スパンボンド不織布を製造する方法と装置
【課題】 フィラメントからスパンボンド不織布を製造する方法と装置を提供する。
【解決手段】 フィラメントが少なくとも１つの紡糸装置から紡糸され、続いてフィラメントが冷却チャンバ内で冷却され、その後で延伸ユニット内で延伸され、それに続いてフィラメントが少なくとも１個のディフューザを通って案内され、その後で堆積ベルト上に堆積されて不織ウェブを形成する、フィラメントからなるスパンボンド不織布を製造するための方法。不織ウェブは堆積ベルトによって、不織ウェブの予備給湿を行う給湿装置を通って案内される。不織ウェブは給湿装置から外に出て、続いて堆積ベルト上での高圧水噴射処置によって予備結合される。それに続いて不織ウェブは堆積ベルトから取り去られて、他の処理を受ける。
【解決手段】 フィラメントが少なくとも１つの紡糸装置から紡糸され、続いてフィラメントが冷却チャンバ内で冷却され、その後で延伸ユニット内で延伸され、それに続いてフィラメントが少なくとも１個のディフューザを通って案内され、その後で堆積ベルト上に堆積されて不織ウェブを形成する、フィラメントからなるスパンボンド不織布を製造するための方法。不織ウェブは堆積ベルトによって、不織ウェブの予備給湿を行う給湿装置を通って案内される。不織ウェブは給湿装置から外に出て、続いて堆積ベルト上での高圧水噴射処置によって予備結合される。それに続いて不織ウェブは堆積ベルトから取り去られて、他の処理を受ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に熱可塑性合成樹脂製のフィラメントからなるスパンボンド不織布を製造するための方法に関する。本発明はさらに、この方法を実施するための装置に関する。フィラメントは本発明の範囲において特に無端フィラメントを意味する。無端フィラメントはそのほぼ無端の長さに基づいて、例えば１０〜６０ｍｍのはるかに短い長さを有するステープルファイバと相違する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にフィラメントを堆積ベルト上に堆積することによって生じる不織ウェブを結合することが、実務において周知である。１０〜８０ｇ／ｍ２の単位面積あたりの重量を有する不織布については、通常は熱カレンダを用いて堆積物が結合される。それによって、結合が良好で厚さが薄い不織布が生じる。重いフィラメント堆積物またはかさばるフィラメント堆積物を結合することは困難である。というのは、提供される時間内では製品中央への入熱が制限され、特に合成樹脂の融点近くまで加熱するためにもはや十分ではないからである。重いかまたはかさばる不織布を製造するときには、他の結合方法が合目的であり、しかも特に機械式ニードルパンチと液圧式ニードルパンチまたは熱結合（好ましくは高温空気を用いた）が合目的である。この結合方法に関連して、堆積ベルトまたはスクリーンベルトから不織ウェブを剥がし、できるだけ不織ウェブに悪影響を与えないであるいは不織ウェブの均一性を損なわずに、結合部／最終結合部に供給することが必要である。
【０００３】
フィラメント堆積範囲のすぐ前でフィラメント堆積物を噴射水で結合し、しかも加熱された排出ロールを介在せずに結合することが特許文献１によって知られている。それによって、粒子または滴を排出ロールによって堆積スクリーンベルトに押し付け、堆積スクリーンベルトの寿命を短縮することが回避される。勿論、この公知の手段は、ルーズに堆積したフィラメント堆積物の直接的な水噴射結合が、不所望な不均質性を生じ得るという欠点がある。従って、ルーズに堆積したフィラメント堆積物を、特にコストのかかる方法で滑らないように保持しなければならない。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０２／０８４００６ Ａ１号パンフレット
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許第１９６ ２０ ３７９号明細書
【特許文献３】ヨーロッパ特許出願公開第１ ３４０ ８４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の根底をなす技術的課題は、フィラメント堆積物／不織ウェブの品質を損なわずに、特にフィラメント堆積物／不織ウェブの均一性を損なわずに、予備結合および／または最終結合を行うことができる、冒頭に述べた種類の方法を提供することである。本発明の根底をなす他の技術的課題は、この方法を実施するための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この技術的課題を解決するために、本発明は、特に熱可塑性合成樹脂製のフィラメントからなるスパンボンド不織布を製造するための方法であって、フィラメントが少なくとも１つの紡糸装置または紡糸口金から紡糸され、続いてフィラメントが冷却チャンバ内で冷却され、その後で延伸ユニット内で空気力学的に延伸され、それに続いてフィラメントが少なくとも１個のディフューザを通って案内され、その後で堆積ベルト上に堆積されて不織ウェブを形成し、
不織ウェブが堆積ベルトによって、不織ウェブの予備給湿を行う給湿装置を通って案内され、
不織ウェブが給湿装置から外に出て、続いて堆積ベルト上での高圧水噴射処置によって予備結合され、
それに続いて不織ウェブが堆積ベルトから取り去られて、他の処理部に供給される、方法を提示する。
【０００７】
フィラメントを生じるために、１個のスパンボンド不織布ビームまたは並べて接続配置された複数のスパンボンド不織布ビームが使用可能であることは、本発明に含まれる。さらに、堆積ベルトがスクリーンベルトまたは堆積スクリーンベルトであることは本発明に含まれる。このようなスクリーンベルト／堆積スクリーンベルトは空気を通すことができ、フィラメント堆積物／不織ウェブを安定させるために少なくともフィラメント堆積範囲において堆積スクリーンベルトを通って下側から空気が吸引される。堆積スクリーンベルトの下方に配置された、適当な負圧または真空を発生するための同様な吸引装置が知られている。本発明の範囲内において１個の堆積ベルト／堆積スクリーンベルトについて述べると、本発明の好ましい実施形態に従って堆積スクリーンベルトが１個だけ使用され、この堆積スクリーンベルトから不織ウェブが取り去られ、そして後続の処理部に供給される。しかし、基本的には本発明の範囲内において、１個または複数の他のコンベヤベルトまたはコンベヤスクリーンベルトを堆積ベルト／堆積スクリーンベルトに直接接続することができる。この場合、不織ウェブの取り去りは搬送方向において最も手前のコンベヤベルト／コンベヤスクリーンベルトによって行われ、そして取り去られた不織ウェブが後続の処理部に供給されると合目的である。
【０００８】
不織ウェブの本発明による予備給湿が水で行われると合目的である。給湿装置において、不織布ウェブは湿らせられる／予備的に湿らせられるだけであり、ほとんど結合されない。従って、予備給湿または給湿装置は、不織布ウェブの予備結合が実際に行われる液圧式予備結合または適当な予備結合装置と相違する。
【０００９】
紡糸装置または紡糸口金から出るフィラメントは、本発明の好ましい実施形態では、ＲＥＩＣＯＦＩＬ ＩＩＩ法（特許文献２）またはＲＥＩＣＯＦＩＬ ＩＶ法（特許文献３）に従って処理される。その際、冷却チャンバと延伸ユニットとの間の接続範囲が閉鎖形成されていることと、冷却チャンバ内への冷却空気の供給を除いて、それ以外の空気がこの接続範囲に供給されないことが特に有利である。閉じた冷却チャンバを使用することは本発明に含まれる。ここで、閉じた冷却チャンバは、冷却空気の供給を除いておよび適当な空気部分を有するフィラメントの挿入を除いて冷却チャンバが周囲に対して閉鎖形成されていることを意味する。そのために、冷却チャンバが然るべき壁部を備えていると合目的である。本発明の特に有利な実施形態では、フィラメントが同じ空気または冷却空気で冷却および延伸される。換言すると、冷却チャンバに供給された冷却空気が延伸ユニット内でのフィラメントの延伸のためにも使用される。本発明の特に有利な実施形態は、冷却チャンバと延伸ユニットとの集合体の全体が閉鎖形成され、冷却チャンバ内への冷却空気の供給を除いて、それ以外の空気がこの集合体に供給されないことを特徴とする。冷却空気のほかに、フィラメントだけが一般的に上側から冷却チャンバに挿入され、理解されるように、このフィラメントと共に所定の空気量が冷却チャンバ内に達する。しかし、それ以外の空気供給は、本発明の非常に有利なこの実施形態に従い、冷却チャンバと延伸ユニットの集合体内では行われない。
【００１０】
本発明の実施形態では、不織ウェブが搬送方向において給湿装置の手前で少なくとも１個の押し固め装置を通って案内され、この押し固め装置内で不織ウェブが押し固めされるかまたは軽く予備結合される。すなわち、この押し固め装置内では押し固めまたは軽い予備結合だけが行われ、液圧式予備結合または高圧水噴射処理またはカレンダによる予備結合の場合のような本来の予備結合は行われない。フィランメント間に接着個所が生じないかまたは接着個所が実質的に生じないようにおよび／または高圧水噴射処理の場合のようなフィラメントの「意図した」ループが生じないように、押し固めまたは軽い予備結合が行われると合目的である。押し固めの後で、全部のフィラメントまたはほぼ全部のフィラメントが互いに離れると合目的である。
【００１１】
本発明の非常に有利な実施形態では、押し固め装置が堆積ベルト上方に配置された少なくとも１個の排出ロール、好ましくは加熱された排出ロールを備え、不織ウェブが押し固め装置を通って案内される際に排出ロールが上側から不織ウェブを付勢する。これにより、不織ウェブが押し固めされるかまたは軽く予備結合される。搬送方向に見て排出ロールの手前のフィラメント堆積物／不織ウェブの厚さが、排出ロールと堆積ベルトとの間の隙間よりも厚いと合目的である。排出ロールがフィラメントの堆積範囲内の吸引範囲を密閉すると合目的である。ここで、吸引範囲は、下側から空気が堆積ベルト／堆積スクリーンベルトを通って吸引される堆積範囲を意味する。排出ロールの表面温度が、フィラメント材料の融点またはフィラメントの外側に配置されたフィラメント材料の融点よりも５℃低い温度と室温との間であることは、本発明に含まれる。排出ロールの表面温度が少なくとも３０℃、好ましくは少なくとも３５℃であると合目的である。本発明のきわめて有利な実施形態では、２個の排出ロールが設けられ、一方の排出ロールが堆積ベルトの上方に配置されているかまたは堆積ベルトの上方に離隔隙間を形成して配置され、第２の排出ロールが堆積ベルトの下方に配置されている。その際、堆積ベルトに載る不織ウェブは両排出ロールの間を通過する。堆積ベルトの上方に配置された排出ロールは上述の排出ロールであり、２個の排出ロールを備えた実施形態の場合にもこの排出ロールについて上記の有利な実施形態が適用される。実施形態の変形では、下側の排出ロールを加熱することができる。その際、上側の排出ロールと下側の排出ロールとが同じ温度またはほぼ同じ温度を有すると合目的である。本発明の根底をなす認識は、１個または複数の排出ロールを使用すると、不織ウェブが空気運動によってずれにくくなることである。この実施形態の場合、フィランメント堆積の範囲内の吸引範囲が密閉され、それによってこの範囲における空気運動の制御を簡単にかつ明確に行うことができる。
【００１２】
本発明に従い、不織ウェブは予備結合の手前において少なくとも１つの給湿装置で予備給湿される。上記の押し固め装置が設けられているときには、不織ウェブは推奨に従って先ず最初に押し固め装置から外に案内され、その後初めて少なくとも１個の給湿装置に挿入される。本発明の実施形態では、２個以上の給湿装置を設けることができ、この給湿装置は並べて配置されていると合目的であり、好ましくは一緒に予備結合部の手前に設けられている。本発明はさらに、予備給湿の際に流動媒体、有利には水を不織ウェブに加えることを含んでいる。好ましくは、流動媒体／水が上側から不織ウェブに加えられる。不織ウェブと堆積スクリーンベルトを通過する水を、堆積スクリーンベルトの下方で捕集すると合目的である。堆積スクリーンベルトの下方でこの流動媒体／水を吸引することが推奨される。
【００１３】
有利な実施形態は、不織ウェブが給湿装置において流動媒体によって予備給湿され、この流動媒体が２〜４０バールの圧力、好ましくは２〜２０バールの圧力、有利には３〜１０バールの圧力で多数のノズルから流出することを特徴とする。流動媒体は特に水である。この有利な実施形態の場合、予備給湿は水噴射によって行われ、この噴射水は比較的低い圧力で（水噴射結合と比べて）噴射されて不織ウェブに当たる。ノズルが少なくとも１個の梁状水噴射器に設けられ、この梁状水噴射器が不織ウェブの縦方向または搬送方向に対して横方向またはほぼ横方向に配置されていると合目的である。上記の梁状水噴射器が予備結合のための梁状高圧水噴射器に似ているので、摩耗部品を融通をきかせて交換することができる。もちろん、給湿装置では、水噴射予備結合の場合よりもはるかに低い圧力で処理が行われる。そのため、給湿装置のノズルは小型に設計可能である。ノズル／低圧ノズルを有するこの実施形態の場合、流動媒体／水は不織ウェブと堆積スクリーンベルトを通って、堆積スクリーンベルトの下に配置された排出口、好ましくは排出スリットに押し出される。この少なくとも１つの排出口またはこの少なくとも１つの排出スリットに、負圧または真空を作用させると合目的である。
【００１４】
本発明は、ノズル／低圧ノズルが不織ウェブまたは不織ウェブ表面から上方に１０〜４００ｍｍ、特に３０〜４００ｍｍ、好ましくは６０〜４００ｍｍ、有利には１００〜４００ｍｍおよび非常に有利には１２５〜２５０ｍｍの間隔をおいて配置されていることを含む。この間隔は不織ウェブ表面とノズル開口の間隔である。ノズル／低圧ノズルの上記の比較的大きな間隔と比較して、予備結合の高圧水噴射ノズルは比較的不織ウェブの近くに配置され、しかも不織ウェブ表面に対して５〜２０ｍｍの間隔をおいて配置されている。給湿装置では噴射水が長い噴射経路に基づいて破裂し、小さな滴雨を生じる。これは、不織布に当たるまで水噴射を保つ手段を講じる結合の場合の方法と対照的である。給湿装置では、流動媒体の低圧と、不織ウェブ表面とノズルの比較的大きな間隔とによって、不織ウェブと流動媒体／水の言わば「ソフトな」接触が達成される。これによって不織ウェブ内への流動媒体／水のきわめて均一な導入が可能であることは、本発明の根底をなす認識である。不織ウェブのやさしい給湿に基づいて、好ましくない空気運動と、堆積の均一性に対する空気運動の不利な作用が回避される。換言すると、予備給湿の際に、不織ウェブと流動媒体／水とのソフトでやさしい接触に基づいて、不織ウェブの移動または不織ウェブ内でのフィラメントの移動が最小限に抑えられる。さらに、給湿装置において不織ウェブの押し固めが行われないということを指摘しなければならない。その際、押し固めは特に、ロールまたは排出ロールあるいは押し固めベルトまたは無端の押し固めベルトによる、上側からの不織ウェブの付勢を意味する。これに関連して、押し固めは、給湿のための流動媒体供給に基づく不織ウェブの小さな変形を意味しない。
【００１５】
不織ウェブの予備給湿のための実施形態の他の変形では、給湿装置において流動媒体、好ましくは水が霧として噴霧され、不織ウェブがこの霧によって予備給湿される。その際、流動媒体／水が帯板状圧縮空気吹き付け器または梁状噴霧器によって噴霧または霧化されると合目的である。霧による予備給湿が不織ウェブに上側から行われると合目的である。流動媒体／水は不織ウェブに侵入し、一部は堆積スクリーンベルトを通過し、そして合目的には堆積スクリーンベルトの下方の少なくとも１つの排出口または少なくとも１つの排出スリットに捕集される。その際、少なくとも１つの排出口または少なくとも１つの排出スリットは帯板状吹き付け器の真下またはほぼ真下に配置されているかまたは不織ウェブの搬送方向において帯板状吹き付け器の前方に配置されている。帯板状吹き付け器に対する間隔は２〜１５０ｃｍ、有利には５〜１００ｃｍである。きわめて有利な実施形態では、排出口または排出スリットに負圧が作用し、しかも合目的には５０〜２００ｍｂｒ、好ましくは５０〜１５０ｍｂｒの負圧が作用している。霧式予備給湿を行うこの実施形態の場合、排出口または排出スリットに作用する負圧は、予備給湿の機能にとってきわめて有利である。流動媒体／水は不織ウェブ内にいわば吸い込まれる。不織ウェブを予備給湿するために流動媒体／水は、上記の帯板状吹き付け器の代わりに、溢流堰によって供給することができる。本発明の実施形態の有利な変形では、不織ウェブの予備給湿が上記の水噴射式予備給湿と上記の霧式予備給湿の両方によって行われる。
【００１６】
不織ウェブの予備給湿に関して、本発明の根底をなす認識では、フィラメントの間に入った流動媒体／水がフィラメントとフィラメントとの間の摩擦係数を変更し、あたかも付着剤のように作用する。不織ウェブに入った流動媒体／水は、フィラメント堆積物／不織ウェブの移動またはフィラメント堆積物／不織ウェブ内での移動を減少させる。他方では、流動媒体／水による予備給湿によって、高圧水噴射処理による後の予備結合の際のフィラメントのループ形成を妨害しない。
【００１７】
不織ウェブの予備結合が高圧水噴射によって、６０〜１５０バール、好ましくは６０〜１２０バールおよびきわめて有利には７０〜１００バールの水圧で行われることは本発明に含まれる。一般的に、高圧水噴射の水圧は約１００バールである。ラインの速度および／または不織布重量および／またはフィラメントの番手および／またはフィラメントの原料および／または予備結合の所望な／要求される強さに依存して、水圧を調節することが推奨される。基本的には、１個または複数の梁状高圧水噴射器が設けられ、その際合目的には不織ウェブの縦方向／搬送方向に対して横向きにまたはほぼ横向きに配向される。不織ウェブ表面と高圧水噴射ノズルとの間隔は特に５〜５０ｍｍ、好ましくは５〜２５ｍｍおよび有利には１０〜２０ｍｍである。この間隔は不織ウェブ表面と高圧水噴射ノズル開口の間隔である。高圧水噴射ノズルを不織ウェブの上方に配置することは本発明に含まれる。
【００１８】
本発明のきわめて有利な実施形態では、不織ウェブが予備結合の後で堆積ベルト上で脱水される。一般的に、液圧で予備結合された不織ウェブは比較的高い割合で水を含んでおり、この水が上記の脱水時に低減／最少化される。この脱水は好ましくは吸引（堆積スクリーンベルトの下方からの）によってあるいは空気、合目的には温風を不織ウェブおよび堆積スクリーンベルトに吹き付けることによって行われる。不織ウェブを実際に支持する堆積スクリーンベルト上で、脱水を行うことは本発明に含まれる。
【００１９】
予備結合され、好ましくは脱水された不織ウェブはその後、堆積スクリーンベルトから取り去られ、後続の処理部に供給される。後続の処理部は特に不織ウェブの最終結合部である。その際、後続の処理または最終結合は、インライン方式で（連続的に）またはオフライン方式で（不連続的に）行うことができる。オフライン方式の範囲内で、不織ウェブを特に先ず最初に他の処理のために巻取り器に巻き取ることができる。不織ウェブの後続処理は例えば、（予備）結合された不織布の乾燥、例えばドラム乾燥機等内での乾燥を意味する。
【００２０】
本発明は、技術的な課題を解決するために、本発明による方法を実施するための装置であって、
フィラメントを生じるために少なくとも１個の紡糸装置が設けられ、紡糸されたフィラメントの移動方向に冷却チャンバ、延伸ユニットおよび配列ユニットが順々に配置され、フィラメントを堆積させて不織ウェブを形成するための堆積ベルトが設けられ、
堆積ベルト上を案内される不織ウェブを予備給湿するために少なくとも１個の給湿装置が設けられ、
不織ウェブの搬送方向において給湿装置の前方に、堆積ベルト上にある不織ウェブを高圧水噴射によって液圧で予備結合するための少なくとも１個の予備結合装置が配置され、
堆積ベルトから予備結合された不織ウェブを取り去るための装置が設けられ、取り去られた不織ウェブをさらに処理するための少なくとも１個の後続処理装置が設けられている、装置を提示する。
【００２１】
本発明による装置の配列ユニットは少なくとも１個のディフューザを備えている。少なくとも１個のディフューザから出るフィラメントは、堆積ベルト上に堆積して不織ウェブを形成する。後続処理装置は特に、取り去られた不織ウェブのための最終結合装置である。
【００２２】
本発明に従って製造されるスパンボンド不織布は基本的には、単一成分フィラメントまたは多成分フィラメントまたは二成分フィラメントからなっている。本発明に従って製造されるスパンボンド不織布は、単一成分フィラメントと多成分フィラメント／二成分フィラメントの混合物を備えていてもよい。本発明の手段によって、多層のスパンボンド不織布も問題なく製造可能である。その際、スパンボンド不織布の各層に割当られたスピニングビームを並べて配置し、搬送方向において最後のスピニングビームの前方で、本発明による不織布堆積の処理、特に、本発明の不織布堆積の予備給湿とそれに続く液圧予備結合が行われると合目的である。比重の大きな製造すべきスパンボンド不織布の場合、本発明の範囲内において、上記の各スピンニングビームの後で、本発明の手段が実施される、すなわち特に本発明による予備給湿とそれに続く液圧予備結合が行われる。
【００２３】
本発明の根底をなす認識は、本発明による手段によって、液圧予備結合と最終結合部への不織ウェブの供給の両方が、不織ウェブの品質を損なわずに保証されることにある。本発明の処理手段によって、フィラメントが均一に分配および配置された均一な不織ウェブが得られる。特に、均一性を損なう不所望な不織ウェブ移動が回避される。それにもかかわらず、本発明はスパンボンド不織布の低コスト製造を保証し、今まで知られている方法／装置と比べて、現在の製造で必要なエネルギーコストを効果的に減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、唯一の実施形態を示す図に基づいて本発明を詳しく説明する。
【００２５】
図は、熱可塑性合成樹脂製フィラメントからなるスパンボンド不織布を製造するための装置を示している。フィラメントは紡糸口金１によって紡糸され、続いて冷却チャンバ２に挿入される。この冷却チャンバではフィラメントが冷却空気によって冷却される。冷却チャンバ２は本実施形態では２つの冷却区間２ａ、２ｂに分割されている。冷却チャンバ２の隣には空気供給室８が配置されている。この空気供給室は上側の室区間８ａと下側の室区間８ｂに分割されている。異なる対流放熱能力を有する冷却空気が両室区間８ａ、８ｂから供給されると合目的である。好ましくは、異なる温度の冷却空気が両室区間８ａ、８ｂから供給可能である。基本的には、両冷却区間２ａ、２ｂにおいてそれぞれ異なる温度の冷却空気および／または異なる量の冷却空気および／または異なる湿度の冷却空気をフィラメントに供給することができる。冷却チャンバ２には中間通路３が接続し、この中間通路３には延伸ユニット４としての下方引張り通路５が続いている。下方引張り通路５には配列ユニット６が接続している。この配列ユニットは本実施形態では、第１ディフューザ１３と、この第１ディフューザに接続する第２ディフューザ１４を備えている。第１ディフューザ１３と第２ディフューザ１４との間には周囲空気流入隙間１５が設けられている。配列ユニット６の下方には、フィラメントを堆積させて不織ウェブ１１を形成するための連続作動の堆積スクリーンベルト７が配置されている。図１から分かるように、冷却チャンバ２と中間通路３の範囲内並びに特に冷却チャンバ２と中間通路３との間の範囲内では、冷却チャンバ２内のフィラメントの冷却のための冷却空気の供給と、場合によってはフィラメントと共に供給される空気部分の供給とを除いて、外部から空気が供給されない。きわめて有利な実施形態では、冷却チャンバ２、中間通路３および下方引張り通路５からなる集合体全体において、上記の空気供給を除き、外部からのそれ以上の空気供給は行われない。いわゆる閉鎖系である。好ましくは冷却チャンバ２、中間通路３、下方引張り通路５および配列ユニット６からなる集合体全体において、上記の空気供給と周囲空気流入隙間１５からの空気供給とを除いて、それ以上の空気供給は行われない。
【００２６】
第２ディフューザ１４から出るフィラメントは堆積スクリーンベルト７上に堆積させられて不織ウェブ１１を形成する。本実施形態では、このフィラメントの堆積範囲内において通気性の堆積スクリーンベルト７の下方に、堆積スクリーンベルト７を経て空気を下方から吸引する吸引装置１９が設けられている。搬送方向においてこの堆積範囲または吸引範囲の前方に、加熱される２個の排出ロール１０、１２が設けられている。上側の排出ロール１０は不織ウェブ１１または堆積スクリーンベルト７の上方に配置され、下側の排出ロール１２は堆積スクリーンベルト７のすぐ下に設けられている。不織ウェブ１１は加熱される両排出ロール１０、１２の間を通過し、それによって押し固めされるかまたは軽く予備結合される。図１から特に分かるように、押し固め装置９または排出ロール１０、１２はフィラメントの堆積範囲内の吸込み範囲を密閉している。
【００２７】
図２に示すように、不織ウェブ１１を予め湿らせるために第１給湿装置１６と第２給湿装置１７が、不織ウェブ１１の搬送方向において押し固め装置９の前方に配置されている。第１給湿装置１６は不織ウェブ１１の上方または堆積スクリーンベルト７の上方に、不織ウェブ１１に対して横向きに配置された梁状噴霧器１８を備えている。第１給湿装置１６のこの梁状噴霧器１８によって、水が霧状に噴霧され、不織ウェブがこの霧によって予備給湿される。これは図２に概略的に示してある。この予備給湿時に供給された水を吸引するための、吸引スリット２０として形成された吸引口が、不織ウェブ１１の搬送方向において梁状噴霧器１８の前方の、堆積スクリーンベルト７の下側に設けられている。そのために、吸引スリット２０には適当な負圧が作用している。この吸引スリット２０によって、水が不織ウェブ１１内に効果的に吸い込まれる。
【００２８】
不織ウェブ１１はその後第２給湿装置１７を通過する。この第２給湿装置では、不織ウェブは多数のノズルから低圧で流出する水で予備給湿される。すなわち、水噴射による予備給湿が行われる。そのために、不織ウェブに対して横向きに配置された梁状低圧水噴射器２１が図２に示してある。基本的には、このような梁状低圧水噴射器２１を不織ウェブ１１の搬送方向に並べて複数個配置することができる。図２から分かるように、梁状低圧水噴射器２１は不織ウェブ１１の上方に比較的大きな間隔をおいて配置されている。梁状低圧水噴射器２１のすぐ下に、吸引スリット２２として形成された吸引口が設けられている。不織ウェブ１１と堆積スクリーンベルト７を通って押し出された水がこの吸引スリット内に押し込まれる。この吸引スリット２２には同様に負圧（真空）が作用可能である。
【００２９】
不織ウェブ１１の搬送方向において第２給湿装置１７の前方に、予備結合装置２３が接続配置されている。この予備結合装置では、予備給湿された不織ウェブ１１が高圧水噴射処理によって堆積スクリーンベルト７上で予備結合される。その際、多数の高圧水噴射ノズルから、第２給湿装置１７の水噴射よりも高い圧力で、高圧噴射水が流出する。図２には、不織ウェブ１１に対して横方向に配置された梁状高圧水噴射器２４が示してある。この梁状高圧水噴射器から上記の高圧噴射水が流出し、不織ウェブ１１に供給されるかまたはこの不織ウェブを予備結合する。図２からさらに分かるように、梁状高圧水噴射器２４は不織ウェブ１１の上方に、第２給湿装置１７の梁状低圧水噴射器２１よりもはるかに短い間隔をおいて配置されている。多数の梁状高圧水噴射器２４を不織ウェブ１１の搬送方向に並べて配置することは、本発明に含まれる。さらに、予備結合装置２３内においても、供給された水が堆積スクリーンベルト７の下方で吸引スリット２５を経て吸引される。
【００３０】
続いて、不織ウェブ１１は堆積スクリーンベルト７から取り去られて後続処理部に供給される。図２には２つの後続処理装置２６、２７が略示されている。後続処理装置２７は、高圧水噴射によって不織ウェブ１１を結合するための結合装置である。不織ウェブ１１の下方には、ここにも吸引部が設けられている。結合または最終結合は、図示していないドラムで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による装置の第１部分の垂直断面図である。
【図２】本発明による装置の第２部分の垂直断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
２ 冷却チャンバ
２ａ、２ｂ 冷却区間
３ 中間通路
４ 延伸ユニット
５ 下方引張り通路
６ 配列ユニット
７ 堆積スクリーンベルト
８ａ、８ｂ 室区間
９ 押し固め装置
１０、１２ 排出ロール
１１ 不織ウェブ
１３、１４ ディフューザ
１５ 周囲空気流入隙間
１６、１７ 給湿装置
１８ 梁状噴霧器
１９ 吸引装置
２０、２２、２５ 吸引スリット
２１ 梁状低圧水噴射器
２３ 予備結合装置
２４ 梁状高圧水噴射器２４
２６、２７ 後続処理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に熱可塑性合成樹脂製のフィラメントからなるスパンボンド不織布を製造するための方法に関する。本発明はさらに、この方法を実施するための装置に関する。フィラメントは本発明の範囲において特に無端フィラメントを意味する。無端フィラメントはそのほぼ無端の長さに基づいて、例えば１０〜６０ｍｍのはるかに短い長さを有するステープルファイバと相違する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にフィラメントを堆積ベルト上に堆積することによって生じる不織ウェブを結合することが、実務において周知である。１０〜８０ｇ／ｍ２の単位面積あたりの重量を有する不織布については、通常は熱カレンダを用いて堆積物が結合される。それによって、結合が良好で厚さが薄い不織布が生じる。重いフィラメント堆積物またはかさばるフィラメント堆積物を結合することは困難である。というのは、提供される時間内では製品中央への入熱が制限され、特に合成樹脂の融点近くまで加熱するためにもはや十分ではないからである。重いかまたはかさばる不織布を製造するときには、他の結合方法が合目的であり、しかも特に機械式ニードルパンチと液圧式ニードルパンチまたは熱結合（好ましくは高温空気を用いた）が合目的である。この結合方法に関連して、堆積ベルトまたはスクリーンベルトから不織ウェブを剥がし、できるだけ不織ウェブに悪影響を与えないであるいは不織ウェブの均一性を損なわずに、結合部／最終結合部に供給することが必要である。
【０００３】
フィラメント堆積範囲のすぐ前でフィラメント堆積物を噴射水で結合し、しかも加熱された排出ロールを介在せずに結合することが特許文献１によって知られている。それによって、粒子または滴を排出ロールによって堆積スクリーンベルトに押し付け、堆積スクリーンベルトの寿命を短縮することが回避される。勿論、この公知の手段は、ルーズに堆積したフィラメント堆積物の直接的な水噴射結合が、不所望な不均質性を生じ得るという欠点がある。従って、ルーズに堆積したフィラメント堆積物を、特にコストのかかる方法で滑らないように保持しなければならない。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０２／０８４００６ Ａ１号パンフレット
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許第１９６ ２０ ３７９号明細書
【特許文献３】ヨーロッパ特許出願公開第１ ３４０ ８４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の根底をなす技術的課題は、フィラメント堆積物／不織ウェブの品質を損なわずに、特にフィラメント堆積物／不織ウェブの均一性を損なわずに、予備結合および／または最終結合を行うことができる、冒頭に述べた種類の方法を提供することである。本発明の根底をなす他の技術的課題は、この方法を実施するための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この技術的課題を解決するために、本発明は、特に熱可塑性合成樹脂製のフィラメントからなるスパンボンド不織布を製造するための方法であって、フィラメントが少なくとも１つの紡糸装置または紡糸口金から紡糸され、続いてフィラメントが冷却チャンバ内で冷却され、その後で延伸ユニット内で空気力学的に延伸され、それに続いてフィラメントが少なくとも１個のディフューザを通って案内され、その後で堆積ベルト上に堆積されて不織ウェブを形成し、
不織ウェブが堆積ベルトによって、不織ウェブの予備給湿を行う給湿装置を通って案内され、
不織ウェブが給湿装置から外に出て、続いて堆積ベルト上での高圧水噴射処置によって予備結合され、
それに続いて不織ウェブが堆積ベルトから取り去られて、他の処理部に供給される、方法を提示する。
【０００７】
フィラメントを生じるために、１個のスパンボンド不織布ビームまたは並べて接続配置された複数のスパンボンド不織布ビームが使用可能であることは、本発明に含まれる。さらに、堆積ベルトがスクリーンベルトまたは堆積スクリーンベルトであることは本発明に含まれる。このようなスクリーンベルト／堆積スクリーンベルトは空気を通すことができ、フィラメント堆積物／不織ウェブを安定させるために少なくともフィラメント堆積範囲において堆積スクリーンベルトを通って下側から空気が吸引される。堆積スクリーンベルトの下方に配置された、適当な負圧または真空を発生するための同様な吸引装置が知られている。本発明の範囲内において１個の堆積ベルト／堆積スクリーンベルトについて述べると、本発明の好ましい実施形態に従って堆積スクリーンベルトが１個だけ使用され、この堆積スクリーンベルトから不織ウェブが取り去られ、そして後続の処理部に供給される。しかし、基本的には本発明の範囲内において、１個または複数の他のコンベヤベルトまたはコンベヤスクリーンベルトを堆積ベルト／堆積スクリーンベルトに直接接続することができる。この場合、不織ウェブの取り去りは搬送方向において最も手前のコンベヤベルト／コンベヤスクリーンベルトによって行われ、そして取り去られた不織ウェブが後続の処理部に供給されると合目的である。
【０００８】
不織ウェブの本発明による予備給湿が水で行われると合目的である。給湿装置において、不織布ウェブは湿らせられる／予備的に湿らせられるだけであり、ほとんど結合されない。従って、予備給湿または給湿装置は、不織布ウェブの予備結合が実際に行われる液圧式予備結合または適当な予備結合装置と相違する。
【０００９】
紡糸装置または紡糸口金から出るフィラメントは、本発明の好ましい実施形態では、ＲＥＩＣＯＦＩＬ ＩＩＩ法（特許文献２）またはＲＥＩＣＯＦＩＬ ＩＶ法（特許文献３）に従って処理される。その際、冷却チャンバと延伸ユニットとの間の接続範囲が閉鎖形成されていることと、冷却チャンバ内への冷却空気の供給を除いて、それ以外の空気がこの接続範囲に供給されないことが特に有利である。閉じた冷却チャンバを使用することは本発明に含まれる。ここで、閉じた冷却チャンバは、冷却空気の供給を除いておよび適当な空気部分を有するフィラメントの挿入を除いて冷却チャンバが周囲に対して閉鎖形成されていることを意味する。そのために、冷却チャンバが然るべき壁部を備えていると合目的である。本発明の特に有利な実施形態では、フィラメントが同じ空気または冷却空気で冷却および延伸される。換言すると、冷却チャンバに供給された冷却空気が延伸ユニット内でのフィラメントの延伸のためにも使用される。本発明の特に有利な実施形態は、冷却チャンバと延伸ユニットとの集合体の全体が閉鎖形成され、冷却チャンバ内への冷却空気の供給を除いて、それ以外の空気がこの集合体に供給されないことを特徴とする。冷却空気のほかに、フィラメントだけが一般的に上側から冷却チャンバに挿入され、理解されるように、このフィラメントと共に所定の空気量が冷却チャンバ内に達する。しかし、それ以外の空気供給は、本発明の非常に有利なこの実施形態に従い、冷却チャンバと延伸ユニットの集合体内では行われない。
【００１０】
本発明の実施形態では、不織ウェブが搬送方向において給湿装置の手前で少なくとも１個の押し固め装置を通って案内され、この押し固め装置内で不織ウェブが押し固めされるかまたは軽く予備結合される。すなわち、この押し固め装置内では押し固めまたは軽い予備結合だけが行われ、液圧式予備結合または高圧水噴射処理またはカレンダによる予備結合の場合のような本来の予備結合は行われない。フィランメント間に接着個所が生じないかまたは接着個所が実質的に生じないようにおよび／または高圧水噴射処理の場合のようなフィラメントの「意図した」ループが生じないように、押し固めまたは軽い予備結合が行われると合目的である。押し固めの後で、全部のフィラメントまたはほぼ全部のフィラメントが互いに離れると合目的である。
【００１１】
本発明の非常に有利な実施形態では、押し固め装置が堆積ベルト上方に配置された少なくとも１個の排出ロール、好ましくは加熱された排出ロールを備え、不織ウェブが押し固め装置を通って案内される際に排出ロールが上側から不織ウェブを付勢する。これにより、不織ウェブが押し固めされるかまたは軽く予備結合される。搬送方向に見て排出ロールの手前のフィラメント堆積物／不織ウェブの厚さが、排出ロールと堆積ベルトとの間の隙間よりも厚いと合目的である。排出ロールがフィラメントの堆積範囲内の吸引範囲を密閉すると合目的である。ここで、吸引範囲は、下側から空気が堆積ベルト／堆積スクリーンベルトを通って吸引される堆積範囲を意味する。排出ロールの表面温度が、フィラメント材料の融点またはフィラメントの外側に配置されたフィラメント材料の融点よりも５℃低い温度と室温との間であることは、本発明に含まれる。排出ロールの表面温度が少なくとも３０℃、好ましくは少なくとも３５℃であると合目的である。本発明のきわめて有利な実施形態では、２個の排出ロールが設けられ、一方の排出ロールが堆積ベルトの上方に配置されているかまたは堆積ベルトの上方に離隔隙間を形成して配置され、第２の排出ロールが堆積ベルトの下方に配置されている。その際、堆積ベルトに載る不織ウェブは両排出ロールの間を通過する。堆積ベルトの上方に配置された排出ロールは上述の排出ロールであり、２個の排出ロールを備えた実施形態の場合にもこの排出ロールについて上記の有利な実施形態が適用される。実施形態の変形では、下側の排出ロールを加熱することができる。その際、上側の排出ロールと下側の排出ロールとが同じ温度またはほぼ同じ温度を有すると合目的である。本発明の根底をなす認識は、１個または複数の排出ロールを使用すると、不織ウェブが空気運動によってずれにくくなることである。この実施形態の場合、フィランメント堆積の範囲内の吸引範囲が密閉され、それによってこの範囲における空気運動の制御を簡単にかつ明確に行うことができる。
【００１２】
本発明に従い、不織ウェブは予備結合の手前において少なくとも１つの給湿装置で予備給湿される。上記の押し固め装置が設けられているときには、不織ウェブは推奨に従って先ず最初に押し固め装置から外に案内され、その後初めて少なくとも１個の給湿装置に挿入される。本発明の実施形態では、２個以上の給湿装置を設けることができ、この給湿装置は並べて配置されていると合目的であり、好ましくは一緒に予備結合部の手前に設けられている。本発明はさらに、予備給湿の際に流動媒体、有利には水を不織ウェブに加えることを含んでいる。好ましくは、流動媒体／水が上側から不織ウェブに加えられる。不織ウェブと堆積スクリーンベルトを通過する水を、堆積スクリーンベルトの下方で捕集すると合目的である。堆積スクリーンベルトの下方でこの流動媒体／水を吸引することが推奨される。
【００１３】
有利な実施形態は、不織ウェブが給湿装置において流動媒体によって予備給湿され、この流動媒体が２〜４０バールの圧力、好ましくは２〜２０バールの圧力、有利には３〜１０バールの圧力で多数のノズルから流出することを特徴とする。流動媒体は特に水である。この有利な実施形態の場合、予備給湿は水噴射によって行われ、この噴射水は比較的低い圧力で（水噴射結合と比べて）噴射されて不織ウェブに当たる。ノズルが少なくとも１個の梁状水噴射器に設けられ、この梁状水噴射器が不織ウェブの縦方向または搬送方向に対して横方向またはほぼ横方向に配置されていると合目的である。上記の梁状水噴射器が予備結合のための梁状高圧水噴射器に似ているので、摩耗部品を融通をきかせて交換することができる。もちろん、給湿装置では、水噴射予備結合の場合よりもはるかに低い圧力で処理が行われる。そのため、給湿装置のノズルは小型に設計可能である。ノズル／低圧ノズルを有するこの実施形態の場合、流動媒体／水は不織ウェブと堆積スクリーンベルトを通って、堆積スクリーンベルトの下に配置された排出口、好ましくは排出スリットに押し出される。この少なくとも１つの排出口またはこの少なくとも１つの排出スリットに、負圧または真空を作用させると合目的である。
【００１４】
本発明は、ノズル／低圧ノズルが不織ウェブまたは不織ウェブ表面から上方に１０〜４００ｍｍ、特に３０〜４００ｍｍ、好ましくは６０〜４００ｍｍ、有利には１００〜４００ｍｍおよび非常に有利には１２５〜２５０ｍｍの間隔をおいて配置されていることを含む。この間隔は不織ウェブ表面とノズル開口の間隔である。ノズル／低圧ノズルの上記の比較的大きな間隔と比較して、予備結合の高圧水噴射ノズルは比較的不織ウェブの近くに配置され、しかも不織ウェブ表面に対して５〜２０ｍｍの間隔をおいて配置されている。給湿装置では噴射水が長い噴射経路に基づいて破裂し、小さな滴雨を生じる。これは、不織布に当たるまで水噴射を保つ手段を講じる結合の場合の方法と対照的である。給湿装置では、流動媒体の低圧と、不織ウェブ表面とノズルの比較的大きな間隔とによって、不織ウェブと流動媒体／水の言わば「ソフトな」接触が達成される。これによって不織ウェブ内への流動媒体／水のきわめて均一な導入が可能であることは、本発明の根底をなす認識である。不織ウェブのやさしい給湿に基づいて、好ましくない空気運動と、堆積の均一性に対する空気運動の不利な作用が回避される。換言すると、予備給湿の際に、不織ウェブと流動媒体／水とのソフトでやさしい接触に基づいて、不織ウェブの移動または不織ウェブ内でのフィラメントの移動が最小限に抑えられる。さらに、給湿装置において不織ウェブの押し固めが行われないということを指摘しなければならない。その際、押し固めは特に、ロールまたは排出ロールあるいは押し固めベルトまたは無端の押し固めベルトによる、上側からの不織ウェブの付勢を意味する。これに関連して、押し固めは、給湿のための流動媒体供給に基づく不織ウェブの小さな変形を意味しない。
【００１５】
不織ウェブの予備給湿のための実施形態の他の変形では、給湿装置において流動媒体、好ましくは水が霧として噴霧され、不織ウェブがこの霧によって予備給湿される。その際、流動媒体／水が帯板状圧縮空気吹き付け器または梁状噴霧器によって噴霧または霧化されると合目的である。霧による予備給湿が不織ウェブに上側から行われると合目的である。流動媒体／水は不織ウェブに侵入し、一部は堆積スクリーンベルトを通過し、そして合目的には堆積スクリーンベルトの下方の少なくとも１つの排出口または少なくとも１つの排出スリットに捕集される。その際、少なくとも１つの排出口または少なくとも１つの排出スリットは帯板状吹き付け器の真下またはほぼ真下に配置されているかまたは不織ウェブの搬送方向において帯板状吹き付け器の前方に配置されている。帯板状吹き付け器に対する間隔は２〜１５０ｃｍ、有利には５〜１００ｃｍである。きわめて有利な実施形態では、排出口または排出スリットに負圧が作用し、しかも合目的には５０〜２００ｍｂｒ、好ましくは５０〜１５０ｍｂｒの負圧が作用している。霧式予備給湿を行うこの実施形態の場合、排出口または排出スリットに作用する負圧は、予備給湿の機能にとってきわめて有利である。流動媒体／水は不織ウェブ内にいわば吸い込まれる。不織ウェブを予備給湿するために流動媒体／水は、上記の帯板状吹き付け器の代わりに、溢流堰によって供給することができる。本発明の実施形態の有利な変形では、不織ウェブの予備給湿が上記の水噴射式予備給湿と上記の霧式予備給湿の両方によって行われる。
【００１６】
不織ウェブの予備給湿に関して、本発明の根底をなす認識では、フィラメントの間に入った流動媒体／水がフィラメントとフィラメントとの間の摩擦係数を変更し、あたかも付着剤のように作用する。不織ウェブに入った流動媒体／水は、フィラメント堆積物／不織ウェブの移動またはフィラメント堆積物／不織ウェブ内での移動を減少させる。他方では、流動媒体／水による予備給湿によって、高圧水噴射処理による後の予備結合の際のフィラメントのループ形成を妨害しない。
【００１７】
不織ウェブの予備結合が高圧水噴射によって、６０〜１５０バール、好ましくは６０〜１２０バールおよびきわめて有利には７０〜１００バールの水圧で行われることは本発明に含まれる。一般的に、高圧水噴射の水圧は約１００バールである。ラインの速度および／または不織布重量および／またはフィラメントの番手および／またはフィラメントの原料および／または予備結合の所望な／要求される強さに依存して、水圧を調節することが推奨される。基本的には、１個または複数の梁状高圧水噴射器が設けられ、その際合目的には不織ウェブの縦方向／搬送方向に対して横向きにまたはほぼ横向きに配向される。不織ウェブ表面と高圧水噴射ノズルとの間隔は特に５〜５０ｍｍ、好ましくは５〜２５ｍｍおよび有利には１０〜２０ｍｍである。この間隔は不織ウェブ表面と高圧水噴射ノズル開口の間隔である。高圧水噴射ノズルを不織ウェブの上方に配置することは本発明に含まれる。
【００１８】
本発明のきわめて有利な実施形態では、不織ウェブが予備結合の後で堆積ベルト上で脱水される。一般的に、液圧で予備結合された不織ウェブは比較的高い割合で水を含んでおり、この水が上記の脱水時に低減／最少化される。この脱水は好ましくは吸引（堆積スクリーンベルトの下方からの）によってあるいは空気、合目的には温風を不織ウェブおよび堆積スクリーンベルトに吹き付けることによって行われる。不織ウェブを実際に支持する堆積スクリーンベルト上で、脱水を行うことは本発明に含まれる。
【００１９】
予備結合され、好ましくは脱水された不織ウェブはその後、堆積スクリーンベルトから取り去られ、後続の処理部に供給される。後続の処理部は特に不織ウェブの最終結合部である。その際、後続の処理または最終結合は、インライン方式で（連続的に）またはオフライン方式で（不連続的に）行うことができる。オフライン方式の範囲内で、不織ウェブを特に先ず最初に他の処理のために巻取り器に巻き取ることができる。不織ウェブの後続処理は例えば、（予備）結合された不織布の乾燥、例えばドラム乾燥機等内での乾燥を意味する。
【００２０】
本発明は、技術的な課題を解決するために、本発明による方法を実施するための装置であって、
フィラメントを生じるために少なくとも１個の紡糸装置が設けられ、紡糸されたフィラメントの移動方向に冷却チャンバ、延伸ユニットおよび配列ユニットが順々に配置され、フィラメントを堆積させて不織ウェブを形成するための堆積ベルトが設けられ、
堆積ベルト上を案内される不織ウェブを予備給湿するために少なくとも１個の給湿装置が設けられ、
不織ウェブの搬送方向において給湿装置の前方に、堆積ベルト上にある不織ウェブを高圧水噴射によって液圧で予備結合するための少なくとも１個の予備結合装置が配置され、
堆積ベルトから予備結合された不織ウェブを取り去るための装置が設けられ、取り去られた不織ウェブをさらに処理するための少なくとも１個の後続処理装置が設けられている、装置を提示する。
【００２１】
本発明による装置の配列ユニットは少なくとも１個のディフューザを備えている。少なくとも１個のディフューザから出るフィラメントは、堆積ベルト上に堆積して不織ウェブを形成する。後続処理装置は特に、取り去られた不織ウェブのための最終結合装置である。
【００２２】
本発明に従って製造されるスパンボンド不織布は基本的には、単一成分フィラメントまたは多成分フィラメントまたは二成分フィラメントからなっている。本発明に従って製造されるスパンボンド不織布は、単一成分フィラメントと多成分フィラメント／二成分フィラメントの混合物を備えていてもよい。本発明の手段によって、多層のスパンボンド不織布も問題なく製造可能である。その際、スパンボンド不織布の各層に割当られたスピニングビームを並べて配置し、搬送方向において最後のスピニングビームの前方で、本発明による不織布堆積の処理、特に、本発明の不織布堆積の予備給湿とそれに続く液圧予備結合が行われると合目的である。比重の大きな製造すべきスパンボンド不織布の場合、本発明の範囲内において、上記の各スピンニングビームの後で、本発明の手段が実施される、すなわち特に本発明による予備給湿とそれに続く液圧予備結合が行われる。
【００２３】
本発明の根底をなす認識は、本発明による手段によって、液圧予備結合と最終結合部への不織ウェブの供給の両方が、不織ウェブの品質を損なわずに保証されることにある。本発明の処理手段によって、フィラメントが均一に分配および配置された均一な不織ウェブが得られる。特に、均一性を損なう不所望な不織ウェブ移動が回避される。それにもかかわらず、本発明はスパンボンド不織布の低コスト製造を保証し、今まで知られている方法／装置と比べて、現在の製造で必要なエネルギーコストを効果的に減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、唯一の実施形態を示す図に基づいて本発明を詳しく説明する。
【００２５】
図は、熱可塑性合成樹脂製フィラメントからなるスパンボンド不織布を製造するための装置を示している。フィラメントは紡糸口金１によって紡糸され、続いて冷却チャンバ２に挿入される。この冷却チャンバではフィラメントが冷却空気によって冷却される。冷却チャンバ２は本実施形態では２つの冷却区間２ａ、２ｂに分割されている。冷却チャンバ２の隣には空気供給室８が配置されている。この空気供給室は上側の室区間８ａと下側の室区間８ｂに分割されている。異なる対流放熱能力を有する冷却空気が両室区間８ａ、８ｂから供給されると合目的である。好ましくは、異なる温度の冷却空気が両室区間８ａ、８ｂから供給可能である。基本的には、両冷却区間２ａ、２ｂにおいてそれぞれ異なる温度の冷却空気および／または異なる量の冷却空気および／または異なる湿度の冷却空気をフィラメントに供給することができる。冷却チャンバ２には中間通路３が接続し、この中間通路３には延伸ユニット４としての下方引張り通路５が続いている。下方引張り通路５には配列ユニット６が接続している。この配列ユニットは本実施形態では、第１ディフューザ１３と、この第１ディフューザに接続する第２ディフューザ１４を備えている。第１ディフューザ１３と第２ディフューザ１４との間には周囲空気流入隙間１５が設けられている。配列ユニット６の下方には、フィラメントを堆積させて不織ウェブ１１を形成するための連続作動の堆積スクリーンベルト７が配置されている。図１から分かるように、冷却チャンバ２と中間通路３の範囲内並びに特に冷却チャンバ２と中間通路３との間の範囲内では、冷却チャンバ２内のフィラメントの冷却のための冷却空気の供給と、場合によってはフィラメントと共に供給される空気部分の供給とを除いて、外部から空気が供給されない。きわめて有利な実施形態では、冷却チャンバ２、中間通路３および下方引張り通路５からなる集合体全体において、上記の空気供給を除き、外部からのそれ以上の空気供給は行われない。いわゆる閉鎖系である。好ましくは冷却チャンバ２、中間通路３、下方引張り通路５および配列ユニット６からなる集合体全体において、上記の空気供給と周囲空気流入隙間１５からの空気供給とを除いて、それ以上の空気供給は行われない。
【００２６】
第２ディフューザ１４から出るフィラメントは堆積スクリーンベルト７上に堆積させられて不織ウェブ１１を形成する。本実施形態では、このフィラメントの堆積範囲内において通気性の堆積スクリーンベルト７の下方に、堆積スクリーンベルト７を経て空気を下方から吸引する吸引装置１９が設けられている。搬送方向においてこの堆積範囲または吸引範囲の前方に、加熱される２個の排出ロール１０、１２が設けられている。上側の排出ロール１０は不織ウェブ１１または堆積スクリーンベルト７の上方に配置され、下側の排出ロール１２は堆積スクリーンベルト７のすぐ下に設けられている。不織ウェブ１１は加熱される両排出ロール１０、１２の間を通過し、それによって押し固めされるかまたは軽く予備結合される。図１から特に分かるように、押し固め装置９または排出ロール１０、１２はフィラメントの堆積範囲内の吸込み範囲を密閉している。
【００２７】
図２に示すように、不織ウェブ１１を予め湿らせるために第１給湿装置１６と第２給湿装置１７が、不織ウェブ１１の搬送方向において押し固め装置９の前方に配置されている。第１給湿装置１６は不織ウェブ１１の上方または堆積スクリーンベルト７の上方に、不織ウェブ１１に対して横向きに配置された梁状噴霧器１８を備えている。第１給湿装置１６のこの梁状噴霧器１８によって、水が霧状に噴霧され、不織ウェブがこの霧によって予備給湿される。これは図２に概略的に示してある。この予備給湿時に供給された水を吸引するための、吸引スリット２０として形成された吸引口が、不織ウェブ１１の搬送方向において梁状噴霧器１８の前方の、堆積スクリーンベルト７の下側に設けられている。そのために、吸引スリット２０には適当な負圧が作用している。この吸引スリット２０によって、水が不織ウェブ１１内に効果的に吸い込まれる。
【００２８】
不織ウェブ１１はその後第２給湿装置１７を通過する。この第２給湿装置では、不織ウェブは多数のノズルから低圧で流出する水で予備給湿される。すなわち、水噴射による予備給湿が行われる。そのために、不織ウェブに対して横向きに配置された梁状低圧水噴射器２１が図２に示してある。基本的には、このような梁状低圧水噴射器２１を不織ウェブ１１の搬送方向に並べて複数個配置することができる。図２から分かるように、梁状低圧水噴射器２１は不織ウェブ１１の上方に比較的大きな間隔をおいて配置されている。梁状低圧水噴射器２１のすぐ下に、吸引スリット２２として形成された吸引口が設けられている。不織ウェブ１１と堆積スクリーンベルト７を通って押し出された水がこの吸引スリット内に押し込まれる。この吸引スリット２２には同様に負圧（真空）が作用可能である。
【００２９】
不織ウェブ１１の搬送方向において第２給湿装置１７の前方に、予備結合装置２３が接続配置されている。この予備結合装置では、予備給湿された不織ウェブ１１が高圧水噴射処理によって堆積スクリーンベルト７上で予備結合される。その際、多数の高圧水噴射ノズルから、第２給湿装置１７の水噴射よりも高い圧力で、高圧噴射水が流出する。図２には、不織ウェブ１１に対して横方向に配置された梁状高圧水噴射器２４が示してある。この梁状高圧水噴射器から上記の高圧噴射水が流出し、不織ウェブ１１に供給されるかまたはこの不織ウェブを予備結合する。図２からさらに分かるように、梁状高圧水噴射器２４は不織ウェブ１１の上方に、第２給湿装置１７の梁状低圧水噴射器２１よりもはるかに短い間隔をおいて配置されている。多数の梁状高圧水噴射器２４を不織ウェブ１１の搬送方向に並べて配置することは、本発明に含まれる。さらに、予備結合装置２３内においても、供給された水が堆積スクリーンベルト７の下方で吸引スリット２５を経て吸引される。
【００３０】
続いて、不織ウェブ１１は堆積スクリーンベルト７から取り去られて後続処理部に供給される。図２には２つの後続処理装置２６、２７が略示されている。後続処理装置２７は、高圧水噴射によって不織ウェブ１１を結合するための結合装置である。不織ウェブ１１の下方には、ここにも吸引部が設けられている。結合または最終結合は、図示していないドラムで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による装置の第１部分の垂直断面図である。
【図２】本発明による装置の第２部分の垂直断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
２ 冷却チャンバ
２ａ、２ｂ 冷却区間
３ 中間通路
４ 延伸ユニット
５ 下方引張り通路
６ 配列ユニット
７ 堆積スクリーンベルト
８ａ、８ｂ 室区間
９ 押し固め装置
１０、１２ 排出ロール
１１ 不織ウェブ
１３、１４ ディフューザ
１５ 周囲空気流入隙間
１６、１７ 給湿装置
１８ 梁状噴霧器
１９ 吸引装置
２０、２２、２５ 吸引スリット
２１ 梁状低圧水噴射器
２３ 予備結合装置
２４ 梁状高圧水噴射器２４
２６、２７ 後続処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に熱可塑性合成樹脂製のフィラメントからなるスパンボンド不織布を製造するための方法であって、
フィラメントが少なくとも１つの紡糸装置から紡糸され、
続いてフィラメントが冷却チャンバ（２）内で冷却され、その後で延伸ユニット（４）内で延伸され、それに続いてフィラメントが少なくとも１個のディフューザ（１３、１４）を通って案内され、その後で堆積ベルト上に堆積されて不織ウェブ（１１）を形成し、
不織ウェブ（１１）が堆積ベルトによって、不織ウェブ（１１）の予備給湿を行う給湿装置（１６、１７）を通って案内され、
不織ウェブ（１１）が給湿装置（１６、１７）から外に出て、続いて堆積ベルト上での高圧水噴射処置によって予備結合され、
それに続いて不織ウェブ（１１）が堆積ベルトから取り去られて、他の処理を受ける、方法。
【請求項２】
冷却チャンバ（２）と延伸ユニット（４）との間の接続範囲が閉鎖形成され、冷却チャンバ（２）内への冷却空気の供給を除いて、それ以外の空気がこの接続範囲に供給されないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
冷却チャンバ（２）と延伸ユニット（４）との集合体が閉鎖形成され、冷却チャンバ（２）内への冷却空気の供給を除いて、それ以外の空気がこの集合体に供給されない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】
不織ウェブ（１１）が給湿装置（１６、１７）の手前で押し固め装置（９）を通って案内され、この押し固め装置内で不織ウェブ（１１）が押し固めされるかまたは軽く予備結合されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
押し固め装置（９）が堆積ベルト上方に配置された少なくとも１個の排出ロール（１０、１２）、好ましくは加熱される排出ロール（１０、１２）を備え、不織ウェブ（１１）が押し固め装置（９）を通って案内される際に排出ロール（１０、１２）が上側から不織ウェブ（１１）を付勢することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
不織ウェブ（１１）が給湿装置（１６、１７）において流動媒体によって予備給湿され、この流動媒体が２〜４０バールの圧力、好ましくは２〜２０バールの圧力、有利には３〜１０バールの圧力で多数のノズルから流出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ノズルが不織ウェブ（１１）から上方に１０〜４００ｍｍ、好ましくは３０〜３５０ｍｍおよび有利には１００〜２５０ｍｍの間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
給湿装置（１６、１７）において流動媒体が霧として噴霧され、不織ウェブ（１１）がこの霧によって予備給湿されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
不織ウェブ１１の予備結合が高圧水噴射によって、６０〜１５０バール、好ましくは６０〜１２０バールおよび有利には７０〜１００バールの水圧で行われることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
不織ウェブ（１１）と高圧水噴射ノズルとの間隔が５〜５０ｍｍ、好ましくは５〜２５ｍｍおよび有利には１０〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
不織ウェブ１１が予備結合の後で堆積ベルト上で脱水されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置であって、
フィラメントを生じるために少なくとも１個の紡糸装置が設けられ、
フィラメントの移動方向に冷却チャンバ（２）、延伸ユニット（４）および配列ユニット（６）が順々に配置され、
フィラメントを堆積させて不織ウェブ（１１）を形成するための堆積ベルトが設けられ、
堆積ベルト上を案内される不織ウェブ（１１）を予備給湿するために少なくとも１個の給湿装置（１６、１７）が設けられ、
不織ウェブ（１１）の搬送方向において給湿装置（１６、１７）の前方に、堆積ベルト上にある不織ウェブ（１１）を高圧水噴射によって液圧で予備結合するための少なくとも１個の予備結合装置（２３）が配置され、
堆積ベルトから予備結合された不織ウェブ（１１）を取り去るための装置が設けられ、
取り去られた不織ウェブ（１１）をさらに処理するための少なくとも１個の後続処理装置（２６、２７）が設けられている、装置。
【請求項１】
特に熱可塑性合成樹脂製のフィラメントからなるスパンボンド不織布を製造するための方法であって、
フィラメントが少なくとも１つの紡糸装置から紡糸され、
続いてフィラメントが冷却チャンバ（２）内で冷却され、その後で延伸ユニット（４）内で延伸され、それに続いてフィラメントが少なくとも１個のディフューザ（１３、１４）を通って案内され、その後で堆積ベルト上に堆積されて不織ウェブ（１１）を形成し、
不織ウェブ（１１）が堆積ベルトによって、不織ウェブ（１１）の予備給湿を行う給湿装置（１６、１７）を通って案内され、
不織ウェブ（１１）が給湿装置（１６、１７）から外に出て、続いて堆積ベルト上での高圧水噴射処置によって予備結合され、
それに続いて不織ウェブ（１１）が堆積ベルトから取り去られて、他の処理を受ける、方法。
【請求項２】
冷却チャンバ（２）と延伸ユニット（４）との間の接続範囲が閉鎖形成され、冷却チャンバ（２）内への冷却空気の供給を除いて、それ以外の空気がこの接続範囲に供給されないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
冷却チャンバ（２）と延伸ユニット（４）との集合体が閉鎖形成され、冷却チャンバ（２）内への冷却空気の供給を除いて、それ以外の空気がこの集合体に供給されない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】
不織ウェブ（１１）が給湿装置（１６、１７）の手前で押し固め装置（９）を通って案内され、この押し固め装置内で不織ウェブ（１１）が押し固めされるかまたは軽く予備結合されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
押し固め装置（９）が堆積ベルト上方に配置された少なくとも１個の排出ロール（１０、１２）、好ましくは加熱される排出ロール（１０、１２）を備え、不織ウェブ（１１）が押し固め装置（９）を通って案内される際に排出ロール（１０、１２）が上側から不織ウェブ（１１）を付勢することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
不織ウェブ（１１）が給湿装置（１６、１７）において流動媒体によって予備給湿され、この流動媒体が２〜４０バールの圧力、好ましくは２〜２０バールの圧力、有利には３〜１０バールの圧力で多数のノズルから流出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ノズルが不織ウェブ（１１）から上方に１０〜４００ｍｍ、好ましくは３０〜３５０ｍｍおよび有利には１００〜２５０ｍｍの間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
給湿装置（１６、１７）において流動媒体が霧として噴霧され、不織ウェブ（１１）がこの霧によって予備給湿されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
不織ウェブ１１の予備結合が高圧水噴射によって、６０〜１５０バール、好ましくは６０〜１２０バールおよび有利には７０〜１００バールの水圧で行われることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
不織ウェブ（１１）と高圧水噴射ノズルとの間隔が５〜５０ｍｍ、好ましくは５〜２５ｍｍおよび有利には１０〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
不織ウェブ１１が予備結合の後で堆積ベルト上で脱水されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置であって、
フィラメントを生じるために少なくとも１個の紡糸装置が設けられ、
フィラメントの移動方向に冷却チャンバ（２）、延伸ユニット（４）および配列ユニット（６）が順々に配置され、
フィラメントを堆積させて不織ウェブ（１１）を形成するための堆積ベルトが設けられ、
堆積ベルト上を案内される不織ウェブ（１１）を予備給湿するために少なくとも１個の給湿装置（１６、１７）が設けられ、
不織ウェブ（１１）の搬送方向において給湿装置（１６、１７）の前方に、堆積ベルト上にある不織ウェブ（１１）を高圧水噴射によって液圧で予備結合するための少なくとも１個の予備結合装置（２３）が配置され、
堆積ベルトから予備結合された不織ウェブ（１１）を取り去るための装置が設けられ、
取り去られた不織ウェブ（１１）をさらに処理するための少なくとも１個の後続処理装置（２６、２７）が設けられている、装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２２３２１４（Ｐ２００８−２２３２１４Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５７１３３（Ｐ２００８−５７１３３）
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【出願人】（５０５３１３８３０）ライフェンホイザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト・マシイネンファブリーク (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【出願人】（５０５３１３８３０）ライフェンホイザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト・マシイネンファブリーク (13)
【Ｆターム（参考）】
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