JP3601004B2 - 繊維ボールの製法及び製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成繊維、あるいは羊毛等の動物繊維、又はステンレス等の金属繊維を球形にした繊維ボールの製法、製造装置に関する。なお、この繊維ボールは、水槽、浄化槽等の濾材、健康まくら等のクッション材、その他各種の用途を有する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
従来の繊維ボールの製法、製造装置には、バッチ処理によるもの(実公昭62−27833号公報、特開平10−266051号公報)と連続処理によるもの(特開平4−34053号公報、実公平7−45588号公報)がある。前者は当然作業能率が低く、後者は十分に強く、十分に均一な圧力を加えることが困難であり、良好な仕上がりが得にくいという不都合がある。
【0003】
そこで、本発明は、繊維ボールを連続的に製造し、しかも十分に強く、十分に均一な圧力を加えて良好な仕上がりが得られる方法、装置を実現することを目的としたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、塊状となった繊維を、円筒状内面と、この円筒状内面に沿って回転する螺旋状溝に挟んで転動させ、この螺旋状溝に沿って移送しつつ球形に成形することを特徴とする繊維ボールの製法である。
【0005】
この製法では、繊維を、円筒状内面と螺旋状溝で挟むため、強力に圧力を加えることができる。しかも、繊維は螺旋状溝に沿って螺旋状に移送されるため、螺旋の周方向と軸方向の互いに交差する2方向に回転させられるので、均一に加圧される。
【0006】
この製法で、原材料として用いるのは塊状となった繊維であり、その具体的形状は任意である。例えば、繊維のマットを切断して直方体状としたものでもよい。また、繊維をカードで帯状とした後、棒状に変形させ、糸に形成される前段階とされるスライバーを、適宜長さに切断して円柱状としたものでもよい。特に、スライバーを切断したものは、長さを所定にするだけで、正確な寸法、重量とすることができるので好ましい。
【0007】
また、本発明は、この過程において、ヒータにより円筒状内面を加熱し、繊維に熱処理を行ないながら球形に成形することを特徴とする繊維ボールの製法を含む。
【0008】
本発明の装置は、高摩擦面に形成された円筒状内面を有し、固定された円筒部材と、外周に、表面が高摩擦面に形成された螺旋状溝を有し、前記円筒状内面に沿って回転する回転部材を具備し、塊状となった繊維を、円筒状内面と螺旋状溝に挟んで転動させ、移送しつつ球形に成形する繊維ボールの製造装置である。
【0009】
この製造装置によると、上記製法が実現される。なお、転動を確実にするため、円筒状内面及び螺旋状溝表面は高摩擦面とすることが必要である。この高摩擦面は、繊維が滑らず確実に転動するものであれば任意であり、例えば、布、表面を粗面に形成したゴムシート等が使用される。
【0010】
さらに本発明は、この装置において、円筒部材の外面に円筒状内面を加熱するヒータを有し、繊維を加熱して熱処理を行ないながら球形に成形することを特徴とする繊維ボールの製造装置を包含する。
【0011】
この製造装置によると、上記の熱処理を行う製法が実現される。なお、この構成ではヒータを円筒部材の外面に設けるため、ヒータの設置は容易となる。
【0012】
さらに本発明は、この装置において、螺旋状溝の始端部に設けられ、回転部材内面に抜ける通気孔と、円筒部材のこの通気孔に相当する位置に設けられ、素材となる繊維を受入れる受入孔と、この受入孔の外周に設けられ、素材となる繊維を供給する素材供給ホースと、回転部材内面付近の前記素材供給ホースに相当する位置に固定して設けられ、前記通気孔を通して吸引し、素材となる繊維を前記素材供給ホースから前記受入孔を通して螺旋状溝に供給させる吸引口を有することを特徴とする繊維ボールの製造装置を含む。
【0013】
この製造装置によれば、吸引により容易に素材となる繊維を螺旋状溝に供給することができる。
【0014】
さらに、この装置に、吸引口の吸引を間欠的に作動させる間欠機構を設け、素材となる繊維を螺旋状溝に間欠的に供給することもできる。こうすることにより、供給する繊維の間隔を大きくすることが可能となり、摩擦力のばらつきにより2の繊維が加工中に合体することを防止することができる。
【0015】
また本発明は、上記装置において、螺旋状溝の終端に設けられ、回転部材内面に抜ける通気孔と、円筒部材のこの通気孔に相当する位置に設けられる排出孔と、回転部材内面付近の前記排出孔に相当する位置に固定して設けられ、前記通気孔を通して吐出し、完成した繊維ボールを螺旋状溝から前記排出孔を通して排出させる吐出口を有することを特徴とする繊維ボールの製造装置を含む。
【0016】
この製造装置によれば、吐出により容易に素材となる繊維を螺旋状溝から排出することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の製造装置の一例について具体的に説明し、併せて製法についても説明する。
【0018】
この繊維ボールの製造装置10において、円筒部材11は、アルミニウム製等の円筒形のパイプよりなり、内面は、表面を粗面にしたゴムシート(図示しない)が貼付されて高摩擦面に形成されている。なお、この円筒部材11は、機台(図示しない)に固定されている。回転部材12は、鉄製等の円筒形のパイプよりなり、両端を機台(図示しない)に固定された3個の回転ローラ13,…でそれぞれ支持され、さらに一端に設けられたチエンホイール14をモータ15とチエン16で結合することにより、回転駆動される。螺旋状溝17がこの回転部材12の外周面に設けられた溝部材18に形成され、前記回転により円筒部材11内面に沿って回転する。この螺旋状溝17の表面も、前記円筒部材11内面と同様の表面を粗面にしたゴムシート(図示しない)が貼付されて高摩擦面に形成されている。なお、溝部材18と回転部材12の間には、断熱材19が設けられている。
【0019】
ヒータ20が円筒部材11の外面に設けられ、円筒状内面を加熱することができる。なお、このヒータ20は、円筒部材11の全長ではなく、始端側を少々残して設けられ、ある程度加工が進んだ繊維を加熱するようになっている。
【0020】
螺旋状溝17の始端部(図1の右方)に、通気孔21が設けられている。この通気孔21は、螺旋状溝17の底部から回転部材12の内面まで貫通し、さらに内部に繊維通過防止用の網22を有している。円筒部材11の通気孔21に相当する位置に、受入孔23が設けられている。素材供給ホース24が、受入孔23の外周に設けられ、この内部を通って素材となる繊維25を供給する。吸引口26が、回転部材12の内面付近の素材供給ホース24に相当する位置に、機台(図示しない)に固定されて設けられている。さらに、吸引口26には、吸引ポンプ、電磁弁及びこの電磁弁制御装置(いずれも図示しない)が設けられ、以下の作動をするように設定されている。
【0021】
すなわち、連続吸引モードでは、吸引口26は常に吸引し、回転部材12、螺旋状溝17が回転して、通気孔21が吸引口26に、受入孔23が素材供給ホース24の位置に達すると、素材25は空気流により螺旋状溝17に供給される。間欠吸引モードでは、電磁弁が制御装置により間欠的に開閉し、電磁弁が開いて、かつ、回転部材12、螺旋状溝17が回転して、通気孔21が吸引口26に、受入孔23が素材供給ホース24の位置に達したときに限り、素材は空気流により螺旋状溝17に供給される。したがって、素材は、螺旋状溝17が一回転するたびではなく、2ないし数回転に一度だけ供給される。
【0022】
螺旋状溝17の終端(図1の左方)に、通気孔27が設けられている。この通気孔27は、螺旋状溝17の底部から回転部材12の内面まで貫通している。また、円筒部材11のこの通気孔27位置に排出孔28が設けられている。吐出口29が、回転部材12の内面の、排出孔28に相当する位置に、機台(図示しない)に固定されて設けられている。この吐出口29はポンプ(図示しない)と接続し、回転部材12、螺旋状溝17が回転して、通気孔27が吐出口29、排出孔28の位置に達すると、完成した繊維ボール素材25’は空気流により螺旋状溝17から外部に排出される。
【0023】
この繊維ボールの製造装置10は、以上の構成であり、次のように作動する
【0024】
回転部材12がモータ15により回転させられ、螺旋状溝17の始端部の通気孔21が吸引口26に、受入孔23が素材供給ホース24の位置に達すると、素材25は空気流により螺旋状溝17に供給される。この素材25は、ポリプロピレン等の比較的低温で互いに融着や収縮結合がし易い性質、あるいは、高クリンプで縮み易い性質を有するものからなり、スライバーを所定長さに切断した略円筒形のものである。この素材25は螺旋状溝17と円筒部材11の内面とで挟まれながら転動し、螺旋状溝17に沿って螺旋状に進行し、このため周方向及び軸方向に回転させられ、全周から均一に加圧され球形に成形される。そして、ヒータ20により加熱され、球形状態に固定される。こうして、素材25は繊維ボール25’となり、螺旋状溝17の終端に達し、ここの通気孔27が吐出口29、排出孔28の位置に重なると、完成した繊維ボール素材25’は空気流により螺旋状溝17から外部に排出される。
【0025】
以上は、吸引口26が常に吸引する連続吸引モードであるが、間欠的に吸引する間欠モードでは、螺旋状溝17の2ないし数回転ごとに、素材が供給される。これらのモードは、実際に作動させ、高摩擦面、素材の性質により、順次供給された素材が加工中に互いに衝突し合体することが生じないように選択される。
【0026】
上述の作動例では、素材が熱処理を必要とするものであるが、熱処理を必要としない、たとえば金属繊維等では、ヒータの作動は不要である。もちろん、この場合は、装置のヒータを省略することもできる。
【0027】
【発明の効果】
本発明の繊維ボールの製法、製造装置は、上述のように、塊状の繊維を円筒状内面と螺旋状溝に挟んで転動させ、この螺旋状溝に沿って移送しつつ球形に成形するものであるから、作業は連続的であり、高い能率が実現される。さらに、加える圧力は、任意に設定できるので十分大きくすることができ、かつ、螺旋状に移送するため、螺旋の周方向と軸方向の互いに交差する2方向に回転させられるので、均一に加圧される。このため、繊維を強く絡ませ、かつ、正確な球形になるよう加工することができる。繊維ボールを濾材として使用する場合は、ボールが汚物を吸収するため一定時間ごとに水圧洗浄することが必要となり、これに耐えるため繊維が強く絡まっていることが要求されるが、本発明による繊維ボールはこのような高度な要求にもこたえることができる。
【0028】
また、熱処理を必要とする場合は、単に円筒部材にヒータを設けるだけで、容易に実現することができ、好都合である。
【0029】
吸引口を設けて、この吸引により素材を螺旋状溝に入れる構成とすると、著しく軽量で取り扱いに不便な素材を確実に、螺旋状溝に供給することができる。しかも、吸引口を間欠的に作動させれば、加工中の素材の合体を防止することも容易にできる。
【0030】
吐出口を設けて、ここからの吐出により完成した繊維ボールを排出させる構成とすると、著しく軽量で取り扱いに不便な繊維ボールを確実に、取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の正面一部断面図である。
【図2】同例の右側面図である。
【符号の説明】
10…繊維ボールの製造装置、11…円筒部材、12…回転部材、13…回転ローラ、14…チエンホイール、15…モータ、16…チエン、17…螺旋状溝、18…溝部材、19…断熱材、20…ヒータ、21…通気孔、22…網、23…受入孔、24…素材供給ホース、25…素材、25’…繊維ボール、26…吸引口、27…通気孔、28…排出孔、29…吐出口。
Claims (7)
- 塊状となった繊維を、円筒状内面と、この円筒状内面に沿って回転する螺旋状溝に挟んで転動させ、この螺旋状溝に沿って移送しつつ球形に成形することを特徴とする繊維ボールの製法。
- 請求項1において、
ヒータにより円筒状内面を加熱し、繊維に熱処理を行ないながら球形に成形することを特徴とする繊維ボールの製法。 - 高摩擦面に形成された円筒状内面を有し、固定された円筒部材と、外周に、表面が高摩擦面に形成された螺旋状溝を有し、前記円筒状内面に沿って回転する回転部材を具備し、塊状となった繊維を、円筒状内面と螺旋状溝に挟んで転動させ、移送しつつ球形に成形する繊維ボールの製造装置。
- 請求項3において、
円筒部材の外面に円筒状内面を加熱するヒータを有し、繊維を加熱して熱処理を行ないながら球形に成形することを特徴とする繊維ボールの製造装置。 - 請求項3又は4において、
螺旋状溝の始端部に設けられ、回転部材内面に抜ける通気孔と、円筒部材のこの通気孔に相当する位置に設けられ、素材となる繊維を受入れる受入孔と、この受入孔の外周に設けられ、素材となる繊維を供給する素材供給ホースと、回転部材内面付近の前記素材供給ホースに相当する位置に固定して設けられ、前記通気孔を通して吸引し、素材となる繊維を前記素材供給ホースから前記受入孔を通して螺旋状溝に供給させる吸引口を有することを特徴とする繊維ボールの製造装置。 - 請求項5において、
吸引口の吸引を間欠的に作動させる間欠機構を有し、素材となる繊維を螺旋状溝に間欠的に供給することを特徴とする繊維ボールの製造装置。 - 請求項3ないし5のいずれかにおいて、
螺旋状溝の終端に設けられ、回転部材内面に抜ける通気孔と、円筒部材のこの通気孔に相当する位置に設けられる排出孔と、回転部材内面付近の前記排出孔に相当する位置に固定して設けられ、前記通気孔を通して吐出し、完成した繊維ボールを螺旋状溝から前記排出孔を通して排出させる吐出口を有することを特徴とする繊維ボールの製造装置。
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