(57)【要約】【課題】ウェブ繊維を均一に拡幅して、該ウェブの繊維本数のばらつきを小さくする。【解決手段】走行する網状ウェブ２を拡幅する拡幅手段５と、該拡幅手段５によりに拡幅された網状ウェブ２の目開きを均一にする目開き均一化手段６とを備える。拡幅手段はフラットエクスパンダ１５と二対のクロスガイダ２１からなり、目開き均一化手段６は走行中の網状ウェブ２の片面側に接触しながら該網状ウェブ２の幅を狭める方向に回転する凸条ロールとしての二本のエキスパンダロール３１である。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する網状ウェブを拡幅する拡幅手段と、該拡幅手段によって拡幅された前記網状ウェブの目開きを均一にする目開き均一化手段とを備えることを特徴とするウェブの拡幅装置。
【請求項２】
前記目開き均一化手段が、外周に凸条を有し走行中の前記網状ウェブの片面側に接触しながら該網状ウェブの幅を狭める方向に回転する凸条ロールであることを特徴とする請求項１に記載のウェブの拡幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不織布用等に適した走行する網状ウェブを横方向に拡幅するためのウェブの拡幅装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層不織布の製造方法としては、縦方向に延伸されたフィルムに多数の縦方向に長い割れ目または切れ目を入れてスプリットウェブを形成し、または縦方向に断続した切れ目を入れたフィルムを縦方向に延伸してスリットウェブを形成し、このスプリットウェブ、またはスリットウェブを横方向に拡幅し、図９（ａ）に示すように、この拡幅されたスプリットウェブまたはスリットウェブ５１の二層を縦横に積層して製造する方法がある。また、図９（ｂ）に示すように、拡幅されたスプリットウェブまたはスリットウェブ５１とその他のウェブ、例えば横方向に切れ目を入れて横方向に延伸して得られる横スリットウェブ５２とを積層して製造する方法がある。このような拡幅されたウェブを使用した不織布は、計量で強度、通気性、及び寸法安定性などに優れ、単体として、また、他の材料の補強材として広く使用されている。
【０００３】
従来から網状ウェブの拡幅手段とし知られているものとしては、湾曲した当て棒またはゴムロール、円筒面に螺旋溝を有するスクリューロール、ウェブの幅方向両端を幅が広がる方向に引張るクロスガイダ等がある。
【０００４】
上記のほかに、籠ロールと称するウェブの拡幅のための装置がある。籠ロールは、例えば、特公昭４６−４３２７５号公報に開示されているように、互いに対向配置され回転自在に軸支した一対の円板と、該一対の円板の対向面間に該円板の円周方向に等間隔に配置し、かつ互いに平行に張設した複数のコイルばねとを備え、ウェブの走行方向に対し一対の円板が対称的に傾斜しながら回転する。各コイルばねは、円板の回転によりウェブの走行に合わせて運行し、走行するウェブに対し幅方向に強制的に伸縮せしめられる。そして、ウェブは、伸ばされる過程にあるコイルばねに載せられて、該コイルばねの螺旋弧群により波形起伏を与えられて接触してる間に必要幅まで拡幅される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のウェブの拡幅装置では、ウェブ繊維を均一に拡幅することができないという欠点があった。
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明は、網状ウェブ繊維を必要幅に均一に拡幅して、該ウェブの繊維分布における繊維本数のばらつきを小さくすることができるウェブの拡幅装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るウェブの拡幅装置は、走行する網状ウェブを拡幅する拡幅手段と、該拡幅手段によって拡幅された前記網状ウェブの目開きを均一にする目開き均一化手段とを備えることを特徴とする。また、前記目開き均一化手段は、外周に凸条を有し走行中の前記網状ウェブの片面側に接触しながら該網状ウェブの幅を狭める方向に回転する凸条ロールであることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るウェブの拡幅装置の概要を示す側面図である。このウェブの拡幅装置１は、拡幅対象である網状ウェブ２の流れ（走行）の上流側から、拡幅前の網状ウェブ２の繰り出しを行なう繰り出し手段３、アニーリング手段４、走行する網状ウェブ２を拡幅する拡幅手段５、拡幅された網状ウェブ２の目開きを均一にする目開き均一化手段６、及び後処理手段７を、この順序にて配置して構成されている。拡幅前のウェブはロール８の形状に巻かれている。
【０００９】
繰り出し手段３は、ウェブを巻いたロール８を支持する軸のみを図示した繰り出し機９、ウェブを引き出す一対のピンチロール１０、その下流側の二つのガイドロール１１、及びこの二つのガイドロール１１，１１の間に配置した張力制御センサロール１２を備えて構成されている。ここで、網状ウェブ２は、一対のピンチロール１０により引っ張られてロール８から繰り出され、ガイドロール１１，１１を通る際に、張力制御センサロール１２と一対のピンチロール１０により一定の張力に制御される。
【００１０】
アニーリング手段４は、図示しないファン及びヒータを含むダクトを備えてなり、繰り出し手段３から繰り出されて走行する網状ウェブ２に熱風を吹き付けて、次の拡幅手段５に達するまでの間に、ここを通る網状ウェブ２の歪みやムラを無くして、該ウェブ２の性質を均一化し、拡幅の際に巻きムラが影響しないようにするためのものである。このアニーリング手段４は、網状ウェブ２の種類、性状、及び拡幅倍率などによっては、省略可能な場合がある。
【００１１】
拡幅手段５は、アニーリング手段４の下流側のガイドロール１４を通って走行する網状ウェブ２の幅を必要幅よりも大きく拡幅するために、フラットエクスパンダ１５と、その下流側に配置した二組（二段階）のクロスガイダ２１，２１とを設けて構成されている。
【００１２】
フラットエクスパンダ１５は、図２に示すように、互いに対向配置され回転自在に軸支した一対の円板１６と、該一対の円板１６の対向面間に該円板１６の円周方向に等間隔に配置し、かつ互いに平行に張設した複数のゴム紐１７とによりロール形になっており、それぞれ対応する固定部１８に螺着した複数の調整ボルト１９を有する。一対の円板１６は、複数の調整ボルト１９を回して、該調整ボルト１９の内向き先端部の突出長さを調節することによって、網状ウェブ２の走行方向に対する傾斜角度を調整することができ、対称的に傾斜しながら同期回転する。各ゴム紐１７は、円板１６の回転により網状ウェブ２の走行に合わせて運行し、走行する網状ウェブ２の幅方向に強制的に伸縮せしめられる。例えば、図２において、網状ウェブ２の入り側Ａの調整ボルト１９を締める方向に回し、出側Ｂの調整ボルト１９をゆるめる方向に回すと、ロールの回転に伴い、ゴム紐１７はＡ点で収縮し、Ｂ点では伸張する。Ｃ点でロールに接触し始める網状ウェブ２は接触の終了するＤ点までの間に伸張するゴム紐１７から受ける摩擦力により拡幅される。
【００１３】
図３及び図４はロール式のクロスガイダを示し、図３はクロスガイダをウェブの走行方向から見た状態、図４は該クロスガイダをウェブの幅方向から見た状態の説明用図である。クロスガイダ２１は基本的には走行する網状ウェブ２の側端部をウェブ厚さ方向に挟む一対のロール２２，２３を備えている。この一対のロール２２，２３は、各々が回転自在であって、網状ウェブ２の走行を可能とし、かつ該網状ウェブ２の側端部を挟持可能である。そして、一対のロール２２，２３は、一方のロール２２の軸線２２ａと他方のロール２３の軸線２３ａとが同一平面内にあり、走行する網状ウェブ２の中心側に向かって若干開く角度θを与えられて配置されている。本実施形態のクロスガイダ２１は、二対が網状ウェブ２の走行方向に沿って並設され、各対が網状ウェブ２の幅方向に対向した状態にて配置されている。
【００１４】
各クロスガイダ２１は、ロール２２，２３の少なくとも一方がゴムの如き弾力性を有する材料によってできている。これらのロール２２，２３は、網状ウェブ２の側端部を挟持するが、開き角度θを与えられて設置されているので、開き側の側端部においては網状ウェブ２の厚さの２倍以上３０倍以下の間隙ができるようになっている。このため、網状ウェブ２は、ロール２２，２３によって挟持される各部分が、ウェブの幅方向において外方へ引っ張られる力が網状ウェブ２の幅方向の中心に向かって低減する。仮に、これらのロール２２，２３は、全面的にぴったりと圧着されていると、ロール２２，２３が挟持する網状ウェブ２の部分は幅方向に繊維間隔を広げられることができない。また、その挟持される境界では不連続に大きな引っ張る力が働くので、網状ウェブ２の種類によってはその部分から縦に裂け易くなる。これらの二つの問題は、ロール２２，２３を上述のように互いに傾斜して配置することによって解決することができる。
【００１５】
また、クロスガイダ２１は、一方のロール２２が、ロール支持部材２４に対して固定した位置に取り付けられ、他方のロール２３が空気圧式ダイアフラム２５とこのダイアフラム２５から降りてウェブの厚さ方向に移動可能な腕２６とを備える開閉手段により一方のロール２２に対し近づいたり遠ざかったりできるように支持される。そして、クロスガイダ２１は、別の腕２７がロール支持部材２４側から腕２６にかけて設けられ、この腕２７が、空気圧式ダイアフラム２５を中心として腕２６が回転しないように支持することによって、他方のロール２３が、この両ロール２２，２３の軸線２２ａ，２３ａを含む所定の平面内で運動するように規制されている。つまり、クロスガイダ２１は、ダイアフラム２５と腕２６とを備える上記開閉手段によって開閉動作を行なう際に、他方のロール２３が走行中の網状ウェブ２と接触するときに空気圧式ダイアフラム２５を中心とする回転をしないようになっている。
【００１６】
また、クロスガイダ２１は、網状ウェブ２の側端部を検出する空気圧式センサ２８が設けられている。この空気圧式センサ２８は網状ウェブ２が入り込み可能な間隙を開けた上下一対の空気管を備えてなり、下方側空気管に空気孔２９を有し、その空気孔２９から網状ウェブ２に相当する位置に常時空気を吐出し、その吐出した空気が他方側に吸い込まれる。そして、センサ２８は、網状ウェブ２の側端部がクロスガイダ２１の引っ張り作用で空気孔２９の位置までくると、空気管間の空気流が遮断され、この空気流の遮断を感知することによって、信号を図示しないコントローラに送り込む。さらにこの信号を受ける該コントローラによって、クロスガイダ２１の開閉動作の制御が行われる。即ち、空気圧式センサ２８で網状ウェブ２の側端部が空気孔２９の位置までに達すると、図示しない空気弁を動かして空気圧ダイアフラム２５を作動させ、一時的にクロスガイダ２１の挟持が解放され、それで網状ウェブ２の側端部が空気孔２９の位置から離れる、即ちウェブ幅が小さくなる方向に側端部が移動すると、直ちにまた挟持されるという動作を繰り返し、これによって、網状ウェブ２は、所望の一定の幅に拡幅される。なお、網状ウェブ２の幅を検出するためのセンサは、空気圧式センサに代えて、例えば、接触式や光電式センサを用いてもよい。
【００１７】
目開き均一化手段６は、図１に示すように、網状ウェブ２の一方の面に接する凸条ロール３１と他方の面に接する凸条ロール３１で構成され、図５及び図６は凸条ロール３１及びこれに片面側が接触して目開きが均一化されるウェブの斜視図及び説明用図であり、ウェブの繊維の図示は省略してある。凸条ロール３１は、図５に示すように、エクスパンダロールの外周に斜めの溝３２を切って螺旋状の凸条を形成し、湾曲させた状態で使用されるようになっている。また、この凸条ロール３１は、網状ウェブ２の幅方向に亘って、外周に軸線に垂直な面に対して対称的に傾斜する斜めの溝３２を切ってあり、網状ウェブ２の幅方向の中央部分を境界にして中心から図７に示すように左右対称にして螺旋状の案内凸条３５を設けたものである。また、凸条ロール３１は、図示しない軸が外部駆動装置にて強制的に回転を与えられ、湾曲の向きを維持した状態のままで案内凸条３５が回転する。その回転方向は、走行状態で片面側が接触する網状ウェブ２を送り出す方向であって、回転する案内凸条３５の巻きの向きによって網状ウェブ２の幅を狭める方向である。
【００１８】
網状ウェブ２は、凸条ロール３１に対して、その湾曲の凹側から導入され、凸側から送り出されるように、凸条ロール３１に掛け渡すのが好ましいが、これに限定されるものではない。なお、凸条ロール３１の目開き均一化作用は、図６において、湾曲の曲率や接触角α、湾曲軸を含む面に対する網状ウェブ２の導入角β及び出口角γ、さらに、網状ウェブ２の張力、案内凸条３５のピッチ、網状ウェブ２に対する相対回転速度などに影響される。また、凸条ロール３１は、強制的に回転することに限定されず、網状ウェブ２に連れて回転するようにしてもよい。
【００１９】
後処理手段７は、図１に示すように、ガイドロール４６、一対のピンチロール４７、アニーリングロール４８、及びこれの上方の二本のガイドロール４９を備えて構成されており、また、ピンチロール４７から下流側での二本のガイドロール４９，４９の間にアニーリングロール４８が位置するようにして目開き均一化手段６から下流側の網状ウェブ２の走行行程が形成されている。
【００２０】
図８（ａ）は使用される網状ウェブ２の一例としてスプリットウェブの拡幅前の状態を示し、図８（ｂ）は（ａ）のスプリットウェブを図１の拡幅装置で拡幅した後のスプリットウェブを示す図である。図において、網状ウェブ２は、拡幅前に多数の割れ目４１が付けられ、拡幅後には斜めの幹繊維４２と枝繊維４３とが連なって形成されている。
【００２１】
次に、図１に示す拡幅装置１の動作について説明する。網状ウェブ２としては図８に示したスプリットウェブであって、例えば中心部が高密度ポリエチレンで両外側が低密度ポリエチレンの三層構造であるものを使用する。ロール３から繰り出された網状ウェブ２は、張力制御用センサロール１２から広がり始め、それからほぼ一定の広がり角度で広がりながらフラットエクスパンダ１５へ向かって走行する。フラットエクスパンダ１５が、網状ウェブ２と接触することにより回転する。フラットエクスパンダ１５の軸方向の往復動のストロークは３０ｍｍ程度までであってフラットエクスパンダ１５により網状ウェブ２が直接受ける拡幅はそれほど大きくない。
【００２２】
しかし、網状ウェブ２の後続する部分は先行する部分に引っ張られてフラットエクスパンダ１５に達する前に張力制御用センサロール１２の下流のガイドロール１１から広がり始めているので、フラットエクスパンダ１５の拡幅作用は蓄積されていく。拡幅されるに従って網状ウェブ２の図８に示す幹繊維４２や枝繊維４３は斜行してくるので、走行張力による目開き均一化作用も増大し、両者がバランスする拡幅倍率に落ち着く。そこで、張力制御用センサロール１２とフラットエクスパンダ１５との間の距離を十分にとれば、かなりの拡幅倍率が得られる。本実施形態の網状ウェブ２の場合、拡幅は３〜４倍まで容易に達成されるが、フラットエクスパンダ１５では網状ウェブ２の中央部が偏って過大に拡幅される傾向があるため、目合いを全幅にわたって均一にするため、フラットエクスパンダ１５の位置では拡幅倍率を２倍程度にとどめ、従って、張力制御用センサロール１２の位置において網状ウェブ２の幅に対して、フラットエクスパンダ１５の位置ではその２倍程度になり、クロスガイダ２１でさらに拡幅するようにする。クロスガイダ２１では、網状ウェブ２は必要幅よりも若干大きく拡幅される。広がり角度は網状ウェブ２の種類や性状に大きく左右され、過大であると中央部の目合いが開き過ぎ、且つ、裂け易くなる。
【００２３】
網状ウェブ２は、その性状や張力の変動、及びクロスガイダ２１のオンオフ作動との相互作用等によって、クロスガイダ２１の直前の網状ウェブ２の広がりが変動して過小または過大になり、網状ウェブ２がクロスガイダ２１から外れたり拡幅が著しく不均一になることがある。その対策は、ウェブ幅を測定する検知手段としてウェブ幅感知センサをフラットエクスパンダ１５とクロスガイダ２１との間に設けるか、または一定時間内におけるクロスガイダ２１の開閉頻度を検知して、それらを信号として図示しないコントローラに送り込み、検知位置において予め設定されている所定の拡幅状態となるようにコントローラによってフラットエクスパンダ１５の拡幅作用を制御するようにしてもよく、検知結果をフィードバックさせてフラットエクスパンダ１５により自動的に調節することが可能である。
【００２４】
そして、目開き均一化手段６にて目開き均一化し必要幅になった網状ウェブ２は、後処理手段７におけるアニーリングロール４８にて拡幅歪みをとり、同時に繊維の熱収縮作用で目合いがより均質化され、繊維分布を粗密なく均一にされた拡幅ウェブとなって次の工程に送られる。
【００２５】
なお、本発明は、拡幅手段５として、フラットエクスパンダに相当するウェブスターやスラットエクスパンダーの商品名で知られているものをそのまま用いてもよく、これらに代えて、籠ロール、クロスガイダ、湾曲したゴムロール、湾曲した当て棒、円筒面にスクリュー溝を切ったスクリューロールのいずれを用いてもよい。また、クロスガイダは二対に限らず、三対以上配設してもよい。また、凸条ロール３１は、目的に応じて一本でも、または、三本以上でもよく、湾曲せずに真直な形態にて使用しても、目開き均一化のための効果がある。また、案内凸条３５は連続していなくてもよく、要するに網状ウェブ２を狭める方向に案内するものであればよい。また、ウェブ幅感知センサは、形式を問わず、接触式でも、光電式でもよく、イメージセンサ、または空気流式センサなどでもよく、拡幅対象のウェブに適合したものを選定して使用することができる。この他、網状ウェブ２によっては、拡幅作用のある器具、例えば、スクリューロール、ボウロール、円弧棒（Ｒバー）などを補助的に組み合わせて使用するのが有効な場合もある。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、走行する網状ウェブを拡幅し、その拡幅された網状ウェブの目開きを均一化することにより、均一な繊維分布のウェブの拡幅を行うことができ、このウェブを用いる不織布の品質が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るウェブの拡幅装置の全体の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る拡幅手段を構成するフラットエクスパンダ及び拡幅される網状ウェブを示し、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）の中央断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る拡幅手段を構成するクロスガイダの一例をウェブの走行方向から見た状態を示す説明用図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る拡幅手段を構成するクロスガイダの一例をウェブの幅方向から見た状態を示す説明用図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る目開き均一化手段を構成する凸条ロール及び網状ウェブの要部を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る目開き均一化手段を構成する凸条ロール及び網状ウェブの要部を示す説明用図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る目開き均一化手段を構成する凸条ロールの一例を示す部分拡大図である。
【図８】網状ウェブの一例を示す図であって、（ａ）は拡幅前のスリットウェブ、（ｂ）は拡幅後のスリットウェブを示すいずれも部分平面図である。
【図９】拡幅したウェブの積層方法の説明用斜視図である。
【符号の説明】１：拡幅装置、２：網状ウェブ、３：繰り出し手段、４：アニーリング手段、５：拡幅手段、６：目開き均一化手段、７：後処理手段、１５：フラットエクスパンダ（拡幅手段を構成する）、１６：円板、１７：ゴム紐、１８：固定部、１９：調整ボルト、２１：クロスガイダ（拡幅手段を構成する）、２４：支持部材、２５：空気圧式ダイアフラム、２６，２７：腕、２８：センサ、２９：空気孔、３１：凸条ロール、３２：斜め溝、３５：案内凸条。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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