JPS6323306B2 - - Google Patents

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JPS6323306B2
JPS6323306B2 JP55174178A JP17417880A JPS6323306B2 JP S6323306 B2 JPS6323306 B2 JP S6323306B2 JP 55174178 A JP55174178 A JP 55174178A JP 17417880 A JP17417880 A JP 17417880A JP S6323306 B2 JPS6323306 B2 JP S6323306B2
Authority
JP
Japan
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dimensional
web
fibers
nonwoven
support
Prior art date
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Application number
JP55174178A
Other languages
English (en)
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JPS57101053A (en
Inventor
Kyonobu Okamura
Koji Mimura
Takashi Fushiie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication of JPS6323306B2 publication Critical patent/JPS6323306B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は長さ方向、幅方向及び厚さ方向に短繊
維を配列させ、該短繊維相互を交絡させることに
より三次元方向に強度を有する厚みのある三次元
立体不織構造体を提供するものである。 三次元方向に強度を有する繊維構造体としては
炭素繊維やガラス繊維等を前後、左右、上下に交
錯させた所謂三次元織物が公知である。該三次元
織物は三次元方向に高強力であるもののその製作
は従来手仕事であり一本一本の糸を少しずつ組合
せて織成する為製作に手数がかかつた。最近、該
三次元織物を装置的に製造する方法が提案されて
おり、例えば特公昭51−14624号及び特公昭53−
4145号にその具体的な方法が記載されている。手
仕事に比較すると実用的であるものの、これらも
複雑な装置により一本一本の糸を組合せて織成す
るので製作に手数がかかり結果的に高価な物とな
つてしまう。 一方厚みのある不織布としては平面状ウエブを
単に重ね合せたもの、該ウエブ積層体を接着剤等
により接着した物及び2枚以上の平面不織布を中
間層で接着したもの等がある。これらはいずれも
安価に得ることが可能であり、しかも平面方向に
かなりの強度を有するものが存在する。ところが
先に述べた三次元織物のような厚さ方向に配列す
る繊維はほとんど存在せず、その為厚さ方向の強
力は平面方向の強力に比較して著しく劣つてお
り、三次元織物を必要とするような用途分野での
使用は不可能である。 一方構成繊維がが三次元方向に配列した不織布
としては繊維ウエブをニードルパンチや噴射流体
により処理したもの等がある。これらは柔軟性及
び平面方向シート強度の点で優れた物が存在する
もののその製法上から厚みに限界がある為、用途
が限定されてしまう。 本発明者らは、厚みのある繊維構造体において
不織布及び三次元織物の上述した問題を解決すべ
く種々検討した結果本発明に到達したものであ
る。 すなわち本発明は、構成短繊維が三次元方向に
配列し、且つ相互に交絡一体化した立体構造体で
あつて、該立体構造体の任意の部分P(x,y,
z)におけるx,y,z方向の強度Fx,Fy,Fz
が各々0.1Kg/cm2以上であり、更に立体構造体の
空間率が70〜98%、厚さが7mm以上であることを
特徴とする三次元立体不織構造体を第1番目の発
明の要旨とし、又繊維ウエブの上に細巾の支持体
を適宜間隙をおいて複数本載置する操作と、該支
持体の上に別の繊維ウエブを載置する操作と、高
速液体噴射処理にて両ウエブを交絡一体化する操
作とを、得られる三次元立体不織構造体の厚さが
所望の厚さになる迄順次繰返した後又は繰返しつ
つ適宜前記支持体を取除くことを特徴とする三次
元立体不織構造体の製法を第2番目の発明の要旨
とするものである。 尚本発明で云う空間率とは三次元立体不織構造
体の厚さ方向に1g/cm2の荷重をかけた状態で測
定した体積V1と構成繊維自身の体積V2より算出
する。 空間率(%)=V1−V2/V1×100 一方x,y,z方向強度(Fx,Fy,Fz)と
は、引張破断強力(FX,FY,FZ)と測定に供
したサンプルの断面積(SX,SY,SZ)より算
出した。尚断面積測定の際厚みは240g/cm2荷重
下で測定した。 Fx(g/cm2)=FX(Kg)/SX(cm2) Fy(g/cm2)=FY(Kg)/SY(cm2) Fz(g/cm2)=FZ(Kg)/SZ(cm2) 通常のニードルパンチ不織布や噴射液体処理に
より得られる不織布は全て三次元構造となつてい
る。にもかかわらず本発明において、あえて「三
次元立体不織構造体」と明示したところの「三次
元」の意味するところは、構成繊維が三次元方向
に配列していることは言うまでもなく、形状が三
次元即ち通常の製法では実質的に得ることの不可
能な7mm以上の厚みをもつた立体状構造体である
点、しかも三次元方向特に厚さ方向において実用
的即ち通常の不織布における平面方向強度と同程
度の強度を有する点にある。さらにつけ加えるな
らば平面方向はもちろん特に厚さ方向において任
意の値を要求用途に応じて容易に設定できる点も
「三次元」と表現する所以である。 本発明の三次元立体不織構造体は、好ましくは
繊維長2〜200mmの短繊維より、該短繊維が三次
元方向に配列し、しかも相互に交絡一体化した立
体構造体である。 従来知られている綿塊と異なる点は、本発明で
は短繊維が三次元方向に配列しているだけでなく
相互に交絡していることにあり、本発明による構
造体では、任意の部分P(x,y,z)に於ける
x(たて)方向、y(よこ)方向、及びz(厚さ)
方向の強度Fx,Fy,Fzはいずれも0.1Kg/cm2以上
である。 本発明における第2の特徴は実用上問題のない
強度を維持しつつ空間率が70〜98%と大きいこと
にある。 本発明にいう三次元立体不織構造体は上記の特
性を有するものであればいかなる構造を有するも
のでもよく、三次元に繊維が均質に配列・交絡し
た構造体、あるいは三次元幾何学模様に繊維が配
列・交絡した構造体がその例として挙げられる。
後者の具体的な例としては連続した空孔が一方向
に配列したハネカムの如き三次元立体不織構造
体、あるいは連続した空孔が二方向に配列した構
造体、あるいは独立した空孔が均等に分布する構
造体等が挙げられる。 又、該構造体中に補強材として、織物もしくは
編物を挿入してもよい。 かかる三次元立体不織構造体は軽量でしかも優
れた機械特性を有しているので、従来の不織布で
は不可能であつた用途分野、例えば複合構造材料
の補強体等に使用される。 本発明の三次元立体不織構造体は、繊維ウエブ
の上に細巾の支持体を適宜間隙をおいて複数本載
置する操作と、該支持体の上に別の繊維ウエブを
載置する操作と、高速液体噴射処理にて両繊維ウ
エブを交絡一体化する操作とを、得られる三次元
立体不織構造体の厚さが所望の厚さになる迄順次
繰返した後又は繰返しつつ適宜前記支持体を取除
くことにより得ることができる。 ウエブ層間に支持体を介在させて高速液体噴射
処理を施こすことは本発明の構造体をつくる上で
極めて重要である。 支持体を介在させ、その上部から液体噴射処理
を行なえば、如何に強力な噴射処理を行なつて
も、繊維は支持体部に於いてはその下部のウエブ
の構成繊維と交絡固定されることはないので、支
持体を取除いた部分は空間部として残存し、構造
体の空間率を70%以上に確保することができる。 ウエブ間に介在させる支持体は剛体状で、且つ
高速液体処理後において不織構造体から容易に取
除ける形状であればいかなるものでもよく最終製
品の用途により適宜選択すればよい。 本発明の製法を図に従つて説明すると、図にお
いて、支持ネツト3の上に載置された繊維ウエブ
1の上に支持体4が適当な間隙をおいて複数本配
置されており、更にその上に別の繊維ウエブ2が
載置されている。この状態で高速液体流5を噴射
すると、ウエブ2を貫通して支持体4に衝突する
高速液体流5はウエブ1には作用せずにウエブ2
の構成繊維同志を交絡させる作用をなし、他方ウ
エブ2と1の両ウエブを貫通する高速液体流5′
は両ウエブ1,2の構成繊維同志を交絡させて両
ウエブ1,2を結合する作用をなす。かかる高速
液体噴射処理を施こした後ウエブ2の上に更に棒
状支持体を適宜間隙をおいて載置し、更にその上
に別のウエブを載置して前と同様の高速液体噴射
処理を施こす。このような操作を所望の厚さの不
織構造体になるまで繰返した後支持体4を取除く
と、本発明の三次元立体不織構造体が得られるの
である。 本発明の三次元立体不織構造体を製造する為に
供する繊維ウエブとしては通常のカードウエブ及
び抄造ウエブ等が挙げられ、特別なウエブは必要
とせず、構成繊維の繊度、繊維長及び性質により
適宜選択すればよい。一般的に、その構成繊維の
繊度が0.7d以上、繊維長が30mm以上の場合はカー
ドウエブとし、繊度0.7d未満、繊維長30mm以下の
場合は抄造ウエブを用いるのが均一ウエブ形成の
点から好ましい。 本発明の構成繊維としてはアクリル、ポリエス
テル、ナイロン、アラミド等の合成繊維、レーヨ
ン、アセテート等の化学繊維はもちろん炭素繊
維、ガラス繊維等の無機繊維においても何らかの
方法で繊維ウエブに形成されるものであればいず
れの繊維も要求用途に応じて使用可能である。構
成繊維の繊維長としては通常2〜200mmである。
即ち200mm以上の長繊維の場合繊維末端が少ない
為噴射液体による交絡が不充分で、2mm以下であ
ると一本の繊維の交絡範囲が小さく充分なシート
強度が得られない。又、該ウエブは再配列を行な
う前ニードルパンチ、高圧噴射液体処理等により
仮固定を施こされてもよい。むしろそれは最終的
に得られる三次元立体不織構造体の不離一体化を
より強固にする上で好ましい。さらに特公昭47−
18069号に開示されているごとく支持体の孔の配
置によつて決定される模様を形成させることや特
公昭48−13749号に開示されている縫目を形成さ
せることも本発明において何らさしつかえなく、
最終的に得られる三次元立体不織構造体において
構造体内部に比較的大きな空隙を必要とするよう
な場合には、むしろ積極的に模様を形成させるこ
とが好ましい。 種々の方法で準備されたウエブは続いて繊維再
配列及び交絡処理を行なう。 本発明に於ける再配列交絡処理の特徴は高圧噴
射液体により交絡処理を行なう点にある。噴射液
体としては、たとえば常温の水を用いるのが経済
面及び環境面において最も好ましい。もちろん構
成繊維の性状及び目的に応じて温度を変更したり
添加剤を用いることは本発明において何らさしつ
かえない。噴射液体の形状としては細い柱状流が
好ましく、噴射孔の孔径は通常0.06〜0.5mm、望
ましくは0.075〜0.2mmである。又噴射液体の吐出
圧力は通常10〜150Kg/cm2G、望ましくは20〜70
Kg/cm2Gである。噴射液体処理は吐出圧力に応じ
て常に最初に衝突した面から一定の距離内の繊維
に一定に作用効果をもたらす。即ち積層交絡処理
を順次に行なうことで最終的に得られる三次元立
体不織構造体の厚み方向における繊維配列及び交
絡の程度は一定となり厚み方向においても斑のな
い構造体となる。このようにして任意の厚みの三
次元方向にバランスのとれた強力を有する三次元
立体不織構造体が得られる。 本発明によれば、従来の不織布製造法において
は製造不可能であつた三次元的に優れた物性を有
する汎用性の高い三次元立体不織構造体を経済的
に製造することが可能であり、その工業的意義は
極めて大きい。 実施例 1 本実施例は市販のポリエステル繊維による本発
明三次元立体不織構造体の製造法の1例を示す。
さらに得られた不織布の物性値を従来法による不
織布の物性値と比較することにより本発明の不織
布が従来にない優れた特徴を有することを明示す
る。 繊度1.5デニール、繊維長38mmの市販ポリエス
テル繊維を用いて目付65g/m2のクロスウエブを
作製し、このウエブを40メツシユのステンレスネ
ツト上で孔径0.15mmのノズルから吐出圧力25Kg/
cm2Gで噴射される水の柱状流で処理し仮固定を行
なつた。続いてこの仮固定ウエブを2枚積層し、
両ウエブ間に外径2mmのパイプを4mm間隙で介在
させて再度噴射液体処理を行なつた。噴射液体処
理ノズルとしてはノズル孔径0.2mm、ノズル孔間
距離2.5mmのノズルを用いた。又ウエブの処理速
度として2.5m/分、噴射液体の吐出圧力50Kg/
cm2Gで処理した。 得られた処理ウエブの上に前記支持体を置き、
更にその上に前記仮固定ウエブを載置し、同様の
処理を再び行ない、この操作を繰返して、厚さ
100mmの三次元立体不織構造体Aを得た。この物
性値を表−1に示した。同時に本実施例に用いた
のと同じウエブを支持体を介在させずに積層して
厚さ100mmのウエブを準備し接着剤で固定した不
織構造体Bと、さらに同じ積層ウエブを本実施例
と同じ噴射液体処理した不織構造体Cの物性値も
表−1に示した。同表から従来法による不織構造
体B,Cは厚さ方向において強度がほとんどなく
層間剥離してしまい、特にCにおいてはシート中
央部において全く繊維の交絡が存在せず測定不能
であつた。これらに比較して本発明の三次元立体
不織構造体は優れた物性値を有することが分る。
【表】 実施例 2 本実施例は複合材料の組織を強化する為の不織
構造体としてガラス繊維による本発明三次元立体
不織構造体の製造法の1例を示す。 直径5μのガラス繊維を15mmにCutし、水に分散
させ抄造し目付45g/m2の湿潤ウエブを用い実施
例1と同様の噴射液体処理を行なつた。得られた
三次元立体不織構造体は三次元の方向にほぼ均等
な強度を有しており、しかも補強材として重要で
ある組織の均質な構造体が得られた。表−2にそ
の物性値を示す。
【表】 【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施に使用する装置の一例を示す
正面図で、同図において1,2は繊維ウエブ、3
は支持ネツト、4は支持体、5,5′は高速液体
流、6は高速液体噴射装置である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 構成短繊維が三次元方向に配列し、且つ相互
    に交絡一体化した立体構造体であつて、該立体構
    造体の任意の部分P(x,y,z)におけるx,
    y,z方向の強度Fx,Fy,Fzが各々0.1Kg/cm2
    上であり、更に立体構造体の空間率が70〜98%、
    厚さが7mm以上であることを特徴とする三次元立
    体不織構造体。 2 繊維ウエブの上に細巾の支持体を適宜間隙を
    おいて複数本載置する操作と、該支持体の上に別
    の繊維ウエブを載置する操作と、高速液体噴射処
    理にて両繊維ウエブを交絡一体化する操作とを、
    得られる三次元立体不織構造体の厚さが所望の厚
    さになる迄順次繰返した後又は繰返しつつ適宜前
    記支持体を取除くことを特徴とする三次元立体不
    織構造体の製法。
JP55174178A 1980-12-10 1980-12-10 Three-dimensional non-woven structure and production thereof Granted JPS57101053A (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0475574U (ja) * 1990-11-09 1992-07-01
JPH0563574U (ja) * 1992-02-14 1993-08-24 東レ株式会社 ゴルフ練習場構造体

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