(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状のウェブを該円筒形の軸線方向に搬送する搬送手段と、該搬送手段により移動する前記ウェブの外側面に接して前記ウェブを案内する円筒形ガイドと、該円筒形ガイドによって案内された前記ウェブの一部を、前記円筒形の軸線と略平行な線に沿って切断する切断手段と、該切断手段によって切断された前記ウェブを平面形状に展開する展開手段とを有するウェブ展開機構であって、
前記展開手段が、前記ウェブにおける前記円筒形ガイドに接していた面と接して前記ウェブを案内しつつ前記ウェブを円筒形状から平面形状へと展開するガイド部材であるウェブ展開機構。
【請求項２】
前記ガイド部材が、前記ウェブの移動に伴って前記ウェブを円筒形状から平面形状に徐々に展開するように前記ウェブを案内する湾曲面を有している、請求項１に記載のウェブ展開機構。
【請求項３】
前記ガイド部材が、前記円筒形ガイドにおける前記ウェブの移動方向下流側の端部に接続されており、
前記ウェブの、その移動方向と直交する方向の全ての部位において、前記ウェブが円筒形状から平面形状に展開されるまでに前記ウェブの各部位が通過するパス長さが全て同じになるように、前記円筒形ガイドに対する前記ガイド部材の角度、および前記ガイド部材の湾曲面が設計されている、請求項２に記載のウェブ展開機構。
【請求項４】
前記ガイド部材上で前記ウェブにかかる移動方向の張力を制御するように前記ウェブの送り速度を調整する手段を、前記ウェブの搬送経路における前記ガイド部材よりも上流側と、前記ガイド部材よりも下流側の少なくともいずれか一方に有している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のウェブ展開機構。
【請求項５】
ファイバーがおおよそ縦方向に配列されてなるウェブ上に、横方向に配列したストランドを積層することにより積層体を製造する装置であって、
平らな前記ウェブを、前記ファイバーの配列方向と平行な軸線を有する円筒形状に付形すると共に、円筒形状の前記ウェブの外側面に接して前記ウェブを案内する円筒形ガイドと、
前記ウェブが前記円筒形ガイド内に送り込まれるように前記ウェブを搬送する搬送手段と、
前記円筒形ガイドの軸心に配置されて該軸線をほぼ中心に回転し、円筒形状の前記ウェブの内側面にストランドが積層されるように前記ウェブに向けてポリマー液を吐出する紡糸ヘッドと、
前記紡糸ヘッドにより前記円筒形状のウェブの内側面に前記ストランドが積層されてなる円筒形状の積層体の一部を該円筒形の軸線と略平行な線に沿って切断する切断手段と、
前記切断手段によって切断された前記積層体の、前記ストランド側と反対側の面に接して前記積層体を案内しつつ前記積層体を円筒形状から平面形状へと展開するガイド部材とを有する積層体の製造装置。
【請求項６】
前記ガイド部材が、前記ウェブの移動に伴って前記積層体を円筒形状から平面形状に徐々に展開するように前記ウェブを案内する湾曲面を有している、請求項５に記載の積層体の製造装置。
【請求項７】
前記ガイド部材が、前記円筒形ガイドにおける前記ウェブの移動方向下流側の端部に接続されており、
前記ウェブの、その移動方向と直交する方向の全ての部位において、前記ウェブが円筒形状から平面形状に展開されるまでに前記ウェブの各部位が通過するパス長さが全て同じになるように、前記円筒形ガイドに対する前記ガイド部材の角度、および前記ガイド部材の湾曲面が設計されている、請求項６に記載の積層体の製造装置。
【請求項８】
前記ガイド部材上で前記ウェブにかかる移動方向の張力を制御するように前記ウェブの送り速度を調整する手段を、前記ウェブの搬送方向における前記ガイド部材よりも上流側と、前記ガイド部材よりも下流側の少なくともいずれか一方に有している、請求項５〜７のいずれか１項に記載の積層体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムや不織布などのウェブが筒状に湾曲している状態からそのウェブを平面形状に展開する機構や、円筒形状のウェブ上にストランドを積層した後にそのようなウェブ展開機構を用いてウェブを展開することで積層体を製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インフレーションフィルム成形で得られる筒状のフィルムを平面形状に展開する機構として、筒状のフィルムをピンチして折り畳んだ後にフィルムを展開する展開機がよく知られている。図４は、インフレーションフィルム成形で得られた筒状のフィルムを展開する従来の展開機を示す斜視図である。
【０００３】
従来の展開機は、図４に示されるように、円筒形状のウェブ１０２を封筒状に折り畳むための一対のピンチローラ１０１と、封筒状に折り畳まれたウェブ１０２の幅方向の一端部を切断する切断手段と、一対のピンチローラ１０１の間から送り出されたウェブ１０２の内側面に押し当てられることによりウェブ１０２を平面形状に展開するガイドバー１０３とから構成されている。ガイドバー１０３の外形は、三角形の面で構成された４面体形状となっている。
【０００４】
このような展開機では、まず、円筒状のウェブ１０２が一対のピンチローラ１０１の間へと送り込まれ、送り込まれたウェブ１０２がそれらのピンチローラ１０１の間に挟み込まれることで封筒状に折り畳まれる。次に、封筒状に折り畳まれたウェブ１０２の端部がその移動方向に切断され、ウェブ１０２にスリットが形成される。次に、切断されたウェブ１０２の内側面がガイドバー１０３の外壁面に接してウェブ１０２が押し広げられることによりウェブ１０２が平面形状に展開される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、回転ダイスを用いて円筒形状の不織布の内側面に熱可塑性エラストマーのストランドを積層することで複合シートを製造する方法として、本出願人により出願した特願２０００−１４１８１０号の発明がある。その製造方法では、まず、原反ウェブであるシート状の不織布が案内装置によって円筒形にフォーミングされて、ガイド円筒の内壁面に沿って下方に送られる。その不織布を構成するファイバーはほぼ縦方向に延伸され配列されている。ガイド円筒内にある円筒形の不織布の内面側には、熱可塑性のエラストマーのストランドを紡糸して、そのストランドを不織布に向けて噴出させるエラストマー噴出部が配置されている。
【０００６】
エラストマー噴出部は、回転ダイスすなわち紡糸ヘッドとして、略鉛直方向の軸を中心として回転自在に設けられた噴射ヘッドを有しており、その噴射ヘッドは、回転自在に軸支された回転軸に一体的に設けられている。噴射ヘッドの外周壁には、噴射ヘッドの中空部内と外部とを連通するノズルが形成されており、そのノズルから遠心力によりエラストマーが吐出される。押出機またはギヤポンプから供給されるエラストマーが溶融状態または濃厚ドープとして噴射ヘッド内に供給される。
【０００７】
このような噴射ヘッドを回転させると、噴射ヘッド内に供給されたエラストマーが遠心力により噴射ヘッドのノズルから噴射される。噴射されたエラストマーは、凝固する前に、円筒形にフォーミングされた不織布の内側面に付着し、不織布上で凝固して不織布と接合される。ここで、不織布上に積層したエラストマーのストランドは、不織布のファイバーの配列方向に対してほぼ直角な方向に配列されている。その後、エラストマーのストランドが積層された不織布はシート状に広げられる。これにより、不織布のファイバーの配列方向すなわち縦方向には殆ど伸縮しないが、そのファイバーの配列方向とほぼ直角な横方向には伸縮する複合シートが製造される。
【０００８】
このような複合シートの製造装置において、エラストマーのストランドが積層された不織布を展開するために、図４に示した展開機を用いることができる。しかしながら、その場合には、円筒形状の積層体の内側面、すなわち不織布上に積層されたストランドがガイドバー１０３に接触することになり、特に、ガイドバー１０３のピンチローラ１０１側の先端部では、積層体の内側面を強い力で擦ることになる。よって、積層体の内側面にあるストランドが不織布から剥離されたり、ストランドの配列が乱されてしまうことがあるという問題点がある。
【０００９】
本発明の目的は、円筒形状に湾曲したウェブの内側で紡糸ヘッドを回転させることによりウェブの内側面にストランドを積層して積層体を製造する装置において、積層体を円筒形状から平面形状に展開する際にウェブからストランドが剥離することがなく、またストランドの配列を乱すことのないウェブ展開機構、およびそのウェブ展開機構を有する、積層体の製造装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、円筒形状のウェブを該円筒形の軸線方向に搬送する搬送手段と、該搬送手段により移動する前記ウェブの外側面に接して前記ウェブを案内する円筒形ガイドと、該円筒形ガイドによって案内された前記ウェブの一部を、前記円筒形の軸線と略平行な線に沿って切断する切断手段と、該切断手段によって切断された前記ウェブを平面形状に展開する展開手段とを有するウェブ展開機構であって、
前記展開手段が、前記ウェブにおける前記円筒形ガイドに接していた面と接して前記ウェブを案内しつつ前記ウェブを円筒形状から平面形状へと展開するガイド部材である。
【００１１】
具体的には、前記ガイド部材が、前記ウェブの移動に伴って前記ウェブを円筒形状から平面形状に徐々に展開するように前記ウェブを案内する湾曲面を有していることが好ましい。
【００１２】
また、前記ガイド部材が、前記円筒形ガイドにおける前記ウェブの移動方向下流側の端部に接続されており、
前記ウェブの、その移動方向と直交する方向の全ての部位において、前記ウェブが円筒形状から平面形状に展開されるまでに前記ウェブの各部位が通過するパス長さが全て同じになるように、前記円筒形ガイドに対する前記ガイド部材の角度、および前記ガイド部材の湾曲面が設計されている。
【００１３】
さらに、上記のウェブ展開機構が、前記ガイド部材上で前記ウェブにかかる移動方向の張力を制御するように前記ウェブの送り速度を調整する手段を、前記ウェブの搬送方向における前記ガイド部材よりも上流側と、前記ガイド部材よりも下流側の少なくともいずれか一方に有していることが好ましい。
【００１４】
上記の通りのウェブ展開機構では、円筒形状のウェブを平面形状に展開する展開手段が、そのウェブにおける円筒形ガイドに接していた面と接してウェブを案内しつつウェブを展開するガイド部材であることにより、ウェブが円筒形の状態のときにウェブの内側に位置していた面に部材などが接触することなく、ウェブがガイド部材により平面形状に展開される。このようなウェブ展開機構の用途としては、例えば、円筒形状のウェブの内側面にストランドを積層した積層体を円筒形状から平面形状に展開する際に用いることができる。その場合の動作としては、まず、円筒形状のウェブの内側面にストランドが積層された積層体が搬送手段によって搬送され、その円筒形状の積層体が、その円筒形の軸線とほぼ平行な線に沿って切断手段により切断される。そして、切断された積層体の、ストランド側と反対側の面がガイド部材に接して積層体が案内されつつ、ガイド部材によって積層体が円筒形状から平面形状へと展開される。このような装置では、円筒形状の積層体を展開する際に、その積層体の内側面、すなわちウェブ上のストランドにガイド部材などが接触することがないので、ストランドがウェブから剥離するということがなくなる。また、ここで、ストランドがウェブ上で配列している場合には、そのストランドの配列が乱されるということがなくなる。
【００１５】
さらに、本発明は、ファイバーがおおよそ縦方向に配列されてなるウェブ上に、横方向に配列したストランドを積層することにより積層体を製造する装置であって、
平らな前記ウェブを、前記ファイバーの配列方向と平行な軸線を有する円筒形状に付形すると共に、円筒形状の前記ウェブの外側面に接して前記ウェブを案内する円筒形ガイドと、
前記ウェブが前記円筒形ガイド内に送り込まれるように前記ウェブを搬送する搬送手段と、
前記円筒形ガイドの軸心に配置されて該軸線をほぼ中心に回転し、円筒形状の前記ウェブの内側面にストランドが積層されるように前記ウェブに向けてポリマー液を吐出する紡糸ヘッドと、
前記紡糸ヘッドにより前記円筒形状のウェブの内側面に前記ストランドが積層されてなる円筒形状の積層体の一部を該円筒形の軸線と略平行な線に沿って切断する切断手段と、
前記切断手段によって切断された前記積層体の、前記ストランド側と反対側の面に接して前記積層体を案内しつつ前記積層体を円筒形状から平面形状へと展開するガイド部材とを有している。
【００１６】
さらに、上記の製造装置においても、前記ガイド部材が、前記ウェブの移動に伴って前記積層体を円筒形状から平面形状に徐々に展開するように前記ウェブを案内する湾曲面を有していることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記ガイド部材が、前記円筒形ガイドにおける前記ウェブの移動方向下流側の端部に接続されており、
前記ウェブの、その移動方向と直交する方向の全ての部位において、前記ウェブが円筒形状から平面形状に展開されるまでに前記ウェブの各部位が通過するパス長さが全て同じになるように、前記円筒形ガイドに対する前記ガイド部材の角度、および前記ガイド部材の湾曲面が設計されている。
【００１８】
さらに、前記ガイド部材上で前記ウェブにかかる移動方向の張力を制御するように前記ウェブの送り速度を調整する手段を、前記ウェブの搬送方向における前記ガイド部材よりも上流側と、前記ガイド部材よりも下流側の少なくともいずれか一方に有していることが好ましい。
【００１９】
上記の通りの積層体の製造装置では、上述のようなウェブ展開機構が用いられており、円筒形状のウェブの内側で紡糸ヘッドを回転させてウェブ上にストランドを積層した後に、積層体の、ストランド側と反対側の面がガイド部材に接して積層体が案内されつつ、ガイド部材によって積層体が円筒形状から平面形状に展開される。よって、積層体がガイド部材によって展開される際には、ウェブ上のストランドに部材などが接触することがなく、ストランドがウェブから剥離するということがなくなる。また、ここで、ウェブ上のストランドは紡糸ヘッドの回転動作によって配列して積層されており、このストランドの配列が、積層体の展開工程で乱されるということがなくなる。
【００２０】
本発明における「ファイバー」とは、短繊維および連続フィラメントの両方を含む広義のファイバーを意味する。なお、長繊維には、スプリットウェブやバーストファイバーのように、構成するフィラメントが枝分かれしているものも含まれる。
【００２１】
本発明における「ストランド」とは、通常、フィラメントと呼ばれる、比較的細いエンドレスまたは準エンドレスの可撓性材料の他に、比較的太いエンドレスまたは準エンドレスの可撓性材料を含めたものである。フィラメントという場合は、太さが太い場合でも数百ｔｅｘ程度であるが、ストランドは、数千ｔｅｘ程度の太さのものも含まれる。
【００２２】
本発明における「熱可塑性エラストマー」は、加熱によって軟化し流動するが、室温付近ではゴム弾性を示す物質をいう。
【００２３】
本発明において、ウェブを構成しているファイバーの配列方向などを説明する場合に用いる「縦方向」とは、原反ウェブや積層体を製造する際、あるいは原反ウェブ上にストランドを接合する際の機械方向すなわちウェブの送り方向を意味し、「横方向」とは、その縦方向と直角な方向、すなわちウェブの幅方向を意味する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係るウェブ展開機構示す斜視図である。図１に示されるように本実施形態のウェブ展開機構は、ウェブ３を円筒形状に保持して案内する円筒形ガイド１と、円筒形ガイド１におけるウェブ３の搬送方向下流側の端部に接続された展開手段としてのガイド板２と、円筒形ガイド１内にウェブ３が送り込まれるようにウェブ３を搬送する搬送手段とから構成されている。円筒形ガイド１は、ウェブ展開機構の筐体（不図示）などに固定部材によって固定されている。搬送手段としては、例えば、ガイド板２の下流側でウェブ３を挟み込んで搬送する一対のピンチローラなどを用いることができる。このような搬送手段を用いることにより、円筒形ガイド１の上流側にある円筒形状のウェブ３が円筒形ガイド１内へ引き込まれるようにウェブ３を移動させることができる。円筒形状のウェブ３の外側面が円筒形ガイド１の内壁面に接することで、ウェブ３の円筒形状が保持されている。
【００２６】
ガイド板２は、円筒形ガイド１内から出たウェブ３における円筒形ガイド１と接していた面のみに接してウェブ３を案内すると共に、ウェブ３にしわを生じさせることなく、ウェブ３がその移動に伴って円筒形状から平面形状へと徐々に展開されるように湾曲している。また、本実施形態のウェブ展開機構には、円筒形状のウェブ３がガイド板２へと導かれる前にウェブ３を切断するカッターなどの切断手段が備えられている。その切断手段によって、ウェブ３がその円筒形の軸線とほぼ平行な線に沿って切断される。切断手段によるウェブ３の切断ラインは、円筒形状のウェブ３の、その軸線方向に対して直角な方向の断面の円形上において、ウェブ３がガイド板２によって最初に広げられる位置を通っている。これにより、ウェブ３が円筒形ガイド１からガイド板２上に移る際に円筒形状のウェブ３が切断ラインで開かれる。
【００２７】
図２は、図１に示した円筒形ガイド１とガイド板２の接続部、およびガイド板２の形状について説明するための上面図および斜視図である。図２（ａ）がウェブ展開機構の上面図、図２（ｂ）がウェブ展開機構の斜視図である。本実施形態のウェブ展開機構では、ウェブ３の移動方向に対して直角な方向の全ての部位において、ウェブ３が円筒形状から平面形状に展開されるまでにウェブ３の幅方向の各部位が通過するパス長さが全て同じになるように、円筒形ガイド１に対するガイド板２の角度、およびガイド板２表面の湾曲面が設計されている。
【００２８】
次に、ウェブ３の各部位のパス長さについて、図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して説明する。まず、図２（ｂ）に示すように、円筒形ガイド１内のウェブにおいて、円筒形ガイド１の軸線を中心とした所定の円４上で点Ｐ11，Ｐ12，Ｐ13，Ｐ14を、それぞれの位置が異なるようにとる。次に、ウェブの点Ｐ11の部位が円筒形ガイド１の開口端１ａに達したときの位置を点Ｐ21とし、その点Ｐ11の部位がガイド板２の下流端２ａに達したときの位置をＰ31とする。ガイド板２の下流端２ａの縁は、その上を通るウェブ３の移動方向に対して直角な一直線に延びており、下流端２ａ、およびその近傍では、ガイド板２の表面が平面になっており、その面上にあるウェブの部位が平面形状に展開されている。また、ウェブの点Ｐ12の部位が開口端１ａに達したときの位置を点Ｐ22とし、その点Ｐ12の部位が下流端２ａに達したときの位置を点Ｐ32とする。同様に、ウェブの点Ｐ13，Ｐ14の各部位が開口端１ａに達したときの位置をそれぞれ点Ｐ23，Ｐ24とし、それら点Ｐ13，Ｐ14の各部位が下流端２ａに達したときの位置をそれぞれ点Ｐ33，Ｐ34とする。
【００２９】
この場合、ウェブの点Ｐ11の部位が円４上から開口端１ａに達するまでに移動する距離がＬ1cとなり、その部位が開口端１ａから下流端２ａに達するまでに移動する距離がＬ1sとなる。同様に、ウェブの点Ｐ12，Ｐ13，Ｐ14の各部位が円４上から開口端１ａに達するまでに移動する距離がそれぞれＬ2c，Ｌ3c，Ｌ4cとなり、それら各部位が開口端１ａから下流端２ａに達するまでに移動する距離がそれぞれＬ2s，Ｌ3s，Ｌ4sとなる。
【００３０】
このとき、上述したように、ウェブが円筒形状から平面形状に展開されるまでのウェブのパス長さがどこでも同じになるようにウェブ展開機構が構成されているので、
（Ｌ1c＋Ｌ1s）＝（Ｌ2c＋Ｌ2s）＝（Ｌ3c＋Ｌ3s）＝（Ｌ4c＋Ｌ4s）
となる。このようにウェブ展開機構が構成されたことにより、ウェブにしわを生じさせずに、安定してウェブを平面形状に展開することができる。
【００３１】
また、本発明者らは、ウェブを安定して平面形状に展開するためには、ガイド板２上でウェブに作用する移動方向の張力の制御と、その張力の均一性が重要であることを実験の過程で見出した。ウェブ展開機構でウェブに作用する張力を制御するためには、図２に基づいて説明したようにウェブの各部のパス長さが全て同じとなるようにウェブ展開機構を構成すると共に、ウェブの送り速度を調整する手段をウェブの搬送経路に設ければよい。ウェブの送り速度を調整する手段としては、例えば、ウェブを挟み込む一対のローラと、それら一対のローラのうち少なくとも一方を回転させるモータなどの回転駆動手段とから構成された装置を用いることができる。送り速度調整用の一対のローラは、ウェブの搬送経路において、ウェブ展開機構よりもウェブの移動方向上流側と、ウェブの移動方向下流側の少なくともいずれか一方に配置されていればよい。このような調整手段を用いてウェブの送り速度を調整することにより、ウェブ展開機構でウェブに作用する移動方向の張力を制御することができ、そのような張力の制御によって、ウェブを安定して展開できる条件に設定することができる。また、後述するように平面形状のウェブを円筒形状にフォーミングするセーラーフォーマーの手法においても、このようなウェブの送り速度調整手段を設けることにより、ウェブを安定して円筒形状に成形することができる。
【００３２】
図３は、図１に示したウェブ展開機構を備えた、積層体の製造装置を示す図である。
【００３３】
図３に示す製造装置は、フィラメントがおおよそ縦方向に配列された不織布９８を円筒形にフォーミングするフォーミング部８０と、フォーミング部８０で円筒形とされた不織布９８の内面側において熱可塑性のエラストマーのストランドを紡糸して不織布９８に向けて噴射させるエラストマー噴射部８５と、不織布９８上にストランドが積層された複合シート９９を円筒形状から平面形状に展開する展開装置８２とを有する。展開装置８２には、図１に示したガイド板２と同様な構成のガイド板８２ａが備えられており、この展開装置８２によって、不織布９８にしわが生じずに、不織布９８が円筒形状から平面形状に安定して展開される。
【００３４】
ここでいうフォーミング部８０とは、平面的な形状を持つフィルム、不織布あるいはウェブなどを円筒形の形状に連続して形成する、すなわちフォーミングする機能を持つ部分である。このようなフォーミング機構は、フィルム、不織布あるいはウェブから袋を製造する製袋機で使用されており、その形状がセーラー服の襟に似ていることから、セーラーフォーマー、あるいは単にフォーマーと呼ばれる。また、図１のウェブ展開機構や図３の展開装置８２は、そのようなセーラーフォーマーを逆作用させてウェブを円筒形状から平面形状に展開する手法であり、この手法は「セーラーオープナー」ともいうべきものである。
【００３５】
フォーミング部８０は、軸方向を略鉛直方向に配置したガイド円筒８３と、このガイド円筒８３の上端に取り付けられた案内装置８１とを有しており、ガイド円筒８３の下端部に展開装置８２が接続されている。案内装置８１は、製袋充填包装機において包装用フィルムを円筒状にフォーミングするのに用いられるものと同様のものでよいので、その詳細な説明は省略する。展開装置８２は、一カ所に軸線方向にスリットの入れられた円筒状の不織布９８を平面状に展開するものである。
【００３６】
不織布９８の搬送経路におけるフォーミング部８０の上流側には、不織布９８を挟み込んでフォーミング部８０に供給すると共に、不織布９８の供給速度を制御するための一対のピンチローラ８４が配置されている。一対のピンチローラ８４のうち少なくともいずれか一方のローラの回転動作が、モータなどの不図示の回転駆動手段によって制御される。また、ガイド円筒８３の下方には、フォーミング部８０を通過して得られた複合シート９９を引き出すと共に、複合シート９９の引き取り速度を制御するためのローラ対９５が配置されている。ローラ対９５のうち少なくともいずれか一方のローラの回転動作が、モータなどの不図示の回転駆動手段によって制御される。
【００３７】
不織布９８がピンチローラ８４を経由してフォーミング部８０に供給されると、ローラ対９５による不織布９８の引き取り動作に伴って、不織布９８は上方の案内装置８１により円筒形にフォーミングされ、ガイド円筒８３の内壁に沿って下方に送られる。さらに、不織布９８は下方の展開装置８２により再びシート状に開かれた後、ローラ対９５を経由して巻き取りローラ９６に巻き取られる。
【００３８】
エラストマー噴射部８５は、略鉛直方向の軸を中心として回転自在に設けられた紡糸ヘッドとしての噴射ヘッド８７を有する。噴射ヘッド８７は、この装置のフレーム９３に固定された支持軸９４の外周に支持軸９４と同軸上で回転自在に軸支された回転軸８６に一体的に設けられており、ガイド円筒８３の内側に配置されている。
【００３９】
回転軸８６の上端部にはプーリ８９が取り付けられており、不図示の回転駆動源からの回転がベルト９０を介して伝達され、これにより回転軸８６は支持軸９４回りに回転させられる。ここでは、噴射ヘッド８７の分解掃除の容易さのためにプーリ駆動を用いたが、支持軸９４を回転駆動源に直結することによって、より簡単な構造とすることができる。また、噴射ヘッド８７は、上面に環状の開口８７ａを有し下面が塞がれた中空円筒状の部材であり、その外周壁には、噴射ヘッド８７の中空部内と外部とを連通するノズル８７ｂが形成されている。ここでは円筒形の構造を示したが、噴射ヘッドは遠心力によりエラストマーを噴射できる構造であればよく、飛行機のプロペラ形状、または断面が三角形、四角形あるいは十字型の中空形状とし、重心を中心に回転し、外周面からエラストマーを噴射する構造とすることもできる。また、多角柱形状とすることも考えられる。しかし、回転により周囲に気流の乱れが生じることは、紡糸状態の安定性を損なうおそれがあるため、円筒形の構造が好ましい。
【００４０】
また、噴射ヘッドは、上部開口を持つ構造を示したが、溶融エラストマーを大気中に開放することが望ましくない場合には、密閉された構造とすることができる。その場合、支持軸９４を二重構造にして、外管と内管の間から噴射ヘッドに溶融エラストマーを供給し、回転駆動は内管のさらに内側に伝達軸を設けた構造が考えられる。ノズル８７ａの数は、後述するエラストマーのストランドの配列ピッチに応じて複数個形成されていてもよい。
【００４１】
噴射ヘッド８７の上方には、先端（下端）を噴射ヘッド８７の上面の開口８７ａ内に臨ませた供給パイプ８８が配置されている。供給パイプ８８は、押出機またはギヤポンプ（不図示）と接続されており、エラストマーは、この供給パイプ８８を通して溶融状態または濃厚ドープとして噴射ヘッド８７内へ供給される。噴射ヘッド８７の上方及び下方には、それぞれ加熱器９１、９２が配置されており、これら加熱器９１、９２で噴射ヘッド８７を加熱することにより、噴射ヘッド８７内でのエラストマーの温度が、ノズル８７ｂからの噴射に適した温度に保たれる。
【００４２】
次に、この接合装置の動作について説明する。上述したように、シート状の不織布９８は上方の案内装置８１によって円筒形にフォーミングされて、ガイド円筒８３の内壁面に沿って下方に送られる。言い換えれば、円筒形にフォーミングされた不織布９８は、ガイド円筒８３内ではガイド円筒８３の軸線方向に沿って移動される。
【００４３】
この際、供給パイプ８８から噴射ヘッド８７内にエラストマーを供給しつつ、噴射ヘッド８７を回転させると、噴射ヘッド８７に供給されたエラストマーは、遠心力によりノズル８７ｂから噴射される。その結果、噴射されたエラストマーは、凝固する前に、円筒形にフォーミングされた不織布９８の内周面に付着し、不織布９８上で凝固し、不織布９８と接合される。
【００４４】
このように、噴射ヘッド８７の回転による遠心力を利用してエラストマーを噴射させることにより、エラストマーは、ガイド円筒８３の周方向に沿って不織布９８の内周面に付着する。またこの間、不織布９８は下方に送られているので、エラストマーは不織布９８の内周面に螺旋状に接合される。
【００４５】
その後、不織布９８は下方の展開装置８２を通ってシート状に広げられ、不織布９８とエラストマーとの積層体である複合シート９９が得られる。ここで、不織布９８の送り速度と噴射ヘッド８７の回転速度とを適宜設定することにより、エラストマーは不織布９８のフィラメントの配列方向と略直角方向にストランド状に配列され、フィラメントの繊維方向には殆ど伸縮しないが、フィラメントの配列方向には伸縮する複合シート９９が得られる。
【００４６】
このように、不織布９８を円筒形にフォーミングし、その内周面に、回転する噴射ヘッド８７からエラストマーを噴射して、エラストマーを不織布９８に接合させる方法は、エラストマーをストランド状に簡単かつ高速に成形でき、上記のような特性の複合シート９９の製造に適している。また、エラストマーのストランドは、複合シートの伸縮方向である横方向に配列しているので、少量のエラストマーで横方向の伸縮特性を効率的に発揮させることができる。さらに、この複合シートは不織布９８とエラストマーとを接合したものなので、不織布９８の目付量が少なくてもその伸縮特性が損なわれることはなく、不織布９８の量も少なくすることができる。
【００４７】
なお、図３に示した例では、案内装置８１を経由した不織布９８を、そのままガイド円筒８３に供給した例を示した。ウェブを筒状にフォーミングする場合には、案内装置８１とガイド円筒８３との間でウェブの両側端同士を熱シールする機構を設ける場合が多い、しかし、ここでは不織布を筒状に加工するのが目的ではないので、シール機構は不要である。
【００４８】
このような製造装置では、不織布９８の幅とガイド円筒８３の内周長とが一致していることが理想である。しかし、実際には、不織布９８の端部の不揃い、または不織布９８の蛇行などにより、両者を完全に一致させることは難しい。そのため、不織布９８の幅をガイド円筒８３の内周長よりも大きくするのが望ましい。これは、不織布の幅が不足した場合、ガイド円筒８３の内側での不織布９８の両端間に隙間が生じてしまうためである。隙間の部分ではエラストマーが直接、ガイド円筒８３に噴射され、固着してしまう。エラストマーが固着した部分は、不織布上に噴射された部分と引っ張り合ってしまい、不織布の送りを阻害することになる。
【００４９】
また、エラストマーの性質により、不織布９８に噴射されたストランドは、遠心力により受けていた張力による伸びが開放されるため、不織布９８をストランドの軸線方向に収縮させる作用を持つ。このため、不織布９８の幅とガイド円筒８３の内周長とを一致させたとしても、この収縮作用によって、ガイド円筒８３の下部では不織布の幅が小さくなり隙間が生じる。以上より、不織布９８の幅を、ガイド円筒８３の内周長よりも大きくするのが現実的である。
【００５０】
また、不織布９８の収縮に伴う不足分が補えるように不織布９８の幅の余分な分が重なった部分は、熱シールせずに自由な状態のままガイド円筒８３に送り込むのが好ましい。
【００５１】
不織布９８にエラストマーストランドを噴射して得られた複合シートを、円筒形から平面形状に戻すためには、円筒形の不織布の側端を切り開くことが必要である。このために、不織布９８の送り方向に沿って不織布９８を切開するカッター（不図示）が設けられる。不織布９８を熱シールしていない場合でも、エラストマーがスパイラル状に連続しているため、展開するには必ず側端を切り開く必要がある。切り開いた不織布は、下方の展開装置８２によって平面的な形状に展開される。不織布９８の展開の際には、複数のカッターを用いて複数枚の複合シートに切り分けることも可能である。
【００５２】
噴射ヘッド８７から吐出させる材料としては、エラストマー以外のポリマー液、すなわちエラストマー以外の溶融状態の樹脂や、樹脂を溶液に溶かして濃厚液にしたものや、粉末を溶媒に分散させた溶液を用いることができる。
【００５３】
以上、フィラメントがおおよそ縦方向に配列された不織布上に、熱可塑性のエラストマーがフィラメントの配列方向と略直角な方向にストランド状に配列された複合シートを製造する方法および装置を説明した。このような製造装置では、上述したように図１のウェブ展開機構と同様な構成の展開装置８２が備えられている。したがって、円筒形状にフォーミングされた不織布９８の内側面にストランドを積層した後に積層体を円筒形状から平面形状に展開する際には、不織布９８の、ストランド側と反対側の面がガイド板８２ａに接して不織布９８が案内される。よって、積層体を平面形状に展開する工程では、不織布９８上のストランドに部材などが接触することがないので、ストランドが不織布９８から剥離することや、不織布９８上のストランドの配列が乱れるということがなくなる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のウェブ展開機構によれば、円筒形ガイドによって案内された円筒形状のウェブを平面形状に展開する展開手段が、そのウェブにおける円筒形ガイドに接していた面と接してウェブを案内しつつウェブを展開するガイド部材であることにより、例えば円筒形状のウェブの内側面にストランドを積層した積層体を円筒形状から平面形状に展開する際にそのようなウェブ展開機構を用いることで、ストランドをウェブから剥離させることなく、ウェブをガイド部材によって展開することができる。また、ストランドがウェブ上で配列している場合には、積層体を展開するときにストランドの配列が乱されるということがなくなる。
【００５５】
また、本発明の積層体の製造装置によれば、上記のウェブ展開機構が用いられているので、円筒形状のウェブの内側で紡糸ヘッドを回転させてウェブ上にストランドを積層した後に、ストランドをウェブから剥離させることなく、ガイド部材によって積層体を円筒形状から平面形状に安定して展開することができる。また、ウェブ上に積層されたストランドの配列が、積層体の展開工程で乱されるということがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るウェブ展開機構示す斜視図である。
【図２】図１に示した円筒形ガイドとガイド板の接続部、およびガイド板の形状について説明するための上面図および斜視図である。
【図３】図１に示したウェブ展開機構を備えた、積層体の製造装置を示す図である。
【図４】従来の展開機を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    円筒形ガイド
１ａ    開口端
２、８２ａ    ガイド板
２ａ    下流端
３    ウェブ
４    円
８０    フォーミング部
８１    案内装置
８２    展開装置
８３    ガイド円筒
８４    ピンチローラ
８５    エラストマー噴射部
８６    回転軸
８７    噴射ヘッド
８７ａ    開口
８７ｂ    ノズル
８８    供給パイプ
８９    プーリ
９０    ベルト
９１、９２    加熱器
９３    フレーム
９４    支持軸
９５    ローラ対
９６    巻き取りローラ
９８    不織布
９９    複合シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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