不織布製造の革新

不織布技術を使用して、増え続ける最終用途向けの一連の製品を製造できます。

TW特別レポート

証拠によると、繊維を布に変える最も初期の手段は、羊毛の鱗状の構造を利用して繊維をしっかりと絡み合わせるフェルト化によるものでした。 今日の不織布産業で採用されている製造技術の一部は、この古代の織物形成方法に由来するものですが、他の技術は人工材料を扱うために開発された現代工学の産物です。 今日の現代の不織布産業の起源は明らかではありませんが、ノースカロライナ州ローリーの不織布研究所によると、「不織布」という用語は 1942 年に接着剤を使用して繊維ウェブを結合することによって生地が製造されたときに初めて使用されました。

この用語が作られてから数十年の間に、そのイノベーションは、ほんの数例を挙げると、濾過、自動車、医療、衛生、ジオテキスタイル、アグロテキスタイル、床材、さらにはアパレル用途などの製品を製造するための、目もくらむような一連の技術へと変化してきました。 ここでは、Textile World が不織布および製品の生産者が利用できる最新技術のいくつかについての情報を紹介します。

エンジニアリング不織布システムのメーカー、ドイツの DiloGroup は、3D ロフターと呼ばれる独自の積層造形プロセスを提供しています。これはもともと ITMA 2019 でプロトタイプとして紹介されました。このプロセスは基本的に、デジタル プリンターと同様の方法で機能する別個のスライバー供給メカニズムを使用します。 。 スライバーは空気力学的ウェブ形成ユニットに供給され、追加量の繊維を平らなニードルフェルト上の特定の位置に三次元的に配置することができます。 追加された繊維は、薄い領域を避けてストレスポイントを蓄積したり、テクスチャを変更したり、ベースウェブに山を構築したり谷を埋めたりするために配置することができ、さらに、結果として得られるウェブに色や模様のデザインを加えることができます。 Dilo の報告によると、この技術により、均一で平らなニードルフェルトが作成されると、必要な繊維のみが使用されるため、繊維総質量の最大 30% の繊維を節約できる可能性があります。 得られたウェブは、ニードリングおよび／または熱融着を使用して圧縮および強化することができる。 用途には、自動車の内装ライニング、室内装飾品やマットレス製品、アパレルや靴の用途、色付きの床材などの成形ニードルフェルト部品が含まれます。

DiloGroup は、IsoFeed シングル カード フィーダー テクノロジーも提供しています。これは、カードの作業幅全体に配置された、幅 33 ミリメートルの個別のウェブ形成ユニットを多数搭載した空気力学的システムです。 これらのユニットは、ウェブの質量変動に対処するために必要な走行方向にウェブまたはファイバー ストリップを投与できます。 Dilo 氏によると、IsoFeed はカード フィーダーから CV 値が約 40% 向上したウェブ マットを生産できます。 IsoFeed のその他の利点には、同じ最小重量を従来の給餌と IsoFeed 給餌の比較の基準とした場合の繊維消費量の節約が含まれます。 ウェブは視覚的に改善され、より均一になります。 IsoFeed プロセスのウェブ マットは、カードの供給や空気力学的ウェブ形成ユニットへの供給に適しており、ニードリングまたは熱接着プロセスで直接使用することもできます。

ドイツに本拠を置くエリコン不織布は、メルトブローン、スパンボンド、エアレイド不織布の包括的な技術を提供しています。 メルトブローン製品の場合、エリコンは、スタンドアロンのモノコンポーネントおよびバイコンポーネント装置、またはスパンボンドなどの上流と下流の紡糸システムの間に配置された「プラグ アンド プロデュース」インサートのオプションを提供して、バリアまたは液体不浸透層を備えた製品を製造します。 エリコン不織布は、同社のエアレイド技術がパルプまたはセルロース繊維から不織布を製造するのに最適であると報告しています。 また、そのプロセスにより、多様な原材料の均一な混合が可能となり、持続可能なリサイクル用途として注目を集めています。

エリコン不織布の最新製品は、プロクター・アンド・ギャンブル (P&G) の PHANTOM 特許技術です。 Teknoweb Materials — エルリコンの衛生製品およびワイプのパートナー — は、この技術を世界中に配布するための独占的ライセンスを P&G から取得しています。 P&G がハイブリッド不織布用に開発した Phantom は、エアレイド技術とスパンメルト技術を組み合わせたウェットおよびドライワイプ製品です。 エリコン不織布によると、セルロース繊維、綿を含む長繊維、場合によっては粉末と人造繊維を組み合わせるために、2 つのプロセスが 1 つのステップに統合されます。 水流交絡がないため、不織布を乾燥する必要がなく、コストを節約できます。 プロセスを調整して、柔らかさ、強度、汚れの吸収性、液体の吸収性などの必要な製品特性を最適化できます。 ファントム技術は、おしりふきの製造に最適ですが、おむつなどの吸収性コア製品にも使用できます。

オーストリアに本拠を置くアンドリッツ不織布社は、その主要な能力は、加工やカレンダー加工を含む、乾式、湿式、スパンボンド、スパンレース、ニードルパンチ不織布にあると報告しています。

アンドリッツは、スパンレース ライン、Wetlace™、Wetlace CP など、生分解性で持続可能な不織布を製造する技術を提供しています。 このラインでは、化学添加物を一切使用せずに、木材パルプ、短繊維セルロース繊維、ビスコース、綿、麻、竹、リネンを処理できます。 同社は、フランスのモンボノにある先進技術センターでカスタマイズされたトライアルを提供しています。このセンターは最近、カードパルプワイプ用の革新的なパルプ塗布システムで更新されました。

生分解性ワイプ不織布製造のためのアンドリッツの最新技術は、ネックライン ウェットレース CP です。 このイノベーションは、2 つの成形技術 (インライン乾式ウェブ成形と湿式ウェブ成形) を結合のための水流交絡と組み合わせたものです。 同社によれば、ビスコースやパルプなどの天然繊維をスムーズに処理して、完全に生分解性の高性能でコスト効率の高いカードパルプワイプを製造できるとのことです。

同社は最近、フランスに本拠を置くLaroche Sasを買収し、開繊、ブレンディング、ドージング、エアレイウェブ形成、繊維廃棄物のリサイクル、靱皮繊維の装飾などの乾式繊維調製技術をアンドリッツのポートフォリオに追加した。 この買収により、再生廃棄物や産業廃棄物向けの完全なリサイクルラインが整備され、再紡糸や不織布の最終用途向けの繊維を生産できるようになるため、リサイクル分野での付加価値が高まります。 アンドリッツ グループの一員として、同社は現在 ANDRITZ Laroche Sas として知られています。

米国では、アンドリッツ・ラロッシュはノースカロライナ州コーネリアスのアラーテックス・オブ・アメリカ社が代理人を務めています。 アラーテックスの技術セールス＆ビジネス開発ディレクターのジェイソン・ジョンソン氏によると、ラロッシュの技術は急速に台頭している米国の麻繊維市場に完全に適しています。 「現在、建材、ワイプ、自動車用途、家具、複合材料などの不織布における麻繊維の装飾、綿化、精製に大きな関心が寄せられている」とジョンソン氏は語った。 「Laroche のオープニング、ブレンディング、エアレイ技術と、Schott & Meissner の Thermofix 技術を組み合わせると、限界は無限に広がります。」

ドイツに本拠を置く Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH の Thermofix-TFE ダブルベルト プレス フラットベルト ラミネーターは、接触熱と圧力の組み合わせを使用します。 処理される製品は、テフロン™ コーティングされた 2 つのコンベア ベルトの間を通過します。 加熱されると、材料は 1 つまたは複数の調整されたニップ ローラーを通って冷却領域に移動し、材料を熱硬化させます。 Thermofix-TFE は、アウターウェア、反射ストリップ、人工皮革、家具、ガラスマット、フィルター、膜などに使用される繊維に適しています。 Thermofix には、さまざまな容量に対応できる 2 つのモデルと 3 つの異なるサイズがあります。

Allertex は、開封とブレンド、ウェブ形成、接着、仕上げ、靭皮繊維加工、ラミネートなどのリサイクルおよび不織布技術をさまざまな企業から提供することを専門としています。

高品質の使い捨てクリーニングワイプへの需要が高まる中、ドイツに本拠を置くトリュッツシュラー不織布は、アクアジェット・スパンレース技術を使用して持続可能な非人造繊維不織布をより手頃な価格で製造するためのカードパルプ (CP) ソリューションを導入しました。 トリュッツシュラー社は、パートナーであるドイツに本拠を置くフォイト GmbH & Co. KG とともに、2013 ～ 2014 年に WLS ウェットレイド/スパンレイド環境に優しいワイプ プロセスを市場に導入しました。 WLS ラインでは、プランテーション木材からのパルプとリヨセルまたはビスコースの短い繊維のセルロースベースのブレンドを使用しており、これを水に分散させた後、ウェットレイドおよびスパンレース加工します。

トリュッツシュラー不織布の最新の CP 開発は、湿式パルプベースのウェブと、より長いビスコースまたはリヨセル繊維を使用して作られたカードウェブを組み合わせることで、WLS コンセプトをさらに一歩前進させています。 湿式堆積パルプは不織布に必要な吸収性と追加の体積を提供し、ウェブは柔らかさと湿潤強度を高めます。 AquaJet の高圧ウォーター ジェットは両方の層を機能的な不織布に結合します。

CP 生産ラインは、Voith の HydroFormer 湿式ウェブ形成装置と AquaJet の間に NCT 高速カードを備えています。 この構成は柔軟です。カードをバイパスして、HydroFormer と AquaJet のみを使用して WLS 不織布を製造することもできます。 古典的なカード処理された水流交絡不織布を製造するには、湿式積層プロセスを省略することもできます。 または、HydroFormer、NCT カード、および AquaJet をすべて使用して、2 層 CP 不織布を製造することもできます。

トリュッツシュラー不織布によると、ポーランドに本拠を置く同社の顧客であるエコワイプ社は、2020年秋に設置されたCPラインを使用して製造された不織布に対する強い需要を感じているという。

ドイツに本拠を置くライフェンホイザー ライコフィル GmbH & Co. KG は、スパンボンド、メルトブローン、複合ラインの専門家であり、ライフェンホイザー GmbH & Co. KG の事業部門であり、不織布製造のための持続可能なオプションを提供しています。 同社によれば、同社の Reicofil ラインは、産業用途に使用するために消費者廃棄物から最大 90 パーセントのポリエチレン テレフタレート (PET) を処理することができます。 バイオ由来原料を使用したおむつなど、持続可能な素材を使用した衛生製品を製造する技術も提供しています。

さらに、ライフェンホイザー ライコフィルは、フェイスマスクなどの医療用保護具のソリューションも提供しています。 同社は、このような用途には 100% 信頼性の高い生地の必要性を認識しており、N99/FFP3 規格を満たす最大 99% の濾過効率を備えた不織布製造用の信頼性の高い機械を保証しています。 マサチューセッツ州ウエストブリッジウォーターに本拠を置くショームット社は、最近、自社の新しい健康と安全事業部門のために、ライフェンハウザー・ライコフィル社から約 60 トンの特殊な高精度メルトブローン機械を買収しました (「ショームット: 先端材料の未来への投資」を参照、TW、この問題）。

ライフェンホイザー ライコフィルのセールス ディレクター、マルクス ミュラー氏は次のように述べています。 「さらに、当社はお客様に、バイオベースの原材料またはリサイクル素材から持続可能な不織布を製造するオプションを提供しています。当社は、お客様が持続可能性への世界的な移行、言い換えれば、次のレベルの不織布によってもたらされる機会を活用できるようサポートします。」

ドイツに本拠を置くReifenhäuser Enka Tecnicaは、既存のスパンボンドまたはメルトブローンラインと互換性のあるカスタム設計の交換用スマート紡糸ビーム、カセット、紡糸口金を専門としています。 その機能により、メーカーは既存のラインをアップグレードし、衛生、医療、ろ過などの新しい市場に参入することができます。 Enka Tecnica は、高口径のノズル チップとキャピラリーにより、一貫した製品の品質と精度が保証されると報告しています。 同社のメルトブローン スピニング ビームには、予熱時間を短縮し、熱出力を向上させるために最適化された持続可能なエネルギー コンセプトも組み込まれています。 「私たちの最大の関心事は、顧客の満足と成功です」と、ライフェンホイザー エンカ テクニカのマネージング ディレクター、ウィルフリード シファー氏は述べています。 「そのため、お客様との個人的な関係は、非常に高品質の製品を納期どおりに納品することと同じくらい重要です。信頼に基づいた長期的な協力関係は、私たちにとって、すぐに利益を上げること以上に意味があります。」

ライフェンホイザー ライコフィルとライフェンホイザー エンカ テクニカはどちらも、バージニア州ミッドロジアンの Fi-Tech Inc. が米国での代理店を務めています。

スイスに本拠を置く Graf + Cie. (Rieter のコンポーネント ビジネス グループのメンバー) は、フラット カードおよびローラー カード用の衣類のメーカーです。 不織布業界向けに、グラフは Hipro メタリック カード クロージングを提供しています。 グラフ氏によると、設計に使用された革新的な形状により、従来の衣類と比較して不織布用途でのスループットが最大 10% 向上する可能性があります。 グラフ氏によると、Hipro の歯は前部に特別に設計されたこぶがあり、これにより繊維の保持力が向上します。 シリンダーからドッファーへの最適化されたウェブ搬送により、生産量が最大 10% 増加し、シリンダーへの繊維の正確な搬送とシリンダーからの繊維搬送によりウェブでの故障の発生が減少します。

高性能カードと従来のカードの両方に適したクロージングは​​、さまざまな合金鋼と表面仕上げの選択肢が用意されているため、用途や処理する繊維に合わせてカスタマイズできます。 Hipro Card Clothing は、不織布業界で加工されるすべての人造繊維タイプ向けに設計されており、ワーカー、ドッファー、コンデンサー ローラーなどのさまざまなローラーと互換性があります。 Graf 氏は、Hipro は衛生、医療、自動車、濾過および床材市場の用途に最適であると報告しています。

ドイツに拠点を置く BRÜCKNER Trockentechnik GmbH & Co. KG は、過去数年にわたって不織布ポートフォリオを大幅に発展させてきました。 同社は、以下のような不織布用途向けのオーブンと乾燥機を提供しています。

さらに、ブルックナーの不織布製品群には、含浸ユニット、コーティングユニット、アキュムレータ、キャリブレーションカレンダー、ラミネートカレンダー、切断機、巻線機が含まれます。 ブルックナー社は、ドイツのレオンベルクにある本社にテクノロジー センターを構えており、顧客はそこで試用を行うことができます。 ブルックナー氏は、米国では Fi-Tech によって代理人を務めています。

スパンレースの製造工程で使用される水の品質は重要です。 イタリアに本拠を置く Idrosistem Srl は、インジェクターや最終製品の品質の問題を回避するために水から繊維を除去するスパンレース ライン用の水濾過システムを専門としています。 同社の最新製品は、ウェットワイプの製造中に水ループ内のバクテリアを制御するように設計されています。 この技術では、二酸化塩素水滅菌システムを使用して、有毒物質、特に塩化物や臭素酸塩ベースの製品が生産水に含まれないようにします。 Idrosistem は、この滅菌システムは水の pH に関係なくその効率を維持し、1 ミリメートルあたりのコロニー形成単位 (CFU/ml) の観点から細菌制御に必要な下限に到達できると報告しています。 同社によれば、このシステムは強力な殺藻剤、殺菌剤、殺ウイルス剤、殺胞子剤としても作用するという。 Idrosistem は米国の Fi-Tech によって代表されています。

ドイツに本拠を置く Saueressig Surfaces は Matthews International Corp. の会社で、スパンボンドおよび熱接着不織布を装飾するためのスリーブおよびエンボス ローラーの設計および製造で定評のある企業です。 同社は、最新のレーザー彫刻方法と進化したモレッテージ技術を使用しています。 硬化ローラー、微多孔質シェル、基本ダムおよび構造ダムにより、カスタマイズのオプションが拡張されます。 最近の開発には、複雑で正確な彫刻パターンを持つ高精度加熱ローラーを使用した、オフラインでの新しい 3D エンボス加工およびアパーチャリング オプションが含まれます。 または、ニッケルスリーブを使用して水流交絡プロセス中にインラインで使用します。 これらの開発により、引張強度や弾性が向上し、高い通気性・液体透過性を実現し、立体感のあるデザインが可能になりました。 Saueressig は、ベース素材、彫刻パターン、坪量、色を考慮して 3D サンプルを作成することもできるため、お客様は最終製品に最適なソリューションを開発できます。

Saueressig Surfaces は、米国では Fi-Tech が代理店を務めています。

不織布は非伝統的な生地であり、従来の裁断方法は不織布を使用して最終製品を製造する最も効果的な方法ではない可能性があります。 パンデミックの発生と個人用保護具 (PPE) の必要性により、特に超音波技術、つまり高周波音波を使用して人造繊維不織布を加熱して可塑化する技術への関心が高まりました。

ペンシルバニア州ウェストチェスターに拠点を置く Sonobond Ultrasonics によると、超音波接合技術により、規制要件を満たす強力なシールされたエッジと安全なバリア シームを迅速に作成できるとのことです。 これらの圧力点での高品質の接着により、ステッチ穴、接着剤の隙間、ほつれやほつれのない完成品が生まれます。 スレッドは必要なく、より多くの出力を得るために生産が高速になる傾向があります。

Sonobond は、接着、縫い合わせ、スリット、切断、トリミングの機器を提供しており、多くの場合、複数の機能を同じユニットで 1 つのステップで実行できます。 Sonobond の SeamMaster® 超音波ミシンは、同社で最も人気のあるテクノロジーです。 SeamMaster は、連続的な特許取得済みの回転操作を提供し、強力で密閉された滑らかで柔らかい縫い目を実現します。 同社によれば、この機械は一度に複数の機能を実行できるため、さまざまな組み立て用途に使用できるという。 たとえば、必要なツールを使用すると、SeamMaster は 1 つの素早いステップで接着、縫い合わせ、トリミングを行うことができます。 Sonobond は、その速度が従来のミシンを使用した場合よりも最大 4 倍、接着ミシンよりも最大 10 倍速いと報告しています。 また、ミシンは従来のミシンと同様に構成されているため、SeamMaster を操作するために必要なオペレーターのトレーニングは最小限です。

医療用不織布市場における Sonobond の技術の用途には、フェイスマスクが含まれます。 手術用ガウン。 使い捨ての靴、枕、マットレスカバー。 糸くずの出ない創傷被覆材。 Sonobond の超音波技術を使用して製造される濾過製品には、プリーツ付き HVAC および HEPA フィルターが含まれます。 空気、液体、ガスフィルター。 頑丈なフィルターバッグ。 掃除用の布や油封じ込めブームをこぼしてしまいます。

お客様がアプリケーションに最適な技術を決定できるよう、Sonobond はお客様の不織布材料を使用した無料の超音波接合生存性テストを提供しています。 その後、顧客は結果を見て、利用可能な製品の機能を理解する機会が得られます。

セントルイスに本拠を置くエマソンは、医療および非医療用途向けに人造繊維不織布をスリット、接着、シール、キルティングできるブランソン超音波装置を提供しています。 同社の報告によれば、大きな進歩は超音波溶接機が溶接データをリアルタイムで監視および記録できることである。 これにより、顧客の品質管理能力が強化され、自動化ラインであっても継続的な改善が可能になります。

もう 1 つの最近の進歩は、Branson の DCX F 超音波溶接システムにフィールドバス機能が追加されたことです。これにより、複数の溶接システムが相互に接続し、プログラマブル ロジック コントローラーと直接通信できるようになります。 フィールドバスを使用すると、ユーザーは個々の超音波溶接機の溶接パラメータを制御したり、電子ダッシュボードを使用して複数の溶接機生産システムのステータスを監視したりすることができます。 このようにして、ユーザーは生産プロセスを最適化し、問題が発生したときに対処できます。

イリノイ州バートレットの Herrmann Ultrasonics Inc. は、おむつに弾性糸を固定するための新しい超音波技術を提供しています。 同社の革新的なプロセスは、2 つの不織布層の間にトンネルを作成し、伸びた弾性体をトンネルを通して導きます。 次に、生地は切断されて緩められる前に、特定の結合領域で溶接されます。 新たなアンカリング処理は、連続的に実行されてもよいし、断続的に実行されてもよい。 同社によれば、この方法により弾性取り扱いが簡素化され、破損のリスクが軽減され、プロセスウィンドウが拡大し、生産コストが削減されるという。 Herrmann 社は、さまざまな材料の組み合わせ、さまざまなサイズの弾性体と伸び、およびさまざまな速度のテストに成功したと報告しています。

「私たちが『アンカーリング』と呼んでいるこの新しいプロセスは、より柔らかく、より持続可能な製品の開発に努める北米の顧客をさらに強力にサポートします」と、ハーマン・ウルトラソニックス社の社長、ウーヴェ・ペレジ氏は述べています。

Herrmann はまた、ULTRABOND 超音波発生器を更新し、連続信号を生成するのではなく、超音波振動を迅速かつ適切な場所でトリガーできる新しい制御を追加しました。 このアップデートにより、フォーマット アンビル ドラムなどのフォーマットに依存するツールが不要になります。 Herrmann 氏は、ツールのコストが削減され、フォーマット変更に必要な時間が短縮されるため、装置全体の効率が向上すると述べています。 Ultrabond ジェネレータの信号と、接合領域のギャップを制御する MICROGAP テクノロジーを組み合わせることで、多次元のプロセス監視が可能になり、一貫した接合品質と直接的なシステム フィードバックが保証されます。

不織布の最新イノベーションはすべて、2021 年 10 月に開催される不織布イベント INDEX™20 で必ず展示される予定です。この博覧会は、実際に会場に来ることができない参加者のために、並行してバーチャル形式で視聴することもできます。 INDEX の詳細については、TW、本号の「Global Triennial Nonwifes Show Moves Ahead」を参照してください。

2021年7月・8月