(57)【要約】【課題】  複数台の繊維開繊装置への繊維供給量を均一化することのできる繊維分配装置、及び繊維分配方法を提供すること。【解決手段】  本発明の繊維分配装置は、供給された繊維を分配し、排出して複数台の繊維開繊装置へ供給できる繊維分配装置であり、この繊維分配装置は内部が中空の筐体と、この筐体内で回転できる回転体を備えており、前記筐体は内部へ繊維を供給できる繊維供給口と、繊維の供給方向と交差する方向に位置し、内部から繊維を排出できる複数の繊維排出口を備えており、かつ、前記回転体は回転軸側端部から筐体内部壁面方向に傾斜した側壁をもつ羽根を複数枚備えている。本発明の繊維分配方法は、上記繊維分配装置を用いる方法である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された繊維を分配し、排出して複数台の繊維開繊装置へ供給できる繊維分配装置であり、この繊維分配装置は内部が中空の筐体と、この筐体内で回転できる回転体を備えており、前記筐体は内部へ繊維を供給できる繊維供給口と、繊維の供給方向と交差する方向に位置し、内部から繊維を排出できる複数の繊維排出口を備えており、かつ、前記回転体は回転軸側端部から筐体内部壁面方向に傾斜した側壁をもつ羽根を複数枚備えていることを特徴とする、繊維分配装置。
【請求項２】
繊維供給口から、繊維径が４μｍ以下で繊維長が３ｍｍ以下の極細短繊維を含む繊維を供給できることを特徴とする、請求項１記載の繊維分配装置。
【請求項３】
請求項１に記載の繊維分配装置の繊維供給口に繊維を供給し、繊維排出口から繊維を排出することを特徴とする、繊維分配方法。
【請求項４】
繊維供給口に、繊維径が４μｍ以下で繊維長が３ｍｍ以下の極細短繊維を含む繊維を供給することを特徴とする、請求項３記載の繊維分配方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維分配装置及び繊維分配方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不織布は構成繊維、繊維ウエブの形成方法、あるいは繊維ウエブの結合方法を適宜組み合わせることにより、各種機能を付与できるため、各種用途に適用されている。
【０００３】
このような不織布のもととなる繊維ウエブは、カード機などの繊維開繊装置へ繊維を供給し、開繊することによって形成することができるが、不織布の生産性を高めるためには、そのもとである繊維ウエブの生産性を高める必要があるため、繊維ウエブの幅を広くすることが考えられる。このように繊維ウエブの幅を広くするには、繊維開繊装置を繊維ウエブの幅に見合った開繊能力とする必要があるが、それには限度があった。そこで、繊維開繊装置を複数台並列に設置することにより繊維ウエブの幅を広くすることが考えられた。
【０００４】
例えば、本願出願人は繊維ウエブの幅を広くできる繊維ウエブ製造装置として、「繊維を噴出できるノズルと、前記ノズルへの圧縮気体導入手段と、前記ノズルの噴出口の前方に位置し、前記ノズルから噴出した繊維と衝突して繊維を分散できる衝突部材と、前記衝突部材を囲むとともに、前記衝突部材との衝突によって分散する繊維を導く囲い部材とを備えた繊維分散ユニットを複数備えており、前記複数の繊維分散ユニットの囲い部材により導かれる繊維を捕集する捕集部材を備えていることを特徴とする、繊維ウエブ製造装置。」を提案した（特許文献１）。この繊維ウエブ製造装置は繊維分散ユニットを複数備えているため、繊維ウエブの幅を広くすることが可能であった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６８６６６号公報（請求項１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような繊維ウエブ製造装置を使用して繊維ウエブを製造したところ、繊維の分配が不均一で、個々の繊維分散ユニットへ供給する繊維量が不均一であることに起因して、繊維ウエブの幅方向における繊維量が不均一である場合が発生した。このような現象は上述のような繊維ウエブ製造装置に限らず、従来のカード機等の繊維開繊装置を使用した場合にも起りうる現象であった。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、複数台の繊維開繊装置への繊維供給量を均一化することのできる繊維分配装置、及び繊維分配方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は繊維の分配が不均一となる原因について検討したところ、計量機から供給された繊維を分配する方法として、図６に模式的断面を示すようなＴ型パイプＰｔや図７に模式的断面を示すようなＹ型パイプＰｙを使用していたため、Ｄ方向から供給した繊維を運任せでＤ１、Ｄ２方向へ繊維を分配しており、特に後者のＹ型パイプＰｙの場合には、分岐部ｔに繊維が堆積してしまい、ある時間経過した後に堆積した繊維が一度に脱落することに起因することを見出した。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
【０００９】
本発明の請求項１にかかる発明は、「供給された繊維を分配し、排出して複数台の繊維開繊装置へ供給できる繊維分配装置であり、この繊維分配装置は内部が中空の筐体と、この筐体内で回転できる回転体を備えており、前記筐体は内部へ繊維を供給できる繊維供給口と、繊維の供給方向と交差する方向に位置し、内部から繊維を排出できる複数の繊維排出口を備えており、かつ、前記回転体は回転軸側端部から筐体内部壁面方向に傾斜した側壁をもつ羽根を複数枚備えていることを特徴とする、繊維分配装置」である。
【００１０】
本発明の請求項２にかかる発明は、「繊維供給口から、繊維径が４μｍ以下で繊維長が３ｍｍ以下の極細短繊維を含む繊維を供給できることを特徴とする、請求項１記載の繊維分配装置」である。
【００１１】
本発明の請求項３にかかる発明は、「請求項１に記載の繊維分配装置の繊維供給口に繊維を供給し、繊維排出口から繊維を排出することを特徴とする、繊維分配方法」である。
【００１２】
本発明の請求項４にかかる発明は、「繊維供給口に、繊維径が４μｍ以下で繊維長が３ｍｍ以下の極細短繊維を含む繊維を供給することを特徴とする、請求項３記載の繊維分配方法」である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１にかかる発明によれば、回転体の回転による遠心力を繊維に作用させることによって、繊維を均一に分配することができる装置である。また、回転体は傾斜した側壁をもつ羽根を備えており、回転体の羽根に繊維が堆積することもないため、繊維の脱落によって繊維量が不均一になることもない装置である。
【００１４】
本発明の請求項２にかかる発明によれば、繊維径が４μｍ以下と極めて細く、繊維長が３ｍｍ以下と短い極細短繊維に対して有効に繊維を分配することができる装置である。
【００１５】
本発明の請求項３にかかる発明によれば、回転体の回転による遠心力を繊維に作用させることによって、繊維を均一に分配することができる方法である。また、回転体は傾斜した側壁をもつ羽根を備えており、回転体の羽根に繊維が堆積することもないため、繊維の脱落による繊維量が不均一になることもない方法である。
【００１６】
本発明の請求項４にかかる発明によれば、繊維径が４μｍ以下と極めて細く、繊維長が３ｍｍ以下と短い極細短繊維に対して有効に繊維を分配することができる方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の繊維分配装置について、図面をもとに説明する。
【００１８】
図１は繊維ウエブ製造装置の模式的概念図である。この繊維ウエブ製造装置においては、繊維を計量し、所定量の繊維を連続的に供給できる計量機１、計量機１から供給された繊維を２つに分配し、繊維を供給できる第１繊維分配装置２、第１繊維分配装置２から供給された繊維を４つに分配し、繊維を供給できる第２繊維分配装置３ａ、３ｂ、第２繊維分配装置３ａ、３ｂから供給された繊維を開繊し、繊維ウエブとする繊維開繊装置４ａ１〜４ａ４、４ｂ１〜４ｂ４、及び繊維開繊装置４ａ１〜４ａ４、４ｂ１〜４ｂ４により形成されたそれぞれの繊維ウエブＦを受け取る捕集体５、とから構成されている。本発明の繊維分配装置は上述のような第１繊維分配装置２及び／又は第２繊維分配装置３ａ、３ｂとして使用できる。なお、繊維分配装置は２つ以上に繊維を分配できれば良く、分配数は特に限定するものではない。しかしながら、繊維を２〜１６に分配できるのが好ましい。
【００１９】
本発明の繊維分配装置について、その模式的斜視図である図２、及び図２のＳ−Ｓ’線で切断した模式的断面図である図３をもとに説明する。
【００２０】
本発明の繊維分配装置２０は、内部が円柱状中空の筐体２１と、この筐体２１内に回転可能な回転体２２（図３参照）を備えている。この筐体２１は筐体２１の内部へ繊維を供給できる繊維供給口２１ｉを筐体２１の上壁面の中央部に備えているとともに、筐体２１の側壁面（後述の羽根２２ｆ１〜２２ｆ４の高さの範囲内）に、内部の繊維を排出できる４つの繊維排出口２１ｏ１〜２１ｏ４を備えている。また、筐体２１内の回転体２２は４枚の羽根２２ｆ１〜２２ｆ４と羽根２２ｆ１〜２２ｆ４を担持する円盤状のベース基材２２ｂとからなり、各羽根２２ｆ１〜２２ｆ４はベース基材２２ｂの中心を回転軸側の端部Ｅとし、この回転軸側端部Ｅから筐体２１の内部壁面Ｗ方向に直線状に傾斜した側壁Ｃｃをもつ平板からなり、羽根２２ｆ１〜２２ｆ４はベース基材２２ｂの中心に対して放射状に等間隔で配置されている。なお、各羽根２２ｆ１〜２２ｆ４の側壁Ｃｃとベース基材２２ｂとのなす角度（図３におけるα）は、特に限定するものではないが、繊維が堆積しにくいように、６０°以下であるのが好ましい。また、この回転体２２はモーター等の駆動力（図示しない）によって回転可能な状態にある。
【００２１】
そのため、図２及び図３に示す繊維分配装置２０の繊維供給口２１ｉに計量機１等から繊維を供給すると、繊維は筐体２１内の回転体２２の回転による遠心力の作用を均等に受け、４つある繊維排出口２１ｏ１〜２１ｏ４から均等量の繊維が排出される。遠心力によって、繊維は筐体２１の内部壁面Ｗ方向へ移送されるが、回転体２２を構成する羽根２２ｆ１〜２２ｆ４の側壁Ｃｃは傾斜しているため、羽根２２ｆ１〜２２ｆ４に繊維が堆積することもない。したがって、堆積した繊維が一度に脱落して繊維量が不均一になることもない。
【００２２】
上記の繊維分配装置２０においては、筐体２１の内部が円柱状中空であるが、円柱状中空である必要はない。しかしながら、回転体２２が回転するため、円柱状中空であるのが好ましい。また、繊維供給口２１ｉを筐体２１の上壁面中央部に備えているが、中央部である必要はない。羽根２２ｆ１〜２２ｆ４の内部壁面Ｗ側側壁Ｃｗは筐体２１の内部壁面Ｗと接した状態にあるが、接している必要はない。更に、繊維排出口２１ｏ１〜２１ｏ４を羽根２２ｆ１〜２２ｆ４の高さの範囲内の側壁面に備えているが、回転体２２の遠心力を利用できるように、繊維供給方向Ｄと交差する方向に位置していれば良く、例えば、羽根２２ｆ１〜２２ｆ４の高さよりも高い場所に位置していても良い。なお、羽根の数は特に限定するものではない。
【００２３】
本発明の繊維分配装置においては、回転体の遠心力を利用して繊維を分配しているため、遠心力の作用を受けやすく、しかも回転体の羽根に堆積しにくい、繊維径が４μｍ以下で繊維長が３ｍｍ以下の極細短繊維を含む繊維を効率的に分配することができる。特に、海島型繊維から海成分を除去して形成した島成分からなる極細短繊維は、製造上、極細短繊維が集合した束状の状態にある場合があるが、このような極細短繊維であっても、回転体の遠心力によって個々の極細短繊維に解きほぐしながら、均等に分配することができる。なお、本発明の繊維分配装置においては、回転体を使用しているため、繊維が回転体に堆積しにくいように、供給する繊維はいずれも巻縮をもたない繊維、つまり、チョップドファイバーであるのが好ましい。更に、本発明の繊維分散装置においては、液体中に分散した繊維を分配しても良いが、気体中に分散した繊維の方が遠心力を作用させて、均一に分配することができる。
【００２４】
本発明の繊維分配装置における別の回転体について、図２のＳ−Ｓ’線で切断した模式的断面図と同様の模式的断面図である図４及び図５について説明する。
【００２５】
図４の回転体２２は４枚の羽根２２ｆ１〜２２ｆ４（図面上２枚のみ）と羽根２２ｆ１〜２２ｆ４を担持するベース基材２２ｂとからなり、羽根２２ｆ１〜２２ｆ４はベース基材２２ｂの中心を回転軸側の端部Ｅとし、この回転軸側端部Ｅから筐体２１の内部壁面Ｗ方向に直線状に傾斜した部分とベース基材２２ｂと平行な部分の側壁Ｃｃをもつ平板からなり、このような羽根２２ｆ１〜２２ｆ４がベース基材２２ｂの中心に対して放射状に等間隔で配置されている。このように、羽根２２ｆ１〜２２ｆ４は回転軸側端部Ｅから筐体２１の内部壁面Ｗ方向にかけての側壁Ｃｃ全体が傾斜している必要はない。この場合も各羽根２２ｆ１〜２２ｆ４の側壁Ｃｃの傾斜した部分とベース基材２２ｂとのなす角度（図４におけるβ）が６０°以下であるのが好ましい。この図４に示すような回転体２２であっても、前述の図２、図３の繊維分配装置２０と全く同様の作用効果を奏する。
【００２６】
図５の回転体２２は４枚の羽根２２ｆ１〜２２ｆ４（図面上２枚のみ）と羽根２２ｆ１〜２２ｆ４を担持するベース基材２２ｂとからなり、羽根２２ｆ１〜２２ｆ４はベース基材２２ｂの中心を回転軸側の端部Ｅとし、この回転軸側端部Ｅから筐体２１の内部壁面Ｗ方向に曲線状に傾斜した部分とベース基材２２ｂと平行な部分の側壁Ｃｃをもつ平板からなり、このような羽根２２ｆ１〜２２ｆ４がベース基材２２ｂの中心に対して放射状に等間隔で配置されている。このように、羽根２２ｆ１〜２２ｆ４の側壁Ｃｃは回転軸側端部Ｅから筐体２１の内部壁面Ｗ方向にかけて直線状に延びている必要はない。この場合も各羽根２２ｆ１〜２２ｆ４の側壁Ｃｃの傾斜した部分とベース基材２２ｂとのなす角度（図５におけるγ：ベース基材上における側壁の接線とベース基材とのなす角度）が６０°以下であるのが好ましい。この図５に示すような回転体２２であっても、前述の図２、図３の繊維分配装置２０と全く同様の作用効果を奏する。
【００２７】
なお、図示しないが、回転体２２の羽根２２ｆ１〜２２ｆ４は平板からなる必要はなく、竹とんぼのように平板を湾曲させたような状態にあっても良い。また、回転体２２の羽根２２ｆ１〜２２ｆ４はベース基材２２ｂの中心に対して放射状に配置されている必要はなく、ベース基材２２ｂの中心からの放射線に対して交差するように配置していても良い。更には、羽根２２ｆ１〜２２ｆ４の側壁Ｃｃの回転軸側端部Ｅがベース基材２２ｂの中心と一致する必要はなく、ベース基材２２ｂの中心と外周の間にあっても良い。
【実施例】
【００２８】
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２９】
（実施例）
ポリ乳酸からなる海成分中に、高密度ポリエチレンとポリプロピレンとからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型短繊維（繊度：１．７ｄｔｅｘ、切断長：１ｍｍ）を用意した。この海島型短繊維を１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬して、海成分であるポリ乳酸を加水分解により抽出除去した後、風乾して、高密度ポリエチレンとポリプロピレンとが混在した島成分からなる極細短繊維（繊維径：２μｍ、繊維長：１ｍｍ、チョップドファイバー）が束状となった極細短繊維束を得た。
【００３０】
他方、市販のポリプロピレン繊維（繊維径：１０μｍ、繊維長：３ｍｍ）を用意した。
【００３１】
次いで、前記極細短繊維束とポリプロピレン繊維とを、７５：２５の質量比でミキサーに供給して、解すとともに混合した後、計量機１から２０ｇ／ｍｉｎ.の割合で連続的に、空気で搬送して第１繊維分配装置２の繊維供給口に供給し、回転体を３０００ｒｐｍで回転させて２分配した。第１繊維分配装置２としては、繊維供給口２１ｉを上壁面の中央部に備えているともに、側壁面に２つの繊維排出口２１ｏ１〜２１ｏ２を備えた筐体２１の内部に、４枚の羽根２２ｆ１〜２２ｆ４と羽根２２ｆ１〜２２ｆ４を担持する円盤状のベース基材２２ｂとからなり、ベース基材２２ｂの中心を回転軸側の端部Ｅとし、この回転軸側端部Ｅから筐体２１の内部壁面Ｗ方向に直線状に傾斜した側壁Ｃｃ（α＝４５°）をもつ平板からなる羽根２２ｆ１〜２２ｆ４を、ベース基材２２ｂの中心に対して放射状に等間隔で配置した回転体（図３参照）を備えたものを使用した。
【００３２】
続いて、２分配した繊維を空気で搬送し、第２繊維分配装置３ａ、３ｂの繊維供給口にそれぞれ供給し、回転体を３０００ｒｐｍで回転させて、それぞれ４分配した。それぞれの第２繊維分配装置２ａ、２ｂとしては、繊維供給口２１ｉを上壁面の中央部に備えているともに、側壁面に４つの繊維排出口２１ｏ１〜２１ｏ４を備えた筐体２１の内部に、４枚の羽根２２ｆ１〜２２ｆ４と羽根２２ｆ１〜２２ｆ４を担持する円盤状のベース基材２２ｂとからなり、ベース基材２２ｂの中心を回転軸側の端部Ｅとし、この回転軸側端部Ｅから筐体２１の内部壁面Ｗ方向に直線状に傾斜した側壁Ｃｃ（α＝４５°）をもつ平板からなる羽根２２ｆ１〜２２ｆ４を、ベース基材２２ｂの中心に対して放射状に等間隔で配置した回転体（図３参照）を備えたものを使用した。
【００３３】
その後、それぞれ４分配した繊維を並列に配置した８台の下記繊維開繊装置（図８参照）へそれぞれ供給し、下記条件で開繊して、捕集体５であるメッシュコンベア上に繊維ウエブを形成した。そして、前記繊維ウェッブを幅方向に８等分し、質量を測定したところ、質量は±３％以内に収まっており、繊維が均一に分配されたことがわかった。また、繊維分配後、第１繊維分配装置２及び第２繊維分配装置３ａ、３ｂの筐体内部を観察したが、筐体内部には繊維が滞留していなかった。
【００３４】
記
ノズル噴出口における横断面形状が円形（直径：８．５ｍｍ）のベンチュリー管１０２へ、コンプレッサーから圧縮気体導入口１０３を通じて圧縮空気（圧力＝６ｋｇ／ｃｍ２、実質的に層流）を導入することにより、分配した繊維を繊維供給口１０１からベンチュリー管１０２へ供給し、ベンチュリー管１０２から分配した繊維を空気中に噴出（ベンチュリー管の噴出口における気体通過速度：１４７ｍ／ｓ、噴出口からの噴出量：ベンチュリー管１個当たり約０．５ｍ３／ｍｉｎ．）し、ベンチュリー管１０２の噴出口前方に設けた、円錐状の突起部１０４ａと平板状衝突部１０４ｂ（横断面形状：円形、直径：２５ｍｍ）とを備えた衝突部材１０４に衝突させて、繊維を分散させた。なお、ベンチュリー管１０２の噴出口から平板状衝突部１０４ｂまでの距離は１５ｍｍであり、しかも突起部１０４ａの軸が、ノズル噴出口の中心と一致するように、突起部１０４ａの頂点がノズル噴出口と対向するように配置した。
【００３５】
次いで、分散させた繊維を、前記衝突部材１０４を囲むとともにベンチュリー管１０２と連結しており、繊維を集積できるコンベア方向へ直線状に伸びている囲い部材１０５を通じてコンベア１０６に集積させて、繊維ウエブを形成した。なお、コンベア１０６の下方に配置したサクションボックスにより、０．７ｍ３／ｍｉｎ．で吸引した。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】繊維ウエブ製造装置の模式的概念図
【図２】繊維分配装置の模式的斜視図
【図３】図２のＳ−Ｓ’線で切断した模式的断面図
【図４】繊維分配装置の別の模式的断面図
【図５】繊維分配装置の更に別の模式的断面図
【図６】Ｔ型パイプの模式的断面図
【図７】Ｙ型パイプの模式的断面図
【図８】実施例で使用した繊維開繊装置の模式的断面図
【符号の説明】
【００３７】
１  計量機
２  第１繊維分配装置
３ａ、３ｂ  第２繊維分配装置
４ａ１〜４ａ４、４ｂ１〜４ｂ４  繊維開繊装置
５  捕集体
２０  繊維分配装置
２１  筐体
２１ｉ  繊維供給口
２１ｏ１〜２１ｏ４  繊維排出口
２２  回転体
２２ｆ１〜２２ｆ４  羽根
２２ｂ  ベース基材
Ｆ  繊維ウエブ
Ｅ  回転軸側端部
Ｗ  内部壁面
Ｃｃ  側壁
Ｃｗ  内部壁面側側壁
Ｄ  繊維供給方向
ｔ  分岐部
Ｐｔ  Ｔ型パイプ
Ｐｙ  Ｙ型パイプ
Ｄ１、Ｄ２  分配方向
１０１  繊維供給口
１０２  ベンチュリー管
１０３  圧縮気体導入口
１０４  衝突部材
１０４ａ  突起部
１０４ｂ  平板状衝突部
１０５  囲い部材
１０６  コンベア
【図１】
2006200091.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006200091.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2006200091.tif 000008
【図７】
2006200091.tif 000009
【図８】
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