JP7094897B2

JP7094897B2 - 消臭シートおよび消臭方法

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Publication number: JP7094897B2
Application number: JP2018564103A
Authority: JP
Inventors: 智光清水; 直幸成定; 由紀子田端
Original assignee: ST Corp
Current assignee: ST Corp
Priority date: 2017-01-30
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2022-07-04
Anticipated expiration: 2037-09-25
Also published as: KR20190109736A; JPWO2018138964A1; WO2018138964A1

Description

本発明は、消臭シート及びこれを利用した消臭方法に関し、更に詳細には、悪臭に対し優れた消臭効果を発揮する消臭シート及びこれを利用して悪臭を除去する消臭方法に関する。

従来、各種消臭用途に使用可能な消臭剤含有シートとして、炭系吸着剤等の炭系吸着性物質をパルプ等からなる繊維シートに担持させたものが知られている。

例えば、特許文献１には、炭系吸着剤などから選択される１種以上の消臭剤とβ－グルクロニダーゼ阻害剤とを含有する消臭剤含有シートを、吸収性物品の１種である使い捨ておむつにおいて、吸収性コアを被覆するコアラップシートとして用いることが記載されている。

また、特許文献２には、合成繊維を主体とする繊維製品に、カルボン酸化合物、金属及び多孔質物質である炭系吸着剤からなる組成物を付与させた、排泄物臭等の悪臭に対し優れた消臭効果を発揮し得る消臭性繊維製品が記載されている。

しかし、特許文献１及び特許文献２に記載された技術では、十分な量の炭系吸着剤を繊維シート中に担持させることができず、脱臭効果が不十分であった。そして、炭系吸着剤を多く担持させるために、繊維シートの間に、炭系吸着剤を含有する消臭剤含有シートを介在させた積層シートを用いることについても提案されているが、製造方法が複雑化して製造コストが上がるおそれがある。

また近年、炭系吸着剤の消臭機能を利用した各種製品が広く普及しており、炭系吸着剤が黒色の物質であることや、炭系吸着剤が消臭機能を有していることは、一般消費者に広く知られている。そのため、炭系吸着剤による消臭効果を謳う消臭シートが、通常の紙のような白色ではなく、炭系吸着剤の色が反映された黒乃至灰色を有していることは、炭系吸着剤による消臭効力を消費者にアピールすることができるとともに、消臭効果に対する安心感を与えることができる。従って、黒色乃至灰色に着色される程度に大量の炭系吸着剤が担持させることで、実際の消臭効果に加え外観上も、消費者に優れた消臭効果を期待させるような色を有していることが望ましい。

特開２０１０－１９４２５４号公報特開２００４－５２２０８号公報

従って本発明の課題は、より多くの炭系吸着剤を繊維シート中に担持させることによって、炭系吸着剤の黒色が反映された色を有し、消臭性に優れる消臭シートを提供することである。

本発明者らは、炭系吸着剤を含有する消臭シートにおいて、炭系吸着剤の担持量を多くすべく鋭意研究を行っていたところ、パルプ繊維として、特定の繊維径のパルプ繊維を特定量使用し、かつ、炭系吸着材として、特定の平均粒径の炭系吸着剤を用いることにより、従来の消臭シートよりも高い含有率で炭系吸着剤を担持できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、パルプ繊維と炭系吸着剤とを含有する消臭シートであって、パルプ繊維が、繊維径１０μｍ～３０μｍのパルプ繊維をパルプ繊維の全質量に対して３０質量％以上含み、炭系吸着剤の平均粒径が５～５００μｍであることを特徴とする消臭シートである。

また、本発明は、上記消臭シートで、生ごみ又は排泄物を包む生ごみ又は排泄物の消臭方法である。

更に、本発明は、上記消臭シートを靴の中に入れる靴の消臭方法である。

本発明の消臭シートは、比較的多量の炭系吸着剤を含有しながらもその脱落が生じ難く、炭系吸着剤の黒色が反映された色を有し、消臭性に優れたものである。また、本発明の生ごみ又は排泄物の消臭方法によると、生ごみや排泄物を単に消臭シートで包むだけという、極めて容易な方法により、これらの悪臭を消臭することができる。さらに、本発明の靴の消臭方法によると、消臭シートを靴の中に入れておくだけで、靴の中に残っている悪臭を消臭することができる。

以下、本発明の消臭シートについて詳細に説明する。本発明の消臭シート（以下、「本発明シート」という）は、パルプ繊維及び炭系吸着剤で構成され、パルプ繊維として、特定の繊維径のパルプ繊維を特定量使用するものであり、また、炭系吸着剤として、特定の平均粒径の炭系吸着剤を使用するものである。

本発明シートは、パルプ繊維として、繊維径が１０～３０μｍのパルプ繊維を使用するものであり、これを単独で、又は、これ以外の繊維径のパルプ繊維と組み合わせて使用することができる。また、繊維径が１０～３０μｍのパルプ繊維と組み合わせるパルプ繊維の繊維径としては、特に限定されないが、例えば、３０μｍを超えるものが好ましく、３１～５０μｍがより好ましく、３５～４５μｍが更に好ましい。繊維径が１０～３０μｍのパルプ繊維と、繊維径が３０μｍを超えるパルプ繊維を組み合わせて使用することにより、消臭効果が早く発揮され、また、シートの強度が増すため、シートをロール状に巻き取る場合等において切れ難くなる。なお、上記繊維径とは、水中で離解させたパルプ繊維を画像計測ソフト付き顕微鏡にて測定した値である。

本発明シートにおける繊維径が１０～３０μｍのパルプ繊維としては、特に限定されないが、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、古紙（再生）パルプ、親水性表面を有するパルプ等のパルプ繊維を公知の方法により処理して、上記繊維径や後述する平均繊維長にしたものを使用することができる。繊維径が１０～３０μｍのパルプ繊維の含有量としては、本発明シートにおけるパルプ繊維の全質量に対して、３０質量％(以下、単に「％」と記載する)以上であり、好ましくは３０～１００％、より好ましくは４０～９０％、更に好ましくは５０～８０％、特に好ましくは６０～７０％である。

上記繊維径が３０μｍを超えるパルプ繊維としては、特に制限されないが、例えば、針葉樹晒サルファイトパルプ（ＮＢＳＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の木材パルプ；楮、三椏、雁皮等の靱皮パルプ；藁、竹、ケナフ、麻、コットン等の非木材パルプ等のパルプ繊維を公知の方法により処理して、上記繊維径や後述する平均繊維長にしたものを使用することができる。繊維径が３０μｍを超えるパルプ繊維の含有量としては、本発明シートにおけるパルプ繊維の全質量に対して、０～７０％であり、好ましくは１０～６０％、より好ましくは２０～５０％、更に好ましくは３０～４０％である。

なお、本発明シートのパルプ繊維において、繊維径が１０～３０μｍのパルプ繊維と繊維径が３０μｍを超えるパルプ繊維とを組み合わせる場合の、これらの配合量は特に限定されないが、例えば、繊維径が１０～３０μｍのパルプ繊維をパルプ繊維の全質量に対して６０～７０％、繊維径が３０μｍを超えるパルプ繊維をパルプ繊維の全質量に対して３０～４０％配合するのが特に好ましい。

本発明シートで使用するパルプ繊維の長さとしては、特に限定されないが、例えば、平均繊維長０．１～３．０ｍｍの範囲が好ましく、０．５～２．０ｍｍがより好ましい。なお、平均繊維長とは、パルプ繊維を水中で離解させ、１００本以上のパルプ繊維の繊維長を画像計測ソフト付き顕微鏡にて繊維長を測定し、平均した値である。

また、本発明シートの全質量に対するパルプ繊維の含有量は、例えば、８５～９８．５％が好ましく、９０～９５％がより好ましい。

本発明シートは、平均粒径が５～５００μｍの炭系吸着剤を用いるものである。炭系吸着剤の脱落抑制及び消臭効果の向上の観点から、炭系吸着剤の平均粒径は１０μｍ～２５０μｍが好ましく、１５μｍ～１５０μｍがより好ましく、１５μｍ～７５μｍがさらに好ましい。平均粒径が５～５００μｍの炭系吸着材を用いることにより、上記パルプ繊維から形成されるシート中に炭系吸着剤が多く担持されるとともに脱落が効果的に抑制される。またそれに伴って消臭効果が向上すると共に、本発明に係る消臭シート中に炭系吸着剤が均一に分散され、黒色乃至灰色の外観を呈する。なお、炭系吸着剤の平均粒径は、ＪＩＳＫ１４７４により測定した質量平均粒径の値である。

一方、炭系吸着剤の平均粒径が５μｍ未満では、炭系吸着剤が小さすぎるため、その脱落を抑制し難く、抄紙製造上における炭系吸着剤の歩留まりが低下するおそれがある。また、炭系吸着剤の平均粒径が５００μｍを超えると、炭系吸着剤の保持部として機能するパルプ繊維間の空間内に入り込む炭系吸着剤の割合が低下しやすく、また、外部からの摩擦や衝撃により容易に紙から脱落してしまい、炭系吸着剤の脱落抑制効果が低くなるおそれがある。また、炭系吸着剤の平均粒径が５００μｍを超えると、臭い物質の吸着性能が低下するため、消臭シートの消臭効果が低下しやすい。

また、炭系吸着剤の紙料（スラリー）調製工程における添加量は、パルプ繊維と炭系吸着剤の合計量に対して１．５～１５％であり、好ましくは５～１０％である。１．５％未満では消臭効果が不十分であり、また炭系吸着剤の黒色が反映されないため消費者の消臭効果の訴求効果が不十分となる。一方、１５％より多くすると抄紙工程での排水処理に負荷がかかるため好ましくない。

本発明シートで用いられる炭系吸着剤は、細孔構造を有する多孔性物質で大きな比表面積を有し、高い吸着性を有するものであれば従来公知の吸着性物質を用いることができる。吸着性物質としては、活性炭、備長炭、竹炭などを挙げることができる。これらの中でも、消臭効果が優れており、また、消費者に対して配合された炭系吸着剤の種類をアピールできるという点から、活性炭や備長炭を用いることが好ましい。

活性炭、備長炭、竹炭等は、原料として通常、ヤシ殻、木材、ウバメガシ、竹等の炭化物、石炭が使用されるが、本発明における炭系吸着材としては何れの原料により得られたものでも良い。また賦活法には、水蒸気や二酸化炭素により高温で処理するガス賦活法、あるいは塩化亜鉛、リン酸、濃硫酸処理等で処理する薬品賦活法があるが、本発明における炭系吸着材としては何れの方法により得られたものでも良い。

また、上記活性炭は、形状によって繊維状活性炭と粒子状活性炭とに分けられ、更に、粒子状活性炭として破砕炭、造粒炭、顆粒炭、球状炭、その他粉末状の活性炭微粒子等が挙げられるが、何れの形状のものを用いても良い。

本発明シートは、上記したように紙料調製工程において所定量の炭系吸着剤を添加するため、その全体が、炭系吸着剤の黒色が反映された色、より具体的には、黒色から灰色又はその類似色を有している。前述したように、炭系吸着剤による消臭効果を謳う消臭シートが、通常の紙のような白色ではなく、炭系吸着剤の黒色が反映された色を有していることは、炭系吸着剤による消臭機能を備えていることを使用者にアピールすることができるとともに、使用者に消臭効果感を与えることもできる。

また、本発明のシートには、パルプ繊維への炭系吸着剤の定着を良くさせたり、シートの湿潤紙力を向上させるために、さらに、展着剤を添加することが好ましい。展着剤としては、例えば、エポキシ化ポリアミドポリアミン樹脂（ＰＡＥ）等のカチオン性ポリアミドアミンやポリアクリルアミド等のアクリル系カチオンポリマー等が挙げられ、これらを単独で又は２種組み合わせて用いることができる。これらの展着剤の中でも、特にＰＡＥが好ましい。

上記展着剤の紙料工程における添加量は、本発明シートに用いるパルプ繊維の全質量に対して、０．１～３％が好ましく、より好ましくは０．５～２％である。展着剤の添加量が少なすぎると、炭系吸着剤のパルプ繊維への定着効果が出ない場合があり、含有量が多すぎると、消臭効果が低下する恐れがある。

本発明シートは、パルプ繊維、炭系吸着剤、及び必要により展着剤を含むものであるが、これら以外のその他の成分を含んでも良い。その他の成分としては、例えば、パルプ繊維以外の他の繊維（ポリエステル繊維、レーヨン繊維、アクリル繊維等の合成繊維等）、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤、凝集剤、定着剤、地合調整剤、剥離剤、タルク等の填料、染料、色顔料、抗菌剤、ｐＨ調整剤、耐水化剤、消泡剤等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、本発明シートにおいて、炭系吸着剤以外の他の吸着剤を用いることもできる。他の吸着剤としてはシリカゲル、ゼオライト、アルミノケイ酸亜鉛、焼結多孔質粘度鉱物等を用いることができる。

さらに、本発明シートでは、歩留剤、濾水剤、粘剤、サイズ剤、かさ高剤など、従来用いられる添加剤を配合することもできる。

本発明シートは、公知の湿式抄紙法によって製造することができる。湿式抄紙法は、パルプ繊維、炭系吸着剤等を含む水分散液からなる紙料（スラリー）を調製する紙料調製工程と、紙料からパルプ繊維を抄いて繊維ウエブとしたものを搬送しながら乾燥する抄紙工程とを有するものである。上述のとおり、紙料調製工程において、炭系吸着剤を、パルプ繊維と炭系吸着剤の合計量に対して１．５～１５％、より好ましくは５～１０％添加する。また展着剤を用いる場合は、パルプ繊維の全質量に対し０．１～３質量％、好ましくは０．５～２％添加する。紙料調製工程では、例えば、まずパルプ繊維と炭系吸着剤の水中に分散させた中間スラリーを調製し、次いで、この中間スラリーに展着剤を添加してスラリーとして、これを抄紙工程に供することができる。中間スラリーに展着剤を添加する場合も、中間スラリーに含まれる全パルプ繊維の乾燥質量を基準として、０．１～３質量％、好ましくは０．５～２％添加する。抄紙工程は、通常、ワイヤパート、プレスパート、ドライヤパート、サイズプレス、カレンダパート等に分けられ、順次実施される。湿式抄紙法は、例えば、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、オントップ抄紙機、ハイブリッド抄紙機、丸網抄紙機等の抄紙機を用いて常法に従って実施することができる。

本発明シートの形態としては、例えば、１枚の単層のシートのみからなる形態や、２枚以上の複数層のシートから構成される形態等が挙げられるが、好ましくは、１枚の単層シートである。本発明における単層シートの坪量は、適宜設定することができるが、坪量が高すぎるとシートの柔軟性や液透過性が損なわれる場合があり、また坪量が低すぎると炭系吸着剤の歩留まりが極度に低下する場合があることから、好ましくは１０～６０ｇ／ｍ²、より好ましくは１５～４０ｇ／ｍ²、さらに好ましくは２５～３５ｇ／ｍ²である。坪量が１０ｇ／ｍ²未満であると、ロール状に巻き取ることが困難になる場合があり、坪量が６０ｇ／ｍ²を超えると、消臭シートが硬くなり使用時の対物に対する擦れなどの問題が出る場合がある。

斯くして得られる本発明シートは、炭系吸着剤の黒色が反映された色を有し、消臭性に優れたものである。

本発明シートは、柔軟で切断・変形等が容易であるため、様々な方法で使用でき、例えば、消臭したい場所にそのまま置いたり、丸めて置くことも可能である。より具体的には、トイレットペーパータイプに加工された消臭シートを数十ｃｍ～数ｍ切り取り、ごみ箱の開口部を被覆したり、ごみ箱の中に敷く方法が例示される。また、濡れた生ごみを包んだり、三角コーナーにかぶせて使用したり、あるいは、人またはペットの排泄物を包んだり、丸めてブーツや運動靴等の靴の中に入れるなどして使用することができる。

本発明シートは、消臭効果だけでなく、吸水性にも優れるため、生ごみや排泄物を包んで使用した場合は、生ごみや糞尿からから生じる悪臭を消臭するとともに、生ごみや糞尿からから生じる液体を吸収して液体のにじみ出るのを防止することができる。

また、本発明シートを、丸めてブーツ等の靴に入れて使用する場合は、靴内を消臭するとともに、紙が靴内の湿気を吸収して、除湿効果も期待できる。

そのほか、本発明シートは、使い捨ておむつや生理用ナプキン等の吸収性物品の液保持性の吸収部材を被覆するシートとして利用することもできる

以下、本発明を実施例等により更に具体的に説明するが、本発明は斯かる実施例等に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、「％」は「質量％」を意味する。

実施例１
消臭シートの製造：
下記表１の処方に従い、パルプ繊維及び炭系吸着剤を水中に均一に分散させて中間スラリーを得た。表中の炭系吸着剤とパルプ繊維の数値は、炭系吸着剤とパルプ繊維の合計量に対する含有量を意味する。この中間スラリーを希釈しながら、エポキシ化ポリアミドポリアミン樹脂（ＰＡＥ）を、中間スラリー中の全パルプ繊維の乾燥質量に対して０．５％投入し、各成分が均一になるように十分に撹拌して、スラリーを得た。このスラリーを、スタンダードシートマシン（シート寸法直径１６０ｍｍ円形、熊谷理機工業（株）社製）を用い、ワイヤー目開き径１００メッシュの金網抄紙ワイヤー上で脱水し、紙層を形成させた。この紙層をドライヤーで乾燥させて単層の消臭シートを得た。

＊１：広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)：平均繊維長０．１～３．０mm
＊２：針葉樹晒サルファイトパルプ(NBSP)：平均繊維長０．１～３．０mm

試験例１
本発明品１～９及び比較品１～５の消臭シートについて以下の点で評価を行った。
（消臭試験）
試験方法
各消臭シートを１０ｃｍ×６０ｃｍの長さに裁断し、これをサンプルとした。このサンプルと電池式ファンを１０Ｌのテドラーバックに入れて密封し、１０Ｌの空気を入れた。これに生ゴミの代表的悪臭としてメチルメルカプタンを３０ｐｐｍになる様に注入し、４時間後のメチルメルカプタンの濃度を検知管で測定し下記の式により消臭率を測定した。結果を表２に示す。

（消臭シートの色）
目視で１０名のパネラーにより以下の基準で確認し、平均値を求め、平均点により以下のように評価した。結果を表２に示す。
＜基準＞
黒・・・・３
灰色・・・２
白・・・・１
＜評価＞
平均値２．０以上３．０以下・・・○
平均値１．０以上２．０未満・・・×

以上の結果より、本発明品はメチルメルカプタンに対して高い消臭効果を有することを確認した。また、繊維径が１０～３０μｍのパルプ繊維をパルプ繊維中に６６％程度含有し、かつ、繊維径が３０μｍを超えるパルプ繊維をパルプ繊維中に３３％程度含有する本発明品２は、消臭効果が極めて優れていた。さらに、平均粒径が２０μｍの活性炭を使用した本発明品２は、平均粒径が１５０μｍの活性炭をした本発明品９より消臭効果が高かった。なお、本発明品は、炭系吸着剤の黒色が反映された色になっており、消費者に消臭効力を認識させることができた。

試験例２
本発明品１～９について、ブーツ等の靴の代表的悪臭としてイソ吉草酸を２０ｐｐｍになる様にして、試験例１と同様に消臭試験を行い、一時間後の消臭率を測定した。結果を表３に示す。

以上の結果より、本発明品は、イソ吉草酸に対しても高い消臭効果を有することを確認した。

試験例３
（吸湿試験）
実施例１で得られた本発明品２のシートを、１０ｃｍ×６０ｃｍ（重さ１．６ｇ）の長さに裁断し、２５℃相対湿度８０％及び４０℃相対湿度９０％の恒湿槽の中に上記シートを丸めて入れ、７時間後、１日後、４日後、５日後に取り出し、シートの重さを測定した。

２５℃相対湿度８０％の条件では、７時間後には自重の約４％、１日後以降は自重の約８％の湿気を吸収した。また、４０℃相対湿度９０%の条件では、７時間後には自重の約８％の湿気を吸湿し、それ以上入れても重量に変化はなかった。

実施例２
活性炭及び備長炭含有消臭シート（トイレットペーパータイプ）：
パルプ繊維と炭系吸着剤の合計量に対し、パルプ繊維として、繊維径が１０～３０μｍのパルプ繊維３０％、繊維径が３０μｍを超えるパルプ繊維６０％及び炭系吸着剤として活性炭（平均粒径２０μm）５％、備長炭(平均粒径５０μｍ)５％を水中に均一に分散させて中間スラリーを得た。この中間スラリーを希釈しながら、エポキシ化ポリアミドポリアミン樹脂（ＰＡＥ）を、中間スラリー中の全パルプ繊維の乾燥質量に対して０．５％投入し、各成分が均一になるように十分に撹拌して、スラリーを得た。このスラリーを、スタンダードシートマシン（シート寸法直径１６０ｍｍ円形、熊谷理機工業（株）社製）を用い、ワイヤー目開き径１００メッシュの金網抄紙ワイヤー上で脱水し、紙層を形成させた。この紙層をドライヤーで乾燥させて単層の消臭シートを得た。得られた単層の脱臭シートを巻き取り、トイレットペーパータイプの消臭シートとした。

本発明の消臭シートは、炭系吸着剤の脱落が生じ難く、比較的多量に安定的に担持できるため、炭系吸着剤の黒色が反映された色を有し、消臭性に優れたものである。また柔軟で切断や変形が容易であるため、生ごみや排泄物を包んで消臭したり、丸めて靴の中に収容しておくことで靴の中に残っている悪臭を消臭することができるなど、様々な用途に利用可能な消臭シートとして有用である。

Claims

パルプ繊維と炭系吸着剤とを含有する消臭シートであって、パルプ繊維が、繊維径１０μｍ～３０μｍのパルプ繊維をパルプ繊維の全質量に対して３０～６０質量％含み、繊維径３１～５０μｍのパルプ繊維をパルプ繊維の全質量に対して３０～６０質量％含み、炭系吸着剤の平均粒径が５～５００μｍであることを特徴とする消臭シート。
さらに展着剤を含有する請求項１記載の消臭シート。
展着剤が、カチオン性ポリアミドアミン及びアクリル系カチオンポリマーよりなる群から選ばれる１種以上である請求項２記載の消臭シート。
炭系吸着剤が、活性炭、備長炭及び竹炭よりなる群から選ばれる１種又は２種以上である請求項１～３の何れかに記載の消臭シート。
坪量が１０～６０ｇ／ｍ²である請求項１～４の何れかに記載の消臭シート。
請求項１～５の何れかに記載の消臭シートで、生ごみ又は排泄物を包むことを特徴とする生ごみ又は排泄物の消臭方法。
請求項１～５の何れかに記載の消臭シートを靴の中に入れることを特徴とする靴の消臭方法。
パルプ繊維と炭系吸着剤とを含有する消臭シートの製造方法であって、繊維径１０μｍ～３０μｍのパルプ繊維をパルプ繊維の全質量に対して３０～６０質量％含み、繊維径３１～５０μｍのパルプ繊維をパルプ繊維の全質量に対して３０～６０質量％含むパルプ繊維と、平均粒径が５～５００μｍである炭系吸着剤を含む水分散液からなる紙料を調製する工程を含む消臭シートの製造方法。
紙料の調製にあたって、炭系吸着剤を、パルプ繊維と炭系吸着剤の合計量に対して１．５～１５質量％となる量添加する請求項８記載の消臭シートの製造方法。
紙料の調製にあたって、さらに展着剤を添加する請求項８または９に記載の消臭シートの製造方法。
展着剤を、パルプ繊維の全質量に対して０．１～３質量％添加する請求項１０記載の消臭シートの製造方法。