JP3802926B2 - 乾燥形成された繊維状ウエブを製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、乾燥形成されたセルローズ繊維よりなる乾燥形成された繊維状ウエブ材料を、適当な接着方法によって、製造する方法に関するものである。現代のウエブを形成するための繊維の配列は、通常パルプ材料を繊維状にほぐしかつ空気流中で混合することによって実施され、空気流はほぐした繊維を移動する、多孔性形成ワイヤ上方の分配ヘッドに運び、形成ワイヤの下方にはワイヤに向って繊維を下方に吸込む吸込み室が設置され、形成ワイヤ上で繊維は一般に所望のウエブ厚さをもつ絡み合った繊維状パルプウエブとして堆積される。製品は通常液体吸収シートとして使用される。
乾燥形成されたパルプウエブは安定化されまたは接着されるが、実際にはこの工程は二つの異なった方法、すなわち、接着剤の塗布によりまたは結合繊維を使用することによって達成される。
1. 接着による方法
パルプウエブはキャリアワイヤ上で接着ステーションを通され、そこで多数のノズルによって、通常ラテックス型の適当な接着剤をウエブ上に噴霧され、その後ワイヤは接着剤を乾燥するためトンネル炉を通される。さらにその後ウエブは頭上ワイヤに移送され、ウエブは上方からの吸込みにより頭上ワイヤに固定され、ウエブの下側部分が露出され、ついでウエブは他の接着ステーションを通されまたはその上を案内され、接着剤が同様にウエブのこの下面に噴霧される。その後、ウエブは接着剤を乾燥しかつ最終的に固化するためトンネル炉を通され、そこでウエブは自立状態となり、収納または配送のため巻き取られる。
この方法によればむしろ高品質のシート状ウエブが製造されるが、この方法は熟練を要しかつ接着ステーションにおいて不揃いによる影響をうけ易い。したがってこの方法は、接着剤を深く浸透させるのが困難で、比較的厚い層は接着が弱いかまたはまったく接着していない中心面において分離し易いため、厚いシート状ウエブの製造には適していない。製品は、通常、約８５％のセルローズ繊維および約１５％の結合剤を含んでいる。通常の製品の重さは、重い製品が容易に剥がれ易いため、５０〜１２０ｇ／ｍ²にされる。さらに製品は高吸着剤を含ませるのに適していない。
2. 結合繊維を使用する方法
この方法によれば、熱接着繊維とも称せられる、熱活性結合繊維のセルローズ繊維内への混合が実施され、乾燥形成されたウエブ材料は単に加熱区域を通されることによって固定される。装置および制御に関しては、この方法は前記方法より簡単な方法であり、この方法によれば、接合繊維が材料の外側ならびに内面に均一に存在するため厚いウエブも製造可能である。製品の重量は典型的には４０〜８００ｇ／ｍ²とすることができ、かなりの量の高吸着剤または他の添加材の混合も可能である。得られる性質は多くの異なった用途に完全にうけ入れ可能であるが、しかしながら、すでに経済的理由のため、熱接着繊維の混合割合が通常約１５％に制限されなければならないという、ある種の欠点が発生している。通常、セルローズ繊維の長さは０．５と約５mmの範囲内にあり、一方熱接着繊維の長さはしばしば６mm以上である。実際上、このことから、もっとも長いセルローズ繊維はきわめてよく接着されるが、一方きわめて短いセルローズ繊維は完全には接着されない。このことは、材料が短繊維によって汚される可能性があり、そのことは一般にまったくの欠点であり、したがって製品が主として外側を包装した挿入材料としてだけ使用される、ことを意味している。こうして、厄介な汚れは外側では回避されるが、その代わりそれらは製品が挿入材料として処理される工場の内部を大形化する。そこで、それ自体問題を生ずる強力な排気装置を使用しなければならず、このため最初の材料のかなりの部分を除去し、それによりこの部分は完全に無駄になり、実際上廃物になることを意味する、関連するごみの吸出しが付け加えられる。
本発明によれば、前記繊維のごみに対抗することが望ましく、そこで、当然、異なった長さをもった結合材繊維の大きい混合割合に対する考慮をすることになる。しかしながら、このことは実現の可能性がほとんどなく、本発明によれば、一層よい解決法は前記二つの方法を組合わせて使用することであるが、その際接着法は変更される。
上記のように、接着法によって、ウエブ表面がもっともよくウエブの中心層においてよくない接着結果が得られたが、もし熱接着結合繊維を組合わせて使用することにより、ウエブのごみをシールすることだけが問題になるならば、このことはウエブを接着剤のきわめて薄い表面層によってコーティングすることにより解決される。ウエブ材料の絡み合いが熱接着繊維の活性化によって固定されるならば、表面の接着剤はすでに自立性であるウエブの両面に同時に塗布することができ、両方をいちじるしく薄くすることのできる両側の接着剤塗布層は、比較的容量の小さい単一の付加的加熱区域を通過させることによって硬化させることができる。こうして、ウエブ材料表面が薄い接着剤結合とともに出現するとき、ウエブ材料から短いセルローズ繊維の突出を防止するシールが実現し、これはまさに所望の結果である。このことは、本発明において、効果はまさに表面の繊維結合の増加に部分的に依存するものであるが、前記繊維の局部的接合の増加に対するいかなる考慮も存在せず、一方表面の実際のコーティングの問題の程度を下げる、ことを意味している。
しかして、本発明の主目的は繊維の接着において混合された熱接着繊維を使用することであり、一方ウエブ表面は控え目の量の接着剤を添加することによって、接着剤を材料に深く浸透させる高望みなしに多かれ少なかれシールされる。ついで、本発明はいかにして接着剤を塗布するかを決定するものでないが、しかしながら、本発明に対して、いかにして所望の結果を達成する新規かつ経済的な方法で接着剤を塗布しうるかを示す、重要な補助的特徴を備えている。
しかして、本発明によれば、接着剤は発泡状態で塗布され、それにより内部の最少の乾燥物質とともに表面をカバーし得ることは、好ましい可能性である。沈澱する泡内の液体が繊維の間でむしろ繊維表面上において全体的に沈澱するよりも好適には交差区域に沈澱する作用が観察され、この作用は所望の結果、すなわち少量の液体ならびに乾燥物質の使用により、表面の短い繊維の接着が実現し、そこでこれらの部分は一部は所定位置に止どまり、また一部は短くかつ接着しなかった繊維のウエブ材料内部からの突出を防止するのを助ける。そこでウエブ材料は、軽くかつ多孔性のままで、たとえば吸湿剤を含浸させるのに適している。
１リットルの泡当たりほぼ僅か２ｇの乾燥パルプを含む水分散発泡接合剤を使用した、片側１ｍ²当たり僅か１〜２ｇの結合剤を混合することによって、よい結果が得られる。泡は通常の発泡ユニットで発生され、発泡容積中には接着剤が容積で僅か約０．２％存在する。対応して、製品から乾燥すべき水の量はきわめて少なく、そこで、接着剤の乾燥および硬化は、後方に組合わされる硬化区域におけるむしろ少ないエネルギ消費によって達成される。
泡の塗布は、適当な方法たとえば対応するローラにより、ウエブを垂直、傾斜または水平に送ることによって実施することができる。ウエブの圧延工程は、表面の繊維が横になった位置で接着され、そこで表面が一層平滑なかつしっかりした特性を得るという魅力的結果を生ずる。
混合された加湿剤により、予め発泡された結合剤の浸透深さを制御することは可能である。もし浸透深さが浅過ぎれば、表面の薄い接着層はまもなく摩耗してしまい、もし深さが深過ぎれば、このことは一部は接合剤の不必要に大量の消費を意味し、また一部は製品に水吸収が弱いプラスチツク的特性を与える。
上記のように、接着剤は少ないエネルギ消費で乾燥しかつ硬化することができるが、しかしながら、そのことは接着剤が再活性化できるような高温で起こり、下記にさらに説明するように、このことはウエブの引張り強さがほとんど２倍まで増加し得るという、もっとも異常な結果を生ずる。
本発明は、前記性質が、製品から短い繊維を連続して排出することによって変化することなしに、所望の性質を備えた製品を製造する計画に関して、重要な結果を与えるものである。この繊維量が無視し得る量であるため、対応して、完成した製品に所望の性質を実現するはるかによい方法を取決めることが可能であるという結果が得られる。
本発明の好適実施例が図面に略示されている。
図面には、一対の分配器ヘッド６の下に輸送ストレッチ（ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ ｓｔｒｅｔｃｈ）４を有する形成ワイヤ２が示され、分配器ヘッド６は輸送ストレッチ４にばらばらのセルローズ繊維および熱接着繊維の混合物を供給し、輸送ストレッチ４の上には固められていないウエブ８が形成される。ウエブ８はローラ１０の間で圧縮され、ついで頭上移送ステーション１４を通って輸送ワイヤ１２に移送される。ワイヤ１２はウエブを加熱区域１６を通して輸送し、加熱区域１６の中で熱接着繊維は、セルローズ繊維を接着するため、通常１３０〜１４０℃の温度に活性化される。その後、いまや安定化した自立ウエブは対応するローラ１８を通される。通常ウエブは、いまや製品ウエブとして、その後、完成した製品のロール３４に巻取られる。
しかしながら、本発明により、ステーション２０が後方に組合わされ、その中でウエブ２２は両側に、好適には転向ローラ２４の周りを下方にいわゆるフラールユニット（ｆｏｕｌａｒｄ−ｕｎｉｔ）まで導かれるウエブによって結合剤の泡を供給され、フラールユニットは調節可能な間隔で設置され、かつ下方案内ウエブ２２の両側で上方ローラ間隙に対して含浸化合物２８を添加する、図示しない上方装置を備えた一対のローラ２５よりなっている。
こうして、一部は対応する間隔を調節することにより、また一部は化合物の流れをローラ間隙上方の高さで上下に調節することによって、含浸合成物の供給をたとえば２〜２０cmの範囲に制御することができる。その上、供給はこの場合接着剤中の乾燥物質含量によって（たとえば５〜１５％以内で）、また泡濃度をたとえば２０〜１００ｇ／ｌの範囲内に調節することによって、調節することができる。
製品の硬／軟は、それぞれ、硬質または軟質フィルムに関する結合剤の選択によって制御することができ、一方製品の親水性／疎水性は適当な予備発泡剤または添加剤によって制御することができる。
ユニット２０を通過させることにより、ウエブ２２は加熱トンネル３２を通過するベルト３０上に移送され、そこでウエブは、好適には高温空気の添加によって加熱され、泡２８の水分を迅速に蒸発せしめられ、その後ウエブは通常の供給ロール３４に巻取られる。
驚くべきことに、トンネル炉３２内の温度を、適当な高温、好適には１３０〜１４０℃にすることにより、有効な水分の蒸発を達成するばかりでなく、ウエブ製品の引張り強さの全体で２５〜１００％の改善も達成できることが分かった。このことは、ウエブ２２の外面における接着剤のきわめて控え目な供給からは説明することができず、なにか他の原因によるものと考えられる。
ウエブ８がローラ１０を通過するとき、ウエブ１０はキャリヤワイヤ（ｃａｒｒｉｅｒ ｗｉｒｅ）２に押付けられ、キャリヤワイヤ２は通常交差する線条から作られた格子状に織られ対応する交差によって、それぞれ局部的に、上向きに突出しまた凹んだ部分を形成している。突出部分において、ウエブの繊維はローラ１０を通過するときとくに圧縮され、そのため局部的に圧縮された繊維は加熱区域１６において発生する溶着作用にとくに敏感に反応する。しかしながらこの条件は、輸送ユニット１４を通過する間、ウエブが弱い引張り力およびウエブの移動によって影響されていくぶん緩められることによって弱くなり、そのことはウエブを形成ワイヤから取出して移送ワイヤに送るのに必要で、丁度移送ワイヤから炉のワイヤへの移送の際に発生する緩みに対応する。その上、圧縮されたウエブはある程度の膨脹力を有し、そこで最初によく圧縮された繊維が硬化トンネル１６を通過するときすべてがよく圧縮されたままであるとは限らない。
しかしながら、ウエブ２２がその後ステーション２０を通過するとき、ウエブの新規な圧縮およびウエブ表面における絡み合いがある程度増加し、そこで、引続いて炉ユニット３２を通過する間、発泡性接着剤からの水の蒸発のみならず熱接着繊維の熱活性化の更新が誘発され、作用は好適にはトンネル１６におけるのと同じ温度、たとえば１４０℃で実施される。
しかして、ウエブの接着剤による処理は、後でウエブ材料の引張り強さをいちじるしく増大するある種の触媒作用を奏する。
本発明の直接の結果、すなわちシールされない面を保持しながら“ごみとなる繊維”を接着またはシールすることが、別の意味でも有利であり、固定された表面層のすぐ下に保持された前記繊維の量が、吸収製品においてきわめて重要ないちじるしい流体拡散作用を有する。これらの製品の多くにおいて、使用中の液体供給が製品の補助区域のみに現れ、所望の吸収能力に対して高吸着剤がこれを考慮して使用されるべきであることが、前から知られている。もし製品がよい分配能力を備えることができるならば、高吸着剤の使用量を最少にすることができる。
水性泡は、水によって活性化される前記材料のない、高吸着剤の中心層を有する製品の両側に添加することができる。たとえば、製品は７０ｇ／ｍ²の繊維底部層、３０ｇ／ｍ²の高吸着剤の中間層および３０ｇ／ｍ²の繊維頂部層を有する。
本発明は、ごみ発生のいちじるしい減少ならびに短繊維含量の抑制が積極的効果である、フィルタ材料に関しても有利である。
本発明により、染色顔料のキャリヤとして接着発泡剤を使用することが可能であり、これらは発泡前に添加され、それにより製品のある種の染色がもっとも簡単な方法で実施される。しかしながら、結合が通常きわめて控え目な量だけ使用されるため、工程がとくに一層強力な染色に関してとくに適合しているのでない限り、パステルカラーによる着色のみが実施可能である。
本発明により、僅か数％たとえば５％の結合繊維を含む熱的に接着される空気層介在製品を、多量のたとえば１０％の接着剤の塗布により、発泡剤コーティングすることが可能であり、それにより従来の噴霧技術によって添加されるべき結合剤のない主として”ラテックス接合”製品を製造することが可能になる。これにより、従来の結合剤噴霧によるような、しかし通常１００〜１２０ｇ／ｍ²である関連したウエブの最大厚さの限界なしに、同じ耐摩耗面が得られる。そのような厚さにおいて、製品の剥離を回避するためウエブに含浸させる必要があったが、この含浸は本発明では必要がなく、このことは中でもむしろ低密度をもった製品が製造できることを意味している。本発明によれば、接着剤の量をいちじるしく少なくして、厚い製品が結合剤のフィルムによってカバーされることなしにいちじるしく多量のセルローズ繊維を保持することができ、したがって最善の吸収能力を発揮する。
工程の観点から、結合剤の塗布は、従来の技術のように二個所でなく、装置の一個所のみにおいて実施される。さらに、作業および補修の双方に関して多くの問題を抱える、従来の噴霧ステーションを廃止することはもっとも有利であり、たとえばフラール加工される間に、よいかつ均一な処理の結果を実現し、維持が容易である。しかしながら、他の泡塗布技術たとえばいわゆるスクリーンコーティングを使用することもできる。
理論上、泡が熱的に固定される前に結合剤の泡がウエブに塗布されるのを阻止する理由はなにもなく、その場合結合繊維ならびに接着剤を活性化する引続いた唯一つの加熱区域を使用することで十分である。
最後に、以下、数組の本発明による特殊な製造例を説明する。
Ａ）．泡コーティングされた、親水性製品の製造
できるだけ多くの長繊維を含有する木材セルローズ８５％と、熱接着繊維１５％よりなる、６０ｇ／ｍ²の空気含有製品は、フラール工程において泡コーティングされ、そのローラ間隙は０．６mmに調節された。予め発泡された結合剤が下記の方法で製造された。
結合剤混合明細
１１．１％ サルピファン（Ｓａｒｐｉｆａｎ）ＷＲＧ
［ストックハウゼン（Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ） ドイツ国］
０．２％ ロハガル１０ｎ（Ｒｏｈａｇａｌ）
レーム社（Ｒｏｅｈｍ ＧｍｂＨ ドイツ国）
８８．７％ 水
結合剤は密度２０ｇ／ｌまで発泡。
もしフラールにおける泡のレベルが４cmであるならば、製品の両側に１ｍ²当たり約１．５ｇの結合剤（乾燥物質１００％）を添加する。
泡コーティング後、製品は通常のように、たとえば１４０℃で乾燥される。
Ｂ）．泡コーティングされた、疎水性製品の製造
製品は上記と同じ方法で製造されるが、結合剤の混合明細は異なる
結合剤混合明細
１１．１％ サルピファン（Ｓａｒｐｉｆａｎ）ＷＲＧ
［ストックハウゼン（Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ） ドイツ国］
２．０％ ストカルＳＴＡ（Ｓｔｏｋａｌ）
［ストックハウゼン（Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ） ドイツ国］
８６．９％ 水

Claims (7)

1. 高吸着剤を含有する中心層を備え、複数の層を有する乾燥形成された吸収紙ウエブを製造する方法であって、
   ａ．総繊維含有量の３〜２５重量％を含む熱接着繊維が予め混合されたセルローズ繊維のウエブを形成ワイヤ上に積載すること、
   ｂ．セルローズ繊維のウエブの上面及び底面に結合剤の層を形成するために、セルローズ繊維のウエブの上面及び底面に結合剤の層を形成する結合剤を塗布することであり、該結合剤中の乾燥物質の量が０．５〜１５重量％であり、ウエブの面に塗布される乾燥物資の量がウエブ表面の１ｍ²当たり０．５〜２０ｇである前記結合剤を塗布すること、
   ｃ．該熱接着繊維が溶融しかつ該ウエブの引張り強さを増加させる温度まで該ウエブを加熱すること
   を含む方法。
2. 前記結合剤がウエブ表面の１ｍ²当たり０．５〜１０ｇの乾燥物質の量塗布されることを特徴とする請求項１に記載された製造方法。
3. 前記結合剤が液状結合剤であることを特徴とする請求項１に記載された製造方法。
4. 前記結合剤が発泡体であることを特徴とする請求項１に記載された製造方法。
5. 前記結合剤が予め混合された顔料を含有することを特徴とする請求項１に記載された製造方法。
6. 前記ウエブが１０〜２５重量％の熱接着繊維を有し、かつ前記ウエブの表面に塗布される結合剤の量が表面ｍ²当たり０．５〜１０ｇの結合剤であることを特徴とする請求項１に記載された製造方法。
7. 前記ウエブが３〜７重量％の熱接着繊維を有し、かつ前記ウエブの表面に塗布される結合剤の量が表面ｍ²当たり５〜２０ｇの結合剤であることを特徴とする請求項１に記載された製造方法。

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