(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸形状と通気構造を有する支持体に繊維ウエブを乗せて搬送しながら、該支持体上の該繊維ウエブに、スリット状のノズルから吐出させた高速の熱風をあてて、該繊維ウエブを該支持体に沿わせ、該繊維ウエブに凹凸及び／又は開孔形状を賦形する不織布の製造方法であって、
前記ノズルから吐出させる熱風を、前記繊維ウエブを構成する熱可塑性繊維の融点以上の温度にして賦形と同時に繊維同士を融着させると共に、該繊維ウエブ及び前記支持体を通過した熱風を、前記ノズルとは反対側に配したスリット状の吸い込み口から吸引し、
前記吸い込み口から吸引した熱風を、空気加熱送風部に還流して再度前記ノズルから吐出させる際に、該熱風を、前記ノズルへの供給の手前で分岐させ、それにより、前記吸い込み口の吸引風量より前記ノズルからの噴出し風量を減らした条件下に、前記繊維ウエブに対する賦形と繊維同士の融着を行う、不織布の製造方法。
【請求項２】
前記ノズル自体を温調する請求項１記載の不織布の製造方法。
【請求項３】
前記支持体がドラム状である請求項１又は２記載の不織布の製造方法。
【請求項４】
前記繊維ウエブは、低融点成分及び高融点成分を含む複合繊維からなる熱可塑性繊維を３０〜１００質量％含んでおり、該繊維ウエブに吹き付ける熱風の温度を、低融点成分の融点以上で、かつ高融点成分の融点より１０℃低い温度以下とする、請求項１〜３の何れか１項記載の不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布の製造方法及び製造装置に関する。本発明に従い製造された不織布は、例えば生理用ナプキンや使い捨ておむつを始めとする各種の吸収性物品の構成材料として好適に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
凹凸形状を有する支持体上の繊維ウエブに熱風や水流を当てて、該繊維ウエブに凹凸形状を付与する不織布の製造方法が知られている。
例えば、特許文献１には、一対の通気性コンベア間に熱可塑性繊維を含有する繊維ウエブを通し、該繊維ウエブを挟持した状態で搬送する間に、該繊維ウエブの表面に空気を噴射して、コンベアの凹部に繊維ウエブを追随させて該繊維ウエブに凹凸を形成した後、該繊維ウエブを加熱し上記熱可塑性繊維を融着して、凹凸を有する不織布を形成する技術が記載されている。
また、特許文献２には、突起を有する支持体に繊維ウエブを置いて、該繊維ウエブに高速水流を噴射することにより、突起上の繊維を分配させて開口を付与する技術が記載されている。
また、特許文献３には、繊維が自由度を有する状態である繊維集合体に、主に気体からなる流体を噴きあてることで、繊維配向、繊維粗密又は繊維目付けの１又は２以上が調整された不織布を製造する不織布の製造装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２２９２５５号公報
【特許文献２】特開昭６２−６９８６７号公報
【特許文献３】特開２００８−２０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術においては、空気の噴射による凹凸形状を賦形した後に、繊維ウエブの加熱による熱可塑性繊維の融着を行っている。また、繊維ウエブ及び繊維ウエブを通過した空気を、繊維ウエブの広い面を吸引することにより回収している。また、特許文献１の技術においては、一対の通気性コンベア間に挟持した状態の熱可塑性繊維に空気を噴射することで、繊維ウエブの繊維が飛び散ることを防止している。
特許文献２の技術においては、水流により開口を付与しているため、開口の付与と熱処理による不織布化とを同時に行うことはできない。
特許文献３の技術においても、繊維ウエブの不織布化は、主に気体からなる流体を噴きあてた後に行っている。
【０００５】
本発明は、繊維ウエブに対する凹凸及び／又は開孔形状の賦形と不織布化とを同時に行うことができ、製造時間の短縮等を図ることができると共に、取り扱いの楽な空気を用いることや繊維の飛び散りを効果的に抑制することから、製造装置等の簡易化等を図ることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、凹凸形状と通気構造を有する支持体に繊維ウエブを乗せて搬送しながら、該支持体上の該繊維ウエブに、スリット状のノズルから吐出させた高速の熱風をあてて、該繊維ウエブを該支持体に沿わせ、該繊維ウエブに凹凸及び／又は開孔形状を賦形する不織布の製造方法であって、前記ノズルから吐出させる熱風を、前記繊維ウエブを構成する熱可塑性繊維の融点以上の温度にして賦形と同時に繊維同士を融着させると共に、該繊維ウエブ及び前記支持体を通過した熱風を、前記ノズルとは反対側に配したスリット状の吸い込み口から吸引する不織布の製造方法を提供するものである。
【０００７】
また本発明は、繊維ウエブを、凹凸形状と通気構造を有する支持体に乗せた状態で搬送する搬送機構と、支持体に乗って搬送される繊維ウエブにスリット状のノズルから吐出させた熱風を当てると共に、繊維ウエブ及び前記支持体を通過した熱風を、該ノズルとは反対側に配したスリット状の吸い込み口から吸引する熱風の供給及び回収装置とを備えた不織布の製造装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の不織布の製造方法及び製造装置によれば、繊維ウエブに対する凹凸及び／又は開孔形状の賦形と不織布化とを同時に行うことができ、製造時間の短縮等を図ることができると共に、取り扱いの楽な空気を用いることや繊維の飛び散りを効果的に抑制することから、製造装置等の簡易化等を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態の不織布の製造装置及びそれを用いた不織布の製造方法の概略を示す模式図である。
【図２】図１の装置の一部を拡大して示す模式断面図である。
【図３】（ａ）凹凸形状及び通気構造を有する支持体の一例の一部を拡大して示す平面図、（ｂ）その支持体の側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の不織布の製造装置及びそれを用いた不織布の製造方法の概略を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。まず第１の実施形態について説明する。
図１には、第１実施形態の製造方法及びその実施に好適に用い得る不織布の製造装置を示す図である。
図１に示す不織布の製造装置１は、繊維ウエブ１１を、凹凸形状と通気構造を有する支持体４１に乗せた状態で搬送する搬送機構と、支持体４１に乗って搬送される繊維ウエブ１１にスリット状のノズルから吐出させた熱風を当てると共に、繊維ウエブ及び前記支持体を通過した熱風を、該ノズルとは反対側に配したスリット状の吸い込み口から吸引する熱風の供給及び回収装置４２とを備えている。
【００１１】
製造装置１は、図１に示すように、ウエブ製造部２０、予備加熱部３０、賦形部４０及び巻き取り部５０を有している。
ウエブ製造部２０としては、例えば、図示するようなカード機２１を用いることができる。不織布１０の具体的な用途に応じ、カード機２１に代えて、他のウエブ製造装置、例えばエアレイド装置を用いることもできる。カード機２１によって製造された繊維ウエブ１１は、その構成繊維どうしが緩く絡合した状態にあり、シートとしての保形性を獲得するにはいたっていない。また、繊維ウエブ１１は、構成繊維として、熱可塑性繊維を含んでいる。
【００１２】
賦形部４０は、図１に示すように、繊維ウエブ１１を、凹凸形状と通気構造を有するドラム状の支持体４１に乗せた状態で搬送するドラム式の搬送機構と、繊維ウエブ１１に対して熱風を高速で当てると共に、繊維ウエブ１１及び支持体４１を通過した熱風を回収する熱風の供給及び回収装置４２を備えている。
【００１３】
ドラム状の支持体４１は、図示しないモータ等からの動力を受け、図示しない水平軸周りを図１中矢印４３方向に連続して回転するようになされている。ドラム状の支持体４１は、少なくとも、繊維ウエブ１１が当接する外周面に凹凸形状を有しており且つ厚み方向に空気が貫通可能な構造を有している。凹凸形状と通気構造を有するドラム状の支持体４１としては、例えば、特開平２−２２９２５５号公報に記載の通気性コンベアを構成する網状材を、図示しない円筒状の形状保持部材により筒状の形態に維持したもの等を用いることができる。同公報に記載の網状材は、図３に示すように、網目状に形成されており、且つ表面に凹凸が形成されている。凹凸の高低差ｈは、例えば、１〜１０ｍｍに設定することが好ましい。また、凸部の数は０．５〜２５個／ｃｍ2に設定されていることが好ましい。網状材を筒状に維持する前記形状保持部材としては、例えば、周面に多数の通気用の開孔を有する剛直材からなる円筒体を挙げることができる。そのような円筒体は、例えば、円盤や放射状に配された棒状材等の任意の構成の連結材により回転軸に固定され、該回転軸周りを回転する。
【００１４】
熱風の供給及び回収装置４２は、図２に示すように、ドラム状の支持体４１の外周面に近接配置された熱風噴射ボックス４４と、該支持体４１の内側（回転軸側）に且つ支持体４１に近接させて配置された熱風回収ボックス４５とを備えている。熱風噴射ボックス４４は、ダクト４４ａにより空気加熱送風部４６に接続されており、空気加熱送風部４６により供給された熱風をスリット状のノズル４７から噴射する。熱風回収ボックス４５は、ダクト４５ａにより空気加熱送風部４６に接続されている。そして、スリット状のノズル４７から噴射され、繊維ウエブ１１及び支持体４１を通過した熱風が、スリット状の吸い込み口４８から吸引され、ダクト４５ａを経由して空気加熱送風部４６に還流するようになされている。
スリット状のノズル４７から噴射される熱風は、繊維ウエブ１１に上方から垂直に吹き付けられる。この熱風の吹きつけにより、繊維ウエブ１１は、支持体４１の凹凸に追随した形状に変形し、該繊維ウエブ１１に、支持体４１の凹凸形状に沿った凹凸形状、又は支持体４１の凸部に対応する部分に孔があいた開孔形状が形成される。凹凸形状に沿った凹凸形状は、不織布の凹凸形状の凸部部分に開孔を有するものであっても良い。
【００１５】
スリット状のノズル４７及びスリット状の吸い込み口４８は、それぞれ、繊維ウエブの長手方向（流れ方向）と交差する方向、より詳細には繊維ウエブの長手方向（流れ方向）と直交する方向に延びている。スリット状のノズル４７の幅Ｗ１（図２参照）は、２〜１０ｍｍであることが好ましく、スリット状の吸い込み口４８の幅Ｗ２（図２参照）は、２０〜６０ｍｍであることが好ましい。吸い込み口４８の幅Ｗ２は、ノズル４７の幅Ｗ１の２〜１０倍、特に４〜８倍であることが好ましい。また、吸い込み口４８の開口面積は、ノズル４７の開口面積の２〜１０倍、特に４〜８倍であることが好ましい。
空気加熱送風部４６としては、公知のファン及び公知の加熱装置を用いることができ、例えば、ファンは耐熱型のターボファンやシロッコファン等、加熱装置は電気式のシーズヒーターや蒸気ヒーター等が使用できる。
【００１６】
スリット状の吸い込み口４８からの吸入を行うことで、吸引するエアー流速が速くなるため、吸引により支持体上の繊維を保持した状態でノズル４７からの熱風を受けることができ、同時に吸い込み口４８で熱風を吸引して熱風の跳ね返りを抑えるため繊維の飛び散りや舞い上がりを防ぐことができる。
また、吸引した熱風を空気加熱送風部４６に還流する際に、ノズル４７への供給の手前で分岐することが好ましい。分岐することにより、吸い込み口４８の吸引風量よりノズル４７からの噴出し風量（ノズル４７から噴き出す風量）を減らす条件とすることが可能となるからである。なお、分岐した熱風は、例えば、ノズル４７の周囲を断熱壁で囲った空間を作り、そのエリア内に放出することで、ノズル４７の温調精度を高め、吸い込み口４８での温度低下を抑えることができる。このことにより、高いエネルギー効率で運転が可能である。
【００１７】
本実施形態の製造装置１は、図１に示すように、賦形部４０より上流側に、予備加熱部３０を有している。予備加熱部３０は、通気性のベルトコンベア３１及び該ベルトコンベア３１に載せた繊維ウエブに対してエアスルー方式で熱風を貫通させる熱風処理装置３２を備えている。予備加熱部３０は、賦形部４０で噴射する熱風よりも低温で且つ低速の熱風を吹き付ける。また、賦形部４０で凹凸形状及び／又は開孔形状を付与された不織布１０は、公知の巻き取り機構によりロール状に巻き取られる。
【００１８】
上述した不織布の製造装置１で、不織布１０を製造するには、ウエブ製造部２０で製造した繊維ウエブ１１を、賦形部４０に送り、賦形部４０において繊維ウエブ１１を、凹凸形状と通気構造を有するドラム状の支持体４１に乗せた状態で搬送しながら、該支持体４１上の該繊維ウエブ１１に対して、熱風噴射ボックス４４におけるスリット状のノズル４７から噴射させた熱風を吹き付ける。
この際、ノズル４７から噴射する熱風は、繊維ウエブ１１を構成する熱可塑性繊維の融点以上の温度とし、また、ノズル４７から噴射され、繊維ウエブ１１及び支持体４１を通過した熱風を、スリット状の吸い込み口４８から吸引する。
これにより、繊維ウエブ１１に対する凹凸又は開孔形状の賦形と同時に繊維ウエブ１１を構成する熱可塑性繊維同士が融着し、繊維シート１１に不織布としての強度が付与される。
【００１９】
繊維ウエブ１１に吹き付ける熱風の温度は、繊維ウエブ１１を構成する熱可塑性繊維の融点に対して０〜７０℃高いことが好ましく、５〜５０℃高いことがより好ましい。熱可塑性繊維としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系、ポリエステル系、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系、ポリアクリルニトリル系等、またはこれら２種類以上からなる芯鞘型、サイドバイサイド型の複合繊維等を挙げることができる。
【００２０】
熱可塑性繊維として、低融点成分及び高融点成分を含む複合繊維を用いる場合、繊維ウエブに吹き付ける熱風の温度は、低融点成分の融点以上で、かつ高融点成分の融点未満であることが好ましい。繊維ウエブに吹き付ける熱風の温度は、低融点成分の融点＋０℃〜高融点成分の融点−１０℃であることがより好ましく、低融点成分の融点＋５℃〜高融点成分の融点−２０℃であることが更に好ましい。
繊維ウエブ１１及び不織布１０は、熱可塑性繊維を、３０〜１００質量％含んでいることが好ましく、より好ましくは４０〜８０質量％である。繊維ウエブ１１及び不織布１０は、本来的に熱融着性を有さない繊維（例えばコットンやパルプ等の天然繊維、レーヨンやアセテート繊維など）を含んでいてもよい。
【００２１】
繊維ウエブ１１に吹き付ける熱風の流速は、前述したようにスリット状の吸い込み口４８からの吸入を行うことで、エアスルー方式の熱風処理を行う一般的な条件に比して高速とすることができる。例えば、繊維ウエブ１１に吹き付ける熱風の流速を、１０〜８０ｍ／秒と高速とすることができる。繊維ウエブ１１を賦形する際の熱風の風速は、賦形性と風合いの観点から２０〜５０ｍ／秒とすることがより好ましい。
スリット状の吸い込み口４８を介した高速の吸引を行うことで、繊維ウエブ１１に吹き付ける熱風の流速を高速としても、繊維ウエブ１１の繊維が飛び散りにくい。本実施形態においては、このように繊維が飛び散りにくいため、支持体４１で搬送中の繊維ウエブ１１の熱風吹き付け面を他の通気性部材で抑えることなく、繊維ウエブ１１に対して熱風を吹き付けている。
【００２２】
本実施形態によれば、繊維ウエブに対する凹凸及び／又は開孔形状の賦形と熱可塑性繊維の融着による不織布化とを同時に行うため、不織布の製造時間の短縮等を図ることができる。また、水や水蒸気とは異なり取り扱いの楽な加熱空気（ドライエアー）を用いてその賦形や不織布化を行い、また、繊維ウエブ１１の熱風吹き付け面を他の通気性部材で抑えることなく熱風で処理することも可能であるため、不織布１０の製造設備の簡易化を図ることができる。なお、繊維ウエブ１１の熱風吹き付け面を他の通気性部材で抑えることなく高速の熱風で処理することは、本発明において必須ではない。本発明においては、繊維ウエブ１１の繊維が飛び散りにくいため、繊維ウエブ１１の熱風吹き付け面を他の通気性部材で抑えた場合であっても、その抑えに必要な部材や機構が簡易化できるため、不織布の製造設備の簡易化を図ることができる。
【００２３】
賦形部４０のノズル４７は、空気加熱送風部４６における温調とは別に温調することが好ましい。空気加熱送風部４６から熱風噴射ボックス４４までの距離が長いと、空気加熱送風部４６で所定の温度に加熱した空気がノズル４７から噴射されるまでの間に、熱風の温度が変動が生じやすい。ノズル４７がスリット状で、熱風噴射ボックス４４内の体積に比して該ボックス４４の表面積が大きいため、そのような変動も生じやすい。そこで、空気加熱送風部４６における温調に加えて、ノズル４７の温調を行うことが好ましい。図２に示す熱風噴射ボックス４４においては、ノズル４７を挟む２箇所を含む合計８箇所にカートリッジヒータ４９を配置し、測温手段（熱電対等）により測定した温度が予め設定した所定の温度となるように、ノズル４７及び熱風噴射ボックス４４の温度が制御されるようになっている。
【００２４】
本実施形態の製造装置１は、上述したように、賦形部４０より上流側に、予備加熱部３０を有している。製造装置１を用いた不織布１０の製造においては、高速の熱風により繊維ウエブ１１を賦形する前に、該熱風より低速低温度の熱風を当てる予備加熱を行うことが好ましい。高速高温の熱風の吹き付けにより繊維ウエブ１１に凹凸及び／又は開孔形状を付与する前に、繊維ウエブ１１を予備加熱し、好ましくは若干の繊維融着を生じさせておくことで、賦形部４０における繊維の飛び散りを一層確実に防止することができる。予備加熱は、熱風処理装置３２のように、熱風を貫通させるものが好ましい。
【００２５】
予備加熱の際の熱風の温度は、繊維ウエブ１１を構成する熱可塑性繊維の融点−０℃から熱可塑性繊維の融点＋５０℃の範囲であることが好ましく、熱可塑性繊維の融点＋５℃から熱可塑性繊維の融点＋３０℃の範囲であることがより好ましい。なお、熱可塑性繊維が、低融点成分及び高融点成分を含む複合繊維を用いる場合、低融点成分の融点を熱可塑性繊維の融点と考える。
また、予備加熱の際の熱風を吹き付ける流速は、３ｍ／秒以下であることが好ましく、０．５〜２ｍ／秒であることがより好ましい。
【００２６】
本実施形態の製造装置１は、前述したように、ノズル４７及び吸い込み口４８を備えた熱風の供給及び回収装置４２を、繊維ウエブ１１の流れ方向に複数有しており、これにより順次処理を行う。これにより、高速運転の場合に起こりがちな融着不足にも容易に対応することができる。繊維ウエブの搬送速度は、特に制限されるものではない。
また、繊維ウエブ１１に対して吹き付ける熱風の温度は、複数の装置４２，４２・・で総て同じであっても良し、総てが相互に異なっていても良い。例えば、上流側に配置された装置４２から下流側に配置された装置４２に向かって、吹き付ける熱風の温度を次第に高くしても良いし、上流側に配置された装置４２から下流側に配置された装置４２に向かって、吹き付ける熱風の温度を次第に低くしても良い。また、５個の装置中、一部の装置と他の残りの装置とで温度を異ならせても良い。
このように、熱風の供給及び回収装置４２を複数用いることで、高速運転時においても繊維の舞い上がりを防ぐことができ、製造する不織布の形状、厚み、風合い、吸液性能等を制御することができる。
【００２７】
賦形部４０で凹凸形状及び／又は開孔形状を付与された不織布１０は、前述した巻き取り部５０で、ロール状に巻き取られ、その状態で保管される。また、それに代えて、賦形部４０で凹凸形状及び／又は開孔形状を付与された不織布１０を、巻き取ることなく、そのまま使い捨て衛生用品の製造ラインに導入しても良い。
【００２８】
図４は、本発明の第２の実施形態の不織布の製造装置及びそれを用いた不織布の製造方法の概略を示す模式図である。第２の実施形態については、第１の実施形態と相違する点について主として説明し、同様の点には同一の符号を付してその説明を省略する。
第２の実施形態においては、図４に示すように、凹凸形状と通気構造を有する支持体が、４本のロールに架け渡された無端状の通気性コンベア４１’となっており、賦形部４０においては、該支持体４１’に乗せて搬送される繊維ウエブ１１に対して、高速及び高温の熱風が吹き付けられる。この通気性コンベア４１’は、図３に示す網状材と同一の構造を有している。
また、第１実施形態におけるのと同様の構成を有する熱風噴射ボックス４４及び熱風回収ボックス４５が、支持体４１’及び繊維ウエブ１１を挟んでその上下に配されている。
【００２９】
第２実施形態の装置及び方法においても、熱風噴射ボックス４４のスリット状のノズル４７から繊維ウエブ１１の構成繊維の融点以上の温度の熱風を吹き付ると共に、繊維ウエブ１１及び支持体４１’を通過した熱風を、熱風回収ボックス４５のスリット状の吸い込み口４８から吸引する。これにより、第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果が奏し得られる。
【００３０】
本発明で得られる不織布１０は、その凹凸及び／又は開孔形状等を生かした種々の分野に適用できる。例えば使い捨ておむつや生理用ナプキン、大人用おむつ、パッドなどの使い捨て衛生物品の分野における表面シート、セカンドシート（表面シートと吸収体との間に配されるシート）、裏面シート、あるいは対人用清拭シート、スキンケア用シート、更には対物用のワイパーなどとして好適に用いられる。
【００３１】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば、ドラム状の支持体４１は、剛直材からなり、形状保持部材を用いなくても筒状の形態を維持するものであっても良い。また、繊維ウエブを乗せる支持体としては、平面状の基盤の片面に、凸部が散点状に分散配置されたもの等であっても良い。また、その場合の凸部の平面視形状は、円形、楕円形、四角形、五角形等、任意の形状とすることができる。また、平面内の一方向及びその直交方向それぞれに凸部と凹部とが連続的に形成された凹凸プレート等を支持体として用いることもできる。
【００３２】
また、熱風の供給及び回収装置４２は、一つのみ配置しても良いし、繊維ウエブ１１の流れ方向に２〜４個あるいは６個以上並べて配置することもできる。また、前記実施形態においては、熱風噴射ボックス４４に熱風を送る空気加熱送風部４６が、同時に、熱風回収ボックス４５に吸引力を発生させる手段となっていたが、熱風回収ボックス４５に吸引力を発生させる手段が、熱風噴射ボックス４４に熱風を送る空気加熱送風部４６とは別に設けられていても良い。また、不織布１０は単層の構造のものに限られず、多層構造であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  不織布の製造装置
１０  不織布
１１  繊維ウエブ
２０  ウエブ製造部
３０  予備加熱部
４０  賦形部
４１，４１’  支持体
４２  熱風の供給及び回収装置
４４  熱風噴射ボックス
４５  熱風回収ボックス
４６  空気加熱送風部
４７  スリット状のノズル
４８  スリット状の吸い込み口
５０  巻き取り部
【図１】
0005529518.tif 000002
【図２】
0005529518.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005529518.tif 000005