JPH0480135B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ｛産業上の利用分野｝ 本発明は、高速流体流を繊維シートに噴射せし
めて繊維に交絡を付与する繊維交絡シートの製造
装置に関する。

｛従来の技術｝ 従来、繊維シートの絡合処理としては、ニード
ルパンチ法が広く用いられ、不織布、特に人工皮
革分野で汎用技術化されているが、近年ユニツト
技術としては古くから見い出されていた高速流体
パンチ法が見直され、一部の繊維シートの絡合に
適用されている。

上記高速流体パンチによる繊維シートの絡合加
工における高速流体生成方法については、 特公昭47−30740号公報、USP3403862号
明細書、USP3485706号明細書等により提案さ
れている。

｛発明が解決しようとする問題点｝ しかしながら、これら従来の方法では、ノズル
全長にわたり、均一な強度の乱れのない高速流体
流を得ることは極めて困難であり、上記方法によ
り製造した繊維交絡シートは、繊維シート面にお
ける絡合度の強弱ムラ、さらには乱噴射流による
シート面の乱れ等が生じ、表面均一性が極めて劣
るものであつた。

その理由は、上記，の方法では、ノズルヘ
ツドの流体流入口から流入した高圧流体は、流体
通路を流れ、該流体通路に連続して配置された高
速流体噴射ノズルの噴射孔を通過することで高速
流体流を生成する方式であり、ノズルヘツド内に
流入した高圧流体のもつ動圧差は、該高圧流体を
流体通路内に滞留させることで保有流速を失わし
め、整流ならしめるものである。

上記方式の欠点は、ノズルより噴射する流体流
量に比較し、多大な流量を滞留させる大容量の流
体通路を要し、該流体通路内の流体の流れ速度を
極端に低くすることで整流効果を得ることにあ
る。

このことは、流体通路内壁の受圧面積が増大
し、高圧流体からの内圧に抗じるために、極めて
厚肉の大型ノズルヘツド構造となる。さらに、ノ
ズル着脱のため、ノズル装着部分は開放形状が要
求され、そのため、該流体通路は閉塞構成がとれ
ず、換言すれば、コ字型断面形状で内圧力に抗じ
ることとなり、数十〜数百Kg／cm²の高耐圧かつ数
メートルの長尺ヘツドの設計は不可能である。

さらに、の方法では、高圧流体噴射孔の流入
面に動圧整流の目的で整流ネツトを密着配置した
方式であり、上記方式の欠点は、 ○イ 整流効果は、該整流ネツトを流体が通過する
ことで得られるが、流体通過部分は噴射孔直上
またはその近辺の極小部分に限られ、極めて整
流効果が低い。

○ロ さらに大きな欠点は、噴射孔に流入する流体
は、該整流ネツトの微細開口部を通過する流体
と、ネツトの単線部で遮断される流体とに分け
られ、噴射孔の周縁から均等に流れ込むことを
阻害され、乱流状態の高速流体流となり噴出さ
れる。特に、流体に水を用いた場合、この現象
が顕著であり、流入側における噴射孔エツジで
の縮流形成ができず、従つてエネルギー保有量
の高い柱状水流の生成が全く不可能であり、上
記方式で得られた高速水流は、一部気泡を巻き
込んだ白濁噴霧流となり、また噴射方向も乱
れ、その強さは極めて弱いものであつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解
消し、高速流体噴射ノズルにおいて、長尺構造に
もかかわらず、ノズル全長にわたり均一な強度
の、さらに乱れのない高速流体流を安定的にかつ
容易に得ることのできる繊維交絡シートの製造装
置を提供せんとするものである。

｛問題点を解決するための手段および作用｝ 上記目的を達成する本発明の構成は、走行する
繊維シートに対向して、 高圧流体導入口、および、該高圧流体導入口に
連通する流路がそれぞれ形成されたノズルヘツド
本体と、該ノズルヘツド本体の下面に設けられ高
速流体噴射孔が前記繊維シートの幅方向に複数個
穿設された高速流体噴射ノズルと、該高速流体噴
射ノズルを支持する耐圧板とを具備したノズルヘ
ツドを配し、 前記繊維シートに前記噴射ノズルから噴射する
高速流体を衝突させて繊維交絡シートを製造する
装置において、 前記ノズルヘツド本体の流路の繊維シート幅方
向の長さを、前記高速流体噴射孔の穿設された幅
以上に長くすると共に、該長くした流路内に、前
記高速流体噴射ノズルと空隙をもたせて動圧整流
体を配置し、 前記動圧整流体と前記高速流体噴射ノズルとの
間に、高圧流体の圧力室を設けたことを特徴とす
る繊維交絡シートの製造装置である。

以下、本発明を、本発明の実施態様を示す図面
に基づき更に詳しく説明する。

第１図は、本発明に係る繊維交絡シート製造装
置の一例を示すものであり、装置の軸心での正面
断面図である。

さらに、第２図は、第１図の軸心に対して直角
方向に切断した側面断面図である。

第１図、第２図においては、ノズルヘツド１
は、ノズルヘツド本体２に設けられた高圧流体導
入口９、上段流路１０、下段流路１２、上下段流
路連絡孔１１さらに整流板３、高速流体噴射孔を
複数個穿設した高速流体噴射ノズル４、該ノズル
を高圧流体圧力に抗じて支持する耐圧板５を具備
している。そして加圧ポンプ（図示せず）により
加圧された高圧流体は、高圧流体導入口９よりノ
ズルヘツド１内に流入し、上段流路１０内に充満
し、上下段流路間軸心方向に複数個穿設された上
下段流路連絡孔１１にて下段流路１２へ軸心方向
に流量分散されながら流入される。

該高圧流体は、下段流路１２の中央部に、すな
わち円形断面流路（第２図参照）の直径方向に差
し渡す形で配置された整流板３を通過し、該整流
板３より下流の下段流路と連続スリツト状で連な
る流路で構成された圧力室２５に滞留することで
充分に整流され、該圧力室２５の末端に配置され
たノズル４の高圧流体噴射孔２４の周縁より均一
に流れ込み、通過することで高速流体流となり噴
出される。

ノズル４は、ノズルヘツド１内の高圧流体の圧
力に抗じるため、耐圧板５、耐圧板取付ボルト１
４により支持されている。該耐圧板の中央部、す
なわちノズル４の高速流体流体噴射孔２４の直下
部には、高速流体流を遮らないよう連続スリツト
の流体噴射孔出口開口部２６が設けられている。

ここで、耐圧板５の連続スリツト幅、すなわ
ち、流体噴射孔出口開口部２６における図の左右
方向の開口幅は、高速流体流が接触しない範囲で
最小とすることがノズル４の内圧による変形を極
力押える目的で重要である。

第３図は第１図における整流板３の支持状態を
説明するための拡大図である。

前記第１図、第２図および第３図において、ノ
ズルヘツド１の下段流路１２の直径方向に差し渡
し配置された整流板３は、該下段流路１２の両端
部で整流板支持ブロツク７の凹形部に両端を支持
され、さらに整流板支持ブロツク７は内圧シール
用のＯリング１５、ボルト１３を介してフランジ
８により、ノズルヘツド１内の高圧流体の圧力に
抗じている。

ここで、整流板３の両端部を、整流板支持ブロ
ツク７の凹部で支持しているのは、例えば、ノズ
ル４の交換時に耐圧板５の取付ボルト１４の着脱
操作を容易ならしめるために、ノズルヘツド１を
上向きに反転するとき、流路内で整流板３が回転
し、装着位置が変らないよう、整流板支持ブロツ
ク７の内圧シール用に用いたＯリング１５と流路
内面との摩擦力で、該支持ブロツク７の凹部を介
して位置保持しているものである。しかしなが
ら、整流板支持ブロツク７を用いず、単にフラン
ジ８の端面への突き当て構造でもよい。

なお、図示されないが、繊維シートは上記ノズ
ルヘツド１の下面に対向する位置に、図に向う方
向あるいはその逆のいずれかの方向に走行され
る。

第４図は、本発明に係る繊維交絡シート製造装
置の他の実施態様を示すものであり、装置の軸心
での正面断面図である。また、第５図は、第４図
に示す装置の軸心に対して直角方向に切断した側
面断面図であり、第６図は、第４図のＡ−Ａ断面
図である。

第４図〜第６図においては、ノズルヘツド１
は、ノズル本体２に設けられた高圧流体導入口
９、流路２０、流入口金１８、整流チユーブ１
７、中継ブロツク１９、さらに高速流体噴射孔を
複数個穿設したノズル４、該ノズルを高圧流体に
抗じて支持する耐圧板５を具備している。そして
高圧流体導入口９より流入した高圧流体は、流入
口金１８の外周凹部と流路２０の延長部により形
成された滞留部２３に充満し、さらに流入口金１
８の外周部に穿設された流入孔２１を経て流路２
０内に挿入された整流リユーブ１７内に流入す
る。

該高圧流体は、整流チユーブ１７内をノズル軸
心方向に流れると同時に、円周方向に整流されな
がら通過し、流路２０と連続スリツト状で連なる
圧力室２２に滞留することで完全に整流され、該
圧力室２２の末端に配置されたノズル４の高速流
体噴射孔２４の周縁より均一に流れ込み通過する
ことで高速流体となり噴出される。

ここで、整流チユーブ１７を複数本に分割し、
中継ブロツク１９で連継する構成としたのは、整
流チユーブ１７のノズルヘツド１内への着脱操作
性、さらに製作上の容易さ、低コストを考慮した
ものであり、もちろん１本構成にしても何らさし
つかえない。

さらに、整流チユーブ１７と流路２０、流入口
金１８、中継ブロツク１９との接合部にＯリング
１５′のシールを用いたことは該接合部より未整
流流体の漏れ込みによる圧力室２２内に乱流防止
の目的で重要である。

第７図は、高圧流体流入状態をさらに詳しく説
明する図である。

前記第６図と第７図において、ノズルヘツド１
の高圧流体導入口９より流入した高圧流体は、流
入口金１８の外周部に穿設された流入孔２１（図
では外周に沿つて４ケ所に均等に配置され、これ
が軸方向に３ケ所、合計12孔の穿設である）より
整流チユーブ１７内に流入する。

以上述べたように、本発明は、高速流体噴射ノ
ズル４と、整流板３あるいは整流チユーブ１７な
どの動圧整流体とを僅かな空隙をもたせて配置し
たノズルヘツドの構成とすることにより、ノズル
ヘツドが長尺構成にもかかわらず、該ノズルヘツ
ドは軽量、コンパクト構造にて全長にわたり均一
な強度の乱れのない高速流体流を得ることが可能
である。

本発明における整流板あるいは整流チユーブ
は、たとえば、ポーラスメタル、補強金網で耐圧
補強したマイクロメツシユ金網などの公知のもの
が適用できる。

また、本発明の高速流体流による処理におい
て、高速流体流に用いられる流体流としては、液
体あるいは気体であるが、取扱い易さ、コスト、
流体流としての衝突エネルギー量の点から、水が
最も好ましいく用いられる。さらに、目的に応じ
て、有機溶剤やアルカリ、酸の水溶液なども用い
得る。

かかる液体は、高圧ポンプにより圧力をかけ、
孔径の小さい吐出孔から噴射させて、高速の柱状
流として繊維シート面に噴き当てる。圧力条件
は、５〜300Kg／cm²程度の範囲が使用できる。５
Kg／cm²より高圧では、打撃欠点や変形が生じるの
で好ましくない。好ましい範囲は、20〜200Kg／
cm²、さらに好ましくは30〜150Kg／cm²の範囲であ
る。

次に、本発明に用いることのできる繊維シート
としては、通常の不織布、織物や編物と不織布と
の積層体、性質の異なる不織布の積層体などが用
いられ、カード、クロスラツパー、ランダムウエ
ツバー、フイラメントウエツブの形成法、抄紙法
などのシート形成法によりシート化し、さらに必
要に応じて、ニードルパンチ、一次流体パンチな
どの方法による構造物固定を行なうことにより製
造できる。

本発明で用いる繊維シートを構成する繊維は、
天然繊維、化学繊維、合成繊維、あるいは、これ
らの組み合せの繊維を用いることができる。

｛発明の効果｝ 本発明は、上記した構成、作用を有するため、
次の如き優れた効果を奏する。すなわち、 イ まずノズルヘツド内において、動圧整流板と
高速流体噴射ノズルをわずかな空隙をもたせて
配置したことにより、動圧整流に要する圧力室
容積の小形化が可能となり、このことは数十〜
数百Kg／cm²に至る高耐圧構造のノズルヘツドの
設計上、極めて小形、軽量化が可能であり、操
作性、コスト面で顕著な効果がある。

ロ また、上記のことは、ノズルヘツドの必要形
状として、高速流体噴射ノズル装着部は、開放
形となり、閉塞構造がとれない。このことによ
り、耐圧的に弱い該開放形状が連続して連なる
長尺構造になるに従い本発明の効果はより顕著
になる。

ハ 次に、本発明によるノズルヘツドの構成によ
りノズルヘツド内の高圧流体の完全な整流が可
能であり、このことにより、ノズル全長にわた
り均一な強度の乱れのない高速流体流を容易に
生成可能となる。

ニ したがつて、本発明の装置により製造された
繊維交絡シートは、打撃密度の均一な、しかも
交絡合性の、また表面平滑性が優れた高品質な
シートが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る繊維交絡シート製造装
置の一例を示すものであり、装置の軸心での正面
断面図である。第２図は、第１図の軸心に対して
直角方向に切断した側面断面図であり、第３図
は、第１図における整流板の支持状態を示す拡大
図である。第４図は、本発明に係る繊維交絡シー
ト製造装置の他の一例を示すものであり、装置の
軸心での正面断面図である。第５図は、第４図の
軸心に対して直角方向に切断した側面断面図であ
り、第６図は、第４図のＡ−Ａ断面図である。さ
らに、第７図は、第４図における流入口金の装着
状態を示す拡大図である。 図面中の符号の説明、１……ノズルヘツド、２
……ノズルヘツド本体、３……整流板（動圧整流
体）、４……高圧流体噴射ノズル、５……耐圧板、
６……高圧流体シールブロツク、７……整流板支
持ブロツク、８……フランジ、９……流体導入
口、１０……上段流路、１１……上下段流路連絡
孔、１２……下段流路、１３，１４……ボルト、
１５，１５′，１６……Ｏリング、１７……整流
チユーブ（動圧整流体）、１８……流入口金、１
９……中継ブロツク、２０……流路、２１……流
入孔、２２，２５……圧力室、２３……滞留部、
２４……高圧流体噴射孔、２６……噴射孔出口開
口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行する繊維シートに対向して、 高圧流体導入口、および、該高圧流体導入口に
   連通する流路がそれぞれ形成されたノズルヘツド
   本体と、該ノズルヘツド本体の下面に設けられ、
   高速流体噴射孔が前記繊維シートの幅方向に複数
   個穿設された高速流体噴射ノズルと、該高速流体
   噴射ノズルを支持する耐圧板とを具備したノズル
   ヘツドを配し、 前記繊維シートに前記噴射ノズルから噴射する
   高速流体を衝突させて繊維交絡シートを製造する
   装置において、 前記ノズルヘツド本体の流路の繊維シート幅方
   向の長さを、前記高速流体噴射孔の穿設された幅
   以上に長くすると共に、該長くした流路内に、前
   記高速流体噴射ノズルと空隙をもたせて動圧整流
   体を配置し、 前記動圧整流体と前記高速流体噴射ノズルとの
   間に、高圧流体の圧力室を設けたことを特徴とす
   る繊維交絡シートの製造装置。