不織布機械: 持続可能性、インダストリー 4.0 の主要なアイデア

最新世代の機械は、不織布メーカーに持続可能でインテリジェントな生産の機会を提供します。

TW特別レポート

不織布は米国の繊維産業において引き続き明るい分野です。 ノースカロライナ州ケーリーに本拠を置く不織布産業協会 (INDA) によると、「不織布材料は品質の向上とコストの削減に大きな影響を与えています。」 不織布製品は、おしりふきなどの明らかな衛生と健康関連の最終用途から、あまり知られていないアパレルや寝具の用途、そしてその間のものまで、ほぼすべての繊維分野で用途が見られます。

INDAは、北米不織布供給レポートの第6版で、2018年の北米の不織布生産能力が517万トンに増加し、これは2017年に比べて3.4パーセント増加したと報告しました。 INDAによると、米国ではここ数年、輸送や濾過市場向けの加工繊維の製造に使用されているという。

不織布技術メーカーは、持続可能性、自動化、デジタル化/インダストリー 4.0 などのいくつかの主要テーマを強調した見本市 ITMA 2019 で好成績を収めました。

「持続可能性のテーマは興味深く、非常に関連性のあるものでした」と不織布研究所のエグゼクティブディレクターであるベナム・プールデイヒミ博士は述べました。 展示会に出席した後、ノースカロライナ州ローリーにあるノースカロライナ州立大学ウィルソン繊維大学の繊維材料のウィリアム A. クロップマン特別教授、および業界研究および拡張の副学部長を務めました。 「私たちは、リサイクル、リデュース、再利用という 3 つの R に慣れてきました。ITMA での主な追加は 4 番目の R で、おそらく現在および将来に最も関連性のあるものであり、それが「再考」でした。 これは、「最終目的を念頭に置いてデザインする」ということを表現する非常にエレガントな方法です。

「製品を設計するとき、製品の死後の世界についても考えなければなりません」とプールデイヒミ博士は続けました。 「私たちは、生成される温室効果ガスという死後の世界がもたらすものとのバランスをとらなければなりません。これは、私たちが何を使用するか、どのように使用するか、さまざまな素材をどのようにブレンドするかに影響を与える可能性があります。製品の設計方法を再考することが、未来への道です。」

Pourdeyhimi 氏はまた、自動化が米国の熟練労働者の不足を埋める解決策の 1 つであると考えていると述べました。 「ITMA では、印刷から仕上げ、縫製に至るまで、ほぼすべてのプロセスで自動化が顕著に見られました」と彼は言いました。 「これは古いやり方からの脱却ですが、タイムリーです。長年にわたって失われてきた人材やノウハウの多くを自動化することで、熟練労働者が不足している地域やコストがかかる地域に製造業を取り戻すことができます。禁止的です。」

ここでは、メーカーが利用できる最新の不織布技術のほんの一部を紹介します。 世界的な不織布展示会 INDEX 2020 が目前に迫っており、今年さらに新たな技術が導入されることは間違いありません。

ドイツに本拠を置く DiloGroup は、1990 年代半ばから不織布装置を提供してきました。

現在、同社は 4 つの部門で構成されています。DiloSystems GmbH は生産ライン全体の総合請負業者です。 Spinnbau 社はカード機のメーカーです。 Temafa は不織布の開封および混合装置の専門家です。 Dilo Machines はクロスラッパーとニードルルームのメーカーです。

同社は、ITMA の最大のブース スペースの 1 つに、完全​​に機能するニードリング ラインを展示していました。 同社は、年間生産量に基づくと、ニードルフェルトがステープルファイバーのウェブ形成および強化プロセスとして最も重要であると指摘しました。

DiloGroup は、この長年のプレーヤーであり革新的な企業として期待されていたように、不織布メーカーにとって興味深い新技術をいくつか持っていました。

「積層型」繊維製造技術である 3D ロフターは、まだ商用化されていないコンセプトとしてショーで紹介されましたが、それが提供するアイデアと機会は興味深いものです。 3D ロフターは、ベース ウェブ上の特定の位置に繊維の塊を配置して 3D トポロジーを作成する、一連の個別のウェブ形成ユニットを備えています。 成形部品の応力やひずみが懸念される技術部品では、ファイバーの配置を制御できます。

同社によれば、3D-ロフターは、カードがカードまたはエアレイ機から出るときにウェブ内により均一な繊維質量分布を生成するために、カードの前にウェブマットの薄い領域を「逆に」埋めるためにも使用できるとのこと。 Dilo の理論計算によれば、均一性を 40% 改善できる可能性があります。

さらに、着色されたステープルファイバーが使用される場合、3D ロフターを使用してベースウェブにパターンを配置することができ、これは床材、寝具製品、およびアパレルや靴の製造に興味深い可能性があります。

DiloGroupのゼネラルマネージャー、ヨハン・フィリップ・ディロ氏は、「この技術はまだ完璧ではないが、高い可能性を期待しており、2020年中には商用化される可能性がある」と述べた。

ディロは、針を新しい楕円運動で動かす「DI-LOOM H・V ハイパーパンチ」も展示した。 Dilo 氏は、この非常に効率的でありながらシンプルな針の動きにより、コストを削減できるだけでなく、ウェブ内の直線的な針のラインを排除して、完成品の外観をより魅力的にできると述べました。 同氏は、これは直線状の針跡が望ましくない自動車業界にとっては良いことだと述べた。

ハイパーパンチは 6000X ステッチ プレートも備えており、プレニードリング中にステッチの分布がより均一になります。 8000X ニードル パターンは、特に自動車の装飾用途に使用される製品などのフラット ニードル フェルトの均一性をさらに高めます。

ITMA 中に Dilo が展示していたすべての機械は現在、ドイツのエーベルバッハにある同社の繊維研究センターで試用およびデモンストレーションに利用できます。

ドイツに本拠を置くTrutzschlerは、顧客のニーズに応じて、繊維の開繊から最終的なスリットと巻き取りまでの完全な不織布ラインと、製品範囲の個々のコンポーネントをメーカーに提供できます。 ITMA では、同社は再生可能な材料を使用して作られた生分解性の軽量ウェブに重点を置き、個々の顧客のニーズに合わせて持続可能なコンセプトを調整することに重点を置きました。

従来のワイプは通常、環境中で自然に分解しないビスコースとポリエステルまたはポリプロピレン繊維の混合物を使用して作られています。 これは、生分解性のある再生可能な原料である木材パルプや再生セルロース繊維と比較したものです。 トリュッツシュラー不織布は、これらの再生可能材料を効果的に処理するための湿式/スパンレース (WLS) 技術を提供しています。

トリュッツシュラー不織布は、フォイトと協力して、最近、セルロースベースの短繊維を水に懸濁し、水流交絡を使用してウェブを形成するウェット・オン・ウェットプロセスを導入しました。 同社によると、このような不織布は従来のワイプ製品と同じ性能を提供し、丈夫で柔らかく、経済的で生分解性があるという。 木材パルプと再生セルロース繊維のワイプは非常に柔らかく手触りが良く、上級マーケティングマネージャーのJutta Stehr氏は報告しています。これは木材パルプベースの製品には通常当てはまらないことです。

オーストリアに本拠を置くアンドリッツAGは、持続可能性を重視しており、「環境資源の保全とより効率的な生産プロセスが、今後数年間で不織布業界にとって決定的な革新要因となることは間違いない」と述べている。 同社は最近の成功をさらに発展させ、持続可能性において「先駆的な役割」を果たすつもりだ。

アンドリッツ氏は、ITMA で不織布市場に特有の 3 つの主要なソリューションに焦点を当てました。 1 つ目は、自動車内装用途向けに設計された SDV シングルおよびダブル ベロア ニードル織機です。 この高生産能力の機械は、耐久性の高いブラシ設計を特徴としており、お客様に高い投資収益率を提供します。

同社の広範なポートフォリオから強調された 2 番目の技術は、ガラス繊維用の neXline 湿式積層ラインの拡張でした。 この湿式技術には、壊れやすいガラス繊維を必要な優しい方法で取り扱うために、以前の機械セグメントを再考したまったく新しいマニホールドとディフューザーが含まれています。 アンドリッツ氏によると、「ダブルディフューザーのコンセプトにより、敷設プロセス中に最適な構造で均一な繊維分布が確保され」、必要な繊維と化学物質が少なくなり、原材料コストが削減される可能性があるという。 この機械は、エネルギーと材料の節約のために原材料と水の消費量を継続的に削減するためのリサイクル管理システムを備えています。

ラインはすべて、ストックの準備、湿式成形、バインダーの塗布、フラットドライヤー、ワインダーで構成されており、少量から大量の生産量に合わせて調整できます。 得られたガラス繊維マットは、建築や建設、濾過や輸送の最終用途を含む多くの産業用途に使用されています。

アンドリッツはITMA期間中、デジタル化と自動化のための新しいMetrisブランドのデモンストレーションも行いました。 Metris は、「機械テクノロジー、プロセスステップ、メーカー、顧客を有意義な方法でネットワーク化することにより、よりスマートな生産とサービスを実現すること」を目的として、あらゆるデジタル製品と「産業用モノのインターネット (IIoT)」テクノロジーを網羅しています。 メトリスは、プロセス パフォーマンスの最適化 (OPP) を通じて生産システムを改善します。これにより、大量のデータが収集および分析され、生産損失を最小限に抑え、利益が増加します。 また、メトリスは、インターネットを使用したリモート診断によりメンテナンス活動を管理し、迅速化します。 さらに、メトリスは機械操作用の拡張現実ソリューションを提供します。

ドイツに本拠を置く Groz-Beckert は、処理された繊維材料に基づいて望ましい最終特性を生み出すための、幅広い種類のフェルトおよび構造化針を提供しています。 同社のニードル技術における最新のイノベーションは、Groz-Beckert dur® と呼ばれるフェルトおよび構造ニードル用の新素材です。 同社によると、この基材と特許取得済みの製造プロセスの組み合わせにより、耐食性が向上し、耐用年数が長くなります。

2015 年以来 Bekaert Carding Solutions のオーナーとして、Groz-Beckert は短繊維および不織布業界にカード衣類も提供しています。 InLine カード クロージング シリーズは、高性能ローラー カードのプロセスの信頼性を高めるために不織布業界向けに開発されました。 同社によると、InLine カードの衣類は、インターロックおよびプレーン リブ ワイヤ タイプの標準化されたリブ高さ 1.3 ミリメートル、より耐久性の高い歯、およびスケールのない表面を特徴としています。 歯の耐久性が向上すると、衣類の寿命が長くなります。 また、スケールのない表面は衣服の寿命の間一貫した機能を維持し、長期間にわたって高いウェブ品質を維持します。

SiroLock® plus ワーカーおよびドッファー ワイヤーのラインは、熱接着、スパンレース製造、およびニードルパンチングプロセス用のバージョンで利用可能です。 同社は、繊維飛びの減少、より​​均一なウェブ品質、長寿命のための損傷に対する耐性の向上、繊維保護の向上、インターロックカード衣類のリブ高さの最適化などの利点を報告しています。

フランスに本拠を置く Laroche SA は、リサイクルおよび不織布用途向けの繊維加工機械を提供しています。 ITMA会期中、同社はFlexiloft 2600エアレイマシンを展示した。 幅 2.4 ～ 4 メートルのこの機械は、人造繊維、天然繊維、リサイクル繊維、繊維ブレンドに加え、フォームや木材チップ、プラスチックなどの固体粒子とブレンドされた繊維も処理できます。 Laroche 社は、この柔軟性によりメーカーは廃棄される可能性がある再生可能資源を使用して製品を製造できると報告しています。 ラロシュはまた、消費後の衣類やカーペットの廃棄物を処理できるジャンボ 2000 大容量繊維廃棄物リサイクル機械も展示しました。 超高速 Nextrim 500 は、インラインまたはオフラインで軽量不織布エッジ トリムをリサイクルします。 同社はまた、新世代の繊維混合および投与ライン、3D ウェブ形成装置、自動車廃棄物処理機械、靭皮繊維の皮むきおよび精製装置など、追加の最新世代の機械も報告しました。

ITMA に初出展するデンマークに本拠を置く Advance Nonowned A/S は、商業的可能性のある持続可能な製品を生産するためのアップサイクルとリサイクルに重点を置いています。

ITMA で、アドバンス不織布は、特許取得済みのウェブ形成カーディング エアレイド フュージョン テクノロジー (CAFT) をデビューさせ、また完全なエアレイド不織布生産ラインを導入しました。 CAFT は、1 ～ 100 ミリメートルの範囲の非常に短い繊維と非常に長い繊維、さらには天然繊維や再生繊維の両方を扱うことができます。 同社によると、競合技術よりも少量の結合繊維、少ない空気、少ない複合繊維を使用して、さまざまな長さの繊維を混合し、低密度または高密度でロフトの異なる均質なマットを形成できるという。

同社は 2014 年以来、フルターンキー工場の販売と設置に関する専門知識を拡大し、現在では、CAFT システムと高度な直接塗布液体技術 (DALT) に加えて、オーブン、クーラー、切断およびスタッキング ユニットを備えた完全な不織布ラインを提供しています。繊維のコーティングと処理のためのスプレーシステム。

用途には、建物や機械の断熱材、吸音マット、室内装飾品、農業用栽培マット、食品包装、硬質組成材料などがあります。

不織布機械市場へのもう 1 つの比較的新しい新興企業は、イタリアに本拠を置く Ramina Srl です。同社は 1990 年に産業機械のメーカーとしてスタートし、現在ではポリプロピレンおよびポリエチレンテレフタレートのスパンボンド、ニードルパンチ製品、熱接着製品のラインを含む不織布のターンキープラントを提供しています。製品、エアレイドフェルト、ラミネート製品など。 提供される装置には、ファイバーの開繊とブレンディングが含まれます。 エアレイとエアカードによるバット​​形成。 ドラムオーブンとトンネルオーブン。 カレンダー。 含浸機械; 粉体塗装機。 回転刃、ギロチン、バンドソー、フライングカッターを備えた切断ユニット。 フェルト、中綿、ジオテキスタイル、屋根材用のエンドオブラインワインダー。 ロールおよびパッド用のパレタイザー。 そして包装機。

Ramina の特許取得済みの Airlay-S シリーズは、自動車、建築、濾過、家具用途で使用されるフェルトの製造に適しています。 このシステムは、従来のカーディングおよびクロスラッピング システムに代わる空気力学的なウェブ形成プロセスを特徴としています。 エアレイSはマットの厚みに沿って繊維をS字状に配置し、製品の縦方向の強度を高めます。 標準重量の範囲は 500 グラム/平方メートル (g/m2) です。 エアカードの使用により、160 g/m2 という軽量製品の製造が可能になります。

Airlay-S では、人造繊維、天然繊維、粗末な繊維、鉱物繊維、および籾殻などのその他の原料を含むさまざまな素材を処理できます。 ラミナは、サウスカロライナ州グリーンビルに本拠を置くフランクル＆トーマス (F&T) によって米国で独占的に代理人を務めています。 「ラミナは私たちが代表することを誇りに思う傑出した企業です」と社長のアル・トーマス氏（F&T）は語った。 「彼らはフルラインを製造する真新しい工場を建設したばかりです。また、カレンダーやワインダーなどの不織布ライン用の個々のコンポーネントの機械も供給しています。」

2020年1月・2月