JP2014101607A - トウの拡幅装置及び拡幅トウの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、捲縮を有するトウを簡便な手段で高倍率に拡幅して、薄くて均一に拡幅された品質の良いトウを生産性も良く製造できる、トウの拡幅装置及び拡幅されたトウの製造方法に関する。
【解決手段】 走行する捲縮を有するトウに対して、周期的にテンションを加えるテンションバーが設けられ、このテンションバーが必要に応じ多段に設けられ、又は凹凸を有する棒状体や湾曲バーやエクスパンダーロール、ウインスロール、エアー噴出装置、静電荷付与具等の他のトウ拡幅手段と組み合わせて使用されるトウの拡幅装置と、ニードルパンチ加工された捲縮を有するトウに周期的にテンションを加えることによる拡幅されたトウの製造方法。
【選択図】 図2
【解決手段】 走行する捲縮を有するトウに対して、周期的にテンションを加えるテンションバーが設けられ、このテンションバーが必要に応じ多段に設けられ、又は凹凸を有する棒状体や湾曲バーやエクスパンダーロール、ウインスロール、エアー噴出装置、静電荷付与具等の他のトウ拡幅手段と組み合わせて使用されるトウの拡幅装置と、ニードルパンチ加工された捲縮を有するトウに周期的にテンションを加えることによる拡幅されたトウの製造方法。
【選択図】 図2
Description
本発明は、トウ巾を拡幅する手段に関し、特に、簡便な装置で高倍率に拡幅して、薄くて均一に拡幅されたトウを、生産性も良く製造できる、トウの拡幅装置及び拡幅されたトウの製造方法に関する。
トウは、紡績糸等の原料として量産されている極めてコストの安い繊維である。そして、そのトウを切断して短繊維の形態で、乾式不織布や湿式不織布の原料としても大量に使用されている。しかし、短繊維としてしまうと、不織布の強度は短繊維間の絡合強度に依存し、本来の繊維がもっている強度、伸度を失ってしまう。そこで、トウの状態のまま不織布として用いる試みがなされている。その一つとして、トウを拡幅して直交不織布(特開昭48−50080号等)や多軸不織布(特開2001−271259号)の原料とされている。本発明は、簡便な装置で高倍率に拡幅でき、薄くて均一に拡幅でき、生産性も良いトウの拡幅装置を提供する。
本発明は、簡便な手段で高倍率に拡幅でき、薄くて均一に拡幅でき、生産性も良いトウの拡幅装置及び拡幅されたトウの製造手段を提供する。
本発明のトウの拡幅手段としての特徴を下記に示す。本発明は、走行している捲縮を有するトウに対して、周期的にテンションを加えることによってトウの有する捲縮を伸長させ、テンションが除かれる際に捲縮を復元させる作用を有するバーが設けられていることを特徴とするトウの拡幅装置に関する。また本発明は、前記テンションバーが、張力遮断具を介して複数個設けられていることを特徴とする、前記トウの拡幅装置に関する。また本発明は、前記テンションバーと、前記トウにテンションが加わっている時に突起部がトウに貫入し、トウのテンションが弛緩時には、突起部がトウから離れるように配置され、かつ、トウに貫入している突起部が拡幅されて行くトウの幅方向に往復移動する凹凸部を有する棒状体と、からなることを特徴とする、前記トウの拡幅装置に関する。前記テンションバーが、拡幅されて行く前記トウの幅方向に設けられた一対のバー上をトウがZ状に走行しており、かつ、この一対のバーが周期的にほぼ半回転運動を繰り返すことにより、走行するトウに対して周期的にテンションが加えられるZバーであることを特徴とする、前記トウの拡幅装置に関する。また本発明は、前記テンションバーが、下記のa−eの他の拡幅手段と組み合わされていることを特徴とする、前記トウの拡幅装置に関する、a.湾曲バー、b.エクスパンダ―ローラ、c.ウインスロール、d.トウの流れ方向に対してほぼ直角方向にエアーを噴出するエアー噴出手段、e.静電荷付与手段。また本発明は、前記拡幅装置により拡幅されたトウが、収縮され熱処理されて自己の有する捲縮をさらに嵩高にされる、収縮熱処理装置を有することを特徴とする、前記トウ拡幅装置に関する。さらに本発明は、捲縮を有するトウにニードルパンチ加工が施されてフィラメント間が絡合された絡合トウに対して、周期的にテンションを加え、トウの有する捲縮を伸長させ、テンションが除かれる際に捲縮を戻す作用を有するバーによって拡幅されることを特徴とする、拡幅トウの製造方法に関する。
本発明は、トウの拡幅手段に関する。トウ(tow)とは、JISの繊維用語「紡績原料の1種で、きわめて多数のフィラメントをそろえた束」と定義されており、本発明におくるトウも、このような「きわめて多数のフィラメントの束」の意味で使用する。なお、本発明におけるフィラメントとは、本質的に連続した細い繊維で、約50ミリメータ以下である短繊維とは区別される。さらに、本発明の原料となるトウのフィラメントは、捲縮されたものであることを要する。捲縮は、クリンパーボックスによる捲縮やコンジュゲート法による捲縮が望ましいが、他の機械的手段による捲縮であってもよい。
トウは、通常の紡績用原料として使用する場合は、トウタルのdtexが数百万dtexの束状のものが使用されている。しかし、本発明の原料となるトウとしては、上記の範囲のトウばかりでなく、数千dtexから数万dtexのものも使用され、一定幅の束状のものとして提供される。
本発明に使用される原料トウを構成するフィラメントの繊度は、10dtex以下で、であることが望ましく、3dtex以下がさらに望ましい。10dtexを越えると繊維が剛直になり、拡幅が困難になるからである。
本発明に使用されるトウは、いわゆる短繊維製造を目的としたトウ製造法に限定されるものではなく、不織布製造のスパンボンドダイス、メルトブローダイス、フラッシュ紡糸ダイス等から紡出されるフィラメントを延伸することにより製造することもできる。要は「きわめて多数のフィラメントをそろえた束」であればよい。
本発明におけるトウが、融点を異にするポリマーからなるコンジュゲートフィラメントまたは混合フィラメントを使用することができる。コンジュゲートフィラメントは、カサ高性や風合いを出すことに有効であり、また低融点成分が接着成分として働き、熱エンボスや熱圧着により、フィラメント間や層間の接合に利用することができる。 また、融点や収縮率を異にするフィラメントを混合した混合フィラメントトウも、カサ高性や風合いを出すこと等に有効であり、また低融点成分フィラメントが接着成分として働き、熱エンボスや熱圧着によりフィラメント間や層間の接合に利用することができる。コンジュゲートフィラメントがサイドバイサイド型であることより、潜在捲縮、顕在捲縮をもたらし、本発明の捲縮フィラメントとして使用することができる。これらのフィラメントの別のタイプとして、異径断面フィラメントや分割型フィラメントも使用できる。
本発明に使用されるトウは、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、アクリルニトリル、ポリビニルアルコール等の有機合成繊維からなるトウが使用される。または超高強度ポリエチレン、アラミド、ポリアリレート等の高性能、高機能繊維のトウも使用できる。本発明における原料トウが、廃プラスチックを主原料樹脂として紡糸されたものが利用できる点に特徴がある。
本発明の拡幅手段は、走行しているトウに対して、周期的にテンションを加えるテンションバーが設けられていることを特徴とする。周期的にテンションを加えることにより、走行するトウは緊張してトウが有する捲縮が伸長し、テンションが緩められると、伸ばされた捲縮が元に戻される。これが繰り返されることにより、走行するトウは徐々に拡幅されて行く。テンションバーは、走行しているトウの幅方向に配されたバーで、走行するトウに対して周期的に押し付けることで、トウに周期的にテンションを加えて行く。
このテンションバーは、複数個設けられていることが望ましい。このようにテンションバーを複数個設ける場合、これらのテンションバーの間に、拡幅されて行くトウの幅方向に設けられた張力遮断具が設けられ、複数個のテンションバーに作用するテンションを遮断されることが望ましい。遮断具を介さずに直接多段にテンションバーを設けると、テンションバー相互間のテンションが相互に影響し、拡幅効果が少なくなる場合がある。その遮断具の例として固定バーがあり、その固定バーがトウの表面を摺動するように配置されている。他の遮断具の例として、ニップロールによって前後のテンションを遮断することができる。
本発明におけるテンションバーの一つの形態として、Zバーがある。Zバーは、拡幅されて行くトウの幅方向に設けられた一対のバー上を、トウがZ状に走行しており、かつ、この一対のバーが軸を中心に周期的にほぼ半回転運動を繰り返すことにより、走行するトウに対して周期的にテンションが加えられるZバーが使用される。Zバーは、簡便な装置であるにもかかわらず、走行するトウに対して緊張と弛緩のテンション差を大きくとることができる。
本発明のテンションバーは、他のトウ拡幅手段と組み合わせて使用することによって大きな効果をもたらす。その他の拡幅手段の一つとして、テンションバーによるトウのテンションが加えられている時には、突起部がトウに貫入し、トウのテンションが緊張時には、突起部が離れるように配置されている凹凸を有する棒状体がある。そして、このトウに貫入している突起はトウの進行方向に対して直角方向に移動するように構成されている。この凹凸部を有する棒状体は、トウの拡幅に寄与するばかりでなく、拡幅されたウェブの均質化、すなわち均し効果がある。
本発明のテンションバーは、a.湾曲バー、b.エクスパンダ―ローラ、c.ウインスロール、d.トウの流れ方向に対してほぼ直角方向にエアーを噴出するエアー噴出手段、e.静電荷付与手段などと組み合わせることによっても、拡幅効果を大きくすることができる。それぞれの形態および特質は、図の説明において行う。
本発明の拡幅装置の最終工程として、拡幅されたトウが収縮され熱処理されて自己の有する捲縮をさらに嵩高にされる、収縮熱処理装置を有することが望ましい。本発明の拡幅手段によりトウが拡幅されていく過程で、少しずつではあるが、自己の有する捲縮が伸長されて、拡幅トウの有するカサ高性が低下する場合がある。拡幅トウを直接不織布として使用する場合など、カサ高性が要求される場合があり、このような収縮熱処理装置があることが求められる。熱処理は熱風チャンバー中で行われることが多く、熱風温度は、トウを構成するフィラメントの軟化点以上で融点以下であることが好ましい。
捲縮を有するトウに対して、ニードルパンチ加工が施されると、フィラメント間が絡合(絡み合うこと)される。この絡合トウに対して、周期的にテンションを加え、トウの有する捲縮を伸長させ、テンションが除かれる際に捲縮を戻す作用を有するバーによって拡幅を行うことができる。ニードルパンチ加工とは、ウェブに対して鉤針を往復運動(パンチ)させる加工である。フィラメントが絡合されたトウを用い本発明のテンションバー方式の拡幅手段を使用することで、非常に高倍率で均質に拡幅されたトウを実現することができた。
本発明のトウ拡幅手段は、簡便な装置であるにもかかわらず高倍率に拡幅できる点に特質がある。また、拡幅されたウェブの均質性が高いことにも特徴がある。このように高倍率に拡幅でき、しかも均質であることは、薄くてムラの少ない拡幅ウェブとすることができる。このような薄くてムラのない拡幅ウェブは、短繊維の塊が生じ難く、また、カットミスが少ないので、短繊維製造用のトウウェブとして高品質なものである。また、薄くてムラのない拡幅ウェブは、そのまま不織布として使用する場合や、直交不織布や多軸不織布の原料として使用する際の、非常に質の良いウェブとなる。電荷が与えられた拡幅されたウェブは、エレクトレット加工された不織布として、そのままフィルター等としても使用される。さらに、本発明の拡幅手段は、シンプルな機構で無理がなく、生産性の高い拡幅装置となる。
本発明の図1の拡幅装置を3段回使用し、巾30mmの未拡幅トウ束を320mmに拡幅できた。また、本発明の図2のZバーと凹凸を有する棒状体との組み合わせを使用し、さらにZバー拡幅を3段階行うことで、巾30mmの未拡幅トウ束を1100mmに拡幅することができた。
本発明の実施の形態について図面により説明する。図1は、本発明のテンションバーの作用機構を原理図で示す。捲縮を有するトウ1がターンロール2、3上を走行している。この走行しているトウに対して、テンションバー4が周期的に上下している。テンションバー4は、走行するトウの幅方向に渡っており、固定したバーであってもローラであてもよい。テンションバー4が4aの位置では、トウにテンションが加えられ、トウが有する捲縮が伸長する。テンションバーが4bの位置では、トウのテンションが緩められ、伸ばされた捲縮が元に戻される。これが繰り返されることにより、走行するトウは徐々に拡幅されて行く。ターンロール4を出たトウ1は、ニップロール5a、5bによって引き取られて行く過程で、上下するダンサーローラ6により、走行するトウに過度のテンションが加わらないように、過度テンションを逃がすようにしてあることが望ましい。このようなテンションバー(図2に示すZバーでも同様)は多段に設けることが好ましく、その場合は、多段のテンションバー間には、張力遮断具(固定ロールやニップロール等)が設けられて、それぞれのテンションバー間のテンションが伝わらないようにすることが望ましい。
図2は、本発明のテンションバーがZバーである場合の例を示す側面図である。(A)図はトウ1のテンションが緩い場合で、(B)図は、トウ1にテンションが加えられた場合である。拡幅されて行くトウ1は、トウ1の幅方向に渡って設けられた一対のバー11a、11b上を走行している。この一対のバー11a、11bは、(A)図の位置から(B)図の位置へ軸12を中心に周期的にほぼ半回転することにより、走行するトウ1に対して周期的にテンションが加えられる。バー11a、11bは、固定のバーであっても、回転するローラであってもよい。図(B)にみられるように、トウ1がバー11a、11b上をZ状に走行することからZバーと呼ばれる。
図2は、他の拡幅手段である凹凸を有する棒状体13をZバー11a、11bと組み合わせて使用する場合も示してある。凹凸を有する棒状体13は、突起部14を有し、図(B)においてトウにテンションが加えられている状態では、その突起部14が走行するトウ1に貫入する。(A)図において、Zバー11a、11bによるトウ1のテンションが弛緩時には、凹凸を有する棒状体13は、トウ1から離れている。この凹凸を有する棒状体13の全体が、トウ1の幅方向に直動ガイド15(商標名LMガイド)により往復運動している。この凹凸を有する棒状体13の幅方向の往復運動は、トウ1の拡幅に寄与するばかりでなく、拡幅されたウェブの均質化にも寄与する。
図3は、図2に示した凹凸を有する棒状体13を示し、(A)図は側面図、(B)図は正面図を示す。モータMの回転で、カム17に連結している凹凸を有する棒状体13がレール16上を直動ガイド15に沿って拡幅されていくトウの幅方向に往復運動する。それに従い、凹凸を有する棒状体の突起部14も往復運動するが、図2に示したように、突起部14は、トウ1が緊張状態でトウに貫入した状態で往復運動する。凹凸を有する棒状体と表現したが、形状は板状であってもよく、突起部を有することで凹凸を構成する形状であればよい。また、凹凸を有する棒状体の対応としては、棒状体に線状物をらせん状に巻いたものも使用することができる。
図4は、 本発明のテンションバーと組み合わせて使用される湾曲バー21の斜視図を示す。トウ1は、既にテンションバーである程度拡幅された状態で、ターンロール22、23間で湾曲バー21によりさらに拡幅される。拡幅されたトウ24は、熱風チャンバー25に導かれ、収縮熱処理される。収縮の程度は、熱風チャンバー25の後のニップロール(図は示していない)とトウ1が送りだされてくる速度の差でコントロールされる。
図5は、本発明のテンションバーと組み合わせて使用されるエキスパンダーロール26を示し、図4の湾曲バー21と同様の態様で使用される。図では湾曲しているロールを示したが、ゴムが直線状に伸縮するフラットエキスパンダーも使用することができる。
図6は、本発明のテンションバーと組み合わせて使用される一対のウインスロール27、28を示す。ウインスロールは、布の染色装置等で使用される布送り用回転型枠であるが、本発明では、それを1対で使用し、回転する1対のウインスロール27、28の間にトウ1を走行させることでトウを拡幅させる。ウインスロールは、型枠29a、29b間に多数のバー(又はロール)30a、30b(図示されていない)、30c、・・・が挿し渡されている。本発明で使用されるこの1対のウインスロールは、拡幅効果もあるが、拡幅されたトウウェブの均質化(均一に拡幅されている状態にすること)ことにも非常に有効である。
図7は、本発明のテンションバーと組み合わせて使用されるエアー噴出手段の原理図を示す。トウ1の幅方向に多数のエアーノズル31a、31b、31c、・・・から噴出されるエアーが、ローラ32上を走行するトウ1に向かって吹きつけられる。この噴出するエアーの拡散作用でトウ1が拡幅されていく。このエアーノズルの位置に、高電荷付与具を配置することでも、荷電されたフィラメントが相互に反発してトウ1を拡幅することができる。この場合、ロール32又は33は、高電荷付与具の電荷(例えば正電荷)とは逆の電荷(負の電荷)が与えられていることが望ましい。これらのエアー噴出手段や高電荷付与手段は、本発明のテンションバーと組み合わせることで高度の拡幅が実現できる。このような高電荷を与えられた拡幅されたトウは、そのままエレクトレット加工不織布として、フィルター等に使用できる。
本発明の拡幅手段によって得られるトウの拡幅ウェブは、短繊維を製造する場合に用いられるばかりでなく、直接、不織布としても用いられ、またトウの直交不織布や多軸不織布の原料として使用される。
1:トウ、 2、3:ターンロール、 4a、4b:テンションバー、
5:ニップロール、 6:ダンサーロール。
11a、11b:Zバーを構成する一対のバー、 12:軸、
13:凹凸を有する棒状体、 14:突起部、 15:直動ガイド
16:レール、 17:カム、 M:モータ。
21:湾曲バー、 22、23:ターンロール、 24:拡幅されたトウ、
25:熱風チャンバー。 26:エキスパンダーローラ。
27、28:ウインスロール、 29:型枠、 30a、30b:バー。
31:エアーノズル、 32、33:ローラ。
5:ニップロール、 6:ダンサーロール。
11a、11b:Zバーを構成する一対のバー、 12:軸、
13:凹凸を有する棒状体、 14:突起部、 15:直動ガイド
16:レール、 17:カム、 M:モータ。
21:湾曲バー、 22、23:ターンロール、 24:拡幅されたトウ、
25:熱風チャンバー。 26:エキスパンダーローラ。
27、28:ウインスロール、 29:型枠、 30a、30b:バー。
31:エアーノズル、 32、33:ローラ。
Claims (7)
- 走行している捲縮を有するトウに対して、周期的にテンションを加え、該トウの有する捲縮を伸長させ、テンションが除かれる際に捲縮を復元させる作用を有するバーが設けられていることを特徴とする、トウの拡幅装置。
- 前記テンションバーが、張力遮断具を介して複数個設けられていることを特徴とする、請求項1記載のトウの拡幅装置。
- 前記テンションバーと、
前記トウにテンションが加わっている時に突起部がトウに貫入し、トウのテンションが弛緩時には、突起部がトウから離れるように配置され、かつ、トウに貫入している突起部が拡幅されて行くトウの幅方向に往復移動する凹凸部を有する棒状体と、
からなることを特徴とする、請求項1記載のトウの拡幅装置。 - 前記テンションバーが、拡幅されて行く前記トウの幅方向に設けられた一対のバー上を該トウがZ状に走行しており、かつ、この一対のバーが周期的にほぼ半回転運動を繰り返すことにより、走行するトウに対して周期的にテンションが加えられるZバーであることを特徴とする、請求項1記載のトウの拡幅装置。
- 前記テンションバーが、下記のa−eの他の拡幅手段と組み合わされていることを特徴とする、請求項1記載のトウの拡幅装置、
a.湾曲バー、 b.エクスパンダ―ローラ、 c.ウインスロール、
d.トウの流れ方向に対してほぼ直角方向にエアーを噴出するエアー噴出手段、
e.静電荷付与手段。 - 前記拡幅装置により拡幅されたトウが、収縮され熱処理されて自己の有する捲縮をさらに嵩高にされる、収縮熱処理装置を有することを特徴とする、請求項1記載のトウ拡幅装置。
- 捲縮を有するトウにニードルパンチ加工が施されてフィラメント間が絡合された絡合トウに対して、周期的にテンションを加え、トウの有する捲縮を伸長させ、テンションが除かれる際に捲縮を戻す作用を有するバーによって拡幅されることを特徴とする、拡幅トウの製造方法。
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CN109312501A (zh) * | 2016-06-07 | 2019-02-05 | 杰勒德·费尔南多 | 纤维展开 |
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CN109312501A (zh) * | 2016-06-07 | 2019-02-05 | 杰勒德·费尔南多 | 纤维展开 |
JP2019519691A (ja) * | 2016-06-07 | 2019-07-11 | フェルナンド,ジェラルド | 繊維拡張 |
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