WO2011024410A1 - 複合繊維シートの製造方法及びそれに用いる製造装置 - Google Patents

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WO2011024410A1
WO2011024410A1 PCT/JP2010/005109 JP2010005109W WO2011024410A1 WO 2011024410 A1 WO2011024410 A1 WO 2011024410A1 JP 2010005109 W JP2010005109 W JP 2010005109W WO 2011024410 A1 WO2011024410 A1 WO 2011024410A1
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raw material
carding
conveyor
fiber sheet
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後藤武士
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フエルテック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a fiber sheet, and more particularly, to a method for producing a composite fiber sheet suitable as a sound absorbing and insulating material for automobiles, in which recycled crushed grains of fiber products are mixed.
  • Composite fiber sheets such as felts, carpets and their composite products are used for automobile interior materials and various industrial applications.
  • fibers recycled from various types of fiber products are used. Due to environmental considerations in recent years, the use of such recycled materials is strongly demanded by society and is increasingly used. It is like that.
  • recycled materials from textile products such as clothing can be fully opened and used as cotton raw materials.
  • textile products such as felt and carpets
  • these products use adhesives and fusion. It is often hardened by a binder such as a material, or a backing material such as a plastic film is affixed, and it cannot be completely opened into a fibrous cotton raw material. There are a lot of recycled materials that don't work.
  • Patent Document 1 a material obtained by mixing a pulverized material in addition to a fiber is disclosed in Patent Document 1, and a pulverized material of a fiber sheet material is used as the pulverized material and mixed with recycled fibers.
  • a cellulose defibrated material and a pulverized material are used as raw materials and mixed with a resin binder to produce a vehicle soundproofing material.
  • the surface is further made of a nonwoven fabric. It is manufactured by the covering process.
  • Patent Document 2 discloses a method for producing a recycled nonwoven fabric in which crushed waste particles of the nonwoven fabric waste material are dispersed and held inside the nonwoven main body.
  • the first web sheet is prepared, the waste material pulverized particles are sprayed thereon, and the second web sheet preliminarily bonded is further laminated thereon, and then a needle punch is applied to perform the main bonding.
  • Patent Document 3 also discloses a method for manufacturing a fiberboard containing a pulverized product of fiber product recycling material. This fiberboard manufacturing method starts with a fiber layer mainly composed of a pulverized product and a cotton raw material. The fiber layer is made, and then, these fiber layers are integrated to form a fiberboard.
  • the manufacturing method thereof is a multi-layer composite fiber sheet through many steps.
  • An object of the present invention is to provide a method and a manufacturing apparatus for manufacturing a composite fiber sheet that contains regenerated crushed grains of a fiber product and is suitably applied to a sound absorbing and insulating material for automobiles, etc., in a simple process. .
  • a method for producing a composite fiber sheet comprising a surface layer mainly composed of the cotton raw material of the present invention and an inner layer containing a large amount of regenerated ground particles,
  • Two web carding units equipped with a web raw material supply device, a main cylinder, a walker and stripper, and a web delivery conveyor are arranged in mirror symmetry with the discharge tip of each web delivery conveyor facing each other.
  • the walker provided on the most web discharge side among the provided walker is provided in the semicircular portion on the discharge side from the top of the cylinder, and the web delivery conveyor is a fiber
  • the web delivery conveyor is a fiber
  • the uppermost part of the conveyor is provided at a position 100 to 1000 mm below the lower end of the main cylinder,
  • the web raw material containing the regenerated pulverized grains and the cotton raw material is supplied to each carding unit by the raw material supply device, and carding is performed.
  • the lower layer contains the cotton raw material.
  • the upper layer forms a fiber web containing more regenerated ground particles than the lower layer,
  • each fiber web is overlaid so that the upper layers face each other, Then, joining using mechanical or thermal means, or both means, It is characterized by this.
  • a cleaning roll is provided between the main cylinder of the carding unit and the web delivery conveyor.
  • a heating device and a cooling molding device are directly connected. It is preferable to perform cooling molding immediately after heating the fiber web using an apparatus.
  • the web raw material used contains 5 to 80% of regenerated pulverized grains having a particle diameter of 0.5 to 30 mm.
  • the web raw material contains recycled pulverized grains and cotton raw materials, and the recycled pulverized grains pulverize waste materials such as various fiber sheets, synthetic leather, rubber sheets, plastic sheets, etc. It is a granular material of ⁇ 30 mm.
  • a granular material having a particle size of 0.5 to 30 mm is a granular material that does not pass through a screen mesh having an opening diameter of 0.5 mm, but passes through a screen mesh having an opening diameter of 30 mm.
  • the raw materials for cotton are mainly composed of raw fibers such as natural fibers and chemically synthesized fibers, recycled fibers (anti-wool) that are completely opened from various textile waste products, and a binder.
  • the fiber sheet produced by the above manufacturing method is different in the content ratio of the regenerated pulverized particles and the fibrous cotton raw material in the sheet layer between the surface and the inside of the layer, and the regenerated pulverized particles as the inside. It becomes a composite fiber sheet in which the content of is increased.
  • the web former for producing the composite fiber sheet used in the method of the present invention is: Two web carding units equipped with a web raw material supply device, a main cylinder, a walker and stripper, and a web delivery conveyor are arranged in mirror symmetry with the discharge tip of each web delivery conveyor facing each other.
  • the walker provided on the most web discharge side among the provided walker is provided in the semicircular portion on the discharge side from the top of the cylinder, and the web delivery conveyor is a fiber
  • a web suction device is provided, and the uppermost part of the conveyor is provided at a position 100 to 1000 mm below the lower end of the main cylinder, and the discharge tip of the conveyor is formed between upper layers of fiber webs formed on the web delivery conveyor. Layered so that they face each other Characterized in that it is installed Align capable.
  • a cleaning roll is provided between the main cylinder of the carding unit and the web delivery conveyor.
  • the composite fiber sheet manufacturing apparatus provided with the web former described above, and the thermal bonding apparatus in which the heating device and the cooling molding apparatus are directly connected, and the web former described above and the mechanical bonding apparatus.
  • a composite fiber sheet manufacturing apparatus capable of directly connecting the web former and the thermal bonding apparatus by bypassing the apparatus.
  • the cotton material in the web material supplied to each carding unit is carded to form a web layer, which mainly adheres to the surface of the main cylinder and is transferred to the lower part of the main cylinder.
  • the regenerated crushed particles in the web raw material are splashed further away from the surface of the main cylinder by the action of the main cylinder and the walker. Therefore, on each web delivery conveyor, the reclaimed crushed particles fallen and deposited on the web layer mainly made of cotton raw material transferred from the main cylinder, and the web layer containing a large amount of regenerated crushed particles Is formed.
  • the lower layer contains a fiber raw material containing more cotton raw material than the upper layer
  • the upper layer forms a fiber web containing more regenerated ground particles than the lower layer, and is formed at the tip of the conveyor.
  • the composite fiber sheet is not formed and bonded separately in advance, as in the conventional method, but the raw materials in which the respective components are mixed and mixed are supplied, and the one-pass process is used.
  • the content distribution of the regenerated pulverized grains is gradually increased toward the inside of the layer, and each layer formed individually is laminated and bonded as in each case. Content does not change discontinuously.
  • the composite fiber sheet having such a configuration is preferable as a sound absorbing and insulating material.
  • a web former 1 includes a web raw material supply apparatus including a raw material reserve tank 102, a raw material supply conveyor 103 and a raw material feed roll 104, a main cylinder 101, a set of a plurality of walkers 105 and strippers 106, and a web delivery.
  • Two sets of carding units 10 and 11 each having a conveyor 107 are arranged so as to be mirror-symmetrical with the discharge tips of the respective web delivery conveyors 107 facing each other.
  • Each discharge front end portion is provided with a front end roll 109, which plays a role of moving the conveyor 107 and overlapping the fiber web.
  • the walker 105 and the stopper 106 are set, and one set or a plurality of sets are provided on the main cylinder 101.
  • each carding unit 10 and 11 is provided with three sets of walker and stopper.
  • 1 to 4 sets are preferably provided.
  • the walker 105 provided on the most web discharge side is provided in a quarter-circumferential portion on the discharge side from the uppermost part of the cylinder. That is, as shown in FIG. 2, the walker 105 closest to the web discharge side is provided in a quarter-circumferential portion between the uppermost point A and the point B of the main cylinder 101.
  • the uppermost part of the conveyor 107 is provided at a position 100 to 1000 mm below the lower end of the main cylinder 101.
  • the diameter of the cleaning roll is set to be equal to or less than the distance between the conveyor and the main cylinder.
  • the web raw material is supplied from the raw material hopper 2 to the raw material mixing / dispensing machine 3, and then passed through a web raw material supply device including a raw material reserve tank 102, a raw material supply conveyor 103, and a raw material feed roll 104.
  • Carding is performed by being supplied to the main cylinder 101 of the carding units 10 and 11.
  • Each component of the web raw material needs to be provided in carding in a premixed state.
  • Each raw material supplied from the raw material hopper 2 is thoroughly mixed and opened by the raw material mixing / distributing machine 3, and is supplied to each carding unit. Distributed supply.
  • each component may be weighed in advance according to the blending ratio and stored in the raw material hopper 2 and supplied to the mixing / distributing machine 3, or each raw material may be weighed and fed to the mixing / distributing machine 3 according to the blending ratio.
  • the raw material hopper 2 is equipped with a spreader, crusher, and sieving machine, the cotton raw material is opened to make anti-wool, and the regenerated pulverized grains are crushed and sieved, and each raw material component is weighed and mixed and distributed 3 may be supplied.
  • a fiber machine reclaimer such as a spreader, a pulverizer, and a sieving machine.
  • the blending amount of the regenerated pulverized grains can be appropriately selected within a range of 5 to 80% depending on the type of the composite fiber sheet to be produced.
  • the web raw material is mainly composed of a raw material fiber, a regenerated fiber and a cotton raw material composed of a binder and regenerated ground particles, and an additive such as activated carbon may be added if necessary.
  • Cotton raw materials consist of fibers such as raw fibers and recycled fibers and a binder. Examples of raw fiber include natural fibers such as wool, silk, cotton and hemp, rayon, cupra, acetate, polyamide, polyester, acrylic, polypropylene, polyethylene, vinylon, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyurethane, and other synthetic synthetic fibers. can do.
  • Recycled fiber is a fiber that is completely opened from various textile waste products such as clothing, textile goods such as bags, and interior goods such as curtains and carpets, and is also called anti-wool.
  • the binder includes a low-melting-point polyester low-melting-point polyamide or a low-melting-point fiber binder, a high-melting-point fiber as a core material, a low-melting-point fiber as a sheath material, and a low-melting point synthetic resin. Binders, reactive adhesives such as urethane adhesives, solvent adhesives such as rubber adhesives, acrylic and rubber latex and emulsion type adhesives, alginic acid, starch, gum arabic, gelatin, carboxymethyl cellulose, etc. Natural water-based adhesives can be used.
  • Recycled pulverized grains are obtained by pulverizing waste materials such as various fiber sheets, synthetic leather, rubber sheets, and plastic sheets as described above to form granules having a particle diameter of 0.5 to 30 mm.
  • waste materials such as various fiber sheets, synthetic leather, rubber sheets, and plastic sheets as described above to form granules having a particle diameter of 0.5 to 30 mm.
  • the various fiber sheets used here are not just bonded fibers, but also cured in a board shape with a hot-melt resin or the above adhesive, or a backing material such as synthetic leather, rubber sheet, plastic sheet, etc. Can be used.
  • waste materials such as synthetic leather, rubber sheets, plastic sheets, and packaging heat insulation waste materials such as foamed polyurethane, foamed polystyrene, and foamed polyethylene can be used if they can be crushed and sieved to particles with a particle size of 0.5 to 30 mm. it can.
  • the content of the regenerated pulverized grains is 5 to 80% by weight in the web raw material. If the content is 5% or less, the effect cannot be exhibited. If the content is 80% or more, it is difficult to join the composite fiber sheet, and a composite fiber sheet cannot be obtained. Further, if the particle size does not reach 0.5 mm, the effect of the blending is small, and even when recycled pulverized particles having a particle size exceeding 30 mm are present, the carding and web joining are hindered. Sieving using a screen mesh of 0.5 mm and 30 mm, etc., and the regenerated crushed particles added to the web raw material have a particle size in the range of 0.5 to 30 mm.
  • the web materials mainly composed of the above-described cotton materials and recycled pulverized grains are mixed in advance and fed to the main cylinders 110 of the respective carding units 10 and 11 by the material feed roll 104.
  • the fed web material is carded by the main cylinder 101, the walker 105, and the stripper 106, and by the action described in the section of the effect of the invention, the cotton material transferred from the main cylinder 101 is transferred on each web delivery conveyor 107.
  • the reclaimed crushed particles fall and a web layer containing a large amount of regenerated crushed particles is formed.
  • the operation mechanism will be described with reference to FIG. 2.
  • a web layer mainly composed of a cotton raw material and a web raw material that is flipped up by the action of the main cylinder 101 and the walker 105 are obtained.
  • the traces of the web material that has been bounced up are indicated by dotted lines a and b. Since the regenerated pulverized grains in the web material have a larger bulk specific gravity than the cotton material, the surface of the main cylinder 101 is farther than the cotton material. Be jumped up to.
  • the regenerated pulverized grains are contained in a larger amount in the track closer to the dotted line a, and the cotton raw material is attached to the surface of the main cylinder 101 as a web layer or jumps up along the track of the dotted line b.
  • the web delivery conveyor 107 is provided with a suction device 108 having a suction port on the back surface of the conveyor and capable of sucking air along the arrow c, so that the web delivery conveyor 107 jumps up along the tracks a and b.
  • the lowered web material is adsorbed on the web delivery conveyor 107 as a fibrous web.
  • the web layer adhered to the cylinder surface is similarly subjected to the action of the cleaning roll 110 and is transferred onto the web delivery conveyor 107.
  • the web material mainly composed of the cotton raw material that is bounced up and lowered by the trace of the dotted line b is also deposited on the web delivery conveyor 107, and is sucked and sucked to the lower layer of the fiber web mainly composed of the cotton raw material. Wb is formed.
  • the web raw material which is mainly made of regenerated ground particles falls and accumulates on the web delivery conveyor 107 along a track close to the dotted line a, and is sucked to form the upper layer Wa of the fiber web containing more regenerated ground particles. To do.
  • the fiber web formed on the web delivery conveyor 107 is composed of an upper layer Wa containing more regenerated pulverized grains and a lower layer Wb mainly composed of a cotton raw material. Therefore, the overlapping fiber webs W can be formed by causing the upper end Wa of the formed fiber webs to face each other and overlap each other at the discharge front end portion of each web delivery conveyor 107 by the front end roll 109.
  • This laminated fiber web W is composed of a surface layer mainly composed of a cotton raw material and an inner layer containing a large amount of regenerated ground particles. In FIG. 2, a dotted line is shown between Wa and Wb.
  • FIG. 3 is a diagram conceptually showing the content distribution of recycled pulverized grains and cotton raw materials in the sheet layer of the composite fiber sheet.
  • the horizontal axis is separated from the surface S of the sheet via the inner center I of the sheet.
  • the position of the path reaching the surface S of the film is shown, and the vertical axis conceptually indicates the content of each component, and indicates that the content increases in the direction of the arrow.
  • the curve P the content of the regenerated crushed grains increases as the distance from the surface S toward the center I increases, and decreases as the distance from the center I toward the surface S increases.
  • the content of the fibrous cotton raw material is large on the surface S as shown by the curve F, but decreases as it goes to the center I.
  • the content is symmetric at the center I. This is because the web former in which each carding unit is installed in mirror symmetry is used.
  • a web former 1, a needle punch 4 that is a mechanical joining means, and a thermal joining means in which a heating device 5 and a cooling molding device 6 are directly connected and integrated are connected by a selective conveyor 7. . Therefore, the laminated fiber web W formed by the web former 1 is transferred to the selection conveyor 7 by the transfer conveyor 111, and is bonded by the selection conveyor 7 using mechanical means, thermal means, or both means. be able to. That is, by moving the selection conveyor 7 from 7a to 7b according to the arrow d, the needle punch 5 can be bypassed and the joining can be performed only by thermal means. By setting the selection conveyor 7 to 7a, the needle punch 4 and the heating device 5 can be used together. Moreover, if the selection conveyor 7 after the needle punch 4 is 7b, it can join only with the needle punch 4. FIG.
  • the fiber web W sufficiently heated by the hot air 51 can be efficiently bonded by the cooling molding roll 61 and manufactured.
  • the thickness of the fiber sheet can be easily controlled. If these apparatuses are installed apart from each other, the temperature of the fiber web W is lowered before the molding is completed, and the thickness cannot be controlled properly, or in some cases, the bonding may be insufficient.
  • the thickness and basis weight of the composite fiber sheet produced by the method of the present invention are not particularly limited, but a preferred range is 3 to 50 mm, and a basis weight is 300 to 2,000 g / m 2 .
  • the composite fiber sheet produced by the method of the present invention is used as it is, or further subjected to secondary molding and processing, and is preferably used as a sound absorbing and insulating material for automobiles, as well as used for building materials and other industrial materials. it can.

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Abstract

ウェブ原料供給装置と、メインシリンダーと、ウォーカーおよびストリッパーと、ウェブデリバリーコンベヤーとを備えた二組のカーディングユニットが、それぞれのウェブデリバリーコンベヤーの排出先端部を向い合せて鏡面対称に設置されているウェブフォーマーを用いて、再生粉砕粒と綿原料とを含有するウェブ原料を、前記原料供給装置によりそれぞれのカーディングユニットに供給し、カーディングを行い、それぞれのカーディングユニットのウェブデリバリーコンベアー上に、下層は綿原料を上層より多く含有し、上層は再生粉砕粒を下層より多く含有する繊維ウェブを形成し、それぞれのウェブデリバリーコンベヤーの排出先端部にて、それぞれの繊維ウェブを、上層同士が向き合うようにして重ね合わせ、ついで、機械的手段もしくは熱的手段、あるいは両手段を用いて接合することにより、綿原料を主体とする表面層と再生粉砕粒を多量に含有する内部層とからなる自動車用吸遮音材などに好適に適用される複合繊維シートを製造する。

Description

複合繊維シートの製造方法及びそれに用いる製造装置
　本発明は繊維シートの製造方法に関し、特に繊維製品の再生破砕粒を混入した、自動車用吸遮音材として好適な複合繊維シートの製造方法に関する。
　フェルト、カーペット及びそれらの複合製品などの複合繊維シートは自動車用内装材や各種工業用途に使用されている。そして、これら多くの製品では各種の繊維製品からリサイクルされた繊維が多く用いられており、近年の環境への配慮からこのようなリサイクル資材の使用は社会的要求も強く、ますます多く使用されるようになっている。しかしながら、衣料品などの繊維製品からの再生資材では完全に開繊し、綿原料とすることができるが、フェルトやカーペットなどの繊維製品からのリサイクルに際しては、これらの製品では接着剤や融着材などのバインダーにより硬化されていたり、プラスチックフィルムなどの裏打ち材が貼付されていたりすることも多く、完全に開繊して繊維状の綿原料とすることができず、粒状の粉砕物としかならない再生資材も多い。
　一方、吸遮音材としては、繊維に加え粉砕物を混合したものが特許文献１に示されており、粉砕物として繊維シート材の破砕物が使われ、リサイクル繊維に混合されている。特許文献１では原料としてセルロース解繊物、粉砕物を用いて、樹脂バインダーと混合して車両用防音材を製造しているが、セルロース系の原反マットを作成後、その表面をさらに不織布で覆う工程により製造している。
　また、特許文献２には不織布廃材の廃材粉砕粒が不織本体の内部に分散保持されている再生不織布の製造方法が示されているが、この再生不織布の製造方法は、まず繊維を予備接合した第一ウェブシートを作成し、その上に廃材粉砕粒を散布し、さらにその上に予備接合した第二ウェブシートを積層した後、ニードルパンチを施して本接合する工程からなっている。さらに、特許文献３にも繊維製品リサイクル資材の粉砕物を含む繊維板の製造方法が示されているが、この繊維板の製造方法は、まず、粉砕物を主体とする繊維層と綿原料からなる繊維層とを作成し、次いでこれらの繊維層を一体化して繊維板とする方法である。
　このように、繊維に加えて再生粉砕粒を含有する複合繊維シートは知られているが、その製造方法は多くの工程により多層の複合繊維シートとするものであった。
特開２００２－１７８３４９号公報 特開２００５－３６３６４号公報 特開２００５－５３０３５号公報
　本発明は、繊維製品の再生破砕粒を内部に含有し、自動車用吸遮音材などに好適に適用される複合繊維シートを単純な工程で製造する方法及び製造装置を提供することを課題とする。
　本発明の綿原料を主体とする表面層と再生粉砕粒を多量に含有する内部層とからなる複合繊維シートの製造方法は、
　ウェブ原料供給装置と、メインシリンダーと、ウォーカーおよびストリッパーと、ウェブデリバリーコンベヤーとを備えた二組のカーディングユニットがそれぞれのウェブデリバリーコンベヤーの排出先端部を向い合せて鏡面対称に設置されたウェブフォーマーであって、それぞれのカーディングユニットにおいて、備えられたウォーカーのうち最もウェブ排出側に設けられたウォーカーはシリンダーの最上部からの排出側の四半円周部分に設けられ、ウェブデリバリーコンベヤーは繊維ウェブの吸引装置を備え、かつ該コンベヤーの最上部はメインシリンダーの下端より１００～１０００ｍｍ下方の位置に設けられているウェブフォーマーを用いて、
再生粉砕粒と綿原料とを含有するウェブ原料を、前記原料供給装置によりそれぞれのカーディングユニットに供給し、カーディングを行い、それぞれのカーディングユニットのウェブデリバリーコンベアー上に、下層は綿原料を上層より多く含有し、上層は再生粉砕粒を下層より多く含有する繊維ウェブを形成し、
鏡面対象に設置された二組のカーディングのウェブデリバリーコンベヤーの排出先端にて、それぞれの繊維ウェブを、上層同士が向き合うように重ね合わせ、
ついで、機械的手段もしくは熱的手段、あるいは両手段を用いて接合する、
ことを特徴とするものである。
　この製造方法において、カーディングユニットのメインシリンダーとウェブデリバリーコンベヤーの間にクリーニングロールが設けられていることが好ましく、さらに、繊維ウェブを接合する熱的手段は、加熱装置と冷却成型装置とが直結している装置を用いて、該繊維ウェブを加熱後直ちに冷却成型を施すことが好ましい。
　以上の製造方法において、メインシリンダーの周速を７００ｍ/分以上、好ましくは１０００ｍ／分以上にてカーディングを行うことが好ましい。
　また、本発明の製造法において、用いるウェブ原料は粒径０．５～３０ｍｍの再生粉砕粒を５～８０％含有する。ウェブ原料は再生粉砕粒と綿原料とを含有するが、再生粉砕粒とは各種繊維シート、合成皮革、ゴムシート、プラスチックシートなどの廃材を粉砕し、スクリーンメッシュなどを用いて粒径０．５～３０ｍｍの粒状物としたものである。ここで粒径０．５～３０ｍｍの粒状物とは開口径０．５ｍｍのスクリーンメッシュは通過しないが、開口径３０ｍｍのスクリーンメッシュは通過する粒状物のことである。綿原料は、天然繊維、化学合成繊維などの原料繊維や各種繊維製品廃材を完全に開繊した再生繊維(反毛綿)、及びバインダーを主成分としている。このようなウェブ原料を使用し、上記の製造方法による繊維シートは、シート層内で再生粉砕粒と繊維状の綿原料との含有割合が層の表面と内部とで異なり、内部ほど再生粉砕粒の含有量が多くなる複合繊維シートとなる。
　本発明の方法に用いられる複合繊維シート製造用ウェブフォーマーは、
　ウェブ原料供給装置と、メインシリンダーと、ウォーカーおよびストリッパーと、ウェブデリバリーコンベヤーとを備えた二組のカーディングユニットがそれぞれのウェブデリバリーコンベヤーの排出先端部を向い合せて鏡面対称に設置されたウェブフォーマーであって、それぞれのカーディングユニットにおいて、備えられたウォーカーのうち最もウェブ排出側に設けられたウォーカーはシリンダーの最上部からの排出側の四半円周部分に設けられ、ウェブデリバリーコンベヤーは繊維ウェブの吸引装置を備え、かつ該コンベヤーの最上部はメインシリンダーの下端より１００～１０００ｍｍ下方の位置に設けられており、該コンベヤーの排出先端はウェブデリバリーコンベヤー上に形成された繊維ウェブの上層同士が向き合うように重ね合わせ可能に設置されていることを特徴とする。
　上記に記載のウェブフォーマーにおいて、カーディングユニットのメインシリンダーとウェブデリバリーコンベヤーの間に、クリーニングロールが設けられていることが好ましい。
　さらに、上記に記載のウェブフォーマーと、加熱装置と冷却成型装置とが直結した熱的接合装置とを備えた複合繊維シート製造装置、及び、上記に記載のウェブフォーマーと、機械的接合装置と、加熱装置及び冷却成型装置が直結した熱的接合装置と、選択コンベヤーとを備え、選択コンベヤーはウェブフォーマーと機械的接合装置と熱的接合装置とを順次連結すること、又は機械的接合装置をバイパスしてウェブフォーマーと熱的接合装置とを直接連結することが選択可能となっている複合繊維シート製造装置も提供する。
　本発明のカーディングユニットにおいては、それぞれのカーディングユニットに供給されたウェブ原料中の綿原料は、カーディングされてウェブ層となり、主にメインシリンダー表面に付着しメインシリンダー下部まで移送され、メインシリンダーの下部に設けられているそれぞれのデリバリコンベヤーに移送されるが、ウェブ原料中の再生粉砕粒はメインシリンダーとウォーカーとの作用により、メインシリンダー表面からより遠くに跳ね上げられる。そのため、それぞれのウェブデリバリーコンベアー上では、メインシリンダーより移送された綿原料を主体とするウェブ層の上に、跳ね上げられた再生粉砕粒が落下堆積し、再生粉砕粒を多量に含有するウェブ層が形成される。このように本発明の方法では、それぞれのウェブデリバリーコンベヤー上に、下層は綿原料を上層より多く含有し、上層は再生粉砕粒を下層より多く含有する繊維ウェブを形成し、該コンベヤー先端部にて上層同士が向き合うように重ね合わせ、ついで接合するというワンパス工程で、綿原料を主体とする表面層と再生粉砕粒を多量に含有する内部層とからなる複合繊維シートを簡単に製造できる。
　このように本発明では、複合繊維シートを従来の方法のように、シート内の各層を予め個別に形成し接合するのではなく、各成分を予め配合混合した原料を供給し、ワンパス工程で簡単に製造できるだけでなく、製造された複合繊維シートは再生粉砕粒の含有量分布が層の内部に向かって順次増加しており、個別に形成した各層を積層接合した場合のように、各層間で含有量が不連続に変化することがない。このような構成の複合繊維シートは吸遮音材として好ましいものである。
本発明に係わる複合繊維シートの製造方法の工程および製造装置の説明図である。 カーディングユニットの拡大図であり、ウェブデリバリーコンベヤー上に繊維ウェブを形成している説明図である。 本発明に係る複合繊維シートの再生粉砕粒と綿原料のシート層内における含有量分布を概念的に示した図である。
　以下、本発明の製造方法及び装置の形態について図に基づいて詳細に説明する。
　図１において、ウェブフォーマー１は、原料リザーブタンク１０２、原料供給コンベヤー１０３及び原料フィードロール１０４からなるウェブ原料供給装置と、メインシリンダー１０１と、複数のウォーカー１０５及びストリッパー１０６のセットと、ウェブデリバリーコンベヤー１０７とを備えた二組のカーディングユニット１０及び１１が、それぞれのウェブデリバリーコンベヤー１０７の排出先端部を向い合せて鏡面対称に設置されて構成されている。それぞれの排出先端部には、先端ロール１０９が設けられており、コンベヤー１０７の移動と繊維ウェブの重ね合わせの役割を担っている。
　ウォーカー１０５及びストッパー１０６はセットにされ、1セットないしは複数セットがメインシリンダー１０１に設けられる。図１では、それぞれのカーディングユニット１０及び１１に３セットのウォーカー及びストッパーが設けられている。通常は１～４セット設けることが好ましい。ここで、これらのウォーカーのうち最もウェブ排出側に設けられたウォーカー１０５はシリンダーの最上部からの排出側の四半円周部分に設けられている。すなわち、図２に示すように、メインシリンダー１０１の最上部の点Ａから、点Ｂの間の四半円周部分に最もウェブ排出側のウォーカー１０５が設けられている。また、コンベヤー１０７の最上部はメインシリンダー１０１の下端より１００～１０００ｍｍ下方の位置に設けられる。クリーニングロール１１０が設けられる場合には、クリーニングロールの直径はコンベヤーとメインシリンダーの距離以下に設定される。
　図１に示すように、ウェブ原料は原料ホッパー２から原料混合分配機３に供給され、ついで原料リザーブタンク１０２、原料供給コンベヤー１０３及び原料フィードロール１０４からなるウェブ原料供給装置を経由して、各カーディングユニット１０、１１のメインシリンダー１０１に供給されカーディングが行われる。ウェブ原料の各成分は予め混合された状態でカーディングに供される必要があり、原料ホッパー２から供給された各原料を原料混合分配機３によりよく混合開繊し、それぞれのカーディングユニットに分配供給される。この場合、各成分は配合割合にしたがって予め秤量し原料ホッパー２に貯え、混合分配機３に供給してもよいし、各原料を秤量し、配合割合にしたがって混合分配機３に供給してもよい。また、原料ホッパー２に開繊機や粉砕機・篩分機を併設し、綿原料は開繊し反毛綿とし、再生粉砕粒も粉砕、篩分しながら、各原料成分を秤量し、混合分配機３に供給してもよい。ウェブ原料各成分の性状により、通常の繊維製品の再生装置である開繊機、粉砕機、篩分機などを種々の組み合わせを取ることが可能である。再生粉砕粒の配合量は、製造する複合繊維シートの種類などにより５～８０％の範囲で適宜選択することができる。
　ウェブ原料は前記したように、原料繊維、再生繊維及びバインダーからなる綿原料と再生粉砕粒を主成分とし、必要によっては活性炭などの添加物を加えてもよい。綿原料は原料繊維や再生繊維などの繊維類とバインダーとからなっている。原料繊維は羊毛、絹、綿、麻などの天然繊維、レーヨン、キュプラ、アセテート、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ビニロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタンなどの化学合成繊維などを例示することができる。再生繊維は、衣料品、バッグなどの繊維雑貨、カーテンやカーペットなどの内装品など各種繊維製品廃材を完全に開繊したものであり、反毛綿とも呼ばれるものである。バインダーとしては、低融点ポリエステル低融点ポリアミドやポリオレフィンからなる低融点繊維バインダーや、高融点繊維を芯材とし低融点繊維を鞘材とする複合繊維バインダーの他、低融点合成樹脂からなる熱溶融樹脂バインダー、ウレタン系接着剤などの反応性接着剤、ゴム系接着剤などの溶剤系接着剤、アクリル系やゴム系のラテックスやエマルジョンタイプの接着剤、アルギン酸、澱粉、アラビアゴム、ゼラチン、カルボキシメチルセルロースなどの天然物の水系接着剤などが使用できる。
　再生粉砕粒は、前記したように各種繊維シート、合成皮革、ゴムシート、プラスチックシートなどの廃材を粉砕し、粒径０．５～３０ｍｍの粒状物としたものである。ここで用いる各種繊維シートは繊維を接合しただけのもではなく、熱溶融樹脂や上記接着剤によりボード状に硬化させたり、合成皮革、ゴムシート、プラスチックシートなどの裏打ち材を貼付したりしたものが使用できる。また、合成皮革、ゴムシート、プラスチックシートなどの廃材や発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレンなどの包装断熱廃材など、粒径０．５～３０ｍｍの粒状物に粉砕、篩分できるものであれば使用できる。また、再生粉砕粒の含有量はウェブ原料中に重量で５～８０％である。含有量が５％以下ではその効果を発揮できず、８０％以上の含有量では複合繊維シートの接合が難しくなり、複合繊維シートが得られない。さらに、粒径が０．５ｍｍに達しないものでは配合の効果が少なく、粒径が３０ｍｍを超える再生粉砕粒が存在する場合にもカーディングやウェブの接合に支障をきたすので、開口部の径が０．５ｍｍ及び３０ｍｍのスクリーンメッシュを用いるなどして篩分を行い、ウェブ原料に加える再生粉砕粒は粒径０．５～３０ｍｍの範囲のものを使用する。
　以上のような綿原料と再生粉砕粒とを主成分とするウェブ原料は予め混合され、それぞれのカーディングユニット１０、１１のメインシリンダー１１０に、原料フィードロール１０４にてフィードされる。フィードされたウェブ原料はメインシリンダー１０１とウォーカー１０５とストリッパー１０６によりカーディングされ、発明の効果の項で記した作用により、それぞれのウェブデリバリーコンベアー１０７上では、メインシリンダー１０１より移送された綿原料を主体とするウェブ層の上に、跳ね上げられた再生粉砕粒が落下し、再生粉砕粒を多量に含有するウェブ層が形成される。
　この作用機構を図２により説明すると、メインシリンダー１０１と３セットのウォーカーとストリッパーによりカーディングされたウェブ原料は、最もウェブ排出側に設けられたウォーカー１０５を通過した時点で、シリンダー表面に付着した綿原料を主体とするウェブ層と、メインシリンダー１０１とウォーカー１０５の作用により跳ね上げられたウェブ原料とになる。この跳ね上げられたウェブ原料の飛跡は点線ａ～ｂで示されるが、ウェブ原料中の再生粉砕粒は綿原料に比べ嵩比重が大きいので、メインシリンダー１０１表面から綿原料に比較してより遠くに跳ね上げられる。したがって、再生粉砕粒は点線ａに近い飛跡ほど多く含まれ、綿原料はメインシリンダー１０１表面にウェブ層として付着するか、点線ｂの飛跡に沿って跳ね上がる程度である。
　そして、ウェブデリバリーコンベヤー１０７には、コンベヤーの裏面に吸引口を持ち、矢印ｃに沿って空気を吸引することのできる吸引装置１０８が設けられているため、ａ～ｂの飛跡に沿って跳ね上げられ下降するウェブ原料はウェブデリバリーコンベヤー１０７の上に繊維ウェブとして吸着される。シリンダー表面に付着したウェブ層も同様にクリーニングロール１１０の作用も受け、ウェブデリバリーコンベアー１０７上に移送される。この表面に付着したウェブ層と共に、点線ｂの飛跡で跳ね上げられ下降する綿原料を主体とするウェブ原料もウェブデリバリーコンベアー１０７上に落下堆積し、吸引され綿原料を主体とする繊維ウェブの下層Ｗｂを形成する。一方、再生粉砕粒を主体とする跳ね上げられたウェブ原料は点線ａに近い飛跡に沿ってウェブデリバリーコンベアー１０７上に落下蓄積し、吸引され再生粉砕粒をより多く含む繊維ウェブの上層Ｗａを形成する。
　ここで、メインシリンダー１０１の下端とコンベヤーの最上部とは１００～１０００ｍｍの間隔があるが、この間隔が１００ｍｍより小さいと繊維ウェブの下層Ｗｂの形成がスムーズでなく、１０００ｍｍより大きいと跳ね上げられた再生粉砕粒を主体とするウェブ原料がウェブデリバリーコンベアー１０７上にうまく落下蓄積し、吸引されない。また、最もウェブ排出側に設けられたウォーカー１０５が点Ａから点Ｂの４半円周以外の場所に設けられた場合も跳ね上げられたウェブ原料をウェブデリバリーコンベアー１０７上以外にも跳ね飛ばされ、コンベヤー上にうまく落下蓄積させることができず、好ましい繊維ウェブを形成することができない。
　このように、ウェブデリバリーコンベアー１０７上に形成された繊維ウェブは再生粉砕粒をより多く含む上層Ｗａと綿原料を主体とする下層Ｗｂとからなる。したがって、それぞれのウェブデリバリーコンベアー１０７の排出先端部にて、先端ロール１０９により、それぞれ形成された繊維ウェブの上層Ｗａ同士を向い合せて重ね合わせることで、重ね合わせ繊維ウェブＷを形成できる。この重ね合わせ繊維ウェブＷは綿原料を主体とする表面層と再生粉砕粒を多量に含有する内部層とになっている。図２ではＷａとＷｂとの間に点線を図示したが、これは説明のための点線であり、前にも述べたように再生粉砕粒の含有量は、この点線の場所で不連続に変化するわけではない。図３は複合繊維シートのシート層内での、再生粉砕粒と綿原料の含有量分布を概念的に示した図であり、横軸はシートの表面Ｓからシートの内部中心Ｉを経由し別の表面Ｓに達する経路の位置を示し、縦軸は各成分の含有量を概念的に示し矢印の方向に含有量が多くなることを示す。再生粉砕粒の含有量は曲線Ｐに示すように、表面Ｓから中心Ｉに行くにしたがって増加し、中心Ｉから表面Ｓに行くにしたがって減少する。これに対して繊維状の綿原料の含有量は曲線Ｆのように、表面Ｓでは含有量は多いが、中心Ｉに行くにしたがって減少する。このように、含有量は中心Ｉで対称となっているが、これは各カーディングユニットが鏡面対称に設置されたウェブフォーマーを用いているためである。
　図１では、ウェブフォーマー１と、機械的接合手段であるニードルパンチ４と、加熱装置５及び冷却成型装置６が直結一体化された熱的接合手段とが、選択コンベヤー７で連結されている。したがって、ウェブフォーマー１で形成された重ね合わせ繊維ウェブＷを移送コンベヤー１１１にて、選択コンベヤー７に移送し、選択コンベヤー７により、機械的手段もしくは熱的手段、あるいは両手段を用いて接合することができる。すなわち、選択コンベヤー７を矢印ｄにしたがって７ａから７ｂに移動することで、ニードルパンチ５をバイパスし、熱的手段のみで接合することができる。選択コンベヤー７を７ａとすることでニードルパンチ４と加熱装置５とを併用できる。また、ニードルパンチ４の後の選択コンベヤー７を７ｂとすれば、ニードルパンチ４のみで接合することができる。
　熱的接合手段である加熱装置５と冷却生計装置６とを直結することで、熱風５１で十分に過熱された繊維ウェブＷを冷却成型ロール６１で効率よく接合することができし、製造する複合繊維シートの厚さのコントロール容易にできる。この両装置を離して設置した場合には、成型完了前に繊維ウェブＷの温度が下がり、厚さのコントロールがうまくできなかったり、場合によっては接合が不十分になったりすることがある。
　本発明の方法で製造される複合繊維シートの厚さや目付量は特に限定されないが、好ましい範囲としては、厚さは３～５０ｍｍであり、目付量は３００～２，０００ｇ／ｍ２である。
　本発明の方法で製造された複合繊維シートそのまま、ないしはさらに二次成型や加工を施して、自動車用吸遮音材として好ましく使用されるほか、建築材料やその他の工業材料用途にも使用することができる。
　１　　ウェブフォーマー
　２　　原料ホッパー
　３　　原料混合分配機
　４　　ニードルパンチ
　５　　加熱装置
　　５１　　熱風
６　　冷却成型機
　６１　　冷却成型ロール
　７　　選択コンベヤー
　１０、１１　　カーディングユニット
　　１０１　　メインシリンダー
　　１０２　　原料リザーブタンク
　　１０３　　原料供給コンベヤー
　　１０４　　原料フィードロール
　　１０５　　ウォーカー
　　１０６　　ストリッパー
　　１０７　　ウェブデリバリーコンベヤー
　　１０８　　吸引装置
　　１０９　　先端ロール
　　１１０　　クリーニングロール
　　１１１　　移送コンベヤー
　Ｗａ　　繊維ウェブ上層
　Ｗｂ　　繊維ウェブ下層
　Ｗ　　　重ね合わせ繊維ウェブ
　ａ　　粉砕粒を主体とするウェブ原料の飛跡
　ｂ　　綿原料を主体とするウェブ原料の飛跡
　ｃ　　吸引装置の吸引空気の流れ
　ｄ　　選択コンベヤーの選択動作
 
　Ｓ　　シートの表面
　Ｉ　　シートの内部中心
　Ｐ　　再生粉砕粒の含有量曲線
　Ｆ　　綿原料の含有量曲線

Claims (9)

  1. 　ウェブ原料供給装置と、メインシリンダーと、ウォーカーおよびストリッパーと、ウェブデリバリーコンベヤーとを備えた二組のカーディングユニットがそれぞれのウェブデリバリーコンベヤーの排出先端部を向い合せて鏡面対称に設置されたウェブフォーマーであって、それぞれのカーディングユニットにおいて、備えられたウォーカーのうち最もウェブ排出側に設けられたウォーカーはシリンダーの最上部からの排出側の四半円周部分に設けられ、ウェブデリバリーコンベヤーは繊維ウェブの吸引装置を備え、かつ該コンベヤーの最上部はメインシリンダーの下端より１００～１０００ｍｍ下方の位置に設けられているウェブフォーマーを用いて、
    再生粉砕粒と綿原料とを含有するウェブ原料を、前記原料供給装置によりそれぞれのカーディングユニットに供給し、カーディングを行い、それぞれのカーディングユニットのウェブデリバリーコンベアー上に、下層は綿原料を上層より多く含有し、上層は再生粉砕粒を下層より多く含有する繊維ウェブを形成し、
    前記の二組のカーディングのウェブデリバリーコンベヤーの排出先端にて、それぞれの繊維ウェブを、上層同士が向き合うように重ね合わせ、
    ついで、機械的手段もしくは熱的手段、あるいは両手段を用いて接合する、
    ことを特徴とする、綿原料を主体とする表面層と再生粉砕粒を多量に含有する内部層とからなる複合繊維シートの製造方法。
  2. 　請求項１に記載の複合繊維シートの製造方法において、カーディングユニットのメインシリンダーとウェブデリバリーコンベヤーの間にクリーニングロールが設けられていることを特徴とする複合繊維シートの製造方法。
  3. 　請求項1もしくは２のいずれかに記載の複合繊維シートの製造方法において、繊維ウェブを接合する熱的手段は、加熱装置と冷却成型装置とが直結している装置を用いて、該繊維ウェブを加熱後直ちに冷却成型を施すことを特徴とする複合繊維シートの製造方法。
  4. 　請求項１～３のいずれか1項に記載の複合繊維シートの製造方法において、メインシリンダーの周速を７００ｍ/分以上にてカーディングを行うことを特徴とする複合繊維シートの製造方法。
  5. 　請求項１～４のいずれか1項に記載の複合繊維シートの製造方法において、ウェブ原料は粒径０．５～３０ｍｍの再生粉砕粒を５～８０％含有することを特徴とする複合繊維シートの製造方法。
  6. 　ウェブ原料供給装置と、メインシリンダーと、ウォーカーおよびストリッパーと、ウェブデリバリーコンベヤーとを備えた二組のカーディングユニットがそれぞれのウェブデリバリーコンベヤーの排出先端部を向い合せて鏡面対称に設置されたウェブフォーマーであって、それぞれのカーディングユニットにおいて、備えられたウォーカーのうち最もウェブ排出側に設けられたウォーカーはシリンダーの最上部からの排出側の四半円周部分に設けられ、ウェブデリバリーコンベヤーは繊維ウェブの吸引装置を備え、かつ該コンベヤーの最上部はメインシリンダーの下端より１００～１０００ｍｍ下方の位置に設けられており、該コンベヤーの排出先端はウェブデリバリーコンベヤー上に形成された繊維ウェブの上層同士が向き合うように重ね合わせ可能に設置されていることを特徴とする複合繊維シート製造用ウェブフォーマー。
  7. 　請求項６に記載のウェブフォーマーにおいて、カーディングユニットのメインシリンダーとウェブデリバリーコンベヤーの間にクリーニングロールが設けられていることを特徴とする複合繊維シート製造用ウェブフォーマー。
  8. 　請求項６もしくは７に記載のウェブフォーマーと、加熱装置と冷却成型装置とが直結した熱的接合装置とを備えた複合繊維シート製造装置。
  9. 　請求項６もしくは７に記載のウェブフォーマーと、機械的接合装置と、加熱装置及び冷却成型装置が直結した熱的接合装置と、選択コンベヤーとを備え、選択コンベヤーはウェブフォーマーと機械的接合装置と熱的接合装置とを順次連結すること、又は機械的接合装置をバイパスしてウェブフォーマーと熱的接合装置とを直接連結することが選択可能となっている複合繊維シート製造装置。
     
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