JP2021017662A

JP2021017662A - 拭き取り用シート及び当該拭き取り用シートの製造方法

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Publication number: JP2021017662A
Application number: JP2019132461A
Authority: JP
Inventors: 晶子山下; Akiko Yamashita
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-02-15
Anticipated expiration: 2039-07-18
Also published as: US20220403590A1; CN113994044A; EP3974569A1; JP7008667B2; CN113994044B; KR20220034050A; WO2021010278A1; EP3974569A4

Abstract

【課題】容易に不織布にパターン部により凹凸を形成することができる拭き取り用シート及び当該拭き取り用シートの製造方法を提供する。【解決手段】拭き取り用シートＰの製造過程において、不織布の片面のみに、不織布全体の大きさの１０〜６０％の塗布面積に、０．７５〜２．００％のセルロースナノファイバーが含有された精製水を任意のパターンでスプレー塗布し、熱風乾燥することで、パターン部１により凹凸が形成され、厚みがあり、拭き取り性が向上した面と、非パターン部２のみからなり、平滑で柔らかく、仕上げ拭きをすることが可能な面と、を備える拭き取り用シートＰが形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、拭き取り用シート及び当該拭き取り用シートの製造方法に関する。

拭き取り用シートの原料である不織布にパターン部を形成するための方法は、スパンレース法などのウェブ繊維を結合する際に形成する方法や、無地の不織布に熱エンボス加工する方法などがある（特許文献１参照）。

特開２０１０−２００８６０公報

しかし、スパンレース法では不織布にパターン部により凹凸を形成することが難しい。また、熱エンボス加工を行うには相応の設備が必要である。そのため、容易に不織布にパターン部により凹凸を形成する方法が望まれていた。

本発明の目的は、容易に不織布にパターン部により凹凸を形成することができる拭き取り用シート及び当該拭き取り用シートの製造方法を提供することである。

前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、
拭き取り用シートであって、
不織布にセルロースナノファイバーを含有するパターン部と、前記セルロースナノファイバーを含有しない非パターン部と、を備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の拭き取り用シートにおいて、
前記パターン部の面積が不織布全体の大きさの１０〜６０％であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の拭き取り用シートにおいて、
不織布の片面のみに前記パターン部が形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、拭き取り用シートの製造方法であって、
不織布に、０．７５〜２．００％のセルロースナノファイバー溶液を設定されたパターンに従って塗布することでパターン部を形成する塗布ステップと、
セルロースナノファイバー溶液が塗布された不織布を熱乾燥させる乾燥ステップと、
を有することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の拭き取り用シートの製造方法において、
前記塗布ステップは、不織布全体の大きさの１０〜６０％の塗布面積に塗布することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の拭き取り用シートの製造方法において、
前記塗布ステップは、スプレーにより塗布することを特徴とする。

本発明によれば、容易に不織布にパターン部により凹凸を形成することができる拭き取り用シート及び当該拭き取り用シートの製造方法を提供することができる。

実施形態に係る不織布へのパターン部の形成方法の一例を示す図である。実施形態に係る不織布のパターン部の一例を示す図である。実施形態に係る拭き取り用シートの製造方法のフローチャートである。

［拭き取り用シート］
本発明に係る拭き取り用シートＰは、例えば不織布等のシート状の繊維集合基材の片面に対して、精製水に各種成分を添加した溶液を塗布し、熱乾燥させたものである。
拭き取り用シートＰは、例えば、図１に示すように、全面のうち、格子ドット状に形成されたパターン部１と、それ以外の部分である非パターン部２と、を備える。

パターン部１は、セルロースナノファイバー（以下、ＣＮＦ）が含有されており、熱収縮により繊維密度が非パターン部２よりも高くなっている。
非パターン部２は、ＣＮＦが含有されていない部分であり、パターン部１に比べて繊維密度が低くなっている。
パターン部１は、熱収縮により凹むため、拭き取り用シートＰは、パターン部１と非パターン部２により凹凸が形成される。より具体的には、ＣＮＦが塗布された部分が過熱されると、ＣＮＦ溶液中の水が蒸発し、ＣＮＦ同士の水素結合がより強固になることで、ＣＮＦが塗布された部分の不織布繊維が凝縮（収縮）し、非パターン部２と高低差が生じる。一方、例えば、カルボキシメチルセルロース（以下、ＣＭＣ）は、ＣＮＦと比べて水素結合の数が多くないため、不織布にＣＭＣを塗布し、当該部分が過熱されても、不織布繊維が凝縮（収縮）せず、非パターン部２と高低差は生じ難い。

なお、パターン部１の形状、配置、向きは任意であり、塗布により形成可能なパターンであれば、いかなるものであってもよい。
例えば、拭き取り用シートＰは、図２（ａ）に示すように、縦向きの垂線状に形成されたパターン部１と、それ以外の非パターン部２と、を備える形状であってもよい。また、パターン部１は、図２（ｂ）に示すように斜め格子ドット状であってもよいし、図２（ｃ）に示すように横向きの垂線状であってもよい。また、図２（ｄ）に示すように直線波形状であってもよいし、図２（ｅ）に示すように斜線状であってもよい。

また、このとき、拭き取り用シートＰ全体に適度な凹凸感を付与するために、パターン部１の面積が不織布全体の大きさの１０〜６０％になるようにＣＮＦ溶液を塗布することが好ましい。パターン部１の面積が１０％より小さい場合、凹凸が少なく、拭き取り性や、かきとり性が発揮されないからである。また、パターン部１の面積が６０％より大きい場合、パターン部１が多くなり柔らかさが損なわれるからである。

拭き取り用シートＰは、製品形態では、複数枚積層された積層体の状態として、開閉蓋により密閉可能とされたシート取出口を有する密閉容器や袋等の包装手段内に収容することができる。
使用に際しては、拭き取り用シートＰを容器又は袋内に直に入れたもの、あるいは拭き取り用シートＰを直に入れた袋を容器内に入れたものから、使用者が取出口を開けて内部のシートを引き出して使用する。
かかる拭き取り用シートＰは、例えば、身体拭きシート、床等の清掃用シートなど、広範な用途に用いられる。

［繊維集合基材］
繊維集合基材としては、所定の繊維を繊維素材として、例えば、スパンレース、エアスルー、エアレイド、ポイントボンド、スパンボンド、ニードルパンチ等の周知の技術により製造される不織布を用いることができる。
所定の繊維としては、天然、再生、合成を問わず用いることができるが、例えば、レーヨン、リヨセル、テンセル、コットン等のセルロース系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール等のポリオレフィン系繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、ナイロン等のポリアミド系繊維が挙げられる。これらは単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明では少なくとも親水性繊維を含有するものが好ましい。拭き取り用シートＰは、親水性繊維を含んだ不織布のほうが親水性繊維を含まない不織布と比べて、汚れの拭き取り効果が高いためである。

（親水性繊維）
親水性繊維としては、綿、パルプなどの天然繊維、レーヨン、キュプラなどの再生繊維などを使用することができる。これらの繊維の中でも特にはレーヨンが好適である。レーヨンは、吸水性に富み、取り扱いが容易であると共に、一定長の繊維を安価に入手することができる。かかる親水性繊維は、基材中に４０〜７０質量％の含有比で配合するのがより望ましい。親水性繊維の含有量が４０質量％未満である場合には、十分な柔軟性と保水性を与えることが出来ず、７０質量％を超える場合には、湿潤時強度が低すぎて破れなどが生じ易くなるとともに、容器からポップアップ式で取り出す際に伸びが生じ過ぎるようになる。

（目付け）
本発明の拭き取り用シートＰの場合、シートの目付け量は２０〜８０ｇ／ｍ^２、特に３０〜６０ｇ／ｍ^２程度であるのが好ましい。シートの目付け量が２０ｇ／ｍ^２未満では汚れの保持能力が乏しくなり、８０ｇ／ｍ^２を超えると柔軟性が乏しくなる。

［ＣＮＦ］
ＣＮＦは、水分を保持する特性を有し、且つ安全性が高い素材であって、パルプ繊維を解繊して得られる微細なセルロース繊維であり、一般的に繊維幅がナノサイズ（１ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下）のセルロース微細繊維を含むセルロース繊維をいうが、平均繊維幅は、１００ｎｍ以下の微細繊維が好ましい。平均繊維幅の算出は、例えば、一定数の数平均、メジアン、モード径（最頻値）などを用いる。

（ＣＮＦに使用可能なパルプ繊維）
ＣＮＦとして使用可能なパルプ繊維としては、例えば、広葉樹パルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹パルプ（ＮＢＫＰ）等の化学パルプ、晒サーモメカニカルパルプ（ＢＴＭＰ）、ストーングランドパルプ（ＳＧＰ）、加圧ストーングランドパルプ（ＰＧＷ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、サーモグランドパルプ（ＴＧＰ）、グランドパルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、リファイナーメカニカルパルプ（ＲＭＰ）等の機械パルプ、茶古紙、クラフト封筒古紙、雑誌古紙、新聞古紙、チラシ古紙、オフィス古紙、段ボール古紙、上白古紙、ケント古紙、模造古紙、地券古紙、更紙古紙等から製造される古紙パルプ、古紙パルプを脱墨処理した脱墨パルプ（ＤＩＰ）などが挙げられる。これらは、本発明の効果を損なわない限り、単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。

（解繊方法）
ＣＮＦの製造に用いられる解繊方法としては、例えば、高圧ホモジナイザー法、マイクロフリュイダイザー法、グラインダー磨砕法、ビーズミル凍結粉砕法、超音波解繊法等の機械的手法が挙げられるが、これらの方法に限定されるものではない。
なお、上記解繊方法などにより機械的処理のみ施した（変性させていない）ＣＮＦ、即ち、官能基未修飾のＣＮＦは、リン酸基やカルボキシメチル基などの官能基修飾されたものに対し、熱安定性が高いため、より幅広い用途に使用可能であるが、リン酸基やカルボキシメチル基などの官能基修飾されたＣＮＦを本発明に使用することも可能である。
また、例えば、パルプ繊維に対して機械的手法の解繊処理を施したものに、カルボキシメチル化等の化学的処理を施しても良いし、酵素処理を施してもよい。化学的処理を施したＣＮＦとしては、例えば、ＴＥＭＰＯ酸化ＣＮＦ、リン酸エステル化ＣＮＦ、亜リン酸エステル化ＣＮＦ等の、直径が３〜４ｎｍとなるiCNF(individualized CNF) （シングルナノセルロース）が挙げられる。
また、化学的処理や酵素処理のみを施したＣＮＦや、化学的処理や酵素処理を施したＣＮＦに、機械的手法の解繊処理を施したＣＮＦでもよい。

［ＣＭＣ］
なお、ＣＮＦの溶液中での凝集を防止するために、水溶性高分子であるＣＭＣを添加してもよい。
ＣＮＦを水系溶媒に添加した場合、ＣＮＦのミクロフィブリル繊維同士が結合して凝集してしまうところ、ＣＭＣを添加してＣＮＦとＣＭＣを共存させることで、ＣＮＦのＯＨ基と、ＣＭＣのＯＨ基とが水素結合し、分子鎖の静電相互作用と立体障害効果によって、ＣＮＦの凝集が防止され、ＣＮＦを溶液中に均一に分散させることができる。

なお、ＣＭＣは、セルロースを原料として得られ、緩やかな生分解性を有し、且つ使用後の焼却廃棄が可能であるため、環境に極めてやさしい素材であることから好ましく使用されるが、ＣＮＦの溶液中での凝集を防止できるものであれば、ＣＭＣ以外の水溶性高分子を用いることとしても良い。

また、ＣＭＣを添加する場合には、溶液全体を１００．０００質量％としたときに、水を９３．０００〜９９．７９０質量％、ＣＮＦを０．００２〜０．０２０質量％、及びＣＭＣを０．１００〜１．０００質量％の割合で含有していることが好ましい。

また、溶液は、繊維集合基材の乾燥重量に対して１００〜５００質量％の範囲内で含浸させることができるが、２００〜３５０質量％で含浸させることが好ましい。

以下、実施例及び図３に示す拭き取り用シートＰの製造方法のフローチャートにより本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［サンプル作成］
まず、ドライ状態で秤量７０ｇ／ｍ^２の１１ｃｍ×１１ｃｍの不織布（繊維配合；レーヨン：ＰＥＴ＝５０：５０）を準備した。ドライ状態とは、薬液などの液体がシートに含浸されていない状態である。
次いで、上記不織布の片面のみに、実施例１−１３及び比較例１−１０の条件で溶液を塗布した（ステップＳ１）。
次いで、６０℃恒温槽で各不織布を１日静置して熱乾燥させ（ステップＳ２）、拭き取り用シートＰを作成した。
実施例１−１３及び比較例１−１０の条件は以下の通りである。

（実施例１−４）
図１に示すように、直径２〜３ｍｍであり、互いに１０〜１５ｍｍ離されるように、マイクロピペット(ニチペットＥＸＩＩ００−ＮＰＸ２−１０００)でそれぞれ濃度０．７５％、１．００％、１．５０％、２．００％の機械処理ＣＮＦ溶液をドット状に塗布した。例えば、０．７５％ＣＮＦ溶液とは、溶媒の水：ＣＮＦ＝９９．２５％：０．７５％である溶液である。

（実施例５−８）
それぞれ濃度０．７５％、１．００％、１．５０％、２．００％の酵素処理ＣＮＦ溶液を塗布した。
他の条件は、実施例１と同じである。

（実施例９−１１）
それぞれ濃度０．７５％、１．００％、１．５０％のＴＥＭＰＯ酸化ＣＮＦ溶液を塗布した。
他の条件は、実施例１と同じである。

（実施例１２−１３）
それぞれ濃度０．７５％、１．００％のＥＬＬＥＸ−☆溶液（亜リン酸エステル化ＣＮＦ水分散液）を塗布した。
他の条件は実施例１と同じである。

（比較例１）
濃度０．５０％の機械処理ＣＮＦ溶液を塗布した。
他の条件は実施例１と同じである。

（比較例２）
濃度０．５０％の酵素処理ＣＮＦ溶液を塗布した。
他の条件は実施例１と同じである。

（比較例３）
濃度０．５０％のＴＥＭＰＯ酸化ＣＮＦ溶液を塗布した。
他の条件は実施例１と同じである。

（比較例４）
濃度０．５０％のＥＬＬＥＸ−☆溶液を塗布した。
他の条件は実施例１と同じである。

（比較例５−９）
それぞれ濃度０．５０％、０．７５％、１．００％、１．５０％、２．００％のＣＭＣ溶液を塗布した。
他の条件は、実施例１と同じである。

（比較例１０）
精製水を塗布した。
他の条件は、実施例１と同じである。

上記実施例及び比較例のシートを用いて、以下の試験１−５を行った。

［試験１．機械処理ＣＮＦ溶液の濃度と凹凸の有無及び不織布の柔らかさの検討］
実施例１−４及び比較例１に対応するサンプルにつき、以下の２つの試験を行った。

［評価方法］
（凹凸の官能評価）
実施例及び比較例のサンプルを１０名の被験者に比較させた後、凹凸の有無につき評価を行った。
試験結果は、１０人中７人以上が凹凸があると回答した場合を〇、１０人中７人以上が凹凸がないと回答した場合を×、それ以外を△とした。

（柔らかさの官能評価）
実施例及び比較例のサンプルを１０名の被験者に比較させた後、柔らかさにつき評価を行った。
試験結果は、１０人中７人以上がＣＮＦを塗布していない不織布と同等以上の柔らかさと回答した場合を〇、１０人中７人以上がＣＮＦを塗布していない不織布と比べて固いと回答した場合を×、それ以外を△とした。

試験の結果を表Ｉに示す。

［評価］
表Ｉの実施例１−４と比較例１をそれぞれ比較すると、機械処理ＣＮＦ溶液においては、濃度０．７５〜２．００％、より好ましくは０．７５〜１．５０％の溶液を塗布すると、凹凸の形成とシートＰの柔らかさを両立させることができることがわかった。

［試験２．酵素処理ＣＮＦ溶液の濃度と凹凸の有無及び不織布の柔らかさの検討］
次に、実施例５−８及び比較例２に対応するサンプルにつき、試験１と同様の試験を行った結果を表ＩＩに示す。

［評価］
表ＩＩの実施例５−８と比較例２をそれぞれ比較すると、酵素処理ＣＮＦにおいても、濃度０．７５〜２．００％、より好ましくは１．００〜１．５０％の溶液を塗布すると、凹凸の形成とシートＰの柔らかさを両立させることができることがわかった。

［試験３．ＴＥＭＰＯ酸化ＣＮＦ溶液の濃度と凹凸の有無及び不織布の柔らかさの検討］
次に、実施例９−１１及び比較例３に対応するサンプルにつき、試験１と同様の試験を行った結果を表ＩＩＩに示す。

［評価］
表ＩＩＩの実施例９−１１と比較例３をそれぞれ比較すると、ＴＥＭＰＯ酸化ＣＮＦ溶液においても、濃度０．７５〜１．５０％、より好ましくは１．５０％の溶液を塗布すると、凹凸の形成とシートＰの柔らかさを両立させることができることがわかった。

［試験４．ＥＬＬＥＸ−☆溶液の濃度と凹凸の有無及び不織布の柔らかさの検討］
次に、実施例１２−１３及び比較例４に対応するサンプルにつき、試験１と同様の試験を行った結果を表ＩＶに示す。

［評価］
表ＩＶの実施例１２−１３と比較例４をそれぞれ比較すると、ＥＬＬＥＸ−☆溶液においても、濃度０．７５〜１．００％の溶液を塗布すると、凹凸の形成とシートＰの柔らかさを両立させることができることがわかった。

［試験５．ＣＮＦを含有しない液体を塗布した場合の凹凸の有無の検討］
次に、比較例５−１０に対応するサンプルにつき、試験１と同様の試験を行った結果を表Ｖに示す。

［評価］
表Ｖの比較例５−１０から、ＣＮＦを含有しない液体を塗布した場合は、熱乾燥を行っても凹凸が形成されないことがわかった。

以上、試験１−５からわかるように、本実施形態によれば、濃度０．７５〜２．００％、好ましくは０．７５〜１．５０％のＣＮＦ溶液を不織布に塗布し、熱乾燥することで、凹凸の形成と、柔軟性と、が確保されることがわかる。
また、試験１−４より、塗布する溶液に含ませるＣＮＦは、いかなる方法で解繊されていてもよいことがわかる。

［実施形態の効果］
拭き取り用シートＰの製造工程においては、模様のない不織布にＣＮＦを含有する溶液を塗布し、熱乾燥することで、容易にパターン部により凹凸を形成することができる。

また、不織布の片面のみにパターン部１が形成されていることで、厚み感の付与と接触面積の増加がもたらされたＣＮＦ溶液塗布面で汚れを拭き取った後、平滑で柔らかいＣＮＦ溶液非塗布面で仕上げ拭きを行うことができ、１枚の拭き取り用シートＰにつき、２つの効果を得ることができる。

以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、上記実施の形態においては、拭き取り用シートＰは清掃に用いられるものとして説明したが、その用途はこれに限定されるものではない。また、用途に応じて、溶液に添加される成分や塗布のパターンが変更されるのは勿論である。

また、本発明における不織布は、製法や組成、目付には特に制限は持たない。また、上記実施形態に基づいて形成される凹凸は、ウェット状態でも崩れないものであるので、用途に応じてシートが乾性であるか湿性であるかも限定されるものではない。

また、不織布へのＣＮＦの塗布方法としては、均一に塗布することができる点などから、スプレー塗布であることが好ましいが、ディスペンサ等による液適状の塗布や、ロールに溶液を一度塗布し、シート面に接触させて塗布するロール塗布、フレキソ印刷機やグラビア印刷機等を用いたロール転写等、本発明の効果を損なわない限り、他の方法でも構わない。

また、不織布の熱乾燥方法としては、乾燥時間の短さや、安価で導入可能である点などから、熱風乾燥であることが好ましいが、ヤンキードラム等の加熱ロールの表面に直接不織布を接触させて乾燥させる方法等、本発明の効果を損なわない限り、他の方法を単独で、また必要に応じて組み合わせて使用しても構わない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。

Ｐ拭き取り用シート
１パターン部
２非パターン部

Claims

不織布にセルロースナノファイバーを含有するパターン部と、前記セルロースナノファイバーを含有しない非パターン部と、を備えることを特徴とする拭き取り用シート。
前記パターン部の面積が不織布全体の大きさの１０〜６０％であることを特徴とする請求項１記載の拭き取り用シート。
不織布の片面のみに前記パターン部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の拭き取り用シート。
不織布に、０．７５〜２．００％のセルロースナノファイバー溶液を設定されたパターンに従って塗布することでパターン部を形成する塗布ステップと、
セルロースナノファイバー溶液が塗布された不織布を熱乾燥させる乾燥ステップと、
を有することを特徴とする拭き取り用シートの製造方法。
前記塗布ステップは、不織布全体の大きさの１０〜６０％の塗布面積に塗布することを特徴とする請求項４記載の拭き取り用シートの製造方法。
前記塗布ステップは、スプレーにより塗布することを特徴とする請求項４又は５記載の拭き取り用シートの製造方法。