JP2013249566A - 不織布製造装置、及び不織布製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な寸法の要求に対して、コストを抑えつつ細かな寸法違いにもばらつきなく対応できる不織布製造装置及び不織布製造方法を提供せんとする。
【解決手段】ノズル列２０を有するダイ２と、熱可塑性樹脂をダイ２に供給する樹脂供給手段３と、ダイ２のノズル列２０から押し出される熱可塑性樹脂に熱風を供給して繊維状に延伸する熱風供給手段４と、繊維状に延伸された熱可塑性樹脂を集積してその自己融着性により不織布のウェブ６を形成させるコンベアベルト５０を有するコレクタ５とを備え、ダイ２をコンベアベルト５０の移動方向に直交するウェブ幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に設け、これにより形成するウェブ６の幅寸法をダイ２の角度に応じた寸法に調整できるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイから押し出される熱可塑性樹脂を熱風で繊維状に延伸して不織布を製造する不織布製造装置及び不織布製造方法に関する。

近年、自動車などの機器に不織布が多用されるようになり、また自動車の車種も顧客の要求に応じて多様化しており、同じ用途の機器であっても自動車の車種によって不織布を使用する機器デザインが変わるケースが増えている。そのため、不織布についても、自動車メーカーなどから様々な寸法のものを少量ずつ要求される傾向にある。

不織布製造装置は、ダイのノズルヘッドの細孔から押し出される熱可塑性の樹脂を熱風で噴射することにより繊維状に延伸し、コンベア上に集積してその自己融着性によりウェブを形成させる溶融紡糸法である（例えば、特許文献１〜３参照。）。ダイはコンベアの移動方向に直交する方向、すなわち形成されるウェブの幅方向に沿うように配設され、前記細孔が多数配列したダイのノズル列は、同じくコンベアの移動方向に直交する方向に延びている。こうしてウェブとして得られる不織布の幅寸法は、スピンヘッドのノズル列の長さによって一定の幅に決定される。

このため、従来は、寸法に応じたダイを用意して交換したり、歩留まりのいい特定の車種の機器に合わせた幅の不織布を作ったうえで、他の寸法品の要求に対してはこれを更に切断する等して寸法を合わせて供給することで対応していた。しかしながら、寸法ごとにダイを交換する場合、交換作業が手間であるうえ多種のダイを用意するためのコストが嵩むことになり、その数も限界があり細かな寸法違いなどには対応できない。また、切断により寸法を合わせる場合、工程が増えるうえ切り取り歩留まりが悪くなり、製造コスト上昇の原因になるとともに寸法のばらつきも生じうるという問題がある。

特開平２−２８９１０７号公報 特開平９−４９１１１号公報 特開２００２−３８３２６号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、様々な寸法の要求に対して、コストを抑えつつ細かな寸法違いにもばらつきなく対応できる不織布製造装置及び不織布製造方法を提供する点にある。

本発明は、前述の課題解決のために、熱可塑性樹脂を押し出すノズル列を有するダイと、前記熱可塑性樹脂を前記ダイに供給する樹脂供給手段と、前記ダイのノズル列から押し出される熱可塑性樹脂に熱風を供給して繊維状に延伸する熱風供給手段と、前記繊維状に延伸された熱可塑性樹脂を集積してその自己融着性によりウェブを形成させるコンベアベルトを有するコレクタとを備え、前記ダイを、前記コンベアベルトの移動方向に直交する前記ウェブの幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に設け、これにより形成されるウェブの幅寸法を前記ダイの角度に応じた寸法に調整可能としたことを特徴とする不織布製造装置を構成した。

ここで、前記ダイの樹脂流入口部を、前記樹脂供給手段の樹脂供給口部に対して回動可能に取り付け、該取り付けの回動角度を調整することにより前記ダイの角度を変更可能としたものが好ましい。

具体的には、前記ダイの樹脂流入口部と前記樹脂供給手段の樹脂供給口部との取り付け構造を、フランジ同士の突き合わせ接続構造とし、該フランジ同士を角度を変えて固定可能としたものが好ましい。

更に、前記フランジ同士をクイックカップリングにより角度を変えて固定可能としたものも好ましい。

また、前記ダイが、前記ノズル列を挟んで両側から熱風が吹き出す前記熱風供給手段としてのスリットを設けたものが好ましい。

また、前記コレクタが、メッシュ状のコンベアベルトと、該ベルトの上面のエアーを裏面から吸引するサクションボックスとからなり、前記ダイに前記コンベアベルトを挟んで対向する前記サクションボックスの少なくとも吸引部を、同じく前記コンベアベルトの移動方向に直交する前記ウェブの幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に設けたものが好ましい。

特に、前記サクションボックスの少なくとも吸引部を、前記ダイの角度変更に連動して角度変更する連動機構を設けたものが好ましい。

また本発明は、熱可塑性樹脂を押し出すノズル列を有するダイと、前記熱可塑性樹脂を前記ダイに供給する樹脂供給手段と、前記ダイのノズル列から押し出される熱可塑性樹脂に熱風を供給して繊維状に延伸する熱風供給手段と、前記繊維状に延伸された熱可塑性樹脂を集積してその自己融着性によりウェブを形成させるコンベアベルトを有するコレクタとを設けるとともに、前記ダイを、前記コンベアベルトの移動方向に直交する前記ウェブの幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に設け、前記ダイの角度を変更することにより、形成されるウェブの幅寸法を前記ダイの角度に応じた寸法に調整する不織布製造方法をも提供する。

以上にしてなる本願発明に係る不織布製造装置及び不織布製造方法によれば、ダイをコンベアベルトの移動方向に直交するウェブの幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に設け、形成されるウェブの幅寸法を前記ダイの角度に応じた寸法に調整可能としたので、同じダイで様々な幅の不織布を製造することが初めて可能となり、多種のダイを用意して寸法に応じたものに交換する時間もコストも省け、細かな寸法違いなどにも対応でき、また切断による寸法合わせ等も省け、製造コストを著しく低減でき、寸法のばらつきもない均一な不織布を製造することができる。

また、ダイの樹脂流入口部を、樹脂供給手段の樹脂供給口部に対して回動可能に取り付け、該取り付けの回動角度を調整することにより前記ダイの角度を変更可能としたので、ダイの取り付け角度を変更しても樹脂の供給に何ら支障が生じず、且つスペースやコストの点でも効率のよい簡易な構造で実現できる。

また、ダイの樹脂流入口部と樹脂供給手段の樹脂供給口部との取り付け構造を、フランジ同士の突き合わせ接続構造とし、該フランジ同士を角度を変えて固定可能としたので、接続強度を十分に維持しつつ角度変更後もダイを安定した姿勢で保持できる。

また、前記フランジを、クイックカップリングにより角度を変えて固定可能としたので、角度変更作業を迅速に行うことができる。

また、ダイが、ノズル列を挟んで両側から熱風が吹き出す熱風供給手段としてのスリットを設けたものであるので、熱風供給用のスリットがノズル列と一体となって角度変更され、角度変更後も熱風を正確な位置に供給することができる。

また、コレクタが、メッシュ状のコンベアベルトと、該ベルトの上面のエアーを裏面から吸引するサクションボックスとからなり、前記ダイに前記コンベアベルトを挟んで対向する前記サクションボックスの少なくとも吸引部を、同じく前記コンベアベルトの移動方向に直交する前記ウェブの幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に設けたので、ダイの角度変更後もダイからの熱風及びその随伴流を確実に吸引し、均一な不織布を安定して得ることができる。

また、サクションボックスの少なくとも吸引部を、ダイの角度変更に連動して角度変更する連動機構を設けたので、作業負担・作業時間を著しく低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る不織布製造装置を示す説明図。 （ａ）は同じく不織布製造装置のダイをコンベアベルト移動方向に直交する方向に向けた状態で不織布を製造する様子を示す説明図、（ｂ）は同じくダイをコンベアベルト移動方向に直交する方向から所定角度θだけ傾けた状態で不織布を製造する様子を示す説明図。 （ａ）は同じくダイの樹脂流入口部と樹脂供給手段の樹脂供給口部との取り付け構造を示す平面図、（ｂ）は縦断面図。 （ａ）は取り付け構造の変形例を示す平面図、（ｂ）は縦断面図。 本発明の第２実施形態に係る不織布製造装置を示す説明図。 （ａ）は同じく不織布製造装置のダイ及びこれに対向するサクションボックスの吸引部をコンベアベルト移動方向に直交する方向に向けた状態で不織布を製造する様子を示す説明図、（ｂ）は同じくダイ及びサクションボックスの吸引部をコンベアベルト移動方向に直交する方向から所定角度θだけ傾けた状態で不織布を製造する様子を示す説明図。

まず、図１〜図４に基づき、本発明の第１実施形態を説明する。

本実施形態の不織布製造装置１は、図１及び図２に示すように、溶融ポリマー（熱可塑性樹脂）を押し出すノズル列２０を有するダイ２と、溶融ポリマーをダイ２に供給する樹脂供給手段３と、ダイ２のノズル列２０から押し出される溶融ポリマーに熱風を供給して繊維状に延伸する熱風供給手段４と、繊維状に延伸された溶融ポリマーを集積してその自己融着性により不織布のウェブ６を形成させるコンベアベルト５０を有するコレクタ５とを備えたメルトブロー不織布製造装置である。特に、ダイ２は、コンベアベルト５０の移動方向に直交するウェブ幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に設けられており、形成されるウェブ６の幅寸法は、ダイ２の角度に応じた寸法に調整される。

本例のダイ２は、樹脂流入口部２２から溶融ポリマーが押し出されるノズル列２０に向かって均一に溶融ポリマーを分配するためのＴ−ダイであり、ノズル列２０の両側に熱風が吹き出る図示しないエアースリットが設けられているスピンヘッドが構成されている。尚、本発明はこのような構造のダイに何ら限定されない。ノズル列２０の細孔２１は、ダイ２の断面に直角な方向に多数並んで配列されており、細孔２１の両側に図示しない熱風のスリット（吹き出し口）がノズル列２０に平行に設けられている。本例ではノズル列２０を一列とした例が図示されているが、複数列であっても勿論よい。

ノズル列２０の各細孔２１から押し出された溶融ポリマーは、両側のスリットから細孔２１の出口を挟むように吹き出る高速の熱風によって延伸され、細い繊維状となる。このように溶融ポリマーは各細孔２１から出て延伸され、繊維状になったうえで、コレクタ５のコンベアベルト５０上に集積し、不織布のウェブ６を形成する。

樹脂供給手段３は、ポリマー（熱可塑性樹脂）を溶融して押し出す押出機３１と、異物を除去するフィルタ３２と、ダイ２に連続的に定量の溶融ポリマーを送るためのギアポンプ３３と、端部にダイ２の樹脂流入口部２２に接続される樹脂供給口部３０を有し、ダイ２が取り付けられる支持配管部３４とより構成されており、ダイ２の樹脂流入口部２２が、支持配管部３４の樹脂供給口部３０に対して回動可能に取り付けられている。この取り付けの回動角度を変更することにより、図２（ａ），（ｂ）に示すようにダイ２の角度を調整することができる。

この回動可能なダイ２の取り付け構造８は、図３に示すように、樹脂流入口部２２のフランジ２３と樹脂供給口部３０のフランジ３５の突き合わせ接続構造であり、一方のフランジ３５に周方向に沿った所定角度範囲の長さを有する長孔３５ｂが設けられるとともに、他方のフランジ２３に前記長孔３５ｂを挿通したボルト（六角孔付ボルト）８０を螺合する螺孔２３ａが設けられたものである。これによりボルト８０を緩め、ダイ２を必要な角度だけ回転させた後、ボルト８０を締め付けるだけで角度変更が完了する。本例ではこれら長孔３５ｂと螺孔２３ａの組を均等な位置に４組設けているが、その数は特に限定されない。フランジ２３、３５の内周寄りには、溶融ポリマーが漏れ出ないようにＯリング８１がＯリング溝８２内に装着されている。容易に想像されるように極めて短時間の作業で角度変更を行うことが可能である。

このように本例では樹脂供給手段３の樹脂供給口部３０を有する支持配管部３４によりダイ２を回動可能に支持したものであるが、このような支持構造に何ら限定されるものではなく、樹脂供給手段３の樹脂供給口部３０はダイと一緒に回動可能とし、ダイ２を回動可能に支持する構造については樹脂供給手段３とは独立した支持体で構成することも可能である。また、本例ではダイ２の中心部に形成された樹脂流入口部２２を回動可能に支持する構造であり、この中心部を中心に回動する構造であるが、中心部である必要はなく、偏った位置や端部の位置で回動可能に支持したものも好ましい。特に、上記のとおり樹脂供給手段３とは独立した支持体でダイ２を支持する場合には設計自由度が増す。

また、取り付け構造８の他の例として、図４に示すように、フランジ２３、３５同士をボルト止めする代わりに、クイックカップリング８３を用いて固定する構造とすれば、より短時間の作業で角度変更を行うことが可能となる。すなわち、各フランジ２３、３５の外周端面を互いに接合する側に向けて次第に拡径するテーパー面となるようにそれぞれコニカルな構造とし、内周側にこれら各テーパー面に平行なテーパー面よりなる略Ｖ字状の凹溝８４ｃを有し、接合した両フランジの外周端面に亘って外側から被着されるクランプ８４をアイボルト８５と蝶ナット８６で締め付けるクイックカップリング８３を構成したものが好ましい。

この場合も同様に、フランジ２３、３５の内周寄りには、溶融ポリマーが漏れ出ないようにＯリング８１がＯリング溝８２内に装着されている。ダイ（スピンヘッド）２の角度を変えるにはクランプ８４の蝶ナット８６を少し緩め、ダイ２を必要な角度だけ回転させた後、蝶ナット８６を締めればよい。きわめて短時間作業である。その他、歯車及びモータで回動角度を自動制御できる構造など種々の構造を採用可能である。

熱風供給手段４は、公知のシステムを採用でき、本例では図１に示すようにコンプレッサ４０とダイ２をつなく配管途中に設けたヒータ４１とダイ２のノズル列２０を挟んで両側から熱風を吹き出す図示しないスリットとより構成されており、スリットはノズル列２０と一体となってダイ２とともに角度変更される。

コレクタ５は、メッシュ状のコンベアベルト５０と、該ベルトの上面側のエアーを裏面側から吸引するサクションボックス７０、７１とからなり、ダイ２のノズル列２０から出た溶融ポリマーはスリットからの熱風により延伸され、繊維流となってコンベアベルト５０の上に集積される。コンベアベルト５０は、駆動ローラ５５、ガイドローラ５６、テンションローラ５７、及びコンベアローラ５３、５４により矢印の方向に走行している。そのため、ダイ２の下方でコンベアベルト５０上に集積するポリマー繊維流は不織布のウェブ６となり、コレクタ５から排出され、カレンダロール５１を経て巻取り機５２で巻き取られる。

サクションボックス７０、７１は、繊維流のコンベアベルト５０への集積を確実にするため、また集積した繊維流を冷却するために設けられており、ブロア７２、７３でそれぞれ空気を吸引するように構成されている。特にサクションボックス７０は、ダイ２の真下で熱風及びその随伴流を吸引するために強力なブロア７２が接続されている。

本実施形態によれば、図２（ａ）に示すように、ダイ２のノズル列２０をコンベアベルト移動方向に直交する方向に向けた状態で製造される不織布のウェブ６の幅がノズル列の長さとほぼ同じ幅寸法ｗ₀であるのに対し、図２（ｂ）に示すように、ノズル列２０をコンベアベルト移動方向に直交する方向から所定角度θだけ傾けた状態では、繊維流は同じ長さのノズル列２０の各細孔２１からコンベアベルト５０上に落ちるが、得られる不織布ウェブ６の幅寸法ｗ₁は、およそｗ₀×ｃｏｓθとなり、ノズル列２０の長さよりも狭い幅の不織布を得ることができるのである。このようにダイ２（スピンヘッド）をコンベアベルト５０の走行方向に対して角度を振ることにより、同じダイ２でさまざまな不織布を得ることができるのである。

ここで、出来上がる不織布の性状については、ダイ２のノズル列２０から押し出される溶融ポリマーの量が同じであれば、図２（ａ）の場合に比べて（ｂ）の場合は幅方向の寸法が縮小される分だけ目付けが増えることになる。したがって、同じ目付けの寸法違いの不織布を得るのであれば、溶融ポリマーの押出し量を調整すればよい。

次に、図５及び図６に基づき、第２実施形態を説明する。

本実施形態では、コンベアベルト５０を挟んでダイ２と対向するサクションボックスとして、吸引側サクションボックス７０Ａと排気側サクションボックス７０Ｂより構成され、吸引部となる吸引側サクションボックス７０Ａは、排気側サクションボックス７０Ｂに対して、上記ダイ２と同様、ウェブ幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に支持されている。

通常、ノズル列２０真下のサクションボックス７０の吸引口の寸法は、コンベアベルト移動方向に沿った縦方向が、ノズル列の前後に５０ｍｍ〜７５ｍｍ、すなわち１００ｍｍ〜１５０ｍｍ、これに直交するウェブ幅方向に沿った横方向が、ノズル列の長さ＋数十ｍｍとされている。しかし、本発明ではダイ２の角度が変更されることから、サクションボックス７０にはその角度範囲をカバーできるより大きなサイズが必要となる。そうなると、ブロア７２も吸引力が大きなものが必要となる。

これに対し、本実施形態のように吸引側サクションボックス７０Ａをダイ２の角度に合わせて角度調整可能に構成すれば、ダイの寸法に応じた最小限の寸法としてもポリマー延伸のための熱風と随伴流の吸引を確実に行うことができ、均一な不織布を得ることができ、ブロア７２の大型化も回避できる。

本例では、吸引側サクションボックス７０Ａがより大きなサクションボックス７１の内に二重に設けられ、該吸引側サクションボックス７０Ａは下端部の支持筒７０ａによりサクションボックス７１の底壁に回動可能に取り付けられ、該支持筒７０ａを中心に回動するように構成されている。支持筒７０ａはサクションボックス７１の底壁を貫通して下側に設けられた排気側サクションボックス７０Ｂの内部空間に突出し、吸引側サクションボックス７０Ａと排気側サクションボックス７０Ｂの各内部空間が支持筒７０ａを通じて連通し、該排気側サクションボックス７０Ｂにブロア７２が接続されている。吸引側サクションボックス７０Ａは、ダイ２の角度変更に連動して自動的に同じ角度だけ回動する連動機構を設けたものが好ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら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なる形態で実施し得ることは勿論である。

１ 不織布製造装置
２ ダイ
３ 樹脂供給手段
４ 熱風供給手段
５ コレクタ
６ ウェブ
８ 取り付け構造
２０ ノズル列
２１ 細孔
２２ 樹脂流入口部
２３ フランジ
２３ａ 螺孔
３０ 樹脂供給口部
３１ 押出機
３２ フィルタ
３３ ギアポンプ
３４ 支持配管部
３５ フランジ
３５ｂ 長孔
４０ コンプレッサ
４１ ヒータ
５０ コンベアベルト
５１ カレンダロール
５２ 巻取り機
５３，５４ コンベアローラ
５５ 駆動ローラ
５６ ガイドローラ
５７ テンションローラ
７０，７０Ａ，７０Ｂ，７１ サクションボックス
７０ａ 支持筒
７２，７３ ブロア
８０ ボルト
８１ リング
８２ リング溝
８３ クイックカップリング
８４ クランプ
８４ｃ 凹溝
８５ アイボルト
８６ 蝶ナット

Claims (8)

1. 熱可塑性樹脂を押し出すノズル列を有するダイと、
   前記熱可塑性樹脂を前記ダイに供給する樹脂供給手段と、
   前記ダイのノズル列から押し出される熱可塑性樹脂に熱風を供給して繊維状に延伸する熱風供給手段と、
   前記繊維状に延伸された熱可塑性樹脂を集積してその自己融着性によりウェブを形成させるコンベアベルトを有するコレクタとを備え、
   前記ダイを、前記コンベアベルトの移動方向に直交する前記ウェブの幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に設け、
   これにより形成されるウェブの幅寸法を前記ダイの角度に応じた寸法に調整可能としたことを特徴とする不織布製造装置。
2. 前記ダイの樹脂流入口部を、前記樹脂供給手段の樹脂供給口部に対して回動可能に取り付け、該取り付けの回動角度を調整することにより前記ダイの角度を変更可能とした請求項１記載の不織布製造装置。
3. 前記ダイの樹脂流入口部と前記樹脂供給手段の樹脂供給口部との取り付け構造を、フランジ同士の突き合わせ接続構造とし、該フランジ同士を角度を変えて固定可能としてなる請求項２記載の不織布製造装置。
4. 前記フランジ同士をクイックカップリングにより角度を変えて固定可能としてなる請求項３記載の不織布製造装置。
5. 前記ダイが、前記ノズル列を挟んで両側から熱風が吹き出す前記熱風供給手段としてのスリットを設けてなる請求項１〜４の何れか１項に記載の不織布製造装置。
6. 前記コレクタが、メッシュ状のコンベアベルトと、該ベルトの上面のエアーを裏面から吸引するサクションボックスとからなり、前記ダイに前記コンベアベルトを挟んで対向する前記サクションボックスの少なくとも吸引部を、同じく前記コンベアベルトの移動方向に直交する前記ウェブの幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に設けてなる請求項１〜５の何れか１項に記載の不織布製造装置。
7. 前記サクションボックスの少なくとも吸引部を、前記ダイの角度変更に連動して角度変更する連動機構を設けてなる請求項６記載の不織布製造装置。
8. 熱可塑性樹脂を押し出すノズル列を有するダイと、
   前記熱可塑性樹脂を前記ダイに供給する樹脂供給手段と、
   前記ダイのノズル列から押し出される熱可塑性樹脂に熱風を供給して繊維状に延伸する熱風供給手段と、
   前記繊維状に延伸された熱可塑性樹脂を集積してその自己融着性によりウェブを形成させるコンベアベルトを有するコレクタとを設けるとともに、
   前記ダイを、前記コンベアベルトの移動方向に直交する前記ウェブの幅方向に対して傾斜する方向に角度変更可能に設け、
   前記ダイの角度を変更することにより、形成されるウェブの幅寸法を前記ダイの角度に応じた寸法に調整する不織布製造方法。

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