JP2014145139A - 開繊物の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】繊維トウの予備開繊ユニット20、予備開繊物を開繊する開繊ユニット2、開繊物をシートに成形するための成形ユニット3を備えた開繊物の製造装置。
【選択図】図1
Description
セルロースアセテートフィラメントのトウは、糸に膨らみをもたせ、紡績作業を容易にするため、捲縮が付与されている。捲縮されたフィラメントは、立方体の梱包容器内にベール状に梱包された状態で、脱気・圧縮された状態で輸送される。そして、最終製品の製造時には、ベールからフィラメントを取り出した後に開繊し、その後、所望形状に成形される。
特許文献10には、フィルタートウを開繊するために使用するトウトランスポートジェットが記載されている。トウトランスポートジェットの出口には、開口部方向に内径が拡大されているトランペットガイドが接続されることが記載されている(段落番号0036)。
長尺状繊維トウの予備開繊ユニット(1)、予備開繊物を開繊する開繊ユニット(2)、開繊物をシートに成形するための成形ユニット(3)を備えた開繊物の製造装置であって、
前記開繊ユニットが、第1筒状部(110)と第2筒状部(120)を有するトウトランスポートジェット(100)からなるものであり、
第1筒状部(110)が、円錐形状のトウ導入部(111)と、トウ導入部(111)から延ばされた内側チューブ部(113)を有するものであり、
第2筒状部(120)が、外部の空気供給源と接続される空気注入口(126)を備えた円筒本体部(121)と、円筒本体部(121)から延ばされた外側チューブ部(122)と、円筒本体部(121)と外側チューブ部(122)との境界部に形成された円錐状の傾斜面部(123)を有するものであり、
第1筒状部(110)と第2筒状部(120)が、
少なくとも第1筒状部(110)の内側チューブ部(113)の先端開口部(114)が第2筒状部(120)の傾斜面部(123)内に位置し、かつ第1筒状部(110)と第2筒状部(120)の中心軸が一致するようにして組み合わされ、
第1筒状部(110)の先端開口部(114)と第2筒状部(120)の傾斜面部(123)の内周面(123a)との間に環状空間からなる加圧空気噴出口(131)が形成されているものである、開繊物の製造装置と、それを使用する開繊物の製造方法を提供する。
このため、装置全体を小型化することができ、装置自体の価格も低減させることができるほか、製造工程を簡略化できることから、製造コストも低減させることができる。
本発明の開繊物の製造装置を使用する開繊物の製造方法は、各ユニットに対応した製造工程を経て製造される。
なお、以下においては、予備開繊ユニット1側を上流とし、成形ユニット3側を下流として説明する。
予備開繊ユニット1において、1対のロール11と1対のロール12間に繊維トウベールから取り出した、捲縮された繊維トウ10を連続的に通しながら、予備開繊する。
予備開繊しない場合には、繊維トウ10は開繊ユニット2において十分な張力を得ることができない。
ロール11とロール12のロール比は、例えば、1〜3、好ましくは1.1〜2.5、さらに好ましくは1.2〜2程度であってもよい。
予備開繊ユニット1と予備開繊工程は、特開2008−255529号公報の段落番号45〜46に記載されたものと同じものにすることができる。
なお、予備開繊工程は繊維トウ10を挟み込み、繊維トウ10の動きを制御できる方法であれば何れでもよく、例えばエアー圧により狭いスリット部の強く押し付けられるような構造を有するものでも良い。
具体的には、セルロースエステル系繊維(セルロースモノアセテート、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネートなどのセルロースアセテート系繊維など)、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリル系繊維、オレフィン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維等を例示できる。繊維は単繊維であってもよく複合繊維であってもよく混紡繊維であってもよい。特に、セルロースアセテート系繊維が好ましい。
次に、予備開繊された繊維トウを開繊ユニット2においてガス流で開繊する。
開繊ユニット2の構造について説明する。
開繊ユニット2は、第1筒状部110と第2筒状部120を有するトウトランスポートジェット(以下「TTジェット」と称する)100を使用している。
TTジェット100は、特開2012−239437号公報に記載されたものと同じものを使用することができる。
トウ導入部111と内側チューブ部113の間には、第2筒状部120と一体化させるための筒状の接合部112が形成されている。
第1筒状部110の先端開口部114の形状は円形または楕円形であるが、円形が好ましい。
先端開口部114を楕円形にするときは、内側チューブ部113の先端開口部114に近い部分を含めて楕円形にする。
第2筒状部120の出口125の形状は円形または楕円形であるが、円形が好ましい。
出口125を楕円形にするときは、外側チューブ部122の出口125に近い部分を含めて楕円形にする。
加圧空気噴出口131の幅は0.5〜3mmの範囲から選択することができ、1〜2mmの範囲が好ましい。加圧空気噴出口131の幅は前記範囲内において調整することができるが、TTジェット100の使用中は一定の幅に固定される。
第1筒状部110の接合部112の外周面112aに形成されたネジ部と、第2筒状部120の本体部121の内周面121aに形成されたネジ部とをネジ合わせることで、第1筒状部110のチューブ部113の先端と第2筒状部120の傾斜面部123の内周面123aとの間に形成される環状間隙131の隙間(面積)の調整を容易にすることができる。なお、微調整ができるようにするため、ネジのピッチ間隔を1mm程度にすることが好ましい。
第1筒状部110と第2筒状部120をネジ合わせて固定する方法は制限されるものではないが、第1筒状部110と第2筒状部120を組み合わせる前に、第1筒状部110のネジ部にネジ部を有するロックリング140を入れて、第1筒状部110と第2筒状部120をネジ合わせて固定するようにすることができる。
要件(A):第1筒状部110の内側チューブ部113の中心軸(X)と、傾斜面部123の内周面123aの接線から形成される角度αが30°以下であること。
要件(B):第2筒状部120の外側チューブ部122の出口125における内径(d1)が8〜26mmであること。なお、内側チューブ部113の内径が均一であるときは、出口125における内径と内側チューブ部113の内径は同じになる。
さらにTTジェット100は、第1筒状部110の内側チューブ部113の出口114における内径(d2)が8〜20mmであるものが好ましい。
さらにTTジェット100は、第1筒状部110の内側チューブ部113の出口114における内径(d2)が8〜20mmであるものがより好ましい。
d1とd2は、d1≧d2であることが好ましい。
このように第1筒状部110にて一旦収束させることで繊維同士の絡み合いが向上され、形状維持性が高められる。
そして、特開2008−255529号公報の図1、図2に示されたリザーバー8、特開2012−239437号公報に記載されたTTジェットの出口に接続されたトランペットガイドを設けることなく、TTジェット100(第2筒状部120の出口125)から直ちに開放系に移行させることで、嵩高く、ふんわりとした感触の開繊物を得ることができる。
成形ユニット3は、1対のローラ13と1対のローラ14の組み合わせからなるものである。
成形ユニット3における開繊物の成形工程は、特開2008−255529号公報の段落番号0063〜0066と同様にして実施することができる。
本発明の開繊物の製造装置を使用して、開繊物からなる使い捨て紙おむつ、生理用品などの衛生材料用吸収体の製造材料を製造するときには、図1に示す製造装置に対して、さらに粒状吸水剤の添加ユニットを追加する。
粒状吸水剤の添加ユニットは、図1の位置Aまたは位置Bにおいて粒状吸水剤(周知のSAPなど)が添加できるように設置することができる。なお、粒状は、粉末状乃至は粒状までを含むものであり、吸水剤として使用できるものであれば粒径は制限されるものではない。
粒状吸水剤の添加ユニットは、所定量の粒状吸水剤を繊維トウ10または開繊物10aに対して添加できるものであればよい。
位置Aの場合には、未開繊の繊維トウ10に対して粒状吸水剤を添加する。
位置Bの場合には、開繊物10aに対して粒状吸水剤を添加する。
その他、TTジェット100内において粒状吸水剤を添加できるようにすることもできる。
そのため、このような開繊物は、使い捨てオムツや生理用ナプキンなどの衛生材料用吸収体として用いたとき、尿などの液体を、中央部で効率よく吸収して、液体が周囲に広がることにより不快感(またはかぶれなど)を有効に防止できるとともに、尿などの液体の漏れも効果的に防止することができる。
そのため、開繊したトウ(開繊物)を用いた吸収体では、SAPなどの吸水剤が開繊トウの中に留まり易くなり脱落が防止できると共に、必要に応じてより微細な粉末のSAPを用いることも可能となる。
微細な粉末のSAPを用いた場合は、吸収体全体に均一に分布させることができるため、セルロースアセテートの高い分配性と相まって、吸収性能が大幅に改善され、また、逆漏れも防止できる。
セルロースアセテートのトウ(単繊維繊度2.2d、Y字状断面、トータルデニール3万)を用いて(供給重量0.494〜0.558g/10cm)、図1および図2の製造装置により開繊物を製造した。
予備開繊後の予備開繊物の幅は約200mmであった。
先端開口部114と出口125は円形である。
第2筒状部材120に供給される圧縮空気の圧力(ジェット圧)は、0.05MPaであった。
図1の製造装置において、第2筒状部材120の出口125にさらに特開2008−255529号公報の図1および図2に示されたリザーバ8を取り付けた装置を使用し、実施例1と同様に開繊物を得た。
図1の予備開繊ユニット、TTジェットに代わる拡厚装置(特開2006−6741号公報の図1に示されているニップロール3、4、5と同じもの)、成形ユニットを組み合わせた装置を使用して、開繊物を得た。
図1の予備開繊ユニットと成形ユニットを組み合わせた装置を使用して、開繊物を得た。
実施例および比較例の開繊物を手で触ったときの感触で評価した。
◎:非常に柔らかく膨らんでおり、ふんわりした感触
○:膨らみは少ないが、ふんわりした感触
△:膨らみが少なく、ふんわり感が乏しい
×:全く膨らみがない
実施例および比較例の開繊物の断面を目視で観察し、中央部(両端0.5cmを除いた部分)の中で厚み最大値と最小値の平均値を計測した。
◎:厚みの平均値が2.0cm以上
○:厚みの平均値が1.0cm以上2.0cm未満
△:厚みの平均値が0.5cm以上1.0cm未満
×:厚みの平均値が0.5cm未満
実施例および比較例の開繊物2g(10×30cm;坪量67/m2)の全面に質量0.5kg荷重を10分間かけた後、荷重を取り去ったのち、復元率を算出した。
復元率=荷重開放時の厚み/無荷重下の厚み×100
◎:90%以上
○:70%以上90%未満
△:50%以上70%未満
×:50%未満
実施例および比較例の開繊物の上方から、直径0.2mmから0.8mm程度の分布のある粒子7.5gを添加した後、振動を加えた際に開繊物を通過して下方に漏れ出た量(透過量)を計量し、透過率を算出した。振動は、振動機(回転数2000r/m)で3分間加えた。
透過率(%)=透過量/添加量×100
◎:5%未満
○:5%〜10%未満
△:10%〜15%未満
×:15%以上
実施例および比較例の開繊物を手で触ったときの崩れ具合を感覚で評価した。
◎:繊維同士の絡み合いが強く、形状が崩れ難い
○:繊維同士の絡み合いがやや強く、形状がやや崩れ難い(◎評価よりも少し劣るレベル)
△:繊維同士の絡み合いが弱く、引っ張ると簡単にほぐれる
×:繊維同士の絡み合いが殆どなく、形状を保てない
そして、本発明の製造装置は、比較例1の装置で必須となっているリザーバを使用していないため、その分だけ製造コストを低減することができる。
2 開繊ユニット
3 成形ユニット
Claims (6)
- 長尺状繊維トウの予備開繊ユニット(1)、予備開繊物を開繊する開繊ユニット(2)、開繊物をシートに成形するための成形ユニット(3)を備えた開繊物の製造装置であって、
前記開繊ユニットが、第1筒状部(110)と第2筒状部(120)を有するトウトランスポートジェット(100)からなるものであり、
第1筒状部(110)が、円錐形状のトウ導入部(111)と、トウ導入部(111)から延ばされた内側チューブ部(113)を有するものであり、
第2筒状部(120)が、外部の空気供給源と接続される空気注入口(126)を備えた円筒本体部(121)と、円筒本体部(121)から延ばされた外側チューブ部(122)と、円筒本体部(121)と外側チューブ部(122)との境界部に形成された円錐状の傾斜面部(123)を有するものであり、
第1筒状部(110)と第2筒状部(120)が、
少なくとも第1筒状部(110)の内側チューブ部(113)の先端開口部(114)が第2筒状部(120)の傾斜面部(123)内に位置し、かつ第1筒状部(110)と第2筒状部(120)の中心軸が一致するようにして組み合わされ、
第1筒状部(110)の先端開口部(114)と第2筒状部(120)の傾斜面部(123)の内周面(123a)との間に環状空間からなる加圧空気噴出口(131)が形成されているものである、開繊物の製造装置。 - 第1筒状部(110)の内側チューブ部(113)の中心軸(X)と、傾斜面部(123)の内周面(123a)の接線から形成される角度αが30°以下であり、
第2筒状部(120)の外側チューブ部(122)の出口(125)における内径(d1)が8〜26mmである、請求項1記載の開繊物の製造装置。 - さらに粒状吸水剤の添加ユニットを備えている、請求項1記載の開繊物の製造装置。
- 前記開繊物が衛生材料用吸収体として使用するものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の開繊物の製造装置。
- 請求項1または2記載の開繊物の製造装置を用いた開繊物の製造方法であって、
長尺状繊維トウの予備開繊ユニットに捲縮された長尺状繊維トウを連続的に通しながら予備開繊する工程、
開繊ユニットにおいて予備開繊された繊維トウをガス流で開繊する開繊工程、
成形ユニットにおいて開繊された繊維トウをシートに成形する工程を有している、開繊物の製造方法。 - 請求項3記載の開繊物の製造装置を用いた開繊物の製造方法であって、
長尺状繊維トウの予備開繊ユニットに捲縮された長尺状繊維トウを連続的に通しながら予備開繊する工程、
開繊ユニットにおいて予備開繊された繊維トウをガス流で開繊する開繊工程、
成形ユニットにおいて開繊された繊維トウをシートに成形する工程を有しており、
予備開繊する工程と開繊する工程の間、開繊工程中、開繊工程と成形工程の間において粒状吸水剤の添加ユニットにより粒状添加剤を添加する、開繊物の製造方法。
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