JPH0362618B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、熱可塑性樹脂シートの巻端処理方
法およびその装置に関する。

（従来の技術） 液体と固体粒子との混合物から固体粒子を捕捉
る濾過には、一般に多孔質材料からなる筒状のフ
イルタを用い、このフイルタの周壁に固液混合物
を通過させることにより液体のみを透過させ、固
体粒子はフイルタの周面で捕捉するようになされ
ている。

従来、上記のようなカートリツジ式フイルタの
製造は、(a)透過性コアに繊維糸を巻つけて形成す
る方法（通称ワインド型カートリツジフイルタ）、
(b)透過性コアに各種布綿、不織布、スポンジ類、
またはひだ状に織込んだ濾紙あるいは多孔性フイ
ルムを巻付けて形成する方法、(c)金属質、無機質
の焼結、スポンジフエルト等の多孔質体を一体成
形する方法などが採用されている。

ところが前記(a)のワインド型カートリツジフイ
ルタでは、特にカートリツジフイルタの軸方向の
サイズが多品種小ロツト生産に不適であるという
欠点がある。すなわち円筒の半径方向に関しては
巻数を少なくしたり、巻く繊維の種類を変更する
などによりフイルタ径を変化させることができて
も、長繊維または短繊維の集合体からなる１本の
糸によつてできており、したがつてフイルタ長を
短くするための切断は不可能となり、目的とする
フイルタ長を得るためにワインデイング装置のセ
ツテイングを変えようとすれば、トラバースカム
の変更が必要となる。そのためロツト毎のトラバ
ースカムの変更や新規サイズに対しトラバースカ
ムを新たに設計して製造することが必要となり、
多品種小ロツトの製造にはコストアツプを招くこ
とになる。

また、前記(b)による方法により製造されるカー
トリツジフイルタでは、各種布綿、不織布という
濾材の他にこれら濾材を保持する透過性コアがカ
ートリツジフイルタの形状を保持するのに必要と
なる。この透過性コアは、濾過時の流体差圧に対
して有効な強度を与え、コア自体が濾過性で、こ
のコアに巻かれる濾材はコアの非透過部分に接触
しており、その接触部分で濾材は濾材としての機
能を生かせないという本質的欠陥がある。これは
結果的に濾材の圧力損失や増加、濾材ライフの減
少といつた欠点となつてフイルタ使用時に現われ
る。

さらに前記(c)の方法により得たカートリツジフ
イルタでは、目的とするフイルタ寸法を得るため
に必ず型を新しく作らなければならない。これは
最近カートリツジフイルタの寸法が目的に応じて
多様化している傾向があり、ミニサイズ（通常長
さ100mm以下で外径40mmφ以下）のカートリツジ
フイルタが要求されていることを考えると、多品
種小ロツト生産に対応せざるを得ない状況にな
り、品種毎にフイルタ成形用の型を作成すること
になると、これが製造コストの高騰を招くことに
なる。また上記のミニサイズのカートリツジフイ
ルタの場合、ミニサイズの型を製作すること自体
困難性はなくても、フイルタ成形後の型からの取
り出しあるいは取り外しを考えるとその作業が容
易でないことになる。

そこで上記従来のフイルタの諸欠点を解消する
ため、本出願人は、多孔質シートを中空円筒状に
巻成して積層することによりカートリツジフイル
タとし、濾過効果を高めながら透過性中芯および
成形用の型を必要としないカートリツジフイルタ
を開発した（特開昭61−15712号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、熱可塑性樹脂シートを巻成して、上
記のような中空円筒状のカートリツジフイルタに
形成する場合、その巻き端部を固定して保形性を
与える必要があるが、その巻端を固定する方法と
して、従来のプラスチツクフイルム同志をヒータ
で熱融着させるヒートシール手法を採用したので
は、そのヒータ形状がフラツトで面方向の熱伝導
が主であるため、対象が前記のようなプラスチツ
クフイルムであれば十分に固着目的を達成できて
も、厚い樹脂シートを巻成してその巻端を熱融着
させることは困難であるばかりでなく、巻芯に厚
い樹脂シートを巻成したときその巻端の位置決め
が容易でない。また巻成して円筒状とした樹脂シ
ートの外周に糸状物を巻いてシートの巻端を固定
する方法では糸状物の巻付けに時間が掛つてしま
い、生産性を高めることができないなどの種々の
問題があつた。

この発明は、厚手の樹脂シート状物であつて
も、巻端を確実に固着させることができる熱可塑
性樹脂シートの巻端処理方法およびこの処理方法
を実施するに直接使用する処理装置を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

（問題点を解決するための手段） 上記従来技術の問題点を解決するため、この発
明は、熱可塑性樹脂シートを巻芯に多層に巻成し
てシート終端部を処理する方法において、この巻
成シートの巻端の位置を定位置にしてその巻端部
位を軸方向に巻端押え板により押え込み、ついで
この巻端押え板を貫通して所要本数のヒータ針を
少なくともシート巻端の１層以上の深さにわたり
挿入してシートを局部的に加熱し、軟化又は溶融
させ、ヒータ針を抜き去ることにより該部分が冷
却固着してシートの巻端を次層に結合させ、巻成
シートの巻端を固定するようにしている。また、
上記方法を実現するための装置として、摩擦駆動
方式により、巻芯に熱可塑性樹脂シートを多層に
巻成する巻取装置において、巻成されたロール状
の該シート終端部に対し昇降自在に支持されたヒ
ータ機構を設け、このヒータ機構が、熱供給装置
と、この熱供給装置の下部に所要間隔をおいて垂
設された複数本のヒータ針と、この熱供給装置の
下降限を任意に調整可能に昇降自在に支持する昇
降支持機構と、前記熱供給装置に上下動自在に支
持され巻成シートの巻端を弾性的に押え前記ヒー
タ針が挿通する孔を有するシート押え板とを具備
した熱可塑性樹脂シートの巻端処理装置を提案す
る。

（作用） 上記の構成に基ずき、コンベアベルトの上に熱
可塑性樹脂シートを載せ、このコンベアベルトを
駆動して巻芯にまきつけてロール状に巻成し、所
定の巻成シートとしたのち巻端押え板を下降させ
て巻成シートの巻端を押え込み、ついでヒータ針
を下降して巻端部分に挿入し、次層にまで到達さ
せることにより上下の層が軟化又は、熱溶融さ
れ、その後ヒータ針を引き抜けばヒータ針により
この部位が冷却されて固着され、巻成シートの巻
端が固定される。

（実施例） 以下、この発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。

第１図はこの発明を実施する装置の主要部の外
観を示し、第２図は同側面を示し、そして第４図
Ａ〜Ｅに動作状態を示している。

シート巻成機構１は、熱可塑性を有する樹脂シ
ート２を載せて送るコンベアベルト３を有し、こ
のコンベアベルト３の末端の駆動ロール４の軸５
端のプーリー６と、モータ７の減速機構８の出力
軸９上のプーリー１０とベルト１１が掛けられ、
コンベアベルト３が第１図矢印方向に駆動される
ようになつている。

一方、このコンベアベルト３の端部側には、巻
芯１２を支持する巻芯支持機構１３が設けられて
いる。この巻芯支持機構１３は、コンベアベルト
３の幅間隔相当位置に固設された軸受１４，１４
間にシヤフト１５が軸支され、このシヤフト１５
には左右の支持アーム１６，１６の基部が固着さ
れており、これら支持アーム１６，１６の先端間
に巻芯１２が支持されるようになつていて前記シ
ヤフト１５を中心に支持アーム１６，１６が上下
方向に旋回自在とされ、支持アーム１６，１６が
下降したとき巻芯１２が駆動ロール４のほぼ真上
の位置におかれるようになつている。

この支持アーム１６，１６の上下方向旋回動の
駆動源にはエアシリンダ１７が用いられている。
このエアシリンダ１７の基部が固定部材１８に枢
支され、ピストンロツド１９の先端が支持アーム
１６の基部の小アーム２０に連結されており、ピ
ストンロツド１９の伸張により支持アーム１６，
１６がシヤフト１５を中心として上方に旋回され
るようになつている。

ヒータ機構２１は、加熱源を内蔵した熱供給装
置２２と、この熱供給装置２２の下部に巻芯１２
の長手方向に所定の間隔をおいて垂設された複数
本のヒータ針２３，２３…と、この熱供給装置２
２を昇降させる昇降支持機構２４とから成つてお
り、この熱供給装置２２に巻成シート２Ａの巻端
２Ｂを押える巻端押え板２５が付設されている。

上記昇降支持機構２４は、図示の実施例ではリ
ンク機構を用いた場合を示している。すなわち、
固定部材２６に垂下された支持部材２７に２本の
リンク２８，２９が軸３０，３１により枢支さ
れ、このリンク２８，２９の先端に熱供給装置２
２が軸３２，３３により枢支されて平行リンク機
構とされていて、第２図の鎖線図示の位置から実
線図示の位置の間を昇降自在とされている。この
昇降支持機構２４の駆動源としては、一方のリン
ク２８の後端にエアシリンダ３４のピストンロツ
ド３５の先端が連結され、このピストンロツド３
５の伸長により熱供給装置２２が上昇動作され、
同短縮時に下降されるようになつている。

第２図において符号３６は、熱供給装置２２の
下降限界を規定するストツパで、この熱供給装置
２２の下降量はヒータ針２３，２３が巻成シート
２Ａの巻端２Ｂを含み次層のシートに及ぶ深さに
押し込まれるだけのストロークに設定される。そ
して、このストツパ３６は、詳細は図示していな
いが、第１図のハンドル３７を操作することによ
り上下位置が調整可能とされており、巻成シート
３の巻径に応じて熱供給装置２２の下降限界を任
意に設定することができるようになつている。符
号３８は位置検出センサである。なお上記昇降支
持機構２４は、前述のリンク機構に限られるもの
ではなく、他の手段によるものであつてもよい。

巻端押え板２５は、巻成シート２Ａ幅に相当す
る長さを有し巻成シート２Ａの外周面の円弧面に
ほぼ一致する円弧状断面形状の板状材で形成され
たもので、その長手方向中央部にはヒータ針２
３，２３が挿通できる孔３９が設けられており、
巻端押え板２５の一側端には複数本の押え板支柱
４０，４０…の下端が固着されている。

これら支柱４０，４０…は、熱供給装置２２の
側面に設けられた軸受４１，４１…に挿通され、
これら支柱４０，４０…の上端には横桟４２が固
着されており、各押え板支柱４０，４０…が一斉
に上下方向摺動自在に支持されている。これら押
え板支柱４０，４０…の上端に対応する位置の熱
供給装置２２には板状のバネ４３，４３…の基部
が固着されており、押え板支柱４０，４０…が上
昇した際に下方へ付勢を与え、巻端押え板２５を
巻成シート２Ａに圧接させるようになつている。

また、押え板支柱４０の下端には巻成シート２
Ａの巻端２Ｂの位置を検出するセンサ４４が設け
られており、巻成シート２Ａの巻端位置を検出し
てシートの巻成動作を停止させる信号を得るよう
になつている。

ここに用いられる熱可塑性樹脂シート２の材料
としては、例えば気孔率65〜95％、アセタール化
度70〜90％、厚み0.5〜10mmで、１枚または複数
枚毎に異なる気孔径を有するようなポリビニール
アセタール系多孔質シートが用いられる。また巻
芯１２としては、水溶性のフエノール樹脂、メラ
ミン樹脂、あるいは尿素系樹脂で樹脂固型分15〜
80％の材料が用いられる。

第３図は上述の装置を巻芯自動供給装置４５と
組合せた場合の実施例を示すもので、巻芯１２を
多数収納するホツパ４６の下部に巻芯１２を１本
ずつ間欠的に供給する供給口４７が設けられ、こ
の供給口４７に対向して巻芯送出回転体４８が設
けられている。この巻芯送出回転体４８は、周面
に複数の巻芯受入溝部４９，４９…を有し、この
巻芯受入溝部４９に１本の巻芯１２を受け入れ、
巻芯送出回転体４８の矢印方向への回転により巻
芯受入溝部４９から巻芯１２を放出してシート巻
成機構１の巻芯支持機構１３へ受渡すようになさ
れている。図中符号５０はシート２の巻始め端を
押える押え部材、５１は把持具、５２は巻成シー
ト２Ａの完成品の受け入れシユートを示してい
る。

次に、上記実施例の作用について説明する。

巻芯支持機構１３に巻芯１２を支持させる一
方、コンベアベルト３上にシート２を載せ、ヒー
タ機構２１の熱供給装置２２を上昇位置におき、
モータ７を起動して駆動ロール４を矢印方向に駆
動させる。これによりシート２の先端が巻芯１２
に巻付けられる（第４図Ａ）。

巻付が完了したときにヒータ機構２１の昇降支
持機構２４のエアシリンダ３４を短縮作動して熱
供給装置２２を下降させる。この熱供給装置２２
の下降により巻端押え板２５が巻成シート２Ａの
外周に接し（第４図Ｂ）、巻成シート２Ａの回転
に伴ないその巻端２Ｂがセンサ４４により検出さ
れてシート巻成機構１の作動を停止させる。熱供
給装置２２のさらに下降により巻端押え板２５の
支柱４０，４０…の上端の横桟４２がバネ４３，
４３…に接触してこれを押し上げ、その反力によ
り巻端押え板２５は巻成シート２Ａの巻端２Ｂを
強く押えつける（第４図Ｃに至る前段階の状態）。

さらに、熱供給装置２２が下降することにより
ヒータ針２３，２３…が巻端２Ｂに挿入され、こ
の巻端２Ｂの次の層にまで突き刺さつて熱供給装
置２２がストツパ３６に当り、その下降が停止す
る。これによりヒータ針２３，２３…の熱でシー
トが熱溶融され、巻端２Ｂとその次層とが融着さ
れる（第４図Ｃ）。

ついで昇降支持機構２４のエアシリンダ３４を
伸長作動して熱供給装置２２を上昇させれば、ヒ
ータ針２３，２３…は巻成シート２Ａから抜ける
（第４図Ｄ）。しかしこのヒータ針２３，２３…が
抜けるまでの間、第４図Ｄ示のように巻端押え板
２５は巻成シート２Ａを押えており、ヒータ針２
３，２３…が抜ける際に巻端２Ｂが一緒に引つ張
られてはがれることが阻止される。

熱供給装置２２がさらに上昇復帰すると、巻端
押え板２５も巻成シート２Ａから離れ、その間に
ヒータ針２３，２３…により熱融着された結合部
分が冷却され、固着状態となり（第４図Ｅ）、始
動前の状態に戻される。尚、本実施例では、第４
図Ｄ工程において、巻端押え板２５の自重にて巻
成シート２Ａを押えているが、巻成反力の強い樹
脂シートにあつてはＥ工程が完了するまで調整自
在なバネで巻端押え板２５を付勢する様にしても
良い。

第３図に示した巻芯自動供給装置４５と組合せ
て使用すれば、巻芯１２の供給から巻成シート製
品の回収まで自動的に行なわせることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、熱可
塑性樹脂シートを巻成してカートリツジフイルタ
を形成するので、透過性中芯および成形用型を必
要とせずに成形することができ、また巻端はヒー
タ針を挿入して部分的に融着させるので、厚手の
シートであつても確実に熱融着させることができ
る。そして、このヒータ針の挿入時および抜きと
り時には巻端押え板により巻端を押えるので、巻
成シートのゆるみが生じないとともにヒータ針の
抜きとり時に巻端のまくれあがりがなく、確実な
巻端の止着がなされ、かつ巻端の止着を高能率に
行なうことができるので生産性がよく、ローコス
トで提供することができ、しかもシートの幅の選
択、およびシートの厚さ、巻芯の選択によつてカ
ートリツジフイルタの軸長および太さを任意に選
ぶことができ、ロツト数が少なくてもコストアツ
プになることがない。さらに、熱可塑性樹脂シー
トの厚さやそれに基ずく結合状態は、ヒータ針の
形状、ヒータ温度、融着時間、ヒータ針圧力等を
適宜選定することにより容易に対処することが可
能であるなどの種々なる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施するための装置の一実
施例を示す要部の斜視図、第２図は同要部の側面
図、第３図は巻芯自動供給装置と組合せた場合の
略示側面図、第４図Ａ〜Ｅは第１図の実施例の作
動説明図である。 １……シート巻成機構、２……熱可塑性樹脂シ
ート、３……コンベアベルト、４……駆動ロー
ル、７……モータ、１２……巻芯、１３……巻芯
支持機構、１５……シヤフト、１６……支持アー
ム、２１……ヒータ気孔、２２……熱供給装置、
２３……ヒータ針、２４……昇降支持機構、２５
……巻端押え板、４０……押え板支柱、４３……
バネ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂シートを巻芯に多層に巻成して
   シート終端部を処理する方法において、この巻成
   シートの巻端の位置を定位置にしてその巻端部位
   を軸方向に巻端押え板により押え込み、ついでこ
   の巻端押え板を貫通して所要本数のヒータ針を少
   なくともシート巻端の１層以上の深さにわたり挿
   入してシートを局部的に加熱し、軟化又は溶融さ
   せ、ヒータ針を抜き去ることにより該部分が冷却
   固着してシートの巻端を次層に結合させ、巻成シ
   ートの巻端を固定することを特徴とする熱可塑性
   樹脂シートの巻端処理方法。 ２ 摩擦駆動方式により、巻芯に熱可塑性樹脂シ
   ートを多層に巻成する巻取装置において、巻成さ
   れたロール状の該シート終端部に対し昇降自在に
   支持されたヒータ機構を設け、このヒータ機構
   が、熱供給装置と、この熱供給装置の下部に所要
   間隔をおいて垂設された複数本のヒータ針と、こ
   の熱供給装置の下降限を任意に調整可能に昇降自
   在に支持する昇降支持機構と、前記熱供給装置に
   上下動自在に支持され巻成シートの巻端を弾性的
   に押え前記ヒータ針が挿通する孔を有するシート
   押え板とを具備することを特徴とする熱可塑性樹
   脂シートの巻端処理装置。