JP2007209657A - 嵩高清掃物品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】嵩高清掃物品は、セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有し、エンボス加工により多数の凹凸が形成された繊維シートに、二価及び/又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させてなり、厚みが1.0〜3.0mmで耐水性を有する。嵩高清掃物品の製造方法は、セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が10〜200重量%の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該シートを乾燥させ、乾燥後の該シートに、二価及び/又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させる。
【選択図】図1
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パルプ等を主体とした繊維からなる紙を嵩高にする方法としては、彫刻したロール間で押圧するエンボス法がある。紙のエンボス法は、抄造途中の湿紙にエンボスを行うウェットエンボス法と、紙を抄造してからエンボスを行うドライエンボス法に大別できる。ウェットエンボス法は、抄紙機上で紙が乾燥されるまでの間にエンボスを行う方法(特許文献1参照)である。特許文献1には、エンボス賦形を行った湿紙を乾燥工程で乾燥することが記載されている。しかし通常抄造時に湿紙に含まれる多量の水分を乾燥させるためには、ヤンキードライヤーや多筒式ドライヤー表面に強く湿紙を接触させて熱効率を良くする必要があり、そのような乾燥方法においては嵩高なエンボスの賦形は不可能であった。
熱融着性繊維を混抄したり、熱可塑性又は熱融着性バインダーを添加したりして、熱エンボス加工により繊維間を熱接着すれば、強度や保形性が向上するが、熱融着性繊維の使用は、製造コストが上昇する。
また、一般に紙の強度を向上させる場合、紙力増強剤としてカルボシキメチルセルロースを添加する方法が知られており、更にアルミニウムイオン等の金属イオンを添加した場合、カルボシキメチルセルロースと結合し、更に強度向上することが知られている(特許文献3参照)。水解紙では、特許文献2にカルボシキメチルセルロースとアルミニウムイオン、鉄イオン、銅イオン及びスズイオンを添加した場合、水解しにくくなり強度が向上することが見い出されている。
図1には本発明の一実施形態としての嵩高清掃物品1の斜視図が示されている。
本実施形態の嵩高清掃物品1は、第1の面1a及び第2の面1bを有しており、一方の面側から他方の面側に突出して形成された多数の凸部2,2・・を有している。凸部2は、嵩高清掃物品1の長手方向X及び幅方向Yの各方向に列をなすように一定の間隔で配置されており、千鳥格子状の配置パターンをなしている。凸部2,2・・間には、それぞれ凹部3,3・・が形成されており、やはり千鳥格子状の配置パターンをなしている。これによって嵩高な嵩高清掃物品はその全体が三次元形状となっている。
嵩高清掃物品1を構成する繊維シートは、水性薬剤を含浸させる前の坪量が30〜150g/m2であることが、エンボス加工の容易、経済性の観点から好ましい。また、繊維シートは、セルロース系繊維を主体として構成されており、バインダーとしてカルボキシル基を有するバインダーを含有している。
セルロース系繊維は、重量平均繊維長で0.5mm〜3.0mmのパルプ繊維を主体に用いる。さらに、風合いを良好にする観点から平均繊維長4.0〜7.0mm程度のレーヨン繊維や合成繊維を混抄することもできる。
セルロース系繊維としては、例えばパルプ、コットン等の天然繊維やレーヨン等の半合成繊維等が挙げられる。これらの繊維は一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。叩解度を変えてフィブリル化した繊維を用いることもできる。パルプとしては、針葉樹晒しクラフトパルプ(NBKP)、広葉樹晒しクラフトパルプ(LBKP)等の漂白された木質パルプ、その他麻等由来のパルプ、化学処理を施してアルカリ膨潤したマーセル化パルプ、螺旋構造を有する化学架橋パルプ、微小繊維状セルロースを用いることもできる。
混抄する合成繊維としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系繊維やポリエステル系等の合成繊維、ポリ乳酸からなる合成繊維等が挙げられる。
繊維シートには、バインダーを除いてセルロース系繊維が70〜100重量%、特に80〜100重量%含まれていることが好ましい。
CMCは、水溶性又は水膨潤性である。CMCの添加量は、繊維シートの乾燥状態の重量に対して、1〜30重量%、特に2〜15重量%となるように添加されることが、嵩高性の維持、耐水性の発現、経済性の観点から好ましい。
水性薬剤中の水分含量は、手肌への刺激性等の観点から、30〜95重量%が好ましく、より好ましくは50〜95重量%、更に好ましくは60〜95重量%である。
二価又は三価の金属イオンとしては、鉄イオン(Fe2+、Fe3+)、アルミニウムイオン(Al3+)、銅イオン(Cu2+)、スズイオン(Sn2+)等が挙げられる。水性薬剤中でこのような金属イオンを供与し得る水溶性金属塩としては、塩化物イオン、水酸化物イオン、酸化物イオン、硫化物イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、その他クエン酸等の有機酸との化合物及びその水和物等が挙げられる。特に好ましく用いられるものは、硫酸鉄、硫酸アルミニウム及びその水和物等である。水溶性の二価及び三価の金属塩は、一種を単独で用いても良いし、二価及び/又は三価の2種以上の金属イオンを供与し得る2種以上の金属塩を併用することもできる。
繊維シートに含浸させる前の水性薬剤中の二価及び/又は三価の金属イオンを供与する水溶性二価及び/又は三価の金属塩を1〜5重量%濃度で含有する組成のものが、バインダーを不溶化してシートの充分な強度を発現させる点から好ましい。
嵩高清掃物品1は、セルロース系繊維を主体として構成され、CMCを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が10〜200重量%の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該繊維シートを乾燥させ、乾燥後の該繊維シートに、二価及び/又は三価の金属イオン及び有機溶剤を含む水性薬剤を含浸させることで得られる。
更に上述の湿式抄紙法ではなく、パルプ繊維を用いて水を使わず乾式で解繊して、ウェブを形成した後、CMCを噴霧あるいは塗工し、その後乾燥して繊維シートを製造することも可能である。いわゆるエアレイド製法である。
凹凸賦形された繊維シートを得ることが可能である。
この繊維シートに対する水性薬剤の含浸処理の方法は、繊維シートに対して、水性薬剤をスプレー塗布、コーター塗布する方法や、繊維シートを水性薬液に漬け込み、場合によってはマングル等で絞る方法等が挙げられる。
このようにして、嵩高清掃物品が得られる。
そのため、乾いている場所の清掃を行う場合の作業性や拭き取り効果に優れているのみならず、濡れている場所を清掃し、嵩高清掃物品が比較的多量の水と接触した状況で使用しても、嵩高清掃物品が水解しないため、濡れている場所の清掃や乾いている場所の一部が水で濡れているような場合においても、効率よく清掃を行うことができる。
本発明は前記実施形態に制限されない。例えば嵩高清掃物品は単層構造のものに限られず複数枚のマルチプライからなる多層構造であってもよい。多層構造である場合には、少なくとも表層の紙に二価及び/又は三価の金属イオンで架橋されたCMCが含有されていることが好ましく、何れの層の紙にも二価及び/又は三価の金属イオンで架橋されたCMCが含有されていることがより好ましい。
図3の湿式抄紙機を用いて、針葉樹晒しクラフトパルプ(NBKP)100%の紙料を抄紙して湿紙を得た。湿紙を第1乾燥機であるスルーエアードライヤー7で水分率を4重量%まで乾燥させた。得られた紙を一対のプラスチック製コンベア間10,11に挟持して搬送し、5%溶液で60℃、1000mP・sであるCMC(エーテル化度0.9、日本製紙製)バインダー液をスプレーノズル13にて噴霧した。CMCの添加量は、紙の重量に対して4.8%であった。CMCが添加された紙を、第2乾燥機としてのヤンキードライヤー14で乾燥させた後、ドクターブレード17によってクレープ加工を行いった。これによって坪量40g/m2のCMC添加紙を作製した。CMC添加紙を2枚積層して坪量80g/m2の2プライ構造の繊維シート(原料紙)を作製した。
・アルキルグルコシド 0.2%
・エタノール 5%
・プロピレングリコール 5%
・硫酸アルミニウム〔Al2(SO4)3〕 1%
・水 バランス
・アルキルグルコシド 0.2%
・エタノール 5%
・プロピレングリコール 5%
・硫酸アルミニウム〔Al2(SO4)3〕 3%
・水 バランス
・アルキルグルコシド 0.2%
・エタノール 5%
・プロピレングリコール 5%
・硫酸鉄〔Fe2(SO4)3〕 1%
・水 バランス
・アルキルグルコシド 0.2%
・エタノール 5%
・プロピレングリコール 5%
・硫酸鉄〔Fe2(SO4)3〕 3%
・水 バランス
・硫酸アルミニウム〔Al2(SO4)3〕 3%
・水 バランス
凹凸賦形された繊維シートを得るところまでは実施例と同様とした。この繊維シートに、下記処方を有する水性薬剤F又はGを含浸させて、嵩高清掃物品を得た。含浸量は、含浸前の繊維シートの乾燥重量の2倍とした。水性薬剤Fは、二価の金属イオンを含む処方である。水性薬剤Gは、金属イオンを含まない処方である。
・アルキルグルコシド 0.2%
・エタノール 5%
・プロピレングリコール 5%
・塩化カルシウム(CaCl2) 3%
・水 バランス
・アルキルグルコシド 0.2%
・エタノール 5%
・プロピレングリコール 5%
・水 バランス
CMC添加紙の2プライ構造の坪量80g/m2の繊維シートを作製するところまでは実施例1〜4と同様とした。この繊維シートに対して別工程にてエンボスを行う時に水を噴霧せず且つ加熱されていないエンボスロール18,18間を通してエンボス加工を行った。エンボス加工後の繊維シートに対して、実施例2と同様に、乾燥重量の2倍量の水性薬剤Bを含浸させて嵩高清掃物品を得た。
繊維シートに対してエンボス加工を行うところまでは比較例3と同様に行った。エンボス加工後の繊維シートに対して、比較例1と同様にして、乾燥重量の2倍量の水性薬剤Fを含浸させて嵩高清掃物品を得た。尚、比較例3及び4で得られた清掃物品は、本発明に要求される嵩高性を備えていないものであるが便宜上嵩高清掃物品と称する。
各実施例及び各比較例で得られた嵩高清掃物品の厚みT1(0.3kPa荷重下)及び水性薬剤を含浸した嵩高清掃物品の厚みT2(1.0kPa荷重下)をそれぞれ測定した。これらの値に基づき厚み比T2/T1を算出した。また、湿潤強度(破断強度)をそれぞれ以下の方法で測定した。更に、嵩高清掃物品の耐水性、並びに乾いた清掃面及び濡れた清掃面を清拭するときの使い易さを、以下の方法で評価した。これらの結果を表1に示す。
MD方向の破断強度については、試料をMD方向に100mm、CD方向に25mm切り出し、MD方向が引っ張り方向となるように、チャック間距離50mmで引張試験機(ORIENTEC製テンシロンRTA−100)に取り付ける。引張速度300mm/minで試料を引っ張り、破断したときの強度を破断強度とする。CD方向の破断強度については、試料をCD方向に100mm、MD方向に25mm切りだし、CD方向が引っ張り方向となるように、チャック間距離50mmで引張試験機に取り付ける。その後はMD方向の破断強度と同様の方法で測定を行う。
紙の重量(水性薬剤の重量は含まない)が0.3gとなるように、嵩高清掃物品を正方形に裁断し、測定サンプルとして用いた。その他は、トイレットペーパーのほぐれやすさ試験(JIS P4501)に基づいて測定した。測定した時間(秒)の値に基づき以下の評価基準で評価した。
(評価基準)
○:測定時間が300秒以上であり、耐水性が良好である。
△:測定時間が100〜200秒以上であり、耐水性が不十分である。
×:測定時間が100秒未満であり、耐水性がない。(水解性を有する。)
得られた水性薬剤を含浸した凹凸賦形された繊維シートは、シートの大きさを150mm×130mmに切り、4つ折りに折り畳んで嵩高清掃物品として清掃した。清掃は、タイル(タイルの大きさ2cm×2cm)の床で行った。清掃時は乾いた床で行った。
(評価基準)
○:充分に嵩高くて拭き易く、破れも生じなかった。
△:破れは生じないが、嵩高さが不十分で拭きにくい。
×:破れが生じ、拭きにくい。
得られた水性薬剤を含浸した凹凸賦形された繊維シートは、シートの大きさを150mm×130mmに切り、4つ折りに折り畳んで嵩高清掃物品として清掃した。清掃は、タイル(タイルの大きさ2.5mm×2.5mm)の床で行った。床に水を3g/0.36m2(床面積60cm×60cm)撒いて濡れた状態で清掃を行った。
(評価基準)
○:充分に嵩高くて拭き易く、また耐水性があり、破れも生じなかった。
△:耐水性があり破れは生じないが、嵩高さが不十分で拭きにくい。
×:耐水性が不十分で破れ、拭きにくい。
2 凸部
3 凹部
4 フォーマー
5 ワイヤー
6 サクションボックス
7 スルーエアードライヤー(TAD)
8 回転ドラム
9 フード
10 上エンベアベルト
11 下エンベアベルト
12 真空ロール
13 スプレーノズル
14 ヤンキードライヤー
15 回転ドラム
16 フード
17 ドクターナイフ
18 (熱)エンボスロール
19 スプレーノズル
20 繊維
21 加熱空気
22 排気
23 フード
24 フォーマー
25 バキュームコンベアー
26 ワイヤー
Claims (4)
- セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有し、エンボス加工により多数の凹凸が形成された繊維シートに、二価及び/又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させてなり、0.3kPa荷重下の厚みが1.0〜3.0mmであり、耐水性を有する嵩高清掃物品。
- セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が10〜200重量%の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該繊維シートを乾燥させ、乾燥後の該繊維シートに、二価及び/又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させる、嵩高清掃物品の製造方法。
- エンボス加工前の前記繊維シートの坪量が30〜150g/m2であり、製造される嵩高清掃物品の0.3kPa荷重下の厚みが1.0〜3.0mmである請求項2記載の嵩高清掃物品の製造方法。
- 前記エンボス加工が、互いに噛み合い形状となっている凹凸部を有する一対のエンボスロールを用いて行われる請求項2又は3記載の嵩高清掃物品の製造方法。
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