JP2003529682A - 加圧ウォータジェットを使用してシート材料を処理するためのデバイス - Google Patents
加圧ウォータジェットを使用してシート材料を処理するためのデバイスInfo
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- B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
Abstract
Description
とりわけ不織布構造を処理するために使用される針のようにして構造に対して作
用する加圧ウォータジェットを使用してシート材料を処理するためのデバイスに
対してなされた改良に関するものである。
85,706号から明らかなように、数十年にわたって使用されているこのよう
な技術においては、シート構造に対して、1つまたは複数の連続したインジェク
タレールからのウォータジェットを作用させる。この場合、ウェブは、多孔質ま
たは穴開きのコンベヤベルトによって、あるいは、回転ロールによって、支持さ
れている。ベルトやロールには、真空吸引源が接続されており、水を回収するこ
とができるようになっている。
ォータニードルを形成するためのシステムである。このシステムは、通常、『イ
ンジェクタ』と称される。
における第42図およびこれに関連する説明に従って、製造することができる。
より詳細な実施態様は、例えば米国特許明細書第3,613,999号や欧州特
許出願公開明細書第400 249号(米国特許明細書第5,054,349号
)に開示されている。後者の文献は、非常に高圧でもって(100bar以上)
水を放出し得るだけでなく微小ジェットを挿通させる穴開きプレートを容易に着
脱できるような構造を有したタイプのインジェクタが開示されている。
ジェクタレールの形態とされていて、例えば不織布とされた処理対象をなすシー
ト材料(F)の移動方向に対して横向きに延在している。インジェクタレールの
長さは、シート材料の幅に適合したものとされている。このインジェクタレール
は、単一の個別モジュールから形成することも、あるいは、互いに並置された複
数のモジュールから形成することも、できる。
なメインボディ(1)と、このメインボディ(1)の上部に設けられたチャンバ
(2)と、を備えている。チャンバ(2)は、円筒形状とされていて、ポンプ(
図示せず)からパイプ(3)を介して加圧水が供給されるようになっている。
(4)は、例えば、フィルタとしてだけでなく分散体としても機能するフィルタ
布が内張りされた穴開きシリンダとして構成されている。
たって規則的ピッチでもって互いに離間された複数の円筒形穴(5)を通って流
通する。穴(5)の直径は、一般的には、4mm〜10mmであり、互いに隣接
している2つの穴間に位置する壁の厚さは、3〜5mmである。
(5)は、下部チャンバ(6)内へと連通している。下部チャンバの底部には、
微小穴付きのプレート(7)が配置されている。微小穴の直径は、50〜500
μmとすることができ、好ましくは100〜200μmとすることができる。こ
の微小穴により、例えば不織布ウェブといったような被処理材料(F)の表面に
対して直接的に作用するウォータジェットまたはウォータニードル(8)を形成
することができる。
の開示によれば、長さ方向ジョー(9)を介して、インジェクタのメインボディ
に対して保持されている。この長さ方向ジョーは、液圧シリンダの作用を受け、
これにより、インジェクタに沿って配置されたクロスバーとプルロッドとからな
るシステムによって、クランプ作用を受ける。
面との間に、配置される。
圧水を印加して分散させるというこのようなシステムにおいては、また、そのた
めに下部チャンバ(6)に対して連通する穴(5)を使用するというシステムに
おいては、インジェクタの長さ全体にわたって正確に分散させることができ、各
オリフィスを通って同量の水が噴射される。
場合において、インジェクタ内の水圧が50barを超えた時には、被処理製品
に欠陥が発生することが、既にわかっている。
品を取り扱う場合に、円筒形穴(2)内における供給水圧が増大したときには、
下部チャンバ内の、互いに隣接した2つの穴(5)を離間させている壁の直下に
位置した領域(10)のところに、乱流領域が形成される。このような乱流は、
ウォータジェットへと伝達され、これは、その場所におけるエネルギーの急激な
実質的な低減をもたらす。よって、ジェット(J1)は、乱流領域の直下におい
て拡散するようになる。一方、穴(5)の下方においては、ジェット(J2)か
らの流通は、一方向性のままであり、安定的で乱流形成がない。
しの結合の有効性に直接的な影響をもたらし、製品内におけるファイバどうしの
絡み合いを不均一なものとする。特に密度に関して不均一さをもたらす。
おいて発生する。これら低密度バンドは、非常に不規則な表面性をもたらすもの
であり、低密度バンドの発生位置は、穴どうしの間に位置した乱流領域と正確に
一致する。
題を形成している。そのような改良は、上記課題を解決することができるととも
に、400barあるいはそれ以上といったような高圧での加圧水の供給を可能
とし、さらに、加圧水供給チャンバと処理ジェットすなわち処理ニードルを形成
するための穴付きプレートとの間において安定であってかつ乱流のない加圧水流
を得ることができ、これにより、ジェットどうしを完全に同一なものとして、す
べてのジェットが被処理製品に対して同じ作用をもたらすことができる。
してシート材料(不織布、織物複合体、フィルム、紙、等)を処理し得る本発明
によるインジェクタは、 −加圧水を供給するためのボディであるとともに、このボディの長さ全体にわ
たって延在する供給チャンバを備えており、この供給チャンバ内に加圧水がフィ
ルタを通して供給されるようになっている、ボディと; −処理水の除去を可能とする吸引力が付与されている搬送部材(ドラムまたは
コンベヤベルト)によって搬送されてくる処理対象をなすシート材料の表面に向
けて放射されるウォータニードルを形成する複数の微小穴が形成されているプレ
ートに向けて、加圧水を処理幅全体にわたって分散させるための分散領域と; を具備してなり、 加圧水が、供給チャンバから穴付きプレートへと、チャネルを通って導かれ、
チャネルが、供給チャンバの周縁部から穴付きプレートの表面にまで、インジェ
クタの長さ全体にわたって矩形横断面でもって延在しており、チャネルを形成し
ている両側壁の離間距離と高さとに基づいて、一方向性の安定したかつ乱流のな
い水流が得られるようになっていることを特徴としている。
間距離は、有利には、1mm〜10mmとされ、両側壁の高さは、5mm〜10
0mmとされる。このような構成に基づき、微小穴によって形成される各ジェッ
トは、処理幅全体にわたって、それぞれ同一の出力エネルギーを有している。
制限することのない例示としての以下の説明により、より明瞭に理解されるであ
ろう。
については、同じ参照符号が付されている。図3において、本発明によるインジ
ェクタ(請求項でいうところの『デバイス』)は、従来技術によるインジェクタ
と同様に、メインボディ(1)を備えている。このメインボディ(1)は、スチ
ール製であり、長さが3500mm、全体幅が200mm、高さが200mmと
されている。
が設けられている。このチャンバ(2)には、パイプ(3)を介して加圧水が供
給されるようになっている。
しかしながら、加圧水は、メインボディの上面側からまたは背面側から流入させ
ることもできる。
(4)は、フィルタ布が内張りされた穴開きシリンダとして構成されている。
小穴付きのプレート(7)が固定されている。この例においては、微小穴付きの
プレート(7)は、厚さが1mmでありかつ幅が25mであるようなスチールス
トリップから形成されており、少なくとも1列をなす複数のオリフィスを有して
いる。オリフィスの直径は、好ましくは100〜200μmとされ、オリフィス
どうしは、0.6〜1.2mmという間隔を隔てて互いに離間されている。
インボディ(1)の底面(20)と穴開きプレート(7)との間に、配置される
。
て印加される加圧水は、チャンバ(2)の周縁に延在するチャネル(22)を通
って、微小穴付きプレート(7)の表面へと到達する。このスリットチャネルは
、1mm〜10mmという離間距離でもって互いに離間されているとともに高さ
が5mm〜100mmとされている互いに平行な2つの対向壁(21)によって
、形成されている。このスリットチャネルは、側方においては閉塞されている。
して、図4から明らかなように、乱流が形成されることが一切なく、プレート(
7)のオリフィスによって形成されたウォータジェット(8)は、すべてが全く
同じエネルギーを有している。
というタイプの装置において比較試験を行った。この装置に対して、第1シリー
ズの試験においては、図1に示すような従来技術によるインジェクタが設置され
、第2シリーズの試験においては、本発明によるインジェクタが設置された。各
試験は、同じ加圧水条件で行われた。
、以下の特性のものとされた。 上部チャンバ(4)の直径: 50mm ダクト(5)の直径: 6mm ダクト(5)間の離間距離: 10mm ダクト(5)の高さ: 35mm 下部チャンバ(6)の高さ: 10mm また、微小穴付きプレートにおいてただ1列に形成された各微小穴の直径は、1
20μmとされ、微小穴どうしの離間距離は、0.6mmとされた。
よるインジェクタを使用して、行われた。ここで、上部チャンバは、従来型イン
ジェクタと同じ直径とされた。また、取水チャンバ(4)から微小穴付きプレー
ト(7)までにわたって延在するスリットチャネル(22)の高さは、36mm
とされ、このスリットチャネルを形成している互いに平行な対向壁どうしの離間
距離は、3mmとされた。
され、オリフィスどうしの離間距離は、0.6mmとされた。
ある不織布ウェブであって、太さ1.7dtexのポリエステルファイバをベー
スとした不織布ウェブが、処理された。
らの作用を受けるものとされた。
力を次第に増加させた。
0barの圧力までに関しては、各タイプのインジェクタを使用して得られたそ
れぞれの製品は、良好な一様性と同等の機械的特性とを示した。
インジェクタを使用したものについては、製品上に結合欠陥が発生した。この欠
陥は、水圧が増大するにつれて増大し、図1に示すような不規則平行バンドの形
成に至った。
製造を可能とした。最大400barという水圧においても、視認可能な欠陥は
、一切認められなかった。
く製造速度を増大させることができ、また、より厚手のウェブを処理することが
でき、さらに、従来型インジェクタを適用できなかった様々なタイプの複合体を
処理することさえできる。
断面について概略的に示す断面図である。
発生と不規則ジェットの形成とを概略的に示す図である、
によるインジェクタの構造を、鉛直方向対称面における断面も含めて概略的に示
す斜視図である。
の流れを概略的に示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ウォータジェットまたはウォータニードルを使用してシート
材料を処理するためのデバイスであって、 −加圧水を供給するためのボディ(1)であるとともに、このボディの長さ全
体にわたって延在する供給チャンバ(2)を備えており、この供給チャンバ内に
前記加圧水がフィルタ(4)を通して供給されるようになっている、ボディ(1
)と; −処理水の除去を可能とする吸引力が付与されている搬送部材によって搬送さ
れてくる処理対象をなす前記シート材料(S)の表面に向けて放射されるウォー
タニードル(8)を形成する複数の微小穴が形成されているプレートに向けて、
前記加圧水を処理幅全体にわたって分散させるための分散領域と; を具備してなり、 前記加圧水が、前記供給チャンバ(2)から前記穴付きプレート(7)へと、
チャネル(22)を通って導かれ、 前記チャネル(22)が、前記供給チャンバ(2)の周縁部から前記穴付きプ
レート(7)の表面にまで、デバイスの長さ全体にわたって矩形横断面でもって
延在しており、 前記チャネルを形成している両側壁(21)の離間距離と高さとに基づいて、
一方向性の安定したかつ乱流のない水流が得られるようになっていることを特徴
とするデバイス。 - 【請求項2】 請求項1記載のデバイスにおいて、 前記チャネル(22)を形成している前記両側壁(21)の離間距離が1mm
〜10mmとされ、高さが5mm〜100mmとされていることを特徴とするデ
バイス。
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