JP6488065B2 - 積層ウェブの搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、カード機で開繊された繊維ウェブを折り重ねて形成された積層ウェブを搬送する装置に関し、特に、積層ウェブを高速でかつ皺が生じにくい状態で搬送する装置に関するものである。

不織布は、周知のように、繊維から直接布地を得る方法で製造されている。繊維として短繊維群（ｓｔａｐｌｅ ｆｉｂｅｒｓ）を用いる場合には、短繊維群をカード機で開繊して繊維ウェブを得た後、短繊維相互間を周知の手段で結合する方法で不織布が得られている。カード機で開繊された繊維ウェブは、一般的に目付が低いので、この繊維ウェブは積層され、積層ウェブを用いて不織布が得られている。

繊維ウェブの積層方法の一つとして、特許文献１に記載されている方法がある。すなわち、カード機１９で開繊された繊維ウェブ２０を、搬送方向［特許文献１ではＭＤ方向（機械方向）と称されている。］と直交する方向で左右に揺動する揺動レイヤー１２（特許文献１ではクロスラッパーと称されている。）によって、折り重ねて積層するという方法である（図１）。そして、折り重ねられた積層ウェブは、搬送方向へ一定速度で搬送されるのである。かかる方法は直交配列法或いはクロスレイ法などと称されている。

クロスレイ法の欠点は、高速で積層ウェブを搬送することができない点にある。この原因は、揺動レイヤー１２の動きにある。すなわち、揺動レイヤー１２は、第一コンベア１１の上方で左右に揺動して、繊維ウェブ２０を第一コンベア１１面で折り重ねるのであるが、その揺動速度が一定ではないという動きにある。揺動レイヤー１２は、第一コンベア１１の左端（図２の１の位置）では、運動方向が逆転するために、揺動レイヤー１２の揺動速度は０となる。また、第一コンベアの右端（図２の２の位置）でも、運動方向が逆転するために、揺動レイヤー１２の揺動速度は０となる。一方、第一コンベア１１の中央（図２の０の位置）では、右方向又は左方向への揺動速度が慣性のために最大となる。したがって、揺動レイヤー１２の揺動速度は、図３に示す如く変化しているのである。図３の縦軸は、上方向に右への揺動速度であり、下方向に左への揺動速度であり、横軸は揺動レイヤーが１，２及び０の位置に到達するときの時間である。なお、図３では三角波で揺動速度が変化していることを表したが、正弦波などの他の状態で変化する場合もある。

上記のような動きをする揺動レイヤー１２に対して、第一コンベア１１が搬送方向に一定速度で動いていると、第一コンベア１１の左右端近傍において、積層ウェブ１０に皺が生じるのである。なぜなら、揺動レイヤー１２が止まっているのに、第一コンベア１１が動いて積層ウェブ１０が歪められるからである。この歪みは、第一コンベア１１の速度が速くなるほど顕著になるために、第一コンベア１１の搬送速度が速くすることができず、積層ウェブの搬送を高速化できないのである。

特開２０１０−７２１２号公報（図１）

上記の問題点を解決するためには、揺動レイヤー１２の動きに対応させて、第一コンベア１１の搬送速度を変化させればよい。すなわち、図４に示す如く、図３の揺動速度の変化に対応させて、第一コンベア１１の搬送速度を変化させればよい。図４の縦軸は搬送方向への速度であり、Ｓは第一コンベア１１の最大速度である。なお、第一コンベア１１は搬送方向にしか運動しないので、図３に示す左への三角波が折り返された状態の三角波となる。しかしながら、かかる方法のみでは、未だ十分ではない。なぜなら、第一コンベア１１で搬送された積層ウェブ１０は、その後工程として、結合剤の付与工程、水流交絡工程、乾燥工程及び巻取り工程等が続くのであり、かかる工程でも、図４に示す如き搬送速度とすることは、各装置が複雑化し且つ高価なものとなってしまい、現実的ではない。

したがって、第一コンベア１１を図４に示す如き搬送速度としたとしても、第一コンベア１１から積層ウェブ１０が受け渡されるコンベアは、一定の搬送速度にしなければならない。かかる場合において、受け渡されるコンベアのベルトを上下運動させて、第一コンベア１１と受け渡されるコンベアの速度差を吸収する方法が考えられる。この方法は、積層ウェブ１０の搬送速度が遅いときには問題がないが、搬送速度が速くなると、コンベアベルトの動きに積層ウェブ１０が追随しにくくなり、積層ウェブ１０がコンベアベルトから離れて宙に浮く状態となって搬送されることになる。したがって、積層ウェブ１０が蛇行し、この蛇行により積層ウェブ１０に皺が生じやすいという欠点がある。

本発明は、上記した欠点を解決し、積層ウェブを高速で搬送しても、皺が生じにくい搬送装置を提供しようというものである。

本発明は、揺動レイヤーの揺動速度に対応した搬送速度の第一コンベアと、後の工程で一定の搬送速度となっているコンベアの間に、特別な動きをする速度保障器を設けることにより、上記した課題を解決したものである。すなわち、本発明は、第一コンベアと、前記第一コンベア上で、前記第一コンベアの搬送方向に対して直角に揺動し、繊維ウェブを折り重ねて積層ウェブを形成するための揺動レイヤーと、前記第一コンベアの下段に設置され、その全体が搬送方向及び反搬送方向に往復運動して、前記積層ウェブがその上面及び下面を通って搬送される速度保障器と、前記速度保障器の下段に設置された第二コンベアとからなり、前記第一コンベアは、前記揺動レイヤーの動きに対応して、その搬送速度が変化し、前記速度保障器は、前記第一コンベアの搬送速度が速いときには反搬送方向に運動し、前記第一コンベアの搬送速度が遅いときには搬送方向に運動し、前記第二コンベアの搬送速度は一定であることを特徴とする積層ウェブの搬送装置に関するものである。

まず、本発明の技術的思想について説明する。本発明で用いる揺動レイヤー１２は、前述したとおり、図３に示した揺動速度で動くものである。すなわち、第一コンベア１１の左端の位置１において揺動速度が０となり、第一コンベア１１の中央の位置０において揺動速度が最大となり、第一コンベア１１の右端の位置２において揺動速度が０となり、この運動が連続する。一方、第一コンベア１１の搬送速度も揺動コンベア１２の動きに対応して、図４に示した搬送速度で動くのである。すなわち、揺動コンベア１２が第一コンベア１１の左端の位置１にあるとき搬送速度は０となり、揺動コンベア１２が第一コンベア１１の中央の位置０にあるとき搬送速度は最大速度Ｓとなり、揺動コンベア１２が第一コンベア１１の右端の位置２にあるとき搬送速度は０となるのである。

かかる動きをする第一コンベア１１から、直接一定の搬送速度で動くコンベアに積層ウェブ１０が受け渡されると、前述したように、積層ウェブ１０に皺が生じやすくなる。そこで、本発明は、第一コンベア１１の後に速度保障器１３を設けたものである。速度保障器１３は、搬送方向及び反搬送方向に往復運動をするもので、図５に示すように動くものである。すなわち、第一コンベア１１の搬送速度が０となったとき搬送方向に動く速度が最大となり、第一コンベア１１の搬送速度が最大となったとき反搬送方向に動く速度が最大となるのである。したがって、第一コンベア１１の搬送速度が０となり、積層ウェブ１０が搬送されないときは、速度保障器１３が搬送方向に動いて、速度保障器１３の上面及び下面を通っている積層ウェブ１０を、一定の搬送速度で動く第二コンベア１４に受け渡す。一方、第一コンベア１１の搬送速度が最大となったとき、速度保障器１３が反搬送方向に動いて、過剰に搬送された積層ウェブ１０を速度保障器１３の上面及び下面に貯留しながら、一定の搬送速度で動く第二コンベア１４に受け渡す。

本発明における揺動レイヤー１２、第一コンベア１１、速度保障器１３及び第二コンベアの各動きは、図３〜図６に示したとおりである。第一コンベア１１の最大速度をＳとした場合、速度保障器１３の最大速度はＳ／２（逆方向については−Ｓ／２）となり、第二コンベア１４の搬送速度はＳ／２の一定値となる。図４と図５を対比すれば明らかなとおり、第一コンベア１１から過剰に搬送される積層ウェブ１０（図４のＳ／２よりも上の部分）は、反搬送方向に動く速度保障器１３で保障され、第一コンベア１１から搬送不足となる積層ウェブ１０（図４のＳ／２よりも下の部分）は、搬送方向に動く速度保障器１３で保障されていることが分かる。本発明において、Ｓの値は任意に採用しうるものであるが、２００ｍ／分以上とすることが可能である。なお、従来の方法では１００ｍ／分程度であり、最高で１５０ｍ／分までである。

本発明に係る積層ウェブの搬送装置を用いれば、過剰に搬送される積層ウェブ及び搬送不足の積層ウェブが、いずれも、速度保障器によって保障されるので、一定の搬送速度で動くコンベアにスムースに受け渡される。したがって、搬送速度を高速にしても、積層ウェブが蛇行したり、皺が生じたりすることを防止しうる。よって、本発明に係る搬送装置を用いれば、積層ウェブの搬送速度を高速化でき、ひいては不織布の生産速度を高速にしうるという効果を奏する。

従来の積層ウェブの製造装置の一例を、上方から見た模式図である。 揺動レイヤーを用いて積層ウェブを形成する状態を、側面（第一コンベアの搬送方向から見て、揺動レイヤーが左右に揺動する状態が見える面）から見た模式図である。 揺動レイヤーが右及び左に揺動する速度を示した速度図である。 第一コンベアの搬送速度を示す速度図である。 速度保障器の往復運動する速度を示した速度図である。 第二コンベアが一定の搬送速度であることを示す速度図である。 本発明に係る積層ウェブの製造装置の一例を示す模式的側面図である。

本発明に係る積層ウェブの製造装置の実施形態としては、図７に示したような形態となる。まず、第一コンベア１１Ａ上に設置された揺動レイヤー１２によって積層ウェブ１０が形成される。第一コンベア１１は二つに分割されており、揺動レイヤー１２によって形成された積層ウェブ１０は第一コンベア１１Ａから、第一コンベア１１Ｂに受け渡される。第一コンベア１１Ｂに受け渡された積層ウェブ１０は、速度保障器１３に受け渡される。速度保障器１３は、平坦なコンベア状のものであり、その全体が搬送方向及び反搬送方向に往復運動するものである。積層ウェブ１０は、速度保障器１３の上面と下面を通過して、第二コンベア１４に受け渡される。

以上の装置において、揺動レイヤー１２は、搬送方向に直交する方向において右方向及び左方向に揺動している。この揺動速度は図３に示したように、三角波となる。ただし、正確な三角波とならずに、やや変形した三角波となることもある。また、三角波ではなく、正弦波としてもよい。正弦波の場合も、正確な正弦波ではなく、やや変形した正弦波となることもある。かかる揺動速度に対応する搬送速度で、第一コンベア１１Ａが動き、積層ウェブ１０が搬送される。第一コンベア１１Ａの搬送速度は図４に示したようになる。積層ウェブ１０は、この第一コンベア１１Ａから第一コンベア１１Ｂに受け渡される。第一コンベア１１Ｂの搬送速度は、第一コンベア１１Ａと同調しており、図４に示したようになる。次いで、積層ウェブ１０は、第一コンベア１１Ｂから速度保障器１３の上面に受け渡される。速度保障器１３は、図７に示したように平坦なコンベア状のものであり、その全体が往復運動をしている。往復運動している速度は、図５に示したとおりである。第一コンベア１１Ｂから過剰に積層ウェブ１０が速度保障器１３に受け渡されるときは、速度保障器１３は、反搬送方向に動いて、過剰な積層ウェブ１０を速度保障器１３の上面及び下面に貯留すると共に、一定量の積層ウェブ１０を第二コンベア１４に受け渡す。一方、第一コンベア１１Ｂからの積層ウェブ１０の搬送が不足するときには、速度保障器１３が搬送方向に動いて、その上面及び下面に貯留された積層ウェブ１０を第二コンベア１４に受け渡す。この結果、第二コンベア１４が一定の搬送速度で動いていても、常に一定量の積層ウェブ１０が第二コンベア１４に受け渡される。

積層ウェブ１０の搬送速度をさらに高速化したいときには、第二コンベア１４の後に、延伸装置を設置すればよい。積層ウェブ１０は、短繊維相互間が結合されずに集積されているだけのものであるから、容易に延伸することができる。延伸は、たとえば、積層ウェブ１０の入口におけるニップローラーに対して、出口におけるニップローラーの周速度を速くすることによって、行われる。この速度差を２倍にすれば、搬送速度は２倍となる一方、積層ウェブ１０の目付は約半分となる。積層ウェブ１０は、その後、結合剤付与工程、水流交絡工程、乾燥工程又は巻取工程等の種々の周知の後工程に導入され、不織布が得られるのである。

０ 第一コンベアの中央の位置を示す符号であり、揺動レイヤーがこの位置に到達 ときを示す符号である。
１ 第一コンベアの左端の位置を示す符号であり、揺動レイヤーがこの位置に到達 ときを示す符号である。
２ 第一コンベアの右端の位置を示す符号であり、揺動レイヤーがこの位置に到達 ときを示す符号である。
１０ 積層ウェブ
１１ 第一コンベア
１１Ａ 第一コンベアを二つに分割した際における、揺動レイヤーの下方に位置する第 一コンベアである。
１１Ｂ 第一コンベアを二つに分割した際における、第一コンベア１１Ａから積層ウェ ブ１０を受け渡される第一コンベアである。
１２ 揺動レイヤー
１３ 速度保障器
１４ 第二コンベア
１９ カード機
２０ 繊維ウェブ

Claims (5)

1. 第一コンベアと、
   前記第一コンベア上で、前記第一コンベアの搬送方向に対して直角に揺動し、繊維ウェブを折り重ねて積層ウェブを形成するための揺動レイヤーと、
   前記第一コンベアの下段に設置され、その全体が搬送方向及び反搬送方向に往復運動して、前記積層ウェブがその上面及び下面を通って搬送される速度保障器と、
   前記速度保障器の下段に設置された第二コンベアとからなり、
   前記第一コンベアは、前記揺動レイヤーの動きに対応して、その搬送速度が変化し、
   前記速度保障器は、前記第一コンベアの搬送速度が速いときには反搬送方向に運動し、前記第一コンベアの搬送速度が遅いときには搬送方向に運動し、
   前記第二コンベアの搬送速度は一定であることを特徴とする積層ウェブの搬送装置。
2. 第一コンベアが二分割され、第一コンベアＡ上で積層ウェブが形成され、第一コンベアＡから第二コンベアＢに積層ウェブが受け渡され、該第二コンベアＢの下段に速度保障器が設置されている請求項１記載の積層ウェブの搬送装置。
3. 第二コンベアの後に、積層ウェブを搬送方向に延伸する延伸装置が設置されている請求項１記載の積層ウェブの搬送装置。
4. 第一コンベアの搬送速度は三角波を形成するように変化し、速度保障器の往復運動は三角波を形成するように変化する請求項１記載の積層ウェブの搬送装置。
5. 第一コンベアの搬送速度は正弦波を形成するように変化し、速度保障器の往復運動は正弦波を形成するように変化する請求項１記載の積層ウェブの搬送装置。

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