TWI597400B - Non-woven and non-woven manufacturing methods - Google Patents
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Description
本發明是關於不織布,特別是關於最佳應用在擦布的不織布。此外,本發明又關於上述不織布之製造方法。
先前技術已知有特徵為對沿著吸引部轉繞之明細孔圖形網移送水分率為50~85重量%之纖維薄片,以該纖維薄片保持在明細孔圖形網上的狀態對該纖維薄片進行吸引,並且於該吸引的同時或者於該吸引的前後對纖維薄片噴吹具有5kcal/kg以上之熱量的水蒸氣,使纖維薄片形成有對應明細孔圖形網的圖案,然後於乾燥步驟使其乾燥藉此獲得有圖案之膨鬆紙的膨鬆紙之製造方法(例如專利文獻1)。利用該製造方法製成的膨鬆紙,是使用在廚房紙、紙巾、面紙等擦布。根據該膨鬆紙的製造方法時,是可製造出厚度大、吸水性高、柔軟度優異並且具有適度結實性的膨鬆紙。
[先行技術獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2000-34690號公報
不織布使用做為擦布時,除了需要厚度大、吸水性高、柔軟度優異並且具有適度結實性之外,擦拭時能夠有效去除污垢也很重要。特別是,使用者使用擦布時並不會去注意到擦布的機械方向及寬度方向,因此不管使用擦布擦拭對象物時的方向是否為擦布的機械方向或者是擦布的寬度方向都要能夠有效清除污垢就成為重要的課題。
於是,本發明,就以提供一種即使擦拭方向為不織布之機械方向或寬度方向都能夠有效清除污垢的不織布及不織布之製造方法為目的。
本發明,為了解決上述課題,是採用以下的構成。
即,本發明的不織布之製造方法,包括:將含有水分的抄紙原料供應在往一方向移動的帶上,在該帶上形成紙層的步驟;對紙層噴射高壓水流,使紙層朝機械方向延伸,在表面形成有間歇性排列在寬度方向之凹部的步驟;將高壓水流噴射後之紙層附著在旋轉的圓筒形烘乾機表
面,藉此使高壓水流噴射後之紙層乾燥成為10%~45%以下的水分率之步驟;將附著在圓筒形烘乾機表面的紙層經由調節刀從其表面拉開藉此在紙層形成有縐的步驟;及從蒸氣噴嘴將高壓水蒸氣噴射在形成有縐之紙層藉此使具有比凹部之寬度還大之寬度且朝機械方向延伸的的溝槽部於保留有形成在紙層之縐的同時形成在紙層之表面的步驟。
此外,本發明的不織布,具有縱向、與縱向成交叉的橫向;對縱向及橫向成垂直的厚度方向;對厚度方向成垂直之一方的面;及於厚度方向對一方的面成相向之另一方的面,構成為於一方的面具有朝縱向延伸排列在橫向的溝槽部,和,於一方的面及另一方的面具有朝橫向延伸排列在縱向的縐。
根據本發明時,是可獲得即使擦拭方向為不織布之機械方向或寬度方向都能夠有效清除污垢的不織布。
1‧‧‧不織布製造裝置
11‧‧‧原料供應頭
12‧‧‧高壓水流噴嘴
13‧‧‧吸筒
14‧‧‧蒸氣噴嘴
15‧‧‧吸引箱
16‧‧‧紙層形成用輸送帶
17‧‧‧吸引撿拾器
18、19‧‧‧紙層搬運用輸送帶
20、22‧‧‧乾燥用烘乾機
21‧‧‧捲繞機
23‧‧‧紙層
26‧‧‧調節刀
31‧‧‧高壓水流
32‧‧‧凹部
41‧‧‧紙層形成帶
51‧‧‧高壓水蒸氣
52‧‧‧縐
53‧‧‧溝槽部
57‧‧‧起毛
第1圖為本發明一實施形態的不織布之製造方法所使用的不織布製造裝置說明圖。
第2圖為表示高壓水流噴嘴一例圖。
第3圖為表示高壓水流噴嘴之噴嘴孔一例圖。
第4圖為高壓水流使紙層之纖維彼此交錯的原理說明圖。
第5圖為高壓水流噴射後之紙層寬度方向的剖面概略圖。
第6圖為表示高壓水蒸氣噴嘴之一例圖。
第7圖為表示高壓水蒸氣噴嘴之噴嘴孔一例圖。
第8圖為高壓水蒸氣使紙層之纖維鬆開以致紙層膨鬆變高的原理說明圖。
第9圖為高壓水蒸氣噴射後之紙層的一部份經切出後的概略立體圖。
第10圖為表示本發明一實施形態之不織布表面的顯微鏡相片。
以下,參照圖面對本發明一實施形態的不織布之製造方法進行說明。第1圖為本發明一實施形態的不織布之製造方法所使用的不織布製造裝置1說明圖。
首先,將含有纖維懸濁液等水分的抄紙原料供應至原料供應頭11。供應至原料供應頭11的抄紙原料,是從原料供應頭11供應在紙層形成用輸送帶16的紙層形成帶上,且堆積在紙層形成帶上。紙層形成帶,以具有蒸氣可通過之透氣性的支撐體為佳。例如可將金屬網、毛毯等做為紙層形成帶使用。
供應至原料供應頭11的抄紙原料所使用的纖維,例如以纖維長20mm以下的短纖維為佳。對於上述的短纖維,例如可採用針葉樹或闊葉樹的化學紙漿;半化學紙漿及機械紙漿等木材紙漿;對該等木材紙漿進行化學處理的絲光化紙漿及鍵結紙漿;麻或綿等非木材系纖維以及嫘縈纖維等再生纖維這類的纖維素系纖維;以及聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維及聚醯胺纖維這類的合成纖維等。抄紙原料所使用的纖維,特別是以木材紙漿、非木材紙漿、嫘縈纖維等纖維素系纖維為佳。
堆積在紙層形成帶上的抄紙原料是藉由吸引箱15適度地脫水形成紙層23。紙層23是通過被配置在紙層形成帶上的兩台高壓水流噴嘴12和夾著紙層形成帶被配置在高壓水流噴嘴12相向位置的兩台吸引箱15之間。高壓水流噴嘴12是對紙層23噴射高壓水流。吸引箱15是吸取該高壓水流噴嘴12所噴射後的水進行回收。從高壓水流噴嘴12使高壓水流噴射在紙層23,於紙層23的表面就會形成有凹部。
高壓水流噴嘴12的一例如第2圖所示。高壓水流噴嘴12,是將排列在紙層23之寬度方向(CD)的複數高壓水流31朝紙層23噴射。其結果於紙層23的表面,就會形成有間歇性排列在紙層23之寬度方向(CD)朝機械方向(MD)延伸的複數凹部32。
高壓水流噴嘴12之噴嘴孔的一例如第3圖所示。高壓水流噴嘴12的噴嘴孔121,例如是排成一列配
置在紙層的寬度方向(CD)。噴嘴孔121的孔徑,以90~150μm為佳。噴嘴孔121的孔徑若小於90μm,則會有嘴噴容易堵塞的清況。噴嘴孔121的孔徑若大於150μm,則會有處理效率差的情況。
噴嘴孔121的孔間距[鄰接在寬度方向(CD)之孔的中心間距離],以0.5~1.0mm為佳。噴嘴孔121的孔間距若小於0.5mm,則會有噴嘴的耐壓降低造成破損的情況。此外,噴嘴孔121的孔間距若大於1.0mm,則會有纖維交錯不足的情況。
當紙層23承受高壓水流時,如第2圖所示在紙層23會形成有凹部32並且紙層23的纖維彼此會交錯,因此紙層23的強度就會變高。接著,對紙層23承受高壓水流時紙層23的纖維彼此會交錯的原理參照第4圖進行說明。但是,該原理並不是要限定本發明。
如第4圖所示,當高壓水流噴嘴12將高壓水流31噴射在紙層23時,高壓水流31會通過紙層23及紙層形成帶41。如此一來,紙層23的纖維就會朝高壓水流31要通過紙層形成帶41的部份42內縮。其結果,紙層23的纖維就會朝高壓水流31要通過紙層形成帶41的部份42集聚,藉此使纖維彼此交錯。
紙層23的纖維彼此交錯會讓紙層23的強度變高。如此一來,於後續的步驟,即使高壓水蒸氣朝紙層23噴射,但紙層23開孔或紙層23破損或吹散等情況也會變少。此外,即使抄紙原料不添加紙力增強劑還是能夠
讓紙層23的濕潤強度增加。
紙層23通過兩台高壓水流噴嘴12和兩台吸引箱15之間後的位置(第1圖的符號24)於寬度方向的剖面概略圖如第5圖所示。高壓水流會讓紙層23的表面形成有凹部32。於紙層23經高壓水流噴射後的面之相反側的面,是形成有紙層形成帶之圖案所對應的圖案(未圖示)。
然後,如第1圖所示,紙層23是由吸引撿拾器17傳送至紙層搬運用輸送帶18。再加上,紙層23會被傳送至紙層搬運用輸送帶19,接著,又被傳送至乾燥用烘乾機20。
乾燥用烘乾機20,是要烘乾被高壓水流噴射後的紙層23。對於乾燥用烘乾機20,例如可採用楊克式烘缸。乾燥用烘乾機20,包括旋轉之圓筒形烘乾機,圓筒形烘乾機的表面是利用蒸氣等加熱成約160℃。乾燥用烘乾機20,是將紙層23附著在旋轉之圓筒形烘乾機的表面對紙層23進行烘乾。
乾燥用烘乾機20,是以可使紙層23乾燥成10~45%的水分率為佳,又以可使紙層23乾燥成20~40%的水分率為更佳。於此,所謂水分率,是指紙層23之乾燥質量為100%時的紙層所含有的水量。
紙層23的水分率若小於10%,則紙層23之纖維間的氫結合力變強,要利用下述之高壓水蒸氣讓紙層23之纖維鬆開時所需的能量有時就會變得非常高。此
外,當紙層23的水分率小於10%時,紙層23要附著在圓筒形烘乾機表面的附著力會變弱,以致會有無法利用下述之縐形成步驟在紙層23形成有縐的情況。
另一方面,紙層23的水分率若大於45%,則要利用下述之高壓水蒸氣讓紙層23乾燥成指定水分率以下時所需的能量有時就會變得非常高。此外,當紙層23的水分率大於45%時,紙層23之纖維間的氫結合力會變弱。如此一來,當利用下述之縐形成步驟在紙層23形成有縐時該縐有時就會因施加在紙層23的張力而變形、消失,或於縐形成時紙層23的強度會大幅降低,有時就會造成紙層23破裂。
如第1圖所示,附著在乾燥用烘乾機20之圓筒形烘乾機表面的紙層23,是經由調節刀26使其從圓筒形烘乾機的表面拉開。此時,延伸在寬度方向(CD),且排列在機械方向(MD)的縐就會形成在紙層23。附著在圓筒形烘乾機表面的紙層23,是於碰觸到圓筒形烘乾機表面所抵接之調節刀26的端面之後從圓筒形烘乾機的表面被拉開。藉由該碰觸使紙層23其機械方向(MD)的剖面形狀彎曲成波浪狀,以致在紙層23形成有縐。
要形成在紙層23之縐的縐率,以5~50%為佳。形成在紙層23之縐的縐率若小於5%,則不織布之機械方向(MD)的抹除力有時不見得會有改善。形成在紙層23之縐的縐率若大於50%,則要在形成有縐之紙層23形成均勻的溝槽部有時就變困難,或有時會造成生產速度為
一半以下導致生產性差。
紙層23的縐率,例如可根據以下所示步驟進行測量。
(1)從形成有縐之紙層切出機械方向(MD)長度為150mm且寬度方向(CD)長度為50mm的測量用測試體。
(2)在所切出之測量用測試體之寬度方向(CD)中央的表面,使用油性原子筆等劃出延伸在機械方向(MD)之長度100mm的直線。在要劃出該直線時需注意不要劃破紙層。
(3)將測量用測試體在水中浸泡10秒。
(4)從水中取出測量用測試體,將其放置在玻璃板上。接著,朝機械方向(MD)伸展測量用測試體直到紙層之縐消失為止。
(5)對伸展後之測量用測試體上所劃的直線其機械方向(MD)的長度A(mm)進行測量。
(6)從以下的式子算出縐率。
縐率(%)=(A-100)/A×100
(7)針對相同的測量用測試體又重覆進行兩次上述(3)項~(6)項的步驟。
(8)所算出之3個縐率的平均值就是該紙層的縐率。
其次,如第1圖所示,形成有縐的紙層23,是移動至圓筒形之吸筒13的網眼狀外圍面上。此時從配置在吸筒13之外圍面上方的一台蒸氣噴嘴14對紙層23噴射高壓水蒸氣。吸筒13是內藏有吸引裝置,從蒸氣噴
嘴14噴出的水蒸氣是由吸引裝置吸引。利用蒸氣噴嘴14所噴出的高壓水蒸氣,在紙層23的表面,形成有寬度要比經由高壓水流所形成之凹部還大的溝槽部。
高壓水蒸氣所要噴射之紙層23的面,以其為高壓水流所噴射之面相反側的面為佳。相較於高壓水流所噴射之面相反側的面之紙層23的纖維,高壓水流所噴射之面的紙層23之纖維是比較強力交錯著,因此要利用高壓水蒸氣使紙層中的纖維鬆開,是需要更多的能量。
從蒸氣噴嘴14噴射的高壓水蒸氣,可以是100%的水所形成的水蒸氣,也可以是含有空氣等其他氣體的水蒸氣。但是,從蒸氣噴嘴14噴射的高壓水蒸氣,以100%的水所形成的水蒸氣為佳。
高壓水蒸氣的溫度,以105~220℃為佳。如此一來,在對紙層23噴射有高壓水蒸氣時紙層23的乾燥還是會持續進行,使紙層23膨鬆變高的同時持續乾燥。當紙層23乾燥時紙層23之纖維彼此的氫結合會變強,因此紙層23的強度就變高,以致紙層23其變高的膨鬆不易崩塌,使形成在紙層23的縐不易消失。此外,由於紙層23的強度變高,因此就能夠防止高壓水蒸氣的噴射造成紙層23開孔或斷裂。
配置在吸筒13之上方的蒸氣噴嘴14一例如第6圖所示。蒸氣噴嘴14,是將排列在機械方向(MD)及紙層23之寬度方向(CD)的複數高壓水蒸氣51朝形成有縐52的紙層23噴射。其結果,於紙層23的上面,就會形
成有排列在紙層23之寬度方向且朝機械方向(MD)延伸的複數溝槽部53。如上述所示該溝槽部53的寬度,是要比經由高壓水流31所形成之凹部32(參照第2圖)的寬度還大。
第7圖為表示高壓水蒸氣噴嘴14的噴嘴孔141一例圖。如第7圖所示之蒸氣噴嘴14所示,排列在寬度方向(CD)之複數噴嘴孔141A的噴嘴孔列是以3列排列在機械方向(MD)。因此,如第6圖所示,排列在寬度方向(CD)的複數高壓水蒸氣51,就以3列排列在機械方向(MD)。另,排列在寬度方向(CD)之複數噴嘴孔的噴嘴孔列,其排列在機械方向(MD)的列數並不限於3列,可以是1列、2列及4列以上。此外,也可藉由將複數高壓水蒸氣噴嘴排列在機械方向(MD),使排列在寬度方向(CD)之複數噴嘴孔的噴嘴孔列排列在機械方向(MD)。另,排列在寬度方向(CD)之複數噴嘴孔的噴嘴孔列,以複數排列在機械方向(MD)的狀態配置有噴嘴孔時,是能夠使溝槽部確實形成在紙層,藉此就能夠確實提高紙層的膨鬆。
蒸氣噴嘴14之噴嘴孔的孔徑,以150~500μm為佳。噴嘴孔的孔徑若小於150μm,則能量不足,有時無法充分撥開纖維。此外,蒸氣噴嘴14的孔徑若大於500μm,則能量過大有時會造成基材損傷過大。
噴嘴孔的孔間距[鄰接在寬度方向(CD)之噴嘴孔的中心間距離],以3.0~7.0mm為佳。噴嘴孔的孔間距
若小於3.0mm,則鄰接之高壓水蒸氣的寬度方向(CD)之間隔會變太小,有時恐怕經由彼此間隔小之高壓水蒸氣形成在紙層23的縐其大部份會消失。此外,噴嘴孔的孔間距若大於7.0mm,則紙層23的膨鬆不見得會變高,有時會降低高壓水蒸氣所形成之紙層23的柔軟度改善效果。
從蒸氣噴嘴14噴射之高壓水蒸氣的蒸氣壓力,以0.2~1.5MPa為佳。高壓水蒸氣的蒸氣壓力若小於0.2MPa,則有時紙層23的膨鬆不見得經由高壓水蒸氣就會變高。此外,高壓水蒸氣的蒸氣壓力若大於1.5MPa,則在紙層23就會有開孔,或會有紙層23破損及被吹散的情況。另,紙層23形成有縐時紙層23的纖維會鬆開,因此相較於沒有形成縐時,利用比較低之蒸氣壓力的高壓水蒸氣就可使紙層23的膨鬆變高。
對紙層23噴射高壓水蒸氣時,紙層23的纖維會鬆開,於是紙層23的膨鬆就會變高。如此一來,紙層23的柔軟度變高,紙層23的觸感就會有所改善。接著,參照第8圖對紙層23受到高壓水蒸氣噴射時,紙層23的纖維就會鬆開,以致紙層23的膨鬆就會變高的原理進行說明。但是,該原理並不是要限定本發明。
如第8圖所示,當蒸氣噴嘴14噴射高壓水蒸氣51時,高壓水蒸氣51會打到吸筒13。高壓水蒸氣51,其大部份會被吸筒13彈回。如此一來,紙層23的纖維,就會捲起來,然後鬆開。接著,鬆開之紙層23的纖維,就會被高壓水蒸氣51撥開,因此在紙層23就會形成
有溝槽部。被撥開的纖維,會往高壓水蒸氣51要觸及紙層23的部份54之寬度方向側移動聚集,使紙層23的膨鬆變高。此外,紙層23所含有的水分,是會因高壓水蒸氣51的熱而蒸發,以致從紙層23去除。如此一來,紙層23的乾燥就會持續進行。
於本發明一實施形態的不織布之製造方法,為了使紙層的膨鬆變高,是利用高壓水蒸氣在紙層形成有溝槽部。因此,為了讓高壓水蒸氣要撥開的纖維量為較多,經由高壓水蒸氣形成之溝槽部的寬度,就要比經由高壓水流形成之凹部的寬度還大。
於噴射有高壓水蒸氣的部份該紙層的纖維會鬆開,因此於溝槽部之內部的表面,縐會變小或消失。如此一來,紙層在溝槽部之表面的部份,就會比在殘留有縐之其他的部份還要不易朝機械方向(MD)伸展。因此,紙層的溝槽部,是構成為可抑制紙層之縐的伸展消失,做為要保持縐之形狀用的固定部份。如此一來,所製造出的不織布即使為濕潤狀態,不織布還是能夠保持有縐。此外,如上述所示,由於是在乾燥成10~45%以下之水分率的紙層23形成有縐,因此縐就能夠牢固形成在紙層23,即使上述高壓水蒸氣使紙層23的纖維鬆,但在溝槽部之表面的部份以外,都能夠保持有形成在紙層23的縐。
第9圖為高壓水蒸氣噴射後之紙層23(第1圖的符號25的位置)之一部份經切出後的概略立體圖。紙層23,具有縱向、與縱向成交叉的橫向;對縱向及橫向成垂
直的厚度方向;對厚度方向成垂直之一方的面;及於厚度方向對一方的面成相向之另一方的面,構成為於一方的面具有朝縱向延伸排列在橫向的溝槽部53,和,於一方的面及另一方的面具有朝橫向延伸排列在縱向的縐52。於此,縱向對應於機械方向(MD),橫向對應於寬度方向(CD)。於一方的面,縐52是設置在鄰接的溝槽部53之間。
紙層23當中,經由高壓水流形成之凹部32所複數存在之面側的區域55,是屬於紙層23之強度較強的區域,經由高壓水蒸氣形成有溝槽部53之面側的區域56,是屬於高壓水蒸氣使紙層23之強度要比上述區域55還若干弱但紙層23之膨鬆較高的區域。如上述,藉由在紙層23形成有強度較強的區域55和強度較弱但膨脹較高的區域56,是可使紙層23的強度和膨鬆達到均衡。即,藉此就可形成膨鬆高且強度高的紙層23。
如第9圖所示,於溝槽部53之內部的表面,是幾乎看不到縐52,但於鄰接的溝槽部53之間是保留有縐。此外,在經由高壓水流形成有凹部32的面也保留有縐52(未圖示)。
當使不織布朝寬度方向(CD)移動藉此抹除污垢時,溝槽部53可使污垢刮掉。因此,形成在不織布的溝槽部53,就可於不織布朝不織布之寬度方向(CD)移動擦拭污垢時提昇不織布的抹除污垢能力。
當使不織布朝機械方向(MD)移動藉此抹除污
垢時,不織布的縐52可使污垢刮掉。因此,不織布的縐52,就可於不織布朝不織布之機械方向(MD)移動擦拭污垢時提昇不織布的抹除污垢能力。
相較於將平面狀態的紙層23利用高壓水蒸氣鬆開的情況,將波紋狀(蛇腹狀)的紙層23利用高壓水蒸氣鬆開時紙層23是比較容易起毛。藉由在紙層23形成有縐,於紙層23為波紋狀(蛇腹狀)的狀態下,利用高壓水蒸氣就能夠鬆開紙層23,因此於紙層23就容易產生起毛。此外,如上述所示對於紙層23是使用纖維長20mm以下的短纖維,因此紙層23就更容易產生起毛。基於此,如第9圖所示,經高壓水蒸氣噴射過之紙層23中的纖維其中一方端會從紙層23的表面突出,於紙層23產生起毛57。該起毛57容易使污垢附著,因此利用該起毛57就能夠使不織布更有效抹除污垢。
藉由調整水蒸氣噴嘴14之噴嘴孔141的噴嘴間距或高壓水蒸氣的水蒸氣壓等,就能夠控制不織布往寬度方向(CD)移動擦拭污垢時之不織布的抹除功能和不織布往機械方向(MD)移動擦拭污垢時之不織布的抹除功能之間的平衡。例如:當將水蒸氣噴嘴14之噴嘴孔141的噴嘴間距為較小時,是可於不織布朝不織布之寬度方向(CD)移動擦拭污垢時更加提昇該不織布的抹除污垢能力,當將水蒸氣噴嘴14之噴嘴孔141的噴嘴間距為較大時,保留有不織布縐之部份的比例會變大,因此就可於不織布朝不織布之機械方向(MD)移動擦拭污垢時更加提昇該不織布
的抹除污垢能力。
藉由要對蒸氣噴嘴14所噴射出之水蒸氣進行吸引且內藏在吸筒13的吸引裝置,使吸筒13吸引紙層23時的吸引力,以-1~-12kPa為佳。吸筒13的吸引力若小於-1kPa則會有無法完全吸取蒸氣而產生往上吹的情況。此外,吸筒13的吸引力若大於-12kPa則往吸筒內之纖維脫落會有變多的情況。
蒸氣噴嘴14的前端和紙層23的上面之間的距離,以1.0~10mm為佳。蒸氣噴嘴14的前端和紙層23的上面之間的距離若小於1.0mm,則會有紙層23開孔或紙層23破損或飛散的情況。此外,蒸氣噴嘴14的前端和紙層23的上面之間的距離若大於10mm,則高壓水蒸氣之要在紙層23的表面形成溝槽部用的力量會分散,導致要在紙層23之表面形成有溝槽部的效率變差。
經高壓水蒸氣噴射後之紙層23的水分率,以35%以下為佳,又以30%以下為更佳。經高壓水蒸氣噴射後之紙層23的水分率若大於35%,則要利用下述乾燥用烘乾機之烘乾讓紙層23乾燥成水分率5%以下就會變困難。於該情況時,就需要再追加乾燥,導致不織布的製造效率變差。
然後,如第1圖所示,使紙層23傳送至與乾燥用烘乾機20有別的乾燥用烘乾機22。乾燥用烘乾機22,是將高壓水蒸氣噴射後之紙層23乾燥成為最終製造物即不織布。對於乾燥用烘乾機22,例如是使用楊克式
烘缸。乾燥用烘乾機22,是使紙層23附著在經由蒸氣加熱成約150℃之圓筒形烘乾機的表面,藉此使紙層23乾燥。
通過乾燥用烘乾機22之後的紙層23需要為充分乾燥的狀態。具體而言,通過乾燥用烘乾機22之後的紙層23之水分率,以5%以下為佳。另,經高壓水蒸氣噴射後之紙層23的水分率若為5%以下時,該高壓水蒸氣噴射後之紙層23就可不需使用乾燥用烘乾機22等加以乾燥。
乾燥後的紙層23(不織布),是由捲繞機21捲繞。
經由以上步驟製成之不織布表面的顯微鏡相片如第10圖所示。該表面,就是高壓水蒸氣噴射過的面。從第10圖得知,所製成的不織布,具有朝機械方向(MD)延伸且排列在寬度方向(CD)的溝槽部和朝寬度方向(CD)延伸且排列在機械方向(MD)的縐。
另,當縐形成步驟不是在高壓水蒸氣噴射前而是在高壓水蒸氣噴射後執行時,則經由水蒸氣噴射紙層而形成在紙層的溝槽部就會在縐形成步驟遭到破壞,或者纖維會鬆開導致纖維脫落或薄片破損等不利狀況產生。
將以上步驟製成之不織布裁斷成指定尺寸之後,該不織布就可做為乾抹布使用。此外,將以上步驟製成之不織布裁斷成指定尺寸,並且使裁斷後的不織布含浸有指定量的藥液,藉此就可使該不織布做為濕抹布使用。
如以上所述,由於是在紙層23形成有縐52之後,利用高壓水蒸氣在紙層23形成有溝槽部53,因此於不織布要製成為擦布的步驟,例如:於不織布裁斷步驟、不織布之藥液含浸步驟等,不織布的縐都不會消失。基於此,由本發明一實施形態之不織布製成的擦布,就能夠不拘擦布之擦拭方向有效抹除污垢。
以上的說明只是一個例子,本發明並不限於上述的實施形態。
以下,根據實施例進行本發明更為詳細的說明。不過,本發明並不限於該等實施例。
根據以下方式針對實施例及比較例測量出蒸氣噴吹前紙層水分率、起縐前紙層基重、起縐後紙層基重、乾燥厚度、密度、乾燥拉伸強度、乾燥拉伸伸展度、濕潤拉伸強度、濕潤拉伸伸展度、高壓水蒸氣噴射面除污率及高壓水流噴射面除污率。
(蒸氣噴吹前紙層水分率)
從乾燥用烘乾機20所烘乾的紙層抽樣出30cm×30cm尺寸的樣品片,對該樣品片的重量(W1)進行了測量。然後,將樣品片在105℃的恆溫槽內靜置1小時使其乾燥之後,對重量(D1)進行了測量。蒸氣噴吹前紙層水分率,是指N=10條件下之測量值的平均值。
蒸氣噴吹前紙層水分率=(W1-D1)/W1×100(%)
(起縐前紙層基重)
紙層的基重,是藉由從乾燥用烘乾機20所烘乾之未形成有縐之前的紙層抽樣出30cm×30cm尺寸的測量用測試體,對該抽樣後的測量用測試體進行重量測量後算出。紙層基重,是N=10條件下之測量值的平均值。
(起縐後紙層基重)
紙層的基重,是藉由從形成有縐之未噴射高壓水蒸氣前的紙層抽樣出30cm×30cm尺寸的測量用測試體,對該抽樣後的測量用測試體進行重量測量後算出。紙層基重,是N=10條件下之測量值的平均值。
(乾燥厚度)
從製成之不織布抽樣出10cm×10cm尺寸的測量用測試體,使用具備15cm2之測定子的厚度計[(股)大榮化學精器製作所製 型式FS-60DS],以3gf/cm2之測量載重的測量條件對測量用測試體的厚度進行了測量。針對1個測量用測試體測量3處的厚度,以3處厚度的平均值為乾燥厚度。
(密度)
從製成之不織布抽樣出10cm×10cm尺寸的測量用測
試體。對該測量用測試體的重量進行測量,並且從上述乾燥厚度算出不織布的密度。
(乾燥拉伸強度)
從製成之不織布,切取長度方向為紙層之機械方向的25mm寬度之細長狀的測試片,並切取長度方向為紙層之寬度方向的25mm寬度之細長狀的測試片,製成測量用測試體。使用具備最大載重容量為50N之重量感測器的拉伸測試機[島津製作所(股)製、自動立體測圖儀 型式AGS-1kNG],針對機械方向的3個測量用測試體及寬度方向的3個測量用測試體,以100mm的抓取間距及100mm/分的拉伸速度之條件進行了各測量用測試體的拉伸強度測定。將機械方向的3個測量用測試體及寬度方向的3個測量用測試體的拉伸強度平均值做為機械方向及寬度方向的乾燥拉伸強度。
(乾燥拉伸伸展度)
從製成之不織布,切取長度方向為紙層之機械方向的25mm寬度之細長狀的測試片,並切取長度方向為紙層之寬度方向的25mm寬度之細長狀的測試片,製成測量用測試體。使用具備最大載重容量為50N之重量感測器的拉伸測試機[島津製作所(股)製、自動立體測圖儀 型式AGS-1kNG],針對機械方向的3個測量用測試體及寬度方向的3個測量用測試體,以100mm的抓取間距及100mm/分的
拉伸速度之條件進行了各測量用測試體的拉伸伸展度測定。於此,所謂拉伸伸展度,是指以拉伸測試機拉伸測量用測試體時測量用測試體的最大伸展量(mm)除以抓取間距(100mm)後算出的值。將機械方向的3個測量用測試體及寬度方向的3個測量用測試體的拉伸伸展度平均值做為機械方向及寬度方向的乾燥拉伸伸展度。
(濕潤拉伸強度)
從製成之不織布,切取長度方向為紙層之機械方向的25mm寬度之細長狀的測試片,並切取長度方向為紙層之寬度方向的25mm寬度之細長狀的測試片,製成測量用測試體,使測量用測試體含浸有該測量用測試體之質量2.5倍的水(含水倍率250%)。接著,使用具備最大載重容量為50N之重量感測器的拉伸測試機[島津製作所(股)製、自動立體測圖儀 型式AGS-1kNG],針對機械方向的3個測量用測試體及寬度方向的3個測量用測試體,以100mm的抓取間距及100mm/分的拉伸速度之條件進行了各測量用測試體的拉伸強度測定。將機械方向的3個測量用測試體及寬度方向的3個測量用測試體的拉伸強度平均值做為機械方向及寬度方向的濕潤拉伸強度。
(濕潤拉伸伸展度)
從製成之不織布,切取長度方向為紙層之機械方向的25mm寬度之細長狀的測試片,並切取長度方向為紙層之
寬度方向的25mm寬度之細長狀的測試片,製成測量用測試體,使測量用測試體含浸有該測量用測試體之質量2.5倍的水(含水倍率250%)。接著,使用具備最大載重容量為50N之重量感測器的拉伸測試機[島津製作所(股)製、自動立體測圖儀 型式AGS-1kNG],針對機械方向的3個測量用測試體及寬度方向的3個測量用測試體,以100mm的抓取間距及100mm/分的拉伸速度之條件進行了各測量用測試體的拉伸伸展度測定。將機械方向的3個測量用測試體及寬度方向的3個測量用測試體的拉伸伸展度平均值做為機械方向及寬度方向的濕潤拉伸伸展度。
(高壓水蒸氣噴射面除污率)
利用以下步驟對不織布之高壓水蒸氣噴射過的面(高壓水蒸氣噴射面)之除污率進行了測定。
(1)製作出含有12.6重量%之碳黑[Carbon Black、米山藥品工業(股)製]和20.8重量%的牛脂極度硬化油[日本油脂(股)製]及66.6重量%的流體石蠟[Nacalai tesque(股)製]模擬污垢漿。用己酸[Nacalai tesque(股)]稀釋污垢漿,使污垢漿:己酸之重量比為85:15,藉此製成模擬污垢劑。
(2)在顯微鏡用標本上滴下0.05ml模擬污垢劑,於溫度20℃及濕度60%條件的環境氣中,將滴有模擬污垢劑的顯微鏡用標本進行了24小時乾燥。
(3)乾燥後,使用掃描器(Calario GT-750、Epson公司製),以原稿種類:底片;類型:正片;圖像:16bit灰;
品質:影像品質優先;解析度:1200dpi;原稿尺寸:68.6×237mm;輸出:等倍率的條件錄取顯微鏡用標本的圖像,從所錄取之圖像的圖像數據,算出顯微鏡用標本之附著有污垢劑的部份當中16.9×16.9mm範圍的色彩。於此,是根據以下方式算出色彩。設定好指定之閾值且將以色階修正錄取的圖像為二值化。為了讓圖像二值化將閾值設定成附著有污垢之部份的色階為0(黑),將沒有污垢附著之部份的色階為255(白)。接著,使用Excel 2007(Microsoft公司製)製成橫軸為色階、縱軸為色頻之矩形圖。以0灰階之色頻為色彩。
(4)不織布對附著在顯微鏡用標本上之模擬污垢劑的擦拭,是應用塑膠薄膜及薄片-摩擦係數測試方法(JIS-K-7125:1999)實施。從製成之不織布抽樣出140×190mm尺寸的測量用測試體,將該測量用測試體以高壓水蒸氣噴射面為上面的狀態安裝在摩擦係數測量裝置(TESTER產業股份公司製)的平台上。此時,是將測量用測試體配置成滑動片的移動方向為測量用測試體之擦拭方向[機械方向(MD)或寬度方向(CD)]。使附著有模擬污垢劑的面會和測量用測試體接觸地將顯微鏡用標本載置在測量用測試體之後,在顯微鏡用標本之附著有模擬污垢劑的面之相反側的面安裝滑動片及重量感測器。接著,以150mm/分的輸送速度及60g載重的條件執行1次的摩擦係數測量,藉此使測量用測試體抹除附著在顯微鏡用標本上之模擬污垢劑。
(5)抹除附著在顯微鏡用標本上之模擬污垢劑之後,
使用上述掃描器以同一條件錄取顯微鏡用標本的圖像,根據錄取之圖像的圖像數據,算出與模擬污垢劑未抹除前之顯微鏡用標本中要算出色彩之範圍相同範圍的色彩。
(6)從附著在顯微鏡用標本上的模擬污垢劑未抹除前的色彩減掉附著在顯微鏡用標本上的模擬污垢劑抹除後的色彩之後,將該值再除以附著在顯微鏡用標本上的模擬污垢劑未抹除前的色彩,藉此算出色彩的變化率。該變化率的值就是測量用測試體的除污率。當測量用測試體的抹除性良好時,附著在顯微鏡用標本上的模擬污垢劑就會被測量用測試體抹除乾淨,因此色彩的變化率即除污率就會變大。另一方面,當測量用測試體的抹除性不好時,經測量用測試體抹除模擬污垢劑之後的顯微鏡用標本上會殘留較多的模擬污垢劑,因此色彩的變化率即除污率就會變小。如上述根據該除污率的值,就可評估測量用測試體的抹除污垢能力。針對3個測量用測試體進行除污率測量,將其平均值為該測量用測試體的除污率。
(高壓水流噴射面除污率)
除了將測量用測試體以高壓水流噴射面(高壓水流噴射過的面)為上面的狀態安裝在摩擦係數測量裝置的平台上以外,其他都是以和高壓水蒸氣噴射面除污率相同的方法測量出高壓水流噴射面除污率。
以下,針對實施例及比較例的製作方法進行說明。
(實施例1)
使用本發明一實施形態之不織布製造裝置1製作實施例1。首先製作含有70重量%的針葉樹漂白牛皮紙漿(NBKP),以及纖度1.1dtex、纖維長7mm之30重量%的嫘縈[DAIWABO RAYON(股)製、corona]的抄紙原料。接著,使用原料頭將抄紙原料供應在紙層形成帶[日本FILCON(股)製、OS80]上,使用吸引箱對抄紙原料進行脫水形成紙層。此時,紙層的紙層水分率為80%。然後,使用兩台高壓水流噴嘴對紙層噴射高壓水流。使用兩台高壓水流噴嘴對紙層噴射高壓水流的高壓水流能量為0.2846kW/m2。於此,高壓水流能量是從以下的式子算出。
高壓水流能量(kW/m2)=1.63×噴射壓力(kg/cm2)×噴射流量(m3/分)/處理速度(M/分)/60
於此,噴射流量(立方公尺/分)=750×流口開孔總面積(m2)×噴射壓力(kg/cm2)0.495。
此外,高壓水流噴嘴前端和紙層上面之間的距離為10mm。再加上,高壓水流噴嘴之噴嘴孔的孔徑為92μm,噴嘴孔的孔間距為0.5mm。
紙層,其傳送至兩台的紙層搬運用輸送帶之後,就傳送至加熱成160℃的楊克式烘缸,於此烘乾。該楊克式烘缸之產線速度為80m/分。接著,將附著在楊克式烘缸表面的紙層,經由調節刀從其表面拉開藉此實施縐加工,使縐形成在紙層。下述之高壓水蒸氣噴射過的紙層
其乾燥用的楊克式烘缸之產線速度為68m/分。利用該兩台楊克式烘缸之產線速度的速度差,就可使所形成之縐的縐率為14%。
其次,使用一台蒸氣噴嘴將高壓水蒸氣噴射在紙層之噴射有高壓水流的面之相反側的面(高壓水流噴射面之反面)。此時之高壓水蒸氣的蒸氣壓力為0.7MPa,蒸氣溫度為210℃。此外,蒸氣噴嘴前端和紙層上面之間的距離為2.0mm。蒸氣噴嘴的噴嘴孔是成3列排列在機械方向(MD)。再加上,蒸氣噴嘴之噴嘴孔的孔徑為500μm,孔間距為4.0mm。此外,吸筒其吸引紙層時的吸引力為-5kPa。對於吸筒的外圍是使用不銹鋼製的18網眼開孔套管。
接著,紙層是被傳送至加熱成150℃的楊克式烘缸,於此烘乾。乾燥後的紙層就成為實施例1。
(比較例1)
比較例1,除了對紙層沒有噴射高壓水流以外,都是利用和實施例1製造方法相同的方法製造。
(比較例2)
比較例2,除了沒有實施縐之形成步驟以外,都是利用和實施例1製造方法相同的方法製造。
(比較例3)
比較例3,除了沒有噴射高壓水蒸氣以外,都是利用和實施例1製造方法相同的方法製造。
以上之實施例及比較例的製造條件如表1示。
[表1]
以上之實施例及比較例的蒸氣噴吹前紙層水
分率、起縐前紙層基重、起縐後紙層基重、乾燥厚度、密度、乾燥拉伸強度、乾燥拉伸伸展度、濕潤拉伸強度及濕潤拉伸伸展度如表2所示。
[表2]
以上之實施例及比較例的高壓水蒸氣噴射面
除污率及高壓水流噴射面除污率如表3所示。
(1)實施例1與比較例1的比較
由於比較例1的強度較弱,因此對於比較例1就無法實施高壓水蒸氣噴射面除污率的測定及高壓水流噴射面除污率的測定。此外,比較例1,其乾燥拉伸強度及濕潤拉伸強度都非常低。另一方面,實施例1,其乾燥拉伸強度及濕潤拉伸強度都非常高,因此就可實施高壓水蒸氣噴射面除污率的測定及高壓水流噴射面除污率的測定。基於該等評估,得知藉由實施對紙層噴射高壓水流的步驟,是可提高不織布的強度。
(2)實施例1與比較例2的比較
比較例2,其乾燥厚度較小,且密度較高。此外,比較例2,其不織布之寬度方向(CD)的除污率較大,但其不織布之機械方向(MD)的除污率較小。另一方面,實施例1,其乾燥厚度較大,且密度較低。此外,實施例1,其不僅寬度方向(CD)的除污率大且機械方向(MD)的除污率
也大。基於該等評估,得知藉由實施縐的形成步驟,是可使不織布的膨鬆變高,以及可提昇的不只是寬度方向(CD)的抹除污垢能力還可提昇機械方向(MD)的抹除污垢能力。
(3)實施例1與比較例3的比較
比較例3,其乾燥厚度較小,且密度較高。此外,比較例3,其不織布之寬度方向(CD)及機械方向(MD)的除污率都較小。另一方面,實施例1,其乾燥厚度較大,且密度較低。此外,實施例1,其僅寬度方向(CD)及機械方向(MD)的除污率都較大。基於該等評估,得知即使實施縐的形成步驟,但對紙層若沒有實施噴射高壓水蒸氣的步驟,就無法提昇不織布之機械方向(MD)的抹除污垢能力。另外,得知藉由對紙層實施高壓水蒸氣噴射的步驟,是可使不織布的膨鬆變高且可提昇不織布之寬度方向(CD)的抹除污垢能力。
1‧‧‧不織布製造裝置
11‧‧‧原料供應頭
12‧‧‧高壓水流噴嘴
13‧‧‧吸筒
14‧‧‧蒸氣噴嘴
15‧‧‧吸引箱
16‧‧‧紙層形成用輸送帶
17‧‧‧吸引撿拾器
18、19‧‧‧紙層搬運用輸送帶
20、22‧‧‧乾燥用烘乾機
21‧‧‧捲繞機
23‧‧‧紙層
24‧‧‧紙層23通過兩台高壓水流噴嘴12和兩台吸引箱15之間後的位置
25‧‧‧高壓水蒸氣噴射後之紙層23
26‧‧‧調節刀
MD‧‧‧機械方向
Claims (6)
- 一種不織布之製造方法,其特徵為,包括:將含有水分的抄紙原料供應在往一方向移動的帶上,在該帶上形成紙層的步驟;對上述紙層噴射高壓水流,於其表面形成有朝機械方向延伸,間歇性排列在寬度方向之凹部的步驟;將上述高壓水流噴射後之紙層附著在旋轉的圓筒形烘乾機表面,藉此使上述高壓水流噴射後之紙層乾燥成為10%~45%以下的水分率之步驟;將附著在上述圓筒形烘乾機表面的上述紙層經由調節刀從該表面拉開藉此在上述紙層形成有縐的步驟;及從蒸氣噴嘴將高壓水蒸氣噴射在形成有上述縐之紙層,藉此使具有比上述凹部之寬度還大之寬度且朝機械方向延伸的溝槽部於保留有形成在上述紙層之縐的同時形成在上述紙層之表面的步驟。
- 如申請專利範圍第1項所記載的不織布之製造方法,其中,上述蒸氣噴嘴之噴嘴孔的噴嘴間距為3.0~7.0mm。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所記載的不織布之製造方法,其中,上述蒸氣噴嘴,是於機械方向複數列具備有排列在寬度方向之噴嘴孔的噴嘴孔列。
- 一種不織布,其特徵為,具有:縱向以及與該縱向成交叉的橫向;對該縱向及該橫向成垂直的厚度方向;對該厚度方向成垂直之一方的 面;及於該厚度方向對該一方的面成相向之另一方的面,於上述一方的面,具有朝上述縱向延伸排列在上述橫向的溝槽部,於上述一方的面及上述另一方的面具有朝上述橫向延伸排列在上述縱向的縐。
- 如申請專利範圍第4項所記載的不織布,其中,上述縐是設置在鄰接的上述溝槽部之間。
- 如申請專利範圍第4項或第5項所記載的不織布,其中,上述不織布所含有之纖維的纖維長為20mm以下,上述不織布有起毛。
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