JPH0226974A - 水圧を利用して繊維を絡み合わせ対称パターンの不織布を作る装置と方法 - Google Patents

水圧を利用して繊維を絡み合わせ対称パターンの不織布を作る装置と方法

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JPH0226974A
JPH0226974A JP1093263A JP9326389A JPH0226974A JP H0226974 A JPH0226974 A JP H0226974A JP 1093263 A JP1093263 A JP 1093263A JP 9326389 A JP9326389 A JP 9326389A JP H0226974 A JPH0226974 A JP H0226974A
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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】 ｉ豆立立１ 本発明はカード機と並べて使用し、不織布の繊維を絡み
合わせる装置に一般に係るものである。
更に詳しく言えば、本発明は従来の技術で必要とした複
雑濾過装置、スクランブラ、エアーレイシステムを必要
としない、末広がりのジェット流体で絡み合わせ不織布
の繊維を所定のパターンに正確に配向する装置と方法と
係るものである。本発明の方法によりつくられる不織布
の繊維の対称パターン構造の機械方向対横断方向（ＭＤ
／ＣＤ）のランダム化比は１対１−４対１の範囲にあり
、そして機械方向対横断方向（ＭＤ／ＣＤ）の引っ張り
強度の比も同様の範囲にある。
１１五韮！ 先行技術の流体絡み合わせ方法では不織布を孔あきのパ
ターンニング　スクリーンの上にのせ、高圧流体で処理
する。典型的にはそのパターンニング　スクリーンを加
圧流体ジェットを横切るドラムもしくは連続コンベヤー
に配置する。円柱状のジェット流を使用して絡み合わせ
を行うのであり、不織布の繊維をパターンニング　スク
リーンの孔の配置に相当する形に絡み合わせて纏めてい
る。機械方向と横断方向とで引っ張り強度を有し、そし
てランダム化した構造を有する不織布は、スクリーンの
孔もしくは空所域に不織布の繊維を寄せていき、絡み合
わせそしてより合わせるジェット流の作用によってつく
り出される。
この技術を実施する市販の装置は、ジェット流れから流
体を循環せて再使用する圧送濾過システムを使用してい
るものが普通である。高圧流体絡み合わせ法において特
に困難となることは、小直径のオリフィス　ノズルでつ
くる円柱状のジェット流の使用に原因している。複雑な
濾過システムを使用しなければ、高圧ジェット流が不織
布から持ち去った繊維塵を取り除きジェットノズルに塵
を詰めないようにはできない。
繊維を効果的に水圧で絡み合わせるため既知の方法は種
々のカード操作と繊維ランダム化方法を使用している。
例えば、梳いた不織布をスクランプリングとエアー　レ
イ　システムよりランダム化して絡み合わせる。
従来の絡み合わせ法では高圧の円柱状のジェットは空気
を取込み搬送し、その空気がパターンニング　スクリー
ンから不織布を持ち上げ、その結果最終の成形布の構造
に不規則性を生じさせてしまう。この不都合をなくすた
め先行技術の方法では真空システムを使用し、この真空
システムでは不織布をスクリーンに保持するためジェッ
トに揃えてバターニング　スクリーンの下にスロットを
配置している。同じ目的で先行技術は不織布の動きを制
止するため不織布の上にトップスクリーンを配置してい
る。
先行技術の真空とスクリーン　バッフリングシステムは
機構を複雑とし、それに伴って製作費用もかかるように
なる。トップスクリーンは不織布に当たる流体のエネル
ギー束を減少することによって繊維の動きを阻止するの
で絡み合わせのエネルギー効率も低下させることとなる
（エフ　カルウイッッの米国特許第２．８６２．２５１
号参照）。
高圧の円柱状のジェット流を使用してパターン化した不
織布をつくる従来の水圧絡み合わせ法の代表的なものは
、エバンの米国特許第３．４８５，７０６号と、エバン
等の米国特許第３．４９８，８７４号と、ホルメス等の
米国特許第４，３７９，７９９号に示されている。
本発明は、先行技術の複雑な機構を必要としない新しい
不織布をつくる水圧利用の繊維絡み合わせ方法とその装
置とに係るものである。従来の方法とは異なり、本発明
は加圧された扇状のジェットを使用し、出口の直径が大
きいオリフィスを使ってランダム化されていない不織布
への末広がりの流体スプレーを向ける。この末広がりの
ジェットは、不織布を支持している特別な形状の成形部
材と協動する。本発明に使用されている幅広の直径の末
広がりのジェットノズルは複雑な濾過システムを必要と
することなくジェット流の循環を容易とする。
末広がりのジェット流を使用する方法は機械設計とエネ
ルギー効率の点で有利であることが認められている。本
発明は、絡み合わせに末広がりジェットは不適当である
とした従来技術とは異なる。末広がりスプレーは過剰な
空気を搬送し、不織布表面で渦を生じ、繊維が不揃とな
った不織布をつくってしまうと従来技術では教えていた
（エバン等の米国特許第３，４９８，８７４号の第６欄
、４９〜７５行参照）。
従って、本発明の広い目的は、従来技術を凌駕する引っ
張り強度と構成の特性とを有する種々の新規な不織布の
製作のための改良された水圧利用の繊維絡み合わせ装置
と方法とを提供することである。
本発明の更に具体的な目的は、従来法において採用され
ているよりも機械的に複雑さの程度が低い水圧利用の繊
維絡み合わせ装置を提供することである。
本発明の別の目的は対称的な構成を有しそして１対１〜
４対１の範囲の繊維方向／横断方向のうンダム化比を有
する不織布をつくる水圧利用の繊維絡み合わせの装置と
方法とを提供することである。
本発明の更に別の目的は、先行技術に比して複雑さの程
度が低い装置と方法とを使用して、引っ張り強度特性が
改善されている不織布を提供することである。
木ヱ」しＮ１丞 本発明では、不織布の繊維をランダム化し、絡み合わせ
るために末広がりの流体ジェットを使用して、短い、ラ
ンダム化されていない繊維を絡み合わせる方法と装置と
を提供することにより上記の目的と、以下に明らかとな
る他の目的とを達成する。流体を通す空所域の対称パタ
ーンを有する絡み合わせ部材もしくは成形スクリーンを
支持する搬送手段の上を、絡み合わせステーションを通
して、不織布を通す。絡み合わせ部材の上方に配置され
ている末広がりのジェット　スプレーは、流体の連続カ
ーテンを不織布に向け、絡み合わせ部材と協働して繊維
構造を正確に配向させ、そして繊維を絡み合わせて整然
とした格子構造にする。
搬送されてきた空気を不織布の表面で分散させるための
制御手段を設ける。この制御手段はバッフル板と絡み合
わせステーションの人口区域で不織布へ空気カーテンを
向ける協働手段とを含んでいる。また、制御手段は、絡
み合わせステーションの終端域で不織布上に摩擦回転運
動のために配置した中空円筒状の多孔ロールを含んでい
る。
本発明の好ましい実施態様では横断方向に間隔を置いて
近接配置したマニホルドに多数の末広がりジェット　ノ
ズルを取付ている。横断方向に配向した末広がりのジェ
ットの広がり角は、２〜３０度の範囲であり、そして絡
み合わせ部材から３〜６インチの範囲に位置している。
機械方向でマニホルドからマニホルドに圧力は２００〜
１１００ポンド／平方インチの圧力範囲にわたって増大
し、布１ポンドあたりほぼ１．ｏｈｐ−ｈｒのエネルギ
ーを不織布に与えるのが好ましい。
本発明の特徴は、好ましい対称的な布パターンに一致す
るパターンに空所域を配置した絡み合わせ部材を使用す
ることである。空所域は絡み合わせ部材の面積の少なく
とも２５パーセントを占めているのが好ましい。機械方
向対横断方向の形が様々に変わる空所パターンにより機
械方向及び又は横断方向の引っ張り強度が改善される。
好ましいパターンは機械方向の孔の間隔比が横断方向の
孔よりも大きいように多数の孔を配置したものである。
このパターンは、隙間をつくる繊維のダイアモンド形状
のパターンにより密な節のアレーを接続した新しい布パ
ターンを生じる。
本発明の装置と方法とは、従来の水圧利用の繊維の絡み
合わせシステムに比して複雑でなく、精度も必要ではな
い末広がりジェット　システムを使用することによりこ
の方面の技術を前進させている。本発明で使用している
末広がりのジェットノズルは先行技術の円柱状ジェット
　システムと比較してオリフィスの直径が広くなってい
る。そのため先行技術のシステムで使用するような精巧
な濾過装置は必要としない。絡み合わせプロセスで末広
がりジェットノズルに循環する流体内の繊維塵は大きい
直径のオリフィスを通りぬけることができ、従来の円柱
状の小直径のオリフィスのシステムで生じたような目詰
りは生じない。
本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図に実施例
を参照しての以下の説明から理解されよう。これらの実
施例は例示に過ぎず、本発明をこれらの実施例に限定す
るものと理解すべきではない。
木　明　施の最適モード 添付図を参照する。絡み合わせ装置１０の好ましい実施
例１０が第１図に従来のカード装置Ｃ１−Ｃ４の出力端
に配置されて示されている。この絡み合わせ装置１０は
新規な絡み合わせ方法により不織布の繊維を絡み合わせ
る装置である。ランダム化していない繊維の布１２に本
発明の絡み合わせ方法を適用すると特に利点がある。
第１図は絡み合わせ装置１０の好ましい使用を示してお
り、絡み合わせ装置１０は従来のカード装置Ｃｌ−Ｃ４
に連続して、配置されている。これらのカード装置は機
械方向（ＭＤ）に梳いた布をピーラ　ローラ（図示せず
）と傾斜コンベアー１４に送り出して本発明の装置によ
り処理する。
好ましい実施態様では水を使用して以下に説明するよう
なやり方で絡み合わせステーション１６で（その前にカ
ード装置で梳いた）布１２を水圧で絡み合わせそしてラ
ンダム化する。
絡み合わせプロセスに続いて不織布を従来のバダー１８
と乾燥カン２０に運び、さらに仕上られた不織布を巻取
りき２２で巻取って貯蔵する。
絡み合わせ　置の機構 絡み合わせ装置１０の機構は第３図に示されており、こ
れを参照する。この装置は、絡み合わせステーション１
６を通してランダム化していない布を前進させるエンド
レス　コンベアー手段を含んでいる。コンベア手段はロ
ーラ２６，２Ｂに支持させている絡み合わせ部材２４と
ローラを回転させる駆動装置（図示せず）とを含んでい
る。コンベアーの好ましいライン　スピードは毎分３゜
〜５００フィートの範囲である。
平坦な形であるのが好ましい絡み合わせ部材２４は対称
的な空所域パターンを含み、これらの空所域は流体を透
過し、不織布１２の繊維の絡み合わせパターンを形成し
ている。好ましい実施態様では空所域は絡み合わせ部材
２４の面積の少なくとも２５パーセントを占めている。
後で詳しく説明するように、絡み合わせ部材には色々な
新しい布をつくる種々のパターンを設けている。第６Ａ
図、第７図そして第８図に代表的な絡み合わせ部材が示
されている。
布の運動方向に対して横断方向（ＣＤ）に向は間隔を置
いて平行に配置したマニホルド３０を絡み合わせ部材２
４の上方に配置する。これらのマニホルド３０は少なく
とも１１／２インチ、そして好ましくは３〜８インチの
範囲の距離だけ離して絡み合わせ部材２４の上方に配置
する。各マニホルド３０は多数の近すけて配置した末広
がりのジェット　ノズル３２を含んでいる。
好ましいマニホルドは２００〜２５００ポンド／平方イ
ンチの範囲の流体圧力をノズルへ送るよう設計されてい
る。格子構造が整然とできるにつれて強められた流体が
布に当たるように機械方向にマニホルドの圧力を高めて
いくことが絡み合わせプロセスでは有利である。
好ましい実施態様では、マニホルドの上でノズルは約１
インチ離されており、そしてマニホルドは絡み合わせ部
材２４の上方に３〜６インチの所に配置されている。
第３図に示すように、ノズル３２が放出するスプレー３
４は絡み合わせ装置を通る布に向かって下方に末広がり
の扇状に広がっている。マニホルドの近接配置とノズル
３２の間隔とが、布１２に連続的に当たりそして絡み合
わせ部材２４と協働する流体のカーテンを形成する。布
に垂直な中心ノズル軸３６に対し横断方向にジェットス
プレー３４は広がる。約１８度の広がり角が最適な絡み
合わせとランダム化を生じることが実験から判明した。
有効に繊維を絡み合わせるにはカーテン流体は少なくと
も０．１ｈｐ−ｈｒ／ポンドの、好ましくは０．４−２
．０ｈｐ−ｈｒ／ポンドの範囲のエネルギーを不織布１
２へ与えなければならない。
本発明で使用する好ましいノズル３２は、スプレーイン
グ　システム　カンパニーが製作し、チエ−。ダブリュ
ー、ソーデン　アンド　アソシェート（０３１０８ニュ
ー　ハンプシャー、マンチェスタ、郵便箱５０４６）が
販売している０５０３−ＴＯである。このノズルのタン
グステン　カーバイドの先端は圧力を調整したスプレー
を作るのに適している。ノズルの放出オリフィスは非円
形の形をしている。好ましいノズルの直径は０．０４３
インチであり、空気を含んだスプレーの角度は１８度で
あり、１０００ポンド／平方インチで毎分１．５ガロン
の流体を提供する。
末広がりジェットスプレー３４が搬送する空気は布１２
により逸らされていって渦を発生しこの渦が布を絡み合
わせ部材から持ち上げて布に膨らみや不規則な処を作り
出す。搬送空気の効果を打ち消すために設けた制御手段
は、絡み合わせステーションの入口端区域３８と終端区
域４０とで安定化機構を含んでいる。例えば入口端区域
３８では、布１２へ空気を向ける空気カーテン手段を設
けてバッフル板４２と相互作用させるのであるが、この
バッフル板４２は流体カーテンの外側位置から斜め上方
に延びてカーテンの中に入る（第３図および第４図参照
）。空気カーテン手段は空気ノズル４４を含み、この空
気ノズル４４は空気の連続カーテンをバッフル４２の下
に向けて絡み合わせステーション１６の入口区域３８で
搬送空気を制御する。
終端区域４０で搬送空気を制御するために中空多孔円筒
ロール４６を布１２の上方に配置する。
摩擦駆動手段によるロール４６の反時計方向の回転によ
り空気カーテンの搬送空気は分散させられる。布１２上
でのローラ４６の摩擦運動は絡み合わせ部材２４を通し
て布から流体を押し出す。
マニホルド３０が第４図に示すように、例えば約３〜４
．５インチ離して近接配置されていると、絡み合わせス
テーション１６内で水の連続カーテンは、搬送空気の効
果を打ち消す。マニホルド３０がそれより離れていると
、布から離れている各マニホルド３０の間にバッフル部
材４８を配置するのがよい（第９図参照）。バッフル部
材４８は、布１２が搬送空気の影響を布が受けないよう
にするためほぼＶ字の形になっている。搬送空気が逃げ
ていけるようにバッフル部材４８に孔をあけるとさらに
よい。第９図の構成では各マニホルド３０はほぼフイン
チ離して間隔をあけてあり、バッフル４８は布の横断方
向に延びている。
収集タンク５０が、絡み合わせ部材２４の下にあって絡
み合わせプロセスで使用した流体を受けるようになって
いる。収集タンク５０は繊維塵を除く濾過機５２とマニ
ホルド３０へ流体を循環させるポンプ５４とに流体を向
ける。圧力レギュレータ５６はマニホルド接続ライン５
８に配置され、ノズル３２の圧力を調整し、布１２へ伝
達するエネルギーを調整する。
円筒状の絡み合わせ部材６０を含む別のコンペア手段を
第５図に示す。他の点ではこの別の実施態様は第３図お
よび第４図の平坦な絡み合わせ部材システムと同じ動作
をする。絡み合わせ部材６０から少し離してマニホルド
３０を配置し、そして第３図の制御手段を設けて布の表
面で搬送空気を消散させそのｔＶをなくすようにする。
第５図は本発明に使用可能な好ましい濾過システムを示
す。この濾過システムは、トリ　オリバインコーホレー
テッド（０６９００コネチカット、スタンフォード、ハ
ブメーヤレーン７７）が製作し、１２０°　０３Ｍスク
リーンの名称で販売されているタイプのものである。こ
の０３Ｍスクリーン　システムは分散ノズル６４とフィ
ルタ　スクリーン６６とを含んでいる。このフィルタ　
スクリーン６６は繊維塵６８を放出受け７０に向けそし
て濾過液をマニホルド３０へ循環させるためポンプ７２
へ向ける。フィルタ　スクリーン６６はスレートを配置
したものである。
木造」しλ友迭 第２図に示すようにランダム化していない布１２は絡み
合わせステーションへ進み、それから従来の処理ステー
ションに進んで水圧で絡み合わせた布をつくる０本発明
の絡み合わせ法に従って末広がりのジェットのカーテン
を布１２に当てて布の繊維をランダム化し、そして相互
により合わせてどの方向でもほぼ同じ形の整然とした格
子パターンにする。新規な布をつくるため末広がりのジ
ェット　スプレー３４と協働する空所パターンを有する
絡み合わせ部材２４を使用することが本発明の特徴であ
る。末広がりのジェット３４は絡み合わせ部材の空所の
面積が絡み合わせ部材の面積の少なくとも２５パーセン
トを占めるとき好ましい布をつくる。
第６Ａ図は、機械方向の（ＭＤ）の孔間隔が横断方向（
ＣＤ）の孔間隔よりも大きいように対称的に多数の孔７
４を配置した好ましい絡み合わせ部材２４を示している
。例えば、これらの孔の直径は１／１６インチであり、
孔の中心のずれ間隔は３／３２インチである。機械方向
の孔の中心間隔は０．１６インチであり、横断方向の孔
の中心間隔は０．０９２インチである。この孔形態を有
する絡み合わせ部材２４は実施例１で説明するプロセス
　パラメータに従って第１０Ａ図および第１０Ｂ図に示
す布をつくる。
第６Ａ図と第６Ｂ図とは本発明の方法と装置で布の繊維
を絡み合わせる仕方を示している。第６Ａ図に示されて
いる機械方向に配向された布１２は絡合わせステーショ
ンを通して前進し、第６Ｂ図に示す対称的なダイアモン
ド状にランダム化しそして絡み合わせた構造となる。
このプロセスによりそして第６Ａ図の絡み合わせ部材２
４により作られた不織布は−様な引っ張り強度を有し、
繊維を移動することより孔７４に形成された密な節７６
とこれらの節７６を横切る十字形に交差する繊維束７８
の、平行に間隔を開けて配置した列を含んでいる。節は
、横断方向に配置した隙間のある繊１ａ８０により接続
され、これにより布の横断方向の引張り強度をさらに強
めている。第１０Ａ図と第１０Ｂ図とは、第６Ａ図のス
クリーン上に作られた木綿の不織布の１０倍の拡大写真
である。この拡大写真は、すべての緩い繊維端が節７６
に絡みこまれている整然として−様な格子構造を示して
いる。
本発明の方法によれば、末広がりのジェットスプレー３
４のカーテンは布に向かい、絡み合わせ部材１４の空所
域を通り抜ける。同時に、コンベアー手段は布１２を前
進させ、コンベヤー手段は末広がりのジェット　カーテ
ンをそして布の繊維を横切る。末広がりのジェット　ス
プレー３４と連続的に動く絡み合わせ部材２４との組み
合わせは布１２に機械方向と横断方向とにおけるベクト
ル力を受けさせ、布の繊維をランダム化し、そして絡み
合わせる。
別の絡み合わせ部材が第７図と第８図とに示されている
。第７図の絡み合わせ部材２４は、孔の間隔が機械方向
（ＭＤ）より横断方向（ＣＤ）において大きいというこ
とを除いては第６Ａ図と第６Ｂ図の孔構造と同じである
。例えば実施例３に示すように、機械方法の孔の中心間
間隔は０．０９２インチであり、横断方向の孔の中心間
間隔は０．１６０インチである。この絡み合わせ部材２
４の孔は第６Ａ図の部材の規格に従って大きさを決めら
れ、ずらされている。この孔パターンは、密な節８４を
接続している機械方向に揃えた密な繊維束８２により特
徴づけられているダイアモンド形状の格子パターンを作
る。この構造は、後の処理で絡み合わせスクリーンから
パターン化した布を引っ張る機械方向の負荷による布の
絞り込みを機械方向の引っ張り強度が制限するというこ
とで大きい機械方向の引張り強度を必要とする場合に特
に有利である。
機械方向と横断方向とでインチ当たり１２本のワイヤー
の網目を有し、ワイヤーの直径が０．０３０インチであ
り、そして開口域が４１パーセントである従来のワイヤ
ー　スクリーン８６の形の絡み合わせ部材２４が第８図
に示されている。本発明のプロセスでこのようなスクリ
ーンを使用するとスクリーンの形に一致する織物に見え
る構造を生じる。実施例７および実施例８を参照された
い。流体カーテンの末広がりのジェットスプレー３４は
布の繊維を絡み合わせ、それらは移動してスクリーンの
網目パターンにのっていく。
実施例１〜８とこれに対応する第１０〜１５図は、第３
図と第５図の平な形と円筒の形の絡み合わせ部材２４と
、間隔を置いて配置したマニホルド構成とを使用する本
発明の方法で作られた代表的な木綿布を示す。
これらの適用例では、直径２．５インチの５木のステン
レス　スチールのマニホルドが布の上方で６インチのと
ころに中心間距離で４インチ離して配置されていた。各
マニホルド３０には中心間隔で１インチ離して２０個の
末広がりジェットノズル３２を設けている。各ノズルの
等価直径は０．０４３インチであり、毎分１．５ガロン
の水をｔ　ｏｏｏポンド／平方インチの圧力で供給して
いる。１フイートの距離でのスプレー　パターンの幅は
約４インチである。これらの条件は、絡み合わせ部材を
順次の間隔で横断するただ一木のマニホルドの使用によ
り実施例の中のあるものにおいてシュミレートされたこ
とに注意されたい。実施例２〜６°、８参照されたい。
本発明の方法に従って、これらの実施例は、ピーラ　ロ
ーラを設置した従来のカード　システムを使用して作ら
れた主として機械方向に繊維が並んでいる布を用いてい
る。２番のコーマ−漂白の不連続の短い木綿繊維から布
は成っている。
実施例における絡み合わせの水カーテンのエネルギー出
力は次式で計算できる。
Ｅ＝１４．２ＣＤ２Ｐ”　Ｎ／ＳＷ ここで、Ｅ＝Ｈｐ−ｈｒ／ポンド　繊維Ｃ；ジェット放
出係数（無次元） Ｄ＝ニオリフイス径（インチ） Ｐ＝マニホルド圧力 Ｎ＝ニジエツト度（ジェット／インチ）Ｓ＝ニライン度
（フィー８７分） Ｗ＝基礎重量（ダラム／平方ヤード） ここで、ジェット放出係数（Ｃ）は次のようである。
一旦カー　　　　　　ジェット放出係　（Ｃ（ポンド／
平方インチ）　　　（無次元）２００　　　　　　　　
　０．６４ ３００　　　　　　　　　０．７４ ４００　　　　　　　　０．８１ ５００　　　　　　　　　　　　　　　　　０、　８５
５００以上　　　　　　　０．８５ 本発明の水圧利用の繊維の絡み合わせの応用である実施
例２で作られた木綿布について第１表に典型的な計算を
示す（以下の説明を参照されたい）。この実施例は絡み
合わせられた２４゜５グラム／平方ヤード（ｇｓｙ）の
木綿布を生じ、それの機械方向／横断方向比は２．０対
１、機械方と横断方向のグラブ（ｇｒａｂ）引張り強度
はそれぞれ７．３と３．５ポンド／インチであった。
各マニホルド毎にエネルギ出力を計算し、そしてその結
果のエネルギを加算することにより全エネルギーを計算
する。
第１０〜１５図に示す布の特性を実施例で説明する。
火族■± 第１０Ａ図と第１０Ｂ図に示すタイプのダイヤモンド構
造の木綿布を作った。使用した円筒状の絡み合わせ部材
は第６Ａ図の孔あき形態を有した。絡み合わせ部材は中
心間距１１３／３２インチで１／１６イチの直径の孔を
等辺三角形を形成するようにずらしていた。機械方向の
孔の中心間隔は０．１６インチであり、横断方向の孔の
中心間隔は０．０９２のインチであった。
第１図と第５図の水力利用の繊維絡み合わせ装置を毎分
光たり４０フイートの処置速度で稼動した。カード装置
とピーラ　ローラからの布は絡み合わせステーション１
６へそして絡み合わせ部材２４へ送られ、そこで布は湿
らされそして水圧を利用して繊維を絡み合わせた。最初
のマニホルドを１５０ポンド／平方インチにセットし、
次々のマニホルドを３００．５００，７００そして９０
０ポンド／平方インチにセットしてマニホルド圧力を次
第に高めた。
繊維を絡み合わせた布をバッグ１８に、そして乾燥カン
に送った。この乾燥カンは８０ポンド／平方インチのス
チーム圧力を有し、機械方向／横断方向比２．５対１、
重量３８グラム／平方ヤード、そしてグラブ引っ張り強
度が機械方向で５．６ポンド／インチであり、横断方向
で２．２ポンド／インチである整然とした布構造が得ら
れた。
実Ｊ０」ス 第１０Ａ図と第１０Ｂ図に示し、実施例１で説明したの
と同じ布を平坦な絡み合わせ部材２４で作った。使用し
た装置は第１図と第３図の装置であった。絡み合わせ部
材２４の規格は実施例１の孔あきスクリーンと同じであ
った。
毎分６０フイートの処理速度で３００．５００．７００
．９００そして１１００ポンド／平方インチの圧力の単
一マニホルドの下に布を順次潜らせることにより、第３
図のバックされたマニホルド構成を試作システムでシュ
ミレートした。その結果得られた布構造は機械方向／横
断方向比２．０対１、重量２４．５グラム／平方ヤード
そしてグラブ引っ張り強度は機械方向で７．３ポンド／
インチであり、横断方向で３．５ポンド／インチであっ
た。
夾族■ユ 第１１Ａ図および第１１Ｂ図に示す特性を有する布を試
作システムを使用し、実施例２の処理条件で作った。平
な孔あき絡み合わせ部材を９０度ずらして、機械方向の
孔の間隔が横断方向の孔の間隔よりも大きいように孔を
配向した点でこの実施例の装置は異なっていた。機械方
向の孔の中心間隔は０．０９２インチであり、横断方向
の孔の中心間隔は０．１６インチであった。第７図を参
照されたい。
この例はダイヤモンド構造の不織布を作った。
それの支配的な機械方向の糸は実施例１および実施例２
の布より高い機械方向の負荷にネッキングすることなく
耐えることができる。
できた布は機械方向／横断方向比１．７対１、重量２５
．５グラム／平方ヤードそしてグラブ弓っ張り強度は機
械方向で７．０ポンド／インチであり、横断方向で４．
１ポンド／インチであつた。
火ｉ±１ 第１２図に示す敵状の布を、実施例２の試作装置と処理
条件を使用して平らなリバース　ダッチ織りの絡み合わ
せ部材で作った。プロセスライン速度は毎分６０フイー
トであり、マニホルド圧力は３００ポンド／平方インチ
と１１００ポンド／平方インチの間で増大した。リバー
ス　ダツチ絡み合わせ部材は横断方向でインチ当たり１
２本のワイヤー（直径０．０２２インチ）、機械方向で
インチ当たり６８本のワイヤー（直径０．０１５インチ
）を含む細かい網を含んでいる。
この実施例で作られた敵状の布は、横断方向に畝がある
ことと、拭う材料として優れている隙間のある繊維を繋
いでいるということに特徴がある。
衷ｍ（Ｊｌ旦 第１３図に示す別の敵状の不織布を、粗い目のリバース
　ダッチ絡み合わせ部材を使用して実施例４に記載の方
法で作った。このスクリーンは横断方向に０．０８５イ
ンチの直径のワイヤーを１インチ当たり４本の割合で配
置し、これらの０．０８５インチの直径のワイヤーの間
に０．０１５インチの直径のワイヤーを配置している。
このスクリーンはまた、機械方向に０．０１５インチの
直径のワイヤーをインチ当たり６０本の割合では位置し
ている。
東直■至 第１４図に示す六角形のパターンの不織布を実施例２の
処理条件で作った。プロセスラインの速度は毎分６０フ
イートであり、そしてマニホルド圧は３００ポンド／平
方インチとｔｉｏｏポンド／平方インチの間で増大した
。六角形のパターンを有する多孔金属スクリーンを実施
例４の平なリバース　ダッチ織りスクリーンに重ねたも
のを絡み合わせ部材は含んでいた。金属スクリーンの六
角形は、金属区域を包囲する、１／１６インチの幅だけ
離した１／４インチの平な部分により形成されている。
火胤■ユ 第１５図に示す布と同様な、主として機械方向に繊維を
配向した布を、実施例１のプロセス条件で円筒状の１２
Ｘ１２の織ったワイヤーの絡み合わせ部材を使って作り
た。プロセスラインの速度は毎分４０フイートであり、
そしてマニホルド圧は１５０ポンド／平方インチと９０
０ポンド／平方インチの間で増大した。第８図に示すタ
イプの織ったスクリーンは、０．０３０インチの直径の
ワイヤーを有し、その開いた空所域はスクリーンの４１
パーセントを占めた。
この実施例の水圧利用の繊維絡み合わせ布の特性は次の
ようになる。機械方向／横断方向の比は３．９対１；　
重量は３３グラム／平方ヤード；機械方向のグラブ引っ
張り強度は３．４ポンド／インチであり、そして横断方
向のグラブ引っ張り強度は０．９ポンド／インチである
。
火庭皿互 この実施例の布は実施例７と同じであり、そして第１５
図に示した布と同じである。実施例７の織ったスクリー
ンは平らな形をしており、実施例２のプロセス条件で使
用された。プロセスラインの速度は毎分６０フイートで
あり、そしてマニホルド圧は３００ポンド／平方インチ
と１１００ポンド／平方インチの間で増大した。
この実施例の水圧利用の繊維絡み合わせ布の特性は次の
ようであった。機械方向／横断方向の比は１．５対１；
　重量は２２．５グラム／平方ヤード；機械方向のグラ
ブ引っ張り強度は３．９ポンド／インチであり、そして
横断方向のグラブ引っ張り強度は２．６ポンド／インチ
である。
第２表は上記の例で説明した試験結果を要約して示して
いる。
筆−上−去 マニホルド　−ニー力　　　流れ／マニホルド（ポンド
／平方インチ）Ｕル／インチ）１３０００．７０７ ２５０００．９９９ ３７００１．２４１ ４９００１．４０７ ５１１００１．５５０ 玉木と資！岱！連丑上 Ｔｈｐ−ｈｒ　／ポンド繊維） ０．０６９ ０．１８２ ０．２８１ ０．４１０ ０、　５５４ 金玉土土！ ０、　０６９ ０、　２３０ ０．５＋２ ０．９２２ ０．４７５ 里−スー人 （試験結果の要約） 実施例　スクリーンの種類　　重量 （クラム／ 平方ヤード　） 中心間距離３／３２ 直径ｌ／１６の穿孔 中心間圧＠３／３２ 直径１／１６の穿孔 中心間圧１１ｉ３／３２ 直径！／１６の穿孔 織り １２Ｘ１２　−９０ 織り １２Ｘ１２　−９０ ２４、５ ２５、５ ２２、５ グラブ引り張り （ポンド／インチ） 機械方向　横断方向 機械方向／ 横断方向比 ５．６２．２ ２．５：１ ７．３　　　３．５ ２．０：１ ？、０　　　４．１ １．７：１ ３．４　　　０．９ ３．９：１ ３．９　　　２．６ １．５：１ ユ１目と迩里 以上から明らかなように、本発明は冒頭に記載の目的を
達成した。設計が複雑でない絡み合わせ装置１０は末広
がりのジェット　スプレー３４とこれと協働する絡み合
わせ部材２４とを使用してランダム化していない布１２
を絡み合わせる。従来の円柱状ジェット　ノズルと比較
してオリフィスの開口が広いジェット　スプレー３４を
使用することによって本発明は有利となった。直径の小
さい従来の円柱状のノズルの場合のように繊維屑でノズ
ルは目詰まりはしない。従って本発明で使用している濾
過システムは従来の絡み合わせシステムにおけるよりも
規格は厳格でなくてもよい。
本発明を実施すれば、布のランダム化装置を必要としな
いシステムを使用できるのでこの点でも有利である。
先行技術のランダム　エアーレイ　スクランプリング　
システムはなくてもよい。絡み合わせ装置１０はこれら
の処理工程を必要とすることなく布をランダム化し、ス
クランブルする。
本発明の方法と装置では、絡み合わせ部材２４の設計と
規格とにより決る特性を持つ多様のパターン化した不織
布を作ることができるということは当業者ならば理解し
よう１例えば、実施例に示された木綿の用途としては定
価格のガーゼの代用品がある。
ここに開示したことに基づいてさまざまの変形が可能で
ある。例えば本発明の好ましいプロセスでは絡み合わせ
媒体として水を使用している。バインダーを含む他の流
体を絡み合わせプロセスで布に入れてもよい。同様に、
図面には選択された絡み合わせ部材２４を示したけれど
も、本発明の思想内で他の形態のものを使用できる。
ある好ましい実施態様について本発明を説明したけれど
も、他の絡み合わせ装置、プロセスそして不織布を本発
明の思想内で使用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、水圧を利用して繊維を絡み合わせて対称的な
パターンの不織布を連続的に作る、本発明の絡み合わせ
ステーションを含む生産ラインの概略図である。 第２図は、本発明の水圧利用の絡み合わせ方法を示す図
である。 第３図は、第１図の絡み合わせステーションの装置の斜
視図であり、はぼ平らなコンベアーと絡み合わせ層成形
部材とに支持され、絡み合わせジェット流体カーテンに
梳いた布を通していく仕方を示している。 第４図は、第３図の絡み合わせ装置の断面図であり、本
発明で使用される圧送濾過システムを示す概略図も含ん
でいる。 第５図は第３図のほぼ平らなコンベアーと層成形部材を
円筒形状の絡み合わせ部材に取り替えた水圧利用の絡み
合わせ装置の別の実施例の断面図である。 第６Ａ図は、布の繊維の絡み合わせ前に孔あき層成形部
材の上に重なる機械方向に揃えられた梳いた布の平面図
であり、成形スクリーンは横断方向゛の孔よりも機械方
向の孔の間隔比が大きい孔パターンを有している。 第６Ｂ図は、本発明の水圧利用の絡み合わせ装置と方法
とを使用した第６Ａ図のスクリーン上に形成された絡み
合わせた繊維パターンを示している。 第７図は、第６Ｂ図と同様な図であり、成形部材の孔パ
ターンは機械方向の孔よりも横断方向の孔の間隔比が大
きくなっている。 第８図は、本発明の装置と方法に従って作られた別の織
られた絡み合わせ部材の編まれた構造の不織布を示す。 第９図は、間隔を置いたマニホルド間に布に近接してバ
ッフルを配置した、第４図と同様な別の絡み合わせ装置
の断面図である。 第１０Ａ図および第１０Ｂ図は、第６Ａ図および第６Ｂ
図の孔あき絡み合わせ部材上で実施例１で開示したよう
にして作った、水圧を利用して繊維を絡み合わせた木綿
布の繊維の形状を示す写真（１０倍）である。 第１１Ａ図および第１１Ｂ図は、第７図の孔あき絡み合
わせ部材上で実施例３で開示したようにして作った、水
圧を利用して繊維を絡み合わせた木綿布のｉａ維の形状
を示す写真（１０倍）である。 第１２図は、平らな細かい網目のリバース　ダッチ織の
スクリーン（図示せず）上で実施例４に開示したように
して作った゛、水圧を利用して繊維を絡み合わせた木綿
不織布の繊維の形状を示す写真（１，８倍）である。 第１３図は、平らな網目のリバース　ダッチ織のスクリ
ーン（図示せず）上で実施例５に開示したようにして作
った、水圧を利用して繊維を絡み合わせた木綿不織布の
繊維の形状を示す写真（１，８倍）である。 第１４図は、六角形スクリーンと重ねた平らな織ったス
クリーン（図示せず）上で実施例６に開示したようにし
て作った、水圧を利用して繊維を絡み合わせた木綿不織
布の繊維の形状を示す写真（１，８倍）である。 第１５図は、第８図に示した織った成形スクリーンの上
で実施例７および実施例８に開示したようにして作られ
た、水圧を利用して繊維を絡み合わせた木綿不織布の繊
維の形状を示す写真（１０倍）である。 図中− １０は絡み合わせ装置、１２は不織布、２４は絡み合わ
せ部材、２６，２８０−ラ、３０はマニホルド、３４は
スプレー　３６は中心ノズル軸、３８は入口端区域、４
０は終端区域、４２はバッフル板、４４は空気ノズル、
４６は中空多孔円筒ロール、４８はバッフル板、５０は
収集タンク、５２は濾過器、５４はポンプである。 特許出願人　ベラチック　インコーホレーテッド代　理
　人　弁理士　　伊東　辰雄 代　理　人　弁理士　　伊東　哲也 ＦＩＧ、６Ａ 横断方向 ＦＩＧ、　６Ｂ ＦＩｏ７ ＦＩｏ、８ ＦＩＧ、ｌ０Ａ （倍率： １０倍） （倍率： １０倍） ＦＩＧ　１２ ＦＩＧ、Ｉ３ 一ロい−（、・１−９亀・…ｍｌ…・ｌ＋ｉ−電１１％
１％％％艦ＩＨＳ１１１川１１申を中１−１１０田・％
１１１１幻…ｌｌ１Ｃ…機械方向ｔす１１．４…田１１
１１１ｊ、−ｔｌｌ川１用１ｊ１町１谷！川田（倍率：
１゜ ８倍） ＦＩＧ、　ＩＩＡ ＦＩＧ、ｌ／Ｂ （倍率：１０倍） Ｆｌに、／４ Ｆ／Ｇ１５ （倍率：１０倍）

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. １．　多数の繊維を含む不織布に加圧流体ジェットを当
    てることにより不織布の繊維を絡み合わせる装置におい
    て、 流体を透過させる空所域が対象なパターンとなって配置
    されている絡み合わせ部材を不織布の下に支持して、絡
    み合わせステーションを通して不織布を機械方向（ＭＤ
    ）に送るコンベアー手段、末広がりのジェットを放出す
    る複数のノズルを含み、絡み合わせステーションの不織
    布と絡み合わせ部材とを通して下方に流体の連続カーテ
    ンをつくるようコンベアー手段の上方に配置されたカー
    テン手段、及び カーテンが絡み合わせ部材と協働して不織布の繊維をラ
    ンダム化し、絡み合わせそして縒り合わせるようにカー
    テンに搬送されている空気の分散を制御する制御手段 を備えたことを特徴とする不織布の絡み合わせ装置。
  2. ２．　空所域が絡み合わせ部材の面積の少なくとも２５
    パーセントを占めている請求項１に記載の不織布の絡み
    合わせ装置。
  3. ３．　末広がりジェットのスプレー圧力が少なくとも２
    ００ポンド／平方インチである請求項１もしくは２に記
    載の不織布の絡み合わせ装置。
  4. ４．　不織布に対するカーテンの出力エネルギーが少な
    くとも０．１ｈｐ−ｈｒ／ｌｂである請求項１、２もし
    くは３に記載の不織布の絡み合わせ装置。
  5. ５．　末広がりジェットの広がり角が少なくとも２度で
    ある請求項１に記載の不織布の絡み合わせ装置。
  6. ６．　末広がりジェットのスプレー圧力が機械方向にお
    いて２００〜２５００ポンド／平方インチの圧力範囲で
    増大している請求項１に記載の不織布の絡み合わせ装置
    。
  7. ７．　末広がりジェットは、機械方向に対する横断方向
    （ＣＤ）において末広がりとなっており、広がり角は少
    なくとも２度である請求項６に記載の不織布の絡み合わ
    せ装置。
  8. ８．　カーテン手段は絡み合わせ部材の上方少なくとも
    １１／２インチ離されている請求項７に記載の不織布の
    絡み合わせ装置。
  9. ９．　絡み合わせ部材はほぼ円筒ドラムの形である請求
    項１に記載の不織布の絡み合わせ装置。
  10. １０．　絡み合わせ部材が平坦な外面を有している請求
    項１に記載の不織布の絡み合わせ装置。
  11. １１．　不織布の繊維のランダム化により、不織布の繊
    維を機械方向と横断方向（ＣＤ）とに配向し、空所域は
    機械方向の孔が横断方向の孔よりも遠く離されるよう配
    置された多数の孔を含む請求項２、６もしくは１０に記
    載の不織布の絡み合わせ装置。
  12. １２．　不織布の繊維のランダム化により不織布におい
    て機械方向と横断方向とに繊維を配向し、空所域は横断
    方向の孔が機械方向の孔よりも遠く離されるよう配置さ
    れた多数の孔を含む請求項９に記載の不織布の絡み合わ
    せ装置。
  13. １３．　孔が絡み合わせ部材の面積の少なくとも２５パ
    ーセントを占め、末広がりジェットが横断方向で少なく
    とも２度の広がり角を有する請求項１２に記載の不織布
    の絡み合わせ装置。
  14. １４．　絡み合わせステーションは入口端区域と出口端
    区域とを含み、制御手段は入口端区域の不織布に空気カ
    ーテンを向ける手段を含む請求項１に記載の不織布の絡
    み合わせ装置。
  15. １５．　制御手段は、不織布と摩擦係合するために出口
    端区域で不織布の上方に配置された中空の多孔円筒ロー
    ルと、出口端区域で搬送空気を放散するために円筒ロー
    ルを回転する手段とを含む請求項１４に記載の不織布の
    絡み合わせ装置。
  16. １６．　制御手段は更に、不織布の上方に入口区域に配
    置したバッフル板を含み、空気カーテン手段とバッフル
    板とは協働して、流体カーテンにより入口区域で搬送さ
    れる空気によって不織布への背圧を遮蔽し平衡させるよ
    うにした請求項１４もしくは１５に記載の不織布の絡み
    合わせ装置。
  17. １７．　流体カーテン手段は絡み合わせステーションに
    配置された複数の平行配置のマニホルドを含み、これら
    のマニホルドは機械方向にほぼ垂直な横断方向に配置さ
    れており、各マニホルドは複数の末広がりジェットを含
    む請求項１に記載の不織布の絡み合わせ装置。
  18. １８．　末広がりジェットは、不織布にほぼ垂直な中心
    垂直軸をそれぞれが有しているオリフイスを含み、絡み
    合わせ部材は不織布の下になっているほぼ平坦な外面を
    有し、末広がりジェットのスプレー圧力は少なくとも２
    ００ポンド／平方インチである請求項１７に記載の不織
    布の絡み合わせ装置。
  19. １９．　中心軸に対する末広がりジェットの広がり角は
    少なくとも２度である請求項１８に記載の不織布の絡み
    合わせ装置。
  20. ２０．　カーテン手段は更に、絡み合わせ部材を通して
    マニホルドへ流体を循環させる手段を含む請求項１８に
    記載の不織布の絡み合わせ装置。
  21. ２１．　繊維が短繊維であり、そしてコンベアー手段は
    不織布の繊維の下になっているほぼ平坦な絡み合わせ部
    材を支持し、それによりカーテンが絡み合わせ部材と協
    働して不織布の繊維をランダム化し、繊維は絡み合いそ
    して絡み合わせ部材の孔に移動していき隙間のある繊維
    により接続された節を形成する請求項２に記載の装置。
  22. ２２．　各ノズルのオリフイスの実効直径は０．０４３
    インチであり、１０００ポンド／平方インチで毎分１．
    ５ガロンを流せる請求項２１に記載の装置。
  23. ２３．　ランダム化により不織布の繊維は機械方向と横
    断（ＣＤ）方向とに配向され、機械方向の孔の間隔比が
    横断方向の孔の間隔比より大きいように孔を配列した請
    求項２２に記載の装置。
  24. ２４．　流体カーテン手段が絡み合わせステーションに
    配置された複数の平行に間隔をおいて配列したマニホル
    ドを含み、これらのマニホルドは不織布に対し横断方向
    に配置されており、各マニホルドは複数のノズルを含む
    請求項２３に記載の装置。
  25. ２５．　マニホルドは約４インチ離して配置されており
    、各ノズルの中心垂直軸は不織布にほぼ垂直であり、そ
    してノズルは約１インチ離して配置されている請求項２
    ４に記載の装置。
  26. ２６．　末広がりのジェットのスプレー圧力は機械方向
    で２００〜２５００ポンド／平方インチの範囲で増大し
    、マニホルドは絡み合わせ部材の上方３〜８インチのと
    ころにある請求項２４に記載の装置。
  27. ２７．　流体カーテンを形成する末広がりのジェットを
    使用し、対称の絡み合わせた格子構造の不織布をつくる
    ため多数の繊維を絡み合わせる方法において、 イ）流体を通す空所域を対称のパターンに配置した絡み
    合わせ部材に多数の繊維を含む不織布をのせる段階、 ロ）不織布と空所域とを通して下方に流体のカーテンを
    向け、そして絡み合わせ部材が決める構造の不織布をつ
    くるように繊維がランダムに配置され絡み合わされるま
    でカーテンを横切って不織布を動かす段階、そして ハ）流体のカーテンが搬送してきた空気を不織布の上に
    分散させて不織布を絡み合わせ部材と接触させる段階 を備えたことを特徴とする不織布の多数の繊維を絡み合
    わせる方法。
  28. ２８．　カーテンを横切って不織布を動かす段階は、繊
    維が絡み合わせ部材の孔に移動して隙間のある繊維によ
    り接続された節を形成するだけの時間行われる請求項２
    ７の不織布の多数の繊維を絡み合わせる方法。
  29. ２９．　不織布に当たる流体を濾過して繊維塵を除く段
    階と、この濾過した流体を末広がりのジェットに循環さ
    せる段階とを備える請求項２７の不織布の多数の繊維を
    絡み合わせる方法。
  30. ３０．　絡み合わせの繊維の対称的な配列を備え、この
    対称配列は、隙間のある繊維により接続され機械方向／
    横断方向比が１対１〜４対１の範囲にある密な節の格子
    構造を含む、請求項２７の方法によりつくられた不織布
    。
  31. ３１．　機械方向／横断方向比が１対１〜４対１の範囲
    にある木綿繊維からつくられている請求項３０の方法に
    よりつくられた不織布。
  32. ３２．　間隔を置いた機械方向に平行な列の交差してい
    る繊維束と間隔を置いた横断方法に配置した繊維束とが
    交差して密な繊維節を形成している格子構造を含む流体
    絡み合わせ繊維の対称配列を備え、 上記の機械方向と横断方向の繊維束は不織布面積の少な
    くとも２５パーセントを占める空所域を形成し、 上記の繊維の対称配列の均一な凝集グラブ引っ張り強さ
    は機械方向では少なくとも２ポンド／インチであり、横
    断方向では少なくとも１ポンド／インチであり、機械方
    向／横断方向の比は１対１〜４対１の範囲であることを
    特徴とする不織布。
  33. ３３．　布は短繊維Ｎｏ．２のコーマー木綿繊維から成
    り、それの重さは約２４．５〜３９グラム／平方ヤード
    である請求項３２に記載の不織布。
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