JPH06207360A - 繊維交絡シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】繊維交絡シートの製造に際し、筋状の打撃跡の
発生を抑制し、シート表面の表面平滑性、外観等を向上
させること。 【構成】一定方向に走行する繊維シート２に対して、高
圧の流体流を噴射するノズルヘッド３を揺動軸受７、８
によってその軸方向に進退自在に支持し、高圧流体流の
噴射に際しては、制御装置１６からアクチュエータ４に
揺動指令を出してノズルヘッド３を繊維シートの走行方
向に対して横切る方向に不均一な振幅で往復させる。 【効果】ノズルヘッド３を繊維シート２の走行方向に対
して横切る方向に不均一な振幅で往復させるため、ノズ
ルヘッド３の折り返し点が不均一となり、筋状の打撃跡
の発生が解消され、表面平滑性に優れ、かつ強度ムラ、
外観ムラ等の少ない繊維交絡シートが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧流体の噴射流を繊
維シートに噴射させて、シートを構成している繊維間に
交絡を付与する繊維交絡シートの製造方法の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、繊維シートの交絡処理方法とし
て、ニードルパンチ法が広く用いられ、既に不織布等の
人工皮革製造分野で汎用技術化されているが、近年に至
りユニット技術としては古くから見出されていた高圧流
体パンチ法が見直され、一部の繊維シートの交絡処理に
実用化されている。この従来の高圧流体パンチ法は、一
定速度で移動するコンベアネット上に繊維シートを載置
し、これに高圧流体の噴射流を衝突させ、シートを構成
している繊維同士を絡合処理するものであり、厚みの薄
い繊維シートの交絡化、緻密化が可能となって、従来の
ニードルパンチ法では得られない高密度のシートが得ら
れるという長所がある。

【０００３】また、繊維交絡シートの他の製造方法とし
て、例えば、特公昭４７−３０７４０号公報に開示され
ている方法のように、走行する繊維シートに対して、高
圧流体流を噴射するノズルをシートの幅方向に一定振幅
で揺動させるようにしたものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
方法では、シート面の高圧流体が衝突した部分は、繊維
シートの内部深くの裏面まで表面繊維が移動するため、
十分な交絡が行われるが、繊維シート表面における交絡
範囲は、高圧流体流が衝突した部分のみに限られるた
め、その部分が溝状に深く凹んで凹凸の筋として残り、
繊維シート表面の平滑性、外観、風合い等が極めて劣る
ものであった。

【０００５】この欠点を改善するため、特公昭５４−
２７０６４号公報では、繊維シート面と平行な面におい
て高圧流体の噴射ノズルに回転運動を与えることによっ
てシート表面に螺旋状曲線の軌跡を描かせるようにした
り、特公平１−１８１８１号公報では、走行する繊維
シートの幅方向に一定ピッチで複数の高圧噴射流のオリ
フィスが設けられた噴射ノズルをシート幅方向に一定振
幅で揺動させるに際し、その振幅をオリフィスの配列ピ
ッチと同等もしくはそれ以上とすることによって繊維シ
ート表面での打撃密度を増させるなどの方法が提案され
ている。

【０００６】しかし、これらの方法によっても繊維シー
ト表面の均一性を満足した繊維交絡シートは得られなか
った。何故ならば、上記の方法においては、高圧流体
流の打撃軌跡によって繊維シート表面を塗り潰していく
方法をとるため、繊維シート上の打撃されない部分は少
なくなるが、繊維シート表面に螺旋状曲線の軌跡が残
り、さらに、螺旋状曲線同士の交点においては、二重打
撃状態となるため、他の部分に比べて交絡密度の高い新
たな筋状の打撃跡が残るという欠点を生じるからであ
る。

【０００７】また、上記の方法においては、図７の交
絡パターン図に示すように、ｙ軸方向に走行する繊維シ
ート２に対し、ｘ軸方向の噴射ノズルの振幅が一定振幅
Ｌのため、その振幅の両端部が破線で示す筋状の打撃跡
２ａとなって残るという欠点がある。

【０００８】本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、
表面平滑性に優れ、外観ムラ、風合いムラ等の少ない、
品質の優れた繊維交絡シートの製造方法を提供せんとす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、繊維シートを連続的に走行させると共に、
複数個の高圧流体噴射ノズルの設けられたノズル支持体
を前記繊維シートの走行方向に対して横切る方向に往復
させながら、前記高圧流体噴射ノズルから高圧流体を繊
維シートに噴射せしめて繊維交絡シートを製造する方法
において、前記繊維シートに対する前記ノズル支持体の
往復する距離を、不均一に変化させることを特徴とす
る。

【００１０】以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明
する。

【００１１】図１は、本発明に係る繊維交絡シートの製
造方法を実施する装置の一実施態様例の斜視図、図２
は、図１の装置のノズルヘッド軸方向に沿う縦断面図で
ある。図において、１は、図示しないモータ等の駆動手
段で白抜き矢印方向に走行されるエンドレスのネットコ
ンベア、２は、ネットコンベア上に載置されて移送され
る繊維シートであり、ネットコンベア１の裏面は、上記
モータで強制または自由回転する流体受けローラ１４で
支持されている。

【００１２】３は、繊維シート２に対して高圧水を噴射
するノズルヘッドで、その左右の揺動軸５、６が、一対
の揺動軸受７、８によって回転自在であって、かつ、軸
方向に進退自在に支持されている。ノズルヘッド３は、
図２に示すように、高圧流体導入口２０ａを有する上部
ケーシング２０と、ノズル軸心上に設けられた側板５
ａ、６ａを有する揺動軸５、６と、ノズル軸方向に一定
ピッチで高圧流体噴射孔２５ａが複数個設けられた高圧
流体噴射ノズル２５を下方から耐圧板３０ａで下部ケー
シング３０にボルト３１で固定したこれらの部材とで外
郭が形成され、内部がノズル軸方向に複数の上下流路連
絡孔２３ａを有する仕切板２３によって上段流路２１と
下段流路２２とに仕切られ、さらに下段流路２２内に
は、整流板２４が設けられている。したがって、図示し
ない加圧ポンプによって製造された高圧流体が高圧流体
導入口２０ａから流入すると、高圧流体は、上段流路２
１内の長手方向に充満し、均一に分散された後、上下流
路連絡孔２３ａから下段流路２２内に流入し、整流板２
４で整流された後、高圧流体噴射ノズル２５から繊維シ
ート２に対して噴射される。

【００１３】４０は、上記ノズルヘッド３を繊維シート
２の幅方向にランダムに変化する振幅で揺動させるため
のノズルヘッド揺動装置で、ノズルヘッド３を支持する
揺動軸受７と、ベース１２の上にブラケット１２ａで固
定されたアクチュエータ４と、このアクチュエータに配
管４１を介して接続されているパイロットサーボ弁４２
と、この弁４２に圧力油を供給する油圧発生装置４３
と、揺動軸５とアクチュエータ４とを連結するジョイン
ト９とで構成されている。揺動軸受７としては、本実施
態様例では往復運動および回転運動をころがり案内でき
る直動軸受２６を用いているが、揺動軸５が軸方向に滑
動する単なる滑り軸受であっても勿論よい。また、アク
チュエータ４としては、ボ−ルネジ、空圧シリンダ、ク
ランク式往復機構等を用いることができるが、油圧シリ
ンダを用いるのが高出力、制御の容易さの点でより好ま
しい。また、パイロットサーボ弁４２は、高速応答性を
有し、精密位置制御が行えるので好ましく用いられる
が、この形式のものに限定される必要はなく、例えば電
気、油圧駆動のステッピングシリンダ、正逆回転モータ
などの公知の往復揺動機構であってもよい。

【００１４】５０は、上記ノズルヘッド３をノズル軸を
中心として、任意角度だけ回転させるためのノズルヘッ
ド回動装置で、上記揺動軸受７と同様構成でベース１３
上に固定された揺動軸受８と、上記揺動軸６の右端に固
定されたボールスプライン軸受１０と、倍力装置として
用いたウォーム減速機１１とで構成され、これら部材
は、ベース１３上に固定されている。ボールスプライン
軸受１０は、キー２８によりハウジング２９に回り止め
固定されており、ハウジング２９の右端は、ウォーム減
速機１１の出力軸に図示しない回り止めキーで固定され
ており、このウォーム減速機１１の入力軸に固定された
ハンドル１１ａを回転することにより、ノズルヘッド３
全体を出力軸に固定されたボールスプライン軸受１０を
介して任意の角度まで回動することができる。

【００１５】以上に述べたノズルヘッド揺動装置４０お
よびノズルヘッド回動装置５０は、ネットコンベア１を
跨いで設けられた一対の架台１５、１５´によって支持
されている。

【００１６】したがって、油圧発生装置４３からパイロ
ッド弁４２を経てアクチュエータ４に圧力油が供給され
ると、ノズルヘッド３の全体が図２の矢印方向に揺動し
つつ、高圧流体が高圧流体噴射ノズル２５から繊維シー
ト２に対して噴射される。

【００１７】再び図１に戻って、１６は、上記ノズルヘ
ッド３の全体を不均一な振幅で繊維シート幅方向に揺動
させるため、パイロットサーボ弁４２の開度を制御する
ための制御装置で、上記パイロットサーボ弁４２の弁開
度は、図示しない差動変圧器により電気的に制御装置１
６にフィードバックされており、しかも制御装置１６か
らの指令信号波形に応じた位置決め制御が行われるよう
になっている。

【００１８】すなわち、制御装置１６は、ノズルヘッド
３の不均一な揺動振幅、揺動速度などの揺動条件の設定
を行う設定器１７と、設定器１７に入力された揺動条件
からノズルヘッド３を不均一な振幅で揺動させる指令信
号波形を算出するため、メモリ、ＣＰＵ、周辺回路とを
有する演算処理部１８と、演算処理部１８で算出された
指令信号波形をアクチュエータ４に伝達できる信号にま
で増幅する増幅器１９とから構成されている。演算処理
部１８は、算術関数としての乱数｛ＲＮＤ（Ｋ）｝を発
生させる機能をも有している。なお、ここでいう乱数と
は、０以上１未満の範囲で与えられるランダムな値であ
る。

【００１９】図３は、図１の制御装置１６の作用を説明
するフローチャート、図４は、アクチュエータ４を不均
一な振幅で揺動させる指令信号波形を演算処理部１８で
算出する上で基準となる三角波形の一例を示し、図５
は、図４の基準波形を基に作られた不均一な振幅の一例
を示し、アクチュエータ４を揺動させるための指令信号
波形である。

【００２０】図４では横軸Ｔは、時間すなわち繊維シー
ト２の走行方向を示し、縦軸Ｖは、ノズルヘッド３の振
幅の大きさを示している。また、１周期ｆの１／４周期
をｃで表し、振幅ｓの１／２振幅をｂで示し、ノズルヘ
ッド３の不均一揺動幅をａで示している。また、図５で
は、不均一揺動幅ａと、演算処理部１８で発生させた乱
数｛ＲＮＤ（Ｋ）｝との相乗結果で求まる下記式の値α
が振幅の変化する範囲を示している。すなわち、

【００２１】

【式１】 であり、ノズルヘッド３は、この振幅の変化する範囲α
の範囲内で振幅が次々刻々と不均一に変化することにな
る。

【００２２】次に、本発明に係る繊維交絡シートの製造
方法を、上記図１〜図５を参照しながら説明する。

【００２３】まず、図１の繊維交絡シート製造装置で油
圧発生装置、高圧流体加圧ポンプの起動等の揺動準備が
整うと、設定器１７から基準三角波形を成形するため、
振幅ｓ、周期ｆ、不均一揺動幅ａ等の揺動条件を入力す
る（ステップ）。

【００２４】入力された振幅ｓ、周期ｆ、不均一揺動幅
ａは、演算処理部１８の図示していないメモリに記憶さ
れる。この記憶された設定値を基に傾きｂ／ｃ、振幅
ｓ、周期ｆの基準三角波形を算出し、上記メモリに再び
記憶させる（ステップ）。

【００２５】演算処理部１８で乱数｛ＲＮＤ（Ｋ）｝を
発生させる（ステップ）。

【００２６】ステップで発生させた乱数値｛ＲＮＤ
（Ｋ）｝と、メモリに記憶されている不均一揺動幅ａと
を相乗し、α＝ａ×｛ＲＮＤ（Ｋ）｝を求め、この相乗
結果αに基準三角波形の振幅ｓを加算し、新たな振幅
［ａ×｛ＲＮＤ（Ｋ）｝＋ｓ］を算出する。この算出さ
れた振幅と、上記基準三角波形の傾きｂ／ｃを用いて新
たなる三角波形を算出、成形し、パイロットサーボ弁４
２への指令信号波形とする。新たな振幅［ａ×｛ＲＮＤ
（Ｋ）｝＋ｓ］と基準三角波形の傾きｂ／ｃとから、こ
の指令信号波形の周期は、前記基準三角波形の周期ｆと
は異なる周期となる（ステップ）。すなわち、ステッ
プで成形した指令信号波形は、図５に示したαの範囲
内で振幅が不均一に変化することになる。

【００２７】揺動開始指令が設定器１７から指令される
と（ステップ）、ＹＥＳの場合は、前記指令信号波形
が増幅器１９で増幅され、アクチュエータ４に伝達され
る（ステップ）。なお、基準三角波形を成形させる揺
動条件の入力操作ミス（ステップ）等でＮＯの場合
は、上記ステップへ戻る。

【００２８】設定器１７に揺動終了指令が入力されると
（ステップ）、演算処理部１８からの指令信号波形の
出力が停止され、ノズルヘッド揺動装置４０が停止する
（ステップ）。

【００２９】すなわち、設定器１７から揺動指令が継続
して出される限り、上記ステップ〜の動作が繰り返
し行なわれるので、ノズルヘッド３の振幅は、図５に示
すように、基準振幅ｓから基準振幅ｓプラス幅２αの範
囲内でＳ１、Ｓ２、……Ｓ５というように不均一に変化
し、傾き一定の連続した指令信号波形が得られる。ここ
で、設定器１７の不均一揺動幅ａの値を大きく入力操作
すると、ノズルヘッド３の振幅は、不均一揺動幅ａの値
に比例して大きくなる。

【００３０】以上に述べた本発明の実施態様例では、指
令信号波形の振幅を算出する上で基準三角波形の振幅ｓ
に［ａ×｛ＲＮＤ（Ｋ）｝］を加算して求めたが、基準
三角波形の振幅ｓからａ×｛ＲＮＤ（Ｋ）｝を減算して
求めても勿論よい。また、指令信号波形を演算処理部１
８で逐次演算算出して求めたが、予め演算処理部１８の
メモリ範囲内に指令信号波形を記憶させておき、順次そ
の値を出力して指令信号波形を成形する方法であっても
よい。指令信号波形については、三角波について説明し
たが、サイン波などの波形を用いて指令信号波形を成形
してもよい。なお、指令信号波形の傾きを一定に保持せ
ず、振幅のみ不均一にした指令信号波形でノズルヘッド
を往復させると、粗密の生じた交絡パターンとなり好ま
しくない。

【００３１】高圧流体に用いられる流体としては、液体
あるいは気体を用いることができるが、取扱い易く、コ
ストが安価で衝突エネルギーが大である点等の利点か
ら、水が最も好ましく用いられ、その他目的に応じて有
機溶剤やアルカリ、酸の水溶液などを用いてもよい。か
かる流体は、上記したように図示しない高圧ポンプによ
り圧力をかけ、孔径の小さい高圧流体噴射孔２５ａから
噴射させて、高圧の柱状流として繊維シート面に噴射す
るのであるが、その圧力条件は、５〜３００Ｋｇ／ｃｍ
² ．G 程度の範囲が好ましく、５０〜２００Ｋｇ／ｃｍ
² ．G の範囲がより好ましく、７５〜１００Ｋｇ／ｃｍ
² ．G の範囲が最も好ましい。

【００３２】本発明の製造方法で処理できる繊維シート
としては、特に限定はないが例えば、天然繊維、化学繊
維、および合成繊維あるいは、これらの組み合わせの繊
維から成る繊維シートに対して好ましく適用できる。

【００３３】

【実施例】図１および図２の装置において、噴射ノズル
２５の内径を０．２５ｍｍ、ピッチを２．５ｍｍ、基準
三角波形の振幅を１９ｍｍとし、制御装置１６に、不均
一揺動幅ａとして４ｍｍ、基準三角波形の周波数として
１．６４Ｈｚを入力し、極細繊維束の島成分としてポリ
エチレンテレフタレート５０部、海成分としてポリエチ
レングリコール（分子量２００００）５％を含むポリエ
チレン５０部からなり島数が１６である高分子配列体繊
維タイプの多成分系繊維を紡糸し、３．８デニール、５
１ｍｍ長のステープルとし、開綿、カード、クロスラッ
パ、ニードルパンチの各工程を通し、目付１９０ｇ／ｍ
² 、厚さ１．０ｍｍの材質から成る繊維シート２に対し
て噴射ノズル２５から１００Ｋｇ／ｃｍ² ．G の高圧水
を噴射させつつ、シート走行速度を０．２５ｍ／ｍｉｎ
で走行させたところ、図６の交絡パターンの繊維シート
２が得られた。

【００３４】得られた繊維シート２の表面は、繊維シー
トの幅方向に不均一な振幅Ｌ１〜Ｌ３の揺動パターンが
形成されており、表面平滑性が優れ、表面緻密度の高い
優れた品質のものであった。

【００３５】

【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の交絡繊維シ
ートの製造方法は、ノズルヘッドをシートの走行方向に
対して横切る方向に、その振幅を不均一に往復させるた
め、ノズルヘッドの折り返し点が不均一となる。したが
って、従来法で生じていた筋状の打撃跡が解消され、表
面平滑性に優れる他、外観ムラ、風合いムラ等の少な
い、品質の優れた繊維交絡シートを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る繊維交絡シートの製造方法を実施
する装置の一実施態様例の斜視図である。

【図２】図１の装置のノズルヘッド軸方向に沿う縦断面
図である。

【図３】図１の制御装置の作用を説明するフローチャー
トである。

【図４】図１の演算処理部に格納されている基準三角波
形図である。

【図５】図１の制御装置の増幅器に対する指令信号波形
図である。

【図６】本発明方法によって得られた繊維シート表面の
交絡パターン図（打撃跡図）である。

【図７】従来方法によって得られた繊維シート表面の交
絡パターン図である。

【符号の説明】 １：ネットコンベア ２：繊維シート ３：ノズルヘッド ４：アクチュエータ ５、６：揺動軸 ７、８：揺動軸受 ９：ジョイント １０：スプライン軸受 １１：ウォーム減速機 １２、１３：ベース １４：流体受けローラ １５、１５´：架台 １６：制御装置 １７：設定器 １８：演算処理部 １９：増幅器 ４０：ノズルヘッド揺動装置 ５０：ノズルヘッド回動装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維シートを連続的に走行させると共
   に、複数個の高圧流体噴射ノズルの設けられたノズル支
   持体を前記繊維シートの走行方向に対して横切る方向に
   往復させながら、前記高圧流体噴射ノズルから高圧流体
   を繊維シートに噴射せしめて繊維交絡シートを製造する
   方法において、 前記繊維シートに対する前記ノズル支持体の往復する距
   離を、不均一に変化させることを特徴とする繊維交絡シ
   ートの製造方法。