JP2022052418A - 複合型不織布およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以上のように、NBKPおよびLBKPのいずれを用いた複合型不織布について技術的な問題は認識されているが、従来にあっては、これに効果的に対処する提案はなされていない。
また、前記パルプ繊維ウエブ側の滑らかさを示す指針であるTS750値が30~70dBV2rmsであるのが好ましい。
また、前記LBKPは、ユーカリグロビュラスおよびユーカリグランディスを含むフトモモ科ユーカリ属から選択されたパルプの繊維からなるものとするのが好ましい。
本願の発明者等は、ワイパーとして好適である複合型不織布について鋭意に検討を行い、パルプ繊維ウエブに用いる原料を、NBKPとLBKPとを所定の重量構成比で混合してある複合型不織布は、繊維の抜け落ちや紙粉の発生が抑制されていると共に適度な強度を有し、更に拭き心地においても優れることを確認して本発明に至ったものである。
更には、パルプ繊維間の空隙率が少なくなるので、複合型不織布の密度が高くなり(嵩が低くなり)、ゴワゴワ感が低減されて、拭き心地も良化するというメリットもある。
また、縦引張強度は好ましくは21.6~44.1N/25mm、より好ましくは24.5~39.2N/25mmに、また横引張強度は好ましくは7.8~22.6N/25mm、より好ましくは10.8~19.6N/25mmに設定されている。ここでは、複合型不織布の幅を25mmの短冊状に切断し、引張試験機を用いて縦方向(MD:製造時の送り方向)と横方向(CD:MDに対して直角な幅方向)での強度を測定している。
坪量、厚さ、縦および横の強度を上記範囲とすることで、複合型不織布に必要な丈夫さ、拭き心地(使用感)、吸水性能が好適なものとなる。
本発明で採用する混合型のパルプ繊維ウエブにおいてNBKPの比率が30(wt%)を下回ると強度の低下が問題となりかつ、LBKPの比率が高くなることによる、細かい紙粉が落ちやすい点が問題となる。逆にNBKPの比率が80(wt%)を超えると先に指摘した繊維の抜け落ちが確認されかつ、ゴワゴワ感が強くなり拭き心地が劣るようになる。
平均繊維長を上記範囲とすることで、複合型不織布の強度を好適な範囲に調整しやすくなると共に、細かい紙粉の落ち及び長繊維の抜け落ちを抑制でき、ゴワゴワ感の低減(拭き心地が良化する)等の効果を期待できる。
なお、繊維長はファイバーテスター(ローレンツェンアンドベットレー(株)社製)で測定することができる。
上記TS750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例えば押し込み圧100mNで押し付けて、2.0/secで回転させたとき、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、不織布等のソフトネス(手触り感)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。低周波数側からの最初のスペクトルの極大ピークの強度をTS750値(dBV2rms)とする。
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。
なお、上記NBKP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して採用するのが好ましい。また上記LBKPに関しては、ユーカリグロビュラスおよびユーカリグランディスを含むフトモモ科ユーカリ属から選択して採用するのが好ましい。
密度を上記範囲とすることで、複合型不織布の厚み方向に適度な空気層が確保され、拭き心地(使用感)、吸水性能が好適なものとなる。
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。
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。
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。
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。
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。
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、ウエット状態にあり、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。
上記サクション装置6としては、例えばバキューム式で水流交絡後の不織布を脱水する(脱水処理)。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。
紙力剤添加装置9は、水流交絡装置5で複合化された後の複合型不織布WPの上側、すなわちパルプ繊維ウエブPWFから紙力剤を添加する。複合化が完了した複合型不織布のパルプ繊維ウエブ表面に紙力剤を添加するので、紙力剤が効率的に作用してパルプ繊維同士を接続する機能を果たす。紙力剤添加装置9より下流では乾燥処理されるので、添加された紙力剤が洗い流されて流出するなどの無駄もない。
また、下側にはサクション装置があるので、紙力剤がパルプ繊維ウエブ内に浸透するのに優位であり、これによってパルプ繊維の脱落を更に確実に抑止することができる。添加は、スプレー塗布とすることにより、噴霧液状となった紙力剤がパルプ繊維ウエブ内に浸透するのにより一層優位となる。そして、紙力剤添加装置9では、製造される複合型不織布WPの状態を確認して、紙力剤の量をコントロールすることも容易に行える。
なお、上記紙力剤添加装置9で紙力剤がスプレー塗布される際のパルプ繊維ウエブPWF部分の水分(紙力剤添加装置9に進入する直前の入口水分%)は120~400%となるように調整しておくのが好ましい。
また、紙力剤のスプレー塗布後、10秒以内に脱水処理しておくのが好ましい。すなわち、上記図1により説明したように紙力剤をスプレー塗布した直下で脱水してもよいし、スプレー塗布から少し離れた位置(搬送時間10秒以内の位置)で脱水処理してもよい。要するに、紙力剤をスプレー塗布した際のパルプ繊維ウエブPWF内部への薬液の浸透拡散状態を確認して、最適な時間(ただし、スプレー塗布後10秒以内)を適宜に決定すればよい。
上記紙力剤添加装置9としては、サイズプレス、スプレー、ロールコーティング、グラビアコーティング、ロッドバーコーティング、エアナイフコーティング等、公知の装置を用いて紙力剤を添加することできる。ここで特に限定はされないが、スプレーが好ましい。
また、スプレー塗布する場合には、前記紙力剤は好ましくは濃度0.5~2.0%、より好ましくは、0.7~1.5%とし、好ましくは吐出圧力0.1~1.0Mpa、より好ましくは、0.3~0.8Mpaとしてパルプ繊維ウエブPWFにスプレー塗布する。圧力が低いと、搬送されているパルプ繊維ウエブによって起こされる風により紙力剤が飛び散ってしまい、歩留りが低下する。一方で、圧力が高すぎると、搬送されているパルプ繊維ウエブの紙面で跳ね返りが発生して、この場合も歩留りが悪化する。
そして、上記紙力剤としては、例えばポリアミドエピクロロヒドリン系、ポリアミドエポキシ系、ポリアミドポリアミン系などから少なくとも1つを選択して用いることできる。この中では、ポリアミドエピクロロヒドリン系のものを用いるのが好ましく、例えば星光PMC社製の湿潤紙力剤WS4030、WS4038、WS4027等を用いることができる。ポリアミドエピクロロヒドリン系の紙力剤を用いることで、繊維脱落抑止の効果が好適に得られると共に、複合型不織布の使用感が良いものとなる。
カレンダー装置CA内には、図示しないプレーンカレンダーロールの一対が配置されており、複合型不織布WPがその間を所定範囲の線圧(挟持圧)をもって挟持搬送される。
ここで採用可能なプレーンカレンダーロールについては、外周表面が平坦に形成してあるロールであり、複合化処理後の不織布WPへ安定的で均一な線圧を加えることができるロールであれば、その材質は特に限定されない。例えば、一方を金属製プレーンロールとし、他方を金属製の芯材の外側にゴム材が設けてある金属-ゴムのプレーンロールにしてある、カレンダーロールの対を好適に採用することができる。金属製ロールや金属製の芯材については例えばスチールロールとし、ゴム材は例えば特殊硬質ゴムを用いることができる。
そして、必要に応じて、上記カレンダー処理を多段で実施できるように、カレンダー装置CA内にプレーンカレンダーロール対を多段に配置してもよい。
以下では、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、縦引張強度、横引張強度並びにパルプ繊維ウエブ中のNBKPとLBKPとの構成比率、そして、滑らかさを示すTS750値および紙力剤が表1に示す通りになるように製造された、実施例1~7の複合型不織布、並びにその比較例1~4について、下記に示す基準により拭き取り作業に複合型不織布を使用したときの拭き取り感、繊維抜け落ち、細かい紙粉の発生を下記の基準で、官能および目視にて評価をした。
1)拭き取り感(ゴワゴワしない):複合型不織布をふき取り用途で使用時のふき取り感を評価した。
滑らかな拭き心地で使いやすい(優◎)、ゴワゴワを感じる事はほぼなく、問題なく使用できるレベル(良○)、ゴワゴワして使いづらい(不可×)
2)繊維抜け落ち(長繊維):複合型不織布をふき取り用途で使用時の脱落繊維の多少を評価した。
脱落繊維がほぼ無い(優◎)、問題なく使用できるレベル(良○)、脱落繊維が多く、拭き取ると対象物に繊維が付く(不可×)
3)細かい紙粉(微細繊維):複合型不織布をふき取り用途で使用時の細かい紙粉の発生の多少を評価した。
細かい紙粉がほぼ発生しない(優◎)、問題なく使用できるレベル(良○)、細かい紙粉が多く空気中に舞う、使いづらい(不可×)
また比較例2は繊維抜け落ちおよび細かい紙粉の評価は◎であるが、拭き取り感の評価が×である。この複合型不織布の坪量、厚さ、縦および横の引張強度が好適範囲を超えており、強度が過ぎる傾向があり、拭き取り感が悪い。よって、ワイパー用途で使用する複合型不織布として不向きである。
しかし、比較例3はNBKPとLBKPとの重量構成比が20/80(wt%)であり、NBKPの比率が好適範囲の下限30(wt%)よりも少なく、LBKPの比率が好適範囲の上限70(wt%)よりも大きい。そのため、細かい紙粉の評価が×である。よって、比較例3の複合型不織布はワイパー用途で使用する複合型不織布として不向きである。
そして、比較例4はNBKPとLBKPとの重量構成比が90/10(wt%)であり、NBKPの比率が好適範囲の上限80(wt%)よりも大きく、LBKPの比率が好適範囲の下限20(wt%)よりも小さい。そのため、拭き取り感が悪く、繊維の抜け落ちの評価が×である。よって、比較例4の複合型不織布もワイパー用途で使用する複合型不織布として不向きである。
本発明に係る複合型不織布の製造では上記のようにエアレイド方式でNBKPとLBKPの2種類を供給して混合型のパルプ繊維ウエブを供給できるように設計することで、設備を簡素化して製造コストを低減できるという点で好ましい。しかし、このように乾式で混合型のパルプ繊維ウエブを得ることに限定する必要はない。湿式抄紙の技術を流用して別途で、前述した所定の重量構成比とさたNBKPとLBKPとによる混合型のパルプ繊維ウエブを得ておき、前述した製造装置でスパンボンド不織布上に供給するようにしてもよい。
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 サクション装置
7 乾燥装置
8 巻取装置
21N、21L 解繊機
22N、22L ダクト
23 エアレイドホッパ
24 積層位置
25 コントローラ
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-N NBKPのパルプ繊維
PF-L LBKPのパルプ繊維
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
CA カレンダー装置
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50.0~85.0g/m2、厚さが0.26~0.45mm、縦引張強度が21.6~44.1N/25mm、横引張強度が7.8~22.6N/25mmであり、且つ、前記パルプ繊維ウエブはNBKP(針葉樹晒クラフトパルプ)とLBKP(広葉樹晒クラフトパルプ)とにより構成され、前記NBKPと前記LBKPとの重量構成比は30/70~80/20(wt%)である、ことを特徴とする複合型不織布。 - 前記パルプ繊維ウエブの平均繊維長が1.3~2.5mm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。
- 前記パルプ繊維ウエブ側の滑らかさを示す指針であるTS750値が30~70dBV2rmsである、ことを特徴とする請求項1または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40.0~70.0g/m2であり、スパンボンド不織布と繊維ウエブの重量構成比が40/60~10/90(wt%)である、ことを特徴とする請求項1~3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には紙力剤が添加されており、前記紙力剤の固形分で換算した添加量が前記パルプ繊維ウエブの固形重量に対して0.1~2.0%である、ことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の複合型不織布。
- 前記NBKP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、スプルースおよびダグラスファーからなら群から選択されたパルプの繊維からなる、ことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の複合型不織布。
- 前記LBKPは、ユーカリグロビュラスおよびユーカリグランディスを含むフトモモ科ユーカリ属から選択されたパルプの繊維からなる、ことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の複合型不織布。
- 請求項1~7のいずれかに記載の複合型不織布の製造方法であって、
前記NBKPと前記LBKPとのそれぞれをパルプ繊維に解繊し所定の重量構成比で混合されたパルプ繊維ウエブを前記スパンボンド不織布上に供給して積層体を形成する積層工程と、
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を少なくとも含む、ことを特徴とする複合型不織布の製造方法。 - 前記水流交絡処理後に下側へ吸引する脱水処理が実施され、前記脱水処理の際に前記パルプ繊維ウエブ側に紙力剤が添加される、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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- 2020-09-23 JP JP2020158803A patent/JP2022052418A/ja active Pending
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