(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性プラスチックからなる繊維から不織布を製造するための方法であって、連続フィラメント（１）としての繊維が少なくとも１つの紡糸口金（２）によって紡糸され、続いて冷却装置（３）中で冷却され、その後、少なくとも一つの延伸装置（５）を用いて延伸され、およびこの延伸された連続フィラメントが堆積機構上で不織ウェブへと堆積され、
連続フィラメント（１）が、冷却装置（３）および延伸装置（５）からなる閉じたユニットに通して案内され、このユニット内では、冷却装置（３）内での冷却流体の供給のほかには、さらなる流体供給は行われず、
不織ウェブ（９）が、少なくとも２つの相次ぐ固定段階において、それぞれ高温流体固定を受け、
不織ウェブ（９）が第１の固定段階では、平面的に高温の流体に当てられ、
不織ウェブ（９）がそれに続いて第２の固定段階では、ダブルベルトオーブン（１７）内で、平面的に高温の流体に当てられ、
ここでは追加的におよび同時に、平面的に圧力が不織ウェブにかけられ、および
不織ウェブへの平面的な加圧が、２Ｐａ超の圧力で行われる、
方法。
【請求項２】
不織ウェブへの平面的な加圧が、３Ｐａ超の圧力で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
繊維が、多成分繊維として紡糸されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
１つの成分が繊維全体の５０重量％超を構成している多成分繊維または二成分繊維を用いて加工されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
第１の平面的な高温流体固定が、堆積スクリーンベルト（８）上で実施されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
第１の固定段階では、繊維のうち最も高温で溶融する成分の融点より低く、繊維のうち少なくとも１つのより低温で溶融する成分が溶融し始めるかまたは完全に溶融する流体温度で加工されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
不織ウェブ（９）が、第１の固定段階の通過後に、少なくとも１つの冷却ゾーン（１６）内で冷却され、その後、第２の固定段階を通して案内されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
ダブルベルトオーブン（１７）内では、繊維のうち最も高温で溶融する成分の融点より低い流体温度で加工されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
不織ウェブ（９）が、第１の固定段階では、および／またはダブルベルトオーブン（１７）内では、流入速度０．２〜１５ｍ／ｓの高温の流体により吹き付けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
不織ウェブ（９）が、ダブルベルトオーブン（１７）の通過後に冷却されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
不織ウェブ（９）が、帯電されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
堆積機構が、堆積スクリーンベルト（８）として形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
熱可塑性プラスチックからなる繊維から不織布を製造するための装置において、連続フィラメント（１）としての繊維を紡糸するための少なくとも１つの紡糸口金（２）と、繊維を冷却するための少なくとも１つの冷却装置（３）と、冷却装置（３）に続いて、繊維を延伸するための少なくとも１つの延伸装置（５）、および不織ウェブ（９）へと繊維を堆積するための少なくとも１つの堆積機構とが設けられている装置であって、
冷却装置（３）および延伸装置（５）が閉じられたユニットを形成し、このユニット内では、冷却装置（３）内での冷却流体の供給のほかには、さらなる流体供給は行われず、
不織ウェブ（９）を高温流体固定するための少なくとも２つの固定段階が存在しており、第１の固定段階が、堆積スクリーンベルト（８）上に案内される不織ウェブ（９）を高温の流体に平面的に当てるために適応されており、
第２の固定段階が、少なくとも１つのダブルベルトオーブン（１７）を有しており、ダブルベルトオーブン（１７）内では、不織ウェブ（９）が２つの周回するベルトの間に案内され、不織ウェブ（９）を平面的に高温の流体に当てることができ、同時に、平面的に圧力を不織ウェブ（９）にかけることができ、および
不織ウェブへの平面的な加圧が、２Ｐａ超の圧力で行われる、
装置。
【請求項１４】
第１の固定段階が、堆積スクリーンベルト（８）上で案内される不織ウェブ（９）を高温の流体に平面的に当てるための、堆積スクリーンベルトの上方に配置された加熱された少なくとも１つの貫流オーブン（１３）を有していることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
堆積機構が、繊維の堆積領域と第１の固定段階との間で、圧密化ロールなしで形成されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
両方の固定段階に続いて、不織ウェブを帯電させるための帯電機構（２３）が設けられていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１７】
延伸装置（５）と堆積機構の間に、少なくとも１つのディフューザー（１０、１１）が配置されていることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１８】
堆積機構が堆積スクリーンベルト（８）として形成されており、繊維の堆積領域と第１の固定段階との間のスクリーンベルトゾーンが、圧密化ロールなしで形成されていることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維から、とりわけ熱可塑性プラスチックから不織布を製造するための方法であって、繊維が少なくとも１つの紡糸口金によって紡糸され、続いて冷却され、その後、堆積機構上で不織ウェブへと堆積される方法に関する。本発明はさらに、不織布を製造するための相応の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に挙げた種類の方法および装置は、実際の業務から様々な実施形態で知られている。しかしながらこれら公知の方法および装置の多くは、十分な剛性と同時に高い浸透性を有する密度の低い嵩張った不織布を製造する場合には、その限界に突き当たる。公知の方法によって製造された剛性で浸透性の不織布は、通常は小さな厚さおよび望ましくない高い密度を特徴とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これに対して本発明の基礎となる技術的課題は、一方では大きな体積および低い密度を有し、他方では十分な剛性および浸透性をもつ不織布を繊維から製造できる冒頭に挙げた種類の方法を提示することである。さらに本発明の基礎となる技術的課題は、そのような不織布を製造するための相応の装置を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この技術的課題を解決するために本発明は、繊維から、とりわけ熱可塑性プラスチックから不織布を製造するための方法であって、繊維が少なくとも１つの紡糸口金によって紡糸され、続いて少なくとも１つの冷却装置によって冷却され、その後、堆積機構上で不織ウェブへと堆積され、この不織ウェブが、少なくとも２つの相次ぐ固定段階において、それぞれ高温流体固定を受け、不織ウェブは第１の固定段階では、平面的に高温の流体に、とりわけ高温空気に当てられ、不織ウェブはそれに続いて第２の固定段階では、好ましくはダブルベルトオーブン内では、平面的に高温の流体に、とりわけ高温流体に当てられ、ここでは追加的におよび同時に、平面的に圧力が不織ウェブにかけられる方法を教示する。
【０００５】
本発明の特に推奨される実施形態によれば、不織ウェブは、２つの相次ぐ固定段階において、それぞれ高温流体固定を受け、不織ウェブは第１の固定段階では、平面的に高温の流体に、とりわけ高温空気に当てられ、不織ウェブはそれに続いて第２の固定段階では、好ましくはダブルベルトオーブン内では、平面的に高温の流体に、とりわけ高温空気に当てられ、ここでは追加的におよび同時に、平面的に圧力が不織ウェブにかけられる。これに関し推奨されるのは、不織ウェブへの平面的な加圧が、２Ｐａ超、特に３Ｐａ超、好ましくは４Ｐａ超の圧力で行われることである。有用なのは、不織ウェブへの平面的な加圧が、５〜１５Ｐａの間、好ましくは５〜１０Ｐａの間の圧力で行われることである。
【０００６】
本発明の推奨される一実施形態は、繊維が、多成分繊維として、とりわけ二成分繊維として紡糸され、とりわけセグメント化パイ構造を有すること、または繊維が、少なくとも２つの異なる種類の繊維からなる繊維の混合物として紡糸されることを特徴とする。好ましいのは、１つの成分が繊維全体の５０重量％超、好ましくは５５重量％超を構成している多成分繊維または二成分繊維を用いて加工されること、およびこの成分は好ましくはポリオレフィンから、非常に好ましくはポリプロピレンからなっている。
【０００７】
本発明の枠内にあるのは、不織ウェブへと繊維を堆積するための堆積機構が、堆積スクリーンベルトとして形成されるということである。これに関し本発明による方法の特に推奨される一実施形態によれば、堆積機構上でまたは堆積スクリーンベルト上で堆積された繊維は、不織ウェブの事前の前固定がロール対によって、とりわけ圧密化ロール対によっておよび／または温度調節されたプレスロール対によって行われることなく、直接的に高温流体固定に送られる。しかしながら基本的には、前固定のためのロール対を介在させてもよい。
【０００８】
本発明の特に推奨される実施形態によれば、不織ウェブを平面的に高温流体固定するために、２つの固定段階が設けられている。第１の平面的な高温流体固定は、繊維が堆積された堆積機構または堆積スクリーンベルト上で実施されることが有用である。好ましいのは、第１の高温流体固定が貫流オーブン内で前固定として行われることであり、この貫流オーブン内では、不織ウェブが平面的に高温流体にまたは高温空気に当てられる。この第１の高温流体固定では、繊維のうち最も高温で溶融する成分の融点より低く、少なくとも１つのより低温で溶融する成分が（二成分繊維の場合は二成分繊維のより低温で溶融する成分が）部分的にまたは完全に溶融する流体温度で加工されることが推奨される。これによりこの繊維は、隣接する繊維との接触部位で結合し合う。こうして輸送可能な不織ウェブ複合体が生じ、この不織ウェブ複合体は続いて第２の固定段階に送られる。推奨されるのは、第１の固定段階または貫流オーブンが、少なくとも２つの加熱ゾーン、好ましくは２つの加熱ゾーンを有することである。定評があるのは、これらの加熱ゾーンの後ろに、少なくとも１つの、好ましくは１つの冷却ゾーンが接続されることであり、この冷却ゾーンは、好ましくは０．２〜６ｍの長さ、非常に好ましくは０．２〜３ｍの長さ、特に好ましくは０．２〜２ｍの長さを有している。有用なのは、不織ウェブが、第１の固定段階ではまたは第１の高温流体固定では、高温の流体により、とりわけ高温の空気により、流入速度０．２〜１５ｍ／ｓ、好ましくは１〜５ｍ／ｓ、非常に好ましくは１〜３ｍ／ｓで吹き付けられることである。
【０００９】
本発明の枠内にあるのは、不織ウェブが、第１の高温流体固定に続いて第２の固定段階に導入されるということ、および不織ウェブが、ここでは平面的に高温の流体に、とりわけ高温空気に当てられ、追加的におよび同時に、平面的に圧力が不織ウェブにかけられるということである。この第２の固定段階は、少なくとも１つのダブルベルトオーブンによって、好ましくは１つのダブルベルトオーブンによって構成されることが有用である。さらに本発明の枠内にあるのは、このダブルベルトオーブン内で、不織ウェブの最終固定およびサイズ補正が行われるということである。推奨されるのは、ダブルベルトオーブン内では不織ウェブが、２つの周回するエンドレスベルトまたはスクリーンベルトの間に、それも好ましくは輸送ベルトとその上方に配置された高さ調節可能なサイズ補正ベルトとの間に挟み込まれることである。輸送ベルトは、本発明の一実施形態によれば堆積スクリーンベルトである。この両方のスクリーンベルトまたはエンドレスベルトを使って、平面的に圧力が不織ウェブにかけられ、不織ウェブはその際にまたは同時に、高温の流体によってまたは高温空気によって貫流される。第２の固定段階ではまたはダブルベルトオーブン内では、繊維のうち最も高温で溶融する成分の融点より低い流体温度で加工されることが好ましい。その際に繊維のうち少なくとも１つのより低温で溶融する成分が（二成分繊維の場合はより低温で溶融する成分が）、部分的にまたは完全に溶融することが有用である。推奨されるのは、不織ウェブが、第２の固定段階ではまたはダブルベルトオーブン内では、高温の流体により、とりわけ高温の空気により、流入速度０．２〜１５ｍ／ｓ、好ましくは１〜５ｍ／ｓ、非常に好ましくは１〜３ｍ／ｓで吹き付けられることである。定評があるのは、第２の固定段階またはダブルベルトオーブンが、複数の、好ましくは個々に調節可能な加熱ゾーンを有することである。本発明の枠内にあるのは、加熱ゾーンがそれぞれ上からおよび／または下から、別々に貫流され得るということである。本発明の好ましい１つの実施バリエーションによれば、加熱ゾーンの後ろに少なくとも１つの冷却ゾーンが、好ましくは加熱ゾーンの後ろに２つの冷却ゾーンが、不織ウェブを再び冷却するために接続されている。これに関し本発明の定評のある実施形態によれば、第１の高温流体固定のためのおよび／または第２の高温流体固定のための高温流体または高温空気の温度は、最低でも１００℃、特に１００℃超、好ましくは１２０〜１６０℃、非常に好ましくは１３０℃超である。
【００１０】
本発明による方法の特に推奨される一実施形態は、不織ウェブが、高温流体固定に続いて、好ましくは第２の固定段階に続いてまたは第２の高温流体固定に続いて、帯電されることを特徴とする。帯電は、第２の高温流体固定の枠内での不織ウェブの上述の冷却後に行われることが有用である。不織ウェブの帯電は、不織ウェブを静電場に通して案内することで行うことが推奨される。推奨される１つの実施バリエーションは、不織ウェブを帯電するための帯電機構が、それぞれ３０ｋＶの２つ〜３つの帯電バーを有することを特徴とする。帯電機構の領域内に少なくとも１つの吸引機構が配置されるのが有用であり、この吸引機構により、高電圧の際に生じるオゾンを吸引でき、このオゾンはその後、オゾン分解機構に送られることが有用である。このオゾン分解機構内ではオゾンが再び酸素に変換される。
【００１１】
本発明の枠内で殊に重要な非常に好ましい一実施形態は、繊維が紡糸口金により連続フィラメントとして紡糸されること、および不織ウェブがスパンボンド法によりスパンボンド不織布として生成されることを特徴とする。この好ましい実施形態に関連して、上でおよび下でさらに説明している実施バリエーションでは、概念「繊維」をそれぞれ「連続フィラメント」または「フィラメント」と取り替えてもよい。これに関し本発明の枠内にあるのは、連続フィラメントが、少なくとも１つの紡糸口金によって紡糸され、続いて少なくとも１つの冷却装置によって冷却され、その後、少なくとも１つの延伸装置によって延伸されるということ、および延伸された連続フィラメントが、堆積機構上で、好ましくは堆積スクリーンベルト上で、不織ウェブへとまたはスパンボンド不織布へと堆積されるということである。この不織ウェブはその後、高温流体固定を受ける。
【００１２】
本発明による方法の特に推奨される実施形態によれば、連続フィラメントは、多成分フィラメントの形態で、好ましくは二成分フィラメントの形態で製造される。本発明による方法の非常に好ましい一実施形態は、多成分フィラメントまたは二成分フィラメントがセグメント化パイ構造で紡糸されることを特徴とする。しかし多成分フィラメントまたは二成分フィラメントが、とりわけコア・マントル構造および／または相並んだ構造を有していてもよい。基本的には、構造の異なる二成分フィラメントまたは多成分フィラメントの混合物を用いてもよい。本発明の枠内にあるのは、多成分フィラメントの成分または二成分フィラメントの両方の成分が異なる融点を有するということである。
【００１３】
本発明の非常に定評のある一実施形態は、１つの成分がフィラメント全体の５０重量％超、特に５５重量％超、好ましくは６０重量％超、非常に好ましくは６５重量％超を構成する多成分フィラメントまたは二成分フィラメントを用いて加工されることを特徴とする。本発明の推奨される一実施形態によれば、多成分フィラメントまたは二成分フィラメントの１つの成分の割合は６５〜７５重量％である。
【００１４】
本発明による方法の非常に好ましい一実施形態は、多成分フィラメントまたは二成分フィラメントの少なくとも１つの成分、好ましくは両方またはすべての成分が、ポリオレフィンからなることを特徴とする。このポリオレフィンがポリプロピレンであることが有用である。連続フィラメントの成分には、ポリオレフィンブレンドを用いてもよい。概念「ポリオレフィン」および「ポリプロピレン」は、本発明の１つの実施バリエーションによれば、ポリオレフィンのもしくはポリプロピレンの相応のブレンドも、またはポリオレフィンのもしくはポリプロピレンのコポリマーも含んでいる。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、連続フィラメントが、少なくとも２つの異なる種類の連続フィラメントからなる連続フィラメントの混合物として紡糸される。この場合に有用なのは、連続フィラメントの少なくとも２種のプラスチックが異なる融点を有することである。これに関し１つのフィラメント種のフィラメントを、いわばバインダー繊維として用いることができ、このバインダー繊維は、その後の固定または高温流体固定において完全に溶融するかまたはその他のもしくは残りのフィラメントより早く完全に溶融する。混合されるフィラメント種は、一成分フィラメントであっても多成分フィラメントであってもよい。
【００１６】
本発明の枠内にあるのは、少なくとも１つの紡糸口金により、多成分フィラメント、好ましくは二成分フィラメントが連続フィラメントとして紡糸され、この連続フィラメントが、続いて少なくとも１つの冷却装置によって冷却されるということである。本発明による方法の特に好ましい一実施形態は、紡糸口金と冷却装置の間に、モノマーを吸引するためまたは紡糸煙を吸引するための少なくとも１つのモノマー吸引装置が配置されることを特徴とする。冷却装置は、少なくとも２つの、好ましくは２つの冷却室区間に区分されることが有用であり、これらの冷却室区間内では、連続フィラメントが異なる温度の冷却空気に当てられる。冷却装置の通過後、連続フィラメントは延伸装置に導入される。本発明の枠内にあるのは、連続フィラメントが、冷却装置および延伸装置からなる閉じたユニットを通って案内され、このユニット内では、冷却装置内での冷却流体または冷却空気の供給のほかには、さらなる流体供給も空気供給も行われないということである。
【００１７】
本発明の非常に推奨される一実施形態は、連続フィラメントが、延伸装置と堆積機構、とりわけ堆積スクリーンベルトとの間では、少なくとも１つのディフューザーを通って案内されることを特徴とする。非常に好ましい実施形態によれば、延伸装置と堆積機構、とりわけ堆積スクリーンベルトとの間に、少なくとも２つのディフューザー、とりわけ２つのディフューザーが配置されている。両方のディフューザーの間に、周囲空気を導入するための周囲空気流入間隙を設けることが有用である。本発明の枠内にあるのは、両方のディフューザーが、周囲空気流入間隙のほかには、さらなる空気供給部を有さないということである。
【００１８】
本発明による連続フィラメントを生成するためのスパンボンド法では、冷却空気および延伸空気を別々に調節することにより、狙い通りにフィラメント繊度を調整でき、これにより、ここでも不織ウェブの通気性に影響を及ぼすことができる。これに関し好ましいのは、１０〜１５０ｍ／ｍｉｎの間の速度で移動する堆積スクリーンベルト上で、延伸された連続フィラメントの堆積が行われることである。堆積スクリーンベルトは、エンドレスベルトとして形成されることが有用である。
【００１９】
本発明の枠内にあるのは、本発明による方法で、スパンボンド不織布または不織ウェブが、４０〜１０００ｇ／ｍ２の間、好ましくは４０〜２５０ｇ／ｍ２の間の坪量で生成されるということである。推奨される１つの実施バリエーションによれば、測定機構が設けられており、この測定機構により、不織ウェブの通気性を、有用にはオンラインで、決定することができる。この測定機構は、生産された不織ウェブに対して直接的に、欠陥または目標値からの逸脱を突き止め、相応に修正することを可能にする。しかし基本的には、製造された不織ウェブの通気性をオフラインで決定してもよい。
【００２０】
技術的課題を解決するために、本発明はさらに、繊維から、好ましくは熱可塑性プラスチックから不織布を製造するための装置を教示し、繊維を紡糸するための少なくとも１つの紡糸口金と、繊維を冷却するための少なくとも１つの冷却装置と、不織ウェブへと繊維を堆積するための少なくとも１つの堆積装置、好ましくは堆積スクリーンベルトとが設けられており、不織ウェブを高温流体固定するための少なくとも１つの固定段階が存在しており、この固定段階は以下の条件で、すなわち固定段階では不織ウェブを平面的に高温の流体に、とりわけ高温空気に当てることができ、追加的におよび同時に、平面的に圧力を不織ウェブにかけることができるという条件で形成されている。本発明の特に推奨される実施形態によれば、不織ウェブを高温流体固定するために、少なくとも２つの、好ましくは２つの固定段階が存在しており、第１の固定段階は、堆積スクリーンベルト上で案内される不織ウェブを平面的に高温の流体にまたは高温空気に当てるための、堆積スクリーンベルトの上方に配置された加熱された少なくとも１つの空気循環オーブン／貫流オーブンを有しており、第２の固定段階は、少なくとも１つのダブルベルトオーブンを有しており、このダブルベルトオーブン内では、不織ウェブが２つの周回するベルトまたはエンドレスベルトの間で案内され、このダブルベルトオーブン内では、不織ウェブを平面的に高温の流体にまたは高温空気に当てることができ、このダブルベルトオーブン内では追加的におよび同時に、とりわけ両方の周回するベルトまたはエンドレスベルトにより、平面的に圧力を不織ウェブにかけることができる。本発明の特に推奨される実施形態によれば、連続フィラメントの堆積領域と第１の固定段階との間の堆積スクリーンベルトのスクリーンベルトゾーンは、圧密化ロールなしでまたはプレスロールなしで形成されている。本発明の枠内にあるのは、両方の固定段階に続いて、固定した不織ウェブを帯電させるための帯電機構が設けられるということである。
【００２１】
本発明による方法を用い、および本発明による装置を用い、坪量が４０〜１０００ｇ／ｍ２の間の、好ましくは坪量が４０〜２５０ｇ／ｍ２の間の不織ウェブまたはスパンボンド不織布を、連続フィラメントから製造できることが好ましい。このスパンボンド不織布は、特に有利な特性を特徴とする。これに関し本発明の枠内にあるのは、本発明により製造されたスパンボンド不織布が、複数の層からなるラミネートの構成要素であるということであり、少なくとも１つの層または層の一部が、スパンボンド不織布または不織ウェブから構成されることもある。ここでは、例えばメルトブローン不織布を用いることができる。１つの実施バリエーションによれば、ラミネートまたは層集合体は、その厚さ方向に関し、繊維直径またはフィラメント直径の勾配を有することができる。このようなラミネートまたは層集合体は、とりわけ、複数の相前後して接続された紡糸バーを使って生成することができる。その他の点では、繊維から、好ましくは熱可塑性プラスチックからなっており、とりわけ上述の方法を用いておよび／または上述の装置を用いて生成されており、坪量が４０〜２５０ｇ／ｍ２の間であり、断熱材および／または梱包材として用いることができる不織布も本発明の対象である。
【００２２】
本発明の基礎となる知見は、本発明による方法を用い、および本発明による装置を用い、簡単に、密度の低い嵩張った不織ウェブまたはスパンボンド不織布を生成でき、それに加えてこの不織ウェブまたはスパンボンド不織布は優れた剛性または強度を特徴とし、秀でた浸透性を有しているということである。製造された不織ウェブまたはスパンボンド不織布は、摩耗が少ないことが有利であり、最適な弾力性を示す。本発明による方法は、高い生産性を特徴とし、比較的少ない費用で実施できる。さらに本発明による装置は、あまり複雑でなく、あまり手間のかからない構造であることが有利である。
【００２３】
本発明により製造される不織布またはスパンボンド不織布は、最適な断熱特性を有しており、とりわけ密度が５０〜５００ｋｇ／ｍ３の場合に比較的低い熱伝導性を示し、それでも十分な機械的抵抗性をもっている。したがってこの不織布またはスパンボンド不織布は、保冷バッグ、電子レンジ用トレイ、またはホットドリンク用容器のコンポーネントおよびその類似物として秀でて適している。本発明により生成される不織布のさらなる利点は、容易に折り畳めることと、有利な防音特性である。この不織布の最適な機械的特性のゆえに、および本発明により達成可能な剛性に基づき、この不織布は、梱包のために、または梱包の構成要素としても使用でき、保管箱のコンポーネントおよびその類似物として使用できることが有利である。ここではその他の点で、本発明により製造される不織布の、ラミネートの構成要素としての有利な使用も用いられ得る。そのようなラミネートは、例えばフィルム・不織布・フィルムのラミネートおよび類似のラミネートである。さらに言及に値するのは、本発明の枠内の不織布が、比較的均一な構造で生成でき、したがって容易に印刷可能でもあることである。これは、梱包およびその類似物のためのこの不織布の使用を促進する。最終的には、本発明により製造される不織布またはスパンボンド不織布は、フィルターのコンポーネントとして用いることもできる。まとめると、本発明により生成される不織布またはスパンボンド不織布が多数の利用可能性または使用可能性を特徴とすることを断言できる。
【００２４】
以下に、１つだけの例示的実施形態を示す図面に基づいて本発明をより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による装置の第１の部分の鉛直断面の概略図である。
【図２】本発明による装置の第２の部分の鉛直断面の概略図である。
【図３】図２からの部分Ａを拡大した概略図である。
【図４】図２からの部分Ｂを拡大した概略図である。
【図５ａ】本発明の好ましい実施形態に基づく連続フィラメントまたは二成分フィラメントの断面の概略図である。
【図５ｂ】本発明の好ましい実施形態に基づく連続フィラメントまたは二成分フィラメントの断面の概略図である。
【図５ｃ】本発明の好ましい実施形態に基づく連続フィラメントまたは二成分フィラメントの断面の概略図である。
【図５ｄ】本発明の好ましい実施形態に基づく連続フィラメントまたは二成分フィラメントの断面の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図では、連続フィラメント１からスパンボンド不織布を製造するための本発明による装置を示している。連続フィラメント１は、本発明の好ましい実施形態によれば、熱可塑性プラスチックから、特に好ましくはポリオレフィンからなっている。図１に示した装置は、連続フィラメント１からスパンボンド不織布を製造するためのスパンボンド装置である。本発明による装置により、連続フィラメント１は、紡糸口金２によって紡糸され、続いて冷却装置３内で冷却される。紡糸口金２と冷却装置３の間には、好ましい実施形態によればおよびこの例示的実施形態では、この中間空間内で生じる紡糸煙を吸引するためのモノマー吸引装置４が設けられている。推奨されておよびこの例示的実施形態では、冷却装置３が、２つ上下に重なり合って、またはフィラメントの流れる方向に相前後して配置された冷却室３ａ、３ｂを有しており、これらの冷却室内では、連続フィラメント１が異なる温度の冷却空気に当てられる。フィラメントの流れる方向において冷却装置３の後ろには延伸装置５が接続されており、この延伸装置５は、好ましくはおよびこの例示的実施形態では、連続フィラメント１の流れる方向へと収束している中間流路６およびそれに続く延伸流路７を有している。非常に好ましい実施形態によればおよびこの例示的実施形態では、冷却装置３および延伸装置５からなるユニットは、閉じたユニットとして形成されており、このユニット内では、冷却装置３内での冷却流体または冷却空気の供給のほかには、さらなる流体供給も空気供給も行われない。
【００２７】
連続フィラメント１は、この例示的実施形態では堆積スクリーンベルト８として形成されている堆積装置上で、不織ウェブ９へと堆積される。推奨される実施形態によればおよびこの例示的実施形態では、連続フィラメント１は、延伸装置５と堆積スクリーンベルト８の間で、少なくとも１つのディフューザー１０、１１を通って案内される。好ましくはおよびこの例示的実施形態では、連続フィラメント１の流れる方向に相前後して配置された２つのディフューザー１０および１１が設けられている。推奨されておよびこの例示的実施形態では、両方のディフューザー１０、１１の間に、周囲空気を流入させるための周囲空気流入間隙１２が設けられている。ディフューザー１０、１１に続いて、連続フィラメント１は堆積スクリーンベルト上で、不織ウェブ９へと堆積される。堆積スクリーンベルト８は、好ましくはおよびこの例示的実施形態では、エンドレスで周回している堆積スクリーンベルト８である。
【００２８】
堆積スクリーンベルト８上で堆積された連続フィラメント１からなる不織ウェブ９は、その後、好ましくはおよびこの例示的実施形態では、圧密化ロールまたはプレスロールの介在なしで、貫流オーブン１３の形態での第１の固定段階を通ってまたは第１の高温流体固定を通って案内される。ここでは、好ましくはおよびこの例示的実施形態では、堆積スクリーンベルト８上の不織ウェブ９の第１の平面的な高温空気当てが行われる。このために、有用にはおよびこの例示的実施形態では、不織ウェブ９が上から平面的に高温空気に当てられ、その際、この高温空気は、流入速度が１〜３ｍ／ｓであることが好ましく、連続フィラメント１のうち、より高温で溶融するプラスチック成分より低い温度であることが推奨される。好ましくはおよびこの例示的実施形態では、第１の固定段階または貫流オーブン１３が、不織ウェブ９の搬送方向に相前後して配置された２つの加熱ゾーン１４、１５を有しており、これらの加熱ゾーン内では、不織ウェブ９が高温空気に当てられる。加熱ゾーン１４、１５には、有用にはおよびこの例示的実施形態では、冷却ゾーン１６が続いている。
【００２９】
第１の固定段階の後にはまたは貫流オーブン１３の通過後には、不織ウェブ９は、非常に好ましい実施形態によればおよびこの例示的実施形態では、ダブルベルトオーブン１７として形成されている第２の固定段階にまたは第２の高温流体固定に導入される。この第２の固定段階ではまたはダブルベルトオーブン１７内では、不織ウェブ９が平面的に高温の流体に、それも例示的実施形態では高温空気に当てられ、追加的におよび同時に、平面的に圧力が不織ウェブ９にかけられる。この加圧は、好ましくはおよびこの例示的実施形態では、堆積スクリーンベルト８の上方に配置された補正ベルト１８によって行われ、この補正ベルト１８は、推奨されておよびこの例示的実施形態では、堆積スクリーンベルト８に対して高さ調節可能に形成されている。有用にはおよびこの例示的実施形態では、補正ベルト１８もエンドレスベルトとして構成されている。不織ウェブ９は、いわば堆積スクリーンベルト８と補正ベルト１８の間に挟み込まれ、こうすることで、規定された圧力が不織ウェブ９にかけられる。同時に、ダブルベルトオーブン１７内では不織ウェブ９が高温空気に当てられる。その際、不織ウェブ９は、上からおよび／または下から高温空気によって吹き付けられ得る。好ましくはおよびこの例示的実施形態では、高温空気の流入速度が１〜３ｍ／ｓであり、高温空気の温度が、連続フィラメント１のうちより高温で溶融する方のプラスチック成分の溶融温度より低いことが有用である。推奨されておよびこの例示的実施形態では、ダブルベルトオーブン１７が、２つの加熱フィールド１９、２０を有しており、これらの加熱フィールド内では、不織ウェブ９がそれぞれ高温空気に当てられる。好ましくはおよびこの例示的実施形態では、不織ウェブ９の搬送方向において、加熱フィールド１９、２０に２つの冷却フィールド２１、２２が続いている。両方の加熱フィールド１９、２０を、個々にまたは別々に調節できることが好ましい。冷却フィールド２１、２２は、とりわけ不織ウェブ９を帯電前に再び冷却し、収縮プロセスを規定通りに中断するために設けられている。
【００３０】
第２の固定段階に続いてまたは搬送方向においてダブルベルトオーブン１７の後ろに、好ましい実施形態によればおよびこの例示的実施形態では、不織ウェブ９を帯電させるための帯電機構２３が配置されている。ここでは、不織ウェブ９が複数の帯電バー２４によって帯電される。帯電機構２３は図４に拡大して示している。搬送方向において帯電機構２３の後に不織ウェブ９が巻き取られることが好ましい（図では示されていない）。その他の点で本発明の枠内にあるのは、適切な位置で、例えば搬送方向において帯電機構２３の後に、図では示されていない測定機構が設けられ、この測定機構により、不織ウェブ９の通気性を、好ましくはオンラインで、決定できるということである。これにより、生産された不織ウェブ９に関し、欠陥または目標値からの逸脱が直接的に突き止められ、すぐに設備パラメーターの適合によって修正を行うことができる。
【００３１】
その他の点では図５に、本発明による方法で製造される連続フィラメント１の好ましい断面構造を示している。図５ａ、図５ｂ、および図５ｃは、本発明の推奨される実施形態に基づいて用いられる二成分フィラメントの断面構造を示している。本発明の枠内では、図５ａに示したセグメント化パイ構造が特に好ましい。しかし基本的には、該連続フィラメントは図５ｂに示したコア・マントル構造を有していてもよい。ここでは第１のプラスチック成分２５が連続フィラメント１のマントルを、および第２のプラスチック成分２６がコアを構成している。別の好ましい一実施形態は、連続フィラメント１の図５ｃに示したサイド・バイ・サイド構造であり、この構造では、両方のプラスチック成分２５、２６がそれぞれ断面の半分（側）を埋めている。本発明の特に好ましい実施形態によれば、両方のプラスチック成分２５、２６が、少なくとも１種のポリオレフィンから、例えばポリプロピレンからなっている。図５ｄは、２つの異なる連続フィラメント１ａ、１ｂの断面構造を示しており、これらの連続フィラメント１ａ、１ｂは、本発明の一実施形態に基づいて用いられる２つの異なる種類のフィラメントの混合物の構成要素である。これに関しては、両方の連続フィラメント１ａ、１ｂのプラスチックが異なる融点を有することが好ましい。この一方の種類の連続フィラメント１ｂは、ここではいわばバインダー繊維コンポーネントとして作用することができ、この連続フィラメント１ｂは、固定または高温流体固定において、完全にまたは少なくとも部分的に溶融する。
本願は特許請求の範囲に記載の発明に係るものであるが、本願の開示は以下も包含する：
１．
繊維から、とりわけ熱可塑性プラスチックから不織布を製造するための方法であって、繊維が少なくとも１つの紡糸口金（２）によって紡糸され、続いて冷却され、堆積機構上で不織ウェブへと堆積される方法において、
不織ウェブ（９）が、少なくとも２つの相次ぐ固定段階において、それぞれ高温流体固定を受けること、不織ウェブ（９）が第１の固定段階では、平面的に高温の流体に、とりわけ高温空気に当てられること、ならびに不織ウェブ（９）がそれに続いて第２の固定段階では、好ましくはダブルベルトオーブン（１７）内で、平面的に高温の流体に、とりわけ高温空気に当てられること、ならびにここでは追加的におよび同時に、平面的に圧力が不織ウェブにかけられることを特徴とする方法。
２．
不織ウェブへの平面的な加圧が、２Ｐａ超、特に３Ｐａ超、好ましくは４Ｐａ超の圧力で行われることを特徴とする上記１に記載の方法。
３．
繊維が、多成分繊維として、とりわけ二成分繊維として紡糸され、とりわけセグメント化パイ構造を有すること、または繊維が、少なくとも２つの異なる種類の繊維からなる繊維の混合物として紡糸されることを特徴とする上記１または２に記載の方法。
４．
１つの成分が繊維全体の５０重量％超、好ましくは５５重量％超を構成している多成分繊維または二成分繊維を用いて加工されること、およびこの成分が好ましくはポリオレフィンから、非常に好ましくはポリプロピレンからなることを特徴とする上記１〜３のいずれか一つに記載の方法。
５．
第１の平面的な高温流体固定が、堆積スクリーンベルト（８）上で実施されることを特徴とする上記１〜４のいずれか一つに記載の方法。
６．
第１の固定段階または第１の高温流体固定では、繊維のうち最も高温で溶融する成分の融点より低く、繊維のうち少なくとも１つのより低温で溶融する成分が溶融し始めるかまたは完全に溶融する流体温度で加工されることを特徴とする上記１〜５のいずれか一つに記載の方法。
７．
不織ウェブ（９）が、第１の固定段階または第１の高温流体固定の通過後に、少なくとも１つの冷却ゾーン（１６）内で冷却され、その後、第２の固定段階を通してまたは第２の高温流体固定を通して案内されることを特徴とする上記１〜６のいずれか一つに記載の方法。
８．
第２の固定段階ではまたはダブルベルトオーブン（１７）内では、繊維のうち最も高温で溶融する成分の融点より低い流体温度で加工されることを特徴とする上記１〜７のいずれか一つに記載の方法。
９．
不織ウェブ（９）が、第１の固定段階もしくは第１の高温流体固定では、および／または第２の固定段階もしくはダブルベルトオーブン（１７）内では、流入速度０．２〜１５ｍ／ｓ、好ましくは１〜５ｍ／ｓ、非常に好ましくは１〜３ｍ／ｓの高温の流体により、とりわけ高温の空気により吹き付けられることを特徴とする上記１〜８のいずれか一つに記載の方法。
１０．
不織ウェブ（９）が、第２の固定段階またはダブルベルトオーブン（１７）の通過後に冷却されることを特徴とする上記１〜９のいずれか一つに記載の方法。
１１．
不織ウェブ（９）が、帯電され、有用には両方の固定段階の通過後に帯電され、好ましくはそれに続いて巻き取られることを特徴とする上記１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
１２．
繊維が、（とりわけ熱可塑性プラスチックからなる）連続フィラメント（１）として、紡糸口金（２）によって紡糸されること、連続フィラメント（１）が、少なくとも１つの冷却装置（３）内での冷却後に、少なくとも１つの延伸装置（５）によって延伸されること、および延伸された連続フィラメント（１）が、堆積機構上で不織ウェブへと堆積されること、および堆積機構が、好ましくは堆積スクリーンベルト（８）として形成されていることを特徴とする上記１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
１３．
連続フィラメント（１）が、冷却装置（３）および延伸装置（５）からなる閉じたユニットに通して案内され、このユニット内では、冷却装置（３）内での冷却流体または冷却空気の供給のほかには、さらなる流体供給も空気供給も行われないことを特徴とする上記１〜１２のいずれか一つに記載の方法。
１４．
繊維から、好ましくは熱可塑性プラスチックから不織布を製造するための、とりわけ上記１〜１３のいずれか一つに記載の方法を実施するための装置において、繊維を紡糸するための少なくとも１つの紡糸口金（２）と、繊維を冷却するための少なくとも１つの冷却装置（３）と、不織ウェブ（９）へと繊維を堆積するための少なくとも１つの堆積機構とが設けられている装置であって、不織ウェブ（９）を高温流体固定するための少なくとも２つの、好ましくは２つの固定段階が存在しており、第１の固定段階が、堆積スクリーンベルト（８）上に案内される不織ウェブ（９）を高温の流体にまたは高温空気に平面的に当てるために適応されていること、および第２の固定段階が、少なくとも１つのダブルベルトオーブン（１７）を有しており、ダブルベルトオーブン（１７）内では、不織ウェブ（９）が２つの周回するベルトまたはエンドレスベルトの間に案内され、不織ウェブ（９）を平面的に高温の流体にまたは高温空気に当てることができ、同時に、平面的に圧力を不織ウェブ（９）にかけることができることを特徴とする装置。
１５．
第１の固定段階が、堆積スクリーンベルト（８）上で案内される不織ウェブ（９）を高温の流体にまたは高温空気に平面的に当てるための、堆積スクリーンベルトの上方に配置された加熱された少なくとも１つの貫流オーブン（１３）を有していることを特徴とする上記１４に記載の装置。
１６．
堆積機構が、繊維の堆積領域と第１の固定段階との間で、圧密化ロールなしでまたはプレスロールなしで形成されていることを特徴とする上記１４または１５に記載の装置。
１７．
両方の固定段階に続いて、不織ウェブを帯電させるための帯電機構（２３）が設けられていることを特徴とする上記１４〜１６のいずれか一つに記載の装置。
１８．
繊維を冷却するための冷却装置（３）に続いて、繊維を延伸するための少なくとも１つの延伸装置（５）が存在しており、延伸装置（５）と堆積機構の間に、少なくとも１つのディフューザー（１０、１１）が配置されていることを特徴とする上記１４〜１７のいずれか一つに記載の装置。
１９．
堆積機構が堆積スクリーンベルト（８）として形成されており、繊維の堆積領域と第１の固定段階との間のスクリーンベルトゾーンが、圧密化ロールなしでまたはプレスロールなしで形成されていることを特徴とする上記１４〜１８のいずれか一つに記載の装置。
２０．
上記１〜１３のいずれか一つに記載の方法を用い、および／または上記１４〜１９のいずれか一つに記載の装置を用いて製造される、繊維から、好ましくは熱可塑性プラスチックからなる不織布であって、スパンボンド不織布が、４０〜２５０ｇ／ｍ２の間の坪量を有しており、断熱材および／または梱包材として用いることができる不織布。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ）】
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【図５ｂ）】
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【図５ｃ）】
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【図５ｄ）】
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