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JP3680456B2 - 拭き布用複合シート - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用ワイパー、ウェス、カウンタークロス、布巾、雑巾等として好適に使用できる複合シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続フィラメントとパルプ繊維を水流交絡させた複合シートの従来技術としては、特開平５−１７９５４５「パルプ含有率の高い不織複合布」、特開平５−２１４６５４「拭き布の製造法」などがある。これらの発明は、木材パルプ繊維シートの欠点である湿潤時の強度低下を、連続フィラメントウェブとの複合化によって克服したもので、ワイパー分野における優れた技術といえる。これらの技術によって、紙製ワイパーの優れた特徴である吸水・吸油性の共存、低コスト等の性能を保ちつつ高い湿潤強度が付与され、布製ワイパーと同様の使用が可能となった。
【０００３】
しかし、これらを実用化する場合、使用できる連続フィラメントウェブは、コストや強度などの点から低目付（２０ｇ／ｍ2 以下）のスパンボンド不織布以外にないのが実状である。低目付のスパンボンド不織布は繊維配向が著しく偏り、その殆どが縦方向を向いている。その結果、単にパルプ繊維とスパンボンド不織布を水流交絡により複合化しただけでは、縦横の引張強度および伸び率に大きな差が生じてしまう。
【０００４】
市販のスパンボンド不織布とパルプ繊維との複合体を素材とした拭き布でも表−１に示す様な、縦横の異方性が存在している。この表は縦方向及び横方向の引張試験を行い、破断荷重と破断時までの伸び率を測定したものである。この場合の縦方向とは水流交絡処理によりついた流れ方向の筋と平行の方向である。測定結果を見ると両市販品とも破断荷重では縦方向が横方向に比べて２倍以上高く、伸び率では横方向が縦方向に比べて１．９倍以上高い。これらの異方性はワイパーとしての基本性能（吸水・吸油性、拭き取り性等）には影響を及ぼさないが、拭き取り作業中の使用感に大きな影響を及ぼす。これらの製品の特徴は紙製ワイパーに比べ強度が高く、布製ワイパーと同様の過激な拭き取り作業にも耐えうるという点にある。
【０００５】
しかし、シートの縦横に異方性が存在する場合、特に伸びに差が有る場合、作業者は布製ワイパーとの違和感を強く感じ、同様に使用することに対し大きな抵抗を抱いてしまう。例えば、拭き取り物に金属製の突起物などがあると、伸びの小さい素材では簡単に破れてしまうため、ワイパーの方向性に注意して使用しなければならなくなる。
【０００６】
また前述（表−１）の市販品はドレープ性（しなやかさ、柔軟性）に乏しく、感触の点で布製ワイパーとの差が大きい。布に近いドレープ性を有する水流交絡不織布には、化繊（ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維等）、レーヨン、コットン等のステープルファイバーを利用した製品がある。これらの繊維は、パルプ繊維に比べ繊維間の結合が弱くシート化した時に紙の様なコシの強さが生じない良い点があるが、価格が高いことなどから布製ウェス代替品とはなり得なかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来のスパンボンド不織布とパルプ繊維からなる複合シートの持つ欠点を改善し、ドレープ感に優れかつ極めて布製に近い感触が得られるとともに、使い勝手が良く、かつ安価な複合シートを目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはこのような欠点に対し鋭意検討した結果、熱可塑性のフィラメントからなるウェブにパルプ繊維を水流交絡させた複合シートにクレープ処理を施し縦方向の伸び率を横方向と同程度に高めることで、布製ワイパーと同様の使用感が得られることを見いだし、本発明に至った。
【０００９】
【作用】
クレープ処理は、複合シートに縮緬状の皺を付ける処理であり、この皺を縦方向の寸法が縮まるように付与することで、縦方向の伸び率を高めることができる。パルプ繊維はその表面および内部に多数の水酸基を保有している。この水酸基の相互の結合によって、クレープ処理前の複合シートはコシの強い（剛度の高い）紙のような性状をしている。クレープ処理は縦方向の伸び率を増すばかりでなく、パルプ繊維間およびパルプ繊維内部の水素結合を破壊する。その結果、複合シートのコシの強さは失われ、柔軟でしなやかな布のような性状が得られるのである。
【００１０】
クレープ処理は、ティッシュペーパーやペーパータオルの製造では一般的な技術であるが、その目的は柔軟性の付与のみにある。本発明におけるクレープ処理の第一の目的は伸びの改善にあり、この点が異なっている。またティッシュペーパーやペーパータオルはウェット強度が極めて低く、連続フィラメントを使用した本発明のように、布製拭き布と同等に使用することはできない。
【００１１】
【発明実施の形態】
本発明におけるクレープ処理する複合シートは、熱可塑性の連続フィラメントからなるウェブにパルプ繊維を水流交絡させたものであり、パルプ繊維を主要素材とすることが好ましい。主要素材であるパルプ繊維としては針葉樹材を原料としたものが特に好ましく、クラフト法、サルファイト法、ソーダ法、ポリサルファイド法、バイサルファイト法、ソルボリシス法等の蒸解法で製造した未晒あるいは晒パルプ繊維が使用できる。また広葉樹を原料として同様の蒸解法で製造した未晒あるいは晒パルプ繊維を一部配合することが可能である。広葉樹パルプは針葉樹パルプに比べ繊維長が短いので、配合量は全パルプ繊維量に対し５０％以下が好ましく、これ以上配合すると交絡性に悪影響を及ぼす。木材以外にパルプ繊維原料として使用できるものは、綿、亜麻、ケナフ、ジュート、マニラ麻、バガス、ワラ、エスパルト、竹などがある。これらは繊維長に応じ、針葉樹パルプ及び広葉樹パルプの代替品として使用できる。
【００１２】
連続繊維フィラメントウェブはパルプ繊維と交絡しうる適度な空隙構造を持つことが必要で、連続フィラメントの繊度が０．５〜５デニールでウェブの坪量が５〜３０ｇ／ｍ2 もので、特には繊度が１〜３デニール、坪量が１０〜２０ｇ／ｍ2 のものが好ましい。例えば繊度２デニールのポリプロピレン製スパンボンド不織布の場合、坪量が２０ｇ／ｍ2 を越えると繊維間隙が少なくなり、逆に１０ｇ／ｍ2 を下回ると空隙が大きくなりすぎていずれも交絡がうまく行かない。フィラメントの繊度を高めると空隙の割合が増しウェブの坪量を高められるが、５デニールを越えるとフィラメントが剛直になりクレープ処理に適さなくなる。逆に繊度を低めると低坪量のウェブでも適度な空隙構造を保てるが、０．５デニールを下回ると連続フィラメント自体の強度が不足することやウェブ化が困難になることから適さなくなる。
【００１３】
その他連続フィラメントウェブとしては、レーヨン系繊維、ポレオレフィン系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリル酸系繊維等が使用できる。
【００１４】
水流交絡は、連続フィラメントウェブの上に湿式あるいは乾式により得られたパルプ繊維シートを重ね、その上から水柱流を噴出し行う方法が好適である。この場合のパルプ繊維シートは、水流交絡処理時に繊維間の結合が緩み、繊維が個々に分離されることが必要である。特に湿式でパルプ繊維シートを製造した場合、乾燥後の繊維間の結合はかなり高い。従って、このパルプ繊維シートには紙力増強剤等の繊維間結合力を高める薬品の使用は好ましくない。逆に、繊維間結合力を弱める薬品（界面活性剤等）は、パルプ繊維のシート化が阻害されない範囲で使用可能であるが、薬品は無添加であってもいっこうに差し支えない。パルプ繊維シート中の水分は適宜設定できるが、できるだけ高めの方が繊維の分離が容易である。
【００１５】
パルプ繊維シートの坪量は拭き布の性能に応じて適宜設定することが可能である。拭き布の性能を基準に考えると、複合シート中のパルプ繊維分は、２０ｇ／ｍ2 以上であることが好ましい。この値を下回ると拭き布としての吸収性が劣る。しかし、水流交絡は、パルプ繊維シートを数枚重ねての処理や、複合シートの上に更にパルプ繊維シートを複数枚重ねて処理することが可能なので、パルプ繊維シートは、シート化可能な坪量以上であれば構わない。パルプ繊維と連続フィラメントウェブの交絡は、水柱流がパルプ繊維層を貫通し連続フィラメント層に達し、なおかつその層をも貫通し初めて実現する。従って、パルプ繊維シートの坪量が高くなると水柱流が連続フィラメント層に達しなくなり、交絡が不可能になる。
【００１６】
水圧、水流ノズル孔径、幅方向のノズル孔の個数、流れ方向のノズル孔の列数、ライン速度などの交絡条件は、必要な交絡度合いに応じて適宜選択することができる。クレープ処理の面から交絡条件は制約されない。
【００１７】
クレープ処理には湿式と乾式があるが、どちらも可能である。ヤンキードライヤーを利用した湿式クレープ処理はティッシュやペーパータオルの製造で常用されており、乾燥と同時に処理が施されるので便利である。またヤンキードライヤーが選択できない場合でも乾式でクレープ処理が可能である。
【００１８】
クレープ処理の条件は、処理前の縦横比の大きさに応じて選択すればよい。クレープ処理を施すと複合シートの縦方向の寸法が縮み、この縮みの量が多ければ処理後の伸び率が高くなる。この量は複合シートのライン速度の制御によって決定される。クレープ処理装置に複合シートが入る時の速度をＳ０とした場合、クレープ処理装置からでるときの速度Ｓ１をＳ０より小さくすればするほど縮み量が大きくなり、高い伸び率が得られる。この時の速度差をクレープ処理の圧縮率と呼ぶ。圧縮率は次式で表される。
圧縮率＝（Ｓ０−Ｓ１）÷Ｓ０×１００ 〔％〕
【００１９】
このクレープ処理により、処理後の縦方向及び横方向の引張試験時の伸び率がいずれも５０％以上１００％以下で、かつその伸び率の縦横比が０．８％以上１．２５以下の値になるようにするのが好適である。
【００２０】
クレープ処理後の縦方向及び横方向の引張試験時の伸び率が５０％未満の場合、拭き取り作業時に加わる程度の力では十分な伸びが得られず、布製ウェスのような使用感にならない。伸び率が１００％を超える様にするには、クレープ処理の圧縮率を５０％以上に設定する必要があるが、これではクレープ処理による原反の縮みが大きく、著しく不経済である。
【００２１】
縦横の異方性は破断強度や伸び率等に現れるが、使用感の上で重要なのは伸び率の異方性である。破断は破断強度以上の力が加わらなければ生じないのに対し、伸びは破断強度のような強い力でなくても力が加われば常に生じる。従って伸びの異方性は拭き取り作業時にすぐに知覚される。異方性を縦横比で表した場合、縦横比が０．８（大きい方の伸び率を分母にして算出した場合）を下回るか、１．２５（小さい伸び率を分母にして算出した場合）を上回る値になると異方性の存在が明確に知覚される。
【００２２】
【実施例】
実施例１
ポリプロピレン長繊維が集積されてなり、且つこのポリプロピレン長繊維相互間が自己融着された点融着区域を多数持つ長繊維不織布を準備した。この長繊維不織布を構成するポリプロピレン長繊維の繊度は、２．５デニールであり、長繊維不織布の坪量は、１５ｇ／ｍ2 であった。この長繊維不織布の表面に、パルプ繊維以外の繊維を含まない紙シートを積層した。この紙シートは、ＪＩＳ ＳＰ８１２４に示された方法で測定した坪量が９０ｇ／ｍ2 であった。なおこの紙シートは、カナダ標準フリーネスが６５０ｍｌの針葉樹晒クラフトパルプ繊維を湿式抄紙して得られた物である。そして紙が上に位置し、長繊維不織布が下に位置するようにして積層し、移送コンベア上に置いた。次いでこのコンベアで積層体を移送させながら、孔径０．１ｍｍのノズル孔が０．６ｍｍの間隔で並んでいる高圧水柱流噴出装置を用いて、５０ｋｇ／ｃｍ2 の水圧で高圧水柱流を噴出させ、紙シートの表面から長繊維不織布の背面に貫通するようにして、高圧水柱流を施した。処理に要したノズルは全部で６列である。交絡後はシリンダードライヤーにて乾燥した。以上のようにしてパルプ繊維とポリプロピレン繊維が交絡した不織布シートを得た。
この不織布シートを米国マイクレックス社製マイクロクレーパーにより、乾式クレープ処理を実施した。条件は速度２５m/min 、温度６３℃、押しつけ圧６０ｐｓｉ、ブレード形状フラット、圧縮率２０％である。
【００２３】
実施例２
乾式クレープ処理の圧縮率が１５％であること以外は、実施例１と同一条件で実施した。
【００２４】
実施例３
針葉樹晒クラフトパルプの坪量を３８ｇ／ｍ2 、長繊維不織布の坪量を１２ｇ／ｍ2 、高圧水柱流の圧力を４０ｋｇ／ｃｍ2 にした以外は実施例１と同一の条件で不織布シートを製造した。乾式クレープ処理も実施例１と同一条件で実施した。
【００２５】
実施例４
乾式クレープ処理の圧縮率が１５％であること以外は、実施例３と同一条件で実施した。
【００２６】
比較例１
実施例１と同一の製造条件で、乾式クレープ処理を実施していないシート。
【００２７】
比較例２
実施例２と同一の製造条件で、乾式クレープ処理を実施していないシート。
【００２８】
［試験法］
表−１および表−２にある下記（１）〜（５）の各物性値の測定は、ＪＩＳ Ｐ ８１１１で規定された標準条件（温度２０±２℃、湿度６５±２％）の下で実施した。各試料は同規定に基づき、４時間以上前処理した。
【００２９】
（１）坪量
ＪＩＳ Ｐ ８１２４に従い測定した。
【００３０】
（２）厚さ
ＪＩＳ Ｐ ８１１８に従い測定した。
【００３１】
（３）引張試験
下記の条件で引張試験を実施した。
試験機 オリエンティック株式会社製 テンシロンＲＴ−５００型
引張速度 ５０ｍｍ／ｍｉｎ
試験片の幅 ３０ｍｍ
スパン長 １８０ｍｍ
【００３２】
（４）クラークこわさ試験法
ＪＩＳ Ｐ ８１４３に従い測定した。
【００３３】
（５）吸水・吸油性
一片５ｃｍの正方形の試験片を１０枚積層し、四隅をホチキス（針の型番：Ｎｏ．１０−１Ｍ マックス株式会社製）で固定する。これを５００ｍｌのビーカーに満たした水道水あるいは機械油に浮かべ、試験片が液面に触れた時から液面下に沈むまでの時間を計測し吸水・吸油速度とした。この時使用したホチキスの針の重量は５０個当たり０．９８６g である。
次いでこの試験片を液中から取り出し、１０メッシュのステンレスワイヤー上に１分間放置し、表面の液を滴り落とした後、重量（Ｗ１）を測定した。この重量を浸漬前の重量（Ｗ０）で除した値を吸水・吸油倍率とした。
吸水・吸油倍率＝Ｗ１÷Ｗ０
【００３４】
【表１】
Figure 0003680456
【表２】
Figure 0003680456
【００３５】
【発明の効果】
実施例１、２と比較例１は坪量約９５ｇ／ｍ2 の複合シートを用いて、クレープ処理の効果を示している。クレープ処理を実施していない比較例１の伸び率の縦横比は０．５で、市販のスパンレース不織布製ワイパーと同等である。実施例１はこのシートをクレープ処理したものであるが、縦横比は０．９となり異方性はとても低くなっている。伸び率自体も縦が６８．２％、横が７８．６％と非常に高い値で、激しい拭き取り作業でも良好な作業性が得られる。しなやかさ・柔軟性の指標であるクラーク剛さも大幅な改善が認められ、触感においても布製ワイパーに近づいている。本例は柔軟剤などの薬品は一切使用していないが、このように良好な柔軟性が得られた。ワイパー性能を表す吸水・吸油性はクレープ処理前後で殆ど変わらず、基本性能に悪影響を及ぼしていないのが分かる。
【００３６】
実施例３，４と比較例２は低坪量（約５０ｇ／ｍ2 ）の複合シートを用いてクレープ処理の効果を示している。この場合も前例と同様に良好な効果が認められる。特に柔軟性の改善には効果的で、感触はメリヤスウェス並みである。
【００３７】
実施例２、４に見られるように、圧縮率を下げクレープ処理の程度を低下させると柔軟性も低下するが、伸び率を十分確保すれば拭き取りに支障はない。
【００３８】
このように本発明によって得られたスパンボンド不織布とパルプ繊維からなる複合シートは、吸水・吸油性の共存、高い湿潤強度、低コスト等の優れた特性を保ちつつ、ドレープ感に優れかつ極めて布製に近い感触を持ち、十分な伸びが付与されているので激しい拭き取り作業でも、安心して使用できる。

Claims (1)

  1. 熱可塑性の連続フィラメントからなるウェブとパルプ繊維を水流交絡させた複合シートにおいて、クレープ処理がなされ、処理後の縦方向及び横方向の引張試験時の伸び率がいずれも５０％以上１００％以下で、かつその伸び率の縦横比が０．８以上１．２５以下の値を有する複合シート。
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