JP6094285B2 - 吸収体用基材 - Google Patents
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Description
吸収体用基材に機能を付加した例として、グレープフルーツ種子等の抗菌成分を含有した吸収剤組成物(特許文献1)、針葉樹木から抽出された消臭成分を含有した吸収体(特許文献2)等が報告されている。しかし、これらの吸収体用基材には、抗菌剤や消臭剤などの化学物質を使用しており、充分な効果を得るためには、吸収体に大量の化学物質を含有させる必要があり、コストの上昇が懸念される。化学物質の含有量が低くても効果を発揮する吸収体用基材の開発が望まれている。
もし、吸収体の基材の物性を変えることにより機能性物質の効果が発揮され易い状態にすることができれば、さらに効果を増大させることができる。また、添加する機能性物質の添加量を低減できるため、製造コストを低減できる。
(1)液透過性表面シートと、液不透過性裏面シートと、これら両シートの間に配置された吸収シートとを構成要素とする吸収体用基材において、少なくとも1つの構成要素の比表面積(前記比表面積は窒素吸着法により測定)が、10m2/g以上であることを特徴とする吸収体用基材。
図1に示すように、本発明の吸収体用基材10は、液透過性表面シート11、液不透過性裏面シート12、及び吸収シート13の構成要素から構成される。吸収シート13は、液透過性表面シート11と液不透過性裏面シート12の中間に挟み込まれた構造を有する。
本発明では、液透過性表面シート11、液不透過性裏面シート12、及び吸収シート13のうちの少なくとも1つの構成要素が下記の物性を有する。
前記吸収体用基材の構成要素の比表面積(窒素ガス吸着法で測定)は、10m2/g以上であり、30〜200m2/gであることが好ましく、50〜200m2/gであることがより好ましい。比表面積を前記範囲にすることにより、吸収体用基材の構成要素に無機化合物粒子を添加する場合、添加した無機化合物粒子がセルロース繊維に吸着する面積が大きくなるため、少量の無機化合物粒子の添加でも悪臭物質に対する効果が発揮される。
前記吸収体用基材の構成要素の密度は、0.3〜1.0g/cm3が好ましく、0.3〜0.9g/cm3がさらに好ましい。前記構成要素の密度を調節する方法は特に限定されるものではないが、各構成要素(シート)を抄紙する際に、有機溶剤の添加量を調節することにより密度を制御することができる。本発明の密度はJIS P8118:1998に準じて測定する。
前記吸収性素材の構成要素の平均孔径は、1〜1000nmであることが好ましい。平均孔径が前記下限値以上であれば、吸着効果をより高くできる。
前記吸収体用基材の構成要素の空孔率は、30〜80%が好ましく、40〜80%がさらに好ましい。本発明の空孔率は、JIS P8118に準じてシートの密度を測定し、その値から計算によって求める。
本発明の吸収体用基材を構成する構成要素の坪量は、5〜100g/m2が好ましく、10〜80g/m2がさらに好ましい。坪量が5g/m2未満ではシート剛度が小さいためハンドリング性が悪く、また厚さが薄いためシートとしての引張破断強度が小さく、加工の際に紙切れを起こしやすい。一方、100g/m2を超えると抄紙の際に濾水時間がかかるため、生産性の面で不適切である。本発明の坪量はJIS P8124:1998に準じて測定する。
セルロース繊維は上記リグノセルロースを含有する原料を公知公用の方法で微細化して得ることが可能である。例えば、植物繊維含有原料をグラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナーなどの機械的作用を利用する湿式粉砕でセルロース系繊維を細くする方法などが挙げられる。また、TEMPO(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシラジカル)触媒酸化、オゾン処理、酵素処理などの化学処理を施してから微細化する方法もある。勿論、木材を微粉砕後、脱リグニンなどの処理を行って得ることも可能である。一般的に、上記の方法で0.01〜20質量%程度のセルロース繊維懸濁液が得られる。
本発明のセルロース微細繊維の繊維径は走査型または透過型電子顕微鏡で観察した際に測定したものである。セルロース微細繊維は幅に分布があるため、2000〜100000倍の間に、顕微鏡の倍率を変え、測定回数を増やして測定し、繊維径を特定する。
繊維の長さも繊維径と同様に走査または透過型電子顕微鏡で、視野に入るように倍率を変えて観察し、測定する。
また、金属のナノ粒子も本発明の無機化合物のナノ粒子として使用可能である。具体例としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、白金、ルテニウム、亜鉛、パナジウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムなどが挙げられる。
また、ゼオライト、ハイドロキシアパタイト、シリカに前記無機化合物粒子が結合したナノプラチナーシリカ粒子等や、前記無機化合物粒子を含有する市販の抗菌剤や消臭剤等も特に制限なく用いることができる。
針葉樹晒クラフトパルプ(王子ホールディングス社製、水分50%、JIS P8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)は550ml)を濃度4.0%になるように水を加え、ディスインテグレーターで離解して、パルプ分散液を得た。このパルプ分散液を長径250mmのグラインダー部を有する増幸産業社製のマスコロイダーを用いて、処理回数3回で解繊処理を行って微細化した。得られた解繊液の上澄み濃度は3.25%であった。また、上澄み中の微細繊維の幅は60〜700nmの範囲にあり、平均繊維幅は140nmであった。
上記解繊液の上澄みの濃度が約3%になるように水を加えて希釈し、ホモミキサーで攪拌してセルロース微細繊維分散液を得た。このセルロース微細繊維分散液の固形分濃度を測定したところ、3.0%であった。
ナノプラチナ−シリカ粒子((株)エブリウェアー製、PN−100SP)をセルロース微細繊維分散液の固形分100重部に対し1部となるように添加した。
以上の操作で調製したセルロース微細繊維とナノプラチナ−シリカ粒子を含有する分散液を508ナイロンメッシュシート上で厚さが均一になるようにアプリケータ(クリアランス1mm)で表面を均し、さらに下部より吸引脱水した後に、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DEGDME、東邦化学社製、商品名:「ハイソルブMDM」、分子量134、沸点162℃、表面張力28N/m)を湿紙状態のシートの固形分100部に対して1200部を添加した。下部より吸引後、105℃に加熱したシリンダドライヤで0.2MPaに加圧しながら乾燥させた。以上の操作で無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シートを得た。
下記の液透過性表面シート、吸収シート、液不透過性裏面シートを用いて、吸収シートを液透過性表面シートと液不透過性裏面シートの中間に挿入した。次に、液透過性表面シートと液不透過性裏面シートを貼り付け、吸収シートが液透過性表面シートと液不透過性裏面シートとの間に包み込み、吸収体用基材を作製した。
液透過性表面シートとしては、無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シートを用いた。
(吸収シート)
綿状パルプ150g/m2、ポリアクリル酸ナトリウム(高吸収性ポリマー)135g/m2、熱融着性繊維(ポリエステル/ポリエチレン)15g/m2、を均一に分布させたものを不織布で包み込み、表面温度150℃の熱プレスロールにて吸収体全体の緊度が0.10g/cm3となるように調製し、吸収シートを得た。
(液不透過性裏面シート)
液不透過性裏面シートとしては、不織布を用いた。
前記で作製した吸水性物品をポリフッ化ビニル製バッグ)3Lに入れ、密封後、ポリフッ化ビニル製バッグ内に1mlのアンモニアガスを注入し、ポリフッ化ビニル製バッグを密閉し60分間静置した。10人の被験者が各々ポリフッ化ビニル製バッグ内の臭い下記の5段階評価で判定した。10名の評価結果の平均値を表1に示す。
[臭い評価法]
1:無臭である。
2:何の臭いかわからないが、ややかすかに何かを感じる強さである。
3:何の臭いであるかわかる弱い臭いである。
4:明らかに感じる臭いである。
5:強い臭いである。
実施例1において、ジエチレングリコールジメチルエーテルを湿紙状態のシートの固形分100部に対して600部を添加した以外は全て実施例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実施例1において、ジエチレングリコールジメチルエーテルを湿紙状態のシートの固形分100部に対して300部を添加した以外は全て実施例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実施例1において、マスコロイダーの処理回数を1回にした以外は全て実施例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
針葉樹晒クラフトパルプ(王子ホールディングス社製、水分50%、JIS P8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)は550ml)を濃度4.0%になるように水を加え、ディスインテグレーターで離解して、パルプ分散液を得た。この分散液の濃度が約0.2%になるように水を加えて希釈し、ホモミキサーで攪拌して微細繊維分散液を得た。この分散液の固形分濃度を測定したところ、0.2%であった。
ナノプラチナ−シリカ粒子((株)エブリウェアー製、PN−100SP)を分散液の固形分100部に対し1部となるように添加した。
このように調製した分散液を508ナイロンメッシュシート上に展開し、下部より吸引脱水した後に、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DEGDME、東邦化学社製、商品名:「ハイソルブMDM」、分子量134、沸点162℃、表面張力28N/m)を湿紙状態のシートの固形分100部に対して1200部を添加した。下部より吸引後、105℃に加熱したシリンダドライヤで0.2MPaに加圧しながら乾燥させた。以上の操作で、無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シートを得た。得られたシートを用いて、実施例1と同様の方法で吸収体用基材を作製し、臭いの評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1の<吸収シート>において、「綿状パルプ」の代わりに「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」を用いた。また、実施例1の<液透過性表面シート>において、「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」の代わりに「不織布」を用いた。それ以外の操作は全て実施例1と同様の方法で試験した。結果を表2に示す。
実施例2の<吸収シート>において、「綿状パルプ」の代わりに「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」を用いた。また、実施例2の<液透過性表面シート>において、「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」の代わりに「不織布」を用いた。それ以外の操作は全て実施例2と同様の方法で試験した。結果を表2に示す。
実施例3の<吸収シート>において、「綿状パルプ」の代わりに「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」を用いた。また、実施例3の<液透過性表面シート>において、「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」の代わりに「不織布」を用いた。それ以外の操作は全て実施例3と同様の方法で試験した。結果を表2に示す。
実施例4の<吸収シート>において、「綿状パルプ」の代わりに「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」を用いた。また、実施例4の<液透過性表面シート>において、「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」の代わりに「不織布」を用いた。それ以外の操作は全て実施例4と同様の方法で試験した。結果を表2に示す。
比較例1の<吸収シート>において、「綿状パルプ」の代わりに「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」を用いた。また、比較例1の<液透過性表面シート>において、「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」の代わりに「不織布」を用いた。それ以外の操作は全て比較例1と同様の方法で試験した。結果を表2に示す。
実施例1の<液不透過性裏面シート>において、「不織布」の代わりに「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」を用いた。また、実施例1の<液透過性表面シート>において、「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」の代わりに「不織布」を用いた。それ以外の操作は全て実施例1と同様の方法で試験した。結果を表3に示す。
実施例2の<液不透過性裏面シート>において、「不織布」の代わりに「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」を用いた。また、実施例2の<液透過性表面シート>において、「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」の代わりに「不織布」を用いた。それ以外の操作は全て実施例2と同様の方法で試験した。結果を表3に示す。
実施例3の<液不透過性裏面シート>において、「不織布」の代わりに「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」を用いた。また、実施例3の<液透過性表面シート>において、「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」の代わりに「不織布」を用いた。それ以外の操作は全て実施例3と同様の方法で試験した。結果を表3に示す。
実施例4の<液不透過性裏面シート>において、「不織布」の代わりに「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」を用いた。また、実施例4の<液透過性表面シート>において、「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」の代わりに「不織布」を用いた。それ以外の操作は全て実施例4と同様の方法で試験した。結果を表3に示す。
比較例1の<液不透過性裏面シート>において、「不織布」の代わりに「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」を用いた。また、比較例1の<液透過性表面シート>において、「無機化合物粒子を含むセルロース微細繊維シート」の代わりに「不織布」を用いた。それ以外の操作は全て比較例1と同様の方法で試験した。結果を表3に示す。
実施例1において、ナノプラチナ−シリカ粒子の代わりに銀粒子を用いた以外は全て実施例1と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実施例2において、ナノプラチナ−シリカ粒子の代わりに銀粒子を用いた以外は全て実施例2と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実施例3において、ナノプラチナ−シリカ粒子の代わりに銀粒子を用いた以外は全て実施例3と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実施例4において、ナノプラチナ−シリカ粒子の代わりに銀粒子を用いた以外は全て実施例4と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
比較例1において、ナノプラチナ−シリカ粒子の代わりに銀粒子を用いた以外は全て比較例1と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
11 液透過性表面シート
12 液不透過性裏面シート
13 吸収シート
Claims (7)
- 液透過性表面シートと、液不透過性裏面シートと、これら両シートの間に配置された吸収シートとを構成要素とする吸収体用基材において、
少なくとも1つの構成要素が、セルロース繊維に消臭機能を有する無機化合物粒子が添加されたセルロース繊維シートであり、
前記セルロース繊維シートの比表面積(前記比表面積は窒素吸着法により測定)が、10m2/g以上であることを特徴とする吸収体用基材。 - 前記セルロース繊維シートの平均孔径が1〜1000nmであることを特徴とする請求項1に記載の吸収体用基材。
- 前記セルロース繊維は、平均繊維径が1〜1000nmのセルロース微細繊維であることを特徴とする請求項1または2に記載の吸収体用基材。
- 前記セルロース繊維シートに含まれるセルロース繊維と無機化合物粒子の比率が、10000:1〜1:1であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸収体用基材。
- 前記無機化合物粒子の平均粒子径が1〜2000nmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸収体用基材。
- 前記無機化合物粒子が、金属にシリカが結合した粒子であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸収体用基材。
- 前記無機化合物粒子が、酸化アルミニウム、二酸化珪素、二酸化チタン、金、白金、銀、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、コバルト、パラジウム、ゼオライトから選択される少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸収体用基材。
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