JP6128114B2 - 束状製品の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、長手方向に連続走行する糸条をまとめて巻き取って得られる束状製品が、最終的に所定の量以上得られるよう巻き取り量を調整しながら製造する束状製品の製造方法及び装置に関する。

繊維やファイバ、中空糸膜に代表される糸条など（以降、単に「糸条」と記す場合もある）は過去より糸条単独で糸条製品として、もしくは糸条を主要な構成部材として製造される最終製品として色々な分野や用途において利用、活用されてきた。とりわけ複数の糸条を束ねて得られる糸条束は糸条単独の場合に比べて製品としての性能を飛躍的に大きくできる場合が多く、糸条束自体を束状製品として、もしくは束状製品を主要な構成部材として製造される最終製品として広く利用されるようになってきた。

ここで、高機能な束状製品を構成する糸条として注目を浴びているものとしては、高強度・低重量が特徴の炭素繊維や情報化社会を支える光ファイバ、各種フィルターに利用される中空糸膜などが上げられる。これらは、既に述べたように糸条単独よりも束状製品として用いられることで飛躍的に優れた性能を発揮できるものであるため、糸条単独ではなく複数本の糸条が組み合わされた束状製品トータルとして性能を保証されるべきものである。したがって、束状製品としての製造、およびその管理においてはより一層の注意を要するものである。

具体的に下水処理や海水淡水化などの水処理に用いられる中空糸膜フィルター（以下、「モジュール」と記す場合もある。）の例を挙げて説明する。一般的な中空糸膜フィルターでは、ケースと呼ばれる樹脂製や金属製の容器の中に中空糸膜の糸束が格納されている。この容器の中に流入させた原水を中空糸膜の外側（もしくは内側）から内側（もしくは外側）へ通すことで原水に対して濾過効果が発揮され、ケースの外部へ不純物が除去された濾過水と不純物が濃縮された濃縮水を分離して流出させる仕組みとなっている。

このモジュールの濾過性能を決定付ける要素は多々あるが、特に重要なものは中空糸膜束の量と不良中空糸膜（以下、単に「不良糸」と記す場合もある）の混入有無の二つである。

中空糸膜束の量としては、最終製品たるモジュールの用途や顧客の要求性能によって以下に挙げる複数の物理量の中から少なくとも一つが選ばれることが一般的である。すなわち、モジュールに含まれる全ての中空糸膜を対象とした、本数、外径、表面積、重量などが挙げられる（以下、これらの一部、もしくは全てを含めて「管理量」と記す場合もある）。この管理量が所定の値を下回るとモジュールは充分な濾過性能を発揮することができない。

一方、不良中空糸膜としては、その表面にキズ、欠損、異物、凹み、膨らみ、巨大穴等を含むものや、その形状が過太り（薄膜）、過細り（厚膜）、つぶれ・扁平、ねじれ、閉塞等が挙げられる（以下、これらの一部、もしくは全てを含めて「不良」と記す場合もある）。不良中空糸膜がモジュールを構成する中空糸膜束に含まれている場合も、モジュールは充分な性能を発揮することができないばかりか、少数の不良中空糸膜が混入していたことが原因でモジュール全体の製品寿命を縮めてしまう可能性がある（例えばモジュール使用中の不良部分の破損による原水の濾過水への混ざり込み等が例示される）。

ここで中空糸膜束の製造方法としては、原料を口金によって中空形状の糸条に成形した後、様々な処理を施した後で、例えば回転カセによって糸条を巻き取り、巻き取られた糸条全てを予め定められた位置で切断する方式が一般的である。また製造コストを抑えるため、複数本の中空糸膜をひとつのラインで同時に成形し、同一の回転カセに巻き取ることもごく一般的であり、ひとつのラインで同時に製造できる本数が増せば増すほど効率的な製造工程となる（なお、中空糸膜束の回収方法は回転カセでの巻き取りに限定されるものではない）。

なお、回転カセの巻き取り量は中空糸膜の外径、表面積、重量が常に設計値通りで、かつ中空糸膜には不良も生じないという理想状態を前提に、最終的にモジュールに組み込んだ際に所定の濾過能力が発揮できるように設定されていることが一般的である。その理由としては、刻一刻と変わる製造のコンディションの中で、中空糸膜の外径、表面積、重量がどのように変わるかを予測することは困難であるし、不良が中空糸膜のどこに生じるかも予測できないため、暫定的な目標として理想的な状態を前提とせざるを得ないからである。

しかし実際には中空糸膜束を製造する過程において中空糸膜の外径、表面積、重量はばらつくし、不良が生じる可能性もある。

このため従来の中空糸膜束の製造方法では、理想状態を前提とした設定回数で回転カセを駆動して得られた中空糸膜束をケースに組み込む前に、専門の作業員が中空糸膜束の量を調整する。具体的にはまず作業員は中空糸膜束に不良中空糸膜が含まれていないかどうかを検査し、不良中空糸膜を発見した際にはこれを中空糸膜束から取り除く。その後、中空糸膜束に残った中空糸膜から数本をランダムに選び出し、その一部の外径、もしくは表面積、もしくは重量を測定し、更にそれぞれの平均値を得る。その後、最終製品たるモジュールの品質を確保するために設定されている管理量の規格値を確認し、管理量がこの規格値を超えるまで、予め管理量の測定がなされ、かつ不良を含まないこともわかっている中空糸膜を束へ補充していく。

しかし上記のような中空糸膜束の製造工程では、作業員が中空糸膜の量を調整する工程が明らかにボトルネックとなるため、効率的な製造を行うためには多くの作業員を雇用する必要があり、製造コストが大幅に増加する。また、人手ではひとつの中空糸膜束に含まれる全中空糸膜（数百本程度が一般的）の管理量を測定することは現実的に不可能であるため、抜き取り中空糸膜の測定値（代表値）のみを基準とした中空糸膜量の調整をせざるを得ない。しかし、このような方法では調整後の中空糸膜束の実際の性能が不十分となる可能性も捨てきれない。

このような課題を解決する手段として特許文献１、２、３の構成が提案されている。

まず特許文献１においては、製造工程における糸条の走行中に糸条に生じた欠陥を自動検出、また欠陥種別を判定し、その欠点種別に応じた長さを走行中に切断、除去し、途切れた部分を繋ぎ直すことが述べられている。

次に特許文献２においては、巻出し側の糸条ボビンから巻き取り側の糸条チーズへの巻き返し時に糸径異常を自動検出した際、その程度によって切除する長さを算出し、チーズを逆転して切除分を巻きだして対象部分を切除することが述べられている。

次に特許文献３においては、紙シートの生産（巻取り）中に目視作業員が欠点部を発見し、欠点部を切除した際、欠点部削除前後のロール径から自動で切除された長さを検出し、定尺巻取りを可能とするために削除された分を補うように巻取り量を制御することが述べられている。

しかしながら、特許文献１、２の方法では測定、検査を糸条走行中に自動で実施することで専門の作業員を用いず、また不良部分を切除することは可能であるが、これらは一つのラインに１本の糸条が走行する場合を想定している。すなわち、ひとつのラインに２本以上の糸条が走行する場合、ある糸条の不良部分だけを切除するとその他の糸条との長さが変わるため、同一の回転カセに巻き取ることができない。仮にどうしても同一のカセに巻き取りたい場合はある糸条から不良部分を切除する際、同時に製造されている不良を含まない糸条からも同様の長さだけ正常部分を切除すれば良いが、この方法では製造収率が低下する。加えて特許文献１、２では不良部分を切除した後に中空糸膜束に生じる最終的な管理量を補正する方法については提案されていない。

特許文献３は糸条ではなく紙シートを扱っているものの、不良部分の切除前後のロール径から切除部分の長さを求め、最終製品に含まれる紙シートの長さが規格通りとなるように巻き取り量の補正を行っている。しかし、やはり特許文献１、２と同様、ひとつのラインで同時に複数の製品を製造する場合には適用が困難な手法である。また特許文献３における管理量は紙シートの長さだけであるが、中空糸膜束のように高機能な最終製品を製造する際には前述のように外径や表面積、重量などの値も管理することが必須である。

日本国特開平３−１２０１７０号公報 日本国特開平１０−３１０３３０号公報 日本国特開昭６３−１２７９６７号公報

本発明の目的は、２本以上並列して連続走行する糸条を検査しつつ必要量を回収するとき、検査品質及び生産効率を向上するようにした束状製品の製造方法および製造装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の束状製品の製造方法は、以下の（１）〜（６）のいずれかの構成を特徴とするものである。

（１） 長手方向に２本以上並列して連続走行する糸条を検査する検査工程、前記糸条を回収する回収工程、回収完了後に回収された糸条全てを予め定められた位置で切断して複数糸条を束とした束状製品を得る切断工程、を有する束状製品の製造方法において、前記検査工程で得られた検査結果に基づき、前記束状製品を構成する複数糸条の総本数、総重量、代表重量、総外径値、代表外径値、総表面積および代表表面積からなる群から選ばれる少なくともひとつの複数糸条の管理量が所定の値を超えるよう、前記回収工程における回収量を調整し、更に、前記複数糸条の管理量が、束状製品を構成する複数糸条の総表面積または代表表面積であり、前記検査工程において糸条の外径を計測し、得られた外径計測値から糸条の表面積を算出することを特徴とする束状製品の製造方法。

（２） 前記回収工程が、糸条を回転しながら回収する巻取回収工程であることを特徴とする前記（１）に記載の束状製品の製造方法。

（３） 前記回収工程が、糸条を一定長に切断しながら回収する切断回収工程であることを特徴とする前記（１）に記載の製造方法。

（４） 前記回収工程が、糸条を一定長に折り返しながら回収する折返し回収工程であることを特徴とする前記（１）に記載の製造方法。

（５） 前記糸条が中空糸膜であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の束状製品の製造方法。

（６） 前記検査工程によって異常を含むと判定された糸条を複数糸条の束から排除する排除工程を更に有し、該排除工程によって異常を含む糸条を排除した後に束状製品を構成する複数糸条の総本数、総重量、代表重量、総外径値、代表外径値、総表面積および代表表面積からなる群から選ばれる少なくともひとつの複数糸条の管理量が所定の値を超えるよう、前記回収工程における回収量を調整することを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の束状製品の製造方法。

また本発明の束状製品の製造装置は、以下の（７）〜（９）のいずれかの構成を特徴とするものである。

（７） 長手方向に２本以上並列して連続走行する糸条を検査する検査ユニット、前記糸条を回収する回収ユニット、回収完了後に回収された糸条全てを予め定められた位置で切断して複数糸条を束とした束状製品を得る切断ユニット、を有する束状製品の製造装置において、前記検査ユニットで得られた検査結果に基づき、前記束状製品を構成する複数糸条の総本数、総重量、代表重量、総外径値、代表外径値、総表面積および代表表面積からなる群から選ばれる少なくともひとつの複数糸条の管理量が所定の値を超えるよう、前記回収ユニットにおける回収量を調整し得る回収量調整ユニットを更に有し、前記検査ユニットが糸条の外径を計測して得られた外径計測値から糸条の表面積を算出し得る手段を有することを特徴とする束状製品の製造装置。

（８） 前記糸条が中空糸膜であることを特徴とする前記（７）に記載の束状製品の製造装置。

（９） 前記検査ユニットによって異常を含むと判定された糸条が製品出荷前に複数糸条の束から排除されることを前提とし、異常を含む糸条が排除された後に束状製品を構成する複数糸条の総本数、総重量、代表重量、総外径値、代表外径値、総表面積および代表表面積からなる群から選ばれる少なくともひとつの複数糸条の管理量が所定の値を超えるよう、前記回収量調整ユニットが回収ユニットの回収量を調整することを特徴とする前記（７）または（８）に記載の束状製品の製造装置。

本発明の束状製品の製造方法は、走行中の複数本の糸条全てに対して回収開始から終了まで管理量の全量測定を可能にする。これにより管理量が規格値を超えるように回収工程の巻き取り量を制御することが可能となり、最終的に得られる束状製品の品質を確実に確保することができる。したがって、束状製品を得た後の作業員による管理量の測定及び束状製品への正常糸条の補充作業が不要となる。更には作業員では不可能な複数本の糸条全ての管理量の全量測定が可能となるため、最終的に得られる束状製品の実際の性能が不十分となるリスクを極限まで抑えることができる。

更に本発明では、走行中の複数本の糸条全てに対して不良の有無を検査し、不良を発見した場合には、当該不良部分が後に糸条束から排除されることを考慮し、回収工程の巻き取り回数を制御することが可能となるため、束状製品を得た後の作業員による糸条束の検査及び束状製品への正常糸条の補充作業が不要となる。

また本件発明の不良部分の排除は、一度、糸条束が得られた後に実施することが前提のため、仮に不良が多発したとしてもラインを停止させる必要がなく、生産効率を落とすことがない。

本発明の束状製品の製造装置は、上述した本発明の束状製品の製造方法を好適に実施することができる装置であり、束状製品を構成する糸条が２本以上並列して連続走行させるときその品質を確保すると共に、生産効率を向上させることが可能である。

図１（ａ）（ｂ）は、本発明の製造装置の実施形態（巻取回収工程）の一例を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上視図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の製造装置の実施形態（切断工程）の一例を示す概略図であり、（ａ）〜（ｃ）は操作の過程を経時的に説明するものでる。 図３（ａ）（ｂ）は、外径がばらついている中空糸膜の像を含む画像を例示する概略図である。 図４（ａ）〜（ｄ）は、不良糸である中空糸膜の像を含む画像を例示する概略図である。 図５は、管理量の総量を元に回収工程を制御するフローを例示する概略図である。 図６は、管理量の代表量を元に回収工程を制御するフローを例示する概略図である。 図７（ａ）（ｂ）は、本発明の製造装置の別の実施形態（切断回収工程）の一例を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上視図である。 図８（ａ）（ｂ）は、本発明の製造装置の別の実施形態（折返し回収工程）の一例を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上視図である。 図９（ａ）（ｂ）は、本発明の製造装置の実施形態（巻取回収工程にマーカーが備えられている状態）の一例を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上視図である。

本発明の束状製品の製造装置は、束状製品の検査ユニット、回収ユニット、切断ユニットおよび回収量調整ユニットを少なくとも含む。このうち回収ユニットおよび切断ユニットは、互いに独立したユニット、或いは回収機能および切断機能の両方を備えた切断回収ユニットとして構成することができる。さらにマーカーユニットを有することができる。

検査ユニットは、計測・検査手段および検査制御機構を有し、長手方向に２本以上並列して連続走行する糸条に対して、総量（総本数、総重量、総外径、総表面積）および代表量（代表重量、代表外径、代表表面積）から選ばれる管理量を計測・検査するユニットであり、かつ糸条に生じた不良の有無を検査し得るユニットである。またマーカーユニットは、マーカーヘッドおよびマーカー制御機構を有し、検査ユニットと連携し異常と判定された糸条にマーキングを施すユニットである。

回収ユニットは、連続走行する複数の糸条を合糸しながら、糸条を回収するユニットであり、検査ユニットおよび回収量調整ユニットと連携し束状製品ひとつ当たりに回収する量を調整することができる。独立した回収ユニットとしては、糸条を回転しながら回収する巻取回収装置、糸条を一定長に折り返しながら回収する折返し回収装置を例示することができる。切断ユニットは、回収ユニットにより回収された糸条全てを予め定められた位置で切断するユニットである。

また切断回収ユニットは、複数の糸条の回収機能、回収量の調整機能および切断機能を備えたユニットであり、例えば糸条を一定長に切断しながら回収する切断回収装置を例示することができる。

回収量調整ユニットは、検査ユニットにより計測された複数糸条の管理量が束状製品において所定の値を超えるように回収ユニットにおける回収量を調整し、さらに検査ユニットにより異常と判定され、束状製品から排除される糸条分の管理量を補うべく、回収ユニットの糸条回収量を調整する制御ユニットである。

本発明の束状製品の製造方法は、検査工程、回収工程、切断工程を少なくとも含む。このうち回収工程および切断工程は、互いに独立した工程にすることができ、または両者の操作を行う切断回収工程にすることができる。

検査工程は、長手方向に２本以上並列して連続走行する糸条に対して、総量（総本数、総重量、総外径、総表面積）および代表量（代表重量、代表外径、代表表面積）から選ばれる管理量を計測・検査する。

回収工程は、連続走行する複数の糸条を合糸しながら、糸条を回収する。検査工程で計測された管理量に基づき、束状製品に対して定められた規格値を上回るかを判定し、糸条の回収量を調整することができる。また検査工程で異常な糸条（不良糸）が検出されたとき、束状製品から排除される不良糸分の管理量を補うように糸条の回収量を更に調整することができる。

切断工程は、回収工程で回収された糸条全てを予め定められた位置で切断する。また切断回収工程は、複数の糸条の回収および切断をひとつの工程で行う。

本発明の束状製品の製造方法は、上述した束状製品の製造装置を使用し、高品質の束状製品を安定的に製造することができる。

束状製品としては、例えば、限外濾過膜、精密濾過膜、気体分離膜、パーベーパレーション膜、透析膜等として採用される中空糸膜束を例示することができる。中空糸膜束は、水処理や人工腎臓、あるいは様々な工業プロセスの中で有価物の濃縮などに用いられる。なお束状製品は、上記したような中空糸膜に限定されることはなく、衣料用繊維、炭素繊維、光ファイバ、鋼線、医療用カテーテル等、実質的に複数本の糸条を同時に並列で製造可能な構造の糸条製品であれば、いかなる束状製品でも対象にすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、中空糸膜束を一例に図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の束状製品の製造装置の第１の実施形態は、検査ユニット、巻取回収ユニット、切断ユニットおよび回収量調整ユニットを含む。図１（ａ）（ｂ）は検査ユニット、巻取回収ユニットおよび回収量調整ユニット、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は切断ユニットの実施形態を例示するものである。

図１（ａ）（ｂ）において、１０は中空糸膜の単糸、１１は単糸が複数本あわさった合糸中空糸膜、１２は回収された合糸中空糸膜束、２０は計測・検査ヘッド、２１は計測・検査制御機構、２２は巻取回収装置、２３はカセ、２３１、２３２、２３３はそれぞれカセ１番位置、カセ２番位置、カセ３番位置、２４は巻取回収制御機構、２５は合糸ガイド、２６はロール、３７は糸道ガイドである。検査ユニットは計測・検査ヘッド２０、計測・検査制御機構２１を少なくとも含む。回収ユニットは巻取回収装置２２、カセ２３、合糸ガイド２５、ロール２６、糸道ガイド３７を少なくとも含む。回収量調整ユニットは巻取回収制御機構２４により構成される。

なお図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上視図であり、制御信号に関わりのある計測・検査ヘッド２０、計測・検査制御機構２１、巻取回収制御機構２４は図１（ａ）のみに記した。

また更に切断ユニットを示す図２（ａ）（ｂ）（ｃ）において、１３は中空糸膜束、４０はカッター、４０１は切断ポジションのカッター、４１は結束具、４２は吊り下げロープ、４３はクレーンレール、４４はクレーン、である。

本発明において製造の対象となる中空糸膜は図１（ｂ）に示すように中空糸膜の単糸１０をあわせて合糸中空糸膜１１として回収することを基本とするが、単糸１０のままで回収しても特に問題はない。また回収方法としても合糸中空糸膜１１を、もしくは単糸１０を複数の回収手段（例えば複数のカセ位置）で同時に、もしくは順次、回収しても良い。なお以降の説明はわかりやすさのため、合糸中空糸膜１１を前提とした場合について行なう。

ここで中空糸膜の材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリアミド系、ポリイミド系、セルロース系、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリメタクリル酸系、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルケトン系等の有機系高分子、およびアルミナ、ジルコニア、チタニア、シリコンカーバイト等のセラミックスが挙げられる。

まず図１（ａ）（ｂ）に示すとおり、上流工程から搬送されてきた複数の中空糸膜の単糸１０は糸道ガイド３７によって走行位置を規定され、合糸ガイド２５によって単糸同士があわさって合糸中空糸膜１１となり、ロール２６に押し付けられつつ、巻取回収装置２２のカセ２３によって巻き取られ、合糸中空糸膜束１２となる（なお本発明の説明においては３本の中空糸膜の単糸１０が合糸されている場合を例として挙げているが、合糸される中空糸膜の単糸１０の本数は３本に限定されるものではない）。ここでカセ２３は図１（ｂ）のカセ１番位置２３１、カセ２番位置２３２、カセ３番位置２３３に示すように複数の巻き取りポジションを持っていても良く、これらポジションに順次、また同時に合糸中空糸膜１１を巻き取ることができる（合糸中空糸膜１１のみならず中空糸膜の単糸１０についても適用可能であることは既に上記した通りである）。またカセ２３は回転軸と同方向に移動可能なように構成されており、当該移動によってカセ１番位置２３１（カセ２番位置２３２、カセ３番位置２３３）内に幅方向均一に合糸中空糸膜１１を巻き取る、あるいは巻き取り完了後に引き続いて巻取りを継続するためにカセ位置を隣へ移動するものである。なお当該実施の形態についてはカセ位置が３つの例を示したが、カセ位置の数は必ずしも３つに限定されるものではない。またカセ２３を回転軸と同方向に移動する例を示したが、カセ２３が固定されており、合糸ガイド２５を移動させる方式でも同様の効果が得られる。

ここで巻取回収制御機構２４は巻取回収装置２２の回転開始・停止、回転速度、カセ２３の回転軸と同方向の移動、巻き取り完了後のカセ位置移動、等の動作に加え、カセ２３の回転数を制御しており、合糸中空糸膜束１２が予め定められた量だけ得られるようカセ２３の回転数を制御し、所定量が得られた後にはカセを停止させる、もしくはカセ位置を自動で移動する、等の完了動作を制御するものである。

また更に本発明の検査ユニットは、中空糸膜の単糸を監視する計測・検査ヘッド２０と、計測・検査ヘッド２０が得た情報を処理して実際に糸外径の計測や不良の有無を検査する計測・検査制御機構２１を備えている。これら計測・検査制御機構２１と巻取回収制御機構２４はお互いに情報通信が可能なように構成されている。なお計測・検査ヘッド２０としては汎用のデジタルカメラやアナログカメラ、汎用カメラ用レンズ、ＬＥＤ照明やレーザー光を使用した形状計測センサ等が使用できる。また計測・検査制御機構２１としては汎用ＰＣに画像取込ボードや信号処理ボード、通信ボード、信号処理ソフトウェア、システム制御ソフトウェア等をインストールして構築したシステムや市販の画像検査システムを用いることができる。また巻取回収制御機構２４と計測・検査制御機構２１は一体型に構成されていてもかまわない。これら制御信号に関わりのある部分の動作については後に詳しく説明する。

カセ２３に所定量だけ合糸中空糸膜束１２を巻き取った後、合糸中空糸膜束１２は合糸中空糸膜１１とつながっている部分を切断され、カセ２３ごと次の工程へ搬出される。なお合糸中空糸膜１１がこの後も連続して上流から搬送されてくる場合にはすぐに新たな空のカセ２３をセットして合糸中空糸膜１１の巻取りを開始し、製造を継続する。

次に切断工程について図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。ここではわかりやすさのためにカセ位置が１つの場合についてのみ説明するが、カセ位置が複数の場合には以下の手順をカセ位置の数だけ増やせば良い。図２（ａ）に示すとおり、まずはカッター４０に対してカセ２３を固定する。その後、カッター４０近傍の回収工程では上流に当たる位置を結束具４１で吊り上げロープ４２と結束する。吊り上げロープ４２はクレーンレール４３に備えられたクレーン４４で巻き上げられるように構成されている。その後、図２（ｂ）に示すとおりカッター４０を切断ポジション４０１へ移動させることで合糸中空糸膜束１２をまとめて切断し、中空糸膜束１３を得る。中空糸膜束１３はその端部を結束具４１で吊り上げロープ４２と結束されているため、クレーン４４を巻き上げ動作させることでカセ２３から徐々に取り外されていく。最終的には図２（ｃ）に示すとおり中空糸膜束１３は完全にカセ２３から取り外され、かつクレーン４４がクレーンレール４３に沿って移動することで次の排除工程へ搬送される。なお排除工程とは、検査工程によって異常を含むと判定された糸条（不良糸）を中空糸膜束１３から排除する工程である。

以上までに基本的な中空糸膜束１３の製造方法を述べたが、次に本発明のポイントとなる回収工程の制御方法について説明する。

すでに上記したとおり中空糸膜束１３の管理量は最終製品たるモジュールの用途や顧客の要求性能によって定められており、この管理量としては、将来的にモジュールに組み込まれる中空糸膜束１３に含まれる全ての中空糸膜を対象とした、総本数、総重量、代表重量、総外径値、代表外径値、総表面積および代表表面積などが挙げられる。

仮に中空糸膜を製造するとき、中空糸膜が理想的に形状や重量のばらつきなく、不良糸も発生しない状態で製造され得るのであれば、品質規格値から回収工程の回収量は決定され、製造中に補正する必要もない。しかし実際には製造のばらつきは生じるし、また製造工程に生じる外乱によって不良糸が発生した場合には中空糸膜束１３から不良糸を排除しなければならない。よって本発明においては、これら製造のばらつきや不良糸が発生してしまうことを前提とした上で、回収工程、排除工程を経た後に中空糸膜束１３が所定の規格値を超えているよう、製造中に回収工程を制御することを特徴とするものである。なお中空糸膜束１３の管理量は少なくとも規格値を超えている必要はあるが、規格値を超えた時点で回収工程を完了させるように制御することは無駄な製造を省くことになるため、より好ましい。

中空糸膜の製造のばらつきや不良糸の有無は、図１（ａ）に示すように計測・検査ヘッド２０および計測・検査制御機構２１によって監視する。ここでは計測・検査ヘッド２０および計測・検査制御機構２１に汎用のデジタルカメラ方式画像検査システムを用いた場合を例に挙げて説明する。

計測・検査ヘッド２０たるデジタルカメラは複数本、並列して搬送される中空糸膜の単糸１０を、時間的に所定の間隔をあけつつ、中空糸膜を一部分でも撮り逃すことなく繰り返し撮像し、撮像した画像を計測・検査制御機構２１に送信する。撮像、送信された画像の例を図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す。

図３（ａ）（ｂ）において、５０は画像、５１、５２、５３、５５は外径がβの中空糸膜の像、５４は外径がαの中空糸膜の像、５６は外径がγの中空糸膜の像であり、外径の関係はα＜β＜γかつ、βは製造の設計値通りの外径、αが外径の下限値、γが外径の上限値であるとする。なお中空糸膜単位長あたりの原料の量は一定と考えて差し支えないため、設計値よりも外径が太くなった場合には膜の肉厚は薄く、逆に細くなった場合には膜の肉厚は厚くなる。肉厚が薄い場合には中空糸膜を濾過膜として使用している最中に破裂しやすくなり、逆に肉厚が厚い場合には濾過のために過大な圧力が必要になったり、中空内部の流路が狭くなるため濾過に必要な流量を確保するのが難しく、かつ詰まりが発生しやすくなったりする。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）において、５７は不良中空糸膜（キズ）の像、５８は不良中空糸膜（欠損）の像、５９は不良中空糸膜（異物）の像、６０は不良中空糸膜（凹み）の像、６１は不良中空糸膜（膨らみ）の像、６２は不良中空糸膜（巨大穴）の像、６３は不良中空糸膜（過細り；外径の下限値αを超過）の像、６４は不良中空糸膜（過太り；外径の上限値γを超過）の像、６５は不良中空糸膜（つぶれ）の像、６６は不良中空糸膜（ねじれ）の像、６７は不良中空糸膜（閉塞）の像、６８は糸切れが発生して中空糸膜の像が撮像されていない様子、を示している。

なおこれらの画像においては、画像の中空糸膜の幅方向（ＸＤ方向）の撮像分解能をＸμｍ／ｐｉｘ、中空糸膜の長手方向（ＹＤ方向＝中空糸膜の搬送方向）の撮像分解能をＹμｍ／ｐｉｘとする。撮像分解能とは、画像を構成する画素（ｐｉｘ）が現実の３次元世界の大きさに相当する量として定義され、単位は１画素（ｐｉｘ）あたりの大きさ（μｍ／ｐｉｘ）で定められる。

さて中空糸膜の品質を製造中に管理しようとした場合、中空糸膜の管理量としては総量（総本数、総重量、総外径、総表面積）と代表量（代表重量、代表外径、代表表面積）を指標とする場合の２種類が考えられる。前者は中空糸膜の製造中の管理量の情報全てを踏まえつつ中空糸膜束の回収量を調整するものであり、品質管理面からはより理想的である。しかし計測・検査制御機構２１には非常に大きな負担をかけるため、高速・高価な計算機を使用する必要性が生じたり、複数の計算機でシステムを分担させる等、設備化においてはデメリットも生じる。一方で後者は事前に定めた条件に伴って計測・検査制御機構２１が製造中の中空糸膜の特定部分を一回、もしくは複数回計測し、これらを元に算出した代表量を指標に回収量を調整するものであり、シンプルな設備で構成できるが、充分な品質管理を実現するためには製造される中空糸膜の品質ばらつきが充分に小さいことが条件となる。つまり、製造される中空糸膜の品質ばらつきが大きいと予想される場合には前者を、小さいと予想される場合には後者を採用することが好ましい。

以上を踏まえ、まずは図５の処理フローを用い中空糸膜の管理量として総量を用いる場合について説明する。

回収工程がスタートするとＳｔｅｐ１１でまず計測・検査制御機構２１内のプログラムを初期化する。この時、予め設定されていた品質管理に用いる管理量の種類と規格値をプログラムに読み込む。次にＳｔｅｐ１２において計測・検査制御機構２１は巻取回収制御機構２４へカセ２３の回転を指令し、カセ２３は回転を開始する。次にＳｔｅｐ１３においてカセ２３が１周する間、並列して搬送される複数の中空糸膜の単糸１０についてそれぞれの管理量合計値を算出、また次いで不良糸判定結果に基づき管理量合計値を補正する（詳細は後述する）。次にＳｔｅｐ１４において現在の周回までの管理量合計値を全て足し合わせ、管理量の総量を求める。次にＳｔｅｐ１５において、管理量の総量が規格値を超えたかどうかを判定する。管理量の総量が規格値を上まっていなければＳｔｅｐ１２に戻り、上まっていればＳｔｅｐ１６へ移行する（上まっている場合は当該カセ位置において合糸中空糸膜束１２の所定の巻取りを完了したことになる）。次にＳｔｅｐ１６において、別のカセ位置に中空糸膜の巻取りを移動するかどうかを判定する。移動する場合は巻取回収装置２２を操作して中空糸膜を隣のカセ位置へ移動し、Ｓｔｅｐ１１へ戻り、移動しない場合はＳｔｅｐ１７へ移行する。次にＳｔｅｐ１７においてカセを停止し、全てのカセ位置における所定の合糸中空糸膜束１２の巻取りを完了とする。

Ｓｔｅｐ１３の詳細について説明する。まずＳｔｅｐ１３ａにおいて、デジタルカメラで複数本、並列して搬送される中空糸膜の単糸１０の画像５０を、時間的に間隔をあけて撮像し、デジタルカメラ方式画像検査システムの信号処理部へ画像５０を送信する。ここで中空糸膜の単糸１０を、時間的な間隔をあけて撮像するタイミングは、搬送される中空糸膜の全てが撮像され、その一部分でも撮像漏れがないように、決定される。例えば１回の撮像でカバーされる画像の広さと、中空糸膜の搬送速度とを考慮して、撮像するタイミングを決定することができる。

次にＳｔｅｐ１３ｂにおいて、信号処理部は画像５０において複数の単糸中空糸膜の像５１〜６７を個別に認識する。なお糸切れが発生していた場合にも中空糸膜の像が撮像されるべき場所を確認することで糸切れの発生６８を認識する。次にＳｔｅｐ１３ｃにおいて中空糸膜の単糸１０ごとに管理量を算出する。なお管理量の算出方法については後述するが、糸切れについては全ての管理量を０（ゼロ）と算出する。

次にＳｔｅｐ１３ｄにおいて、時間的な間隔をあけて送信される画像に基づいて行われる測定の現在までの管理量を全て足し合わせ、中空糸膜の単糸１０ごとの管理量合計値を求める。なおこのステップ１３ｄでの管理量の足し合わせは、カセ１周分の画像を複数回に分けて撮像することを前提としており、カセ１周分の画像を１回の撮像で済ませる場合にはこの限りではない。

次にＳｔｅｐ１３ｅにおいて、当該画像において不良中空糸膜５７〜６７の存在有無を検査する。もし不良中空糸膜５７〜６７が存在していなければ次のＳｔｅｐ１３ｈへ直接、移行する。一方、不良中空糸膜５７〜６７が存在していれば次のＳｔｅｐ１３ｆへ移行する。Ｓｔｅｐ１３ｆにおいては、当該不良糸の情報に抜き取りフラグを発生させる。抜き取りフラグの利用方法については後述する。次にＳｔｅｐ１３ｇにおいては、Ｓｔｅｐ１３ｄで計算した管理量合計値を補正する。すなわち、異常が発見された不良糸は排除工程にて排除されるため、カセの当該周回の間は管理量合計値から当該管理量を除外しなければならない。次にＳｔｅｐ１３ｈにおいてはカセの１周が完了したかどうかを判定する。判定のためには巻取回収制御機構２４から完了信号を受ければよい。カセ１周が完了していなければＳｔｅｐ１３ａに戻り、完了していればＳｔｅｐ１４へ移行する。

次に図６の処理フローを用い中空糸膜の管理量として代表量を用いる場合について説明する。

回収工程がスタートするとＳｔｅｐ２１でまず計測・検査制御機構２１内のプログラムを初期化する。この時、予め設定されていた品質管理に用いる管理量の種類と規格値をプログラムに読み込み、かつカセ２３の回転数の暫定値をセットする。次にＳｔｅｐ２２において計測・検査制御機構２１は巻取回収制御機構２４へカセ２３の回転を指令し、カセ２３は回転を開始する。次にＳｔｅｐ２３においては、並列して搬送される複数の中空糸膜の単糸１０についてそれぞれの管理量合計値を算出し、代表量を求める条件に従って目標回転数を決定しつつ、また次いで不良糸判定結果に基づき目標回転数を補正する（詳細は後述する）。次にＳｔｅｐ２４においてカセ２３が１周したことを受け、実績回転数をカウントアップする。次にＳｔｅｐ２５において、実績回転数が目標回転数を超えたかどうかを判定する。実績回転数が目標回転数を上まっていなければＳｔｅｐ２２に戻り、上まっていればＳｔｅｐ２６へ移行する（上まっている場合は当該カセ位置において合糸中空糸膜束１２の所定の巻取りを完了したことになる）。次にＳｔｅｐ２６において、別のカセ位置に中空糸膜の巻取りを移動するかどうかを判定する。移動する場合は巻取回収装置２２を操作して中空糸膜を隣のカセ位置へ移動し、Ｓｔｅｐ２１へ戻り、移動しない場合はＳｔｅｐ２７へ移行する。次にＳｔｅｐ２７においてカセを停止し、全てのカセ位置における所定の合糸中空糸膜束１２の巻取りを完了とする。

Ｓｔｅｐ２３の詳細について説明する。まずＳｔｅｐ２３ａにおいて、デジタルカメラで複数本、並列して搬送される中空糸膜の単糸１０の画像５０を撮像、デジタルカメラ方式画像検査システムの信号処理部へ画像を送信する。次にＳｔｅｐ２３ｂにおいて、信号処理部は画像５０において複数の単糸中空糸膜の像５１〜６７を個別に認識する。なお糸切れが発生していた場合にも中空糸膜の像が撮像されるべき場所を確認することで糸切れの発生６８を認識する。次にＳｔｅｐ２３ｃにおいて、目標回転数の決定が成されているかどうかを確認する。成されている場合はＳｔｅｐ２３ｇへ移行するが、未だ成されていない場合はＳｔｅｐ２３ｄへ移行する。次にＳｔｅｐ２３ｄでは中空糸膜の単糸１０ごとに管理量を算出し、数値バッファに値を格納する。なお管理量の算出方法については後述するが、糸切れについては全ての管理量を０（ゼロ）と算出する。次にＳｔｅｐ２３ｅにおいて、代表量を算出するに足る管理量データが揃ったかどうかを確認する。揃った場合はＳｔｅｐ２３ｆに移行するが、揃っていない場合はＳｔｅｐ２３ｇへ移行する。次にＳｔｅｐ２３ｆにおいて、代表量算出条件と規格値に従い、管理量データを処理、計算することで目標回転数を決定し、暫定回転数を目標回転数に書き換える。次にＳｔｅｐ２３ｇにおいて、当該画像において不良中空糸膜５７〜６７の存在有無を検査する。もし不良中空糸膜５７〜６７が存在していなければ次のＳｔｅｐ２３ｊへ直接、移行する。一方、不良中空糸膜５７〜６７が存在していれば次のＳｔｅｐ２３ｈへ移行する。Ｓｔｅｐ２３ｈにおいては、当該不良糸の情報に抜き取りフラグを発生させる。抜き取りフラグの利用方法については後述する。次にＳｔｅｐ２３ｉにおいては、Ｓｔｅｐ２３ｆで計算した目標回転数を補正する。すなわち、異常が発見された不良糸は排除工程にて排除されるため、現在の目標回転数では最終的に規格値をクリアできない場合が生じる可能性がある。よってそのような場合には目標回転数を増やす必要がある。次にＳｔｅｐ２３ｊにおいてはカセの１周が完了したかどうかを判定する。判定のためには巻取回収制御機構２４から完了信号を受ければよい。カセ１周が完了していなければＳｔｅｐ２３ａに戻り、完了していればＳｔｅｐ２４へ移行する。

ここでＳｔｅｐ２３ｆを補足する。Ｓｔｅｐ２３に使用される代表量算出条件は製造工程に生じるばらつきの程度や製造する品種の品質管理の程度、もしくは顧客の品質要求から適正なものを設定すべきである。例として、カセ２３の１周目の複数糸条全ての管理量の平均値、もしくは特定の単糸の平均値、またこれらの複数周回の平均値などが用いられることが好ましいが、代表量算出条件の決定の仕方はこれらに限定されるものではない。

また中空糸膜の管理量として総量と代表量を指標とする場合の２手法の共通事項として、第一に管理量の求め方の特徴が挙げられる。すなわち、管理量は先に記載の撮像分解能（Ｘμｍ／ｐｉｘ、Ｙμｍ／ｐｉｘ）の限界まで細かい性能で求めることを基本とするが（１次管理量）、データから外乱要因を排除する目的で一般的な画像処理手法で補正し、複数の１次管理量から２次管理量を得ても良い。一般的な画像処理手法としては平均化や正規化、その他の手法が用いられる。

第二に中空糸膜の不良の検出方法が挙げられる。すなわち不良中空糸膜の検査には一般的な画像処理技術を適用することが可能である。例えば図３（ａ）（ｂ）における正常な中空糸膜の像５１〜５６を正常状態のマスタパターンとして予め計測・検査制御機構のデータバッファに登録しておき、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示される不良中空糸膜の像５７〜６７を得た後に両者を比較すれば良い。その結果、不良中空糸膜の像５７、５９、６２、６７であれば輝度の差分差異が検出できるし、不良中空糸膜の像５８、６０、６１、６３、６４、６５、６６であれば平面領域の差分差異が検出できる。あるいは別の例として単純に、中空糸膜の像におけるＸＤ方向の画素数をカウントして撮像分解能Ｘμｍ／ｐｉｘをかけ合わせて外径値を計測することをＹＤ方向に繰り返し、予め定めておいた外径許容値を超える部分を検出することで不良中空糸膜と判定しても良い。その結果、不良中空糸膜の像５８、６０、６１、６３、６４、６５、６６を外径の許容値超過異常として検出できる。また新たに不良中空糸膜の種類が増えたとしても、その像の画像的特長を正常状態の中空糸膜像と区別できればプログラムを改造することで不良中空糸膜の検出は可能である。

ここで具体的に管理量（本数、重量、外径値、表面積）を求める手法について説明する。

まず本数であるが、本数は管理量としては総量でしか扱われず、図５のＳｔｅｐ１３によって算出されるものである。特にＳｔｅｐ１３ｃにて、カセのある周回の最初に中空糸膜ごとに「１」として算出され、カセの同周回内では常にその数を保持することになる（２回目以降、Ｓｔｅｐ１３ｄは無視するようにプログラムを構成する）。

次に重量であるが、重量は管理量として総量、代表量の両方で使用できる。なお中空糸膜の製造工程においては一般的に中空糸膜の原料は精度良く供給される。つまり原料を中空糸膜の形状に成形する際のばらつきで、外径値が設計値に対して太くなったり、細くなったりはするが、前者の場合は肉厚が薄く、後者の場合は肉厚が厚くなるだけで中空糸膜単位長あたりの原料の量は一定である。従って、中空糸膜束１３に含まれる一本の中空糸膜の重量Ｗ（単位ｍｇ）は、単位長あたりに使用される原料の重量Ｗｍ（単位ｍｇ／ｍｍ）と中空糸膜束１３の長さＬｍｍより、式（１）によって精度良く算出される。
Ｗ ＝ Ｗｍ × Ｌ ・・・式（１）

次に外径であるが、外径Ｒμｍは、中空糸膜搬送方向の計測最小単位（＝ＹＤ方向に１画素分の領域）において、中空糸膜の像におけるＸＤ方向に占める画素の数ＸｎｐｉｘとＸＤ方向の撮像分解能Ｘμｍ／ｐｉｘから以下の式（２）によって算出される。
Ｒ ＝ Ｘ × Ｘｎ ・・・式（２）

上記式（２）で求めた管理量としての外径Ｒμｍは処理フローにおけるＳｔｅｐ１３ｃやＳｔｅｐ２３ｄにて求められるものであり、当然、１つの画像で複数得られるものであるし、カセ１周においても複数得られるものである。

次に表面積であるが、本件発明において表面積は計測最小単位における中空糸膜の外周を中空糸膜搬送方向に加算したものと考える。従って表面積Ｓμｍ²は計測最小単位においては実質的に外周を求める一般公式を用い、外径Ｒμｍと円周率πから以下の式（３）によって算出する。
Ｓ ＝ π × Ｒ ・・・式（３）

上記の式（３）で求めた管理量としての表面積Ｓμｍ²は処理フローにおけるＳｔｅｐ１３ｃやＳｔｅｐ２３ｄにて計測最小単位としては外周として求められるものであり、当然、１つの画像で複数得られるものであるし、カセ１周においても複数得られるものであり、かつ搬送方向に情報を加算することで表面積としての意味を成すものである。

本発明においては上記のような手法を用い、製造条件や品質管理条件に従って所定の管理量（本数、重量、外径値、表面積）を求め、かつ総量（＝図５のフロー）、もしくは代表量（＝図６のフロー）のどちらかによって製造工程を自動で制御するものである。

なお以上までは計測・検査ヘッド２０および計測・検査制御機構２１に汎用のデジタルカメラ方式画像検査システムを用いた場合を例に挙げて説明したが、同様の効果を得られるデバイス、機器であれば何を用いても良い。とりわけ装置の仕様を最適化するため、製造工程の製造能力に合わせて計測・検査ヘッド２０および計測・検査制御機構２１を実現する各機器をそれぞれ選定し、システムを独自に組み上げることも好ましい。

（実施の形態２）
本発明の束状製品の製造装置の第２の実施形態は、検査ユニット、切断回収ユニット、および回収量調整ユニットを含む。図７（ａ）（ｂ）は第２の実施形態を例示するものである。検査ユニットは、第１の実施例と同じく、計測・検査ヘッド２０、計測・検査制御機構２１で構成さる。また後述の通り、回収量調整ユニットは切断回収制御機構３２で構成され、切断回収ユニットとして、糸条を一定長に切断しながら回収する切断回収手段が構成される。

図７（ａ）（ｂ）に示すとおり、回収手段としては第１の実施形態の巻取回収装置に代えて切断回収装置を使用することもできる。合糸中空糸膜１１はカッター３１によって所定の長さに切断されて切断回収装置２７の回収トレー２８に回収され、合糸中空糸膜束１２′となる（合糸中空糸膜１１のみならず中空糸膜の単糸１０についても適用可能であることは既に上記した通りである）。切断にあたり合糸中空糸膜１１はクリップ２９によって固定される。図７（ｂ）に示すとおり、クリップ２９１〜２９６はクリップレール３０上を特定の間隔を保ちながら合糸中空糸膜１１と同じ速度で旋回しつつ、合糸中空糸膜１１をクリップ２９２の位置で掴み、その状態を保持しつつ移動できるものである。その結果、図７（ｂ）の通り、３つのクリップ２９１、２９２、２９６で合糸中空糸膜１１を保持したタイミングでカッター３１により切断する。その直後、クリップ２９１、２９６を開放することで合糸中空糸膜束１１を回収トレー２８に収めるが、クリップ２９２は合糸中空糸膜１１を掴んだまま移動を継続する。この動作を繰り返し、合糸中空糸膜束１２′を継続回収する。

ここで切断回収制御機構３２は切断回収装置２７の運転開始・停止、クリップ移動速度、カッティング動作、等に加え、カッター３１のカッティング回数を制御しており、合糸中空糸膜束１２′が予め定められた量だけ得られるようカッティング回数を制御し、所定量が得られた後にはカッティングおよびクリップを停止させる、もしくは回収トレー２８と図示しない空の回収トレーとを交換させる、等の完了動作を行うものである。

また更に実施の形態２においても実施の形態１と同様、計測・検査制御機構２１と切断回収制御機構３２はお互いに情報通信が可能なように構成されている。

回収トレー２８に所定量だけ合糸中空糸膜束１２′を回収した後、合糸中空糸膜束１２′は片側端部を図示しない結束具によって結束され、またクレーンに吊り下げられて排除工程へと搬出される。従って回収手段として切断回収を採用する際には切断工程における中空糸膜束を切断する段階は不要となる。

なお、その他の構成は実施の形態１と同様にすることができる。

（実施の形態３）
本発明の束状製品の製造装置の第３の実施形態は、検査ユニット、折返し回収ユニット、切断ユニットおよび回収量調整ユニットを含む。図８（ａ）（ｂ）は第３の実施形態を例示するものである。検査ユニットは、第１の実施例と同じく、計測・検査ヘッド２０、計測・検査制御機構２１で構成さる。また後述の通り、回収量調整ユニットは折返し回収制御機構３６で構成され、折返し回収ユニットとして、糸条を一定長に折り返しながら回収する折返し回収手段が構成される。

図８（ａ）（ｂ）に示すとおり、回収手段としては第１の実施形態の巻取回収装置に代えて折返し回収装置を使用することもできる。合糸中空糸膜１１は回転する折返し歯車３４に移動ガイド３５によって所定の長さで折り返しながら回収され、合糸中空糸膜束１２″となる（合糸中空糸膜１１のみならず中空糸膜の単糸１０についても適用可能であることは既に上記した通りである）。図８（ｂ）に示すとおり折返し回収装置３３は、支点合糸ガイド２５１を支点に移動ガイド３５によって、合糸中空糸膜１１をポジション３５１、３５２、３５３へ振り、移動ガイド３５と同期して回転する折返し歯車３４１、３４２の所定の歯に合糸中空糸膜１１を掛けつつ合糸中空糸膜束１２″として継続回収する。

ここで折返し回収制御機構３６は折返し回収装置３３の運転開始・停止、移動ガイド移動速度、折返し歯車回転速度、等に加え、折返し歯車３４の折返し回数を制御し、所定量が得られた後には折返し動作および歯車回転動作を停止させる、もしくは折返し歯車３４と図示しない空の折返し歯車とを交換させる、等の完了動作を行うものである。

また更に実施の形態３においても実施の形態１、実施の形態２と同様、計測・検査制御機構２１と折返し回収制御機構３６はお互いに情報通信が可能なように構成されている。

折返し歯車３４に所定量だけ合糸中空糸膜束１２″を回収した後、合糸中空糸膜束１２″は片側端部を図示しない結束具によって結束され、かつ両端部を図示しない切断具で切断された状態でクレーンに吊り下げられて排除工程へと搬出される。

なお、その他の構成は実施の形態１と同様にすることができる。

（実施の形態４）
本発明の束状製品の製造装置の第４の実施形態は、検査ユニット、マーカーユニット、巻取回収ユニット、および回収量調整ユニットを含む。図９（ａ）（ｂ）は第４の実施形態を例示するものである。検査ユニット、巻取回収ユニットおよび回収量調整ユニットは、第１の実施例と同様に構成される。また後述の通り、マーカーユニットはマーカーヘッド７０、マーカー制御機構７１を少なくとも含む。

図９に示すとおり、計測・検査ヘッド２０の下流、巻取回収装置２２の上流に中空糸の単糸１０へマーキングを行うことができるマーカーヘッド７０を備えていることも好ましい。マーカーヘッド７０は計測・検査制御機構２１と通信可能に構成されたマーカー制御機構７１によって制御され、計測・検査制御機構２１が不良として判定した中空糸膜の単糸１０にマーキングを施す。不良糸にマーキングが施されていることで主に人手に頼る排除工程での不良糸の排除作業が効率化されるので好ましい。マーキング実施の指令としては図５、図６に示したＳｔｅｐ１３ｆ、Ｓｔｅｐ２３ｈの抜き取りフラグを利用すればよい。なおマーキングの位置は欠点近傍でも良いが、中空糸膜束１３を得た後に束の長手方向に対して長さ位置が実質的に同じ位置であるとより好ましい。なぜならば作業員は中空糸膜束１３の長手方向に対して予め定められた位置のみを確認し、マーキングを発見した際には当該不良糸のみを中空糸膜束１３から排除すれば良いからである。当然のごとく本発明によっては不良部分を含む不良糸が排除された後に、管理量が規格値を超えるように回収工程の回収量が制御されているものである。

なお、その他の構成は実施の形態１と同様にすることができる。また実施の形態２、３の回収工程においても本形態のようにマーキングを実施することが可能である。

＜実施例１＞
図１および図２に示す構成で中空糸膜束の製造を行った。すなわち、回収ユニットとしては回転ユニットを採用した。また巻取の単糸合糸数は３本とし、中空糸膜束の品質の管理量としては表面積を採用して総量を管理することとした。またカセとしては１周が１．４ｍのものを使用した。なお検査ユニットとしては市販のＬＥＤ照明、デジタルラインセンサカメラ、汎用カメラ用レンズ、画像取込ボード、信号処理ボード、汎用ＰＣとＣ言語を用いて自作したシステム制御ソフトウェアを用い、回収量調整ユニットとしては市販のプログラマブルコントローラーとラダー言語を用いて自作した制御ソフトウェアを用いた。

中空糸膜の製造条件としては外径の設計値を１４２５μｍとした。すなわち、外周の設計値は０．００４４７４５ｍであり、カセ１周分を考えると中空糸膜１本分の表面積の設計値は０．００６２６４３ｍ²となる。なお、最終的にこの中空糸膜束は最終製品たる水処理のモジュールに組み込まれることになるが、そのモジュールの性能を保証するために該中空糸膜束に求められる総表面積の規格値は４．０２ｍ²であり、理想的に設計値どおりの中空糸膜を製造できたと仮定する場合、６４２本の単糸で中空糸膜束を構成すれば総表面積は４．０２１６８０６ｍ²となるので規格値を満足することになる。すなわち合糸３本の製造条件においては、カセを２１４回転させれば良い。なお中空糸膜単体での外径異常の管理幅は、既に上記した通り顧客でのモジュール使用中の弊害を誘発しないため１３５０〜１５００μｍとした。

このような条件の下で中空糸膜束の製造を実行した。すると、あるロットの製造状態においては中空糸膜の外径が設計値より細い側に振れてしまい（中央値が約１３７０μｍ）、カセが２１４回転した時点では未だ総表面積が３．８７ｍ²と規格値の４．０２ｍ²に達していなかった。よって回収量調整ユニットが回収ユニットを制御しつつ回収を続けたところ、２２３回まで回転させた時点で中空糸膜の総表面積が４．０３ｍ²となり、規格値をクリアした（なお中空糸膜の本数は６６９本となった）。一方、別のロットの製造状態においては逆に中空糸膜の外径が設計値より太い側に振れてしまい（中央値が約１４８８μｍ）、２０５回転した時点で中空糸膜の総表面積が４．０２３ｍ²と規格値をクリアした（なお中空糸膜の本数は６１５本となった）。

また更に別のロットの製造状態では中空糸の外径はほぼ設計値に近い状態で製造できたが（中央値が約１４２２μｍ）、カセの回転が１８６回を完了した直後に３本の単糸のうちの１本が切れてしまった。よってその後は２本の単糸のみを回収しつつ、カセを２２９回まで回転させた時点で中空糸膜の総表面積が４．０２６ｍ²と規格値をクリアした（なお中空糸膜の本数は６４４本となった）。

以上までのケースにおいて製造された中空糸膜をそれぞれモジュールに組込み、モジュール出荷前の最終検査を実施したところ、これらモジュールの濾過性能は十分であった。

＜実施例２＞
ある品種の中空糸膜束においては、製造状態が充分に安定して初期状態を保つことがわかっているため、管理量としての表面積は代表量を管理することとした。代表量算出条件としては、カセの回転が３回まで、３本の単糸それぞれについて１回ずつ外径を測定し、９つの外径データの平均値を基準にカセの回転数を求める方法を設定し、製造を実行した（なお他の条件は実施例１と同様とする）。

その結果、１番目の単糸では、１４５２μｍ（１回転目）、１４５４μｍ（２回転目）、１４５２μｍ（３回転目）、２番目の単糸では、１４５１μｍ（１回転目）、１４５０μｍ（２回転目）、１４５２μｍ（３回転目）、３番目の単糸では、１４５４μｍ（１回転目）、１４５５μｍ（２回転目）、１４５３μｍ（３回転目）、という外径データが得られ、更にこれらの平均を求めたところ１４５２．５６μｍの平均外径が得られた。この平均外径をもとに表面積の規格値４．０２ ｍ²を満足するため、カセの回転数を２１０回転とし、６３０本の単糸で中空糸膜束を構成した。この中空糸膜束を組み込んだモジュールに対してモジュール出荷前の最終検査を実施したところ、該モジュールの濾過性能は十分であった。

また、本実施例においては管理量の常時監視を行う必要がなかったため、検査ユニットに採用した汎用ＰＣにかかる処理負荷が大幅に減った。よって、過去の検査情報の閲覧やデータ整理、帳票の作成、各種電子データの外部メディアへのコピー等を中空糸膜束の製造と並行して実施することができ、作業全体の効率をあげることができた。

＜実施例３＞
図１の構成に変えて図９に示す構成を採用して中空糸膜束の製造を行った。図９の構成では図１の構成に加えてマーカーが備えられており、このマーカーは計測・検査ユニットによる検査結果に基づいて不良糸にマーキングを施すものである（なお他の条件は実施例２と同様とする）。なおマーカーとしては市販のレーザーマーカー（キーエンス社製）を使用した。

その結果、中空糸膜束を製造している間、計測・検査ユニットは、切断工程によって最終的に得られる中空糸膜束に含まれてしまう不良中空糸膜（キズ）を６本、不良中空糸膜（異物）を１７本、不良中空糸膜（膨らみ）を８本、検出した。この結果を受けて回収量調整ユニットはカセの回転数を不良中空糸膜がない場合の２１０回に対して１１回増して２２１回転とした。

またマーカーはこれらの不良中空糸膜に対し、切断工程で中空糸膜束を得た際に結束具の位置を基準として１００〜２５０ｍｍ離れた範囲内にレーザー照射による焼成でマーキングを施した。

製造完了時点では該中空糸膜束には６６３本の単糸が含まれていたが、排除工程によってオペレータがマーキングを確認し、計測・検査ユニットにおいて不良糸と判定された不良中空糸膜３１本を排除したところ、最終的に中空糸膜の本数は６３２本となった。この中空糸膜束を組み込んだモジュールに対してモジュール出荷前の最終検査を実施したところ、該モジュールの濾過性能は十分であった。また、精度良く不良中空糸膜が排除されていたため、顧客での該モジュール使用中にも、該モジュールが異常をきたすことはなかった。

＜実施例４＞
図１の構成に変えて図７に示す構成を採用して中空糸膜束の製造を行った。すなわち回収ユニットとして切断回収ユニットを採用し、切断工程においては切断作業を排して中空糸膜束を吊り下げる作業のみとした。また中空糸膜束の品質の管理量としては外径を採用した。（なお他の条件は実施例１と同様とする）。

実施例１で述べたとおり、中空糸膜の外径設計値は１４２５μｍである。最終的にこの中空糸膜束が組み込まれたモジュールの性能を保証するために該中空糸膜束に求められる総外径の規格値は１．２８ｍであるので、理想的に設計値どおりの中空糸膜を製造できたとして６４２本の単糸で中空糸膜束を構成すれば総外径は１．２８０７９ｍとなり、規格値を満足することになる。すなわち合糸３本の製造条件においては、カセを２１４回転させれば良い。

このような条件の下で中空糸膜束の製造を実行した。すると、あるロットの製造状態においては中空糸膜の外径が設計値より太い側に振れてしまい（中央値が約１４６７μｍ）、２０８回転した時点で中空糸膜の総外径が１．２８２ｍと規格値をクリアした（中空糸膜の本数は６２４本となった）。この中空糸膜束を組み込んだモジュールに対してモジュール出荷前の最終検査を実施したところ、該モジュールの濾過性能は十分であった。

また、中空糸膜の回収と同時に切断を行ったため、中空糸膜束を製造する工程全体の時間短縮を実現できた。

＜比較例＞
一方、実施例１と同様の製造状態において本発明を構成する中空糸膜の回収量調整を行うことなく中空糸膜束を製造し、本発明の効果を確認した。その結果、中空糸膜の製造状態によらず、カセの回転は設計値を基準とした２１４回で停止させたため、中空糸膜の外径が設計値より細い側に振れてしまった場合には中空糸膜束における総表面積が規格値を満たすことはできなかった。よってモジュール出荷前の最終検査においてモジュールの濾過性能が不十分であったため該モジュールは不良品として廃棄された。逆に中空糸膜の外径が設計値より太い側に振れてしまった場合には中空糸膜束における総表面積は規格値をクリアしたものの、中空糸膜束の嵩高が必要以上に大きくなり、モジュールに中空糸膜束を挿入できなかった。よって中空糸膜束をモジュールに挿入できる状態とするまで中空糸膜束から単糸を排除するという手間が生じてしまった。

また途中で糸切れが生じた場合には、回収完了後に設計値を基準として足りない中空糸膜の本数をカウントし、必要な本数を中空糸膜束に加えるという手間が生じてしまった。

１０ 中空糸膜の単糸
１１ 単糸が複数本あわさった合糸中空糸膜
１２ 回収された合糸中空糸膜束
１２′ 切断後に回収された合糸中空糸膜束
１２″ 折り返して回収された合糸中空糸膜束
１３ 中空糸膜束
２０ 計測・検査ヘッド
２１ 計測・検査制御機構
２２ 巻取回収装置
２３ カセ
２３１ カセ１番位置
２３２ カセ２番位置
２３３ カセ３番位置
２４ 巻取回収制御機構
２５ 合糸ガイド
２５１ 支点合糸ガイド
２６ ロール
２７ 切断回収装置
２８ 回収トレー
２９ クリップ
２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６ クリップ（個別）
３０ クリップレール
３１ カッター
３２ 切断回収制御機構
３３ 折返し回収装置
３４、３４１、３４２ 折返し歯車
３５ 移動ガイド
３５１、３５２、３５３ 移動ガイドのポジション
３６ 折返し回収制御機構
３７ 糸道ガイド
４０ カッター
４０１ 切断ポジションのカッター
４１ 結束具
４２ 吊り下げロープ
４３ クレーンレール
４４ クレーン
５０ 画像
５１、５２、５３、５５ 外径がβの中空糸膜の像
５４ 外径がαの中空糸膜の像
５６ 外径がγの中空糸膜の像
５７ 不良中空糸膜（キズ）の像
５８ 不良中空糸膜（欠損）の像
５９ 不良中空糸膜（異物）の像
６０ 不良中空糸膜（凹み）の像
６１ 不良中空糸膜（膨らみ）の像
６２ 不良中空糸膜（巨大穴）の像
６３ 不良中空糸膜（過細り；上限値αを超過）の像
６４ 不良中空糸膜（過太り；上限値γを超過）の像
６５ 不良中空糸膜（つぶれ）の像
６６ 不良中空糸膜（ねじれ）の像
６７ 不良中空糸膜（閉塞）の像
６８ 糸切れが発生した様子
７０ マーカーヘッド
７１ マーカー制御機構

Claims (9)

1. 長手方向に２本以上並列して連続走行する糸条を検査する検査工程、前記糸条を回収する回収工程、回収完了後に回収された糸条全てを予め定められた位置で切断して複数糸条を束とした束状製品を得る切断工程、を有する束状製品の製造方法において、前記検査工程で得られた検査結果に基づき、前記束状製品を構成する複数糸条の総本数、総重量、代表重量、総外径値、代表外径値、総表面積および代表表面積からなる群から選ばれる少なくともひとつの複数糸条の管理量が所定の値を超えるよう、前記回収工程における回収量を調整し、更に、前記複数糸条の管理量が、束状製品を構成する複数糸条の総表面積または代表表面積であり、前記検査工程において糸条の外径を計測し、得られた外径計測値から糸条の表面積を算出することを特徴とする束状製品の製造方法。
2. 前記回収工程が、糸条を回転しながら回収する巻取回収工程であることを特徴とする請求項１に記載の束状製品の製造方法。
3. 前記回収工程が、糸条を一定長に切断しながら回収する切断回収工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
4. 前記回収工程が、糸条を一定長に折り返しながら回収する折返し回収工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
5. 前記糸条が中空糸膜であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の束状製品の製造方法。
6. 前記検査工程によって異常を含むと判定された糸条を複数糸条の束から排除する排除工程を更に有し、該排除工程によって異常を含む糸条を排除した後に束状製品を構成する複数糸条の総本数、総重量、代表重量、総外径値、代表外径値、総表面積および代表表面積からなる群から選ばれる少なくともひとつの複数糸条の管理量が所定の値を超えるよう、前記回収工程における回収量を調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の束状製品の製造方法。
7. 長手方向に２本以上並列して連続走行する糸条を検査する検査ユニット、前記糸条を回収する回収ユニット、回収完了後に回収された糸条全てを予め定められた位置で切断して複数糸条を束とした束状製品を得る切断ユニット、を有する束状製品の製造装置において、前記検査ユニットで得られた検査結果に基づき、前記束状製品を構成する複数糸条の総本数、総重量、代表重量、総外径値、代表外径値、総表面積および代表表面積からなる群から選ばれる少なくともひとつの複数糸条の管理量が所定の値を超えるよう、前記回収ユニットにおける回収量を調整し得る回収量調整ユニットを更に有し、前記検査ユニットが糸条の外径を計測して得られた外径計測値から糸条の表面積を算出し得る手段を有することを特徴とする束状製品の製造装置。
8. 前記糸条が中空糸膜であることを特徴とする請求項７に記載の束状製品の製造装置。
9. 前記検査ユニットによって異常を含むと判定された糸条が製品出荷前に複数糸条の束から排除されることを前提とし、異常を含む糸条が排除された後に束状製品を構成する複数糸条の総本数、総重量、代表重量、総外径値、代表外径値、総表面積および代表表面積からなる群から選ばれる少なくともひとつの複数糸条の管理量が所定の値を超えるよう、前記回収量調整ユニットが回収ユニットの回収量を調整することを特徴とする請求項７または８に記載の束状製品の製造装置。

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