JP7337660B2 - 不織布の製造方法及び不織布の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、不織布の製造方法及び不織布の製造装置に関する。

不織布は、その液透過性や肌触りの良さから、吸収性物品の構成部材として用いられることが多い。吸収性物品に用いられる不織布についてこれまで物性等を改良する技術が提案されてきた。
例えば、特許文献１には、不織布の柔らかさや滑らかさを改良する装置として、上下一対の延伸ロールを備えた賦形装置が記載されている。上方の延伸ロールには、凸稜が、ロール幅方向に一定間隔で、かつロール外周面に沿って相互に平行に複数設けられている。隣り合う凸稜との間には凹溝が配されている。下方の延伸ロールには、その外周面に、凹溝と噛み合うように設けられた複数のピンを備えている。これらのピンはロール幅方向に対しては、上方の延伸ロールの凸稜に対して接触しないように、一定間隔で配設され、外周面に沿って一定間隔でほぼ直線的に配設されている。

特開２０１６－１２３６５１号公報

特許文献１記載の賦形装置のように、対向配置された凹凸部材の互いの凸部を相手の凹部に遊挿させて繊維材料に凹凸賦形を行う場合、凸部同士の接触を防止することが必要となる。凸部同士を接触させずに凹部への遊挿を好適に行うことにより、繊維材料（繊維ウェブや不織布等）の凹凸賦形を良好に実施にでき、繊維材料の不測の損傷（穴あきや切れ）を防ぐことができる。
しかし、凸部同士の接触は、凹凸部材の幅方向の位置ズレによって生じることがある。凹凸部材の幅方向においては凸部間の空間が僅か数ミリメートル単位の狭いものであることが多く、凹凸賦形加工の最中に上記の位置ズレが生じるとその修正が難しい。特に、対向する凹凸部材同士が異なる素材、構造（例えば一方が複数の要素を組み立てた構造）を有するものであると、上記の位置ズレが生じやすくなる。
そのため、賦形加工において、凹凸部材の幅方向の位置をミリメートル単位で高精度に制御することが求められる。

本発明は、上記の点に鑑み、凹凸賦形を行う際に、対向する凹凸部材同士の遊挿を好適に実行させ得る不織布の製造方法及び不織布の製造装置に関する。

本発明は、支持ロールと押し込み体との間に繊維材料を供給して凹凸賦形する不織布の製造方法であって、前記支持ロールの表面には、凸部と凹部とが該支持ロールの軸方向に沿って交互に配され、前記押し込み体は、前記凸部が遊挿される被遊挿部と、前記凹部に遊挿される押し込み部とが前記支持ロールの軸方向と平行な該押し込み体の幅方向に沿って交互に配されたユニットと、該ユニットの前記幅方向への移動を可能にする移動機構とを有し、前記移動機構によって前記ユニットの前記幅方向の位置を制御して前記遊挿を行い、前記繊維材料への凹凸賦形を実施する、不織布の製造方法を提供する。

また、本発明は、支持ロールと押し込み体との間に繊維材料を供給して凹凸賦形する不織布の製造装置であって、前記支持ロールの表面には、凸部と凹部とが該支持ロールの軸方向に沿って交互に配され、前記押し込み体は、前記凸部が遊挿される被遊挿部と、前記凹部に遊挿される押し込み部とが前記支持ロールの軸方向と平行な該押し込み体の幅方向に沿って交互に配されたユニットと、該ユニットの前記幅方向への移動を可能にする移動機構とを有し、前記移動機構によって前記ユニットの前記幅方向の位置を制御して前記遊挿を行い、前記繊維材料への凹凸賦形を実施する、不織布の製造装置を提供する。

本発明の不織布の製造方法及び製造装置によれば、凹凸賦形を行う際に、対向する凹凸部材同士の遊挿を好適に実行させることができる。

本発明の不織布の製造装置の好ましい一実施形態を模式的に示す断面図である。 図１に示した製造装置の支持ロール表面の好ましい一例を示した部分斜視図である。 図２に示した支持ロールの部分断面図である。 支持ロールの凸部及び凹部と押し込み体の押し込み部との配置関係を示した部分断面図である。 移動機構としてのスプラインの好ましい一例を示した断面図である。なお、ユニットの押し込み部や被遊挿部の図示は省略した。 押し込み体の好ましい一例を示した概略斜視図である。 押し込み体の別の好ましい一例を示した概略斜視図である。 押し込み体の更に別の一例を対応する支持ロール及び繊維材料とともに示した概略斜視図である。

以下、本発明の不織布の製造方法を実施する製造装置について、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態の不織布の製造装置１は、対向配置された支持ロール１０と押し込み体２０とを有する。支持ロール１０と押し込み体２０との間に繊維材料（図示せず）を供給して凹凸賦形する。ここで言う「繊維材料」とは、繊維の集合体でシート状にされたものを言い、例えば不織布や繊維ウェブを含む。「不織布」とは、繊維の集合体における繊維同士が、その交点において結合されているものや、繊維同士の交絡によって容易には分離しないようになったものを言う。例えば、繊維同士がその交点において熱融着や接着剤により結合されているもの（サーマルボンド不織布やレジンボンド不織布等）や、水流の圧力により繊維同士を交絡させているもの（スパンレース不織布等）を含む。「繊維ウェブ」とは、繊維の集合体における繊維同士が結合される前の状態の物を言い、いわば不織布化する前の素材である。

支持ロール１０の表面１０Ｓには、凸部１１と凹部１２とが該支持ロール１０の軸方向Ｘ１に沿って交互に配されている。これにより、支持ロール１０は、軸方向Ｘ１に沿って凹凸面を有する凹凸部材である。この支持ロール１０は、例えばドラム形状であってもよい。ドラム形状とは、中空の円筒形態を意味する。支持ロール１０の表面１０Ｓの周方向においては、凸部１１と凹部１２とが交互に配されていてもよく、凸部１１が連続して配されていてもよい。連続的とは、途切れることなく、繋がった状態を意味する。
また、図２及び３に示すように、凸部１１が支持ロール１０の表面１０Ｓの軸方向Ｘ１及び周方向Ｙに等間隔で配され、凹部１２が各凸部１１の周りを縦横に囲んで支持ロール１０の表面１０Ｓに格子状に連続した形態で配されていてもよい。
支持ロール１０は、凸部１１の間に、表面１０Ｓから裏面に貫通する複数の開孔を有することが好ましい。開孔があることにより、風が支持ロール１０を吹き抜けやすく、繊維材料が乱れたり飛散したりすることを抑制することができる。これにより繊維材料のムラを抑えて均質化でき、繊維材料の硬化を抑えた賦形を可能にする。また、風が支持ロール１０を吹き抜けることによって、繊維材料を凸部１１の頂部から支持ロール１０に至るまで押し込みやすく、高さのある凹凸形状をより明確にして効率よく賦形することができる。更に、凸部１１の壁面に沿った繊維材料の配向性が、風の吹き抜けによってより顕著になる。これにより嵩高く柔らかな肌触りの不織布を効率よく製造することができる。

凸部１１の壁面は、全て支持ロール１０の表面１０Ｓに対して垂直であることが好ましい。凸部１１の壁面が表面１０Ｓに対して垂直である支持ロール１０を用いることによって、従来よりも嵩高く柔らかい不織布の製造が可能となる。
「凸部１１の壁面が全て支持ロール１０の表面１０Ｓに対して垂直である」とは、壁面のどの位置においても支持ロール１０の表面１０Ｓに対して垂直であることを言う。例えば、凸部１１が角柱のように角のある柱体である場合は、壁面を構成する角に挟まれた各面がいずれも支持ロール１０の表面１０Ｓに対して垂直であることを言う。凸部１１が円柱のように角が無い柱体である場合は、壁面を構成する曲面のいずれの地点の面においても支持ロール１０の表面１０Ｓに対して垂直であることを言う。
「支持ロール１０の表面１０Ｓに対して垂直である」とは、支持ロール１０の表面１０Ｓを基準にして壁面の立設する方向が垂直であることを言う。例えば図３に示すように、支持ロール１０の表面１０Ｓが外側に凸にした円弧状の湾曲面である場合は、支持ロール１０の側面視した端面において、壁面の支持ロール１０側の根元から頂部側までの外形線と、凸部１１の端面の幅中心地点における表面１０Ｓの円弧に対する接線Ｊとがなす角度θが垂直であることを言う。本発明においては、壁面は、凸部１１のどの位置における断面又は側面視した端面についても全て、下記に定義する「垂直」の状態にあることが好ましい。
「垂直」とは、支持ロール１０の表面１０Ｓに対して８８°以上９２°以下であることを言い、好ましくは８９°以上、より好ましくは８９．５°以上であり、また、好ましくは９１°以下、より好ましくは９０．５°以下である。
支持ロール１０の表面１０Ｓに対する壁面の角度は、株式会社東京精密製ＭＩＣＵＲＡを用いて測定することができる。測定する壁面に直交する方向の凹部１２の開孔以外の点５ヶ所から支持ロール１０の表面１０Ｓ（平面又は曲面）の位置を測定し、さらに、壁面の高さ方向の点３ヶ所から壁面の位置を測定し、両者の位置関係から角度を導く。

凸部１１の高さは、クッション性を向上させる観点から凸部１１の最大径の１．５倍以上であることが好ましく、クッション性をより向上させる観点から凸部１１の最大径の２倍以上がより好ましく、クッション性を更に向上させる観点から凸部１１の最大径の３倍以上が更に好ましい。
また、凸部１１の高さは、賦形後の形状を安定させる観点から凸部１１の最大径の１０倍以下であることが好ましく、賦形後の形状をより安定させる観点から凸部１１の最大径の９倍以下であることがより好ましく、賦形後の形状を更に安定させる観点から凸部１１の最大径の８倍以下であることが更に好ましい。
なお、凸部１１についての「最大径」とは、支持ロール１０の表面１０Ｓの軸方向Ｘ１及び周方向Ｙにおける、凸部１１の最大の長さを言う。

凸部１１の頂部は、粗面化されていることが好ましい。これによって、繊維に対する引っ掛け性を高くして頂部に残る繊維量を好適に高め、繊維材料に対する押し込みの際に繊維が部分的に薄くなることを抑制することができる。また、粗面化により斑の少ない不織布を製造することができる。粗面化は、頂部のみの一部に施されていてもよく、頂部のみの全体に施されていてもよく、頂部から壁面の上部の一部にまで施されていてもよい。繊維に対する引っ掛け性と壁面への繊維の沿いやすさを考慮すると、頂部の全体が粗面化されていることが好ましく、頂部の縁まで粗面化されていることがより好ましい。また、不織布化後の引き剥がし易さを考慮すると、頂部のみが粗面化され、壁面は粗面化されていないことが好ましい。
頂部を粗面化する方法としては、サンドブラスト加工等、この種の支持ロール１０に対して施す種々の方法を用いることができる。

押し込み体２０は、前述の凸部１１が遊挿される被遊挿部２３と、前述の凹部１２に遊挿される押し込み部２２とが押し込み体２０の幅方向Ｘ２に沿って交互に配されたユニット２１を有する。押し込み体２０の幅方向Ｘ２は支持ロール１０の軸方向Ｘ１と平行にされている。
被遊挿部２３は支持ロール１０の凸部１１が遊挿される空間部分である。そのため、押し込み体２０は、被遊挿部２３と押し込み部２２とで幅方向Ｘ２に凹凸面を有する凹凸部材である。上記の「遊挿」とは、遊びを持たせて挿入されることを意味する。押し込み体２０のユニット２１の被遊挿部２３に対しては、支持ロール１０の凸部１１が隙間を残しながら挿入される。押し込み体２０のユニット２１の押し込み部２２は、支持ロール１０の凹部１２に対して隙間を残しながら挿入される。

押し込み体２０において、ユニット２１の押し込み部２２と被遊挿部２３とは、支持ロール１０の周方向Ｙの凹部１２と凸部１１とにも対応させて配されることが好ましい。この場合、ユニット２１の押し込み部２２及び被遊挿部２３は、支持ロール１０の周方向Ｙにおける凹部１２及び凸部１１の全てに対応させて配されていてもよく、一部にのみ対応させて配されていてもよい。例えば、支持ロール１０の周方向Ｙにおける凹部１２の一部に対して、押し込み体２０の押し込み部２２が配されないことがあってもよい。

押し込み体２０は、ユニット２１の幅方向への移動を可能にする移動機構（図示せず）を有する。この移動機構は、支持ロール１０の位置ズレや熱膨張によって支持ロール１０の凸部１１と押し込み体２０の押し込み部２２と接触が生じても、その接触の力を利用して押し込み体２０のユニット２１が幅方向Ｘ２に自動的に移動し得る構造である。例えば、幅方向Ｘ２に延びる軌条部材に対して潤滑によりユニット２１が幅方向Ｘ２左右に移動可能に組み込まれている構造、又は、軌条部材とユニット２１との間に、ユニット２１を幅方向Ｘ２左右に移動可能にする台車部材を介在させた構造等が挙げられる。これにより、押し込み体２０は、幅方向Ｘ２の位置を制御することが可能になる。

支持ロール１０の凸部１１及び凹部１２と押し込み体２０の押し込み部２２との配置関係は、例えば図４のように示される。支持ロール１０の凸部１１，１１間（凹部１２）の幅Ｄ０に対して、幅Ｗの押し込み部２２が遊挿される。このとき、押し込み部２２の一方の側面と凸部１１の側面との間隔Ｄ１及び押し込み部２２の他方の側面と凸部１１の側面との間隔Ｄ２がクリアランスとなる。これら間隔Ｄ０、幅Ｗ及び公差許容量Ｄ１，Ｄ２はいずれもミリメートル単位の寸法である。例えば、凸部１１，１１間の幅Ｄ０が４ｍｍで、押し込み部２２の幅Ｗが２ｍｍだとすると、クリアランスは片側１ｍｍである。この僅か１ｍｍの余裕の中で押し込み部２２を遊挿させる必要がある。これを支持ロール１０及び押し込み体２０の幅全体（例えば２～４ｍ）に亘って均等に位置制御することが好ましい。
これに対し、本実施形態の不織布の製造装置は、上記のような位置制御を凹凸賦形の最中に移動機構によって自動的に、しかもユニット２１単位で実行できる。特に、支持ロール１０及び押し込み体２０の幅が長くなればなるほど、凸部１１及び押し込み部２２の位置制御の効果が高くなる。例えば、部材の幅２～４ｍ（２０００ｍｍ～４０００ｍｍ）に亘って凸部１１及び押し込み部２２をクリアランス１ｍｍ程度で遊挿させる位置制御が、本実施形態では可能となる。

本実施形態の不織布の製造装置１においては、支持ロール１０の移動や熱膨張があっても、それに合わせて前述の移動機構によって自動的に、押し込み体２０のユニット２１の幅方向Ｘ２の位置が修正制御される。これにより、凸部１１に対する被遊挿部２３の位置が修正され、凸部１１の被遊挿部２３への遊挿が好適に実行できる。同時に、凹部１２に対する押し込み部２２の位置が修正され、凹部１２への押し込み部２２の遊挿が好適に実行できる。その結果、繊維材料への凹凸賦形を良好に実施することができる。また、繊維材料の不測の損傷（穴あきや切れ）を防ぐことができる。すなわち、品質の良い凹凸賦形された不織布を効率的に製造することができる。

本実施形態の不織布の製造装置１は、図１に示すように、ユニット２１を複数有することが好ましい。また、ユニット２１毎に前述の移動機構を備えることが好ましい。これにより、各ユニット２１が押し込み体２０の幅方向Ｘ２に個別の移動が可能となる。その結果、移動や熱膨張が生じた支持ロール１０の軸方向Ｘ１の全長に対して、押し込み体２０を細分化して幅方向の位置をより高程度に制御できる。例えば、支持ロール１０の熱膨張が軸方向Ｘ１において不均一に生じても、その不均一な熱膨張に応じて、ユニット２１毎に位置制御が可能になる。

本実施形態の不織布の製造方法は、上記の不織布の製造装置１を用いて行われる。より具体的には、次のように実施することができる。まず、支持ロール１０を機械流れ方向（ＭＤ、Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に回転させながら、支持ロール１０と押し込み体２０との間に繊維材料を供給する。支持ロール１０と押し込み体２０との間において前述の遊挿を行って、繊維材料の凹凸賦形を行う。その際、凸部１１と押し込み部２２との接触があると、前述の移動機構によるユニット２１の幅方向Ｘ２の位置の修正制御がされる。これにより、凹凸賦形加工の最中に製造装置１の運転を停止させることなく、前述の遊挿を好適に実行でき、繊維材料の凹凸賦形を良好に連続的に行うことができる。結果、品質の良い凹凸賦形された不織布を歩留り良く効率的に連続生産することができる。より容易な位置制御の観点から、前述のとおり、押し込み体２０はユニット２１を複数有することが好ましく、ユニット２１毎に前述の移動機構を備えることがより好ましい。

本実施形態の不織布の製造方法において用いる繊維材料は、凹凸賦形され得る種々のものを特に制限なく用いることができる。例えば、前述した不織布や繊維ウェブ等が挙げられる。ここで言う不織布は、凹凸賦形される前のシート状の原料不織布である。原料不織布としては、不織布の分野で通常用いられる種々のものを特に制限なく採用でき、通常用いられる種々の方法によって製造することができる。繊維ウェブは、繊維同士が交点において結合がされていないシート状の繊維集合体であり、通常用いられる種々の方法によって製造することができる。例えばカーディング法等が挙げられる。繊維ウェブの場合、凹凸賦形後に繊維同士を交点において結合する工程を実施する。この結合する工程では、通常用いられる種々の方法を採用でき、例えば、化学的結合、物理的結合、熱による結合（融着）、機械的結合等が挙げられる。熱による結合の場合、繊維ウェブに熱可塑性繊維が含まれていることが好ましい。

本実施形態の不織布の製造方法においては、繊維材料を凹凸賦形する支持ロール１０が加熱される加熱工程を有することが好ましい。すなわち、不織布の製造装置１において、支持ロール１０を加熱する加熱装置（図示せず）を有することが好ましい。支持ロール１０に対する加熱によって、支持ロール１０に支持された繊維材料も同時に加熱され、より効率的に凹凸賦形された不織布を製造することができる。なお、繊維材料が支持ロール１０に支持されるとは、支持ロール１０上に単に載置された状態から、凹凸賦形されて支持ロール１０の凹凸形状に沿わされた状態までを広く含む意味である。

支持ロール１０に対する加熱工程がある場合、具体的には次のような処理がなされる。
例えば、繊維材料が繊維ウェブの場合、まず、支持ロール１０上に繊維ウェブを載置して回転させながら押し込み体２０を押し付けて、前述の遊挿を行って繊維ウェブを凹凸賦形する。凹凸賦形した繊維ウェブは支持ロール１０の凹凸形状に沿わされる。次いで、前記加熱工程により、支持ロールの凹凸形状に沿わされた繊維ウェブの繊維同士を融着する。これにより、支持ロール１０によって、繊維ウェブの凹凸形状が安定的に保持された状態でそのまま不織布化され、凹凸賦形された不織布をより効率的に製造することができる。
また、例えば、繊維材料が不織布（原料不織布）の場合、まず、支持ロール１０上に不織布を載置して回転させながら、該不織布に対し賦形直前に加熱処理を行う。これによって不織布の融着している繊維同士の融着力を緩和することができる。繊維融着力を弱めた後、支持ロール１０上に不織布を載置しさらに回転させながら押し込み体２０を押し付けて、前述の遊挿を行って不織布を凹凸賦形する。これにより、不織布（原料不織布）に対する加熱と凹凸賦形とを支持ロール１０上で連続的に行って、凹凸賦形された不織布をより効率的に製造することができる。

いずれの場合においても、上記の加熱工程は、繊維材料を支持した支持ロール１０に向けて熱風を吹き付ける工程であることが好ましい。すなわち、前述の不織布の製造装置１が有する加熱装置は、繊維材料を支持した支持ロールに向けて熱風を吹き付ける位置に配されることが好ましい。熱風を吹き付けることにより、繊維材料において、熱風が貫通し、厚み方向に比較的均等に加熱される。上記の熱風の温度、風速等は、いずれも、繊維材料の繊維の種類、目付け等によって適宜選択される。また熱風には、扱いやすさやコスト面から空気を加熱して用いることが好ましい。

このような加熱工程がある場合、支持ロール１０は加熱されて熱膨張し、回動軸方向に並ぶ凸部１１同士の間隔が延ばされることがある。この場合、従来の賦形装置では、凹凸賦形時に押し込み部２２と凸部１１が、強く接触して、一方又は双方が破損しかねない。
しかし、本実施形態の不織布の製造装置１及び製造方法は、前述の移動機構の作用によって、押し込み体２０のユニット２１の幅方向Ｘ２の位置を、押し込み部２２と凸部１１とが強く接触しないよう自動的に移動できる。これにより、前述の遊挿を好適に実行でき、繊維材料の凹凸賦形を良好に連続的に行うことができる。
特に、支持ロール１０を加熱しながら何らかの原因で運転を一時停止しなければならない状況において、連続生産への復帰を早めることができ、凹凸賦形された不織布の効率的な連続生産にとってより効果的である。それは、加熱工程を伴う凹凸賦形における従来の問題を本実施形態の不織布の製造装置及び製造方法が解決し得ることによる。
すなわち、凹凸賦形を一旦停止する場合、加熱装置はその性質上一時停止が難しく、回転が止まった支持ロール１０の一部が熱風に晒されることとなる。この場合、支持ロール１０内で熱膨張の程度が異なる部分が生じ、凸部１０と押し込み部２２との間の位置関係のズレの程度も異なる。このような状況では、従来の賦形装置では支持ロール１０の熱膨張の寸法の差異が一定以内に収まるまで支持ロール１０と押し込み体２０との間における前述の遊挿を外さざるを得ない。この場合、従来は適切な運転再開までに時間がかかり、製造上のロスが生じる。
これに対し、本実施形態の不織布の製造装置及び製造方法は、前述の移動機構の作用により押し込み体１０のユニット２１の位置制御により、位置ズレに対応して、運転再開までの時間を短縮することができる。これにより、凹凸賦形された不織布の連続生産効率を高めることができる。

さらに、本実施形態の不織布の製造装置１は、押し込み体２０よりも下流側に、支持ロール１０の外周面と接する平滑ロール（図示せず）を有してもよい。該平滑ロールは、ロール表面が加熱機構を備えることが好ましい。これにより、凹凸賦形された不織布を支持ロール１０の凹凸形状に沿わせたまま、平滑ロールによって他の繊維材料を的確に熱融着接合することができる。すなわち、平滑ロールによる熱融着接合において、不織布の凹凸賦形された形状を支持ロール１０が好適に保持し、良好な凹凸形状を有する２層構造の積層不織布を製造することができる。加えて、凹凸賦形された不織布は、支持ロール１０の凸部１１に支持された部分で他の繊維材料と熱融着接合されるので、不要な熱融着接合を抑えて、不織布の柔らかさを保持しやすくすることができる。
なお、上記の「下流側」とは、製造装置における機械流れ方向（ＭＤ）において、ある地点よりも後側の位置を意味する。製造方法について言えば、機械流れ方向（ＭＤ）においてある工程よりも後側を意味する。また、「平滑ロール」とは、対向する支持ロール１０の凸部１１及び凹部１２との間で遊挿を可能にするような凹凸が無く、凸部１１に対して均一に押圧を可能にする程度にロール周面が平坦であることを意味する。

上記製造方法において、例えば次のような工程を実施してもよい。
まず、支持ロール１０が繊維材料を支持ロール１０の内部方向に吸引する。吸引した状態で、支持ロール１０と押し込み体２０との間における前述の遊挿を行って繊維材料を凹凸賦形する。
次いで、前記吸引によって繊維材料を支持ロール１０の凹凸形状に沿わせた状態で、他の繊維材料を前記繊維材料の上に供給し、前記繊維材料と前記他の繊維材料とを積層状態で前記支持ロールと平滑ロールとの間に挟んで搬送する。同時に、前記平滑ロールを加熱して、前記繊維材料と前記他の繊維材料とを融着する。これにより、良好な凹凸形状を有する２層構造の積層不織布を製造することができる。

次に、押し込み体２０の構造の好ましい具体例について説明する。
図１に示す押し込み体２０は、ロール形状を有し、ロール周方向に回転自在にされている。押し込み体２０は、回動軸３１を有する。回動軸３１の外周面に、複数のユニット２１が幅方向（回動軸３１の軸方向）Ｘ２に配されている。各ユニット２１は、前述のとおり、押し込み部２２と被遊挿部２３とを押し込み体２０の幅方向Ｘ２に沿って交互に有する。

押し込み体２０において、各ユニット２１は回動軸３１を挿通する筒状体で形成されていることが好ましい。すなわち、各ユニット２１は、回動軸３１の周面方向の全周を覆う環状であることが好ましい。これにより、支持ロール１０の回転に応じて押し込み体２０が回転しながら、この回転の力によって、凸部１１の被遊挿部２３への遊挿、凹部１２への押し込み部２２の遊挿が連続的になされる。

ロール形状の押し込み体２０では、押し込み部２２及び遊挿部２３は回動軸３１の周方向においてそれぞれ連続配置されていてもよく、回動軸３１の周方向において互いに交互配置されていてもよい。連続配置の場合として、隣接する押し込み部２２と被遊挿部２３とは、回動軸３１の周方向の全体に亘って並走する構造が挙げられる。交互配置の場合として、例えば押し込み部２２が格子状にされ、押し込み部２２に囲まれた部分が被遊挿部２３とされる構造が挙げられる。この場合、被遊挿部２３は桝目状に配置される。また、交互配置の場合として、被遊挿部２３が回動軸３１の周方向において連続する一方で、押し込み部２２が回動軸３１の周方向において間欠的に配置され、間欠部分が被遊挿部２３にされる構造が挙げられる。
押し込み部２２及び被遊挿部２３の幅方向Ｘ２（回動軸３１の軸方向）及び回動軸３１の周方向における配置は、支持ロール１０における凸部１１と凹部１２との配置パターンに応じて、また、必要とする凹凸形状に応じて適宜設定され得る。

ロール形状の押し込み体２０において、前述の移動機構としては、例えば図５に示すようなものが挙げられる。この移動機構は、ユニット２１の内周面には、回動軸３１の外周面の軸方向（押し込み体２０の幅方向Ｘ２）に配した凸条部３２に対して摺動可能な凹条部２５が配する構造を有する。いわゆる、スプライン軸（回動軸３１）とスプライン穴（凹条部２５）を有するスプラインの構造である。この構造では、凸条部３２が凹条部２５のガイドレールとなって、各ユニット２１が回動軸３１の軸方向に移動可能となる。凸条部３２の断面形状は、特に制限はないが、凹条部２５が摺動しやすくかつ回転力を伝達しやすい台形、四角形、またはそれらの変形等が好ましい。すなわち、凹条部２５の断面形状は、凸条部３２に対して摺動可能となるように、凸条部３２の断面形状に合わせた形状とすることが好ましい。また、この移動機構は、凸条部３２と凹条部２５とが側面で接触していることから、回動軸３１の回転力が凸条部３２から凹条部２５に伝達され、回動軸３１の回動とともにユニット２１を回動させることができる。

押し込み体２０がロールの形状である場合の移動機構としては、上記のようなスプラインの他、ボールブッシュ、無給油ブッシュまたはそれらの組み合わせ等が挙げられる。中でも、トルク伝達が可能という観点から、スプラインが好ましい。スプラインの具体例としては、角型スプライン、インボリュートスプライン、スタンダードスプライン、ボールスプライン等が挙げられる。
本発明に用いられる市販の移動機構の具体例として、ボールブッシュはＳＴ７０Ｂ（商品名、ＴＨＫ株式会社製）、無給油ブッシュはＳＰＢ－７０９０８０（商品名、オイレス工業株式会社製）、スタンダードスプラインはＭＺ７０（商品名、株式会社丸善精機製）、ボールスプラインはＳＬＳ７０（商品名、ＴＨＫ株式会社製）、等が挙げられる。

押し込み体２０は、支持ロール１０と同じ素材、構造を有していてもよく、異なる素材、構造を有していてもよい。押し込み体２０が異なる素材、構造（リングロールとドラムロール等の構造的相違）を有していても、前述の移動機構の作用によって押し込み体２０の押し込み部２２の位置が制御される。これにより、凸部１１の被遊挿部２３への遊挿、凹部１２への押し込み部２３の遊挿が好適に行われる。この点は、以下に示す押し込み体２０Ａ及び２０Ｂにおいても同様に当てはまる。

次に、押し込み体２０の別の好ましい具体例について、図６～８を参照して説明する。

図６は、ロール形状の押し込み体２０Ａを示している。
押し込み体２０Ａは、回動軸３１と、回動軸３１の外周面に幅方向（回動軸３１の軸方向）Ｘ２に複数配されたユニット２１Ａとを有する。各ユニット２１Ａは、格子状に配された押し込み部２２Ａと、押し込み部２２に囲まれた被遊挿部２３Ａとを有する。被遊挿部２３Ａは桝目状に配されている。図示例ではユニット数を４個としたが、ユニット数は４個に限定されない。各ユニット２１Ａには、幅方向Ｘ２に移動可能な上記した移動機構が配されている。

押し込み体２０Ａの押し込み部２２Ａとしては、例えば周方向に連続する押し込み部２２Ａを円盤形状のものとし、幅方向Ｘ２に連続する押し込み部２２Ａを線状のものとしてもよく、全てを線状としてもよい。ただし、両押し込み部２２Ａの形状及び配置はこれらに限定されるものではない。両押し込み部２２Ａの形状及び配置は、繊維材料を適切に押し込むことができる限り、支持ロール１０の凹部１２の形状等、賦形対象の繊維材料の厚み及び坪量等に応じて種々設定することができる。

図６に示す押し込み体２０Ａと図１～３に示す支持ロール１０とは、凸部１１と押し込み部２２Ａとが接触しないように遊挿した状態を保って、機械流れ方向（ＭＤ）に回転する。そのため、軸方向Ｘ１（幅方向Ｘ２）及び周方向Ｙともに凸部１１間の間隔（凹部１２の幅）よりも押し込み部２２Ａの幅の方が小さくされている。

次に、図７は、ロール形状の押し込み体２０Ｂを示している。
押し込み体２０Ｂは、回動軸３１の外周面に、薄板状のリングロール複数枚を幅方向Ｘ２に積層させたものである。前記リングロールは所定の枚数に区分されて、幅方向（回動軸３１の軸方向）Ｘ２に、複数のユニット２１Ｂが配されている。各ユニット２１Ｂは、前記リングロールからなる押し込み部２２Ｂと押し込み部２２Ｂ間の溝状の被遊挿部２３Ｂとを幅方向Ｘ２に等間隔で交互に有する。ユニット２１Ｂの個数は適宜設定し得る。ユニット２１Ｂにおいて、押し込み部２２Ｂは、支持ロール１０の凹部１２に対応して、ロール軸方向に等間隔に配されている。これにより、押し込み部２２Ｂは、図１～３に示す支持ロール１０の軸方向Ｘ１における凸部１１，１１間の凹部１２に遊挿可能に配される。またユニット２１Ｂにおいて、被遊挿部２３Ｂは、支持ロール１０の凸部１１が遊挿可能に配される。

押し込み体２０Ｂにおいては、前述のとおり、薄板状のリングロールを幅方向Ｘ２に積層している。そのため、リングロールの厚みの誤差や反り、リングロール間のゴミの混入等によって、押し込み体２０Ｂと支持ロール１０との間で、位置ズレが生じる可能性がある。この場合でも、複数のユニット２１Ｂとすることで、１ユニットの幅が小さくなり、厚みの誤差や反り、リングロール間のゴミの混入による位置ズレの累積は大きくならない。そのため、ユニット２１Ｂ相互位置は、前述の移動機構の作用によってユニット２１Ｂが位置制御され、リングロールからなる押し込み部２２Ｂの位置が好適に修正される。これにより、凸部１１の被遊挿部２３Ｂへの遊挿、凹部１２への押し込み部２３Ｂの遊挿が好適に行われる。これは、押し込み体２０Ｂが幅方向Ｘ２に長幅（例えば３００ｍｍ超）になる場合においてより効果的である。例えば、生産機（＝押し込み体２０及び支持ロール１０）の幅が３ｍで、支持ロール１０の軸方向Ｘ１における凸部１１のピッチ６ｍｍとした場合、リングロール５００枚が積層される。この場合、前記ピッチ６ｍｍ内の凹部１２に各リングロールを遊挿させるように、５００枚全てのリングロールの厚み誤差と反りを低減することは困難であり、可能であるとしても時間がかかってしまい多大なコストＵＰとなる。これに対し、本実施形態の不織布の製造装置１及び製造方法によれば、ユニット（分割）化と移動機構の作用によって、前述の遊挿を好適に実施して、品質の良い凹凸賦形された不織布を効率的に製造することができる。
この観点から、移動機構を備えてユニット２１Ｂを複数有することがより好ましい。これにより、長幅な支持ロール１０側に累積誤差があっても、押し込み体２０Ｂは、リングロールからなるユニット２１Ｂ毎に位置制御が可能になり、凸部１１と押し込み部２２Ｂとの接触（干渉）を好適に回避できる。また、リングロールが薄板状であるので、ユニット２１Ｂ単位の熱膨張が支持ロール１１のよりも小さくなりやすく極僅かである。そのため、長幅の支持ロール１０が熱膨張しても、ユニット２１Ｂ毎にリングロールの位置修正の制御が行われ、凸部１１と押し込み部２２Ｂとの接触（干渉）を好適に回避できる。

図８は、賦形加工を行う一対の歯溝ロールの構成を加工対象の繊維材料５０とともに示している。歯溝ロールは、支持ロール１０Ｄと押し込み体（押し込みロール）２０Ｄとを有する。支持ロール１０Ｄには、回動軸１３とその外周面のロール周方向に等間隔に歯溝を切った凹凸ロールが用いられる。歯の部分が凸部１１であり、溝の部分が凹部１２である。押し込み体２０Ｄは、凹凸ロールであり、回動軸３１と、回動軸３１の外周面に幅方向Ｘ２（回動軸の軸方向）に複数配されたユニット２１Ｄとを有する。各ユニット２１Ｄは、該ユニット２１Ｄと回動軸３１との間に、該ユニット２１Ｄを幅方向Ｘ２（回動軸の軸方向）に移動可能な移動機構（図示せず）を有する。
各ユニット２１Ｄは、押し込み体２０Ｄの幅方向Ｘ２に歯溝を切った凹凸ロールであり、歯の部分が押し込み部２２Ｄであり、溝の部分が被遊挿部２３Ｄである。押し込み部２２Ｄは周方向に凸条に配され、被遊挿部２３Ｄは周方向に凹条に配される。また、押し込み部２２Ｄは、支持ロール１０Ｄの軸方向の凸部１１、１１間の凹部１２（図１参照）に遊挿可能となるように配される。被遊挿部２３Ｄは支持ロール１０Ｄの凸部１１（図１参照）が遊挿可能となるように配される。

本発明の不織布の製造装置及び製造方法によって製造される凹凸賦形された不織布は、様々な物品の構成部材に適用できる。適用できる物品としては、例えば、吸収性物品、清掃用品、フィルター材料等が挙げられる。
吸収性物品においては、肌触りの良いものとする観点から、表面シートに適用することが好ましい。表面シートとして配すると、肌との接触面積が低減され、肌のべたつき感やムレ感が抑制されドライ感に優れたものとなり好ましい。なお、吸収性物品としては、例えば、おむつ、生理用ナプキン、尿とりパッド、パンティライナー等、体に装着して体液を吸収する機能を備える種々のものを含む。

１ 製造装置
１０，１０Ｄ 支持ロール
１０Ｓ 支持ロールの表面
１１ 凸部
１２ 凹部
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｄ 押し込み体
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄ ユニット
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｄ 押し込み部
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｄ 被遊挿部
２５ 凹条部
３１ 回動軸
３２ 凸条部

Claims (14)

1. 支持ロールと押し込み体との間に繊維材料を供給して凹凸賦形する不織布の製造方法であって、
   前記支持ロールの表面には、凸部と凹部とが該支持ロールの軸方向に沿って交互に配され、
   前記押し込み体は、前記凸部が遊挿される被遊挿部と、前記凹部に遊挿される押し込み部とが前記支持ロールの軸方向と平行な該押し込み体の幅方向に沿って交互に配されたユニットと、該ユニットの前記幅方向への移動を可能にする移動機構とを有し、
   前記移動機構によって前記ユニットの前記幅方向の位置を制御して前記遊挿を行い、前記繊維材料への凹凸賦形を実施する、不織布の製造方法。
2. 前記押し込み体は、前記ユニットを複数有し、前記ユニット毎に前記移動機構を備える、請求項１記載の不織布の製造方法。
3. 前記支持ロールが加熱される加熱工程を有する、請求項１又は２記載の不織布の製造方法。
4. 前記繊維材料は繊維ウェブであり、
   前記遊挿を行って前記繊維ウェブを凹凸賦形した後、前記加熱工程により、前記支持ロールの凹凸形状に沿わされた前記繊維ウェブの繊維同士を融着する、請求項３記載の不織布の製造方法。
5. 前記繊維材料は不織布であり、
   前記加熱工程により、前記支持ロール上に配された前記不織布の繊維融着力を弱めた後、前記遊挿を行って前記不織布を凹凸賦形する、請求項３記載の不織布の製造方法。
6. 前記加熱工程が、前記繊維材料を支持した前記支持ロールに向けて熱風を吹き付ける工程である、請求項３～５のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
7. 前記支持ロールは前記繊維材料を該支持ロールの内部方向に吸引し、
   前記遊挿を行って前記繊維材料を凹凸賦形し、
   前記吸引によって前記繊維材料を前記支持ロールの凹凸形状に沿わせた状態で、他の繊維材料を前記繊維材料の上に供給し、
   前記繊維材料と前記他の繊維材料とを積層状態で前記支持ロールと平滑ロールとの間に挟んで搬送するとともに、前記平滑ロールを加熱して、前記繊維材料と前記他の繊維材料とを融着する、請求項１～６のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
8. 前記移動機構にスプラインを用いる、請求項１～７のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
9. 支持ロールと押し込み体との間に繊維材料を供給して凹凸賦形する不織布の製造装置であって、
   前記支持ロールの表面には、凸部と凹部とが該支持ロールの軸方向に沿って交互に配され、
   前記押し込み体は、前記凸部が遊挿される被遊挿部と、前記凹部に遊挿される押し込み部とが前記支持ロールの軸方向と平行な該押し込み体の幅方向に沿って交互に配されたユニットと、該ユニットの前記幅方向への移動を可能にする移動機構とを有し、
   前記移動機構によって前記ユニットの前記幅方向の位置を制御して前記遊挿を行い、前記繊維材料への凹凸賦形を実施する、不織布の製造装置。
10. 前記押し込み体は、前記ユニットを複数有し、前記ユニット毎に前記移動機構を備える、請求項９記載の不織布の製造装置。
11. 前記支持ロールを加熱する加熱装置を有する、請求項９又は１０記載の不織布の製造装置。
12. 前記加熱装置が、前記繊維材料を支持した前記支持ロールに向けて熱風を吹き付けるものである、請求項１１記載の不織布の製造装置。
13. 前記押し込み体よりも下流側に、前記支持ロールの外周面と接する平滑ロールを有し、該平滑ロールが加熱機構を備える、請求項９～１２のいずれか１項に記載の不織布の製造装置。
14. 前記移動機構がスプラインである、請求項９～１３のいずれか１項に記載の不織布の製造装置。

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