不織布の嵩回復方法
【課題】嵩を回復する操作が容易であり、また必要とする装置構成も簡易であり、不織布の嵩を増加させるのに要するエネルギー量が少ない不織布の嵩回復方法を提供することにある。
【解決手段】ロール状に巻回されている不織布原反１０１から不織布１０を繰り出し、遠赤外線源と該不織布１０との間に、遠赤外線を透過する材料からなる保護プレート３を介在させた状態で、該不織布１０に遠赤外線を照射して該不織布１０を発熱させ、該不織布１０の嵩を増加させて、嵩を回復させる不織布の嵩回復方法。
【解決手段】ロール状に巻回されている不織布原反１０１から不織布１０を繰り出し、遠赤外線源と該不織布１０との間に、遠赤外線を透過する材料からなる保護プレート３を介在させた状態で、該不織布１０に遠赤外線を照射して該不織布１０を発熱させ、該不織布１０の嵩を増加させて、嵩を回復させる不織布の嵩回復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布の嵩回復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不織布の製造においては、所定の方法に従い製造した不織布をロール状に一旦巻回して保管し、これを別工程へ搬送することがしばしばある。そして別工程において、不織布はロールから繰り出され、所定の製品の製造原料として用いられる。巻回状態にある不織布には大きな巻回圧が加わることから、巻回圧によってその嵩が減じられてしまうという不都合がある。この不都合は不織布が嵩高であるほど顕著である。そして、従来、不織布の嵩回復方法に関して、様々の提案されている。例えば、巻回によって嵩が減少した不織布の厚みを容易に回復させ得る不織布の嵩回復方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
本出願人は先に特許文献１において、捲縮を有する熱可塑性繊維を含み且つロール状に巻回されている不織布原反から不織布を繰り出し、熱可塑性繊維の融点未満で且つ該融点−５０℃以上の温度の熱風を不織布にエアスルー方式で０．０５〜３秒間吹き付けて該不織布の嵩を増加させる不織布の嵩回復方法を提案している。
【０００４】
また、貯蔵または輸送等の目的で合成繊維含有嵩高不織材料用の圧縮性ウエブを薄い厚みの高密度シートに転化することを含む、該圧縮性ウエブの製法（特許文献２）が知られている。
【０００５】
特許文献２において、不織材料の繊維を十分に高い結合温度に暴露して、２成分繊維の低軟化点成分を軟化しかつ繊維間接触点を介して嵩高不織材料を形成する工程を含む方法において、繊維に低密度結合を与えるのに十分に高い結合温度に暴露する前に、ウエブの全ての他の成分よりも低い軟化点を有する熱可塑性粘着性繊維をウエブ内に配合し、圧縮下で嵩高不織材料を低軟化点成分の軟化点以下の温度であって、かつ粘着性繊維の軟化点以上の温度にて加熱して、低軟化点成分を溶融することなしに粘着性繊維を軟化させることにより再嵩高化することの可能な、より高密度に結合された暫定的なシート製品を形成方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１３７６５５号公報
【特許文献２】特開平５−２２２６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の不織布の嵩回復方法では、その装置構成として、熱風発生装置、コンベア又はドラム等を必要としており、装置構成が簡易ではなく、設置スペースもある程度の大きさを要すると考えられる。また、装置を可動するために要するエネルギー量も少なくない。
【０００８】
特許文献２記載の方法においては、嵩高不織材料を保管する前に、熱可塑性粘着性繊維をウエブ内に配合する工程が必要となる。また、嵩高不織材料を再嵩高化する際に、赤外線の照射により、粘着性繊維を軟化させて加熱する旨の記載があるが、照射の方法（遠赤外線のヒーターの容量）・照射の条件（被加熱物の搬送速度・照射される時間）など、遠赤外線の照射に関する具体的な状況が何ら記載されていない。
【０００９】
従って、本発明の目的は、前述した従来技術の有する欠点を解消しうる長尺状シートの熱処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ロール状に巻回されている不織布原反から不織布を繰り出し、遠赤外線源と該不織布との間に、遠赤外線を透過する材料からなる保護プレートを介在させた状態で、該不織布に遠赤外線を照射して該不織布を発熱させ、該不織布の嵩を増加させる不織布の嵩回復方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の不織布の嵩回復方法によれば、嵩を回復する操作が容易であり、また必要とする装置構成も簡易であり、不織布の嵩を増加させるのに要するエネルギー量が少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明を、その好ましい実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。図１には、本発明の方法の一実施態様に用いられる装置の模式図が示されている。図１に示す装置１は、繰り出しロール５と、第１遠赤外線照射部Ａと、第２遠赤外線照射部Ｂと、送りロール７と、ガイドロール６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとを備えている。
繰り出しロール５は、不織布の原反１０１をニップして所定の速度で繰り出す一対のロールを備えている。
【００１３】
第１遠赤外線照射部Ａには、第１遠赤外線源２ａが設けられている。第１遠赤外線源２ａは、図１及び図２に示すように、縦長であり、その長手方向を不織布１０の搬送方向と一致させて配設されている。第１遠赤外線源２ａは、図２に示すように、その断面形状が円形であり、その周面から遠赤外線を輻射（放射）する。遠赤外線は、赤外線（およそ０．７〜１０００マイクロメートルの波長を有する）を波長によって、近赤外線、中赤外線、遠赤外線と３つに区分した場合に、最も長い波長帯の区分に属する赤外線であり、およそ４〜１０００マイクロメートルの波長を有する電磁波である。
【００１４】
遠赤外線により物質が加熱される機構は以下の通りである。遠赤外線源から、その物質の物性に適した波長を含む遠赤外線を、物質に照射し、吸収させると、物質の分子が励起し、その振動エネルギーにより物質自らが発熱する。遠赤外線を吸収した物質は、瞬時に発熱して昇温する。遠赤外線による物質の加熱は、このような輻射伝熱による。
【００１５】
遠赤外線による物質の加熱は、熱媒体を用いないため、例えば、熱風を用いる加熱方法と比べると、空気を加熱する必要がないために、必要とするエネルギー量が少なく且つエネルギーロスも少ないので、熱風を利用する場合と比べて、必要とするエネルギー量は、およそ１／２〜１／３となる。また、装置の寸法も、相対的に小さくなる。
【００１６】
遠赤外線源としては、ハロゲンランプ等の金属発熱体を用いるもの、セラミックスをヒーターにより加熱して用いるもの、シーズヒーター、石英管ヒーター等が好ましく用いられる。セラミックスは、金属と比べて遠赤外線の輻射率が高い特徴を有している。
【００１７】
遠赤外線は熱を持った物体（ HYPERLINK "http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B6%E5%AF%BE%E6%B8%A9%E5%BA%A6" \o "絶対温度" 絶対温度が０Ｋを超える物体）からは必ず輻射されており、熱線としての性質を有する。また、高い温度の物体ほど短い波長の赤外線を輻射する。装置１における第１遠赤外線源２ａは、その表面温度を制御できるようになっており、該表面温度を調節し、不織布１０の形成材料の物性に適した波長を含む遠赤外線を輻射できるようになっている。
【００１８】
詳述すると、不織布１０を構成する繊維は、複数の原子からなる化合物である。該化合物中の原子は、それらの結合状態に特有の振動をしており、その振動と等しい振動数の遠赤外線が照射されると、振動の共鳴が起こって遠赤外線が吸収される。第１遠赤外線源２ａは、不織布１０の形成材料の物性に適した波長として、不織布１０が最も吸収する波長の遠赤外線を輻射するように、その表面温度を調節できるようになっている。
【００１９】
前述した原子の結合状態に特有の振動には、複数のモードが存在する場合がある。この場合には、不織布１０の形成材料の物性に適した波長が複数存在する。また、不織布１０が、複数の種類の化合物から形成されている場合にも、不織布１０の形成材料の物性に適した波長が複数存在しうる。そのため、第１遠赤外線源２ａは、複数の波長の遠赤外線を輻射できるか、又は所定の波長幅を有する連続波長の遠赤外線を輻射できることが好ましい。
【００２０】
遠赤外線は、物質に対して浸透性があるため、不織布１０の加熱時には、不織布１０の第１遠赤外線源２ａ側の表面から、不織布１０の厚み方向内方まで、好ましくは不織布１０の厚み方向中心部まで、更に好ましくは不織布１０の反対側の表面まで加熱することができる。
【００２１】
また、第１遠赤外線照射部Ａには、遠赤外線が照射され発熱している不織布１０の温度を測定するための、非接触タイプの温度測定器（図示せず）が備えられている。第１遠赤外線照射部Ａは、該温度測定器により不織布１０の温度を測定し、第１遠赤外線源２ａの表面温度を調節することにより、不織布１０の温度が所定の温度以上にならないようになっている。
【００２２】
第１遠赤外線照射部Ａは、図１及び図２に示すように、反射カバー４ａを有し、該反射カバー４ａと不織布１０との間に第１遠赤外線源２ａが位置している。第１遠赤外線源２ａは、その長手方向全体に亘って、下方に開口部を有する縦長の反射カバー４ａにより覆われている。反射カバー４ａは、金属の板から形成されており、その断面形状は、図２に示すように、下底を有さない中空の台形形状である。反射カバー４ａは、第１遠赤外線源２ａが位置している内側の面が鏡面となっている。
【００２３】
その断面形状が円形である第１遠赤外線照射部Ａは、その周面全体から遠赤外線を輻射する。第１遠赤外線照射部Ａの下方に輻射された遠赤外線は、直接不織布１０に照射される。一方、第１遠赤外線源２ａから不織布１０が位置する下方以外の方向に輻射された遠赤外線は、反射カバー４ａ内側の鏡面に反射して、不織布１０が位置する下方に照射されるようになっており、不織布１０の嵩回復が効率的に行なわれる。
【００２４】
反射カバー４ａは、ステンレス、アルミ等の金属の板から形成されていることが好ましい。また、反射カバー４ａの内側の鏡面は、例えば、金属の板がクロムメッキされて形成されていること、又はバフ仕上げにより鏡面が形成されていることが好ましい。
【００２５】
反射カバー４ａの開口部は、保護プレート３ａにより覆われており、第１遠赤外線源２ａは、反射カバー４ａと保護プレート３ａとにより密閉されている。保護プレート３ａは、縦長矩形形状であり、その面には開孔を有していない。保護プレート３ａは、反射カバー４ａの開口縁部と密着して接合されており、反射カバー４ａの内側と外側と間の通気が遮断されている。不織布１０を装置１に通すと、不織布１０からは、塵状の繊維粉が発生し、舞い上がる。しかし、該繊維粉は、反射カバー４ａの内側に進入できないので、高温の第１遠赤外線源２ａに繊維粉が接触し、該繊維粉が燃焼することが防止されている。
【００２６】
保護プレート３ａは、遠赤外線の透過係数が高いことが、遠赤外線の吸収によるロスを低減する上で好ましい。また、保護プレート３ａは、所定の耐熱性を有することが好ましい。
装置１において、保護プレート３ａは、石英から形成されている。石英は、遠赤外線の透過係数が極めて高い材料であり、第１遠赤外線源２ａから輻射された遠赤外線を通すことができる。また、第１遠赤外線源２ａが有する熱が、反射カバー４ａ内側の空気又は反射カバー４ａ自体を介して、保護プレート３ａに伝導し、保護プレート３ａの温度が上昇するが、石英は、耐熱性に優れ且つ熱膨張係数が極めて低い材料であり、温度上昇による変形がほとんどなく、第１遠赤外線源２ａの密閉状態が損なわれないようになっている。
【００２７】
保護プレート３ａの形成材料としての石英は、天然石英又は合成石英の何れも好ましく用いられる。合成石英としては、例えば東ソー（株）無水合成石英ガラスのグレード「ED-B」が好適である。
【００２８】
また、第１遠赤外線照射部Ａは、副反射カバーを有し、該副反射カバーと反射カバー４ａとの間に不織布１０が位置していることも好ましい。前記副反射カバーにより、不織布１０を透過した遠赤外線を反射して、反射した該遠赤外線を該不織布１０に照射することにより、該不織布１０の嵩回復を更に効率的に行なうことができる。前記副反射カバーは、その内側の鏡面部分が、不織布１０の方向を向いていて、反射カバー４ａと同様の構成を有していることが好ましい。
【００２９】
装置１において、遠赤外線源２ａの長手方向の長さは、40〜200ｃｍ、特に60〜150ｃｍであることが、不織布１０を十分に加熱して嵩を回復させる観点及び取り扱い易さの観点から好ましい。
遠赤外線源２ａと不織布１０との間の長さを、不織布１０の一方の面に直交する方向に測定した長さＬ（図２参照）は、5〜100ｍｍ、特に5〜10ｍｍであることが好ましい。
反射カバー４ａの開口部の幅Ｗ（図２参照）は、50〜200ｍｍ、特に100〜150ｍｍであることが、第１遠赤外線源２ａから下方以外の方向に輻射された遠赤外線を反射して、不織布１０に照射する上で好ましい。
【００３０】
遠赤外線源２ａと不織布１０と間の距離は、小さいほうが不織布１０の嵩回復性が良い。ここで、不織布１０の搬送において、保護プレート３ａが該不織布１０と接触するようなことは、搬送抵抗になるため避ける必要がある。また、不織布１０を構成する繊維がカールすることも考慮すると、保護プレート３ａと不織布１０との間の距離は、３〜２０ｍｍ、特に３〜５ｍｍ離れていることが好ましい。
【００３１】
第２遠赤外線照射部Ｂには、第２遠赤外線源２ｂ及び不織布１０の温度を測定する温度測定器が設けられている。第２遠赤外線源２ｂにも、第１遠赤外線源２ａと同様に、反射カバー４ｂ及び保護カバー３ｂそれぞれが備えられている。第２遠赤外線照射部Ｂにおける第２遠赤外線源２ｂ、前記温度測定器、反射カバー４ｂ及び保護カバー３ｂそれぞれは、前述した第１遠赤外線照射部Ａと同様である。また、第１遠赤外線照射部Ａと第２遠赤外線照射部Ｂとは、仕切られており、第１遠赤外線源２ａから輻射された遠赤外線は、第２遠赤外線照射部Ｂには届かないようになっている。
【００３２】
また、装置１は、図１に示すように、４つのガイドロール６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを備えている。不織布１０は一方の面及び他方の面を有しており、その一方の面が、第１遠赤外線源２ａにより遠赤外線が照射された後、ガイドロール６ａ、６ｂにより、その面が反転されて、遠赤外線が照射されていない他方の面に、第２遠赤外線源２ｂにより遠赤外線が照射される。
遠赤外線が照射された不織布１０は、ガイドロール６ｃ、６ｄにより、再び反転される。
【００３３】
送りロール７は、遠赤外線が照射されて嵩が増加した不織布１０をニップして所定の速度で、次工程へ送る一対のロールを備えている。
【００３４】
次に、以上の構成を有する装置１を用いた本実施態様について説明すると、本実施態様の方法の対象物である不織布１０は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように嵩高な三次元形状のものであり、第１層１１及びこれに隣接する第２層１２を備えている２層からなる多層構造のものである。第１層１１と第２層１２とは多数の接合部１３において部分的に接合されている。接合部１３は全体として菱形格子状のパターンを形成している。接合部１３は圧密化されており、不織布１０における他の部分に比べて厚みが小さく且つ密度が大きくなっている。接合部１３の形状には例えば矩形、線状、星形等があり、図３（ａ）及び（ｂ）に示す接合部１３は円形となっている。
【００３５】
不織布１０は、前記の菱形格子状のパターンからなる接合部１３によって取り囲まれて形成された閉じた領域を多数有している。この閉じた領域において、第１層１１は凸状の三次元的な立体形状をなしている。この立体形状をなしている部分はドーム状の形状をしている。一方、第２層１２はほぼ平坦な形状となっている。そして不織布１０全体としてみると、その第２層１２側の外面が平坦であり且つ第１層１１側の外面に多数の凸部を有している構造となっている。
【００３６】
第１層１１は、捲縮を有する熱可塑性繊維（以下、単に捲縮繊維という）を含む層である。捲縮繊維としては、機械捲縮によって二次元的にジグザグ状に捲縮した繊維や、螺旋状に三次元捲縮した繊維などを用いることができる。第１層１１は、捲縮繊維１００％から構成されていてもよく、或いは捲縮繊維に加えて熱融着性繊維、例えば芯鞘型複合繊維やサイド・バイ・サイド型複合繊維を含むこともできる。どのような繊維を用いる場合にも、実質的に熱収縮性を有しないか、又は後述する第２層１２に含まれる熱収縮性繊維の熱収縮温度以下で熱収縮しないものが用いられる。捲縮繊維はその繊度が１〜１１ｄｔｅｘ、特に１．５〜７ｄｔｅｘであることが、肌触り、感触及び液透過性の点から好ましい。一方、第２層１２は熱収縮性繊維を含む層である。熱収縮性繊維はその繊度が１〜１１ｄｔｅｘ、特に２〜７ｄｔｅｘであることが、収縮性と液透過性の点から好ましい。
【００３７】
不織布１０の製造方法及びその構成繊維等の詳細については、本出願人の先の出願に係る特開２００２−１８７２２８号公報に記載されている。製造方法について簡単に述べると、先ず捲縮繊維を含む繊維原料を用いて第１層のカードウエブを製造する。これとは別に、熱収縮性繊維を含む繊維原料を用いて第２層のカードウエブを製造する。第２層のカードウエブ上に第１層のカードウエブを重ね合わせ、両者を所定パターンからなる接合部において部分的に接合する。接合には例えば超音波エンボスやヒートエンボスが用いられる。次いで、第２層のカードウエブに含まれている熱収縮性繊維の熱収縮開始温度以上で、エアスルー方式によって熱風を吹き付ける熱処理を行い、第２層を熱収縮させると共に接合部によって取り囲まれた閉じた領域に位置する第１層を凸状に突出させ三次元立体形状を形成する。更に、構成繊維の交点を熱融着させる。これによって不織布１０が得られる。斯かる製造方法で製造された不織布１０は、一旦ロール状に巻回され原反となされて保管される。
【００３８】
次に図１に示すように、原反１０１は装置１における繰り出しロール５よりも上流の位置に配置され、該原反１０１から不織布１０が繰り出される。ロール状に巻回された状態にある不織布１０は、巻回圧によってその嵩が減じられている。特に、前述の通り不織布１０は嵩高な三次元形状を有していることから、巻回圧による嵩の減少は著しい。この状態の不織布１０を、装置１に通すことによってその嵩を回復させる。
【００３９】
本発明の不織布の嵩回復方法の本実施態様は、ロール状に巻回されている不織布原反１０１から不織布１０を繰り出し、遠赤外線源と該不織布１０との間に、遠赤外線を透過する材料からなる保護プレート３を介在させた状態で、該不織布１０に遠赤外線を照射して該不織布１０を発熱させ、該不織布１０の嵩を増加させて、嵩を回復させるものである。
【００４０】
本実施態様について、更に以下に詳述する。
まず、原反１０１から繰り出された不織布１０を、繰り出しロール５により第１遠赤外線照射部Ａに所定の速度で搬送する。第１遠赤外線照射部Ａにおいて、不織布１０は、石英から形成される保護プレート３を介在させた状態で、該不織布１０の該一方の面側に位置する遠赤外線源２ａから、該一方の面に遠赤外線が照射される。第１遠赤外線源２ａから、不織布１０が位置する下方以外の方向に輻射された遠赤外線は、反射カバー４により反射され、反射した該遠赤外線が、保護プレート３を通って不織布１０に照射される。
物質に対して浸透性がある遠赤外線は、不織布１０の第１遠赤外線源２ａ側の表面から、不織布１０の厚み方向内方にまで達し、遠赤外線の照射を受けた不織布１０の部分は、所定の温度まで発熱により瞬時に昇温する。
【００４１】
次に、一方の面に遠赤外線が照射された不織布１０は、ガイドロール６ａ、６ｂにより、該一方の面が下方を向き且つ他方の面が上方を向くように反転されて、第２遠赤外線照射部Ｂに搬送される。第２遠赤外線照射部Ｂにおいて、遠赤外線が照射されていない不織布１０の他方の面側に位置する第２遠赤外線源２ｂから、該他方の面に遠赤外線が照射される。これにより、遠赤外線の照射を受けた不織布１０の部分は、所定の温度まで発熱により瞬時に昇温する。
【００４２】
意外にも、この遠赤外線の照射操作によって、嵩が減じられた状態にある不織布１０の嵩が増加して、巻回前の嵩と同程度にまで回復することが、本発明者らの検討によって判明した。巻回圧による不織布１０の嵩の減少は、捲縮繊維が含まれている第１層１１において顕著であるが、前記の遠赤外線の照射操作によって、第１層１１の嵩が非常に回復する。このことは、不織布４の嵩の回復は、第１層１１に含まれている捲縮繊維の嵩の回復が主たる要因であることを意味する。
【００４３】
しかる後、第２遠赤外線源２ｂにより遠赤外線が照射された不織布１０は、ガイドロール６ｃ、６ｄにより、再び反転された後、送りロール７により所定の速度で次工程へ搬送される。
【００４４】
前述した不織布１０の嵩回復方法における好ましい各条件は以下の通りである。
不織布１０の搬送速度は、不織布１０の材質、嵩の減じられている程度等によって異なるが、不織布１０が熱可塑性繊維を含む場合には、20〜250ｍ／分、特に25〜150ｍ／分であることが好ましい。
【００４５】
第１遠赤外線源２ａ又は第２遠赤外線源２ｂそれぞれの表面の温度は、該遠赤外線源の種類、不織布の材質等によって異なるが、遠赤外線源がセラミックヒーターであって、不織布４が熱可塑性繊維を含む場合には、400〜1000℃、特に600〜800℃であることが好ましい。
【００４６】
更に詳述すると、不織布１０にポリエチレンが含まれている場合には、該ポリエチレンを構成する分子の振動の共鳴が起こって吸収される遠赤外線の波長は、2.3〜3.4マイクロメートルであるので、第１遠赤外線源２ａ又は第２遠赤外線源２ｂは、前述した範囲の波長を含む遠赤外線を輻射することが好ましい。具体的には、遠赤外線源がセラミックヒーターである場合には、第１遠赤外線源２ａ及び第２遠赤外線源２ｂそれぞれの表面の温度は、400〜1000℃、特に600〜800℃であることが好ましい。
【００４７】
不織布１０にポリプロピレンが含まれている場合には、該ポリプロピレンを構成する分子の振動の共鳴が起こって吸収される遠赤外線の波長は、2.3〜3.4マイクロメートルであるので、第１遠赤外線源２ａ又は第２遠赤外線源２ｂは、前述した範囲の波長を含む遠赤外線を輻射することが好ましい。具体的には、遠赤外線源がセラミックヒーターである場合には、第１遠赤外線源２ａ及び第２遠赤外線源２ｂそれぞれの表面の温度は、400〜1000℃、特に600〜800℃であることが好ましい。
【００４８】
不織布１０にポリエチレンテレフタレートが含まれている場合も同様である。遠赤外線源がセラミックヒーターである場合には、第１遠赤外線源２ａ及び第２遠赤外線源２ｂそれぞれの表面の温度は、400〜1000℃、特に600〜800℃であることが好ましい。
【００４９】
また、不織布１０が、熱処理を受けることにより、長手方向に収縮する性質を有する場合には、繰り出しロール５の周速は送りロール７の周速に対して１〜１５％、特に１〜３％速くすることが好ましい。一方、不織布４が、熱処理を受けることにより、長手方向に伸張する性質を有する場合には、繰り出しロール５の周速は送りロール７の周速に対して１〜１５％、特に１〜３％遅くすることが好ましい。
尚、不織布４が、熱処理を受けても、長手方向の長さが実質的に変化しない場合には、繰り出しロール５及び送りロール７それぞれの周速を、同じにして良いことはいうまでもない。
【００５０】
以上の操作によって、不織布１０の嵩（厚み）は熱風の吹き付け前の嵩の約１.５〜２倍にまで回復する。
【００５１】
嵩が回復した不織布１０は、引き続き次工程である加工工程に付される。この加工工程へ付す場合には、不織布１０を巻き取らずに、厚みが回復した状態のままで搬送することが好ましい。加工工程としては、不織布１０の用途に応じて様々な工程があるが、その典型的な一例として、生理用ナプキンや使い捨ておむつなどの吸収性物品の製造工程がある。
【００５２】
本発明の不織布の嵩回復方法又は装置１は、前述した実施態様又は実施形態に制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
例えば、本発明の不織布の嵩回復方法では、遠赤外線源の数は、３つ以上設けることも好ましく、該遠赤外線源の数を増やすことにより、不織布１０の搬送速度を増加し、生産のスループットを向上することができる。
【００５３】
また、本実施態様で用いられた装置１では、第１遠赤外線源２ａと第２遠赤外線２ｂとは、不織布１０の流れ方向において、直列に設けられていたが、第１遠赤外線源２ａと第２遠赤外線２ｂとを、不織布１０を介在させて、対向するように配置して設けていても良い。また、本実施態様で用いられた装置１では、不織布１０の両面側それぞれに位置する遠赤外線源から、該両面それぞれに遠赤外線を照射していたが、不織布１０の片側のみに遠赤外線源を有し、該片面のみに遠赤外線を照射するようにしていても良い。
また、本実施態様において、その嵩を回復する不織布としては、従来公知の各不織布を用いることができる。例えばカード機を用いて得られたウエブを、熱処理するエアスルー不織布又はヒートロール不織布、機械的に交絡させるニードルパンチ不織布、水流交絡させるスパンレース不織布等を用いることができる。
更に、装置１において、遠赤外線源と不織布との間の距離を、可変となるようにしていても良い。例えば、第１遠赤外線源２ａ又は第２遠赤外線２ｂは、それぞれの位置を、不織布１０に対して上下方向に移動することができるようになっていることも好ましい。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明の実施例を用いて更に説明する。ただし、本発明の範囲はかかる実施例に制限されるものではない。
【００５５】
〔不織布Ａの製造〕
（１）第１層の製造
芯がポリエチレンテレフタレートからなり、鞘がポリエチレンからなる同心の芯鞘型複合繊維（２．４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を原料として、カード法によってウエブを製造した。この繊維は機械捲縮したものであった。このウエブに１４５℃±１０℃の熱風をエアスルー方式で吹き付けて繊維どうしを融着させた。このようにして、坪量22ｇ／ｍ2のエアスルー不織布からなる第１層を得た。
【００５６】
（２）第２層の製造
ポリエチレンとポリプロピレンからなる潜在捲縮性の熱収縮性複合繊維（２．３ｄｔｅｘ×５１ｍｍ、捲縮発現温度約１００℃）を原料としてカード法によって坪量22ｇ／ｍ2のウエブからなる第２層を製造した。この潜在捲縮性繊維は、三次元的にコイル状の捲縮を発現するものである。
【００５７】
（３）不織布の製造
第１層と第２層とを重ね合わせ、熱エンボス法によって両繊維集合体を部分的に接合し積層体を得た。エンボスによる各接合部の形状は直径２ｍｍの円形であり、エンボスパターンは、千鳥格子状のパターンで点状に配置されている。不織布の長手方向及び幅方向に隣接する各接合部の中心間距離は７ｍｍであった。熱風炉において熱収縮処理を行った。これによって第２層に含まれる潜在捲縮性繊維を捲縮させて各繊維集合体をその面内方向に収縮させた。その結果、第１層の繊維集合体から形成される第１層においては接合点間において凸部が多数形成され、坪量７０ｇ／ｍ2の不織布を得た。得られた不織布をロール状に巻回して原反とした。
【００５８】
〔実施例１〜７〕
ロール状に巻回された不織布Ａを繰り出し、表１に示す搬送速度で該不織布に遠赤外線を照射し、実施例１〜７とした。実施例１〜７は、図１の装置で実施した。第１遠赤外線源２ａ及び第２遠赤外線源２ｂそれぞれの表面温度は６３０℃であった。第１遠赤外線源２a及び２bは、共に容量１Ｋｗ、発熱長６６０mmのヒーター（（株）八光電機製作所、ハイレックスヒーター）を使用した。保護プレート３ａ、３ｂと不織布１０との間の距離は、5ｍｍであった。繰り出しロール５と送りロール７との周速比は、１：１であった。遠赤外線照射中の不織布Ａの温度は、１２０度以下となるように調節した。遠赤外線の照射後の不織布の厚みを以下の方法で測定した。結果を以下の表１に示す。尚、ロール状に巻回された不織布Ａの原反を、常温（約２３℃）で２ヶ月以上保管しておいた。繰り出された際の不織布Ａの坪量は70ｇ／ｍ2であった。
〔比較例〕
不織布Ａをロールから繰り出し、遠赤外線を照射せずに表１に示す搬送速度で搬送のみを行い、比較例とした。不織布の厚みを以下の方法で測定した。
【００５９】
〔不織布の厚みの測定〕
比較例の厚みは、ロールから繰り出した不織布を１分経過後に測定した。遠赤外線の照射後の厚みは、遠赤外線の照射から１分経過後に測定した。何れの測定も次の方法で行った。
【００６０】
先ず、不織布を１００ｍｍ×８０ｍｍの大きさに裁断し測定片を採取する。測定台上に、この測定片よりも小さなサイズ（直径５６．４ｍｍ）の１２．５ｇのプレートを載置する。この状態でのプレートの上面の位置を測定の基準点Ａとする。次にプレートを取り除き、測定台上に測定片を載置し、その上にプレートを再び載置する。この状態でのプレート上面の位置をＢとする。ＡとＢの差から０．５ｃＮ／ｃｍ2圧力下での不織布の厚みを求める。測定機器にはレーザー変位計〔（株）キーエンス製、ＣＣＤレーザ変位センサ ＬＫ−０８０〕を用いるが、ダイヤルゲージ式の厚み計を用いてもよい。但し厚み計を用いる場合は測定機器の測定力とプレートの重さを、０．５ｃＮ／ｃｍ2圧力下に調節する。
【００６１】
【表１】
【００６２】
表１に示す結果から明らかなように、実施例の方法に従い処理された不織布は、比較例と比べて厚みが回復していることが判る。実施例における不織布の厚みの回復の程度は、搬送速度が低い程、大きくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の方法に用いられる装置を示す模式図である。
【図２】図２は、図１のＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の方法の適用対象となる不織布を示す模式図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 装置
２ａ、２ｂ 遠赤外線源
３ａ、３ｂ 保護プレート
４ａ、４ｂ 反射カバー
５ 繰り出しロール
６ａ、ｂ、ｃ、ｄ ガイドロール
７ 送りロール
１０ 不織布
１０１ 不織布の原反
１１ 第１層
１２ 第２層
１３ 接合部
Ａ 第１遠赤外線照射部
Ｂ 第２遠赤外線照射部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布の嵩回復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不織布の製造においては、所定の方法に従い製造した不織布をロール状に一旦巻回して保管し、これを別工程へ搬送することがしばしばある。そして別工程において、不織布はロールから繰り出され、所定の製品の製造原料として用いられる。巻回状態にある不織布には大きな巻回圧が加わることから、巻回圧によってその嵩が減じられてしまうという不都合がある。この不都合は不織布が嵩高であるほど顕著である。そして、従来、不織布の嵩回復方法に関して、様々の提案されている。例えば、巻回によって嵩が減少した不織布の厚みを容易に回復させ得る不織布の嵩回復方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
本出願人は先に特許文献１において、捲縮を有する熱可塑性繊維を含み且つロール状に巻回されている不織布原反から不織布を繰り出し、熱可塑性繊維の融点未満で且つ該融点−５０℃以上の温度の熱風を不織布にエアスルー方式で０．０５〜３秒間吹き付けて該不織布の嵩を増加させる不織布の嵩回復方法を提案している。
【０００４】
また、貯蔵または輸送等の目的で合成繊維含有嵩高不織材料用の圧縮性ウエブを薄い厚みの高密度シートに転化することを含む、該圧縮性ウエブの製法（特許文献２）が知られている。
【０００５】
特許文献２において、不織材料の繊維を十分に高い結合温度に暴露して、２成分繊維の低軟化点成分を軟化しかつ繊維間接触点を介して嵩高不織材料を形成する工程を含む方法において、繊維に低密度結合を与えるのに十分に高い結合温度に暴露する前に、ウエブの全ての他の成分よりも低い軟化点を有する熱可塑性粘着性繊維をウエブ内に配合し、圧縮下で嵩高不織材料を低軟化点成分の軟化点以下の温度であって、かつ粘着性繊維の軟化点以上の温度にて加熱して、低軟化点成分を溶融することなしに粘着性繊維を軟化させることにより再嵩高化することの可能な、より高密度に結合された暫定的なシート製品を形成方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１３７６５５号公報
【特許文献２】特開平５−２２２６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の不織布の嵩回復方法では、その装置構成として、熱風発生装置、コンベア又はドラム等を必要としており、装置構成が簡易ではなく、設置スペースもある程度の大きさを要すると考えられる。また、装置を可動するために要するエネルギー量も少なくない。
【０００８】
特許文献２記載の方法においては、嵩高不織材料を保管する前に、熱可塑性粘着性繊維をウエブ内に配合する工程が必要となる。また、嵩高不織材料を再嵩高化する際に、赤外線の照射により、粘着性繊維を軟化させて加熱する旨の記載があるが、照射の方法（遠赤外線のヒーターの容量）・照射の条件（被加熱物の搬送速度・照射される時間）など、遠赤外線の照射に関する具体的な状況が何ら記載されていない。
【０００９】
従って、本発明の目的は、前述した従来技術の有する欠点を解消しうる長尺状シートの熱処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ロール状に巻回されている不織布原反から不織布を繰り出し、遠赤外線源と該不織布との間に、遠赤外線を透過する材料からなる保護プレートを介在させた状態で、該不織布に遠赤外線を照射して該不織布を発熱させ、該不織布の嵩を増加させる不織布の嵩回復方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の不織布の嵩回復方法によれば、嵩を回復する操作が容易であり、また必要とする装置構成も簡易であり、不織布の嵩を増加させるのに要するエネルギー量が少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明を、その好ましい実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。図１には、本発明の方法の一実施態様に用いられる装置の模式図が示されている。図１に示す装置１は、繰り出しロール５と、第１遠赤外線照射部Ａと、第２遠赤外線照射部Ｂと、送りロール７と、ガイドロール６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとを備えている。
繰り出しロール５は、不織布の原反１０１をニップして所定の速度で繰り出す一対のロールを備えている。
【００１３】
第１遠赤外線照射部Ａには、第１遠赤外線源２ａが設けられている。第１遠赤外線源２ａは、図１及び図２に示すように、縦長であり、その長手方向を不織布１０の搬送方向と一致させて配設されている。第１遠赤外線源２ａは、図２に示すように、その断面形状が円形であり、その周面から遠赤外線を輻射（放射）する。遠赤外線は、赤外線（およそ０．７〜１０００マイクロメートルの波長を有する）を波長によって、近赤外線、中赤外線、遠赤外線と３つに区分した場合に、最も長い波長帯の区分に属する赤外線であり、およそ４〜１０００マイクロメートルの波長を有する電磁波である。
【００１４】
遠赤外線により物質が加熱される機構は以下の通りである。遠赤外線源から、その物質の物性に適した波長を含む遠赤外線を、物質に照射し、吸収させると、物質の分子が励起し、その振動エネルギーにより物質自らが発熱する。遠赤外線を吸収した物質は、瞬時に発熱して昇温する。遠赤外線による物質の加熱は、このような輻射伝熱による。
【００１５】
遠赤外線による物質の加熱は、熱媒体を用いないため、例えば、熱風を用いる加熱方法と比べると、空気を加熱する必要がないために、必要とするエネルギー量が少なく且つエネルギーロスも少ないので、熱風を利用する場合と比べて、必要とするエネルギー量は、およそ１／２〜１／３となる。また、装置の寸法も、相対的に小さくなる。
【００１６】
遠赤外線源としては、ハロゲンランプ等の金属発熱体を用いるもの、セラミックスをヒーターにより加熱して用いるもの、シーズヒーター、石英管ヒーター等が好ましく用いられる。セラミックスは、金属と比べて遠赤外線の輻射率が高い特徴を有している。
【００１７】
遠赤外線は熱を持った物体（ HYPERLINK "http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B6%E5%AF%BE%E6%B8%A9%E5%BA%A6" \o "絶対温度" 絶対温度が０Ｋを超える物体）からは必ず輻射されており、熱線としての性質を有する。また、高い温度の物体ほど短い波長の赤外線を輻射する。装置１における第１遠赤外線源２ａは、その表面温度を制御できるようになっており、該表面温度を調節し、不織布１０の形成材料の物性に適した波長を含む遠赤外線を輻射できるようになっている。
【００１８】
詳述すると、不織布１０を構成する繊維は、複数の原子からなる化合物である。該化合物中の原子は、それらの結合状態に特有の振動をしており、その振動と等しい振動数の遠赤外線が照射されると、振動の共鳴が起こって遠赤外線が吸収される。第１遠赤外線源２ａは、不織布１０の形成材料の物性に適した波長として、不織布１０が最も吸収する波長の遠赤外線を輻射するように、その表面温度を調節できるようになっている。
【００１９】
前述した原子の結合状態に特有の振動には、複数のモードが存在する場合がある。この場合には、不織布１０の形成材料の物性に適した波長が複数存在する。また、不織布１０が、複数の種類の化合物から形成されている場合にも、不織布１０の形成材料の物性に適した波長が複数存在しうる。そのため、第１遠赤外線源２ａは、複数の波長の遠赤外線を輻射できるか、又は所定の波長幅を有する連続波長の遠赤外線を輻射できることが好ましい。
【００２０】
遠赤外線は、物質に対して浸透性があるため、不織布１０の加熱時には、不織布１０の第１遠赤外線源２ａ側の表面から、不織布１０の厚み方向内方まで、好ましくは不織布１０の厚み方向中心部まで、更に好ましくは不織布１０の反対側の表面まで加熱することができる。
【００２１】
また、第１遠赤外線照射部Ａには、遠赤外線が照射され発熱している不織布１０の温度を測定するための、非接触タイプの温度測定器（図示せず）が備えられている。第１遠赤外線照射部Ａは、該温度測定器により不織布１０の温度を測定し、第１遠赤外線源２ａの表面温度を調節することにより、不織布１０の温度が所定の温度以上にならないようになっている。
【００２２】
第１遠赤外線照射部Ａは、図１及び図２に示すように、反射カバー４ａを有し、該反射カバー４ａと不織布１０との間に第１遠赤外線源２ａが位置している。第１遠赤外線源２ａは、その長手方向全体に亘って、下方に開口部を有する縦長の反射カバー４ａにより覆われている。反射カバー４ａは、金属の板から形成されており、その断面形状は、図２に示すように、下底を有さない中空の台形形状である。反射カバー４ａは、第１遠赤外線源２ａが位置している内側の面が鏡面となっている。
【００２３】
その断面形状が円形である第１遠赤外線照射部Ａは、その周面全体から遠赤外線を輻射する。第１遠赤外線照射部Ａの下方に輻射された遠赤外線は、直接不織布１０に照射される。一方、第１遠赤外線源２ａから不織布１０が位置する下方以外の方向に輻射された遠赤外線は、反射カバー４ａ内側の鏡面に反射して、不織布１０が位置する下方に照射されるようになっており、不織布１０の嵩回復が効率的に行なわれる。
【００２４】
反射カバー４ａは、ステンレス、アルミ等の金属の板から形成されていることが好ましい。また、反射カバー４ａの内側の鏡面は、例えば、金属の板がクロムメッキされて形成されていること、又はバフ仕上げにより鏡面が形成されていることが好ましい。
【００２５】
反射カバー４ａの開口部は、保護プレート３ａにより覆われており、第１遠赤外線源２ａは、反射カバー４ａと保護プレート３ａとにより密閉されている。保護プレート３ａは、縦長矩形形状であり、その面には開孔を有していない。保護プレート３ａは、反射カバー４ａの開口縁部と密着して接合されており、反射カバー４ａの内側と外側と間の通気が遮断されている。不織布１０を装置１に通すと、不織布１０からは、塵状の繊維粉が発生し、舞い上がる。しかし、該繊維粉は、反射カバー４ａの内側に進入できないので、高温の第１遠赤外線源２ａに繊維粉が接触し、該繊維粉が燃焼することが防止されている。
【００２６】
保護プレート３ａは、遠赤外線の透過係数が高いことが、遠赤外線の吸収によるロスを低減する上で好ましい。また、保護プレート３ａは、所定の耐熱性を有することが好ましい。
装置１において、保護プレート３ａは、石英から形成されている。石英は、遠赤外線の透過係数が極めて高い材料であり、第１遠赤外線源２ａから輻射された遠赤外線を通すことができる。また、第１遠赤外線源２ａが有する熱が、反射カバー４ａ内側の空気又は反射カバー４ａ自体を介して、保護プレート３ａに伝導し、保護プレート３ａの温度が上昇するが、石英は、耐熱性に優れ且つ熱膨張係数が極めて低い材料であり、温度上昇による変形がほとんどなく、第１遠赤外線源２ａの密閉状態が損なわれないようになっている。
【００２７】
保護プレート３ａの形成材料としての石英は、天然石英又は合成石英の何れも好ましく用いられる。合成石英としては、例えば東ソー（株）無水合成石英ガラスのグレード「ED-B」が好適である。
【００２８】
また、第１遠赤外線照射部Ａは、副反射カバーを有し、該副反射カバーと反射カバー４ａとの間に不織布１０が位置していることも好ましい。前記副反射カバーにより、不織布１０を透過した遠赤外線を反射して、反射した該遠赤外線を該不織布１０に照射することにより、該不織布１０の嵩回復を更に効率的に行なうことができる。前記副反射カバーは、その内側の鏡面部分が、不織布１０の方向を向いていて、反射カバー４ａと同様の構成を有していることが好ましい。
【００２９】
装置１において、遠赤外線源２ａの長手方向の長さは、40〜200ｃｍ、特に60〜150ｃｍであることが、不織布１０を十分に加熱して嵩を回復させる観点及び取り扱い易さの観点から好ましい。
遠赤外線源２ａと不織布１０との間の長さを、不織布１０の一方の面に直交する方向に測定した長さＬ（図２参照）は、5〜100ｍｍ、特に5〜10ｍｍであることが好ましい。
反射カバー４ａの開口部の幅Ｗ（図２参照）は、50〜200ｍｍ、特に100〜150ｍｍであることが、第１遠赤外線源２ａから下方以外の方向に輻射された遠赤外線を反射して、不織布１０に照射する上で好ましい。
【００３０】
遠赤外線源２ａと不織布１０と間の距離は、小さいほうが不織布１０の嵩回復性が良い。ここで、不織布１０の搬送において、保護プレート３ａが該不織布１０と接触するようなことは、搬送抵抗になるため避ける必要がある。また、不織布１０を構成する繊維がカールすることも考慮すると、保護プレート３ａと不織布１０との間の距離は、３〜２０ｍｍ、特に３〜５ｍｍ離れていることが好ましい。
【００３１】
第２遠赤外線照射部Ｂには、第２遠赤外線源２ｂ及び不織布１０の温度を測定する温度測定器が設けられている。第２遠赤外線源２ｂにも、第１遠赤外線源２ａと同様に、反射カバー４ｂ及び保護カバー３ｂそれぞれが備えられている。第２遠赤外線照射部Ｂにおける第２遠赤外線源２ｂ、前記温度測定器、反射カバー４ｂ及び保護カバー３ｂそれぞれは、前述した第１遠赤外線照射部Ａと同様である。また、第１遠赤外線照射部Ａと第２遠赤外線照射部Ｂとは、仕切られており、第１遠赤外線源２ａから輻射された遠赤外線は、第２遠赤外線照射部Ｂには届かないようになっている。
【００３２】
また、装置１は、図１に示すように、４つのガイドロール６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを備えている。不織布１０は一方の面及び他方の面を有しており、その一方の面が、第１遠赤外線源２ａにより遠赤外線が照射された後、ガイドロール６ａ、６ｂにより、その面が反転されて、遠赤外線が照射されていない他方の面に、第２遠赤外線源２ｂにより遠赤外線が照射される。
遠赤外線が照射された不織布１０は、ガイドロール６ｃ、６ｄにより、再び反転される。
【００３３】
送りロール７は、遠赤外線が照射されて嵩が増加した不織布１０をニップして所定の速度で、次工程へ送る一対のロールを備えている。
【００３４】
次に、以上の構成を有する装置１を用いた本実施態様について説明すると、本実施態様の方法の対象物である不織布１０は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように嵩高な三次元形状のものであり、第１層１１及びこれに隣接する第２層１２を備えている２層からなる多層構造のものである。第１層１１と第２層１２とは多数の接合部１３において部分的に接合されている。接合部１３は全体として菱形格子状のパターンを形成している。接合部１３は圧密化されており、不織布１０における他の部分に比べて厚みが小さく且つ密度が大きくなっている。接合部１３の形状には例えば矩形、線状、星形等があり、図３（ａ）及び（ｂ）に示す接合部１３は円形となっている。
【００３５】
不織布１０は、前記の菱形格子状のパターンからなる接合部１３によって取り囲まれて形成された閉じた領域を多数有している。この閉じた領域において、第１層１１は凸状の三次元的な立体形状をなしている。この立体形状をなしている部分はドーム状の形状をしている。一方、第２層１２はほぼ平坦な形状となっている。そして不織布１０全体としてみると、その第２層１２側の外面が平坦であり且つ第１層１１側の外面に多数の凸部を有している構造となっている。
【００３６】
第１層１１は、捲縮を有する熱可塑性繊維（以下、単に捲縮繊維という）を含む層である。捲縮繊維としては、機械捲縮によって二次元的にジグザグ状に捲縮した繊維や、螺旋状に三次元捲縮した繊維などを用いることができる。第１層１１は、捲縮繊維１００％から構成されていてもよく、或いは捲縮繊維に加えて熱融着性繊維、例えば芯鞘型複合繊維やサイド・バイ・サイド型複合繊維を含むこともできる。どのような繊維を用いる場合にも、実質的に熱収縮性を有しないか、又は後述する第２層１２に含まれる熱収縮性繊維の熱収縮温度以下で熱収縮しないものが用いられる。捲縮繊維はその繊度が１〜１１ｄｔｅｘ、特に１．５〜７ｄｔｅｘであることが、肌触り、感触及び液透過性の点から好ましい。一方、第２層１２は熱収縮性繊維を含む層である。熱収縮性繊維はその繊度が１〜１１ｄｔｅｘ、特に２〜７ｄｔｅｘであることが、収縮性と液透過性の点から好ましい。
【００３７】
不織布１０の製造方法及びその構成繊維等の詳細については、本出願人の先の出願に係る特開２００２−１８７２２８号公報に記載されている。製造方法について簡単に述べると、先ず捲縮繊維を含む繊維原料を用いて第１層のカードウエブを製造する。これとは別に、熱収縮性繊維を含む繊維原料を用いて第２層のカードウエブを製造する。第２層のカードウエブ上に第１層のカードウエブを重ね合わせ、両者を所定パターンからなる接合部において部分的に接合する。接合には例えば超音波エンボスやヒートエンボスが用いられる。次いで、第２層のカードウエブに含まれている熱収縮性繊維の熱収縮開始温度以上で、エアスルー方式によって熱風を吹き付ける熱処理を行い、第２層を熱収縮させると共に接合部によって取り囲まれた閉じた領域に位置する第１層を凸状に突出させ三次元立体形状を形成する。更に、構成繊維の交点を熱融着させる。これによって不織布１０が得られる。斯かる製造方法で製造された不織布１０は、一旦ロール状に巻回され原反となされて保管される。
【００３８】
次に図１に示すように、原反１０１は装置１における繰り出しロール５よりも上流の位置に配置され、該原反１０１から不織布１０が繰り出される。ロール状に巻回された状態にある不織布１０は、巻回圧によってその嵩が減じられている。特に、前述の通り不織布１０は嵩高な三次元形状を有していることから、巻回圧による嵩の減少は著しい。この状態の不織布１０を、装置１に通すことによってその嵩を回復させる。
【００３９】
本発明の不織布の嵩回復方法の本実施態様は、ロール状に巻回されている不織布原反１０１から不織布１０を繰り出し、遠赤外線源と該不織布１０との間に、遠赤外線を透過する材料からなる保護プレート３を介在させた状態で、該不織布１０に遠赤外線を照射して該不織布１０を発熱させ、該不織布１０の嵩を増加させて、嵩を回復させるものである。
【００４０】
本実施態様について、更に以下に詳述する。
まず、原反１０１から繰り出された不織布１０を、繰り出しロール５により第１遠赤外線照射部Ａに所定の速度で搬送する。第１遠赤外線照射部Ａにおいて、不織布１０は、石英から形成される保護プレート３を介在させた状態で、該不織布１０の該一方の面側に位置する遠赤外線源２ａから、該一方の面に遠赤外線が照射される。第１遠赤外線源２ａから、不織布１０が位置する下方以外の方向に輻射された遠赤外線は、反射カバー４により反射され、反射した該遠赤外線が、保護プレート３を通って不織布１０に照射される。
物質に対して浸透性がある遠赤外線は、不織布１０の第１遠赤外線源２ａ側の表面から、不織布１０の厚み方向内方にまで達し、遠赤外線の照射を受けた不織布１０の部分は、所定の温度まで発熱により瞬時に昇温する。
【００４１】
次に、一方の面に遠赤外線が照射された不織布１０は、ガイドロール６ａ、６ｂにより、該一方の面が下方を向き且つ他方の面が上方を向くように反転されて、第２遠赤外線照射部Ｂに搬送される。第２遠赤外線照射部Ｂにおいて、遠赤外線が照射されていない不織布１０の他方の面側に位置する第２遠赤外線源２ｂから、該他方の面に遠赤外線が照射される。これにより、遠赤外線の照射を受けた不織布１０の部分は、所定の温度まで発熱により瞬時に昇温する。
【００４２】
意外にも、この遠赤外線の照射操作によって、嵩が減じられた状態にある不織布１０の嵩が増加して、巻回前の嵩と同程度にまで回復することが、本発明者らの検討によって判明した。巻回圧による不織布１０の嵩の減少は、捲縮繊維が含まれている第１層１１において顕著であるが、前記の遠赤外線の照射操作によって、第１層１１の嵩が非常に回復する。このことは、不織布４の嵩の回復は、第１層１１に含まれている捲縮繊維の嵩の回復が主たる要因であることを意味する。
【００４３】
しかる後、第２遠赤外線源２ｂにより遠赤外線が照射された不織布１０は、ガイドロール６ｃ、６ｄにより、再び反転された後、送りロール７により所定の速度で次工程へ搬送される。
【００４４】
前述した不織布１０の嵩回復方法における好ましい各条件は以下の通りである。
不織布１０の搬送速度は、不織布１０の材質、嵩の減じられている程度等によって異なるが、不織布１０が熱可塑性繊維を含む場合には、20〜250ｍ／分、特に25〜150ｍ／分であることが好ましい。
【００４５】
第１遠赤外線源２ａ又は第２遠赤外線源２ｂそれぞれの表面の温度は、該遠赤外線源の種類、不織布の材質等によって異なるが、遠赤外線源がセラミックヒーターであって、不織布４が熱可塑性繊維を含む場合には、400〜1000℃、特に600〜800℃であることが好ましい。
【００４６】
更に詳述すると、不織布１０にポリエチレンが含まれている場合には、該ポリエチレンを構成する分子の振動の共鳴が起こって吸収される遠赤外線の波長は、2.3〜3.4マイクロメートルであるので、第１遠赤外線源２ａ又は第２遠赤外線源２ｂは、前述した範囲の波長を含む遠赤外線を輻射することが好ましい。具体的には、遠赤外線源がセラミックヒーターである場合には、第１遠赤外線源２ａ及び第２遠赤外線源２ｂそれぞれの表面の温度は、400〜1000℃、特に600〜800℃であることが好ましい。
【００４７】
不織布１０にポリプロピレンが含まれている場合には、該ポリプロピレンを構成する分子の振動の共鳴が起こって吸収される遠赤外線の波長は、2.3〜3.4マイクロメートルであるので、第１遠赤外線源２ａ又は第２遠赤外線源２ｂは、前述した範囲の波長を含む遠赤外線を輻射することが好ましい。具体的には、遠赤外線源がセラミックヒーターである場合には、第１遠赤外線源２ａ及び第２遠赤外線源２ｂそれぞれの表面の温度は、400〜1000℃、特に600〜800℃であることが好ましい。
【００４８】
不織布１０にポリエチレンテレフタレートが含まれている場合も同様である。遠赤外線源がセラミックヒーターである場合には、第１遠赤外線源２ａ及び第２遠赤外線源２ｂそれぞれの表面の温度は、400〜1000℃、特に600〜800℃であることが好ましい。
【００４９】
また、不織布１０が、熱処理を受けることにより、長手方向に収縮する性質を有する場合には、繰り出しロール５の周速は送りロール７の周速に対して１〜１５％、特に１〜３％速くすることが好ましい。一方、不織布４が、熱処理を受けることにより、長手方向に伸張する性質を有する場合には、繰り出しロール５の周速は送りロール７の周速に対して１〜１５％、特に１〜３％遅くすることが好ましい。
尚、不織布４が、熱処理を受けても、長手方向の長さが実質的に変化しない場合には、繰り出しロール５及び送りロール７それぞれの周速を、同じにして良いことはいうまでもない。
【００５０】
以上の操作によって、不織布１０の嵩（厚み）は熱風の吹き付け前の嵩の約１.５〜２倍にまで回復する。
【００５１】
嵩が回復した不織布１０は、引き続き次工程である加工工程に付される。この加工工程へ付す場合には、不織布１０を巻き取らずに、厚みが回復した状態のままで搬送することが好ましい。加工工程としては、不織布１０の用途に応じて様々な工程があるが、その典型的な一例として、生理用ナプキンや使い捨ておむつなどの吸収性物品の製造工程がある。
【００５２】
本発明の不織布の嵩回復方法又は装置１は、前述した実施態様又は実施形態に制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
例えば、本発明の不織布の嵩回復方法では、遠赤外線源の数は、３つ以上設けることも好ましく、該遠赤外線源の数を増やすことにより、不織布１０の搬送速度を増加し、生産のスループットを向上することができる。
【００５３】
また、本実施態様で用いられた装置１では、第１遠赤外線源２ａと第２遠赤外線２ｂとは、不織布１０の流れ方向において、直列に設けられていたが、第１遠赤外線源２ａと第２遠赤外線２ｂとを、不織布１０を介在させて、対向するように配置して設けていても良い。また、本実施態様で用いられた装置１では、不織布１０の両面側それぞれに位置する遠赤外線源から、該両面それぞれに遠赤外線を照射していたが、不織布１０の片側のみに遠赤外線源を有し、該片面のみに遠赤外線を照射するようにしていても良い。
また、本実施態様において、その嵩を回復する不織布としては、従来公知の各不織布を用いることができる。例えばカード機を用いて得られたウエブを、熱処理するエアスルー不織布又はヒートロール不織布、機械的に交絡させるニードルパンチ不織布、水流交絡させるスパンレース不織布等を用いることができる。
更に、装置１において、遠赤外線源と不織布との間の距離を、可変となるようにしていても良い。例えば、第１遠赤外線源２ａ又は第２遠赤外線２ｂは、それぞれの位置を、不織布１０に対して上下方向に移動することができるようになっていることも好ましい。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明の実施例を用いて更に説明する。ただし、本発明の範囲はかかる実施例に制限されるものではない。
【００５５】
〔不織布Ａの製造〕
（１）第１層の製造
芯がポリエチレンテレフタレートからなり、鞘がポリエチレンからなる同心の芯鞘型複合繊維（２．４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を原料として、カード法によってウエブを製造した。この繊維は機械捲縮したものであった。このウエブに１４５℃±１０℃の熱風をエアスルー方式で吹き付けて繊維どうしを融着させた。このようにして、坪量22ｇ／ｍ2のエアスルー不織布からなる第１層を得た。
【００５６】
（２）第２層の製造
ポリエチレンとポリプロピレンからなる潜在捲縮性の熱収縮性複合繊維（２．３ｄｔｅｘ×５１ｍｍ、捲縮発現温度約１００℃）を原料としてカード法によって坪量22ｇ／ｍ2のウエブからなる第２層を製造した。この潜在捲縮性繊維は、三次元的にコイル状の捲縮を発現するものである。
【００５７】
（３）不織布の製造
第１層と第２層とを重ね合わせ、熱エンボス法によって両繊維集合体を部分的に接合し積層体を得た。エンボスによる各接合部の形状は直径２ｍｍの円形であり、エンボスパターンは、千鳥格子状のパターンで点状に配置されている。不織布の長手方向及び幅方向に隣接する各接合部の中心間距離は７ｍｍであった。熱風炉において熱収縮処理を行った。これによって第２層に含まれる潜在捲縮性繊維を捲縮させて各繊維集合体をその面内方向に収縮させた。その結果、第１層の繊維集合体から形成される第１層においては接合点間において凸部が多数形成され、坪量７０ｇ／ｍ2の不織布を得た。得られた不織布をロール状に巻回して原反とした。
【００５８】
〔実施例１〜７〕
ロール状に巻回された不織布Ａを繰り出し、表１に示す搬送速度で該不織布に遠赤外線を照射し、実施例１〜７とした。実施例１〜７は、図１の装置で実施した。第１遠赤外線源２ａ及び第２遠赤外線源２ｂそれぞれの表面温度は６３０℃であった。第１遠赤外線源２a及び２bは、共に容量１Ｋｗ、発熱長６６０mmのヒーター（（株）八光電機製作所、ハイレックスヒーター）を使用した。保護プレート３ａ、３ｂと不織布１０との間の距離は、5ｍｍであった。繰り出しロール５と送りロール７との周速比は、１：１であった。遠赤外線照射中の不織布Ａの温度は、１２０度以下となるように調節した。遠赤外線の照射後の不織布の厚みを以下の方法で測定した。結果を以下の表１に示す。尚、ロール状に巻回された不織布Ａの原反を、常温（約２３℃）で２ヶ月以上保管しておいた。繰り出された際の不織布Ａの坪量は70ｇ／ｍ2であった。
〔比較例〕
不織布Ａをロールから繰り出し、遠赤外線を照射せずに表１に示す搬送速度で搬送のみを行い、比較例とした。不織布の厚みを以下の方法で測定した。
【００５９】
〔不織布の厚みの測定〕
比較例の厚みは、ロールから繰り出した不織布を１分経過後に測定した。遠赤外線の照射後の厚みは、遠赤外線の照射から１分経過後に測定した。何れの測定も次の方法で行った。
【００６０】
先ず、不織布を１００ｍｍ×８０ｍｍの大きさに裁断し測定片を採取する。測定台上に、この測定片よりも小さなサイズ（直径５６．４ｍｍ）の１２．５ｇのプレートを載置する。この状態でのプレートの上面の位置を測定の基準点Ａとする。次にプレートを取り除き、測定台上に測定片を載置し、その上にプレートを再び載置する。この状態でのプレート上面の位置をＢとする。ＡとＢの差から０．５ｃＮ／ｃｍ2圧力下での不織布の厚みを求める。測定機器にはレーザー変位計〔（株）キーエンス製、ＣＣＤレーザ変位センサ ＬＫ−０８０〕を用いるが、ダイヤルゲージ式の厚み計を用いてもよい。但し厚み計を用いる場合は測定機器の測定力とプレートの重さを、０．５ｃＮ／ｃｍ2圧力下に調節する。
【００６１】
【表１】
【００６２】
表１に示す結果から明らかなように、実施例の方法に従い処理された不織布は、比較例と比べて厚みが回復していることが判る。実施例における不織布の厚みの回復の程度は、搬送速度が低い程、大きくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の方法に用いられる装置を示す模式図である。
【図２】図２は、図１のＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の方法の適用対象となる不織布を示す模式図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 装置
２ａ、２ｂ 遠赤外線源
３ａ、３ｂ 保護プレート
４ａ、４ｂ 反射カバー
５ 繰り出しロール
６ａ、ｂ、ｃ、ｄ ガイドロール
７ 送りロール
１０ 不織布
１０１ 不織布の原反
１１ 第１層
１２ 第２層
１３ 接合部
Ａ 第１遠赤外線照射部
Ｂ 第２遠赤外線照射部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール状に巻回されている不織布原反から不織布を繰り出し、遠赤外線源と該不織布との間に、遠赤外線を透過する材料からなる保護プレートを介在させた状態で、該不織布に遠赤外線を照射して該不織布を発熱させ、該不織布の嵩を増加させる不織布の嵩回復方法。
【請求項２】
前記不織布は一方の面及び他方の面を有しており、該不織布の該両面側それぞれに位置する前記遠赤外線源から、該両面それぞれに遠赤外線を照射する請求項１記載の不織布の嵩回復方法。
【請求項３】
石英から形成される前記保護プレートを用いる請求項１又は２記載の不織布の嵩回復方法。
【請求項４】
反射カバーを有し、該反射カバーと前記不織布との間に前記遠赤外線源が位置しており、
前記反射カバーにより、前記遠赤外線源から輻射された遠赤外線を反射して、反射した該遠赤外線を前記不織布に照射する請求項１〜３の何れかに記載の不織布の嵩回復方法。
【請求項５】
副反射カバーを有し、該副反射カバーと前記反射カバーとの間に前記不織布が位置しており、
前記副反射カバーにより、前記不織布を透過した遠赤外線を反射して、反射した該遠赤外線を該不織布に照射する請求項４記載の不織布の嵩回復方法。
【請求項１】
ロール状に巻回されている不織布原反から不織布を繰り出し、遠赤外線源と該不織布との間に、遠赤外線を透過する材料からなる保護プレートを介在させた状態で、該不織布に遠赤外線を照射して該不織布を発熱させ、該不織布の嵩を増加させる不織布の嵩回復方法。
【請求項２】
前記不織布は一方の面及び他方の面を有しており、該不織布の該両面側それぞれに位置する前記遠赤外線源から、該両面それぞれに遠赤外線を照射する請求項１記載の不織布の嵩回復方法。
【請求項３】
石英から形成される前記保護プレートを用いる請求項１又は２記載の不織布の嵩回復方法。
【請求項４】
反射カバーを有し、該反射カバーと前記不織布との間に前記遠赤外線源が位置しており、
前記反射カバーにより、前記遠赤外線源から輻射された遠赤外線を反射して、反射した該遠赤外線を前記不織布に照射する請求項１〜３の何れかに記載の不織布の嵩回復方法。
【請求項５】
副反射カバーを有し、該副反射カバーと前記反射カバーとの間に前記不織布が位置しており、
前記副反射カバーにより、前記不織布を透過した遠赤外線を反射して、反射した該遠赤外線を該不織布に照射する請求項４記載の不織布の嵩回復方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−２０４８７６（Ｐ２００７−２０４８７６Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４２６９（Ｐ２００６−２４２６９）
【出願日】平成１８年２月１日（２００６．２．１）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１日（２００６．２．１）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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