JP7088747B2 - 不織布製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、パルプ繊維によるパルプ繊維ウエブと合成繊維による合成繊維ウエブとを水流交絡させることによって得られ、ワイパーなどとして好適である不織布の製造装置に関する。

パルプ繊維ウエブと合成繊維ウエブとを含むスパンレース型の不織布は、吸液性と強度とが両立している不織布となるので、ウエスなどの工業用ワイパー、或いは手ぬぐい、タオルなどの対人用のワイパーとして、様々な用途で広く使用されている。

上記のようなスパンレース型の不織布は、例えば、特許文献１で開示するように、パルプ繊維ウエブと合成繊維ウエブとを重ねた後に、高圧のウォータジェット（水流）を吹き付けて水流交絡処理をして繊維を結合させることで得ることができる。パルプ繊維ウエブと合成繊維ウエブとによって形成された複合型の不織布は、水性、油性のいずれの液体に対しても吸収性が良好なパルプ繊維ウエブと、強度に優れる合成繊維ウエブとの利点を併せ持つ優れた不織布として消費者に提供されている。

特許第２５３３２６０号公報

特許文献１における図１で開示している装置の場合、不織布支持体２０（合成繊維ウエブ）の上にパルプ繊維層１８（パルプ繊維ウエブ）を積層した状態（積層ウエブ）として水圧交絡用のマニフォールド３４に導入され、流体ジェット（ウォータジェット）により水流交絡処理されている。この処理により、パルプ繊維ウエブの繊維が合成繊維ウエブの繊維に絡みあった状態となるので一体的な不織布を形成できる。

ところが、上記水圧交絡用のマニフォールド３４内では、積層ウエブ上に向けて、例えばそのウエブ表面から１０ｍｍ～３０ｍｍの高さにあるウォータジェットヘッドから高圧のウォータジェットが噴射される。このように高圧のウォータジェットがウエブに衝突するので、噴射された水の一部が跳ね返り水となって周辺に飛散する。
積層ウエブの上側はパルプ繊維ウエブであり、パルプ繊維ウエブ内には交絡に寄与しない短いパルプ繊維が存在している。この短いパルプ繊維が上記跳ね返り水を構成する水滴に含まれた状態で周辺に飛散して、ウォータジェットヘッドの外周部にも到達して付着する場合がある。これが徐々に堆積すると、パルプの塊となった付着物となる。また、他の原因で異なる種類の付着物がウォータジェットヘッドに付着してしまう可能性もある。
このような付着物が、水流交絡処理を受けて不織布となるウエブの上に落下すると、その部分の外観が変化するので、製品となる不織布が不良品になってしまう。

よって、本発明の目的は、合成繊維ウエブの上にパルプ繊維ウエブを積層した積層ウエブを用いて、外観が整った不織布を生産効率よく製造できる、不織布製造装置を提案することにある。

上記目的は、合成繊維ウエブの上にパルプ繊維ウエブを積層した積層ウエブを形成し、当該積層ウエブの上側からウォータジェットを噴射する水流交絡処理を行って製造される不織布の製造装置であって、前記水流交絡処理をするための水流交絡装置を備え、前記水流交絡装置は、前記積層ウエブの搬送方向で、間隔をとって配置される複数のウォータジェットヘッドを有しており、前記ウォータジェットヘッドから噴射される前記ウォータジェットに基づいて前記ウォータジェットヘッドに付着する付着物を洗浄するための洗浄装置が設けてあり、前記洗浄装置は、前記複数のウォータジェットヘッドの間に配置した配管に設けた複数の洗浄シャワーノズルから、前記ウォータジェットヘッドの側面に付着する前記付着物に向けて１０～１００Ｌ／分・ｍの水量で洗浄ウォータシャワーを噴射するように形成してある、ことを特徴とする不織布製造装置により達成できる。

そして、前記ウォータジェットヘッドは、前記搬送方向に対して直角な前記積層ウエブの幅方向に延在しており、前記積層ウエブの前記水流交絡処理のため前記積層ウエブへ向けて前記ウォータジェットを噴射するように設定されており、前記洗浄装置は、前記付着物に向けて洗浄ウォータシャワーを噴射する洗浄シャワーノズルを備えているものとすることができる。

また、前記洗浄装置の前記洗浄シャワーノズルは、固定位置に配置されているものとしてもよい。
また、前記洗浄装置の前記洗浄シャワーノズルは、前記幅方向にて往復動可能に配置されているものとしてもよい。

そして、前記付着物には、前記ウォータジェットが前記積層ウエブに衝突したときに、短いパルプ繊維を含んでいる跳ね返り水が前記ウォータジェットヘッドにまで到達し、前記短いパルプ繊維が堆積することによって形成されたものを含むことができる。

本発明によると、合成繊維ウエブの上にパルプ繊維ウエブを積層した積層ウエブを用いて、外観が整った不織布を生産効率よく製造することができる、不織布製造装置を提供することができる。

本発明に係る不織布製造装置について示した図である。 本発明に係る不織布製造装置の水流交絡装置が備える洗浄装置について示している図である。

以下、本発明の一実施形態に係る不織布製造装置を、図を参照して説明する。
先ず、不織布製造装置１の概略構成を説明する。図１に示す不織布製造装置１は、上流側にエアレイド装置２、合成繊維ウエブとしてのスパンボンドウエブを供給するスパンボンドウエブ供給装置３、そしてサクション装置４が配設されている。サクション装置４はエアレイド装置２の下側に対向するように配置されている。
ウエブの搬送方向ＴＤで、これらの装置２、３、４より下流には、上流側から順に、水流交絡処理を行うためのウォータジェットを噴射する水流交絡装置５、サクション装置６、乾燥装置７が配置されている。上記乾燥装置７の下流には連続して製造される不織布ＷＰを巻き取るための巻取装置８が更に設けてある。

上記エアレイド装置２は、繊維同士が密集しシート状となっている原料パルプＲＰをパルプ繊維に解繊する解繊機２１や、図示しない送風機を備えて解繊されたパルプ繊維ＰＦをエアレイドホッパ２３へと搬送するダクト２２を有している。

また、上記ダクト２２よりも下流側にはエアレイドホッパ２３が配置されている。このエアレイドホッパ２３の内部では、解繊状態にあるパルプ繊維が分散しながら降下し、下面に設定した積層位置２４に徐々に積み上りパルプ繊維ウエブＰＦＷが形成されるように設計してある。
上記積層位置２４の下側にはサクション装置４が対向配備してある。より詳細には、サクション装置４は装置本体４１の上面にサクション部４２を有しており、サクション部４２が上記パルプ繊維ウエブＰＦＷに吸引力（負圧）を作用させるべく積層位置２４に対して設定してある。
なお、図１では、エアレイドホッパ２３とサクション装置本体４１とを１つずつ一段での配置として、パルプ繊維ウエブＰＦＷを形成する場合を例示している。しかし、これに限らず、上記パルプ繊維ウエブＰＦＷの目付（坪量）や製造速度に応じて、上記エアレイドホッパ２３とサクション装置本体４１を２つ以上の多段とする配置に変更してもよい。

また、サクション装置４の周囲にはウエブ搬送用の搬送ワイヤ４３が配設してある。搬送ワイヤ４３は、積層位置２４においてパルプ繊維ＰＦが堆積したパルプ繊維ウエブＰＦＷが載置可能で、これを下流側に搬送するように配置されている。ただし、パルプ繊維ウエブＰＦＷは直接、搬送ワイヤ４３上に載置されない。これについては、後述の説明で明らかとなる。
搬送ワイヤ４３はサクション部４２の吸引力が、反対側（上側）に及ぶような目開き形態（メッシュ）で形成されている。

上記エアレイド装置２の下側で、サクション装置４よりも上流側に、スパンボンドウエブ供給装置３が配置してある。このスパンボンドウエブ供給装置３には、予め準備されたスパンボンドウエブＳＷがロール状とされてセットされている。スパンボンドウエブ供給装置３からスパンボンドウエブＳＷが引出され、上述した搬送ワイヤ４３に乗って上記積層位置２４へと搬送されるようになっている。スパンボンドウエブＳＷとしては、スパンボンド法により形成された合成樹脂の連続フィラメントのウエブを用いるのが好ましい。

積層位置２４に位置した、スパンボンドウエブＳＷの上に、前述したパルプ繊維ウエブＰＦＷが載置される。その際に、積層位置２４ではサクション装置４のサクション部４２による吸引力が搬送ワイヤ４３を通過し、その上のスパンボンドウエブＳＷおよびパルプ繊維ウエブＰＦＷに作用する。よって、スパンボンドウエブＳＷとパルプ繊維ウエブＰＦＷとが積層された状態となっている予備的積層体ＰＷｅｂ（積層ウエブ）が下流側へと搬送される。

上記した予備的積層体ＰＷｅｂは、サクション装置４の吸引力によって、吸引圧縮されたことにより積層状態が維持されている。このとき上側のパルプ繊維ウエブＰＦＷの繊維が密にされた状態ではある。しかし、このまま予備的積層体ＰＷｅｂを下流側の水流交絡装置５内に搬送投入すると、ウォータジェット（高圧の水流）によってパルプ繊維ＰＦの一部が舞い上がるおそれがある。
そこで、本製造装置１では、予備的積層体ＰＷｅｂを上下から挟んでスパンボンドウエブＳＷ上でのパルプ繊維ウエブＰＦＷの載置状態を安定化させる為の挟持ローラ２８、そして水流交絡装置５の上流側に繊維飛散防止用に水分を付与するプレウエット装置３０が配備してある。プレウエット装置３０は、好適には、予備的積層体ＰＷｅｂの上方からウォータミストを吹き付ける噴霧ノズル３１と予備的積層体ＰＷｅｂの下側（すなわち、パルプ繊維ウエブＰＦＷの下面）から吸引力を印加するサクション装置３２とを含んで構成されている。
なお、図１では、上記のように水流交絡装置５前にプレウエット装置３０を新たな装置として設ける場合を例示しているが、これに限らない。水流交絡装置５に含まれる後述するウォータジェットヘッド５１とサクション装置５２とからなるセットの複数について、先頭に位置するセットを上記プレウエット装置３０として流用するような設計変更をしてもよい。この場合には先頭のウォータジェットヘッド５１から低圧のウォータミストが噴霧されるように調整すればよい。
水流交絡処理を行うのに十分な、ウォータジェットヘッド５１とサクション装置５２とのセット数が確保されている水流交絡装置５の場合、上記のように先頭のウォータジェットヘッド５１とサクション装置５２をプレウエット装置として活用することは、装置設備コストの抑制に効果的である。

そして、水流交絡装置５では、前処理部となる挟持ローラ２８およびプレウエット装置３０の処理を受けた予備的積層体ＰＷｅｂに高圧のウォータジェットを吹き付けることによりパルプ繊維同士の交絡を促進する。これにより上側に位置するパルプ繊維ウエブＰＦＷ層と下側に位置するスパンボンドウエブＳＷ層との一体化が促進される（水流交絡処理）。
図１で例示的に示している水流交絡装置５は、搬送方向ＴＤに沿って多段（図１では例示しているのは４段）にウォータジェットヘッド５１が配置されている。
なお、図１では、搬送方向ＴＤに対して直角な方向（ウエブの幅方向ＷＤ）において延在しているウォータジェットヘッド５１に設けたノズルの様子は図示していないが、幅方向において複数のウォータジェットノズルが適宜の位置に配置してある。

上記水流交絡処理をする際の水圧は、パルプ繊維ウエブＰＦＷとスパンボンドウエブＳＷとの坪量を勘案して設定するのが望ましい。例えば、１～３０ＭＰａの範囲において選択するのが好ましい。

そして、上記ウォータジェットヘッド５１と対向するように、サクション装置５２が配設してある。ウォータジェットヘッド５１から出る高圧のウォータジェットを上側に位置しているパルプ繊維ウエブＰＦＷに吹き付けつつ、下側に位置しているスパンボンドウエブＳＷの下側にサクション装置５２の吸引力を作用させる。ウォータジェットヘッド５１とサクション装置５２との協働作用によって、パルプ繊維ウエブＰＦＷ側のパルプ繊維が下側のスパンボンドウエブＳＷに入り込んだ状態や、スパンボンドウエブＳＷを貫通して反対側にまで至った状態などが形成されると推定される。その作用により２つの層の一体
化が促進される。

水流交絡装置５にも、搬送ワイヤ５５が配設してある。搬送ワイヤ５５は前処理部２８、３０の下流で予備的積層体ＰＷｅｂを受けて、水流交絡装置５内へと搬送する。搬送ワイヤ５５は水流交絡装置５のウォータジェットヘッド５１とサクション装置５２との間を、上流側から下流に向かって通過するように配設されている。
よって、搬送ワイヤ５５上を搬送される予備的積層体ＰＷｅｂは、搬送方向ＴＤで下流に向かう程に、より多くの水流交絡処理を受けることになり、水流交絡装置５を出るときには上側のパルプ繊維ウエブＰＦＷ層と下側のスパンボンドウエブＳＷ層との十分な交絡処理が実現される。
水流交絡装置５を出た直後の不織布にあっては、ウエット状態にあり、パルプ繊維同士などの結合は十分に確立されてはいない。

そこで、図１で示すように、水流交絡装置５の下流側にはウエブに残留する水分を吸引除去し、その後に乾燥を行って、不織布ＷＰの製造を完了するためのサクション装置６および乾燥装置７が配備してある。このように不織布ＷＰの製造の後段で、サクション装置６および乾燥装置７による脱水、乾燥を行うと効率よく不織布を製造でき、また、製造される水流交絡後の不織布に大きな外圧を掛けることなく乾燥した不織布を製造できるので、嵩高感のある製品に仕上げることができる。
サクション装置６は、例えばバキューム式で水流交絡後の不織布を脱水する。乾燥装置７は非圧縮型のドライヤ、好適にエアスルードライヤを採用することが好ましい。図１で、エアスルードライヤの回転可能なドライヤ本体７１は筒状体であり、その周表面には多数の貫通孔が設けてあり、図示しない熱源で加熱された熱風がドライヤ本体の外周から中心部側に向かって吸い込む構成とするのがよい。
このように連続的に製造される複合型の不織布ＷＰは巻取装置８のローラ８１に巻取られて一連の工程が完了する。

図２は、不織布製造装置１の前述した水流交絡装置５に設けられている洗浄装置６０を説明するために示した図である。図２（ａ）は水流交絡装置５の内部を確認し易いように模式的に示した平面視図であり、図２（ｂ）は水流交絡装置５の４つのウォータジェットヘッド５１の側面を図２（ａ）の位置に対応させて示してある側面図である。

図２（ｂ）を参照すると、積層ウエブ（予備的積層体ＰＷｅｂ）は前述したように所定の前処理を受けており、上側に位置しているパルプ繊維ウエブＰＦＷを構成するパルプ繊維ＰＦが舞い上がらないようにされてはいるが、ウォータジェットヘッド５１からは高圧のウォータジェットＷＪが噴射されるのでウエブＰＷｅｂからの跳ね返り水ＲＢが発生する。この跳ね返り水ＲＢを構成している水滴には例えば短いパルプ繊維が含まれ、ウォータジェットヘッド５１に付着する付着物ＡＴとなって前述したような問題を発生させる可能性がある。

そこで、水流交絡装置５には、上記付着物ＡＴを洗浄するための洗浄装置６０が設けてある。洗浄装置６０は、付着物ＡＴに向けて洗浄ウォータシャワーＷＳを噴射する洗浄シャワーノズルＳＮを備えている。洗浄装置６０の主要部を概略的に示している図２（ａ）では、複数配設されるウォータジェットヘッド５１（例示では４個）の間に、洗浄ウォータシャワー用の水を供給する配管６１（６１ａ、６１ｂ）が配置されている。この配管６１の所定位置に複数の洗浄シャワーノズルＳＮが設けてある。

洗浄シャワーノズルＳＮは固定位置に配置したものとしてもよいし、ウエブの幅方向にて往復動可能に配置したものとしてもよい。
図２（ａ）では例示的に、上流側の３本の配管６１ａについては固定配置として洗浄シャワーノズルＳＮを設けた場合を示し、下流側の２本の配管６１ｂについては幅方向ＷＤで往復摺動させて洗浄シャワーノズルＳＮを幅方向にて往復動可能に設けてある場合を示している。

洗浄シャワーノズルＳＮを固定位置とする場合、それぞれの洗浄シャワーノズルＳＮからの洗浄ウォータシャワーＷＳが例えば円錐状となって噴射される。ここで、図で示すように、その展開された端部が互いに重なるように設定するのが好ましい。より詳細には、洗浄シャワーノズルＳＮを固定位置とする場合は、ウォータジェットヘッド５１に対して隙間なく洗浄ウォータシャワーＷＳが吹き付けられるように洗浄シャワーノズルＳＮの位置を選定する。更に、その際、展開された端部については洗浄ウォータシャワーＷＳの水圧や水量が低下することにも配慮し、互いにこの点を補うように端部が重なるようにしておくのがよい。
これに対して、洗浄シャワーノズルＳＮが往復動する場合は、往復動する範囲の端部で洗浄ウォータシャワーＷＳが互いに重なるように設定すればよい。よって、図示のように、洗浄シャワーノズルＳＮを往復動させる構成を採用する場合、配設する洗浄シャワーノズルＳＮの数は固定位置とする場合よりも少なくすることできる。

前記洗浄シャワーノズルＳＮは、ウォータジェットヘッド５１の間に配置することで、洗浄ウォータシャワーＷＳを付着物ＡＴに向けて噴射し付着物ＡＴを効率よく洗浄することができる。
なお、上流側に位置するウォータジェットヘッド５１に付着物が発生する傾向が強い。その一方、下流側に位置するウォータジェットヘッド５１は付着物の発生は相対的に少ない。よって、全てのウォータジェットヘッド５１の間に洗浄シャワーノズルＳＮを配置してもよいが、例示のように最後の間については洗浄シャワーノズルＳＮを配置せず、シャワーの段数を削減しなくてもよい。すなわち、洗浄シャワーノズルＳＮは、設備コストや洗浄効率を考慮して、複数配設される前記ウォータジェットヘッド５１の間の少なくとも一部に配置されていればよい。

洗浄シャワーノズルＳＮから噴射させる洗浄ウォータシャワーＷＳの水量は、ウォータジェットヘッド５１の付着物を確実に洗浄するという点からは洗浄ウォータシャワーを多めに噴射するのが好ましいが、その下には製品となるシート状のウエブが搬送されているので不織布の外観を乱さない水量に制限する必要がある。例えば１０～１００Ｌ／分・ｍとするのが好ましい。より好ましい洗浄ウォータシャワーＷＳの水量は２０～９０Ｌ／分・ｍである。上記範囲より少ない水量では十分な洗浄効果を期待できず、上記範囲よりも多い水量であると製造される不織布の外観が悪化するおそれがあるかである。

以上で説明した不織布製造装置１によると、ウォータジェットヘッドに付着する付着物を洗浄するための洗浄装置が設けてあるので、付着物の発生を抑制できる。よって、安定した外観の不織布を製造することができる。
付着物の落下を確実に抑制できると、不織布製造装置１を高速で操作することが可能になるので、結果として不織布の生産効率を向上させることができる。
なお、前述した図１による実施例では、パルプ繊維ウエブを製造する際に乾式エアレイドを用いた乾式とした場合を説明したがこれに限らない。パルプ繊維ウエブは湿式抄紙シートの製造法を応用して製造したものであっても、前述した場合と同様の効果を得ることできる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができることは言うまでもない。

１ 不織布製造装置
２ エアレイド装置
３ スパンボンドウエブ供給装置
４ サクション装置
５ 水流交絡装置
６ サクション装置
７ 乾燥装置
８ 巻取装置
２１ 解繊機
２２ ダクト
２３ エアレイドホッパ
２４ 積層位置
２８ 挟持ローラ
３０ プレウエット装置
３１ 噴霧ノズル
３２ サクション装置
４１ サクション装置本体
４２ サクション部
４３ 搬送ワイヤ
５１ ウォータジェットヘッド
５２ サクション装置
５５ 搬送ワイヤ
６０ 洗浄装置
６１ 配管
（６１ａ：洗浄シャワーノズルＳＮが固定配置、６１ｂ：洗浄シャワーノズルＳＮが幅方向に往復動可能）
ＳＷ 合成繊維ウエブ
ＰＦ パルプ繊維
ＰＦＷ パルプ繊維ウエブ
ＰＷｅｂ 予備的積層体（積層ウエブ）
ＷＰ 不織布
ＡＴ 付着物
ＷＪ ウォータジェット
ＷＳ 洗浄ウォータシャワー
ＳＮ 洗浄シャワーノズル
ＴＤ 搬送方向
ＷＤ 幅方向
ＲＢ 跳ね返り水

Claims (5)

1. 合成繊維ウエブの上にパルプ繊維ウエブを積層した積層ウエブを形成し、当該積層ウエブの上側からウォータジェットを噴射する水流交絡処理を行って製造される不織布の製造装置であって、
   前記水流交絡処理をするための水流交絡装置を備え、
   前記水流交絡装置は、前記積層ウエブの搬送方向で、間隔をとって配置される複数のウォータジェットヘッドを有しており、前記ウォータジェットヘッドから噴射される前記ウォータジェットに基づいて前記ウォータジェットヘッドに付着する付着物を洗浄するための洗浄装置が設けてあり、
   前記洗浄装置は、前記複数のウォータジェットヘッドの間に配置した配管に設けた複数の洗浄シャワーノズルから、前記ウォータジェットヘッドの側面に付着する前記付着物に向けて１０～１００Ｌ／分・ｍの水量で洗浄ウォータシャワーを噴射するように形成してある、ことを特徴とする不織布製造装置。
2. 前記ウォータジェットヘッドは、前記搬送方向に対して直角な前記積層ウエブの幅方向に延在しており、前記積層ウエブの前記水流交絡処理のため前記積層ウエブへ向けて前記ウォータジェットを噴射するように設定されており、
   前記洗浄装置は、前記付着物に向けて洗浄ウォータシャワーを噴射する洗浄シャワーノズルを備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の不織布製造装置。
3. 前記洗浄装置の前記洗浄シャワーノズルは、固定位置に配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の不織布製造装置。
4. 前記洗浄装置の前記洗浄シャワーノズルは、前記幅方向にて往復動可能に配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の不織布製造装置。
5. 前記付着物には、前記ウォータジェットが前記積層ウエブに衝突したときに、短いパルプ繊維を含んでいる跳ね返り水が前記ウォータジェットヘッドにまで到達し、前記短いパルプ繊維が堆積することによって形成されたものを含む、請求項１から４のいずれかに記載の不織布製造装置。

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