JP2011190562A

JP2011190562A - ワーク処理装置

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Publication number: JP2011190562A
Application number: JP2010059939A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Nakamura; 太志中村; Shinichi Ishikawa; 慎一石川; Atsushi Okuda; 淳奥田
Original assignee: Unicharm Corp
Current assignee: Unicharm Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: EP2547818A4; CN102803595A; JP5520096B2; EP2547818A1; US20120325619A1; WO2011114730A1

Abstract

【課題】加圧蒸気の温度を低下させることなく、ワーク表面に均一に噴射することのできる噴射装置を備えたワーク処理装置の提供。
【解決手段】機械方向ＭＤ及びそれに直交する交差方向ＣＤと、ワーク１１を機械方向へ搬送する搬送手段１２と、ワーク１１に過熱した加圧蒸気を吹き付ける噴射装置１４とを含むワーク処理装置１０において、噴射装置１２が、交差方向ＣＤへ配列された複数の噴射孔３１を有する下面３２を有し、搬送手段１２は、可撓性を有し、ワーク１１を挟持して機械方向ＭＤへ搬送する、ワーク１１の上面側に位置する第１メッシュベルト１２ａとワーク１１の下面側に位置する第２メッシュベルト１２ｂとから形成されており、下面３２が第１メッシュベルト１２ａと摺接し、かつ、第１及び第２メッシュベルト１２ａ，１２ｂのうちの少なくとも第１メッシュベルト１２ａを下方に向かって湾曲させている。
【選択図】図７

Description

本発明は、繊維ウエブや吸収体等のワークの処理装置に関し、さらに詳しくは、加圧蒸気を噴射する噴射装置を備えたワーク処理装置に関する。

従来、噴射プレートから加圧蒸気をワークに向かって噴射する噴射装置を備えたワーク処理装置は公知である。例えば、特許文献１には、上下の繊維ウエブ間に吸収材料を介在させてなる積層シートに噴射孔から噴射した加圧蒸気を吹き付け、吸収材料を湿潤状態に保ったままプレス加工をするワーク処理装置が開示されている。また、特許文献２には、ワークを上下に位置する２つのメッシュベルトに挟持させた状態で機械方向へ搬送し、ワーク表面に加圧蒸気を噴射する噴射装置を備えたワーク処理装置が開示されている。

特開昭５４−１２３２９３号公報特開２００４−２３８７８５号公報

特許文献１に開示のワーク処理装置では、吸収材料を湿潤状態に保ったままプレス加工をすることができるので、吸収材料の上面に位置する繊維ウエブと吸収材料とが密着し、上面からの粉体の漏れを防止することができるとともに、積層シートが硬化することはない。また、特許文献２に開示のワーク処理装置では、メッシュベルトの開口を通過してワークに加圧蒸気が噴射されるので、ワーク表面を傷めることなく、噴射処理することができる。

しかし、特許文献１及び２に開示のワーク処理装置では、噴射孔とワークとが所与寸法離間していることから、加圧蒸気が噴射孔から噴射されてワークに到達するまでの間に冷却され、水玉状となって積層シート上に付着して、繊維ウエブ間に介在された吸収材料に加圧蒸気が到達しないおそれがある。また、特許文献２において、仮に、加圧蒸気の温度低下を防止するために、メッシュベルトと噴射孔とを摺接させた状態でワークに加圧蒸気を噴射しても、メッシュベルトが編み込みによって形成されている場合には、表面に凹凸があるので当接する部位が非均一となり、均一に一定温度の加圧蒸気をワークに吹き付けることができない。

本発明の目的は、従来のワーク処理装置の改良にあり、加圧蒸気の温度を低下させることなくワーク表面に均一に噴射することのできる噴射装置を備えたワーク処理装置の提供にある。

前記課題を解決するために、本発明が対象とするのは、機械方向及びそれに直交する交差方向と、ワークを前記機械方向へ搬送する搬送手段と、前記ワークに過熱した加圧蒸気を吹き付ける噴射装置とを含むワーク処理装置である。

本発明の特徴とするところは、前記噴射装置が、前記交差方向へ配列された複数の噴射孔を有する下面を有し、前記搬送手段は、可撓性を有し、前記ワークを挟持して前記機械方向へ搬送する、前記ワークの上面側に位置する第１メッシュベルトと前記ワークの下面側に位置する第２メッシュベルトとから形成されており、前記下面が前記第１メッシュベルトと摺接し、かつ、前記第１及び第２メッシュベルトのうちの少なくとも前記第１メッシュベルトを下方に向かって湾曲させていることにある。

本発明の他の実施態様の一つとして、前記第２メッシュベルトの下方における前記噴射装置と対向する部位には、前記機械方向において所与寸法離間して配置された一対の搬送ロールが配置されており、前記一対の搬送ロールによって前記搬送手段が僅かに上方へ持ち上げられ、前記一対の搬送ロール間に位置する領域には他の部位に比して高いテンションがかかるようにされており、前記領域において前記噴射装置の前記下面が前記第１メッシュベルトと摺接している。

本発明の他の実施態様の一つとして、前記噴射装置の前記下面は、前記機械方向の上流側の側縁から前記機械方向の中央部に向って下り勾配であって、かつ、前記中央部はほぼ水平に形成されており、前記中央部の前記上流側の縁部が曲状である。

本発明の他の実施態様の一つとして、前記噴射装置の前記機械方向における両側のうちの少なくとも上流側において、前記領域に前記上流側からの空気が流入することを防止するための隔離壁が設けられている。

本発明の他の実施態様の一つとして、前記隔離壁が前記搬送手段に摺接している。

本発明の他の実施態様の一つとして、前記噴射装置および前記搬送手段の前記領域を取り囲む加熱ボックスが配置されている。

本発明に係るワーク処理装置によれば、噴射装置の下面が第１メッシュベルトに摺接し、かつ、第１メッシュベルトを下方に向かって湾曲させることから、噴射孔とワークとの離間距離が実質的になく、加圧蒸気の温度を低下させることがないとともに、噴射効率に優れている。また、単に摺接するのみならず、噴射装置の下面が第１メッシュベルトを下方に向かって湾曲状に変形させる程度に第１メッシュベルトに摺接するので、メッシュベルトの表面に凹凸があっても、一定温度の加圧蒸気を均一にワーク表面に噴射することができる。

本発明の第１実施形態におけるワーク処理装置の一部を示す斜視図。蒸気誘導部の斜視図。噴射プレートの斜視図。図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。図４の一点鎖線Ｖで囲んだ領域の部分拡大図。図３のＶＩ−ＶＩ線断面図。図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図。本発明の第２実施形態におけるワーク処理装置の一部側面図。本発明の第３実施形態におけるワーク処理装置の一部側面図。本発明の第４実施形態におけるワーク処理装置の一部側面図。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態におけるワーク処理装置１０の一部を示す斜視図、図２は、蒸気誘導部２０の斜視図、図３は、噴射プレート２１の斜視図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は、図４の一点鎖線Ｖで囲んだ領域の部分拡大図、図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線断面図、図７は、図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

各図において、ワーク処理装置１０の機械方向をＭＤ、機械方向ＭＤに直交する交差方向をＣＤで示している。

図１〜３に示すとおり、ワーク処理装置１０は、繊維ウエブ等のワーク１１を機械方向ＭＤに搬送する搬送手段１２と、複数の噴射孔３１（図３）を有し、搬送手段１２に向かって過熱された加圧蒸気を噴出する噴射装置１４とを含む。噴射装置１４と対向する搬送手段１２の下方には、噴射装置１４から噴射されて搬送手段１２及びワーク１１を通過した加圧蒸気を吸引するためのサクション手段１５が設けられている。ここに、ワーク１１とは、処理又は加工の対象である被処理物又は被加工物を意味し、本発明の実施形態では、例えば、熱可塑性の繊維ウエブ及び繊維ウエブ層に吸収材料を介在させてなる積層シートなど、おむつやナプキンなどの衛生用品の素材として用いられる公知の各種のシート材料を含む。

搬送手段１２は、一方向へ回転するエンドレスベルトであって、ワーク１１を上下面から挟み込んだ状態で機械方向ＭＤへ搬送する第１メッシュベルト１２ａと第２メッシュベルト１２ｂとによって構成されており、複数の搬送ロールによって駆動支持されて機械方向ＭＤへ走行している。具体的には、搬送手段１２は、その下方において、少なくとも噴射装置１４の機械方向ＭＤにおける両側に位置する一対の第１及び第２搬送ロール１６，１７によって駆動支持されている。なお、搬送手段１２によってワーク１１を挟持するだけでなく、それを厚さ方向に圧縮した状態で機械方向ＭＤへ搬送してもよい。

第１及び第２メッシュベルト１２ａ，１２ｂは、可撓性を有しており、例えば、ステンレス合金や青銅等で形成された金属製線材のメッシュベルト、ポリエステル繊維やアラミド繊維等を織り込んで形成されたプラスチック製のメッシュベルト、開口金属プレートで形成された金属製のベルト等を使用することができる。第１及び第２メッシュベルト１２ａ，１２ｂの開口率、線径、メッシュ度は、加圧蒸気の蒸気圧力、ワーク１１の種類、ワーク１１が繊維ウエブである場合には、その繊維密度などによって任意に設定しうるものであるが、本実施形態では、開口率が１０〜８５％、線径が０．０３〜５．０ｍｍ、メッシュ度が２〜６００のものを用いることができる。なお、第１及び第２メッシュベルト１２ａ，１２ｂは、その開口率及びメッシュ度が異なるものであってもよく、例えば、第１メッシュベルト１２ａのメッシュ度が第２メッシュベルト１２ｂのそれよりも高いものであってもよい。

噴射装置１４は、ボイラーなどの蒸気供給装置１８から送られた過熱された加圧蒸気が導入される蒸気供給管１９を有する蒸気誘導部２０と、蒸気誘導部２０に固定された噴射プレート２１とを含む。なお、所要の過熱された加圧蒸気を噴射する限りにおいて、噴射装置１４は、蒸気誘導部２０と噴射プレート２１とに分離されているものではなく、単一の部材で形成されていてもよい。

図２に示すとおり、蒸気誘導部２０は、略直方体状であって、その内部において加圧蒸気供給管１９が交差方向ＣＤに延びており、加圧蒸気供給管１９には、交差方向ＣＤにおいて所与寸法離間して並ぶ複数の管路２２が連通している。管路２２は、蒸気供給管１９の中心軸線よりも高い位置において連通されており、機械方向ＭＤの上流側に屈曲して下方へ延びている。蒸気誘導部２０の下面２３には、その周縁部に沿ってほぼ等間隔に螺子孔２４が設けられており、その中央部には、複数の管路２２の開口端２２ａ群の周縁部を囲繞する交差方向ＣＤへ長い凹条溝２５が形成されている。凹条溝２５には、加圧蒸気の漏出を防ぐためのＯリング２６が装着されている。

図３に示すとおり、噴射プレート２１は、矩形の板状であって、その上面、すなわち、蒸気誘導部２０の下面２３と対向する側には、その周縁部に沿って蒸気誘導部２０の螺子孔２４に対応する複数の開口２８が設けられており、蒸気誘導部２０と噴射プレート２１とが、それぞれの螺子孔２４及び開口２８を貫通するボルト（図示せず）によって固定されている。噴射プレート２１の中央部には、各管路２２の開口端２２ａと連通する凹陥状の蒸気流入部３０が設けられており、加圧蒸気が管路２２の開口端２２ａから蒸気流入部３０に流れ込んでいる。

図４〜６に示すとおり、蒸気流入部３０の底面には、交差方向ＣＤにほぼ千鳥状に並んだ複数の噴射孔３１が形成されている。また、噴射プレート２１の下面３２は、機械方向ＭＤの両側縁２１ａ，２１ｂから該方向の中央部に向かって延びる下り勾配であって、かつ、該中央部３３において略水平に形成されている。また、下面３２は、交差方向ＣＤの両側縁２１ｃ，２１ｄから段差状に延びており、下方へ凸となっている。噴射プレート２１の噴射孔３１の孔径、噴射孔３１間のピッチ等は、ワークの種類、加圧蒸気の所要の噴射力などによって任意に設定しうるものであるが、例えば、噴射孔３１の孔径は０．１〜０．２ｍｍ、噴射孔３１間のピッチは、０．５〜１０．０ｍｍであることが好ましい。噴射孔３１の形状は、断面円形のみならず、各種の断面角形状であってもよいし、噴射される加圧蒸気の収束性の向上と加工の容易化のために上部又は下部のうちのいずれか一方を逆円錐又は角錐形状にしてもよい。

図５に示すとおり、噴射プレート２１の下面３２では、中央部３３の上流側の縁部３３ａが曲状を有していることから、下面３２と第１メッシュベルト１２ａとの摩擦によるそれらの摩耗を抑えることができ、また、第１メッシュベルト１２ａの網目に中央部３３の縁部３３ａが引っ掛かって搬送できなくなるおそれもない。

図７に示すとおり、噴射装置１４の噴射プレート２１の下面３２は、第１メッシュベルト１２ａに摺接可能な状態でワーク１１に向かって加圧蒸気が噴射されている。具体的には、機械方向ＭＤにおいて、噴射装置１４の両側に位置する第１搬送ロール１６と第２搬送ロール１７とが搬送手段１２の所与部位をわずかに押し上げるように配置されており、噴射プレート２１の下面３２の直下に位置する、第１及び第２搬送ロール１６，１７間の領域Ｒに他の部位に比べて高いテンションがかけられるようになっている。噴射プレート２１の下面３２は、領域Ｒを下方へわずかに又は緩やかに湾曲させるように摺接しており、第１メッシュベルト１２ａはその一部が湾曲状に変形している。なお、図示するように、下面３２によって、通常、領域Ｒの全体、すなわち、第１メッシュベルト１２ａ、ワーク１１及び第２メッシュベルト１２ｂが下方へ湾曲するが、第１メッシュベルト１２ａの硬度よりも高い硬度を有する第２メッシュベルト１２ｂを用いることによって、第１及び第２メッシュベルト１２ａ，１２ｂのうちの少なくとも第１メッシュベルト１２ａのみが湾曲変形するようにしてもよい。また、図示していないが、噴射プレート２１の下面３２を第１及び第２搬送ロール１６，１７の中心軸１６ａ，１７ａよりも下方に位置させることによって、下面３２を第１メッシュベルト１２ａにさらに食い込むように摺接させることもできる。

かかる状態において、噴射プレート２１の下面３２の噴射孔３１から加圧蒸気をワーク１１に噴射するときには、噴射孔３１の開口端とワーク１１との離間距離が実質的にないので、噴射孔３１から噴射された加圧蒸気を漏らすことなくワーク１１に噴射でき、噴射効率が高い。また、ワーク１１の連続処理工程においては、搬送手段１２の移動によって機械方向ＭＤに空気が流れており、下面３２の噴射孔３１付近が冷却されやすく、かつ、噴射孔３１とワーク１１との間に離間距離がある場合には、加圧蒸気が冷却されて水滴となりワーク１１の表面に付着するおそれがあるが、本実施形態では、加圧蒸気が外気に接することなく直接ワーク１１に噴射されるので、加圧蒸気が冷却されて水滴となり、水滴がワーク１１表面に付着することはない。また、ワーク処理装置１０では、第１メッシュベルト１２ａを介して加圧蒸気をワーク１１に吹き付けているので、ワーク１１の形状や性状の変化に拘わらず、同一条件において、すなわち、噴射孔３１とワーク１１までの離間距離、加圧蒸気の温度、単位時間当たりの蒸気の噴射量を一定にして噴射処理をすることができる。なお、第１メッシュベルト１２ａを設けずに、噴射孔３１とワーク１１とを直接的に摺接させることによってワーク１１に水滴が付着するなどの事態を避けることも可能であるが、噴射プレート２１の噴射孔３１付近の温度がワーク１１の融点以上の場合にはワーク１１の一部が融着するおそれがあり、また、ワーク１１の厚さが一定でない場合には、一部において噴射プレート２１が摺接せず、加圧蒸気を安定的に吹き付けることができない。さらに、噴射プレート２１と摺接する部位の表面繊維が乱れ、製品の質が低下するおそれがある。

また、本実施形態では、前述のとおり、噴射プレート２１の下面３２を第１メッシュベルト１２ａに摺接させているのみならず、下面３２が、第１及び第２搬送ロール１６，１７間に位置する、他の部位に比して比較的にテンションの高い領域Ｒにおいて、第１メッシュベルト１２ａと摺接し、かつ、それを下方へわずかに湾曲するように変形させた状態で加圧蒸気を噴射しているので、たとえ第１メッシュベルト１２ａがポリエステル繊維等を編み込んで形成されており、その表面に凹凸があっても、ワーク１１に対して均一かつ確実に加圧蒸気を噴射することができる。噴射プレート２１の下面３２によって、搬送手段１２において少なくとも第１メッシュベルト１２ａを湾曲状に変形させるために、第１メッシュベルト１２ａの硬度は、噴射プレート２１の下面３２の剛性よりも低いことが好ましく、具体的には、噴射プレート２１の下面３２の硬度はＨｖ３００〜１２００であって、第１メッシュベルト１２ａの硬度は、それ以下であることが好ましい。

＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態を示すワーク処理装置１０の一部側面図である。なお、第２実施形態のワーク処理装置１０は、第１実施形態とそれと基本的構成においてほぼ同様であるので、相違する点についてのみ以下に述べる。

図８に示すとおり、本実施形態では、噴射装置１４の機械方向ＭＤにおける両側には、一対の隔離壁４０ａ，４０ｂが搬送手段１２から離間した状態で配設されている。隔離壁４０ａ，４０ｂが設けられていることによって、領域Ｒ近傍に滞留する空気の領域Ｒへの流入が妨げられ、下面３２の噴射孔３２付近の温度低下を抑えるとともに、噴射孔３１から噴射される加圧蒸気の温度の低下を抑えることができ、加圧蒸気を一定の温度に保った状態のままワーク１１に吹き付けることができる。なお、隔離壁４０ａ，４０ｂは、機械方向ＭＤの上流側または下流側のいずれか一方のみに配設されていてもよいが、ワーク１１の搬送される方向から空気が領域Ｒへ流入されやすいので、少なくとも上流側に位置する隔離壁４０ａを配設することが好ましい。

＜第３実施形態＞
図９は、本発明の第３実施形態を示すワーク処理装置１０の一部側面図である。なお、第３実施形態のワーク処理装置１０は、第１実施形態とそれと基本的構成においてほぼ同様であるので、相違する点についてのみ以下に述べる。

図９に示すとおり、本実施形態では、隔離壁４０ａ，４０ｂの下面が搬送手段１２である第１メッシュベルト１２ａに接した状態で配設されている。本実施形態の場合には、搬送手段１２の移動によって機械方向ＭＤから領域Ｒへ流れ込む空気を遮断することができるので、下面３２の噴射孔３１付近の温度低下を抑え、噴射孔３１から噴射される加圧蒸気の温度の低下をさらに抑えることができる。

＜第４実施形態＞
図１０は、本発明の第４実施形態を示すワーク処理装置１０の一部側面である。なお、第４実施形態のワーク処理装置１０は、第１実施形態とそれと基本的構成においてほぼ同様であるので、相違する点についてのみ以下に述べる。

図１０に示すとおり、本実施形態では、ワーク処理装置１０には、噴射装置１４全体及び搬送手段１２の領域Ｒを取り囲む加熱ボックス５０が配置されている。加熱ボックス５０は、ヒーター５１によってその内部が所定温度に維持されるように設定されており、搬送手段１２が通過するための一対のスロット５２が形成されている。噴射装置１４全体及び搬送手段１２の領域Ｒは、加熱ボックス５０によって外気が遮断され、加熱ボックス５０内部が一定の温度に維持されていることから、下面３２の噴射孔３１付近を所要の温度に一定に保つことができるとともに、噴射孔３１から噴射される加圧蒸気の温度が低下するおそれはなく、所与温度の加圧蒸気をワーク１１に吹き付けることができる。

なお、既述したように、本発明の処理装置１０は、特定の処理加工にのみ用いられるものではなく、比較的に融点の低い繊維どうしの融着加工、不織布シートの風合い加工や繊維油剤などの洗浄加工などの各種加工処理に用いることができる。

１０ワーク処理装置
１１ワーク
１２搬送手段
１２ａ第１メッシュベルト
１２ｂ第２メッシュベルト
１４噴射装置
１６第１搬送ロール
１７第２搬送ロール
３１噴射孔
３２下面
４０ａ，４０ｂ隔離壁
５０加熱ボックス
ＣＤ交差方向
ＭＤ機械方向
Ｒ領域

Claims

機械方向及びそれに直交する交差方向と、ワークを前記機械方向へ搬送する搬送手段と、前記ワークに過熱した加圧蒸気を吹き付ける噴射装置とを含むワーク処理装置において、
前記噴射装置が、前記交差方向へ配列された複数の噴射孔を有する下面を有し、
前記搬送手段は、可撓性を有し、前記ワークを挟持して前記機械方向へ搬送する、前記ワークの上面側に位置する第１メッシュベルトと前記ワークの下面側に位置する第２メッシュベルトとから形成されており、
前記下面が前記第１メッシュベルトと摺接し、かつ、前記第１及び第２メッシュベルトのうちの少なくとも前記第１メッシュベルトを下方に向かって湾曲させていることを特徴とする前記ワーク処理装置。
前記第２メッシュベルトの下方における前記噴射装置と対向する部位には、前記機械方向において所与寸法離間して配置された一対の搬送ロールが配置されており、前記一対の搬送ロールによって前記搬送手段が僅かに上方へ持ち上げられ、前記一対の搬送ロール間に位置する領域には他の部位に比して高いテンションがかかるようにされており、前記領域において前記噴射装置の前記下面が前記第１メッシュベルトと摺接している請求項１に記載のワーク処理装置。
前記噴射装置の前記下面は、前記機械方向の上流側の側縁から前記機械方向の中央部に向って下り勾配であって、かつ、前記中央部は略水平に形成されており、前記中央部の前記上流側の縁部が曲状である請求項１又は２に記載のワーク処理装置。
前記噴射装置の前記機械方向における両側のうちの少なくとも上流側において、前記領域に前記上流側からの空気が流入することを防止するための隔離壁が設けられている請求項１〜３のいずれかに記載のワーク処理装置。
前記隔離壁が前記搬送手段に摺接している請求項４に記載のワーク処理装置。
前記噴射装置および前記搬送手段の前記領域を取り囲む加熱ボックスが配置されている請求項１〜５のいずれかに記載のワーク処理装置。