JP5891930B2

JP5891930B2 - 不織布製造装置

Info

Publication number: JP5891930B2
Application number: JP2012101058A
Authority: JP
Inventors: 有紀熊渕; 梨里藤戸
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: JP2013227703A

Description

本発明は、メルトブロー法により不織布を製造する製造装置に関するものである。

メルトブロー法により不織布を連続的に製造する製造装置が周知である（例えば特許文献１参照）。こうした製造装置は、熱風を生成する電気ヒータと、溶融樹脂を押し出す押出機と、樹脂通路と熱風通路とが形成されたメルトブロー部とを備えている。そして、押出機から押し出された溶融樹脂をメルトブロー部の樹脂通路を流通させてフィラメント状にして押し出すとともに、上記電気ヒータから供給される熱風をメルトブロー部の熱風通路に流通させて上記フィラメント状の溶融樹脂に吹き付けることにより、溶融樹脂が微細化されて紡出される。また、メルトブロー部の下方にはベルトコンベアやローラ等の集積部が設けられており、メルトブロー部から紡出される微細化された樹脂がこの集積部にて集積させれることで不織布が形成される。

特開平４―２５７３６２号公報

ところで、こうした従来の不織布製造装置では、上述したようにメルトブロー部に対して供給される熱風を電気ヒータ等の加熱装置によって生成する必要がある。そのため、熱風を生成するために多くの電力を要することとなり、不織布を製造する際のエネルギ消費量が大きなものとなっている。

本発明の目的は、不織布を製造する際に要するエネルギを低減することのできる不織布製造装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、本発明に従う不織布製造装置は、熱風を生成して供給する熱風供給部と、溶融樹脂をフィラメント状にして紡出するとともに前記熱風供給部から供給される熱風をこのフィラメント状の溶融樹脂に吹き付けるメルトブロー部と、前記メルトブロー部から紡出された樹脂を集積させて不織布を形成する集積部と、前記メルトブロー部から吹き出される熱風を前記熱風供給部に還流させる還流機構と、を備え、前記集積部は自転するローラであって、その外周面にて前記メルトブロー部から紡出された樹脂を集積させて不織布を形成し、前記ローラを挟んで前記メルトブロー部の反対側には同ローラから送り出される不織布を案内する案内空間を区画するとともに不織布から熱風を分離する一対の分離壁が設けられ、前記還流機構は、前記一対の分離壁のうちの少なくとも一方の分離壁と、同分離壁を挟んで前記案内空間とは反対側に設けられる外側壁とを備える熱風回収機を備え、前記熱風回収機の入口部は前記分離壁の先端部と前記外側壁の先端部とによって区画される。

こうした態様によれば、メルトブロー部から吹き出された熱風は還流機構を通じて熱風が熱風生成部に還流されるようになる。このため、熱風生成部において新気のみから熱風を生成する構成に比べて少ない熱量にて当該熱風を生成することができるようになる。従って、不織布を製造する際に要するエネルギを低減することができるようになる。

この場合、前記還流機構は熱風を前記熱風供給部に対して還流させる還流通路を備え、前記還流通路の途中には熱風に含まれる異物を濾過するフィルタが設けられるといった態様が好ましい。

この場合、前記熱風回収機は、前記外側壁の基端部と前記分離壁の基端部との間に接続されるとともに前記ローラの軸線方向に沿って延びる筒状の導入部を有するといった態様が好ましい。

また、前記外側壁の先端部は、前記メルトブロー部と前記ローラとの並び方向に対して直交する方向において前記ローラの最外径部よりも外側に位置するといった態様が好ましい。

また、前記熱風回収機は、その内部と外部とを連通する連通孔と、同連通孔の開度を変更可能な弁であって同連通孔を通じて外部に排出される熱風の流量を調節する調量弁を備えるといった態様が好ましい。

この場合、前記熱風回収機は、前記外側壁の基端部と前記分離壁の基端部との間に接続されるとともに前記ローラの軸線方向に沿って延びる筒状の導入部を有し、前記連通孔は前記分離壁の基端部と前記導入部との間に形成され、前記熱風回収機は前記連通孔から排出される熱風と前記案内空間内を案内される不織布とを隔絶する隔絶壁を備えるといった態様が好ましい。

また、前記還流機構の入口部は前記ローラの軸線方向において同ローラ全体にわたって延びているといった態様が好ましい。

本発明によれば、不織布を製造する際に要するエネルギを低減することができる。

本発明の一実施形態に係る不織布製造装置の概略構造を示す概略図。同実施形態のメルトブロー部及び熱風回収機の斜視構造を示す斜視図。同実施形態の作用を説明するための図であって調量弁が所定の開度とされているときの熱風回収機の断面構造を示す断面図。

以下、図１〜図３を参照して本発明を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、不織布製造装置は、溶融樹脂を押し出す押出機１５と、送風機１６と、送風機１６から送られる空気を加熱する加熱装置１７と、溶融樹脂を紡出するメルトブロー部１１とを備えている。このメルトブロー部１１には、溶融樹脂を流すための樹脂通路１２と、熱風を流すための一対の熱風通路１３ａ，１３ｂとが形成されている。これら一対の熱風通路１３ａ，１３ｂは樹脂通路１２を挟むとともに同樹脂通路１２に対して傾斜して設けられている。実際には、これら樹脂通路１２及び熱風通路１３ａ，１３ｂは図１の紙面に直交する方向に沿って複数形成されている。ちなみに、加熱装置１７としては例えば電気ヒータが望ましい。また、送風機１６としては例えばブロワが望ましい。

また、メルトブロー部１１の下方には円柱状のローラ１４が設けられており、ローラ１４は図１の紙面に直交する方向、すなわち水平方向に沿って延びる自身の回転軸線を中心に回転（自転）される。

さて、本実施形態の不織布製造装置は、メルトブロー部１１から吹き出された熱風を送風機１６の吸入部１６ａに還流させる還流機構２０を備えている。
還流機構２０はローラ１４の下方に配置される熱風回収機２１を備えている。この熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂは、メルトブロー部１１から吹き出される熱風の流れ方向においてローラ１４の上端部よりも下流側に位置している。

この熱風回収機２１には還流ダクト３０ａ，３０ｂが接続されている。上流側の還流ダクト３０ａと下流側の還流ダクト３０ｂとの間には熱風回収機２１により回収された熱風に含まれる異物を濾過するサイクロン式のフィルタ３１が設けられている。また、下流側の還流ダクト３０ｂは送風機１６の吸入部１６ａに接続されている。

ここで、図１及び図２を参照して熱風回収機２１の構造について詳細に説明する。
ローラ１４の下方には一対の分離壁２２ａ，２２ｂが下方に向けて延びており、これら分離壁２２ａ，２２ｂの先端部はローラ１４の外周面に近接配置されている。また、これら一対の分離壁２２ａ，２２ｂの間にはローラ１４の下方に案内空間２９が区画されている。

これら分離壁２２ａ，２２ｂを挟んで案内空間２９とは反対側には外側壁２３ａ，２３ｂが下方に向けて延びている。分離壁２２ａ，２２ｂの先端部と外側壁２３ａ，２３ｂの先端部との間には熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂが区画されている。図２に示すように、入口部２４ａ，２４ｂはローラ１４の軸線方向Ｌにおいて同ローラ１４全体にわたって延びている。

また、分離壁２２ａ，２２ｂと外側壁２３ａ，２３ｂとによって区画される通路は下方ほど熱風の流通断面が縮小されている。
ここで、外側壁２３ａ，２３ｂの先端部は、図１の左右方向、すなわちメルトブロー部１１とローラ１４との並び方向に対して直交する方向においてローラ１４の最外径部よりも外側に位置している。

外側壁２３ａ，２３ｂの基端部と、分離壁２２ａ，２２ｂの基端部との間にはローラ１４の軸線方向Ｌに沿って延びる筒状の導入部２５ａ，２５ｂが接続されている。
分離壁２２ａ，２２ｂの基端部と導入部２５ａ，２５ｂとの間には熱風回収機２１の内部と外部とを連通する連通孔２６ａ，２６ｂが形成されている。また、これら連通孔２６ａ，２６ｂの縁部には連通孔２６ａ，２６ｂの開度を変更可能な調量弁２７ａ，２７ｂが設けられている。これら調量弁２７ａ，２７ｂは連通孔２６ａ，２６ｂを通じて外部に排出される熱風の流量を調節するものである。

更に、分離壁２２ａ，２２ｂの基端部には連通孔２６ａ，２６ｂの縁部から下方に向けて突出するとともに同連通孔２６ａ，２６ｂを覆うように下方に延びる隔絶壁２８ａ，２８ｂが形成されている。これら隔絶壁２８ａ，２８ｂは、連通孔２６ａ，２６ｂから排出される熱風と案内空間２９内を案内される不織布Ｃとを隔絶するものである。

次に、図１〜図３を参照して、本実施形態の作用について説明する。
送風機１６から送られる空気が加熱装置１７によって加熱されることにより熱風が生成され、この熱風がメルトブロー部１１に供給される。

押出機１５から押し出された溶融樹脂はメルトブロー部１１の樹脂通路１２を通過するとフィラメント状にされて紡出される。またこのとき、加熱装置１７から供給される熱風がメルトブロー部１１の熱風通路１３ａ，１３ｂを通過して上記フィラメント状の溶融樹脂に吹き付けられることにより、上記フィラメント状の溶融樹脂が更に微細化される。

メルトブロー部１１から微細化された樹脂Ｆが紡出されると、この樹脂Ｆがローラ１４の外周面にてウェブ状に集積されて不織布Ｃが形成される。また、不織布Ｃはローラ１４の回転によって下方に送り出される。

また、図３に示すように、ローラ１４から送り出される不織布Ｃは一対の分離壁２２ａ，２２ｂによって区画される案内空間２９においてローラ１４から剥離するとともに同案内空間２９に沿って下方へ案内され、巻き取り機（図示略）によって巻き取られる。このとき、本実施形態によれば、分離壁２２ａ，２２ｂによって不織布Ｃと熱風とが分離されるため、ローラ１４から剥離した不織布Ｃに熱風が当たることが好適に抑制される。

ここで、図３に実線の矢印にて示すように、メルトブロー部１１からローラ１４に向けて微細化された樹脂Ｆと共に吹き出された熱風Ａは、ローラ１４の外周面に沿って随伴気流として流れるようになり、ローラ１４よりも下流側に設けられた熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂに流入するようになる。そして、熱風回収機２１内に流入した熱風は、図１に示すように、導入部２５ａ，２５ｂ及び還流ダクト３０ａ，３０ｂを通じて送風機１６に送り込まれるとともに同送風機１６によって加熱装置１７に再び送られる。このため、加熱装置において新気のみから熱風を生成する構成に比べて少ない熱量（電力量）にて当該熱風が生成される。

また、還流ダクト３０ａ，３０ｂの間にフィルタ３１が設けられているため、回収された熱風に含まれる異物が濾過される。このため、熱風を還流させることに起因して不織布Ｃに異物が混入することが抑制される。特に、フィルタ３１がサイクロン式のものとされているため、異物によってフィルタの目詰まりが生じることが回避される。

ところで、メルトブロー部１１から吹き出された熱風は、図３に示すように、ローラ１４の外周面に沿って流れ、しかも図２に矢印にて示すように、ローラ１４の軸線方向Ｌにおいて同ローラ１４全体にわたって流れる。

ここで本実施形態によれば、分離壁２２ａ，２２ｂの双方と、これよりも外側、より詳しくは、ローラ１４の最外径部よりも外側に位置する外側壁２３ａ，２３ｂとによって熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂが区画される。このため、分離壁２２ａ，２２ｂによって不織布Ｃから分離された熱風がこれら入口部２４ａ，２４ｂに好適に流入する。

しかも、図２に示すように、熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂはローラ１４の軸線方向Ｌにおいて同ローラ１４全体にわたって延びていることから、ローラ１４の外周面に沿って流れる熱風が乱れることなく熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂに流入する。

また、外側壁２３ａ，２３ｂと分離壁２２ａ，２２ｂとの間を流れる熱風は導入部２５ａ，２５ｂに導入され、同導入部２５ａ，２５ｂの軸線方向Ｌに沿って旋回しながら流れるようになる。このため、導入部２５ａ，２５ｂの内部において熱風の流れが次第に整えられるようになり、熱風が好適に還流される。

さて、メルトブロー部１１から吹き出された熱風を熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂによって回収する構成にあっては、図３に破線の矢印にて示すように、熱風と共に入口部２４ａ，２４ｂの周りの空気が熱風回収機２１内に吸い込まれる。このとき、過度に多くの空気が流入すると熱風回収機２１の内部において空気の流れが乱され、一部の熱風が逆流するなどして熱風を好適に還流させることができなくなるおそれがある。

この点、本実施形態によれば、図３に示すように、調量弁２７ａ，２７ｂの開度が予め適宜設定されることにより、熱風回収機２１から外部に排出される熱風の流量が調節されることで、送風機１６に還流される熱風の流量が好適に調節される。

更に、本実施形態によれば、熱風回収機２１の内側には隔絶壁２８ａ，２８ｂが設けられているため、連通孔２６ａ，２６ｂから排出された熱風が案内空間２９内を案内される不織布Ｃに当たることが的確に抑制される。

尚、本実施形態では、送風機１６と加熱装置１７とによって熱風供給部が構成されている。
以上説明した本実施形態に係る不織布製造装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。

（１）不織布製造装置は、メルトブロー部１１から吹き出される熱風を送風機１６の吸入部１６ａに還流させる還流機構２０を備えている。従って、不織布Ｃを製造する際に要するエネルギ（電力）を好適に低減することができる。

（２）不織布製造装置は、自転するローラ１４であって、その外周面にてメルトブロー部１１から紡出された樹脂Ｆを集積させて不織布Ｃを形成するローラ１４を備える。また、還流機構２０は、メルトブロー部１１から吹き出される熱風の流れ方向においてローラ１４よりも下流側に位置する入口部２４ａ，２４ｂを有する。こうした構成によれば、メルトブロー部１１から吹き出された熱風はローラ１４の外周面に沿って流れるようになるため、入口部２４ａ，２４ｂによって熱風を好適に回収することができる。

（３）還流機構２０は熱風回収機２１により回収した熱風を送風機１６に対して還流させる還流ダクト３０ａ，３０ｂを備えている。また、還流ダクト３０ａ，３０ｂの途中には熱風に含まれる異物を濾過するフィルタ３１が設けられている。こうした構成によれば、熱風を還流することに起因して不織布Ｃに異物が混入することを抑制することができるようになる。また、フィルタ３１がサイクロン式のものとされているため、異物によってフィルタ３１の目詰まりが生じることを回避することができる。

（４）ローラ１４を挟んでメルトブロー部１１の反対側には同ローラ１４から送り出される不織布Ｃを案内する案内空間２９を区画するとともに不織布Ｃから熱風を分離する一対の分離壁２２ａ，２２ｂが設けられている。また、還流機構２０は、一対の分離壁２２ａ，２２ｂと、分離壁２２ａ，２２ｂを挟んで案内空間２９とは反対側に設けられる外側壁２３ａ，２３ｂとを備える熱風回収機２１を備えている。熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂは分離壁２２ａ，２２ｂの先端部と外側壁２３ａ，２３ｂの先端部とによって区画されている。こうした構成によれば、分離壁２２ａ，２２ｂによって不織布Ｃと熱風とが分離され、ローラ１４から剥離した不織布Ｃに熱風が当たることが好適に抑制されるため、不織布Ｃの厚さが不均一となるなどの不織布Ｃの品質低下を好適に抑制しつつ、熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂを通じて熱風を好適に回収することができる。

（５）熱風回収機２１は、外側壁２３ａ，２３ｂの基端部と分離壁２２ａ，２２ｂの基端部との間に接続されるとともにローラ１４の軸線方向Ｌに沿って延びる筒状の導入部２５ａ，２５ｂを有している。こうした構成によれば、導入部２５ａ，２５ｂの内部において熱風を整流することができ、熱風を好適に還流させることができる。

（６）外側壁２３ａ，２３ｂの先端部は、メルトブロー部１１とローラ１４との並び方向に対して直交する方向においてローラ１４の最外径部よりも外側に位置している。こうした構成によれば、分離壁２２ａ，２２ｂによって不織布Ｃから分離された熱風をこれら入口部２４ａ，２４ｂを通じて好適に回収することができる。

（７）熱風回収機２１は、その内部と外部とを連通する連通孔２６ａ，２６ｂと、同連通孔２６ａ，２６ｂの開度を変更可能な弁であって同連通孔２６ａ，２６ｂを通じて外部に排出される熱風の流量を調節する調量弁２７ａ，２７ｂを備えている。こうした構成によれば、熱風と共に入口部２４ａ，２４ｂの周りの空気が熱風回収機２１内に吸い込まれることに起因して熱風を好適に還流させることができなくなるといった問題の発生を的確に抑制することができる。

（８）連通孔２６ａ，２６ｂは分離壁２２ａ，２２ｂの基端部と導入部２５ａ，２５ｂとの間に形成されている。また、熱風回収機２１は、連通孔２６ａ，２６ｂから排出される熱風と案内空間２９を案内される不織布Ｃとを隔絶する隔絶壁２８ａ，２８ｂを備えている。こうした構成によれば、連通孔２６ａ，２６ｂから排出された熱風が案内空間２９内を案内される不織布Ｃに当たることが的確に抑制されるため、不織布Ｃの厚さが不均一となるなどの不織布Ｃの品質低下を好適に抑制しつつ、熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ａを通じて熱風を好適に回収することができる。

（９）熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂはローラ１４の軸線方向Ｌにおいて同ローラ１４全体にわたって延びている。こうした構成によれば、熱風回収機２１により回収される熱風の流れが乱れることを好適に抑制することができ、ローラ１４の軸線方向Ｌにおいてローラ１４全体の領域にわたって熱風を好適に回収することができる。

尚、本発明に係る不織布製造装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・上記実施形態のように熱風回収機２１の入口部２４ａ，２４ｂをローラ１４の軸線方向Ｌにおいて同ローラ１４全体にわたって形成することが、熱風回収機２１により回収される熱風の流れが乱れることを好適に抑制する上では望ましい。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、熱風回収機の入口部がローラの軸線方向において同ローラの一部分にのみ設けられるものであってもよい。

・熱風回収機の内部と外部とを連通する連通孔を外側壁等、他の部位に形成することもできる。
・熱風回収機の内部に流入する空気の流量を変更する必要がない場合には、上記連通孔や調量弁を省略すればよい。

・上記実施形態のように、外側壁２３ａ，２３ｂの先端部を、メルトブロー部１１とローラ１４との並び方向に対して直交する方向においてローラ１４の最外径部よりも外側に配置させることが、入口部２４ａ，２４ｂを通じて熱風を好適に回収する上では好ましい。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、それほど多くの熱風を回収する必要がないのであれば、外側壁の先端部を上記直交する方向においてローラの最外径部と同じかそれよりも内側に配置させるようにしてもよい。

・上記実施形態のように、ローラ１４を挟んで一対の入口部２４ａ，２４ｂを形成することが、メルトブロー部１１から吹き出された熱風Ａを効率よく回収する上では望ましい。しかしながら、本発明に係る熱風回収機はこれに限られるものではなく、ローラの片側にのみ入口部を形成するようにしてもよい。

・上記実施形態では、メルトブロー部１１から紡出される微細化された樹脂Ｆをローラ１４の外周面にて集積させて不織布Ｃを形成するようにした。こうしたローラ１４を備える不織布製造装置においては、メルトブロー部１１から吹き出された熱風Ａがローラ１４の外周面に沿って流れることから、熱風回収機２１によって熱風を回収することが容易となる。しかしながら、本発明に係る集積部はこうしたローラ１４に限られるものではなく、ベルトコンベア等の他の集積部を備える製造装置に対しても本発明を適用することはできる。

・送風機と加熱装置とが一体とされるものを採用してもよい。この場合、送風機と加熱装置とを接続するダクトを省略することができる。

１１…メルトブロー部、１２…樹脂通路、１３ａ，１３ｂ…熱風通路、１４…ローラ（集積部）、１５…押出機、１６…送風機、１６ａ…吸入部、１７…加熱装置、２０…還流機構、２１…熱風回収機、２２ａ、２２ｂ…分離壁、２３ａ，２３ｂ…外側壁、２４ａ，２４ｂ…入口部、２５ａ，２５ｂ…導入部、２６ａ，２６ｂ…連通孔、２７ａ，２７ｂ…調量弁、２８ａ，２８ｂ…隔絶壁、２９…案内空間、３０ａ，３０ｂ…還流ダクト、３１…フィルタ。

Claims

熱風を生成して供給する熱風供給部と、
溶融樹脂をフィラメント状にして紡出するとともに前記熱風供給部から供給される熱風をこのフィラメント状の溶融樹脂に吹き付けるメルトブロー部と、
前記メルトブロー部から紡出された樹脂を集積させて不織布を形成する集積部と、
前記メルトブロー部から吹き出される熱風を前記熱風供給部に還流させる還流機構と、
を備え、
前記集積部は自転するローラであって、その外周面にて前記メルトブロー部から紡出された樹脂を集積させて不織布を形成し、
前記ローラを挟んで前記メルトブロー部の反対側には同ローラから送り出される不織布を案内する案内空間を区画するとともに不織布から熱風を分離する一対の分離壁が設けられ、
前記還流機構は、前記一対の分離壁のうちの少なくとも一方の分離壁と、同分離壁を挟んで前記案内空間とは反対側に設けられる外側壁とを備える熱風回収機を備え、
前記熱風回収機の入口部は前記分離壁の先端部と前記外側壁の先端部とによって区画されることを特徴とする不織布製造装置。
請求項１に記載の不織布製造装置において、
前記還流機構は熱風を前記熱風供給部に対して還流させる還流通路を備え、
前記還流通路の途中には熱風に含まれる異物を濾過するフィルタが設けられる
ことを特徴とする不織布製造装置。
請求項１又は請求項２に記載の不織布製造装置において、
前記熱風回収機は、前記外側壁の基端部と前記分離壁の基端部との間に接続されるとともに前記ローラの軸線方向に沿って延びる筒状の導入部を有する
ことを特徴とする不織布製造装置。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の不織布製造装置において、
前記外側壁の先端部は、前記メルトブロー部と前記ローラとの並び方向に対して直交する方向において前記ローラの最外径部よりも外側に位置する
ことを特徴とする不織布製造装置。