JP7487508B2 - 不織布の製造装置 - Google Patents
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Description
本明細書および特許請求の範囲の記載において、「切断点」とは、切断手段による切断開始直後に、不織布に形成される穿孔部を示す。また、本明細書および特許請求の範囲の記載において、「満巻き状態」とは、ロール状の不織布が所定の直径となる状態を示す。さらに、本明細書および特許請求の範囲の記載において、「巻き取り位置」とは、主として、不織布の巻き取りが行われる位置を示す。加えて、本明細書および特許請求の範囲の記載において、「巻き芯交換位置」とは、主として、満巻き状態の不織布が巻回された巻き芯の交換が行われる位置を示す。
本実施形態による複数のフィラメントの束(以下、「フィラメント集合体」という)3,4,5及びこれを含む不織布6,7は、特別な装置を用いることなく、通常の複合溶融紡糸法による不織布製造装置により得ることができる。中でも、生産性に優れるスパンボンド法による不織布製造装置が好ましく用いられる。
第1の原料樹脂1は、熱可塑性樹脂を主成分とする。すなわち、第1の原料樹脂1は、第1の原料樹脂1の全固形分を基準にして90質量%以上100質量%以下の量で熱可塑性樹脂を含むことができる。第1の原料樹脂1に適用可能な熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン系の樹脂が化学的に安定していて安全性が高いため、衛生材の用途として好ましく使用される。複合繊維からなるフィラメントの紡糸性等の観点から、熱可塑性樹脂には、ポリプロピレン(PP)がより好ましく使用される。
第2の原料樹脂2は、熱可塑性樹脂を主成分とする。詳細には、第2の原料樹脂2は、第2の原料樹脂2の全固形分を基準にして90質量%以上100質量%以下の量で熱可塑性樹脂を含む。
複合繊維からなるフィラメントは、第1の原料樹脂1及び第2の原料樹脂2のそれぞれにおいて、熱可塑性樹脂に加えて、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて添加物を含有していてもよい。安全性を確保しつつ必要な機能を発揮させるために、添加物は第1の原料樹脂1及び第2の原料樹脂2を合わせた全固形分を基準にして1質量%以下とすることが好ましい。
本実施形態による不織布6は、フィラメント集合体5からなり、1つの層からなる単層構成を有していてもよく、また、複数の層からなる多層構成を有していてもよい。
図2は、図1に示されるワインダー70の詳細を説明する正面図である。ここで、図2中の黒矢印D及び黒矢印R1は、不織布6の搬送方向及び巻き芯71aの回転方向を、それぞれ表している。
図3乃至図5は、図2に示されるワインダーの動作説明図である。図中の黒矢印E、黒矢印G、黒矢印H、黒矢印R2は、ターレットアーム74の回転方向、切断手段77の押圧方向、切断手段77の退避方向、巻き芯72aの回転方向を、それぞれ示している。以下にワインダーの動作を順に説明する。
図3(a)に示すように、巻き取り位置(図中の左側領域)に配置されている巻き芯71aは、不織布6に所定のテンションを与えるために、回転方向R1へと回転しながら、不織布6を連続的に巻き取っている。一方、巻き芯交換位置(図中の右側領域)に配置されている巻き芯72aは、不織布6を巻き取っていない状態、つまり、空の巻き芯となっている。この巻き芯71aによる不織布6の巻き取りが継続することにより、ロール状の不織布7が所定の直径となる満巻き状態に近づいていく。ここで、本実施形態おける満巻き状態の検出は、巻き芯71a,72aの直径及び不織布6の厚みと、巻き取りモータの回転速度からロール状の不織布7の直径を算出している。
ロール状の不織布7が満巻き状態が近くになると、図3(b)に示すように、ターレットアーム74を180°時計回り(図中の矢印E参照)に回転させ、ロール状の不織布7が巻回された巻き芯71aを巻き芯交換位置(図中の右側領域)に移動させるとともに、空の巻き芯72aを巻き取り位置(図中の左側領域)に移動させる。この際、ターレットアーム74が回転を始めると、ガイドアーム75のガイドローラ76bに不織布6が支持されるとともに、巻き芯71aへの不織布6の巻き取りが継続される。
空の巻き芯72aと、ロール状の不織布7が巻回された巻き芯71aとの位置が切り換わると、図4(a)に示すように、切断手段77が、巻き芯72aとガイドローラ76bとの間に掛け渡された不織布6を下方(図中の矢印G参照)へと押圧する。これにより、押圧された不織布6が、回転方向R2へと回転する空の巻き芯72aと接触する。
図4(b)に示すように、切断手段77が、巻き芯72aとガイドローラ76bとの間に掛け渡された不織布6を下方(図中の矢印G参照)へとさらに押圧する。この押圧された不織布6及び巻き芯72aの外周部とは、相対速度を有しない状態(巻き芯72aの最外周速度と不織布6の搬送速度が一致した状態)で噛み合う。これにより、空の巻き芯72aへの不織布6の巻き取りが開始されるとともに、切断手段77により不織布6が切断される。
図5(a)及び図5(b)に示すように、切断手段77が、ターレットアーム74の回転と干渉しない上方(図中の矢印H参照)の退避位置まで移動する。また、巻き芯交換位置(図中の右側領域)に配置されている巻き芯71aは、満巻き状態であるロール状の不織布7と一緒に巻き取り軸71aoから取り外され、取り外された巻き取り軸71aoに、空の巻き芯71a’が取り付けられる。一方、巻き取り位置(図中の左側領域)に配置されている巻き芯72aは、不織布6に所定のテンションを与えるために、回転方向R2へと回転しながら、不織布6を連続的に巻き取っている。
図6は、図4(b)に示される巻き芯と切断手段との配置関係を説明する斜視図であり、図7は、図6に示される巻き芯の詳細を説明する上面図であり、図8は、図6に示される不織布に生じる皺6cを解消する手段を説明する図である。ここで、図6及び図8の切断手段77については、説明の便宜上、一部分又は全部を省略して示している。また、図6及び図8の白抜き矢印D1、白抜き矢印D2、白抜き矢印D3は、それぞれ不織布6の搬送方向を示している。さらに、図6の黒矢印Fは、切断歯77aの押圧方向を示している。加えて、図8の白抜き矢印J、黒矢印K、黒矢印M、白抜き矢印Tは、切断点6aの下流側近傍の不織布6に生じる引張力、皺6cの成長方向、不織布6の縮幅方向、高摩擦部72ahにより生じる引張力を、それぞれ示している。
図6及び図8(a)に示すように、不織布6は、切断歯77aにより、押圧方向F、つまり、空の巻き芯72aへと押圧されることにより、巻き芯72aの高摩擦部72ahとの噛み合いを開始する。よって、低摩擦部72alの下流側近傍における不織布6には、高摩擦部72ahへと引っ張られる引張力Tが生じている。これと同時に、不織布6には、切断歯77aの押圧により、複数の穿孔部からなる切断点6aが形成される。これに続き、切断歯77aによる不織布6の切断が進行すると、不織布6には、切断点6aを頂点としたV字状の切断線6bが形成される。この際、切断点6aの下流側近傍には、搬送方向D3に向かう引張力Jが生じる。この引張力Jは、V字状の切断線6b同士の隙間を介して、上流側の不織布6を引っ張るため、不織布6の幅が、縮幅方向Mへと狭められる。この不織布6の縮幅に伴い、皺6cが、切断点6aから上流側へと、成長方向Kに沿って順次成長する。
図8(b)に示すように、切断歯77aによる不織布6の切断が継続されると、不織布6には、V字状の切断線6bが上流側に向かってさらに形成される。これにより、不織布6はさらに縮幅するとともに、皺6cが、切断点6aから上流側へとさらに成長する。しかしながら、低摩擦部72alの下流側近傍における不織布6には、高摩擦部72ahによる引張力Tが生じており、CD方向(Y軸方向)に引っ張られているため、皺6cが、巻き芯72aを越えて上流側に成長することが抑制される。これにより、不織布6の巻き取りの際に生じる皺6cを早期に解消させて、不織布6の生産性を向上させることができる。
図9は、本発明に係るワインダーの巻き芯の変形例を示す拡大図であり、(a)は、上面図、(b)は、(a)におけるIXb-IXb方向断面図である。ここで、図9に示す巻き芯172aの基本的な構成は、図7に示す巻き芯72aの構成と同一であるから、以下では、異なる部分を中心に説明する。
本発明は、上述した各形態や、各実施例、随所に述べた変形例に限られることなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で、適宜の変更や変形が可能である。
2 第2の原料樹脂
3 フィラメント集合体
4 フィラメント集合体
5 フィラメント集合体
6 不織布
6a 切断点
6b V字状の切断線
6c 皺
7 ロール状の不織布
70 ワインダー
70b 架台
71a,72a 巻き芯
71ao,72ao 巻き取り軸
72ah 高摩擦部
72al 低摩擦部
73 ターレット軸
74 ターレットアーム(切り換え手段)
75 ガイドアーム
76a,76b ガイドローラ
77 切断手段
77a 切断歯
172ah 高摩擦部
172al 低摩擦部
172am 中摩擦部
100 スパンボンド不織布製造装置
Claims (5)
- 溶融した熱可塑性樹脂をフィラメントから構成されるフィラメント集合体として押し出す紡糸手段と、
前記フィラメント集合体を空気力学的に延伸させる延伸手段と、
前記フィラメント集合体を堆積させ所定の搬送方向に搬送する搬送手段と、
堆積された前記フィラメント集合体を圧搾し不織布を形成する圧搾手段と、
形成された前記不織布を一対の巻き芯に巻回する巻き取り手段と、
を備え、
前記巻き取り手段は、
一方の前記巻き芯から他方の前記巻き芯へと前記不織布の巻き取りを連続的に切り換える切り換え手段と、
前記切り換え手段により、前記他方の巻き芯への前記不織布の巻き取りを開始する際に、前記不織布に押し当てて、切断する切断手段と、
を有し、
前記巻き芯は、前記巻き芯の延在する方向に沿って、間欠的に設けられる高摩擦部と、前記高摩擦部間に設けられ、前記巻き芯と前記不織布との間における静止摩擦係数が、前記高摩擦部より小さく設定されている低摩擦部と、を有することを特徴とする不織布の製造装置。 - 前記切断手段は、鋸状の切断歯を有しており、
前記切断歯により切断が開始される前記不織布の切断点から搬送方向の上流側に沿って延在する各仮想線が、前記巻き芯の各前記低摩擦部上を通過することを特徴とする請求項1に記載の不織布の製造装置。 - 前記巻き芯において、前記高摩擦部と前記低摩擦部との間に設けられ、前記巻き芯と前記不織布との間における静止摩擦係数が、前記高摩擦部より小さいとともに、前記低摩擦部より大きく設定されている中摩擦部を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の不織布の製造装置。
- 前記巻き芯において、前記中摩擦部の高さは、前記高摩擦部の端部を覆うように、前記高摩擦部の端部より高く設定されていることを特徴とする請求項3に記載の不織布の製造装置。
- 前記巻き芯において、前記巻き芯と前記不織布との間における、前記高摩擦部の静止摩擦係数は、0.5~0.99とすることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の不織布の製造装置。
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