JP2023124298A - 複合型不織布ロール体 - Google Patents

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Yukiko Takezaki
康伸 大岡
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Abstract

【課題】 薄手であるがエンボス保形性に優れ、乾燥時、湿潤時両者の拭き取り性、作業性そして吸水性に優れている複合型不織布のロール体を提供する。【解決手段】 パルプ繊維及び合成繊維を含有しスパンレース処理して得られる複合型不織布のロール体であって、1プライでエンボス処理が施され、巻長/ロール体積が0.0050m/cm3以上~0.0085m/cm3以下となるように巻き取られており、前記複合型不織布の坪量が30g/m2以上69.0g/m2以下であり、前記合成繊維の坪量が8g/m2以上13g/m2以下であり、前記エンボス処理により形成されたエンボスの深さが0.1mm以上1.0mm以下であり、乾燥時における製造時の搬送方向での引張強度(DMDT)が9.8N/25mm以上である。【選択図】 図4

Description

本発明は、パルプ繊維と合成繊維とからなる複合型不織布のロール体に関する。
近年、紙あるいは不織布によって製造され、ハンドタオルロール、キッチンタオルロール等として使用される、ロール状に巻き取ったシートが市販されている。その中で、複合型不織布製のものは合成繊維にパルプ繊維を水流交絡して製造されているので、拭き取り作業などでの繰り返しての使用に優れるという特徴がある。この様な複合型不織布には、厚手のものと薄手のものとが知られている。厚手のものは吸収性能が優れる一方で、大量の液体を扱う場面以外の折り畳んで軽度の汚れを拭き取る作業では厚いシートは作業性が劣るため、薄手のシートが好まれる傾向がある。また、シート自体を薄くすることにより、同じシート枚数で製品重量が軽くなるので持ち運びがし易く、折り曲げての使用がし易い、という利点もある。
そこで、例えば特許文献1はパルプ繊維の平均繊維長や複合型不織布の坪量、パルプ繊維と合成繊維の構成比を所定の範囲に設定して得た薄手の不織布ワイパー(シート)について開示している。
特開2018-193634号公報
不織布の拭き取り性を向上させるため、エンボス処理が有効であることが知られている。しかしながら、上述した薄手の不織布ではエンボスの保形性が損なわれ易く、また、濡れた際のエンボス保形性も維持しづらいため、乾燥時、湿潤時両者の拭き取り性の向上を期待できないことが認められた。また、薄手の不織布はパルプ繊維の量も少なくなるので吸水性が低い傾向にあり、この点も改善する必要がある。
更に、近年にあって、比較的コンパクトな外径を保ちつつ、使用時のエンボスの保形性に優れ、拭き取りや作業性に優れる複合型不織布のロール体の提供が望まれている。ここで、製品となる不織布は巻き上がりのロールの形態を保持するため、ある程度のテンションを掛けつつ巻き取ることが必要になる。また、ロールワインダ装置を用いる製造工程では、原反を繰り出して、紙管に巻き取る際に複数のロールに接し、張力が加えられる。そのため、ロール製品は平判製品と比較してエンボスの保形性を維持するための条件が厳しいものとなる。
よって、本発明の目的は、薄手であるがエンボス保形性に優れ、乾燥時、湿潤時両者の拭き取り性、作業性そして吸水性に優れている複合型不織布のロール体を提供することにある。
上記目的は、パルプ繊維及び合成繊維を含有しスパンレース処理して得られる複合型不織布のロール体であって、
1プライでエンボス処理が施され、巻長/ロール体積が0.0050m/cm以上~0.0085m/cm以下となるように巻き取られており、前記複合型不織布の坪量が30g/m以上69.0g/m以下であり、前記合成繊維の坪量が8g/m以上13g/m以下であり、前記エンボス処理により形成されたエンボスの深さが0.1mm以上1.0mm以下であり、乾燥時における製造時の搬送方向での引張強度(DMDT)が9.8N/25mm以上である、ことを特徴とする複合型不織布のロール体により達成できる。
そして、前記複合型不織布の水濡れ後のエンボス深さが0.5mm以上である、ことが好ましい。
前記複合型不織布の吸水量(T.W.A.)が200g/m以上400g/m以下であり、かつ、吸水速度が1.5sec以下であるのが好ましい。
濡れた際のエンボス保形性(濡れた際のエンボス深さ/乾燥状態でのエンボス深さ×100)が80.0%以上であるのが好ましい。
そして、前記パルプ繊維が湿潤紙力剤およびアニオン系水溶性高分子を含有しているのが好ましい。
ここで、前記パルプ繊維のパルプ繊維絶乾重量に対して、前記湿潤紙力剤の添加量が0.35~2.00重量%であり、且つ、前記アニオン系水溶性高分子の添加量が0.1~1.0重量%であるのが好ましい。
また、前記アニオン系水溶性高分子はカルボキシメチルセルロース(CMC)とするのが好ましい。
本発明によると、薄手であるがエンボス保形性に優れ、乾燥時、湿潤時両者の拭き取り性、作業性そして吸水性に優れている複合型不織布のロール体を提供することができる。
マイクロスコープによるX-Y平面上の高さプロファイルを濃淡で示す図である。 マイクロスコープによるX-Y平面上の高さプロファイルをグラフで示す図である。 エンボスの深さの求め方を説明するために示した図である。 本発明に係る不織布を製造するのに好適な装置について示した図である。
以下、本発明に係る複合型不織布のロール体について説明する。
本発明者等は、薄手の複合型不織布にエンボス処理を施したときの、エンボス部(凹部あるいは凸部)の壁面での合成繊維およびパルプ繊維の状態を詳細に確認した。エンボス部の壁面部に位置している合成繊維およびパルプ繊維は押圧される。そして、薄手の複合型不織布では、特に壁面部におけるパルプ繊維が少なくなり、壁面を保持する強度が低下する傾向が顕著であることを認めた。これが原因となって、前述した課題で指摘したように、薄手の複合型不織布にエンボス処理を施しても拭き取り性の向上を期待できないと理解された。
そこで、詳細な技術的な検討をして、1プライでエンボス処理する複合型不織布で、前記複合型不織布およびこれに含む合成繊維の坪量を所定範囲とし、エンボス深さを所定範囲とし、また乾燥時におけるMD方向での引張強度(DMDT)が所定範囲にあるようにすると共に、更に巻長/ロール体積の値について所定範囲としたロール体に設計することで、薄手であるがエンボス保形性に優れ、乾燥時、湿潤時両者の拭き取り性、作業性そして吸水性に優れている複合型不織布のロール体を得られることを見出して本発明に至ったものである。
複合型不織布の坪量は30g/m以上69.0g/m以下とするのが好ましく、45g/m以上65.0g/m以下とするのがより好ましい。従来、一般的に広く利用されている不織布では坪量が100g/m前後のものが多いので、本発明の複合型不織布がかなり薄手の不織布であることが理解できる。
ここで、複合型不織布を構成している合成繊維の坪量は8g/m以上13g/m以下とするのが好ましい。合成繊維の坪量が8g/m未満であると、エンボス加工時に熱で変形し、保形性を保つ骨格が不十分でエンボス保形性に劣るという不具合があり、一方坪量が13g/mを超えるとエンボス高さが過度に高くなることで巻長が短くなる(巻き密度が低下する)という不具合があるからである。
なお、複合型不織布の1プライの厚さ(mm)はピーコック厚さ計にて、37.85g/cm加重下で測定することができる。
そして、複合型不織布を1プライでエンボス処理して形成されたエンボスの深さが0.1mm以上1.0mm以下であるものが好ましい。
このエンボスの深さの範囲が好ましいのは、0.1mm未満であると、エンボスの凹凸が小さくなることで、拭き取り対象の微細な汚れをエンボス部(凹部)で掻き取ることが困難となり、1.0mm以上であると、エンボスの深さを確保するためにロールを柔らかく巻くことになり、結果としてロール体の巻長が短くなるからである。
上記エンボスの深さは、マイクロスコープを用いて測定することができる。マイクロスコープとしては、KEYENCE社製の製品名「ワンショット3D測定マクロスコープ VR-3100」を使用することができる。マイクロスコープの画像の観察・測定・画像解析ソフトウェアとしては、製品名「VR-H1A」を使用することができる。又、測定条件は、例えば倍率12倍、視野面積24mm×18mmの条件で測定できる。測定倍率と視野面積は、求めるエンボスの大きさによって、適宜変更してよい。
図1は、マイクロスコープによるX-Y平面上の高さプロファイルを示し、シート表面の高さが濃淡で示されている。図1の濃淡が周辺と異なる略楕円形の部位が個々のエンボスを示している。エンボスの深さは、上記マイクロスコープを用いてエンボスの高低差を測定して求めることができる。
まず、図1のように線分ABを引き、図2の高さプロファイルを得る。なお、線分ABは、エンボスを横切るように引けばよい。高さプロファイルは、実際のシートの試料表面の凹凸を表す(測定)断面曲線Sであるが、ノイズ(シートの表面に繊維塊があったり、繊維がヒゲ状に伸びていたり、繊維のない部分に起因した急峻なピーク)をも含んでおり、凹凸の高低差の算出に当たっては、このようなノイズピークを除去する必要がある。
そこで、図3に示すように、高さプロファイルの断面曲線Sから「輪郭曲線」Wを計算し、この輪郭曲線Wのうち、底部P1、P2の平均値と、底部P1、P2で挟まれる頂部の差を求め、これをエンボスの深さD1とする。同様に、底部P2、P3の平均値と、底部P2、P3で挟まれる頂部の差を求め、これをエンボスの深さD2とする。同様にD3を測定する。なお、D1、D2、D3は図3で示すように、連続する箇所で測定する。この測定を複合型不織布シートの例えば10カ所で測定し、合計30カ所のデータの平均値をエンボスの深さとする。なお、エンボスとエンボスの間隔(P1とP2の距離)が1cm以上離れている場合には、連続する箇所で測定せず、底部P1、P2の平均値と、底部P1、P2で挟まれる頂部の差を求め、これをエンボスの深さD1とし、D1を30カ所測定し、平均値をエンボス深さとしてもよい。
なお、乾燥時のエンボス深さは、そのままの状態で上記の方法でエンボス深さを計測しており、湿潤時のエンボス深さは、一度、不織布シートを完全に水に浸した後、水滴が落ちなくなるまで強く絞った後、シートを広げて同様に計測している。湿潤時のエンボス深さが、0.5mm以上あると、エンボスによる汚れのき取り性能を高く維持できる。
次に、乾燥時における製造時の搬送方向MD(縦方向とも称す)で複合型不織布の引張強度(DMDT:Dry Machine Direction Tensile strength)が9.8N/25mm以上であるのが好ましい。この引張強度(DMDT)が9.8N/25mmに満たないと、シート1枚の強度が不十分で破れやすくなり、繰り返しての使用が難しくなってしまう。
また、上記搬送方向MDに対して直交する幅方向(横方向)における乾燥時の複合型不織布の引張強度(DCDT:Dry Cross Direction Tensile strength)も同時に測定可能である。乾燥時の複合型不織布の縦強度(DMDT)及び横強度(DCDT)は、JIS P8113に基づいて測定することができきる。
更に、上記複合型不織布は巻長/ロール体積が0.0050m/cm以上~0.0085m/cm以下となるように巻き取られたロール体として形成するのが好ましい。
ロール体積は[{ロールの外径(巻直径)部分の断面積}-(コア外径部分の断面積)]×ロール幅から求めることができる。
ここで、巻長/ロール体積の値は、コンパクト化の指標となる数値である。巻長が長く、ロール体積が小さいほどこの数値は大きくなり、ロールがコンパクトであることを示している。ここで、ロール体としてはコンパクトに形成されているのが好ましいのであるが、0.0085m/cmを超えるものは合成繊維の比率が高いもので吸水性の悪化が目立つようになり、0.0085m/cmを大きく超えて例えば0.0230m/cmものは坪量が低く、エンボス形状の保持が困難で、汚れに対する拭き取り性の悪化が顕著となる。よって、巻長/ロール体積は上記範囲内であるのが好ましい。
上述したような構成を満たす本発明に係る複合型不織布のロール体は、薄手であるがエンボス保形性に優れ、乾燥時、湿潤時両者の拭き取り性、作業性そして吸水性に優れ、コンパクトな複合型不織布ロール体となる。ここで、本発明の複合型不織布ロール体は製品となったとき、ロール形態であるのである程度のテンションが掛かった状態となるが、エンボス形状は維持される。
本発明の複合型不織布ロール体は、複合型不織布のパルプ繊維量、添加する湿潤紙力剤、エンボスの性状、熱エンボス処理条件などについて適宜に工夫することにより得られたもので、エンボス部の保形性、吸水性が良好なものになっている。他の好ましい条件について、以下で更に説明する。
上記の複合型不織布の単位面積当たりの吸水量(T.W.A.)が200g/m以上400g/m以下の範囲にあり、かつ、吸水速度が1.5sec以下であるのが好ましい。
なお、上記吸水量(T.W.A.)は次のように求めることができる。まず、不織布を75×75mmの正方形に切断して試料片を作製し、乾燥重量を測定した。次に、この試料片を蒸留水中に2分間浸漬した後、水蒸気飽和状態の容器中で、試料片の1つの角部が上側の頂部となるようにし、この頂部と隣接する2つの角部とを支持して展伸した状態(100%RH)で吊るし、30分放置して水切り後の重量を測定した。水切りには、ペーパータオルを3×38mmにカットして使用した。そして、測定値を試料片1m当たりの保水量(g/m)に換算し求めた。ここで200g/m未満である不織布は吸水性不足とした。
また、吸水速度は、JIS L 1907に規定された吸水速度試験に準拠し、0.1mlの水滴が試験片の面に達したときから、試験片の鏡面反射が消えるまでの時間(秒)を測定した。
また、濡れた際のエンボス保形性(濡れた際のエンボス深さ/乾燥状態でのエンボス深さ×100)が80.0%以上であるのが好ましい。
そして、複合型不織布のパルプ繊維には湿潤紙力剤およびアニオン系水溶性高分子を含有しているのが好ましい。
ここで、前記パルプ繊維のパルプ繊維絶乾重量に対して、前記湿潤紙力剤の添加量が0.35~2.00重量%の範囲にあり、且つ、前記アニオン系水溶性高分子の添加量が0.1~1.0重量%の範囲にあるのが好ましい。
前記アニオン系水溶性高分子としてはカルボキシメチルセルロース(CMC)が好適である。
上記のようにパルプ繊維ウエブ側に湿潤紙力剤およびアニオン系水溶性高分子を含有していることで、一般的に知られる湿潤紙力剤の自己架橋によるセルロース(パルプ繊維)への耐水性付与と、アニオン系水溶性高分子によるセルロース間(パルプ繊維間)の水素結合の強化のみならず、湿潤紙力剤とアニオン系水溶性高分子同士も架橋構造を取ることによって、湿潤紙力剤が効果的に機能(作用)して、パルプ繊維の脱落を効果的に抑止しつつ、吸水性能も維持できると推測される。
更に、湿潤紙力剤とアニオン系水溶性高分子を併用することによりエンボス加工されたセルロース(パルプ繊維)の濡れた際の保形の維持にも寄与すると推察される。
以下では、上述した本発明に係る複合型不織布のロール体を形成するための原反となる複合型不織布の製造工程を先に説明し、その後この原反(親ロール)から製品となるロール体を製造する工程を説明する。
ここでは、一例としてパルプ繊維ウエブと合成繊維としてスパンボンド不織布を含んで形成される、複合型の不織布について説明する。
原反となる複合型の不織布を製造するのに好適な製造装置を、図4を参照して説明する。
複合型不織布の製造装置1の概略構成を説明する。図4に示す製造装置1は、上流側にパルプ繊維ウエブを供給するためのエアレイド装置2、スパンボンド不織布を供給するスパンボンド不織布供給装置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。
ウエブの製造時の搬送方向MDで、これらの装置2、3、4より下流には、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、脱水処理を行うためのサクション装置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の不織布(以下、複合型不織布WPとも称する)を巻き取るための巻取装置8が設けてある。
なお、図4では、スパンボンド不織布供給装置3を配置し、スパンボンド不織布を使用した複合型の不織布とした好適例を示している。しかし、これに限らず、スパンボンド不織布を用いず搬送ワイヤ上に直接にパルプ繊維を供給する設備に設計変更すれば、パルプ繊維ウエブのみによる不織布を得ることも可能である。
上記エアレイド装置2は、繊維同士が密集しシート状となっている原料パルプRPをパルプ繊維に解繊する解繊機21や、図示しない送風機を備えて解繊されたパルプ繊維PFをエアレイドホッパ23へと搬送するダクト22を有している。
また、上記ダクト22よりも下流側にはエアレイドホッパ23が配置されている。このエアレイドホッパ23の内部では、解繊状態にあるパルプ繊維が分散しながら降下し、下面に設定した積層位置24に徐々に積み上りパルプ繊維ウエブPFWが形成されるように設計してある。
上記のように、エアレイド装置2は乾式でパルプ繊維ウエブを供給できる装置設備であり、湿式抄紙法を応用し湿式でパルプ繊維ウエブを製造する装置よりも設備コストを抑制できる。また、エアレイド装置2ではパルプの解繊から分散、降下まで閉鎖系空間となっており異物の混入が防止されているので、湿式抄紙法でパルプ繊維ウエブを供給する場合と比較して、異物の混入を圧倒的に低く抑えることができる。
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4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。
また、サクション装置4の周囲にはウエブ搬送用の搬送ワイヤ43が配設してある。搬送ワイヤ43は、積層位置24においてパルプ繊維PFが堆積したパルプ繊維ウエブPFWが載置可能で、これを下流側に搬送するように配置されている。ただし、パルプ繊維ウエブPFWは直接、搬送ワイヤ43上に載置されない。これについては、後述の説明で明らかとなる。
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。
上記エアレイド装置2の下側で、サクション装置4よりも上流側に、スパンボンド不織布供給装置3が配置してある。このスパンボンド不織布供給装置3には、予め準備されたスパンボンド不織布SWがロール状とされてセットされている。すなわち、前述したように、設計されたスパンボンド不織布SWが製造に伴って巻き取られてロール状とされており、これがスパンボンド不織布供給装置3から引出され、上述した搬送ワイヤ43に乗って上記積層位置24へと搬送されるようになっている。
積層位置24に位置した、スパンボンド不織布SWの上に、前述したパルプ繊維ウエブPFWが載置される。その際に、積層位置24ではサクション装置4のサクション部42による吸引力が搬送ワイヤ43を通過し、その上のスパンボンド不織布SWおよびパルプ繊維ウエブPFWに作用する。よって、スパンボンド不織布SWとパルプ繊維ウエブPFWとが積層された状態となっている予備的積層体PWeb(積層ウエブ)が下流側へと搬送される。
上記のように予備的積層体PWebが形成されるときに、スパンボンド不織布SW上へのパルプ繊維ウエブPFWの供給量を制御することで、本装置で製造される複合型不織布に含まれるパルプ繊維ウエブPFWの坪量は例えば23.0~55.0g/mであり、従来の一般的な複合型不織布よりもパルプ繊維ウエブの比率が高くなるように設計するのが望ましい。そして、スパンボンド不織布SWの坪量は例えば8.0~12.0g/mであり、製造される複合型不織布(スパンボンド不織布SW+パルプ繊維ウエブPFW)は例えば30.0~69.0g/mとするのが好ましい。パルプ繊維ウエブの搬送速度やパルプ繊維ウエブPFWの時間当たりの供給量などを適宜に調整し、製造された複合型不織布のパルプ繊維ウエブPFWの坪量を確認することで、坪量が所望の範囲となるように設定すればよい。パルプ繊維ウエブの搬送速度は例えば150~300m/minとするのが好ましい。
上記した予備的積層体PWebは、サクション装置4の吸引力によって、吸引圧縮されたことにより積層状態が維持されている。このとき上側のパルプ繊維ウエブPFWの繊維が密にされた状態ではある。しかし、このまま予備的積層体PWebを下流側の水流交絡装置5内に搬送投入すると、ウォータジェット(高圧の水流)によってパルプ繊維PFの一部が舞い上がるおそれがある。
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4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。
そして、水流交絡装置5では、前処理部となる挟持ローラ28およびプレウエット装置30の処理を受けた予備的積層体PWebに高圧のウォータジェットを吹き付けることによりパルプ繊維同士の交絡を促進する。これにより上側に位置するパルプ繊維ウエブPFW層と下側に位置するスパンボンド不織布SW層との一体化が促進される(水流交絡処理)。
図4で例示的に示している水流交絡装置5は、搬送方向MDに沿って多段(図4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4では、搬送方向MDに対して直角な方向(ウエブの幅方向CD)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。
上記水流交絡処理をする際の水圧は、パルプ繊維ウエブPFWとスパンボンド不織布SWとの坪量を勘案して設定するのが望ましい。例えば、1~30MPaの範囲において選択するのが好ましい。
そして、上記ウォータジェットヘッド51と対向するように、サクション装置52が配設してある。ウォータジェットヘッド51から出る高圧のウォータジェットを上側に位置しているパルプ繊維ウエブPFWに吹き付けつつ、下側に位置しているスパンボンド不織布SWの下側にサクション装置52の吸引力を作用させる。ウォータジェットヘッド51とサクション装置52との協働作用によって、パルプ繊維ウエブPFW側のパルプ繊維が下側のスパンボンド不織布SWに入り込んだ状態や、スパンボンド不織布SWを貫通して反対側にまで至った状態などが形成されると推定される。その作用により2つの層の一体化が促進される。
水流交絡装置5にも、搬送ワイヤ55が配設してある。搬送ワイヤ55は前処理部28、30の下流で予備的積層体PWebを受けて、水流交絡装置5内へと搬送する。搬送ワイヤ55は水流交絡装置5のウォータジェットヘッド51とサクション装置52との間を、上流側から下流に向かって通過するように配設されている。
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MD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を出た直後の複合型不織布にあっては、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。
そこで、図4で示すように、水流交絡装置5の下流側にはパルプ繊維ウエブに残留する水分を吸引除去する脱水処理、その後に乾燥処理を行って、複合型不織布WPの製造を完了するためのサクション装置6および乾燥装置7が配備してある。このように複合型不織布WPの製造の後段で、サクション装置6および乾燥装置7による脱水処理、乾燥処理を行うと効率よく複合型不織布を製造でき、また、製造される水流交絡後の複合型不織布に大きな外圧を掛けることなく乾燥した複合型不織布を製造できる。
しかしながら、先に指摘したように、複合型不織布WP上のパルプ繊維ウエブから離脱する微細なパルプ繊維(紙粉)を確実に抑止できる複合型不織布とする必要がある。そのため、本製造装置1には、パルプ繊維の脱落を抑止するための薬剤を添加するための添加装置9が配置されている。
サクション装置6は、例えばバキューム式で水流交絡後の複合型不織布を下側から脱水する。搬送される複合型不織布WPを間にして、サクション装置6の上方には、湿潤紙力剤を添加するための添加装置9が配設されている。
上記添加装置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から湿潤紙力剤とアニオン系水溶性高分子とを混合した混合添加剤を添加する。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混合添加剤を外側から添加するので、混合添加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。添加装置9より下流では乾燥処理されるので、添加された混合添加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、混合添加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、噴霧液状となった混合添加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、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、混合添加剤の量をコントロールすることも容易に行える。
なお、上記添加装置9で混合添加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(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、混合添加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4により説明したように混合添加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、混合添加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。
上記添加装置9としては、スプレー塗布、サイズプレス、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混合添加剤を添加することできる。ここで特に限定はされないが、スプレー塗布が好ましい。
なお、上述した添加装置9は湿潤紙力剤とアニオン系水溶性高分子とを予め混合した混合添加剤をパルプ繊維ウエブPWFに塗布する場合を好適な一例として説明したものであるが塗布の形態はこれに限らない。上記湿潤紙力剤と上記アニオン系水溶性高分子とを個別に、パルプ繊維ウエブPWFに塗布するようにしてもよい。このように個別とする場合の添加装置9は、湿潤紙力剤を塗布する第1の塗布装置とアニオン系水溶性高分子を塗布する第2の塗布装置との両方を備えた装置として構成する。ここで、第1の塗布装置と第2の塗布装置とが同時にそれぞれの薬剤(湿潤紙力剤とアニオン系水溶性高分子)を塗布するようにしてもよいし、ウエブの搬送方向で第1の塗布装置と第2の塗布装置とを若干、前後にずらした位置で塗布するようにしてもよい。この場合もスプレー塗布を採用するのが好ましい。
前記パルプ繊維ウエブPWFにおける上記は湿潤紙力剤とアニオン系水溶性高分子とのそれぞれについて、その固形分で換算した添加量が、パルプ繊維ウエブPWFのパルプ繊維絶乾重量に対して所定範囲となるように添加するのが好ましい。具体的には、前記湿潤紙力剤の添加量はパルプ繊維ウエブのパルプ繊維絶乾重量に対して0.35~2.00重量%でありとする好ましい。また、前記アニオン系水溶性高分子の添加量はパルプ繊維ウエブのパルプ繊維絶乾重量に対して0.1~1.0重量%とするのが好ましい。
前述したように湿潤紙力剤は、湿潤紙力剤の自己架橋によるセルロース(パルプ繊維)への耐水性を付与する。また、アニオン系水溶性高分子によるセルロース間(パルプ繊維間)の水素結合強化に寄与する。さらに、両者を併用することで湿潤紙力剤とアニオン系水溶性高分子同士も架橋構造を取り、エンボス装置により複合型不織布のパルプ繊維ウエブPWF側にエンボス加工(処理)して形成したエンボス部の保形性と濡れた際のエンボス保形性の維持の向上に寄与する。
そして、上記湿潤紙力剤としては、上記したとおり、製紙工程において湿潤紙力剤として知られているポリアミドエピクロロヒドリン(PAE)を用いることが好ましい。また上記アニオン系水溶性高分子としては、上記したとおりカルボキシメチルセルロース(CMC)を用いるのが好ましい。
そして、上記サクション装置6及び添加装置9の下流には、更に乾燥装置7が設置されており、混合添加剤がスプレー塗布されたパルプ繊維ウエブPWFを備える複合型不織布WPが乾燥処理される。ここでの乾燥装置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4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。
上記のように連続的に製造される複合型不織布WPは乾燥後に巻取装置8のロール81に巻取ってもよいが、図4内に破線で示したように巻き取り前にエンボス装置EAを設けてパルプ繊維ウエブPWF側にエンボス処理を施すようにしてもよい。
エンボス装置EAの詳細構成については省略するが、パルプ繊維ウエブPFW側に接触する上側の主ロールとなるエンボスロールと下側のプレーンな受けロールとを備えている。エンボスロールの外周面にはパルプ繊維ウエブPFWに形成するエンボス部に応じて凹凸部パターンが刻設してある。一方、受けロールは外周面が平坦に形成されている。エンボス装置EAは、ロール内に電気ヒータ等の加熱手段が配置してあり、例えばロール表面温度を例えば80~110℃に設定できるものが好ましい。これによりパルプ繊維ウエブPFWの表面温度を例えば40~80℃に加熱処理すると、前述したように合成繊維及び湿潤紙力剤とアニオン系水溶性高分子の硬化を促進して形成したエンボス凹部の保形性を向上させることができる。
以上のようして図4の製造装置1により、1プライでエンボス処理がされている複合型不織布の原反(親ロール)を巻取装置8のロール81に巻き取ることができる。
その後、製品となるロール体を製造するためのロールワインダ装置の所定位置に上記原反をセットして張力を調整しながら繰り出して、複合型不織布を紙管に所定長さで巻き付けることで製品となるロール体に仕上げることができる。
先に不織布の製造装置1側にエンボス装置EAを設ける場合を一例として説明したが、これに限らず原反ロール81にはエンボス処理を施さず、ロールワインダ装置側にエンボス装置EAを設けてエンボス処理を施すようにしてもよい。
(実施例)
以下、本発明に係る複合型不織布ロール体の実施例および比較例について説明する。
1プライでエンボス処理する複合型不織布で、複合型不織布およびこれに含む合成繊維の坪量、エンボス深さ、また乾燥時におけるMD方向での引張強度(DMDT)、更に巻長/ロール体積の値について、表1に示す通りとした実施例1~7の複合型不織布のロール体、並びに、表2に示す通りとした比較例1~8について、吸水性能、濡れた際の汚れの取れやすさ(拭き取り性)、折り曲げ適性(作業性)を確認して、総合評価した。
1)吸水性能
ステンレス上で水1mlを1シートで1回、拭き取った際に水残りがないかどうかを下記の基準で判断した。
完全に拭き取ることができる (優〇)
水滴が残る (劣×)
2)濡れた際の汚れの取れやすさを下記の基準で判断した。
濡れた際にもエンボスが高く維持されているため汚れが掻き取りやすい(優◎)
濡れた際にエンボスが保持され汚れも掻き取ることができるが、優評価よりも劣る(良〇)
濡れた際にエンボスが潰れる、若しくはもともとのエンボスが無いため、汚れの掻き取り性が悪い(劣×)
3)折り曲げ適性を下記の基準で判断した。
折り曲げやすく重ねた状態での作業性が良い (優〇)
折り曲げた状態だと分厚くなり作業性が悪い (劣×)
4) 総合評価は下記の基準で判断し、2点以上を合格とした。
すべての項目の評価が優評価である不織布のロール体 (3点)
良評価の項目が1か所含まれるが概ね良好な品質である不織布のロール体 (2点)
いずれかの評価項目で劣評価が含まれている不織布のロール体 (1点)
上記表1に示すように、上記実施例1~7では、1プライでエンボス処理された複合型不織布で、前記複合型不織布の坪量が30g/m以上69.0g/m以下、この不織布に含む合成繊維の坪量8g/m以上13g/m以下、エンボス深さが0.1mm以上1.0mm以下で、乾燥時におけるMD方向での引張強度(DMDT)が9.8N/25mm以上であると共に、更に巻長/ロール体積の値について0.0050m/cm以上~0.0085m/cm以下されたロール体となっており、総合評価が2点以上であった。これらは、薄手であるがエンボス保形性に優れ、乾燥時、湿潤時両者の拭き取り性、作業性そして吸水性に優れている不織布ロール体として提供できる。
一方、比較例1~7にあっては、吸水性能、濡れた際の汚れの取りやすさ(拭き取り性)、折り曲げ適性(作業性)のいずれかが×であり、総合評価が1となった。よって、製品として提供するのが好ましくない不織布ロール体となった。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができることは言うまでもない。
1 複合型不織布の製造装置
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
9 添加装置
21 解繊機
22 ダクト
23 エアレイドホッパ
24 積層位置
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 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
MD 搬送方向
CD 幅方向
EA エンボス装置

Claims (7)

  1. パルプ繊維及び合成繊維を含有しスパンレース処理して得られる複合型不織布のロール体であって、
    1プライでエンボス処理が施され、巻長/ロール体積が0.0050m/cm以上~0.0085m/cm以下となるように巻き取られており、前記複合型不織布の坪量が30g/m以上69.0g/m以下であり、前記合成繊維の坪量が8g/m以上13g/m以下であり、前記エンボス処理により形成されたエンボスの深さが0.1mm以上1.0mm以下であり、乾燥時における製造時の搬送方向での引張強度(DMDT)が9.8N/25mm以上である、ことを特徴とする複合型不織布のロール体。
  2. 前記複合型不織布の水濡れ後のエンボス深さが0.5mm以上である、ことを特徴とする請求項1に記載の複合型不織布のロール体。
  3. 前記複合型不織布の吸水量(T.W.A.)が200g/m以上400g/m以下であり、かつ、吸水速度が1.5sec以下である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の複合型不織布のロール体。
  4. 濡れた際のエンボス保形性(濡れた際のエンボス深さ/乾燥状態でのエンボス深さ×100)が80.0%以上である、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のロール体。
  5. 前記パルプ繊維が湿潤紙力剤およびアニオン系水溶性高分子を含有している、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のロール体。
  6. 前記パルプ繊維のパルプ繊維絶乾重量に対して、前記湿潤紙力剤の添加量が0.35~2.00重量%であり、且つ、前記アニオン系水溶性高分子の添加量が0.1~1.0重量%である、ことを特徴とする請求項5に記載の複合型不織布のロール体。
  7. 前記アニオン系水溶性高分子はカルボキシメチルセルロース(CMC)である、ことを特徴とする請求項5又は6に記載の複合型不織布のロール体。
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