JPH0781229B2 - 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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JPH0781229B2
JPH0781229B2 JP9326389A JP9326389A JPH0781229B2 JP H0781229 B2 JPH0781229 B2 JP H0781229B2 JP 9326389 A JP9326389 A JP 9326389A JP 9326389 A JP9326389 A JP 9326389A JP H0781229 B2 JPH0781229 B2 JP H0781229B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 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
クランブル、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。
背景の技術 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纒めてい
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、組み合
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、小直径のオリフイス ノズルでつ
くる円柱状のジェット流に使用し原因している。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の既知の方法は
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ブリングとエアー
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
トに揃えてパターニング 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 カルウイッツの米国特許第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4,37
9,799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
きいオリフイ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／横断方向のランダム化比を有
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。
本発明の開示 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入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／平行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1,0hp−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イ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
直径のオリフイ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、本発明はこれらの実施例に限定す
るものと理解すべきではない。
本発明実施の最適モード 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C1−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パダー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。
絡み合わせ装置の機構 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16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−手段を含んでいる。コンベア手段はローラ
26,28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30〜500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）に向け間隔を置い
て平行に配置したマニホルド30を絡み合わせ部材24の上
方に配置する。これらのマニホルド30は少なくとも１
1/2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20は多数の近ず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／平行インチの
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34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12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、ジェー．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−TC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イ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を上方に配置する。摩擦駆動手段によりロ
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７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58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を含む別のコンベア手段を第
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影響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、ドリ オリバー インコーポ
レーテッド（06900 コネチカット、スタンフオード、
ハブメーヤレーン77）が製作し、120゜DSMスクリーンの
各称で販売されているタイプのものである。このDSMス
クリーン システムは分散ノズル64とフイルタ スクリ
ーン66とを含んでいる。このフイルタ 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。
本発明の方法 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。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74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24に
より作られた不織布は一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維80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図のスクリーン像に作られた木
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
て一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34
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、コンペ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24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本のステンレ
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1000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
だ一本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番のコーマー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＝14.2CD2P1.5N/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＝オリフイス直径（インチ） Ｐ＝マニホルド圧力 Ｎ＝ジェット密度（ジェット／インチ） Ｓ＝ライン速度（フィート／分） Ｗ＝基礎重量（グラム／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。圧力 ジェット放出係数（Ｃ） （ポンド／平行インチ） （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。
実施例１ 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離
3/32インチで1/16イン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
当たり40フィートの処理速度で稼動した。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16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900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パッダ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。
実施例２ 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フィートの処理速度で300、500、700、900そして
1100ポンド／平行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図のパックされたマ
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／平行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。
実施例３ 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引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
ンチであった。
実施例４ 第12図に示す畝状の布を、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フィートで
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 ダッチ
絡み合わせ部材は横断方向でインチ当たり12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畝状の布は、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。
実施例５ 第13図に示す別の畝状の不織布を、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。
実施例６ 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フィー
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／平行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 ダッチ織りスクル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。
実施例７ 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12×12
の織ったワイヤーの絡み合わせ部材を使って作った。プ
ロセスラインの速度は毎分40フィートであり、そしてマ
ニホルド圧は150ポンド／平方インチと900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／平行ヤード；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。
実施例８ 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フィートであ
り、そしてマニホルド圧は300ポンド／平方インチと110
0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。
発明の効果 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
フイ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 スクランブリング
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。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。
本発明の不織布の絡み合わせ装置の好ましい実施態様と
しては以下の諸態様がある。
ｉ）末広がりジェットのスプレー圧力が少なくとも200
ポンド／平方インチであること。
ii）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こと。
iii）絡み合わせ部材はほぼ円筒ドラムの形であるこ
と。
iv）絡み合わせ部材が平坦な外面を有していること。
ｖ）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こと。
vi）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
ること。
また、本発明の方法により得られる不織布の好ましい実
施態様としては以下の諸態様がある。
vii）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こと。
viii）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／平方ヤードであること。
【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、ほぼ平らなコンベアーと絡み合わせ布成形
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布成形部材を
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布成形部材
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繊維の形状を示す写
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、28ローラ、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、40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。
フロントページの続き (72)発明者 ピーター マンシニ アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 02081、ウォールポウル、コモン ストリ ート 168 (72)発明者 デニス メトリック アメリカ合衆国、ロード アイランド州 02864、カムバーランド、ホレストデール ドライブ 26 (72)発明者 ティモシー コノリ アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 02062、ノアウッド、イースト モンロー ストリート 20 (56)参考文献 特開 昭60−242042（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−142756（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−62256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−110958（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−117863（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−132154（ＪＰ，Ｕ)

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ランダム化していない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絡
    み合わせ装置であって、 不織布を絡み合わせステーションを通して機械方向（M
    D）に送るコンベヤー手段を備え、このコンベヤー手段
    は不織布の下になっている絡み合わせ部材を支持してお
    り、この絡み合わせ部材は流体を通す対称な空所域パタ
    ーンを含み、そして前記のコンベヤー手段の上方に配置
    されて流体の連続カーテンを下方に向け前記の絡み合わ
    せステーションにおいて不織布と前記の絡み合わせ部材
    とに通すカーテン手段を備えている不織布の絡み合わせ
    装置において、 前記のカーテン手段はジェットを放出する複数のノズル
    を含み、これらのジェットは２〜30度の末広がりの角度
    と広いオリフイス直径とを有し、噴霧圧力は200ないし1
    100ポンド／平方インチであり、前記の空所域は前記の
    絡み合わせ部材の少なくとも25パーセントを占め、そし
    て前記のカーテン手段は前記のカーテンにより搬送され
    る空気の放散を制御する多孔性円筒ロールとバッフル板
    とからなる制御手段を含み、 それにより前記のカーテンは前記の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
    縒り合わせることを特徴とした不織布の絡み合わせ装
    置。
  2. 【請求項２】カーテンの出力エネルギーは0.66〜3.3kw.
    h./kg（0.4〜2.0Hp−hr/1b）である請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】末広がりジェットの噴霧圧力は機械方向で
    1.38×106〜17.2×106Pa（200〜2500p.s.i）の圧力範囲
    にわたって勾配をつけられている請求項１に記載の装
    置。
  4. 【請求項４】機械方向に直交する横断方向（CD）に末広
    がりジェットは広がっており、その末広がり角度は18度
    であり、そしてノズルの実効直径は1.09ミリ（0.043イ
    ンチ）である請求項１、２もしくは３に記載の装置。
  5. 【請求項５】ランダム化することによって不織布内で機
    械方向（MD）と横断方向（CD）とに繊維を配向し、空所
    域が含む孔は機械方向の孔の方が横断方向の孔よりも離
    して配置されている請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】空所域が含む孔は横断方向の孔の方が機械
    方向の孔よりも離して配置されている請求項５に記載の
    装置。
  7. 【請求項７】絡み合わせステーションは入口端区域と終
    端区域とを含み、制御手段は前記の入口端区域における
    不織布に空気ノズルより空気カーテンを吹き付ける手段
    を含み、そして制御手段は不織布と摩擦接触するため前
    記の終端区域において不織布から離して不織布の上方に
    配置した中空多孔円筒ロールと、前記の終端区域におい
    て搬送空気を放散させるため前記の円筒ロールを回転す
    る手段とを含む請求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】制御手段は不織布の上方に離して、入口端
    区域に配置したバッフル板を含み、空気ノズルからの空
    気カーテンとバッフル板とが協働して、流体カーテンが
    入口端区域において搬送した空気による不織布への背圧
    を遮蔽し、平衡化させる請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】流体カーテンは絡み合わせステーションに
    平行に離されて配列された複数のマニホルドを含み、こ
    れらのマニホルドは機械方向に直交する横断方向に配列
    され、各マニホルドは複数の末広がりジェットを含んで
    おり、そしてこれらの末広がりジェットのオリフイスの
    中心軸は不織布にほぼ垂直であり、絡み合わせ部材は不
    織布の下になっている平らな外面を有し、そして末広が
    りジェットの噴霧圧力は1.38×106〜17.2×106Pa（200
    〜2500ポンド／平方インチ）である請求項１に記載の装
    置。
  10. 【請求項１０】繊維が短繊維であり、不織布の下になっ
    ている平らな絡み合わせ部材をコンベヤー手段が支持し
    ており、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、繊維は絡み合って前記
    の絡み合わせ部材の孔に寄っていって隙間をつくる繊維
    によって接続された節を形成する請求項１に記載の装
    置。
  11. 【請求項１１】ランダム化することによって不織布内で
    機械方向（MD）と横断方向（CD）とに繊維を配向し、機
    械方向の孔の間隔比が横断方向の孔よりも大きくなるよ
    うに不織布と孔とが配置されている請求項10に記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】流体カーテンは絡み合わせステーション
    に平行に離されて配列されている複数のマニホルドを含
    み、これらのマニホルドは不織布に対して横断方向に配
    列され、各マニホルドは複数のジェットを含んでいる請
    求項11に記載の装置。
  13. 【請求項１３】マニホルドは約101.6ミリ（４インチ）
    離されており、各ノズルの中心垂直軸は不織布に対して
    垂直であり、そしてノズルは約25.4ミリ（１インチ）離
    されている請求項12に記載の装置。
  14. 【請求項１４】末広がりジェットの噴霧圧力勾配は機械
    方向で1.38×106〜17.2×106Pa（200〜2500ポンド／平
    行インチ）の範囲にわたっており、そしてマニホルドは
    絡み合わせ部材の上で76〜203ミリ（３〜８インチ）の
    間隔をあけられている請求項13に記載の装置。
  15. 【請求項１５】対称的に絡み合わせた格子状構造の不織
    布を流体のカーテンによってつくるため多数の繊維を含
    む不織布を絡み合わせる方法において、 ａ）流体を通す空所域の対称なパターンを含む絡み合わ
    せ部材に不織布を支持させる段階、 ｂ）広がり角が２〜30度の末広がり流体ジェットへ不織
    布をさらす段階、 ｃ）前記の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、そして繊維をランダム化し、絡み合わせて
    前記の絡み合わせ部材によって決められる構造の不織布
    をつくるまで不織布をカーテンで遮る段階、そして ｄ）流体のカーテンにより運ばれる空気を不織布上に放
    散させて不織布を前記の絡み合わせ部材と接触させる段
    階 を備えることを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】不織布をカーテンで遮る段階（ｃ）は、
    繊維が孔に寄っていって隙間をあけた繊維がつながって
    節をつくるだけの時間続く請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項１７】不織布に当たる流体を濾過して繊維屑を
    取り除く段階と、その濾過した流体を末広がりのジェッ
    トへ再循環させる段階とを備える請求項15に記載の方
    法。
  18. 【請求項１８】絡み合わせた繊維を対称的に配置し、そ
    の対称的な配置はMD/CD比が1:1〜4:1の範囲にある隙間
    のあいた繊維によって接続された密な節の格子構造であ
    ることを特徴とした不織布。
  19. 【請求項１９】MD/CD比が1:1〜4:1の範囲にある綿繊維
    から不織布が成ることを特徴とした不織布。
  20. 【請求項２０】機械方向（MD）に平行に間隔をあけて列
    をなすように配向し、そして横断方向（CD）に間隔をあ
    けて配向した十字交差の繊維帯の格子構造を含み、これ
    らのCDとMDの繊維帯は交差箇所で密な節をつくり、 前記のCDとMDの繊維帯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、 対称的な繊維の配列は、少なくとも350N/M（２ポンド／
    インチ）の均一な機械方向の凝集絡み引っ張り強さと少
    なくとも175N/M（１ポンド／インチ）の均一な横断方向
    の凝集絡み引っ張り強さとを有し、1:1〜4:1の範囲のMC
    /CD比を有することを特徴とする不織布。
  21. 【請求項２１】不織布がステープル２番コーマーコット
    ン繊維からつくられ、その重さは約26.9×10-3〜46.6×
    10-3kg/m2（22.5〜39gsy）であり、MD/CDは1.7:1〜3.9:
    1である請求項20に記載の不織布。
JP9326389A 1988-04-14 1989-04-14 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 Expired - Lifetime JPH0781229B2 (ja)

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