专利名称：圆筒状层积体的制造方法、以及圆筒状层积体的制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种圆筒状层积体的制造方法、以及圆筒状层积体的制造装置，其用于制造由包含热粘性成分的热粘性薄片沿径向积层而成的圆筒状层积体。
背景技术：
以前，作为圆筒状层积体的制造方法、圆筒状层积体的制造装置，己知有一边将纤维薄片热熔粘合一边卷绕到卷芯上的方法以及装置(参照专利文献I以及2)
专利文献I日本特开昭61-102470号公报专利文献2日本特开昭55-24575号公报
在利用卷芯和驱动滚子对热粘性薄片加压来制造圆筒状层积体的时候，通过规定向卷芯供给的热粘性薄片的长度来决定热粘性薄片的供给量，从而能够得到具有预定外径的圆筒状层积体。不过，每批热粘性薄片的容积密度、或者同批热粘性薄片在长度方向上的容积密度存在偏差。因此，在利用不同批的热粘性薄片，或者利用同批热粘性薄片一部分的情况下，根据热粘性薄片的容积密度的变化容易产生圆筒状层积体的外径和重量的偏差。
本发明的目的在于提供一种可以容易地减少圆筒状层积体的外径以及 重量偏差的圆筒状层积体的制造方法、以及圆筒状层积体的制造装置。发明内容
为了达到上述目的，本发明的一个方式为，一种圆筒状层积体的制造方法，用于制造由包含热粘性成分的热粘性薄片沿径向层积构成的圆筒状层积体，其特征在于，包括卷取工序，一边通过卷芯和以与所述卷芯的轴平行的轴为中心旋转驱动的驱动滚子对所述热粘性薄片加压，一边使所述热粘性薄片连续通过所述卷芯和所述驱动滚子之间，同时通过所述驱动滚子对所述热粘性薄片加热并将其卷取在所述卷芯上，直到其直径比所述圆筒状层积体的外径更大，从而得到半成品；以及缩径工序，通过将所述卷取工序中得到的所述半成品和所述卷芯一起通过所述驱动滚子旋转一边对所述半成品加热以及加压而使其缩径， 从而使所述半成品的外径与所述圆筒状层积体的外径一致，所述卷取工序以及所述缩径工序中的所述加压通过在所述卷芯或者所述驱动滚子上施加载荷来实行，所述缩径工序中的所述载荷比所述卷取工序中的所述载荷大。
根据本制造方法，由于在卷取工序中一边对热粘性薄片加压一边将其卷取在卷芯上，所以在使用比预定的容积密度低的热粘性薄片的情况下，和具有预定的容积密度的热粘性薄片相比更容易在厚度方向压缩。另外例如在使用比预定的容积密度高的热粘性薄片的情况下，和具有预定的容积密度的热粘性薄片相比不容易在厚度方向压缩。根据上述方法，通过卷取工序层积在卷芯的外周的热粘性薄片的容积密度被调整，所以在使得到的圆筒状层积体的外径与预定的外径一致时，可以抑制圆筒状层积体的重量的偏差。此外，在缩径工序中，通过比卷取工程中施加在卷芯上的载荷大的载荷来对半成品进行缩径，所以可以容易地使半成品的外径与圆筒状层积体的预定的外径一致。
优选地，在所述卷取工序中，通过基于层积在所述卷芯的外周的热粘性薄片的层 积厚度切断所述热粘性薄片，来决定向所述卷取工序供给的所述热粘性薄片的供给量。
伴随着向上述卷芯卷取热粘性薄片，基于层积在卷芯的外周的热粘性薄片的厚 度，决定供给至卷取工序的热粘性薄片的供给量，所以可以容易地提高圆筒状层积体的重 量的精度。
优选地，在所述卷取工序中，检测所述卷芯和所述驱动滚子之间的压力，并基于所 述压力的降低增大所述载荷，由此开始所述缩径工序。
在此,在上述卷取工序中,通过向卷芯施加载荷来对热粘性薄片施加一定的压力。 在此卷取工序中，由于卷芯和驱动滚子之间一直供给热粘性薄片，所以卷芯和驱动滚子之 间的压力比施加在卷芯上的载荷更高。然后，向卷芯和驱动滚子之间的热粘性薄片的供给 一结束，卷芯和驱动滚子之间的压力就会降低。在上述制造方法中，对卷芯和驱动滚子之间 的压力进行检测，基于压力的降低增大所述载荷从而开始缩径工序。由此，卷取工序结束 后，可以顺利地开始缩径工序。
优选地，通过计时器测定从所述热粘性薄片的切断开始经过的时间，并基于其计 时结果开始所述缩径工序。
根据上述方法，可以基于从热粘性薄片的切断开始经过的时间自动开始缩径工 序。由此,可以顺利地开始缩径工序。
本发明的另一个方式为，上述的圆筒状层积体的制造方法中使用的圆筒状层积体 制造装置，其特征在于，具备所述驱动滚子；在所述卷芯上施加载荷的加压装置；和检测 层积在所述卷芯的外周的热粘性薄片的积层厚度的检测单元。
根据此结构，基于对层积在卷芯的外周的热粘性薄片的积层厚度的检测结果，可 以容易地使圆筒状层积体达到预定的外径，即可以容易地结束缩径工序。
根据本发明，可以提供一种容易地降低圆筒状层积体的外径以及重量的偏差的圆 筒状层积体的制造方法及制造装置。
图1(a)为示出本发明的一个实施方式的圆筒状层积体的立体图。图1(b)为示出制造圆筒状层积体的制造装置的示意图。图2(a)为示出上述制造装置的俯视图。图2(b)为示出加压部的侧视图。图2(c)为示出加压部的侧视图。图3为示出圆筒状层积体的制造过程的流程图。图4(a)为说明制造工序中载荷的示意图。图4(b)为说明制造工序中载荷的示意图。图4(c)为说明制造工序中载荷的示意图。图4(d)为说明制造工序中载荷的示意图。图5为示出圆筒状层积体的制造过程中的载荷设定、压力、以及卷芯的移位的推移的 时间关系图。图6为示出制造装置的变形例的示意图。附图标记说明11...圆筒状层积体、Ila...半成品、12...无纺布(热粘性薄片)、21...卷芯、 22...驱动滚子、23...加压装置、51...位置传感器(检测单元)。具体实施方式
以下，参照附图对将本发明具体化的一个实施方式进行详细的说明。如图1(a)所示，圆筒状层积体11具有圆柱状的中空部，通过在径向上层积热粘性薄片 而形成。圆筒状层积体11的形状通过径向上接触的热粘性薄片热熔粘合而被保持。本实 施方式的圆筒状层积体11的内径为40mm以下,壁厚为O. 5 9. 5mm,作为小型过滤器使用。
〈热粘性薄片〉首先，对在圆筒状层积体11的制造中使用的热粘性薄片进行说明。在本实施方式中， 作为热粘性薄片采用了为纤维集合体的无纺布。无纺布含有作为热粘性成分的热粘性纤 维。作为热粘性纤维，只要包含热塑性树脂，并无特别的限定，例如，可以根据过滤器所需的 耐热性、耐药品性等适当选择。
热塑性树脂的具体例包括烯烃类树脂、酯类树脂、酰胺类树脂、苯乙烯类树脂、纤 维素类树脂、乙烯类树脂、氟类树脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮、以及热塑性聚酰亚胺。烯 烃类树脂的具体例包括例如、聚乙烯、以及聚丙烯。聚酯类树脂的具体例包括聚对苯二甲 酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、以及芳香族聚酯。聚酰胺类树脂的具体例包括例如、 聚酰胺6、以及聚酰胺66。苯乙烯类树脂的具体例包括聚苯乙烯、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。纤维素类树脂的具体例包 括乙酸素乙酸酯、丙酸纤维素、丁酸纤维素。乙烯类树脂的具体例包括聚氯乙烯树脂、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。 氟类树脂的具体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)。
热粘性纤维可以由单种热塑性树脂形成，也可由多种热塑性树脂复合形成。作为 由多种热塑性树脂复合形成的热粘性纤维，例如可以举出芯鞘型复合纤维、以及并列型复 合纤维。另外，在利用由不同种类的热粘性纤维构成的无纺布的情况下，从维持无纺布的结 构这一观点来看，优选只用在各热粘性纤维中熔点最低的热粘性纤维进行热熔粘合。
在此，熔点为在通过DSC(差示扫描量热法)得到的吸热曲线中达到吸热峰值的温 度。在差示扫描量热法中，以10°c /min的升温速度升温至比出现吸热峰值的温度还高的温 度，在该温度下保持10分钟后，以10°C /min的降温速度冷却至30°C，再以升温速度10°C / min求出吸热峰值的温度。另外，在不存在明确的吸热峰值的情况下，用软化点代替。在此， 将DSC中得到的吸热曲线上的变曲点作为软化点。
无纺布也可以构成为包含作为热粘性纤维以外的纤维的非热粘性纤维。非热粘性 纤维的具体例包括例如无机纤维、热固性树脂纤维、天然纤维、以及高强度纤维。无机纤维 的具体例包括例如玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、以及金属纤维。热固性树脂纤维的具体例 包括例如环氧树脂纤维、酚树脂纤维、不饱和聚酯系纤维、聚酰亚胺系纤维、以及聚氨酯系 纤维。天然纤维的具体例包括例如纤维素纤维、以及丝纤维。高强度纤维的具体例包括例 如聚芳基酰胺纤维、聚芳族脂纤维、以及聚对苯撑苯并双口恶唑纤维。
无纺布可以为含有单种非热粘性纤维的无纺布，也可以为含有多种非热粘性纤维 的无纺布。在构成无纺布的纤维中，根据需要也可以包含例如防氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定 剂、抗静电剂、防滑剂、抗粘连剂、润滑剂、着色剂、阻燃剂、可塑剂、以及填充剂。
作为无纺布的种类例如可以举出热结合层无纺布、针刺无纺布、水刺无纺布、熔喷 无纺布等。无纺布可以为湿式无纺布，也可以为干式无纺布。另外，无纺布可以为短纤维无 纺布，也可以为长纤维无纺布。
无纺布的单位面积重量例如在10 100g/m2的范围内。<制造装置>圆筒状层积体11通过将无纺布12 —边加热一边缠绕在卷芯21上的卷取工序来制造。 在制造圆筒状层积体11的过程中，使用如图1(b)以及图2(a)所示的制造装置。制造装置 具备以与卷芯21的轴平行的轴为中心旋转驱动的驱动滚子22。
卷芯21为金属制，具有与其制造的圆筒状层积体11的内径对应的直径。在本实 施方式中，为了将圆筒状层积体11作为内径在40_以下的小型过滤器使用，将卷芯21的 直径(外径)设定在40mm以下。卷芯21的直径的下限设定为例如5mm以上。
卷芯21的长度(全长)设定为例如300mm 2000mm。在卷芯21的长度在300mm 以上的情况下可以提高制造效率。另一方面，在卷芯21的长度超过2000mm的情况下，由于 卷芯21容易弯曲，有可能产生不容易向卷芯21缠绕无纺布的问题。
卷芯21的直径⑶对于卷芯21的长度(L)的比率(L/D)优选为20以上，更优选 为40以上，此外优选为50以上。由于该比率(L/D)在20以上，所以容易确保制造效率。另 外，从确保卷芯21的刚性这个观点来看，此比率(L/D)的上限优选在250以下。
驱动滚子22由第I驱动滚子22a和位于其下游侧(在无纺布12的传送方向上的 下游侧)的第2驱动滚子22b构成。第I驱动滚子22a和第2驱动滚子22b形成为直径相 同并被设置为各驱动滚子22a，22b的轴水平并互相平行。第I驱动滚子22a和第2驱动滚 子22b的间隔设为比卷芯21的直径小，卷芯21被支承在各驱动滚子22a，22b的上侧。各 个驱动滚子22a，22b分别连结在未予图示的旋转驱动装置上，相互独立地被旋转驱动。
各个驱动滚子22a，22b被独立控制以使其表面温度分别达到预定的温度。作为各 个驱动滚子22a，22b的加热单元，可以采用利用了电气加热器或热媒介物的周知的装置。 可以通过在各个驱动滚子22a，22b的外周面施加金属镀层或者高分子材料等来设置包覆 层，由此提高耐久性，以及调整外周面的摩擦力。
从得到足够的加热效率或刚性的这一观点来看，各个驱动滚子22a，22b的直径 (外径)优选大于卷芯21的直径，更优选为卷芯21的直径的2-40倍左右。
在由各个驱动滚子22a，22b支承的卷芯21上安装有向下方(各个驱动滚子22a， 22b)加压的加压装置23。在加压装置23上设置有未予图示的流体压力缸，通过流体压力 缸的动作在卷芯21上施加预定的载荷。
更详细地讲，加压装置23具备如图2(a)所示分别配置在卷芯21的两端部的加 压部23a，23b ;和连结加压部23a，23b的连结部24。如图2(b)所示的加压部23a具备与卷 芯21连接的一对旋转体25，并通过这对旋转体25对卷芯21加压。本实施方式的旋转体 25为圆筒状，其旋转轴与卷芯21平行。旋转体25将如图2(b)中箭头所示方向的压力传递至卷芯21。由于加压部23b的构造与加压部23a相同，所以省略其说明。通过这样的构 造，流体压力缸经由连结部24以及加压部23a，23b向卷芯21的两端部施加载荷。
如图1 (b)所示，在制造装置设置有检测卷芯21的位置的位置传感器51。此位置 传感器51检测卷芯21向上方的移位。作为位置传感器51可以采用例如光学式传感器、接 近传感器、超声波式传感器等。另外，在制造装置中设置有检测卷芯21和驱动滚子22之间 的压力的压力传感器52。作为压力传感器52可以采用例如测压元件、压缩元件等。
如图1(b)以及图2(a)所示，在第I驱动滚子22a的上方安装有从动于第I驱动 滚子22a的导向滚子26。导向滚子26在与第I驱动滚子22a —起夹持在卷芯21上游侧的 无纺布12的状态下，从动于第I驱动滚子22a的旋转驱动。由此，无纺布12以第I驱动滚 子22a的周速度被供给并被传送。
在第I驱动滚子22a的上游侧(导向滚子26的上游侧)设置有切断无纺布12的 切断装置27。作为切断装置27可以使用具备切断刀片以及冲压机的周知的装置。
加压装置23、切断装置27、位置传感器51、以及压力传感器52连接在控制装置上。 在控制装置搭载有存储制造工序中必须的数据、程序等的存储部、进行各种运算的运算部、 用于由各种传感器的检测结果求出每单位时间的变化量的计时器等。
<制造条件>接着，对圆筒状层积体11的制造条件详细说明。(卷芯21的预加热)优选地，卷芯21预加热到无纺布12中所含的热粘性成分的熔点以上、且比第2驱动滚 子22b的温度还高的温度。优选地，卷芯21的预加热设定在热粘性成分的熔点T+5 (°C)到 所述熔点T+45CC )之间的范围内。当卷芯21的预加热达到热粘性成分的熔点T+5(°C ) 以上的情况下，由于热粘性成分被充分加热，可以使无纺布12顺利地紧贴在卷芯21上。另 一方面，当卷芯21的预加热超过热粘性成分的熔点T+45 (°C )的情况下，可能会出现由于热 粘性成分被过度加热使得对于无纺布12的结构的影响增大的问题。具体地讲，可能会出现 与卷芯21接触的无纺布12的细孔被挤坏的现象，即，由于薄膜化而对作为过滤器的功能产 生影响。
作为卷芯21的加热方法，将收纳在收纳容器中的卷芯21通过例如温风等热媒介 物或者电气加热器加热到预定的温度的方法为合适的方法。另外，也可以在卷芯21上卷绕 橡胶加热器将其加热至预定的温度。
(各驱动滚子22a，22b的周速度)优选地，将第2驱动滚子22b的周速度设定为比第I驱动滚子22a的周速度更快。第 2驱动滚子22b的周速度(R2)和第I驱动滚子22a的周速度(Rl)的速度差(各驱动滚子 22a，22b的速度差=R2-R1)优选地设为O. 5m/min以上，更优选地设为lm/min以上。在各 个驱动滚子22a，22b的速度差为O. 5m/min以上的情况下，可以显著地提高圆筒状层积体11 的压缩强度。另外，从实现稳定的制造的观点来看，各个驱动滚子22a，22b的速度差优选设 定为15m/min以下，更优选地设定为12m/min以下。
从确保制造效率的同时实现稳定的制造的观点来看，第I驱动滚子22a的周速度 优选设定在O. 5 10m/min的范围内。(各个驱动滚子22a，22b的温度)第I驱动滚子22a的温度设定为能够将热粘性成分预加热到熔点附近的无纺布12、或者、预先热熔粘合的无纺布12向第2驱动滚子22b供给。第I驱动滚子22a的温度可以适当调节以确保无纺布12的加热所要的热量。例如，在使用单位面积重量大的无纺布12的情况下，与使用单位面积重量小的无纺布12的情况下相比，优选提高第I驱动滚子22a的温度。另外，第I驱动滚子22a和无纺布12接触的时间根据无纺布12的传送速度、或者在传送方向上和第I驱动滚子22a接触的无纺布12的长度而变化。在这点上，在第I驱动滚子22a和无纺布12接触时间变短是通过提高第I驱动滚子22a的温度，可以确保无纺布12 的加热所需的热量。
第2驱动滚子22b的温度被设定为热粘性成分的熔点以上。从将无纺布12的热熔粘合进一步强化，进一步提高圆筒状层积体11的压缩强度这个观点来看，第2驱动滚子 22b的温度优选为热粘性成分的熔点T+1CC )以上，更优选为热粘性成分的熔点T+5(°C ) 以上。例如从抑制热粘性成分的热变性这个观点来看，第2驱动滚子22b的温度优选在热粘性成分的熔点T+35(°C )以下的范围内。
从使无纺布12从第I驱动滚子22a容易地剥离这个观点来看，上述第I驱动滚子 22a的温度优选为比第2驱动滚子22b的温度低，更优选为低于热粘性成分的熔点。从提高无纺布12从第I驱动滚子22a的剥离性，并促进无纺布12的预加热这一观点来看，第I驱动滚子22a的温度更优先为从热粘性成分的熔点T-10CC )到所述熔点T-5(°C )之间的范围内。
(卷芯21的预加热和各驱动滚子22a，22b的温度之间的关系)在将对卷芯21的预加热的温度设为ACC )，将第I驱动滚子22a的温度设为B (°C )， 将第2驱动滚子22b的温度设为C (°C)，而热粘性成分的熔点为T (°C)时，优选满足式(I) A > C彡T > B的关系。
(加压条件) 从降低加载在各个驱动滚子22a，22b或者卷芯21的负荷这个观点来看，通过加压部 23a，23b对卷芯21施加的载荷优选为换算成卷芯21的线压时小于lOOg/cm，更优选为效与 50g/cm。另一方面,从促进热熔粘合这个观点来看,通过加压部23a, 23b施加在卷芯21上的载荷优选为3g/cm以上。
(无纺布12的供给)无纺布12的供给速度为第I驱动滚子22a的周速度。在本实施方式中，通过将无纺布 12用第I驱动滚子22a和导向滚子26夹持来限制无纺布12的供给速度，将无纺布12以第 I驱动滚子22a的周速度供给以及传送。
<圆筒状层积体11的制造>接着，对圆筒状层积体11的制造进行说明。首先，准备具有与卷芯21的长度对应的宽度尺寸的无纺布12的卷。无纺布12的宽度尺寸设定在比加压部23a，23b的间隔窄的范围内，由此可以避免无纺布12和加压部23a， 23b的接触。
接着，如图3所示，在步骤SlOl中进行卷芯载荷设定(载荷al)和卷芯移位归零设定(移位P0)，卷芯载荷设定将加压装置23加载到卷芯21的载荷设定为预定的载荷，卷芯移位归零设定将基于位置传感器51的卷芯21的检测位置设定为零。卷芯载荷设定以及卷芯移位归零设定完成后，开始卷取工序(步骤S102 :卷取开始)。
在卷取工序中，无纺布12以第I驱动滚子22a的周速度被供给以及传送。连续通 过第I驱动滚子22a和导向滚子26之间的无纺布12 —边被第I驱动滚子22a加热，一边 被供给至第I驱动滚子22a和卷芯21之间。然后，无纺布12与预加热了的卷芯21热熔粘 合，卷在卷芯21上。这样无纺布12在卷芯21上被卷绕一周。
连续通过卷芯21和第I驱动滚子22a之间的无纺布12在卷芯21和第I驱动滚 子22a之间被加热以及加压。由此，将被预加热到热粘性成分的熔点附近的无纺布12、或者 被预先热熔粘合的无纺布12向第2驱动滚子22b供给。
然后，到达卷芯21和第2驱动滚子22b之间的无纺布12连续通过卷芯21和第2 驱动滚子22b之间时，被加热以及加压。由此，无纺布12与已经卷绕在卷芯21上的无纺布 12热熔粘合。
这样在步骤S102中，一开始卷取无纺布12就进入步骤S103。在步骤S103中，判断卷芯21的移位是否到达pi。在此，伴随着向卷芯21卷取无纺布 12，卷芯21和驱动滚子22相互分开。也就是说，卷芯21的移位pi对应于层积在卷芯21 的外周的无纺布12的层积厚度(层积的无纺布12整体的壁厚)而增大。
上述卷芯21的移位pi设定为，在卷芯21上卷取无纺布12直至其直径比圆筒状 层积体11的外径更大。也就是说，移位Pl设定为比最终制品的圆筒状层积体11的厚度 (壁厚)更厚。另外，移位Pi优选设定为，制造的圆筒状层积体11的厚度(壁厚)的1.10 倍 1. 20倍的范围内。
在步骤S103中，在判断为移位到达pi的情况下(步骤S103 :YES)，进入步骤S104。 另一方面，在步骤S103中，判断为移位没有达到pi的情况下(步骤S103 :N0)，此步骤S103 被重新执行。
在步骤S104中，执行了通过切断装置27对无纺布12的切断后，进入步骤S105。 在步骤S105中，判断通过压力传感器52检测的压力是否已经小于阈值。在步骤S105中判断为压力小于阈值的情况下(步骤S105 :YES)，进入步骤S106。另一方面，在步骤S105 中判断为压力不小于阈值的情况下(步骤S105 :N0)，此步骤S105被重新执行。
在此，在步骤S105中的阈值被设定为可判断卷取工序是否结束。对于此点，参照 图4进行说明。如图4(a)所示，在卷取工序之前，通过压力传感器52检测基于在步骤SlOl中设定的 载荷al的压力(称为压力bl)。然后，伴随着卷取工序的开始，通过一直向卷芯21和第I 驱动滚子22a之间供给的无纺布12，卷芯21被向上方推压。因此，如图4(b)所示，在卷取 工序中，通过压力传感器52检测出的是所述载荷al和上压卷芯21的力f的合力(成为压 力 b2) ο
接着，将被切断的无纺布12的端部卷取到卷芯21上的话，如图4(c)所示，上压卷 芯21的力f就不发生作用，其结果，传感器52检测出基于载荷al的压力(压力bl)。
这样卷取工序结束的话，卷芯21和驱动滚子22之间的压力就降低。因此，可以检 测所述压力，并基于该压力的降低判断卷取工序是否结束。另外，在步骤S105中的阈值适 当地设定在压力b2以下且超过压力bl的范围内。
卷取工序结束的话，就得到外径比最终制品的圆筒状层积体11大的半成品11a。接着，进行对半成品Ila的外径进行缩径的缩径工序。缩径工序中，一边通过驱动滚子22 使半成品Ila与卷芯21 —起旋转，一边对半成品Ila进行加热以及加压。如图4(d)所示， 缩径工序在将加载在卷芯21上的载荷从载荷al增大至载荷a2时开始。也就是说，在步骤 S106中，加载在卷芯21上的载荷被变为载荷a2的话就进入步骤S107。缩径工序中的驱动 滚子22的条件设定为与卷取工序中的驱动滚子22的条件相同的条件。
在缩径工序中，半成品Ila的外径被缩径直到与最终制品的圆筒状层积体11的外 径相同。也就是说，在步骤S107中，判断卷芯21的移位是否达到了相当于最终制品的圆筒 状层积体11的外径的移位p3。
步骤S107中，在判断为卷芯21的移位达到p3的情况下(步骤S107 :YES)，进入步 骤S108。另一方面，步骤S107中，判断为卷芯21的移位没有达到p3的情况下(步骤S107: NO)，此步骤S107被重新执行。
步骤S108中，加载在卷芯21上的载荷被解除的同时，驱动滚子22的旋转被停止。 然后，圆筒状层积体11被与卷芯21 —起从制造装置取出。
对于以上详细说明的一系列的制造工序中的作用，参照时间关系图进行说明。如 图5所示在时刻t0，由于载荷al的设定，压力成为bl。在时刻tl，卷取工序开始的同时，压 力从bl升高至b2。伴随着卷取工序的开始,卷芯21开始移位,伴随着时间推移卷芯21的 移位量增大。
在这样的卷取工序中，一边对无纺布12加压一边将其卷取在卷芯21上，所以如果 在使用容积密度比预定的容积密度低的无纺布12的情况下，比预定的容积密度的无纺布 12更容易在厚度方向上压缩。而如果采用容积密度比预定的容积密度高的无纺布12的情 况下，和预定的容积密度的无纺布12相比难以在厚度方向上压缩。而在本实施方式中，通 过卷取工序层积在卷芯21的外周上的无纺布12的容积密度被调整。
接着，在时刻t2，以卷芯21的移位达到pi为契机无纺布12被切断。在时刻t3， 压力从b2降低至bl，卷取工序结束。由于到切断装置27所切断部位为止的无纺布12被供 给并被卷取，所以此时的卷芯21的移位为比pi大的p2。
由于这样供给至卷取工序的无纺布12的供给量是基于层积在卷芯21的外周的无 纺布12的积层厚度而决定的，所以可以容易地提高得到的圆筒状层积体11的重量的精度。
接着，在时刻t4，由于以在时刻t3时的压力降低为契机从载荷al增加到载荷a2， 所以所述压力从bl升高至b3。这样，检测卷芯21和驱动滚子22之间的压力，基于压力的 降低增大载荷，由此缩径工序开始。因此,卷取工序结束后,可以顺利地开始缩径工序。
缩径工序持续到卷芯21的移位变为p3的时刻t5，在此时点结束。在此缩径工序 中，将施加在卷芯21上的载荷增大至比在卷取工序中施加在卷芯21上的载荷更大，所以可 以容易地使半成品Ila的外径与圆筒状层积体11的预定的外径一致。
具有卷芯21的圆筒状层积体11在从制造装置取出后供给至冷却工序。在冷却工 序中，将圆筒状层积体11卷绕的卷芯21静置在温度调整为室温或者预定温度的室内。在 过此冷却工序中，通过使卷芯21的外周面和圆筒状层积体11的内周面之间的紧贴力降低， 从而可以容易地将卷芯21从圆筒状层积体11拔出。
圆筒状层积体11根据需要截断为预定的长度。由此，得到多个过滤器。得到的过 滤器例如作为压缩空气线路用的空气过滤器被使用。
根据以上详细说明的本实施方式可以得到以下效果。(I)在卷取工序中，对无纺布12 —边加压一边卷取，所以层积在卷芯21的外周的无纺布12的容积密度被调整。也就是说，即使在使用不同批的无纺布12、或者使用同一批无纺布12 —部分的情况下，通过卷绕在卷芯21上，无纺布12的容积密度的偏差会降低。因此， 在使得到的圆筒状层积体11的外径和预定的外径达到一致时，可以抑制圆筒状层积体11 的重量的偏差。此外，在缩径工序中，由于通过用比在卷取工序中施加在卷芯21上的载荷更大的载荷对半成品Ila进行缩径，所以可以容易地使半成品Ila的外径和圆筒状层积体 11的预定的外径一致。因此，可以容易地降低圆筒状层积体11的外径以及重量的偏差。
(2)由于供给至卷取工序的无纺布12的供给量是基于层积在卷芯21外周的无纺布12的层积厚度决定的，所以可以容易地提高圆筒状层积体11的重量的精度。
(3)通过检测卷芯21和驱动滚子22之间的压力并基于该压力的降低来增大所述载荷，从而开始缩径工序。由此，卷取工序结束后，可以顺利地开始缩径工序。
(4)圆筒状层积体11的制造装置具备检测卷芯21的位置的位置传感器51。这个位置传感器51为检测层积在卷芯21外周的无纺布12的积层厚度的检测单元。根据此结构，基于检测出的层积在卷芯21外周的无纺布12的积层厚度的结果，可以容易地使其与圆筒状层积体11的预定的外径一致、即可以容易地结束缩径工序。
(5)虽然切断装置27配置在离卷芯21较近的位置比较好，但切断装置27的设置有比较困难，另外，还有可能使得到的圆筒状层积体11难以从装置取出。因此，切断装置27 以从卷芯21隔开预定间隔的形式配置。在这种情况下，可以设定到卷取工 序结束为止的时间而开始缩径工序，但随着驱动滚子22的周速度的变化，需要进行决定从无纺布12切断到缩径工序开始为止的时间的控制。在此点上，通过上述(2)所述的方法，由于基于所述压力的降低开始缩径工序，所以可以利用压力检测的工序管理来控制缩径工序的开始。
(6)如果基于使用的无纺布12的单位面积重量设定在卷取工序中卷取的无纺布 12的长度的话，虽然可以提高得到的圆筒状层积体11的重量的精度，但这样使制造条件的设定变得繁杂。对于此点，在本实施方式的制造方法中，无纺布12基于卷芯21的移位被切断。也就是说，基于卷芯21的移位决定无纺布12供给量，由此可以避免基于无纺布12的单位面积重量设定无纺布12的长度这样的麻烦。
(变形例)另外，所述实施方式也可以按以下形式变形。 供给至所述卷取工序的无纺布12的长度在步骤S103中被决定，但也可以预先测定无纺布12的单位面积重量，对应于单位面积重量决定供给至卷取工序的无纺布12的长度。
·所述缩径工序基于卷芯21和驱动滚子22之间的压力降低而开始。也可以设置用于检测卷芯21和驱动滚子22之间是否供给了无纺布12的传感器，并基于该传感器的检测结果开始缩径工序。还可以通过计时器测定从无纺布12切断开始经过的时间，并根据其测定结果开始缩径工序。在这种情况下，可以根据从无纺布12的切断开始经过的时间自动开始缩径工序。由此，可以顺利地开始缩径工序。更具体地讲，计时器的计时结果到达了预先设定的开始时间时，控制制造装置以使缩径工序开始。开始时间如下设定，即根据在被切断装置切断的时点没有被卷取的无纺布12的长度和无纺布12的供给速度来计算卷取工序完了的时间，并将上述开始时间设定为该卷取工序完了的时间、或者设定为在该卷取工序完了的时间上加上预定时间的时间。
另外，如所述实施方式这样在卷取工序中检测压力在工序管理上是有效的，将该压力的检测结果用在缩径工序开始的判断上可以有效地简化制造装置的控制。
在所述卷取工序中，将检测卷芯21位置的位置传感器51作为检测单元对层积在卷芯21的外周的无纺布12的积层厚度进行检测。也可以变更为，通过将用于检测层积在卷芯21外周的无纺布12的最外表面的位置的位置传感器51作为检测单元使用，检测所述积层厚度。另外，作为检测单元，也可以采用与层积在卷芯21的外周面或者卷芯21的外周上的无纺布12的最外表面接触的接触式检测单元。
·所述驱动滚子22由第I以及第2驱动滚子22a，22b构成，但也可以如图6所示构成为，通过一个驱动滚子22和卷芯21进行无纺布12加热以及加压。这个驱动滚子22 的条件设定为与所述实施方式的第2驱动滚子22b相同。
·在所述制造装置中也可以省略所述导向滚子26。 所述缩径工序中驱动滚子22的条件设定为与卷取工序中的驱动滚子22的条件相同， 但在缩径工序中，也可以改变驱动滚子22的条件(温度或者周速度)。
·在所述实施方式中，对卷芯21进行预加热后进行卷取工序，但也可以省略预加热。例如可以通过在卷芯21的外周面的至少一部分涂布粘着剂或者粘贴胶带，将无纺布12 临时固定在卷芯21上，再开始卷无纺布12。
·所述加压部23a，23b具备一对旋转体25，但也可以如图2(c)所示，采用在下表面形成反V字状的锥形面的加压部23a，23b。伴随着卷芯21的旋转卷芯21外周面与所述锥形面滑接。锥形面优选构成为，通过材料的选择或者表面粗糙度的设定减小摩擦力，从而减小对于卷芯21的旋转的抵抗。另外，也可以变更为将卷芯21用周知的轴承结构支承，经由轴承结构加压的加压部。
·所述卷取工序以及缩径工序中的加压是通过在卷芯21上施加载荷来进行的，但也可以通过只在驱动滚子22上施加载荷，或者在卷芯21和驱动滚子22的双方上施加载荷来进行所述加压。
·所述卷取工序以及缩径工序中的加压是通过在卷芯21上施加一定的载荷来进行的。也可以通过渐渐增大或减小施加在卷芯21上的载荷，来进行卷取工序或者缩径工序。即使在这样的情况下，缩径工序中的载荷比卷取工序临结束之前大，由此可以容易地使半成品Ila的外径与圆筒状层积体11的预定的外径一致。但是，从容易地进行工序管理这个观点来看，优选如所述实施方式那样，所述卷取工序以及缩径工序中的加压通过将一定的载荷施加在卷芯21上来进行。
·由于在内径为40mm以下的小型过滤器的制造中，使用的无纺布12的长度比较短，所以无纺布12的容积密度的偏差容易对得到的过滤器的外径以及重量的偏差造成影响。对于此点，容易抑制外径以及重量的偏差的所述制造方法特别有效。然而，所述制造方法也可以被用于内径超过40_的圆筒状层积体的制造中，即使在这种情况下，在降低圆筒状层积体的外径或者重量的偏差这点上也是有效的。
·所述圆筒状层积体11作为空气过滤器使用，但并不限于此，也可以作为除了空气以外的气体用的过滤器、或者液体用的过滤器来使用。将圆筒状层积体11作为过滤器使用的的情况下，热粘性薄片优选至少具有由纤维集合体构成的层。作为纤维集合体，除了所述无纺布12以外还可以举出织布以及纸。作为热粘性成分，除了热粘性纤维以外，也可以 为例如包含不定形的热粘性粘合剂的纤维集合体。另外，包含由纤维集合体构成层的热粘 性薄片例如也可以为多孔薄膜和纤维集合体层积的多层结构。
·所述制造方法不仅可以适用于过滤器用的圆筒状层积体11的制造，也可以适用 于例如用于各种结构材的圆筒状层积体的制造。也就是说，所述制造方法作为使用能卷绕 在卷芯21上的具有可挠性并具有预定的容积密度的热粘性薄片来制造圆筒状层积体方法 是有效的。热粘性薄片的厚度被设定在例如O. 01 14mm的范围内。在这种情况下，作为 热粘性薄片并不限于纤维集合体，也可以使用例如发泡体状物、网状物等，也可以使用这些 材料的的复合体。另外，即使在热粘性薄片为纤维集合体、发泡体状物、或者网状物和树脂 膜状物的复层结构的情况下，所述制造方法也是有效地。在热粘性薄片为复层结构的情况 下，热粘性薄片的至少一面以热塑性树脂为主要成分构成。在使用只有一面具有热粘性的 热粘性薄片的情况下，从有效地进行向热粘性成分的热传导这个观点来看，优选以具有热 粘性的面与驱动滚子22接触的形式向卷取装置供给。
·在所述制造方法中将卷取工序在一个阶段实行，但也可以将卷取工序分在多个 阶段中实行。通过在第I卷取工序中卷取第I热粘性薄片之后，在第2卷取工序中卷取第2 热粘性薄片，可以得到在内周侧和外周侧卷绕不同种类的热粘性薄片的圆筒状层积体。在 这种情况下，作为第2卷取工序，使用所述制造方法的卷取工序。
权利要求
1.一种圆筒状层积体的制造方法，用于制造由包含热粘性成分的热粘性薄片沿径向层积构成的圆筒状层积体，其特征在于，包括卷取工序，一边通过卷芯和以与所述卷芯的轴平行的轴为中心旋转驱动的驱动滚子对所述热粘性薄片加压，一边使所述热粘性薄片连续通过所述卷芯和所述驱动滚子之间，同时通过所述驱动滚子对所述热粘性薄片加热并将其卷取在所述卷芯上，直到其直径比所述圆筒状层积体的外径更大，从而得到半成品；以及缩径工序，一边通过所述驱动滚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转，一边对所述半成品加热以及加压而使其缩径，从而使所述半成品的外径与所述圆筒状层积体的外径一致，所述卷取工序以及所述缩径工序中的所述加压通过在所述卷芯或者所述驱动滚子上施加载荷来实行，所述缩径工序中的所述载荷比所述卷取工序中的所述载荷大。
2.根据权利要求1所述的圆筒状层积体的制造方法，其特征在于，在所述卷取工序中，通过基于层积在所述卷芯的外周的热粘性薄片的层积厚度切断所述热粘性薄片，来决定向所述卷取工序供给的所述热粘性薄片的供给量。
3.根据权利要求1或2所述的圆筒状层积体的制造方法，其特征在于，在所述卷取工序中，检测所述卷芯和所述驱动滚子之间的压力，并基于所述压力的降低增大所述载荷，由此开始所述缩径工序。
4.根据权利要求2所述的圆筒状层积体制造方法，其特征在于，通过计时器测定从所述热粘性薄片的切断开始经过的时间，并基于其计时结果开始所述缩径工序。
5.权利要求1-4的任意一项所述的圆筒状层积体的制造方法中使用的圆筒状层积体制造装置，其特征在于，具备所述驱动滚子；在所述卷芯上施加载荷的加压装置；和检测层积在所述卷芯的外周的热粘性薄片的积层厚度的检测单元。
6.根据权利要求5所述的圆筒状层积体的制造装置，其特征在于，具备检测所述卷芯和所述驱动滚子之间的压力的压力传感器，基于由所述压力传感器检测的所述压力的降低来增大所述载荷，从而开始所述缩径工序。
7.根据权利要求5所述的圆筒状层积体的制造装置，其特征在于，具备切断所述热粘性薄片的切断装置，在所述卷取工序中，基于所述卷芯的位置用所述切断装置切断所述热粘性薄片，由此决定向所述卷取工序供给的所述热粘性薄片的供给量。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种可以容易地减少圆筒状层积体的外径以及重量偏差的圆筒状层积体的制造方法、以及圆筒状层积体的制造装置。在卷取工序中，一边通过卷芯和驱动滚子对无纺布加压，一边使无纺布连续通过卷芯和驱动滚子之间，并通过驱动滚子对无纺布加热并将其卷取在卷芯上，由此得到半成品。制造方法还包括缩径工序，通过将卷取工序中得到的半成品和卷芯一起通过驱动滚子旋转一边对半成品加热以及加压而使其缩径，从而使半成品的外径与圆筒状层积体的外径达到一致。卷取工序以及缩径工序中的加压通过在卷芯上施加载荷实行。缩径工序中的载荷比卷取工序中的载荷大。
文档编号B32B37/10GK102991087SQ201210347370
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月4日 优先权日2011年9月7日
发明者若原贵之, 末松大辅 申请人:宇部日东化成株式会社