JP5787700B2 - 不織布の製造方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明の不織布の製造方法は、水分を含んだ抄紙原料を支持体上に供給して、該支持体上に繊維シートを形成する工程と、繊維シートを乾燥する工程と、繊維シートを乾燥する工程によって乾燥した繊維シートの一部に、繊維シートを乾燥する工程によって乾燥した繊維シートの水分率よりも高い水分率に水分率を上昇させた領域を形成する工程と、繊維シートの水分率を上昇させた領域に高圧水蒸気を噴射する工程とを含む。
本発明の他の不織布の製造方法は、ウェブを支持体上に供給して、該支持体上に繊維シートを形成する工程と、繊維シートの一部に、繊維シートの水分率よりも高い水分率に水分率を上昇させた領域を形成する工程と、繊維シートの水分率を上昇させた領域に高圧水蒸気を噴射する工程とを含み、水分率を上昇させた領域を形成する工程は、前記繊維シートの水分率を上昇させた領域における繊維シートの水分率を、10%以上、80%以下とする。
(1)繊維シートに適用する水または水溶液の量を変えて、水分率を上昇させた領域の水分率を場所によって変えられるようにしてもよい。繊維シートの水分率が高い場所ほど、繊維シートの繊維間の水素結合が弱くなり、繊維間の交絡が弱くなるので、高嵩部の高さを高くすることができる。したがって、水分率を上昇させた領域の水分率を場所によって変えることによって、高嵩部の高さを場所によって変えることができ、繊維シート24の表面の設計の自由度が上がる。
図1に示す不織布製造装置1において、スプレー23から水を放射された繊維シート24をサンプリングし、サンプリングした繊維シート24の中から、水が放射された領域を切り出した後、切り出したサンプル片の質量(W1)を測定した。その後、サンプル片を105℃の恒温槽に1時間静置し、さらに乾燥させた後、サンプル片の質量(D1)を測定した。そして、下記の式を用いて蒸気吹付け前繊維シート水分率を算出した。
蒸気吹付け前繊維シート水分率=(W1−D1)/W1×100(%)
10個のサンプル片の蒸気吹付け前繊維シート水分率の平均値をそのサンプル片に対応する実施例または比較例の蒸気吹付け前繊維シート水分率とした。
乾燥ドライヤー20で乾燥された繊維シート24をサンプリングし、30cm×30cmのサイズに切り出して、サンプル片を作製した。その後、サンプル片を105℃の恒温槽に1時間静置し、さらに乾燥させた後、サンプル片の質量を測定した。そして、測定したサンプル片の質量をサンプル片の面積で割り算して繊維シート目付を算出した。
10個のサンプル片の繊維シート目付の平均値をそのサンプル片に対応する実施例または比較例の繊維シート目付とした。
15cm2の測定子を備えた厚み計((株)大栄化学精器製作所製 型式FS-60DS)を使用して、3g/cm2の測定荷重の測定条件で、製造した不織布の厚みを測定した。1つの測定用試料について3ヶ所の厚みを測定し、3ヶ所の厚みの平均値をその不織布に対応する実施例または比較例の繊維シート厚みとした。
製造した不織布から、長手方向が繊維シートの機械方向(MD)である25mm幅の短冊状の試験片と、長手方向が繊維シートの幅方向(CD)である25mm幅の短冊状の試験片とを切り取ることによって測定用試料を作製した。3つの機械方向(MD)の測定用試料および3つの幅方向(CD)の測定用試料のそれぞれの引張強度を、最大荷重容量が50Nであるロードセルを備えた引張試験機(島津製作所(株)製、オートグラフ 型式AGS-1kNG)を使用して、100mmのつかみ間距離および100mm/分の引張速度の条件で測定した。3つの測定用試料の引張強度の平均値をその測定用試料に対応する実施例または比較例の乾燥引張強度とした。
製造した不織布から、長手方向が繊維シートの機械方向(MD)である25mm幅の短冊状の試験片と、長手方向が繊維シートの幅方向(CD)である25mm幅の短冊状の試験片とを切り取ることによって測定用試料を作製した。3つの機械方向(MD)の測定用試料および3つの幅方向(CD)の測定用試料のそれぞれの引張伸度を、最大荷重容量が50Nであるロードセルを備えた引張試験機(島津製作所(株)製、オートグラフ 型式AGS-1kNG)を使用して、100mmのつかみ間距離および100mm/分の引張速度の条件で測定した。ここで、引張伸度とは、引張試験機で測定用試料を引っ張ったときの最大の伸び(mm)をつかみ間距離(100mm)で割り算した値である。3つの測定用試料の引張伸度の平均値をその測定用試料に対応する実施例または比較例の乾燥引張伸度とした。
製造した不織布から、長手方向が繊維シートの機械方向(MD)である25mm幅の短冊状の試験片と、長手方向が繊維シートの幅方向(CD)である25mm幅の短冊状の試験片とを切り取り、切り取った試験片の質量の2.5倍の水をその試験片に含浸させる(含水倍率、250%)ことによって測定用試料を作製した。3つの機械方向(MD)の測定用試料および3つの幅方向(CD)の測定用試料のそれぞれの引張強度を、最大荷重容量が50Nであるロードセルを備えた引張試験機(島津製作所(株)製、オートグラフ 型式AGS-1kNG)を使用して、100mmのつかみ間距離および100mm/分の引張速度の条件で測定した。3つの測定用試料の引張強度の平均値をその測定用試料に対応する実施例または比較例の湿潤引張強度とした。
製造した不織布から、長手方向が繊維シートの機械方向(MD)である25mm幅の短冊状の試験片と、長手方向が繊維シートの幅方向(CD)である25mm幅の短冊状の試験片とを切り取り、切り取った試験片の質量の2.5倍の水をその試験片に含浸させる(含水倍率、250%)ことによって測定用試料を作製した。3つの機械方向(MD)の測定用試料および3つの幅方向(CD)の測定用試料のそれぞれの引張伸度を、最大荷重容量が50Nであるロードセルを備えた引張試験機(島津製作所(株)製、オートグラフ 型式AGS-1kNG)を使用して、100mmのつかみ間距離および100mm/分の引張速度の条件で測定した。3つの測定用試料の引張伸度の平均値をその測定用試料に対応する実施例または比較例の湿潤引張伸度とした。
図1に示す本発明の一実施形態における不織布製造装置1を使用して実施例1を作製した。70重量%の針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)と、繊度が1.1dtexであり、繊維長が7mmである30重量%のレーヨン(ダイワボウレーヨン(株)製、コロナ)とを含む抄紙原料を作製した。抄紙原料の坪量は45g/m2であった。そして、原料ヘッド11を使用して繊維シート形成ベルト16(日本フィルコン(株)製 OS80)上に抄紙原料を供給し、吸引ボックス15を使用して抄紙原料を脱水して繊維シート24を形成した。このときの繊維シート24の繊維シート水分率は80%であった。その後、2台の高圧水流ノズル12を使用して高圧水流を繊維シート24に噴射した。2台の高圧水流ノズル12を使用して繊維シート24に噴射した高圧水流の高圧水流エネルギーは0.46kW/m2であった。ここで、高圧水流エネルギーは下記の式から算出される。
高圧水流エネルギー(kW/m2)=1.63×噴射圧力(kg/cm2)×噴射流量(m3/min)/処理速度(m/min)
ここで、噴射圧力(kg/cm2)=750×オリフィス開孔総面積(m2)×噴射圧力(kg/cm2)×0.495
実施例2は、スプレー23から繊維シート24へ放射される水の量を調整して、水分率を上昇させた領域における繊維シート24の蒸気吹付け前繊維シート水分率を60%とした点を除いて、実施例1の製造方法と同様な方法によって製造された。
実施例3は、スプレー23から繊維シート24へ放射される水の量を調整して、水分率を上昇させた領域における繊維シート24の蒸気吹付け前繊維シート水分率を80%とした点を除いて、実施例1の製造方法と同様な方法によって製造された。
比較例1は、スプレー23から繊維シート24へ水を放射しなかった点を除いて、実施例1の製造方法と同様な方法によって製造された。
実施例4〜8は、蒸気ノズル14の台数を1台とした点およびラインスピードを変更した点を除いて実施例1の製造方法と同様な方法によって製造された。
実施例9〜13は、蒸気ノズル14の台数を1台とした点、スプレー23から繊維シート24へ放射される水の量を調整して、水分率を上昇させた領域における繊維シート24の蒸気吹付け前繊維シート水分率を60%とした点およびラインスピードを変更した点を除いて実施例1の製造方法と同様な方法によって製造された。
実施例14〜18は、蒸気ノズル14の台数を1台とした点、スプレー23から繊維シート24へ放射される水の量を調整して、水分率を上昇させた領域における繊維シート24の蒸気吹付け前繊維シート水分率を80%とした点およびラインスピードを変更した点を除いて実施例1の製造方法と同様な方法によって製造された。
実施例19〜22は、ラインスピードを変更した点を除いて実施例1の製造方法と同様な方法によって製造された。
実施例23〜26は、スプレー23から繊維シート24へ放射される水の量を調整して、水分率を上昇させた領域における繊維シート24の蒸気吹付け前繊維シート水分率を60%とした点およびラインスピードを変更した点を除いて実施例1の製造方法と同様な方法によって製造された。
実施例27〜30は、スプレー23から繊維シート24へ放射される水の量を調整して、水分率を上昇させた領域における繊維シート24の蒸気吹付け前繊維シート水分率を80%とした点およびラインスピードを変更した点を除いて実施例1の製造方法と同様な方法によって製造された。
実施例31,32は、蒸気ノズル14の台数を1台とし、さらに上下の位置関係を反対にした蒸気ノズル14とサンクションドラム13とをさらに設けた点、スプレー23から繊維シート24へ放射される水の量を調整して、水分率を上昇させた領域における繊維シート24の蒸気吹付け前繊維シート水分率を80%とした点およびラインスピードを変更した点を除いて実施例1の製造方法と同様な方法によって製造された。
11 原料供給ヘッド
12 高圧水流ノズル
13 サクションドラム
14 蒸気ノズル
15 吸引ボックス
16 繊維シート形成コンベア
17 吸引ピックアップ
18,19 繊維シート搬送コンベア
20,22 乾燥ドライヤー
21 巻き取り機
23 スプレー
24 繊維シート
31 高圧水流
32 溝部
41 繊維シート形成ベルト
51 高圧水蒸気
52 溝部
54 高嵩部
241 水分率を上昇させた領域
Claims (7)
- 水分を含んだ抄紙原料を支持体上に供給して、該支持体上に繊維シートを形成する工程と、
前記繊維シートを乾燥する工程と、
前記繊維シートを乾燥する工程によって乾燥した繊維シートの一部に、前記繊維シートを乾燥する工程によって乾燥した繊維シートの水分率よりも高い水分率に水分率を上昇させた領域を形成する工程と、
前記繊維シートの水分率を上昇させた領域に高圧水蒸気を噴射する工程とを含む、不織布の製造方法。 - 前記繊維シートを乾燥する工程の前に、高圧水流を繊維シートに噴射する工程をさらに含む請求項1に記載の不織布の製造方法。
- 前記繊維シートの水分率を上昇させた領域における繊維シートの水分率は、10%以上、80%以下である請求項1又は請求項2に記載の不織布の製造方法。
- 前記水分率を上昇させた領域を形成する工程は、スプレーを使用して水または水溶液を前記繊維シートに適用することによって、前記水分率を上昇させた領域を前記繊維シートの一部に形成する請求項1〜3のいずれか1項に記載の不織布の製造方法。
- 前記スプレーは、水または水溶液を間欠的に放射できる請求項4に記載の不織布の製造方法。
- 前記水分率を上昇させた領域を形成する工程は、水または水溶液が入っている管の水または水溶液を吐出する開口部に前記繊維シートを近接させることによって、前記水分率を上昇させた領域を前記繊維シートの一部に形成する請求項1〜3のいずれか1項に記載の不織布の製造方法。
- 前記水分率を上昇させた領域を形成する工程は、外周面に水または水溶液をしみ出すパターン部を有するロールを含む水分付与ロールに前記繊維シートを通すことによって、前記水分率を上昇させた領域を前記繊維シートの一部に形成する請求項1〜3のいずれか1項に記載の不織布の製造方法。
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