(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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。
【請求項３】
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４】
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５】
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６】
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７】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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。
【図１】
0003601004.tif 000002
【図２】
0003601004.tif 000003