(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メルトブロー紡糸法を用い、多数の紡糸ノズルから下方に向かってカーテン状に引き出された繊維から、ウェブ形成ベルト上にスパンボンド不織布を製造する方法であって、前記繊維が周期的に方向が変わる空気流によって左右横方向に動かされ、その際空気流が水平面で見て前記繊維に対して斜めであって且つその向きが交互に変わり、
前記空気流が前記紡糸ノズルの下側に配置されたジェットダクト（３）によって前記繊維（８）の前面及び背面から前記繊維に向かうことを特徴とする方法。
【請求項２】
空気流と空気流の間に空気流の休止があることを特徴とする請求項１に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
【請求項３】
空気流の噴出方向が垂直面において前記繊維（８）に対して垂直方向であることを特徴とする請求項１または２に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
【請求項４】
空気流の噴出方向が水平面において１５°であることを特徴とする請求項３に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
【請求項５】
空気流の噴出方向が垂直面において前記繊維（８）に対して斜め下方であることを特徴とする請求項１または２に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
【請求項６】
空気流の噴出角度が垂直面において１５°であることを特徴とする請求項５に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
【請求項７】
列をなしている多数の紡糸ノズルを備えるメルトブロー・スピニング・ビームと、不織布ウェブ形成ベルトとを備え、請求項１から６までの何れか１項に記載の方法を実施する装置であって、前記紡糸ノズルの下側で且つ引き出された繊維の前面及び背面に配置されており、水平面で見て繊維に対して斜め方向を向いている、列をなすエアジェットノズル（１０，１１）を持つジェットダクト（３）を備えることを特徴とする装置。
【請求項８】
各エアジェットノズル列のノズル（１０，１１）の噴出角度が等しいことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記噴出角度が１０°から６０°の間にあることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記噴出角度が４５°であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記エアジェットノズル（１０，１１）を回転可能なローラー（３０）で閉じることができることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記ローラー（３０）が中空に形成されており、長手方向にスリット（３１）が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ジェットダクト（３）がシール壁（３４）を有し、該シール壁には前記ローラー（３０）の前記長手方向スリット（３１）に対応して位置する長手方向スリット（３６）が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ジェットダクト（３）が１つの空気だめ（３２）を持ち、この空気だめが前記ノズル壁（３３）と、前記ローラー（３０）に通じる前記シール壁との間に位置することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記空気だめ（３２）が中間プレート（１４）によって２つのチャンバ（１５，１６）に区分され、これらのチャンバは対応する前記長手方向スリット（３６）と前記ノズル（１０，１１）に割り当てられていることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ローラー（３０）が、圧縮空気で満たされた長手方向チャネル（４０）に配置されていることを特徴とする、請求項７から１５までの何れか１に記載の装置。
【請求項１７】
前記長手方向チャネル（４０）が圧縮空気タンク（４１）に連結されていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ジェットダクト（３）がノズル壁（３３）を有し、該ノズル壁に挿入されている波板状のインサート（３５）が長手方向に対して斜めに延びる波形を有し、前記ノズル（１０，１１）がこのインサートによって形成されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１９】
前記インサート（３５）が交換可能であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ジェットダクト（３）の下側に、空気流の方向を制御するための調節可能な機械的空気案内装置を設けることを特徴とする請求項７から１９までの何れか１に記載の装置。
【請求項２１】
前記空気案内装置が旋回可能なウィング状フラップ（２２）で構成されていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記空気案内装置がコアンダ・シェルで構成されていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパンボンド不織布（スピンフリース）の製造方法及び製造装置に関する。スパンボンド不織布の製造については、様々な方法とそれらに適した装置が知られている。原料としては、溶融されて細いファイバに紡糸される熱可塑性ポリマーが使用される。紡糸されたファイバは主として空気力学的に延伸され、それにより所望の強さが得られる。ファイバの堆積は、紡糸過程の後、又は中間のリールを通過した後、ウェブ形成ベルトの上で行われる。ファイバはウェブ形成ベルトの上で重ね合わせられ、スパンボンド不織布を形成する。
【０００２】
紡糸過程は、紡糸口金又はノズルから出てくる溶融物が、高い圧力と高い温度をもつ空気流によって引きさらわれ、繊度の小さな繊維が生じるメルトブロー法で行うこともできる。このような繊維も同様に絡ませて不織布にすることができ、これは主としてウェブ形成ドラムの上で行われる。
【０００３】
【従来の技術】
ＤＥ−ＡＳ１３０３５６９号により、不織布（フリース）を製造する１つの方法が知られている。この方法の場合、紡糸されたフィラメントは１つのチャネル中を導かれ、そこで空気力学的に延伸された後、開口部を有する、移動する台構造の上で絡まり合って不織布となる。統計的にランダムなフィラメントの絡み合いが得られるように、案内チャネルの下には渦流ゾーンが設けられ、これが糸の交絡を助ける。そして非常に不規則な不織布構造が生じる。このスパンボンド不織布の高度な均質性は、複数の空気案内チャネルを順次設け、そこから流れ出すフィラメント群を層状に積み重ねて絡ませ、不織布とすることによって得られる。
【０００４】
不織布に求められる均質性と、縦方向または横方向の強度とを規定できるようにするため、ＤＥ３９０７２１５Ａ１号により、スピニング・ビームをフィラメント延伸装置とともに回転できるように形成することが知られている。これは、いわゆるカーテン法の際に生じる欠点、即ち特定の領域で個々の繊維が重畳する原因となり得る欠点をも除去しようとするものである。カーテン法の場合、不織布は長手方向、即ち製造方向に好ましい強度を持つが、横方向の強度数値はそれよりも小さい。スピニング・ビームをウェブ形成装置と延伸装置とともに斜め位置にすることにより、これを補おうとしている。
【０００５】
さらにＤＥ３５４２６６０Ｃ２号によって知られているのは、平行に配置された旋回装置を用いて、引き出しチャネルの下で空気流の方向を曲げ、それにより糸の往復運動を得るという方法である。旋回運動は製造方向、ウェブ形成ベルトの走行方向に行われる。特にこの場合いわゆるコアンダ・シェルも用いられ、これはたとえばＤＥ２４２１４０１Ｃ３号に記載されている。しかし意図される措置は比較的緩慢なものであって、フィラメント群のゆっくりした振動が可能なだけである。メルトブロー法で製造される糸の均等な絡みを形成するのは、格別に困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、不織布構造と単位面積当たり重量分布の高度な均質性をもつスパンボンド不織布の製造法、それにともなう装置を得ることである。それだけでなく、不織布の長手方向ないし横方向の強度を、所定のやり方で得ることが可能であるのが望ましい。横方向の強度は、たとえば、長手方向の強度と同じ大きさであるのが望ましい。
【０００７】
課せられた課題の解決は、請求項１および２ならびに１０および１１の構成要件によって行われる。従属請求項３から９、および１１から３０は、本発明の思想の有利な発展例である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、延伸チャネルから出てくるフィラメント群、あるいはリールから引き出されるフィラメント群、ないしはメルトブロー法で紡糸される繊維が、空気流によって周期的に向きを変えながら横方向に動かされ、その際空気流は水平面で見てフィラメント群ないし繊維に対して斜め向きとなり、且つその向きは交互に変わる。向きを変えられた空気の衝撃があるごとに、機械方向を横切る方向にフィラメント群ないし繊維が往復し、これにより所望の不織布構造、たとえば高度に均質な構造が得られる。
【０００９】
空気流は機械方向に対して横方向に、左右に向きを交代するものとすることができる。個々の空気流の間に休止を挿入し、その際には空気の衝撃はなく、また空気の衝撃の間にフィラメント群または繊維が垂直方向を向くことができるようにすれば、好都合であることがわかっている。
【００１０】
空気流の通常の噴出方向は、垂直にフィラメント群または繊維に向かう。その際水平面における噴出角度は１５°を選択する。必要に応じてそのほかの角度を取ることも、当然のことながら可能である。垂直面における噴出角度を、フィラメント群または繊維に対して斜め下向きに取ることも可能である。垂直面における噴出角度を１５°とすることができる。
【００１１】
空気流が前面からフィラメント群または繊維に向いていれば充分である。しかしこのことは、空気流を背面から、または左右からフィラメント群または繊維に向けることができる可能性を排除するものではない。このことはとくに、個々のフィラメントまたは繊維の強度と、空気の衝撃に関わる当面の流れ状況とに応じて決まる。場合によってはウェブ形成過程を、旋回フラップ、コアンダ・シェルなどのような周期的に動く空気流誘導面によって、さらに援助することができる。これらは、すでに従来技術から公知となっているように、製造方向においてフィラメント群または繊維をさらに往復揺動もさせるように配置される。
【００１２】
本発明の方法を実施するための装置は、冷却空気ダクトと延伸チャネルとを備える一列に並んだ多数の紡糸ノズルを持つスピニング・ビームと、ウェブ形成ベルトとで構成されている。本発明によれば、延伸チャネルの下、かつフィラメント群の前面及び／又は背面にジェットダクトを少なくとも１つ配置する。このダクトは水平面で見てフィラメント群に対し、斜め方向を向いたエアジェットノズルを持つものとする。メルトブロー法の場合、ジェットダクトはエアジェットノズルとともに紡糸口金の下に取り付けられる。吹き込まれる空気が結果的に繊維の冷却効果をもたらし、このことは紡糸過程に有利に作用する。エアジェットノズルの配置は、ノズルが空気流をさまざまに異なる方向に、とくにフィラメント群または繊維に向かって左方向または右方向から、交代に噴出できるように行う。この場合少なくとも２つのたがいに平行に配置されたエアジェットノズル列を設け、その際一方の列のノズルは他方の列のノズルと反対方向を向くものとすると好都合である。ノズルへの空気供給は順々に行われるので、あるときは左を向くノズルに、あるときは右を向くノズルに空気が加えられることになる。そのために、その都度一方の列のノズルへの空気供給を、１つの閉止装置によって閉じるものとする。ノズル自体に閉止装置を設け、その都度一方の列のノズルを閉じ、他方の列を開放することも可能である。
【００１３】
ノズルの閉鎖のために回転可能なローラーを設け、このローラーを中空に形成し、長手方向にスリットを設けることができる。
【００１４】
これらのノズルを、その長手方向に対して斜めを向く波形をもつ波板状のインサートによって形成し、このインサートがフィラメント群又は繊維に対面するノズル壁に挿入されているものとすることができる。これらのノズルは交換可能であるのが好ましく、そうすればノズルを通過する容積流量あるいは流れの方向または角度を容易に変更することができる。
【００１５】
ジェットダクトにはシール壁を設け、このシール壁にはローラーの長手方向スリットと対応し、相互に重なり合う長手方向スリットを設ける。シール壁とローラーのスリットが協働することで、ノズルに供給される空気流を好適に断続することができる。特に好ましい実施の態様では、１つの空気だめをジェットダクトに設け、このダクトをノズル壁と、ローラーに接触しているシール壁との間に配置する。これによりノズルに対する非常に均一なインパクトが得られる。
【００１６】
空気だめは中間プレートによって２つのチャンバに区分され、これらのチャンバはそれぞれシール壁の対応する長手スリットと、ノズル壁の対応するノズルとに割り当てられている。この場合ローラーは圧縮空気を満たされた長手方向チャネルに配置され、このチャネルは圧縮空気タンクに連結されている。
【００１７】
回転するローラーは、製品幅が大きくなっても、その製品幅全体にわたってノズルに均一な圧力が加わるという利点がある。
【００１８】
２つのノズル列のノズルの噴出角度は等しくするのが好ましく、それによりフィラメント群または繊維に対して２つの方向で等しいレイアウトが得られる。噴出角度は１０から６０°であり、好ましくは４５°である。
【００１９】
この不織布積層法を補助するもう１つのものとして、ジェットダクトの下に調節可能な機械的な空気案内装置を設け、空気流の方向を制御することができる。この空気案内装置は旋回可能なウィング状フラップ、またはコアンダ・シェルからなるものとし、これらのものによって、フィラメント群は製造方向において往復運動することができる。
【００２０】
空気案内装置を補助するための好ましい実施態様において、ジェットダクトの反対側にある、フィラメント群または繊維の面に、噴出方向で位置を調節できる空気誘導板が取り付けられる。この空気誘導板によって側方の空気流の方向がサポートされる。そして空気誘導板をジェットダクトに近づけたり、遠ざけたりすることによって、フィラメント群または繊維の左右の揺動運動を強くしたり、弱くしたりすることができる。以下では図面を用いて本発明をさらに詳しく説明する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１には、エンドレス繊維からなるフィラメント群を例にとって、本方法の個々の段階Ａ，Ｂ，ＣおよびＤが示されている。垂直な線の一方は、ジェットダクト３の前部壁面１を示す。２は空気誘導板である。点４はフィラメント群の個々のフィラメントを表す。矢印５はウェブ形成ベルトの移動方向を示す。カーブした矢印６および７は、空気流の流れの方向を表す。
【００２２】
この例の方法の場合、図の面に対して垂直に紡糸されるフィラメント群が、その機械方向に対してあるときは右へ（段階Ｂ）、あるときは左へ（段階Ｄ）と移動される。これらの運動の間で空気流はストップするので、段階ＡおよびＣに示すように、フィラメント群は垂直方向を向くことができる。ジェットダクト３は機械方向で見てフィラメント群の背後にあり、そのために設けたノズルから周期的に、あるときは空気を右へ（段階Ｂ）、あるときは空気を左へ（段階Ｄ）と噴出する。フィラメント群の前面には空気誘導板２があり、これには調節機構が設けられており、ジェットダクト３との間隔を調節できる。
【００２３】
図１の下部には個々のフィラメントの絡まりの略図が描かれている。フィラメント４は絡まる際に、ほぼ８の字を描いて絡まるような運動を行うことが見て取れる。
【００２４】
図２には、互いに重なりながら列をなすエアジェットノズル１０及び１１を有するジェットダクト３が示されている。延伸チャンネル１２から出てくるフィラメント群８は、ノズル１０から出てくる空気流により、まず右側に方向を変える。フィラメント群８の実線はこのことを示している。空気流を停止するとフィラメント群８は再び垂直方向を向き、次の段階ではエアジェットノズル１１からの空気流により反対方向に向きを変える。フィラメント群８の一点鎖線はこのことを示す。この図は本発明の方法の原理の概略のみを表すことに留意されたい。
【００２５】
図３にジェットダクト３のエアジェットノズル１０および１１の平面図を示す。矢印６及び７は前述のように空気流の方向を表す。ジェットダクト３は中間プレート１４（図４、図５）を備え、この中間プレートはノズル１０および１１のための各スペースを互いに分離する。これにより、ジェットダクト３のいずれのスペースにも別個に圧縮空気を供給できるようになる。
【００２６】
図４は延伸チャンネル１２、ジェットダクト３、及びウェブ形成ベルト１３の構成を表す。ジェットダクト３はノズル１０及び１１を有し、そこから空気流６及び７が流れ出す。中間プレート１４によって、ジェットダクト３は２つのチャンバ１５および１６に区分され、ここから圧縮空気がノズル１０及び１１に供給される。ジェットダクト３の反対側に空気誘導板２が取り付けられ、適当な調節装置によってこれをジェットダクト３の方向にスライドさせることができる。矢印２１はこのことを示している。空気誘導板２の下にウィング状フラップ２２を設け、矢印２４で示すように、このフラップは軸２３を中心に旋回可能とすることができる。延伸チャンネル１２から出てくるフィラメント群８は、エアジェットノズル１０及び１１からの空気流によって、左右に往復運動する。ウィング状フラップ２２によって、フィラメント群８はさらに機械方向にも往復運動する。ウェブ形成ベルト１３上で形成される不織布は並外れて高度な均質性を持ち、単位面積当たりの重量分布が等しい。
【００２７】
図５に示す好ましい実施態様では、長手方向にスリット３１を設けた中空のローラー３０が、ジェットダクト３の中で１つの別個の長手方向チャネル４０に配置されている。ジェットダクト３のノズル壁３３と、ローラー３０が接触するシール壁３４の間には、空気だめ３２が設けられ、この空気だめは中間プレート１４によって２つのチャンバ１５及び１６に区分されている。ノズル壁３３にはノズル１０及び１１が相上下して列をなすように配置されている。これらは図３に示したような平面を呈する波板状のインサート３５によって形成され、その（機械の幅に対する）長手方向に対して斜め方向に延びる波形を持つ。図３ではこれは一連に配置されて相互の間にノズルを画定する隆起物として表れている。インサート３５は交換可能である。シール壁３４は、ローラー３０の長手方向スリット３１と対応する、（図４のように配置された場合に）上下して位置する一対の長手方向スリット３６を持つ。長手方向スリット３１とスリット３６は対応するので、圧縮空気は上側のチャンバ１５または下側のチャンバ１６のいずれかにしか供給されない。その際スリット３６をローラー壁が覆うことによって空気流に中間休止が挿入され、そのときフィラメント群８が垂直方向を向くことができる。長手方向スリット３１と、ローラー３０の壁（直径、厚みなど）と、シール壁３４のスリット３６との関係に応じて、長手方向チャネル４０からチャンバ１５及び１６への空気流を変化させることができる。長手方向チャネル４０は、複数の接続ソケット４２を介して、長手方向チャネル４０と平行に延びる圧縮空気タンク４１と連結されている。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スパンボンド不織布の製造のための新規な方法及び装置が提供される。これによって得られる不織布は単位面積当たりの重量分布が非常に均質であると共に、その長手方向ないし横方向の強度を、空気流の強さ、角度などの調節によって所望に応じて得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本方法の手順を模式的に示す図である。
【図２】ジェットダクトと方向を変えられたフィラメント群とを示す模式図である。
【図３】ジェットダクトのエアジェットノズルを示す平面図である。
【図４】ジェットダクトと空気案内装置とを備える延伸チャネルを示す部分斜視図である。
【図５】空気だめを備えるジェットダクトを示す図である。
【符号の説明】
１  前部壁面
２  空気誘導板
３  ジェットダクト
４  フィラメント
５  ウェブ移動方向
６  空気流方向
７  空気流方向
８  フィラメント群
１０，１１  エアジェットノズル
１２  延伸チャンネル
１３  ウェブ形成ベルト
１４  中間プレート
１５，１６  チャンバ
２１  空気誘導板スライド方向
２２  ウィング状フラップ
２３  軸
２４  ウィング状フラップ旋回方向
３０  ローラー
３１  スリット
３２  空気だめ
３３  ノズル壁
３４  シール壁
３５  インサート
３６  スリット
４０  長手方向チャネル
４１  圧縮空気タンク
４２  接続ソケット
【図１】
0003659939.tif 000002
【図２】
0003659939.tif 000003
【図３】
0003659939.tif 000004
【図４】
0003659939.tif 000005
【図５】
0003659939.tif 000006