專利名稱：圓筒狀層積體的制造方法、以及圓筒狀層積體的制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓筒狀層積體的制造方法、以及圓筒狀層積體的制造裝置，其用于制造由包含熱粘性成分的熱粘性薄片沿徑向積層而成的圓筒狀層積體。
背景技術(shù)：
以前，作為圓筒狀層積體的制造方法、圓筒狀層積體的制造裝置，己知有一邊將纖維薄片熱熔粘合一邊卷繞到卷芯上的方法以及裝置(參照專利文獻I以及2)
專利文獻I日本特開昭61-102470號公報專利文獻2日本特開昭55-24575號公報
在利用卷芯和驅(qū)動滾子對熱粘性薄片加壓來制造圓筒狀層積體的時候，通過規(guī)定向卷芯供給的熱粘性薄片的長度來決定熱粘性薄片的供給量，從而能夠得到具有預(yù)定外徑的圓筒狀層積體。不過，每批熱粘性薄片的容積密度、或者同批熱粘性薄片在長度方向上的容積密度存在偏差。因此，在利用不同批的熱粘性薄片，或者利用同批熱粘性薄片一部分的情況下，根據(jù)熱粘性薄片的容積密度的變化容易產(chǎn)生圓筒狀層積體的外徑和重量的偏差。
本發(fā)明的目的在于提供一種可以容易地減少圓筒狀層積體的外徑以及 重量偏差的圓筒狀層積體的制造方法、以及圓筒狀層積體的制造裝置。發(fā)明內(nèi)容
為了達到上述目的，本發(fā)明的一個方式為，一種圓筒狀層積體的制造方法，用于制造由包含熱粘性成分的熱粘性薄片沿徑向?qū)臃e構(gòu)成的圓筒狀層積體，其特征在于，包括卷取工序，一邊通過卷芯和以與所述卷芯的軸平行的軸為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動滾子對所述熱粘性薄片加壓，一邊使所述熱粘性薄片連續(xù)通過所述卷芯和所述驅(qū)動滾子之間，同時通過所述驅(qū)動滾子對所述熱粘性薄片加熱并將其卷取在所述卷芯上，直到其直徑比所述圓筒狀層積體的外徑更大，從而得到半成品；以及縮徑工序，通過將所述卷取工序中得到的所述半成品和所述卷芯一起通過所述驅(qū)動滾子旋轉(zhuǎn)一邊對所述半成品加熱以及加壓而使其縮徑， 從而使所述半成品的外徑與所述圓筒狀層積體的外徑一致，所述卷取工序以及所述縮徑工序中的所述加壓通過在所述卷芯或者所述驅(qū)動滾子上施加載荷來實行，所述縮徑工序中的所述載荷比所述卷取工序中的所述載荷大。
根據(jù)本制造方法，由于在卷取工序中一邊對熱粘性薄片加壓一邊將其卷取在卷芯上，所以在使用比預(yù)定的容積密度低的熱粘性薄片的情況下，和具有預(yù)定的容積密度的熱粘性薄片相比更容易在厚度方向壓縮。另外例如在使用比預(yù)定的容積密度高的熱粘性薄片的情況下，和具有預(yù)定的容積密度的熱粘性薄片相比不容易在厚度方向壓縮。根據(jù)上述方法，通過卷取工序?qū)臃e在卷芯的外周的熱粘性薄片的容積密度被調(diào)整，所以在使得到的圓筒狀層積體的外徑與預(yù)定的外徑一致時，可以抑制圓筒狀層積體的重量的偏差。此外，在縮徑工序中，通過比卷取工程中施加在卷芯上的載荷大的載荷來對半成品進行縮徑，所以可以容易地使半成品的外徑與圓筒狀層積體的預(yù)定的外徑一致。
優(yōu)選地，在所述卷取工序中，通過基于層積在所述卷芯的外周的熱粘性薄片的層 積厚度切斷所述熱粘性薄片，來決定向所述卷取工序供給的所述熱粘性薄片的供給量。
伴隨著向上述卷芯卷取熱粘性薄片，基于層積在卷芯的外周的熱粘性薄片的厚 度，決定供給至卷取工序的熱粘性薄片的供給量，所以可以容易地提高圓筒狀層積體的重 量的精度。
優(yōu)選地，在所述卷取工序中，檢測所述卷芯和所述驅(qū)動滾子之間的壓力，并基于所 述壓力的降低增大所述載荷，由此開始所述縮徑工序。
在此,在上述卷取工序中,通過向卷芯施加載荷來對熱粘性薄片施加一定的壓力。 在此卷取工序中，由于卷芯和驅(qū)動滾子之間一直供給熱粘性薄片，所以卷芯和驅(qū)動滾子之 間的壓力比施加在卷芯上的載荷更高。然后，向卷芯和驅(qū)動滾子之間的熱粘性薄片的供給 一結(jié)束，卷芯和驅(qū)動滾子之間的壓力就會降低。在上述制造方法中，對卷芯和驅(qū)動滾子之間 的壓力進行檢測，基于壓力的降低增大所述載荷從而開始縮徑工序。由此，卷取工序結(jié)束 后，可以順利地開始縮徑工序。
優(yōu)選地，通過計時器測定從所述熱粘性薄片的切斷開始經(jīng)過的時間，并基于其計 時結(jié)果開始所述縮徑工序。
根據(jù)上述方法，可以基于從熱粘性薄片的切斷開始經(jīng)過的時間自動開始縮徑工 序。由此,可以順利地開始縮徑工序。
本發(fā)明的另一個方式為，上述的圓筒狀層積體的制造方法中使用的圓筒狀層積體 制造裝置，其特征在于，具備所述驅(qū)動滾子；在所述卷芯上施加載荷的加壓裝置；和檢測 層積在所述卷芯的外周的熱粘性薄片的積層厚度的檢測單元。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，基于對層積在卷芯的外周的熱粘性薄片的積層厚度的檢測結(jié)果，可 以容易地使圓筒狀層積體達到預(yù)定的外徑，即可以容易地結(jié)束縮徑工序。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種容易地降低圓筒狀層積體的外徑以及重量的偏差的圓 筒狀層積體的制造方法及制造裝置。


圖1(a)為示出本發(fā)明的一個實施方式的圓筒狀層積體的立體圖。圖1(b)為示出制造圓筒狀層積體的制造裝置的示意圖。圖2(a)為示出上述制造裝置的俯視圖。圖2(b)為示出加壓部的側(cè)視圖。圖2(c)為示出加壓部的側(cè)視圖。圖3為示出圓筒狀層積體的制造過程的流程圖。圖4(a)為說明制造工序中載荷的示意圖。圖4(b)為說明制造工序中載荷的示意圖。圖4(c)為說明制造工序中載荷的示意圖。圖4(d)為說明制造工序中載荷的示意圖。圖5為示出圓筒狀層積體的制造過程中的載荷設(shè)定、壓力、以及卷芯的移位的推移的 時間關(guān)系圖。圖6為示出制造裝置的變形例的示意圖。附圖標記說明11...圓筒狀層積體、Ila...半成品、12...無紡布(熱粘性薄片)、21...卷芯、 22...驅(qū)動滾子、23...加壓裝置、51...位置傳感器(檢測單元)。具體實施方式

以下，參照附圖對將本發(fā)明具體化的一個實施方式進行詳細的說明。如圖1(a)所示，圓筒狀層積體11具有圓柱狀的中空部，通過在徑向上層積熱粘性薄片 而形成。圓筒狀層積體11的形狀通過徑向上接觸的熱粘性薄片熱熔粘合而被保持。本實 施方式的圓筒狀層積體11的內(nèi)徑為40mm以下,壁厚為O. 5 9. 5mm,作為小型過濾器使用。
〈熱粘性薄片〉首先，對在圓筒狀層積體11的制造中使用的熱粘性薄片進行說明。在本實施方式中， 作為熱粘性薄片采用了為纖維集合體的無紡布。無紡布含有作為熱粘性成分的熱粘性纖 維。作為熱粘性纖維，只要包含熱塑性樹脂，并無特別的限定，例如，可以根據(jù)過濾器所需的 耐熱性、耐藥品性等適當選擇。
熱塑性樹脂的具體例包括烯烴類樹脂、酯類樹脂、酰胺類樹脂、苯乙烯類樹脂、纖 維素類樹脂、乙烯類樹脂、氟類樹脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮、以及熱塑性聚酰亞胺。烯 烴類樹脂的具體例包括例如、聚乙烯、以及聚丙烯。聚酯類樹脂的具體例包括聚對苯二甲 酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、以及芳香族聚酯。聚酰胺類樹脂的具體例包括例如、 聚酰胺6、以及聚酰胺66。苯乙烯類樹脂的具體例包括聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、 苯乙烯-丁二烯共聚物、以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。纖維素類樹脂的具體例包 括乙酸素乙酸酯、丙酸纖維素、丁酸纖維素。乙烯類樹脂的具體例包括聚氯乙烯樹脂、聚 偏氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚乙酸乙烯、聚乙烯醇、以及乙烯-乙酸乙烯共聚物。 氟類樹脂的具體例包括四氟乙烯全氟烷氧基乙烯基醚共聚物共聚物(PFA)、以及聚四氟 乙烯(PTFE)。
熱粘性纖維可以由單種熱塑性樹脂形成，也可由多種熱塑性樹脂復(fù)合形成。作為 由多種熱塑性樹脂復(fù)合形成的熱粘性纖維，例如可以舉出芯鞘型復(fù)合纖維、以及并列型復(fù) 合纖維。另外，在利用由不同種類的熱粘性纖維構(gòu)成的無紡布的情況下，從維持無紡布的結(jié) 構(gòu)這一觀點來看，優(yōu)選只用在各熱粘性纖維中熔點最低的熱粘性纖維進行熱熔粘合。
在此，熔點為在通過DSC(差示掃描量熱法)得到的吸熱曲線中達到吸熱峰值的溫 度。在差示掃描量熱法中，以10°c /min的升溫速度升溫至比出現(xiàn)吸熱峰值的溫度還高的溫 度，在該溫度下保持10分鐘后，以10°C /min的降溫速度冷卻至30°C，再以升溫速度10°C / min求出吸熱峰值的溫度。另外，在不存在明確的吸熱峰值的情況下，用軟化點代替。在此， 將DSC中得到的吸熱曲線上的變曲點作為軟化點。
無紡布也可以構(gòu)成為包含作為熱粘性纖維以外的纖維的非熱粘性纖維。非熱粘性 纖維的具體例包括例如無機纖維、熱固性樹脂纖維、天然纖維、以及高強度纖維。無機纖維 的具體例包括例如玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、以及金屬纖維。熱固性樹脂纖維的具體例 包括例如環(huán)氧樹脂纖維、酚樹脂纖維、不飽和聚酯系纖維、聚酰亞胺系纖維、以及聚氨酯系 纖維。天然纖維的具體例包括例如纖維素纖維、以及絲纖維。高強度纖維的具體例包括例 如聚芳基酰胺纖維、聚芳族脂纖維、以及聚對苯撐苯并雙口惡唑纖維。
無紡布可以為含有單種非熱粘性纖維的無紡布，也可以為含有多種非熱粘性纖維 的無紡布。在構(gòu)成無紡布的纖維中，根據(jù)需要也可以包含例如防氧化劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)定 劑、抗靜電劑、防滑劑、抗粘連劑、潤滑劑、著色劑、阻燃劑、可塑劑、以及填充劑。
作為無紡布的種類例如可以舉出熱結(jié)合層無紡布、針刺無紡布、水刺無紡布、熔噴 無紡布等。無紡布可以為濕式無紡布，也可以為干式無紡布。另外，無紡布可以為短纖維無 紡布，也可以為長纖維無紡布。
無紡布的單位面積重量例如在10 100g/m2的范圍內(nèi)。<制造裝置>圓筒狀層積體11通過將無紡布12 —邊加熱一邊纏繞在卷芯21上的卷取工序來制造。 在制造圓筒狀層積體11的過程中，使用如圖1(b)以及圖2(a)所示的制造裝置。制造裝置 具備以與卷芯21的軸平行的軸為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動滾子22。
卷芯21為金屬制，具有與其制造的圓筒狀層積體11的內(nèi)徑對應(yīng)的直徑。在本實 施方式中，為了將圓筒狀層積體11作為內(nèi)徑在40_以下的小型過濾器使用，將卷芯21的 直徑(外徑)設(shè)定在40mm以下。卷芯21的直徑的下限設(shè)定為例如5mm以上。
卷芯21的長度(全長)設(shè)定為例如300mm 2000mm。在卷芯21的長度在300mm 以上的情況下可以提高制造效率。另一方面，在卷芯21的長度超過2000mm的情況下，由于 卷芯21容易彎曲，有可能產(chǎn)生不容易向卷芯21纏繞無紡布的問題。
卷芯21的直徑⑶對于卷芯21的長度(L)的比率(L/D)優(yōu)選為20以上，更優(yōu)選 為40以上，此外優(yōu)選為50以上。由于該比率(L/D)在20以上，所以容易確保制造效率。另 外，從確保卷芯21的剛性這個觀點來看，此比率(L/D)的上限優(yōu)選在250以下。
驅(qū)動滾子22由第I驅(qū)動滾子22a和位于其下游側(cè)(在無紡布12的傳送方向上的 下游側(cè))的第2驅(qū)動滾子22b構(gòu)成。第I驅(qū)動滾子22a和第2驅(qū)動滾子22b形成為直徑相 同并被設(shè)置為各驅(qū)動滾子22a，22b的軸水平并互相平行。第I驅(qū)動滾子22a和第2驅(qū)動滾 子22b的間隔設(shè)為比卷芯21的直徑小，卷芯21被支承在各驅(qū)動滾子22a，22b的上側(cè)。各 個驅(qū)動滾子22a，22b分別連結(jié)在未予圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置上，相互獨立地被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
各個驅(qū)動滾子22a，22b被獨立控制以使其表面溫度分別達到預(yù)定的溫度。作為各 個驅(qū)動滾子22a，22b的加熱單元，可以采用利用了電氣加熱器或熱媒介物的周知的裝置。 可以通過在各個驅(qū)動滾子22a，22b的外周面施加金屬鍍層或者高分子材料等來設(shè)置包覆 層，由此提高耐久性，以及調(diào)整外周面的摩擦力。
從得到足夠的加熱效率或剛性的這一觀點來看，各個驅(qū)動滾子22a，22b的直徑 (外徑)優(yōu)選大于卷芯21的直徑，更優(yōu)選為卷芯21的直徑的2-40倍左右。
在由各個驅(qū)動滾子22a，22b支承的卷芯21上安裝有向下方(各個驅(qū)動滾子22a， 22b)加壓的加壓裝置23。在加壓裝置23上設(shè)置有未予圖示的流體壓力缸，通過流體壓力 缸的動作在卷芯21上施加預(yù)定的載荷。
更詳細地講，加壓裝置23具備如圖2(a)所示分別配置在卷芯21的兩端部的加 壓部23a，23b ;和連結(jié)加壓部23a，23b的連結(jié)部24。如圖2(b)所示的加壓部23a具備與卷 芯21連接的一對旋轉(zhuǎn)體25，并通過這對旋轉(zhuǎn)體25對卷芯21加壓。本實施方式的旋轉(zhuǎn)體 25為圓筒狀，其旋轉(zhuǎn)軸與卷芯21平行。旋轉(zhuǎn)體25將如圖2(b)中箭頭所示方向的壓力傳遞至卷芯21。由于加壓部23b的構(gòu)造與加壓部23a相同，所以省略其說明。通過這樣的構(gòu) 造，流體壓力缸經(jīng)由連結(jié)部24以及加壓部23a，23b向卷芯21的兩端部施加載荷。
如圖1 (b)所示，在制造裝置設(shè)置有檢測卷芯21的位置的位置傳感器51。此位置 傳感器51檢測卷芯21向上方的移位。作為位置傳感器51可以采用例如光學(xué)式傳感器、接 近傳感器、超聲波式傳感器等。另外，在制造裝置中設(shè)置有檢測卷芯21和驅(qū)動滾子22之間 的壓力的壓力傳感器52。作為壓力傳感器52可以采用例如測壓元件、壓縮元件等。
如圖1(b)以及圖2(a)所示，在第I驅(qū)動滾子22a的上方安裝有從動于第I驅(qū)動 滾子22a的導(dǎo)向滾子26。導(dǎo)向滾子26在與第I驅(qū)動滾子22a —起夾持在卷芯21上游側(cè)的 無紡布12的狀態(tài)下，從動于第I驅(qū)動滾子22a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。由此，無紡布12以第I驅(qū)動滾 子22a的周速度被供給并被傳送。
在第I驅(qū)動滾子22a的上游側(cè)(導(dǎo)向滾子26的上游側(cè))設(shè)置有切斷無紡布12的 切斷裝置27。作為切斷裝置27可以使用具備切斷刀片以及沖壓機的周知的裝置。
加壓裝置23、切斷裝置27、位置傳感器51、以及壓力傳感器52連接在控制裝置上。 在控制裝置搭載有存儲制造工序中必須的數(shù)據(jù)、程序等的存儲部、進行各種運算的運算部、 用于由各種傳感器的檢測結(jié)果求出每單位時間的變化量的計時器等。
<制造條件>接著，對圓筒狀層積體11的制造條件詳細說明。(卷芯21的預(yù)加熱)優(yōu)選地，卷芯21預(yù)加熱到無紡布12中所含的熱粘性成分的熔點以上、且比第2驅(qū)動滾 子22b的溫度還高的溫度。優(yōu)選地，卷芯21的預(yù)加熱設(shè)定在熱粘性成分的熔點T+5 (°C)到 所述熔點T+45CC )之間的范圍內(nèi)。當卷芯21的預(yù)加熱達到熱粘性成分的熔點T+5(°C ) 以上的情況下，由于熱粘性成分被充分加熱，可以使無紡布12順利地緊貼在卷芯21上。另 一方面，當卷芯21的預(yù)加熱超過熱粘性成分的熔點T+45 (°C )的情況下，可能會出現(xiàn)由于熱 粘性成分被過度加熱使得對于無紡布12的結(jié)構(gòu)的影響增大的問題。具體地講，可能會出現(xiàn) 與卷芯21接觸的無紡布12的細孔被擠壞的現(xiàn)象，即，由于薄膜化而對作為過濾器的功能產(chǎn) 生影響。
作為卷芯21的加熱方法，將收納在收納容器中的卷芯21通過例如溫風(fēng)等熱媒介 物或者電氣加熱器加熱到預(yù)定的溫度的方法為合適的方法。另外，也可以在卷芯21上卷繞 橡膠加熱器將其加熱至預(yù)定的溫度。
(各驅(qū)動滾子22a，22b的周速度)優(yōu)選地，將第2驅(qū)動滾子22b的周速度設(shè)定為比第I驅(qū)動滾子22a的周速度更快。第 2驅(qū)動滾子22b的周速度(R2)和第I驅(qū)動滾子22a的周速度(Rl)的速度差(各驅(qū)動滾子 22a，22b的速度差=R2-R1)優(yōu)選地設(shè)為O. 5m/min以上，更優(yōu)選地設(shè)為lm/min以上。在各 個驅(qū)動滾子22a，22b的速度差為O. 5m/min以上的情況下，可以顯著地提高圓筒狀層積體11 的壓縮強度。另外，從實現(xiàn)穩(wěn)定的制造的觀點來看，各個驅(qū)動滾子22a，22b的速度差優(yōu)選設(shè) 定為15m/min以下，更優(yōu)選地設(shè)定為12m/min以下。
從確保制造效率的同時實現(xiàn)穩(wěn)定的制造的觀點來看，第I驅(qū)動滾子22a的周速度 優(yōu)選設(shè)定在O. 5 10m/min的范圍內(nèi)。(各個驅(qū)動滾子22a，22b的溫度)第I驅(qū)動滾子22a的溫度設(shè)定為能夠?qū)嵴承猿煞诸A(yù)加熱到熔點附近的無紡布12、或者、預(yù)先熱熔粘合的無紡布12向第2驅(qū)動滾子22b供給。第I驅(qū)動滾子22a的溫度可以適當調(diào)節(jié)以確保無紡布12的加熱所要的熱量。例如，在使用單位面積重量大的無紡布12的情況下，與使用單位面積重量小的無紡布12的情況下相比，優(yōu)選提高第I驅(qū)動滾子22a的溫度。另外，第I驅(qū)動滾子22a和無紡布12接觸的時間根據(jù)無紡布12的傳送速度、或者在傳送方向上和第I驅(qū)動滾子22a接觸的無紡布12的長度而變化。在這點上，在第I驅(qū)動滾子22a和無紡布12接觸時間變短是通過提高第I驅(qū)動滾子22a的溫度，可以確保無紡布12 的加熱所需的熱量。
第2驅(qū)動滾子22b的溫度被設(shè)定為熱粘性成分的熔點以上。從將無紡布12的熱熔粘合進一步強化，進一步提高圓筒狀層積體11的壓縮強度這個觀點來看，第2驅(qū)動滾子 22b的溫度優(yōu)選為熱粘性成分的熔點T+1CC )以上，更優(yōu)選為熱粘性成分的熔點T+5(°C ) 以上。例如從抑制熱粘性成分的熱變性這個觀點來看，第2驅(qū)動滾子22b的溫度優(yōu)選在熱粘性成分的熔點T+35(°C )以下的范圍內(nèi)。
從使無紡布12從第I驅(qū)動滾子22a容易地剝離這個觀點來看，上述第I驅(qū)動滾子 22a的溫度優(yōu)選為比第2驅(qū)動滾子22b的溫度低，更優(yōu)選為低于熱粘性成分的熔點。從提高無紡布12從第I驅(qū)動滾子22a的剝離性，并促進無紡布12的預(yù)加熱這一觀點來看，第I驅(qū)動滾子22a的溫度更優(yōu)先為從熱粘性成分的熔點T-10CC )到所述熔點T-5(°C )之間的范圍內(nèi)。
(卷芯21的預(yù)加熱和各驅(qū)動滾子22a，22b的溫度之間的關(guān)系)在將對卷芯21的預(yù)加熱的溫度設(shè)為ACC )，將第I驅(qū)動滾子22a的溫度設(shè)為B (°C )， 將第2驅(qū)動滾子22b的溫度設(shè)為C (°C)，而熱粘性成分的熔點為T (°C)時，優(yōu)選滿足式(I) A > C彡T > B的關(guān)系。
(加壓條件) 從降低加載在各個驅(qū)動滾子22a，22b或者卷芯21的負荷這個觀點來看，通過加壓部 23a，23b對卷芯21施加的載荷優(yōu)選為換算成卷芯21的線壓時小于lOOg/cm，更優(yōu)選為效與 50g/cm。另一方面,從促進熱熔粘合這個觀點來看,通過加壓部23a, 23b施加在卷芯21上的載荷優(yōu)選為3g/cm以上。
(無紡布12的供給)無紡布12的供給速度為第I驅(qū)動滾子22a的周速度。在本實施方式中，通過將無紡布 12用第I驅(qū)動滾子22a和導(dǎo)向滾子26夾持來限制無紡布12的供給速度，將無紡布12以第 I驅(qū)動滾子22a的周速度供給以及傳送。
<圓筒狀層積體11的制造>接著，對圓筒狀層積體11的制造進行說明。首先，準備具有與卷芯21的長度對應(yīng)的寬度尺寸的無紡布12的卷。無紡布12的寬度尺寸設(shè)定在比加壓部23a，23b的間隔窄的范圍內(nèi)，由此可以避免無紡布12和加壓部23a， 23b的接觸。
接著，如圖3所示，在步驟SlOl中進行卷芯載荷設(shè)定(載荷al)和卷芯移位歸零設(shè)定(移位P0)，卷芯載荷設(shè)定將加壓裝置23加載到卷芯21的載荷設(shè)定為預(yù)定的載荷，卷芯移位歸零設(shè)定將基于位置傳感器51的卷芯21的檢測位置設(shè)定為零。卷芯載荷設(shè)定以及卷芯移位歸零設(shè)定完成后，開始卷取工序(步驟S102 :卷取開始)。
在卷取工序中，無紡布12以第I驅(qū)動滾子22a的周速度被供給以及傳送。連續(xù)通 過第I驅(qū)動滾子22a和導(dǎo)向滾子26之間的無紡布12 —邊被第I驅(qū)動滾子22a加熱，一邊 被供給至第I驅(qū)動滾子22a和卷芯21之間。然后，無紡布12與預(yù)加熱了的卷芯21熱熔粘 合，卷在卷芯21上。這樣無紡布12在卷芯21上被卷繞一周。
連續(xù)通過卷芯21和第I驅(qū)動滾子22a之間的無紡布12在卷芯21和第I驅(qū)動滾 子22a之間被加熱以及加壓。由此，將被預(yù)加熱到熱粘性成分的熔點附近的無紡布12、或者 被預(yù)先熱熔粘合的無紡布12向第2驅(qū)動滾子22b供給。
然后，到達卷芯21和第2驅(qū)動滾子22b之間的無紡布12連續(xù)通過卷芯21和第2 驅(qū)動滾子22b之間時，被加熱以及加壓。由此，無紡布12與已經(jīng)卷繞在卷芯21上的無紡布 12熱熔粘合。
這樣在步驟S102中，一開始卷取無紡布12就進入步驟S103。在步驟S103中，判斷卷芯21的移位是否到達pi。在此，伴隨著向卷芯21卷取無紡布 12，卷芯21和驅(qū)動滾子22相互分開。也就是說，卷芯21的移位pi對應(yīng)于層積在卷芯21 的外周的無紡布12的層積厚度(層積的無紡布12整體的壁厚)而增大。
上述卷芯21的移位pi設(shè)定為，在卷芯21上卷取無紡布12直至其直徑比圓筒狀 層積體11的外徑更大。也就是說，移位Pl設(shè)定為比最終制品的圓筒狀層積體11的厚度 (壁厚)更厚。另外，移位Pi優(yōu)選設(shè)定為，制造的圓筒狀層積體11的厚度(壁厚)的1.10 倍 1. 20倍的范圍內(nèi)。
在步驟S103中，在判斷為移位到達pi的情況下(步驟S103 :YES)，進入步驟S104。 另一方面，在步驟S103中，判斷為移位沒有達到pi的情況下(步驟S103 :N0)，此步驟S103 被重新執(zhí)行。
在步驟S104中，執(zhí)行了通過切斷裝置27對無紡布12的切斷后，進入步驟S105。 在步驟S105中，判斷通過壓力傳感器52檢測的壓力是否已經(jīng)小于閾值。在步驟S105中判斷為壓力小于閾值的情況下(步驟S105 :YES)，進入步驟S106。另一方面，在步驟S105 中判斷為壓力不小于閾值的情況下(步驟S105 :N0)，此步驟S105被重新執(zhí)行。
在此，在步驟S105中的閾值被設(shè)定為可判斷卷取工序是否結(jié)束。對于此點，參照 圖4進行說明。如圖4(a)所示，在卷取工序之前，通過壓力傳感器52檢測基于在步驟SlOl中設(shè)定的 載荷al的壓力(稱為壓力bl)。然后，伴隨著卷取工序的開始，通過一直向卷芯21和第I 驅(qū)動滾子22a之間供給的無紡布12，卷芯21被向上方推壓。因此，如圖4(b)所示，在卷取 工序中，通過壓力傳感器52檢測出的是所述載荷al和上壓卷芯21的力f的合力(成為壓 力 b2) ο
接著，將被切斷的無紡布12的端部卷取到卷芯21上的話，如圖4(c)所示，上壓卷 芯21的力f就不發(fā)生作用，其結(jié)果，傳感器52檢測出基于載荷al的壓力(壓力bl)。
這樣卷取工序結(jié)束的話，卷芯21和驅(qū)動滾子22之間的壓力就降低。因此，可以檢 測所述壓力，并基于該壓力的降低判斷卷取工序是否結(jié)束。另外，在步驟S105中的閾值適 當?shù)卦O(shè)定在壓力b2以下且超過壓力bl的范圍內(nèi)。
卷取工序結(jié)束的話，就得到外徑比最終制品的圓筒狀層積體11大的半成品11a。接著，進行對半成品Ila的外徑進行縮徑的縮徑工序?？s徑工序中，一邊通過驅(qū)動滾子22 使半成品Ila與卷芯21 —起旋轉(zhuǎn)，一邊對半成品Ila進行加熱以及加壓。如圖4(d)所示， 縮徑工序在將加載在卷芯21上的載荷從載荷al增大至載荷a2時開始。也就是說，在步驟 S106中，加載在卷芯21上的載荷被變?yōu)檩d荷a2的話就進入步驟S107?？s徑工序中的驅(qū)動 滾子22的條件設(shè)定為與卷取工序中的驅(qū)動滾子22的條件相同的條件。
在縮徑工序中，半成品Ila的外徑被縮徑直到與最終制品的圓筒狀層積體11的外 徑相同。也就是說，在步驟S107中，判斷卷芯21的移位是否達到了相當于最終制品的圓筒 狀層積體11的外徑的移位p3。
步驟S107中，在判斷為卷芯21的移位達到p3的情況下(步驟S107 :YES)，進入步 驟S108。另一方面，步驟S107中，判斷為卷芯21的移位沒有達到p3的情況下(步驟S107: NO)，此步驟S107被重新執(zhí)行。
步驟S108中，加載在卷芯21上的載荷被解除的同時，驅(qū)動滾子22的旋轉(zhuǎn)被停止。 然后，圓筒狀層積體11被與卷芯21 —起從制造裝置取出。
對于以上詳細說明的一系列的制造工序中的作用，參照時間關(guān)系圖進行說明。如 圖5所示在時刻t0，由于載荷al的設(shè)定，壓力成為bl。在時刻tl，卷取工序開始的同時，壓 力從bl升高至b2。伴隨著卷取工序的開始,卷芯21開始移位,伴隨著時間推移卷芯21的 移位量增大。
在這樣的卷取工序中，一邊對無紡布12加壓一邊將其卷取在卷芯21上，所以如果 在使用容積密度比預(yù)定的容積密度低的無紡布12的情況下，比預(yù)定的容積密度的無紡布 12更容易在厚度方向上壓縮。而如果采用容積密度比預(yù)定的容積密度高的無紡布12的情 況下，和預(yù)定的容積密度的無紡布12相比難以在厚度方向上壓縮。而在本實施方式中，通 過卷取工序?qū)臃e在卷芯21的外周上的無紡布12的容積密度被調(diào)整。
接著，在時刻t2，以卷芯21的移位達到pi為契機無紡布12被切斷。在時刻t3， 壓力從b2降低至bl，卷取工序結(jié)束。由于到切斷裝置27所切斷部位為止的無紡布12被供 給并被卷取，所以此時的卷芯21的移位為比pi大的p2。
由于這樣供給至卷取工序的無紡布12的供給量是基于層積在卷芯21的外周的無 紡布12的積層厚度而決定的，所以可以容易地提高得到的圓筒狀層積體11的重量的精度。
接著，在時刻t4，由于以在時刻t3時的壓力降低為契機從載荷al增加到載荷a2， 所以所述壓力從bl升高至b3。這樣，檢測卷芯21和驅(qū)動滾子22之間的壓力，基于壓力的 降低增大載荷，由此縮徑工序開始。因此,卷取工序結(jié)束后,可以順利地開始縮徑工序。
縮徑工序持續(xù)到卷芯21的移位變?yōu)閜3的時刻t5，在此時點結(jié)束。在此縮徑工序 中，將施加在卷芯21上的載荷增大至比在卷取工序中施加在卷芯21上的載荷更大，所以可 以容易地使半成品Ila的外徑與圓筒狀層積體11的預(yù)定的外徑一致。
具有卷芯21的圓筒狀層積體11在從制造裝置取出后供給至冷卻工序。在冷卻工 序中，將圓筒狀層積體11卷繞的卷芯21靜置在溫度調(diào)整為室溫或者預(yù)定溫度的室內(nèi)。在 過此冷卻工序中，通過使卷芯21的外周面和圓筒狀層積體11的內(nèi)周面之間的緊貼力降低， 從而可以容易地將卷芯21從圓筒狀層積體11拔出。
圓筒狀層積體11根據(jù)需要截斷為預(yù)定的長度。由此，得到多個過濾器。得到的過 濾器例如作為壓縮空氣線路用的空氣過濾器被使用。
根據(jù)以上詳細說明的本實施方式可以得到以下效果。(I)在卷取工序中，對無紡布12 —邊加壓一邊卷取，所以層積在卷芯21的外周的無紡布12的容積密度被調(diào)整。也就是說，即使在使用不同批的無紡布12、或者使用同一批無紡布12 —部分的情況下，通過卷繞在卷芯21上，無紡布12的容積密度的偏差會降低。因此， 在使得到的圓筒狀層積體11的外徑和預(yù)定的外徑達到一致時，可以抑制圓筒狀層積體11 的重量的偏差。此外，在縮徑工序中，由于通過用比在卷取工序中施加在卷芯21上的載荷更大的載荷對半成品Ila進行縮徑，所以可以容易地使半成品Ila的外徑和圓筒狀層積體 11的預(yù)定的外徑一致。因此，可以容易地降低圓筒狀層積體11的外徑以及重量的偏差。
(2)由于供給至卷取工序的無紡布12的供給量是基于層積在卷芯21外周的無紡布12的層積厚度決定的，所以可以容易地提高圓筒狀層積體11的重量的精度。
(3)通過檢測卷芯21和驅(qū)動滾子22之間的壓力并基于該壓力的降低來增大所述載荷，從而開始縮徑工序。由此，卷取工序結(jié)束后，可以順利地開始縮徑工序。
(4)圓筒狀層積體11的制造裝置具備檢測卷芯21的位置的位置傳感器51。這個位置傳感器51為檢測層積在卷芯21外周的無紡布12的積層厚度的檢測單元。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，基于檢測出的層積在卷芯21外周的無紡布12的積層厚度的結(jié)果，可以容易地使其與圓筒狀層積體11的預(yù)定的外徑一致、即可以容易地結(jié)束縮徑工序。
(5)雖然切斷裝置27配置在離卷芯21較近的位置比較好，但切斷裝置27的設(shè)置有比較困難，另外，還有可能使得到的圓筒狀層積體11難以從裝置取出。因此，切斷裝置27 以從卷芯21隔開預(yù)定間隔的形式配置。在這種情況下，可以設(shè)定到卷取工 序結(jié)束為止的時間而開始縮徑工序，但隨著驅(qū)動滾子22的周速度的變化，需要進行決定從無紡布12切斷到縮徑工序開始為止的時間的控制。在此點上，通過上述(2)所述的方法，由于基于所述壓力的降低開始縮徑工序，所以可以利用壓力檢測的工序管理來控制縮徑工序的開始。
(6)如果基于使用的無紡布12的單位面積重量設(shè)定在卷取工序中卷取的無紡布 12的長度的話，雖然可以提高得到的圓筒狀層積體11的重量的精度，但這樣使制造條件的設(shè)定變得繁雜。對于此點，在本實施方式的制造方法中，無紡布12基于卷芯21的移位被切斷。也就是說，基于卷芯21的移位決定無紡布12供給量，由此可以避免基于無紡布12的單位面積重量設(shè)定無紡布12的長度這樣的麻煩。
(變形例)另外，所述實施方式也可以按以下形式變形。 供給至所述卷取工序的無紡布12的長度在步驟S103中被決定，但也可以預(yù)先測定無紡布12的單位面積重量，對應(yīng)于單位面積重量決定供給至卷取工序的無紡布12的長度。
·所述縮徑工序基于卷芯21和驅(qū)動滾子22之間的壓力降低而開始。也可以設(shè)置用于檢測卷芯21和驅(qū)動滾子22之間是否供給了無紡布12的傳感器，并基于該傳感器的檢測結(jié)果開始縮徑工序。還可以通過計時器測定從無紡布12切斷開始經(jīng)過的時間，并根據(jù)其測定結(jié)果開始縮徑工序。在這種情況下，可以根據(jù)從無紡布12的切斷開始經(jīng)過的時間自動開始縮徑工序。由此，可以順利地開始縮徑工序。更具體地講，計時器的計時結(jié)果到達了預(yù)先設(shè)定的開始時間時，控制制造裝置以使縮徑工序開始。開始時間如下設(shè)定，即根據(jù)在被切斷裝置切斷的時點沒有被卷取的無紡布12的長度和無紡布12的供給速度來計算卷取工序完了的時間，并將上述開始時間設(shè)定為該卷取工序完了的時間、或者設(shè)定為在該卷取工序完了的時間上加上預(yù)定時間的時間。
另外，如所述實施方式這樣在卷取工序中檢測壓力在工序管理上是有效的，將該壓力的檢測結(jié)果用在縮徑工序開始的判斷上可以有效地簡化制造裝置的控制。
在所述卷取工序中，將檢測卷芯21位置的位置傳感器51作為檢測單元對層積在卷芯21的外周的無紡布12的積層厚度進行檢測。也可以變更為，通過將用于檢測層積在卷芯21外周的無紡布12的最外表面的位置的位置傳感器51作為檢測單元使用，檢測所述積層厚度。另外，作為檢測單元，也可以采用與層積在卷芯21的外周面或者卷芯21的外周上的無紡布12的最外表面接觸的接觸式檢測單元。
·所述驅(qū)動滾子22由第I以及第2驅(qū)動滾子22a，22b構(gòu)成，但也可以如圖6所示構(gòu)成為，通過一個驅(qū)動滾子22和卷芯21進行無紡布12加熱以及加壓。這個驅(qū)動滾子22 的條件設(shè)定為與所述實施方式的第2驅(qū)動滾子22b相同。
·在所述制造裝置中也可以省略所述導(dǎo)向滾子26。 所述縮徑工序中驅(qū)動滾子22的條件設(shè)定為與卷取工序中的驅(qū)動滾子22的條件相同， 但在縮徑工序中，也可以改變驅(qū)動滾子22的條件(溫度或者周速度)。
·在所述實施方式中，對卷芯21進行預(yù)加熱后進行卷取工序，但也可以省略預(yù)加熱。例如可以通過在卷芯21的外周面的至少一部分涂布粘著劑或者粘貼膠帶，將無紡布12 臨時固定在卷芯21上，再開始卷無紡布12。
·所述加壓部23a，23b具備一對旋轉(zhuǎn)體25，但也可以如圖2(c)所示，采用在下表面形成反V字狀的錐形面的加壓部23a，23b。伴隨著卷芯21的旋轉(zhuǎn)卷芯21外周面與所述錐形面滑接。錐形面優(yōu)選構(gòu)成為，通過材料的選擇或者表面粗糙度的設(shè)定減小摩擦力，從而減小對于卷芯21的旋轉(zhuǎn)的抵抗。另外，也可以變更為將卷芯21用周知的軸承結(jié)構(gòu)支承，經(jīng)由軸承結(jié)構(gòu)加壓的加壓部。
·所述卷取工序以及縮徑工序中的加壓是通過在卷芯21上施加載荷來進行的，但也可以通過只在驅(qū)動滾子22上施加載荷，或者在卷芯21和驅(qū)動滾子22的雙方上施加載荷來進行所述加壓。
·所述卷取工序以及縮徑工序中的加壓是通過在卷芯21上施加一定的載荷來進行的。也可以通過漸漸增大或減小施加在卷芯21上的載荷，來進行卷取工序或者縮徑工序。即使在這樣的情況下，縮徑工序中的載荷比卷取工序臨結(jié)束之前大，由此可以容易地使半成品Ila的外徑與圓筒狀層積體11的預(yù)定的外徑一致。但是，從容易地進行工序管理這個觀點來看，優(yōu)選如所述實施方式那樣，所述卷取工序以及縮徑工序中的加壓通過將一定的載荷施加在卷芯21上來進行。
·由于在內(nèi)徑為40mm以下的小型過濾器的制造中，使用的無紡布12的長度比較短，所以無紡布12的容積密度的偏差容易對得到的過濾器的外徑以及重量的偏差造成影響。對于此點，容易抑制外徑以及重量的偏差的所述制造方法特別有效。然而，所述制造方法也可以被用于內(nèi)徑超過40_的圓筒狀層積體的制造中，即使在這種情況下，在降低圓筒狀層積體的外徑或者重量的偏差這點上也是有效的。
·所述圓筒狀層積體11作為空氣過濾器使用，但并不限于此，也可以作為除了空氣以外的氣體用的過濾器、或者液體用的過濾器來使用。將圓筒狀層積體11作為過濾器使用的的情況下，熱粘性薄片優(yōu)選至少具有由纖維集合體構(gòu)成的層。作為纖維集合體，除了所述無紡布12以外還可以舉出織布以及紙。作為熱粘性成分，除了熱粘性纖維以外，也可以 為例如包含不定形的熱粘性粘合劑的纖維集合體。另外，包含由纖維集合體構(gòu)成層的熱粘 性薄片例如也可以為多孔薄膜和纖維集合體層積的多層結(jié)構(gòu)。
·所述制造方法不僅可以適用于過濾器用的圓筒狀層積體11的制造，也可以適用 于例如用于各種結(jié)構(gòu)材的圓筒狀層積體的制造。也就是說，所述制造方法作為使用能卷繞 在卷芯21上的具有可撓性并具有預(yù)定的容積密度的熱粘性薄片來制造圓筒狀層積體方法 是有效的。熱粘性薄片的厚度被設(shè)定在例如O. 01 14mm的范圍內(nèi)。在這種情況下，作為 熱粘性薄片并不限于纖維集合體，也可以使用例如發(fā)泡體狀物、網(wǎng)狀物等，也可以使用這些 材料的的復(fù)合體。另外，即使在熱粘性薄片為纖維集合體、發(fā)泡體狀物、或者網(wǎng)狀物和樹脂 膜狀物的復(fù)層結(jié)構(gòu)的情況下，所述制造方法也是有效地。在熱粘性薄片為復(fù)層結(jié)構(gòu)的情況 下，熱粘性薄片的至少一面以熱塑性樹脂為主要成分構(gòu)成。在使用只有一面具有熱粘性的 熱粘性薄片的情況下，從有效地進行向熱粘性成分的熱傳導(dǎo)這個觀點來看，優(yōu)選以具有熱 粘性的面與驅(qū)動滾子22接觸的形式向卷取裝置供給。
·在所述制造方法中將卷取工序在一個階段實行，但也可以將卷取工序分在多個 階段中實行。通過在第I卷取工序中卷取第I熱粘性薄片之后，在第2卷取工序中卷取第2 熱粘性薄片，可以得到在內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)卷繞不同種類的熱粘性薄片的圓筒狀層積體。在 這種情況下，作為第2卷取工序，使用所述制造方法的卷取工序。
權(quán)利要求
1.一種圓筒狀層積體的制造方法，用于制造由包含熱粘性成分的熱粘性薄片沿徑向?qū)臃e構(gòu)成的圓筒狀層積體，其特征在于，包括卷取工序，一邊通過卷芯和以與所述卷芯的軸平行的軸為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動滾子對所述熱粘性薄片加壓，一邊使所述熱粘性薄片連續(xù)通過所述卷芯和所述驅(qū)動滾子之間，同時通過所述驅(qū)動滾子對所述熱粘性薄片加熱并將其卷取在所述卷芯上，直到其直徑比所述圓筒狀層積體的外徑更大，從而得到半成品；以及縮徑工序，一邊通過所述驅(qū)動滾子使所述卷取工序中得到的所述半成品和所述卷芯一起旋轉(zhuǎn)，一邊對所述半成品加熱以及加壓而使其縮徑，從而使所述半成品的外徑與所述圓筒狀層積體的外徑一致，所述卷取工序以及所述縮徑工序中的所述加壓通過在所述卷芯或者所述驅(qū)動滾子上施加載荷來實行，所述縮徑工序中的所述載荷比所述卷取工序中的所述載荷大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒狀層積體的制造方法，其特征在于，在所述卷取工序中，通過基于層積在所述卷芯的外周的熱粘性薄片的層積厚度切斷所述熱粘性薄片，來決定向所述卷取工序供給的所述熱粘性薄片的供給量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圓筒狀層積體的制造方法，其特征在于，在所述卷取工序中，檢測所述卷芯和所述驅(qū)動滾子之間的壓力，并基于所述壓力的降低增大所述載荷，由此開始所述縮徑工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓筒狀層積體制造方法，其特征在于，通過計時器測定從所述熱粘性薄片的切斷開始經(jīng)過的時間，并基于其計時結(jié)果開始所述縮徑工序。
5.權(quán)利要求1-4的任意一項所述的圓筒狀層積體的制造方法中使用的圓筒狀層積體制造裝置，其特征在于，具備所述驅(qū)動滾子；在所述卷芯上施加載荷的加壓裝置；和檢測層積在所述卷芯的外周的熱粘性薄片的積層厚度的檢測單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圓筒狀層積體的制造裝置，其特征在于，具備檢測所述卷芯和所述驅(qū)動滾子之間的壓力的壓力傳感器，基于由所述壓力傳感器檢測的所述壓力的降低來增大所述載荷，從而開始所述縮徑工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圓筒狀層積體的制造裝置，其特征在于，具備切斷所述熱粘性薄片的切斷裝置，在所述卷取工序中，基于所述卷芯的位置用所述切斷裝置切斷所述熱粘性薄片，由此決定向所述卷取工序供給的所述熱粘性薄片的供給量。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種可以容易地減少圓筒狀層積體的外徑以及重量偏差的圓筒狀層積體的制造方法、以及圓筒狀層積體的制造裝置。在卷取工序中，一邊通過卷芯和驅(qū)動滾子對無紡布加壓，一邊使無紡布連續(xù)通過卷芯和驅(qū)動滾子之間，并通過驅(qū)動滾子對無紡布加熱并將其卷取在卷芯上，由此得到半成品。制造方法還包括縮徑工序，通過將卷取工序中得到的半成品和卷芯一起通過驅(qū)動滾子旋轉(zhuǎn)一邊對半成品加熱以及加壓而使其縮徑，從而使半成品的外徑與圓筒狀層積體的外徑達到一致。卷取工序以及縮徑工序中的加壓通過在卷芯上施加載荷實行?？s徑工序中的載荷比卷取工序中的載荷大。
文檔編號B32B37/10GK102991087SQ201210347370
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
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