JP6270487B2

JP6270487B2 - 不織布の製造装置

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Publication number: JP6270487B2
Application number: JP2014000517A
Authority: JP
Inventors: 明寛木村; 秀行石川; 紀明松村; 野口　貴司; 貴司野口
Original assignee: Uni Charm Corp
Current assignee: Uni Charm Corp
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-01-06
Also published as: JP2015129357A

Description

本発明は、搬送中のウェブに流体を噴射して該ウェブの構成繊維を交絡することにより不織布を製造する装置に関するものである。

例えばウェットティッシュ等の各種製品に用いられる不織布を製造するに際しては、通常、ウェブに対して水等の流体を高圧で噴射することにより該ウェブの構成する繊維を相互に交絡させる。
このようなウェブの構成繊維の交絡を行って不織布を製造する製造装置は、例えば特許文献１に記載されているように、搬送中のウェブを吸引して保持する一対のサクションドラムと、各サクションドラムの外周面上に位置するウェブに対して流体を噴射する噴射装置とを備えているのが通常である。

この種の製造装置は、まず、ウェブを一方のサクションドラムの外周面上に吸引、保持させて、該ウェブの外方側に位置する第１の面に対して前記噴射装置から流体を噴射させる。その後、前記一方のサクションドラムから離れたウェブを、他方のサクションドラムの外周面上に、前記第１の面とは反対側に位置する第２の面が外方を向いた状態で吸引、保持させて、その他方のサクションドラム上に保持させたウェブの第２の面に対して前記噴射装置から流体を噴射させる。
これにより、ウェブの両面側から流体を噴射させて、該ウェブを構成する繊維を相互に交絡させることが可能となっている。

ところで、前記製造装置においては、装置全体のコンパクト化や構造の単純化等の観点から、一対のサクションドラムを相互に近接させて、一方のサクションドラムに吸引、保持させて流体の噴射が終了したウェブを、直接的に他方のサクションドラムに吸引、保持させる構成のものも存在する。
このような構成の製造装置は、一方のサクションドラムによりウェブを吸引、保持して流体を噴射した後、そのウェブを他方のサクションドラムに受け渡す必要があるが、その際、これらの各サクションドラムにおけるウェブの吸引力（保持力）の関係で、ウェブは両サクションドラムの間において、該ウェブの長さ方向の相反する方向に引っ張られる。

このとき、前記ウェブを一対のサクションドラム間で受け渡す際には、搬送の効率や安定性を考慮すると、該ウェブを適度に緊張した状態に維持させながら搬送を行う必要がある。一方で、構成繊維の交絡の進んでいない状態のウェブを長さ方向に引っ張ると、該ウェブが長さ方向に延びて幅が縮小する、いわゆる「幅入り」という現象が発生し易くなり、形成された不織布の形状が歪になるという問題がある。
そのため、前記ウェブを一対のサクションドラム間の受け渡し時においては、該ウェブの構成繊維の交絡が完全でなく、未だ幅入り現象が発生しやすい状態であるため、これらの一対のサクションドラム間のウェブの受け渡しは、該ウェブを搬送に差し支えない範囲においてできるだけ引っ張らずに行うことが肝要となる。

しかしながら、前記一対のサクションドラムの相互の位置関係によっては、各サクションドラムの吸引力やウェブ自体の自重等に起因して、ウェブが一方のサクションドラムと他方のサクションドラムとの間で必要以上に引っ張られてしまう場合がある。
特に、一方のサクションドラムにおいて噴射した水等の流体がウェブに多量に吸収されるため、吸収した流体によってウェブ自体が重くなることから、他方のサクションドラムに受け渡す際に該ウェブが垂れ下がる可能性がある。この場合には、ウェブに過度の引っ張り力が作用するため、幅入りが発生し易い。

特開２００６−３４５９８０号公報

本発明の技術的課題は、ウェブを一対のサクションドラム間において受け渡す際に幅入り現象が発生することを可及的に抑えることができる不織布の製造装置を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の不織布の製造装置は、搬送中のウェブに流体を噴射して該ウェブの構成繊維を交絡することにより不織布を製造する装置であって、軸線まわりに回転しながら搬送中のウェブを吸引して、そのウェブの第１面側が外方を向くように該ウェブを外周面において保持する第１サクションドラムと、前記第１サクションドラムの外周面に保持された前記ウェブに対して、該ウェブの第１面側から流体を噴射する第１面側噴射装置と、前記第１サクションドラムよりも搬送方向の下流側に配設されて、軸線まわりに回転しながら該第１サクションドラムから離れたウェブを吸引して、そのウェブの前記第１面側とは反対側に位置する第２面側が外方を向くように該ウェブを外周面において保持する第２サクションドラムと、前記第２サクションドラムの外周面に保持されているウェブに対して、該ウェブの第２面側から流体を噴射する第２面側噴射装置とを備え、
前記第１サクションドラムと第２サクションドラムとは、相互に非接触、且つ各軸線が相互に平行となるように配設されていて、前記第２サクションドラムは、水平方向について、前記第２サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部が、前記第１サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部の、鉛直方向に延びる接線よりも水平方向の下流側又は該接線上に位置し、且つ、前記第１サクションドラムの軸線と前記第２サクションドラムの軸線との間の水平方向距離Ｌ₁が、これらの第１サクションドラムの外周径Ｄ₁と第２サクションドラムの外周径Ｄ₂との関係においてＬ₁≦０．７（Ｄ₁＋Ｄ₂）となる位置に配設され、鉛直方向について、前記第２サクションドラムの軸線が、前記第１サクションドラムの軸線よりも下方に位置し、且つ、前記第１サクションドラムの軸線と第２サクションドラムの軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂がＬ₂≦Ｄ₁となる位置に配設されているものである。

本発明においては、前記第２サクションドラムは、水平方向について、該第２サクションドラムの外周面における水平方向の上流側に位置する頂部が、前記第１サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部の、鉛直方向に延びる接線上となる位置に配設されているものとすることが好ましい。

また、本発明においては、前記第２サクションドラムは、鉛直方向について、前記第１サクションドラムの軸線と該第２サクションドラムの軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂がＬ₂＝Ｄ₁／２となる位置に配設されているものとするのが好ましい。

さらに、本発明においては、前記第１サクションドラムの外周径と前記第２サクションドラムの外周径とが同径であるものとすることができる。

本発明によれば、第１サクションドラムと第２サクションドラムとの水平方向及び鉛直方向の各位置関係を規定したことにより、これらの第１サクションドラムと第２サクションドラムとの間でウェブを受け渡す際に、該ウェブに必要以上の引っ張り力が作用することを抑止することができる。
これにより、前記ウェブが適度に緊張した状態を維持した状態で、該ウェブを第１サクションドラムから第２サクションドラムに向けて受け渡して搬送することが可能となるため、ウェブに幅入り現象が生じることを安定的に抑止することができる。

図１は本発明に係る不織布の製造装置の一実施の形態における一部の装置を模式的に示す図である。図２は図１における第１サクションドラムと第２サクションドラムとの位置関係を模式的に示す図である。図３は、本発明に係る不織布の製造装置の一実施の形態における製造装置全体の概要を模式的に示す図である。図４は第１サクションドラムと第２サクションドラムとの水平方向についての位置関係を示す図である。ただし、（ａ）水平方向について、第１サクションドラムと第２サクションドラムとが最も近い状態、（ｂ）水平方向について、第１サクションドラムと第２サクションドラムとが最も遠い状態をそれぞれ示す。図５は第１サクションドラムと第２サクションドラムとの鉛直方向についての位置関係を示す図である。ただし、（ａ）鉛直方向について、第１サクションドラムと第２サクションドラムとが最も近い状態、（ｂ）鉛直方向について、第１サクションドラムと第２サクションドラムとが最も遠い状態をそれぞれ示す。図６は第１サクションドラムの外周径と第２サクションドラムの外周径とが異径である場合を模式的に示す図である。ただし、（ａ）第１サクションドラムの外周径が第２サクションドラムの外周径よりも大きい場合、（ｂ）第２サクションドラムの外周径が第１サクションドラムの外周径よりも大きい場合をそれぞれ示す。

図１〜図３は本発明の不織布の製造装置の一実施の形態を示すもので、この実施の形態の製造装置１は、軸線まわりに回転しながら搬送中のウェブ２を吸引して外周面に保持する一対のサクションドラム３，４と、これらの一対のサクションドラム３，４が保持しているウェブ２に流体を噴射する噴射装置５〜７を備えている。
そして、各サクションドラム３，４が保持しているウェブ２に対して噴射装置５〜７から流体を噴射することにより、該ウェブ２の構成繊維を交絡して不織布８を形成することが可能となっている。

具体的に、前記製造装置１は、軸線まわりに回転しながら搬送中のウェブ２を吸引し、外周面３ａにおいて保持する第１サクションドラム３と、該第１サクションドラム３の外周面３ａに保持された前記ウェブ２に対して、該ウェブ２の第１面側２ａから流体を噴射する第１面側噴射装置５，６とを備えている。
さらに、前記第１サクションドラム３よりも搬送方向の下流側に配設されて、軸線まわりに回転しながら該第１サクションドラム３から離れたウェブ２を吸引し、外周面４ａにおいて保持する第２サクションドラム４と、該第２サクションドラム４の外周面４ａに保持されているウェブ２に対して、該ウェブ２の第２面側２ｂから流体を噴射する第２面側噴射装置７とを有している。

さらに、前記製造装置１は、前記第１サクションドラム３よりも上流側に、前記ウェブ２を第１サクションドラム３に向けて略水平方向に搬送する上流側搬送ベルト１１と、該上流側搬送ベルト１１上のウェブ２の搬送方向を上方向きに転換させて該ウェブ２を第１サクションドラム３に向けて送る方向転換用ロール１２とをそれぞれ備えている。
また、前記第２サクションドラム４よりも下流側には、該第２サクションドラム４によって搬送されたウェブ２（不織布８）を、該第２サクションドラム４の略上方側における第１サクションドラム３寄りの位置において受け取って、次工程に係る設備（この場合、脱水機２６）に搬送する下流側搬送ベルト１３を備えている。

なお、この実施の形態においては、前記ウェブ２として、種類や繊維長等が相互に異なる第１及び第２繊維積層体を積層したものを用い、これらの２層の繊維積層体からなるウェブ２を順次処理することにより不織布を製造している。
図３に示すように、この製造装置１は、前記上流側搬送ベルト１１よりも上流側に、第１の繊維積層体２１を構成する繊維をフィーダーから投入して該第１の繊維積層体２１を形成する第１のカード機２２と、第２の繊維積層体２３を構成する繊維の一部又は全部をフィーダーから投入して第２の繊維積層体２３の一部又は全部を形成するカード機２４とを備えている。そして、これらの第１及び第２の繊維積層体２１，２３を積層することにより前記ウェブ２を形成することが可能となっている。なお、前記上流側搬送ベルト１１は、第１及び第２の繊維積層体２１，２３を積層させた後のウェブ２を搬送する。
なお、必要に応じて、前記第１の繊維積層体２１及び／又は第２の繊維積層体２３に対して他の繊維を追加的に投入、積層させるフィーダーを設けてもよい。

また、前記下流側搬送ベルト１３よりも下流側には、ウェブ２の構成繊維を交絡させることにより形成された不織布８が含んでいる水分を脱水する、不織布８を搬送する搬送ベルト２６ａ、及び該搬送ベルト上の不織布８から水分を吸引する複数のサクションボックス２６ｂを有する脱水機２６を備えている。さらに、前記脱水機２６により水分が吸引された不織布８を乾燥させて該不織布中８の繊維を熱融着させる乾燥機２７と、該乾燥機２７から搬出された不織布８を巻き取る巻取機２８を備えている。なお、この巻取機２８で巻き取られた不織布８は、例えば、巻き出されて切断された後に各種薬剤に含浸されることにより、製品としてのウェットティッシュに用いられることとなる。

前記製造装置１において使用される前記ウェブ２は、前述のように、種類や繊維長が異なる繊維を含む第１及び第２の繊維積層体の２層を積層したものを用いることができる。
このとき、前記ウェブ２を形成する前記繊維積層体に用いられる繊維は、製造する不織布の用途等によって任意に選択することができるが、例えば、繊維長２０〜７０ｍｍの熱融着性繊維、必要に応じて繊維長１０ｍｍ以下のセルロース系繊維を用いることができる。その他、繊維長２０〜７０ｍｍの非熱融着性繊維を用いてよい。
なお、前記ウェブ２の坪量としては、２０〜１００ｇ／ｍ²程度のもの用いることができ、さらに好ましくは３０〜９０ｇ／ｍ²、より好ましくは４０〜８０ｇ／ｍ²のもの用いることができる。

前記熱融着性繊維としては、ポリオレフィン系ポリマー、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン；ポリエステル系ポリマー、例えば、テレフタレート系ポリマー、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリブチレンテレフタレート，ポリペンチレンテレフタレート；ポリアミド系ポリマー、例えば、ナイロン６及びナイロン６，６；アクリル系ポリマー；ポリアクリロニトリル系ポリマー；及びそれらの変性物、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。
前記熱融着性繊維は、低融点樹脂と、低融点樹脂よりも高い融点を有する高融点樹脂とを含む複合繊維、例えば、芯鞘タイプ、芯鞘の偏芯タイプ、サイドバイサイドタイプの繊維であることが好ましい。

前記セルロース系繊維としては、パルプ、例えば、木材パルプ及び非木材パルプが挙げられる。前記木材パルプとしては、例えば、針葉樹パルプ及び広葉樹パルプが挙げられる。前記非木材パルプとしては、例えば、ワラパルプ、バガスパルプ、ヨシパルプ、ケナフパルプ、クワパルプ、竹パルプ、麻パルプ、綿パルプ（例えば、コットンリンター）等が挙げられる。

また、前記パルプは、その製法に関連して、機械パルプ、例えば、砕木パルプ、リファイナーグランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等、又は化学パルプ、例えば、クラフトパルプ、サルファイドパルプ、アルカリパルプ等であることができる。

前記非熱融着性繊維としては、再生セルロース繊維、例えば、レーヨン、例えば、ビスコースから得られるビスコースレーヨン，ポリノジック及びモダール、セルロースの銅アンモニア塩溶液から得られる銅アンモニアレーヨン（「キュプラ」とも称される）；有機化合物及び水の混合溶液である有機溶剤を用いた有機溶剤紡糸法によって得られ、セルロース誘導体を経ないリヨセル及びテンセル等が挙げられる。

そして、前記第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４は、各外周面３ａ，４ａが、複数の吸引孔が穿設されてメッシュ状に形成された円柱状のもので、該吸引孔を通じて第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４のそれぞれの内方側から吸引力を加えることにより外周面３ａ，４ａに前記ウェブ２を吸着する構成となっている。
これらの第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４は、相互に非接触、さらに具体的には、前記ウェブ２が第１サクションドラム３の外周面３ａと第２サクションドラム４の外周面４ａとの間に挟まれて圧縮されることなく搬送自在である程度の間隔が空けられた状態で、且つ各軸線が相互に平行となるように配設されている。したがって、これらの第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４を、各軸線まわりに相反する方向に回転させることにより、第１サクションドラム３が保持していた前記ウェブ２を、長さ方向（搬送方向）に適度に緊張させた状態で第２サクションドラム４に受け渡して、搬送方向の上流側から下流側に向けて搬送することができるようになっている。

この実施の形態においては、第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４は同形同大に形成されていて、これらの第１サクションドラム３の外周径Ｄ₁と第２サクションドラム４の外周径Ｄ₂とは相互に同径となっている。
なお、第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４の各外周径Ｄ₁，Ｄ₂は、製造する不織布の用途や必要とする大きさに応じた任意の大きさとすることができるが、例えば２００〜１７００ｍｍ程度のものを使用することができる。
さらに、前記第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４の各回転速度の関係については、ウェブ２の搬送速度や構成繊維の種類、また第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４の位置関係等によって任意に設定されるが、例えば、第２サクションドラム４の回転速度が第１サクションドラムの回転速度の１〜１．１倍程度の回転速度とすることができる。

また、前記第１サクションドラム３は、前記上流側搬送ベルト１１から搬送されてきた前記ウェブ２を吸引して、そのウェブ２のうちの第１面側２ａ（例えば表面側）が外方を向くように外周面３ａにおいて保持するようになっている。
図１に示すものの場合、前記第１サクションドラム３は、下方側から搬送されてきた前記ウェブ２を、該外周面３ａの上方側に巻き付けて再度下方側に方向転換させるように保持している。
さらに、この第１サクションドラム３は、後述するように、少なくとも２台の第１面側噴射装置５，６から噴射される流体がウェブ２に当たる位置の上流側及び下流側の一定の範囲については、該ウェブ２を吸引して、安定的に保持できるようになっている。

一方、前記第２サクションドラム４は、前記第１サクションドラム３から離れたウェブ２を吸引して、そのウェブ２の前記第１面側２ａとは反対側に位置する第２面側２ｂ（例えば裏面側）が外方を向くように外周面４ａにおいて保持するようになっている。
図１に示すものの場合、前記第２サクションドラム４は、前記第１サクションドラム３から離れて略上方側から送られてきたウェブ２を、該第２サクションドラム４の下方側に巻き付けて再度上方側に方向転換させるように保持していて、これにより、ウェブ２が裏返って第２面側２ｂが外方を向いた状態となるようにしている。

また、この第２サクションドラム４は、前記第１サクションドラム３から離れたウェブ２を安定的に吸引、保持できるように、第１サクションドラム３から第２サクションドラム４にウェブ２を受け渡される際、該第１サクションドラム３の外周面３ａからウェブ２が離れた地点を接点とする接線と接触する部分を含む一定の範囲で該ウェブ２を吸引することができるようになっている。
さらに、この第２サクションドラム４は、後述するように、少なくとも第２面側噴射装置７から噴射される流体がウェブ２に当たる位置を含む一定の範囲についても該ウェブ２を吸引して、安定的に保持することができるようになっている。

前記第１面側噴射装置５，６及び第２面側噴射装置７は、第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４の各外周面３ａ，４ａに保持されているウェブ２に対して流体を高圧で噴射し、該ウェブ２の構成繊維を交絡させるものである。なお、この実施の形態においては、噴射する流体として水を用いている。
これらの第１面側噴射装置５，６及び第２面側噴射装置７は、ウェブ２の幅方向に直線的に且つ一定の間隔で配設された複数の噴射ノズル（図示せず）を備えていて、図示しない流体源から送られてきた高圧の流体（水）をウェブ２に向けて噴射することが可能となっている。

また、前記第１面側噴射装置５，６は、前記第１サクションドラム３の外周面３ａに保持されている前記ウェブ２の、外方側を向いている第１面側２ａに対して水を噴射自在となっている。
この実施の形態においては、前記第１面側噴射装置５，６は、前記第１サクションドラム３の外周面３ａにおける前記ウェブ２の搬送方向の上流側及び下流側にそれぞれ１台ずつ、計２台配設されていて、これらの上流側及び下流側の各第１面側噴射装置５，６により、前記ウェブ２の第１面側２ａの異なる位置に水を噴射することが可能となっている。
前記上流側及び下流側の各第１面側噴射装置５，６は、前記第１サクションドラム３の外周面３ａにおける、鉛直方向において最も高い位置にある頂部３１よりも上流側の範囲に対してそれぞれ水を噴射できるように配置されている。なお、この実施の形態においては、第１面側噴射装置５，６は、図１に示すような位置にそれぞれ配設されているが、これらの第１面側噴射装置５，６の各位置については、ウェブ２が第１サクションドラム３によって吸引、保持されている範囲において該ウェブ２に対して確実に水を噴射できる位置であれば、任意の位置に設けることができる。

ここで、これらの上流側及び下流側の各第１面側噴射装置５，６から噴射される水の水圧（噴射ノズルからの噴射時の水圧）については、ウェブ２の厚さや構造繊維の種類によって決定されるが、例えばウェブ２がレーヨンとパルプとで構成される場合には、２〜２０ＭＰａ程度とすることができる。このとき、急激に高圧で水が噴射されることによりウェブ２の構成繊維がばらばらになって該ウェブ２が損傷しないように、上流側の第１面側噴射装置５から噴射される水の水圧よりも下流側の第１面側噴射装置６から噴射される水の水圧を高くすることが好ましい。これにより、上流側の第１面側噴射装置５からの比較的低い水圧によってウェブ２が損傷しないようにウェブ２の構成繊維の交絡を一旦行った上で、下流側の第１面側噴射装置６からの比較的高い水圧によって該ウェブ２の構成繊維のさらに交絡を進めることができるため、前記ウェブ２の損傷を可及的に抑えることが可能となる。

なお、前記第１サクションドラム３については、少なくとも、前記上流側の第１面側噴射装置５から噴射された水がウェブ２に当たる地点よりも上流側の位置から、前記下流側の第１面側噴射装置５から噴射された水がウェブ２に当たる地点よりも下流側の位置までの一定の範囲については、ウェブ２を確実に吸引、保持することが可能となっている。これにより、前記上流側及び下流側の各第１面側噴射装置５，６からの水がウェブ２に当たる際に、該ウェブ２を安定的に保持することができるようにしている。

一方、前記第２面側噴射装置７は、前記第２サクションドラム４の外周面４ａに保持されている前記ウェブ２の、外方側を向いている第２面側２ｂに対して水を噴射自在となっていて、この実施の形態においては、１台のみ配設されている。
この第２面側噴射装置７は、図１に示すように、前記第２サクションドラム４の外周面４ａにおける、鉛直方向において最も高い位置にある頂部４１と、水平方向の下流側に位置する頂部４２とのほぼ中間の位置に対して水を噴射することができるように配設されている。なお、この実施の形態においては、第２面側噴射装置７は、図１に示すような位置に配設されているが、この第２面側噴射装置７の位置については、ウェブ２が第２サクションドラム４によって吸引、保持されている範囲において該ウェブ２に対して確実に水を噴射できる位置であれば、任意の位置に設けることができる。

ここで、この第２面側噴射装置７から噴射される水の水圧（噴射ノズルからの噴射時の水圧）については、ウェブ２の厚さや構造繊維の種類によって決定されるが、例えばウェブ２がレーヨンとパルプとで構成される場合には、２〜２０ＭＰａ程度とすることができる。
なお、前記第２サクションドラム４は、前記第２面側噴射装置７からの水がウェブ２に当たる際に、該ウェブ２を安定的に保持することができるように、前記第２面側噴射装置７からの水がウェブ２に当たる地点の上流側及び下流側の一定範囲について前記ウェブ２を確実に吸引、保持することが可能となっている。

ところで、前記第１サクションドラム３と第２サクションドラム４とは、水平方向及び鉛直方向について、相互に接触しない状態（上述のように、さらに具体的には、前記ウェブ２が第１サクションドラム３の外周面３ａと第２サクションドラム４の外周面４ａとの間に挟まれて圧縮されることなく搬送自在である程度の間隔が形成された状態）において、次のような位置関係となるように配設されている。
即ち、前記第２サクションドラム４は、水平方向について、該第２サクションドラム４の外周面４ａにおける水平方向の下流側に位置する頂部４２が、前記第１サクションドラム３の外周面３ａにおける水平方向の下流側に位置する頂部３２の、鉛直方向に延びる接線ｍよりも水平方向の下流側又は該接線ｍ上に位置している。且つ、この第２サクションドラム４は、前記第１サクションドラム３の軸線（回転の中心Ｏ₁）と第２サクションドラ４の軸線（回転の中心Ｏ₂）との間の水平方向距離Ｌ１が、第１サクションドラム３の外周径Ｄ₁と第２サクションドラム４の外周径Ｄ₂との関係においてＬ₁≦０．７（Ｄ₁＋Ｄ₂）となる位置に配設されている。

したがって、前記第１サクションドラム３と第２サクションドラム４とが、水平方向において最も近い位置となるのは、図４(ａ)に示すように、該第２サクションドラム４の外周面４ａにおける水平方向の下流側に位置する頂部４２が、前記第１サクションドラム３の外周面３ａにおける水平方向の下流側に位置する頂部３２の、鉛直方向に延びる接線ｍ上に位置する場合である。
また、前記第１サクションドラム３と第２サクションドラム４とが、水平方向において最も遠い位置となるのは、図４（ｂ）に示すように、前記第１サクションドラム３の軸線と第２サクションドラム４の軸線との間の水平方向距離Ｌ₁がＬ₁＝０．７（Ｄ₁＋Ｄ₂）となる位置にある場合である。
よって、前記第２サクションドラム４は、水平方向については、第１のサクションドラム３との関係において、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す位置の間の範囲に位置することとなる。

このように、第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との水平方向の位置関係を前述のように規定したのは、第１サクションドラム４が吸引、保持しているウェブ２を第２サクションドラムに引き渡す際に、これらの第１サクションドラム３と第２サクションドラム４の保持力（吸引力）によって該ウェブ２が必要以上に長さ方向に引っ張られて、該ウェブ２の長さ方向が伸びて幅方向が狭くなる、いわゆる幅入り現象が生じるのを抑止するためである。
即ち、前記第２サクションドラム４の外周面４ａにおける水平方向の下流側に位置する頂部４２が、前記第１サクションドラム３の外周面３ａにおける水平方向の下流側に位置する頂部３２の、鉛直方向に延びる接線ｍよりも上流側に位置する場合には、第１サクションドラム３を離れたウェブ２が自重で垂れ下がるおそれがある。そのため、前記ウェブ２の安定搬送のためにこれらの第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との間において該ウェブ２を長さ方向に引っ張る必要があり、その引っ張り力によってウェブ２に幅入り現象が発生しやすい。
また、前記第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との水平方向距離Ｌ₁が０．７（Ｄ₁＋Ｄ₂）を越えると、これらの第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との間の距離が離れすぎてしまい、ウェブ２が自重で垂れ下がるおそれがある。そうすると、ウェブ２の安定搬送のために該ウェブ２の垂れ下がりを抑えるべく、前記第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との間においてウェブ２を長さ方向に引っ張らなければならないため、やはり幅入り現象が発生する可能性が高い。

一方、前記第２サクションドラム４は、鉛直方向について、該第２サクションドラム４の軸線が、前記第１サクションドラム３の軸線よりも下方に位置し、且つ、該第１サクションドラム３の軸線と第２サクションドラム４の軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂がＬ₂≦Ｄ１となる位置に配設されている。
したがって、前記第１サクションドラム３と第２サクションドラム４とが、鉛直方向において最も近い位置となるのは、図５（ａ）に示すように、該第２サクションドラム４の軸線が、前記第１サクションドラム３の軸線の高さ未満の高さに位置する場合である。
また、前記第１サクションドラム３と第２サクションドラム４とが、鉛直方向において最も遠い位置となるのは、図５（ｂ）に示すように、該第１サクションドラム３の軸線と第２サクションドラム４の軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂がＤ₁となる位置にある場合である。

前記第２サクションドラム４を、該第２サクションドラム４の軸線が、前記第１サクションドラム３の軸線よりも下方に位置するようにしたのは、次の理由からである。
即ち、前記第１面側噴射装置５，６からの水の噴射によって水分を含んで重くなったウェブ２が、第１サクションドラム３から離れて自重で鉛直下方向に移動する現象を利用して、該ウェ２ブに必要以上の引っ張り力を作用させることなく、且つ該ウェブ２を適度に緊張させた状態で第２サクションドラム４に受け渡すためである。
また、前記第１サクションドラム３の軸線と第２サクションドラム４の軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂をＬ₂≦Ｄ₁となる位置とするのは次の理由からである。即ち、鉛直方向距離Ｌ₂がＤ₁を超えてしまうと、第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との間が離れすぎて、ウェブ２を第１サクションドラム３から第２サクションドラム４に安定的に搬送できなくなり、ウェブ２を長さ方向に引っ張る必要があることから、その引っ張り力によって該ウェブ２に幅入り現象が発生する可能性が高くなるためである。

この実施の形態においては、第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４の水平方向及び鉛直方向における位置関係を、最も好ましいものとしている。
即ち、図１及び図２に示すように、水平方向について、前記第２サクションドラム４を、該第２サクションドラム４の外周面４ａにおける水平方向の上流側に位置する頂部４３が、第１サクションドラム３の外周面３ａにおける水平方向の下流側に位置する頂部３２の、鉛直方向に延びる接線ｍ上となる位置に配設している。
この場合、第１サクションドラム３から離れるウェブ４を鉛直下方向に移動させて、該ウェブ２の長さ方向が鉛直下方向に向いたままの状態で第２サクションドラム２に受け渡すことができる。これにより、前記第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との間に位置するウェブ２には自重による鉛直方向の力のみを作用させることができるため、前記第１サクションドラム３及び第２サクションドラム４の回転速度の調整等によってウェブ２に積極的に引っ張り力を作用させる必要がなく、該ウェブ２の長さ方向に過度の引っ張り力が作用することがほとんどない。
したがって、水平方向については、前記ウェブ２の幅入り現象の原因となる要素がほぼなくなるため、該幅入り現象をより効果的に抑止することが可能である。また、第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との間でのウェブ２の受け渡しについても、該ウェブ２は鉛直下方向のみに移動して水平方向にはほとんど移動しないため、ウェブ２の搬送もきわめて安定的に行うことができる。

また、鉛直方向については、前記第２サクションドラム４を、前記第１サクションドラム３の軸線と該第２サクションドラム４の軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂がＬ₂＝Ｄ₁／２となる位置に配設したものとしている。
この場合、第１サクションドラム３から離れて鉛直下方向に向かって移動するウェブ２の自重により、該ウェブ２の長さ方向に適度な緊張を付与することができる程度の引っ張り力を確保することができ、且つその引っ張り力を確保することができる範囲において最も短時間でウェブ２を第１サクションドラム３から第２サクションドラム４に受け渡すことが可能となる。
これにより、前記水平方向の位置との関係で、前記ウェブ２の幅入り現象を最も効果的且つ安定的に抑止することとが可能である。また、第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との間でのウェブ２の受け渡しの際も、該ウェブ２の適度な緊張を保ちながら短時間で行うことができるため、ウェブ２の搬送をより安定的に行うことができる。

前記構成を有する不織布の製造装置１においては、上流側搬送用ベルト１１によって搬送されてきたウェブ２を第１サクションドラム３の外周面３ａに吸引、保持させて、該ウェブ２の第１面側２ａに対して第１面側噴射装置５，６から水を噴射することにより、該ウェブ２の構成繊維を第１面側３ａから交絡させる。さらに、第１面側噴射装置５，６による水の噴射が終了したウェブ２を、第２サクションドラム４に受け渡して、該ウェブ２を該第２サクションドラム４の外周面４ａに、そのウェブ２の第２面側２ｂが外方に向いた状態で吸引、保持させる。そして、前記第２サクションドラム４に保持させたウェブ２の第２面側２ｂに対して、第２面側噴射装置７から水を噴射し、該ウェブ２の構成繊維を第２面側２ｂから交絡させる。
なお、ウェブ２の両面に対する水の噴射により構成繊維の交絡が完了すると、一定の強度を有する不織布８として第２サクションドラム４から下流側搬送ベルト１３に受け渡され、次工程となる脱水等に係る脱水機２６に搬送されることとなる。

このとき、前記ウェブ２を第１サクションドラム３から第２サクションドラム４に受け渡す際においては、これらの第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との水平方向及び鉛直方向の各位置関係を一定の範囲で規定しているため、第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との間において、前記ウェブ２に必要以上の引っ張り力が作用することを抑止することができる。その一方で、第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との間においては前記ウェブ２に適度な緊張を維持した状態で該ウェブ２の搬送、受け渡しを行うことが可能である。
これにより、前記ウェブ２の第１サクションドラム３から第２サクションドラム４への受け渡し時に、該ウェブ２に幅入り現象が発生することを効果的且つ安定的に抑止することができ、また、第１サクションドラム３と第２サクションドラム４との間でのウェブ２の搬送、受け渡しもきわめて安定的に行うことができる。

前記実施の形態においては、前記第２サクションドラム４は、水平方向について、該第２サクションドラム４の外周面４ａにおける水平方向の上流側に位置する頂部４３が、前記第１サクションドラム２の外周面における水平方向の下流側に位置する頂部３２の、鉛直方向に延びる接線ｍ上となる位置に配設されている。
しかしながら、第２サクションドラムの水平方向の位置については、このような位置に限定されない。即ち、前記第２サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部が、第１サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部の、鉛直方向に延びる接線よりも水平方向の下流側又は該接線上に位置し、且つ、前記第１サクションドラムの軸線と第２サクションドラムの軸線との間の水平方向距離Ｌ₁が、第１サクションドラムの外周径Ｄ１と第２サクションドラムの外周径Ｄ₂との関係においてＬ₁≦０．７（Ｄ₁＋Ｄ₂）となる位置に配設されていれば、どの位置であってもよい。
このとき、第１サクションドラムと第２サクションドラムとの水平方向における位置関係については、例えば、第１サクションドラム及び第２サクションドラムの外周径が一般的な径である５１６ｍｍである場合には、第１サクションドラムと第２サクションドラムとの鉛直方向の位置関係にもよるが、これらの前記第１サクションドラムと第２サクションドラムが接触しない状態において、水平方向距離Ｌ₁を０〜７１０ｍｍ程度とすることができる。さらに好ましくは１２５〜６００ｍｍ、より好ましくは２５０〜５００ｍｍとすることである。
第２のサクションドラムの水平方向の位置をこの範囲にすることにより、第１サンクションドラムと第２サクションドラムの周速差が小さくても前記ウェブに適度な張力を付与して垂れ下がることを抑止しながら安定的に搬送することができる。これにより、ウェブの幅入りを抑えながら、該ウェブを適度に緊張させた状態で第１サクションドラムから第２サクションドラムに一層安定的に受け渡すことが可能となる。
したがって、前記実施の形態のように、前記第２サクションドラムを、該第２サクションドラムの外周面における水平方向の上流側に位置する頂部が、前記第１サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部の、鉛直方向に延びる接線上となるように位置させた場合に次ぐ効果を得ることができる。
ただし、いずれの場合においても、第１サクションドラムと第２サクションドラムとは、鉛直方向の位置関係も考慮して、相互に非接触となる位置に設けることが肝要である。

また、前記実施の形態においては、前記第２サクションドラム４は、鉛直方向について、前記第１サクションドラム３の軸線と第２サクションドラム４の軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂がＬ₂＝Ｄ₁／２となる位置に配設されている。
しかしながら、第２サクションドラムの鉛直方向の位置については、このような位置に限定されず、前記第２サクションドラムの軸線が、前記第１サクションドラムの軸線よりも下方に位置し、且つ、前記第１サクションドラムの軸線と第２サクションドラムの軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂がＬ₂≦Ｄ₁となる位置に配設されていれば、どの位置であってもよい。
このとき、第１サクションドラムと第２サクションドラムとの鉛直方向における位置関係については、例えば、第１サクションドラム及び第２サクションドラムの外周径が一般的な径である５１６ｍｍである場合には、第１サクションドラムと第２サクションドラムとの水平方向の位置関係にもよるが、これらの前記第１サクションドラムと第２サクションドラムが接触しない状態において、水平方向距離Ｌ₂を０〜５００ｍｍ程度とすることができる。さらに好ましくは１００〜４００ｍｍ、より好ましくは２００〜３００ｍｍとすることである。
第２のサクションドラムの鉛直方向の位置をこの範囲にすることにより、ウェブを長さ方向に積極的に引っ張らなくても該ウェブが幅入りしない程度の緊張を維持しながら、該ウェブを比較的短時間で第１サクションドラムから第２サクションドラムに受け渡すことが可能となる。これにより、ウェブの第１サクションドラムから第２サクションドラムへの受け渡しを一層安定的に行うことができるため、より安定的なウェブの搬送が可能となり、第１サクションドラムの軸線と第２サクションドラムの軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂をＬ₂＝Ｄ₁／２とした場合に次ぐ効果を得ることが可能である。
ただし、いずれの場合においても、第１サクションドラムと第２サクションドラムとは、水平方向の位置関係も考慮して、相互に非接触となる位置に設けることが肝要である。

さらに、前記実施の形態においては、第１サクションドラム３の外周径Ｄ₁と第２サクションドラム４の外周径Ｄ₂とを同径としていたが、これらの第１サクションドラムの外周径と第２サクションドラムの外周径とは必ずしも同径でなくてもよい。
即ち、第１サクションドラムの外周径と第２サクションドラムの外周径とが異径である場合、図６（ａ）に示すように第１サクションドラム３’の外周径Ｄ₁’の方が大径であっても、図６（ｂ）に示すように第２サクションドラム４’の外周径Ｄ₂’の方が大径であってもよい。
しかしながら、いずれの場合であっても、第２サクションドラムは、水平方向について、該第２サクションドラムにおける水平方向の下流側に位置する頂部が、第１サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部の鉛直方向に延びる接線よりも水平方向の下流側又は該接線上に位置し、且つ、前記第１サクションドラムの軸線と第２サクションドラムの軸線との間の水平方向距離Ｌ１が、第１サクションドラムの外周径Ｄ₁と第２サクションドラムの外周径Ｄ₂との関係においてＬ₁≦０．７（Ｄ₁＋Ｄ₂）となる位置に配設する必要がある。
一方、鉛直方向については、第２サクションドラムは、前記第２サクションドラムの軸線が、前記第１サクションドラムの軸線よりも下方に位置し、且つ、前記第１サクションドラムの軸線と第２サクションドラムの軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂がＬ₂≦Ｄ₁となる位置に配設する必要がある。
なお、図６（ａ），（ｂ）に示すものの場合、前記第２サクションドラム４’は、水平方向について、該第２サクションドラム４’の外周面における水平方向の上流側に位置する頂部４３’が、第１サクションドラム３’の外周面における水平方向の下流側に位置する頂部３２’の鉛直方向に延びる接線ｍ’上となる位置に配設されている。鉛直方向について、前記第２サクションドラム４’は、前記第１サクションドラム３’の軸線と第２サクションドラム４’の軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂’がＬ₂’＝Ｄ₁’／２となる位置に配設されている。

また、前記実施の形態においては、前記ウェブ２として、種類や繊維長等が相互に異なる第１及び第２繊維積層体を積層したものを用い、これらの２層の繊維積層体からなるウェブ２を順次処理することにより不織布を製造している。
しかしながら、不織布の製造に用いるウェブは、必ずしも２層の繊維積層体により形成されているものである必要はなく、１層あるいは３層以上の繊維積層体により形成されているものであってもよい。

本発明の不織布の製造装置による効果を確認するため、本発明に係る製造装置と本発明に依らない製造装置とについて、性能を比較する比較実験を行った。
具体的に、本発明に係る製造装置は、第１サクションドラムに対する第２サクションドラムとの水平方向及び鉛直方向の位置が本発明の範囲内に配設されているもの（実施例１、実施例２）を用いた。一方、本発明に依らない製造装置は、第１サクションドラムに対する第２サクションドラムの水平方向及び鉛直方向の位置が本発明の範囲外に配設されているもの（比較例１、比較例２）を用いた。
そして、同じ構成繊維を有する同幅のウェブを、第１サクションドラム（ＳＤ１）から第２サクションドラム（ＳＤ２）に向けて搬送すると共に、第１サクションドラム及び第２サクションドラムにおいて、実施例１，２及び比較例１，２のいずれについても、同じ噴射条件（水圧等）で水を噴射してウェブの構成繊維を交絡させることにより不織布を形成した。

この比較実験においては、実施例１，２及び比較例１，２について、ウェブが弛むことなく該ウェブを第１サクションドラムから第２サクションドラムに安定的に受け渡しできる必要最低限の張力を発生させるため、第１サクションドラムの回転速度（周速）に対する第２サクションドラムの回転速度を調整し、測定した。
また、第１サクションドラムに吸引される前のウェブの幅（ＳＤ１入口ウェブ幅）と、構成繊維の交絡後、第２サクションドラムから離れた不織布の幅（ＳＤ２出口不織布幅）とをそれぞれ測定した。
そして、ＳＤ１入口ウェブ幅とＳＤ２出口不織布幅との差から幅縮み率（％）を求めて、第１サクションドラムと第２サクションドラムとの位置関係が、製造される不織布に与える影響を、幅縮み率に基づいて評価した。

この比較実験に用いる不織布の製造装置は、前記第１サクションドラムと第２サクションドラムの位置関係以外に係る構成については、実施例１，２及び比較例１，２のいずれの場合も、各サクションドラムの外周径等を含め、前記実施の形態において説明した製造装置の構成と同じである。また、第１サクションドラムや第２サクションドラムの各吸引力についても実施例１，２及び比較例１，２のいずれの場合も、同じ条件とした。
また、実施例１及び実施例２は、第１サクションドラムに対する第２サクションドラムの水平方向の位置及び鉛直方向の位置が本発明の範囲内にある例であるが、第１サクションドラムと第２サクションドラムとの位置関係については、実施例２の場合の位置関係よりも、実施例１の場合の位置関係の方を、最も好ましい位置関係、即ち前記実施の形態で説明した図２に示す位置関係に近い設定とした。
前記比較実験の結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１及び実施例２については、形成された不織布の幅縮み率が、一般に限度とされている３．０％以下となった。
したがって、本発明の製造装置において、ウェブを第１サクションドラムから第２サクションドラムに安定的に受け渡すに際して、第１サクションドラムと第２サクションドラムとの周速差を小さく抑えながらも、ウェブを弛ませることなく安定的に搬送することができる上、受け渡す際にウェブに幅入り現象が発生することが抑えられておりことがわかる。特に、実施例１については、幅縮み率が２．０％以下にまで抑えられ、幅入りがきわめて効果的に抑止されていると考えられる。
一方、比較例１及び比較例２については、形成された不織布の幅縮み率が３．０％超となって、顕著な幅入り現象が発生していることから、生産性等に大きな影響を与えると考えられる。
このように、本発明の製造装置によれば、ウェブを一対のサクションドラム間において受け渡す際に幅入り現象が発生することを可及的に抑えるという技術的課題が解決される
ことが実証された。

１不織布の製造装置
２ウェブ
３第１サクションドラム
４第２サクションドラム
５，６第１面側噴射装置
７第２面側噴射装置
３２第１サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部
４２第２サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部
４３第２サクションドラムの外周面における水平方向の上流側に位置する頂部

Claims

搬送中のウェブに流体を噴射して該ウェブの構成繊維を交絡することにより不織布を製造する装置であって、
軸線まわりに回転しながら搬送中のウェブを吸引して、そのウェブの第１面側が外方を向くように該ウェブを外周面において保持する第１サクションドラムと、
前記第１サクションドラムの外周面に保持された前記ウェブに対して、該ウェブの第１面側から流体を噴射する第１面側噴射装置と、
前記第１サクションドラムよりも搬送方向の下流側に配設されて、軸線まわりに回転しながら該第１サクションドラムから離れたウェブを吸引して、そのウェブの前記第１面側とは反対側に位置する第２面側が外方を向くように該ウェブを外周面において保持する第２サクションドラムと、
前記第２サクションドラムの外周面に保持されているウェブに対して、該ウェブの第２面側から流体を噴射する第２面側噴射装置とを備え、
前記第１サクションドラムと第２サクションドラムとは、相互に非接触、且つ各軸線が相互に平行となるように配設されていて、
前記第２サクションドラムは、
水平方向について、前記第２サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部が、前記第１サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部の、鉛直方向に延びる接線よりも水平方向の下流側又は該接線上に位置し、
且つ、前記第１サクションドラムの軸線と前記第２サクションドラムの軸線との間の水平方向距離Ｌ₁が、これらの第１サクションドラムの外周径Ｄ₁と第２サクションドラムの外周径Ｄ₂との関係においてＬ₁＜０．７（Ｄ₁＋Ｄ₂）となる位置に配設され、
鉛直方向について、前記第２サクションドラムの軸線が、前記第１サクションドラムの軸線よりも下方に位置し、
且つ、前記第１サクションドラムの軸線と第２サクションドラムの軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂がＬ₂＜Ｄ₁となる位置に配設されている、不織布の製造装置。
前記第２サクションドラムは、水平方向について、該第２サクションドラムの外周面における水平方向の上流側に位置する頂部が、前記第１サクションドラムの外周面における水平方向の下流側に位置する頂部の、鉛直方向に延びる接線上となる位置に配設されている、請求項１に記載の不織布の製造装置。
前記第２サクションドラムは、鉛直方向について、前記第１サクションドラムの軸線と該第２サクションドラムの軸線との間の鉛直方向距離Ｌ₂がＬ₂＝Ｄ₁／２となる位置に配設されている、請求項１又は請求項２に記載の不織布の製造装置。
前記第１サクションドラムの外周径と前記第２サクションドラムの外周径とが同径である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の不織布の製造装置。
前記第１面側噴射装置は、前記第１サクションドラムの外周面における、鉛直方向において最も高い位置にある頂部よりも上流側の範囲に対してそれぞれ水を噴射できるように配設されており、かつ前記第２面側噴射装置は、前記第２サクションドラムの外周面における、鉛直方向において最も高い位置にある頂部と、水平方向の下流側に位置する頂部とのほぼ中間の位置に対して水を噴射することができるように配設されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の不織布の製造装置。