JP7505187B2 - Method for manufacturing winding tube and fiber wound body - Google Patents
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Description
本発明は、巻取りチューブ、及び当該巻取りチューブに巻き取られた繊維巻回体の製造方法の技術に関する。 The present invention relates to a technology for a winding tube and a method for manufacturing a fiber wound body wound on the winding tube.
一般的に、ガラス繊維は、白金製ブッシングの底部に設けられた多数のノズルから溶融ガラスを連続的に引き出すことによって、多数本のガラスフィラメントを成形し、成形された多数本のガラスフィラメントに対して冷却水を噴霧した後集束剤を塗布し、その後、これらのガラスフィラメントを数十本から数千本の単位で集束させて、ストランドと呼ばれるガラス繊維束に束ねることにより成形される。
そして、成形されたガラス繊維は、巻取り装置によって巻取りチューブの外周面に巻き取られ、製品形態である中空円筒形状の巻回体に形成される。
ここで、巻取りチューブとしては、例えば特許文献１のような合成樹脂製の巻取りチューブが用いられる。
Generally, glass fibers are formed by continuously drawing molten glass from a number of nozzles attached to the bottom of a platinum bushing to form a number of glass filaments, spraying cooling water onto the formed number of glass filaments and then applying a bundling agent, and then bundling these glass filaments in units of tens to thousands into glass fiber bundles called strands.
The formed glass fibers are then wound around the outer circumferential surface of a winding tube by a winding device, and formed into a hollow cylindrical wound body, which is the product form.
Here, as the winding tube, for example, a synthetic resin winding tube as disclosed in
特許文献１における合成樹脂製の巻取りチューブは、ストランドをチューブから抜き取る際において型崩れしにくく、繰り返し使用できるものの、ストランドを巻き取りチューブから抜き取りにくく、作業性に劣る。
The synthetic resin winding tube in
一方、紙管からなる巻取りチューブとして、例えば、リグニン等の紙力増強剤が含浸されたクラフト紙からなる板紙を、複数枚張り合わせてロール状に形成した巻取りチューブが挙げられる。
このような巻取りチューブは、ストランドを巻き取りチューブから抜き取る際に、その形状を変形させることができるため、特許文献１のような合成樹脂製の巻取りチューブよりもストランドを抜き取りやすく、作業性に優れている。
On the other hand, an example of a take-up tube made of a paper core is a take-up tube formed into a roll by gluing together a plurality of sheets of paperboard made of kraft paper impregnated with a paper strength enhancer such as lignin.
Such a winding tube can be deformed when the strand is removed from the winding tube, making it easier to remove the strand than with a synthetic resin winding tube such as that in
しかし、巻き取られたガラス繊維とともに水の沸点以上の高温（約１００～１５０℃）に長時間晒されることで、板紙とガラス繊維との界面に紙力増強剤が滲み出し、ガラス繊維に付着している集束剤との化学反応によって、板紙と接触するガラス繊維の表層が黄色に着色し、その着色度合いによっては不良品となる部分があり、生産効率が低下しやすい。
また、紙管からなる巻取りチューブは、乾燥と湿潤とを繰り返すことによって硬化して脆くなり、破損し易い傾向にあるため、例えば、クラフト紙を用いた紙管からなる巻取りチューブでは、長期間に亘って繰り返し利用することが困難である。
However, when the wound glass fibers are exposed to high temperatures (approximately 100 to 150°C) above the boiling point of water for a long period of time, the paper strength agent seeps out to the interface between the paperboard and the glass fibers, and a chemical reaction with the bundling agent attached to the glass fibers causes the surface layer of the glass fibers in contact with the paperboard to turn yellow. Depending on the degree of coloring, some parts may become defective products, which can reduce production efficiency.
In addition, winding tubes made of paper tubes tend to harden and become brittle and easily damaged by repeated drying and wetting, so it is difficult to repeatedly use a winding tube made of paper tubes using craft paper, for example, for a long period of time.
本発明は、以上に示した現状の問題点に鑑みてなされたものであり、作業性に優れ、長期間に亘って繰り返し利用可能であり、繊維の生産効率が高い巻取りチューブ、及び当該巻取りチューブに巻き取られた繊維巻回体の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention was made in consideration of the current problems described above, and aims to provide a winding tube that is easy to work with, can be repeatedly used over a long period of time, and has high fiber production efficiency, as well as a method for manufacturing a fiber wound body wound on the winding tube.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem that the present invention aims to solve is as described above, and the means for solving this problem will be explained next.
即ち、本発明に係る巻取りチューブは、外周面に繊維を巻き取る巻取りチューブであって、空気層を有する円筒体からなり、前記円筒体は、合成繊維シートと、前記合成繊維シートに含浸してなる樹脂からなる布部材により形成され、前記樹脂は、１５０℃以上の融点を有することを特徴とする。
このように、本発明に係る巻取りチューブにおいては、１５０℃以上の融点を有する樹脂が合成繊維シートに含浸されている布部材を用いることから、乾燥と湿潤とを繰り返すことで硬化することなく、また、型崩れが起こりにくくなるため、長期間に亘って繰り返し使用できる。
また、本発明に係る巻取りチューブは、紙力増強剤を含まないため、例えば上述した紙管ように、巻き取られた繊維の表層で黄色に着色することがなく、繊維の生産性が高い。
さらに、上記円筒体が、空気層を有する構成となっているため、当該空気層による隙間を介して径方向内側に向かって容易に弾性変形させることができ、巻き取られた繊維から当該巻取りチューブを抜き取る抜取り作業を、容易に行うことができる。
That is, the winding tube of the present invention is a winding tube for winding fibers around its outer peripheral surface, which consists of a cylindrical body having an air layer, the cylindrical body being formed of a cloth member made of a synthetic fiber sheet and a resin impregnated into the synthetic fiber sheet, and the resin has a melting point of 150°C or higher.
In this way, the take-up tube of the present invention uses a cloth member in which a synthetic fiber sheet is impregnated with resin having a melting point of 150°C or higher, so it does not harden when repeatedly dried and wet, and is less likely to lose its shape, allowing it to be used repeatedly over a long period of time.
In addition, since the winding tube according to the present invention does not contain a paper strength agent, the surface layer of the wound fiber does not turn yellow as occurs with, for example, the above-mentioned paper tube, and fiber productivity is high.
Furthermore, since the cylindrical body is configured to have an air layer, it can be easily elastically deformed radially inward through the gap created by the air layer, making it easy to remove the winding tube from the wound fiber.
また、本発明に係る巻取りチューブにおいて、前記円筒体は、ロール状に巻かれた前記布部材からなり、外周面において前記布部材の一端部と前記布部材とを軸方向に接着する第一接着部と、内周面において前記布部材の他端部と前記布部材とを軸方向に接着する第二接着部と、軸方向両端部において前記第一接着部と前記第二接着部との間の布部材を周方向に接着する第三接着部とを有することが好ましい。
このような構成を有することにより、第一接着部、第二接着部、及び第三接着部によって、ロール状に巻かれた布部材における巻き方向の両端部を強固に固定することができ、巻取りチューブにおける円筒形状の外形をより堅固に保持し、巻取りチューブの利用回数を増やすことができる。
In addition, in the winding tube of the present invention, it is preferable that the cylindrical body is made of the cloth member wound into a roll, and has a first adhesive portion on the outer peripheral surface that axially bonds one end of the cloth member to the cloth member, a second adhesive portion on the inner peripheral surface that axially bonds the other end of the cloth member to the cloth member, and a third adhesive portion at both axial ends that circumferentially bonds the cloth member between the first adhesive portion and the second adhesive portion.
With this configuration, the first adhesive portion, the second adhesive portion, and the third adhesive portion can firmly fix both ends of the cloth member wound into a roll in the winding direction, thereby more firmly maintaining the cylindrical outer shape of the winding tube and increasing the number of times the winding tube can be used.
また、本発明に係る巻取りチューブにおいて、前記合成繊維シートの目付は２５０ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。
このような構成を有することにより、例えば、巻取りチューブの外周面に繊維を巻き取る際、当該繊維の巻付け力によって、布部材が厚み方向に圧縮されて変形するのを抑制することができ、巻取りチューブにおいて十分な剛性を確保することができる。
In the take-up tube according to the present invention, the synthetic fiber sheet preferably has a basis weight of 250 g/ m2 or more.
By having this configuration, for example, when winding fibers around the outer peripheral surface of the winding tube, the winding force of the fibers can be prevented from compressing and deforming the cloth material in the thickness direction, thereby ensuring sufficient rigidity in the winding tube.
また、本発明に係る巻取りチューブにおいて、前記合成繊維シートは不織布であることが好ましい。
このような構成からなる巻取りチューブであれば、容易に折りたたむことができ、保管時における収納スペースを小さくすることができる。
また、従来の紙管からなる巻取りチューブや、樹脂製の巻取りチューブ等に比べて軽量であるため、例えば、巻取り装置への取付作業や、所定場所への移動作業などを容易に行うことができる。
In the take-up tube according to the present invention, the synthetic fiber sheet is preferably a nonwoven fabric.
A winding tube having such a configuration can be easily folded, and the storage space required for storage can be reduced.
In addition, since it is lighter than conventional winding tubes made of paper or resin, for example, it is easier to attach it to a winding device or transport it to a designated location.
また、本発明に係る巻取りチューブにおいて、前記円筒体は、外周面において、エンボス加工による０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の段差からなる凹凸部を有することが好ましい。
このような構成を有することにより、巻取りチューブの外周面に繊維を巻き取る際、当該繊維は、上記凹凸部によって回転する巻取りチューブに対する滑りを抑制されることとなり、巻き取られた繊維の形態の品質向上を図ることができる。
また、例えば、ガラス繊維が巻き取られた巻取りチューブを、巻取り装置のコレットから抜き取る場合や、所定場所へと移動させる場合などにおいては、上記凹凸部がガラス繊維の滑り止めとして機能するため、巻取りチューブに対してガラス繊維が横ズレするのを抑制し、作業効率の向上を図ることができる。
In the take-up tube according to the present invention, the cylindrical body preferably has an uneven portion on its outer circumferential surface, the uneven portion being formed by embossing and having a step of 0.5 mm to 2.0 mm.
With this configuration, when the fibers are wound around the outer peripheral surface of the winding tube, the uneven portion prevents the fibers from slipping against the rotating winding tube, thereby improving the quality of the shape of the wound fibers.
Furthermore, for example, when removing the winding tube on which the glass fiber is wound from the collet of the winding device or when moving it to a specified location, the uneven portion functions as an anti-slip agent for the glass fiber, thereby preventing the glass fiber from shifting laterally relative to the winding tube and improving work efficiency.
そして、本発明に係る繊維巻回体の製造方法は、中空円筒形状に巻き取られた繊維巻回体の製造方法であって、水分率が４％以上２０％以下の繊維を、巻取りチューブの外周面に巻き取る巻取り工程と、前記巻取り工程によって巻き取られた前記繊維を、１００℃以上１５０℃以下の温度で乾燥させて、前記繊維の水分率を１％以下に低下させる乾燥工程と、前記乾燥工程によって乾燥された前記繊維から前記巻取りチューブを抜き取る抜取り工程とを備え、前記巻取りチューブは、上述した巻取りチューブからなることを特徴とする。
このような、本発明に係る繊維巻回体の製造方法によれば、上述した内容と同じ効果が得られる。
The manufacturing method of the fiber wound body according to the present invention is a manufacturing method of a fiber wound body wound into a hollow cylindrical shape, and includes a winding step of winding fibers having a moisture content of 4% or more and 20% or less onto the outer peripheral surface of a winding tube, a drying step of drying the fibers wound in the winding step at a temperature of 100°C or more and 150°C or less to reduce the moisture content of the fibers to 1% or less, and a removal step of removing the winding tube from the fibers dried in the drying step, wherein the winding tube is made of the winding tube described above.
According to the method for producing a fiber wound body of the present invention, the same effects as those described above can be obtained.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係る巻取りチューブ及び繊維巻回体の製造方法によれば、作業性に優れ、長期間に亘って繰り返し利用可能であり、繊維の生産効率が高い巻取りチューブ、及び当該巻取りチューブに巻き取られた繊維巻回体の製造方法を実現することができる。
The present invention has the following advantages.
In other words, according to the manufacturing method of the winding tube and fiber wound body of the present invention, it is possible to realize a winding tube that is easy to work with, can be repeatedly used over a long period of time, and has high fiber production efficiency, and a manufacturing method for a fiber wound body wound around the winding tube.
次に、本発明の実施形態について、図１乃至図３を用いて説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 3.
［巻取りチューブ１の構成］
先ず、本発明を具現化する巻取りチューブ１の構成について、図１乃至図３を用いて説明する。
本実施形態における巻取りチューブ１は、例えば、プリント配線基板等に使用されるＥガラスのガラス繊維Ｓを、ケーキと称される中空円筒形状の巻回体Ｒとして巻き取るために使用することができる。
なお、巻取りチューブ１に巻き取られるガラス繊維Ｓについては、複合材料用途のガラス繊維に限定されることはなく、例えば、光ファイバ等の光学ガラス繊維、或いはカーボンファイバ、セラミックスファイバ等の各種機能性繊維などであってもよい。
[Configuration of take-up tube 1]
First, the structure of a take-
The
The glass fiber S wound onto the
図１に示すように、巻取りチューブ１は、略中空円筒形状の円筒体１０からなり、円筒体１０の中空部分に巻取り装置１００におけるコレット１０１が挿入される。
As shown in FIG. 1, the
巻取りチューブ１は、当該コレット１０１とともに、軸芯Ｇを中心として所定方向（図１中の矢印Ｘの方向）に向かって連続的に回転される。
これにより、巻取りチューブ１の外周面において、ガラス繊維Ｓが綾振されつつ連続的に巻き取られ、中空円筒形状の巻回体Ｒが形成される。
つまり、巻取りチューブ１の外周面にガラス繊維Ｓを巻き取る巻取り工程が実施される。
The take-
As a result, the glass fiber S is continuously wound around the outer circumferential surface of the
That is, a winding process is carried out in which the glass fiber S is wound around the outer peripheral surface of the
ガラス繊維Ｓの巻回体Ｒを巻き取った巻取りチューブ１は、外周面に巻回体Ｒを保持した状態のままコレット１０１から抜き取られた後、当該巻回体Ｒとともに、１００℃以上１５０℃以下の温度で乾燥される。
つまり、巻取り工程によって巻き取られたガラス繊維Ｓを乾燥させる乾燥工程が実施される。
The
That is, a drying process is carried out to dry the glass fiber S wound in the winding process.
そして、乾燥工程によってガラス繊維Ｓの巻回体Ｒとともに乾燥された巻取りチューブ１は、径方向内側且つ軸方向に弾性変形させつつ、巻回体Ｒより抜き取られ、最終製品であるガラス繊維巻回体が製造される。
つまり、乾燥工程によって乾燥されたガラス繊維Ｓの巻回体Ｒから、巻取りチューブ１を抜き取る抜取り工程が実施される。
Then, the
That is, a removal process is carried out in which the take-
このように、巻取りチューブ１は、最終製品であるガラス繊維巻回体の製造工程に用いられ、例えば本実施形態においては、巻取り工程によって、水分率が４％以上２０％以下のガラス繊維Ｓを、巻取りチューブ１の外周面に巻き取り、乾燥工程によって、当該巻取り工程にて巻き取られたガラス繊維Ｓの水分率を１％以下に低下させ、抜取り工程によって、ガラス繊維Ｓから巻取りチューブ１を抜き取ることにより、ガラス繊維巻回体が製造される。
In this way, the
巻取りチューブ１を構成する円筒体１０は、ロール状に巻かれた帯状の布部材１１からなり、径方向内側に向かって複数層を有した略中空円筒形状に形成される。
具体的には、図３（ａ）に示すように、円筒体１０は、スパイラル状に巻かれた１枚の布部材１１によって形成され、径方向内側に向かって、空気層１２を介在した外周層１３及び内周層１４からなる複数層（本実施形態においては、２層）を有するように構成されている。
The
Specifically, as shown in FIG. 3(a), the
ここで、布部材１１は、合成繊維シートと、当該合成繊維シートに含浸している１５０℃以上の融点を有する樹脂とからなり、十分な耐熱性を有しつつ、任意の方向に弾性変形可能な構成となっている。
例えば、本実施形態においては、耐熱性に優れたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂からなる不織布によって合成繊維シートが形成されており、当該合成繊維シートには、１５０℃以上の融点を有するアクリル樹脂が、予め含浸されている。
Here, the
For example, in this embodiment, a synthetic fiber sheet is formed from a nonwoven fabric made of PET (polyethylene terephthalate) resin, which has excellent heat resistance, and the synthetic fiber sheet is pre-impregnated with acrylic resin having a melting point of 150°C or higher.
なお、１５０℃以上の融点を有する樹脂が含侵されていない場合、布部材１１の強度が低く、略中空円筒形状を保つことが困難である。
また、このような樹脂は、紙力増強剤とは異なり、乾燥と湿潤とを繰り返すことによって硬化して脆くなることがない。
If the
Moreover, unlike paper strength agents, such resins do not harden and become brittle through repeated drying and wetting.
従って、巻取りチューブ１は、可撓性を有する不織布によって形成されることにより、容易に折りたたむことができ、保管時における収納スペースを小さくすることができる。
また、従来の紙管からなる巻取りチューブや、樹脂製の巻取りチューブ等に比べて軽量であるため、例えば、巻取り装置１００のコレット１０１への取付作業や、所定場所への移動作業などを容易に行うことができる。
Therefore, by forming the take-
In addition, since it is lighter than conventional winding tubes made of paper or resin, for example, it is easy to attach it to the
なお、布部材１１を形成する合成繊維シートについては、ＰＥＴ樹脂からなる不織布に限定されることはなく、例えば、同じく耐熱性に優れたＰＰ（ポリプロピレン）樹脂等からなる不織布であってもよい。
合成繊維シートを構成する合成繊維の融点は１５０℃以上であることで、乾燥により合成繊維シートが劣化するのを抑制できるので好ましい。
また、ＰＥＴ樹脂からなる不織布は、優れた耐熱性を有するとともに、十分な弾性を有することから、形成された巻回体Ｒから巻取りチューブ１を容易に抜き取ることができるため、より好ましい。
The synthetic fiber sheet forming the
It is preferable that the melting point of the synthetic fibers constituting the synthetic fiber sheet is 150° C. or higher, since this can prevent the synthetic fiber sheet from deteriorating due to drying.
Furthermore, a nonwoven fabric made of a PET resin is more preferable because it has excellent heat resistance and sufficient elasticity, which allows the take-
このように、本実施形態における巻取りチューブ１において、円筒体１０における上記複数層（外周層１３及び内周層１４）の間には、空気層１２からなる空間部が介在することから、当該空気層１２を介して、外周層１３は径方向内側に向かって容易に弾性変形することが可能であり、また内周層１４は径方向外側に向かって容易に弾性変形することが可能である。
In this way, in the
従って、巻取りチューブ１においては、円筒形状の外形を維持するための十分な剛性を有する一方、図３（ｂ）に示すように、空気層１２による空間部（隙間）を介して、径方向内側に向かって容易に弾性変形させることができ、例えば、形成された巻回体Ｒから、当該巻取りチューブ１を容易に抜き取ることができる。
Thus, the
また、本実施形態における巻取りチューブ１においては、円筒体１０を形成する布部材１１として、合成繊維シートと、合成繊維シートに含浸してなる１５０℃以上の融点を有する樹脂（アクリル樹脂）からなることから、例えば、巻取りチューブ１に巻き取られたガラス繊維Ｓ（巻回体Ｒ）を乾燥させる乾燥工程において、巻回体Ｒとともに、１００℃以上１５０℃以下の温度に長時間晒されたとしても、十分な耐熱性を発揮することができる。
そのため、巻取りチューブ１を複数回使用して、乾燥と湿潤とを繰り返しても、巻取りチューブ１が硬化することなく、繰り返し使用できる。
Furthermore, in the
Therefore, even if the take-
さらに、本実施形態における巻取りチューブ１においては、上記布部材１１が上述の合成繊維シートと、上述の樹脂からなるため、例えば、複数枚の板紙（クラフト紙）を張り合わせて形成された巻取りチューブのように、板紙の表面に滲み出た紙力増強剤と、巻取りチューブに巻き取られたガラス繊維Ｓに付着している集束剤との化学反応によって、当該ガラス繊維Ｓの表層で黄色く着色することも少なく、ガラス繊維Ｓの品質を維持しつつ、長期間に渡って巻取りチューブ１を繰り返し再利用することができる。
Furthermore, in the winding
なお、本実施形態においては、上述したように、１枚の布部材１１をスパイラル状に巻くことによって、空気層１２を介在した複数層（外周層１３及び内周層１４）を構成することとしているが、これに限定されることはなく、例えば、外周層１３を形成する中空円筒形状の布部材１１の内周部において、内周層１４を形成する中空円筒形状の布部材１１を同軸上に別途配置するとともに、外周層１３と内周層１４の間にスペーサを設けることにより、空気層１２を介在した複数層を構成することとしてもよい。
また、上記複数層の構成については、空気層１２を介在した外周層１３及び内周層１４からなる２層に限定されるものではなく、例えば、空気層１２を各々介在した３層以上であってもよい。
In this embodiment, as described above, a
Furthermore, the above-mentioned multiple layer configuration is not limited to two layers consisting of an
合成繊維シートの目付は、２５０ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。
このような構成を有することにより、例えば、巻取りチューブ１の外周面にガラス繊維Ｓを巻き取る際、当該ガラス繊維Ｓの巻付け力によって、布部材１１が厚み方向に圧縮されて変形するのを抑制することができ、巻取りチューブ１において十分な剛性を確保することができる。
The synthetic fiber sheet preferably has a basis weight of 250 g/ m2 or more.
With this configuration, for example, when the glass fiber S is wound around the outer peripheral surface of the winding
また、合成繊維シートに予め含浸される樹脂（アクリル樹脂）の分量は、５０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、８０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下であることがより好ましい。
合成繊維シートに含浸される樹脂（アクリル樹脂）の分量が５０ｇ／ｍ２未満である場合、布部材１１は、十分な耐熱性を有することが困難であるばかりでなく、強度も不十分となり得る。
一方、合成繊維シートに含浸される樹脂（アクリル樹脂）の分量が２００ｇ／ｍ２を超える場合、布部材１１は、剛性が高くなりすぎて弾性変形し難くなり、例えば、形成された巻回体Ｒから、巻取りチューブ１を抜き取ることが困難となる場合がある。
The amount of resin (acrylic resin) pre-impregnated into the synthetic fiber sheet is preferably 50 g/m 2 or more and 200 g/m 2 or less, and more preferably 80 g/m 2 or more and 150 g/m 2 or less.
If the amount of resin (acrylic resin) impregnated into the synthetic fiber sheet is less than 50 g/m 2 , not only will it be difficult for the
On the other hand, if the amount of resin (acrylic resin) impregnated into the synthetic fiber sheet exceeds 200 g/ m2 , the
図２に示すように、ロール状に巻かれた帯状の布部材１１からなる円筒体１０において、当該布部材１１における巻き方向（即ち、円筒体１０の周方向）の一端部１１ａ及び他端部１１ｂは、当該布部材１１の積層方向（即ち、円筒体１０の径方向）に見て、互いに重なる位置に配置されており、例えば本実施形態においては、布部材１１の一端部１１ａ及び他端部１１ｂが、円筒体１０の外周面側及び内周面側に各々設けられるとともに、当該一端部１１ａの先端１１ａ１、及び当該他端部１１ｂの先端１１ｂ１が、互いに近接した位置にて、平行、且つ軸方向に沿って延びるようにして設けられている。
As shown in FIG. 2, in a
そして、布部材１１における一端部１１ａは、先端１１ａ１に沿って外周層１３を構成する布部材１１の外周面に接着されている。
また、布部材１１における他端部１１ｂは、先端１１ｂ１に沿って内周層１４を構成する布部材１１の内周面に接着される。
さらに、これらの一端部１１ａ及び他端部１１ｂは、円筒体１０における軸方向の両端部において、一端部１１ａの先端１１ａ１と、他端部１１ｂの先端１１ｂ１との間の領域を、当該円筒体１０の周方向に沿って接着されている。
One
Additionally, the
Furthermore, these one
このように、本実施形態における巻取りチューブ１においては、ロール状に巻かれた布部材１１からなる円筒体１０が、外周面において当該布部材１１の一端部１１ａを先端１１ａ１に沿って軸方向に接着する第一接着部１６と、内周面において当該布部材１１の他端部１１ｂを先端１１ｂ１に沿って軸方向に接着する第二接着部１７と、軸方向両端部において第一接着部１６と第二接着部１７との間を周方向に接着する第三接着部１８・１８とを有する構成となっている。
In this way, in the winding
従って、布部材１１の一端部１１ａ及び他端部１１ｂは、これらの第一接着部１６、第二接着部１７、及び第三接着部１８によって、より強固に固定されることとなり、例えば、巻取りチューブ１を再利用する際において、当該巻取りチューブ１における円筒形状の外形を、より堅固に保持することができる。
Therefore, the one
なお、第一接着部１６、第二接着部１７、及び第三接着部１８は、例えば、接着剤により接着したり、これら接着部周辺を２５０℃以上に加熱して布部材を融着することにより形成される。
The first
また、円筒体１０において、少なくとも外周層１３を構成する布部材１１の外周面にはエンボス加工が施され、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の段差からなる複数の凹凸部１５が形成されている。
In addition, in the
このように、巻取りチューブ１を構成する円筒体１０の外周面には、複数の凹凸部１５が設けられていることから、例えば、巻取りチューブ１の外周面にガラス繊維Ｓ（図１を参照）を巻き取る場合、ガラス繊維Ｓは、上記凹凸部１５によって、回転する巻取りチューブ１に対する滑りを抑制されることとなり、巻き取られたガラス繊維Ｓ（即ち、巻回体Ｒ）の形態について、品質向上を図ることができる。
また、外周面に巻回体Ｒを保持した状態のまま、巻取り装置１００のコレット１０１から巻取りチューブ１を抜き取る場合や、その後、抜き取られた巻取りチューブ１を所定場所へと移動させる場合などにおいては、上記凹凸部１５が、巻取りチューブ１に対する巻回体Ｒの滑り止めとして機能するため、巻取りチューブ１に対して巻回体Ｒが横ズレするのを抑制し、作業効率の向上を図ることができる。
In this way, since a plurality of
In addition, when the winding
［実施例］
次に、本発明を具現化する巻取りチューブ１、及び当該巻取りチューブ１に巻き取られたガラス繊維巻回体（巻回体Ｒ）の製造方法において、その有効性を判断するための実験について説明する。
[Example]
Next, an experiment for determining the effectiveness of the winding
（色味の測定）
先ず、ＰＥＴ樹脂からなる不織布と、不織布に含浸させたアクリル樹脂（融点１６０℃）とからなる布部材をロール状に巻き付けて、円筒体として作製した巻取りチューブを、サンプル１Ａ～６Ａとして６本用意し、それぞれの巻取りチューブに対して、集束剤が塗布されたガラス繊維を外周面に巻き取った。
ここで、各巻取りチューブの外形寸法は、外径３００ｍｍ×長さ３１０ｍｍとし、周速度１３００ｒｐｍの回転速度で巻取りチューブを回転させてガラス繊維を巻き取り、巻回体を形成した。
(Color measurement)
First, a cloth member made of a nonwoven fabric made of PET resin and an acrylic resin (melting point 160° C.) impregnated in the nonwoven fabric was wound into a roll to prepare six cylindrical take-up tubes as samples 1A to 6A. Glass fibers coated with a sizing agent were wound around the outer circumferential surface of each take-up tube.
Here, the outside dimensions of each winding tube were 300 mm in outside diameter and 310 mm in length, and the winding tube was rotated at a peripheral speed of 1300 rpm to wind up the glass fiber, forming a wound body.
そして、１４０℃の温度に１２時間晒すことによって、巻き取られたガラス繊維とともに巻取りチューブを乾燥させ、その後、巻回体として巻き取られたガラス繊維から巻取りチューブを抜き取り、各々の巻取りチューブに巻き取られた巻回体、即ちガラス繊維に対して、分光光度計によって色味を測定した。
なお、巻取りチューブと接した部分のガラス繊維の色味を、分光光度計により測定した。
The take-up tube together with the wound glass fiber was then dried by exposing it to a temperature of 140° C. for 12 hours, and thereafter, the take-up tube was removed from the glass fiber wound into a wound body, and the color of the wound body, i.e., the glass fiber, wound around each take-up tube was measured by a spectrophotometer.
The color of the glass fiber in the portion in contact with the take-up tube was measured by a spectrophotometer.
このような条件下において測定された、サンプル１Ａ～６Ａの巻取りチューブに巻き取られたガラス繊維における測定結果を［表１］に示す。
なお、測定結果において、Ｌ値は数値が高いほど白色が強く、数値が低いほど黒色が強いことを意味する。また、ａ値は数値が高いほど赤色が強く、数値が低いほど緑色が強いことを意味する。さらに、ｂ値は数値が高いほど黄色が強く、数値が低いほど青色が強いことを意味する。
In the measurement results, the higher the L value, the stronger the white color, and the lower the L value, the stronger the black color. The higher the a value, the stronger the red color, and the lower the a value, the stronger the green color. The higher the b value, the stronger the yellow color, and the lower the b value, the stronger the blue color.
続いて、比較例として、紙力増強剤（リグニン）が含浸されたクラフト紙からなる紙製の巻き芯（紙管）を、サンプル１Ｂ～３Ｂとして３本用意し、それぞれの巻き芯（紙管）に対して、上記巻取りチューブの場合と同等の集束剤が塗布されたガラス繊維を外周面に巻き取った。
ここで、各巻き芯（紙管）の外形寸法は、外径３００ｍｍ×長さ３１０ｍｍとし、ガラス繊維の巻取り条件、及び形成される巻回体の外形寸法は、上記巻取りチューブの場合と同等の条件とした。
Next, as comparative examples, three paper winding cores (paper tubes) made of kraft paper impregnated with a paper strength enhancer (lignin) were prepared as Samples 1B to 3B, and glass fibers coated with a sizing agent equivalent to that used in the winding tube were wound around the outer circumferential surface of each winding core (paper tube).
Here, the outer dimensions of each winding core (paper tube) were 300 mm in outer diameter x 310 mm in length, and the winding conditions for the glass fiber and the outer dimensions of the wound body to be formed were the same as those for the winding tube described above.
そして、１４０℃の温度に１２時間晒すことによって、巻き取られたガラス繊維とともに巻き芯を乾燥させ、その後、巻回体として巻き取られたガラス繊維から巻取りチューブを抜き取り、各々の巻き芯に巻き取られた巻回体、即ちガラス繊維に対して、分光光度計によって色味を測定した。 The cores together with the wound glass fibers were then dried by exposing them to a temperature of 140°C for 12 hours, after which the winding tubes were removed from the wound glass fibers, and the color of the wound bodies, i.e., the glass fibers, wound around each core was measured using a spectrophotometer.
このような条件下において測定された、サンプル１Ｂ～３Ｂの巻き芯（紙管）に巻き取られたガラス繊維における測定結果を［表２］に示す。
なお、測定結果において、Ｌ値、ａ値、ｂ値は、上記［表１］と同様の意味を表す。
The measurement results of the glass fibers of Samples 1B to 3B wound around the winding cores (paper tubes) measured under such conditions are shown in Table 2.
In the measurement results, the L value, a value, and b value have the same meanings as those in Table 1 above.
［表１］において、サンプル１Ａ～６Ａの巻取りチューブにそれぞれ巻き取られたガラス繊維における、ｂ値の平均値は、５．８４であった。
一方、［表２］において、サンプル１Ｂ～６Ｂの巻き芯（紙管）にそれぞれ巻き取られたガラス繊維における、ｂ値の平均値は、８．０７であった。
即ち、ＰＥＴ樹脂の不織布と、アクリル樹脂（融点１６０℃）とからなる布部材により作製された巻取りチューブに巻き取られたガラス繊維においては、クラフト紙からなる巻き芯（紙管）に巻き取られたガラス繊維に比べて、ｂ値の平均値が約２８％も低く、当該巻取りチューブを用いることで、巻き取られたガラス繊維が黄色に着色するのを抑制できることが確認できた。
In Table 1, the average b value of the glass fibers wound around the winding tubes of Samples 1A to 6A was 5.84.
On the other hand, in Table 2, the average b value of the glass fibers wound around the winding cores (paper tubes) of Samples 1B to 6B was 8.07.
That is, the glass fiber wound around a winding tube made of a cloth member consisting of a nonwoven fabric of PET resin and an acrylic resin (melting point 160°C) had an average b-value that was approximately 28% lower than that of the glass fiber wound around a winding core (paper tube) made of craft paper, and it was confirmed that the use of this winding tube can prevent the wound glass fiber from turning yellow.
（引張強度及び剥離強度の測定）
次に、アクリル樹脂が含浸されたＰＥＴ樹脂からなる不織布を、実施例１、２、３として３枚用意し、各実施例における不織布を用いて試験片を作製した後、ＪＩＳ Ｋ ７１６１：１９９４年に準拠した方法によって、当該試験片の引張強度をそれぞれ測定した。
また、各実施例における不織布を用いて、外径３００ｍｍ×長さ３１０ｍｍ厚み１．６０ｍｍの巻取りチューブを形成し、その後、前述した布部材の端部における剥離強度をそれぞれ測定した。なお、不織布の端部は融着しており、剥離強度は、端部を掴み、巻取りチューブの径方向に引張り、端部が剥離した時の力を表す。
(Measurement of tensile strength and peel strength)
Next, three sheets of nonwoven fabric made of PET resin impregnated with acrylic resin were prepared as Examples 1, 2, and 3. Test pieces were prepared using the nonwoven fabric in each Example, and the tensile strength of each test piece was measured by a method in accordance with JIS K 7161:1994.
The nonwoven fabric of each Example was used to form a take-up tube having an outer diameter of 300 mm, a length of 310 mm, and a thickness of 1.60 mm, and then the peel strength of the end of the fabric member was measured. Note that the end of the nonwoven fabric was fused, and the peel strength represents the force required when the end was grasped and pulled in the radial direction of the take-up tube, causing the end to peel off.
なお、実施例１においては、目付が２５０ｇ／ｍ２のＰＥＴ樹脂からなる不織布を用いることとし、含浸されるアクリル樹脂の樹脂量は、８０ｇ／ｍ２に設定することとした。
また、実施例２においては、目付が２５０ｇ／ｍ２のＰＥＴ樹脂からなる不織布を用いることとし、含浸されるアクリル樹脂の樹脂量は、１００ｇ／ｍ２に設定することとした。
さらに、実施例３においては、目付が２５０ｇ／ｍ２のＰＥＴ樹脂からなる不織布を用いることとし、含浸されるアクリル樹脂の樹脂量は、１５０ｇ／ｍ２に設定することとした。
In Example 1, a nonwoven fabric made of PET resin with a basis weight of 250 g/m 2 was used, and the amount of acrylic resin to be impregnated was set to 80 g/m 2 .
In Example 2, a nonwoven fabric made of PET resin with a basis weight of 250 g/m 2 was used, and the amount of acrylic resin impregnated was set to 100 g/m 2 .
Furthermore, in Example 3, a nonwoven fabric made of PET resin with a basis weight of 250 g/m 2 was used, and the amount of acrylic resin impregnated was set to 150 g/m 2 .
続いて、アクリル樹脂を含浸させていないＰＰ樹脂からなる不織布を、比較例１として用意し、当該比較例１における不織布を用いて試験片を作製した後、ＪＩＳ Ｋ ７１６１：１９９４年に準拠した方法によって、当該試験片の引張強度をそれぞれ測定した。
また、当該比較例１における不織布を用いて、外径３００ｍｍ×長さ３１０ｍｍ厚み１．６０ｍｍの巻取りチューブを形成し、その後、前述した方法で布部材の端部における剥離強度を測定した。なお、不織布の端部は融着している。
なお、比較例１においては、目付が１２０ｇ／ｍ２のＰＰ樹脂からなる不織布を用いることとし、アクリル樹脂が未含浸のものを用いることとした。
Next, a nonwoven fabric made of PP resin not impregnated with acrylic resin was prepared as Comparative Example 1. Test pieces were made using the nonwoven fabric in Comparative Example 1, and the tensile strength of each test piece was measured by a method in accordance with JIS K 7161:1994.
A take-up tube having an outer diameter of 300 mm, a length of 310 mm, and a thickness of 1.60 mm was formed using the nonwoven fabric of Comparative Example 1, and the peel strength at the end of the fabric member was then measured by the above-mentioned method. Note that the end of the nonwoven fabric was fused.
In Comparative Example 1, a nonwoven fabric made of PP resin with a basis weight of 120 g/m 2 was used, which was not impregnated with acrylic resin.
また、紙力増強剤（リグニン）が含浸された複数枚のクラフト紙からなる板紙を、比較例２として用意し、当該比較例２における板紙を用いて試験片を作製した後、ＪＩＳ Ｋ ７１６１：１９９４年に準拠した方法によって、当該試験片の引張強度を測定した。
また、比較例２における板紙を用いて、外径３００ｍｍ×長さ３１０ｍｍ厚み１．６０ｍｍの巻き芯（紙管）を形成し、その後、当該巻き芯の外周面にガラス繊維を巻き取って、巻回体を作製した後、当該巻回体から巻き芯を抜き取る抜き取り作業を実施した。
In addition, a paperboard consisting of multiple sheets of kraft paper impregnated with a paper strength agent (lignin) was prepared as Comparative Example 2. Test pieces were made using the paperboard in Comparative Example 2, and the tensile strength of the test pieces was measured using a method in accordance with JIS K 7161:1994.
In addition, a winding core (paper tube) having an outer diameter of 300 mm, a length of 310 mm, and a thickness of 1.60 mm was formed using the paperboard in Comparative Example 2, and then glass fiber was wound around the outer peripheral surface of the winding core to produce a wound body. After that, a removal operation was performed to remove the winding core from the wound body.
このような条件下において測定された、実施例１～３、及び比較例１、２における測定結果を［表３］に示す。 The measurement results for Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 measured under these conditions are shown in Table 3.
［表３］において、実施例１、２、３における引張強度は、それぞれ４２７［Ｎ／２５ｍｍ］、３７３［Ｎ／２５ｍｍ］、３２３［Ｎ／２５ｍｍ］であり、何れも十分な引張強度を有していた。
これに対して、比較例１における引張強度は、１４２［Ｎ／２５ｍｍ］であり、十分な引張強度を確保することができなかった。
そのため、巻取りチューブが型崩れして繰り返し使用できない。
In Table 3, the tensile strengths of Examples 1, 2, and 3 were 427 [N/25 mm], 373 [N/25 mm], and 323 [N/25 mm], respectively, and all of them had sufficient tensile strength.
In contrast, the tensile strength in Comparative Example 1 was 142 [N/25 mm], and a sufficient tensile strength could not be ensured.
As a result, the take-up tube loses its shape and cannot be reused.
一方、比較例２における引張強度は、１４３０［Ｎ／２５ｍｍ］であり、十分な引張強度を有していたが、比較例２においては、上述した（色味の測定）の結果でも明らかなように、巻き芯（紙管）が抜き取られた後のガラス繊維に、より濃厚な黄色に着色していた。 On the other hand, the tensile strength of Comparative Example 2 was 1430 [N/25 mm], which was sufficient. However, as is clear from the results of the above (color measurement), in Comparative Example 2, the glass fiber was colored a deeper yellow after the winding core (paper tube) was removed.
また、実施例１、２、３における剥離強度は、それぞれ１８［Ｎ］、３３［Ｎ］、２３［Ｎ］であり、何れも十分な剥離強度を有していた。 The peel strengths in Examples 1, 2, and 3 were 18 N, 33 N, and 23 N, respectively, and all of them had sufficient peel strength.
以上の測定結果により、板紙からなる紙管や、１５０℃以上の融点を有する樹脂が含侵されていない不織布については、巻取りチューブの材質として好ましくないことが確認できた。
また、アクリル樹脂を含浸させていないＰＰ樹脂からなる不織布では、引張強度及び剥離強度が十分ではないが、２５０ｇ／ｍ２以上の目付を有するＰＥＴ樹脂の不織布に、８０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下のアクリル樹脂を含浸させることによって、十分な引張強度及び剥離強度が確保されることが確認できた。
From the above measurement results, it was confirmed that paper tubes made of paperboard and nonwoven fabrics that are not impregnated with a resin having a melting point of 150°C or higher are not suitable materials for the winding tube.
In addition, it has been confirmed that a nonwoven fabric made of PP resin that is not impregnated with acrylic resin does not have sufficient tensile strength and peel strength, but by impregnating a nonwoven fabric made of PET resin having a basis weight of 250 g/ m2 or more with acrylic resin of 80 g/ m2 or more and 150 g/ m2 or less, sufficient tensile strength and peel strength are ensured.
（変形し易さの評価）
次に、実施例１１として、アクリル樹脂を含浸させたＰＥＴ樹脂の不織布からなる布部材を用いて、５０ｍｍ×１５０ｍｍの矩形板状の試験片を形成し、一方の端部から５０ｍｍまでの領域を固定して片持ち支持の状態にした後、１５０℃で２時間加熱し、その後、熱によって垂れ下がった他方の端部の角度を測定した。
(Evaluation of Ease of Deformation)
Next, as Example 11, a rectangular plate-shaped test piece of 50 mm x 150 mm was formed using a cloth member made of a nonwoven fabric of PET resin impregnated with acrylic resin, and an area from one end to 50 mm was fixed in a cantilevered state, followed by heating at 150°C for 2 hours, after which the angle at which the other end sagged due to heat was measured.
続いて、比較例１１として、ＰＰ樹脂からなる板状部材によって、５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚み２ｍｍの矩形板状の試験片を形成し、一方の端部から５０ｍｍまでの領域を固定して片持ち支持の状態にした後、１５０℃で２時間加熱し、その後、熱によって垂れ下がった他方の端部の角度を測定した。 Next, as Comparative Example 11, a rectangular plate-shaped test piece measuring 50 mm x 150 mm x 2 mm thick was made from a plate-shaped member made of PP resin, and the area from one end to 50 mm was fixed so that it was in a cantilevered state, and then it was heated at 150°C for 2 hours, after which the angle at which the other end sagged due to the heat was measured.
また、比較例１２として、アクリル樹脂を含浸させていないＰＰ樹脂からなる不織布によって、５０ｍｍ×１５０ｍｍの矩形板状の試験片を形成し、一方の端部から５０ｍｍまでの領域を固定して片持ち支持の状態にした後、１５０℃で２時間加熱し、その後、熱によって垂れ下がった他方の端部の角度を測定した。
なお、比較例１２については、サンプル数を２に設定し（ｎ数＝２）、２種類の測定値を得ることとした。
Furthermore, as Comparative Example 12, a rectangular plate-shaped test piece measuring 50 mm x 150 mm was formed from a nonwoven fabric made of PP resin that had not been impregnated with acrylic resin, and an area extending 50 mm from one end was fixed in a cantilevered state. The test piece was then heated at 150°C for 2 hours, after which the angle at which the other end sagged due to the heat was measured.
In addition, for Comparative Example 12, the number of samples was set to 2 (n=2) and two types of measured values were obtained.
このような条件下において測定された、実施例１１における測定結果は、５０°であり、比較例１１における測定結果は、５°であり、比較例１２における測定結果は、８０～８５°であった。
なお、上記測定結果は、水平を０°とした場合の、当該水平に対する下方への傾斜角度を示す。
The measurement results measured under such conditions in Example 11 were 50°, in Comparative Example 11 were 5°, and in Comparative Example 12 were 80 to 85°.
The above measurement results indicate the downward inclination angle with respect to the horizontal, where the horizontal is set to 0°.
上記測定結果によって示されるように、アクリル樹脂を含浸させたＰＥＴ樹脂からなる不織布は、ＰＰ樹脂からなる板状部材に比べて、より容易に弾性変形させ易く、またアクリル樹脂を含浸させていないＰＰ樹脂からなる不織布に比べて、より剛性が高く、巻取りチューブの材質としてより好ましいことが確認できた。
そのため、空気層を設けることにより、空気層による隙間を介して径方向内側に向かって容易に弾性変形させることができ、巻き取られたガラス繊維から当該巻取りチューブを抜き取る抜取り作業を、容易に行うことができる。
As shown by the above measurement results, it was confirmed that a nonwoven fabric made of PET resin impregnated with acrylic resin is easier to elastically deform than a plate-shaped member made of PP resin, and is more rigid than a nonwoven fabric made of PP resin not impregnated with acrylic resin, making it a more preferable material for a winding tube.
Therefore, by providing an air layer, the tube can be easily elastically deformed radially inward through the gap created by the air layer, making it easy to remove the winding tube from the wound glass fibers.
１ 巻取りチューブ
１０ 円筒体
１１ 布部材
１１ａ 一端部
１１ｂ 他端部
１２ 空気層
１３ 外周層（複数層）
１４ 内周層（複数層）
１５ 凹凸部
１６ 第一接着部
１７ 第二接着部
１８ 第三接着部
Ｒ 巻回体（ガラス繊維巻回体）
Ｓ ガラス繊維
REFERENCE SIGNS
14 Inner layer (multiple layers)
15
S Glass fiber
Claims (5)
空気層を有する円筒体からなり、
前記円筒体は、
合成繊維シートと、前記合成繊維シートに含浸してなる樹脂からなる布部材により形成され、
前記樹脂は、１５０℃以上の融点を有し、
前記円筒体は、
ロール状に巻かれた前記布部材からなり、
外周面において前記布部材の一端部と前記布部材とを軸方向に接着する第一接着部と、
内周面において前記布部材の他端部と前記布部材とを軸方向に接着する第二接着部と、
軸方向両端部において前記第一接着部と前記第二接着部との間の領域における前記布部材同士を互いに周方向に沿って接着する第三接着部とを有する、
ことを特徴とする巻取りチューブ。 A winding tube for winding fibers on its outer circumferential surface,
It consists of a cylinder having an air layer,
The cylindrical body is
The seat cushion is formed from a synthetic fiber sheet and a cloth member made of a resin impregnated into the synthetic fiber sheet,
The resin has a melting point of 150° C. or higher,
The cylindrical body is
The fabric member is wound in a roll shape,
a first adhesive portion that axially adheres one end of the fabric member to the fabric member on an outer circumferential surface of the fabric member;
a second adhesive portion that axially adheres the other end of the fabric member to the fabric member on an inner circumferential surface of the fabric member;
a third adhesive portion that adheres the fabric members to each other along the circumferential direction in a region between the first adhesive portion and the second adhesive portion at both axial ends ,
A winding tube characterized by:
ことを特徴とする、請求項１に記載の巻取りチューブ。 The synthetic fiber sheet has a basis weight of 250 g/ m2 or more.
2. The winding tube according to claim 1 ,
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の巻取りチューブ。 The synthetic fiber sheet is a nonwoven fabric.
The take-up tube according to claim 1 or 2 , characterized in that
外周面において、
エンボス加工による０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の段差からなる凹凸部を有する、
ことを特徴とする、請求項１～請求項３の何れか一項に記載の巻取りチューブ。 The cylindrical body is
On the outer periphery,
The surface has an uneven portion having a step height of 0.5 mm or more and 2.0 mm or less by embossing.
The take-up tube according to any one of claims 1 to 3 .
水分率が４％以上２０％以下の繊維を、巻取りチューブの外周面に巻き取る巻取り工程と、
前記巻取り工程によって巻き取られた前記繊維を、１００℃以上１５０℃以下の温度で乾燥させて、前記繊維の水分率を１％以下に低下させる乾燥工程と、
前記乾燥工程によって乾燥された前記繊維から前記巻取りチューブを抜き取る抜取り工程とを備え、
前記巻取りチューブは、
請求項１～請求項４の何れか一項に記載の巻取りチューブからなる、
ことを特徴とする繊維巻回体の製造方法。 A method for manufacturing a fiber wound body wound into a hollow cylindrical shape, comprising the steps of:
a winding step of winding the fibers having a moisture content of 4% or more and 20% or less around an outer circumferential surface of a winding tube;
a drying step of drying the fiber wound in the winding step at a temperature of 100° C. or more and 150° C. or less to reduce the moisture content of the fiber to 1% or less;
and a removal step of removing the take-up tube from the fibers dried in the drying step.
The winding tube is
The winding tube according to any one of claims 1 to 4 ,
The present invention relates to a method for producing a fiber wound body.
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