JPS6112960A - 繊維交絡シ−トの製造装置 - Google Patents

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、高速流体流をａｍ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、近年ユニッ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＾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４７−３０
７４０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ｍｅｔ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った。

その理由は、上記■、■の方法では、ノズルヘッドの流
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
、ノズルヘッ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、極めて正肉の大型ノズル
ヘッド構造となる。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１Ｗ１ｓ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／Ｃ１
２の高耐圧かつ数メートルの長尺ヘッドの設計は不可能
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ットを密着配置した方式であり、上
記方式の欠点は、 ■　整流効果は、該整流ネッ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。

◎　さらに大きな欠点は、噴射孔に流入する流体は、該
整流ネットの微細開口部を通過する流体と、ネットの単
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、従っ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った
。

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＠過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、高速流体噴射孔が複数個穿設
された高速流体噴射ノズルを装着してなるノズルヘッド
を繊維シートに対向して配し、繊維シートに高速流体流
を衝突させて繊維交絡シートを製造する装置において、
上記ノズルヘッド内に上記高速流体噴射ノズルと空隙を
もたせて整流板を配置したことを特徴とする繊維文略シ
ートの製造装置である。

以下、本発明を、本発明の実Ｍｌｌｉ様を示す図面に基
づき更に詳しく説明する。

第１図は、本発明に係る繊維文略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！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＠面断面図である。

第１図、第２図においては、ノズルヘッド１は、ノズル
ヘッド５本体２に設けられた高圧流体導入９９、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
ノズルヘッド１内に流入し、上段流路１０内に充満し、
上下膜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３リツト状で連なる流路で構成された圧力室２
５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。

ここで、整流板３を流路の直径方向に差し渡す配置とし
たことで整流板３自身のもつ２圧で流路壁、に密着し、
未整流流体の流入をなくする。さらに、ノズル４は、ノ
ズルヘッド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１４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
ッ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のスリット幅は、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、ノズルヘッ
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ッ
ク７の凹形部に両端を支持され、さらに整流板支持ブロ
ック７は内圧シール用のＯリング１５、ボルト１３を介
して７ランジ８により、ノズルヘッド１内の高圧流体の
圧力に抗している。

ここで、整流板３の両端部を、整流板支持ブロック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、ノズルヘッド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
板支持ブロック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、該支持ブロック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
板支持ブロック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、Ｉ［Ｉｉシートは上記ノズルヘ
ッド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、ノズルヘッド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、整流チューブ１７、中継ブロック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
を高圧流体に抗して支持する耐圧板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１８の外周部に
穿設された流入孔２１を経て流路２０内に挿入された整
流チューブ１７内に流入する。

該高圧流体は、整流チューブ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と連続スリット状で連なる圧力室２２に８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、整流チューブ１７を複数本に分割し、中継ブロ
ック１９で連継する構成としたのは、整流チューブ１７
のノズルヘッド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、整流チューブ１７と流路２０、流入口金１８、
中継ブロック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内の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、ノズルヘッド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（図では外周に沿って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）より整流チューブ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あるいは整流チューブ１７などの動圧整流板
とを僅かな空隙をもたせて配置したノズルヘッドの構成
とすることにより、ノズルヘッドが長尺構成にもかかわ
らず、該ノズルヘッドは軽量、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ューブは、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
メツシュ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
ート面に嗅ぎ当てる。圧力条件は、５〜３００　ｋａ／
　ｃｍ２程度の範囲が使用できる。５ｋｏ／ｃｍｚ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、２０〜２０Ｑｋｇ１０１２、さらに好
ましくは３０〜１５０ｋＭｃｓ２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
スラッパー、ランダムウニツバ−、フィラメントウェッ
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、−次流体バ
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）まずノズルヘッド
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／Ｃ−２に至る高耐圧構造のノズルヘッドの設
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。

口）また、上記のことは、ノズルヘッドの必要形状とし
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ッドの構成によりノズ
ルヘッ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。

二）したがって、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、しかも高絡合性の、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４５Ａ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。 図面の簡単な説明 １：ノズルヘッド　　　２：ノズルヘッド本体３：整流
板　　　　　　４：高圧流体噴射ノズル５：耐圧板 ６：高圧流体シールブロック ７：整流板支持ブロック 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：整流チューブ １８：流入口金　　　　１９：中継ブロック２０：流路
　　　　　　２１：流入孔 ２２．２５：圧力室　　２３：ｌ留部 ２４：高圧流体噴射孔　２６：噴射孔出口開口部特許出
願人　　　　東し株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高速流体噴射孔が複数個穿設された高速流体噴射ノズル
   を装着してなるノズルヘッドを繊維シートに対向して配
   し、繊維シートに高速流体流を衝突させて繊維交絡シー
   トを製造する装置において、上記ノズルヘッド内に上記
   高速流体噴射ノズルと空隙をもたせて整流板を配置した
   ことを特徴とする繊維交絡シートの製造装置。