KR20090094438A

KR20090094438A - 신축성 시트의 제조 방법

Info

Publication number: KR20090094438A
Application number: KR1020097011304A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 아카키; 요시히코 마츠모토; 신이치 이시카와
Original assignee: 유니챰 가부시키가이샤
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-09-07
Also published as: CA2669272A1; MY145887A; EP2096201A4; AU2007337507A1; EA015471B1; CN101535549A; MA31097B1; EA200900506A1; JP5238158B2; EP2096201A1; BRPI0716701A2; MX2009006948A; EP2096201B1; US20100065984A1; BRPI0716701B1; US8012388B2; UA95653C2; CN101535549B; JP2008156785A; WO2008078533A1

Abstract

부직포(3)에 부여하는 연신량을 크게 하여, 신축량이 큰 신축성 시트(3a)를 제조한다. 긴 길이 방향과 폭 방향과 두께 방향을 갖는 부직포(3)로서 복수 종류의 섬유를 포함하는 상기 부직포(3)로부터, 신축성 시트(3a)를 제조하는 방법이다. 상기 부직포(3)의 긴 길이 방향으로 장력을 부여하고 이 부직포(3)를 상기 긴 길이 방향으로 연신하는 제1 연신 단계와, 외측 둘레면(41a, 43a)에 형성된 복수의 톱니(41t, 43t)를 서로 맞물리게 하면서 회전하는 한 쌍의 기어롤(41, 43)의 간극에, 상기 제1 연신 단계에서 연신되어 있는 상기 부직포(3)를 통과시킴으로써, 상기 부직포(3)를 상기 톱니(41t, 43t)에 의해 상기 긴 길이 방향으로 연신하는 제2 연신 단계를 구비한다.

Description

신축성 시트의 제조 방법{METHOD OF PRODUCING STRETCHABLE SHEET}

본 발명은, 신축성 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

위생재료의 일례로서의 일회용 기저귀(1)에 있어서, 도 1에 도시하는 바와 같이, 착용자의 몸통 둘레를 조이는 체결 부재[예컨대 앞길(1a)이나 뒷길(1b) 부분)에 대하여, 신축성 시트(3a)가 사용되는 경우가 있다. 이 신축성 시트(3a)는, 예컨대 재료로서의 부직포(3)에 연신 가공을 실시하는 것에 의해 제조된다. 그리고, 이 연신 가공의 일례로서, 소위 「기어 연신」이라는 방법이 있다(예컨대 일본 특허 공개 제2003-73967호를 참조).

이 「기어 연신」은, 그 이름대로, 외측 둘레면(41a, 43a)에 톱니(41t, 43t)가 형성된 상하 한 쌍의 기어롤(41, 43)에 의해 부직포(3)를 연신하는 방법이다(도 2를 참조). 자세히 말하면, 상하 한 쌍의 기어롤(41, 43)의 롤 간극에 상기 부직포(3)를 통과시키고, 그 때에, 도 2의 우측의 확대도에 도시하는 바와 같이, 서로 맞물리는 상하의 기어롤(41, 43)의 톱니(41t, 43t)에 의해 3점 굽힘형으로 부직포(3)를 변형하여 이것을 연신하는 것이다. 그리고, 이 연신 후에는, 부직포(3)에 신축성이 발현되고, 또한 신축성 시트(3a)가 된다.

여기서, 이 신축성 시트(3a)에 발현되는 신축량은, 기어 연신시의 연신량이 클수록 커지기 때문에, 상기 기어 연신에서는, 그 연신량을 매우 크게 하는 것이 바람직하고, 또한 연신량을 크게 하기 위해서는, 도 2에 도시하는 상하의 기어롤(41, 43)의 톱니(41t, 43t)의 맞물림 깊이(L)를 크게 하면 좋다. 예컨대 도 3A에 도시하는 맞물림 깊이(L)을, 도 3B에 도시하는 맞물림 깊이(L')와 같이 크게 하면 좋다.

그러나, 도 3B와 같이 맞물림 깊이(L')를 크게 하면, 상하의 기어롤(41, 43)의 회전 구동계의 톱니바퀴(도시 생략)의 백래쉬 등에 기인한 톱니(41t, 43t)의 회전 방향의 상대 위치의 변동이 커지고, 그 결과, 도 3B에 도시하는 바와 같이 상부 기어롤(41)의 톱니(41t)와 하부 기어롤(43)의 톱니(43t)가 접촉하기 쉬워져, 최악의 경우에는 부직포(3)의 파단에 이른다. 즉, 기어 연신만으로 큰 연신량을 부직포(3)에 부여하는 것이 곤란했다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 부직포에 부여하는 연신량을 크게 할 수 있고, 이것에 의해, 큰 신축량을 발현하는 신축성 시트를 제조할 수 있는 신축성 시트의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 주된 발명은,

긴 길이 방향과 폭 방향과 두께 방향을 갖는 부직포로서 복수 종류의 섬유를 포함하는 상기 부직포로부터, 신축성 시트를 제조하는 방법에 있어서,

상기 긴 길이 방향으로 장력을 부여하여 상기 부직포를 상기 긴 길이 방향으로 연신하는 제1 연신 단계와,

외측 둘레면에 형성된 복수의 톱니를 서로 맞물리게 하면서 회전하는 한 쌍의 기어롤의 간극에, 상기 제1 연신 단계에서 연신되어 있는 상기 부직포를 통과시킴으로써, 상기 부직포를 상기 톱니에 의해 상기 긴 길이 방향으로 연신하는 제2 연신 단계를

포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법이다.

본 발명의 다른 특징에 대해서는, 본 명세서 및 첨부 도면의 기재에 의해 명백하게 한다.

본 발명에 의하면, 부직포에 부여하는 연신량을 크게 할 수 있고, 이것에 의해, 큰 신축량을 발현하는 신축성 시트를 제조할 수 있는 신축성 시트의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 일회용 기저귀(1)의 사시도이다.

도 2는 기어 연신의 설명용의 측면도이고, 일부를 확대하여 도시하고 있다.

도 3A 및 도 3B는, 톱니(41t, 43t)의 맞물림 깊이(L)와 부직포(3)의 연신량과의 관계의 설명도이다.

도 4A 및 도 4B는, 이 연신 가공에 의해 신축성이 발현되는 메커니즘의 설명도이고, 부직포(3)의 하중-신장 곡선을 도시하고 있다.

도 5A는, 연신 가공 전(즉 미연신)의 섬유의 상태를 도시하는 모식도이다. 도 5B는 연신 가공중(즉 부하중)의 섬유의 상태를 도시하는 모식도이다. 도 5C는 연신 가공 후(즉 부하 제거후)의 섬유의 상태를 도시하는 모식도이다. 도 5D는 연신 가공 후의 부직포(3)를 재차 늘렸을 때의 섬유의 상태를 도시하는 모식도이다.

도 6은 신축성 시트(3a)의 제조 라인의 배치도이고, 동 제조 라인을 측면에서 본 도면이다.

도 7A 및 도 7B는, 기어 연신에 의한 연신 배율(Mg)의 산출식의 설명도이다.

도 8은 기어 연신 장치(40)의 정면도이다.

도 9는 기어롤(41, 43)의 톱니(41t, 43t)를 가열하는 발열체(44)의 내장 위치를 설명하기 위한 측면도이다.

<부호의 설명>

1: 일회용기저귀, 1a: 앞길, 1b: 뒷길, 3: 부직포, 3a: 신축성 시트, 3ar: 신축성 시트롤, 3r: 부직포롤, 11: 조출용 릴 장치, 21: 가열 롤러(롤러, 히터), 21a: 외측 둘레면, 22: 압박 롤러, 24: 발열체, 31: 가이드롤러, 31a: 외측 둘레면, 32: 압박 롤러, 40: 연신 장치, 40h: 하우징, 41: 기어롤, 41a: 외측 둘레면, 41t: 톱니, 43: 기어롤, 43a: 외측 둘레면, 43t: 톱니, 44: 발열체, 45: 승강 기구, 46: 회전 구동 기구, 47: 모터, 48: 피니언 스탠드, 48a: 톱니바퀴, 48b: 톱니바퀴, 49a: 스핀들, 49b: 스핀들, 51: 벨트 컨베이어, 52: 평벨트(벨트), 53a: 구동 롤러, 53b: 종동 롤러, 54: 흡인 박스, 56: 가이드 롤러, 56b: 압박 롤러, 57: 가이드 롤러, 58: 가이드 롤러, 59: 가이드 롤러, 61: 권취용 릴 장치, S1: 조출 섹션, S2: 가열 섹션, S3: 예비 연신 섹션, S4: 기어 연신 섹션, S5: 냉각 섹션, S6: 권취 섹션, P: 피치, R: 범위, P0: 원점, P1: 변곡점, V1: 기준 속도, V2: 주 속, V3: 주속, V4: 주속, V5: 주속, V56: 주속, V59: 주속, C21: 회전축, C41: 회전축, C43: 회전축, C53a: 회전축, C53b: 회전축, Pin: 위치, Pout: 위치

본 명세서 및 첨부도면의 기재에 의해, 적어도 이하의 사항이 명백해진다.

포함한 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법.

이러한 신축성 시트의 제조 방법에 의하면, 제1 연신 단계에서 연신되어 있는 부직포를, 상기 한 쌍의 기어롤의 상기 톱니에 의해 더 연신하기 때문에, 이 한 쌍의 기어롤만으로 연신하는 것보다, 큰 연신량을 부직포에 부여할 수 있다. 따라서, 큰 신축량을 발현하는 신축성 시트를 제조할 수 있게 된다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법으로서,

상기 한 쌍의 기어롤보다 상기 긴 길이 방향의 상류측에는, 상기 부직포와 접촉하여 구동 회전하는 롤러가 설치되어 있고,

상기 제1 연신 단계에서는, 상기 롤러의 주속(周速)보다 상기 한 쌍의 기어롤의 주속을 높게 설정함으로써, 상기 부직포를 상기 긴 길이 방향으로 연신하는 것이 바람직하다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법에 의하면, 상기 롤러의 주속보다 상기 한 쌍의 기어롤의 주속을 높이기 때문에, 상기 부직포를 상기 긴 길이 방향으로 확실하게 연신할 수 있다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법으로서,

상기 복수 종류의 섬유 중 적어도 1 종류의 섬유는 신축성 섬유이고,

상기 복수 종류의 섬유 중 적어도 1 종류의 섬유는, 상기 신축성 섬유의 탄성 한계의 신장보다 작은 신장으로 소성 변형을 일으키는 신장성 섬유인 것이 바람직하다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법에 의하면, 상기 부직포는, 상기 신축성 섬유를 갖고 있기 때문에, 이 신축성 섬유에 기초하여 신축성 시트에는 신축성이 부여된다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법으로서,

상기 신장성 섬유는, 열가소성 폴리올레핀 섬유이고,

상기 제1 연신 단계에서는, 히터에 의해 가열된 상태의 상기 부직포에 대하여 상기 장력이 부여되는 것이 바람직하다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법에 의하면, 상기 제1 연신 단계에서는, 상기 부직포에 대하여 상기 장력이 부여되어 연신되지만, 그 때의 상기 부직포는 히터에 의해 가열된 상태이고, 또 상기 부직포에 포함되는 상기 신장성 섬유의 열가소성 폴리올레핀 섬유이기 때문에, 이 열가소성 폴리올레핀 섬유는 소성 변형하기 쉬워져 연신중에 잘 끊어지지 않게 된다. 따라서, 상기 장력의 부여에 수반하는 상기 부직포의 의도하지 않는 파단을 유효하게 막을 수 있다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법으로서,

상기 신축성 섬유는, 상기 열가소성 폴리올레핀 섬유보다 융점이 높은 열가소성 탄성중합체 섬유인 것이 바람직하다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법에 의하면, 가열된 상태의 부직포가 제1 연신 단계에서 연신되어도, 그 신축성 섬유에 기초하여, 신축성 시트에는 신축성이 확실하게 부여된다. 자세히는 다음과 같다. 연신 후의 신축성의 발현에 기여하는 것은 상기 신축성 섬유이기 때문에, 이 신축성 섬유에 대해서는 소성 변형이 작은 편이, 신축성의 발현에 있어서는 바람직하다. 이 점에 대해, 이 신축성 섬유는, 상기와 같이 열가소성 폴리올레핀 섬유보다 융점이 높은 열가소성 탄성중합체 섬유이기 때문에, 상기 제1 연신 단계에 관련되어 신장성 섬유가 연신 가능한 온도 영역에서 가열되어도 상기 신축성 섬유가 소성 변형하기 쉬워지는 경우는 대체로 없다. 따라서, 이 신축성 섬유의 소성 변형은 억제되는 결과, 신축성 시트에는 신축성이 확실하게 부여되는 것이다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법으로서,

상기 제2 연신 단계에 따른 상기 한 쌍의 기어롤은, 상기 부직포를 가열하기 위한 히터를 갖고 있는 것이 바람직하다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법에 의하면, 제2 연신 단계에서는, 상기 부직포가, 상기 한 쌍의 기어롤이 갖는 히터에 의해 가열된 상태에서, 상기 한 쌍의 기어롤에 의해 연신되기 때문에, 이 가열에 의해, 열가소성 폴리올레핀 섬유인 상기 신장성 섬유가 소성 변형하기 쉬워져 연신중에 잘 끊어지지 않게 된다. 따라서, 상기 한 쌍의 기어롤에 의한 연신중의 상기 부직포의 의도하지 않는 파단을 유효하게 막을 수 있다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법으로서,

상기 제2 연신 단계에서 연신된 상기 부직포를 냉각하는 냉각 단계를 포함하고 있는 것이 바람직하다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법에 의하면, 제2 연신 단계에서의 연신 후에 상기 부직포는 신속히 냉각되기 때문에, 연신 후의 신축성 섬유의 소성 변형을 유효하게 억제할 수 있고, 그 결과, 신축성 시트에는 신축성이 확실하게 부여된다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법으로서,

상기 냉각 단계에서는, 상기 부직포의 장력이, 상기 제1 연신 단계에서 부여된 장력보다 감소된 것이 바람직하다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법에 의하면, 상기 냉각 단계에서는, 상기 부직포의 장력이 감소되기 때문에, 연신 후의 신축성 섬유의 소성 변형을 더 유효하게 억제할 수 있고, 그 결과, 한층 더 확실하게 신축성 시트에는 신축성이 부여된다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법으로서,

상기 냉각 단계에서는, 복수의 흡인 구멍이 형성된 소정 방향으로 이동하는 벨트에 흡인되어 상기 소정 방향으로 상기 부직포가 반송되고,

상기 벨트에서 반송중의 상기 부직포는, 상기 흡인 구멍으로부터 흡인되는 공기에 의해 냉각되는 것이 바람직하다.

이러한 신축성 시트의 제조 방법에 의하면, 상기 벨트에 흡인되어 상기 부직포는 반송되기 때문에, 그 반송을 안정시키기 위해 상기 부직포에 큰 장력을 걸 필요는 없고, 또한 냉각 단계에서 부직포에 작용하는 장력을 거의 제로까지 감소시킬 수 있다. 따라서, 연신 후의 신축성 섬유의 소성 변형을 더 유효하게 억제할 수 있고, 그 결과, 한층 더 확실하게 신축성 시트에 신축성이 부여된다.

또한, 상기 부직포를 상기 벨트에 흡인하기 위한 공기에 의해 상기 부직포는 냉각되기 때문에, 별도의 냉각 장치를 설치하지 않아도 좋고, 또한 장치 구성의 간략화를 도모할 수 있다.

===본 실시형태의 신축성 시트(3a)의 제조 방법===

<<신축성 시트(3a)의 제조 방법에 따른 「연신 가공」의 개략 설명>>

처음에, 신축성 시트(3a)의 제조 방법에 따른 「연신 가공」에 대해서 개략 설명한다.

이 신축성 시트(3a)의 재료가 되는 부직포(3)는, 용융 방사 등에 의해 신장성 섬유와 신축성 섬유를 혼합 생성하여 이루어지는 혼섬 타입의 부직포(3)이다. 여기서, 신장성 섬유란, 신축성 섬유의 탄성 한계의 신장보다 작은 신장으로 소성 변형을 일으키는 섬유이다. 환언하면, 신장성 섬유란, 대략 비탄성적으로 신장 가 능한 섬유이고, 신축성 섬유란, 탄성적으로 신장 가능한 섬유라고 할 수도 있다.

단, 본 실시형태에 따른 제조 방법에 있어서는, 후술과 같이 연신 가공중에 부직포(3)를 가열하기 때문에, 신장성 섬유로서는 열가소성 폴리올레핀 섬유가 이용되는 한편, 신축성 섬유로서는, 상기 열가소성 폴리올레핀 섬유보다 융점이 높은 열가소성 탄성중합체 섬유가 이용되고 있다.

전자의 열가소성 폴리올레핀 섬유로서는, 예컨대 폴리프로필렌섬유나 폴리에스테르 섬유 등의 단독 섬유나, 폴리프로필렌이나 폴리에스테르로 이루어지는 코어 시스(core-sheath) 구조의 복합 섬유 등을 들 수 있지만, 여기서는, 폴리프로필렌섬유의 단독 섬유(이하 PP 섬유라고 함)가 사용되고 있다.

또한, 후자의 열가소성 탄성중합체 섬유로서는, 예컨대 폴리우레탄 섬유 등을 들 수 있고, 여기서는 폴리우레탄 섬유가 사용되고 있다. 그리고, 이들 PP 섬유와 폴리우레탄 섬유는, 예컨대 50:50의 중량비로 배합되어 있다.

부직포(3)의 제법으로서는, 스펀본드법(방사 직결로 섬유끼리를 자기 접착으로 결합하는 방법)이나 케미컬본드법(접착 수지를 부착시켜 섬유끼리를 접착하여 결합하는 방법) 등을 들 수 있지만, 여기서는 스펀 본드법이 사용되고 있다. 또한, 부직포(3)의 평량이나 섬유 직경은, 신축성 시트(3a)의 요구 사양에 따라서 정해지지만, 여기서는 일회용 기저귀(1)의 몸통 둘레의 체결 부재에 이용되기 때문에, 평량을 35(g/m²)로 하고, PP 섬유 및 폴리우레탄 섬유의 섬유 직경을 10∼30(㎛)으로 하고 있다.

그리고, 이러한 부직포(3)에 대하여 연신 가공을 실시하면, 이것에 의해, 부직포(3)에는 신축성이 발현되어 신축성 시트(3a)가 된다.

도 4A 및 도 4B는, 이 연신 가공에 의해 신축성이 발현되는 메카니즘의 설명도이고, 모두 부직포(3)의 하중-신장 곡선을 도시하고 있다.

미연신의 부직포(3)에 대하여 연신 가공을 실시하기 위해, 신축성 섬유인 폴리우레탄 섬유의 탄성 한계 내에서 상기 부직포(3)에 장력(이하, 하중이라고 함)을 부여하면, 그 연신 가공중에서는, 도 4A와 같은 하중-신장 곡선을 그린다. 즉, 장력의 부하시보다 부하 제거시가, 동일 신장에서의 하중이 낮아지는 히스테리시스를 가진 하중-신장 곡선을 그린다.

그리고, 이 연신 가공 후에 재차 장력을 부여한 경우에는, 도 4B에 도시하는 바와 같은 하중-신장 곡선을 그린다. 자세히는, 도 4B의 원점(P0)으로부터 변곡점(P1)까지는, 매우 낮은 탄성률로 신축하지만, 변곡점(P1)을 초과하면 하중이 대략 2차 곡선형으로 급격히 상승하게 된다. 그리고, 통상은, 이 낮은 탄성률 범위(R)의 발현으로써, 연신 가공에 의해 부직포(3)에 신축성이 발현된 것으로 간주하고 있고, 또한 무부하 상태의 원점(P0)으로부터 상기 변곡점(P1)까지의 신장의 양(D)을, 「발현된 신축량(D)」으로 정의하고 있다.

참고로, 이와 같이 연신 가공 후에서, 상기 원점(PO)으로부터 상기 변곡점(P1)까지는 매우 낮은 탄성률로 신축하게 되는 이유에 대해서는, 다음과 같이 설명할 수 있다.

도 5A는, 연신 가공 전(즉 미연신)의 섬유의 상태를 도시하는 모식도이고, 도 5B는 연신 가공중(즉 부하중)의 섬유의 상태를 도시하는 모식도이며, 도 5C는 연신 가공 후(즉 부하 제거 후)의 섬유의 상태를 도시하는 모식도이다. 또한, 일반적으로 부직포(3)를 구성하는 최소 단위 구조는, 도 5A에 도시하는 바와 같이 신축성 섬유인 폴리우레탄 섬유와 신장성 섬유인 PP 섬유가 병렬 접속된 것으로서 모델화할 수 있다.

도 5A에 도시하는 미연신의 부직포(3)를 연신하면, 도 5B에 도시하는 바와 같이, 신축성 섬유인 폴리우레탄 섬유는 탄성 변형을 하지만, 상기 신축성 섬유보다 탄성 한계의 신장이 작은 신장성 섬유인 PP 섬유는, 비교적 빠른 단계부터 소성 변형을 시작하여, PP 섬유는 가늘고 길게 소성 변형한다. 따라서, 이 상태로부터 장력을 부하 제거하면, 도 5C에 도시하는 바와 같이, 폴리우레탄 섬유는 탄성 신장이 없어지는 것뿐으로, 즉 그 전체 길이는 장력의 부여 전과 대략 동일한 길이로 되돌아가는 것이지만, PP 섬유는 소성 신장분만큼 전체 길이가 신장하여 늘어진 상태가 되어 있다.

그리고, 이러한 연신 가공 후의 부직포(3)에 대하여 재차 장력을 부여하면, PP 섬유가 늘어진 만큼 다 신장하여 그 전체 길이가 팽팽해질 때까지는, 폴리우레탄 섬유의 탄성 변형만으로 상기 장력에 대항하기 때문에, 도 4B에 도시하는 바와 같이, 부직포(3)는 매우 낮은 탄성률로 신장해 가지만, 도 5D에 도시하는 바와 같이, 전술의 PP 섬유의 늘어짐이 없어져 그 전체 길이가 팽팽한 시점부터는, 이 PP 섬유의 탄소성(彈塑性) 변형도 상기 장력에 대항하게 되기 때문에, 여기서부터는 부직포(3)를 신장하는 데 요하는 장력의 크기가 급격히 상승한다. 즉, 이 PP 섬유 의 늘어짐이 없어지는 포인트가 도 4B의 변곡점(P1)이고, 또한 이러한 것으로부터, 연신 가공 후의 하중-신장 곡선은, 도 4B에 도시하는 바와 같이, 변곡점(P1)까지는 부직포(3)는 매우 낮은 탄성률로 신축하며, 그리고, 변곡점(P1)을 초과하면 하중이 급격히 증가하는 하중-신장 곡선이 되는 것이다. 참고로, 상기 원점(P0)으로부터 상기 변곡점(P1)까지의 범위(R), 즉 「발현된 신축량(D)」의 범위(R)의 내측에서는, 장력의 부하가 제거되면, 대략 도 4B의 부하시의 하중-신장 곡선을 따라서 원점(P0)까지 되돌아가는 것은 물론이다.

그런데, 전술의「발현된 신축량(D)」의 정의로는, 이 「발현된 신축량(D)」을, 상기 원점(P0)으로부터 상기 변곡점(P1)까지의 신장의 양(D)으로 정의했었지만, 전술한 것으로부터, 상기 변곡점(P1)의 위치는, 연신 가공 후의 PP 섬유의 늘어짐이 클수록 상기 원점(P0)으로부터 멀어지기 때문에, PP 섬유의 늘어짐이 클수록,「발현된 신축량(D)」은 큰 것이 된다. 또한 PP 섬유의 늘어짐을 크게 하기 위해서는, 연신 가공의 연신량(E)(도 4A를 참조)을 크게 해야 한다. 따라서, 신축성 시트(3a)에 발현되는 신축량(D)을 크게 하기 위해서는, 연신 가공에서 부직포(3)에 큰 연신량(E)을 부여하는 것이 중요해지는 것이다.

<<신축성 시트(3a)의 제조 방법>>

도 6은 신축성 시트(3a)의 제조 라인의 배치도이고, 동 제조 라인을 측면에서 본 상태를 도시하고 있다. 이 제조 라인은, 재료로서의 부직포(3)를, 제조 라인의 흐름 방향으로 연속하는 연속 시트의 상태로 가공하여 신축성 시트(3a)를 연속적으로 제조하는 연속 제조 방법을 달성하는 것이고, 6개의 섹션(S1, S2, …S6)을 구비하고 있다.

즉, (1) 부직포롤(3r)[재료의 부직포(3)가 롤형으로 권취된 것]로부터 부직포(3)를 연속 시트의 상태로 제조 라인의 흐름 방향을 따라 조출하는 조출 섹션(S1)과, (2) 조출된 부직포(3)를 흐름 방향으로 이동시키면서 가열하는 가열 섹션(S2)과, (3) 가열되어 온도 상승한 부직포(3)에 대하여 흐름 방향으로 장력을 부여하여 부직포(3)를 예비적으로 연신하는 예비 연신 섹션(S3)(청구 범위에서의 「제1 연신 단계」를 행하는 섹션에 상당)과, (4) 이 예비적으로 연신되어 있는 부직포(3)를, 기어롤(41, 43)에 의해 흐름 방향으로 더 연신하는 기어 연신 섹션(S4)(청구의 범위에서의 「제2 연신 단계」를 행하는 섹션에 상당)과, (5) 기어롤(41, 43)에 의해 연신된 부직포(3)를 냉각하는 냉각 섹션(S5)(청구 범위에서의 「냉각 단계」를 행하는 섹션에 상당)과, (6) 냉각된 부직포(3)인 신축성 시트(3a)를 롤형으로 권취하는 권취 섹션(S6)을 구비하고 있다.

그리고, 이 제조 방법에 의하면, 기어 연신 섹션(S4)에서의 연신 가공 전에, 예비 연신 섹션(S3)의 장력에 의해 미리 예비적으로 부직포(3)를 연신하고 있다. 즉, 예비 연신 섹션(S3)으로써 소정의 연신량만큼 연신되어 있는 부직포(3)를, 이 연신되어 있는 상태로부터 기어롤(41, 43)에 의해 더 연신한다. 따라서, 기어 연신 섹션(S4)의 기어롤(41, 43)만으로 부여되는 연신량보다, 예비 연신에 의한 분만큼 큰 연신량을 부직포(3)에 부여하는 것이 가능해지고, 그 결과, 큰 신축량을 발현하는 신축성 시트(3a)를 제조할 수 있게 되는 것이다.

이하, 각 섹션(S1, S2, …S6)에 대해서 설명한다. 또한, 제조 라인의 흐름 방향은, 연속 시트 상태의 부직포(3)의 긴 길이 방향과 동일하다. 또한, 부직포(3)의 긴 길이 방향과 직교하는 부직포(3)의 폭 방향(도 6에서는 지면을 관통하는 방향)을 단순히 「폭 방향」이라고도 한다.

(1) 조출 섹션(S1)

조출 섹션(S1)에는, 조출용 릴 장치(11)가 설치되어 있다. 그리고, 이 릴 장치(11)에 부직포 롤(3r)이 부착되어 부직포(3)가 조출되고, 이것에 의해, 조출된 부직포(3)는, 소정의 기준 속도(V1)를 반송의 목표 속도로서, 연속 시트의 상태로 흐름 방향 하류의 가열 섹션(S2)으로 보내진다.

(2) 가열 섹션(S2)

가열 섹션(S2)에는, 부직포(3)를 가열하는 히터로서, 4개의 가열 롤러(21)(청구범위에서의 「롤러」 및 「히터」에 상당)가 배치되어 있다. 그리고, 부직포(3)는, 연속 시트의 상태로, 각 가열 롤러(21)의 평활한 외측 둘레면(21a)에 S자형으로 순차 권취되면서, 흐름 방향의 상류측의 가열 롤러(21)로부터 하류측의 가열 롤러(21)로 순차 보내지고, 이들 가열 롤러(21)의 외측 둘레면(21a)과 접촉하는 동안에, 각 외측 둘레면(21a)으로써 가열된다. 참고로, 여기서 부직포(3)를 가열하는 목적은, 이 다음의 예비 연신 섹션(S3)에서의 부직포(3)의 파단을 미연에 방지하기 위해서이며, 이것에 대해서는 후술한다.

흐름 방향의 상류로부터 하류에 배치된 4개의 가열 롤러(21)는, 모두 같은 구조의 강제 원주체의 평활롤이고, 각각 회전축(C21)의 방향을 상기 폭 방향에 맞추면서, 서로 동일한 주속(V2)으로 구동 회전하고 있다. 각 구동 토크는, 예컨대 하나의 모터(도시 생략)를 구동원으로서 분배 공급된다. 즉, 상기 모터에 연결된 풀리 및 이 풀리에 권취된 무단 벨트 등을 구비한 적절한 권취 전달 장치 등(도시 생략)을 통해, 구동 토크는 4개의 가열 롤러(21)에 각각 입력된다. 또한, 가열 롤러(21)의 주속(V2)은, 전술의 기준 속도(V1)와 대략 등속이 되도록 제어되고, 이것에 의해, 이 가열 섹션(S2)에서는, 부직포(3)가 늘어지지 않는 범위 내에서, 극력 부직포(3)에 장력이 부여되지 않는 상태를 유지하도록 하고 있다.

각 가열 롤러(21)의 내부에는, 그 외측 둘레면(21a)을 가열하기 위한 발열체(24)가 내장되어 있고, 그 발열량의 조정에 의해 외측 둘레면(21a)의 온도 조정이 이루어진다. 외측 둘레면(21a)의 목표 온도는, 상기 부직포(3)의 구성 섬유에 따라 정할 수 있지만, 기본적으로는, 융점이 낮은 섬유인 열가소성 폴리올레핀 섬유의 융점에 기초하여, 그 융점 이하가 적절한 온도로 설정된다. 여기서는, 열가소성 폴리올레핀 섬유가 PP 섬유이기 때문에, 외표면(21a)의 목표 온도는 예컨대 80℃로 설정되어 있다. 발열체(24)의 내장 위치는, 가열 롤러(21)의 외측 둘레면(21a)이 전체 둘레에 걸쳐 균등하게 가열되도록, 회전축(C21)에 관해서 점대칭으로 배치된다. 여기서는, 가열 롤러(21)마다, 대략 막대 형상의 발열체(24)를 회전축 방향을 따라 삽입하기 위한 하나의 삽입 구멍이, 그 구멍의 중심을 회전축(C21)과 일치시켜 형성되어 있다.

그리고, 이러한 가열 섹션(S2)에 의해 가열된 부직포(3)는, 주속(V2)으로 회전하는 가열 롤러(21)에 의해, 흐름 방향의 하류의 예비 연신 섹션(S3)으로 보내진다.

(3) 예비 연신 섹션(S3)

예비 연신 섹션(S3)은, 가열 섹션(S2)에서 가열된 부직포(3)에 대하여 흐름 방향의 장력을 부여하여 부직포(3)를 예비적으로 연신하는 곳이다. 이하, 이 예비적인 연신을 「예비 연신」이라고 한다.

이 예비 연신은, 가열 섹션(S2)에서의 최하류의 가열 롤러(21)의 주속(V2)과, 후술하는 기어 연신 섹션(S4)의 기어롤(41, 43)의 주속(V4)의 설정에 의해 행해진다. 즉, 예비 연신용의 장력을 부직포(3)에 부여하기 위해, 기어롤(41, 43)의 주속(V4)의 목표 속도는, 가열 롤러(21)의 주속(V2)의 목표 속도보다, 후술하는 연신 배율(Mp)에 상당하는 분만큼 높게 설정된다. 예컨대 주속(V4)의 목표 속도는, 주속(V2)의 목표 속도의 Mp배의 크기로 설정된다.

또한, 본 실시형태에서는, 최하류의 가열 롤러(21)와 기어롤(41, 43) 사이에, 부직포(3)를 기어롤(41, 43)의 롤 간극에 유도하기 위한 가이드 롤러(31)가 배치되어 있고, 부직포(3)가, 이 가이드 롤러(31)에 소정의 권취 각도만큼 권취됨으로써, 그 흐름 방향이, 상기 기어롤(41, 43)의 롤 간극의 방향으로 향한다.

여기서, 부직포(3)가 어느 정도 연신되어 있는지를 나타내는 연신량 이외의 파라미터로서, 새롭게, 연신 배율(M)이라는 파라미터를 도입한다. 이 연신 배율(M)이란, 연신 후의 부직포(3)의 전체 길이(La)가, 연신 전의 부직포(3)의 전체 길이(Lb)의 몇 배가 되었는지를 나타내는 것이고, 하기 식 1로 정의된다.

연신 배율 M=연신 후의 흐름 방향의 전체 길이(L)a/연신 전의 흐름 방향의 전체 길이(Lb) …… 식 1

그리고, 이 예비 연신 섹션(S3)에서는, 전술의 가열 롤러(21)와 기어롤(41, 43)과의 주속 차(ΔV)(=V4-V2)에 의해, 부직포(3)는 예컨대 1.1배∼1.8배의 연신 배율(Mp)로 흐름 방향으로 연신된다. 단, 이 연신 배율(Mp)은, 전혀 이것에 한정되는 것이 아니라, 다른 여러 가지 조건에 따라 바꿔도 좋다.

또한, 이 연신 배율(Mp)을 크게 하면, 부직포(3)에 작용하는 장력이 커져 부직포(3)의 파단의 우려가 있지만, 이 점에 대해 본 실시형태에 의하면, 전술의 가열 섹션(S2)에 의해 부직포(3)는 미리 가열되어 그 온도는 높아져 있다. 또한, 부직포(3)에는 PP 섬유가 포함되어 있고, 이 PP 섬유는 열가소성이다. 따라서, 상기 가열에 의해 열가소성의 PP 섬유가 소성 변형하기 쉬어져 연신중에 잘 끊어지지 않게 되어 있고, 이것으로써, 상기 장력의 부여에 따르는 상기 부직포(3)의 파단은 미연에 방지된다.

또한, 바람직하게는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 최하류의 가열 롤러(21)에 대하여, 이 가열 롤러(21)로 상기 부직포(3)를 끼우면서 종동(從動) 회전하는 압박 롤러(22)를 설치하면 좋다. 그리고, 이와 같이 하면, 이 압박 롤러(22)에 의해 부직포(3)는 가열 롤러(21)의 외측 둘레면(21a)에 압박되기 때문에, 가열 롤러(21)와 부직포(3)와의 흐름 방향의 상대 미끄러짐을 확실하게 억제할 수 있고, 그 결과, 가열 롤러(21)와 기어롤(41, 43)과의 주속 차(ΔV)의 설정에 의해 부직포(3)를 목표의 연신 배율(Mp)로 확실하게 연신할 수 있게 된다.

또한, 도 6에 도시하는 상기 가이드 롤러(31)는, 종동 회전하는 종동 롤러여도 좋고, 또는 모터 등에 의해 구동 회전하는 구동 롤러여도 좋다. 단, 후자의 구 동 롤러의 경우에는, 그 주속(V3)의 목표 속도는, 가열 롤러(21)의 주속(V2)의 목표 속도와 기어롤(41, 43)의 주속(V4)의 목표 속도 사이의 속도로 설정된다. 또한, 구동 롤러의 경우에는, 바람직하게는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 가이드 롤러(31)로 상기 부직포(3)를 끼우면서 종동 회전하는 압박 롤러(32)를 설치하면 좋다. 그리고, 이와 같이 하면, 이 압박 롤러(32)에 의해 부직포(3)는 가이드 롤러(31)의 외측 둘레면(31a)에 압박되기 때문에, 가이드 롤러(31)와 부직포(3)와의 흐름 방향의 상대 미끄러짐을 확실하게 억제할 수 있고, 그 결과, 적어도 가열 롤러(21)와 가이드 롤러(31)와의 주속 차에 의해 부직포(3)를 확실하게 연신할 수 있게 된다.

(4) 기어 연신 섹션(S4)

이 기어 연신 섹션(S4)에서는, 상기한 예비 연신 섹션(S3)에서 연신된 연신량에 추가하여, 상기 연신량으로부터 부직포(3)를 기어롤(41, 43)에 의해 흐름 방향으로 더 연신한다. 즉, 예비 연신 섹션(S3)로써 연신 배율(Mp)로 연신되어 있는 부직포(3)는, 기어 연신 섹션(S4)의 연신 배율(Mg)로 더 연신된다. 따라서, 이 일련의 예비 연신 섹션(S3) 및 기어 연신 섹션(S4)에서의 연신을 경유한 후에는, 그 부직포(3)의 전체의 연신 배율(Mt)은, Mt=Mp×Mg가 되고, 또한 기어 연신 섹션(S4)뿐인 경우의 연신 배율(Mg)보다, Mp배만큼 연신량이 확대된다. 또한, 이하에서는, 이 기어롤(41, 43)에 의한 부직포(3)의 연신을 「기어 연신」이라고 한다.

여기서, 도 2를 참조하여 기어 연신에 대해서 설명한다. 기어 연신은, 외측 둘레면(41a, 43a)의, 둘레 방향에 파상으로 소정의 형성 피치(P)로 톱니(소위 「평 톱니바퀴」와 동일한 치형의 톱니)가 형성된 상하 한 쌍의 기어롤(41, 43)을 이용하여 행해진다. 즉, 이들 기어롤(41, 43)의 롤 간극에 부직포(3)를 통과시키고, 그 때에 서로 맞물리는 상부 기어롤(41)의 톱니(41t)와 하부 기어롤(43)의 톱니(43t)에 의해 부직포(3)를 3점 굽힘형으로 변형하며(도 2의 우측의 확대도를 참조), 이것을 흐름 방향으로 연신하는 방법이 「기어 연신」이다.

그리고, 이 롤 간극에 부직포(3)가 통과될 때는, 도 7A의 기어 연신 전의 원래의 전체 길이가 상기 P의 부직포(3)가, 서로 맞물리는 톱니(41t, 43t)에 의해 도 7B에 도시하는 바와 같이 3점 굽힘형으로 변형되어 연신되기 때문에, 이들 상태의 변화의 기하학적 관계를 감안하면, 기어 연신에 의한 부직포(3)의 연신 배율(Mg)은, 대략 하기 식 2와 같이 톱니[41t(43t)]의 형성 피치(P), 및 톱니(41t)와 톱니(43t)와의 맞물림 깊이(L)의 함수로서 나타낼 수 있다.

Mg=2×√(L²+(P/2)²)/P ……식 2

이러한 기어 연신을 위해, 기어 연신 섹션(S4)에는, 도 8에 도시하는 바와 같은 기어 연신 장치(40)가 배치되어 있다. 도 8은, 이 기어 연신 장치(40)의 정면도(즉 도 6중에서 화살표 VIII-VIII 방향으로 본 도면)이다.

기어 연신 장치(40)는, 회전축(C41, C43)을 상기 폭 방향과 평행하게 맞추면서 서로의 외측 둘레면(41a, 43a)을 대향시켜 회전하는 상하 한 쌍의 기어롤(41, 43)과, 이들 기어롤(41, 43)을 상기 회전축(C41, C43) 둘레로 회전시키기 위한 회전 구동 기구(46)를 갖고 있다.

상하의 기어롤(41, 43)은, 서로 동일한 직경의 강제(鋼製) 원주체이고, 각각, 그 회전축 방향의 양단부를, 베어링(42)을 통해 기어 연신 장치(40)의 하우징(40h)에 지지되어, 회전축 둘레로 회전할 수 있다. 또한, 이 예에서는 상부 기어롤(41)은 승강 불가능하게 하우징(40h)에 지지되어 있지만, 하부 기어롤(43)은, 예컨대 유압 실린더 등의 승강 기구(45)에 의해 승강 가능하게 지지되어 있다. 따라서, 이 승강 기구(45)의 승강 동작에 의해 상부 기어롤(41)과 하부 기어롤(43) 사이의 롤 간극의 크기가 소기의 목표값이 되도록 조정된다. 즉, 상부 기어롤(41)의 톱니(41t)와 하부 기어롤(43)의 톱니(43t)의 맞물림 깊이(L)가 소기의 목표값이 되도록 조정된다. 또한, 이 맞물림 깊이(L)의 목표값은, 기어 연신으로의 연신 배율(Mg)에 따라 정할 수 있다.

각 기어롤(41, 43)의 내부에는, 도 9의 측면도에 도시하는 바와 같이, 기어롤(41, 43)을 가열하기 위한 발열체(44)가 내장되어 있고, 그 발열량의 조정에 의해, 상기 기어롤(41, 43)의 외측 둘레면(41a, 43a)의 톱니(41t, 43t)의 온도 조정이 이루어진다. 톱니(41t, 43t)의 목표 온도는, 부직포(3)의 구성 섬유에 따라 정할 수 있지만, 여기서는, 톱니(41t, 43t)의 목표 온도는 예컨대 55℃로 설정되어 있다. 또한, 발열체(44)의 내장 위치는, 기어롤(41, 43)의 외측 둘레면(41a, 43a)이 전체 둘레에 걸쳐 균등하게 가열되도록, 회전축(C41, C43)에 대해서 점대칭으로 배치된다. 여기서는, 12개의 대략 막대 형상의 발열체(44)를 회전축 방향을 따라 삽입하기 위한 삽입 구멍이, 기어롤(41, 43)의 전체 둘레를 둘레 방향으로 12등분하는 12지점의 위치에서, 외측 둘레면(41a, 43a)으로부터 직경 방향으로 등거리 위 치에 각각 형성되어 있다.

회전 구동 기구(46)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 상하의 기어롤(41, 43)의 회전 동작의 구동원이 되는 모터(47)와, 이 모터(47)로부터의 구동 토크를 상하의 기어롤(41, 43)에 분배하기 위한 피니언 스탠드(48)와, 분배된 구동 토크를 상하의 기어롤(41, 43)에 전달하는 상하 한 쌍의 스핀들(49a, 49b)을 갖고 있다. 그리고 모터(47)로부터 공급되는 1축의 구동 토크가, 피니언 스탠드(48) 내에서 서로 맞물리는 한 쌍의 톱니바퀴(48a, 48b)에 의해 2축의 구동 토크에 분배되고, 이들 2축의 구동 토크는, 각각 상기 톱니바퀴(48a, 48b)에 연결된 상부 스핀들(49a) 및 하부 스핀들(49b)을 통해, 상부 기어롤(41) 및 하부 기어롤(43)에 전달되며, 이것에 의해, 상하의 기어롤(41, 43)이 서로 동일한 주속(V4)으로 회전하도록 되어 있다. 또한, 여기서 말하는 주속(V4)이란 톱니의 끝[톱니(41t, 43t)의 선단]의 속도이다.

그리고, 이러한 기어 연신 장치(40)에 의하면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 회전하는 상하의 기어롤(41, 43) 사이의 롤 간극에 부직포(3)가 통과될 때에, 이 부직포(3)는, 상하 기어롤(41, 43)의 외측 둘레면(41a, 43a)의 톱니(41t, 43t)에 의해, 예컨대 2.8∼2.9배의 연신 배율(Mg)로 연신된다. 그리고, 기어 연신된 부직포(3)는, 연속 시트의 상태로 흐름 방향의 하류의 냉각 섹션(S5)으로 보내진다.

(5) 냉각 섹션(S5)

냉각 섹션(S5)에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 기어 연신 장치(40)로써 연신된 부직포(3)를 후기 냉각 장치(51)로 유도하기 위한 복수의 가이드 롤 러(56, 57)와, 상기 부직포(3)를 연속 시트의 상태로 반송하면서 이것을 냉각하기 위한 냉각 장치(51)와, 냉각된 부직포(3)를 권취 섹션(S6)으로 유도하기 위한 복수의 가이드 롤러(58, 59)가 배치되어 있다. 그리고, 이 냉각 장치(51)에 의해 부직포(3)는 신속히 상온 근방에까지 냉각되기 때문에, 연신 후 부직포(3)의 신축성 발현에 기여하는 신축성 섬유, 즉 폴리우레탄 섬유의 소성 변형은 유효하게 억제되고, 그 결과, 이 연신 가공 후의 부직포(3)인 신축성 시트(3a)에는 확실하게 신축성이 부여된다.

여기서는, 냉각 장치(51)로서, 흡인식의 벨트 컨베이어(51)가 사용되고 있다.

이 흡인식의 벨트 컨베이어(51)는, 그 반송용의 평벨트(52)(청구범위에서의 「벨트」에 상당)가 그 전체면에 걸쳐 갖는 복수의 흡인 구멍(도시 생략)으로부터 주위의 공기를 흡입하고, 이것에 의해 생기는 흡인력에 의해 반송 대상물인 부직포(3)를 평벨트(52)에 흡인하면서 평벨트(52)를 주회(周回) 이동하여 부직포(3)를 반송하는 것이다. 따라서, 이 때의 흡인 구멍으로부터의 공기의 흡입에 의해, 부직포(3)에는, 이 부직포(3)를 두께 방향으로 관통하는 공기의 흐름이 생기고, 이것에 의해 부직포(3)는 효과적으로 냉각된다.

보다 자세히 설명하면, 이 벨트 컨베이어(51)는, 회전축(C53a, C53b)의 방향을 상기 폭 방향으로 향하면서 흐름 방향의 2지점에 1개씩 설치된 한 쌍의 롤러(53a, 53b)와, 이들 한 쌍의 롤러(53a, 53b)에 권취되어, 한쪽의 롤러(53a)의 구동 회전에 의해 주회하는 무단형의 평벨트(52)와, 이 평벨트(52)의 폐쇄된 주회 궤 도의 내측에 배치되어 평벨트(52)의 흡인 구멍으로부터 공기를 흡인하기 위한 흡입 박스(54)를 구비하고 있다. 또한, 상기 한 쌍의 롤러(53a, 53b) 중의 한 쪽의 롤러(53a)는, 모터(도시 생략)를 구동원으로서 구동 회전하는 구동 롤러이고, 다른 한 쪽의 롤러(53b)는, 종동 회전하는 종동 롤러이다. 또한, 흡입 박스(54)의 내부 공간은, 적절한 블로워 장치에 의해 부압으로 유지되어 있고, 이것으로써 상기 흡인 구멍으로부터의 흡기가 가능하게 되어 있다.

그리고, 이러한 구성에 의하면, 상기 가이드 롤러(56, 57)에 의해 상기 구동 롤러(53a)의 근방으로 유도된 부직포(3)는, 이 위치(Pin)에서 평벨트(52)에 흡인되어 이것에 부착된다. 그러면, 그곳으로부터 부직포(3)는 평벨트(52)와 거의 일체가 되어 평벨트(52)의 주회 이동에 의해 종동 롤러(53b)까지 이동되지만, 이 종동 롤러(53b)에서 평벨트(52)의 이동 방향은 반전되기 때문에, 마찬가지로 부직포(3)도 반전되고, 그 후에, 부직포(3)는 구동 롤러(53a)의 근방까지 이동된다. 그렇게 하면, 이 위치(Pout)에서 부직포(3)는, 상기 가이드 롤러(58)에 의해 평벨트(52)로부터 떼어지고, 하류의 권취 섹션(S6)으로 유도된다.

여기서, 상기 위치(Pin)로부터 상기 위치(Pout)까지의 범위, 즉 부직포(3)가 평벨트(52)와 일체가 되어 반송되고 있는 범위에서는, 평벨트(52)의 흡인 구멍에 의한 흡기에 의해, 부직포(3)에는, 이것을 두께 방향으로 관통하는 공기 흐름이 생기고 있다. 따라서, 부직포(3)는 두께 방향에 걸쳐 균등하게 냉각되고, 또한 상기 공기의 흐름에 의해 강제 대류열 전달 상태가 형성되어 있으며, 그 열전달 계수는 매우 높아서, 또한 부직포(3)는, 상온의 실온까지 급속 냉각된다.

또한, 부직포(3)는, 평벨트(52)에 흡인되어 평벨트(52)와 거의 일체가 되어 반송되기 때문에, 부직포(3)의 장력을 낮게 하여도 부직포(3)의 사행이나 늘어짐 등의 반송상의 트러블은 잘 일어나지 않는다. 따라서, 여기서는, 벨트 컨베이어(51)로 반송중인 부직포(3)의 장력을, 예비 연신 섹션(S3)에서의 장력보다 감소시키고, 예컨대 그 장력을 거의 제로에 가까운 플러스값이 되도록 하고 있다. 그리고, 이와 같이 하면, 연신 후의 신축성 섬유인 폴리우레탄 섬유의 장력에 의한 소성 변형이 유효하게 억제되고, 한층 더 확실하게 신축성 시트(3a)에 신축성이 부여된다.

이 벨트 컨베이어(51)로 반송중인 부직포(3)의 장력의 조정은, 예컨대 벨트 컨베이어(51)의 가장 가까운 상류의 가이드 롤러(57)의 근방에 설치된 장력 계측 센서(도시 생략)에 의해 벨트 컨베이어(51)의 근방에서의 부직포(3)의 장력의 크기를 계측하고, 그 장력의 계측값이 소기의 장력의 목표값이 되도록, 평벨트(52)를 주회하는 구동 롤러(53a)의 주속(V5)을 피드백 제어 등으로 조정함으로써 달성된다.

단, 장력 계측 센서를 이용하지 않고, 단순히 구동 롤러(53a)의 주속(V5)의 목표 속도의 설정에 의해, 장력을 전술의 거의 제로에 가까운 플러스값으로 조정하여도 좋다. 예컨대 도 4A를 참조하면, 장력의 부하시에 비해 부하 제거시에는 하중 레벨이 각별히 저하되는 것을 알 수 있다. 따라서, 구동 롤러(53a)의 주속(V5)의 목표 속도를, 상기 기준 속도(V1)의 목표 속도의 연신 배율(Mt)(=Mp×Mg)배의 크기보다 작게 설정하면, 상기 부직포(3)의 장력의 크기를 각별히 감소시키는 것이 가 능해진다. 참고로, 여기서 반송중인 부직포(3)의 늘어짐 방지의 관점에서는, 상기 주속(V5)의 목표 속도를, 기어롤(41, 43)의 주속(V4)의 목표 속도보다 높게 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 구동 롤러(53a)보다 하류측에 위치하는 가이드 롤러(58, 59) 중에서, 구동 회전하는 가이드 롤러(59)에 대해서는, 그 주속(V59)이 구동 롤러(53a)의 주속(V5)과 거의 같아지도록 제어하면 좋고, 그렇게 하면, 연신 후의 신축성 섬유인 폴리우레탄 섬유의 장력에 의한 소성 변형이 유효하게 억제되며, 한층 더 확실하게 신축성 시트(3a)에 신축성이 부여된다.

단, 기어 연신 장치(40)와 벨트 컨베이어(51) 사이에 위치하는 복수의 가이드 롤러(56, 57) 중에서, 기어 연신 장치(40)의 가장 가까운 하류에 위치하는 가이드 롤러(56)에 대해서는, 바람직하게는 구동 회전시키고, 그 주속(V56)의 목표 속도를 기어롤(41, 43)의 주속(V4)의 목표 속도보다 높게 하면 좋다. 이것은, 기어 연신시에 기어롤(41, 43)의 톱니(41t, 43t)에 부직포(3)를 접합하는 것이 있을 수 있고, 이들의 톱니(41t, 43t)로부터 부직포(3)를 떼기 위해 부직포(3)에 장력을 부여해야 하기 때문이다. 이 때문에, 더 바람직하게는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 가이드 롤러(56)로 상기 부직포(3)를 끼우면서 종동 회전하는 압박 롤러(56b)를 설치하면 좋고, 이와 같이 하면, 가이드 롤러(56)와 부직포(3)와의 상대 미끄러짐을 억제할 수 있어, 그 결과, 전술의 부직포를 떼는 것에 요하는 장력을 부직포(3)에 확실하게 부여할 수 있게 된다.

(6) 권취 섹션(S6)

권취 섹션(S6)에는, 권취용 릴 장치(61)가 설치되어 있다. 그리고, 냉각 섹션(S6)으로부터 반송된 부직포(3)는, 신축성이 발현된 신축성 시트(3a)로서 상기 릴 장치(61)에 의해 롤형으로 권취되고, 그러한 후에, 신축성 시트롤(3ar)로서 다른 제조 라인으로 반출된다.

===그 외의 실시형태===

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 이러한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 이하에 도시하는 바와 같은 변형이 가능하다.

전술의 실시형태에서는, 복수 종류의 섬유를 포함하는 부직포(3)로서, 신장성 섬유인 PP 섬유와 신축성 섬유인 폴리우레탄 섬유와의 2 종류의 섬유를 포함하는 부직포(3)를 예시하였지만, 섬유의 종류는 하등 2 종류에 한하는 것이 아니라, 3 종류 이상이어도 좋다. 참고로, 여기서 신축성 섬유인 폴리우레탄 섬유뿐만 아니라 신장성 섬유의 PP 섬유를 포함시키고 있는 것은, 폴리우레탄 섬유뿐이면 달라붙은 소재가 되기 때문에, 이 달라붙는 것을 PP 섬유에 의해 억제하기 위해서라는 이유나, 폴리우레탄 섬유뿐이면 일광의 자외선에 의해 변색(황변)되기 때문에, PP 섬유에 의해 변색이 외관상 눈에 띄지 않도록 한다고 하는 이유나, PP 섬유를 포함시키는 것에 의해 신축성 시트(3a)의 평량을 크게 하여 부피가 큰 시트로 한다고 하는 이유 등이 있다.

전술의 실시형태에서는, 복수 종류의 섬유를 포함하는 부직포(3)로서, 신장성 섬유인 PP 섬유와 신축성 섬유인 폴리우레탄 섬유가 혼합하여 이루어지는 혼섬 타입의 부직포(3)를 예시했지만, 이 부직포(3)는 혼섬 타입에 한하는 것이 아니다. 예컨대, 부직포(3)의 두께 방향으로, 신장성 섬유뿐인 층과 신축성 섬유뿐인 층이 층상으로 나눠져 적층되어 있어도 좋다. 또한, 이들의 층의 수는 2층에 한하는 것이 아니라, 예컨대 신축성 섬유뿐인 층이 상하의 신장성 섬유뿐인 층에 끼워진 3층 구조의 부직포(3)여도 좋다.

전술의 실시형태에서는, 신축성이 발현된 신축성 시트(3a)를 권취 섹션(S6)에서 롤형으로 권취하고, 이것에 의해서, 신축성 시트롤(3ar)의 상태로 하여 다른 라인에 반송했었지만, 권취용 릴 장치(61)로 권취하지 않고, 연속 시트 상태 그대로 연속적으로 다른 라인[예컨대 일회용 기저귀(1)의 제조 라인 등]에 반송하여도 좋다.

또한, 이와 같이 하는 편이 좋은 이유는, 다음과 같다. 신축성 시트(3a)를 롤형으로 권취할 때에는, 신축성 시트(3a)에 권취 장력을 가해야 하지만, 이 권취 장력의 크기의 변동에 의해, 권취중에 신축성 시트(3a)의 폭의 크기가 변화되거나, 신축성 등의 물성값이 변해버릴 우려가 있기 때문이다. 예컨대 권취용 릴 장치(61)에의 권취 시작에 있어서는, 감고 푸는 것에 기인한 종이관[신축성 시트롤(3ar)의 권취 코어]으로부터 신축성 시트(3a)가 원추형으로 빠지는 것을 방지하기 위해, 높은 권취 장력으로 신축성 시트(3a)를 권취한다. 이 때문에, 일반적으로 신축성 시트(3a)의 폭은, 신축성 시트롤(3ar)의 코어측에서 좁고 외측 둘레측에서 넓어지지만, 전술과 같이, 권취용 릴 장치(61)로 권취되지 않고 연속 시트의 상태로 신축성 시트(3a)를 다른 라인으로 반송하면, 전술과 같은 폭 변동의 문제를 방지할 수 있기 때문이다.

전술의 실시형태에서는, 가열 롤러(21)에 대해서는, 발열체(24)의 축심을 회전축(C21)에 맞추면서 가열 롤러(21)마다 1개만 발열체(24)를 내장하고, 기어롤(41, 43)에 대해서는, 그 전체 둘레를 둘레 방향으로 12 등분하는 위치에 각각 발열체(44)를 내장하였지만, 가열 롤러(21) 및 기어롤(41, 43)의 외측 둘레면이 균등하게 가열되는 것이면, 발열체(24, 44)의 개수나 내장 위치는 하등 이것에 한정하는 것이 아니며, 예컨대 전술과 반대로 하여도 좋다.

Claims

긴 길이 방향과 폭 방향과 두께 방향을 갖는 부직포로서 복수 종류의 섬유를 포함하는 상기 부직포로부터, 신축성 시트를 제조하는 방법에 있어서,

상기 긴 길이 방향으로 장력을 부여하여 상기 부직포를 상기 긴 길이 방향으로 연신하는 제1 연신 단계와,

외측 둘레면에 형성된 복수의 톱니를 서로 맞물리게 하면서 회전하는 한 쌍의 기어롤의 간극에, 상기 제1 연신 단계에서 연신되어 있는 상기 부직포를 통과시킴으로써, 상기 부직포를 상기 톱니에 의해 상기 긴 길이 방향으로 연신하는 제2 연신 단계

를 포함한 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 한 쌍의 기어롤보다 상기 긴 길이 방향의 상류측에는, 상기 부직포와 접촉하여 구동 회전하는 롤러가 설치되어 있고,

상기 제1 연신 단계에서는, 상기 롤러의 주속보다 상기 한 쌍의 기어롤의 주속을 높게 설정함으로써, 상기 부직포를 상기 긴 길이 방향으로 연신하는 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 복수 종류의 섬유 중 적어도 1종류의 섬유는, 신축성 섬유이고,

상기 복수 종류의 섬유 중 적어도 1종류의 섬유는, 상기 신축성 섬유의 탄성 한계의 신장보다 작은 신장으로 소성 변형을 일으키는 신장성 섬유인 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법.
제3항에 있어서,

상기 신장성 섬유는, 열가소성 폴리올레핀 섬유이고,

상기 제1 연신 단계에서는, 히터에 의해 가열된 상태의 상기 부직포에 대하여 상기 장력이 부여되는 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법.
제4항에 있어서,

상기 신축성 섬유는, 상기 열가소성 폴리올레핀 섬유보다 융점이 높은 열가소성 탄성중합체 섬유인 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법.
제4항에 있어서,

상기 제2 연신 단계에 따른 상기 한 쌍의 기어롤은, 상기 부직포를 가열하기 위한 히터를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법.
제4항에 있어서,

상기 제2 연신 단계에서 연신된 상기 부직포를 냉각하는 냉각 단계를 포함하 고 있는 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법.
제7항에 있어서,

상기 냉각 단계에서는, 상기 부직포의 장력이, 상기 제1 연신 단계에서 부여된 장력보다 감소된 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법.
제7항에 있어서,

상기 냉각 단계에서는, 복수의 흡인 구멍이 형성된 소정 방향으로 이동하는 벨트에 흡인되어 상기 소정 방향으로 상기 부직포가 반송되고,

상기 벨트에서 반송중인 상기 부직포는, 상기 흡인 구멍으로부터 흡인되는 공기에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 신축성 시트의 제조 방법.