(57)【要約】  【課題】  高圧高温の蒸気噴出用に好適なノズルと、同ノズルを使った蒸気による交絡不織布の製造方法及び製造装置を提供する。  【解決手段】  複数のノズル孔(16a,26)を有するノズル部材(15,16,23)に一体化される管状のノズルホルダー(11)の長手方向の両端部に蒸気導入側主管路（ｃ１）と蒸気排出管路（ｃ３）とをそれぞれ接続する。前記蒸気排出管路（ｃ２）には開閉バルブ(55)が設けられ、その開閉バルブ(55)の上流側管路にトラップ管路(57)を分岐させている。前記開閉バルブ(55)を開くことにより、不織布製造開始時のノズルホルダー(11)に対する急速昇温が可能となり、しかも定常運転時には開閉バルブ(55)を閉じておいても、ノズルホルダー(11)の内部に発生するドレンを常時外部に排出でき、安定した蒸気の噴出が連続してなされるようになり、繊維ウェブから連続して高品質の蒸気による交絡繊維不織布が製造される。  【選択図】図１７
2004238785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に加圧蒸気供給管に接続する加圧蒸気導入口を、他端に外部の蒸気排出管に接続する蒸気排出口を有するとともに、下面の長さ方向に沿って延びる開口を有する中空筒状のノズルホルダーと、
前記ノズルホルダーの下面に脱着可能に配され、前記開口に対向して形成された多数のノズル孔を有するノズル部材と、
を備えてなることを特徴とする加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項２】
前記中空筒状のノズルホルダーが円筒状のノズルホルダーである請求項１記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項３】
前記ノズルホルダーの内部に高メッシュの円筒状フィルターが同一軸線上に配されてなる請求項１又は２記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項４】
前記ノズルホルダーの下面に形成される開口が、同ホルダーの長さ方向に連続して形成されるスリット状の開口である請求項１〜３のいずれかに記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項５】
前記ノズルホルダーの下面に形成される開口が、同ホルダーの長さ方向に千鳥状に形成された多数の小孔である請求項１〜３のいずれかに記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項６】
前記ノズルホルダーが、その下部にドレン排出口を有してなる請求項１〜５のいずれかに記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項７】
前記ノズルホルダーが、その一端にドレン排出口を有し、そのドレン口側の端部を基端として水平線に対して所要の角度をもって上傾斜して配されてなる請求項１〜６のいずれかに記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項８】
前記ノズル部材が多数のノズル孔を有するノズルプレートと同ノズルプレートを支持するプレート支持部材とから構成され、前記ノズル孔が筒孔を有してなる請求項１記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項９】
前記ノズル孔が前記ノズルプレートの幅方向に複数列配されてなる請求項８記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項１０】
前記筒孔の形状が円筒状である請求項８又は９記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項１１】
前記ノズル孔の筒孔上端に前記ノズルプレートの長手方向に連続する逆台形断面の連続溝部を更に有してなる請求項８〜１０のいずれかに記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項１２】
前記円筒状の各筒孔上端に逆円錐台孔を更に有してなる請求項８〜１０のいずれかに記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項１３】
前記筒孔の高さと内径との比の値が１〜２に設定されてなる請求項１０〜１２のいずれかに記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項１４】
前記ノズル孔が前記筒孔の下端周縁からその孔啌内に向けて同心上に延出するリング片を有してなる請求項８記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項１５】
前記ノズルプレートの板厚が０．５〜１ｍｍである請求項８〜１４のいずれかに記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項１６】
前記ノズル孔の蒸気噴出口内径が０．０５〜１ｍｍ、同ノズル間のピッチが０．５〜３ｍｍである請求項１５記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項１７】
前記ノズル部材が、上記ノズルホルダーの下端開口に連通する船形の凹陥溝部と、同凹陥溝部の船底部に沿って形成された矩形断面溝部と、同矩形断面溝部の長さ方向に沿って所定ピッチをもって形成された多数の逆円錐台孔と、各逆円錐台孔の下端に連続して形成された円筒状の筒孔とを備えてなる単一部材からなる請求項１記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項１８】
前記ノズル部材の幅方向の下端面形状が下方に突出する湾曲面形状を有してなる請求項１７記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項１９】
前記円筒状の筒孔の高さと内径との比の値が１〜２に設定されてなる請求項１７又は１８記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項２０】
前記ノズル孔の蒸気噴出口内径が０．０５〜１ｍｍ、同ノズル間のピッチが０．５〜３ｍｍである請求項１８又は１９記載の加圧蒸気噴出ノズル。
【請求項２１】
一端に加圧蒸気供給管に接続する蒸気導入口を、他端に外部の蒸気排出管に接続する蒸気排出口を有するとともに、下面の長さ方向に沿って延びる開口を有する中空筒状のノズルホルダーと、前記ノズルホルダーの下面に脱着可能に配され、前記開口に対向して形成された多数のノズル孔を有するノズル部材とを備えてなる加圧蒸気噴出ノズルを用いて、一方向に走行する繊維ウェブの幅方向に沿って多数のノズル孔から加圧蒸気を連続して噴射することにより構成繊維を交絡させる不織布の製造方法にあって、
始めに前記蒸気導入口から加圧蒸気を導入するとともに、その蒸気排出口から同加圧蒸気を外部に排出すること、
前記加圧蒸気噴出ノズル内の温度を測定すること、
同ノズル内の温度が所要の温度に達したとき、蒸気排出路をトラップを介するドレン抜き通路に切り換えて、前記蒸気の排出を停止させること、
蒸気の排出停止後に、繊維ウェブを前記ノズルの噴射ノズル孔に対面させて連続的に走行させ、噴射ノズル孔から噴出する加圧蒸気により繊維ウェブの構成繊維を交絡させること、及び
繊維ウェブを貫通する蒸気を繊維ウェブの前記噴射ノズル孔とは反対側で吸引手段をもって吸引して外部に排出すること、
を含んでなることを特徴とする不織布の製造方法。
【請求項２２】
前記ノズルホルダーの下部に形成されたドレン排出口から同ホルダーの内部に生成されたドレンを外部に排出することを含んでなる請求項２１記載の不織布の製造方法。
【請求項２３】
前記ノズルホルダーの一端部を基端として他端部にかけて所要の角度上傾斜させて配するとともに、前記一端部に形成されたドレン排出口から同ホルダーの内部に生成されたドレンを外部に排出することを含んでなる請求項２１又は２２記載の不織布の製造方法。
【請求項２４】
前記繊維ウェブを貫通した直後の蒸気を蒸気反射板をもって反射させて繊維ウェブの構成繊維を蒸気反射板側からも交絡させることを含んでなる請求項２１〜２３のいずれかに記載の不織布の製造方法。
【請求項２５】
前記加圧蒸気噴出ノズルを加熱雰囲気下において、同ノズルを使用する蒸気の飽和蒸気温度以上の温度に維持させることを含んでなる請求項２１〜２４のいずれかに記載の不織布の製造方法。
【請求項２６】
前記加熱雰囲気が熱風の導入により形成されることを含んでなる請求項２５記載の不織布の製造方法。
【請求項２７】
前記加圧蒸気噴出ノズルを、走行する繊維ウェブの上面に対向させて配し、加圧蒸気を繊維ウェブの上面に向けて噴出させることを含んでなる請求項２１記載の不織布の製造方法。
【請求項２８】
前記加圧蒸気噴出ノズルを、走行する繊維ウェブの下面に対向させて配し、加圧蒸気を繊維ウェブの下面に向けて噴出させることを含んでなる請求項２１又は２７記載の不織布の製造方法。
【請求項２９】
前記繊維ウェブを多孔の繊維ウェブ担持移送体と多孔の押圧移送体との間で挟持移送することを含んでなる請求項２１〜２８のいずれかに記載の不織布の製造方法。
【請求項３０】
前記加圧蒸気噴出ノズルの蒸気噴出側端部と前記繊維ウェブ押圧移送体との間隔を０〜３０ｍｍ以下に設定することを含んでなる請求項２９記載の不織布の製造方法。
【請求項３１】
前記繊維ウェブ担持移送体及び前記押圧移送体を又は前記加圧蒸気噴出ノズルを、繊維ウェブ移送路の横断方向に往復動させることを含んでなる請求項２９又は３０記載の不織布の製造方法。
【請求項３２】
前記加圧蒸気を加圧蒸気供給管の途中に配された蒸気貯留部に一旦貯留し、前記蒸気貯留部にて貯留される蒸気中の塵芥等を凝縮液とともに外部に排出すること、及び
前記蒸気貯留部を通過する加圧蒸気を前記加圧蒸気噴出ノズルの一端に導入すること、を含んでなる請求項２１〜３１のいずれかに記載の不織布の製造方法。
【請求項３３】
前記蒸気貯留部と前記加圧蒸気噴出ノズルとの間の前記加圧蒸気供給管内にて、加圧供給蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成させることを含んでなる請求項３２記載の不織布の製造方法。
【請求項３４】
前記加圧蒸気噴出ノズルに導入される蒸気圧が０. １〜２ＭＰａであり、加圧蒸気噴出ノズルから噴出される蒸気が過熱蒸気である請求項３３記載の不織布の製造方法。
【請求項３５】
蒸気噴出による繊維の交絡に先立って、形態仮固定のための前処理を施すことを含んでなる請求項２１〜３４いずれかに記載の不織布の製造方法。
【請求項３６】
前記前処理が水分の付与を含んでなる請求項３５記載の不織布の製造方法。
【請求項３７】
前記前処理が繊維ウェブの構成繊維の少なくとも一部を熱溶着させることを含んでなる請求項３５記載の不織布の製造方法。
【請求項３８】
加圧蒸気噴出ノズルの長手方向に形成された多数のノズル孔に対向して走行する繊維ウェブに加圧蒸気を噴射することにより、同繊維ウェブの構成繊維を交絡させて不織布を製造する装置であって、
前記加圧蒸気噴出ノズルの一端に、加圧蒸気供給管を介して接続された加圧蒸気供給源と、
前記加圧蒸気噴出ノズルの他端に開閉バルブを介して接続された蒸気排出管と、
前記加圧蒸気噴出ノズルに形成された多数の蒸気噴出ノズル孔に所定の間隔をおいて対向し、同加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔列を横切って一方向に移動する多孔の、繊維ウェブ担持移送手段と、
同移送手段を挟んで前記加圧蒸気噴出ノズルと反対側に配された吸引手段と、
を備えてなることを特徴とする不織布の製造装置。
【請求項３９】
前記加圧蒸気噴出ノズルが請求項１〜２０のいずれかに記載の加圧蒸気噴出ノズルである請求項３８記載の不織布の製造装置。
【請求項４０】
前記加圧蒸気噴出ノズルの全体が熱風雰囲気中で加熱されてなる請求項３８又は３９記載の不織布の製造装置。
【請求項４１】
前記加圧蒸気噴出ノズルのノズルホルダーの下部にドレン排出口を有してなる請求項３９記載の不織布の製造装置。
【請求項４２】
前記加圧蒸気噴出ノズルのノズルホルダーの一端にドレン排出口を有し、同ノズルホルダーが前記ドレン排出側端部を基端としてその反対側の端部にかけて上傾斜して配されてなる請求項３９記載の不織布の製造装置。
【請求項４３】
前記繊維ウェブと前記吸引手段との間に更に蒸気反射板が配されてなる請求項３８〜４２記載の不織布の製造装置。
【請求項４４】
走行する繊維ウェブの上方に前記加圧蒸気噴出ノズルが配されてなる請求項３８又は３９記載の不織布の製造装置。
【請求項４５】
走行する繊維ウェブの下方に前記加圧蒸気噴出ノズルが配されてなる請求項３８又は４４記載の不織布の製造装置。
【請求項４６】
前記繊維ウェブ移送手段が、加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔と前記繊維ウェブとの間に配される多孔の繊維ウェブ担持移送手段と、同繊維ウェブ担持移送手段との間で繊維ウェブを挟持して同繊維ウェブ担持移送手段と協働して繊維ウェブを移送する多孔の繊維ウェブ押圧移送手段とを備えてなる請求項３８〜４５のいずれかに記載の不織布の製造装置。
【請求項４７】
前記加圧蒸気噴出ノズルを又は前記繊維ウェブ担持移送手段と繊維ウェブ押圧移送手段とを、繊維ウェブの移送路の横断方向に往復動させる往復動手段を更に備えてなる請求項４６記載の不織布の製造装置。
【請求項４８】
前記繊維ウェブ担持移送手段及び前記繊維ウェブ押圧移送手段は互いに同期して駆動回転する上下一対の多孔のエンドレスベルトからなり、
上記吸引手段が、前記いずれかのエンドレスベルトの内側にあって上記加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔に対向する部位に配され、前記エンドレスベルトにスリット状の吸引開口を向けてなる請求項４６又は４７記載の不織布の製造装置。
【請求項４９】
前記繊維ウェブ押圧移送手段及び前記繊維ウェブ担持移送手段のいずれか一方が駆動回転するエンドレスベルトからなり、その他方が同エンドレスベルトと同期して駆動回転する多孔の回転ドラムからなり、
前記吸引手段が、前記エンドレスベルトと前記回転ドラムとが最も接近する部位にあって同エンドレスベルト又は回転ドラムの内側にスリット状の吸引開口を向けてなる請求項４６又は４７記載の不織布の製造装置。
【請求項５０】
前記加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔と繊維ウェブ担持移送手段及び／又は繊維ウェブ押圧移送手段との間の間隙を調整する間隙調整手段を有してなる請求項４６記載の不織布の製造装置。
【請求項５１】
前記繊維ウェブ押圧移送手段と前記繊維ウェブ担持移送手段との間の移送間隔を調整する間隔調整手段を更に有してなる請求項４６又は５０記載の不織布の製造装置。
【請求項５２】
前記加圧蒸気供給管の管路に蒸気貯留ポットが配されてなる請求項３８記載の不織布の製造装置。
【請求項５３】
前記蒸気貯留ポットと前記加圧蒸気噴出ノズルの一端との間の加圧蒸気供給管の管路に加熱手段が配されてなる請求項５２記載の不織布の製造装置。
【請求項５４】
上記開閉バルブと前記加圧蒸気噴出ノズルの他端との間の蒸気排出管の管路に、そこから分岐するトラップ管路を有してなる請求項３８記載の不織布の製造装置。
【請求項５５】
上記繊維ウェブの移送方向の前記加圧蒸気噴出ノズルよりも上流側に形態仮固定のための前処理手段を有してなる請求項３８〜５４のいずれかに記載の不織布の製造装置。
【請求項５６】
前記前処理手段が水分付与装置である請求項５５記載の不織布の製造装置。
【請求項５７】
前記前処理手段が繊維ウェブの構成繊維の少なくとも一部を加熱溶着させる加熱装置である請求項５５記載の不織布の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧蒸気流を噴射させる流体噴射ノズルとそれを用いた交絡不織布の製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高圧流体流を繊維ウェブに噴射して構成繊維同士を交絡させることにより交絡不織布を製造する技術は、例えば特開昭５１−１３３５７９号公報（特許文献１）、特開平９−２５６２５４号公報（特許文献２）、特開２０００−１４４５６４号公報（特許文献３）などに開示されているように公知である。しかるに、これらの文献１〜３に開示された高圧流体には主として高圧液体が使われている。こうした高圧液体流の噴出による交絡不織布の製造では、液体使用量が多く液体の飛散防止設備に加えて、処理後の液体の排出にあたり大量の液体の清浄化処理設備が必要となるばかりでなく、得られる不織布の乾燥設備やそれに費やされる莫大な熱エネルギーを必要とする。また、液体の噴射に基づく騒音も激しく作業環境を悪化させている。
【０００３】
一方、例えば上記特許文献１及び特許文献３には、高圧の液体に代えて高圧蒸気を使うこともある旨の記載がなされてはいるものの、繊維を積極的に交絡させるためのものでなかったり、或いは液体流と蒸気流の相違点を認識しないままに採用しているものであった。その結果、これらの文献１、３では液体流と蒸気流とを格別に区別せずに同一構造をもつ噴射ノズルが使われ、噴射蒸気に特有の挙動を考慮したノズル構造、或いは蒸気の供給機構や排出機構などに関しては具体的な開示が一切なされていない。
【０００４】
しかして、上述のごとき高圧液体流による繊維交絡不織布の製造時の課題を解消すべく、例えば国際公開第９５／０６７６９号パンフレット（特許文献４）や特開平７−３１０２６７号公報（特許文献５）、蒸気特許文献２には、高圧流体流による不織布の製造にあたり、高圧流体として積極的に蒸気を使うことを提案している。このように蒸気を使うと、液体使用量を大幅に減少させることができると同時にその排出処理設備も小型化でき、騒音の発生も低減されて作業環境の改善を図ることができるだけでなく、乾燥装置を排除又は小型化できて省エネルギーが実現でき、しかも液体流による繊維交絡不織布に特有な不織布表面に表出する交絡部分の模様の発生をほとんど消すことができる。
【０００５】
前記特許文献４の不織布の製造方法によれば、繊維ウェブの構成繊維の全て又は一部に蒸気或いは過熱蒸気の温度よりも低い融点を有する繊維を配合し、液体流によりウェブの構成繊維を交絡させて予め布帛（不織布）を作成しておき、次いで同布帛表面から蒸気或いは過熱蒸気を布帛内部に向けて噴出して、ウェブの構成繊維のうち低融点の繊維を溶融させながら溶着させて最終製品（不織布）を製造するものである。また、前記特許文献５に記載のウェブの交絡方法は高圧流体として水蒸気を用いることによってウェブ繊維を相互に交絡させるものである。一方の上記特許文献２に開示された不織布の製造方法によれば、従来の高圧噴射水に代えて繊維ウェブに直接水蒸気を噴射して、そのときの温度低下により生じる霧状の水とともに作用させウェブの構成繊維を交絡させて不織布を製造している。
【特許文献１】特開昭５１−１３３５７９号公報
【特許文献２】特開平９−２５６２５４号公報
【特許文献３】特開２０００−１４４５６４号公報
【特許文献４】国際公開第９５／０６７６９号パンフレット
【特許文献５】特開平７−３１０２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、上記特許文献４の内容を分析するかぎり、そこには高温の蒸気を使う点について言及はされているものの、その噴射時の蒸気圧やノズル孔の大きさ、形状など、蒸気による繊維交絡に特有の各種条件に関する格別の記載はない。このことから、同文献４に開示された高温の例えば過熱蒸気流による不織布の製造は、その蒸気流による繊維交絡が主目的ではなく、いわゆる蒸気熱をもって熱溶融性材料からなる繊維ウェブの構成繊維を溶融させることを主な目的としていることが理解できる。通常、高圧水流の噴射により製造される交絡不織布には、例えば上記特許文献３にも記載されているように、繊維ウェブ面に噴射流体による打撃痕や開孔痕が残る。
【０００７】
前記特許文献４の不織布の製造方法では、繊維ウェブに対して蒸気を噴射する前工程として、噴射水流による繊維交絡を行っている。従って、この噴射水流により繊維交絡がなされた布帛にも、当然に上記打撃痕や開孔痕が残っており、そこに噴射される高温蒸気は布帛全面にわたってその厚さ方向に貫通するものではなく、主に前記打撃痕や開孔痕を通過するものと考えられる。勿論、このとき前記打撃痕や開孔痕が形成されていない他のウェブ表面に存在する低融点の繊維も同時に溶融する。このことは、同文献４の図４〜図５にも前記打撃痕や開孔痕が形成されていない領域においても繊維同士が融着している部分が存在することからも認識できるところである。その結果、同図に示された不織布も柔軟性では従来のポイント接着による不織布と変わるところがなく、特にその表面は多くの溶着材料による硬化部分が存在することになる。
【０００８】
また、上記特許文献５には、水蒸気の噴出ノズルの一形態の構造が図示されてはいるもの、同噴出ノズルの構造やサイズ並びに使用態様等について具体的に記載が一切なされていない。
【０００９】
一方、上記特許文献２には、水蒸気の噴出ノズルの具体的構造が記載されてはいるが、同噴出ノズルに如何にして水蒸気を送り込み、そのノズルから如何なる条件下で高圧の水蒸気を均一に且つ連続して噴出させるかについては格別に記載されていない。この噴出に使われる水蒸気は、通常、僅かに添加剤を加えた工業用水が使われており、しかも各種の配管などを通過するため、同水蒸気には極く微細な異物が混合することがあり、噴出ノズル孔を閉塞させやすい。或いは、ノズルに導入された水蒸気の一部は凝縮してドレンとなってノズル孔の近くに溜まってノズル孔が閉塞されやすく、水蒸気が連続して噴出されずに間欠的に噴出されやすい。しかも、同文献２に開示されたノズルの構造も、液体流の噴射ノズルであれば好適に採用が可能ではあっても、蒸気の噴出ノズルとしては部品点数が多過ぎ複雑に過ぎる。
【００１０】
本発明は、以上の課題を解決すべくなされたものであり、その目的は構造が簡単で、しかも加圧蒸気を均一に且つ連続して噴出させることができ、繊維ウェブの構成繊維の一部もしくは殆どを確実に交絡させて所要の強度が得られ、得られる不織布の表面の柔軟性が確保でき且つその内部形態の改善をも図ることを可能にする加圧蒸気噴出ノズルと、同ノズルを使って加圧蒸気を噴射させることにより繊維ウェブの構成繊維を確実に交絡させる効率的な不織布の製造方法、及び同ノズルを使った蒸気による高品質の繊維交絡不織布の連続製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る上記加圧蒸気噴出ノズルの基本構成は、一端に加圧蒸気供給管に接続する蒸気導入口を、他端に外部の蒸気排出管に接続する蒸気排出口を有するとともに、下面の長さ方向に沿って延びる開口を有する中空筒状のノズルホルダーと、前記ノズルホルダーの下面に脱着可能に配され、前記開口に対向して形成された多数のノズル孔を有するノズル部材とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
ここで最も特徴とする点は、ノズルホルダーの一端に蒸気導入口を、他端に蒸気排出口を有する点にある。蒸気噴出ノズルから、常に蒸気を噴出させておくことはできない。例えば、定期点検時や機械の停止時には蒸気の供給も停止させる。このように蒸気の噴出を停止させると、当然にノズル内の温度も急激に低下する。蒸気の噴出を再開させて不織布の製造を開始するには、蒸気噴出ノズルの内部を所定の温度まで昇温させる必要がある。この昇温時に、従来の噴出ノズルのごとく蒸気導入口以外を密閉状態に構成する場合には、ノズルホルダー内に導入される蒸気量はノズル孔から噴出する量に止まり、熱量の交換量が少なくノズル自体を昇温させるために長い時間がかかることになる。
【００１３】
そのため、本発明にあっては、上述のごとくノズルホルダーの他端に蒸気排出口を設けて、同蒸気排出口に接続された蒸気排出管に、例えば後述するように開閉バルブなどを取り付けて蒸気排出口を開閉可能にする。いま、不織布製造装置を始動させる前に、ノズルホルダーに蒸気を導入する。このとき、蒸気排出口は開口しており、蒸気導入口から導入される蒸気を蒸気排出口を通して連続して外部に排出する。ノズルホルダーの温度を測定し、その温度が所定の高温に達すると、前記蒸気排出口を閉鎖する。この閉鎖と同時に蒸気導入口における蒸気圧を測定し、その蒸気圧が所定の圧力に達したとき不織布製造装置を始動させる。このときの始動までの時間は、ノズルホルダー内を通過する新たな高温蒸気によりノズルホルダーが速やかに昇温されるため、従来のごとく蒸気排出口が存在しない場合と較べると大幅に短縮される。
【００１４】
本発明にあって、中空筒状のノズルホルダーの形状としては、具体的に円筒状のノズルホルダーや矩形状のノズルホルダーが挙げられ、特に円筒状のノズルホルダーが加圧蒸気の均一な流れや製作上の点から好ましく用いられる。また、実際の作業時には、かかるノズルホルダーの内部に高メッシュの筒状フイルター、例えば円筒状のノズルホルダーにおいては円筒状のフイルターを、また矩形状のノズルホルダーにおいては矩形状のフイルターを同一軸線上に配することが望ましいが、必ずしもこれらに限定されない。
【００１５】
本発明にあっては、上述のように円筒状のノズルホルダーを用いる場合には、前記ノズルホルダーの内部に高メッシュの円筒状フィルターを同一軸線上に配することが望ましい。この場合、ノズルホルダーの一端に設けられた蒸気導入口から導入される蒸気は円筒状フィルターの内部へと導入され、同フィルターを通過してノズルプレートに形成されたノズル孔に達し、同ノズル孔から外部に噴出する。このとき、ノズルホルダーの内壁面における長手方向の圧力分布は円筒状フィルターにより均一化されるとともに、蒸気導入時に含まれる微細な異物が円筒状フィルターによって蒸気中から除去されるため、ノズルホルダーの長手方向に沿って形成されたノズル部材の多数のノズル孔を閉塞させることなく、同ノズル孔から均等な噴出圧をもって高圧蒸気が安定して噴出されるようになる。
【００１６】
前記ノズルホルダーはその下部にドレン排出口を有する。更に、前記ノズルホルダーは単独に又はノズル部材とともに、傾斜させることがある。これは、稼働中にノズルホルダー内にドレンが溜まるため、そのドレンを外部に排出しやすくするためである。そのため、ノズルホルダーの傾斜方向の低いほうの基端部にドレン排出口が形成され、例えば開閉バルブなどにより開閉自在とされており、任意の時間帯に同バルブを開いてノズルホルダーの内部に溜まったドレンを外部へと排出する。このとき、ノズルホルダーは傾斜して配されているため、吸引などの余分な装置が不要である。なお、このノズルホルダーを単独に傾斜させてもよいし、ノズル部材とともに傾斜させてもよい。更に、ドレンがノズル孔などの目詰まりを起こさせないため、ノズルホルダーの底面とノズル部材の配置平面との間に段差を設けたり、或いはノズルホルダーの底面にドレン流路（溝）を形成し、更にはノズルホルダーの底面と一部で連通するドレン流路をノズルホルダーと独立して設けるようにすることもできる。この独立してドレン流路を設ける場合には上述のようにノズルホルダーを傾斜させることなく、同流路だけを傾斜させるようにしてもよい。
【００１７】
一方、前記ノズルホルダーの下面に形成される上記開口は、ノズルホルダーの長さ方向に連続して形成されるスリット状の開口であっても、或いはノズルホルダーの長さ方向に千鳥状に形成された多数の小孔であってもよい。これらの開口を介してノズル部材に形成されたノズル孔に達する蒸気の圧力は均圧化されノズル長手方向に対する蒸気の均一な噴射が可能となる。上記ドレン流路は、当然にノズルホルダーの前記開口から外れた部位に形成される。
【００１８】
上記ノズル部材を多数のノズル孔を有するノズルプレートと同ノズルプレートを支持するプレート支持部材とから構成することができる。前記ノズル孔は筒孔を有していることが好ましい。前記筒孔の形状は単なる円筒状であってもよいが、前記ノズル孔の筒孔上端に連続する逆台形部を更に有するようにしても、或いは前記ノズル孔が前記筒孔の下端周縁からその口啌内に向けて同心上、好ましくは同心円上に延出するリング片を有するようにしてもよい。更には、前記ノズル孔の筒孔上端に前記ノズルプレートの長手方向に連続する逆台形断面の連続溝部を有するようにしてもよいし、或いは前記円筒状の各筒孔上端に逆円錐台孔を有するようにしてもよい。
【００１９】
前記ノズルプレートに形成されるノズル孔は、ノズルプレートの長手方向に単列に形成してもよいが、例えばノズルプレートの幅方向に複数列に形成することもできる。この場合複数列のノズル孔を千鳥状に配すると、噴出蒸気が繊維ウェブの幅方向に満遍なく作用するため好ましい。
【００２０】
なお、前記筒孔、好ましくは円筒状の筒孔の高さと内径との比の値は１〜２とすることが好ましい。その値が１より小さいと、蒸気流が柱状流となりにくく、２よりも大きいと、ノズル孔の径が微小であることとノズルプレートの板厚との関係で高精度の加工が難しい。また、ノズル孔を上述のように円筒状の筒孔の下端周縁からその口啌内に向けて同心円上に延出するリング片を有する構成とすると、ノズル孔から噴出する蒸気流がある点で集束するようになり、例えば繊維ウェブに対する噴出力が増して、同ウェブの表裏を貫通しやすくなる。前記集束点はノズル孔の径と蒸気圧とから決まる。
【００２１】
前記ノズルプレートの板厚を０．５〜１ｍｍ、前記ノズル孔の蒸気噴出口内径を０．０５〜１ｍｍ、同ノズル間のピッチを０．５〜３ｍｍとすることが好ましい。ノズルプレートの板厚が０．５ｍｍより小さいと蒸気圧に耐え得るに十分な強度が得にくく、１ｍｍを越えると微細なノズル孔の高精度な加工が難しい。このノズル孔の形成加工には、放電加工やレーザ加工を採用できる。また、ノズル孔の蒸気噴出口内径が０．０５ｍｍより小さいとその加工が難しいばかりでなく、目詰まりを起こしやすくなり、１ｍｍを越えると蒸気噴出時に所要の噴出力が得にくくなる。ノズル間のピッチは０. ５〜３ｍｍであれば、隣接するノズル孔から噴出する蒸気流との干渉がなく、同時に繊維ウェブの構成繊維間で充分な交絡が得られる。なお、ノズル間のピッチは、各ノズル孔の中心点間距離をいう。
【００２２】
更に本発明にあっては、上記ノズル部材が、上記ノズルホルダーの下端開口に連通する船形の凹陥溝部と、同凹陥溝部の船底部に沿って形成された矩形断面溝部と、同矩形断面溝部の長さ方向に沿って所定ピッチをもって形成された多数の逆円錐台孔と、各逆円錐台孔の下端に連続して形成された円筒状の筒孔とを備えてなる単一部材から構成することもできる。このようにノズル部材を単一部材で構成することにより部品点数が大幅に削減されるばかりでなく、ノズル孔の上記噴射開口端を繊維ウェブの噴射表面に直接接近させることが可能となって、加圧蒸気の断熱膨張による圧力損失が軽減され、よりウェブ内の貫通力が得られる。更には、前記ノズル部材の幅方向の下端面形状を下方に突出する湾曲面形状とすると、繊維ウェブの導入が容易になる。この発明にあっても、前記筒孔の高さと内径との比の値は１〜２とすることが好ましく、また前記ノズル孔の蒸気噴出口内径を０．０５〜１ｍｍ、同ノズル間のピッチを０．５〜３ｍｍとすることが好ましい。この場合のノズル間のピッチも上記同様、各ノズル孔の中心点間距離をいう。この場合にも前記ノズル孔をノズル部材の長手方向に複数列に形成することが好ましい。
【００２３】
以上の構成を備えた本発明の加圧蒸気噴出ノズルは、例えば次のような本発明の不織布の製造方法に好適に適用される。
すなわち、不織布の製造方法に係る発明の基本構成は、一端に加圧蒸気供給管に接続する蒸気導入口を、他端に外部の蒸気排出管と接続する蒸気排出口を有するとともに、下面の長さ方向に沿って延びる開口を有する中空筒状のノズルホルダーと、前記ノズルホルダーの下面に脱着可能に配され、前記開口に対向して形成された多数のノズル孔を有するノズル部材とを備えてなる加圧蒸気噴出ノズルを用いて、多数のノズル孔から走行する繊維ウエブの幅方向に加圧蒸気を連続して噴射することにより構成繊維を交絡させる不織布の製造方法であって、始めに前記蒸気導入口から加圧蒸気を導入するとともに、その蒸気排出口から同加圧蒸気を外部に排出すること、前記加圧蒸気噴出ノズル内の温度を測定すること、同ノズル内の温度が所要の温度に達したとき、蒸気排出路をトラップを介するドレン抜き通路に切り換えて、前記蒸気の排出を停止させること、蒸気の排出停止後に、繊維ウェブを前記ノズルの噴射ノズル孔に対面させて連続的に走行させ、噴射ノズル孔から噴出する加圧蒸気により繊維ウェブの構成繊維を交絡させること、及び繊維ウェブを貫通する蒸気を吸引して外部に排出することを含んでなることを特徴とする不織布の製造方法にある。
【００２４】
かかる製造方法は、次の基本構成を備えた本発明に係る不織布の製造装置により効率的に製造できる。
すなわち、この製造装置の基本構成は加圧蒸気噴出ノズルの長手方向に形成された多数のノズル孔から、対向して走行する繊維ウェブに加圧蒸気を噴出することにより、その構成繊維を交絡させて不織布を製造する装置に関し、前記加圧蒸気噴出ノズルの一端に、加圧蒸気供給管を介して接続された加圧蒸気供給源と、前記加圧蒸気噴出ノズルの他端に開閉バルブを介して接続された蒸気排出管と、前記加圧蒸気噴出ノズルに形成された多数の加圧蒸気噴出ノズル孔に所定の間隔をおいて対向し、同加圧蒸気噴出ノズルを横切って一方向に移動する多孔の繊維ウェブ担持移送手段と、同移送手段を挟んで前記加圧蒸気噴出ノズルと反対側に配された吸引手段とを備えることを特徴としている。前記加圧蒸気噴出ノズルとしては上述の本発明に係る加圧蒸気噴出ノズルを採用することが望ましい。
【００２５】
前記加圧蒸気噴出ノズルの上記ノズルホルダーは、通常、断熱材などで被包されており、内部を通る加圧蒸気の温度低下を防止しているが、更に加圧蒸気噴出ノズルの全体を積極的に加熱することができる。その具体的な手法としては、シリコン系オイルなどの熱媒体による加熱、誘導加熱などの電気ヒーターによる加熱方法があり、その他例えば加圧蒸気噴出ノズルの全体を加圧蒸気噴出側を開口させたボックス内に収容し、同ボックス内に高温に加熱された熱風を導入する。このように加圧蒸気噴出ノズルの全体を、熱風によって例えば使用する蒸気の飽和蒸気温度以上の温度に昇温しておけば、内部の加圧蒸気の温度低下が効果的に防げるようになり、不織布に作用する必要な蒸気量を効率的に得やすくなるばかりでなく、交絡が進んだ高品質の不織布が得やすい。
【００２６】
一方、通常は前記加圧蒸気噴出ノズルを走行する繊維ウェブの上方に配して、繊維ウェブの上面に向けて加圧蒸気噴出流を付与するが、前記加圧蒸気噴出ノズルを走行する繊維ウェブの下方に配して加圧蒸気の噴出流を繊維ウェブの下面から上方に向けて付与することもできる。このように加圧蒸気の噴出流を繊維ウェブの下方から上方に向けて噴出させるときは、ノズルホルダーの上面側に配されたノズル孔に蒸気の凝縮液が溜まりにくくなり、ノズル孔の目詰まりなどが発生せず、安定した蒸気の噴出が可能となるため好ましい。
【００２７】
上記加圧蒸気噴出ノズルと同ノズルに対向して配される蒸気の上記吸引手段との一組をもって繊維ウェブの一表面から加圧蒸気を付与するようにしても本発明の所期の目的は達成されるが、この加圧蒸気噴出ノズルと蒸気吸引手段とを二組以上用意して、これらを繊維ウェブに対して表裏両面から加圧蒸気を噴出させるように交互に配することもできる。この場合には、繊維ウェブの構成繊維が片面から加圧蒸気による交絡作用を受けるだけではなく、表裏両面から独立して受けられるようになるため、繊維ウェブの構成繊維が表裏両面において均等に交絡し、不織布としての形態の安定性が得られるだけでなく、外観的にも表裏均整な高品質の不織布が得られる。繊維ウェブの表裏両面が均質化し、形態が安定した不織布が得られるようになる。
【００２８】
また、一方向に走行する前記繊維ウェブと上記吸引手段との間に蒸気反射板を配することができる。加圧蒸気噴出ノズルから噴出する加圧蒸気が繊維ウェブを貫通する間、その構成繊維は交絡する。しかし、繊維ウェブの加圧蒸気噴出側と貫通側との繊維交絡状態を比較すると、蒸気噴出側の構成繊維の交絡の方が貫通側の構成繊維の交絡よりも進んでいる。そこで、上述のように蒸気反射板を配することにより、繊維ウェブを貫通した蒸気は同蒸気反射板により繊維ウェブの貫通側表面に反射し、蒸気反射板側の構成繊維間の交絡を促進させるようになり、例えば繊維ウェブに対して一方向から加圧蒸気を噴出させた場合でも、その反対側の表面における繊維交絡が進むだけでなく、繊維ウェブの貫通側に突出する構成繊維を上記噴出側へと押込み交絡させるため、表裏面共に均整で安定した不織布形態が得やすくなる。
【００２９】
更に、上記繊維ウェブ移送手段が、加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔と前記繊維ウェブとの間に配される多孔の繊維ウェブ担持移送手段と、同繊維ウェブ担持移送手段との間で繊維ウェブを挟持して同繊維ウェブ担持移送手段と協働して繊維ウェブを移送する多孔の繊維ウェブ押圧移送手段とを備えており、繊維ウェブを前記繊維ウェブ担持移送手段と繊維ウェブ押圧移送手段との間で挟持して移送させれば、移送される繊維ウェブに高温高圧の蒸気が噴射されてもウェブ表面の繊維を乱すことがないため好ましい。このとき、前記繊維ウェブ担持移送手段と前記押圧移送手段との双方が、駆動源により互いに同期して駆動回転する多孔のエンドレスベルトであってもよく、或いは前記繊維ウェブ押圧移送手段及び前記繊維ウェブ担持移送手段のいずれか一方が駆動回転するエンドレスベルトであって、その他方が同エンドレスベルトと同期して駆動回転する多孔の回転ドラムであってもよい。
【００３０】
前者の場合には、そのいずれかのエンドレスベルトの内側であって、上記加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔に対向する部位にスリット状の吸引開口を有する吸引手段を有しているが、後者の場合には、前記エンドレスベルトと前記回転ドラムとが最も接近する部位であって、同エンドレスベルト又は回転ドラムの内側にスリット状の吸引開口を有する吸引手段を有していることが望ましい。これらの吸引手段はいずれも固設されており、エンドレスベルト又は回転ドラムが上記スリット状の吸引開口面に近接して回動する。
【００３１】
前記繊維ウェブ押圧移送手段及び前記繊維ウェブ担持移送手段のいずれか一方に多孔の回転ドラムを採用すると、装置全体の小型化が達成できる。この回転ドラム及び吸引手段の構造と配置には丸網抄紙機に採用される回転ドラム及び吸引手段と実質的に同一の構造と配置を採用することができる。また、多孔のエンドレスベルト及び回転ドラムとして、例えば金網やパンチングメタルを使うことができる。このとき、繊維ウェブ押圧移送手段のメッシュ度は繊維ウェブ担持移送手段のそれを越えないことが望ましい。一般的に、これらの各移送手段のメッシュ度を２０〜４０（個／２．５４ｃｍ）とすることが望ましく、特に繊維ウェブ押圧移送手段のメッシュ度が２０（個／２．５４ｃｍ）より少ないと同押圧移送手段により押圧される表面側の構成繊維がメッシュを通り抜けて表面に飛び出し、横方向に拡がってしまう。また、特に繊維ウェブ押圧移送手段のメッシュ度が４０（個／２．５４ｃｍ）を越えると、目詰まりが発生しやすく、噴出蒸気が繊維ウェブ押圧移送手段の表面に沿って拡散し繊維ウェブに対する噴出蒸気の貫通を妨げる。繊維ウェブ担持移送手段のメッシュ度についても、上記数値範囲を外れると高品質の不織布の製造が難しくなる。
【００３２】
通常、上記加圧蒸気噴出ノズルは所定の位置に固設され不動状態におかれており、上記繊維ウェブ押圧移送手段及び繊維ウェブ担持移送手段も繊維ウェブを一方向に移送するように一方向に移動しているに過ぎないが、本発明にあっては前記加圧蒸気噴出ノズルを繊維ウェブの移送路の横断方向に短い行程で往復動させ、或いは同加圧蒸気噴出ノズルを固定しておき、前記繊維ウェブ押圧移送手段及び繊維ウェブ担持移送手段を繊維ウェブ移送路の横断方向に同じく短い行程をもって往復動させることが好ましい。このように、加圧蒸気噴出ノズル又は繊維ウェブ押圧移送手段及び繊維ウェブ担持移送手段の、いずれかを往復動させる場合には、繊維ウェブの幅方向に均一に加圧蒸気が噴出付与され、製造される不織布の表面にノズル孔から噴出される蒸気によるモアレ状のパターンがつかず、均整な表面形態をもつ不織布が得られる。この往復動の行程幅はノズル間ピッチより多少でも長ければよく、具体的には±５ｍｍ程度であり、その往復速度は３０〜３００回／分である。
【００３３】
ところで、前記加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔と繊維ウェブ押圧移送手段との間の間隙は出来るかぎり小さい方が好ましく、可能であれば直接摺接させることが最も好ましい。しかし、加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔と繊維ウェブ押圧移送手段とを摺接させると、両者の摩耗による損傷が激しく、所要の耐久性が得られない。そこで、加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔と繊維ウェブ押圧移送手段との間に、その間隙を調整する手段を有していることが望ましい。この間隙調整手段により、加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔と繊維ウェブ押圧移送手段との間の間隙を最適に調整することができ、同時に装置の耐久性が確保される。また、前記繊維ウェブ押圧移送手段と前記繊維ウェブ担持移送手段の間の間隙を調整する第２の間隙調整手段を設けることもできる。これは、繊維ウェブの構成繊維材料やウェブ厚に対応して、その挟持力を調整するのに好適である。
【００３４】
また、本発明に係る不織布の製造装置にあっては、上記加圧蒸気供給管の管路に蒸気貯留ポットを配して、同蒸気貯留ポットに一旦蒸気を貯留し、そこに溜まる蒸気中の塵芥等を凝縮液とともに、例えばトラップを介して外部に排出することが好ましい。更に、前記蒸気貯留ポットと前記加圧蒸気噴出ノズルの一端との間の加圧蒸気供給管の管路に加熱手段を配し、前記貯留ポットと前記蒸気噴出ノズルとの間にて、加圧蒸気の前記加熱蒸気供給管内を通過する蒸気を加熱して過熱蒸気を生成させることにより、繊維ウェブに所望の高圧下における高温の蒸気を噴出させることができるため好ましい。このとき、前記蒸気噴出ノズルに導入される蒸気圧を０. １〜２ＭＰａとすると、蒸気を繊維ウェブの表裏に確実に貫通させることができるため好ましい。
【００３５】
蒸気噴出ノズルから噴出する加圧蒸気は、ノズル孔から外部に噴出すると同時に断熱膨張により急激に温度が低下する。この温度の低下により蒸気が凝縮して霧状の液体となりやすく、周辺に吹き上がり高圧流体ではなくなるため、繊維ウェブの内部にまで到達しにくくなる。過熱蒸気は飽和蒸気圧の下で飽和温度以上の温度にまで高温化された蒸気であり、飽和温度と過熱温度との中間では凝縮液化しににくなる。そのため、蒸気噴出ノズルから噴出する過熱蒸気は繊維ウェブに当たっても凝縮することなく、その内部まで浸入して貫通し、周辺の繊維を加熱しながら交絡させる。従って、この加熱蒸気の通過により繊維の交絡と熱セットとが同時に行われるようになる。
【００３６】
本発明の不織布の製造装置にあっても、繊維ウェブの移送方向にあって、前記加圧蒸気噴出ノズルよりも上流側に蒸気噴出ノズルによるウェブ内の繊維相互の交絡を容易化するための前処理手段を配しておくことが望ましい。
上述のように蒸気の噴出により繊維を交絡させる前段で、繊維ウェブを構成する繊維相互の距離を短くするような前処理を行うことにより高圧蒸気の噴射によっても繊維ウェブ内の繊維相互の交絡を斑なく効率的に行うことが出来る。
本発明にあって、前記交絡の容易化手段としては、繊維ウェブの表面に単に液体を噴霧する程度でも十分であるが、例えば従来の液体流やニードルパンチによる繊維交絡を採用することもできる。例えば、水にぬらした場合、ウェブが見かけ上薄くなり繊維間相互の距離が短くなることにより交絡が容易に出来る。この前処理は噴出蒸気によるウェブ表面からの繊維の毛羽立ちや飛散防止にも有効である。更には、前記前処理として繊維ウェブの構成繊維の少なくとも一部に低融点の繊維を混在させておき、これをを熱溶着させるべく加熱装置を配しておくこともできる。
【００３７】
また、本発明に係る不織布の製造装置にあって、上記開閉バルブと前記加圧蒸気噴出ノズルの他端との間の蒸気排出管の管路から分岐するトラップ管路を配することもできる。上述のごとく装置の稼働開始に先立って、蒸気噴出ノズルの蒸気排出口に接続された蒸気排出管に設けられた開閉バルブを開き、蒸気噴出ノズルの一端から加圧蒸気を導入して、その他端の蒸気排出口から蒸気を排出し、蒸気噴出ノズルの内部温度が所定の温度まで上がったとき、前記開閉バルブを閉じる。
【００３８】
上述のように、蒸気排出管の管路から分岐するトラップ管路を設けておくと、開閉バルブが閉じられたのちも、蒸気噴出ノズル内に発生する凝縮液や蒸気中に含まれる微細な異物などが凝縮液とともに蒸気排出管を介してトラップ管路へと流れ、適時に外部へと排出されるようになり、装置の稼働時にも凝縮液や微細な異物によりノズル孔が詰まることがなく、全てのノズル孔から安定して蒸気を噴出させることができるようになる。こうした本発明の製造方法及び製造装置に適用される蒸気噴出ノズルとしては、既述したような構成を備えた本発明の加圧蒸気噴出ノズルを採用することができる。また、上述の説明では加圧蒸気噴出ノズルを一段配した例を挙げて説明したが、同蒸気噴出ノズルを繊維ウェブの走行方向に多段に配することもできる。この場合、既述したように、加圧蒸気噴出ノズルとその吸引手段を、繊維ウェブに対して表裏交互に配するようにすれば、表面形態が安定した高品質の不織布が得られる。更に、前記加圧蒸気ノズルのノズル孔の配置を各段ごとに繊維ウェブの幅方向に変位させることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の代表的な実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１〜図４は、本発明に係る加圧蒸気噴出ノズルの代表的な第１構造例を示している。この第１構造例による加圧蒸気噴出ノズル１０は、ノズルホルダー１１と、同ノズルホルダー１１の両端部に溶接により固着された第１及び第２フランジ１２，１３と、前記ノズルホルダー１１の内部に挿通されて両端部を第１及び第２フランジ１２，１３により支持された円筒状の高メッシュフィルター１４と、前記ノズルホルダー１１の下面に沿って溶接又はボルト等により固着される多数のノズル孔をもつノズル部材１５とを備えている。図示例によるノズル部材１５は、第１の及び第２のノズルプレート支持部材１５ａ，１５ｂと、第１及び第２のノズルプレート支持部材１５ａ，１５ｂの間に固定用ボルトによって締結されるノズルプレート１６とを備えている。
【００４０】
前記ノズルホルダー１１の蒸気導入側端部に固着された第１フランジ１２は中心線に沿って大径部１２ａ及び小径部１２ｂとからなる貫通孔１２ｃが形成されており、図示せぬ加圧蒸気供給源に接続された図示せぬ加圧蒸気供給管にプラグ１７を介して接続される。前記ノズルホルダー１１の蒸気排出側端部に固着された第２フランジ１３も、その中心線に沿って大径部１３ａ及び小径部１３ｂとからなる貫通孔１３ｃが形成されており、図示せぬ排気ファンに接続された図示せぬ蒸気排出管と接続される。前記高メッシュフィルター１４の両端部には、前記第１及び第２フランジ１２，１３の各大径部１２ａ，１３ａに気密に固設されるリング状の固着部材１８，１９を固着してある。
【００４１】
前記ノズルホルダー１１の下面部には、その両端部を残して内部空間に達するまで平面的に切除されて切除面１１ａを形成している。その結果、ノズルホルダー１１の下面中央には長手方向に延びるスリット状開口１１ｂが形成される。上記ノズル部材１５は、図１及び図２に示すように、角柱状の第１ノズルプレート支持部材１５ａと同第１支持部材１５ａと同じ長さと幅を有する板状の第２ノズルプレート支持部材１５ｂとから構成される。第１ノズルプレート支持部材１５ａの下面中央部にはその長手方向の両端部を除いて長手方向に延びる凹陥部１５ａ’が形成されている。また、その上面中央部には、前記凹陥部１５ａ’に通じる多数の貫通孔１５ａ″が図４に拡大して示すように長手方向に千鳥状に配されて形成されている。
【００４２】
一方、前記第２ノズルプレート支持部材１５ｂには、図４に拡大して示すように、前記凹陥部１５ａ’に対応する部位に長手方向に延びるスリット状の開口１５ｂ’が形成されている。このスリット状開口１５ｂ’の断面は、前記凹陥部１５ａ’の対向側に縦長の矩形断面を呈し、その下端に連続して下方に拡開する台形断面を呈している。また、第２ノズルプレート支持部材１５ｂの前記スリット状開口１５ｂ’が形成された部位は他の部分よりも所定の幅をもって薄肉部１５ｂ″に形成され、この薄肉部１５ｂ″に対向する第１ノズルプレート支持部材１５ａの下面は、前記薄肉部１５ｂ″に嵌合する突出部１５ｃを有している。
【００４３】
上記ノズルプレート１６は前記薄肉部１５ｂ″に嵌め込まれる大きさと形状を有する細長い薄板片からなり、その幅方向の中央には所定のピッチをもって長手方向に一列又は多列に並んで形成された多数のノズル孔１６ａを有している。第１ノズルプレート支持部材１５ａは、図１及び図３に示すように、同第１ノズルプレート支持部材１５ａの上面をノズルホルダー１１の上記切除面１１ａに密接させた状態で、溶接により固設一体化されている。前記ノズルプレート１６は、上記第１ノズルプレート支持部材１５ａの突出部１５ｃと第２ノズルプレート支持部材１５ｂの薄肉部１５ｂ″との合わせ面の間にて挟持された状態で、第１ノズルプレート支持部材１５ａ及び第２ノズルプレート支持部材１５ｂとがＯリング２０を介してボルト２１により気密に固着されることにより強固に支持される。従って、ノズルプレート１６はボルト２１を外すことにより、容易に取り外すことができるため、洗浄や交換が簡単にできる。
【００４４】
上記ノズル孔１６ａは単なる円筒形のみならず、図５〜図７に示すような形状とすることができる。図５に示すノズル孔１６ａの形状は、上部が逆円錐台形であり、その逆円錐台形に連続する下部を円筒形に形成している。この孔形状を採用するときは、同図に示すように、円筒形の高さをＬ、円筒形の口径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄの値を１〜２とすることが、噴射流の良好な収束性の確保と高精度の孔加工を可能にする両面から望ましい。
【００４５】
図６はノズルプレート１６の上面に逆台形断面の溝を形成するとともに、その底面に長さ方向に所定のピッチをもって多数の円筒孔を形成しており、更にその円筒孔列に沿った左右両端を切除している。このとき突出する円筒孔の先端稜線部を円弧状に面加工すれば、上記噴出時に同ノズル孔１６ａを繊維ウェブに接触又は接近させても、繊維ウェブの表面繊維を乱すことがない。図７に示すノズル孔１６ａの形状は、円筒形の孔の下端周縁から内側に向けて同心円上に延出するリング片１６ａ’を形成している。かかる孔形状を採用することにより、同ノズル孔１６ａから噴出される高圧蒸気は集束流となる。
【００４６】
かかる構成を備えた加圧蒸気噴出ノズル１０によれば、後述するように、例えば加圧蒸気噴出ノズル１０から高温高圧の蒸気を噴出させるとき、始動時にはパイプ状ノズルホルダー１１の一端から蒸気を導入して、その他端から放出させれば、高温高圧の新鮮な蒸気がノズルホルダー１１の内部を何らの障害もなく通過するため、温度の低下したノズルホルダー１１を短時間で所定の温度まで昇温させることができる。これが、従来のようにノズルホルダーに蒸気の導入開口のみが設けられているときは、ノズルホルダーに新鮮な高温高圧の蒸気を導入しても、蒸気はノズルホルダーの内部を流通せず、該ホルダー内に充満するだけであるため、熱量の交換が行われず蒸気の凝縮が起こりやすくなり、ノズルホルダーの昇温に長時間を要することになる。
【００４７】
前記ノズルプレート１６の板厚は０．５〜１ｍｍが好ましい。０．５ｍｍより小さいと蒸気圧に耐え得るに十分な強度が得にくく、１ｍｍを越えると微細なノズル孔１６ａの高精度な加工が難しい。このノズル孔１６ａの形成加工には、放電加工やレーザ加工が採用される。また、ノズル孔１６ａの蒸気噴出口径が０．０５ｍｍより小さいとその加工が困難であるばかりでなく、目詰まりを起こしやすくなり、１ｍｍを越えると蒸気噴出時に所要の噴出力が得にくくなる。ノズル間のピッチは０．５〜３ｍｍであれば、隣接するノズル孔１６ａから噴出する蒸気流との干渉がなく、同時に繊維ウェブの構成繊維間で十分な交絡が得られる。
【００４８】
図８は、本発明に係る加圧蒸気噴出ノズル１０の第２構造例を示している。この第２構造例と上述の第１構造例との間で異なるところは、ノズルホルダー１１の切除面１１ａに溶接により固着された第１ノズルプレート支持部材１５ａの構造にある。この第２構造例によれば、前記第１ノズルプレート支持部材１５ａから千鳥状に配列された貫通孔１５ａ″が排除され、上記凹陥部１５ａ’をそのままノズルホルダー１１の切除面１１ａに形成されたスリット状開口１１ｂに連通させている。これは、高温高圧の蒸気にあっては、ノズルホルダー１１内の蒸気圧が安定状態にあると、その長さ方向で圧力分布に殆ど変動がないことと、前記貫通孔１５ａ″の存在により反対に蒸気流が乱されることによる。また、第１ノズルプレート支持部材１５ａから多数の貫通孔１５ａ″を排除するため、構造が簡略化され、その加工も簡単になる。
【００４９】
図９は、本発明に係る加圧蒸気噴出ノズル１０の第３構造例を示している。この第３構造例と上述の第１構造例との間で異なるところは、上記ノズルホルダー１１の周囲を下面を開口させた円筒状ジャケット２２で被包し、その開口端部を上記第１ノズルプレート支持部材１５ａに溶接により固設している点にある。この円筒状ジャケット２２内に蒸気や熱媒等の加熱媒体を供給し加熱することにより外気による冷却作用でノズルホルダー１１内部で蒸気の部分的な凝縮が発生することを防止できる。円筒状ジャケット２２に代えて電熱式のヒーター等で加熱することも有効である。
【００５０】
図１０は、本発明に係る加圧蒸気噴出ノズル１０の第４構造例を示している。この第４構造例と上記第３構造例との間で異なるところは、上記第１構造例と第２構造例との相違点と同様に、ノズルホルダー１１の切除面１１ａに溶接により固着された第１ノズルプレート支持部材１５ａの構造にある。この第４構造例によれば、前記第３構造例における前記第１ノズルプレート支持部材１５ａから千鳥状に配列された貫通孔１５ａ″を排除し、上記凹陥部１５ａ’をそのままノズルホルダー１１の切除面１１ａに形成されたスリット状開口１１ｂに連通させている。その機能は、第２構造例における機能に加えて、更に第３構造例の上記機能を有している。
【００５１】
以上の実施例では、全てノズルプレート１６に形成される多数のノズル孔１６ａが一列に並んで配された例を挙げているが、本発明ではノズルプレート１６に形成される多数のノズル孔１６ａを、図１１（ａ）（ｂ）に示すように２以上の複数列に配することもできる。このようにノズル孔１６ａを、例えば二列に並べて配するときは、列間に配されるノズル孔１６ａを１／２ピッチずらして千鳥状に配するようにすることが好ましい。千鳥状にノズル孔１６ａを配した場合には、単列である場合と比較して同一列上のノズル孔１６ａ間のピッチを長くとっても、トータルとして実質的にピッチが短くなり、加圧蒸気噴出ノズル１０から噴出する加圧蒸気が移送される繊維ウェブの幅方向に万遍なく付与されるようになり、モアレ状の模様もつきにくくなる。
【００５２】
図１２〜図１６は、本発明の第２実施形態を示している。この実施形態において、上述の第１〜第４構造例からなる実施形態と異なるところは、ノズル部材２３が上記実施形態のごとく第１及び第２ノズルプレート支持部材１５ａ，１５ｂの分割片から構成されずに、単一の部材から構成されており、同ノズル部材２３に直接ノズル孔２６を形成している点にある。そのため、上述の実施形態のごとく別体としてのノズルプレート１６をも不要としている。
【００５３】
この第２実施形態による前記ノズル部材２３の上面には、上記ノズルホルダー１１の下面中央に形成された長手方向に延びるスリット状開口１１ｂに連通する船形の凹陥溝部２４と、同凹陥溝部２４の船底部に沿って形成された矩形断面をもつ溝部２５と、同矩形断面溝部２５の長さ方向に沿って所定ピッチをもって形成された多数の逆円錐台孔２６ａと、各逆円錐台孔２６ａの下端に連続して形成された円筒孔２６ｂとを備えている。前記逆円錐台孔２６ａ及び円筒孔２６ｂが、この実施形態におけるノズル孔２６を構成する。更に、前記ノズル部材の外観形状は、正面視では細長い矩形状とされ、側面視では下面が下方に突出する湾曲形状を有している（図１４参照）。
【００５４】
このように、本実施形態によるノズル部材２３が単一部材により構成され、上記実施形態のごとくノズル部材１５がノズルプレート１６と別体に構成されるとともに、同ノズル部材１５も第１及び第２のノズルプレート支持部材１５ａ，１５ｂに分割されていないため、部品点数が低減されるばかりでなく、その組付作業の煩雑性が排除される。特に、上記第１実施形態では、ノズル孔１６ａはノズルプレート１６に形成されており、繊維ウェブとの対向面は直接ノズル孔１６ａの上記噴出側開口ではなく、第２ノズルプレート支持部材１５ｂに形成されたスリット状開口１５ｂ’を介しているが、本実施形態ではノズル孔２６を直接繊維ウェブに対向させることができるため、ノズル孔２６の上記噴出開口端と繊維ウェブとの間隙を任意に設定でき、より効率的な繊維交絡を実現させることができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、上記船形の凹陥溝部２４と同凹陥溝部２４の船底部に沿って形成された矩形断面をもつ溝部２５とを同じノズル部材２３に形成するため、蒸気の損失がなく、更にはノズル部材自体の側面視形態を下面が下方に突出する湾曲形状（図１４参照）としているため、繊維ウェブの走行時に繊維ウェブとの接触が領域を少なくでき、繊維ウェブの走行がより円滑化される。また、この実施形態にあっても、上記第１実施形態と同様に、前記円筒孔２６ｂの高さと内径との比の値を１〜２に設定することが望ましく、同円筒孔２６ｂの径は０．１〜１ｍｍ、同ノズル孔２６間のピッチを０．２〜３ｍｍに設定している。
【００５６】
図１７及び図１８は、これらの加圧蒸気噴出ノズル１０が好適に適用された本発明に係る不織布製造工程の第１実施形態を概要で示している。前記加圧蒸気噴出ノズル１０の下方には、所定の間隔をおいてエンドレスベルト３０が配されている。このエンドレスベルト３０は前記加圧蒸気噴出ノズル１０を横切るようにして一方向に回動する。そのため、同エンドレスベルト３０の両端反転部は、図示せぬ駆動モータにより駆動される駆動ロール３１及び従動ロール３２により駆動支持されるとともに、下方においてテンションローラ３３にて支持し、エンドレスベルト３０に適切な張力を与えている。このエンドレスベルト３０は、例えば合成樹脂製の太い線条を使って粗目に織り込まれたメッシュ状の織物から構成される。
【００５７】
そのメッシュ度は任意に設定できる。また、前記加圧蒸気噴出ノズル１０とエンドレスベルト３０を移送される繊維ウェブとの間隔は、繊維ウェブの繊維密度やその厚さによって０〜３０ｍｍ以下に設定する。３０ｍｍを越えるものでは噴出蒸気流の温度と勢いが低下する。前記加圧蒸気噴出ノズル１０に導入される蒸気圧は、繊維ウェブの構成繊維の材質や繊維密度に基づいて、０．１〜２ＭＰａとすることが望ましく、蒸気噴出ノズルから噴出される蒸気を過熱蒸気とすれば、ノズル孔１６ａから噴出する過熱蒸気が断熱膨張による温度低下を起こしても、霧状の蒸気とはならず霧散することもなくなる。
【００５８】
前記加圧蒸気噴出ノズル１０の設置部位に対応する前記エンドレスベルト３０を挟んで下方にはサクション手段が配されている。本実施形態では、同サクション手段はサクションボックス４０と、同サクションボックス４０にセパレータタンク４１を介して配管により連結された真空ポンプ４２と、同真空ポンプ４２の排出側に連結されたミストセパレータ４３とから構成される。ここで、前記セパレータタンク４１はサクションボックス４０により吸引される蒸気を気液に分離するための気液分離タンクであり、前記ミストセパレータ４３は真空ポンプ４２から排出される蒸気中の異物や有害ガス或いは液体などを蒸気から除去して、清浄な蒸気（気体）を外部に放出するとともに、真空ポンプから発生する騒音を低減化するサイレンサーとしての機能も有する。
【００５９】
上記加圧蒸気噴出ノズル１０は既述した図１〜図１６に示すようなノズル構造を備えており、その蒸気導入側端部には加圧蒸気供給源Ｓから供給される高圧の蒸気が蒸気導入側主管路（ｃ１）を通して導入される。この蒸気導入側主管路（ｃ１）では、蒸気供給源Ｓから送られる蒸気を一旦ドレン貯留ポット５１に導き、その底部に蒸気中に含まれるドレンを貯留して、これを第１のトラップ管路５７を介して図示せぬ回収タンクに回収している。ドレン貯留ポット５１に導入された蒸気は圧力制御バルブ５２及び精密フィルター５３を介して加熱ヒーター５４により加熱されて過熱蒸気となり、加圧蒸気噴出ノズル１０に送り込まれる。
【００６０】
本実施形態にあっては、前記加熱ヒーター５４と加圧蒸気噴出ノズル１０の蒸気導入側端部との間に、温度検出器ＴＩと圧力検出器ＰＩとが配されている。前記蒸気導入側配管路（ｃ１）は加熱ヒーター５４の設置部位から分岐する蒸気補充管路（ｃ２）を有しており、この蒸気補充管路（ｃ２）は加圧蒸気供給源Ｓと接続されている。この蒸気補充管路（ｃ２）の途中には、前記加熱ヒーター５４からの温度検出信号を受けて作動する第１の開閉バルブ５５が介装され、前記温度検出器ＴＩにより検出される蒸気温度が下限の温度より低下すると前記開閉バルブ５５を開き新たな蒸気を蒸気導入側主管路（ｃ１）に補給して過熱蒸気温度を所定の温度範囲まで上昇させる。蒸気温度が上限の温度を越えると前記開閉バルブ５５を閉じ補給蒸気を遮断する。
上記のようなシステムにより対象とする蒸気の温度を所定の温度範囲に制御することが可能となる。また、前記圧力検出器ＰＩは上記精密フィルター５３の上流側に配された圧力制御バルブ５２に接続されており、蒸気導入側主管路（ｃ１）の蒸気圧を一定に維持するように調整する。
【００６１】
一方、加圧蒸気噴出ノズル１０の蒸気排出側端部には第２の温度検出器ＴＩが配され、蒸気排出側端部は蒸気排出管路（ｃ３）と接続されている。同蒸気排出管路（ｃ３）には、前記第２の温度検出器ＴＩに接続されて、同温度検出器ＴＩにより検出された蒸気温度が設定温度に達すると閉鎖する第２の開閉バルブ５６が介装されている。また、前記第２の開閉バルブ５６の下流側から第２のトラップ管路５７が分岐しており、前記第２の開閉バルブ５６が閉まって蒸気排出管路（ｃ３）が閉鎖されたときでも、加圧蒸気噴出ノズル１０のノズルホルダー１１内部に発生するドレンを常に図示せぬ回収タンクに排出するようにしている。
【００６２】
更に本実施形態では、図１８においてノズルホルダー１１の加圧蒸気導入側端部にあって、その底面に蒸気凝縮液の排出口が形成されており、その排出口はドレン管路（ｃ４）と第３開閉バルブ６２を介して接続されている。このとき、前記加圧蒸気噴出ノズル１０は、その加圧蒸気導入側端部を基端部として上記蒸気排出管路（ｃ３）の端部を上方に僅かに持ち上げ、加圧蒸気噴出ノズル１０を傾斜させておく。ノズルホルダー１１に導入される加圧蒸気は加圧蒸気噴出ノズル１０の稼働中にどうしても凝縮して液化する。既述したとおり、ノズルホルダー１１の底面側開口には第１ノズルプレート支持部材１５ａが嵌め込まれるようにして固着される。そのためノズルホルダー１１の底面と第１ノズルプレート支持部材１５ａとの間には、同支持部材１５ａの上面が高くなるように段差が作られており、通常はノズルホルダー１１の内部に生成される凝縮液（水）がノズルプレート１６に達することはないが、凝縮液の量が増加すると前記段差を越えてノズルプレート１６に流れ込まないとは限らなくなる。その結果、ノズルプレート１６に形成されたノズル孔１６ａに目詰まりが生じて、加圧蒸気の噴出が円滑になされなくなる。
【００６３】
上述のように、ノズルホルダー１１の加圧蒸気導入側端部の底面に蒸気凝縮液の排出口を形成するとともに第３開閉バルブ６２を介してドレン管路（ｃ４）と接続しておけば、必要に応じて第３開閉バルブ６２を開けて、ノズルホルダー１１の底面に溜まった凝縮液を外部に排出することができる。このとき、上述のようにノズルホルダー１１の加圧蒸気導入側端部を蒸気排出管路（ｃ３）の端部よりも下方に僅かに低くなるように設置しておけば、ノズルホルダー１１の底面に溜まった凝縮液は自動的に加圧蒸気導入側端部の凝縮液の排出口へと集まるため、その排出が容易になる。なお、凝縮液をノズルホルダー１１の底面側に集めて円滑に加圧蒸気導入側端部に流れるようにするには、同ノズルホルダー１１の底面に長手方向に延びる凹溝を形成しておくことが好ましい。
【００６４】
更に、本実施形態にあっては、上記加圧蒸気噴出ノズル１０の繊維ウェブ走行方向の上流側に、図示せぬ繊維ウェブの表面に向けて水を付与する水噴射パイプ５８が設置されている。この水噴射パイプ５８と繊維ウェブとの間に、前記水噴射パイプ５８から噴射する水を繊維ウェブ表面に案内する案内板５９が配されており、水噴射パイプ５８から噴射される水を直接ウェブ表面に付与せずに、前記案内板５９を介して水流にして流下させるようにしている。この水噴射パイプ５８は、本発明における交絡を容易化するための前処理手段に相当し、加圧蒸気噴出ノズル１０からの加圧蒸気による打撃を受ける前に、水を付与して繊維ウェブの見かけ上の体積を収縮させそれによりウェブ内の繊維間相互の距離を短縮化し加圧蒸気噴出ノズル１０によるウェブ内の繊維相互の交絡を容易化することが出来る。前記案内板５９の設置部位に対応する前記エンドレスベルト３０の下方にも第２のサクションボックス４５が設置されており、このサクションボックス４５も気液分離タンク４６を介して上記真空ポンプ４２に接続されている。
【００６５】
上記セパレータタンク４１の天板部の排気口が開閉バルブ４７を介して前記気液分離タンク４６と上記真空ポンプ４２とを連結する吸引管路（ｃ４）に接続され、同セパレータタンク４１の底部は流体ポンプ４８を介して、上記水噴射パイプ５８と水供給源Ｗとの接続管路（ｃ５）に合流させている。また、このセパレータタンク４１の上限水位部と下限水位部との間に水位検出器４９が配され、同セパレータタンク４１の水位が上限を越え又は下限を下回ると、その信号を送って図示せぬ制御装置の指令により前記流体ポンプ４８の作動を停止させるようにしている。
【００６６】
また、本実施形態では前記加圧蒸気噴出ノズル１０及び水噴射パイプ５８の設置部を被包するようにして開閉蓋６０が設置されている。この開閉蓋６０の天板部は吸引ポンプ６１が接続されており、同吸引ポンプ６１により加圧蒸気噴出ノズル１０及び水噴射パイプ５８の設置部で発生する霧状の水蒸気を常時吸引して外部に放出するようにしている。なお、本実施形態にあって図示を省略したが、当然に加圧蒸気噴出ノズル１０とその蒸気導入配管や蒸気排出管などは、蒸気噴出ノズル孔を除きアルミ箔付きのガラス繊維マットなどの断熱材で被覆している。
【００６７】
以上のごとく構成された本実施形態による不織布の製造装置によれば、稼働に先立って、先ず上記加圧蒸気噴出ノズル１０の蒸気排出管路（ｃ３）の第２開閉バルブ５６を開けて蒸気導入側主管路（ｃ１）から高圧の過熱蒸気を導入すると、新鮮な過熱蒸気が加圧蒸気噴出ノズル１０のノズルホルダー１１の内部を、その導入側開口から排出側開口へと流れ、ノズルホルダー１１を所要の過熱温度まで速やかに昇温させる。このとき、ノズルホルダー１１の蒸気排出側端部に設置された温度検出器ＴＩによりその温度を検出しており、同検出温度が所要の温度に達すると上記第２の開閉バルブ５６を閉じる。この開閉バルブ５６を閉じると同時に、エンドレスベルト３０を駆動して、その回動を開始する。
【００６８】
エンドレスベルト３０の回動により、同ベルト上を移送される図示せぬ繊維ウェブの表面には、先ず水噴射パイプ５８から噴射される水を案内板５９を介して水が付与される。このときの水量は、繊維ウェブ表面の繊維を濡らして、その形態を安定化させるだけで十分なため、少量で十分であり、またその水の付与手段としては水の流下によらず、霧状の水を噴霧するだけでもよい。なお、繊維ウェブの構成する繊維の材質によっては、容易に交絡する場合もありその場合には予め交絡を容易化するための手段を講じることはない。一方、繊維ウェブをの構成する繊維の材質によっては、水の付与だけでは交絡を容易化することが困難な場合もある。そんなときは、上記水付与に代えて既述した特許文献５に開示されているように従来と同様の高圧水流を噴射してもよいが、この場合にもその水量は必ずしも多量でなく少量であってもよい。
【００６９】
表面に水が付与された繊維ウェブの表面には、次いで上記加圧蒸気噴出ノズル１０の各ノズル孔１６ａから噴出する均等な圧力と温度をもつ柱状又は収束流の過熱蒸気が付与され、その強力な過熱蒸気流がウェブ内へと浸入し、周辺繊維を交絡させながら同時に熱セットを行いながらウェブを貫通して蒸気による交絡繊維不織布が連続して製造される。このとき、蒸気排出管路（ｃ３）に設置された第２の開閉バルブ５６は閉じられた状態にあり、加圧蒸気噴出ノズル１０のノズルホルダー１１の内部にはドレンが生じるが、このドレンは、前記第２の開閉バルブ５６の上流側から分岐する第２のトラップ管路５７を介して常に系外に設置された回収タンクに回収される。
【００７０】
その結果、ノズル孔１６ａに目詰まりが発生することがなく、同ノズル孔１６ａから噴出される過熱蒸気は間欠的に噴出することなく安定して連続で噴出するようになる。このように、走行する繊維ウェブの表面に安定した過熱蒸気が連続して噴出されるため、ウェブ全体に均等な交絡がなされるようになり、所要の強度を備えた極めて高品質な不織布が製造される。
【００７１】
図１９は、本発明に係る不織布の製造工程の第２実施形態の概要を示している。この実施形態において、上記第１実施形態と異なるところは、加圧蒸気噴出ノズル１０の上流側に配設された交絡を容易化する手段を排除するとともに、本発明における繊維ウェブ担持移送手段である上記エンドレスベルト３０のウェブ移送面に対向させて、同エンドレスベルト３０と同一方向に回動する本発明の繊維ウェブ押圧移送手段である第２のエンドレスベルト３４を配設し、第１及び第２のエンドレスベルト３０，３４をもって図示せぬ繊維ウェブを挟持した状態で移送し、加圧蒸気噴出ノズル１０から噴出する過熱蒸気を、前記第２のエンドレスベルト３４を介して繊維ウェブの上面から下方のエンドレスベルト３０に向けている点である。
【００７２】
このように、２枚のエンドレスベルト３０及び３４をもって繊維ウェブを挟持しながら、ウェブ表面に過熱蒸気を付与するようにすると、上記第１実施形態のように加圧蒸気噴出ノズル１０による過熱蒸気の付与に先立って交絡を容易化するための手段を講じる必要がなくなるばかりでなく、加圧蒸気噴出ノズル１０からの過熱蒸気の噴出による打撃によってもウェブ形態の崩れがなく、その結果、加圧蒸気噴出ノズル１０から噴出される過熱蒸気の圧力を更に高めることも可能となって、高圧で噴出する過熱蒸気流が繊維ウェブを確実に貫通することができるようになる。この実施形態にあっては、繊維ウェブの上面に対向する上記第２エンドレスベルト３４の空隙率（メッシュ度）は下方のエンドレスベルト４０のそれよりも粗く設定しているが、必ずしも粗くせず同等の空隙率に設定することもできる。
【００７３】
図２０は、本発明に係る不織布の製造工程の第３実施形態の概要を示している。この実施形態において、前述の第２実施形態と異なるところは、加圧蒸気噴出ノズル１０とサクションボックス４０との配設位置を逆転させている点にある。すなわち、サクションボックス４０を、上方に配された第２エンドレスベルト３４のウェブ走行側の裏面に向けて配設するとともに、加圧蒸気噴出ノズル１０のノズル孔１６ａを、下方に配されたエンドレスベルト３０のウェブ走行側の裏面に向けて配設して、エンドレスベルト３０を通して同ベルト３０と第２エンドレスベルト３４との間で挟持しながら走行する図示せぬ繊維ウェブの下面に高圧の過熱蒸気を噴出させている。
【００７４】
このように加圧蒸気噴出ノズル１０をエンドレスベルト３０の下面に配し、繊維ウェブに下方から高圧の過熱蒸気を噴出させると、同加圧蒸気噴出ノズル１０のノズルホルダー１１に発生するドレンがノズルホルダー１１の下面側に集まり、上面に配されたノズル孔１６ａからは常に高圧の過熱蒸気のみが噴出されるため、上記第２実施形態の機能に加えて、ドレンによる目詰まりが発生せず、したがってノズル孔１６ａからは繊維ウェブに対して過熱蒸気を間欠的ではなく連続して噴出させることができ、更に高品質の蒸気による交絡繊維不織布が製造される。この実施形態では、当然に下方に配されるエンドレスベルト３０のメッシュを粗くしている。
【００７５】
図２１は、本発明に係る不織布の製造工程の第４実施形態の概要を示している。この実施形態によれば、上記加圧蒸気噴出ノズル１０と同ノズル１０に対向して配されるサクションボックス４０とを一組としたとき、その複数組（図示例では二組）が繊維ウェブの移送方向に配されており、しかも各組における加圧蒸気噴出ノズル１０及びサクションボックス４０の配置を互いに上下逆転させている。すなわち、第一組目の加圧蒸気噴出ノズル１０のノズル孔１６ａを、繊維ウェブの上面を押圧しながら一緒に走行する第２エンドレスベルト３４の上面に向けて加圧蒸気噴出ノズル１０を配設するとともに、サクションボックス４０の吸引開口を繊維ウェブを下方から担持して繊維ウェブを移送する第１エンドレスベルト３０の下面に向けてサクションボックス４０を配設している。一方、第二組目の加圧蒸気噴出ノズル１０は、そのノズル孔１６ａを繊維ウェブを下方から担持して移送する第１エンドレスベルト３０の下面に向けて配設されるとともに、サクションボックス４０は、その吸引開口を繊維ウェブを上方から押圧して一緒に走行する第２エンドレスベルト３４の上面に向けて配設している。
【００７６】
こうして、第１及び第２のエンドレスベルト３０，３４によって挟持されて移送される繊維ウェブに対して、上面と下面とに向けて交互に加圧蒸気噴出ノズル１０から加圧蒸気を噴出させると、繊維ウェブの表裏両面に対して均等に加圧蒸気が作用することになり、製造された不織布の表裏面において構成繊維が均等に交絡が進み、不織布としての形態安定性が確保されやすくなり、しかも外観的にも表裏の区別がなく商品価値が向上する。
【００７７】
図２２は、本発明に係る不織布の製造工程における最も好適な第４実施形態の要部を概要で示している。図中の符号２３は図１１〜１６に示した高圧蒸気噴出ノズルのノズル部材を示し、同ノズル部材２３の下面に接近させて繊維ウェブ押圧移送手段であるエンドレスベルト３４を配し、繊維ウェブ担持移送手段である第１のエンドレスベルト３０に担持されて移送されてくる繊維ウェブＷを前記エンドレスベルト３４によって挟持しながら協働して移送し、その挟持移送の間に前記ノズル部材２３のノズル孔２６を介して高圧の過熱蒸気を繊維ウェブ表面に噴出させる。前記第１のエンドレスベルト３０の内面に近接させて吸引手段であるサクションボックス４０が配されている。
【００７８】
この実施形態では、前記サクションボックス４０の吸引開口はノズル部材２３のノズル孔２６に対向する位置に配され、その形状は周辺の気体の吸引を可能な限り回避すべくスリット状とされている。このスリット開孔の開口幅は略１０ｍｍ程度が好適であり、その吸引力も通常の工場内で使われる換気扇の排気能力、すなわち３００Ｐａ程度で十分であり、これより大きいと繊維ウェブの構成繊維に配向性を与えやすく、それより小さいと吸引力不足となる。勿論、この吸引力は繊維ウェブの厚さ、密度や、ノズル部材２３から噴出するときの蒸気圧によっても所要の範囲で調整することが必要である。
【００７９】
また、この実施形態ではノズル部材２３と第２エンドレスベルト３４との間隙、第１エンドレスベルト３０とサクションボックス４０との間の間隙を維持すべく、第１エンドレスベルト３０の下面を支持して案内する複数の支持回転ロール３５ａと第２エンドレスベルト３４の上面位置を規制して案内する複数の規制案内ロール３５ｂとを設けている。これらの支持回転ロール３５ａ及び規制案内ロール３５ｂを設けることにより、第１及び第２エンドレスベルト３０，３４をもって適切な挟持力をもって繊維ウェブＴを挟持移送することが可能となるばかりでなく、各エンドレスベルト３０，３４とノズル部材２３及びサクションボックス４０との摺接を回避すると同時に、その対向間隙を微小に維持することが可能となる。なお、これらの支持回転ロール３５ａ及び規制案内ロール３５ｂを公知の上下位置調整手段を使ってそれぞれ調整可能にすることもできる。
【００８０】
図２３は、本発明に係る不織布の製造装置の第５実施形態の概要を示している。この実施形態では繊維ウェブＴの担持移送手段として多孔の回転ドラム３６を採用している。繊維ウェブ押圧移送手段としては、上記実施形態と同様に多孔のエンドレスベルト３４が使われる。
【００８１】
前記エンドレスベルト３４は、下方に配された回転ドラム３６の所要の中心角領域にある周面を掛け回されるようにして、回転ドラム３６の上方に配される。このとき、エンドレスベルト３４と回転ドラム３６は同期して逆方向に駆動回転される。前記エンドレスベルト３４と回転ドラム３６との間には繊維ウェブＴがエンドレスベルト３７や図示せぬガイドプレート或いはガイドロールを介して導入され、エンドレスベルト３４と回転ドラム３６との間にて繊維ウェブＴが挟持されて前記中心角に相当する回転ドラム３６の周面を周回しながら排出側へと送り出される。
【００８２】
一方、上記エンドレスベルト３４及び回転ドラム３６の間にて挟持移送される繊維ウェブＴには、エンドレスベルト３４の内側に設置された上記加圧蒸気噴出ノズル１０から噴出される高圧高温の蒸気が侵入して、同繊維ウェブＴの構成繊維を交絡させながら繊維ウェブＴを貫通して、回転ドラム３６の内部に設置されたサクションボックス３８を介して外部へと放出される。このサクションボックス３８は、その吸引口３８ａを繊維ウェブＴの幅寸法に等しく且つ幅方向に長いスリット状に形成され、効率的な吸引を行っている。前記吸引口３８ａの幅寸法は、既述した第４実施形態と同様に、１０ｍｍ程度であることが好ましいが、繊維ウェブの厚さや密度あるいはその材質などによって、ある程度の変更が可能である。サクションボックス３８の吸引口３８ａは加圧蒸気噴出ノズル１０のノズル孔１６ａ，２６に対向する位置であって、回転ドラム３６の内壁面に近接して固設されており、吸引された蒸気は図示せぬスイベルジョイントを介して、回転ドラム３６の回転軸の中心部に形成された放出路を通って外部へと放出される。
【００８３】
本実施形態にあっては、更にエンドレスベルト３４の内部にあって上記加圧蒸気噴出ノズル１０の上流側に、加圧高温空気の噴出装置３９が設置されると共に、前記回転ドラム３６の内部に配された上記サクションボックス３８の吸引口３８ａの上流側にあって、前記加圧高温空気の噴出装置３９に対応する部位に第２の吸引口３８ｂが形成されている。この吸引口３８ｂの形状及び寸法は上記吸引口３８ａと概略同一であるが、そこから噴出される高温の加圧空気の噴出圧力は加圧蒸気噴出ノズル１０からの噴出圧力よりも小さく設定されてもよく、また図示せぬノズル孔の寸法も厳密に設定されなくともよい。
【００８４】
これは、繊維ウェブＴに対する前記加圧空気の付与が、上記加圧蒸気の付与と異なり、その蒸気付与に先立って加圧空気を付与して繊維ウェブＴの表面近くの構成繊維を交絡して、繊維ウェブＷの表面形態を仮に確保することを目的としてなされるがためである。なお、例えば繊維ウェブＴの構成繊維の一部に低融点の繊維を混在させておけば、前記加圧高温空気の噴出装置３９を利用して、同低融点の繊維を溶融させて周辺の繊維同士に融着して、繊維ウェブＴの表面形態を安定化させることもできる。なお、本実施形態に使われるノズル部材としては、図１〜図１６に示したノズル部材をも採用することができ、またこの実施形態における加圧蒸気噴出ノズル１０に対する蒸気回路に関しても図１７及び図１８に例示した回路を採用できる。
【００８５】
上記実施形態にあっては、上述の構造を備えた加圧蒸気噴出ノズル１０のノズル孔１６ａを単に繊維ウェブの担持移送手段及び／又は押圧移送手段に向けて配設しているが、本発明では更に前記加圧蒸気噴出ノズル１０の全体を積極的に加熱して高温を維持させることもできる。図２４は、その一例を示している。同図によれば、ノズルホルダー１１、ノズルプレート支持部材１５及びノズルプレート１６を備えた加圧蒸気噴出ノズル１０の全体を収容する加熱ボックス２７が使われている。この加熱ボックス２７は加圧蒸気噴出ノズル１０の全体を収容するとともに、加圧蒸気噴出ノズル１０のノズル孔１６ａが向けられる側を全面開口させた細長い直方体からなり、その天板部２７ａの中央部に熱風導入口２７ｂが形成されている。この熱風導入口２７ｂは外部の熱風供給管路２８と接続されている。ファン２８ａによりフィルター２８ｂを介して導入され、ヒーター２８ｃによって加熱された高温の清浄化された空気が、前記熱風供給管路２８を通って加熱ボックス２７へと送り込まれて、加圧蒸気噴出ノズル１０の全体を熱風により積極的に加熱する。
【００８６】
このように、加圧蒸気噴出ノズル１０の全体を加熱することにより、ノズルホルダー１１の内部に導入される加圧蒸気や過熱蒸気の温度低下が効果的に防止され、所要温度を維持して加圧蒸気噴出ノズル１０から繊維ウェブＷに向けて噴出させることができる。その結果、使用蒸気量の低減が実現されると同時に効率的な繊維交絡が実現できるようになるばかりでなく、製造される不織布の形態も安定化し所望の強度と風合いが得られる。
【００８７】
また図示例によれば、過熱ボックス２７の繊維ウェブ移送方向の前後壁面２７ａ，２７ｂにあって、その下端部にはシールロール２９ａ，２９ｂの周面が当接されている。このシールロール２９ａ，２９ｂはステンレス製の平滑ロール又は周面に樹脂がコーティングされたロールであり、自由回転ロールであっても、繊維ウェブＷの移送速度に同調させて駆動回転させるようにしてもよい。かかるシールロール２９ａ，２９ｂを配することにより、過熱ボックス２７からの熱風の散逸を防ぐと同時に外気の浸入が防止でき、加圧蒸気噴出ノズル１０に対する加熱効率が向上する。
【００８８】
また、この例では更に繊維ウェブＷの担持移送体である第１エンドレスベルト３０に対向して配されたサクションボックス４０の吸引開口部に対応する部分を開口させた外気遮蔽板６４を、前記第１エンドレスベルト３０とサクションボックス４０との間に介装している。この外気遮蔽板６４の繊維ウェブ移送方向の前後端部をそれぞれ下方に湾曲させて、繊維ウェブＷの通過を円滑に安定するようにしている。このように、第１エンドレスベルト３０とサクションボックス４０との間に前記外気遮蔽板６４を介装することにより、加圧蒸気噴出ノズル１０から噴出する加圧蒸気又は過熱蒸気の噴出領域に外気が浸入することを防ぐことができ、噴出された加圧蒸気又は過熱蒸気を、加圧蒸気噴出ノズル１０とサクションボックス４０との間を通過する繊維ウェブＷに外気により邪魔されることなく、効率的に付与することができる。その結果、製造される不織布の表面形態が更に均整化するとともに繊維交絡が緻密化する。
【００８９】
図２５は、本発明装置の更なる変更例を示している。この変更例によれば、前記外気遮蔽板６４と同様に、第１エンドレスベルト３０とサクションボックス４０との間に、蒸気反射板６５を介装している。この蒸気反射板６５と前記外気遮蔽板６４との異なる点は、前記外気遮蔽板６４が中央にノズル孔１６ａの列方向に延びる開口を有している外は平滑面に形成されているのに対して、前記蒸気反射板６５は多孔の板材から構成されている。いま、加圧蒸気噴出ノズル１０から噴出される加圧蒸気又は過熱蒸気が第２エンドレスベルト３４、繊維ウェブＷ、第１エンドレスベルト３０を貫通すると、その蒸気の一部はサクションボックス４０により吸引されるが、その大半は前記蒸気反射板６５にて反射して、再度繊維ウェブＷの下面に作用して、同下面側に突出する構成繊維及びその周辺の繊維をウェブ内へと押し込むと同時に交絡させる。その結果、繊維ウェブＷの下面側の表面も均整化されると同時に、同下面側の構成繊維の交絡割合が増加して、外観的にも強度的にも高品質化する。
【００９０】
更に本発明にあっては、図１８に矢印で示すように、加圧蒸気噴出ノズル１０をその長手方向に微小に往復動させるか、或いは上記第１及び第２のエンドレスベルト３０，３４を繊維ウェブとともに繊維ウェブ移送路を横断する方向へ微小に往復動させることができる。その往復動のための駆動機構は、図示は省略するが、例えば従来から長網抄紙機などの網に横振動を与えるための公知の機構を採用することができる。また往復動（振動）の行程は往復動中心から左右に５ｍｍ程度が好ましく、その往復動回数は３０〜３００回／分の範囲で任意に調整される。このように、加圧蒸気噴出ノズル１０を、或いは第１及び第２のエンドレスベルト３０，３４を往復動させると、列状に配された多数のノズル孔から噴出する加圧蒸気又は過熱蒸気が繊維ウェブの表面を幅方向に満遍なく作用するようになり、表面にモアレ状の模様がつくことなく、より均整な繊維交絡と表面形態が得られる。
【００９１】
以上説明したとおり本発明方法及び装置によれば、簡単な構造を備えた加圧蒸気噴出ノズルにより確実に高圧高温の蒸気を繊維ウェブに貫通させることができるようになばかりでなく、そのノズルホルダーの長手方向の両端を開口させ、特にその蒸気排出側の開口を開閉バルブにより開閉可能とするとともに、同開閉バルブの上流側にトラップ管路を分岐させる場合には、不織布の製造開始時には予め開閉バルブを開けておき、その加圧蒸気噴出ノズルに新鮮な加圧された蒸気を導入して前記蒸気排出側の開口から外部に排出すると、同加圧蒸気によりノズルホルダーの内部温度が急激に昇温するため、不織布の製造開始時の準備時間が大幅に短縮できるようになる。
【００９２】
不織布の製造が開始されると前記開閉バルブが閉じられるが、ノズルホルダーの内部に発生するドレンは前記蒸気排出側の開口からトラップ管路を通って常時回収タンクに回収されるため、ノズル孔の目詰まりなどの弊害が発生せず、連続して且つ安定して高品質の不織布が製造できるようになる。なお、上記実施形態にあっては、蒸気として過熱蒸気を使っているが、繊維ウェブの構成繊維の材質により通常の蒸気を使うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係る加圧蒸気噴出ノズルの第１構造例を示す縦断面図である。
【図２】同ノズルの裏面図である。
【図３】図２におけるII-II 線に沿った矢視断面図である。
【図４】図３に矢印で示すＡ部の拡大図である。
【図５】前記蒸気噴出ノズルのノズル孔形状の変形例を示す断面図である。
【図６】同じく前記蒸気噴出ノズルのノズル孔形状の他の変形例を示す部分斜視図である。
【図７】前記蒸気噴出ノズルのノズル孔形状の更に他の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る加圧蒸気噴出ノズルの第２構造例を示す図３に相当する断面図である。
【図９】本発明に係る加圧蒸気噴出ノズルの第３構造例を示す図３に相当する断面図である。
【図１０】本発明に係る加圧蒸気噴出ノズルの第４構造例を示す図３に相当する断面図である。
【図１１】本発明に係る加圧蒸気噴出ノズルのノズル孔の他の配列例を同ノズルの説明図である。
【図１２】本発明に係る第２実施形態である加圧蒸気噴出ノズルのノズル部材の一例を示す上面図である。
【図１３】図１２のXII-XII 線の矢視断面図である。
【図１４】図１２のXIII-XIII 線の矢視断面図である。
【図１５】図１４の矢印で示す領域Ｂの拡大図である。
【図１６】同ノズル部材の構造を示す要部の斜視図である。
【図１７】本発明による不織布の製造工程の第１実施形態を概略で示す管路説明図である。
【図１８】同第１実施形態における加圧蒸気噴出ノズルに対する蒸気管路の概略説明図である。
【図１９】本発明による不織布の製造工程の第２実施形態を概略で示す構成説明図である。
【図２０】本発明による不織布の製造工程の第３実施形態を概略で示す構成説明図である。
【図２１】本発明による不織布の製造工程の第４実施形態を概略で示す構成説明図である。
【図２２】本発明による不織布の製造工程の第４実施形態を概略で示す構成説明図である。
【図２３】本発明による不織布の製造工程の第５実施形態を概略で示す構成説明図である。
【図２４】本発明の加圧蒸気噴出ノズルの加熱部の一例を示す縦断面図である。
【図２５】本発明の加圧蒸気噴出部に反射板を配した一例を示す縦断面図でる。
【符号の説明】
【００９４】
１０                  （加圧）蒸気噴出ノズル
１１                    ノズルホルダー
１１ａ                  切除面
１１ｂ                  スリット
１２，１３              第１及び第２フランジ
１２ａ，１３ａ          大径部
１２ｂ，１３ｂ          小径部
１２ｃ，１３ｃ          貫通孔
１４                    高メッシュフィルター
１５                    ノズル部材
１５ａ，１５ｂ          第１及び第２ノズルプレート支持部材
１５ａ’                凹陥部
１５ａ″                貫通孔
１５ｂ’                スリット状の開口
１５ｂ″                薄肉部
１５ｃ                  突出部
１６                    ノズルプレート
１６ａ                  ノズル孔
１６ａ’                リング片
１７                    プラグ
１８，１９              リング状の固着部材
２０                    Ｏリング
２１                    ボルト
２２                    ジャケット
２３                    ノズル部材
２４                    船形の凹陥溝部
２５                    矩形断面溝部
２６                    ノズル孔
２６ａ                  逆円錐台孔
２６ｂ                  円筒孔
２７                    加熱ボックス
２７ａ                  熱風導入口
２７ｂ，２７ｃ          前後壁部
２８                    熱風導入管路
２８ａ                  ファン
２８ｂ                  フィルター
２８ｃ                  ヒーター
２９ａ，２９ｂ          シールロール
３０，３４              第１及び第２エンドレスベルト
３１                    駆動ローラ
３２                    従動ローラ
３３                    テンションローラ
３４                    第２エンドレスベルト
３５ａ                  支持回転ロール
３５ｂ                  規制案内ロール
３６                    多孔の回転ドラム
３７                    エンドレスベルト
３８                    サクションボックス
３８ａ                  吸引口
３８ｂ                  第２の吸引口
３９                    高温高圧の空気噴出装置
４０                    サクションボックス
４１                    セパレータタンク
４２                    真空ポンプ
４３                    ミストセパレータ
４５                    第２のサクションボックス
４６                    気液分離タンク
４７                    開閉バルブ
４８                    吸引ポンプ
４９                    水位検出器
５１                    ドレン貯留ポット
５２                    圧力制御バルブ
５３                    精密フィルター
５４                    加熱ヒーター
５５                    第１の開閉バルブ
５６                    第２の開閉バルブ
５７                    第２のトラップ管路
５８                    水噴射パイプ
５９                    案内板
６０                    開閉蓋
６１                    吸引ポンプ
６２                    第３の開閉バルブ
６３                    遮蔽板
６４                    蒸気反射板
【図１】
2004238785.tif 000003
【図２】
2004238785.tif 000004
【図３】
2004238785.tif 000005
【図４】
2004238785.tif 000006
【図５】
2004238785.tif 000007
【図６】
2004238785.tif 000008
【図７】
2004238785.tif 000009
【図８】
2004238785.tif 000010
【図９】
2004238785.tif 000011
【図１０】
2004238785.tif 000012
【図１１】
2004238785.tif 000013
【図１２】
2004238785.tif 000014
【図１３】
2004238785.tif 000015
【図１４】
2004238785.tif 000016
【図１５】
2004238785.tif 000017
【図１６】
2004238785.tif 000018
【図１７】
2004238785.tif 000019
【図１８】
2004238785.tif 000020
【図１９】
2004238785.tif 000021
【図２０】
2004238785.tif 000022
【図２１】
2004238785.tif 000023
【図２２】
2004238785.tif 000024
【図２３】
2004238785.tif 000025
【図２４】
2004238785.tif 000026
【図２５】
2004238785.tif 000027