JPH04370263A

JPH04370263A - シート製造法

Info

Publication number: JPH04370263A
Application number: JP17059891A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Oku; 恭行奥
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1991-06-14
Publication date: 1992-12-22
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JP2939008B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、従来の方法では抄紙が
困難な繊維を離解分散し、水性スラリーを調製し、湿式
抄造法によりシートを抄造した後、繊維のもつれを解し
ながら、シートを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、短繊維あるいは短繊維状物をシー
ト状に加工する方法としては、湿式法と乾式法があげら
る。

【０００３】その内で地合が良好で均一なシートを形成
する方法として、湿式抄紙法が一般的な方法として広く
用いられている。この方法は、通常、水の中に繊維を分
散させたスラリーをワイヤーのような多孔性の支持体上
に流し、水をワイヤーの下から除去し、形成されたウェ
ブをプレス、乾燥工程を適宜組み合わせシートを製造す
る方法である。

【０００４】しかしながら、乾式法に比べると、用いる
ことができる繊維の繊維長が短く、シート強度が弱いと
いう欠点がある。用いる繊維の繊維長が短い理由として
、次のことが上げられる。

【０００５】繊維を均一に分散する工程は、先ず繊維を
離解する工程、すなわち、複数の繊維が接したかたまり
、あるいはカットされた繊維が束になったものを離解す
る工程と離解した繊維を多量の水中に均一に分散する工
程とに分けて考える必要がある。

【０００６】離解に関して、水中に投入するだけで容易
に解れる繊維、あるいは界面活性剤を添加することで解
れる繊維に関しては問題はない。この後、適宜、高粘度
の溶液を加えることで均一な分散状態が得られる。繊維
長が長い繊維も分散濃度を低く抑えること、分散中の撹
拌を弱く行うことで均一分散は可能である。

【０００７】しかしながら、繊維を解すのに何等かの機
械的処理を施す必要がある繊維に関しては繊維長が非常
に重要な要因となる。繊維長が１５ｍｍを超えるような
繊維、繊維長（Ｌ）と繊維径（Ｄ）の比（Ｌ／Ｄ、アス
ペクト比）が大きい繊維は、この離解の工程で繊維が絡
み、よれたり、もつれたりし、次の分散工程でもこの欠
点は改善されず、均一な分散が困難で、地合の良好な均
一なシートを得ることができない。

【０００８】また、湿式抄造法を応用法として特開昭４
６−７６０９号公報、特公昭５２−１２２８３号公報、
特開昭４９−５５９０７号公報、特開昭４９−５５９０
８号公報、Ｔａｐｐｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．５５
，Ｎｏ．５，１９７２、Ｔａｐｐｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ，
Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．１，１９７４Ｐｕｌｐ　ａｎｄ　
Ｐａｐｅｒ　Ｃａｎａｄａ，Ｖｏｌ．７６　Ｎｏ．２，
１９７５　等で記載されている方法は、水ではなく泡を
用い繊維を分散し、抄紙する方法である。この方法は発
泡媒体を用い、その中で繊維を分散し、繊維は特定の泡
の径、空気と気体の比率を有する媒体中で離解分散され
、この発泡媒体をワイヤー上に供給し、サクションによ
り泡を取り除き、ウェブを形成し、地合の良いシートを
得る方法が示されている。長い繊維すなわち不織布を得
るのに適した方法と記されている。

【０００９】しかしながら、この方法では、泡を用いて
いるため、泡を含むスラリーの搬送、ウェブから泡を取
り除くためにワイヤーの下から強力なサクションが必要
なこと、吸引した泡の処理が問題となってくる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を解決するものであり、繊維長の長い、繊維長と繊
維径の大きな、離解の困難な繊維を容易に離解し、しか
も通常の湿式抄紙法を用い抄造し、地合の良好な均一な
シートを得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記の課題を
解決するため鋭意研究を行った。その結果、界面活性剤
を用い、起泡させ、発泡媒体中で繊維を離解し、さらに
高粘度溶液を加え、離解繊維を安定させた後、消泡剤を
添加し消泡し、泡を実質的に含有しないスラリーを調製
し、通常の湿式抄造法と全く同じ方法でウェブを得た後
、高圧柱状水流を噴射することで、地合の良好なシート
を得ることが可能であることを見いだした。本発明はこ
られの知見により達成されたものである。

【００１２】すなわち、本発明は、繊維、水、起泡性の
高い界面活性剤を混合したスラリーに、強い機械的処理
を加え、起泡させ、さらに処理を継続し、繊維の離解分
散を行い、このスラリーに高粘度溶液を加えたのち、消
泡剤を添加し、消泡を行い、該スラリーを用い抄紙した
後、さらに高圧柱状水流を噴射し、繊維のもつれを解し
ながら、同時に強固な３次元交絡を発現させることを特
徴とするシート製造法に関するものである。

【００１３】以下、本発明の詳細な説明を行う。

【００１４】本発明で用いる繊維に特に限定はない。離
解が容易な繊維はもちろん、離解が困難な繊維に特に有
効である。

【００１５】離解が困難な繊維とは、繊維長が長く、離
解を行うために機械的処理が必要な繊維を指す。

【００１６】繊維長の長い繊維とは、具体的には繊維長
１５ｍｍ以上、もしくは繊維長（Ｌ）と繊維径（Ｄ）の
比（Ｌ／Ｄ、アスペクト比）が１５００以上の繊維を指
す。しかしながら、繊維長の上限としては、繊維長４０
ｍｍ以下、アスペクト比の上限が６０００以下のものが
好ましい。繊維径が４０ｍｍを超える繊維や、アスペク
ト比が６０００を超える繊維は本発明の方法を用いても
離解分散が困難である。このような繊維は、離解後、ス
ラリーをワイヤー上に搬送する工程でスラリーの流れの
中で絡みやすいためである。

【００１７】離解に機械的処理が必要とされる繊維には
次のようなものが上げられる。繊維を一定の長さにカッ
トするとき切断末端が熱等で融着したもの、紡糸中に繊
維同士が接触し融着したものは、複数の繊維が集まり束
状になっている。また繊維をカットするとき繊維を集束
させる必要から、油剤が塗られており、この影響で繊維
が束になっているものもある。こられ繊維束を離解する
には強撹拌のような強い機械的処理が必要で、長い繊維
はこの過程で絡みつく。絡みを防止するため繊維が絡ま
ないような緩やかな撹拌では繊維束は離解しない。

【００１８】すなわち本発明の方法は、緩やかな機械的
処理では未離解繊維が多く生じ、強撹拌のような強い機
械的処理を行とと繊維が絡みつくような繊維に特に有効
である。

【００１９】用いる繊維の種類としては天然繊維、有機
繊維、無機繊維等が使用可能である。

【００２０】天然繊維としては木材パルプ、麻パルプ、
コットンリンター等の繊維、有機繊維としてはレーヨン
等の再生繊維、あるいはポリエステル、ポリオレフィン
、ナイロン、アクリル、芳香族ポリアミド、芳香族ポリ
エステル等の繊維、無機繊維としてはガラス繊維、炭素
繊維等の繊維が例示される。

【００２１】繊維の形状は短繊維状のもの、あるいは枝
別れ構造をとるパルプ状のものでもよい。また、離解の
過程で、枝別れ構造に変化するものであっても良い。

【００２２】用いる界面活性剤は起泡性の良いものを用
いることが必要である。起泡性の悪いものは撹拌中に繊
維が絡むため好ましくない。

【００２３】界面活性剤は、アニオン系、カチオン系、
ノニオン系、両性に分類される。アニオン系界面活性剤
としては、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸
塩、リン酸エステル塩等が上げられる。カチオン系界面
活性剤としてはアミン塩、アンモニウム塩等が上げられ
る。ノニオン系界面活性剤としてはエーテル型、エステ
ル型、アミノエーテル型、エーテルステル型、脂肪酸ア
ルキロールアマイド型等が上げられる。両性界面活性剤
としてはアミノ酸型、ベタイン型等が上げられる。これ
らの中から、起泡性の良好なものを適宜選択し用いれば
よい。また、ここから外れるものであっても、起泡性の
良好なものであれば問題はない。

【００２４】上記界面活性剤の使用量としては、界面活
性剤の起泡性に差があるため限定はできないが、スラリ
ーの量に対して、０．０５％重量以上添加すればよい。あまりに多量に添加すると、後で添加する消泡剤が多量
に必要となるため好ましくない。

【００２５】さらに、表面調製剤、濡れ剤、洗浄剤、帯
電防止剤、柔軟仕上げ剤等の機能を有するものであれば
更に好ましい。また、上記界面活性剤に、これらの効果
のある成分を適宜混合してもよい。但し、用いる界面活
性剤の起泡性を損なうものであってはならない。

【００２６】また、泡の大きさはできるだけ細かい泡の
立つものが好ましい。

【００２７】次ぎに、離解、分散、およびシート製造法
について説明を行う。

【００２８】まず水中に繊維、界面活性剤を入れ、強い
機械的処理を行う。機械的処理としては、繊維の束にせ
ん断力を加える方法があげられる。さらに具体的には、
高速ミキサーなどで強撹拌を加える方法や、空気を高速
で吹き込み泡立てる方法が適している。また、空気を吹
き込みながら強撹拌を行うことで起泡が促進される。起
泡性の界面活性剤と共に機械的処理を行うため、繊維が
泡に囲まれており、処理によるダメージから繊維を保護
するという予想外の効果もある。また、離解を促進する
目的で、最初に水と繊維のみを繊維が絡まない、繊維が
ダメージを受けない程度の機械的処理を行う、すなわち
予備離解を行うことも効果的である。

【００２９】起泡中で撹拌等の機械的処理を継続し、未
分散繊維束がなくなった後、高粘度の溶液を投入する。あるいは、高粘度の溶液に、離解したスラリーを投入す
る。高粘度溶液は高分子ポリアクリルアミドやポリエチ
レンオキサイド、カルボキシメチルセルロース、あるい
は界面活性剤等、粘度の高いものであればよい。また、
この他、水性エマルジョン等の粘度の高いものも使用可
能である。高粘度溶液の使用量は各種液体の粘度により
差があるので、消泡後、繊維が均一に分散できる量を予
め予備実験で確認し適量投入することが好ましい。

【００３０】その後、緩やかに撹拌を行い、消泡剤を適
宜添加し、消泡しスラリーとする。消泡剤は、シリコン
系、ワックス系、ポリアルキレングリコール系等が使用
可能である。高粘度溶液より先に消法剤を添加すると泡
の中での分散効果がなくなり、繊維が絡み好ましくない
。

【００３１】まとめると、泡の中で離解を行い、同時に
絡まりを防止し、高粘度溶液で安定化した後、消泡を行
うことで、均一なスラリー製造が可能になる。高粘度溶
液を加える前に消泡剤を添加すると、分散が損なわれ、
繊維が絡みつくため好ましくない。

【００３２】このようにして調製したスラリーを、通常
の湿式抄紙法と同じ方法で、抄紙機で抄造することがで
きる。

【００３３】本発明の離解分散方法以外の、従来までの
方法ではとうてい離解分散できない繊維でも、本発明の
方法を用いることでシートの未離解、繊維の絡みは格段
に減少する。しかしながら、以上のような方法で抄造し
ても、やはり若干、繊維の絡み、未離解が見られる場合
がある。このようなシートの絡みは、従来の方法により
発生する繊維の絡みに比べると、柔らかく、緩やかであ
る。また、未離解繊維の束もきわめて微小である。そこ
で、得られたウェブに高圧柱状水流を噴射することで、
これらの絡み、未離解はほぐれて、均一なシートを得る
ことが可能になるとともに、繊維が３次元的に交絡し、
強度の大きいシートを得ることができる。

【００３４】水流噴射方法は、ウェブあるいはシートを
単層あるいは複数枚積層し、５０〜２００メッシュ程度
の支持体上に載せ、上方から水流を噴射する。以下に水
流噴射を適正に行うための条件を述べる。

【００３５】水流を噴射するためのノズルの径は、絡み
、未離解繊維をほぐし、かつ、地合を良好に保つために
１０〜５００μｍの範囲が好ましい。ノズルの間隔は１
０〜１５００μｍが好ましい。

【００３６】これらのノズルはウェブ、シートの種類、
坪量、加工速度、水圧を考慮し、ノズルヘッドの数を変
え用いることができる。また、水流噴射回数も任意に選
ぶことができる。

【００３７】水圧は１０〜２５０ｋｇ／ｃｍ２の範囲で
用いることが好ましい。加工速度は５〜２００ｍ／分の
範囲で用いることが可能である。

【００３８】水圧が低いと、からみや未離解繊維がほぐ
れない。また、水圧が必要以上に高いと地合が乱れたり
、シートが破損し好ましくない。

【００３９】水圧は加工初期から終盤にかけて順次圧力
を上げて行くことにより、面質を阻害することがなく、
地合の良好なシートの形成が可能である。かつ、強固な
交絡を同時に行うことができる。また、ノズル径または
／およびノズル間隔を順次小さくすることも可能で、や
はり不織布の面質が向上する点から好ましい。また、ノ
ズルのヘッダーを回転運動させること、左右に振動させ
ること、あるいはウェブの支持ワイヤーを左右に振動さ
せることで、さらに面質を改良することも可能である。さらに、交絡後、ノズルとウェブの間に４０〜１００メ
ッシュの金網を挿入し、柱状水流を散水化しウェブに噴
射することでも面質改良を行うことが可能である。さら
に、交絡終了直前あるいは、直前と２列前の水圧を下げ
ることでも容易に面質の向上を図ることが可能である。

【００４０】水流噴射の方法は片面のみ、あるいは両面
への噴射を行うことができる。また、さらにシートを積
層し、水流の噴射を行うことも可能である。

【００４１】このように水流を噴射した処理を施した後
、余分な水分を吸引あるいはウェットプレスなどの方法
で取り除いた後、エアードライヤー、エアースルードラ
イヤー、あるいはサクションドラムドライヤー等を用い
、乾燥を行うことができる。

【００４２】

【作用】本発明の方法は、離解が容易な繊維のみならず
、離解が困難な繊維を均一に分散し、抄造し、さらに高
圧柱状水流で処理することで、地合の良好な強度に優れ
たシートを製造する方法として有効に作用する。

【００４３】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明
するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。実施例において記載の部、％はすべて重量によるもので
ある。

【００４４】得られたシートは坪量、厚み、引張強度を
測定した。厚みは、２０ｃｍ角のシートを１０枚用意し
、各シートの任意の１０点を測定し、平均と標準偏差を
求めた。標準偏差の小さなシートほど均一であると考え
られる。また、剛軟度はＪＩＳ−Ｌ１０９６に記載され
た４５度カンチレバー法を用い測定し縦横の平均値を示
した。

【００４５】また、不織布の地合は目視により、◎が大
変良い、○良い、△やや悪い、×悪いの４段階で評価し
た。不織布の肌触りも手触りにより、◎が大変良い、○
良い、△やや悪い、×悪いの４段階で評価した。実施例
１〜３、比較例１〜２のシートの結果を表１に示す。

【００４６】実施例１主体となる繊維は０．４ｄのポリエチレンテレフタレー
ト繊維のトウをギロチンを用い繊維長２０ｍｍにカット
した。カットする工程で、切口が一部融着し、緩やかな
撹拌では繊維が束のままで、いわゆる未離解繊維のまま
である。この束を離解させようと強い撹拌を加えると、
繊維同士が絡みつくため、いずれの方法でも均一な分散
は不可能であった。水中に該主体繊維（０．４ｄ×２０
ｍｍ、ポリエチレンテレフタレート繊維）、さらにバイ
ンダー繊維（芯鞘タイプ、鞘融点１１０℃、２ｄ×５ｍ
ｍ、ポリチレンテレフタレート繊維）を９０／１０の割
合で添加し、ついで起泡性の良いアニオン性界面活性剤
アルキルベンゼンスルホン酸ソーダを該スラリーに対し
０．０２重量％混合し、高速ミキサーで起泡させながら
強撹拌を行った。泡の中で繊維が離解したこと、すなわ
ち未離解繊維が見られないことを確認し、０．１％高分
子ポリアクリルアミド水溶液（高粘度溶液）を水でさら
に０．０２％に希釈した水溶液中に投入し、往復反転式
撹拌機（島崎製作所製、アジター）で撹拌し、シリコン
系消泡剤を加え、消泡したことを確認した。濃度０．１
５％のスラリーを調製した。目視により、繊維が均一に
行われていることが確認された。このスラリーを用い、
円網抄紙機で坪量４０ｇ／ｍ２のシートを抄造した。こ
のシートを２枚積層し、シートを１００メッシュのステ
ンレス製の支持体上に載せ、上方より高圧柱状水流を噴
射し、バインダー繊維と主体繊維の接着を切ると同時に
、シート内に存在する、微小な未離解繊維、弱い繊維の
絡みを解しつつ、新たに繊維の３次元交絡を行った。

【００４７】交絡はノズルヘッドを５ヘッド用いた。第
１ヘッドのノズルはノズル径１２０μｍ、ノズル間隔１
．２ｍｍ、２列で水圧５０ｋｇｆ／ｃｍ２、第２ヘッド
はノズル径１２０μｍ、ノズル間隔１．２ｍｍ、２列で
水圧６０ｋｇｆ／ｃｍ２、第３ヘッドはノズル径１２０
μｍ、ノズル間隔０．６ｍｍ、２列で水圧８０ｋｇｆ／
ｃｍ２、第４ヘッドはノズル径１００μｍ、ノズル間隔
０．６ｍｍ、１列で水圧６０ｋｇｆ／ｃｍ２、第５ヘッ
ドはノズル径１００ｍｍ、ノズル間隔０．６ｍｍ、１列
で水圧３０ｋｇｆ／ｃｍ２である。片方の面に水流を噴
射した後、次に反対の面にも同様の処理を行った。この
交絡シートをサクションスルードライヤーを用い、１０
０℃で乾燥を行い、地合の良好なシートを得ることがで
きた。

【００４８】実施例２水中に主体繊維（０．４ｄ×２０ｍｍ、ポリエチレンテ
レフタレート繊維）、熱水可溶性ビニロン繊維（ＶＰＷ
、繊維径１μｍ、繊維長３ｍｍ、クラレ社製）を９５／
５の割合、界面活性剤をドデシルベンゼンスルホン酸ナ
トリウムを用い、以下実施例１と同様の方法で坪量８０
ｇ／ｍ２のシートの抄造を行い、乾燥を行った。　　実
施例１同様、未離解繊維、絡んだ繊維を解しつつ、新た
に繊維の３次元交絡を行った。実施例１同様、地合の良
好なシートが得られた。

【００４９】実施例３水中に主体繊維（０．５ｄ×２０ｍｍ、ポリプロピレン
繊維）を添加後、湿潤剤（ＳＮウエット３６６、サンノ
プコ社製）を少量添加し、１０秒間予備離解を行った。さらに界面活性剤をドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウムを用い、以下実施例１と同様の方法で坪量４０ｇ／
ｍ２のシートの抄造を行い、乾燥は行わず、引き続き、
実施例１と同じ条件で水流を噴射し、シートを得た。そ
の結果、地合の良好なシートが得られた。

【００５０】比較例１実施例１と同様の繊維配合で、界面活性剤を起泡性の弱
いノニオン系分散剤を繊維重量に対し３重量％になるよ
う水中で繊維と共に混合し、緩やかな撹拌を行う目的で
、アジターで撹拌を行ったが、繊維の未離解が多く残っ
た。さらに実施例１と同様の高分子ポリアクリルアミド
を加えたが、繊維の未離解は殆ど減少しなかった。抄紙
後得られたシートも地合は良くなかった。このシートを
実施例１と同様の方法で水流の噴射を行った。このシー
トを透過光により観察したところ、未離解繊維はほぼな
くなったものの、未離解繊維が存在した部分とみられる
ところが他の部分に比べ、明らかに厚く、地合は良好と
は言えなかった。

【００５１】比較例２比較例１での撹拌を強撹拌が可能なパルパーを用い行っ
た。撹拌を継続すると、未離解の繊維は殆ど見られなく
なったが、未離解繊維が減少すると同時に繊維が絡まっ
た。実施例１で使用したポリアクリルアミドを混合し、
さらにアジターで緩やかに撹拌したが、絡みは解けず均
一なスラリーが得られなかった。抄紙後得られたシート
を実施例と同様の方法で水流噴射処理を行った。このシ
ートを透過光により観察したところ、繊維の絡みははっ
きり観察され、絡みは高圧柱状水流でも消えず、地合は
良好とは言えなかった。

【００５２】

【表１】

【００５３】実施例のシートは比較例のシートに比べ、
地合が良好で、繊維が均一にシート化されているため、
厚みむらも少なく、強度が大きく。肌触りに優れる。

【００５４】実施例４実施例２で得た、積層前のシートにさらに未叩解（カナ
ダ標準濾水度６５０ｍｌ）のカナディアンレッドシーダ
ーの晒しクラフトパルプの坪量３０ｇ／ｍ２のシートを
積層し、パルプ面から水流を噴射した。但し、第１ヘッ
ドから第５ヘッドの水圧を順には５０、６０、８０、６
０、３０ｋｇｆ／ｃｍ２で行った。次に反対の面に同じ
水圧で水流の噴射を行った。得られたシートは地合が良
好で、肌触りもよく、層間での剥離も見られなかった。

【００５５】

【発明の効果】本発明の方法を用いることで、離解が容
易な繊維はもちろん離解が困難な繊維を均一に分散し、
通常の湿式抄紙法で一旦シートあるいはウェブを得た後
、水流を噴射することで地合の良好で、肌触りが良く、
強度が大きなシートを得ることが可能になる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　繊維、水、起泡性の高い界面活性剤を
混合したスラリーに、強い機械的処理を加え、起泡させ
、さらに処理を継続し、繊維の離解分散を行い、このス
ラリーに高粘度溶液を加えたのち、消泡剤を添加し、消
泡を行い、該スラリーを用い抄紙した後、さらに高圧柱
状水流を噴射し、繊維のもつれを解しながら、同時に強
固な３次元交絡を発現させることを特徴とするシート製
造法。