JP6223493B2

JP6223493B2 - 紙管の製造方法

Info

Publication number: JP6223493B2
Application number: JP2016067097A
Authority: JP
Inventors: 哲平森脇
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP2017176395A; WO2017168946A1

Description

本発明は、紙管の製造方法に関する。

従来、トイレ空間で発生する臭いを緩和したり消したりするために、トイレ空間に常備されるトイレットロールの紙管に消臭剤が付与されているものが知られている。
例えば、接着剤等に消臭剤を混和して塗布したもの（例えば、特許文献１参照）や、マイクロカプセルに消臭剤を封じ、トイレットロールの回転時にマイクロカプセルを崩壊させ消臭効果を発揮させるもの（例えば、特許文献２参照）などがある。

特開２０１４−１９３２１２号公報特開２００９−２４２０６５号公報

しかしながら、上記特許文献１では、消臭機能の制御が困難であり、トイレットロールが実際に使用されるまで消臭効果を維持し難いという問題があった。また、上記特許文献２は、上記課題を解決するため、マイクロカプセルに消臭剤を封じたものであるが、製造工程においてマイクロカプセルの崩壊が起こり易く、やはり、トイレットロールが実際に使用される際に所望の効果を得難いという問題があった。

本発明の目的は、消臭効果を長期間維持することのできる紙管の製造方法を提供することである。

以上の課題を解決するため、
請求項１に記載の発明は、ロール状シートの芯となる紙管の製造方法において、
ポリフェノールと、シクロデキストリンとを、水および低級アルコールからなる溶媒に混合して塗工液を作成する工程と、
坪量１３０〜２００ｇ／ｍ^２の紙管原紙に対して、前記塗工液をグラビア印刷および／またはフレキソ印刷により６〜１８ｇ/ｍ^２塗布した後、管状に成形する工程と、
を有し、
前記塗工液は、前記ポリフェノールを０．０６２５〜１．２５％の含有率で含み、前記シクロデキストリンを３．７５〜１２．５０％の含有率で含むとともに、前記低級アルコールを前記塗工液の全体積に対し３〜１５％の体積比で含み、
前記シクロデキストリンの平均粒径は、１００μｍ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、消臭効果を長期間維持することができる、ロール状シートの紙管を効率よく製造できる。

本実施形態のロール状トイレットペーパーを示す斜視図である。本実施形態の紙管を示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。但し、発明の範囲は図示例に限定されない。以下の説明においては、本発明の実施の形態における紙管を使用したロール状シートとして、紙管にシートとしてのトイレットペーパーを捲回してなるロール状トイレットペーパーを例示して説明することとする。

＜トイレットペーパー＞
ロール状トイレットペーパー１０は、例えば、図１に示されるように、略中空円筒形状をなす紙管３０と、一定幅に形成されて紙管３０を芯として捲回されたトイレットペーパー２０と、を備えて構成される。ロール状トイレットペーパー１０は、ペーパーホルダーに取り付けて、トイレットペーパー２０を引き出して使用するのが一般的である。
ロール状トイレットペーパー１０の大きさは特に限定されないが、直径９０〜１２０ｍｍ、幅１００〜１２０ｍｍ、紙管径３５〜５０ｍｍのものが一般的であり、本発明においても好適である。

トイレットペーパー２０を構成する原紙は、原料パルプを主原料とする薄葉紙用抄紙原料により製造できる。その原料パルプは、特に限定されるものではなく、トイレットペーパー２０の具体的な用途に応じて適宜原料パルプを選択し、また配合して使用することができる。
トイレットペーパー２０のプライ数及び坪量は、その用途によって適宜調整することができるが、プライ数が１プライから３プライ、全体での紙厚９０〜２７０μｍ、１プライの坪量は１０〜３０ｇ／ｍ^２の範囲内にあるものを使用するのが望ましい。
坪量が１０ｇ／ｍ^２未満では、柔らかさの向上の観点からは好ましいものの、使用に耐えうる十分な強度を適正に確保することが困難となる。逆に、坪量が３０ｇ／ｍ^２を超えると紙全体が硬くなるとともに、ゴワ付き感が生じてしまい肌触りが悪くなる。なお、坪量の測定方法としては、例えばＪＩＳＰ８１２４：２０１１に準じた方法等が挙げられる。

＜紙管＞
紙管３０は、例えば、図２に示されるように、紙管３０の内周面に面した内側原紙３１と、紙管３０の外周面に面した外側原紙３２の、２枚の紙管原紙から形成される。

内側原紙３１と外側原紙３２は、例えば、紙管原紙が螺旋状に巻かれたスパイラル紙管、平巻き紙管として形成される。スパイラル紙管では一方の紙管原紙の一方面に接着剤を付与し、前記一方の紙管原紙の糊付けされた面に他方の紙管原紙を幅方向に一部重ね、前記他方の紙管原紙の糊付け面と接しない面を螺旋状に巻き付けて連続的に筒状の紙管を形成する。内側原紙３１及び外側原紙３２を構成する紙管原紙は、強度維持の観点から、米坪１３０〜２００ｇ／ｍ^２、剛度３００〜６００の原紙を用いることが好ましい。なお、剛度の測定方法としては、例えばＪＩＳＰ８１４３：２００９に準じた方法等が挙げられる。上記の剛度であれば、紙管としたときに潰れのない紙管が得られる。

内側原紙３１と外側原紙３２は、必要に応じて接着剤等を用いて互いに接着されている。
内側原紙３１と外側原紙３２とを接着剤を用いて固定する場合、その接着方法は任意であり、既知の紙管接着剤（例えば、ＣＭＣ、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール）の他、ホットメルト、ラテックス等を用いて接着することができる。接着剤の付与量は特に限定されないが、１〜２５．０ｇ／ｍ^２程度である。

本実施形態の紙管３０の内側原紙３１と外側原紙３２の少なくとも一方には、ポリフェノールとシクロデキストリンを混合した液体（塗工液）が塗布されている。

ポリフェノールは、紙管３０に消臭性能を付与するために使用した消臭剤である。消臭剤としてのポリフェノールには、植物から抽出されたタンニン、カテキンなどを用いることができる。
塗工液の組成におけるポリフェノールの含有率は０．０６２５〜１．２５％である。ポリフェノールの含有率をこの０．０６２５〜１．２５％とすることで、所望の消臭効果を発揮する紙管を得ることができる。

シクロデキストリンは、カップ状の環状構造を有し、内部に疎水性分子をゲスト分子として包接する性質を有する。また、シクロデキストリンは、水分存在下で包接したゲスト分子を放出する。本発明では、シクロデキストリンは、ゲスト分子としてポリフェノールを包接し、紙管３０の保管期間中に大気中の水分によってポリフェノールを徐放させるようにすることで、ポリフェノールの消臭性能を長時間持続させるために使用している。
また、シクロデキストリンは、ゲスト分子の包接後は粉体となり、塗工工程の効率が著しく損なわれるため、ポリフェノールとシクロデキストリンとを予め混合して溶解した塗工液の状態にて塗布することで、良好な塗工性が得られる。

さらに、ポリフェノールは金属イオンと錯体を形成するため、塗工工程中における金属部品等と反応して黒ずみ等を生じさせるが、ポリフェノールをシクロデキストリンに包接することで、ポリフェノールと金属が直接的に接しなくなると考えられるため、黒ずみ等が生じず、以て良好な操業性が得られる。

シクロデキストリンの平均粒径は、１００μｍ以下である。シクロデキストリンの平均粒径が１００μｍを超えると、ポリフェノールを包接し難くなり、長時間消臭効果を維持することが困難となる。さらに、水溶性が悪化するため、塗工液を調整する際に、シクロデキストリンが溶解し難くなる。なお、平均粒径は、メジアン径で測定したものである。
また、塗工液の組成におけるシクロデキストリンの含有率は３．７５〜１２．５０％である。シクロデキストリンの含有率が３．７５％未満では、長期間消臭効果を維持することが困難になることに加え、変色が見られることから、操業性が悪化する。逆に、シクロデキストリンの含有率が１２．５０％を超えると、塗工液の粘性が高まり紙管３０への塗工性が悪化する。

内側原紙３１および外側原紙３２に塗工液を付与するには、長尺に紙管原紙が巻かれたロール状の原反から当該内側原紙３１および外側原紙３２を繰り出し、塗工機でその内側原紙３１または外側原紙３２の一方面もしくは両方面の一部又は全体に塗工することにより行う。内側原紙３１および外側原紙３２に塗工液を付与する塗工機としては、フレキソ印刷機および／またはグラビア印刷機から所望の塗工量、操業性より選択することができる。塗工機による塗工液の付与態様としては、ベタ印刷のほか網点状、円状、ブロック状など適宜のパターン印刷、図形などの模様印刷や文字の印刷として付与することができる。

ポリフェノールおよびシクロデキストリンを含む塗工液の溶媒としては、水と低級アルコールとを混合したものを用いることが出来る。低級アルコールとしては、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メタノールを例示できる。また低級アルコールは塗工液の全体積に対し、３〜１５％の体積比で含むようにするのが望ましい。前記割合とすることで、紙管原紙のパルプ繊維と馴染みがよく、効率よい塗布が可能となる。

次に、本発明に係る紙管の実施例と比較例を作製し、その性能評価を行った結果を示す。

先ず、坪量が１６０ｇ／ｍ^２の原紙に対し、ポリフェノールとシクロデキストリンを含む塗工液をグラビア印刷の手法で塗布し、内側原紙３１とする紙管原紙を作製した。
また、塗工液を塗布しない坪量１６０ｇ／ｍ^２の原紙を外側原紙３２用の紙管原紙とした。
ここで、塗工液に用いたポリフェノールは、茶由来のカテキンであり、シクロデキストリンは、平均粒径５０μｍのもの（日新化学研究所）である。
また、塗工液におけるポリフェノールとシクロデキストリンの量が、下記の表１の実施例１〜６、比較例１〜９に示す値になるように、ポリフェノールとシクロデキストリンの濃度を調整した。この塗工液の溶媒は水およびイソプロピルアルコールであり、いずれの塗工液にもイソプロピルアルコールが塗工液の全量に対して体積比５％で含まれるようにした。
また、下記の表１の比較例７では、シクロデキストリンの代わりに粒径１０μｍのメラミン樹脂からなるマイクロカプセルを用いた。なお、メラミン樹脂カプセルの粒径はメジアン径で測定したものである。

そして、塗工液の塗布後に乾燥した内側原紙３１用の紙管原紙と、外側原紙３２用の紙管原紙とをポリビニルアルコールを主成分とする接着剤で接着し、内側原紙３１用の紙管原紙を内側にして内径４１ｍｍとなるように螺旋状に巻いた紙管を形成し、その紙管を長さ１１４ｍｍにカットしてなる紙管３０を作製した。

（消臭効果試験）
容量が１０Ｌの密閉容器に尿臭を模擬したアンモニアを１００ｐｐｍの濃度で発生させ、その容器内に、上記実施例１〜６、比較例１〜９の塗工液を付与した紙管３０を、それぞれ１本投入してから１時間後にアンモニアの濃度を検知管法にて測定した。アンモニアの濃度検知には、ガステック社製の検知器（ＧＶ−１００Ｓ）および検知管（３Ｌおよび３Ｌａ）を用いた。
また、５０℃ＲＨ９０％の環境に調整した恒温槽内に紙管３０を４日間放置した劣化後のサンプルについても、同様の消臭効果試験を行った。

（変色試験）
容量が５０ｍＬの容器に塗工液を満たし、前記液中に長さ５ｃｍ、幅２ｃｍの鉄板を1時間浸漬した後、水洗および風乾した。２４時間経過後に、鉄板の変色が見られるものを「×」、変色が無いものを「○」とした。

（塗工性）
塗工液の粘性増加により、印刷機での塗工時に、塗工液の泡立ちあるいは塗工面の塗布むらが生じたものを「×」、生じなかったものを「○」とした。

消臭効果試験の結果として、検知したアンモニア濃度が１０ｐｐｍ以下（消臭率９０％以上）となった場合、消臭効果があると判定した。
また、塗工性、変色試験に問題なく、アンモニアの消臭効果試験、及び４日間放置した後のサンプルについて消臭効果試験結果が何れも消臭効果があると判定された場合、総合評価を「○」とした。

表１に示した結果から、０．０６２５〜１．２５％のポリフェノールと、平均粒径が１００μｍ以下の３．７５〜１２．５０％のシクロデキストリンを含有した塗工液を塗布した場合（実施例１〜６）、紙管３０が、長時間、好適な消臭性能を有していることがわかる。これは、シクロデキストリン中に包接された消臭剤としてのポリフェノールである茶由来のカテキンが、湿度の影響を受けて徐々に放出されたことで、効果が長期間維持したものと考えられる。

一方、表１に示した比較例１〜３のように、シクロデキストリンの量が少なすぎる、又はシクロデキストリンを加えないと、経時後に消臭効果が得られないことがわかる。即ち、長時間の消臭性能を得られないことがわかる。同様に、比較例５、８、９のようにポリフェノールが少なすぎる、又はポリフェノールを加えない場合には、消臭効果を得られないことがわかる。
他方、比較例６に示すように、ポリフェノールが多すぎると、シクロデキストリンを配合しても変色が生じることがわかる。
また、比較例４のように、シクロデキストリンの量が多すぎると、シクロデキストリンの濃度に起因すると思われる粘性により、塗工性が低下した。
また、比較例７のように、シクロデキストリンの代わりにメラミン樹脂からなるマイクロカプセルを用いた場合、経時後も消臭剤としてのポリフェノールである茶由来のカテキンの徐放性が得られず、消臭効果が得られないことがわかる。また、塗工ムラが生じ、塗工適正も悪化する。

以上のように、本実施形態の紙管３０であれば、アンモニア臭に対する消臭効果を長期間維持できる。
つまり、本実施形態の紙管３０を使用したロール状トイレットペーパー１０であれば、保管中にトイレ空間の消臭を行い、悪臭緩和することができる。

なお、以上の実施の形態においては、内側原紙３１と外側原紙３２とで構成される紙管３０において、内側原紙３１にポリフェノールとシクロデキストリンが付与された紙管３０を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、外側原紙３２にポリフェノールとシクロデキストリンを付与してもよく、また、内側原紙３１と外側原紙３２の両方にポリフェノールとシクロデキストリンを付与するようにしてもよい。

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１０ロール状トイレットペーパー（ロール状シート）
２０トイレットペーパー（シート）
３０紙管
３１内側原紙
３２外側原紙

Claims

ロール状シートの芯となる紙管の製造方法において、
ポリフェノールと、シクロデキストリンとを、水および低級アルコールからなる溶媒に混合して塗工液を作成する工程と、
坪量１３０〜２００ｇ／ｍ^２の紙管原紙に対して、前記塗工液をグラビア印刷および／またはフレキソ印刷により６〜１８ｇ/ｍ^２塗布した後、管状に成形する工程と、
を有し、
前記塗工液は、前記ポリフェノールを０．０６２５〜１．２５％の含有率で含み、前記シクロデキストリンを３．７５〜１２．５０％の含有率で含むとともに、前記低級アルコールを前記塗工液の全体積に対し３〜１５％の体積比で含み、
前記シクロデキストリンの平均粒径は、１００μｍ以下であることを特徴とする紙管の製造方法。