JP2022110676A - 機能性シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保湿性が高い機能性シートを製造することができる機能性シートの製造方法を提供する。【解決手段】綿花から得られるセルロースと、セリシンを含む粉体と、を混合して混合物を形成する工程と、前記混合物を堆積してウェブを形成する工程と、前記ウェブに対して水分を付与する工程と、前記水分が付与された前記ウェブを加圧および加熱する工程と、を含む、機能性シートの製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、機能性シートの製造方法に関する。

従来より、セリシンを含む機能性シートが知られている。セリシンを含む機能性シートは保湿性に優れているため、化粧分野や医療分野等で好適に用いられる。

例えば特許文献１には、絹から製造したセリシンを含む肌当て紙の製造方法として、パルプおよび麻を漂白通し、水に懸濁させ、セリシン水溶液を添加して漉き水を調整した後、漉き水を抄紙機で抄き取り乾燥して抄紙する方法が記載されている。

特開平１１－５０３９７号公報

しかしながら、特許文献１のように、セリシンを水に溶融させて紙を抄いたとしても、セリシンは水に対して溶け易いため、多くは繊維に留まらず流出してしまう。したがって、特許文献１に記載の方法で製造されたシートは、十分な保湿性を有していない可能性がある。

本発明に係る機能性シートの製造方法の一態様は、
綿花から得られるセルロースと、セリシンを含む粉体と、を混合して混合物を形成する工程と、
前記混合物を堆積してウェブを形成する工程と、
前記ウェブに対して水分を付与する工程と、
前記水分が付与された前記ウェブを加圧および加熱する工程と、
を含む。

本実施形態に係る機能性シートの製造方法を説明するためのフローチャート。 本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。 セリシンの含有量と水分率との関係を示す表。 セリシンの含有量と水分率との関係を示すグラフ。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． 機能性シート
まず、本実施形態に係る機能性シートについて説明する。本実施形態に係る機能性シートは、セルロースと、セリシンを含む粉体と、を含む。さらに、粉体は、繭糸の粉体であってもよく、フィブロインを含んでもよい。以下、本実施形態に係る機能性シートの各成分について、順に説明する。

１．１． セルロース
機能性シートに含まれるセルロースは、綿花から得られるものである。セルロースは、綿花から得られた木綿で構成されていてもよい。機能性シートは、綿花から得られるセルロースを含むことにより、手触りがよい。機能性シートに含まれるセルロースは、繊維状である。セルロース繊維は、各種の表面処理が施されていてもよい。

１．２． セリシン
機能性シートに含まれるセリシンは、例えば、家蚕、野蚕に由来する。家蚕、野蚕としては、例えば、クワコ、カンボウジュ、ウスバクワコ、インドイクワコ、テンサン、サクサン、タサール蚕、ムガ蚕、エリ蚕、レッドエリ蚕、クスサン、ヨナクニサン、セクロビアサン、クリキュラ、シンジュサン、オミズアオ、ウスダビガ、ロスチャイルドヤママユガ、ボロセラ、マルカレハ、ゴノメタ、バキパサ、アナフェ、これらの交雑種、遺伝子を組み換えた蚕が挙げられる。セリシンは、特に家蚕に由来することが好ましく、セリシン繭品種のセリシンホープ、裸蛹（Ｎｄ）、セリシン蚕（Ｎｄ－ｓ）は、セリシンを効率的に得ることができる点でよい。

機能性シートでは、セリシンによってセルロース繊維が結着されている。セリシンは、機能性シートに含まれる複数のセルロース繊維を結着するための結着材である。ここで、「セリシンによってセルロース繊維が結着されている」とは、セルロース繊維とセルロース繊維との間にセリシンが配置され、セルロース繊維とセルロース繊維とがセリシンを介して離れ難くなっている状態をいう。

機能性シートにおけるセリシンの含有量は、例えば、１０質量％以上９０質量％以下であり、好ましくは１２．５質量％以上８０質量％以下であり、より好ましくは２０質量％以上５０質量％以下である。機能性シートにおけるセリシンの含有量が１０質量％以上であれば、機能性シートの保湿性を高めることができる。機能性シートにおけるセリシンの含有量が９０質量％以下であれば、機能性シートの手触りが悪化することを抑制することができる。

機能性シートにセリシンが含まれることは、例えば、赤外線吸収法、ＳＥＭ－ＥＤＸ（Scanning Electron Microscope－Energy Dispersive X-ray Detector）で確認することができる。機能性シートにおけるセリシンの含有量は、例えば、熱水抽出法、赤外線吸収法、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）、Ｘ線回析、質量分析（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ）で測定することができる。

１．３． フィブロイン
機能性シートに含まれるフィブロインは、セリシンと同様に、例えば、家蚕、野蚕に由来する。家蚕は、セリシンおよびフィブロインを含んでいる。家蚕における質量比は、セリシン：フィブロイン＝３：７程度である。フィブロインは、セリシンを纏っている。すなわち、セリシンは、フィブロインを覆うようにして存在している。機能性シートがフィブロインを含む場合、セリシンは、フィブロインを介してセルロース繊維同士を結着させることができる。これにより、機能性シートの引張り紙力を向上させることができる。

機能性シートにフィブロインが含まれることは、例えば、赤外線吸収法、ＳＥＭ－ＥＤＸで確認することができる。機能性シートにおけるフィブロインの含有量は、例えば、赤外線吸収法、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）、Ｘ線回析、質量分析（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ）で測定することができる。

１．４． 機能性シートの形状および用途等
機能性シートは、保湿性が高いため、化粧分野、医療分野などで好適に用いられる。例えば、化粧分野において機能性シートを用いる場合、機能性シートに化粧水を付与し、化粧水が付与された機能性シートを肌に接触させる。

機能性シートの厚さは、例えば、０．０５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。機能性シートの密度は、例えば、０．５ｇ／ｃｍ^３以上１．０ｇ／ｃｍ^３以下であり、好ましくは０．７ｇ／ｃｍ^３以上０．９ｇ／ｃｍ^３以下である。

１．５． その他の添加物
繊維性シートは、セルロース繊維、セリシン、およびフィブロイン以外の添加物を含んでいてもよい。繊維性シートに含まれる添加物としては、例えば、タルクや炭酸カルシウムなどの填料、デンプンやポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの紙力増強剤、蛍光増白剤、難燃剤、香料、帯電防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、凝集抑制剤、保存剤などが挙げられる。

２． 機能性シートの製造方法
次に、本実施形態に係る機能性シートの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る機能性シートの製造方法を説明するためのフローチャートである。

本実施形態に係る機能性シートの製造方法は、図１に示すように、混合物形成工程（ステップＳ１）と、ウェブ形成工程（ステップＳ２）と、水分付与工程（ステップＳ３）と、加圧加熱工程（ステップＳ４）と、を含む。以下、各工程について、順に説明する。

２．１． 混合物形成工程
混合物形成工程では、綿花から得られるセルロースと、セリシンを含む粉体と、を混合して混合物を形成する。混合する方法は、特に限定されない。例えば、綿花から得られた木綿と、繭玉と、を解繊することにより、セルロース繊維と、セリシンを纏ったフィブロインの粉体と、を得ることができ、これらを混合することによって、混合物を形成する。綿花から得られた木綿と、繭玉と、の解繊は同時に行われてもよい。これにより、別途、セルロース繊維と、セリシンを纏ったフィブロインの粉体と、を混合する工程を省略することができる。綿花から得られた木綿と、繭玉と、の解繊は、別々に行われてもよく、解繊工程の後に、セルロース繊維と、セリシンを纏ったフィブロインの粉体と、を混合してもよい。

粉末状のセリシンを利用することにより、投入量のハンドリングが容易となる。さらに、セリシンを付与するための機構を簡略化することができ、装置の小型化を図ることができる。さらに、セリシン水溶液を用いる場合に比べて、機能性シートにおけるセリシンの含有量を多くすることができる。なお、セリシンを含む粉体は、繭玉を解繊して得られた粉体でなくてもよく、例えば、粉末状のセリシンのみからなる粉体であってもよい。

粉末状のセリシンの粒径は、例えば、５μｍ以上１０００μｍ以下である。セリシンの粒径が５μｍ以上であれば、容易に粉末状のセリシンを入手することができる。セリシンの粒径が１０００μｍ以下であれば、セリシンがダマとなることを抑制することができ、機能性シートの引張り紙力を向上させることできる。なお、「粒径」は、体積平均粒子径を意味し、例えば、ＭｉｃｒｏｔｒａｃＢＥＬ社製の粒度分布測定機「Ｎａｎｏｔｒａｃ Ｗａｖｅ ＩＩ－ＥＸ１５０」を用いて測定することができる。

２．２． ウェブ形成工程
ウェブ形成工程では、混合物形成工程で形成された混合物を堆積させて、ウェブを形成する。堆積される方法は、特に限定されない。ウェブは、機能性シートよりも密度が低く、加圧加熱工程が行われていない状態のものである。ウェブは、例えば、篩から混合物を降らし、混合物をメッシュベルト上に堆積させることによって形成される。

２．３． 水分付与工程
水分付与工程では、ウェブ形成工程で形成されたウェブに対して水分を付与する。具体的には、水分付与工程では、ウェブに対して水を付与する。水分を付与する方法は、特に限定されない。常温の水分が付与されただけでは、セリシンは接着性を有さないが、水分が付与された状態で加熱されることによってセリシンは軟化して接着性を発現し、複数のセルロース繊維を結合させることができる。水としては、一般的な水道水等を用いることができるが、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、および蒸留水等の純水、ならびに超純水のようなイオン性不純物を除去したものを用いてもよい。

水分付与工程において、水分の付与量は、ウェブに対して、例えば、３０質量％以上２００質量％以下であり、好ましくは５０質量％以上１５０質量％以下である。水分の付与量が３０質量％以上であれば、セリシンは、十分な接着性を有することができる。水分の付与量が２００質量％以下であれば、水分が多すぎてセリシンが流出してしまうことを抑制することができる。

水分付与工程では、例えば、水分を、水蒸気または液体の状態でウェブに付与する。これにより、少量の水分を必要な分だけ付与し易い。液体の状態で付与する場合は、水を噴霧して付与してもよい。

２．４． 加圧加熱工程
加圧加熱工程では、水分付与工程で水分が付与されたウェブを、加圧および加熱する。水分が付与されたウェブを加熱することによって、セリシンは軟化して接着性を発現し、複数のセルロース繊維を結着させる。加圧加熱工程の加熱によって水分付与工程で付与された水分は、蒸発する。

加圧加熱工程では、例えば、ウェブを加熱プレスやローラーによって加圧および加熱する。加圧加熱工程では、ウェブを加圧した後に加熱してもよいし、ウェブの加圧と加熱とを同時に行ってもよい。ウェブの加圧と加熱とを同時に行えば、工程の簡略化を図ることができる。

加圧加熱工程では、例えば、５Ｐａ以上２００ＭＰａ以下、好ましくは１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下の圧力で混合物を加圧する。これにより、肌触りのよい機能性シートを成形することができる。

加圧加熱工程では、例えば、４０℃以上１００℃以下、好ましくは５０℃以上９０℃以下の温度で混合物を加熱する。４０℃以上の温度で加熱すれば、セリシンに接着性を発現させることができる。１００℃以下の温度で加熱すれば、装置の消費電力を抑えることができる。

２．５． その他の工程
本実施形態に係る機能性シートの製造方法は、上述した工程以外の工程を含んでいてもよい。本実施形態に係る機能性シートの製造方法に含まれる工程としては、例えば、篩を用いてセルロース繊維を選別する工程、加圧加熱工程後に機能性シートを所定の大きさに切断する工程などが挙げられる。

２．６． 作用効果
本実施形態に係る機能性シートの製造方法では、綿花から得られるセルロースと、セリシンを含む粉体と、を混合して混合物を形成する工程と、混合物を堆積してウェブを形成する工程と、ウェブに対して水分を付与する工程と、水分が付与されたウェブを加圧および加熱する工程と、を含む。そのため、セリシンを水に溶融させて紙を抄く場合に比べて、セリシンが水に溶けて流出し難く、機能性シートにおけるセリシンの含有量を多くすることができる。したがって、保湿性を高めることができる。さらに、綿花から得られるセルロースを用いることにより、保湿性をいっそう高め、肌触りのよい機能性シートを製造することができる。このように、本実施形態に係る機能性シートの製造方法で製造された機能性シートは、保湿性が高く、肌触りのよいため、特に、化粧品用途に有効である。

本実施形態に係る機能性シートの製造方法では、粉体は、繭糸の粉体である。そのため、繭糸をそのまま解繊して得た粉体を、セリシンを含む粉体として用いることができる。

本実施形態に係る機能性シートの製造方法では、粉体は、セリシンを纏ったフィブロインを含む。そのため、セリシンに覆われたフィブロインを介してセルロース繊維同士が結着するため、引っ張り強度が高い機能性シートを製造することができる。

本実施形態に係る機能性シートの製造方法では、機能性シートにおけるセリシンの含有量は、１０質量％以上である。そのため、セリシンの含有量が多い機能性シートを製造することができる。

本実施形態に係る機能性シートの製造方法では、水分を付与する工程において、水分の付与量は、ウェブに対して２００質量％以下である。そのため、水分が多すぎてセリシンが流出してしまうことを抑制することができる。

本実施形態に係る機能性シートの製造方法では、水分を付与する工程において、水分を水蒸気または液体の状態で付与する。これにより、少量の水分を必要な分だけ付与し易い。また、セリシンが水に溶けて流出し難く、機能性シートにおけるセリシンの含有量を多くすることができる。したがって、保湿性が高い機能性シートを製造することができる。

３． シート製造装置
次に、本実施形態に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係るシート製造装置１００を模式的に示す図である。上述した本実施形態に係る機能性シートの製造方法は、例えば、シート製造装置１００を用いて行われる。

シート製造装置１００は、図２に示すように、例えば、供給部１０と、粗砕部１２と、解繊部２０と、選別部４０と、第１ウェブ形成部４５と、回転体４９と、混合部５０と、堆積部６０と、第２ウェブ形成部７０と、水分付与部７８と、シート形成部８０と、切断部９０と、を含む。

供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。供給部１０は、例えば、粗砕部１２に原料を連続的に投入するための自動投入部である。供給部１０によって供給される原料は、綿花から得られる木綿である。

粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を、大気中等の気中で裁断して細片にする。細片の形状や大きさは、例えば、数ｃｍ角の細片である。図示の例では、粗砕部１２は、粗砕刃１４を有し、粗砕刃１４によって、投入された原料を裁断することができる。粗砕部１２としては、例えば、シュレッダーを用いる。粗砕部１２によって裁断された原料は、ホッパー１で受けてから管２を介して、解繊部２０に移送される。

解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された原料を解繊して解繊物を形成する。これにより、原料である木綿は、セルロース繊維が１本１本に解きほぐされた状態となる。

解繊部２０は、乾式で解繊を行う。ここで、液体中ではなく、大気中等の気中において、解繊等の処理を行うことを乾式と称する。解繊部２０としては、例えば、インペラーミルを用いる。解繊部２０は、原料を吸引し、解繊物を排出するような気流を発生させる機能を有している。これにより、解繊部２０は、自ら発生する気流によって、導入口２２から原料を気流と共に吸引し、解繊処理して、解繊物を排出口２４へと搬送することができる。解繊部２０を通過した解繊物は、管３を介して、選別部４０に移送される。なお、解繊部２０から選別部４０に解繊物を搬送させるための気流は、解繊部２０が発生させる気流を利用してもよいし、ブロアー等の気流発生装置を設け、その気流を利用してもよい。

選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物を導入口４２から導入し、セルロース繊維の長さによって選別する。選別部４０は、例えば、ドラム部４１と、ドラム部４１を収容するハウジング部４３と、を有している。ドラム部４１としては、例えば、篩を用いる。ドラム部４１は、網を有し、網の目開きの大きさより小さいセルロース繊維、すなわち網を通過する第１選別物と、網の目開きの大きさより大きいセルロース繊維や未解繊片やダマ、すなわち網を通過しない第２選別物と、を分けることができる。例えば、第１選別物は、管７を介して、堆積部６０に移送される。第２選別物は、排出口４４から管８を介して、解繊部２０に戻される。具体的には、ドラム部４１は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム部４１の網としては、例えば、金網、切れ目が入った金属板を引き延ばしたエキスパンドメタル、金属板にプレス機等で穴を形成したパンチングメタルを用いる。

第１ウェブ形成部４５は、選別部４０を通過した第１選別物を、管７に搬送する。第１ウェブ形成部４５は、例えば、メッシュベルト４６と、張架ローラー４７と、サクション機構４８と、を有している。

サクション機構４８は、選別部４０の開口を通過して空気中に分散された第１選別物をメッシュベルト４６上に吸引することができる。第１選別物は、移動するメッシュベルト４６上に堆積し、ウェブＶを形成する。メッシュベルト４６、張架ローラー４７、およびサクション機構４８の基本的な構成は、後述する第２ウェブ形成部７０のメッシュベルト７２、張架ローラー７４、およびサクション機構７６と同様である。

ウェブＶは、選別部４０および第１ウェブ形成部４５を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態に形成される。メッシュベルト４６に堆積されたウェブＶは、管７へ投入され、堆積部６０へと搬送される。

回転体４９は、ウェブＶを切断することができる。図示の例では、回転体４９は、基部４９ａと、基部４９ａから突出している突部４９ｂと、を有している。突部４９ｂは、例えば、板状の形状を有している。図示の例では、突部４９ｂは４つ設けられ、４つの突部４９ｂが等間隔に設けられている。基部４９ａが方向Ｒに回転することにより、突部４９ｂは、基部４９ａを軸として回転することができる。回転体４９によってウェブＶを切断することにより、例えば、堆積部６０に供給される単位時間当たりの解繊物の量の変動を小さくすることができる。

回転体４９は、第１ウェブ形成部４５の近傍に設けられている。図示の例では、回転体４９は、ウェブＶの経路において下流側に位置する張架ローラー４７ａの近傍に設けられている。回転体４９は、突部４９ｂがウェブＶと接触可能な位置であって、ウェブＶが堆積されるメッシュベルト４６と接触しない位置に設けられている。これにより、メッシュベルト４６が突部４９ｂによって磨耗することを抑制することができる。突部４９ｂとメッシュベルト４６との間の最短距離は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。これは、メッシュベルト４６が損傷を受けずにウェブＶを切断することが可能な距離である。

混合部５０は、選別部４０を通過した第１選別物と、セリシンを含む粉体と、を混合する。混合部５０は、例えば、セリシンを含む粉体を供給する粉体供給部５２と、第１選別物と粉体とを搬送する管５４と、ブロアー５６と、を有している。図示の例では、粉体は、粉体供給部５２からホッパー９を介して管５４に供給される。管５４は、管７と連続している。

混合部５０では、ブロアー５６によって気流を発生させ、管５４中において、第１選別物とセリシンを含む粉体とを混合させながら、搬送することができる。なお、第１選別物と粉体とを混合させる機構は、特に限定されず、高速回転する羽根により攪拌するものであってもよいし、Ｖ型ミキサーのように容器の回転を利用するものであってもよい。

粉体供給部５２としては、図２に示すようなスクリューフィーダーや、図示せぬディスクフィーダーなどを用いる。粉体供給部５２から供給される粉体は、セリシンの他に、フィブロインを含んでいてもよい。

なお、粉体供給部５２から供給される添加物には、セルロース繊維を結着させるセリシンやフィブロインの他、製造される機能性シートの種類に応じて、セルロース繊維を着色するための着色剤や、セルロース繊維の凝集や樹脂の凝集を抑制するための凝集抑制剤、セルロース繊維等を燃え難くするための難燃剤が含まれていてもよい。混合部５０を通過した混合物は、管５４を介して、堆積部６０に移送される。

堆積部６０は、混合部５０を通過した混合物を導入口６２から導入し、絡み合った混合物をほぐして、空気中で分散させながら降らせる。

堆積部６０は、例えば、ドラム部６１と、ドラム部６１を収容するハウジング部６３と、を有している。ドラム部６１としては、回転する円筒の篩を用いる。ドラム部６１は、網を有し、混合部５０を通過した混合物に含まれる、網の目開きの大きさより小さいセルロース繊維または粒子を降らせる。ドラム部６１の構成は、例えば、ドラム部４１の構成と同じである。

なお、ドラム部６１の「篩」は、特定の対象物を選別する機能を有していなくてもよい。すなわち、ドラム部６１として用いられる「篩」とは、網を備えたもの、という意味であり、ドラム部６１は、ドラム部６１に導入された混合物の全てを降らしてもよい。

第２ウェブ形成部７０には、堆積部６０を通過した混合物が堆積され、ウェブＷが形成される。第２ウェブ形成部７０は、例えば、メッシュベルト７２と、張架ローラー７４と、サクション機構７６と、を有している。

メッシュベルト７２には、堆積部６０の開口を通過した混合物が堆積される。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４によって張架され、混合物を通し難く空気を通す構成となっている。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４が自転することによって移動する。メッシュベルト７２が連続的に移動しながら、堆積部６０を通過した混合物が連続的に降り積もることにより、メッシュベルト７２上にウェブＷが形成される。

サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方に設けられている。サクション機構７６は、下方に向く気流を発生させることができる。サクション機構７６によって、堆積部６０により空気中に分散された混合物をメッシュベルト７２上に吸引することができる。これにより、堆積部６０からの排出速度を大きくすることができる。さらに、サクション機構７６によって、混合物の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中にセルロース繊維が絡み合うことを防ぐことができる。堆積部６０および第２ウェブ形成部７０を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態のウェブＷが形成される。

水分付与部７８は、メッシュベルト７２上のウェブＷに水を付与する。水分付与部７８は、水分を付与することができれば特に限定されないが、例えば、スプレーなどである。そして、ウェブＷは、シート形成部８０へと搬送される。

シート形成部８０は、水分が付与されたウェブＷを加圧加熱して、機能性シートＳを成形する。シート形成部８０は、ウェブＷを加圧する加圧部８２と、加圧部８２により加圧されたウェブＷを加熱する加熱部８４と、を有している。

加圧部８２は、例えば、一対のカレンダーローラー８５で構成され、ウェブＷに対して圧力を加える。ウェブＷは、加圧されることによりその厚さが小さくなり、ウェブＷの密度が高められる。

加熱部８４としては、例えば、加熱ローラー、熱プレス成形機、ホットプレート、温風ブロワー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器を用いる。図示の例では、加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を有している。加熱部８４を加熱ローラー８６として構成することにより、加熱部８４を板状のプレス装置として構成する場合に比べて、ウェブＷを連続的に搬送しながら機能性シートＳを成形することができる。加熱部８４で加熱されることにより、セリシンは軟化して接着性を発現し、複数のセルロース繊維を結着させる。ウェブＷに付与された水分は、加熱部８４の加熱によって蒸発する。カレンダーローラー８５と加熱ローラー８６は、例えば、それらの回転軸が平行になるように配置される。カレンダーローラー８５は、加熱ローラー８６によってウェブＷに印加される圧力よりも高い圧力をウェブＷに印加することができる。なお、カレンダーローラー８５および加熱ローラー８６の数は、特に限定されない。

切断部９０は、シート形成部８０によって成形された機能性シートＳを切断する。図示の例では、切断部９０は、機能性シートＳの搬送方向と交差する方向に機能性シートＳを切断する第１切断部９２と、搬送方向に平行な方向に機能性シートＳを切断する第２切断部９４と、を有している。第２切断部９４は、例えば、第１切断部９２を通過した機能性シートＳを切断する。

以上により、所定のサイズの単票の機能性シートＳが成形される。切断された単票の機能性シートＳは、排出部９６へと排出される。

上述した本実施形態に係る機能性シートの製造方法において、混合物形成工程は、例えば、混合部５０を用いて行われる。ウェブ形成工程は、例えば、堆積部６０および第２ウェブ形成部７０を用いて行われる。水分付与工程は、例えば、水分付与部７８を用いて行われる。加圧加熱工程は、例えば、シート形成部８０を用いて行われる。

なお、上記では、粉体供給部５２からセリシンを含む粉体を供給する例について説明したが、例えば、綿花から得られた木綿と、繭玉と、を原料として、供給部１０に投入してもよい。この場合、解繊物として、セルロース繊維と、セリシンを含む粉体と、を得ることができる。この場合、粉体供給部５２は、設けられていなくてもよい。

４． 実験例
４．１． 機能性シートの作製
綿花から得られた木綿と、繭玉と、を別々に解繊した。次に、解繊された木綿と、解繊された繭玉と、を混合し、メッシュ径１５ｍｍ角の篩にかけて堆積させてウェブを形成した。ウェブに対して、スプレーを用いて、ウェブの質量と等量の水を噴霧した。さらに、加熱プレスによって、温度７０℃、圧力２０ＭＰａで、３０秒間プレスし、機能性シートを得た。解繊された繭玉に対して熱水抽出を行ったところ、セリシンの含有量は、２５質量％であった。解繊された木綿と、解繊された繭玉と、の混合比を変えることにより、機能性シートにおけるセリシンの含有量を変化させた。

４．２． 水分率の測定
上記の機能性シートに対して、水分率の測定を行った。具体的には、上記の機能性シートを、２５℃、１００％ＲＨ（relative humidity）である容器内に４時間放置させて含水させた。そして、容器から取り出してすぐに機能性シートの水分率を測定した。水分率の測定は、株式会社エー・アンド・デイ製の「加熱乾燥式水分計 ＭＸ－５０」を用いた。

図３は、セリシンの含有量と水分率との関係を示す表である。図４は、セリシンの含有量と水分率との関係を示すグラフであり、図３に示す表の値をプロットしたものである。図３および図４に示すように、機能性シートにおけるセリシンの含有量が多いほど、水分率が高いことがわかった。すなわち、セリシンを多く含む機能性シートは、保湿性が高いことがわかった。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

上述した実施形態から以下の内容が導き出される。

機能性シートの製造方法の一態様は、
綿花から得られるセルロースと、セリシンを含む粉体と、を混合して混合物を形成する工程と、
前記混合物を堆積してウェブを形成する工程と、
前記ウェブに対して水分を付与する工程と、
前記水分が付与された前記ウェブを加圧および加熱する工程と、
を含む。

この機能性シートの製造方法によれば、セリシンを水に溶融させて紙を抄く場合に比べて、セリシンが水に溶けて流出し難く、機能性シートにおけるセリシンの含有量を多くすることができる。したがって、保湿性が高い機能性シートを製造することができる。

前記機能性シートの製造方法の一態様において、
前記粉体は、繭糸の粉体であってもよい。

この機能性シートの製造方法によれば、繭糸をそのまま解繊して得た粉体を、セリシンを含む粉体として用いることができる。

前記機能性シートの製造方法の一態様において、
前記粉体は、前記セリシンを纏ったフィブロインを含んでもよい。

この機能性シートの製造方法によれば、セリシンに覆われたフィブロインを介してセルロース繊維同士が結着するため、引っ張り強度が高い機能性シートを製造することができる。

前記機能性シートの製造方法の一態様において、
前記機能性シートにおける前記セリシンの含有量は、１０質量％以上であってもよい。

この機能性シートの製造方法によれば、セリシンの含有量が多い機能性シートを製造することができる。

前記機能性シートの製造方法の一態様において、
前記水分を付与する工程において、前記水分の付与量は、前記ウェブに対して２００質量％以下であってもよい。

この機能性シートの製造方法によれば、水分が多すぎてセリシンが流出してしまうことを抑制することができる。

前記機能性シートの製造方法の一態様において、
前記水分を付与する工程において、前記水分を水蒸気または液体の状態で付与してもよい。

この機能性シートの製造方法によれば、少量の水分を必要な分だけ付与し易い。また、セリシンが水に溶けて流出し難く、機能性シートにおけるセリシンの含有量を多くすることができる。したがって、保湿性が高い機能性シートを製造することができる。

１…ホッパー、２，３，７，８…管、９…ホッパー、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、２０…解繊部、２２…導入口、２４…排出口、４０…選別部、４１…ドラム部、４２…導入口、４３…ハウジング部、４４…排出口、４５…第１ウェブ形成部、４６…メッシュベルト、４７，４７ａ…張架ローラー、４８…サクション機構、４９…回転体、４９ａ…基部、４９ｂ…突部、５０…混合部、５２…粉体供給部、５４…管、５６…ブロアー、６０…堆積部、６１…ドラム部、６２…導入口、６３…ハウジング部、７０…第２ウェブ形成部、７２…メッシュベルト、７４…張架ローラー、７６…サクション機構、７８…水分付与部、８０…シート形成部、８２…加圧部、８４…加熱部、８５…カレンダーローラー、８６…加熱ローラー、９０…切断部、９２…第１切断部、９４…第２切断部、９６…排出部、１００…シート製造装置

Claims (6)

1. 綿花から得られるセルロースと、セリシンを含む粉体と、を混合して混合物を形成する工程と、
   前記混合物を堆積してウェブを形成する工程と、
   前記ウェブに対して水分を付与する工程と、
   前記水分が付与された前記ウェブを加圧および加熱する工程と、
   を含む、機能性シートの製造方法。
2. 請求項１において、
   前記粉体は、繭糸の粉体である、機能性シートの製造方法。
3. 請求項１または２において、
   前記粉体は、前記セリシンを纏ったフィブロインを含む、機能性シートの製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずか１項において、
   前記機能性シートにおける前記セリシンの含有量は、１０質量％以上である、機能性シートの製造方法。
5. 請求項１ないし４のいずか１項において、
   前記水分を付与する工程において、前記水分の付与量は、前記ウェブに対して２００質量％以下である、機能性シートの製造方法。
6. 請求項１ないし５のいずか１項において、
   前記水分を付与する工程において、前記水分を水蒸気または液体の状態で付与する、機能性シートの製造方法。

Images