JP2022138533A - 複合型不織布およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 乾燥状態あるいは湿潤状態のいずれで使用しても紙粉の発生を抑制できる複合型不織布を提供する。【解決手段】 スパンボンド不織布上にパルプ繊維ウエブを積層し一体化してある複合型の不織布であって、坪量が52.0~95.0g/m2、厚さが0.20~0.42mmおよび密度が0.19~0.25g/m3であり、且つ、前記パルプ繊維ウエブ側のティシューソフトネス測定装置TSAによるTS7値が15.0dBV2rms以下である。【選択図】 図1
Description
本発明は、パルプ繊維ウエブとスパンボンド不織布とを水流交絡させることによって得られる複合型の不織布に関する。
パルプ繊維ウエブとスパンボンド不織布とによる複合型の不織布は、パルプ繊維に基づく吸液性とスパンボンド不織布に基づく強度との両方を具備してなるので、ウエスなどの工業用ワイパー、或いは手ぬぐい、タオルなどの対人用のワイパー等の様々な用途で広く使用されている。
例えば、特許文献1で開示するように、パルプ繊維ウエブとスパンボンド不織布とを重ねた後に、高圧のウォータジェット(水流)を吹き付ける水流交絡処理によって一体化されている。ここでスパンボンド不織布は強度に優れるので製造された複合型不織布の裏打ち層的な機能を果たす。一方、パルプ繊維ウエブは優れた吸液機能を備えている。よって、このような複合型不織布は、水性、油性のいずれの液体に対しても吸収性が良好なパルプ繊維ウエブと、強度に優れるスパンボンド不織布との利点を併有している優れた複合型不織布として消費者に提供することができる。
上記のように、スパンボンド不織布の上に、乾式あるいは湿式にてパルプ繊維ウエブを供給した後、水流交絡処理を行うと、スパンボンド不織布上のパルプ繊維は水流の影響で様々な方向(3次元ランダム)に配向される。そして、その後に乾燥処理され製品としての複合型不織布となる。このような複合型不織布は厚さ方向に配列したパルプ繊維の一部が飛び出したような状態となっていることが散見されている。厚さ方向に配列した繊維はそのまま乾燥工程を経て嵩高く成形されることになる。このように嵩高く成形された不織布は、乾燥状態あるいは湿潤状態のいずれでも使用され、その際に、飛び出した繊維が部分的に摩耗されることで、細かい紙粉(微細なパルプ繊維)となって落ちる現象が確認されている。このような不織布は製品としての価値が劣ることになる。
しかし、従来にあっては、上記の紙粉を効果的に抑制できる技術は未だ確立されていない状況にある。
しかし、従来にあっては、上記の紙粉を効果的に抑制できる技術は未だ確立されていない状況にある。
よって、本発明の目的は、乾燥状態あるいは湿潤状態のいずれで使用しても紙粉の発生を抑制できる複合型不織布を提供することにある。
上記目的は、スパンボンド不織布上にパルプ繊維ウエブを積層し一体化してある複合型の不織布であって、坪量が52.0~95.0g/m2、厚さが0.20~0.42mmおよび密度が0.19~0.25g/m3であり、且つ、前記パルプ繊維ウエブ側のティシューソフトネス測定装置TSAによるTS7値が15.0dBV2rms以下である、ことを特徴とする複合型不織布により達成できる。
そして、点滴吸水度が0.5~3.0秒、および吸水量(T.W.A.)が250~450g/m2であるのが好ましい。
また、ウエットテーバー値が5回以上であるものが好ましい。
また、ウエットテーバー値が5回以上であるものが好ましい。
また、前記パルプ繊維ウエブの坪量が40.0~83.0g/m2、且つ、前記スパンボンド不織布と前記パルプ繊維ウエブとの重量構成比が40/60~10/90(wt%)であるのが好ましい。
また、前記スパンボンド不織布の坪量が7.0~20.0g/m2であると共に、当該スパンボンド不織布が紡糸された樹脂繊維を接合する複数の融着点を含んで形成されており、前記融着点1個の面積が0.10~0.50mm2、前記融着点の単位面積当たりの面積率が7~20%、個数が10~150個/cm2であるのが好ましい。
前記スパンボンド不織布は、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなる群から選択された1種類、又は2種類以上の混合で形成することができる。
が好ましい。
が好ましい。
前記パルプ繊維ウエブは、ラジアータパイン、スラッシュパイン、サザンパイン、ロッジポールパイン、スプルース及びダグラスファーからなる群から選択された針葉樹晒クラフトパルプの繊維とするのが好ましい。
上記の目的は、スパンボンド不織布上にパルプ繊維ウエブを積層し一体化してある複合型不織布の製造方法であって、前記パルプ繊維ウエブと前記スパンボンド不織布との一体化を促進して積層体を得る水流交絡工程と、前記水流交絡工程の後に前記積層体を乾燥する乾燥工程とを少なくとも含み、前記水流交絡工程後で前記乾燥工程前のウェット状態にある前記積層体にプレスロールで加圧するウェットプレス工程を更に含む、ことを特徴とする複合型不織布の製造方法によっても達成できる。
そして、前記ウェットプレス工程では、式(ロール相当径)=(アッパープレスロール径)×(ロアプレスロール径)/{(アッパープレスロール径)+(ロアプレスロール径)}によって算出されるロール相当径が75~300mmであるアッパープレスロールとロアプレスロールとを用い、搬送スピードを100~280m/min、ロール間のギャップを0~0.3mm、ロールニップ圧を1.0~8.0MPaに設定してあるのが好ましい。
本発明による坪量、厚さ、密度、並びに、パルプ繊維ウエブ側のティシューソフトネス測定装置TSAによるTS7値が所定の範囲に設定されている複合型不織布は、紙粉の発生が抑制されている不織布製品として提供できる。また、本発明の製造方法によると、上記複合型不織布を効率よく製造することができる。
以下、本発明の一実施形態に係る複合型不織布について説明する。
本願の発明者等は、複合型不織布について鋭意に検討を行い、坪量(g/m2)、厚さ(mm)および密度(g/m3)、そしてパルプ繊維ウエブ側のティシューソフトネス測定装置TSAによるTS7値(dBV2rms)について所定範囲内にあるようにした複合型不織布は紙粉の発生を抑制できることを確認して本発明に至ったものである。このような複合型不織布は、水流交絡工程後であってウェット状態にある積層体にプレスロールを用いたウェットプレス処理を施すことにより製造することができる。
本願の発明者等は、複合型不織布について鋭意に検討を行い、坪量(g/m2)、厚さ(mm)および密度(g/m3)、そしてパルプ繊維ウエブ側のティシューソフトネス測定装置TSAによるTS7値(dBV2rms)について所定範囲内にあるようにした複合型不織布は紙粉の発生を抑制できることを確認して本発明に至ったものである。このような複合型不織布は、水流交絡工程後であってウェット状態にある積層体にプレスロールを用いたウェットプレス処理を施すことにより製造することができる。
本発明に係る複合型不織布の坪量は52.0~95.0g/m2、好ましくは60.0~85.0g/m2であり、厚さは0.20~0.42mm、好ましくは0.28~0.40mmに設定されている、また密度は0.19~0.25g/m3、好ましくは0.21~0.25g/m3に設定されている。そして、パルプ繊維ウエブ側のティシューソフトネス測定装置TSAによるTS7値が15.0dBV2rms以下、好ましくは12.0dBV2rms以下に設定されている。
上記TS7値はティシューソフトネス測定装置TSA(Tissue Softness Analyzer)を用いて測定されたものである。ティシューソフトネス測定装置TSAでは、試料台上にパルプ面側を上に向け載置した複合型不織布(サンプル)の上からブレード付ローターを押し付け回転させたとき、各種センサーで検知した振動データを振動解析してパラメータ化(TS値)することにより、通常は不織布等のソフトネス(柔らかさ)を定量評価するものであり、ドイツのEmtec Electronic GmbH社(日本代理店は日本ルフト株式会社)製の商品名である。
上記ティシューソフトネス測定装置TSAによる測定では、例えば試料台の振動を、試料台内部に設置した振動センサーで測定し、振動周波数を解析して、パラメータ化(TS値)する。振動周波数は、クリープ加工やエンボス加工といった構造的な寸法及びブレードの回転数に依存する。ブレード自身の水平振動の誘発(共振周波数:例えば6500Hz)は、サンプルの表面を進むとき、サンプルの凸部による瞬間的な遮断とブレードの振動に起因して起こる。共振周波数:6500Hzを含む(6500Hzの前後の)スペクトルの極大ピークの強度をTS7値(dBV2rms)とする。
上記ティシューソフトネス測定装置TSAによる測定では、例えば試料台の振動を、試料台内部に設置した振動センサーで測定し、振動周波数を解析して、パラメータ化(TS値)する。振動周波数は、クリープ加工やエンボス加工といった構造的な寸法及びブレードの回転数に依存する。ブレード自身の水平振動の誘発(共振周波数:例えば6500Hz)は、サンプルの表面を進むとき、サンプルの凸部による瞬間的な遮断とブレードの振動に起因して起こる。共振周波数:6500Hzを含む(6500Hzの前後の)スペクトルの極大ピークの強度をTS7値(dBV2rms)とする。
なお、振動解析してパラメータ化(TS値)するソフトウェアは、emtec measurement systemを用いることができる。本ソフトウェアには、各種アルゴリズム(例えば、Base Tissue、Facial、TP等)が備えられ、TS7値をソフトウェア上で自動的に取得し、このTS7値あるいは坪量、厚さ、プライ数等から各種アルゴリズムの種類によって、HF(ハンドフィール)値が計算される。本発明では、HF値ではなく、TS7値を規定しており、測定条件を満たせば、アルゴリズムは何を使用してもよく、TS7値は、アルゴリズムの種類によって変わることはない。本発明では、従来において柔らかさの指標であったTS7値をパルプ繊維ウエブの表面から飛び出した繊維の状態を評価するのに流用するものである。その意図については、後述する。
上記のように坪量(g/m2)、厚さ(mm)、密度(g/m3)並びに、パルプ繊維ウエブ側のTS7値(dBV2rms)について、所定の好適範囲にあるように設計してある本発明の複合型不織布は、紙粉の発生が少なく、吸水性の点でも良好な複合型不織布とすることができる。なお、複合型不織布の厚さは、例えばピーコック紙厚計にて、37.85g/cm2加重下で測定することができる。
そして、更に、吸水性能の指標である点滴吸水度については0.5~3.0秒、吸水量(T.W.A.:Total Water Absorbency)については250~450g/m2に設定してあるものが好ましい。上記点滴吸水度は、JIS L 1907に規定された吸水速度試験に準拠し、0.1mlの水滴が試験片の表面に達したときから、試験片の鏡面反射が消えるまでの時間(秒)を測定して得ることができる。また、上記T.W.A.は次のように求めることができる。まず、不織布を75×75mmの正方形に切断して試料片を作製し、乾燥重量を測定する。次に、この試料片を蒸留水中に2分間浸漬した後、水蒸気飽和状態の容器中で、試料片の1つの角部が上側の頂部となるようにし、この頂部と隣接する2つの角部とを支持して展伸した状態(100%RH)で吊るし、30分放置して水切り後の重量を測定する。水切りには、ペーパータオルを3×38mmにカットして使用する。そして、測定値を試料片1m2当たりの保水量(g/m2)に換算して得ることできる。
また、更に、耐久性の指標であるウエットテーバー値が5回以上であるように設計してあるのが好ましい。JISで規定されたテーバ試験機を用いて、回転する水平円盤に水で湿潤させた試料を取り付けて、砥粒結合体で成形された一対の摩擦輪を規定荷重のもとに加えて、ウエットテーバー値が少なくとも5回である耐摩耗性を備えているのが好ましい。
そして、更に、吸水性能の指標である点滴吸水度については0.5~3.0秒、吸水量(T.W.A.:Total Water Absorbency)については250~450g/m2に設定してあるものが好ましい。上記点滴吸水度は、JIS L 1907に規定された吸水速度試験に準拠し、0.1mlの水滴が試験片の表面に達したときから、試験片の鏡面反射が消えるまでの時間(秒)を測定して得ることができる。また、上記T.W.A.は次のように求めることができる。まず、不織布を75×75mmの正方形に切断して試料片を作製し、乾燥重量を測定する。次に、この試料片を蒸留水中に2分間浸漬した後、水蒸気飽和状態の容器中で、試料片の1つの角部が上側の頂部となるようにし、この頂部と隣接する2つの角部とを支持して展伸した状態(100%RH)で吊るし、30分放置して水切り後の重量を測定する。水切りには、ペーパータオルを3×38mmにカットして使用する。そして、測定値を試料片1m2当たりの保水量(g/m2)に換算して得ることできる。
また、更に、耐久性の指標であるウエットテーバー値が5回以上であるように設計してあるのが好ましい。JISで規定されたテーバ試験機を用いて、回転する水平円盤に水で湿潤させた試料を取り付けて、砥粒結合体で成形された一対の摩擦輪を規定荷重のもとに加えて、ウエットテーバー値が少なくとも5回である耐摩耗性を備えているのが好ましい。
そして、上記パルプ繊維ウエブの坪量は40.0~83.0g/m2とし、スパンボンド不織布とパルプ繊維ウエブとの重量構成比を40/60~10/90(wt%)とされているのが好ましい。この範囲にあるものは、吸水性能に優れ、複合型不織布の形状安定性にも優れる。
また、前記スパンボンド不織布の坪量は7.0~20.0g/m2とするのが好ましい。また、スパンボンド不織布は紡糸された樹脂繊維を接合する複数の融着点を含んで形成されており、前記融着点1個の面積が0.10~0.50mm2、融着点の単位面積当たりの面積率が7~20%、個数が10~150個/cm2であるものが好ましい。このようなスパンボンド不織布は適度の剛性を備えており、パルプ繊維ウエブと組み合わせて複合型不織布に採用するスパンボンド不織布として好適である。なお、上記融着点の形状については、特に限定はなく円形、楕円形、多角形等とすることができる。
また、前記スパンボンド不織布の坪量は7.0~20.0g/m2とするのが好ましい。また、スパンボンド不織布は紡糸された樹脂繊維を接合する複数の融着点を含んで形成されており、前記融着点1個の面積が0.10~0.50mm2、融着点の単位面積当たりの面積率が7~20%、個数が10~150個/cm2であるものが好ましい。このようなスパンボンド不織布は適度の剛性を備えており、パルプ繊維ウエブと組み合わせて複合型不織布に採用するスパンボンド不織布として好適である。なお、上記融着点の形状については、特に限定はなく円形、楕円形、多角形等とすることができる。
前記スパンボンド不織布は、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなる群から選択された1種類、又は2種類以上の混合で形成するのが望ましい。この中で、ポリプロピレンを用いるのが好適である。
また、上記パルプ繊維ウエブに関しては、ラジアータパイン、スラッシュパイン、サザンパイン、ロッジポールパイン、スプルース及びダグラスファーからなる群から選択された針葉樹晒クラフトパルプの繊維で形成されたものを採用するのが好ましい。
また、上記パルプ繊維ウエブに関しては、ラジアータパイン、スラッシュパイン、サザンパイン、ロッジポールパイン、スプルース及びダグラスファーからなる群から選択された針葉樹晒クラフトパルプの繊維で形成されたものを採用するのが好ましい。
以下では、上述した本発明の複合型不織布を製造する工程について説明する。本発明の複合型不織布は水流交絡工程後のウェット状態にある積層体にプレスロールを用いた所定のウェットプレス処理を施すことにより、紙粉発生を抑制してある複合型不織布を効率よく製造することができる。ここでは、先ず複合型不織布WPを製造する製造装置の主要構成について説明をした後に、本発明によるウェットプレス工程について説明する。
図1に示す複合型不織布の製造装置1は、上流側にエアレイド装置2、スパンボンド不織布を供給するスパンボンド供給装置3、そしてサクション装置4が配設されている。サクション装置4はエアレイド装置2の下側に対向するように配置されている。
ウエブの搬送方向TDで、これらの装置2、3、4よりも下流には、上流側から順に、水流交絡処理を行うためのウォータジェットを噴射する水流交絡装置5、サクション装置6、乾燥装置7が配置されている。上記乾燥装置7の下流には連続して製造される複合型不織布WPを巻き取るための巻取装置8が更に設けてある。
ウエブの搬送方向TDで、これらの装置2、3、4よりも下流には、上流側から順に、水流交絡処理を行うためのウォータジェットを噴射する水流交絡装置5、サクション装置6、乾燥装置7が配置されている。上記乾燥装置7の下流には連続して製造される複合型不織布WPを巻き取るための巻取装置8が更に設けてある。
上記エアレイド装置2は、繊維同士が密集しシート状となっている原料パルプRPをパルプ繊維に解繊する解繊機21や、図示しない送風機を備えて解繊されたパルプ繊維PFをエアレイドホッパ23へと搬送するダクト22を有している。
また、上記ダクト22よりも下流側にはエアレイドホッパ23が配置されている。このエアレイドホッパ23の内部では、解繊状態にあるパルプ繊維が分散しながら降下し、下面に設定した積層位置24に徐々に積み上りパルプ繊維ウエブPFWが形成されるように設計してある。
上記積層位置24の下側にはサクション装置4が対向配備してある。より詳細には、サクション装置4は装置本体41の上面にサクション部42を有しており、サクション部42が上記パルプ繊維ウエブPFWに吸引力(負圧)を作用させるべく積層位置24に対して設定してある。
なお、図1では、エアレイドホッパ23とサクション装置本体41とを1つずつ一段での配置として、パルプ繊維ウエブPFWを形成する場合を例示している。しかし、これに限らず、上記パルプ繊維ウエブPFWの目付(坪量)や製造速度に応じて、上記エアレイドホッパ23とサクション装置本体41を2つ以上の多段とする配置に変更してもよい。
上記積層位置24の下側にはサクション装置4が対向配備してある。より詳細には、サクション装置4は装置本体41の上面にサクション部42を有しており、サクション部42が上記パルプ繊維ウエブPFWに吸引力(負圧)を作用させるべく積層位置24に対して設定してある。
なお、図1では、エアレイドホッパ23とサクション装置本体41とを1つずつ一段での配置として、パルプ繊維ウエブPFWを形成する場合を例示している。しかし、これに限らず、上記パルプ繊維ウエブPFWの目付(坪量)や製造速度に応じて、上記エアレイドホッパ23とサクション装置本体41を2つ以上の多段とする配置に変更してもよい。
また、サクション装置4の周囲にはウエブ搬送用の搬送ワイヤ43が配設してある。搬送ワイヤ43は、積層位置24においてパルプ繊維PFが堆積したパルプ繊維ウエブPFWが載置可能で、これを下流側に搬送するように配置されている。ただし、パルプ繊維ウエブPFWは直接、搬送ワイヤ43上に載置されない。これについては、後述の説明で明らかとなる。
搬送ワイヤ43はサクション部42の吸引力が、反対側(上側)に及ぶような目開き形態(メッシュ)で形成されている。
搬送ワイヤ43はサクション部42の吸引力が、反対側(上側)に及ぶような目開き形態(メッシュ)で形成されている。
上記エアレイド装置2の下側で、サクション装置4よりも上流側に、スパンボンド供給装置3が配置してある。このスパンボンド供給装置3には、予め準備されたスパンボンド不織布SWがロール状とされてセットされている。スパンボンド供給装置3からスパンボンド不織布SWが引出され、上述した搬送ワイヤ43に乗って上記積層位置24へと搬送されるようになっている。スパンボンド不織布SWとしては、スパンボンド法により形成された合成樹脂の連続フィラメントのウエブを用いるのが好ましい。
積層位置24に位置した、スパンボンド不織布SWの上に、前述したパルプ繊維ウエブPFWが載置される。その際に、積層位置24ではサクション装置4のサクション部42による吸引力が搬送ワイヤ43を通過し、その上のスパンボンド不織布SWおよびパルプ繊維ウエブPFWに作用する。よって、スパンボンド不織布SWとパルプ繊維ウエブPFWとが積層された状態となっている予備的積層体PWebが下流側へと搬送される。
上記した予備的積層体PWebは、サクション装置4の吸引力によって、吸引圧縮されたことにより積層状態が維持されている。このとき上側のパルプ繊維ウエブPFWの繊維が密にされた状態ではある。しかし、このまま予備的積層体PWebを下流側の水流交絡装置5内に搬送投入すると、ウォータジェット(高圧の水流)によってパルプ繊維PFの一部が舞い上がるおそれがある。
そこで、本製造装置1では、予備的積層体PWebを上下から挟んでスパンボンド不織布SW上でのパルプ繊維ウエブPFWの載置状態を安定化させる為の挟持ローラ28、そして水流交絡装置5の上流側に繊維飛散防止用に水分を付与するプレウエット装置30が配備してある。プレウエット装置30は、好適には、予備的積層体PWebの上方からウォータミストを吹き付ける噴霧ノズル31と予備的積層体PWebの下側(すなわち、パルプ繊維ウエブPFWの下面)から吸引力を印加するサクション装置32とを含んで構成されている。
なお、図1では、上記のように水流交絡装置5前にプレウエット装置30を新たな装置として設ける場合を例示しているが、これに限らない。水流交絡装置5に含まれる後述するウォータジェットヘッド51とサクション装置52とからなるセットの複数について、先頭に位置するセットを上記プレウエット装置30として流用するような設計変更をしてもよい。この場合には先頭のウォータジェットヘッド51から低圧のウォータミストが噴霧されるように調整すればよい。
水流交絡処理を行うのに十分な、ウォータジェットヘッド51とサクション装置52とのセット数が確保されている水流交絡装置5の場合、上記のように先頭のウォータジェットヘッド51とサクション装置52をプレウエット装置として活用することは、装置設備コストの抑制に効果的である。
そこで、本製造装置1では、予備的積層体PWebを上下から挟んでスパンボンド不織布SW上でのパルプ繊維ウエブPFWの載置状態を安定化させる為の挟持ローラ28、そして水流交絡装置5の上流側に繊維飛散防止用に水分を付与するプレウエット装置30が配備してある。プレウエット装置30は、好適には、予備的積層体PWebの上方からウォータミストを吹き付ける噴霧ノズル31と予備的積層体PWebの下側(すなわち、パルプ繊維ウエブPFWの下面)から吸引力を印加するサクション装置32とを含んで構成されている。
なお、図1では、上記のように水流交絡装置5前にプレウエット装置30を新たな装置として設ける場合を例示しているが、これに限らない。水流交絡装置5に含まれる後述するウォータジェットヘッド51とサクション装置52とからなるセットの複数について、先頭に位置するセットを上記プレウエット装置30として流用するような設計変更をしてもよい。この場合には先頭のウォータジェットヘッド51から低圧のウォータミストが噴霧されるように調整すればよい。
水流交絡処理を行うのに十分な、ウォータジェットヘッド51とサクション装置52とのセット数が確保されている水流交絡装置5の場合、上記のように先頭のウォータジェットヘッド51とサクション装置52をプレウエット装置として活用することは、装置設備コストの抑制に効果的である。
そして、水流交絡装置5では、前処理部となる挟持ローラ28およびプレウエット装置30の処理を受けた予備的積層体PWebに高圧のウォータジェットを吹き付けることによりパルプ繊維同士の交絡を促進する。これにより上側に位置するパルプ繊維ウエブPFW層と下側に位置するスパンボンド不織布SW層との一体化が促進される。
図1で例示的に示している水流交絡装置5は、搬送方向TDに沿って多段(図1では例示しているのは4段)にウォータジェットヘッド51が配置されている。
なお、図1では、搬送方向TDに対して直角な方向(ウエブの幅方向)において延在しているウォータジェットヘッド51に設けたノズルの様子は図示していないが、幅方向において複数のウォータジェットノズルが適宜の位置に配置してある。このウォータジェットノズルの穴直径φは、好ましくは0.06~0.15mmである。また、ウォータジェットノズルの間隔は0.4~1.0mmとするのが好ましい。
図1で例示的に示している水流交絡装置5は、搬送方向TDに沿って多段(図1では例示しているのは4段)にウォータジェットヘッド51が配置されている。
なお、図1では、搬送方向TDに対して直角な方向(ウエブの幅方向)において延在しているウォータジェットヘッド51に設けたノズルの様子は図示していないが、幅方向において複数のウォータジェットノズルが適宜の位置に配置してある。このウォータジェットノズルの穴直径φは、好ましくは0.06~0.15mmである。また、ウォータジェットノズルの間隔は0.4~1.0mmとするのが好ましい。
上記水流交絡処理をする際の水圧は、パルプ繊維ウエブPFWとスパンボンドウエブSWとの坪量を勘案して設定するのが望ましい。例えば、1~30MPaの範囲において選択するのが好ましい。
そして、上記ウォータジェットヘッド51と対向するように、サクション装置52が配設してある。ウォータジェットヘッド51から出る高圧のウォータジェットを上側に位置しているパルプ繊維ウエブPFWに吹き付けつつ、下側に位置しているスパンボンド不織布SWの下側にサクション装置52の吸引力を作用させる。ウォータジェットヘッド51とサクション装置52との協働作用によって、パルプ繊維ウエブPFW側のパルプ繊維が下側のスパンボンド不織布SWに入り込んだ状態や、スパンボンド不織布SWを貫通して反対側にまで至った状態などが形成されると推定される。その作用により2つの層の一体化が促進される。
水流交絡装置5にも、搬送ワイヤ55が配設してある。搬送ワイヤ55は前処理部28、30の下流で予備的積層体PWebを受けて、水流交絡装置5内へと搬送する。搬送ワイヤ55は水流交絡装置5のウォータジェットヘッド51とサクション装置52との間を、上流側から下流に向かって通過するように配設されている。
よって、搬送ワイヤ55上を搬送される予備的積層体PWebは、搬送方向TDで下流に向かう程に、より多くの水流交絡処理を受けることになり、水流交絡装置5を出るときには上側のパルプ繊維ウエブPFW層と下側のスパンボンド不織布SW層との十分な交絡処理が実現される。
水流交絡装置5を出た直後の不織布にあっては、ウェット状態にあり、パルプ繊維同士などの結合は十分に確立されてはいない。
よって、搬送ワイヤ55上を搬送される予備的積層体PWebは、搬送方向TDで下流に向かう程に、より多くの水流交絡処理を受けることになり、水流交絡装置5を出るときには上側のパルプ繊維ウエブPFW層と下側のスパンボンド不織布SW層との十分な交絡処理が実現される。
水流交絡装置5を出た直後の不織布にあっては、ウェット状態にあり、パルプ繊維同士などの結合は十分に確立されてはいない。
そこで、図1で示すように、水流交絡装置5の下流側にはウエブに残留する水分を吸引除去し、その後に乾燥を行って、複合型不織布WPの製造を完了するためのサクション装置6および乾燥装置7が配備してある。このように複合型不織布WPの製造の後段で、サクション装置6および乾燥装置7による脱水、乾燥を行うと効率よく不織布を製造でき、また、製造される水流交絡後の不織布に大きな外圧を掛けることなく乾燥した不織布を製造できる。
サクション装置6は、例えばバキューム式で水流交絡後の不織布を脱水する。乾燥装置7は非圧縮型のドライヤ、好適にエアスルードライヤを採用することが好ましい。図1で、エアスルードライヤの回転可能なドライヤ本体71は筒状体であり、その周表面には多数の貫通孔が設けてあり、図示しない熱源で加熱された熱風がドライヤ本体の外周から中心部側に向かって吸い込む構成とするのがよい。
このように連続的に製造される複合型の複合型不織布WPは巻取装置8のローラ81に巻取られて一連の工程が完了する。
サクション装置6は、例えばバキューム式で水流交絡後の不織布を脱水する。乾燥装置7は非圧縮型のドライヤ、好適にエアスルードライヤを採用することが好ましい。図1で、エアスルードライヤの回転可能なドライヤ本体71は筒状体であり、その周表面には多数の貫通孔が設けてあり、図示しない熱源で加熱された熱風がドライヤ本体の外周から中心部側に向かって吸い込む構成とするのがよい。
このように連続的に製造される複合型の複合型不織布WPは巻取装置8のローラ81に巻取られて一連の工程が完了する。
以上の工程により、一般的な複合型不織布を製造することができるが、本発明に係る複合型不織布では紙粉の発生が抑制された不織布となっている。そのために、水流交絡装置による水流交絡工程後でウェット状態にある積層体にロールでウェットプレス処理を施すための工程が設けてある。
ウェットプレス工程を行うためのウェットプレス装置9は、水流交絡装置5の直後、サクション装置6の前に配置されており、パルプ繊維ウエブPFW側に接触する上側のアッパープレスロール9aと下側のロアプレスロール9bとを備えている。アッパープレスロール9aにはパルプ繊維ウエブPFWが接し、ロアプレスロール9bにはスパンボンド不織布SW層が接する。
上記アッパープレスロールとロアプレスロールとは、式(ロール相当径)=(アッパープレスロール径)×(ロアプレスロール径)/{(アッパープレスロール径)+(ロアプレスロール径)}によって算出されるロール相当径が75~300mm、より好ましくは100~250mmであるように設計しておくのが望ましい。ここでのロール相当径とは、A. V. Lyons らが示した文献 (1990 TAPPI Finishing and Converting, P5) に基づくものである。
上記ロール相当径は、複合型不織布WPにおけるパルプ繊維ウエブPFW(以下、単にパルプ繊維ウエブと称す)から飛び出した繊維の均し(ならし)効果の指標とすることができる。例えば、ロール相当径が75mm未満であると表面にかかる力が小さ過ぎて飛び出したパルプ繊維をならす効果が小さいので紙粉抑止効果が小さくなる。ここで注目すべきは、複合型不織布のパルプ繊維ウエブ側表面に飛び出したパルプ繊維の評価は、前述したTSA測定のTS7値(パルプ面側を測定)を利用して行える。前述したように、本来、TS7値はティシュペーパーの柔らかさの指標であるが、飛び出した繊維が多い場合はTSA測定でのブレード(測定羽)と触れる繊維が多くなり、TS7値が大きくなる。このようにTS7値が大きな複合型不織布は、飛び出した繊維が多いものであるから、ワイパーとして使用した時に紙粉の発生が多くなる。本発明ではTS7値を流用して、紙粉発生の抑制された複合型不織布を確認している。前述したようにTS7値は8.0~15.0dBV2rmsであるのが好ましい。
なお、上記ロール相当径が300mmより大きいと、複合型不織布のパルプ繊維ウエブ側表面が固められた状態になってしまう。
上記アッパープレスロールとロアプレスロールとは、式(ロール相当径)=(アッパープレスロール径)×(ロアプレスロール径)/{(アッパープレスロール径)+(ロアプレスロール径)}によって算出されるロール相当径が75~300mm、より好ましくは100~250mmであるように設計しておくのが望ましい。ここでのロール相当径とは、A. V. Lyons らが示した文献 (1990 TAPPI Finishing and Converting, P5) に基づくものである。
上記ロール相当径は、複合型不織布WPにおけるパルプ繊維ウエブPFW(以下、単にパルプ繊維ウエブと称す)から飛び出した繊維の均し(ならし)効果の指標とすることができる。例えば、ロール相当径が75mm未満であると表面にかかる力が小さ過ぎて飛び出したパルプ繊維をならす効果が小さいので紙粉抑止効果が小さくなる。ここで注目すべきは、複合型不織布のパルプ繊維ウエブ側表面に飛び出したパルプ繊維の評価は、前述したTSA測定のTS7値(パルプ面側を測定)を利用して行える。前述したように、本来、TS7値はティシュペーパーの柔らかさの指標であるが、飛び出した繊維が多い場合はTSA測定でのブレード(測定羽)と触れる繊維が多くなり、TS7値が大きくなる。このようにTS7値が大きな複合型不織布は、飛び出した繊維が多いものであるから、ワイパーとして使用した時に紙粉の発生が多くなる。本発明ではTS7値を流用して、紙粉発生の抑制された複合型不織布を確認している。前述したようにTS7値は8.0~15.0dBV2rmsであるのが好ましい。
なお、上記ロール相当径が300mmより大きいと、複合型不織布のパルプ繊維ウエブ側表面が固められた状態になってしまう。
更に、上記アッパープレスロール9aとロアプレスロール9bとはロールニップ圧が1.0~8.0MPaに設定されているのが好ましい。そして、ロール間のギャップは0~0.3mmに設定されているのが好ましい。また、ロールの搬送スピードについては、100~280m/min、より好ましくは150~250m/minに設定してあるのが好ましい。
ウェットプレス装置9での運転条件を上記範囲とすることで、複合型不織布のパルプ面から飛び出す繊維が均され、複合型不織布の使用時に発生する紙粉を確実に抑制することができる。
なお、上記した範囲よりも、搬送スピードが速すぎる、ロール間ギャップが広すぎる、ロールニップ圧が低くすぎると、複合型不織布のパルプ繊維ウエブの繊維飛び出し抑制効果が弱くなり、その結果として紙粉抑制の効果が小さくなる(使用時の紙粉が多くなる)。
その逆に、搬送スピードが遅すぎる、ロールニップ圧が高すぎると、複合型不織布に大き過ぎる力が作用して、複合型不織布のパルプ繊維ウエブ表面が固めてられて、厚さが低下して密度が高くなる。このような複合型不織布は、吸水速度が遅く、T.W.A.の値が低くなっていて、紙のような硬い触感になる。この複合型不織布はワイパーの使用感が劣るものとなる。
なお、上記アッパープレスロール9aおよびロアプレスロール9bの材質については特に限定はないが、いずれについても金属ロールを採用するのが好ましい。
ウェットプレス装置9での運転条件を上記範囲とすることで、複合型不織布のパルプ面から飛び出す繊維が均され、複合型不織布の使用時に発生する紙粉を確実に抑制することができる。
なお、上記した範囲よりも、搬送スピードが速すぎる、ロール間ギャップが広すぎる、ロールニップ圧が低くすぎると、複合型不織布のパルプ繊維ウエブの繊維飛び出し抑制効果が弱くなり、その結果として紙粉抑制の効果が小さくなる(使用時の紙粉が多くなる)。
その逆に、搬送スピードが遅すぎる、ロールニップ圧が高すぎると、複合型不織布に大き過ぎる力が作用して、複合型不織布のパルプ繊維ウエブ表面が固めてられて、厚さが低下して密度が高くなる。このような複合型不織布は、吸水速度が遅く、T.W.A.の値が低くなっていて、紙のような硬い触感になる。この複合型不織布はワイパーの使用感が劣るものとなる。
なお、上記アッパープレスロール9aおよびロアプレスロール9bの材質については特に限定はないが、いずれについても金属ロールを採用するのが好ましい。
図1に示した複合型不織布製造装置では、サクション装置(脱水装置)6の前に、ウェットプレス装置9を配置する例を示したが、サクション装置6と乾燥装置7との間に配置するようにしてもよい。この場合のサクション装置6は、積層体WPの周辺の残留する水分を除く程度に吸引し、パルプ繊維ウエブPFWがウェット状態に維持されているように設計すればよい。
本発明に係る複合型不織布WPでは水流交絡後にウェットプレス処理を施すことにより、表面から飛び出した繊維を寝かすように均(なら)している。前述したように、ウェット状態にあるパルプ繊維ウエブPFWではパルプ繊維間の結合(水素結合)が強固に確立されておらず結合は緩い、この状態のときにウェットプレス装置9で飛び出している繊維を均し、その後速やかに乾燥処理することで均した状態が維持され、平滑で高密度のパルプ繊維ウエブPFWを形成できる。これにより紙粉の発生を抑制した複合型不織布を得ることができる。そして、このように飛び出していた繊維が均されたパルプ繊維ウエブPFW側の表面の状態はTS7値で確認できる。
なお、パルプ繊維間の結合を高める手法として乾燥工程後においてプレスロール処理を行うことも考えられた。しかし、この場合には表面の密度は高くなるが乾燥状態であるために水素結合が促進されず、使用時に発生する紙粉は改善されなかった。
本発明に係る複合型不織布WPでは水流交絡後にウェットプレス処理を施すことにより、表面から飛び出した繊維を寝かすように均(なら)している。前述したように、ウェット状態にあるパルプ繊維ウエブPFWではパルプ繊維間の結合(水素結合)が強固に確立されておらず結合は緩い、この状態のときにウェットプレス装置9で飛び出している繊維を均し、その後速やかに乾燥処理することで均した状態が維持され、平滑で高密度のパルプ繊維ウエブPFWを形成できる。これにより紙粉の発生を抑制した複合型不織布を得ることができる。そして、このように飛び出していた繊維が均されたパルプ繊維ウエブPFW側の表面の状態はTS7値で確認できる。
なお、パルプ繊維間の結合を高める手法として乾燥工程後においてプレスロール処理を行うことも考えられた。しかし、この場合には表面の密度は高くなるが乾燥状態であるために水素結合が促進されず、使用時に発生する紙粉は改善されなかった。
(実施例)
以下、上記製造装置で製造した実施例の複合型不織布について説明する。
坪量、厚さ、密度およびTS7値が表1に示す通りになるように製造された、実施例1~5の複合型不織布、並びにその比較例1~6について、下記に示す基準により、複合型不織布の使用時(乾燥状態および湿潤状態)での脱落繊維の少なさ、および拭き取り易さついて官能評価をした。ワイパーとして使用される不織布は拭き取り易さの評価は特に重要であるので、紙粉の脱落と共に評価することとした。脱落繊維の少ないものでも、拭き取り易さが劣るものは好ましくない複合型不織布として、比較例としている。
1)複合型不織布で汚れなど対象物を拭き取った時の拭き取り易さを評価した。
拭き取り易さの評価:柔軟性、コシともに適度な柔らかさで拭きやすい(優◎)、問題ない拭き易さ(良〇)、柔らか過ぎてコシがなく拭き難い(不可×1)、硬過ぎて柔軟性が無く拭き難い(不可×2)、とした。
2)黒い平滑なプラスチック板を複合不織布のパルプ面で擦り、脱落した紙粉量を目視で評価した。荷重:3.5kg、拭き取り回数:250mm×20回とした。
〇乾燥状態・・・複合型不織布に液体などを付着させず、乾燥した状態で板に擦りつけた。
〇湿潤状態・・・複合型不織布に液体(水)を含侵(含侵率:200%程度)させ、湿潤状態で板に擦りつけた。含水率=水分量(g)/不織布(g)である。
脱落紙粉の評価:脱落紙粉がほぼ見られない(優◎)、脱落紙粉がやや見られるが問題なく使用できるレベル(良〇)、脱落紙粉が多過ぎて使い難い(不可×)、とした。
以下、上記製造装置で製造した実施例の複合型不織布について説明する。
坪量、厚さ、密度およびTS7値が表1に示す通りになるように製造された、実施例1~5の複合型不織布、並びにその比較例1~6について、下記に示す基準により、複合型不織布の使用時(乾燥状態および湿潤状態)での脱落繊維の少なさ、および拭き取り易さついて官能評価をした。ワイパーとして使用される不織布は拭き取り易さの評価は特に重要であるので、紙粉の脱落と共に評価することとした。脱落繊維の少ないものでも、拭き取り易さが劣るものは好ましくない複合型不織布として、比較例としている。
1)複合型不織布で汚れなど対象物を拭き取った時の拭き取り易さを評価した。
拭き取り易さの評価:柔軟性、コシともに適度な柔らかさで拭きやすい(優◎)、問題ない拭き易さ(良〇)、柔らか過ぎてコシがなく拭き難い(不可×1)、硬過ぎて柔軟性が無く拭き難い(不可×2)、とした。
2)黒い平滑なプラスチック板を複合不織布のパルプ面で擦り、脱落した紙粉量を目視で評価した。荷重:3.5kg、拭き取り回数:250mm×20回とした。
〇乾燥状態・・・複合型不織布に液体などを付着させず、乾燥した状態で板に擦りつけた。
〇湿潤状態・・・複合型不織布に液体(水)を含侵(含侵率:200%程度)させ、湿潤状態で板に擦りつけた。含水率=水分量(g)/不織布(g)である。
脱落紙粉の評価:脱落紙粉がほぼ見られない(優◎)、脱落紙粉がやや見られるが問題なく使用できるレベル(良〇)、脱落紙粉が多過ぎて使い難い(不可×)、とした。
上記表1に示すように実施例1~5は製品として提供できるものであるが、上記表2に示すように比較例1~6では、拭き取り易さ、脱落紙粉のいずれかで不可であった。
上記実施例1~5は、坪量が52.0~95.0g/m2、厚さが0.20~0.42mm、密度が0.19~0.25g/m3、そしてTS7値が15.0dBV2rms以下の好適範囲内にある。
一方、比較例1は厚さが薄過ぎ、密度が高過ぎであり、TS7値は小さく脱落する紙粉は抑制されているものの、硬過ぎて柔軟性が無く、拭き取り難いという評価となっている。吸水性も低いことが確認できる。
また、比較例2は、厚さが厚過ぎで、密度が低過ぎ、しかもTS7値が大き過ぎであって、紙粉が多いと共に柔らか過ぎてコシが無く拭き取り難いという評価となっている。
また、比較例3は、厚さが厚過ぎ、TS7値が大き過ぎであって、拭き取り易さについては優であるが、紙粉が多いという評価となっている。
また、比較例4は、密度が高過ぎであって、TS7値は好適範囲にあり脱落する紙粉は抑制されているものの、硬過ぎて柔軟性が無く、拭き取り難いという評価となっている。
また、比較例5は、坪量が低く過ぎ、厚さが薄過ぎであり、TS7値は小さく脱落する紙粉は抑制されているものの、柔らか過ぎてコシが無く、拭き取り難いという評価となっている。
また、比較例6は坪量が大き過ぎ、厚さが厚過ぎであり、TS7値は好適範囲にあり脱落する紙粉は抑制されているものの、硬過ぎて柔軟性が無く、拭き取り難いという評価となっている。
また、比較例2は、厚さが厚過ぎで、密度が低過ぎ、しかもTS7値が大き過ぎであって、紙粉が多いと共に柔らか過ぎてコシが無く拭き取り難いという評価となっている。
また、比較例3は、厚さが厚過ぎ、TS7値が大き過ぎであって、拭き取り易さについては優であるが、紙粉が多いという評価となっている。
また、比較例4は、密度が高過ぎであって、TS7値は好適範囲にあり脱落する紙粉は抑制されているものの、硬過ぎて柔軟性が無く、拭き取り難いという評価となっている。
また、比較例5は、坪量が低く過ぎ、厚さが薄過ぎであり、TS7値は小さく脱落する紙粉は抑制されているものの、柔らか過ぎてコシが無く、拭き取り難いという評価となっている。
また、比較例6は坪量が大き過ぎ、厚さが厚過ぎであり、TS7値は好適範囲にあり脱落する紙粉は抑制されているものの、硬過ぎて柔軟性が無く、拭き取り難いという評価となっている。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができることは言うまでもない。
1 複合型不織布の製造装置
2 エアレイド装置
3 スパンボンド不織布供給装置
4 サクション装置
5 水流交絡装置
6 サクション(脱水)装置
7 乾燥装置
8 巻取装置
9 ウェットプレス装置
9a アッパープレスロール
9b ロアプレスロール
21 解繊機
22 ダクト
23 エアレイドホッパ
24 積層位置
28 挟持ローラ
30 プレウエット装置
31 噴霧ノズル
32 サクション装置
41 サクション装置本体
42 サクション部
43 搬送ワイヤ
51 ウォータジェットヘッド
52 サクション装置
55 搬送ワイヤ
SW スパンボンド不織布
PF パルプ繊維
PFW パルプ繊維ウエブ
PWeb 予備的積層体(積層ウエブ)
WP 複合型不織布
TD 搬送方向
2 エアレイド装置
3 スパンボンド不織布供給装置
4 サクション装置
5 水流交絡装置
6 サクション(脱水)装置
7 乾燥装置
8 巻取装置
9 ウェットプレス装置
9a アッパープレスロール
9b ロアプレスロール
21 解繊機
22 ダクト
23 エアレイドホッパ
24 積層位置
28 挟持ローラ
30 プレウエット装置
31 噴霧ノズル
32 サクション装置
41 サクション装置本体
42 サクション部
43 搬送ワイヤ
51 ウォータジェットヘッド
52 サクション装置
55 搬送ワイヤ
SW スパンボンド不織布
PF パルプ繊維
PFW パルプ繊維ウエブ
PWeb 予備的積層体(積層ウエブ)
WP 複合型不織布
TD 搬送方向
Claims (9)
- スパンボンド不織布上にパルプ繊維ウエブを積層し一体化してある複合型の不織布であって、
坪量が52.0~95.0g/m2、厚さが0.20~0.42mmおよび密度が0.19~0.25g/m3であり、且つ、前記パルプ繊維ウエブ側のティシューソフトネス測定装置TSAによるTS7値が15.0dBV2rms以下である、ことを特徴とする複合型不織布。 - 点滴吸水度が0.5~3.0秒、および吸水量(T.W.A.)が250~450g/m2である、ことを特徴とする請求項1に記載の複合型不織布。
- ウエットテーバー値が5回以上である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の複合型不織布。
- 前記パルプ繊維ウエブの坪量が40.0~83.0g/m2、且つ、前記スパンボンド不織布と前記パルプ繊維ウエブとの重量構成比が40/60~10/90(wt%)である、ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の複合型不織布。
- 前記スパンボンド不織布の坪量が7.0~20.0g/m2であると共に、当該スパンボンド不織布が紡糸された樹脂繊維を接合する複数の融着点を含んで形成されており、前記融着点1個の面積が0.10~0.50mm2、前記融着点の単位面積当たりの面積率が7~20%、個数が10~150個/cm2である、ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の複合型不織布。
- 前記スパンボンド不織布は、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなる群から選択された1種類、又は2種類以上の混合で形成されている、ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の複合型不織布。
- 前記パルプ繊維ウエブは、ラジアータパイン、スラッシュパイン、サザンパイン、ロッジポールパイン、スプルース及びダグラスファーからなる群から選択された針葉樹晒クラフトパルプの繊維からなる、ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の複合型不織布。
- スパンボンド不織布上にパルプ繊維ウエブを積層し一体化してある複合型不織布の製造方法であって、
前記パルプ繊維ウエブと前記スパンボンド不織布との一体化を促進して積層体を得る水流交絡工程と、前記水流交絡工程の後に前記積層体を乾燥する乾燥工程とを少なくとも含み、
前記水流交絡工程後で前記乾燥工程前のウェット状態にある前記積層体にプレスロールで加圧するウェットプレス工程を更に含む、ことを特徴とする複合型不織布の製造方法。 - 前記ウェットプレス工程では、式(ロール相当径)=(アッパープレスロール径)×(ロアプレスロール径)/{(アッパープレスロール径)+(ロアプレスロール径)}によって算出されるロール相当径が75~300mmであるアッパープレスロールとロアプレスロールとを用い、搬送スピードを100~280m/min、ロール間のギャップを0~0.3mm、ロールニップ圧を1.0~8.0MPaに設定してある、ことを特徴とする請求項8に記載の複合型不織布の製造方法。
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