JP4775955B2 - 不織布の製造装置及び不織布の製造方法 - Google Patents
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ウェブ状繊維層を搬送するネットコンベアと、
該ネットコンベア上に配置された受けプレートと、
該受けプレート上に配置され、該受けプレートに流体を噴射するWJマニフォールドと、
を有する不織布の製造装置であって、
前記流体は、前記受けプレート上で、前記繊維ウェブを交絡して不織布を形成させることを特徴とする。これにより、低圧でも効率よく不織布を製造させることが可能となり、従来の不織布の製造装置に必要とされていた高圧に耐え得る設備や水などの排流体を処理する施設を必要とすることなく、品質のよい不織布を製造することが可能となる。
ウェブ状繊維層をネットコンベア上で搬送する工程と;
該ネットコンベア上を搬送されたウェブ状繊維層を受けプレート上に導入する工程と;
該受けプレート上に導入されたウェブ状繊維層に、流体を噴射して、該ウェブ状繊維層を構成する繊維間を交絡させる工程と;
該交絡されたウェブ状繊維層をネットコンベアに復帰させる工程と;
を有することを特徴とする。これにより、低圧でも効率よく、且つ品質のよい不織布を製造することが可能となる。
本発明において、ウェブ状繊維層は、天然繊維や化合繊維など、種々の繊維をウェブ化してなる繊維ウェブを有する。この繊維ウェブとしては、例えば、PE系、PP系、PET系、ナイロン系、アクリル系の合成繊維ステープル、熱融着性を有するシース・コア型複合繊維ステープル、及び化合短繊維をウェブ化して得た未結合カードウェブ並びにこれらの複合体であってもよい。また、ウェブ状繊維層は、これらの繊維ウェブとともに、キャリアシートを積層した複層シートであってもよい(図2参照)。これにより、本発明による不織布の製造装置の動作中のウェブ状繊維層の破断の発生を最小限に抑え、動作安定性を向上させるとともに、不織布の品質が向上する。
本発明において、ネットコンベアは、本技術分野公知のものを用いればよく、例えば、銅製、ステンレス製等のメタルワイヤーを有するもの、プラスティック製のものなどが挙げられる。なかでも、動作的に安定で保守も容易なプラスティック製が好ましい。このプラスティック材料としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ナイロン6、ナイロン610、カイノール(Kynol)、ケブラー(Kevler)、ポリフェニレンサルファイト等が挙げられ、処理する化学的環境や温度によって適宜選択すればよい。特にコストの面で、ポリエステル製が好ましい。
繊維ウェブ11は、ネットコンベア101上に配置され、ネットコンベア101の動きに応じて、ネットコンベア101により、搬送される(搬送工程)。受けプレート100近傍まで搬送された繊維ウェブ11は、ネットコンベアから連続的に剥離され、ネットコンベアと非接触の状態となってネットコンベア101上に配置された受けプレート100の上部辺(図1において受けプレート100の上方)に押し上げられ、ネットコンベア101上に配置された受けプレート100の上部に搬送される(導入工程(P))。受けプレート100上に搬送された繊維ウェブ11は、この繊維ウェブ上でWJマニフォールド102からの水流ジェット16の噴射を受けて交絡され、不織布12となる(交絡工程(Q))。繊維ウェブ11から形成された不織布12は、受けプレート100の上部辺上を、ネットコンベア101の搬送力に従って受けプレート100上からネットコンベア101へと再び復帰する(復帰工程(R))。このようにして、繊維ウェブ11から形成された不織布12には、不織布12を構成する繊維間が交絡して結合し強度を有するようになる。一方、WJマニフォールド102から噴射された水流ジェット16は、ネットコンベア101を介して排出される。なお、このようにして得た水流ジェット16の水は、廃棄されてもよく、又は再度利用されてもよい。
本発明において、受けプレートは、WJマニフォールドからの水流ジェットなどの流体流を受け得るものであれば、その形状、材質等は、特に限定されるものではない。受けプレートの基本構造について、図4A乃至図4Eを参照して、説明する。なお、本発明において、受けプレートは、「プレート」の一種のように表現しているが、それは全体形状を示しているのではなく上部平滑部位の重要性からそのような表現をしているのであって、全体形状はパイプ状やロッド上の円形断面形態をもつものも含まれる。
(1)ネットコンベアから広幅でしかも交絡前のウェブ状繊維層を剥離し、受けプレート上へ導入する際の領域Pにおけるスピードの変化と張力の制御;
(2)受けプレート上で交絡する場合におけるウェブに当然大きなブレーキがかかる領域Qにおけるスピードの変化と張力の制御;及び
(3)(2)で減速された交絡後のウェブ状繊維層(つまり、不織布)を元のネットコンベアのスピードに復帰させる際の領域Rにおけるスピードの変化と張力の制御;
を行うことが重要である。
本発明による不織布の製造装置は、ネットコンベアの下部で且つ受けプレートの下部とその前後に亘って、吸引機能を有する脱流体装置をさらに有してもよい。図1及び図2は、その例を示す。この脱流体装置の機能を要約すると、以下の通りである。
<複層シートの作製>
以下の通り、複層シートを作製した。
次に、図2に示す装置を以下の構成で使用して、この複層シートを不織布化した。
(1)ネットコンベア:ポリエステル製の1/1平織のFOP−EKタイプ(日本フィルコン製)のプラスティックワイヤを使用した。なお、このワイヤのメッシュ(縦/横)は、26/28であり、空間率は、33%であり、通気度は、440cm3/cm2/秒であった。また、このネットコンベアの継ぎ手は、ループ継である。
実施例1において脱流体装置に用いられているターボブロワーを休止させて、吸引効果をなくしたところ、吸引中止後5分程度経過すると、受けプレート上での複層シートの位置が不安定となり、左右2か所に縦ジワが発生しだした。さらに続行していくと、両側部が時々カールする現象が発生しだした。シワをとろうと試みたが、完全になくすことはできなかった。ターボブロワーを再稼働させると、ただちにシワもカールも消失し、安定状態に復帰した。乾燥巻取り後の不織布を観察したところシワの発生部分には流体流による交絡のない箇所が発見された。
図14に示したようなフローシートに従って不織布を製造した。
原料のステープル繊維として、ポリエステル繊維(テイジン(株)製)を1.5d×41mmに変更した以外は、実施例1と同じ装置を用いて、25g/m2のカードウェブを調製した。このカードウェブをアンリーラーから供給された15g/m2のティシュ(王子ネピア(株)製、1.5m幅)上に積層して2層積層シートを得た。さらにこの2層積層シートの下に、ネットコンベア下に配置したアンリーラーから13g/m2のPP−SMS(アブゴール社製)を供給し、3層積層シートの状態でネットコンベア上に供給した。
装置構成は、ネットコンベア、高圧ポンプ、サクションブロワーは実施例1と同一のものを用いたが、下記の点は実施例1と条件を変更した。
WJマニフォールドとしては、予備ジェット、第1交絡ジェット、第2交絡ジェットと3基の組み合わせを用いた。
予備ジェット用マニフォールドとしては、内径1inchのステンレスパイプに、0.2mmφの孔を5mm間隔で配置したものを用意した。
第1のマニフォールドとしては、図12のノズルプレートを組み込んだ実施例1と同じ構造のものを用いた。
第2のマニフォールドとしては、孔径0.1mmφを2mm間隔に配置したノズルプレートを組み込んだもの(図13参照)を用いた。
(B):W1=2mm、W2=7mm、T=3mmのエッジ形状のもの
(C):W=100mm、T=3mmの広幅、板状のもの
予備ジェットには受けプレートを用いず、ネットの下に10mm幅のスリットを持つ100mm幅のサクションボックスを設けた。第1受けプレート、第2受けプレートともに実施例1と同様な配置状態にした。3つのサクションボックスは全てターボブロワーと接続し、脱液した。
・第1ジェット圧:4.0MPa
・第2ジェット圧:8.0MPa
1)予備ジェットでは、交絡状態は見えず、従って受けプレートがなくても繊維のネット上への突き抜けもなかった。この予備ジェットは空気を多量に含んだバルキーな3層積層シートを圧縮するためであって、その効果としては0.6MPaで充分であった。
平面部が2mmと狭いためノズルの直下になるように微調節して左右を固定して走行させ、不織布化実験を行った。
走行性には問題がなかったが、受けプレートは、ジェット流れを受けて、受けプレートの中央部がたわむため、中央部に池のように水が溜まり水しぶきを上げながら走行していた。前後からの水の排水状態は極めて悪くなった。
第1交絡ジェットで受けプレートが存在しない場合には、比較例で示してあるように繊維はネットに絡みついて剥離不能になったが、第1交絡ジェットで処理した複層シートを、受けプレートを省略した第2交絡ジェットによりネット上で直接処理しても、ネットからの剥離不良などの大きなトラブルは生じず安定走行が可能であった。乾燥後の不織布を観察すると、3層シートの裏面に繊維の貫通箇所が形成されていたが、不織布化は充分行われていた。コンベアネット上への脱離繊維の付着は少量観察されたが、走行に大きな影響を与えるには至らなかった。
受けプレートを使用しなかった以外は、実施例1と同様に、複層シートを処理した。
12 不織布
13 キャリアシート
14 複層シート
16 水流ジェット
100 受けプレート
101 ネットコンベア
102 WJマニフォールド
103 脱流体装置
200 受けプレート
201 ネットコンベア
202 WJマニフォールド
203 脱流体装置
300 受けプレート
301 ネットコンベア
302 WJマニフォールド
311 プレスロール
312 液体サチュレーター
313 サクションボックス
431 上部平滑部
432 底辺部
500 受けプレート
501 ネットコンベア
502 WJマニフォールド
600 受けプレート
601 上面部
602 傾斜部
603 傾斜部
606 下面部
611 固定具
612 固定具
901 部材
903 部材
906 部材
1000 受けプレート
1011 固定具
1012 固定具
1051 ***部
1100 受けプレート
1101 ネットコンベア
1102 WJマニフォールド
1103 脱流体装置
A 間隔
B 間隔
L 長さ
L1 長さ
L2 長さ
P 領域
Q 領域
R 領域
T 厚さ
Tc 厚さ
W1 幅
W2 幅
X 搬送方向
Claims (19)
- ウェブ状繊維層を搬送するネットコンベアと、
該ネットコンベア上に配置された受けプレートと、
該受けプレート上に配置され、該受けプレートに流体を噴射するWJマニフォールドと、
を有する不織布の製造装置であって、
前記流体は、前記受けプレート上で、前記繊維ウェブを交絡して不織布を形成させることを特徴とする不織布の製造装置。 - 前記受けプレートは、前記流体を受け平滑な面を有する上部平滑部を有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。
- 前記の平滑な面の幅は、2mm以上50mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の不織布の製造装置。
- 前記受けプレートの前記上部平滑部の厚みは、前記ウェブ状繊維層の搬送方向の前後に配置された部位の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の不織布の製造装置。
- 前記受けプレートの厚みの最大値は、2mm以上20mm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の不織布の製造装置。
- 前記受けプレートと前記ネットコンベアとの距離は、0mm以上10mm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の不織布の製造装置。
- 前記受けプレートは、該受けプレートの下面部に追加の部材をさらに有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の不織布の製造装置。
- 前記受けプレートと前記WJマニフォールドとの組を複数組有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の不織布の製造装置。
- 前記受けプレートの端部の厚みは、該端部以外の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の不織布の製造装置。
- 前記ネットコンベアは、エンドレスでなく、切れ目を継目によって結合されたプラスティック製ネットであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の不織布の製造装置。
- ウェブ状繊維層及び/又は不織布の搬送を安定化する搬送安定手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の不織布の製造装置。
- 前記流体の噴射方向に対して前記ネットコンベアの下流に配置され、前記流体を吸引する脱流体装置をさらに有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の不織布の製造装置。
- ウェブ状繊維層をネットコンベア上で搬送する工程と;
該ネットコンベア上を搬送されたウェブ状繊維層を受けプレート上に導入する工程と;
該受けプレート上に導入されたウェブ状繊維層に、流体を噴射して、該ウェブ状繊維層を構成する繊維間を交絡させる工程と;
該交絡されたウェブ状繊維層をネットコンベアに復帰させる工程と;
を有することを特徴とする不織布の製造方法。 - 前記の流体の噴射圧は、1MPa以上10MPa以下であることを特徴とする請求項13に記載の不織布の製造方法。
- 前記ウェブ状繊維層に噴射された流体を吸引する脱流体工程をさらに有することを特徴とする請求項13又は14に記載の不織布の製造方法。
- 前記ウェブ状繊維層は、化合繊短繊維をカード法でウェブ化した未結合カードウェブであることを特徴とする請求項13乃至15のいずれか一項に記載の不織布の製造方法。
- 前記ウェブ状繊維層は、前記未結合カードウェブとキャリアシートとからなる複層シートであることを特徴とする請求項16に記載の不織布の製造方法。
- 前記キャリアシートは、目付5g/m 2 以上50g/m2以下の、ティシュ、湿式不織布、スパンメルト不織布、エアレイド不織布、乾式サーマルボンド不織布及びセルロース系スパンボンド不織布からなる群から選択された少なくとも1つの不織布であることを特徴とする請求項17に記載の不織布の製造方法。
- 前記ウェブ状繊維層は、予備結合処理を施されたものであることを特徴とする請求項13乃至18のいずれか一項に記載の不織布の製造方法。
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