(57)【要約】【課題】不織布の欠点検出において、不織布を破壊することなく、正確にピンホール等の欠点検出をするための装置を提供することにある。【解決手段】電圧及び荷重をかけた２本の導電性ローラの間に不織布を通して搬送しながら両導電性ローラの間に流れる電流を測定する不織布用欠点検出装置であって、少なくとも一方の導電性ローラが導電性弾性ローラであることを特徴とする不織布用欠点検出装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧及び荷重をかけた２本の導電性ローラの間に不織布を通して搬送しながら両導電性ローラの間に流れる電流を測定する不織布用欠点検出装置であって、少なくとも一方の導電性ローラが導電性弾性ローラであることを特徴とする不織布用欠点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布用欠点検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
不織布は、用途に応じて様々な細孔径のものが生産されている。例えば不織布を電池やコンデンサなどに用いられる電気化学素子用不織布セパレータ（以下、「セパレータ」と略記する場合がある）として用いる場合には、細孔径が大きすぎると、電極間が短絡してセパレータとしての役割を果たさず、逆に細孔径が小さすぎると、イオンが移動しにくくなり、抵抗が高くなってしまうため、適切な細孔径を設定する必要がある。適切な細孔径は、組み込まれる電気化学素子によって数十μｍから数百ｎｍと異なる。また、不織布をフィルターとして用いる場合、一定以上の大きさの粒子を通さない設計が求められるが、細孔径が小さすぎると、フィルタリングが遅くなったり、目が詰まりやすくなったりする。これらの用途では、設定した最大細孔径よりも大きな穴（ピンホール）や傷などの欠点があると、セパレータやフィルターとしての機能を果たさないため、製品出荷前に欠点がないかを検査する必要がある。
【０００３】
欠点検出方法としては、絶縁紙の場合、金属板と金属ローラの間に電圧をかけて抵抗値変化を見る方法がある（例えば、非特許文献１参照）。これは、導電性異物の有無を試験する方法であり、表面に穴が空いていても欠点として検出することはできない。他の欠点検出方法として、シート又はウェブに光を当てて透過光を検出する方法があるが（例えば、特許文献１〜２参照）、不織布の場合、厚みムラによって正確な検出ができなかったり、透明化した繊維の部分も欠点として検出したりしてしまう問題があった。細孔径分布を測定できる装置もあるが、測定部分を切り出す必要がある上、測定可能な面積が狭く、また、破壊検査となることから、製品全体の欠点検査をすることはできないといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１３８７４０号公報
【特許文献２】特開平０３−１１１７４７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日本工業規格Ｃ２３００−２（２０１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みたものであって、不織布を破壊することなく、正確にピンホール等の欠点検出をするための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】
上記課題を解決するために鋭意研究した結果、
電圧及び荷重をかけた２本の導電性ローラの間に不織布を通して搬送しながら、両導電性ローラの間に流れる電流を測定する不織布用欠点検出装置であって、少なくとも一方の導電性ローラが導電性弾性ローラであることを特徴とする不織布用欠点検出装置、
を見出した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の不織布用欠点検出装置により、不織布を破壊することなく、正確に欠点の有無及び長さ方向の位置を検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の不織布用欠点検出装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の不織布用欠点検出装置における導電性ローラと被試験不織布との位置関係を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の不織布用欠点検出装置の一例を示す概略図である。図１において、欠点検出装置は、２本の導電性ローラ２と導電性ローラ３が被試験不織布１を挟み込んでおり、導電性ローラ２と導電性ローラ３の間に電圧を印可するための電源４と、導電性ローラ２と導電性ローラ３の間に流れる電流を測定するための電流計５、導電性ローラ２と導電性ローラ３の間に荷重をかけるための加圧装置６、アンリーラ７とリーラ８、搬送ローラ９、欠点箇所付近にマーキングするマーキング装置１０からなる。本発明は、２本の導電性ローラ２と導電性ローラ３のうち、少なくともいずれか一方の導電性ローラが導電性弾性ローラであることを特徴とする。
【００１１】
図２は、被試験不織布１と導電性ローラ２、導電性ローラ３の位置関係を示す概略図である。符号１１は導電性ローラ２の導電性部分であり、斜線で示した符号１２は導電性ローラ２の絶縁部分を示す。少なくとも導電性ローラ２には、図２のように、両端に絶縁部分１２を設けることが好ましい。この際、被試験不織布１の幅は、導電性ローラ２の導電性部分１１よりも広い必要がある。被試験不織布１の幅が導電性ローラ２の導電性部分１１よりも狭い場合、導電性ローラ２と導電性ローラ３が直接接触し、欠点の有無に関わらず電流が流れてしまうためである。導電性ローラ２に絶縁部分１２を設けずに被試験不織布１の幅を導電性ローラ２より広くしても良いが、導電性ローラ２のエッジによって被試験不織布１が損傷する場合があるため、前記の両端に絶縁部分１２を設ける方法が好ましい。
【００１２】
導電性弾性ローラの材質としては各種導電性ゴムを用いることができる。導電性ゴムの例としては、導電性カーボンブラック又は金属粉末を配合した天然ゴムや合成ゴム、シリコンゴム等が挙げられる。導電性弾性ローラを使用することで、荷重によって導電性弾性ローラが被試験不織布の細孔に入り込み、反対側の導電性ローラと接触して電流が流れるため、欠点の検出が可能となる。２本とも導電性硬質ローラを使用した場合、欠点があっても電流が流れず欠点を検出することができないか、導電性弾性ローラを用いた場合より大きな荷重が必要となり、被試験不織布の厚みや形状を変えてしまうことがある。
【００１３】
導電性硬質ローラとしては金属ローラが好ましい。金属ローラの材質としては、ステンレス、炭素鋼、アルミ、チタン等が、長期にわたり安定した強度を維持できる点でより好適である。導電性硬質ローラを用いた場合、導電性弾性ローラを２本用いた場合に比べて同じ大きさの欠点を検出するには大きな荷重が必要となる。しかし、細孔径の大きい不織布を試験する場合など、導電性弾性ローラ２本では検出したい欠点と正常部分との差が明確にならない場合には、一方の導電性ローラとして導電性硬質ローラを用いることで欠点検出の精度を上げることができる。
【００１４】
導電性ローラ２と導電性ローラ３の軸受け間は、絶縁されている必要がある。絶縁されていない場合、軸受けを通して電流が流れ、被試験不織布１の欠点が正確に検出できなくなるためである。
【００１５】
本発明に用いる加圧装置６としては、例えばバネなどを用いて一定荷重をかける他に、エアシリンダー、油圧シリンダーなどを用いた荷重装置を用いることができる。加圧装置は同時に荷重測定ができるものが望ましい。なお、図１では、加圧装置６は導電性ローラ３の下に位置しているが、導電性ローラ２と導電性ローラ３の間に荷重をかけ、かつその荷重が測定できるものであれば、どのような形状でも良いし、設置位置も任意に選択できる。
【００１６】
本発明の不織布用欠点検出装置を用いた不織布の欠点検査方法の一例を、図１の欠点検出装置を用いて示すと以下のようになる。まず、被試験不織布１はアンリーラ７から引き出され、導電性ローラ２と導電性ローラ３の間に通される。このとき、導電性ローラ２と導電性ローラ３が直接接触しないよう、被試験不織布１の幅は、導電性ローラ２と導電性ローラ３のうち少なくとも一方の導電性部分１１よりも広くする。被試験不織布１は搬送ローラ９に通され、リーラ８で巻き取られる。被試験不織布１を搬送しながら、加圧装置６で導電性ローラ２と導電性ローラ３の間に荷重をかける。電源４によって導電性ローラ２と導電性ローラ３の間に一定電圧をかけ、電流計５で導電性ローラ２と導電性ローラ３の間に流れる電流の変化を見ることで、被試験不織布１の欠点の有無を知ることができる。電流計５が一定以上の値を示した場合、すなわち欠点が検出された場合、欠点が検出された箇所が記録される。欠点箇所は電子的に記録される他、図１のように、マーキング装置１０を設置した場合、欠点箇所付近の耳側にラベルが貼られる、マーカーがひかれるなどの処理がなされる。その他の欠点検出時における処理の例としては、警告音を鳴らすなどが挙げられる。
【００１７】
被試験不織布１の搬送速度、導電性弾性ローラの硬度、かける荷重は、検出したい欠点の大きさによって被試験不織布ごとに調整する。細孔径が大きい不織布の場合、検出したい欠点も大きくなるため、導電性弾性ローラの硬度を上げるか、かける荷重を小さくする。細孔径が小さい不織布の場合、検出したい欠点も小さくなるため、導電性弾性ローラの硬度を下げるか、かける荷重を大きくする。細孔径が同じでも、厚い不織布の場合は、薄い不織布よりも導電性弾性ローラの硬度を下げるか、かける荷重を大きくする必要がある。また、搬送速度が速いほど検出感度は下がるため、導電性弾性ローラの硬度やかける荷重によって調整する必要がある。
【実施例】
【００１８】
以下、図１を用いて、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【００１９】
試験に使用した被試験不織布１である不織布Ａ〜Ｅの坪量、厚み、密度、透気度、最大細孔径を表１に示す。不織布の坪量はＪＩＳ  Ｐ８１２４に規定された方法により測定された値を意味する。厚み及び密度はＪＩＳ  Ｐ８１１８に規定された方法により測定した値を意味する。最大細孔径はＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定されるバブルポイント法に準拠し、Ｐｏｒｏｕｓ  Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ，  ＩｎｃのパームポロメーターＣＦＰ−１５００Ａを用いて測定した。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
＜本発明による欠点検出装置を用いた不織布の欠点検出方法＞
（実施例１）
２本の導電性ローラ２及び３として、硬度ショアーＡ５０の導電性弾性ローラ２本を使用した。２本の導電性ローラ２及び３の間に電源４によって２．５Ｖの電圧を加え、両導電性ローラ２及び３の間に流れる電流を電流計５で測定しながら、加圧装置６で荷重をかけた。被試験不織布１は分速１０ｍでアンリーラ７から引き出し、リーラ８で巻き取った。両導電性ローラ２及び３の間に流れる電流が１０μＡ以上になったところで導通したと判断し、これを欠点とみなし、欠点箇所（位置）と荷重（導通荷重）を記録した。
【００２２】
（実施例２）
導電性ローラ２として硬度ショアーＡ５０の導電性弾性ローラを、導電性ローラ３としてステンレス製ローラを使用した以外は、実施例１と同じ方法で試験を行った。
【００２３】
（比較例１）
２本の導電性ローラ２及び３として、導電性弾性ローラの替わりに、ステンレス製ローラを用いた他は、実施例１と同じ方法で試験を行った。
【００２４】
＜欠点のある不織布の作製＞
表１の不織布Ａ〜Ｅに針の先を押し当てて大きさの異なる欠点を作り、これらを実施例１、実施例２、比較例１の欠点検出装置にかけた。欠点の大きさと導通荷重を表２に示す。欠点の大きさは光学顕微鏡又は走査型電子顕微鏡で確認した。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
実施例１では、不織布Ｂ〜Ｅにおいて、大きさが最大細孔径の２倍以上の欠点がある場合と欠点なしの場合とで、導通荷重に充分な差が見られたことから、この間の荷重を設定することで、大きさが最大細孔径の２倍以上の欠点を検出することができた。しかし、最大細孔径の大きい不織布Ａでは、大きさが最大細孔径の２倍の欠点があった場合の導通荷重が、欠点なしの場合の導通荷重と変わらないため、実施例１では大きさが最大細孔径の２倍の欠点を検出できなかった。
【００２７】
実施例２では、不織布Ａ〜Ｅにおいて、大きさが最大細孔径の２倍以上の欠点がある場合と欠点なしの場合とで、導通荷重に充分な差が見られたことから、この間の荷重を設定することで、大きさが最大細孔径の２倍以上の欠点を検出することができた。しかし、不織布Ｃ〜Ｅにおいては、荷重によって試験後に不織布の変形が起きていたため、本発明の目的である非破壊の欠点検出とはならなかった。不織布Ｄでは、最大細孔径の５倍及び１０倍の欠点があった場合の試験でも、試験後の不織布の変形が起きていたことから、不織布Ｄのような最大細孔径の小さい不織布の欠点検出には、実施例２よりも実施例１が好ましい。
【００２８】
比較例１では、不織布Ｂ〜Ｅで大きさが最大細孔径の１０倍の欠点があり、加圧装置の最大荷重をかけても、導通せず、欠点を検出できなかった。不織布Ａで、大きさが最大細孔径の１０倍の欠点がある場合のみ、最大荷重に至る前に導通したが、荷重により不織布Ａが変形したことから、比較例１は本発明の目的である非破壊の欠点検出とはならなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の活用例としては、不織布、とりわけセパレータの生産・開発における欠点の検査が好適である。
【符号の説明】
【００３０】
１  被試験不織布
２  導電性ローラ
３  導電性ローラ
４  電源
５  電流計
６  加圧装置
７  アンリーラ
８  リーラ
９  搬送ローラ
１０  マーキング装置
１１  導電性部分
１２  絶縁部分
【図１】
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【図２】
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