JP2017190538A - パルプ積繊シート製造装置及びパルプ積繊シート製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄く、かつ、強度の強いパルプ積繊シートを製造するパルプ積繊シート製造装置及びパルプ積繊シート製造方法を提供する。【解決手段】このパルプ積繊シート製造装置１００は、粉砕パルプ又は前記粉砕パルプを主原料とする繊維１０３が積繊されたパルプ層を搬送する搬送装置１０９と、搬送中の前記パルプ層の両面を所定値以上の圧力で押圧し、前記パルプ層をシート状に形成する押圧装置１１２と、を具備する構成を採る。【選択図】図１

Description

本発明は、清浄用シートとして利用可能なパルプ積繊シートの製造装置及び製造方法に関する。

ウェットティッシュについて、セルロール繊維を含むティッシュウェブからなる第一層と、エアレイド不織布ウェブからなる第二層から構成されるものがある（特許文献１、特許請求の範囲、請求項１１参照）。

特許文献１に記載のウェットティッシュは、抄紙により得られる第一層と、第一層とは異なる製法のエアレイド法により得られる第二層（パルプ層）と、両者を一体化させるバインダーとを必要とする。

米国特許第８２５７５５３号公報

しかしながら、エアレイド法により得られるパルプ層を含むパルプ積繊シートは、構成上、所定量以上の目付量を必要とするため、薄くしたうえで、なおかつ強度を持たせることが困難であった。

本発明の目的は、薄く、かつ、強度の強いパルプ積繊シートを製造するパルプ積繊シート製造装置及びパルプ積繊シート製造方法を提供することである。

本発明の第１の態様に係るパルプ積繊シート製造装置は、粉砕パルプ又は前記粉砕パルプを主原料とする繊維が積繊されたパルプ層を搬送する搬送装置と、搬送中の前記パルプ層の両面を所定値以上の圧力で押圧し、前記パルプ層をシート状に形成する押圧装置と、を具備する構成を採る。

本発明の第２の態様に係るパルプ積繊シート製造方法は、粉砕パルプ又は前記粉砕パルプを主原料とする繊維が積繊されたパルプ層を搬送する搬送工程と、搬送中の前記パルプ層の両面を所定値以上の圧力で押圧し、前記パルプ層をシート状に形成する押圧工程と、を具備するようにした。

本発明によれば、薄く、かつ、強度の強いパルプ積繊シートを製造することができる。

本発明の一実施形態に係るパルプ積繊シート製造装置の構成を示す模式図 液体供給装置と、パルプ検出装置を説明するための図 積繊される綿状のパルプ繊維を示す概要図

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（一実施形態）
本発明の一実施形態に係るパルプ積繊シート１０１は、一層又は二層以上の液透過性のパルプ繊維１０３からなり、典型的には、清掃用の非水解性の清浄用シート、身体清浄用の水解性の清浄用シート、トイレクリーナーなどの水解性の清浄用シートに適したものである。また、本実施形態にかかるパルプ積繊シート製造方法は、パルプ積繊シート１０１を合理的且つ適切に製造し得るものである。

本実施形態において、水解性とは、シートを構成する繊維間の接着力が、水に著しく浸されていない状態では、シートの成形加工及び拭く等の機能に必要なだけの強度を最低限有するが、水中に投棄された場合のように、水に著しく浸された状態では、その接着力が極端に低下し、何らかの外力を与えると容易に分解または分散することをいう。また、非水解とは、シートを構成する繊維間の接着力が、水に著しく浸されていない状態でも、水に著しく浸されたウエットの状態でも、何らかの外力を与えても容易に分解または分散等をしないことをいう。

図１は、本発明の一実施形態に係るパルプ積繊シート製造装置１００の構成を示す模式図である。以下、図１を用いてパルプ積繊シート製造装置１００について説明する。なお、図１では、図面の複雑化を避けるために、パルプ積繊シート１０１は製造装置１００の最終部分においてのみ符号を付し、それ以外では図示を省略する。同様に、パルプ繊維１０３の図示も省略する。また、図１では、紙面右側のＭＤ方向をＸ方向、紙面奥側のＣＤ方向をＹ方向、紙面上側をＺ方向と定義する。

パルプ繊維１０３は、パルプや粉砕パルプ等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、あるいは天然繊維と再生繊維の混合物等により形成することができる。

パルプ以外の天然繊維としては、例えば、ケナフ、竹繊維、藁、綿、繭糸、サトウキビ等を用いることができる。パルプ繊維１０３は、厚さ方向における繊維の密集する度合いが異なるように構成されていることが好ましい。ここで、粉砕パルプとは、紙材料等の原料となるパルプ材料を粉砕機等によって細かく粉砕して綿状にしたものをいう。粉砕パルプの原料としては、木材パルプ、合成パルプ、古紙パルプ等を挙げることができ、トイレットペーパー材料を用いることもできる。トイレットペーパー材料としては、針葉樹晒クラフトパルプと広葉樹晒クラフトパルプを配合したものを用いることができるが、針葉樹晒クラフトパルプからなる原料パルプを用いることが製造上の観点から好ましい。針葉樹晒クラフトパルプは、広葉樹晒クラフトパルプに比べて繊維長が長いため、針葉樹晒クラフトパルプより得た粉砕パルプを用いてパルプ繊維１０３を構成すると、繊維相互の絡み具合が高まり、その結果、強度が向上する。また繊維同士の絡み合いによる繊維間空間容積が、繊維長の短い広葉樹晒クラフトパルプ等を用いた場合より大きくなり、各繊維が動く自由度が大きくなるため、柔軟性も向上する。

原料繊維が、粉砕パルプを主原料とする材料の場合には、粉砕パルプの配合割合が３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。さらに、望ましくは、粉砕パルプの配合割合が８０％以上であることが好ましく、１００％が粉砕パルプで形成されていることがより好ましい。粉砕パルプは、パルプ材料を粉砕して綿状に形成したものであるから、繊維が圧縮された状態にある抄紙された紙に比べ、繊維間に無数の空間が形成されている。繊維間に無数の空間が形成されていると、パルプ繊維１０３を構成する各繊維が動く自由度を大きくすることができる。このため粉砕パルプの配合を上記した割合にすることにより、より少ない目付量でもパルプ繊維１０３の嵩高形成機能を大きくすることができる。この結果、全体としての柔軟性を向上させたり、製造時の生産効率を向上させたりすることができる。

なお、パルプ繊維１０３の目付量は、８０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、また６０ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましい。パルプ繊維１０３の目付量を上記の範囲にすることで、パルプ積繊シート１０１の製造及び梱包をしやすくすることができ、使用者が使用しやすく、且つ、梱包しやすい嵩高を有するように構成することができる。また、目付量を上記の範囲とすることで、繊維密度が大きくなりすぎることがなくなる。その結果、繊維間を接合するためのバインダーの量を少なくすることができる。このため、パルプ繊維１０３の表面に多量のバインダーが付着して、この付着したバインダーがフィルム化してパルプ繊維１０３の液透過性が低下することも防止でき、パルプ積繊シート１０１の全体的な吸水性を確保することができる。

製造装置１００は、大きく分けて、粉砕前処理装置、粉砕装置１０６、積繊装置１０７、押圧装置、バインダー塗布装置、及び、乾燥装置を有する。

粉砕前処理装置は、液体供給装置１０４と、パルプ検出装置１０５とを有する。液体供給装置１０４は、パルプ繊維１０３に対して液体を供給する。また、パルプ検出装置１０５は、パルプ繊維１０３が製造装置１００に供給されているかどうかを検出する。なお、パルプ繊維１０３の幅（Ｙ方向の長さ）は、９００ｍｍ〜１８００ｍｍ程度であり、その幅に合わせて製造装置１００が設計及び製造される。

図２は、液体供給装置１０４と、パルプ検出装置１０５を説明するための図である。図２に示すように、液体供給装置１０４は、搬送されてきたパルプ繊維１０３の中央領域１０４ａに液体を供給する。後述するように、パルプ繊維１０３は、メッシュに積繊されて搬送されるため、静電気が帯電する虞がある。また、この製造装置１００により製造されたパルプ積繊シート１０１は、排泄物を吸収する吸収体として使用される場合がある。このため、液体供給装置１０４が供給する液体としては、静電気の帯電防止用として、エタノール、メタノール、２−プロパノール（ＩＰＡ）などの溶液、または水を用いてもよい。

また、液体供給装置１０４が供給する液体としては、排泄物の消臭用として、活性炭、ゼオライト、シリカ、セラミック、大谷石、木炭高分子、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、クエン酸及びコハク酸等の有機酸、ミョウバン（カリウムミョウバン）等を用いることができる。

なお、図１では、液体供給装置１０４を１つのユニットとして示しているが、静電気の帯電防止用、または消臭用など、用途に合わせて複数設けてもよい。また、中央領域１０４ａではなく、図１のＹ方向にずらした領域を液体供給領域としてもよい。本実施形態においては、パルプ繊維１０３のＹ方向全体ではなく、中央領域１０４ａといった部分領域を液体供給領域としている。これは、パルプ繊維１０３は、後述の粉砕装置１０６において綿状に粉砕されるため、上述した液体が粉砕されたパルプ繊維１０３のほぼ全体に供給されるからである。これにより、液体供給装置１０４による過度な液体供給を防ぐことができ、パルプ積繊シート１０１の製造コストを抑制することができる。一例として、中央領域１０４ａのＹ方向の長さはパルプ繊維１０３の幅の１０％から５０％程度とし、Ｘ方向の長さはＹ方向の長さと同じでもよく、Ｙ方向の長さより短くてもよい（２５％〜７５％程度）。なお、図２では、中央領域１０４ａは矩形状としているが円形でもよく、楕円形でもよい。

また、液体供給装置１０４は、製造装置１００の湿度に応じて静電気の帯電防止用の液体の供給量を調整してもよい。具体的には、液体供給装置１０４は、製造装置１００が設置されている室内が乾燥している場合（例えば湿度５０％以下の場合）には、製造装置１００が設置されている室内が乾燥していない場合（例えば湿度６５％以上の場合）に比べて、帯電防止用の液体の供給量を増やせばよい。すなわち、液体供給装置１０４は、湿度が低下するに従って、帯電防止用の液体の供給量を増やし、湿度が上昇するに従って、帯電防止用の液体の供給量を減らせばよい。

同様に、液体供給装置１０４は、パルプ積繊シート１０１の用途に応じて、消臭用液体の供給量を変えてもよい。具体的には、液体供給装置１０４は、パルプ積繊シート１０１を前述の吸収体に用いる場合、消臭用液体の供給量を多くし、パルプ積繊シート１０１を外装体に用いる場合、消臭用液体の供給量を少なくすればよい。なお、消臭用液体は、金属を溶解した液体を用いることがある。このため、液体供給装置１０４は、パルプ積繊シート１０１が肌面となる場合（肌に接触する場合）、消臭用液体の供給を停止する。

パルプ検出装置１０５は、パルプ繊維１０３が搬送されているか否かを検出する。すなわち、パルプ検出装置１０５は、ロール状のパルプ繊維１０３がすべて供給されてしまい、パルプ繊維１０３が供給されていない状態を検出する。具体的には、パルプ検出装置１０５は、検出光１０５ａを下方に照射し、パルプ繊維１０３からの反射光を不図示の検出部で検出した場合、パルプ繊維１０３が供給されていると検出する。パルプ検出装置１０５は、前述の反射光を不図示の検出部で検出できない場合、パルプ繊維１０３が供給されていないとし、音、光などにより警告を行うものとする。

製造装置１００では、粉砕前処理装置に引き続き、粉砕装置１０６がパルプ繊維１０３を粉砕する。粉砕装置１０６は、一次粉砕部と、二次粉砕部とを有し、一次粉砕部がパルプ繊維１０３をチップ状に粉砕し、二次粉砕部がチップ状に粉砕されたパルプ繊維１０３を綿状に粉砕する。なお、粉砕装置１０６は、粉砕されたパルプ繊維１０３の散乱を避けるため、一次粉砕部と二次粉砕部ともケースなどにより収納されている。また、本実施形態においては、粉砕パルプを１００％とすることが望ましいが、複合繊維（ＥＳ繊維）を混ぜ合わせても構わない。

積繊装置１０７は、綿状のパルプ繊維１０３を積繊する。具体的には、次の通りである。綿状のパルプ繊維１０３は、高圧エアなどにより配管１０８を通過して、３つのタンク１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃに蓄えられる。ただし、タンクの数は３つに限定されるものではない。なお、積繊装置１０７も綿状のパルプ繊維１０３の散乱（拡散）を防止するため、散乱防止用カバーが設けられている。これにより、製造装置１００の作業者がパルプ繊維１０３を吸い込むことが低減される。また、本実施形態において、粉砕されたパルプ繊維１０３の平均繊維長は、一例として１ｍｍ〜３ｍｍ程度であるものとする。

３つのタンク１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃに蓄えられた綿状のパルプ繊維１０３は、下側搬送用メッシュ１０９上に積繊される。下側搬送用メッシュ１０９は、網目形状であり、その材料として高分子化合物を用いることができ、ポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹脂（熱可塑性樹脂）、ナイロン、ＰＥＴなどの合成繊維を用いることができる。下側搬送用メッシュ１０９としては、１インチ×１インチにメッシュが３０〜５０ある３０番手〜５０番手を用いることができ、本実施形態では、４０番手（例えば０．５ｍｍ×０．５ｍｍ）のメッシュとする。

下側搬送用メッシュ１０９（搬送装置に相当）は、不図示の駆動源からの駆動力により積繊した綿状のパルプ繊維１０３を図中のＸ方向に搬送する。なお、下側搬送用メッシュ１０９は、４つのロール１１０のうち少なくとも１つが駆動することにより所定の駆動範囲で綿状のパルプ繊維１０３を繰り返し搬送する。

下側搬送用メッシュ１０９の上面と下面の間には、真空装置１１１が配置されている。真空装置１１１は、上面に位置する網目形状の下側搬送用メッシュ１０９を介して綿状のパルプ繊維１０３を吸着する。

図３は、積繊される綿状のパルプ繊維１０３を示す概要図である。図３（ａ）に示すように、タンク１０７ａから下側搬送用メッシュ１０９に積繊される綿状のパルプ繊維１０３は、積繊時間の長い右側で多くなり（高くなり）、左側に行くに従って、積繊時間が短くなるため、少なくなる（低くなる）。

しかしながら、積繊量が多くなるに従って、真空装置１１１による吸着力が弱くなる（図中Ｖａｃ小）。逆に言えば、積繊量が少ない部分では、真空装置１１１による吸着力が弱くなりにくい（図中Ｖａｃ大）。

このため、図３（ｂ）に示すように、タンク１０７ｂから下側搬送用メッシュ１０９に積繊される綿状のパルプ繊維１０３の積繊量は、下側搬送用メッシュ１０９の位置によらず、その差が少なくなる。そして、図３（ｃ）に示すように、タンク１０７ｃから下側搬送用メッシュ１０９に積繊される綿状のパルプ繊維１０３の積繊量は、下側搬送用メッシュ１０９の位置によらずほぼ均等になる。このように、パルプ繊維１０３の積繊量に応じて変化する真空装置１１１の吸着力の変化を利用することにより、下側搬送用メッシュ１０９に積繊される綿状のパルプ繊維１０３の積繊量をほぼ均一にすることができる。なお、綿状のパルプ繊維１０３の積繊量に場所によるムラが生じる場合には、不図示の真空吸着ポートの位置をずらしたり、この真空吸着ポートの数を変えたりして調整すればよい。

また、下側搬送用メッシュ１０９の上面では、真空装置１１１に近いため、強い吸着力が作用し、綿状のパルプ繊維１０３が密に積繊される。一方、下側搬送用メッシュ１０９から離れるに従って（Ｚ方向に離れるに従って）真空装置１１１による吸着力が弱くなり、綿状のパルプ繊維１０３の密度が疎となる。製造装置１００で製造されたパルプ積繊シート１０１を製品にする際に、フローリングシート、トイレクリーナーなどの清掃製品であれば、綿状のパルプ繊維１０３が密の面を主に用いるようにすることにより、汚れをしっかりと落とすことができる。一方、ボディシート、フェイスシートなどの肌に使用する製品であれば、綿状のパルプ繊維１０３が疎の面を主に用いるようにすることにより、肌触りのよい肌用製品を提供することができる。

製造装置１００では、複数の押圧装置が積繊された綿状のパルプ繊維１０３を押圧する。本実施形態において、押圧装置は、後述の第１バインダー塗布装置１２１までに押圧を行う第１押圧装置と、後述の第１乾燥装置１２４の処理後と後述の第２バインダー塗布装置１３０までに押圧を行う第２押圧装置とを有する。

平ロール１１２は、一対のロール部材を有し、積繊された綿状のパルプ繊維１０３を押圧して、その嵩高を調整する。本実施形態において、平ロール１１２には、４Ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力がかけられる。これにより、パルプ繊維１０３の下面（下側搬送用メッシュ１０９と接する面）には、下側搬送用メッシュ１０９のメッシュ形状の凹凸が形成される。平ロール１１２の圧力は、例えば、２Ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であればよく、平ロールの寿命を考慮すると、例えば、８Ｋｇｆ／ｃｍ^２以下に設定すればよい。

このように、平ロール１１２がパルプ繊維１０３を圧縮することにより、パルプ繊維１０３がシート状になる。すなわち、大量の水を必要とする抄紙工程、及び、バインダー塗布工程を経ることなく、紙のようなシート状のパルプ繊維１０３を得ることができる。ここで、シート状とは、一定の厚みを有するものの、非常に薄く、かつ、一定の引張強度を有する構成をいう。

なお、平ロール１１２は、下側搬送用メッシュ１０９に載置して搬送されるパルプ繊維１０３を、下側搬送用メッシュ１０９を含めて押圧するものに限らず、メッシュではないベルトに載置して搬送されるパルプ繊維１０３を、ベルトを含めて押圧してもよい。ただし、この場合、パルプ繊維１０３にメッシュ形状の凹凸が形成されないのは言うまでもない。また、メッシュもベルトも含めないでパルプ繊維１０３を押圧してもよい。

また、下側搬送用メッシュ１０９の耐圧性があれば、８ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の圧力をかけてパルプ繊維１０３にメッシュ形状を形成しても構わない。なお、この平ロール１１２の前後に液体供給装置１０４を設けて、静電気の帯電防止用と消臭用との少なくとも一方の液体を供給してもよい。

下側搬送用メッシュ１０９は、上側搬送用メッシュ１１３との境界までパルプ繊維１０３を搬送する。下側搬送用メッシュ１０９と上側搬送用メッシュ１１３との境界から平ロール１１６までは、上側搬送用メッシュ１１３及び真空装置１１５を利用してパルプ繊維１０３が搬送される。具体的には、上側搬送用メッシュ１１３の上面と下面の間に設けられた真空装置１１５が、上側搬送用メッシュ１１３の下面と接触するパルプ繊維１０３の上面を真空吸着する。この状態で、不図示の駆動源からの駆動力によりパルプ繊維１０３を図中のＸ方向に搬送する。なお、上側搬送用メッシュ１１３は、４つのロール１１４のうち少なくとも１つが駆動することにより所定の範囲でパルプ繊維１０３を繰り返し搬送する。

平ロール１１６は、一対のロール部材を有し、平ロール１１２を通過したパルプ繊維１０３を押圧して、その嵩高を調整したり、上側搬送用メッシュ１１３のメッシュ形状をパルプ繊維１０３の上面（上側搬送用メッシュ１１３と接する面）に形成したりする。上側搬送用メッシュ１１３も下側搬送用メッシュ１０９と同じ４０番手のメッシュとする。なお、平ロール１１６の圧力も２Ｋｇｆ／ｃｍ^２〜８Ｋｇｆ／ｃｍ^２の間で設定される。

エンボスロール１１７（エンボス付与装置に相当）は、ロール周面に多数の突起を有し、平ロール１１６を通過したシート状のパルプ繊維１０３にエンボス加工（凹凸加工）を施す。これにより、突起と突起とがかみ合って、シート状のパルプ繊維１０３の表面と裏面にそれぞれ凹凸部が形成されるため、嵩高なシートを形成することができる。ただし、エンボスの形状は、ロール周面に多数の突起を有する形状に限らず、どのような形でもよい。例えば、パルプ繊維１０３をメッシュに押圧（この過程もエンボスに含む）して形成されるメッシュ形状であってもよい。また、エンボスロール１１７を複数設けて、エンボス加工を複数回行ってもよい。この場合、同じ形状のエンボスでもよく、異なる形状のエンボスでもよい。また、図１から明らかなように、エンボスロール１１７において、エンボス加工時にパルプ繊維１０３は搬送メッシュを介在させていない。

このとき、パルプ繊維１０３は、非湿潤状態であり、エンボス加工は、非湿潤状態にあるパルプ繊維１０３に対して施される。ここにおいて、非湿潤状態とは、パルプ繊維１０３に水を吹き付けるなどして水分を供給した態様を含まないという意味である。通常、紙材料は、気温、湿度条件に相応した湿気（水分）を含んでいるが、この湿気は外部から積極的に供給した水分ではないから、このような湿気を含んでいても非湿潤状態に相当する。したがって、気温、湿度条件によって積繊層に含まれる水分の含有率も変化するが、その含有率がどのような数値であろうとも、非湿潤状態に相当するものといえる。

このように、パルプ繊維１０３に外部から水分を供給することなく、大気下において通常の乾燥した状態でパルプ繊維１０３にエンボス加工を施すものである。よって、バインダーが含浸されている状態でエンボス加工を施すものではないから、パルプ繊維１０３がエンボスロールに付着するおそれはない。従って、エンボスロール１１７またはパルプ繊維１０３に剥離剤を塗布する必要はない。エンボス加工の際、エンボスロール１１７を加熱しなくてもよいが、エンボスロール１１７を所定温度に加熱してエンボス加工を行ってもよい。後者の場合、エンボスロール１１７の加熱温度は、６０℃〜１５０℃が好ましい。

なお、パルプ積繊シート１０１を用いた製品の用途、または、水解性の製品か非水解の製品かに応じて、エンボス加工を行う回数を設定してもよく、エンボス加工を行わなくてもよい。エンボス加工を行わない場合には、一対のロール部材の間隔をパルプ積繊シート１０１のＺ方向の厚さよりも大きくしておけばよい。なお、図１から明らかなように、エンボス加工時にパルプ繊維１０３は搬送メッシュを介在させない。これは、エンボス加工により搬送メッシュが破損するのを避けるためである。

本実施形態においては、液体供給装置１０４によりパルプ繊維１０３に液体を供給するが、平ロール１１２までにパルプ繊維１０３が非湿潤であればよい。例えば、平ロール１１２の押圧時にパルプ繊維１０３の水分含有量１５％未満程度であればよく、メッシュによる搬送にて静電気の影響を受けない程度であればよい。このため、本実施形態においては、平ロール１１２の押圧時にパルプ繊維１０３の水分含有量１５％未満程度であれば、非湿潤状態に相当するといえる。

平ロール１１２のロール面（パルプ繊維１０３との接触面）を１００℃から１６０℃程度の範囲で接触して加熱することにより、パルプ繊維１０３を柔らかくして押圧することができるので、パルプ繊維１０３をより薄く圧縮することができる。また、平ロール１１２の一対のロールのうち、両方を上記温度に加熱してもよいし、いずれか一方のロールのみを上記温度に加熱してもよい。

また、平ロール１１６、エンボスロール１１７のロール面を６０℃から１５０℃程度の範囲で加熱し、パルプ繊維１０３の温度を４０℃から７０℃程度にすることにより、後述のバインダー塗布装置において、バインダーがパルプ繊維１０３に浸透しやすくなり、バインダーの塗布量を低減でき、製造コストを安くすることができる。なお、パルプ繊維１０３の温度がバインダーの溶解温度（例えば、４０℃〜６０℃）と同じ温度になるように、平ロール１１６、エンボスロール１１７を加熱してもよい。また、平ロール１１６及びエンボスロール１１７の温度は、平ロール１１２の温度より低くてもよく、この場合、電力の消費を抑えることができる。また、エンボスロール１１７の温度は、平ロール１１２の温度より高くてもよく、この場合、エンボスを明瞭に形成することができる。

製造装置１００では、バインダー塗布装置がパルプ繊維１０３にバインダーを塗布する。本実施形態においては、バインダー塗布装置は、第１バインダー塗布装置１２１と第２バインダー塗布装置１３０とを有し、第１バインダー塗布装置１２１と第２バインダー塗布装置１３０との間に後述の第１乾燥装置１２４が配置される。ここでは、第１バインダー塗布装置１２１について説明する。

第１バインダー塗布装置１２１は、パルプ繊維１０３の上方においてパルプ繊維１０３に対向する複数のノズルを有し、パルプ繊維１０３の上面にバインダーを塗布する。バインダーの供給は、典型的には、噴霧装置のノズルからバインダーを噴霧して行われる。噴霧に用いるノズルは、従来公知のものを任意に選択して用いてよい。なお、バインダーの供給は、噴霧に限定されるものではなく、グラビア印刷機を用いるなど、他の公知の方法を用いてもよい。架橋剤は、バインダーと同時に供給してもよいが、製造工程中の任意の箇所で供給してもよい。

また、第１バインダー塗布装置１２１では、パルプ繊維１０３は、網目形状の下側搬送用メッシュ１１８上に載置され、かつ、下側搬送用メッシュ１１８の上面と下面の間に設けられた真空装置１２０により−Ｚ方向に吸着された状態で、Ｘ方向に搬送される。下側搬送用メッシュ１１８のメッシュは、下側搬送用メッシュ１０９、上側搬送用メッシュ１１３よりも粗いメッシュでよく、１０番手〜３０番手を用いることができ、本実施形態では、１６番手（例えば１．０ｍｍ×１．０ｍｍ）のメッシュとする。

なお、下側搬送用メッシュ１１８は、４つのロール１１９のうち少なくとも１つが駆動することにより所定の駆動範囲でパルプ繊維１０３を繰り返し搬送する。

このように、第１バインダー塗布装置１２１は、パルプ繊維１０３の上面に対して、上側（＋Ｚ方向）から下側（−Ｚ方向）に向けてバインダーを塗布し、かつ、真空装置１２０によりパルプ繊維１０３の下面に対して下側（−Ｚ方向）に吸着す。

パルプ繊維１０３の上面に塗布（噴霧）されるバインダーとしては、種々のものを用いることができる。本発明で用いることができるバインダーとしては、多糖誘導体、天然多糖類、合成高分子などが挙げられる。多糖誘導体としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシエチルセルロース、カルボキシメチル化デンプン又はその塩、デンプン、メチルセルロース、エチルセルロース等が挙げられる。天然多糖類としては、グアーガム、トラントガム、キサンタンガム、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、アラビアゴム、ゼラチン、カゼイン等が挙げられる。また、合成高分子としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール誘導体、不飽和カルボン酸の重合体又は共重合体、その塩等が挙げられ、不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマール酸などが挙げられる。上記したもののうち、特にカルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールが、好ましい。

上記バインダーが架橋されたものであると、パルプ積繊シート１０１の物理強度が向上されるため好ましい。バインダーを架橋する架橋剤は、バインダーと架橋反応を起こしてバインダーを架橋構造とし、それにより物理的強度を向上させるものである。

架橋剤としては、カルボキシメチルセルロース等のカルボキシル基を有するバインダーを用いる場合には、多価金属イオンを用いることが好ましく、この多価金属イオンとしては、亜鉛、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属、マグネシウム、アルミニウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅等の金属イオンが挙げられる。中でも、亜鉛、カルシウム、バリウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅等のイオンが好適に用いられる。これらは十分な湿潤強度を付与する点において好ましい。上記の架橋剤としての多価金属イオンは、硫酸塩、塩化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の水溶性金属塩の形で用いられる。また、水溶性バインダーとしてポリビニルアルコールを用いる場合、架橋剤としてはチタン化合物、ホウ素化合物、ジルコニウム化合物、ケイ素を含む化合物等を用いることができ、これらの化合物のうち、１種又は複数を混合して架橋剤として用いることもできる。チタン化合物としては、例えば、乳酸チタン、チタントリエタノールアミネート等が挙げられ、ホウ素化合物としては、例えば、ホウ砂、ホウ酸等が挙げられる。また、ジルコニウム化合物としては、例えば、炭酸ジルコニウムアンモニウム等が挙げられ、ケイ素を含む化合物としては、例えば、ケイ酸ナトリウム等が挙げられる。

バインダーのパルプ繊維１０３に対する含有量は、１〜２０重量％であることが好ましい。この含有量が１重量％未満であるとパルプ積繊シート１０１の強度が不足し、一方、２０重量％超であるとパルプ積繊シート１０１の柔軟性が低下する。

なお、本実施形態においては、パルプ繊維１０３を水解性の製品に用いる場合、バインダーとしてはＣＭＣを塗布し、パルプ繊維１０３を非水解の製品に用いる場合、バインダーとしてはＥＶＡを塗布するものとする。前述したように、パルプ繊維１０３の上面側は、パルプ繊維１０３の下面側に比べて綿状のパルプ繊維１０３が疎であるため、バインダーが浸透しやすい。このため、パルプ繊維１０３の上面に塗布（噴霧）されるバインダーがパルプ繊維１０３の上面に残留するおそれを低減することができる。

第１乾燥装置１２４は、網目形状の下側搬送用メッシュ１２２上に載置されたパルプ繊維１０３に対して、矢印で示すように、パルプ繊維１０３の上面側から熱風乾燥（通気乾燥）または赤外線乾燥などの非接触の乾燥を行う。このときの温度は、例えば、１２０℃から１８０℃の範囲が望ましく、１６０℃から１８０℃の範囲がより望ましい。ただし、この温度は、熱風乾燥では、熱風の温度であり、赤外線乾燥では、乾燥の対象の表面温度である。平ロール１１２によって薄くなったパルプ繊維１０３は、熱風乾燥または赤外線乾燥によって乾燥されることにより、パルプ繊維１０３を柔らかくすることができる。なお、第１乾燥装置１２４は、熱風乾燥と赤外線乾燥とを両方行ってもよい。

また、下側搬送用メッシュ１２２は、上面と下面の間に位置する真空装置１２５によりパルプ繊維１０３を吸着した状態で、４つのロール１２３（２つのみ図示）のうち少なくとも１つが駆動することにより所定の駆動範囲でパルプ繊維１０３を繰り返し搬送する。下側搬送用メッシュ１２２は、１０番手〜３０番手を用いることができ、本実施形態では、２２番手（例えば、０．７ｍｍ×０．７ｍｍ）のメッシュとする。

エンボスロール１１７によるエンボス加工に引き続き、第１バインダー塗布装置１２１及び第１乾燥装置１２４による処理を行うことにより、パルプ繊維１０３に形成されたエンボス形状が保たれやすくなる。

エンボスロール１２６は、一対のロール部材を有し、エンボスロール１１７と同様にロール周面に多数の突起を有している。なお、エンボス形状は、これに限るものではなく、どのような形でもよい。また、エンボスロール１２６を複数設けて、エンボス加工を複数回行ってもよい。この場合、同じ形状のエンボスでもよく、異なる形状のエンボスでもよい。また、エンボスロール１２６の圧力もエンボスロール１１７と同様に設定することができる。また、図１から明らかなように、エンボスロール１２６においても、エンボス加工時にパルプ繊維１０３は搬送メッシュを介在させていない。なお、エンボスロール１２６は、製造装置１００に設けなくてもよいし、一対のロール部材の間隔をパルプ積繊シート１０１のＺ方向の厚さより大きくしてもよい。

エンボスロール１２６の一対のエンボスは、前述したように加熱しておくことが望ましい。なお、エンボスロール１２６によるエンボス加工も、後述の第２バインダー塗布装置１３０及び第２乾燥装置１３３の処理に先立って行われるので、パルプ繊維１０３に形成されたエンボス形状が保たれやすくなる。

第２バインダー塗布装置１３０は、パルプ繊維１０３の下方においてパルプ繊維１０３に対向する複数のノズルを有し、パルプ繊維１０３の下面にバインダーを塗布する。バインダーの供給方法は、第１バインダー塗布装置１２１と同様である。パルプ繊維１０３は、網目形状の上側搬送用メッシュ１２７を介して真空装置１２９により＋Ｚ方向に吸着された状態で、Ｘ方向に搬送される。上側搬送用メッシュ１２７は、４つのロール１２８のうち少なくとも１つが駆動することにより所定の駆動範囲でパルプ繊維１０３を繰り返し搬送する。上側搬送用メッシュ１２７の番手は、下側搬送用メッシュ１１８の番手と同じ番手にすればよい。

このように、第２バインダー塗布装置１３０は、パルプ繊維１０３の下面に対して、下側（−Ｚ方向）から上側（＋Ｚ方向）に向けてバインダーを塗布し、かつ、真空装置１２９によりパルプ繊維１０３の上面に対して上側（＋Ｚ方向）に吸着する。

第２バインダー塗布装置１３０が塗布するバインダーは、第１バインダー塗布装置１２１が塗布するバインダーと同じである。第２バインダー塗布装置１３０では、パルプ繊維１０３の下面に対して、パルプ繊維１０３の下方に位置する複数のノズルからバインダーを塗布するので、パルプ繊維１０３に浸透しなかったバインダーはパルプ繊維１０３に残留することなく落ちていくので、バインダー塗布ムラが生じることがない。このため、後述の第２乾燥装置１３３を経た後のパルプ積繊シート１０１の強度ムラまたは乾燥ムラを低減することができる。

また、第１、第２バインダー塗布装置１２１、１３０では、パルプ繊維１０３を反転することなく、パルプ繊維１０３の上面及び下面にバインダーを塗布する。このため、製造装置１００の複雑化を避けることができ、かつ、パルプ繊維１０３の搬送を高速化することができる。

第１バインダー塗布装置１２１及び第２バインダー塗布装置１３０にバインダー拡散防止用のカバーを取り付けて閉鎖空間を形成し、パルプ繊維１０３に塗布されなかったバインダーをポンプなどにより回収し、再度、第１バインダー塗布装置１２１、第２バインダー塗布装置１３０に供給することにより、バインダーの使用量を低減でき、パルプ積繊シート１０１の製造コストを低減することができる。なお、第２バインダー塗布装置１３０は必ずしも設けなくてもよい。

第２乾燥装置１３３は、上側搬送用メッシュ１３１の上面と下面の間に配置された真空装置１３２により、下面に位置する網目形状の上側搬送用メッシュ１３１を介して、パルプ繊維１０３を＋Ｚ方向に吸着した状態でＸ方向に搬送する。第２乾燥装置１３３は、矢印で示すように、パルプ繊維１０３の下面側から熱風乾燥（通気乾燥）または赤外線乾燥などの非接触の乾燥を行う。このときの温度は、例えば、１２０℃から１８０℃の範囲が望ましく、１６０℃から１８０℃の範囲がより望ましい。ただし、この温度は、熱風乾燥では、熱風の温度であり、赤外線乾燥では、乾燥の対象の表面温度である。なお、第２乾燥装置１３３は、熱風乾燥と赤外線乾燥とを両方行ってもよい。

なお、上側搬送用メッシュ１３１は、前述したように真空装置１３２によりパルプ繊維１０３を吸着した状態で、４つのロール１３４（２つのみ図示）のうち少なくとも１つが駆動することにより所定の駆動範囲でパルプ繊維１０３を繰り返し搬送する。上側搬送用メッシュ１３１の番手は、下側搬送用メッシュ１２２の番手と同じ番手にすればよい。また、第２乾燥装置１３３の処理後にエンボス加工を行うようにしてもよい。

製造装置１００では、第２乾燥装置１３３を経てパルプ積繊シート１０１が得られる。このパルプ積繊シート１０１は、搬送ロール１３５により搬送され、２つの巻取りロール１３６、１３７により巻き取られる。または、パルプ積繊シート１０１は、必要に応じて、切断及び又は折り畳みが施され、薬液が含浸されて、乳幼児の身体拭き、トイレクリーナー、その他の清浄用物品として利用可能なものとされる。

パルプ積繊シート１０１は、エンボス加工後にバインダーが塗布されることにより、エンボス形状を記憶しており、製造工程中にパルプ積繊シート１０１の嵩高がつぶれたとしても、薬液が含浸されると、嵩高を戻すことができる。

また、薬液含浸後、複数回のエンボス加工を施してもよい。例えば、ＭＤ（Machine Direction）方向に平行な複数の凸部をロール周面に有する一対のエンボスロールと、ＣＤ（Cross Direction）方向に平行な複数の凸部をロール周面に有する一対のエンボスロールとによってエンボス加工を施してもよい。これらのエンボス加工の順番はどちらかが先でもよい。

このように、本実施形態のパルプ積繊シート製造装置は、綿状のパルプ繊維１０３を積繊し、積繊したパルプ繊維１０３を加熱された平ロール１１２が所定値以上の圧力で押圧することにより、抄紙工程を経ることなく薄いシート状のパルプ繊維１０３を得ることができる。

また、シート状に押圧したパルプ繊維１０３にバインダーを塗布し、熱風乾燥または赤外線乾燥によって乾燥することにより、薄いうえに強度が強く、かつ、柔らかいパルプ繊維１０３を得ることができる。

１０６ 粉砕装置
１０７ 積繊装置
１１２ 平ロール
１１７ エンボスロール
１２１ 第１バインダー塗布装置
１２４ 第１乾燥装置
１３０ 第２バインダー塗布装置
１３３ 第２乾燥装置

Claims (6)

1. 粉砕パルプ又は前記粉砕パルプを主原料とする繊維が積繊されたパルプ層を搬送する搬送装置と、
   搬送中の前記パルプ層の両面を所定値以上の圧力で押圧し、前記パルプ層をシート状に形成する押圧装置と、
   を具備するパルプ積繊シート製造装置。
2. 前記押圧装置は、１００〜１６０℃に加熱されて、前記パルプ層を押圧する、
   請求項１に記載のパルプ積繊シート製造装置。
3. 押圧された前記パルプ層にエンボス形状を付与するエンボス付与装置を具備する、
   請求項１又は請求項２に記載のパルプ積繊シート製造装置。
4. 前記エンボス付与装置は、加熱しながら、前記パルプ層にエンボス形状を付与する、
   請求項３に記載のパルプ積繊シート製造装置。
5. エンボス形状の付与された前記パルプ層にバインダーを塗布するバインダー塗布装置と、
   バインダーが塗布された前記パルプ層を熱風乾燥及び又は赤外線乾燥によって乾燥させる乾燥装置と、
   を具備する請求項３又は請求項４に記載のパルプ積繊シート製造装置。
6. 粉砕パルプ又は前記粉砕パルプを主原料とする繊維が積繊されたパルプ層を搬送する搬送工程と、
   搬送中の前記パルプ層の両面を所定値以上の圧力で押圧し、前記パルプ層をシート状に形成する押圧工程と、
   を具備するパルプ積繊シート製造方法。

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