(57)【要約】【課題】極細繊維フェルトを、型くずれや途中で切れてしまうことなく巻き取ることのできる巻き取り装置を提供する。【解決手段】極細繊維フェルトをベルトにのせ搬送するベルトコンベア装置と、前記ベルトの上方に設けられた、自力駆動しない巻き取りローラーと、前記巻き取りローラーを前記ベルト側へ押さえつける加圧手段とを備え、前記ベルトと前記巻き取りローラーとの間に前記極細繊維フェルトを挟み込み、前記ベルトにより搬送されるフェルトと、前記加圧手段によりベルト側へ押さえつけられた前記巻き取りローラーとの接触抵抗により前記巻き取りローラーを前記コンベア装置の搬送速度と同期させて回転させることにより、前記フェルトの厚みを圧縮しながら前記巻き取りローラーに前記フェルトを巻き取る巻き取り装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極細繊維フェルトをベルトにのせ搬送するベルトコンベア装置と、
前記ベルトの上方に設けられた、自力駆動しない巻き取りローラーと、
前記巻き取りローラーを前記ベルト側へ押さえつける加圧手段とを備え、
前記ベルトと前記巻き取りローラーとの間に前記極細繊維フェルトを挟み込み、前記ベルトにより搬送されるフェルトと、前記加圧手段によりベルト側へ押さえつけられた前記巻き取りローラーとの接触抵抗により前記巻き取りローラーを前記コンベア装置の搬送速度と同期させて回転させることにより、前記フェルトの厚みを圧縮しながら前記巻き取りローラーに前記フェルトを巻き取る巻き取り装置。
【請求項２】
請求項１記載の巻き取り装置において、
前記加圧手段は、巻き取りフェルト半径が大きくなるに従い、ベルト側への加圧力が大きくなるように構成されていることを特徴とする巻き取り装置。
【請求項３】
請求項２記載の巻き取り装置において、
前記加圧手段は、前記コンベア装置本体と前記巻き取りローラーの回転軸とを、前記巻き取りローラーが少なくとも上下方向に自在に変位可能なように支持する支持部材と、
前記支持部材を介して前記巻き取りローラーを前記ベルト側に付勢する、弾性部材と、を有することを特徴とする巻き取り装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の巻き取り装置において、
前記巻き取りローラーの巻き取った巻き取りフェルトの全厚を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した厚み情報に基づいて、前記加圧手段のフェルトを加圧する力を調節する加圧力調節手段と、をさらに備えたことを特徴とする巻き取り装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４いずれかに記載の巻き取り装置において、
前記フェルトの厚みを元の厚みの１０〜５０％に圧縮することを特徴とする巻き取り装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５いずれかに記載の巻き取り装置において、
前記極細繊維フェルトが、直径５μｍ以下の極細炭素繊維からなるフェルトであることを特徴とする巻き取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェルトの巻き取り装置に関し、さらに詳しくは極細繊維フェルトを巻き取り途中で切れることなく巻き取ることのできる巻き取り装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
極細繊維フェルトは、保温性、断熱性、遮音性に優れ、特に極細炭素繊維フェルトは不燃性であるため、壁材、クッション材等に使用が期待されている。
【０００３】
このような極細炭素繊維フェルトは、例えばピッチ系炭素繊維フェルトの場合、紡糸工程、不融化工程、炭化工程、開繊工程及びバインダー樹脂溶液噴霧工程を経て製造される（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、このフェルトは、フェルトを構成する繊維の径が極細（直径５μｍ以下）であるため、嵩密度が非常に低く、嵩張る（嵩密度約３〜１０ｋｇ／ｍ３）。したがって取扱性が低く、輸送コストが高くなるという問題があった。このため、ダンサーローラー式の巻き取り装置を用いてフェルトを圧縮しつつ巻き取り、圧縮巻き取りフェルトとなして輸送することが行われている。
【０００４】
図３にダンサーローラー式の巻き取り装置の模式図を示す。この装置は、フェルト１５に張力をかける上下に移動可能なダンサーローラー１１と、フェルト１５を巻き取る巻き取りローラー１２と、巻き取りローラー１２との間にフェルトを挟み込みフェルト１５を圧縮する押圧ローラー１３と、フェルト１５を引き取る引き取りローラー１４とを備えている。この巻き取り装置では、中細以上の繊維からなるフェルトであれば、巻き取りを良好に行うことができる。しかしながら、繊維径が５μｍ以下の極細繊維からなるフェルトであると、繊維が細いため切れやすく、また、繊維同士の絡まり合いがほどけやすいため、巻き取りに際して加えられる引っ張り力（例えばダンサーローラー１１の張力）によりフェルトが切れてしまう。したがって、ダンサーローラー式の巻き取り装置を用いると、巻き取りに際して生じる引っ張り力によって、巻き取り途中にフェルト１５を構成する極細繊維の一部が切れたり、繊維同士の絡まり合いがほどけたりして、フェルトの品質の低下や、フェルト切れが生じる。このため、従来の装置では、極細繊維からなるフェルトを品質劣化を招くことなく連続的に巻き取ることができない。
なお、従来のダンサーローラー式の巻き取り装置に関する技術としては、例えば次に示す技術がある（例えば特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２８５４５７号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４０６５１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の事情に鑑みなされたものであって、極細繊維フェルトを品質の低下やフェルト切れを生じさせることなく、連続的に巻き取ることのできる巻き取り装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、極細繊維フェルトをベルトにのせ搬送するベルトコンベア装置と、前記ベルトの上方に設けられた、自力駆動しない巻き取りローラーと、前記巻き取りローラーを前記ベルト側へ押さえつける加圧手段とを備え、前記ベルトと前記巻き取りローラーとの間に前記極細繊維フェルトを挟み込み、前記ベルトにより搬送されるフェルトと、前記加圧手段によりベルト側へ押さえつけられた前記巻き取りローラーとの接触抵抗により前記巻き取りローラーを前記コンベア装置の搬送速度と同期させて回転させることにより、前記フェルトの厚みを圧縮しながら前記巻き取りローラーに前記フェルトを巻き取る巻き取り装置である。
【０００８】
上記構成によると、コンベア装置のベルトと巻き取りローラーとの間にフェルトを挟み込み、ベルトにより搬送されるフェルトとフェルトに加圧力を加える前記巻き取りローラーとの接触抵抗によって、自力駆動しない巻き取りローラーをコンベア装置の搬送速度と同期させて回転させ、この回転力によってベルト上のフェルトを巻き取る。したがって、フェルト自体には全く引っ張り力がかからないので、巻き取り時にフェルトを構成する極細繊維の一部が切れたり、繊維同士の絡まり合いがほどけたりすることがない。よって、上記構成であると品質を劣化させることなくフェルトを連続して巻き取ることができる極細繊維フェルトの巻き取り装置を実現することができる。
【０００９】
さらに、上記構成では、加圧手段によって巻き取りローラーをフェルトに押さえつけつつ巻き取るので、嵩高い極細繊維フェルトが圧縮された、コンパクトな巻き取りフェルトとなる。したがって上記構成の装置によると、極細繊維フェルトの取扱性の向上や、輸送コストの低減という効果が得られる。
【００１０】
上記構成において、前記加圧手段は、巻き取りフェルト半径が大きくなるに従い、ベルト側への加圧力が大きくなるように構成されている、とすることができる。
【００１１】
フェルトの巻き取りが進むと、圧縮されて巻き取られたフェルトの復元力が強くなり、ベルトと巻き取りローラーに巻き取られるフェルトとの接点近傍においても、フェルトとベルトとが接触してしまう。この結果、接触面積が増大し、単位面積あたりの加圧力が減少する。また、巻き取りローラーによるフェルトの巻き取りが進むと、圧縮されて巻き取られたフェルトの反発力が強くなる。この反発力は、フェルトに加えられる加圧力と反対方向に作用するので、実質的にフェルトに加えられる加圧力が小さくなる。上記２つの作用が合わさる結果、巻き取りが進むほど、巻き取りフェルトの圧縮率〔１００×（元の厚み−圧縮後の厚み）／元の厚み〕が低下する。しかし、上記構成では、巻き取りフェルトの半径が大きくなるに従い、前記加圧手段がフェルトを加圧する力が大きくなるように構成されているため、巻き取りの進行により圧縮率が低下して嵩高い巻き取りフェルトとなることを防止できる。
【００１２】
また、上記構成において、前記加圧手段は、前記コンベア装置本体と前記巻き取りローラーの回転軸とを、前記巻き取りローラーが少なくとも上下方向に自在に変位可能なように支持する支持部材と、前記支持部材を介して前記巻き取りローラーを前記ベルト側に付勢する弾性部材と、を有する構成とすることができる。
【００１３】
上記構成では、巻き取りフェルトの半径が大きくなるに伴い、巻き取りローラーの回転軸の位置が初期の位置よりも上方に移動する。巻き取りローラーの回転軸の位置が上方に移動すると、弾性部材がより強く引っ張られた状態になるので、その反作用としてベルト側への付勢力が強くなる。この結果、より強い加圧力がフェルトに作用するので、弾性部材の弾性力を調整することにより、一定の圧縮率でフェルトを巻き取ることができる。
【００１４】
上記構成において、前記巻き取りローラーの巻き取った巻き取りフェルトの全厚を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した厚み情報に基づいて、前記加圧手段のフェルトを加圧する力を調節する加圧力調節手段と、をさらに備えた構成、とすることができる。
【００１５】
上記で説明したように、極細繊維フェルトを圧縮した場合、通常、その反発力によって巻き取りフェルトの外側ほど、フェルトの圧縮率が低下することになるが、上記構成によると、巻き取りフェルトの全厚を検出する検出手段の検出結果に基づいて、加圧力調整手段が、フェルトに加える加圧力を調節するので、圧縮率の一定な巻き取りフェルトを作製することができる。
【００１６】
上記構成において、前記フェルトの厚みを元の厚みの１０〜５０％に圧縮しつつ巻き取る構成、とすることができる。
【００１７】
圧縮後のフェルトの厚みが元の厚みの５０％以下であると、それに伴う輸送コストの低減の効果が大きくなる。他方、圧縮後のフェルトの厚みが元の厚みの１０％未満であると、圧縮後の厚みが過小であるため、極細繊維フェルトとして使用する際、元の厚みまで復元せず、極細繊維フェルトの品質の低下を招く。このため、フェルトの圧縮の程度を上記範囲内に規制するのが好ましい。より好ましくは、元の厚みの１５〜４０％に圧縮することであり、さらに好ましくは元の厚みの２０〜３０％に圧縮することである。
【００１８】
上記構成において、前記極細繊維フェルトが、直径５μｍ以下の極細炭素繊維からなるフェルトである、とすることができる。
【００１９】
極細炭素繊維フェルトは、嵩高く、圧縮反発力が大きい一方、巻き取り時に引っ張り力が加わるとフェルトの絡まり合いがほどけたり、型くずれするといった性質を持っている。しかし、このような極細炭素繊維フェルトに上述した構成の巻き取り装置を適用すると、一層顕著な作用効果が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は下記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することができる。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態に係る極細繊維からなるフェルトの巻き取り装置である。
【００２２】
図１に示すように、本発明による巻き取り装置は、ベルトコンベア装置１と、巻き取りローラー２とを備えており、この巻き取りローラー２の回転軸３とベルトコンベア装置１のコンベア装置本体１０２とを、巻き取りローラー２が少なくとも上下方向に自在に変位可能なように支持する支持部材４と、支持部材４を介して巻き取りローラー２をベルト１０１側に付勢する弦巻バネからなる弾性部材５とからなる加圧手段をさらに備えている。
【００２３】
ここで、極細繊維フェルト６はベルトコンベア装置１によって運搬され、ベルト１０１と加圧手段によりベルト側に付勢された巻き取りローラー２との間に挟み込まれ、フェルトの厚みが５０％以下に圧縮される。そして、ベルト１０１側に付勢された巻き取りローラー２と搬送されるフェルト６との接触抵抗により、巻き取りローラー２がベルト１０１の搬送速度と同期して回転し、この回転によって巻き取りローラー２に圧縮されたフェルト６が巻き取られる。
【００２４】
また、巻き取りが進むにつれて巻き取りフェルトの半径が大きくなり、支持部材４に支持されている巻き取りローラー２の回転軸３が上方へと移動し、それに伴い弾性部材５が引き延ばされる。その結果、弾性部材５の引張力が大きくなり、巻き取りローラー２がフェルト６を押さえつける力が大きくなる。これにより、圧縮されたフェルトの反発力によって巻き取りフェルトの内側から外側に向って徐々に圧縮率が低下するという不具合を防止できる。
【００２５】
（実施例１）
図１に示す巻き取り装置を用いて、嵩密度５ｋｇ／ｍ３、幅１ｍ、厚み２５ｍｍのピッチ系極細炭素繊維フェルト（繊維径２μｍ×繊維長さ５ｍｍ）を、１ｍ／ｍｉｎ、元の厚みの３３．３％に圧縮しながら巻き取ったところ、２０ｍ以上連続して巻き取ることができた。
【００２６】
（比較例１）
図２に示す、ダンサーローラー１１の高さが一定となるように巻き取りローラー１２の回転を調整可能な巻き取り装置（萩原工業製ＦＳＷ−９３０）を用いて、ダンサーローラー１１の高さを一定に保ちながらフェルトを巻き取った以外は、上記実施例１と同様にしてフェルト１５の巻き取りを試みた。その結果、巻き取り途中にフェルト切れが生じてしまい、最大でも長さ５ｍしか巻き取ることができなかった。
【００２７】
実施例１、比較例１での巻き取り結果を下記表１に示す。
【００２８】
【表１】
2004244158.tif 000003
【００２９】
上記表１において、連続して２０ｍ以上巻き取れたものを◎、巻き取り途中にフェルト切れが生じたものを×と評価した。
【００３０】
上記表１に示すように、巻き取りローラーを用いた実施例１では、巻き取り途中にフェルトが切れてしまうことなく、２０ｍのフェルトを巻き取ることができた。他方、ダンサーローラーを用いた比較例１では巻き取り途中でフェルトが切れてしまい、最大でも５ｍしか巻き取ることができないことがわかった。
【００３１】
このことは、次のように考えられる。極細炭素繊維フェルトは、炭素繊維の繊維径が細いため、引っ張り力が加えられると切断しやすく、繊維同士の絡まり合いもほどけやすい。このため、図２に示すダンサーローラー式の巻き取り装置を用いた比較例１では、ダンサーローラー１１の張力によってフェルト１５が切断されたり、繊維同士の絡まり合いがほどけるため、フェルト切れやフェルトの型くずれが生じた。
【００３２】
他方、本発明による巻き取り装置を用いた実施例１では、巻き取りローラー２自体は自力駆動せず、搬送されるフェルト６との接触抵抗によりベルト１０１の搬送速度と同期して回転して、フェルト６を巻き取る構成であるので、巻き取りの際にフェルト６に全く張力がかからない。よって、極細繊維フェルトであっても巻き取りの際、型くずれしたり、フェルト切れが生じてしまうといったことがない。
【００３３】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例に巻き取りローラーの巻き取った巻き取りフェルトの半径を検出する検出手段と、巻き取りフェルトの半径とフェルトへの加圧力とにより定まるフェルトの圧縮率データが格納するデータ格納部と前記データ格納部のデータと前記検出手段の検出結果とを照合し、付加すべき加圧力を決定する処理部とを有する加圧力調節手段とをさらに備えた構成の巻き取り装置とすることができる。
【００３４】
このような構成の一態様を、図２に示す。実施例１で用いた巻き取り装置に、レーザーセンサー、超音波センサー等からなる検出手段２１を巻き取りローラー２の回転軸３に取り付ける。また、コンベア装置１本体の弾性部材取り付け部２３を上下に移動可能に設ける。そして検出手段２１は、レーザー光等をコンベア装置に取り付けられた反射部材に照射し、その反射光により回転軸とコンベア装置との距離を検出する。そして、その検出結果を加圧力調節手段２２に送り、加圧力調節手段２２はその検出結果を、反射部材とベルトとの距離によって補正して、巻き取りフェルトの半径を算出し、データ格納部に格納された圧縮率データと照合して付加すべき加圧力を決定する。そして、加圧力調節手段２２が、決定した加圧力がフェルトに加えられるように、弾性部材取り付け部２３を移動させて、弾性部材５の反発力を調節する。この構成であると、圧縮率が一定の巻き取りフェルトを得ることができる。
【００３５】
なお、上記実施例では弾性部材として弦巻バネを用いたが、これに限定されるものではなく、ゴム等を用いることもできる。また、巻き取りローラーをベルト側へ引きつける弾性部材の代わりに、巻き取りローラーをベルト側へ押さえつける加圧部材を用いることもできる。このような加圧部材としては、巻き取りローラーを加圧する油圧装置等が例示できる。
【００３６】
また、本発明に用いる極細繊維フェルトとしては、上記実施例で用いたピッチ系炭素繊維フェルト以外に、ＰＡＮ系炭素繊維フェルト等公知の炭素繊維フェルトが好適に用いられる。また炭素繊維以外の材料からなる極細繊維フェルトであってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
上記の結果から明らかなように、本発明によると、巻き取り途中で極細繊維フェルトの品質の低下や、フェルト切れを生じることのない巻き取り装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による巻き取り装置の模式図である。
【図２】本発明の他の形態に係る巻き取り装置の模式図である。
【図３】比較例に係るダンサーローラー式の巻き取り装置の模式図である。
【符号の説明】
１  ベルトコンベア装置
１０１  ベルト
１０２  コンベア装置本体
２  巻き取りローラー
３  回転軸
４  支持部材
５  弾性部材
６  フェルト
１１  ダンサーローラー
１２  巻き取りローラー
１３  押圧ローラー
１４  引き取りローラー
１５  フェルト
２１  検出手段
２２  加圧力調節手段
２３  弾性部材取り付け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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