JP6893108B2 - 清掃用シート及び当該清掃用シートの製造方法 - Google Patents
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Description
このような清掃用シートにおいては、消臭剤を配合することにより消臭機能を発揮させるということが行われている。
原紙シートに対して水性薬剤を含浸させた清掃用シートであって、
前記原紙シートは、
目付量が30〜150gsmであり、
水溶性バインダー及びセルロースナノファイバーを含有しており、
前記水性薬剤は、消臭剤及び前記水溶性バインダーと架橋する架橋剤を含んでおり、
前記水溶性バインダー及び前記セルロースナノファイバーは、前記原紙シートの厚み方向内側から外側に向かうにつれて徐々に含有量を増加させた状態となるように前記原紙シートに含有されていることを特徴とする。
本発明によれば、効率よく清掃用シートの強度及び消臭効果を向上させることができる。
前記セルロースナノファイバーは、前記原紙シートの厚み方向の中央から表面及び裏面に向かうにつれて含有量を増加させた状態となるように前記原紙シートに含有されていることを特徴とする。
本発明によれば、より効率よく消臭効果を向上させることができる。
原紙シートに対して、水溶性バインダーを含有する溶液を付与するバインダー付与工程と、
原紙シートに対して、セルロースナノファイバーを付与するCNF付与工程と、
原紙シートに対して、消臭剤を含む水性薬剤を付与する水性薬剤付与工程と、
を有し、
前記バインダー付与工程においては、水溶性バインダーを含有する溶液を前記原紙シートに対して、前記水溶性バインダーが前記原紙シートの厚み方向内側から外側に向かうにつれて徐々に含有量を増加させた状態となるように噴霧し、
前記CNF付与工程においては、セルロースナノファイバーを前記原紙シートに対して、前記セルロースナノファイバーが前記原紙シートの厚み方向内側から外側に向かうにつれて徐々に含有量を増加させた状態となるように噴霧することを特徴とする。
本発明によれば、原紙シートの厚み方向内側から外側に向かうにつれて水溶性バインダー及びセルロースナノファイバーの含有量を増加させた状態とした清掃用シートを製造することができる。
前記水溶性バインダー及び前記セルロースナノファイバーの付与されたシートを乾燥させる乾燥工程を有し、
前記水性薬剤付与工程は、前記乾燥工程で乾燥させたシートに対して、前記水性薬剤を付与することを特徴とする。
なお、水解性シートはトイレクリーナーを一例にして説明するが、水解性シートにはトイレクリーナー以外の清拭用途の水性薬剤を含浸させたウェットティシューなども含まれる。また、トイレクリーナーの製造時の紙の搬送方向をY方向(縦方向)、搬送方向に直交する方向をX方向(横方向)として説明する。
トイレクリーナー100は、複数枚(例えば、2枚)の原紙シートがプライ加工(積層)されたものであって、所定の水性薬剤が含浸されている。なお、原紙シートは、プライ加工されていない、1枚の原紙シートにより構成されていてもよい。
原紙シートの目付量は、30〜150gsm程度である。なお、目付量は、JIS P8124に基づくものである。
トイレクリーナー100の原紙シートは、トイレを掃除した後、そのまま便器の水溜りに廃棄できるように、水解性の繊維集合体から構成されている。
より好ましくは、広葉樹晒クラフトパルプの配合割合が50重量%を超えるもの、すなわち広葉樹晒クラフトパルプに対する針葉樹晒クラフトパルプの配合比が1/1未満となるものがあげられる。針葉樹晒クラフトパルプに対する広葉樹晒クラフトパルプの配合比を多くすることで、繊維間隙間が減少し、水分蒸散が抑制されるため、乾きにくさを向上させることができる。
また、粉砕されたパルプからなるシート、粉砕パルプを水解紙で覆ったり、挟んだりしたシートにより構成されていてもよい。
また、トイレクリーナー100の原紙シートには紙力増強のための水溶性バインダーが付与されている。水溶性バインダーとしては、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、デンプンまたはその誘導体、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸ナトリウム、トラントガム、グアーガム、キサンタンガム、アラビアゴム、カラギーナン、ガラクトマンナン、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、プルプラン、ポリエチレンオキシド、ビスコース、ポリビニルエチルエーテル、ポリアクリル酸ソーダ、ポリメタアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸のヒドロキシル化誘導体、ポリビニルピロリドン/ビニルピロリドン酢酸ビニル共重合体等のバインダー成分が挙げられる。
カルボキシル基を有する水溶性バインダーは、水中で容易にカルボキシラートを生成するアニオン性の水溶性バインダーである。その例としては多糖誘導体、合成高分子、天然物が挙げられる。
また、CMCは、水膨潤性のものを用いることが好ましい。これは、水性薬剤中の架橋剤である特定金属イオンとの架橋により、未膨潤化のままシートを構成する繊維をつなぎとめる機能を発揮し、清掃・清拭作業に耐えうる拭き取りシートとしての強度を発現することができるからである。
本実施形態のトイレクリーナー100の場合には、水溶性バインダーとして、CMCが付与されている。
また、トイレクリーナー100には、セルロースナノファイバー(以下、CNFと称す)が添加されている。
即ち、水溶性バインダー(本実施形態の場合には、CMC)には、CNFが添加されている。
例えば、パルプ繊維に対して機械的手法の解繊処理を施したものに、カルボキシメチル化等の化学的処理を施しても良いし、酵素処理を施しても良い。
また、化学的処理や酵素処理を施したCNFに、機械的手法の解繊処理を施しても良い。
なお、上記のように、本実施形態においては水溶性バインダーにCNFが添加されているため、CMCの含有量が原紙シートの厚み方向の中央から表面及び裏面に向かうにつれて徐々に増加した状態となっている場合、同時にCNFの含有量も原紙シートの厚み方向の中央から表面及び裏面に向かうにつれて徐々に増加した状態となっている。
紙の製造工程である抄紙工程においては抄紙機のワイヤーの上に繊維を敷き詰めて搬送方向に流すため、一般的には、紙は、抄紙機の搬送方向である縦方向に多くの繊維が並んでいる(例えば、縦:横=2.3:1等。図2(a)参照)という特性がある。そのため、横方向の繊維密度が薄く繊維が断裂しやすい。即ち、拭くときの方向によって破れやすい。そこで、本実施形態においては、図2(b)に示すように、トイレクリーナー100の縦横の繊維配向比率を0.8〜2.0、好ましくは、0.8〜1.2とすることで、どの方向から拭いても破れにくいトイレクリーナー100を提供することができる。なお、縦横の繊維配向の比率は、MD及びCD方向の湿潤強度の比により求めることができる。
また、本実施形態のトイレクリーナー100には、水溶性バインダー(本実施形態のトイレクリーナー100の場合には、CMC)と架橋する架橋剤及び消臭剤を含む所定の水性薬剤が含浸されている。なお、水性薬剤には、この他、水性洗浄剤、香料、防腐剤、除菌剤、有機溶剤等の補助剤が含まれる。
当該水性薬剤は、水溶性バインダーが含浸された後に、乾燥された原紙シートに対して、含浸される。
また、水性薬剤は、トイレクリーナー100の基材である原紙シートの重量に対して100〜500重量%含浸させるが、好ましくは150〜300重量%である。
本発明に係るポリフェノール、ポリフェノールの誘導体及び類似体のより好ましい具体例としては、タンニン、カテキン、ルチン、アントシアニン、エラグ酸、クマリン、フラボン及びこれらの誘導体又は前駆体である。
上記ポリフェノール等のなかには、アンモニアに加えて、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミンに対して反応性を有して消臭機能を有するものも存在するが、もちろん本発明に用いる消臭剤はそのようなものであってもよい。
タンニン及びタンニン誘導体は、分子量が大きくフェノール系水酸基を多く有するため消臭機能に優れる。なお、タンニンは、縮合型タンニン、加水分解型タンニンのいずれでもよい。また、タンニンのなかでも、柿由来の柿タンニンは、分子量が非常に大きく、消臭効果に極めて優れるため、本発明に係る消臭剤成分として、この柿タンニン及び柿タンニン誘導体の少なくとも一方を含むようにするのがよい。柿タンニンの場合における好適な付与量は、上述のとおり、0.0001〜1.0g/m2、好ましくは0.003〜0.5g/m2である。但し、柿タンニン及び柿タンニン誘導体は、濃度が高まると特有の茶褐色の色が顕著となるため、2.0g/m2を超えて付与すると清掃用シートが茶褐色に染色して、清潔感を低下させるおそれがある。
これにより、原紙シートの比表面積がパルプのみの組成のものより大きくなることで、消臭剤を含む水性薬剤の蒸散量が多くなり、消臭剤と悪臭物質との接触点が増加するため、空間における消臭効果を向上させることができる。
なお、CNFの含有量は、原紙シートの厚み方向において内側から外側に向かうにつれて徐々に増加した状態となっていればよく、必ずしも表面及び裏面の両面に向かうにつれて増加する必要はない。したがって、例えば表面又は裏面のいずれかに向かうにつれて増加するようにしてもよい。
また、トイレクリーナー100の表面は原紙シートのままでも良いが、エンボス加工が施されていることが好ましく、トイレクリーナー100の場合、例えば、図1に示す通り、2種類のエンボスEM11及びEM12がエンボス加工により施されている。
また、エンボスEM12は、図3(b)に示すように、膨出部PR22が平面の形状を有している。
また、エンボスEM11の膨出部PR21とエンボスEM12の膨出部PR22が近接するだけであって、連なっていない場合であってもよい。
次に、トイレクリーナーの製造方法について説明する。図5は、トイレクリーナーの製造方法を示すフローチャートである。図6は、トイレクリーナーの原紙シート(抄紙シート)に対して水溶性バインダー溶液を付与する溶液付与設備の模式図である。図7は、図6に示す溶液付与設備で水溶性バインダー溶液が付与された原紙シートを加工する加工設備の模式図である。
以下、各工程の詳細については、詳述する。
まず、本実施形態にかかる抄紙工程(S1)について説明する。本発明の抄紙工程(S1)では、例えば、公知の湿式抄紙技術により抄紙原料を抄紙して原紙シートを形成する。すなわち、抄紙原料を湿紙の状態とした後に、ドライヤーなどによりこれを乾燥して、薄葉紙、クレープ紙などの原紙シートを形成する。
なお、原紙シートには、パルプ及び凝集剤の他、湿潤紙力剤、接着剤、剥離剤等の抄紙用薬品を適宜用いてもよい。
抄紙工程でも水溶性バインダー溶液を付与した場合、得られる水解性シート全体の強度を高めることができ、後工程の溶液付与工程で更に水溶性バインダー溶液を付与することにより、当該水解性シートの表面強度をより一層高めることができるようになる。
次いで、本実施形態のプライ加工工程(S2)について説明する。プライ加工工程(S2)では、図6に示すように、原反ロール1から連続的に繰り出される各連続乾燥原紙1A,1Aを、その連続方向に沿ってプライ加工しプライ連続シート1Bとする重ね合わせ部2に供給される。重ね合わせ部2は、一対のロールで構成され、各連続乾燥原紙1A,1Aをプライ加工し、プライ加工されたプライ連続シート1Bを形成する。なお、連続乾燥原紙1A,1A同士を重ね合わせる際に、連続乾燥原紙1A,1A同士がずれにくくなるように、ピンエンボス(コンタクトエンボス)で軽く留めておいてもよい。
次いで、本実施形態の溶液付与工程(S3)ついて説明する。溶液付与工程(S3)では、図6に示すように、プライ連続シート(抄紙シート)1Bの両方の外面(連続乾燥原紙1A,1Aをプライ加工した時に連続乾燥原紙1A,1A同士が対向しない面)に2流体方式の各スプレーノズル3,3により水溶性バインダー溶液を噴霧して連続シート1Cを生成する。
スプレー条件は、適宜設定可能であるが、例えば、スプレーノズル3のノズル径は、0.09gal/min以下であり、水溶性バインダー溶液の濃度;3.0〜4.0%、出温度;50〜70℃、液圧;2MPa以上、エア圧;0.05〜0.2MPsとなるようにする。
また、同時に、トイレクリーナーは、厚み方向において内側から外側に向かうにつれてCNFの含有量が徐々に増加した状態となるので、悪臭物質と接することとなる原紙シートの最外面部付近において、比表面積を特に大きくすることができ、効率よく消臭効果を向上させることができる。
なお、厚み方向において内側及び外側とは、両面に塗布した場合には、厚み方向の中央部を内側とし、外面を外側とする。また、片面に塗布した場合には、水溶性バインダー溶液の非塗布面を内側とし、塗布面を外側とする。
次いで、本実施形態の乾燥工程(S4)について説明する。乾燥工程(S4)では、図6に示すように、乾燥設備4において、上述の連続シート1Cの水溶性バインダー溶液中の不溶な液分を蒸発させて、有効成分、特にCMCを繊維に対して定着させる。
ここで、連続シート1Cの厚み方向外側から内側に向かうにつれて、水溶性バインダー溶液の浸み込む量が減少していくことから、当該厚み方向内側に向かうにつれて、CMCの定着量が減少することとなる。そのため、後述する仕上げ加工工程(S7)で水性薬剤が含浸された際、当該厚み方向内側に向かうにつれて、架橋反応が起こり難く、空隙を多く有することから、シート内部に当該水性薬剤を閉じ込めた状態とすることができる。これにより、得られるトイレクリーナーを乾き難くすることができる。
乾燥設備4としては、連続シート1Cに対して熱風を吹き付けて乾燥させるフード付きドライヤー設備が利用できる。なお、シート同士をより密着させるために、プレスロールやターンロールを設置し、乾燥工程(S4)の前に当該プレスロールや当該ターンロールに連続シート1Cを通しても良い。
次いで、本実施形態のスリット・巻き取り工程(S5)について説明する。スリット・巻き取り工程(S5)では、プライ加工された連続水解性シート1Dをオフラインの加工機で加工する際の原反とするために、上述の乾燥工程(S4)で乾燥されCMCの定着が図られた連続水解性シート1Dをテンションを調整しながら、スリッター5で所定の幅にスリットし、ワインダー設備6において、巻き取ることとなる。巻き取り速度は、プライ加工工程(S2)、溶液付与工程(S3)、乾燥工程(S4)を考慮して適宜定める。過度に早いとシートの破断が生じ、過度に遅いと皺が発生するのでこれに留意する。
スリット・巻き取り工程(S5)で、プライ加工された連続水解性シート1Dが圧着されることにより、連続水解性シート1Dがより一体化され、1枚相当のシートとなる。
次いで、本実施形態のエンボス加工工程(S6)について説明する。エンボス加工工程(S6)では、図7に示すように、2次原反ロール11から繰り出される、連続水解性シート1Dに対して、エンボスロール12によって、シート全面に所定の形状をなすエンボス加工が施される。このエンボス加工は、シートの強度、嵩高性、拭き取り性等を高めるとともに、デザイン性を高めることを目的としてなされている。
次いで、本実施形態の仕上げ加工工程(S7)について説明する。仕上げ加工工程(S7)では、図7に示すように、仕上げ加工設備13において、エンボス済シート1Eの裁断加工、裁断された各シートの折り加工、折り加工がなされた各シートへの水性薬剤(架橋剤、消臭剤、水性洗浄剤、香料、防腐剤、除菌剤、紙力増強剤、有機溶剤等を含む)の含浸、当該水性薬剤を含浸させた各シートの包装を一連の流れで行う。
以上の各工程を経ることにより、トイレクリーナーが製造される。
先ず、ドライ状態で秤量45gsmの原紙(パルプ配合;NBKP:LBKP=40:60)を2プライのシートを準備した。
次いで、水溶性バインダー塗布設備にて、上記シートの外面に、それぞれの条件で調整した水溶液(バインダー溶液)を両面にスプレー塗布し、実施例1及び比較例1のシートを作製した。
次いで、熱風乾燥機(温度180℃)を通過させ、水分率が約8%になるまで乾燥させ、所定幅にスリットしながら、原紙シートの加工用原反を作成した。
次いで、乾燥させた原紙シートに、シリンジで、下記薬液(水性薬剤)を、シート重量の200重量%となるように均一に含浸させた。
水性薬剤は、消臭剤としてPancil FG−25(リリース科学工業株式会社製)を含んでおり、シート重量に対して0.018g/m2となるように調整した。
実施例1及び比較例1のシートは以下の通りである。
水96%、CMC3.7%、CNF0.3%、のバインダー溶液をドライ状態の秤量45gsmの2プライシートに対して1.3%(dry塗布量)塗布したシート(CNFが原紙シートの厚み方向内側から外側に向かうにつれて含有量を増加させた状態となるように含有されているシート)
(比較例1)
水96%、CMC4.0%、のバインダー溶液をドライ状態の秤量45gsmの2プライシートに対して1.3%(dry塗布量)塗布したシート
(比較例2)
バインダー溶液塗布前に、CNF水溶液をドライ状態の秤量45gsmの2プライシートに対してCNFとして0.0039%(dry塗布量)になるように塗布し、乾燥後、水96%、CMC4.0%、のバインダー溶液をドライ状態の秤量45gsmの2プライシートに対して1.3%(dry塗布量)塗布したシート(CNFが原紙シートの厚み方向に均一に含有されているシート)
また、ここで使用したCNFは、NBKP100%のCNFである。CNFの平均繊維幅(メジアン径)が49nmのCNFを使用した。このCNFは、NBKPをリファイナー処理して粗解繊した後、高圧ホモジナイザーを用いて、4回処理して解繊することにより得られたものである。
バインダー溶液へのCNFの添加方法は、CNF分散溶液としてバインダー溶液に添加した。
まず、固形分濃度0.01〜0.1質量%のセルロースナノファイバーの水分散液100mlをテフロン(登録商標)製メンブレンフィルターでろ過し、エタノール100mlで1回、t−ブタノール20mlで3回溶媒置換する。
次に、凍結乾燥し、オスミウムコーティングして試料とする。この試料について、構成する繊維の幅に応じて5000倍、10000倍又は30000倍のいずれかの倍率(本実施例では、30000倍の倍率)で電子顕微鏡SEM画像による観察を行う。具体的には、観察画像に二本の対角線を引き、対角線の交点を通過する直線を任意に三本引く。さらに、この三本の直線と交錯する合計100本の繊維の幅を目視で計測する。そして、計測値の中位径(メジアン径)を平均繊維径とする。なお、計測値の中位径に限らず、例えば、数平均径や、モード径(最頻径)を平均繊維径としてもよい。
実施例1及び比較例1のサンプルを用いて、以下の手順に従って消臭試験を行った。
1)30mm×30mmの大きさに切り出した不織布をデシケーター内の壁面に固定し、150mm×150mmの大きさに切り出した実施例1及び比較例1のサンプルをそれぞれ、デシケーターの底に表面積が広くなるように設置した。
2)不織布にアンモニア水を0.1ml滴下し、すぐにデシケーターを密閉し、2分経過するのを待って、デシケーター内のアンモニア濃度が100ppmとなるのを確認した。
3)臭気測定器(株式会社ガステック;検知管式気体測定器 気体採取器セット(GV−100S))を用いて、1分後、2分後、3分後、4分後、5分後の臭気(アンモニアガスの残存率(%))を測定した。
その結果は表Iに示す。
表Iより、比較例1のサンプルでは、2分後以降、アンモニアガスの残存率が略一定になるのに対し、実施例1及び比較例2のサンプルでは、2分後以降もアンモニアガスの残存率が低下していくことがわかる。
これにより、CNFを含有する実施例1及び比較例2のサンプルは、CNFを含有しない比較例1のサンプルと比較して、消臭効果が向上していることがわかる。
これにより、CNFを、原紙シートの厚み方向内側から外側に向かうにつれて含有量が増加した状態となるように含有させることによって、効率よく消臭効果を向上させられることが分かる。
これにより、消臭効果を向上させることができる。
さらに、CNFを、原紙シートの厚み方向内側から外側に向かうにつれて含有量を増加させた状態となるように含有させることによって、効率よく消臭効果を向上させることができる。
図10〜図12において、凹部e2は、凸部e1を反転した形状である。凸部e1と凹部e2は、交互に一例に配置され、この列が多列に、かつ隣り合う列における凸部e1と凹部e2が互いに半ピッチずれるように配列されたエンボスパターンを形成している。このように、凸部e1及び凹部e2が縦方向においても横方向においても交互に形成されていることで、凸部同士や凹部同士が一列に並んでいるエンボスパターンよりも汚れの拭き取り性を向上させることができる。なお、凸部e1と凹部e2の形状は、特に限定されず、円形、楕円形、多角形等が用いられる。各形状を組み合わせたものとしてもよい。
1 1次原反ロール
1A 連続乾燥原紙
1B プライ連続シート
1C 連続シート
1D 連続水解性シート
1E エンボス済シート
2 重ね合わせ部
3 スプレーノズル
4 第1乾燥設備
5 スリッター
6 ワインダー設備
11 2次原反ロール
12 エンボスロール
13 仕上げ加工設備
14 フォーマー
15 ワイヤー
16 サクションボックス
17 第1ドライパート
18 回転ドラム
19 フード
20 上コンベアベルト
21 下コンベアベルト
22 真空ロール
23 スプレーノズル
24 第2ドライパート
25 回転ドラム
26 フード
EM11、EM12、EM21 エンボス
PR21、PR22 膨出部
HT21、HT22 膨出部の高さ
CN31、SN32 接触面積
e1 凸部
e2 凹部
Claims (4)
- 原紙シートに対して水性薬剤を含浸させた清掃用シートであって、
前記原紙シートは、
目付量が30〜150gsmであり、
水溶性バインダー及びセルロースナノファイバーを含有しており、
前記水性薬剤は、消臭剤及び前記水溶性バインダーと架橋する架橋剤を含んでおり、
前記水溶性バインダー及び前記セルロースナノファイバーは、前記原紙シートの厚み方向内側から外側に向かうにつれて徐々に含有量を増加させた状態となるように前記原紙シートに含有されていることを特徴とする清掃用シート。 - 前記セルロースナノファイバーは、前記原紙シートの厚み方向の中央から表面及び裏面に向かうにつれて含有量を増加させた状態となるように前記原紙シートに含有されていることを特徴とする請求項1に記載の清掃用シート。
- 清掃用シートの製造方法であって、
原紙シートに対して、水溶性バインダーを含有する溶液を付与するバインダー付与工程と、
原紙シートに対して、セルロースナノファイバーを付与するCNF付与工程と、
原紙シートに対して、消臭剤を含む水性薬剤を付与する水性薬剤付与工程と、
を有し、
前記バインダー付与工程においては、水溶性バインダーを含有する溶液を前記原紙シートに対して、前記水溶性バインダーが前記原紙シートの厚み方向内側から外側に向かうにつれて徐々に含有量を増加させた状態となるように噴霧し、
前記CNF付与工程においては、セルロースナノファイバーを前記原紙シートに対して、前記セルロースナノファイバーが前記原紙シートの厚み方向内側から外側に向かうにつれて徐々に含有量を増加させた状態となるように噴霧することを特徴とする清掃用シートの製造方法。 - 前記水溶性バインダー及び前記セルロースナノファイバーの付与されたシートを乾燥させる乾燥工程を有し、
前記水性薬剤付与工程は、前記乾燥工程で乾燥させたシートに対して、前記水性薬剤を付与することを特徴とする請求項3に記載の清掃用シートの製造方法。
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