、線材を巻取り積層させる収納媒体を回転させるターンテーブルが設けられ、前記ターンテーブルが微小自転しながら、偏心公転する機構を有している。

ところで、このようにして収納された紐状物は、例えば、特許文献４に記載されているように、中空糸膜の支持体として用いるなど、その後収納容器から順次引き出されて使用される。このとき、特許文献１または２に記載の方法であれば、引き出しの際に中空紐状物が絡まることなく引き出すことが可能であるが、その一方で、収納量以上の中空紐状物を連続的に使用したい場合、収納容器毎に紐状物の先端を切り替えなければならないという問題を生じていた。

かかる問題に対しては、収納開始時に紐状物の先端を収納容器外に出した状態として収納しておき、異なる収納容器の紐状物の収納開始時の先端と収納終了時の先端同士を繋ぐことで、複数の収納容器の紐状物を連続的に使用することが出来る。しかしながら、先端同士を繋ぐためには、収納開始時の紐状物は収納容器の内側の横壁部に沿わせるような状態になるが、この状態で特許文献１または２に記載の方法により収納を行うと、収納される紐状物と内側の横壁部に沿わせた紐状物同士が絡まり、均等に収納することが出来ない問題があった。

特開２００９−２６３０５２号公報 国際公開２０１１／１５５４９７号パンフレット 特開昭６３−５７４７６公報 国際公開２００４／０４３５７９号パンフレット

そこで、かかる課題を解決すべく、先端同士を繋ぐために、収納開始時の紐状物は収納容器の内側の横壁部に沿わせるような状態になるべく収納する方法について検討し、本願発明にいたったものである。

すなわち、本願発明は、回転する収納容器内に紐状物を連続的に供給することにより、収納容器に紐状物を収納する方法であって、以下の（１）〜（３）の工程を含む紐状物の収納方法を行うことで上記課題を解決することが出来る。
（１）収納開始時に中空紐状物の一方の先端を収納容器の外壁面側に配置する工程
（２）前記一方の先端からつながる紐状物を、収納容器の内側の横壁部に沿わせた状態で、金属部材で抑え付けて仮固定する工程
（３）収納容器の外側から磁石を作用させて、紐状物を金属部材と共にを収納容器の内側の横壁部に固定する工程

本発明の収納方法によれば、収納された紐状物と内側の横壁部に沿わせた紐状物が、紐状物を引き出す際絡まることなく、均等に収納することが可能になる。

本発明に用いる収納装置の一例を示す概略構成図である。 図１の収納装置に備わる収納容器の一例を示す概略図である。 渦巻き配置状態を設定するための、渦巻き円の半径とその変化量を示す概念図である。 （ａ）は本発明により収納された紐状物の収納状態の一例を示す断面図であり、（ｂ）は従来の方法により収納された線材の収納状態の一例を示す断面図である。 本発明の収納方法における工程（１）が終わった段階での収納容器の断面を示す図である。 本発明の収納方法における磁石により紐状物を固定した状態の収納容器の断面を示す図である。

＜紐状物＞
本発明に用いる紐状物は、長手方向の中心軸線に直角な断面で見た際、最外径が概略円形状であり、内部に長手方向に連続した空間を１つ以上有している構造であれば、特に限定されない。例えば、中空の組紐や編紐等マルチフィラメントから編まれた柔軟性の高い紐状物が挙げられる。

例えば、近年、分離を完全に行うことができ、かつコンパクトな濾過膜を用いた水処理が注目されており、濾過膜として中空状多孔質膜支持体が用いられている（特許文献４参照）。中空状多孔質膜支持体は剛性が付与されにくいため、従来の方法で収納すると交差接触によって潰れやすくなるが、本発明は中空紐状物である中空状多孔質膜支持体を収納する場合にも好適である。中空糸膜用の支持体としての中空紐状物の最外径は、必要とされる中空糸膜の外径に依存され、本発明の実施においては容易に固定できる点からおおよそ１〜５ｍｍ程度の大きさが本発明には好適である。

＜収納装置＞
図１は、本発明に用いる収納装置の一例を示す概略構成図である。この例の収納装置１０は、紐状物１１を収納する円筒状の収納容器１２と、該円筒状の収納容器１２を回転させる回転テーブル１３と、紐状物１１の供給位置を固定する供給ガイド１４とを具備している。紐状物の収納方法は、円筒状の収納容器１２を回転させて、且つ円筒状の収納容器１２の回転数を変化させて紐状物１１を円筒状の収納容器１２内に供給しながら、紐状物１１を円筒の収納容器１２の内底面に渦巻き状態に配置し、且つ渦巻き状態に配置した紐状物１１を鉛直方向に積層させる。

本発明の収納方法では、紐状物を収納容器に収納する際に、収納開始時の紐状物の先端を収納容器の外側に配置し、前記工程によって収納容器の内側の横壁部に沿わせた中空紐状物を金属を含むシートで中空紐状物の内側の横壁部に抑え付けて仮固定し、さらに収納容器の外側から磁石を作用させて、紐状物を金属部材と共に収納容器の内側の横壁部に固定する工程を特徴とする。

以下、適宜図面を用いて、本発明の紐状物の収納方法について説明する。

（円筒容器）
円筒状の収納容器１２は、図２に示すように中心部に円筒状の芯棒１５が取り付けられていることが好ましい。本発明においては、紐状物１１を円筒状の収納容器１２の内底面に渦巻き状態に配置するが、この際、円筒状の収納容器１２の中心部では渦巻き円の曲率半径が小さくなるため、円筒状の収納容器１２の中心部に紐状物１１を配置させることは実際には困難である。そのため、円筒状の収納容器１２の中心部には紐状物１１が収納されない空間が生じてしまい、空間部分に積層された紐状物１１が落ち込むことにより紐状物１１の収納形態が崩れてしまう場合がある。従って、紐状物１１の収納形態安定性を容易に確保するために、円筒状の収納容器１２の中心部に芯棒１５を取り付けることが好ましい。
ここで、「曲率半径」とは、曲線の局所的な曲がり具合を円に近似させたときの円の半径を意味する。芯棒１５の外径は紐状物１１の柔軟性に応じて、紐状物１１がとり得る最小の曲率半径より大きくすることが好ましい。具体的には、５０〜２００ｍｍが好ましい。円筒状の収納容器１２の内径については特に限定はないが、円筒状の収納容器１２の運搬等の取り扱い上、支障のない範囲でなるべく大きい内径とする方が、同じ量の紐状物１１を収納する場合、紐状物１１の収納高さを低く抑えられ、紐状物１１の潰れを低減できる点から好ましい。具体的には、３００〜６００ｍｍが好ましい。

（回転テーブル）
円筒状の収納容器１２を回転させる回転テーブル１３については、円筒状の収納容器１２が容易に設置できる構造であれば特に限定はない。また、駆動方式としては、紐状物１１の供給速度に応じた回転数の変化範囲での駆動が可能であれば特に限定されないが、紐状物１１を円筒状の収納容器１２に収納するには、後述する回転テーブル１３の回転数パターンを予め設定する必要があるため、回転数パターンのプログラム入力が可能なコントローラー機能を有した駆動方式とすることが好ましい。

（供給ガイド）
供給ガイド１４は、紐状物１１の供給場所を規制できる形態であれば特に限定はされないが、紐状物１１の外径よりも大きいリング状の形態とするのが好ましい。さらには、リング状の表面はバリ等がない滑らかな形状であることがより好ましい。本発明では、円筒状の収納容器１２への紐状物１１の供給位置が重要となる。すなわち、紐状物１１の供給位置を円筒状の収納容器１２の内壁面付近に固定することが好ましい。これにより、紐状物１１を円筒状の収納容器１２の内壁面に沿って渦巻き状に配置しやすくなる。なお、円筒容器の「内壁面付近」とは、内壁面から２０ｍｍ以内の範囲を意味する。紐状物１１の供給位置を円筒状の収納容器１２の内壁面付近に固定するには、供給ガイド１４の取り付け固定位置を円筒状の収納容器１２の内壁面付近の上方位置とすることが好ましい。例えば、供給ガイド１４の取り付け固定位置を円筒状の収納容器１２の中心上方にすると、紐状物１１を円筒状の収納容器１２の内壁面に沿って渦巻き状に配置しにくくなる。

（回転数パターンの設定）
紐状物１１を円筒状の収納容器１２に収納する際の回転テーブル１３の回転数パターンは、円筒状の収納容器１２に供給する紐状物１１の供給速度及び外径、円筒状の収納容器１２の内径、円筒状の収納容器１２の芯棒１５の外径に応じて適宜決定される。回転数パターンを決定する手順としては、まず、円筒状の収納容器１２へ配置したい紐状物１１を配置できるように設定する。紐状物１１を円筒状の収納容器１２の内底面に配置するにあたっては、まず、図３に示すような１回転あたりの渦巻き円の半径Ｒの変化量αを考慮して、回転数パターンを設定する。中空紐状物を円筒容器の内底面に渦巻き状態に配置し、且つ渦巻き状態に配置した中空紐状物を鉛直方向に積層させるには、円筒容器の回転数を高回転数から徐々に低回転数に変化させた後に、逆に低回転数から高回転数に徐々に変化させる第一の回転数パターン、または前記円筒容器の回転数を低回転数から徐々に高回転数に変化させた後に、逆に高回転数から低回転数に徐々に変化させる第二の回転数パターンを繰り返すのが好ましい。

さらに、第一の回転数パターン、または第二の回転数パターンを繰り返す標準設定と、該標準設定に対して高回転数の設定時間を長くする設定と、前記標準設定に対して低回転数の設定時間を長くする設定とを、円筒容器への中空紐状物の収納状態に応じて選択して、回転数パターンを入力設定するのがより好ましい。具体的には、紐状物を円筒容器の内壁面から中心に向かって渦巻き状に配置する場合には、低回転数から徐々に高回転数に回転数パターンを変化させるのが好ましく、中心から内壁面に向かって渦巻き状に配置する場合には、逆に高回転数から徐々に低回転数に回転数パターンを変化させるのが好ましい。従って、例えば渦巻き配置の開始点を円筒容器の芯棒の外径とし、円筒容器の中心から内壁面に向かって中空紐状物を渦巻き状に配置し、さらに鉛直方向上に積層させる場合は、回転数パターンを第一の回転数パターンに設定すればよい。すなわち、高回転数から徐々に低回転数に回転数パターンを変化させて、円筒容器の中心から内壁面に向かって紐状物を渦巻き状に配置して一層目を積層する。次いで、低回転数から徐々に高回転数に回転数パターンを変化させて、内壁面から中心に向かって紐状物を渦巻き状に配置して二層目を積層する。

次いで、高回転数から徐々に低回転数に回転数パターンを変化させて、中心から内壁面に向かって中空紐状物を渦巻き状に配置して三層目を積層する。これを交互に繰り返すことで、渦巻き状態に配置した中空紐状物を鉛直方向に積層できる。なお、回転数パターンは、計算上は収納時間に対して曲線状に回転数が変化するパターンになるが、実際の回転数パターンとしては厳密に計算上導き出されたパターンに追従しなくてもよい。設定された回転数パターンを繰り返しながら円筒容器に中空紐状物を収納していくことで、渦巻き配置された中空紐状物の収納形態を積層していくことができる。

このとき、設定した渦巻き状態は、中空紐状物の供給速度と、回転テーブルの回転数パターンとによって計算上、実現し得る中空紐状物の配置状態であって、実際には、中空紐状物が積層されるにつれて収納面が平面でなくなることもある。その結果、徐々に中心部だけが高く積み重なったり、逆に外側が高く積み重なったりして、紐状物の積層面の高さが徐々に不均一になり、中心から外側に向かっての均一な収納面が確保できなくなることもあり得る。そこで、前述の方法に則って設定された第一の回転数パターン、または第二の回転数パターンを繰り返す設定を標準設定として、該標準設定に対して高回転数の設定時間を長くする設定と、前記標準設定に対して低回転数の設定時間を長くする設定とを標準設定とは異なる回転数パターンとして準備しておき、円筒容器への収納状態を確認しながら必要に応じて回転数パターンを切り替えることができるようにすることが好ましい。これにより、中空紐状物の積層面の高さは均一になりやすくなり、中心から外側に向かっての均一な収納面が確保しやすくなる。

このようにして収納された紐状物の収納状態は、その断面が例えば図４（ａ）に示すようになり、図４（ｂ）に示すものに比較して交差接触状態になりにくく、曲げ癖が付与されにくい。従って、中空紐状物の収納量が大量にあっても、接触点は増えにくいので、中空紐状物同士の交差接触による潰れを低減できる。さらに、回転あるいは移動等の動きを与える駆動を用いなくても、円筒容器の回転数を変化させることで容易に中空紐状物を円筒容器に供給できるので、簡易な収納機構で中空紐状物を収納できる。

（収納開始時の中空紐状物先端部分の保持方法）
図５及び図６は、本発明の収納開始時の中空紐状物先端部分の保持方法を用いた場合の収納容器の断面を表している。まず、図５のように紐状物の一方の先端を収納容器の外壁面側に配置する（工程（１））。この工程においては、紐状物の端部付近は、収納容器の外壁面に掛ける程度でよい。単にをまた、用に内部に保持する
そして、図収納開始時の中空紐状物先端部分を金属を含むシート１６（金属部材）を用いて収納容器内壁に抑え付けて仮固定する（工程（２））。ここで、仮固定は、金属部材を手で押さえつけることによるものでもよく、テープ等による貼り付けなどによる仮固定であってもよい。
そして、図６のように、磁石１７を用いて収納容器外壁から金属を含むシート１６を固定する（工程（３））これにより本発明の収納方法を用いなかった場合に発生する収納容器の内壁に垂れた中空紐状物と収納容器の内壁との間の空間が発生することないため、中空紐状物を均等に収納することが出来る。
なお、シート状物に代えて、金属棒や方形の金属片などを用いてもよいが、シート状物とすると収納容器内壁に設置した際の凹凸が少なく、紐状物を収納する際にシート状物に引っかかることがないため、好ましい。さらに、シート状物としては針金等をシート状に引きそろえて接着剤やラミネート加工によりシート状にしたものでもよい。

また、ここでいう金属は鉄、コバルト、ニッケル等の磁石に吸引性を有する金属をまたはこれらを主成分とする合金であることが好ましい。磁石１７としては、収納容器を隔てて金属シート（金属部材）１６を保持できる程度の吸引力を有してさえいれば特に限定されるものではないが、吸引力に優れる点でネオジム磁石を用いることが好ましい。
また、本発明であれば、濾過膜の支持体として用いられる中空紐状物を収納する場合にも好適である。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本実施例において、収納装置としては、図１に示す構成のものを使用し、具体的な構成としては以下に示すものを用いた。
収納容器１２としては、内径約４５０ｍｍ、高さ８２０ｍｍの内容積の中心部に、外径約１３０ｍｍの芯棒を取り付けた構造の円筒状のペーパードラムを使用した。回転テーブル１３は、おおよそ０．４〜２０ｒｐｍの範囲で制御可能なブラシレスＤＣモーター（オリエンタル社製）駆動により回転する構造とし、円筒状の収納容器１２内に紐状物１１を渦巻き配置するための回転数パターンはシーケンサー内にパターンプログラムを入力しておき、起動ボタンを押すと同時にシーケンサーから回転数パターンに応じて回転数指令がモータードライバーへ出力されるシステムとした。供給ガイド１４としては孔径約６ｍｍのスネールガイド（湯浅糸道工業社製）を使用し、円筒状の収納容器１２の縁に近い部分に取り付け、供給ガイド１４を通して垂れ落ちた状態にある紐状物１１が、円筒状の収納容器１２の内壁面にほぼ接するような状態とした。

＜実施例１＞
収納する中空紐状物として、ポリエステルマルチフィラメント（南亜製、１５０ｄｔｅｘ−４８フィラメント）が丸編された、外径１．５ｍｍの中空編紐を使用し、１７５ｍ／ｈの速度で連続的に製紐しながら円筒容器に収納することとした。
一方、鉄製の針金を引きそろえてラミネート加工をして縦５ｃｍ、横２０ｃｍのシートとし、これを用いて収納開始時に中空紐状物先端部分を、上記収納容器内壁に抑え付けて仮固定し、ネオジウム磁石を用いて収納容器外壁からシートを固定した。上述の収納装置１０を用い、円筒状の収納容器１２を乗せた回転テーブル１３をパターンに応じて回転させながら紐状物１１を円筒状の収納容器１２内に収納した。その結果、約７０時間の収納時間で約１２０００ｍの量の編紐が収納でき、収納容器の内壁に垂れた中空紐状物と収納する中空紐状物が絡まることなく均等に収納することが出来た。

＜比較例１＞
収納開始時の中空紐状物先端部分を金属を含むシートを用いて収納容器内壁に保持しない以外（すなわち工程（１）のみ）は実施例１と同様に中空編物を収納した。その結果、約７０時間の収納時間で約１２０００ｍの量の編紐が収納できたが、収納容器の内壁に垂れた中空紐状物と収納する中空紐状物が絡まり、均等に収納することが出来なかった。具体的には収納容器の内壁に垂れた中空紐状物と収納容器の内壁との間にできた空間に中空紐状物がこの空間に入り込み、中空紐状物同士の絡まりが発生した。

１０ 収納装置
１１ （中空）紐状物
１２ 収納容器
１３ 回転テーブル
１４ 供給ガイド
１５ 芯棒
１６ 金属シート（金属部材）
１７ 磁石

Claims (3)

1. 回転する収納容器内に紐状物を連続的に供給することにより、収納容器に紐状物を収納する方法であって、
   下記の工程（１）〜（３）からなる工程を含む紐状物の収納方法。
   （１）収納開始時に紐状物の一方の先端を収納容器の外壁面側に配置する工程
   （２）前記一方の先端からつながる紐状物を、収納容器の内側の横壁部に沿わせた状態で、金属部材で抑え付けて仮固定する工程
   （３）収納容器の外側から磁石を作用させて、紐状物を金属部材と共に収納容器の内側の横壁部に固定する工程
2. 前記金属部材の形状がシート状物である請求項１に記載の紐状物の収納方法。
3. 前記紐状物がマルチフィラメントで構成された中空紐状物である請求項１または２に記載の紐状物の収納方法。

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