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KR102259649B1 - 부직포의 제조 장치 및 부직포의 제조 방법 - Google Patents

부직포의 제조 장치 및 부직포의 제조 방법 Download PDF

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KR102259649B1
KR102259649B1 KR1020187028247A KR20187028247A KR102259649B1 KR 102259649 B1 KR102259649 B1 KR 102259649B1 KR 1020187028247 A KR1020187028247 A KR 1020187028247A KR 20187028247 A KR20187028247 A KR 20187028247A KR 102259649 B1 KR102259649 B1 KR 102259649B1
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inlet side
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겐이치 스즈키
나오스케 구니모토
아쓰시 가와다
다카유키 다나카
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미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤
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Abstract

샤프트 상부측에 배치됨과 함께 슬릿 형상의 도풍로를 구비하고, 해당 도풍로의 입구측으로부터 출구측을 향해 에어와 함께 필라멘트가 공급되는 제 1 샤프트부와, 샤프트 하부측에 배치되고, 입구측이 상기 제 1 샤프트부의 출구측에 연통됨과 함께 출구측이 상기 필라멘트를 포집하는 포집부에 대향하여 배치되며, 당해 입구측의 기계 방향을 따르는 개구 폭이, 상기 제 1 샤프트부의 기계 방향을 따르는 개구 폭보다 넓혀진 제 2 샤프트부와, 상기 제 1 샤프트부의 출구측과 상기 제 2 샤프트부의 입구측의 접속부에 마련되고, 당해 제 1 샤프트부의 출구측과 당해 제 2 샤프트부의 입구측을 접속하는 단차부를 포함하여 구성된 확산 샤프트를 구비한, 부직포의 제조 장치.

Description

부직포의 제조 장치 및 부직포의 제조 방법
본 개시는 부직포의 제조 장치 및 부직포의 제조 방법에 관한 것이다.
스펀본드 부직포 등의 부직포는 의료(醫療), 위생 자재, 토목 자재 및 포장 자재 등에 다용되고 있다. 스펀본드 부직포는, 열가소성 수지를 용융 방사한 필라멘트에 대해서 냉각풍을 이용한 냉각 처리, 및 연신풍을 이용한 연신 처리를 행한 후, 포집 매체 상에 확산시키면서 포집 퇴적시킴으로써 얻어지는 웹으로부터 제조된다.
일본 특허 제2556953호에는, 수평 방향에 있어서의 횡단면이 직사각형상으로 되고, 필라멘트 주행 방향에 있어서 점차 횡단면이 축소된 냉각실, 냉각실에 접속되고 배출구에 있어서의 벽체에 단상(段狀) 오목함몰부가 형성된 연신 노즐, 및 연신 노즐에 접속된 섬유 재치 장치를 가지며, 공기역학적으로 연신된 합성 수지 필라멘트로부터 방사 섬유 대편(帶片)을 제조하는 장치가 개시되어 있다. 일본 특허 제2556953호의 섬유 재치 장치는, 수평 방향에 있어서 직사각형상의 횡단면을 갖고, 세로 방향에 있어서 벤튜리 환상의 유역, 및 디퓨저 출구를 갖는 제트 펌프의 형태를 가지며, 섬유 대편 재치 필터 벨트를 사이에 두고 디퓨저 출구에 대향된 흡기관에 의해 자유 공기 흡입구로부터 흡인되는 공기량이 조정되도록 하고 있다.
일본 특허 제3135498호에는, 다수의 노즐을 갖는 노즐판체, 처리 샤프트, 반송 유닛 및 반송 컨베이어를 갖고, 처리 샤프트 및 반송 유닛을 처리 공기가 유입하며, 노즐판체의 노즐 구멍으로부터 무단(無端) 섬유가 유입됨과 함께 공기와 섬유의 혼합 형태의 무단 섬유군으로서 반송 컨베이어를 향하는 방출 운동에 의해 처리 샤프트 중에 유입되고, 반송 유닛이 무단 섬유군용의 중앙의 유입 도관 및 이것에 뒤따르는, 반송 컨베이어까지 신장하는 디퓨저 도관을 구비하고, 방출 운동과 그것에 중복되는 플리스 형성 운동이 강제 부여되어, 상기 쌍방의 도관이 반송 컨베이어 벨트의 주행 방향을 횡단하는 방향으로 연장되는 열가소성 수지 무단 섬유로부터 스핀 플리스 웹을 제조하는 장치가 개시되어 있다. 일본 특허 제3135498호에서는, 도입 도관 및/또는 디퓨저 도관은 공기와 섬유의 혼합용으로 이용되고, 도관의 폭에 걸쳐 반송 컨베이어 벨트의 주행 방향을 횡단하여 신장하는 도관 중에 공기를 추가 도입하기 위한 유통 슬릿 형상의, 및 도관으로부터 공기를 방출하기 위한 유출 슬릿의 형상의 공기역학적 등분배 장치를 구비하여, 부가적으로 추가 급송되어야 할 유량 및 유출시켜야 할 공기의 유량을 공기와 섬유의 혼합 중에 있어서의 섬유의 등분배에 영향을 줄 목적으로 제어 내지 조정되도록 하고 있다. 또한, 일본 특허 제3135498호는, 유입 도관 및/또는 디퓨저 도관의 내부 표면이 도관 종단면에 있어서의 표면 근방에 장해 부재를 구비하여, 그 유동 방향에 대해서 후방에 소용돌이 영역이 형성되도록 하고 있다.
일본 특허 제5094588호에는, 필라멘트를 형성하는 방사 구금(口金)이 마련되고, 방사 구금의 하류에는 필라멘트를 냉각하는 처리 공기를 공급하는 냉각실이 있고, 필라멘트를 연신하는 연신 유닛이 냉각실에 접속되어 있으며, 냉각실과 연신 유닛 사이의 접속 영역이 폐쇄되고, 연신 유닛은 통로벽이 연신 통로의 길이의 적어도 일부 상으로 분기되는 연신 통로를 갖고, 연신 유닛에서는, 분기 연신 통로 부분의 상류 끝에 있어서 추가적 공기는, 필라멘트 다발이 기계 방향에 있어서 폭넓게 형성되는 조건에 의해 연신 통로에 주입되고 있고, 스펀본드 웹의 필라멘트를 침적시키는 침적 장치가 마련된, 필라멘트로부터 형성된 스펀본드를 제조하는 장치가 기재되어 있다.
또한, 일본 특허 제5094588호에서는, 연신 유닛의 하류에는 침적 유닛이 있고, 침적 유닛이 상류 디퓨저와 인접 하류 디퓨저로 이루어지며, 주위 공기 입구 슬릿이 상류 디퓨저와 하류 디퓨저 사이에 마련되어 있는 기재가 있다.
그런데, 부직포의 품질에 관련되는 중요한 특성으로서, 균일성 및 강도가 있다. 예를 들면, 일본 특허 제3135498호에서는, 메시 치수가 균일한 부직포를 얻는 것을 목적으로 하고 있지만, 균일성이 높은 부직포에서는, 필라멘트의 얽힘이 부족하여, 강도가 저하되어 버리는 경우가 있다.
본 개시는 상기 사실에 비추어 이루어진 것으로, 균일성이 손상되는 것을 억제하면서 강도의 향상이 도모된 부직포가 얻어지는 부직포의 제조 장치 및 부직포의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 개시의 부직포의 제조 장치는, 샤프트 상부측에 배치됨과 함께 슬릿 형상의 도풍로를 구비하고, 해당 도풍로의 입구측으로부터 출구측을 향해 에어와 함께 필라멘트가 공급되는 제 1 샤프트부와, 샤프트 하부측에 배치되고, 입구측이 상기 제 1 샤프트부의 출구측에 연통됨과 함께 출구측이 상기 필라멘트를 포집하는 포집부에 대향하여 배치되며, 당해 입구측의 기계 방향을 따르는 개구 폭이, 상기 제 1 샤프트부의 기계 방향을 따르는 개구 폭보다 넓혀진 제 2 샤프트부와, 상기 제 1 샤프트부의 출구측과 상기 제 2 샤프트부의 입구측의 접속부에 마련되고, 당해 제 1 샤프트부의 출구측과 당해 제 2 샤프트부의 입구측을 접속하는 단차부를 포함하여 구성된, 확산 샤프트를 구비한다.
본 개시의 부직포의 제조 방법은, 샤프트 상부측에 배치됨과 함께 슬릿 형상의 도풍로를 구비하고, 해당 도풍로의 입구측으로부터 출구측을 향해 에어와 함께 필라멘트가 공급되는 제 1 샤프트부, 샤프트 하부측에 배치되고, 입구측이 상기 제 1 샤프트부의 출구측에 연통됨과 함께 출구측이 상기 필라멘트를 포집하는 포집부에 대향하여 배치되며, 당해 입구측의 기계 방향을 따르는 개구 폭이, 상기 제 1 샤프트부의 기계 방향을 따르는 개구 폭보다 넓혀진 제 2 샤프트부, 및 상기 제 1 샤프트부의 출구측과 상기 제 2 샤프트부의 입구측의 접속부에 마련되고, 당해 제 1 샤프트부의 출구측과 당해 제 2 샤프트부의 입구측을 접속하는 단차부를 구비한 확산 샤프트를 이용하여, 상기 제 1 샤프트부의 입구측으로부터 에어와 함께 필라멘트를 공급하고, 상기 제 2 샤프트부의 출구측으로부터 분출되는 필라멘트를 상기 포집부에 있어서 포집 퇴적하여, 부직포가 제조되는 웹을 생성하는 것을 포함한다.
본 개시에 따른 부직포의 제조 장치 및 제조 방법은, 열가소성 수지를 용융 시킨 용융 수지로부터 복수의 필라멘트를 방출하는 방출부, 방출한 복수의 필라멘트를 냉각하는 냉각부, 및 복수의 필라멘트를 연신하는 연신부를 포함하고, 연신한 복수의 필라멘트를 확산시키면서 포집부에 있어서 포집 퇴적하여 웹을 생성한다. 연신부와 포집부 사이에는, 확산 샤프트를 마련하고, 확산 샤프트 내를 지나는 에어(분출풍)를 기계 방향으로 확산시켜, 확산 샤프트의 하방측의 개구로부터 포집부로 분출함으로써, 균일성이 높은 웹이 생성되도록 하고 있다.
확산 샤프트는, 제 1 샤프트부 및 제 2 샤프트부를 구비하고, 제 2 샤프트부는, 입구측의 기계 방향을 따르는 개구 폭이 제 1 샤프트부의 출구측의 기계 방향을 따르는 개구 폭보다도 넓혀져 있다. 또한, 제 1 샤프트부의 출구측과 제 2 샤프트부의 입구측은 단차부에 의해 접속되어 있다. 제 1 샤프트부로부터 제 2 샤프트부로 도입되는 분출풍에는, 단차부를 지남으로써, 내부에 속도 변동이 촉진되어 속도 변동이 커지는 영역이 생긴다. 확산 샤프트의 제 2 샤프트부 내를 분출풍에 의해 반송되는 복수의 필라멘트는, 분출풍의 속도 변동이 큰 영역이 생김으로써 필라멘트끼리의 얽힘이 촉진된다. 이에 의해, 필라멘트의 얽힘이 많아진 웹이 얻어지고, 이 웹으로부터 생성되는 부직포는, 필라멘트의 얽힘이 많아져 있음으로써 강도가 향상된다.
확산 샤프트에 마련하는 단차부는, 제 1 샤프트부와 제 2 샤프트부 사이에 있어서 개구 폭을 기계 방향을 따라 넓힘으로써, 제 2 샤프트부 내에 있어서 분출풍의 속도 변동을 촉진할 수 있는 형상이면 되고, 기계 방향측 및 기계 방향과는 반대 방향측 중 적어도 일방측에 마련되면 된다.
또한, 본 개시에 있어서, 상기 단차부는, 기계 방향측 및 기계 방향과는 반대 방향측의 각각에, 기계 폭 방향을 따라 연속하여 마련되어 있어도 된다.
또한, 본 개시에 있어서, 상기 단차부는, 기계 방향측에 마련된 제 1 단차부와, 기계 방향과는 반대 방향측에 마련된 제 2 단차부가, 기계 폭 방향을 따라 교호로 배치되어 있어도 된다.
또, 본 개시에 있어서 제 2 샤프트부는, 기계 방향을 따르는 개구 폭이 입구측으로부터 출구측을 향해 서서히 넓어지도록 형성되어 있어도 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 개시에 의하면, 분출풍이 되는 에어에 의해 확산 샤프트 내를 반송되는 필라멘트에 얽힘이 생기는 것을 촉진할 수 있으므로, 필라멘트의 얽힘에 의해 강도가 향상된 부직포를 얻을 수 있다는 효과가 있다. 따라서, 본 개시에 의하면, 균일성이 손상되는 것을 억제하면서 강도의 향상이 도모된 부직포가 얻어지는 부직포의 제조 장치 및 부직포의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 부직포의 제조 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 확산부의 확산 샤프트를 나타내는 개략 사시도이다.
도 3a는 본 실시 형태에 따른 확산 샤프트의 개략 단면도이다.
도 3b는 비교 대상의 확산 샤프트의 개략 단면도이다.
도 4a는 확산 샤프트의 다른 일례를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4b는 확산 샤프트의 다른 일례를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4c는 확산 샤프트의 다른 일례를 나타내는 개략 사시도이다.
도 5는 확산 샤프트의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시의 실시 형태의 일례를 상세하게 설명한다. 도 1에는, 본 실시 형태에 따른 부직포의 제조 장치(10)의 요부를 나타내고 있다. 본 실시 형태에 따른 제조 장치(10)는 스펀본드 부직포의 제조에 이용된다. 한편, 이하의 설명에 있어서, MD(machine direction) 방향은 기계 방향을 나타내고, CD(cross machine direction) 방향은 MD 방향과 교차하는 폭 방향(기계 폭 방향)을 나타내며, UP 방향은 상하 방향의 상방을 나타내고 있다.
제조 장치(10)는, 스펀본드 부직포에 이용하는 열가소성 수지가 용융된 용융 수지를 방사하여 필라멘트를 생성하는 방출부(12), 필라멘트에 대해서 냉각 처리를 행하는 냉각부(14), 및 필라멘트에 대해서 연신 처리하는 연신부(16)를 구비한다. 또한, 제조 장치(10)는, 냉각 처리 및 연신 처리된 필라멘트를 포집하여, 부직포가 되는 웹을 얻는 포집부(18), 및 포집부(18)를 향해 필라멘트를 분출하는 확산부(20)를 구비한다.
방출부(12)는, 복수의 방사 노즐이 배열된 방사 구금(22)을 구비하고, 방사 구금(22)에 용융 수지 도입관(24)이 접속되어 있다. 방출부(12)에서는, 용융 수지 도입관(24)으로부터 방사 구금(22)에 용융 수지가 도입됨으로써 복수의 방사 노즐로부터 필라멘트를 방출한다. 이에 의해, 방출부(12)는, CD 방향으로 배열된 복수의 필라멘트를 도출한다. 냉각부(14)는, 방사된 복수의 필라멘트가 도입되는 냉각실(26)을 구비하고, 냉각실(26)에 냉각풍 공급 덕트(28)가 접속되어 있다. 냉각부(14)는, 냉각실(26)에 도입된 복수의 필라멘트를, 냉각풍 공급 덕트(28)로부터 공급되는 냉각풍에 의해 냉각한다.
연신부(16)는, 개구 단면이 CD 방향(도 1에서는, 지면 표리 방향)으로 길고 MD 방향으로 짧은 협폭으로 되어 상하 방향으로 연장되는 연신 샤프트(30)를 구비한다. 연신부(16)의 연신 샤프트(30)에는, 냉각부(14)로부터 복수의 필라멘트가 도입된다. 연신부(16)는, 복수의 필라멘트와 함께 도입되는 냉각풍 혹은 냉각풍과는 별도로 연신 샤프트(30) 내에 공급되는 공기풍을 연신풍으로 하여, 냉각부(14)로부터 도입된 필라멘트를 연신하면서 도출한다.
포집부(18)는, 메시 혹은 펀칭 메탈 등에 의해 형성된 포집 매체로서의 이동대(帶)(32), 및 이동대(32)의 하방에 마련된 도시하지 않은 흡인 수단을 구비한다. 또한, 확산부(20)는 확산 샤프트(36)를 구비한다. 확산 샤프트(36)는, 상방측의 개구가 연신부(16)의 연신 샤프트(30)의 하단측의 개구로 향해져 있고, 하방측의 개구가 포집부(18)의 이동대(32)의 포집면(32A) 상으로 향해져 있다.
확산 샤프트(36)에는, 냉각 및 연신된 복수의 필라멘트가 연신 샤프트(30)로부터 도입된다. 확산부(20)는, 복수의 필라멘트와 함께 연신 샤프트(30)로부터 확산 샤프트(36)에 도입되는 연신풍 혹은 연신풍과는 별도로 확산 샤프트(36)에 도입되는 공기풍을 분출풍으로 하고, 분출풍에 의해 복수의 필라멘트를 반송하며, 확산 샤프트(36)의 하방측의 개구로부터 필라멘트를 이동대(32)의 포집면(32A)을 향해 분출한다. 포집부(18)는, 이동대(32)의 포집면(32A)에 분출되는 필라멘트를, 흡인 수단에 의해 흡인하면서 포집면(32A) 상에 포집하여, 부직포가 되는 웹을 생성한다.
확산 샤프트(36)에는, 슬릿 형상의 도풍로가 형성되어 있다. 확산 샤프트(36)의 도풍로는, 내부의 개구 폭(MD 방향을 따르는 개구 폭)이 하방을 향해 넓어지도록 형성되어, 확산 샤프트(36) 내를 통과하는 분출풍이 MD 방향을 따라 퍼지도록(확산하도록) 하고 있다. 이에 의해, 제조 장치(10)에서는, 복수의 필라멘트가 확산부(20)의 확산 샤프트(36) 내를 통과할 때에 확산되어, 포집부(18)의 포집면(32A) 상에 분출되어 퇴적된다. 한편, 제조 장치(10)는, 확산 샤프트(36)의 하단과 이동대(32)의 포집면(32A)의 거리가 수십 mm에서 백 mm까지의 범위로 되어, 확산 샤프트(36)로부터 분출된 후에 필라멘트가 필요 이상으로 확산하는 것이 억제되도록 하고 있다. 또한, 제조 장치(10)는, 용융 수지를 방사하여 복수의 필라멘트를 생성하고, 생성된 복수의 필라멘트를 냉각 처리 및 연신 처리하여 포집하는 공지의 구성을 적용할 수 있다.
도 2 및 도 3a에는, 확산부(20)의 확산 샤프트(36)를 나타내고 있다. 도 1 내지 도 3a에 나타내는 바와 같이, 확산 샤프트(36)는, 제 1 샤프트부로서의 상부 샤프트(38) 및 제 2 샤프트부로서의 하부 샤프트(40)를 포함한다. 또한, 확산 샤프트(36)에는, 상부 샤프트(38)와 하부 샤프트(40)의 접속 부분에 단차부(42)가 마련되어 있다. 확산 샤프트(36)는, 상부 샤프트(38)보다도 하부 샤프트(40) 쪽이 상하 방향을 따르는 길이가 길게 되어 있고, 단차부(42)는, 확산 샤프트(36)의 상하 방향의 중간부보다도 상방측에 형성되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 상부 샤프트(38)는, 벽부(44A)와 벽부(44B)가 MD 방향을 따라 쌍으로 배치되고, 또한 CD 방향으로 한 쌍의 측벽부(44C)가 배치되어 있다. 상부 샤프트(38)는, 벽부(44A, 44B) 및 한 쌍의 측벽부(44C)에 의해, 상단의 개구(38A) 및 하단의 개구(38B)의 개구 단면이, MD 방향으로 좁고, CD 방향으로 긴 장척(長尺) 직사각형의 통체 형상으로 형성되어 있다.
도 2 및 도 3a에 나타내는 바와 같이, 상부 샤프트(38)는, 상단의 개구(38A)의 개구 폭(MD 방향을 따르는 개구 폭) 및 개구 길이(CD 방향을 따르는 개구 길이)가, 연신 샤프트(30)(도 1 참조)의 하단부의 도시하지 않은 개구에 맞춰지고, 연신 샤프트(30)로부터 도출되는 복수의 필라멘트가 도입된다. 한편, 상부 샤프트(38)는, 벽부(44A, 44B)가 서로 평행으로 되어 있어도 되고, 개구(38A)로부터 개구(38B)를 향해 개구 폭이 서서히 커지도록 근소하게 경사져 있어도 된다. 본 실시 형태에서는, 개구(38A)로부터 개구(38B)를 향해 개구 폭이 서서히 커지도록 벽부(44A, 44B)를 경사지게 하고 있고, 이에 의해, 상부 샤프트(38)는, 하단의 개구(38B)의 개구 폭이 상단의 개구(38A)의 개구 폭보다도 근소하게 커져 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 하부 샤프트(40)는, 벽부(46A)와 벽부(46B)가 MD 방향을 따라 쌍으로 배치되고, 또한 CD 방향으로 한 쌍의 측벽부(46C)(도 2에서는, 한쪽만을 도시)가 배치되어 있다. 하부 샤프트(40)는, 벽부(46A, 46B) 및 한 쌍의 측벽부(46C)에 의해, 상단의 개구(40A) 및 하단의 개구(40B)의 개구 단면이, MD 방향으로 좁고, CD 방향으로 긴 장척 직사각형의 통체 형상으로 형성되어 있다.
이 하부 샤프트(40)는, 상단의 개구(40A)가 상부 샤프트(38)의 개구(38B)에 대향되고, 하단의 개구(40B)가 포집부(18)의 이동대(32)에 대향되어 있다. 또한, 도 2 및 도 3a에 나타내는 바와 같이, 하부 샤프트(40)는, 개구(40A)로부터 개구(40B)를 향해 개구 폭이 서서히 커지도록 벽부(46A, 46B)가 경사져 있다. 이에 의해, 하부 샤프트(40)는, 상단의 개구(40A)로부터 하단의 개구(40B)를 향해 개구 폭이 서서히 크게 되어, 하단의 개구(40B)의 개구 폭이 상단의 개구(40A)의 개구 폭보다도 크게 되어 있다. 한편, 하부 샤프트(40)는, 적어도 상단의 개구(40A)로부터 하단의 개구(40B)를 향해 개구 폭이 좁아지지 않으면 되고, 하부 샤프트(40)는, 상단의 개구(40A)로부터 하단의 개구(40B)를 향해 개구 폭이 변화하지 않는 구성이어도 된다.
한편, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 확산 샤프트(36)는, 상부 샤프트(38)의 하단의 개구(38B)의 개구 폭(Wu)보다 하부 샤프트(40)의 상단의 개구(40A)의 개구 폭(Wd)이 크게 되어 있다(Wu<Wd). 도 2 및 도 3a에 나타내는 바와 같이, 단차부(42)에는, 연결 벽부(48A, 48B)가 마련되어 있고, 연결 벽부(48A, 48B)의 각각은, 상하 방향과 교차하는 방향(수평 방향)을 따라 배치되어 있다. 또한, 단차부(42)에서는, 상부 샤프트(38)의 측벽부(44C)의 하단과 하부 샤프트(40)의 측벽부(46C)의 상단이 일체적으로 연결되어 있다.
단차부(42)에서는, 연결 벽부(48A)에 의해 상부 샤프트(38)의 MD 방향측의 벽부(44A)의 하단부와 하부 샤프트(40)의 MD 방향측의 벽부(46A)의 상단부가 연결되어 폐색되어 있다. 또한, 단차부(42)에서는, 연결 벽부(48B)에 의해 상부 샤프트(38)의 벽부(44B)의 하단부와 하부 샤프트(40)의 벽부(46B)의 상단부가 연결되어 폐색되어 있다. 이에 의해, 확산 샤프트(36)는, 상부 샤프트(38) 내와 하부 샤프트(40) 내가 연통되고, 또한 단차부(42)에 있어서 상부 샤프트(38)측으로부터 하부 샤프트(40)측으로 MD 방향을 따르는 개구 폭이 크게 되어 있다. 즉, 단차부(42)는, 벽부(44A)로부터 MD 방향으로 벽부(46A)가 돌출되어 단차가 형성되고, 벽부(44B)로부터 MD 방향과는 반대 방향으로 벽부(46B)가 돌출되며, CD 방향으로 연속하는 단차가 형성되어 있다.
또한, 확산 샤프트(36)는, 연결 벽부(48A)의 폭 치수(MD 방향 치수)가 연결 벽부(48B)의 폭 치수보다 크게 되어 있다. 이에 의해, 확산 샤프트(36)는, 하부 샤프트(40)가 MD 방향으로 편의되어 상부 샤프트(38)에 연결되어 있다.
확산 샤프트(36)는, 단차부(42)에 있어서 개구 폭이 넓혀져 있고, 단차부(42)에 있어서의 개구 폭의 변화(변화율)는, 상부 샤프트(38)에 있어서의 개구 폭의 변화에 비하여 크게 되어 있음과 함께, 하부 샤프트(40)에 있어서의 개구 폭의 변화에 비하여 크게 되어 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 제조 장치(10)에 마련한 확산부(20)의 작용을 설명한다.
확산부(20)에는, 확산 샤프트(36)가 마련되고, 방사되어 냉각 처리 및 연신 처리되어 연신부(16)의 연신 샤프트(30)로부터 도출된 필라멘트가 확산 샤프트(36)에 도입된다. 또한, 확산 샤프트(36)에는, 분출풍이 도입된다. 확산 샤프트(36)는, 상부 샤프트(38)와 하부 샤프트(40)가 연결되어 형성되고, 상부 샤프트(38)의 개구(38A)로부터 하부 샤프트(40)의 개구(40B)를 향해 개구 폭이, MD 방향을 따르는 방향으로 확폭되어 있다.
확산부(20)에서는, 확산 샤프트(36) 내에 도입된 분출풍이 확산 샤프트(36) 내에서 확산되어 개구(40B)로부터 분출된다. 또한, 확산 샤프트(36)에 도입된 필라멘트는, 분출풍에 의해 확산되어 포집부(18)에 마련되어 있는 이동대(32)의 포집면(32A)을 향해 퍼져 분출된다. 이에 의해, 제조 장치(10)는, 이동대(32)의 포집면(32A)에, 필라멘트가 균일하게 확산되어 퇴적된다.
그런데, 확산 샤프트(36)에는, 단차부(42)가 마련되어 있다. 단차부(42)는, 수평 방향을 따라 배치된 연결 벽부(48A, 48B)에 의해 상부 샤프트(38)의 벽부(44A, 44B)와 하부 샤프트(40)의 벽부(46A, 46B)를 연결하고 있다. 확산 샤프트(36)는, 단차부(42)가 마련되어 있음으로써 상부 샤프트(38) 내에 있어서의 개구 폭의 변화 및 하부 샤프트(40) 내에 있어서의 개구 폭의 변화에 비해, 단차부(42)에 있어서 개구 폭이 크게 변화되어 있다.
여기에서, 도 3a에는, 이점쇄선의 화살표에 의해 확산 샤프트(36)에 있어서의 분출풍의 흐름의 개략을 나타내고 있다. 또한, 도 3b에는, 비교 대상으로 하는 확산 샤프트(100)를 나타내고 있다. 확산 샤프트(100)는, 벽부(102A)와 벽부(102B)가 MD 방향을 따라 쌍으로 배치되고, 또한 CD 방향으로 한 쌍의 측벽부(102C)(도 3b에서는, 한쪽만을 도시)가 배치되어 있다. 또한, 확산 샤프트(100)는, 개구 단면이 상방측으로부터 하방측을 향해 서서히 넓어지도록 벽부(102A, 102B)가 경사진 통체 형상으로 형성되고, 상단에 개구(38A)가 마련되며, 하단에 개구(40B)가 마련되어 있다. 즉, 확산 샤프트(100)는, 단차부(42)가 마련되어 있지 않은 점에서 확산 샤프트(36)와 상위하다.
확산 샤프트(100)에서는, 개구(38A)로부터 도입된 분출풍이, 확산 샤프트(100)의 개구 폭의 넓어짐에 따라서 MD 방향으로 퍼져 개구(40B)로부터 분출된다. 또한, 분출풍의 속도는, 벽부(102A, 102B) 및 측벽부(102C)의 내면과의 사이의 마찰 등 및 개구 폭의 넓어짐에 따라서 감소하는 속도 변동이 생기지만, 확산 샤프트(100)에서는, 속도 변동이 억제된다. 따라서, 확산 샤프트(100)에서는, 분출풍의 속도 변동이 억제되고 있으므로, 확산 샤프트(100) 내를 분출풍에 의해 반송되는 복수의 필라멘트끼리가 얽히는 것이 억제된다.
이에 비해서, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 확산 샤프트(36)에서는, 단차부(42)에 수평 방향으로 연설(延設)된 연결 벽부(48A, 48B)가 마련되어 있어, 단차부(42)를 통과한 분출풍(분출풍의 주류(主流)를 이점쇄선의 화살표로 나타냄)에 퍼짐이 생긴다. 분출풍은, 퍼짐이 생김으로써 전체에 속도 변동이 생긴다. 확산 샤프트(36)에서는, 상부 샤프트(38) 및 하부 샤프트(40)보다도 개구 폭의 변화가 큰 단차부(42)가 마련되어, 단차부(42)에 있어서 분출풍에 퍼짐이 생김으로써, 분출풍에는, 주위의 속도 변동보다도 속도 변동이 촉진되는 영역이 생긴다. 분출풍에 의해 반송되는 복수의 필라멘트에는, 근소하지만 필라멘트끼리에 얽힘이 생겨, 분출풍 내에 있어서 속도 변동이 주위보다 촉진된 영역이 생김으로써, 분출풍에 의해 반송되는 필라멘트끼리의 얽힘이 촉진된다.
이에 의해, 단차부(42)가 마련된 확산 샤프트(36)로부터 분출되는 필라멘트는, 단차부(42)가 마련되어 있지 않은 확산 샤프트(100)로부터 분출되는 필라멘트에 비해 얽힘이 많아진다. 따라서, 포집부(18)의 포집면(32A)에는, 얽힘이 많은 필라멘트가 퇴적된 웹이 생성된다.
일반적으로, 부직포는, 필라멘트의 얽힘이 많아져 있음으로써, 필라멘트의 얽힘이 적은 경우에 비해 강도가 높아진다. 따라서, 제조 장치(10)는, 확산 샤프트(36)에 단차부(42)가 마련되어 있음으로써, 강도가 높은 부직포를 생성할 수 있다.
한편, 본 실시 형태에서는, 연결 벽부(48A)의 폭 치수(MD 방향 치수)를 연결 벽부(48B)의 폭 치수보다 크게 함으로써, 상부 샤프트(38)에 대해서 하부 샤프트(40)를 MD 방향으로 편의시킨 확산 샤프트(36)를 예로 설명했지만, 확산 샤프트는 이것으로 한정하는 것은 아니다.
도 4a∼도 4c에는, 확산 샤프트(36)와는 상이한 형상의 확산 샤프트를 나타내고 있다. 도 4a에 나타나는 확산 샤프트(50)에는, 상부 샤프트(38)와 하부 샤프트(40) 사이에 단차부(52)가 마련되어 있고, 단차부(52)에는, 수평 방향으로 배치된 연결 벽부(54)가 마련되어 있다. 확산 샤프트(50)는, 상부 샤프트(38)의 벽부(44B)와 하부 샤프트(40)의 벽부(46B)가 연결되어 있다. 또한, 확산 샤프트(50)는, 상부 샤프트(38)의 벽부(44A)의 하단과 하부 샤프트(40)의 벽부(46A)의 상단이 단차부(52)의 연결 벽부(54)에 의해 연결되어 있다.
이에 의해, 확산 샤프트(50)의 단차부(52)는, 벽부(44A)의 내면과 벽부(46A)의 내면 사이에 형성되는 단차에 의해 개구 폭이 넓혀져, 단차부(52)를 통과하는 분출풍이 MD 방향측으로 퍼진다. 따라서, 확산 샤프트(50)는, 하부 샤프트(40) 내에서 확산되는 분출풍에 속도 변동이 촉진되는 영역이 생겨, 분출풍의 속도 변동이 촉진됨으로써 필라멘트의 얽힘이 촉진된다. 따라서, 확산 샤프트(50)를 이용함으로써 강도가 높은 부직포의 제조가 가능해진다.
또한, 단차부는, 동등한 폭 치수의 연결 벽부에 의해 MD 방향 및 MD 방향과는 반대 방향으로 단차를 형성하여 상부 샤프트(38)와 하부 샤프트(40)를 연결하는 것이어도 된다. 즉, 확산 샤프트는, 제 1 샤프트부와 제 2 샤프트부의 접속부에 있어서, MD 방향 및 MD 방향과는 반대 방향 중 적어도 일방향을 향해 개구 폭이 넓어지는 단차부가 형성된 것이면 된다.
도 4b에 나타내는 확산 샤프트(56)는, 단차부(58)에 의해 상부 샤프트(38)와 하부 샤프트(40)가 접속되어 있다. 단차부(58)에는, 폭 치수가 동등한 연결 벽부(60A, 60B) 및 연결 측벽부(60C)가 이용되고, 연결 벽부(60A, 60B)가 수평 방향에 대해서 하부 샤프트(40)측이 하방측이 되도록 경사져 배치되어 있다. 단차부(58)에서는, 연결 측벽부(60C)에 의해 상부 샤프트(38)의 측벽부(44C)와 하부 샤프트(40)의 측벽부(46C)가 연결되어 있다. 또한, 단차부(58)에서는, 상부 샤프트(38)의 벽부(44A)와 하부 샤프트(40)의 벽부(46A)가 연결 벽부(60A)에 의해 연결되고, 상부 샤프트(38)의 벽부(44B)와 하부 샤프트(40)의 벽부(46B)가 연결 벽부(60B)에 의해 연결되어 있다.
확산 샤프트(56)의 단차부(58)에 있어서의 연결 벽부(60A, 60B)의 경사(상부 샤프트(38)에 있어서의 분출풍의 방향에 대한 기울기)는, 연결 벽부(60A, 60B) 사이에 있어서의 개구 폭의 변화가 분출풍에 속도 변동을 촉진시킬 수 있는 경사가 되고 있다. 이와 같이 형성되는 확산 샤프트(56)는, 단차부(58)를 통과한 분출풍에 속도 변동이 촉진된 영역이 생김으로써, 필라멘트에 얽힘이 생기는 것을 촉진할 수 있어, 강도가 높은 부직포의 제조가 가능해진다.
도 4c에 나타내는 확산 샤프트(62)는, 상부 샤프트(38)와 하부 샤프트(40) 사이에 단차부(64)가 마련되어 있고, 단차부(64)에 의해 상부 샤프트(38)와 하부 샤프트(40)가 접속되어 있다. 한편, 확산 샤프트(62)에서는, 상부 샤프트(38)의 하단의 개구(38B)에 대해서, 상단의 개구(38A)의 개구 폭이 좁혀져 있다.
확산 샤프트(62)의 단차부(64)에는, MD 방향측에 연결 벽부(66A)가 마련되고, MD 방향과는 반대측에 연결 벽부(66B)가 마련되어 있다. 연결 벽부(66A, 66B)의 상측에는, 하방을 향해 볼록해지는 원호상의 만곡부(68A)가 배치되고, 연결 벽부(66A, 66B)의 하측에는, 상방을 향해 볼록해진 원호상의 만곡부(68B)가 배치되어 있다. 연결 벽부(66A)는, 만곡부(68A, 68B)가 연결되어 형성되어 있다. 단차부(64)에는, 만곡부(68A)의 볼록면측이 대향되어 연결 벽부(66A, 66B)가 배치되어 있다. 또한, 단차부(64)에는, CD 방향측에 쌍으로 연결 측벽부(66C)가 마련되어 있고, 연결 벽부(66A, 66B)는, 연결 측벽부(66C)에 의해 연결되어 있다.
단차부(64)에서는, 상부 샤프트(38)의 벽부(44A)와 하부 샤프트(40)의 벽부(46A)가 연결 벽부(66A)에 의해 연결되고, 상부 샤프트(38)의 벽부(44B)와 하부 샤프트(40)의 벽부(46B)가 연결 벽부(66B)에 의해 연결되어 있다. 또한, 단차부(64)에서는, 연결 측벽부(66C)에 의해 상부 샤프트(38)의 측벽부(44C)와 하부 샤프트(40)의 측벽부(46C)가 연결되어 있다.
이와 같이, 확산 샤프트(62)의 단차부(64)는, 내면이 곡면으로 된 연결 벽부(66A, 66B)가 이용되고 있고, 개구 폭은, 상단으로부터 하단을 향해 넓어지도록 변화되어 있음과 함께, 개구 폭의 변화율이 상측 부분 및 하측 부분보다도 중간 부분에서 크게 되어 있다. 이에 의해, 확산 샤프트(62)에 있어서도, 단차부(64)를 통과한 분출풍에 속도 변동이 촉진되는 영역이 생겨, 필라멘트에 얽힘이 생기는 것을 촉진할 수 있어, 강도가 높은 부직포의 제조가 가능해진다.
또, 이상의 설명에서는, MD 방향측 및 MD 방향과는 반대측 중 적어도 일방에 있어서, CD 방향의 전역에 단차를 형성하고 있지만, 이것으로 한정하지 않고, MD 방향측과 MD 방향과는 반대측에 교호로 단차부를 형성해도 된다. 도 5에는, 이 일례로서의 확산 샤프트(70)를 나타내고 있다.
확산 샤프트(70)는, 제 2 샤프트부로서의 하부 샤프트(72)를 구비하고, 상부 샤프트(38)와 하부 샤프트(72)가 단차부(74)에 있어서 연결되어 있다. 하부 샤프트(72)는, MD 방향측에 벽부(76)가 배치되고, MD 방향과 반대 방향측에 벽부(78)가 배치되어 있다. 또한, 하부 샤프트(72)는, CD 방향측에 한 쌍의 측벽부(80)가 배치되고, 측벽부(80)에 의해 벽부(76, 78)가 연결되며, 하단이 개구(40B)로 된 대략 통체 형상으로 형성되어 있다. 단차부(74)는, MD 방향측(벽부(76)측)에 마련된 제 1 단차부로서의 단차부(74A), 및 MD 방향과는 반대 방향측(벽부(78)측)에 마련된 제 2 단차부로서의 단차부(74B)를 포함하고 있다.
하부 샤프트(72)의 벽부(76)는, 상단이 상부 샤프트(38)의 벽부(44A)의 하단에 접하는 세로벽(82A)과, 상단이 상부 샤프트(38)의 벽부(44A)의 하단보다도 MD 방향으로 떨어진 세로벽(82B)이 CD 방향으로 교호로 배치되고, 서로 인접하는 세로벽(82A, 82B)이 측벽(82C)에 의해 연결되어 있다. 단차부(74A)는, 벽부(44A)의 하단과 벽부(76)의 세로벽(82B)의 상단이, 수평 방향으로 배치된 연결 벽부(84A)에 의해 연결되어 형성되어 있다. 이에 의해, 확산 샤프트(70)에는, CD 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 단차부(74A)가 형성되어 있다.
또한, 하부 샤프트(72)의 벽부(78)는, 상단이 상부 샤프트(38)의 벽부(44B)의 하단에 접하는 세로벽(86A)과, 상단이 상부 샤프트(38)의 벽부(44B)의 하단보다도 MD 방향과 반대 방향으로 떨어진 세로벽(86B)이 CD 방향으로 교호로 배치되고, 서로 인접하는 세로벽(86A, 86B)이 측벽(86C)에 의해 연결되어 있다.
단차부(74B)는, 상부 샤프트(38)의 벽부(44B)의 하단과 벽부(78)의 세로벽(86B)의 상단이 수평 방향으로 배치된 연결 벽부(84B)에 의해 연결되어 형성되어 있다. 이에 의해, 확산 샤프트(70)는, CD 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 단차부(74B)가 형성되어 있다. 또한, 벽부(78)는, 세로벽(86A)이 벽부(76)의 세로벽(82B)에 대향되고, 세로벽(86B)이 벽부(76)의 세로벽(82A)에 대향되어 있다. 이에 의해, 확산 샤프트(70)는, 단차부(74A)와 단차부(74B)가 CD 방향을 따라 교호로 형성되어 있다.
이와 같이 형성된 확산 샤프트(70)는, 분출풍의 속도 변동을 촉진시키도록 개구 폭이 변화하는 단차부(74A, 74B)를 상부 샤프트(38)와 하부 샤프트(72) 사이에 갖고 있다. 이에 의해, 확산 샤프트(70)는, 필라멘트에 얽힘이 생기는 것을 촉진할 수 있어, 강도가 높은 부직포의 제조가 가능해진다. 또한, 확산 샤프트(70)는, MD 방향측의 단차부(74A)와 MD 방향과는 반대측의 단차부(74B)가, CD 방향을 따라 교호로 마련되어 있음으로써, CD 방향을 따르는 필라멘트의 얽힘 상태에 변화가 생기는 것을 억제할 수 있어, 균일성 및 강도가 높은 부직포를 제조할 수 있다.
2016년 3월 30일에 출원된 일본 특허출원 2016-068805호의 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허출원, 및 기술규격은, 개개의 문헌, 특허출원, 및 기술규격이 참조에 의해 원용되는 것이 구체적이고 개개로 기재된 경우와 동일한 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 원용된다.

Claims (8)

  1. 샤프트 상부측에 배치됨과 함께 긴 쪽 방향이 기계 폭 방향으로 된 슬릿 형상의 도풍로를 구비하고, 해당 도풍로의 입구측으로부터 출구측을 향함에 따라 기계 방향을 따르는 개구 폭이 넓혀지고, 상기 도풍로의 입구측으로부터 상기 출구측을 향해 에어와 함께 필라멘트가 공급되는 제 1 샤프트부와,
    샤프트 하부측에 배치되고, 입구측이 상기 제 1 샤프트부의 출구측에 연통됨과 함께 출구측이 상기 필라멘트를 포집하는 포집부에 대향되며, 당해 입구측의 기계 방향을 따르는 개구 폭이, 상기 제 1 샤프트부의 출구측의 기계 방향을 따르는 개구 폭보다 넓혀지고 또한 해당 입구측으로부터 상기 출구측을 향함에 따라 기계 방향을 따르는 개구 폭이 넓혀진 제 2 샤프트부와,
    상기 제 1 샤프트부의 출구측과 상기 제 2 샤프트부의 입구측의 접속부에 마련되고, 당해 제 1 샤프트부의 출구측과 당해 제 2 샤프트부의 입구측을 기계 방향을 따르는 연결 벽부에 의해 접속하는 단차부
    를 포함하여 구성된 확산 샤프트를 구비한, 부직포의 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단차부는, 상기 연결 벽부가 기계 방향측 및 기계 방향과는 반대 방향측의 각각에, 기계 폭 방향을 따라 연속하여 마련되어 있는 부직포의 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단차부는, 기계 방향측에 마련된 제 1 단차부와, 기계 방향과는 반대 방향측에 마련된 제 2 단차부가, 기계 폭 방향을 따라 교호로 배치되어 있는 부직포의 제조 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산 샤프트는, 상기 제 2 샤프트부의 기계 방향을 따르는 개구 폭이 입구측으로부터 출구측을 향해 서서히 넓어지도록 형성되어 있는 부직포의 제조 장치.
  5. 샤프트 상부측에 배치됨과 함께 긴 쪽 방향이 기계 폭 방향으로 된 슬릿 형상의 도풍로를 구비하고, 해당 도풍로의 입구측으로부터 출구측을 향함에 따라 기계 방향을 따르는 개구 폭이 넓혀지고, 상기 도풍로의 입구측으로부터 상기 출구측을 향해 에어와 함께 필라멘트가 공급되는 제 1 샤프트부,
    샤프트 하부측에 배치되고, 입구측이 상기 제 1 샤프트부의 출구측에 연통됨과 함께 출구측이 상기 필라멘트를 포집하는 포집부에 대향되며, 당해 입구측의 기계 방향을 따르는 개구 폭이, 상기 제 1 샤프트부의 출구측의 기계 방향을 따르는 개구 폭보다 넓혀지고 또한 해당 입구측으로부터 상기 출구측을 향함에 따라 기계 방향을 따르는 개구 폭이 넓혀진 제 2 샤프트부, 및
    상기 제 1 샤프트부의 출구측과 상기 제 2 샤프트부의 입구측의 접속부에 마련되고, 당해 제 1 샤프트부의 출구측과 당해 제 2 샤프트부의 입구측을 기계 방향을 따르는 연결 벽부에 의해 접속하는 단차부를 구비한 확산 샤프트를 이용하여,
    상기 제 1 샤프트부의 입구측으로부터 에어와 함께 필라멘트를 공급하고, 상기 제 2 샤프트부의 출구측으로부터 분출되는 필라멘트를 상기 포집부에 있어서 포집 퇴적하여, 부직포가 제조되는 웹을 생성하는
    것을 포함하는 부직포의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 확산 샤프트의 상기 단차부는, 상기 연결 벽부가 기계 방향측 및 기계 방향과는 반대 방향측의 각각에, 기계 폭 방향을 따라 연속하여 마련되어 있는 부직포의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 확산 샤프트의 상기 단차부는, 기계 방향측에 마련된 제 1 단차부와, 기계 방향과는 반대 방향측에 마련된 제 2 단차부가, 기계 폭 방향을 따라 교호로 배치되어 있는 부직포의 제조 방법.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산 샤프트는, 상기 제 2 샤프트부의 기계 방향을 따르는 개구 폭이 입구측으로부터 출구측을 향해 서서히 넓어지도록 형성되어 있는 부직포의 제조 방법.
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