JP2009544862A - 天然ウールベースの不織布を製造する方法、その方法を適用するためのプラント、およびその方法によって得られる製品 - Google Patents

Abstract

【課題】天然ウールベースの不織布を得るためのプラントおよびそれに関連する処理方法を提供する。
【解決手段】ウールベースの不織布を製造するプラントおよび方法が開示され、該プラントおよび方法では、天然ウール繊維ベースのフロックを提供する工程と、ウール繊維ベースのベールを得るまで、前記ウール繊維ベースのフロックのカード加工およびベール加工を実施する工程と、前記ウール繊維ベースのベールに対してニードルパンチ加工を実施する工程とが実施され、ニードルパンチ加工の終わりには、ウォータージェットインターリーブ工程も実施される。そのような方法およびプラントによって有利に得られてもよい、いくつかの製品も開示される。
【選択図面】図２

Description

本発明は、不織布、特に天然ウールベースの不織布を製造する方法およびプラント、ならびにそのような方法によって得られる製品に関する。

既知のように、不織布は、特定の長さの複数の天然繊維または合成繊維を集合させることによって得られる、実質的に二次元の半製品である。この観点から、その代わりに不定の長さの糸を基礎とし、従来の横糸／縦糸構成を得る織機を使用する、従来の織布とは根本的に異なる。

複数の繊維を統合して布地とするため、純粋に機械的な作用を通して、かつ結合剤を用いて、相互に安定した形で繊維をインターリーブする（interleaving）ことを実質的に企図し、それによって、使用に伴って製品が解けるのを防ぐ様々な技術が存在する。

産業分野では、不織布を組成するのに特に適した様々な合成繊維が開発され製造されてきた。反対に、それとは異なってこの加工には非常に不適切であり、インターリーブしない、または時間の経過および使用に伴ってその結合が緩むという固有の傾向を有する、いくつかの天然繊維がある。

それに関して、これまでのところ、天然ウール繊維を用いて良好な不織布を得られるようにする何らかの加工を発見することは不可能であった。

場合によっては、ニードルパンチ機を使用して、加工可能なウールの支持体を得ることが可能であった。

ニードルパンチ機は、互いに貫通し合い、離れる方向に交互に移動する向かい合った針（特定の配置を有する）の配列を一組または複数組備え、加工される繊維のベールをそれらの間で移動させるワークステーションであり、２つの向かい合った針の配列を、互いに近付き、またさらに離れるように繰り返し移動させて、針を互いに貫通させると、間にある繊維が「ニードルパンチされ」、すなわち繊維がインターリーブし、互いと機械的に接続し、それによって繊維のベールに特定の抱合を付与することができる。

しかし、天然ウール繊維の一貫性および物理的性質は、特定の条件でのみ、すなわち、原料のベールが適当な坪量のものであるとき、ならびに針が対角線上に配置され、かつ／または特別なフックが存在することを特徴とするときにのみ、ニードルパンチプロセスが機能できる、すなわち安定した不織布を供給できるようなものである。

これらの条件では、天然ウール繊維を用いても、いずれにしても、一種のフェルト、すなわちやや厚くて堅く、扱いにくくて触感が悪く、かつ用途が限定される製品を形成することしかできない。

その代わりに、より高品質の天然ウール繊維ベースの不織布が求められていると考えられるが、それは、これが多数の有利な用途に役立つ可能性があることと、さらにこれらの繊維固有の断熱性および難燃性によるものである。

特に、機械的応力（裂け、切断など）に対する十分な耐性を有し、使用にあたって良好な抱合を維持するような不織布を得ることができ、かつ従来の仕上げ処理でそれを染色することができることが望ましいであろう。

したがって、本発明の目的は、天然ウールベースの不織布を得るためのプラントおよびそれに関連する処理方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、柔軟で、扱いやすく、耐性があり（染色処理に対しても）、かつ多数の用途に適した天然ウールベースの不織布の製品を提供することである。

そのような目的は、添付の特許請求の範囲に本質的な特徴が記載されているような方法、装置、および製品によって達成される。

本発明によるデバイスのさらなる特徴および利点は、いずれにしても、例証として与えられ、添付図面に示される、その好ましい実施形態の以下の詳細な説明からさらに明白になるであろう。

本発明の例示的なプラントを示す概略図である。 本発明の例示的なプラントの立面側面図である。 本発明に用いられるニードルパンチ機の例示的な針のプレートの断面図である。 図３のプレートの針の立面図である。 図２に示されるウォータージェットステーションの拡大した詳細の概略図である。 ニードルパンチ加工後の本発明による布地の、４倍レンズ、４０倍接眼レンズ、１２８倍画像拡大による顕微鏡写真である。 ニードルパンチ後の本発明による布地の、１０倍レンズ、１００倍接眼レンズ、３２０倍画像拡大による顕微鏡写真である。 ウォータージェットによる処理後の不織布の図６Ａと同様の写真である。 ウォータージェットによる処理後の不織布の図６Bと同様の写真である。 染色処理後の不織布の図６Ａと同様の写真である。 染色処理後の不織布の図６Ｂと同様の写真である。

製造プロセスは、十分な量および均一性のフロックを有するように、それ自体が既知の手法で加工済みのウールを基礎とするように規定する。この最初の処理は、例えば、あらゆる既知のタイプの機械的プロセスを用いて行ってもよい。

本発明によれば、次に、ウールのフロックを、２０〜５０重量％、より良好には約３０重量％の量の、ポリエステル、ポリアミド、ビスコース、アクリル、竹、ＰＬＡ、および好ましくはマイクロファイバーなど、合成繊維の様々なサイズのフロックと混合する。本出願人が実施した試験により、完成品のウール布地に優れた機械的および物理的品質を付与するマイクロファイバーのフロックが特に好ましいことが発見されており、特に適切なマイクロファイバーは、ポリエステル／ポリアミド製の「機械的分割可能（Mechanical splittable）」と呼ばれるもの、例えば、ファー・イースト・テキスタイル社（Far East Textile Ltd.）からＥＡＳＴＬＯＮ ＳＹ１２５０ＳＭＳ ＭＩＣＲＯ−ＳＰＬＩＴの名称で市販されているものである。

マイクロファイバーという用語により、この文脈では、繊維が、１ｄｔｅｘ未満の番手のもの、または１ｄｔｅｘ超過の番手の複合繊維であり、溶剤、アルカリ、もしくは機械的作用（高圧ウォータージェット）によって超微細繊維または極微細繊維のセグメント（０．０９〜０．１３ｄｔｅｘの番手）に分割可能であることを意図する。

これらの「分割可能な」マイクロファイバーは、機械的衝撃を受けると、多数の非常に微細な（１ｄｅｎ未満）の繊維に分かれ、それによって以下に説明する有利な効果を生むという特徴を有する。

ウールのフロックと合成繊維のフロックとの混合は、均一な基礎製品が得られるまで実施しなければならず、混合は、例えば、混合する繊維の量に応じて約３〜４時間、カード用開毛機（Carding willow）および混合機内で実施することができる。

次に、混合した塊を、カード機／ベール形成機２および場合によってはそれに続くプリーツ加工機(Pleating machine)を用いたプロセスに掛けて、得ようとする最終製品の厚さに応じて、厚さが６〜８ｃｍ、重量が１２０〜３００ｇ／ｍ^２の連続した加工可能なベールを得る。

ベール形成機２および場合によってはプリーツ加工機の出口において、繊維のベールを、好ましくは、ギル機(Gill box)によって延伸し、次に第１のニードルパンチステーション３上に設置し、そこで、それ自体が既知の技術を用いてニードルパンチする。例えば、フェーラー社（Fehrer AG）製のニードルパンチ機を使用してもよい。

ニードルパンチはまた、例えばプレニードルパンチも実施する、１つまたは複数の後続の工程を通して実施してもよい。

このプロセスでは、ベールを構成する繊維間の第１の機械的インターリーブが行われる。厚さ２．５〜４．０ｍｍの不織布のカーペットが得られるまで、ニードルパンチを行う。

合成繊維、特にマイクロファイバーが存在することは、この段階で既に良好な結果を得る助けとなる。

さらに、本発明によれば、ニードルパンチ機３からの出口において、布地に、ニードルパンチ不織布の品質を高める（dignify）ウォータージェット４を用いたインターリーブ処理（いわゆる「スパンレース(Spunlace)」処理）を施す。特に、本出願人は、この段階は、繊維間の結合の数および固体性を増加させることから、ウール繊維を用いたプロセスの良好な結果にとって非常に有利であることを発見している。この最後の処理中、マイクロファイバーは、ウォータージェットによって分離（分割）され、それによって形を成す超薄繊維がウール繊維をさらに結合する。

したがって、ウォータージェットインターリーブ（water-jet interleaving）により、ニードルパンチ不織布を完成させ、その品質を高め、より密に編まれた均一で柔軟な布地とすることが可能になり、その結果は、ウール繊維ベースの所望の製品を得られるようにするために重要である。

ウォータージェットインターリーブは、好ましくは、直線ｃｍ当たり１２〜１８、好ましくは直線ｃｍ当たり１６のジェット密度、２５０〜４００ｂａｒ、好ましくは１５０〜２５０ｂａｒの圧力、および低い前進速度で実施される。

これにより、１５０〜１８０ｇｒ／ｄｍ^３の密度および０．８〜１．６ｍｍの厚さを得ることが可能になる。

ニードルパンチとウォータージェットインターリーブとをこのように組み合わせ、かつ合成繊維が存在するおかげで、優れた機械的および物理的品質を有するウールベースの不織布を得ることができる。

特に、ニードルパンチにより、やはり顕著な幅（例えば、８ｃｍ超過）のベールを基礎とする、混合したウール繊維／合成繊維の最初の圧密および交差をもたらすことが可能になる。これにより、後に続くウォータージェットインターリーブを効率的にするのに適した基材を得ることが可能になり（そうでなければ、より太い繊維と相互作用することができない）、それが、取扱い、触感、孔隙率、および抱合の所望の特性を付与する。そのことにより、いずれにしても必然的にフェルトタイプの製品に至るニードルパンチプロセスを過度に推し進めることなく、８ｃｍをも超過する厚さのベールを基礎とする、柔軟で密に編まれた布地を得ることができる。

ウォータージェットインターリーブを用いた仕上げ処理のおかげで、天然ウールベースの不織布は、「スパンレース」としての特徴的な細孔の繊度と毛羽立ち、ならびに良好な縁部の剪断抵抗を有する。２つの処理を合わせることによって得られる高い抱合により、ウールの不織布はまた、高い引裂き抵抗を有し、多数の洗浄サイクルに耐える。さらに、正確にはこれらの品質に照らして、本発明の不織布は、プロセスの最後であっても、染色処理に完璧に耐えることができ、その染色は、むしろ原料に対して（すなわち、加工の上流で繊維に直接）実施することははるかに困難である。また、この最後の特徴により、本発明による製品の応用分野がさらに拡張する。

本出願人は、本発明のプロセスおよびプラントによって得られるウール地は、驚くことに、ニードルパンチプロセスのみまたはウォータージェットインターリーブのみを使用することではこれまで決して得られなかった特徴を有することを確認することができた。

また、難燃性および断熱性など、ウール繊維自体の特性のおかげで、この独自のウール地が実現する用途の数および多様さは目覚しいものである。

特に、本発明にしたがって製造される不織布は、毛布または断熱板の分野における用途、裏地材およびタペストリー（自動車産業を含む）における用途（適切な厚さ／体積で製造された場合、さらに発泡体の代用として）、乾式フィルタおよび湿式フィルタにおける用途、掃除用クロスの分野における用途（ウール成分のおかげで研磨効果を生み出す）、衣料産業における用途などを見出すことができることが発見されている。

ただし、本発明は、本発明の範囲の非限定例のみを示す上述した特定の構成に限定されないものとし、本発明の範囲から逸脱することなく、すべて当業者の理解の範囲内にある多数の変形例が可能である。

２ カード機／ベール形成機
３ ニードルパンチステーション
４ ウォータージェット

Claims (11)

1. 少なくとも１つのニードルパンチステーションおよび１つのウォータージェットインターリーブステーションを連続して備えることを特徴とする、フロック状の天然ウール繊維ベースの不織布を製造するプラント。
2. 前記ニードルパンチステーションの上流に、カード加工およびベール形成ステーションがさらに予め配置されている、請求項１に記載のプラント。
3. 前記ニードルパンチステーションの上流に、ウール繊維のフロックを２０から５０重量％の量の合成繊維のフロックと混合することができるフロック混合ステーションをさらに備える、請求項１または２に記載のプラント。
4. 天然ウール繊維ベースのフロックを提供する工程と、
   ウール繊維ベースのベールが得られるまで、前記ウール繊維ベースのフロックのカード加工およびベール加工を実施する工程と、
   ニードルパンチカーペットを得るため、前記ウール繊維ベースのフロックに対してニードルパンチを行う工程とを含む、ウールベースの不織布の製造方法であって、
   ニードルパンチの終わりに、前記ニードルパンチカーペットにウォータージェットインターリーブを施す工程も実施することを特徴とする、製造方法。
5. 前記カード加工およびベール加工の前に、前記ウール繊維ベースのフロックを、２０から５０重量％の量の合成繊維のフロックと混合する、請求項４に記載の製造方法。
6. 前記合成繊維のフロックが分割可能なマイクロファイバーのフロックである、請求項５に記載の製造方法。
7. 前記ウールベースのベールが８ｃｍ超過の厚さを有する、請求項４、５、または６に記載の製造方法。
8. 請求項４から７のいずれか一項に記載の方法によって得られることを特徴とする、ウールベースの不織布。
9. 請求項８に記載の不織布から成ることを特徴とする、断熱性ブランケット。
10. 請求項８に記載の不織布から成ることを特徴とする、裏打ち用布地。
11. 請求項８に記載の不織布から少なくとも部分的に成ることを特徴とする、衣料用構成材。

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