JP2018001714A - 積層不織布の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強化支持体と短繊維ウェブとを積層一体化させた構造の不織布を製造する際に、短繊維ウェブに乱れやしわを発生させることなく、高度の品位を有する積層不織布を得ることができるようにする。【解決手段】高圧液体流処理装置９と、高圧液体流処理装置に向けて積層体８を搬送するための搬送装置７とを有する。搬送装置７は、積層体８の搬送方向に沿って複数の走行ベルトが設置された構成である。走行経路の終端位置に第１の巻き掛けローラ１１ａが設けられた第１の走行ベルト１０ａと、第１の巻き掛けローラ１１ａに隣接して配置された第２の巻き掛けローラ１１ｂが走行経路の始端位置に設けられた第２の走行ベルト１０ｂと、第１の走行ベルト１０ａから第２の走行ベルト１０ｂに向けて積層体８が受け渡しされる位置１２またはその近傍において積層体８を走行ベルト側に押圧する押圧装置１６とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は積層不織布の製造装置および製造方法に関し、特に、一対の表裏のウェブの間に形態保持状態のシート状の強化支持体を挟み込んだうえで交絡処理により一体不織布化を行うための、積層不織布の製造装置および製造方法に関する。

熱可塑性樹脂によって構成された網状の強化支持体と、短繊維ウェブとを積層し、高圧液体流により繊維を交絡させて全体を一体化させた積層不織布が知られている。たとえば、特許文献１には、網状の強化支持体にて構成された一軸配向体における構成層の構成比率、目付を制御することで剛軟度を改良した柔軟な網状の強化支持体層を設け、この支持体層にセルロース系繊維ウェブをスパンレース法により絡合させた積層不織布が記載されている。

しかし、特許文献１の積層不織布を得るための製造装置においては、網状強化支持体をロールから繰り出すための繰り出し装置から、水流交絡装置における高圧液体流での処理装置までの距離が長い。すなわち、繰り出し装置が第１ニップ点になるとともに、高圧液体流処理装置が第２ニップ点になるが、第１ニップ点から第２ニップ点までの距離が長い。このため、工程中に材料に作用する張力のすべてが網状の強化支持体に掛かる。その結果、強化支持体に積層される短繊維ウェブに乱れやしわを発生させて、得られる積層不織布の品位を損なってしまうという問題点がある。

特開２０１５―７７７６４号公報

本発明は、強化支持体と短繊維ウェブとを積層一体化させた構造の不織布を製造する際に、短繊維ウェブに乱れやしわを発生させることなく、高度の品位を有する積層不織布を得ることができるようにすることを目的とする。

この目的を達成するため本発明の、強化支持体と、短繊維ウェブとが、短繊維の交絡により積層一体化された積層不織布を製造するための製造装置は、
強化支持体と短繊維ウェブとの積層体に交絡処理のための高圧液体流を付与する高圧液体流処理装置と、
高圧液体流処理装置に向けて前記積層体を搬送するための、搬送用の無端状の走行ベルトを巻き掛けローラに巻き掛けた構造の搬送装置とを有し、
前記搬送装置は、積層体の搬送方向に沿って複数の走行ベルトが設置された構成であり、
前記製造装置は、
走行経路の終端位置に第１の巻き掛けローラが設けられた第１の走行ベルトと、
第１の巻き掛けローラに隣接して配置された第２の巻き掛けローラが走行経路の始端位置に設けられた第２の走行ベルトと、
第１の走行ベルトから第２の走行ベルトに向けて積層体が受け渡しされる位置またはその近傍において積層体を走行ベルト側に押圧する押圧装置とをさらに有することを特徴とする。

本発明の積層不織布の製造装置によれば、押圧装置が押圧ローラであることが好適である。

本発明の積層不織布の製造方法は、
強化支持体と、短繊維ウェブとが、短繊維の交絡により積層一体化された積層不織布を製造するに際し、
強化支持体と短繊維ウェブとの積層体に交絡処理のための高圧液体流を付与する高圧液体流処理装置に向けて前記積層体を搬送するための、搬送用の無端状の走行ベルトを巻き掛けローラに巻き掛けた構造の搬送装置であって、積層体の搬送方向に沿って複数の走行ベルトが設置された搬送装置を用い、
前記搬送装置における、走行経路の終端位置に第１の巻き掛けローラが設けられた第１の走行ベルトから、第１の巻き掛けローラに隣接して配置された第２の巻き掛けローラが走行経路の始端位置に設けられた第２の走行ベルトに向けて積層体を受け渡しするときに、この積層体を走行ベルト側に押圧することを特徴とする。

本発明の積層不織布の製造方法によれば、押圧ローラによって積層体を走行ベルト側に押圧することが好適である。

本発明の積層不織布の製造装置によれば、第１の走行ベルトから第２の走行ベルトに向けて積層体が受け渡しされる位置またはその近傍において積層体を走行ベルト側に押圧する押圧装置を有するものであるため、その理由は明らかではないが、現象として、強化支持体に積層される短繊維ウェブに乱れやしわが発生することを確実に防止することができる。このため高品位の積層不織布を得ることができる。

本発明の実施の形態の積層不織布の製造装置の利点を説明するための図である。

図１に示される積層不織布の製造装置は、強化支持体１の表裏両面側に短繊維ウェブ２ａ、２ｂがそれぞれ積層されたうえで、これらが短繊維の交絡によって一体化された複合構造の積層不織布３を製造するためのものである。図示の製造装置は、一方の短繊維ウェブ２ａを作製して送り出すことができるカード機４ａと、ロール５からシート状の強化支持体１を繰り出すことができる繰り出し装置６と、他方の短繊維ウェブ２ｂを作製して送り出すことができる他のカード機４ｂとを備える。

積層不織布３を構成する強化支持体１は、積層不織布３に所要の機械的強度を付与するためのものであって、ネット状体や、不織布や、ニット製品や、水流透過性を有するたとえば穴あき加工された非水溶性の紙材またはセルロースパルプ繊維からなる紙材などによって、網状やその他の形態で構成することができる。強化支持体１は、短繊維ウェブ２ａ、２ｂよりも形態保持性が良好であり、短繊維ウェブに比べて、引張りに対する変形が小さく、伸びにくいものである。なかでも、熱可塑性樹脂層と、この熱可塑性樹脂層より融点が低い第１接着層、第２接着層を含む一軸配向体を、配向軸が交差するように各々前記第１または第２の接着層を介して経緯積層した網状の強化支持層を、好ましく用いることができる。このような強化支持層としては、たとえば特開２０１５−７８４７３号公報に記載されたものを挙げることができる。また、より具体的には、例えば、ＪＸＡＮＣＩ社製の繊維直交積層不織布（商品名「ワリフ」、「クラフ」）を用いることができる。

強化支持体１は、その目付が１０〜２０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。この範囲であることで、上述の短繊維ウェブ２ａ、２ｂの短繊維を後述の高圧水流処理により交絡させて強化支持体１と短繊維ウェブ２ａ、２ｂとを一体化させることにより複合構造の積層不織布３を得るときに、この積層不織布８を最低目付４５ｇ／ｍ^２から設計することが可能になる。そして、これによって、短繊維のみにて構成された水流交絡不織布に比べて、機械的強度、不織布のコシ、ワイパーとして使用した際の「よれ」などを改善した低目付不織布を得ることが可能となる。強化支持体１の目付の上限は、上述のように２０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、強化支持体１の目付が２０ｇ／ｍ^２を超えると、高圧水流処理によって短繊維を強化支持体１に交絡させにくくなる。

積層不織布３を構成する短繊維ウェブ２ａ、２ｂの構成繊維は、特に限定されるものではないが、木綿繊維等の天然繊維や、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリアミド繊維等の合成繊維を、好ましく用いることができる。短繊維ウェブ２ａ、２ｂは、素材が異なる２種類以上の繊維を混合した混綿ウェブであってもよい。

短繊維ウェブ２ａ、２ｂとしては、通常のカードウェブやエアレイドウェブ等を挙げることができる。また特定の方向に繊維が配列されたパラレルウェブであっても良いし、配列に方向性が無いランダムウェブであってもよい。

積層不織布３において、強化支持体１の一方の面および他方の面に積層される短繊維ウェブ２ａ、２ｂは、その目付の比が、（短繊維ウェブ２ａの目付）／（短繊維ウェブ２ｂの目付）＝０．２３〜１．００であることが好ましい。このような比とすることで、低目付の短繊維ウェブ２ａの側において強化支持体１の一部が積層不織布３の表面に現れやすくなり、その結果、積層不織布３をワイピングクロスとして用いたときの、汚れ等の掻き取り除去性を向上させることができる。

積層不織布３は、その目付が４５〜１５０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。そして、強化支持体１の目付と短繊維ウェブ２ａの目付と短繊維ウェブ２ｂの目付との比を適宜に選択することで、積層不織布３の用途にもとづく要求性能を満たすことができる。

図１において、７は搬送装置で、カード機４ａ、４ｂから送り出された短繊維ウェブ２ａ、２ｂと、ロール５から繰り出された強化支持体１とを、下側から、短繊維ウェブ２ａ、強化支持体１、短繊維ウェブ２ｂの順に積層させたうえで、その積層体８を、高圧液体流処理装置としての高圧水流処理装置９に向けて搬送するものである。搬送装置７は、搬送用の無端状の走行ベルトが巻き掛けローラに巻き掛けられた構成である。そして図示の搬送装置７では、積層体８の搬送方向に沿って複数の走行ベルトすなわち第１の走行ベルト１０ａと第２の走行ベルト１０ｂとが設置されている。無端状の第１の走行ベルト１０ａは、その走行経路の始端位置と終端位置とに一対が設けられているが始端位置のものは図示を省略した第１の巻き掛けローラ１１ａに、巻き掛けられている。無端状の第２の走行ベルト１０ｂは、その走行経路の始端位置と終端位置とに設けられた一対の第２の巻き掛けローラ１１ｂ、１１ｂに巻き掛けられている。１２は、第１の走行ベルト１０ａの走行経路の終端位置から第２の走行ベルト１０ｂの走行経路の始端位置へ向けて積層体８が受け渡しされる位置である。図示の例では、第１の走行ベルト１０ａは水平な経路を走行し、第２の走行ベルト１０ｂは登り勾配を有する経路を走行する。

高圧水流処理装置９には、搬送装置７から送られてくる帯状の積層体８を表裏両面から挟み込んで支持しながら搬送する一対の無端状の挟み込みベルト１３ａ、１３ｂが設けられている。これらの挟み込みベルト１３ａ、１３ｂは、短繊維ウェブ２ａ、２ｂを交絡処理するための高圧水流を通過させることができるようにネット体や穴あき体などによって構成されている。１４は、高圧水流の噴射装置であり、挟み込みベルト１３ａ、１３ｂによって挟み込まれた状態で搬送される積層体８に高圧水流１５を噴射させることによって、積層体８における短繊維ウェブ２ａ、２ｂの構成繊維に交絡処理を施すためのものである。交絡処理が施されることによって、短繊維ウェブ２ａ、２ｂの構成繊維同士が互いに交絡されることによる不織布化が行われるとともに、短繊維ウェブ２ａ、２ｂの構成繊維が強化支持体１に交絡することによって、積層一体化された積層不織布３が得られる。

本発明の実施の形態の積層不織布の製造装置においては、図１（ａ）に示されるように、第１の走行ベルト１０ａから第２の走行ベルト１０ｂに向けて積層体８が受け渡しされる位置１２において、第１および第２の走行ベルト１０ａ、１０ｂに乗せられて搬送される積層体８を上側からこれらの走行ベルト１０ａ、１０ｂに向けて押圧するための押圧装置１６が設けられている。この押圧装置１６は、図示のような押圧ローラの形態であることが好ましい。ただし、押圧板等の他の形態とすることもできる。

図示のように第１の走行ベルト１０ａが水平な経路を走行し、第２の走行ベルト１０ｂが登り勾配を有する経路を走行する場合や、他の形態の経路を走行する場合には、押圧装置１６を設置しないと、図１（ｂ）に示すように積層体８における上層側の一部分が下層側から浮き上がり、これによって上層側の強化支持体１とそれに積層された短繊維ウェブ２ｂが走行ベルトに載らずに張った状態で走行することとなり、そうすると下側の短繊維ウェブ２ａとの長さが異なり、下側の短繊維ウェブ２ａにしわが発生したりして、高品位な積層不織布を得ることが困難になる。これに対し、図１（ａ）に示すように押圧装置１６を設置して積層体８を押圧することで、上記のような浮き上がりやしわの発生を効果的に防止することができる。

押圧装置１６は、上記のように第１の走行ベルト１０ａから第２の走行ベルト１０ｂに向けて積層体８が受け渡しされる位置１２、すなわち第１の巻き掛けローラ１１ａと第２の巻き掛けローラ１１ｂとの間の位置に設置されることが、もっとも効果的である。しかし、これに限られるものではなく、搬送装置７によって搬送される積層体８に上記のような浮き上がりやしわが発生しないのであれば、適宜の位置、たとえば上記の受け渡し位置１２の近傍の位置に設置しても何ら差し支えない。すなわち、本発明において、「近傍の位置」とは、押圧装置１６による押圧効果を発揮できる範囲内の適宜の位置であると定義することができる。

押圧装置１６が図示のようなローラの形態である場合には、このローラは、従動式ではない回転駆動式の構成とすることができる。そして、その回転速度すなわち回転周速度は、搬送装置７における走行ベルト１０ａ、１０ｂの走行速度に同期したものであることが好ましい。つまり、走行ベルト１０ａ、１０ｂの走行速度に一致させたものでもよいし、あるいは、走行ベルト１０ａ、１０ｂの走行速度に対して０．９５〜１．０５の比率の範囲で変更できるものであってもよい。詳細には、得られる積層不織布３の状態を観察しながら、ローラの回転速度を適宜に調節することで、上記のような積層体８における浮き上がりやしわの発生を防止して、高圧水流処理装置９を用いて製造される積層不織布３における「しわ」や「めくれ」の発生を防止することができて、高品位の積層不織布３を生産することができる。積層体８に付与すべき押圧力は、１ｋｇ／ｍ〜５ｋｇ／ｍの範囲が好ましい。押圧力が小さ過ぎると所要の押圧効果が得られない。反対に押圧力が大き過ぎると、過度に張力がかかってしまうために、形態保持性に劣る短繊維ウェブの構成繊維同士の抱絡が解かれて目付斑が生じたり、またひどい場合は部分的に破壊されたりすることにもなる。一方、形態保持性に優れる強化支持体は、過度の張力によって歪が生じてしまう。

押圧装置１６がローラの形態である場合において、このローラとしては、表面にパンチング処理が施されているものや、表面に梨地加工が施されているものなどを好ましく用いることができる。

高圧水流処理装置９における処理は、通常通りに行われる。詳細には、噴射装置１４は、孔径０．０５〜２．０ｍｍの複数の噴射口が、０．０５〜１０ｍｍの間隔で、一列または複数列に配列されたものを好ましく用いることができる。噴射圧力は、１．５〜２０ＭＰａである。積層体８に施される高圧水流処理の回数は、特に制限されないが、短繊維不織ウェブ２ａの側からの処理と、短繊維不織ウェブ２ｂの側からの処理との合計の回数が２〜１０回程度であることが好ましい。なお、水以外の適宜の液体を用いて処理することも可能である。

高圧水流処理の後は、必要に応じて水分を乾燥させることで、目的とする積層不織布が得られる。

（実施例１）
両表面の短繊維不織ウェブとして、いずれも木綿繊維からなるランダムウェブであって目付１７ｇ／ｍ^２のものを用いた。強化支持体として、セルロースパルプ繊維からなる目付１６ｇ／ｍ^２のクレープ紙を用いた。押さえ装置である回転駆動式のローラの押圧力を２ｋｇ／ｍに設定し、その回転周速度を走行ベルト１０ａの速度に対して１．００に設定し、走行ベルト１０ｂの速度を、走行ベルト１０ａの速度に対して０．９８に設定した。この設定条件で短繊維不織ウェブと強化支持体とを搬送し、高圧液体流処理を施した。得られた積層不織布を観察したところ、積層不織布の両面ともに、しわ等の発生がなく、美麗な表面形態のものが得られた。なお、高圧液体流処理は、３ＭＰａ、５．５ＭＰａ、７ＭＰａ、１０ＭＰａの圧力で、次第に圧力を上昇させる複数段階の処理とした。

（実施例２）
実施例１に比べ、強化支持体として、ポリオレフィン系樹脂製フィルムのスリットヤーンからなる繊維直交積層不織布（ＪＸＡＮＣＩ社製 商品名「クラフ」 目付１０ｇ／ｍ^２）を用いたことを変更点とした。それ以外は実施例１と同様にして、両面に短繊維不織ウェブが積層された積層不織布を得た。実施例２で得られた積層不織布を観察したところ、積層不織布の両面ともに、しわ等の発生がなく、美麗な表面形態のものが得られた。

（比較例１，２）
実施例１、２と比べ、押さえ装置であるローラを用いなかったことを変更点とした。それ以外は実施例１、２と同様にして、比較例１、２として実施した。そうしたところ、強化支持体が搬送工程において走行ベルトに載らずに浮き、機械方向に引張られた状態で、高圧液体流処理工程へ搬送された。高圧液体流処理後に得られた積層不織布を観察したところ、搬送ベルトに接している側の短繊維不織ウェブ表面にしわが発生し、品位の劣るものであった。

１ 強化支持体
２ａ 短繊維ウェブ
２ｂ 短繊維ウェブ
３ 積層不織布
７ 搬送装置
９ 高圧水流処理装置
１０ａ 第１の走行ベルト
１０ｂ 第２の走行ベルト
１１ａ 第１の巻き掛けローラ
１１ｂ 第２の巻き掛けローラ
１２ 受け渡しされる位置
１６ 押圧装置

Claims (4)

1. 強化支持体と、短繊維ウェブとが、短繊維の交絡により積層一体化された積層不織布を製造するための製造装置であって、
   強化支持体と短繊維ウェブとの積層体に交絡処理のための高圧液体流を付与する高圧液体流処理装置と、
   高圧液体流処理装置に向けて前記積層体を搬送するための、搬送用の無端状の走行ベルトを巻き掛けローラに巻き掛けた構造の搬送装置とを有し、
   前記搬送装置は、積層体の搬送方向に沿って複数の走行ベルトが設置された構成であり、
   前記製造装置は、
   走行経路の終端位置に第１の巻き掛けローラが設けられた第１の走行ベルトと、
   第１の巻き掛けローラに隣接して配置された第２の巻き掛けローラが走行経路の始端位置に設けられた第２の走行ベルトと、
   第１の走行ベルトから第２の走行ベルトに向けて積層体が受け渡しされる位置またはその近傍において積層体を走行ベルト側に押圧する押圧装置とをさらに有することを特徴とする積層不織布の製造装置。
2. 押圧装置が押圧ローラであることを特徴とする請求項１記載の積層不織布の製造装置。
3. 強化支持体と、短繊維ウェブとが、短繊維の交絡により積層一体化された積層不織布を製造するに際し、
   強化支持体と短繊維ウェブとの積層体に交絡処理のための高圧液体流を付与する高圧液体流処理装置に向けて前記積層体を搬送するための、搬送用の無端状の走行ベルトを巻き掛けローラに巻き掛けた構造の搬送装置であって、積層体の搬送方向に沿って複数の走行ベルトが設置された搬送装置を用い、
   前記搬送装置における、走行経路の終端位置に第１の巻き掛けローラが設けられた第１の走行ベルトから、第１の巻き掛けローラに隣接して配置された第２の巻き掛けローラが走行経路の始端位置に設けられた第２の走行ベルトに向けて積層体を受け渡しするときに、この積層体を走行ベルト側に押圧することを特徴とする積層不織布の製造方法。
4. 押圧ローラによって積層体を走行ベルト側に押圧することを特徴とする請求項３記載の積層不織布の製造方法。
   
   

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