JP6428331B2 - メルトブロー方法及びメルトブロー装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィルタ等に用いられる不織布を製造するためのメルトブロー方法及びメルトブロー装置に関するものである。

一般に、メルトブロー方法を利用した不織布の製造に際しては、溶融樹脂繊維が押し出される孔が所定間隔で一列に配置され、その孔の列の両側に熱風噴出口が配置されて、押し出された溶融樹脂繊維が熱風による随伴気流によってブローされて、下方の捕集用のコンベア等においてシート状をなすように捕集される。

この種のメルトブロー方法が特許文献１に開示されている。この特許文献１のメルトブロー方法は、不織布のシートの目付分布、物性を均一にするために、熱風噴出口の幅を吐出孔列の幅より広くしたものである。

また、特許文献２には、随伴気流の乱れによる不織布の繊維密度等の不均一化を防止するために、繊維捕集用のローラと、捕集された不織布の案内路を形成するとともに、随伴気流を分離するための案内板とを設けた構成が開示されている。

特開平６−１８４８０５号公報 特開２０１２−１０２４２５号公報

前述した特許文献１に開示された技術においては、ある程度の効果を期待できると思われるが、この特許文献１の図４に示されたグラフからは、１．３メートルの吐出孔の列の幅に対し、不織布の幅方向の両側において、目付が少なくて端材となる部分が広い幅で生じている。

特許文献２においては、繊維密度の不均一化防止のための構成はあるものの、不織布の両幅端部の繊維密度や厚さ等を均一化するための対策は講じられていない。
本発明は、不織布の全幅にわたって、繊維密度や厚さ等を均一化できるメルトブロー方法及びメルトブロー装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、一方向に回転される捕集部材に対してその上方から溶融樹脂繊維を随伴気流とともに押し出して捕集部材上において不織布を形成するメルトブロー方法において、前記随伴気流の噴出幅を前記捕集部材の軸方向の長さより広くしたことを特徴とする。

従って、随伴気流の両幅端部分は捕集部材の長さ方向の両端の外側を流れる。従って、押し出された溶融樹脂繊維は、ほとんど乱れない領域の随伴気流によって搬送される。このため不織布は、両幅端部を含めてその全体に不要な乱れがほとんど生じることなく捕集部材上に捕集される。従って、中央部から両幅端部にわたって繊維密度や厚さや繊維径がほぼ均一な不織布を得ることができる。

本発明によれば、全幅にわたって繊維密度や厚さ等が均一化された高品質の不織布を得ることができる。

実施形態のメルトブロー装置を示す側断面図。 メルトブロー本体部の下面図。 第１実施形態のメルトブロー装置の正面図。 第１実施形態のメルトブロー装置を随伴気流とともに示す斜視図。 第１実施形態のメルトブロー装置を随伴気流とともに示す正面図。 第２実施形態のメルトブロー装置の正面図。 第２実施形態のメルトブロー装置を随伴気流とともに示す斜視図。 第２実施形態のメルトブロー装置を随伴気流とともに示す正面図。 比較例のメルトブロー装置を随伴気流とともに示す正面図。 比較例のメルトブロー装置を随伴気流とともに示す斜視図。 第３実施形態のメルトブロー装置を示す側断面図。 変更例のメルトブロー装置を示す側断面図。 変更例のメルトブロー装置の正面図。

以下に、この発明を具体化したメルトブロー装置の第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１及び図２に示すように、第１実施形態のメルトブロー装置におけるメルトブロー本体部１１には、溶融樹脂繊維１０１を押し出すための多数のノズル孔１２が一列に設けられている。このノズル孔１２から溶融樹脂繊維１０１が下方に押し出される。

図２及び図３に示すように、メルトブロー本体部１１には押し出された溶融樹脂繊維１０１にその表裏から熱風よりなる随伴気流１０２を供給するための送気口１３が設けられている。この送気口１３はノズル孔１２の列を挟むようにその両側に位置するとともに、ノズル孔１２の列と平行に延びている。両送気口１３は前記ノズル孔１２の配列幅αより広い熱風の噴出幅、すなわち開口幅βを有する。

メルトブロー本体部１１の下方側、すなわち溶融樹脂繊維１０１の押し出し方向下流側には、捕集部材としてのローラ１４が水平な軸１４１により回転可能に配置されている。ローラ１４の軸線は前記ノズル孔１２の配列方向及び送気口１３の延長方向と平行になっている。このローラ１４の軸方向の長さγは、前記ノズル孔１２の押し出し幅としての配列幅αより広く、送気口１３の噴出幅としての開口幅βより狭く形成されている。

メルトブロー本体部１１の下端とローラ１４の外周面との間には間隔δが形成されている。
前記ノズル孔１２の配列幅α、送気口１３の開口幅β、ローラ１４の軸方向の長さγ、メルトブロー本体部１１の下端とローラ１４の外周面との間の間隔δは、例えば、それぞれ配列幅αが３９０ミリメートル（ｍｍ）、開口幅βが５１０ｍｍ、長さγが４００ｍｍ、間隔δが２００ｍｍである。また、上方から見て、ローラ１４の両端がノズル孔１２の列の幅方向両端の外側に、送気口１３の幅方向の両端がローラ１４の両端の外側に位置している。

そして、溶融された合成樹脂が押出機１５でノズル孔１２に供給されるとともに、送風機１６において外気が加熱されて、この送風機１６から送気口１３に熱風が供給される。このため、ノズル孔１２から溶融樹脂繊維１０１が押し出され、その溶融樹脂繊維１０１が送気口１３からの随伴気流１０２とともにローラ１４上に供給されて、そのローラ１４の回転に伴ってローラ１４の外周面上においてシート状の不織布１０３が製造される。

図１に示すように、前記ローラ１４の下流側には、一対の下方へ向かって拡開される湾曲形状の案内板１７，１８が間隔をおいて対向配置されている。両案内板１７，１８間には、不織布１０３の案内路１９が形成されている。そして、ローラ１４の外周面に沿って下方に流れる随伴気流１０２が、この案内板１７，１８により案内板１７，１８の外側面に沿って下方に導かれる。

図１に示すように、前記両案内板１７，１８の上端部とローラ１４の外周面との間には隙間２１が形成されている。
また、両案内板１７，１８のうちの一方の案内板１７の下端には、水平方向に延びる延長部１７１が形成されている。この延長部１７１が随伴気流１０２に対する障害になり、随伴気流１０２がローラ１４の外周上部から、流動抵抗が小さい形状の他方の案内板１８側へ優先的に流れるようになっている。また、両案内板１７，１８間の案内路１９内においてローラ１４の外周面から剥離された不織布１０３が、案内板１７に沿って下方に導かれて、その案内板１７側に位置する巻取り軸２０に巻き取られる。

なお、ローラ１４を回転させるためのモータ２２等の部材は、前記随伴気流１０２の領域の外側に配置されている。
次に、不織布の製造方法を説明する。

図１に示すように、この不織布の製造装置の運転時には、溶融された樹脂がノズル孔１２に供給されるとともに、送風機１６から送気口１３に熱風が供給される。このため、ノズル孔１２から溶融樹脂繊維１０１が押し出されるとともに、その溶融樹脂繊維１０１が送気口１３からの熱風よりなる随伴気流１０２により、回転中のローラ１４の外周上面に吹き付けられる。このため、ローラ１４の外周面上に溶融樹脂繊維１０１が集積されて、ローラ１４の回転にともないシート状の不織布１０３が連続的に形成される。

この場合、ローラ１４の外周面が円筒面になっているため、随伴気流１０２がローラ１４の外周上部で滞ることなく、ローラ１４の回転に従ってその回転方向の下流側にスムーズに流れる。また、ローラ１４の下流側に配置された一対の案内板１７，１８が延長部１７１により非対称形状となっているため、随伴気流１０２はローラ１４の外周において彷徨うことなく、流動抵抗が小さい形状の案内板１８側へ優先的に流れる。

そして、前記ローラ１４の回転に伴って、そのローラ１４の外周面の不織布１０３が案内板１８の端部と対応する位置まで移動されて、隙間２１から案内路１９内に送り込まれる。

その後、前記案内路１９内において、不織布１０３がローラ１４の外周面から剥離されて、巻取り軸２０に巻き取られる。この場合、案内板１７，１８により、不織布１０３から随伴気流１０２が分離されているため、随伴気流１０２の影響をほとんど受けることなく、不織布１０３が巻取り軸２０に巻き取られる。

ここで、送気口１３の開口幅βがローラ１４の軸方向の長さγより広く、かつ、ノズル孔１２の配列幅αがローラ１４の長さγより狭く形成されている。このため、図４及び図５から明らかなように随伴気流１０２の両幅端部分はローラ１４の両幅端の外側を下方へ流れて、巻き上がったりしない。また、随伴気流１０２の幅方向の中央部分はローラ１４の外周面上をその外周に沿って流れ、ノズル孔１２側から見たローラ１４の最大径部付近においてローラ１４の外周面から離れる。

そして、前記のように、ノズル孔１２の配列幅αがローラ１４の長さγより狭いために、溶融樹脂繊維１０１は随伴気流１０２の両幅から内側へ位置したところを流れ、ローラ１４の外周面から外れることなく、その外周面に達する。従って、溶融樹脂繊維１０１は、随伴気流１０２のほとんど乱れない領域の熱風によってローラ１４上に搬送されて、そのローラ１４上において捕集される。そして、溶融樹脂繊維１０１が捕集された直後に、上方から見たローラ１４の最大径部付近において、ローラ１４の外周面を流れる随伴気流１０２がローラ１４から離れるため、捕集された溶融樹脂繊維１０１に対しては、随伴気流１０２による作用が与えられることはほとんどない。このため捕集された溶融樹脂繊維１０１は、両幅端部を含めてその全体に不要な乱れがほとんど生じることなくローラ１４上において不織布１０３となる。従って、中央部から両幅端部にわたって繊維密度や厚さや繊維径がほぼ均一な不織布１０３が形成される。

これに対し、本実施形態と異なる図９及び図１０の構成においては、ローラ１４の長さγが送気口１３の開口幅β、すなわち随伴気流１０２の吹き出し幅より広く、かつノズル孔１２の配列幅αより広く形成されている。このため、随伴気流１０２の両幅端部分はローラ１４の外周面の両端部に当たって外側の横方向に流れ、さらに巻き上がる。従って、溶融樹脂繊維１０１の両幅端部もこの流れに沿って両側に広がり、溶融樹脂繊維１０１の幅方向中央側と幅端部の集積密度や繊維径が異なる。加えて、両側から巻き上がった随伴気流１０２は、随伴気流１０２の上流側に巻き込まれる。これは、随伴気流１０２の上流側は吹き出し速度が速いことによって圧力が低いためである。このため、随伴気流１０２の両幅端部において乱れが生じ、この部分の溶融樹脂繊維１０１の絡み具合や繊維径が他の部分と変化して、不織布の密度や厚さ等が不均一化する。

従って、前記実施形態においては、以下の効果がある。
（１）随伴気流１０２の幅端部に乱れがほとんど生じないため、溶融樹脂繊維１０１にも不要な乱れがほとんど生じることなくローラ１４上に捕集される。このため、繊維１０１の集積密度、厚さ及び繊維径が長さ方向及び幅において均等な高品質の不織布１０３を製造できる。

（２）ノズル孔１２の配列幅αがローラ１４の長さγより短いため、ノズル孔１２から押し出された溶融樹脂繊維１０１はローラ１４の外周面からほとんど外れずにそのローラ１４の外周面に捕集される。従って、捕集によって形成された不織布１０３の厚さや密度等をその両幅端から中央部まで均一化できる。

（３）前記のような高品質の不織布を得るために、ノズル孔１２の配列幅α、送気口１３の開口幅β及びローラ１４の軸方向長さγを設定しただけであるから、部品点数が増えることはなく、構成が簡単である。

（４）溶融樹脂繊維１０１の捕集がローラ１４で行なわれるため、捕集がベルト上で行なわれる場合と比較して、装置を小形化できるとともに、随伴気流１０２を繊維集積直後の不織布１０３から円滑に分離できる。従って、不織布１０３がきわめて薄いものであっても、その不織布１０３は気流によって捲れ上がったり、波打ったりすることを少なくできて、高品質の不織布１０３を得ることができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図６〜図８に示すように、第２実施形態においては、ローラ１４の両端にフランジ１４２を設けたものである。フランジ１４２の外周部はその外周側ほど厚さが減少するように先鋭状に形成されている。

このように構成すれば、フランジ１４２により、ローラ１４上の両端の位置における随伴気流１０２がその外側に流れることを防止できるとともに、ローラ１４の両端の外側における随伴気流１０２がローラ１４側に移動して来ることも防止できる。

従って、本実施形態では以下の効果を得ることができる。
（５）フランジ１４２により、随伴気流１０２を適切に整流できて、高品質の不織布１０３を得ることができる。

（６）フランジ１４２の外周部が先鋭状に形成されているため、随伴気流１０２をローラ１４側及びその外側に円滑に振り分けることができて、随伴気流１０２の乱れを防止できて、高品質な不織布１０３の製造に寄与できる。

次に、本発明の第３実施形態を図１１に基づいて説明する。
本実施形態の不織布製造装置は、メルトブロー本体部１１から吹き出された熱風を送風機１６の吸入部に還流させる還流機構４０を備えている。

還流機構４０はローラ１４の下方に配置される熱風回収機４１を備えている。
すなわち、この熱風回収機４１は外側板４２を備え、この外側板４２と前記案内板１７，１８とにより回収ダクト４３が形成されている。この回収ダクト４３の上端開口が前記ローラ１４の中心を通る水平線上または同水平線の若干下方に位置している。外側板４２の下端部と、案内板１７，１８の下端部との間にはローラ１４の軸線方向に沿って延びる筒状の導入路４４が開口４５を介して接続されている。

前記導入路４４の長さ方向の端部には還流路４６が接続されており、この還流路４６はエアフィルタ４７を介して前記送風機１６のエア導入側に接続されている。
従って、メルトブロー本体部１１からローラ１４に向けて繊維１０１と共に吹き出された高温の随伴気流１０２は、回収ダクト４３の入口部に流入する。そして、この高温の気流１０２は、回収ダクト４３を通じて送風機１６に送り込まれるとともに同送風機１６によって温度降下分を補うように加熱されてメルトブロー本体部１１に再送される。このため、送風機１６における加熱量を少なくできて、省エネルギー化を図ることができる。

しかも、前記のように、随伴気流１０２が回収ダクト４３の入口部に流入されるため、随伴気流１０２の乱れが少なくなり、ローラ１４上における繊維１０１の捕集効率と繊維１０１の集積密度、厚さ及び繊維径との均一化が向上される。

従って、本実施形態によれば以下の効果がある。
（７）随伴気流１０２の乱れが少なく、繊維１０１の捕集効率が向上するため、繊維１０１の集積密度、厚さ及び繊維径がより均等な高品質の不織布１０３を製造できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することもできる。
・図１２及び図１３に示すように、捕集部材として一方向に周回されるベルト３４を設け、溶融樹脂繊維１０１及び随伴気流１０２をベルト３４に向かって供給すること。そして、ベルト３４の幅、すなわちベルト３４を支持するローラの軸方向におけるベルト３４の幅（長さ）γを送気口１３の開口幅βより狭くするとともに、ノズル孔１２の列の配列幅αをベルト３４の幅及び送気口１３の開口幅βより狭くすること。

・溶融樹脂繊維１０１を押し出すノズル孔１２の配列幅αと前記ローラ１４及びベルト３４の軸方向の長さγとを等しくすること。
・前記第２実施形態において、フランジ１４２の外周縁を他の部分と同じ厚さとすること。つまり、フランジ１４２の先鋭部を形成しないようにすること。

１１…メルトブロー本体部、１２…ノズル孔、１３…送気口、１４…捕集部材としてのローラ、１０１…溶融樹脂繊維、１０２…随伴気流、１０３…不織布、１４１…軸、１４２…フランジ、α…押し出し幅としての配列幅、β…噴出幅としての開口幅、γ…長さ。

Claims (6)

1. 一方向に回転される捕集部材に対してその上方から溶融樹脂繊維を随伴気流とともに押し出して捕集部材上において不織布を形成するメルトブロー方法において、
   前記随伴気流の噴出幅を前記捕集部材の軸方向の長さより広くしたメルトブロー方法。
2. 前記溶融樹脂繊維の押し出し幅を前記捕集部材の軸方向の長さと等しく、または前記捕集部材の軸方向の長さより狭くした請求項１に記載のメルトブロー方法。
3. 前記捕集部材としてローラを用いた請求項１または請求項２に記載のメルトブロー方法。
4. 前記ローラの両側にフランジが形成される請求項３に記載のメルトブロー方法。
5. 前記フランジの外周縁を外周に向かって薄くした請求項４に記載のメルトブロー方法。
6. 一方向に回転される捕集部材と、
   その捕集部材の上方に設けられ前記捕集部材に向かって溶融樹脂を押し出す複数のノズル孔と、
   押し出された溶融樹脂繊維に随伴気流を付与する送気口とを備えたメルトブロー装置において、
   前記送気口の随伴気流の噴出幅を前記捕集部材の軸方向長さより広くしたメルトブロー装置。