CN110073055B - 抄纸片材与抄纸片材的制造方法 - Google Patents

抄纸片材与抄纸片材的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抄纸片材，其包含纤维素酯短纤维、纸浆纤维、以及粘合剂，所述抄纸片材中形成有多个褶皱，该褶皱沿着与上述纤维素酯短纤维和上述纸浆纤维的行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在上述行进方向上。

Description

抄纸片材与抄纸片材的制造方法
技术领域
本发明涉及加工性和加工品的生产效率优异的抄纸片材及其制造方法。
背景技术
以乙酸纤维素为代表的纤维素酯化合物是安全且具有良好的加工性的优异的天然高分子化合物，其广泛用于服装用纤维、各种塑料、香烟过滤嘴等。纤维素酯化合物由于使用例如木浆或棉花等在地球上最大规模生产的植物资源(生物质)的纤维素作为原料，作为对环境的负荷较小的循环型社会中适合的材料，期待其在以石油作原料的化学纤维或塑料中的替代用途得到扩大。
此处，例如在专利文献1中公开了一种包含纤维素酯短纤维、纸浆纤维以及粘合剂的抄纸片材的制造技术。这种抄纸片材例如如专利文献2和3所示，可以用作香烟过滤嘴等加工品的材料。
抄纸片材例如使用湿式的抄纸机以带状连续制造，进行裁剪加工得到需要的宽度，并卷绕成卷状。卷绕的抄纸在加工装置中陆续送出，并在以预定的传送速度传送的同时连续地进行加工。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5225489号公报
专利文献2：日本特许第3606950号公报
专利文献3：日本特开2001-120248号公报
发明内容
发明所解决的技术问题
在陆续送出卷绕的抄纸片材并连续制造加工品的情况下，如果抄纸片材在传送方向上受到一定程度以上的张力，则存在损坏抄纸片材的情况。因此，抄纸片材的加工性降低，并且可能难以提高抄纸片材的传送速度来提高加工品的制造效率。
因此，本发明的目的在于，在使用包含纤维素酯短纤维的抄纸片材制造加工品的同时，能够防止抄纸片材的损坏，并且能够提高加工品的制造效率。
解决问题的技术手段
为了解决上述问题，本发明的一个实施方式中涉及的抄纸片材包含纤维素酯短纤维、纸浆纤维、粘合剂，所述抄纸片材中形成有多个褶皱，该褶皱沿着与上述纤维素酯短纤维和上述纸浆纤维的行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在上述行进方向上。
根据上述构造，由于在抄纸片材上形成有沿着与上述纤维素酯短纤维和上述纸浆纤维的行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在上述行进方向上的多个褶皱(连续或不连续的褶皱)，所以当在行进方向上传送抄纸片材并同时使用抄纸片材制造加工品时，如果抄纸片材在行进方向上受到张力，则抄纸片材在行进方向上伸长。由此，可以防止抄纸片材的损坏，并且可以防止抄纸片材的加工性的降低。此外，通过防止在行进方向上受到张力而造成抄纸片材的损坏，可以提高加工装置中的抄纸片材的传送速度，并且可以提高加工品的制造效率。
上述抄纸片材以上述行进方向为长度方向，可以形成为带状。因此，在加工装置中，当卷绕成卷状的抄纸片材被陆续送出并传送，同时连续地进行加工时，即使抄纸片材在长度方向(传送方向)上受到张力，也不易损坏抄纸片材，可以进一步提高加工品的制造效率。
褶皱率可以设定为5％以上且35％以下的范围内的值。通过将褶皱率设定为这样的值，当抄纸片材在行进方向上受到张力时，由于抄纸片材在行进方向上的伸长，可以适当地防止损坏抄纸片材。
上述行进方向上的断裂伸长率可以设定为10％以上且70％以下的范围内的值。通过将断裂伸长率设定为这样的值，当抄纸片材在行进方向上受到张力时，可以良好地防止损坏抄纸片材。
上述行进方向上的拉伸强度可以设定为1.5N/25mm宽以上且低于40N/25mm宽的范围内的值。因此，当在行进方向上卷绕抄纸片材时，可以防止由于抄纸片材在行进方向上受到张力而使抄纸片材断裂，同时可以适当地保持抄纸片材的加工性。
上述粘合剂可以是含有羧基的多糖类的碱金属盐。通过使用这种类型的粘合剂，可以使用抄纸片材来有效地制造具有高水解性的加工品。
抄纸片材可以是香烟过滤嘴的过滤材料。抄纸片材形成有多个褶皱，这些褶皱沿着上述垂直方向而不是行进方向延伸，并且排列在上述行进方向上，由于具有较低面积，通过使用抄纸片材作为香烟过滤嘴的过滤材料，可以在香烟过滤嘴的内部大量且均匀地形成微小空间，并且可以制造没有不均匀且具有整洁的截面的香烟过滤嘴。
根据本发明的一个实施方式的抄纸片材的制造方法，其具备下述工序：片材体形成工序，其中，形成包含纤维素酯短纤维、纸浆纤维、以及粘合剂的片材体；褶皱形成工序，其中，在上述片材体上形成多个褶皱，并使所述多个褶皱沿着与上述纤维素酯短纤维和所述纸浆纤维的行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在上述行进方向上。
在上述片材体形成工序中，使上述片材体以上述行进方向为长度方向而形成为带状。
在上述制造方法中，将褶皱率设定为5％以上且35％以下的范围内的值。
在上述制造方法中，通过将上述褶皱率设定为上述值，来将上述行进方向上的拉伸伸长率设定为10％以上且70％以下的范围内的值。
在上述制造方法的上述片材体形成工序中，通过调节上述纤维素酯短纤维及上述纸浆纤维及上述粘合剂的混合比、单位面积的重量、上述纤维素酯短纤维和上述纸浆纤维的打浆度、以及褶皱率中的至少一者，来将上述行进方向上的拉伸强度设定为1.5N/25mm宽以上且低于40N/25mm宽的范围内的值。
在上述制造方法中，使用了含有羧基的多糖类的碱金属盐作为上述粘合剂。
发明效果
根据本发明的各个实施方式，在使用含有纤维素酯短纤维的抄纸片材制造加工品时，可以防止抄纸片材的损坏，同时可以提高加工品的制造效率。
附图说明
[图1]是表示实施方式中的抄纸片材的图。
[图2]是用于制造图1的抄纸片材的抄纸机的整体图。
[图3]是表示图1的抄纸片材的制造工序的制造工序图。
[图4]是表示比较例和实施例的抄纸片材的断裂伸长率与拉伸强度之间的关系的图表。
[图5]是表示比较例和实施例的抄纸片材的褶皱率与拉伸强度之间的关系的图表。
[图6]是表示比较例和实施例的抄纸片材的褶皱率与断裂伸长率之间的关系的图表。
[图7]是表示比较例和实施例的抄纸片材的褶皱率与通气阻抗度之间的关系的图表。
具体实施方式
[抄纸片材]
图1是表示实施方式中的抄纸片材1的图。抄纸片材1包含纤维素酯短纤维、纸浆纤维、粘合剂。就抄纸片材1而言，例如，通过抄纸机10(参照图2)制造为带状，并且卷绕成卷状。在图1中，示意性地大规模图示了抄纸片材1上形成的褶皱1a。就卷状的抄纸片材1而言，例如，裁剪加工成后续工序需要的宽度，连续地陆续送出，供给于加工品的制造。
就纤维素酯而言，例如作为纤维素酯的代表的乙酸纤维素。纤维素酯短纤维可以卷缩。当在抄纸片材1中赋予水解性时，纤维素酯短纤维优选是非卷缩纤维(无卷缩纤维)。这里提到的非卷缩纤维不仅包含完全直线状的纤维，还包含稍微弯曲的纤维。
非卷缩纤维可以通过一般的化学纤维的纺丝技术(干式纺丝法、湿式纺丝法、或溶融纺丝法等)获得。此外，非卷缩纤维也可以通过下述方式得到：通过加热水蒸气等加热手段进行加热，同时施加张力来完全解除在纺丝工序中赋予的卷缩，并使其伸长。
纤维素酯短纤维可以由上述纺丝工序中得到的长纤维束通过可以调整进料间隔和速度的铡刀设备或旋转切割设备而得到。通过上述铡刀设备或旋转切割设备来使纤维素酯纤维短纤维化的工序可以与纺丝工序连续地进行。
纤维素酯短纤维的平均纤维长度(在卷缩纤维的情况下，为自然状态下末端间的距离的平均值)例如可以设定为1mm以上且6mm以下的范围内的值，优选为1.5mm以上且5.0mm以下的范围内的值，更优选为2.0mm以上且4.5mm以下的范围内的值。
纤维素酯短纤维的平均纤维直径可以设定为，例如1.5但尼尔以上且8.0但尼尔以下的范围内的值，优选为2.0但尼尔以上且7.0但尼尔以下的范围内的值，更优选2.5但尼尔以上且6.0但尼尔以下的范围内的值。纤维素酯短纤维的截面形状为例如Y字形，但不限于此。
纤维素酯短纤维的卷缩性、平均纤维长度、平均纤维直径和截面形状可以通过对抄纸片材1进行水解并用显微镜观察该水解物来确认。抄纸片材1可以包含除纤维素酯纤维或纸浆纤维以外的纤维(例如合成纤维或再生纤维等)。
纸浆纤维与纤维素酯短纤维交织在一起并且相互结合。因此，通过使用纸浆纤维，可以提高抄纸片材1的机械强度。此外，在使用抄纸片材1来制造香烟过滤嘴等过滤材料时，通过调整纸浆纤维和纤维素酯短纤维的量和混合比，可以调整纤维间隙，并且可以调整所求得的烟组分等的过滤量。
作为纸浆，可以使用木材或棉绒等天然纤维作为原料。当将木材用作纸浆的原料时，木材可以是针叶树或阔叶树中的任一者。同样，当使用木材作为原料时，作为纸浆化方法，适合使用亚硫酸盐法或硫酸盐法等化学纸浆，在化学纸浆中，从意图提高相同组分构成比例的抄纸片材1的强度的观点出发，牛皮纸浆是优异的。纸浆可以是漂白纸浆、未漂白纸浆、以及漂白纸浆和未漂白纸浆的混合物中的任一者。纸浆在用常规的打浆机或粉碎机进行打浆后使用。
抄纸片材1中含有的纤维素酯短纤维与纸浆纤维的重量比可以根据例如使用抄纸片材1制造的加工品来进行适当调整。例如，当使用抄纸片材1制造香烟过滤嘴时，上述重量比通过香烟过滤嘴所需的烟雾过滤性能来进行调整。香烟过滤嘴中包含的纤维素酯短纤维的重量M1与纸浆纤维的重量M2的重量比M1/M2为例如30/70～95/5，优选为40/60～80/20，更优选为50/50～70/30，并且可以调整抄纸片材1中包含的纤维素酯短纤维与纸浆纤维的重量比。
粘合剂使纤维素酯短纤维和纸浆纤维粘合。作为抄纸片材1的粘合剂，例如，通过使用预定量的水溶性高分子，可以在抄纸片材1的干燥过程中使强度和水解性并存。
粘合剂，例如可以使用那些能够在抄纸片材1中赋予水解性的物质。本实施方式的粘合剂是水溶性阴离子性高分子的碱金属盐。作为水溶性阴离子性高分子，可举出：多糖类(羧甲基纤维素、羧甲基乙基纤维素等羧甲基C2-3烷基纤维素、羧甲基淀粉、海藻酸等具有羧基的多糖类；果胶、角叉菜胶、透明质酸、硫酸软骨素等具有磺基的多糖类等)、聚丙烯酸等。本实施方式的粘合剂是具有羧基的多糖类的碱金属盐。
通过使抄纸片材1中包含预定量的水溶性阴离子性高分子的碱金属盐作为粘合剂，从而在抄纸片材1的干燥状态下，使得纤维素酯短纤维之间、纸浆纤维之间、以及这两种纤维素之间的粘合力通过粘合剂得到增强，并且可以提高抄纸片材1的强度。
水溶性阴离子性高分子的酸性基团(羧基或磺基等)与碱金属形成盐。该碱金属是例如锂、钠或钾。在这些碱金属中，优选钠。碱金属可以单独使用，也可以组合两种以上使用。
在具有羧基的多糖类(例如，羧甲基纤维素)的碱金属盐中，形成碱金属盐的羧基(例如，羧甲基)的平均取代度(对于构成多糖类的葡萄糖单元的2、3和6位的羟基的平均取代度；平均醚化度；DS等)可以设定为，例如0.4以上且2.5以下的范围内的值，优选为0.55以上且2.0以下的范围内的值，更优选为0.65以上且1.5以下的范围内的值。
抄纸片材1的碱金属含量可以设定为，例如每1g抄纸片材中为2μmol以上且100μmol以下的范围内的值，优选为2μmol以上且90μmol以下的范围内的值，更优选为2μmol以上且87μmol以下的范围内的值，特别优选为3μmol以上且75μmol以下的范围内的值。
抄纸片材1的水溶性阴离子性高分子碱金属盐的含量(阴离子性基团的摩尔量)可以与抄纸片材1的碱金属含量(摩尔量)相同。当使用抄纸片材1来制造香烟过滤嘴时，抄纸片材1的水溶性阴离子性高分子的碱金属盐的含量(阴离子性基团的摩尔量)可以设定为，每1g香烟过滤嘴中为与上述相同的范围内的值(例如，2μmol以上且100μmol以下的范围内的值)。需要说明的是，粘合剂也可以是水溶性阴离子性高分子的碱金属盐以外的其他的粘合剂。
抄纸片材的单位面积的重量可以设定为，例如10g/m2以上且60g/m2以下的范围内的值，优选为15g/m2以上且50g/m2以下的范围内的值。本实施方式的抄纸片材1的单位面积的重量设定为21g/m2以上且40g/m2以下的范围内的值。
需要说明的是，在抄纸片材1中，可以添加一种以上的添加剂。作为添加剂，例如可举出：施胶剂、稳定剂、着色剂、油剂、产率提高剂、消泡剂、以及活性炭中的至少一种，但不限于此。
这里的抄纸片材1形成有多个褶皱，该褶皱沿着与纤维素酯短纤维和纸浆纤维的行进方向(以下也简称为行进方向)垂直的垂直方向(以下也简称为垂直方向)延伸，并且排列在行进方向上。在本实施方式中，多个褶皱1a与垂直方向平行地延伸。
这里提到的行进方向是乙酸纤维素短纤维和纸浆纤维的实质的取向方向(行进线)。就这些纤维的取向而言，在连续生产抄纸片材1的工序中，相比于抄纸机10中的金属网体21(参照图2)的传送速度，由于作为抄纸片材1的原料的组合物供给到金属网体21中时组合物的流速较低，造成这些纤维的取向。因此，组合物中的纤维更多取向在行进方向上并堆积。即，行进方向与传送到下一工序的方向一致。如上所述，作为乙酸纤维素短纤维和纸浆纤维更多取向在行进方向上并堆积的结果，抄纸片材1的强度或伸长率造成行进方向和垂直方向上的差异。
一般的抄纸片材的拉伸强度在行进方向上最大。因此，抄纸片材1的行进方向和垂直方向可以通过抄纸片材1的两个不同方向上的拉伸强度差、或使用显微镜观察抄纸片材1的纤维的取向的形态来进行确认。
抄纸片材1以行进方向为长度方向而形成为带状。通过在抄纸片材1上形成多个褶皱1a，抄纸片材1被赋予在行进方向上伸缩的伸缩性，同时抄纸片材1在行进方向上的每单位长度的表面积增大。
需要说明的是，这里所说的“与行进方向垂直的垂直方向”不仅限于与行进方向严格垂直的方向，例如，还包含在上述垂直方向偏斜10°以内的范围的角度值的方向。
此外，抄纸片材1的褶皱率R设定为5％以上且35％以下的范围内的值。该褶皱率R由数学式1表示。
[数学式1]
R＝(V1-V2)/V1×100
其中，V1是制造抄纸片材1时抄纸机10的加热卷26的圆周速度，V2是制造抄纸片材1时抄纸机10的卷取卷轴28的圆周速度(参考图2)。
此外，抄纸片材1的行进方向上的断裂伸长率设定为10％以上且70％以下的范围内的值。此外，抄纸片材1的拉伸强度(N/25mm宽)设定为例如1.0N/25mm宽以上且80N/25mm宽以下的范围内的值，优选为1.5N/25mm宽以上且40N/25mm宽以下的范围内的值。在本实施方式的抄纸片材1中，行进方向上的拉伸强度设定为1.5N/25mm宽以上且低于40N/25mm宽的范围内的值。抄纸片材1的拉伸强度可以例如根据JIS P8113的方法进行测定。
如上所述，由于在抄纸片材1上形成沿着与行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在上述行进方向上的多个褶皱，所以当在行进方向上传送抄纸片材1，同时使用抄纸片材1制造加工品时，如果抄纸片材1在行进方向上受到张力，则抄纸片材1在行进方向上伸长。由此，可以防止抄纸片材1的损坏，并且可以防止抄纸片材1的加工性降低。
此外，通过防止在行进方向上受到的张力造成抄纸片材1的损坏，可以提高加工装置中抄纸片材的传送速度并且提高加工品的制造效率，可以提高抄纸片材1的二次加工性。
具体而言，由于可以使抄纸片材1不易破损，例如使用金属模具对抄纸片材1进行立体加工，从而可以使加工得到的抄纸片材1具有精细的立体结构。因此，例如使用抄纸片材1，可以良好地制造具有立体结构的面罩等。
此外，由于抄纸片材1以行进方向为长度方向而形成为带状，因此在加工装置中，当卷绕成卷状的抄纸片材1被陆续送出并传送，同时连续地进行加工时，即使对抄纸片材1在长度方向(传送方向)上施加张力，也不易损坏抄纸片材1，可以进一步提高加工品的制造效率。
此外，由于抄纸片材1的褶皱率R设定为5％以上且35％以下的范围内的值，当抄纸片材1在行进方向上受到张力时，由于抄纸片材1在行进方向上伸长，可以适当地防止损坏抄纸片材1。
此外，由于抄纸片材1在行进方向上的断裂伸长率设定为10％以上且70％以下的范围内的值，所以当抄纸片材1在行进方向上受到张力时，可以良好地防止损坏抄纸片材1。
此外，由于抄纸片材1在行进方向上的拉伸强度设定为1.5N/25mm宽以上且低于40N/25mm宽的范围内的值，因此当在行进方向上卷绕抄纸片材1时，可以防止由于抄纸片材1在行进方向上受到张力而使抄纸片材1断裂，同时可以适当地保持抄纸片材1的加工性。
此外，由于粘合剂是含有羧基的多糖类的碱金属盐，因此可以使用抄纸片材1制造具有高水解性的加工品。
作为使用了抄纸片材1的加工品，例如可举出：卸妆用片材(无纺布)。该卸妆用片材由于通过多个褶皱1a而具有大的表面积，因此其与具有平坦的表面的片材相比，可以获得更高的卸妆效果。
此外，就该卸妆用片材而言，其中的纤维素酯短纤维与现有材料(例如人造丝纤维)相比具有高亲油性，因此即使当化妆剂含有油组分时也可以获得高的卸妆效果。此外，该卸妆用片材由于通过多个褶皱1a提高了柔软性，因此在接触皮肤时容易变形，可以获得良好的触感和低刺激性。因此，可以期待该化妆片具有优异的使用感。
此外，作为使用了抄纸片材1的加工品，例如可举出：清洁用片材(无纺布)。该清洁用片材由于通过多个褶皱1a而具有大的表面积，并且体积坍塌较少，因此，可以吸附清洁对象上的污垢或异物，并且可以容易地擦去。此外，该清洁用片材由于具有良好的伸缩性，因此不易破损，并且追随清洁对象的表面，可以有效地进行清洁作业。
此外，如果使用含有羧基的多糖类的碱金属盐作为粘合剂来制造具有水解性的抄纸片材1，则使用该抄纸片材1制造得到的清洁用片材等加工品可以在使用后被水解处理。
此外，已知纤维素酯是以与纸浆相同的纤维素作为基材的天然化合物，因此在水中分散后，付出较长时间能被微生物分解。因此，使用抄纸片材1得到的清洁用片材可以在自然环境中分解。
此外，作为使用抄纸片材1得到的加工品，例如可举出：香烟过滤嘴。该香烟过滤嘴，例如通过下述方式进行制造：使抄纸片材1成型为圆柱状，用卷纸卷绕该抄纸片材1的外周，并将其切割成预定长度。在这种情况下的抄纸片材1是香烟过滤嘴的过滤材料。
抄纸片材1由于通过形成多个褶皱1a而具有大的表面积，因此通过使用抄纸片材1作为香烟过滤嘴的过滤材料，可以在香烟过滤嘴的内部形成大量且均匀的微小空间。此外，通过均匀地形成上述微小空间，可以制造具有美观的截面而没有不均匀的圆柱状香烟过滤嘴。由此，使用抄纸片材1可以获得通气阻抗(Pressure Drop:PD)低且易于抽吸，并且可以有效地捕捉烟雾粒子的具有稳定的品质的香烟过滤嘴。
因此，例如，即使在制造被称为“纤细”、“超薄”或“微细”等跟一般的香烟相比直径更小的香烟的香烟过滤嘴时，也可以抑制通气阻抗的上升，同时调整抄纸片材1的填充重量而可以良好地制造香烟过滤嘴。
此外，例如，通过进一步进行立体加工，例如在形成有多个褶皱1a的抄纸片材1上，对在与多个褶皱1a交叉的方向上延伸的凹凸等进一步进行立体加工，从而可以更精细地调整香烟过滤嘴的通气阻抗。
此外，以往由于使用纸浆纤维、或纤维素酯的代表即乙酸纤维素作为香烟过滤嘴的材料，因此抄纸片材1作为香烟过滤嘴的材料具有较高的消费者接受度。此外，在使用抄纸片材1制造的香烟过滤嘴中，可以有效地使烟雾组分中的有害化合物即酚类等吸附到乙酸纤维素纤维上，同时可以有效地使水分吸附到纸浆纤维上。
此外，使用水溶性的粘合剂制造具有水解性的抄纸片材1，通过使用该抄纸片材1来制造香烟过滤嘴，可以使吸烟后的香烟过滤嘴在自然条件下被水解处理。
此外，作为使用了抄纸片材1的加工品，例如可举出：一次性尿布、餐巾、口罩等卫生用品。在这些卫生用品中，由于抄纸片材1具有高透气性，因此抑制了佩戴时的闷热或粘性，可以发挥出优异的佩戴感。因此，抄纸片材1也适合作为这样的卫生用品的材料。
[抄纸机]
图2是实施方式中的抄纸机10的示意图。抄纸机10，例如是长网抄纸机。抄纸机10具有组合物调整部分11、线材部分12、压制部分13、干燥部分14、以及卷取卷轴28。组合物调整部分11、线材部分12、压制部分13、以及干燥部分14各自具有公知的构造。需要说明的是，下面提到的上游侧和下游侧分别指的是抄纸机10中的组合物、片材体30、以及抄纸片材1在传送方向上的上游侧和下游侧。
组合物调整部分11配置在抄纸机10的最上游侧。组合物调整部分11将对作为抄纸片材1的原料的液体组合物(浆料)进行调整。组合物调整部分11具有储存组合物的储存槽20。
线材部分12配置在组合物调整部分11的下游侧。线材部分12将从储存槽20供给的组合物展开成片状，使其脱水，并且沿传送方向传送。
线材部分12具有金属网体21和多个传送辊22。金属网体21通过下述方式构成：由多根线材构成的抄网形成为环形带状。多个传送辊22使金属网体21旋转。在抄纸机10中，例如通过调节从储存槽20供给到线材部分12的组合物的纤维浓度、从储存槽20供给到线材部分12的组合物的供给速度、以及通过金属网体21的组合物的传送速度等中的至少一者，来调节抄纸片材1的单位面积的重量。在下文中，将从储存槽20供给到线材部分12的组合物称为片材体30。
压制部分13配置在线材部分12的下游侧。压制部分13使已通过线材部分12的片材体30沿传送方向传送，同时进一步进行脱水。压制部分13具有多个毡体23、多个传送辊24、以及至少一个压辊25。毡体23通过下述方式构成：带状的毡材料形成为环形带状。多个传送辊24使毡体23旋转。压辊25经由毡体23而可枢转地支撑在与传送辊24的圆周表面对置的位置。
干燥部分14配置在压制部分13的下游侧。干燥部分14，使已通过压制部分13的片材体30沿传送方向传送的同时进行干燥。干燥部分14具有至少一个加热辊26(可举出Yankee dryer等)。加热辊26以圆周速度V1旋转。
卷取卷轴28配置在干燥部分14的下游侧。卷取卷轴28将从加热辊26的圆周表面分离而得的抄纸片材1卷绕成卷状。加热辊26以圆周速度V2旋转。需要说明的是，抄纸机10当然不限于长网抄纸机，也可以是其他类型的抄纸机。抄纸机10例如可以是圆网抄纸机。
[抄纸片材的制造方法]
图3是表示实施方式的抄纸片材1的制造工序的制造工序图。如图3所示，在本实施方式的抄纸片材1的制造方法中，按顺序依次进行原料调整工序S1、线材工序S2、压制工序S3、干燥工序S4、褶皱形成工序S5、卷取工序S6、以及切割工序S7。这里，使用抄纸机10依次进行工序S1～S6。
在原料调整工序S1中，通过使纤维素酯短纤维、纸浆纤维、以及粘合剂均匀地分散在水中来调整组合物。调整后的组合物暂时储存在储存槽20中。
需要说明的是，原料调整工序S1可以包含用于调整纤维的交织的打浆工序。在该打浆工序中，例如使用公知的均浆机，使组合物中的纤维在水的存在下进行机械性打浆研磨。由此，使纤维被切割、撕裂。其结果，促进纤维的解聚、提高纤维的水合或溶胀，并且增加抄纸成型后的纤维的交织。
在线材工序S2中，使储存在储存槽20中的组合物在线材部分12的金属网体21上展开，形成片材体30。此外，使多个传送辊22旋转，将片材体30与金属网体21同时沿传送方向传送。片材体30的一部分水分透过金属网体21的间隙并被除去。因此，片材体30在一定程度上脱水。
在压制工序S3中，将通过线材部分12的片材体30运载至毡体23上，使多个传送辊24旋转，将片材体30与毡体23同时沿传送方向传送。片材体30的一部分水分被毡体23的表面吸收。由此，使片材体30进一步脱水。然后，使片材体30通过毡体23和压辊25之间，在厚度方向上对片材体30进行加压，使片材体30进一步脱水。
需要说明的是，在压制工序S3中，可以仅使用一组毡体23，也可以使用在传送方向上连续配置的两组以上的毡体23。此外，在压制工序S3中，可以使用对片材体30进行压制的压制机、或强制使片材体30脱水的抽吸脱水设备。
在干燥工序S4中，使已通过压制部分13的片材体30在与加热辊26的圆周表面接触的同时沿传送方向传送。此时，加热辊26的圆周表面的热量传热到片材体30上，使片材体30被加热干燥。在干燥工序S4中，可以在使用加热辊26的同时，使用热风罩等的加热装置。
如图2所示，在褶皱形成工序S5中，例如使用刮刀27将片材体30从加热辊26的圆周表面上剥离。由此，在使片材体30通过干燥部分14时，形成沿着与片材体30的行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在行进方向上的多个褶皱1a。
刮刀27的长度方向与加热辊26的轴方向一致。由此，在本实施方式中，在片材体30上形成沿垂直方向延伸并排列在行进方向的多个褶皱1a。
这里，在褶皱形成工序S5中，通过调节圆周速度V1、V2，例如要待制造的抄纸片材1的褶皱率R设定为5％以上且35％以下的范围内的值。此外，通过将褶皱率R设定为这样的值，将要制造的抄纸片材1在行进方向上的断裂伸长率设定为10％以上且70％以下的范围内的值。
此外，通过在原料调整工序S1中调整多种纤维的混合比例的方法、调整打浆度来调整纤维的交织的方法、在线材工序S2中调整单位面积的重量(总纤维量)的方法、在褶皱形成工序S5中调整褶皱率R的方法中的至少一种方法，将抄纸片材1在行进方向上的拉伸强度设定为预定值。这里，例如将抄纸片材1在行进方向上的拉伸强度设定为1.5N/25mm宽以上且低于40N/25mm宽的范围内的值。
通过完成褶皱形成工序S5，可以获得以行进方向为长度方向(传送方向)的带状的抄纸片材1。在卷取工序S6中，抄纸片材1通过卷取卷轴28而卷绕成卷状。在切割工序S7中，卷绕成卷状的抄纸片材1被重绕，同时被切割(切断)成预定宽度，并且再次卷绕。由此，获得成为卷状制品的抄纸片材1。
如上所述，本实施方式的抄纸片材1的制造方法中，具备下述工序：形成包含纤维素酯短纤维、纸浆纤维、以及粘合剂的片材体30的片材体形成工序(这里指原料调整工序S1、线材工序S2、压制工序S3、以及干燥工序S4)，以及在片材体30上形成多个褶皱，并使其沿着与行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在行进方向上的褶皱形成工序S5。
此外，在片材体形成工序中，以行进方向为长度方向(传送方向)，使片材体30形成为带状。此外，在该制造方法中，将抄纸片材1的褶皱率R设定为5％以上且35％以下的范围内的值。此外，在该制造方法中，通过将褶皱率R设定为上述值，从而将抄纸片材1在行进方向上的拉伸伸长率设定为10％以上且70％以下的范围内的值。
此外，在该制造方法中，通过调节纤维素酯短纤维及纸浆纤维及粘合剂的混合比、单位面积的重量、纤维素酯短纤维和纸浆纤维的打浆度、以及褶皱率中的至少一者，来将抄纸片材1在行进方向上的拉伸强度设定为1.5N/25mm宽以上且低于40N/25mm宽的范围内的值。此外，该制造方法使用含有羧基的多糖类的碱金属盐作为粘合剂。
需要说明的是，在原料调整工序S1中，粘合剂可以不包含在组合物的组分中。即，粘合剂添加工序，例如取决于粘合剂的特性，也可以是除原料调整工序S1之外的工序。例如，在线材工序S2、压制工序S3、以及干燥工序S4中的至少一者中，可以将含有粘合剂的液体喷涂或涂布到片材体上，也可以将片材体浸渍在含有粘合剂的液体中。
(确认试验)
[试验方法]
使用乙酸纤维素短纤维以及针叶树牛皮纸浆纤维以及羧甲基纤维素钠盐(醚化度0.86，由大赛璐公司制造的CMC 1220)，来制造抄纸片材。上述制造材料的重量比中，按乙酸纤维素短纤维、针叶树牛皮纸浆纤维、以及羧甲基纤维素钠盐的顺序，设定为49.5:49.5:1.0。
在褶皱形成工序中，在多个片材体上以不同的褶皱率R形成褶皱。由此，制造比较例1、2以及实施例1～17的抄纸片材，其中，单位面积的重量被设定为21、25、35、以及40g/m2中的任意值。
就比较例1、2以及实施例1～17的抄纸片材而言，进行了在行进方向上的断裂伸长率(拉伸断裂伸长率)试验(根据JIS P8113的方法)、在行进方向上的拉伸强度试验(根据JIS P8113的方法)、水解性试验(根据JIS P4501的方法)、以及透气阻抗度(透气度)试验(根据JIS P8117的方法)。
在断裂伸长率试验和拉伸强度试验中，抄纸片材的试验片的宽度(与行进方向垂直的垂直方向上的宽度)设定为25mm宽±0.1mm。此外，比较例1、2以及实施例1～17的抄纸片材在自然状态(未受到张力的状态)下的最大厚度尺寸，通过厚度测定器(刻度盘厚度计)测定得到。
此外，通过具有一对模仿香烟过滤嘴制造装置而得的赋形辊的设备，检查了在使用比较例1、2以及实施例1～17的抄纸片材来制造香烟过滤嘴时的抄纸片材的成型性。具体而言，使用了一对赋形辊，其中，在圆周表面上形成沿圆周方向延伸的多个凹凸，并且配置为圆周表面彼此接合。在该一对赋形辊之间，抄纸片材沿行进方向通过，检查在对抄纸片材进行立体加工时是否在抄纸片材上产生了裂缝，同时以100/min的传送速度传送抄纸片材，然后，检查抄纸片材是否可以在没有破损的情况下重绕。
抄纸片材的成型性，分三个阶段进行了评价。具体而言，将在进行立体加工时在抄纸片材表面上不产生大的裂缝并且能够重绕而没有频繁的断裂的情况评价为“A”。此外，将在进行立体加工时在抄纸片材的表面上不产生大的裂缝或能够重绕而没有频繁的断裂的情况评价为“B”。此外，将在进行立体加工时，在抄纸片材的表面上产生大的裂缝且进行重绕时产生频繁的断裂的情况评价为“C”。试验结果示在表1、2以及图4～7中。
图4是表示比较例1、2以及实施例1～17的抄纸片材的断裂伸长率和拉伸强度之间的关系的图表。图5是表示比较例1、2以及实施例1～17的抄纸片材的褶皱率R与拉伸强度之间的关系的图表。图6是表示比较例1、2以及实施例1～17的抄纸片材的褶皱率R与断裂伸长率之间的关系的图表。图7是表示比较例1、2以及实施例1～17的抄纸片材的褶皱率R与透气阻抗度之间的关系的图表。
[表1]
Figure BDA0002093214180000151
[表2]
Figure BDA0002093214180000152
[测试结果]
如表1、2、以及图4所示，可以确认比较例1、2以及实施例1～17的抄纸片材的拉伸强度和断裂伸长率大致成反比关系，并且褶皱率R越高，断裂伸长率越高。
如图6所示，就抄纸片材而言，褶皱率R越高越容易在行进方向上拉伸，并且断裂伸长率上升。此外，如图5所示，褶皱率R越高拉伸强度越低。该拉伸强度的降低是由于在片材体上形成褶皱的上述工序S2～S4中的片材体的单位面积的重量(纤维量)即被拉伸的片材体的单位面积的重量(纤维量)较小。
此外，在褶皱形成工序S5中，在加热辊和刮刀之间的间隙处，对片材体施加对应于褶皱率R的外力，通过该外力使片材体的纤维之间的粘合得到松缓，这也是拉伸强度降低的重要原因。从试验结果可以确认，抄纸片材的拉伸强度的降低随着抄纸片材的单位面积的重量变小(纤维量变小)而变大。
根据表1、2、以及图4所示的数据，可以认为：在进行试验的范围内，例如将抄纸片材的褶皱率R设定为5％以上且35％以下的范围内的值，在抄纸片材上形成沿着与行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在上述行进方向上的多个褶皱，或者将抄纸片材的拉伸强度设定为1.5N/25mm宽以上且低于40N/25mm宽的范围内的值，在抄纸片材上形成沿着与行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在上述行进方向上的多个褶皱，可以很好地平衡抄纸片材的断裂强度和拉伸强度。
此外，发现实施例1～17的抄纸片材，与比较例1以及2的抄纸片材相比，断裂伸长率更高，并且成型性优异。认为其原因在于，实施例1～17的抄纸片材上形成有沿着与行进方向垂直的垂直方向延伸的多个褶皱，因此当抄纸片材在行进方向上受到张力时，可以在行进方向上伸长并且不易被损坏。
此外，可以认为实施例1～17的抄纸片材通过褶皱形成工序S5而形成适于立体加工的多个褶皱，在通过一对赋形辊进行立体加工时伸长，并且良好地成型。
发现比较例1的抄纸片材在进行立体加工时产生大的裂缝，此外，由于在重绕时频繁地产生断裂，因此成型性低下。此外，发现比较例2的抄纸片材在重绕时没有观察到频繁的断裂，但由于在进行立体加工时产生大的裂缝，因此成型性低下。
需要说明的是，由于实施例7的褶皱率R为35％，实施例8的褶皱率R为40％，因此，实施例7以及8的断裂伸长率较大且良好，但其结果，成型性稍低。具体而言，在实施例7以及8中，在进行立体加工时没有观察到大的裂缝，但在重绕时，如果加快卷轴的旋转速度，则观察到一些断裂。
可以推测这是因为，实施例7以及8的单位面积的重量为25g/m2，该值相对较小，当拉伸褶皱时，抄纸片材的单位面积的重量即每单位面积的纤维量较小，并且纤维之间的交织较少。当褶皱率R设定为大于35％的值时，认为，优选将抄纸片材的单位面积的重量设定为大于25g/m2的值。
此外，如表1、2以及图7所示，发现实施例1～17的抄纸片材褶皱率R越大，则透气阻抗度越小。其原因在于，可以认为在实施例1～17的抄纸片材中，褶皱率R越大，纤维在抄纸片材的厚度方向上越低密度化地分散，气体更容易通过抄纸片材的内部。
因此，可以认为当使用实施方式的抄纸片材1来制造香烟过滤嘴等过滤制品时，例如，通过适当地增加褶皱率R，从而在保持过滤制品的加工适应性的同时，可以降低通气阻抗。根据图4所示的结果，可以认为，例如将抄纸片材的褶皱率R设定为5％以上且35％以下的范围内的值，可以制造具有不易产生凹痕或破损的优异外观性能和、适度的通气阻抗的香烟过滤嘴。此外，在实施例1～17中，通过将褶皱率R设定为这样的值，将抄纸片材在行进方向上的拉伸伸长率设定为10％以上且70％以下的范围内的值。
此外，根据发明人进行的另一项试验，当使用单位面积的重量为25g/m2或35g/m2的抄纸片材来制造香烟过滤嘴时，通过将褶皱率R设定为5％以上的值，确认了在将抄纸片材成型为圆柱状时，可以抑制抄纸片材产生裂缝，并且可以容易地使香烟过滤嘴的内部构造均匀化，其结果，可认为在获得香烟过滤嘴的美丽的圆形截面的同时，可以容易地使过滤性能稳定化。
此外，在实施例1～17的抄纸片材中，确认了褶皱率R越大，则厚度尺寸增加。这是因为褶皱率R越大，抄纸片材上形成的褶皱越丰富，抄纸片材越蓬松。
由此，可以认为在使用实施方式的抄纸片材1来制造卸妆用无纺布或清洁用片材时，通过使褶皱率R适当地增大，可以使加工品变得蓬松，可以提高卸妆效果或擦拭效果。
此外，可以认为当将单位面积的重量为21g/m2以上的抄纸片材作为卷状的制品来使用时，通过将拉伸强度设定为比1.5N/25mm宽更大的值，从而在重绕工序中，即使在100m/min以上的速度下也可以稳定地传送抄纸片材。
这里，当褶皱率R太小时，在抄纸片材中不易获得足够的伸缩性，此外，当褶皱率R太大时，片材体或抄纸片材由于过度伸长而在传送过程中引起松弛(为了传送片材体或抄纸片材而施加到片材体或抄纸片材上的张力不能保持充分)，同时导致强度降低，这可能使得难以稳定地制造抄纸片材和加工品。
因此，例如考虑到使用抄纸片材所制造的加工品的种类、抄纸片材的加工条件、以及在抄纸机或加工装置中传送的片材体或抄纸片材在传送方向上受到张力，优选调整抄纸片材的褶皱率R。
本发明不限于这些实施方式，在不脱离本发明的主要内容的范围内，可以对其构成以及方法进行变更、添加、或删除。
工业实用性
如上所述，根据本发明的各个实施方式，在使用含有纤维素酯短纤维的抄纸片材来制造加工品时，具有可以防止抄纸片材的损坏，同时可以提高加工品的制造效率的优异的效果。因此，可以发挥该效果的意义的抄纸片材以及抄纸片材的制作方法，如果得到广泛的应用，则是有益的。
符号说明
1 抄纸片材
1a 褶皱
30 片材体

Claims (11)

1.一种抄纸片材，其包含纤维素酯短纤维、纸浆纤维、以及粘合剂，
所述抄纸片材中形成有多个褶皱，该褶皱沿着与所述纤维素酯短纤维和所述纸浆纤维的行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在所述行进方向上，
所述抄纸片材的褶皱率被设定为10％以上且35％以下的范围内的值。
2.根据权利要求1所述的抄纸片材，其以所述行进方向为长度方向而形成为带状。
3.根据权利要求1或2所述的抄纸片材，其中，
将所述行进方向上的断裂伸长率设定为10％以上且70％以下的范围内的值。
4.根据权利要求1或2所述的抄纸片材，其中，
将所述行进方向上的拉伸强度设定为1.5N/25mm宽以上且低于40N/25mm宽的范围内的值。
5.根据权利要求1或2所述的抄纸片材，其中，
所述粘合剂是含有羧基的多糖类的碱金属盐。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的抄纸片材，其是香烟过滤嘴的过滤材料。
7.一种抄纸片材的制造方法，其具备下述工序：
片材体形成工序，其中，形成包含纤维素酯短纤维、纸浆纤维、以及粘合剂的片材体；
褶皱形成工序，其中，在所述片材体上形成多个褶皱，并使所述多个褶皱沿着与所述纤维素酯短纤维和所述纸浆纤维的行进方向垂直的垂直方向延伸，并且排列在所述行进方向上，
在所述褶皱形成工序中，将褶皱率设定为10％以上且35％以下的范围内的值。
8.根据权利要求7所述的抄纸片材的制造方法，其中，
在所述片材体形成工序中，使所述片材体以所述行进方向为长度方向而形成为带状。
9.根据权利要求7所述的抄纸片材的制造方法，其中，
通过将所述褶皱率设定为所述值，来将所述行进方向上的拉伸伸长率设定为10％以上且70％以下的范围内的值。
10.根据权利要求7或8所述的抄纸片材的制造方法，其中，
通过调节所述纤维素酯短纤维及所述纸浆纤维及所述粘合剂的混合比、单位面积的重量、所述纤维素酯短纤维和所述纸浆纤维的打浆度、以及褶皱率中的至少一者，来将所述行进方向上的拉伸强度设定为1.5N/25mm宽以上且低于40N/25mm宽的范围内的值。
11.根据权利要求7或8所述的抄纸片材的制造方法，其中，
使用了含有羧基的多糖类的碱金属盐作为所述粘合剂。
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