(57)【要約】【課題】  種々の品質の不織布を効率的に製造することができる不織布製造装置および不織布製造方法を提供する。【解決手段】回転ドラム２と、回転ドラム２と間隔をあけて配置された回転プーリー３と、回転ドラム２と回転プーリー３との間に張架された搬送ベルト４と、回転ドラム２内に空気を吸引する第１吸引開口部１０と、搬送ベルト４の裏から空気を吸引する第２吸引開口部１１と、搬送ベルト４の表面に繊維状の溶融樹脂を噴出する繊維噴出装置５と、を備え、回転ドラム２と回転プーリー３とは、相対的に回転可能であり、回転ドラム２と繊維噴出装置５とは、相対的に移動可能である不織布製造装置１である。【選択図】図２
2011168903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ドラムと、
前記回転ドラムと間隔をあけて配置された回転プーリーと、
前記回転ドラムと前記回転プーリーとの間に張架された搬送ベルトと、
前記回転ドラム内に空気を吸引する第１吸引手段と、
前記搬送ベルトの裏から空気を吸引する第２吸引手段と、
前記搬送ベルトの表面に繊維状の溶融樹脂を噴出する繊維噴出手段と、を備え、
前記回転ドラムと前記回転プーリーとは、相対的に回転可能であり、
前記回転ドラムと前記繊維噴出手段とは、相対的に移動可能である不織布製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の不織布製造装置により不織布を製造する不織布製造方法。
【請求項３】
前記回転ドラム、前記回転プーリー及び前記繊維噴出手段を第１の配置にして不織布を製造する第１製造ステップと、
前記回転ドラム及び前記回転プーリーを相対的に回転させ、また、前記回転ドラム及び前記繊維噴出手段を相対的に移動させることにより、前記回転ドラム、前記回転プーリー及び前記繊維噴出手段を第２の配置にする配置変更ステップと、
前記第２の配置により不織布を製造する第２製造ステップと、を備える請求項２に記載の不織布製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布を製造する不織布製造装置および不織布製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メルトブロー法は、押出機で加熱溶融された合成樹脂を、ダイ先端のノズルに備えた多数の細孔から押し出すと同時に、その両側から高温空気でコレクター上に吹き付けることによって不織布とする製造方法で一般的によく知られている。このメルトブロー法で使用されるコレクターには、大別してベルト方式（図３）とドラム方式（図４：特許文献１参照）があるが、方式によって設置スペースや不織布の物性、風合いなどの違いがあり、各々一長一短がある。ベルト方式の場合、ダイからの高温空気は、図３のようにネットに当たるとほぼ直角にネット上を流れるため、シート状に形成された不織布の表面が毛羽立ち易く、製品価値を低下させるだけでなく、それが繊維クズとなって飛散、混入するなどの問題がある。このため、ネット上を流れる高温空気の温度や速度がある程度低下するまでネットの長さを長くしたり、吸引ブロアーの能力を大きくすること等の対応が必要であるが、その分ドラム方式に比べて設置スペースが大きく、また、消費電力も大きくなるのが欠点である。反面、物性的には比較的コンパクションされた不織布ができ易いため、例えば医療用マスクなどに要求される耐水圧[Ｐａ]が高目となるなどの特徴がある。一方、図４に示すドラム方式の場合には、ネット上に吹き出された高温空気はドラム２０６の円周に沿いながら接線方向に流れるため比較的毛羽立ちが少なく、また、風合い的には嵩高性のある不織布が作りやすいのが特徴で高温空気を吸引するドラム２０６内の吸引面積も小さ目なことからブロアー容量も小さくてよい。その反面、ベルト方式に比べてコンパクションの度合いが低目のため、例えば耐水圧が高い不織布２０７が作りにくいのが欠点である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３４６３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のようなドラム方式及びベルト方式に係る不織布製造装置では、互いに異なる製造方法になるので、相互に異なる品質の不織布が製造されていた。したがって、不織布を製造するときは、その品質に応じてドラム方式とベルト方式の不織布製造装置を使い分けなければならず、煩わしいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、種々の品質の不織布を効率的に製造することができる不織布製造装置および不織布製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するための不織布製造装置であって、回転ドラムと、前記回転ドラムと間隔をあけて配置された回転プーリーと、前記回転ドラムと前記回転プーリーとの間に張架された搬送ベルトと、前記回転ドラム内に空気を吸引する第１吸引手段と、前記搬送ベルトの裏から空気を吸引する第２吸引手段と、前記搬送ベルトの表面に繊維状の溶融樹脂を噴出する繊維噴出手段と、を備え、前記回転ドラムと前記回転プーリーとは、相対的に回転可能であり、前記回転ドラムと前記繊維噴出手段とは、相対的に移動可能である。
【０００７】
このような構成によれば、回転ドラムと回転プーリーとが相対的に回転可能であり、回転ドラムと繊維噴出手段とが相対的に移動可能であるので、回転ドラム、回転プーリー及び繊維噴出手段の相対的な配置を変更することにより、複数の製造方法で不織布を製造することができる。例えば、回転ドラムと繊維噴出手段を対向させた状態で不織布を製造した後に、回転プーリー及び回転ドラムを移動させることにより、搬送ベルトと繊維噴出手段を対向させた状態で不織布を製造することができる。これにより、１台の不織布製造装置で様々な風合いの不織布を製造することができるので、種々の品質の不織布を効率的に製造することができる。
【０００８】
また、上記の不織布製造装置により不織布を製造することができる。上記の不織布製造装置による不織布製造方法では、前記回転ドラム、前記回転プーリー及び前記繊維噴出手段を第１の配置にして不織布を製造する第１製造ステップと、前記回転ドラム及び前記回転プーリーを相対的に回転させ、また、前記回転ドラム及び前記繊維噴出手段を相対的に移動させることにより、前記回転ドラム、前記回転プーリー及び前記繊維噴出手段を第２の配置にする配置変更ステップと、前記第２の配置により不織布を製造する第２製造ステップと、を備えることができる。
【０００９】
上記の不織布製造方法により製造された不織布は、種々の製造ステップに応じた品質を有している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の不織布製造装置又は不織布製造方法によれば、種々の品質の不織布を効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る不織布製造装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る不織布製造装置の概略構成を示す他の側面図である。
【図３】従来の不織布製造装置の概略構成図である。
【図４】従来の他の不織布製造装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１および図２は、本発明の一実施形態に係る不織布製造装置の概略構成を示す側面図である。
【００１３】
図１に示すように、この不織布製造装置１は、回転ドラム２と、回転ドラム２と間隔をあけて配置された回転プーリー３と、回転ドラム２と回転プーリー３との間に張架された搬送ベルト４とを備えている。また、不織布製造装置１は、回転ドラム２に対向するように配置された繊維噴出装置５を備えている。
【００１４】
回転ドラム２は、中空の円筒体からなり、図示しない駆動手段の作動により回転するように構成されている。また、回転ドラム２の内側には、円筒状の空間からなる中空部２０が形成されており、この中空部２０には、空気を吸引するための第１吸引開口部１０が配置されている。また、回転ドラム２には、内側の中空部２０と外側の外部空間とを連通する複数の連通孔（図示せず）が形成されており、外部空間の空気を中空部２０に導入可能に構成されている。また、回転ドラム２は、図示しない昇降機に支持されており、昇降機の作動により上下に昇降可能に構成されている。これにより、回転ドラム２は繊維噴出装置５に対して上下に移動可能に構成されている。昇降機としては、例えば、油圧シリンダを伸縮させて物体を上下に昇降させることができる公知の昇降機を用いることができる。
【００１５】
第１吸引開口部１０は、吸引ダクト１２を介して吸引機１４に接続されている。また、第１吸引開口部１０は、回転ドラム２の内側面に向かって開口しており、その開口角度は適宜変更可能である。また、第１吸引開口部１０は、開口の大きさを画定するための仕切り板１６を備えている。吸引機１４としては、空気を吸引可能であれば特に限定されず、例えば、ブロワーやファン等の送風機を用いることができる。そして、吸引機１４の作動により吸引ダクト１２を介して第１吸引開口部１０から空気を吸引し、これにより、回転ドラム２の外部の空気を中空部２０に吸引できるように構成されている。また、吸引機１４は、排気ダクト１５に接続されており、排気ダクトから空気を排気する。
【００１６】
回転プーリー３は、回転可能な円筒体からなり、搬送ベルト４を案内するように構成されている。また、回転プーリー３は、回転ドラム２から離間しており、さらに、回転ドラム２を回転中心として回転ドラム２の周囲を回転できるように構成されている。回転ドラム２を回転中心とした回転プーリー３の回転は、例えば、回転ドラム２の周囲に図示しない弧状のレールを設置し、このレールに沿って回転プーリー３を移動させることにより行うことができる。回転プーリー３の回転角度は、適宜変更可能である。また、回転プーリー３は、機械連結された回転ドラム２の昇降と共に上下に昇降できるように構成されている。
【００１７】
搬送ベルト４は、ネット状の部材からなり、その表面側から裏面側へ空気が通過するように構成されている。また、ネット状の搬送ベルト４は、細かな繊維をネットでフィルタリングすることにより表面に繊維を集積できるように構成されている。さらに、搬送ベルト４は、無端環状に構成されており、回転ドラム２及び回転プーリー３の外周に裏面が接触した状態で巻き付けられている。これにより、搬送ベルト４は、回転ドラム２及び回転プーリー３の回転に伴って、これらの外周に沿って進行するように構成されている。搬送ベルト４の裏面側には、搬送ベルト４、回転ドラム２及び回転プーリー３によって囲まれた空間により空洞部２１が形成されており、この空洞部２１には、空気を吸引するための第２吸引開口部１１が配置されている。搬送ベルト４における第２吸引開口部１１に対向する部分には、捕集面２２が構成されており、ネット状の捕集面２２において細かな繊維を捕集することができる。また、搬送ベルト４は、回転ドラム２を回転中心とした回転プーリー３の回転により、配置変更できるように構成されており、図１に示すように捕集面２２が下方を向く位置と、図２に示すように捕集面２２が側方（図面右方）を向く位置との間で、配置変更可能である。
【００１８】
第２吸引開口部１１は、吸引ダクト１３を介して吸引機１４に接続されている。また、第２吸引開口部１１は搬送ベルト４の裏面に向かって開口しており、吸引機１４の作動により吸引ダクト１３を介して第２吸引開口部１１から空気を吸引し、これにより、搬送ベルト４の表面側の空気を裏面側の空洞部２１に吸引できるように構成されている。
【００１９】
繊維噴出装置５としては、例えば公知のメルトブロー法で用いられる装置であって、繊維状の溶融樹脂を高温高速の空気流により噴出できる公知の装置を使用できる。本実施形態では、繊維噴出装置５は、地面に固定されており、ホッパー３０と、ホッパー３０の下方に配置された溶融押出機３１と、溶融押出機３１に接続されたダイ３２とを備えている。ホッパー３０は、繊維原料を受け入れ可能に開口しており、受け入れた繊維原料を溶融押出機３１に送るように構成されている。繊維原料としては特に限定されないが、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いることができる。溶融押出機３１は、ホッパー３０から送られた繊維原料を加熱溶融して溶融樹脂とし、この溶融樹脂をダイ３２へ押し出すように構成されている。ダイ３２は、図示しない空気供給手段から供給される高温高速の空気により溶融樹脂を繊維状に細分して噴出するように構成されている。
【００２０】
この繊維噴出装置５は、回転ドラム２の昇降により、回転ドラム２に対して上下に移動可能である。これにより、繊維噴出装置５は、図１に示すように回転ドラム２に対向する位置と、図２に示すように搬送ベルト４の捕集面２２に対向する位置との間で、配置変更できるように構成されている。また、繊維噴出装置５は、回転プーリー３の移動による搬送ベルト４の配置変更により、図１に示すように捕集面２２に対向しない配置と、図２に示すように捕集面２２に対向する配置とを選択的にとることができる。
【００２１】
次に、以上のような構成を備える不織布製造装置により不織布を製造する方法について説明する。不織布を製造するとき、上述の不織布製造装置１によれば、メルトブロー法により製造することができる。また、上述の不織布製造装置１によれば、第１の製造方法、及び、第２の製造方法により不織布を製造することができる。まず、第１の製造方法について説明する。
［第１の製造方法］
第１の製造方法では、まず、回転ドラム２、回転プーリー３及び繊維噴出装置５を第１の配置にする。本実施形態では、図１に示すように、回転ドラム２、回転プーリー３及び繊維噴出装置５が直線状に並ぶようにこれらを配置する。これにより、繊維噴出装置５と回転ドラム２とが対向する。また、第１吸引開口部１０が斜め上方に向かって開口するように設定する。
【００２２】
また、図示しない駆動手段を作動させることにより回転ドラム２を回転させる。回転ドラム２が回転すると、これに巻き付けられた搬送ベルト４が回転ドラム２の回転方向に進行する。
【００２３】
また、吸引機１４を作動させることにより、第１吸引開口部１０から空気を吸引する。これにより、回転ドラム２の外部の空気が中空部２０に向かって吸引される。
【００２４】
次に、この状態で繊維噴出装置５を作動させることにより、繊維状の溶融樹脂ｒを高温高速の空気と共にダイ３２から噴出する。噴出された溶融樹脂ｒは、回転ドラム２に向けて飛散してゆき、回転ドラム２に巻かれた搬送ベルト４の表面に堆積してゆく。堆積した溶融樹脂は搬送ベルト４の進行に伴って搬送されてゆき、搬送される過程で冷却されることにより溶融樹脂が互いに接着し、不織布ｆが形成される。また、ダイ３２から噴出された高温空気は、回転ドラム２にぶつかり、矢示ａで示すように回転ドラム２の周囲に沿って流れてゆく。その後、上方に向かって流れた高温空気は、第１吸引開口部１０に吸引される。以上のようにして不織布ｆが製造される（第１製造ステップ）。
［第２の製造方法］
次に第２の製造方法について説明する。
【００２５】
第２の製造方法では、まず、回転ドラム２、回転プーリー３及び繊維噴出装置５を第２の配置にする。本実施形態では、図１に示すように回転ドラム２、回転プーリー３及び繊維噴出装置５が直線状に並んだ状態から、図２に示すように、回転ドラム２を回転中心として回転プーリー３を回転角度θで回転させる。これにより、搬送ベルト４の配置が変更され、捕集面２２が側方（図面右方）を向いた状態とされる。
【００２６】
また、図示しない昇降機を作動させることにより、回転ドラム２を上昇させる。これにより、回転ドラム２と繊維噴出装置５とが移動距離ｄで相対的に移動し、その結果、繊維噴出装置５が捕集面２２及び第２吸引開口部１１と対向するように配置変更される。
【００２７】
また、吸引機１４を作動させることにより、第２吸引開口部１１から空気を吸引する。これにより、搬送ベルト４の表面側の空気が裏面側に向かって吸引される。また、第１吸引開口部１０が横（右方）に向かって開口するように設定する。
【００２８】
次に、この状態で繊維噴出装置５を作動させることにより、溶融樹脂ｒをダイ３２から噴出する。噴出された溶融樹脂は捕集面２２に飛散してゆく。このとき、第２吸引開口部１１が搬送ベルト４の表面側の空気を裏面側に吸引するので、この吸引により溶融樹脂が吸引され、捕集面２２に捕集される。捕集面２２に捕集されることにより搬送ベルト４に堆積した溶融樹脂は搬送ベルト４の進行により搬送され、その過程で冷却により互いに融着し、不織布ｆが形成される。また、ダイ３２から噴出された高温空気の一部は、捕集面２２にぶつかり、矢示ｂで示すように搬送ベルト４に沿って流れてゆく。その後、上方に向かって流れた高温空気は第１吸引開口部１０に吸引される。以上のようにして不織布ｆが製造される（第２製造ステップ）。
【００２９】
上記実施形態に係る不織布製造装置によれば、回転プーリー３が回転ドラム２の周囲を回転可能であり、回転ドラム２が繊維噴出装置５に対して移動可能であるので、回転ドラム２と繊維噴出装置５を対向させた状態（第１の製造方法）で不織布を製造した後に、回転プーリー３及び回転ドラム２を移動させることにより、搬送ベルト４の捕集面２２と繊維噴出装置５を対向させた状態（第２の製造方法）で不織布を製造することができる。したがって、不織布製造装置の各構成要素の配置を変更するだけで、複数の製造方法により不織布を製造することができるので、１台の不織布製造装置で様々な風合いの不織布を製造することができる。例えば、上記の第１の製造方法によれば、図１に示すように、回転ドラム２に向けて噴出された空気のが矢示ａで示すように回転ドラム２の周囲に沿って流れてゆくので、搬送ベルト４に堆積した溶融樹脂に作用する空気の圧力を比較的小さくすることができる。これにより、堆積した溶融樹脂の圧密（コンパクション）を比較的小さくすることができるので、比較的厚みがある嵩高性の不織布を製造することができる。また、上方に流れた高温空気の一部を第１吸引開口部１０で吸引するので、不織布の表面上を流れる高温空気の量を減少させることができる。その結果、不織布に対する高温空気の影響を減少させることができるので、不織布の毛羽立ちを抑制することができる。また、仕切り板１６により第１吸引開口部１０の開口の大きさを調節することにより、不織布に対する高温空気の影響を更に調整することができる。
【００３０】
また、上記の第２の製造方法によれば、図２に示すように、搬送ベルト４に向けて噴出された空気が矢示ｂで示すように搬送ベルト４に沿って流れるので、搬送ベルト４に堆積した溶融樹脂に作用する空気の圧力を比較的大きくすることができる。これにより、溶融樹脂の圧密を比較的大きくして、薄い不織布を製造することができる。また、搬送ベルト４に衝突して上方に流れた空気を、第１吸引開口部１０によりすぐに吸引するので、不織布製造装置１を小型化することができる。また、空気が不織布の表面に接触する距離を短くすることができ、これにより、不織布の表面上を流れる空気の影響を少なくすることができるので、不織布の毛羽立ちを抑えることができる。
また、上方に流れた空気が第１吸引開口部１０で吸引されるので、第２吸引開口部１１は溶融樹脂を吸引するだけでよく、他の余分な空気を吸引する必要がない。その結果、第２吸引開口部１１を小さくすることができ、余分なスペースを必要としない。
【００３１】
以上のことから、本発明によれば、種々の品質の不織布を効率的に製造することができる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
例えば、上記実施形態では、回転ドラム２が上下に昇降する構成であったが、回転ドラム２と繊維噴出装置５とが相対的に移動可能であれば構成は特に限定されず、繊維噴出装置５が上下に昇降する構成であってもよい。繊維噴出装置５の昇降は、上述した回転ドラム２を昇降させる昇降機と同様の構成により行うことができる。また、回転ドラム２と繊維噴出装置５との相対的な移動距離は適宜変更可能である。
【００３４】
また、上記実施形態では、回転プーリー３は、回転ドラム２を回転中心として回転する構成であったが、回転ドラム２の周囲を回転可能であれば、必ずしも回転ドラム２を回転中心にする必要はない。すなわち、回転プーリー３と回転ドラム２との距離は必ずしも一定である必要はなく、例えば、回転プーリー３が回転ドラム２から離れながら、回転ドラム２の周囲を回転するように移動する構成であってもよい。このとき、搬送ベルト４を回転ドラム２と回転プーリー３との距離に応じて伸縮できる構成にすることができる。また、回転プーリー３の回転ドラム２に対する回転角度も特に限定されるものではない。
【００３５】
したがって、上記実施形態では、第１の製造方法及び第２の製造方法について説明したが、回転ドラム２と繊維噴出装置５との相対的な移動距離、及び、回転プーリー３の回転ドラム２に対する回転角度を様々に変更することにより、各構成要素の配置を特に限定することなく不織布を製造することができる。例えば、上記実施形態では、第１の製造方法から回転プーリー３を角度θだけ回転させて第２の製造方法を実施したが、他の角度に基づいて製造方法を変更してもよい。このような構成によれば、上記第１の製造方法及び第２の製造方法とは異なる条件で不織布を製造することができるので、さらに異なる風合いの不織布を製造することができる。このように、回転ドラム２、回転プーリー３及び繊維噴出装置５の相対的な配置を変更することにより、種々の品質の不織布を製造することができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、回転ドラム２の周囲を回転プーリー３が回転する構成であったが、回転ドラム２と回転プーリー３とが相対的に回転可能であれば構成は特に限定されず、回転プーリー３の周囲を回転ドラム２が回転する構成であってもよい。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例を示し、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３８】
実施例として上述した不織布製造装置を使用し、図１に示すように回転ドラム２、回転プーリー３及び繊維噴出装置５が並んで配置された状態、及び、図２に示すように回転ドラム２、回転プーリー３及び繊維噴出装置５の配置を相対的に変更した状態により不織布を製造した。このとき、回転プーリー３の回転角度θを変えて不織布を試作した。
【００３９】
表１に、回転プーリー３の回転角度θに応じて製造した不織布の物性を示す。
【００４０】
【表１】
2011168903.tif 000003
表１に示すように、実施例では、回転プーリー３の回転角度θに応じて異なる物性の不織布が得られた。これより、本発明の不織布製造装置によれば、物性の調整範囲が広く、用途に応じた適切な不織布を製造できることが確認できた。したがって、種々の品質の不織布を効率的に製造することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１    不織布製造装置
２    回転ドラム
３    回転プーリー
４    搬送ベルト
５    繊維噴出装置
１０    第１吸引開口部
１１    第２吸引開口部
１４    吸引機
２０    中空部
２１    空洞部
２２    捕集面
３１    溶融押出機
３２    ダイ
【図１】
2011168903.tif 000004
【図２】
2011168903.tif 000005
【図３】
2011168903.tif 000006
【図４】
2011168903.tif 000007