JP6910122B2 - 複合型不織布およびその製造装置 - Google Patents

Description

本発明はパルプ繊維と合成繊維とからなる複合型の不織布に関し、特に、デザインパターン（模様）が付与されて美粧性を備えた、ワイパーに好適な複合型不織布、およびその製造装置に関する。

不織布は、布の様な風合があり、吸液性や拭取り性なども備えており、さらに大量生産が可能である。よって、不織布はいろいろな分野で広く利用されている。
一般に、不織布は基材となるウエブ（フリースと称される場合もある）を形成するウエブ形成工程と、ウエブを構成している繊維を互いに結合させる繊維結合工程とを経て製造される。そして、ウエブ形成工程および繊維結合工程のそれぞれについて、従来から多くの提案がなされている。

例えば、特許文献１はパルプ繊維層（ウエブ）と合成繊維層（ウエブ）とを重ね、積層状態のウエブを形成した後に、高圧のウオータジェット（水流）を吹き付けて水流交絡処理をして繊維を結合させ複合型の不織布を得ている。このように、パルプ繊維層と合成繊維層とによって形成された複合型の不織布は、水性、油性のいずれの液体に対しても吸収性が良好なパルプ繊維と、強度に優れる合成繊維との利点を併せ持つ優れた不織布製品は、ワイパーとして消費者に提供できる。

特許第２５３３２６０号公報

上記のようにワイパーとして好適な不織布は、先ず前提として、所定以上の強度と吸液性を具備していることが要求される。そして、更に、ワイパーであっても他の製品と同様に消費者（ユーザ）の購買意欲を喚起できるように見た目の良い外観（いわゆる美粧性）を備えた製品に設計することが望まれる。
ここで、一般に、坪量が大きい不織布ほど高い吸液性を期待することができる。しかしながら、坪量が大きくなると、所謂、ごわつき感が増して拭取り対象物との密着性が損なわれてしまう。そして、このように単に坪量が大きい不織布は美粧性への配慮が欠けていた。
以上のように、従来にあっては、坪量を増加させることなく、高い吸液性を備えると共に十分な拭取り性を備え、更には美粧性にも配慮のある、ワイパーに好適な不織布は未だ提供されていないというのが実情である。

よって、本発明の目的は、ワイパーに必要な吸液性等だけでなく、美粧性も備えた複合型不織布を提供することにある。また、その製造装置を提供することにある。

上記目的は、合成繊維層の上にパルプ繊維層を積層して一体化してある複合型不織布であって、前記パルプ繊維層を構成するパルプ繊維の厚い部分と薄い部分とによって形成したデザインパターンを前記パルプ繊維層の表面側に有しており、前記デザインパターンは、前記薄い部分が透かし状に形成され、且つ、文字と図形との少なくとも一方を表示するように設けたパターンを含んでおり、前記パターンの幅は１〜５ｍｍである、ことを特徴とする複合型不織布により達成できる。

上記目的は、合成繊維層の上にパルプ繊維層を積層して一体化してあると共に、前記パルプ繊維層を構成するパルプ繊維の厚い部分と薄い部分とによって形成したデザインパターンを有しており、前記デザインパターンは、前記薄い部分が透かし状に形成され、且つ、文字と図形との少なくとも一方を表示するように設けたパターンを含んでいる複合型不織布を製造する製造装置であって、前記パルプ繊維層と前記合成繊維層との一体化を促進して積層体を得る水流交絡部を少なくとも含み、前記水流交絡部は、樹脂製よりなる搬送ワイヤ本体と、前記搬送ワイヤ本体上に配置され、前記デザインパターンを形成するための型パターンとなるシート状材とによって構成された搬送ワイヤを含み、更に、前記水流交絡部は、前記合成繊維層上に前記パルプ繊維層が積層された状態の交絡前の予備的積層体を前記搬送ワイヤに載置して搬送しつつ、上方から前記パルプ繊維層に向けてウオータジェットを吹き付ける水流噴射ノズルを含み、更に、前記型パターンの幅は１〜５ｍｍであり、厚さは０．３〜１．５ｍｍである、ことを特徴とする複合型不織布の製造装置によっても達成できる。

本発明に係るパルプ繊維層と合成繊維層とからなる複合型の不織布は、パルプ繊維層を構成しているパルプ繊維の厚い部分と薄い部分とにより形成したデザインパターンを有する。よって、平坦な不織布と比較して、デザインパターンが消費者の美観に訴えて、購買意欲を喚起できる。
また、上記のデザインパターンは、結果としてパルプ繊維層の表面に多くの凹凸部を形成することになるので、表面積が拡大される。よって、同じ坪量で比較すると、拭取るべき液汚れに接触する面積が増大するので吸液性に優れた不織布となる。すなわち、坪量を増加せず吸液性を改善できる、また凹凸部で汚れを掻き取ることができるので拭取り性にも優れた不織布として提供できる。
好適には、上記デザインパターンは薄い部分が透かし状となり、その薄い部分が文字、図形などの所定のテーマを表示するパターンを描くように設計すれるのが好ましい。その結果、表示した文字、図形などによって不織布に優れた美粧性が付与されるので、消費者の美観に訴えて、購買を喚起することができる。

上記デザインパターンを有する複合型の不織布は、本発明に係る新規な搬送ワイヤを備えた製造装置により効率良く製造することができる。

本発明に係る複合型不織布の様子を模式的に示した図である。 本発明に係る複合型不織布の製造をするのに好適な、一例となる製造装置について示した図である。 図２に示す製造装置で採用する搬送ワイヤを模式的に示した図である。

以下、本発明の一実施形態に係る複合型の不織布を、図を参照して説明する。
図１は複合型の不織布ＣＷｅｂを例示した模式図であり、（ａ）は格子状のデザインパターンＤＰ−１を有する不織布ＣＷｅｂ−１、（ｂ）は「Ｗｉｐｅｒ」の文字を含むデザインパターンＤＰ−２を有する不織布ＣＷｅｂ−２を示している。
本発明に係る不織布ＣＷｅｂは、合成繊維層とその上に配置されたパルプ繊維層とが一体化された複合型不織布である。そして、複合型不織布は上記パルプ繊維層を構成しているパルプ繊維の厚い部分と薄い部分とによって形成したデザインパターンを有するものである。

具体的には、図１（ａ）、（ｂ）で、相対的に厚い部分ＴＡと薄い部分ＷＡとの２つの部分が形成されており、薄い部分ＷＡに任意の文字や図形、更にはこれらの組合せとしてパターンを描く（表示）ように設計してある。そして、厚い部分とのコントラストにより全体としてデザインパターンＤＰ−１、ＤＰ−２を表示して、美粧性を備えた複合型不織布としている。

上記で文字や図形等のパターンを表示する薄い部分ＷＡは、紙における「透かし」の様に見える領域となる。なお、図１（ａ）、図１（ｂ）では薄い部分ＷＡとなりパターンを提示する領域を便宜的に濃い色で図示してある。これは例示したパターンの確認を容易とするためである。実際の複合型不織布（製品）では、前述したように透かし状となる。

パルプ繊維層の表面で、上記のパターンを提示する薄い部分は凹部、そして他の部分は相対的に厚い部分となって凸部となる。よって、本発明に係る複合型不織布は、パルプ繊維層に多数のデザインパターンを設定することで、結果として表面に多くの凹凸部を有する形態となる。このような形態を同じ坪量で平坦な不織布と比較すると、吸液性および拭取り性に優れ、ワイパーに好適な複合型不織布となる。

なお、図１では例示的に（ａ）で単純な格子状パターンを有する不織布、（ｂ）で「Ｗｉｐｅｒ」の文字パターンを有する不織布を例示したが、後述するように水流交絡部となる水流噴射装置で使用する搬送ワイヤに配置する型パターンを適宜に設計することで任意の文字、図形を表示できる。図形は図１（ａ）のように単純な格子柄だけでなく、花、動物など、また人物像、景色像などの図柄を採用してもよい。また、任意の文字や複数種の図柄を組合せてもよいのは勿論である。

上述した本発明の不織布ＣＷｅｂは、搬送ワイヤを工夫した新規な製造装置によって効率良く製造することができる。以下、更に図を参照して上記複合型不織布を製造する装置を説明する。
図２に示す複合型不織布の製造装置１は、上流側にパルプエアレイド部としてのエアレイド装置２、合成繊維層供給部としての合成繊維ウエブ供給装置３、そして積層形成部としてのサクション装置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。
搬送方向ＴＤで、これらの装置２、３、４より下流には、上流側から順に、水流交絡部としての水流噴射（ウオータジェット）装置５、脱水・乾燥部として乾燥装置６が配置されている。上記乾燥装置６の下流には連続して製造される複合型の不織布ＣＷｅｂを巻き取るための巻取装置７が更に設けてある。

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（開繊、とも称される）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ＦＰをエアレイドホッパ２３へと搬送するダクト２２などを有している。エアレイドホッパ２３は、その内部において、解繊されたパルプ繊維ＦＰが分散しながら降下し、下面に設定した積層位置２４に徐々に積み上がるように設計してある。
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ＦＰ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。

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ＦＰ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ＦＰ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。

なお、上記原料パルプＲＰとしては従来の公知のパルプを採用することができる。例えば、木材パルプを採用する場合には、材種としてラジアータパイン、スラッシュパイン、サザンパイン、スプルース、ダグラスファー等のＮＢＫＰが好ましく、解繊性や歩留まり等を考慮して適宜に選定すればよい。
さらに、原料パルプＲＰは、例示のようにロールパルプの形態で供給される場合が多いので、上記解繊装置２１としてハンマーミルやディスクミル型等を採用するのが好ましい。ここでの解繊処理は、必要に応じて一段或いは複数段としてもよい。
また、上記原料パルプＲＰと共に、コットン等の天然繊維や、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の合成繊維を追加配合するようにしてもよい。このような配合を採用する際には、別途エアレイドヘッドを追加してウエブ層を重ねるか、開繊したパルプを風送するダクトに別の繊維を混合する風送ラインを追加すればよい。

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、合成繊維ウエブ供給装置３が配置してある。この合成繊維ウエブ供給装置３には、予め準備された合成繊維ウエブＳＷがロール状とされてセットされている。合成繊維ウエブ供給装置３から合成繊維ウエブＳＷが引出され、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。
上記合成繊維ウエブＳＷとしては、スパンボンド法により形成された連続フィラメントのウエブを用いるのが好ましい。そして、ここでの合成繊維としては、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等から選択するのが好ましい。

積層位置２４に位置した、合成繊維ウエブＳＷの上に、前述したパルプ繊維ＦＰが載置される（積み重ねられる）こととなり、合成繊維ウエブＳＷは搬送ワイヤ４３上を下流側へ搬送される。
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、その上の合成繊維ウエブＳＷおよびパルプ繊維ＦＰに作用する。よって、上記積層位置２４を経て下流側に移動した積層状態のウエブは下側の合成繊維層（合成繊維ウエブＳＷ）と、その上に載置されたパルプ繊維層（パルプ繊維ＦＰにより構成されたパルプウエブ）とが積層された状態の予備的積層体ＰＷｅｂとなる。

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層はパルプ繊維ＦＰ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を下流側の水流噴射装置５内に搬送投入すると、水流（ウオータジェット）によってパルプ繊維ＦＰ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を上下から挟んで合成繊維ウエブＳＷ上でのパルプ繊維ＦＰの載置状態を安定化させる為の挟持ローラ２８、そして水流噴射装置５の上流側にパルプ繊維ＦＰに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の上方からウオ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、合成繊維ウエブＳＷ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。

上記挟持ローラ２８とプレウエット装置３０とは、水流噴射装置５内における水流交絡処理の円滑な実行のための前処理部と理解することができる。図２に示した前処理部は、好適構成例であり、挟持ローラ２８を省略した構成とすることも可能である。

水流噴射装置５は、前処理部２８、３０の処理を受けた予備的積層体ＰＷｅｂに高圧のウオ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層ＦＰと下側に位置する合成繊維層ＳＷとの一体化が促進された積層体が得られる。
図２で例示的に示している水流噴射装置５は、搬送方向ＴＤに沿って多段（図２では例示しているのは４段）に水流噴射ノズル５１が配置されている。第１段目の水流噴射ノズルを低圧で吹き付ける事により、上述したプレウエット装置３０の代用としてもよい。
図２では、搬送方向ＴＤに対して直角な方向（装置１の幅方向）におけるノズルの様子は図示していないが、幅方向においても複数の水流噴射ノズルが配置してある。

上記水流交絡処理をする際の水圧は、パルプ繊維層（ウエブ）と合成繊維層（ウエブ）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、上記水流噴射ノズル５１と対向するように、サクション装置５２が配設してある。水流噴射ノズル５１から出る高圧のウオータジェットを上側に位置しているパルプウエブに吹き付けつつ、下側に位置している合成繊維層の下側にサクション装置５２の吸引力を作用させる。水流噴射ノズル５１とサクション装置５２との協働作用によって、パルプウエブのパルプ繊維が下側の合成繊維ウエブの繊維に入り込んだ状態や、合成繊維ウエブ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。

水流噴射装置５には搬送ワイヤ５５が配設してある。搬送ワイヤ５５は前処理部２８の下流で予備的積層体ＰＷｅｂを受けて、水流噴射装置５内へと搬送する。搬送ワイヤ５５は水流噴射装置５の水流噴射ノズル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。

本発明に係る製造装置１では、新規な構成を有する搬送ワイヤ５５を採用している。ここで、さらに図を参照して搬送ワイヤ５５について説明する。図３は上述した薄い部分で表示するパターンを文字「Ｗｉｐｅｒ」とした場合の搬送ワイヤ５５の様子を一部拡大して示した図である。
搬送ワイヤ５５は、ワイヤの主要骨格を成す搬送ワイヤ本体５５１と、この搬送ワイヤ本体５５１上に配置され、前述したデザインパターンを形成するための型パターンとなるシート状部材５５２とにより構成されている。ここでのシート状部材５５２は、図１（ｂ）での薄い部分ＷＡに対応している。

上記搬送ワイヤ本体５５１は、メッシュ状に形成された樹脂製のワイヤである。この搬送ワイヤ本体５５１上にシート状部材５５２が配置され、シート状部材５５２により「Ｗｉｐｅｒ」の文字が描かれている。
搬送ワイヤ本体５５１を構成する樹脂としては、例えばポリエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ナイロン等を採用可能であるが、ポリエステルを採用するのが好ましい。そして、搬送ワイヤ本体５５１の開口率（％）は、好ましくは１０〜４０％、より好ましくは１５〜２５％に設定するのが望ましい。

そして、シート状部材５５２として例えばポリウレタン、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、ネオプレン、シリコンゴム、ＰＥ（ポリエチレン）等のシート状の樹脂を採用することができるが、ポリウレタンシートを採用するのが好ましい。シート状部材５５２は、周知の溶着技術を用いて搬送ワイヤ本体５５１上の定位置に配置することができる。例えば、ポリエステルである搬送ワイヤ本体５５１に対して、ポリウレタンよりなるシート状部材５５２を超音波により溶着することで、図３に示す搬送ワイヤ５５を作製することができる。
なお、後述するようにシート状部材５５２の部分は水流交絡時に水流を弱める（阻害する）ように作用するので、シート状部材５５２を配置する領域を、過度に大きく設定するのは好ましくない。合成繊維層とパルプ繊維層との交絡部分、すなわち接続部分が減少して不織布としての強度が低下することが懸念されるからである。その一方で、搬送ワイヤ５５は、上記したように予備的積層体ＰＷｅｂを下側から支持しつつ、水流噴射装置５内へと搬送する。そのときに水流噴射装置５の水流噴射ノズル５１とサクション装置５２との間で、水圧と負圧を受けるので耐久性も要求される。上記２つの観点からシート状部材５５２の形状は、例えば幅１〜５ｍｍの線形とし、厚さは０．３ｍｍ〜１．５ｍｍとするのが望ましい。

上記のように形成してある搬送ワイヤ５５上に予備的積層体ＰＷｅｂを載置して水流噴射装置５内へと投入すると、上方に配置してある水流噴射ノズル５１からパルプ繊維層に向けてウオータジェットが吹き付けられる。下側に位置している合成繊維層は相対的の剛性が高く繊維が動き難い。これに対して、上側に位置しているパルプ繊維層を構成しているパルプ繊維は比較的動き易ので、上方からウオータジェットを吹き付けられると下に向かって貫通し、パルプ繊維同士の交絡や下に位置した合成繊維層との接続も形成できる。よって、図２で例示している様に、パルプ繊維層に向けてウオータジェットを吹き付ける配置構成を採用するのが好ましい。

そして、上記のような交絡処理が進行する過程で、搬送ワイヤ５５のシート状部材５５２が存在する部分は、予備的積層体ＰＷｅｂに作用する吸引力を邪魔（阻害）するように機能する。その一方で、シート状部材５５２のない部分には吸引力が作用する。これによりシート状部材５５２以外の領域に、パルプ繊維が逃げ込むような（回り込むような）状態が形成される。その結果、シート状部材５５２に対応する位置にあるパルプ繊維層は薄い部分（凹部）となり、シート状部材５５２以外の領域にあるパルプ繊維層は厚い部分（凸部）となる。
上記で説明したような水流噴射装置５内での処理により、パルプ繊維の薄い部分と厚い部分によって形成されたデザインパターンを有するパルプ繊維層が形成される。

上記搬送ワイヤ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、水流噴射装置５を出るときには、パルプ繊維の薄い部分と厚い部分によりデザインパターンが形成された上側のパルプ繊維層と下側の合成繊維ウエブとの十分な交絡処理が実現される。
水流噴射装置５を出た直後は、ウエブはウエット状態であり、乾燥前にあってはパルプ繊維同士の結合は十分に確立されてはいない。

そこで、図２で示すように、水流噴射装置５の下流側にウエット状態のウエブから水を除くための乾燥装置６が配備してある。ここで例示する乾燥装置６は好適にはエアスルードライヤである。回転可能なドライヤ本体６１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６１の中心部側から外周に向かって放射状に吹き出す構成である。
エアスルードライヤは、前述したデザインパターンが形成されたパルプ繊維層に非圧縮の状態で乾燥を行うことが可能であるので、水流噴射装置５により上述のように形成されるデザインパターンが乾燥時の面圧により低減或いは消去されるという事態の発生を防止できる。
よって、ウエット状態のウエブが乾燥装置６から出るときには十分に乾燥されて繊維同士の結合も完了し、製品として完成した複合型の不織布ＣＷｅｂとなる。このように連続的に製造される複合型の不織布ＣＷｅｂは巻取装置７のローラ７１に巻き取られて一連の工程が完了する。

上述した製造装置１では、パルプ繊維層上に表現したいパターンを、搬送ワイヤ上にセットする型パターンを配置しパルプ繊維層に転写するという簡易な構成により、複合型不織布を簡単、効率的に製造することができる。
そして、前述した様に、製造された複合型不織布は、新たに付加された美粧性だけでなく、吸液性や拭取り性にも改善されているのでワイパーに好適な複合型不織布となる。

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 合成繊維ウエブ供給装置
４ サクション装置
５ 水流噴射装置
６ 乾燥装置
７ 巻取装置
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 水流噴射ノズル
５２ サクション装置
５５ 搬送ワイヤ
ＦＰ パルプ繊維（パルプ繊維層）
ＰＷｅｂ 予備的積層体
ＣＷｅｂ 積層体（複合型不織布）
ＳＷ 合成繊維ウエブ（合成繊維層）

Claims (2)

1. 合成繊維層の上にパルプ繊維層を積層して一体化してある複合型不織布であって、
   前記パルプ繊維層を構成するパルプ繊維の厚い部分と薄い部分とによって形成したデザインパターンを前記パルプ繊維層の表面側に有しており、
   前記デザインパターンは、前記薄い部分が透かし状に形成され、且つ、文字と図形との少なくとも一方を表示するように設けたパターンを含んでおり、
   前記パターンの幅は１〜５ｍｍである、ことを特徴とする複合型不織布。
2. 合成繊維層の上にパルプ繊維層を積層して一体化してあると共に、前記パルプ繊維層を構成するパルプ繊維の厚い部分と薄い部分とによって形成したデザインパターンを有しており、前記デザインパターンは、前記薄い部分が透かし状に形成され、且つ、文字と図形との少なくとも一方を表示するように設けたパターンを含んでいる複合型不織布を製造する製造装置であって、
   前記パルプ繊維層と前記合成繊維層との一体化を促進して積層体を得る水流交絡部を少なくとも含み、
   前記水流交絡部は、樹脂製よりなる搬送ワイヤ本体と、前記搬送ワイヤ本体上に配置され、前記デザインパターンを形成するための型パターンとなるシート状材とによって構成された搬送ワイヤを含み、更に、
   前記水流交絡部は、前記合成繊維層上に前記パルプ繊維層が積層された状態の交絡前の予備的積層体を前記搬送ワイヤに載置して搬送しつつ、上方から前記パルプ繊維層に向けてウオータジェットを吹き付ける水流噴射ノズルを含み、
   更に、前記型パターンの幅は１〜５ｍｍであり、厚さは０．３〜１．５ｍｍである、ことを特徴とする複合型不織布の製造装置。

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