JP2000154453A

JP2000154453A - 動水力学的穿孔によって穿孔されたフリ―スを作製するための装置

Info

Publication number: JP2000154453A
Application number: JP11323956A
Authority: JP
Inventors: Gerold Fleissner; フライスナーゲロルト
Original assignee: Fleissner GmbH
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2000-06-06
Anticipated expiration: 2019-11-15
Also published as: DE19852717A1; EP1001064A3; EP1001064A2; DE59911131D1; EP1001064B1; US6324738B1; JP4410888B2

Abstract

(57)【要約】【課題】動水力学的穿孔によって穿孔されたフリース
を作製するための装置を改善する。【解決手段】多数の小孔がフリース内のほぼ鮮明に区
切られた任意の寸法の孔から形成されている。装置はフ
リースを支持して運搬する平滑なエンドレス面から成っ
ている。エンドレス面は、一方ではノズルバーによって
多数の流出口から高圧で吹き付けられた液体を排出する
ための排液開口部（７）を備え、他方では平滑面の平面
から突出していて、フリース内に穿孔を形成する多数の
立体的隆起部（６）を備えている。隆起部（６）は両方
の次元方向でエンドレス面上に不均一に分布している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動水力学的穿孔に
よって穿孔されたフリースを作製するための装置であっ
て、多数の小孔がフリース内のほぼ鮮明に区切られた任
意の寸法の孔から形成されており、当該装置がフリース
を支持して運搬する平滑なエンドレス面から成り、この
エンドレス面が、一方ではノズルバーによって多数の流
出口から高圧で吹き付けられた液体を排出するための排
液開口部を備え、他方では平滑面の平面から突出してい
て、フリース内に穿孔を形成する多数の立体的隆起部と
を備えている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】合衆国特許第４７０１２３７号明細書に
より、穿孔されていないフリースの長手方向に複数の切
れ目をつけ、次いで孔を形成するために横方向に伸ば
し、この形で熱によって固定することにより、予め作製
されたフリースに孔構造を設けることが公知である。こ
のような穿孔フリースは鮮明に区切られた孔を有する
が、側方強度がわずかしかない。

【０００３】これに関してより良好なのは合衆国特許第
３７５０２３７号明細書に記載された形成法であり、こ
の場合２つのエンドレスウエブの間に保持されている予
め作製されたフリースに、孔構造を形成するために強い
水噴流を当てる。ドラムなどのエンドレスウエブに所望
の孔構造が設けられている。エンドレスウエブは均一に
穿孔され、エンドレススクリーンによって全周を覆われ
たドラムから成る。エンドレススクリーンは所望の孔構
造に応じて開いた範囲と閉じた範囲とを有している。こ
の孔の形成法の欠点は、このようにすると縁が鮮明に区
切られた孔を形成できず、しかも孔の形成時に強い水噴
流により個々のフリース繊維がエンドレススクリーンに
向かって押しやられて、そこでスクリーンのワイヤの間
にひっかかる恐れがあることである。また、孔の間のウ
ェブの幅が不均一なので、穿孔フリースはわずかな強度
しか有していない。さらにフリース構造をより詳細に調
べると、不利な干渉縞が認められる。これらの干渉縞
は、スクリーンを張ったドラム内の孔と、ノズルバー内
のノズル噴流の不変の配置が原因で生じる。

【０００４】ヨーロッパ特許出願公開第０２１５６４８
号、第０２２３６１４号または第０２７３４５４号明細
書に記載された形成法により、予め作製された均一なフ
リースに後から鮮明に区切られた孔を設けることができ
る。ここではそれぞれ１つの穿孔ドラムが排液開口部を
有する平滑な薄板から形成されており、薄板上には開口
部の間に全面にわたって均一に分布した立体的隆起部が
配置されている。立体的隆起部は片側が開いた条溝から
成り、それによって同時に排液開口部が形成されている
か、あるいは均一に分布している上方に向かって尖った
スパイクから成り、スパイクの間に薄板内に孔として形
成された排液開口部が配置されている。このドラムによ
ってフリースに向かって鮮明に区切られた所望の孔を形
成できるが、たとえば円形に形成されたフリース製品の
強度はすべての方向で均一ではない。そこで指定された
孔構造もしくは指定された立体的隆起部のひし形などの
配置は、この形状強度を妨げる。さらにここでも処理さ
れたフリース上に危惧されている干渉縞が生じる恐れが
ある。なぜならば、ドラムの薄板内における孔の配置
が、ノズルバー内のノズル孔の必然的に固定されている
配置と干渉し合うことがあるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
のすべての条件を満たすのことのできる装置を提供する
ことである。フリース内の孔は鮮明に区切られているだ
けでなく、穿孔されたフリースは特にすべての方向に、
すなわち幅方向だけでなく、これに対して直角の方向に
も均一な強度を有するべきであり（もちろん孔構造を形
成する前にそのような均一に強化されたフリースが供給
されていることが前提となる）、また干渉縞を有してい
てはならない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の構成では、ヨーロッパ特許出願公開第０２
１５６８４号明細書に記載されている装置、すなわちフ
リースを支持して運搬する平滑なエンドレス面から成
り、このエンドレス面が一方ではノズルバーによって多
数の流出口から高圧で吹き付けられた液体を排出するた
めの排液開口部を備え、他方では平滑面の平面から突出
していて、フリース内に穿孔を形成する多数の立体的隆
起部を備えている形式のものにおいて、隆起部が両方の
次元方向でエンドレス面上に不均一に分布しているよう
にした。隆起部はフリースを支持している面全体を覆っ
て、ランダム原理（ランダムジェネレータの使用）に基
づきそれぞれ互いに不均一な間隔を置いて分布されてい
るようにする。これによりすべての問題が一挙に取り除
かれる。孔はフリース面全体にわたって任意に不均一に
分布しているので、穿孔フリースの最大強度は優先的な
方向を有し得ない。同時にフリースの幅にわたって干渉
縞も生じ得ない。なぜならば、ノズルバーから流出する
水噴流はいまや常に別の箇所で立体的隆起部に衝突する
からである。これにより穿孔フリースの外観は不均一に
分布した孔を有しているが、これらの孔はフリースの面
全体にわたって均一に覆い、縞などの繰り返し生じる均
一な変化を含まない。

【０００７】一般にエンドレスな平滑面はドラムの形状
を有するであろうが、孔を形成するためのエンドレスベ
ルトも考えられる。密に並置された多数の排液開口部が
壁体の面全体にわたって分布し、たとえばレーザー光で
立体的隆起部の形成が行われ、さらにまた壁体内に孔が
設けられているので、壁体の断面における平滑面の厚さ
は小さく寸法設計することができよう。それゆえ吹き付
けられた液体の必要な吸引のためにも、フリースおよび
当該フリースを支持している面に衝突する水噴流の両側
で、ベルトの反対側またはドラムの壁体の内部にベルト
またはドラム壁体を支持するための長手方向スライドレ
ールが配置されていれば有利である。この場合、支持す
る長手方向スライドレールの間でポンプの吸引力が作用
する。

【０００８】スパイクなどの立体的隆起部は、実用的な
要求に応じて、面を合計２０〜５０％、一般には３０％
覆うべきである。この場合、フリースの開放面積は相応
に大きい。一般に突き通すか、または燃焼によって形成
された孔から成る排液開口部の直径は０．５〜３ｍｍ、
一般に１．５ｍｍであるべきである。こうすることによ
って、フリースの繊維が孔に進入したり、そこで引っ掛
かったりすることなく、吹き付けられた液体を急速に排
出することが可能である。

【０００９】スパイクの必要な直径およびまたはそれら
の間隔は、所望される開放面積（オープンエリア）に応
じて、次式：Ｏ_Ａ＝（Ｄ_φ／Ｄ_間隔）^２×０．９［式中：Ｏ_Ａはフリース内の孔の数または孔の寸法およ
び孔構造に基づくフリース内の開放面積を表し、Ｄ_φは
孔構造にとって有効な立体的隆起部（スパイク）の直径
を表し、さらにＤ_間隔はフリース内の孔またはエンドレ
スベルトまたはドラム上のスパイクの平均間隔を表す］
によって算出することができる。この場合、スパイクの
周囲において排液開口部が壁体内に設けられている。排
液開口部は壁体の面全体にわたって不均一に分布しては
いるが、スパイクのようにランダム原理によらずに、ス
パイクの配置に関連して分布している。

【００１０】スパイクの支持体としてエンドレスベルト
を使用する場合には、穿孔されたフリースは引き離し装
置の配置に応じた角度で引き離される。スパイクの支持
体としてドラムを使用する場合には、完成したフリース
はドラムの円周面から接線方向で引き離されるのに対
し、スパイクは同じ外周方向で引き続き運動する。フリ
ースが形成平面から引き離される際に、スパイクに孔の
形を歪める力が生じる。これを避けるために、本発明は
装置の構成において、スパイクなどの立体的隆起部の側
面が、少なくともフリースの搬送方向に見てそれぞれの
立体的隆起部の前方の側面が、伸開線の形状を有するよ
うにする。これにより、歯車が互いにかみ合う場合のよ
うに穿孔フリースが問題なくスパイクから離される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１２】これは、たとえばドイツ連邦共和国特許出
願公開第１９７０６６１０号明細書に記載されているよ
うな水噴流式穿孔装置である。ここでは装置は、支持す
るエンドレスベルトによってまだ強化されていないフリ
ースを進行するエンドレスベルトの上方の隙間内に導入
し、次いでドラムを回らせ、それから初めてドラム上で
ドラムに付属しているノズルバーから出る水噴流によっ
て穿孔するように働く。このような装置は、すでに強化
されたフリースまたは部分的に強化されたフリースに鮮
明に区切られた孔を形成するように変更される。そのた
めに図面ではドラム１のみが示されており、その前後に
周辺部材が配置されているが、ここでは見やすくするた
めに省略されている。基本的に完成しており、エンドレ
スベルトによって支持されていないフリース２はドラム
１に直接支えられて移動する。図２に示すように、ドラ
ム１の外部には単数または複数のノズルバー３が直接付
属している。ノズルバー３はドラム１に対して軸平行に
配置されていて、ドラム１に向いた下側に水噴流４が流
出するためのノズル条片（図示しない）を有している。

【００１３】図４に示すようにドラム１はドラム壁体５
から成る。ドラム壁体５は薄く、プラスチックの場合は
不安定に形成されている。しかしまたドラム壁体５は黄
銅などの金属で形成すると、安定し、変形することはな
い。このドラム壁体５は、図４に示すように外側に多数
の立体的隆起部、たとえばスパイク６を有している。こ
れらのスパイク６は、図３に示すようにドラムの外周面
上に完全に不均一に分布して配置されている。これらの
スパイク６は排液開口部７によって取り囲まれている。
スパイク６の配置はランダムジェネレータによって規定
されるので、絶対に繰り返しがない。スパイク６相互の
間隔は、図４に示されているように常に変化していて不
均一である。多数のスパイク６は、この配置に従いコン
ピュータ制御されたレーザー光によって壁体の材料の中
実体から燃焼加工されることができる。次いで、または
同時に、スパイク６の周囲を取り囲む孔７などの排液開
口部を設ける。図４に示すように、スパイク６の区切り
に対する孔７のその都度の間隔は不均一であるが、壁体
５内の孔７の配置はスパイク６の配置に依存しており、
その限りでは二次的でしかなく、ランダムジェネレータ
によっては規定されていない。スパイク６の周囲の孔７
のパターンはしばしば同じであってよく、周期的に反復
するパターンを示すことができる。重要なのは、スパイ
ク６の配置が不均一なことである。

【００１４】規定の面積当たりのスパイク６の数および
またスパイク６の作用直径は、産業が所望する穿孔フリ
ースの開放面積に依存している。この開放面積は個々の
孔の直径とその単位面積当たりの数によって決まる。指
定された規定値に応じて、開放面積は、次式：Ｏ_Ａ＝（Ｄ_φ／Ｄ_間隔）^２×０．９［式中：Ｏ_Ａ（オープンエリア）はフリース内の孔の数
または孔の寸法および孔構造に基づくフリース２内の開
放面積を表し、Ｄ_φは孔構造にとって有効なスパイク６
の直径を表し、さらにＤ_間隔はフリース内の孔またはド
ラム１上のスパイク６の平均間隔を表す］によって計算
することができる。

【００１５】一般に開放面積は３０％が所望され、フリ
ース内の孔の間隔は３〜５ｍｍである。これによりいず
れの場合も、単位面積当たりのスパイク６の数が規定で
き、ひいてはランダムジェネレータを装着できる。次い
で吹き付けられた液体を排出するための排液開口部を設
ける。この場合、フリースが繊維が孔７内に引っ掛かる
ことがないように、排液開口部の直径は０．５〜１．５
ｍｍである。しかしまた寸法の不均一なスパイク６でフ
リース内の孔構造を形成することも可能である。つま
り、相応に寸法設計されたスパイク６によってフリース
内に太い孔および細い孔を形成することができる。

【００１６】図１および図４に、ドラム１の周囲に延び
ているスパイク６の形成が示されている。外側面は外方
に向かって円錐状に延びている。しかし図示されている
ように、断面形状は均一に先細になっている円錐状では
なく、断面線の輪郭はドラム１の直径に依存した伸開線
の形状を有している。実施例ではスパイク６は伸開線の
ように周囲が湾曲している。しかし重要なのは搬送方向
で前に配置されたスパイク６の面のみである。なぜなら
ば、ここでは穿孔されたフリース２をドラム１から引き
離す際に生じる伸び現象が孔の所望の鮮明な区切りにと
って特に不利であり得るからである。

【００１７】図１に示すように、ドラム壁体５はより厚
く形成されたローラ８上に長手方向スライドレール９を
介して全周にわたって支持されている。ローラ８は同時
に吸引管であり、その内部で吸引力が生ぜしめられて、
吹き付けられた液体４をフリース２から再び吸引する。
この理由で、吸引スリット１０は両側とも半径方向外側
でそのような長手方向スライドレール９によって仕切ら
れている。長手方向スライドレール９は周方向で移動可
能にローラ８上に設けられてもよい。この場合、長手方
向スライドレール９はドラム壁体５を支持するだけでは
なく、吸引スリット１０をシールするためにも働く。ド
ラム１に複数のノズルバーが付属している場合は、相応
に複数の吸引スリットが配置される。ドラム壁体５はプ
ラスチックから成っていてよいが、安定性の理由から金
属で形成する方がより良い。長手方向スライドレール９
はプラスチックと金属の両材料から形成することもでき
るが、素材の組み合わせは常に金属がプラスチックに沿
って滑動するようにすることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】穿孔フリースを形成するためのローラの断面図
である。

【図２】図１に示したローラとその上に案内されたフリ
ースとローラに付属しているノズルバーの断面図であ
る。

【図３】図１または図２に示したドラムの壁体の平面図
であり、ドラム壁体の平面から突出している多数の立体
的スパイクは不均一に分布していて、反復パターンに対
応していない。

【図４】スパイクの領域に置けるドラムの壁体の拡大断
面図である。

【符号の説明】

１ドラム、２フリース、３ノズルバー、４
液体（水噴流）、５ドラム壁体、６隆起部、
７排液開口部、８ローラ、９長手方向スライ
ドレール、１０吸引スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動水力学的穿孔によって穿孔されたフリ
ースを作製するための装置であって、多数の小孔がフリ
ース内のほぼ鮮明に区切られた任意の寸法の孔から形成
されており、当該装置がフリース（２）を支持して運搬
する平滑なエンドレス面から成り、このエンドレス面
が、一方ではノズルバー（３）によって多数の流出口か
ら高圧で吹き付けられた液体（４）を排出するための排
液開口部（７）を備え、他方では平滑面の平面から突出
していて、フリース（２）内に穿孔を形成する多数の立
体的隆起部（６）を備えている形式のものにおいて、隆
起部（６）が両方の次元方向でエンドレス面上に不均一
に分布していることを特徴とする、動水力学的穿孔によ
って穿孔されたフリースを作製するための装置。
【請求項２】隆起部（６）がフリース（２）を支持し
ている面全体を覆って、ランダム原理（ランダムジェネ
レータの使用）に基づきそれぞれ互いに不均一な間隔を
置いて分布している、請求項１記載の装置。
【請求項３】前記面がエンドレスに回転するベルトの
表面である、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】前記面がドラム（１）の外面である、請
求項１または２記載の装置。
【請求項５】フリース（２）の、ひいては前記面の横
断線の作業幅にわたって延びているノズルバー（３）を
有しており、ノズルバー（３）の全長にわたって均一に
分布しているノズル孔からフリース（２）に向かって液
体（４）が流出する形式の、請求項１から４までのいず
れか１項記載の装置において、フリース（２）および当
該フリース（２）を支持している面に衝突する水噴流
（４）の両側で、ベルトの反対側またはドラム（１）の
壁体の内部にベルトまたはドラム壁体（５）を支持する
ための長手方向スライドレール（９）が配置されている
ことを特徴とする装置。
【請求項６】２つの長手方向スライドレール（９）の
間にサクションローラ（８）の吸引スリット（１０）が
配置されており、それにより上に載っているフリース
（２）に対してポンプの吸引力が作用する、請求項５記
載の装置。
【請求項７】長手方向スライドレール（９）が吸引力
の作用下にある軸平行のサクションローラ（８）上に支
持されている、請求項６記載の装置。
【請求項８】ドラム壁体（５）を全面的に支持するた
めにサクションローラ（８）上で吸引スリット（１０）
の横の両方の長手方向スライドレール（９）よりも多い
長手方向スライドレール（９）が全周に配置されてい
る、請求項７記載の装置。
【請求項９】エンドレスベルトまたはドラム（１）が
プラスチックから形成されている、請求項１から８まで
のいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】エンドレスベルトまたはドラム（１）
が金属材料から形成されている、請求項１から９までの
いずれか１項記載の装置。
【請求項１１】プラスチックまたは金属から成る長手
方向スライドレール（９）が、それぞれ立体的隆起部
（６）を支持する壁体（５）のその都度の構成に応じて
形成されている、請求項５から８までのいずれか１項記
載の装置。
【請求項１２】立体的隆起部（６）が前記面を合計２
０〜５０％、好ましくは３０％カバーしている、請求項
１から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】立体的隆起部（６）の間の排液開口部
（７）の直径が０．５〜３ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ
である、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装
置。
【請求項１４】立体的隆起部（６）の間の間隔が１．
５ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは３〜１０ｍｍである、請
求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】フリース（２）の開放面積、すなわち
フリース孔構造を形成するための立体的隆起部（６）の
有効直径が次式：Ｏ_Ａ＝（Ｄ_φ／Ｄ_間隔）^２×０．９［式中：Ｏ_Ａ（オープンエリア）はフリース内の孔の数
または孔の寸法および孔構造に基づくフリース内の開放
面積を表し、Ｄ_φは孔構造にとって有効な立体的隆起部
の直径を表し、さらにＤ_間隔はフリース内の孔または面
／ドラム上のスパイクの平均間隔を表す］によって算出
される、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】立体的隆起部（６）が上方に向かって
円錐状に狭くなり、場合によっては先端が尖っている端
部を有するように形成されている、請求項１から１５ま
でのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】立体的隆起部（６）の側面が、少なく
ともフリース（２）の搬送方向に見てそれぞれの立体的
隆起部（６）の前方の側面が、伸開線の形状を有してい
る、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】前記伸開線の形状がドラム（１）の直
径または穿孔されたフリース（２）を前記面から引き離
す際の角度に依存している、請求項１７記載の装置。
【請求項１９】スパイク（６）のような立体的隆起部
の高さがドラム直径に依存しており、好ましくは１〜３
ｍｍである、請求項１８記載の装置。
【請求項２０】立体的隆起部（６）および場合によっ
ては排液開口部（７）を備えたエンドレスベルトまたは
ドラム（１）の表面が、金属層の中実体からグラビアレ
ーザ光によって加工されている、請求項１から１９まで
のいずれか１項記載の装置。
【請求項２１】立体的隆起部（６）の形状、すなわち
横断面および／または作用直径が種々異なっている、請
求項１から２０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２２】フリース（２）内に孔構造を形成する
ために、１つ以上のノズルバー（３）がエンドレス面ま
たはドラム（１）に向けられている、請求項１から２１
までのいずれか１項記載の装置。