JP2018088999A - 湿式ワイピングシート - Google Patents
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Abstract
Description
シート面に凹凸を付与した湿式ワイピングシートの検討も、盛んに行われている。
例えば、高収縮繊維が収縮する温度にて収縮しない繊維と高収縮繊維を併用して高収縮繊維に複数の凹凸を形成する方法(特許文献1参照)が提案されている。また強度と柔軟性を改善するため、網状シートと繊維集合体を一体化して、網状シートにより複数の凹凸を形成する方法(例えば特許文献2参照)が提案されている。
清掃液(ワイピング液)の放出量は、汚れ落とし性能と関係があり、拭き面積の広い清掃だけでなく、汚れを落とすために、ごしごしと強く擦らないと汚れが落ちない場合にも問題となる。
この結果、湿式ワイピングシートに配される凸部列もしくは凹凸部列の形状や繊維集合体を構成する個々の繊維の配列が重要であることを見出し、本発明に至った。本発明におけるワイピングとは、清掃および清拭の両方の意味を含むものであり、拭くこと全般を意味する。例えば、床面、壁面、天井、柱等の建物の清掃、建具や備品の清掃、物品の拭き取り、身体、身体に係る器具の清拭、等を含むものとする。
最初に、好ましい実施形態の湿式ワイピングシート(以下、単に「湿式ワイピングシート」とも言う)から順に説明する。
湿式ワイピングシートは、繊維集合体にはワイピング液が担持された湿式ワイピングシートである。湿式ワイピングシートは、網状シートの片面もしくは両面に、繊維集合体を有し、これらが一体となっている。しかも、湿式ワイピングシートは、該シート平面の縦方向または横方向のいずれか一方の方向に、線状の凸部列または凹凸部列を繰り返して有する。さらに、これらの凸部列もしくは凹凸部列が、前記の縦方向もしくは横方向のいずれか一方の方向とは異なる残りの方向に変形している。かつ網状シートの、縦方向もしくは横方向の一方向に(熱)収縮可能であり繊維が絡みつく開孔部が格子状に配列された網状シートの骨格を構成する部分にそって変形している。これに加えて、これらの凸部列もしくは凹凸部列は、その壁面にて、繊維集合体を構成する個々の繊維が、繊維長方向を湿式ワイピングシートの厚さ方向にして配列している。
図1は本発明の湿式ワイピングシートを斜め上から撮像した写真であり、図2は断面の凸部を撮像した顕微鏡写真である。本発明では、図1のように、表面に多数の凸部もしくは凹凸部を有する。図2は、1つの凸部の断面を示した図面であり、湿式ワイピングシートの機械流れ方向(MD)側からの断面である。図2から、繊維集合体を構成する個々の繊維が、互いに繊維長を上下にして配列していることがわかる。
なお、図1は観測範囲が横65mm×縦40mmであり、図2は観測範囲が横5.2mm×縦7mmである。
湿式ワイピングシートにおける繊維集合体を構成する繊維は、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース繊維や、各種金属、ガラス、鉱物を原料とする繊維が代表的である。このうち、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース等の繊維が好ましい。
ポリオレフィンは、上記のように、ホモポリマーでもコポリマーでもよい。
網状シートは、湿式ワイピングシートにて使用されているもの、または使用が提案されているものであれば、どのようなものでもよいが樹脂製のシートが好ましい。特に、全体として格子状にされた樹脂製のネットが好ましい。網状シートを成す線材が縦方向および横方向に配された格子状であることが好ましい。
本発明では、湿式ワイピングシートの縦方向もしくは横方向のいずれか一方の方向にそって(例えば平行に)線状の凸部列もしくは凹凸部列を繰り返して有する。しかも、凸部列もしくは凹凸部列が、上記の縦方向もしくは横方向のいずれか一方の方向とは異なる残りの方向にそって収縮して変形している。かつ前記網状シートの、縦方向もしくは横方向の一方向に(熱)収縮可能であり繊維が絡みつく開孔部が格子状に配列された網状シートの骨格を構成する部分にそって変形している。この変形している部分は、好ましくは、線状材から構成された網状ネットの線材部分である。例えば、網状ネットの場合、湿式ワイピングシートの表面から観察すると、凸部列もしくは凹凸部列は、該シート面において縦方向もしくは横方向のいずれか一方の方向に網状ネットのネット線が存在している。全体的に、このネット線に平行に線状の凸部列もしくは凹凸部列が存在し、このネット線と直交するネット線にそって、凸部列もしくは凹凸部列が窪んだり、ネット線の交差部分での繊維の絡み合いによる変形をなしている。このため、湿式ワイピングシートの少なくとも一方の面では、凸部列もしくは凹凸部列の凸部が窪んでいて、見かけ上分断され、小さな複数の凸部が存在している。
この凸部形成により厚さ方向への繊維の配向強度が高められる。それによって、湿式ワイピングシートの使用の際、ワイピング液がワイピング対象面に放出されるのに伴い、シート内の対象面上方側から下方側の対象面付近へワイピング液が迅速に供給される。このため、ワイピング液の放出持続性が向上する。
具体的には、東京大学大学院農学生命科学研究科の繊維配向測定公開プログラムの「非破壊による紙の表面繊維配向解析プログラム FiberOri8single03」を用いて求めた。まず、上記の観察領域Aを撮像した図3(A)に示した画像を読み込み、移動平均法によって画像を2値化した(図3(B)参照)。さらに2値化画像の高速フーリエ変換を行ってパワースペクトル(図3(C)参照)を求め、振幅の角度分布を計算した。計算は、X軸正方向を0°として、反時計回りの角度に対する平均振幅を補間しながら行い、平均配向角度および配向強度を求めた。なお、配向角度は0°以上180°未満の数値となる。180°は0°と同じことを意味する。
その結果、上記観察領域Aの平均配向角度が172°であり、配向強度が1.28であった。平均配向強度および配向角度は、凹凸部列を構成している凸部と凸部との間の異なる箇所を10箇所測定し、その測定の平均値とした。このように、シート面の上方からシートを観察した結果、上記配向方向とほぼ平行な方向が機械流れ方向(MD)となっており、上記配向方向が機械流れ方向と判断できる。また、凹凸部列を構成している凸部の頂部においても繊維配向方向が上記と同様に機械流れ方向になっており、凸部の頂部の繊維配向方向が機械流れ方向と判断できる。
したがって、線状の凸部列もしくは凹凸部列が、該凸部列もしくは凹凸部列を構成している凸部のそれぞれの頂部および該凸部間の底部の繊維配向方向にそって配列している。
ワイピング液は、一般に、湿式ワイピングシートにて使用されるワイピング液が適用される。すなわち、ワイピング液は水単独でも、界面活性剤を含む水溶液でも構わないが、界面活性剤を含む水溶液が好ましい。界面活性剤を含むことによって、ワイピング時に床面の汚れがより落ちやすくなる。
特に、本発明では、ワイピング液に界面活性剤を0.01質量%以上0.5質量%以下含むことが好ましい。界面活性剤が少なすぎると、汚れ落ちについて、界面活性剤を含まないワイピング液とほとんど差がなくなり、多すぎると、ワイピング時に界面活性剤が床面に残りやすくなる。
本発明では、一度に、網状シートと前記繊維集合体のシート(好ましくは不織布)の一体化と凸部列もしくは凹凸部列の形成を行うことができる水流交絡法(ウオーターニードリング)による水流交絡工程と熱収縮工程を含む。特に、本発明では、水流交絡工程を行った後に熱収縮工程を行うのが好ましい。
熱収縮性の網状シートの片面もしくは両面に、繊維集合体のシートを重ね、不織布の機械流れ方向(MD)に平行に水流を吹き付ける。この際、水流を吹き付ける側とは反対側に、ウエッジワイヤー(ウエッジワイヤースクリーン)を、水流が吹き付けられる位置にウエッジワイヤーのスロット網目が配されるように置く。ウエッジワイヤーは、スロット網目が、0.1mm以上30mm以下が好ましく、0.5mm以上20mm以下がより好ましく、1mm以上10mm以下がさらに好ましい。また、ワイヤロッドの形状は、くさび型、丸型、ホームベース型のいずれでもよいが、くさび型が好ましい。ワイヤロッドの寸法は、横0.8mm、縦2.0mmが好ましい。開口面積比は、ウエッジワイヤーの総面積に対するスロット網目の面積の割合であり、5%以上80%以下が好ましく、10%以上70%以下がより好ましく、20%以上60%以下がさらに好ましい。
熱収縮工程における加熱温度は、80℃以上200℃以下が好ましく、90℃以上190℃以下がより好ましく、95℃以上170℃以下がさらに好ましい。加熱温度が低すぎると熱収縮が不十分となり、高すぎると熱収縮しすぎて凹凸形状が得られにくくなる。
加熱時間は、0.2分以上50分以下が好ましく、1分以上40分以下がより好ましく、2分以上30分以下がさらに好ましい。加熱時間が短すぎると熱収縮が不十分となり、長すぎると熱収縮しすぎて凹凸形状が得られにくくなる。
本発明では、最後の工程にて、ワイピング液を含有させる。ワイピング液の含有量は、ワイピング液以外の湿式ワイピングシート100質量部に対し、100質量部以上800質量部以下が好ましく、200質量部以上700質量部以下がより好ましく、300質量部以上600質量部以下がさらに好ましい。
本発明の湿式ワイピングシートは液放出領域へのワイピング液の供給速度が高く、しかもワイピング液の放出持続性の高い。そのため、いわゆる湿式ワイピングシートとして、例えば、ラグ、カーペット、床などを含めた湿式ワイピングシート、清掃ワイパー以外に、衛生用品、土木、包装などにも使用できる。
(2)前記湿式ワイピングシートは、前記網状シートの両面に繊維集合体が絡みついて一体となった不織布構造体となっている(1)に記載の湿式ワイピングシート。
(3)前記変形が、前記凸部列もしくは凹凸部列の凸部列に配した窪みによる分断である(1)または(2)に記載の湿式ワイピングシート。
(4)前記線状の凸部列もしくは凹凸部列が、該凸部列もしくは凹凸部列を構成している凸部のそれぞれの頂部および該凸部間の底部の繊維配向方向にそって配列している(1)〜(3)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシート。
(5)前記繊維集合体を構成する繊維は1種類である(1)〜(4)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシート。
(6)前記湿式ワイピングシートのシート面に基準線を取り、前記壁部を構成する繊維の平均配向角度が、80°以上である(1)〜(5)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシート。
(7)前記壁部を構成する繊維の配向強度が、1.1以上である(6)に記載の湿式ワイピングシート。
(8)前記網状シートは、全体として格子状にされた樹脂製のネットである(1)〜(7)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシート。
(9)前記網状シートは、線材が縦方向および横方向に配された格子状である(1)〜(8)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシート。
(10)前記網状シートが、熱収縮性のネットである(1)〜(9)のいずれか1項に記載の湿式ワイピングシート。
(11)前記ワイピング液が、界面活性剤を0.01質量%以上0.5質量%以下含むワイピング液であって、該ワイピング液を、該ワイピング液以外の湿式ワイピングシート100質量部に対し、100質量部以上800質量部以下に担持する(1)〜(10)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシート。
(13)前記水流を吹き付ける側とは反対側に、ウエッジワイヤー(ウエッジワイヤースクリーン)を、前記水流が吹き付けられる位置に該ウエッジワイヤーのスロット網目が配されるように置く(12)に記載の湿式ワイピングシートの製造方法。
(14)前記ウエッジワイヤーは、前記スロット網目が、0.1mm以上30mm以下が好ましく、0.5mm以上20mm以下がより好ましく、1mm以上10mm以下がさらに好ましい(13)に記載の湿式ワイピングシートの製造方法。
(15)前記熱収縮工程における加熱温度は、80℃以上200℃以下が好ましく、90℃以上190℃以下がより好ましく、95℃以上170℃以下がさらに好ましい(12)〜(14)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシートの製造方法。
(16)前記網状シートの熱収縮率は、該網状シートの縦方向と横方向とで異なっている(12)〜(15)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシートの製造方法。
(17)前記網状シートの熱収縮率は、該網状シートの縦方向と横方向とが同じである(12)〜(15)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシートの製造方法。
(18)熱収縮工程における熱収縮率が、前記湿式ワイピングシート平面の縦および横方向ともに、1%以上80%以下である(12)〜(17)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシートの製造方法。
(19)前記熱収縮工程の後、繊維集合体にワイピング液を含有する工程を行う(12)〜(18)のいずれか1に記載の湿式ワイピングシートの製造方法。
Claims (10)
- 網状シートの片面もしくは両面に、繊維集合体を有し、これらが一体となった、縦方向とこれに交差する横方向を備える湿式ワイピングシートであって、
前記繊維集合体にワイピング液が担持されており、
前記湿式ワイピングシートが、該シート平面における縦方向または横方向のいずれか一方の方向にそって、線状の凸部列もしくは凹凸部列を繰り返して有し、
前記凸部列もしくは凹凸部列が、前記一方の方向と交差する方向に、かつ前記網状シートの、前記一方の方向に収縮可能であり繊維が絡みつく開孔部が格子状に配列された網状シートの骨格を構成する部分にそって変形しており、
前記凸部列もしくは凹凸部列の壁部にて、前記繊維集合体を構成する個々の繊維が、繊維長方向を前記湿式ワイピングシートの厚さ方向に配列されてなる湿式ワイピングシート。 - 前記変形が、前記凸部列もしくは凹凸部列の凸部列に配した窪みによる分断である請求項1に記載の湿式ワイピングシート。
- 前記線状の凸部列もしくは凹凸部列が、該凸部列もしくは凹凸部列を構成している凸部のそれぞれの頂部および該凸部間の底部の繊維配向方向にそって配列している請求項1または2に記載の湿式ワイピングシート。
- 前記湿式ワイピングシートのシート面に基準線を取り、繊維集合体の壁部を構成する繊維の平均配向角度が、80°以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載の湿式ワイピングシート。
- 前記壁部を構成する繊維の配向強度が、1.1以上である請求項4に記載の湿式ワイピングシート。
- 前記網状シートが、熱収縮性のネットである請求項1〜5のいずれか1項に記載の湿式ワイピングシート。
- 前記ワイピング液が、界面活性剤を0.01質量%以上0.5質量%以下含むワイピング液であって、該ワイピング液を、該ワイピング液以外の湿式ワイピングシート100質量部に対し、100質量部以上800質量部以下担持する請求項1〜6のいずれか1項に記載の湿式ワイピングシート。
- 熱収縮性の網状シートの片面もしくは両面に、繊維集合体を有し、これらが一体となった、縦方向とこれに交差する横方向を備える湿式ワイピングシートの製造方法であって、
前記湿式ワイピングシートが、該シート平面における縦方向または横方向のいずれか一方の方向にそって、線状の凸部列もしくは凹凸部列を繰り返して有し、
前記凸部列もしくは凹凸部列が、前記一方の方向と交差する方向に、かつ前記網状シートの、前記一方の方向に収縮可能であり繊維が絡みつく開孔部が格子状に配列された網状シートの骨格を構成する部分にそって変形しており、
前記凸部列もしくは凹凸部列の壁部にて、前記繊維集合体を構成する個々の繊維が、繊維長方向を前記湿式ワイピングシートの厚さ方向に配列されてなる湿式ワイピングシートであり、
前記網状シートの片面もしくは両面に、前記繊維集合体のシートを重ね、該繊維集合体のシートの機械流れ方向に平行に水流を吹き付け、前記網状シートと前記繊維集合体のシートの一体化と、該繊維集合体のシートの機械流れ方向にそって凸部列もしくは凹凸部列を形成する水流交絡工程を行った後、
熱収縮工程を行う湿式ワイピングシートの製造方法。 - 熱収縮工程における熱収縮率が、前記湿式ワイピングシート平面の縦および横方向ともに、10%以上80%以下である請求項8に記載の湿式ワイピングシートの製造方法。
- 前記熱収縮工程の後、繊維集合体にワイピング液を含有する工程を行う請求項8または9に記載の湿式ワイピングシートの製造方法。
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