JPH10507234A - 吸水粉末を含有する幅広の空気積層式紙ウェブを製造する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 空気積層式紙ウェブの製造において、高吸収粉末材を、一般的に分散しようとする繊維材に予め添加するか、後に、すなわち連続形成された層の間で形成済みのウェブの上側に添加することによって加えることができる。両方法には欠点が伴い、本発明では、空気積層装置への繊維の初期供給からウェブの最終成形までの間の中間段階で粉末材を導入することが好都合であることが認識されており、これにより、粉末の最初の粗分散は繊維材の初期供給から切り離して強制的に行われる一方、粉末の最終分散は、均一なウェブ層を形成するための繊維材の最終分散を行う同じ空気流で行われる。このように、粉末は繊維材内へ効果的に均一に混合される。

Description

【発明の詳細な説明】 吸水粉末を含有する幅広の空気積層式紙ウェブを製造する方法及び装置 本発明は、高吸水粉末を含有する幅広の空気積層式紙ウェブの製造に関する。 そのようなウェブの基本材料は、通常は積層ウェブの接着用に一定含量の熱活性 化合成繊維を備えたセルロース繊維であるが、そのような繊維材料はウェブ内に 均一に分散された高吸収繊維も含むことが知られている。 しかし、特に経済的理由から、吸収繊維の代わりにＳＡＰとしても知られる上 記粉末を使用することが望ましいが、ウェブ材にＳＡＰを適度に均一に混合する ことの方がはるかに困難である。 様々な従来の積層技術において、移動ベルトに下ウェブ層を形成させるために 第１ディストリビュータヘッドを通過させ、次に下ウェブ層の上にＳＡＰ層を積 層する粉末ディスペンサを通過させ、次に上側ウェブ層を積層することができる 別のディストリビュータヘッドを通過させることによって、移動ベルト上に吸収 ウェブ材を製造することが可能であることはよく知られている。しかし、ＳＡＰ 粒子は実際にはウェブ材に付着せず、それは以降の処理中にかなり舞い上がる一 方、最終吸収製品には強い層剥離傾向も見られる。 このような背景のもとに、ＳＡＰ材を繊維材料内に混合しようと努めるべきで あることも知られており、このため、通常は乾燥パルプ材を分解するハンマミル からディストリビュータヘッドへ供給される空気流動化された繊維材の流れに粉 末を添加するのが現実的な方法であった。その結果、空気内の高渦流によって効 果的に混合されるが、用いた空気積層技法に従った最終製品の顕著な不均質を容 認することが必要であった。成形ベルトの上の仕訳スクリーン上へ材料を撹拌し て分散させる手段を備えたディストリビュータヘッド内へ繊維／ＳＡＰ／空気流 を集中供給すると、供給部分の下側のＳＡＰ濃度が周辺部よりも高くなることが わかった。これにより、ウェブ製品にはＳＡＰ濃度が互いに異なった縞が形成さ れる。周辺領域で所望の濃度が得られるような高率でＳＡＰを添加した場合、そ れよりも高濃度の領域から塵が発生する可能性があり、これは不都合であると共 に損失を生じ、また他の理由からも高濃度は非常に望ましくないであろう。 まず最初に、本発明は、上記のもの、すなわちヨーロッパ特許第Ｂ−０，０３ ２，７７２号に開示されている形式とは異なった空気積層技法に基づいている。 これは、本出願人に非常に特徴的であると専門家の間で認められている技術であ る。それは、高生産量及び製造ウェブの均一性から好都合であるが、製造ベルト の上に積層された繊維材料内へ吸収粉末を均質混合する点で問題があることに注 意されてきた。 問題の技法は、特に比較的大きいウェブ幅、例えば５０〜３００ｃｍのものの 製造に適しており、より狭い吸収パッド製品の製造の場合、必要幅の単品のウェ ブを形成するよりも経済的に製造できることから、ウェブを細く切断するのが実 際である。しかしその場合、細幅のウェブが不均一になってしまわないように、 ウェブの幅方向のＳＡＰ分散を高度に均一化することが重要である。 上記技術では、空気流動化された繊維を穿孔された回転円筒状管内部において 成形ベルトを横切る空気流内で移動させ、別の同様な円筒状管に通して再び戻す ようにし、この円筒状管のセットで成形ヘッドを構成して、そこから繊維を空間 内へ送り出す。その空間内においては従来のように空気流が穿孔ベルトの下方の サクションボックスに接続されたサクションファンの作用によって引く。このた め、円筒状管から出る繊維流はベルト方向に直交する一定の移動成分を備えるが 、繊維流はベルトを横切る２つの対向方向に案内されるので、これによって得ら れる繊維ウェブはそれの両側縁部に沿って十分かつ均一な層の厚さに形成される 。 適当な調節を行えば、これは繊維材に当てはまるであろうが、ＳＡＰ材には当 てはまらず、ＳＡＰ材はそれぞれ横方向及び縦方向の空気流によってまったく異 なった影響を受けるであろう。実際に、ＳＡＰを繊維材に単純に混合するだけで は、粉末は繊維材とは異なった分散特性でベルト上に沈着するので、ＳＡＰ粉末 が均一に混入した均一分散繊維ウェブである完全な結果を達成できるように分散 を調節することは非常に困難であるか、不可能である。そのうちの一方は最適化 できるかもしれないが、その場合は他方ができない。 この背景により、様々な空気積層技術では、関連の空気流が繊維及び粉末にま ったく同一の影響を与えるわけではないという事実による妥協を受け入れること が必要であった。 本発明で、繊維分散の中間段階で、すなわち初期分散後であるがそれが終了す る前に粉末を混入するようにし、その時に、ＳＡＰ材の中間層を加える最初の方 法の場合と同様に、ウェブ幅の少なくとも主要部分の上に粉末を別に導入するよ うに注意することで、この状況を変化させて改善することが可能であることがわ かった。 これによって、繊維材に対する初期分散影響によってＳＡＰ粉末が目立った作 用を受けないようにすることができ、これによってＳＡＰ材の混合に特別な注意 を払うことなく、均一な分散水準を達成できるように繊維分散を制御することが できる一方、成形ベルトへ最終的に送り出している時の繊維と十分に混合できる 時間が粉末にまだある遅い段階で、ＳＡＰ材の混合を強制的かつ広範な分散で行 うことができる。このため、繊維材への粉末の実質的かつ最新の混合が行われ、 その混合をウェブの幅全体で均一にすることができる。 もちろん、一定の不均質が容認されるならば、すべて詳細な状況に応じて繊維 の供給工程でＳＡＰ材を添加する時期を早くしたり遅くしてもよく、それに対応 してＳＡＰの供給がウェブ幅全体で均一になる程度を高低させることができると いう一定範囲の妥協があるであろう。品質要求事項がそのように小さいことによ って、ＳＡＰ供給を特に制御しやすくなるため、本発明はさらに好都合に有益に なるであろう。 通常は、品質を向上させるため、繊維をウェブの方へ運ぶ空気内に大きな渦流 が残っていない遅い処理段階でＳＡＰを添加することを選択すべきであり、従っ て、ＳＡＰを活発に拡散させることができる手段を介してＳＡＰ材を供給して、 成形ベルトへ送り出される直前にそれらの材料がさらに集中的に混合されるよう にすることが好ましいであろう。 細いウェブの製造では、例えば米国特許第４，９２７，５８２号及びヨーロッ パ特許第Ａ−５２０，７９８号に記載されているように、成形ヘッド内の繊維空 間内へ噴射することによってＳＡＰ材を添加することが知られているが、その場 合には、供給材料が予めウェブ幅の主要部分全体に分散されるため、状態の重大 さは低くなり、また個々のウェブ片の側縁部に沿ってＳＡＰの混合が低下するか どうかはさほど重要ではないであろう。 上記問題はすべての幅広ウェブ積層技法に発生するであろうから、本発明は、 繊維ウェブ用の上記積層技法に限定されることはない。 以下に、図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。 第１図は、従来通りにＳＡＰ材を供給する手段を備えた乾式成形装置の斜視図 である。 第２図は、それの長手方向断面図である。 第３及び第４図は、本発明による２つの装置の同様な図面である。 第５及び第６図は、それの断面図である。 第７図は、好適な乾式成形装置の斜視図である。 第８図は、それの断面図である。 第９〜第１１図は、本発明の様々な実施例を示す断面図である。 第１２及び第１３図は、さらに別の実施例を示す断面図である。 第１及び第２図は、乾式成形装置を非常に概略的に示している。この装置では 、穿孔された成形用ベルト２の上方に、ここでは２つの成形ヘッド４及び６とし て示されている成形ヘッド装置が取り付けられており、各成形ヘッドは供給チャ ネル８から空気流動化された繊維材の流を受け取る。この材料はハンマミル１０ から送られるが、一般的にハンマミルへパルプ材料のウェブ１２が送られ、ハン マミル内で繊維が離解される。ベルト２の下方にサクションボックス１４が取り 付けられており、これによって空気がベルトを通して吸い込まれるため、成形ヘ ッド内においてベルトの幅全体に分散された繊維材が吸い付けられるので、多少 とも均一に薄いウェブ層１６がベルトの上に形成される。 例えば第１図に点線で示されているような管１８で、成形ヘッドへ送られる空 気／繊維流に高吸収粉末（ＳＡＰ）を供給することによって、あるいは粉末ディ スペンサ２０を用いて、成形ヘッド４から送られたウェブ１６の幅全体に粉末を 散布した後、他方の成形ヘッド６で粉末層の上に上側ウェブ２２を積層すること によって、最終製品に高吸収粉末（ＳＡＰ）を組み込むことができる。しかし、 本発明によって改良しようとするのは、この２つの方法である。 第３図は、本発明による装置の改良を示している。適用される成形ヘッド４の 内部に、ウェブの幅のほぼ、または完全に全体にわたって延びた粉末ディスペン サ２０が取り付けられ、その下側の出口端部２０’がベルト２から上に離れて適 当な繊維分散室内に配置されている。その場所には、空気流動の状態にあってベ ルト２に向かう下向きの成分を備えた運動をしている繊維材料と十分に混合させ るように粉末を拡散させのに十分な空気渦流がある。しかし、本発明によれば、 粉末ディスペンサを、それ自体で、または口部分２０’に配置された別の手段に よって粉末を積極的に拡散させるように変更した粉末ディスペンサを用いること がオプションとして望まれる。そのような拡散がウェブの長手方向及び横方向の 両方に行われる場合、第５図に示されているように、ディスペンサは互いに離し て横列に並べた出口２０”を備えた形状でもよいが、以下に説明するように、切 れ目のない出口スロット２０と粉末をウェブの長手方向に拡散する手段とを組み 合わせて用いることが好ましい。 第４図に原理が示されている実施形態では、特別な粉末ディストリビュータ、 すなわち成形ヘッド４を横切って延びている、一端部から供給された粉末用のコ ンベヤ、例えばウォームコンベヤを収容している穿孔横管２４が用いられている 。もちろん、この構造でも、ＳＡＰ粉末を積極的に拡散させる手段を他に用いる ことができるが、それは必ずしも必要ではない。第４図では、第３図よりもわず かに高い位置で、すなわち高い渦流の領域に粉末が導入されるように示されてお り、これによって積極的粉末拡散を行うことがあまり重要でなくなる。 第６図は、穿孔横管２４を成形ヘッド４の長手側から見た図であり、ウォーム コンベヤが２６で示されている。 本発明の詳細な実験を、例えばヨーロッパ特許第Ｂ−０，０３２，７７２号の 「ダン・ウェブ」形の乾式成形装置で行っており、これは、第７図に示されてい るように、成形ヘッド４に狭い対向山形部分３２を備えた外側ボックス３０を設 けて、これらの山形部分間に２本の平行な穿孔円筒状管３４及び３６を配置し、 それの端部をベンド３８で互いに連結し、ボックス３０の一端部または両端部に おいてベンドを第１〜第５図のハンマミル１０から出た供給管８に相当する供給 管４０に連結していることを特徴としている。 作用を説明すると、このように繊維流が円筒状管３４、３６の一方または両方 へ供給されて、装置３４、３６、３８内を循環するように搬送される。円筒状管 ３４及び３６は穿孔されていると共に回転し、第８図に示されているように、内 部ニードルシリンダ４２を備えて、それらが高速で回転することによって繊維を 円筒状管から大量かつ円滑にウェブ２上へ送り出すことができるようにすること が好ましい。各円筒状管内の繊維の横移動によって一定のむらが発生するであろ うが、これは、他方の円筒状管を通る移動による逆のむらによって軽減される。 このため、２つの円筒状管は単一成形ヘッドを構成する１対のドラムである。 本発明よれば、第８図に示されているように、垂下ダクト２８を備えた粉末デ ィスペンサ２０を２つの円筒状管３４及び３６の間に取り付けてもよい。図示の ように、ダクトに下側の縦方向に変位可能な口部分４４を設けてもよく、その場 合は出口部分２０の高さを調節することができる。 以上のようにして、繊維がベルト２上に沈着する前に、既存の渦流によって繊 維と効果的に混合することができるようにＳＡＰ粉末を供給することができるが 、本発明によれば、出口部分２０から出る粉末を積極的に拡散させる手段を用い ればさらに好ましい。 このため、第９図に示されているように、粉末を拡散させるために回転ブラシ シリンダ４６を口部分２０に沿って取り付けてもよい。 別の方法が第１０図に示されており、これでは穿孔した圧縮空気管４８を粉末 ディスペンサの出口スロットの下方に取り付けて、粉末をこの管の横方向へ拡散 させることによって、ベルト２上へ最終的に落下する前に繊維材内へ粉末を良好 に混入させることができる。 第１１図は、やはり粉末を拡散させるために、口部分２０の下方に取り付けら れた１対のロッド電極５０によって同様な結果が得られることを示している。 第１２及び第１３図は、上記形式の装置における本発明の変更例を示している 。ここでは、円筒状管の一方、好ましくは両方の内部に軸方向平行ディスペンサ 管５２が取り付けられており、第１２図に示されているように、これらは調節可 能に取り付けることができる。この管は、下側が穿孔されており、これに収容さ れているウォームコンベヤ５４が、図示しない供給源からＳＡＰ粉末を管内で搬 送して、適当な量の粉末を穿孔管底部から放出することができる。管の全長にわ た って供給側端部の反対端部でも十分な粉末が得られるようにする必要があり、ま た、ウォームコンベヤの回転速度を変化させることによって装置の出力を調節す ることが望ましいであろうから、低出力時でも、余剰粉末を搬送することによっ て、最終的な余剰分を管の出口端部で回収できるような寸法の装置にすることが 好ましい。 ウォームコンベヤ５２の代わりに、引き込みチェーンを用いて、必要ならばそ れを一方の管内で前方へ移動させ、他方の管内で戻るようにしてもよい。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．３０ｃｍを超える幅を備え、高吸収粉末材、いわゆるＳＡＰを含有する空気 積層式紙ウェブを、穿孔ベルト上に、そのベルトに当たるように上方のディスト リビュータ装置から空気流動化されたセルロース繊維流を吹き出して形成し、ベ ルトの下側に設けた吸い込み作用によって支持した後、移動ベルト上に形成され た繊維ウェブを、吸収粉末材をウェブに添加した後、外部から結合材を添加する ことによって、または最初に混合した結合材の活性化によって、混合した熱活性 化結合繊維を活性化させるために加熱することによって安定させるようにした空 気積層式紙ウェブ製造方法であって、吸収粉末材は、繊維分散の中間段階で、す なわち空気流動化された繊維流の初期形成の後であるが繊維が成形ベルト上に最 終的に沈着する前に添加され、粉末供給源は、粉末が初期形成ウェブの全幅にわ たって、またはそれの一部の幅部分に強制的に分散されるように配置され、その 後に粉末が、成形ベルト上の繊維材を最終的に分散させるための空気流の作用に よって完全に分散されるようにしたことを特徴とする方法。 ６．請求項１の方法によって幅が少なくとも３０ｃｍの空気積層式紙ウェブを製 造するための、移動成形ベルトの上方に空気流動化繊維流を拡散させる機能の成 形ヘッドを備えている装置であって、成形ヘッドは、成形ゾーンのすぐ上方の領 域に粉末を供給する内部供給手段を備え、この手段は、ウェブの幅全体に均一に 分散配置された出口部分を備えていることを特徴とする装置。