JPH0434057A

JPH0434057A - 繊維シートの高圧水流処理方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0434057A
Application number: JP13212090A
Authority: JP
Inventors: Yukio Hatano; 畑野　征雄; Takao Sano; 高男佐野
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1992-02-05
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JP2590588B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、高圧水を繊維シートに高速で噴射させること
により、繊維シートの構成繊維を交絡または割繊せしめ
る繊維シートの高圧水流処理方法及びその装置に関し、
詳しくは上記処理中において、ノズル直下に滞留水が生
じない状態で効率良く交絡または割繊処理し得る処理方
法及びその装置に関する。

［従来の技術］従来、ネットコンベアなどの多孔体で搬送されつつある
繊維シートに対して、高圧水噴射ノズルから高圧水を噴
射させることにより、繊維シートの構成繊維を交絡また
は割繊せしめて品質のよい不織布等を製造する高圧水流
処理方法及びその装置としては、例えば特公昭６１−４
２０３１号公報に開示された処理方法及びその装置が知
られている。

この技術は、繊維シートとして相異なる２種類の繊維シ
ートを積層し、これにノズルから高圧の噴射水をジェッ
ト流となして噴射することにより、上記２種類の繊維シ
ートを三次元的に交絡させるものであるが、第４図に示
すように、高圧水噴射ノズル４０直下の噴射点近傍に排
水されない噴射水が厚さ１〜５ｍｍ程度の滞留水Ｗとな
る溜り現象を生じ、これがネットコンベア４１で支持さ
れた繊維シート４２に対する噴射効果を弱め、さらに繊
維シートに及ぼす噴射力の作用効果が不均一となる問題
がある。

そこで、上記公報では、この滞留水を排出する手段とし
て、ネットコンベア４１の目の粗さを８０メツシユとし
、滞留水Ｗをその下方の支持体４３の開口部４４から真
空ポンプなどの真空吸引装置を用いて−５０〜−８０ｍ
ｍＨｇ程度の負圧で吸引することを提案している。

しかしながら、この技術は、滞留水Ｗをネットコンベア
４１の下面から吸引しつつ噴射処理を施しても噴射水の
全てが繊維シートを貫通するわけではなく、繊維シート
に衝突したのちその上方に飛散した一部の噴射水が再び
繊維シート上に付着して滞留するため、噴射孔から噴射
された噴射水の噴射エネルギが滞留水によって遮られる
ことになる。その結果、繊維シートが例えば極細繊維束
の経・緯糸からなる織物構造体の場合、噴射エネルギー
の作用効果の不均一により、経・緯糸を構成する単繊維
間で割繊度ムラが生じ、第５図に示すように「イラツキ
」と称する７〜８ｍｍ間隔の波状の模様４５が現われる
品質欠点がある。

また、繊維シートがランダムウェブ等で構成された不織
布構造体である場合、シート中に存在する滞留水のため
、シートに対する噴射水エネルギの作用効果が不均一に
なるのみならず、シート中の滞留水に噴射水が滞留水に
衝突することによって噴射水の直進性が失われ、そして
繊維シート中の構成繊維を移動ならしめるため、シート
表面は、あたかも掘り起された状態になって凹凸の激し
い極めて平滑性に劣るシートしか得られないという問題
がある。

さらに、繊維シートが二層に積層された目付の高いもの
であるため、その吸引力が繊維シート上の滞留水にまで
充分に及ばず、これを真空発生装置の能力を大容量とす
ることによって敢えて吸引しようとすると、装置が高価
につくばかりかその消費動力（ランニングコスト）が無
視できないほど高くつく等の問題があった。

そこで、かかる問題を改善せんとして、特公昭６２−５
６２５４号公報では、高圧水噴射ノズルの噴射孔の両側
に、ノズル幅方向に相対向した障壁を設けることにより
、上記噴射水の滞留現象を規制することが提案されてい
るが、この技術とて上記相対向した障壁内で飛散し、障
壁内に滞留した滞留水Ｗの処置については如何ともなし
難く、依然として障壁内に滞留するばかりで完全な問題
解決には至らないものであった。

［発明が解決しようとする課題］本発明の目的は、上記問題点を解消し、繊維シート上の
滞留水を高圧水流処理の障害にならない程度に少なくし
た状態で高圧水を噴射させることにより、ノズルからの
噴射水のエネルギを最大限に活用して噴射力の繊維シー
トに及ぼす作用効果を均一ならしめ、もって表面に地合
の乱れのない優れた品位の繊維シートが得られると共に
、構造が簡単で、かつ、そのランニングコストが安価な
高圧水流処理方法及びその装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明に係る繊維シートの高
圧水流処理方法は、移動中の多孔体の表面に繊維シート
を載置し、前記繊維シートに対して、前記繊維シート上
部に設けた高圧水噴射ノズルから高圧水を噴射すること
により、前記繊維シートの繊維を交絡または割繊させる
繊維シートの高圧水流処理方法において、前記繊維シートに噴射した前記高圧水の衝突点近傍に対
して、高圧空気噴射ノズルから高圧空気を噴射すること
を特徴とする。

また、本発明に係る繊維シートの高圧水流処理装置は、
繊維シートを表面に載置しつつ搬送する多孔体と、前記
多孔体の上方に設けられ前記繊維シートに対して高圧水
を噴射する高圧水噴射ノズルとからなる繊維シートの高
圧水流処理装置において、前記多孔体と前記高圧水噴射ノズルとの間に、前記高圧
水噴射ノズルから噴射された高圧水が前記繊維シートに
衝突する衝突点近傍に対して、高圧空気を噴射させる高
圧空気噴射ノズルを設けたことを特徴とする。

本発明の処理方法及び処理装置が適用できる繊維シート
としては、特に限定されるものではなく、例えば、通常
の不織布、織物、編物、さらに織物や編物と不織布との
積層体、性質の異なる複数の不織布の積層体などに適用
できる。なお、これらの繊維シートは、カード、クロス
ラッパー、ランダムウニツバ−、フィラメントウェッブ
形成法、抄紙法などの製造法によって製造でき、さらに
必要に応じてニードルパンチ、−次水流処理などの処理
方法による組織固定を行なうことにより製造できる。

また、本発明で用いる繊維シートを構成する繊維は、特
に限定されるものではなく、天然繊維、化学繊維及び合
成繊維、あるいはこれ等の組み合せからなるあらゆる繊
維を用いることができる。

以下、本発明に係る高圧水流処理装置の一実施例を示す
図面を参照しながら、本発明の処理方法及びその装置を
具体的に説明する。

第１図は、本発明に係る繊維シートの高圧液流処理装置
の縦断面図、第２図は、第１図の右側面図、第３図は、
第１図の高圧空気噴射ノズル近傍の拡大断面図である。

図において、ｌは、多孔体であるネットコンベア２上の
繊維シート３に高圧水を噴射するための高圧水噴射ノズ
ルで、その下面が第２図に示したようにネットコンベア
表面から一定距離の上方位置となるようにブラケット１
７でフレーム１８上に固定されている。高圧水噴射ノズ
ル１は、繊維シート幅よりもやや広い幅を有し、ノズル
内部には、第３図に示すように高圧水を濾過するフィル
タ４と、スペーサ５と、繊維シート幅方向に一定ピッチ
で複数のオリフィス６が穿孔されたプレートノズル７と
が収納され、耐圧板８で固定されている。上部の高圧水
流人口９は、図示しないプランジャポンプなどの高圧水
製造装置とフレキシブルホース１０で接続されている。

したがって、高圧水噴射ノズル１は、ネットコンベア２
上の繊維シート３に対して、その幅方向に高圧の噴射水
をオリフィス６から高速で噴射することができる。

ネットコンベア２下部の１１は、高圧水噴射ノズル１か
ら噴射された噴射水の押圧力に対抗するため、ベルトを
ノズル直下で支持する支持ブロックで、表面が略凸状曲
面に形成され、繊維シートとネットコンベアとを貫通し
た噴射水が排水し易いように、シート走行方向断面がテ
ーパ状の排水口１２が繊維シート幅方向に設けられてい
る。なお、１３は、排水を集水するための排水ボックス
である。

ネットコンベア２は、駆動ロール１４、ガイドロール１
５に巻回され、一対のニップローラ１６で両ロール上に
押圧されている。したがって、繊維シート３は、ネット
コンベア上に載置された状態で、駆動ロールによって支
持ブロックの凸状曲面に沿って搬送することができる。

ネットコンベア２としては、例えば金網、プラスチック
ス製のものが好ましいか、金属シートまたはプラスチッ
クシートに複数の孔が設けられたものであってもよい。

これら金網、孔などの開孔度は、ベルト上に滞留した滞
留水を容易に透過させるため、４０〜８０メツシユが好
ましい。なお、本実施例では多孔体として、エンドレス
のネットコンベア２を用いた例を示したが、ベルト状の
ものではなく、ドラム状やロール状のものであってもよ
い。

一方、高圧水噴射ノズル１と、支持ブロック１１との間
に設けられたエアノズル装置１９は、高圧水噴射ノズル
１から噴射されたのちネットコンベア２上に滞留した滞
留水Ｗを繊維シートの全幅方向に渡って高圧の圧空で吹
き飛ばすためのもので、このエアノズル装置１９は、高
圧空気製造装置２０と、製造した圧空中のゴミ、異物等
を除去するためのフィルタ２１、所定の２次圧力に調整
するための圧力調整弁２２、繊維シート上の噴射点近傍
であって、かつ繊維シート幅方向に高圧の圧空を吹き付
けるための高圧空気噴射ノズル２３及びこれら機器を接
続するエア配管３２とで構成されている。

高圧空気製造装置２０としては、如何なる形式のもので
もよく、例えば往復式コンプレッサ、ルーツ式ブロワな
どが用いられる。また、フィルタ２１、圧力調整弁２２
についてもセット品として市販されているものを用いる
ことができる。

高圧空気噴射ノズル２３は、第３図に示すように、圧空
ノズル２４と、空気溜めパイプ２５とからなる。圧空ノ
ズル２４は、内部に圧空の噴射孔２６を有する注射針状
のもので、繊維シート幅に対応して一定ピッチで一列状
に複数のものが支持プレート２７に固定されている。こ
こで、圧空ノズル２４を注射針状のもので構成したのは
、圧空による滞留水Ｗの吹き飛ばし効率を上げるには圧
空ノズル先端をなるべく噴射水の衝突点に接近させるこ
とが好ましいが、圧空ノズル２４の先端を空気溜めパイ
プ２５の高圧水噴射ノズル１のシート走行方向の半幅寸
法以内には接近させることが物理的に不可能につき、圧
空ノズル先端から空気溜めパイプまでの距離を長くする
ため、その長さを任意のものに加工できる市販の注射針
状のステンレスチューブを使用したものである。これを
深孔加工を施したノズルで接続しようとすると、噴射孔
２６の孔加工は、小径（直径１ｍｍ以下）につき、技術
的に加工が非常に難しく、高コストで曲りなどに対する
精度確保も困難であるため、実用的でない。

本発明における高圧空気噴射ノズル２３としては、圧空
ノズル２４の形状は、特に限定されるものではな（、上
記注射針状のものほか、繊維シート幅方向に連続して開
孔されたスリット状のものなど如何なるものでもよい。

また、空気溜めパイプ２５についても必要に応じて設け
られるもので、必須のものではない。

圧空ノズル２４として図の如き注射針状のもの（孔径０
．４〜０．７ｍｍ）を用いる場合の繊維シート幅方向の
配列ピッチは、ノズル−個当りの噴射圧空量にもよるが
、繊維シート幅方向に偏りなく均一に噴射するには２〜
１０ｍｍとするのが好ましい。配列ピッチをこの範囲内
にすると空気消費量が少なく、しかも繊維シート幅方向
における均一な滞留水の飛散効果をより高めることがで
きる。また、圧空ノズル２４の先端部から繊維シート上
の噴射水の衝突点までの距離りは、２０ｍｍ〜４Ｑｍｍ
が好ましい。距離りをこの範囲内にすると、繊維シート
上に噴射むらによる筋の発生する恐れが少なくなり、ま
た、噴射された圧空エネルギが減衰域に入らす噴射効率
が高められる。

また、圧空ノズル２４か繊維シート幅方向に連続開口し
たスリット状の場合は、スリット幅（繊維シート幅方向
に対して直角方向）を０．４〜０゜５ｍｍ、衝突点まで
の距離りを２０ｍｍ〜３０ｍｍとすると同様の効果が得
られる。

空気溜めパイプ２５は、供給された圧空を均圧にすると
共に繊維シート幅方向に均一に分配するためのもので、
支持プレート２７とほぼ同一幅の取付座２８と、２個の
圧空入口部２９とを有し、支持プレート２７がボルト３
０でノズル取付座２８に固定されている。圧空ノズル２
４から噴射させる高圧空気の圧力は、空気溜めパイプ２
５内において、２〜４　ｋｇ／ｃｎｆ、　Ｇであるのが
好ましい。圧力をこの範囲内にすると、滞留水の吹き飛
ばし効果を維持しながら少ない空気消費量での噴射処理
ができる。なお、ネットコンベア２の搬送速度及び高圧
空気の噴射方向が高圧空気による滞留水の吹き飛ばし効
果に与える影響は、高圧水噴射ノズル１から噴射された
噴射水の噴射エネルギが、高圧空気噴射ノズル２３から
噴射された圧空の噴射エネルギに対して比較にならない
ほど大きいため、いずれも何ら問題とならない。

そして、高圧空気噴射ノズル２３は、噴射水の衝突点を
含む水平面に対して傾斜角度θを有し、かつ、圧空ノズ
ル２４の先端部から繊維シート上の噴射水の衝突点まで
が上述した距離りを保持するように、空気溜めパイプ２
５の両端部がブラケット３１でフレーム１８で固定され
ている。この高圧水噴射ノズル１の傾斜角度θは、０〜
６０度が好ましく、０〜３０度がより好ましい。傾斜角
度θが６０度以下であると、圧空の噴射範囲が狭くなら
ず、噴射効果がより均一になるので好ましい。傾斜角度
θが０以上であると、噴射空気が支持ブロック１１の凸
状曲面に遮られずに衝突点に直接到達するので、噴射水
の噴射エネルギを減殺する恐れがなくなり好ましい。

本発明において、高圧水噴射ノズル１内の高圧水の圧力
は、５〜２５０ｋｇ／ｃｉ、　Ｇ程度のものが好ましい
。圧力をこの範囲にすると、繊維の交絡または割繊効果
かがよく、しかも、繊維シート上に打撃欠点や変形が生
じる恐れがなくなる。なお、より好ましい圧力範囲は、
２０〜２００ｋｇ／ｃｉ。

Ｇであり、さらに好ましい範囲は、３０〜１５０ｋｇ／
ｃＩ１．Ｇである。

高圧水噴射ノズル１から繊維シート上の噴射水の衝突点
までの距離は、５〜１５０ｍｍ程度が好ましく、圧力を
この範囲にすると、高圧水噴射ノズル下面からの衝突後
の飛散水の排出域が維持され、その結果、繊維シート表
面の滞留水をより少なくすることができ、また、高圧空
気噴射ノズル２３の衝突点への傾斜角度θの選択範囲が
広くなり、滞留水の吹き飛ばし効果を損ねる恐れがない
。

また、高圧水流の噴射方向の曲りの拡大、噴霧流の発生
によるシート表面の地合いの乱れの生じる恐れがなくな
る。なお、より好ましい範囲は、１５〜１００ｍｍであ
り、さらに好ましくは４０〜６０ｍｍである。

［作　用］高圧水噴射ノズルからネットコンベア上の繊維シートに
対して、高圧の噴射水が噴射されると、大部分の噴射水
は、繊維シートを貫通した後、水透過性のネットコンベ
アを経て排水されるが、部の噴射水は、繊維シートに衝
突した後、反射して霧状あるいは滴状の飛散水となって
再び繊維シート上に付着し滞留水となる。この滞留水は
、高圧空気噴射ノズルから噴射される高圧の圧空により
吹き飛ばされるので、繊維シートには、高圧水噴射ノズ
ルから噴射される噴射水の全噴射エネルギが作用し、繊
維シートの繊維は充分に交絡または割繊されると共に、
「イラツキ」の発生が防止される。

この際、高圧空気噴射ノズルからの高圧の圧空は、噴射
点近傍において滞留水のみならず高圧水噴射ノズルから
の噴射水にも作用することとなるが、噴射水の質量及び
その噴射速度、すなわち噴射水が保有する運動エネルギ
は圧空のそれに対して比較にならない程大きいから、噴
射水の運動エネルギは、何ら弱められることがない。

［実施例及び比較例］実施例第１図ないし第３図で説明した本発明の実施例装置にお
いて、ネットコンベア２として、８０メツシユの金属製
のものを用い、これを半径が１６Ｑｍｍの凸状曲面を有
する支持ブロックで支持しつつ、その上部に繊維シート
３として、高分子相互配列体繊維であって、海成分がポ
リエチレン、島成分がポリエチレンテレフタレート、島
／海成分の比が９３／７、トータルデニールが５０デニ
ール、構成フィラメント数が１０フイラメント（７０島
）からなる幅が１６００ｍｍの海鳥型繊維を搬送速度４
ｍ／分で供給し、ノズルのオリフィス径が０．２５ｍｍ
でその配列ピッチが１．２５　ｍ　ｍの高圧水噴射ノズ
ル１から１００ｋｇ／Ｃｉ、Ｇの高圧水を噴射させたと
ころ、繊維シート上の噴射点近傍には飛散した噴射水が
滞留しており、特に噴射点に搬送される上流側の繊維シ
ート上には、厚さが５ｍｍ程度の滞留水Ｗが常時滞留し
た状態で噴射されていた。

次いで、繊維シート上の高圧水の衝突点から３５ｍｍ離
れた位置より、前記衝突点に対して２ｋｇ／ａ１．　Ｇ
の高圧空気を高圧空気噴射ノズル２３の傾斜角度θを２
０度で噴射させたところ、繊維シート表面に滞留してい
た滞留水は、噴射点を中心に繊維シートの走行方向が約
３０ｍｍの範囲に渡って衝突後の飛散水と共に吹き飛ば
され、搬送されつつある繊維シート表面には、高圧水噴
射ノズルから噴射される柱状流のみが観測された。

このようにして得られた繊維シートを目視したところ、
シート表面は、超極細繊維の束を主体とした織物で単繊
維が均一に割繊された「イラツキ」のない優れた品位の
ものが得られた。

比較例次に、第１図ないし第３図で説明した本発明の処理装置
と、第４図で説明した従来装置のランニングコストを比
較するため、本発明の圧空製造装置の消費動力と第４図
の装置の真空吸引装置の消費動力とを、各モータの給電
部に電力計を装着して１時間の運転時間に渡って測定し
たところ、本発明の処理装置については、５ＫＷ−Ｈ，
従来装置については、３２ＫＷ−Ｈであった。

したがって、繊維シート上の滞留水の除去手段として、
高圧空気噴射ノズルを用いた本発明の装置は、真空吸引
装置による従来装置に比べ、ランニングコストが格段に
安価である。

なお、圧空の噴射及び滞留水の真空吸引等の処理条件は
、下記の通りであり、その他の処理条件については、上
記実施例と同様にした。

処理条件（１）本発明装置圧空ノズル：孔径　　　０．６ｍｍ。

ピッチ　　　　５ｍｍ。

孔数　　　３２１個、有効幅　１６００ｍｍ。

圧空ポンプ：往復式コンプレッサ、吐出量　　２Ｎｍ３／分、定格　　７．５ＫＷ（２）従来装置吸引開口部：幅　　　１００ｍｍ、長さ　１６００ｍｍ。

吸引静圧　：　　　　１３００ｍｍＡｑ吸引ポンプ：リ
ングブロワ、吸引量　　９０ｍ３／分、定格　　　３７ＫＷ［発明の効果］以上説明したように、本発明に係る繊維シートの高圧水
流処理方法は、高圧水噴射ノズルから繊維シートに噴射
した高圧水の衝突点近傍に対して高圧空気を噴射する処
理方法としたので、繊維シートには、噴射点近傍に滞留
している滞留水が吹き飛ばされた後に高圧水の噴射エネ
ルギが作用し、高圧水の保有する噴射エネルギを最大限
に活用することができる。したがって、繊維シートは、
何ら「イラツキ」等の地合の乱れのない品位の優れたも
のが得られる。

また、本発明に係る繊維シートの高圧水流処理装置は、
高圧空気噴射ノズルの構造が簡単であり、しかもノズル
に供給される高圧空気は、既成品として市販されている
圧空製造装置を利用するだけでよいので、設備費及びラ
ンニングコスト共に安価であり、簡便な設備で上記の優
れた品位の繊維シートを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る繊維シートの高圧液流処理装置
の縦断面図、第２図は、第１図の右側面図、第３図は、
第１図の高圧空気噴射ノズル近傍の拡大断面図である。第４図は、従来の繊維シートの高圧液流処理装置の概略
縦断面図、第５図は、第４図の装置によって製造された
繊維シート表面の部分拡大図である。１：高圧水噴射ノズル２：ネットコンベア３：繊維シート１１：支持体１３：排水ボックス１４：駆動ロール１９：エアノズル装置２０：高圧空気製造装置２１：フィルタ圧力調整弁高圧空気噴射ノズル圧空ノズル空気溜めパイプエア配管

Claims

【特許請求の範囲】

（１）移動中の多孔体の表面に繊維シートを載置し、前
記繊維シートに対して、前記繊維シート上部に設けた高
圧水噴射ノズルから高圧水を噴射することにより、前記
繊維シートの繊維を交絡または割繊させる繊維シートの
高圧水流処理方法において、前記繊維シートに噴射した前記高圧水の衝突点近傍に対
して、高圧空気噴射ノズルから高圧空気を噴射すること
を特徴とする繊維シートの高圧水流処理方法。
（２）繊維シートを表面に載置しつつ搬送する多孔体と
、前記多孔体の上方に設けられ前記繊維シートに対して
高圧水を噴射する高圧水噴射ノズルとからなる繊維シー
トの高圧水流処理装置において、前記多孔体と前記高圧水噴射ノズルとの間に、前記高圧
水噴射ノズルから噴射された高圧水が前記繊維シートに
衝突する衝突点近傍に対して、高圧空気を噴射させる高
圧空気噴射ノズルを設けたことを特徴とする繊維シート
の高圧水流処理装置。
（３）高圧空気噴射ノズルの、衝突点を含む水平面に対
する傾斜角度は、０〜６０度であることを特徴とする特
許請求の範囲第２項の繊維シートの高圧水流処理装置。