JP3671147B2 - 衛生用品で使用するための、セルロース繊維からなる繊維素材ウェブを製造する方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、セルロース繊維、セルロースパルプ又は木材パルプ厚紙から、衛生分野での利用に適している吸収性繊維素材ウェブを追加的な結合剤を使用せずに製造する方法、及びその方法を実施する装置、さらにその方法によって製造される吸収性の繊維素材ウェブにも関している。
【０００２】
木質繊維や植物繊維といったセルロース含有物質を結合させて繊維素材ウェブにすることは公知であり、そのやり方としては機械的な方法ステップと化学的な方法ステップの組合せを集中的な加熱下で適用し、このとき、酸素を遮断しながら作業を進める。このような方法の目的は、結合剤添加物を少ししか使わなくてすむようにし、もしくは実質的にまったく使わなくてもすむようにすることである。このような公知の方法の一つ（米国特許公報４,１１１,７４４）によれば、３から１２重量％の水分を含むセルロース繊維を無酸素の大気中で４５０から８００°Ｆ（＝２３２から４２６℃）の温度範囲で圧力にさらし、このとき、セルロースの炭化温度とセルロースの発火温度を越える高い周囲温度が与えられる。上述した公知の方法により、硬いボール紙状のものではあるが紙に類似した製品を製造することも可能である。
【０００３】
この方法の欠点は、プレス領域を加熱したり材料の発火を防ぐために、無酸素製造工程によって高いテクノロジー上のコストをかけなくてはならないことである。
【０００４】
さらに、乾燥したセルロース繊維と添加物から圧力下で吸収性のウェブ製品を製造するための方法が公知であり（ＷＯ９４／１０９５６）、そのやり方は、単位面積当たり重量が３０から２０００ｇ／ｍ²の材料から、固有密度が０２から１，０ｇ／ｃｍ³の吸収性製品を圧縮してつくるものである。この圧縮は平滑なカレンダローラにはさんで行う。この方法の欠点は、密度の上昇は得られるものの、材料それ自体の引裂き強度が低くなることである。引裂き強度を高めるためには合成添加物、特に熱可塑性物質を加えなくてはならない。
さらに米国特許公報３,６９２,６２２より、まず不規則なセルロース繊維層を形成し、比較的低い圧力の下で低い密度と引裂き強度とをもつ粗い不織布を製作することが公知である。この粗い不織布をさらに別のカレンダローラ対の隙間に挿入し、点状又は線状のプレス領域の模様を型押しする。柔らかくて吸収性のあるウェブ材料が得られ、この材料は約１６.９から５０.９ｇ／ｍ²の基本重量を有している。この繊維ウェブの引裂き強度は約０.０９ｋＮ／ｍである。したがってこれは、たとえばハンドタオルなどに見られるような容易に引き裂ける材料である。公知の製品で適用されるカレンダ圧力は２０００から１０.０００ｐ.ｓ.ｉ.であり、これは１４から６９ＭＰａに相当する。この米国特許では水素ブリッジ結合（”ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｂｏｎｄｉｎｇ”）が生じると記載されているが、これは従来の自己結合する紙製品で通常生じるものである。
【０００５】
本方法で製造される繊維素材ウェブは、特に衛生用品の製造に適したものを目指している。この繊維素材ウェブは吸収能力が高く、柔らかく、ウェブとして加工可能なものであるべきである。パンツ型オムツ等の使い捨て用の衛生用品は大量生産されなければならない。これに使用される吸収性の中核層は、できるだけ身体によく適合し、入ってくる水分をよく分散させて吸収し、使用後は適当なゴミ集積場で残留物質を残さずに腐朽することが望ましい。吸収性層を木質セルロース繊維マトリクスで製造することが公知であり、この場合、水分吸収容量を高めるためにいわゆる超吸収物質をこの繊維マトリクスに添加してもよい。
【０００６】
本発明の課題は、セルロース繊維からなる繊維素材ウェブを製造するための方法であって、実質的にまったく結合物質を使用しなくてすみ、室温、かつ通常の大気圧と酸素含有量の周囲空気のもとで製造できるものを提供することである。
【０００７】
この課題は、本発明では、セルロース繊維、セルロースパルプ又は木材パルプ厚紙から、衛生分野での利用に適している吸収性繊維素材ウェブを追加的な結合剤を使用せずに製造する方法において、不規則なセルロース繊維層が供給され、前記不規則なセルロース繊維層が、第１のカレンダローラ対の間で押し付けられて密度と引裂き強度の低い粗い不織布が作り出されるような低い圧力で予圧縮され、点状又は線状のプレス領域を有する第２のカレンダローラ対の間に形成された隙間に前記粗い不織布が挿入され、前記第１のカレンダローラ対による前記予圧縮での圧力より高い圧力で点状又は線状の模様が作り出されるように不規則に位置している繊維が相互に押し付けられ、その際２５０から６００ＭＰａの範囲内の圧力で相互に押し付けられことで繊維のほどけない融合が行われてエンボス模様のある繊維素材ウェブが作り出され、この繊維素材ウェブの引裂き強度は少なくとも０.１２ｋＮ／ｍであることにより解決される。
さらに、本発明の方法を実施する装置は、供給された不規則なセルロース繊維層を低い圧力で予圧縮することで低い密度と引裂き強度をもつ粗い不織布を作り出す第１のカレンダローラ対と、点状又は線状のプレス領域を有するとともに前記粗い不織布が挿入される隙間を形成している第２のカレンダローラ対とが備えられており、前記第２のカレンダローラ対を構成する２つのカレンダローラがいずれもローラ外套面にわたって分布された多数の突起をこれらの突起自身の数倍の容積をもつ凹部に包囲されるように備えており、かつ両方のカレンダローラの突起は作業ニップで互いに対向しており、このとき点状のプレス領域では、突起の間に介在する粗い不織布に対して少なくとも２００ＭＰａから最大で突起に使用されている材料の降伏点までの圧力を及ぼすことができることを特徴とする。
【０００８】
このとき、セルロース繊維を製造するテクノロジーにおいて、「毛羽パルプ（ｆｌｕｆｆ ｐｕｌｐ）」と専門用語で呼ばれている木質誘導体からセルロース繊維を製造することが公知であることを前提とする。この素材は木材を原料とする標準化されている製品であり、プレートやウェブ、いわゆる木材パルプ厚紙として納入されるセルロース材料から製造されるもので、使用前に通常ハンマミルで粉砕して繊維をほぐして、セルロース繊維からなる綿に似た製品すなわち毛羽パルプを生成する。このような標準化されている粉砕方法についての説明は、たとえばＤａｎ−Ｗｅｂｆｏｒｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａ／Ｓ社（デンマーク、リスコフ所在）のパンフレットに見ることができる。
【０００９】
この「毛羽パルプ」と呼ばれる木質誘導体では、特にいわゆる水なし製紙プロセスで大量に利用されている生産物である。この繊維は、ハンマーミルから出てきた時点で好ましくは約１から５ｍｍの長さを備えている。上述した方法の第１の工程によれば、この繊維は厚さ約５から１５ｍｍのセルロース繊維形態で完全に不規則に配されており、好ましくはベルトコンベヤや可動性のスクリーンの上で第１の予圧縮ステーションを通過するように送られ、この予圧縮ステーションは、ここでの予圧縮後の粗い不織布が挿入されるカレンダローラ対における圧力よりは低い圧力を備えた好ましくはカレンダローラ対で構成されているので、密度と引裂き強度の低い粗い不織布が生成される。このときの引裂き強度は、不織布が約０．１から１ｍの長さにわたって引裂かれないで自由に掛け渡すことができる程度の大きさに設定されている。またこの引裂き強度は製造時に生じる空気圧にも耐えることができる。
【００１０】
それ自体公知の、まだ非常に粗いこうした不織布をカレンダローラ対の隙間に挿入し、ここで点状のプレス領域で、予圧縮ステーションでの圧力より高い、
著しい高さの圧力が印加される。この圧力は最低１００ＭＰａであるが、約５２０ＭＰａ＝（ＭＰａ＝ｍｍ²）であるのが望ましい。圧力の上方の限界は、一般に、ローラに使用されている材料の降伏点である。これまで従来技術では、このような高い圧力で作業をすることはなかった。このような高い圧力を生成するには、突起のあるローラや、互いに交差して延びる直線模様のあるローラ、あるいはその他の突出する点状又は線状のプレス面をもつローラが使用され、このとき、点状のプレス領域の網目密度は１ｃｍ²あたり１から１６個の網点である。
【００１１】
本方法によれば、好ましくは１ｍ²あたりの重量が５０ｇから１５００ｇの繊維素材ウェブが作り出される。この新種の繊維素材ウェブは結合点が網目状に分布していることによって強固になっているので、少なくとも０，１２ｋＮ／ｍ、好ましくは０，６５ｋＮ／ｍの引裂き強度が達成される。繊維素材ウェブの厚さは所望のヤード数に応じて決める。
【００１２】
点状のプレス領域のプレス面積は、第２のカレンダローラの間でどれほどの圧力を達成するべきかに応じて設定する。点状のプレス領域が０，０５から１０ｍｍ²の面積をもっていれば充分であることが判明している。
【００１３】
上に述べたように、第２のカレンダローラ対の温度は室温すなわち１８から２５℃に保つべきである。これ以上の温度でも作業を行うことは可能である。また付言しておくと、プレス領域では著しい力が消費されるために温度が上昇する。
【００１４】
予圧縮は１８から３２０℃の間、好ましくは２５０から３００℃の間の装置温度で行えばよい。予圧縮を行う装置としては、好ましくは加熱可能な第１のカレンダローラ対を使用する。
【００１５】
繊維又は粗い不織布あるいはその両方はカレンダローラに挿入する前に好ましくはある程度の湿り気（水分）を与えておき、この場合、好ましくは液分（水分）を２から９重量％、ただし少なくとも１.５重量％に調整するのがよい。
【００１６】
出発物質としては、上述した毛羽パルプの木質誘導体を使用する。これは好ましくは標準化されていて繊維を離解された製品であって、公知の方法で繊維素材ウェブを製造するのにも利用されているものである。北方産の木材からとった長繊維セルロースを、硫酸塩又は亜硫酸塩で漂白したものを使用するのが非常に有利であると考えられる。
【００１７】
さらに、セルロース繊維を完全に白くなるまで漂白するのでなく、ある程度の割合で自然の木質素が含まれているようにすると有利であることが判明している。これは８０から９２％、好ましくは８５から８９％の白色度であることが判明している。ある程度のリグニンの残留含有物があっても、これがたとえば出発物質の０，５から５重量％の間であれば有利である。
【００１８】
出発物質には、結合作用のない無機の色素や充填剤、たとえば二酸化チタン、カオリン、ゼオライトなどを添加してもよい。
【００１９】
また、出発物質の繊維に一定の割合で超吸収物質を加えてもよく、この場合、超吸収物質として公知のアクリル酸化合物を粉末状にして、総重量に対してたとえば０.５から７０重量％の割合で毛羽パルプに混合させる。それによってこの製造方法にはさほどの悪影響は出ない。
【００２０】
第２のカレンダローラ対のプレス領域では、カレンダーローラの径方向の間隔が点状のプレス領域の外側で約１から１５ｍｍであるのがよく、それによってプレス工程のときにプレス領域の範囲外で材料がつぶされることがなく、むしろ膨らまされてやや押し合わされる。
【００２１】
第２のカレンダローラ対のプレス領域における隙間は、ヤード数と挿入される粗い不織布の厚さに応じて決める。一般には、この隙間は０.０５から１ｍｍの内のり幅を越えないほうがよい。
【００２２】
本方法を実施するための装置の要部を形成するのは第２のカレンダローラ対であり、これは好ましくは２つの鋼製のカレンダローラで構成されており、これらのカレンダローラはいずれもローラ外套面にわたって分布された多数の突起、又はこれに準ずる点状のプレス領域、あるいは連続線を備えており、これらは高くなっている領域の数倍の容積をもつ凹部に包囲されている。高くなっている領域は両方のローラにおいて互いに作業ニップで対向しており、このとき点状のプレス領域ではそれぞれのプレス領域の間に介在する粗い不織布に対して、少なくとも２００ＭＰａから最大で突起に使用されている材料の降伏点までの圧力を及ぼすことができる。
【００２３】
突起又はその他のプレス領域の高さは、好ましくはローラ底面から０.５から１５ｍｍの間である。好ましくは、突起は角錐台又は円錐台の形状を備えており、その突起側壁面の傾斜角度は半径に対して１０から４５°の間である。線状その他のプレス領域も可能である。
【００２４】
不規則に位置している繊維は、線状又は点状のプレス領域において非常に高い局所的なプレス圧下で相互にプレスされ、それによってプレス圧の除去後も解消されない繊維体の内的な多数の融合が行われる。プレス領域で繊維接着によって結合されている、不規則な多数のセルロース繊維でできた製品が製造される。この繊維素材ウェブは充分な引裂き強度を備えているうえに高い吸収能力を有しているので、衛生用品に格別に適している。
【００２５】
衛生分野の特殊な要求を満たすためには、繊維材料からなるウェブを労働集約的なやり方で事後的に適当な材料と組合せる必要があることが判明している。それにより、セルロース繊維からなる繊維素材ウェブを製造する方法であって、追加的な特徴、たとえばより高い引裂き強度や密度や通気性および遮断性のうちいずれか又は複数の特性を備えたものを提供するという追加的な課題が生まれる。
【００２６】
この課題は、前記粗い不織布が挿入されるカレンダローラ対（６ . １、６ . ２）を通過する前に粗い不織布の少なくとも一方の側が、織物状、不織布状、又フィルム状の材料からなる適当なウェブ（２０ . １；２０ . ２）で覆われて、前記第２のカレンダローラ対を通過するときにこの材料と接着、溶着、又は機械的接合あるいはそれらの組合せでつながれることを特徴とする方法か、あるいは、前記粗い不織布が挿入されるカレンダローラ対（６ . １、６ . ２）を通過した後に粗い不織布の少なくとも一方の側が、織物状、不織布状、又はフィルム状の材料からなる適当なウェブ（２０ . １；２０ . ２）で覆われて、追加的な作業工程でこの材料と接着、溶着、又は機械的接合あるいはそれらの組合せでつながれることを特徴とする方法で解決される。
【００２７】
各請求項に記載されている方法につき、実施例と図面とを参照しながら以下に説明する。
【００２８】
図１には模式的なシーケンスで、本方法を実施するローラやロールの配列が示されている。製造プロセスの出発点となるのはセルロース繊維であり、これは毛羽パルプとして好ましくは乾燥した木材パルプ厚紙からハンマーミルで製造されたものであり、これに関しては従来技術のところで挙げたＤａｎ−Ｗｅｂｆｏｒｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａ／Ｓ社のパンフレットに非常に詳細に説明されている。
【００２９】
不規則な繊維１からなる高さ約２０ｍｍの層を、スクリーンベルトコンベヤ８に載せて第１カレンダローラ対４.１，４.２へ搬送する。上側のローラ４.１は約２２０℃の表面温度であるのに対し、下側のローラは加熱されていない。ウェブは両方のローラ４.１と４.２の間の隙間に入る前に加湿装置３による上側からの噴霧により加湿され、このとき、材料の水分（液分）はその後約５から１０重量％となる。
【００３０】
カレンダローラ４.１と４.２の間では水分の一部が再び追い出され、不規則なセルロース繊維層は押し付けられて密度と引裂き強度の低い粗い不織布になる。ただしこのときの引裂き強度は、方向転換ロール７におけるスクリーンベルト８の端部から、次のカレンダローラ６.１および６.２の間の隙間への侵入口までの約５０ｃｍの区間で掛け渡したときに不織布２が裂けないために十分なものである。
【００３１】
第１の方法工程は、不規則に並んだ繊維からの不織布のコンパクト化又は予圧縮にすぎない。強固なウェブを形成しているのではないので、繊維を一本一本個別に取り出すことも容易に可能である。この不織布の引裂き強度は非常に低く、好ましくは８Ｎ／メートル幅以上となっている。
【００３２】
スクリーンベルト８から離れた不織布２は、両方のカレンダローラ６.１と６.２の間の隙間に入る前に上側と下側からあらためて加湿される（加湿装置５）。
【００３３】
カレンダローラ６.１と６.２の間では、まず粗い不織布が点状のプレス領域の網目に押し当てられ、このプレス領域では不規則に配されている繊維が高い圧力の下で互いに押し付けられるので、プレス圧を除去した後も解消しない繊維体の内的な融合が行われ、エンボス模様のある繊維素材ウェブ１００が生成される。このローラ機構はピクセルローラと呼ぶこともできる。
【００３４】
この場合、繊維材料が炭化することが回避される。しかしプレス圧は明らかに、繊維を構成している物質すなわちセルロースやリグニンの残滓と、それ以外の物質とのいわば融着が起こる程度に強いプレス圧が加えられており、このとき、実質的に純粋な接着を越えたつながりが形成されるような内的な結合が生じる。粗いセルロース繊維は点状の高いプレス圧でもって、すべての既存の自由空間に繊維が入り込むことで相互に結合され、追加的に接着されてフェルト化され、全体として非常に強固な繊維素材ウェブを生成することになる。
【００３５】
ローラ６.１および６.２は通常の室温で、つまり１８から２５℃で運転されるが、このとき、各ローラを加熱することができるという可能性や、点状のプレス領域で機械的な作用が強いためにやはり点的に高い温度に達するという可能性は排除されるものでない。点状のプレス領域１７（図２参照）でセルロース繊維層に作用する圧力は、好ましくは５００ＭＰａよりも上であり、いずれの場合でも１００から６００ＭＰａの範囲内であって、テクノロジー上のコストを相応にかける場合にはこれ以上でもよい。
【００３６】
たとえば本方法で、１ｍ²あたりの重量が５０から１５００ｇの間の繊維素材ウェブを製造することができる。カレンダから出てくる繊維素材ウェブは、カレンダローラ６.１および６.２に挿入される前のウェブよりもはるかに引裂き強度が高くなっている。この材料をエキスパンダーローラ９にかける。続いてこれを駆動ローラ１０を用いて巻取りローラ１１に巻き取る。
【００３７】
使用する材料は、まず第１に大量に入手できる廉価な大量生産材料であるほうがよい。好ましくは白色度が８５％から８９％の毛羽パルプが選ばれるが、このことは、リグニンや残留物の含有量がかなりの割合でまだ残っていることを意味している。このような残留物質は結合挙動を著しく改善することが判明している。完全に漂白されたセルロースは、本発明では上述したあまり純粋でないセルロースよりも結合挙動が劣っている。番手はやはりある程度の長さを下回らないほうがよい。短かすぎる繊維だと、点状のプレス領域の相互間隔が橋渡しされないため、このような短い番手を使うと比較的低い引裂き強度しか得られないからである。
【００３８】
添加する補助物質は、同じく所望の引裂き強度に応じて決める。比較的問題がないのは、たとえば国際公開公報ＷＯ９４／１０５９６に記載されているようないわゆる超吸収物質を添加することである。毛羽パルプを０，５から７０重量％、好ましくは５から３０重量％の超吸収物質で充填し、それに続いて高圧カレンダローラ６にかけることができる。超吸収物質には結合させる作用はないので、割合が多すぎると引裂き強度を低下させてしまう。
【００３９】
ただし粉砕した非結合的な無機物質、たとえば白色顔料である二酸化チタンなどを添加すると引裂き強度が低下するので、たとえば一般に２５重量％の二酸化チタンの割合を越えないほうがよい。同様のことはカオリンやゼオライトといった充填剤についても言える。
【００４０】
重要なのは、従来技術から公知であって一般に必要とされるような結合剤を実質的に省略することができるという点である。それにより、製品のリサイクル可能性やコンポスト化の可能性が大幅に向上する。塗布添加や硬化（キュアー）を行うステーションを最初から設置しなくてすむので、製造も安価になり簡素化される。しかしながら、完成品がカレンダローラ６.１および６.２を通過した後に表面仕上げを施したり、片面又は両面にフィルムを張ったりできる可能性も排除されるものではない。
【００４１】
図２は、両方のカレンダローラ６.１と６.２の間の高圧プレス領域の実施例を示している。図から明らかなように、各ローラはそのローラ外套面に、この拡大図で示されている突起１４を備えている。ローラ外套面全体にわたって分布されている多数の突起は、繊維素材ウェブが完成したときに、好ましくは１ｃｍ²あたり１から１６個の点状のプレス領域の網目密度を生成する。突起は角錐台の形状を有しており、このとき、突起側壁面の傾斜角度は半径に対して１０から４５°の間にするのがよい。プレス領域１７が形成される隙間１２では約５２０ＭＰａの計算圧が生じることになっており、このプレス圧は、隙間内にあるセルロース繊維のすでに述べたような融合につながる。プレス領域の別の形状、たとえば円錐台、円柱、直方体あるいはその種の立体形状なども可能であり、当業者の判断により必要な圧力、使用する出発物質、ローラの材料、生じる温度等に従って選択する。
【００４２】
製造方向は図示したケースでは左から右である。したがって完成した製品はほとんど透明な融合領域１８を有しており、この融合領域は、それぞれやや膨張してはいるが最初の不織布に比べると圧縮された粗い領域１９と交互に並んでいる。
【００４３】
図３には完成した製品が示されており、この製品は、プレス領域１８で融合により結合されている多数の不規則なセルロース繊維からなっている。材料はそれ自体で高い引裂き強度を備えているうえに高い吸収能力を有しており、この吸収能力は超吸収物質を混合することでいっそう高めることができ、それによって包装材料、衛生用品、服の裏地、クッションの詰め物などに利用することができる。また、この材料は建築材料の分野や、紙・ダンボールの代替品としても用いることができる。ナプキン、タンポン、ベビー用のパンツ型オムツ、スリップの詰め物、生理帯、失禁用品などにも上記製品を利用することができる。
【００４４】
図４は、プレス領域１７を電子顕微鏡写真で写した拡大図である。プレス領域はこの場合には６角形の形状を備えており、これは突起１４が不織布に食い込んだことでできたものである。このケースで適用された圧力は１９０ＭＰａ（＝１９０Ｎ／ｍｍ²）である。図から明らかなように、最初は円形で損傷のない繊維２９が、プレス領域では平坦かつ平滑にプレスされている。存在していた超吸収物質の粒子も、明らかに表面に押し込まれるため、視覚的には確認することができない。プレス領域１７の内部における領域２７の一部はまだ部分的に繊維構造を認めることができが、それに対して繊維構造がもはやまったく認められない別の領域２８もある。相互に押圧された繊維は、外科用針で試してみてももはや互いに分離することができない。したがって繊維物質又はセルロース物質あるいはその両方の表面的な溶着を伴う融合、コンパクト化、接着が起きたのであり、ただしその際繊維２９の炭化限界よりも低いプレス圧が保たれている。
【００４５】
図５には模式的なシーケンスで、第２実施形態による方法を実施するローラやロールの配置が示されている。不規則な繊維１からなる高さ約２０ｍｍの層を、スクリーンベルトコンベヤ８に載せて第１のカレンダローラ対４.１，４.２へ搬送する。上側のローラ４.１は約２５０℃の表面温度であるのに対し、下側のローラは加熱されていない。ウェブは両方のローラ４.１と４.２の間の隙間に入る前に加湿装置３によって上側からの噴霧により加湿され、このとき、材料の水分はその後約５から１０重量％となる。
【００４６】
カレンダローラ４.１と４.２の間では水分の一部が再び追い出され、不規則なセルロース繊維層は押し付けられて密度と引裂き強度の低い粗い不織布になる。
【００４７】
カレンダローラ６.１と６.２の間では、まず粗い不織布が点状のプレス領域の網目にさらされ、このプレス領域では不規則に配されている繊維が高い圧力の下で互いに押圧されるので、圧力を除去した後も解消しない繊維体の内的な融合が行われ、エンボス模様のある繊維素材ウェブ１００が生成される。
【００４８】
カレンダローラ６.１と６.２を通過した後、繊維素材ウェブ４０は両側で、繊維、不織布、又はフィルム状の材料からなるウェブ２０.１および２０.２を接着、溶着、又は機械的接合あるいはそれらの組合せでつながれる。そのために、一次製品としての被覆ウェブ２０.１，２０.２は、必要である限りにおいて、すでにあらかじめ接着剤を塗布されており、カレンダーローラ６.１，６.２から出てきた繊維素材ウェブのほうへ上側と下側から案内されて、圧着ローラ対９.１，９.２によって繊維素材ウェブと結合される。ここではエンボス手段を備えた圧着ローラ９.１，９.２によって被覆材と繊維素材を機械的に結合することも可能である。また、熱可塑性接着剤を使った接着も可能である。この結合体を駆動ローラ１０を用いて巻取りローラ１１に巻き取る。
【００４９】
図６には模式的なシーケンスで、さらに別の実施形態による方法を実施するローラやロールの配置が示されている。製造プロセスの出発点となるのはセルロース繊維であり、これは毛羽パルプとして乾燥した「木材パルプ」からハンマーミルで製造されたものである。
【００５０】
図１の場合と同じく、不規則な繊維１からなる高さ約２０ｍｍの層を、スクリーンベルトコンベヤ８に載せて第１のカレンダローラ対４.１，４.２へ搬送する。上側のローラ４.１は約１８０℃の表面温度であるのに対し、下側のローラは加熱されていない。
【００５１】
カレンダローラ４.１と４.２の間で、不規則なセルロース繊維層は押し付けられて密度と引裂き強度の低い粗い不織布になる。スクリーンベルト８から分離した不織布２は、両方のカレンダローラ６.１と６.２の間の隙間に入る前に上側と下側からＰＴＦＥ製の薄い（１０μｍ）フィルム３０で覆われ、このフィルムはさしあたりパーフォレーションは備えていない（ＰＴＦＥ＝ポリフルオロエチレン）。
【００５２】
カレンダローラ６.１と６.２の間では不織布が、上に装着されたＰＴＦＥフィルムとともに点状のプレス領域の網目にさらされ、このプレス領域では不規則に配されている繊維が高い圧力の下で互いに押圧されるので、圧力を除去した後も解消しない繊維体の内的な融合が行われ、エンボス模様のある繊維素材ウェブ１００が生成される。このとき、比較的耐熱性の高いフィルムもこの結合体に加わることになる。その際、繊維材料やフィルム材料が炭化することが回避される。追加的な結合は、半融又は溶融しているフィルム材料によって得ることができる。
【００５３】
ローラ６.１および６.２は通常の室温で、つまり１８から２６℃で運転されるが、このとき、各ローラを加熱することができるという可能性や、点状のプレス領域で機械的な作用が強いためにやはり点状に高い温度に達するという可能性は排除されるものでない。
【００５４】
点状のプレス領域１７（図４参照）でセルロース繊維層およびこの上に装着されたフィルムに作用する圧力は、好ましくは３００から４００ＭＰａよりも上である。カレンダローラ６.１および６.２を通過した後、繊維素材ウェブは一方の側でフィルム製のウェブと結合される。この結合体を駆動ローラ１０により巻取りローラ１１に巻き取る。
【００５５】
さらに別の被覆ウェブ２０.２は、必要である限りにおいて、すでにあらかじめ接着剤を塗布されており、カレンダーローラ６.１，６.２から出てきた繊維素材ウェブのほうへ下側から案内されて、圧着ローラ対９.１，９.２によって繊維素材ウェブと結合される（図６参照）。この結合体を駆動ローラ１０で巻取りローラ１１に巻き取る。
【００５６】
図７は、両方のカレンダローラ６.１と６.２の間の高圧プレス領域の実施例を示している。図から明らかなように、各ローラはそのローラ外套面に、拡大図で示されている突起１４を備えている。ローラ外套面全体にわたって分布されている多数の突起１４は、繊維素材ウェブが完成したときに、好ましくはｃｍ²あたり１から１６個の点状のプレス領域の網目密度を生成する。突起は角錐台の形状を有しており、このとき、突起側壁面の傾斜角度は半径に対して１０から４５°の間にするのがよい。プレス領域１７が生成される隙間１２では約５２０ＭＰａの計算圧が生じることになっており、この圧力は、隙間内にあるセルロース繊維のすでに述べたような融合につながる。プレス領域の別の形状、たとえば円錐台、円柱、直方体なども可能であり、当業者の判断により必要な圧力、使用する出発物質、ローラの材料、生じる温度等に従って選択する。このときフィルム３０も圧延および膨張されてよい。
【００５７】
作業方向は図７では左から右である。したがって完成した製品はほとんど透明な融合領域１８を有しており、この融合領域は、それぞれやや膨張してはいるが最初の不織布に比べると圧縮された粗い領域１９と交互に並んでいる。
【００５８】
次に、被覆方法について下記の例を使って詳しく説明する：
例１ 繊維素材ウェブ１００（図３参照）を片側で、織った織物材料からなるウェブと組み合せる。この織物ウェブは繊維素材ウェブの方を向いている面にホットメルト接着剤を備えているので、圧着ローラ９.１，９.２を通過した後に強固な接着結合体が作り出される。このような結合体は繊維素材の働きによって優れた断熱作用を備えており、織られた織物ウェブによってより高い機械的な力を受容することができる。
【００５９】
例２ 図１から図３の説明と同様に製造された繊維素材ウェブ１００は、被覆していないほうの面へ追加的にポリテトラフルオロエチレン製のフィルム状で半透性の通気性膜と接着剤で結合される。通気性膜は撥水性であるが蒸気に対しては透過性がある。衛生用衣料品の裏地材料として使用する場合、使用者の体から出た水蒸気はまず繊維織物に受容され、次いで通気性膜を介して排出される。同時に、繊維素材層は水分から保護されている。
【００６０】
例３ 不織布ウェブ１００を、溶剤を含まない接着剤で片面を被覆されている厚さ２０μｍのポリテトラフルオロエチレン製フィルムと組み合せる。カレンダローラ６.１，６.２によって結合体が作り出される。この結合体がカレンダローラ９.１；９.２に入る前に、被覆されていない側でさらに別のポリエチレンフィルムで覆う。ポーキュパイン（針）ローラ（図示せず）で第２のポリエチレンフィルムにパーフォレーションをつける。パーフォレーションをつけるときに繊維素材ウェブの中に侵入したフィルム粒子は、第１のフィルムと接着された繊維素材ウェブと第２ のフィルムとの間の機械的な定着を惹起する。一方の表面の方に向かって吸収能力があり、かつ他方の表面に向かっては水（液）密性の材料２００が製作され、この材料は特に衛生用品での利用に好適である。
【００６１】
リサイクルをするときは、フィルム被覆層を剥ぎとってから汚れた繊維素材ウェブをコンポスト化することができる。たとえば使い捨てオムツで使用されているポリマーの超吸収物質を含むセルロースに比べて、本発明の結合体材料はより優れた環境適合性を備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】セルロース繊維からなる繊維素材ウェブを製造するための装置を示す模式図である
【図２】角錐台状の突起を備えた２つのローラのプレス領域を断面図で示す、図１に準ずる拡大図である
【図３】本方法によって製造された完成品の一部分を示す斜視図である
【図４】繊維ウェブのプレス領域を示す拡大図である
【図５】２つの追加的なプラスチック層をもつ繊維素材ウェブを製造する別形態の装置を示す模式図である
【図６】プラスチック被覆をもつ繊維素材ウェブを製造するさらに別形態の装置を示す模式図である
【図７】２つのローラのプレス領域と、その間に介在している上にフィルムを載せた繊維ウェブの断面を示す図２に準ずる図である

Claims (20)

1. セルロース繊維、セルロースパルプ又は木材パルプ厚紙から、衛生分野での利用に適している吸収性繊維素材ウェブ（１００）を追加的な結合剤を使用せずに製造する方法において、
   不規則なセルロース繊維層が供給され、
   前記不規則なセルロース繊維層が、第１のカレンダローラ対（４ . １、４ . ２）の間で押し付けられて密度と引裂き強度の低い粗い不織布が作り出されるような低い圧力で予圧縮され、
   点状又は線状のプレス領域（１７）を有する第２のカレンダローラ対（６.１、６.２）の間に形成された隙間に前記粗い不織布が挿入され、前記第１のカレンダローラ対（４ . １、４ . ２）による前記予圧縮での圧力より高い圧力で点状又は線状の模様が作り出されるように不規則に位置している繊維（１）が相互に押し付けられ、その際２５０から６００ＭＰａの範囲内の圧力で相互に押し付けられことで繊維のほどけない融合が行われてエンボス模様のある繊維素材ウェブ（１００）が作り出され、この繊維素材ウェブ（１００）の引裂き強度は少なくとも０.１２ｋＮ／ｍであることを
   特徴とする方法。
2. 前記挿入される粗い不織布の水分含有量が最大５重量％であることと特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. １ｍ²あたり重量が５０ｇから５００ｇの間の繊維素材ウェブ（１００）が作り出されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記点状のプレス領域（１７）の網目密度が１ｃｍ²あたり１から１６個であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記点状のプレス領域（１７）の面積が０.０５から１０ｍｍ²の間であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記第２のカレンダローラ対（６.１、６.２）の温度が室温すなわち１８から２５℃の間に保たれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記予圧縮が１８から３２０℃の装置温度で行われることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 出発材料として繊維材料とアクリル酸化合物の混合体が使用され、このアクリル酸化合物は総重量の０.５から７０重量％を占めていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 出発物質として使用されるセルロース繊維（１）が８０から９０％の白色度を有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 出発物質として、リグニンの残留含有量が０.５から５重量％のセルロース繊維（１）が使用されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 出発物質として、たとえば二酸化チタン、白亜、カオリンといった助剤や充填剤を含んだ出発物質が使用されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記粗い不織布が挿入される第２のカレンダローラ対（６.１、６.２）のプレス領域（１７）において、このカレンダローラ（６.１、６.２）の径方向の間隔が点状のプレス領域（１７）の外側で１から５ｍｍとなっていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記粗い不織布が挿入される第２のカレンダローラ対（６.１、６.２）のプレス領域（１７）において対向する点状のプレス領域間の隙間（１５）が０.０５から１ｍｍの内のり幅を有していることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記粗い不織布が挿入される第２のカレンダローラ対（６.１、６.２）を通過する前に粗い不織布の少なくとも一方の側が、織物状、不織布状、又フィルム状の材料からなる適当なウェブ（２０.１；２０.２）で覆われて、前記第２のカレンダローラ対を通過するときにこの材料と接着、溶着、又は機械的接合あるいはそれらの組合せでつながれることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記粗い不織布が挿入される第２のカレンダローラ対（６.１、６.２）を通過した後に粗い不織布の少なくとも一方の側が、織物状、不織布状、又はフィルム状の材料からなる適当なウェブ（２０.１；２０.２）で覆われて、追加的な作業工程でこの材料と接着、溶着、又は機械的接合あるいはそれらの組合せでつながれることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法を実施する装置において、
    供給された不規則なセルロース繊維層を低い圧力で予圧縮することで低い密度と引裂き強度をもつ粗い不織布を作り出す第１のカレンダローラ対（４.１、４.２）と、点状又は線状のプレス領域（１７）を有するとともに前記粗い不織布が挿入される隙間を形成している第２のカレンダローラ対（６.１、６.２）とが備えられており、前記第２のカレンダローラ対（６.１、６.２）を構成する２つのカレンダローラ（６.１、６.２）がいずれもローラ外套面にわたって分布された多数の突起（１４）をこれらの突起（１４）自身の数倍の容積をもつ凹部に包囲されるように備えており、かつ両方のカレンダローラ（６.１、６.２）の突起（１４）は作業ニップで互いに対向しており、このとき点状のプレス領域（１７）では、突起（１４）の間に介在する粗い不織布に対して少なくとも２００ＭＰａから最大で突起（１４）に使用されている材料の降伏点までの圧力を及ぼすことができることを特徴とする装置。
17. 前記第２のカレンダローラ対（６.１、６.２）のローラ底面に対する突起（１４）の高さが０.５から５ｍｍの間であることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記突起（１４）が角錐台又は円錐台や直方体等の形状を有していることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の装置。
19. 前記円錐台又は角錐台の形状の場合において突起側壁面の傾斜角度が半径に対して１０から４５°の間であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 衛生製品を製造するための吸収性の繊維素材マットであって、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法で製造されることを特徴とする繊維素材マット。

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