TWI567259B - Manufacture of nonwovens and nonwovens - Google Patents

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TWI567259B
TWI567259B TW102111522A TW102111522A TWI567259B TW I567259 B TWI567259 B TW I567259B TW 102111522 A TW102111522 A TW 102111522A TW 102111522 A TW102111522 A TW 102111522A TW I567259 B TWI567259 B TW I567259B
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小西孝義
平岡利夫
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優你 嬌美股份有限公司
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Description

不織布及不織布之製造方法
本發明係有關於不織布，尤其是有關適用於擦拭布的不織布。另外，本發明有關上述不織布之製造方法。
作為先前技術而為眾人周知之膨鬆紙的製造方法，其特徵為：將含水率為50~85重量%的纖維薄片，移送至沿著吸引部旋轉的開孔網目網，於該纖維薄片保持在開孔網目網上的狀態吸引該纖維薄片，並且與該吸引同時，或在該吸引之前後，對纖維薄片噴附具有5kcal/kg以上之熱量的水蒸氣，於纖維薄片形成與開孔網目網對應之圖案，使其進行乾燥藉此製得被賦予圖案的膨鬆紙(例如，專利文獻1)。藉由此製造方法製作的膨鬆紙，被作為調理紙、紙巾、面紙等的擦拭紙使用。藉由此膨鬆紙的製造方法，能夠製造出厚度大、吸收性高、柔軟性佳、並且具有適度堅固性的膨鬆紙。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1 日本特開平2000-34690號公報
將不織布作為擦拭紙使用時，不織布較佳為厚度大、吸收性高、柔軟性佳、並且具適度堅固性。以濕式製造不織布時，可以加快製造線的速度，並且能夠提升製造效率。但是，以濕式製造不織布時，卻有不織布的體積不太能提高的問題。於專利文獻1所記載之膨鬆紙的製造方法中，能夠將不織布的體積提高。但是，為了進一步提升不織布之擦拭性、觸感等，期望能有更加膨鬆的不織布。
本發明之目的，在於提供以濕式來製作之膨鬆不織布及該不織布之製造方法。
本發明為了解決上述課題，而採用以下結構。
換言之，本發明之不織布的製造方法，係包含：將含水分之抄紙原料，供給在朝單向移動帶上，於該帶上形成紙層的步驟；對紙層噴射高壓水流，使其在表面形成朝機械方向延伸、在寬度方向間隔地排列之凹部的步驟；使噴 射過高壓水流之紙層，附著在旋轉之圓筒狀乾燥機的表面，藉此將噴射過高壓水流之紙層乾燥成10~45%之含水率的步驟；將附著在圓筒狀乾燥機之表面的紙層，透過刮刀從該表面分離，藉此在紙層形成皺褶的步驟；以及從蒸氣噴嘴，對形成有皺褶之紙層之一方的面噴射高壓水蒸氣，藉此一邊留下紙層之另一方之面的皺褶一邊破壞紙層之一方之面的皺褶，並且將具有比凹部之寬度更大的寬度且朝機械方向延伸之溝部，形成在紙層之一方之面的步驟。
另外，本發明之不織布具有：縱方向、與縱方向交叉之橫方向、相對於縱方向及橫方向為垂直之厚度方向、相對於厚度方向為垂直之一方之面、以及相對於一方之面在厚度方向相對向的另一方之面，在一方之面，具有朝縱方向延伸而且在橫方向排列之畦溝，並且在另一方之面，具有朝縱方向延伸而且在橫方向間隔地排列之凹部，在另一方之面，具有朝橫方向延伸而且朝縱方向排列皺褶，並且在一方之面不具有皺褶。
藉由本發明，能夠製得以濕式製作之膨鬆不織布。
1‧‧‧不織布製造裝置
11‧‧‧原料供給頭
12‧‧‧高壓水流噴嘴
13‧‧‧吸引滾筒
14‧‧‧蒸氣噴嘴
15‧‧‧吸引盒
16‧‧‧紙層形成輸送機
17‧‧‧吸引拾取器
18，19‧‧‧紙層搬運輸送帶
20，22‧‧‧乾燥機
21‧‧‧捲取機
23‧‧‧紙層
26‧‧‧刮刀
31‧‧‧高壓水流
32‧‧‧凹部
41‧‧‧紙層形成帶
51‧‧‧高壓水蒸氣
52‧‧‧皺褶
53‧‧‧溝部
57‧‧‧起毛
第1圖係用以說明：使用在本發明之一實施形態中不織布之製造方法的不織布製造裝置的圖。
第2圖係表示高壓水流噴嘴之一例的圖。
第3圖係表示高壓水流噴嘴之噴嘴孔之一例的圖。
第4圖係用以說明藉由高壓水流使紙層之纖維彼此交絡原理的圖。
第5圖係被噴射高壓水流之紙層之寬度方向的剖面概略圖。
第6圖係表示形成有皺褶之紙層表面的顯微鏡照片。
第7圖係表示高壓水蒸氣噴嘴之一例的圖。
第8圖係表示高壓水蒸氣噴嘴之噴嘴孔之一例的圖。
第9圖係用以說明藉由高壓水蒸氣使紙層之纖維被解開，紙層的體積變大的原理的圖。
第10圖係切出噴射有高壓水蒸氣之紙層的一部分之概略立體圖。
第11圖係表示本發明之一實施形態中之不織布表面的顯微鏡照片。
以下，參照圖式來說明本發明之其中一實施形態之不織布的製造方法。第1圖係用以說明：使用在本發明之一實施形態中不織布之製造方法的不織布製造裝置1的圖。
纖維懸濁液等之含水分之抄紙原料被供給至 原料供給頭11。被供給至原料供給頭11的抄紙原料，從原料供給頭11被供給至紙層形成輸送機16之紙層形成帶上，堆積在紙層形成帶上。紙層形成帶較佳為具有蒸氣可通過之透氣性的支撐體。例如，可以將金屬絲網、毛布等作為紙層形成帶使用。
供給至原料供給頭11之使用在抄紙原料的纖維，較佳例如纖維長度20mm以下之短纖維。如此般之短纖維例如可舉針葉樹或闊葉樹之化學紙漿、半化學紙漿及機械紙漿等之木材紙漿、將此等木材紙漿進行化學處理之絲光化紙漿及交聯紙漿、麻或綿等之非木材系纖維以及如嫘縈纖維等之再生纖維般之纖維素纖維、以及如聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維及聚醯胺纖維般之合成纖維等為例。用於抄紙原料的纖維，尤其以木材紙漿、非木材紙漿、嫘縈纖維等的纖維素系纖維為佳。
堆積於紙層形成帶上之抄紙原料藉由吸引盒15加以適當脫水，形成紙層23。紙層23係通過：在紙層形成帶上所配置之兩台高壓水流噴嘴12；以及配置在隔著紙層形成帶與高壓水流噴嘴12對向的位置之兩台吸引盒15之間。高壓水流噴嘴12係對紙層23噴射高壓水流。吸引盒15係吸引回收從高壓水流噴嘴12所噴射的水。從高壓水流噴嘴12對紙層23噴射高壓水流，在紙層23的表面形成凹部。
將高壓水流噴嘴12之一例示於第2圖。高壓水流噴嘴12將在紙層23之寬度方向(CD)排列之複數 高壓水流31朝向紙層23噴射。其結果，在紙層23表面形成有往紙層23之寬度方向(CD)間隔排列，以及往機械方向(MD)伸延的複數凹部32。
將高壓水流噴嘴12之噴嘴孔的一例示於第3圖。高壓水流噴嘴12之噴嘴孔121，例如，在紙層之寬度方向(CD)排列成一列進行配置。噴嘴孔121之孔徑較佳為90~150μm。噴嘴孔121的孔徑小於90μm時，會有噴嘴容易阻塞的情形。噴嘴孔121的孔徑大於150μm時，會有處理效率變差的情形。
噴嘴孔121之孔間距(在寬度方向(CD)相鄰接之孔的中心間距離)，較佳為0.5~1.0mm。噴嘴孔121之孔間距小於0.5mm時，會有噴嘴的耐壓降低，而且破損的情形。另外，噴嘴孔121的孔間距大於1.0mm時，有纖維交絡不充分的情形。
紙層23受到高壓水流時，如第2圖所示般在紙層23形成凹部32。另外，紙層23受到高壓水流時，紙層23的纖維彼此交絡，紙層23的強度變高。紙層23受到高壓水流時，紙層23之纖維彼此交絡之原理，參照第4圖進行說說明。但是，此原理並非限定本發明。
如第4圖所示般，從高壓水流噴嘴12將高壓水流31對紙層23噴射時，高壓水流31通過紙層23及紙層形成帶41。藉此紙層23之纖維被拉向高壓水流31通過紙層形成帶41之部分42。其結果，紙層23之纖維朝向高壓水流31通過紙層形成帶41之部分42聚集，藉此 使纖維彼此交絡。
藉由紙層23之纖維彼此交絡使紙層23的強度變高。藉此，在後續的步驟，即使將高壓水蒸氣對紙層23噴射，紙層23穿孔、紙層23破裂、及被噴散的情形變少。另外，抄紙原料即使不添加紙力增強劑也能夠增加紙層23之濕潤強度。
將紙層23通過兩台高壓水流噴嘴12、以及兩台吸引盒15之間後的位置(第1圖之符號24的位置)時寬度方向之剖面的概略圖示於第5圖。藉由高壓水流在紙層23的表面形成凹部32。在被噴射高壓水流之面的相反側之面，形成有與紙層形成帶之圖案對應的圖案(未圖示)。
之後，如第1圖所示般，紙層23係藉由吸引拾取器17轉印至紙層搬運輸送機18。而且，紙層23被轉印至紙層搬運輸送機19，然後，被轉印至乾燥機20。
乾燥機20係將被噴射高壓水流之紙層23予以乾燥。乾燥機20係例如使用楊克式烘缸。乾燥機20包含旋轉之圓筒狀乾燥機，圓筒狀乾燥機的表面藉由蒸氣等加熱至約160℃。乾燥機20使紙層23附著在旋轉之圓筒狀乾燥機的表面，來將紙層23予以乾燥。
乾燥機20係將紙層23乾燥至較佳為10~45%、更佳為20~40%之含水率。在此，含水率意指將紙層23之乾燥質量設為100%時紙層含有的水量。
紙層23的含水率小於10%時，會有紙層23 之纖維間的氫鍵強度變強，用以藉由後述高壓水蒸氣解開紙層23之纖維的所須能量變得非常高的情形。另外，紙層23的含水率小於10%時，紙層23對圓筒狀乾燥機的表面的附著力變弱，會有藉由形成後述皺褶之步驟無法在紙層23形成皺褶的情形。
另一方面，紙層23的含水率大於45%時，會有為了藉由後述高壓水蒸氣，使紙層23乾燥成既定之含水率以下所須能量變得非常高的情形。另外，紙層23的含水率大於45%時，紙層中之纖維間的氫鍵強度變弱。因此，會有藉由後述之形成皺褶的步驟於紙層23形成之皺褶因施加在紙層23的張力變形、消失，或是皺褶形成時紙層23的強度大幅降低，紙層23破裂的情形。
如第1圖所示般，附著於乾燥機20之旋轉之圓筒狀乾燥機的表面的紙層23，透過刮刀26從圓筒狀乾燥機的表面分開。此時，在紙層23形成朝寬度方向(CD)延伸，且在機械方向(MD)排列的皺褶。附著在圓筒狀乾燥機表面的紙層23，與抵接在圓筒狀乾燥機的表面的刮刀26之端面碰撞後從圓筒狀乾燥機的表面分開。藉由此碰撞，紙層23彎曲為機械方向(MD)之剖面的形狀成波狀，於紙層23形成有皺褶。
在紙層23形成之皺褶的皺褶率，較佳為5~50%。在紙層23形成之皺褶的皺褶率若小於5%時，會有不織布的體積不太能提高的情形。形成在紙層23之皺褶的皺褶率大於50%時，會有在形成有皺褶之紙層難以 平均地形成溝部的情形、或生產速度降低至一半以下且生產性變差的情形。
紙層23的皺褶率，例如能夠如下述般進行測定。
(1)將機械方向(MD)之長度為150mm而且寬度方向(CD)之長度為50mm的測定用試料，從形成皺褶後的紙層切出。
(2)在切出之測定用試料之寬度方向(CD)中央的表面，使用油性原子筆等，描繪朝機械方向(MD)延伸之長度100mm的直線。描繪此直線時，須注意不要使紙層破裂。
(3)測定用試料浸在水中10秒。
(4)將測定用試料從水中取出，放在玻璃板上。然後，在紙層的皺褶消失前，將測定用試料朝機械方向(MD)延伸。
(5)測定在延伸後之測定用試料上描繪之直線的機械方向(MD)之長度A(mm)。
(6)由以下算式算出皺褶率。
皺褶率(%)=(A-100)/A×100
(7)對相同測定用試料再重覆兩次上述(3)~(6)。
(8)將算出之三個皺褶率的平均值作為其紙層的皺褶率。
將形成有皺褶之紙層表面的顯微鏡照片示於 第6圖。藉由此顯微鏡照片可知在紙層被形成有朝寬度方向(CD)延伸，並且在機械方向(MD)排列的皺褶。
接著，如第1圖所示般，形成有皺褶之紙層23係在圓筒狀之吸引滾筒13的網狀外周面上移動。此時，從在吸引滾筒13之外周面上方所配置的一台蒸氣噴嘴14對紙層23噴射高壓水蒸氣。吸引滾筒13係內建有吸引裝置，從蒸氣噴嘴14噴射之水蒸氣藉由吸引裝置吸引。藉由從蒸氣噴嘴14噴射的高壓水蒸氣，在紙層23的表面，形成有寬度比藉由高壓水流形成的凹部更大的溝部。藉此，使紙層的體積變高。
噴射高壓水蒸氣之紙層23的面，較佳為噴射過高壓水流之面的相反側的面。原因在於與噴射過高壓水流之面的相反側之面的紙層23的纖維相比，噴射過高壓水流之面的紙層23的纖維被強力交絡，要藉由高壓水蒸氣解開紙層中的纖維，須要更多能量。另外，若對紙層23之噴射過高壓水流的面噴射高壓水蒸氣，會有紙層23的強度變得非常弱的情形。
從蒸氣噴嘴14噴射的高壓水蒸氣，可為由100%水所構成的水蒸氣、亦可為含有空氣等其他氣體水蒸氣。但是，從蒸氣噴嘴14噴射的高壓水蒸氣，較佳為由100%的水構成的水蒸氣。
高壓水蒸氣的溫度較佳為105~250℃。藉由此溫度範圍的高壓水蒸氣，在對紙層23噴射高壓水蒸氣時紙層23亦能進行乾燥，使紙層23的體積變大的同時紙 層被乾燥。另外，藉此噴射過高壓水蒸氣後之紙層23的含水率，比噴射高壓水蒸氣前之紙層23的含水率低5%以上。由於紙層23乾燥時紙層23之纖維彼此的氫結合變變強，因而使紙層23的強度變高，變得膨鬆的紙層23不易壓扁。另外，在紙層23之被噴射高壓水蒸氣面的相反側之面所形成的皺褶不易消失。藉由紙層23的強度變高，即使進一步噴射高壓水蒸氣時亦能夠防止紙層23穿孔、斷裂。
在第7圖表示被配置吸引滾筒13之上方的蒸氣噴嘴14之一例。蒸氣噴嘴14係將在機械方向(MD)及紙層23之寬度方向(CD)排列的複數高壓水蒸氣51朝向形成有皺褶52之紙層23噴射。其結果，在紙層23上面形成有往紙層23之寬度方向(CD)排列，以及朝機械方向(MD)伸延的複數溝部53。
第8圖係表示高壓水蒸氣噴嘴14之噴嘴孔141之一例的圖。如第8圖所示之蒸氣噴嘴14般，排列在寬度方向(CD)之複數噴嘴孔141A之噴嘴孔列，在機械方向(MD)排列兩列。因此，如第7圖所示般，排列在寬度方向(CD)之複數高壓水蒸氣51，係在機械方向(MD)排列兩列。此外，排列在寬度方向(CD)之複數噴嘴孔之噴嘴孔列在機械方向(MD)排列的列數，不限定為兩列，亦可為一及三列以上。另外，亦可將複數高壓水蒸氣噴嘴，於機械方向(MD)排列，藉此將排列在寬度方向(CD)之複數噴嘴孔的噴嘴孔列在機械方向 (MD)排列。以排列在寬度方向(CD)之複數噴嘴孔的噴嘴孔列，在機械方向(MD)排列複數的方式，來配置噴嘴孔，藉此在紙層確實地形成溝部，因而能夠確實地提高紙層的體積。
蒸氣噴嘴14的噴嘴孔之孔徑較佳為150~500μm。噴嘴孔之孔徑小於150μm時，有能量不足，且無法充分撥開纖維的問題產生之情形。另外，蒸氣噴嘴14之孔徑大於500μm時，會有能量太大且基材過度損傷的問題產生之情形。
噴嘴孔之孔間距(在寬度方向(CD)相鄰接之噴嘴孔的中心間距離)較佳為1.0~2.5mm。噴嘴孔之孔間距小於1.0mm時，恐將有蒸氣噴嘴14的耐壓降低，而且發生破損之虞。另外，噴嘴孔之孔間距大於2.5mm時，會有在噴射過高壓水蒸氣之紙層23面殘留皺褶的情形。
從蒸氣噴嘴14噴射之高壓水蒸氣的蒸氣壓力較佳為0.2~1.5MPa。高壓水蒸氣之蒸氣壓力小於0.2MPa時，會有紙層23之體積藉由高壓水蒸氣無法變得太大之情形。另外，高壓水蒸氣之蒸氣壓力大於1.5MPa時，會有紙層23穿孔、或紙層23破裂、以及被噴散之情形。此外，由於在紙層23形成皺褶時紙層23的纖維被解開，因此與未形成皺褶的場合相比，能夠藉由低蒸氣壓力之高壓水蒸氣使紙層23變得膨鬆。
對紙層23噴射高壓水蒸氣時，紙層23之纖 維被解開，然後使得紙層23的體積變大。藉此，紙層23之柔軟性提高，紙層23之觸感改善。將紙層23受到高壓水蒸氣時，紙層23之纖維被解開，紙層23之體積變大之原理，參照第9圖進行說明。但是，此原理並非限定本發明。
如第9圖所示般，蒸氣噴嘴14噴射高壓水蒸氣51時，高壓水蒸氣51係接觸於吸引滾筒13。高壓水蒸氣51大部分被彈回吸引滾筒13。藉此紙層23之纖維捲起，然後被解開。然後，被解開之紙層23的纖維，係藉由高壓水蒸氣51撥開，在紙層23形成溝部。被撥開之纖維，往高壓水蒸氣51接觸於紙層23的部分54之寬度方向側移動聚集，使紙層23之體積變高。另外，紙層23的纖維被捲起然後解開，藉此在紙層的表面形成起毛。尤其由於紙層23形成有皺褶，紙層成為波狀(蛇腹狀)，因而容易形成起毛。藉此，能夠改善不織布的擦拭性。而且，紙層23所包含之水分，藉著高壓水蒸氣51的熱而蒸發，從紙層23除去。藉此，紙層23的乾燥進行。
於本發明之一實施形態的不織布之製造方法中，為了提高紙層的體積，藉由高壓水蒸氣在紙層形成溝部。因此，為了提高藉由高壓水蒸氣所撥開的纖維量，因此藉由高壓水蒸氣形成之溝部的寬度，比藉由高壓水流形成之凹部的寬度更大。
因為在噴射有高壓水蒸氣部分之紙層纖維被解開，所以在噴射有高壓水蒸氣之表面，皺褶被破壞，而 且皺褶消失。藉此，紙層23進一步變厚。另外，藉由被噴射有高壓水蒸氣使皺褶被破壞之紙層的面，在噴射有高壓水蒸氣之面的相反側之面殘留的皺褶不易朝機械方向(MD)延伸。換言之，噴射有高壓水蒸氣之面的皺褶被破壞之部分，係將噴射有高壓水蒸氣之面的相反側之面所殘留皺褶加以固定之固定部分。因此，即使製造之不織布成為濕潤狀態，亦能夠保持著在噴射有高壓水蒸氣之面的相反側之面所殘留的皺褶。換言之，即使不織布成為濕潤狀態，亦能夠保持藉由皺褶提高後之不織布的體積。
如以上般，紙層23的體積係藉由下部分而變高：藉由噴射高壓水蒸氣51使纖維聚集而膨鬆的部分、噴射高壓水蒸氣51藉此使皺褶52被破壞的部分、以及在噴射高壓水蒸氣51之面的相反側殘留的皺褶。因此，本發明之一實施形態的不織布之製造方法，與只將高壓水蒸氣對紙層噴射情形相比，能夠提高不織布的體積。
第10圖係切出噴射有高壓水蒸氣之紙層23(第1圖之符號25的位置)的一部分之概略立體圖。紙層23係具有：縱方向、與縱方向交叉之橫方向、相對於縱方向及橫方向為垂直之厚度方向、相對於厚度方向為垂直之一方之面、以及相對於一方之面在厚度方向相對向的另一方之面，在一方之面，具有朝縱方向延伸而且在橫方向排列複數溝部53，並且在另一方之面，具有朝縱方向延伸而且在橫方向間隔地排列之凹部32，在另一方之面，具有朝橫方向延伸而且朝縱方向排列皺褶52，並且 在一方之面不具有皺褶52。在此，縱方向與機械方向(MD)對應，橫方向與寬度方向(CD)對應。於一方之面，形成有上述橫方向藉由溝部53，朝縱方向延伸，而且朝橫方向排列的畦溝。
紙層23之中存在複數藉由高壓水流形成之凹部32之面側的區域55，係紙層23的強度較強區域，藉由高壓水蒸氣形成有溝部53之面側的區域56，藉由高壓水蒸氣使紙層23的強度比上述區域55稍微變弱但紙層23變得膨鬆的區域。如此般，在紙層23形成強度較強之區域55和強度較弱但膨鬆之區域56，藉此能夠取得紙層23之強度與膨鬆的平衡。換言之，藉此能夠形成膨鬆、且強度高的紙層23。
如10圖所示般，於形成有溝部53側的面，未殘留皺褶52。此由於如上述般，皺褶52被高壓水蒸氣破壞之故。由於藉皺褶變大的體積在藉由高壓水蒸氣皺褶破壞前係解開狀態，因而藉由高壓水蒸氣溝部53形成之面側的區域56的體積變得非常高。若不織布的體積變高，在使用不織布對象物進行擦拭時，不織布捕集污垢的能力變高。因此，藉由使紙層23變得非常膨鬆，使得不織布之擦拭性得到改善。
如10圖所示般，噴射有高壓水蒸氣之面的相反側之面，換言之，在藉由高壓水流形成有凹部32的面殘留皺褶52。藉此，即使在噴射有高壓水蒸氣之面的相反側之面，仍舊可以使不織布之擦拭性良好。
與藉由高壓水蒸氣解開平面狀態之紙層23之場合相比，以藉由高壓水蒸氣來解開波狀(蛇腹狀)之紙層23者較易使紙層23起毛。於紙層23形成皺褶，能夠藉此在讓紙層23成為波狀(蛇腹狀)狀態，藉高壓水蒸氣解開紙層23，因此紙層23容易產生起毛。另外，如上述般，因為在紙層23使用纖維長度20mm以下的短纖維，所以紙層23更容易產生起毛。因此，如10圖所示般，噴射過高壓水蒸氣之紙層23中之纖維其中一端從紙層23表面突出，在紙層23產生起毛57。藉由此起毛57使得不織布之表面易於附著污垢，因此藉由該起毛57，能夠讓不織布更仔細拭去污垢。
對從蒸氣噴嘴14噴射之高壓水蒸氣進行吸引的吸引滾筒13，藉由該吸引滾筒13所內建的吸引裝置，吸引滾筒13用以吸引紙層23之吸引力，較佳為-1~-12kPa。吸引滾筒13之吸引力小於-1kPa時會有未完全吸引蒸氣而造成噴出的情形。另外，吸引滾筒13之吸引力大於-12kPa時有往吸引內的纖維脫落變多的情形。
蒸氣噴嘴14的前端與紙層23的表面之間的距離較佳為1.0~10mm。蒸氣噴嘴14的前端與紙層23的表面之間的距離小於1.0mm時，會有紙層23穿孔，或紙層23破裂、被噴散的問題產生之情形。另外，蒸氣噴嘴14的前端與紙層23的表面之間的距離大於10mm時，高壓水蒸氣用於在紙層23表面形成溝部的力道被分散，而有在紙層23表面形成溝部或破壞於紙層23形成之皺褶之 能量效率變差的情形。
噴射高壓水蒸氣後之紙層23的含水率，較佳為40%以下、更佳為30%以下。噴射高壓水蒸氣後之紙層23的含水率大於40%時，會有難以藉由後述乾燥機進行之乾燥來使紙層23的含水率成為5%以下的情形。另外，除了後述之乾燥機以外，還必須進一步追加乾燥，而有不織布的製造效率變差的情形。
之後，如第1圖所示般，被轉印至與乾燥機20不同之乾燥機22。乾燥機22係將噴射過高壓水蒸氣之紙層23，乾燥成作為最終製造物的不織布。乾燥機22係例如使用楊克式烘缸。乾燥機22係使紙層23附著在藉由蒸氣加熱至約150℃之圓筒狀乾燥機的表面，將紙層23加以乾燥。
通過乾燥機22後之紙層23必須充分地進行乾燥。具體而言，通過乾燥機22後之紙層23的含水率，較佳為5%以下。此外，剛噴射過高壓水蒸氣後之紙層23的含水率為5%以下時，亦可以不將噴射過高壓水蒸氣之紙層23，使用乾燥機22等來進行乾燥。
乾燥之紙層23(不織布)被捲取機21捲取。
將如以上般製造之不織布的表面之顯微鏡照片示於第11圖。第11圖(a)係不織布之噴射高壓水蒸氣的面的顯微鏡照片。第11圖(b)係不織布之噴射高壓水蒸氣的面其相反側之面的顯微鏡照片。由第11圖可知：在噴射高壓水蒸氣之面雖無皺褶，但在噴射高壓水蒸 氣之面的相反側之面，則具有皺褶。
此外，若不在噴射高壓水蒸氣前，而是在噴射過高壓水蒸氣後，實施形成皺褶之步驟，會有將水蒸氣對紙層噴射所形成的溝部於形成皺褶之步驟受到破壞，或纖維被解開而使纖維脫落、薄片破裂等的問題發生之情形。
如上述般將製作之不織布裁斷成既定尺寸，藉此可以將該不織布作為乾燥擦拭紙使用。另外，如上述般將製作之不織布裁斷成既定尺寸，使裁斷的不織布浸漬在既定量之藥液，藉此能夠將該不織布作為濕潤擦拭紙使用。
藉由如上述般紙層的體積變大來提升不織布捕集污垢的能力，因而由此不織布所製作的擦拭紙，能夠仔細拭去污垢。另外，由於在紙層23形成皺褶52後，經由高壓水蒸氣會破壞紙層之一方之面的皺褶，因而由不織布製作擦拭紙之步驟，例如，以將不織布加以裁斷之步驟、使不織布浸漬於藥液之步驟等，使在噴射過高壓水蒸氣面相反側之面形成的皺褶不會消失。因此，即使在藉由高壓水蒸氣形成溝部之面的相反側之面，擦拭紙亦能夠仔細地將污垢去除。
以上說明僅為其中一例，發明並未被上述實施形態做任何限定。
[實施例]
以下依據實施例將本發明做更詳細說明。但是，本發明並非藉由該等實施例加以限定。
於實施例及比較例，係將噴附蒸氣前紙層含水率、皺褶前紙層基重、皺褶後紙層基重、乾燥厚度、密度、乾拉伸強度、乾拉伸延性、濕拉伸強度、濕拉伸延性、高壓水蒸氣噴射面之污垢去除率及高壓水流噴射面之污垢去除率，如以下般測定。
(蒸氣噴附前紙層含水率)
從以乾燥機20進行乾燥後之紙層取樣30cm×30cm之尺寸的樣本片，並測定該樣本片的重量(W1)。之後，將樣本片於105℃之恆溫槽靜置1小時並進行乾燥後，對重量(D1)進行測定。蒸氣噴附前紙層含水率，係N=10之測定值的平均值。
蒸氣噴附前紙層含水率=(W1-D1)/W1×100(%)
(皺褶前紙層基重)
紙層的基重係從以乾燥機20進行乾燥之形成皺褶前的紙層取樣30cm×30cm尺寸的測定用試料，並且對所取樣之測定用試料的重量進行測定來算出。紙層基重，係N=10之測定值的平均值。
(皺褶後紙層基重)
紙層的基重，係從形成皺褶之噴射高壓水蒸氣前的紙層取樣30cm×30cm尺寸的測定用試料，並且對所取樣之測定用試料的重量進行測定來算出。紙層基重，係N=10之測定值的平均值。
(乾燥厚度)
從製造之不織布取樣10cm×10cm尺寸的測定用試料。使用具備15cm2之測定子的厚度計(大榮化學精器製作所股份有限公司製型式FS-60DS)，以3gf/cm2之測定荷重的測定條件，來測定出測定用試料的厚度。對一個測定用試料測定三處厚度，以三處厚度之平均值作為乾燥厚度。
(密度)
從製造之不織布取樣10cm×10cm尺寸的測定用試料。對測定用試料的重量進行測定，從上述乾燥厚度算出不織布的密度。
(乾拉伸強度)
從製造之不織布，切下長邊方向為紙層之機械方向的25mm寬之長條狀試驗片、以及長邊方向為紙層之寬度方向的25mm寬之長條狀試驗片，製作測定用試料。將機械方向以及寬度方向之測定用試料，使用具備最大荷重容量 為50N之測力計的拉力試驗機(島津製作所股份有限公司製，桌上型精密萬能試驗機型式AGS-1kNG)，分別對3個測定用試料，以100mm之夾具間距、100mm/分之拉伸速度的條件測定拉伸強度。將機械方向以及寬度方向之測定用試料的分別3個測定用試料之拉伸強度的平均值作為機械方向以及寬度方向的乾拉伸強度。
(乾拉伸延性)
從製造之不織布，切下長邊方向為紙層之機械方向的25mm寬之長條狀試驗片、以及長邊方向為紙層之寬度方向的25mm寬之長條狀試驗片，製作測定用試料。將機械方向以及寬度方向之測定用試料，使用具備最大荷重容量為50N之測力計的拉力試驗機(島津製作所股份有限公司製，桌上型精密萬能試驗機型式AGS-1kNG)，分別對3個測定用試料，以100mm之夾具間距、100mm/分之拉伸速度的條件測定出拉伸延性。在此，拉伸延性係指將使用拉力試驗機拉著測定用試料時之最大展距(mm)除以夾具間距(100mm)所算出之值。將機械方向以及寬度方向之測定用試料的分別3個測定用試料之拉伸延性的平均值作為機械方向以及寬度方向的乾拉伸延性。
(濕拉伸強度)
從製造之不織布，切下長邊方向為紙層之機械方向的25mm寬之長條狀試驗片、以及長邊方向為紙層之寬度方 向的25mm寬之長條狀試驗片，製作測定用試料，使測定用試料浸漬於測定用試料2.5倍之水(含水倍率、250%)。然後，將機械方向以及寬度方向之測定用試料，使用具備最大荷重容量為50N之測力計的拉力試驗機(島津製作所股份有限公司製，桌上型精密萬能試驗機型式AGS-1kNG)，分別對3個測定用試料，以100mm之夾具間距、100mm/分之拉伸速度的條件測定拉伸速度。將機械方向以及寬度方向之測定用試料的分別3個測定用試料之拉伸強度的平均值作為機械方向以及寬度方向的濕拉伸強度。
(濕拉伸延性)
從製造之不織布，切下長邊方向為紙層之機械方向的25mm寬之長條狀試驗片、以及長邊方向為紙層之寬度方向的25mm寬之長條狀試驗片，製作測定用試料，使測定用試料浸漬在測定用試料之質量2.5倍的水(含水倍率、250%)。然後，將機械方向以及寬度方向之測定用試料，使用具備最大荷重容量為50N之測力計的拉力試驗機(島津製作所股份有限公司製，桌上型精密萬能試驗機型式AGS-1kNG)，分別對3個測定用試料，以100mm之夾具間距、100mm/分之拉伸速度的條件測定出拉伸延性。將機械方向以及寬度方向之測定用試料的分別3個測定用試料之拉伸延性的平均值作為機械方向以及寬度方向的濕拉伸延性。
(高壓水蒸氣噴射面之污垢去除率)
依以下順序來測定不織布之噴射過高壓水蒸氣面(高壓水蒸氣噴射面)的污垢去除率。
(1)製作包含以下成分的模擬污垢糊劑：12.6重量%之炭黑(Carbon Black、米山藥品工業股份有限公司製)、20.8重量%之牛脂極度硬化油(日本油脂股份有限公司製)以及66.6重量%之流動石蠟(Nacalai Tesque股份有限公司製)。污垢糊劑：以己烷(Nacalai Tesque股份有限公司製)為重量比85：15的方式，將模擬污垢糊劑以己烷進行稀釋，來製作模擬污垢劑。
(2)在製品上滴下模擬污垢劑0.05ml，而且於20℃之溫度及60%之濕度的條件環境中，將滴下模擬污垢劑之製品乾燥24小時。
(3)乾燥後，使用掃描器(Calario GT-750、Epson公司製)，以原稿種類：薄膜、類型：正片、影像：16bit灰階、品質：畫質優先、解析度：1200dpi、原稿大小：68.6×237mm、輸出：等倍之條件來將製品的畫像取入，從取入之畫像的畫像資料，算出製品之附著模擬污垢劑的部分之中16.9mm×16.9mm範圍之色調。在此，色調係如下述般算出。設定既定閾值以灰階補正取入之畫像二值化。設定用來二值化之閾值，使得附著污垢之部分的灰階為0(黑)，未附著污垢之部分的灰階成為255(白)。然後，使用Excel2007(Microsoft公司製)製作橫軸為灰 階、縱軸為頻度的直方圖。0之灰階的頻度作為色調。
(4)以不織布擦拭附著在製品之模擬污垢劑，係應用塑膠薄膜-及薄片-摩擦係數試驗方法(JIS-K-7125：1999)來實施。所製造之不織布取樣140×190mm大小的測定用試料，在摩擦係數測定裝置(測試機產業股份有限公司)之工作台，以高壓水蒸氣噴射面朝上的方式設置測定用試料。此時，以滑片之移動方向，成為測定用試料擦拭之方向(機械方向(MD)或寬度方向(CD))的方式配置測定用試料。以附著模擬污垢劑之面與測定用試料接觸的方式，將附著模擬污垢劑之製品置於測定用試料之上後，製品之附著模擬污垢劑之面的相反側之面設置滑片及測力計。然後，以150mm/分之進給速度及60g荷重的條件進行一次摩擦係數測定，藉此將附著於製品之模擬污垢劑以測定用試料進行擦拭。
(5)擦拭附著在製品之模擬污垢劑後，使用上述掃描器以相同條件取入製品之畫像，從取入之畫像的畫像資料，算出於擦拭模擬污垢劑前之製品與算出色調之範圍相同範圍的色調。
(6)擦拭附著在製品之模擬污垢劑前的色調減去擦拭附著在製品之模擬污垢劑後的色調，以擦拭附著在製品之模擬污垢劑前的色調來除其值而算出色調的變化率。此值作為測定用試料的污垢去除率。若測定用試料之擦拭性佳，附著於製品之模擬污垢劑可藉由測定用試料來擦拭乾淨，因此色調的變化率，換言之即污垢去除率提高。另一 方面，若測定用試料之擦拭性較差，由於藉由測定用試料拭去模擬污垢劑之製品上大量殘留有模擬污垢劑，因此色調的變化率，換言之即污垢去除率變低。藉由如此般污垢去除率之值，能夠評估測定用試料擦拭污垢的能力。針對三個測定用試料，將污垢去除率加以測定，以其平均值作為其測定用試料的污垢去除率。
(高壓水流噴射面之污垢去除率)
於摩擦係數測定裝置的工作台，以高壓水流噴射面(噴射過高壓水流之面)朝上的方式設置測定用試料以外，與高壓水蒸氣噴射面之污垢去除率相同方法來測定高壓水流噴射面的污垢去除率。
以下，針對實施例及比較例的製作方法進行說明。
(實施例1)
使用於本發明之一實施形態的不織布製造裝置1製作實施例1。製作出包含70重量%之針葉樹漂白牛皮紙漿(NBKP)、以及纖度為1.1dtex並且纖維長度為7mm之30重量%的嫘縈(DAIWABO RAYON股份有限公司製、CORONA)的抄紙原料。然後，使用原料頭將抄紙原料供給至紙層形成帶(日本輝爾康株式會社製OS80)上，使用吸引盒將抄紙原料加以脫水形成紙層。此時紙層之紙層含水率為80%。之後，使用兩台高壓水流噴嘴將高壓水 流對紙層進行噴射。使用兩台高壓水流噴嘴對紙層所噴射之高壓水流的高壓水流能量為0.2846kW/m2。在此，高壓水流能量係由下述式算出。
能量(kW/m2)=1.63×噴射壓力(kg/cm2)×噴射流量(m3/分)/處理速度(M/分)/60
在此，噴射流量(立方M/分)=750×孔口開孔總面積(m2)×噴射壓力(kg/cm2)0.495
另外，高壓水流噴嘴之前端和紙層上面之間的距離係10mm。而且，高壓水流噴嘴之噴嘴孔的孔徑為92μm，噴嘴孔之孔間距為0.5mm。
紙層在被轉印至兩台紙層搬運輸送機後，被轉印至被加熱至160℃之楊克式烘缸，進行乾燥。此楊克式烘缸之線速為80m/分。然後，附著在楊克式烘缸之表面的紙層，透過刮刀從其表面分離藉此實施皺褶加工，在紙層形成皺褶。對後述噴射過高壓水蒸氣之紙層進行乾燥的楊克式烘缸之線速為68m/分。藉由這兩個楊克式烘缸之線速的速度差，可以使形成後皺褶之皺褶率成為14%。
接著，使用一台蒸氣噴嘴將高壓水蒸氣噴射在紙層被噴射高壓水流面之相反面(高壓水流噴射面之相反面)。此時，高壓水蒸氣之蒸氣壓力為0.7MPa，蒸氣 溫度為210℃。另外，蒸氣噴嘴之前端和紙層的表面之間的距離為2.0mm。蒸氣噴嘴之噴嘴孔係在機械方向(MD)並排2列。而且，蒸氣噴嘴之噴嘴孔的孔徑為500μm，且孔間距為2.0mm。另外，吸引滾筒用以吸引紙層的吸引力為-5.0kPa。吸引滾筒之外周係使用不鏽鋼製的18網孔開孔套筒。噴射過高壓水蒸氣後之紙層的含水率為35%。
然後，紙層被轉印至被加熱至150℃之楊克式烘缸，乾燥至5%以下之水分量。乾燥後之紙層成為實施例1。
(實施例2)
實施例2，除了將高壓水蒸氣之蒸氣溫度變更為115℃，將蒸氣壓力變更為0.2MPa之外，其餘係藉由與實施例1之製造方法相同的方法進行製造。
(實施例3)
實施例3除了將蒸氣噴嘴之噴嘴孔在機械方向(MD)排列6列、將蒸氣噴嘴之噴嘴孔的孔徑設為200μm及將蒸氣噴嘴之噴嘴孔之孔間距設為1.0mm之外，其餘係藉由與實施例1之製造方法相同的方法進行製造。
(實施例4)
實施例4除了將高壓水蒸氣的蒸氣溫度設為150℃將蒸氣壓力設為0.5MPa、將蒸氣噴嘴之噴嘴孔在機械方向(MD)排列6列、將蒸氣噴嘴之噴嘴孔的孔徑設為200μm以及將蒸氣噴嘴之噴嘴孔之孔間距設為1.0mm之外，其餘係藉由與實施例1之製造方法相同的方法進行製造。
(比較例1)
比較例1除了未在紙層形成皺褶、為了成為與實施例之皺褶後紙層基重相同的基重而將紙層基重調整成50g/m2以及未對紙層噴射高壓水蒸氣之外，其餘係藉由與實施例1之製造方法相同的方法進行製造。
(比較例2)
比較例2除了未在紙層形成皺褶，以及為了成為與實施例之皺褶後紙層基重相同的基重而將紙層基重調整成50g/m2之外，其餘係藉由與實施例1之製造方法相同的方法進行製造。
(比較例3)
比較例3除了不對紙層噴射高壓水蒸氣之外其餘係藉由與實施例1之製造方法相同的方法進行製造。
(比較例4)
比較例4除了未在紙層形成皺褶、為了成為與實施例之皺褶後紙層基重相同的基重而將紙層基重調整成50g/m2以及將高壓水蒸氣的蒸氣溫度設為115℃將蒸氣壓力設為0.2MPa之外，其餘係藉由與實施例1之製造方法相同的方法進行製造。
(比較例5)
比較例5，除了未在紙層形成皺褶、為了成為與實施例之皺褶後紙層基重相同的基重而將紙層基重調整成50g/m2、將蒸氣噴嘴之噴嘴孔在機械方向(MD)排列6列、將蒸氣噴嘴之噴嘴孔的孔徑設為200μm、將蒸氣噴嘴之噴嘴孔之孔間距設為1.0mm之外，其餘係藉由與實施例1之製造方法相同的方法進行製造。
(比較例6)
比較例6，除了未在紙層形成皺褶、為了成為與實施例之皺褶後紙層基重相同的基重而將紙層基重調整成50g/m2、將高壓水蒸氣之蒸氣溫度設為150℃將蒸氣壓力設為0.5MPa、將蒸氣噴嘴之噴嘴孔在機械方向(MD)排列6列、將蒸氣噴嘴之噴嘴孔的孔徑設為200μm以及將蒸氣噴嘴之噴嘴孔之孔間距設為1.0mm之外，其餘係藉由與實施例1之製造方法相同的方法進行製造。
以上實施例以及比較例之製造條件示於表1。
將以上實施例及比較例之噴附蒸氣前紙層含水率、皺褶前紙層基重、皺褶後紙層基重、乾燥厚度、密度、乾拉伸強度、乾拉伸延性、濕拉伸強度及濕拉伸延性示於表2。
以上實施例及比較例之高壓水蒸氣噴射面的污垢去除率及高壓水流噴射面的污垢去除率示於表3。
(1)實施例1~4和比較例1~6的比較
實施例1~4之乾燥厚度，全部為0.55mm以上。另一方面，比較例1~6之乾燥厚度，全部未達0.55mm。另外，實施例1~4之密度，全部皆為010g/m3以下。另一方，比較例1~6之密度除了比較例2以外全部大於10g/m3。因此，可知藉由將皺褶形成在紙層之步驟、以及將高壓水蒸氣噴射在紙層之步驟加以組合，能夠製作膨鬆、密度低的不織布。
(2)實施例1~4和比較例2、4~6的各別比較
實施例1和比較例2的主要差異、實施例2和比較例 4的主要差異、實施例3和比較例5的主要差異、以及實施例4和比較例6的主要差異，在於有無實施在紙層形成皺褶的步驟。藉此，可知在將高壓水蒸氣噴射在紙層之步驟前先實施將皺褶形成在紙層的步驟，藉此能夠提高不織布的體積，降低不織布之密度。
(3)實施例1~4和比較例1的比較
比較例1，為了成為與實施例之皺褶後紙層基重相同的基重而將紙層基重調整成50g/m2，因而基重比實施例的皺褶前紙層基重高。換言之，比較例1之噴射高壓水蒸氣前的體積，比形成實施例1~4之皺褶前的體積高。若將此點納入考慮，藉著將實施例1~4和比較例1進行比較，可知藉由將皺褶形成在紙層之步驟和將高壓水蒸氣噴射在紙層之步驟，可將不織布的體積提高約60%以上。
(4)實施例1~4和比較例3的比較
比較例3，為了成為與實施例之皺褶後紙層基重相同的基重而將紙層基重調整成50g/m2，因而基重比實施例的皺褶前紙層基重高。換言之，比較例3之噴射高壓水蒸氣前的體積，比形成實施例1~4之皺褶前的體積高。若將此點納入考慮，藉著將實施例1~4和比較例3進行比較，可知藉由將高壓水蒸氣噴射在形成有皺褶在紙層，可將不織布的體積提高約40%以上。
(5)實施例1之污垢去除率和比較例2及3之污垢去除率的比較
將實施例1之污垢去除率和比較例2及3之污垢去除率進行比較，藉此可知利用組合將皺褶形成在紙層之步驟，以及將高壓水蒸氣噴射在紙層之步驟，來提升不織布之擦拭性。
1‧‧‧不織布製造裝置
11‧‧‧原料供給頭
12‧‧‧高壓水流噴嘴
13‧‧‧吸引滾筒
14‧‧‧蒸氣噴嘴
15‧‧‧吸引盒
16‧‧‧紙層形成輸送機
17‧‧‧吸引拾取器
18，19‧‧‧紙層搬運輸送帶
20，22‧‧‧乾燥機
21‧‧‧捲取機
23‧‧‧紙層
25‧‧‧符號位置
24‧‧‧符號位置
26‧‧‧刮刀

Claims (12)

  1. 一種不織布之製造方法，係包含：將含水分之抄紙原料，供給在朝單向移動帶上，於該帶上形成紙層的步驟；對前述紙層噴射高壓水流，使其在表面形成朝機械方向延伸、在寬度方向間隔地排列之凹部的步驟；使前述噴射過高壓水流之紙層，附著在旋轉之圓筒狀乾燥機的表面，藉此將前述噴射過高壓水流之紙層乾燥成10~45%之含水率的步驟；將前述附著在圓筒狀乾燥機之表面的前述紙層，透過刮刀從該表面分離，藉此在前述紙層形成皺褶的步驟；以及從蒸氣噴嘴，對形成前述皺褶之紙層之一方的面噴射高壓水蒸氣，藉此一邊留下前述紙層之另一方之面的皺褶一邊破壞前述紙層之一方之面的皺褶，並且將具有比前述凹部之寬度更大的寬度且朝機械方向延伸之溝部，形成在前述紙層之一方的面的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之不織布之製造方法，其中，前述蒸氣噴嘴之噴嘴孔的噴嘴間距係1.0~2.5mm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之不織布之製造方法，其中，前述高壓水蒸氣之蒸氣壓力係0.2~1.5MPa。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之不織布之製造 方法，其中，從前述蒸氣噴嘴噴射高壓水蒸氣時，以-1~-12kPa之吸引力吸引前述紙層。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之不織布之製造方法，其中，噴射前述高壓水蒸氣後之前述紙層的含水率係40%以下。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之不織布之製造方法，其中，噴射前述高壓水蒸氣後之前述紙層的含水率，比噴射前述高壓水蒸氣前之前述紙層的含水率低5%以上。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之不織布之製造方法，其中，前述蒸氣噴嘴之前端和前述紙層的表面之間的距離為1.0~10mm。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之不織布之製造方法，其中，進一步包含將形成有前述第2溝之紙層，乾燥成5%以下之含水率的步驟。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之不織布之製造方法，其中，前述在紙層形成皺褶的步驟，係以5~50%的皺褶率在前述紙層形成皺褶。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述之不織布之製造方法，其中，前述蒸氣噴嘴在機械方向，具備複數列在寬度方向排列的噴嘴孔之噴嘴孔列。
  11. 一種不織布，係具有：縱方向、與該縱方向交叉之橫方向、相對於該縱方向及該橫方向為垂直之厚度方向、相對於該厚度方向為垂直之一方之面、以及相對於該 一方之面在該厚度方向相對向的另一方之面，在前述一方之面，具有前述朝縱方向延伸而且在前述橫方向排列之畦溝，在前述另一方之面，具有朝前述縱方向延伸而且在前述橫方向間隔地排列之凹部，在前述另一方之面，具有朝前述橫方向延伸而且在前述縱方向排列之皺褶，在前述一方之面不具有前述皺褶。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之不織布，其中，前述不織布所含之纖維的纖維長度為20mm以下，於前述一方的面起毛。
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