JP5736754B2 - 中空糸膜シート状物の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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本発明の請求項4に係る中空糸膜シート状物の製造装置は、前記把持ユニットは一対の把持部を備えており、前記固定手段による固定及び前記切断手段による切断は、前記一対の把持部の間でなされることを特徴とする。
本発明の請求項5に係る中空糸膜シート状物の製造装置は、前記複数の中空糸膜同士の間隔は、所望の間隔に溝が形成された間隔調整手段によって揃えられることを特徴とする。
さらに、複数の中空糸膜を中空糸膜同士を所望のピッチで一列に並べた状態で把持し、任意の箇所を固定及び切断する構成としたため、中空糸膜シート状物のシート長の変更が容易となる効果が得られる。
図1は、本発明の中空糸膜シート状物の製造装置1が適用された中空糸膜シート状物の製造設備100の概略構成図を示し、(a)は平面図、(b)は側面図である。
中空糸膜シート状物の製造設備100は、中空糸膜供給部200と、中空糸膜シート状物の製造装置1を主な構成要素としている。この製造設備100は、中空糸膜供給部200から供給される多数本の中空糸膜2を、本発明に係る中空糸膜シート状物の製造装置1によって中空糸膜シート状物Sに加工する設備である。
以下、中空糸膜供給部200と、本発明の中空糸膜シート状物の製造装置1について順に説明する。なお、中空糸膜シート状物Sの長さ(シート長)とは、中空糸膜シート状物Sを構成する中空糸膜2の長手方向の長さであり、中空糸膜シート状物Sの幅とは、中空糸膜2の長手方向に直交する方向の幅を示すものである。
クリールスタンド201は複数のボビン202とクリール(図示せず)とから構成されている。ボビン202は、中空糸膜シート状物Sを構成する中空糸膜2の本数分用意される。中空糸膜2の本数は、中空糸膜モジュールの使用により決定される中空糸膜シート状物Sの幅に依存して決定される。本実施形態では、例えば、幅360mmのシート幅の中空糸膜シート状物Sを製造するため、直径3mmの中空糸膜2が120本使用される。
ガイドローラー部211は、複数のローラー212から構成されており、クリールスタンド201から供給された多数本の中空糸膜2の間隔を徐々に狭めるように上下に間隔を隔てて配置されている。多数本の中空糸膜2は、複数のローラー212から構成されるガイドローラー部211を経ることによって、一列に並べられた状態となる。
図2に示すように、搬送ラインに沿ってベルトコンベア301が設けられている。ベルトコンベア301を挟んで両側には、一対の把持ユニット3(把持手段)が移動可能に配置されている。具体的には、ベルトコンベア301に沿って、各々一対のガイドレール22が設けられ、各ガイドレール22間に配置されたボールねじ23をモータ25によって駆動することで、把持ユニット3を移動するようになっている。
図3(b)に示すように、把持ユニット3は、ガイドレール22に沿って移動するベース部24と、枠状のメインフレームFと、サブフレームfを備えている。ベース部24には、搬送ラインに直交する方向に一対のサブガイドレール31(図2参照)が設けられている。このサブガイドレール31に沿って、メインフレームFに対して、サブフレームfがベルトコンベア301上に位置する稼働位置と、ベルトコンベア301から待避する待避位置とに移動可能とされている。
エアシリンダー54は、サブフレームfの上部に設けられ、このエアシリンダー54に取り付けられたブラケット55に超音波溶着機本体51が設けられている。この超音波溶着機本体51の先端にはホーン52が設けられている。ホーン52は、中空糸膜シート状物Sの幅方向に延びる部材であり、エアシリンダー54を作動させることによって、ブラケット55を介して上下動可能とされている。隣接した中空糸膜同士の溶着(固定)は、ホーン52と、サブフレームfの下部にエアシリンダー56を介して上下動可能に支持されたアンビル53とで中空糸膜列2aを挟み込むことによってなされる。
図3(a)に示すように、スライドガイド62は、ホーン52とアンビル53の稼働範囲から外れた位置に配置され、また、超音波カッター本体61は、ホーン52とアンビル53の幅方向で外れた位置に待避できるようになっている。
ピッチ制御用ロール7は円筒状に形成された部材であり、その周方向には、中空糸膜シート状物Sの中空糸膜同士の間隔と同じ間隔で溝が形成されている。本実施形態においては、中空糸膜の直径(2.8mm)及び中空糸膜配列ピッチ(3mm)に対応して、3mmピッチで溝が形成されている。
図4〜図11は、製造装置1を図3に示すA方向から見た側面図であって、本発明の実施の形態の製造工程を示す図である。
本発明の製造方法の特徴は、中空糸膜列2aを直線的かつ連続的に引き出しながら加工を行うことである。ただし、製造開始段階においては、中空糸膜供給部200によって一列に並べられた中空糸膜列2aの端部を、人の手によって一方の把持ユニット3に把持させる工程が必要になる。一旦把持させれば、制御装置によって自動的な製造が可能である。
まず、中空糸膜列2aの端部を、図4に示す把持ユニット3Bの上流側のハンド4Aに把持させ、一定の引出速度で中空糸膜列2aを引き出させる。なお、中空糸膜列2aの端部は、前工程によって、溶着加工がなされているものとする。
次いで、原点Pより把持ユニット3Aの移動を開始し、前記引出速度まで加速させる。この時点で、把持ユニット3Aは中空糸膜列2aを把持していない。このとき、ベルトコンベア301は引出速度と同じ速度で動作している。
把持ユニット3Aを、把持ユニット3Bと同じ速度、つまり引出速度まで加速させる間に、図5に示すように、ピッチ制御用ロール7を上昇させ、中空糸膜列2aの下部に当接させる。これにより、中空糸膜列2aの中空糸膜2同士が所望のピッチで並べられ、かつ、間隔が正確に揃う。
図6に示すように、把持ユニット3Aが、引出速度と同じ速度となった時点で、上流側のハンド4A,及び下流側のハンド4Bで中空糸膜列2aを把持する。なお、把持ユニット3Aによって、把持される搬送方向の位置は、中空糸膜シート状物Sのシート長に応じて適宜制御される。つまり、製造すべきシート長が短い場合は、把持ユニット3Bによって把持されている、中空糸膜シート状物Sの一端により近い位置を把持するように制御される。シート長が長い場合は、中空糸膜シート状物Sの一端から遠い位置を把持するように制御される。
なお、原点復帰は、即時に完了させる必要はない。原点復帰は、後述する工程(6)において、把持ユニット3Aが中空糸膜シート状物Sを排出する時点で、把持ユニット3Bが把持ユニット3Aと所定の間隔(中空糸膜シート状物Sの長さに依存した間隔)で等しい速度で移動する状態になるのに間に合うように実施されればよい。
把持ユニット3Aは、把持ユニット3Bが中空糸膜列2aを把持、搬送する速度(引出速度)と同じ速度となってから中空糸膜列2aを把持するため、中空糸膜列2aが、搬送ラインを移動する速度(引出速度)は一定のままである。これにより、製造開始時の加速を除けば、中空糸膜列2aに加減速による応力がかかることはない。
また、このとき、中空糸膜シート状物Sの一端は、搬送ラインより下方に垂れ下がるが、ベルトコンベア301が引出速度と同じ速度で動作しているため、床に引きずられたりすることはない。
次に、図7に示すように、超音波溶着機5を動作させる。つまり、ホーン52を下降させるとともに、アンビル53を上昇させて中空糸膜列2aを挟持した後、ホーン52に超音波振動を与えることによって、中空糸膜列2aを構成する中空糸膜2同士を溶着する。ホーン52及びアンビル53は、互いの当接部が中空糸膜シート状物Sの幅よりも十分な長い長尺状であり、かつ、搬送方向に所定の幅を有している。よって、中空糸膜列2aの溶着部は、中空糸膜列2aの全幅を溶着し、かつ、所定の幅を有している。
上述したように、超音波溶着機5を構成するホーン52及びアンビル53は、2つのハンド4の間に配置されていることにより、上流側と下流側のハンド4A,4Bに把持されている箇所の中間が溶着される。
溶着完了後、図8に示すように、超音波溶着機5のホーン52を上昇させ、かつ、アンビル53を下降させることで超音波カッター6の動作範囲から待避させる。
次に、図9に示すように、超音波カッター6によって溶着部を切断する。超音波カッター6は、超音波溶着によって溶着された範囲のうち、中空糸膜列2aの幅方向にそって、溶着された範囲の中央部を切断するように構成されている。
切断後、図10に示すように、下流側のハンド4Bを開状態にし、ベルトコンベア301上に中空糸膜シート状物Sを排出する。その際にベルトコンベア301の速度を引出速度よりも大きくすることで、ベルトコンベア301上への排出がスムーズになる。一方、上流側のハンド4Aは中空糸膜列2aを把持した状態を保つ。
把持ユニット3Aが超音波溶着や切断を行う一方で、工程(3)で原点復帰させた把持ユニット3Bを引き出し速度まで加速させる。そのタイミングは、把持ユニット3Bの加速が完了し、引き出し速度となった段階で、把持ユニット3Aと把持ユニット3Bとの間隔が、中空糸膜シート状物Sの所定の長さと等しくなるように設定される。
本例においては、図9の段階で移動を開始させ、図10の段階で引出速度に達している。図11に示すように、把持ユニット3Bによる把持が完了した段階で、把持ユニット3Aは、把持を解除する。以下、把持ユニット3Bは中空糸膜列2aの溶着、切断を行う。
また、中空糸膜列2aを湾曲させることなく直線的に搬送することで、中空糸膜列2aを変形させることもない。
また、原点Pからの加速開始タイミングや、加速度を制御することによって、所望のシート長の中空糸膜シート状物Sを製造可能である。
1 中空糸膜シート状物の製造装置
2 中空糸膜
2a 中空糸膜列
3,3A,3B 把持ユニット(把持手段)
4,4A,4B ハンド(把持部)
5 超音波溶着機(固定手段)
6 超音波カッター(切断手段)
7 ピッチ制御用ロール(間隔調整手段)
100 中空糸膜シート状物の製造設備
200 中空糸膜供給部
Claims (5)
- 中空糸膜モジュールの構成要素として使用される中空糸膜シート状物を一対の把持ユニットを備えた製造装置を用いて製造する製造方法であって、
一方の把持ユニットを用いて複数の中空糸膜を中空糸膜同士を所望のピッチで直線的に一列に並べた状態で把持して連続的に引き出す引出工程と、
前記一方の把持ユニットに設けられた固定手段を前記中空糸膜を引き出す速度と同じ速度で移動させながら、該固定手段を用いて前記一方の把持ユニットにより把持された中空糸膜同士を一端側で固定する固定工程と、
前記一方の把持ユニットに設けられた切断手段を前記中空糸膜を引き出す速度と同じ速度で移動させながら、該切断手段を用いて前記中空糸膜の固定部分を切断する切断工程と、
前記一方の把持ユニットによる把持の解除に先立って、他方の把持ユニットにより中空糸膜同士を他端側で把持して連続的に引き出す引出工程とを有し、
前記一方又は他方による把持ユニットによる引出工程、前記固定工程、前記切断工程を順に繰り返すことを特徴とする中空糸膜シート状物の製造方法。 - 中空糸膜モジュールの構成要素として使用される中空糸膜シート状物の製造装置であって、
複数の中空糸膜を中空糸膜同士を所望のピッチで直線的に一列に並べた状態で把持して連続的に引き出す一方の把持ユニットと、
前記一方の把持ユニットに設けられ、前記中空糸膜を引き出す速度と同じ速度で移動可能にされ、前記一方の把持ユニットにより把持された中空糸膜同士を一端側で固定する固定手段と、
前記一方の把持ユニットに設けられ、前記中空糸膜を引き出す速度と同じ速度で移動可能にされ、前記中空糸膜の固定部分を切断する切断手段と、
前記一方の把持ユニットとは別に、前記中空糸膜を引き出す速度と同じ速度で移動可能にされ、前記一方の把持ユニットによる把持の解除に先立って、中空糸膜同士を他端側で把持して連続的に引き出す他方の把持ユニットとを備えることを特徴とする中空糸膜シート状物の製造装置。 - 前記中空糸膜を引き出す速度と同じ速度で移動可能にされ、前記他方の把持ユニットにより把持された中空糸膜同士を他端側で固定する固定手段、及び前記中空糸膜を引き出す速度と同じ速度で移動可能にされ、前記中空糸膜の他端側の固定部分を切断する切断手段が、前記他方の把持ユニットに搭載されていることを特徴とする請求項2に記載の中空糸膜シート状物の製造装置。
- 前記把持ユニットは一対の把持部を備えており、前記固定手段による固定及び前記切断手段による切断は、前記一対の把持部の間でなされることを特徴とする請求項2又は3に記載の中空糸膜シート状物の製造装置。
- 前記複数の中空糸膜同士の間隔は、所望の間隔に溝が形成された間隔調整手段によって揃えられることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の中空糸膜シート状物の製造装置。
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