JPS5966554A - 気体噴流による不織布状物の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、短繊維または長繊維からなるつ左ブ等の繊維
層に高速で噴出する気体または多くのシし泡を含む液体
からなる高圧圧縮性流体の細・い噴流を作用させて、繊
維か相互に絡み合った不織！１Ｊ状物を得る方法及び装
置に関するものである。

従来、いわゆる不織布と呼ばれる単繊維集合体のシー１
状物を得る手段としては、各１ｉ繊維を適当な接着剤に
よって相互に結合させる化学的結合手段、繊維中に熱可
塑性繊維を混合して加熱加圧なとにより溶融結合させる
□熱的結合手段、さらには、ウェブを多数の劉で突刺す
ことにより繊維を絡ませる機械的結合手段（例えばニー
ドルロッキング）！＋＝がある。

しかし、上記の化学的結合手段や熟的結合手段を用い、
て繊維を結合した。不織布は・その４・シ性宇イ割用し
た接着剤等の性質の影響を受け、（ａ　ＭＩの性質　□
・１霞　　　□　・ か十分に一挿仝きな几・ト１：とがあり、また機゛械的
結合手段によってｆ’Ｊられた不織布は製品Ａ５製法Ｊ
−の問題が多い。

これに勾し、性分１１／Ｊ　４８’７　ｊ３７，４．９
号公報に開場されているように、処理すべき繊維層に苅
１．て水等の高圧非圧縮性流体の細い噴流を高速で噴出
、、させる。

ことにより、その噴流の作用を受けたｔ！、！　＃Ｉを
隣接する繊維に絡合させる方法は、１−述した化学的。

熱的、機械的結合手段を用いる場合の欠点を解消した点
？、れているが、出御を相Ｉｊ−に結合させるためにイ
ｆ効適切な噴流を発生させる必要公ある。

即ち、」三ツＱｌ’（流は大きなエネルギ−４・もつ４
］・状液流として繊維層に作用するが、その柱状液流の
作用下にある繊ＭＦは柱状液流の通過方向にのみ作用力
を受けることになり、そのため一般的には柱状液流か十
分細くなければ、得られるソート製品に大き、な開口部
分か生じ、」コツ噴流を繊維層表面、：・　　□　・：
″ に沿って相対的に移動させれば、繊維層が噴流で１′、
：１１：１ 切断□・されるか部分的に著しく薄くなり、それを防・
ぐために噴流に噴射圧力を弱くした場合にはｍ維相互の
結合が不十分なものに□なり、従□って繊維の性状に応
じた適切な強さの噴流を得ることは比軟的困難である。

特に、繊維が比較的繊細−な場合には、それに尾、じて
非常に細い柱状液流が必要になり、それを得るだめのノ
ズルの加工、保守等も極めて困難になる。

叙」−に鑑み１本発明においては、ウェブなどの繊ｒｄ
＃、層に高圧圧縮性′温体の細い噴流を作用させて繊維
の絡合を訓り、それによっ石繊維層か、９Ｊ断されたり
することなく、繊維相〃に強い連接状７ｉ４ＪＨが与え
られ、効力の大きな不織；／ｌｊ状物がｆｌｔられるよ
うにした方法及び装置を提供しようとするものである。

圧縮性流体による噴流によって１１４られる繊維絡合挙
動と、非圧縮性流体による噴流によって得られる繊維絡
合挙動との間には大きな差異があり、圧縮性流体の特性
を活用することにより、従来の圧縮性流体の場合には見
られない優れｆ、−１３１１絡合効果を得ることができ
る。

即ち、一般に、圧縮性流体及び非圧縮に１流体の自由噴
流（液体を半無限空間中に噴出する場合の噴流）は、い
ずれもノズルからの流出後、周囲の〆％ｊ体にエネルギ
ーを吸収され、流れに拡１１に作用を生して拡がってい
くが、圧縮性流体とＪ１圧縮性流体とではその拡かりに
大きな差があり、従ってＪ１圧縮性流体ではｎ：ｉ述し
たようにヰ１状液が１．にょって繊維にその液流通過方
向のみの作用力がり、えられるのに対し、圧縮性流体で
は流れの拡がりにより噴流か当っている繊維に対してそ
の噴１１１方向ばかりでなくそのまわりの放射方向に向
く作用カ成分か働くことになる。また、空気の噴流は水
の噴流に比して粘性が小さく、容易に繊維間の小さなす
ぎ間にも流れ込み、この点でも水とは違った繊維の複雑
な変形、移動作用を得ることかでき、これらによって繊
維が一層複雑に絡合して強力のある不織布状物を得るこ
とができる。

而して、本発明の不織布状物の製造方法は、処理すべき
繊維層に対して気体または多くの気泡を含む液体からな
る高圧圧縮性流体の細い噴流を高速で噴出させることに
より、噴流作用下の微小な範囲内で、その噴流の作用を
受けた＃！維を繊維層内の隣接する繊維に縮合させ、」
−記噴流を繊維層表面に沿って相対的に移動させること
により、繊維相互を強い連接状態に結合させること、を
４１徴とするものである。

また、本発明の製造装置は、繊維層を保持する保持板と
、保持板」この繊維層に対向配置して該繊維層に気体ま
たは多くの気泡を含む液体からなる高圧圧縮性流体の細
い噴流を高速で噴出させるノズルとく該ノズルを繊維層
表面に沿って相対的に移動させるための装置とを備えた
ことを１、？徴とするものである。　　　　　　□。

以ド、本発明の方法及び装置を図面に基づいて８″を細
に説明する。

第１図は本発明の原理を示すもので、保持板ｌＬに保持
させた繊維層２に、気体また１Ｊ多くの気泡を含む液体
からなる圧縮性流体の噴ｍ、　４を高圧でＩＷ出するノ
ズル３の吐出口３ａを対向４：ｉ置させ、このノズル３
からｉｔｓ維層２パに細い高ｊ−Ｅ化幅＋Ｉ：ｌ！Ｉ’
［流を放出しなから繊Ｍｔ層２とノズル３を相対「白に
移動させるよ１うにした構成を示している。なお、図＋
１１．＋　５’　、　５はＩＷＩ流作流域用域外繊維層
２の小１１．な移動及び亀却層からの１．銭〆１．め＃
説、飛散をＩＩ’／　’＋Ｉするために設置し：たロー
ラ、６は噴流を発生１＼せるためのｊイ６圧発生：製鎖
（図示せず）とノズル：ｌを連結する高圧ホースである
。□　　□　。

１−記構成・において、１６　ＭＥ層２に対しゴノスル
３の吐出１＝＋３ａから高圧の圧縮性流体の噴７＋ｉｔ
、　４を噴出−′さ一層ると、噴流作用ｆの・撒１小な
範囲内□で繊Ｍトが一層の噴流の作用を直接受けてその
流れと共に繊ｍｒ′層内で急激転移し、それによって他
の繊維と絡合するめで、噴流を繊維層表面に沿って移動
させることにより、全体的に繊維層を形成したまま、噴
流の作用を受けた繊維が他の繊維と絡合して、繊Ｍト相
１ｒＪ−が強□く連接した状態に結合され、いわゆる不
織布構造とすることができる。

この場合にン」ニラ圧縮にに流体の１ソ■流によって得
られる繊維絡合挙動ｊ雀、非圧縮性流体の噴が乙による
繊維絡合挙動と異なり、その自由噴流がノズルからの流
出後に非圧縮性流体の場合よりも□非常に犬ぎな拡かり
を示し、従□ってその流れの拡パリにより、噴流が当っ
ている繊ｍｌに対して、そあ噴４′イブｊ向の作用力成
分ばかりでなく、そのまわりの放０４方向に向く作用力
成分が働くことになり、□また空気等の圧縮に１．流体
の噴流Ｉよ水の非圧縮性流体の噴流に比して粘性が小さ
く、容易に繊Ｍ〔間の小きなすき間にも流れ□込み、こ
の点でＬ）水、１：は違った繊維め複雑な変形、移動作
用□を得るこ６１：かでき、これらに□よって′繊維が
一層複雑□に絡合１．て強力のある不織４ｆ状物を肖る
ことができる。

本発明にノについて不織布状物を形成、（せイ（Ｉる繊
維層は、’　”懺ｌ□′繊維または長′繊維のいずれに
よって形成され元ものでもよく、また各紙１が無配向□
のもの□、同一方向に配］トドされ□たもの、あるいは
その配置向された繊Ｍ［の″二層風」二１□′を交叉状
ｆｎｌで小金したものでも′差支えない。さらに、」コ
ツ繊維）、゛りに作用させる圧縮性流体としては、空気
等の気体、あるいは多□くの気泡を含む水等′を□用い
□る□ことか□でき、それらの流体を一定圧力でノズル
□・：か１ン噴□出さゼ、あるいは脈動□する圧力によ
り□断敵的に噴出□させることもできる。　　　□ 繊維層２の保持□板】は、そのｍ繍】ｋ保持する機能を
有するものである゛ため、例□え□ば多孔板や金網′９
を用いることもでＳるが、４　’に□を板状体□によっ
て形成した場合、噴流が繊維層２を貫通して板状体に＃
ｌ突することにより生ずる流れの＾Ｌ□れによっても繊
維の転移が生じ、繊維の絡合を−・層強め□ることか□
できる。

上述した噴流４の作フ［）に伴う繊維の転移は、繊維層
２の微小範囲で生ずることが必要であ・す、・大きな範
囲にわたるｍ′雌□の移動は繊維層からの繊維の離脱、
飛散、繊維層の破壊を生ずることになる。そのため、ノ
ズル３の吐出口径すなわ・ち噴流４の径は、噴出させる
□流体の種類、繊維の太さ・、繊維層の厚□さ等に応じ
て適切な□値は相違するが１〜競には、０．０５〜１．
’Ｏ＋１ｍ程度にするのが適当で“ある。

ま７た、噴流の噴□出圧は、繊維□を直接転移させる強
さや、保持板ｌに衝突した１噴流の流れの乱１れ□の強
さ等に関連し、従っ玩、１体の１種類、ノス□′ルーめ
□吐１出口径、ノズルの吐出口から繊維層まで□の距匈
、及び□ム°ズルと０Ｓ都層□の和文・１的移動速亀等
どの関連において、かつ繊維層を構成する繊ｍｌの種類
４形状（長さ、太さ、クリンプの状Ｄハ等）１．及び製
品としての性質等に応じて定められるが、一般には、１
００〜５００　Ｋｇ／ｃｍ’程度の圧力が採用される。

ただし、圧縮性流体を用いる」↓１合ノの比較ではより
高圧にすることが必要である。

繊維層に作用後の氷等の液体は、ｌ’　ｉ’ｊＲが繊維
層に含まれてそれと共に移動するが、残部は保持板１に
沿って流出し、この場合、繊維層の移動に応して前記ロ
ーラ５により繊維層に含まれる氷を流出させることもで
きる。

繊維層が水のような流体によってぬジノされているとき
は、繊維層中の繊維は非常に動きゃすい状７５？にある
。このような場合、空気の噴流をその繊ｌｉＥ層に対し
て噴出すると、空気噴流が００Ｍ［と共にその周囲の水
にも作用し、水に対して渦流状の局所的流れを４起する
効果を生じ、大きな繊Ｍ［の絡み合い動作を得ることが
できる。

一保持板１を板状体によって形成した場合、噴流の流入
に応じて繊維層中の空気が外部に逃げるときに、その空
気が繊維層を乱すこともあり、この場合には保持板とし
て多孔板や金網等を用いるのが有効であり、さらに表面
多数の凹凸をもった板状体を用いることもできる。

なお、繊維層に対して気体の噴流を作用させる場合、予
め繊維層に対して木をスプレーしておくことにより、繊
維、の飛散を防止することもできる。

第２図及び第３図は本発明に係る製造装置の一実施例を
示すもので、ｍ離層１２を保持する保持板を、一定の速
度でそのａｍ、層を移送する無端ペルトロによって構成
し、繊維層Ｘ２を無端ベルトと共に挟持する二対の押え
ローラ１５．１５間の噴流作用域上において、繊維層に
対して高圧水の噴流１４を噴出するノズル１３を該繊維
層１２に対向配４し、該ノズル１３を高圧ホース１６に
よって高圧ポンプ１７に接続している・。図示した高圧
ポンプ１７は、駆動装置１８によって往復動するピスト
ン五〇を備えたイ１復動型のもので、ピストン１９の往
復動に件ってシリンダ２０内における該ピストン１８両
側の゛」（内の流体が交互に加圧され、ノズル１３にｔ
、Ｉして目出圧力が脈動する空気を供給するものである
。

」コツノズル１３は、その保持部材２１を一、ｌｌ＋ｌ
１台２２上のねじ軸２３に螺挿し、駆動装置２４によイ
、ねじ軸２３の回転により繊維層１２の進行方向と交メ
する横方向に往復移動するように支持され−Ｃお：１、
図面には単一のノズルを示しているが、横方向にその複
数本を並列設置することもできる。

また、上述した無端ベル）Ｉ＋は、ローラ２５，２５間
に張設して、適当な速度で繊維層１２を移送するために
駆動されるもので、各ローラ２！ｊ　、　２５上には繊
維層１２を押えながら移動させる押え１−ラ２６゜２Ｂ
を配置し、さらに無端ベルト１１上にｉｌ＋いて繊維層
から、流出しあるい、は絞り出された木を受ける槽２７
を該無端ベルト１１の下方に設置している。この無端ベ
ルト１１は、例えばスチールベルト、網ベルト等によっ
て形成することができ、あるいはこの無端ベルトに代え
てドラムを用いることも・でき、る。

次に、上述した本発明の方法及び装置による効果を、ノ
１−圧縮性流体を用いる場合との比較において、特に圧
縮性流体と非圧縮性流体の各々の噴流の品持性の中から
、繊維の絡合、撚合挙動に大きく影響する点について、
その差異を比較して示す。

■　圧縮性流体と非圧縮性流体、例えば空気と水とでは
、その噴流のもつ運動エネルギー量に大きな差、があり
、後者が前者に、比較して大である。そのため、非圧縮
性流体による噴流は特に繊細な繊維か、らなる繊維層に
対して適用できないが、、本発明のように圧縮性流体を
用いる場合には、その噴出圧力の調整により比較的多様
な繊維に対して適用することができる。

（２）　　空気の噴流は水の噴流に比し−Ｃ容易に高速
気流を発生でき、また流ら）、流速などの噴流要素のコ
ントロールが可能であり、そのためｈ記調整を容易に行
うことができる。

（１）　　空気流の噴流は水の噴流に比して粘性か小さ
く、容易にｍ雅量の小さなすき間にも流れ込み、水とは
ちがった複雑な繊維の変形、転移作用を１１？ることか
できる。

（４）　　水流に比較して、空気流による処理はプロセ
スとしての取り扱いが容易である。例ズーば、空気流を
用いた場合は工程全体が乾式であり、水流利用時のよう
な乾燥及びそれに関連する」程か不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す構成図、第２図及び第３図
は本発明に係る製造装置の一実施例を、１りず側断面図
及び平面図である。 １　・・保持板、　　２，１２・―繊維層、３．１３・
−ノズル、　４，１４・ｅ噴流、１１・會無端ベルト。 指定代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、処理すべき繊ｍｔ層に対して気体Ｊたは多くの気泡
   を含む液体からなる高圧ノｃ縮性１１１．体の細い噴流
   を高速で噴出させることにより、ｌ！Ｉ’ｌ流作川下の
   微小な範囲内で、その噴流の作用をう（Ｊた繊維を繊維
   層内の隣接する繊維に絡合させ、１−記噴流を繊Ｍ１層
   表面に沿って相対的に・移動さ（するご・とにより、繊
   Ｍ［相カニを強い連接状態に結合させることを特徴とす
   る気体噴流による不織布状物の製造力ν）、。・ ２４、繊Ｊ１層を保持する保持板と、保１〜板上の繊Ｍ
   ｔ層に対向配置して該ｍ維層拳こ気体または多く９の気
   泡を含む液体からなる高圧圧縮性流体の細い噴ＪＡＣを
   高速で噴出させるノズルと、該ノズルを繊維曾表面に沿
   って相対的に移動させるための装置とを備えたことを特
   徴とする気体噴流による不織布状物の製造装置。