JP5499719B2 - 足拭きマット及びその製造方法 - Google Patents
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Description
他の種類の足拭きマットとしては、珪藻土を固めてパネルとした足拭きマットが開示されている(特許文献1参照)。
そこで、本発明は、ぬれた足を置いても滑り難く、冷たい感触もせず、また吸水性能も優れた足拭きマットを提供することを目的とする。
即ち、本発明は、細孔径分布幅が5〜1500nm、及び累積細孔容積が0.5〜2.0ml/gである細孔構造を有し、かつ珪酸カルシウム水和物を含む足拭きマットに関する。
また、水とパルプと有機質繊維とを混合し、懸濁液を調製する第1工程と、懸濁液と、珪砂、珪藻土、石膏、消石灰、セピオライト及びパーライトとを混合し、抄造用スラリーを調製する第2工程と、抄造用スラリーを丸網に供給して抄造し、シートを調製する第3工程と、シートをプレスで加圧した後、オートクレーブ養生する第4工程とを含む足拭きマットの製造方法に関する。
本発明の足拭きマットは、細孔径分布幅が5〜1500nm、好ましくは10〜120nm、特に好ましくは15〜1000nm、累積細孔容積が0.5〜2.0ml/g、好ましくは0.6〜1.5ml/g、特に好ましくは0.7〜1.0ml/gの細孔構造を有している。また、各細孔径における最大細孔容積を有する細孔径は5〜100nm、好ましくは10〜90nm、特に好ましくは20〜70nm、最も好ましくは25〜65nmである。この細孔径における細孔容積は0.01〜0.10ml/g、好ましくは0.02〜0.09ml/gm、特に好ましくは0.04〜0.08ml/gである。また、細孔を示す別の指標として、吸水率が80〜100質量%、好ましくは90〜100質量%、更に好ましくは95〜100質量%である。上記の細孔構造であれば、足拭きマットとして、吸水特性、表面乾き易さ性能などが十分に得られる。
パルプとしては、木材パルプ、竹パルプ、ボロパルプ、リンターパルプ等の各種のものが使用可能であるが、生産量の90%を占める木材パルプが好ましい。また、バージンパルプを使用する必要はなく、故紙から製造した回収パルプも特性的には何等問題なく使用できる。また、パルプを叩解させて使用することもできる。これらより、叩解木材バージンパルプ、叩解木材回収パルプ及び未叩解木材バージンパルプを組み合わせて使用するのが好ましい。なお、パルプの叩解にはシングルディスクやダブルディスクのリファイナー(叩解機)が使用出来る。
上記パルプの繊維長は、0.3〜6mm、好ましくは0.5〜4mmの範囲のものを使用することにより、無機材料との混合性に優れているだけでなく、曲げ強度、じん性等の特性的に優れた足拭きマットを得ることが可能となる。
本発明の足拭きマットは、製造の最終段階で、サンディングマシンで研削して成形体の厚みを調整して製品とするが、その際に発生する微粉体(研削ダスト)を原料として再利用することができる。使用量は強度面、経済性の面から、原料(水を除く)全体中の0.5〜10質量%、好ましくは2〜7質量%である。
有機質繊維としてはレーヨン繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維及びビニロン繊維から選ばれる少なくとも1種以上が挙げられ、その中でもレーヨン繊維は耐熱性が高く防火性能の点から好ましい。
これらの範囲であれば、マットの層間剥離が発生せず、曲げ強度、吸水特性や表面乾き易さ性能などが十分に得られる。
次に、本発明の足拭きマットの製造方法について説明する。
まず、水とパルプをパルパーで混合し固形分濃度が0.2〜5質量%、好ましくは0.5〜4質量%、特に好ましくは1.0〜3.0質量%のスラリーを調製する。この範囲であれば、ダマが発生することなく、十分にパルプが分散する。
次に、この懸濁液と、珪砂、珪藻土、石膏、消石灰、セピオライト及びパーライトとを混合機で混合し、原料スラリーを調製する。次いで、原料スラリーに凝集剤を添加した後、抄造機に移送し、丸網で抄き上げて2〜6層に重ね、さらにこの層を3〜10回積層して1枚のシートにする。
次に、シートを10〜30MPaのプレス圧力で搾水し、所定の枚数をパレット上に積上げた後、養生シートで製品を覆い、オートクレーブに入れ、温度150〜250℃、好ましくは160〜200℃、圧力800〜1200kPa、好ましくは900〜1100kPa、特に好ましくは950〜1050kPaで養生する。養生後、乾燥ラインにて含水率を調整する。これらの工程を経て所定の厚さ、嵩比重の足拭きマットを製造する。
厚みは4〜20mm、好ましくは5〜15mm、更に好ましくは5.5〜12mm、特に好ましくは8〜11mmである。嵩比重は、0.3〜1.0、好ましくは0.4〜0.9、更に好ましくは0.5〜0.8である。これらの範囲であれば足拭きマットとして持ち運びやすく、また、適度な自重があるため設置しても動き難い。
次にこの懸濁液に、珪砂、珪藻土、石膏、消石灰,セピオライト、パーライト及び研削ダストを添加した後,撹拌・混合して、抄造用のスラリーを得た。抄造用のスラリーの配合を表1に示す。なお、表の単位は質量%である。この時、Ca 4 ・(Si 6 O 15 )・(OH) 2 ・(H 2 O) 5 の形成を考慮し、珪砂、珪藻土及び消石灰の総量中のCaO/SiO2の質量比を0.85に設定した。
上記スラリーを丸網抄造機を使用して抄造を行い、得られたシートをプレスし、厚み約15mmの成型体原板を得た。この成型体原板を、長さ2420mmに切断し、更にプレスすることにより厚さ約11.5mmの無機質成型体を得た。
上記無機質成型体を、オートクレーブ中で180℃、1003kPa(10気圧)の条件下で6時間以上養生して硬化体を得た。この硬化体をオートクレーブより取り出し、110℃で35分乾燥した後、表面の研磨及び加工を行い、幅450mm×長さ600mm×厚さ9.5mmの足拭きマット(試験片No.1)、並びに幅450mm×長さ600mm×厚さ6.0mmの足拭きマット(試験片No.2)を得た。
[含水率試験、強度試験及び表面硬さ試験]
試験片No.1、2及びの含水率試験、強度試験等の評価を行った。また比較用として、市販の足拭きマット(無機質硬化物状)2種類の評価も行った。各々は試験片No.3(幅450mm×長さ600mm×厚さ6.0mm)、試験片No.4(幅450mm×長さ600mm×厚さ15mm)とした。評価項目と、その測定法、及び測定結果を表2に示す。
〔熱伝導率試験〕
京都電子工業(株)社製、熱線式熱伝導率測定装置QTM-500を用いて測定した。
測定は、非定常法(熱戦法による熱伝導率測定)で行い、試験体の上昇温度を適正範囲である5〜20℃となるように電流をI2=1.000(A)とした。
足拭き時の滑り難さを評価するために以下の試験を行った。即ち、図1に示すように、試験体1を架台4に固定し、試験体の表面に重り3を載せ、架台の角度5を変化させ、重りが滑り出す角度を確認し、滑り難さとした。なお、試験体に載せる重りと試験体との接触面には、足の裏を想定して軟らかいゴム板2を取付けた。
水銀圧入式細孔径分布測定装置(マイクロメリテックス株式会社製、オートポアIII9420)により各試験片の細孔径分布を測定した。試料量は0.2〜0.5gとした。測定に使用した水銀の特性は、圧入接触角140.0degrees、退出接触角140.0 degrees、表面張力485.0dynes/cm、密度13.5 g/mLであった。結果を図2〜図7及び表3に示す。
細孔径分布域は、試料No.1、2が試料No.4よりもかなり小さい領域であった。最大容積を示した細孔(Å)は、試料No.1、2が試料No.4よりもかなり小さかった。また、累積細孔容積は、試料No.1、2が試料No.4よりもかなり大きかった。以上のことから、本発明の範囲にある試料No.1、2は、細孔径が小さく、その量も多いため、後述する吸水性能や表面乾き易さの点で優れていると推察される。
生成水和物を確認するために、X線回折測定を行った。試験装置は(株)リガク製のRINT−2500を用い、管電圧35kV、管電流110mA、測定範囲は2θ=5〜100°、連続スキャンの定性分析モード、走査速度は4°/min、発散スリット:1°、受光スリット:0.3mmの条件で行った。試験片はNo.1とNo.4を測定した。試験片No.1の測定結果を図8に示す。図8に示すように生成水和物は、Ca 4 ・(Si 6 O 15 )・(OH) 2 ・(H 2 O) 5 であることが分かり、その他にも原料の消石灰に由来するCaCO3(炭酸カルシウム)、珪石に由来するSiO2(クオーツ)のピークが確認された。
また、試験片No.4の測定結果を図9に示す。図9に示すように生成水和物にCa 4 ・(Si 6 O 15 )・(OH) 2 ・(H 2 O) 5 は存在せず、(Ca、Na)(Si、Al)4O8(アノーサイト)やNaAlSi3O8(アルバイト)のピークが確認された。
上記足拭きマットの足拭きマットとしての吸水性能評価を行った。その測定法を表4に、及び測定結果を表5に示す。なお、表4の手順1〜4の1サイクルを1工程とした。
上記工程の経過に伴う試験片表面の表面乾き易さの評価を行った。結果を図10に示す。
図10に示すように、No.1、No.2(実施例1、2)の試験片はNo.3(比較例3)の試験片に比べ、試験片表面の乾き易さが格段に優れており、10工程でも、表面乾き時間が約50秒以内を維持した。このことより、入浴後、多人数が続けて使用しても、常に表面が乾いた状態が保たれた快適な足拭きマットであることが分かる。このように優れた表面乾き易さを有するのは、上記した特定の細孔径に起因すると考えられる。
上記結果を総合的に評価すると表6の通りであり、本発明であるNo.1及びNo.2の試験片は、No.3及びNo.4の試験片に比べ、多くの項目で優れていることが分かる。なお、表中の記号の意味は、◎:最も優れている、○:優れている、△:普通、×:劣る、である。
Claims (5)
- 水とパルプと有機質繊維とを混合し、懸濁液を調製する第1工程と、
懸濁液と、珪砂、珪藻土、石膏、消石灰、セピオライト及びパーライトとを混合し、抄造用スラリーを調製する第2工程と、
抄造用スラリーを丸網に供給して抄造し、シートを調製する第3工程と、
シートをプレスで加圧した後、800〜1200kPaの加圧条件下でオートクレーブ養生する第4工程とを含み、
細孔径分布幅が5〜1500nm、及び累積細孔容積が0.5〜2.0mL/gである細孔構造を有し、かつ、珪酸カルシウム水和物であるCa 4 ・(Si 6 O 15 )・(OH) 2 ・(H 2 O) 5 を含み、
見かけ密度が0.3〜1.0であることを特徴とする足拭きマットの製造方法。 - 第2工程は、珪砂、珪藻土及び消石灰の総量中のCaO/SiO 2 のモル比を0.6〜1.0となるように調整する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の足拭きマットの製造方法。
- 第4工程が、150℃〜250℃の範囲内でオートクレーブ養生を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の足拭きマットの製造方法。
- 前記抄造用スラリーが、珪砂1〜10質量%、珪藻土30〜60質量%、石膏1〜10質量%、消石灰10〜50質量%、セピオライト0.1〜5質量%、パーライト1〜5質量%、パルプ2〜8質量%、及び有機質繊維0.1〜2質量%を含むことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の足拭きマットの製造方法。
- 有機質繊維が、レーヨン繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維及びビニロン繊維から選ばれる少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の足拭きマットの製造方法。
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