JPS6054407B2 - ウェブを形成する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、繊維浮遊気体から繊維ウェブを形成する方法
、一層詳しくは、この方法および装置を改良して不織繊
維ウェブを高速度で高品質に形成することに関する。

目のあらい繊維ウェブは、使い捨て製品、たとえば、お
むつ、衛生ナプキン、化粧用バッド、工業用タオル、家
庭用タオル、テイツシユー等として極めて普及しつつあ
る。

これらの製品は、一般に、単一用途、すなわち限られた
用途を意図しており、したがつて、経済的に製造できる
ことが重要要件となる。目のあらい繊維ウェブの製作の
際に生じる最も重大な問題の１つは、製造コストを最小
とすべく高速度で高品質の生産を達成することであつた
。目のあらい繊維ウェブを形成するのに普通用いられて
いる装置は、繊維供給マットから繊維を分離して空気中
に捕捉させ、繊維浮遊空気を生成する繊維化ロールを包
含する。

繊維浮遊空気は、形成ダクトの上流端を通してこの形成
グクトの下流開放端を横切る、小孔のある可動形成面に
送られ、そこに繊維が凝集して目のあらい繊維ウェブを
形成する。形成面の背後に部分真空を作用させて繊維浮
遊空気をそこに送るのを助けている。このように形成ウ
ェブは、ほとんどの場合、普通の後処理作業、たとえば
エンボス加工、接着等を受けて所望の性質を与えられる
。上述の装置は、形成ダクトの壁面によつて囲まれた小
孔付き形成面上にウェブ形成区域を有する。

形成面を有しての圧力降下を最小限にするには形成面積
を大きくすることが望ましいことは知られている。米国
特許第２７０３４４１号（ＬａｎｇｄＯｎｅｔａｌ．に
特許された）には、形成ダクトの中心軸線に対して斜め
に形成面を傾斜させかつ形成ダクトの前後の内面を比較
的大きな発散角とすることによつて形成面の形成面積を
大きくすることが示唆してある。このような配置では、
高い生産速度（すなわち２００フィート／分以上）で高
品質のウェブを形成することができないことを本出願人
らは発見した。特に、この米国特許の形状では、空気の
流れが不安定となり、高生産速度では、不安定さのゆえ
にウェブ全体に繊維の固まりや過剰な坪量変化を生じさ
せることになる。実際、いくつかの例では、ウェブに穴
があく可能性がある。英国特許明細書第８８３１関号は
、テクスタイル繊維ウェブを製造する装置を開示してい
る。この装置は、供給マットから繊維を分離し、気体内
に浮遊している繊維を形成グクトを通して小孔のある、
円筒状の形成面に送り、そこにウェブを形成するための
繊維化ロールを包含する。この装置では、機械ケーシン
グが、繊維化ロールの周形状に合致していて繊維化ロー
ルのはぎ取り点と円筒状凝集体との間のダクト面積がほ
ぼ均一かあるいは徐々に増していなければならない。こ
のような配置は、この英国特許明細書の通りであれば、
空気流に望ましくない渦、あるいは圧力変動が生じるの
を最小限に抑えることになるが、本出願人が本発明にと
つて極めて重要であることを発見した他のパラメータに
ついては、この英国特許明細書は何も触れていない。特
に、この英国特許明細書は、形成ダクトと形成面の間の
特別な流入角の重要性について何も開示していないし、
この流入角と形成ダクトの前後の内面のなす角との間の
特別に重要な関係についても何も開示していない。これ
らのパラメータは、本発明におおいては、目のあらい繊
維ウェブの高速、高品質形成にとつて重要であることが
見出された。さらに、この英国特許明細書に開示された
装置における空気搬送用ダクトの配置は、高品質の繊維
ウェブを生産すべく高速で作業することを不可能とする
。特に、高速生産では、高速度の空気流は、第１図に示
された繊維経路に沿つて繊維化区域の上流端に送らねば
ならない。繊維化区域の上流端への開口は大きいのて、
大量の空気が高速度の流れを生じさせるのに必要である
。したがつて、繊維化区域に流入した大量の空気を除く
べく形成面の背後に高いレベルの真空を作用させねばな
らない。高レベルの真空を用いることは、繊維を形成面
に余計に堆積させる可能性があり、そこから除くときに
ウェブに損傷を与える原因となる。工アレイダウン装置
のいくつかの実施例が、米国特許第３７９７０７４号に
開示されている。

すべての実施例において、形成ダクトは、繊維化ロール
と、ステーブル長さの繊維のウェブを形成する小孔のあ
る表面との間に配置してあり、約９０度または４５度て
小孔表面に向いており、形成ダクトの小孔表面との所望
向きについては絶対的でないことが示唆されている。事
実、この米国特許に開示されている方向は、本発明の重
要範囲内にない。本発明によれば、少なくとも総重量の
大部分を占める１１４インチ（４）．６３センチメート
ル）より短い製紙長の短セルロース系繊維を含む不織繊
維ウェブを２００フィート（６０メートル）／分以上の
速度てかつ約１０ｚ／Ｙｄ２（３４．１６ｙＩｒｒ１）
から約６０Ｚ／Ｙｄ２（２０４．９４ｙＩｄ）の坪量で
形成する方法であつて、（Ａ）少なくとも総重量の大部
分を占める１１４インチ（４）．６３センチメートル）
より短い製紙長の短セルロース繊維を含む供給マットか
ら繊維を分離し、これらの繊維を気体媒質に乗せて繊維
浮遊気体を形成する段階を包含する方法は、（Ｂ）凸状
のまたは平坦な形成面に対して約１０度から約３０度の
流入角て配置したダクトのほぼ平らな、前、後、側部の
内面によつて閉じ込めながら前記形成面に繊維浮遊気体
の流れを送る段階を包含し、前記前後の内面が、形成面
に向つて、形成面が凸状の場合には約３度よりも小さい
収束状態から約４−１１２度の発散状態まで、形成面が
平坦な場合には約１−１１２度の発散状態までの夾角を
なし、さらに、（Ｃ）形成面を２００フィート（６０メ
ートル）／分以上の速度て移動させる段階と、（９）前
記繊維浮遊気体から形成面に繊維を不織繊維ウェブの形
で堆積させながら前記ダクトの内面によつて前記流れを
閉じ込め続ける段階とを包含する。

本発明によつて、形成した不織ウェブは、任意の所望繊
維組成のものとし得る。

たとえば、１１４インチよりも短い製紙長の短セルロー
ス系繊維だけでもよいし、より長いステーブル長の繊維
だけでもよいし、これらの繊維を混合したもので形成し
てもよい。また、このウェブの坪量を広範囲にわたつて
変えてもよい。本発明の好ましい実施例によれば、約１
０Ｚ．／Ｙｄ．２（３４．１６ｙ１イ）乃至約６０ｚ．
／Ｙｄ．２（２０４．９４ｆ１Ｉイ）の低い坪量を有す
る不織ウェブが、総重量の大部分を占める、１１４イン
チよりも短い製紙長の短セルロース系繊維（たとえば、
木材バイブ繊維、木綿リニタ）と少量のより長い補強繊
維（たとえば、レーヨン、ポリエステル）から成る繊維
混合物から形成された。

上述の不織ウェブは、任意の普通の処理手順て形成し得
る。好ましい手順が、１９７５年１月２８に特許されて
ＳｃＯｔｔＰａｐｅｒＣＯｍｐａｎｙに譲渡されたＲＭ
ｅｔｈＯｄＦＯｒＦＯｒｍｉｎｇＡＬＯｗＢａｓｉｓＷ
ｅｉｇｈｔＮＯｎ−ＷＯｖｅｎＦｉｂｅｒＯｕｓｗｅｄ
Ｊという米国特許第３８６２４ｎ号に開示してある。こ
の米国特許の主題事項は、本願を参照することによつて
具体化される。第１図を再び参照して、形成ダクト２２
は、それぞれほぼ平らな内面３２，３４を有する前、後
板２９，３１を包含する。

これらの内面は、繊維化ロールから形成面の方向にやや
収束してもよいが、好ましくは約４−１１２度まての角
１αョて発・散する。許容し得る収束角は、所望のウェ
ブ形成面積に依存するが、一般に約３度よりも小さい。
好ましくは、内面３２，３４は、約１度乃至約４一１１
２度の角度て発散し、約２−１１２度で発散するのがも
つとも好ましい。形成ダクト２２の形成面ノ２４に対す
る流入角０βョは、約１０度乃至約３０度の範囲にある
。より好ましくは、この流入角は、約１５度乃至約２５
度であつて、約２０度がもつとも好ましい。先に説明し
たように、１流入角ョは、形成ダクト２２の中央平面と
、この中央平面が形成面を横切る位置て形成面２４に対
して接線方向の線との間の鋭角である。形成ダクトは、
その側縁を側板（図示せず）によつて閉ざされている。

これらの側板は、好ましくは、互いに平行でほぼ平らな
内面を有するが、これらの側板が軽く収束あるいは発散
しても、過剰な流れの不安定を生じさせることがないの
で、かまわない。前後の内面３２，３４の上述の方向付
けが、形成面に対する特別なダクト方向と関連して、２
００フィート／分以上のウェブ形成速度で高品質の不織
繊維ウェブの形成を可能とすることがわかつた。

事実、本出願人らは、４００フィート／分以上のウェブ
形成速度て優れた結果を得ている。本出願人らの知るか
ぎりては、本発明の前に、本発明の装置１０で用い得る
速度で同様の品質の不織ウェブを形成するのに経済的な
ウェブ形成装置を用いた者はいない。１０度よりも小さ
い流入角で形成ダクト２２を傾斜させると、繊維を形成
区域の上流端て形成面２４に先す衝突させて装置１０の
高速作動中その上ですべらせることになることがわかつ
た。

このすベリ作用は、坪量分布を不均一にし、ウェブ内に
繊維の固まりを生じさせる。また、傾斜角が約３０度よ
りも上になると、ウェブの品質がかなり低下することが
わかつた。しかしながら、この品質低下の理由は定かで
ない。また、上述の流入角範囲内で形成面に対して形成
ダクトを傾斜させることによつて均質なウェブを形成す
るためには、形成ダクト２２の前後面３．２，３４間の
角を約４−１ノ２度以下で発散させねばならないことも
わかつた。

約４−１１２度よりも大きい夾角ででは、形成ダクト内
の空気流が不安定となつてウェブの品質を落とすことに
なる。本発明の付加的な特徴は、入口ダクト１８を通．
して空気を繊維化ロール１２の区域に送り込む要領にあ
る。特に、２００フィート／分以上の高ウェブ形成速度
に対しては、入口ダクト１８の下流開放端付近の深さＲ
Ａョが、小さくて過剰量の空気を必要とすることなく必
要な高速度の空気流を設・定するものでなくてはならな
い。好ましくは、二の深さＲＡョは、繊維が繊維化ロー
ルからそれる位置での深さＲＢョの約２倍以下でなけれ
ばならない。この位置は、だいたい、繊維化ロールの外
周が形成ダクトの底壁３１の延長部にもつとも接近した
所である。繊維化ロールから形成面に向う繊維浮遊気体
の流れをほぼ均一にすることによつてウェブ形成の均一
性が高まる。

形成ダクトの上流端の深さＲｃＪと繊維が繊維化ロール
から形成ダクトに向つてそれる位置の深さＲＢＪの比を
低くとれば、流れをより均一にできる。好ましくは、こ
の比、Ｃ／Ｂは、約４よりも小さく、約２よりも小さい
１のがもつとも好ましい。第２図を参照して、装置１０
Ａの第２実施例が示してあり、小孔のある形成面２４Ａ
は、連続形成ベルトのはぼ平らな走行部である。

この実施例では、形成ダクト２２Ａと形成面２４Ａの間
の流入角１βョを、約１０度乃至約３０度、好ましくは
約１５度乃至約２５度、もつとも好ましくは約２０度と
することによつて最適な結果を得た。形成ダクト２２Ａ
の前後の、ほぼ平らな内面３２Ａ，３４Ａ間の角１αョ
は繊維化ロール１２Ａから小孔のある形成面２４Ａに向
つて、好ましくは、約１−１ノ２度以下てあり、もつと
も好ましくは、これらの内面３２Ａ，３４Ａが互いに平
行である（すなわち、夾角０度である）。あるいは、こ
れらの内面３２Ａ，３４Ａは、第１図に関連して先に述
べたと同じ要領て互いに収束してもよい。内面３２Ａ，
３４Ａが互いに平行で、形成ダクト２２Ａが約２０度の
流入角１βョを有するときに優れた結果を得ている。他
のすべての点で、第２図の装置は、第１図の装置と同じ
である。繊維がまるまつたり、すべつたりするという問
題は、ウェブ形成区域の上流部、すなわち、背板３１と
形成ダクトの中央平面の間の部分てもつとも顕著である
。

湾曲形成面（たとえば、形成ドラムの外面）を用いる場
合には、形成ダクトの中央平面とウェブ形成区域の上流
部のすべての位置での形成面に対する接線のなす鋭角は
、流入角よりも大きく、背板から中央平面に向つて徐々
に減少する。この関係は、湾曲形成面を用いたときに繊
維のすベリを生ぜしめることなく、より大きなダクト発
散角を用いるのを可能にする。このより大きな夾角は、
ウェブ形成面積を増大させて形成面を通しての圧力降下
を小さくする。この夾角は、湾曲形成面の外周に対して
ほぼ接線方向の線に沿つて前板２９を方向付けることに
よつて、好ましくは、接線の外側に延在するように前板
を方向付けてそれと形成面の間に隙間を形成することに
よつて増大し得る。この配置は第１図に示してある。好
ましくは、前板２９の下流端にシール部材３６を取付け
て形成面２４と係合させ、繊維が隙間から吹き出るのを
防ぐ。このシール部材３６は、弾力があるが、前板に可
動装着してあつて形成区域から送られてきた形成ウェブ
によつて押されて形成面から離れ得るようになつていな
ければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による工アレイダウン装置
の概略図、第２図は、別の実施例を示す概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも総重量の大部分を占める１／４インチ（
   ０．６３センチメートル）より短い製紙長の短セルロー
   ス系繊維を含んだ不織繊維ウェブを２００フィート（６
   ０メートル）／分以上の速度でかつ約１ｏｚ／ｙｄ＾２
   （３４．１６ｇ／ｍ＾２）から約６ｏｚ／ｙｄ＾２（２
   ０４．９４ｇ／ｍ＾２）の坪量で形成する方法であつて
   、（Ａ）少なくとも総重量の大部分を占める１／４イン
   チ（０．６３センチメートル）より短い製紙長の短セル
   ロース繊維を含む供給マットから繊維を分離し、これら
   の繊維を気体媒質に乗せて繊維浮遊気体を形成する段階
   を包含する方法において、（Ｂ）凸状のまたは平坦な形
   成面に対して約１０度乃至約３０度の流入角で配置した
   ダクトのほぼ平らな、前、後、側部の内面によつて閉じ
   込めながら前記形成面に繊維浮遊気体の流れを送る段階
   を包含し、前記前後の内面が、形成面に向つて、形成面
   が凸状の場合には約３度よりも小さい収束状態から約４
   −１／２度の発散状態まで、形成面が平坦な場合には約
   １−１／２度の発散状態までの夾角をなし、さらに、（
   Ｃ）形成面を２００フィート（６０メートル）／分以上
   の速度で移動させる段階と、（Ｄ）前記繊維浮遊気体か
   ら形成面に繊維を不織繊維ウェブの形で堆積させながら
   前記ダクトの内面によつて前記流れを閉じ込め続ける段
   階とを包含することを特徴とする方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、供給マ
   ットから繊維を分離する段階が、総重量の大部分を占め
   る１／４インチ（０．６３センチメートル）よりも短い
   製紙長の短セルロース系繊維と、少量のより長い補強繊
   維とを含んだ供給マットから繊維を分離することによつ
   て行なわれ、形成された不織ウェブが、これらの繊維の
   混合物となることを特徴とする方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法にお
   いて、繊維の流れの下方から前記凸状形成面を横切つて
   圧力降下を生じさせて前記流れを前記形成面に向つて送
   るのを助ける段階を包含し、前記圧力降下が、前記形成
   面を通して前記流れの気体を引いて前記形成面上に前記
   流れから繊維を堆積させ、不織繊維ウェブとするのに有
   効であることを特徴とする方法。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１つの
   項に記載の方法において、平面が凸状であり、前記流れ
   の向い合つた上下面間にある夾角が約１度から４−１／
   ４度であることを特徴とする方法。 ５ 特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１つの
   項に記載の方法において、形成面が平坦であり、前記流
   れの向い合つた上下面間の夾角が約０度から約１−１／
   ２度であることを特徴とする方法。 ６ 特許請求の範囲第１項から第５項のいずれか１つの
   項に記載の方法において、約１５度から約２５度の流入
   角で形成面に流れを送ることを特徴とする方法。