JP5752078B2 - 不織布および不織布の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、不織布に関し、とくにワイプスの使用、または吸収性物品の使用に好適な不織布に関する。また、本発明は、上記不織布の製造方法に関する。

パルプ繊維層に均一に分散保持した発泡体粒子を含む湿式抄紙シートをドライヤで乾燥するときに発泡体粒子を発泡させることによって作製された嵩高な抄紙が従来技術として知られている（たとえば、特許文献１〜３）。

特開平５−３３９８９８号公報 特開平１０−８８４９５号公報 特開２０００−３４６９５号公報

特許文献１〜３に記載されている従来の抄紙の製造方法で作製した不織布をワイプス、吸収性物品の表面材などに使用する場合、不織布の強度をさらに高くする必要がある場合がある。そこで、本発明は、熱膨張性粒子を含む不織布において、嵩高であり強度が高い不織布およびその不織布の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の不織布の製造方法は、繊維と水とを含んだ第１の抄紙原料を、一方向に移動するベルト上に供給して、該ベルト上に第１の紙層を形成する工程と、第１の紙層に高圧水流を噴射し、機械方向に延びる溝部を第１の紙層の表面に形成する工程と、繊維と熱膨張性粒子と水とを含んだ第２の抄紙原料をシート化して第２の紙層を形成する工程と、第１の紙層と第２の紙層とを積層して第３の紙層を形成する工程と、第３の紙層を乾燥する工程と、蒸気ノズルから、第３の紙層に高圧水蒸気を噴射することによって、熱膨張性粒子を膨張させる工程とを含む。
また、本発明の不織布は、縦方向と、縦方向に交差する横方向と、縦方向および横方向に対して垂直をなす厚さ方向と、厚さ方向に対して垂直をなす一方の面と、一方の面に対して厚さ方向に対向する他方の面とを有し、縦方向に延在し、横方向に並ぶ複数の溝部を有し、繊維を含む第１の層を一方の面に備え、膨張した熱膨張性粒子と繊維とを含む第２の層を他方の面に備える。

本発明によれば、嵩高であり強度が高い、熱膨張性粒子を含む不織布を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態における不織布の製造方法に使用する不織布製造装置を説明するための図である。 図２は高圧水流ノズルの一例を示す図である。 図３は高圧水流ノズルのノズル穴の一例を示す図である。 図４は、高圧水流によって第１の紙層の繊維同士が交絡する原理を説明するための図である。 図５は、高圧水流が噴射された第１の紙層の幅方向の断面概略図である。 図６は、第２の抄紙原料に含まれる熱膨張性粒子を説明するための概略図である。 図７は、第２の紙層を説明するための概略図である。 図８は、第３の紙層の幅方向の断面概略図である。 図９は高圧水蒸気ノズルの一例を示す図である。 図１０は高圧水蒸気ノズルのノズル穴の一例を示す図である。 図１１は、高圧水蒸気が噴射された第３の紙層の幅方向の断面概略図である。

以下、図を参照して本発明の一実施形態の不織布の製造方法を説明する。図１は、本発明の一実施形態における不織布の製造方法に使用する不織布製造装置１を説明するための図である。

第１の抄紙原料が原料供給ヘッド１１に供給される。原料供給ヘッド１１に供給された第１の抄紙原料は、原料供給ヘッド１１から紙層形成コンベア１２の紙層形成ベルト上に供給され、紙層形成ベルト上に堆積する。紙層形成ベルトは、蒸気が通過可能な通気性を有する支持体であることが好ましい。たとえば、ワイヤーメッシュ、毛布などを紙層形成ベルトとして使用できる。

原料供給ヘッド１１に供給される第１の抄紙原料は繊維と水とを含む。第１の抄紙原料は、たとえば水中に繊維を分散させた繊維懸濁液である。第１の抄紙原料に用いる繊維として、たとえば繊維長２０ｍｍ以下の短繊維が好ましい。このような短繊維には、たとえば針葉樹や広葉樹の化学パルプ、半化学パルプおよび機械パルプなどの木材パルプ、これら木材パルプを化学処理したマーセル化パルプおよび架橋パルプ、麻や綿などの非木材系繊維ならびにレーヨン繊維などの再生繊維のようなセルロース系繊維、ならびにポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維およびポリアミド繊維のような合成繊維などが挙げられる。抄紙原料に用いる繊維は、とくに木材パルプ、非木材パルプ、レーヨン繊維などのセルロース系繊維が好ましい。

紙層形成ベルト上に堆積した第１の抄紙原料は吸引ボックス１３により適度に脱水され、第１の紙層３１が形成する。第１の紙層３１は、紙層形成ベルト上に配置された２台の高圧水流ノズル１４と、紙層形成ベルトを挟んで高圧水流ノズル１４に対向する位置に配置された２台の吸引ボックス１３との間を通過する。高圧水流ノズル１４は第１の紙層３１に高圧水流を噴射する。吸引ボックス１３は高圧水流ノズル１４から噴射された水を吸引して回収する。高圧水流ノズル１４から高圧水流が第１の紙層３１に噴射され、第１の紙層３１の表面に溝部が形成される。

高圧水流ノズル１４の一例を図２に示す。高圧水流ノズル１４は、第１の紙層３１の幅方向（ＣＤ）に並んだ複数の高圧水流４１を第１の紙層３１に向けて噴射する。その結果、第１の紙層３１の表面には、第１の紙層３１の幅方向（ＣＤ）に並び、機械方向（ＭＤ）に延びる複数の溝部４２が形成される。

高圧水流ノズル１４のノズル穴の一例を図３に示す。高圧水流ノズル１４のノズル穴１４１は、たとえば、紙層の幅方向（ＣＤ）に一列に並んで配置される。ノズル穴１４１の穴径は、好ましくは９０〜１５０μｍである。ノズル穴１４１の穴径が９０μｍよりも小さいと、ノズルが詰まりやすくなる場合がある。ノズル穴１４１の穴径が１５０μｍよりも大きいと、処理効率が悪くなる場合がある。

ノズル穴１４１の穴ピッチ（幅方向（ＣＤ）に隣接する穴の中心間の距離）は、好ましくは０．５〜１．０ｍｍである。ノズル穴１４１の穴ピッチが０．５ｍｍよりも小さいと、ノズルの耐圧が低下し、破損する場合がある。また、ノズル穴１４１の穴ピッチが１．０ｍｍよりも大きいと、繊維交絡が不十分となる場合がある。

第１の紙層３１が高圧水流を受けると、図２に示すように第１の紙層３１に溝部４２が形成される。また、第１の紙層３１が高圧水流を受けると、第１の紙層３１の繊維同士が交絡し、第１の紙層３１の強度が高くなる。第１の紙層３１が高圧水流を受けると、第１の紙層３１の繊維同士が交絡する原理を、図４を参照して説明する。しかし、この原理は本発明を限定するものではない。

図４に示すように、高圧水流ノズル１４が高圧水流４１を第１の紙層３１に噴射すると、高圧水流４１は、第１の紙層３１および紙層形成ベルト５１を通過する。これにより第１の紙層３１の繊維は、高圧水流４１が紙層形成ベルト５１を通過する部分５２に向かって引き込まれることになる。その結果、第１の紙層３１の繊維が、高圧水流４１が紙層形成ベルト５１を通過する部分５２に向かって集まり、これにより繊維同士が交絡することになる。

第１の紙層３１の繊維同士が交絡することにより第１の紙層３１の強度は高くなる。これにより、後の工程で、高圧水蒸気を紙層に噴射しても、紙層に穴が開いたり、紙層が破れたり、および吹き飛んだりすることが少なくなる。また、抄紙原料に紙力増強剤を添加しなくても第１の紙層３１の湿潤強度を増加させることができる。

２台の高圧水流ノズル１４と、２台の吸引ボックス１３との間を通過した後の第１の紙層３１の幅方向の断面の概略図を図５に示す。高圧水流によって第１の紙層３１の表面に溝部４２が形成される。高圧水流が噴射された面の反対側の面には、紙層形成ベルトのパターンに対応するパターン（不図示）が形成される。

その後、図１に示すように、第１の紙層３１は紙層搬送コンベア１５に転写される。そして、第１の紙層３１に、第２の紙層３２が積層され、第３の紙層３３が形成する。

第２の紙層３２は、以下のようにして作製される。回転する円網１７が設けられている抄造槽１６の中に、第２の抄紙原料を供給する。第２の抄紙原料は、水と繊維と熱膨張性粒子とを含む。第２の抄紙原料は、たとえば繊維および熱膨張性流子を水中に分散させた懸濁液である。

抄造槽１６に供給される第２の抄紙原料に用いる繊維として、第１の抄紙原料に用いる繊維と同様に、たとえば繊維長２０ｍｍ以下の短繊維が好ましい。このような短繊維には、たとえば針葉樹や広葉樹の化学パルプ、半化学パルプおよび機械パルプなどの木材パルプ、これら木材パルプを化学処理したマーセル化パルプおよび架橋パルプ、麻や綿などの非木材系繊維ならびにレーヨン繊維などの再生繊維のようなセルロース系繊維、ならびにポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維およびポリアミド繊維のような合成繊維などが挙げられる。抄紙原料に用いる繊維は、とくに木材パルプ、非木材パルプ、レーヨン繊維などのセルロース系繊維が好ましい。

次に、第２の抄紙原料に含まれる熱膨張性粒子について説明する。図６は、第２の抄紙原料に含まれる熱膨張性粒子を説明するための概略図である。図６（ａ）に示すように、熱膨張性粒子６０は、熱可塑性樹脂の殻６１と、低沸点溶剤が封入されている核６２とからなる。熱膨張性粒子６０の殻６１に用いられる熱可塑性樹脂には、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどの共重合体などがある。熱膨張性粒子６０の核６２に封入される低沸点溶剤には、イソブタン、ペンタン、石油エーテル、ヘキサン、低沸点ハロゲン化炭化水素、メチルシランなどがある。

第２の抄紙原料に含まれる熱膨張性粒子６０の割合は、１００重量部の繊維に対して、好ましくは１〜４０重量部であり、さらに好ましくは３〜２０重量部である。第２の抄紙原料に含まれる熱膨張性粒子６０の割合が、１００重量部の繊維に対して、１重量部よりも小さいと、第２の抄紙原料から形成された紙層を含む後述の紙層が充分に膨張しない場合がある。また、第２の抄紙原料に含まれる熱膨張性粒子６０の割合が、１００重量部の繊維に対して、４０重量部よりも大きくしても、４０重量部の場合に比べて、第２の抄紙原料から形成された紙層を含む後述の紙層の膨張の程度が変わらない場合がある。

熱膨張粒子６０の熱膨張前の平均粒径は、好ましくは５〜３０μｍであり、より好ましくは８〜１４μｍである。熱膨張性粒子６０を加熱すると、熱可塑性樹脂の殻６１は軟化するとともに核６２封入されている低沸点溶剤が気化する。これにより、図６（ｂ）に示すように、熱膨張性粒子６０は、体積がより大きな中空の熱膨張性粒子６０’へと膨張する。熱膨張性粒子６０を加熱した後の熱膨張性粒子６０’の体積は、膨張する前の熱膨張性粒子６０の体積に比べて、好ましくは２０〜１２５倍であり、より好ましくは５０〜８０倍である。第２の抄紙原料に含まれる熱膨張性粒子６０として、マツモトマイクロスフェアー（Ｆ−３６，Ｆ−３０Ｄ，Ｆ−３０ＧＳ，Ｆ−２０Ｄ，Ｆ−５０Ｄ，Ｆ−８０Ｄ）（松本油脂製薬（株）製）、エクスパンセル（ＷＵ，ＤＵ）（スウェーデン製、販売元日本フィライト（株））などを使用することができる。しかし、第２の抄紙原料に含まれる熱膨張性粒子６０として、使用できる熱膨張性粒子は、上述の熱膨張性粒子に限定されない。

第２の抄紙原料に含まれる繊維に対する熱膨張粒子の定着をよくするために、第２の抄紙原料は、ファイレックスＲＣ−１０４（明成化学工業（株）製、カチオン変性アクリル系重合体）、ファイレックスＭ（明成化学工業（株）製、アクリル系共重合体）などの定着剤を含んでもよい。また、第２の抄紙原料は、アニオン性、ノニオン性、カチオン性あるいは両性の歩留まり向上剤、サイズ剤などをさらに含んでもよい。

第２の抄紙原料をシート化することによって第２の紙層を形成する。たとえば、図１に示すように、抄造槽１６の中に供給された第２の抄紙原料における熱膨張性粒子が定着した繊維を、回転する円網１７に吸引させて、第２の紙層３２を円網１７上に形成してもよい。図７を参照して第２の紙層３２を説明する。図７は、第２の紙層３２を説明するための概略図である。図７に示すように、第２の紙層３２では、繊維７０の中に熱膨張性粒子６０が分散している。

円網１７上に形成した第２の紙層３２は、紙層搬送コンベア１５に転写され第１の紙層３１で圧縮される。これにより、図８に示すように、第２の紙層３２は、第１の紙層３１に積層され、第１の紙層３１と第２の紙層３２との積層シートである第３の紙層３３が形成する。図８は、第３の紙層３３の幅方向（ＣＤ）の断面概略図である。

図１に示すように、第３の紙層３３は紙層搬送コンベア１８に転写され、その後、乾燥ドライヤ１９に転写される。

乾燥ドライヤ１９は、第３の紙層３３を加熱して乾燥する。乾燥ドライヤ１９には、たとえば、ヤンキードライヤが用いられる。乾燥ドライヤ１９は、回転する円筒状ドライヤを含み、円筒状ドライヤの表面は蒸気などにより約１１０℃に加熱される。乾燥ドライヤ１９は、回転する円筒状ドライヤの表面に第３の紙層３３を付着させて、第３の紙層３３を乾燥する。

乾燥ドライヤ１９は、好ましくは１０〜８０％、より好ましくは２０〜８０％、さらに好ましくは２０〜６０％の水分率になるように第３の紙層３３を乾燥する。ここで、水分率とは、紙層の乾燥質量を１００％としたときの紙層に含有している水の量である。

第３の紙層３３の水分率が１０％よりも小さいと、第３の紙層３３の繊維間の水素結合力が強くなり、この繊維間の強い水素結合によって後述の高圧水蒸気による第３の紙層３３の膨張が妨げられる場合がある。一方、第３の紙層３３の水分率が８０％よりも大きいと、後述の高圧水蒸気により付与される熱の多くが水分の蒸発に使用され、熱膨張性粒子に十分な熱が付与できない場合がある。また、後述の高圧水蒸気によって第３の紙層３３を所定の水分率以下に乾燥させるために必要なエネルギーが非常に高くなる場合がある。

乾燥ドライヤ１９の円筒状ドライヤの表面に第３の紙層３３を付着させるとき、第３の紙層３３の第１の紙層３１が設けられている面を乾燥ドライヤ１９の円筒状ドライヤの表面に付着させることが好ましい。すなわち、第３の紙層３３を加熱して乾燥するときの加熱面は、第１の紙層３１側の面であることが好ましい。これにより、乾燥ドライヤ１９の熱は、第３の紙層３３における第１の紙層３１の部分を通過して、熱膨張性粒子が存在する第２の紙層３２の部分に到達する。したがって、第３の紙層３３における第２の紙層３２の部分は過度に熱くならないので、乾燥ドライヤ１９によって第３の紙層３３が乾燥しているときに、第３の紙層３３の第２の紙層３２の部分が過度に乾燥したり、第２の紙層３２の部分の中の熱膨張性粒子が膨張したりすることを抑制できる。また、第３の紙層３３における第１の紙層３１の部分が優先的に乾燥するため、第３の紙層３３における第１の紙層３１の部分の繊維同士の水素結合が強くなり、第１の紙層３１の部分の強度が高くなる。

次に、図１に示すように、第３の紙層３３は、円筒状のサクションドラム２０のメッシュ状の外周面上に移動する。このとき、サクションドラム２０の外周面の上方に配置された１台の蒸気ノズル２１から高圧水蒸気が第３の紙層３３に噴射される。サクションドラム２０は吸引装置を内蔵しており、蒸気ノズル２１から噴射された水蒸気は吸引装置によって吸引される。蒸気ノズル２１から噴射された高圧水蒸気の熱によって、第３の紙層３３中の熱膨張性粒子は膨張し、第３の紙層３３の嵩は高くなる。

高圧水蒸気を噴射する第３の紙層３３の面は、第２の紙層３２が配置されている面であることが好ましい。高圧水蒸気が第３の紙層３３の熱膨張性粒子６０に直接当たるため、熱膨張性粒子６０に高い熱量を瞬間的に付与することができる。これにより、第３の紙層３３が乾燥して第３の紙層３３の繊維間の水素結合力が強くなる前に、熱膨張性粒子６０を速く膨張させることができる。また、第３の紙層３３の第１の紙層３１の部分の繊維は、高圧水蒸気によってほぐされることが少なくなるので、高圧水蒸気を第３の紙層３３に噴射しても第１の紙層３１の部分の強度を維持できる。

蒸気ノズル２１から噴射される高圧水蒸気は、１００％の水からなる水蒸気でもよいし、空気などの他の気体を含んだ水蒸気でもよい。しかし、蒸気ノズル２１から噴射される高圧水蒸気は、１００％の水からなる水蒸気であることが好ましい。

高圧水蒸気の温度は、好ましくは、熱膨張性粒子６０の殻６１が軟化して熱膨張性粒子６０が膨張する温度以上の温度である。また、熱膨張性粒子６０は、所定温度以上になると収縮するので、高圧水蒸気の温度は、好ましくは、熱膨張性粒子６０が収縮する温度以下の温度である。したがって、高圧水蒸気の温度は、使用される熱膨張性粒子６０によって、適宜選択される。たとえば、高圧水蒸気の温度は、１４０〜１９０℃である。なお、蒸気ノズル２１から噴射される高圧水蒸気の温度は、後述の高圧水蒸気の蒸気圧力と相関関係があるので、高圧水蒸気の蒸気圧力を測定することによって高圧水蒸気の温度を測定できる。

サクションドラム２０の上方に配置された蒸気ノズル２１の一例を図９に示す。蒸気ノズル２１は、機械方向（ＭＤ）および第３の紙層３３の幅方向（ＣＤ）に並んだ複数の高圧水蒸気８１を第３の紙層３３に向けて噴射する。その結果、第３の紙層３３は膨張して、第３の紙層３３の嵩は高くなる。

図１０は、蒸気ノズル２１のノズル穴２１１の一例を示す図である。図１０に示す蒸気ノズル２１のように、幅方向（ＣＤ）に並んだ複数のノズル穴２１１のノズル穴列が、機械方向（ＭＤ）に６列に並ぶ。図９では、高圧水蒸気８１を見やすくするために、第３の紙層３３の幅方向（ＣＤ）に並んだ複数の高圧水蒸気８１を、機械方向（ＭＤ）に３列並べたが、実際は６列並ぶ。なお、幅方向（ＣＤ）に並んだ複数のノズル穴が、機械方向（ＭＤ）に並ぶ列の数は、好ましくは４以上であり、６に限定されない。幅方向（ＣＤ）に並んだ複数のノズル穴を、機械方向（ＭＤ）に４列以上並べて配置することによって、第３の紙層３３の機械方向（ＭＤ）の移動速度が速い場合であっても、熱膨張性粒子が膨張するのに十分な熱量を、高圧水蒸気によって第３の紙層３３に付与することができる。これにより、不織布の生産効率を高めることができる。複数の高圧水蒸気ノズルを機械方向（ＭＤ）に並べて配置することによって、幅方向（ＣＤ）に並んだ複数のノズル穴を、機械方向（ＭＤ）に４列以上並べて配置するようにしてもよい。

蒸気ノズル２１のノズル穴の穴径は、好ましくは１００〜２５０μｍである。ノズル穴の穴径が１００μｍよりも小さいと、エネルギーが不足し、熱膨張性粒子を十分に加熱できない場合がある。また、蒸気ノズル２１の穴径が２５０μｍよりも大きいと、第３の紙層３３に付与されるエネルギーが大き過ぎてしまい、第３の紙層３３のダメージが大きくなり過ぎる場合がある。

ノズル穴の穴ピッチ（幅方向（ＣＤ）に隣接するノズル穴の中心間の距離）は、好ましくは０．５〜１．０ｍｍである。ノズル穴の穴ピッチが０．５ｍｍよりも小さいと、蒸気ノズル２１の耐圧が低下し、破損が生じる恐れがある。また、ノズル穴の穴ピッチが１．０ｍｍよりも大きいと、加熱が不十分である領域が第３の紙層３３に生じる場合がある。これにより、第３の紙層３３に嵩のばらつきが大きくなる場合がある。

蒸気ノズル１４から噴射される高圧水蒸気の蒸気圧力は、好ましくは０．４〜１．５ＭＰａである。高圧水蒸気の蒸気圧力が０．４ＭＰａよりも小さいと、第３の紙層３３中の熱膨張性粒子６０に高圧水蒸気が十分当たらず、熱膨張性粒子６０が十分に加熱されない場合がある。また、高圧水蒸気の蒸気圧力が１．５ＭＰａよりも大きいと、第３の紙層３３に穴が開いたり、第３の紙層３３が破れたり、および吹き飛んだりする場合がある。

図１１は、高圧水蒸気が噴射された第３の紙層３３の幅方向（ＣＤ）の断面概略図である。第３の紙層３３は、縦方向と、縦方向に交差する横方向と、縦方向および横方向に対して垂直をなす厚さ方向と、厚さ方向に対して垂直をなす一方の面と、一方の面に対して厚さ方向に対向する他方の面とを有し、縦方向に延在し、横方向に並ぶ複数の溝部４２を有し、繊維を含む第１の紙層３１を一方の面に備え、膨張した熱膨張性粒子と繊維とを含む第２の紙層３２を他方の面に備える。ここで、縦方向は機械方向（ＭＤ）（図９参照）に対応し、横方向は幅方向（ＣＤ）に対応する。

高圧水蒸気によって熱膨張性粒子が膨張したため、図８に示す高圧水蒸気を噴射する前の第３の紙層３３における第２の紙層３２の部分に比べて、高圧水蒸気を噴射した後の第３の紙層３３における第２の紙層３２の部分は厚くなる。これにより、図８に示す高圧水蒸気を噴射する前の第３の紙層３３に比べて、高圧水蒸気を噴射した後の第３の紙層３３の嵩を３０％以上高くすることができる。

また、第３の紙層３３のうち、第１の紙層３１の部分は高圧水流が噴射され強度が強くなっている部分である。一方、第２の紙層３２の部分は、熱膨張性粒子が膨張することによって繊維がほぐれ強度が弱くなっているものの、厚さが大きくなっている部分である。このように、第３の紙層３３に強度の強い部分３１と強度は弱いが嵩は高い部分３２とを形成すことによって、第３の紙層３３において強度と嵩高とのバランスをとることができる。すなわち、これにより、嵩高であり、強度が高い紙層３３を形成することができる。このためには、第２の紙層３２の部分の厚さは第１の紙層３１の部分の厚さの２倍以上であることが好ましい。

なお、第１の紙層３１と第２の紙層３２との間に、１以上の他の層を設けてもよい。この場合も第１の紙層３１の部分と第２の紙層３２の部分とによって、嵩高であり、強度が高い紙層を形成することができる。

不織布の嵩が高くなると、不織布を使用して対象物を拭いたときの不織布の汚れを捕捉する能力が高くなる。したがって、第３の紙層３３の非常に高くなった嵩により、不織布の拭き取り性は改善される。また、不織布における水を蓄積するための空間が増えるため、不織布の保水性も向上する。

サクションドラム２０に内蔵された吸引装置により、第３の紙層３３はサクションドラム２０に吸引される。サクションドラム２０が第３の紙層３３を吸引する吸引力は、好ましくは−５〜−１２ｋＰａである。サクションドラム２０の吸引力が−５ｋＰａよりも小さいと蒸気を吸いきれず吹き上がりが生ずる場合がある。また、サクションドラム２０の吸引力が−１２ｋＰａよりも大きいとサクション内への繊維脱落が多くなる場合がある。

蒸気ノズル２１の先端と第３の紙層３３の表面との間の距離は、好ましくは１．０〜１０ｍｍである。蒸気ノズル２１の先端と第３の紙層３３の表面との間の距離が１．０ｍｍよりも小さいと、第３の紙層３３に穴が開いたり、第３の紙層３３が破れたり、吹き飛んだりする場合がある。また、蒸気ノズル２１の先端と第３の紙層３３の表面との間の距離が１０ｍｍよりも大きいと、高圧水蒸気が分散してしまい、第３の紙層３３中の熱膨張性粒子に熱を付与する能率が悪くなる場合がある。

高圧水蒸気を噴射した後の第３の紙層３３の水分率は、好ましくは４０％以下であり、さらに好ましくは３０％以下である。高圧水蒸気を噴射した後の第３の紙層３３の水分率が４０％よりも大きいと、後述の乾燥ドライヤによる乾燥によって第３の紙層３３の水分率を５％以下にすることが難しい場合がある。また、後述の乾燥ドライヤの他に、さらに追加の乾燥が必要になり、不織布の製造効率が悪くなる場合がある。

その後、図１に示すように、乾燥ドライヤ２２に転写される。乾燥ドライヤ２２は、高圧水蒸気を噴射した第３の紙層３３を、最終製造物である不織布になるまで乾燥する。乾燥ドライヤ２２には、たとえば、ヤンキードライヤが用いられる。乾燥ドライヤ２２は、蒸気により約１５０℃に加熱された円筒状ドライヤの表面に第３の紙層３３を付着させて、第３の紙層３３を乾燥する。

乾燥ドライヤ２２を通過した後の第３の紙層３３は十分に乾燥していることが必要である。具体的には、乾燥ドライヤ２２を通過した後の第３の紙層３３の水分率は、好ましくは５％以下である。なお、高圧水蒸気を噴射した直後の第３の紙層３３の水分率が５％以下である場合、高圧水蒸気を噴射した第３の紙層３３を、乾燥ドライヤ２２などを使用してさらに乾燥しなくてもよい。

乾燥した第３の紙層３３（不織布）は、巻き取り機２３に巻き取られる。

以上のように作製した不織布を所定寸法に裁断することによって、この不織布を乾燥ワイプスとして使用することができる。また、以上のように作製した不織布を所定寸法に裁断し、裁断した不織布に薬液を含浸させることによって、この不織布を湿潤ワイプスとして使用することができる。上述したように紙層の嵩が高くなることによって不織布の汚れを捕捉する能力が向上するので、この不織布から作製されたワイプスは、汚れをよく落とすことができる。不織布の第１の紙層３１の部分は強度が高いため、不織布の第１の紙層３１の部分で対象物を拭き取ることによって、対象物を拭き取ったときに不織布の表面の繊維が脱落することを抑制できる。また、以上のように作製した不織布は、嵩が高いことにより、不織布の肌触りが良好になるので、人間や動物の体を拭くためのワイプスに好適な不織布である。さらに、以上のように作製した不織布は、嵩が高いことにより、多くの水を保持できるので、湿式のワイプスに好適である。

また、以上のように作製した不織布の第１の紙層の部分をトップシートとして使用し、第２の紙層の部分を吸収体として使用することによって、その不織布をパンティライナなどの吸収性物品に使用することができる。その不織布を吸収性物品に使用することによって、とくに薄型の吸収性物品を作製することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

実施例および比較例において、蒸気吹付け前紙層水分率、第１の紙層の目付、第２の紙層の目付、第３の紙層の目付、乾燥厚さ、密度、第１の紙層の見かけ厚さ、第２の紙層の見かけ厚さ、加圧後厚さ、湿潤厚さ、乾燥引張強度、湿潤引張強度、水吸収量および摩擦堅牢度を、以下のようにして測定した。

（蒸気吹付け前紙層水分率）
乾燥ドライヤ１９で乾燥した紙層から３０ｃｍ×３０ｃｍのサイズのサンプル片をサンプリングし、そのサンプル片の重量（Ｗ１）を測定した。その後、サンプル片を１０５℃の恒温槽に１時間静置し乾燥させたのち、重量（Ｄ１）を測定した。蒸気吹付け前紙層水分率は、Ｎ＝１０での測定値の平均値である。
蒸気吹付け前紙層水分率＝（Ｗ１−Ｄ１）／Ｗ１×１００（％）

（第１の紙層、第２の紙層および第３の紙層の目付）
第１の紙層の目付、第２の紙層の目付および第３の紙層の目付は以下のようにして測定した。まず、第２の紙層を形成しないで第１の紙層のみを不織布製造装置のラインに流した。そして、乾燥ドライヤ１９で乾燥した、高圧水蒸気を噴射する前の第１の紙層から３０ｃｍ×３０ｃｍのサイズの測定用試料をサンプリングし、サンプリングした測定用試料の重量を測定することにより、第１の紙層の目付を算出した。実施例および比較例における第１の紙層の目付は１０個の測定用試料の平均値である。次に、第１の紙層および第２の紙層を形成して、第３の紙層を不織布製造装置のラインに流した。そして、乾燥ドライヤ１９で乾燥した、高圧水蒸気を噴射する前の第３の紙層から３０ｃｍ×３０ｃｍのサイズの測定用試料をサンプリングし、サンプリングした測定用試料の重量を測定することにより、第３の紙層の目付を算出した。実施例および比較例における第３の紙層の目付は１０個の測定用試料の平均値である。第２の紙層の目付は、第３の紙層の目付から第１の紙層の目付を引き算することによって算出した。

（乾燥厚さ）
製造した不織布から１０ｃｍ×１０ｃｍのサイズの測定用試料をサンプリングした。１５ｃｍ²の測定子を備えた厚み計（（株）大栄化学精器製作所製 型式FS-60DS）を使用して、３ｇｆ／ｃｍ²の測定荷重の測定条件で、測定用試料の厚さを測定した。１つの測定用試料について３ヶ所の厚さを測定し、３ヶ所の厚さの平均値を乾燥厚さとした。

（密度）
製造した不織布から１０ｃｍ×１０ｃｍのサイズの測定用試料をサンプリングした。測定用試料の重量を測定し、上記乾燥厚さから不織布の密度を算出した。

（第１の紙層および第２の紙層の見かけ厚さ）
上述の第１の紙層の目付を測定するために使用した、乾燥ドライヤ１９で乾燥した、高圧水蒸気を噴射する前の第１の紙層から１０ｃｍ×１０ｃｍのサイズの測定用試料をサンプリングした。１５ｃｍ²の測定子を備えた厚み計（（株）大栄化学精器製作所製 型式FS-60DS）を使用して、３ｇｆ／ｃｍ²の測定荷重の測定条件で、測定用試料の厚さを測定した。１つの測定用試料について３ヶ所の厚さを測定し、３ヶ所の厚さの平均値を第１の紙層の見かけ厚さとした。次に、上述の第３の紙層の目付を測定するために使用した、乾燥ドライヤ１９で乾燥した、高圧水蒸気を噴射する前の第３の紙層から１０ｃｍ×１０ｃｍのサイズの測定用試料をサンプリングした。１５ｃｍ²の測定子を備えた厚み計（（株）大栄化学精器製作所製 型式FS-60DS）を使用して、３ｇｆ／ｃｍ²の測定荷重の測定条件で、測定用試料の厚さを測定した。１つの測定用試料について３ヶ所の厚さを測定し、３ヶ所の厚さの平均値を第３の紙層の見かけ厚さとした。そして、第３の紙層の見かけ厚さから第１の紙層の見かけ厚さを引き算することによって第２の紙層の見かけ厚さを算出した。

（加圧後の乾燥厚さ）
製造した不織布から１０ｃｍ×１０ｃｍのサイズの測定用試料をサンプリングした。サンプリングした測定用試料の上に１０ｃｍｍ×１０ｃｍの底面を有する１ｋｇの重量の重りを３分間載せ、測定用試料を３分間加圧した。測定用試料から重りを取り除いた後、３分間放置した。そして、１５ｃｍ²の測定子を備えた厚み計（（株）大栄化学精器製作所製 型式FS-60DS）を使用して、３ｇｆ／ｃｍ²の測定荷重の測定条件で、加圧後の測定用試料の厚さを測定した。１つの測定用試料について３ヶ所の厚さを測定し、３ヶ所の厚さの平均値を加圧後の乾燥厚さとした。

（湿潤厚さ）
製造した不織布から１０ｃｍ×１０ｃｍのサイズの測定用試料をサンプリングした。測定用試料の質量の４倍の水を測定用試料に含浸させた（含水倍率、４００％）。水を含浸した測定用試料を１０分間放置した後、１５ｃｍ²の測定子を備えた厚み計（（株）大栄化学精器製作所製 型式FS-60DS）を使用して、３ｇｆ／ｃｍ²の測定荷重の測定条件で、測定用試料の厚さを測定した。１つの測定用試料について３ヶ所の厚さを測定し、３ヶ所の厚さの平均値を湿潤厚さとした。

（乾燥引張強度）
製造した不織布から、長手方向が紙層の機械方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片と、長手方向が紙層の幅方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片とを切り取って、測定用試料を作製した。機械方向および幅方向の測定用試料を、最大荷重容量が５０Ｎであるロードセルを備えた引張試験機（島津製作所（株）製、オートグラフ 型式AGS-1kNG）を使用して、それぞれ３つの測定用試料について、１００ｍｍのつかみ間距離、１００ｍｍ／分の引張速度の条件で引張強度を測定した。機械方向および幅方向の測定用試料のそれぞれ３つの測定用試料の引張強度の平均値を機械方向および幅方向の乾燥引張強度とした。

（湿潤引張強度）
製造した不織布から長手方向が紙層の機械方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片と、長手方向が紙層の幅方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片とを切り取って、測定用試料を作製し、測定用試料の質量の２．５倍の水を測定用試料に含浸させた（含水倍率、２５０％）。そして、機械方向および幅方向の測定用試料を、最大荷重容量が５０Ｎであるロードセルを備えた引張試験機（島津製作所（株）製、オートグラフ 型式AGS-1kNG）を使用して、それぞれ３つの測定用試料について、１００ｍｍのつかみ間距離、１００ｍｍ／分の引張速度の条件で引張強度を測定した。機械方向および幅方向の測定用試料のそれぞれ３つの測定用試料の引張強度の平均値を機械方向および幅方向の湿潤引張強度とした。

（水吸収量）
製造した不織布から１０ｃｍ×１０ｃｍのサイズの測定用試料をサンプリングした。測定用試料の質量を測定した後、測定用試料を蒸留水の中に１分間浸漬した。次に、網（８０メッシュ）の上に１分間放置した後、その測定用試料の質量を測定した。蒸留水に浸漬した後の測定用試料の質量から蒸留水に浸漬する前の測定用試料の質量を引き算した値を、不織布１ｍ²当たりの値に換算した。この換算した値が水吸収量となる。

（摩擦堅牢度）
摩擦堅牢度の試験は、プラスチックフィルム−およびシート−摩擦係数試験方法（ＪＩＳ−Ｋ−７１２５：１９９９）を応用して実施した。製造した不織布から３００ｍｍ×２００ｍｍのサイズの測定用試料をサンプリングし、摩擦係数測定装置（テスター産業株式会社製）のテーブルに、測定する面（第１の紙層側の面または第２の紙層側の面）が上になるように測定用試料を取り付けた。このとき、滑り片の移動方向が、測定用試料の２００ｍｍの長さの方向がなるように測定用試料を配置した。滑り板における測定用試料に接する面に布粘着テープ（Ｎｏ．１２３（商品名をご記入ください）、ニチバン（株）社製）を取り付けた。そして、３０回／分の摩擦往復速度および２００ｇ荷重の条件で、測定用試料の表面に破れが発生するまで摩擦係数測定を行った。この測定用試料の表面に破れが発生するまで行った摩擦係数測定の回数が摩擦堅牢度になる。

以下、実施例および比較例の作製方法について説明する。

（実施例１）
本発明の一実施形態における不織布製造装置１を使用して実施例１を作製した。５０重量％の針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）と、繊度が１．１ｄｔｅｘであり、繊維長が８ｍｍである５０重量％のレーヨン（ダイワボウレーヨン（株）製、コロナ）とを含む第１の抄紙原料を作製した。そして、原料ヘッドを使用して紙層形成ベルト（日本フィルコン（株）製 OS80）上に第１の抄紙原料を供給し、吸引ボックスを使用して第１の抄紙原料を脱水して第１の紙層を形成した。このときの第１の紙層の紙層水分率は８０％であった。その後、２台の高圧水流ノズルを使用して高圧水流を第１の紙層に噴射した。２台の高圧水流ノズルを使用して第１の紙層に噴射した高圧水流の高圧水流エネルギーは０．２８４６ｋＷ／ｍ²であった。ここで、高圧水流エネルギーは下記の式から算出される。
エネルギー量(kW/m²)＝1.63×噴射圧力(kg/cm²)×噴射流量(m³/分)／処理速度(M/分)/60
ここで、噴射流量(立方M/分)＝750×オリフィス開孔総面積(m²)×噴射圧力(kg/cm²)^0.495

また、高圧水流ノズルの先端と第１の紙層の上面との間の距離は１０ｍｍであった。さらに、高圧水流ノズルのノズル穴の穴径は９２μｍであり、ノズル穴の穴ピッチは０．５ｍｍであった。

その後、高圧水流が噴射された第１の紙層を紙層搬送コンベアに転写した。

３７重量％の針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）と、３７重量％の広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）と、２０重量％の熱膨張性粒子（マツモトマイクロスフィアー、松本油脂製薬（株）製、粒径５〜１５μｍ、熱膨張開始温度７５〜８５℃）と、３．０重量％の熱膨張性粒子定着剤（ファイレックスＲＣ−１０４、明成化学工業（株）製、カチオン変性アクリル系共重合体）と、３．０重量％の熱膨張性粒子定着剤（ファイレックスＭ、明成化学工業（株）製、アクリル系共重合体）とを含む第２の抄紙原料を作製した。そして、第２の抄紙原料を抄造槽の中に供給し、第２の抄紙原料中の熱膨張性粒子が定着した繊維を、回転する円網に吸引させて、第２の紙層を円網上に形成した。その後、円網上に形成した第２の紙層を、上述の紙層搬送コンベアに転写した第１の紙層に積層して第３の紙層を作製した。

他の１台の紙層搬送コンベアに第３の紙層を転写した後、１１０℃に加熱したヤンキードライヤに転写して、第３の紙層の水分率が６０％になるように第３の紙層を乾燥した。

次に、１台の蒸気ノズルを使用して高圧水蒸気を第３の紙層における第２の紙層側の面に噴射した。このときの高圧水蒸気の蒸気圧力は０．７ＭＰａであり、蒸気温度は１７５℃であった。また、蒸気ノズルの先端と紙層の表面との間の距離は２．０ｍｍであった。蒸気ノズルのノズル穴は、機械方向（ＭＤ）に６列に並べた。さらに、蒸気ノズルのノズル穴の穴径は２００μｍであり、穴ピッチは１．０ｍｍであった。また、サクションドラムが紙層を吸引する吸引力は、−５．０ｋＰａであった。サクションドラムの外周にはステンレス製の１８メッシュ開孔スリーブを使用した。

そして、１５０℃に加熱したヤンキードライヤに第３の紙層を転写し、５％以下の水分量に乾燥した。乾燥した紙層が実施例１となる。

（実施例２）
実施例２は、高圧水蒸気の蒸気温度を１４０℃にして蒸気圧力を０．４ＭＰａにした点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。

（実施例３）
実施例３は、第１の紙層の目付が１５ｇ／ｍ²になるように第１の抄紙原料の繊維濃度を調整した点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。

（実施例４）
実施例４は、高圧水蒸気を噴射する前の第３の紙層の水分率が２０％になるように第３の紙層を乾燥した点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。

（比較例１）
比較例１は、第２の紙層を形成せず、第１の紙層のみで不織布を作製した点および高圧水蒸気を噴射しなかった点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。

（比較例２）
比較例２は、第１の紙層を形成せず、第２の紙層のみで不織布を作製した点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。

（比較例３）
比較例３は、第１の紙層を形成せず、第２の紙層のみで不織布を作製した点、高圧水蒸気の蒸気温度を１１５℃にして蒸気圧力を０．２ＭＰａにした点、蒸気ノズルのノズル穴を機械方向（ＭＤ）に３列に並べた点、蒸気ノズルのノズル穴の穴径を３００μｍにした点および穴ピッチを２．０ｍｍにした点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。

以上の実施例および比較例の原料を表１に示す。

以上の実施例および比較例の製造条件を表２に示す。

以上の実施例および比較例の、蒸気吹付け前紙層水分率、第１の紙層の目付、第２の紙層の目付、第３の紙層の目付、乾燥厚さ、密度、第１の紙層の見かけ厚さ、第２の紙層の見かけ厚さ、加圧後厚さ、乾燥厚さに対する加圧後厚さの割合、湿潤厚さおよび乾燥厚さに対する湿潤厚さの割合を表３に示す。

以上の実施例および比較例の、乾燥引張強度、湿潤引張強度、水吸収量および摩擦堅牢度を表４に示す。

（１）実施例１〜４と比較例１との比較
実施例１〜４の乾燥厚さは、すべて０．８２ｍｍ以上であった。一方、比較例１の乾燥厚さは０．２３ｍｍであった。比較例１の目付は、２０ｇ／ｍ²であり、実施例１〜４の２分の１程度であるので、実施例１〜４と目付を合わせるために、比較例１の厚さを２倍にしても比較例１の厚さは０．４６ｍｍである。これより、熱膨張性粒子を含む第２の紙層を設けることによって不織布の嵩を非常に高くできることがわかった。また、比較例１の水吸収量は実施例１〜４の水吸収量に比べて非常に小さい。これより、熱膨張性粒子を含む第２の紙層を設けることによって不織布の水吸収量を非常に大きくできることがわかった。

（２）実施例１〜４と比較例２および３との比較
実施例１〜４の乾燥引張強度および湿潤引張強度に比べて比較例２および３の乾燥引張強度および湿潤引張強度は、非常に低い。これより、第１の紙層を設けることによって、熱膨張性粒子を含む不織布の強度が非常に高くなることがわかった。また、実施例１〜４の第１の紙層側の面の摩擦堅牢度に比べて比較例２および３の摩擦堅牢度は、非常に低い。これより、第１の紙層を設けることによって、熱膨張性粒子を含む不織布の摩擦堅牢度が非常に高くなることがわかった。

（３）実施例２と比較例３との比較
実施例２と比較例３とを比較することによって、不織布が湿潤状態になっても高い嵩を維持できるようにするためには、高圧水蒸気の蒸気圧力が０．２ＭＰａよりも大きいこと、蒸気ノズルのノズル穴の穴径が３００μｍよりも小さいこと、蒸気ノズルのノズル穴の穴ピッチが２ｍｍよりも小さいことおよび幅方向（ＣＤ）に並んだ複数のノズル穴の機械方向（ＭＤ）に並ぶ列の数は４以上であることが好ましいことがわかった。

（４）実施例１〜４
実施例１〜４から、第１の紙層側の面における摩擦堅牢度は、第２の紙層側の面における摩擦堅牢度の２倍以上あることがわかった。

（５）実施例１ならびに比較例１および比較例２
比較例１の水吸収量は、実施例１の第１の紙層の部分の水吸収量を示し、比較例２の水吸収量は、実施例１の第２の紙層の部分の水吸収量を示していると見なすことができる。したがって、実施例１の第２の紙層の部分の水吸収量は、実施例１の第１の紙層の部分の水吸収量の２倍以上であることがわかった。

１ 不織布製造装置
１１ 原料供給ヘッド
１２ 紙層形成コンベア
１３ 吸引ボックス
１４ 高圧水流ノズル
１５，１８ 紙層搬送コンベア
１６ 抄造槽
１７ 円網
１９，２２ 乾燥ドライヤ
２０ サクションドラム
２１ 蒸気ノズル
２３ 巻き取り機
３１ 第１の紙層
３２ 第２の紙層
３３ 第３の紙層
４１ 高圧水流
４２ 溝部
５１ 紙層形成ベルト
６０，６０’ 熱膨張性粒子
６１ 殻
６２ 核
７０ 繊維
８１ 高圧水蒸気

Claims (12)

1. 繊維と水とを含んだ第１の抄紙原料を、一方向に移動するベルト上に供給して、該ベルト上に第１の紙層を形成する工程と、
   前記第１の紙層に高圧水流を噴射し、機械方向に延びる溝部を前記第１の紙層の表面に形成する工程と、
   繊維と熱膨張性粒子と水とを含んだ第２の抄紙原料をシート化して第２の紙層を形成する工程と、
   前記第１の紙層と前記第２の紙層とを積層して第３の紙層を形成する工程と、
   前記第３の紙層を乾燥する工程と、
   蒸気ノズルから、前記第３の紙層に高圧水蒸気を噴射することによって、前記熱膨張性粒子を膨張させる工程とを含む不織布の製造方法。
2. 前記熱膨張性粒子を膨張させる工程は、前記蒸気ノズルから、前記第３の紙層の前記第２の紙層側の面に高圧水蒸気を噴射する、請求項１に記載の不織布の製造方法。
3. 前記第３の紙層を乾燥する工程は、前記第３の紙層の前記第１の紙層側の面を加熱することによって前記第３の紙層を乾燥する、請求項１または２に記載の不織布の製造方法。
4. 前記第３の紙層を乾燥する工程は、前記第３の紙層の水分率が１０〜８０％になるように前記第３の紙層を乾燥する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
5. 前記蒸気ノズルのノズル穴のノズルピッチは０．５〜１．０ｍｍである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
6. 前記蒸気ノズルのノズル穴の穴径は１００〜２５０μｍである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
7. 前記高圧水蒸気の蒸気圧力が０．４〜１．５ＭＰａである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
8. 前記蒸気ノズルは、幅方向に並んでいるノズル穴のノズル穴列を機械方向に４列以上備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
9. 縦方向と、該縦方向に交差する横方向と、該縦方向および該横方向に対して垂直をなす厚さ方向と、該厚さ方向に対して垂直をなす一方の面と、該一方の面に対して該厚さ方向に対向する他方の面とを有し、
   前記縦方向に延在し、前記横方向に並ぶ複数の溝部を有し、繊維を含む第１の層を前記一方の面に備え、
   膨張した熱膨張性粒子と繊維とを含む第２の層を前記他方の面に備える不織布。
10. 前記第２の層の厚さは、前記第１の層の厚さの２倍以上である、請求項９に記載の不織布。
11. 前記第１の層の摩擦堅牢度は、前記第２の層の摩擦堅牢度の２倍以上である、請求項９または１０に記載の不織布。
12. 前記第２の層の水吸収量は、前記第１の層の水吸収量の２倍以上である、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の不織布。

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