JP2013248715A - 不織布積層体の切断装置、及び、不織布積層体の切断方法、並びに、その方法で成形して製造された不織布束 - Google Patents

Abstract

【課題】多数層の不織布積層体を切断することができて、かつ、熱による融着や型崩れのない均一な切断面を成形することができる不織布積層体の切断装置、及び、不織布積層体の切断方法、並びに、その方法で成形して製造された不織布束を提供する。
【解決手段】不織布積層体２を搬送するベルトコンベア４と、搬送ベルト４ａの搬送面に垂直な方向から不織布積層体２を押圧するエアシリンダ５と、不織布積層体２を切断する引き切り用の切断刃７と、切断刃７を往復運動させる切断刃駆動装置８と、搬送される不織布積層体２を検知するセンサー６とを備え、エアシリンダ５で押圧された状態で搬送している不織布積層体２に、切断刃駆動装置８で移動している切断刃７を通過させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、多数層の不織布積層体を切断することができて、かつ、熱による融着や型崩れのない均一な切断面を成形することができる不織布積層体の切断装置、及び、不織布積層体の切断方法、並びに、その方法で成形して製造された不織布束に関する。

従来、複数の不織布の積層体や不織布と樹脂フィルムとの積層体を所定のパターンに切断するためにロータリダイカッターが用いられている（図８）。例えば、特許文献１に記載のロータリダイカッター１０１においては、周面に切断刃が設けられたダイロール１０２と、アンビルロール１０３とを有し、ダイロール１０２とアンビルロール１０３とが互いに圧接された状態で回転駆動される。

ダイロール１０２には、外周面１０４と、外周面１０４から半径方向へ突出する所定の切断パターンの切断刃１０５と、外周面１０４よりも半径が広げられた加圧周面１０６とを有して、加圧周面１０６がアンビルロール１０３の外周面１０４に当接しており、切断刃１０５と軸方向に対向している部分での加圧周面１０６の幅寸法が、切断刃１０５のパターンに応じて変化していることを特徴とするものである。

特許文献１に記載のロータリダイカッター１０１を採用すると、ワークの切断を長期間に渡って確実に行え、また刃先の組織破壊も防止できるようになる。

また、従来の不織布積層体は平抜きによる切断の成形も行われている。例えば、特許文献２に記載の不織布の切断・接合方法においては、所要形状の刃型と、前記刃型に不織布を押し当てる押型と、前記刃型を加熱する加熱手段とを用い、熱可塑性合成繊維からなる不織布を複数枚重ね合わせて前記刃型と押型との間に配置し、前記押型により不織布を刃型に押し当てて所要形状に切断した後、前記所要形状の不織布を刃型の内側に押込んで加圧した状態のまま、前記加熱手段で加熱した刃型から不織布の切断口に熱を加え、その熱を不織布の表面と平行な方向に伝導させることにより、該不織布の切断縁部を少なくとも１ｍｍの融着幅で熱融着するという手段が採用されている。

そのため、特許文献２に記載の不織布の切断・接合方法によれば、融着部を幅広く形成して接合強度を改善することができる。

特開２００４−２３７４０９号公報 特開平６−１５５６３６公報

しかしながら、従来のロータリダイカッター１０１を用いた不織布積層体の切断装置では、不織布積層体に対し切断刃で圧縮力を加えて不織布積層体を押し切りするため、不織布積層体の積層数が多くなると大きな圧縮力が必要となり、その結果、圧縮による熱が発生して切断面に融着を引き起こしてしまうことがある。

また、不織布積層体の積層数が多くなると不織布積層体が大きな変形を伴いながら切断するため切断面に型崩れを起こすという問題がある。

そのため、不織布の積層枚数は５枚程度に限られており、多数の不織布を積層した不織布積層体を効率よく、正確に切断成形することが困難であった。

また、従来の平抜きによる不織布積層体の切断方法では、刃型が加熱されていない場合は、従来のロータリダイカッター１０１を用いた場合と同様、多数枚の不織布からなる不織布積層体を切断することが困難である。

一方、刃型が加熱されている場合には、多数枚の不織布からなる不織布積層体を切断できるが、熱により切断面が融着してしまうため、切断面に熱融着のない不織布積層体を得ることが困難であった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、多数層の不織布積層体を切断することができて、かつ、熱による融着や型崩れのない均一な切断面を成形することができる不織布積層体の切断装置、及び、不織布積層体の切断方法、並びに、その方法で成形して製造された不織布束を提供することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の不織布積層体の切断装置は、不織布積層体を切断成形する不織布積層体の切断装置であって、前記不織布積層体を搬送する複数の搬送ベルトが第１の同一平面上で搬送方向に並列に配置された第１のベルトコンベアと、前記不織布積層体を挟んで前記搬送ベルトに対向して配置された、前記不織布積層体を押圧するエアシリンダと、前記搬送ベルトの搬送方向に平行な第２の同一平面上に形成され、かつ搬送方向の上流側に向いた刃先を有し、前記刃先の一部が常に前記搬送ベルトの間に位置する切断刃と、前記切断刃を接続して、前記切断刃の刃先を前記第２の同一平面上で搬送方向に平行ではない方向に移動させる切断刃駆動装置とを備え、前記エアシリンダで押圧された状態で搬送している前記不織布積層体に、前記切断刃駆動装置で移動している前記切断刃を通過させることを特徴としている。

請求項１に記載の不織布積層体の切断装置によれば、第１のベルトコンベアで搬送される不織布積層体を、不織布積層体を挟んで搬送ベルトに対向する位置からエアシリンダで押圧する。不織布積層体は、押圧固定した状態を保ちながら移動し、切断刃駆動装置で移動している切断刃を通過させて切断する。

切断刃は、搬送ベルトの間に配置されており、切断刃の刃先は、搬送ベルトの搬送方向に平行な第２の同一平面上にある。そのため、不織布積層体の切断中に、切断刃が、第２の同一平面上で搬送方向に平行ではない方向に移動すると、引き切りで切断されることになる。ここで、引き切りとは、切断刃の刃先を不織布積層体に滑らせながら切ることを意味する。

したがって、引き切りで切断することにより、不織布積層体に対して摩擦によるせん断力が加わり、圧縮力を低減させて切断できる。このように、不織布積層体に対する圧縮力を低減させて切断すると、不織布積層体の圧縮による熱の発生が低減でき、不織布積層体の切断面には熱による融着を防止できる。

請求項２に記載の不織布積層体の切断装置は、請求項１において、前記不織布積層体が押圧された状態の前記エアシリンダの移動方向及び移動速度が、前記第１のベルトコンベアの搬送方向及び搬送速度と同じであることを特徴としている。

請求項２に記載の不織布積層体の切断装置によれば、請求項１の効果に加えて、不織布積層体を押圧した状態のエアシリンダの移動方向及び移動速度が、前記第１のベルトコンベアの搬送方向及び搬送速度と同じであるため、不織布積層体の搬送速度を落とすことなく適切に搬送することができる。

請求項３に記載の不織布積層体の切断装置は、請求項１において、前記エアシリンダには第２のベルトコンベアが設けられ、前記第２のベルトコンベアは前記不織布積層体を挟んで前記搬送ベルトに対向する位置にあって、前記不織布積層体を押圧した状態における前記第２のベルトコンベアの移動方向及び移動速度が、前記第１のベルトコンベアの搬送方向及び搬送速度と同じであることを特徴としている。

請求項３に記載の不織布積層体の切断装置によれば、請求項１の効果に加えて、エアシリンダで不織布積層体を押圧した状態では、エアシリンダに設けられた第２のベルトコンベアの移動方向及び移動速度を、第１のベルトコンベアの搬送方向及び搬送速度と同じにすることによって、不織布積層体の搬送速度を落とすことなく適切に搬送することができる。エアシリンダは搬送方向に移動を伴わない簡略な動作を行う。そのため、装置の小型化やコストの削減が可能となる。

請求項４に記載の不織布積層体の切断装置は、請求項１乃至請求項３のうち何れか１つにおいて、前記切断刃駆動装置が、前記切断刃を往復運動させるためのクランク機構を備えたことを特徴としている。

請求項４に記載の不織布積層体の切断装置によれば、請求項１乃至請求項３のうち何れか１つの効果に加えて、切断刃が往復運動することによって不織布積層体を順次に切断できるため、切断成形の効率が高まる。

請求項５に記載の不織布積層体の切断装置は、請求項４において、前記切断刃は直線刃であって、前記直線刃の刃先は、前記搬送ベルトの搬送方向に平行で前記搬送ベルトの搬送面に垂直な同一平面上にあり、前記搬送ベルトの搬送面に垂直な方向と前記直線刃の刃先とのなす角が１０°〜１５°で、前記直線刃が前記搬送ベルトの搬送面に垂直な方向に移動することを特徴としている。

請求項５に記載の不織布積層体の切断装置によれば、請求項４の効果に加えて、搬送ベルトの搬送面に垂直な方向と前記直線刃の刃先とのなす角が１０°〜１５°であるため、不織布積層体の切断抵抗力が小さくなる。したがって、切断抵抗力が小さいため、直線刃の切れ味が向上し、不織布束の型崩れを防止できる。

請求項６に記載の不織布積層体の切断方法は、不織布積層体を搬送台に載せて搬送する工程と、前記搬送台の搬送面に垂直な方向から前記不織布積層体を押圧する工程と、切断刃の刃先を搬送方向と平行な同一平面上で搬送方向に平行ではない方向に移動させて前記不織布積層体を切断する工程とを備え、押圧された状態で搬送している前記不織布積層体を、前記切断刃の刃先を搬送方向と平行な同一平面上で搬送方向に平行ではない方向に移動させて、前記切断刃に通過させることによって切断することを特徴としている。

請求項６に記載の不織布積層体の切断方法によれば、不織布積層体は、押圧固定した状態を保ちながら搬送されながら、切断刃の刃先を搬送方向と平行な同一平面上で搬送方向に平行ではない方向に移動させて、前記切断刃に通過させるため、引き切りで切断されることになる。したがって、引き切りで切断することにより、不織布積層体に対して摩擦によるせん断力が加わり、圧縮力を低減させて切断できる。このように、不織布積層体に対する圧縮力を低減させて切断すると、不織布積層体の圧縮による熱の発生が低減でき、不織布積層体の切断面には熱による融着を防止できる。

請求項７に記載の不織布積層体の切断方法は、請求項６において、前記切断刃は直線刃であって、前記搬送台の搬送面に垂直な方向と前記直線刃の刃先とのなす角が１０°〜１５°で、前記直線刃が前記搬送台の搬送面に垂直な方向に移動することを特徴としている。

請求項７に記載の不織布積層体の切断方法によれば、請求項６の効果に加えて、搬送台の搬送面に垂直な方向と前記直線刃の刃先とのなす角が１０°〜１５°であるため、不織布積層体の切断抵抗力が小さくなる。したがって、切断抵抗力が小さいため、直線刃の切れ味が向上し、不織布束の型崩れを防止できる。

請求項８に記載の不織布束は、不織布積層体が押圧された状態で搬送されながら、切断刃で搬送方向の下流側から引き切りして形成されることを特徴としている。

請求項８に記載の不織布束によれば、熱による融着や型崩れのない均一な切断面を有するため、高品質の不織布製品を提供することができる。

本発明によれば、多数層の不織布積層体を切断することができて、かつ、熱による融着や型崩れのない均一な切断面を成形することができる不織布積層体の切断装置、及び、不織布積層体の切断方法、並びに、その方法で成形して製造された不織布束を提供することができる。

本発明の不織布積層体の切断装置のうち、エアシリンダがボックスモーション動作をする装置を示す図である。 本発明の不織布積層体の切断装置を用いて不織布束を製造するための構成を示す図である。 図２の不織布積層体の切断装置を拡大した図である。 本発明の不織布積層体の切断装置に１５本の切断刃を設けた場合の実施例で、搬送方向の上流から見た側面図である。 搬送ベルトの搬送面に垂直な方向と直線刃の刃先とのなす角を示す図である。 本発明に係る不織布積層体の切断方法のフローチャートである。 本発明に係る不織布積層体の切断装置のうち、エアシリンダにベルトコンベアが設けられた装置を示す図である。 従来のロータリダイカッターを示す図である。

以下、本発明を適用した具体的な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。

１．不織布積層体の切断装置１の構成
先ず、図１及び図２を参照して、不織布積層体２の切断装置１の構成について説明する。図１に示すように、不織布積層体２の切断装置１は、不織布積層体２を搬送するベルトコンベア４と、搬送ベルト４ａの搬送面に垂直な方向から不織布積層体２を押圧するエアシリンダ５と、不織布積層体２を切断する引き切り用の切断刃７と、切断刃７を往復運動させる切断刃駆動装置８と、搬送される不織布積層体２を検知するセンサー６とを主要部として備えている。

ベルトコンベア４は、３つのベルトコンベアから構成され、搬送方向に１列に配置されている（図１）。

ベルトコンベア４は、複数の搬送ベルトがそれぞれ搬送方向に並列に配置され、同時に搬送稼働されるように構成されている。各搬送ベルト間の間隔は、切断刃７が通過できるように、また、搬送ベルト幅は所定の切断間隔（不織布束３のベルトコンベア４のベルト幅方向の長さ）で切断できるように調整される。ベルトコンベア４の搬送距離は、不織布積層体２の切断を完了できるように調整される。

エアシリンダ５は、ベルトコンベア４の搬送ベルト４ａに対向した位置にあって、エアシリンダの押圧部は、ベルトコンベア４の搬送面から不織布積層体２の厚みよりも高い位置に配置される。

エアシリンダ５には２つのタイプあり、第１のタイプは、不織布積層体２を押圧しながら搬送方向に移動して、切断が完了すると切断前の位置に戻る動作を繰り返す、ボックスモーションタイプである（図２及び図３）。ボックスモーションタイプのエアシリンダ５の押圧面の幅は、所定の切断間隔で切断できるように調整され、押圧面の長さは不織布積層体２の切断開始から切断完了まで押圧状態を保てるように調整される。

ボックスモーションタイプのエアシリンダ５では、不織布積層体２を押圧した状態のエアシリンダ５の移動方向及び移動速度が、ベルトコンベア４の搬送方向及び搬送速度と同じであるため、不織布積層体２の搬送速度を落とすことなく適切に搬送することができる。

第２のタイプは、エアシリンダ５の押圧部にベルトコンベア５ａを設けたタイプであって、不織布積層体２を押圧した状態におけるベルトコンベア５ａの搬送方向及び搬送速度がベルトコンベア４の搬送方向及び搬送速度と同じであることを特徴とする、ベルトコンベアタイプである（図７）。

ベルトコンベア５ａのベルト幅は、所定の切断間隔で切断できるように調整され、ヘッドプーリ５ａ１とテールプーリ５ａ２との間の長さは、不織布積層体２の切断開始から切断完了まで押圧状態を保てるように調整される。

ベルトコンベアタイプのエアシリンダ５では、ボックスモーションタイプに比べて簡略な動作になるため、装置の小型化やコストの削減が可能となる。

センサー６は、周辺装置から送り出された不織布積層体２を検出できる位置に設置される。センサー６には、光電センサーが採用される。

切断刃７は、搬送方向に並列に並んだベルトコンベア４の間に位置する。不織布積層体の切断装置１は、複数の切断刃７をベルトコンベア４のベルト幅方向に並べて分割切断すると、切断加工の効率が向上する。図４は、不織布積層体の切断装置１に１５本の切断刃７を設けた実施例で、本発明の不織布積層体の切断装置１を搬送方向の上流から見た側面図である。

また、切断刃７は、直線刃や曲線刃などの引き切り用で、薄く平面状の刃が好ましく、刃先を長持ちさせるために摩耗の少ないセラミック製のものが好ましい。また、直線刃を用いる場合には、不織布積層体２を搬送方向の反対方向から切断できるように、直線刃の刃先を搬送方向に傾けて上昇しながら不織布積層体２を切断するのが好ましく、搬送ベルトの搬送面に垂直な方向と直線刃の刃先とのなす角φ（図５）が１０°〜１５°である場合は、切断抵抗が少ないため切れ味が良くなる。

切断刃駆動装置８は、切断刃７に接続され、クランク機構により切断刃７を上下運動の往復運動を行う。順次に不織布積層体２を送り出して切断できるため、切断成形の効率が高まる。

不織布積層体２は、不織布を厚さ方向に積層したもので、積層数は５０〜１００枚程度である。不織布は、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、これらの混合物、その他熱可塑性合成繊維からなる不織布で、主に肉汁や魚汁等の吸収シートとして使用される。

２．不織布積層体の切断装置１の動作及び不織布束３の製造方法
図２及び図３は、不織布積層体の切断装置１を用いた不織布積層体の切断方法により不織布束３を製造するための構成を示す図で、図中のエアシリンダ５は、ボックスモーションタイプである。

図６は、本発明の不織布積層体の切断方法のフローチャートである。以下、不織布積層体の切断装置１を用いて不織布束３を製造する方法について、図２，図３及び図５を参照して説明する。

不織布束３は、図２，図３及び図５に示すように、不織布の原反ロール１０を所定の間隔でロール幅方向に切断する原反シート切断工程（ステップＳＴ１）と、切断した不織布を不織布の厚さ方向に所定の枚数を積み重ねて不織布積層体２を作成する不織布積層体作成工程（ステップＳＴ２）と、不織布積層体２の切断装置１のベルトコンベア４で不織布積層体２を搬送する不織布積層体搬送工程（ステップＳＴ３）と、不織布積層体２の切断装置１のセンサー６が搬送されている不織布積層体２を検知するセンサー検知工程（ステップＳＴ４）と、エアシリンダ５を降下させて搬送ベルト４ａの搬送面に垂直な方向から不織布積層体２を押圧するエアシリンダ押圧工程（ステップＳＴ５）と、不織布積層体２を切断刃７で引き切りすることによって切断する不織布切断工程（ステップＳＴ６）と、エアシリンダ５を上昇させて押圧を解除するエアシリンダ押圧解除工程（ステップＳＴ７）とが実行されて製造される。

ステップＳＴ１では、周辺装置を用いて、不織布の原反ロール１０をロール幅１０００ｍｍで１００ｍｍ〜２００ｍｍの間隔でロール幅方向に切断する。

ステップＳＴ２では、周辺装置を用いて、ステップＳＴ１で切断した５０〜１００枚の不織布を不織布の厚さ方向に積み重ねて不織布積層体２を作成する。

ステップＳＴ３では、周辺装置を用いて、ステップＳＴ２で作成された不織布積層体２を切断装置１のベルトコンベア４に送り出して搬送する。

ステップＳＴ４では、不織布積層体２の切断装置１において、センサー６が、搬送されている不織布積層体２を検知すると、ステップＳＴ５に移行する。

ステップＳＴ５では、不織布積層体の切断装置１において、ボックスモーションタイプのエアシリンダ５を降下させて搬送ベルト４ａの搬送面に垂直な方向から不織布積層体２を押圧する。エアシリンダ５は不織布積層体２を押圧した状態でベルトコンベア４と同じ搬送方向及び同じ搬送速度で移動する。

ステップＳＴ６では、不織布積層体２の切断装置１において、切断刃駆動装置８により往復運動をしている切断刃７を、エアシリンダ５で押圧された状態で搬送される不織布積層体２に搬送方向の下流側から通過させて切断する。図２及び図３の図中の切断刃７は、直線刃である。直線刃を用いる場合には、搬送ベルトの搬送面に垂直な方向と直線刃の刃先とのなす角φ（図５）が１０°〜１５°になるように直線刃を傾けて、直線刃を不織布積層体２に通過させて切断する。切断開始から切断完了までの間、直線刃は、切断刃駆動装置８により搬送ベルトの搬送面に垂直な方向に移動する。このとき、直線刃は、不織布積層体２の４０〜５０ｍｍ上に刃先が出ていることが好ましく、切断刃７は１６ｍｍ動かすだけで切断できる。直線刃は、切断が完了すると切断前の位置に戻る。

ステップＳＴ７では、不織布積層体２の切断装置１のエアシリンダ５を上昇させて不織布積層体２の押圧を解除する。不織布積層体２は、引き続きベルトコンベア４で搬送され、一方、エアシリンダ５は切断前の位置に戻る。

以上のとおり、本発明に係る不織布積層体２の切断装置１及び切断方法によれば、引き切りで切断することにより、不織布積層体２に対して摩擦によるせん断力が加わり、圧縮力を低減させて切断できる。このように、不織布積層体に対する圧縮力を低減させて切断すると、不織布積層体の圧縮による熱の発生が低減でき、不織布積層体の切断面には熱による融着を防止できる。

また、本発明に係る不織布束３によれば、熱による融着や型崩れのない均一な切断面を有するため、高品質の不織布製品を提供することができる。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 不織布積層体の切断装置
２ 不織布積層体
３ 不織布束
４ ベルトコンベア
４ａ 搬送ベルト
５ エアシリンダ
５ａ ベルトコンベア
５ａ１ ヘッドプーリ
５ａ２ テールプーリ
６ センサー
７ 切断刃
８ 切断刃駆動装置
１０ 原反ロール
１０１ ロータリダイカッター
１０２ ダイロール
１０３ アンビロール
１０４ 外周面
１０５ 切断面
１０６ 加圧周面
φ 搬送ベルトの搬送面に垂直な方向と直線刃の刃先とのなす角

Claims (8)

1. 不織布積層体を切断成形する不織布積層体の切断装置であって、
   前記不織布積層体を搬送する複数の搬送ベルトが第１の同一平面上で搬送方向に並列に配置された第１のベルトコンベアと、
   前記不織布積層体を挟んで前記搬送ベルトに対向して配置された、前記不織布積層体を押圧するエアシリンダと、
   前記搬送ベルトの搬送方向に平行な第２の同一平面上に形成され、かつ搬送方向の上流側に向いた刃先を有し、前記刃先の一部が常に前記搬送ベルトの間に位置する切断刃と、
   前記切断刃を接続して、前記切断刃の刃先を前記第２の同一平面上で搬送方向に平行ではない方向に移動させる切断刃駆動装置とを備え、
   前記エアシリンダで押圧された状態で搬送している前記不織布積層体に、前記切断刃駆動装置で移動している前記切断刃を通過させることを特徴とする不織布積層体の切断装置。
2. 前記不織布積層体が押圧された状態の前記エアシリンダの移動方向及び移動速度が、前記第１のベルトコンベアの搬送方向及び搬送速度と同じであることを特徴とする請求項１に記載の不織布積層体の切断装置。
3. 前記エアシリンダには第２のベルトコンベアが設けられ、
   前記第２のベルトコンベアは前記不織布積層体を挟んで前記搬送ベルトに対向する位置にあって、前記不織布積層体を押圧した状態における前記第２のベルトコンベアの移動方向及び移動速度が、前記第１のベルトコンベアの搬送方向及び搬送速度と同じであることを特徴とする請求項１に記載の不織布積層体の切断装置。
4. 前記切断刃駆動装置が、前記切断刃を往復運動させるためのクランク機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか１つに記載の不織布積層体の切断装置。
5. 前記切断刃は直線刃であって、前記直線刃の刃先は、前記搬送ベルトの搬送方向に平行で前記搬送ベルトの搬送面に垂直な同一平面上にあり、前記搬送ベルトの搬送面に垂直な方向と前記直線刃の刃先とのなす角が１０°〜１５°で、前記直線刃が前記搬送ベルトの搬送面に垂直な方向に移動することを特徴とする請求項４に記載の不織布積層体の切断装置。
6. 不織布積層体を搬送台に載せて搬送する工程と、
   前記搬送台の搬送面に垂直な方向から前記不織布積層体を押圧する工程と、
   切断刃の刃先を搬送方向と平行な同一平面上で搬送方向に平行ではない方向に移動させて前記不織布積層体を切断する工程とを備え、
   押圧された状態で搬送している前記不織布積層体を、前記切断刃の刃先を搬送方向と平行な同一平面上で搬送方向に平行ではない方向に移動させて、前記切断刃に通過させることによって切断することを特徴とする不織布積層体の切断方法。
7. 前記切断刃は直線刃であって、前記搬送台の搬送面に垂直な方向と前記直線刃の刃先とのなす角が１０°〜１５°で、前記直線刃が前記搬送台の搬送面に垂直な方向に移動することを特徴とする請求項６に記載の不織布積層体の切断方法。
8. 不織布積層体が押圧された状態で搬送されながら、切断刃で搬送方向の下流側から引き切りして形成される不織布束。

Images