JP7477356B2 - 複合型不織布およびその製造方法 - Google Patents
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Description
しかし、従来にあっては、上記の紙粉を効果的に抑制できる技術は未だ確立されていない状況にある。
また、ウエットテーバー値が5回以上であるものが望ましい。
本願の発明者等は、複合型不織布について鋭意に検討を行い、坪量(g/m2)および厚さ(mm)、そして、パルプ繊維ウエブ側の柔らかさ(TS7値(dBV2rms))および滑らかさ(TS750値(dBV2rms))について所定範囲内にあるように設計した複合型不織布は紙粉の発生が少なく、使用感においても優れることを確認して本発明に至ったものである。このような複合型不織布は、乾燥工程後に所定条件での熱エンボス処理を施すことにより製造することができる。
上記ティシューソフトネス測定装置TSAによる測定では、例えば試料台の振動を、試料台内部に設置した振動センサーで測定し、振動周波数を解析して、パラメータ化(TS値)する。振動周波数は、クリープ加工やエンボス加工といった構造的な寸法及びブレードの回転数に依存する。ブレード自身の水平振動の誘発(共振周波数:例えば6500Hz)は、サンプルの表面を進むとき、サンプルの凸部による瞬間的な遮断とブレードの振動に起因して起こる。低周波数側からの最初のスペクトルの極大ピークの強度をTS750値(dBV2rms)とし、共振周波数:6500Hzを含む(6500Hzの前後の)スペクトルの極大ピークの強度をTS7値(dBV2rms)とする。
そして、更に、吸水性能の指標である点滴吸水度については0.5~3.0秒、吸水量(T.W.A.:Total Water Absorbency)については300~490g/m2に設定してあるものが好ましい。上記点滴吸水度は、JIS L 1907に規定された吸水速度試験に準拠し、0.1mlの水滴が試験片の表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)を測定して得ることができる。また、上記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、乾燥重量を測定する。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する。水切りには、ペーパータオルを3×38mmにカットして使用する。そして、測定値を試料片1m2当たりの保水量(g/m2)に換算して得ることできる。
また、更に、耐久性の指標であるウエットテーバー値が5回以上であるように設計してあるのが好ましい。JISで規定されたテーバ試験機を用いて、回転する水平円盤に水で湿潤させた試料を取り付けて、砥粒結合体で成形された一対の摩擦輪を規定荷重のもとに加えて、ウエットテーバー値が少なくとも5回である耐摩耗性を備えているのが好ましい。
また、前記スパンボンド不織布の坪量は7.0~20.0g/m2とするのが好ましい。また、スパンボンド不織布は紡糸された樹脂繊維を接合する複数の融着点を含んで形成されており、前記融着点1個の面積が0.10~0.50mm2、融着点の単位面積当たりの面積率が7~20%、個数が10~150個/cm2であるものが好ましい。このようなスパンボンド不織布は適度の剛性を備えており、パルプ繊維ウエブと組み合わせて複合型不織布に採用するスパンボンド不織布として好適である。なお、上記融着点の形状については、特に限定はなく円形、楕円形、多角形等とすることができる。
また、上記パルプ繊維ウエブに関しては、ラジアータパイン、スラッシュパイン、サザンパイン、ロッジポールパイン、スプルース及びダグラスファーからなる群から選択された針葉樹晒クラフトパルプの繊維で形成されたものを採用するのが好ましい。
ウエブの搬送方向TDで、これらの装置2、3、4よりも下流には、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、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不織布WPを巻き取るための巻取装置8が更に設けてある。
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1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。
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。
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1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。
図1で例示的に示している水流交絡装置5は、搬送方向TDに沿って多段(図1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1では、搬送方向TDに対して直角な方向(ウエブの幅方向)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。
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。
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不織布を脱水する。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1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。
このように連続的に製造される複合型の複合型不織布WPは巻取装置8のローラ81に巻取られて一連の工程が完了する。
図2のエンボス装置EAは、パルプ繊維ウエブPFW側に接触する上側のエンボスロールa1と下側のプレーンな受けロールa2とを備えている。エンボスロールa1の外周面にはパルプ繊維ウエブPFWに形成する凹凸部パターンが刻設してある。一方、受けロールa2は外周面が平坦に形成されている。
上記エンボスロールa1と受けロールa2とは、式(ロール相当径)=(エンボスロール径)×(受けロール径)/{(エンボスロール径)+(受けロール径)}によって算出されるロール相当径が75~300mm、より好ましくは100~250mmであるように設計しておくのが望ましい。ここでのロール相当径とは、A. V. Lyons らが示した文献 (1990 TAPPI Finishing and Converting, P5) に基づくものであり、複合型不織布に施すエンボスの強さの指標となるものである。例えば、ロール相当径が75mm未満であると複合型不織布に施されるエンボスが入り難くなり、その一方で、ロール相当径が300mmより大きいと、エンボスが強くなり過ぎてしまう。また、設備上ランニングコストが大きくなり、さらに設置スペースが大きくなる等の問題も生じる。
エンボスの運転条件を上記範囲とすることで、複合型不織布のパルプ面に適切なエンボスが施され、複合型不織布使用時に発生する紙粉を確実に抑制することができる。これに関して、ロールニップ圧が低くすぎる、ロール間ギャップが広すぎる、エンボスロールの温度が低くすぎる、搬送スピードが速すぎると、複合型不織布に施されるエンボスが弱くなり、その結果として紙粉抑制の効果が小さくなる(使用時の紙粉が多くなる)。その一方で、ロールニップ圧が高すぎる、エンボスロールの温度が高すぎる、搬送スピードが遅すぎると、複合型不織布に施されるエンボスが強すぎとなり、複合型不織布を構成するスパンボンド不織布を傷め、またパルプ繊維ウエブ表面を荒らしてしまうことがあり、この場合も結果として使用時の紙粉が多くなってしまう。よって、上記した好適な範囲に設定することが肝要となる。
なお、上記エンボスロールa1および受けロールa2の材質については特に限定はないが、いずれについても金属ロールを採用するのが好ましい。
上記の条件を満たすように設定してあるエンボス装置EAで、加熱圧着する熱エンボス処理することでパルプ繊維ウエブPFW上に好適な凹凸部パターンを形成できる。下側に位置しているスパンボンド不織布SWの表面(複合型不織布WPの裏側)は、受けロールa2に接するので平坦状となる。
図3(c)はエンボスロールa1の表面faの一部を拡大して示した平面図である。図3(c)において、表面faの全面積(ここでは矩形の面積で示している)に対する、凸部EPが存在している面積(根本部を合計した面積)の割合であるエンボス部の面積率は2.0~15.0%、より好ましくは4.0~12.0%に設定しておくのが望ましい。
エンボスの高さ、面積率を上記範囲とすることで、複合型不織布のパルプ面に適切なエンボスが施され、複合型不織布使用時に発生する紙粉が抑制される。
また、エンボス凸部EPの形状(横断面形状)や配列の仕方については特に限定はないが、形状については図3(c)で示すような丸形としてもよいし、他に多角形、星形などを採用できる。配列について図3(c)で示すような整列型でもよいし、他に互い違い型としてもよい。
本発明に係る複合型不織布WPはエンボス処理が施されることにより、表面から飛び出す繊維を均す(寝かせる)事ができこれにより紙粉の発生を抑制できる。また、パルプ繊維ウエブPFWに加わる押圧力はカレンダー装置を用いて処理した場合と比較して格段に低いので、複合型不織布の表面に与えるダメージを低減できる。より詳細には、カレンダー装置を用いて処理した場合と比較して、図2で示したようなエンボス装置EAを採用すると、非エンボス部分の厚さはほとんど潰されずに残る(すなわち、非エンボス部の高さはエンボス処理前とほとんど変わらない)ことにより、手持ち感(しっかり感)や吸水性が損なわれないという特徴を有する、本発明の複合型不織布を得ることができる。
以下、上記製造装置でエンボス処理をして製造した実施例の複合型不織布について説明する。
坪量、厚さ、柔らかさを示すTS7値、滑らかさを示すTS750値が表1に示す通りになるように製造された、実施例1~5の複合型不織布、並びにその比較例1~7について、下記に示す基準により、複合型不織布使用時(乾燥状態)での脱落繊維の少なさ、手持ち感(しっかり感)、手持ち感(ゴワゴワしない)および吸水性についての官能評価をした。
1)脱落繊維の少なさ:複合型不織布使用時(乾燥状態)での脱落繊維
脱落繊維がほぼ見られない(優◎)、脱落繊維がややみられるものの、問題なく使用できるレベル(良○)、脱落繊維が多く使いづらい(不可×)
2)手持ち感(しっかり感):複合型不織布使用時の手持ち感
しっかり拭き心地が良い(優◎)、問題なく使用できるレベル(良○)、ペラペラと感じ、拭き心地が悪い(不可×)
3)手持ち感(ゴワゴワしない):複合型不織布使用時の手持ち感
適度にしなやかで拭き心地が良い(優◎)、問題なく使用できるレベル(良○)、ゴワゴワと固く感じ、拭き心地が悪い(不可×)
4)吸水性:複合型不織布使用時の吸水性を官能評価
水の吸い方、吸う量が特に優れたもの(優◎)、問題のないレベル(良○)、水の吸いが悪く使用感の劣るもの(不可×)
また、比較例2は、坪量と厚さが好適範囲未満であり、吸水性および耐久性も低いことが確認でき、これに応じた官能評価となっている。
また、比較例3は、坪量と厚さが好適範囲を超えている。これにより、手持ち感(ゴワゴワしない)の官能評価が劣ることが確認できる。
エンボス処理でのエンボスロールはエンボス部の面積率が2.0~15.0%、エンボスの高さが0.2~1.0mm、ロール相当径75~300mmであり、また搬送スピード150~280m/minであるのが好適範囲である。しかし、比較例4のエンボスロールは上記好適範囲未満であるか上記好適範囲を超えている。比較例5ついても、エンボスロールは上記好適範囲を超えているか上記好適範囲未満である。
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
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
TD 搬送方向
EA エンボス装置
a1 エンボスロール
a2 受けロール
Claims (8)
- スパンボンド不織布上にパルプ繊維ウエブを積層し一体化してある複合型の不織布であって、
坪量が52.0~88.0g/m2および厚さが0.28~0.47mmであり、且つ、前記パルプ繊維ウエブ側の柔らかさを示すTS7値が12.0~20.0dBV2rmsおよび滑らかさを示すTS750値が33.0~71.0dBV2rmsである、ことを特徴とする複合型不織布。 - 点滴吸水度が0.5~3.0秒、および吸水量(T.W.A.)が300~490g/m2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。
- ウエットテーバー値が5回以上である、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。
- 前記パルプ繊維ウエブの坪量が40.0~70.0g/m2、且つ、前記スパンボンド不織布と前記パルプ繊維ウエブとの重量構成比が40/60~10/90(wt%)である、ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の複合型不織布。
- 前記スパンボンド不織布の坪量が7.0~20.0g/m2であると共に、当該スパンボンド不織布が紡糸された樹脂繊維を接合する複数の融着点を含んで形成されており、前記融着点1個の面積が0.10~0.50mm2、前記融着点の単位面積当たりの面積率が7~20%、個数が10~150個/cm2である、ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の複合型不織布。
- 前記スパンボンド不織布は、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなる群から選択された1種類、又は2種類以上の混合で形成されている、ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の複合型不織布。
- 前記パルプ繊維ウエブは、ラジアータパイン、スラッシュパイン、サザンパイン、ロッジポールパイン、スプルース及びダグラスファーからなる群から選択された針葉樹晒クラフトパルプの繊維からなる、ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の複合型不織布。
- スパンボンド不織布上にパルプ繊維ウエブを積層し一体化してある複合型不織布の製造方法であって、
前記パルプ繊維ウエブと前記スパンボンド不織布との一体化を促進して積層体を得る水流交絡工程と、前記水流交絡工程の後に前記積層体を乾燥する乾燥工程とを少なくとも含み、
前記乾燥工程の後に前記パルプ繊維ウエブ側に熱エンボス処理を施す熱エンボス工程を更に含み、
前記熱エンボス工程では、式(ロール相当径)=(エンボスロール径)×(受けロール径)/{(エンボスロール径)+(受けロール径)}によって算出されるロール相当径が75~300mmであるエンボスロールと受けロールとを用い、
前記エンボスロールは、エンボス部の面積率が2.0~15.0%、およびエンボスの高さが0.2~1.0mmであり、
前記熱エンボス工程では、搬送スピードを150~280m/min、ロール間のギャップを0~0.3mm、ロールニップ圧を1.0~6.0MPa、エンボスロールの温度を80~150℃に設定してあり、
製造される複合型不織布は、坪量が52.0~88.0g/m 2 および厚さが0.28~0.47mmであり、且つ、前記パルプ繊維ウエブ側の柔らかさを示すTS7値が12.0~20.0dBV 2 rmsおよび滑らかさを示すTS750値が33.0~71.0dBV 2 rmsである、ことを特徴とする複合型不織布の製造方法。
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