JP6116590B2 - 清掃部材の製造方法及び製造システム - Google Patents
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Description
一方、上記解題を解決するため、本発明の清掃部材の製造システムは、繊維束と帯状不織布とを重ね合わせることにより形成された複層ウェブから清掃部材を製造するシステムであって、前記繊維束を、前記帯状不織布と重ね合わせる合流部に向けて連続的に搬送する繊維束搬送装置と、前記帯状不織布を前記合流部に向けて連続的に搬送する不織布搬送装置と、前記繊維束搬送装置によって搬送された繊維束と、前記不織布搬送装置によって搬送された帯状不織布とを前記合流部において重ね合わせることにより前記複層ウェブを形成する複層ウェブ形成装置と、前記複層ウェブ中の繊維束と帯状不織布とを相互に接合する接合装置とを含み、前記繊維束搬送装置は、前記繊維束を、該繊維束が幅入りしない程度の張力で搬送可能であると共に、前記複層ウェブ形成装置は、前記繊維束を前記幅入りしない程度の張力を作用させながら前記帯状不織布と重ね合わせて複層ウェブを形成可能であるものである。
以下、本発明による清掃部材を製造する方法について、詳細に説明する。
そして、前記繊維束搬送工程において、前記繊維束を、該繊維束が幅入りしない程度の張力で搬送すると共に、前記複層ウェブ形成工程おいて、前記繊維束を前記幅入りしない程度の張力が作用した状態で前記帯状不織布と重ね合わせて複層ウェブを形成する(態様1)。
ここで、本発明における「幅入り」とは、繊維束や帯状不織布、複層ウェブ等の搬送対象物が、搬送方向(長さ方向)に引っ張られることにより該搬送方向と直交する方向の長さ、即ち幅方向の長さが小さくなることを意味する。
本発明による清掃部材の製造方法は、前記繊維束搬送工程において、前記繊維束を該繊維束が幅入りしない程度の張力で搬送し、且つ前記複層ウェブ形成工程において、前記繊維束を前記幅入りしない程度の張力が作用した状態で前記帯状不織布と重ね合わせて複層ウェブを形成する。
これにより、前記接合工程後に複層ウェブに対する張力を解除した場合であっても、該複層ウェブを構成する繊維束が、幅入りからの回復の反動で大幅に収縮したり捲縮したりすることが抑止されるため、長さが極端に変化することがない。そのため、清掃部材を製造に際して、繊維束の長さの制御を行い易く、不織布の長さ(幅)に対する繊維束の長さを所望の長さとすることが可能となる。
また、前記繊維束が、搬送時、あるいは帯状不織布との重ね合わせの際に切断されにくく、さらには、繊維束と帯状不織布とを接合する際、例えば融着する場合等において切断(溶断)されにくいため高速生産性に優れる。
また、態様1又態様2では、前記繊維束を搬送する繊維束搬送工程において、前記繊維束は略直線的に搬送することが好ましい(態様3)。態様3によれば、清掃部材の高速生産性に優れ、効率的に清掃部材を製造することができる。ここで、繊維束をほぼ直線的に搬送するとは、繊維束の蛇行を抑止しながら該繊維束を搬送することをいう。
この場合において、前記繊維束を蛇行しないように搬送するため、繊維束を搬送方向に移動させる際に該繊維束にある程度の張力を作用させる。本発明においては、基本的に、繊維束に繊維束が幅入りしない程度の張力を作用させているため、繊維束を搬送方向に移動させる際には該繊維束は搬送方向に直線的に適正に引っ張られ、繊維束は蛇行が抑えられた状態で直線的に搬送することが可能である。
この不織布搬送工程では、前記帯状不織布を蛇行しないように搬送するため、該帯状不織布にある程度の張力、例えば、帯状不織布が幅入りしない程度の張力を作用させながら該帯状不織布を搬送することが好ましい。
上述のように、本発明においては、繊維束搬送工程では、前記繊維束を、該繊維束を幅入りしない程度の張力で搬送しているため、前記繊維束搬送工程においては、繊維束が幅入りすることなく、幅方向長さを常時ほぼ一定に保ちながら該繊維束を搬送することが可能である。これにより、この繊維束搬送工程においては、必要以上の張力が作用することによる繊維束の開繊の進行が可及的に抑えられ、該繊維束の長さや起毛具合等の管理、さらに複層ウェブ全体としての寸法の管理が容易となる。
前記帯状不織布に搬送方向への張力によって幅入りが生じている場合、後工程において前記帯状不織布に対する張力を解除すると、該帯状不織布の幅入り解消されて幅方向長さ及び搬送方向(長さ方向)の長さが大きく変化する可能性があるため、帯状不織布の寸法の制御、管理が困難となる。したがって、この態様6によれば、帯状不織布に幅入りが生じていないため、張力を解除した後であっても搬送方向の長さや幅方向の長さの変動が小さく、帯状不織布の寸法の制御や管理、さらに複層ウェブ全体としての寸法の管理が容易となる。
ここで、清掃部材の製造に際して、開繊された繊維束を用いるため、本発明においては、前記繊維束搬送工程の前に、繊維部材の製造に用いる繊維束を開繊する開繊工程を含むことができる。具体的には、開繊する繊維束に対して、搬送方向に張力の付与と緩和とを繰り返したり、エアーを吹付けたりする等の手段を用いることができる。
以下、本発明による清掃部材の製造システムについて、詳細に説明する。
本発明による清掃部材の製造システムは、前記繊維束を、前記帯状不織布と重ね合わせる合流部に向けて連続的に搬送する繊維束搬送装置が、前記繊維束を、該繊維束が幅入りしない程度の張力で搬送可能である。また、前記繊維束搬送装置によって搬送された繊維束と、前記不織布搬送装置によって搬送された帯状不織布とを前記合流部において重ね合わせることにより前記複層ウェブを形成する複層ウェブ形成装置が、前記繊維束を前記幅入りしない程度の張力を作用させながら前記帯状不織布と重ね合わせて複層ウェブを形成可能である。
これにより、前記接合装置によって繊維束と帯状不織布とを接合装置において接合した後に複層ウェブに対する張力を解除した場合であっても、該複層ウェブを構成する繊維束が収縮したり捲縮したりすることが抑止されるため、長さが極端に変化することがない。
したがって、清掃部材を製造に際して、繊維束の長さの制御を行い易く、不織布の長さ(幅)に対する繊維束の長さを所望の長さとすることが可能となる。
また、前記繊維束が、搬送時、前記複層ウェブ形成装置において帯状不織布との重ね合わせる際に切断されにくく、さらには、繊維束と帯状不織布とを接合装置において接合する際、例えば融着する場合等において切断(溶断)されにくいため高速生産性に優れる。
また、態様10又は態様11において、複層ウェブを幅方向に切断する切断装置をさらに備えていることが好ましい(態様12)。
図1は、清掃部材1及び清掃部材1に固定される把持具15の斜視図であり、図2は、図1のX−X線における断面図であり、図3は図1に示される清掃部材1の平面図である。なお、以下の説明において、図2における「上」を上側とし、「下」を下側とする場合があるが、図2における「上」及び「下」は、単に説明の便宜上用いられるものであり、清掃部材1の上下方向を限定するものではない。
この繊維束を構成する繊維の原料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、レーヨン等が挙げられ、前記繊維束を構成する繊維の種類としては、例えば、単一繊維、複合繊維(例えば、芯鞘型複合繊維、サイドバイサイド型複合繊維)等が挙げられる。前記複合繊維は、熱融着性の点から、好ましくは、芯鞘型複合繊維であり、さらに好ましくは、芯の融点が鞘の融点よりも高い芯鞘型複合繊維である。
前記熱可塑性繊維としては、例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンとポリエチレンテレフタレートとの複合繊維、ポリエチレンとポリプロピレンとの複合繊維、例えば、芯がポリエチレンテレフタレートからなり、かつ鞘がポリエチレンからなる芯鞘型複合繊維等が挙げられる。前記不織布の種類としては、例えば、サーマルボンド不織布、スパンボンド不織布、スパンレース不織布等が挙げられる。
さらに、基材シート12及び保持シート13は、第1融着部8の両側(図2における左右)において、後述する第2融着部形成装置134によって、起毛部2の1層(第1繊維状部材3)と一体に融着されている。そして、清掃部材1には、基材シート12及び保持シート13と第1繊維状部材3とを融着する、長手方向に延びる2本の第2融着部11が形成されている。2本の第2融着部11は、それぞれ、間欠的に形成されている。このように、第1繊維状部材3が基材シート12及び保持シート13と融着されることにより、第1繊維状部材3がこれらのシート12、13の動きに追従するので、使用状態において起毛部2がより広がりやすくなる。この結果、起毛部2が塵埃と接触しやすくなるため、該塵埃を絡め捕りやすくなり、ひいては、清掃効率が改善される。
また、本開示の清掃部材の製造方法、及び清掃部材の製造システムは、例えば、US6,554,937B,US2002/148061A,US2003/0000934A,US2004/0149095A,US2005/0005381A,US2005/039285A,US2005/097695A,US2005/097696A,US2005/132521A,US2005/177967A,US2005/188490A,US2005/193513A,US2005/193514A,US2005/198760A,US2006/016035A,US2006/016036A,US2006/101601A,US2009/165230A及びUS2009/172904A,並びにUS2009/049633A,US2009/255078A及びUS2010/154156Aに記載の清掃部材を製造するために用いることができ、そしてこれらの公報を参照し、本明細書に組み入れる。
図4は、清掃部材1を製造する方法及び装置を説明するための概略図であり、本実施形態では、図4に示される装置100を用いて、清掃部材1を製造する方法が実施される。
[工程1]繊維束を開繊する工程〜搬送する工程、及び帯状不織布を搬送する工程
[工程2]繊維束を用いて複層ウェブを製造し、複層ウェブから清掃部材1を切り出す(カットする)工程
以下、工程1について説明する。
本実施形態において、工程1は、以下の工程1a及び工程1bを含む。
[工程1a]第1の繊維束F1〜第4の繊維束F4を開繊する工程
[工程1b]第1の繊維束F1〜第4の繊維束F4を搬送する繊維束搬送工程
[工程1c]帯状不織布121,123を繊維束F1との合流部に向けて搬送する不織布搬送工程
以下、工程1aについて、第1の繊維束F1を開繊する工程を例として説明するが、その他の繊維束F2〜F4を開繊する工程も同様に実施される。
本実施形態において、油剤槽114に含まれる油剤は、塵、埃等の吸着を促進させる作用をもたらす着塵油剤(例えば、流動パラフィンを主成分とする油剤)である。
なお、この油剤槽114による油剤の転写、塗布は必ずしも必要ではない。
以下、工程1bについて、第1の繊維束F1に対する繊維束搬送工程を例として説明するが、その他の繊維束F2〜F4に対する搬送工程も同様に実施される。
このとき、第3のニップロール112a,112bと第4のニップロール201a,201bとの間においては、第1の繊維束F1は弛んだ状態で搬送される。また、搬送ロール210は第1の繊維束F1におけるその弛んだ部分を支持しながら搬送する。なお、この第1の繊維束の弛みは、例えば、第1の繊維束F1を、第3のニップロール112a,112bと第4のニップロール201a,201bとの間の距離よりも長めに、第3のニップロール112a,112bから事前に送り出しておくことにより形成する。そして、これらの第3のニップロール112a,112bと第4のニップロール201a,201bとの回転速度や回転のタイミング等を調整することにより、第1の繊維束F1の一定の弛みを維持することができる。
また、第3のニップロール112a,112bを通過すると、その後、第1の繊維束F1は合流部132までニップロール、張力ロール等を通過しない。
したがって、この繊維束搬送工程においては、第1の繊維束F1に対しては、自重や搬送に必要な最小限度の張力程度しか作用せず、第1のニップロール102a、102b〜第3のニップロール112a、112b間の張力のような開繊が進む張力は加えられない。したがって、この繊維束搬送工程においては、第1の繊維束F1が張力によって幅入りすることはなく、また開繊の進行も抑えられる。
工程1cにおいては、工程1bを経た繊維束との合流部において重ね合わせる帯状不織布121,123をその合流部に向けて搬送する。
帯状不織布121,123は、それぞれ、清掃部材1の基材シート12,保持シート13に対応し、次に述べるようにこれらの帯状不織布を重ねわせることにより形成された複層ウェブS1として合流点132に搬送する。
帯状不織布121は、不織布ロール120から連続的に巻出され、上下2段に配設された複数のロールを含み、下段に位置するロールが上下に揺動するダンサロール124を通過することによって間欠的に搬送される。同様に、帯状不織布123は、不織布ロール122から連続的に巻出され、上下2段に配設された複数のロールを含み、下段に位置するロールが上下に揺動するダンサロール126を通過することによって間欠的に搬送される。なお、「間欠的に搬送される」とは、帯状不織布121,123が、一定の距離(例えば、ほぼ清掃部材1の幅方向長さ)だけ搬送方向に進み、一定時間搬送を停止することを繰り返し行うように搬送されることをいう。このように、帯状不織布121,123が間欠的に搬送されることによって、後述する接合工程において複層ウェブの構成要素を融着させるための該複層ウェブ停止時間を確保することができる。
以下、工程2について説明する。
本実施形態において、工程2は、以下の工程2a〜工程2cを含む。
[工程2a]工程1bを経た繊維束を帯状不織布と重ねて複層ウェブを形成する複層ウェブ形成工程
[工程2b]複層ウェブに含まれる繊維束と帯状不織布とを接合する接合工程
[工程2c]複層ウェブを幅方向に切断して、複層ウェブから個々の清掃部材1を切り出す切断工程
以下、工程2aについて説明する。
本実施形態において、工程1bを経た繊維束と帯状不織布121,123とが重ね合わされる。別の実施形態として、これらの帯状不織布のうち1つ又は2つが、工程1bを経た繊維束と重ねられる実施形態が挙げられ、さらに別の実施形態として、これらの帯状不織布に加えて、その他の帯状不織布が、工程1bを経た繊維束と重ねられる実施形態が挙げられる。いずれの実施形態においても、積層順序は特に限定されるものではないが、帯状不織布が最外層に位置するように積層されることが好ましい。
この図5に示すように、繊維束搬送工程により搬送された第1の繊維束F1は、合流点132である第4のニップロール201a,201bよりも上流側、即ち複層ウェブS2が形成される前においては、ある程度弛んだ状態で搬送されている。一方で、不織布搬送工程により搬送された複層ウェブS1(帯状不織布)は、弛むことなく且つ幅入りしない程度の張力が作用した状態で合流点132に搬送される。
さらに、第4のニップロール201a,201bにより第1の繊維束F1と複層ウェブS1とを重ね合わせて複層ウェブS2を形成された後は繊維束の弛みは解消されるが、該繊維束に作用する張力は、依然として幅入りしない程度の大きさが維持される。また、複層ウェブS1についても、幅入りしない程度の大きさが維持される。
したがって、第1の繊維束F1と複層ウェブS1とからなる複層ウェブS2は、全体として幅入りしない程度の張力が作用した状態で後工程の接合工程に係る装置である第2融着部形成装置134に搬送されることとなる。
一方で、接合工程において複層ウェブS2構成を構成する第1の繊維束F1と帯状不織布(複層ウェブS1)との融着時、融着時間確保のために一時的に該複層ウェブS2の搬送一時停止するため、それに伴って前記第1の繊維束F1の搬送も一時停止するが、該第1の繊維束はその搬送の停止により弛みが形成されても全く問題がないため、停止時間を十分に確保することができる。したがって、幅入りしない程度の張力を維持しながら接合するための時間を確保することが可能となる。
なお、合流部136,138,140においては、図4に示すように、複層ウェブ形成装置としての一対のニップロール202a,202b、203a,203b、204a,202bのそれぞれにより、複層ウェブS2に対して第2の繊維束F2〜第4の繊維束F4が順次重ね合わされ、複層ウェブS3が形成されることとなる。
帯状不織布151は、この帯状不織布151用の不織布搬送工程において、各種ロールにより形成される不織布搬送装置により搬送される。即ち、帯状不織布151用の不織布搬送工程では、不織布ロール150から連続的に巻出され、ダンサロール152を通過することによって間欠的に搬送され、ギャザーカッタ154を通過させる。ギャザーカッタ154は、その表面にその周方向に連続した鋸歯形状の刃(不図示)を有していて、これにより、ギャザーカッタ154を通過した帯状不織布151に鋸歯形状の切れ込み(不図示)が形成される。
そして、帯状不織布151は、合流部156において複層ウェブS3と合流し、一対のニップロールにより複層ウェブS3に帯状不織布151が重ねられ、複層ウェブS4が形成されることとなる。
以下、工程2bについて説明する。
複層ウェブS2は、第2の繊維束F2〜第4の繊維束F4と合流する前に、前記接合工程において使用される接合装置としての第2融着部形成装置134を通過する。第2融着部形成装置134は、複層ウェブS2に含まれる帯状不織布121,123及び第1の繊維束F1を融着し、2本の第2融着部11(図3参照)を形成する。これにより、複層ウェブS2は、その厚さ方向にわたって融着される。本実施形態では、第2融着部形成装置134として、ヒートシール装置が使用されているが、その他のシール装置(例えば、超音波シール装置等)を使用してもよい。
以下、工程2cについて説明する。
第1融着部形成装置158を通過した複層ウェブS4が、カッターを備えた切断装置160により複層ウェブS4の幅方向に切断され、これにより個々の清掃部材1が切り出される。
(1)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289181号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,721号、
(2)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289182号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,719号、
(3)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289174号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,716号、
(4)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289189号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,724号、
(5)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289175号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,723号、
(6)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289188号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,722号、
(7)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289179号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,726号、
(8)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289177号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,718号、
(9)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289184号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,725号、
(10)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289178号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,714号、
(11)2012年12月29日に日本国に出願された特願2012−289176号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,713号、
(12)2013年1月10日に日本国に出願された特願2013−002855号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,717号、並びに
(13)2013年1月10日に日本国に出願された特願2013−002857号、及びその優先権を主張する米国出願、すなわち、米国特許出願第13/749,715号。
2 起毛部
3 第1繊維状部材
4 第2繊維状部材
5 第3繊維状部材
6 第4繊維状部材
7 短冊シート
8 第1融着部
11 第2融着部
12 基材シート
13 保持シート
14 被挿入部
15 把持具
16 挿入部
16a 突起
17 ホルダ部
18 融着線
20 短冊片
20a 切れ込み
100 清掃部材の製造装置
102a,b 第1のニップロール
104 張力ロール
106a,b 第2のニップロール
108 エアー供給器
110 転写ロール
112a,b 第3のニップロール
114 油剤槽
120,122,150 不織布ロール
121,123,151 帯状不織布
124,126,152 ダンサロール
128,132、136,138,140,156 合流部
130,154 ギャザーカッタ
134 第2融着部形成装置
158 第1融着部形成装置
160 切断装置
Claims (9)
- 繊維束と帯状不織布とを重ね合わせることにより形成された複層ウェブから得られる清掃部材を製造する方法であって、
搬送方向に搬送されつつ、前記搬送方向に張力が付与されて開繊された繊維束を、前記帯状不織布と重ね合わせる合流部に向けて搬送する繊維束搬送工程と、
前記帯状不織布を前記合流部に向けて搬送する不織布搬送工程と、
前記繊維束搬送工程で搬送された繊維束と、前記不織布搬送工程で搬送された帯状不織布とを前記合流部において重ね合わせることにより前記複層ウェブを形成する複層ウェブ形成工程と、
前記複層ウェブ中の繊維束と帯状不織布とを相互に接合する接合工程とを含み、
前記繊維束搬送工程において、前記繊維束を、該繊維束が幅入りしない程度の張力で搬送すると共に、前記複層ウェブ形成工程において、前記繊維束を前記幅入りしない程度の張力が作用した状態で前記帯状不織布と重ね合わせて複層ウェブを形成し、
前記繊維束搬送工程は、前記繊維束を前記搬送方向に弛ませながら搬送する、清掃部材の製造方法。 - 前記繊維束搬送工程において、前記繊維束を直線的に搬送する、請求項1に記載の清掃部材の製造方法。
- 前記不織布搬送工程において、前記帯状不織布を直線的に搬送する、請求項1又は2に記載の清掃部材の製造方法。
- 前記繊維束搬送工程において、前記繊維束の幅方向の長さを一定に維持しながら搬送する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の清掃部材の製造方法。
- 前記不織布搬送工程において、前記帯状不織布の幅方向の長さを一定に維持しながら搬送する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の清掃部材の製造方法。
- 前記接合工程は、繊維束と帯状不織布とを融着することにより相互に接合する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の清掃部材の製造方法。
- 前記接合工程の後に複層ウェブを幅方向に切断する切断工程を行う、請求項1〜6のいずれか1項に記載の清掃部材の製造方法。
- 繊維束と帯状不織布とを重ね合わせることにより形成された複層ウェブから清掃部材を製造するシステムであって、
搬送方向に搬送されつつ、前記搬送方向に張力が付与されて開繊された前記繊維束を、前記帯状不織布と重ね合わせる合流部に向けて連続的に搬送する繊維束搬送装置と、
前記帯状不織布を前記合流部に向けて連続的に搬送する不織布搬送装置と、
前記繊維束搬送装置によって搬送された繊維束と、前記不織布搬送装置によって搬送された帯状不織布とを前記合流部において重ね合わせることにより前記複層ウェブを形成する複層ウェブ形成装置と、
前記複層ウェブ中の繊維束と帯状不織布とを相互に接合する接合装置とを含み、
前記繊維束搬送装置は、前記繊維束を、該繊維束が幅入りしない程度の張力で搬送可能であると共に、前記複層ウェブ形成装置は、前記繊維束を前記幅入りしない程度の張力を作用させながら前記帯状不織布と重ね合わせて複層ウェブを形成可能である、
前記繊維束搬送装置は、前記繊維束を長さ方向に弛ませながら搬送可能である、
清掃部材の製造システム。 - 前記製造システムは、複層ウェブを幅方向に切断する切断装置を備えている、請求項8に記載の清掃部材の製造システム。
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