(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に位置する溶融押出機と下方に位置して一方向へ向かって走行する搬送手段とを有しており、前記溶融押出機から吐出された熱可塑性合成樹脂の連続繊維を前記搬送手段に堆積することが可能であり、前記押出機と前記搬送手段との間には、前記押出機のノズルから所要寸法離間していて前記連続繊維を進入させることが可能な上端開口部と、前記上端開口部の下方にあって前記搬送手段に接近しており前記搬送手段が走行する前記一方向において前記上端開口部よりも幅広く形成された下端開口部とを有する案内ボックスを備え、前記搬送手段を介して前記案内ボックスの下端開口部に対向して配置されて前記連続繊維を前記上端開口部から前記案内ボックス内へ導いて前記搬送手段の上に堆積させることが可能なサクション手段を有し、前記案内ボックスには、前記搬送手段が走行する前記一方向の前方に位置する前壁と後方に位置する後壁とこれら両壁間に介在して前記一方向と直交する方向において互いに対向する一対の側壁とが形成されている、前記連続繊維からなるウエブの製造装置において、
前記前後壁の少なくとも一方には、前記上端開口部と下端開口部との間に位置して前記案内ボックスの内外に通じる中間開口部が形成され、前記中間開口部は、それに付属するシャッターによって開口面積が調整可能に形成されていることを特徴とする前記製造装置。
【請求項２】
前記案内ボックスは、前記一方向において、前記上端開口部の幅が２〜５０ｍｍの範囲にあり、前記幅の中心からの水平方向への距離が５〜４００ｍｍの範囲に、前記中間開口部が形成されている請求項１記載の製造装置。
【請求項３】
前記上端開口部と前記中間開口部との開口面積の比が２０：１〜２．５：１の範囲にある請求項１，２のいずれかに記載の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、熱可塑性合成樹脂の連続繊維からなるウエブの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公昭４８−３８０２５号公報には「溶融紡糸された多数の端子フィラメントにより非織性のシート状かつフリース状の繊維成形体を製造する方法および装置」なる発明が開示されている。この発明によれば、溶融紡糸された多数の連続フィラメントからなるウエブが繊維成形体として得られる。フィラメントは、その表面層が凝固するに足る距離だけ溶融押出機から離れてその押出機の下方に位置するサッカーの内部へ導かれる。サッカーの内部では、サッカーの長さ方向へ列をなして並ぶ多数のフィラメントの両側にエアジェット流が作用し、フィラメントが冷却されながら延伸されるとともに、サッカーの下方へ送り出される。サッカーの直下には捕集ベルトが走行しており、多数のフィラメントがそのベルト上に堆積してスパンボンド不織布等の形態をとった繊維成形体が形成される。
【０００３】
米国特許５，４３９，３６４号公報には、多数の連続フィラメントからなる繊維ウエブの製造装置が開示されている。この装置では、押出機の多数のノズルから吐出されて一列に並ぶ多数のフィラメントが急冷された後に、矩形の上端開口部を有する延伸案内部（ｄｒａｗｉｎｇ  ｏｆｆ  ｐａｓｓａｇｅ）へその開口部を通って導かれる。この延伸案内部の下端開口部は、周面に多数の開孔を有する回転ドラムのその周面に当接している。延伸案内部では、回転ドラムの内側からのサクションが下端部に対して作用する他に、上端開口部と下端開口部との中間部にもサクションが作用して、フィラメントを延伸案内部へ導き入れた後に回転ドラムの周面に堆積させる。このドラムの回転方向における延伸案内部の幅は、上端開口部近傍において狭く、下端開口部近傍で急に広くなるように形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記両公知技術に共通する課題は、多数のフィラメントを部分的に幾重にも絡まり合うことなく、このウエブの搬送手段である捕集ベルトや回転ドラムの長さ方向と幅方向とへ一様に分布させて、長さ方向と幅方向とにおいて繊維の分布が均等な繊維ウエブを得ることにある。しかるに、前記特公昭４８−３８０２５号公報の装置では、サッカーとその直下の捕集ベルトとが距離ｈ２だけ離間しており、その距離ｈ２の間ではサッカーの幅狭い下端部から噴出したエアーが乱流となってフィラメントが一様に分布することの妨げになることがある。
【０００５】
また、米国特許５，４３９，３６４号公報の装置における延伸案内部では、上端開口部に回転ドラム内側からのサクションと中間部からのサクションとが作用する一方、中間部より下方では回転ドラム内側からのサクションしか作用しないので、ここではサクションの力が弱くなる。延伸案内部に導かれたフィラメントは、その中間部より下方で下降速度を低下させながら回転ドラムの周面に一様に堆積する。このように、この製造装置では、回転ドラムからと中間部からとの２系統のサクションが必要であるから、装置がそれだけ複雑で運転条件の管理もそれだけ繁雑になる。
【０００６】
この発明は、熱可塑性合成樹脂の連続繊維からなるウエブを製造する装置の改良に係り、連続繊維を部分的に絡まり合うことなく一様に分布させることが可能であり、しかも構造が簡単な製造装置の提供を課題にしている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題解決のために、この発明が前提とするのは連続繊維からなるウエブの次のような製造装置である。即ち、前記製造装置は、上方に位置する溶融押出機と下方に位置して一方向へ向かって走行する搬送手段とを有しており、前記溶融押出機から吐出された熱可塑性合成樹脂の連続繊維を前記搬送手段に堆積することが可能なものである。かかる製造装置は、前記押出機と前記搬送手段との間に、前記押出機のノズルから所要寸法離間していて前記連続繊維を進入させることが可能な上端開口部と、前記上端開口部の下方にあって前記搬送手段に接近しており前記搬送手段が走行する前記一方向において前記上端開口部よりも幅広く形成された下端開口部とを有する案内ボックスを備え、前記搬送手段を介して前記案内ボックスの下端開口部に対向して配置されて前記連続繊維を前記上端開口部から前記案内ボックス内へ導いて前記搬送手段の上に堆積させることが可能なサクション手段を有する。前記案内ボックスには、前記搬送手段が走行する前記一方向の前方に位置する前壁と後方に位置する後壁とこれら両壁間に介在して前記一方向と直交する方向において互いに対向する一対の側壁とが形成されている。
【０００８】
かかる製造装置において、この発明が特徴とするところは、前記前後壁の少なくとも一方には、前記上端開口部と下端開口部との間に位置して前記案内ボックスの内外に通じる中間開口部が形成され、前記中間開口部は、それに付属するシャッターによって開口面積が調整可能に形成されていること、にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照し、この発明に係る連続繊維からなるウエブとしてスパンボンド不織布を例にとり、この不織布を製造するための装置の詳細を説明すると、以下のとおりである。
【００１０】
図１は、この発明に係る不織布製造装置１の部分斜視図である。装置１は、溶融押出機２と、押出機２の下方に位置する搬送手段としての無端ベルト３と、押出機２と無端ベルト３との間に位置する案内ボックス４と、無端ベルト３を介して案内ボックス４に対向して配置されたサクションボックス６とを有する。無端ベルト３は、矢印Ｙ方向へ走行するもので、サクションボックス６の上にあるときに、案内ボックス４に対してサクションが作用し得るように通気性のベルトで作られている。案内ボックス４は、側方の支柱７によって上下方向へ移動可能な状態で支えられている。押出機２は、無端ベルト３の幅方向の長さ５１の範囲に多数の押出ノズル１２（図２参照）を有し、案内ボックス４は、無端ベルト３の幅方向に長さ５２を有する。この発明は、これらの長さ５１，５２を具体的に規定するものではないが、通常は長さ５１が５０〜３５００ｍｍの範囲にあり、長さ５２が１００〜３７００ｍｍの範囲にある。
【００１１】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。押出機２のヘッド部分１１内では、ベルト３の幅方向へ並ぶ多数の押出ノズル１２から熱可塑性合成樹脂からなる多数の溶融繊維１３が整流状態で連続的に押出されて牽引細化される。
【００１２】
図２においてヘッド部分１１の下方に位置する案内ボックス４は、ベルト３の両側近傍に位置する一対の側壁１６（図１を併せて参照）と、ベルト３の前後方向に位置する前壁１７と、後壁１８とを有する。案内ボックス４は、その断面形状が台形であって、押出ノズル１２の直下に位置する上端開口部２１と、ベルト３が進行する前後方向において上端開口部２１よりも幅広く、ベルト３の上面に接近して形成された下端開口部２２とを有する。好ましい案内ボックス４では、上端開口部２１の幅５３が２〜５０ｍｍ、下端開口部２２の幅５４が５０〜１０００ｍｍ、これら両開口部２１，２２間の高さ５６が５０〜１０００ｍｍの範囲にある。前壁１７と後壁１８とのそれぞれには、無端ベルト３の幅方向へ延びる中間開口部５７，５８が形成されている（図１を併せて参照）。これら両開口部５７，５８は、案内ボックス４の内側で上下に動くシャッター板６１，６２を有し、それぞれのシャッター板６１，６２は、摘み６３，６４によって案内ボックス４の外側から操作して、中間開口部５７，５８の開度を調節することができる。図２では、前方の中間開口部５７が開いた状態にあり、後方の中間開口部５８が閉じた状態にある(図１を併せて参照)。これら中間開口部５７，５８は、案内ボックス４の上端開口部２１の幅を二等分する中心線Ｃ−Ｃからの水平方向ヘの距離６０が５〜４００ｍｍ、より好ましくは１０〜３００ｍｍ、さらに好ましくは３０〜２００ｍｍの範囲となるように形成されている。中間開口部５７，５８は、前壁１７と後壁１８との少なくとも一方に形成されるもので、開口部５７，５８の大きさは、これらの開口面積の総和Ｂが、上端開口部２１の面積Ａとの間でＡ：Ｂが２０：１〜２．５：１の範囲となるように形成される。好ましい中間開口部５７，５８は、図示例のようにベルト３の走行方向と直交する方向へ延びているが、これら中間開口部５７，５８のそれぞれは、分割して複数の開口部にしたり、その複数にした開口部を適宜のレイアウトで前後壁１７，１８に形成することができる。
【００１３】
前後壁１７，１８それぞれの外側では、下端開口部２２の近傍に前ローラー２３と後ローラー２４とが設けられている。これらローラー２３，２４は、ベルト３が進行するときにその進行方向Ｙヘ向かって回転するもので、上下方向へ僅かに移動可能であって、前後壁１７，１８の下端とベルト３の上面との隙間を実質的に塞ぐことができる。つまり、前ローラー２３は、案内ボックス４の前壁１７の下端とベルト３上の繊維ウエブ３１との間の隙間を塞ぐことができるように、後ローラー２４は、後壁１８の下端とベルト３の上面との間の隙間を塞ぐことができるように、前後壁１７，１８のそれぞれに取り付けられている。各ローラー２３，２４は、前後壁１７，１８から延びるカバー２６，２７で，それぞれの上半分が覆われている。
【００１４】
サクションボックス６は、パイプ２８を介して真空ポンプ（図示せず）に連結されている。サクションボックス６からのサクションを案内ボックス４に対して作用させると、案内ボックス４の比較的狭い上端開口部２１から外気を流入させて、この外気を勢いよく下端開口部２２へ向かわせることができる。このように流れる外気は、サクションの強さにもよるが、ベルト３の幅方向へ列をなす押出ノズル１２から吐出された多数の連続繊維１３の整流状態を維持しながら、上端開口部２１近傍において繊維１３の吐出後の速度をも維持ないし増大させることができ、しかも繊維１３をその開口部２１近傍において再度牽引細化することも可能である。繊維１３はまた、整流状態ないしはそれに近い状態で冷却されながらベルト３に捕集されるから、繊維１３は、それが捕集されるまでの間に切れたり、繊維１３どうしで溶着して束を形成したり、繊維１３どうしで幾重にも絡まり合って塊を形成するということがない。
【００１５】
ベルト３に堆積した繊維１３は、それが未だ軟化した状態にあれば重なり合ったものどうしが接合し、また最早軟化状態になければ重なり合ったままの状態でウエブ３１となって案内ボックス４の前壁１７とベルト３との僅かな隙間を通ってＹ方向へと進み、巻き取られる。繊維１３どうしが接合しているウエブ３１は、スパンボンド不織布３２として巻き取られる。前壁１７の外側では、前ロール２３がウエブ３１の上面に当接しながら反時計方向へ回転している。前ロール２３の存在によって、前壁１７とベルト３との間からのエアーの進入が確実に防止される。
【００１６】
図２に示されるように、案内ボックス４の断面形状が上方部分で幅狭く、下方部分で幅広く形成されていて、下方からサクションが作用している状態では、案内ボックス４にほぼ垂直に進入した繊維１３の速度がベルト３に近づくにつれて次第に低下する一方、上端開口部２１から下端開口部２２へ向かうエアーは、ボックス４の下方部分で流れが乱れ易い。繊維１３は、そのエアーの影響を受けて案内ボックス４内で大きく振れ始める。また、下方へ向かって流れるエアーの一部は、無端ベルト３に当たってはね返ることがあり、そのはね返ったエアーによっても繊維１３の振れが大きくなり、ときには堆積した繊維１３の一部が舞い上がることもある。エアーのこうした作用によって、繊維１３は部分的に幾重にも絡まり合い、無端ベルト３の長さ方向と幅方向とにおいて分布が一様にならないことが多い。しかし、この発明の装置では、案内ボックス４の前壁１７および／または後壁１８に形成された中間開口部５７，５８から流入する外部エアーによって、案内ボックス４の下方部分に生じるはずのエアーの乱流を抑え、繊維１３の振れを小さくすることが可能になる。また、中間開口部５７，５８からの外部エアーは、前壁１７および後壁１８の内面に沿って流れ、その流れの存在によって上端開口部２１から進入したエアーの無端ベルト３でのはね返りを抑えることができる。それゆえ、繊維１３は、案内ボックス４の内部で大きく振れることもなく、したがってまた部分的に幾重にも絡まり合うこともなく、無端ベルト３に対して一様に分布して、無端ベルト３の長さ方向と幅方向とにおいて均質な繊維ウエブ３１を形成する。このような繊維ウエブ３１を効率よく得るために、中間開口部５７，５８は、それらの開度をシャッター板６１，６２によって調節することができる。
【００１７】
図３は、この発明の実施態様の一例を示す図２と同様の図面である。この製造装置１は、ノズル１２のすぐ下にエアー吹出し部６６を有し、吹出し部６６からは繊維１３に対してこれを冷却するためのエアー６７が吹き付けられる。かかる装置１における案内ボックス４は、図２のそれと同じであり、ノズル１２から吐出された連続繊維１３は、エアー６７によって軟化温度以下にまで急激に冷却された後に案内ボックス４の内部でサクションの作用を受けるから、ノズル１２と吹出し部６６との間で延伸される。
【００１８】
【発明の効果】
この発明に係るウエブの製造装置によれば、溶融押出機から吐出された連続繊維は、案内ボックスへ進入したときに吐出後の整流状態に近い状態にあり、案内ボックス内では案内ボックスの前壁および／また後壁の中間開口部から流入する外部エアーが連続繊維の振れを抑えるように作用するから、連続繊維どうしは幾重にも絡まり合うということがなく、この連続繊維から得られるウエブは繊維の分布が一様なものになる。このように繊維ウエブを効率よく得るために、中間開口部は、それらの開度をシャッター板によって調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置の斜視図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】実施態様の一例を示す図２と同様な図面。
【符号の説明】
１      装置
３      搬送手段（ベルト）
４      案内ボックス
６      サクション手段（ボックス）
１２      ノズル
１３      連続繊維
１６      側壁
１７      前壁
１８      後壁
２１      上端開口部
２２      下端開口部
５７，５８      中間開口部
６１，６２      シャッター
【図１】
0003996356.tif 000002
【図２】
0003996356.tif 000003
【図３】
0003996356.tif 000004