JP7287925B2 - 抗菌性を有する水解性トイレットロール - Google Patents
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Description
逆に、付着量が多いと、ロールの端部が弛んだり、紙同士が付着し、不具合が生じることがある。トイレットペーパー表面に抗菌剤を塗布する方法は、トイレットペーパーの品質を大きく損なうことがある。
3枚又は4枚のシート層が積層されロール状に巻回されたものであり、
各シートの坪量が10.0~18.0g/m2であり、
各シートの紙厚が60~170μmであり、
トイレットロールの外側シート及び中間シートが共に、ロールの外側からエンボスされた多数の大きい第1のシングルエンボスが形成され、
トイレットロールの内側シートに小さい第2のエンボスが形成され、
前記内側シートと対面する前記中間シートとの間が、前記第1のシングルエンボスの凸部の接合点においてのみ接着剤により接合され、かつ前記接合点はトイレットロールの前記内側シートと前記中間シートとの間のみであり、
前記第1のシングルエンボスが占める面積が1m 2 当たり2.5~30%であり、
前記接着剤はポリビニルアルコールであり、かつ、前記接着剤中に塩化ベンザルコニウムが含まれている、
ことを特徴とするトイレットロール。
特に、体液中の水分又は温水便座による洗浄水との接触により、破断を防止して抗菌性を確実に発揮するためには、3プライ又は4プライのトイレットペーパー(トイレットロール)であるのが望ましい。
坪量及び紙厚が過度に低いものであると、特に水分の接触により破断しやすく、坪量及び紙厚が過度に高いものであると、コスト高となるほか柔軟性を損なう。
使用時に水や排泄物から出た体液中の水分(あるいは温水便座用の温水分)がシート内部に浸透し、抗菌剤を含む水溶性接着剤と接し、水溶性接着剤の一部が溶け出し、接着剤中の抗菌剤と接することで、抗菌効果を発揮し、菌が手に移ることを防ぐことができる。
しかるに、抗菌剤として安全で抗菌効果が高い塩化ベンザルコニウムを混ぜると、CMCが凝集し、接着性を失う傾向にあり、また、この接着剤を転写塗布方式によりシートに転写しようとする場合、粘度低下により転写量が減る、あるいはピックアップできない事態を招き、積層の操業に支障が生じることが知見された。
その反面、ポリビニルアルコール(PVA)は、カルボキシメチルセルロースと比較して接着剤の材料として固いものであり、その結果、積層シートの柔軟性を損なうと考えられた。
しかし、隣接するシート間を全面接合するのではなく、多数の接合点において、好適には一つの隣接するシート間のみにおける多数の接合点において、接着剤により接合する構成によれば、積層シートの柔軟性が損なわれることはないことが知見された。
ポリビニルアルコール(PVA)の適用量を低くしても、接着強度が十分であり、プライ離れが生じることがないことが知見された。
これは、単位面積当たりの接着剤の使用量が多くなく、かつ、接着剤による接合点(面積率)が小さいためでもある。
トイレットペーパーの冷水抽出pH値の測定方法は、JIS P 8133-1998 7.2冷水抽出法により測定できる。
冷水抽出法によるpHが6.0以上、8.0以下が適正なpHの範囲であり、好適である。接着剤のpHが6.0~7.0であるとき、塩化ベンザルコニウムを含む接着剤の粘着性や接着機能が適正に保たれる。
このとき多層のトイレットペーパーに塩化ベンザルコニウムを含む接着剤を適用したときの冷水抽出pHは6.0~8.0となり、抗菌効果と接着剤の接着機能がバランスよく保持された、多層ラミネートトイレットペーパーが可能となる。
前記接着剤の塗布量は、製品重量に対し、0.02~0.10%(固形分換算)、特に0.04~0.06質量%(固形分換算)であるのが望ましい。
エンボス凸部のうち、接着剤(ポリビニルアルコール)が塗布されている大きい(深い)エンボス部分の面積率が10.0~15.0%であるのが望ましい。マイクロエンボスの面積率が5.0~10.0%であるのが望ましい。
エンボスはデザイン性を高めるほか、製品トイレットペーパーに柔軟性を与える。また、エンボスによるプライ間の空間が形成される結果、水解性にも影響を与える。
そして、その範囲内における凹部の個数に凹部の底面面積を乗じたエンボス総面積の割合をエンボス面積率とする。エンボス密度と同様に、10cm×10cmの範囲5個所の平均値とする。
凹部の底面面積は、株式会社キーエンス社製ワンショット3D測定マクロスコープ VR-3200又はその相当機と、画像解析ソフトウェア「VR-H2A」により測定する。なお、凹部の底面面積は、設計上の同一形状の凹部5つの平均値とする。凹部の深さは、株式会社キーエンス社製ワンショット3D測定マクロスコープ VR-3200又はその相当機と、画像解析ソフトウェア「VR-H2A」又はその相当ソフトウェアにより測定する。測定は、倍率12倍、視野面積24mm×18mmの条件で測定する。但し、倍率と視野面積は、凹部の大きさによって、適宜変更することができる。具体的な測定手順は、上記ソフトウェア等を用いて、平面視点で示される画像部中の一つのエンボスの周縁の最長部を横切る線分におけるエンボス深さ(測定断面曲線)プロファイルを得る。このエンボス深さプロファイルの断面曲線からλc:800μm(但し、λcはJIS-B0601「3.1.1.2」に記載の「粗さ成分とうねり成分との境界を定義するフィルタ」)より短波長の表面粗さの成分を低域フィルタによって除去して得られる断面視点で示される画像部の輪郭曲線のうち、上に凸で最も曲がりが強くなる2つの凹部エッジ点と、凹部エッジ点で挟まれる最小値を求め、深さの最小値Minとする。さらに、凹部エッジ点の深さの値の平均値を深さの最大値Maxとする。このようにして、エンボス深さ=最大値Max-最小値Minとする。又、凹部エッジ点の平面上の距離(長さ)を最長部の長さと規定する。上記の上に凸で最も曲がりが強くなる2つの凹部エッジ点は目視にて選択する。なお、その選択にあたっては、当該測定中の凹部の平面視点の画像中の輪郭を参考としてもよい。同様にして、最長部に垂直な方向での最短部についてもエンボス(凹部)の深さを測定し、大きい方の値をエンボス(凹部)の深さとして採用する。以上の測定を、表面の任意の10個のエンボスについて行い、その平均値を凹部の深さとする。
トイレットペーパーの各プライは積層されてトイレットロールとされる。
そして、少なくとも一つの隣接するシート間が多数の接合点において接着剤により接合される。
図2は、4プライのトイレットペーパーの構造を示す。トイレットロールの外側をOUT、トイレットロールの内側をINとして図示してある。実施の形態では、外側OUTから3プライ1、2、3は、これらには一体で大きな(深い)エンボス加工が施されており、外側OUTに凹部7、内側INに凸部8が形成されている。
外側OUTから3番目のプライ3の内側と、内側INのプライ4とは、接着剤10により接合されている。
この接着剤10がポリビニルアルコールとされ、かつ、接着剤10中に塩化ベンザルコニウムが含まれている。
抗菌剤として各種の界面活性剤が知られており、その中で強い抗菌性を示すものが塩化ベンザルコニウムに代表される第4級アンモニウム塩であり、家庭や医療現場で広く殺菌に使われている。塩化ベンザルコニウムは、カチオン界面活性剤であり、抗菌作用が強い上に、無臭で水溶性が大きく、低刺激であるという長所がある。このため、塩化ベンザルコニウムのみに限定されることはなく、同じ第4級アンモニウム塩である塩化ベンゼトニウムや、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、イソキノリニウム塩などの抗菌性のあるカチオン界面活性剤を使用することができる。
原紙の繊維原料は、特に限定されないが、トイレットペーパーに用いられる適宜の原料パルプを選択して使用することができる。好ましくは、NBKP(針葉樹クラフトパルプ)とLBKP(広葉樹クラフトパルプ)とを適宜に割合で配合したものが挙げられる。
その場合の配合割合(JIS P 8120)は、NBKP:LBKP=20:80~80:20がよく、特に、NBKP:LBKP=30:70~60:40が望ましい。
一方、1プライのシート1Pは、ラバーロール19とエンボスロール20の間でマイクロエンボス加工4が施され、マリッジロール21へ送られる。そして、マリッジロール21で、3プライのシート層3に塗布された抗菌剤入り接着剤により1プライのシート4が、ラミネート接着され、4プライになる。4プライのトイレットペーパー4Pは、リワインダー14で巻き取られる。
3プライの場合には、2プライと1プライとの組み合わせになるだけで、同様の製造方法によって製造できる。
第1の例は、複数枚のシート層からなるトイレットペーパーについてであり、一つのシート間の多数点で、抗菌剤を含む水溶性接着剤で接着されているものである。実施例で説明すると、4プライの坪量14.6g/m2、紙厚395μmである。
塩化ベンザルコニウム含むポリビニルアルコールをpH5.0~8.0で管理し、接着剤の塗布時に希釈率1:6で希釈し、pHを5.0~6.0の弱酸性に調整をして、使用した。
その結果、ポリビニルアルコールは接着性を維持し、ラミネート操業に適した粘度10.3mPa・sとなった。一度調整したpHは、時間が経っても大きな変化は見られず、pH7.0以下の接着剤は粘度があり、図3及び図4の形態で、トイレットペーパーシートに安定して塗布することができた。
表1は、有効成分25%のポリビニルアルコール(130M、pH5.97)を7倍希釈したものに対して、50%塩化ベンザルコニウム(カチオンG-50、三洋化成工業社製、pH=9.0)の配合割合を変化させた場合の、経時的なpH変化を示す。
表2は、有効成分25%のポリビニルアルコール(130M、pH5.97)を7倍希釈したものに対して、50%塩化ベンザルコニウム(カチオンF2-50R、pH=7)の配合割合を変化させた場合の、pH値、粘度の測定結果を示す。
表3は、TSA(日本ルフト社販売「emtecTSA」)によるトイレットペーパーの柔らかさ等を測定した結果を示す。
HF:手触りのパラメーター。数値が高いほど手触りが良い。
TS7:柔らかさのパラメーター。数値が低いほど柔らかい。
TS750:滑らかさのパラメーター。数値が低いほど滑らか。
D:剛性のパラメーター。数値が低いほど硬い。
表4は、トイレットペーパーが水に溶けるまでの時間を測定した結果を示す。
表5は、シャーレ内で大腸菌、黄色ブドウ球菌及び白色カンジダ菌のそれぞれの培養液0.1mLに20mm×30mmのサンプル紙片を浸し、その培養液を5mLのPBSで懸濁後、1.0mLを取り、シャーレで培養し、菌のコロニー数を数えた結果を示す。試験は3回繰り返し、抗菌率を計算した。対照は、サンプル紙片を浸さない培養液とした。
ポリビニルアルコールを使ったサンプル紙片は、塩化ベンザルコニウムがサンプル紙片の質量に対して0.05%含まれている時、大腸菌及び黄色ブドウ球菌のコロニーを50以上抗菌した。塩化ベンザルコニウムがサンプル紙片の質量に対して0.08、0.10%含まれている時も、大腸菌、黄色ブドウ球菌及び白色カンジダ菌のコロニーを50以上抗菌したため、抗菌効果が認められた。その中でも、塩化ベンザルコニウムがサンプル紙片の質量に対して0.10%含まれた実施例3では、大腸菌に対して強い抗菌効果が認められるものであった。
Claims (3)
- 3枚又は4枚のシート層が積層されロール状に巻回されたものであり、
各シートの坪量が10.0~18.0g/m2であり、
各シートの紙厚が60~170μmであり、
トイレットロールの外側シート及び中間シートが共に、ロールの外側からエンボスされた多数の大きい第1のシングルエンボスが形成され、
トイレットロールの内側シートに小さい第2のエンボスが形成され、
前記内側シートと対面する前記中間シートとの間が、前記第1のシングルエンボスの凸部の接合点においてのみ接着剤により接合され、かつ前記接合点はトイレットロールの前記内側シートと前記中間シートとの間のみであり、
前記第1のシングルエンボスが占める面積が1m 2 当たり2.5~30%であり、
前記接着剤はポリビニルアルコールであり、かつ、前記接着剤中に塩化ベンザルコニウムが含まれている、
ことを特徴とするトイレットロール。 - 塩化ベンザルコニウムがポリビニルアルコールに対して、1.2~17.8質量%を含んでいる請求項1記載のトイレットロール。
- 前記接着剤は、積層シートに対して0.02~0.08質量%のポリビニルアルコールを含んでいる請求項2記載のトイレットロール。
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