JP2000199160A - 無機短繊維フェルトの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無機短繊維フェルトの製造方法においてガー
ネットによる解繊、ニードルパンチによる交絡での繊維
の損傷防止に寄与できる製造方法と製造装置を提供す
る。 【解決手段】 解繊工程をガーネットのローラーカード
方式から本発明の解繊バーとシリンダーの組み合わせに
よる解繊とし、交絡工程をニードルパンチング方式から
エアーパンチング方式で交絡する事により繊維の損傷を
防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無機短繊維フェルト
の製造方法及び無機短繊維フェルトの製造装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来無機短繊維フェルトの製造において
ウォーカー、ストリッパーを有するローラーカード機で
解繊しニードルパンチング機でフェルトを交絡する製造
は公知の事実である。例えば特開平６−２８０１４４号
公報に開示された、セラミック不織布の製造方法によれ
ば、カットされたロックウールとガラス繊維を空気輸送
中に混合し、ホッパーにより投入し移送コンベアーで移
送した後カーディングマシーンで解繊しフェルト振分機
で層状に積層したフェルト状マットとし、コンベアーを
経てニードルを１５本／平方センチメートルのピッチで
取り付けたニードルパンチャーでフェルトの層間を縫合
するニードルパンチング加工をし、無機繊維ニードルパ
ンチングフェルトとする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな製造方法においては、以下の如き問題が生じた。即
ち、ガーネットワイヤーを使用するウォーカー、ストリ
ッパー、シリンダーでのローラーカード機による解繊で
は、伸度の有る繊維には有効であるが、伸度の無い無機
繊維はガーネットワイヤーに引っ掛けられて折れやす
く、又、繊維を損傷してしまう事になり収率も低下す
る。

【０００４】更に、積層されたフェルト状マットに金属
で引っ掛かりの有るニードルパンチ加工をする事によ
り、上記同様で繊維が損傷する問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる点に鑑み
てなされたものであり、上記目的を達成するために、無
機短繊維フェルトの製造方法及び製造装置において、解
繊工程をガーネットのローラーカード方式から本発明の
解繊バーとシリンダーの組み合わせによる解繊とし、交
絡工程をニードルパンチング方式からエアーパンチング
方式で交絡する事により、繊維の損傷を防止する、本発
明の製造方法及び製造装置を提供する。

【０００６】本発明の無機短繊維フェルトの製造方法は
無機短繊維を予備解繊、タワーから送り出し、本解繊、
吸引積層、及びフェルトの交絡の各工程を含む無機短繊
維フェルトの製造方法において、フェルトの交絡は、表
面に凹凸のあるベルト、プレート又はロール上の該未交
絡のフェルトに空気を吹きつけることにより行なわれる
ことを特徴とする方法である。

【０００７】そのフェルトの交絡は、空気吹き出しスリ
ットを有する固定ロールのまわりに回転する網状ロール
又は鉄板に穴をあけた穴あきロールと凹凸を有する移動
ベルトの間に未交絡のフェルトを挟んで行なわれること
が好ましい。

【０００８】未交絡のフェルトの両面又は片面に補強用
のネットを重ねて空気の吹きつけを行なっても良い。

【０００９】無機短繊維のフェルトの製造装置は、予備
解繊した繊維をタワーに送る供給手段、繊維をストック
するタワー、該タワーから繊維を取り出す少なくとも１
本のローラー、繊維解繊手段、空気吸引により繊維を積
層する手段及びエアーパンチング手段を含む無機短繊維
フェルトの製造装置である。

【００１０】該エアーパンチング手段は、表面に凹凸の
あるベルト、プレート又はローラーと空気の吹き出しス
リットを有する固定ロール及びその固定ロールのまわり
に回転する網状ロール又は穴あきロールとからなる。

【００１１】解繊装置は長手方向の軸線に沿って伸びる
鋸歯状の突起であって円周方向に所定の角度で及び間隔
をおいて形成されている解繊ローラと該解繊ローラと円
周に沿って形成され、表面に多数の角錐台を有する固定
板からなり、ローラの突起の先端が固定板の角錐台の表
面と実質上接触するか又はわずかの間隔を持つように該
ローラが回転するものである。

【００１２】本発明の無機短繊維フェルトの製造方法に
おいて、予備解繊された繊維をプレートファンによりダ
クトを通してコントロールタワー内に供給する。コント
ロールタワーにはセンサー指示によるスイング板を備え
る事と、ファンの風圧によりタワー内に繊維がブリッジ
を形成する事なく一定の高さ、一定の密度を保ち、解繊
シリンダー迄少なくとも２本のローラーを配置すること
により一定厚の繊維を供給し、解繊斑と目付斑を防止す
る事ができる。更に、本発明のノーズバーと解繊シリン
ダーの間に凹凸の有る解繊バーを備えて、前記一定厚の
繊維を平面ニップでは無く、凹凸部のみでフリーニップ
状態で繊維を把持し、ポイント数の少ない山形刃の解繊
シリンダーで解繊する事により繊維の損傷を防止する事
ができる。次に解繊された繊維は、ノーズバーから吐出
する圧縮空気により剥ぎ取られ、吸引されたケージロー
ルに張り付けられ、取り出しロール機構を備える製造装
置を提供する事によりフェルト状マットに形成される。
次に本発明のエアーパンチング装置を備えた製造装置を
提供する事を特徴とし、本装置を通す事により無機短繊
維フェルトの製造を完結する。当該装置は少なくとも１
対の圧縮空気により吐き出し装置と受動装置を備えてい
る事を特徴とする製造装置を提供する。尚、当該装置の
機構は、吐き出し装置と受動装置供繊維の進行方向に回
転し、吐き出し装置と受動装置の設置（上下）は限定さ
れない。吐き出し装置機構は丸形ドラム、ドラムネット
方式、回転シート、ネット方式及び吐き出し穴部の材
質、穴面積、穴形状も限定されない。又内部には固定板
を備え、開口部を設け開口部より繊維方向に圧縮空気を
吐出する。尚、固定板の開口面積、圧縮空気量、風速に
も限定されない。受動装置機構は固定板以外、吐き出し
装置機構同様に型式、方式に限定される事なく、表面凹
部の材質、深さ、形状にも限定されない。又、エアーパ
ンチング装置の前に、繊維の上部、又は下部、又は上下
にネット、穴あきシートによる挟み込みによる繊維との
交絡方法もあるが、挟み込みによる交絡についても限定
されない。以上、エアーパンチング装置を備えた製造装
置を通す事により、従来の金属針によるニードルパンチ
加工から、針を使用しないエアーでのパンチングに切り
替える事により、繊維の損傷を防止する事ができる。
又、本発明の受動板は、エアーを繊維に向かって直角に
突き抜けるエアーパンチング方式では無く、エアーは繊
維のやや進行方向に打ち込み、繊維を通過して受動板の
凹部に当たり、エアーは反復により凹部より再度繊維を
通過する。この機構を提供する事により、従来の一方向
のニードルパンチ式とは異なり、繊維交絡がランダムと
なる事により引張強度の高い無機短繊維のフェルトを製
造する事ができる。

【００１３】以下、添付図面を参照して本発明の好まし
い実施例を説明する。図１は本発明の実施例に係る無機
短繊維フェルトの製造装置の斜視図であり、図２は図１
に示す、解繊装置の拡大側面図である。図３は解繊ロー
ラの斜視図、図４は解繊バーの平面図である。

【００１４】先ずコントロールフィーダーとＭＴＯ機
（図示せず）で無機繊維３５を予備解繊を行なう。予備
解繊とは無機繊維の束を一定の長さに切断し、それをほ
ぐすことを意味する。

【００１５】また、図５は図１に示すエアーパンチング
装置の拡大縦断面図である。先ずコントロールフィーダ
ーとＭＴＯ機で予備解繊を行い、図１に示すファン
（Ｆ）によりダクト１を通して原料をコントロールタワ
ー２内にエアー搬送する。原料はコントロールタワー２
内に堆積していくが、堆積度合をセンサー３でキャッチ
し、原料が最初に接触するスイング板４で原料の高さと
エアーの逃げ方向をコントロールする。本例では、例え
ば、コントロールタワー２の断面積を０．１ｍ²とし、
原料密度は例えば１０．７ｋｇ／ｍ³に設定される。

【００１６】次に、一定の高さと一定の密度に保たれた
原料をプレート５上で、送り出しロール６とフィードロ
ール７で一定の厚みで解繊バー８まで移送する。本例で
は例えば厚みを８ｍｍ、送り出し速度を０．１１ｍ／ｍ
ｉｎに設定される。フィードロール７により送り出され
た原料３５は、解繊バー８を通ってフリーニップ状態で
解繊シリンダー９により解繊され、ノーズバー３３から
吐き出す圧縮空気により解繊シリンダー９の刃１０から
原料を剥ぎ取る。本例では例えば解繊シリンダー９の回
転数を３００ｒｐｍノーズバー１０より吐き出す圧縮空
気量を１１．５ｍ³／ｍｉｎに設定される。次に解繊さ
れ剥ぎ取られた原料は、ケージロール１１に積層され上
下１対の取り出しロール１２によりフェルト状マットと
して引き出される。本例では、例えばケージロール１１
のマットが表着している状態での静圧を２２０ｍｍＡｑ
とし、ケージロール１１及び取り出しロール１２の周速
を７ｍ／ｍｉｎに設定される。

【００１７】次いで積層したフェルトはエアーパンチン
グされる。エアーパンチングはスリット２１を有する固
定ロール２２及びそのまわりに回転する網状ロール又は
穴あきロール２３と凹み２４を有するベルト２５により
行なわれる。凹み２４はベルト等の表面に多数設ける。
凹みの直径は５〜２０ｍｍ、深さは３〜１０ｍｍが好ま
しい。未交絡のフェルト２６は網状ロール又は穴あきロ
ール２３とベルト２５の間を移動させる。この場合空気
はスリット２１から吹き出され、ベルト２５の凹み２４
の表面に突き当たり、跳ね返えされて、再度、繊維の交
絡を促進する凹み２４がないと空気の跳ね返りによる再
度の繊維の交絡は行なわれない。この場合スリット２１
から吹き出る空気の方向はフェルトに対し垂直方向でな
く、幾分角度（α）例えば５°〜３０°をつけることが
好ましい。空気の吹きつけに角度をつけることにより吹
き出される空気と跳ね返り空気がぶつかることがなくな
る凹みを有するベルトの代りに凹みを有するローラを使
用しても良い。

【００１８】図３及び４は解繊装置に関する。解繊ロー
ル９には長手方向に軸線に沿って伸びる鋸歯状の突起１
０が設けられている。突起１０は円周方向に所定の角度
で及び間隔をおいて設けられている該解繊ローラの円周
に沿って形成され、表面に多数の角錐台３１、好ましく
は四角錐台を有する解繊バー８からなる。突起１０の先
端は角錐台３１と接触すると又はほぼ接触状態（又は両
者はわずかに離れていてもよい）である。そのため解繊
ローラと解繊バーが解繊が完全に行なわれる。

【００１９】本発明は上記無機短繊維の製造装置を用い
て市販の炭化珪素系繊維９μｍ及び１４μｍ、繊維長５
０ｍｍをフェルト状にし製造し、かくして製造された本
発明の製造品（実施例）と従来の無機短繊維の製造装置
によって製造された同等の製造品（比較例）との特性を
比較すべく比較試験を実施した。図４はこれらの比較試
験の結果を示す図表である。

【００２０】図４に示す如く、本実施例に係る無機短繊
維フェルトの製造品では繊維長が長く又、強力、伸度が
比較例に比べ大幅に向上し、従来品に見られない新規な
素材機能を示している。これは本発明の無機短繊維フェ
ルトの製造方法が従来の製造方法に比べ、安定した高機
能のフェルトを製造する方法であることを実証してい
る。

【００２１】このように本実施例の無機短繊維フェルト
の製造方法により製造されたフェルトは、従来の技術で
製造されたフェルトに比べて品質特性が著しく向上して
いると判明した。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の上記構成
によれば、繊維の損傷を防止し、解繊工程を簡素化する
事ができる無機短繊維フェルトの製造方法及び製造装置
を提供する事ができる。しかも本発明の製造方法、また
は製造装置によればフェルトの引張強度、伸度の品質特
性に優れ従来の製造品より著しく向上した無機短繊維フ
ェルトを製造する事が可能となる。又、本発明によるフ
ェルトは、新規な分野へのフェルトの適応可能性を高め
るばかりでなく、フェルトの新規用途の可能性、または
応用性を提供し、その実用的効果は極めて大きい。

【００２３】本発明の実施態様は次の通りである。

【００２４】１．無機短繊維を連続的にフェルトに製造
する短繊維の連続フェルト製造方法において、長さ１５
〜７６ｍ／ｍで直径５〜３０μｍの繊維を予備解繊しフ
ァンによりタワーにて空送し繊維を送り出しロール、フ
ィードロールで繊維を引き出し、解繊バーとシリンダー
で本解繊を完結させ、ケージロールで吸引しフェルト状
マットとしその後エアーパンチング装置でエアーパンチ
することを特徴とする無機短繊維フェルトの製造方法。

【００２５】２．空送により一定密度の繊維をタワーに
ストックし一定厚繊維をシリンダーに供給して解繊する
事を特徴とする上記１に記載の無機短繊維フェルトの製
造方法。

【００２６】３．フリーのニップ状態でシリンダーによ
る解繊する事を特徴とする上記１又は２に記載の無機短
繊維フェルトの製造方法。

【００２７】４．フェルト状マットに形成後金属針によ
るニードルパンチをせず圧縮エアーにて交絡する事を特
徴とする上記１乃至３のいずれか１項に記載の無機短繊
維フェルトの製造方法。

【００２８】５．無機短繊維を連続的にフェルトに製造
する短繊維の連続フェルト製造装置において、予備解繊
した繊維を循環式でダクトにより一定量の繊維をタワー
にストックする供給装置と一定厚の繊維をシリンダーに
供給するローラーを有する送り出し装置とノーズバーと
解繊バーとシリンダーによる解繊装置を有し、エアー吸
引によるケージロールと取り出しロールを配置し繊維を
交絡するエアーパンチング装置を備える事を特徴とする
無機短繊維フェルトの製造装置。

【００２９】６．前記供給装置は繊維位置センサーとセ
ンサー指示によるスイング板を備える事を特徴とする上
記５に記載の無機短繊維フェルトの製造装置。

【００３０】７．前記送り出し装置は少なくとも１本の
ローラーを有し、フィードロールはフリーのニップ状態
でシリンダー迄送り出す事を特徴とする上記５又は６に
記載の無機短繊維フェルトの製造装置。

【００３１】８．前記解繊装置はフィードロールとシリ
ンダー間に凹凸の有る解繊バーを備え、フリーのニップ
状態でシリンダーで解繊する事を特徴とする上記５乃至
７のいずれか１項に記載の無機短繊維フェルトの製造装
置。

【００３２】９．前記解繊装置はシリンダーで解繊した
繊維を解繊バー下部ノーズバーの圧縮空気で剥ぎ取る事
を特徴とする上記５乃至８のいずれか１項に記載の無機
短繊維フェルトの製造装置。

【００３３】１０．前記エアーパンチング装置は少なく
とも１対の圧縮空気による吐き出し装置と受動装置を備
える事を特徴とする上記５乃至９のいずれか１項に記載
の無機短繊維フェルトの製造装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明装置の斜視図。

【図２】 解繊装置の側面図。

【図３】 解繊ロールの斜視図。

【図４】 解繊バーの平面図。

【図５】 エアーパンチ手段の断面図。

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年１月１２日（１９９９．１．１
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

フロントページの続き (71)出願人 599002250 株式会社小原鉄工所 兵庫県川西市見野２丁目７番８号 (72)発明者 石井 裕 千葉県船橋市田喜野井１−33−１ (72)発明者 縞谷 和則 広島県豊田郡本郷町本郷3500−17 (72)発明者 太田 英雄 神奈川県海老名市中野96−２ (72)発明者 神田 孝 大阪府豊中市利倉１丁目13番３号 (72)発明者 大塚 美良 兵庫県川西市見野２丁目７番８号 Ｆターム(参考） 4L047 AA01 AB02 BA07 CA04 CA12 CB01 EA08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機短繊維を予備解繊、タワーから送り
   出し、本解繊、吸引積層、及びフェルトの交絡の各工程
   を含む無機短繊維フェルトの製造方法において、フェル
   トの交絡は、表面に凹みのあるベルト、プレート又はロ
   ール上の該未交絡のフェルトに空気を吹きつけることに
   より行なわれることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 そのフェルトの交絡は、空気吹き出しス
   リットを有する固定ロールのまわりに回転する網状ロー
   ル又は穴あきロールと凹みを有する移動ベルトの間に未
   交絡のフェルトを挟んで行なわれる請求項１記載の方
   法。
3. 【請求項３】 未交絡のフェルトの両面又は片面に補強
   用のネットを重ねて空気の吹きつけを行なう請求項１記
   載の方法。
4. 【請求項４】 無機短繊維を連続的にフェルトに製造す
   る短繊維の連続フェルト製造装置において、予備解繊し
   た繊維をタワーに送る供給手段、繊維をストックするタ
   ワー、該タワーから繊維を取り出す少なくとも１本のロ
   ーラー、繊維解繊手段、空気吸引により繊維を積層する
   手段及びエアーパンチング手段を含む無機短繊維フェル
   トの製造装置。
5. 【請求項５】 該エアーパンチング手段は表面に凹凸の
   あるベルト、プレート又はローラーと空気の吹き出しス
   リットを有する固定ロール及びその固定ロールのまわり
   に回転する網状ロール又は穴あきロールとからなる請求
   項４記載の装置。
6. 【請求項６】 表面に凹凸のあるベルト、プレート又は
   ローラーと空気の吹き出しスリットを有する固定ロール
   及びその固定ロールのまわりを回転する網状ロール又は
   穴あきロールとからなる未交絡フェルトのエアーパンチ
   ング装置。
7. 【請求項７】 長手方向の軸線に沿って伸び鋸歯状の突
   起であって円周方向に所定の角度で及び間隔をおいて形
   成されている解繊ローラと該解繊ローラの円周に沿って
   形成され、表面に多数の角錐台を有する固定板からな
   り、ローラの突起の先端が固定板の角錐台の表面と接触
   するか又はわずかの間隔を持つようにローラが回転する
   解繊装置。