(57)【要約】【課題】横方向にも十分な強度を備える不織布を製造できる不織布製造装置を提供せんとする。【解決手段】水流４０の噴射方向を繊維ウエブ３表面の法線方向に対して角度α傾斜した方向とし、且つその方向の繊維ウエブ３表面への投影方向ｄを、該繊維ウエブ３の搬送方向ａを除く横方向ｂ（搬送方向ａに直交する方向）、又は斜め方向となるように設定した。ノズル部は、水流を同じ方向に噴射する複数のノズル孔が前記繊維ウエブの幅全域にわたって所定間隔おきに開口したノズル列よりなり、好ましくはノズル列を複数設け、そのうちの一のノズル列による水流の噴射方向の投影した方向と、他の一のノズル列による水流の噴射方向の投影した方向とが互いに１８０度反対方向となるように設定してなる。【選択図】図２
2016121411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される繊維ウエブに対してノズル部から水流を噴射し、繊維ウエブの繊維同士を交絡させて不織布を製造する不織布製造装置であって、
前記ノズル部による水流の噴射方向を、前記繊維ウエブの表面の法線方向に対し角度を有する傾斜した方向であり、且つ前記繊維ウエブの表面に投影した方向が該繊維ウエブの搬送方向に沿った縦方向を除く、横方向又は斜め方向となるように設定してなることを特徴とする不織布製造装置。
【請求項２】
前記ノズル部が、前記水流を同じ方向に噴射する複数のノズル孔が前記繊維ウエブの幅全域にわたって所定間隔おきに開口したノズル列よりなる請求項１記載の不織布製造装置。
【請求項３】
前記ノズル部が、前記ノズル列を複数設けてなり、そのうちの一のノズル列による前記水流の噴射方向の前記投影した方向と、他の一のノズル列による前記水流の噴射方向の前記投影した方向とが、互いに１８０度反対方向となるように設定してなる請求項２記載の不織布製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水流を噴射して繊維ウエブの繊維同士を交絡させ、不織布となす水流交絡法（スパンレース法）による不織布製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の不織布製造装置は、従来より、繊維ウエブを横切るようにノズル孔が並んだノズル列を有するノズルプレートを配置し、各ノズル孔から水流を噴射し、繊維ウエブの繊維同士を交絡させるものが提供され、ノズル孔からの水流はウエブ表面に直角に入射され、繊維ウエブを通過した水はウエブ反対側のノズル列に対向する部位に設けられた吸引ボックスに回収される。図１０は、従来の不織布製造装置１００において繊維ウエブ３表面にノズルプレート２１の各ノズル孔２０から水流４０が入射した水の広がる様子を示している。符号４０は入射前の水流、４１は入射後の水流を示す。
【０００３】
図１０（ｂ）に示すように、繊維ウエブ３表面に衝突・入射した水流４１は、ウエブ厚み方向に繊維を移動させて互いに交絡させると同時に、その勢いは入射位置Ｒ１を中心に放射状に周囲に広がり、繊維を放射方向にも移動させ、３次元的に絡み込ませる。しかしながら、ノズル孔２０が並んでいるウエブ幅方向（横方向ｂ）については、隣接するノズル孔からの水流４１との衝突・干渉が双方の入射位置Ｒ１、Ｒ１の間の中央位置付近で生じ、水流４１が乱れ、当該横方向ｂへの繊維の移動が阻害され、交絡が十分でなくなる。
【０００４】
また、水流４０が入射する入射位置Ｒ１についても、繊維が放射状に広がっていく始点となることからウエブ厚み方向はともかく、横方向ｂの繊維の交絡は少ない。したがって、このように水流４０の入射位置Ｒ１と、隣接するノズル孔の間のほぼ中央の上記水流４１が衝突する位置については、特に横方向ｂへの繊維の交絡が十分に行われないラインが出来てしまい、製品の横方向への強度が不足する原因になっていた。
【０００５】
ノズル孔の間のピッチを広げることで、横方向への繊維の移動距離を延ばし、交絡を促進することも考えられる。しかし、ピッチが広くなると水流の密度も低下し、逆に強度不足を促進する。また、水流の衝突、干渉によっても交絡を十分行わせるためには、水流の水圧や吸引ボックスの吸引力を高めることが考えられるが、そのためにはポンプも大型となり、コスト高になるという問題がある。
【０００６】
また、ノズル列の方向を繊維ウエブの幅方向に対して角度をもたせて斜めに渡すことで、ノズル孔の間のピッチを広げるとともに、ウエブ幅方向のピッチは広げず、繊維の移動・交絡の距離を大きくし、強度アップを図ることも提案されている（特許文献１参照）。しかし、このような方法によっても水流の入射位置での交絡不足は解消できない。また、水流の衝突位置も時間差により中央でなくなるにしても存在し、衝突・干渉する。したがって、横方向の強度アップには限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２５６２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、横方向にも十分な強度を備える不織布を製造できる不織布製造装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明は、前述の課題解決のために、搬送される繊維ウエブに対してノズル部から水流を噴射し、繊維ウエブの繊維同士を交絡させて不織布を製造する不織布製造装置であって、前記ノズル部による水流の噴射方向を、前記繊維ウエブの表面の法線方向に対し角度を有する傾斜した方向であり、且つ前記繊維ウエブの表面に投影した方向が該繊維ウエブの搬送方向に沿った縦方向を除く、横方向又は斜め方向となるように設定してなることを特徴とする不織布製造装置を提供する。
【００１０】
ここで、前記ノズル部が、前記水流を同じ方向に噴射する複数のノズル孔が前記繊維ウエブの幅全域にわたって所定間隔おきに開口したノズル列よりなるものが好ましい。
【００１１】
さらに、前記ノズル部が、前記ノズル列を複数設けてなり、そのうちの一のノズル列による前記水流の噴射方向の前記投影した方向と、他の一のノズル列による前記水流の噴射方向の前記投影した方向とが、互いに１８０度反対方向となるように設定してなるものが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
以上にしてなる本願発明に係る不織布製造装置によれば、ノズル部による水流の噴射方向を繊維ウエブ表面の法線方向に対して角度を有する傾斜した方向であって、且つ繊維ウエブ表面に投影した方向が該繊維ウエブの搬送方向に沿った縦方向を除く、横方向又は斜め方向となるように設定したので、従来のように入射点を起点に水流が放射状に均等に広がるものとは異なり、前記投影した方向への水流の勢いを比較的強くすることができ、これにより当該方向への繊維の動きも速くなり、隣接するノズル孔の水流との衝突・干渉がある場合にも、当該衝突・干渉までの繊維の移動距離を大きくすることができ、十分な繊維の交絡を得ることができ、横方向の強度を向上することができる。
【００１３】
また、前記投影方向への水流の勢いが他の方向に比べて強くなることから、隣接するノズル孔の水流との衝突・干渉によっても水流の勢いは完全にはなくならず、さらに繊維を移動させて交絡を促進するとともに隣接するノズル孔による水流の入射位置にまで至らしめ、当該位置における繊維の交絡不足を補い、横方向への強度をさらに向上させることが可能となる。
【００１４】
また、ノズル部が、前記水流を同じ方向に噴射する複数のノズル孔が前記繊維ウエブの幅全域にわたって所定間隔おきに開口したノズル列よりなるので、全体として交絡の度合いが均一化し、強度の向上を図ることができる。
【００１５】
また、ノズル部が、前記ノズル列を複数設けてなり、そのうちの一のノズル列による前記水流の噴射方向の前記投影した方向と、他の一のノズル列による前記水流の噴射方向の前記投影した方向とが、互いに１８０度反対方向となるように設定してなるので、さらに繊維の交絡を促進することができるとともに全体の均一化も図れ、更に強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の不織布製造装置によりノズル部から繊維ウエブ表面に噴射される水流の方向を示す概念図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る不織布製造装置においてノズル部から繊維ウエブに水流を噴射する様子を示す説明斜視図。
【図３】（ａ）は同じく繊維ウエブ搬送方向から見た説明断面図、（ｂ）は繊維ウエブ内の水流の広がりを示す説明平面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る不織布製造装置においてノズル部から繊維ウエブに水流を噴射する様子を示す説明斜視図。
【図５】本発明の第３実施形態に係る不織布製造装置においてノズル部から繊維ウエブに水流を噴射する様子を示す説明斜視図。
【図６】同じくノズル列の方向から見た説明断面図。
【図７】ノズルプレートの傾きの様子を説明する説明図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る不織布製造装置のノズルプレートを示す平面図。
【図９】（ａ）は図８のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図８のＢ−Ｂ断面図。
【図１０】（ａ）は従来の不織布製造装置のノズル部から繊維ウエブに水流を噴射する様子を示す説明断面図、（ｂ）は繊維ウエブ内の水流の広がりを示す説明平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
本発明は、図１に概念図に示すように、矢印ａの方向に搬送される繊維ウエブ３に対し、ノズル部２からジェット状の水流４０を噴射し、繊維ウエブ３の繊維同士を交絡させて不織布を製造する装置に関し、特に、水流４０の噴射方向を繊維ウエブ３表面の法線方向ｃに対して角度α傾斜した方向とし、且つその方向の繊維ウエブ３表面への投影方向ｄを、該繊維ウエブ３の搬送方向ａを除く横方向ｂ（搬送方向ａに直交する方向）、又は斜め方向となるように設定したものである。
【００１９】
図１では、法線方向ｃに対して角度α傾斜し、且つその投影方向が横方向ｂから角度βだけ回転した斜め方向に設定した例である。本発明では、角度αの大きさは０°より大きく９０°より小さい角度とし、角度βの大きさは０°以上で且つ搬送方向ａに平行となる９０°、２７０°を除く角度とする。
【００２０】
本発明は、水流４０の噴射方向をこのように設定することで、繊維ウエブ３への入射後の水流の勢いが投影方向に比較的強くなり、当該方向への繊維の動きも速くなり、１８０°反対の方向は逆に水流の勢いが小さくなり、繊維の動きも小さく、したがって、隣接するノズル孔の水流との衝突・干渉までの繊維の移動距離が大きくなり、十分な繊維の交絡が為され、特に製品の横方向の強度を向上することができるものである。
【００２１】
使用する繊維はレーヨン短繊維やポリエステル短繊維など従来から公知のものを広く用いることができ、繊維の長さ、ノズル孔の内径、構造、ピッチ、水流の圧力、水の回収構造、繊維ウエブの幅、搬送速度、搬送手段（例えばメッシュ状の無端ベルト）など、水流の方向以外の他の構成についても、従来から公知の構成を広く採用することができる。
【００２２】
まず、図２及び図３に基づき、本発明の第１実施形態を説明する。
【００２３】
本実施形態の不織布製造装置１は、図２に示すように、ノズル部２による水流４０の噴射方向が、繊維ウエブ３表面の法線方向ｃに対し角度αを有する傾斜した方向であり、且つ、その方向の繊維ウエブ３表面への投影方向が、該繊維ウエブ３の搬送方向ａに直角な横方向ｂと平行に設定されている。つまり、図１の角βを０°又は１８０°（図２は０°の例）としたものである。
【００２４】
ノズル部２は、形成された繊維ウエブ３を搬送する図示しない搬送部に沿った位置に配設されている。具体的には、水流が噴出する複数のノズル孔２０を有するノズルプレート２１が、繊維ウエブ３表面から所定距離だけ離間した位置に該繊維ウエブ表面と平行に長手方向を横方向ｂに一致させて配置されている。
【００２５】
複数のノズル孔２０は、ノズルプレート２１の長手方向に沿って所定間隔おきに開口する直線状のノズル列５を為しており、該ノズル列５は繊維ウエブ３の幅全域にわたって横方向ｂの方向に延びている。本例では一つのノズルプレート２１で幅全域のノズル列５を構成しているが、複数のノズルプレート２１を連結してノズル列が幅全域にわたるように構成することもできる。
【００２６】
ノズルプレート２１は長尺な板状の部材より構成されており、図３（ａ）にも示すように繊維ウエブ３に対向する面２２（図では下面側）が繊維ウエブ３の表面と平行になるように配置されている。すなわち、当該対向面２２の法線と繊維ウエブ３の表面の法線ｃとが平行になるように配置されている。このようなノズルプレート２１の配置形態は従来の装置と同じである。
【００２７】
そして、各ノズル孔２０は、ノズルプレート２１の当該対向面２２の法線に対し、角度αだけ軸が傾斜するように穿設されている。各ノズル孔２０の軸の傾斜は、水流４０を同じ方向に噴射するようにすべて同じ角度（α）とされている。すなわち本例では、ノズルプレート２１の配置は従来と同様とし、それに穿設される各ノズル孔２０の軸を傾斜させて構成したものである。軸の傾斜の対向面２２への投影方向はノズル列５の方向（列が延びている方向）と一致しており、繊維ウエブの横方向ｂにも一致する。
【００２８】
各ノズル孔２０から噴射された水流４０は繊維ウエブ３の表面から内部に入射し、繊維を移動させて交絡させながら該入射位置Ｒ１から放射状に広がってゆく。本例では、図３（ｂ）に示すように入射位置Ｒ１からウエブ内部を広がる水流４１は噴射方向の投影方向、すなわちウエブ幅方向である横方向ｂに沿った紙面右方向に向かう運動量により当該方向への勢いが大きくなり、１８０°反対の方向には逆に勢いが小さくなり、略楕円形の広がりとなる。
【００２９】
この水流４１の偏った広がり方により、当該横方向への繊維の動きも速くなり、隣接するノズル孔の水流４１との衝突・干渉の位置も右方向に片寄り、当該衝突・干渉までの繊維の移動距離が大きくなる。したがって、十分な繊維の交絡を得ることができ、横方向の強度を向上することができる。
【００３０】
また、投影方向への水流４１の勢いが他の方向に比べて強くなり、１８０°反対方向が小さくなることから、隣接するノズル孔の水流４１との衝突・干渉によっても水流４１の勢いは完全にはなくならず、さらに繊維を移動させて交絡を促進し、隣接するノズル孔による水流４１の入射位置Ｒ１にまで至らしめ、当該位置における繊維の交絡不足を補って強度をさらに向上させることが可能となる。
【００３１】
次に、図４に基づき、本発明の第２実施形態を説明する。
【００３２】
本実施形態の不織布製造装置１は、ノズル部２による水流４０の噴射方向を、上記第１実施形態と同様に繊維ウエブ３表面の法線方向に対し角度αを有する傾斜した方向とし、且つ、その方向の繊維ウエブ３表面への投影方向については、該繊維ウエブ３の搬送方向ａに直角な横方向ｂと平行にするのではなく、当該横方向から９０°未満の角度βを有する斜め方向となるように設定したものである。
【００３３】
すなわち、図１の角βを０°より大きく９０°未満の斜め方向となる角度に設定したものである。ノズル部２は第１実施形態と同様、ノズル列５を有するノズルプレート２１よりなり、その配置も、第１実施形態と同様、繊維ウエブ表面に対向する面２２が繊維ウエブ表面と平行で、且つ長手方向がウエブ横方向ｂに一致するように配置されている。
【００３４】
そして、各ノズル孔２０は、ノズルプレート２１の当該対向面２２の法線に対し、角度αだけ軸の方向が傾斜し、その軸方向を対向面２２に投影した方向、つまり繊維ウエブ表面に投影した方向が横方向からβだけ角度を有するように設定されている。すなわち本例においても、ノズルプレート２１の配置は従来と同様とし、それに穿設される各ノズル孔２０の軸を傾斜させて構成したものである。
【００３５】
本例においても、繊維ウエブ３表面の入射位置からウエブ内部を広がる水流は噴射方向の投影方向、すなわちウエブ幅方向から角度βの方向に勢いが大きくなり、略楕円形の広がりとなって繊維の移動距離が大きくなる。したがって、同じく十分な繊維の交絡を得ることができ、横方向の強度を向上することができる。また、同じく水流の勢いを隣接するノズル孔による入射位置にまで至らしめ、当該位置における繊維の交絡不足を補って強度をさらに向上させることが可能となる。βが９０°に近づくと横方向への交絡促進という本発明の効果が得られなくなるので、横方向との為す角は６０°以下、より好ましくは４５°以下、更に好ましくは３０°以下に設定することが好ましい。その他の構成／変形例等については基本的に上記第１実施形態と同様であり、説明は省略する。
【００３６】
次に、図５〜図７に基づき、本発明の第３実施形態を説明する。
【００３７】
本実施形態の不織布製造装置１は、ノズル部２による水流４０の噴射方向を、上記第２実施形態と同様、繊維ウエブ３表面の法線方向に対し角度αを有する傾斜した方向であって、その方向の繊維ウエブ３表面への投影方向を該繊維ウエブ３の横方向から９０°未満の角度βを有する斜め方向となるように設定したものであるが、本実施形態では、このような水流４０の噴射方向をノズル孔２０の軸の傾斜によって実現する代わりに、図５及び図６に示すようにノズルプレート２１を傾斜・回転させた姿勢で配置させることで実現し、ノズル孔２０自体は従来と同様、ノズルプレート２１の面の法線方向に軸が一致するように穿設されている。
【００３８】
具体的には、図７の手順にノズルプレート２１の姿勢を変更させることで実現できる。すなわち、ノズルプレート２１を従来の配置形態から長手方向の軸を中心に角αだけ回転させることで各ノズル孔２０の軸が繊維ウエブ３表面の法線に対して角度αだけ傾斜した状態にし、さらにノズルプレート２１を繊維ウエブ３表面の法線を軸に９０°−βの角度だけ回転させることで、各ノズル孔２０の軸の繊維ウエブ表面への投影方向が横方向からβだけ回転した方向を向く姿勢に設定することができる。
【００３９】
本実施形態のようにノズルプレート２１自体の傾き等によれば、従来からのノズルプレートを使用しつつ水流の噴射方向を設定することができるので、コスト低減を図ることができる。また、水流の噴射方向を変更することも容易となる。その他の構成や変形例等については上記第１、第２実施形態と同様であり、その説明は省略する。
【００４０】
次に、図８及び図９に基づき、本発明の第４実施形態を説明する。
【００４１】
本実施形態の不織布製造装置１は、ノズル部２としてノズル列が複数列（本例では５Ａ，５Ｂの二列）設けられており、そのうちの一のノズル列５Ａによる水流の噴射方向の投影した方向と、他の一のノズル列５Ｂによる水流の噴射方向の投影した方向とが、互いに１８０度反対方向となるように設定されている。
【００４２】
具体的には、図９の断面図に示すように、いずれのノズル列５Ａ，５Ｂのノズル孔も、上記第１実施形態と同様に繊維ウエブ３表面の法線方向に対し角度αを有する傾斜した方向とし、且つ、その方向の繊維ウエブ３表面への投影方向が、該繊維ウエブ３の搬送方向ａに直角な横方向ｂと平行に設定され、その横方向の向きが、ノズル列５Ａ，５Ｂで互いに１８０度反対の方向とされたものである。
【００４３】
このように設定することで、各ノズル列５Ａ，５Ｂから繊維ウエブに入射した水流の勢いもノズル列５Ａ，５Ｂ同士、その勢いが大きくなる方向が互いに１８０°反対方向となり、したがって更なる繊維の交絡が促進され、全体の交絡の均一化も図れることができ、強度も更に向上した製品を得ることができる。本例では一つのノズルプレート２１に水流の方向が投影方向で１８０°反対方向となる二列のノズル列５Ａ，５Ｂを設けた例であるが、例えば、互いに前記反対方向に軸が傾いたノズル孔の列を有する二つのノズルプレート２１を複数設けたものでもよい。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、例えばノズルプレートを用いない公知のノズル構造でノズル部を構成したものなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１００  不織布製造装置
２  ノズル部
３  繊維ウエブ
５，５Ａ，５Ｂ  ノズル列
２０  ノズル孔
２１  ノズルプレート
２２  対向面
４０，４１  水流
Ｒ１  入射位置
【図１】
2016121411.tif 000003
【図２】
2016121411.tif 000004
【図３】
2016121411.tif 000005
【図４】
2016121411.tif 000006
【図５】
2016121411.tif 000007
【図６】
2016121411.tif 000008
【図７】
2016121411.tif 000009
【図８】
2016121411.tif 000010
【図９】
2016121411.tif 000011
【図１０】
2016121411.tif 000012