(57)【要約】【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抑制しつつ同シート材料を搬送することが容易にできる。【解決手段】搬送装置１０は、不織布Ｓの搬送経路に設けられる第１のローラ１１と、搬送経路において第１のローラ１１の下流側に設けられる第２のローラ１２と、を備えている。また、第１のローラ１１と第２のローラ１２との間には、これらローラ１１、１２よりも下方に位置するプレート１５の上面１６と不織布Ｓとの接触状態を検出するセンサ２１が設けられている。制御装置２０は、制御装置２０は第１のローラ１１の回転速度Ｎ１を一定速度とする一方、プレート１５の上面１６に不織布Ｓが接触するように、センサ２１の検出結果に基づいて第２のローラ１２の回転速度Ｎ２をフィードバック制御する。【選択図】図１
2015058989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材料の搬送経路に設けられる第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のローラとの間に位置するとともにこれらローラよりも下方に位置する面とシート材料との接触状態を検出するセンサと、
シート材料が前記面に接触するように、前記センサの検出結果に基づいて前記第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フィードバック制御する制御部と、を備える、
シート材料の搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシート材料の搬送装置において、
シート材料を前記面に向けて吸引する吸引手段を備える、
シート材料の搬送装置。
【請求項３】
前記搬送経路における前記面よりも上流側には、シート材料を帯電させる帯電装置が設けられており、
前記面は同面と帯電されたシート材料との間に静電気による吸引力を生じさせる材料により形成され、
前記吸引手段は前記帯電装置と前記面とによって構成されている、
請求項２に記載のシート材料の搬送装置。
【請求項４】
前記センサは非接触式のセンサである、
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。
【請求項５】
前記センサは同センサからシート材料までの距離を検出するものであり、
前記制御部は、前記センサにより検出された距離に応じて、シート材料が前記面に接触するように、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フィードバック制御する、
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。
【請求項６】
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、前記センサの検出結果に基づき前記第２のローラの回転速度をフィードバック制御するものである、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布などのシート材料を搬送するための搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１―１６２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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不織布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、複数のローラをそれぞれ異なるモータによって所定の低回転速度にて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モータの回転が不安定になり、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。
【０００５】
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。
【０００６】
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抑制しつつ同シート材料を搬送することが容易にできるシート材料の搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためのシート材料の搬送装置は、シート材料の搬送経路に設けられる第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のローラとの間に位置するとともにこれらローラよりも下方に位置する面とシート材料との接触状態を検出するセンサと、シート材料が前記面に接触するように、前記センサの検出結果に基づいて前記第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フィードバック制御する制御部と、を備える。
【０００８】
同記構成によれば、第１のローラと第２のローラとの間に位置するとともにこれらローラよりも下方に位置する面とシート材料との接触状態がセンサにより検出され、シート材料が上記面に接触するように、これらローラの少なくとも一方の回転速度がフィードバック制御される。このように、シート材料が上記面に接触しながら、シート材料が搬送されることとなるため、上記面によってシート材料の一部が支えられることで同シート材料の姿勢が安定する。このため、例えば工場内で発生する風によって第１のローラと第２のローラとの間のシート材料が揺れることが抑制され、シート材料の弛み度合を精度良く把握することができる。このことにより、第１のローラの回転速度或いは第２のローラの回転速度を適切に設定することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
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抑制しつつ同シート材料を搬送することが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る不織布の搬送装置を中心とした正面図。
【図２】同実施形態に係る不織布の搬送装置を中心とした平面図。
【図３】図１の一部を拡対して示す拡大正面図。
【図４】センサから不織布までの距離とセンサからの出力電圧との関係を示すグラフ。
【図５】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。
【図６】変形例に係る不織布の搬送装置を中心とした正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１〜図５を参照して、シート材料の搬送装置を不織布の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及び図２に示すように、搬送装置１０は、製造装置３０によって製造された不織布Ｓを、巻き取り装置４０に向けて搬送するものである。
【００１２】
製造装置３０はメルトブロー法により不織布Ｓを連続的に製造する周知の装置である。すなわち、製造装置３０では、フィラメント状にして押し出された溶融樹脂に対して熱風を吹き付けることにより、溶融樹脂が微細化されて紡出される。また、微細化されて紡出された樹脂がベルトコンベアなどにて集積されることで不織布Ｓが形成される。
【００１３】
搬送装置１０は、不織布Ｓの搬送経路に設けられた第１のローラ１１と、同搬送経路における第１のローラ１１の下流側に設けられた第２のローラ１２とを備えている。なお、図１に示すように、第１のローラ１１と第２のローラ１２とは互いに同一の高さとされている。
【００１４】
図２に示すように、第１のローラ１１の軸の一端及び第２のローラ１２の軸の一端には、これらローラ１１、１２を回転駆動する電動式の第１のモータ１１ａ及び第２のモータ１２ａがそれぞれ連結されている。第１のモータ１１ａの回転速度（第１のローラ１１の回転速度Ｎ１）及び第２のモータ１２ａの回転速度（第２のローラ１２の回転速度Ｎ２）は制御装置２０により制御される。
【００１５】
図１及び図２に示すように、不織布Ｓの搬送経路における第１のローラ１１の上流側には、不織布Ｓを帯電させる周知の帯電装置５０が設けられている。
また、第１のローラ１１と第２のローラ１２との間であってこれらローラ１１、１２よりも下方には台１４が設けられており、同台１４には例えば鉄などの金属材料によって形成されたプレート１５が固設されている。従って、プレート１５の上面１６と、帯電された不織布Ｓとの間には静電気による吸引力が生じる。
【００１６】
また、台１４上における第１のローラ１１の直下には、プレート１５の上面１６と不織布Ｓとの接触状態を検出するための非接触式のセンサ２１が設けられている。
図２に示すように、センサ２１はレーザ光式の変位センサであり、不織布Ｓの幅方向（図２の左右方向）における中央位置に設けられている。センサ２１は同センサ２１から不織布Ｓまでの水平方向の距離（以下、距離Ｘと称する。）を検出し、同距離Ｘに応じた出力電圧Ｅを制御装置２０に出力する。すなわち、図４に示すように、本実施形態のセンサ２１は、センサ２１から不織布Ｓまでの距離Ｘが長くなるほど、制御装置２０に対して高い出力電圧Ｅを出力する。
【００１７】
制御装置２０は、第１のローラ１１の回転速度Ｎ１を一定速度とする一方、センサ２１の検出結果、すなわちセンサ２１により検出された距離Ｘに応じて、プレート１５の上面１６に不織布Ｓが接触するように、第２のローラ１２の回転速度Ｎ２をフィードバック制御する。
【００１８】
図３に示すように、第１のローラ１１の回転速度Ｎ１が一定速度とされる状況下においては、第２のローラ１２の回転速度Ｎ２が変更されることに伴って第１のローラ１１と第２のローラ１２との間における不織布Ｓの弛み度合が変化する。すなわち、第２のローラ１２の回転速度Ｎ２が大きくされるほど、同図に実線、二点鎖線、及び破線の順に示すように、不織布Ｓの弛み度合が小さくなり、センサ２１から不織布Ｓまでの距離Ｘが長くなる。また、第２のローラ１２の回転速度Ｎ２が小さくされるほど、同図に破線、二点鎖線、及び実線の順に示すように、不織布Ｓの弛み度合が大きくなり、センサ２１から不織布Ｓまでの距離Ｘが短くなる。このようにして、第２のローラ１２の回転速度Ｎ２に応じて第１のローラ１１と第２のローラ１２との間における不織布Ｓの弛み度合が変化するとともに、センサ２１から不織布Ｓまでの距離Ｘが変化する。
【００１９】
次に、図５を参照して、第２のローラ１２の回転速度制御の実行手順について説明する。なお、図５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５に示すように、この一連の処理では、まず、制御装置２０はセンサ２１からの出力電圧Ｅを読み込む（ステップＳ１）。
【００２０】
そして、次に、制御装置２０は、ステップＳ２に進み、読み込まれた出力電圧Ｅが第２の所定電圧Ｅ２よりも大きい否か、すなわちセンサ２１から不織布Ｓまでの距離Ｘが第２の所定値Ｘ２よりも大きいか否かを判断する。その結果、肯定判断された場合（ステップＳ２：「ＹＥＳ」）には、不織布Ｓの弛み度合が小さく、プレート１５の上面１６に不織布Ｓが接触している状態を維持することができないとして、次に、ステップＳ３に進む。ステップＳ３において、制御装置２０は、第２のローラ１２の回転速度Ｎ２がそれまでの速度よりも遅くなるように第２のモータ１２ａを制御して、この一連の処理を一旦終了する。
【００２１】
一方、ステップＳ２において否定判断された場合（ステップＳ２：「ＮＯ」）には、次に、制御装置２０は、ステップＳ４に進み、読み込まれた出力電圧Ｅが第１の所定電圧Ｅ１よりも小さい否か、すなわちセンサ２１から不織布Ｓまでの距離Ｘが第１の所定値Ｘ１よりも小さいか否かを判断する。その結果、肯定判断された場合（ステップＳ４：「ＹＥＳ」）には、不織布Ｓの弛み度合が過度に大きいとして、次に、ステップＳ５に進み、制御装置２０は第２のローラ１２の回転速度Ｎ２がそれまでの速度よりも速くなるように第２のモータ１２ａを制御して、この一連の処理を一旦終了する。
【００２２】
また、ステップＳ４において否定判断された場合（ステップＳ４：「ＮＯ」）には、不織布Ｓの弛み度合が適度な範囲内にあり、プレート１５の上面１６に不織布Ｓが接触している状態を維持することができているとして、制御装置２０は第２のローラ１２の回転速度Ｎ２を変更することなく、この一連の処理を一旦終了する。
【００２３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
ところで、発明者は、まず、不織布Ｓをプレート１５に接触させることなく、第１のローラ１１と第２のローラ１２との間における不織布Ｓの弛み量を非接触式のセンサによって検出し、この弛み量が所定量となるように第２のローラ１２の回転速度Ｎ２をフィードバック制御することを考えた。この場合、これらローラ１１、１２の回転速度Ｎ１、Ｎ２を同期させることなく、不織布Ｓを搬送する際に皺や伸びが発生することを抑制することができると考えられる。しかしながら、製造装置３０からの熱風によって不織布Ｓが不規則に揺れてしまい、不織布Ｓの弛み量を精度良く検出することが困難である。
【００２４】
帯電装置５０によって帯電された状態の不織布Ｓがプレート１５の上面１６に近接すると、同上面１６と不織布Ｓとの間に作用する静電気力によって同上面１６に不織布Ｓが吸引される。
【００２５】
また、プレート１５の上面１６と不織布Ｓとの接触状態がセンサ２１により検出され、プレート１５の上面１６に不織布Ｓが接触するように、第２のローラ１２の回転速度Ｎ２がフィードバック制御される。このように、プレート１５の上面１６に不織布Ｓが接触しながら、不織布Ｓが搬送されることとなるため、同上面１６によって不織布Ｓの一部が支えられることで同不織布Ｓの姿勢が安定する。このため、製造装置３０からの熱風によって第１のローラ１１と第２のローラ１２との間の不織布Ｓが揺れることが抑制され、不織布Ｓの弛み度合を精度良く把握することができる。このことにより、第２のローラ１２の回転速度Ｎ２を適切に設定することが可能となる。
【００２６】
以上説明した本実施形態に係るシート材料の搬送装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）搬送装置１０は、不織布Ｓの搬送経路に設けられる第１のローラ１１と、搬送経路において第１のローラ１１の下流側に設けられる第２のローラ１２と、を備えている。また、第１のローラ１１と第２のローラ１２との間には、これらローラ１１、１２よりも下方に位置するプレート１５の上面１６と不織布Ｓとの接触状態を検出するセンサ２１が設けられている。搬送装置１０は、プレート１５の上面１６に不織布Ｓが接触するように、センサ２１の検出結果に基づいて第２のローラ１２の回転速度Ｎ２をフィードバック制御する制御装置２０を備えている。
【００２７】
こうした構成によれば、プレート１５の上面１６に不織布Ｓが接触しながら、不織布Ｓが搬送されることとなるため、同上面１６によって不織布Ｓの一部が支えられることで同不織布Ｓの姿勢が安定し、製造装置３０からの風によって第１のローラ１１と第２のローラ１２との間の不織布Ｓが揺れることが抑制される。このことにより、不織布Ｓの弛み度合を精度良く把握することができ、第２のローラ１２の回転速度Ｎ２を適切に設定することが可能となる。従って、ヤング率の低い不織布Ｓであっても、皺や伸びが発生することを抑制しつつ同不織布Ｓを搬送することが容易にできる。
【００２８】
（２）不織布Ｓの搬送経路におけるプレート１５の上面１６よりも上流側には、不織布Ｓを帯電させる帯電装置５０が設けられている。プレート１５は同上面１６と帯電された不織布Ｓとの間に静電気による吸引力を生じさせる金属材料により形成されている。
【００２９】
こうした構成によれば、帯電装置５０によって帯電された状態の不織布Ｓとプレート１５の上面１６との間に作用する静電気力によって不織布Ｓが同上面１６に吸引される。このため、不織布Ｓの姿勢を一層安定させることができる。
【００３０】
（３）センサ２１はレーザ光式のセンサであるため、プレート１５の上面１６と不織布Ｓとの接触状態をセンサ２１により非接触にて検出することができる。従って、センサ２１による検出に起因して不織布Ｓに皺や伸びが発生することを回避することができる。
【００３１】
（４）センサ２１は同センサ２１から不織布Ｓまでの距離Ｘを検出するものである。制御装置２０は、センサ２１により検出された距離Ｘに応じて、プレート１５の上面１６に不織布Ｓが接触するように、第２のローラ１２の回転速度Ｎ２をフィードバック制御する。
【００３２】
こうした構成によれば、センサ２１から不織布Ｓまでの距離Ｘがセンサ２１により検出されることで、同距離Ｘに基づいて不織布Ｓの姿勢、すなわち不織布Ｓの弛み度合を把握することができる。このため、不織布Ｓの弛み度合に基づいてプレート１５の上面１６と不織布Ｓとの接触状態を容易に把握することができる。
【００３３】
（５）制御装置２０は第１のローラ１１の回転速度Ｎ１を一定速度とする一方、センサ２１の検出結果に基づき第２のローラ１２の回転速度Ｎ２をフィードバック制御するものである。
【００３４】
こうした構成によれば、第１のローラ１１の回転速度Ｎ１が一定速度とされ、プレート１５の上面１６と不織布Ｓとの接触状態に基づき、同上面１６に不織布Ｓが接触している状態が維持されるように第２のローラ１２の回転速度Ｎ２のみがフィードバック制御される。このため、第１のローラ１１の回転速度Ｎ１及び第２のローラ１２の回転速度Ｎ２の双方をフィードバック制御するものに比べて各ローラ１１、１２の回転速度制御を全体として容易に行なうことができる。
【００３５】
＜変形例＞
なお、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。
【００３６】
・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フィードバック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とする一方、センサの検出結果に基づき第１のローラの回転速度をフィードバック制御するようにしてもよい。
【００３７】
・上記実施形態では、第１のローラ１１と第２のローラ１２とが互いに同一の高さとされている構成について例示したが、第１のローラと第２のローラとが互いに異なる高さとされるものとすることできる。
【００３８】
・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プレート１５の上面１６と不織布Ｓとの接触状態を検出するようにしてもよい。この場合、例えば各ローラ１１、１２の軸に沿った方向から不織布Ｓの軌跡を画像として検出する要にすることが好ましい。
【００３９】
・上記実施形態では、不織布Ｓの搬送経路における第１のローラ１１よりも上流側に帯電装置５０を設けたが、第１のローラ１１とプレート１５の上面１６との間に帯電装置を設けるようにすることもできる。また、第１のローラに帯電装置を内装することもできる。
【００４０】
・上記実施形態では、プレート１５の上面１６と不織布Ｓとの間に生じる静電気による吸引力を利用して不織布Ｓを同上面１６に向けて吸引させるようにしたが、吸引手段の構成はこれに限られるものではない。例えば、図６に示すように、第１のローラ１１と第２のローラ１２との間であってこれらローラ１１、１２よりも下方に、メッシュ状のプレート１１５を設け、同プレート１１５の直下に不織布Ｓを下方に向けて吸引する真空吸引装置１１７を設けるようにしてもよい。この場合、上記実施形態において例示したプレート１５や帯電装置５０が不要となる。
【００４１】
・上記実施形態及び変形例では、不織布Ｓをプレート１５の上面１６やプレート１１５の上面に向けて吸引する吸引手段を備える搬送装置について例示したが、本発明はこれらに限られるものではなく、こうした吸引手段を備えていないものであってもよい。この場合であっても、第１のローラ１１と第２のローラ１２との間に位置するとともにこれらローラ１１、１２よりも下方に位置する面に不織布Ｓが接触しながら、同不織布Ｓが搬送されることとなるため、上記面によって不織布Ｓの一部が支えられることで同不織布Ｓの姿勢が安定する。このため、例えば工場内で発生する風によって第１のローラ１１と第２のローラ１２との間の不織布Ｓが揺れることが抑制される。
【００４２】
・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。
【符号の説明】
【００４３】
１０…搬送装置、１１…第１のローラ、１１ａ…第１のモータ、１２…第２のローラ、１２ａ…第２のモータ、１４…台、１５、１１５…プレート、１６…上面、２０…制御装置（制御部）、２１…センサ、３０…製造装置、４０…巻き取り装置、５０…帯電装置、１１７…真空吸引装置、Ｓ…不織布。
【図１】
2015058989.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015058989.tif 000006
【図５】
2015058989.tif 000007
【図６】
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