(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含んだ抄紙原料を支持体上に供給して、該支持体上に紙層を形成する工程と、
蒸気ノズルを使用して、前記紙層に高圧水蒸気を噴射する工程とを含み、
前記紙層に高圧水蒸気を噴射する工程は、前記紙層の水分率を１０〜４５％にした後に前記紙層に高圧水蒸気を噴射する工程であり、
前記紙層に高圧水蒸気を噴射する工程の前に、高圧水流を紙層に噴射する工程をさらに含む、不織布の製造方法。
【請求項２】
前記高圧水蒸気を前記紙層に噴射した後の該紙層の水分率は、０〜４０％である請求項１に記載の不織布の製造方法。
【請求項３】
前記高圧水蒸気を噴射した紙層の水分率が５％以下になるように、前記高圧水蒸気を噴射した紙層を乾燥する工程をさらに含む請求項１に記載の不織布の製造方法。
【請求項４】
前記紙層に前記高圧水蒸気を噴射するときの蒸気圧力は０．３ＭＰａ以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
【請求項５】
前記蒸気ノズルの先端と前記紙層の上面との間の距離は１０ｍｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分を含有する繊維シートから不織布を製造する、不織布の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
湿潤紙力増強剤を添加した繊維懸濁液を抄紙原料供給ヘッドから紙層形成ベルト上に供給して紙層形成ベルト上に繊維を堆積させ、ウエット状態の繊維シートを形成し、吸引ボックスを使用して繊維シートを脱水した後、蒸気吹き付けノズルから水蒸気を繊維シートに吹き付けて、繊維シートに所定のパターンを付与する嵩高紙の製造方法が従来技術として知られている（たとえば、特許文献１）。この嵩高紙の製造方法によれば、厚みが大きく、吸収性が高く、柔らかさに優れ、かつ適度な丈夫さを有する嵩高紙を製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているような嵩高紙の製造方法では、抄紙原料ヘッドから排出された繊維懸濁液を紙層形成ベルトで繊維シートを形成し、吸引ボックスによる繊維シートの水分率調整が行われた後すぐに蒸気を吹き付けているため、蒸気によって繊維シートが破れてしまうおそれがある。また、蒸気を強く当てると、紙層にダメージを与えてしまい繊維シートの強度が落ち、乾燥工程までの搬送が困難になる場合がある。さらに、ウエット状態で使用する場合は、繊維シートの強度低下が大きいため、抄紙原料にバインダーや紙力増強剤などの添加が必要になり、抄紙原料のコストが高くなる場合がある。また、繊維シートが蒸気によって吹き飛ばされるのを防ぐために、紙層搬送コンベアのネットを通してしか繊維シートに蒸気を当てることができないため、ネットで蒸気の勢いが弱められるために、強い蒸気を繊維シートに当てる必要があるので非効率である。また、蒸気付与工程では、コンベアネットを介して当てているために、パターンネットとは別にもう１台のコンベアネットが必要になり、製造装置のコストが高くなる。さらに、乾燥工程の前に蒸気付与工程を設けて繊維シートの嵩を高くしているため、蒸気付与工程によって嵩を出した後にプレス工程などの繊維シートの嵩が潰れる工程を通過して、巻取りまで繊維シートの嵩が維持できない場合がある。また、乾燥工程の前に蒸気付与工程を設け繊維シートの嵩を高くしているため、紙層水分率が高い状態で蒸気付与を行うため、蒸気エネルギーが賦型に消費され、蒸気によって繊維シートの乾燥効率を高める効果が少ない。
【０００５】
本発明は、上述の従来の課題を解決するものであり、強度が高く、嵩高であり、かつ柔軟性を有する不織布を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の不織布の製造方法は、水分を含んだ抄紙原料を支持体上に供給して、支持体上に紙層を形成する工程と、蒸気ノズルを使用して、紙層に高圧水蒸気を噴射する工程とを含み、紙層に高圧水蒸気を噴射する工程は、紙層の水分率を１０〜４５％にした後に紙層に高圧水蒸気を噴射する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、強度が高く、嵩高であり、かつ柔軟性を有する不織布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における不織布の製造方法に使用する不織布製造装置を説明するための図である。
【図２】図２は高圧水流ノズルの一例を示す図である。
【図３】図３は、高圧水流によって紙層の繊維同士が交絡する原理を説明するための図である。
【図４】図４は、高圧水流が噴射された紙層の幅方向の断面図である。
【図５】図５は蒸気ノズルの一例を示す図である。
【図６】図６は、高圧水蒸気によって、紙層の繊維がほぐれ、紙層の嵩が高くなる原理を説明するための図である。
【図７】図７は、高圧水蒸気を噴射する前の紙層と噴射後の紙層との間の紙層の厚みの変化を説明するための図である。
【図８】図８は、高圧水蒸気が噴射された紙層の幅方向の断面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態における不織布の製造方法に使用する不織布製造装置の変形例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態における不織布の製造方法に使用する不織布製造装置の変形例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態における不織布の製造方法に使用する不織布製造装置の変形例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、比較例４の製造に使用する不織布製造装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明の一実施形態の不織布の製造方法をより詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態における不織布の製造方法に使用する不織布製造装置１を説明するための図である。
【００１０】
まず、繊維懸濁液などの水分を含んだ抄紙原料を作製する。抄紙原料に用いる繊維としては、繊維長１０ｍｍ以下の短繊維が好ましい。このような短繊維としては、たとえば針葉樹や広葉樹の化学パルプ、半化学パルプおよび機械パルプなどの木材パルプ、これら木材パルプを化学処理したマーセル化パルプおよび架橋パルプ、麻や綿などの非木材系繊維ならびにレーヨン繊維などの再生繊維のようなセルロース系繊維、ならびにポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維およびポリアミド繊維のような合成繊維などが挙げられる。抄紙原料に用いる繊維は、とくに木材パルプ、非木材パルプ、レーヨン繊維などのセルロース系繊維が好ましい。
【００１１】
抄紙原料は、原料供給ヘッド１１によって紙層形成コンベア１６の紙層形成ベルト上に供給され、紙層形成ベルト上に堆積する。紙層形成ベルトは、蒸気が通過可能な通気性を有する支持体であることが好ましい。たとえば、ワイヤーメッシュ、毛布などを紙層形成ベルトに用いることができる。
【００１２】
紙層形成ベルト上に堆積した抄紙原料は吸引ボックス１５により適度に脱水され、紙層２３が形成する。紙層２３は、紙層形成ベルト上に配置された２台の高圧水流ノズル１２と、紙層形成ベルトを挟んで高圧水流ノズル１２に対向する位置に配置された、高圧水流ノズル１２から噴射された水を回収する２台の吸引ボックス１５との間を通過する。このとき、紙層２３は、高圧水流ノズル１２から高圧水流を噴射され、上面（高圧水流ノズル１２側の面）に溝部が形成される。
【００１３】
高圧水流ノズル１２の一例を図２に示す。高圧水流ノズル１２は、紙層２３の幅方向（ＣＤ）に並んだ複数の高圧水流３１を紙層２３に向けて噴射する。その結果、紙層２３の上面には、紙層２３の幅方向にならび、機械方向（ＭＤ）に延びる複数の溝部３２が形成される。
【００１４】
また、紙層２３が高圧水流を受けると、上述のように紙層２３に溝部３２が形成されるとともに紙層２３の繊維同士が交絡し、紙層２３の強度が高くなる。紙層２３が高圧水流を受けると、紙層２３の繊維同士が交絡する原理を、図３を参照して説明するが、この原理は本発明を限定するものではない。
【００１５】
図３に示すように、高圧水流ノズル１２が高圧水流３１を噴射すると、高圧水流３１は紙層形成ベルト４１を通過する。これにより紙層２３の繊維は、高圧水流３１が紙層形成ベルト４１を通過する部分４２を中心に引き込まれることになる。その結果、紙層２３の繊維が、高圧水流３１が紙層形成ベルト４１を通過する部分４２に向かって集まり、繊維同士が交絡することになる。
【００１６】
紙層２３の繊維同士が交絡することにより紙層２３の強度が高くなることによって、後の工程で、高圧水蒸気が紙層２３に噴射されても穴が開いたり、破れたり、および吹き飛んだりすることが少なくなる。また、抄紙原料に紙力増強剤を添加しなくても紙層２３の湿潤強度を増加させることができる。
【００１７】
高圧水流ノズル１２の穴径は９０〜１５０μｍであることが好ましい。高圧水流ノズル１２の穴径が９０μｍよりも小さいと、ノズルが詰まりやすいという問題が生じる場合がある。また、高圧水流ノズル１２の穴径が１５０μｍよりも大きいと、処理効率が悪くなるという問題が生じる場合がある。
【００１８】
高圧水流ノズル１２の穴ピッチ（隣接する穴の中心間の距離）は０．５〜１．０ｍｍであることが好ましい。高圧水流ノズル１２の穴ピッチが０．５ｍｍよりも小さいと、ノズルの耐圧が低下し、破損するという問題が生じる場合がある。また、高圧水流ノズル１２の穴ピッチが１．０ｍｍよりも大きいと、繊維交絡が不十分となるという問題が生じる場合がある。
【００１９】
２台の高圧水流ノズル１２と、２台の吸引ボックス１３との間を通過した後の位置（図１の符号２４の位置）の紙層２３の幅方向の断面を図４に示す。高圧水流によって紙層２３の上面に溝部３２が形成される。
【００２０】
その後、図１に示すように、紙層２３は、吸引ピックアップ１７によって紙層搬送コンベア１８に転写される。この転写のとき、紙層２３は厚み方向に圧力を受け、紙層２３の嵩は低くなる。さらに、紙層２３は紙層搬送コンベア１９に転写される。この転写のときも、紙層２３は厚み方向に圧力を受け、紙層２３の嵩は低くなる。次に、乾燥ドライヤー２０に転写される。この転写のときも、紙層２３は厚み方向に圧力を受け、紙層２３の嵩は低くなる。乾燥ドライヤー２０は、たとえば、ヤンキードライヤーであり、蒸気により約１２０℃に加熱されたドラムに紙層２３を付着させて、紙層２３を乾燥させる。
【００２１】
この乾燥ドライヤー２０による乾燥によって紙層２３の水分率は、１０〜４５％になることが好ましく、２０〜４０％になることがより好ましい。ここで、水分率とは、紙層２３の質量を１００％としたときの紙層に含有している水の量である。紙層２３の水分率が１０％よりも小さいと、紙層２３の繊維間の水素結合力が強くなり、後述の高圧水蒸気によって紙層２３の繊維をほぐすために必要なエネルギーが非常に高くなる。一方、紙層２３の水分率が４５％よりも大きくなると、後述の高圧水蒸気によって紙層２３を所定の水分率以下に乾燥させるために必要なエネルギーが非常に高くなる。
【００２２】
次に、紙層２３は、円筒状のサクションドラム１３のメッシュ状の外周面上に移動する。このとき、サクションドラム１３の外周面の上方に配置された１台の蒸気ノズル１４から高圧水蒸気が紙層２３に噴射される。サクションドラム１３は吸引装置を内蔵しており、蒸気ノズル１４から噴射された水蒸気は吸引装置によって吸引される。蒸気ノズル１４から噴射された高圧水蒸気によって、紙層２３の上面（蒸気ノズル１４側の面）に溝部が形成される。
【００２３】
蒸気ノズル１４から噴射される高圧水蒸気は、１００％の水からなる水蒸気でもよいし、空気などの他の気体を含んだ水蒸気でもよい。しかし、蒸気ノズル１４から噴射される高圧水蒸気は、１００％の水からなる水蒸気であることが好ましい。
【００２４】
サクションドラム１３の上方に配置された蒸気ノズル１４の一例を図５に示す。蒸気ノズル１４は、紙層２３の幅方向（ＣＤ）に並んだ複数の高圧水蒸気５１を紙層２３に向けて噴射する。その結果、紙層２３の上面には、紙層２３の幅方向にならび、機械方向（ＭＤ）に延びる複数の溝部５２が形成される。紙層２３には、高圧水流によって形成された溝部が存在するが、高圧水蒸気５１によって形成された溝部を見えやすくするために、図５では高圧水流によって形成された溝部を省略している。
【００２５】
紙層２３に高圧水蒸気が噴射されると、紙層２３の繊維はほぐれ、そして紙層２３の嵩は高くなる。これにより、転写のときの圧力および高圧水流で堅くなった紙層２３は、柔軟性が高まり、紙層２３の触感が改善される。紙層２３が高圧水蒸気を受けると、紙層２３の繊維がほぐれ、紙層２３の嵩が高くなる原理を、図６を参照して説明するが、この原理は本発明を限定するものではない。
【００２６】
図６に示すように、蒸気ノズル１４が高圧水蒸気５１を噴射すると、高圧水蒸気５１はサクションドラム１３にあたる。高圧水蒸気５１は、大部分はサクションドラム１３にはね返される。これにより紙層２３の繊維は、巻き上がり、そしてほぐされる。また、高圧水蒸気５１によって紙層２３の繊維は、かき分けられ、かき分けられた繊維は、高圧水蒸気５１がサクションドラム１３にあたる部分５３の幅方向側に移動して集まり、紙層２３の嵩が高くなる。
【００２７】
高圧水流によって紙層２３の強度は高められているので、高圧水蒸気５１を紙層２３に噴射するとき、紙層２３が高圧水蒸気５１によって吹き飛んでしまうのを防ぐためのネットを紙層２３の上に設ける必要がない。したがって、高圧水蒸気５１による紙層２３の処理効率が上がる。また、上記ネットを設ける必要がないので、不織布製造装置１のメンテナンスおよび不織布の製造コストを抑えることができる。
【００２８】
図７は、高圧水蒸気を噴射する前の紙層と噴射後の紙層との間の紙層の厚みの変化を説明するための図である。図７（ａ）が高圧水蒸気を噴射する前の紙層の断面の写真であり、図７（ｂ）は高圧水蒸気を噴射した後の紙層の断面の写真である。高圧水蒸気を噴射する前の紙層の厚みは、０．３０ｍｍであったが、高圧水蒸気を噴射すると紙層の厚みは、０．５７ｍｍと厚くなった。これより、紙層は、高圧水蒸気を噴射されると嵩が増し、紙層の繊維がほぐれたことがわかる。
【００２９】
蒸気ノズル１４から噴射される高圧水蒸気の蒸気圧力は０．３〜１．５ＭＰａであることが好ましい。高圧水蒸気の蒸気圧力が０．３ＭＰａよりも小さいと、紙層２３の嵩が、高圧水蒸気によってあまり高くならない場合がある。また、高圧水蒸気の蒸気圧力が１．５ＭＰａよりも大きいと、紙層２３に穴が開いたり、紙層２３が破れたり、および吹き飛んだりする場合がある。
【００３０】
蒸気ノズル１４から噴射された蒸気を吸引する、サクションドラム１３に内蔵された吸引装置により、サクションドラム１３が紙層２３を吸引する吸引力は、−１〜−１２ｋＰａであることが好ましい。サクションドラム１３の吸引力が−１ｋＰａよりも小さいと蒸気を吸いきれず吹き上がりが生じ危険であるという問題が生じる場合がある。また、サクションドラム１３の吸引力が−１２ｋＰａよりも大きいとサクション内への繊維脱落が多くなるという問題が生じる場合がある。
【００３１】
蒸気ノズル１４の先端と紙層２３の上面との間の距離は１．０〜１０ｍｍであることが好ましい。蒸気ノズル１４の先端と紙層２３の上面との間の距離が１．０ｍｍよりも小さいと、紙層２３に穴が開いたり、紙層２３が破れたり、吹き飛んだりするという問題が生じる場合がある。また、蒸気ノズル１４の先端と紙層２３の上面との間の距離が１０ｍｍよりも大きいと、高圧水蒸気における紙層２３の表面に溝部を形成するための力が分散してしまい、紙層２３の表面に溝部を形成する能率が悪くなる。
【００３２】
蒸気ノズル１４の穴径は、高圧水流ノズル１２の穴径よりも大きいことが好ましく、かつ蒸気ノズル１４の穴ピッチは、高圧水流ノズル１２の穴ピッチよりも大きいことが好ましい。これにより、図８に示すように、高圧水流ノズル１２から噴射された高圧水流によって形成された溝部３２を残しながら、蒸気ノズル１４から噴射された高圧水蒸気によって、紙層２３に溝部５２を形成することができる。図８は、高圧水蒸気を噴射した後（図１の符号２５の位置）の紙層２３の幅方向の断面を示す図である。紙層２３のうち、高圧水流によって形成された溝部３２が複数存在する領域５４は、紙層２３の強度が強い領域であり、高圧水蒸気によって溝部５３が形成されている部分５５は、紙層２３の強度が高圧水蒸気によって上記領域５４に比べて若干弱められている領域である。このように、紙層２３に強度の強い領域５４と強度が弱い領域５５とを形成すことによって、紙層２３における強度と嵩高とのバランスをとることができる。また、紙層２３の嵩が高くなって紙層２３の保水性が改善されるとともに、紙層２３の湿潤強度も改善される。さらに、紙層２３の強度低下を抑えながら、高圧水蒸気によって紙層２３に溝部を形成することができる。
【００３３】
蒸気ノズル１４の穴径は１５０〜５００μｍであることが好ましい。蒸気ノズル１４の穴径が１５０μｍよりも小さいと、エネルギーが不足し、十分に繊維を掻き分けられないという問題が生じる場合がある。また、蒸気ノズル１４の穴径が５００μｍよりも大きいと、エネルギーが大き過ぎ基材ダメージが大きくなり過ぎるという問題が生じる場合がある。
【００３４】
蒸気ノズル１４の穴ピッチ（隣接する穴の中心間の距離）は２．０〜５．０ｍｍであることが好ましい。蒸気ノズル１４の穴ピッチが２．０ｍｍよりも小さいと、ノズルの耐圧が低下し、破損の恐れが生じるという問題が生じる場合がある。また、蒸気ノズル１４の穴ピッチが５．０ｍｍよりも大きいと、処理不足で柔軟性改善効果が低下するという問題が生じる場合がある。
【００３５】
高圧水蒸気を噴射した後の紙層２３の水分率が、高圧水蒸気を噴射する前の紙層２３の水分率よりもできるだけ大きくしないようにするため、高圧水蒸気の温度は、乾燥ドライヤー２０の温度よりも高いことが好ましい。たとえば、高圧水蒸気の温度は、１３０〜２２０℃であることが好ましい。これにより、高圧水蒸気を紙層２３に噴射しているときも紙層２３の乾燥は進むことになり、紙層２３は、嵩が高くなるのと同時に乾燥する。紙層２３が乾燥すると紙層２３の繊維同士の水素結合が強くなるので、紙層２３の強度は高くなり、紙層２３の高くなった嵩はつぶれにくくなる。また、紙層２３の強度は高くなることによって、高圧水蒸気の噴射により紙層２３に穴が開いたり、切れたりすることが防止される。
【００３６】
高圧水蒸気を噴射した後の紙層２３の水分率は、４５％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましい。高圧水蒸気を噴射した後の紙層２３の水分率が４５％よりも大きいと、後述の乾燥ドライヤーによる乾燥によって紙層２３の水分率を５％以下にすることができない場合がある。この場合、さらに追加の乾燥が必要であり、不織布の製造効率が悪くなる。
【００３７】
高圧水蒸気によって紙層２３の上面に溝部が形成されるとともに、紙層２３の下面（紙層２３の紙層形成ベルト４１側の面）にサクションドラム１３の外周面のパターンに対応した不図示の凹凸が形成される。
【００３８】
その後、図１に示すように、乾燥ドライヤー２０とは別の乾燥ドライヤー２２に転写される。乾燥ドライヤー２２も、たとえば、ヤンキードライヤーであり、蒸気により約１５０℃に加熱されたドラムに紙層２３を付着させて、紙層２３を乾燥させる。乾燥ドライヤー２２を通過した後の紙層２３は十分に乾燥していることが必要であり、具体的には、乾燥ドライヤー２２を通過した後の紙層２３の水分率は５％以下であることが好ましい。
【００３９】
乾燥した紙層２３は、不織布として巻き取り機２１に巻き取られる。
【００４０】
以上の一実施形態による不織布の製造方法に使用する不織布製造装置を次のように変形することができる。なお、上述の不織布製造装置と同じ構成要素には同じ符号を付し、上述の不織布製造装置と異なる部分を主に説明する。
【００４１】
（不織布製造装置の変形例１）
本発明の一実施形態における不織布製造装置１では、サクションドラム１３上で紙層に高圧水蒸気を噴射した。しかし、図９に示す不織布製造装置１Ａでは、紙層形成コンベア１６Ａ上で紙層に高圧水蒸気を噴射する。紙層形成コンベア１６Ａの紙層形成ベルトの材質として、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファド）およびアラミドが好ましい。紙層形成コンベア１６Ａの紙層形成ベルトには、たとえば、５メッシュのアラミドメッシュワイヤー（日本フィルコン（株）製）を使用することができる。紙層形成コンベア１６Ａの上方に設けられた蒸気ノズル１４に対向した位置に、蒸気ノズル１４から噴射される蒸気を吸引するための吸引ボックス１５が設けられている。紙層搬送コンベア１６Ａで高圧水蒸気を噴射された紙層は、乾燥ドライヤー２２に転写される。
【００４２】
（不織布製造装置の変形例２）
本発明の一実施形態における不織布製造装置１では、１つのサクションドラム１３上で１台の蒸気ノズル１４から紙層に高圧水蒸気を噴射した。しかし、図１０に示す不織布製造装置１Ｂでは、２つのサクションドラム１３上で、それぞれ１台の蒸気ノズル１４から紙層に高圧水蒸気を噴射した。このとき、一方の蒸気ノズル１４から紙層の一方の面に蒸気が噴射され、他方の蒸気ノズル１４から紙層の他方の面に蒸気が噴射される。これにより、紙層の表面および裏面に溝部が形成されることになる。高圧水蒸気を噴射された紙層は、乾燥ドライヤー２２に転写される。
【００４３】
（不織布製造装置の変形例３）
本発明の実施形態における不織布製造装置１では、１つのサクションドラム１３上で１台の蒸気ノズル１４から紙層に高圧水蒸気を噴射した。しかし、図１１に示す不織布製造装置１Ｃでは、１つのサクションドラム１３Ｃ上で２台の蒸気ノズル１４，１４Ｃから紙層に高圧水蒸気を噴射する。高圧水蒸気を噴射された紙層は、乾燥ドライヤーを経ずに巻き取り機２１に巻き取られる。したがって、紙層は、高圧水蒸気によって乾燥されることになる。この場合、乾燥ドライヤー２０で乾燥した紙層の水分率は１０〜２０％であることが好ましい。紙層の水分率が１０％よりも小さいと、紙層の繊維間の水素結合力が強くなり、後述の高圧水蒸気によって紙層の繊維をほぐすために必要なエネルギーが非常に高くなる。また、紙層の水分率が２０％よりも大きいと、高圧水蒸気を使用して紙層の水分率を５％以下にすることが難しい場合がある。紙層をよりよく乾燥させるために、高圧水蒸気の代わりに、水蒸気を含み加熱された高圧気体（高圧水蒸気よりも水分の割合が小さい高圧気体）を紙層に噴射されるようにしてもよい。
【００４４】
実施形態と変形例の一つ、もしくは複数を組み合わせることも可能である。変形例同士をどのように組み合わせることも可能である。
【００４５】
以上の説明はあくまで一例であり、発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００４６】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００４７】
実施例および比較例において、蒸気吹付け前紙層水分率、蒸気吹付け後紙層水分率、巻き取り時紙層水分率、紙層目付、乾燥厚み、密度、乾燥引張強度、乾燥引張伸度、湿潤引張強度および湿潤引張伸度を、以下のようにして測定した。
【００４８】
（蒸気吹付け前紙層水分率）
乾燥ドライヤー２０で乾燥した紙層を３０ｃｍ×３０ｃｍのサイズにサンプリングし、乾燥ドライヤー２０の出口重量（Ｗ１）を測定し、その後サンプル片を１０５℃の恒温槽に１時間静置し絶乾させたのち重量（Ｄ１）を測定する。蒸気吹付け前紙層水分率は、N=１０での測定値の平均値である。
蒸気吹付け前紙層水分率＝（Ｗ１−Ｄ１）／Ｗ１×１００（％）
【００４９】
（蒸気吹付け後紙層水分率）
１つのサクションドラム１３上で１台の蒸気ノズル１４から紙層に高圧水蒸気を噴射した紙層を３０ｃｍ×３０ｃｍのサイズにサンプリングし、蒸気ノズル１４通過後の重量（Ｗ２）を測定し、その後サンプル片を１０５℃の恒温槽に１時間静置し絶乾させたのち重量（Ｄ２）を測定する。蒸気吹付け後紙層水分率は、N=１０での測定値の平均値である。
蒸気吹付け後紙層水分率＝（Ｗ２−Ｄ２）／Ｗ２×１００（％）
【００５０】
（巻き取り時紙層水分率）
乾燥ドライヤー２２を通過し、巻き取られた紙層を３０ｃｍ×３０ｃｍのサイズにサンプリングし、巻き取り後の重量（Ｗ３）を測定し、その後サンプル片を１０５℃の恒温槽に１時間静置し絶乾させたのち重量（Ｄ３）を測定する。巻き取り時紙層水分率は、N=１０での測定値の平均値である。
巻き取り時後紙層水分率＝（Ｗ３−Ｄ３）／Ｗ３×１００（％）
【００５１】
（紙層目付）
紙層の目付は。巻き取り時紙層水分率を測定した際の絶乾サンプル重量（Ｄ３）より算出した。紙層目付は、N=１０での測定値の平均値である。
【００５２】
（乾燥厚み）
１５ｃｍ2の測定子を備えた厚み計（（株）大栄化学精器製作所製  型式FS-60DS）を使用して、３ｇ／ｃｍ2の測定荷重の測定条件で、製造した不織布の厚みを測定した。１つの測定用試料について３ヶ所の厚みを測定し、３ヶ所の厚みの平均値をプレス前乾燥厚みとした。
【００５３】
（密度）
プレス後乾燥嵩密度は、紙層目付と、上述のプレスの後の紙層の乾燥厚みより算出した。プレス後の紙層の乾燥厚みは以下のように測定した。プレス後の紙層を、液体窒素に含浸させて凍結させた後、剃刀でカットし、常温に戻した後、電子顕微鏡（たとえば、キーエンス社ＶＥ７８００）を用いて、５０倍の倍率でプレス後の紙層の厚みを測定した。吸収性物品を凍結させる理由は、剃刀によるカット時の圧縮により厚みが変動するのを防ぐためである。そして、プレス前の吸収体の目付に厚みを割って密度を算出した。
【００５４】
（乾燥引張強度）
製造した不織布から、長手方向が紙層の機械方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片と、長手方向が紙層の幅方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片とを切り取って、測定用試料を作製した。機械方向および幅方向の測定用試料を、最大荷重容量が５０Ｎであるロードセルを備えた引張試験機（島津製作所（株）製、オートグラフ  型式AGS-1kNG）を使用して、それぞれ３つの測定用試料について、１００ｍｍのつかみ間距離、１００ｍｍ／分の引張速度の条件で引張強度を測定した。機械方向および幅方向の測定用試料のそれぞれ３つの測定用試料の引張強度の平均値を機械方向および幅方向の乾燥引張強度とした。
【００５５】
（乾燥引張伸度）
製造した不織布から、長手方向が紙層の機械方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片と、長手方向が紙層の幅方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片とを切り取って、測定用試料を作製した。機械方向および幅方向の測定用試料を、最大荷重容量が５０Ｎであるロードセルを備えた引張試験機（島津製作所（株）製、オートグラフ  型式AGS-1kNG）を使用して、それぞれ３つの測定用試料について、１００ｍｍのつかみ間距離、１００ｍｍ／分の引張速度の条件で引張伸度を測定した。ここで、引張伸度とは、引張試験機で測定用試料を引っ張ったときの最大の伸び（ｍｍ）をつかみ間距離（１００ｍｍ）で割り算した値である。機械方向および幅方向の測定用試料のそれぞれ３つの測定用試料の引張伸度の平均値を機械方向および幅方向の乾燥引張伸度とした。
【００５６】
（湿潤引張強度）
製造した不織布から長手方向が紙層の機械方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片と、長手方向が紙層の幅方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片とを切り取って、測定用試料を作製し、測定用試料の質量の２．５倍の水を測定用試料に含浸させた（含水倍率、２５０％）。そして、機械方向および幅方向の測定用試料を、最大荷重容量が５０Ｎであるロードセルを備えた引張試験機（島津製作所（株）製、オートグラフ  型式AGS-1kNG）を使用して、それぞれ３つの測定用試料について、１００ｍｍのつかみ間距離、１００ｍｍ／分の引張速度の条件で引張強度を測定した。機械方向および幅方向の測定用試料のそれぞれ３つの測定用試料の引張強度の平均値を機械方向および幅方向の湿潤引張強度とした。
【００５７】
（湿潤引張伸度）
製造した不織布から長手方向が紙層の機械方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片と、長手方向が紙層の幅方向である２５ｍｍ幅の短冊状の試験片とを切り取って、測定用試料を作製し、測定用試料の質量の２．５倍の水を測定用試料に含浸させた（含水倍率、２５０％）。そして、機械方向および幅方向の測定用試料を、最大荷重容量が５０Ｎであるロードセルを備えた引張試験機（島津製作所（株）製、オートグラフ  型式AGS-1kNG）を使用して、それぞれ３つの測定用試料について、１００ｍｍのつかみ間距離、１００ｍｍ／分の引張速度の条件で引張伸度を測定した。機械方向および幅方向の測定用試料のそれぞれ３つの測定用試料の引張伸度の平均値を機械方向および幅方向の湿潤引張伸度とした。
【００５８】
以下、実施例および比較例の作製方法について説明する。
【００５９】
（実施例１）
本発明の一実施形態における不織布製造装置１を使用して実施例１を作製した。７0重量％の針葉樹晒クラフトパルプ（NBKP）と、繊度が１．１ｄｔｅｘであり、繊維長が７ｍｍである３０重量％のレーヨン（ダイワボウレーヨン（株）製、コロナ）とを含む抄紙原料を作製した。抄紙原料の坪量は５０ｇ／ｍ2であった。そして、原料ヘッドを使用して紙層形成ベルト（日本フィルコン（株）製  OS80）上に抄紙原料を供給し、吸引ボックスを使用して抄紙原料を脱水して紙層を形成した。このときの紙層の紙層水分率は８０％であった。その後、２台の高圧水流ノズルを使用して高圧水流を紙層に噴射した。２台の高圧水流ノズルを使用して紙層に噴射した高圧水流の高圧水流エネルギーは０．２８４６ｋＷ／ｍ2であった。ここで、高圧水流エネルギーは下記の式から算出される。
高圧水流エネルギー(kW/m2)＝1.63×噴射圧力(kg/cm2)×噴射流量(m3/分)／処理時間(m/分)
ここで、噴射圧力(kg/cm2)＝750×オリフィス開孔総面積(m2)×噴射圧力(kg/cm2)×0.495
【００６０】
また、高圧水流ノズルの先端と紙層の上面との間の距離は１０ｍｍであった。さらに、高圧水流ノズルの穴径は９２μｍであり、穴ピッチは０．５ｍｍであった。
【００６１】
紙層は、２台の紙層搬送コンベアに転写された後、１２０℃に加熱されたヤンキードライヤーに転写され、乾燥された。
【００６２】
次に、１台の蒸気ノズルを使用して高圧水蒸気を紙層に噴射した。このときの高圧水蒸気の蒸気圧力は０．７ＭＰａであり、蒸気温度は１７５℃であった。また、蒸気ノズルの先端と紙層の上面との間の距離は２ｍｍであった。さらに、蒸気ノズルの穴径は３００μｍであり、穴ピッチは２．０ｍｍであった。また、サクションドラムが紙層を吸引する吸引力は、−１ｋＰａであった。サクションドラムの外周にはステンレス製の１８メッシュ開孔スリーブを使用した。
【００６３】
そして、紙層は、１５０℃に加熱されたヤンキードライヤーに転写され、乾燥された。乾燥した紙層が実施例１となる。実施例１を製造するときの抄紙スピードは７０ｍ／分であった。
【００６４】
（実施例２）
実施例２は、ヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が１０％になるように紙層を乾燥した点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００６５】
（実施例３）
実施例３は、ヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が４０％になるように紙層を乾燥した点、および蒸気ノズルの先端と紙層の上面との間の距離を１０ｍｍにした点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００６６】
（実施例４）
実施例４は、高圧水流を紙層に噴射しなかった点、ヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が４０％になるように紙層を乾燥した点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００６７】
（実施例５）
実施例５は、高圧水蒸気を紙層に噴射するときの紙層の支持体として５メッシュのアラミドメッシュワイヤーを使用した、図９の不織布製造装置１Ａを用いて製造した点、およびヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が４０％になるように紙層を乾燥した点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００６８】
（実施例６）
実施例６は、図１０の不織布製造装置１Ｂを用いて製造した点、ヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が４０％になるように紙層を乾燥した点、および蒸気ノズルの穴径を５００μｍにした点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。２台の蒸気ノズルおよび２台のサクションドラムは、実施例１の製造に使用した蒸気ノズルおよびサクションドラムを同じであった。
【００６９】
（実施例７）
実施例７は、ヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が４０％になるように紙層を乾燥した点、高圧水蒸気の蒸気圧力が０．５ＭＰａである点、高圧水蒸気の蒸気温度が１４０℃である点および蒸気ノズルの穴径を５００μｍにした点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００７０】
（実施例８）
実施例８は、図１１の不織布製造装置１Ｃを用いて製造した点、ヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が２０％になるように紙層を乾燥した点、および蒸気ノズルの穴径を５００μｍにした点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。２台の蒸気ノズルは、実施例１の製造に使用した蒸気ノズルを同じであった。
【００７１】
（実施例９）
実施例９は、高圧水蒸気の蒸気圧力が０．３ＭＰａである点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００７２】
（実施例１０）
実施例１０は、ヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が４０％になるように紙層を乾燥した点、および蒸気ノズルの先端と紙層の上面との間の距離を１２ｍｍにした点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００７３】
（実施例１１）
実施例１１は、高圧水蒸気の蒸気圧力が０．２ＭＰａである点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００７４】
（比較例１）
比較例１は、ヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が０％になるように紙層を乾燥した点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００７５】
（比較例２）
比較例２は、ヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が６０％になるように紙層を乾燥した点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００７６】
（比較例３）
比較例３は、高圧水蒸気を紙層に噴射しなかった点、およびヤンキードライヤーを使用して、蒸気吹付け前紙層水分率が３０％になるように紙層を乾燥した点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。
【００７７】
（比較例４）
比較例４は、図１２の不織布製造装置１Ｄを用いて製造した点を除いて、実施例１の製造方法と同様な方法によって製造された。比較例４を製造するために使用された不織布製造装置１Ｄでは、乾燥ドライヤー２０で乾燥する前に高圧水蒸気を紙層に噴射した。蒸気ノズル１４および蒸気ノズル１４から噴射される高圧水蒸気の条件は、実施例１の製造に使用された蒸気ノズル１４および蒸気ノズル１４から噴射される高圧水蒸気の条件と同じであった。
【００７８】
以上の実施例および比較例の製造条件を表１に示す。
【００７９】
【表１】
0005683346.tif 000002
【００８０】
以上の実施例および比較例の、蒸気吹付け前紙層水分率、蒸気吹付け後紙層水分率、巻き取り時紙層水分率、紙層目付、乾燥厚み、密度、乾燥引張強度、乾燥引張伸度、湿潤引張強度および湿潤引張伸度を表２に示す。
【００８１】
【表２】
0005683346.tif 000003
【００８２】
実施例１〜９は、すべて、巻き取り時の紙層水分率が５％以下であり、乾燥厚みが０．５０ｍｍ以上であり、密度は０．１０ｇ／ｃｍ3以下であった。比較例１，３，４は、巻き取り時の紙層水分率は５％以下であったものの、乾燥厚みは０．５０ｍｍよりも小さく、密度は０．１０ｇ／ｃｍ3よりも大きかった。比較例２は、乾燥厚みが０．５０ｍｍ以上であり、密度は０．１０ｇ／ｃｍ3以下であったものの、紙層水分率が５％よりも大きかった。
【００８３】
実施例１〜９と比較例３とを比較することによって、高圧水蒸気を紙層に噴射することにより紙層の嵩を高くし密度を低くすることができることがわかった。また、実施例１〜９と比較例１，２，４とを比較することによって、好ましい蒸気吹付け前紙層水分量は、１０〜４５％であることがわかった。さらに、実施例１〜９と比較例４とを比較することによって、乾燥前に高圧水蒸気を紙層に噴射するよりも、所定の水分率になるように紙層を乾燥させた後に高圧水蒸気を紙層に噴射する方が、紙層の嵩を高くすることができることがわかった。また、実施例１〜９と実施例１０とを比較することによって、蒸気ノズルの先端と紙層の上面との間の好ましい距離は１０ｍｍ以下であることがわかった。さらに、実施例１〜９と実施例１１とを比較することによって、高圧水蒸気の好ましい蒸気圧力は、０．３ＭＰａ以上であることがわかった。
【００８４】
実施例４から、高圧水流を紙層に噴射しなくても、紙層の水分率を制御することによって、高圧水蒸気によって、紙層に穴が開いたり、紙層が破れたり、吹き飛んだりするのを防止できることがわかった。これは、紙層が乾燥すると強くなる紙層の繊維同士の水素結合によって、紙層の強度が増加したためである。また、紙層の強度は高められているので、この場合も高圧水蒸気を紙層に噴射するとき、紙層が高圧水蒸気によって吹き飛んでしまうのを防ぐためのネットを紙層の上に設ける必要がない。したがって、高圧水蒸気による紙層の処理効率が上がる。また、上記ネットを設ける必要がないので、不織布製造装置のメンテナンスおよび不織布の製造コストを抑えることができる。
【００８５】
実施例５，６，８より、上述の変形例１〜３の不織布製造装置１Ａ〜１Ｃを使用しても、強度が高く、嵩高であり、かつ柔軟性を有する不織布を製造できることがわかった。とくに、上述の変形例１〜３の不織布製造装置１Ａ〜１Ｃを使用しても、巻き取り時の紙層水分率が５％以下であり、乾燥厚みが０．４５ｍｍ以上であり、密度は０．１０ｇ／ｃｍ３以下である不織布を製造できることがわかった。
本発明に関連する発明の実施態様の一部を以下に示す。
［態様１］
水分を含んだ抄紙原料を支持体上に供給して、該支持体上に紙層を形成する工程と、
蒸気ノズルを使用して、前記紙層に高圧水蒸気を噴射する工程とを含み、
前記紙層に高圧水蒸気を噴射する工程は、前記紙層の水分率を１０〜４５％にした後に前記紙層に高圧水蒸気を噴射する不織布の製造方法。
［態様２］
前記高圧水蒸気を前記紙層に噴射した後の該紙層の水分率は、０〜４０％である上記態様１に記載の不織布の製造方法。
［態様３］
前記高圧水蒸気を噴射した紙層の水分率が５％以下になるように、前記高圧水蒸気を噴射した紙層を乾燥する工程をさらに含む上記態様１に記載の不織布の製造方法。
［態様４］
前記紙層に前記高圧水蒸気を噴射するときの蒸気圧力は０．３ＭＰａ以上である上記態様１〜３のいずれか１つに記載の不織布の製造方法。
［態様５］
前記蒸気ノズルの先端と前記紙層の上面との間の距離は１０ｍｍ以下である上記態様１〜４のいずれか１つに記載の不織布の製造方法。
［態様６］
前記紙層に高圧水蒸気を噴射する工程の前に、高圧水流を紙層に噴射する工程をさらに含む上記態様１〜５のいずれか１つに記載の不織布の製造方法。
【符号の説明】
【００８６】
１，１Ａ〜１Ｄ    不織布製造装置
１１    原料供給ヘッド
１２    高圧水流ノズル
１３    サクションドラム
１４    蒸気ノズル
１５    吸引ボックス
１６，１６Ａ    紙層形成コンベア
１７    吸引ピックアップ
１８，１９    紙層搬送コンベア
２０，２２    乾燥ドライヤー
２１    巻き取り機
２３    紙層
３１    高圧水流
３２    溝部
４１    紙層形成ベルト
５１    高圧水蒸気
５２    溝部
【図１】
0005683346.tif 000004
【図２】
0005683346.tif 000005
【図３】
0005683346.tif 000006
【図４】
0005683346.tif 000007
【図５】
0005683346.tif 000008
【図６】
0005683346.tif 000009
【図８】
0005683346.tif 000010
【図９】
0005683346.tif 000011
【図１０】
0005683346.tif 000012
【図１１】
0005683346.tif 000013
【図１２】
0005683346.tif 000014
【図７】
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