JP3172306B2 - ノズルプレート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維ウエブに流体流、特
に水流を作用させて繊維を絡合する、流体流絡合装置の
ノズルプレートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から繊維ウエブに高圧水流などの流
体流を作用させて繊維を絡合させ、繊維シートを得る装
置が知られているが、繊維ウエブをコンベアで移動させ
ながら流体流を作用させるため、コンベアの流れ方向
に、流体流による縦筋の目立つ繊維シートしか得られな
かった。

【０００３】そのため、繊維ウエブの流れ方向に対して
直角方向に、流体流を揺動させながら作用させたり、二
列以上の流体流を作用させるなど、様々な手段が講じら
れているが、流体流による縦筋が目立つ、中途半端な繊
維シートしか得られなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するためになされたものであり、様々な外観を有
する繊維シートを得ることができる、ノズルプレートを
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、円形の流体噴
射孔を複数有する横長の流体流絡合用ノズルプレートに
おいて、該プレートの横軸に対して垂直な平面Ａ、該プ
レートの縦軸に対して垂直な平面Ｂ、該平面Ａ、平面Ｂ
のいずれにも垂直な平面Ｃに対して、流体噴射孔から噴
出される流体の軌跡を投影した軌跡（＝流体の軌跡の中
心、Ｌ_A1、_・・、Ｌ_An又はＬ_B1、_・・、Ｌ_Bn又はＬ_C1、_・・、
Ｌ_Cn、ｎは自然数）の、下記に定義される投影角度
α₁、_・・、α_n、投影角度β₁、_・・、β_n、投影角度γ₁、
_・・、γ_nの中の投影角度β ₁ 、 _・・ 、β _n が７０°以上、９
０°未満で、しかもすべて同じ角度であるノズルプレー
トである。

【０００６】記 投影角度α₁、_・・、α_n：ノズルプレートの横軸を平面Ａ
に投影した点を通り、縦軸に平行な直線となす最小角度
をいう。 投影角度β₁、_・・、β_n：ノズルプレートの縦軸を平面Ｂ
に投影した点を通り、横軸に平行な直線となす最小角度
をいう。 投影角度γ₁、_・・、γ_n：ノズルプレートの厚さ軸を平面
Ｃに投影した点を通り、横軸に平行な直線となす最小角
度をいう。

【０００７】

【０００８】このように、投影角度β ₁ 、 _・・ 、β _n のいず
れもが７０゜以上、９０゜未満で、しかもすべて同じ角
度を有するため、規則性のある外観を有する繊維シート
を得ることができる。また、投影角度γ ₁ 、 _・・ 、γ _n が７
０°以上、９０°未満で、しかもすべて同じ角度である
と、均一な規則性のある外観を有する繊維シートを得る
ことができる。

【０００９】本発明は、円形の流体噴射孔を複数有する
横長の流体流絡合用ノズルプレートにおいて、該プレー
トの横軸に対して垂直な平面Ａ、該プレートの縦軸に対
して垂直な平面Ｂ、該平面Ａ、平面Ｂのいずれにも垂直
な平面Ｃに対して、流体噴射孔から噴出される流体の軌
跡を投影した軌跡（＝流体の軌跡の中心、Ｌ _A1 、 _・・ 、Ｌ
_An 又はＬ _B1 、 _・・ 、Ｌ _Bn 又はＬ _C1 、 _・・ 、Ｌ _Cn 、ｎは自然
数）の、下記に定義される投影角度α ₁ 、 _・・ 、α _n 、投影
角度β ₁ 、 _・・ 、β _n 、投影角度γ ₁ 、 _・・ 、γ _n の中の少なく
とも１つが、７０°以上、９０°未満である流体噴射孔
を、少なくとも１つ有し、しかも流体噴射孔から噴出さ
れる流体の軌跡Ｌ _Bm と、該流体噴射孔の近傍の流体噴射
孔から噴出される流体の軌跡Ｌ _Bm' とが、略一点で交わ
るノズルプレートにも関する。 記 投影角度α ₁ 、 _・・ 、α _n ：ノズルプレートの横軸を平面Ａ
に投影した点を通り、縦軸に平行な直線となす最小角度
をいう。 投影角度β ₁ 、 _・・ 、β _n ：ノズルプレートの縦軸を平面Ｂ
に投影した点を通り、横軸に平行な直線となす最小角度
をいう。 投影角度γ ₁ 、 _・・ 、γ _n ：ノズルプレートの厚さ軸を平面
Ｃに投影した点を通り、横軸に平行な直線となす最小角
度をいう。 このように、 流体噴射孔から噴出される流体の軌跡Ｌ_Bm
と、該流体噴射孔の近傍の流体噴射孔から噴出される流
体の軌跡Ｌ_Bm'とが、略一点で交わるため、絡合の程度
が高い部分と低い部分とを有する繊維シートが得られ
る。なお、流体噴射孔から噴出される流体の軌跡Ｌ
_Amと、該流体噴射孔の近傍の流体噴射孔から噴出される
流体の軌跡Ｌ_Am'とが重複及び／又は交差すると、均一
または強固に絡合した繊維シートを得ることができる。

【００１０】

【作用】本発明のノズルプレートはプレートの横軸に対
して垂直な平面Ａ、該プレートの縦軸に対して垂直な平
面Ｂ、該平面Ａ、平面Ｂのいずれにも垂直な平面Ｃに対
して、流体噴射孔から噴出される流体の軌跡を投影した
軌跡（Ｌ_A1、_・・、Ｌ_An又はＬ_B1、_・・、Ｌ_Bn又は
Ｌ_C1、_・・、Ｌ_Cn、ｎは自然数）の、投影角度α₁、_・・、
α_n、投影角度β₁、_・・、β_n、投影角度γ₁、_・・、γ_nの
中の投影角度β ₁ 、 _・・ 、β _n が７０゜以上、９０゜未満
で、しかもすべて同じ角度を有するノズルプレートであ
るため、流体流の噴出方向にある規則性をもたせて絡合
し、規則性のある表面状態や、絡合の程度の異なる繊維
シートを得ることが可能になった。

【００１１】本発明のノズルプレートの流体噴射孔はラ
ンダムに配置していても良いし、２列以上に配置してい
ても良く、特に限定するものではないが、後者の方が設
計がより容易である。

【００１２】図１（ａ）に例示するように流体噴射孔が
２列の場合、ノズルプレートの縦軸方向に対して、２列
目の流体噴射孔が１列目の隣り合う流体噴射孔の間、好
適には１列目の隣り合う流体噴射孔の中間の位置に千鳥
状に配置していると、繊維ウエブ全体に亘り、流体流が
交差することなく均一に絡合処理を施しやすい。また、
図１（ｂ）、（ｃ）に例示するように流体噴射孔が３列
の場合、ノズルプレートの縦軸方向に対して、２列目の
流体噴射孔が１列目の隣り合う流体噴射孔の間に、重な
らないように配置し、３列目の流体噴射孔が２列目の隣
り合う流体噴射孔の間に、重ならないように配置してい
るのが好ましい。この場合、隣接する列間において、千
鳥状に配置していると、繊維ウエブ全体に亘り、流体流
が交差することなく、均一に絡合処理を施しやすい。ま
た、図１（ｃ）のように、３列目の流体噴射孔と１列目
の流体噴射孔とが重なる位置にあっても良いが、流体流
同士が干渉しにくいように、重ならない位置（図１
（ｂ））にあるのがより好ましい。

【００１３】なお、本発明における横軸とはノズルプレ
ートの重心を通り、ノズルプレートの長辺に平行な直線
を指し、縦軸とは、横軸を含むノズルプレートの片面に
平行な面において、ノズルプレートの重心を通り、横軸
と垂直な直線を指し、厚さ軸とはノズルプレートの重心
を通り、横軸を含むノズルプレートの片面に平行な面に
垂直な直線を指す。

【００１４】

【００１５】また、流体噴射孔の孔径は各々の流体噴射
孔によって異なっていても良いが、列をなして配置して
いる場合には、同列における流体流による絡合作用が同
じとなるように、同列における流体噴射孔の孔径は同一
にするのがより好ましい。なお、流体噴射孔の孔径が
０.０５mmよりも小さいと、噴射される流体流のエネル
ギーが小さいため、交絡処理が効率的に行なえず、逆に
０.２mmよりも大きいと、繊維が絡み難いので、孔径は
０.０５〜０.２mmが好ましく、より好ましくは、０.０
７〜０.１５mmである。

【００１６】更に、流体噴射孔が列をなしている場合に
は、列間距離が０.５mm未満であると、隣り合う列の流
体流が干渉しやすく、逆に、２mmを越えると流体流の繊
維ウエブへの入射角が大きくなりやすく、均一に絡合で
きないので、列間距離は０.５mm〜２mmであるのが好ま
しく、より好ましくは０.５〜１mmである。なお、流体
噴射孔の列間距離とは、前列の流体噴射孔の中心を通る
直線と、後列の流体噴射孔の中心を通る直線との距離を
いう。

【００１７】本発明のノズルプレートは、プレートの横
軸に対して垂直な平面Ａ、該プレートの縦軸に対して垂
直な平面Ｂ、該平面Ａ、平面Ｂのいずれにも垂直な平面
Ｃに対して、流体噴射孔から噴出される流体の軌跡を投
影した軌跡（Ｌ_A1、_・・、Ｌ_An又はＬ_B1、_・・、Ｌ_Bn又はＬ
_C1、_・・、Ｌ_Cn、ｎは自然数）の、投影角度α₁、_・・、
α_n、投影角度β₁、_・・、β_n、投影角度γ₁、_・・、γ_nの
中の投影角度β ₁ 、 _・・ 、β _n が７０゜以上、９０゜未満
で、しかもすべて同じ角度であるノズルプレートである
ため、規則性をもった外観の繊維シートを得ることがで
き、投影角度γ₁、_・・、γ_nが７０°以上、９０°未満で
あると、繊維ウエブに対して作用する領域を特定するこ
とができるので、絡合の程度が高い部分と低い部分とを
有する繊維シートを得ることができる。なお、本発明の
流体噴射孔から噴出される流体の軌跡とは、流体の軌跡
の中心をいう。

【００１８】

【００１９】なお、本発明において、流体噴射孔から噴
出された流体の軌跡を平面Ａ、平面Ｂ或いは平面Ｃに投
影した際に、線ではなく、点になった場合には、投影角
度を０゜とする。

【００２０】

【００２１】

【００２２】本発明においては、規則性のある外観を有
する繊維シートを得るために、投影角度β₁、_・・、β_nが
７０゜以上、９０゜未満である。これは、流体流がある
程度の入射角で繊維ウエブに作用するため、絡合方向も
略入射角と同じ方向になり、規則性のある外観を有する
繊維シートを得ることができる。なお、投影角度β₁、
_・・、β_nが７０゜未満であると、流体流の繊維ウエブへ
の入射角が小さすぎて、繊維ウエブを絡合するというよ
りも、むしろ破断させ、投影角度β₁、_・・、β_nが９０゜
であると、均一に、縦筋が目立たないように絡合してし
まい、規則性のある外観をもつ繊維シートが得られな
い。

【００２３】更に、任意の投影角度β₁、_・・、β_n及び投
影角度γ₁、_・・、γ_nのいずれもが７０゜以上、９０゜未
満で、同一投影角度を有すると、より均一に、規則性の
ある外観を有する繊維シートを得ることができる。

【００２４】このような流体噴射孔から噴出される流体
流の状態は、例えば、図２、図３（ａ）（ｂ）のような
状態である。図２は投影角度β₁、_・・、β_nがすべて同じ
場合であり、均一に毛羽立った表面をもつ繊維シートを
得ることができる。

【００２５】図３（ａ）は投影角度γ₁、_・・、γ_nの投影
角度がすべて同じ場合であり、図２のように投影角度β
₁、_・・、β_nが全て同じであり、投影角度γ₁、_・・、γ_nの
投影角度もすべて同じである場合には、全ての流体流の
繊維ウエブへの絡合作用が同じなので、より均一に毛羽
立った表面をもつ繊維シートを得ることができる。ま
た、図３（ｂ）のように、投影角度γ₁、_・・、γ_nも全て
同じである必要は全くない。

【００２６】

【００２７】そして、絡合の強度が高い部分と低い部分
とを有する繊維シートを得る場合には、図４（ａ）〜
（ｃ）に例示するように、流体噴射孔から噴出される流
体の軌跡Ｌ_Bmと、該流体噴射孔の近傍の流体噴射孔から
噴出される流体の軌跡Ｌ_Bm'とが、略一点で交わってい
る。これは、流体噴射孔から噴出される流体が略一点で
交わるため、この点で繊維ウエブに作用させると、この
点の周辺においては絡合の程度が高いものの、この点か
ら少し離れた所では絡合の程度が低くなるためである。
なお、本発明における近傍とは、軌跡Ｌ_Bmのもととなる
流体噴射孔の中心の半径０.４mm以内に流体噴射孔の中
心があることである。

【００２８】また、流体噴射孔から噴出される流体の軌
跡Ｌ_Amと、この流体噴射孔の近傍の流体噴射孔から噴出
される流体の軌跡Ｌ_Am'とが重複及び／又は交差する
と、より均一或いは強固に、絡合の程度が異なる部分を
有する繊維シートを得ることができる。軌跡Ｌ_Amと、軌
跡Ｌ_Am'とが重複するということは、これら軌跡をもつ
流体噴射孔が平面Ａに対して垂直な直線上にあるという
ことであり、平面Ｂにおける噴出方向が異なるだけなの
で、この方向の違いは流体同士が略衝突する際に相殺さ
れるため、均一に絡合することができる。他方、軌跡Ｌ
_Amと、軌跡Ｌ_Am'とが交差するということは、これら軌
跡のもとになる流体噴射孔が平面Ａに対して垂直な直線
上にはないということであるため、これら流体が略衝突
する際には絡合作用が相殺されないので、強固に絡合す
ることができる。

【００２９】なお、後者のように、軌跡Ｌ_Amと、軌跡Ｌ
_Am'とが交差する場合には、２つの流体流が交差する場
合、３つの流体流が交差する場合などがある。更に、軌
跡Ｌ_C1、_・・、Ｌ_Cnが交差する場合としては、図５（ａ）
（ｂ）のような場合を例示できる。図５（ａ）は２列目
の２つの流体流が１列目の１つの流体流に略衝突する場
合であり、図５（ｂ）は２列目の１つの流体流が１列目
の１つの流体流に略衝突する場合である。

【００３０】以下に、本発明のノズルプレートの実施例
を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【実施例】（実施例１） 繊度１.５デニール、繊維長５１mmのポリエステル繊維
をカーディングして得た目付８０g/m ² の繊維ウエブを、
繊維ウエブの流れ方向に対して直角配置した、下記のよ
うなノズルプレートから水を噴射させて、繊維を絡合さ
せ、繊維シートを得た。この繊維シートは櫛でといたよ
うな表面状態を有していた。

【００３４】記 （１）流体噴射孔は千鳥状に２列に配置している。 （２）各列の流体噴射孔の数は１５孔／cmである。 （３）流体噴射孔の孔径は１列目２列目とも０.１５mm
である。 （４）流体噴射孔列の列間距離は０.７mmである。 （５）図６に示すように、１列目の投影角度β₁、_・・、
β_nは９０゜で、投影角度γ₁、_・・、γ_nは０゜であり、
２列目の投影角度β₁、_・・、β_nは８０゜で、投影角度γ
₁、_・・、γ_nは６０゜である。 （６）図７の平面Ｂのように、隣接する軌跡（例えば、
軌跡Ｌ_B1と軌跡Ｌ_B2）との交点が繊維ウエブの下面と一
致するように配置する。 （７）水流の吐出圧力は１０MPaである。

【００３５】（実施例２） 実施例１と同様にして得た繊維ウエブを、繊維ウエブの
流れ方向に対して直角配置した、下記のようなノズルプ
レートから水を噴射させて、繊維を絡合させ、繊維シー
トを得た。この繊維シートは絡合の程度が高い部分と絡
合の程度が低い部分とを有していた。

【００３６】記 （１）流体噴射孔は図５（ｂ）のように、２列に配置し
ている。 （２）１列目の流体噴射孔の数は１４孔／cmで、２列目
の流体噴射孔の数は７孔／cmである。 （３）流体噴射孔の孔径は１列目２列目とも０.１２mm
である。 （４）流体噴射孔列の列間距離は０.８mmである。 （５）図５（ｂ）に示すように、１列目の投影角度
β₁、_・・、β_nは９０゜、投影角度γ₁、_・・、γ_nは０゜
で、２列目の投影角度β₁、_・・、β_nは８５゜、投影角度
γ₁、_・・、γ_nは７０゜である。 （６）図４（ｃ）の平面Ｂのように、隣接する軌跡（例
えば軌跡Ｌ_B1と軌跡Ｌ_B2）との交点が繊維ウエブの下面
と一致するように配置する。 （７）水流の吐出圧力は１０MPaである。

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【発明の効果】投影角度β ₁ 、 _・・ 、β _n が７０゜以上、９
０゜未満で、しかもすべて同じ角度であるため、 規則性
のある外観を有する繊維シートを得ることができる。な
お、投影角度γ ₁ 、 _・・ 、γ _n が７０゜以上、９０゜未満
で、しかもすべて同じ角度であると、均一な規則性のあ
る外観を有する繊維シートを得ることができる。

【００４０】流体噴射孔から噴出される流体の軌跡Ｌ_Bm
と、該流体噴射孔の近傍の流体噴射孔から噴出される流
体の軌跡Ｌ_Bm'とが、略一点で交わるため、絡合の程度
が高い部分と低い部分とを有する繊維シートが得られ
る。なお、流体噴射孔から噴出される流体の軌跡Ｌ
_Amと、該流体噴射孔の近傍の流体噴射孔から噴出される
流体の軌跡Ｌ_Am'とが重複及び／又は交差すると、均一
または強固に絡合した繊維シートを得ることができる。
このようにして得られる繊維シートは強度もあり、しか
も絡合の程度の低い、保持性に優れた部分を有している
ため、ワイパーなどの用途に有効に使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ） ノズルプレートの平面図の一例 （ｂ） ノズルプレートの平面図の一例 （ｃ） ノズルプレートの平面図の一例

【図２】 平面Ｂに投影した軌跡を表す図の一例

【図３】（ａ） 平面Ｃに投影した軌跡を表す図の一例 （ｂ） 平面Ｃに投影した軌跡を表す図の一例

【図４】（ａ） 平面Ｂに投影した軌跡を表す図の一例 （ｂ） 平面Ｂに投影した軌跡を表す図の一例 （ｃ） 平面Ｂに投影した軌跡を表す図の一例

【図５】（ａ） 平面Ｃに投影した軌跡を表す図の一例 （ｂ） 平面Ｃに投影した軌跡を表す図の一例

【図６】 平面Ｃに投影した軌跡を表す図の一例

【図７】 平面Ｂに投影した軌跡を表す図の一例

【符号の説明】

１ ノズルプレート Ａ 平面Ａ Ｂ 平面Ｂ Ｃ 平面Ｃ Ｌ_A1、_・・、Ｌ_An 平面Ａに投影した軌跡 Ｌ_B1、_・・、Ｌ_Bn 平面Ｂに投影した軌跡 Ｌ_C1、_・・、Ｌ_Cn 平面Ｃに投影した軌跡 α₁、_・・、α_n 平面Ａにおける投影角度 β₁、_・・、β_n 平面Ｂにおける投影角度 γ₁、_・・、γ_n 平面Ｃにおける投影角度

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形の流体噴射孔を複数有する横長の流
   体流絡合用ノズルプレートにおいて、該プレートの横軸
   に対して垂直な平面Ａ、該プレートの縦軸に対して垂直
   な平面Ｂ、該平面Ａ、平面Ｂのいずれにも垂直な平面Ｃ
   に対して、流体噴射孔から噴出される流体の軌跡を投影
   した軌跡（＝流体の軌跡の中心、Ｌ_A1、_・・、Ｌ_An又はＬ
   _B1、_・・、Ｌ_Bn又はＬ_C1、_・・、Ｌ_Cn、ｎは自然数）の、下
   記に定義される投影角度α₁、_・・、α_n、投影角度β₁、
   _・・、β_n、投影角度γ₁、_・・、γ_nの中の投影角度
   β ₁ 、 _・・ 、β _n が７０°以上、９０°未満で、しかもすべ
   て同じ角度であることを特徴とするノズルプレート。 記 投影角度α₁、_・・、α_n：ノズルプレートの横軸を平面Ａ
   に投影した点を通り、縦軸に平行な直線となす最小角度
   をいう。 投影角度β₁、_・・、β_n：ノズルプレートの縦軸を平面Ｂ
   に投影した点を通り、横軸に平行な直線となす最小角度
   をいう。 投影角度γ₁、_・・、γ_n：ノズルプレートの厚さ軸を平面
   Ｃに投影した点を通り、横軸に平行な直線となす最小角
   度をいう。
2. 【請求項２】 投影角度γ ₁ 、 _・・ 、γ _n が７０°以上、９
   ０°未満で、しかもすべて同じ角度であることを特徴と
   する、請求項１記載のノズルプレート。
3. 【請求項３】 円形の流体噴射孔を複数有する横長の流
   体流絡合用ノズルプレートにおいて、該プレートの横軸
   に対して垂直な平面Ａ、該プレートの縦軸に対して垂直
   な平面Ｂ、該平面Ａ、平面Ｂのいずれにも垂直な平面Ｃ
   に対して、流体噴射孔から噴出される流体の軌跡を投影
   した軌跡（＝流体の軌跡の中心、Ｌ _A1 、 _・・ 、Ｌ _An 又はＬ
   _B1 、 _・・ 、Ｌ _Bn 又はＬ _C1 、 _・・ 、Ｌ _Cn 、ｎは自然数）の、下
   記に定義される投影角度α ₁ 、 _・・ 、α _n 、投影角度β ₁ 、
   _・・ 、β _n 、投影角度γ ₁ 、 _・・ 、γ _n の中の少なくとも１つ
   が、７０°以上、９０°未満である流体噴射孔を、少な
   くとも１つ有し、しかも流体噴射孔から噴出される流体
   の軌跡Ｌ _Bm と、該流体噴射孔の近傍の流体噴射孔から噴
   出される流体の軌跡Ｌ _Bm' とが、略一点で交わるこ とを
   特徴とするノズルプレート。 記 投影角度α ₁ 、 _・・ 、α _n ：ノズルプレートの横軸を平面Ａ
   に投影した点を通り、縦軸に平行な直線となす最小角度
   をいう。 投影角度β ₁ 、 _・・ 、β _n ：ノズルプレートの縦軸を平面Ｂ
   に投影した点を通り、横軸に平行な直線となす最小角度
   をいう。 投影角度γ ₁ 、 _・・ 、γ _n ：ノズルプレートの厚さ軸を平面
   Ｃに投影した点を通り、横軸に平行な直線となす最小角
   度をいう。
4. 【請求項４】 流体噴射孔から噴出される流体の軌跡Ｌ
   _Am と、該流体噴射孔の近傍の流体噴射孔から噴出される
   流体の軌跡Ｌ _Am' とが重複及び／又は交差することを特
   徴とする請求項３記載のノズルプレート。