(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の糸状の繊維を前後並列に密接して直下へ吐出して繊維列をなす複数の吐出孔を有するダイを備えた押出機と、
前記ダイの前記繊維吐出方向上に設けられていて、前記繊維列を案内して下へ移動させながら延伸させる延伸ローラーセットと、
前記複数の吐出孔の傍に設けられていて、前記吐出した繊維列を冷却する冷却手段と、
前記延伸ローラーセットのローラーと一緒に配設されていて、前記冷却した繊維列を加熱する加熱手段と、
前記複数のローラーの下方を左右方向に流れて前記繊維列を受けながら搬送するように設置されているコンベアとを備えた不織布の製造装置において、
前記延伸ローラーセットと前記コンベアとの間に、
前記ダイの前記繊維吐出方向の左右両側に設置されていて下へ噴気する第１の噴気手段と、
前記第１の噴気手段の下方において、前記ダイの前記繊維吐出方向の左右両側に設置されており、下へ流れながら前後に揺れる気流を発生させる第２の噴気手段とを更に設け、
前記各第２の噴気手段は、その噴気口内に、前後の方向に振れる案内羽根を有する羽根ユニットを備えていることを特徴とする不織布の製造装置。
【請求項２】
前記延伸ローラーセットは、
上下並列に配設されている複数のローラーからなる第１のローラー群と、
前記第１のローラー群の下方に設けられ、且つ上下並列に配設されている複数のローラーからなり回転速度が前記第１のローラー群より速い第２のローラー群とからなることを特徴とする請求項１に記載の不織布の製造装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、それぞれ前記ダイの前記繊維吐出方向の左右両側に設けられていて、前記複数の吐出孔の真下へ冷風を吹出する対向した一対の冷風出口を備え、
前記加熱手段は、それぞれ前記ダイの前記繊維吐出方向の左右両側に設けられていて、前記第１のローラー群と前記第２のローラー群との間へ熱風を吹出する対向した一対の熱風出口を備えていることを特徴とする請求項２に記載の不織布の製造装置。
【請求項４】
前記コンベアは、波状の繊維を受けて該コンベア上に敷きながら搬送し、搬送中に更に他の波状の繊維をその上に積層することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の不織布の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の不織布１は、まず、図１０に示すように、複数本の糸状の繊維１１を並列に押出成形することにより、長尺方向に延伸しながら繊維１１同士間を互いに接着する第１の段階で先に繊維層を作り、そして、該繊維層を基材として堆積する第２の段階で成品を完成する。このような不織布１は、縦向（即ち、繊維の延伸方向）の引張り強さが弱いのみならず、横向の繊維１１同士間の接着力が、押出された瞬間の硬化していない繊維液の粘性だけによりなるので、横向の引張り強さがかなり弱く、少しの引張り力が加わると、引き裂かれ易いという欠点がある。この欠点を解消するために、下記の製造方法が提案されている。
【０００３】
この製造方法は、前記第１の段階における繊維層の押出成形を、図１１に示すようなダイ２を使用する。具体的には、前記ダイ２の複数の吐出口を下向きに配置して複数本の糸状の繊維３１を下方へ吐出すると共に、各吐出口同士間に開けてある噴気口から下へ風を噴気し、各繊維３１の両側に、平行して下向きへ流れる気流３２を生じさせることで行う。この気流３２の噴出速度が繊維３１の吐出速度よりある程度速い場合、前記繊維３１を強制的に下方へ案内する効果があるので、繊維を延伸させ、繊維の縦向の引張り強さを上げることができる。そして、この気流の存在により、繊維３１同士間の気圧が変化しつつあるため、硬化中の繊維３１は揺動し、長尺方向に沿って乱れた湾曲が散在する形になりながら、隣接の繊維３１だけでなく他の繊維３１同士とも接着し、絡合い状態になるので、不織布全体の横向の接着力を高めることもできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この製造方法では、前記気流の速度決定において、繊維３１を湾曲させようとすることと、繊維３１を延伸させようとすることとは時々矛盾する。即ち、気流３２の速度が遅すぎると延伸効果が殆どなくなる。また、気流３２の速度が速すぎると、繊維３１を一途に下へ引き延ばし、前記揺動作用及び湾曲効果を低下させるので、製品規格決定時に時々縦向強さと横向強さとのバランスは果たして如何に取ればいいかというジレンマにあうという欠点がある。しかも、前記気流３２の噴出方向が前記繊維３１の吐出方向と平行するため、前記繊維３１が湾曲させられても、湾曲の程度が制限されるので、前記接着力の向上に対する効果が限られ、前記延伸効果を無視し、横向強さの向上だけを全力に追求しても、著しい効果が遂げられない。また、気流だけが強まっても、繊維を誘導して下方へ引き伸ばす分力も相当限られ、前記横向強さの向上を無視し、前記延伸効果だけを全力に追求しても、同じく著しい効果が遂げられない。
【０００５】
そして、従来から、紡糸工業において、糸の縦向の引張り強さを高めるために、ダイの複数の吐出口から吐出した複数の繊維を複合させながら捻った後、延伸ローラーで延伸させる技術がある。このような技術は、不織布の製造にも応用されているが、そのプロセスは、前例と同じように、まず、第１の段階として繊維層を作り、具体的には、複数の繊維を前記吐出口から吐出し、ついで、当該複数の吐出の繊維を延伸ローラーによりそれぞれ延伸して繊維層を製作し、不織布成品を完成するまでは、該繊維層を堆積機器に搬送し、第２の段階としての堆積工程を行わなければならないので、手間がかかり、製造速度も低いという欠点がある。
【０００６】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、不織布の縦向の引張り強さを高めるうえ、不織布の製造プロセスを段階分けなしに簡素化させる不織布の製造方法及びその製造装置を提供することを第１の課題とし、そして、更に、不織布の横向の接着力を大幅に高める不織布の製造方法及びその製造装置を提供することを第２の課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、発明者は、複数本の糸状の繊維を前後並列に密接して直下へ吐出して繊維列をなす複数の吐出孔を有するダイを備えた押出機と、前記ダイの前記繊維吐出方向上に設けられていて、前記繊維列を案内して下へ移動させながら延伸させる延伸ローラーセットと、前記複数の吐出孔の傍に設けられていて、前記吐出した繊維列を冷却する冷却手段と、前記延伸ローラーセットのローラーと一緒に配設されていて、前記冷却した繊維列を加熱する加熱手段と、前記複数のローラーの下方を左右方向に流れて前記繊維列を受けながら搬送するように設置されているコンベアとを備えた不織布の製造装置において、前記延伸ローラーセットと前記コンベアとの間に、前記ダイの前記繊維吐出方向の左右両側に設置されていて下へ噴気する第１の噴気手段と、前記第１の噴気手段の下方において、前記ダイの前記繊維吐出方向の左右両側に設置されており、下へ流れながら前後に揺れる気流を発生させる第２の噴気手段とを更に設け、前記第２の噴気手段は、各噴気口内に、前後の方向に振れる案内羽根を有する羽根ユニットを備えていることを特徴とする不織布の製造装置を提供する。
【０００８】
前記製造装置によれば、前記延伸ローラーセットは、上下並列に配設されている複数のローラーからなる第１のローラー群と、前記第１のローラー群の下方に設けられ、且つ上下並列に配設されている複数のローラーからなり回転速度が前記第１のローラー群より速い第２のローラー群とからなることがこのましい。このようにすれば、繊維列の縦向の引張り強さが延伸ローラーセットの延伸によって大きく高められ得る。
【０００９】
また、前記冷却手段は、それぞれ前記ダイの前記繊維吐出方向の左右両側に設けられていて、前記複数の吐出孔の真下へ冷風を吹出する対向した一対の冷風出口を備え、前記加熱手段は、それぞれ前記ダイの前記繊維吐出方向の左右両側に設けられていて、前記第１のローラー群と前記第２のローラー群との間へ熱風を吹出する対向した一対の熱風出口を備えていることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記コンベアは、波状の繊維を受けて該コンベア上に敷きながら搬送し、搬送中に更に他の波状の繊維をその上に積層することが好ましい。このようにすれば、不織布の製造を繊維の吐出から不織布成品を完成する繊維列（繊維層）の堆積まで一段階だけとし、段階分けなしに簡素化させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
前記不織布の製造装置によれば、繊維の吐出から繊維の延伸、それに繊維の堆積に至るまで、一気に連続的に行うことができるので、不織布の縦向の引張り強度を高めることができる他、不織布の製造速度も大幅に高められてコストを低下させることができる。
【００１２】
そして、前記第２の噴気手段により上から下へ流れながら前後に揺れる気流を生成し、硬化中の繊維に前記湾曲を強制的に生成させて波状の繊維となるので、湾曲の程度が、従来の上から下へ流れる平行気流によりなるものより遥かに大になる。即ち、従来の製造方法により生成した繊維はせいぜい振幅が小であって波長が長いいわゆる低波状になるのに対し、本発明の製造方法により生成した繊維は振幅が大であって波長が短いいわゆる狭い波状になるので、絡合い効果が遥かに良く、不織布の横向の接着力が大幅に高められることができる。
【００１３】
また、前記第２の噴気手段により生成した前後に揺れる気流があるので、前記第１の噴気手段により生成した前記上から下への気流の速さが前記繊維の湾曲効果に悪い影響をもたらさない。そのため、従来のように前記気流の速さと前記湾曲効果とのバランスを考慮する必要がないうえ、気流の速さを増加し、不織布の製造効率をもっと上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。なお、以下の説明においては、そのサイズに拘わらず、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１５】
図１は、本発明の不織布の製造装置の好ましい実施形態を示す正面図である。図２は、本実施形態の一部の側面図である。図３は、本実施形態の一部の斜視図である。図示のように、この不織布の製造装置は、ダイ４を備えた押出機と、延伸ローラーセット５と、冷却手段６１と、加熱手段６２と、一対の第１の噴気手段７１，７１と、一対の第２の噴気手段７２，７２と、コンベア８１と、抽気手段８２とからなっている。
【００１６】
具体的には、前記ダイ４は、一列に前後（図１の正面図を基準）に並んでいる複数の吐出孔４１を有する。これら吐出孔４１は、複数本の糸状の繊維を一列となるように前後に並列に密接して直下へ吐出して繊維列９１を形成する。
【００１７】
前記延伸ローラーセット５は、前記ダイ４の前記繊維吐出方向上に設けられていて、前記繊維列９１を案内して下へ移動させながら延伸させる。詳しく説明すると、前記延伸ローラーセット５は、上下並列に配設した複数のローラー５１１からなる第１のローラー群５１と、前記第１のローラー群５１の下方に設けられ、且つ上下並列に配設した複数のローラー５２１からなり、回転速度が前記第１のローラー群５１より速い第２のローラー群５２とからなっている。前記繊維列９１は、前記第１のローラー群５１と前記第２のローラー群５２とを順次に通過し、該第１のローラー群５１と該第２のローラー群５２との間の回転速度差により延伸されて繊維列９２（延伸された繊維列）となる。
【００１８】
前記冷却手段６１は、前記複数の吐出孔４１の傍に設けられていて、前記吐出した繊維列９１を冷却する。本実施形態において、前記冷却手段６１は、それぞれ前記ダイ４の前記繊維吐出方向の左右両側に設けられ、前記複数の吐出孔４１の真下へ冷風を吹出する対向した一対の冷風出口６１１，６１１を備えている。
【００１９】
前記加熱手段６２は、前記延伸ローラーセット５のローラー５１１，５２１と一緒に配設されていて、前記冷却した繊維列９１を加熱する。本実施形態において、前記加熱手段６２は、それぞれ前記ダイ４の前記繊維吐出方向の左右両側に設けられていて、前記第１のローラー群５１と前記第２のローラー群５２との間へ熱風を吹出する対向した一対の熱風出口６２１，６２１を備えている。
【００２０】
前記一対の第１の噴気手段７１，７１は、それぞれ前記第２のローラー群５２の下方において、前記ダイ４の前記繊維吐出方向の左右両側（即ち、前記ダイ４が吐出する前後方向の繊維列の左右両側）に設置されていて、下へ噴気して上から下への気流７１１，７１１を生成する。前記一対の第２の噴気手段７２，７２は、それぞれ前記一対の第１の噴気手段７１，７１の下方において、前記ダイ４の前記繊維吐出方向の左右両側に設置されていて、上から下へ流れながら前後に揺れる気流７２２を生成する。
【００２１】
具体的には、前記各第２の噴気手段７２の噴気口内には、図３及び図４に示すように、前後の方向に振れる案内羽根７２１１を有する羽根ユニット７２１が備えられている。前記案内羽根７２１１は、一枚だけからなっても良いが、この実施形態に示されているのは複数枚からなっている。本実施形態において、前記案内羽根７２１１は、複数あって、前記各第２の噴気手段７２の噴気口内に前後方向に並列に枢設されている。また、前記羽根ユニット７２１は、図４に示すように、前記複数の案内羽根７２１１の前方に設けられているモータ７２１２と、前記モータ７２１２の回転軸上に固定されている回転盤７２１３と、略棒状であって一端が前記回転盤７２１３の偏心位置に枢設されている第１のリンク７２１４と、略棒状であって一端が前記第１のリンク７２１４の他端と枢設し、前記一端以外の部分が前記複数の案内羽根７２１１のそれぞれの左右側面の同一側面と枢設している第２のリンク７２１５とを更に備えている。
【００２２】
それにより、図５及び図６に示すように、前記回転盤７２１３の前記モータ７２１２の駆動による回転によって、前記第１のリンク７２１４を介して前記第２のリンク７２１５を前後方向に揺動させ、前記複数の案内羽根７２１１を連動させて同時に前後に揺動させることができる。
【００２３】
前記コンベア８１は、図１から図３に示すように、複数の吐出孔４１の真下において、前記一対の第２の噴気手段７２，７２の下方を左から右へと流れて前記複数本の繊維を受けながら搬送するように設置されている。該コンベア８１は、網目構造を呈していて、その上面８１１で前記ダイ４から吐出して降下した前記繊維列９３を受ける。
【００２４】
前記抽気手段８２は、図１及び図２に示すように、前記吐出孔４１の真中における前記コンベア８１の下方に設置されていて、上から下へ流動する気流８２１を生成する。それにより、前記吐出孔４１の下方から前記吐出した繊維列９３を吸引し、前記コンベア８１の上面８１１に落ち着く（吸着する）ように案内することができる。
【００２５】
本実施形態において、前記吐出の繊維列９１は、通常、ポリエチレンやポリプロピレンを使用して吐出するが、必要に応じ、他の塑性材料を使用しても良い。
【００２６】
以下、図１、図２及び図７を参照しながら前記不織布の製造装置により不織布を製造する方法を説明する。
【００２７】
まず、押出機でポリエチレンやポリプロピレンなどの塑性材料を溶融してから、押出しにより複数本の糸状の連続繊維列９１を前記吐出孔４１から前後並列に密接して直下へ吐出する（押出し工程）。そして、前記冷却手段６１により前記吐出した繊維列９１へ冷風を噴射して該繊維列９１を冷却する（冷却工程）。その後、前記冷却された繊維列９１を前記延伸ローラーセット５の前記第１のローラー群５１と前記第２のローラー群５２を通過させて前記第１のローラー群５１と前記第２のローラー群５２との間の回転速度差により延伸させて層状の繊維列９２を形成する（延伸工程）。
【００２８】
図示のように、前記延伸工程は、その実行中に、前記加熱手段６２により前記第１のローラー群５１と前記第２のローラー群５２との間にある繊維列９１へ熱風を噴射して該繊維列９１を暖める加熱工程を含んでいる。
【００２９】
そして、前記一対の第１の噴気手段７１，７１及び前記抽気手段８２から生成した上から下への気流７１１，８２１により前記延伸された繊維９２を強制的に直下へ案内する（気流案内工程）。また、前記一対の第２の噴気手段７２，７２から生成した上から下へ流れながら前後に揺れる気流７２２により前記並列に直下へ案内されている硬化中の前記延伸された繊維列９２を前後に揺らせながら波状を生成させ、図２のような波状の繊維列９３を形成する（波状生成工程）。最後に、前記コンベア８１の上面８１１で前記波状の繊維列９３を下から受けて堆積し、該コンベア８１上に敷きながら搬送し（搬送堆積工程）、図８のような不織布９を形成する。
【００３０】
なお、前記搬送堆積工程は、その搬送速度が前記波状の繊維列９３を受け入れる速度より遅いコンベア８１で前記繊維列９３を下から受けてその上面に堆積しながら搬送する。
【００３１】
前記製造方法及びその装置により形成した不織布９は、前記延伸工程において延伸されて繊維列９２になり、さらに前記波状生成工程において前記延伸された繊維列９２に湾曲を強制的に生成させ、且つ湾曲の程度が、従来の上から下へ流れる平行気流によりなるものより遥かに大になる。そのため、縦向の引っ張り強度が高められるうえ、繊維同士間の絡合い効果が遥かに良く、横向の接着力も大幅に高めることができる。
【００３２】
換言すれば、従来の製造方法により生成した繊維は、せいぜい振幅が小であって波長が長いいわゆる低波状になるのに対し、本発明の製造方法により生成した繊維は、振幅が大であって波長が短いいわゆる狭い波状とすることができる。
【００３３】
また、製造中に前後に揺れる気流が存在しているので、前記上から下への気流の速さが前記繊維の湾曲効果に悪い影響をもたらさないのみならず、気流の速さを増加し、不織布の製造効率を上げることができる。
【００３４】
そして、前記製造方法によっては、前記繊維列９１（前記繊維層と等しい）の縦向の引張り強さが延伸ローラーセット５の延伸により、横向の接着力が前記波状の生成によりそれぞれ大きく高められ得る。しかも、前記波状の繊維列９３を、搬送速度が前記繊維列９３を受け入れる速度より遅いコンベア８１で前記繊維列９３を下から受け、その上面８１１に堆積しながら搬送することで前記搬送堆積工程を行い続け、不織布の製造を繊維の吐出から不織布成品を完成する繊維列（繊維層）の堆積まで一段階だけとしているため、段階分けなしに簡素化させることができる。即ち、繊維の吐出から繊維の延伸、波状の生成、それに繊維の堆積に至るまで、一気に連続的に行うことができるので、従来の段階分けの製造方法より不織布の製造速度が大幅に高められ、コストを低下させることができる。
【００３５】
図９は、本発明の不織布の製造装置の他の実施形態を示す正面図である。この実施形態においては主として堆積工程前例が異なっている。即ち、前記ダイ４が左右に複数並列し、各ダイ４に対し、それぞれ前記延伸ローラーセット５と前記一対の第１の噴気手段７１，７１と前記一対の第２の噴気手段７２，７２の少なくとも１つが選択的に設置されている。また、前記コンベア８１は、次から次へと左から右への方向に各ダイ４の複数の吐出孔４１の真下を流れている。
【００３６】
それにより、前記コンベア８１の上面８１１で前記波状の繊維列９３を受けて該コンベア８１上に受けて敷きながら搬送し、搬送中に更に他の延伸していない波状の繊維列９４や延伸した繊維列９２、通常の繊維９１をその上に積層し、積層の不織布を形成することができる。
【００３７】
このように、本発明の不織布の製造方法及びその装置は、一段階だけで不織布を完成することができるので、従来より不織布の製造速度が大幅に高められ、コストを低下させることができる。また、前記延伸ローラーセット５により繊維列を延伸させ、且つ前後に揺れる気流により前記延伸された繊維列に湾曲の程度が従来より遥かに大である前記湾曲を強制的に生成させるので、製造した不織布は、縦向の引っ張り強さが高いうえ、繊維同士間の絡合い効果が良いので横向の接着力も高い。
【００３８】
なお、以上で説明した実施の形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものにおいてなされたものであり、本発明はそうした具体例に限定して狭義に解釈されるものではなく、本発明の精神とクレームに述べられた範囲で、いろいろと変更して実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の不織布の製造装置の好ましい実施形態を示す正面図
【図２】図１の一部の側面図
【図３】図１の一部の斜視図
【図４】図１の羽根ユニットの斜視図
【図５】図４の側面図
【図６】図５において羽根ユニットにおける複数の羽根の揺動状態を示す側面図
【図７】本発明の不織布の製造方法の好ましい実施形態を示すフローチャート
【図８】前記製造方法により製造した不織布を示す概略図
【図９】本発明の不織布の製造装置の他の実施形態を示す正面図
【図１０】従来の不織布の斜視図
【図１１】従来の不織布の製造方法に使用する製造装置の一部斜視図
【符号の説明】
【００４０】
４        ダイ
４１      吐出孔
５        延伸ローラーセット
５１      第１のローラー群
５１１    第１のローラー群のローラー
５２      第２のローラー群
５２１    第２のローラー群のローラー
６１      冷却手段
６１１    冷風出口
６２      加熱手段
６２１    熱風出口
７１      第１の噴気手段
７２      第２の噴気手段
７２１    羽根ユニット
７２１１  案内羽根
７２１２  モータ
７２１３  回転盤
７２１４  第１のリンク
７２１５  第２のリンク
８１      コンベア
８１１    コンベアの上面
８２      抽気手段
９１      吐出の繊維列
９２      延伸された繊維列
９３      波状の繊維列
９        不織布
７１１，７２２，８２１  気流
【図１】
0003631741.tif 000002
【図２】
0003631741.tif 000003
【図３】
0003631741.tif 000004
【図４】
0003631741.tif 000005
【図５】
0003631741.tif 000006
【図６】
0003631741.tif 000007
【図７】
0003631741.tif 000008
【図８】
0003631741.tif 000009
【図９】
0003631741.tif 000010
【図１０】
0003631741.tif 000011
【図１１】
0003631741.tif 000012