JP2003227058A - シート状繊維成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気泡含有率の高い繊維含有フォームから繊維
が均一に分散したムラのないシート状繊維成形体を成形
することが可能なシート状繊維成形体の製造方法を提供
すること。 【解決手段】 水及び界面活性剤を含む組成物に外力を
加えて気泡含有率が８０ｖｏｌ％以上となるように発泡
させた後、発泡させた該組成物に繊維含有率が１０〜７
０ｗｔ％となるように低吸水性の繊維を分散させて繊維
含有フォームとし、該繊維含有フォームをシート状に成
形して乾燥する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維を含有する泡
状体（繊維含有フォーム）からシート状の繊維成形体を
成形し、乾燥して得られるシート状繊維成形体の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】繊維含
有フォームからシート状の繊維成形体を成形して乾燥す
るシート状繊維成形体の製造方法に関する従来技術とし
ては、例えば、特開昭６１−１２９９６号公報に記載の
技術が知られている。この技術は、水と界面活性剤とを
含み５５〜７５容積％の空気を含む発泡性液中に０．３
〜１．２重量％の含有率の繊維を分散させて発泡繊維フ
ァーニッシュを形成し、ウェブ形成に実質的に余分な乱
流ないし撹拌を与えることなくこの発泡繊維ファーニッ
シュを移動有孔支持体ウェブ形成手段に供給してウェブ
形成手段を通過する発泡性液中に空気を取り込むように
するものである。

【０００３】しかし、この技術は、繊維が水分を吸収し
てしまうため、繊維を含有させる組成物の気泡含有率を
高くすることができず、発泡繊維ファーニッシュ中に繊
維が均一に分散されにくくなり、斯かる発泡繊維ファー
ニッシュを用いてシート状の繊維成形体を成形すること
は困難であった。

【０００４】従って、本発明の目的は、気泡含有率の高
い組成物に繊維を含有させた繊維含有フォームから繊維
が均一に分散したムラのないシート状繊維成形体を成形
することが可能なシート状繊維成形体の製造方法を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、繊維表面
が低吸水性の繊維を用いることで、繊維を含有させる組
成物の気泡含有率を高くすることにより、繊維含有フォ
ーム中に繊維が均一に分散され、且つ高い流動性が維持
され、シート状の繊維成形体が得られることを知見し
た。

【０００６】本発明は、前記知見に基づきなされたもの
であり、水及び界面活性剤を含む組成物に外力を加えて
気泡含有率が８０ｖｏｌ％以上となるように発泡させた
後、発泡させた該組成物に繊維含有率が１０〜７０ｗｔ
％となるように低吸水性の繊維を分散させて繊維含有フ
ォームとし、該繊維含有フォームをシート状に成形して
乾燥するシート状繊維成形体の製造方法を提供するもの
である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明を、その好ましい実施
形態に基いて説明する。

【０００８】本発明のシート状繊維成形体の製造方法に
おいては、先ず水及び界面活性剤を含む発泡性の組成物
を調製する。該界面活性剤は、後述する気泡含有率の発
泡が得られるように添加する。該界面活性剤の添加量
は、０．１〜２０重量％とすることが好ましく、０．５
〜１０重量％とすることがより好ましい。該界面活性剤
は、陰イオン性、陽イオン性、両性、非イオン性の界面
活性剤を帯電防止（帯電による埃の付着防止）、ゲル化
等の化学反応を抑える等の用途に応じて適宜選択し、単
独で又は複数組み合わせて用いることができる。該界面
活性剤は、陰イオン性界面活性剤としては脂肪酸塩、ア
ルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル硫酸エステル塩等が挙げられ、陽イオン性界面活
性剤としては、アルキルアミン塩、第４級アンモニウム
塩等が挙げられ、両性界面活性剤としては、アルキルベ
タイン、アミンオキサイド等が挙げられ、非イオン性界
面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリエ
チレンアルキルエーテル等が挙げられる。そして、こら
れの中でも、起泡力が良好である点から、陰イオン性界
面活性剤が特に好ましい。

【０００９】また、上記組成物には、必要に応じ、増粘
剤、気泡安定化剤、増泡剤、分散剤等の添加物を特に制
限無く添加することができる。該組成物中の該添加物の
配合量は、添加する添加物に応じて適宜設定することが
できる。前記増粘剤としては、例えば、ポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール、ポリエチ
レンオキサイド、ポリアクリルアマイド、ポリアミン等
の合成水溶性ポリマー、デンプン、カルボキシメチルセ
ルロース等の天然多糖類及び／又はその処理物等が挙げ
られ、これらの中でもバインダー効果が同時に得られる
点からＰＶＡ、少量の添加量でも十分な増粘性が得られ
る点からポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアマイ
ドが好ましく用いられる。

【００１０】次に、前記組成物に外力を加えて気泡含有
率が８０ｖｏｌ％以上、好ましくは８５ｖｏｌ％以上、
最も好ましくは９０ｖｏｌ％以上となるように発泡させ
る。このように、該組成物の気泡含有率は、高いほど好
ましい。ここで、該組成物の気泡含有率（％）は、（起
泡後の組成物体積−起泡前の組成物体積）×１００／
（起泡後の組成物体積）により算出される値である。

【００１１】前記気泡は、繊維の表面に均一に且つ多く
付着させることができ、成形性、表面性も良好にできる
点で細かいほうが好ましい。

【００１２】前記組成物に外力を加えて発泡させる手法
は、特に制限されるものではない。該手法としては、例
えば、前記組成物をタンク等の容器内に収容した上で、
撹拌翼を備えた撹拌装置で該組成物を撹拌して発泡させ
る手法、該容器に振動子を取り付けて該振動子を所定の
周波数で振動させて発泡させる手法、該組成物に直接空
気等の気体を供給し、バブリングして発泡させる手法、
減圧によって微細な泡を発生させる手法、化学反応によ
る手法等が挙げられ、これらの中でも、発泡（起泡）さ
せる簡便さ、発泡量のコントロールのし易さの点から撹
拌、又は組成物中へ気体を供給し、バブリングして発泡
させる手法が特に好ましい。

【００１３】次に、発泡した前記組成物に繊維含有率が
１０〜７０ｗｔ％となるように低吸水性の繊維を分散さ
せて繊維含有フォームとする。該繊維含有率が１０ｗｔ
％未満であると所望の形状や強度等を有したシート状繊
維成形体を得るのに必要な背に含有フォームの量が多く
なりすぎて取り扱いが困難となるほか、水分の増加によ
り乾燥に時間がかかりすぎる場合があり、７０ｗｔ％を
超えると繊維相互間に存在する気泡が少なくなり、繊維
相互間の摩擦力が大きくなりすぎて繊維含有フォームの
流動性が低下する場合がある。該繊維含有率は２０〜５
０ｗｔ％であることがより好ましい。

【００１４】本発明において用いられる前記低吸水性の
繊維は、その吸水性がＪＡＰＡＮ、ＴＡＰＰＩ、Ｎｏ．
２６−７８に準じて測定される保水度が１３０％以下の
繊維である。このような低吸水性の繊維としては、天然
由来の低吸水性を示す天然繊維、化学繊維、合成繊維、
又は表面を疎水化させた天然繊維若しくは無機・金属繊
維等が挙げられる。これらの各繊維は、単独で又は二種
以上を混合して用いることもできる。

【００１５】前記天然由来の疎水性を有する天然繊維に
は、例えば、石綿等の鉱物繊維等が挙げられる。これら
各繊維は単独で又は二種以上を混合して用いることもで
きる。また、前記低吸水性を示す合成繊維としては、例
えば、ポリアミド系、ポリビニルアルコール系、ポリ塩
化ビニリデン系、ポリエステル系、ポリアクリロニトリ
ル系、ポリオレフィン系、ポリエーテルエステル系、ポ
リウレタン系の樹脂を用いた繊維等が挙げられる。これ
ら各繊維は単独で又は二種以上を混合して用いることも
できる。また、前記表面を疎水化させた天然繊維として
は、マーセル化パルプ、架橋パルプ、フッ素、シリコー
ン等の疎水成分を前記天然繊維に噴霧及び／又は含浸し
た繊維等の天然繊維の表面及び／又は内部を疎水化させ
た繊維が挙げられる。これら各繊維は単独で又は二種以
上を混合して用いることもできる。

【００１６】前記低吸水性の繊維として、疎水性を有す
る合成繊維又は表面を疎水化させた合成繊維を用いる場
合には、熱可塑の合成繊維を用いることが特に好まし
い。このような熱可塑性の合成繊維を用いることによ
り、得られるシート状繊維成形体の製造工程の加熱乾燥
時に、繊維どうしを熱融着させて接合したり又繊維どう
しを絡ませることにより、得られるシート状繊維成形体
の強度、保形性を高めることができる。

【００１７】前記低吸水性の繊維には、平均繊維長が
０．１〜５０ｍｍのものを用いることが好ましく、１．
０〜２０ｍｍのものを用いることがより好ましい。平均
繊維長が短いと繊維どうしの結びつきが乏しく、成形性
が悪くなったり、所望の強度の成形体が得られない場合
があり、平均繊維長が長すぎると繊維どうしの絡み合い
により繊維含有フォームの流動性が低下する場合があ
る。

【００１８】前記低吸水性の繊維として、捲縮した形態
や湾曲するように縮れた形態を付与された嵩高の繊維を
用いるもできる。このような繊維は、これを用いて前記
気泡含有フォームを形成し、シート状に成形して乾燥し
た際の収縮を抑えることができるので所望の厚みを得る
上で好ましい。

【００１９】発泡させた前記組成物に前記低吸水性の繊
維を分散させる手法は、得られる成形体の用途、形態、
繊維の形態に応じて適宜選択することができる。該繊維
の分散方法としては、例えば、撹拌して発泡させた前記
組成物をさらに撹拌して発泡させながら同時に、低吸水
性の繊維を徐々に添加する手法、前記組成物を成形性を
考慮した所定体積まで発泡させた後に前記繊維を混合す
る手法等が挙げられ、これらの中でも、高い気泡率が得
られる点や繊維の分散性に優れる点から組成物を撹拌、
発泡させて更に発泡させながら同時に繊維を徐々に添加
していく手法が特に好ましい。このように、前記組成物
を高い気泡含有率で発泡させた後に、低吸水性の繊維を
分散させることにより、繊維の高含有率化と繊維の均一
分散化を図ることができる。

【００２０】また、前記繊維含有フォームには、前記低
吸水性の繊維を分散させた後又は分散させると共に、必
要に応じ、エマルジョンバインダーやホットメルトタイ
プの粉末状樹脂等のバインダー成分、消臭剤や吸着材等
の機能剤等の添加物を添加することができる。該繊維含
有フォーム中の該添加物の添加量は、添加する添加物に
応じて適宜設定することができる。

【００２１】このようにして得られた繊維含有フォーム
は、繊維間を微細な多数の気泡が満たしている構造であ
るため、従来に比べて気泡含有率が高い場合でも気泡と
低吸水性の繊維とが均一に分散した状態が得られ、且つ
その流動性が高く維持される。

【００２２】次に、上述のようにして得られた繊維含有
フォームをシート状に成形する。該繊維含有フォームを
シート状に成形する手法としては、該繊維含有フォーム
を、所定幅のスリット内を通して押し出す手法、所定間
隔をおいて配された一対のローラー間を通して押し出す
手法、ブレード等を用いて所定厚みにコントロールする
手法、ブレード型枠や金型等に充填してプレスする手法
等が挙げられる。そして、これらの中でも、生産性が良
好で、より均一な組成がえられる点からスリット内やロ
ーラー間を通して押し出す手法が特に好ましい。

【００２３】また、繊維含有フォームは、シート状に成
形する際に、加熱や吸引等の処理を組み合わせることに
より、例えば、裏面側が平坦で表面側が０．５〜１０ｍ
ｍで起毛した形態のシート状繊維成形体とすることもで
きる。このようなシート状繊維成形体は、ブラシ等の各
種用途に用いることができる。このほか、曲面や凹凸を
有する支持体上に前記繊維含有フォームを配してカール
や波形状のシート状繊維成形体に成形することにより、
自由な形状を有するシート状繊維成形体とすることもで
き、このようなシート状繊維成形体は、パッド材、緩衝
材等の各種用途に用いることができる。

【００２４】次に、シート状に成形された前記繊維含有
フォームを所定温度で所定時間乾燥する。乾燥温度、乾
燥時間は、前記繊維含有フォームに分散させた前記低吸
水性の繊維、シート状繊維成形体の寸法形状（厚さ、面
積）等に応じて適宜設定することができる。前記低吸水
性の繊維として、前記熱可塑性樹脂製のものを用い、該
繊維どうしを熱融着させる場合には、該繊維の融点以上
に加熱して乾燥する。

【００２５】シート状繊維成形体が所定の含水率まで乾
燥するか又は熱可塑性繊維どうしが熱融着により接合す
るまで乾燥したら、冷却後、シート状繊維成形体に、必
要に応じて、例えば、ロール状に巻き取ったり、所定長
さに裁断したり、前記機能剤を噴霧したり含浸させたり
して製造を終了する。

【００２６】上述のようにして得られたシート状繊維成
形体は、低吸水性の繊維が均一に分散したムラのないシ
ート状の成形体で、厚さが１〜５０ｍｍであり、その坪
量が５０〜５００ｇ／ｍ²である。

【００２７】以上説明したように、本実施形態のシート
状繊維成形体の製造方法によれば、気泡含有率の高い繊
維含有フォームから低吸水性の繊維が均一に分散したム
ラのないシート状繊維成形体を成形することが可能であ
る。また、前記繊維含有フォームの気泡含有率が高いの
で、乾燥時間を短くすることができる。

【００２８】本発明は、前記実施形態に何等制限される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において
適宜変更することができる。

【００２９】

【実施例】下記実施例１〜４及び比較例１〜４のように
シート状繊維成形体を作製し、得られたシート状繊維成
形体について、下記のように繊維含有フォームの性状の
評価、及び得られたシート状繊維成形体の官能評価を行
った。実施例及び比較例における繊維含有フォームの繊
維含有率及び繊維含有量並びに各評価結果を表１に示
す。

【００３０】〔実施例１〕 ＜組成物配合＞ 水：７８ｗｔ％ 界面活性剤：花王（株）製、エマール２２７、２ｗｔ％

【００３１】＜発泡条件＞前記組成物を容器に収容し、
常温、常圧の雰囲気で、撹拌機（英国、ケンウッド社
製、卓上万能調理機、型式ＫＭ−６００、撹拌子にホイ
ッパー使用。）によって撹拌し、気泡含有率が９０％の
組成物を得た。

【００３２】＜繊維含有フォームの調製＞発泡させた上
記組成物に常温、常圧の雰囲気で下記低吸水性の繊維を
添加し、上記撹拌機でさらに撹拌することによって該繊
維を分散させた。 繊維Ａ：クラレ（株）製、ＥＰＴＣ２０３（平均繊維長
さ５ｍｍ、平均繊維径２μｍ） 繊維Ｂ：クラレ（株）製、Ｎ７２０（平均繊維長さ５ｍ
ｍ、平均繊維径２μｍ） 合計繊維含有率：２０ｗｔ％（繊維Ａ：１３ｗｔ％、繊
維Ｂ：７ｗｔ％）

【００３３】＜シート状繊維成形体の成形＞前記繊維含
有フォームを常温、常圧の雰囲気で型枠（容量：約９０
８ｃｍ³、底面積：φ１７０ｍｍ、深さ：４０ｍｍ）の
上端から盛り上がるように充填し、型枠の高さ以上の部
分をブレードでかき取ってシート状に成形した。

【００３４】＜乾燥条件＞１５０℃、常圧の雰囲気で１
０分間加熱乾燥し、シート状繊維成形体を作製した。

【００３５】〔実施例２〜４〕気泡含有率及び繊維含有
率を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様
にしてシート状繊維成形体を作製した。

【００３６】〔比較例１、２〕気泡含有率及び繊維含有
率を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様
にしてシート状繊維成形体を作製した。

【００３７】〔繊維含有フォームの評価〕得られた繊維
含有フォームを目視観察によって、下記の３段階により
評価した。 ○：繊維含有フォームの一様性が保たれており、且つ繊
維が均一に分散している。 △：繊維含有フォームの一様性は保たれているものの、
一部繊維の偏在がみられる。 ×：繊維間を気泡が満たすことができないか、又は水と
気泡とが分離して繊維含有フォームを形成できていな
い。

【００３８】〔シート状繊維成形体の官能評価〕得られ
たシート状繊維成形体を目視観察し、繊維の分散性によ
って下記の３段階で評価した。 ○：均一に繊維が分散されたシート状繊維成形体であ
る。 △：多少の繊維ムラが確認されるがシート状に成形維持
されている。 ×：繊維のムラが見られ、全体に疎密になり、シート状
の形態が得られていない。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１に示すように、実施例は、シート状繊
維成形体の成形性が良好であり、得られたシート状繊維
成形体は、繊維の分散ムラのほとんどない均一なシート
で、機械的強度に優れ、見栄え、手触りが良いものであ
るのに対し、比較例は、成形性も悪く、得られたシート
状繊維成形体は、繊維にムラがあり、機械的強度が低
く、見栄え、手触りも実施例よりも劣るものであった。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、気泡含有率の高い繊維
含有フォームから繊維が均一に分散したムラのないシー
ト状繊維成形体を成形することが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L047 AB02 AB06 BA09 BA21 BA24 BB06 CC16 4L055 AF09 AF13 AF44 AH29 BD01 BD19 BD20 EA03 EA19 FA09 FA22 GA05 GA06 GA21 GA24 GA39 GA50

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水及び界面活性剤を含む組成物に外力を
   加えて気泡含有率が８０ｖｏｌ％以上となるように発泡
   させた後、発泡させた該組成物に繊維含有率が１０〜７
   ０ｗｔ％となるように低吸水性の繊維を分散させて繊維
   含有フォームとし、該繊維含有フォームをシート状に成
   形して乾燥するシート状繊維成形体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記低吸水性の繊維に表面が疎水化され
   たパルプ繊維を含む請求項１記載のシート状繊維成形体
   の製造方法。
3. 【請求項３】 前記低吸水性の繊維に熱可塑性繊維を含
   み、且つ前記乾燥により該熱可塑性繊維どうしを熱融着
   させる請求項１又は２記載のシート状繊維成形体の製造
   方法。