JP5783772B2

JP5783772B2 - 調湿性シート及びそれを用いた畳

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Publication number: JP5783772B2
Application number: JP2011081591A
Authority: JP
Inventors: 田嶋　宏邦; 宏邦田嶋; 嘉則小野; 佐孝　幸一; 幸一佐孝; 伊藤　隆; 伊藤　　隆; 陸夫石田
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2031-04-01
Also published as: JP2012214931A

Description

本発明は、抄紙によって得られるシートで、調湿機能を有する調湿性シート及びこの調湿性シートを芯材の一部に有する畳に関する。

従来、調湿性シートとして、全重量の３０〜８０重量％の珪藻土と、フリーネスが１００〜２００ｍｌとなるように叩解されたパルプと、珪藻土とパルプとの間の結合強度を高める添加剤とを含むシートが知られている（特許文献１参照）。この調湿性シートは、パルプと珪藻土と添加剤とを所定濃度で配合したスラリーを抄紙し、プレス脱水とドライパートで乾燥を施すことで得られるものとなっている。

特許第３６２４３７７号公報

しかしながら、上記従来の調湿性シートの場合、フリーネスが１００〜２００ｍｌのパルプを用い、しかもプレス脱水を経て製造されるものであることから、密度が高く、硬くクッション性に劣る問題がある。このため、畳の芯材の一部として敷き込み、畳に調湿機能を持たせる用途に用いると、畳が硬くなり、畳の風合いや芯材の保護機能が損なわれやすい問題がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、抄紙によって得られる調湿性シートであって、優れた調湿性能と共に、畳の芯材の一部として敷き込んでも畳の風合いや芯材の保護機能を損なわない適度なクッション性を有する調湿性シートを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的のために、木質系繊維単独又は木質系繊維を含む、フリーネスが４００〜７００ｍｌの繊維材料と、全固形分重量の１０〜７０重量％の珪質頁岩とを含有する水性スラリーを抄紙して得られる、坪量が４００〜３０００ｇ／ｍ²、密度が０．２〜０．５ｇ／ｃｍ³、単層アスカー硬度が８４度以下であって、前記繊維材料に、フリーネスが５００ｍｌ以上の嵩高繊維が配合されていることを特徴とする調湿性シートを提供するものである。

また、上記本発明は、前記嵩高繊維の配合量が、前記水性スラリー中の全固形分の１〜４０重量％であることをその好ましい態様として含むものである。

更に本発明は、上記本発明に係る調湿性シートが芯材の一部として設けられていることを特徴とする畳を提供するものでもある。

本発明に係る調湿性シートは、高い吸放湿性を発揮する珪質頁岩を含有しているので、良好な調湿性能が得られる。また、本発明に係る調湿性シートは、フリーネスが３００〜７００ｍｌの繊維材料を用いて抄紙し、好ましくはプレス脱水を施すことなく乾燥することで得られるもので、坪量が３００〜３０００ｇ／ｍ²、密度が０．２〜０．５ｇ／ｃｍ ³、単層アスカー硬度が８８度未満である。このため、適度なクッション性を備えたものとなっており、畳の芯材の一部として用いても、畳の風合いを損なうことがない。また、本発明に係る調湿性シートを用いた畳は、適度なクッション性を維持していると共に、良好な吸放湿性を発揮し、居住環境を向上させることができる。

本発明に係る畳の一例を示す断面図である。本発明の実施例及び比較例で測定した畳の吸放湿量の変化を示すグラフである。

本発明に係る調湿性シートは、木質系繊維単独又は木質系繊維を含む、フリーネスが３００〜７００ｍｌの繊維材料と、全固形分重量の１０〜７０重量％の珪質頁岩とを含有する水性スラリーを抄紙することで得られる。

木質系繊維としては、例えば、一般に使用されている広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）や針葉樹樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）等の未漂白パルプ、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）や針葉樹樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）等の漂白化学パルプ、砕木パルプ（ＧＰ）、加圧式砕木パルプ（ＰＧＷ）、リファイナ砕木パルプ（ＲＧＰ）サーモメカニカルパルプ、（ＴＭＰ）等の機械パルプ、脱墨古紙パルプ（ＤＩＰ）、損紙、段ボール、雑誌、新聞紙等の古紙等を単独又は適宜混合して用いることができる。また、本発明で用いる繊維材料は、上記木質系繊維単独でも、木質系繊維と非木質系繊維の混合繊維であってもよい。非木質系繊維としては、例えば、麻、ケナフ等の非木質繊維原料から得られるパルプ繊維、合成パルプ、無機繊維等の一種又は二種以上を用いることができる。

本発明で用いる繊維材料は、フリーネスが３００〜７００ｍｌであることが必要で、フリーネスが４００〜６５０ｍｌであることが好ましい。フリーネスが３００ｍｌ未満では濾水性が悪く、サクションを強くしたりプレス脱水が必要となると共に、繊維の絡みが強くなったり微細繊維の影響で密度が高くなり、必要なクッション性が得られなくなる。フリーネスが７００ｍｌを超えると、繊維の絡み合いが少なくなり、得られる調湿性シートの必要な強度が得られない。また、担持させる珪質頁岩の粉漏れが著しくなる。

なお、本発明におけるフリーネスは、ＪＩＳＰ８１２１（パルプのろ水度試験方法）に記載されたカナダ標準ろ水試験方法に従って測定した値をいう。

本発明で用いる繊維材料のフリーネスは、例えば、使用する木質繊維として未叩解の古紙原料（フリーネス約４５０ｍｌ）を用いること等によって３００ｍｌ以上とすることができる。しかし、嵩高繊維を添加することでフリーネスを調整する方が、得られる調湿性シートの風合いがよくなるので好ましい。嵩高繊維としては、例えば、未叩解のパルプ、麻、綿等の天然繊維、アクリル、ポリエステル、ナイロン等の合成繊維等が挙げられ、フリーネスが５００ｍｌ以上の繊維が好ましく、６００ｍｌ以上の繊維がより好ましく、７００ｍｌを超える繊維が最も好ましい。

上記嵩高繊維の配合量は、水性スラリーにおける固形分の全量に対し１〜４０重量％が好ましく、３〜３０重量％であることがより好ましく、５〜２０重量％であることが最も好ましい。嵩高繊維の配合量が水性スラリーにおける固形分の全量に対し１重量％未満では添加の効果が得にくく、４０重量％を超えると地合が悪くなって得られる調湿性シートの強度が低下しやすくなる。

水性スラリーにおける珪質頁岩の配合量は、水性スラリー中の全固形分重量の１０〜７０重量％であることが必要で、３０〜６０重量％であることが好ましい。珪質頁岩の配合量が、全固形分重量の１０重量％未満では十分な吸放湿性能が得られず、７０重量％を超えると得られる調湿性シートの強度低下及び珪質頁岩の粉漏れが著しくなる。珪質頁岩の粒径は、算術平均径で１〜１００μｍであることが好ましく、５〜５０μｍであることがより好ましい。算術平均径が１μｍ未満では珪質頁岩の歩留りが悪く、１００μｍを超えると重量当たりの表面積が小さくなって吸放湿特性が低下すると共に、得られる調湿性シートからの珪質頁岩の粉漏れを生じやすくなる。

本発明に係る調湿性シートは、上記珪質頁岩を担持していることで、良好な吸放湿性を奏する。本発明に係る調湿性シートを畳に用いる場合、ＪＩＳＡ１４７０−１（建築材料の吸放湿性試験方法）による吸放湿性が１０ｇ／ｍ²以上であることが好ましく、１５ｍ／ｍ²以上であることがより好ましい。

本発明に係る調湿性シートは、上述の繊維材料と珪質頁岩とを含有する水性スラリーを抄紙することで得られる。この水性スラリーには、一般の製紙工程で使用される薬剤を添加することができる。例えば、内添サイズ剤、アニオン性、ノニオン性、カチオン性又は両性の歩留り向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤、分散剤、サイズ剤、消泡剤、接着剤成分、スライムコントロール剤、填料、染料、着色顔料、蛍光染料等の各種抄紙用内添助剤を必要に応じて添加することができる。内添サイズ剤としては、例えば、アルキルケテンダイマー系、アルケニル無水コハク酸系、スチレン−アクリル系、高級脂肪酸系、石油樹脂系サイズ剤、ロジン系サイズ剤等が挙げられる。歩留り向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤としては、例えば、アルミニウム等の多価金属化合物（硫酸バンド、塩化アルミニウム、アルミン酸ソーダ、塩基性アルミニウム化合物等）、各種澱粉類、ポリアクリルアミド、尿素樹脂、ポリアミド・ポリアミン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド等が挙げられる。接着剤成分としては、分散型接着剤が好適に用いられ、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル系重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス等が挙げられる。

抄紙方法としては、適度なクッション性を得やすくするために、単層抄紙が好ましい。使用する抄紙機としては、例えば、長網式抄紙機、ギャップフォーマー型抄紙機、円網式抄紙機、短網式抄紙機等から、目的に応じて適宜選択することができる。抄紙方法は、酸性抄紙、中性抄紙、弱アルカリ抄紙等のいずれの方法でもよいが、抄紙後プレス脱水することなく乾燥することが好ましい。乾燥も、例えば熱風の吹き付け、赤外線の照射等、プレス圧がかからない方法によることが好ましい。抄紙後、プレス圧をかけると、得られる調湿性シートの密度が高くなり、クッション性が得にくくなりやすい。適度なクッション性を有する調湿性シートが得やすくなる目安として、乾燥直前の紙層の含水率は６５重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましい。また、このような紙層を例えば熱風等で初期乾燥した後、補助的にシリンダー乾燥等の乾燥を行うことで乾燥効率を高めることもできる。

本発明の調湿性シートは、坪量が３００〜３０００ｇ／ｍ²、密度が０．２〜０．５ｇ／ｃｍ ³、単層アスカー硬度が８８度未満となるよう、上記薬剤を必要に応じて添加した水性スラリーを抄紙し、乾燥することで得られる。

本発明の調湿性シートの坪量は、上記のように３００〜３０００ｇ／ｍ²であることが必要で、好ましくは４００〜１５００ｇ／ｍ²である。坪量が３００ｇ／ｍ²未満では十分なクッション性と吸放湿性が得られず、３０００ｇ／ｍ²を超えると濾水性が極めて悪くなり、製造が困難となる。

本発明の調湿性シートの密度は、上記のように０．２〜０．５ｇ／ｃｍ ³であることが必要で、０．３〜０．４５ｇ／ｃｍ ³であることが好ましい。密度が０．２ｇ／ｃｍ ³未満では珪質頁岩を保持することが困難となると共に、強度が不十分となる。本発明において、密度は、ＪＩＳＰ８１１８（紙及び板紙−厚さ及び密度の試験方法）に基づいて測定した値をいう。

本発明の調湿性シートの単層アスカー硬度は、上記のように８８度未満であることが必要で、８２以下であることが好ましい。単層アスカー硬度が８８度以上では、硬質なため、畳の芯材の一部として敷き込んだ時に畳の風合いが損なわれる。単層アスカー硬度の下限は、珪質頁岩の保持力、地合不良、強度低下等から、７０度程度である。本発明において、単層アスカー硬度は、試験片の一枚をＳＲＩＳ０１０１（日本ゴム協会標準規格）のアスカーＣ型にて測定した値をいう。

次に、本発明に係る畳の一例を図１に基づいて説明する。

図１において、１は畳表、２は上述した調湿性シート、３は補強ボード、４は断熱板、５は背面シートである。調湿性シート２、補強ボード３及び断熱板４は畳の芯材を構成している。

畳表１としては、い草を織った一般的なものの他、合成繊維や紙糸を織ったものを用いることもできる。吸放湿機能の点からは、天然のい草を織ったものが好ましい。

本例における調湿性シート２は畳表１に隣接してその下側に配置されているが、補強ボード３が透湿性の良好なものである場合にはその下側に敷き込むこともできる。但し、調湿性シート２の吸放湿機能とクッション性を最大限に活かす上では、本例のように畳表の直ぐ下側に敷き込むことが好ましい。また調湿性シート２は、単層で敷き込む他、複数枚を重ねて敷き込んだり、複数箇所（例えば図示される位置と補強ボード３と断熱板４の間の２箇所）に敷き込むこともできる。

補強ボード３は断熱板４の保護とクッション性の調整のためのもので、例えば木製単板、ベニア板等の合板、木質系繊維板等を用いることができる。

断熱板４としては、合成樹脂発泡体の板材が用いられる。合成樹脂発泡体としては、例えばポリスチレン系発泡体、ポリエチレン系発泡体、ポリプロピレン系発泡体、ポリウレタン系発泡体、フェノール樹脂系発泡体等を用いることができる。これらの中でも、吸水性が低く、断熱性、機械的強度に優れることから、ポリスチレンの発泡体が好ましく、特に押出発泡成形品が好ましい。

背面シート５は、背面からの湿気を遮断するためのもので、合成樹脂のクロスシート等を用いることができる。

上記のような畳とすると、調湿性シート２の吸放湿機能により室内の湿度が自動的に調整されるので、居住環境を向上させることができる。

以下、実施例と比較例により本発明を更に説明する。

なお、フリーネス、密度、単層アスカー硬度、吸放湿量の測定方法は以下の通りである。

（１）フリーネス
ＪＩＳＰ８１２１（パルプのろ水度試験方法）に記載されたカナダ標準ろ水試験方法に従って測定した。

（２）密度
ＪＩＳＰ８１１８（紙及び板紙−厚さ及び密度の試験方法）に基づいて測定した。

（３）単層アスカー硬度
試験片一枚についてＳＲＩＳ０１０１（日本ゴム協会標準規格）のアスカーＣ型にて測定した。

（４）吸放湿量
ＪＩＳＡ１４７０−１（建築材料の吸放湿性試験方法）に基づいて測定した。

＜実施例１＞
繊維材料としては、段ボール古紙（フリーネス４２０ｍｌ）３３重量部と、針葉樹パルプ（フリーネス６８２ｍｌ）７重量部と、綿繊維（綿解繊物：フリーネス７４０ｍｌ）１０重量部との混合繊維（フリーネス４５１ｍｌ）を用いた。珪質頁岩としては、稚内グリーンファクトリー社製の稚内層珪質頁岩（７０μｍアンダー品、算術平均径２９．１μｍ、メジアン径１４．９μｍ）を用いた。

上記混合繊維５０重量部と上記珪質頁岩５０重量部とを混合した固形分を添加した水性スラリーを用い、角形テスト抄紙機によりＪＩＳＰ８２２２（試験用板紙の調製方法）に基づいて抄紙及びコーチングした。その後、プレスすることなく型枠に入れ、１２０℃の熱風乾燥機で４時間乾燥して、珪質頁岩を担持した坪量４００ｇ／ｍ²の調湿性シートを作製した。なお、熱風乾燥前の含水率は８２重量％であった。

得られた調湿性シートの密度と単層アスカー硬度を測定した。その結果を、繊維材料として用いた混合繊維のフリーネスの値と共に表１に示す。

＜比較例１〜３＞
実施例１で繊維材料として用いた混合繊維をビーターで叩解し、フリーネスを変化させた他は実施例１と同様にして調湿性シートを作製し、得られた調湿性シートの密度と単層アスカー硬度を測定した。その結果を、繊維材料として用いた混合繊維のフリーネスの値と共に表１に示す。

＜実施例２＞
繊維材料として、実施例１で用いた段ボール古紙に広葉樹パルプ（フリーネス６７２ｍｌ）を加えて混合してフリーネスを５５０ｍｌに調整した混合繊維を用いた他は実施例１と同様にして調湿性シートを作製した。得られた調湿性シートの密度は０．３４７ｇ／ｃｍ³、単層アスカー硬度は８３度であった。なお、熱風乾燥前の含水率は８２重量％であった。

＜実施例３＞
実施例１で５０重量部の珪質頁岩と混合した５０重量部の混合繊維を、実施例２で用いた段ボール古紙と広葉樹パルプの混合物４０重量部に綿廃棄物解繊物（綿７０重量％、アクリル３０重量％、フリーネス７６０ｍｌ）を１０重量部加えてフリーネスを５８２ｍｌとした混合物とした以外は実施例１と同様にして調湿性シートを作製した。得られた調湿性シートの密度は０．３２２ｇ／ｃｍ³、単層アスカー硬度は７８度であった。なお、熱風乾燥前の含水率は７９重量％であった。

＜実施例４〜７、比較例４，５＞
坪量を変えて抄紙した以外は実施例１と同様にして調湿性シートを作製し、得られた調湿性シートの密度、吸放湿量及び単層アスカー硬度を測定した。その結果を坪量及び熱風乾燥前の含水率と共に表２に示す。なお、坪量が大きくなるにつれて抄紙時に水が抜けにくくなり、特に実施例７では、脱水時間が長くなった。

＜実施例８〜１２、比較例６，７＞
実施例１で５０重量部の珪質頁岩と混合した５０重量部の混合繊維を、実施例１で用いた段ボール古紙と綿繊維の混合物とし、両者の配合比率を変えた以外は実施例１と同様にして調湿性シートを作製し、得られた調湿性シートの密度及び単層アスカー硬度を測定した。その結果を段ボール古紙と綿繊維の配合比と、両者の混合物である混合繊維のフリーネスと共に表３に示す。なお、実施例１２の調湿性シートにおいてはやや膜薄になった箇所が見られ、比較例７においては、調湿性シートを十分作製することができなかった。

＜実施例１３，１４＞
珪質頁岩の粒径を変えた以外は実施例と同様にして調湿性シートを作製し、得られた調湿性シートの密度、単層アスカー硬度及び吸放湿量を測定した。その結果を珪質頁岩の算術平均径（表では「平均径」と表示）及びメジアン径、熱風乾燥前の含水率と共に表４に示す。また、実施例１の値についても併記する。

＜実施例１５〜１８、比較例８＞
混合繊維と珪質頁岩の配合比を変えた以外は実施例１と同様にして調湿性シートを作製し、得られた調湿性シートの吸放湿量を測定した。その結果を混合繊維と珪質頁岩の配合比と共に表５に示す。

＜比較例９＞
実施例１において、コーチング後、吸水ろ紙３枚に挟み、乾燥前の含水率を６５重量％までプレス脱水した以外は同様にして調湿性シートを作製した。得られた調湿性シートの密度は０．４４０ｇ／ｃｍ³、単層アスカー硬度は８５度であった。

＜比較例１０＞
実施例１において、ＪＩＳＰ８２２２（試験用板紙の調製方法）に準拠し、コーチングの後、吸水ろ紙３枚に挟み、圧力４１０ｋＰａで、１回目は５分間、２回目は２分間プレスし、得られた含水率５１重量％の湿紙を回転型乾燥機を用いて１１０℃で２分間乾燥した以外は同様にして調湿性シートを作製した。得られた調湿性シートの密度は０．５４２ｇ／ｃｍ³、単層アスカー硬度は９１度であった。また、調湿性シートは反りが著しいものであった。

＜比較例１１＞
比較例９において、コーチングの後、吸水ろ紙３枚に挟み、乾燥前の含水率を６０％までプレス脱水した以外は同様にして調湿性シートを作製した。得られた調湿性シートの密度は０．４６２ｇ／ｃｍ³、単層アスカー硬度は８９度であった。

＜実施例１９＞
実施例１で用い針葉樹パルプ７重量部及び段ボール古紙３３重量部と、実施例４で用いた綿廃棄物物解繊物１０重量部との混合繊維（フリーネス４６５ｍｌ）を繊維材料とし、この繊維材料５０重量部と、実施例１で用いた珪質頁岩５０重量部と、少量の製紙用薬剤（ロジンサイズ剤、硫酸バンド、アクリルバインダー、消泡剤）を含んだ水性スラリーを丸網抄紙機にて単層で抄紙した後、コンベア上の紙層を２００℃にて連続的に熱風乾燥し、更にシリンダー乾燥して調湿性シートを製造した。得られた調湿性シートの坪量は５０８ｇ／ｍ²、密度は０．３６３ｇ／ｃｍ³、単層アスカー硬度は８４度、吸放湿量は１７ｇ／ｍ²であった。なお、熱風乾燥前の含水率は８１重量％であった。

＜実施例２０＞
実施例１９において、抄紙坪量を増やした以外は同様に行い、坪量１１６５ｇ／ｍ²の調湿性シートを製造した。この調湿性シートの密度は０．３９８ｇ／ｃｍ³、単層アスカー硬度は８１度、吸放湿量は３７ｇ／ｍ²であった。なお、熱風乾燥前の含水率は８２重量％であった。

＜実施例２１＞
図１に示される構成のうち、背面シート５を省略した畳を作製した。調湿性シート２としては、実施例１９で製造したものを用いた。い草を織った畳表１を用い、断熱板４としては押し出し発泡ポリスチレン板を用いた。補強ボード３としては、厚さ１５ｍｍの木質系繊維板を用いた。

上記畳について、ＪＩＳＡ１４７０−１「調湿建材の吸放湿性試験方法」の湿度５０〜７５％の中湿域における試験を行った。試験結果を表６に示すと共に、吸放湿量変化グラフを図２に示す。

＜比較例１２＞
調湿性シート２を介在させなかった以外は実施例２１と同様の畳について同様の試験を行った。試験結果を表６に示すと共に、吸放湿量変化グラフを図２に示す。

１畳表
２調湿性シート
３補強ボード
４断熱板
５背面シート

Claims

木質系繊維単独又は木質系繊維を含む、フリーネスが４００〜７００ｍｌの繊維材料と、全固形分重量の１０〜７０重量％の珪質頁岩とを含有する水性スラリーを抄紙して得られる、坪量が４００〜３０００ｇ／ｍ²、密度が０．２〜０．５ｇ／ｃｍ³、単層アスカー硬度が８４度以下であって、前記繊維材料に、フリーネスが５００ｍｌ以上の嵩高繊維が配合されていることを特徴とする調湿性シート。
前記嵩高繊維の配合量が、前記水性スラリー中の全固形分の１〜４０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の調湿性シート。
前記請求項１又は２に記載の調湿性シートが芯材の一部として設けられていることを特徴とする畳。