(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
30cmを超える幅を備え、所謂SAPと称される高吸収粉末材を含有する空気積層式紙ウェブを製造する方法であって、
穿孔ベルト上に、そのベルトに当たるように２本の円筒状管を有する上方のディストリビュータ装置から空気流動化されたセルロース繊維流を吹き出し、ベルトの下側に設けた吸い込み作用によって支持して前記紙ウェブを形成し、
次に、前記紙ウェブに高吸収粉末材を添加した後に、このようにして移動ベルト上に形成した繊維ウェブに、外部から結合材を添加して、または、最初に混合した結合材の活性化によって、混合した熱活性化結合繊維を活性化させるために加熱して、安定化させるようにした製法で、
空気流動化された繊維流は成形ヘッドの外部で形成されて成形ヘッドに導かれ、高吸収粉末材は、繊維がベルト上に最終的に沈着する前に、この成形ヘッドの空気流動化された繊維流に添加され、前記粉末の供給は２本の円筒状管の間に取り付けられた垂下ダクトからなされ、ダクトの出口は上下方向に変位可能であり、それにより出口の高さを調節することができ、
これにより、上記粉末材は成形ヘッドの全幅を通して、又はそれの一部の幅部分に強制的に分散され、それにより、成形ベルト上の繊維の内部に完全に分散されることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法によって空気積層式紙ウェブを製造する装置であって、
成形ヘッドは、少なくとも30cmを超える紙ウェブ幅を備え、移動ベルト上方に空気流動化された繊維流を拡散させる２本の円筒状管を備え、ベルトの下側には吸い込み手段が設けられ、さらに、成形ヘッドは成形ゾーンのすぐ上方の領域に粉末を供給するための、２本の円筒状管の間に取り付けられた垂下ダクトを備え、ダクトの出口は上下方向に変位可能であり、それにより出口の高さを調節することができ、この垂下ダクトは成形ヘッドの全幅にわたって、又はそれの一部の幅部分にわたって分散配置された出口部分を備えていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、高吸水粉末を含有する幅広の空気積層式紙ウェブの製造に関する。そのようなウェブの基本材料は、通常は積層ウェブの接着用に一定含量の熱活性化合成繊維を備えたセルロース繊維であるが、そのような繊維材料はウェブ内に均一に分散された高吸収繊維も含むことが知られている。
しかし、特に経済的理由から、吸収繊維の代わりにSAPとしても知られる上記粉末を使用することが望ましいが、ウェブ材にSAPを適度に均一に混合することの方がはるかに困難である。
様々な従来の積層技術において、移動ベルトに下ウェブ層を形成させるために第１ディストリビュータヘッドを通過させ、次に下ウェブ層の上にSAP層を積層する粉末ディスペンサを通過させ、次に上側ウェブ層を積層することができる別のディストリビュータヘッドを通過させることによって、移動ベルト上に吸収ウェブ材を製造することが可能であることはよく知られている。しかし、SAP粒子は実際にはウェブ材に付着せず、それは以降の処理中にかなり舞い上がる一方、最終吸収製品には強い層剥離傾向も見られる。
このような背景のもとに、SAP材を繊維材料内に混合しようと努めるべきであることも知られており、このため、通常は乾燥パルプ材を分解するハンマミルからディストリビュータヘッドへ供給される空気流動化された繊維材の流れに粉末を添加するのが現実的な方法であった。その結果、空気内の高渦流によって効果的に混合されるが、用いた空気積層技法に従った最終製品の顕著な不均質を容認することが必要であった。成形ベルトの上の仕訳スクリーン上へ材料を撹拌して分散させる手段を備えたディストリビュータヘッド内へ繊維/SAP/空気流を集中供給すると、供給部分の下側のSAPの濃度が周辺部よりも高くなることがわかった。これにより、ウェブ製品にはSAP濃度が互いに異なった縞が形成される。周辺領域で所望の濃度が得られるような高率でSAPを添加した場合、それよりも高濃度の領域から塵が発生する可能性があり、これは不都合であると共に損失を生じ、また他の理由からも高濃度は非常に望ましくないであろう。
まず最初に、本発明は、上記のもの、すなわちヨーロッパ特許第Ｂ−0,032,772号に開示されている形式とは異なった空気積層技法に基づいている。これは、本出願人に非常に特徴的であると専門家の間で認められている技術である。それは、高生産量及び製造ウェブの均一性から好都合であるが、製造ベルトの上に積層された繊維材料内へ吸収粉末を均質混合する点で問題があることに注意されてきた。
問題の技法は、特に比較的大きいウェブ幅、例えば50〜300cmのものの製造に適しており、より狭い吸収パッド製品の製造の場合、必要幅の単品のウェブを形成するよりも経済的に製造できることから、ウェブを細く切断するのが実際である。しかしその場合、細幅のウェブが不均一になってしまわないように、ウェブの幅方向のSAP分散を高度に均一することが重要である。
上記技術では、空気流動化された繊維を穿孔された回転円筒状管内部において成形ベルトを横切る空気流内で移動させ、別の同様な円筒状管に通して再び戻すようにし、この円筒状管のセットで成形ヘッドを構成して、そこから繊維を空間内へ送り出す。その空間内においては従来のように空気流が穿孔ベルトの下方のサクションボックスに接続されたサクションファンの作用によって引く。このため、円筒状管から出る繊維流はベルト方向に直交する一定の移動成分を備えるが、繊維流はベルトを横切る２つの対向方向に案内されるので、これによって得られる繊維ウェブはそれの両側縁部に沿って十分かつ均一な層の厚さに形成される。
適当な調節を行えば、これは繊維材に当てはまるであろうが、SAP材には当てはまらず、SAP材はそれぞれ横方向及び縦方向の空気流によってまったく異なった影響を受けるであろう。実際に、SAPを繊維材に単純に混合するだけでは、粉末は繊維材とは異なった分散特性でベルト上に沈着するので、SAP粉末が均一に混入した均一分散繊維ウェブである完全な結果を達成できるように分散を調節することは非常に困難であるか、不可能である。そのうちの一方は最適化できるかもしれないが、その場合は他方ができない。
この背景により、様々な空気積層技術では、関連の空気流が繊維及び粉末にまったく同一の影響を与えるわけではないという事実による妥協を受け入れることが必要であった。
本発明で、繊維分散の中間段階で、すなわち初期分散後であるがそれが終了する前に粉末を混入するようにし、その時に、SAP材の中間層を加える最初の方法の場合と同様に、ウェブ幅の少なくとも主要部分の上に粉末を別に導入するように注意することで、この状況を変化させて改善することが可能であることがわかった。
これによって、繊維材に対する初期分散影響によってSAP粉末が目立った作用を受けないようにすることができ、これによってSAP材の混合に特別な注意を払うことなく、均一な分散水準を達成できるように繊維分散を制御することができる一方、成形ベルトへ最終的に送り出している時の繊維と十分に混合できる時間が粉末にまだある遅い段階で、SAP材の混合を強制的かつ広範な分野で行うことができる。このため、繊維材への粉末の実質的かつ最新の混合が行われ、その混合をウェブの幅全体で均一にすることができる。
もちろん、一定の不均質が容認されるならば、すべて詳細な状況に応じて繊維の供給工程でSAP材を添加する時期を早くしたり遅くしてもよく、それに対応してSAPの供給がウェブ幅全体で均一になる程度を高低させることができるという一定範囲の妥協があるであろう。品質要求事項がそのように小さいことによって、SAP供給を特に制御しやすくなるため、本発明はさらに好都合に有益になるであろう。
通常は、品質を向上させるため、繊維をウェブの方へ運ぶ空気内に大きな渦流が残っていない遅い処理段階でSAPを添加することを選択すべきであり、従って、SAPを活発に拡散させることができる手段を介してSAP材を供給して、成形ベルトへ送り出される直前にそれらの材料がさらに集中的に混合されるようにすることが好ましいであろう。
細いウェブの製造では、例えば米国特許第4,927,582号及びヨーロッパ特許第Ａ−520,798号に記載されているように、成形ヘッド内の繊維空気内へ噴射することによってSAP材を添加することが知られているが、その場合には、供給材料が予めウェブ幅の主要部分全体に分散されるため、状態の重大さは低くなり、また個々のウェブ片の側縁部に沿ってSAPの混合が低下するかどうかはさほど重要ではないであろう。
上記問題はすべての幅広ウェブ積層技法に発生するであろうから、本発明は、繊維ウェブ用の上記積層技法に限定されることはない。
以下に、図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。
第１図は、従来通りにSAP材を供給する手段を備えた乾式成形装置の斜視図である。
第２図は、それの長手方向断面図である。
第３及び第４図は、本発明による２つの装置の同様な図面である。
第５および第６図は、それの断面図である。
第７図は、好適は乾式成形装置の斜視図である。
第８図は、それの断面図である。
第９〜第11図は、本発明の様々な実施例を示す断面図である。
第12及び第13図は、さらに別の実施例を示す断面図である。
第１及び第２図は、乾式成形装置を非常に概略的に示している。この装置では、穿孔された成形用ベルト２の上方に、ここでは２つの成形ヘッド４及び６として示されている成形ヘッド装置が取り付けられており、各成形ヘッドは供給チャネル８から空気流動化された繊維材の流を受け取る。この材料はハンマミル10から送られるが、一般的にハンマミルへパルプ材料のウェブ12が送られ、ハンマミル内で繊維が離解される。ベルト２の下方にサクションボックス14が取り付けられており、これによって空気がベルトを通して吸い込まれるため、成形ヘッド内においてベルトの幅全体に分散された繊維材が吸い付けられるので、多少とも均一に薄いウェブ層16がベルトの上に形成される。
例えば第１図に点線で示されているような管18で、成形ヘッドへ送られる空気／繊維流に高吸収粉末（SAP）を供給することによって、あるいは粉末ディスペンサ20を用いて、成形ヘッド４から送られたウェブ16の幅全体に粉末を散布した後、他方の成形ヘッド６で粉末層の上に上側ウェブ22を積層することによって、最終製品に高吸収粉末（SAP）を組み込むことができる。しかし、本発明によって改良しようとするのは、この２つの方法である。
第３図は、本発明による装置の改良を示している。適用される成形ヘッド４の内部に、ウェブの幅のほぼ、または完全に全体にわたって延びた粉末ディスペンサ20が取り付けられ、その下側の出口端部20'がベルト２から上に離れて適当な繊維分散室内に配置されている。その場所には、空気流動の状態にあってベルト２に向かう下向きの成分を備えた運動をしている繊維材料と十分に混合させるように粉末を拡散させるのに十分な空気渦流がある。しかし、本発明によれば、粉末ディスペンサを、それ自体で、または口部分20'に配置された別の手段によって粉末を積極的に拡散させるように変更した粉末ディスペンサを用いることがオプションとして望まれる。そのような拡散がウェブの長手方向及び横方向の両方に行われる場合、第５図に示されているように、ディスペンサは互いに離して横列に並べた出口20"を備えた形状でもよいが、以下に説明するように、切れ目のない出口スロット20と粉末をウェブの長手方向に拡散する手段とを組み合わせて用いることが好ましい。
第４図に原理が示されている実施態様では、特別な粉末ディストリビュータ、すなわち成形ヘッド４を横切って延びている、一端部から供給された粉末用のコンベヤ、例えばウォームコンベヤを収容している穿孔横管24が用いられている。もちろん、この構造でも、SAP粉末を積極的に拡散させる手段を他に用いることができるが、それは必ずしも必要ではない。第４図では、第３図よりもわずかに高い位置で、すなわち高い渦流の領域に粉末が導入されるように示されており、これによって積極的粉末拡散を行うことがあまり重要でなくなる。
第６図は、穿孔横管24を成形ヘッド４の長手側から見た図である、ウォームコンベヤが26で示されている。
本発明の詳細な実験を、例えばヨーロッパ特許第Ｂ−0,032、77号の「ダン・ウェブ」形の乾式成形装置で行っており、これは、第７図に示されているように、成形ヘッド４に狭い対向山形部分32を備えた外側ボックス30を設けて、これらの山形部分間に２本の平行な穿孔円筒状管34及び36を配置し、それの端部をベンド38で互いに連結し、ボックス30の一端部または両端部においてベンドを第１〜第５図のハンマミル10から出た供給管８に相当する供給管40に連結していることを特徴としている。
作用を説明すると、このように繊維流が円筒状管34、36の一方または両方へ供給されて、装置34、36、38内を循環するように搬送される。円筒状管34及び36は穿孔されていると共に回転し、第８図に示されているように、内部ニードルシリンダ42を備えて、それらが高速で回転することによって繊維を円筒状管から大量かつ円滑にウェブ２上へ送り出すことができるようにすることが好ましい。各円筒状管内の繊維の横移動によって一定のむらが発生するであろうが、これは、他方の円筒状管を通る移動による逆のむらによって軽減される。このため、２つの円筒状管は単一成形ヘッドを構成する１対のドラムである。
本発明よれば、第８図に示されているように、垂下ダクト28を備えた粉末ディスペンサ20を２つの円筒状管34及び36の間に取り付けてもよい。図示のように、ダクトに下側の縦方向に変位可能な口部分44を設けてもよく、その場合は出口部分20の高さを調節することができる。
以上のようにして、繊維がベルト２上に沈着する前に、既存の渦流によって繊維と効果的に混合することができるようにSAP粉末を供給することができるが、本発明によれば、出口部分20から出る粉末を積極的に拡散させる手段を用いればさらに好ましい。
このため、第９図に示されているように、粉末を拡散させるために回転ブラシシリンダ46を口部分20に沿って取り付けてもよい。
別の方法が第10図に示されており、これでは穿孔した圧縮空気管48を粉末ディスペンスの出口スロットの下方に取り付けて、粉末をこの管の横方向へ拡散させることによって、ベルト２上へ最終的に落下する前に繊維材内へ粉末を良好に混入させることができる。
第11図は、やはり粉末を拡散させるために、口部分20の下方に取り付けられた１対のロッド電極50によって同様な結果が得られることを示している。
第12及び第13図は、上記形式の装置における本発明の変更例を示している。ここでは、円筒状管の一方、好ましくは両方の内部に軸方向平行ディスペンサ管52が取り付けられており、第12図に示されているように、これらは調節可能に取り付けることができる。この管は、下側が穿孔されており、これに収容されているウォームコンベヤ54が、図示しない供給源からSAP粉末を管内で搬送して、適当な量の粉末を穿孔管締部から放出することができる。管の全長にわたって供給側端部の反対端部でも十分な粉末が得られるようにする必要があり、また、ウォームコンベヤの回転速度を変化させることによって装置の出力を調節することが望ましいであろうから、低出力時でも、余剰粉末を搬送することによって、最終的な余剰分を管の出口端部で回収できるような寸法の装置にすることが好ましい。
ウォームコンベヤ52の代わりに、引き込みチェーンを用いて、必要ならばそれを一方の管内で前方へ移動させ、他方の管内で戻るようにしてもよい。
【図２】
0003616395.tif 000002
【図１】
0003616395.tif 000003
【図３】
0003616395.tif 000004
【図４】
0003616395.tif 000005
【図５】
0003616395.tif 000006
【図６】
0003616395.tif 000007
【図７】
0003616395.tif 000008
【図８】
0003616395.tif 000009
【図９】
0003616395.tif 000010
【図１０】
0003616395.tif 000011
【図１１】
0003616395.tif 000012
【図１２】
0003616395.tif 000013
【図１３】
0003616395.tif 000014